JPS61257355A - 走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術的背景〕 この発明は、軌道上を走行する８１１関車や列車の牽引
車、模型走行車輌や高層ビル用人命救助車等の昇降車な
どに用いられる走行装置に係り、特に牽引力や制動力、
登はん力、電気的密着度を飛躍的に増大させた走行装置
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

敷設レール等の軌道上を走行する走行装置の中には牽引
車のように大きな牽引力を必要とする走行車輌がある。

従来の牽引車は、牽引力や制動力を増大させるために車
体のＮ量を増大させたり、登はん力を増強させるために
軌道上に砂撒き等を実施して軌道との間の＊振力を増大
させている。

模型の走行車輌では、走行車輪にゴムあるいはシリコン
ゴム製のタイヤを装着して軌道との間の摩擦力を増大さ
せ、登はん力の向上を図っている。

しかしながら、軌道との間に発生するｓｔｙ力を利用し
て走行車輌の牽引力や登はん力の向上を図るには限界が
あり、従来の走行車輌では、実車あるいは模型車輌の型
式如何を問わず、勾配の急な軌道上を走行させることが
困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は上述した事情を考慮してなされたもので、マ
グネットの磁力を積極的に利用して軌道への吸着力を高
め、牽引力や制動力、登はん力を確実かつ飛躍的に増大
させると共に電気的密着度を増して集電性能を高めた走
行装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために、この発明は、複数の走
行車輪を備えた自走式走行台車を軌道に沿って走行させ
る走行装置において、前記走行車輪はディスク状マグネ
ットに透磁率の高い磁性体ディスクを密着させたマグネ
ットホイールからなることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明に係る走行装置の一実施例について添付
図面を参照して説明する。

第１図はこの発明に係る走行装置を模型走行車輌に適用
した例を示し、図中符号１０は、模型走行車輌の自走式
走行台車を示す。走行台車１０は前後に車軸１１を備え
、この車軸１１に複数の走行車輪１２が軸装されている
。走行車輪１２は敷設されたレール等の軌道１３上を転
勤自在に支持されている。軌道１３は透磁率の高い磁性
体材料、例えば鉄鋼材料で形成される。

一方、自走式走行台車１０の本体ケーシング１４内には
第２図に示すように電動機等のモータ１５が収容されて
おり、このモータ１５は本体ケーシング１４に固定され
たステータ１６とロータ１７とからなり、このロータ１
７には出力軸１８が一体的に装着されている。出力軸１
８はロータ１７の前後方向に延び、その前後端はウオー
ムギア機構等の動力伝達機構２０を介して車軸１１に伝
達され、この車軸１１を回転駆動させるようになってい
る。モータ１５は蓄電池等の電源に入力端子や図示しな
い集電シュー、軌道を介して接続され、電源からの電力
によりモータが駆動されるようになっている。

また、自走式走行台車１０に備えられた走行車輪１２は
、第３図に示すように構成される。走行車輪１２はディ
スク状マグネット２１０両側に同径の磁性体ディスク２
２．２３を密着させることにより形成され、マグネット
ホイールが構成される。磁性体ディスク２１は透磁率の
高い鉄鋼材料のような磁性体材料で作られる。

走行車輪１２を構成する両磁性体ディスク２２゜２３の
一方には車軸１１が中心部に一体あるいは一体的に備え
られる。この車軸１１はディスク状マグネット２１や他
方の磁性体ディスク２３の中心孔２５．２６を貫いて突
出している。他方の磁性体ディスク２３には走行車輪１
２の走行を案内するガイドフランジ２７が一体あるいは
一体的に成形されており、走行時の車体重量は磁性体デ
ィスク２２．２３を介して軌道１３上に伝達される。

すなわち、車体重量は両磁性体ディスク２２，２３で受
け、支持される構造となっている。

ところで、ディスク状マグネット２１はフェライト系磁
石材料を粉末冶金や射出成形等により成形しても、また
、希土類金属系磁石材料にナイロン系樹脂材料を混合さ
せて成形してもよい。後者の希土類プラスチックマグネ
ットは強力な磁力が得られ、超強力磁石用に適している
。走行車輪１２の車輪径が大きな場合には、第４図に示
すような扇状磁石２８を使用し、複数の扇状磁石の極性
を合せて結合させ、１つのディスク状マグネット２１Ａ
を構成するようにしてもよい。

しかして、走行車輪１２を第３図に示すように構成し、
ディスク状マグネット２１の両側面に透磁性の優れた磁
性体ディスク２２．２３を密着させて層構造のマグネッ
トホイールを形成し、このマグネットホイール１２をＭ
５図に示すように透磁率の高い被吸着板（軌道に相当す
る。）３０上にセットすると、ディスク状マグネット２
１のＮ極から出た磁力線Ｈは、大部分が透磁率の高い磁
性体ディスク２２から被吸着板３０を集中的に通り、他
方の磁性体ディスク２３を経てマグネット２１のＳ極に
到達する。したがって、大気中に放散される磁力線の流
れ（フラックス）が減少する。

このように、ディスク状マグネット２１からのフラック
スは、大部分が磁性体ディスク２２．２３と被吸着板３
０とで形成された狭い領域内を通るため、極端に磁束密
度が高められ、被吸着板３０への吸着力が著しく増大す
る。

一般に、吸着力の強さは磁束密度の二乗に比例すること
から、磁束密度が高められると、吸着力は格段に増大し
、吸着力の増大により、自走式走行台車１０の牽引力や
制動力、登はん力は比例的に増大する。したがって、自
走式走行台車の牽引力等を増大させるためには、磁束密
度を高め、フラックスを透過し易くする必要があり、こ
の点から、磁性体ディスクや軌道はその材料や厚さ、形
状等の影響を受ける。特に、透磁率の高い材料を使用す
ると、マグネット２１のＮ極から出た磁力線は大気中よ
り透磁率の優れた材料内を出来るだけ近道して通過しよ
うとする傾向があり、この傾向を利用することにより磁
束密度を高めることができる。

第３図に示す走行車輪１２においては、ディスク状マグ
ネット２１を両側から磁性体ディスク２２．２３で密着
させてマグネットホイールを形成した例について説明し
たが、このマグネットホイール１２Ａは第６図に示すよ
うに構成してもよい。

すなわち、ディスク状マグネット２１の両側に磁性体デ
ィスク２２．２３を密着させた後、この磁性体ディスク
２２．２３を両側から締付ディスク３２およびガイドフ
ランジディスク３３で挟持してマグネットホイールを構
成してもよい。締付ディスク３２は車軸１１を一体に有
し、この車軸１１は磁性体ディスク２２．２３やディス
ク状マグネット２１を貫いて延び、ガイドフランジディ
スク３３のボス部３４に支持される構造となっている。

さらに、走行車輪１２ＢはＭ７図に示すように、２枚の
ディスク状マグネット２１ａ、２１ｂと３枚の磁性体デ
ィスク２２ａ、２２ｂ、２２ｃを交互に配置した積Ｈａ
造のマグネットホイール１２Ｂとしてもよい。この場合
、ディスク状マグネット２１　ａ、２１ｂｔ、を磁極が
第８図に示されるように、両マグネット２１８．２１ｂ
の対向面が同じ極性の磁極を有するように配設される。

この場合、マグネットホイールの両端部におけるフラッ
クスの収束が良く、各磁性体ディスク２２ａ、２２ｂ。

２２Ｃが吸着作用に有効に作用するため、マグネットホ
イールの吸着効率が非常に高い。

また、走行車輪は１３図、第６図および第７図に示すも
のに限定されず、第９図乃至第１１図に簡略的に示すも
のであってもよい。

Ｍ９図に示す走行車輪１２Ｃは、ディスク状マグネット
２１の片面に同径の磁性体ディスク２２を密着させてマ
グネットホイールを形成したものである。この場合にも
、ディスク状マグネット２１のＮ極から出たフラックス
は、透磁率の高い磁性体ディスク２２や被吸着板３０内
の限られた領域を通過するので、その部分の磁束密度が
高められ、より強い吸着力が得られる。

しかし、このタイプのマグネットホイールはディスク状
マグネット２１の他側に磁性体ディスクが存在しないた
め、磁性体ディスクの存在しない側のフラックス分布に
広がりが存在する。この広がりはマグネットホイールの
吸着作用には有効的に働かないが、構造がシンプルであ
り、安価で適当な大きさの吸着力が得られるので、実用
化の可能性が大きい。

また、第１０図に示した走行車輪１２Ｄは２枚のディス
ク状マグネット２１ａ、２１ｂの間に磁性体ディスク２
２を介装したものであり、両ディスク状マグネット２１
ａ、２１ｂの対向面の磁極は同じ極性になるようにセッ
トされる。このマグネットホイールでは、磁性体ディス
ク２２内を通るフラックスは矢部分が被吸着板３ｏの方
向に向けられるので、磁性体ディスク２２や被吸着板３
０を通る磁束密度が大幅に増加し、大きな吸着ヵが得ら
れる。

第１１図は、３枚のディスク状マグネット２１ａ、２１
ｂ、２１Ｃの間に同径の２枚の磁性体ディスク２２ａ、
２２ｂを介装したサンドイッチ構造のマグネットホイー
ル１２Ｅを示す。このマグネットホイールの場合も、隣
り合う各マグネット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの対向磁極
は同じ極性となるようにセットされる。各ディスク状マ
グネット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの極性を考慮してセッ
トすると、磁性体ディスク２２ａ、２２ｂはマグネット
ホイールの吸着力増大のために有効に作用する。すなわ
ち、隣り合うディスク状マグネット２１ａ、２１ｂ、２
１Ｃの極性が互いに逆方向になるように配列することに
より、ディスク状マグネットの軸方向の重ね合せができ
、吸着効率も向上させることができる。

また、一般にマグネットのクリアランスと吸着力との関
係は、第１２図に示すように２乗に反比例する曲線Ａで
表わされ、クリアランス（ギャップ）が小さくなると、
マグネットの吸着力は飛躍的に増加する。したがって、
この吸着力とクリアランスの関係曲線Ａを考慮し、走行
車輪にマグネットホイールを使用することにより、自走
式走行台車１０は牽引力や制動力、登はん力が著しく増
大させることができるとともに、背面走行や螺旋走行な
どの種々の変形走行を走行台車に付与させることができ
る。

第１３図および第１４図はこの発明に係る走行装置を、
人命救助車等の昇降車４０に適用した例を示す。

ホテルや超高層ビル等の高層ビル４１の壁面に第１３図
に示すように電気的に絶縁されたレール等の軌道４２を
敷設し、この軌道４２に沿って自走式走行台車としての
昇降車４０を昇降させるようにしたものである。高層ビ
ル４１の各階の壁面には非常扉４３が開閉自在に設備さ
れ、この非常扉４３に昇降車４０の開閉扉４４が近接し
て配置される。

昇降車４０は制御盤４５ａの操作あるいは遠隔操作によ
り昇降が制御されるようになっており、昇降車４０の両
側に走行車輪４５，４５．４５が複数個づつ備えられて
いる。各走行車輪４５は第３図乃至第１１図に示すよう
なマグネットホイールであり、高層ビル４１に埋込まれ
た敷設レール等の軌道４２に吸着保持されつつ昇降せし
められ、その昇降は各走行車輪４５，４５．４５に装着
されたギャードモータや油圧モータ等のモータ４６の駆
動により行なわれる。

なお、第１４図において符号４７は昇降車４０の位置を
検出して停止させる超音波自動停止装置であり、昇降車
４０の本体ケーシング４８は耐熱強化壁で形成され、本
体ケーシング４８の頂部あるいは底部等の必要なスペー
スにパラシュート格納庫４９が形成される。さらに、こ
の昇降車４０は落下物に対しても十分な強度を有するよ
うに、天板が形成され、かつ走行車輪４５等は落下物か
ら保護される構造となっている。

しかして、第１４図に示す昇降車４０は高層ビル４１に
常設して待機するか、災害時に現場まで運搬して設置使
用される。そして、災害発生時には、昇降車４０を軌道
４２上に設置してから、軌道に動力用電源を通電し、遠
隔操作または制御盤操作により昇降させ、火災等で逃げ
遅れた人の救助を行なうようになっている。

なお、この発明の実施例では走行装置を模型走行車輌や
昇降車に適用した例について説明したが、これに限定さ
れず、鉄道車輌や資材運搬用あるいは空中走行用特殊車
輌としても利用することができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係る走行装置においては
、自走式走行台車に備えられる走行車輪を、ディスク状
マグネットに透磁率の高い磁性体ディスクを吸着させて
マグネットホイールとしたから、軌道への吸着力を著し
く増大させることができ、これに比例して牽引力や制動
力、登はん力を何らかの付加的装置を用いることなく飛
躍的にしかも確実に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る走行装置を模型走行車輌に適用
した例を示す斜視図、第２図は第１図の模型走行車輌の
内部構造を示す図、第３図は上記模型走行車輌に用いら
れる走行車輪を示す分解斜視図、第４図は走行車輪に組
み込まれるディスク状マグネットの一例を示す図、第５
図はマグネットホイールを用いた走行車輪の吸着原理を
説明する図、第６図は走行車輪の第１変形例を示す図、
第７図は走行車輪の第２変形例を示す図、第８図は第７
図に示された走行車輪の吸着原理を説明する図、第９図
乃至第１１図は走行車輪の各変形例を簡略的に示す図、
第１２図はマグネットのクリアランスと吸着力との関係
を示すグラフ、第１３図および第１４図はこの発明に係
る走行装置を高層ビル用人命救助車などの昇降装置に適
用した例を示す図である。 １０・・・自走式走行台車、１１・・・車軸、１２゜１
２Ａ〜１２Ｅ、４５・・・走行車輪（マグネットホイー
ル）、１３．４２・・・軌道、１５・・・モータ、２１
．２１　ａ、２１　ｂ、２１　ｃ・・・ディスク状マグ
ネット、２２．２３．２２ａ、２２ｂ・・・磁性体ディ
スク、３２・・・締付ディスク、３３・・・ガイドフラ
ンジディスク、４０・・・昇降車、４１・・・高層ビル
、４３・・・非常扉、４４・・・開開扉、４６・・・モ
ータ。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第　２　図 第３図　１２ 第４図 ｔ−１ｔ−１５（１） 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 ＬＪ クリアランス 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の走行車輪を備えた自走式走行台車を軌道に沿
   って走行させる走行装置において、前記走行車輪はディ
   スク状マグネットに透磁率の高い磁性体ディスクを密着
   させたマグネットホィールからなることを特徴とする走
   行装置。 ２、磁性体ディスクは鉄板あるいは鉄鋼板から構成され
   、ディスク状マグネットと同径あるいは若干大きな径を
   有する特許請求の範囲第１項に記載の走行装置。 ３、磁性体ディスクはディスク状マグネットの少なくと
   も一側に密着せしめられた特許請求の範囲第１項に記載
   の走行装置。 ４、ディスク状マグネットは複数枚が磁性体ディスクを
   介して層状に重ね合された特許請求の範囲第１項に記載
   の走行装置。 ５、複数枚のディスク状マグネットは、隣り合うディス
   ク状マグネットの対向面の磁極が同じ極性を有するよう
   に配列された特許請求の範囲第４項に記載の走行装置