特開 2023-22358 磁気浮上搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023022358

(43)【公開日】2023-02-15

(54)【発明の名称】磁気浮上搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 13/04 20060101AFI20230208BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20230208BHJP

   H02K 41/03 20060101ALI20230208BHJP

   B65G 54/02 20060101ALI20230208BHJP

   B61B 13/08 20060101ALI20230208BHJP

【ＦＩ】

B60L13/04 S

H02K41/02 C

H02K41/03 A

B65G54/02

B61B13/08 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021127034

(22)【出願日】2021-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】306024148

【氏名又は名称】公立大学法人秋田県立大学

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(74)【代理人】

【識別番号】100194283

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 大勇

(72)【発明者】

【氏名】二村 宗男

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 明

(72)【発明者】

【氏名】金沢 威風

【テーマコード（参考）】

3F021

5H113

5H641

【Ｆターム（参考）】

3F021AA07

3F021CA06

3F021DA02

5H113AA05

5H113BB09

5H113CC03

5H113CC08

5H113DA02

5H113DB04

5H113DB07

5H113KK02

5H641BB06

5H641GG02

5H641GG16

5H641GG21

5H641HH03

5H641JA07

5H641JA09

(57)【要約】

【課題】磁気浮上搬送装置において、カーブにおける台車の安定性をより向上させる。
【解決手段】磁気浮上用部材１１の幅に対応した領域（主領域ＭＲ）においては、磁化領域（第１磁化領域）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが形成されている。主領域ＭＲの外側において、左側に磁化領域（第２磁化領域）２０Ｘ、右側に磁化領域（第２磁化領域）２０Ｙが形成されている。磁化領域２０Ｘ、２０Ｙを含めた場合でも、隣接する磁化領域間では磁化の向きが逆転している。ただし、磁化領域２０Ｘ、２０Ｙの幅は領域２０Ａ等よりも広く設定されている。レール２０を用いることによって、磁気浮上用部材１１のｘ方向での移動に伴って磁気浮上用部材１１に働く磁場に起因した力のモーメントを、従来の構成の場合と逆に設定することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超伝導状態にある磁気浮上用部材が固定された移動体と、前記移動体の進行方向に沿って形成され前記進行方向と垂直な面内における磁場の面内での変動を有する磁場分布を生成するレールと、が組み合わされ、前記磁場分布に対する前記磁気浮上用部材のピン止め効果によって前記移動体を前記レールと非接触の状態で前記レールに沿って移動させる磁気浮上搬送装置であって、
前記レールには、前記進行方向と垂直な面内において、
当該面内の一方向である配列方向に沿って、前記配列方向及び前記進行方向と垂直な方向である主磁化方向に沿って磁化された複数の磁化領域が、前記主磁化方向に沿った磁化の向きが、前記配列方向に沿って交互に変化するように配列され、
前記配列方向に沿った前記磁気浮上用部材の幅に対応した範囲である主領域において、前記磁化領域である第１磁化領域が前記配列方向に沿って複数形成され、
前記配列方向に沿った前記主領域の外側において、前記主領域中の前記第１磁化領域の幅よりも広い幅で形成された前記磁化領域である第２磁化領域が形成されたことを特徴とする磁気浮上搬送装置。

【請求項2】

前記主領域において、同一の幅をもつ前記第１磁化領域が複数配列して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気浮上搬送装置。

【請求項3】

前記主領域において、前記第１磁化領域の幅は、前記第２磁化領域がある側に向けて大きくされたことを特徴とする請求項１に記載の磁気浮上搬送装置。

【請求項4】

前記第２磁化領域は、同一の向きに磁化された複数の領域が前記配列方向で配列されて形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気浮上搬送装置。

【請求項5】

前記レールは、前記配列方向に沿った磁化の向きが徐々に回転するように、隣接する前記磁化領域の間に、前記主磁化方向と交差する方向に磁化された補助磁化領域を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の磁気浮上搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第２種超伝導体のピン止め効果を用いてレールに対して移動体を非接触で束縛し、レールに沿って移動させる磁気浮上搬送装置に関する。

【0002】

着磁されたレール上で台車を磁気力によって浮上させて移動させる磁気浮上搬送装置が知られている。特に、第２種超伝導体における磁場のピン止め効果を利用した磁気浮上搬送装置においては、磁場を発生するレールと、第２種超伝導体で構成され台車に固定された磁気浮上用部材とが組み合わせて用いられる。第２種超伝導体は、その内部の磁場の変化が起きないように動きが制限されるため、非特許文献１に記載されたように、複数の磁石による非一様な磁場分布を進行方向と垂直な面内で生成するようなレールを用いれば、ピン止め効果によって、この面内における磁気浮上用部材（第２種超伝導体）とレールとの間の位置関係が固定されるように磁気浮上用部材に力が働く。このため、磁気浮上用部材（台車）をレールと非接触の状態で維持することができる。一方、このような磁石を進行方向（レールの延伸方向）に沿って一様に形成すれば、この磁場分布は進行方向に沿って変化しないため、磁気浮上用部材は進行方向に沿っては自在に移動可能となる。このため、レールと磁気浮上用部材（台車）とを非接触でこれらの間の間隔を一定とした状態で、レールに沿って台車を自在に移動させることができる。

【0003】

特許文献１には、共に鉛直方向に沿って着磁され極性が反対の２本のレール上を台車が移動する搬送装置が記載されている。ここで、台車には前記の磁気浮上用部材である姿勢安定部が複数固定され、これによって台車の姿勢も安定させることができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】公益財団法人国際超電導産業技術研究センターＨＰ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｓｔｅｃ．ｏｒ．ｊｐ／ｉｓｔｅｃ－ａｎｉｍａｔｉｏｎ／ＳＦＴｒａｉｎ－ｊ．ｐｄｆ）

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８－２６５９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の磁気浮上搬送装置においては、台車の進行方向（あるいはレール）が直線状である場合には、台車をレールに対して束縛させた状態で安定して進行させることができる。一方、速度が高くかつ進行方向（レール）がカーブする（曲がる）場合には、台車をカーブの外側に移動させるような大きな遠心力が働き、ピン止め効果による力に抗して台車がレールから脱落（脱線）しやすくなった。なお、磁気浮上搬送装置においては、常に台車（移動体）はレールと非接触であるが、このように台車がレールに束縛されなくなった状態を以下では脱線と呼称する。

【0007】

このため、磁気浮上搬送装置において、カーブにおける移動体の安定性をより向上させることが求められた。

【0008】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の磁気浮上搬送装置は、超伝導状態にある磁気浮上用部材が固定された移動体と、前記移動体の進行方向に沿って形成され前記進行方向と垂直な面内における磁場の面内での変動を有する磁場分布を生成するレールと、が組み合わされ、前記磁場分布に対する前記磁気浮上用部材のピン止め効果によって前記移動体を前記レールと非接触の状態で前記レールに沿って移動させる磁気浮上搬送装置であって、前記レールには、前記進行方向と垂直な面内において、当該面内の一方向である配列方向に沿って、前記配列方向及び前記進行方向と垂直な方向である主磁化方向に沿って磁化された複数の磁化領域が、前記主磁化方向に沿った磁化の向きが、前記配列方向に沿って交互に変化するように配列され、前記配列方向に沿った前記磁気浮上用部材の幅に対応した範囲である主領域において、前記磁化領域である第１磁化領域が前記配列方向に沿って複数形成され、前記配列方向に沿った前記主領域の外側において、前記主領域中の前記第１磁化領域の幅よりも広い幅で形成された前記磁化領域である第２磁化領域が形成されたことを特徴とする。
本発明の磁気浮上搬送装置は、前記主領域において、同一の幅をもつ前記第１磁化領域が複数配列して形成されたことを特徴とする。
本発明の磁気浮上搬送装置は、前記主領域において、前記第１磁化領域の幅は、前記第２磁化領域がある側に向けて大きくされたことを特徴とする。
本発明の磁気浮上搬送装置において、前記第２磁化領域は、同一の向きに磁化された複数の領域が前記配列方向で配列されて形成されたことを特徴とする。
本発明の磁気浮上搬送装置において、前記レールは、前記配列方向に沿った磁化の向きが徐々に回転するように、隣接する前記磁化領域の間に、前記主磁化方向と交差する方向に磁化された補助磁化領域を具備することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は以上のように構成されているので、磁気浮上搬送装置において、カーブにおける移動体の安定性をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来の磁気浮上搬送装置の構成を簡略化して示す斜視図（ａ）、断面図（ｂ）である。

【図2】従来の磁気浮上搬送装置において、磁気浮上用部材が進行方向と垂直な方向に移動した場合に磁気浮上用部材の各部に働く力及びこれによる姿勢変化を算出した結果である。

【図3】一般的な台車における直進時とカーブ走行時における姿勢の例である。

【図4】本発明の実施の形態に係る磁気浮上搬送装置の構成を簡略化して示す断面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る磁気浮上搬送装置において、磁気浮上用部材が進行方向と垂直な方向に移動した場合に磁気浮上用部材の各部に働く力及びこれによる姿勢変化を算出した結果である。

【図6】本発明の実施の形態に係る磁気浮上搬送装置の変形例の構成を簡略化して示す断面図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る磁気浮上搬送装置の他の変形例の構成を簡略化して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施の形態に係る磁気浮上搬送装置について説明する。ここでは、まず、例えば非特許文献１に記載されたような従来の磁気浮上搬送装置の構造及びその問題点について説明する。図１は、非特許文献１に記載されたような、従来の磁気浮上搬送装置９の構成を模式的に示す斜視図（ａ）、その進行方向に垂直な断面図（ｂ）である。ここでは、レール９０と台車（移動体）１０が組み合わせて用いられ、鉛直方向がｚ方向（上側が正側）、進行方向がｙ方向、進行方向及び鉛直方向と垂直な方向がｘ方向とされる。図１（ｂ）においては、台車１０は記載されず、台車１０に固定された磁気浮上用部材１１のみが記載されている。磁気浮上用部材１１は超伝導状態の第２種超伝導体で構成されている。なお、記載は省略されているが、台車１０においては、磁気浮上用部材１１を超伝導の臨界温度以下の温度にするための冷却機構が搭載されている。また、特許文献１に記載されたように磁気浮上用部材１１は進行方向（ｙ方向）に沿って複数設けられていてもよいが、ここではｙ方向に沿った姿勢については考慮しないため、磁気浮上用部材１１は一つのみ設けられているものとする。

【0013】

レール９０は、強磁性体材料で構成され、鉛直方向（ｚ方向）に沿って磁化された３つの磁化領域９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃがｘ方向（配列方向）に沿って配列されて構成されている。ここで、磁化領域９０Ａと磁化領域９０Ｃの磁化の向きは同一（下向き）であり、これらの間の磁化領域９０Ｂの磁化の向きはこれらとは逆（上向き）である。すなわち、レール９０の進行方向（ｙ方向）と垂直な断面（図１（ｂ））においては、水平方向（ｘ方向：鉛直方向（ｚ方向）及び進行方向（ｙ方向）と垂直な方向）に沿って３つの磁化領域が配列して形成され、この配列において隣接する２つの磁化領域では磁化の向きが逆向きとなる。

【0014】

図１（ｂ）においてはレール９０の進行方向（延伸方向）に沿ったある一点での進行方向に垂直な断面構造が示されているが、この断面構造は進行方向（ｙ方向）に沿って一様に形成されている。また、図１の例では３つの磁化領域が設けられているが、隣接する２つの磁化領域では磁化の向きが逆向きとなるように、より多くの磁化領域が設けられていてもよい。

【0015】

非特許文献１等に記載されるように、この構成によって、レール９０の上側において、ｘｚ面内における、磁場の面内での変動を有する磁場分布を形成することができ、この磁場分布に対する磁気浮上用部材１１（第２種超伝導体）のピン止め効果によって、磁気浮上用部材１１のｘｚ面内での移動は制限され、磁気浮上用部材１１（台車１０）のレール９０からの間隔を一定に維持させることができる。一方、この磁場分布はｙ方向では一様となるため、磁気浮上用部材１１（台車１０）はｙ方向に沿って自在に移動が可能である。

【0016】

なお、このように磁気浮上用部材１１は重力とは無関係にレール９０に対して束縛されるため、上記のｚ方向（進行方向（ｙ方向）と配列方向（ｘ方向）と垂直な方向）が実際の鉛直方向と等しい必要はなく、実際にはｚ方向がどの方向であっても上記の磁気浮上搬送装置９を機能させることができる。

【0017】

ここで、レール９０による磁場をｘｚ面内で効率的に用いるためには、ｘ方向において、磁気浮上用部材１１の幅とレール９０の幅を同程度とすることが好ましい。また、ピン止め効果を高めるためにはｘ方向における磁場勾配（磁場強度の変動）を一様に大きくすることが有効であり、このためには、磁化領域９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃの幅は同等とされ、図１では３つの磁化領域（９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ）が形成されているが、その数は多いことが好ましい。

【0018】

図１の場合において、ピン止め効果によってｘ方向においてその中心がレール９０の中心に束縛された磁気浮上用部材１１（台車１０）が、レール９０の中心からｘ方向に沿って移動した際に磁気浮上用部材１１に加わる力を算出した。ここで、図１（ｂ）における磁気浮上用部材１１の中心、左側、右側の３箇所において鉛直方向に加わる力を算出した。図２は、この力をｘ方向における位置毎に算出した結果である。ここで、図１（ｂ）の状態をｘ＝０とし、磁気浮上用部材１１が図１（ｂ）の状態から右側に移動した場合がｘ＞０であり、左側に移動した場合がｘ＜０である。また、この力は、いずれの場合も磁気浮上用部材１１を浮上させるように上向きに働く。

【0019】

図２の結果より、磁気浮上用部材１１がｘ＝０（原点Ｏ）からｘ＞０側に移動した場合、左側において右側よりもこの力が大きくなり、ｘ＜０側に移動した場合、右側において左側よりもこの力が大きくなる。このような左右の力の不均衡（差分）によって、磁気浮上用部材１１（台車１０）には力のモーメントが働き、その鉛直面（ｘｚ面）内における姿勢が変化する。この姿勢は、図２中の上側に模式化して示されている。ここでは、磁気浮上用部材１１の中心の原点Ｏ（レール９０（磁化領域９０Ｂ）の中心）に対する位置関係と、上記の磁気浮上部材１１の姿勢が模式的に示されており、ａ０はｘ＝０（原点）、ａ＋は小さく正側に移動（ｘ＞０）、ａ＋＋は大きく右側に移動（ｘ＞０）、ａ－は小さく左側に移動（ｘ＜０）、ａ－－は大きく左側に移動（ｘ＜０）、の状態をそれぞれ示す。対称性より、ａ０においては左側と右側で作用する力は等しく、この姿勢が基準（水平）となる。

【0020】

ここで示されるように、ｘ＞０（ａ＋、ａ＋＋）の場合は磁気浮上用部材１１を時計回りに、ｘ＜０（ａ－、ａ－－）の場合はこれを反時計回りに回動させる。すなわち、磁気浮上用部材１１がｘ方向に沿って原点Ｏから移動した場合には、磁気浮上用部材１１における移動した側と反対側が浮き上がるような姿勢変化が発生する。磁気浮上用部材１１は台車１０に固定されているため、この姿勢変化は台車１０において同様に発生する。ｘ＞０となるような状況は、例えばｘ方向の正側に向けて遠心力が働くようにカーブを走行する場合（カーブの曲率中心がｘ＜０側にある場合）において発生し、この場合においては、図２に示されるように、磁気浮上用部材１１におけるｘ方向負側（カーブにおける内側）が浮き上がるように姿勢が変化する。ｘ＜０となる状況は、これとは逆向きに遠心力が働いた場合に発生する。

【0021】

一方、図３は、上記のような磁気浮上式ではなく、車輪１２０Ａ（図中左側）、１２０Ｂ（図中右側）がレール１３０に案内されて移動する通常の台車（移動体）１１０が走行する状況を模式的に示す、ここでは進行方向に垂直な台車１１０の状況が、直進時（Ａ）、カーブ走行時（Ｂ）において模式的に示されている。ここでは、車両１１０の走行時には重力Ｇが常時作用し、カーブにおいてはこれに遠心力ＣＦが加わり、これら以外の力は働かないものとする。カーブ走行時（Ｂ）では、外側に向く遠心力ＣＦによって、図中右側の車輪１２０Ｂを中心とした図中時計回りの力のモーメントＭが発生する。これによって、カーブの内側（図中左側）における車輪１２０Ａが浮き上がるような車両１１０の姿勢変化が発生する。

【0022】

このため、カーブの曲率半径が小さくなった場合や車両１１０の速度が高い場合には、遠心力ＣＦが大きくなり、台車１１０が脱線するおそれがある。このような遠心力ＣＦによる姿勢変化は、車輪が用いられない磁気搬送装置９においても同様である。すなわち、ピン止めの効果に抗して遠心力によりレール９０と磁気浮上用部材１１の間隔が広がった場合には、レール９０が生成した磁場の影響が磁気浮上用部材１１に及ばなくなり、実質的に図３の台車１１０が脱線した場合と同様の状況となる。脱線に至らない場合においても、上記のような傾斜によって台車１１０に搭載された積載物が落下しやすくなる。

【0023】

図１の構成において、カーブで台車１０に対して遠心力が作用した場合、図３に示されたように台車１０に対して遠心力ＣＦのみによって発生する力のモーメントＭと、図２で説明されたような、同じ遠心力による台車１０が外側への移動時において磁気浮上用部材１１に対する磁気的な効果によって発生する力のモーメントは、同一の向きとなる。このため、大きな遠心力が作用した場合、これらが合算されて台車１０に作用する力のモーメントは特に大きくなり、台車１０の姿勢変化が特に顕著となった場合には、上記のピン止め効果による台車１０の束縛が困難になる。あるいは、傾斜が特に大きくなることにより、積載物が特に落下しやすい。

【0024】

すなわち、図１の構成において、レール９０がカーブした箇所を台車１０が走行する際には、台車１０の安定性は良好ではなく、脱線や積載物の落下が発生しやすくなった。

【0025】

遠心力の作用のみによって発生する図３の状況は台車の構成（車輪を用いた方式、磁気浮上方式）によらずに常に発生する。これに対して、図２に示されたような台車１０（磁気浮上用部材１１）のｘ方向での移動時において磁場との相互作用によって磁気浮上用部材１１に働く力の状況は、磁場分布あるいはレールの磁気的構成によって変化する。この調整によって、重力と遠心力のみが作用する図３の場合において働く力のモーメントＭの向きと、台車１０（磁気浮上用部材１１）の移動時において磁場との相互作用によって磁気浮上用部材１１に働く力のモーメントの向きを逆向きとすることができる。これによって、カーブにおける台車１０に加わる力のモーメントを小さくしてその姿勢変化を小さくすることができる。

【0026】

以下に、このような状況を実現する磁気浮上搬送装置１におけるレール２０の構成について説明する。図４は、この磁気浮上搬送装置１の構成を模式的に示す進行方向に垂直な断面図であり、図１（ｂ）に対応する。ここでは、レール２０と台車１０（磁気浮上用部材１１）が組み合わせて用いられ、台車１０と磁気浮上用部材１１については図１と同様であり、台車１０についての記載は省略されている。

【0027】

進行方向と垂直な断面である図１（ｂ）において、レール９０の幅は磁気浮上用部材１１と等しくされ、その範囲内でレール９０は３分割された磁化領域（９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ）で構成されたのに対し、図４においては、レール２０全体の幅は磁気浮上用部材１１よりも広く設定され、磁気浮上用部材１１の幅に対応した領域（主領域ＭＲ）においては、前記のレール９０と同様に、ｚ方向（主磁化方向）に沿って磁化された磁化領域（第１磁化領域）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが形成されている。ここで、磁化領域２０Ａ、２０Ｃにおける磁化の方向は下向きであり、磁化領域２０Ｂにおける磁化の方向は上向きとなっており、ｚ方向に沿った磁場の向きがｘ方向（配列方向）では磁化領域毎に交互に変化する。図中における各磁化領域の幅は同一とされている。この点については前記のレール９０と同様である。すなわち、この範囲内ではｚ方向に沿った磁化の向きがｘ方向に沿って交互に変化し、隣接する磁化領域間では磁化の向きが逆転している、

【0028】

ただし、このレール２０においては、主領域ＭＲの外側において、左側に磁化領域（第２磁化領域）２０Ｘ、右側に磁化領域（第２磁化領域）２０Ｙが形成されており、領域２０Ｘにおける磁化の方向はこれに隣接する磁化領域２０Ａと逆向き（上向き）、領域２０Ｙにおける磁化の向きは、これに隣接する磁化領域２０Ｃと逆向き（上向き）とされている。すなわち、磁化領域２０Ｘ、２０Ｙを含めた場合でも、隣接する磁化領域間では磁化の向きが逆転している点は同様である。ただし、磁化領域２０Ｘ、２０Ｙの幅は領域２０Ａ等よりも広く設定されている。

【0029】

この場合において図２と同様の計算を行った結果を図５に示す。ここでもｘの値（正負）毎に磁気浮上用部材１１の中心、左側、右側の３箇所において作用する力が算出されている。対称性より、ｘ＝０付近では左側に働く力と右側に働く力は等しい。

【0030】

一方、図５のｘ＞０におけるｂ＋で示された範囲では、右側に作用する力が左側に作用する力よりも大きくなる。この傾向は図２におけるｘ＞０におけるａ＋、ａ＋＋とは逆となる。このため、これによって磁気浮上用部材１１には反時計回りの力のモーメントが作用し、図示されるように磁気浮上用部材１１を右側が持ち上がるように傾斜させる。また、図５のｘ＜０におけるｂ－の範囲では、左側に作用する力が右側に作用する力よりも大きくなる。この傾向は図２におけるｘ＜０におけるａ－、ａ－－とは逆となる。このため、これによって磁気浮上用部材１１には時計回りの力のモーメントが作用し、図示されるように磁気浮上用部材１１を左側が持ち上がるように傾斜させる。

【0031】

このように、図４の構成のレール２０を用いることによって、磁気浮上用部材１１のｘ方向での移動に伴って磁気浮上用部材１１に働く磁場に起因した力のモーメントを、図１の構成の場合と逆、あるいは遠心力の作用によって磁気浮上用部材１１に働く力のモーメントと逆、に設定することができる。このため、磁気浮上用部材１１に働く磁場に起因した力のモーメントによって、遠心力による磁気浮上用部材１１の姿勢変化を小さくすることができ、これによって台車１０の脱線を防止することができる。

【0032】

なお、図５において、ｘがｘ＞０でｂ＋の範囲よりも大きくなった場合には左側に作用する力と右側に作用する力の大小関係がｂ＋の範囲とは逆転し、図２におけるａ＋等と同様となり、ｘがｘ＜０でｂ－の範囲よりも小さくなった場合も同様に図２におけるｂ－等と同様となる。しかしながら、少なくともｘの絶対値が小さなｂ＋、ｂ－の範囲では、上記のように遠心力による磁気浮上用部材１１の姿勢変化を小さくすることができ、ピン止め効果による磁気浮上用部材１１（車体１０）を束縛する作用を維持することができるため、このようにｘの絶対値が大きくなるような磁気浮上用部材１１（車体１０）の移動は抑制される。このため、上記のｂ＋、ｂ－の領域がｘ＝０の近くに存在することによって、台車１０の脱線を防止することができる。

【0033】

また、図５に示された効果が図３に示された遠心力ＣＦによる効果を上回る場合には、カーブにおいて磁気浮上用部材１１（台車１０）は、図５に示されたような、カーブにおける台車１０の外側が持ち上がるような姿勢変化をする。こうした場合には、図３に示された逆向きの姿勢変化と比べて、積載物の落下が発生しにくい。この観点からも、図５に示された状況は好ましい。

【0034】

図４の構成において、磁気浮上用部材１１の直下における磁化領域（第１磁化領域）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ（主領域ＭＲ）は図１におけるレール９０（磁化領域９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ）と変わるところがなく、図４におけるレール２０の原点Ｏ近傍（磁気浮上用部材１１直下）で形成される磁場分布は図１におけるものと変わりがない。このため、磁化領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃによって形成される磁場によるピン止め効果によって磁気浮上用部材１１を束縛することができることも同様である。

【0035】

上記のようにｘ方向に沿った移動に伴う磁気浮上用部材１１の姿勢変化が図１の構成の場合とは逆向きとなることは、外側の磁化領域（第２磁化領域）２０Ｘ、２０Ｙに起因する。このため、上記の構成において、磁化領域（第２磁化領域）２０Ｘ、２０Ｙのｘ方向における幅は磁化領域（第１磁化領域）２０Ａ～２０Ｃの幅よりも広くされた。磁化領域（第２磁化領域）２０Ｘ、２０Ｙのｘ方向における幅が広い方が上記の効果が大きくなり、具体的には、磁化領域（第２磁化領域）２０Ｘ、２０Ｙの幅は磁化領域（第１磁化領域）２０Ａ～２０Ｃの幅の１．３倍以上とすることが好ましい。

【0036】

このような作用をもつ第２磁化領域の構成として、図４以外の構成の例について説明する。図６（ａ）（ｂ）は、このような例を図４に対応させて示す。

【0037】

図６（ａ）に示された磁気浮上搬送装置２においては、レール３０の主領域ＭＲで磁化領域（第１磁化領域）３０Ａ～３０Ｄが、主領域ＭＲの左側には磁化領域（第２磁化領域３０Ｘ）、右側には磁化領域（第２磁化領域３０Ｙ）が、隣接した磁化領域の間では磁化の向きが逆向きとなるように設けられる。また、前記のように、磁化領域３０Ｘ、３０Ｙの幅は主領域ＭＲ中の磁化領域（第１磁化領域）３０Ａ～３０Ｄの幅よりも広く設定される。

【0038】

ただし、図１の場合とは異なり、主領域ＭＲ中における磁化領域３０Ａの幅は隣接する磁化領域３０Ｂの幅よりも広く設定され、磁化領域３０Ｄの幅は磁化領域３０Ｃの幅よりも広く設定される。このため、左から順に配列された磁化領域３０Ｘ、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｙの各幅は、中心から外側に向かって徐々に広く設定されている。これにより、磁化領域（第２磁化領域）３０Ｘ、３０Ｙによる図５に示された効果を特に大きくすることができる。

【0039】

図６（ｂ）に示された磁気浮上搬送装置３において用いられレール４０においては、全ての磁化領域（４０Ａ～４０Ｆ、４０Ｘ１～４０Ｘ３、４０Ｙ１～４０Ｙ３）は同じ幅を有するように形成され、その磁化の向きのみが制御される。すなわち、主領域ＭＲにおける磁化領域４０Ａ～４０Ｆにおいては、隣接する２つの磁化領域の間では磁化の向きが逆向きとなるように設定される。また、主領域ＭＲの左側の磁化領域４０Ｘ１～４０Ｘ３においては磁化の向きは同一（上向き）とされ、この向きは隣接する磁化領域４０Ａと逆である。すなわち、磁化領域４０Ｘ１～４０Ｘ３が結合した磁化領域（第２磁化領域）４０Ｘが形成されることによって、前記の第２磁化領域２０Ｘと同様の効果が得られる。主領域ＭＲの右側においても同様であり、磁化領域４０Ｙ１～４０Ｙ３が結合した磁化領域（第２磁化領域）４０Ｙが形成される。

【0040】

このような構成は、複数の磁化領域が設けられたレールにおいて、個々の磁化領域の磁化の向きの調整のみを行うことによって実現することができる。このため、例えば図６（ｂ）において仮に磁化領域４０Ｘ１～４０Ｘ３の磁化を下向き、磁化領域４０Ｙ１～４０Ｙ３の磁化を上向きとすれば、磁化領域４０Ａ～４０Ｆに対応した領域を主領域、磁化領域４０Ｘ１～４０Ｘ３が連結した第２磁化領域４０Ｘ、磁化領域４０Ｙ１～４０Ｙ３が連結した第２磁化領域４０Ｙを形成することができる。このため、異なる大きさの磁気浮上用部材に対応させてレールを製造する際に、レールの素材として共通のものを用い、この磁化の状況のみを変えることによって各レールを製造することができる。このため、このレールを安価に製造することができる。

【0041】

また、上記のようにｘ方向に沿った磁場強度の変動を大きくすると共に、磁場強度を高めることができる構成として、ｘ方向に沿って磁場の向きが徐々に回転するように、磁場が上向きの磁化領域と磁場が下向きの磁化領域の間に磁場が横向きの領域（補助磁化領域）を設けたハルバッハ配列が知られている。上記の構成は、このハルバッハ配列においても適用することができる。図７（ａ）（ｂ）は、ハルバッハ配列において上記の発明を適用した例である。

【0042】

図７（ａ）に示された磁気浮上搬送装置４においては、レール５０の主領域ＭＲで、磁化領域（第１磁化領域）５０Ａ～５０Ｃが、主領域ＭＲの左側には磁化領域（第２磁化領域）５０Ｘ０、右側には磁化領域（第２磁化領域）５０Ｙ０が、共にｚ方向（主磁化方向）に沿って磁化されて設けられており、これらの磁化領域は、ｚ方向に沿った磁化の向きがｘ方向（配列方向）に沿って交互に変化するように配列される。また、前記のように、磁化領域（第２磁化領域）５０Ｘ０、５０Ｙ０の幅は主領域ＭＲ中の磁化領域（第１磁化領域）５０Ａ～５０Ｃの幅よりも広く設定される。すなわち、前記のレール２０、３０、４０における第１磁化領域と第２磁化領域との間の関係はこのレール５０においても満たされている。

【0043】

ただし、ここではハルバッハ配列が用いられ、磁化領域５０Ｘ０と磁化領域５０Ａの間、磁化領域５０Ａと磁化領域５０Ｂの間、磁化領域５０Ｂと磁化領域５０Ｃの間、磁化領域５０Ｃと磁化領域５０Ｙ０の間には、ｘ方向に沿って磁化された補助磁化領域５０Ｓ１、５０Ｓ２、５０Ｓ３、５０Ｓ４が、それぞれ設けられている。補助磁化領域５０Ｓ１、５０Ｓ２、５０Ｓ３、５０Ｓ４における磁化の向きは、配列方向（ｘ方向）に沿って磁化の向きが徐々に回転するように、それぞれ図中左向き、右向き、左向き、右向きとなるように設定されている。

【0044】

同様に、磁化領域５０Ｘ０の外側（図中左側）には、右向きの磁化をもつ補助磁化領域５０Ｔ１が、磁化領域５０Ｙ０の外側（図中右側）には、左向きの磁化をもつ補助磁化領域５０Ｔ２が、それぞれ設けられている。これによって磁化領域５０Ｘ０と補助磁化領域５０Ｔ１が連結した実質的な第２磁化領域５０Ｘ、磁化領域５０Ｙ０と補助磁化領域５０Ｔ２が連結した実質的な第２磁化領域５０Ｙを、それぞれ主領域ＭＲの左右に形成することができる。

【0045】

この構造においては、ｘ方向の全体にわたり、レール５０をハルバッハ配列とすることができる。このため、レール５０が形成する磁場強度を高めることができる。

【0046】

図７（ｂ）に示された磁気浮上搬送装置５においては、レール６０の主領域ＭＲで、磁化領域（第１磁化領域）６０Ａ～６０Ｃが、主領域ＭＲの左側には磁化領域（第２磁化領域）６０Ｘ０、右側には磁化領域（第２磁化領域）６０Ｙ０が、共にｚ方向（主磁化方向）に沿って磁化されて設けられており、これらの磁化領域は、ｚ方向に沿った磁化の向きがｘ方向（配列方向）に沿って交互に変化するように配列される。また、前記のように、磁化領域（第２磁化領域）６０Ｘ０、６０Ｙ０の幅は主領域ＭＲ中の磁化領域（第１磁化領域）６０Ａ～６０Ｃの幅よりも広く設定される。すなわち、前記のレール２０、３０、４０における第１磁化領域と第２磁化領域との間の関係はこのレール６０においても満たされている。

【0047】

ここで用いられるハルバッハ配列においては、磁化領域６０Ｘ０と磁化領域６０Ａの間、磁化領域６０Ａと磁化領域６０Ｂの間、磁化領域６０Ｂと磁化領域６０Ｃの間、磁化領域６０Ｃと磁化領域６０Ｙ０の間には、ｘ方向及びｚ方向と交差する方向（斜め方向）に沿って磁化された補助磁化領域６０Ｓ１及び補助磁化領域６０Ｓ２、補助磁化領域６０Ｓ３及び補助磁化領域６０Ｓ４、補助磁化領域６０Ｓ５及び補助磁化領域６０Ｓ６、補助磁化領域６０Ｓ７及び補助磁化領域６０Ｓ８が、それぞれ設けられている。補助磁化領域６０Ｓ１、６０Ｓ２における磁化の向きは、配列方向（ｘ方向）に沿って磁化の向きがｘ方向正側に向けて反時計回りに回転するように、それぞれ図中左上向き、左下向きとなるように設定されている。補助磁化領域６０Ｓ３、６０Ｓ４、６０Ｓ５、６０Ｓ６、６０Ｓ７、６０Ｓ８についても同様であり、これらの磁化の向きは、配列方向（ｘ方向）に沿って磁化の向きがｘ方向正側に向けて反時計回りに回転するように設定されている。

【0048】

同様に、磁化領域６０Ｘ０の外側（図中左側）には、右上向きの磁化をもつ補助磁化領域６０Ｔ１が、磁化領域６０Ｙ０の外側（図中右側）には、左上向きの磁化をもつ補助磁化領域６０Ｔ２が、それぞれ設けられている。これによって磁化領域６０Ｘ０と補助磁化領域６０Ｔ１が連結した実質的な第２磁化領域６０Ｘ、磁化領域６０Ｙ０と補助磁化領域６０Ｔ２が連結した実質的な第２磁化領域６０Ｙを、それぞれ主領域ＭＲの左右に形成することができる。この構造においても、ｘ方向の全体にわたり、レール６０をハルバッハ配列とすることができる。

【0049】

なお、上記の例では、ｘ方向における主領域ＭＲの幅は磁気浮上用部材１１の幅と等しくされ、磁気浮上用部材１１が原点Ｏにある場合においては、磁気浮上用部材１１の端部と主領域ＭＲの端部（第２磁化領域の内側の端部）がｘ方向で一致していた。しかしながら、これらが厳密に一致する必要はなく、例えば原点Ｏにおける磁気浮上用部材１１の端部と主領域ＭＲの端部（第２磁化領域の内側の端部）との間に、単一の第１磁化領域の幅以内のずれがあった場合でも、図５と同様の作用が得られることは明らかである。すなわち、配列方向（ｘ方向）において磁気浮上用部材の幅と主領域の幅（２つの第２磁化領域間の間隔）が等しい必要はない。

【0050】

また、上記の例では各磁化領域における磁化はｚ方向（鉛直方向）に沿っていたが、少なくともこの方向は配列方向（ｘ方向）と交差し、前記と同様に磁化の向きがｘ方向に沿って交互に変化すればよい。また、各磁化領域における磁化の方向は厳密に一致する必要もない。

【0051】

また、上記の例では、ｙ方向に沿って台車１０を自在に移動させるために磁場はｙ方向に沿っては一様であるものとしたが、台車１０の移動の制限を設ける場合等のために、ｙ方向に沿っても目的に応じて適宜磁場分布を形成してもよい。

【符号の説明】

【0052】

１、２、３、４、５、９ 磁気浮上搬送装置
１０、１１０ 台車（移動体）
１１ 磁気浮上用部材
２０、３０、４０、５０、６０、９０、１３０ レール
２０Ａ～２０Ｃ、３０Ａ～３０Ｄ、４０Ａ～４０Ｆ、５０Ａ～５０Ｃ、６０Ａ～６０Ｃ 磁化領域（第１磁化領域）
２０Ｘ、２０Ｙ、３０Ｘ、３０Ｙ、４０Ｘ、４０Ｙ、５０Ｘ、５０Ｙ、５０Ｘ０、５０Ｙ０、６０Ｘ、６０Ｙ、６０Ｘ０、６０Ｙ０ 磁化領域（第２磁化領域）
５０Ｓ１～５０Ｓ４、５０Ｔ１、５０Ｔ２、６０Ｓ１～６０Ｓ８、６０Ｔ１、６０Ｔ２ 補助磁化領域
９０Ａ～９０Ｃ、４０Ｘ１～４０Ｘ３、４０Ｙ１～４０Ｙ３ 磁化領域
１２０Ａ、１２０Ｂ 車輪
ＣＦ 遠心力
Ｇ 重力
Ｍ 力のモーメント
ＭＲ 主領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】