磁気浮上装置

2022.08.03 By 埼玉大学

物理学

技術概要

静止側と浮上側とが磁界共振結合で結合されているため、静止側から浮上側に大電力を効率的に非接触伝送することができる磁気浮上装置を開発した。

用途・応用

誘導結合
磁気浮上

背景

 下記特許文献1には、固定側が、電磁石を構成する一次側コイルを備え、浮上体側が、一次側コイルに対向する二次側コイルと、二次側コイルのインピーダンスを制御するインピーダンス制御回路とを備える交流磁気浮上装置が従来例として紹介されている。

 この装置では、磁気浮上中の浮上体に対し、一次側コイル及び二次側コイルを通じて非接触給電が行われる。また、浮上体を安定浮上させるため、固定側と浮上体との空隙が検知され、その検知結果に基づいて二次側コイルのインピーダンスがインピーダンス制御回路で制御される。

【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献1】特開2003-338415号公報

課題

 しかし、この装置は、固定側から浮上体へのエネルギー伝送効率が低く、また、浮上体の安定浮上を図るためにインピーダンス制御回路が必要であり、高コストになると言う課題がある。

 本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、浮上中の浮上体に大電力を供給することができ、また、浮上体を安定浮上させるための制御機構が不要である磁気浮上装置を提供することを目的としている。

手段

 本発明は、一次側電磁石を構成する一次側コイルと一次側コイルに高周波の交流を供給する高周波電源とを有する静止側と、二次側電磁石を構成する二次側コイルを有し、一次側電磁石から発生される磁力で浮上するとともに、一次側コイル及び二次側コイルを通じて静止側から非接触で給電が行われる浮上側と、を備える磁気浮上装置であって、静止側が、一次側コイルを含む共振周波数f0の一次側共振回路を有し、浮上側が、二次側コイルを含む共振周波数f0の二次側共振回路を有する、ことを特徴とする。

効果

 本発明の磁気浮上装置では、静止側と浮上側とが磁界共振結合で結合されているため、静止側から浮上側に大電力を効率的に非接触伝送することができる。

 また、自己平衡性を有する浮上側は、安定浮上のための制御機構が不要であり、装置の低コスト化を図ることができる。

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特許情報

特許第6097102

JPB 006097102-000000