JP5196367B2 - 磁気ガイド装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエレベータの乗りかごをガイドレールに沿って非接触で走行案内するための磁気ガイド装置に関する。

一般に、エレベータの乗りかごは、昇降路内に垂直方向に設置された一対のガイドレールに支持され、巻上機に巻き掛けられたロープを介して昇降動作する。その際、負荷荷重の不均衡や乗客の移動によって生じる乗りかごの揺動は、ガイドレールによって抑制される。

ここで、エレベータの乗りかごに用いられるガイド装置（案内装置とも呼ばれる）として、ガイドレールに接する車輪とサスペンションとで構成されたローラーガイド、もしくは、ガイドレールに対して摺動して案内するガイドシュー等が用いられる。しかし、このような接触型のガイド装置では、ガイドレールの歪みや継ぎ目などで振動や騒音が発生し、また、ローラーガイドが回転するときに騒音が発生する。このため、エレベータの快適性が損なわれるといった問題があった。

このような問題点を解決するために、従来、例えば特許文献１，２に開示されているように、非接触で乗りかごを案内する方法が提案されている。

特許文献１では、電磁石により構成されたガイド装置（案内装置）を乗りかごに搭載し、鉄製のガイドレールに対して磁気力を作用させて、乗りかごを非接触で案内する方法が提案されている。これは、乗りかごの四隅に配置された電磁石がガイドレールを３方向から囲み、ガイドレールとガイド装置との間の空隙の大きさに応じて電磁石を励磁制御して、乗りかごをガイドレールに対して非接触に案内するものである。

特許文献２では、上記電磁石を用いた構造で問題となる制御性の低下および消費電力の増大等を解決する手段として、永久磁石を用いることが開示されている。このように永久磁石と電磁石を併用することにより、消費電力を抑えつつ、低剛性・長ストロークで乗りかごを支持するガイド装置を実現できる。

このように、磁気力を利用したガイド装置では、通常、電磁石とガイドレールとの間の空隙を検出するためにギャップセンサが設けられている。このギャップセンサにて検出された空隙の大きさに応じて磁気力を制御し、乗りかごをガイドレールに接触しないように支持している。

しかし、一般にガイドレールは所定の長さのレールをつなぎ合わせて設置されている。このため、ある間隔をもってレールに継ぎ目が存在する。このレールの継ぎ目の部分では、レール形状のずれや据え付け精度によって段差があり、その部分をギャップセンサが通過したときに検出信号が瞬間的に大きく乱れる。

また、渦電流式センサのように、検出対象の物理特性を利用するギャップセンサでは、材料特性が不連続になる継ぎ目の部分で検出信号が実際の変位変動以上に大きく乱れることになる。

このように、ギャップセンサの検出信号が乱れると、磁気制御も乱れるため、乗りかごに揺れが生じて、乗り心地に影響が出てしまう問題がある。

従来、このような問題を解決する手段として、例えば特許文献３がある。この特許文献３では、ギャップセンサを複数設けておき、信号変化に応じて各センサ信号を切り替えて使用する手法が提案されている。
特開平５−１７８５６３号公報 特開２００１−１９２８６号公報 特開平ｌｌ−７１０６７号公報

しかしながら、上記特許文献３のように、複数のセンサ信号を切り替えて使用すると、制御用として入力される信号が不連続になり、その結果、磁気力の制御が不安定になるといった問題がある。また、複数のセンサ信号にずれが生じている場合には、切り替え時にそのずれが信号変動として検出され、結果的に制御が乱れるといった問題もある。

なお、センサ信号の変化率に上限を設ける方法や、ローパスフィルタによって各センサ信号の変動を抑制する方法もある。しかし、実際に乗りかごが外乱を受けて大きく振動した場合に、その動きを的確に検出できずに非接触状態を維持できなくなる問題がある。また、センサ信号の位相がずれると、制御系の安定性が損なわれるため、大きな遅れ要素を持つフィルタは用いることはできない。

本発明は上記のような点に鑑みなされたものであり、ガイドレールの形状等によりセンサ信号に乱れが生じても、常に安定した磁気制御を行って移動体を非接触で走行案内することのできる磁気ガイド装置を提供することを目的とする。

本発明の磁気ガイド装置は、強磁性体からなるガイドレールと、このガイドレールに沿って移動する移動体と、この移動体の上記ガイドレールとの対向部に設置され、磁気力の作用により上記移動体を上記ガイドレールに対して非接触にて支持する磁石ユニットと、上記移動体の移動方向に所定の間隔を持って配設され、上記磁石ユニットと上記ガイドレールとの間の空隙を検出する少なくとも２つのギャップセンサと、これらのギャップセンサから出力される検出信号をそれぞれ微分し、その絶対値の最も小さい微分信号を積分して磁気制御用の信号として出力する信号補正演算手段と、この信号補正演算手段から出力された磁気制御用の信号に基づいて、上記磁石ユニットの磁気力を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、ガイドレールの形状等によりセンサ信号に乱れが生じても、常に安定した磁気制御を行って移動体を非接触で走行案内することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る磁気ガイド装置をエレベータの乗りかごに適用した場合の斜視図である。

図１に示すように、エレベータの昇降路１内には、鉄製で強磁性体からなる一対のガイドレール２が立設されている。乗りかご４は、図示せぬ巻上機に巻き掛けられたロープ３によって吊り下げられている。この乗りかご４は、上記巻上機の回転駆動に伴い、ガイドレール２に沿って昇降動作する。なお、図中の４ａはかごドアであり、乗りかご４が各階に着床したときに開閉動作する。

ここで、乗りかご４のかごドア４ａを正面として見た場合に、そのかごドア４ａの左右方向をｘ軸、前後方向をｙ軸、上下方向をｚ軸とする。

乗りかご４の上下左右の四隅の連結部に、ガイドレール２に対向させて磁気ガイド装置５がそれぞれ取り付けられている。後述するように、この磁気ガイド装置５の磁気力を制御することで、乗りかご４がガイドレール２から浮上して非接触で走行する。

図２は磁気ガイド装置５の構成を示す斜視図である。

磁気ガイド装置５は、磁石ユニット６と、磁石ユニット６とガイドレール２との間の距離を検出するギャップセンサ７ａ〜７ｄと、それらを支持している台座８とで構成されている。なお、磁気ガイド装置５は、図１に示したように乗りかご４の上下左右の四隅の連結部に設けられており、それぞれに同様の構成である。

ギャップセンサ７ａ〜７ｄのうち、センサ７ａと７ｂはＴ字形状のガイドレール２の内側面２ａに向けられており、ガイドレール２の長手方向に所定の間隔を持って配置されている。センサ７ｃと７ｄはＴ字形状のガイドレール２の側面２ｂに向けられており、ガイドレール２の長手方向に所定の間隔をもって配置されている。

図３は磁気ガイド装置５に設けられた磁石ユニット６の構成を示す斜視図である。

磁石ユニット６は、永久磁石９ａ，９ｂと、継鉄１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとからなる。継鉄１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ガイドレール２を３方向から囲む形で磁極を対向させている。コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、その継鉄１０ａ，１０ｂ，１０ｃを鉄心として磁極部分の磁束を操作することのできる電磁石を構成する。

このような構成において、ギャップセンサ７等によって検出された磁気回路中の状態量に基づいてコイル１１が励磁される。これにより、ガイドレール２と磁石ユニット６とが磁気力の発生によって離間し、乗りかご４が浮上することになる。

図４は磁気ガイド装置５を制御するための制御装置２１の構成を示すブロック図である。

制御装置２１は、センサ部２２と、演算器２３と、パワーアンプ２４とを備え、乗りかご４の四隅に設置された磁石ユニット６の吸引力を制御する。なお、図４では、便宜的にセンサ部２２を含めて示されているが、実際にはセンサ部２２は磁石ユニット６側に設けられている。

演算器２３は、センサ部２２からの信号に基づいて乗りかご４を非接触案内させるべく各コイル１１に印加する電圧を演算する。パワーアンプ２４は、演算器２３の出力に基づいて各コイル１１に電力を供給する。

ここで、上記センサ部２２は、磁気ガイド装置５の磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙の大きさを検出するギャップセンサ７（７ａ〜７ｄ）と、各コイル１１に流れる電流値を検出する電流検出器２５とで構成されている。

このような構成において、磁石ユニット６とガイドレール２との間に所定のギャップ長を維持させるべく、各コイル１１に励磁する電流を制御する。また、非接触で乗りかご４を支持した状態で、そのときに各コイル１１に流れる電流値を積分器を介してフィードバックする。これにより、定常状態にあるときには、乗りかご４の重量および不平衡力の大きさに関わらず、永久磁石９の吸引力で乗りかご４が安定に支持される、いわゆる「ゼロパワー制御」が行われる。

このゼロパワー制御によって、乗りかご４がガイドレール２に対して非接触で安定に支持される。そして、定常状態では、各コイル１１に流れる電流は零に収束し、安定支持に必要となる力は永久磁石９の磁気力で済むようになる。

これは、乗りかご４の重量やバランスが変化した場合でも同様である。すなわち、乗りかご４に何らかの外力が加えられた場合、磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙を所定の大きさに調整するために、過渡的にコイル１１に電流が流れる。しかし、再度安定状態になった際には、上記制御手法を用いることにより、コイル１１に流れる電流は零に収束する。そして、乗りかご４に加わる荷重と、永久磁石９の磁気力によって発生する吸引力とが釣り合う大きさの空隙が形成される。

なお、磁気支持における磁石ユニットの構成およびゼロパワー制御については、特開２００５−３５０２６７号公報、特開２００１−１９２８６号公報に詳細に示されているため、ここでは詳しい説明を省略する。

（ギャップセンサ）
ここで、ギャップセンサ７は、磁力制御の各方向に対する距離を検出できるように複数設置される。また、このギャップセンサ７は、磁石ユニット６を挟んで乗りかご４の移動方向に沿って所定の間隔を持って設置される。

本実施形態では、図２に示したように、乗りかご４の左右方向の距離を検出するためのギャップセンサ７ａ，７ｂが磁石ユニット６を挟んで上下に設置されている。また、乗りかご４の前後方向の距離を検出するためのギャップセンサ７ｃ，７ｄが磁石ユニット６を挟んで上下に設置されている。これは、乗りかご４の四隅に設置された全ての磁気ガイド装置５について同様である。

次に、乗りかご４に搭載された磁気ガイド装置５がガイドレール２の段差や継ぎ目を通過したときに、その磁気ガイド装置５に設置されたギャップセンサ７がどのように応答するのかを説明する。

なお、以下では、ギャップセンサ７ａ，７ｂを例にして説明するが、他のギャップセンサ７ｃ，７ｄについても同様である。今、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号をＧａ、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号をＧｂとする。上記検出信号とは、磁気ガイド装置５とガイドレール２との間の距離（空隙）を示す信号である。

図５乃至図８は、乗りかご４がガイドレール２に沿って上方に走行している状態を示している。図中の２ｃはガイドレール２の継ぎ目である。図９はギャップセンサ７ａ，７ｂの信号波形を示している。

図５に示すように、ギャップセンサ７ａ，７ｂがガイドレール２の連続部分に対向している場合には、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力される検出信号Ｇａ，Ｇｂは滑らかな応答特性を有する。この状態では、ギャップセンサ７ａ，７ｂによって磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙を正確に検出することができる。

ここで、図６に示すように、乗りかご４がガイドレール２の継ぎ目２ｃに近づくと、まず、ギャップセンサ７ａがガイドレール２の継ぎ目２ｃを通過する。その際、継ぎ目２ｃの部分での材料特性の変化等により、図９のＡ部に示すようにギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａが瞬間的に大きく乱れる。一方、ガイドレール２の継ぎ目２ｃ部分に差し掛かっていないギャップセンサ７ｂは、この時点では滑らかに応答している。

図７に示すように、ギャップセンサ７ｂが継ぎ目２ｃの近傍を通過すると、図９のＢ部に示すように、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂが瞬間的に大きく乱れる。一方、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａは滑らかな状態に戻る。

図８に示すように、ギャップセンサ７ａ，７ｂがガイドレール２の継ぎ目２ｃを通過し終わった後には、ガイドレール２の連続部分が検出対象となる。この状態では、ギャップセンサ７ａ，７ｂは共に滑らかに応答しており、磁石ユニット６とガイドレール２との間の空隙を正確に検出することができる。

このように、ガイドレール２の継ぎ目２ｃで検出信号Ｇａ，Ｇｂが大きく乱れると、実際の乗りかご４の動きとは関係のない変位信号が制御装置２１に与えられるため、磁気制御が不安定となり、乗りかご４を不要に揺らすことになる。

つまり、図９のＡ部，Ｂ部のように検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れると、制御装置２１では、乗りかご４が揺れたと誤認し、その揺れを抑える方向に磁気ガイド装置５を制御してしまい、その結果として乗りかご４を加振してしまうことになる。

（信号補正処理）
上述したような問題を解決するため、例えば２つの検出信号Ｇａと検出信号Ｇｂの平均値を用いて磁気力を制御することが考えられる。しかしながら、このような方法では、検出信号の乱れを小さく抑えられるが、乱れそのものは残ってしまうため、滑らかな制御を行うことはできない。

そこで、本実施形態では、図１０に示すような信号補正演算器３２を用いる。この信号補正演算器３２は、図４に示した演算器２３に含まれる。この信号補正演算器３２は、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号Ｇａと、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号Ｇｂを入力とし、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂの乱れを補正した信号Ｇｃを磁気制御用の信号として生成出力する。

図１０に示すように、この信号補正演算器３２は、微分器３３ａ，３３ｂ、比較器３４、積分器３５からなる。

微分器３３ａは、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａを微分する。微分器３３ｂは、ギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを微分する。検出信号Ｇａ，Ｇｂを微分すると、それぞれの変化量が分かる。
なお、現実的には正確な微分演算を行う「微分器」を作ることはできない。したがって、通常は、一定周波数以上をカットする「疑似微分器」が用いられる。ここで言う「微分器」とは、この「疑似微分器」のことも含んでいるものとする。

なお、現実的には正確な微分演算を行う「微分器」を作ることはできない。したがって、通常は、一定周波数以上をカットする「疑似微分器」が用いられる。ここで言う「微分器」とは、この「疑似微分器」のことも含んでいるものとする。

比較器３４は、微分器３３ａの出力信号と微分器３３ｂの出力信号とを比較し、その信号の小さい方（つまり、微分の絶対値が最も小さい信号）を選択する。積分器３５は、比較器３４によって選択された信号を積分する。この積分器３５から出力される信号Ｇｃは、磁気制御用のセンサ検出信号として用いられる。

このような構成において、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂは、それぞれ微分器３３ａ，３３ｂによって時間微分されて比較器３４に与えられる。比較器３４では、両者の微分値を比較して絶対値の小さい方を出力する。比較器３４から出力された信号は積分器３５に与えられて時間積分され、磁気制御用の信号Ｇｃが生成される。

この場合、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを一度微分することにより、各センサの取り付け位置や歩留まりなどで微妙に異なるオフセット量を無視した状態にでき、その一方の微分信号を積分して使う場合に信号切替による急激な変化を抑えることができる。

このように、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂをそれぞれ微分し、変動の少ない信号を積分して磁気制御用として出力することで、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂに図９のようなノイズが入った場合でも、他方のノイズの影響を受けない滑らかな信号を用いて安定して制御を行うことができる。

図１１は信号補正演算器３２によって得られる各信号の応答特性を示す図である。今、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号をＧａ，ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号をＧｂとし、それぞれの微分信号をＧａ′，Ｇｂ′とする。

微分信号Ｇａ′，Ｇｂ′は、それぞれガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたときに大きく変動する。一方、ガイドレール２の連続部分では大きな変動はない。したがって、図中のＡの部分では、微分信号Ｇａ′の絶対値が微分信号Ｇｂ′に比べて大きくなる。それを、比較器３４で絶対値の小さい方の微分信号を選択し、その微分信号を積分器３５にて積分することで、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂの変化量の少ない方に連続的に繋がるようなセンサ検出信号Ｇｃを得ることができる。

このようにして、最終的に乱れの少ない出力信号Ｇｃが生成され、磁気制御用の信号として制御装置２１に与えられる。したがって、ガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたとしても、乗りかご４を不要に揺らすことなく、常に安定した磁気制御を行って乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

また、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを直接使うのではなく、これらの微分信号を積分して使うので、単にセンサ検出信号ＧａとＧｂを比較して切り替える方式と比べて、急激な信号変化を抑えて滑らかな制御を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態では、センサ信号の前処理に関するものである。すなわち、上記第１の実施形態では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂを信号補正演算器３２に直接入力していた。これに対し、第２の実施形態では、上記２つの検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な差を補正してから信号補正演算器３２に入力する構成としている。

以下に、その具体的な構成について説明する。
図１２は本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図であり、信号補正演算器３２の前段に定常差異補正器４１が設けられている。なお、この定常差異補正器４１は、上記信号補正演算器３２と共に図４の演算器２３に設けられる。また、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

図１２に示すように、この定常差異補正器４１は、減算器１０１、フィードバックゲイン乗算器４２、積分器４３、配分係数乗算器４４、減算器１０２、加算器１０３からなる。

減算器１０１は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとの差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器４２は、減算器１０１から出力されるＧａとＧｂの差分信号に所定のフィードバックゲインＫｄを乗じて積分器４３に出力する。積分器４３は、フィードバックゲイン乗算器４２の出力信号を時間積分して配分係数乗算器４４に出力する。

配分係数乗算器４４は、積分器４３の出力信号に配分係数として「１／２」を乗じて減算器１０２と加算器１０３に出力する。減算器１０１は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇａとフィードバック信号との差分を取り、これを補正検出信号Ｇａｃとして信号補正演算器３２に出力する。加算器１０３は、定常差異補正器４１に入力された検出信号Ｇｂにフィードバック信号を加え、これを補正検出信号Ｇｂｃとして信号補正演算器３２に出力する。

このような構成において、定常差異補正器４１では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとの差分信号をフィードバックゲイン乗算器４２および積分器４３を介してＧａ，Ｇｂにフィードバックする。

ここで、フィードバックゲインＫを適当に設定することにより、センサ信号の急峻な変動にはほとんど影響を受けずに、検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な差を０に収束させることができる。

その際、配分係数乗算器４４の配分係数を「１／２」とし、同等の配分でＧａ，Ｇｂにフィードバックすると、図１３に示すように、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃを検出信号Ｇａ，Ｇｂの中央値付近に収束させることができる。すなわち、例えば検出信号Ｇａの値が「７」、検出信号Ｇｂの値が「８」であったとすると、補正検出信号Ｇａｃ，Ｇｂｃの値を「７．５」に収束させることができる。

このように、事前に２つのセンサ信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な差を補正してから信号補正演算器３２に与えることで、より滑らかな出力信号Ｇｃを生成出力することができ、その出力信号Ｇｃを用いて高精度な制御を行うことができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂをそれぞれ微分し、その絶対値の小さい方を積分して出力信号Ｇｃを生成する構成とした。しかし、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂ信号を微分および積分すると、微小ながらも実際のギャップセンサ検出値との誤差が蓄積してしまう可能性がある。そこで、第３の実施形態では、微分および積分により蓄積される誤差を補正するために、センサ検出信号ＧａとＧｂの平均値を代表値として用いて出力信号を補正する構成としている。

以下に、その具体的な構成について説明する。
図１４は本発明の第３の実施形態に係る信号補正演算器３２の構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図１０の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

第３の実施形態において、上記第１の実施形態の構成（図１０）と異なる点は、信号補正演算器３２に加算器２０１、１／２演算器５０、出力差異補正器５３、フィルタ５４が追加されていることである。

加算器２０１は、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとを加算する。１／２演算器５０は、加算器２０１によって得られる加算値を１／２にして、センサ検出信号Ｇａとセンサ検出信号Ｇｂとを平均化した信号を信号補正用の代表信号として生成する。

出力差異補正器５３は、積分器３５の後段に設けられ、積分器３５の出力信号（微分信号Ｇａ′またはＧｂ′を積分した信号）を上記１／２演算器５０の出力信号（センサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した代表信号）によって補正する。

この出力差異補正器５３は、減算器２０２、フィードバックゲイン乗算器５１、積分器５２、減算器２０３からなる。減算器２０２は、積分器３５の出力信号と１／２演算器５０の出力信号との差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器５１は、減算器２０２から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫｃを乗じて積分器５２に出力する。積分器５２は、フィードバックゲイン乗算器５１の出力信号を時間積分して減算器２０３に出力する。減算器２０３は、積分器３５の出力信号と積分器５２の出力信号との差分を取り、これを磁気制御用の信号Ｇｃとして出力する。この信号Ｇｃは、フィルタ５４を介して制御系に出力される。

このような構成において、上記第１の実施形態と同様に、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂは、それぞれ微分器３３ａ，３３ｂによって時間微分されて比較器３４に与えられる。比較器３４では、両者の微分値を比較して絶対値の小さい方を出力する。比較器３４から出力された信号は積分器３５に与えられて時間積分され、磁気制御用の信号Ｇｃが生成される。

ここで、第３の実施形態では、１／２演算器５０からセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した信号が信号補正用の代表信号として生成され、その代表信号が出力差異補正器５３に与えられる。出力差異補正器５３では、この代表信号と積分器３５から出力された信号との差分を取り、これをフィードバックゲイン乗算器５１と積分器５２を介して積分器３５の出力信号にフィードバックする。これにより、積分器３５の出力信号がセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した代表信号により補正され、その補正後の信号がフィルタ５４を介して磁気制御用の信号Ｇｃとして出力されることになる。

このように、センサ検出信号ＧａとＧｂの平均値をフィードバックして出力信号を補正することで、センサ信号を微分・積分することによって生じる誤差を抑えて、良好な出力信号Ｇｃを生成することができる。

また、フィードバックゲイン乗算器５１のゲインＫｃを適当な値に設定し、Ｇｃの収束にかかる応答周波数をＧａおよびＧｂから検出されるノイズ周波数よりも遅くすることで、ノイズによる影響を低くすることができる。

なお、ここではＧｃの誤差を補正するための信号としてセンサ検出信号Ｇａ，Ｇｂの平均化した信号を用いたが、どちらか一方の信号を用いるか、もしくは、平均以外の方法で算出した信号を補正用としても良い。

また、信号補正演算器３２において、微分および積分の動作が介在するために、出力信号Ｇｃに遅れが生じて、制御系に影響を及ぼす可能性があるが、補正用のフィルタ５４を介して信号Ｇｃを出力することで、その影響を軽減することができる。このフィルタ５４の種類としては、主として信号Ｇｃの位相を進ませるための位相進みフィルタが用いられるが、その他にノイズ低減を目的として、例えば位相遅れフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等を併用することでも良い。このフィルタ５４は、上記第１の実施形態の構成にも適用可能である。

なお、この第３の実施形態の構成に、上記第２の実施形態で説明した前処理用の定常差異補正器４１を組み合わせるようにしても良い。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

これまでの実施形態では、センサ信号の比較用として比較器３４に与える微分信号と、センサ信号の出力用として積分器３５に与える微分信号を同じ微分器３３ａ，３３ｂにて算出していた。これに対し、第４の実施形態では、比較用の微分信号を生成する微分器と最終的な出力信号を生成するための出力用微分器とに分けた構成としている。

以下に、その具体的な構成について説明する。
図１５は本発明の第４の実施形態に係る信号補正演算器３２の構成を示すブロック図である。なお、上記第３の実施形態における図１４の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

第４の実施形態において、上記第３の実施形態の構成（図１４）と異なる点は、微分器３３ａ，３３ｂに代わって比較用微分器６１ａ，６１ｂと出力用微分器６２ａ，６２ｂ、出力選択器６３が設けられていることである。

比較用微分器６１ａ，６１ｂは、それぞれに信号補正演算器３２に入力されたセンサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを微分して比較器３４に出力する。この比較用微分器６１ａ，６１ｂの応答周波数帯域は比較的低く設定されており、低周波帯域の信号を微分可能な特性を有する。

一方、出力用微分器６２ａ，６２ｂは、それぞれに信号補正演算器３２に入力されたセンサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを微分して出力選択器６３に出力する。この出力用微分器６２ａ，６２ｂの応答周波数帯域は、比較用微分器６１ａ，６１ｂよりも高く設定されており、高周波帯域の信号を微分可能な特性を有する。

出力選択器６３は、比較器３４による比較結果に基づいて、出力用微分器６２ａにて微分された信号または出力用微分器６２ｂにて微分された信号を出力対象として選択し、これを積分器３５に与える。

このような構成において、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂは、それぞれ比較用微分器６１ａ，６１ｂによって時間微分されて比較器３４に与えられる。この場合、比較用微分器６１ａ，６１ｂの応答周波数帯域が比較的低く設定されているため、高周波数成分（ノイズ成分）が除去された比較的滑らかな微分信号が比較器３４に与えられる。したがって、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂに含まれる微小なノイズ成分によって、比較器３４にて選択される信号が頻繁に切り替わることを抑えることができる。

一方、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂは出力用微分器６２ａ，６２ｂにも与えられており、これらの出力用微分器６２ａ，６２ｂの微分信号が出力選択器６３に出力される。

出力選択器６３では、上記比較器３４での比較結果に基づいて、出力用微分器６２ａ，６２ｂのどちらか一方の微分信号を出力対象として選択して積分器３５に出力する。この場合、出力用の信号としては、乗りかご４の運動状態を十分に検出できるように高周波数領域までを含む応答特性が望ましい。したがって、出力用微分器６２ａ，６２ｂの応答周波数として比較的高周波数まで応答可能なものを用いることで、高精度な信号を生成することができる。以降の動作は上記第３の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

このように、比較用の微分信号を生成する比較用微分器６１ａ，６１ｂと最終的な出力信号を生成するための出力用微分器６２ａ，６２ｂとに分けて構成することで、滑らかで、かつ、高精度な信号Ｇｃを磁気制御用の信号として生成出力することができる。

なお、この第４の実施形態の構成に、上記第２の実施形態で説明した前処理用の定常差異補正器４１を組み合わせるようにしても良い。

また、ここでは、信号補正演算器３２として、上記第３の実施形態の構成を例にして説明したが、上記第１の実施形態の構成でも適用可能であり、比較用の微分信号を生成する比較用微分器６１ａ，６１ｂと最終的な出力信号を生成するための出力用微分器６２ａ，６２ｂとに分けて構成することで上記同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

上記第２の実施形態では、ギャップセンサ７ａの検出信号Ｇａとギャップセンサ７ｂの検出信号Ｇｂとの相対的な誤差を前処理にて補正する構成とした。これに対し、第５の実施形態では、上記各実施形態のいずれかの信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃに基づいてセンサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを補正し、その補正後の信号Ｇａｃ，Ｇｂｃから磁気制御用の最終的な信号Ｇｃｃを生成出力する。

以下に、その具体的な構成について説明する。
図１６は本発明の第５の実施形態に係る信号補正演算器３２を含む演算器２３の構成を示すブロック図である。なお、上記第３の実施形態における図１４の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

第５の実施形態において、演算器２３には信号補正演算器３２に加え、定常差異補正器７１と出力演算器７４が設けられる。信号補正演算器３２は、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号Ｇａと、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号Ｇｂを入力とし、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂの乱れを補正した信号Ｇｃを生成出力する。この信号補正演算器３２としては、例えば上記第３の実施形態の構成のものが用いられる。

また、定常差異補正器７１は、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号Ｇａと、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号Ｇｂを入力とし、上記信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃを基準信号として用いて、検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な誤差を補正する。

この定常差異補正器７１は、減算器３０１，３０２、フィードバックゲイン乗算器７２ａ，７２ｂ、積分器７３ａ，７３ｂ、減算器３０３，３０４からなる。

減算器３０１は、センサ検出信号Ｇａと信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃとの差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器７２ａは、減算器３０１から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫａを乗じて積分器７３ａに出力する。積分器７３ａは、フィードバックゲイン乗算器７２ａの出力信号を時間積分して減算器３０３に出力する。減算器３０３は、センサ検出信号Ｇａと積分器７３ａの出力信号との差分を取り、これを補正後の信号Ｇａｃとして出力演算器７４に出力する。

減算器３０２は、センサ検出信号Ｇｂと信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃとの差分を演算する。フィードバックゲイン乗算器７２ｂは、減算器３０２から出力される差分信号に所定のフィードバックゲインＫａを乗じて積分器７３ｂに出力する。積分器７３ｂは、フィードバックゲイン乗算器７２ｂの出力信号を時間積分して減算器３０４に出力する。減算器３０４は、センサ検出信号Ｇｂと積分器７３ｂの出力信号との差分を取り、これを補正後の信号Ｇｂｃとして出力演算器７４に出力する。

出力演算器７４は、定常差異補正器７１から出力される信号Ｇａｃ，Ｇｂｃを入力とし、これらに所定の係数を乗じて磁気制御用の最終的な信号Ｇｃｃを生成出力する。この出力演算器７４は、重み係数演算器７５ａ，７５ｂ、微分器７６ａ，７６ｂ、比較器７７、加算器３０５からなる。

微分器７６ａは、一方のセンサ検出信号Ｇａの補正信号であるＧａｃを微分する。微分器７６ｂは、他方のセンサ検出信号Ｇｂの補正信号であるＧｂｃを微分する。信号Ｇａｃ，Ｇｂｃを微分すると、それぞれの変化量が分かる。

なお、上述したように、現実的には正確な微分演算を行う「微分器」を作ることはできない。したがって、通常は、一定周波数以上をカットする「疑似微分器」が用いられる。ここで言う「微分器」とは、この「疑似微分器」のことも含んでいるものとする。

比較器７７は、微分器７６ａの出力信号と微分器７６ｂの出力信号とを比較する。重み係数乗算器７５ａは、比較器７７の比較結果に応じて信号Ｇａｃに重み係数αを乗じる。重み係数乗算器７５ｂは、比較器７７の比較結果に応じて信号Ｇｂｃに重み係数βを乗じる。加算器３０５は、重み係数αが乗じられた検出信号Ｇａｃと重み係数βが乗じられた検出信号Ｇｂｃとを加算し、磁気制御用の信号Ｇｃｃとして出力する。

このような構成において、信号補正演算器３２では、上記第３の実施形態で説明したように、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂがそれぞれに微分器３３ａ，３３ｂによって時間微分されて比較器３４に与えられる。比較器３４では、両者の微分値を比較して絶対値の小さい方を出力する。比較器３４から出力された信号は積分器３５に与えられて時間積分されて出力差異補正器５３に与えられる。

一方、１／２演算器５０からセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した信号が信号補正用の代表信号として生成され、その代表信号が出力差異補正器５３に与えられる。出力差異補正器５３では、この代表信号と積分器３５から出力された信号との差分を取り、これをフィードバックゲイン乗算器５１と積分器５２を介して積分器３５の出力信号にフィードバックする。これにより、積分器３５の出力信号がセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した代表信号により補正され、その補正後の信号がフィルタ５４を介して磁気制御用の信号Ｇｃとして出力されることになる。

ここで、第５の実施形態では、信号補正演算器３２から出力される信号Ｇｃが定常差異補正器７１に与えられる。定常差異補正器７１では、この出力信号Ｇｃを標準値として用い、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂをこの出力信号Ｇｃに近付けるように補正する。これにより、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂが持つ相対的な誤差を軽減でき、応答特性の良好な信号Ｇａｃ，Ｇｂｃが補正後の信号として生成される。

続いて、出力演算器７４において、上記補正後の信号Ｇａｃ，Ｇｂｃのそれぞれに重み係数α，βを乗じる。この重み係数α，βは、０〜１までの値を取り、比較器７７の比較結果に応じて和が１になるように調整される。この場合、変化量が小さい信号に対しては重み係数を大きくし、変化量が大きい信号に対しては重み係数を小さくする。

このようにして、信号Ｇａｃ，Ｇｂｃの変化量に応じて重み係数α，βが決定される。出力演算器７４は、この重み係数α，βを信号Ｇａｃ，Ｇｂｃに乗じた後、これらを加算した信号Ｇｃｃを生成する。この出力信号Ｇｃｃは、下記の（１）式のように表される。

Ｇｃｃ＝（α×Ｇａｃ）＋（β×Ｇｂｃ） …（１）
α＋β＝１，０≦α≦１，０≦β≦１
この出力信号Ｇｃｃは、Ｇａｃ，Ｇｂｃのうちの変化量の小さい方の比率を大きくした信号である。したがって、この出力信号Ｇｃｃを磁気制御用の信号として用いることにより、Ｇａｃ，Ｇｂｃのどちらかに乱れが生じていても、安定している信号の方を優先して制御を行うことができる。

また、信号Ｇａｃ，Ｇｂｃに乗じる重み係数α，βを変化させる場合に、所定の時間をかけて連続的に変化させるものとする。これにより、急激な信号変化を抑えて、滑らかな制御を行うことができる。

このように、信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃを標準値として用いて、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な誤差を補正すると共に、その補正後の信号Ｇａｃ，Ｇｂｃに変化量に応じた重み係数α，βを乗じて加算する。これにより、最終的に乱れの少ない出力信号Ｇｃｃを生成して、磁気制御用の信号として制御装置２１に与えられることができる。したがって、ガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたとしても、乗りかご４を不要に揺らすことなく、常に安定した磁気制御を行って乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

なお、信号補正演算器３２として、上記第３の実施形態の構成を例にして説明したが、上記第１の実施形態などの他の実施形態で示した構成を用いることでも良い。

また、出力演算器７４として、微分器７６ａ，７６ｂにて１階微分値を算出する構成を例に示したが、２階微分もしくは所定時間前の信号との差分値など、各信号の変化量を検出可能な値を算出できる演算器であれば、どのようなものを用いても良い。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。

第６の実施形態では、上記第５の実施形態と同様に信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃを基準信号として用い、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂの相対的な誤差を補正してから磁気制御用の最終的な信号Ｇｃを生成するものである。その際に、上記第５の実施形態のような定常差異補正器７１を用いずに、出力演算器７４の中で補正処理を行う構成としている。

以下に、その具体的な構成について説明する。
図１７は本発明の第６の実施形態に係る信号補正演算器３２を含む演算器２３の構成を示すブロック図である。なお、上記第３の実施形態における図１４の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

第６の実施形態において、演算器２３には信号補正演算器３２に加え、出力演算器７４が設けられる。信号補正演算器３２は、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号Ｇａと、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号Ｇｂを入力とし、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂの乱れを補正した信号Ｇｃを生成出力する。この信号補正演算器３２としては、例えば上記第３の実施形態の構成のものが用いられる。

また、出力演算器７４は、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを入力とし、これらに所定の係数を乗じて磁気制御用の最終的な信号Ｇｃｃを生成出力する。この出力演算器７４の構成は、上記第５の実施形態とは異なり、微分器７６ａ，７６ｂに代えて、減算器３０６，３０７が設けられる。

すなわち、減算器３０６は、センサ検出信号Ｇａと信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃとの差分を演算して比較器７７に出力する。減算器３０７は、センサ検出信号Ｇｂと信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃとの差分を演算して比較器７７に出力する。比較器７７では、両者の差分値を比較して、その差分値の絶対値が小さい方の信号にかかる重み係数を増加させるように重み係数演算器７５ａ，７５ｂを調整する。

このような構成において、信号補正演算器３２では、上記第３の実施形態で説明したように、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂがそれぞれに微分器３３ａ，３３ｂによって時間微分されて比較器３４に与えられる。比較器３４では、両者の微分値を比較して絶対値の小さい方を出力する。比較器３４から出力された信号は積分器３５に与えられて時間積分されて出力差異補正器５３に与えられる。

一方、１／２演算器５０からセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した信号が信号補正用の代表信号として生成され、その代表信号が出力差異補正器５３に与えられる。出力差異補正器５３では、この代表信号と積分器３５から出力された信号との差分を取り、これをフィードバックゲイン乗算器５１と積分器５２を介して積分器３５の出力信号にフィードバックする。これにより、積分器３５の出力信号がセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した代表信号により補正され、その補正後の信号がフィルタ５４を介して磁気制御用の信号Ｇｃとして出力されることになる。

ここで、第６の実施形態では、信号補正演算器３２から出力される信号Ｇｃが出力演算器７４に設けられた減算器３０６，３０７にそれぞれ与えられる。すなわち、上記第５の実施形態では、信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃをセンサ検出信号Ｇａ，Ｇｂの補正用に用いたが、ここでは、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂとの差分比較のために用いる。

比較器７７は、減算器３０６，３０７から得られる差分値を比較し、その絶対値の小さい方の重み付けを大きくするべく、重み係数α，βの値を０〜１の間で調整する。この重み係数α，βの和は１である。

このようにして、信号Ｇａ，Ｇｂと出力信号Ｇｃとの差分量に応じて重み係数α，βが決定される。出力演算器７４は、この重み係数α，βを信号Ｇａ，Ｇｂに乗じた後、これらを加算した信号Ｇｃｃを生成する。

この出力信号Ｇｃｃは、信号Ｇａ，Ｇｂのうちの信号Ｇｃに近い方の比率を大きくした信号である。したがって、この出力信号Ｇｃｃを磁気制御用の信号として用いることにより、信号Ｇａ，Ｇｂのどちらかに乱れが生じていても、常に安定した制御を行うことができる。

また、信号Ｇａｃ，Ｇｂｃに乗じる重み係数α，βを変化させる場合に、所定の時間をかけて連続的に変化させるものとする。これにより、急激な信号変化を抑えて、滑らかな制御を行うことができる。

このように、信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃを標準値として用いて、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂとの差分を求め、その差分量に応じた重み係数α，βを乗じて加算することでも、上記第５の実施形態と同様に、最終的に乱れの少ない出力信号Ｇｃｃを生成して、磁気制御用の信号として制御装置２１に与えられることができる。したがって、ガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたとしても、乗りかご４を不要に揺らすことなく、常に安定した磁気制御を行って乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

また、上記第５の実施形態の場合、定常差異補正器７１にてセンサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを事前に補正するため、滑らかな信号を得ることができる。しかし、定常差異補正器７１による補正処理の分だけ信号の遅延が生じやすい。これに対し、第６の実施形態では、信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃを出力演算器７４に入力して、磁気制御用の信号Ｇｃｃを生成するため、補正処理による信号の遅延はない。

なお、信号補正演算器３２として、上記第３の実施形態の構成を例にして説明したが、上記第１の実施形態などの他の実施形態で示した構成を用いることでも良い。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。

上記第６の実施形態では、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂと信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃとの直接的な差を求めていたが、第７の実施形態では、これらの信号を微分してから差分を求める構成としている。

以下に、その具体的な構成について説明する。
図１８は本発明の第７の実施形態に係る信号補正演算器３２を含む演算器２３の構成を示すブロック図である。なお、上記第３の実施形態における図１４の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、磁気ガイド装置５の構成等は、上記第１の実施形態と同様である。

第７の実施形態において、演算器２３には信号補正演算器３２に加え、出力演算器７４が設けられる。信号補正演算器３２は、ギャップセンサ７ａから出力される検出信号Ｇａと、ギャップセンサ７ｂから出力される検出信号Ｇｂを入力とし、これらの検出信号Ｇａ，Ｇｂの乱れを補正した信号Ｇｃを生成出力する。この信号補正演算器３２としては、例えば上記第３の実施形態の構成のものが用いられる。

また、出力演算器７４は、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂを入力とし、これらに所定の係数を乗じて磁気制御用の最終的な信号Ｇｃｃを生成出力する。この出力演算器７４の構成は、上記第６の実施形態に微分器７６ａ，７６ｂ，７６ｃを加えたものである。

すなわち、微分器７６ａは、一方のセンサ検出信号Ｇａを微分して減算器３０６に出力する。微分器７６ｂは、他方のセンサ検出信号Ｇｂを微分して減算器３０７に出力する。これらの減算器３０６，３０７には、それぞれに信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃが微分器７６ｃを介して入力されるようになっている。これにより、減算器３０６は、センサ検出信号Ｇａの微分信号と信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃの微分信号との差分を演算して比較器７７に出力する。

減算器３０７は、センサ検出信号Ｇｂの微分信号と信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃの微分信号との差分を演算して比較器７７に出力する。比較器７７では、両者の差分値を比較して、その差分値の絶対値が小さい方の信号にかかる重み係数を増加させるように重み係数演算器７５ａ，７５ｂを調整する。

このような構成において、信号補正演算器３２では、上記第３の実施形態で説明したように、ギャップセンサ７ａ，７ｂから出力された検出信号Ｇａ，Ｇｂがそれぞれに微分器３３ａ，３３ｂによって時間微分されて比較器３４に与えられる。比較器３４では、両者の微分値を比較して絶対値の小さい方を出力する。比較器３４から出力された信号は積分器３５に与えられて時間積分されて出力差異補正器５３に与えられる。

一方、１／２演算器５０からセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した信号が信号補正用の代表信号として生成され、その代表信号が出力差異補正器５３に与えられる。出力差異補正器５３では、この代表信号と積分器３５から出力された信号との差分を取り、これをフィードバックゲイン乗算器５１と積分器５２を介して積分器３５の出力信号にフィードバックする。これにより、積分器３５の出力信号がセンサ検出信号ＧａとＧｂを平均化した代表信号により補正され、その補正後の信号がフィルタ５４を介して磁気制御用の信号Ｇｃとして出力されることになる。

ここで、第７の実施形態では、信号補正演算器３２から出力される信号Ｇｃが微分器７６ｃを介して微分されて、出力演算器７４に設けられた減算器３０６，３０７にそれぞれ与えられる。また、その一方でセンサ検出信号Ｇａが微分器７６ａにて微分されて減算器３０６に与えられ、センサ検出信号Ｇｂが微分器７６ｂにて微分されて減算器３０７に与えられる。

減算器３０６，３０７では、それぞれに与えられた微分信号の差分を演算して、その結果を比較器７７に与える。これにより、比較器７７は、減算器３０６，３０７から得られる差分値を比較し、その絶対値の小さい方の重み付けを大きくするべく、重み係数α，βの値を０〜１の間で調整する。この重み係数α，βの和は１である。

このようにして、信号Ｇａ，Ｇｂの微分値と出力信号Ｇｃの微分値との差分量に応じて重み係数α，βが決定される。出力演算器７４は、この重み係数α，βを信号Ｇａ，Ｇｂに乗じた後、これらを加算した信号Ｇｃｃを生成する。

この出力信号Ｇｃｃは、Ｇａ，ＧｂのうちのＧｃに近い方の比率を大きくした信号である。したがって、この出力信号Ｇｃｃを磁気制御用の信号として用いることにより、Ｇａ，Ｇｂのどちらかに乱れが生じていても、常に安定した制御を行うことができる。

また、信号Ｇａｃ，Ｇｂｃに乗じる重み係数α，βを変化させる場合に、所定の時間をかけて連続的に変化させるものとする。これにより、急激な信号変化を抑えて、滑らかな制御を行うことができる。

このように、センサ検出信号Ｇａ，Ｇｂと信号補正演算器３２の出力信号Ｇｃをそれぞれに微分した結果を比較することでも、上記第６の実施形態と同様に、最終的に乱れの少ない出力信号Ｇｃｃを生成して、磁気制御用の信号として制御装置２１に与えられることができる。したがって、ガイドレール２の継ぎ目２ｃの部分で検出信号Ｇａ，Ｇｂが乱れたとしても、乗りかご４を不要に揺らすことなく、常に安定した磁気制御を行って乗りかご４を非接触で走行案内することができる。

この場合、各信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃを微分することで、オフセット量をなくした状態で比較できるので、両者の差分を正確に求めることができ、その結果を受けて、より高精度な磁気制御用の信号Ｇｃｃを生成することができる。

なお、信号補正演算器３２として、上記第３の実施形態の構成を例にして説明したが、上記第１の実施形態などの他の実施形態で示した構成を用いることでも良い。

また、上記各実施形態では、１つの検出方向に設けられたギャップセンサの信号処理について説明したが、別の検出方向に設けられたギャップセンサ（図２の７ｃ，７ｄ）の信号についても同様である。

さらに、上記各実施形態では、エレベータの乗りかごに設けられた磁気ガイド装置を例にしてギャップセンサの信号処理の手法について説明した。しかし、本発明の磁気ガイド装置は、エレベータに限られるものではなく、磁気を利用して非接触で支持する移動体であれば、その全て適用可能である。この場合、上記同様の信号処理を行うことにより、ギャップセンサの検出信号に重畳される不要な乱れを軽減し、滑らかな走行案内を実現できる。

要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は本発明の第１の実施形態に係る磁気ガイド装置をエレベータの乗りかごに適用した場合の斜視図である。 図２は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置の構成を示す斜視図である。 図３は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置に設けられた磁石ユニットの構成を示す斜視図である。 図４は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置を制御するための制御装置の構成を示すブロック図である。 図５は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図６は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図７は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図８は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサとガイドレールとの位置関係を示す図である。 図９は上記第１の実施形態における磁気ガイド装置のギャップセンサの信号波形を示す図である。 図１０は上記第１の実施形態における信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１１は上記第１の実施形態における信号補正演算器の各信号の応答特性を示す図である。 図１２は本発明の第２の実施形態に係る定常差異補正器の構成を示すブロック図である。 図１３は上記第２の実施形態における定常差異補正器の各信号の応答特性を示す図である。 図１４は本発明の第３の実施形態に係る信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１５は本発明の第４の実施形態に係る信号補正演算器の構成を示すブロック図である。 図１６は本発明の第５の実施形態に係る信号補正演算器を含む演算器の構成を示すブロック図である。 図１７は本発明の第６の実施形態に係る信号補正演算器３２を含む演算器２３の構成を示すブロック図である。 図１８は本発明の第７の実施形態に係る信号補正演算器３２を含む演算器２３の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…昇降路、２…ガイドレール、３…ロープ、４…乗りかご、５…磁気ガイド装置、６…磁石ユニット、７ａ〜７ｄ…ギャップセンサ、８…台座、９ａ，９ｂ…永久磁石、１０ａ〜１０ｃ…継鉄、１１ａ〜ｌｌｄ…コイル、２１…制御装置、２２…センサ部、２３…演算器、２４…パワーアンプ、２５…電流検出器、３２…信号補正演算器、３３ａ，３３ｂ…微分器、３４…比較器、３５…積分器、４１…定常差異補正器、４２…フィードバックゲイン乗算器、４３…積分器、４４…配分係数乗算器、５０…１／２演算器、５１…フィードバックゲイン乗算器、５２…積分器、５３…出力差異補正器、６１ａ，６１ｂ…比較用微分器、６２ａ，６２ｂ…出力用微分器、６３…出力選択器、７１…定常差異補正器、７２ａ，７２ｂ…フィードバックゲイン乗算器、７３ａ，７３ｂ…積分器、７４…出力演算器、７５ａ，７５ｂ…重み係数演算器、７６ａ，７６ｂ…微分器、７７…比較器、１０１，１０２…減算器、１０３…加算器、２０１，２０２…減算器、３０１〜３０４…減算器、３０５…加算器、３０６，３０７…減算器。

Claims (9)

1. 強磁性体からなるガイドレールと、
   このガイドレールに沿って移動する移動体と、
   この移動体の上記ガイドレールとの対向部に設置され、磁気力の作用により上記移動体を上記ガイドレールに対して非接触にて支持する磁石ユニットと、
   上記移動体の移動方向に所定の間隔を持って配設され、上記磁石ユニットと上記ガイドレールとの間の空隙を検出する少なくとも２つのギャップセンサと、
   これらのギャップセンサから出力される検出信号をそれぞれ微分し、その絶対値の最も小さい微分信号を積分して磁気制御用の信号として出力する信号補正演算手段と、
   この信号補正演算手段から出力された磁気制御用の信号に基づいて、上記磁石ユニットの磁気力を制御する制御手段と
   を具備したことを特徴とする磁気ガイド装置。
2. 上記信号補正演算手段は、
   上記各ギャップセンサの検出信号から信号補正のための代表信号を生成する代表信号生成手段と、
   この代表信号生成手段によって生成された代表信号に基づいて、上記微分信号を積分して得られる信号を補正する出力差異補正手段とを備え、
   上記出力差異補正手段によって補正された信号を磁気制御用の信号として出力することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
3. 上記代表信号生成手段は、上記各ギャップセンサの検出信号を平均化した信号を信号補正のための代表信号として生成することを特徴とする請求項２記載の磁気ガイド装置。
4. 上記信号補正演算手段の前段に、上記各ギャップセンサの検出信号の相対的な差を補正するための定常差異補正手段を設け、
   この定常差異補正手段によって補正された各検出信号を上記信号補正演算手段に入力することを特徴とする請求項１または２記載の磁気ガイド装置。
5. 上記信号補正演算手段は、
   上記各ギャップセンサに対応して設けられ、上記各ギャップセンサの検出信号をそれぞれ微分する複数の比較用微分手段と、
   上記各比較用微分手段よりも高周波帯域の信号を微分可能な特性を有し、上記各比較用微分手段とは別に上記各ギャップセンサの検出信号をそれぞれ微分する複数の出力用微分手段と、
   上記各比較用微分手段によって得られた各微分信号を比較する比較手段と、
   上記比較手段の比較結果に基づいて、上記各出力用微分手段のいずれかの微分信号を選択する出力選択手段とを備え、
   上記出力選択手段によって選択された微分信号を出力用として積分することを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
6. 上記信号補正演算手段の出力信号を基準信号として用い、その基準信号に基づいて上記各ギャップセンサの検出信号の相対的な誤差を補正する定常差異補正手段と、
   この定常差異補正手段によって補正された各検出信号の変化量を検出し、その変化量に応じて重み係数を相対的に変化させ、上記重み係数を乗じた上記各検出信号を加算した信号を磁気制御用の信号として最終的に出力する出力演算手段と
   をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
7. 上記信号補正演算手段の出力信号を基準信号として用い、その基準信号と上記各ギャップセンサの検出信号との誤差を検出し、その誤差に応じて重み係数を相対的に変化させ、上記重み係数を乗じた上記各検出信号を加算した信号を磁気制御用の信号として最終的に出力する出力演算手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
8. 上記信号補正演算手段の出力信号を基準信号として用い、その基準信号と上記各ギャップセンサの検出信号をそれぞれに微分した状態で誤差を検出し、その誤差に応じて重み係数を相対的に変化させ、上記重み係数を乗じた上記各検出信号を加算した信号を磁気制御用の信号として最終的に出力する出力演算手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。
9. 上記信号補正演算手段は、
   上記微分信号を積分して得られる信号の位相遅れを補正するためのフィルタ手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気ガイド装置。

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