专利名称：磁铁单元以及电梯的磁导装置的制作方法
技术领域：
本発明的实施方式涉及一种利用磁力非接触地支承移动体的磁铁单元和使用该磁铁单元的电梯的磁导装置。
背景技术：
一般来说，电梯的乘用轿厢被支承于升降通道内以垂直方向设置的一对导轨，通过卷挂于卷扬机的缆索行进。此时，通过导轨来抑制由负载不均衡、乘客的移动而导致的乘用轿厢的摇动。这里，用于电梯的乘用轿厢的导向装置使用有由与导轨接触的车轮和吊架构成的滚轮导轨、或者相对导轨滑动引导的导靴等。但是，这样的接触型的导向装置中，由于导轨的翘曲或按缝等会产生振动和噪音，又，滚轮导轨在旋转时也会发生噪音。因此，存在有损电梯的舒适性的问题。为了解决这样的问题，提出了非接触地引导乘用轿厢的方法。S卩，有将由电磁铁构成的磁导装置搭载于乘用轿厢，对铁制的导轨作用磁力，非接触地引导乘用轿厢的方法。由配置于乘用轿厢的四角的电磁铁从三个方向包围导轨，根据导轨和导向装置之间的空隙的大小对电磁铁进行励磁控制，以相对于导轨非接触地引导乘用轿厢。又，使用所述电磁铁构造存在的控制性低下以及电力消耗增大等问题，为解决上述问题，现有使用永磁铁的方法。通过并用永磁铁和电磁铁，可以抑制电力消耗，并实现以低刚性 长冲程支承乘用轿厢的磁导装置。进一步地，作为使用永磁铁的方法，提出了旨在改善永磁铁和电磁铁的构成、提高电磁铁的磁力控制性等的构成的方案。这里，在并用永磁铁和电磁铁的磁导装置中，基于磁铁单元的构成，其性能以及构造强度、组装性也有很大不同。一般的磁铁单元的构成中，线圈配置在永磁铁和磁极之间。即在磁铁单元的中心附近配置多个线圈。
发明内容
构成磁铁单元的永磁铁、线圈没有机械强度。因此，固定磁铁单元时是通过铁心部分来进行的。但是，铁心部分卷绕有线圈，这使得固定构件的配置受到限制，造成组装困难。又，必须避开卷绕于铁心周围的线圈的厚度部分地、在磁铁单元的上下设置固定构件。因此，使高度方向的尺寸变大、固定强度也容易变低。本发明解决的技术问题是提供一种无损控制性的、组装容易的、固定强度高的、能够实现小型化的磁铁单元以及电梯的磁导装置。
本实施方式的磁铁单元具有从三个方向隔有空隙地与磁性构件相对的磁极的、由永磁铁和铁心构成的内部磁铁部；位于由该内部磁铁部和磁性构件所形成的磁路的外侧的、在所述永磁铁的两磁极近旁具有磁极的、由电磁铁和铁心构成的外部电磁铁部。本实施方式的电梯的磁导装置，包括含有磁性体的导轨；沿着该导轨移动的乘用轿厢；磁铁单元，其设置在该乘用轿厢上与所述导轨相对的部分，通过磁力的作用相对于所述导轨非接触地支承所述乘用轿厢，该磁铁单元包括具有从三个方向隔有空隙地与所述导轨相对的磁极的、由永磁铁和铁心构成的内部磁铁部；和位于由该内部磁铁部和所述导轨所形成的磁路的外侧的、在所述永磁铁的两磁极近旁具有磁极的、由电磁铁和铁心构成的外部电磁铁部；检测所述磁铁单元的所述磁路的状态的传感器部；基于该传感器部的检测信号，控制所述磁铁单元的磁力的控制单元
图I是表示将第I实施方式的磁导装置应用于电梯的乘用轿厢时构成的立体图。图2是表示该实施方式的磁导装置的构成的立体图。图3是表示该实施方式中设于磁导装置的磁铁单元的构成的立体图。图4是表示该同实施方式中，进行磁导装置的磁力控制的磁导控制装置的构成的框图。图5是表示从上面俯视该实施方式中设于磁导装置的磁铁单元的构成时的俯视图。图6是表示该实施方式中磁铁单元在X方向移位之后的状态的图。图7是表示该实施方式中磁铁单元在I方向移位之后的状态的图。图8是表示该实施方式中磁铁单元相对于导轨位于中立位置时的磁通量分布的图。图9是表示该实施方式中磁铁单元在X方向移位之后的磁通量分布的图。图10是表示该实施方式中磁铁单元在I方向移位之后的磁通量分布的图。图11是表该实施方式中磁铁单兀的电磁铁与永磁铁在同一方向励磁之后的磁通量分布的图。图12是表示该实施方式中磁铁单元的电磁铁与永磁铁在相反方向励磁之后的磁通量分布的图。图13是表不该实施方式中磁铁单兀的一方的电磁铁与永磁铁在同一方向励磁的同时，另一方的电磁铁与永磁铁在相反方向励磁之后的磁通量分布的图。图14是表示该实施方式中磁铁单元的电磁铁配置在外部并励磁之后的特性的图。图15是表示该实施方式中磁铁单元的电流和磁力的关系的图。图16是表示该实施方式中使用磁铁单元构成磁导装置时的立体图。图17是表示以往构成的磁铁单元的立体图。图18是表示使用以往构成的磁铁单元构成磁导装置时的立体图。图19是表示从上面俯视该实施方式中磁导装置的构成时的俯视图。图20是表示第2实施方式的磁导装置的构成的立体图。
图21是表示从上面俯视该实施方式中磁导装置的构成时的俯视图。图22是从上面俯视第3实施方式的磁铁单元的构成的俯视图。
具体实施例方式以下参照附图对实施方式进行说明。(第I实施方式)图I是表示将第I实施方式的磁导装置应用于电梯的乘用轿厢时的构成的立体图。在电梯的升降通道I内立设有一对由铁制的强磁性体构成的导轨2。乘用轿厢4由图未示的、卷挂于卷扬机的缆索3悬挂。该乘用轿厢4随着所述卷扬机的旋转驱动沿导轨2做升降动作。又，图中的4a为轿厢门，在乘用轿厢4在各层平层之后进行开闭动作。这里，在图I中，设乘用轿厢4的左右方向为X、前后方向为y、上下方向为z。在乘用轿厢4的轿厢框4b的上下左右四角的连结部，分别对着导轨2安装有磁导装置5。如后文所述，通过控制该磁导装置5的磁力，可以使乘用轿厢4从导轨2浮起并非接触地行进。图2是显示磁导装置5的构成的立体图。磁导装置5包括多个间隙传感器7，其用于检测形成在磁铁单元6和导轨2之间的物理量(磁铁单元6和导轨2间的空隙);支承这些间隙传感器7的台座8。这里，将导轨2与乘用轿厢相对的面、即与X方向正交的面作为第I导向面9a。又，将与乘用轿厢的前后方向即y方向正交的面中轿厢门4a侧的面作为第2导向面％，其相反侧的面作为第3导向面9c。又，如图I所示，磁导装置5设于乘用轿厢4的轿厢框4b的上下左右四角的连结部，分别具有同样的构成。图3是表示设于磁导装置5的磁铁单元6的构成的立体图。磁铁单元6由内部磁铁部17、一对的外部电磁铁部18a、18b构成。内部磁铁部17由中央铁心11，一对的侧部铁心12a、12b，插于中央铁心11和侧部铁心12a、12b之间的2个永磁铁13a、13b构成。中央铁心11具有与导轨2的第I导向面9a相对地设置的端面。侧部铁心12a、12b具有与第2导向面9b以及第3导向面9c相对地配置的端面。外部电磁铁部18a、18b配置在内部磁铁部17的两侧面，由第I电磁铁16a、第2电磁铁16b构成，该第I电磁铁16a、第2电磁铁16b由-字型的外部铁心14a、14b和卷绕于该外部铁心14a、14b的线圈15a、15b构成。在内部磁铁部17和外部磁铁部18a、18b之间配置有由非磁性材料构成的间隔件20a、20b、20c、20d，其间形成有磁隙。这里，将中央铁心11的与第I导向面9a相对的端部作为第I磁极19a。又，将侧部铁心12a、12b的与第2导向面％、第3导向面9c相对的铁心端部分别作为第2磁极19b、第3磁极19c。通过这样的构成，使得第I磁极19a与第2磁极19b、第3磁极19c隔着导轨2正交，内部磁铁部17整体形成为E字形状。在这样的构成中，线圈15a、15b配置于磁铁单元6的外侧、构成外部磁铁部18a、18b这样的构成与以往的构成不同。又，在内部磁铁部17和外部磁铁部18a之间隔着非磁性体的间隔件20a、20b，内部磁铁部17和外部磁铁部18b之间隔着非磁性体的间隔件20c、20d，这样的构成与以往的构成也不同。又，本实施方式的构成与以往的构成的不同将在后文中参照图17进行详细地说明。 磁铁单元6设置于乘用轿厢4，使得三个磁极19a、19b、19c与导轨2的各导向面9a、9b、9c隔着空隙相对。这样，在磁铁单元6的各磁极19a、19b、19c与导轨2的各导向面9a、9b、9c之间形成由永磁铁13a、13b以及各电磁铁16a、16b产生的磁通量,对应于空隙的大小和流过线圈15a、15b的电流产生规定的磁力。由此,通过操作流过各电磁铁16a、16b的线圈15a、15b的电流,能够任意地操作该磁铁单元6和导轨2之间产生的磁力。因此，根据由间隙传感器7等检测的磁铁单元6的磁路的状态量计算出的电压对线圈15a、15b励磁，适当地控制磁力，使导轨2和磁导装置5 (乘用轿厢4)不接触地稳定地支承乘用轿厢4。图4是表示进行磁导装置5的磁力控制的磁导控制装置21的构成的框图。磁导控制装置21包括传感器部22、控制运算器23、驱动部24，用于对设置于乘用轿厢4的四角的磁铁单元6的吸引力进行控制。又，图4中，为了方便表示而包括传感器部22，但实际上传感器部22的一部分设于磁导装置5等的控制装置外部。传感器部22用于检测磁铁单元6的磁路的状态，包括检测磁铁单元6和导轨2之间的空隙的大小的间隙传感器7，和检测流过外部电磁铁部18a、18b的线圈15a、15b的电流值的电流传感器25。控制运算器23基于来自传感器部22的信号，对用于非接触地引导乘用轿厢4的、施加于外部电磁铁部18a、18b的线圈15a、15b的电压进行运算。驱动部24基于控制运算器23的输出，向外部电磁铁部18a、18b的线圈15a、15b供给电力。在这样的构成中，为了在磁铁单元6和导轨2之间维持规定的间隙长，对流过线圈15a、15b的电流值进行控制。又，在非接触地支承乘用轿厢4的状态下，通过积分器反馈流过线圈15a、15b的电流值。由此，在定常状态下进行“零功率控制”，可以与乘用轿厢4的重量以及不平衡力的大小无关地、仅由永磁铁13a、13b的磁力来支承乘用轿厢4。通过该零功率控制，可以使乘用轿厢4相对于导轨2非接触地、稳定地被支承。于是，定常状态中，流过线圈15a、15b的电流收敛为零，稳定支承所需要的力仅是永磁铁13a、13b的磁力。这在乘用轿厢4的重量、平衡变化时也是一样。即，乘用轿厢4被施加任意外力的情况下，为了使磁铁单元6和导轨2之间的空隙收敛为规定的大小，过渡性地在线圈15a、15b中流通电流。但是，再度变为稳定状态时，通过使用所述控制方法，使在线圈15a、15b中流通的电流收敛为零。于是，形成有施加于乘用轿厢4的载荷与永磁铁13a、13b的磁力所产生的吸引力平衡程度的空隙。图5示出从上面俯视本实施方式的磁铁单元6的构成时的俯视图。又，图中由虚线示意性表示通过磁铁单元6以及导轨2的主磁通量。磁铁单元6中，形成主磁通量的内部磁铁部17配置在导轨2的近旁。因此，由永磁铁13a、13b形成的永磁铁磁通量31a的磁路比较短，整体的磁阻变小。因此，永磁铁13a、13b的磁力可以比以往更强地作用于导轨2。S卩，永磁铁13a、13b的大小相同的情况下，可以作用更强的磁力。另一方面，需要的磁力相等的话，可以通过小的永磁铁13a、13b来实现该磁力。进一步地，在永磁铁13a、13b形成的磁路的外侧配置电磁铁16a、16b，将电磁铁16a、16b和导轨2形成的磁通量的磁路作为电磁铁磁通量32a、32b。此时，通过将电磁铁16a、16b的磁极配置在永磁铁13a、13b的磁极的近旁,可以使电磁铁磁通量32a、32b的一部分与永磁铁磁通量31a 31d重合。结果，通过导轨2和磁极19a、19b、19c之间的空隙的磁通量为永磁铁磁通量3la、3Ib与电磁铁磁通量32a、32b共存。
这样，在磁铁单元6的内侧配置永磁铁13a、13b，在外侧配置电磁铁16a、16b，在内部磁铁部17形成由永磁铁13a、13b产生的磁力，且形成由外部电磁铁部18a、18b的电磁铁16a、16b产生的磁力。由此,通过控制电磁铁16a、16b的磁力，可以调整对于导轨2的磁铁单元6的磁力，控制位置。这里，对本实施方式的磁铁单元6作用于导轨2的磁力的情况进行详细说明。(a)中立状态图5示出在中立位置形成于磁铁单元6和导轨2之间的主磁通量的概要。没有对电磁铁16a、16b励磁时，由永磁铁13a、13b形成的磁通量主要分为与导轨之间形成的永磁铁磁通量31a、31b，和与外部电磁铁部18a、18b之间形成的永磁铁磁通量31c、31d。磁铁单元6和导轨2的相对的位置关系为中立状态时，在内部磁铁部17和外部电磁铁部18a、18b之间的非磁性体的间隔件20a、20b、20c、20d成为磁阻，不会导致磁通量的大部分流到外部电磁铁部18a、18b侧。此时，间隔件20a、20b、20c、20d产生的非磁性部分的距离与磁铁单元6和导轨2为中立位置时所形成的间隙的距离相等，或者非磁性部分的距离大于中立位置时所形成的间隙的距离，由此使得形成于外部电磁铁部18a、18b侧的永磁铁磁通量31c、31d不至于太大。(b)向X方向移位之后的状态图6是表示磁铁单元6在X方向移位之后的状态的图。磁铁单元6 (乘用轿厢4)在X方向移位接近导轨2时，通过第I导向面9a以及第I磁极19a的磁通量变强，X方向的吸引力增强。(C)向y方向移位之后的状态图7是表示磁铁单元6向y方向移位之后的状态的图。磁铁单元6向y方向移位接近导轨2时，第2导向面9b以及第2磁极19b的部分的磁隙变小，赋予永磁铁磁通量31a的磁阻变小的同时，赋予永磁铁磁通量31c的磁阻相对变大。因此，通过外部电磁铁部18a、18b侧的磁通量相对变小，大部分的磁通量形成于磁铁单元6和导轨2之间。另一方面，第3导向面9c和第3磁极19c之间的间隙变大，因此磁阻变大,永磁铁磁通量31b减弱的同时，永磁铁磁通量31d的磁通量增强。因此，结果作用于y方向的力在第2导向面9b以及第2磁极19b之间增强、在第3导向面9c以及第3磁极19c之间减弱，从而得到y方向的磁力。此时，对于没有外部电磁铁部18a、18b的以往的构成来说，对应于移位的磁力的变化比例，单纯是磁路中的磁阻变化了对应磁铁单元6和导轨2之间的距离的变化的量，从而得到与之对应的磁通量的变化量。与之相对，本实施方式的结构中，磁铁单元6和导轨2之间的磁阻变大、磁通量减弱的同时，由于通过外部电磁铁部18a、18b的磁通量变多，从而产生更加显著的磁通量的变化。因此，与以往的构成相比，磁力的变化比例变大，从而能够实现磁铁单元6的小型化。下面，参照图8 图10，对所述各状态中的磁铁单元6的磁通量分布进行说明。(a)中立状态图8是表示磁铁单元6相对于导轨2为中立位置时的磁通量分布的图。箭头表示磁通量的方向。电磁铁16a、16b没有励磁的状态下，磁铁单元6相对于导轨2为中立位置时，由永磁铁13a、13b形成的磁通量形成于导轨2和内部磁铁部17之间的同时，也大致均等地形成于外部电磁铁部18a、18b。(b)向x方向移位之后的状态图9是表示磁铁单元6向X方向移位之后的磁通量分布的图。箭头表示磁通量的方向。磁铁单元6 (乘用轿厢4)向X方向移位，磁铁单元6和导轨2之间的x方向的距离变短的情况下，第I导向面9a和第I磁极19a之间的磁阻变小，磁通量增强，X方向的磁力增加。(C)向y方向移位之后的状态图10是表示磁铁单元6在y方向移位之后的磁通量分布的图。箭头表示磁通量的方向。磁铁单元6在y方向移位之后，磁铁单元6的第2导向面9b和第2磁极19b之间在y方向的距离缩短。因此，第2导向面9b和第2磁极19b之间的磁阻变小，与通过外部电磁铁部18a、18b侧的磁通量相比，通过内部磁铁部17和导轨2之间的磁通量更强。另一方面，距离变大了的第3导向面9c和第3磁极19c之间的磁阻变大，磁通量通过磁阻相对较小的外部电磁铁部18a、18b侦彳，结果较大的力在y方向作用。下面，参照图11 图14，对磁铁单元6的电磁铁16a、16b励磁的情况进行说明。(a)在同一方向励磁图11是表不磁铁单兀6的电磁铁16a、16b与永磁铁13a、13b在同一方向励磁之后的磁通量分布的图。箭头表示磁通量的方向。磁铁单兀6的电磁铁16a、16b在与永磁铁13a、13b的同一方向形成磁通量地励磁的情况下，形成有图11这样的磁通量。此时，在电磁铁16a、16b励磁前,通过外部电磁铁部18a、18b的永磁铁13a、13b的磁通量难以流向外部铁心14a、14b。由此，内部磁铁部17和导轨2之间的磁通量增强。 BP,电磁铁16a、16b与永磁铁13a、13b同一方向励磁之后,所有的导向面9a、9b、9c和所有的磁极19、19b、19c之间的磁通量增强。因此，作用于第2导向面9b和第2磁极19b的磁力与作用于第3导向面9c和第3磁极19c的磁力相互抵消，结果仅受到在第I导向面9a和第I磁极19a之间增加的磁力的影响。由此，可以得到x方向的磁力。(b)在反方向励磁
图12是表示磁铁单元6的电磁铁16a、16b与永磁铁13a、13b在反方向励磁之后的磁通量分布的图。箭头表示磁通量的方向。 电磁铁16a、16b与永磁铁13a、13b反方向励磁之后，形成图12这样的磁通量分布。S卩、由永磁铁13a、13b所形成的磁通量被引入到外部电磁铁18a、18b侧。因此,形成于各导向面9a、9b、9c和各磁极19、19b、19c之间的磁通量减弱，可以降低磁力。此时，y方向的磁力变化相互抵消，结果使X方向的磁力减少。(C) 一方为同一方向、另一方为反方向地励磁图13是表不磁铁单兀6的一方的电磁铁16a与永磁铁13a在同一方向励磁的同时，另一方的电磁铁16b与永磁铁13b在相反方向励磁之后的磁通量分布的图。箭头表示磁通量的方向。电磁铁16a与永磁铁13a在同一方向励磁的同时，相反侧的电磁铁16b与永磁铁13b在相反方向励磁的情况下，由永磁铁13a所形成的磁通量(与上述标出的不一致)，由于电磁铁16a的作用，作用于第2导向面9b和第2磁极19b之间。另一方面，由永磁铁13b所形成的磁通量，由于电磁铁16b的作用，难以通过第3磁极19c侧，被引入到外部铁心14b侧，与第3导向面9c之间的磁力减弱。结果可以得到y方向的磁力。又，通过电磁铁16a和电磁铁16b反向励磁，可以得到_y方向的力。下面，对本实施方式这样的，将磁铁单元6的电磁铁16a、16b配置于外部励磁之后的特性进行说明。图14是表示磁铁单元6的电磁铁16a、16b配置在外部并励磁之后的特性的图。箭头表示磁通量的方向。又，图15是表示磁铁单元6的电流和磁力的关系的图。图中a表示本实施方式的特性、b表示以往构成的特性。如本实施方式这样将磁铁单元6的电磁铁16a、16b配置于外部励磁的情况下，与以往那样将电磁铁16a、16b配置在永磁铁13a、13b的磁路中的构成相比，可以得到不同的特征。即，如图14所示,使磁铁单元6在y方向移位,进一步地对电磁铁16a、16b励磁用以得到_y方向的磁力时，接近导轨2的第2磁极19b为几乎不形成磁通量的状态。从该状态开始，进一步使流过线圈15a、15b的电流增大下去，在减弱第2导向面9b和第2磁极19b之间的磁力的同时，增强第3导向面9c和第3磁极19c之间的磁通量。这种情况下，在磁极近旁配置线圈的以往构成中，磁极的极性反转，减弱下去的磁力向增强的方向逆转。即如图15的虚线所示的特性b，在电流变大的途中产生反向的磁力。因此，需要将电流的上限值设定在磁力反转之前，存在难以控制的缺点。与之相对，本实施方式的构成中，即使进一步流过更大的电流，也是如图14所示的状态，仅增强永磁铁13a和外部铁心14a之间的磁通量，几乎不会使第2磁极19b的极性反转、磁通量增强。因此，为图15的实线所示的特性a，即使电流变大也不会使磁力的朝向反转，具有容易控制的优点。该特性在X方向也可以得到同样的效果，在减弱磁力时，避免磁极的极性反转并增强。图16是使用本实施方式的磁铁单元6构成磁导装置5时的立体图。又，磁铁单元6的构成与图3相同,省略各部件的符号。为了构成磁导装置5，固定磁铁单元6的形状的同时、用于配置传感器等的单元上板41和单元下板42将磁铁单元6上下夹住。在单元上板41和单元下板42的外表面上，隔着传感器台43设置有间隙传感器7。通过该间隙传感器7，检测导轨2和磁铁单元6的相对的距离。此时，磁铁单元6的内部磁铁部17的上下确保为平面。因此，单元上板41和单元下板42可以直接固定于磁铁单元6，同时在单元上板41和单元下板42的表面上可以确保如图16所示的配置间隙传感器7以及传感器台43的空间。又，在单元上板41和单元下板42上设有由低摩擦树脂构成的导向件44。该导向件44在与导轨2接触时起到保护磁铁单元6的作用，同时接触时起到固体润滑的作用。又，通过连结螺栓45将磁铁单元6的铁心11、12a、12b固定于单元上板41、单元下板42的同时，外部电磁铁部18a、18b的外部铁心14a、14b也同样固定，由此,可以牢固地确保磁铁单元6的形状。连结螺栓的固定位置的一例如图19所示。图19是从上面俯视磁导装置5的构成时的俯视图。可以由连结螺栓46牢固固定台座8和铁心11，因此可以充分提高磁导装置5整体的刚性。这里，参照图17以及图18，对以往构成的磁铁单元与本实施方式的构成的磁铁单元的差异进行说明。图17是表示以往构成的磁铁单元的立体图、图18是使用以往构成的磁铁单元来构成磁导装置时的立体图。以往构成的磁铁单元由6’表示，使用磁铁单元的磁导装置由5’表不。如图17所示，磁铁单元6’在永磁铁13a、13b和磁极之间配置有线圈15a’ 15d’。为了在磁铁单元6’上设置单元上板41以及单元下板42，为了回避线圈15a’ 15d’所形成的台阶必须形成平面。因此，如图18所示,介由固定夹具50仅提高了线圈15a’ 15d’的高度的量。使用这样的固定夹具50构成磁导装置5’的情况下，不仅增加了部品数量，组装磁铁单元6’时也难以确保基准面，有损组装性。又，与磁铁单元6’直接接触的部品仅为固定夹具50，因此，需要利用该固定夹具50牢固地固定磁铁单元6’。但是，虽然磁铁单元6’的永磁铁13a、13b的近旁可以比较牢固地固定，但是磁极近旁必须避开线圈15a、15b进行固定，因此，难以确保间隙。又，作为固定基础的部品不在近旁，难以牢固地固定。即使牢固地固定了，还需要进一步地使用夹具并埋设于单元上板41以及单元下板42之间，因此，难以得到充分地强度。又，由于在线圈15a’ 15d’的上下配置单元上板41以及单元下板42，因此，磁导装置5’整体的高度变高，成为装置大型化、重量的增加的要因，也降低了向乘用轿厢4的安装性。又，由于线圈15a’、15c’位于导轨2的侧面，因此在尺寸上受到制约，线圈15a’、15c’不能变大。由于某种原因，磁铁单元6’与导轨2接触时，存在触碰线圈15a’、15c’而产生破损、断线的可能。另一方面，使用本实施方式的磁铁单元6构成磁导装置5的情况下，可以使单元上板41以及单元下板42与铁心ll、12a、12b直接接触，从而使组装简单化。又，直至磁极顶端都可以牢固地固定的同时，磁导装置5的高度也比以往低。从而，能够使装置小型化、削减部品数量、并减轻重量。又，由于线圈15a、15b不面对导轨2,因此，可以降低线圈15a、15b由于某些原因产生破损、断线的可能。又，本实施方式中，间隔件20a、 20b、20c、20d的形状为矩形的块，只要是非磁性材料，其形状并没有特别的关系。即，只要能够在内部磁铁部17和外部电磁铁部18a、18b之间确保非磁性部分或者空隙，可以使用任何间隔物。(第2实施方式)下面，对第2实施方式进行说明。图20是表示第2实施方式的磁导装置5的构成的立体图。图21是从上面俯视该实施方式的磁导装置5的构成时的俯视图。又，磁铁单兀6的构成与图3—样,省略各部分的符号。所述第I实施方式中，磁铁单元6由单元上板41以及单元下板42固定而构成。与之相对，第2实施方式中，如图20以及图21所示，将磁铁单元6的外部电磁铁部18a、18b隔着间隔件20a、20b、20c、20d固定在内部磁铁部17上，由此构成磁导装置5。此时，开出贯通外部电磁铁部18a、18b的外部铁心14a、14b以及间隔件20a、20b、20c、20d的穴，通过穿过该穴的螺栓47可以固定内部磁铁部17的中央铁心11以及侧部铁心 12a、I2bo根据这样的构成，在安装单元上板41以及单元下板42之前，可以确定磁铁单元6整体的形状。因此，在提高组装性的同时，可以隔着间隔件20a、20b、20c、20d高精度地固定电磁铁16a、16b相对于内部磁铁部17的相对的位置。由此，可以抑制由组装性而引起的特性的差异。又，像第2实施方式这样，外部电磁铁部18a、18b直接固定于内部磁铁部17的情况下，单元上板41以及单元下板42没有必要像所述第I实施方式那样避开线圈15a、15b形成为两侧部欠缺的形状，为仅固定于内部磁铁部17的上下面的形状即可。(第3实施方式)下面，对第3实施方式进行说明。图22是从上面俯视第3实施方式的磁铁单元6的构成时的俯视图。所述第I以及第2实施方式中，为在磁铁单元6的内部磁铁部17的两侧部配置外部电磁铁部18a、18b的构成。此时,永磁铁13a、13b被配置为夹着第I磁极19a的两侧、与第I磁极19a平行地形成磁极的朝向。又，外部电磁铁部18a、18b被配置为在永磁铁13a、13b的外侧、隔着间隔件20与第I磁极19a平行地形成磁极的朝向。与之相对，在第3实施方式中，如图22所示，永磁铁13a、13b配置为与导轨2正交的朝向。S卩，永磁铁13a、13b被配置为夹着第I磁极19a、与第2磁极19b和第3磁极19c平行地形成两侧磁极的朝向。又，外部电磁铁部18被配置为在该永磁铁13a、13b的外侧即导轨2的相反侧、隔着间隔件20、与第2磁极19b、第3磁极19c平行地形成磁极的朝向。在这样的构成中，与所述第I实施方式一样，通过两个电磁铁16a、16b分别励磁，可以控制X方向以及y方向的磁力。 由此，通过在导轨2的相反侧配置永磁铁13a、13b和外部电磁铁部18，可以缩短磁铁单元6的y方向的长度。又，可以将在所述第I以及第2实施方式的构成中被左右分割的外部铁心14a、14b —体化为一个外部铁心14,具有可以削减部品数量的优点。根据以上至少一种的实施方式，提供一种无损控制性的、易于组装的、提高固定强的、能够实现小型化的磁铁单元以及电梯的磁导装置。又，所述各实施方式是以电梯的乘用轿厢为例进行说明的，只要是利用磁力非接触地支承移动体，都能够适用本发明。对本发明的多个实施形态进行了说明，这些实施形态是作为实例而被提出的，其并非用于限定发明的范围。这些新的实施 形态能够以其他的各种形态来实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施形态及其变形包含于发明的范围、要旨内的同时，也包含于记载于专利权利要求书的发明及其同等的范围内。
权利要求
1.一种磁铁单元，其特征在于，包括 具有从三个方向隔有空隙地与磁性构件相对的磁极的、由永磁铁和铁心构成的内部磁铁部; 位于由该内部磁铁部和磁性构件所形成的磁路的外侧的、在所述永磁铁的两磁极近旁具有磁极的、由电磁铁和铁心构成的外部电磁铁部。
2.如权利要求I所述的磁铁单元，其特征在于， 所述内部磁铁部具有 第I磁极，其与所述磁性构件的一个面相对；和 同极的第2磁极、第3磁极，其具有与所述第I磁极不同的极性、与所述第I磁极基本正交、且隔着所述磁性构件相互相对地配置， 所述内部磁铁部构成为以所述第I磁极、第2磁极以及第3磁极为端部的E字形状， 在所述第I磁极和所述第2磁极之间、所述第I磁极和所述第3磁极之间设有所述永磁铁， 所述外部电磁铁部在所述内部磁铁部的所述永磁铁的两磁极的近旁具有磁极，且与所述内部磁铁部之间隔有非磁性体构成的间隔件。
3.如权利要求2所述的磁铁单元，其特征在于， 所述间隔件产生的非磁性部分的距离等于或大于所述磁性构件与所述内部磁铁部磁极之间在位于中立位置时所形成的间隙。
4.如权利要求2所述的磁铁单元，其特征在于， 所述内部磁铁部的所述永磁铁配置为与所述第I磁极平行地形成磁极的朝向， 所述外部电磁铁部的所述电磁铁配置为在所述永磁铁的外侧、隔着所述间隔件地与所述第I磁极平行地形成磁极的朝向。
5.如权利要求2所述的磁铁单元，其特征在于， 所述内部磁铁部的所述永磁铁配置为与所述第2磁极和第3磁极平行地形成磁极的朝向， 所述外部电磁铁部的所述电磁铁配置为在所述永磁铁的外侧、隔着所述间隔件与所述第2磁极和第3磁极平行地形成磁极的朝向。
6.如权利要求2所述的磁铁单元，其特征在于， 所述外部电磁铁部相对于所述内部磁铁部夹着所述间隔件由螺栓连结。
7.如权利要求2所述的磁铁单元，其特征在于， 配置有连结于所述内部磁铁部的一部分的固定板，该固定板构成为将所述内部磁铁部固定为E字形状。
8.如权利要求2所述的磁铁单元，其特征在于， 配置有连结所述内部磁铁部的一部分和所述外部电磁铁部的一部分的固定板，该固定板构成为呈E字形状地固定所述内部磁铁部的同时、固定所述外部电磁铁部。
9.一种电梯的磁导装置，其特征在于，包括 含有磁性体的导轨； 沿着该导轨移动的乘用轿厢； 磁铁单元，其设置在该乘用轿厢上与所述导轨相对的部分，通过磁力的作用相对于所述导轨非接触地支承所述乘用轿厢，该磁铁单元包括具有从三个方向隔有空隙地与所述导轨相对的磁极的、由永磁铁和铁心构成的内部磁铁部；和位于由该内部磁铁部和所述导轨所形成的磁路的外侧的、在所述永磁铁的两磁极近旁具有磁极的、由电磁铁和铁心构成的外部电磁铁部； 检测所述磁铁单元的所述磁路的状态的传感器部； 基于该传感器部的检测信号，控制所述磁铁单元的磁力的控制单元。
10.如权利要求9所述的电梯的磁导装置，其特征在于， 所述控制单元基于所述传感器部所检测出的状态量进行控制，用以一边将所述电磁铁的电流收敛为零，一边使所述磁路稳定。
全文摘要
本发明提供一种无损控制性的、组装容易的、固定强度高的、能够实现小型化的磁铁单元以及电梯的磁导装置。磁铁单元(6)包括具有从三个方向隔有空隙地与磁性构件相对的磁极的、由永磁铁(13a、13b)和铁心(12a、12b)构成的内部磁铁部(17)；位于由该内部磁铁部(17)和磁性构件所形成的磁路的外侧的、在所述永磁铁(13a、13b)的两磁极近旁具有磁极的、由电磁铁(16a、16b)和铁心(14a、14b)构成的外部电磁铁部(18a、18b)。
文档编号B66B7/04GK102616626SQ201110391210
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年1月31日
发明者伊东弘晃 申请人:东芝电梯株式会社