JP2010279121A - Electromagnetic suspension device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic suspension device which can suppress the transmission of a bound load to a magnet. <P>SOLUTION: There is arranged a metal holder 35 which is arranged at one end of a center yoke 41 so as to abut on bump rubber 17 fixed to a stator-side cylinder bottom 9 when a mover 5 is fully contracted, and directly transmits a force received by the abutment to the center yoke 41. When the mover 5 contacts with the bump rubber 17 due to its contraction, and when the bound load is generated by the contact, the bound load acts on the metal holder 35, is directly transmitted to the center yoke 41, but not transmitted to a mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51). Thus the breakage of the mover-side magnet member 53 (permanent magnet 51) caused by the bound load can be avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁サスペンション装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic suspension device.

従来、電磁サスペンション装置の一例としてリニアモータを用いたものがある（特許文献１参照）。   Conventionally, there is one using a linear motor as an example of an electromagnetic suspension device (see Patent Document 1).

特開２００３−３２４９３４号公報JP 2003-324934 A

ところで、上述した従来技術では、リニアモータが縮んだ際に生じるバウンド荷重が磁石に伝わり、磁石が割れないようにするための処置を施すことが望まれている。
本発明は、バウンド荷重の磁石への伝達を抑制できる電磁サスペンション装置を提供することを目的とする。 By the way, in the above-described prior art, it is desired to take a measure for preventing the bound load generated when the linear motor is contracted from being transmitted to the magnet and breaking the magnet.
An object of this invention is to provide the electromagnetic suspension apparatus which can suppress transmission of the bound load to the magnet.

請求項１記載の発明は、固定子と、前記固定子に隣接して配置されるとともに、最接近位置と最離間位置との間で前記固定子に対して直線方向に相対移動する可動子とからなるリニアモータを用いた電磁サスペンション装置であって、前記可動子は、前記相対移動方向に延伸された可動子本体と、前記固定子に対向するように前記可動子本体の側面に配置された可動子側磁力部材と、前記最接近位置で前記固定子に当接するように前記可動子本体の一端部に配置され、当接により受ける力を前記可動子本体に直接伝達する当接力伝達部とを有し、前記固定子は、前記相対移動方向に延伸された固定子本体と、前記可動子に対向するように前記固定子本体の側面に配置された固定子側磁力部材と、前記最接近位置で前記当接力伝達部に当接するように前記固定子本体の端部に配置された当接部とを有することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a stator and a movable element that is disposed adjacent to the stator and that moves relative to the stator in a linear direction between a closest approach position and a most spaced position. An electromagnetic suspension device using a linear motor comprising: the mover is disposed on a side surface of the mover body so as to face the mover body extending in the relative movement direction and the stator. A mover-side magnetic member, and an abutting force transmitting portion that is disposed at one end of the mover body so as to abut against the stator at the closest position, and that directly transmits a force received by the abutment to the mover body. The stator has a stator body extended in the relative movement direction, a stator-side magnetic member disposed on a side surface of the stator body so as to face the mover, and the closest approach Abuts against the abutment force transmission part at a position And having a contact portion disposed at an end of urchin the stator body.

請求項１記載の発明によれば、バウンド荷重の磁石への伝達を抑制できる。   According to the first aspect of the present invention, transmission of the bound load to the magnet can be suppressed.

本発明の第１実施形態に係る電磁サスペンション装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electromagnetic suspension apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１の可動子のメタルホルダ配置部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal holder arrangement | positioning part of the needle | mover of FIG. 本発明の第２実施形態における可動子のメタルホルダ配置部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal holder arrangement | positioning part of the needle | mover in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態における可動子のメタルホルダ配置部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal holder arrangement | positioning part of the needle | mover in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態における可動子のメタルホルダ配置部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal holder arrangement | positioning part of the needle | mover in 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の第１実施形態に係る電磁サスペンション装置を図１及び図２に基づいて説明する。この実施形態では、電磁サスペンション装置が図示しない鉄道車両に用いられる場合を例にする。
この実施形態の電磁サスペンション装置１は、図１に示すリニアモータ２を用いて構成されており、リニアモータ２を前記鉄道車両の車体と台車の間に介在させている。
例えば、システムは車体前後に設けられ車体の左右加速度を検出する加速度センサと、車体−台車間に設けられるリニアモータ２と、加速度センサからの信号やリニアモータ２に内蔵された図示しないストロークセンサ信号から車体の加速度を低減させるようリニアモータ２の推力を制御する制御装置からなる。
車体の振動低減制御ロジックは、例えばスカイフック制御によるが、振動制御ロジック詳細は公知であるのでここでは省略する。
リニアモータ２は、前記鉄道車両の車体に固定される略有底筒状の固定子３と、後述する最接近位置と最離間位置との間で固定子３に対して直線方向に相対移動する略有底筒状の可動子５と、から大略構成されている。上記記載で示唆するように、固定子３は、可動子５に対して直線方向に相対移動する（すなわち、固定子３における「固定」は、絶対的な固定を意味するものではない。）ようになっている。以下、可動子５が、固定子３に対して、図1左側、右側に相対移動することを夫々、適宜、リニアモータ２が縮む、伸びるともいい、可動子５が縮む、伸びるともいう。
本実施形態では、固定子３、可動子５が夫々、特許請求の範囲の固定子、可動子に相当する。 Hereinafter, an electromagnetic suspension device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In this embodiment, a case where the electromagnetic suspension device is used for a railway vehicle (not shown) is taken as an example.
The electromagnetic suspension device 1 of this embodiment is configured by using a linear motor 2 shown in FIG. 1, and the linear motor 2 is interposed between the vehicle body and the bogie of the railway vehicle.
For example, the system is provided in front of and behind the vehicle body to detect the lateral acceleration of the vehicle body, the linear motor 2 provided between the vehicle body and the carriage, a signal from the acceleration sensor, and a stroke sensor signal (not shown) built in the linear motor 2. To a control device for controlling the thrust of the linear motor 2 so as to reduce the acceleration of the vehicle body.
The vibration reduction control logic of the vehicle body is based on, for example, skyhook control, but the details of the vibration control logic are well known and are omitted here.
The linear motor 2 moves in a linear direction relative to the stator 3 between a substantially bottomed cylindrical stator 3 fixed to the vehicle body of the railway vehicle, and a closest approach position and a farthest separated position described later. A generally bottomed cylindrical movable element 5 is generally configured. As suggested in the above description, the stator 3 moves relative to the mover 5 in the linear direction (that is, “fixing” in the stator 3 does not mean absolute fixing). It has become. Hereinafter, the relative movement of the mover 5 relative to the stator 3 in the left side and the right side in FIG. 1 may be referred to as the linear motor 2 contracting or extending as appropriate, or the mover 5 contracting or extending.
In the present embodiment, the stator 3 and the mover 5 correspond to the stator and the mover in the claims, respectively.

固定子３は、有底筒状の固定子側筒部７と、固定子側筒部７の底部（以下、固定子側筒部底部９という。）の外側に設けられて前記車体に連結される車体側連結部１１と、固定子側筒部７内で固定子側筒部底部９に基端部（以下、ロッド基端部１３という。）が固定された略有蓋筒状のロッド１５と、バンプラバー１７と、電機子１９と、を備えている。
電機子１９は、圧粉磁石や積層された電磁鋼板、磁性体片より切削加工などによって作られた略筒状のコア２１と、任意の方向に巻かれてコア２１内に収納されたコイル２３（固定子側磁力部材）と、から大略構成され、コア２１の一端側（図1左側）が、固定子側筒部７の先端側（図1右側）に連接されて固定子側筒部７に保持されている。
本実施形態では、固定子側筒部７及び電機子１９が固定子本体を構成している。 The stator 3 is provided on the outer side of the bottomed cylindrical stator side cylinder part 7 and the bottom part of the stator side cylinder part 7 (hereinafter referred to as the stator side cylinder part bottom part 9), and is connected to the vehicle body. A vehicle body side connecting portion 11, and a substantially covered cylindrical rod 15 having a base end portion (hereinafter referred to as a rod base end portion 13) fixed to the stator side tube portion bottom 9 in the stator side tube portion 7. The bump rubber 17 and the armature 19 are provided.
The armature 19 includes a dust core, laminated electromagnetic steel plates, a substantially cylindrical core 21 made by cutting from a magnetic piece, and a coil 23 wound in an arbitrary direction and housed in the core 21. (Stator side magnetic member), and one end side (left side in FIG. 1) of the core 21 is connected to the distal end side (right side in FIG. 1) of the stator side cylinder portion 7 so that the stator side cylinder portion 7 is connected. Is held in.
In the present embodiment, the stator side cylindrical portion 7 and the armature 19 constitute a stator body.

ロッド１５の先端部（図１右側）には、孔（符号省略）を形成した蓋部２５が形成されている。蓋部２５の前記孔に、固定子３の軸材取付部２９（後述する）に一端側（図１右側）が固定された軸材３１の他端側（図１左側）が挿入され、ロッド１５の内部に延びている。軸材３１の他端側（ロッド１５の内側）に図示しないストロークセンサが締結されている。ロッド１５の先端部側の部分には、外径寸法が軸受３７の外径寸法以下であるリング状の突起３３が形成されており、可動子５が固定子３に対して相対的に伸び作動するとき、突起３３に後述する軸受３７が当り、可動子５の伸び作動を規制するようにしている。
本実施形態では、突起３３が軸受３７（軸受３７の他端部３７ｂ）に当り、可動子５の伸び作動が停止される位置が、ストロークの伸び切り位置（最離間位置）を構成している。 A lid 25 having a hole (not shown) is formed at the tip of the rod 15 (right side in FIG. 1). The other end side (left side in FIG. 1) of the shaft member 31 whose one end side (right side in FIG. 1) is fixed to the shaft member mounting portion 29 (described later) of the stator 3 is inserted into the hole of the lid 25, and the rod 15 extends into the interior. A stroke sensor (not shown) is fastened to the other end side of the shaft member 31 (inside the rod 15). A ring-shaped protrusion 33 having an outer diameter dimension equal to or smaller than the outer diameter dimension of the bearing 37 is formed on the tip portion side of the rod 15, and the movable element 5 extends relative to the stator 3. When doing so, a bearing 37, which will be described later, hits the protrusion 33, and the extension operation of the mover 5 is restricted.
In the present embodiment, the position at which the protrusion 33 hits the bearing 37 (the other end 37b of the bearing 37) and the extension operation of the mover 5 is stopped constitutes the stroke extended position (the most separated position). .

前記バンプラバー１７は、ロッド１５及び固定子側筒部７間に挿入されるようにして固定子側筒部底部９に、後述するようにして固定されている。可動子５が固定子３に対して相対的に縮み作動するとき、固定子側筒部底部９に固定したバンプラバー１７に後述するメタルホルダ３５が当り、可動子５の縮み作動を規制するようにしている。
本実施形態では、メタルホルダ３５がバンプラバー１７に当って可動子５の縮み作動が停止される位置が、ストロークの縮み切り位置（最接近位置）を構成し、また、バンプラバー１７が当接部を構成している。 The bump rubber 17 is fixed between the rod 15 and the stator side cylinder portion 7 to the stator side cylinder portion bottom portion 9 as described later. When the mover 5 is contracted relative to the stator 3, a metal holder 35, which will be described later, hits the bump rubber 17 fixed to the stator-side cylinder bottom 9, so that the contraction operation of the mover 5 is restricted. I have to.
In this embodiment, the position at which the metal holder 35 hits the bump rubber 17 and the contraction operation of the mover 5 is stopped constitutes the stroke contraction position (closest position), and the bump rubber 17 abuts. Part.

可動子５は、磁性材からなる筒状の可動子本体としてのセンターヨーク４１と、センターヨーク４１の図１右側の端部（以下、センターヨーク基端部４１ａという。）に、この端部の開口部を覆うように設けられた可動子基部４３と、可動子基部４３に設けられて前記鉄道車両の台車側に連結される台車側連結部４５と、を備えている。
可動子５は、さらに、可動子基部４３の外周縁部からセンターヨーク４１と平行に延びてセンターヨーク４１とともに２重筒状をなすように設けられた筒状カバー４７と、センターヨーク４１の先端側部分（以下、センターヨーク先端側部分４１ｂという。可動子本体の一端部に相当する。）に配置された非磁性体からなる前記メタルホルダ３５（当接力当接部に相当する。）と、を備えている。
センターヨーク４１は、永久磁石の磁路を形成させるべく、電磁鋼板（磁性材）を用いている。 The mover 5 has a center yoke 41 as a cylindrical mover body made of a magnetic material, and an end of the center yoke 41 on the right side in FIG. 1 (hereinafter referred to as a center yoke base end 41a). A mover base 43 provided so as to cover the opening, and a carriage side connection part 45 provided on the mover base 43 and connected to the carriage side of the railway vehicle are provided.
The mover 5 further includes a cylindrical cover 47 that extends in parallel with the center yoke 41 from the outer peripheral edge of the mover base 43 so as to form a double cylinder with the center yoke 41, and the tip of the center yoke 41. A metal holder 35 (corresponding to an abutting force abutting portion) made of a non-magnetic material disposed on a side portion (hereinafter referred to as a center yoke tip end portion 41b; corresponding to one end portion of the mover main body); It has.
The center yoke 41 uses an electromagnetic steel plate (magnetic material) to form a magnetic path of a permanent magnet.

センターヨーク４１の外周側（請求項１の側面に相当する。）には複数個のリング状の永久磁石５１からなる磁力部材（以下、可動子側磁力部材５３という。）が設けられている。センターヨーク４１には、可動子側磁力部材５３を覆うように配置された円筒状の磁石保護カバー５５が固定されている。磁石保護カバー５５は非磁性体からなっている。
センターヨーク４１は、その中心側部分の内径寸法が、所定の大きさに設定されている。 On the outer peripheral side of the center yoke 41 (corresponding to the side surface of claim 1), a magnetic member (hereinafter referred to as a mover-side magnetic member 53) composed of a plurality of ring-shaped permanent magnets 51 is provided. A cylindrical magnet protective cover 55 disposed so as to cover the mover side magnetic member 53 is fixed to the center yoke 41. The magnet protection cover 55 is made of a nonmagnetic material.
The center yoke 41 has an inner diameter dimension at a center side portion set to a predetermined size.

可動子側磁力部材５３が貼付されたセンターヨーク４１は、ロッド１５と電機子１９（固定子側筒部７）との間に挿入される一方、電機子１９（固定子側筒部７）は、筒状カバー４７と磁石保護カバー５５（永久磁石５１、センターヨーク４１）との間に挿入されるようになっている。
複数個の永久磁石５１は、内径側がＳ極、外径側がＮ極に着磁されたものと、内径側がＮ極、外径側がＳ極に着磁されたものの２種類からなる。そして、これら２種類の永久磁石５１が、センターヨーク４１の長手方向に沿って交互に積層されて、筒状の可動子側磁力部材５３を構成している。
可動子側磁力部材５３は、その図２左側の端面（以下、可動子側磁力部材端面５３ｔという。）がセンターヨーク先端面４１ｃ（後述する）に対して所定の長さだけ、引っ込むように取付けられている。
また、磁石保護カバー５５は、その図２左側の端面（以下、磁石保護カバー端面５５ｔという。）がセンターヨーク先端面４１ｃに対して一定長さだけ、突出するように取付けられている。 The center yoke 41 to which the mover-side magnetic member 53 is attached is inserted between the rod 15 and the armature 19 (stator-side cylindrical portion 7), while the armature 19 (stator-side cylindrical portion 7) is The cylindrical cover 47 and the magnet protective cover 55 (permanent magnet 51, center yoke 41) are inserted.
The plurality of permanent magnets 51 are of two types, one having the inner diameter side magnetized to the S pole and the outer diameter side magnetized to the N pole, and one having the inner diameter side magnetized to the N pole and the outer diameter side magnetized to the S pole. These two types of permanent magnets 51 are alternately stacked along the longitudinal direction of the center yoke 41 to constitute a cylindrical mover-side magnetic member 53.
The armature-side magnetic member 53 is attached so that the end surface on the left side in FIG. 2 (hereinafter referred to as the armature-side magnetic member end surface 53t) is retracted by a predetermined length with respect to the center yoke front end surface 41c (described later). It has been.
Further, the magnet protective cover 55 is attached such that the end face on the left side in FIG. 2 (hereinafter referred to as a magnet protective cover end face 55t) protrudes from the center yoke front end face 41c by a certain length.

センターヨーク先端側部分４１ｂは、センターヨーク先端面４１ｃ側の部分（以下、センターヨーク先端面側部分４１ｂ１という。）の内径寸法が、センターヨーク４１の中心側部分（図２右側）に比して、小さくなっている。センターヨーク先端側部分４１ｂにおけるセンターヨーク先端面側部分４１ｂ１に連接してセンターヨーク４１の中心側部分に延びる部分（以下、雌ねじ形成部分４１ｂ２という。）には、メタルホルダ３５に形成された後述する雄ねじ（以下、メタルホルダ雄ねじ５９という。）がはまる雌ねじ（メタルホルダ用雌ねじ５７という。）が形成されている。   The center yoke tip side portion 41b has an inner diameter dimension of the portion on the center yoke tip surface 41c side (hereinafter referred to as the center yoke tip surface side portion 41b1) as compared to the center side portion of the center yoke 41 (right side in FIG. 2). It ’s getting smaller. A portion (hereinafter referred to as a female screw forming portion 41b2) that is connected to the center yoke tip surface side portion 41b1 and extends to the center side portion of the center yoke tip side portion 41b (hereinafter referred to as a female screw forming portion 41b2) will be described later. A female screw (referred to as a metal holder female screw 57) into which a male screw (hereinafter referred to as a metal holder male screw 59) is fitted is formed.

メタルホルダ３５は、ロッド１５を挿入し得る筒状をなし、大略、外径寸法が磁石保護カバー５５の外径寸法と同等とされた筒状のメタルホルダ基部６１と、メタルホルダ基部６１から延びて内側に非磁性体からなる軸受３７が圧入された筒状のメタルホルダ延長部６３と、から構成されている。
メタルホルダ基部６１におけるメタルホルダ延長部６３側部分の外周側には、外径寸法が磁石保護カバー５５の内径寸法に比して僅かに小さい小径部（以下、メタルホルダ基部小径部６５という。）が形成されている。
メタルホルダ３５の内周側には、軸受３７の一端部３７ａに接触して軸受３７を支持する軸受支持部３５Ｋが形成されている。
メタルホルダ延長部６３の先端側に前記メタルホルダ雄ねじ５９が形成されている。 The metal holder 35 has a cylindrical shape into which the rod 15 can be inserted, and extends from the metal holder base 61 and a cylindrical metal holder base 61 whose outer diameter is approximately equal to the outer diameter of the magnet protection cover 55. And a cylindrical metal holder extension 63 into which a bearing 37 made of a non-magnetic material is press-fitted.
On the outer peripheral side of the metal holder extension portion 63 side portion of the metal holder base 61, a small diameter portion whose outer diameter dimension is slightly smaller than the inner diameter dimension of the magnet protection cover 55 (hereinafter referred to as a metal holder base small diameter portion 65). Is formed.
A bearing support portion 35 </ b> K that contacts the one end portion 37 a of the bearing 37 and supports the bearing 37 is formed on the inner peripheral side of the metal holder 35.
The metal holder male screw 59 is formed on the tip end side of the metal holder extension 63.

メタルホルダ３５は、メタルホルダ雄ねじ５９がメタルホルダ用雌ねじ５７に嵌められることにより、センターヨーク４１に固定される。
メタルホルダ３５が上述したようにセンターヨーク４１に固定された状態で、メタルホルダ基部６１は、センターヨーク先端面４１ｃに接触している一方、可動子側磁力部材端面５３ｔとの間には、隙間（以下、可動子側磁力部材・メタルホルダ間隙間６７という。）が形成され、かつ磁石保護カバー端面５５ｔとの間には隙間（以下、磁石保護カバー・メタルホルダ間隙間６９という。）が形成されている。換言すれば、可動子側磁力部材５３のセンターヨーク４１に対する配置を、可動子側磁力部材端面５３ｔに対してセンターヨーク先端面４１ｔｃが突出するように設定して（すなわち永久磁石５１の積み上げ長よりセンターヨーク４１の長さを長くして）、センターヨーク４１の端部をメタルホルダ３５で締結して行っている。この構成により、メタルホルダ３５とセンターヨーク４１とは、機械的に接触している一方、メタルホルダ３５と可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）との間には、可動子側磁力部材・メタルホルダ間隙間６７が形成されている。 The metal holder 35 is fixed to the center yoke 41 by fitting the metal holder male screw 59 to the metal holder female screw 57.
While the metal holder 35 is fixed to the center yoke 41 as described above, the metal holder base 61 is in contact with the center yoke front end surface 41c, while there is no gap between the mover side magnetic member end surface 53t. (Hereinafter referred to as the gap 67 between the mover side magnetic member and the metal holder) is formed, and a gap (hereinafter referred to as the gap 69 between the magnet protective cover and the metal holder) is formed between the magnet protective cover end surface 55t. Has been. In other words, the arrangement of the mover-side magnetic member 53 with respect to the center yoke 41 is set so that the center yoke front end surface 41tc protrudes from the mover-side magnetic member end surface 53t (that is, from the stacked length of the permanent magnets 51). The length of the center yoke 41 is increased), and the end of the center yoke 41 is fastened with the metal holder 35. With this configuration, the metal holder 35 and the center yoke 41 are in mechanical contact with each other, while the mover-side magnetic member and the mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51) are between the metal holder 35 and the mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51). A gap 67 between the metal holders is formed.

上述したように構成された電磁サスペンション装置１では、可動子５が縮んでバンプラバー１７と接触し、この接触によりバウンド荷重が発生した場合を想定すると、バウンド荷重はメタルホルダ３５に作用し、センターヨーク４１に直接、伝達される。この際、メタルホルダ基部６１ひいてはメタルホルダ３５と可動子側磁力部材端面５３ｔとの間には、可動子側磁力部材・メタルホルダ間隙間６７が形成されているので、バウンド荷重は、可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）に伝達されず、バウンド荷重による永久磁石５１の破損を回避することができる。
上述したように、バウンド荷重から永久磁石５１を保護することが可能となるため、磁石を固定するための溝をセンターヨーク４１に形成する必要がなく、生産性が向上し、これに伴い生産コストを低減できる。 In the electromagnetic suspension device 1 configured as described above, assuming that the mover 5 contracts and contacts the bump rubber 17 and a bound load is generated by this contact, the bound load acts on the metal holder 35, and the center It is transmitted directly to the yoke 41. At this time, since the gap 67 between the mover side magnetic member and the metal holder is formed between the metal holder base 61 and the metal holder 35 and the end face 53t of the mover side magnetic member, the bound load is on the mover side. It is not transmitted to the magnetic member 53 (permanent magnet 51), and damage to the permanent magnet 51 due to a bound load can be avoided.
As described above, since it becomes possible to protect the permanent magnet 51 from the bound load, it is not necessary to form a groove for fixing the magnet in the center yoke 41, and the productivity is improved. Can be reduced.

さらに、メタルホルダ基部６１ひいてはメタルホルダ３５と磁石保護カバー端面５５ｔとの間には、磁石保護カバー・メタルホルダ間隙間６９が形成されているので、バウンド荷重は、磁石保護カバー５５に伝達されず、バウンド荷重による磁石保護カバー５５の破損を回避することができる。   Further, since the gap 69 between the magnet protection cover and the metal holder is formed between the metal holder base 61 and the metal holder 35 and the magnet protection cover end face 55t, the bound load is not transmitted to the magnet protection cover 55. The damage of the magnet protective cover 55 due to the bound load can be avoided.

本第１実施形態では、上述したようにメタルホルダ３５及び軸受３７は非磁性体から構成されており、摺動部の固着を防止することができる。すなわち、仮にメタルホルダ３５及び軸受３７を磁性体から構成した場合、軸受３７の摩耗粉も磁性体となり、永久磁石５１によって磁化されたメタルホルダ３５や軸受３７に摩耗粉が付着し、離れることがなく、これにより摺動部が固着してしまう問題が起こり得るが、上述したように、メタルホルダ３５及び軸受３７を非磁性体から構成したので、上述した問題の発生を回避することができる。   In the first embodiment, as described above, the metal holder 35 and the bearing 37 are made of a non-magnetic material, and can prevent the sliding portion from sticking. That is, if the metal holder 35 and the bearing 37 are made of a magnetic material, the wear powder of the bearing 37 also becomes a magnetic material, and the wear powder adheres to the metal holder 35 and the bearing 37 magnetized by the permanent magnet 51 and may leave. However, this may cause a problem that the sliding portion is fixed. However, as described above, the metal holder 35 and the bearing 37 are made of a non-magnetic material, so that the above-described problem can be avoided.

本第１実施形態では、センターヨーク４１は、永久磁石５１の磁路を形成させるべく、電磁鋼板（磁性材）を用いているが、電磁鋼板に代えて、非磁性部材を用いてもよい。
前記永久磁石５１については、ネオジウム系の焼結磁石やボンド磁石など、用途や性能に応じて自由に選択が可能である。
本第１実施形態では、上述したように内径側、外径側に磁極（Ｓ極又はＮ極）を形成するようにした、いわゆる径方向着磁によりリング状の永久磁石５１を作製している。なお、径方向着磁によるリング状の永久磁石５１の作製が困難である場合は、これに代えて、組付けることにより円筒状になる複数個の円弧状磁性体片の凹面側、凸面側に着磁し、複数個の円弧状磁性体片を組付けてリング状の永久磁石５１を作製してもよい。 In the first embodiment, the center yoke 41 uses an electromagnetic steel plate (magnetic material) in order to form a magnetic path of the permanent magnet 51. However, a nonmagnetic member may be used instead of the electromagnetic steel plate.
The permanent magnet 51 can be freely selected according to the application and performance, such as a neodymium-based sintered magnet or a bonded magnet.
In the first embodiment, as described above, the ring-shaped permanent magnet 51 is manufactured by so-called radial magnetization in which magnetic poles (S poles or N poles) are formed on the inner diameter side and the outer diameter side. . In addition, when it is difficult to produce the ring-shaped permanent magnet 51 by radial magnetization, instead of this, on the concave surface side and the convex surface side of a plurality of arc-shaped magnetic body pieces that become cylindrical when assembled. The ring-shaped permanent magnet 51 may be manufactured by magnetizing and assembling a plurality of arc-shaped magnetic pieces.

本第１実施形態では、磁石保護カバー５５は非磁性体からなっており、センターヨーク４１への取付けに際し、永久磁石５１の磁力の影響が抑制され、これに伴い磁石保護カバー５５の取付作業性を向上できる。   In the first embodiment, the magnet protection cover 55 is made of a non-magnetic material, and the influence of the magnetic force of the permanent magnet 51 is suppressed when the magnet protection cover 55 is attached to the center yoke 41. Can be improved.

第１実施形態では、可動子５の伸び移動をロッド１５に形成されたリング状の突起３３を用いる場合を例にしたが、突起３３に代えて、ロッド１５の周方向に沿って円弧状に形成された１個の円弧状突起を用いるようにしてもよいし、ロッド１５の周方向に所定間隔、又は任意の間隔で形成された複数個の突起を用いるようにしても良い。
上記第１実施形態では、メタルホルダ３５をねじ（メタルホルダ雄ねじ５９及びメタルホルダ用雌ねじ５７）を用いてセンターヨーク４１に固定する場合を例にしたが、メタルホルダ３５の固定は、これに限らず、圧入、接着剤などを用いて行うように構成しても良い。 In the first embodiment, the case where the ring-shaped protrusion 33 formed on the rod 15 is used for the extension movement of the mover 5 has been described as an example, but instead of the protrusion 33, an arc shape is formed along the circumferential direction of the rod 15. One formed arcuate protrusion may be used, or a plurality of protrusions formed at predetermined intervals or arbitrary intervals in the circumferential direction of the rod 15 may be used.
In the first embodiment, the case where the metal holder 35 is fixed to the center yoke 41 using screws (the metal holder male screw 59 and the metal holder female screw 57) is taken as an example. However, the fixing of the metal holder 35 is not limited thereto. Instead, it may be configured to use press fitting, an adhesive, or the like.

上記第１実施形態では、メタルホルダ３５に軸受３７を圧入しているが、可動子５の高速の移動に際しても軸受３７の保持を確実に保持することにより信頼性を向上させることができる。このように処置した例（第２実施形態）を図３に基づき、図１及び図２を参照して説明する。   In the first embodiment, the bearing 37 is press-fitted into the metal holder 35, but reliability can be improved by reliably holding the bearing 37 even when the mover 5 moves at a high speed. An example of the treatment (second embodiment) will be described with reference to FIGS. 1 and 2 based on FIG.

図３に、本発明の第２実施形態の電磁サスペンション装置に用いる可動子５Ａの先端側部分（メタルホルダ配置部分）を示す。
第２実施形態の電磁サスペンション装置に用いるリニアモータ２Ａの可動子５Ａは、第１実施形態の電磁サスペンション装置に用いる可動子５に比して、次の（i）〜（iv）項の内容が異なっている。
（i）図３に示すように、センターヨーク４１におけるメタルホルダ３５の取付部分に隣接する部分に雌ねじ４１ｆを形成したこと。
（ii）雌ねじ４１ｆに対応する雄ねじ７１ｍを形成した保護リング７１を設けたこと。
（iii）保護リング７１が雌ねじ４１ｆ及び雄ねじ７１ｍによりセンターヨーク４１に固定され、この固定状態で、保護リング７１の一端面部７１ｔと、軸受支持部３５Ｋにより一端部３７ａが支持された軸受３７の他端部３７ｂとの間には隙間が形成されていること。
（iv）可動子５が伸びきった場合、第１実施形態では突起３３が軸受３７に当るのに対してこの第２実施形態では保護リング７１に当り、可動子５の伸びきりにより発生するリバウンド荷重が、軸受３７に伝達されること無く保護リング７１を介してセンターヨーク４１に作用すること。
保護リング７１は、磁性体、または非磁性体のどちらでもよい。本実施形態では、保護リング７１が請求項３の保持手段を構成している。 FIG. 3 shows a tip side portion (metal holder arrangement portion) of the mover 5A used in the electromagnetic suspension device of the second embodiment of the present invention.
The mover 5A of the linear motor 2A used in the electromagnetic suspension device of the second embodiment has the following items (i) to (iv) as compared with the mover 5 used in the electromagnetic suspension device of the first embodiment. Is different.
(I) As shown in FIG. 3, a female screw 41 f is formed in a portion adjacent to the mounting portion of the metal holder 35 in the center yoke 41.
(Ii) The protective ring 71 having the male screw 71m corresponding to the female screw 41f is provided.
(Iii) The protection ring 71 is fixed to the center yoke 41 by the female screw 41f and the male screw 71m. A gap is formed between the end portion 37b.
(Iv) When the mover 5 is fully extended, the projection 33 hits the bearing 37 in the first embodiment, whereas in the second embodiment, it hits the protective ring 71 and is rebounded due to the extension of the mover 5. The load acts on the center yoke 41 via the protective ring 71 without being transmitted to the bearing 37.
The protective ring 71 may be either a magnetic material or a non-magnetic material. In the present embodiment, the protective ring 71 constitutes the holding means of claim 3.

この第２実施形態によれば、可動子５Ａが高速に移動した場合にも、センターヨーク４１に固定された保護リング７１が軸受３７の脱落を防止し、摺動の安定化を図っている。
さらに、可動子５Ａが伸びきった場合、突起３３が保護リング７１に当り（図１参照）、可動子５Ａの伸びきりにより発生するリバウンド荷重が、軸受３７に伝達されること無く保護リング７１を介してセンターヨーク４１に作用するので、リバウンド荷重から軸受３７を保護することができる。 According to the second embodiment, even when the mover 5A moves at a high speed, the protective ring 71 fixed to the center yoke 41 prevents the bearing 37 from falling off and stabilizes sliding.
Further, when the movable element 5A is fully extended, the protrusion 33 hits the protective ring 71 (see FIG. 1), and the rebound load generated by the full extension of the movable element 5A is not transmitted to the bearing 37, and the protective ring 71 is moved. Therefore, the bearing 37 can be protected from a rebound load.

この第２実施形態によれば、可動子５Ａの縮みきり（バウンド）時における可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）の保護を行え、伸びきり（リバウンド）時における軸受３７の保護を行え、これに伴いリニアモータ２ひいては電磁サスペンション装置の信頼性を高めることができる。
この第２実施形態では、保護リング７１がセンターヨーク４１と別個に形成されている場合を例にしたが、センターヨーク４１について、保護リング７１と同等機能の部分を含めるように構成してもよい、換言すれば、センターヨーク４１及び保護リング７１を一体部品で構成しても良い。このことは、後述する第３、第４実施形態にも同様に言えることである。 According to the second embodiment, the mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51) can be protected when the mover 5A is fully contracted (bound), and the bearing 37 can be protected when it is fully extended (rebound). As a result, the reliability of the linear motor 2 and thus the electromagnetic suspension device can be increased.
In the second embodiment, the case where the protection ring 71 is formed separately from the center yoke 41 is taken as an example. However, the center yoke 41 may be configured to include a portion having the same function as the protection ring 71. In other words, the center yoke 41 and the protective ring 71 may be formed as an integral part. This is also true for third and fourth embodiments described later.

次に、本発明の第３実施形態を図４に基づき、図１、図３を参照して説明する。
この第３実施形態は、第２実施形態（図３）の電磁サスペンション装置に比して、可動子５Ａに代えて、可動子側磁力部材・メタルホルダ間隙間６７にスペーサ（以下、第１スペーサという。）７５を介在させ、可動子側磁力部材・メタルホルダ間隙間６７にスペーサ（以下、第２スペーサという。）７７を介在させた可動子５Ｂを設けたことが、主に異なっている。第３実施形態が採用する可動子５Ｂを用いたリニアモータを、便宜上リニアモータ２Ｂという。
第１、第２スペーサ７５、７７は非磁性体で、弾力性のある樹脂（ウレタンなど）が用いられている。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3 based on FIG.
Compared to the electromagnetic suspension device of the second embodiment (FIG. 3), the third embodiment replaces the mover 5A with a spacer (hereinafter referred to as the first spacer) in the gap 67 between the mover-side magnetic member and the metal holder. The main difference is that a mover 5B is provided with a spacer (hereinafter referred to as a second spacer) 77 interposed in the gap 67 between the mover side magnetic member and the metal holder. A linear motor using the mover 5B employed in the third embodiment is referred to as a linear motor 2B for convenience.
The first and second spacers 75 and 77 are non-magnetic materials and are made of an elastic resin (such as urethane).

この第３実施形態では、可動子５Ｂが縮みきり、バンプラバー１７と接触し（図１参照）、この接触によりバウンド荷重が発生した場合、そのバウンド荷重は、メタルホルダ３５に作用し、センターヨーク４１に伝達されると共に、第１、第２スペーサ７５、７７に伝達される。この際、バウンド荷重は、第１、第２スペーサ７５、７７により減衰され、可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５への伝達が抑制され、これによりバウンド荷重から可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５を保護することが可能となる。   In the third embodiment, when the mover 5B is fully contracted and comes into contact with the bump rubber 17 (see FIG. 1) and a bounce load is generated by this contact, the bounce load acts on the metal holder 35, and the center yoke 41 and to the first and second spacers 75 and 77. At this time, the bound load is attenuated by the first and second spacers 75 and 77, and transmission to the mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 is suppressed. The side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 can be protected.

また、バウンド荷重の可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５への伝達が抑制されることにより、可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５を貼付する接着剤が仮に劣化し接着力が低下しても、バウンド荷重により可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５が動いてしまうようになることを防止でき、ひいては本装置（電磁サスペンション装置）の信頼性を向上できる。このことは、後述する第４実施形態にも同様に言えることである。   Further, the transmission of the bound load to the mover side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 is suppressed, so that the mover side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 are attached. Even if the adhesive deteriorates and the adhesive force decreases, it is possible to prevent the mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 from moving due to the bound load, and this device (electromagnetic) The reliability of the suspension device can be improved. This is also true for the fourth embodiment described later.

なお、本第３実施形態では、第１、第２スペーサ７５、７７を設けた場合を例にしたが、これら（第１、第２スペーサ７５、７７）のうち一方を設けるように構成しても良い。このことは、後述する第４実施形態にも同様に言えることである。
また、可動子５Ｂが伸びきった場合、第２実施形態と同様に、突起３３が保護リング７１に当るので、可動子５Ｂの伸びきりにより発生するリバウンド荷重が、軸受３７に伝達されること無く保護リング７１を介してセンターヨーク４１に作用するので、リバウンド荷重から軸受３７を保護することができる。このことは、後述する第４実施形態にも同様に言えることである。 In the third embodiment, the first and second spacers 75 and 77 are provided as an example. However, one of these (first and second spacers 75 and 77) is provided. Also good. This is also true for the fourth embodiment described later.
Further, when the movable element 5B is fully extended, the projection 33 hits the protective ring 71 as in the second embodiment, so that the rebound load generated by the extended extension of the movable element 5B is not transmitted to the bearing 37. Since it acts on the center yoke 41 via the protective ring 71, the bearing 37 can be protected from a rebound load. This is also true for the fourth embodiment described later.

次に、本発明の第４実施形態を図５に基づき、図１、図４を参照して説明する。
この第４実施形態は、第３実施形態のメタルホルダ基部６１（図４）より外径寸法が小さいメタルホルダ基部６１Ｃを備えたメタルホルダ３５Ｃをメタルホルダ３５に代えて設けたこと、環状をなし、第１、第２スペーサ７５、７７に接触した状態でメタルホルダ基部６１Ｃの外周部を覆うように配置された保護部材７９を設けたこと、メタルホルダ３５Ｃ及び保護部材７９を備えた可動子５Ｃを、第３実施形態の可動子５Ｂ（図４）に代えて設けたこと、が主に異なっている。
第４実施形態が採用する可動子５Ｃを用いたリニアモータを、便宜上リニアモータ２Ｃという。
保護部材７９は、非磁性体で構成されている。保護部材７９については、この保護部材７９よりメタルホルダ基部６１の底面側部分６１ｍが突出するように、その厚さが設定されている。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 4 based on FIG.
In the fourth embodiment, a metal holder 35C having a metal holder base 61C having an outer diameter smaller than that of the metal holder base 61 (FIG. 4) of the third embodiment is provided instead of the metal holder 35, and an annular shape is formed. The movable member 5C including the metal holder 35C and the protective member 79 is provided with the protective member 79 disposed so as to cover the outer peripheral portion of the metal holder base 61C in contact with the first and second spacers 75 and 77. Is mainly provided in place of the mover 5B (FIG. 4) of the third embodiment.
A linear motor using the mover 5C employed in the fourth embodiment is referred to as a linear motor 2C for convenience.
The protection member 79 is made of a nonmagnetic material. The thickness of the protection member 79 is set so that the bottom surface side portion 61 m of the metal holder base 61 protrudes from the protection member 79.

この第４実施形態では、可動子５Ｃが縮みきり、バンプラバー１７と接触し（図１参照）、この接触によりバウンド荷重が発生した場合、そのバウンド荷重は、保護部材７９より突出したメタルホルダ３５に作用し、センターヨーク４１に伝達される。バウンド時に、可動子５Ｃとバンプラバー１７との接触面積が大きい場合に限り、メタルホルダ３５と共に、保護部材７９より第１、第２スペーサ７５、７７に伝達される。この際、バウンド荷重は、第１、第２スペーサ７５、７７により減衰され、可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５への伝達が抑制され、これによりバウンド荷重から可動子側磁力部材５３（永久磁石５１）及び磁石保護カバー５５を保護することが可能となる。
保護部材７９は非磁性体金属や、弾力性のある樹脂（ウレタンなど）などが用いられる。 In the fourth embodiment, when the mover 5C is fully contracted and comes into contact with the bump rubber 17 (see FIG. 1) and a bounce load is generated by this contact, the bounce load is projected from the protective member 79. And is transmitted to the center yoke 41. Only when the contact area between the movable element 5 </ b> C and the bump rubber 17 is large at the time of bouncing, it is transmitted together with the metal holder 35 from the protective member 79 to the first and second spacers 75 and 77. At this time, the bound load is attenuated by the first and second spacers 75 and 77, and transmission to the mover-side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 is suppressed. The side magnetic member 53 (permanent magnet 51) and the magnet protection cover 55 can be protected.
The protective member 79 is made of non-magnetic metal, elastic resin (urethane or the like), or the like.

１…電磁サスペンション装置、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…リニアモータ、３…固定子、５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ…可動子、７…固定子側筒部（固定子本体）、１７…バンプラバー（当接部）、１９…電機子（固定子本体）、３５…メタルホルダ（当接力当接部）、４１ｂ…センターヨーク先端側部分（可動子本体の一端部）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electromagnetic suspension apparatus 2, 2A, 2B, 2C ... Linear motor, 3 ... Stator, 5, 5A, 5B, 5C ... Movable element, 7 ... Stator side cylinder part (stator body), 17 ... Bump rubber (Contact portion), 19 ... armature (stator body), 35 ... metal holder (contact force contact portion), 41b ... center yoke tip side portion (one end portion of the mover body).

Claims (3)

固定子と、前記固定子に隣接して配置されるとともに、最接近位置と最離間位置との間で前記固定子に対して直線方向に相対移動する可動子とからなるリニアモータを用いた電磁サスペンション装置であって、
前記可動子は、
前記相対移動方向に延伸された可動子本体と、
前記固定子に対向するように前記可動子本体の側面に配置された可動子側磁力部材と、
前記最接近位置で前記固定子に当接するように前記可動子本体の一端部に配置され、当接により受ける力を前記可動子本体に直接伝達する当接力伝達部とを有し、
前記固定子は、
前記相対移動方向に延伸された固定子本体と、
前記可動子に対向するように前記固定子本体の側面に配置された固定子側磁力部材と、
前記最接近位置で前記当接力伝達部に当接するように前記固定子本体の端部に配置された当接部とを有することを特徴とする電磁サスペンション装置。 Electromagnetic using a linear motor comprising a stator and a mover that is arranged adjacent to the stator and moves in a linear direction relative to the stator between a closest approach position and a furthest separated position A suspension device,
The mover is
A movable body extending in the relative movement direction;
A mover-side magnetic member disposed on a side surface of the mover main body so as to face the stator;
An abutting force transmitting portion that is arranged at one end of the movable element main body so as to abut on the stator at the closest position, and that directly transmits a force received by the abutting to the movable element main body;
The stator is
A stator body extended in the relative movement direction;
A stator-side magnetic member disposed on a side surface of the stator main body so as to face the mover;
An electromagnetic suspension device comprising: an abutment portion disposed at an end of the stator main body so as to abut on the abutment force transmission portion at the closest position. 前記可動子本体は、筒状に構成されるとともに内周に軸受を有し、
前記当接力伝達部は、筒状に構成され、
前記固定子は、前記固定子本体の内側にロッドを有し、
前記ロッドは、前記軸受を介して前記可動子本体の内部に挿入されていることを特徴とする請求項１の電磁サスペンション装置。 The mover body has a cylindrical shape and a bearing on the inner periphery,
The contact force transmission part is configured in a cylindrical shape,
The stator has a rod inside the stator body,
The electromagnetic suspension device according to claim 1, wherein the rod is inserted into the movable element body through the bearing. 前記当接力伝達部の内周側に前記軸受の一端側を支持する軸受支持部を形成し、
前記軸受の他端側に臨むようにして前記可動子本体の一端部側に、前記軸受を保護する保護手段を設けたことを特徴とする請求項２の電磁サスペンション装置。 Forming a bearing support portion for supporting one end side of the bearing on the inner peripheral side of the contact force transmission portion;
3. The electromagnetic suspension device according to claim 2, wherein a protection means for protecting the bearing is provided on one end portion side of the movable element main body so as to face the other end side of the bearing.
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