JPS63502555A - 負荷の低摩擦輸送のための磁力装置 - 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】 負荷の低摩擦輸送のための磁力装置 この発明は、請求の範囲第１項の前文による負荷の低摩擦輸送のための磁力装置 に関する。

浮上滑走装置とも呼ばれる周知の磁力装置は、支持レールの上方をこれと成る間 隔を置いて実際上摩擦無く移動する。この装置は全体として非常に高価かつ複雑 であるので、その経済性が問題となる。

例えば「ファラデーイー・す−７ハリヒテｙ　（ＶＤＩ−Ｎａｃｈｒｉｃｈｔｅ ｎ）」、第１巻、１９８６年１月３日、にはエムデン市の磁力鉄道「トランスラ ピッド（Ｔｒａｎｓｒａｐｉｄ）　０６Ｊが記載されている。車両を１ｃｍの高 さに持ち上げるために、多大な技術的経費が必要であるということが明らかにさ れている。しかし１２０ｔの重さの車両を浮上状態に保つために必要なエネルギ ー消費は記載されていない、１９６人の積載荷重の際にこれは約１２００００ｋ ｇ、すなわち−人当たり６１２ｋｇ（−人当たりの体重を約８０ｋｇと見積って ）の重量に相当する。更に高価な実用技術と雪や氷に対する未解決な問題とがこ れに加わる。

更に大きい困難が周知の日本の浮上鉄道の場合にも存在する。

浮上が始まる２００ｋｍ／ｈの速度に達するまで、若干の車両は車輪で転がらな ければならない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４２８０５３号公報に記載のいわゆる「ベル リン磁力鉄道」も同様に作動し、しかしその差異は、磁界の上方で案内ローラが 導かれるということにある。

更にフランス共和国特許出願第２２２８８５０号明細書から磁力輸送装置が知ら れており、この装置では磁石特に永久磁石が強磁性の形材に対置している。しか し磁石は吸引の原理で、すなわち形材に関して反対極を向かい合わせに配置され ている。更に磁石はほぼ水平に設けられた強磁性の壁に対置している。それによ り全体として比較的小さい支持能力しか得られない、支持荷重はここでも正味荷 重の数倍である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３４７６３５号公報から磁力装置が知られて おり、この磁力装置は支持形材に対する磁石の配置において同様に吸引の原理で 、すなわち強磁性の壁に関して反対極を向かい合わせに構成されている。ここで も比較的小さい支持力しか得られない、加えるに所定の負荷を持ち上げることが できるように、多数の磁石を配置しなければならないので、使用された構造は非 常に高価である。

最後にドイツ連邦共和国特許出願公開第２１４８１４３号公報は、少なくとも一 つの磁石と負荷を取り付けられた少なくとも一つの磁極面とを備えた磁力装置を 示す、更に固定の梁に取り付けられた軟磁性の支持形材が設けられ、この形材壁 は垂直に向き形材面が梁の方向に突出している。しかしながら調整すべき電磁石 を備えた案内装置が横方向案内として用いられ、このことは装置の構成を比較的 複雑にしている。

この発明の目的は、全く調整無しで済み構造が簡単でかつ軽く小さいエネルギー 消費で確実な動作を保証するような、前記の種類の磁力装置を提供することであ る。

この目的はこの発明に基づき、請求の範囲第１項に記載の特徴を有する磁力装置 により達成される。

それに応じて、磁石の極面が支持形材の垂直な面にほぼ平行に配置され、かつ機 械的な手段により一方では平行な面間の定められた空隙がまた他方では磁石の垂 直移動可能性が得られるように、磁石が強磁性形材に対して配置されている。そ れにより非常に良好な案内性が全く調整無しに達成され、それにより比較的簡単 かつ安価な構造が得られる。

この発明の実施態様により輸送装置は、下に向かって開き強磁性材料から成るＵ 字形材の中に配置された少なくとも一つの磁石を有する。その際磁石の極は横に 向いているので、磁石は支持形材の垂直な側面とだけ協働する。磁石と支持レー ルとの間の隙間により曲線部での車両の浮上滑走運動も許容される０曲線部にお いても正確な運動を保証するために、形材の中央に正確に磁石を保持する案内ロ ーラを配置するのが有利である。磁石を垂直に遠ざけようとすると、ますます増 大する力（浮上刃）がこの外力に対抗する。負荷の際に吸引力が負荷につり合う まで磁石は形材から引き出される。従って磁石の垂直な位置に対して調整は必要 でない。磁石が支持形材の側壁から完全に遮蔽されると、吸引力はもはや働かな い。

車両の駆動は１種々の方法例えば支持レールに接触する駆動ローラ又はリニアモ ータを用いて行うことができる。

この発明に基づき強磁性材料から成る支持形材は、第１の実施態様において下に 向かって開いたＵ字形材とすることができる。

この場合には少なくとも一つの磁石の配置で十分であり、磁石の極は水平にすな わち横にＵ字形材の脚の方向に向いている。磁力線は上が閉じたＵ字形材を経て 延びる。このことは構造的に最も簡単な解決法であり、同時に非常に経済的であ る。

別の場合には支持形材は強磁性材料から成りほぼ相互に平行な二つの垂直な側壁 から成り、その際側壁は強磁性の結合要素により短絡されてはいない。壁の内面 の間には長手方向に前後して並びその極性が交代する少なくとも二つの磁石が設 けられている。

磁力線はここでは、それぞれ連続する二つの磁石と極に向かい合った支持板との 間を通る。

強磁性の形材壁にはこの発明に基づき各二つの磁石対を対置させることができる 。その際壁に関して向かい合った極はそれぞれ同一極性である。これにより反発 の原理が働く０反発の原理の使用は吸引の原理に比べて数倍高い効率が得られる ということが判明している。

形材壁としてこの発明に基づき長手方向に延びる強磁性の管も使用できる。

長手方向に連続する各二つの磁石の外側の極が強磁性の板を介して短絡されてい るときには、効率は更に高められる。特に支持壁に関する同一極の配置の際に、 又はＵ字形材の側壁の内又は外に磁石を配置する際に、外側の磁石の外側の極面 の短絡により最善の磁束が得られる。

外側の磁石を短絡する要素として上に向かって開いたＵ字形材をも使用できる。

その際磁石は長手方向に密接してＵ字形材脚の内面に配置されている。

複数の形材を並列に配置することにより、又は相応に従属する磁石を備え相互に 平行な複数の形材壁を有することができる形材を並列に配置することにより、支 持荷重の著しい増加が得られる。

用いられた磁石は永久磁石又は電磁石とすることができる。その際永久磁石の使 用は電磁石の使用に比べて大きい長所を示す。

例えば永久磁石の使用の際には持ち上げのためのエネルギーの追加が必要で無い 、なぜならば支持作業は用いられた永久磁石により費用を掛けないで行われるか らである。エネルギーは移動のためにだけ必要であり、移動は例えばリニアモー タにより達成される。別の長所は支持レールから磁石までの距離を調整する必要 が無いということである０周知の装置で生じる非常に大きい技術的労力はここで は生じない、それにより安全な故障の無い作動が保証される。永久磁石の採用に より、従って重い電磁石が無いことにより、重量が著しく減少する。停電の際に 問題が生じないで、車両は永久磁石の磁界の中につり下げられたままである。構 造全体は更に軽く、従って建設と運転とは更に経済的かつ安価である。少ないエ ネルギー消費によりこの発明に基づく装置は環境を損なわず、また他の周知の装 置に比べて著しく小さい騒音レベルを有する。

この発明に基づく磁力装置は種々の構造的な解決法で採用できる。この装置によ り運搬すべき負荷を形材／磁石装置の上方に設けることができる。それによりい わゆる直立配置が得られる。

しかしながらこの発明により運搬すべき負荷を形材／磁石装置の下方に設けるこ ともできる。これによりいわゆるつり下げ配置が得られる。このつり下げ配置は 有利な変形案と見なすことができる。なぜならばここでは強磁性の支持形材も駆 動要素も、梁装置例えばコンクリート梁の下方に設けられるからである。それに より特に冬期に気象の影響が避けられる。

次にこの発明を図面を参照して複数の実施例により詳細に説明する。

第１図ないし第１０図は、この発明に基づく磁力装置の中で用いられる支持形材 と磁石の種々の構成と配置とを示し、第１図は、Ｕ字形の支持形材と形材の脚の 間に配置された磁石とを備えた無負荷時の第１の実施例を、 第２図は、負荷により形材から垂直に引き出された磁石を備えた第１図と同一の 装置を、 第３図は、板状の二つの支持形材とその間にそれぞれ対を成して配置された磁石 とを備えた第２の実施例を。

第４図は、板状の支持形材と支持形材の両側にそれぞれ対を成して配置され板を 介して短絡された磁石とを備えた第３の実施例を、 第５図は、中央の形材板の代わりに管を備えた第４図に類似の実施例を。

第６図は、磁石に対する短絡板の代わりに短絡Ｕ字形材を備えた第４図に類似の 実施例を、 第７図は、Ｕ字形材と脚の間及び脚の外側に配置された磁石とを備えた別の実施 例を、 第８図は、外側の磁石のための上に向がって開いた短絡Ｕ字形材を備えた第７図 に類似の実施例を、 第９図は、第７図に示す実施例の多重配置を、８１０図は、形材脚に関して磁石 のそばの案内ローラの配置を図示した、第１図に示す装置の切断線ｘ−ｘによる 水平断面図を示し、 第１１図ないし８１４図は、コンクリート梁と負荷とに関する装置の配置例を示 し、 第１１図は、形材／磁石装置の下方に運搬すべき負荷を備えた第１の配置方式（ つり下げ配置）を、 第１２図は、形材／磁石装置の上方に運搬すべき負荷を備えた配置方式（直立配 置）を、 第１３図は、負荷が人員運搬車両である場合に、つり下げ負荷を備えた装置の側 面図を。

第１４図は、第１３図に示す装置の正面図を示す。

第１図及び第２図に示す実施例では、支持形材２として強磁性の材料から成るＵ 字形レールが用いられている。下に向かって開いた形材２の垂直な両脚の間には 磁石１が配置され１両磁極面がそれぞれ側壁に対して僅かな距離を置きこれにほ ぼ平行に配置されている。それにより磁力線は一つの極を出発して近くの側壁。

形材底辺及び第２の側壁を経て磁石ｌの第２の極の中に延びている。磁力線はそ れにより最善の経路を得る。

第２図は第１図に示す装置において、非常に大きい負荷のもとでの状態を示す、 磁石がそれに取り付けられた重量により下に向かって引き出されるほど、ますま す重量に逆らって働く力（浮上刃）が大きくなる。負荷の際に吸引力が負荷につ り合うまで磁石が形材から引き出される。従って磁石の垂直位置に対して外部か らの調整は必要で無い。

第３図に示す実施例では、支持形材２は相互に平行な垂直に配置された強磁性の 二つの板から成り、これらの板は別の強磁性材料を介して短絡されてはいない、 板２の内面の間にはそれぞれ長手方向に前後に並べられた磁石対が設けられ、そ の際磁石対はそれぞれ反対極を向は合っている。

第４図に示された実施例は平滑な板としてのレール形の支持形材２の構成を示し 、その両面にはそれぞれ向かい合った磁石対が配置されている。形材レール２に 関して向かい合った磁石は、同一極を従ってＳ−５又はＮ−Ｎを向は合っている （反発の原理）、それぞれ長手方向に向かい合って配置された磁石対の外側の極 は、強磁性の板４を介して相互に短絡されている。それにより磁束は最適化され 、磁束は長手方向に配置された磁石対と形材２と板４との間を通る。

第５図は第４図に類似の実施例を示し、しかしながら磁石の間の形材壁の代わり に強磁性の管が用いられている。

第６図は同様に第４図に類似の実施例を示し、ただ短絡する板４の代わりに上に 向かって開いたＵ字形材が用いられている。磁石は長手方向に相互に密接して形 材脚の内面に配置されている。

第７図に示す実施例は強力化された実施例を示し、この実施例では支持形材２は 下に向かって開いたＵ字形材である。その両側壁つまり脚に関して１脚の間にも その外側にも磁石が第１図及び第４図に示すのと同−又は類似の方法で配置され ている。ここでもそれぞれ向かい合った磁極面が同一極性を成しているので、磁 力線は反発し強磁性の支持壁又は短絡板を通る相応の経路を採る。全体として磁 力線経路に関しても発生された支持力についても、第１図と第４図との組み合わ せを出発点とすることができる、従って相応の力増加が得られる。

第８図は第７図に類似の実施例を示し、しかしここでは第６図と同様に外側の密 接して並ぶ磁石１が上に向かって開いた８字形材４を介して短絡されている。内 側の磁石１は短絡形材４に対して例えば絶鰻板８を介して間隔を保たれている。

この実施例では実質土工つの磁力線回路が存在する。第１の回路は第１図に示す 実施例のように内側の磁石ｌから内側のＵ字形材２を経て延びる。第２の磁力線 回路は短絡形材４、外側の磁石及び内側の形材２を経て延びる。それにより第７ 図に示す実施例より大きい磁束密度が得られる。しかしながら重量増大により効 率は全体としてあまり高められない。

第９図は第７図に示す実施例の多重配置を示す、この実施例により力増加が得ら れる。

第１Ｏ図には支持形材２の側壁に関係して磁石１の配置が示されている。その際 磁石が曲線部でも壁の間の中央に正確に保持されるように、案内ローラ３が配置 されている。

第１１図はつり下げ配置における装置１．２の実施例を示す。

コンクリート梁６にはその下面に支持形材２が固定され、−力支持形材の下に配 置され例えば輸送車両とすることができる負荷７の上面には、磁石ｌが形材２に 協働するように配置されている。

負荷つまり車両７にはその上面に更に案内ローラ３が設けられ。

案内ローラは中央の支持レールと協働する。移動は同様に中央に配置されたりニ アモータ５により行われる。

第１２図は装置１．２に関して負荷７のいわゆる直立配置を示す、支持形材２は ここでもコンクリート梁又はコンクリート梁６の側腕の下面に設けられている。

負荷つまり車両７は梁６の上方に配置され、磁石が支持形材２と協働するように 磁石１を支持しながら、コンクリート梁６の側腕を下から抱える。コンクリート 梁６はその上面の中央に、ここには図示されていない移動のための案内ローラと リニアモータ５のための案内レールを支持している。

第１３図及び第１４図においては実際の実施例が示されている。負荷つまり車両 ７はここでは人間を運ぶ車両である。その上面には磁石ｌが取り付けられ、この 磁石は下に向かって開いたＵ字形梁の内部にまで達している。車両７がつり下げ 配置で運行されるということが分かる。

ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　よＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯ）夏ＡＩ、５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．負荷を取り付けられた少なくとも一つの磁極面を有する少なくとも一つの磁 石と、固定の梁に取り付けられた軟磁性の支持形材とを備え、この支持形材が垂 直に向き梁の方向に磁極面を越えて延びている形材壁を備えている負荷の低摩擦 輸送のための磁力装置において、磁石（１）の磁極面が支持形材（２）の垂直な 面にほぼ平行に配置され、機械的な手段により一方では平行な面の間の定められ た空隙が、また他方では磁石（１）の垂直移動可能性が得られることを特徴とす る負荷の低摩擦輸送のための磁力装置。
2. ２．少なくとも一つの磁石（１）が、強磁性材料から成る下に向かって開いたＵ 字形材（２）の中に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装 置。
3. ３．磁石（１）の磁極面と形材（２）の垂直な壁との間に、それぞれほんの僅か な隙間が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の装 置。
4. ４．形材（２）が、強磁性材料から成り相互に短絡されていないほぼ垂直な二つ の側壁から形成され、壁の内面の間に、相前後して長手方向に配置されそれぞれ 反対極を向け合っている少なくとも二つの磁石（１）が設けられていることを特 徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
5. ５．形材（２）の垂直な強磁性の壁に二つの磁石対が対置し、壁に関して向かい 合った極が同一（Ｎ−Ｎ，Ｓ−Ｓ）である（反発）ことを特徴とする請求の範囲 第１項記載の装置。
6. ６．強磁性の壁として．磁石列（１）の間のほぼ中央に配置された管（２）が用 いられることを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。
7. ７．長手方向に連続する各二つの磁石（１）の外側の極が、強磁性の板（４）を 介して短絡されていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。
8. ８．短絡する板（４）が上に向かって開いたＵ字形材として構成され、その内面 に磁石（１）が密に連続して取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第 ７項記載の装置。
9. ９．強磁性の支持形材（２）として下に向かって開いたＵ字形材が設けられ、形 材の内面に垂直な面壁の間に少なくとも一つの磁石（１）が配置され、かつ壁の 各外側にそれぞれ少なくとも一つの磁石対（１）が設けられ、その際それぞれ同 一極性の磁石面が垂直壁に関して相互に向かい合っている（反発の原理）ことを 特徴とする請求の範囲第１項又は第２項又は第４項記載の装置。
10. １０．外側の磁石（１）が上に向かって開いたＵ字形材（４）を介して短絡され 、内側の磁石（１）がこのＵ字形材（４）に対して絶縁板（８）を介して遮蔽さ れていることを特徴とする請求の範囲第９項記載の装置。
11. １１．支持荷重を増加するために、相応に従属された磁石（１）を備えた複数の 形材（２）が横に並べて配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項ない し第１０項のいずれか１項に記載の装置。
12. １２．磁石装置に垂直な形材壁と協働する案内ローラ（３）が付設され、この案 内ローラが磁石（１）を支持形材（２）の壁に対し定められた間隔に保つことを 特徴とする請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれか１項に記載の装置。
13. １３．磁石（１）が永久磁石であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装 置。
14. １４．磁石（１）が電磁石であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置 。
15. １５．装置（１，２）により運搬すべき負荷（７）が形材／磁石装置の上方に設 けられている（直立配置）ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
16. １６．装置（１，２）により運搬すべき負荷（７）が形材／磁石配置の下方に設 けられている（つり下げ配置）ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
17. １７．輸送のために装置（１，２）の中にリニアモータ（５）が設けられている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
18. １８．輸送のために装置（１，２）の中に、形材と協働し少なくとも一つの電動 機により駆動される駆動輪が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項 記載の装置。