JP2698669B2 - 超電導磁気浮上車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、リニアモータを使用して高速走行する側壁
浮上コイルと推進案内コイルとによる側壁浮上形（側壁
浮上方式ともいう）の超電導磁気浮上車に係り、特に、
この超電導磁気浮上車における超電導電磁石の安定保持
装置に関する。

（従来の技術） 従来の超電導磁気浮上車は、軌道上に電磁浮上コイル
と電磁推進コイルとによる各電磁コイルを列設し、この
軌道上に走行する台車に超電導電磁石を固定して設け、
この台車上に車体を空気ばねを介装して構成されてい
る。

従って、上述した超電導磁気浮上車は、上記軌道上に
各電磁コイルと上記台車の超電導電磁石との電磁作用に
より磁気浮上して高速走行するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したこの種の超電導磁気浮上車
は、台車に超電導電磁石を固定して設け、この台車上に
車体を空気ばねを介装して支持されている関係上、緩衝
機能が充分ではなく、乗客に対する乗り心地が悪い等の
難点がある。

そこで、最近の超電導磁気浮上車は、乗客に対する乗
り心地を良くする緩衝機能の向上を図るために、台車と
超電導電磁石とを分離して設け、この台車と超電導電磁
石との間に緩衝用の空気ばねによる軸ばねを介装して緩
衝機能の向上を図り、安定した高速走行をするようにし
たものが提案されている。

即ち、既に提案されているこの種の超電導磁気浮上車
は、断面がＵ形をなす軌道の両側壁に側壁浮上コイルと
推進案内コイルを敷設し、上記軌道を走行する車体を備
えた台車の両側に各超電導電磁石を上記側壁浮上コイル
へ向合って設けた側壁浮上方式と呼ばれるものである。

この側壁浮上方式と呼ばれる超電導磁気浮上車は、各
超電導電磁石とこれに向合う軌道の両側壁に８字状に構
成した側壁浮上コイルを敷設し、上記軌道を走行する車
体を備えた台車の両側に各超電導電磁石を上記側壁浮上
コイルへ向合って設けているので、超電導磁気浮上車が
磁気浮上して走行するときには、各超電導電磁石の中心
を８字状に構成した側壁浮上コイルの中心より若干下方
にして走行させると、この８字状に構成した側壁浮上コ
イルに作用する磁束が大きいために、この側壁浮上コイ
ルに流れる電流により各超電導電磁石には、浮上力が作
用することになる。このときに超電導磁気浮上車が支持
車輪（走行タイヤ）で走行する時には、無駄な走行抵抗
を生じないないようにするために、この支持車輪の走行
時、各超電導電磁石の中心が側壁浮上コイルは中心を通
過するように設置するので、この側壁浮上コイルによる
上部コイルと下部コイルとは同じ磁束変化を受け、この
側壁浮上コイルとしての上部コイルと下部コイルとで誘
起される電流は同じ電圧で、しかも、電流の流れの方向
が逆なために相殺され、電流が流れず、浮上力が発生し
ない。又、“磁気ドラグ”も生じないことになる。

このようにして上記超電導磁気浮上車が一定の走行速
度以上になり、磁気浮上可能な状態になった時、上記支
持車輪を引込めると、上記各超電導電磁石が上記側壁浮
上コイルに対して降下基準位置まで下がると、浮上保持
可能な磁気力が発生するようになっている。なお、この
とき上記側壁浮上コイルと上記各超電導電磁石との間に
作用する磁気ばね作用はかなり硬いものとなる。

このように既に提案されているこの種の超電導磁気浮
上車は、断面がＵ形をなす軌道の両側壁に側壁浮上コイ
ルと推進案内コイルを敷設し、上記軌道を走行する車体
を備えた台車の両側に各超電導電磁石を上記側壁浮上コ
イルへ向合って設けている関係上、軌道を走行タイヤで
走行している時、各超電導電磁石には浮上力が作用しな
いので、空気ばねによる軸ばねには作用力が全く生じな
いが、所定の走行速度に達して上記走行タイヤを軌道か
ら引上げられると、空気ばねによる軸ばねは短時間の間
に必要な空気圧を補給することは困難であり、上記走行
タイヤを軌道から引上げる短時間の間には、軸ばねが全
く緩衝機能を失う等の欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、断面がＵ形をなす軌道の両側壁に側壁浮上コイルと
推進案内コイルを敷設し、上記軌道を走行する車体を備
えた台車の両側に各超電導電磁石を上記側壁浮上コイル
へ向合って設けた超電導磁気浮上車において、軌道を走
行タイヤ走行から各超電導電磁石による磁気浮上走行へ
移行するときに空気ばねによる軸ばねに緩衝機能を有効
適切に作用するようにして乗客に対して乗り心地の向上
を図るようにした超電導磁気浮上車を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段とその作用） 本発明は、断面がＵ形をなす軌道の両側壁に側壁浮上
コイルと推進案内コイルを敷設し、上記軌道を走行する
車体を備えた台車の両側に各超電導電磁石を上記側壁浮
上コイルへ向合って設けた超電導磁気浮上車において、
上記台車に各走行タイヤを各シリンダー装置で昇降自在
に設け、この各走行タイヤの傍らの上記台車に各ストッ
パを有する各支持体を垂設し、上記台車の下部に上記各
超電導電磁石を内蔵した各ケース本体を各軸ばねを介し
て設け、この各ケース本体に各係合部を上記各ストッパ
へ係合するように形成し、上記各支持体と各ケース本体
とを各一対の連杆で連結し、上記台車に台車用高さ制御
弁を付設し、この高さ制御弁に各ロックを介して上記各
ケース本体を昇降自在に連結し、上記高さ制御弁に各エ
ア切換弁を通して上記軸ばねへ連結し、軌道を走行タイ
ヤで走行する時、上記各走行タイヤを各シリンダー装置
で降下して軌道の走行面を走行タイヤで走行し、しかる
後、軌道を走行タイヤの走行から各超電導電磁石による
浮上走行に移行する時、上記台車用高さ制御弁に各ロッ
ドを介して上記各ケース本体を降下させると同時に、走
行面から走行タイヤを上昇させて離間し、上記高さ制御
弁で上記軸ばねに緩衝機能を有効適切に作用するように
し、乗客に対して乗り心地の向上を図るようにしたもの
である。

（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

第１図及び第２図において、符号１は、超電導磁気浮
上車の走行する断面がＵ形をなす軌道であって、この軌
道１の両側壁1aには、上部浮上コイル2aと下部浮上コイ
ル2bとで構成する側壁浮上コイル２と推進案内コイル３
が敷設されており、上記軌道１の底面1bは走行路を形成
している。又、上記軌道１には、超電導磁気浮上車の台
車４が配設されており、この台車４の上部には、車体５
が空気ばねによる各枕ばね６を介して設けられており、
この各枕ばね６は上記車体５に付設された各車体用高さ
制御弁７を通して空気圧源（エアタンク）８に各エアパ
イプ9a、9bで接続されている。さらに、この各車体用高
さ制御弁７には、上記台車４が各連結ロッド10a、10bで
垂直に連結されており、この台車４が左右に変位して車
体５が傾斜すると、この各連結ロッド10a、10bを介して
上記各車体用高さ制御弁７を作動して上記各枕ばね６の
高さを制御し、上記車体５を安定保持するようになって
いる。

一方、上記台車４の下部には、左右一対をなす走行タ
イヤ11a、11bが、例えば、油圧シリンダー装置による各
シリンダー装置12a、12bで上記走行路1bに対して昇降自
在に設けられており、この各シリンダー装置12a、12bは
上記台車に設けられた油圧切換弁13を通して油圧源（オ
イルタンク）14へ連結されている。又、この油圧切換弁
13の戻り口は油圧戻し溜15へ油圧管を通して接続されて
おり、この油圧戻し溜15は上記油圧源14へ油圧ポンプを
備えた油圧管で接続されている。

従って、左右一対をなす走行タイヤ11a、11bは、車両
速度が一定の走行速度以下になると、磁気浮上保持が困
難になるので、上記油圧切換弁13を作動して上記各シリ
ンダー装置12a、12bで上記各走行タイヤ11a、11bを降下
して走行路1bへ接触して路面走行するようになってい
る。

他方、上記各走行タイヤ11a、11bの傍らの上記台車４
には、各ストッパ16aを有する各支持体16が垂設されて
おり、この各支持体16の近傍の上記台車４の下位には、
各ケース本体17が、例えば、空気ばねによる各軸ばね18
を介して設けられている。又、この各ケース本体17内に
は、各超電導電磁石19が内蔵されており、この各超電導
電磁石19は上記上部浮上コイル2aと下部浮上コイル2bと
で構成する側壁浮上コイル２に互いに向合って設けられ
ており、この各ケース本体17には、各係合部17a、17bが
上記各ストッパ16aへ係合するように間隙を存して形成
されている。さらに、この各ケース本体17と上記各支持
体16とは、各一対をなす連杆20で水平に保持するように
連結されており、上記各ケース本体17内の各超電導電磁
石19は上記側壁浮上コイル２に対して常に向合うように
構成されている。さらに又、上記台車４には、各台車用
高さ制御弁21が付設されており、この各台車用高さ制御
弁21は上記空気圧源８へ各エアパイプ9b、9c、9dで接続
されている。さらに、この各台車用高さ制御弁21の一部
には、各エア切換弁22が上記各軸ばね18を制御するよう
に各エアパイプ9eを介して付設されている。さらに又、
この各エア切換弁22には、各減圧弁23が連結されてお
り、この各各減圧弁23は上記空気圧源８へ上記エアパイ
プ9dを通して接続されている。又、上記各台車用高さ制
御弁21の一部には、上記各ケース本体17が各ロッド24
a、24bで垂直に連結されており、上記台車４が左右に変
位して上記各ケース本体17が傾斜しようとすると、この
各ロッド24a、24bを介して上記各台車用高さ制御弁21を
作動して上記各軸ばね18の高さを制御するようになって
いる。

特に、各走行タイヤ11a、11bによる低速走行時、上記
各超電導電磁石19の高さは、上記側壁浮上コイル２の中
心高さと合致するようにしてあるため、磁気浮上力は全
く発生しないけれども、上記各軸ばね18には、一定圧の
圧力空気が流入しているだけなので、上記各超電導電磁
石19は降下し、これを内蔵している上記ケース本体17の
各係合部17a、17bは上記各ストッパ16a、16bへ当接し、
上記各ケース本体17は安定保持されるようになってい
る。なお、上記各減圧弁23から上記各軸ばね18へ供給さ
れる空気圧は、正規の荷重がかかった状態の車両全体を
支持するのに必要な空気圧になった標準高さの各軸ばね
18になった時、上記各係合部17a、17bは上記各ストッパ
16a、16bへ当接するまで伸びたときに生じる空気圧と等
しくなるように制御されている。又、第２図に示される
ように、上記台車４の上部両側には、各案内タイヤ25が
上記軌道１の両側壁1aへ当接して案内するようにして水
平に設けられている。

以下、本発明の作用について説明する。

超電導磁気浮上車が軌道１上を始動開始し、各走行タ
イヤ11a、11bが走行路1bから引上げ指令が図示されない
制御装置から発信されると、上記油圧切換弁13の切換動
作によって油圧源14から供給された油圧は、各シリンダ
ー装置12a、12bを作動して上記各走行タイヤ11a、11bを
走行路1bから引上げる。このとき、上記各シリンダー装
置12a、12bの上部の油は油圧切換弁13を通して油圧戻し
溜15へ吐出され、しかる後、この油圧戻し溜15の油は油
圧ポンプで上記油圧源14へ還流される。

他方、空気圧源８の圧縮空気は、各車体用高さ制御弁
７によって上記各枕ばね６の高さを所定の高さに保持し
て緩衝機能を発揮する。又、上記各エア切換弁22は上記
油圧切換弁13の切換動作と同様して切替り、上記各台車
用高さ切換弁21が上記各軸ばね18を所定の高さに保持し
ながら上記各超電導磁石19が受ける浮上力を台車４へ伝
えると共に、上記各軸ばね18が緩衝機能を発揮するよう
になっている。

このようにして、上記超電導磁気浮上車が軌道１上を
上記各超電導磁石19と側壁浮上コイル２及び推進案内コ
イル３との電磁作用により、磁気浮上しながら高速走行
する。

次に、超電導磁気浮上車が軌道１上に停止動作に入る
と、各走行タイヤ11a、11bが走行路1bへ降下指令が図示
されない制御装置から発信されると、上記油圧切換弁13
が消磁されて切換動作すると、油圧源14から供給された
油圧は、各シリンダー装置12a、12bを作動して上記各走
行タイヤ11a、11bが走行路1bへ降下する。このとき、上
記各シリンダー装置12a、12bの下部の油は油圧切換弁13
を通して油圧戻し溜15へ吐出され、しかる後、この油圧
戻し溜15の油は油圧ポンプで上記油圧源14へ還流される
と共に、他方、上記各エア切換弁22は上記各台車用高さ
切換弁21へ連通していたが上記各減圧弁23へ切替って接
続され、ゆっくり上記各軸ばね18を所定の高さに保持し
ながら上記各超電導磁石19の浮上力を解消して台車４へ
伝えると共に、上記各走行タイヤ11a、11bは走行路1bへ
降下して低速走行する。

特に、上記各走行タイヤ11a、11bによる低速走行時、
前述したように、上記各超電導電磁石19の高さが側壁浮
上コイル２の中心高さと合致するようにしてあるため、
磁気浮上力は発生しないけれども、上記各軸ばね18に
は、一定圧の圧力空気が流入しているだけなので、上記
各超電導電磁石19は降下し、これを内蔵している上記ケ
ース本体17の各係合部17a、17bは上記各ストッパ16a、1
6bへ当接して上記各ケース本体17は安定保持される。

次に、第３図に示される本発明の他の実施例は、上記
台車４の下位に水平支持部材26を各軸ばね18を介装して
設け、この水平支持部材26の両端部に超電導電磁石19を
内蔵した各ケース本体17を立設し、この水平支持部材26
の中程に一対の係止爪26aを上記台車４の下部に付設さ
れた左右一対のストッパ27へ当接するように形成し、こ
の各ストッパ27の傍らの上記台車４の耳片4aと上記水平
支持部材26の耳片26aとを水平連杆28で連結したもので
あり、これは前述した具体例の各一対をなす連杆20と同
じ構成をなすものである。

又一方、第４図に示される本発明の他の実施例は、車
体５側に設けられた各車体用高さ制御弁７に乗客の変動
を検出する荷重検出センサ29と荷重制御器30を連結して
設け、この荷重制御器30を上記台車４側のエアパイプ9c
に付設された各電磁弁31a、31bに電気的に接続し、さら
に、上記エアパイプ9dに周知の多膜板中継弁32を上記各
台車用高さ制御弁21へ接続して設け、これによって、車
体５側に設けられた上記荷重検出センサ29が乗客の変動
を検出して、これを荷重制御器30、各電磁弁31a、31b及
び多膜板中継弁32を介して上記軸ばね18の緩衝機能を有
効適切に作動するように構成したものである。

他方、第５図に示される本発明の他の実施例は、車体
５側に設けられた各車体用高さ制御弁33に乗客の変動を
検出する荷重検出センサと荷重制御器を内蔵して設け、
この各車体用高さ制御弁33で乗客の変動を検出制御し
て、上記軸ばね18の緩衝機能を有効適切に作動するよう
に構成したものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、断面がＵ形をなす
軌道の両側壁に側壁浮上コイルと推進案内コイルを敷設
し、上記軌道を走行する車体を備えた台車の両側に各超
電導電磁石を上記側壁浮上コイルへ向合って設けた超電
導磁気浮上車において、上記台車に各走行タイヤを各シ
リンダー装置で昇降自在に設け、この各走行タイヤの傍
らの上記台車に各ストッパを有する各支持体を垂設し、
上記台車の下部に上記各超電導電磁石を内蔵した各ケー
ス本体を各軸ばねを介して設け、この各ケース本体に各
係合部を上記各ストッパへ係合するように形成し、上記
各支持体と各ケース本体とを各一対の連杆で連結し、上
記台車に台車用高さ制御弁を付設し、この高さ制御弁に
各ロッドを介して上記各ケース本体を昇降自在に連結
し、上記高さ制御弁に各エア切換弁を通して上記軸ばね
へ連結し、軌道を走行タイヤで走行する時、上記各走行
タイヤを各シリンダー装置で降下して軌道を走行タイヤ
走行し、しかる後、軌道を走行タイヤ走行から各超電導
電磁石による浮上走行に移行する時、高さ制御弁に各ロ
ッドを介して上記各ケース本体を降下させると共に、軌
道から走行タイヤを上昇させて離間し、上記高さ制御弁
で上記空気ばねによる軸ばねで緩衝機能を有効適切に作
用するようにしてあるので、乗客に対して乗り心地の向
上を図ることができるばかりでなく、上記走行タイヤで
走行面を低速走行するとき、つまり、上記各超電導電磁
石による浮上力を得ないとき、上記各軸ばねに台車用高
さ制御弁の作用で所定の空気圧を保持するようにして緩
衝機能が働くようにし、他方、磁気浮上走行とき、各軸
ばねに急激な磁気浮上力が作用しても台車用高さ制御弁
の作用で所定の空気圧を保持するようにして緩衝機能が
働くようにしてあるから、各枕ばねや各軸ばねの緩衝機
能を効率よく作動することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の超電導磁気浮上車を線図的に示す断
面図、第２図は、本発明の超電導磁気浮上車の駆動部の
みを取出して示す断面図、第３図乃至第５図は、本発明
の他の実施例を示す各図である。 １……軌道、２……壁側浮上コイル、３……推進案内コ
イル、４……台車、５……車体、６……枕ばね、７……
車体用高さ制御弁、11a、11b……走行タイヤ、12a、12b
……シリンダー装置、13……油圧切換弁、14……油圧
源、16……支持体、17……ケース本体、18……軸ばね、
19……超電導電磁石、20……連杆、21……台車用高さ制
御弁、22……エア切換弁、23……減圧弁、24a、24b……
ロッド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面がＵ形をなす軌道の両側壁に側壁浮上
   コイルと推進案内コイルを敷設し、上記軌道を走行する
   車体を備えた台車の両側に各超電導電磁石を上記側壁浮
   上コイルへ向合って設けた超電導磁気浮上車において、
   上記台車に各走行タイヤを各シリンダー装置で昇降自在
   に設け、この各走行タイヤの傍らの上記台車に各ストッ
   パを有する各支持体を垂設し、上記台車の下部に上記各
   超電導電磁石を内蔵した各ケース本体を各軸ばねを介し
   て設け、この各ケース本体に各係合部を上記各ストッパ
   へ係合するように形成し、上記各支持体と各ケース本体
   とを各一対の連杆で連結し、上記台車に台車用高さ制御
   弁を付設し、この高さ制御弁に各ロッドを介して上記各
   ケース本体を昇降自在に連結し、上記高さ制御弁に各エ
   ア切換弁を通して上記軸ばねへ連結したことを特徴とす
   る超電導磁気浮上車。