JPH0719158A

JPH0719158A - 磁気を利用した駆動方法およびその装置

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Publication number: JPH0719158A
Application number: JP18333693A
Authority: JP
Inventors: Masateru Niimura; 正照新村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: JP2515690B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤーロープやベルトやチェーン等を用い
ることなく、構成が簡易で、動力ロスの少ない磁気を利
用すると共に、駆動に流体の加減圧を利用して、その相
乗効果を高めることで、設備コストを大幅に低減できる
とともに、磁性体の移動制御も簡易に行なうことができ
る磁気を利用した駆動方法およびその装置を提供する。【構成】磁気を利用した駆動手段を、ループ状に連結
された流路中に、該流路に沿って移動可能に嵌装された
磁気コアを配設し、上記流路中に充填された流動体を加
減圧制御することで、上記磁気コアを緩急自在に移動さ
せるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワイヤーロープやベ
ルトやチェーン等を用いない新規な磁気および流動体の
加減圧の相乗効果を利用した駆動方法およびその装置に
関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】周知のように、従来の駆動装置
は、ワイヤーロープやベルトやチェーン等を用いたもの
が一般的であり、駆動源であるモータの回転軸に減速ギ
アや動力伝達ギア及びスプロケット等を作動的に連結し
て動力を伝達させることで、該動力を種々のワークに利
用しているのが現状である。

【０００３】しかしながら、上記従来の機械式駆動装置
にあっては、ワイヤーロープやベルトやチェーン等がプ
ーリやスプケット等との摩耗が大きいために、メンテナ
ンス作業を頻繁に行わなければならないと共に、その機
構が非常に複雑であるためにメンテナンス作業が煩雑で
あり、かつ、駆動源からワイヤーロープ等まで介在する
ものが多いために、その中間で消費される動力ロスが大
きい、という問題を有していた。また、ロープによるエ
レベータ等は、そのロープを並列に巻き取るように構成
されているため、高層ビル等においては、必然的に設置
高さに限界があり、一定の高さを越えては設置できない
と共に、コスト面でも種々の問題を有していた。

【０００４】このような問題を解決するため、近年で
は、磁気を利用した動力ロスが非常に少ない所謂リニア
モータ式駆動装置の開発が非常に盛んである。

【０００５】このリニアモータ式駆動装置は、筒の形を
している通常の回転型モータを切り開いて直線状（リニ
ア）に延ばしたモータであり、周囲に触れることなく直
接推力が得られるものである。

【０００６】ところで、このようなリニアモータ式駆動
装置にあっては、直線状に永久磁石等の磁気コアを並べ
る一方、この磁気コア列と対峙する位置に、上記磁気コ
アと磁極が反対或は同じ磁極の磁性体を配置して構成し
なければならないため、動力が必要な長さ分の高価な磁
気コアが必要となり、設備コストが嵩むと共に、上記磁
性体の移動制御が非常に複雑で難しく、さらには、膨大
な経費がかかる、という致命的な問題を有していた。

【０００７】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、ワイヤーロー
プやベルトやチェーン等を用いることなく、構成が簡易
で、動力ロスの少ない磁気を利用すると共に、駆動に流
体の加減圧を有効に利用し、磁気と流体の相乗効果を高
めることにより、設備コストを大幅に低減できると共
に、磁性体の移動制御も簡易に行なうことができるした
磁気及び流体の加減圧の相乗効果を利用した駆動方法お
よびその装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る磁気を利用した駆動方法にあっては、
ループ状に連結された流路中に、該流路に沿って移動可
能に嵌装された磁気コアを配設し、上記流路中に充填さ
れた流動体を加減圧制御することで、上記磁気コアを緩
急自在に移動させるように構成したことを特徴とするも
のである。

【０００９】また、この発明にあっては、上記目的を達
成する他の方法として、ループ状に連結された流路中
に、該流路に沿って移動可能に嵌装された磁気コアを配
設すると共に、上記流路の外側に磁性体を流路長手方向
に沿って移動可能に配設し、上記流路中に充填された流
動体を加減圧制御して上記磁気コアを緩急自在に移動さ
せることで、上記外側の磁性体を移動させるように構成
したことを特徴とするものである。

【００１０】さらに、この発明にあっては、上記駆動方
法を実現させるための第１の手段として、ループ状に連
結された流路と、該流路中に充填された流動体と、上記
流路中に嵌装された磁気コアと、上記流路中に充填され
た流動体を加減圧制御する加減圧手段と、で磁気を利用
した駆動装置を構成し、上記磁気コアは、上記加減圧手
段によって加減圧された流動体によって流路内を速度調
整自在に前進または後退するように構成したことを特徴
とするものである。

【００１１】またさらに、この発明にあっては、上記駆
動方法を実現させるための第２の手段として、ループ状
に連結された流路と、該流路中に充填された流動体と、
上記流路中に嵌装された磁気コアと、上記流路中に充填
された流動体を加減圧制御する加減圧手段と、上記流路
の外側に流路長手方向に沿って移動可能に配設された磁
性体と、で磁気を利用した駆動装置を構成し、上記磁性
体は、上記加減圧手段によって加減圧された流動体によ
って流路内を速度調整自在に前進または後退する磁気コ
アの移動に従動して移動されるように構成したことを特
徴とするものである。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づき、この
発明を詳細に説明する。

【００１３】図１は、この発明の第１実施例に係る磁気
を利用した駆動装置の駆動部Ａを示しており、この駆動
部Ａは、非磁性体で形成された高耐圧性を有する筒状の
流路３と、該流路３内に移動自在に嵌装される磁気コア
１と、該流路３内に密封充填され上記磁気コア１を流路
長手方向に沿って押圧する流動体ａ₁ ，ａ₂ と、から構
成されていると共に、上記流路３は、エンドレスループ
状に連結されて構成されている。

【００１４】上記磁気コア１は、断面略横倒Ｈ字状に形
成され、その外周面部１ａには、複数個のボールベアリ
ング２が回動自在に配設されている。

【００１５】このボールベアリング２は、上記流路３の
内壁に当接して転動するように装着されており、上記磁
気コア１が、上記流路３の中途部に介装された加減圧ポ
ンプＰにより押圧されて移動する場合に、上記流路３の
内壁及び上記磁気コア１の外周面部１ａの摩耗を防止す
ると共に、上記流路内壁部に沿って円滑に移動できるよ
うに構成されている。勿論、上記ボールベアリング２に
代えて、公知のローラを使用することもでき、または、
摩擦係数の少ないフッソ系樹脂等を使用することもでき
る。

【００１６】また、上記磁気コア１の両外周端部には防
圧パッキン１ｂが配設されており、上記流動体ａ₁ また
は流動体ａ₂ の圧力がこの磁気コア１の外周面部１ａと
流路内壁との間隙を通って対向する流動体ａ₂ または流
動体ａ₁ の方へ侵入できないように構成されていると共
に、この防圧パッキン１ｂによって上記流動体ａ₁ ，ａ
₂ に作用する圧力の減衰（空回り）を有効に防止するこ
とができる。

【００１７】上記流動体ａ₁ ，ａ₂ は、上記流路３内の
磁気コア１によって画成された図中左右の空間部１Ａ，
１Ｂ側に夫々充填されており、加減圧ポンプＰを介して
加圧・減圧制御され、上記磁気コア１を一方は加圧して
押圧させ、他方は減圧することで所望方向に移動させる
ように作用する。尚、上記流動体ａ₁ ，ａ₂ の流動体と
しては、圧縮空気、水又はオイル等の液体を適宜使用す
ることができる。

【００１８】上記加減圧ポンプＰは、公知のピストン式
エアシリンダ等の他、公知の電動式モータ等、流動体ａ
₁ ，ａ₂ に対し有効に圧力を供与することができるもの
であれば、公知の各種の機構を適用することができ、ル
ープ状に連通接続された流路３の左側室１Ａに圧力を送
ったときに、減圧される右側室１Ｂの流動体ａ₂ が加減
圧ポンプＰを通過して左側室１Ａへと流入し、逆に、右
側室１Ｂに圧力を送ったときに、減圧される左側室１Ａ
の流動体ａ₁ が加減圧ポンプＰを通過して循環されるよ
うに構成されている。

【００１９】それ故、上記の構成からなる駆動装置の動
力ロスを極力減少させる場合には、例えば、図２に示す
ように、上記駆動部Ａを一対並設し、これら一対の駆動
部Ａ，Ａ’の各左側室１Ａ，１Ａ’と各右側室１Ｂ，１
Ｂ’とを、加減圧ポンプＰが介装された流路３で夫々連
通接続して、一方の駆動部Ａの左側室１Ａに加減圧した
ときに、一方の右側室１Ｂの流動体ａ₂ が他方の駆動部
Ａ’の右側室１Ｂ’内に流入して他方の駆動部Ａ’の磁
気コア１’を加減圧し、この磁気コア１’を加減圧によ
って押圧された左側室１Ａ’の流動体ａ₁ が一方の駆動
部Ａの左側室１Ａに流入して磁気コア１の加減圧を行な
うように構成することができる。

【００２０】また、上記流路３は、上記したように、ル
ープ状に連通接続されて流動体が循環するように構成さ
れているが、該流路３内を移動する磁気コア１の移動速
度及び停止位置の制御は、上記加減圧ポンプＰの作動量
及び加減圧速度を予め計測しておき、このデータ値をマ
イクロプロセッサＭＰＵ等で構成された制御装置（図示
せず）に入力しておいて、必要な移動量および移動速度
を制御すればよい。

【００２１】勿論、これに代えて、例えば、流路３に沿
って磁気コア１の位置検出磁気センサーを並べ、このセ
ンサーで検出されたデータに基づき加減圧ポンプＰの作
動を制御するように構成することもでき、或は、流路３
に電磁切換弁（図示せず）を介装して磁気コア１の移動
量を制御するように構成することもできる。

【００２２】また、予め停止位置が特定されている場合
には、当該停止位置に磁気コア１と反対の磁極を有する
磁性体（図示せず）を配置しておくことで、当該特定停
止位置まで移送されてきた磁気コア１を磁性体で吸着し
て停止させるように構成することもできる。

【００２３】勿論、上記駆動部Ａ，Ａ’を第２実施例に
係る駆動部Ｂで構成しても同様の効果が得られる。

【００２４】図３は、この発明の第２実施例に係る磁気
を利用した駆動装置の駆動部Ｂを示しており、この駆動
部Ｂは、二重管でループ状に形成された流路３１の内外
筒３１ａ，３１ｂ間内に、リング状に形成された磁気コ
ア１１を移動自在に嵌装しており、この磁気コア１１の
内外周面部には、複数個のボールベアリングが、夫々内
筒３１ｂの外周面部と外筒３１ａの内周壁に当接するよ
うに配設され、流動体ａ₁ ，ａ₂ の押圧作用によって上
記磁気コア１１が移動するように構成されている他は、
他の構成および作用・効果は、上記第１実施例と同様で
あるので、その詳細な説明をここでは省略する。

【００２５】この実施例に係る駆動装置は、上記したよ
うに駆動部Ｂを二重管でループ状に連結して構成したの
で、内筒３１ａ内に磁気コア１１の移動にともない従動
する磁性体（図示せず）を配設して利用することができ
る他、流路３１内の流動体ａ₁ ，ａ₂ の流量調整が容易
となる等の効果が得られる。

【００２６】図４は、この発明の第３実施例に係る磁気
を利用した駆動装置を示しており、この実施例において
駆動部Ａは、前記第１実施例の駆動部Ａと同様に構成さ
れているので、図面には第１実施例と同様の符号を付し
てその詳細な説明をここでは省略するが、この実施例で
は、上記構成に加え、流路３の外周面部に、上記流路３
を抱持する連結部７Ａを有する移動体７（磁性体）を配
設し、該移動体７を流路３の長手方向に沿って移動自在
に構成したものである。

【００２７】この移動体７の連結部７Ａは、上記したよ
うに、流路３を抱持するように環状の連結部７Ａを有し
て構成されており、この連結部７Ａの内周面には、移動
体７の移動摩擦を低減するための前記第１実施例と同様
の構成からなる複数個のボールベアリング２Ａが配設さ
れていると共に、該連結部７Ａは、上記磁気コア１の磁
極と反対の磁極を有する磁性体で形成されている。

【００２８】従って、この実施例に係る駆動装置にあっ
ては、流路３の長手方向に沿って磁気コア１が移動する
と、この磁気コア１に吸着される磁極を有する移動体７
の連結部７Ａが磁気コア１の移動に伴って移動するの
で、この移動体７の移動力を駆動源として利用すること
で、例えば、工場の組み立てラインや立体駐車場または
物品を移送する搬送装置として、或は、人を運ぶ歩く歩
道やエスカレータ、エレベータまたは遊園地等に配設さ
れるジェットコースター等の駆動装置として利用するこ
とができる。

【００２９】また、この実施例に係る駆動装置によれ
ば、磁気コア１の移動が阻害されない程度の曲率をもっ
て流路３を蛇行させたり、流路３を直角方向に曲げるこ
とで、搬送路や移送路を縦・横・傾斜または螺旋状等、
如何なる態様であっても容易に形成することができ、従
来の直線状のラインを組み合わせて構成してなる搬送路
や移送路を一本の流路３で形成することができるので、
設置が非常に容易となる他、設備コストを大幅に低減す
ることができる等、その効果は絶大である。

【００３０】また、この実施例においては、移動体７の
移動安定性を確保するために、例えば、図５に示すよう
に、上記移動体７の周壁３面に突設されたフランジ部５
に連結部７Ａを夫々配設し、これら各連結部７Ａを３本
の流路３に移動可能に嵌装するように構成することもで
きる。

【００３１】次に、このように構成された磁気を利用し
た駆動装置を介してエレベータを昇降動させる場合を、
図６及び図７に基いて説明する。

【００３２】この適用例において、移動体であるエレベ
ータボックス７を昇降案内する駆動部Ａは、前記第３実
施例の駆動部Ａを垂直にして構成し、フランジ部５をエ
レベータボックス７の平行壁面に夫々配設した他は、他
の構成・作用は第３実施例のものと同様であるので、そ
の詳細な説明をここでは省略する。

【００３３】また、上記駆動部Ａによって昇降動される
エレベータボックス７や扉開閉機構及び上記エレベータ
ボックス７が昇降する縦穴等の構成は、公知のエレベー
タ設備と同様であるので、その詳細な説明をここでは省
略する。

【００３４】上記エレベータボックス７の出入口に対峙
する各階に形成された建物側出入口８の壁部には、スイ
ッチ６によって作動する電磁石（図示せず）が夫々配設
されており、これら各スイッチ６をオン作動させること
で、電磁石が励磁されて磁気コア１の磁極と反対の磁極
からなる磁界が生成され、これにより、磁気コア１が該
磁界で吸着されるので、上記エレベータボックス７を当
該スイッチ６をオンさせた階で停止させることができ
る。勿論、上記磁界及び磁気コア１の磁力は、エレベー
タボックス７の荷重条件に対応して調整される。

【００３５】また、上記スイッチ６をオフしたときに
は、電磁石による磁界が消失し、または磁気コア１と同
じ磁極からなる磁界が生成されるので、エレベータボッ
クス７は、再び磁気コア１の移動に伴って昇降案内され
る。

【００３６】尚、図６に示すように、上記出入口８が形
成された近傍の壁側に、エレベータボックス移動路に沿
って複数個の電磁石６１を配設し、この電磁石６１の磁
力を調整することで、スイッチ６がオンされた階に接近
してくるエレベータボックス７を徐行させるように構成
し、停止階におけるエレベータボックス６の急停止を防
止するように構成することもできる。

【００３７】勿論、緊急の事故等が発生した場合は、上
記電磁石に大きな磁力を瞬時に生成させてエレベータボ
ックス７を急停止させることもできる。

【００３８】また、突発的に電磁石や加減圧ポンプＰの
通電が遮断された場合には、自家発電設備が配設されて
いるときには、この自家発電から上記電磁石や加減圧ポ
ンプＰに自動的に通電が切り換えられるように構成する
ことができると共に、磁気コア１の移動を手動でも行え
るように構成することで、上記エレベータボックス７に
閉じ込められるのを有効に防止することができる。

【００３９】尚、この実施例にあっては、エレベータボ
ックス７を２本の流路３で夫々保持するように構成した
場合を例にとり説明したが、この発明にあっては、これ
に限定されるものではなく、エレベータボックス７の荷
重条件に対応させて適宜数の駆動部Ａで保持してもよい
こと勿論である。

【００４０】このように構成されたエレベータにあって
は、ワイヤーロープやチェーンやベルトを使用した従来
のエレベータ設備とは異なり、昇降動のときの騒音の発
生を防止し、効率よく動力を伝達することができる他、
ワイヤーロープやチェーンを巻き取るドラム等も不要と
なるので、設備を大幅に小型化できると共に、ワイヤー
ロープやチェーンでは限界がある超高層のビルにも本発
明が適用されたエレベータを設置することができるとい
う効果が得られる。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る磁気及び流体の加減圧によ
る相乗効果を利用した駆動方法及びその装置は、以上説
明したように構成されているので、ワイヤーロープやベ
ルトを使用することなく、種々の駆動源として利用する
ことができ、しかも、磁気を利用しているので、駆動源
からの動力を効率よく伝達することができると共に、あ
らゆるニーズに対応する移送路を容易に形成することが
でき、また、作動の時の騒音を防止することができると
共に、移動する磁性体と吸着または反発する磁極を有す
る磁性体を移送路に沿って所定間隔毎に固設する必要が
ないので、この種の磁気を利用した公知の駆動手段と比
較して、構成を大幅に簡易化することができ、コストを
大幅に軽減できる等、幾多の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る磁気を利用した駆
動装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図２】同駆動装置に他の構成例を示す説明図である。

【図３】この発明の第２実施例に係る磁気を利用した駆
動装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図４】この発明の第３実施例に係る磁気を利用した駆
動装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図５】同駆動装置の他の構成例を示す平面説明図であ
る。

【図６】この発明をエレベータに適用した場合の構成例
を示す断面説明図である。

【図７】同エレベータの平面説明図である。

【符号の説明】

Ａ，Ａ’駆動部Ｐ加減圧ポンプ１，１１磁気コア３流路７移動体（エレベータ）７Ａ連結部ａ₁ ，ａ₂ 流動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ループ状に連結された流路中に、該流路
に沿って移動可能に嵌装された磁気コアを配設し、上記
流路中に充填された流動体を加減圧制御することで、上
記磁気コアを緩急自在に移動させるように構成したこと
を特徴とする磁気を利用した駆動方法。
【請求項２】ループ状に連結された流路中に、該流路
に沿って移動可能に嵌装された磁気コアを配設すると共
に、上記流路の外側に磁性体を流路長手方向に沿って移
動可能に配設し、上記流路中に充填された流動体を加減
圧制御して上記磁気コアを緩急自在に移動させること
で、上記外側の磁性体を移動させることを特徴とする磁
気を利用した駆動方法。
【請求項３】ループ状に連結された流路と、該流路中
に充填された流動体と、上記流路中に嵌装された磁気コ
アと、上記流路中に充填された流動体を加減圧制御する
加減圧手段と、から構成されてなり、上記磁気コアは、
上記加減圧手段によって加減圧された流動体によって流
路内を速度調整自在に前進または後退するように構成さ
れていることを特徴とする磁気を利用した駆動装置。
【請求項４】ループ状に連結された流路と、該流路中
に充填された流動体と、上記流路中に嵌装された磁気コ
アと、上記流路中に充填された流動体を加減圧制御する
加減圧手段と、上記流路の外側に流路長手方向に沿って
移動可能に配設された磁性体と、から構成されてなり、
上記磁性体は、上記加減圧手段によって加減圧された流
動体によって流路内を速度調整自在に前進または後退す
る磁気コアの移動に従動して移動されるように構成され
ていることを特徴とする磁気を利用した駆動装置。