JP2003212115A - リニアモーターカー又は高速浮上車両 - Google Patents
リニアモーターカー又は高速浮上車両Info
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- JP2003212115A JP2003212115A JP2002323285A JP2002323285A JP2003212115A JP 2003212115 A JP2003212115 A JP 2003212115A JP 2002323285 A JP2002323285 A JP 2002323285A JP 2002323285 A JP2002323285 A JP 2002323285A JP 2003212115 A JP2003212115 A JP 2003212115A
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- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 リニアモーターカー又は高速浮上車両への利
用の際に、車体がガイドウェーに対する接触による摩擦
抵抗及び摩耗を軽減させかつエネルギーの変換効率を高
めることができるリニアモーターカー又は高速浮上車両
を提供する。 【解決手段】 リニアモーターカー又は軌道上を走行す
る高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車
両若しくは台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部
又は全部にダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン
膜からなる摺動面を備えていることを特徴とするリニア
モーターカー又は高速浮上車両。
用の際に、車体がガイドウェーに対する接触による摩擦
抵抗及び摩耗を軽減させかつエネルギーの変換効率を高
めることができるリニアモーターカー又は高速浮上車両
を提供する。 【解決手段】 リニアモーターカー又は軌道上を走行す
る高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車
両若しくは台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部
又は全部にダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン
膜からなる摺動面を備えていることを特徴とするリニア
モーターカー又は高速浮上車両。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁性を備
え、かつ耐磨耗性に優れたダイヤモンド膜又はダイヤモ
ンド状カーボン膜を用いたリニアモーターカー又は高速
浮上車両に関する。
え、かつ耐磨耗性に優れたダイヤモンド膜又はダイヤモ
ンド状カーボン膜を用いたリニアモーターカー又は高速
浮上車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気又は空力を利用してガイドウ
ェーと呼ばれる軌道上に車体を浮上走行させ、車体を高
速又は超高速で運行させるリニアモーターカー又はエア
ロトレイン（空力浮上車両）が創案されている。リニア
モーターカーの中には電磁石でガイドウェーに車両を吸
引し浮上させて高速運転する、いわゆる電磁サスペンジ
ョン方式による超高速リニアモーターカーと、ガイドウ
ェーに設けたコイルと車両の超伝導磁石の反発力によっ
て車両を浮上させ高速で運行する、いわゆる電動サスペ
ンジョン方式による超高速リニアモーターカーが注目を
集めている。これは、従来の鉄のレール上を走る列車は
技術的及び経済的にみて時速３００〜４００ｋｍが限界
であり、さらに超高速の列車が要求されている今日では
対応できなくなることが予想されるからである。
ェーと呼ばれる軌道上に車体を浮上走行させ、車体を高
速又は超高速で運行させるリニアモーターカー又はエア
ロトレイン（空力浮上車両）が創案されている。リニア
モーターカーの中には電磁石でガイドウェーに車両を吸
引し浮上させて高速運転する、いわゆる電磁サスペンジ
ョン方式による超高速リニアモーターカーと、ガイドウ
ェーに設けたコイルと車両の超伝導磁石の反発力によっ
て車両を浮上させ高速で運行する、いわゆる電動サスペ
ンジョン方式による超高速リニアモーターカーが注目を
集めている。これは、従来の鉄のレール上を走る列車は
技術的及び経済的にみて時速３００〜４００ｋｍが限界
であり、さらに超高速の列車が要求されている今日では
対応できなくなることが予想されるからである。
【０００３】このように、リニアモーターカーは次世代
の高速車両として期待されるものであるが、いくつかの
問題がある。例えば、上記電磁サスペンジョン方式高速
リニアモーターカーにおいては、電磁石とガイドウェー
との距離が変動又は異常接近し、車両がガイドウェーに
接触又は衝突する可能性が高いということである。すな
わち、電磁石でガイドウェーに車両を吸引し浮上させて
高速運転する電磁サスペンジョン方式高速リニアモータ
ーカーでは、電磁石とガイドウェーとの距離が変動し易
く、車両がガイドウェーに接触又は衝突しないように常
時コントロールしなければならないという問題がある。
この浮上距離を制御するために精密なコンピュータコン
トロールが必要と考えられているが、依然として開発の
途上にあり未解決の問題である。仮に、このような精密
な制御が可能であるにしても、接触や衝突の危険性は無
視できない問題である。
の高速車両として期待されるものであるが、いくつかの
問題がある。例えば、上記電磁サスペンジョン方式高速
リニアモーターカーにおいては、電磁石とガイドウェー
との距離が変動又は異常接近し、車両がガイドウェーに
接触又は衝突する可能性が高いということである。すな
わち、電磁石でガイドウェーに車両を吸引し浮上させて
高速運転する電磁サスペンジョン方式高速リニアモータ
ーカーでは、電磁石とガイドウェーとの距離が変動し易
く、車両がガイドウェーに接触又は衝突しないように常
時コントロールしなければならないという問題がある。
この浮上距離を制御するために精密なコンピュータコン
トロールが必要と考えられているが、依然として開発の
途上にあり未解決の問題である。仮に、このような精密
な制御が可能であるにしても、接触や衝突の危険性は無
視できない問題である。
【０００４】また、ガイドウェーに設けたコイルと車両
の超伝導磁石の反発力によって車両を浮上させ高速で運
行させる電動サスペンジョン方式においては、超高速運
転の際には安定した浮上走行が可能であるが、低いモー
タ効率に起因する運行効率の悪化が生じ、高価な超伝導
磁石を使用しなければならないということ、及び超伝導
磁石を極低温に保持する冷却システムが必要であるとい
うことだけでなく、時速１００ｋｍ程度以下の低速で運
転される場合、前者と同様に車両がガイドウェーに接触
又は衝突するという問題がある。すなわち、時速１００
ｋｍ程度の超伝導による安定しかつ定常的な浮力発生を
生じさせるまでの間又は時速１００ｋｍ程度以下に減速
する間、すなわち安定した浮力が発生していない間につ
いては、リニアモーターカーの車両若しくは台車とガイ
ドウェー若しくは支持部材との接触の可能性が大きいと
いう問題がある。
の超伝導磁石の反発力によって車両を浮上させ高速で運
行させる電動サスペンジョン方式においては、超高速運
転の際には安定した浮上走行が可能であるが、低いモー
タ効率に起因する運行効率の悪化が生じ、高価な超伝導
磁石を使用しなければならないということ、及び超伝導
磁石を極低温に保持する冷却システムが必要であるとい
うことだけでなく、時速１００ｋｍ程度以下の低速で運
転される場合、前者と同様に車両がガイドウェーに接触
又は衝突するという問題がある。すなわち、時速１００
ｋｍ程度の超伝導による安定しかつ定常的な浮力発生を
生じさせるまでの間又は時速１００ｋｍ程度以下に減速
する間、すなわち安定した浮力が発生していない間につ
いては、リニアモーターカーの車両若しくは台車とガイ
ドウェー若しくは支持部材との接触の可能性が大きいと
いう問題がある。
【０００５】それを防止するために、例えば摩擦又は摩
耗を抑制すべき面に対して、車両若しくは台車又はガイ
ドウェー等にガイドロールを設置する等の接触防止用の
対策を講じなければならない。これは単なる加速又は減
速時に使用する（併用する）走行用の車輪とは別の構造
として設置する必要がある。しかし、これらガイドロー
ル等の機械的構造物は、リニアモーターカーの高速運転
中に障害となるばかりでなく、ガイドロール等の軸受自
体に発生する摩擦や摩耗の問題があり、エネルギーコス
トの増加をもたらす原因となっていた。
耗を抑制すべき面に対して、車両若しくは台車又はガイ
ドウェー等にガイドロールを設置する等の接触防止用の
対策を講じなければならない。これは単なる加速又は減
速時に使用する（併用する）走行用の車輪とは別の構造
として設置する必要がある。しかし、これらガイドロー
ル等の機械的構造物は、リニアモーターカーの高速運転
中に障害となるばかりでなく、ガイドロール等の軸受自
体に発生する摩擦や摩耗の問題があり、エネルギーコス
トの増加をもたらす原因となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リニアモー
ターカーへの利用の際に、車体がガイドウェーに対する
接触による摩擦及び摩耗を軽減させかつエネルギーの変
換効率を高めることができるリニアモーターカー又は高
速浮上車両を提供する。
ターカーへの利用の際に、車体がガイドウェーに対する
接触による摩擦及び摩耗を軽減させかつエネルギーの変
換効率を高めることができるリニアモーターカー又は高
速浮上車両を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気絶縁体で
ありかつ摩擦抵抗が極めて小さいダイヤモンド膜又はダ
イヤモンド状カーボン膜がリニアモーターカー又は高速
浮上車両に極めて有効であるとの知見を得、次の各項の
発明を提供する。
ありかつ摩擦抵抗が極めて小さいダイヤモンド膜又はダ
イヤモンド状カーボン膜がリニアモーターカー又は高速
浮上車両に極めて有効であるとの知見を得、次の各項の
発明を提供する。
【０００８】本発明は次の発明を提供する。
１．リニアモーターカー又は軌道上を走行する高速浮上
車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは
台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に
ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜からなる
摺動面を備えていることを特徴とするリニアモーターカ
ー又は高速浮上車両 ２．膜厚が２０μｍ以下のダイヤモンド膜又はダイヤモ
ンド状カーボン膜からなる摺動面を備えていることを特
徴とする上記１記載のリニアモーターカー又は高速浮上
車両 ３．膜厚が１μｍ以下のダイヤモンド膜又はダイヤモン
ド状カーボン膜からなる摺動面を備えていることを特徴
とする上記１記載のリニアモーターカー又は高速浮上車
両 ４．中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下であるダイ
ヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜からなる摺動
面を備えていることを特徴とする上記１〜３のそれぞれ
に記載のリニアモーターカー又は高速浮上車両 ５．気相成長により形成されたダイヤモンド膜又はダイ
ヤモンド状カーボン膜面を備えていることを特徴とする
上記１〜４のそれぞれに記載のリニアモーターカー又は
高速浮上車両
車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは
台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に
ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜からなる
摺動面を備えていることを特徴とするリニアモーターカ
ー又は高速浮上車両 ２．膜厚が２０μｍ以下のダイヤモンド膜又はダイヤモ
ンド状カーボン膜からなる摺動面を備えていることを特
徴とする上記１記載のリニアモーターカー又は高速浮上
車両 ３．膜厚が１μｍ以下のダイヤモンド膜又はダイヤモン
ド状カーボン膜からなる摺動面を備えていることを特徴
とする上記１記載のリニアモーターカー又は高速浮上車
両 ４．中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下であるダイ
ヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜からなる摺動
面を備えていることを特徴とする上記１〜３のそれぞれ
に記載のリニアモーターカー又は高速浮上車両 ５．気相成長により形成されたダイヤモンド膜又はダイ
ヤモンド状カーボン膜面を備えていることを特徴とする
上記１〜４のそれぞれに記載のリニアモーターカー又は
高速浮上車両
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、摩耗を抑制すべき面の
一部又は全部にダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カー
ボン（ＤＬＣ）膜を形成する。膜の形成のし易さと膜の
均一性から膜厚は２０μｍ以下が好ましく、特には膜厚
が１μｍ以下のダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カー
ボン（ＤＬＣ）膜であることが望ましい。しかし、上記
の膜厚に必ずしも制限されるものではなく、必要に応じ
て上記の膜厚を超える厚みにすることもできる。
一部又は全部にダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カー
ボン（ＤＬＣ）膜を形成する。膜の形成のし易さと膜の
均一性から膜厚は２０μｍ以下が好ましく、特には膜厚
が１μｍ以下のダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カー
ボン（ＤＬＣ）膜であることが望ましい。しかし、上記
の膜厚に必ずしも制限されるものではなく、必要に応じ
て上記の膜厚を超える厚みにすることもできる。
【００１０】ダイヤモンド状カーボン膜はダイヤモンド
に近い物理的性質をもつ炭素や炭化水素が混在した膜で
あり、構造的な確認はラマン分光分析で行うことができ
る。例えば、典型的なＤＬＣ膜のラマンスペクトルはｓ
ｐ２クラスタで構成されるｇバンドのピークとｓｐ３ク
ラスタを含むｄバンドのショルダーを有する非対象のス
ペクトルを示す。そして、本発明はこのように一般にＤ
ＬＣと呼ばれている全ての材料の使用が可能である。こ
のＤＬＣ膜は硬さが３０００〜５０００ＨＶ、比抵抗１
０６〜１０４Ωｃｍ程度であり、これらの特性について
はダイヤモンド膜よりもやや劣るが、その他の材料に比
べるとはるかに優れた特性を示す。
に近い物理的性質をもつ炭素や炭化水素が混在した膜で
あり、構造的な確認はラマン分光分析で行うことができ
る。例えば、典型的なＤＬＣ膜のラマンスペクトルはｓ
ｐ２クラスタで構成されるｇバンドのピークとｓｐ３ク
ラスタを含むｄバンドのショルダーを有する非対象のス
ペクトルを示す。そして、本発明はこのように一般にＤ
ＬＣと呼ばれている全ての材料の使用が可能である。こ
のＤＬＣ膜は硬さが３０００〜５０００ＨＶ、比抵抗１
０６〜１０４Ωｃｍ程度であり、これらの特性について
はダイヤモンド膜よりもやや劣るが、その他の材料に比
べるとはるかに優れた特性を示す。
【００１１】ＤＬＣ膜がダイヤモンド膜よりも優れてい
る点は、主としてその緻密なアモルファス構造のため、
表面が非常に滑らかで結晶粒界がないこと、すなわちそ
の平滑性にある。逆にダイヤモンド膜を使用する場合に
は、平滑性を向上させるために後述する研磨が必要とな
る。このダイヤモンドの研磨は、本発明者らが開発した
後述する最近の技術により容易に達成できるようになっ
た。
る点は、主としてその緻密なアモルファス構造のため、
表面が非常に滑らかで結晶粒界がないこと、すなわちそ
の平滑性にある。逆にダイヤモンド膜を使用する場合に
は、平滑性を向上させるために後述する研磨が必要とな
る。このダイヤモンドの研磨は、本発明者らが開発した
後述する最近の技術により容易に達成できるようになっ
た。
【００１２】以上のダイヤモンド膜又はダイヤモンド状
カーボン膜は気相成長法により形成することができる。
例えば２０００°Ｃ前後に加熱したタングステンフイラ
メントの近傍位置に開口する石英管を配置しこの石英管
を通してメタン等の炭化水素ガスを水素で希釈した混合
ガスを導入して５００°Ｃ〜１１００°Ｃに加熱したリ
ニアモーターカー又は軌道上を走行する高速浮上車両の
ガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは台車の
接触による摩耗を抑制すべき面となる基板上にダイヤモ
ンドを前記混合ガスから分解析出させる方法若しくは前
記タングステンフイラメントに替えてプラズマ放電を利
用したＲＦプラズマＣＶＤ法やマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法又は大気中で酸素アセチレンの火炎を高速で基板に
当ててダイヤモンドを炭化水素含有ガスから分解析出さ
せる等の方法を用いてダイヤモンド膜又はダイヤモンド
状カーボン膜を形成することができる。なお、ダイヤモ
ンド状カーボン膜を形成する製造条件はダイヤモンド膜
を形成する条件よりもはるかに易しくしかも平滑な面が
得られる利点がある。
カーボン膜は気相成長法により形成することができる。
例えば２０００°Ｃ前後に加熱したタングステンフイラ
メントの近傍位置に開口する石英管を配置しこの石英管
を通してメタン等の炭化水素ガスを水素で希釈した混合
ガスを導入して５００°Ｃ〜１１００°Ｃに加熱したリ
ニアモーターカー又は軌道上を走行する高速浮上車両の
ガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは台車の
接触による摩耗を抑制すべき面となる基板上にダイヤモ
ンドを前記混合ガスから分解析出させる方法若しくは前
記タングステンフイラメントに替えてプラズマ放電を利
用したＲＦプラズマＣＶＤ法やマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法又は大気中で酸素アセチレンの火炎を高速で基板に
当ててダイヤモンドを炭化水素含有ガスから分解析出さ
せる等の方法を用いてダイヤモンド膜又はダイヤモンド
状カーボン膜を形成することができる。なお、ダイヤモ
ンド状カーボン膜を形成する製造条件はダイヤモンド膜
を形成する条件よりもはるかに易しくしかも平滑な面が
得られる利点がある。
【００１３】ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボ
ン膜を形成する基板は材料によって変わるが、上記気相
成長法等によってダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カ
ーボン膜が形成することができる基板であれば特に制限
はない。このような材料例として、ダイヤモンド膜では
ＷＣ−Ｃｏなどの超硬合金、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、ＳｉＣ、
Ｓｉ３Ｎ４などのセラミックス等、またダイヤモンド状
カーボン膜ではステンレス鋼、合金鋼、アルミニウム又
はアルミニウム合金、アルミナ、ＳｉＣなどのセラミッ
クス等を挙げることができる。
ン膜を形成する基板は材料によって変わるが、上記気相
成長法等によってダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カ
ーボン膜が形成することができる基板であれば特に制限
はない。このような材料例として、ダイヤモンド膜では
ＷＣ−Ｃｏなどの超硬合金、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、ＳｉＣ、
Ｓｉ３Ｎ４などのセラミックス等、またダイヤモンド状
カーボン膜ではステンレス鋼、合金鋼、アルミニウム又
はアルミニウム合金、アルミナ、ＳｉＣなどのセラミッ
クス等を挙げることができる。
【００１４】また、基板材料がダイヤモンド膜又はダイ
ヤモンド状カーボン膜を形成するのが困難な材料、ある
いは剥離が生じ易い材料の場合には、予めダイヤモンド
又はダイヤモンド状カーボンが形成でき密着性も良好な
材料を接合若しくは蒸着等の手段により被覆するか、又
は基板材料の表面処理後、ダイヤモンド膜又はダイヤモ
ンド状カーボン膜を形成しても良い。接合法を用いる場
合には、予め接合基材にダイヤモンド膜又はダイヤモン
ド状カーボン膜を形成したものを接合しても良い。ダイ
ヤモンド状カーボン膜の基板材料との密着性向上には、
中間層としてＣｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｎｂ等の金
属又はセラミックス等を用いても良い。研磨したダイヤ
モンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜は電気絶縁性を
有するとともに優れた摩擦摩耗特性（トライボロジー特
性）を有する。リニアモーターカー又は軌道上を走行す
る高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車
両若しくは台車の接触による摩耗を抑制すべき面の摩擦
抵抗を低減し、摩耗を効果的に防止することができる。
ヤモンド状カーボン膜を形成するのが困難な材料、ある
いは剥離が生じ易い材料の場合には、予めダイヤモンド
又はダイヤモンド状カーボンが形成でき密着性も良好な
材料を接合若しくは蒸着等の手段により被覆するか、又
は基板材料の表面処理後、ダイヤモンド膜又はダイヤモ
ンド状カーボン膜を形成しても良い。接合法を用いる場
合には、予め接合基材にダイヤモンド膜又はダイヤモン
ド状カーボン膜を形成したものを接合しても良い。ダイ
ヤモンド状カーボン膜の基板材料との密着性向上には、
中間層としてＣｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｎｂ等の金
属又はセラミックス等を用いても良い。研磨したダイヤ
モンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜は電気絶縁性を
有するとともに優れた摩擦摩耗特性（トライボロジー特
性）を有する。リニアモーターカー又は軌道上を走行す
る高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車
両若しくは台車の接触による摩耗を抑制すべき面の摩擦
抵抗を低減し、摩耗を効果的に防止することができる。
【００１５】上記ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カ
ーボン膜からなる摺動面は、該表面の中心線平均粗さＲ
ａを０．０２μｍ以下とすることが望ましい。一般に、
ダイヤモンド膜は多結晶体であり無数の凹凸が存在す
る。このような状態の摺動面は良好な低摩擦係数を得る
ことはできず、対向するダイヤモンド膜の共摺りにより
次第に摩耗するか又は相手方が金属等の非ダイヤモンド
の場合には通常相手方は瞬く間に摩耗してしまうことに
なる。このような場合には、ダイヤモンド膜の中心線平
均粗さＲａを０．０２μｍ以下の平滑面となるように研
磨することが必要となる。
ーボン膜からなる摺動面は、該表面の中心線平均粗さＲ
ａを０．０２μｍ以下とすることが望ましい。一般に、
ダイヤモンド膜は多結晶体であり無数の凹凸が存在す
る。このような状態の摺動面は良好な低摩擦係数を得る
ことはできず、対向するダイヤモンド膜の共摺りにより
次第に摩耗するか又は相手方が金属等の非ダイヤモンド
の場合には通常相手方は瞬く間に摩耗してしまうことに
なる。このような場合には、ダイヤモンド膜の中心線平
均粗さＲａを０．０２μｍ以下の平滑面となるように研
磨することが必要となる。
【００１６】従来、ダイヤモンドの研磨はダイヤモンド
砥石（共摺り）でのみ可能であり、長時間の研磨が必要
でありかつ著しくコスト高になり、大量の研磨は事実上
不可能であった。しかし、本発明者らにより、Ａｌ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔの群から選択した１種又は２種
以上の元素とＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ
及びＷの群から選択した１種又は２種以上の元素との金
属間化合物を主成分とする砥石により、容易かつ迅速に
研磨することが可能であることが発明され、ダイヤモン
ドの研磨が低コストで迅速かつ大量に行うことができる
ようになり、初めて摺動面にダイヤモンド膜を使用する
ことが可能となった。
砥石（共摺り）でのみ可能であり、長時間の研磨が必要
でありかつ著しくコスト高になり、大量の研磨は事実上
不可能であった。しかし、本発明者らにより、Ａｌ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔの群から選択した１種又は２種
以上の元素とＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ
及びＷの群から選択した１種又は２種以上の元素との金
属間化合物を主成分とする砥石により、容易かつ迅速に
研磨することが可能であることが発明され、ダイヤモン
ドの研磨が低コストで迅速かつ大量に行うことができる
ようになり、初めて摺動面にダイヤモンド膜を使用する
ことが可能となった。
【００１７】次世代の超高速車両として期待されている
リニアモーターカー又は高速浮上車両の開発において
は、上記の通りリニアモーターカー又は高速浮上車両の
ガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは台車の
接触による摩擦及び摩耗が発生するという障害があり、
これを補う形で複雑にリニアモーターカー又は高速浮上
車両の種類や構造の改変が提案されている。しかし、本
発明においては、リニアモーターカー又は高速浮上車両
（列車及びその他のカーを含む）のガイドウェー若しく
は支持部材又は車両若しくは台車の接触による摩擦及び
摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に、ダイヤモンド膜
又はダイヤモンド状カーボン膜を形成することにより、
また必要に応じて膜厚を２０μｍ以下にすることによ
り、上記のような障害を一挙に解決することができる。
このダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜は気
相成長により形成することができる。
リニアモーターカー又は高速浮上車両の開発において
は、上記の通りリニアモーターカー又は高速浮上車両の
ガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは台車の
接触による摩擦及び摩耗が発生するという障害があり、
これを補う形で複雑にリニアモーターカー又は高速浮上
車両の種類や構造の改変が提案されている。しかし、本
発明においては、リニアモーターカー又は高速浮上車両
（列車及びその他のカーを含む）のガイドウェー若しく
は支持部材又は車両若しくは台車の接触による摩擦及び
摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に、ダイヤモンド膜
又はダイヤモンド状カーボン膜を形成することにより、
また必要に応じて膜厚を２０μｍ以下にすることによ
り、上記のような障害を一挙に解決することができる。
このダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜は気
相成長により形成することができる。
【００１８】また、リニアモーターカー又は高速浮上車
両のガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは台
車の摩擦及び摩耗を受ける部分に、予めダイヤモンド膜
又はダイヤモンド状カーボン膜が形成でき、密着性も良
好な材料を接合又は蒸着等の手段により被覆した後、ダ
イヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜を形成し、
密着性を向上させ、あるいは補強を行うこともできる。
摩擦抵抗を極力減少させるためには、上記と同様にダイ
ヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜の表面の中心
線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下であることが望まし
い。
両のガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは台
車の摩擦及び摩耗を受ける部分に、予めダイヤモンド膜
又はダイヤモンド状カーボン膜が形成でき、密着性も良
好な材料を接合又は蒸着等の手段により被覆した後、ダ
イヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜を形成し、
密着性を向上させ、あるいは補強を行うこともできる。
摩擦抵抗を極力減少させるためには、上記と同様にダイ
ヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜の表面の中心
線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下であることが望まし
い。
【００１９】ガイドウェー若しくは支持部材又は車両若
しくは台車はかなり大量の被覆が必要となるが、ダイヤ
モンドに比べ耐摩耗性に劣るけれどもより安価に製造で
きるダイヤモンド状カーボンの皮膜が有効である。した
がって、過酷な摩耗を受ける個所にはダイヤモンドを使
用し、他の個所にダイヤモンド状カーボンを使用する等
の併用を行うのが望ましい。このようなダイヤモンド又
はダイヤモンド状カーボンにより摩擦及び摩耗の問題を
解決することで、従来提案されていた電磁サスペンジョ
ン方式又は電動サスペンジョン方式の高速リニアモータ
ーカー又は高速浮上車両の基本的な問題を解決すること
が可能となり、より簡素化された構造でかつ複雑な制御
又は構造を用いなくても超高速の運転が可能となる著し
い特徴を有している。
しくは台車はかなり大量の被覆が必要となるが、ダイヤ
モンドに比べ耐摩耗性に劣るけれどもより安価に製造で
きるダイヤモンド状カーボンの皮膜が有効である。した
がって、過酷な摩耗を受ける個所にはダイヤモンドを使
用し、他の個所にダイヤモンド状カーボンを使用する等
の併用を行うのが望ましい。このようなダイヤモンド又
はダイヤモンド状カーボンにより摩擦及び摩耗の問題を
解決することで、従来提案されていた電磁サスペンジョ
ン方式又は電動サスペンジョン方式の高速リニアモータ
ーカー又は高速浮上車両の基本的な問題を解決すること
が可能となり、より簡素化された構造でかつ複雑な制御
又は構造を用いなくても超高速の運転が可能となる著し
い特徴を有している。
【００２０】さらに、超伝導材による浮力制御を必要と
しない、例えば翼による地面効果揚力を用いた空力浮
上，磁気推進タイプの高速リニアモーターカーあるいは
ホバークラフト的に動圧を利用した空力浮上，磁気推進
タイプの高速リニアモーターカーも可能である優れた特
徴を有している。上記空力浮上システムを利用した高速
車両（エアロトレイン）は、その具体例として、翼の地
面効果により車両を動的に浮上させ、リニアモータを推
力として利用するものである。これは、すなわち車両に
設けた翼と地面の干渉で強いエアクッション効果を生じ
（地面効果はちょうど磁気反発力と同様の反発力を生じ
る）させ、車両を空力的に安定浮上させて非接触で高速
走行を可能とするものである。この場合の最大浮上力は
航空機のおよそ３倍程度に達する。浮上のためのエネル
ギーコストを低減させかつリニアモータの効率を増加さ
せるためには、可能な限り車両とガイドウェー若しくは
支持部材との間隔を狭くする必要があるが、これは逆に
両者間に接触による摩擦及び摩耗の危険が増大するとい
うことである。
しない、例えば翼による地面効果揚力を用いた空力浮
上，磁気推進タイプの高速リニアモーターカーあるいは
ホバークラフト的に動圧を利用した空力浮上，磁気推進
タイプの高速リニアモーターカーも可能である優れた特
徴を有している。上記空力浮上システムを利用した高速
車両（エアロトレイン）は、その具体例として、翼の地
面効果により車両を動的に浮上させ、リニアモータを推
力として利用するものである。これは、すなわち車両に
設けた翼と地面の干渉で強いエアクッション効果を生じ
（地面効果はちょうど磁気反発力と同様の反発力を生じ
る）させ、車両を空力的に安定浮上させて非接触で高速
走行を可能とするものである。この場合の最大浮上力は
航空機のおよそ３倍程度に達する。浮上のためのエネル
ギーコストを低減させかつリニアモータの効率を増加さ
せるためには、可能な限り車両とガイドウェー若しくは
支持部材との間隔を狭くする必要があるが、これは逆に
両者間に接触による摩擦及び摩耗の危険が増大するとい
うことである。
【００２１】しかし、本発明においては、リニアモータ
ーカー又は高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部
材又は車両若しくは台車の接触による摩擦抵抗を低減し
摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に、ダイヤモンド膜
又はダイヤモンド状カーボン膜を形成することにより、
必要に応じて膜厚を２０μｍ以下に形成することによ
り、上記のような問題を解決することができる。さら
に、必要に応じて摩擦抵抗を低減し摩耗を抑制すべき面
に油等を注入し、潤滑を促進させると同時に摩擦熱を除
去する効果を付与することもできる。また、この空力浮
上システムを利用した高速浮上車両（エアロトレインの
一種）は、推進力をリニアモータに変えターボファンを
利用することもできる。いずれの場合も、リニアモータ
ーカー又は高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部
材又は車両若しくは台車の接触による摩擦抵抗を低減さ
せ摩耗を抑制することが必要であり、本発明のダイヤモ
ンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜を使用することに
より、これを達成できる。
ーカー又は高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部
材又は車両若しくは台車の接触による摩擦抵抗を低減し
摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に、ダイヤモンド膜
又はダイヤモンド状カーボン膜を形成することにより、
必要に応じて膜厚を２０μｍ以下に形成することによ
り、上記のような問題を解決することができる。さら
に、必要に応じて摩擦抵抗を低減し摩耗を抑制すべき面
に油等を注入し、潤滑を促進させると同時に摩擦熱を除
去する効果を付与することもできる。また、この空力浮
上システムを利用した高速浮上車両（エアロトレインの
一種）は、推進力をリニアモータに変えターボファンを
利用することもできる。いずれの場合も、リニアモータ
ーカー又は高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部
材又は車両若しくは台車の接触による摩擦抵抗を低減さ
せ摩耗を抑制することが必要であり、本発明のダイヤモ
ンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜を使用することに
より、これを達成できる。
【００２２】
【発明の効果】リニアモーターカー又は高速浮上車両
は、リニアモーターカー又は軌道上を走行する高速浮上
車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは
台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に
ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜からなる
摺動面を備えており、これによって車体がガイドウェー
に対する接触による摩擦抵抗及び摩耗を軽減させ、かつ
エネルギーの変換効率を高めることができるという優れ
た効果を有する。
は、リニアモーターカー又は軌道上を走行する高速浮上
車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車両若しくは
台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部又は全部に
ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜からなる
摺動面を備えており、これによって車体がガイドウェー
に対する接触による摩擦抵抗及び摩耗を軽減させ、かつ
エネルギーの変換効率を高めることができるという優れ
た効果を有する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 399007165
有限会社アプライドダイヤモンド
神奈川県平塚市日向岡１−８−32
(72)発明者 小濱 泰昭
宮城県仙台市太白区羽黒台37−10
(72)発明者 阿部 利彦
宮城県仙台市宮城野区苦竹４丁目２番１号
独立行政法人 産業技術総合研究所内
(72)発明者 武田 修一
神奈川県平塚市日向岡１−８−32
Ｆターム(参考） 2D056 DA00
5H113 AA07 CC04 DB05 DB12 DB14
DC05 DC12 DC14 KK02 KK10
Claims (5)
- 【請求項１】 リニアモーターカー又は軌道上を走行す
る高速浮上車両のガイドウェー若しくは支持部材又は車
両若しくは台車の接触による摩耗を抑制すべき面の一部
又は全部にダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン
膜からなる摺動面を備えていることを特徴とするリニア
モーターカー又は高速浮上車両。 - 【請求項２】 膜厚が２０μｍ以下のダイヤモンド膜又
はダイヤモンド状カーボン膜からなる摺動面を備えてい
ることを特徴とする請求項１に記載のリニアモーターカ
ー又は高速浮上車両。 - 【請求項３】 膜厚が１μｍ以下のダイヤモンド膜又は
ダイヤモンド状カーボン膜からなる摺動面を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモーターカー
又は高速浮上車両。 - 【請求項４】 中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下
であるダイヤモンド膜又はダイヤモンド状カーボン膜か
らなる摺動面を備えていることを特徴とする請求項１〜
３のそれぞれに記載のリニアモーターカー又は高速浮上
車両。 - 【請求項５】 気相成長により形成されたダイヤモンド
膜又はダイヤモンド状カーボン膜面を備えていることを
特徴とする請求項１〜４のそれぞれに記載のリニアモー
ターカー又は高速浮上車両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002323285A JP2003212115A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | リニアモーターカー又は高速浮上車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002323285A JP2003212115A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | リニアモーターカー又は高速浮上車両 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000332235A Division JP2002142434A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | リニアモータ用軸受、リニアモータ又はアキシャル形モータ及びリニアモーターカー又は高速浮上車両 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003212115A true JP2003212115A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=27655794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002323285A Pending JP2003212115A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | リニアモーターカー又は高速浮上車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003212115A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5744559A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-13 | Akebono Brake Ind | Landing device for floating car |
| JPH0741779A (ja) * | 1993-05-28 | 1995-02-10 | Nippon Seiko Kk | 摺動部材 |
| JPH07256820A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Olympus Optical Co Ltd | 摺動部材 |
| JP2000297373A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-24 | Shojiro Miyake | 摺動部材およびその製造方法 |
-
2002
- 2002-11-07 JP JP2002323285A patent/JP2003212115A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5744559A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-13 | Akebono Brake Ind | Landing device for floating car |
| JPH0741779A (ja) * | 1993-05-28 | 1995-02-10 | Nippon Seiko Kk | 摺動部材 |
| JPH07256820A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Olympus Optical Co Ltd | 摺動部材 |
| JP2000297373A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-24 | Shojiro Miyake | 摺動部材およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040303 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040413 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040611 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |