JP2004343928A

JP2004343928A - 磁気浮上式鉄道用地上コイル装置

Info

Publication number: JP2004343928A
Application number: JP2003139370A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Itabashi; 好文板橋; Yoshihiro Jizo; 吉洋地蔵; Nobuyoshi Monzen; 信義門前; Masaru Takeshita; 勝竹下; Keizo Yoshikawa; 恵三吉川; Hiromori Ishihara; 啓守石原; Koji Ota; 浩嗣太田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】リニアモータの効率向上を図ると共に、推進コイルの取り付けを容易にして小形化を図る。
【解決手段】推進コイル７〜９は軌道１の外側から奇数段目の同一平面上にケーブルが周回するように外側から内側に向かって巻回された奇数段コイルがパネル５に配置され、軌道１の外側から偶数段目の同一平面上にケーブルが周回するように内側から外側に向かって巻回された偶数段コイルが奇数段コイルに重ねて配置されて、奇数段コイルの最内周のケーブルと偶数段コイルの最内周のケーブルとが電気的に接続されて奇数段コイルと偶数段コイルとがパネル５にクリート１６で固定されたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気浮上式鉄道におけるリニアモータの電機子となる推進コイルと浮上コイルとで構成された磁気浮上式鉄道用地上コイル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置においては、推進コイルはケーブルを所定の回数だけ円筒状等の筒状に巻回して構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１２４２５３号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置では、磁気浮上式車両に搭載されたリニアモータの界磁コイルとなる超電導コイルと対向可能に地上側に配置されたリニアモータの電機子となる推進コイルは、ケーブルを所定の回数だけ円筒状等の筒状に巻回しているので、巻回毎に超電導コイルと遠くなり超電導コイルとの間のギャップが大きくなるためリニアモータの効率向上を図るのが困難であると共に、推進コイルの取り付けが面倒で小形化を図るのが困難であるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、以上のような課題を解消するためになされたもので、超電導コイルと推進コイルとの間のギャップを小さくして効率向上を図ると共に、推進コイルの取り付けを容易にして小形化を図ることができる磁気浮上式鉄道用地上コイル装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる磁気浮上式鉄道用地上コイル装置は、超電導コイルが搭載された磁気浮上式車両が走行する軌道に沿ってパネルが配置され、上記超電導コイルと対向可能に浮上コイルが上記パネルに取り付けられ、３相の各相毎にケーブルを複数回巻回して推進コイルを形成し、上記推進コイルを複数個直列に接続してリニアモータの電機子を構成すると共に、上記推進コイルが上記超電導コイルと対向可能に上記軌道の中心線に対して上記浮上コイルより外側で上記パネルに配置された磁気浮上式鉄道用地上コイル装置において、上記推進コイルは上記軌道の外側から奇数段目の同一平面上に外側から内側に向かって巻回された奇数段コイルが上記パネルに配置され、上記軌道の外側から偶数段目の同一平面上に内側から外側に向かって巻回された偶数段コイルが上記奇数段コイルに重ねて配置されて、上記奇数段コイルの最内周の上記ケーブルと上記偶数段コイルの最内周の上記ケーブルとが電気的に接続されて上記奇数段コイルと上記偶数段コイルとが上記パネルに複数個のクリートで固定されたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は実施の形態１を適用した磁気浮上式鉄道の断面図、図２は実施の形態１を軌道中心側から見た構成図、及び図３は図２のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線の断面図である。
図１から図３において、軌道１に沿って両側に側壁１ａが形成されている。軌道１内を走行可能な磁気浮上式の車両２の両側には、空気ばね３を介して超電導コイル４が搭載されている。そして、両側の側壁１ａにはそれぞれコンクリート製パネル５が取り付けられている。さらに、超電導コイル４と対向可能な浮上コイル６が軌道１に沿って配置されて、それぞれパネル５のインサート５ａに締結手段（図示せず）により取り付けられている。浮上コイル６より軌道１の外側に３相各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の推進コイル７〜９が配置されている。各推進コイル７〜９が軌道１の外側から奇数段目の同一平面上にケーブルが周回するように外側から内側に向かって巻回された奇数段コイル１０〜１２が配置され、軌道１の外側から偶数段目の同一平面上に奇数段コイル１０〜１２と連続した一条のケーブルが周回するように内側から外側に向かって巻回された偶数段コイル１３〜１５が各奇数段コイル１０〜１２に重ねてパネル５上に配置されている。各推進コイル７〜９は複数個が直列接続されて３相リニアモータの電機子が構成されている。そして、各推進コイル７〜９は例えば抵抗率の高いステンレス製のクリート１６及びボルト等の締結手段１７によりパネル５に取り付けられている。
【０００８】
ここで、各推進コイル７〜９の構成について説明する。図２に示すように例えば、推進コイル７はＵ相、推進コイル８はＶ相、及び推進コイル９はＷ相である。各推進コイル７〜９の端部はケーブルコネクタ１８〜２０を介して隣接の推進コイル（図示せず）と接続されて、各相同士が複数個ずつ直列接続されている。各相の推進コイル７〜９の奇数段コイル１０〜１２はケーブルコネクタ１８〜２０及び巻き始め側の渡り部１０ａ，１１ａ，１２ａを介してそれぞれ外側から内側へ向かって周回するように巻回されている。そして、偶数段コイル１３〜１５は奇数段コイル１０〜１２の最内周のケーブルが奇数段コイル１０〜１２に重ねられて周回するように内側から外側に向かって巻回されて、巻き終わり側の渡り部１３ａ，１４ａ，１５ａが形成されている。
【０００９】
次に、推進コイル７の取り付け手順について説明する。なお、推進コイル８，９も推進コイル７と同様に取り付けが行われる。図４は推進コイルの形状を保持した状態を示す説明図、及び図５は推進コイルをパネルへ取り付ける手順を示す説明図である。
図４及び図５において、予め巻線機等により巻線・成形された奇数段コイル１０及び偶数段コイル１３からなる推進コイル７は、図４に示すようにコイル形状保持治具２１により成形状態が保持できるようにセットされている。コイル形状保持治具２１は巻線・成形後の推進コイル７の着脱が可能な保持部２１ａ，及び縦横の長さを調整する寸法調整部２１ｂとで構成されている。
コイル形状保持治具２１により保持された推進コイル７を図５（ａ）に示すようにパネル５の所定の位置に配置する。そして、図５（ｂ）に示すように複数個のクリート１６により推進コイル７を挟み込んで、寸法調整部２１ｂにより縦横方向の長さを調整してボルト等の締結手段２２でパネル５のインサート（図示せず）にクリート１６を取り付けて図５（ｃ）に示すように推進コイル７を固定する。複数個のクリート１６で推進コイル７をパネル５に固定した後、コイル形状保持治具２１を取り外す。
【００１０】
以上のように、奇数段コイル１０〜１２と偶数段コイル１３〜１５とを重ねて配置し、奇数段コイル１０〜１２の最内周のケーブルと偶数段コイル１３〜１５の最内周のケーブルとを電気的に接続した推進コイル７〜９を複数個のクリート１６でパネル５に固定したことにより、超電導コイル４と推進コイル７〜９とのギャップを小さくしてリニアモータ（ＬＳＭ）の効率向上を図ることができる。さらに、推進コイル７〜９を複数個のクリート１６でパネル５に固定したので電磁力等による推進コイル７〜９の変形を防止すると共に小形化を図ることができる。
【００１１】
実施の形態１において、奇数段コイル１０〜１２と偶数段コイル１３〜１５とを連続した一条のケーブルで巻回したものについて説明したが、奇数段コイル１０〜１２と偶数段コイル１３〜１５とを別々に巻回して相互間をコネクタで接続しても同様の効果を期待することができる。
また、実施の形態１において、側壁１ａにコンクリート製パネル５を取り付けたものについて説明したが、側壁１ａとパネル５とを兼用する一体型にしても同様の効果を期待することができる。
また、実施の形態１において、３相各相の推進コイル７〜９を一条のケーブルで連続したものを１グループ単位として、３相分に対応した長さ５．４ｍ〜２１．６ｍのパネル１７に取り付ける。そして、ケーブルコネクタを介して次のパネル（図示せず）のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続する。例えば、推進コイル７〜９が各相２コイルの３相分で合計６コイルとしたとき、コイルピッチを０．９ｍとしてパネル５の長さが５．４ｍとなる。そして、各相８コイルの３相分で２４コイルでは、コイルピッチ０．９ｍとしてパネル１７の長さが２１．６ｍとなる。
【００１２】
また、実施の形態１において、各推進コイル７〜９のケーブルとして、例えばエチレンプロピレンゴムのような可撓性の高い材料を主絶縁とする高耐圧ケーブルを使用することにより、最小曲げ半径をケーブル外径の４．５〜５倍とすることができる。従って、推進コイル７〜９の窓面積を大きくして直線部分を長くすることができるので、ＬＳＭの推力が大きくなり効率の向上を図ることができる。
また、実施の形態１において、一条のケーブルで連続して巻回する各推進コイル７〜９の数は、軌道１上で扱える巻き線ドラムの径で制限されるが、２コイルから８コイルが適している。２コイル以上とすることによりケーブルコネクタの数を減らすことができる。従って、２コイルから８コイルを一条のケーブルで連続して巻回したものを１グループ単位とするのがよい。このように１グループ単位とした推進コイル７〜９がＵ相、Ｖ相、Ｗ相として電気角１２０度ピッチで浮上コイル６と一体にして軌道１の側壁１ａに配置されている。エチレンプロピレンゴムのような可撓性の高い材料を主絶縁とするケーブルを使用することにより柔軟性があるので、軌道１の側壁１ａの平面精度に厳しい精度を要求する必要がないため、軌道１の建設コストの低減をはかることができる。
さらに、実施の形態１において、コンクリート製のパネル５を工場建屋内に設置して推進コイル７〜９を製作することにより、巻線作業の能率向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、奇数段コイルと偶数段コイルとを重ねて配置し、奇数段コイルの最内周のケーブルと偶数段コイルの最内周のケーブルとを電気的に接続した推進コイルを複数個のクリートでパネルに固定したことにより、超電導コイルと推進コイルとのギャップを小さくしてリニアモータ（ＬＳＭ）の効率向上を図ることができる。さらに、推進コイルを複数個のクリートでパネルに固定したので電磁力等による推進コイルの変形を防止すると共に小形化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を適用した磁気浮上式鉄道の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１を軌道中心側から見た構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１において推進コイルの形状を保持した状態を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１において推進コイルをパネルへ取り付ける手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１軌道、１ａ側壁、２車両、４超電導コイル、５パネル、
６浮上コイル、７〜９推進コイル、１０〜１２奇数段コイル、
１３〜１５偶数段コイル、１６クリート。

Claims

超電導コイルが搭載された磁気浮上式車両が走行する軌道に沿ってパネルが配置され、上記超電導コイルと対向可能に浮上コイルが上記パネルに取り付けられ、３相の各相毎にケーブルを複数回巻回して推進コイルを形成し、上記推進コイルを複数個直列に接続してリニアモータの電機子を構成すると共に、上記推進コイルが上記超電導コイルと対向可能に上記軌道の中心線に対して上記浮上コイルより外側で上記パネルに配置された磁気浮上式鉄道用地上コイル装置において、上記推進コイルは上記軌道の外側から奇数段目の同一平面上に外側から内側に向かって巻回された奇数段コイルが上記パネルに配置され、上記軌道の外側から偶数段目の同一平面上に内側から外側に向かって巻回された偶数段コイルが上記奇数段コイルに重ねて配置されて、上記奇数段コイルの最内周の上記ケーブルと上記偶数段コイルの最内周の上記ケーブルとが電気的に接続されて上記奇数段コイルと上記偶数段コイルとが上記パネルに複数個のクリートで固定されたことを特徴とする磁気浮上式鉄道用地上コイル装置。
請求項１において、上記奇数段コイルと上記偶数段コイルとは連続した一条の上記ケーブルで形成されていることを特徴とする磁気浮上式鉄道用地上コイル装置。