JP2558008B2 - 磁気浮上式鉄道用地上コイル成形方法及びその地上コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気浮上式鉄道用地上コイル、特に側壁に
固定される浮上案内用地上コイルに関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば以下に
示すようなものがあった。

第８図はかかる従来の地上側の電気コイルの接続及び
配置方法を示す図である。

この図において、１〜４は走行浮上体の進行方向の同
一断面に配置する４個の浮上案内機能構成用単位コイル
であり、これらは浮上用ヌルフラックス接続部５によ
り、走行浮上体の通過に際し、上下のコイルに鎖交する
磁束によって発生する電圧が互いに相殺し合うように接
続することによって浮上力を発生する。更に、対向する
単位コイル同士、即ちコイル１及び３、２及び４におい
ても鎖交する磁束によって発生する誘起電圧が相殺する
ように案内用ヌルフラックス接続線６及び７を設けるよ
うにしている。

このように、浮上案内兼用コイルは外部電源８からの
電力供給を必要とする推進専用コイル９とは全く独立に
浮上・案内を行うように構成されている。

このように、特に大きな電気絶縁強度を必要としない
場合における磁気浮上式鉄道用地上コイルの製造では、
量産性及び機械的強度を考慮したSMC（Sheet Molding C
ompound）による一体成形が一般的である。従って、具
体的には次のような手順で行う必要がある。

（１）導電体コイルを所要の形状に複数回巻回した基本
コイルを複数個製作する。その際、素線間に絶縁処理を
施すのは当然であるが、後の含浸あるいは焼固めに備え
て前処理をしておく必要がある、ここで、述べた前処理
とは、モールド成形前の仮成形を行うために必要な前作
業であり、例えば、次のような方法で行う。

（ａ）含浸による仮成形の場合、含浸用樹脂の浸透性が
よく、引張方向の強度に優れたガラステープにより巻線
コイルを結束する。

（ｂ）焼固めによる仮成形の場合、反硬化樹脂でコーテ
ィングした絶縁テープにより素線間及び巻線コイルを結
束する。

（２）基本コイルを２段に重ね、溶接作業により直列接
続し単位コイルとする。ここでも、後の含浸あるいは焼
固めに備えて前処理を行う必要がある。

（３）２個の単位コイルをお互いの巻線方向が逆向きと
なるように接続し、１組の浮上用コイルとする。各単位
コイルの導体間を溶接する際には、各溶接箇所から同時
に案内用端子を引き出しておき、浮上案内用コイルとす
る。場合によっては、ここでも上下コイルの位置関係を
正確に保つための仮成形に備え、前処理が必要となる。

（４）コイルモールド成形時に加えられる高圧力によ
り、巻線コイルの素線間及びコイル相互間の位置関係に
ずれを生じさせないようにするため、モールド成形前に
樹脂含浸あるいは焼固めにより仮成形を行う。

（５）予熱された成形用金型内の同一平面上に、２組の
浮上案内用コイル相互間の位置関係が一定となるように
配置する。

（６）各コイルを包み込む要領で、金型内に均一にモー
ルド材を配置する。その際、成形時の加圧により、所定
位置からコイルがずれないよう対策を講ずる必要があ
る。

（７）成形用金型の上蓋をセットし、加熱及び加圧によ
りモールド材を溶接状態にした後、熱硬化反応による一
体成形を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来の地上コイルの製造方法
によれば、 （１）高温、高圧による成形を前提としているため、金
型の昇温設備、加圧設備が必要となる。特に、大型成形
品では設備が大掛かりなものとなる。

（２）成形用金型では、高温、高圧条件に十分耐えうる
機械的強度を有した構造である必要があり、設計及び製
作コストが高くなる。

（３）成形の際、加圧により巻線コストが変形する恐れ
があるため、成形前のコイルを予め含浸あるいは焼固め
により仮成形する必要がある。

（４）成形時の前処理、つまりコイルの位置決め及びシ
ート状モールド材料の均一配置に手間がかかる。

（５）複数コイルを一体で成形するため、各コイル間の
相対位置関係にズレあるいはモールド材の偏肉が起きや
すい。

（６）成形の際、金型を介してモールド材の周囲から加
熱及び加圧をするため、コイルの外側から硬化反応が始
まり、内部応力が残りやすい。

（７）硬化成形に要する時間が比較的長い。

（８）SMC材料では比重が比較的大きいため、複数コイ
ルの一体成形では完成重量が大きくなり、製作及び取付
時の作業に影響を与える。

（９）成形材としての材料費そのものが比較的高価で、
量産時の材料として難がある。

本発明は、上記問題点を解決するために、従来の射出
成形による地上コイルの製造に代えて、合成樹脂形成用
反応液を利用した反応射出成形法による地上コイルの製
造を行い、安価でしかも信頼性の高い磁気浮上式鉄道用
地上コイル成形方法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） 本発明は、上記目的を達成するために、 （１）磁気浮上式鉄道用地上コイル成形方法において、
コイル導体を所要の形状に複数回巻回した基本コイルを
複数個作製し、前記基本コイルを重ね、直列接続し単位
コイルを作製し、２個の単位コイルをお互いの巻線方向
が逆向きとなるように接続すると共に、案内用端子を形
成し、１組の浮上案内兼用コイルを作製し、成形用金型
内の同一平面上に２組の浮上案内兼用コイルを各コイル
相互間の位置関係が一定となるように配置し、合成樹脂
形成用反応液を反応射出成形方法により注入し、一体硬
化させるようにしたものである。

（２）磁気浮上式鉄道用地上コイルにおいて、コイル導
体を所要の形状に複数回巻回した基本コイルと、前記基
本コイルを重ね、直列接続した単位コイルと、２個の単
位コイルをお互いの巻線方向が逆向きとなるように接続
すると共に、案内用端子を有する１組の浮上案内兼用コ
イルと、成形用金型内の同一平面上に２組の浮上案内用
コイルを各コイル相互間の位置関係が一定となるように
配置し、合成樹脂形成用反応液を反応射出成形法により
注入し、一体硬化させるようにしたものである。

（作用） 本発明によれば、上記したように、 （１）コイル導体を所要の形状に複数回巻回した基本コ
イルを複数個作製する。

（２）基本コイルを２段に重ね、溶接作業により、直列
接続し単位コイルとする。

（３）２個の単位コイルをお互いの巻線方向が逆向きと
なるように接続し、１組の浮上用コイルとする。各単位
コイルの導体間を溶接する際には、各溶接箇所から同時
に案内用端子を引き出しておき、浮上案内兼用コイルと
する。

（４）成形用金型内の同一平面上に２組の浮上案内用コ
イルを各コイル相互間の位置関係が一定となるように配
置する。

（５）合成樹脂形成用反応液を反応射出成形法により注
入し、一体硬化させる。

また、磁気浮上式鉄道用地上コイルにおいて、 （ａ）コイル導体を所要の形状に複数回巻回した基本コ
イルと、 （ｂ）前記基本コイルを重ね、直列接続した単位コイル
と、 （ｃ）２個の単位コイルをお互いの巻線方向が逆向きと
なるように接続すると共に、案内用端子を有する１組の
浮上案内兼用コイルと、 （ｄ）成形用金型内の同一平面上に２組の浮上案内用コ
イル各コイル相互間の位置関係が一定となるように配置
し、合成樹脂形成用反応液を反応射出成形法により注入
し、一体硬化させてなる。

従って、コイル成形工程の単純化が可能であるばかり
でなく、成形に際してコイルの巻線及び組立作業に対す
る負荷を軽減することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す地上コイルの配置を示
す図である。

この図において、10は軌道の側壁、11はその側壁に取
り付けられる地上コイル固定用パネル、12は第１の推進
用コイル、13はそのコイル間接続用口出し部、14は第２
の推進用コイル、15はそのコイル間接続用口出し部、24
は浮上案内兼用コイル、32は一体成形浮上案内兼用コイ
ルであり、合成樹脂形成用反応液を利用した反応射出成
形法により製造され、軌道の側壁に取り付けられる。な
お、23は単位コイル（後述）である。

特に、この浮上・案内用コイルの場合、外部からの電
力供給がなく、絶縁対策が容易であり、本発明の適用に
好適である。

以下、本発明の地上コイルの製造について具体的に説
明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、コイルの中心とな
るべき部分に巻枠（図示なし）をセットして、その巻枠
を回転させながら、所定の幅と厚みを有する素線（例え
ばAl）21を、薄い絶縁紙（図示なし）を間に挟み込み、
層間絶縁を施しながら、複数回、例えば12回巻回する。
なお、コイル導体には予め絶縁処理を施した線材を用い
てもよい。要は、層間短絡を起こさないよう絶縁処理さ
れているだけでよい。該12回巻回されたコイルを、第２
図（ｂ）に示すように、絶縁シート（図示なし）を挟ん
で、積層配置し、並列に接続する。つまり、コイル巻き
は、２本パラ巻き（12回×２）、２段配置とする。これ
を基本コイル22と呼ぶ。なお、上記説明では、走行浮上
体の通過の際、素線に生ずる渦電流ロスを小さくするた
めに２本パラ巻きとしたが、断面積が２倍の素線を１本
巻として構成するようにしてもよい。

次いで、このようにして製造された基本コイル22を複
数個作成し、その基本コイル22を、第３図（ａ）及び第
３図（ｂ）に示すように、絶縁シート（図示なし）を挟
んで２段に重ね、積層配置し、つまり、４段配置とし、
前記基本コイルを溶接により直列に接続して、各段の巻
数は、12回で、並列本数は２、総巻数24の単位コイル23
を得る。

次に、このようにして製造された単位コイル23を、お
互いの巻線方向が逆向きとなるように接続し、１組の浮
上用コイルとする。各単位コイルの導体間を溶接する際
には、各溶接箇所から同時に案内用端子25を引き出して
おき、浮上案内兼用コイル24とする。即ち、第４図に示
すように、軌道の側壁10（第１図参照）に対して上下に
なるように配置し、第５図に示すように結線を行い、互
いの単位コイル23の最終端部を短絡するように接続し
て、浮上案内兼用コイル24を得る。なお、第５図におけ
る上下とは基本コイル22の積層方向を指している。軌道
の側壁10に対向して配置される浮上案内兼用コイル24は
それぞれ案内用端子25を介してヌルフラックス接続され
る。

次に、このように製造された浮上案内兼用コイル24の
２組を、第６図に示すように、成形用金型30内の同一平
面上に各コイル相互間の位置関係が一定となるように配
置する。その場合、コイルの仮固定は成形用金型の上蓋
をセットし、金型を傾けた場合でもコイルの位置がずれ
ない程度で構わない。

なお、第６図において、31は浮上案内兼用コイル24の
成形後、軌道の側壁10へ取り付けるためのボルトが位置
する凹部である。

この状態で、金型30を傾け、金型30内のガスを上方よ
り排出しながら、下部から合成樹脂形成用反応液を反応
射出成形法により注入し、一体硬化させる。

第７図は反応射出成形法による一体成形により得られ
た浮上案内兼用コイルの構成図である。

ここで、反応射出成形法について、詳細に述べると、
液状原料（モノマー）を直接型内に注入し、成形品を得
るようにしたもので、DCPD（ジシクロペンタジェン）を
含有する触媒含有溶液と活性剤含有溶液とを混合後、成
形用金型内に即座に注入することにより、高弾性及び高
衝撃強さを有する成形品を得る〔例えば、特開昭58−12
9013号参照〕を用いることができる。

なお、上記実施例においては、専ら浮上案内兼用コイ
ルについて述べたが、推進用コイルの場合であっても、
低電力用の推進用コイルの場合や、合成樹脂成形用反応
液の選択あるいは成型時の条件によっては、一般の推進
用コイルへも適用が可能である。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次の
ような効果を奏することができる。

（１）コイル導体の巻線作業では、巻線間の絶縁処理の
みを施せばよく、コイル素線間の仮固定に必要な含浸あ
るいは焼固めの前処理が省略できる。

（２）常温、常圧で成形が可能であるため、成形に必要
な設備及び金型の製作コストを大幅に削減することが可
能である。

（３）成形時の加圧に備えたコイル仮成形のための含浸
あるいは焼固めの工程を省略できる。

（４）常圧下で成形が可能であるため、被成形物に無理
がかからず、素線及びコイル相互間のズレが生じ難い。
従って、成形によるモールド材の偏肉が少ない。

（５）成形時の前処理が簡素化されると共に、合成樹脂
形成用反応液の反応硬化時間が比較的短いことから、コ
イルの硬化成形に要する時間を大幅に短縮できる。

（６）硬化成形材料の比重が小さいため、一体成形コイ
ルの完成重量が小さくなり、操作性の向上を図ることが
できる。

（７）硬化成形材料としての合成樹脂形成用反応液が比
較的安価であり、結果的にコイルのコストを下げること
が可能となる。

（８）注型時の反応液が低粘度であるため、インサート
物がより複雑な形状であっても成形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す地上コイルの配置を示す
図、第２図は本発明の実施例を示す地上コイルの基本コ
イルの構成図、第３図は本発明の実施例を示す地上コイ
ルの単位コイルの構成図、第４図は本発明の実施例を示
す地上コイルの浮上・案内用コイルの構成図、第５図は
その浮上・案内用コイルの結線図、第６図は本発明の実
施例を示す地上コイル成形時のコイル配置図、第７図は
本発明の実施例を示す地上コイル成形により得られた浮
上案内兼用コイルの構成図、第８図は従来の地上側の電
気コイルの接続及び配置方法を示す図である。 10……軌道の側壁、11……地上コイル固定用パネル、12
……第１の推進用コイル、13,15……コイル間接続用口
出し部、14……第２の推進用コイル、21……コイル導体
（素線）、22……基本コイル、23……単位コイル、24…
…浮上案内兼用コイル、25……案内用端子、30……金
型、31……凹部、32……一体成形浮上案内兼用コイル。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）コイル導体を所要の形状に複数回巻
   回した基本コイルを複数個作製し、 （ｂ）前記基本コイルを重ね、直列接続し単位コイルを
   作製し、 （ｃ）２個の単位コイルをお互いの巻線方向が逆向きと
   なるように接続すると共に、案内用端子を形成し、１組
   の浮上案内兼用コイルを作製し、 （ｄ）成形用金型内の同一平面上に２組の浮上案内用コ
   イルを各コイル相互間の位置関係が一定となるように配
   置し、 （ｅ）合成樹脂形成用反応液を反応射出成形法により注
   入し、一体硬化させる工程を施す磁気浮上式鉄道用地上
   コイル成形方法。
2. 【請求項２】（ａ）コイル導体を所要の形状に複数回巻
   回した基本コイルと、 （ｂ）前記基本コイルを重ね、直列接続した単位コイル
   と、 （ｃ）２個の単位コイルをお互いの巻線方向が逆向きと
   なるように接続すると共に、案内用端子を有する１組の
   浮上案内兼用コイルと、 （ｄ）成形用金型内の同一平面上に２組の浮上案内用コ
   イルを各コイル相互間の位置関係が一定となるように配
   置し、合成樹脂形成用反応液を反応射出成形法により注
   入し、一体硬化させてなる磁気浮上式鉄道用地上コイ
   ル。