JPS63274309A - 磁気浮上式搬送装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、書類等の小荷物を搬送する磁気浮上式搬送装
置に係わり、特に搬送車を加速減速するのに好適な磁気
浮上式搬送装置に関する。

（従来の技術） 近年、オフィスオートメーションの一環として、建屋内
の複数の地点間において伝票、書類、現金、資料等を搬
送装置を用いて移動させることが広く行なわれている。

このような用途に用いられる搬送装置は、搬送物を速や
かに、かつ静かに移動させ得るものであることが要求さ
れる。このため、この種の搬送装置においてはガイドレ
ール上で搬送車を非接触で支持することが行なわれてい
る。中でも、搬送車を磁気的に非接触支持する方式は、
ガイドレールに対する追従性や騒音２発塵防止効果に優
れている。

しかし、搬送車を磁気力によって支持する場合。

この磁気力を全て電磁石によって賄おうとすると。

電磁石を常時付勢しなければならず、消費電流が大きく
ならざるを得ない。

そこで、本出願人は先に電磁石で要求される起磁力の大
部分を永久磁石によって与え、消費電力の低減化を図っ
た、いわゆるゼロパワーフィードバック制御方式を提案
した。この制御方式は、搬送車の重量が変動しても常に
永久磁石による磁気力と搬送車の重量が平衡するように
両者間のギャップを制御しようとするものである。これ
により。

電磁石に殆ど電流を流すことなく磁気浮上させることが
でき、ｍ送本に搭載する電池容量を小型化することがで
きる。また、この場合に搬送車の駆動は、１次側固定子
を搬送路側に適宜の距離を置いて離散的に配置する一方
、２次側導体であるリアクションプレートを搬送車側に
配置したリニアインダクションモータ駆動方式によって
いる（特開昭６１−１０２１０５号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来方式によると、搬送車と搬送路
間のギャップは、搬送車の重量に応じて設定されるため
、搬送車への小荷物積載状況によりギャップが拡がった
場合に推力（本願明細書では停止力も含めていう）が不
足し、加減速に時間がかかる上、所定の位置への停止が
困難になる問題点がある。

また、前記ゼロパワーフィールドバック制御方式に依ら
ない通常の磁気浮上式搬送装置においても、ＷＩ送送本
重量の如何に拘わらず常に搬送路と搬送車間のギャップ
を狭く保とうとすると、電磁石の消費電力が増大し、こ
れを抑えようとするとギャップが拡がって推力が低下す
るという問題点があった。

そこで本発明は、電磁石の消費電力を抑制する一方で、
推力を増大し得る磁気浮上式搬送装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、搬送路側に離散的に設置される１次側固定子
の位置を検出する手段を搬送車側に搭載して搬送車の２
次側導体が上記１次側固定子を通過するときだけ電磁石
に必要な電流を流し、ギャップを狭ばめるようにしたも
のである。

（作用） 搬送車側の２次側導体が搬送路側の１次側固定子を通過
するときだけ電磁石にギャップを狭くするに必要量の電
流が流れ、常時は浮上に必要な最低限の電流が流れるよ
うになるため、電力消費を抑えた上で大きな推力が得ら
れ、この種の磁気浮上式搬送装置の経済性と起動、停止
特性が大巾に改善される。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明の一実施例による磁気浮上式搬送装置の
機構部の斜視図、第２図に同装置の断面図、第３図に同
装置の一部を切欠いた側面図を示す、これらの図におい
て１例えばオフィス空間に障害物を避けるようにして敷
設された断面が逆Ｕ字状の軌道枠１の上部壁下面には、
２本のガイドレール２が平行に埋設されている。一方、
軌道枠１の側壁内面にはそれぞれ断面が口字状の非常用
ガイド３が互いの開放側を対面させて敷設されている。

ガイドレール２の下側には、搬送車４が上記ガイドレー
ル２に沿って走行自在に配置されている。

また、軌道枠１の上部壁下面で上記ガイドレール２の間
の部分には、上記ガイドレールに沿って所定の距離を隔
ててリニアインダクションモータの固定子５が配置され
ている。。

搬送車４は、ガイドレール２の下面と対向するように配
置された平板状の基台６を備える。この基台６は、進行
方向に配置された２つの分割板７と、面分割板７を同進
行方向と直交する面内で回転可能に連結する連結機１１
ｉ８とで構成されている。この基台６の上面四隅位置に
は、磁気支持ユニット９がそれぞれ搭載されている。こ
れら磁気支持ユニット９は、ボルトおよび台座を用いて
前記基台６の上面に取付けられている。これら磁気支持
ユニット９には、同ユニット９とガイドレール２の下面
との１１１］の空隙長を検出する光学ギャップセンサ１
０が取付けられている。また、各分割板７の下面には。

連結部材１１を介して搬送物の収容のための容器１２が
それぞれ取付けられている。そして、これら容器１２に
は、前記４つの磁気支持ユニット９をそれぞれ制御する
ための制御装置１３と、定電圧発生装置１４と、これら
に電力を供給する小容量の電源１５とがそれぞれ２つず
つ計４つ搭載されている。また。

前記基台６の下面四隅位置には、磁気支持ユニット９の
磁気力喪失時などにおいて前記非常用ガイド３の上下壁
内面に接触して搬送車４を上下方向に支持するための４
つの縦車輪１６と、同非常用ガイド３ａ　、　３ｂの側
壁内面に接触して搬送車４を左右方向に支持するための
４つの横車軸１７とがそれぞれ取付けられている。更に
、基台６の上面の所定位置には、軌道側からの指令を搬
送車４に搭載された制御系に伝えるための７個のフォト
トランジスタ１８が取付けられている。これらフォトト
ランジスタ１８は、軌道枠ｌに取付けられた７個のＬＥ
Ｄ　（発光ダイオード）１９と所定位Ｉｆ！（ステーシ
ョン）において対向する関係に配置されている。なお、
基台６は前述したリニアインダクションモータの駆動要
素である２次導体板を兼ねたものであり、装置の稼動時
においては、固定子１６と僅かのギャップを介して対向
する高さに配置される。

磁気支持ユニット９は、第４図にも示すように上端部が
ガイドレール２の下面と対向するように搬送車４の進行
方向と直交する方向に配置された２つの電磁石２０と、
これら電磁石２０の各下部側面間に介在する永久磁石２
１とで構成されており、全体としてＵ字状をなすもので
ある。各電磁石２０は１強磁性体で形成された継鉄２２
と、この継鉄２２に巻装されたコイル２３とで構成され
ており、各コイル２３は、電磁石２０によって形成され
る磁束が互いに加算されるような向きで直列に接続され
ている。

次に、搬送車と搬送路間のギャップ即ちガイドレール２
と各継鉄２２間のギャップ２を適正な値に制御してゼロ
パワーフィードバック制御を実現するため、搬送車４側
の制御袋！！１３内に設けられた制御回路図を第５図に
示す。

この制御回路３０は、第５図に示すように、センサ部３
１と、このセンサ部３１からの信号に基づいてコイル２
３に供給すべき電力を演算する演算回路３２と、この演
算回路３２からの信号に基づいて前記コイル２３に電力
を供給するパワーアンプ３３とで構成されている。

パワーアンプ３３には、電ｉｌ！Ｘ３４からの電力がメ
インスイッチ３５．スイッチ３６を介して与えられる。

また、演算回路３２およびセンサ部３１には、電源３４
からの電力がメインスイッチ３５、定電圧発生装置３７
およびスイッチ３８を介して与えられる。定電圧発生装
置３７は、基Ｉ！！電圧発生装置３７ａと電流増幅器３
７ｂとで構成され、定電圧を出力する。この定電圧発生
装置１ｆ３７からの定電圧は起動装置３９にも与えられ
る。起動装置ｉ！３９の出力は、スイッチ３６，３８お
、よび演算回路３２に指令信号として与えられる。

センサ部３１は、ガイドレール２と継鉄２２とのギャッ
プＺＦＩ！定する光学ギャップセンサＩＯと、外部雑音
の影響を抑制するため光学ギャップセンサ１０の信号を
変調する変調回路３１ａと、コイル２３の電流値を検出
する電流検出器３１ｂとで構成されている。

演算回路３２の目標値発生器３２ａから出力されるギャ
ップ長設定値ｚｏは、光学ギャップセンサ１゜で検出さ
れたギャップ長と減算器３２ｂで減算される。減算器３
２ｂの出力は、直接および微分器３２ｃを介してフィー
ドバックゲイン補償器３２ｄおよび３２ａにそれぞれ入
力される。また、電流検出器３１ｂからの電流検出信号
は、フィードバックゲイン補償器３２ｆに入力される。

これらフィードバックゲイン補償器３２ｄ〜３２ｆから
の補償出力は、加算器３２ｇによって加算され、減！１
３２ｈの一方の入力に与えられる。また、電流検出信号
は１ｗ、算器３２ｉにおいて目標値発生器３２ｊからの
電流目標値（浮上制御状態では″Ｏ′″）と比較され、
その結果は、スイッチ３２ｋを介して積分補償器３２Ｑ
に入力され、積分補償された後、減算器３２ｈの他方の
入力として与えられる。そして、減算器３２ｈの出力が
パワーアンプ３３のゲイン調整に供せられる。これによ
って。

減算器３２ｉ→積分補償器３２Ｑ→減算器３２ｈからな
るゼロパワーフィードバックループＬが構成される。

なお、スイッチ３２には、起動装置３９からの指令に基
づいて積分補償器３２Ｑの機能を選択的に停止させるも
のであり、０回路３２＋ｅ側に接続されたとき。

その出力は０となると共に、積分補償器３２Ｑはリセッ
トされ、ゼロパワーフィードバックループＬの出力は無
くなる。

このスイッチ３２には、具体的には、第６図に示すよう
に、積分補償器３２Ｑを構成する演算増幅器ＯＰＩの入
出力間に接続されたコンデンサＣを、起動装置３９から
の出力によって短絡させるように構成される。このよう
な構成により、積分補償器３２ＱのゲインＫ　Ｊ　＝−
１／ＲＣが起動装置３９の出力に応じてＯにされる結果
、演算増幅器ＯＰ１の出力も０になる。

また、目標値発生器３２ｊ、３２ａも、起動装置３９の
出力によりその目標値を逐次変化する構成のものである
。これら目標値発生器３２ｊ、３２ａは、それぞれ第７
図、第８図に示すように構成される。

すなわち、目標値発生器３２ｊは５第７図に示すように
、演算増幅器ＯＰ２．抵抗Ｒａ、コンデンサＣａからな
る一次遅れ系を構成するフィルタの入出力間に起動装置
３９からの出力に応じて開閉するスイッチＳＷＩが接続
されてなる。この構成で、予め決められた入力値ＶＩＯ
をセットした上で、スイッチＳＷＩを閉から開状態にす
れば０からＶＩＯに徐々にその出力である目標値を変化
させることができる。

また、目標値発生器３２ａは、第８図に示すように。

演算増幅器ＯＰ３　、抵抗Ｒｂ、コンデンサＣｂ、スイ
ッチＳＷ２により構成される回路は第７図と同様であり
。

更にその出力に演算増幅器ＯＰ４が接続されてなる。

この構成で、各演算増幅器ＯＰ３．ＯＰ４の入力端にＶ
ｚ　Ｄ、Ｖ：ｌ：　０をセットした上で、スイッチＳＷ
２を閉から開状態にすれば、その出力である目標値をｖ
：ＤからＶＺＯに徐々に変化させることができる。

一方、起動装置３９は１例えば第９図に示すように、外
部指令変換器３９ａと、スイッチ動作器３９ｂとから構
成される。外部指令変換器３９ａは、軌道枠ｌ側に取付
けられた７個ＬＨＤ　１９を外部指令に基づいてドライ
ブする点灯袋［ＬＤと、これらＬＩＥＤ１９と対向する
搬送車４側に取付けられた７個のフォト１−ランジスタ
１Ｂと、このフォトトランジスタ１８の出力に基づいて
２値の電圧を出力する電圧発生器ＶＧとで構成されてい
る６また、スイッチ動作器３９ｂは。

外部指令変換器３９ａからの５ビツトの出力の各ビット
ラス−１’　ッ％３６．３８．３２に、ＳＷＩおよび５
Ｖ２（７１各開閉状態と対応させてこれらスイッチの開
閉状態を制御する。なお、両側に配置された残りの２つ
のフォトトランジスタ１８の出力は、ＬＨＤ１９とフォ
トトランジスタ１８とが正しく対向しているかどうかを
検出するもので、上記２つのフォトトランジスタ１８が
同時にＬＥＤ１９からの光を受光したときに限り軌道側
から搬送車側に外部指令が伝達されるようになっている
。

以上の構成で、搬送車４を浮上させるには、先ず、メイ
ンスイッチ５１１３５を入れる。次いで、起動装置ｉ！
３９に外部指令を与えて、スイッチ３６　、３８を閉す
る。また、スイッチ３２ｋを閉することにより。

スイッチを３２ｍ側に切換えてゼロパワーフィールドパ
ックループＬを無効にする。同時に、目標値発生器３２
ｊのスイッチＳｖ１は閉して目標値を０、目標値発生器
３２ａのスイッチＳＷ２は開して目標値Ｚ、）に設定す
る。なお、この目標値ＺＯは搬送車４を浮かすためにガ
イドレール２と継鉄２２間に設けるギャップ値で、任意
に設定できるが、ここでは説明の都合上、搬送車４に荷
物を何も載せず、かつコイル２３に一切電流を流さない
状態で、搬送車４の荷重と磁石の吸引力が釣合うギャッ
プ値に予め設定しておく。

これらのスイッチの設定により、第５図の制御回路は、
ゼロパワーフィードバックループＬが無効となって、目
標値発生器３２ａからのＺ、Ｊを目標値として光学ギャ
ップセンサ１０により検出されるガイドレール２と継鉄
２２間のギャップ２を制御する通常のフィードバック制
御回路となる。即ち、減算器３２ｂでギャップ目標値Ｚ
。と実際のギャップ長Ｚとの偏差Δｚ＝ｚ−ｚｕが算出
され、その偏差ΔＺはＰＤ（比例・微分）演算されてパ
ワーアンプ３３に加えられ、偏差Δ２を打消す方向に電
流をコイル２３に流す。このとき、Ｉ’Ｄ演算されてパ
ワーアンプ３３に加わる操作信号には、検出器３１ｂか
らのコイル２３電流検出信号も加わって偏差ΔＺを打消
す方向に働く。これにより、偏差ΔＺは極めて急速にＯ
に向かうが、コイル２３に流れる電流によりギャップ値
Ｚは目標値Ｚ。を越えれば、偏差は逆極性の−Δ２とな
る結果、今度はコイル２３に逆方向の電流が流れ、ΔＺ
＝０で安定する。このとき、加算器３２ｇに加わる検出
器３１ｂからの信号は、パワーアンプ３３の入力変化が
検出器３１ｂの出力変化となって現れるのに多少の時間
遅れが生じるため、ダンパーとして作用する。このよう
にして偏差ΔＺは０に収斂し、ガイドレール２と電磁石
２０間のギャップ長は目標値２０通りに制御される。前
述した通り、このギャップ長ＺＯは電磁石２０のコイル
２３に電流を流さないで、磁気吸引力と車体重量が釣合
うギャップに設置されているため、検出器３１ｂの検出
値も０となる。

このようにして、電磁石２０に電流を流さない状態で搬
送車４を浮上させることができる。この状態でスイッチ
３２ｋを開してゼロパワーフィードバックループＬを活
かす。しかし、このときには検出器３１ｂの検出信号は
Ｏであるため、積分補償器３２Ｑは動作せず、Ｌ出力も
０のままである。

次に、この状態で搬送車４に荷物を載せると、磁気吸引
力と車体重量とのバランスが崩れてギャップ長Ｚが増す
ことにより、偏差Δ２が生じる。これにより、前述同様
、この偏差Δ２をＰＤ演算した値がパワーアンプ３３に
加わり、コイル２３にこの偏差ΔＺを打消す方向の電流
が流れる。検出器３１ｂからの検出信号はフィードバッ
クゲイン補償器３２ｆから加算器３２ｇに加わると同時
に、減算器３２ｉにも加わる。

このとき、減算器３２ｉには目標値発生器３２ｊから電
流目標値０が与えられているため、この電流検出信号は
反転されて積分補償器３２Ｑに加わり、そこで積分され
る。更にこの積分出力は、減算器３２ｈに加算器３２ｇ
からの信号と同極性で加わり、パワーアンプ３３に偏差
Δ２を打消す方向の信号として加わる。これにより、前
述同様にして電磁石２０のコイル２３に大きな電流が流
れてギャップを縮める方向に搬送車４が動き、偏差Δ２
は極め急速にＯに向かう。しかし、このとき積分補償器
３２Ｑには偏差を打消す方向の電流が積分されているた
め。

偏差ΔＺがＯとなってもパワーアンプ３３の入力は０と
ならず、搬送車４はギャップ目標値Ｚｕを越してギャッ
プ長を縮め、積分補償器３２Ｑ出力を打消す逆極性の偏
差−Δ２を生じる。この状態で磁気吸引力と車体重量が
釣合えば検出器３１ｂ出力０即ち電磁石２０に一切電流
を流すことなく搬送車４を浮上させることができる。し
かし、このときに釣合いが得られず搬送車４がどちらか
へ移動すれば、再び減算器３２ｈ出力即ちパワーアンプ
３３人力が生じ。

この結果生じる検出器３１ｂ出力により釣合い方向に積
分補償器３２Ｑ出力が修正される。そして最終的には検
出器３１ｂ出力Ｏで磁気吸引力と車体重量が釣合うギャ
ップを生じる偏差−Δ２で制御系は安定する。即ち、搬
送車４に載せる荷物の重量に応じて積分補償器３２Ｑの
出力が変り、荷物が軽ければ偏差Δ２が生じても、この
値はコイル２３に流れる電流により生じる磁気吸引力の
増加ですぐに打消されることから積分補償器３２Ωの値
も小さなものとなり、ギャップ目標値Ｚｕから僅かに縮
まった偏差−ΔＺｓのギャップで平衡する。一方、荷物
が重ければ、偏差Δ２の解消に時間がかかって積分補償
器３２Ｑの値が太き（なり、大きな偏差−ΔＺＬ（ΔＺ
Ｌ＞ΔＺｓ）に対応する小さなギャップ２で平衡する。

このようにして、ゼロパワーフィードバック制御方式に
より、車体重量が変化してもギャップ長を自動調節して
電磁石への供給電流０で平衡することが理解できたと思
うが、これを更に数式を用いて詳細に述べれば以下の通
りである。

先ず、上記磁気支持ユニット９とその周辺のガイドレー
ル２．ギヤツブ長Ｚ、継鉄２２．永久磁石２１からなる
磁気回路における漏れ磁束は無視することにする。この
磁気回路の磁気抵抗Ｒｍは。

で表わすことができる。ここでμ。は真空の透磁率、Ｓ
は磁気回路の断面積、μＳは空隙部分以外の非透磁率、
Ωはギャップ以外の磁気回路長である。

また、コイル２３に励磁電流が流れていない時にギャッ
プ２に生じる磁界の強さをＩｆ、永久磁石２１の長さを
Ｑｍ、コイル２３の総巻数をＮ、コイル２３への励磁電
流を１とすると、この磁気回路に発生する全磁束Φは。

Φ＝　（Ｎ　Ｉ　＋ＨｍＱｍ）　／Ｒｍ　　　　　　　
　　−（２）となる。従って、ガイドレール２と各継鉄
２２とので表わせる。ここで、２で示す向きを重力方向
として搬送車４の運動方程式を導くと。

となる、なお、ここにｍは前記磁気支持部に加わる負荷
および当該磁気支持部の全質量１ｇは重力加速度、１ｍ
は搬送車に印加される外力である。

一方、直列に接続されたコイル２３が鎖交する磁束数Φ
１１は。

ΦＩ４　＝　（Ｎ　Ｉ　＋８ｍ　Ｑ　ｍ）　Ｎ／Ｒｍ　
　　　　　　−（５）であるから、コイル２３の電圧方
程式は、コイル２３の全抵抗をＲとして、 ・・・（６） となる。

ここで、　Ｒ＋＋＋は、（１）式から明らかなように空
隙長Ｚの関数である。そこで、いま、工＝０の時に吸引
力Ｆと重力Ｉｍｇとが釣合う際のギャップ長をＺ６゜全
磁気抵抗をＲｍｏとして、上記（４）　、　（６）式を
空隙長Ｚ＝Ｚｕ、速度ｄｚ／ｄｔ　＝　０、電流Ｉ＝０
の近傍で線形化する。この場合、　ｚ、ｄｚ／ｄｔ、Ｉ
は、それぞれの微小量をΔ２．Δ２．Δｉとして、 Ｚ”Ｚｕ＋Δ２ ｚ −一＝０＋ΔＺ ｔ ■＝０＋Δｉ で表わせる。

そこで、上記（４）式の吸引力Ｆを定常点（ｚ、ｄｚ／
ｄｔ、Ｉ）　＝　（Ｚ　１３．０．０）の近傍で線形化
すると。

（以下余白） となり、 とおくと。

となる、したがって、前記（４）式は次のようにまとめ
ることができる。

同様に、前記（６）式を定常点（ｚ＊ｄｚ／ｄｔｙＩ）
＝（ｚｏ＋ｏｔＯ）の近傍で線形化すると。

・・・（８） となる。上記（７）、（８）式は、次のような状態方程
式にまとめることができる。

・・・（９） ただし、ａｚｌ、　ａｚ３．　ａ：＋ｚ、　ａ：＋＋、
　ｂ：＋ｘ、　ｄｚｘは、それぞれ、 である、ここで簡単のため上記（９）式を、Ｘ　＝　Ａ
　Ｘ　＋　ＢＥ＋　ＤＵｍ　　　　　　　　　−（１０
）と表わす、この（９）式で表わす線形システムは。

一般には不安定な系であるが、上記（９）式の状態ベク
トル〔Δ２．ΔａｚｌΔｉ〕および加速度Δ２より、印
加電圧Ｅを種々の方法で求め、系にフィードバック制御
を施すことによって安定化を図ることができる。例えば
Ｃを出力行列（この場合単位行列）とし、ｘ’＝ｘ−Δ
Ｘ　ａ　、ΔＸｏ＝（ΔＺａ、０．０）として印加電圧
Ｅを。

Ｅ＝−［Ｆｌ、Ｆ２’、Ｆ３］　Ｘ　ＣＸ　Ｘ’　＋　
ｅ　。

＝　−ＦＣＸ’＋ｅｏ　　　　　　　　　　　−（１１
）（ただし、Ｆｌ、Ｆ２．Ｆ３フィードバック定数、Δ
Ｚ。

は空隙長の目標値Ｚｏと空隙長Ｚａとの偏差（ΔＺｌｌ
＝ｚＤ−Ｚｏ）、ｅｏは付加電圧）とすれば、（ｌＯ）
式は、Ｘ＝ＡＸ−ＢＦＣ（Ｘ−ΔＸｏ）　＋　ＤＵ＊＋
　Ｂｅｅ・・・（１２） となり、さらに、この（１０）式をラプラス変換してＸ
を求めると。

Ｘ＝　　””　（（ｓｌ−Ａ＋ＢＦＣ）−”（Ｘｎ＋Ｄ
Ｕｍ（ｓ）＋ＢＦＣΔＸｏ（ｓ）　＋　Ｂｏｏ（ｓ）　
　　　　・・・（１３）となる、なお、ここに１は単位
行列、ＸｏはＸの全期値である。

上記（１３）式より、状態推移行列ｖ（ｓ）すなわち、
’Ｆ（ｓ）＝（ｓｌ−Ａ＋ＢＦＣ）−”　　　　　　＝
−（１４）を用いてＵ■、ΔＺｏおよびｅＯに対するＸ
（ｓ）の伝達関数Ｇ（ｓ）　、　Ｈ（ｓ）　、　Ｐ　（
ｓ）を表わすと、これらはそれぞれ、 Ｇ（ｓ）＝　ｖ（ｓ）Ｄ Ｈ（ｓ）　＝マ（ｓ）ＢＦ’Ｃ Ｐ（ｓ）＝　Ｗ（ｓ）Ｂ ただし、 Δ３（ｓ）＝ｓ３＋（ｂｉｘＦ３−Ｃ３３）ｓ”＋（−
ａｚｘ＋ａｚ３（ｂ３ｔＦｚ　−ａ３ｚ））ｓ＋ａｚａ
ｂｓｘＦｘ−ａｚｔ（ｂ３ｔＦ３−ａ３ｓ）である、こ
こで、’Ｆ　（ｓ）の特性方程式は、Δ３（ｓ）＝０で
求められる。したがって、Ｆｌ、Ｆ２．Ｆｌの値を適宜
決定することにより、マ（ｓ）の特性機を複素平面の左
半面上に任意に配置して磁気浮上系の安定化を達成する
ことができる。

磁気支持部にこのようなフィードバック制御を施した場
合の磁気浮上系のブロック図を第１０図に示す、この図
は第５図のゼロパワーフィードバックループＬを無効に
した場合の構成に対応するもので、　Ｃ１は制御対象、
　Ｃ２はフィードバックゲイン補償器を表わし、前記（
１２）式に相当する。

次に、ゼロパワーフィードバックループＬを付加した第
５図の構成に対応するブロック図を第１１図に示す、こ
の場合は第１０図の構成に更に積分補償器Ｃ３および目
標値発生器Ｃ４、Ｃｓを付加すると共に、積分補償器Ｃ
３を任意に機能停止できる手段を付加したものとなる。

ここで、Ｃ４が第５図の目標値発生器３２ａ、　Ｃ３が
積分補償器、Ｃ５が目標値発生器３２ａに対応する。こ
の積分補償器Ｃ３のゲインにおよび目標値発生器Ｃ４の
目標値ｒは、Ｋ　＝　（０，０，に３）およびｒ＝〔０
，０９ｒ３〕なる行列で表わされ、Ｋ３は電流偏差Δｉ
の積分ゲイン、Ｆ３は励磁電流目標値である。したがっ
て、この磁気浮上系における印加電圧Ｅは。

・・・（１８） で表わせる。前述と同様にして状態推移行列ψ（ｓ）を
求めると、 ψ（ｓ）＝（ｓ”１−ｓＡ＋５ＢＦＣ＋ＢＫＣ）−”・
・（１９）となる。ここでＵｎ、Ｚｏ、　ｅおよびｒ：
Ｉを入力とし、ｙ＝ＣＸで表わされるｙを出力とした時
のそれぞれの伝達関数Ｇ　（ｓ）、　Ｈ（ｓ）　＝　Ｐ
　（ｓ）およびＱ（ｓ）は、Ｇ（ｓ）　＝　ｓ重（ｓ）
Ｄ Ｈ（ｓ）　＝ψ（ｓ）Ｂ（ｓＦ＋Ｋ） Ｐ（ｓ）　＝　’Ｆ（ｓ）Ｂｓ Ｑ（ｓ）＝　ｖ（ｓ）ＢＫ ただし、 Δａ（ｓ）　＝ｓ’　＋　（ｂ＋１Ｆ３−ａ：＋＋）ｓ
’　＋　（ｂ３ｔに２−　ａ　２１＋ａｚ３（ｂ：＋ｘ
Ｆｚ−ａｖｚ）ａ”＋　（ａｚ３ｂ３ｘＦｔ−ａｚｔ（
ｂ：＋ＩＦ＋−ａ：＋：＋））ｓ−ａｚ１ｂａｔＫ３・
＝　（２４） と表わすことができる。伝達関数Ｇ　（ｓ）　、　Ｈ（
ｓ）。

Ｐ（ｓ）およびＱ　（ｓ）の特性機は、上記（２４）式
で表わされるΔ４（Ｓ）をΔ４（ｓ）＝０として求める
ことができ、Ｆｘ、Ｆｚ、Ｆ３．Ｍ３を適宜決定するこ
とにより、第１１図の磁気浮上系の安定化を実現できる
。

ここで、もし同図の磁気浮上系が安定であり、ΔＺｏ、
ｓｏおよびｒ３が同時に零であるとすれば、外力Ｕｍに
対する偏差電流Δｉの応答は、ラプラス変換を用いて。

と求めることができる。

この（２５）式において前記外力Ｕｓがステップ状外力
であることから、Ｆｏを外力の大きさとすれば、０１１
（Ｓ）＝Ｆｌｌ／Ｓとなり、（２５）式は、ｔ−４ｏ。

のであるから、結局、外力Ｕｓの有無に拘らず、電流を
零に近付ける手段は、現実に存在することは明らかであ
る。

以上のようにしてゼロパワーフィードバック制御が実現
されるが、このとき、ガードレール２と　。

継鉄２２間のギャップ長２が車体重量に応じて変ること
になる。このギャップ長２が狭ければ良いが拡がると推
力が低下し、搬送車４の起動、停止特性が低下すること
は前述した通りである。これを防止して電力消費を抑え
た上で起動、停止特性を改善するため、本実施例では、
第３図に示したように軌道枠１に適宜の間隔を置いて設
置される固定子５の前後にＬＥＤ１９を配置すると共に
、このＬＥＤ１９からの指令に応じて各スイッチを切換
え搬送車４が固定子５を通過する間だけガードレール２
と継鉄２２間のギャップ長２を強制的に狭いギャップ’
ｌｏにしている。

すなわち、搬送車４の２次側導体が軌道枠１の固定子５
に達する手前で、　ＬＥＤ１９からの指令をフォトトラ
ンジスタ１８で受けて目標値発生器３２ｊのスイッチＳ
ＷＩを開状態に固定する。このとき、演算増幅器ＯＰ２
の入力端子には、所望の最小ギャップＺｂを生じさせる
ための設定電圧ＶＩＯが印加されている。従って、スイ
ッチＳＷＩが開くことにより目標値発生器３２ｊの出力
は０から目標値ＶＩＣＩに変化する。これにより、コイ
ル２３にその目標値に対応する電流が流れたところで車
体重量と電磁吸引力が平衡するようになり、キャップ２
は最小キャップＺＤに変化する。一方、搬送車４の２次
側導体が軌道枠１の固定子５を通過するとき、再びＬＨ
Ｄ１９からの指令をフォトトランジスタ１８で受けて今
度は目標値発生器３２ｊのスイッチＳＷＩを閉状態にリ
セットする。これにより、目標値発生器３２ｊの出力は
再び０状態となってコイル２３に流れる電流は０となり
。

電力消費は無くなる。

以上はゼロパワーフィードバックループＬを活かしたま
までキャップ長２をＺＤに変更する場合の例について示
したが、これはゼロパワーフィードバックループＬを切
り、目標値発生器３２ａの出力をＺＤに変換することに
よっても実現できる。

すなわち、（１１送車４の２次側導体が軌道枠１の固定
子５を通過する際、その入口側でＬＨＤ　１９からの指
令をフォトトランジスタ１８で受けてスイッチ３２ｋを
閉、目標値発生器３２ａのスイッチＳＷ２を閉にセット
し、出口側でリセットすれば、ガードレール２と継鉄２
２間のギャップＺを固定子５を通過する間だけ最小キャ
ップｚＤに変更することができる。

このようにして、搬送車４の２次側導体が軌道枠１の固
定子５を通過する期間だけ、ガードレール２と継鉄２２
間のキャップ２を最小キャップＺＤに変更することによ
り、電力消費を最低限に抑えた上で。

大きな推力を得ることができるようになり、搬送車４の
起動、停止特性が大巾に改善される。

なお、本発明は上述の実施例にのみ限定されることなく
、特許請求範囲の記載内でその構成は任意に変更可能で
ある１例えば１本発明はゼロパワーフィードバック制御
方式を採用しない磁気浮上式の搬送装置にも適用可能で
ある。

また、磁気浮上は磁気吸引力の代り磁気反発力を利用す
るようにしてもよい。

また、起動装置３９は第９図の構成にのみ限ることなく
例えば第１２図に示すように指令信号の受は渡しを送信
器Ｔと受信器Ｈによって行なうようにしてもよい。ある
いは第１３図に示すようにスイッチレバーを用いてメカ
ニカルに実現することもできる。

また、上記実施例では、外力Ｕｍの有無に拘らずコイル
２３に流れる電流０で車体重量と磁気吸引力とを平衡さ
せるため、電流偏差Δｉを積分補償器３２Ｑで積分し、
その出力値に適当なゲインを持たせて磁気浮上系にフィ
ードバックする例について示したが１本発明はこれに限
らず、 ■　外力Ｕｍを状態観測器によって観測し、この［１１
１１１値Ｕ１１に適当なゲインを持たせて磁気浮上系に
フィードバックする方法。

（２）　　ギヤツブ長偏差ΔＺ、速度偏差ΔａＺおよび
電流偏差Δｊに全てが同時に零でない適当なゲインを持
たせ、それぞれの値を２の一次系を構成するフィルタを
介して磁気浮上系にフィードバックする方法。

（ル　上記■、■の方法を併用する方法。

等が採用できる。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明によれば、常時は経済的な
ギャップを保って搬送を行ない、搬送車の２次側導体が
リニアインダクションモータの固定子を通過する間だけ
その２次側導体と固定子間のキャップを狭ばめるように
したので、ｆｆｔ力消費を抑えた上で推力を増すことが
でき、経済的にして起動、停止特性の良い磁気浮上式搬
送装置が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気浮上式搬送装置の
構成を示す斜視図、第２図は同装置の縦断面図、第３図
は同装置を一部切欠した側面図。 第４図は同装置の磁気回路を説明するための断面図、第
５図は第１図の磁気浮上系を実現する制御装置とその周
辺の電気的構成を示すブロック図、第６図は同制御装置
における積分補償器とその周辺を示す回路図、第７図は
同制御装置における電流目標値発生器とその周辺を示す
回路図、第８図は同制御装置におけるギャップ目標値発
生器とその周辺を示す回路図、第９図は同搬送装置にお
ける起動装置の電気的構成を示すブロック図、第１０図
は第５図の制御装置のゼロパワーフィードバックループ
を切り離したときの制御ブロック図、第１１図は同制御
装置の制御ブロック図、第１２図、第１３図は更に他の
実施例における起動装置の構成をそれぞれ示すブロック
図である。 １０・・・光学ギャップセンサ、１８・・・フォトトラ
ンジスタ、１９・・・ＩＪＤ、　２３・・・コイル、３
０・・・制御回路、３１・・・センサ部、３１ｂ・・・
電流検出器、３２・・・演算回路、３２ａ、３２ｊ・・
・目標値発生器、３２ｂ、３２ｈ、３２ｉ−減算器、　
３２ｃ　・−・微分器。 ３２ｄ、３２ｆ・・・　フィードバックゲイン補償器。 ３２ｇ・・・加！（器、３２ｋ・・・スイッチ、３２Ｑ
　・・・１分補償器、３２ｍ・・・０回路、３３・・・
パワーアンプ。 代理人　弁理士　　紋　１）　誠　　：第２図 第３図 旦 第４図 第６図　　　　第７図 第８図 枚皐牌Φ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性体のガイドレールが敷設された搬送路と、
   この搬送路に所定間隔を置いて配設された１次側固定子
   と、この固定子と組合わされてリニアインダクションモ
   ータを形成する２次側導体と、前記ガイドレールとの間
   で磁力作用を生じる電磁石と、この電磁石に流す電流を
   調節する制御装置と、前記２次側導体と電磁石と制御装
   置とを搭載し前記磁力作用により浮上し前記リニアイン
   ダクションモータの形成により前記搬送路に沿って走行
   する搬送車とを備える磁気浮上式搬送装置において、前
   記搬送路上に配設される前記固定子の少なくとも前後に
   設置され所定の指令信号を出力する指令信号出力手段と
   、前記搬送車側に設けられ前記指令信号を入力する指令
   信号入力手段およびこの指令信号に応じて前記２次側導
   体が前記固定子を通過する間のみ前記電磁石に流す電流
   を変化させて前記ガイドレールと電磁石間のギャップを
   狭くする電磁石電流調節手段とを備えることを特徴とす
   る磁気浮上式搬送装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載において、前記電磁石
   の他に永久磁石を備えると共に、通常は電磁石に電流を
   流すことなく車体重量と磁気力が平衡するギャップ長に
   制御する手段を備えることを特徴とする磁気浮上式搬送
   装置。