JP3349136B2 - 車両推進装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気浮上式鉄道車
両の車両基地等での低速地上走行時における車両推進装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超電導磁気浮上式鉄道車両（以下「超電
導リニア車両」と略す）は、従来の車輪とレールによる
走行に代わる次世代超高速交通機関として、実用化に向
けての開発や実験が進められている。この超電導リニア
車両の車両推進及び浮上方式として、種々の方式が提案
されているが、既に建設され試験走行等が行われている
超電導磁気浮上式鉄道の実験線（山梨実験線）では、図
６に示すように、ガイドウェイ４１によって超電導リニ
ア車両４２を推進及び浮上・案内させている。具体的に
は、推進用コイル４９と超電導磁石４５との間に働く電
磁力によって超電導リニア車両４２が走行し、浮上・案
内コイル５０と超電導磁石４５との間に働く電磁力によ
って超電導リニア車両４２が浮上し、案内される。

【０００３】ただし、超電導リニア車両４２が浮上走行
するのは高速走行時であり、車両速度が低速になると浮
上力や案内力が弱くなって浮上走行できない。そのた
め、浮上走行できない低速走行時は、支持脚装置４６に
取り付けられた支持車輪（ゴムタイヤ）４６ａによって
支持車輪走行路４７ａを走行し、台車４４の両側面上部
に取り付けられた案内車輪４４ｂによって車体４３は側
壁４８の案内車輪走行路４８ａに案内される。尚、この
支持車輪４６ａ及び案内車輪４４ｂは、浮上走行時は台
車４４の内部に格納される。また、支持車輪４６ａ及び
案内車輪４４ｂ自体には回転駆動力はなく、超電導リニ
ア車両４２が支持車輪４６ａにより自力で走行すること
はできない。

【０００４】一方、超電導リニア車両４２は通常、本線
走行時以外は車両基地内に留置され、車両の清掃、定期
点検、不具合修繕などの作業が行われる。そのため、本
線と車両基地との間あるいは車両基地内での車両移動
（支持車輪４６ａによる走行）のために、当然ながら車
両基地内においても超電導リニア車両４２を推進、案内
させなければならず、その設備も必要になる。

【０００５】そこで、車両基地内にも本線と同様、支持
車輪走行路を有する基地内軌道の両側に側壁を設け、そ
の壁に推進コイルを取り付けることにより推進、案内さ
せることは理論的に可能であるが、このような構成にす
ると、各基地内軌道ごとに両側に側壁及び推進コイルを
設けなければならず、基地内軌道の設備が本線並みに大
がかりなものになって、複数の留置線や整備線等を有す
る車両基地の面積が非常に大きくなる。その結果、車両
基地の建設コストが非常に大きくなり、しかも建設工期
も長くなる。さらに、軌道の両側に側壁があるため、車
両の保守・点検等の作業性が非常に悪くなり、車両基地
が本来有するべき車両の保守・点検等のしやすさに重大
な支障が生じるおそれがある。

【０００６】従来提案された車両基地内の車両移動方法
としては、例えば、床面設置地上コイルによる推進方式
が、特開平６−３２７１０３号公報に開示されている。
これは、図７に示すように、軌道５６の両側の軌道床面
５７上に、超電導リニア車両５１の台車５２に搭載され
た超電導コイル５３と対応する推進電磁コイル５８を、
超電導リニア車両５１の走行方向に沿って連続的に、か
つ軌道５６の両側に設けたものであり、本線上を走行す
る超電導リニア車両の推進原理と同様、推進電磁コイル
５８に流す電流を調整することにより超電導リニア車両
５１を推進させるものである。超電導リニア車両５１の
推進中は、ガイド輪５５と車輪走行路５６ａ上に設置さ
れたガイドレール５９とによって案内されながら、支持
車輪５４により軌道５６の車輪走行路５６ａ上を走行す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報で開示された車両移動方法は、本線のガイドウェイに
設置しているような軌道側壁を取り除くことはできるも
のの、本線走行時に比べて車両側の超電導コイル５３と
軌道側の推進電磁コイル５８との距離が増加し、しかも
相互が対向していないために磁気結合ロスが生じる。そ
のため、所定の推進力を得るには、推進電磁コイル５８
に流す電流を増やしたり推進電磁コイル５８の巻数を増
やしたりするなどの対策が必要となる。

【０００８】またその結果、推進電磁コイル５８やそれ
らに電力を供給する電源設備等が大型化し、経済的な負
担が大きくなる。さらに推進電磁コイル５８は、軌道床
面５７上において軌道５６の両側に設置されるため、超
電導リニア車両５１の保守・点検等の作業の際、作業者
は推進電磁コイル５８の上を乗り越えて車両に接近しな
ければならず、保守・点検等の作業に支障が生じるおそ
れがある。

【０００９】さらに、ガイド輪５５がガイドレール５９
に沿いながら回転することにより車両の案内が行われる
ため、車両基地内の車両走行速度は例えば時速５ｋｍ程
度の低速に抑えなければならない。この理由について、
図７及び図８に基づいて以下に詳述する。

【００１０】このガイド輪５５には、ガイドレール５９
との接触により、車両進行方向に対して横方向の荷重が
加わる。ここで、図７では図示されていないものの、支
持車輪５４によって超電導リニア車両５１を支持しなが
ら走行するために、一般に、図８に示すように支持車輪
５４が車軸６２を介して支持脚６１により支持されてい
る。そのため、案内によりガイド輪５５に加わる横方向
の荷重は、車軸６２等を介して結果的に支持脚６１の支
点（台車５２内部）に伝達され、支持脚６１の支点に荷
重（モーメント）が加わることになる。しかもガイド輪
５５の取付構造上、ガイド輪５５（作用点）と支持脚６
１の支点との距離（いわゆるモーメントの腕の長さ）
を、支持脚６１の支点から車軸６２までの距離より短く
することは困難であり、その距離によっては支持脚６１
の支点に大きな負担が加わりかねない。

【００１１】通常、支持脚６１は、進行方向にかかる荷
重に対する強度は十分に確保されており、たとえ時速５
００ｋｍ以上の浮上走行時に何らかの原因で着地した場
合でも安全に走行、停止できるようになっているが、こ
れに比べると横方向にかかる荷重に対する強度は比較的
低い。本線を支持車輪５４で走行する際には案内車輪４
４ｂが案内車輪走行路４８ａに案内されるため（図６参
照）、支持脚６１には横方向の荷重はほとんどかからな
いからである。これに対して、図７のように車両基地内
を走行する際には、ガイド輪５５がガイドレール５９に
案内されるため、車両走行速度が上がるにつれガイド輪
５５にかかる横方向の荷重が大きくなり、その分支持脚
６１の支点にかかる横方向の荷重も大きくなる。従っ
て、支持脚６１の信頼性確保のためには、車両走行速度
を例えば時速５ｋｍ程度の非常に遅い速度に抑えて、支
持脚６１にかかる横方向の荷重負担を極力抑えなければ
ならない。

【００１２】しかしながら、車両基地内での車両移動速
度が時速５ｋｍ程度の非常に遅い速度だと、例えば磁気
浮上式鉄道車両を基地内のある場所から別の場所へ移動
させるのに時間がかかり、その間はその車両に対する保
守・点検等の作業はできないため、作業時間にロスが生
じるなどの不都合が生じて効率的な作業ができない。結
果として移動中以外の他の磁気浮上式鉄道車両を車両基
地内に停留させる時間も多くなり、車両の無駄な留置の
増加を招くことにもなる。

【００１３】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、車両基地における車両移動のための設備を小型化し
て車両基地建設の経済的負担を低減するとともに、車両
点検等の作業性を向上し、しかも車両移動に要する時間
を短縮することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するためになされた請求項１記載の車両推進装置
は、磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低速走行時
に、前記車両の下部に備えられた支持車輪により軌道上
を走行させるために前記車両を推進、案内する車両推進
装置であって、前記車両の側面のうち一方の側面に備え
られた車両側電磁石と略対向するように、前記軌道の片
側のみに設けられた複数の推進用電磁石と、前記車両の
両側面にて軌道面に対して水平方向に回転する案内輪
と、前記案内輪が前記車両の走行に伴って転動できるよ
うに、前記軌道の両側において前記車両の進行方向に設
けられたサイドガイドとを備え、前記推進用電磁石は、
前記車両の進行方向に沿って間欠的に設置されているこ
とを特徴とする。

【００１５】この車両推進装置では、磁気浮上式鉄道車
両が車輪走行する軌道の片側のみに、複数の推進用電磁
石がこの車両の進行方向に沿って設けられており、その
推進用電磁石と車両側電磁石との相互作用によって、磁
気浮上式鉄道車両を推進させる。車輪走行領域における
磁気浮上式鉄道車両の走行速度は、本線での浮上走行時
に比べて低速であるため、磁気浮上式鉄道車両を推進さ
せるための軌道側電磁石が軌道の片側のみに設けられて
いても、十分な推進力が得られる。

【００１６】また、磁気浮上式鉄道車両の案内は、車両
の両側面に設けられた案内輪と、軌道の両側に設けられ
たサイドガイドとによって行われ、例えば軌道平面に対
して水平方向に回転する車両両側面の案内輪が、軌道の
両側に設けられたサイドガイドを転動することにより、
磁気浮上式鉄道車両は確実に案内される。つまり、この
案内方法は、本線のガイドウェイ上を車輪走行するとき
の案内方法と全く同じものであり、例えば本線の車輪走
行で使用する案内車輪４４ｂ（図６参照）をそのまま本
発明の案内輪として用いることもできる。

【００１７】案内輪としては、例えばタイヤ等の回転体
を用いたり、自在に回転可能なボール等を用いてもよ
く、サイドガイドを転がるものなら何でもよい。サイド
ガイドとしては、例えば四角形状の断面を有する長尺部
材を、軌道の両側において車両進行方向に沿って設け、
さらにサイドガイドが車両側の案内輪と接触する高さに
位置されるように支柱等でサイドガイドを間欠的に支え
るようにすればよく、磁気浮上式鉄道車両の走行に伴っ
て各案内輪が沿いながら回転できるものであれば何でも
よい。

【００１８】上記の車両推進装置によれば、軌道側電磁
石が軌道の片側のみに設けられているため、電力消費量
が小さく経済的となり、車両基地等における車両推進装
置のコンパクト化も可能となる。そのため、車両推進装
置或いは車両基地の建設コストも低減できる。また、推
進用電磁石が設けられていない軌道片側では、サイドガ
イドを除くスペースをフリースペースとして確保でき、
そこから車両へ容易にアプローチできるため、保守・点
検等の作業性も大幅に改善できる。

【００１９】また、車両基地内における磁気浮上式鉄道
車両の案内を、本線の車輪走行時の案内方法と同様、車
両側の案内輪と軌道側のサイドガイドとによって行い、
しかも本線走行時の案内に用いる車両側の案内装置等
を、案内輪として車両基地内での案内にそのまま共用す
ることもできるため、車両基地内での案内のために別途
案内輪を車両下部の支持車輪等に設ける必要がない。そ
のため、車両の案内に起因する荷重負担が支持車輪には
ほとんどかからず、支持車輪に対する負担を低減でき
る。この結果、磁気浮上式鉄道車両の移動速度を速くす
ることも可能となり、車両の案内を確実かつ迅速にする
ことができ、車両の移動にかかる時間を短縮することが
できる。

【００２０】また、既述のように、磁気浮上式鉄道車両
は、車両側電磁石と、軌道側電磁石との相互作用によっ
て推進するものであるため、推進用電磁石を必ずしも軌
道の全長に渡って連続的に設ける必要はなく、車両側電
磁石と軌道側電磁石との間に、車両を推進し得るだけの
相互作用（吸引力又は反発力）が生じれば十分である。
従って、本発明では推進用電磁石を間欠的に設置して、
磁気浮上式車両の推進力を得るようにしている。各推進
用電磁石の設置間隔は、磁気浮上式鉄道車両を所望の速
度で推進できるだけの最低限の推進力が得られるように
適宜決めればよい。

【００２１】この車両用推進装置によれば、推進用電磁
石を間欠的に設置するため、連続して設置するのに比べ
て推進用電磁石の数を低減できる。そのため、車両推進
装置の建設コストをさらに低減することができる。ま
た、推進用電磁石の間欠配置により、推進用電磁石を設
置していない間欠部もフリースペースになり、車両への
アプローチがさらに容易になる。そのため、磁気浮上式
鉄道車両の保守・点検等の作業性もより向上する。

【００２２】請求項２に記載の車両推進装置は、磁気浮
上式鉄道車両の車両基地等での低速走行時に、前記車両
の下部に備えられた支持車輪により軌道上を走行させる
ために前記車両を推進、案内する車両推進装置であっ
て、前記車両の側面のうち一方の側面に備えられた車両
側電磁石と略対向するように、前記軌道の片側のみに設
けられた複数の推進用電磁石と、前記車両の両側面にて
軌道面に対して水平方向に回転する案内輪と、前記案内
輪が前記車両の走行に伴って転動できるように、前記軌
道の両側において前記車両の進行方向に設けられたサイ
ドガイドとを備え、前記推進用電磁石は、前記車両の進
行方向に沿って複数個隣接して配置されることにより推
進用電磁石集合体を構成し、前記推進用電磁石集合体は
前記車両の進行方向に沿って間欠的に設置されているこ
とを特徴とする。推進用電磁石集合体を構成する推進用
電磁石の数及び推進用電磁石集合体の設置間隔は、磁気
浮上式鉄道車両を所望の速度で推進できるだけの最低限
の推進力が得られるように適宜決めればよい。この車両
推進装置によっても、請求項１に記載の車両推進装置と
同様の作用効果を奏することができる。

【００２３】ところで、上記の請求項１及び２に記載の
車両推進装置はいずれも、車両推進装置や車両基地の建
設コスト低減或いは車両の保守・点検時の作業性改善の
ために、推進用電磁石を軌道の片側のみに設けた構成に
したが、例えば請求項３に記載したような車両推進装置
を構成してもよい。請求項３に記載の車両推進装置は、
磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低速走行時に、前
記車両の下部に備えられた支持車輪により軌道上を走行
させるために前記車両を推進、案内する車両推進装置で
あって、前記車両の両側面に備えられた車両側電磁石と
略対向するように、前記軌道の両側に設けられた複数の
推進用電磁石と、前記車両の両側面にて軌道面に対して
水平方向に回転する案内輪と、前記案内輪が前記車両の
走行に伴って転動できるように、前記軌道の両側におい
て前記車両の進行方向に設けられたサイドガイドとを備
え、前記各推進用電磁石は、前記軌道の両側において、
前記車両の進行方向に沿って間欠的に設置されているこ
とを特徴とする。

【００２４】請求項３記載の車両推進装置によれば、軌
道の両側において推進用電磁石を間欠的に配置するた
め、請求項１記載の発明と同様、車両推進装置や車両基
地の建設コスト低減或いは車両の保守・点検時の作業性
改善などの作用効果が得られるのに加え、特に、車両の
両側において、推進用電磁石を設置していない間欠部が
フリースペースとなるため、このフリースペースを利用
して車両へのアプローチが車両両側から可能となる。

【００２５】また、軌道両側における推進用電磁石の間
欠配置は、上記の請求項３記載の車両推進装置では、各
推進用電磁石を個々に間欠配置するようにしたが、例え
ば請求項４に記載のように、複数の推進用電磁石にて構
成された推進用電磁石集合体を間欠的に設置するように
してもよい。

【００２６】即ち、請求項４に記載の車両推進装置は、
磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低速走行時に、前
記車両の下部に備えられた支持車輪により軌道上を走行
させるために前記車両を推進、案内する車両推進装置で
あって、前記車両の両側面に備えられた車両側電磁石と
略対向するように、前記軌道の両側に設けられた複数の
推進用電磁石と、前記車両の両側面にて軌道面に対して
水平方向に回転する案内輪と、前記案内輪が前記車両の
走行に伴って転動できるように、前記軌道の両側におい
て前記車両の進行方向に設けられたサイドガイドとを備
え、前記各推進用電磁石は、前記車両の進行方向に沿っ
て複数個隣接して配置されることにより推進用電磁石集
合体を構成し、前記推進用電磁石集合体は、前記軌道の
両側において、前記車両の進行方向に沿って間欠的に設
置されていることを特徴とする。この請求項４に記載の
車両推進装置によっても、請求項３記載の車両推進装置
と同様の作用効果が得られる。

【００２７】尚、請求項３及び４に記載の発明について
も、各推進用電磁石の設置間隔（請求項３の場合）、或
いは推進用電磁石集合体を構成する推進用電磁石の数及
び推進用電磁石集合体の設置間隔（請求項４の場合）
は、いずれも、磁気浮上式鉄道車両を所望の速度で推進
できるだけの最低限の推進力が得られるように適宜決め
ればよい。またこのとき、推進用電磁石或いは推進用電
磁石集合体が軌道両側において千鳥状の配置となるよう
に構成すれば、車両の両側面に備えられた車両側電磁石
と軌道両側のうちいずれかの側の推進用電磁石との対向
間隔（時間的間隔）がより均等となって滑らかな推進力
・制動力が得られるので、より好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は超電導磁気浮上式鉄
道の基地内車両推進装置を示す斜視図であり、図２は超
電導磁気浮上式鉄道の基地内車両推進装置及び超電導リ
ニア車両を示す断面図である。図１に示すように、基地
内車両推進装置１０は、主に基地内軌道１３と、その片
側に設けられた複数の推進コイル装置１１と、基地内軌
道１３の両側に設けられた案内車輪走行路１２とで構成
されている。

【００２９】基地内軌道１３は、車両基地等において超
電導リニア車両２０（図２参照）の車輪走行のために敷
設されるものであり、軌道中心から所定の距離を隔てた
両側には超電導リニア車両２０の支持車輪２４ａが走行
する支持車輪走行路１３ａが基地内軌道１３の全長に渡
ってその長さ方向に設けられている。

【００３０】推進コイル装置１１は、隣接した三つの推
進コイル１１ａがコンクリート製の側壁１１ｂに取り付
けられて構成されたものであり、基地内軌道１３の片側
に、超電導リニア車両２０の進行方向に沿って間欠的に
設けられている。各推進コイル装置１１間の間隔は、例
えば超電導リニア車両２０の台車２２の長さと同じ間隔
にするなど、超電導リニア車両２０が車両基地内を所望
の速度（例えば時速３０ｋｍ程度）で推進しうる程度の
推進力が得られるように適宜決めればよい。また、各推
進コイル１１ａには、各推進コイル１１ａから磁界を発
生させるための電力が、図示しない電力変換変電所から
供給されている。

【００３１】より具体的には、本実施形態では、各推進
コイル装置１１に三相交流電力が供給され、推進コイル
装置１１を構成する三つの推進コイル１１ａの各々に
は、走らせたい車両速度に応じた周波数の三相交流電流
（Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流）がそれぞれ流れる。
そして、各々の推進コイル１１ａから発生する磁界が重
なり合うことにより、結果として推進コイル装置１１か
らは、Ｎ極とＳ極が交互にしかも連続的に変化する磁界
が発生する。

【００３２】案内車輪走行路１２は、長方形状の断面を
有するコンクリート製の長尺部材によって構成されたも
のである。この案内車輪走行路１２は、基地内軌道１３
の両側において超電導リニア車両２０の進行方向に沿っ
て設けられており、超電導リニア車両２０の案内車輪２
２ｂと接する高さに設ける必要があるため、複数の支柱
１２ａにより支持されている。案内車輪走行路１２は、
長方形状の断面であること或いはコンクリート製である
ことに限定されず、案内車輪２２ｂが走行できて超電導
リニア車両２０を確実に案内できるものなら何でもよ
い。支柱１２ａも、コンクリート製の角材を用いたもの
であるが、案内車輪走行路１２を確実に支えることがで
き、超電導リニア車両２０の案内によって案内車輪走行
路１２に加わる荷重に耐えられるものであれば何でもよ
い。

【００３３】次に、上記の基地内車両推進装置１０によ
って推進される超電導リニア車両２０について、図２に
基づいて説明する。基地内軌道１３上を走行する超電導
リニア車両２０は、主として車体２１と台車２２とで構
成されている。車体２１は、鉄車輪とレールにより走行
を行う従来の鉄道車両の車体と同様、客室や乗降用ドア
等（図示せず）を有するものである。超電導リニア車両
２０に対しては、超高速浮上走行という特異な走行条件
から、徹底した軽量化と高強度化が求められているた
め、車体２１の構体材料にはアルミニウム合金が用いら
れており、その構造も航空機と同様のセミモノコック構
造になっている。また、走行時の空気抵抗を最小限に抑
えるために、車体２１の表面は全体的に滑らかになって
いる。

【００３４】台車２２は、主に超電導磁石２３、支持脚
装置２４、案内車輪２２ｂ等を有し、その上部には空気
ばね２２ａを介して車体２１が搭載されており、超電導
磁石２３と推進コイル装置１１との磁気相互作用によっ
て生じる推進力により超電導リニア車両２０を推進させ
る重要な役割を担うものである。

【００３５】台車２２の両側面に設けられている超電導
磁石２３は、超電導コイル２３ａが台車２２の片側にお
いて車両全長方向に四個隣接設置して構成されており、
各超電導コイル２３ａは、図示しないステンレス製の内
槽容器の中に液体ヘリウムとともに収納されている。超
電導コイル２３ａは、ニオブ・チタン合金等の超電導線
材を数千百回巻いて構成されており、電流を流すことに
よって磁界が発生する。また、超電導磁石２３には、超
電導コイル２３ａを冷却して超電導状態に保つための、
液体ヘリウムを有する車載冷凍機（図示せず）も設けら
れている。超電導磁石２３における隣接した四個の超電
導コイル２３ａの極性は、隣り合う極が互いに異極とな
るように（つまりＮ極とＳ極が交互に並ぶように）配置
されている。尚、図２には示していないものの、本実施
形態では、超電導磁石２３は超電導リニア車両２０の全
長方向において、車両両側にそれぞれ３個設置されてい
る（後述する図５参照）。

【００３６】支持脚装置２４は、十分な浮上力や案内力
が得られない低速走行時に超電導リニア車両２０の支
持、案内を行うものであり、時速５００ｋｍ以上の速度
で万一着地した場合でも安全に走行、停止できるような
高性能の支持車輪２４ａや、支持車輪２４ａの回転を制
動するためのディスクブレーキ（図示せず）等を備えて
いる。

【００３７】案内車輪２２ｂは、台車２２の両側面にお
いて超電導磁石２３の上部に設けられており、本線のガ
イドウェイ等を支持車輪２４ａによって走行する際の車
両案内のために用いるものであるが、車両基地内を走行
する際の案内にも、この案内車輪２２ｂを利用する。案
内車輪２２ｂにはゴムタイヤを用いているが、超電導リ
ニア車両２０を確実に案内できるものであれば何でもよ
く、車輪以外に例えばボール状の回転体など、案内車輪
走行路１２を転がるものなら何でもよいし、案内シュー
等を用いてもよい。

【００３８】尚、支持車輪２４ａ及び案内車輪２２ｂ
は、台車２２において各々四カ所（一側面に二カ所）設
けられ、浮上できない地上走行時に使用されるものであ
り、浮上走行時はいずれも台車２２の内部に格納され
る。次に、基地内車両推進装置１０による基地内軌道１
３上の超電導リニア車両２０の走行について説明する。
超電導リニア車両２０の基地内軌道１３上の走行は、原
理的には超電導リニア車両２０が本線のガイドウェイ等
を走行する方法と同じである。即ち、超電導リニア車両
２０側の超電導磁石２３から発生する磁界と、推進コイ
ル装置１１から発生する磁界との相互作用により、超電
導リニア車両２０が推進され、基地内軌道１３上を走行
する。そのためにはまず、超電導リニア車両２０の超電
導磁石２３から磁界を発生させることが必要である。

【００３９】通常、超電導コイル２３ａにいったん電流
を流すと超電導磁石２３から磁界が発生し、超電導コイ
ル２３ａが超電導状態を持続している限り電流は流れ続
ける（永久電流）ため、超電導磁石２３からの磁界発生
も続く。従って、本線のガイドウェイ等を走行してきた
超電導リニア車両２０が車両基地に入ってきても、超電
導磁石２３からは磁界が発生し続けている。車両基地内
での留置、点検等のために超電導コイル２３ａから永久
電流を抜き取られている場合は、走行前に再び超電導コ
イル２３ａに電流を流して永久電流を発生させればよ
い。また、各超電導コイル２３ａを流れる永久電流は定
常電流であるため、発生する磁界の強さや極性も各超電
導コイル２３ａごとに一定である。

【００４０】従って、各推進コイル装置１１に電力（本
実施形態では三相交流電力）を供給して磁界を発生さ
せ、しかも各推進コイル１１ａごとに流れる三相交流電
流を適切に調整することにより、各推進コイル装置１１
と、対向する超電導リニア車両２０側の超電導磁石２３
との間に相互作用（吸引力又は反発力）が生じて、超電
導リニア車両２０が推進する。即ち、推進コイル装置１
１の各推進コイル１１ａに三相交流電流を流すことによ
り、推進コイル装置１１が発生する交番磁界と超電導リ
ニア車両２０の超電導磁石２３が発生する磁界との相互
作用によって推進するものであり、リニアシンクロナス
モータによる推進原理を利用したものである。

【００４１】また、既述の通り、超電導リニア車両２０
が車両基地内を走行する速度は、本線走行時に比べて時
速約３０ｋｍ程度と低速であるため、推進コイル装置１
１を基地内軌道１３の片側のみに、しかも間欠的に設置
しても、十分な推進力を得ることができる。尚、超電導
リニア車両２０の推進力は、各推進コイル１１ａに流す
電流の大きさを変えることにより調整でき、走行速度
は、各推進コイル１１ａに流す電流の周波数を変えるこ
とにより調整できる。

【００４２】基地内車両推進装置１０によって超電導リ
ニア車両２０が基地内軌道１３上を走行する際、超電導
リニア車両２０の案内は、上記のように台車２２の両側
面に設けられた案内車輪２２ｂにより行われる。即ち、
案内車輪２２ｂが超電導リニア車両２０の走行に伴って
案内車輪走行路１２に沿いながら水平方向に回転するた
め、超電導リニア車両２０の案内が可能となる。

【００４３】尚、上記実施形態において、推進コイル装
置１１を構成する三つの推進コイル１１ａが本発明の推
進用電磁石集合体に相当し、各推進コイル１１ａは本発
明の推進用電磁石に相当し、案内車輪２２ｂは本発明の
案内輪に相当し、案内車輪走行路１２は本発明のサイド
ガイドに相当し、超電導磁石２３は本発明の車両側電磁
石に相当するものである。

【００４４】従って、本実施形態の基地内車両推進装置
１０によれば、推進コイル装置１１が基地内軌道１３の
片側のみに設けられているため、電力消費量が小さく経
済的となり、基地内車両推進装置１０のコンパクト化も
可能となる。そのため、基地内車両推進装置１０或いは
車両基地全体の建設コストも低減できる。また、推進コ
イル装置１１が設けられていない基地内軌道１３の片側
は、案内車輪走行路１２及び支柱１２ａを除くスペース
をフリースペースとして確保でき、そこから超電導リニ
ア車両２０へ容易にアプローチできるため、保守・点検
等の作業性も大幅に改善できる。

【００４５】しかも、推進コイル装置１１は、基地内軌
道１３の片側のみに設けられていることに加え、各推進
コイル装置１１が間欠的に設けられているため、連続し
て設置するのに比べて、推進コイル装置１１の数を低減
でき、基地内車両推進装置１０の建設コストをさらに低
減することができる。また、推進コイル装置１１の間欠
配置により、推進コイル装置１１を設置していない間欠
部もフリースペースになり、車両へのアプローチがさら
に容易になる。そのため、超電導リニア車両２０の保守
・点検等の作業性もより向上する。

【００４６】また、車両基地内における超電導リニア車
両２０の案内を、本線の車輪走行時の案内方法と同様、
車両側の案内車輪２２ｂと軌道側の案内車輪走行路１２
とによって行い、しかもこの案内車輪２２ｂは、車両基
地内での案内と本線走行時の案内とで共用するものであ
る。そのため、車両基地内での案内のために、本線走行
には何ら寄与しないガイド輪５５（図８参照）等を支持
脚装置２４に設ける必要がない。

【００４７】従って、車両の案内に起因する荷重負担が
支持脚装置２４にはほとんどかからず、支持脚装置２４
に対する負担を低減できる。この結果、超電導リニア車
両の移動速度を速くすることも可能となり、車両を確実
に案内し、且つ迅速（例えば時速３０ｋｍ以上）に推進
させることができ、車両の移動にかかる時間を短縮する
ことができる。これにより、効率的に作業を行うことが
できるとともに、移動中の超電導リニア車両以外の他の
超電導リニア車両の無駄な留置時間を低減することもで
きる。また、車両基地内での走行のためだけに超電導リ
ニア車両２０に新たな設備を設ける必要がなく、本線の
ガイドウェイ等を走行するために必要な仕様のみを備え
た車両がそのまま車両基地内を走行できるため、超電導
リニア車両２０の製造コストを低減することもできる。

【００４８】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では、推進コイル装置１１を
間欠的に配置したが、隣接させて連続的に配置してもよ
い。但しこの場合、推進コイル装置１１が設けられてい
る側から超電導リニア車両２０にアプローチするのは困
難であるため、上記実施形態のように間欠的に配置した
方がより好ましい。

【００４９】また、上記実施形態では、推進コイル装置
１１を基地内軌道１３の片側のみに間欠的に設けるよう
にしたが、例えば図３に示すように、基地内軌道１３の
両側に千鳥状に配置するようにしてもよい。図３は、基
地内車両推進装置の他の実施形態を示す平面図である。
つまり、上記実施形態では基地内軌道１３の片側（例え
ば車両進行方向の左側）に間欠的に設けた複数の推進コ
イル装置１１を、一つ置きに右側に配置することによ
り、千鳥状の配置としたものである。このようにして
も、基地内車両推進装置３０或いは車両基地全体の建設
コストの低減が可能となると共に、基地内軌道１３の両
側において、推進コイル装置１１を設置していない間欠
部がフリースペースとなるため、このフリースペースを
利用して超電導リニア車両２０へのアプローチが車両両
側から可能となって、保守・点検等の作業性も向上す
る。

【００５０】尚、この場合、千鳥状の配置に限定される
ことなく、推進コイル装置１１が基地内軌道１３の両側
においてそれぞれ間欠的に配置されるようにする限りあ
らゆる配置が考えられるが、上記のように千鳥状の配置
となるように構成すれば、走行時における、車両側の超
電導磁石２３と基地内軌道１３両側のうちいずれかの側
の推進コイル装置１１との対向間隔（時間的間隔）がよ
り均等となって、滑らかな推進力・制動力が得られるの
で、より好ましい。

【００５１】更に、上記実施形態では、推進コイル装置
１１に供給する電力を三相交流電力としたが、例えば単
相交流電力或いは二相交流電力でもよく、供給する交流
電力の相数は特に限定されない。これに関連して、上記
実施形態では三相交流電力を供給するために一つの推進
コイル装置１１に設ける推進コイル１１ａの数を三個と
したが、これに限らず、例えば六個或いは九個の推進コ
イル１１ａを設けるようにしてもよい。また例えば、二
相交流電力を供給する場合には、図４に示すように側壁
３１ａに推進コイル１１ａを二個設けて推進コイル装置
３１を構成してもよく、この場合も、各推進コイル３１
の配置間隔は、超電導リニア車両２０の車両基地内での
推進力を十分に得られる範囲内で適宜決めることができ
る。更にまた、単相交流電力を供給する場合には、推進
コイル１１ａそのものを単独で間欠的に配置する（換言
すれば、各推進コイル装置１１に設ける推進コイル１１
ａの数を一つにする）ような構成にしてもよい。

【００５２】即ち、一つの推進コイル装置に設ける推進
コイルは、例えばｎ相交流電力を供給する場合は一つの
推進コイル装置をｎの整数倍の推進コイルにて構成する
など、その数は特に限定されず、各推進コイル装置の間
隔も、車両側の超電導磁石２３の配置等を考慮して適宜
決めればよい。

【００５３】このように、推進コイル装置を構成する推
進コイルの数と各推進コイル装置の間隔との組み合わせ
は、本発明の作用効果を奏する限りあらゆるパターンが
可能であるが、特に、推進コイル装置に供給される電力
の相数の整数倍の数の推進コイル１１ａにて一つの推進
コイル装置を構成すると共に、各推進コイル装置の設置
間隔が、車両側の各超電導コイル２３ａの設置ピッチの
整数倍となるようにすると、推進コイル装置とそれに対
向する車両側の各超電導コイル２３ａとの間で作用する
推進・制動力が各推進コイル装置ごとに均等になって、
車両の滑らかな推進・制動が実現できるため、より好ま
しい。

【００５４】そして、上記のような推進コイルの数と各
推進コイル装置の間隔との組み合わせとして、具体的に
は、例えば図５に示すような組み合わせが考えられる。
図５は、推進コイル装置の配置パターン例を示す説明図
である。尚、図５において超電導リニア車両２０及び各
推進コイル１１ａの構成は、図１又は２にて説明したも
のと同様であるため、これらについては図１又は２と同
じ符号を付し、その説明を省略する。

【００５５】図５に示すように、各超電導磁石２３にお
いて隣接設置された四個の超電導コイル２３ａの設置ピ
ッチはτ（例えばτ＝１．３５ｍ）であり、各超電導磁
石２３は１６τの間隔で配置されている。この車両側の
各超電導磁石２３に対し、これと対向する軌道側の各推
進コイル装置７１、７２、７３では、三つの推進コイル
１１ａを１組（全長が２τ）の推進コイル群とし、この
１組ごとに三相交流電力を供給して、各組の三つの推進
コイル１１ａにそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各三相交流
電流を流すようにしている。

【００５６】このうち、図５（ａ）は、２組の推進コイ
ル群により一つの推進コイル装置７１が構成され、各推
進コイル装置７１が１０τの間隔で配置された例を示し
ている。また、図５（ｂ）は、３組の推進コイル群によ
り一つの推進コイル装置７２が構成され、各推進コイル
装置７２が１４τの間隔で配置された例を示している。
更に、図５（ｃ）は、４組の推進コイル群により一つの
推進コイル装置７３が構成され、各推進コイル装置７３
が１８τの間隔で配置された例を示している。

【００５７】そして、図５（ａ）では各推進コイル装置
７１の間隔を１０τとしたが、何ら１０τに限定される
ことなく、例えば８τ、１２τ、１４τ・・・ 等、超電導
リニア車両２０を所望の速度で推進可能な範囲内で適宜
設定すればよい。図５（ｂ）、（ｃ）についても同様で
ある。また、推進コイル群の組数についても、図５
（ａ）〜（ｃ）にて示した２組〜４組に限らず、１組或
いは５組以上とするなど、適宜設定することができる。

【００５８】尚、上記実施形態では、一つの超電導磁石
２３を四個の超電導コイル２３ａにて構成したが、これ
についても四個に限らず、超電導リニア車両２０側の物
理的条件や軌道側の推進コイル装置との相対関係を考慮
して決めればよい。また、各超電導磁石２３の配置間隔
も、図５に示したように１６τに限定されないものであ
る。

【００５９】また、本発明の車両推進装置は、上記実施
形態で示した超電導リニア車両２０に限らず、例えば常
電導磁気浮上式鉄道など、あらゆるリニアモータ駆動鉄
道車両に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の超電導磁気浮上式鉄道の基地内
車両推進装置を示す斜視図である。

【図２】 本実施形態の超電導磁気浮上式鉄道の基地内
車両推進装置及び超電導リニア車両を示す断面図であ
る。

【図３】 基地内車両推進装置の他の実施形態を示す平
面図である。

【図４】 基地内車両推進装置の他の実施形態を示す斜
視図である。

【図５】 推進コイル装置の配置パターン例を示す説明
図である。

【図６】 従来のガイドウェイ及び超電導磁気浮上式鉄
道車両（超電導リニア車両）を示す断面図である。

【図７】 床面設置地上コイルによる推進方式の概略断
面図である。

【図８】 床面設置地上コイルによる推進方式におけ
る、支持車輪周辺を示す説明図である。

【符号の説明】

１０、３０・・・基地内車両推進装置 １１、３１、７１〜７３・・・推進コイル装置 １１ａ・・・推進コイル １１ｂ、３１ａ・・・側壁 １２・・・案内車輪走行路 １２ａ・・・支柱、 １３・・・基地内軌道 １３ａ・・・支持車輪走行路 ２０・・・超電導リニア車両 ２１・・・車体、 ２２・・・台車 ２２ｂ・・・案内車輪、 ２３・・・超電導磁石 ２３ａ・・・超電導コイル ２４・・・支持脚装置、 ２４ａ・・・支持車輪 ４１・・・ガイドウェイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 13/03 B61B 13/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低
   速走行時に、前記車両の下部に備えられた支持車輪によ
   り軌道上を走行させるために前記車両を推進、案内する
   車両推進装置であって、 前記車両の側面のうち一方の側面に備えられた車両側電
   磁石と略対向するように、前記軌道の片側のみに設けら
   れた複数の推進用電磁石と、 前記車両の両側面にて軌道面に対して水平方向に回転す
   る案内輪と、 前記案内輪が前記車両の走行に伴って転動できるよう
   に、前記軌道の両側において前記車両の進行方向に設け
   られたサイドガイドとを備え、 前記推進用電磁石は、前記車両の進行方向に沿って間欠
   的に設置されていることを特徴とする 車両推進装置。
2. 【請求項２】 磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低
   速走行時に、前記車両の下部に備えられた支持車輪によ
   り軌道上を走行させるために前記車両を推進、案内する
   車両推進装置であって、 前記車両の側面のうち一方の側面に備えられた車両側電
   磁石と略対向するように、前記軌道の片側のみに設けら
   れた複数の推進用電磁石と、 前記車両の両側面にて軌道面に対して水平方向に回転す
   る案内輪と、 前記案内輪が前記車両の走行に伴って転動できるよう
   に、前記軌道の両側において前記車両の進行方向に設け
   られたサイドガイドとを備え、 前記推進用電磁石は、前記車両の進行方向に沿って複数
   個隣接して配置されることにより推進用電磁石集合体を
   構成し、前記推進用電磁石集合体は前記車両の進行方向
   に沿って間欠的に設置されていることを特徴とする 車両
   推進装置。
3. 【請求項３】 磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低
   速走行時に、前記車両の下部に備えられた支持車輪によ
   り軌道上を走行させるために前記車両を推進、案内する
   車両推進装置であって、 前記車両の両側面に備えられた車両側電磁石と略対向す
   るように、前記軌道の両側に設けられた複数の推進用電
   磁石と、 前記車両の両側面にて軌道面に対して水平方向に回転す
   る案内輪と、 前記案内輪が前記車両の走行に伴って転動できるよう
   に、前記軌道の両側において前記車両の進行方向に設け
   られたサイドガイドとを備え、 前記各推進用電磁石は、前記軌道の両側において、前記
   車両の進行方向に沿って間欠的に設置されていることを
   特徴とする車両推進装置。
4. 【請求項４】 磁気浮上式鉄道車両の車両基地等での低
   速走行時に、前記車両の下部に備えられた支持車輪によ
   り軌道上を走行させるために前記車両を推進、案内する
   車両推進装置であって、 前記車両の両側面に備えられた車両側電磁石と略対向す
   るように、前記軌道の両側に設けられた複数の推進用電
   磁石と、 前記車両の両側面にて軌道面に対して水平方向に回転す
   る案内輪と、 前記案内輪が前記車両の走行に伴って転動できるよう
   に、前記軌道の両側において前記車両の進行方向に設け
   られたサイドガイドとを備え、 前記各推進用電磁石は、前記車両の進行方向に沿って複
   数個隣接して配置されることにより推進用電磁石集合体
   を構成し、前記推進用電磁石集合体は、前記軌道の両側
   において、前記車両の進行方向に沿って間欠的に設置さ
   れていることを特徴とする車両推進装置。