JP2003285734A - 低振動型エアクッションシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮上装置１２を備えたリニアシャトル１１に
おいて、エアパッド２３の長寿命化および装置のコスト
低減化を図り、また安定した浮上を得る。 【解決手段】 エアパッド２３のクッション部３の外周
に、クッション作用を奏する補助シール３０を設ける。
エアパッド２３の中央に、配管４１を介して供給される
空気が空気溜まり部に直接流れるように、流路口５１を
設ける。さらに、一端がクッション部３に連通するよう
に配管４２を設ける。補助シール３０は、高浮揚高時の
振動を抑制し高い浮上安定性を確保する。軌道表面１７
との摩耗部分は補助シール３０の下端部のみであり、そ
れを交換するだけで良く、安価となる。配管４１，４２
による空気の供給を個別に制御することで浮上の細かい
制御が可能となる。またエアクッションの空気溜まり部
およびクッション部３内に直接空気が供給されるので、
配管抵抗による圧力の損失は低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気浮上を利用し
た移動用装置および輸送機関に係り、特にエアパッドの
長寿命化および装置のコスト低減化を図るとともに、安
定した浮上が得られるようにした低振動型エアクッショ
ンシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアクッション装置を用いた移動
用装置および輸送機関において、エアクッションを構成
するエアパッドは例えば図８のように構成されていた。
図８においてエアパッド１はキャスティング２と、該キ
ャスティング２に接続されたクッション部３とを有して
いる。

【０００３】４はエアパッド１に空気を供給する配管で
あり、その一端はキャスティング２に連通され、その他
端は図示しない空気供給源に接続されている。尚１７は
軌道表面であり、図示矢印は空気の流れを示している。

【０００４】また図８のようなエアパッドを用いたリニ
アシャトルの浮上装置は例えば図９のように構成されて
いた。図９において、リニアシャトル（車両）１１の下
部には浮上装置１２が設けられている。

【０００５】この浮上装置１２は、モータ１４と、モー
タ１４で駆動されるブロワ１５とが、リニアシャトル１
１の、ダクトを兼ねたシャーシ１３の上側に設置され、
ブロワ１５の吐出側はダクト１６を介してシャーシ１３
に接続され、多数のエアパッド１はシャーシ１３の下側
に設けられている。

【０００６】そして、モータ１４を駆動すると、ブロワ
１５から吐出された圧力空気はダクト１６、シャーシ１
３を通ってエアパッド１から軌道表面１７に吹き出さ
れ、リニアシャトル１１が浮上する。

【０００７】尚、リニアシャトル１１のリニア誘導モー
タは、リニアシャトル１１の下部に設けられたリニア誘
導モータの一次側（一次鉄心と一次コイル）（図示省
略）と軌道表面１７上に設置された二次側（導体）（図
示省略）で構成されている。

【０００８】リニアシャトル１１を走行させる場合、浮
上装置１２でリニアシャトル１１を浮かせ、その浮いて
いる状態でリニア誘導モータに三相電源を接続し、一次
側に移動磁界を発生させ、この磁界と二次側に発生する
二次電流とによる電磁力を推力としてリニアシャトル１
１を走行させる。リニアシャトル１１を反対方向に走行
させる場合はリニア誘導モータへ入力する三相電源の相
順を逆にする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】シャトルシステムを含
め、エアクッション装置を用いた移動用装置および輸送
機関において、エアパッドの長寿命化を図り、その保
守、点検および交換に要するコストを低減するための方
法の１つに浮揚高の増加をあげることができる。

【００１０】しかしながら、シヤトルのエアパッド方式
のような、通常のバッグ型エアクッションシール装置で
は、浮揚高を増加するとリミットサイクルと呼ばれる振
動が発生し、新たなトラブルを誘発する原因ともなりか
ねない。

【００１１】また図８、図９のようなエアパッド１で
は、空気が過剰に供給されるとエアパッド自身が自励振
動を起こし、浮上状態が安定しなくなる事がある。

【００１２】また、従来のエアパッドは、クッション部
分（例えば図８のクッション部３）がダイヤフラムラバ
ーのみであった。したがって、路面（軌道表面１７）と
の摩耗によって交換する場合、ダイヤフラムラバーを丸
ごと交換しなければならなかった。

【００１３】また、専用軌道でしか走行できず、しかも
走行面をある一定粗さ数値以下になるように管理しなけ
ればならなかった。そのため、定期的に軌道の研磨作業
が必要であった。当然、その作業には作業経費が発生し
た。さらに前記のように一定粗さ数値以下に管理された
専用軌道でしか走行できないため利用範囲も限られたも
のとなっている。

【００１４】前記エアパッド１のクッション部３と路面
（軌道表面１７）との隙間は、通常数十から数百μｍで
ある。従来、走行路面には多少の凹凸があり、それに接
触することによって、上述したように、クッション部分
が摩耗する原因となっていた。

【００１５】この接触の度合いが大きくなると、クッシ
ョン部３が巻き込まれ、異音を発し、クッション部３が
破損してしまう。クッション部３の膨らみの形は、この
巻き込みによって崩れてしまうため、エアパッド１のク
ッション性は損なわれる。

【００１６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、エアパッドの長寿命化および装置のコスト
低減化を図るとともに、安定した浮上が得られるように
した低振動型エアクッションシール装置を提供すること
にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の低振動型エアクッションシール装置は、空気
浮上用のエアクッションを構成するエアパッドの外周
に、補助シールを備えたことを特徴としている。

【００１８】また、前記エアクッションの空気溜まり部
に直接連通する空気供給用の第１の配管を備えたことを
特徴としている。

【００１９】また、前記エアクッション内部に連通する
空気供給用の第２の配管を備え、前記第１の配管および
第２の配管の空気供給を個別に制御することを特徴して
いる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発明
の一実施形態例を説明する。図１〜図７において図８、
図９と同一部分は同一符号をもって示している。本実施
形態例では、前記図８のエアパッドのクッション部３の
外周に、クッション作用を奏する補助シール３０を図１
のように設けた。

【００２１】この補助シール３０は、柔軟な材質で、例
えば厚さ１ｍｍ程度のゴム引き布を図２（ａ）のように
所定幅の帯状に形成し、その両端部を図２（ｂ）のよう
に接合して輪状にして構成されている。

【００２２】補助シール３０の形状としては、例えば図
２（ｃ）のように軌道表面１７側に配置される下縁端３
０ｂの径が、クッション部３に取り付けられる側の上縁
端３０ａの径よりも小さく（すなわち下面を絞り込んだ
形状に）形成されている。

【００２３】また補助シール３０は、その巻き上げ量を
自在に調整できるように構成されており、これによっ
て、本装置が適用される移動用装置および輸送機関のゆ
れを制御することができる。

【００２４】上記のように構成された装置において、図
示しない空気供給源から配管４を介して供給された空気
は、キャスティング２内およびクッション部３内を図示
矢印の経路で吐出され、装置が浮上する。

【００２５】このように、本装置によれば、エアパッド
２１の外側に取り付けた補助シール３０によって、高浮
揚高時の振動を抑制すると共に、たとえ大きな上下変位
が発生したとしても、補助シール内部のバッグ型シール
によって高い安定性を確保することができる。

【００２６】しかも、本装置を装着することによって高
い浮揚高を維持したままで、エアクッションを用いた移
動用装置および輸送機関の移動を可能とすることができ
るので、摩耗によるエアクッションシールの長寿命化を
図ることも可能となり、これによるメンテナンス費用の
低減も期待される。

【００２７】加えて、路面との摩耗部分は、主として補
助シールが対象となるために、その交換費用は、これま
でのエアパッドを交換する場合に比べて非常に低減する
ことができる。

【００２８】すなわち、クッション部３のダイヤフラム
ラバーの外周に取り付けた補助シール３０の下縁端３０
ｂのみ、つまりわずかな部分のみの摩耗のため、摩耗に
よる交換部分はこの補助シール３０だけで済む。

【００２９】この補助シールは非常に柔軟な材質ででき
ているため、これまで走行が困難であった路面（アスフ
ァルト面などの凹凸の激しい路面）や、不意に点在する
小石等の異物に対しても、問題なく走行が可能となる。
従って、本発明を適用した移動用装置および輸送機関の
使用用途、使用領域が非常に広くなる。

【００３０】また本発明のエアクッションシステムが、
仮に何らかの原因で、補助シール３０から空気漏れを起
こし、クッションの膨らみが損なわれたとしても、その
内側のダイヤフラムラバーのクッションが、補助シール
３０からの空気漏れによる膨らみの損失から懸念される
エアクッション全体の傾きを制限するため、エアクッシ
ョンシステム上部への影響は無い。すなわち、二重クッ
ション構造による悪路での走行安定性を有している。

【００３１】エアクッションシステムにおける巻き込み
現象は、外乱に対してクッション部の追従性が良くない
ためであるが、本発明のクッションでは、補助シール３
０が柔軟な追従性を示すため、これまで走行できなかっ
た路面状況でも走行できるようになる。

【００３２】本発明の補助シール付きエアクッションシ
ステムでは、多少の荒れた路面でも走行可能なため、従
来のような軌道研磨作業の必要性はほとんど無い。従っ
て、軌道研磨に要する費用も格段に軽減されるため、こ
のエアクッションシステムを利用した移動用装置および
輸送機関のコストパフォーマンスにも大いに貢献する。

【００３３】また本発明では、従来型のエアパッドの周
りに補助シール３０を設けているので、空気供給が過剰
になっても、補助シール部のクッション効果によって、
自励振動は発生しない。従って、空気供給が過剰になっ
ても安定した浮上状態が得られる。

【００３４】また屋外でのエアクッション単体の試験を
行った結果、これまで走行困難であったアスファルト面
や目地のあるタイル張りの路面でも、移動することがで
き、良好な結果が得られた。

【００３５】図１のように構成されたエアクッションシ
ステムをリニアシャトルに適用した実施形態例を図３に
示す。図３において図９と同一部分は同一符号をもって
示しており、リニアシャトル１１のダクトを兼ねたシャ
ーシ１３の下側には、配管４を介して、補助シール３０
を備えた複数のエアパッド２１が設けられている。

【００３６】浮上装置１２のモータ１４を駆動するとブ
ロワ１５から吐出された圧力空気はダクト１６、シャー
シ１３、配管４を通ってエアパッド２１から軌道表面１
７に吹き出され、リニアシャトル１１が浮上する。

【００３７】尚図３においても補助シール３０の作用、
効果は前述した図１と同様となる。

【００３８】次に、エアクッションの空気溜まり部に直
接空気を供給するように構成した実施形態例を図４とと
もに説明する。本実施形態例におけるエアパッド２２の
中央には、配管４１を介して（図示省略の空気供給源か
ら）供給される空気がエアクッションの空気溜まり部に
直接流れるように、流路口５１が設けられている。また
配管４１には開閉量を調整することができる逃がし弁
（図示省略）が設けられており、その他の部分は図１と
同様に構成されている。

【００３９】このように本実施形態例においては、エア
クッションの空気溜まり部に直接空気が供給されるの
で、配管抵抗による圧力の損失は低減される。

【００４０】図４のように構成されたエアクッションシ
ステムをリニアシャトルに適用した実施形態例を図５に
示す。図５において図９と同一部分は同一符号をもって
示しており、リニアシャトル１１のダクトを兼ねたシャ
ーシ１３の下側には、配管４１を介して、補助シール３
０を備えた複数のエアパッド２２が設けられている。

【００４１】浮上装置１２のモータ１４を駆動するとブ
ロワ１５から吐出された圧力空気はダクト１６、シャー
シ１３、配管４１を通ってエアパッド２２から軌道表面
１７に吹き出され、リニアシャトル１１が浮上する。

【００４２】尚本実施形態例においても、補助シール３
０の作用、効果は前述した図１、図３と同様となる。

【００４３】次に、エアクッションの空気溜まり部と、
クッション部とに直接空気を供給し、それら２つの空気
供給を個別に制御するように構成した実施形態例を図６
とともに説明する。

【００４４】本実施形態例におけるエアパッド２３の中
央には、配管４１を介して（図示省略の空気供給源か
ら）供給される空気がエアクッションの空気溜まり部に
直接流れるように、流路口５１が設けられ、さらに、一
端がクッション部３に連通するように配管４２が設けら
れている。配管４２の他端は図示省略の空気供給源に接
続され、配管４１，４２には、開閉量を調整することが
できる逃がし弁（図示省略）が設けられており、その他
の部分は図１と同様に構成されている。

【００４５】このように本実施形態例においては、空気
の供給を２つに分けている（配管４１、４２による）の
で、それらを個別に制御することにより、浮上の細かい
制御が可能となる。

【００４６】その制御は、例えば供給空気の空気圧力、
エアクッションおよび空気溜まり部の圧力、荷重、浮上
高さ、車両の上下加速度、傾斜角度計等の情報によっ
て、車両の浮揚状態をどの程度制御するのかを判断した
後、荷重の変化に対する浮揚高の調整や比較的緩やかな
車両の上下揺れの制御を行う場合の制御方法は、ブロワ
の回転数を増ずるまたは減ずることによって行う。この
方法は、車両の初期傾斜角度を調整する場合にも使用す
る。

【００４７】一方、乗り心地に関連するような比較的高
い車両の上下揺れを制御する場合の制御方法は、配管４
１，４２に設けた逃がし弁の開閉量あるいはエアパッド
２３の外周に設けた補助シール３０の巻き上げ量を動的
に調整することによって行う。同様の方法は、車両の左
右揺れおよび前後揺れに対しても行うことが可能であ
る。

【００４８】またエアクッションの空気溜まり部および
クッション部３内に直接空気が供給されるので、配管抵
抗による圧力の損失は低減される。

【００４９】一方、図６に示した配管４１から直接エア
クッションの空気溜まり部とクッション部３に供給され
る空気と、配管４２からクッション部３を介して空気溜
まり部に供給される空気の内、破線で示している部分
は、互いに独立して供給を停止することができる。破線
で示した空気の供給を全て停止した場合には、クッショ
ン部３と空気溜まり部の空気圧とを完全に独立して制御
することができる。加えてこの場合には、クッション部
３からの空気の漏出がなければ、クッション部３に供給
した空気はその後供給する必要が無いので、一旦クッシ
ョン部３を形成した後の動力は０になる。

【００５０】図６のように構成されたエアクッションシ
ステムをリニアシャトルに適用した実施形態例を図７に
示す。図７において図９と同一部分は同一符号をもって
示している。

【００５１】モータ１４ａ，１４ｂで駆動されるブロワ
１５ａ，１５ｂが、リニアシャトル１１の、ダクトを兼
ねたシャーシ１３の上側に設置され、ブロワ１５ａの吐
出側はダクト１６を介してシャーシ１３に接続され、多
数のエアパッド２３はシャーシ１３の下側に設けられて
いる。

【００５２】また配管４２の、一端は各エアパッド２３
のクッション部３に連通され、他端は、モータ１４ｂで
駆動されるブロワ１５ｂの吐出側に連結されている。

【００５３】そしてモータ１４ａの駆動により、ブロワ
１５ａから吐出された圧力空気がダクト１６、シャーシ
１３および配管４１を通ってエアパッド２３から吹き出
され、またモータ１４ｂの駆動により、ブロワ１５ｂか
ら吐出された圧力空気が配管４２を通ってエアパッド２
３から吹き出され、これによってリニアシャトル１１が
浮上する。

【００５４】尚本実施形態例においても、補助シール３
０の作用、効果は前述した図１、図３と同様となる。

【００５５】また本発明の補助シールは、図２の構成に
限らず、同様の作用、効果を奏する他の形状、材質で構
成しても良い。

【００５６】また本発明はリニアシャトルシステムに適
用するに限らず、例えばロープシャトルシステムや、そ
の他の移動用装置および輸送機関に適用することがで
き、その場合も前記と同様の作用、効果を奏する。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば次のような
優れた効果が得られる。 （１）請求項１〜３に記載の発明によれば、摩耗部分は
補助シールの端部のみとなるため、摩耗による交換部分
は補助シールのみで済む。

【００５８】また補助シールによって、高浮揚高時の自
励振動を抑制することができ、安定した浮上状態が得ら
れる。

【００５９】また空気漏れによりクッションの膨らみが
損なわれても、補助シールによって二重クッション構造
が形成されているため、エアクッション全体の傾きは制
限される。

【００６０】また、補助シールは路面（軌道表面）の凹
凸等に対する追従性が良いので、従来走行が困難であっ
た路面（アスファルト面などの凹凸の激しい路面）や、
不意に点在する小石等の異物に対しても、何ら問題なく
走行が可能となる。

【００６１】また、多少の荒れた路面でも走行可能なた
め、従来のような軌道研磨作業の必要性はほとんど無
い。従って、軌道研磨に要する費用も格段に軽減される
ため、本発明を適用した移動用装置および輸送機関のコ
ストパフォーマンスにも大いに貢献する。 （２）また請求項２に記載の発明によれば、エアクッシ
ョンの空気溜まり部に直接連通する第１の配管によっ
て、空気溜まり部に直接空気を供給することができ、配
管抵抗による圧力の損失を低減することができる。 （３）また請求項３に記載の発明によれば、第１の配管
および第２の配管の空気供給を個別に制御することによ
り、浮上の細かい制御が可能となる。

【００６２】またエアクッションの空気溜まり部および
エアクッション内部に直接空気が供給されるので、配管
抵抗による圧力の損失は低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例を示す要部断面構成図。

【図２】本発明の補助シールの一実施形態例を示す説明
図。

【図３】本発明をリニアシャトルシステムに適用した一
実施形態例を表し、（ａ）はリニアシャトルの斜視図、
（ｂ）は浮上装置の構成図。

【図４】本発明の他の実施形態例を示す要部断面構成
図。

【図５】本発明をリニアシャトルシステムに適用した他
の実施形態例を表し、（ａ）はリニアシャトルの斜視
図、（ｂ）は浮上装置の構成図。

【図６】本発明の他の実施形態例を示す要部断面構成
図。

【図７】本発明をリニアシャトルシステムに適用した他
の実施形態例を表し、（ａ）はリニアシャトルの斜視
図、（ｂ）は浮上装置の構成図。

【図８】従来のエアパッドの一例を示す断面構成図。

【図９】従来のリニアシャトルシステムの一例を示し、
（ａ）はリニアシャトルの斜視図、（ｂ）は浮上装置の
構成図。

【符号の説明】

２…キャスティング ３…クッション部 ４，４１，４２…配管 １１…リニアシャトル １２…浮上装置 １３…シャーシ １４，１４ａ，１４ｂ…モータ １５，１５ａ，１５ｂ…ブロワ １６…ダクト １７…軌道表面 ２１，２２，２３…エアパッド ３０…補助シール ５１…流路口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 健二 東京都中央区晴海１丁目８番10号 晴海ア イランドトリトンスクエア Ｘ棟 日本オ ーチス・エレベータ株式会社内 (72)発明者 清本 公二 東京都中央区晴海１丁目８番10号 晴海ア イランドトリトンスクエア Ｘ棟 日本オ ーチス・エレベータ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気浮上用のエアクッションを構成する
   エアパッドの外周に、補助シールを備えたことを特徴と
   する低振動型エアクッションシール装置。
2. 【請求項２】 前記エアクッションの空気溜まり部に直
   接連通する空気供給用の第１の配管を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の低振動型エアクッションシール
   装置。
3. 【請求項３】 前記エアクッション内部に連通する空気
   供給用の第２の配管を備え、前記第１の配管および第２
   の配管の空気供給を個別に制御することを特徴とする請
   求項２に記載の低振動型エアクッションシール装置。