JP2019522453A - 車両用磁気懸架 - Google Patents

Abstract

開示の車両（２０）用の磁気懸架システム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）は、磁界に反作用的な材料で作製されて２つの反対側側面（Ｒ１、Ｒ２）を備えるレール（３０）；及びレール上を摺動すると共に、実質的にＵ字形であり、その対向面（Ｐ１、Ｐ２）がレールにより部分的に占有される空き空間（Ｇ）を画定する２つの平行アーム部（５４）を有する滑走台（５０）を備え、レールの２つの反対側側面の各々は、２つの平行アーム部の対向表面の一方にそれぞれ対向し、滑走台はこれらの対向面に直交する極性軸（Ｑ）を有する磁界を発生可能である。【選択図】図２

Description

本発明は一般に、車両または車室用磁気懸架、特に本明細書中で以下に実施例として採用する列車等の公共輸送手段、に関する。

走行速度を増大させるために、一部の列車は浮揚システムによる離陸により走行する。この浮揚システムは、２つの類型：圧縮空気システム（特許文献１を参照）及び磁界システム（特許文献２またはインダクトラックシステムを参照）に分類される。圧縮空気システムは列車の真下に高圧空気を噴出してクッションを形成するものであり；磁界システムでは列車真下の磁石が軌道に収容された巻線内に渦電流を発生することにより支持磁界を誘起させている。これらのシステムはいずれにも欠点がある。

圧縮空気は、多量のエネルギーが動力供給される高価で嵩高なタービンにより発生される。軌道上の巻線もまた、嵩高で高価（例えば、銅）であり、磁気クッションの出現は列車が十分に高速である場合に限られ、これを除けば列車は車輪上を低速度で走行しなければならない。

米国特許第５９０９７１０号明細書 米国特許第６６６４８８０号明細書

したがって、本発明の目的は、代替的な構成、特にエネルギー消散や内在した複雑さがほとんどない安価な磁気懸架システム、を提案することによりこれらの問題のうちの１つまたは複数を克服することにある。このシステムは添付の請求項中に定義付けるが、従属項では有益な変形例を定義付ける。

車両または車室用の磁気懸架システムであって、
２つの反対側側面を備える、第１の要素；
第１の要素に対して摺動可能で実質的にＵ字形であり、その対向面が第１の要素により占有される空き空間を画定する２つの平行アーム部を有し、第１の要素の２つの反対側側面の各々は、２つの平行アーム部の対向面の一方にそれぞれ対向する、第２の要素；
対向面及び反対側側面に到達してこれらを貫通する磁界を発生させる磁界発生器であって、磁界の極性軸はそのような側面に直交する、磁界発生器；
を備え、
第１及び第２の要素は、発生磁界に対して、第２の要素の空き空間内で垂直に懸架された第１の要素を維持するのに十分な力を発生させ得る閉回路を構成する、
システム。

本発明の別の態様は、車両または車室用の磁気懸架方法であって：
実質的にＵ字形状を有すると共に第１の要素用の空き空間を画定する２つの平行アーム部を有する第２の要素内に挿入することにより、好ましくは磁界に対して抵抗性の材料で作製された第１の要素を、これに摺動可能に結合させること、
２つの平行アーム部の対向面（P1,P2）間に、
第１及び第２の要素の対向面に直角な極性軸を有すると共に
そのような表面に到達してこれを貫通する
磁界を発生させること；
を含み、
第１及び第２の要素は、第２の要素の空き空間内で垂直に懸架された第１の要素を維持するのに十分な力を磁界に対して発生させ得る閉回路を構成する、
方法。

好ましい実施形態は、システムであって、
２つの反対側側面を備える、レールの形態をした第１の要素；
レールに対して摺動可能で実質的にＵ字形であり、その対向面がレールにより（たとえば部分的に）占有される空き空間を画成する２つの平行アーム部を備え、レールの２つの反対側側面の各々は、２つの平行アーム部の対向面の一方にそれぞれ対向する、第２の要素、

対向面及び反対側側面に直交する極性軸を有すると共に対向面及び反対側側面に到達してこれらを貫通する磁界を発生させる、磁界発生器、
を備え、
レール及び摺動要素は、発生磁界に対して、第２の要素の空き空間内で垂直に懸架された第１の要素を維持するのに十分な力を発生させ得る閉回路を構成する、
システム、
を想定する。

別の好ましい実施形態は、システムであって、
発生磁界に反作用的な材料で作製され、２つの反対側側面を備える、レール；
レール上で摺動可能な滑走台の形態であり、その対向面がレールにより（例えば部分的に）占有される空き空間を画定する２つの平行アーム部を備える、実質的にＵ字形である、摺動要素、
を備え、
レールの２つの反対側側面の各々は２つの平行アーム部の対向面の一方にそれぞれ対向し、
滑走台は対向面に直角な極性軸を有する磁界を発生させ得る、
システム
を想定する。

好ましくは、上記一般的定義及び本文中で説明する変形例では、レールは第１の要素に対応し摺動要素または滑走台は第２の要素に対応するものとする。

好ましくは、摺動要素、滑走台、または第２の要素は、車室または車両と一体であり、第１の要素またはレールは、車室または車両の軌道用の支持構造体と一体である。しかし、位置の入れ替えは可能である。

第１の要素またはレール及び摺動要素の構造の簡素化のために、第１の要素またはレールが実質的に平坦であると共に第２の要素または滑走台がＵ字形であるのが好ましいが、これとは反対の解決策も利用可能である。

レールまたは第１の要素の構造の簡素化のために、磁界発生器は摺動要素または第２の要素上に搭載するまたは存在するのが好ましい。好ましくは、構造上の簡素化のために、磁界発生器は少なくとも１つの永久磁石または電磁石を備えるかまたはこれらで構成される。具体的には、磁界発生器は、平行アーム部に沿って及び／またはそれらの端部に設置された永久磁石を備えるかまたはこれらから構成される.

第２の要素から第１の要素を引出すように作用する、第２の要素（または摺動要素または滑走台）及び第１の要素（またはレール）の相対動作では、極性軸は実質的に一定に維持されると共に相対動作方向及び第１の要素またはレールの反対側側面に実質的に直交状に維持される。これにより第１の要素またはレールに作用する磁界の強度を一定値またはほぼ一定値にでき、相互作用する磁極間の距離に反比例する従来の動向とはならない。

本発明が浮揚に対して、磁気制動装置の原理、即ち、磁界がそのような導体に作用したときの導体内の渦電流の生成、を利用しないことに留意すべきである。

磁界に反作用的な材料は、強磁性材料、例えば、好都合なものとして安価で極めて堅牢な材料（例えば、鉄またはＣ１０鋼）、または磁界発生源、例えば、磁石、であればよい。

好ましくは、第１の要素またはレールは、第１の要素またはレールの長手軸（即ち、車両または車室の走行軸に平行な軸）に直交する横断面中に見て、
第１の部分、及び、
その端部に存在する第２の部分、該第２の部分は、
その厚さが第１の部分の厚さより大きく、かつ
２つの反対側側面により画成される、
を含む.

このように、磁界は第２の部分を誘引して２つの平行アーム部の対向面を分離する空間内にこれを常時滞留させる。したがって、磁界は、第１の要素またはレールを第２の要素から引出すとき、及び第１の要素またはレールを第２の要素内に押入れるとき、のいずれにも、復帰力を発生させる。

好ましくは、第１の部分は直線状でありかつ／または一定厚でありかつ／または概ね当該部分のコアにより構成される。

磁界に反作用的な材料に対して、低炭素鉄、の使用が特に有益であり、磁性鋼とも呼ばれる低導電性の珪素鋼を使用すれば更に良い。これにより、磁力線が列車の前方または後方で第１の要素またはレールの反対側側面に到達する場合に磁気制動の効果が回避される。当該箇所では、第１の要素またはレールに可変磁界が到達する。

本システムの利点は、エネルギーを漏洩または消散させないことにあり、保持力の発生に外部エネルギーの消費を伴わないことから実際には受動的である。保持力は部品の形状に依存し、反作用磁力である。本システムの別の利点は、低品質材料から精巧にではなく作製した第１の要素またはレールを使用可能とすることである。

簡素で堅牢な好ましい構造として、第２の要素または滑走台は：
２つの平行アーム部を備える、Ｕ字形片の強磁性材料、及び
各アーム部の端部に配置された磁石であって、２つの磁石は対向すると共に反対側にある磁極を有し、それらのそれぞれの極性軸は実質的に、
互いに平行であり、
アーム部の端面に直行して方向づけられ、
好ましくは整合される、
磁石、
を備える。

第１及び第２の要素（特に、レール及び滑走台）は相対的な位置にあるため、第１の要素またはレールの反対側の表面と第２の要素または滑走台の対向表面とは、２対２で重なるかまたは隣接して磁気的に最大に相互作用を及ぼして相互の誘引力を生じる。

表面間の距離は本明細書中では、例えば、それらの中央部間距離または延在平面間距離として意図され、例えば、１〜２０ｍｍの間で変更可能である。

第１の要素またはレールの反対側側面及び第２の要素または滑走台の反対側側面は好ましくは、（方向変化に入る区間での僅かなレール湾曲を除いて）互いに平行である。こうして、これらの側面は磁石による磁気流の全部または生じ得る最大部分を覆い得、こうして浮揚力を最大化する。

上述の第２の要素または滑走台により車室または車両のみの懸架が可能になる。本発明の別の独立態様は、車室または車両に対する牽引の付与の仕方の問題を解決し得る。

本発明の別の独立態様は、第１の要素及び第２の要素（または滑走台とレールとの間）の各作動状態での正確な相対的位置決めを確実にする方法に関する問題を解決する。このため、システムは好ましくは：
摺動要素または滑走台の上流に装着された第１の対の位置決め要素、及び
摺動要素または滑走台の下流に装着された第２の対の位置決め要素、を備え、各対の位置決め要素は、
レールまたは第１の要素の反対側に対応して配置され、
レールの各側に力を加え得、
これらの側面を結びかつレールまたは第１の要素の側面に実質的に直交する幾何学軸に沿って独立に移動可能である。

上記最後の特徴は、位置決め要素が電磁石である場合には必要ではない。

位置決め要素の位置制御を介して、第２の要素または滑走台内の第１の要素またはレールの位置を決定可能であり、これらの要素を相対的に調心させて、不安定化させる力を均衡させるか、または滑走台中に横方向に作用する磁力を不均衡化させて車室または車両に作用する外力を補償する利点がある。

各対の位置決め要素は、例えば、
車室または車両に好ましくは牽引及び／または制動をも及ぼす車輪、及び／または
圧縮空気クッション、及び／または
レールの側面に直交する極性軸を有する磁界を発生させ得る電磁石またはハルバッハ配列、であり得る。

各対の位置決め要素は、例えば、線形案内上に装着され、アクチュエータ、例えば、電動機、により作動され得る。

一般に、４つの位置決め要素はまた、相互に独立した位置制御器により制御可能である。４つの位置決め要素の座標位置制御器の簡素化のために、各対の位置決め要素は、２つの独立した制御方法よってのみ移動可能であり、即ち、それらは、
１．一方を他方に対して、かつ／または
２．互いに一定距離に維持しながら両方を滑走台に対して、
のみ移動可能である。

項目１の上記結合語「及び／または」は、変位１及び２が互いに独立的であることを示す。

第１の制御では、レール上の位置決め要素の締結力、またはこの位置決め要素により及ぼされる圧力も定め得る。第２の制御では、Ｕ字形滑走台内のレール位置を確定させ得る。

第１及び／または第２の制御は、好ましくは、上記の位置制御方法を遂行させる命令を実行するようにプログラムされた、例えば、マイクロプロセッサによって達成可能である。

本発明の別の態様は、上記対の位置決め要素に対する位置制御方法である。この位置制御方法は、対の２つの位置決め要素の一方のみを他方に対して、または滑走台に対して両方を互いに一定距離に維持しながら移動させるステップを含む。

好ましくは、システムは、第２の要素の空き空間を占有しまたは空虚にするように移動可能な可動部材を備える。可動機構の主要機能は、磁界による無制御状態の吸着を防止するよう滑走台座部を占有することにより、レール上への滑走台の据付け作業を容易にし得ることである。

可動部材の付加的機能は、車両動作時に可動部材がレールに対して押圧された場合、緊急制動装置として作用し得ることである。

可動部材は、例えば、水圧式、電気式、または空力式のアクチュエータによって移動される。

磁界によりレール中に誘起された渦電流による制動作用を最小化するために、レールは好ましくは、積層板または焼結材料（例えば、フェライト）により被覆または形成される。厚板の合計厚はレールの長さに対応する。特に、任意のまたは各厚板はレールの第２の部分を抱持する。

位置決め要素、例えば、燃料消費及び騒音を低減させる上で高速システムに特に有用な金属車輪等、として車輪を使用可能とするために、レールには車輪に接触する線形帯体状の（加硫）ゴムが張合わされる。一般的には、レールはその一または各側面に配置された線形ゴム帯を有する。

本発明の別の態様は、浮揚システムを備えた磁気浮揚車両である。

システムの機構は好ましくは、電子制御ユニットまたはプログラム可能なマイクロプロセッサを介して制御され得る。適当なソフトウェアプログラムの使用により、制御装置またはマイクロプロセッサは、例えば、センサからのデータ検出ならびに／もしくは可動部材のアクチュエータまたは位置決め要素のアクチュエータの駆動によりシステムの動作を管理する。

本発明の利点は、添付の図面を参照することにより懸架に関する好ましい実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。

図１は車室に対する本発明に従った浮揚システムの垂直横断面を示す。 図２は図１の拡大を示す。 図３は車室に対する本発明に従った第２の浮揚システムの垂直横断面を示す。 図４は図３の浮揚滑走台の拡大を示す。 図５は図４の滑走台の上面図を示す。 図６は図４の滑走台の側面図を示す。 図７は図５の円部の拡大図を示す。 図８は車室に対する本発明に従った第３の浮揚システムの上面図を示す。 図９は車室の側面図を示す。 図１０はレールの変形例の側面図を示す。 図１１は車両の変形例の側面図を示す。 図１２は車両の変形例の側面図を示す。 図１３は車両の変形例の側面図を示す。 図１４は車両の変形例の側面図を示す。 図１５は車両の変形例の側面図を示す。 図１６は車両の変形例の側面図を示す。 図１７は２つの異なる動作構成での滑走台の変形例を横方向から示す。 図１８は２つの異なる動作構成での滑走台の変形例を横方向から示す。 図１９は軌道の変形例を示す。 図２０は軌道の変形例を示す。

本文中で、垂直または水平の語は使用中のシステムを指すものとする。図中：
同一の番号は同一または概念上類似した部品を示し；
Ｎ及びＳの文字は北または南の磁極を示すものとする。

人または物Ｕを輸送するための浮揚システムＭＣは、僅かに小径の円筒状車室２０を軸方向に摺動させる管状の案内または構造体１０を内部に備える。これらの間には間隙Ｖが維持される。

案内１０の頂部にはレール３０（図２）が内向きに装着され、車室２０に装着された磁気式滑走台５０と摺動可能に嵌合される。レール３０は案内１０との嵌合用のフランジ部３２を含み、案内頭部３６を支持する垂直な首部３４がここから延出する。案内頭部３６は実質的に矩形横断面であり、互いに反対側となる２つの主要側面Ｒ１、Ｒ２を含む。

滑走台５０は車室２０の座席に装着され、実質的にＵ字形状である。したがって、滑走台５０は、空き空間または溝Ｇを画成する２つの平行アーム部５４を接続する中央部分５２を含む。

頭部３６は、垂直軸Ｙに沿って延在する車室２０外面中の、実際には垂直スロットである溝Ｇをほぼ完全に占有する。

アーム部５４は、空間または溝Ｇの境界を構造上画定する対向面Ｐ１、Ｐ２を含み、これらの対向面の各々は各アーム部３２の端部に配置された磁石ブロック５６で構成される。

２つの磁石５６は、表面Ｐ１、Ｐ２に対向する磁極、及びアーム部３２内側面に対向する他の磁極を有する。反対側のアーム部５４上に配置された磁石５６の対向磁極は、反対極型（Ｎ極はＳ極に対向するか、またはその逆）となり、それぞれの極性軸は実質的に平行で共通軸Ｑと一致する。

頭部３６の側面Ｒ１、Ｒ２は、互いに平行であると共に、磁石５６の表面Ｒ１、Ｒ２に実質的にも平行である。表面Ｐ１、Ｐ２もまた互いに実質的に平行である。

このため、磁石５６はＱ軸に沿って表面Ｐ１、Ｐ２間に磁界を発生し、これが側面Ｒ１、Ｒ２に直交状に到達する一方、頭部３６は対応する磁気回路の空隙を占有及び形成する。

システムＭＣの動作原理の理解のために、表面Ｐ１、Ｐ２の縁が側面Ｒ１、Ｒ２の縁部と水平方向に整合されている図２の如き静止位置でこのシステムを検討する。表面Ｐ１、Ｐ２はまた、側面Ｒ１、Ｒ２から部分的に離脱し得るが：これらの表面はその後磁界により（図１のような）均衡位置に復帰される。車室２０の重量は、頭部３６をＹに沿って空間Ｇ外に移動させる（車室２０が図２中下方に移動する）よう働くが、そのような相対的摺動には重量力と対抗する磁気吸着力の発生が反作用として含まれる。反作用力は、側面Ｒ１、Ｒ２が表面Ｐ１、Ｐ２と部分的であっても重なり合う限りは、または頭部３６が溝Ｇ中に少なくとも一部分挿入されている限りは、ほぼ一定である。頭部３６が反対側で、即ち図２中下方に、溝Ｇから出ようとしても、磁石５６の中央に（即ち、極性軸Ｑ方向に）常時向けられた同様の反作用力が発生することになる。これは、車室２０に直径方向反対位置に対称的に装着したとき（図１）システムＭＣが支持装置として機能することによるものである。

磁石５６の極性軸Ｑ及び頭部３６の摺動方向Ｙの特有の幾何学的配置により、
側面Ｒ１、Ｒ２及び表面Ｐ１、Ｐ２の両者間に重なり合いが存在する限り磁気吸着反作用は一定またはほぼ一定であり；かつ
磁石５６は軸Ｑに沿って頭部３６を反対方向の力で絶えず誘引し、対称状の調心（頭部３６の対称軸が溝Ｇの対称軸と一致）の場合には均等な誘引になる、
ことが保証されることに留意されたい。

側面Ｒ１、Ｒ２及び表面Ｐ１、Ｐ２を重なり合わせることにより、第２の要素での非ゼロ領域での第１の要素の直交方向の（Ｑに沿う）非ゼロ領域が表される。

反作用磁力は滑走台５０の長さに比例するため、任意の車室を支持するために適度な力を生じるように長さを決定すれば十分である。図７は、より小型の磁石を使用するときまたはより大きい力が必要であるときに滑走台５０を形成するための磁石５６の連続の実施例を示す。

解決すべき全般的課題は、高コストの線形電動機及び過度に技巧を凝らしたレールの公知の使用に鑑みて、車室２０に対する牽引を如何に付与するかにある。

図３は車室２０用の牽引手段６０を備えたシステムＭＣ２の実施例を示す。牽引手段６０は図４〜６中に最良に示されており、実施例としてレール３０が軸Ｘに沿って線形に延在している。

厚板６２には滑走台５０及び車室２０が一体化されており、２対の車輪６４ａ、６４ｂがレール３０の頭部３６を把持した状態で装着されて電動機７４により回転され得る。両対共同様に作動するため、一方のみについて説明を行う。

車輪６４aは２つの各電動機６６ａ、６６ｂによる位置制御を受ける。各車輪６４ａ、６４ｂ共に垂直方向の回転軸を有するが、この軸（Ｙに平行）はＸ及びＹ軸を含む平面に直交しかつ極性軸Ｑに平行である水平軸Ｚに沿って垂直のまま直線状に移動可能である。特に、各車輪６４ａ、６４ｂは線形案内７２上の厚板６２に対して移動し得る触輪７０ａ、７０ｂにそれぞれ枢支される（図５中一部のみ透かしで見える）。

車輪６４aの触輪７０aは、電動機６６ａにより、厚板６２及び触輪７０aを係合するネジ６８を介して厚板６２に対し移動し得る。

触輪７０ａ、７０ｂは、電動機６６ｂにより、触輪７０ａ、７０ｂaに係合するネジを介して互いに相対的に変位され得る。

荷重計がネジ６８に装着され、レール３０に対する車輪６４aの圧力を間接的に検出する。

別の双方向荷重計もまた電動機６６ｂにより駆動されるネジに装着され、２つの触輪７０ａ、７０ｂ上のネジにより受ける圧力を検出する。

電動機６６ａ、６６ｂを制御することにより、軸Ｚに沿って、即ちレール３０に接近及び離反する方向に車輪６４ａ、６４ｂを独立に移動させ得る。この目的で、荷重計及び電動機６６ａ、６６ｂの両方に接続された電子制御ユニット（図示せず）も装着されている。

特に、電動機６６ｂを制御してそれぞれの荷重計の信号を検出することにより、車輪６４ａ、６４ｂの相対距離を制御可能であり、それによって車輪６４ａ、６４ｂのレール３０に対する締結圧が制御可能である。電動機６６ａを制御してそれぞれの荷重計の信号を検出することにより、車輪６４ａ、６４ｂの回転軸の位置、換言すると、回転軸の中点位置を制御可能である。これにより例えば、水平方向の片寄り及び／または溝Ｇ内の頭部３６の位置の制御が可能となる。

車輪６４ａ、６４ｂのレール３０に対する締結圧の制御は、部品の摩擦及び摩耗を低減させる利点がある。制御装置は、車室２０が静止していてこれから動き始めたとき、滑りの生じない始動に対するよりも大きい締付圧を発生するようにプログラムされている。制御装置はまた、車室２０が安定速度のとき、レール３０上で滑りを生じさせることなく車輪６４ａ、６４ｂから必要な機械動力を負荷卸しするのに十分な最小圧力を発生させるようにプログラムされている。

第２の制御（電動機６６ａ経由）には２つの利点：溝Ｇ中に調心させた頭部３６の維持及び湾曲軌道での走行時の遠心力の補償、がある。

車室２０の直線レール上の走行時には、頭部３６が磁石５６方向に移動せずに均等で反対向きの力により誘引されるのを確実にすることが重要である。さもないと、磁界中の不均衡が不均等な側方力を生じて、これが車輪６４ａ、６４ｂの一方に対して摩擦を増大させることになる。したがって、制御装置は、頭部３６を溝Ｇの中央に、横の磁石５６から等距離、即ち距離Ｄ１及びＤ２が均等、に位置付けるようプログラムされている（図２）。

これ以外にも車室２０が湾曲部レールを走行するとき、車輪６４ａ、６４ｂの対のうち湾曲部の内側に位置する一方は遠心力によりレール３０に向けて押圧される一方、他方の車輪は外方に離反することになる。より大きい押圧の車輪によるより大きい摩擦の発生を防止するために、制御装置は、直線路の場合の均衡位置から頭部３６を移動させるよう電動機６６ａを駆動、即ちこれによりＤ１<>Ｄ２に、するようにプログラムされている。そのような切換えはレールの曲率中心方向で（Ｑ及びＸに平行）あるため、頭部３６は曲率中心側の磁石５６に接近してそれらの磁石によりより強く誘引される。磁石５６の誘引力の差異により遠心推力を補償して車輪６４ａ、６４ｂ上の摩擦を最小に戻すよう配備を行う。

車輪を要さない牽引及び／または制動システムの別の実施例は、線形誘導電動機により達成可能である。

図８は、システムのＭＣ２変形例としての、車室２０用牽引手段を用いない別の実施例のシステムＭＣ３を示す。

システムＭＣ２と比較して、車輪６４ａ、６４ｂが、レール３０に圧縮空気を噴出可能な装置である、空力式滑走台９０で置換されている。好ましくは、空気の圧力または流量は一定である。

触輪７０ａ、７０ｂの位置制御は、前述の触輪と同様であり、利点もこれに類似する。

図９は上述の浮揚システムの列車への適用の仕方の実施例を示す。

本発明の態様はレール３０の構造に関する。車輪６４ａ、６４ｂに対する低摩耗及び無音動作を確実にするために、レール３０には好ましくはゴム引き、例えば、首部３４または一般的には車輪６４ａ、６４ｂの摺動用の帯に対する加硫ゴムによる被覆、が施される。

車輪６４ａ、６４ｂはこうしてそれらの高角速度に抗し得る材料で製造し得る一方、レール上３０のゴム体は高速回転の車輪６４ａ、６４ｂによる瞬時の加熱しか受けない。

システムＭＣ、ＭＣ２、ＭＣ３では、車室２０の安定性をより高くするために、頂部滑走台５０、６０、９０のみ、または底部滑走台、のいずれかもしくは両方が想定される（図１、３、または８の実施例を参照）。

図１０以降を参照して、上述の変形例のうちの１つまたは各々に適用可能な上記システムの好適な変形例について説明する。

図１０は、本例ではレール１３０と称するレール３０の好ましい形状を示す。レール１３０は案内頭部１３６を支持する垂直首部１３４を含む。案内頭部１３６は首部１３４の断面より大きい横断面を有し、互いに反対側の平行な２つの主要側面１Ｒ１、１Ｒ２を有する。側面１Ｒ１、１Ｒ２は、滑走台１４０の磁極に直接対向するが、本例では磁界発生器により発生されたＮ、Ｓ磁極及び磁束を閉鎖する環状部品１４２を用いてこれを模式的に示す。

レール１３０幾何学形状は、滑走台１４０内でのレール１３０に対する均衡位置の創成を可能にする。極Ｎ、Ｓ間の磁界は、側面１Ｒ１、１Ｒ２をこれらの極Ｎ、Ｓに整合させる（磁気抵抗が最小の回路条件）ように極Ｎ、Ｓ間で頭部１３６を誘引するように働く。このため、レール１３０は、これを滑走台１４０から引出すかまたは押し入れようとしても極Ｎ、Ｓ間で調状態に維持される。この結果、滑走台１４０によって負荷は上下双方からレール１３０に加えられ得ることになる。

別の利点は、電気列車用の多くの現存のレールを図１０のごとく作製することにより磁気式滑走台への据付けを容易でコスト上効率的にし得ることにある。

図１１〜１５では、浮揚式滑走台の配置に関するいくつかの車両変形態様を検討可能である。

図１１では、車室２０の下部に２つの手段６０を備え、これら手段の各々は突堤１５０に立設された、対応する１本の下側レール３０または１３０に結合される。

図１２では、車室２０の上部に２つの手段６０を備え、これらの手段の各々は突堤１５０から垂直下方に延在するそれぞれの頂部レール３０または１３０に結合される。

図１３では、車室２０の下部に手段６０を備え、この手段が突堤１５０に立設された対応レール３０または１３０に結合される。加えて、車室２０の上部に突堤１５０から垂直下方に延在するそれぞれの上側レール３０、１３０に結合した手段６０を備える。

図１４では、車室２０の上部に突堤１５０から垂直下方に延在するそれぞれの上側レール３０、１３０に結合された手段６０を備える。

図１５では、車室２０は３つの手段６０を備え、これらの手段６０は車室２０の長手軸上に重心を有する正三角形の頂点として配設される。各手段６０は突堤１５０から延在するそれぞれのレール３０または１３０に結合される。

図１６は変形例のシステムＭＣ３の磁気式滑走台２００を示す。ここで、調心システムは公知のハルバッハ配列２１０を使用する。図１６に示すハルバッハ配列２１０では、矢印の方向は磁石により発生される磁束の方向を示す。この配列２１０は渦電流をそこに生じるレール３０、１３０の方向に向けられる磁界を発生させる。このような渦電流は、配列２１０の磁界とは反対方向に磁界を発生して磁気クッションを創成することにより滑走台２００をレール３０、１３０から隔間させて維持可能である。

別の変形例は、図８の空力式滑走台９０を、レール３０、１３０に直交する極性軸を有する磁界を発生させる電磁石により置換することを企図したものである。したがって、本例で全電磁石がレール３０、１３０を撥返すよう作用することを除けば、動作は図１６の動作と類似する。

図２または図１０に示した滑走台に関する問題は、レール３０、１３０上への搭載にある。数トンの車室のレール３０、１３０への設置は、磁界の金属レールへの瞬間的誘引による力を相殺させるかまたは制御する必要がある場合、極めて困難となる。

解決策を図１７及び１８に示す。

上述の中で任意の構造を有し得る磁気式滑走台３００では、磁石間に空間Ｇを占有する位置（図１７）と空間Ｇから隔たった別の位置（図１８）との間で移動可能な可動要素３０２（例えば、ピストン）が存在している。この可動要素３０２は、例えば、水圧式、電気式、または空力式のアクチュエータ３０４により移動可能である。

滑走台３００の据付け中は、レール３０、１３０が磁気的に吸着されるのを防止して容易な位置付けを可能とするよう、可動要素３０２を第１の位置（図１７）に移動する。その後、可動要素３０２を第２の位置（図１８）に移動してレール３０、１３０を空間Ｇ内に徐々に入れる。

可動要素３０２はまた、この可動要素３０２をレール３０、１３０に押圧してドラッグによって制動させることにより、緊急制動装置としても使用可能である。

別の問題は、車室の動作に制動作用を及ぼすレール内の寄生電流である。特に、滑走台の端部が新たなレール区画に入ると、その箇所で磁束変化がレール内部の寄生電流及び滑走台の速度を下げるように作用する対抗磁界を誘発する。

この問題を回避または軽減するために、レール１３０の頭部１３６には、レール１３０の長手軸Ｘに沿う行に配置されて列に詰めた厚板３６０が張られる。ブレード３６０は、例えば、Ｃ字状またはＵ字状であり、Ｘ沿いの厚さが他の二寸法に対してはるかに小さい。

あるいは、レール１３０の頭部１３６を、絶縁性酸化物で被覆された金属粒子で形成された焼結材料（Ｓｏｍａｌｏｙ（登録商標）型）で被覆する。いずれの場合にも、寄生電流形成に利用され得る自由軌道は大幅に縮小される。

別の選択肢として、車輪６４ａ、６４ｂと接触するレール３０側壁を加硫ゴムで覆う。このように、手段６０中に金属車輪６４ａ、６４ｂを使用可能であり、 燃料消費及び騒音を低減させるべき高速度システムには特に有用である。車輪６４ａ、６４ｂ上のゴムの組では応力が過大になる一方、レール上のゴムの組は車輪の素早い通過のみに耐えればよい。

Claims (18)

1. 車両（２０）用の磁気懸架システム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）であって：
   ２つの反対側側面（Ｒ１、Ｒ２）を含む、第１の要素（３０）；
   前記第１の要素に対して摺動可能でかつ実質的にＵ字形であり、その対向面（Ｐ１、Ｐ２）が前記第１の要素により占有される空き空間（Ｇ）を画定する２つの平行アーム部（５４）を有する第２の要素（５０）であって、前記第１の要素の前記２つの反対側側面の各々は、前記２つの平行アーム部の前記対向面の一方にそれぞれ対向する、第２の要素（５０）；
   前記対向面及び前記反対側側面に到達してこれらを貫通する磁界を発生させる磁界発生器であって、前記磁界の極性軸（Ｑ）は前記対向面及び前記反対側側面に直交する、磁界発生器；
   を備え、
   前記第１及び第２の要素は、前記発生磁界に対して、前記第２の要素の前記空き空間内で垂直に懸架された前記第１の要素を維持するのに十分な力を発生させ得る閉回路を構成する、システム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
2. 発生磁界に反作用的な材料で作製された、２つの反対側側面（Ｒ１、Ｒ２）を備える第１の要素としての、レール（３０）；
   前記レール上で摺動可能であり、かつ実質的にＵ字形であり、その対向面（Ｐ１、Ｐ２）が前記レールにより部分的に占有される空き空間（Ｇ）を画成する２つの平行アーム部（５４）を有する、滑走台（５０）の形態の第２の要素としての、摺動要素、を備え、
   前記レールの前記２つの反対側側面の各々は、前記２つの平行アーム部の前記対向面の一方にそれぞれ対向し、
   前記滑走台は前記対向面に直角な極性軸（Ｑ）を有する磁界を発生させ得る、請求項１に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
3. 前記摺動要素は前記車両と一体であり、前記レールは前記車両の軌道用の支持構造体（１０）と一体である、請求項２に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
4. 前記磁界に反作用的な前記材料は、強磁性材料、例えば、Ｃ１０鉄または鋼または低炭素鉄または低導電性珪素鋼、である、請求項２または３に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
5. 前記摺動要素（５０）は：
   前記２つの平行アーム部（５４）を有するＵ字形片の強磁性材料、及び
   各アーム部の前記に配置された磁石（５６）であって、前記２つの磁石（５６）は対向した反対側に存在する磁極（Ｎ、Ｓ）を有し、それらのそれぞれの極性軸（Ｑ）は実質的に、
   互いに平行であり、
   前記アーム部の端面に直行して方向づけられ、
   好ましくは整合される、
   磁石（５６）、
   を備える、請求項２または３または４に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
6. 前記レール（１３０）は、前記レールの長手軸に直交する横断面中で視て、
   第１の部分、及び
   その端部に存在する第２の部分、を含み、該第２の部分の厚さは
   前記第１の部分より大きく、
   前記２つの反対側側面（１Ｒ１；１Ｒ２）により画定される、
   請求項２、３、４または５に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
7. 前記レール（１３０）は積層板（３６０）または焼結材料により被覆または形成される、請求項２、３、４、５または６に記載のシステム（ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３）。
8. 各板（３６０）は前記レール（１３０）の前記第２の部分（１３６）を抱持する、請求項７に記載のシステム（ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３）。
9. 前記レールは一側または各側に配置された線形ゴム帯を備える、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のシステム（ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３）。
10. 前記摺動要素の上流に装着された第１の対の位置決め要素（６４ａ、ｂ）、及び
    前記摺動要素の下流に装着された第２の対の位置決め要素（６４ａ、ｂ）を備え、各対の前記位置決め要素は、
    前記レールの反対側に対応して配置され、
    前記摺動要素に接続され；
    前記レールの各側に力を加え得る、
    請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
11. 各対の前記位置決め要素は、該位置決め要素を結びかつ前記レールの前記側面に実質的に直交する幾何学軸（Ｚ）に沿って独立に移動可能である、請求項１０に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
12. 前記対の位置決め要素は、２つの車輪（６４ａ、ｂ）、２つの圧縮空気クッション（９０）、２つの電磁石、または２つのハルバッハ配列から成る、請求項１１に記載のシステム（ＭＣ２）。
13. 各対の前記要素（６４ａ、ｂ）は、独立した２つの運動：
    該要素を共に結ぶ前記幾何学軸（Ｚ）に沿って互いに相対的であり、かつ
    いずれも前記滑走台に対する、
    にのみ従って変位可能である、請求項１０、１１または１２に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
14. 各対の前記要素を、これらを結ぶ前記幾何学軸（Ｚ）に沿って互いに接近する方向に押入れる力、及び前記要素を前記滑走台に対して押入れる力を検出するための圧力及び／または誘導センサ、及び
    前記センサに接続されて２つの前記力を制御するようにプログラムされたマイクロプロセッサ、を備える、請求項１０、１１、１２または１３に記載のシステム（ＭＣ１；ＭＣ２；ＭＣ３）。
15. 前記対の位置決め要素は、前記車両に対する制動力を発生するように構成される、請求項１０、１１、１２、１３または１４に記載のシステム（ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３）。
16. アクチュエータを介して前記第２の要素の前記空き空間を占有しまたは空にするように移動可能である可動部材（３０２）を備える、請求項１〜１５のうちいずれか一項に記載のシステム（ＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３）。
17. 車両（２０）用の磁気懸架方法であって：
    実質的にＵ字形状を有すると共に、前記第１の要素用の空き空間を画定する２つの平行アーム部（５４）を有する第２の要素（５０）内に挿入することにより、好ましくは磁界に対して抵抗性の材料で作製された第１の要素（３０）をこれに摺動可能に結合させること、
    前記２つの平行アーム部の対向面（Ｐ１、Ｐ２）間に、
    前記第１及び第２の要素の前記対向面（Ｒ１、Ｒ２）に直角な極性軸（Ｑ）を有し、かつ
    前記対向面に到達してこれらを貫通する、
    磁界を発生させること；
    を含み、
    前記第１及び第２の要素は、前記第２の要素の前記空き空間内で垂直に懸架された前記第１の要素を維持するのに十分な力を前記磁界に対して発生させ得る閉回路を構成する、
    方法。
18. 請求項１〜１６のうち一項に記載のシステムを備える磁気懸架形車両。

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