JPS63148804A - 吸引式磁気浮上案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸引式磁気浮上走行システムの磁気浮上案
内装置に関する。

〔従来の技術〕

吸引式磁気浮上方式の鉄道や物品搬送装置等において、
浮上と同時に案内制御も行う場合に従来採られている方
法の例を第３図に示す。図の１は鉄等の強磁性体から成
るレール、２は浮上用電磁石、２ａばそのコイル、３は
レール１と電磁石２との間の距離（ギャップ）を検出す
る浮上用ギャップセンサ、４は浮上用制御回路、５は電
力増幅器であり、これ等を必須の要素とする浮上系は、
ギャップセンサ３からのフィードバック信号を制御回路
４で処理し、さらに、増幅器５で増幅してを磁石２のコ
イル２ａに流す電流を制御し、レール１と電磁石２との
間のギャップを一定に保つ。

この浮上系では、電力消費を少なくするため、電磁石２
の磁極面に永久磁石６を取付け、荷重負担の一部又は大
部分を永久磁石６の吸引力に依存する場合もある。

一方、先の浮上系は、左右方向の水平案内力を発生し得
ないので、レールの一側部に浮上系と同一構造の、即ち
、コイル７ａを巻いた電磁石７、レールの側面に対向す
るギャップセンサ８、そのフィードバック信号を処理す
る制御回路９、処理信号の増幅器１０によって構成され
る案内制御系を設け、電磁石７の吸引力で案内側？１１
を行う。

以上の如き制御を行う従来法では、浮上用電磁石２が吸
引力しか発生しないため、安定した制御領域が狭くなり
、かつ、制御応答性も悪くなることを避けられない。た
とえば、永久磁石６によるギャップ磁場（ギャップ部の
磁束密度）をＢ、電磁石２によるギャップ磁場を±ｂ（
士は電流の方向に対応する）とすると、吸引力Ｆはギャ
ップ磁場の２乗に比例するから、 Ｆ　ＱＣ（Ｂ±ｂ）”≧Ｑ で示され、この式から判るように、反発力を全く生じな
いため、上述の問題が生じる。

また、案内系も、同じ理由により電磁石７が吸引力しか
発生しないため、案内機能を得るためには、レールを２
条設ける等して浮上走行体の左右に案内装置を相反する
向きに設置する必要がある。

この発明は、かかる問題点の解決策として提案された吸
引式磁気浮上案内装置である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の装置は、少なくともギャップセンサのフィー
ドバック信号で浮上及び案内制御を行う装置において、
第１図に示すように、両端の脚部１１ａが被吸引部とな
る断面Ｈ形のレール１１を採用し、その上下に、吸引力
を発生する磁極面１２ｂ、１３ｂがレール側に突出し、
かつ鉄芯に巻いたコイル１２ａ、１３ａが互いに直列又
は並列結線されて電流流れ方向の切換え可能な電源に接
続された浮上用電磁石１２．１３を上記レールと空隙を
介して対向配置し、また、各電磁石１２．１３はレール
１１の一側部において継鉄１４により機械的及び磁気的
に結合し、さらに、継鉄１４の中央部には案内用電磁石
の構成コイル１５を独立して巻回し、なおかつ、レール
脚部１１ａの間隔Ｗと電磁石１２の磁極面間間隔Ｗ１と
、電磁石１３の磁極面間間隔Ｗ２とを異なる値に設定し
たことに特徴づけられる。

なお、ギャップセンサ、制御回路、増幅器は、浮上系、
案内系とも第３図と変わりがないので、同一符号を付し
て説明を省略する。

〔作用〕

今、第１図のように、電磁石１２．１３がレール１１に
対して横ずれしていない状態、即ち、電磁石１２．１３
の中心がレール中心軸Ｃ上にある状態下では、永久磁石
６を含めたそれ等の磁石が、磁束Ｑ９、Ｑｔで示される
向きに励磁されているが、このときにはコイル１５には
電通しないので、継鉄１４は励磁されていない。

この場合、永久磁石６によるギャップＧ＋、Ｇ＋’中の
磁場をＢ１コイル１２ａを励磁することによって同一ギ
ャップ中に新しく発生する磁場をｂＩ。

コイル１３ａを励磁することによるギャップＧ２゜０２
′中の磁場をｂｆとすると、レール１１と電磁石１２．
１３との間に働く吸引力Ｆは、下の式４式％ ここで、（１１式の簡単化のために、ｌｂ＋１＝ｌｂｚ
ｌであるとすると、 Ｆ　（Ｘ：　Ｂ　”　±２　Ｂ　ｂ　、　　−・−・−
＋２１従って、浮上系においては、コイル１２ａ、１３
ａに印加する電流の大きさと極性（方向）とをコントロ
ールすることにより上向きの力のみならず、下向きの力
も発生させることができる。このため、上向きの浮上刃
しか発生できず、下向きの力は重力に牽頁る従来の制御
方式に比べて制御の安定領域が広がり、制御応答性も向
上する。

次に、第２図に基いて、案内制御の原理を説明する。こ
の図は、電磁石がレール１１に対して左に横ずれした状
態を示している。この横ずれは、ギヤツブセンサ８によ
って検出され、ここからのフィードバック信号が制御回
路Ｓ、増幅回路１０を経由することにより案内用電磁石
のコイル１５に電流が流れ、それによって励磁された継
鉄１４に第２図に示す向きの磁束Ｑ、が発生する。そし
てこの磁束Ｑ３が既に存在する磁束Ｑ＋、Ｑｚに対し加
算又は減算される結果、ギャップ０１Ｇ８′の磁場は強
くなり、Ｇ＋’、Ｇｔの磁場は逆に弱くなる。

ここで、この発明によれば、レール脚部１１ａの間隔Ｗ
と電磁石１２の磁極面間間隔Ｗ、と電磁石１３の磁極面
間間隔Ｗｔとが異なっているので、各ギャップ磁場には
、浮上刃のほかに電磁石を横ずれさせようとする力も働
く。この力は、電磁石とレールが正常な第１図の関係に
ある場合、相反する向きとなっているギャップＧ＋、Ｇ
ｔ部の力とＧ＋’　、Ｇｔ’部の力が互いに打ち消し合
って完全に相殺されてしまうが、先に述べたように、双
方の磁場に差が生じれば、打ち勝った側の力が横ずれさ
せようとする力の方向を決定する。第２図の場合、ギャ
ップＧ＋　、ＧＺ　’中の磁場による力が横ずれを是正
する方向に働き、そのために、レール１１と電磁石の相
対的位置間係は第１図の状態に戻る。

電磁石が右にずれた場合にも、コイル１５を０３の磁束
が第２図と逆の向きになるように励磁方向をコントロー
ルすることにより、上と全く同じ原理に基いて、横ずれ
が是正される。

なお、添付図には、レールの側部間間隔と、電磁石の磁
極面間間隔がＷ、＞Ｗ＞Ｗｔの関係をなすものを示した
が、Ｗ、＞Ｗ＞Ｗ、等のときにも同様の作用が生まれる
。また、永久磁石６は必要に応じて設けるが、これを省
略しても同様の制御が可能である。

〔効果〕

以上述べたように、この発明によれば、断面Ｈ形し−ル
の上下に、レールの一例部側で継鉄により機械的、磁気
的に結合した浮上用電磁石を対向配置し、かつ、継鉄に
は案内用のコイルを巻回し、さらに、レール両端の側部
間間隔と浮上用電磁石の磁極面間間隔とを異なる値に定
めたので、浮上系においては、上下両方向の力を発生さ
せることができ、制御領域が広がると共に応答性も高め
られる。

また、案内系においては、継鉄に巻いたコイルへの印加
電流の向き、大きさをコントロールすることで、１つの
案内用電磁石により左右両方向の案内力を発生させるこ
とができ、制御系の簡素化、低コスト化を実現できる。

このほか、下部の浮上用ｍ１石の磁極面に永久磁石を取
付けたものは、浮上刃の少なくとも一部を永久磁石の吸
引力に依存することが可能であるので、消費電力が少な
くて済むと云った効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置の基本構造を示す線図、第２
図は、その案内力発生の原理図、第３図は従来の浮上案
内装置を示す線図である。 ３・・・・・・浮上用ギャップセンサ、４・・・・・・
浮上用制御回路、５・・・・・・電力増幅器、６・・・
・・・永久磁石、８・・・・・・案内用ギャップセンサ
、Ｓ・・・・・・案内用？ｔＪｆ　ｉｎ回路、１０・・
・・・・電力増幅器、１１・・・・・・レール、ｌｌａ
・・・・・・脚部、１２．１３・・・・・・浮上用電磁
石、１２ａ、１３ａ・・・・・・コイル、１２ｂ、１３
ｂ・・・・・・磁極面、１４・・・・・・継鉄、１５・
・・・・・案内用電磁石のコイル。 特許出願人　住友電気工業株式会社 同　代理人　　鎌　　　１）　　文　　　二第１０ 第２図 第３図 手続補正書は式） ％式％ ２、発明の名称 吸引式磁気浮上案内装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　　　大阪市東区北浜５丁目１５番地氏名（名称
１　　（２１３）住友電気工業株式会社５゜ 昭和　　　　　年　　　　　月　　　　　日　　（発送
日）別紙の通り 禎　　正　　の　　内　　容 （１）明細書筒３頁２行目の「一定に保つ。」を「１に
又はある範囲を逸脱しない値に保つ。」１正します。 （２）同書筒８頁４行目、第９頁１０行目の各「磁極面
」をそれぞれ「磁路中」に補正します。 （３）同書筒６頁２行目の「ｂｌ」を「±ｂ１」に訂正
します。 （４）　添付図面の第１図を別紙の通り補正します（符
号１１ａの加入）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）浮上系及び案内系の双方において、強磁性体のレ
   ールと電磁石との間の距離をギャップセンサで検出し、
   そのフィードバック信号により浮上及び案内制御を行う
   吸引式磁気浮上案内装置において、上記レールに両端の
   脚部が被吸引部となる断面Ｈ形のレールを採用し、その
   上下に、吸引力を発生する磁極面がレール側に突出し、
   かつ鉄芯に巻いたコイルが互いに直列又は並列結線され
   て電流流れ方向の切換え可能な電源に接続された浮上用
   電磁石を空隙を介して対向配置し、この上下の浮上用電
   磁石はレールの一側部において継鉄により機械的及び磁
   気的に結合し、さらに、継鉄には案内用電磁石のコイル
   を独立して巻回し、かつ、上記レールの脚部間間隔と上
   下の浮上用電磁石の磁極面間間隔の各々を異なる値に設
   定したことを特徴とする吸引式磁気浮上案内装置。
2. （２）上記レールと、このレールの下方に位置した上記
   浮上用電磁石と、上記空隙とで形成される磁路中に存在
   するように、永久磁石を上記下方電磁石に取り付けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の吸引式
   磁気浮上案内装置。