JPH0340566B2

JPH0340566B2 -

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Publication number: JPH0340566B2
Application number: JP2950282A
Authority: JP
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1991-06-19
Also published as: JPS58144503A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、磁気浮上装置に関するものであ
り、もう少し詳しくいうと、磁気吸引力を利用し
て列車などの移動体を浮上させる磁気浮上装置に
関するものである。

従来、この種の装置として第１図に示すもの
が、あつた。すなわち、移動体１のための磁性体
でなるガイドレール２の下面および側面に対向し
て４個の電磁石３が移動体１に取付けられてな
り、各電磁石３にはそれぞれギヤツプセンサ４が
併設されている。ギヤツプセンサ４は電磁石３と
ガイドレール２とのギヤツプを検出するもので、
その検出値に応じて４個の電磁石の吸引力を制御
して移動体１を浮上させる。かかる制御は、第２
図に示すように、移動体１とガイドレール２との
ギヤツプをギヤツプセンサ４とギヤツプ検出回路
５で検出し、位相補償回路６によつてギヤツプ信
号の微分成分をとり出す。この信号を電力増幅器
７によつて電力増幅し、電磁石３の励磁電流を制
御して、移動体１とガイドレール２とのギヤツプ
を一定値に保つている。

しかし、以上のような従来の装置は、移動体１
の垂直方向のみでなく水平方向の支持のためにも
ギヤツプセンサと電磁石および制御回路が必要で
あるため、装置が複雑となり、高価となるなどの
欠点があつた。

この発明は、以上のような従来の装置の欠点を
除去するためになされたもので、電磁石と永久磁
石とを併用することにより、移動体の水平、垂直
方向のうちの一方の支持を無制御でできる磁気浮
上装置を提供することを目的とするものである。

また、この発明の顕著な一実施例は、永久磁石
と、磁路の一部に磁気空隙を有しＣ字形の鉄心で
なる電磁石と、永久磁石のＮ極から発した磁束が
電磁石の鉄心を通り磁気空隙を介してＳ極に至る
磁路を形成する強磁性体とを備え、電磁石と永久
磁石でなる磁気構体を浮上移動体に固着し、強磁
性体を固定のガイドレールとして移動体をこれと
相対移動させるようにしてなる磁気浮上装置を挙
げることができる。

以下、この発明を図面に示す実施例について説
明する。

第３図、第４図は、この発明の第一の実施例で
あり、移動体１１の下面両側にＣ字形鉄心を有す
る電磁石１３が２個づつ結合されており、強磁性
体でなるガイドレール１２の側辺１２ａが、電磁
石１３の磁気空隙１３０に介在している。１４は
ギヤツプセンサである。第３図のうち片側の磁気
回路構成を示した第４図について説明すると、１
対の電磁石１３ａ，１３ｂの磁気空隙の上下に長
方形の永久磁石１８ａ，１８ｂを極性の向きが互
いに同じにして並設結合する。

以上の構成になる磁気浮上装置の動作について
説明すると、第４図において、永久磁石１８ａ，
１８ｂのＮ極からの磁束は、点線で示すように電
磁石１３ａの鉄心を通り、ガイドレール１２と電
磁石１３ａとのギヤツプを介して垂直上方および
下方からガイドレール１２に流入し、さらに電磁
石１３ｂのギヤツプを介して電磁石１３ｂの鉄心
を通り、永久磁石１８ａ，１８ｂのＳ極に至る。
このような磁気回路において、電磁石１３ａ，１
３ｂの鉄心が水平に横方向に変位すると、この磁
束によつて元の位置に戻そうとする力が電磁石に
作用し、結局、移動体１の水平方向の浮上位置を
無制御で確保することができる。

ただし、磁気回路による吸引力は電磁石１３
ａ，１３ｂに対して垂直方向にも作用するので、
垂直方向の浮上位置を確保するため、ギヤツプに
応じて電磁石１３ａ，１３ｂの励磁電流を制御す
る。すなわち、いま、ガイドレール１２と電磁石
１３ａ，１３ｂの鉄心との垂直方向の上下２つの
ギヤツプのうち、上下のギヤツプが大で下方のギ
ヤツプが小であるとした場合、このギヤツプの不
均衡をギヤツプセンサ１４、ギヤツプ検出回路１
５で検出し、従来と同様に、位相補償回路１６、
電力増幅器１７を経て、実線で示す磁束が発生す
るように電磁石１３ａ，１３ｂを励磁する。そう
すると、この励磁された磁束が上方のギヤツプを
通過するときには永久磁石１８ａによる磁束と同
じ向き、下方のギヤツプを通過するときは永久磁
石１８ｂによる磁束に対して逆向きとなる。結
局、上方のギヤツプを通過する磁束が増大して上
方のギヤツプを縮小しようとする吸引力が電磁石
１３ａ，１３ｂに作用し、移動体１１の垂直方向
の正しい浮上位置を確保する。

第５図は、第二の実施例であり、移動体１１の
下面左右に磁気空隙を対向させて電磁石１３ｃ，
１３ｄを結合し、移動体１１の移動方向と直交し
て永久磁石１８を電磁石１３ｃ，１３ｄ間に配設
し、強磁性体でなるガイドレール１２を電磁石１
３ｃ，１３ｄのＣ字形鉄心の磁気空隙に介在させ
た構成になつている。１４はギヤツプセンサであ
る。

この場合は、永久磁石１８のＮ極から発した磁
束は電磁石１３ｃとガイドレール１２で作る上方
と下方のギヤツプを経てガイドレール１２に流入
し、さらに電磁石１３ｄとガイドレール１２で作
る上、下のギヤツプを経てＳ極に至るので、移動
体１１の水平方向の浮上位置はこの磁気回路によ
つて無制御に確保される。移動体の垂直方向の浮
上位置についてはギヤツプセンサ１４でギヤツプ
を検出し、電磁石１３ｃ，１３ｄを適宜に励磁す
る点、第一の実施例の場合と同様である。

第６図は、移動体の左、右に垂直方向に着磁し
た永久磁石を配置した第三の実施例であり、図で
はその右側のみを示した。図において、移動体１
１の一側に垂直方向にＣ字形鉄心でなる電磁石１
３ｅ，１３ｆを、垂直方向に着磁し永久磁石１８
を挾持して結合、配置し、内方を向くＣ字形鉄心
の空隙に強磁性体でなるガイドレール１２の腕１
２ｅ，１２ｆをそれぞれ介在させた構成になるも
のである。１４はギヤツプセンサである。

この場合は、永久磁石１８のＮ極から発してＳ
極へ復帰する磁束は点線で示すように流れ、移動
体１１の水平方向の浮上位置はこの磁束によつて
無制御に確保される。また、ガイドレール１２の
腕１２ｅ，１２ｆそれぞれについて、上側と下側
の磁気空隙を通る磁束の向きが互いに逆向きをな
すので、移動体１１の垂直方向の浮上位置は、ギ
ヤツプセンサ１４による検出に基いて電磁石１３
ｅ，１３ｆを適宜に励磁し、実線で示す磁束によ
つて正しい位置に制御する。

第７図は、第四の実施例であり、コ字状の鉄心
で電磁石１３の端部上下に極性方向が互いに逆向
きの永久磁石１８ｃ，１８ｄを垂直に結合し、さ
らに、永久磁石１８ｃの上端、１８ｄの下端にＬ
字状の導磁部材１９ｃ，１９ｄを結合してなる磁
気構体を移動体１１の左、右に結合、配置し、強
磁性体でなるガイドレール１２の腕１２ｃ，１２
ｄを磁気構体の空隙に介在させてなり、第６図に
おける電磁石と永久磁石とを入れかえた構成にな
つている。

かかる構成により、永久磁石１８ｃ，１８ｄに
よる点線で示す磁束が、移動体１１の水平方向の
浮上位置を正しく保持し、移動体１１の垂直方向
の浮上位置は、電磁石１３の実線で示す磁束が、
腕１２ｃの下側の磁気空隙と腕１２ｄの上側の磁
気空隙において、点線で示す永久磁石による磁束
に対して、それぞれ順方向と逆方向であることか
ら、電磁石１３を励磁して制御される。

第８図は、人工衛生の姿勢制御用ホイールなど
に用いられるリング状の回転体を浮上支持する第
五の実施例を示し、Ｃ字形鉄心でなり、永久磁石
１８で結合された１対の電磁石１３を、強磁性体
でなるリング状の回転体２０の半径方向に４組等
分に配置し、対向する１対の電磁石１３で形成す
る空隙に回転体２０を介在させたものである。１
４はギヤツプセンサである。なお、回転体２０に
回転トルクを与える機構については図示を省略し
た。

かような構成においても、回転体２０の水平方
向の浮上位置は永久磁石１８による磁束で、垂直
方向の浮上位置は電磁石１３による制御磁束で確
保される。

さらに、以上、第一から第五の各実施例におい
て、電磁石１３とガイドレール１２または回転体
２０とが対向して磁気空隙を形成する磁極面に、
第９図に示すような溝１３ｇ，１２ｇを形成する
ことにより、移動体の水平方向の復元力を増大す
ることができる。

なお、以上の実施例では、移動体の水平方向浮
上位置については無制御の復元力を作用させ、垂
直方向の浮上位置は電磁石の磁束を制御するよう
に構成したが、これを互いに逆にして、水平方向
を磁束制御に、垂直方向を無制御の復元力によら
しめてもよい。

以上述べたように、この発明によれば、移動体
の水平方向もしくは垂直方向の一方を無制御で復
元するように構成したので、装置が簡単かつ安価
になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の一部横断正面図、第２図
は同じく制御装置の結線図、第３図はこの発明の
第一の実施例の一部横断正面図、第４図は同じく
一部斜視図、第５図は同じく第二の実施例の一部
横断正面図、第６図は同じく第三の実施例の一部
横断正面図、第７図は同じく第四の実施例の一部
横断正面図、第８図のａは同じく第五の実施例の
平面図、ｂは同じく正断面図、第９図は同じく他
の実施例の要部断面図である。１１……移動体、１２……ガイドレール、１３
……電磁石、１４……ギヤツプセンサ、１８……
永久磁石、２０……回転体、１３０……磁気空
隙。なお、各図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも１つの永久磁石のＮ、Ｓ両極にＣ
字形の電磁石鉄心を固着させた磁気構体と、前記
Ｎ、Ｓ両極の２つの電磁石鉄心の空〓に介在して
磁気空〓を形成する強磁性体とを備え、この強磁
性体と前記磁気構体とは、一方が固定して他方が
前記一方に対して相対移動体と一体化され、前記
磁気空〓を通る前記永久磁石による磁束によつて
前記移動体の水平（垂直）方向浮上位置を一定に
保持し、かつ、前記電磁石による制御磁束によつ
て前記移動体の垂直（水平）方向浮上位置を制御
する制御手段を備えてなることを特徴とする磁気
浮上装置。２強磁性体が固定のガイドレールで、このガイ
ドレールに対して相対移動する移動体に磁気構体
が取付けられた特許請求の範囲第１項記載の磁気
浮上装置。３強磁性体がリング状の回転体で、この回転体
の中心から半径方向に複数対の磁気構体が固定的
に配設された特許請求の範囲第１項記載の磁気浮
上装置。