JP2686899B2

JP2686899B2 - リニアモーターカー

Info

Publication number: JP2686899B2
Application number: JP5204742A
Authority: JP
Inventors: 和正菅野
Original assignee: 和正菅野
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH0746718A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアモーターカーに
関し、詳しくは高速走行時の空気抵抗を減少させたリニ
アモーターカーに関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来のリニアモーターカーの走
行原理を示す図である。通常のレールに相当する走行路
１０上に沿って、Ｓ磁石２、Ｎ磁石３を交互に並べて置
き、これら磁石２、３は永久磁石である。一方車輛１が
走行路面１０と対向する位置には、永久磁石２，３とほ
ぼ同形のＳ超電動磁石４とＮ超電動磁石５とを交互に並
べて多数設ける。

【０００３】これら超電動磁石４、５は、低温コイルや
高温超電動コイルによって磁化されたもので、Ｓ極・Ｎ
極４、５は、走行路１上の永久磁石２、３と対向する同
士が同極になるように、コイルに流れる電流方向が図示
以外の制御回路により制御されている。車両１のＳ・Ｎ
超電動磁石４、５と路面上の永久磁石２、３が常に反発
力を発生する極性に設定されるので、車両１はこの反発
力により浮上する。一方、走行路１０に沿ってその側方
には長い壁１１が設けられ、この壁１１には、Ｎ固定磁
石８、Ｓ固定磁石９が並べて多数設けられている。

【０００４】これら固定磁石８、９は永久磁石であって
壁１１に沿って一列に設けられている。更に、車輛１が
壁１１と対向する位置には、固定磁石８、９とほぼ同じ
高さにＳ電磁石６とＮ電磁石７とを交互に並べて多数設
ける。これら電磁石６、７は、通常のコイルによって磁
化されるもので、壁１１の固定磁石８、９との間で反発
力と吸引力を発生し車輛１を走行させるように磁石６、
７の極性を制御する。

【０００５】車輛１は、強力な永久磁石２、３と強力な
超電動磁石４、５の反発力で浮上した状態で、固定磁石
８、９と電磁石６、７の反発と吸引で走行路１０上を移
動する。リニアモーターカーは回転部分がないので、騒
音、振動、故障が少ない。摩擦がないのでスピードを速
くでき、現在では５００Ｋｍ／ｈ近くまで実現されてい
る。５００Ｋｍ／ｈ近くの速度になると、リニアモータ
ーカーの先頭の車輛１の前面が受ける空気抵抗が、２０
０Ｋｍ／ｈ〜３００Ｋｍ／ｈ時の空気抵抗に比べ、はる
かに大きくなる。

【０００６】図６は、従来の高速リニアモーターカーの
先頭車輛１の前面に発生する空気の抵抗の原因となる巻
の発生状態を模式的に示す図である。車両１が空気速度
５００Ｋｍ／ｈ近くになると、前面に空気の巻１２が発
生し、この巻１２が強力な空気抵抗となる。

【０００７】従って、従来の高速リニアモーターカーで
は、車輛１の前面に空気が当たり、空気抵抗が大きいた
めに車両が風圧に耐えられなくなり、５００Ｋｍ／ｈ以
上には速度が伸びられないようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の車輛の構造で
は、速度が１００Ｋｍ／ｈから５００Ｋｍ／ｈへと５倍
になれば、発生する空気抵抗は、速度の２乗に比例して
増加するので、２５倍の空気抵抗となる。このため高速
になればなるほど速度の２乗の空気抵抗が車輛１の前面
にかかり、この抵抗力と加速のエネルギーとが釣り合っ
て、５００Ｋｍ／ｈ以上の速度が出せないという欠点が
あった。この発明は、高速車輛の前面に発生する空気抵
抗を減少させて、リニアモーターカーの速度を５００Ｋ
ｍ／ｈ以上に高速化することができるリニアモーターカ
ーを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、走行路面上で
強力磁石の反発力で車輛が浮上し、磁石の反発力と吸収
力とで車輛を移動せるリニアモーターにおいて、前記車
輛の走行方向の前面には空気孔の入口を設けるとともに
前記走行路面に対向する位置に空気孔の出口を圧縮空気
が車両の進行方向斜め後方に噴出するように設け、前記
空気孔の入口の断面積は前記空気孔の出口の断面積の２
倍とし、前記走行路面上に前記空気孔の出口と対向する
位置には断面形状が二等辺三角形の突出物を設け、車輛
が高速移動中には前記空気孔の入口に空気が流入して、
車両前面の空気渦巻の発生を防止し、かつ空気孔内に流
入した空気が空気孔内で圧縮されて前記空気孔の出口か
ら圧縮空気となり排出し、前記突出物の前斜面に当たっ
て前記車輛を進行方向に推すようにしたことを特徴とす
るリニアモーターカー及び空気孔の後方に流路方向が１
８０度湾曲する湾曲空気孔を設け、前記湾曲空気孔の入
口には油圧装置により開閉する上開閉蓋を、前記空気孔
には油圧装置により開閉する下開閉蓋を設け、前記湾曲
空気孔の出口が走行路面の断面形状が二等辺三角形の突
出物の後斜面に対向する位置に設けられたことを特徴と
するリニアモーターカーの構成とした。

【００１０】

【作用】車輛前面に当たる空気は、空気孔１５，１５に
流入するので、車輛前面に空気の渦巻が発生せず、車輛
に当たる空気は層流となつて車輛の表面を流れていく。
これにより空気抵抗が大幅に減少する。又、空気孔を出
た圧縮空気が突出物に当たり、連続的に推力を発生する
ので、車輛は高速性能を充分に発揮できる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明であるリニアモーター
カーの先頭車輛の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図及びＢ−Ｂ線に沿った断面図、図３は走行路を
含む平面図である。

【００１２】図１において、先頭の車輛１３には前方窓
１４が従来と同様に設けられており、窓１４の下方には
２個の空気孔１５、１５が形成されている。この空気孔
１５、１５は、図２に示すように、車輛１３の正面中央
部に入口１６が開口し、出口１７は走行路１０に対向す
る下面に開口している。

【００１３】前記空気孔の出口１７は、を空気孔１５、
１５の入口１６から入って圧縮された圧縮空気が車両の
進行方向斜め後方に噴出するように設けられている。

【００１４】この空気孔１５を１つとしてもよいし、図
１のように空気孔１５を２つ設けもよい。また、空気孔
１５を３つ以上設けてもよい。

【００１５】さて、空気孔１５、１５の入口１６の断面
積Ｓ_１は、空気孔１５、１５の出口１７の断面積Ｓ_２に
比べて２倍１Ｓ_１＝２Ｓ_２となっている。次に、走行路
１０上面には、断面形状が三角形の突出物１８が一定の
間隔に多数並べられている。

【００１６】図２に示すように、突出物１８は断面が２
等辺三角形であり、その底辺２０は走行路１０上に存在
し、２等辺に挟まれた頂点２１は車両１３の下面に対向
している。また、図３に示すように、各空気孔１５の出
口１７にそれぞれ対面するように突出物１８が２列に設
けられている。

【００１７】車両１３を浮上させるための浮上用の永久
磁石２，３は、この実施例では図１及び図３に示すよう
に、車両１３の両側にそれぞれ設けられ、２列の突出物
１８、１８を間にして平行に並んでいる。

【００１８】又、車両１３内の浮上用超電動磁石は図示
していないが、従来と同様に設けられている。移動用の
永久磁石は、壁１１内にＮ，Ｓ極が交互に並べて設けら
れており、極性が切り換え可能な電磁石は車輛内に設け
られている。

【００１９】次に、本発明であるリニアモータカーの動
作について説明する。車輛１３が速度を上げて５００Ｋ
ｍ／ｈ近くなると、車輛１３の前面に当たる空気は、図
２中に矢印ａで示すように、上面では車輛１３の上面に
沿って後方に層流となって流れ、渦巻の発生は極めて小
さい。

【００２０】一方、下面でも図中の矢印ｂのように空気
は、空気孔１５の入口１６に大部分が入っていくので、
下方前面での渦巻の発生も極めて小さくなる。

【００２１】次に、入口１６から入り出口１７から出て
行く空気は、図４に示すように、入口１６に対して出口
１７の断面積が半分であるため、空気孔１５の内部で圧
縮され、圧縮空気（ラムジェット）となって出口１７か
ら出て行く。

【００２２】このとき圧縮空気は、矢印Ｂ方向に走行路
１０上に突設する突出物１８の斜面１８ａに当り、空気
孔１５、１５の出口１７から高圧で排出される圧縮空気
が前記突出物１８の斜面１８ａに激突するために車両１
３を矢印Ａ方向により加速するように作用する。

【００２３】従って、車両１３は渦巻の消滅による空気
抵抗の減少と、圧縮空気による反力を受けて５００Ｋｍ
／ｈの高速の壁を越えて走行可能となる。

【００２４】この圧縮空気Ｂによる反動力は、航空母艦
から発進する航空機がカタパルトを使用する際の反力と
同様の原理であり、強力な推力を得ることができる。

【００２５】この実施例では、図中左方向に車輛１３が
移動する場合について説明したが、反対方向の図中右方
向に移動する場合であっても、突出物１８は断面が２等
辺三角形となっているので、先頭車輛Ｂの方向を変更す
るだけで同様に働く。

【００２６】次に、図５は本発明の他の実施例を示し、
車輛１３には空気孔１５、１５の後方に、前記空気孔１
５、１５とは別に湾曲空気孔２３が設けられ、湾曲空気
孔２３の入口には上可動蓋２４が回動可能に設けられて
いる。

【００２７】又、湾曲空気孔２３は内部では１８０度曲
がっており、その出口２６は突出物１８の他方の一辺に
対向している。更に、本来の空気孔１５の内部の壁には
下可動蓋２５が回動可能に設けられている。

【００２８】湾曲空気孔２３は、空力ブレーキ装置であ
る。即ち、リニアモーターカーが高速で走行しブレーキ
をかけたところ、ブレーキ装置に何等かの故障が発生し
た場合は、制御装置により上可動蓋２４を開く方向に、
他方の下可動蓋２５を閉じるように回動させる。

【００２９】すると、圧縮空気は２点破線で示すよう
に、湾曲空気孔２３に入り、１８０度曲げられて出口２
６から出ていく。このときの圧縮空気は、突出物１８の
車輛１３の移動方向と反対側の一辺に当たる。したがっ
て、反力は車輛１３を静止する方向に作用しブレーキ効
果を発揮する。前記上下可動蓋２４、２５は、油圧シリ
ンダー装置や制御装置により回動するものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
先頭車輛の中央部に入口を、走行路と対向する位置に出
口を有する空気孔を設けることにより、空気抵抗を減ら
し、今までの全世界の鉄道の最高速度を抜くことがで
き、目的地により短時間で行くことが可能となり人々の
生活に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のリニアモーターカーの先頭車
輛の正面図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った及びＢ−Ｂ線
に沿った断面図である。

【図３】図３は、走行路を含む本発明の車輛の平面図で
ある。

【図４】図４は、本発明の動作を説明するための部分断
面図である。

【図５】図５は、本発明の他の実施例の断面図である。

【図６】図６は、従来のリニアモーターカーの走行中の
側面図である。

【図７】図７は、従来のリニアモーターカーの原理を示
す図である。

【符号の説明】

１車輛２Ｓ磁
石３Ｎ磁石４Ｓ超
電動磁石５Ｎ超電動磁石６Ｓ電
磁石７Ｎ電磁石８Ｎ固
定磁石９Ｓ固定磁石１０走行
路１１壁１２渦巻１３車輛１４窓１５空気孔１６入口１７出口１８突出
物１８ａ前斜面１８ｂ後斜
面２０底辺２１頂角２３湾曲空気孔２４上可
動蓋２５下可動蓋２６出口

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行路面上で強力磁石の反発力で車輛が
浮上し、磁石の反発力と吸収力とで車輛を移動せるリニ
アモーターにおいて、前記車輛の走行方向の前面には空
気孔の入口を設けるとともに前記走行路面に対向する位
置に空気孔の出口を圧縮空気が車両の進行方向斜め後方
に噴出するように設け、前記空気孔の入口の断面槓は前
記空気孔の出口の断面積の２倍とし、前記走行路面上に
前記空気孔の出口と対向する位置には断面形状が二等辺
三角形の突出物を設け、車輛が高速移動中には前記空気
孔の入口に空気が流入して、車両前面の空気渦巻の発生
を防止し、かつ空気孔内に流入した空気が空気孔内で圧
縮されて前記空気孔の出口から圧縮空気となり排出し、
前記突出物の前斜面に当たって前記車輛を進行方向に推
すようにしたことを特徴とするリニアモーターカー。
【請求項２】空気孔の後方に流路方向が１８０度湾曲
する湾曲空気孔を設け、前記湾曲空気孔の入口には油圧
装置により開閉する上開閉蓋を、前記空気孔には油圧装
置により開閉する下開閉蓋を設け、前記湾曲空気孔の出
口が走行路面の断面形状が二等辺三角形の突出物の後斜
面に対向する位置に設けられたことを特徴とする請求項
１記載のリニアモーターカー。