JP7428439B2

JP7428439B2 - マグネットホルダ

Info

Publication number: JP7428439B2
Application number: JP2023008781A
Authority: JP
Inventors: 周平杉村
Original assignee: 株式会社希望電機
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2023-01-24
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2041-10-14
Also published as: JP2023059275A; JP2023059030A; JP7385292B2

Description

本開示は、マグネットホルダに関する。

マグネットホルダは、回転可能な永久磁石、及び当該永久磁石を囲むヨーク等を有し、大きな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オン状態という。）と小さな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オフ状態という。）とを切り替え可能なものである。

本開示は、オン状態とオフ状態とを容易に切替可能なマグネットホルダの一例を開示する。

大きな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オン状態という。）と小さな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オフ状態という。）とを切り替え可能なマグネットホルダは、例えば、以下の構成要件を備えることが望ましい。

すなわち、回転可能な永久磁石（１１１）と、永久磁石（１１１）を囲むように当該永久磁石（１１１）を回転可能に支持する鉄系金属製の第１ヨーク（１１２）及び第２ヨーク（１１３）と、永久磁石（１１１）を回転させる際に作業員により操作される操作レバー（１２０）であって、オン状態とするための位置（以下、オン位置という。）とオフ状態とするための位置（以下、オフ位置という。）との間で揺動可能な棒状の操作レバー（１２０）と、オン位置にある操作レバー（１２０）がオフ位置に回転変位することを規制するロック機構（１３０）とを備えることが望ましい。

これにより、作業者は、操作レバー（１２０）を操作することにより、容易にオン状態とオフ状態とを切り替えることができる。そして、ロック機構（１３０）を備えるので、オン位置にある操作レバー（１２０）が誤操作等によりオフ位置に回転変位することが規制される。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。

第１実施形態に係る接地器具を示す図である。第１実施形態に係る接地器具を示す図である。第１実施形態に係る接地器具の構造を示す図である。第１実施形態に係る接地器具の構造を示す図である。第１実施形態に係る接地器具を示す図である。Ａはオフ状態の説明図である。Ｂはオン状態の説明図である。

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。

なお、各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び各部材又は部位の形状を理解し易くするために記載されたものである。したがって、本開示に示された発明は、各図に付された方向に限定されない。斜線が付された図は、必ずしも断面図を示すものではない。

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。本開示に示された接地器具は、少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素、並びに図示された構造部位を備える。

（第１実施形態）
本実施形態は、電気鉄道のトロリ線を接地する際に用いられる接地器具に本開示に係る接地器具の一例が適用されたものである。なお、本開示に係る接地器具は、特に、レールの頭頂面が路面とほぼ同じ高さとなるようにレールが敷設された軌道（例えば、路面電車用の軌道）に適用して有効である。

＜１．接地器具の構成＞
本実施形態に係る接地器具１００は、図１に示されるように、レール１の頭頂面２に載置された状態で使用される。当該接地器具１００は、マグネットホルダ１１０（図２参照）、操作レバー１２０、ロック機構１３０、位置決め部１４０及び接続部１５０等を少なくとも備える。

＜１．１マグネットホルダ＞
マグネットホルダ１１０は、大きな磁気吸着力を発生させる場合（オン状態という。）と小さな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オフ状態という。）とを切り替え可能な磁石装置である。

具体的には、接地器具１００がレール１に載置された状態（図１又は図２参照）で、マグネットホルダ１１０がオン状態となると、接地器具１００は、レール１に吸着固定される。マグネットホルダ１１０がオフ状態となると、接地器具１００は、レール１に対する固定状態が解除され、離間可能な状態となる。

マグネットホルダ１１０は、図３に示されるように、回転可能なマグネット部１１１、並びに第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３等を少なくとも有する。マグネット部１１１は、回転中心軸線Ｌｏと直交する方向に磁極部を有する円柱状の永久磁石である。

第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３それぞれは、鉄系金属等の強磁性材料にて構成された部材であって、マグネット部１１１を囲むように当該マグネット部１１１を回転可能に支持する。

具体的には、第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３それぞれには、回転中心軸線Ｌｏに沿って延びる溝部１１２Ａ、１１３Ａが設けられている。溝部１１２Ａ、１１３Ａそれぞれは、溝の断面形状が略半円状に構成されている。

そして、マグネット部１１１が溝部１１２Ａと溝部１１３Ａとにより挟み込まれた状態となることにより、マグネット部１１１が第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３により回転可能に支持される。

第１ヨーク１１２と第２ヨーク１１３との間には、磁気遮断部１１４、１１５が設けられている。磁気遮断部１１４、１１は、非磁性、かつ、電気絶縁性の材質にて構成されている。なお、非磁性とは、第１ヨーク１１２から第２ヨーク１１３に至る磁束を実質的に遮断可能であれば十分である。

本実施形態に係る磁気遮断部１１４、１１５は、樹脂製である。そして、インサート成形法により、磁気遮断部１１４、１１５が形成されると同時に、磁気遮断部１１４、１１５と第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３とが一体化される。

第１ヨーク１１２には、第１接地部１１６が設けられている。第１接地部１１６は、レール１の頭部側面３に接触可能な鉄系金属製の部位である。そして、マグネットホルダ１１０がオン状態になると、第１接地部１１６は、レール１の頭部側面３に磁気吸着される。

このため、第１接地部１１６がレール１の頭部側面３に接触した状態では、図１に示されるように、レール１に対する接地器具１００の幅方向位置が決められる。つまり、本実施形態に係る第１接地部１１６は、位置決め部１４０として機能する。なお、幅方向とは、レール１の長手方向及び上下方向と直交する方向である。

本実施形態では、第１接地部１１６は、回転中心軸線Ｌｏと平行な方向、つまりレール１の長手方向に沿って複数設けられているとともに、隣り合う第１接地部１１６間には、空隙部１１６Ａが設けられている。

図３に示されるように、第２ヨーク１１３には、第２接地部１１７が設けられている。第２接地部１１７は、レール１の頭頂面２に接触可能な鉄系金属製の部位である。そして、マグネットホルダ１１０がオン状態になると、第２接地部１１７はレール１の頭頂面２に磁気吸着される。

なお、本実施形態では、第１接地部１１６は第１ヨーク１１２との一体部品として構成され、第２接地部１１７は、第２ヨーク１１３との一体部品として構成されている。そして、第１接地部１１６から第２接地部１１７に至る範囲には、磁気遮断部１１８が設けられている。

磁気遮断部１１８は、第１接地部１１６から第２接地部１１７に至る磁束を遮断するとともに、第１接地部１１６を経由することなく、第１ヨーク１１２から直接的に磁束が頭部側面３に至ることを抑制する。

そして、磁気遮断部１１８は、弾性変形可能であって、非磁性、かつ、電気絶縁性の材質（本実施形態では、ゴム）にて構成されている。なお、磁気遮断部１１８にゴムを用いた理由は、レール１の摩耗が進行すると、頭頂面２と頭部側面３とを繋ぐ面が変形するからである。

なお、本実施形態では、第１ヨーク１１２の外周面及び第２ヨーク１１３の外周面も樹脂にて覆われている。つまり、マグネットホルダ１１０のうち第１接地部１１６及び第２接地部１１７は、金属面が露出し、その他の部位の多くは樹脂にて覆われている。

＜１．２操作レバー＞
操作レバー１２０は、マグネット部１１１を回転させる際に作業員により操作される棒状の操作部である。具体的には、当該操作レバー１２０は、マグネットホルダ１１０をオン状態とするための位置（以下、オン位置という。）とマグネットホルダ１１０をオフ状態とするための位置（以下、オフ位置という。）との間で揺動可能である。

すなわち、操作レバー１２０は、図２に示されるように、マグネット部１１１の回転中心軸線Ｌｏと直交する方向に延びているとともに、当該回転中心軸線Ｌｏを中心として揺動変位可能である。

なお、図２の実線で示される位置がオフ位置である。図２の二点鎖線で示される位置がオン位置である。以下、オフ位置とオン位置との間で操作レバー１２０が揺動することを「操作レバー１２０が幅方向に揺動する」という。

＜１．３ロック機構＞
ロック機構１３０は、オン位置にある操作レバー１２０がオフ位置に回転変位することを少なくとも規制する。すなわち、ロック機構１３０は、図１に示されるように、凸部１３１、バネ１３２及びヒンジ部１３３等を有して構成されている。

凸部１３１は、マグネットホルダ１１０から操作レバー１２０側に突出した「ひさし状」の部位である。そして、凸部１３１を挟んで幅方向一方側が操作レバー１２０のオフ位置であり、凸部１３１を挟んで幅方向他方が操作レバー１２０のオン位置である（図２参照）。

さらに、凸部１３１のうちオフ位置側の端部は、図１及び図２に示されるように、突出方向、つまり幅方向と直交する方向に対して傾斜している。具体的には、当該端部は、凸部１３１の突出方向根元側から先端側に向かうほどオン位置側に近づくように、突出方向に対して傾斜している。

ヒンジ部１３３は、操作レバー１２０と揺動可能に連結され、かつ、以下の２つの機能を発揮する。第１の機能は、操作レバー１２０の幅方向の揺動をマグネット部１１１に伝達してマグネット部１１１を回転させる機能である。

第２の機能は、図５に示されるように、幅方向と直交する方向に操作レバー１２０を揺動可能とする機能である。このため、操作レバー１２０は、実線に示される位置（以下、ロック位置という。）と二点鎖線で示される位置（以下、非ロック位置という。）との間で揺動可能である。なお、非ロック位置は、図５に示されるように、凸部１３１の突出方向先端側の位置であり、ロック位置は、凸部１３１の根元側の位置である。

そして、作業者は、オフ位置とオン位置との間で操作レバー１２０を揺動させるときには、ロック位置にある操作レバー１２０を非ロック位置に変位させた状態で当該操作レバー１２０を幅方向に揺動させる必要がある。

このとき、バネ１３２は、操作レバー１２０をロック位置に保持するための弾性力を操作レバー１２０に作用させるので、作業者が操作レバー１２０を非ロック位置に変位させない限り、操作レバー１２０はロック位置に保持される。

ロック位置にある操作レバー１２０は、凸部１３１に係止された状態となるので（図５参照）、操作レバー１２０がオン位置からオフ位置に揺動してしまうこと、又は操作レバー１２０がオフ位置からオン位置に揺動してしまうことが規制される。

＜１．４接続部＞
接続部１５０は、図１に示されるように、接地ケーブル８０を第１ヨーク１１２に固定するとともに、接地ケーブル８０と第１ヨーク１１２とを電気的に接続する。本実施形態に係る接続部１５０は、端子部８１を第１ヨーク１１２に固定するためのねじ穴で構成されている。

すなわち、端子部８１は、接地ケーブル８０の端部に接続された金具である。当該端子部８１は、ボルト等の金属製の締結具８３により第１ヨーク１１２に固定される。なお、本実施形態では、端子部８１は、ケーブル保持部８２と共に第１ヨーク１１２に固定される。

＜２．マグネットホルダの作動＞
マグネット部１１１の２つの磁極（Ｎ極及びＳ極）が磁気遮断部１１４、１１５に一致した状態（図４参照）では、マグネットホルダ１１０はオフ状態となる。２つの磁極がオフ状態から回転して、各磁極が第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３に一致した状態（図３参照）では、マグネットホルダ１１０はオン状態となる。

つまり、オフ状態では、Ｎ極から発生した磁力線の殆ど全ては、磁気遮断部１１４、１１５により２つのヨーク１１２、１１３側に導かれるため、外部を通ることなく、２つのヨーク１１２、１１３内を通り、Ｓ極に戻る（図６Ａ参照）。

オン状態では、Ｎ極から発生した磁力線の多くは、第１ヨーク１１２を経由して第１接地部１１６に至り、第１接地部１１６からレール１の頭部側面３に導かれる。頭部側面３からレール１内に導かれた磁束線は、第２接地部１１７に導かれるように頭頂面２に至り、第２接地部１１７から第２ヨーク１１３を経由してＳ極に戻る（図６Ｂ参照）。

このため、第１接地部１１６とレール１の頭部側面３との接触部、及び頭頂面２と第２接地部１１７との接触部に大きな磁気吸引力が発生するため、接地器具１００がレール１に固定される。

＜３．本実施形態に係る接地器具の使用方法及び特徴＞
本実施形態に係る接地器具１００では、第１ヨーク１１２と第２ヨーク１１３との間には、電気絶縁材料に構成された磁気遮断部１１４、１１５が配置され、さらに、接地ケーブル８０は、第１ヨーク１１２に接続される。

これにより、仮に、地絡により接地ケーブル８０に電流が流れた場合であっても、当該電流は、レール１の頭部側面３から当該レール１に流れ込み、レール１の頭頂面２に流れ込むことはない。

したがって、作業者は、マグネットホルダ１１０を利用して簡便に接地ケーブル８０をレール１に固定することができるとともに、仮に、地絡により接地ケーブル８０に電流が流れた場合であっても、レール１の頭頂面２に損傷が発生することが抑制され得る。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１ヨーク１１２、第２ヨーク１１３及び磁気遮断部１１４、１１５はインサート成形法により一体化されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ボルト等の機械的締結具により、第１ヨーク１１２、第２ヨーク１１３及び磁気遮断部１１４、１１５が一体化された構成であってもよい。

なお、インサート成形法により第１ヨーク１１２、第２ヨーク１１３及び磁気遮断部１１４、１１５を一体化する場合には、第１ヨーク１１２、第２ヨーク１１３に凹部や溝を設けることにより、樹脂製の磁気遮断部１１４、１１５に第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３に嵌り込むアンカー部を設けてよい。

上述の実施形態では、第１ヨーク１１２及び第２ヨーク１１３の外周面を覆う樹脂のカバーをインサート成形時に成形した。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、外周面に加硫接合されたゴム、又は吹き付け塗装された非磁性材料等にて当該カバーが構成されていてもよい。

上述の実施形態では、第１接地部１１６及び第２接地部１１７は、平坦な面であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第１接地部１１６及び第２接地部１１７に多数の凹凸が設けられていてもよい。

上述の実施形態では、２つの第１接地部１１６との間に空隙部１１６Ａが設けられていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、空隙部１１６Ａが廃止された形状であってもよい。

上述の実施形態では、第１接地部１１６と頭部側面３との対向面積と、第２接地部１１７と頭頂面２との対向面積が異なっていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、２つの対向面積が同一となるように、第２接地部１１７に溝部等の空隙部を設けてよい。

上述の実施形態では、ケーブル保持部８２を介して端子部８１が接続部１５０に固定されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、ケーブル保持部８２が廃止され、端子部８１が第１ヨーク１１２に直接的に固定された構成であってもよい。

上述のマグネット部１１１では、Ｎ極が第１ヨーク１１２側に位置し、Ｓ極が第２ヨーク１１３側に位置していた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、Ｓ極が第１ヨーク１１２側に位置し、Ｎ極が第２ヨーク１１３側に位置していてもよい。

さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成であってもよい。

１… レール２…頭頂面３…頭部側面
１００… 接地器具１１０…マグネットホルダ
１１１… マグネット部１１２…第１ヨーク１１２Ａ… 溝部
１１３… 第２ヨーク１１３Ａ…溝部１１４… 磁気遮断部
１１６… 第１接地部１１７…第２接地部１１８… 磁気遮断部
１２０… 操作レバー１３０…ロック機構１３１… 凸部
１３２… バネ１３３…ヒンジ部１４０… 位置決め部
１５０… 接続部

Claims

大きな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オン状態という。）と小さな磁気吸着力を発生させる場合（以下、オフ状態という。）とを切り替え可能なマグネットホルダにおいて、
回転可能な永久磁石と、
前記永久磁石を囲むように当該永久磁石を回転可能に支持する鉄系金属製の第１ヨーク及び第２ヨークと、
前記永久磁石を回転させる際に操作される操作レバーであって、前記オン状態とするための位置（以下、オン位置という。）と前記オフ状態とするための位置（以下、オフ位置という。）との間で揺動可能な棒状の操作レバーと、
前記オン位置にある前記操作レバーが前記オフ位置に回転変位することを規制するロック機構とを備え、
前記ロック機構は、凸部及びヒンジ部を少なくとも有しており、
前記凸部は、前記操作レバー側に突出した「ひさし状」の部位であり、当該凸部を挟んで幅方向一方側が前記操作レバーの前記オフ位置であり、前記凸部を挟んで前記幅方向他方が前記操作レバーのオン位置であり、前記幅方向は、前記オフ位置から前記オン位置に向かう向きと平行な方向であり、
前記ヒンジ部は、第１機能及び第２機能を発揮可能であり、前記第１機能は、前記操作レバーの前記幅方向の揺動を前記永久磁石に伝達して当該永久磁石を回転させる機能であり、前記第２機能は、前記幅方向と直交する方向に前記操作レバーを揺動可能とする機能であるマグネットホルダ。
前記ロック機構は、前記凸部及び前記ヒンジ部に加えてバネも有しており、
前記バネは、前記操作レバーを前記凸部の根元側の位置に保持するための弾性力を当該操作レバーに作用させる請求項１に記載のマグネットホルダ。
前記凸部のうち前記オフ位置側の端部は、当該凸部の突出方向根元側から先端側に向かうほど前記オン位置側に近づくように、当該突出方向に対して傾斜している請求項２に記載のマグネットホルダ。