(57)【要約】      （修正有）【課題】遊輪装置の大型化を抑制しつつ、遊輪の浮き上がりや空転を防止することのできる遊輪装置を提供する。【解決手段】遊輪装置であって、磁性体の軌条上を転動する遊輪と、遊輪に取り付けられて遊輪と軌条との間に磁力を発生させる磁石とを備えることを特徴とする。磁石は、遊輪の外縁部にＮ極とＳ極の磁極が交互に現れるように遊輪に取り付けられ、遊輪の外縁部に近接した位置に配置されて該位置における磁極の変化を検出する磁気センサと、磁気センサにより検出された検出値に基づいて、遊輪の回転角を算出する算出手段と、を更に備える。【選択図】図１
2014172471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体の軌条上を転動する遊輪と、
前記遊輪に取り付けられて前記遊輪と前記軌条との間に磁力を発生させる磁石と、
を備えることを特徴とする遊輪装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記遊輪の外縁部にＮ極とＳ極の磁極が交互に現れるように前記遊輪に取り付けられ、
前記遊輪の外縁部に近接した位置に配置されて該位置における磁極の変化を検出する磁気センサと、
前記磁気センサにより検出された検出値に基づいて前記遊輪の回転角を算出する算出手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の遊輪装置。
【請求項３】
前記磁石は、前記遊輪の外縁部に異なる強さの磁場が交互に生じるように前記遊輪に取り付けられ、
前記遊輪の外縁部に近接した位置に配置されて該位置における磁場の強さを検出する磁気センサと、
前記磁気センサにより検出された検出値に基づいて前記遊輪の回転角を算出する算出手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の遊輪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌条を走行する移動機の移動距離を検出する遊輪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軌条を走行する移動機の走行には、移動距離や速度を検出する手段が必要となるため、移動機の車体に遊輪装置が取り付けられている。遊輪は軌条に接触し車体の移動に伴って転動するので、遊輪の回転をエンコーダなどの検出装置に伝えることで移動距離や速度を検出している。
【０００３】
遊輪が常に軌条に接触することで移動距離の検出が可能となるが、軌条の歪みや継目における段差、雨水や粉塵などの軌条面の汚れ等、軌条接触面の状態の悪化により、遊輪と軌条との間にスリップが発生し、本来の検出距離に誤差を生じることがある。
【０００４】
遊輪の浮き上がりや空転を防止するために、遊輪装置の重量を増やして軌条と遊輪との接触面圧を増加させることが提案されている。
【０００５】
また、特許文献１には、図１０、図１１に示すように、遊輪装置フレーム１と車体フレーム１２との間にバネ１１を設けて遊輪２０を強制的に軌条３に押し付ける遊輪装置が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献１には、図１２に示すように、遊輪装置フレーム１の底部に軌条３と隙間を空けて永久磁石４０を配置し、遊輪装置全体を軌条３に押し付ける遊輪装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平２−８００６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、遊輪装置の重量を増やす場合や、図１０及び図１１に示すバネ機構を追加する場合には、おもりやバネを取り付けるため、遊輪装置の大型化や、車体との取り付けスペースの確保や、バネの劣化によるメンテナンス対象の増加などが問題となる。また、図１２に示す遊輪装置では、吸引ギャップが大きいため磁石の巨大化・強力化が必要となり実用性が問題となる。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、遊輪装置の大型化を抑制しつつ、遊輪の浮き上がりや空転を防止することのできる遊輪装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記の目的を達成するため、遊輪装置であって、
磁性体の軌条上を転動する遊輪と、
前記遊輪に取り付けられて前記遊輪と前記軌条との間に磁力を発生させる磁石と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、磁性体の軌条上を転動する遊輪に磁石を取り付けて、遊輪と軌条との間に磁力を発生させる。遊輪と軌条とは接しているため遊輪に取り付ける磁石の大型化を抑制できる。そのため、この発明によれば、遊輪装置の大型化を抑制しつつ、遊輪の浮き上がりや空転を防止することのできる遊輪装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における遊輪装置の左側面を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１における遊輪装置の背面を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１における遊輪の断面を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１における遊輪を斜視した模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２における遊輪装置の左側面を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２における遊輪装置の背面を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２における磁気センサの周辺構成の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２における磁気センサの周辺構成の他の例を示す模式図である。
【図９】２つの磁気センサにより遊輪の回転方向を検知する仕組みについて説明するための図である。
【図１０】従来の遊輪装置の左側面を示す概念構成図である。
【図１１】従来の遊輪装置の背面を示す概念構成図である。
【図１２】従来の他の遊輪装置の左側面を示す概念構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
実施の形態１．
［基本構成］
図１及び図２を参照して本発明の実施の形態１の基本構成について説明する。
図１は、実施の形態１における遊輪装置の左側面を示す模式図である。図２は、実施の形態１における遊輪装置の背面を示す模式図である。
【００１５】
図１に示す車体フレーム１２は、軌条３上を走行する移動機の車体フレームである。移動機は、例えば、製鉄プラントにおいてコークス等の燃料を運搬するトロッコである。車体フレーム１２には、リンク１０を介して遊輪装置フレーム１が取り付けられている。遊輪装置フレーム１内には、遊輪２が回転可能に取り付けられている。遊輪２は軌条３上を転動する。図２に示すように、遊輪２の回転中心軸はカップリング８を介して回転検出器９の回転軸に接続されている。そのため、遊輪２の回転は回転検出器９に伝えられる。
【００１６】
回転検出器９はエンコーダである。エンコーダは公知であるため詳細な説明は省略するが、例えば、回転検出器９はカップリング８に接続する回転軸と、回転軸と共に回転する磁気を帯びた円盤と、円盤の回転により変化する磁場を検出するセンサとを備え、検出信号から回転に応じたパルス信号を出力する磁気式エンコーダである。その他、回転検出器９はカップリング８に接続する回転軸と、回転軸と共に回転し複数のスリットが設けられた円盤と、円盤の回転によりスリットを通過する光源からの光を検出するセンサとを備え、検出信号から回転に応じたパルス信号を出力する光学式エンコーダでもよい。
【００１７】
［特徴的構成］
図３、図４を参照して本発明の実施の形態１の特徴的構成について説明する。
図３は、本発明の実施の形態１における遊輪２の断面を示す模式図である。図４は、本発明の実施の形態１における遊輪２を斜視した模式図である。
【００１８】
遊輪２及び軌条３は磁性体である。具体的には強磁性体である。本発明の遊輪装置は、遊輪２に磁石４を取り付けて遊輪２と軌条３との間に磁力を発生させる特徴的構成を有する。磁石４は、遊輪２の外縁部に取り付けられている。本明細書において外縁部とは、外周面から内側（回転中心軸側）に向かう所定範囲（例えば厚さ数センチ）を含むものとする。図３、図４に示す例では、遊輪２は、一方の側面に窪みまたは穴が設けられて開口した形状（断面がＣ形）を有し、その内周面に沿って複数の磁石４が取り付けられている。
【００１９】
［作用・効果］
上述のような実施の形態１の構成において、遊輪２は、移動機の移動に伴い軌条３上を転動するところ、軌条３は磁性材料たとえば炭素鋼からなるため、遊輪２に取り付けられた磁石４から発生される磁束により、軌条３と遊輪２の間に吸引力が発生し軌条３との接触面圧が増加する。
【００２０】
本実施形態の構成によれば、従来（図１２）のように磁石と軌条３との間にギャップが無いため、遊輪２と軌条３との間に吸引力（磁力）が直接発生する。そのため、磁石の巨大化・強力化を必要とせずに遊輪２のスリップを防止できる。
【００２１】
また、本実施形態の構成によれば、従来（図１０、図１１）のようにバネなどの外力を用いないため、バネ機構を取り付けるスペースを必要とせず、遊輪装置の小型化を図ることができる。さらに、バネの劣化によるメンテナンス対象の増加を抑制できる。
【００２２】
［変形例］
ところで、上述した実施の形態１の遊輪装置においては、遊輪２に複数の磁石４を取り付けることとしているが、これに限定されるものではない。上述したように遊輪２と軌条３との間に磁力が発生すればよく、１つの磁石であってもよい。
【００２３】
また、上述した実施の形態１の遊輪装置においては、遊輪２の外縁部への磁石の配置例として、外周面よりも内側（回転中心軸側）に磁石４を取り付けることを例示したが、磁石の取り付け位置はこれに限定されるものではない。外周面に露出するように磁石を取り付けることとしてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００２４】
また、上述した実施の形態１の遊輪装置においては、遊輪２は、一方の側面に窪みが設けられ開口した断面Ｃ形の形状を有し、その窪みにより形成された内周面に磁石４が取り付けられているが、遊輪２の外縁部に磁石４を配置する方法はこれに限定されるものではない。遊輪２側面の外縁部に複数の孔を設けて、各孔に磁石４を嵌入することとしてもよい。また、遊輪２の外縁部に磁石４を埋め込んだ状態で遊輪２を形成することとしてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００２５】
実施の形態２．
上述した実施の形態１の遊輪装置は、回転検出器９を備える。回転検出器９は、センサの他に回転軸や円盤等の機械部品を要するため、部品点数が多く回転検出器９のサイズも大きくなる。部品点数が多ければ故障の可能性が増大し、回転検出器９のサイズが大きければ回転検出器９を内包する遊輪装置フレーム１も大きくなり遊輪装置が大型化することとなる。
【００２６】
そこで、実施の形態２では、部品点数の多く振動や衝撃に弱い回転検出器９を用いずに、構造が単純で小型かつ堅牢な遊輪装置を提供する。
【００２７】
［特徴的構成］
図５〜図９を参照して本発明の実施の形態２の特徴的構成について説明する。
図５は、実施の形態２における遊輪装置の左側面を示す模式図である。図６は、実施の形態１における遊輪装置の背面を示す模式図である。
【００２８】
図５、図６に示す構成は、磁石４の配置構成が異なる点、カップリング８と回転検出器９に替えて磁気センサ６が用いられている点を除き、実施の形態１で述べた構成（図１〜図４）と同様であるため、共通する構成については説明を簡略または省略する。
【００２９】
上述した図３、図４と同様に、磁石４は、遊輪２外縁部の内周面に取り付けられている。特に、実施の形態２では、磁石４は、遊輪２と軌条３との接触面にＮ極とＳ極の磁極が交互に現れるように取り付けられている。
【００３０】
また、図５に示すように、遊輪装置フレーム１内には磁気センサ６が取り付けられている。磁気センサ６は、遊輪２の外縁部に近接した位置に配置され、その位置における磁極の変化を検出する。
【００３１】
図７は、実施の形態２における磁気センサ６の周辺構成の一例を示す模式図である。磁気センサ６は比較器７に接続されている。磁気センサ６は、遊輪２の回転による磁極の変化を検出する。磁気センサ６から出力された磁極の変化を示す信号は比較器７に入力される。比較器７は、これをパルス状の信号に変換して出力する。図示省略する演算装置はパルス状の信号に基づいて遊輪２の回転角を算出する。また、回転角に基づいて回転速度を算出する。
【００３２】
図８は、本発明の実施の形態２における磁気センサ６の周辺構成の他の例を示す模式図である。図７に示す例では、磁気センサ６は遊輪２の外周面に対向する位置に配置されているが、磁気センサ６の位置はこれに限定されるものではない。磁気センサ６は遊輪２の回転による磁極の変化を検出できる位置にありさえすればよく、図８に示すように、遊輪２側面の外縁部に対向する位置に配置することとしてもよい。
【００３３】
ところで、遊輪２の回転方向についても算出できることが好ましい。図９は、２つの磁気センサにより遊輪の回転方向を検知する仕組みについて説明するための図である。磁気センサ６は、好ましくは磁気センサ６ａと６ｂの２つのセンサからなる。磁気センサ６ａと６ｂとは検出信号の位相差が９０°となるように配置されている。正回転の場合、同時刻における磁気センサ６ａと６ｂとの検出値の組み合わせは、（Ｓ，Ｎ）→（Ｎ，Ｎ）→（Ｎ，Ｓ）→（Ｓ，Ｓ）→（Ｓ，Ｎ）・・・のように変化する。逆回転の場合には、（Ｓ，Ｎ）→（Ｓ，Ｓ）→（Ｎ，Ｓ）→（Ｎ，Ｎ）→（Ｓ，Ｎ）・・・のように変化する。このように正回転と逆回転とでは変化のパターンが異なるため、遊輪２の回転方向を算出することができる。
【００３４】
［作用・効果］
以上説明したように、実施の形態２の構成によれば、遊輪２自体が回転検出器９の回転軸や円盤等の機械部品を代替するため、遊輪装置フレーム１内にカップリング８や回転検出器９などの機械部品を持たずに済む。また、図６に示すように図２と比較して遊輪装置フレーム１を小型化できる。そのため、遊輪装置の小型化が可能となる。
【００３５】
また、実施の形態２の構成によれば、振動や衝撃に弱い回転検出器９を取り付ける必要が無いため、構造が単純で堅牢な遊輪装置を実現することができる。
【００３６】
また、実施の形態２の構成によれば、磁石の吸着力により遊輪２と軌条３との接触面圧が増加し遊輪の浮き上がりや空転を防止できるため、移動距離検出誤差の発生を防ぐことができ、上述した実施の形態１の構成と同様の効果を実現できる。
【００３７】
［変形例］
ところで、上述した実施の形態２の構成においては、Ｎ極とＳ極の磁極の変化を検出して遊輪２の回転角等を算出することとしているが、回転角等の算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、磁極の一方のみを用いて、遊輪２の外縁部に異なる強さの磁場が交互に生じるように磁石４を遊輪２に取り付けることとしてもよい。磁気センサ６により磁場の強さの変化を検出することで、回転角等を算出することが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１．遊輪装置フレーム、２．遊輪、３．軌条、４．磁石、５．磁極、６．磁気センサ、
７．比較器、８．カップリング、９．回転検出器、１０．リンク、１１．バネ、１２．車体フレーム
【図１】
2014172471.tif 000003
【図２】
2014172471.tif 000004
【図３】
2014172471.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014172471.tif 000007
【図６】
2014172471.tif 000008
【図７】
2014172471.tif 000009
【図８】
2014172471.tif 000010
【図９】
2014172471.tif 000011
【図１０】
2014172471.tif 000012
【図１１】
2014172471.tif 000013
【図１２】
2014172471.tif 000014