JP3581166B2

JP3581166B2 - 超電導磁気浮上式鉄道の走行路

Info

Publication number: JP3581166B2
Application number: JP04212694A
Authority: JP
Inventors: 新一郎中沢; 正治松田; 敏明山田; 健梅木
Original assignee: Toshiba Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: Toshiba Corp; Central Japan Railway Co
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JPH07247505A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超電導磁気浮上式鉄道の走行路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超電導磁気浮上式鉄道の走行路と、この走行路を浮上走行する車両の部分縦断面図の一例を図１１に示す。
図１１において、走行路３０の左側壁２４の内側には、略凸字状の凹部が紙面直交方向に、左側壁２４の全長に亘って形成され、この凹部の底には、推進コイル２６が２分の１ラップで連続して設けられている。この推進コイル２６の内側（図１１においては右側）には、上下に隣接して設けられた浮上コイル２７が、同じく左側壁２４の全長に亘って取り付けられている。なお、図示しない右側壁にも、左側壁２４と同様に、図示しない推進コイルと浮上コイルが対称的に連続して配設されている。
【０００３】
走行路３０の底部の左側には、凸部３０ａが形成され、この凸部３０ａには、停止中の車両の台車１９の下端の走行タイヤ２１が示され、この走行タイヤ２１の左側面には、Ｌ字形のアームの下端に案内輪２２が取り付けられ、この案内輪２２の左側面は、凸部３０ａの左側に施設された断面略Ｌ字形の左右案内レール２３の右側面に当接している。走行路３０の底部の図示しない右側にも、対称的に図示しない凸部が形成され、この凸部の上面にも台車１９の右側のタイヤが走行し、案内輪や左右案内レールなどが設けられている。
【０００４】
台車１９の上部には、一対の空気ばね３１を介して車両の車体４が搭載され、この車体４の下端左側には、側面タイヤ２０が突設され、この側面タイヤ２０の外側面は、側壁２４の上端内側に形成された案内走行路面２５に当接している。車体４の下端右側にも、図示しない側面タイヤ２０が対称的に突設され、この側面タイヤ２０の外側面は、図示しない右側面の側壁の上端内側に形成された図示しない案内走行路面に当接している。
【０００５】
このように構成された超電導磁気浮上式鉄道においては、浮上コイル２７と超電導磁石３との間に働く電磁力によって台車１９は浮上し、推進コイル２６と超電導磁石３との間に働く電磁力によって台車１９は走行路３０を走行する。このとき、側面タイヤ２０を介して車体４は案内走行路面２５に案内され、走行タイヤ２１は、案内輪２２を介して左右案内レール２３で案内される。
【０００６】
したがって、車両の走行によって側面タイヤ２０を介して車両を案内する側壁２４は、車両の横揺れに耐えるために、上端において約５０ｃｍ、基端において約７０ｃｍの厚みとなっている。
【０００７】
ところで、超電導磁気浮上式鉄道の車両基地では、列車は、走行タイヤ２１によって低速で走行するので、推進コイル２６は必要であるが、浮上コイル２７は不要となる。したがって、側壁２４は、車両が浮上走行する走行路３０に施設された場合と比べて厚みを減らすことはできる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように構成された走行路３０においては、車両基地の分岐点において、側壁２４を上下左右に移動自在としなければならないので、分岐装置が複雑且つ大形となる。また、１本の引き込み線に対して車両の幅と両側壁を加えた幅が必要となるので、車両基地の幅が広くなり、そのため基地面積が広く必要となる。さらに、側壁２４のために、分岐点における車両の移動が面倒となる。
【０００９】
また、車両基地では、列車が引き出される前に台車回りなどを点検するが、側壁が障害となって、作業性が低下し、点検に時間がかかる。さらに、推進コイル２６などを側壁２４に固定するための取付には精度を要するので、側壁２４への推進コイル２６の取付作業には時間がかかり、工期が延びる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、車両基地の工期と面積の増加を抑え、車両の保守・点検を容易に行うことのできる超電導磁気浮上式鉄道の走行路を得ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載された超電導磁石と協働して上記車両に推進力を作用させる推進コイルを、当該推進コイルの支持体となるパネルの裏面に形成された凹部に複数個収納するとともに、上記複数の推進コイルが収納された上記パネルを、その表面を上に向けた態様で、上記車両の走行路に沿って多数連続的に敷設して形成したことを特徴とする超伝導磁気浮上式鉄道の走行路である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記パネルの表面は、その断面中央付近が最も高い態様の略弧状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記パネルは、その敷設方向の第１の端部が厚み方向上半分を残した第１の段付部に形成されるとともに、その敷設方向の第２の端部が厚み方向下半分を残した第２の段付部に形成され、上記パネルを敷設する際には、隣接する一方のパネルの上記第１の段付部と他方のパネルの上記第２の段付部が重ね合わされた態様に連結されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記第１の段付部と第２の段付部には、隣接する前記パネルを連結した状態で、それらのパネルに収納された前記推進コイルの端部を直列的に接続する嵌合部を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明においては、走行路に沿って配設された多数のパネルに収納された推進コイルと、車両に搭載されている超電導磁石との間に作用する磁力により、浮力および走行方向への推進力が車両へ作用し、浮上した状態で車両が走行方向へと走行することとなる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明においては、パネルの表面は、その断面中央付近が最も高い態様の略弧状に形成されるので、走行路に沿って敷設されるパネル表面に、雨水や降雪などが留まるような事態を回避することができ、作業員や保守員の安全を確保することができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明においては、パネルを敷設する際、隣接するパネル間で、一方のパネルの第１の段付部と他方のパネルの第２の段付部を重ね合わせた態様に連結しているので、パネルの連結強度を十分に確保することができ、連結部においてパネルが位置ずれする等の不具合を防ぐことができる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明においては、第１の段付部と第２の段付部には、隣接するパネルを連結した状態で、それらのパネルに収納された前記推進コイルの端部を直列的に接続する嵌合部を設けたので、パネル間の推進コイルの接続作業を簡易に行うことができる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の一実施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の一実施例を示す部分縦断面図で、従来の技術で示した図１１に対応する図である。したがって、図１１と同一要素には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図１において、走行路３０の凸部３０ａの外側の床面５には、推進コイル１が図２の斜視図で示す注型成形で製作されたコンクリートパネル２に連続収納された状態で施設されている。
【００２６】
コンクリートパネル２の上面は、平坦であるが、下面は、推進コイル１の外形に合わせた環状の凹部が連続して形成され、この環状の凹部の内側には、座ぐり穴付ボルト２ａが図２に示すように設けられている。なお、台車１９の図示しない左側の下側の図示しない凸部の外側にも、推進コイルが対称的に連続して施設されている。
【００２７】
図３は、このうち、台車１９の左側面に搭載された超電導磁石３と、走行路３０の床面５に連続施設された推進コイル１との間を通過する磁束６の分布状態を示す説明図、図４は、推進コイル１に通電した励磁電流と、推進コイル１及び超電導コイル３間に発生した推進力（Ｆｘ）の関係を、推進コイル１と超電導コイル３との水平方向の距離ｄ及び上下方向の高さｈを変えて示したグラフ（計算値）である。
【００２８】
図４に示すように、推進コイル１と超電導コイル３との水平方向の距離ｄに対する相互間の推進力（Ｆｘ）の関係では、距離ｄが零のときは、推進力（Ｆｘ）も零であり、距離ｄが離れるに従って推進力（Ｆｘ）は増えて、距離ｄが０．３〜０．３５で最大となり、これを超えると次第に減少する。
【００２９】
一方、推進コイル１と超電導コイル３との上下方向の高さｈと推進力Ｆｘとの関係では、高さｈが減るに従い推進力Ｆｘは増えている。ところが、実際の台車では、今のところ、高さｈは、実用化上は０．６ｍが限界である。
【００３０】
このように構成された超電導磁気浮上式鉄道の走行路においては、コンクリートパネルに推進コイル１を取り付けた状態で走行路の３０の床面に、この床面５に突設した図示しないスタッドに座ぐり穴付ボルト穴２ａを遊嵌させて、座金やナットを介して締め付けることで、床面５に容易に施設することができる。
【００３１】
また、床面５に施設された各推進コイル１は、上部がコンクリートパネル２の底面で覆われるので、設置作業員や保守点検員の作業中における損傷を防ぐことができるだけでなく、従来の走行路のように、側壁を立設する必要がなく、例えば、車両基地の内部の作業所で組み立て治具を使って組み立てたものを、作業車などで運搬して順に設置することで、床面に配設することができるので、走行路３０の工期を短縮することができる。
【００３２】
さらに、各コンクリートパネル２の取付位置の調整作業も、従来のように推進コイル１の重量を支えながら行う必要がないので、位置決め精度を容易に上げることができる。
【００３３】
次に、図５（ａ），（ｂ）は、推進コイル１のコンクリートパネル２への取付方法の一例を示す図である。図５（ａ），（ｂ）においては、コンクリートパネル２の下面に形成された凹部２ｂの底面に、めねじ付インサート７を埋設し、推進コイル１の下面に形成した座ぐり穴のボルト穴の下方からボルト８を挿入し、このボルト８の先端をめねじ付インサート７のめねじ穴に螺合させて、推進コイル１を固定する方法である。
【００３４】
なお、この作業は、図５とは逆に、コンクリートパネル２は、凹部２ｂを上向にして、推進コイル１はこの凹部２ｂが上向きとなったコンクリートパネル２の上方から組込み治具で下ろして行う。作業所の組み立て治具で、コンクリートパネル２の座ぐり穴付ボルト穴２ａを基準として推進コイル１を位置決めすることで、この推進コイル１と車両側の超電導コイルとの位置関係を正確に出すことができる。
【００３５】
また、図６（ａ），（ｂ）は、図５で示しためねじ付インサート７の代りに、高張力の六角ボルト９をコンクリートパネル２に埋め込んだ場合を示す。この場合には、推進コイル１は、図示しないばね座金，平座金とナット１０を六角ボルト９に挿入し、ボックススパナなどを使って所定のトルクで締め付ける。この場合には、入手性のよい高張力の六角ボルト９をインサートとして使うことで、製作がより容易となる利点がある。
【００３６】
図７（ａ），（ｂ）は、コンクリートパネル２Ａの上面を弧状とした場合を示す。図７（ａ），（ｂ）においては、降雨などがコンクリートパネル２Ａの上面に溜ることを防ぐことができ、積雪が溶けたときにもその凍結を防ぐことができるので、作業員や保守員の転倒を防ぐことができる。
【００３７】
また、図８は、コンクリートパネル２の接続部を示す図で、各コンクリートパネル２の端部には、段付部を形成し、片側のコンクリートパネルには、この段付部にめねじ付インサート１１や六角ボルト１３を埋設し、この対向側の段付部には、外側に座ぐり穴を形成したボルト穴を設けて、ボルト１２やナット１４で接続部を接続したものである。
【００３８】
このように、各コンクリートパネルの接続部を連結することで、各推進コイル１と車両側の超電導コイル間に働く電磁力によるコンクリートパネル２の固定力を更に強固にすることができ、電磁力の反力によるこのコンクリートパネルの位置ずれを防ぐことができる。
【００３９】
次に、図９及び図１０は、走行路に施設されたコンクリートパネル２に対して、簡易接続用の導体１５を接続し、各コンクリートパネル２の接続部分の対向面には、凸部と凹部の嵌合部１６を形成し、この嵌合部１６には導体１５の自動連結部を設けて、各コンクリートパネル２の配設と同時に導体１５の接続を行った例を示す。
【００４０】
また、図１０は、各コンクリートパネルに収納した推進コイル１と導体１５の接続部を示す。図１０においては、導体１５の芯線には、帯状で燐青銅板で製作された接触環１８が挿着され、導体１５の芯線が推進コイル１の凸部に埋設され推進コイル１の導体１７に接続された管状の接触環に挿入されると、接触環１８を介して通電するようになっている。
【００４１】
この場合には、導体１５と推進コイル１との接続をワンタッチで行うことができるので、推進コイル１の設置と保守・点検時の交換が容易となる利点がある。車両基地に設置する推進コイルは、定格電圧が低いので、このような自動連結が可能である。ただし、自動連結部は、推進コイル１のと凸部側と導体１５の被覆を含めてテーピングして防水処理を施す必要がある。
【００４２】
なお、上記実施例においては、複数の推進コイルを片面の凹部に収納するパネルはコンクリート製のときで説明したが、例えば、エポキシ樹脂で成形した樹脂製のパネルとしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、車両に搭載された超電導磁石と協働して上記車両に推進力を作用させる推進コイルを、当該推進コイルの支持体となるパネルの裏面に形成された凹部に複数個収納するとともに、上記複数の推進コイルが収納された上記パネルを、その表面を上に向けた態様で、上記車両の走行路に沿って多数連続的に敷設して形成したので、走行路に沿って配設された多数のパネルに収納された推進コイルと、車両に搭載されている超電導磁石との間に作用する磁力により、浮力および走行方向への推進力が車両へ作用し、浮上した状態で車両が走行方向へと走行するという効果を得る。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明によれば、パネルの表面は、その断面中央付近が最も高い態様の略弧状に形成されるので、走行路に沿って敷設されるパネル表面に、雨水や降雪などが留まるような事態を回避することができ、作業員や保守員の安全を確保することができるという効果を得る。
【００４７】
また、請求項３に記載の発明によれば、パネルを敷設する際、隣接するパネル間で、一方のパネルの第１の段付部と他方のパネルの第２の段付部を重ね合わせた態様に連結しているので、パネルの連結強度を十分に確保することができ、連結部においてパネルが位置ずれする等の不具合を防ぐことができるという効果を得る。
【００４８】
また、請求項４に記載の発明によれば、第１の段付部と第２の段付部には、隣接するパネルを連結した状態で、それらのパネルに収納された前記推進コイルの端部を直列的に接続する嵌合部を設けたので、パネル間の推進コイルの接続作業を簡易に行うことができるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の一実施例を示す部分縦断面図。
【図２】図１の要部を示す斜視図。
【図３】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の作用を示す部分縦断面図。
【図４】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の作用を示すグラフ。
【図５】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の他の実施例を示す図で、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）の前面図。
【図６】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の異なる他の実施例を示す図で、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は、（ａ）の前面図。
【図７】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の更に異なる他の実施例を示す図で、（ａ）は、部分斜視図、（ｂ）は、（ａ）の左側面図。
【図８】（ａ）は、本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の更に異なる他の実施例を示す部分側面図、（ｂ）は、本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の更に異なる他の実施例を示す部分側面図。
【図９】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の更に異なる他の実施例を示す部分平面図。
【図１０】本発明の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の更に異なる他の実施例を示す部分詳細図。
【図１１】従来の超電導磁気浮上式鉄道の走行路の一例を示す部分縦断面図。
【符号の説明】
１…推進コイル、２…コンクリートパネル、３…超電導磁石、４…車両、５…床面、６…磁束、７，１１…インサート、８，１２…ボルト、９…六角ボルト、１０，１４…ナット、１５，１７…導体、１６…嵌合部、１８…接触環、１９…台車。

Claims

車両に搭載された超電導磁石と協働して上記車両に推進力を作用させる推進コイルを、当該推進コイルの支持体となるパネルの裏面に形成された凹部に複数個収納するとともに、上記複数の推進コイルが収納された上記パネルを、その表面を上に向けた態様で、上記車両の走行路に沿って多数連続的に敷設して形成したことを特徴とする超伝導磁気浮上式鉄道の走行路。
前記パネルの表面は、その断面中央付近が最も高い態様の略弧状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の超伝導磁気浮上式鉄道の走行路。
前記パネルは、その敷設方向の第１の端部が厚み方向上半分を残した第１の段付部に形成されるとともに、その敷設方向の第２の端部が厚み方向下半分を残した第２の段付部に形成され、
上記パネルを敷設する際には、隣接する一方のパネルの上記第１の段付部と他方のパネルの上記第２の段付部が重ね合わされた態様に連結されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の超伝導磁気浮上式鉄道の走行路。
前記第１の段付部と第２の段付部には、隣接する前記パネルを連結した状態で、それらのパネルに収納された前記推進コイルの端部を直列的に接続する嵌合部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の超伝導磁気浮上式鉄道の走行路。