JP2678542B2 - 磁気浮上列車の集電装置 - Google Patents

磁気浮上列車の集電装置

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拓二 佐々木
英二 澤野
秀成 赤木
吉洋 地蔵
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Mitsubishi Electric Corp
Central Japan Railway Co
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気浮上列車におけ
る側壁浮上コイルに誘導される電流が作る交流磁界の高
調波成分を利用する磁気浮上列車の集電装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図8は例えば特開平4−26302号公
報に記載された、側壁に浮上コイルを設置する方式(以
下、側壁浮上方式と称す。)における従来の磁気浮上列
車の集電装置の概略構成を示す断面図、図9は図8に示
す車上側のコイルの位置関係を軌道側より見た図であ
る。図において、1は車体、2はこの車体1が走行する
軌道、3はこの軌道2の両側に形成された側壁、4、5
はこれら両側壁3の上下にそれぞれ配設される上側側壁
浮上コイルおよび下側側壁浮上コイル、6は上側側壁浮
上コイル4に対向させて車体上に配置される集電用超電
導コイル、7は下側側壁浮上コイル5に対向させて車体
上に配置される集電用ピックアップコイル、8は集電用
超電導コイル6を収納するクライオスタット(低温維持
容器)である。
【0003】次に動作について説明する。車体1の左右
に設けられた集電用超電導コイル6は、進行方向に極性
が交互になっており、超電導状態を示すようにクライオ
スタット8に収納され、液体ヘリウムのような極低温冷
媒に浸漬されている。両側壁3には側壁浮上コイルが配
置されて上側側壁浮上コイル4と下側側壁浮上コイル5
とに2分割されている。そして、互いに逆方向に電流が
流れ逆方向の磁界を発生するように結線(ヌルフラック
ス結線)された状態で浮上コイルとして機能する。集電
用超電導コイル6は一対の上、下側側壁浮上コイル4、
5の上側側壁浮上コイル4に対向している。また、集電
用ピックアップコイル7は下側側壁浮上コイル5に対向
している。車両が高速走行している場合、車体1の移動
に伴い、集電用超電導コイル6の磁界により上、下側側
壁浮上コイル4、5には交流の電流が誘起されて交流の
磁界が発生する。そして、この交流磁界を車体1上の集
電用ピックアップコイル7に鎖交させると、交流磁界の
高調波成分により電圧が発生する。そして、この電源を
列車内の電源とするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の磁気浮上列車の集電装置では、集電用超電導コ
イル6と上側側壁浮上コイル4が正対向しており、車両
の走行により両側壁浮上コイル4、5に交流電流が流れ
た場合、集電用超電導コイル6と両側壁浮上コイル4、
5との間には反発力が作用する。ここで、車両の運動等
により集電用超電導コイル6と両側壁浮上コイル4、5
との上下方向の相対位置が変位した場合、たとえば、集
電用超電導コイル6が上側に変位した場合には、上記コ
イル間の反発力は集電用超電導コイル6に対して上方向
に作用し、集電用超電導コイル6の変位を助長すること
になり、走行中はその変位に対して変位を助長するよう
な不安定力が作用し、乗り心地や車両運動に悪影響を及
ぼすという問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、車両運動に悪影響を及ぼすこと
なく安定した走行が可能な磁気浮上列車の集電装置を提
供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る磁気浮上
列車の集電装置は、地上の軌道側壁に上下一対のコイル
を互いにヌルフラックス結線してなる上、下側側壁浮上
コイルの両方に対向させた安定用超電導コイルを集電
用超電導コイルおよび集電用ピックアップコイルと共通
の基体上に搭載したものである。
【0007】
【作用】この発明における磁気浮上列車の集電装置の安
定用超電導コイルには、集電用超電導コイルに作用する
不安定力を上回る変位抑制力(安定力)が作用する。
【0008】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の実施例を図について説明する。図1は
この発明の実施例1における磁気浮上列車の集電装置の
車上側のコイルの位置関係を軌道の側壁側から見た図、
図2は図1における安定用超電導コイル部の断面を示す
横断面図、図3は図1における集電用超電導コイル部の
断面を示す横断面図である。図において、図8に示す従
来装置と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。9は上、下側側壁浮上コイル4、5の両方に対向さ
て配置された安定用超電導コイルで、集電用超電導コ
イル6および集電用ピックアップコイル7の走行方向両
端であって両コイル6、7を取り付ける基体である車体
1に共通に取り付けられている。10はこの安定用超電
導コイル9および集電用超電導コイル6を収納するクラ
イオスタットである。
【0009】以上に示すような装置構成の集電装置を搭
載した車体1が走行中に下方に変位11した場合に、安
定用超電導コイル9に作用する電磁力の方向を図4に示
す。また、参考のため図5には、同様の状態で集電用超
電導コイル6に作用する電磁力の方向を示す。
【0010】次に上記のように構成された実施例1にお
ける磁気浮上列車の集電装置の動作について説明する。
まず、走行中に下方に変位した場合、安定用超電導コイ
ル9の磁界は上側の側壁浮上コイル4よりも下側の側壁
浮上コイル5に多く鎖交するため、両側壁浮上コイル
4、5に流れる誘導電流4a、5aは、安定用超電導コ
イル9と下側の側壁浮上コイル5に反発力12を生じる
方向に流れる。この時、上側の側壁浮上コイル4は、下
側の側壁浮上コイル5とヌルフラックス結線されてお
り、下側の側壁浮上コイル5を流れる誘導電流5と逆向
きの誘導電流4aが流れるため、安定用超電導コイル9
と上側の側壁浮上コイル4との間には吸引力13が作用
する。このように、安定用超電導コイル9には、下方変
位11した場合、それを抑制する上方向力14、すなわ
ち、安定力が作用する。
【0011】一方、集電用超電導コイル6は上側の側壁
浮上コイル4と正対向しているため、両側壁浮上コイル
4、5に流れる誘導電流4a、5aは、集電用超電導コ
イル6と上側の側壁浮上コイル4に反発力15を生じる
方向に流れ、集電用超電導コイル6には、下方変位11
した場合、それを助長する下方向力16、すなわち、不
安定力が作用するが、安定用超電導コイル9に作用する
安定力の合計が集電用超電導コイル6に作用する不安定
力の合計を上回るように安定用超電導コイル9の材質、
寸法、起磁力等を選択すれば装置全体には安定力が作用
することになり、集電装置を安定化することができる。
また、装置が上方に変位した場合にも同様の効果を得る
ことができる。
【0012】実施例2.図6はこの発明の実施例2にお
ける磁気浮上列車の集電装置の車上側のコイルの位置関
係を軌道の側壁側から見た図である。図から明らかなよ
うに、実施例1では集電用超電導コイル6を上側の側壁
浮上コイル4と対向配置したのに対して、この実施例2
においては、集電用超電導コイル6を下側の側壁浮上コ
イル5に対向配置させ、安定用コイル9を両側壁浮上コ
イル4、5に対向配置させたものであり、この場合には
集電用超電導コイル6と下側の側壁浮上コイル5との間
に不安定力が作用するが、安定用超電導コイル9には上
記不安定力を上回る安定力が作用し、上記実施例1と同
様な効果を得ることができる。
【0013】実施例3.図7はこの発明の実施例3にお
ける磁気浮上列車の集電装置の車上側のコイルの位置関
係を軌道の側壁側から見た図である。図から明らかなよ
うに、上記各実施例1、2では集電用超電導コイル6お
よび安定用超電導コイル9を、同一のクライオスタット
10に収納しているのに対して、この実施例3において
は、集電用超電導コイル6と安定用超電導コイル9とを
各々別のクライオスタット17a、17b、17c、1
7dに収納したもので、クライオスタット17aと17
b、17cと17dは連結材18によりそれぞれ上下方
向に剛に接合されており、上記各実施例と同様の効果を
奏することは勿論のこと、クライオスタットの強度が向
上するという効果もある。
【0014】実施例4.なお、上記各実施例では、集電
用超電導コイル6が4極で安定用超電導コイル9が2極
の場合について説明したが、安定用超電導コイル9に作
用する安定力の合計が集電用超電導コイル6に作用する
不安定力の合計を上回るように選択すれば、上記各実施
例と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【0015】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、互い
にヌルフラックス結線された上、下一対のコイルでなり
軌道側壁に配置された浮上コイルの、上記上、下一対の
コイルの両方に対向させて安定用超電導コイルを、集電
用超電導コイルおよび集電用ピックアップコイルと共通
の基体上に搭載したので、車両運動に悪影響を及ぼすこ
となく安定した走行が可能な磁気浮上列車の集電装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1における磁気浮上列車の集
電装置の車上側のコイルの位置関係を軌道の側壁側から
見た図である。
【図2】図1における安定用超電導コイル部の断面を示
す横断面図である。
【図3】図1における集電用超電導コイル部の断面を示
す横断面図である。
【図4】図2に示す安定用超電導コイルに作用する電磁
力の状態を示す図である。
【図5】図3に示す集電用超電導コイルに作用する電磁
力の状態を示す図である。
【図6】この発明の実施例2における磁気浮上列車の集
電装置の車上側のコイルの位置関係を軌道の側壁側から
見た図である。
【図7】この発明の実施例3における磁気浮上列車の集
電装置の車上側のコイルの位置関係を軌道の側壁側から
見た図である。
【図8】従来の磁気浮上列車の集電装置の概略構成を示
す断面図である。
【図9】図8に示す車上側のコイルの位置関係を軌道側
より見た図である。
【符号の説明】
1 車体 2 軌道 3 側壁 4 上側側壁浮上コイル 5 下側側壁浮上コイル 6 集電用超電導コイル 7 集電用ピックアップコイル 8、10、17a〜17d クライオスタット 9 安定用超電導コイル 14 安定力 16 不安定力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤野 英二 名古屋市中村区名駅1丁目1番4号 東 海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 赤木 秀成 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 地蔵 吉洋 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 伊丹製作所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いにヌルフラックス結線された上下一
    対のコイルでなる浮上コイルを地上の軌道側壁に配置
    し、上記一対の浮上コイルのうちいずれか一方に対向さ
    せて集電用超電導コイルを、又、他方に対向させて集電
    用ピックアップコイルをそれぞれ車上に配置してなる磁
    気浮上列車の集電装置において、上記一対の浮上コイル
    の両方に対向させて安定用超電導コイルを、上記集電用
    超電導コイルおよび集電用ピックアップコイルと共通の
    基体上に搭載したことを特徴とする磁気浮上列車の集電
    装置。
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FR3034365B1 (fr) * 2015-03-31 2017-05-19 Metrolab Cryostat, vehicule de transport a sustentation magnetique et systeme de transport a sustentation magnetique associes

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