JPH05328538A - 磁気浮上搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、経路に沿って敷設され、この経路
の直交方向に所定のパターンの磁界を形成する磁石５と
この磁石５をほぼ囲むように配置された磁気遮蔽部４
ａ、４ｂを備えた軌道３と、磁石５が形成した所定のパ
ターンの磁界をピン止め効果によって保持する高温超電
導体２１を磁石５に対向して配設し、搬送物の搭載部２
０を有する搬送車１０と軌道３に近接して設けられ、移
動磁界を発生させるリニア誘導モータ固定子６とから構
成される。 【効果】 本発明によれば、軌道周辺への漏れ磁束が極
めて小さくなり装置の使用環境及び搬送物の材料に対す
る制限をなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高温超電導体を使用して
車両を浮上走行させる磁気浮上搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速度走行が可能であり、騒音の
ない軌道に非接触に浮上走行する搬送装置が研究開発さ
れ、特に高温超電導技術を利用して搬送車を磁気浮上さ
せるものが注目をあびている。

【０００３】高温超電導技術を利用した磁気浮上搬送装
置は搬送車に液体窒素温度レベル以上の温度で超電導状
態になる材料（以下、高温超電導体と呼称する。）を搭
載し、この高温超電導体と軌道側に設けられた磁石との
間に生じる磁気的反発力で搬送車を浮上させる。高温超
電導体にはＨ_C1（下部臨界磁場）以下では外部磁場を完
全に排除する（マイスナー効果）がそれ以上の外部磁場
では磁束が量子化された磁束線として超電導体内に侵入
し、常電導状態になってしまう第１種超電導体と、Ｈ_C1
以上の外部磁場を印加すると、磁束線は侵入するがピン
止め点に捕捉（ピン止め）されるため、後から磁束線が
侵入しようとしても、超電導内には入っていけない、つ
まりＨ_C1より高い磁場Ｈ_C2まで磁場を排除する（ピン止
め効果）効果をもつ第２種超電導体とがある。

【０００４】ここで、高温超電導体におけるピン止め効
果を利用した磁気浮上搬送装置は特願平３−１８３７５
５に見られるように研究されており、このような磁気浮
上搬送装置について説明する。搬送車に搭載された高温
超電導体の内部に、平板の軌道側に設けられた磁石から
発生する磁界より所定の磁束分布パターンを形成する磁
界をピン止めし、それを保持することによって搬送車を
浮上させている。

【０００５】そして、軌道側にコイル列を設け、このコ
イル列の励磁で生じる磁極間に高温超電導体を捕捉し、
コイルの励磁を順次切換えて捕捉位置を移動させること
によって搬送車に走行力を与えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ように搬送車に高温超電導体を搭載し、高温超電導体の
ピン止め効果を利用して搬送車を浮上走行させる磁気浮
上搬送装置において、搬送車が走行する軌道を構成し、
搬送車に所定のパターンに磁界を形成して、搬送車を浮
上走行させる磁界発生手段は平板の軌道に固着されてい
る。ここで従来の磁気浮上搬送装置の走行軌道を図４を
用いて説明する。図４は従来の磁気浮上搬送装置の走行
軌道の横断面図である。

【０００７】図４において平板の軌道２５の上面に磁気
発生手段である永久磁石５の上面を軌道２５の経路に沿
って中心部と左右両端とに極性が異なるように配置して
ある。永久磁石５から発生する磁界の磁束は図中の磁束
線２６の如く磁路を描く。よって軌道を形成する磁界発
生手段から発生する磁界は、軌道の周辺への漏れが生じ
やすくなる。従って磁性粉塵の多い環境では磁性の塵が
つきやすくなり、磁界発生手段の表面付近の磁場が弱く
なる。また周辺環境の磁界変動が磁界発生手段の形成し
ている所定のパタ−ンの磁界に影響を与えることがあ
り、安定性のある走行ができなくなる。

【０００８】また、磁界発生手段から発生する磁界の影
響で磁気を嫌う積荷、例えばフロッピーディスク等の搬
送はできなかった。つまり従来のように平板状の軌道に
敷設された磁界発生手段からの磁界の軌道周辺への磁束
漏れが大きい磁気浮上搬送装置においては、装置の使用
環境及び積荷の材質に制限があるといった欠点があっ
た。

【０００９】そこで本発明では、上記欠点を除去し、磁
界発生手段の軌道周辺への漏れ磁束を極めて小さくし、
装置の使用環境および積荷の材質に対する制限をなく
し、常に安定した浮上状態が得られる磁気浮上搬送装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、経路に沿って敷設され、この
経路と直交する方向に所定のパターンの磁界を形成する
磁界発生手段とこの経路に沿って磁界発生手段をほぼ囲
うように配置される磁気遮蔽部とを備えた軌道と、この
磁界発生手段より形成された所定のパターンの磁界をピ
ン止め効果によって保持する高温超電導体要素を軌道に
敷設されている磁界発生手段に対向して配設し、搬送物
の搭載部を有する搬送車と、軌道に近接して設けられ、
移動磁界を発生させて搬送車に軌道と非接触に推進力を
与える推進手段とを具備してなることを特徴とする。ま
た請求項２の発明では、請求項１の発明に記載の磁気浮
上搬送装置において軌道を構成している磁気遮蔽部が強
磁性材料から成ることを特徴とする。

【００１１】さらに請求項３の発明では、請求項１の発
明に記載の磁気浮上搬送装置において、軌道を構成して
いる磁気遮蔽部が軌道に沿った切り欠き部を有し、搬送
車が磁気遮蔽部の内側に位置する高温超電導体要素と磁
気遮蔽部の外側に位置する搬送物の搭載部とで磁気遮蔽
部の切り欠き部を介して結合していることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】上記した構成により、搬送車に搭載された高温
超電導要素は、ピン止め効果によって所定のパターンの
磁界を保持して、軌道に備えられた磁気発生手段が搬送
車の進行方向に対して磁束分布が一様な磁場を形成する
ことによって搬送車に安定した浮上力及び案内力を与え
る。そして、搬送車が浮上している状態で推進手段を動
作させれば、搬送車に推進力を与えることができ、搬送
車は軌道経路に沿って浮上走行する。ここで軌道に備え
られている磁界発生手段の磁路が、磁気遮蔽部を通るこ
とによって磁気遮蔽部の外へ漏れる磁束が極めて少なく
なる。従って磁性の塵がつきにくくなる。

【００１３】また磁気遮蔽部を強磁性材料で形成する
と、その磁気抵抗が弱いため、磁気遮蔽部の内部を磁界
発生手段から発生する磁界の磁束が通るので軌道周辺へ
の磁束の漏れが極めて少なくなり、さらに磁界発生手段
の表面周辺の磁界が弱くなり、搬送車により安定した浮
上力及び案内力を与えることができる。

【００１４】さらに、磁気遮蔽部が軌道に沿った切り欠
き部を有し、搬送車は磁気遮蔽部の内側に位置する高温
超電導体要素と磁気遮蔽部の外側に位置する搬送物の搭
載部とが切り欠き部を介して結合しているため搬送物が
磁気遮蔽部の外側に位置するので、磁界発生手段から発
生する磁界は磁気遮蔽部によって遮蔽され、搬送物には
その磁界の影響が及ばなくなり、磁気を嫌う材質でも搬
送できるようになる。

【００１５】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１及び図２を用い
て詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例による
磁気浮上搬送装置の斜傾図を局部的に示したものであ
る。図１において、磁気浮上搬送装置１を取り付けるベ
ース２の上には搬送車１０が浮上走行する経路に沿って
軌道３が設けられている。

【００１６】軌道３は所定のパターンに磁界を形成する
磁界発生手段である永久磁石５と、この永久磁石５を囲
むように軌道３の経路に沿って設けられた強磁性部材例
えば鉄で形成された磁気遮蔽部４ａ、４ｂとから構成さ
れている。永久磁石５は軌道３の経路の直交方向に所定
のパターンに磁界を形成し、軌道３の経路に沿って複数
個敷設されている。

【００１７】本実施例では、各永久磁石５は各々四角形
に形成され、軌道３の経路に沿って隙間なく４列に配置
されており、軌道３の延びる方向の直交方向に中央２列
は上面からＳ極に、外側２列は上面がＮ極になるように
配列されている。また軌道３の一部には、軌道３に連設
した図示されないピン止めステーションが設けられてい
る。このピン止めステーションは高温超電導体に磁束を
ピン止めするためのもので上述と同様に配列した永久磁
石５と非磁性材製のスペーサとから構成されている。

【００１８】一方、軌道３の下方に設置され、軌道３を
固定し、かつ搬送車１０に走行力を与える機能をもつリ
ニア誘導モータ固定子６及び軌道３を支持し、各永久磁
石５の高さを揃える台座７がベース２に固着されてい
る。

【００１９】ここで例えば上述した磁気遮蔽部４ａは逆
Ｌ字形を成し、永久磁石５を両側からはさみこむように
し、リニア誘導モータ固定子６の側面に固着されてい
る。また磁気遮蔽部４ｂは溝型を成し、永久磁石を囲む
ようにリニア誘導モータ固定子６のない箇所に配置され
ている。このようにそれぞれ磁気遮蔽部４ａ、４ｂ及び
リニア誘導モータ固定子６によって永久磁石５を囲んで
いる。一方、リニア誘導モータ固定子６の近傍には搬送
車３の有無を検出するセンサ８がＬ字型の金具９を介し
てベース１に固定されている。ここで搬送車１０につい
て図２を用いて説明する。図２は本発明の第１の実施例
における搬送車が軌道上に浮上した状態での軌道の横断
面図である。

【００２０】図２において搬送車１０は軌道３を構成す
る磁気遮蔽部４ａ，４ｂの内側に位置し、高温超電導要
素である高温超電導体２１を軌道３の永久磁石５に対向
するように収納する非磁性非導電性でかつ断熱構造の容
器２２と磁気遮蔽部４の外側に位置し、積荷を載せる搭
載部２０とが軌道の経路に沿って設けられた切り欠き部
２３を介して接合して構成されている。この容器２２に
は高温超電導体２１を冷却し、超電導状態を保つために
液体窒素Ｎを注入する図示されない注入口を有してい
る。

【００２１】上述したような構成をもつ磁気浮上搬送装
置１の浮上走行について説明する。軌道３に敷設された
永久磁石５から発生している磁界について図３を用いて
説明する。図３は図１における軌道の横断面図である。

【００２２】軌道３に敷設された永久磁石５から発生し
ている磁界の強さは、下部臨界磁界以上でピン止め効果
を示す範囲内とし、その磁界は軌道３を構成している磁
気遮蔽部４ａ、４ｂの磁気抵抗が小さいので、その内部
を通る。磁気遮蔽部４ａ、４ｂの内側の磁界は図３に図
示する磁束線２４のようになり走行方向に同じ所定のパ
ターンの磁界を形成する。

【００２３】まず搬送車３に搭載されている高温超電導
体２１は常電導状態で軌道３に連設されたピン止めステ
ーションに搬送車１０を配置する。ここでピン止めステ
ーションにおいても図３に図示された磁束曲線２４のよ
うな磁束が形成されている。

【００２４】この時、高温超電導体２１は常電導状態な
ので高温超電導体２１内には永久磁石５から発生した所
定のパターンの磁界が通る。この状態で高温超電導体２
１を液体窒素によって冷却し、超電導状態に転移させ
る。すると高温超電導体２１内には所定のパターンの磁
束がピン止めされ、軌道上に搬送車１０が浮上する。ま
たリニア誘導モータ固定子６は図示されないインバータ
装置に接続され、センサ８は図示されないコントローラ
に接続されている。コントローラは発進指令、停止指令
が与えられる毎に対応するセンサからの信号に基づいて
対応するインバータ装置の出力を制御し、インバータ装
置の出力によってリニア誘導モータ固定子６の図示され
ない固定子巻線が所定周波数で励磁され、搬送車１０の
加減速及び停止制御を行う。

【００２５】このようなリニア誘導モータ固定子６の制
御によって、リニア誘導モータ固定子６は移動磁界を発
生する。移動磁界が発生すると、搬送車１０に搭載され
ている高温超電導体２１に移動磁界を打ち消す向きに電
流が誘導され、この誘導電流と移動磁界との相互作用に
よる電磁力によって搬送車１０に推進力を与える。

【００２６】さらに搬送車１０に搭載された高温超電導
体２１の内部にはピン止め効果によって所定のパターン
の磁界が保持されているので、その所定のパターンの磁
界と軌道３に敷設された永久磁石５から発生する磁界と
の反発力によって搬送車１０に対して軌道３に倣わせる
案内力が作用する。

【００２７】この結果、本実施例では、軌道３に敷設さ
れている永久磁石５を磁気遮蔽部４ａ、４ｂによって囲
むことにより、永久磁石５から発生する磁界が磁気遮蔽
部４ａ、４ｂから外への放出することが少なくなり、軌
道周辺への磁束の漏れが極めて少なくすることができ
る。よって軌道周辺からの磁性の塵がつくことがなくな
り、永久磁石５の作用に磁気障害を受けなくなるので、
搬送車１０の安定な走行が保証される。

【００２８】また、搬送車１０の積荷を搭載部２０を永
久磁石５を囲んでいる磁気遮蔽部４ａ、４ｂの外側に位
置させることにより、積荷は永久磁石５から発生する磁
界の影響をうけないので、磁気を嫌う物品例えばフロッ
ピーディスク等を搬送することが可能になる。また磁気
搬送装置１の設置場所においても磁気を嫌う物品に隣接
した場所に設置することが可能になる。つまり、軌道３
周辺への磁束の漏れが極めて少なくなることにより、装
置の使用環境及び積荷の材質に対する制限がなくなる。

【００２９】また、軌道３に敷設された永久磁石５を軌
道３の経路に直交する方向にその表面が異なる極を有す
るよう配置し、その永久磁石５を囲む磁気遮蔽部４ａ、
４ｂを鉄にすることにより、鉄の磁気抵抗が弱いので永
久磁石５から発生する磁界の磁路は磁気遮蔽部４ａ、４
ｂ内を通り、再び永久磁石５に流れこむことから、永久
磁石５の表面付近には不均一で強い磁場が生じる。よっ
て搬送車１０に収納されている高温超電導体２１に発生
する浮上力・案内力を強化することができ、更に安定し
た浮上状態を保つことができる。

【００３０】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではない。すなわち上述した実施例では磁気遮蔽部
４ａ、４ｂは鉄で角をもつ形状に形成されているが、こ
れは磁気遮蔽部４ａ，４ｂの材質および形状を限定する
ものではなく、材質は強磁性材であればよく、形状も永
久磁石５から発生する磁界を軌道の周辺へ漏らさない形
状であれば何等さしつかえない。

【００３１】また、搬送車１０形状や軌道３の位置関係
においても上述した実施例に限定されるものではない。
つまり、上述した実施例では磁気遮蔽部４ａ、４ｂの切
り欠き部２３はその上部中央に位置するが、これは切り
欠き部２３の位置を限定するものではなく搬送車１０の
収納されている高温超電導体２１の容器２２が磁気遮蔽
部４ａ，４ｂ内にあり軌道３に敷設されている永久磁石
５に対向する位置に高温超電導体２１が配置され、搬送
車１０の積荷の搭載部２０が磁気遮蔽部４ａ、４ｂの外
側に位置し、容器２２と切り欠き部２３を通して結合さ
れている形状であれば何ら差しつかえない。

【００３２】例えば図５、図６及び図７に示されるよう
な磁気遮蔽部４ａ、４ｂの切り欠き部２３の位置や永久
磁石５の取り付け位置を搬送車１０の形状によって種々
に変形させることが可能となる。ここで、図５、図６、
図７は本発明の他の実施例による磁気浮上搬送装置の横
断面図である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変更して実施することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温超電導体のピン止め効果を利用して搬送車を浮上走
行させる磁気浮上搬送装置において、軌道に敷設されて
いる磁気発生手段を磁気遮蔽部でほぼ囲むことによっ
て、軌道周辺への漏れ磁束が極めて小さくなり、装置の
使用環境及び積荷の材質に対する制限をなくすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による磁気浮上搬送装置
の斜視図である。

【図２】［図１］における搬送車と軌道との関係を示す
横断面図である。

【図３】［図１］における磁界発生手段から発生する磁
路を示す軌道の横断面図である。

【図４】従来の磁気浮上搬送装置における磁界発生手段
から発生する磁路を示す軌道の横断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例による磁気浮上搬送装置
の横断面図である。

【図６】本発明の第３の実施例による磁気浮上搬送装置
の横断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例による磁気浮上搬送装置
の横断面図である。

【符号の説明】

１…磁気浮上搬送装置 ３…軌道 ４ａ、４ｂ…磁気遮蔽部 ５…永久磁石 ６…リニア誘導モータ固定子 ８…センサ １０…搬送車 ２０…搭載部 ２１…高温超電導体 ２２…容器 ２３…切り欠き部 ２４…磁束線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 経路に沿って敷設され、この経路の直交
   する方向に所定のパターンの磁界を形成する磁界発生手
   段と、前記経路に沿って前記磁界発生手段をほぼ囲うよ
   うに配置される磁気遮蔽部とを備えた軌道と、 前記磁界発生手段より形成された前記所定のパターンの
   磁界をピン止め効果によって保持する高温超電導体要素
   を前記軌道の前記磁界発生手段に対向して配設し、搬送
   物の搭載部を有する搬送車と、 前記軌道に近接して設けられ、移動磁界を発生させて前
   記搬送車に前記軌道と非接触に推進力を与える推進手段
   とを具備してなることを特徴とする磁気浮上搬送装置。
2. 【請求項２】 前記軌道の磁気遮蔽部が強磁性材料から
   成ることを特徴とする請求項１に記載の磁気浮上搬送装
   置。
3. 【請求項３】 前記軌道の磁気遮蔽部が前記軌道に沿っ
   た切り欠き部を有し、前記搬送車において前記磁気遮蔽
   部の内側に位置する前記高温超電導体要素と前記磁気遮
   蔽部の外側に位置する前記搭載部とが前記切り欠き部を
   介して結合していることを特徴とする請求項１に記載の
   磁気浮上搬送装置。