JP3072297B2 - Propulsion method of tracked vehicle by synchronous linear motor - Google Patents

Propulsion method of tracked vehicle by synchronous linear motor

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JP3072297B2
JP3072297B2 JP1162176A JP16217689A JP3072297B2 JP 3072297 B2 JP3072297 B2 JP 3072297B2 JP 1162176 A JP1162176 A JP 1162176A JP 16217689 A JP16217689 A JP 16217689A JP 3072297 B2 JP3072297 B2 JP 3072297B2
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【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、同期形リニアモータの三次元力を軌道車両
の浮上方向と案内方向に利用すると共に、これを推進す
る方法に関するものである。
The present invention relates to a method of utilizing the three-dimensional force of a synchronous linear motor in a flying direction and a guiding direction of a tracked vehicle, and a method of propelling the same. .

(ロ) 従来の技術 従来、陸上及び水中に一連の軌道を敷設して、同軌道
上を水陸両用の車両を走行させる水陸両用輸送システム
として、特開昭64−63468号公報が開示されている。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 64-63468 discloses an amphibious transport system in which a series of tracks are laid on land and in water, and an amphibious vehicle runs on the tracks. .

かかるシステムに用いられる車両には、動力源として
リニアモータを採用しており、陸上用軌道上での走行
は、推進手段と浮上手段とにより、車両を陸上用軌道よ
り浮上させた状態で走行可能とし、また、水中用軌道上
での走行は、推進手段と補助推進手段と水の浮力とによ
り、車両を水中用軌道より浮上させた状態で水中を走行
可能としている。
The vehicle used in such a system adopts a linear motor as a power source, and can travel on a land track by means of propulsion means and floating means, with the vehicle floating above the land track. The traveling on the underwater track enables the vehicle to travel underwater while the vehicle floats above the underwater track by the propulsion means, the auxiliary propulsion means, and the buoyancy of the water.

そして、車両の左右側下部には、車両に沈降力をもた
せるための沈降用錘を着脱機構を介して着脱自在に取付
けて、事故発生等の非常時には、着脱機構を操作して沈
降用錘を離脱させることにより、車両を水の浮力により
水面まで浮上させることができるようにしている。
At the lower left and right sides of the vehicle, sedimentation weights for attaching the sedimentation force to the vehicle are detachably attached via an attachment / detachment mechanism.In an emergency such as when an accident occurs, the detachment weight is operated by operating the attachment / detachment mechanism. By separating, the vehicle can be raised to the surface of the water by the buoyancy of the water.

また、ドイツでは磁気浮上鉄道であるトランスラピッ
ドが開発されており、かかるトランスラピッドでは、浮
上は、電磁石と固定子鉄心レールとの間に発生する磁気
吸引力を利用し、車上に設けられた電源により制御され
る一方、推進は、固定子の電機子巻線と電磁石とからな
る同期形リニアモータから発生する推進力を利用し、地
上に設けられた電源により制御されて、浮上と推進がそ
れぞれ別々に分離された電源によって制御される方式が
採用されている。
In Germany, Trans-Rapid, a magnetic levitation railway, is being developed.In such Trans-Rapid, levitation is provided on the vehicle using the magnetic attraction generated between the electromagnet and the stator core rail. Propulsion is controlled by a power supply, while propulsion is controlled by a power supply provided on the ground, utilizing the propulsion generated by a synchronous linear motor consisting of an armature winding of a stator and an electromagnet. A system controlled by separately separated power supplies is adopted.

また、特開昭51−73210号公報には、浮上用地上コイ
ルを設けた超伝導リニア同期電動機を用いた誘導反発形
磁気浮上車の微小垂直振動の制御を、電機子電流の位相
を制御することにより行うようにした構造が記載されて
いる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-73210 discloses a technique for controlling a minute vertical vibration of an induction repulsion type magnetic levitation vehicle using a superconducting linear synchronous motor provided with a levitation ground coil and controlling a phase of an armature current. This describes a structure that is adapted to be performed.

そして、これは、基本的に、誘導反発形の超伝導磁気
浮上方式を採用した軌道車両であり、かかる軌道車両で
は、地上に浮上専用コイルを設ける一方、車上に超電導
磁石を設けて、これら浮上専用コイルと超電導磁石とに
より浮上力を発生させるようにしている。
And this is basically a tracked vehicle adopting a superconducting magnetic levitation type of induction repulsion type.In such a tracked vehicle, while providing a levitation-only coil on the ground, a superconducting magnet is provided on the vehicle, and A levitation force is generated by a levitation-only coil and a superconducting magnet.

(ハ) 発明が解決しようとする課題 ところが、上記した水陸両用車両では、陸上において
は、浮上手段により車両の重量と磁気による浮上力とを
釣合わせることで、車両と軌道との間に一定の間隔を保
持させることができるが、水中においては、車両の重量
と沈降用錘の重量と車両にはたらく錘の浮力とを釣合わ
せて、車両と軌道との間に一定の間隔を保持させること
が困難であるという課題がある。
(C) Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned amphibious vehicle, on the land, a constant weight is provided between the vehicle and the track by balancing the weight of the vehicle with the levitation force by magnetism by the levitation means. The distance can be maintained, but underwater, it is possible to maintain a constant distance between the vehicle and the track by balancing the weight of the vehicle, the weight of the sinking weight, and the buoyancy of the weight acting on the vehicle. There is a problem that it is difficult.

しかも、上記した水陸両用車両では、沈降用錘とその
着脱機構を必要とするため、車両の重量が増大して、車
両の走行電力を増大させる等の課題がある。
In addition, the above-mentioned amphibious vehicle requires a sinking weight and its attaching / detaching mechanism, so that there is a problem that the weight of the vehicle increases and the running power of the vehicle increases.

さらに、推進用と浮上用の2種類のコイルを必要と
し、軌道構造が複雑になるという課題もある。
Further, there is a problem that two types of coils for propulsion and levitation are required, and the track structure is complicated.

また、トランスラピッドでは、固定子鉄心レールがな
い場合、磁気吸引力が発生しないために軌道車両を磁気
浮上させることができないという不具合がある。
Further, in the case of the Transrapid, when there is no stator core rail, there is a problem that the magnetic vehicle cannot be magnetically levitated because no magnetic attraction force is generated.

しかも、トランスラピッドは、電磁石と固定子鉄心レ
ールと車上制御電源とによる独立浮上機構を構成すると
共に、電機子巻線と電磁石と地上制御電源とによる別の
独立推進機構を構成する二重構造となっているため、構
造が複雑になる上に施工コストやメンテナンス等の経済
的負担が大きくなるという不具合がある。
In addition, the Transrapid has a dual structure that constitutes an independent levitation mechanism using electromagnets, stator core rails, and on-board control power, and another independent propulsion mechanism using armature windings, electromagnets, and ground control power. Therefore, there is a problem that the structure becomes complicated and the economic burden such as construction cost and maintenance becomes large.

また、誘導反発形の超電導磁気浮上方式を採用した軌
道車両では、地上に浮上専用の短絡コイル又はシート導
体板等を必要とし、しかも、150km/h程度の高速で推進
しなければ浮上せず、停止状態にて浮上させることがで
きないという不具合がある。
In addition, a track vehicle that employs a superconducting magnetic levitation type of induction repulsion requires a short-circuit coil or sheet conductor plate dedicated to levitation on the ground, and it will not levitate unless propelled at a high speed of about 150 km / h, There is a problem that it is impossible to ascend in the stopped state.

しかも、かかる軌道車両では、浮上専用の短絡コイル
又はシート導体板等を必要とするため、構造が複雑にな
る上に施工コストやメンテナンス等の経済的負担が大き
くなるという不具合がある。
Moreover, such a track vehicle requires a short-circuit coil or a sheet conductor plate exclusively for levitation, so that the structure becomes complicated, and there is a problem that an economic burden such as construction cost and maintenance is increased.

(ニ) 課題を解決するための手段 そこで、本発明では、陸上,水中,陸上及び水中のい
ずれかに敷設した軌道に沿って走行可能に構成した軌道
車両の推進方法であって、軌道には、電機子コイルを配
設すると共に、軌道車両には、上記電機子コイルと対向
したマグネットを設けて、同期形リニアモータを構成
し、上記電機子コイルに供給する交流電流の大きさと位
相及び周波数を陸上基地から制御して同期形リニアモー
タの動作点及び速度を制御することにより、軌道車両の
マグネットに発生する電磁力の垂直方向の分力を用い
て、陸上においては、軌道車両の重量を、同期形リニア
モータの反発力又は吸引力として調整し、水中において
は、軌道車両の重量と水の浮力との差を、同期形リニア
モータの反発力又は吸引力として調整して、軌道車両を
軌道より浮上させ、或いは、軌道車両を設定した強さで
軌道に接触させると同時に、同じ電磁力の軌道に平行な
分力を同期形リニアモータの推進力として用いて軌道車
両を推進させることができることを特徴とする同期形リ
ニアモータによる軌道車両の推進方法を提供せんとする
ものである。
(D) Means for Solving the Problems In view of the above, the present invention provides a method for propelling a track vehicle configured to be able to travel along a track laid on land, underwater, on land, or underwater. The armature coil is disposed, and the tracked vehicle is provided with a magnet facing the armature coil to constitute a synchronous linear motor, and the magnitude, phase and frequency of the alternating current supplied to the armature coil are provided. Control from the land base to control the operating point and speed of the synchronous linear motor, using the vertical component of the electromagnetic force generated in the magnet of the tracked vehicle to reduce the weight of the tracked vehicle on land. , Adjusted as the repulsive force or suction force of the synchronous linear motor, and in water, the difference between the weight of the tracked vehicle and the buoyancy of water is adjusted as the repulsive force or suction force of the synchronous linear motor, The road vehicle is lifted off the track, or the track vehicle is brought into contact with the track with the specified strength, and at the same time, the track vehicle is propelled using the component force parallel to the track of the same electromagnetic force as the driving force of the synchronous linear motor. It is an object of the present invention to provide a method for propelling a tracked vehicle by using a synchronous linear motor, wherein

また、本発明は、水中に敷設した軌道に沿って走行可
能に構成した軌道車両の推進方法であって、軌道には、
電機子コイルを配設すると共に、軌道車両には、上記電
機子コイルと対向したマグネットを設けて、同期形リニ
アモータを構成し、上記電機子コイルに供給する交流電
流の大きさと位相及び周波数を陸上基地から制御して同
期形リニアモータの動作点及び速度を制御することによ
り、軌道車両のマグネットに発生する電磁力の垂直方向
の分力を用いて、水中における軌道車両の重量と水の浮
力との差を、同期形リニアモータの反発力又は吸引力と
して調整し、軌道車両を軌道より浮上させ、或いは、軌
道車両を設定した強さで軌道に接触させると同時に、同
じ電磁力の軌道に平行な分力を同期形リニアモータの推
進力として用いて軌道車両を推進させることができ、又
は、軌道車両を軌道より浮上させ、或いは、軌道車両を
設定した強さで軌道に接触させると同時に、同期形リニ
アモータの吸引力によって軌道車両を推進させながら同
じ電磁力の軌道に対する左右方向の分力を案内力として
用いて軌道車両を案内することができることを特徴とす
る同期形リニアモータによる軌道車両の推進方法をも提
供せんとするものである。
Further, the present invention is a method for propelling a tracked vehicle configured to be able to travel along a track laid underwater, wherein the track includes:
The armature coil is arranged, and the track vehicle is provided with a magnet facing the armature coil to constitute a synchronous linear motor, and the magnitude, phase and frequency of the alternating current supplied to the armature coil are adjusted. By controlling the operating point and speed of the synchronous linear motor by controlling from the land base, the weight of the track vehicle and the buoyancy of the water in the water are obtained by using the vertical component of the electromagnetic force generated in the magnet of the track vehicle. Is adjusted as the repulsive force or attractive force of the synchronous linear motor to lift the tracked vehicle from the track or to contact the tracked vehicle with the set strength, and at the same time, to the track with the same electromagnetic force. The rail vehicle can be propelled by using the parallel component force as the propulsion force of the synchronous linear motor, or the rail vehicle can be lifted off the rail, or the rail vehicle can be propelled with the set strength. Synchronously characterized by being able to guide the tracked vehicle using the left-right component of the same electromagnetic force in the track as the guiding force while propelling the tracked vehicle by the suction force of the synchronous linear motor. It is also intended to provide a method for propelling a tracked vehicle using a linear motor.

(ホ) 作用効果 本発明によれば、陸上,水中(ここでは、海中も含
む),陸上及び水中の三形態のいずれかに敷設した軌道
に、浮上用コイルや案内用コイルを全く設けずに、電機
子コイルのみを配設して、同電機子コイルに交流電流を
供給することにより、軌道上に移動磁界を励起させるこ
とができ、この励起された移動磁界によって軌道車両に
設けたマグネットに電磁力が発生する。
(E) Function and Effect According to the present invention, no levitation coil or guide coil is provided on a track laid in any of the three forms of land, underwater (here, underwater), land and underwater. By disposing only the armature coil and supplying an alternating current to the armature coil, the moving magnetic field can be excited on the track, and the excited moving magnetic field can be applied to the magnet provided on the track vehicle. Electromagnetic force is generated.

上記電機子コイルにおける交流電流の大きさと位相及
び周波数の地上のみから制御して、上記リニアモータの
動作点及び速度を制御することにより、軌道車両に設け
たマグネットに発生するこの電磁力の垂直方向の分力
(浮上力)を軌道車両に作用させて、陸上においては、
軌道車両の重量を、同期形リニアモータの反発力又は吸
引力として調整し、水中においては、軌道車両の重量と
水の浮力との差を、同期形リニアモータの反発力又は吸
引力として調整し、軌道車両を軌道より浮上させて無接
触で支持すると同時に同じ電磁力の軌道に平行な分力
(水平方向分力;推進力)によって推進させるか、又
は、軌道車両を自由に設定した強さで軌道に軽く接触さ
せて機械的に支持すると同時に同じ電磁力の推進力成分
によって推進させることができる。
By controlling the magnitude, phase and frequency of the alternating current in the armature coil only from the ground, and controlling the operating point and speed of the linear motor, the vertical direction of this electromagnetic force generated in the magnet provided on the track vehicle On the track vehicle by applying the component force (lifting force) of
Adjust the weight of the tracked vehicle as the repulsive force or suction force of the synchronous linear motor, and in water, adjust the difference between the weight of the tracked vehicle and the buoyancy of the water as the repulsive force or suction force of the synchronous linear motor. The tracked vehicle is lifted from the track to support it in a non-contact manner, and at the same time is propelled by a component (horizontal component; propulsion) parallel to the track of the same electromagnetic force, or the strength of the tracked vehicle set freely And lightly contact the orbit to provide mechanical support and at the same time propulsion by the same propulsion component of the electromagnetic force.

しかも、軌道車両を停止させた状態で軌道に対して浮
上させることができ、また、軌道車両を自由に設定した
強さで軌道に接触させて機械的に支持することができ
る。
Moreover, the tracked vehicle can be levitated with respect to the track while stopped, and the tracked vehicle can be mechanically supported by contacting the track with a freely set strength.

そして、本発明では、同期形リニアモータにより必要
な推進力と浮上力とをその速度に無関係に同一の原理
(統一原理)で同時に発生させることができるため、推
進機構と浮上機構とをそれぞれ別々に構成する必要がな
く、地上のみから非接触で推進と浮上とを制御すること
ができて、地上電機子巻線と車上マグネットによる一つ
の構成、すなわち、同期形リニアモータのみで浮上機構
と推進機構とを実現することができ、その結果、トラン
スラピッドのように車上の制御電源設備を設ける必要が
ない。
According to the present invention, the propulsion force and the levitation force required by the synchronous linear motor can be simultaneously generated by the same principle (unified principle) irrespective of the speed. It is possible to control propulsion and levitation in a non-contact manner only from the ground, and one configuration using ground armature windings and on-vehicle magnets, that is, a levitation mechanism using only a synchronous linear motor A propulsion mechanism can be realized, and as a result, there is no need to provide a control power supply facility on the vehicle as in Transrapid.

従って、本発明は、トランスラピッド等のような従来
の常電導磁気浮上車両とは、本質的に異なる。しかも、
本発明では、推進手段と浮上手段とをそれぞれ別途に設
ける必要がないことから、誘導反発形超電導磁気浮上列
車のように浮上専用地上コイルを全く必要としない。
Thus, the present invention is substantially different from conventional normally conducting magnetic levitation vehicles such as Transrapid. Moreover,
In the present invention, since there is no need to separately provide the propulsion means and the levitation means, there is no need for a levitation-only ground coil at all unlike the induction repulsion type superconducting magnetic levitation train.

このように、本発明では、浮上用コイルや案内用コイ
ル等が不要であることから、その分、従来の磁気浮上車
両よりもリニアモータ軌道構造が非常に簡単となり、そ
の結果、特に、超高速磁気浮上列車のように地上に浮上
用コイルや案内用コイルを設ける場合には、軌道の長さ
に比例して施工コストやメンテナンスコスト等の低減効
果が非常に高くなる(略半減する)という経済効率の良
い移動システムを提供することができる。
As described above, according to the present invention, since the levitation coil and the guide coil are not required, the linear motor track structure is much simpler than that of the conventional magnetic levitation vehicle. When a levitation coil or guide coil is provided on the ground like a magnetic levitation train, the effect of reducing construction and maintenance costs becomes extremely high (substantially halved) in proportion to the length of the track. An efficient moving system can be provided.

そして、本発明は、車輪等の機械的支持装置により支
持した場合には、車両の重量や水の浮力と全く無関係
に、機械的支持装置にかかる等価重量を自由に軽量化調
整できるため、従来の軌道車両とも本質的に異なる。
And, when the present invention is supported by a mechanical support device such as wheels, the equivalent weight applied to the mechanical support device can be freely reduced and adjusted irrespective of the weight of the vehicle or the buoyancy of water. Is essentially different from the tracked vehicles.

また、前記した同期形リニアモータによる電磁吸引力
の軌道に対する左右方向の分力(横方向分力)は、軌道
車両の左右変位に対して復元力として作用するので、軌
道車両を軌道に沿わせて左右中央位置に保持(案内)す
ることができる。
In addition, since the component of the electromagnetic attraction force of the synchronous linear motor in the left-right direction with respect to the trajectory (lateral component force) acts as a restoring force against the left-right displacement of the tracked vehicle, the tracked vehicle is moved along the track. Can be held (guided) at the left and right center positions.

このように、同期形リニアモータの電機子コイルが、
軌道車両を軌道より浮上させ、或いは、軌道車両を自由
に設定した強さで軌道に接触させると同時に、軌道車両
を推進させる機能と、推進時の軌道車両を案内する機能
とを兼ねることから、地上のみから電機子コイルの電流
制御による推進浮上(又は支持)案内兼用システムを提
供することができる。
Thus, the armature coil of the synchronous linear motor
By lifting the tracked vehicle from the track or making the tracked vehicle come into contact with the track at a freely set strength, it also has the function of propelling the tracked vehicle and the function of guiding the tracked vehicle during propulsion. It is possible to provide a propulsion levitation (or support) guidance / shared system by controlling the current of the armature coil only from the ground.

(ヘ) 実施例 本発明の実施例を図面に基き詳説すれば、第1図、第
2図は本発明に係る輸送システム(A)を示している。
(F) Embodiment An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 show a transportation system (A) according to the present invention.

第1図は、海部(S)を挾んで向い合う陸部(L)の
地下に設けた基地(B)(B)間の水中に、軌道(R)
を敷設し、同軌道(R)上に水中走行可能の軌道車両
(V)を走行させて、人員・物資等の輸送を行うように
している。
FIG. 1 shows the orbit (R) in the water between the bases (B) and (B) provided under the land (L) facing each other across the sea (S).
And a track vehicle (V) capable of traveling underwater is run on the same track (R) to transport personnel and materials.

(5)(5)…はエアロックである。 (5) (5) ... are air locks.

また、第2図は、陸上に基地(B)(B)を設け、各
基地(B)(B)間に、陸部(L)においては地上に、
海部(S)においては水中に軌道(R)を敷接し、同軌
道(R)上に水陸両用の軌道車両(V)を走行させて、
人員・物資等の輸送を行うようにしている。第3図は、
軌道車両(V)及び軌道(R)の正面断面図であり、軌
道車両(V)には、水中での緊急避難のために、少なく
とも同車両(V)の上部が水面上に浮上するだけの浮力
を付与している。
FIG. 2 shows that the bases (B) and (B) are provided on land, and between the bases (B) and (B), and the land (L) is on the ground.
In the marine part (S), the track (R) is laid underwater, and an amphibious track vehicle (V) runs on the track (R).
Transport of personnel and supplies is being carried out. FIG.
FIG. 2 is a front sectional view of a track vehicle (V) and a track (R). In the track vehicle (V), at least the upper part of the vehicle (V) only floats on the water surface for emergency evacuation underwater. Gives buoyancy.

(1)(1′)は、軌道車両(V)の下面に設けた左
右一対の超電導コイルであり、同超電導コイル(1)
(1′)によって、軌道(R)に垂直な磁束を発生する
左右一対の超電導マグネット(M)(M′)を構成して
いる。
(1) (1 ') is a pair of left and right superconducting coils provided on the lower surface of the rail vehicle (V), and the superconducting coils (1)
(1 ') constitutes a pair of left and right superconducting magnets (M) (M') that generate a magnetic flux perpendicular to the orbit (R).

(2)(2′)は、軌道(R)の上面に配設した電機
子コイルであり、上記超電導マグネット(M)(M′)
とで、基地(B)から供給された三相交流電流によって
作動する同期形リニアモータ(L)を構成している。
(2) (2 ') are armature coils disposed on the upper surface of the track (R), and the superconducting magnets (M) (M')
Thus, the synchronous linear motor (L) operated by the three-phase alternating current supplied from the base (B) is configured.

(3)(3)…は、陸上において軌道車両(V)の左
右変位を抑制すると共に、後述する水中における軌道車
両(V)の案内において、同軌道車両(V)が復元範囲
を越えて変位したとき、同変位を制限するためのガイド
ローラであり、(4)(4)は軌道挟持板で緊急避難の
為に開閉自在にしている。
(3) (3)... Suppress the left-right displacement of the tracked vehicle (V) on land, and displace the tracked vehicle (V) beyond the restoration range in guiding the underwater tracked vehicle (V), which will be described later. In this case, the guide rollers are used to limit the displacement, and (4) and (4) are track holding plates that can be opened and closed for emergency evacuation.

以下に、軌道車両(V)の推進方法について説明す
る。
Hereinafter, a method of propelling the tracked vehicle (V) will be described.

すなわち、第4図は、軌道車両(V)及び軌道(R)
に配設した超電導マグネット(M)(M′)と電機子コ
イル(2)(2′)の模式的側面図であり、右方を軌道
車両(V)の進行方向としている。
That is, FIG. 4 shows a track vehicle (V) and a track (R).
Is a schematic side view of the superconducting magnets (M) and (M ') and the armature coils (2) and (2') disposed in the vehicle, and the right side is the traveling direction of the rail vehicle (V).

図中、(τ)は超電導マグネット(M)(M′)のポ
ールピッチを示しており、上記電機子コイル(2)
(2′)はポールピッチ(τ)の2/3の間隔で配設さ
れ、隣接した3個の電機子コイル(2)(2′)を1組
とし、同組中のそれぞれの電機子コイル(2)(2′)
に三相交流電流のa,b,c相が供給されている。
In the figure, (τ) indicates the pole pitch of the superconducting magnets (M) and (M ′), and the armature coil (2)
(2 ') is disposed at an interval of 2/3 of the pole pitch (τ), and three adjacent armature coils (2) and (2') constitute one set, and each armature coil in the same set is used. (2) (2 ')
Are supplied with the a, b, and c phases of the three-phase alternating current.

したがって、軌道(R)に配設した電機子コイル
(2)(2′)は、(m)で示すような磁束密度を有
し、かつ、右方に進行する移動磁界を励起することにな
る。
Therefore, the armature coils (2) and (2 ') disposed on the track (R) have a magnetic flux density as shown by (m) and excite a moving magnetic field traveling rightward. .

超電導マグネット(M)(M′)と電機子コイル
(2)(2′)とは一定の間隔を保持して上下に対向し
ており、上記移動磁界と超電導マグネット(M)
(M′)との相互作用によって、電機子コイル(2)
(2′)に供給された交流電流の周波数と同期して軌道
車両(V)を右方に推進する。
The superconducting magnets (M) and (M ') and the armature coils (2) and (2') are opposed to each other up and down with a certain interval, and the moving magnetic field and the superconducting magnet (M)
(M '), the armature coil (2)
The rail vehicle (V) is propelled rightward in synchronization with the frequency of the alternating current supplied to (2 ').

第5図は、上記移動磁界と超電導マグネット(M)
(M′)とによって生ずる軌道(R)に沿った水平方向
の分力、すなわち、車両への推進力(Dp)を示すグラフ
であり、(Δx)は動作点であり、+は移動磁界に対す
る遅れ、−は進みを示している。
FIG. 5 shows the moving magnetic field and the superconducting magnet (M).
(M ') is a graph showing the horizontal component force along the trajectory (R), that is, the propulsion force (Dp) to the vehicle, where (Δx) is the operating point and + is the moving magnetic field. A lag and a-indicate an advance.

図示するように、動作点(Δx)の変化に対し推進力
(Dp)は略サインカーブ状に変化し、同推進力(Dp)
は、動作点(Δx)が0及び±τのとき0、+1/2τの
とき進行方向の最大となり、−1/2τのとき逆方向の最
大となる。
As shown in the figure, the propulsion force (Dp) changes in a substantially sine curve shape with respect to the change of the operating point (Δx), and the propulsion force (Dp) changes.
Is 0 when the operating point (Δx) is 0 and ± τ, becomes maximum in the traveling direction when it is + 1 / 2τ, and becomes maximum in the reverse direction when it is −1 / 2τ.

第6図は、軌道(R)に重力方向の分力(Dv)を示す
グラフであり、+は磁気吸引力、−は磁気反発力を示
し、動作点(Δx)の変化に対して略コサインカーブ状
に変化し、同分力(Dv)は、動作点(Δx)が0のとき
磁気吸引力が最大、±1/2τのとき0、±τのとき磁気
反発力が最大になる。
FIG. 6 is a graph showing the component force (Dv) in the direction of gravity on the trajectory (R), where + indicates magnetic attraction,-indicates magnetic repulsion, and approximately cosine with respect to changes in the operating point (Δx). When the operating point (Δx) is 0, the magnetic attraction force is maximum, when the operating point (Δx) is 0, ± 1 / 2τ is 0, and when it is ± τ, the magnetic repulsion force is maximum.

したがって、動作点(Δx)と電流の大きさを制御す
ることによって、任意の大きさの推進力(Dp)と、軌道
(R)に対する任意の大きさの重力方向の分力(Dv)と
を同時に発生させることができる。
Therefore, by controlling the operating point (Δx) and the magnitude of the current, an arbitrary magnitude of the propulsion force (Dp) and an arbitrary magnitude of the component force (Dv) in the gravitational direction with respect to the trajectory (R) are obtained. Can occur simultaneously.

そして、軌道車両(V)への推進力(Dp)を発生させ
ながら、同時に、陸部(L)においては、軌道車両
(V)の重量を、同期形リニアモータ(L)の反発力又
は吸引力によって調整し、また、水中においては、軌道
車両(V)の重量と水の浮力との差を、同期形リニアモ
ータ(L)の反発力又は吸引力によって調整するのに充
分な重力方向の分力(Dv)を発生させることができる。
Then, while generating the propulsive force (Dp) to the track vehicle (V), at the same time, in the land portion (L), the weight of the track vehicle (V) is reduced by the repulsive force or suction of the synchronous linear motor (L). In water, the difference between the weight of the tracked vehicle (V) and the buoyancy of the water is adjusted by the repulsive force or suction force of the synchronous linear motor (L). A component force (Dv) can be generated.

そのために、軌道車両は、停止させた状態で軌道に対
して浮上させることができ、また、設定した強さで軌道
に接触させて機械的に支持することができる。
Therefore, the tracked vehicle can be levitated with respect to the track in a stopped state, and can be mechanically supported by contacting the track with a set strength.

また、軌道車両(V)が所定の速度で走行中に、外乱
によって走行速度が変化した場合、同期形リニアモータ
(L)の負荷が変化して動作点(Δx)が変化し、軌道
車両(V)の上下位置にも偏差を生ずるが、動作点(Δ
x)の変化は、電機子コイル(2)(2′)に供給する
交流電力の電圧及び電流の変化によって検出することが
でき、また、軌道車両(V)の上下偏差はセンサ等で検
出することができるので、上記の検出値に基づいて電機
子コイル(2)(2′)に供給する交流電流の大きさと
位相及び周波数を制御して動作点(Δx)を変位させ、
上下位置の偏差を許容範囲内に保持しながら、しかも、
推進力(Dp)を変化させることにより、軌道車両(V)
を所定の走行速度に復帰させることができる。
Further, when the running speed changes due to disturbance while the tracked vehicle (V) is running at a predetermined speed, the load of the synchronous linear motor (L) changes and the operating point (Δx) changes, and the tracked vehicle (V) changes. A deviation also occurs in the vertical position of V), but the operating point (Δ
The change in x) can be detected by the change in the voltage and current of the AC power supplied to the armature coils (2) and (2 '), and the vertical deviation of the track vehicle (V) is detected by a sensor or the like. Therefore, the operating point (Δx) is displaced by controlling the magnitude, phase and frequency of the alternating current supplied to the armature coils (2) and (2 ′) based on the detected values,
While keeping the deviation of the vertical position within the allowable range,
By changing the propulsion force (Dp), the track vehicle (V)
Can be returned to a predetermined traveling speed.

また、本実施例のように、軌道(R)の上面に電機子
コイル(2)(2′)を、軌道車両(V)の下面に超電
導マグネット(M)(M′)を配設した同期形リニアモ
ータ(L)においては、陸上では、電機子コイル(2)
(2′)の供給する交流電流の大きさと位相及び周波数
を制御し、動作点(Δx)が1/2τ〜τ間に位置するよ
うにして、超電導マグネット(M)(M′)と電機子コ
イル(2)(2′)との間の磁気反発力で軌道車両
(V)を浮上させ、同時に、推進力(Dp)により軌道車
両(V)を推進させることができる。
Further, as in the present embodiment, the armature coils (2) and (2 ') are disposed on the upper surface of the track (R), and the superconducting magnets (M) and (M') are disposed on the lower surface of the track vehicle (V). In land type linear motor (L), armature coil (2)
The superconducting magnets (M) (M ') and the armature are controlled by controlling the magnitude, phase and frequency of the alternating current supplied by (2') so that the operating point ([Delta] x) is located between 1/2 [tau] to [tau]. The track vehicle (V) can be levitated by the magnetic repulsive force between the coils (2) and (2 '), and at the same time, the track vehicle (V) can be propelled by the propulsive force (Dp).

また、水中では、動作点(Δx)が0〜1/2τに位置
するように、交流電流の大きさと位相及び周波数を制御
すれば、超電導マグネット(M)(M′)と、電機子コ
イル(2)(2′)間に作用する磁気の反発力又は吸引
力で、軌道車両(V)の重量と水の浮力との差を調整し
て、軌道車両(V)を軌道(R)より浮上又は設定した
強さで軌道(R)に接触させると同時に、軌道車両
(V)を推進させることができる。
Underwater, if the magnitude, phase and frequency of the alternating current are controlled so that the operating point (Δx) is located at 0 to 1 / 2τ, the superconducting magnets (M) and (M ′) and the armature coil ( 2) The difference between the weight of the tracked vehicle (V) and the buoyancy of water is adjusted by the magnetic repulsive force or attractive force acting between (2 ') and the tracked vehicle (V) rises above the track (R). Alternatively, the track vehicle (V) can be propelled at the same time as the track (R) is brought into contact with the set strength.

次に、水中における軌道車両(V)の案内、すなわち
左右の位置安定について説明する。
Next, guidance of the tracked vehicle (V) underwater, that is, left and right positional stability will be described.

第7図は、超電導マグネット(M)(M′)と電機子
コイル(2)(2′)の模式的正面図であり、(X)は
軌道(R)の中心線、(Δy)は軌道車両(V)の軌道
(R)に対する左右方向の変位であって、+は左方向、
−は右方向の変位を示している。
FIG. 7 is a schematic front view of the superconducting magnets (M) (M ') and the armature coils (2) (2'), where (X) is the center line of the track (R) and (Δy) is the track. The left and right displacement of the vehicle (V) with respect to the trajectory (R).
-Indicates a rightward displacement.

第8図は、軌道車両(V)の軌道(R)に対する左右
方向の変位(Δy)と、超電導マグネット(M)
(M′)と電機子コイル(2)(2′)との間に発生す
る左右方向の分力との関係を示すグラフであって、各分
力(Dt0)(Dt1)(Dt2)(Dt3)(Dt4)は、それぞれ
動作点(Δx)が0、1/4τ、1/2τ、3/4τ、τのとき
の左右方向の分力を示している。
FIG. 8 shows the displacement (Δy) in the left-right direction of the tracked vehicle (V) with respect to the track (R) and the superconducting magnet (M).
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a component force in the left-right direction generated between (M ′) and the armature coils (2) and (2 ′), wherein each component force (Dt0) (Dt1) (Dt2) (Dt3); ) (Dt4) indicate the component force in the left-right direction when the operating point (Δx) is 0, 1 / 4τ, 1 / 2τ, 3 / 4τ, and τ, respectively.

そして、水中では、同期形リニアモータ(L)の動作
点(Δx)が0以上、1/2τ以下であるから、この場合
左右方向の分力は(Dt0)(Dt1)であり、図示するよう
に、変位(Δy)に対し上記分力(Dt0)(Dt1)が負の
関係にあるので、同分力(Dt0)(Dt1)が復元力として
作用し、軌道(R)上において、軌道車両(V)の左右
位置を自律的に安定させることができる。
Underwater, the operating point (Δx) of the synchronous linear motor (L) is 0 or more and 1 / 2τ or less. In this case, the component force in the left-right direction is (Dt0) (Dt1), as shown in the figure. In addition, since the component force (Dt0) (Dt1) has a negative relation to the displacement (Δy), the component force (Dt0) (Dt1) acts as a restoring force, and the track vehicle (R) moves on the track (R). The left and right positions of (V) can be autonomously stabilized.

本発明の実施例は上記のように構成されており、陸
上,水中,陸上及び水中のいずれかに敷設した軌道
(R)に沿って走行可能に構成した軌道車両(V)にお
いて、軌道(R)の上面に電機子コイル(2)(2′)
を配設すると共に、軌道車両(V)の下面に、上記電機
子コイル(2)(2′)と対向した超電導マグネット
(M)(M′)を設けて、超電導の同期形リニアモータ
(L)を構成したことで、軌道車両(V)が集電する必
要がなく、また、電機子コイル(2)(2′)に作用さ
せる交流電流の大きさと位相及び周波数を制御して、同
期形リニアモータ(L)の動作点(Δx)及び速度を制
御することにより、1種類の電機子コイルで、陸上にお
いては、軌道車両(V)の重量を、同期形リニアモータ
(L)の反発力又は吸引力によって調整し、水中におい
ては、軌道車両(V)の重量と水の浮力との差を、同期
形リニアモータ(L)の反発力又は吸引力によって調整
して、軌道車両(V)を軌道(R)より浮上又は設定し
た強さで軌道(R)に接触させると同時に、軌道車両
(V)を推進させることも、又、同期形リニアモータ
(L)の吸引力によって軌道車両(V)を推進させなが
ら案内することもできる。
The embodiment of the present invention is configured as described above. In a track vehicle (V) configured to be able to travel along a track (R) laid on land, underwater, on land, or underwater, a track (R) ) On the upper surface of the armature coil (2) (2 ′)
And superconducting magnets (M) and (M ') facing the armature coils (2) and (2') are provided on the lower surface of the rail vehicle (V), so that a superconducting synchronous linear motor (L) is provided. ), It is not necessary for the rail vehicle (V) to collect current, and the magnitude, phase and frequency of the alternating current applied to the armature coils (2) and (2 ') are controlled so that the synchronous type By controlling the operating point (Δx) and speed of the linear motor (L), the weight of the rail vehicle (V) can be reduced on land by the repulsive force of the synchronous linear motor (L) using one type of armature coil. Or, underwater, the difference between the weight of the tracked vehicle (V) and the buoyancy of the water is adjusted by the repulsive force or the suction force of the synchronous linear motor (L), so that the underwater vehicle (V) Rises from the orbit (R) or the orbit (R) with the set strength Simultaneously contacting, also propelling the track vehicle (V), it can also be guided while promoting orbital vehicle (V) by the suction force of the synchronous linear motor (L).

さらに従来の磁気浮上車両では推進手段と浮上手段と
をそれぞれ別途に設けているが、本発明では、推進力と
浮上力とを一つの電機子コイルで同時に発生させること
ができるため、推進手段と浮上手段とを別途に設ける必
要性がなく、軌道(R)に配設する電機子コイルの構造
を簡単化することができ、設備費を大巾に軽減すること
ができる。
Further, in the conventional magnetic levitation vehicle, the propulsion means and the levitation means are separately provided, but in the present invention, since the propulsion force and the levitation force can be simultaneously generated by one armature coil, There is no need to separately provide a levitation means, the structure of the armature coil disposed on the track (R) can be simplified, and equipment costs can be greatly reduced.

なお、軌道に配設した電機子コイルと、軌道車両に設
けたマグネットとは、互いに対向して配設させておけば
よく、例えば、電機子コイル(2)(2′)を軌道
(R)の側面、下面または傾斜面に配設し、これと対向
するように超電導マグネット(M)(M′)を軌道車両
(V)に配設することもできる。
The armature coil provided on the track and the magnet provided on the track vehicle may be provided so as to face each other. For example, the armature coils (2) and (2 ') may be connected to the track (R). The superconducting magnets (M) and (M ') may be disposed on the rail vehicle (V) so as to face the side, lower surface or inclined surface of the vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図、第2図は、本発明に係る輸送システムの説明
図。 第3図は、軌道車両及び軌道の正面断面図。 第4図は、超電導マグネットと電機子コイルの模式的側
面図。 第5図は、動作点と推進力との関係を示すグラフ。 第6図は、動作点と重力方向の分力との関係を示すグラ
フ。 第7図は、超電導マグネットと電機子コイルの模式的正
面図。 第8図は、左右変位と左右方向の分力との関係を示すグ
ラフ。 (L):同期形リニアモータ (M):超電導マグネット (R):軌道 (V):軌道車両 (Δx):動作点 (2):電機子コイル
1 and 2 are explanatory views of a transportation system according to the present invention. FIG. 3 is a front sectional view of a tracked vehicle and a track. FIG. 4 is a schematic side view of a superconducting magnet and an armature coil. FIG. 5 is a graph showing the relationship between operating points and propulsion. FIG. 6 is a graph showing a relationship between an operating point and a component force in the direction of gravity. FIG. 7 is a schematic front view of a superconducting magnet and an armature coil. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the lateral displacement and the component force in the lateral direction. (L): Synchronous linear motor (M): Superconducting magnet (R): Track (V): Track vehicle (Δx): Operating point (2): Armature coil

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】陸上,水中,陸上及び水中のいずれかに敷
設した軌道(R)に沿って走行可能に構成した軌道車両
(V)の推進方法であって、 軌道(R)には、電機子コイル(2)を配設すると共
に、軌道車両(V)には、上記電機子コイル(2)と対
向したマグネットを設けて、同期形リニアモータ(L)
を構成し、上記電機子コイル(2)に供給する交流電流
の大きさと位相及び周波数を陸上基地から制御して同期
形リニアモータ(L)の動作点(Δx)及び速度を制御
することにより、軌道車両(V)のマグネットに発生す
る電磁力の垂直方向の分力を用いて、 陸上においては、軌道車両(V)の重量を、同期形リニ
アモータ(L)の反発力又は吸引力として調整し、 水中においては、軌道車両(V)の重量と水の浮力との
差を、同期形リニアモータ(L)の反発力又は吸引力と
して調整して、 軌道車両(V)を軌道(R)より浮上させ、或いは、軌
道車両(V)を設定した強さで軌道(R)に接触させる
と同時に、 同じ電磁力の軌道(R)に平行な分力を同期形リニアモ
ータ(L)の推進力として用いて軌道車両(V)を推進
させることができることを特徴とする同期形リニアモー
タによる軌道車両の推進方法。
1. A method for propelling a track vehicle (V) configured to be able to travel along a track (R) laid on any of land, underwater, land and underwater, wherein the track (R) includes an electric motor. The armature coil (2) is provided, and the rail vehicle (V) is provided with a magnet opposed to the armature coil (2) to provide a synchronous linear motor (L).
And controlling the operating point (Δx) and speed of the synchronous linear motor (L) by controlling the magnitude, phase and frequency of the alternating current supplied to the armature coil (2) from the land base. On land, the weight of the rail vehicle (V) is adjusted as the repulsive force or attractive force of the synchronous linear motor (L) using the vertical component of the electromagnetic force generated in the magnet of the rail vehicle (V). Underwater, the difference between the weight of the tracked vehicle (V) and the buoyancy of the water is adjusted as the repulsive force or suction force of the synchronous linear motor (L), and the tracked vehicle (V) is adjusted to the track (R). At the same time, the track vehicle (V) is brought into contact with the track (R) with the set strength, and at the same time, the component force parallel to the track (R) of the same electromagnetic force is propelled by the synchronous linear motor (L). Propelling a track vehicle (V) using force Promotion method of rail vehicles by synchronous linear motors, characterized in that possible.
【請求項2】水中に敷設した軌道(R)に沿って走行可
能に構成した軌道車両(V)の推進方法であって、 軌道(R)には、電機子コイル(2)を配設すると共
に、軌道車両(V)には、上記電機子コイル(2)と対
向したマグネットを設けて、同期形リニアモータ(L)
を構成し、上記電機子コイル(2)に供給する交流電流
の大きさと位相及び周波数を陸上基地から制御して同期
形リニアモータ(L)の動作点(Δx)及び速度を制御
することにより、軌道車両(V)のマグネットに発生す
る電磁力の垂直方向の分力を用いて、 水中における軌道車両(V)の重量と水の浮力との差
を、同期形リニアモータ(L)の反発力又は吸引力とし
て調整し、 軌道車両(V)を軌道(R)より浮上させ、或いは、軌
道車両(V)を設定した強さで軌道(R)に接触させる
と同時に、 同じ電磁力の軌道(R)に平行な分力を同期形リニアモ
ータ(L)の推進力として用いて軌道車両(V)を推進
させることができ、 又は、軌道車両(V)を軌道(R)より浮上させ、或い
は、軌道車両(V)を設定した強さで軌道(R)に接触
させると同時に、 同期形リニアモータ(L)の吸引力によって軌道車両
(V)を推進させながら同じ電磁力の軌道(R)に対す
る左右方向の分力を案内力として用いて軌道車両(V)
を案内することができることを特徴とする同期形リニア
モータによる軌道車両の推進方法。
2. A propulsion method for a track vehicle (V) configured to be able to travel along a track (R) laid underwater, wherein an armature coil (2) is disposed on the track (R). At the same time, the track vehicle (V) is provided with a magnet facing the armature coil (2) so that the synchronous linear motor (L)
And controlling the operating point (Δx) and speed of the synchronous linear motor (L) by controlling the magnitude, phase and frequency of the alternating current supplied to the armature coil (2) from the land base. Using the vertical component of the electromagnetic force generated in the magnet of the tracked vehicle (V), the difference between the weight of the tracked vehicle (V) in water and the buoyancy of water is determined by the repulsive force of the synchronous linear motor (L). Or, as an attraction force, the tracked vehicle (V) is lifted from the track (R), or the tracked vehicle (V) is brought into contact with the track (R) with the set strength, and at the same time, the track of the same electromagnetic force ( The tracked vehicle (V) can be propelled by using a component force parallel to R) as the propulsive force of the synchronous linear motor (L), or the tracked vehicle (V) can be lifted from the track (R), or , Orbit (R) with the set strength of the orbit vehicle (V) Simultaneously contacting, the track used as a guiding force in the lateral direction of the component force relative to the trajectory of the same electromagnetic force while promoting orbital vehicle (V) by the suction force (R) of the synchronous linear motor (L) the vehicle (V)
A method for propelling a tracked vehicle using a synchronous linear motor, the method comprising:
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