JP3332709B2 - 磁気浮上車両 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は超伝導磁石を用い
た磁気浮上車両に係り、車体間の連結方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】時速５００ｋｍ／ｈ以上の速度で走行す
る鉄道車両として、超電導磁石を用いた磁気浮上車両が
ある。この鉄道システムは、台車部に搭載された超電導
磁石の磁気力によって車両が浮上走行するシステムであ
る。超電導磁石は、極低温において超電導状態を実現で
きるが、機械振動よる内部摩擦熱、冷却能力の不足、外
部からの熱侵入等の原因によって、超電導状態を保てな
くなる場合がある。この状態をクエンチといい、磁気浮
上車両は、この場合に良好な浮上走行を行うことが難し
くなり、その対策が望まれる。

【０００３】超電導コイルクエンチ時の対応策として
は、超電導線材自体に関して、特開平３−５３４１４号
公報に記載されている。超伝導磁石装置の巻線構成とそ
の配置方法については、特開平２−１６２７０６号公報
に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平３−５３４
１４号公報に記載されている超電導線材材料の組成に関
する改良、特開平２−１６２７０６号公報に記載されて
いる超伝導磁石装置の巻線構成とその配置方法は、超伝
導磁石の改良に関するものであり、超伝導磁石がクエン
チする時の磁気浮上車両での対策については述べていな
い。

【０００５】そこで発明者逹は、スーパコンピュータに
よるクエンチ時の車両運動解析シミュレーションを行っ
て、車両の運動特性を求め対策を検討した。スーパコン
ピュータによって解析した従来車両のクエンチ時の運動
特性を以下、図を用いて説明する。

【０００６】図１９から図２３を用いて従来例を説明す
る。図１９は、従来例による磁気浮上車両の主要部の側
面図である。図２０は、従来例による磁気浮上車両の正
面図である。図２１は、従来例の磁気浮上車両の全体側
面図である。但し、後尾車体は図示していない。図２２
は、台車の上面図を示し、図２３は台車の側面図を示
す。

【０００７】車体１は、窓８と扉６があり、乗客が乗車
するものである。車体１の先頭車体１ａ及び図示されて
いない後尾車体と中間車体１ｂはその形状が若干異なっ
ており、先頭車体１ａは、先頭車体の進行方向前端部が
空気抵抗低減のためにくさび形になっており、後尾台車
は進行方向後端部がくさび形になっている。

【０００８】車体１は、空気バネ５を介して台車２と結
合されている。先頭車体１ａ及び図示されていない後尾
車体と中間車体１ｂ，１ｃでは、台車との結合関係が異
なる。先頭車体１ａでは、中間車体１ｂと隣接する側の
車体端においては、空気バネ５を介して２つの車体と、
連接台車２ｂが結合されており、車体の進行方向前端部
は空気バネ５を介し車体１ａとボギ−台車２ａが結合さ
れている。

【０００９】超電導磁石は、台車２の側面部の矢印Ａで
示す進行方向に対して左右対称の位置に、片側４個ずつ
合計８個設けられられている。ガイドウェイ３に設置さ
れた地上コイル９と台車２に設けられた超電導磁石４と
の電磁力作用により、磁気浮上車両は、浮上走行を行な
う。

【００１０】台車２に設置された超電導磁石４の配置を
図２２に示す。前後案内輪１４ａ、１４ｂは、超電導磁
石４がクエンチや地上コイルの故障等により磁気力の左
右方向の台車２をガイドウエイ側壁３に接触させる程度
のアンバランスを生じたときに、側壁を走行する車輪で
あり、前後案内輪１４ａ、１４ｂは、図２２に示す通り
台車の４隅に位置している。

【００１１】超電導磁石４は、台車２の側面部の進行方
向に対して左右対称の位置に、左側に４Ｌａ〜４Ｌｄの
４個、右側に４Ｒａ〜４Ｒｄの４個合計８個設けられら
れている。ガイドウエイ３に設置された地上コイル９と
台車２に設けられた超電導磁石４との電磁力作用によ
り、磁気浮上車両は、浮上走行を行なう。

【００１２】台車２には、緊急時にガイドウェイ側壁と
接触する前案内輪１４ａと後案内輪１４ｂが進行方向に
対し左右対称に設けられており、同様に、図２３におい
て、台車２にの底部には、超電導磁石４のクエンチや地
上コイルの故障等により浮上力が減少した緊急時にガイ
ドウェイ底壁と接触する前着地輪１５ａと後着地輪１５
ｂが進行方向に対し左右対称に設けられている。

【００１３】以上のように構成された磁気浮上両におい
て、台車２ａもしくは２ｂの超伝導磁石４のいずれか一
つの超伝導状態が失われた場合の、シミュレーションに
よって得られた結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１は、図２２に示す超伝導コイルの左側
の一方がクエンチした場合の台車とガイドウエイの接触
状態を示すものである。中間の２つの超伝導コイルの左
側の４Ｌｂまたは４Ｌｃがクエンチした場合は台車とガ
イドウエイは非接触状態にあり、浮上走行を続けること
が可能である。しかし両端の２つの超伝導コイルの左側
の４Ｌａまたは４Ｌｄがクエンチした場合は、台車２に
ヨーイング方向の大きな不釣合の回転モーメントが発生
し、台車２をヨーイング方向に回転させて台車前後案内
輪１４ａもしくは１４ｂとガイドウエイ側壁３との良好
な間隔を維持できなくなる可能性がある。

【００１６】上記の説明は左側の超伝導コイルにおいて
説明を行ったが右側においても同様である。この現象は
先頭台車２ａにおいても、または車両間の台車２ｂにお
いても発生する事柄である。

【００１７】以上の問題を解決するために、台車の両端
の超伝導コイル４Ｌａ、４Ｌｄもしくは４Ｒａ、４Ｒｄ
がクエンチした場合に、前記クエンチした超伝導コイル
に対向する超伝導コイルを強制的にクエンチさせる方法
が考えられる。例えば、４Ｌａがクエンチした場合は４
Ｒａを強制クエンチさせる、もしくは４Ｌｄがクエンチ
した場合は４Ｒｄを強制クエンチさせる等である。

【００１８】この場合の解析結果例を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２は先頭台車２ａおよび中間台車２ｂの
超伝導コイル４Ｌａもしくは４Ｌｄがクエンチした場合
に前記クエンチコイルにそれぞれ対向する４Ｒａまたは
４Ｒｄを前記コイルのクエンチと同時に強制クエンチさ
せた場合の台車とガイドウエイとの接触の可能性を示す
ものである。

【００２１】この場合に台車２の側壁への接触について
は、台車２にヨーイング方向に発生する不釣合の回転モ
ーメントはなく、台車前後案内輪１４ａもしくは、１４
ｂは、ガイドウエイ側壁３に接触することを回避し、対
向してクエンチする効果が認められる。

【００２２】ガイドウェイ底壁との接触については、先
頭台車２ａにクエンチが発生する超伝導コイルがある場
合には、先頭台車２ａが支持する車体の重量は、先頭車
両の先頭部だけであるために、車体重量の負担分よりも
浮上力が十分大きく、ガイドウェイ底壁と前着地輪１５
ａと後着地輪１５ｂは接触しない。

【００２３】しかし、中間台車２ｂにクエンチが発生す
る超伝導コイルがある場合は、前記中間台車２ｂは２つ
の車両を支持しているために、前記中間台車２ｂが支持
する車体の重量が先頭台車２ａの場合よりも大きい。し
かも隣接する２車両の上下方向の変位は、それぞれ独立
に変位できるので前記中間台車２ｂにピッチングが生じ
て、ガイドウェイ底壁に前着地輪１５ａが接触してしま
う可能性がある。

【００２４】この動作を以下に説明する。図２４は、シ
ミュレ−ション結果のグラフである。図２４は、磁気浮
上車両が時速５００ｋｍ／ｈで走行中、中間台車２ｂの
図２２に示す超電導磁石のうち４Ｌａと４Ｒａが同時に
クエンチした場合の、ガイドウェイ底壁と台車に取り付
けられた前後着地輪１５ａ、１５ｂの変位の時間応答波
形を示している。

【００２５】図２４の縦軸は、ガイドウェイ底壁に前後
着地輪１５ａ、１５ｂが接触しているときを０としてい
る。通常走行時は１５０ｍｍ程度浮上しているが、超電
導コイルが２つ対向クエンチした後に約０．７秒後に前
着地輪１５ａが、ガイドウェイ底壁に接地する可能性が
ある。

【００２６】以上に述べたように、スーパコンピュータ
によるクエンチ時の車両運動解析シミュレーションの解
析結果では、従来車両では超電導磁石がクエンチすると
クエンチ台車に乗る隣接する２つの車体のうちクエンチ
した超伝導コイル側の車両が大きく沈む可能性のあるこ
とが判明した。

【００２７】そこで本発明の目的は、磁気浮上車両にお
いて、中間台車の超電導磁石にクエンチが発生したとき
にも、良好な浮上走行を可能にする手段を提供すること
を目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、中間台車にお
ける超伝導コイルがクエンチしたときに、クエンチした
車両が沈み込むのを防止するために、車両の端部に２つ
の車体の相対的な上下運動を拘束する部材を設け、該拘
束部材によって隣接する車両を結合することによって達
成される。

【００２９】以下、作用について説明する。

【００３０】前記拘束部材の作用によって、車両と車両
の間に設けられている中間台車に設置された超伝導コイ
ルがクエンチしたときも、前記中間台車上で隣接する二
つの車両の端部の上下変位は同一に保たれる。したがっ
て前記中間台車上で隣接する二つの車両端部は、超伝導
コイルがクエンチしても比較的に均一に車両は沈み込
む。したがってクエンチした側の車両の一方的な沈み込
みが回避される。

【００３１】一方、該クエンチコイルを有する台車は浮
上力の減少によって下に沈むと同時に、該クエンチコイ
ルを更に下側にピッチング回転しながら低下させようと
するモーメントが、アンバランス力として作用する。し
かしながら、前記台車に乗る２車両は均一に沈み込むの
で、前記のアンバランス力として作用するモーメントに
対抗するピッチングモーメント反力を隣接する二つの車
両は空気バネを介して発生して、台車がガイドウエイ底
壁に接触するのを防止することが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【００３３】（第１実施例）図１から図４を用いて第１
実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例による
磁気浮上車両の主要部の側面図である。図２は、本発明
の第１実施例による磁気浮上車両の正面図である。図３
は、本発明の第１実施例を用いた磁気浮上車両の全体側
面図である。但し、後尾車体は図示していない。図４
は、本発明の車体間上下運動拘束装置の詳細図である。

【００３４】車体１は、空気バネ５を介して台車２と結
合されている。先頭車体１ａ及び図示されていない後尾
車体と中間車体１ｂ，１ｃでは、台車との結合関係が異
なる。先頭車体１ａでは、中間車体１ｂと隣接する側の
車体端においては、空気バネ５を介して２つの車体と、
連接台車２ｂが結合されており、車体の進行方向前端部
は空気バネ５を介し車体１ａとボギ−台車２ａが結合さ
れている。

【００３５】超電導磁石は、台車２の側面部の進行方向
に対して左右対称の位置に、片側４個ずつ合計８個設け
られられている。ガイドウェイ３に設置された地上コイ
ル９と台車２に設けられた超電導磁石４との電磁力作用
により、磁気浮上車両は、浮上走行を行なう。

【００３６】コイルバネ７４は、進行方向前側の車体１
ａから延びるコイルバネ固定具７１と進行方向後側車体
１ｂから延びるコイルバネ固定具７２に対して、バネ受
け材７８、７９、座金７７及び、ナット７６により固定
される。同様に、コイルバネ７５は、進行方向前側の車
体１ａに締結されたコイルバネ固定具７２とコイルバネ
固定具７２に対して、バネ受け材７８、７９、座金７７
及び、ナット７６により固定されており、これらの各部
材により、隣接する車体端部に設置される車体間上下運
動拘束部材７は構成される。

【００３７】車体間上下運動拘束部材７のコイルバネ７
４、７５は、それぞれ、図２に示すように、左右対称の
位置に２つずつ設置する。

【００３８】バネ受け材７８は、座金７７及びナット７
６によってコイルバネ固定具７１、７３に固定され完全
に拘束されている。バネ受け材７９は、シマリバメによ
り、コイルバネ固定具７２に完全に拘束されている。隣
接する２つの車体のうち、前の車体が相対的に上に変位
した場合には、コイルバネ７５が、強く圧縮荷重を受け
持ち、後の車体が相対的に上に変位した場合には、コイ
ルバネ７４に大きな圧縮荷重が作用する構成になってい
る。

【００３９】コイルバネ７４、７５は、上下方向には、
十分な支持剛性を有しているが、隣接する２つの車体の
左右変位、前後変位、ピッチング変位、ヨ−イング変位
及び、ロ−リング変位については、微小な剛性しか持た
ないので、左右、前後、ピッチング、ヨ−イング及び、
ロ−リング方向の自由度を完全に拘束することはない。
従って、前記磁気浮上車両は、曲線通過走行が可能であ
る。

【００４０】以上の構成において、従来問題であった中
間台車の両端の超伝導コイル４Ｌａ、４Ｌｄもしくは４
Ｒａ、４Ｒｄがクエンチした場合に、前記クエンチした
超伝導コイルに対向する超伝導コイルを強制的にクエン
チさせた場合、例えば、４Ｌａがクエンチした場合は４
Ｒａを強制クエンチさせる、もしくは４Ｌｄがクエンチ
した場合は４Ｒｄを強制クエンチさせる等の場合の解析
結果を模式図を用いて説明する。

【００４１】図６は上記の計算機シミュレ−ションの計
算結果を元に描いた磁気浮上車両１編成分の動作の側面
図である。図６は、車体３つを１編成としたものであ
り、矢印Ａで示す方向に進行しているものとする。

【００４２】図５は、シミュレ−ション結果のグラフで
ある。図５は、磁気浮上車両が時速５００ｋｍ／ｈで走
行中、中間台車２ｂの図２２に示す超電導磁石のうち４
Ｌａと４Ｒａが同時にクエンチした場合の、ガイドウェ
イ底壁と台車に取り付けられた前後着地輪１５ａ、１５
ｂの変位の時間応答波形を示している。

【００４３】図５の縦軸は、ガイドウェイ底壁に前後着
地輪１５ａ、１５ｂが接地しているときを０としてい
る。通常走行時は１５０ｍｍ程度浮上している。超電導
コイルが２つ対向クエンチした後に約０．６秒後に前着
地輪１５ａが、５０ｍｍ程度沈み込むが、前着地輪１５
ａとガイドウェイ底壁との間には十分な間隔を維持する
ことができ、良好な浮上走行を行うことが可能となる。

【００４４】このときの車両運動の状態を図６に示す。
図６は車両３両で構成された一編成の磁気浮上車両が時
速５００ｋｍ／ｈで走行中、中間台車２ｂの図２２に示
す超電導磁石のうち４Ｌａと４Ｒａが同時にクエンチし
た場合の最終状態を示す模式図である。この図において
車体および台車の形状は実際の寸法を縮尺した形で表し
てある。上下方向の変位については状況を分かりやすく
するために、前記縮尺に対して２０倍にして示してあ
る。なおガイドウエイ底壁と台車間の距離は２０倍で示
してある。

【００４５】図６に示すように前着地輪１５ａが、ガイ
ドウェイ底壁から浮上している。このときクエンチ台車
に乗る隣接する２つの車体のうちクエンチした超伝導コ
イル側の車両が大きく沈むことなく、車体間上下運動拘
束部材７の作用によってクエンチ台車に乗る隣接する２
つの車体は均一に沈むことが解析の結果明らかとなっ
た。このために前着地輪１５ａとガイドウェイ底壁との
間隔を十分に維持することができ、良好な浮上走行を行
うことが可能となる。

【００４６】すなわち、先頭台車２ａおよび中間台車２
ｂの超伝導コイル４Ｌａもしくは４Ｌｄがクエンチした
場合に前記クエンチコイルにそれぞれ対向する４Ｒａま
たは４Ｒｄを前記コイルのクエンチと同時に強制クエン
チさせたので台車２の側壁への接触については、台車２
にヨーイング方向に発生する不釣合の回転モーメントは
なく、台車前後案内輪１４ａもしくは１４ｂは、ガイド
ウエイ側壁３との間に十分な間隔を維持することがで
き、対向してクエンチする効果がある。

【００４７】前に述べたようにガイドウェイ底壁との接
触については、中間台車２ｂにクエンチが発生する超伝
導コイルがある場合は、前記中間台車２ｂは２つの車両
を支持しているために、前記中間台車２ｂが支持する車
体の重量が先頭台車２ａの場合よりも大きいが、隣接す
る２車両の上下方向の変位は、同一に変位するので前記
中間台車２ｂがピッチングを生じずに、ガイドウェイ底
壁と前着地輪１５ａとの間に十分な間隔を維持すること
ができ可能になる。

【００４８】上記の現象を、判り易くするために、以下
簡単な機械モデルによって説明する。図７は、４Ｌａ、
４Ｒａの位置にある超電導磁石が対向クエンチした場合
の従来技術による磁気浮上車両の簡易機械モデル図を示
す。図８は、４Ｌａ、４Ｒａの位置にある超電導磁石が
対向クエンチした場合の本発明による磁気浮上車両の簡
易機械モデル図を示す。

【００４９】はじめに、図中の記号を説明する。図７、
８で、矢印Ａは磁気浮上車両の進行方向を示す。矢印ｚ
は、座標系のｚ軸の正の方向を示し、矢印θは、ピッチ
ングの正の方向を示す。Ｍは車体の質量、ｍは台車の質
量、ｇは重量加速度、Ｌは台車２の重心位置と車体重量
（１／２車体分）Ｍｇ／２の作用点との距離を示す。

【００５０】台車２には、超電導磁石４と地上コイル９
との相互作用により磁気力が加わる。対向クエンチの場
合、左右対称な位置の超電導磁石は大きさが等価な磁気
力を発生するので、本簡易モデルでは、左右対称な位置
の超電導磁石が発生する２つの等価な磁気力を１つの線
形な磁気バネと変位の積で表す。すなわち、４Ｌａと４
Ｒａには、磁気バネ４１ａが対応し、以下同様に、４Ｌ
ｂと４Ｒｂには４１ｂが、４Ｌｃと４Ｒｃには４１ｃ
が、４Ｌｄと４Ｒｄには４１ｄがそれぞれ対応する。磁
気バネ定数をＫ_MAGとする。なお、本モデルは、超電導
磁石４Ｌａと４Ｒａがクエンチしたモデルであるため、
図中に磁気バネ４１ａは示されていない。ｄは磁気ばね
間距離を示す。Δｚ、Δθはそれぞれ、定常走行状態か
らの重心の上下方向並進変位分と回転角度変化分を示
す。

【００５１】１７は隣接する２つの車体を示し、空気バ
ネ５はコイルバネとして表し、バネ定数をＫａとする。

【００５２】図７に示す従来例では、隣接する２つの車
体は、空気バネを介してそれぞれ独立に台車と結合され
ており、２つの車体は、台車の変位にそれぞれ追従する
ので、台車に、それぞれ重力Ｍｇ／２が作用する。ま
た、台車２には、左右各々３つの磁気バネからの力が作
用する。数１は、台車に関するｚ軸方向の力の静的釣合
い式を示す。ここで、バネの圧縮方向の力を正とする。

【００５３】

【数１】

【００５４】次に、反時計回りのモ−メントを正とする
と、台車２の重心点回りのモ−メントの静的釣合い式が
次のようになる。

【００５５】

【数２】

【００５６】右辺第１項は、隣接する２つの車体のうち
進行方向前側車体の重量によるモ−メント、右辺第２項
は、進行方向後側車体の重量によるモ−メント、右辺第
３項は、磁気バネ４１ｄが発生するモ−メント、右辺第
４項は、磁気バネ４１ｃが発生するモ−メント、右辺第
５項は、磁気バネ４１ｂが発生するモ−メントをそれぞ
れ示している。超電導磁石４Ｌａ、４Ｒａの対向クエン
チに起因するピッチングモ−メントのアンバランスによ
り、数１の右辺第３項〜第５項の和はゼロとはならな
い。数１と数２から、Δθを記述する数３が導かれる。

【００５７】

【数３】

【００５８】これに対して、本発明の場合は、車体間上
下運動拘束部材を介して、隣接する２つの車体が上下方
向に拘束される。また、車体−台車間空気バネ定数Ｋａ
に比較して、車体間上下方向運動拘束部材のコイルバネ
定数の値は、充分大きい。従って、本発明の上下方向運
動拘束部材により、車体の沈み込み量は充分小さくな
る。また、隣接する２つの車体が沈み込む量は、ほぼ同
一になる。車体長が十分長いとし、２つの沈み込量が十
分少ないとすれば、２つの車体の重心点回り回転角度変
位量は小さい。台車は、空気バネで車体と結合している
ため、台車が変位すると台車は、車体によって支持され
ることになる。

【００５９】本発明の場合の台車に関するｚ軸方向の力
の静的釣合い式は、従来例と同じである。

【００６０】

【数２】

【００６１】また、台車重心点回りのモ−メントの釣合
い式は、次のようになる。

【００６２】

【数４】

【００６３】右辺第１項は、隣接する２つの車体のうち
進行方向前側車体との間に設置された空気バネよるモ−
メント、右辺第２項は、進行方向後側車体との間に設置
された空気バネによるモ−メント、右辺第３項は、磁気
バネ４１ｄが発生するモ−メント、右辺第４項は、磁気
バネ４１ｃが発生するモ−メント、右辺第５項は、磁気
バネ４１ｂが発生するモ−メントをそれぞれ示してい
る。数３と数４から、Δθを記述する数５が導かれる。

【００６４】

【数５】

【００６５】従来例のΔθの式（数３）と本発明のΔθ
の式（数５）を比較すると、数５に分母第２項の分だ
け、本発明の場合のΔθの値の方が小さくなる。前記分
母第２項は、台車重心点回りのモ−メントの釣合い式
（数４）の右辺第１及び第２項に起因する。数５の分母
第２項の物理的な意味は、４Ｌａと４Ｒａの位置にある
超電導磁石のクエンチによってモ−メントのアンバラン
スが生じ、対向するピッチングモ−メント反力を空気バ
ネが発生するということである。従って、従来技術と比
較すると、本発明を用いた場合の台車の回転角度変化分
Δθは、空気バネのピッチングモ−メント反力の影響で
小さくなっていることが分かる。

【００６６】以上により、本発明を用いると、台車端部
側の超電導磁石が、対向クエンチした場合に、磁気力の
アンバランス力として発生するモ−メントに対抗するピ
ッチングモ−メント反力を空気バネが発生させ、従来技
術と比較して、台車の変位量は小さくなり、台車の前後
案内輪とガイドウェイ底壁との間隔を十分に維持でき、
良好な浮上走行を行うことができる。。

【００６７】従って、第１実施例によれば、中間台車２
ｂの超電導磁石４のうち、左右対称の位置にある４Ｌａ
と４Ｒａあるいは、４Ｌｄと４Ｒｄが同時クエンチした
場合や、前記２通りの２つずつのクエンチした超電導磁
石の組合せについてどちらか１方がクエンチした場合に
残る１つを対向クエンチさせた場合、車体間に設置した
車体間上下運動拘束部材の発生するピッチングモ−メン
トの反力により、台車とガイドウェイの底壁との間隔を
十分に維持することができ、良好な浮上走行を継続する
ことが可能となる。

【００６８】（第２実施例）図９と図１０は、本発明の
第２実施例を示すものである。図９は、本発明の第２実
施例による磁気浮上車両の主要部の側面図である。図１
０は、本発明の第２実施例による磁気浮上車両の正面図
である。

【００６９】車体間上下運動拘束部材７は、隣接する車
体端部に設置される。コイルバネ７４は、進行方向前側
の車体１ａに締結されたコイルバネ固定具７２と進行方
向後側の車体１ｂに締結されたコイルバネ固定具７１に
対して、バネ受け材７８、７９、座金７７及び、ナット
７６により固定される。同様に、コイルバネ７５は、進
行方向後側の車体１ｂに締結されたコイルバネ固定具７
３とコイルバネ固定具７２に対して、バネ受け材７８、
７９、座金７７及び、ナット７６により固定される。そ
の他の構成は、第１実施例の場合と同様である。

【００７０】以上のように構成された磁気浮上車両にお
ける動作は、図６で示した第１実施例と同等のものとな
る。

【００７１】従って、第２実施例によれば、中間台車２
ｂの超電導磁石４のうち、左右対称の位置にある４Ｌａ
と４Ｒａあるいは、４Ｌｄと４Ｒｄが同時クエンチした
場合や、前記２通りの２つずつのクエンチした超電導磁
石の組合せについてどちらか１方がクエンチした場合に
残る１つを対向クエンチさせた場合、車体間に設置した
車体間上下運動拘束部材の発生するピッチングモ−メン
トの反力により、台車とガイドウェイの底壁との間隔を
十分に維持することができ、良好な浮上走行を継続する
ことが可能となる。

【００７２】（第３実施例）図１１と図１２および図１
３は、本発明の第３実施例を示すものである。図１１
は、本発明の第３実施例による磁気浮上車両の主要部の
側面図である。図１２は、本発明の第３実施例による磁
気浮上車両の正面図である。図１３は、本発明の車体間
上下運動拘束装置の詳細図である。

【００７３】車体間上下運動拘束部材１０は、隣接する
車体端部に設置される。シャフト１０２は、進行方向前
側の車体１ａに締結されたシャフト固定具１０１と進行
方向後側の車体１ｂに締結されたシャフト固定具１０３
に対して、座金１０４、１０８、ゴム１０５、１０１
１、１０６、１０７を介してナット１０９、１０１０に
より固定される。その他の構成は、第１実施例の場合と
同様である。

【００７４】第３実施例においては、隣接する２つの車
体間の相対的な上下変位により、シャフト１０２のスラ
スト方向に引張あるいは圧縮力が作用する。隣接する２
つの車体間の相対的な左右変位、前後変位、ピッチング
変位、ヨ−イング変位、ロ−リング変位については、ゴ
ム１０５、１０６、１０７、１０１１がシャフトのそれ
ぞれの方向の変位を許し、シャフトに加わる曲げ力、ね
じり力を緩衝する構造となっている。

【００７５】以上のように構成された磁気浮上車両にお
ける動作は、図６で示した第１実施例と同等のものとな
る。

【００７６】従って、第３実施例によれば、中間台車２
ｂの超電導磁石４のうち、左右対称の位置にある４Ｌａ
と４Ｒａあるいは、４Ｌｄと４Ｒｄが同時クエンチした
場合や、前記２通りの２つずつのクエンチした超電導磁
石の組合せについてどちらか１方がクエンチした場合に
残る１つを対向クエンチさせた場合、車体間に設置した
車体間上下運動拘束部材の発生するピッチングモ−メン
トの反力により、台車とガイドウェイの底壁との間隔を
十分に維持することができ、良好な浮上走行を継続する
ことが可能となる。

【００７７】さらに、第３実施例においては、車体間上
下運動の拘束にシャフト１０２を用いているため、超電
導磁石４が対向クエンチした際に、第１実施例及び第２
実施例に比較してより小さな車体間上下変動のみを許す
ため、クエンチを発生した台車２ｂの上下変位は、第１
および第２実施例に比較して小さくなり、安全性をさら
に高めることができる。

【００７８】（第４実施例）図１４は、本発明の第４実
施例の車体間上下運動拘束部材の詳細図である。

【００７９】車体間上下運動拘束部材１１は、隣接する
車体端部に設置される。シャフト１１２は両端部が球面
に加工されており、進行方向前側の車体に締結されたシ
ャフト固定具１１１の玉継手と進行方向後側の車体に締
結されたシャフト固定具１１３の玉継手によって締結さ
れている。その他の構成は、第１実施例の場合と同様で
ある。

【００８０】第４実施例においては隣接する２つの車体
間の相対的な上下変位により、シャフト１１２のスラス
ト方向に引張あるいは圧縮力が作用する。隣接する２つ
の車体間の相対的な左右変位、前後変位、ピッチング変
位、ヨ−イング変位、ロ−リング変位については、シャ
フト１１２の両端の球面部とシャフト固定具１１１と１
１３の玉軸受部を結合した玉継手が、シャフトのそれぞ
れの方向の変位を許し、シャフトに加わる曲げ力、ねじ
り力を緩衝する構造となっている。

【００８１】以上のように構成された磁気浮上車両にお
ける動作は、図６で示した第１実施例と同等のものとな
る。

【００８２】従って、第４実施例によれば、中間台車２
ｂの超電導磁石４のうち、左右対称の位置にある４Ｌａ
と４Ｒａあるいは、４Ｌｄと４Ｒｄが同時クエンチした
場合や、前記２通りの２つずつのクエンチした超電導磁
石の組合せについてどちらか１方がクエンチした場合に
残る１つを対向クエンチさせた場合、車体間に設置した
車体間上下運動拘束部材の発生するピッチングモ−メン
トの反力により、台車とガイドウェイの底壁との間隔を
十分に維持することができ、良好な浮上走行を継続する
ことが可能となる。

【００８３】さらに、第４実施例においては、車体間上
下運動の拘束にシャフト１１２を用いているため、超電
導磁石４が対向クエンチした際に、第１実施例及び第２
実施例に比較してより小さな車体間上下変動のみを許す
ため、クエンチを発生した台車２ｂの上下変位は、第１
および第２実施例に比較して小さくなり、安全性をさら
に高めることができるまた、第４実施例では、シャフト
１１２の締結を玉継手により行なっているために、第３
実施例と比較して、上下方向のみの運動自由度を強く拘
束し、その他の運動自由度を弱く拘束している。その結
果、磁気浮上車両の曲線通過性能が向上する。

【００８４】（第５実施例）図１５と図１６は、本発明
の第５実施例を示すものである。図１５は、本発明の第
５実施例による磁気浮上車両の主要部の正面図である。
図１６は、本発明の第５実施例の車体間上下運動拘束部
材の詳細図である。

【００８５】車体間上下運動拘束部材１２は、隣接する
車体端部に設置される。シャフト１２２は片側端部が進
行方向後側車体に締結されており、もう一方の端部が球
面に加工されており、進行方向前側の車体に締結された
シャフト固定具１２１の玉継手によって締結されてい
る。その他の構成は、第１実施例の場合と同様である。

【００８６】第５実施例においては、隣接する２つの車
体間の相対的な上下変位により、シャフト１２２のシャ
フト部のラジアル方向に剪断力のみが作用する。隣接す
る２つの車体間の相対的な左右変位、前後変位、ピッチ
ング変位、ヨ−イング変位、ロ−リング変位について
は、シャフト１２２の球面部とシャフト固定具１２１の
玉軸受部を結合した玉継手が、シャフトのそれぞれの方
向の変位を許し、シャフトに加わる曲げ力、ねじり力を
緩衝する構造となっている。

【００８７】以上のように構成された磁気浮上車両にお
ける動作は、図６で示した第１実施例と同等のものとな
る。

【００８８】従って、第５実施例によれば、中間台車２
ｂの超電導磁石４のうち、左右対称の位置にある４Ｌａ
と４Ｒａあるいは、４Ｌｄと４Ｒｄが同時クエンチした
場合や、前記２通りの２つずつのクエンチした超電導磁
石の組合せについてどちらか１方がクエンチした場合に
残る１つを対向クエンチさせた場合、車体間に設置した
車体間上下運動拘束部材の発生するピッチングモ−メン
トの反力により、台車とガイドウェイの底壁との間隔を
十分に維持することができ、良好な浮上走行を継続する
ことが可能となる。

【００８９】さらに、第５実施例においては、車体間上
下運動の拘束にシャフト１２２を用いているため、超電
導磁石４が対向クエンチした際には、第１実施例及び第
２実施例に比較してより小さな車体間上下変動のみを許
すため、クエンチを発生した台車２ｂの上下変位は、第
４実施例に比較してより一層小さくなり、安全性をさら
に高めることができる。

【００９０】また、第５実施例では、シャフト１２２の
締結を玉継手により行なっているために、第３実施例と
比較して、上下方向のみの運動自由度を強く拘束し、そ
の他の運動自由度を弱く拘束している。その結果、磁気
浮上車両の曲線通過性能が向上する。

【００９１】また、第５実施例の場合には、車体の上下
方向に長い部材がないため、省スペ−ス化が可能な構造
である。

【００９２】（第６実施例）図１７と図１８は、本発明
の第６実施例を示すものである。図１７は、本発明の第
６実施例による磁気浮上車両の主要部の正面図である。
図１８は、本発明の第６実施例の車体間上下運動拘束部
材の詳細図である。

【００９３】車体間上下運動拘束部材１６は、隣接する
車体端部に設置される。防振ゴム１６３、１６４は、進
行方向前側車体に締結されてた防振ゴム固定具１６１
と、進行方向後側の車体に締結された防振ゴム固定具１
６２によって締結されている。その他の構成は、第１実
施例の場合と同様である。

【００９４】第６実施例においては隣接する２つの車体
間の相対的な上下変位により、防振ゴム１６３に引張力
が作用する場合には、防振ゴム１６４に圧縮力が作用
し、反対に、防振ゴム１６３に圧縮力が作用する場合に
は、防振ゴム１６４に引張力が作用し、２つの防振ゴム
が引張に弱い防振ゴムの特性を補い合っている。隣接す
る２つの車体間の相対的な左右変位、前後変位、ピッチ
ング変位、ヨ−イング変位、ロ−リング変位について
は、２つの防振ゴムが変形することで、それぞれの方向
の変位を許す構造となっている。

【００９５】以上のように構成された磁気浮上車両にお
ける動作は、図６で示した第１実施例と同等のものとな
る。

【００９６】従って、第６実施例によれば、中間台車２
ｂの超電導磁石４のうち、左右対称の位置にある４Ｌａ
と４Ｒａあるいは、４Ｌｄと４Ｒｄが同時クエンチした
場合や、前記２通りの２つずつのクエンチした超電導磁
石の組合せについてどちらか１方がクエンチした場合に
残る１つを対向クエンチさせた場合、車体間に設置した
車体間上下運動拘束部材の発生するピッチングモ−メン
トの反力により、台車とガイドウェイの底壁との間隔を
十分に維持することができ、良好な浮上走行を継続する
ことが可能となる。

【００９７】さらに、第６実施例においては、車体間上
下運動の拘束に防振ゴム１６３、１６４を用いているた
め、超電導磁石４が対向クエンチした際には、第１実施
例及び第２実施例に比較してより小さな車体間上下変動
のみを許すため、クエンチを発生した台車２ｂの上下変
位は、第１および第２実施例に比較して小さくなり、安
全性をさらに高めることができる。

【００９８】また、第６実施例では、防振ゴム１６３、
１６４による車体間の上下運動拘束を行なっているため
に、第３実施例と比較して、上下方向のみの運動自由度
を強く拘束し、その他の運動自由度を弱く拘束してい
る。その結果、磁気浮上車両の曲線通過性能が向上す
る。

【００９９】また、第６実施例の場合には、車体の上下
方向に長い部材がないため、省スペ−ス化が可能な構造
である。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気浮上車両の隣接する車体間に、車体間上下運動拘束
部材を設けることにより、左右対称な位置の超電導磁石
のクエンチに起因する、アンバランス力として生じるモ
−メントに対抗するピッチングモ−メト反力を空気バネ
が発生し、超電導磁石がクエンチした台車の前後案内輪
はガイドウェイ底壁との十分な間隔を維持することがで
き、良好な浮上走行を継続することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による磁気浮上車両の主要
部分の側面図である。

【図２】本発明の第１実施例による磁気浮上車両の主要
部分の正面図である。

【図３】本発明の第１実施例による磁気浮上車両の全体
構成図である。

【図４】本発明の第１実施例による車体間上下運動拘束
部材の詳細図である。

【図５】対向クエンチ時のガイドウェイ底壁と前後着地
輪との距離を示すグラフである。

【図６】本発明の第１実施例による対向クエンチ時の磁
気浮上車両全体の動作を示す側面模式図である。

【図７】超電導磁石が対向クエンチした場合の、従来例
における磁気浮上車両の簡易機械モデル図である。

【図８】超電導磁石が対向クエンチした場合の、本発明
における磁気浮上車両の簡易機械モデル図である。

【図９】本発明の第２実施例による磁気浮上車両の主要
部分の側面図である。

【図１０】本発明の第２実施例による磁気浮上車両の主
要部分の正面図である。

【図１１】本発明の第３実施例による磁気浮上車両の主
要部分の側面図である。

【図１２】本発明の第３実施例による磁気浮上車両の主
要部分の正面図である。

【図１３】本発明の第３実施例による車体間上下運動拘
束部材の詳細図である。

【図１４】本発明の第４実施例による車体間上下運動拘
束部材の詳細図である。

【図１５】本発明の第５実施例による磁気浮上車両の主
要部分の正面図である。

【図１６】本発明の第５実施例による車体間上下運動拘
束部材の詳細図である。

【図１７】本発明の第６実施例による磁気浮上車両の主
要部分の正面図である。

【図１８】本発明の第６実施例による車体間上下運動拘
束部材の詳細図である。

【図１９】従来例による磁気浮上車両の主要部分の側面
図である。

【図２０】従来例による磁気浮上車両の主要部分の正面
図である。

【図２１】従来例による磁気浮上車両の全体構成図であ
る。

【図２２】台車と超電導磁石の配置及びガイドウェイ側
壁用案内輪を示す上面図である。

【図２３】台車と超電導磁石の配置及びガイドウェイ底
壁用着地輪を示す側面図である。

【図２４】計算機シミュレーションで求めた、従来例に
おける対向クエンチ時のガイドウェイ底壁と前後着地輪
との距離を示すグラフである。

【符号の説明】

１ａ…先頭車体、１ｂ…中間車体、１ｃ…後尾車体、２
ａ…先頭台車、２ｂ…中間台車、２ｃ…後尾台車、３…
ガイドウェイ、４Ｌａ…左側第１超電導磁石、４Ｌｂ…
左側第２超電導磁石、４Ｌｃ…左側第３超電導磁石、４
Ｌｄ…左側第４超電導磁石、４Ｒａ…右側第１超電導磁
石、４Ｒｂ…右側第２超電導磁石、４Ｒｃ…右側第３超
電導磁石、４Ｒｄ…右側第４超電導磁石、４１ａ…磁気
バネ１、４１ｂ…磁気バネ２、４１ｃ…磁気バネ３、４
１ｄ…磁気バネ４、５…車体台車間空気バネ、６…扉、
７…車体間上下運動拘束部材Ａ、７１，７２，７３…コ
イルバネ固定具、７４，７５…コイルバネ、７６…ナッ
トＡ、７７…座金Ａ、７８…バネ受け材Ａ１、７９…バ
ネ受け材Ａ２、８…窓、９…地上コイル、１０…車体間
上下運動拘束部材Ｂ、１０１，１０３…シャフト固定具
Ａ、１０２…シャフトＢ、１０４，１０８…座金Ｂ１、
１０５，１０７…ゴムＢ１、１０６，１０１１…ゴムＢ
２、１０９，１０１０…ナットＢ１、１１…車体間上下
運動拘束部材Ｃ、１１１，１１３…シャフト固定具Ｃ、
１１２…シャフトＣ、１２…車体間上下運動拘束部材
Ｄ、１２１…シャフト受け部材、１２２…シャフトＤ、
１４ａ…前案内輪、１４ｂ…後案内輪、１５ａ…前着地
輪、１５ｂ…後着地輪、１６…車体間上下運動拘束部材
Ｅ、１６１…ゴム受け部材１、１６２…ゴム受け部材
２、１６３，１６４…防振ゴム、１７…簡易モデルにお
ける隣接する２つの車体。

フロントページの続き (72)発明者 西垣戸 貴臣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 奥名 健二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 原 義雄 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (72)発明者 押田 正男 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (72)発明者 吉岡 博 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 吉村 正文 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財 団法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 保坂 史郎 愛知県名古屋市中村区名駅南二丁目14番 19号 東海旅客鉄道株式会社内 審査官 藤本 信男 (56)参考文献 特開 昭54−38018（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−68165（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−267（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 13/04 B60L 13/06 B61F 3/12 B61G 5/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乗客が乗車する車体であって隣接する車体
   間に空気ばねを介して配置した１つの台車と、この台車
   に搭載した超電導磁石と、地上側に設けた浮上及び推進
   用コイルとを備え、前記超電導磁石と浮上及び推進用コ
   イルの電磁力作用により地上から浮上しながら走行する
   磁気浮上車両において、隣接する２つの車体の端部に、
   前記２つの車体の相対的な上下方向の動きを拘束し実質
   的にこの２つの車体の端部の上下変位を同じにする拘束
   部材を設けたことを特徴とする磁気浮上車両。
2. 【請求項２】請求項１に記載の磁気浮上車両において、
   前記相対的な上下方向の動きを拘束する部材は、スラス
   ト方向に圧縮荷重あるいは引張荷重を受けるシャフトと
   し、シャフト固定部にゴムを介在させることにより、隣
   接する２つの車体の左右変位、前後変位、ピッチング変
   位、ヨ−イング変位及び、ロ−リング変位を許すことを
   特徴とする磁気浮上車両。
3. 【請求項３】請求項１に記載の磁気浮上車両において、
   前記相対的な上下方向の動きを拘束する部材は、スラス
   ト方向に圧縮荷重あるいは引張荷重を受けるシャフトと
   し、シャフトの固定に玉継ぎ手を用いることにより、隣
   接する２つの車体の左右変位、前後変位、ピッチング変
   位、ヨ−イング変位及び、ロ−リング変位を許すことを
   特徴とする磁気浮上車両。
4. 【請求項４】請求項１に記載の磁気浮上車両において、
   前記相対的な上下方向の動きを拘束する部材は、ラジア
   ル方向に剪断力を受けるシャフトとし、シャフトの固定
   に玉継ぎ手を用いることにより、隣接する２つの車体の
   左右変位、前後変位、ピッチング変位、ヨ−イング変位
   及び、ロ−リング変位を許すことを特徴とする磁気浮上
   車両。
5. 【請求項５】請求項１に記載の磁気浮上車両において、
   前記相対的な上下方向の動きを拘束する部材は、上下方
   向に圧縮力を受ける防振ゴムとし、防振ゴムが変形する
   ことにより、隣接する２つの車体の左右変位、前後変
   位、ピッチング変位、ヨ−イング変位及び、ロ−リング
   変位を許すことを特徴とする磁気浮上車両。