JPH1016504A - 磁石車輪 - Google Patents
磁石車輪Info
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- JPH1016504A JPH1016504A JP15955496A JP15955496A JPH1016504A JP H1016504 A JPH1016504 A JP H1016504A JP 15955496 A JP15955496 A JP 15955496A JP 15955496 A JP15955496 A JP 15955496A JP H1016504 A JPH1016504 A JP H1016504A
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- axle
- wheels
- magnetic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配設される永久磁石の体積当たりの磁気吸着
力の大きな磁石車輪を提供する。 【解決手段】 車軸と車軸回りに配置される永久磁石お
よび磁性体からなる車輪において、前記永久磁石と車軸
の間に空隙を設けるとともに、車軸の軸方向に磁化した
永久磁石を複数個の車輪の間に配置し、車輪を隔てて隣
り合う磁極の極性が同極であることを特徴とする磁石車
輪。
力の大きな磁石車輪を提供する。 【解決手段】 車軸と車軸回りに配置される永久磁石お
よび磁性体からなる車輪において、前記永久磁石と車軸
の間に空隙を設けるとともに、車軸の軸方向に磁化した
永久磁石を複数個の車輪の間に配置し、車輪を隔てて隣
り合う磁極の極性が同極であることを特徴とする磁石車
輪。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、磁性を有
する走行路に沿って走行する走行体、または搬送装置に
設けられ、吸着回転することによりその走行体またはそ
の搬送装置に磁気吸着される被搬送物を移動する磁石車
輪に関する。
する走行路に沿って走行する走行体、または搬送装置に
設けられ、吸着回転することによりその走行体またはそ
の搬送装置に磁気吸着される被搬送物を移動する磁石車
輪に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平４−２９３６８８号公報に、磁性
材料からなる一対の車輪が車軸で連結され、その車軸の
少なくとも一部が永久磁石（例えば円柱状磁石）で構成
される磁気吸着車輪が開示されている。
材料からなる一対の車輪が車軸で連結され、その車軸の
少なくとも一部が永久磁石（例えば円柱状磁石）で構成
される磁気吸着車輪が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来構成の磁石
車輪を図３および図４に示す。図３はその正面図であ
り、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３、図４に
おいて、従来の磁石車輪２は、両方向に突出する車軸部
分２３ａ，２３ａ（２３ａ部分の寸法は外径１０ｍｍ×
軸方向長さ１０ｍｍである。）を有する一対の磁性体車
輪２１，２１（この車輪２１部分の寸法は外径４０ｍｍ
×軸方向の厚み１０ｍｍで、例えばＳＳ４００製。）を
設けるとともに、その車輪２１，２１の間に円柱状の永
久磁石２２（例えば、外径３８ｍｍ×軸方向の厚み５ｍ
ｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等。）を配置した構造となって
いる。永久磁石２２は、その厚み方向に磁極Ｎ，Ｓが形
成されている。しかし、上記図３、図４では、車軸２３
が一対の車軸部分２３ａ，２３ａと永久磁石２２とで構
成されるため、車軸２３の強度が不足であるという問題
点を有する。この強度不足は、車軸２３が一対の車軸部
分２３ａに分割されていることおよび永久磁石２２と車
軸部分２３ａの連結が困難であることによる。さらに、
永久磁石２２から発する磁束の内、吸着面１００側の磁
束ｆ1は吸着力向上に寄与するが、永久磁石２２の中央
部から発する磁束ｆ2の吸着力向上への寄与は小さく、
永久磁石２２の発生磁束のうち吸着力に活用されない磁
束ｆ２が存在するという問題点を有する。また、従来の
磁石車輪では、磁石車輪と磁性を有する走行路または被
搬送物との接触界面の形態についての配慮不足から、磁
石車輪と磁性を有する走行路または被搬送物との接触面
積（吸着面積）が十分に形成されにくい場合が発生す
る。この際には、上記接触界面で漏れ磁束が多く発生す
るため、磁石車輪の吸着力が低下するという問題があ
る。本発明は、上記従来の磁石車輪における車軸強度の
不足、有効磁束（ｆ１）の不足および漏れ磁束の問題を
踏まえ、配設される永久磁石の体積当たりの磁気吸着力
の大きな磁石車輪を提供することを課題とする。
車輪を図３および図４に示す。図３はその正面図であ
り、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３、図４に
おいて、従来の磁石車輪２は、両方向に突出する車軸部
分２３ａ，２３ａ（２３ａ部分の寸法は外径１０ｍｍ×
軸方向長さ１０ｍｍである。）を有する一対の磁性体車
輪２１，２１（この車輪２１部分の寸法は外径４０ｍｍ
×軸方向の厚み１０ｍｍで、例えばＳＳ４００製。）を
設けるとともに、その車輪２１，２１の間に円柱状の永
久磁石２２（例えば、外径３８ｍｍ×軸方向の厚み５ｍ
ｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等。）を配置した構造となって
いる。永久磁石２２は、その厚み方向に磁極Ｎ，Ｓが形
成されている。しかし、上記図３、図４では、車軸２３
が一対の車軸部分２３ａ，２３ａと永久磁石２２とで構
成されるため、車軸２３の強度が不足であるという問題
点を有する。この強度不足は、車軸２３が一対の車軸部
分２３ａに分割されていることおよび永久磁石２２と車
軸部分２３ａの連結が困難であることによる。さらに、
永久磁石２２から発する磁束の内、吸着面１００側の磁
束ｆ1は吸着力向上に寄与するが、永久磁石２２の中央
部から発する磁束ｆ2の吸着力向上への寄与は小さく、
永久磁石２２の発生磁束のうち吸着力に活用されない磁
束ｆ２が存在するという問題点を有する。また、従来の
磁石車輪では、磁石車輪と磁性を有する走行路または被
搬送物との接触界面の形態についての配慮不足から、磁
石車輪と磁性を有する走行路または被搬送物との接触面
積（吸着面積）が十分に形成されにくい場合が発生す
る。この際には、上記接触界面で漏れ磁束が多く発生す
るため、磁石車輪の吸着力が低下するという問題があ
る。本発明は、上記従来の磁石車輪における車軸強度の
不足、有効磁束（ｆ１）の不足および漏れ磁束の問題を
踏まえ、配設される永久磁石の体積当たりの磁気吸着力
の大きな磁石車輪を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
達成するため、車軸と、車軸回りに配置される永久磁石
および車輪とを備え、さらに車輪を隔てて隣り合う磁極
の極性が同極である構造を有するとともに吸着力への寄
与の少ない上記磁束ｆ2を抑制するための空隙を前記永
久磁石と車軸との間に設けている。
達成するため、車軸と、車軸回りに配置される永久磁石
および車輪とを備え、さらに車輪を隔てて隣り合う磁極
の極性が同極である構造を有するとともに吸着力への寄
与の少ない上記磁束ｆ2を抑制するための空隙を前記永
久磁石と車軸との間に設けている。
【０００５】次に、本発明では、固定された磁性を有す
る走行路に沿って走行する台車に設けられ、その走行路
上を吸着回転することにより前記台車に推力を付与する
磁石車輪であって、強磁性材料で形成される複数個の車
輪を前記台車の車軸まわりに設け、隣り合う車輪の間に
少なくとも１つの永久磁石を隣接配置し、さらに車輪を
隔てて隣り合う磁極の極性が同極であるとともに前記永
久磁石と車軸との間に吸着力への寄与の少ない上記磁束
ｆ2を抑制するための空隙を設けている。
る走行路に沿って走行する台車に設けられ、その走行路
上を吸着回転することにより前記台車に推力を付与する
磁石車輪であって、強磁性材料で形成される複数個の車
輪を前記台車の車軸まわりに設け、隣り合う車輪の間に
少なくとも１つの永久磁石を隣接配置し、さらに車輪を
隔てて隣り合う磁極の極性が同極であるとともに前記永
久磁石と車軸との間に吸着力への寄与の少ない上記磁束
ｆ2を抑制するための空隙を設けている。
【０００６】次に、本発明では、固定された搬送装置に
設けられ、その搬送装置の搬送方向に吸着回転すること
により磁性を有する被搬送物を吸着搬送する磁石車輪で
あって、強磁性材料で形成される複数個の車輪を前記台
車の車軸まわりに設け、隣り合う車輪の間に少なくとも
１つの永久磁石を隣接配置し、さらに車輪を隔てて隣り
合う磁極の極性が同極であるとともに前記永久磁石と車
軸との間に吸着力への寄与の少ない上記磁束ｆ2を抑制
するための空隙を設けている。上記本発明によれば、車
輪を隔てて隣り合う磁極の極性を同極にすること及び前
記永久磁石と車軸との間に空隙部を設けることで、その
磁石車輪に配設される永久磁石体積当たりで換算した磁
気吸着力の大きな磁石車輪を提供することができる。
設けられ、その搬送装置の搬送方向に吸着回転すること
により磁性を有する被搬送物を吸着搬送する磁石車輪で
あって、強磁性材料で形成される複数個の車輪を前記台
車の車軸まわりに設け、隣り合う車輪の間に少なくとも
１つの永久磁石を隣接配置し、さらに車輪を隔てて隣り
合う磁極の極性が同極であるとともに前記永久磁石と車
軸との間に吸着力への寄与の少ない上記磁束ｆ2を抑制
するための空隙を設けている。上記本発明によれば、車
輪を隔てて隣り合う磁極の極性を同極にすること及び前
記永久磁石と車軸との間に空隙部を設けることで、その
磁石車輪に配設される永久磁石体積当たりで換算した磁
気吸着力の大きな磁石車輪を提供することができる。
【０００７】また、上記本発明では、車輪と車軸との接
合部界面（例えば、車輪部の内周面側など。）に、温度
２０℃での電気抵抗率が１０-4Ω・ｍ以上の電気的抵抗
体を設けることが好ましい。この電気的抵抗体の存在に
より、例えば、導電性の金属強磁性材料からなる車輪部
に集電機能を付与するとともに、その磁石車輪に配設さ
れる永久磁石の体積当たりの磁気吸着力を向上できる。
温度２０℃での電気抵抗率が１０-4Ω・ｍ以上となり得
る材料としては、例えば、テフロン、ウレタン、ナイロ
ンなどの公知の合成樹脂；酸化物、窒化物、炭化物など
の公知のセラミックス材料等が挙げられる。
合部界面（例えば、車輪部の内周面側など。）に、温度
２０℃での電気抵抗率が１０-4Ω・ｍ以上の電気的抵抗
体を設けることが好ましい。この電気的抵抗体の存在に
より、例えば、導電性の金属強磁性材料からなる車輪部
に集電機能を付与するとともに、その磁石車輪に配設さ
れる永久磁石の体積当たりの磁気吸着力を向上できる。
温度２０℃での電気抵抗率が１０-4Ω・ｍ以上となり得
る材料としては、例えば、テフロン、ウレタン、ナイロ
ンなどの公知の合成樹脂；酸化物、窒化物、炭化物など
の公知のセラミックス材料等が挙げられる。
【０００８】また、上記本発明では、磁石車輪の磁気吸
着力を大きくするため、磁性を有する走行路または被搬
送物と接する車輪部の外郭形態をその走行路または被搬
送物の外郭形態に近似することが好ましい。特に、走行
路または被搬送物の表面形態に応じ、車輪部の外郭は直
線および／または曲線の形態であることが好ましい。
着力を大きくするため、磁性を有する走行路または被搬
送物と接する車輪部の外郭形態をその走行路または被搬
送物の外郭形態に近似することが好ましい。特に、走行
路または被搬送物の表面形態に応じ、車輪部の外郭は直
線および／または曲線の形態であることが好ましい。
【０００９】特に、磁性を有する走行路または被搬送物
の外郭形態を曲率半径Ｒ1の凸曲線、車輪部の外郭形態
を曲率半径Ｒy1の凹曲線とした場合、１０Ｒ1＞Ｒy1≧
Ｒ1であるように構成することが好ましい。また、磁性
を有する走行路または被搬送物の外郭形態を曲率半径Ｒ
2の凹曲線、車輪部の外郭形態を曲率半径Ｒy2の凸曲線
とした場合、Ｒ2≧Ｒy2＞0.1Ｒ2であるように構成する
ことが好ましい。
の外郭形態を曲率半径Ｒ1の凸曲線、車輪部の外郭形態
を曲率半径Ｒy1の凹曲線とした場合、１０Ｒ1＞Ｒy1≧
Ｒ1であるように構成することが好ましい。また、磁性
を有する走行路または被搬送物の外郭形態を曲率半径Ｒ
2の凹曲線、車輪部の外郭形態を曲率半径Ｒy2の凸曲線
とした場合、Ｒ2≧Ｒy2＞0.1Ｒ2であるように構成する
ことが好ましい。
【００１０】また、上記永久磁石の形状はリング状、扇
状、台形状、矩形状、円柱状（好ましくはこれら形状の
もので板状のものがよい。）のうちから選択される１種
または２種以上の形状のものが実用的である。また、永
久磁石の材質は希土類磁石（基本組成を表わす一般式で
ＲＣｏ5系，Ｒ2Ｃｏ17系、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ
−Ｎ系など；ここでＲはＹを含む希土類元素の内の１種
または２種以上）、フェライト磁石、アルニコ磁石など
の公知の永久磁石材料の１種または２種以上を使用して
形成できる。
状、台形状、矩形状、円柱状（好ましくはこれら形状の
もので板状のものがよい。）のうちから選択される１種
または２種以上の形状のものが実用的である。また、永
久磁石の材質は希土類磁石（基本組成を表わす一般式で
ＲＣｏ5系，Ｒ2Ｃｏ17系、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ
−Ｎ系など；ここでＲはＹを含む希土類元素の内の１種
または２種以上）、フェライト磁石、アルニコ磁石など
の公知の永久磁石材料の１種または２種以上を使用して
形成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を下記実施例により詳細に
説明する。図１は本発明の磁石車輪の一実施例を示す正
面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図
１、図２において、非磁性の車軸１３（この部分は外径
１０ｍｍ×軸方向長さ４５ｍｍであり、例えば、ＳＵＳ
３０４製。）が、２つのリング状永久磁石１２ａ，１２
ｂ（外径３８ｍｍ×内径２０ｍｍ×軸方向厚み２．５ｍ
ｍの寸法を有し、例えば、上記図３、図４の永久磁石２
２と同一磁石特性である日立金属（株）製Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系異方性燒結磁石ＨＳー３０ＢＶ等。）と、その永久
磁石１２ａ，１２ｂを両側から挟んだ３個の強磁性の車
輪１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（１１ａ，１１ｂは外径４０
ｍｍ×内径１０ｍｍ×軸方向厚み５ｍｍの寸法を有し、
例えば、ＳＳ４００製。１１ｃは外径４０ｍｍ×内径１
０ｍｍ×軸方向厚み１２ｍｍの寸法を有し、例えば、Ｓ
Ｓ４００製。）とで構成される部分の軸部にはめ込ま
れ、固定されて本発明の磁石車輪１が構成される。ま
た、車軸１３の軸方向両端部は突出されるとともに、永
久磁石１２ａ，１２ｂの磁極Ｎ，Ｓは車軸１３の軸方向
に平行に形成されている。さらに、磁石車輪１は、車輪
１１ｃを隔て隣り合う磁極の極性が同極である構造を有
する。車軸１３の外径部分と車輪１１ａ，１１ｂ，１１
ｃの内径部分は密着して配置されるが、車軸１３の外径
面と永久磁石１２ａ，１２ｂの内径面の間に空隙部１５
ａ，１５ｂが設けられる。磁性体の代わりに空隙部１５
ａ，１５ｂを設けることおよび車輪１１ｃを隔てて隣り
合う磁極極性が同極であることが本発明の特徴である。
磁性体の代わりに空隙部１５ａ，１５ｂを設けることに
より、吸着力向上に寄与の少ない磁束ｆ2a，ｆ2bを抑制
し、吸着力向上に寄与する磁束ｆ1a，ｆ1bを増大するこ
とが可能となる。空隙部１５ａ，１５ｂは外径２０ｍｍ
×内径１０ｍｍ×軸方向厚み２．５ｍｍの占有空間であ
り、上記の通り、磁石車輪１において、上記磁束ｆ2a，
ｆ2bが空隙部１５ａ，１５ｂにより抑制されるため、永
久磁石１２ａ，１２ｂからの発生磁束のうち磁石車輪１
の吸着力に寄与する有効磁束ｆ1a，ｆ1bが増加し、磁石
車輪１の吸着力を大にできる。なお、車軸１３は分割さ
れてない一体物であり、強度上の問題はない。上記本発
明の磁石車輪１を磁性を有する走行路である鉄板１００
（縦５５ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み２０ｍｍの寸法を有
し、例えばＳＳ４００製。）の上面に置き、磁石車輪１
と鉄板１００との間の磁気吸着力を測定したところ、吸
着力は２２．６ｋｇｆであり、永久磁石１２ａ，１２ｂ
の体積当たりの磁気吸着力に換算すると５．５ｋｇｆで
あった。
説明する。図１は本発明の磁石車輪の一実施例を示す正
面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図
１、図２において、非磁性の車軸１３（この部分は外径
１０ｍｍ×軸方向長さ４５ｍｍであり、例えば、ＳＵＳ
３０４製。）が、２つのリング状永久磁石１２ａ，１２
ｂ（外径３８ｍｍ×内径２０ｍｍ×軸方向厚み２．５ｍ
ｍの寸法を有し、例えば、上記図３、図４の永久磁石２
２と同一磁石特性である日立金属（株）製Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系異方性燒結磁石ＨＳー３０ＢＶ等。）と、その永久
磁石１２ａ，１２ｂを両側から挟んだ３個の強磁性の車
輪１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（１１ａ，１１ｂは外径４０
ｍｍ×内径１０ｍｍ×軸方向厚み５ｍｍの寸法を有し、
例えば、ＳＳ４００製。１１ｃは外径４０ｍｍ×内径１
０ｍｍ×軸方向厚み１２ｍｍの寸法を有し、例えば、Ｓ
Ｓ４００製。）とで構成される部分の軸部にはめ込ま
れ、固定されて本発明の磁石車輪１が構成される。ま
た、車軸１３の軸方向両端部は突出されるとともに、永
久磁石１２ａ，１２ｂの磁極Ｎ，Ｓは車軸１３の軸方向
に平行に形成されている。さらに、磁石車輪１は、車輪
１１ｃを隔て隣り合う磁極の極性が同極である構造を有
する。車軸１３の外径部分と車輪１１ａ，１１ｂ，１１
ｃの内径部分は密着して配置されるが、車軸１３の外径
面と永久磁石１２ａ，１２ｂの内径面の間に空隙部１５
ａ，１５ｂが設けられる。磁性体の代わりに空隙部１５
ａ，１５ｂを設けることおよび車輪１１ｃを隔てて隣り
合う磁極極性が同極であることが本発明の特徴である。
磁性体の代わりに空隙部１５ａ，１５ｂを設けることに
より、吸着力向上に寄与の少ない磁束ｆ2a，ｆ2bを抑制
し、吸着力向上に寄与する磁束ｆ1a，ｆ1bを増大するこ
とが可能となる。空隙部１５ａ，１５ｂは外径２０ｍｍ
×内径１０ｍｍ×軸方向厚み２．５ｍｍの占有空間であ
り、上記の通り、磁石車輪１において、上記磁束ｆ2a，
ｆ2bが空隙部１５ａ，１５ｂにより抑制されるため、永
久磁石１２ａ，１２ｂからの発生磁束のうち磁石車輪１
の吸着力に寄与する有効磁束ｆ1a，ｆ1bが増加し、磁石
車輪１の吸着力を大にできる。なお、車軸１３は分割さ
れてない一体物であり、強度上の問題はない。上記本発
明の磁石車輪１を磁性を有する走行路である鉄板１００
（縦５５ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み２０ｍｍの寸法を有
し、例えばＳＳ４００製。）の上面に置き、磁石車輪１
と鉄板１００との間の磁気吸着力を測定したところ、吸
着力は２２．６ｋｇｆであり、永久磁石１２ａ，１２ｂ
の体積当たりの磁気吸着力に換算すると５．５ｋｇｆで
あった。
【００１２】次に、上記従来の磁石車輪２と上記鉄板１
００との間の磁気吸着力を、上記磁石車輪１と同様の条
件で測定したところ、吸着力は２７．２ｋｇｆであっ
た。永久磁石２２の体積当たりの磁気吸着力に換算する
と４．８ｋｇｆになる。上記本発明の磁石車輪１では従
来の磁石車輪２に比べ、配設されている永久磁石の体積
当たりの磁気吸着力で比較すると、１５％の吸着力の向
上が達成されている。
００との間の磁気吸着力を、上記磁石車輪１と同様の条
件で測定したところ、吸着力は２７．２ｋｇｆであっ
た。永久磁石２２の体積当たりの磁気吸着力に換算する
と４．８ｋｇｆになる。上記本発明の磁石車輪１では従
来の磁石車輪２に比べ、配設されている永久磁石の体積
当たりの磁気吸着力で比較すると、１５％の吸着力の向
上が達成されている。
【００１３】次に、図５は本発明の磁石車輪の他の例を
示す平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図であ
る。図５、図６において、磁石車輪３は、強磁性の車軸
３３（外径１０ｍｍ×軸方向の長さ４５ｍｍで、例え
ば、ＳＳ４００製。）のまわりに上記磁石車輪１と同様
の永久磁石１２ａ，１２ｂを挟んで３個の車輪３１ａ，
３１ｂ，３１ｃ（３１ａ，３１ｂは、外径４０ｍｍ×内
径１０ｍｍ×軸方向厚み５ｍｍの寸法を有し、例えば、
ＳＳ４００製。３１ｃは外径４０ｍｍ×内径１０ｍｍ×
軸方向厚み１２ｍｍの寸法を有し、例えば、ＳＳ４００
製。）を固設するとともに、車輪３１ａ，３１ｂ，３１
ｃの内径面側に電気的抵抗体３４ａ，３４ｂ，３４ｃ
（例えば、ウレタン樹脂製。）を層状に設け、この電気
的抵抗体３４ａ，３４ｂ，３４ｃを介して車軸３３と車
輪３１ａ，３１ｂ，３１ｃを連結している。ここで、抵
抗体３４ａ，３４ｂ，３４ｃの電気抵抗率は２０℃にお
いて２×１０11Ω・ｍである。また、車軸３３と永久磁
石１２ａ，１２ｂの間に、上記磁石車輪１と同様の空隙
部１５ａ，１５ｂが設けられている。また、永久磁石１
２ａ，１２ｂの磁極Ｎ，Ｓは車軸３３の軸方向に平行に
形成される。さらに、磁石車輪３は、車輪３１ｃを隔て
て隣り合う磁極の極性が同極である構造を有する。上記
磁石車輪１，２と同様の条件で、磁石車輪３を上記鉄板
１００の上面に置き、磁気吸着力を測定したところ、吸
着力は２４．１ｋｇｆであり、永久磁石１２ａ，１２ｂ
の体積当たりの磁気吸着力に換算すると５．８ｋｇｆで
あった。
示す平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図であ
る。図５、図６において、磁石車輪３は、強磁性の車軸
３３（外径１０ｍｍ×軸方向の長さ４５ｍｍで、例え
ば、ＳＳ４００製。）のまわりに上記磁石車輪１と同様
の永久磁石１２ａ，１２ｂを挟んで３個の車輪３１ａ，
３１ｂ，３１ｃ（３１ａ，３１ｂは、外径４０ｍｍ×内
径１０ｍｍ×軸方向厚み５ｍｍの寸法を有し、例えば、
ＳＳ４００製。３１ｃは外径４０ｍｍ×内径１０ｍｍ×
軸方向厚み１２ｍｍの寸法を有し、例えば、ＳＳ４００
製。）を固設するとともに、車輪３１ａ，３１ｂ，３１
ｃの内径面側に電気的抵抗体３４ａ，３４ｂ，３４ｃ
（例えば、ウレタン樹脂製。）を層状に設け、この電気
的抵抗体３４ａ，３４ｂ，３４ｃを介して車軸３３と車
輪３１ａ，３１ｂ，３１ｃを連結している。ここで、抵
抗体３４ａ，３４ｂ，３４ｃの電気抵抗率は２０℃にお
いて２×１０11Ω・ｍである。また、車軸３３と永久磁
石１２ａ，１２ｂの間に、上記磁石車輪１と同様の空隙
部１５ａ，１５ｂが設けられている。また、永久磁石１
２ａ，１２ｂの磁極Ｎ，Ｓは車軸３３の軸方向に平行に
形成される。さらに、磁石車輪３は、車輪３１ｃを隔て
て隣り合う磁極の極性が同極である構造を有する。上記
磁石車輪１，２と同様の条件で、磁石車輪３を上記鉄板
１００の上面に置き、磁気吸着力を測定したところ、吸
着力は２４．１ｋｇｆであり、永久磁石１２ａ，１２ｂ
の体積当たりの磁気吸着力に換算すると５．８ｋｇｆで
あった。
【００１４】次に、上記磁石車輪３の応用例の一例を図
７の正面図、図８の側面図に各々示す。図７、図８にお
いて、複数の支持車輪４４を有する走行台車４２は、地
上に固定され磁性を有する走行路４１（例えば、鉄鋼材
料製の中空構造物等。）に沿って、原動機４５および減
速機４６により磁石車輪３の車軸３３を回転駆動させ、
走行路４１と磁石車輪３との間に作用する磁気吸着力
（磁気摩擦力）により、走行台車４２が走行するように
構成されている。なお、本実施例では、磁石車輪３は固
定された磁性を有する走行路４１に沿って走行する台車
４２に設けられているが、本発明はこれに限定されず、
移動自在の磁性を有する走行路に沿って走行する台車に
本発明の磁石車輪を設けるように構成してもよい。
７の正面図、図８の側面図に各々示す。図７、図８にお
いて、複数の支持車輪４４を有する走行台車４２は、地
上に固定され磁性を有する走行路４１（例えば、鉄鋼材
料製の中空構造物等。）に沿って、原動機４５および減
速機４６により磁石車輪３の車軸３３を回転駆動させ、
走行路４１と磁石車輪３との間に作用する磁気吸着力
（磁気摩擦力）により、走行台車４２が走行するように
構成されている。なお、本実施例では、磁石車輪３は固
定された磁性を有する走行路４１に沿って走行する台車
４２に設けられているが、本発明はこれに限定されず、
移動自在の磁性を有する走行路に沿って走行する台車に
本発明の磁石車輪を設けるように構成してもよい。
【００１５】次に、図１および図２に示す磁石車輪１に
おいて、リング状の上記永久磁石１２ａを用いる代わり
に４個の扇形状のフェライト磁石１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄを、１２ｂを用いる代わりに４個の扇形状の
フェライト磁石１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを、図
１および図２の車軸１３の回りに配置した本発明の磁石
車輪を構成する例を説明する。上記扇状磁石は、図２の
点線で示す通り、１体もののリング状磁石（例えば、外
径３８ｍｍ×内径２０ｍｍ×軸方向厚み２．５ｍｍであ
り、日立金属（株）製ＹＢＭ−５ＢＥ。）がその半径方
向に等寸法に４分割され、その４分割された各扇状磁石
は相互に貼着されてリング状に形成され、車軸１３のま
わりに配置される。車軸１３との間に、図１、図２の場
合と同様に空隙部１５ａ，１５ｂが存在する。また、上
記の各扇形状磁石の磁化方向（Ｎ極、Ｓ極）はその厚さ
方向である。この磁石車輪の磁気吸着力は２．８ｋｇｆ
であり、永久磁石の体積当たりの吸着力は０．７ｋｇｆ
であった。この構成において得られた前記吸着力０．７
ｋｇｆという値は、この構成において上記空隙部１５
ａ，１５ｂを設けない場合に比べ、永久磁石の体積当た
りの吸着力が数％向上していることが確認された。
おいて、リング状の上記永久磁石１２ａを用いる代わり
に４個の扇形状のフェライト磁石１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄを、１２ｂを用いる代わりに４個の扇形状の
フェライト磁石１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを、図
１および図２の車軸１３の回りに配置した本発明の磁石
車輪を構成する例を説明する。上記扇状磁石は、図２の
点線で示す通り、１体もののリング状磁石（例えば、外
径３８ｍｍ×内径２０ｍｍ×軸方向厚み２．５ｍｍであ
り、日立金属（株）製ＹＢＭ−５ＢＥ。）がその半径方
向に等寸法に４分割され、その４分割された各扇状磁石
は相互に貼着されてリング状に形成され、車軸１３のま
わりに配置される。車軸１３との間に、図１、図２の場
合と同様に空隙部１５ａ，１５ｂが存在する。また、上
記の各扇形状磁石の磁化方向（Ｎ極、Ｓ極）はその厚さ
方向である。この磁石車輪の磁気吸着力は２．８ｋｇｆ
であり、永久磁石の体積当たりの吸着力は０．７ｋｇｆ
であった。この構成において得られた前記吸着力０．７
ｋｇｆという値は、この構成において上記空隙部１５
ａ，１５ｂを設けない場合に比べ、永久磁石の体積当た
りの吸着力が数％向上していることが確認された。
【００１６】次に、図９は本発明の磁石車輪の他の例を
示す正面図である。図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図であ
り、その１／４の部分図で示している。図９、図１０に
おいて、本発明の磁石車輪４は、強磁性の車軸５３（外
径３０ｍｍ×軸方向長さ１８０ｍｍで、例えばＳＳ４０
０製。）の回りに下記の永久磁石５２ａ，５２ｂを挟ん
で３個の車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃ（５１ａ，５１ｂ
は、外径１８４．９〜１９６．０ｍｍ×内径１２４ｍｍ
×軸方向長さ１２ｍｍで、例えばＳＳ４００製。５１ｃ
は、外径１８０．０〜１８２．７ｍｍ×内径１２４ｍｍ
×軸方向長さ２４ｍｍで、例えばＳＳ４００製。）を設
け、車軸５３と車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃとを電気的
抵抗体５４ａ，５４ｂ，５４ｃ（例えばウレタン樹脂
製。）を介して連結する。なお、電気的抵抗体５４ａ，
５４ｂ，５４ｃは例えば車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃの
内周面または車軸５３の外周面に付設することができ
る。上記抵抗体５４ａ，５１ｂ，５１ｃの体積抵抗率は
２×１０11Ω・ｍ（２０℃）である。 また、永久磁石
５２ａ，５２ｂは、図１０に示す通り、各１２個、計２
４個の台形状永久磁石（例えば、上辺30.0mm、下辺45.0
mm、高さ28.0mm、厚み4.0mmで、日立金属（株）製Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ系異方性燒結磁石HS-37BH等。）を車軸５３
の回りに円周状（約外径１８０ｍｍ、内径１１６ｍｍ）
に配置し、車軸５３と永久磁石５２ａ，５２ｂとの間に
空隙部１５ａ，１５ｂ（外径１１６ｍｍ×内径３０ｍｍ
×軸方向厚み４ｍｍの占有空間である。）を設けてい
る。永久磁石５２ａ，５２ｂの磁化方向（Ｎ極、Ｓ極）
は図示の通り、その厚さ方向である。さらに、磁石車輪
４は、車輪５１ｃを隔てて隣り合う磁極の極性が同極で
ある構造を有する。上記磁石車輪４の車輪５１ａ，５１
ｂ，５１ｃの外周面を図示されない強磁性のパイプ（例
えば、外径101.6mm×内径76mm×軸方向長さ600mmで、SS
400製。）の外面に密着し、磁石車輪４とその鉄製パイ
プとの間の磁気吸着力を測定した。なお、図９に示す車
輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃの外周面の曲率半径Ｒy1を、
その鉄製パイプの曲率半径Ｒ1＝50.8mmとほぼ同等なＲ
y1＝53mmとした。測定された吸着力は２８０ｋｇｆであ
り、永久磁石５２ａ，５２ｂの体積当たりの磁気吸着力
で２．７８ｋｇｆが得られた。この２．７８ｋｇｆとい
う値は、図９の構成において、空隙部１５ａ，１５ｂを
設けない場合に比べて、数％の永久磁石の体積当たりの
磁気吸着力の向上に相当する。ここで、本発明では磁性
を有する走行路または被搬送物の外郭形態を曲率半径Ｒ
1の凸曲線、車輪部の外郭形態を曲率半径Ｒy1の凹曲線
とした場合、１０Ｒ1＞Ｒy1≧Ｒ1を満足するように構成
することが、走行路面上または被搬送物の吸着面上にお
いて磁束の漏れを抑えて磁石車輪の吸着力を大に維持す
る上で好ましい。また、磁性を有する走行路または被搬
送物の外郭形態を曲率半径Ｒ2の凹曲線、車輪部の外郭
形態を曲率半径Ｒy2の凸曲線とした場合、磁石車輪の吸
着力を大に維持するため、上記と同様の理由で、Ｒ2≧
Ｒy2＞0.1Ｒ2であるように構成することが好ましい。
示す正面図である。図１０は図９のＤ−Ｄ線断面図であ
り、その１／４の部分図で示している。図９、図１０に
おいて、本発明の磁石車輪４は、強磁性の車軸５３（外
径３０ｍｍ×軸方向長さ１８０ｍｍで、例えばＳＳ４０
０製。）の回りに下記の永久磁石５２ａ，５２ｂを挟ん
で３個の車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃ（５１ａ，５１ｂ
は、外径１８４．９〜１９６．０ｍｍ×内径１２４ｍｍ
×軸方向長さ１２ｍｍで、例えばＳＳ４００製。５１ｃ
は、外径１８０．０〜１８２．７ｍｍ×内径１２４ｍｍ
×軸方向長さ２４ｍｍで、例えばＳＳ４００製。）を設
け、車軸５３と車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃとを電気的
抵抗体５４ａ，５４ｂ，５４ｃ（例えばウレタン樹脂
製。）を介して連結する。なお、電気的抵抗体５４ａ，
５４ｂ，５４ｃは例えば車輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃの
内周面または車軸５３の外周面に付設することができ
る。上記抵抗体５４ａ，５１ｂ，５１ｃの体積抵抗率は
２×１０11Ω・ｍ（２０℃）である。 また、永久磁石
５２ａ，５２ｂは、図１０に示す通り、各１２個、計２
４個の台形状永久磁石（例えば、上辺30.0mm、下辺45.0
mm、高さ28.0mm、厚み4.0mmで、日立金属（株）製Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ系異方性燒結磁石HS-37BH等。）を車軸５３
の回りに円周状（約外径１８０ｍｍ、内径１１６ｍｍ）
に配置し、車軸５３と永久磁石５２ａ，５２ｂとの間に
空隙部１５ａ，１５ｂ（外径１１６ｍｍ×内径３０ｍｍ
×軸方向厚み４ｍｍの占有空間である。）を設けてい
る。永久磁石５２ａ，５２ｂの磁化方向（Ｎ極、Ｓ極）
は図示の通り、その厚さ方向である。さらに、磁石車輪
４は、車輪５１ｃを隔てて隣り合う磁極の極性が同極で
ある構造を有する。上記磁石車輪４の車輪５１ａ，５１
ｂ，５１ｃの外周面を図示されない強磁性のパイプ（例
えば、外径101.6mm×内径76mm×軸方向長さ600mmで、SS
400製。）の外面に密着し、磁石車輪４とその鉄製パイ
プとの間の磁気吸着力を測定した。なお、図９に示す車
輪５１ａ，５１ｂ，５１ｃの外周面の曲率半径Ｒy1を、
その鉄製パイプの曲率半径Ｒ1＝50.8mmとほぼ同等なＲ
y1＝53mmとした。測定された吸着力は２８０ｋｇｆであ
り、永久磁石５２ａ，５２ｂの体積当たりの磁気吸着力
で２．７８ｋｇｆが得られた。この２．７８ｋｇｆとい
う値は、図９の構成において、空隙部１５ａ，１５ｂを
設けない場合に比べて、数％の永久磁石の体積当たりの
磁気吸着力の向上に相当する。ここで、本発明では磁性
を有する走行路または被搬送物の外郭形態を曲率半径Ｒ
1の凸曲線、車輪部の外郭形態を曲率半径Ｒy1の凹曲線
とした場合、１０Ｒ1＞Ｒy1≧Ｒ1を満足するように構成
することが、走行路面上または被搬送物の吸着面上にお
いて磁束の漏れを抑えて磁石車輪の吸着力を大に維持す
る上で好ましい。また、磁性を有する走行路または被搬
送物の外郭形態を曲率半径Ｒ2の凹曲線、車輪部の外郭
形態を曲率半径Ｒy2の凸曲線とした場合、磁石車輪の吸
着力を大に維持するため、上記と同様の理由で、Ｒ2≧
Ｒy2＞0.1Ｒ2であるように構成することが好ましい。
【００１７】磁石車輪４の応用例の一例を図１１の正面
図および図１２の側面図に示す。図１１、図１２におい
て、地上６０に固定された搬送装置６は磁石車輪４と電
動機６２と動力伝達ベルト６３とを備えている。磁性を
有する被搬送物６４（例えば棒状またはパイプ状の磁性
体等。）は、電動機６２により回転される磁石車輪４と
被搬送物６４との間に作用する磁気吸着力（磁気摩擦
力）により、例えば、磁石車輪４を時計方向に回転する
と被搬送物６４を右方向に搬送することができる。な
お、本実施例において、搬送装置６は地上に固定されて
いるが、本発明はこれに限定されず、例えば、所定領域
を所定の速度パターンで移動する移動体上に搬送装置６
を設置でき得ることは勿論である。
図および図１２の側面図に示す。図１１、図１２におい
て、地上６０に固定された搬送装置６は磁石車輪４と電
動機６２と動力伝達ベルト６３とを備えている。磁性を
有する被搬送物６４（例えば棒状またはパイプ状の磁性
体等。）は、電動機６２により回転される磁石車輪４と
被搬送物６４との間に作用する磁気吸着力（磁気摩擦
力）により、例えば、磁石車輪４を時計方向に回転する
と被搬送物６４を右方向に搬送することができる。な
お、本実施例において、搬送装置６は地上に固定されて
いるが、本発明はこれに限定されず、例えば、所定領域
を所定の速度パターンで移動する移動体上に搬送装置６
を設置でき得ることは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、下記の効果を奏する結
果、磁石車輪に配置される永久磁石の占有体積が小さ
く、したがって永久磁石の体積当たりの磁気吸着力の大
きな磁石車輪の製作が可能である。 （１）磁石車輪を構成する永久磁石と車軸との間に空隙
部を設けるため、その空隙部分によって吸着力に寄与し
ない磁束の発生が効果的に抑制される。 （２）磁石車輪の吸着面側の近傍にまで永久磁石を配置
しているため、磁石車輪と磁性を有する走行路または被
吸着物との間の磁気抵抗が減少し、配設された永久磁石
体積当たりの磁気吸着力のより大きな磁石車輪を提供す
ることができ、工業的価値は極めて大きい。 （３）磁性を有する走行路または被搬送物と接する磁石
車輪の吸着面の外郭形態をその走行路または被搬送物の
外郭形態に近似することにより、その吸着面における漏
れ磁束量が低減されるため、磁気吸着力のさらなる向上
が可能である。特に、断面で曲線を有する走行路または
被搬送物に使用する磁石車輪で、その効果が著しい。
果、磁石車輪に配置される永久磁石の占有体積が小さ
く、したがって永久磁石の体積当たりの磁気吸着力の大
きな磁石車輪の製作が可能である。 （１）磁石車輪を構成する永久磁石と車軸との間に空隙
部を設けるため、その空隙部分によって吸着力に寄与し
ない磁束の発生が効果的に抑制される。 （２）磁石車輪の吸着面側の近傍にまで永久磁石を配置
しているため、磁石車輪と磁性を有する走行路または被
吸着物との間の磁気抵抗が減少し、配設された永久磁石
体積当たりの磁気吸着力のより大きな磁石車輪を提供す
ることができ、工業的価値は極めて大きい。 （３）磁性を有する走行路または被搬送物と接する磁石
車輪の吸着面の外郭形態をその走行路または被搬送物の
外郭形態に近似することにより、その吸着面における漏
れ磁束量が低減されるため、磁気吸着力のさらなる向上
が可能である。特に、断面で曲線を有する走行路または
被搬送物に使用する磁石車輪で、その効果が著しい。
【図１】本発明の磁石車輪の一実施例を示す正面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】従来の磁石車輪を示す正面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の磁石車輪の他の例を示す正面図であ
る。
る。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の磁石車輪の応用の一例を示す正面図で
ある。
ある。
【図８】本発明の磁石車輪の応用の一例を示す側面図で
ある。
ある。
【図９】本発明の磁石車輪の他の例を示す正面図であ
る。
る。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】本発明の磁石車輪の他の応用例を示す正面図
である。
である。
【図１２】本発明の磁石車輪の他の応用例を示す側面図
である。
である。
１，２，３，４ 磁石車輪、 ６ 搬送装置、１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，２１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，５１
ａ，５１ｂ，５１ｃ 車輪、１２ａ，１２ｂ，２２，５
２ａ，５２ｂ 永久磁石、１３，２３，３３，５３ 車
軸、 １５ａ，１５ｂ 空隙、４１ 走行路、４４ 支
持車輪、４５ 原動機、４６ 減速機、６２ 電動機、
６３ ベルト、６４ 被搬送物、１００ 鉄板
１１ｂ，１１ｃ，２１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，５１
ａ，５１ｂ，５１ｃ 車輪、１２ａ，１２ｂ，２２，５
２ａ，５２ｂ 永久磁石、１３，２３，３３，５３ 車
軸、 １５ａ，１５ｂ 空隙、４１ 走行路、４４ 支
持車輪、４５ 原動機、４６ 減速機、６２ 電動機、
６３ ベルト、６４ 被搬送物、１００ 鉄板
フロントページの続き (72)発明者 松井 一三 東京都千代田区外神田１丁目17番４号磁石 輸送システム開発株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 車軸と車軸回りに配置される永久磁石お
よび磁性体からなる車輪において、前記永久磁石と車軸
の間に空隙を設けるとともに、車軸の軸方向に磁化した
永久磁石を複数個の車輪の間に配置し、車輪を隔てて隣
り合う磁極の極性が同極であることを特徴とする磁石車
輪。 - 【請求項２】 固定された磁性を有する走行路に沿って
走行する台車に設けられ、その走行路上を吸着回転する
ことにより前記台車に推力を付与する磁石車輪であっ
て、強磁性材料で形成される複数個の車輪を前記台車の
車軸まわりに設け、隣り合う車輪の間に少なくとも１つ
の永久磁石を隣接配置するとともに、前記永久磁石と車
軸との間に空隙を設け、さらに車輪を隔てて隣り合う磁
極の極性が同極であることを特徴とする磁石車輪。 - 【請求項３】 固定された搬送装置に設けられ、その搬
送装置の搬送方向に吸着回転することにより磁性を有す
る被搬送物を吸着搬送させる磁石車輪であって、強磁性
材料で形成される複数個の車輪を前記台車の車軸まわり
に設け、隣り合う車輪の間に少なくとも１つの永久磁石
を隣接配置するとともに、前記永久磁石と車軸との間に
空隙を設け、さらに車輪を隔てて隣り合う磁極の極性が
同極であることを特徴とする磁石車輪。 - 【請求項４】 車軸と車輪とを、温度２０℃での電気抵
抗率が１０-4Ω・ｍ以上の電気抵抗体を介して連結した
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁
石車輪。 - 【請求項５】 永久磁石の形状がリング状、扇状、台形
状、矩形状、円柱状のいずれかであることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の磁石車輪。 - 【請求項６】 車軸の中心軸を含む断面図において、磁
性を有する走行路または被搬送物と接する車輪の外郭形
態が直線および／または曲線であることを特徴とする請
求項２または請求項３に記載の磁石車輪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15955496A JPH1016504A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 磁石車輪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15955496A JPH1016504A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 磁石車輪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016504A true JPH1016504A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15696284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15955496A Pending JPH1016504A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 磁石車輪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1016504A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006133627A1 (fr) * | 2005-06-14 | 2006-12-21 | Guang Huai Hu | Unite roue de marche magnetisante pour dispositif d'escalade en milieu artificiel a adsorption magnetique |
| EP2003043A1 (de) * | 2007-06-14 | 2008-12-17 | ALSTOM Technology Ltd | Antriebseinheit für ein Inspektionsfahrzeug sowie Inspektionsfahrzeug mit einer solchen Antriebseinheit |
| CN102602469A (zh) * | 2012-03-25 | 2012-07-25 | 杨利民 | 一种组合磁轮 |
| CN114212161A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-22 | 上海智楹机器人科技有限公司 | 一种用于壁面移动机器人的永磁吸附轮 |
-
1996
- 1996-06-20 JP JP15955496A patent/JPH1016504A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006133627A1 (fr) * | 2005-06-14 | 2006-12-21 | Guang Huai Hu | Unite roue de marche magnetisante pour dispositif d'escalade en milieu artificiel a adsorption magnetique |
| EP2003043A1 (de) * | 2007-06-14 | 2008-12-17 | ALSTOM Technology Ltd | Antriebseinheit für ein Inspektionsfahrzeug sowie Inspektionsfahrzeug mit einer solchen Antriebseinheit |
| US7624827B2 (en) | 2007-06-14 | 2009-12-01 | Alstom Technology Ltd. | Drive unit for an inspection vehicle and also inspection vehicle with such a drive unit |
| CN102602469A (zh) * | 2012-03-25 | 2012-07-25 | 杨利民 | 一种组合磁轮 |
| CN114212161A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-22 | 上海智楹机器人科技有限公司 | 一种用于壁面移动机器人的永磁吸附轮 |
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