JP2649132B2 - リアクションプレート及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、路面に僅かな設定高
さを介した状態で走行自在な鉄軌条走行式のリニアモー
ターカーの路面側の誘導用の二次側プレート等の技術分
野に属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、交通機関は著しく有用であ
るが、そのうち、例えば、鉄道等の交通手段は高速でタ
イムスケジュール通りにスムーズな大量輸送が可能であ
ること等の点から自動車輸送とは別に極めて重要な位置
を占めている。

【０００３】しかしながら、情報伝達の高速化と共にか
かる鉄道輸送のスピードアップも望まれるようになって
くると、公害問題や環境調和問題のクローズアップから
振動や騒音が無視出来なくなり、又、トンネル形成等に
ついての大断面の地盤掘削に伴う工事量の増大とコスト
アップの点等からも静粛で無振動、且つ、トンネル等の
断面を小サイズ化し得る等の多くの利点から、例えば、
特開昭５７−９１６６３号公報発明等に開示されている
ような鉄軌条走行式の所謂リニアモーターカーが注目さ
れるようになり、都市等一部では既に実用化されるよう
になってきている。

【０００４】而して、該種鉄軌条走行式のリニアモータ
ーカーの一次側に対し渦電流を生じさせて駆動力とする
二次側プレートの構造はその機能的な面から電気的良伝
導性と高透磁率性の電磁気学的特性を有する材質のもの
が必要であり、しかも、相当に強力な駆動力を生じせし
める反力支持のため、経時的に剪断力や剥離力に充分に
抗し得る力学的特性を有している材質のものでなくては
ならず、これらの様々な特性を具備する金属等の材料に
ついて単一材質の材料は現段階の技術では得られず、し
たがって、電気的良伝導性と高透磁率性を互いに個別に
有する異種材料の金属体等を密着接合させた重合体を二
次側プレートとして用いるようにされている。

【０００５】即ち、例えば、図１１に示す様な二次側プ
レート１の態様に於いては高透磁率性を有する下側のロ
アプレート２の材料として軟鋼プレートを用い、これに
対し電気的良伝導性を有する上側のアッパプレート３と
してのアルミプレートをしてプレス成形により該軟鋼プ
レート２を挟持するように機械的加工を行って皿ボルト
４，４…によりアルミプレート３側から機械的に一体結
合した態様（例えば、特開昭５９−２０１６７１号公報
発明等）や、図１２に示す二次側プレート１'の如く、
下側のロアプレートとしての軟鋼プレート２に対し上側
のアッパプレート３のアルミプレートを爆着手段５によ
ってクラッド状に密着した態様等が採用されている。

【０００６】しかしながら、上述した如く、二次側プレ
ートは高頻度に反復して作用する強大な駆動力の反力に
対する支持機能を有さねばならないために、縦、横方向
への剪断力に対して大きな抗力を具備する必要があり、
又、上下方向の剥離力に対する抗力も充分に保持してお
かなければならない。

【０００７】特に、地下鉄等にあっては年間の温度較差
や力学的な振動に対する熱挙動や剥離力付加に抗さねば
ならず、図１１に示す様な二次側プレート１や図１２に
示す二次側プレート１' では経時的に充分な抗力を具備
させ、維持させることが出来ないという欠点があった。

【０００８】特に、図１１に示す様なプレス成形による
二次側プレート１の態様では機械的な密着力や緊締力が
経時的に緩む傾向がある難点があり、又、図１２に示す
様な二次側プレート１' の態様ではその製造が経済的に
極めて高価であり、コスト的に合わないという不利点が
あった。

【０００９】而して、これに対処するに、例えば、実開
昭４９−１１５６１１号公報考案に示されている図１３
に示す様な二次側プレート１''にあっては、下側の軟鋼
製のロアプレート２に横方向（幅方向）のアンダーハン
グ部のくさび型溝６を形成し、これに対する上側のアル
ミ製のアッパプレート３をダイカストで成形し、同じく
横方向（幅方向）のオーバーハング部の凸出体７をくさ
び型溝６に係合させて結合する技術がある。

【００１０】しかしながら、かかるリアクションプレー
ト１''では一方のロアプレート２と他方のアッパプレー
ト３の緊結は横方向（幅方向）のオーバーハング部７と
アンダーハング部６との係合を介して構成されているた
め、前述の如き振動や熱挙動により横方向、上下方向の
剥離を経時的に生じ易い不都合さがある。

【００１１】又、このようなマイナス点は実公昭５９−
２８２８０号公報考案の技術においても同様である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述在
来態様のリアクションプレート、及び、その製造におい
てはその材料についてアッパプレートには通常アルミ製
のものが用いられている。

【００１３】蓋し、アッパプレートとしてアルミ製のプ
レートを用いるのは前述電磁気学的特性、及び、力学的
特性を満たし得るうえに、コストメリットの点から現段
階では供給し易いという点があったからである。

【００１４】しかしながら、前述の如く、リニアモータ
ーカーは一部の都市部等で実用化され、実稼動の種々の
蓄積されつつあるデータ等から在来のアルミ製のアッパ
プレートと軟鋼製のロアプレートとの積層構造では長手
方向に沿って形成されるアッパプレートのオーバーハン
グ部とロアプレートのアンダーハング部との連結結合を
行う出願人の先願発明に開示されている所謂アンカーボ
ンド手段（特願昭６２−１６４８４８号発明）等を有し
ていても、アルミを用いる限りリアクションプレートの
高効率化に応え難いという難点が生ずるに至ってきてい
る。

【００１５】而して、アルミ製のアッパプレートを形成
するには該アッパプレートをロアプレートに対しアンカ
ーボンドを介し緊結一体化するに、アッパプレートにロ
アプレートのアンダーハング部を有する溝に対応する位
置に突起体を形成する必要があるが、アルミ材では押し
出し型材を用いることにより、機械加工を介さなくて安
価に突起体付きの素材が入手可能であった。

【００１６】しかしながら、即ち、アッパプレートの電
気的良導電性の点から見るとアルミ製のものよりも銅製
のものが設計的にも好ましく、実験によるデータ等によ
っても優れていることが判明してはいるが、アッパプレ
ートに銅製のものを用いるには次のような問題がネック
となっていた。

【００１７】即ち、設計的にリアクションプレートの構
造上、アッパプレートは３００ｍｍ以上の幅を有するも
のが必要であり、在来のアルミ製のアッパプレートを押
し出し型材として得るには最大のシリンダ型の直径で４
００ｍｍ程度のものが提供可能ではあるものの、銅の押
し出し型材では最大限２００ｍｍ程度のものしか提供
（入手）出来ないネックがあり、したがって、現状では
銅製のアッパプレートをリアクションプレートに押し出
し型材として提供することは技術的に不可能であり、上
述したアンカーボンドのリアクションプレートにおける
アッパプレートとロアプレートの優れた結合手段が開発
されていながら、採用に制約が生ずるという不都合さが
あった。

【００１８】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく特性を有するリニアモーターカーの走向を可能に
するリアクションプレートのアッパプレートをアルミ製
に代えて銅製のものとし、優れたアンカーボンド手段を
介してロアプレートと強固に緊結積層するものを現出す
ることが出来ない問題点を解決すべき技術的課題とし、
銅素材をシリンダを介し押し出し型材として成形するに
際しての幅サイズの制約を不可避的な前提としながら
も、アッパプレートのオーバーハング部をロアプレート
のアンダーハング部を介して確実に緊結結合し得るアン
カーボンドの採用を可能とし、電気的良導電性を特に利
用することが出来るようにして交通産業における軌条技
術利用分野に益する優れたリアクションプレート、及
び、その製造方法を提供せんとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、鉄軌条走行式のリニア
モーターカーの二次側プレートのリアクションプレート
を銅製のアッパプレートと軟鋼製のロアプレートとを前
者のオーバーハング部を後者のアンダーハング部に連結
結合させるアンカーボンドを介して積層するに、銅素材
をシリンダを介し成形の幅サイズ最大限２００ｍｍ程度
の悪条件を前提としながらも、該シリンダの径よりは長
い断面周長を有するようにＵの字型やＶの字型，Ｊの字
型，円弧，コの字型等湾曲断面の形状に押し出し成形し
て押し出し型材とし、その際、その断面外周面に所定間
隔でアンカーボンドの際の軟鋼製ロアプレートのアンダ
ーハング部を有する溝の位置に対応して突起体を一体的
に連続して長さ方向全断面に一様なサイズで一体形成さ
せ、このようにして得られた銅素材製の押し出し型材を
軟鋼製のロアプレートの接合面に対応して平板状に塑性
的に展開してアッパプレートとし、該アッパプレートを
軟鋼製のロアプレートに積層状に対向セットし、ボール
やシリンダを介して両者を相対的に押圧し、アッパプレ
ートの各突起体をロアプレートの予め成形されているア
ンダーハング部に対応して押圧を介し隅々に亘り塑性圧
入して緊密に充填させてリアクションプレートを得るよ
うにし、塑性圧入により両者のアンカーボンド分に圧縮
残留応力が形成されて稼動中においても緊結状態が維持
され、幅方向長手方向にも振動や熱挙動によるズレ等が
生ぜず、リアクションプレートとしての高効率化が得ら
れるようにした技術的手段を講じたものである。

【００２０】

【実施例】次に、この出願の発明の実施例を図１、乃
至、図６を参照して説明すれば以下の通りである。

【００２１】まず、この出願の発明の要旨の１つを成す
リアクションプレートの製造方法から説明すると、当業
者に周公知の押し出しシリンダを介し銅素材を、例え
ば、２．５〜７．５ｍの長さに押し出し型材として形成
し、先述した如く、銅素材による該押し出し型材はシリ
ンダの制約から幅サイズの最大量は２００ｍｍ程度であ
るが、当該幅サイズ２００ｍｍ程度一杯に成形するとし
て、その際、図１に示す様に、断面Ｕの字型に形成し、
シリンダの径よりは周長が大きくなるような湾曲断面形
状の押し出し型材８に形成し、その際、湾曲断面の型材
の外周面に所定ピッチ間隔で断面Ｍ型の突起部９，９…
を全長に亘って同一均一断面に形成するように、したが
って、アルミ製のアッパプレートと同様に機械加工を介
さずに該各突起体９の形成が行われ、そのために低コス
トで確実に該突起体９を押し出し型材８に一体形成する
ことが出来る。

【００２２】又、突起部９の断面積は次述する軟鋼側の
ロアプレート２' のアンダーハングを有する溝１１に対
して塑性圧入後、充分に充填し、圧縮の残留応力が発生
するように該溝１１の断面積より少し大きく大きくなる
ようにしておく、その場合の断面積比としては、１．０
〜１．４の範囲が適当である。

【００２３】そして、このようして、得られた銅製の押
し出し型材８を図２に示す様に、湾曲断面をしてロアプ
レートに接合し得る平板状にプレス等により塑性変形さ
せて展開し、当該図２に示す様なアッパプレート３' を
形成する。

【００２４】而して、図３，４に示す実施例は断面Ｕ字
型の押し出し型材８を上述平面に展開するプロセスで突
起部９が変形しないように該突起部９に対応した位置に
充分な広さを有する凹部１４を設けた治具１５を用いて
展開に必要な応力が充分に及ぶようにする態様である。

【００２５】この際、押し出し型材８が断面Ｕの字型に
されることから、又、平板状に展開されても、各突起部
９は押し出し形成時の形状に何ら変化がなく、又、長手
方向に各々一連に形成されていることにも何ら影響はな
い。

【００２６】尚、上述図２に示す実施例の態様において
は押し出し型材８、即ち、アッパプレート３' の両端に
フランジ１０が形成されているが、設計的には形成され
ない図７に示す実施例の態様も可能であり、その選択は
単に設計上の問題に過ぎないものである。

【００２７】一方、軟鋼製のロアプレート２' は図５に
示す様に、適宜の多段パスのキャリバーロール、又は、
機械加工等を介してアッパプレート３' の各突起部９に
対応する断面Ｍの字型のアンダーハング部１１，１１…
が突起部９' ，９' …の位置と同間隔に予め長手方向連
続的に形成されており、次いで上述した如くして得られ
た銅製のアッパプレート３' を軟鋼製のロアプレート
２' に対し各々突起部９，９…がアンダーハング部１
１，１１…に整合的に対応するように図６に示す様に、
重層させ、付いて、図９に示す様に、アッパプレート
３' の上にロールやプレス等の押圧手段１２をセット
し、押圧転動させてアッパプレート３' をロアプレート
２' に押圧し、塑性圧入を介し突起部９' ，９' …を対
応するアンダーハング部１１，１１…に充填させる。

【００２８】又、図８は他の実施例であり、Ｕ字型断面
から平板状断面に押し出し型材８を展開させる時に同時
にその下方に軟鋼製ロアプレート２' をアンダーハング
部を有する溝１１が突起部９に位置的に対応するように
配置しておき、展開と突起部９の溝１１への塑性圧入を
一つの工程で行うことも出来るようにした態様である。

【００２９】したがって、突起部９はその先端部さえ
も、アンダーハング部１１の底部隅々まで確実に塑性圧
入充填され、アッパプレート３' とロアプレート２' と
は緊結状態にされ、しかも、該アッパプレート３' の各
突起部９' がロアプレート２'のアンダーハング部１１
の隅々まで塑性圧入されていることから、塑性圧入後に
両者の嵌合結合部には圧縮残留応力が形成され、即ち、
突起部９がロアプレート２' のアンダーハング部１１に
対しその断面積が見かけ上、大であることにより、突起
部９のアンダーハング部１１に対する塑性圧入が経時的
に圧縮残留応力を介して緊結力で一体化され、長手方向
における剪断力に対しても充分な抗力を有することにな
る。

【００３０】そのため、リアクションプレート形成後に
アッパプレート３' とロアプレート２' の緊結状態は確
実に保持され、リニアモーターカーの稼動中におけるリ
アクションプレートの長手方向の振動，剪断応力，挙動
等によっても何らズレや剥離等が生じない。

【００３１】このようにすることにより、図９に示す様
に、アッパプレート３' とロアプレート２' が各オーバ
ーハング部９' とアンダーハング部１１のアンカーボン
ドによる緊結を介したリアクションプレート１３が得ら
れ、両者の緊結は銅素材の押し出し型材によるオーバー
ハング部の突起体９の確実な形成と、ロアプレート２'
のアンダーハング部１１に対する塑性圧入を介しての緊
結がなされ、圧縮残留応力による経時的緊結状態が保持
されることになる。

【００３２】尚、この出願の発明の実施態様は上述各実
施例に限るものでないことは勿論であり、例えば、押し
出し型材を展開してロアプレートに接合する際に両者の
間にジンククロメート等の薄層を介在させて塑性圧入を
行うことにより、上述同様にアッパプレートとロアプレ
ートをアンカーボンドを介して緊結させ得るようにしな
がら、両者間に耐蝕性の高いジンククロメート等の薄層
を介装することにより、経時的な腐蝕防止機能を高めて
海底や河川底部のトンネルの内部にリアクションプレー
トを敷設する設計で高効率化を図るようにする等の態様
が採用様可能である。

【００３３】そして、設計変更的には銅素材の押し出し
型材を得るに、そのシリンダの径よりも周長が長い湾曲
断面の形状はＵの字型ばかりでなく、Ｖの字型，Ｊの字
型、或いは、コの字型にし得ることは設計変更の範囲で
あることは勿論のことである。

【００３４】そして、押し出し型材に形成するオーバー
ハング部を形成する突起体はさまざまな形状の設計が採
用し得ることも勿論のことである。

【００３５】そして、銅素材の押し出し型材形成時にそ
の湾曲断面の内部に突起体が形成されるようにする等も
可能であることは勿論のことである。

【００３６】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
にリニアモーターカーに対する鉄軌条走行式の二次側プ
レートとしてのリアクションプレートを電気的良導電性
のアッパプレートと高透磁率のロアプレートとが該アッ
パプレートの突起部をロアプレートのアンダーハング部
に緊結させるアンカーボンドを介して接合するリアクシ
ョンプレートにおいて、アッパプレートを在来のアルミ
製のものから銅製のものにすることにより、電気的良導
電性を向上させて高効率化可能にすることが出来、リア
クションプレートによるリニアモーターカーの走行率を
アップさせることが出来るという優れた効果が奏され
る。

【００３７】而して、銅素材をシリンダにより押し出し
型材するに際し、基本的に横幅サイズ２００ｍｍ程度の
シリンダによる押し出し型材成形にあっても押し出し型
材をシリンダの径よりも周長が長いＵの字型の湾曲断面
にすることによりシリンダの押し出し型材の幅が最大２
００ｍｍ程度であっても、その後、塑性変形により押し
出し型材を展開して平板状のアッパプレートに形成する
ことが出来、したがって、実際のニーズが３００ｍｍ以
上の幅サイズであるリアクションプレートの要求に対し
ても電気的良導電性の銅素材によるアッパプレートを提
供することが出来るという効果が奏される。

【００３８】そして、押し出し型材には周面にロアプレ
ートのアンダーハング部に対するオーバーハング部を形
成する突起体が押し出しの際に一体的に形成出来ること
から機械加工等によらず、低コストで緊密精度に製造出
来、しかも、リアクションプレートの長手方向にオーバ
ーハング部を形成させることが出来ることから、稼動中
における苛酷な振動や剪断応力，熱応力に対してもアッ
パプレートとロアプレートのズレや剥離等が生ぜず、高
効率化を充分に保証出来るという優れた効果が奏され
る。

【００３９】そして、得られたアッパプレートのオーバ
ーハング部をロアプレートのアンダーハングに対しロー
ルやプレス等の押圧手段を介して塑性圧入することによ
りオーバーハング部とアンダーハング部の嵌合部分に圧
縮残留応力が形成され、稼動中におけるアッパプレート
とロアプレートの緊結状態をより一層保証することが出
来るという優れた効果が奏される。

【００４０】したがって、銅製のアッパプレートと軟鋼
製のロアプレートの緊結重合により電気的良導電性と高
透磁率が保証され、リアクションプレートによるリニア
モーターカー走行の高効率化が保証されるという優れた
効果が奏される。

【００４１】そして、銅素材をして突起体を一体に有す
る押し出し型材とすることにより、その湾曲断面の設計
の選択の自由度が高められ、リアクションプレートの実
設計が強力的にし得るという利点もある。

【００４２】そして、押し出し型材の形成が湾曲断面に
されることから、縦方向長さの自由度が高められ、縦方
向のオーバーハング部のアンダーハング部に対する嵌合
が隈なく保証され、リアクションプレートの長手方向は
勿論、幅方向の剪断力，振動力、或いは、熱挙動力に対
抗する抗力を充分に保持させることが出来るという効果
も奏される。

【００４３】したがって、シリンダによる銅素材の押し
出し型材の幅サイズ２００ｍｍ程度という制約は克服さ
れ、幅サイズ３００ｍｍ以上のリアクションプレートに
ついても銅素材製のアッパプレートを軟鋼製のロアプレ
ートに緊結重合させることが出来るというリニアモータ
ーカーの高効率化を現出出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】銅素材によるシリンダを介しての押し出し型材
の断面図である。

【図２】銅素材の押し出し型材の板状展開断面図であ
る。

【図３】押し型材と治具の取合部分断面図である。

【図４】同展開断面図である。

【図５】軟鋼製のロアプレート断面図である。

【図６】アッパプレートとロアプレートの重合断面図で
ある。

【図７】図２の設計変更実施例の断面図である。

【図８】アッパプレートとロアプレートの製造時の取合
い断面図である。

【図９】ロアプレートに対するアッパプレートの塑性圧
入部分断面図である。

【図１０】リアクションプレートの部分斜視図である。

【図１１】従来技術に基づくリアクションプレートの断
面図である。

【図１２】同、従来技術に基づくリアクションプレート
の他の断面図である。

【図１３】別の従来技術の態様のリアクションプレート
の斜視図である。

【符号の説明】

３' アッパプレート ２' ロアプレート ９ 突起部 １１ アンダーハング部 １３ リアクションプレート ８ 押し出し型材 ９' オーバーハング部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的良導電性を有する金属製のアッパプ
   レートと高透磁率性の軟鋼製のロアプレートとが相互の
   長手方向に沿うオーバーハング部と対応するアンダーハ
   ング部との係合を介して緊結一体化されているリアクシ
   ョンプレートにおいて、上記アッパプレートが押し出し
   シリンダによる銅製の押し出し型材のものであって、該
   押し出しシリンダの径より長い断面周長を有し、側面に
   突起部を一体的に有する押し出し型材として湾曲断面状
   のアッパプレートでそのオーバーハング部の突起体が軟
   鋼製のロアプレートのアンダーハング部に塑性圧入され
   て圧縮残留応力が形成されていることを特徴とするリア
   クションプレート。
2. 【請求項２】上記突起体のオーバーハング部がロアプレ
   ートのアンダーハング部の隅々まで充填されて係合され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリ
   アクションプレート。
3. 【請求項３】電気的良導電性を有する金属製のアッパプ
   レートと高透磁率性の軟鋼製のロアプレートとが相互の
   長手方向に沿うオーバーハング部と対応するアンダーハ
   ング部との係合を介して緊結一体化されているリアクシ
   ョンプレートの製造方法において、銅素材を押し出しシ
   リンダにより該押し出しシリンダの径より長い断面周長
   を有し、側面に突起部を一体的に有する押し出し型材と
   して湾曲断面状に押し出し成形し、その後該湾曲断面状
   の押し出し型材のアッパプレートの面をロアプレートの
   面に対応して面状に塑性的に展開してアッパプレートに
   し、次いで該アッパプレートをロアプレートに押圧して
   その突起体をロアプレートのアンダーハング部に対し隅
   々に亘り塑性圧入充填するようにすることを特徴とする
   リアクションプレートの製造方法。
4. 【請求項４】上記銅素材を押し出しシリンダにより全断
   面が長手方向に同一であるように押し出し成形するよう
   にすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のリ
   アクションプレートの製造方法。
5. 【請求項５】上記押し出しによる押し出し型材の湾曲断
   面を角部を有する形状に成形するようにすることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載のリアクションプレー
   トの製造方法。