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MAGNETIC LEVITATION DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING SAME meetings

Foreign code F160008710
File No. (S2014-0301-N0)
Posted date Apr 13, 2016
Country WIPO
International application number 2015JP055039
International publication number WO 2015178052
Date of international filing Feb 23, 2015
Date of international publication Nov 26, 2015
Priority data
  • P2014-103797 (May 19, 2014) JP
Title MAGNETIC LEVITATION DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING SAME meetings
Abstract A magnetic levitation device comprises: a pair of magnets (10) for generating magnetic force for supporting a ferromagnet (11) in a noncontact manner; a displacement detection means (20) for detecting the displacement of the ferromagnet (11) in a lateral shift direction; and a control means (40) for suppressing the vibration of the ferromagnet (11) in a lateral shift direction. The control means (40) controls the pair of magnets (10) so that a stronger magnetic force acts on the ferromagnet (11) that is displaced in a direction departing from the center of the vibration than when the ferromagnet (11) is displaced in a direction returning to the center of the vibration. The rigidity produced by the magnetic force generated when the ferromagnet (11) departs from the center of the vibration is strengthened, and the rigidity produced by the magnetic force generated when the ferromagnet (11) returns to the center of the vibration is weakened, thereby rapidly attenuating the vibration of the ferromagnet (11).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
磁気力を利用して浮上対象物を非接触支持する磁気浮上装置であって、
浮上対象物の非接触支持のための磁力を発生する一対の磁石と、
前記一対の磁石の配列方向と直交する横ずれ方向への前記浮上対象物の変位を検出する変位検出手段と、
前記浮上対象物の前記横ずれ方向の振動を抑制する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記振動の中心から離れる方向に変位する前記浮上対象物に対し、前記振動の中心に戻る方向に変位するときよりも強い磁力が作用するように前記一対の磁石を制御する、
ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項2]
請求項1に記載の磁気浮上装置であって、前記一対の磁石が上下方向に配列された電磁石であり、前記浮上対象物が前記電磁石の各々に吸引されて前記一対の電磁石の間に非接触支持される強磁性体を含み、前記制御手段は、前記浮上対象物が前記振動の中心から離れる方向に変位するとき、前記一対の電磁石に印加する電流を強め、前記浮上対象物が前記振動の中心に戻る方向に変位するとき、前記一対の電磁石に印加する電流を弱める、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項3]
請求項2に記載の磁気浮上装置であって、前記横ずれ方向に振動する前記浮上対象物の変位をx、前記浮上対象物の移動速度をx’とするとき、前記制御手段は、前記一対の電磁石に印加するバイアス電流を、x・x’≧0の状態と、x・x’<0の状態とで切り替え、x・x’≧0のときの前記バイアス電流が、x・x’<0のときの前記バイアス電流より大きくなるように設定する、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項4]
請求項3に記載の磁気浮上装置であって、前記制御手段は、x・x’の値が所定値より小さいとき、前記一対の電磁石に印加する前記バイアス電流をx・x’の値に応じて減少させる、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項5]
請求項1から4のいずれかに記載の磁気浮上装置であって、前記変位検出手段が、前記浮上対象物の横ずれ方向に配置された、前記浮上対象物までの距離を測定する測定手段である、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項6]
請求項2から4のいずれかに記載の磁気浮上装置であって、前記変位検出手段が、前記電磁石の前記浮上対象物に対向する側に配置された、通過磁束の変化を検出するセンシングコイルである、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項7]
請求項2から4のいずれかに記載の磁気浮上装置であって、前記変位検出手段が、前記電磁石を支持し、該電磁石に作用する力を検出する力センサである、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項8]
請求項1に記載の磁気浮上装置であって、前記浮上対象物が、前記一対の磁石に対して相反する方向に反発する磁石を含み、前記一対の磁石と前記浮上対象物の磁石との反発力により前記浮上対象物が非接触支持され、前記制御手段は、前記浮上対象物が前記振動の中心から離れる方向に変位するとき、前記反発力が強まる位置に前記一対の磁石を移動し、前記浮上対象物が前記振動の中心に戻る方向に変位するとき、前記反発力が弱まる位置に前記一対の磁石を移動する、ことを特徴とする磁気浮上装置。
[請求項9]
磁気力を利用して浮上対象物を非接触支持する磁気浮上装置の制御方法であって、
上下方向に配列する一対の電磁石の間に、強磁性体を含む浮上対象物を非接触支持し、
前記一対の電磁石に対して、前記電磁石の配列方向への前記浮上対象物の変位を抑える電流iと、前記配列方向と直交する横ずれ方向への前記浮上対象物の振動を抑制するバイアス電流Δiとを重畳して印加し、
前記横ずれ方向に振動する前記浮上対象物の変位をx、前記浮上対象物の移動速度をx’とするとき、前記一対の電磁石に印加する前記バイアス電流Δiを、x・x’≧0の状態と、x・x’<0の状態とで切り替え、x・x’≧0のときの前記バイアス電流を、x・x’<0のときの前記バイアス電流より大きくする、
ことを特徴とする磁気浮上装置の制御方法。
[請求項10]
請求項9に記載の磁気浮上装置の制御方法であって、x・x’の値が所定値より小さいとき、前記バイアス電流Δiを、x・x’の値に応じて減少させる、ことを特徴とする磁気浮上装置の制御方法。
[請求項11]
請求項10に記載の磁気浮上装置の制御方法であって、前記バイアス電流Δiを、次の条件1~条件5を満たす関数f(x・x’)に従って変化させる、ことを特徴とする磁気浮上装置の制御方法。
前記バイアス電流Δiが連続的に変化する範囲を調整するパラメータをX0として、
条件1:x・x’<-X0のとき  f(x・x’)=-ΔI
条件2:-X0<x・x’<0のとき  -ΔIから0へ単調に増加する
条件3:f(0)=0、
条件4:0<x・x’<X0のとき  0からΔIへ単調に増加する
条件5:X0<x・x’のとき  f(x・x’)=+ΔI
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION SAITAMA UNIVERSITY
  • Inventor
  • MIZUNO TAKESHI
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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