JPH0224402A - 磁気浮上式車両の軌条の製造方法、軌条、磁気浮上式車両用地上コイル、および磁気浮上式車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気浮上式車両の軌条側に敷設される常伝導
電磁コイル装置、通称地上コイルの敷設方法に関する新
たな提案である。

さらに１本発明は、上記地上コイルに関する新らたな提
案である。

〔従来の技術〕

磁気浮上式車両は、その構成として、車両に載置される
超伝導電磁石装置と、軌条側に、その軌条方向に沿って
、敷・設される多数の常伝導から成る地上コイルを有し
ている。

従来、この種磁気浮上式車両の軌条は、その敷設方法と
して、合成樹脂のカバ一部材内に地上コイルをモールド
し、そのカバーを軌条面に固着しながら敷設する方法が
提案されている。（特開昭５３−２２２１１号公報） また、他の例としては、完全絶縁を施した地旧コイルを
軌条面に接着剤を用いて埋込んで敷設しようとする考え
方が一般化している。（特開昭４８−９４８０８号公報
） 〔発明が解決しようとする課題〕 近年、高温超伝導の発見は、磁気浮上式車両の実現性を
大きく前進させた。

しかし、時速５００ｋｍ／ｈ以上の走行が可能で、軌条
の延長が、数１０ｋｍ〜数１１００ｋにも及ぶ。

この種車両システムは、軌条の建設に要する時間と費用
、並びに軌条面の平坦化による振動の抑制に゛十分な検
討がおこなわなければならない。

前述の従来の技術は、上記の観点において、十分な検討
がおこなわれているとは云えないものである。

本発明は、磁気浮上式車両の軌条を建設する時に、短時
間の内に連続的に地上コイルを敷設できるとともに、当
該作業に合った軌条の平行度と直線性を簡単に処理し得
る様にすることを目的とした敷設方法を提案する。

さらに、上記敷設方法に最適な地上コイルを得ることを
目的として、当該地上コイルの構造を提案するものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上記目的を達成するため、まず地上コイ
ルの電気的な耐地絶縁を、当該地上コイルの製作時に施
す一次絶縁と、後述する地上コイルの敷設時に充填する
モールド兼用絶縁剤（以下単にモールド剤という）の二
次絶縁の両方で維持することにした。次に、コンクリー
ト等でＵ字形に建設される場合の軌条を例に取って、そ
の軌条の内表面に、地上コイルの断面積より大きな断面
積を有する溝を設けることにした。この溝の大きさは、
当該溝内に納められる地上コイルが、車両の通過時にの
み、当該地上コイルに作用する電磁機械力に対して、十
分に耐え得る摩擦抵抗をその側面内壁部で発揮し得ると
ともに、溝内に地上コイルを納めた後に、電気的に絶縁
を有するモールド剤を充填するのに必要な作業空間を有
する寸法に設計した。

次に、前記の溝に、軌条面を基準にして、位置決めを施
しながら前述の一次絶縁を施した地上コイルを納め、当
該地上コイルを仮固定する作業をおこなうことにした。

地上コイルは、後述する二次絶縁としてのモールド剤を
計算に入れた絶縁処理がおこなわれて％Ｎる一次絶縁状
態のもので、通常は、０．２ｍｍ〜３ｉｎ程度の素線間
絶縁と地上コイルとしての形を維持するための成形処理
が、施されている程度のものである。この一次絶縁の処
理法としては、アルミニュウムの導体の表面を絶縁処理
し、数１０巻回したコイルに、マイカ布を半重ね数回巻
きする等の処置である。さらにその様に形成された地上
コイルの表面に後述のモールド剤と接着性の良い。

又は融着性のある塗料を塗布してやることも良い。

軌条面を基準にして行う位置決めの方法としては、溝内
にあらかじめ軌条の平行度を確保しながら、充填する第
一回目のモールド剤が、同化、又は半硬化した状態で、
その表面上に、軌条の延長方向の直線性を確保しつつ、
地上コイルを並べて行く方法が取られた。この種、仮固
定の手段は車両の振動を抑制する上で非常に重要な意味
を持つ作業である。

最後に、溝内に仮固着された地上コイルに、電気的に絶
縁を有し、前述の地上コイルの製作時に施されている一
次絶縁と合せて、電気的に十分な絶縁性を発揮し、かつ
、溝内に充填後に硬化する二次絶縁としてのモールド剤
を充填する。

このモールド剤としては、エポキシ系、又はポリエステ
ル系の樹脂状物にフィシを混合したものや、ゴム系の材
料、重質鉱油とポリブテンからなる高粘度のコンパウン
ド等が考えられてし）る。ｔ）ずれにしても、溝に充填
後に硬化する電気絶縁物が使用される。

〔作用〕

上記の磁気浮上式車両の軌条は、Ｕ字形にコンクリート
で建設された軌条面に連続的に地上コイルを敷設する作
業の自動化が可能になるものであり、短時間の内に効率
良く、地上コイルを敷設することが可能になる。

さらに、地上コイルの製作上の簡易化もあるが、それに
も増して、地上コイルの基準面から導体面までの寸法公
差を小さく出来るので、完成した軌条の延長方向におけ
る平行度と直線性の精度が良くなり、時速５００ｋｍ／
ｈ以上の速度で走行する車両が前記軌条面に敷設された
地上コイルの凸凹から受ける上下、左右の振動を抑制す
ることが出来るものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は、本発明の軌条を利用する磁気浮上式車両の軌
条面上における構成を説明するものである。コンクリー
トでＵ字形に建設された架台１の内側には、推進案内用
の地上コイル２と、浮上用の地上コイル３がある。この
地上コイル２，３を敷設した面が磁気浮上式車両として
の軌条である。

車体４には、前述の軌条に敷設された地上コイルに対応
して、超伝導電磁石から成る車載コイル５が設けられる
。車体４は、浮上用のコイル３゜５の磁気反発力で浮き
上がり、推進、案内コイル２．５によって、左右方向の
位置規制をされながら軌条に沿って走行するものである
。

第２図は、本発明の軌条の敷設工程を順を追って、図に
したものである。

第２図（イ）に示す如く、まず敷設すべき地上コイル２
ｏが準備される。この地上コイル２０は、アルミニウム
等の平角導線２１を、素線間絶縁物２２で被覆した状態
で、必要巻回数を成形しつつ巻回しである。さらに成形
を保持する目的で当該地上コイルの外径部を、例えばマ
イカ布半重ね数回巻等を施すことも良い。

本地上コイル２０は、後述する二次絶縁との並用で超伝
導磁気浮上車両の仕様である数１０ＫＶ。

数百Ａの電圧と電流が数１０秒、印加されても、含水、
又は劣化の条件がない限り、耐え得る絶縁の強度である
。前述の数１０秒の時間は、車両が、当該地上コイル上
を通過するために要する時間である。ただ、上述の電気
的な絶縁は、車両が通過するたびに、繰返し印加される
ものであり、その繰返しの印加に対して耐え得る安全率
を考慮した処理が施される必要のあることは云うまでも
ない。

しかし、この地上コイルの耐電気的、耐環境性を考慮し
た完全な絶縁は後述する二次絶縁と、当該一次組縁の両
方で達成する。

以上の理由から、本一次組縁を施した地上コイル２０は
、後述のモールド剤との接着性、融着性を良くするため
に、当該モールド剤と親和性のある処理を、その表面に
施す等のことも必要になることも考えられるが、それら
は、実際に軌条が敷設される、地域、地方の環境や使用
条件を考慮して選択されることになろう。

この様にして準備された。一次組縁を施した地上コイル
２０は、敷設すべき軌条用架台の建設された現場へ輸送
される。そして第２図（ロ）に示す如くあらかじめ軌条
面３０に構成された溝３１に、前記軌条面３０の表面か
らの距ｉ１１ｇｘを規制した上で仮固定される。この時
、溝３１の内壁面３２からの距ｍｇ２も規制されること
は云うまでもない。

前述のＷｔ３１の深さと巾は、地上コイルの厚さと巾よ
り大きく構成されるが、その大きさは、地上コイルの上
を車両が通過した時に、作用する電磁機械力によって、
当該地上コイルが浮き上ろうとする力を受けた時でも、
その力に抗して、地上コイルを包んだモールド剤が、溝
３１の内側壁面３２との間で、摩擦抵抗を保ち得る接触
面積を有するように設計される。

溝３１と地上コイル２０との距離ｇ１＋　ｇ２は、軌条
面３０から行っているが、これは、後述するように敷設
作業の条件に合った規定方法で採用されることになろう
、この位置の規定は、車体に生ずる振動の抑制に大きく
影響する所である。

例えば、時速５００ｈ／ｈで走行する車両は約１４０ｍ
／秒の速度になるので、軌条の地上コイル面が、その延
長上で１４０ｍの区間内に平行度と直線性の誤差を１ｍ
ｍ生ずると、理論的には、上下左右に１＋ａｍの振幅を
持つ１サイクル／秒の振動が発生することになる。この
振動を抑制するために、隣接する地上コイル同志の平行
度と直線性は、小さく押える訳だが１本発明提案の地上
コイルは、一次組縁の厚さが薄いため、従来のモールド
された厚い絶縁層を有するものに比べて、非常に精度の
高い平行度を出すことのできる効果を発揮する。

上述の効果を高めるため、仮固定をおこなう方法も慎重
を要する。この仮固定方法の実施例を第３図で説明する
。第３図（Ａ）は、後述のモールド剤４０の充填作業を
二回目と二回目に分け、−回目のモールド剤充填作業で
、軌条３０の延長方向における平行度を確保しながら、
地上コイル２０を乗せられる高さ、すなわち、軌条面３
０からの距離ｇ１を公差の範囲内で確保できる厚さのモ
ールド剤４０の充填をおこなう。しかる後に、当該モー
ルド剤４０の硬化または半硬化を待って地−上コイルを
敷設するものである。第３図（Ｂ）は、地上コイル２０
を吊った状態で、仮固定としたもので、この方法は充填
するモールド剤の粘度が低い場合に有効であるとともに
、仮固定する位置を軌条面３０の表面から規定しないで
別に設けた基準点を元にしておこなう場合に有効である
。

図では、棒を通して吊っているが、吊り方をこの方法に
限っている訳ではない。第３図（Ｃ）は、−船釣に物を
支持する時の常套手段であるスペーサを用いた例である
。

位置を規制して仮固定された、一次組縁を施されている
地上コイル２０は、第２図（ハ）に示す如く、二次絶縁
としてのモールド剤４ｏが、溝３１内に満たされるまで
、充填される。

この充填に際しては、極力、気泡が発生しない様に配慮
しながら充填することが望ましい。

このモールド剤４０は、地上コイル２０を包んで、溝３
１に満たされた後、硬化する性質を有する材料で出来て
いる。

このモールド剤４０は、地上コイル２０と、大地との間
の耐環境性を考慮した電気的な絶縁を司どる。この電気
的な絶縁耐力は、致方Ｖを数１０秒間耐えられるもので
良い、この値は、車両が当該地上コイル上を通過してい
る時間から割り出されるが、車両の運行間隔に合せて、
繰返し印加されるので、それに耐え得る能力は、要求さ
れる。

モールド剤４０としては、エポキシ等の硬化する樹脂材
料から、ゴム等の弾力性のある材料まで、巾広く選択し
て使い分けることが可能であるが、充填前は、流動性を
有していて、充填後に硬化することが必要条件である。

流動性の条件は、液体とは限らない。粉末でも良い。充
填後の硬化条件は、加熱によって硬化しても良い。

第２図（ニ）は、上述の方法によって敷設された地上コ
イルの完成状態を断面した図である。

この様に、一次組縁を施した地上コイル２０は軌条面に
あらかじめ構成された溝３１内に、二次絶縁としてのモ
ールド剤４０によって、電気的な絶縁と機械的強度、及
び環境に耐え得る能力を保持された状態で敷設される。

第４図〜第９図は、本発明の敷設方法によって。

作られる軌条面の地上コイルの完成状態における他の実
施例を示すものである。

第４図は、溝３１に充填されたモールド剤４０が硬化す
ることによって収縮する場合に、その収縮分を吸収する
ための接着性のある緩衝［５０を溝３１とモールド剤４
０の間に設けたものである。

この緩衝層５０の構成は、溝３１内に地上コイル２０を
納める前に塗布することで容易に処置することができる
。

第５図は、第４図の実施例による緩衝層５０を軌条表面
側にも構成したものである。この種実施例は、第８図で
詳述する如く、軌条表面に、耐環境性の被覆を別に施す
場合に有効である。

さらに、この第５図の実施例による緩衝層５０は、半導
電性を有する性質を付加することによって、耐コロナ特
性を向上することができる。

第６図は、モールド剤４０を、溝３１内に充填した時、
その表面を軌条の表面より高くなるように盛り上げて構
成し、しかも、その縁部４０ａを溝３１の巾より広く延
したものである。この種構成は、モールド剤が、地上コ
イルと、大地間の耐絶縁を保持している関係で、環境の
影響を受は易い外気面露出側を強化しているものである
。

第７図は、第６図の実施例によるモールド剤４０の盛り
上げ構成を、緩衝材５０によって施した例である。

第８図は、本発明の敷設方法によって構成された軌条の
表面を、その次の工程として、耐環境処理を施した実施
例である。軌条面は、常に外気に漏され、かつ、雨や、
砂塵の影響を受けるので、モールド剤４０で固着された
地上コイル２ｏも含めて、軌条面を、耐環境性のある膜
６０で覆ったものである。この膜６０の材料としては１
例えばコンクリートとの接着性の良い、耐水性の合成樹
脂製塗料とか、特に強固な耐環境性を要求される地方に
おいては、非磁性の薄板を用いて被覆しても良いであろ
う。

第９図は、溝３１を台形に構成した実施例である。この
構成の溝を適用すると、電磁機械力に対し、より強固な
、地上コイルの敷設をおこなうことができる。

第１０図〜第１２図は、本発明の地上コイルと、その製
造方法を、応用した。磁気浮上式車両の軌条用パネルを
説明するための図である。

一次組縁を施した地上コイル２ｏを軌条面にあらかじめ
構成した溝内に納めて、モールド剤４０を充填し、地上
コイルを固着する本発明の敷設方法は、第１０図に例示
するように、適当な大きさを有するコンクリートででき
たパネル１００に適用して実施することが可能である。

パネル１００による軌条は、一次組縁を施した地上コイ
ルを製造する工場において、そのまま。

二次絶縁としてのモールド剤の充填作業をおこなってパ
ネル化できるので、絶縁試験９強度試験等の検査を製造
工場で徹底できるとともに、モールド剤の種類が、加熱
処理のおこなえる材料を使用したり、圧力をもった雰囲
気内で処理できる利点がある。反面、コンクリート製の
パネルとして完成したものを、現地に輸送し、あらかじ
め建設されている架台１に、嵌め込んで敷設完成させる
ため、重量物の輸送という条件を克服しなくてはいけな
い。第１１図は、第１０図のパネルをＡ−Ａ線に沿って
断面した図であり、第１２図は、磁気浮上車両が走行す
る軌条１にパネル１００を敷設した状態を示す断面図で
ある。パネルの材質はコンクリートに限られない。

第１３図、第１４図は、本発明による磁気浮上式車両の
軌条敷設方法において、地上コイル２０を納める溝３１
の他の実施例を説明するものである。

地上コイル２０を納める溝３１は、軌条の建設時にその
軌条の延長方向に、当該地上コイル２０の敷設される方
向の直径より大きな巾りをもって堀割り形状に構成され
ている。この様に構成された溝３１内に地上コイル２０
を位置を規制しながら並べて置いて行く。その後、地上
コイル２ｏの内径部に、落し具３０ａを嵌め込んでから
、モールド剤４０を、連続的に充填、硬化させて行くも
のである。もつとも、敷設工法としては、落し具３０ａ
を用いないでおこなうことも可能である。

この様な敷設方法は、地上コイル２０の敷設を、自走作
業車を用いて、施工する場合に有効な方法である。また
、この構成の溝の場合、地」ニコイル２０の軌条延長方
向に対する左右の寸法規制も、その許容範囲が広がり架
台の建設上の公差を補正して地上コイルを敷設出来るよ
うになる効果かある。

〔発明の効果〕

以上、説明した本発明による磁気浮上式車両の軌条の製
造方法、及びその方法に使用する地上コイルによれば、
軌条の延長方向に対する平行度、並びに直線性が、±１
１ＩＩ１１以下と云う精度で確保することが出来るよう
になるもので、その軌条上を走行する車両の振動を、十
分小さく抑制することが出来るようになる。

さらに、地上コイルの絶縁を、現地におけるモールド剤
の充填でおこなう様にしたので、軌条建設の自動化、連
続的な敷設作業が可能になり・建設費用の低減を計るこ
とが可能である・なお、本発明は、その説明を車両を例
に取って説明したが、この種、軌条を有する磁気浮上式
の移動装置、例えば、宇宙ロケット打上げ用のカタパル
ト軌条や、人や物を運ぶ目的で作られる。磁気浮上式歩
道等に適用する場合にも、その振動の少ない利点を活用
して、適用できることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を利用する磁気浮上式車両の概容を示
す断面図、第２図は、本発明の軌条敷設方法を説明する
ための図、第３図は、本発明の地上コイルの位置規制の
実施例を説明するための図、第４図〜第９図は１本発明
による地上コイルの完成した姿を説明するための他の実
施例図、第１０図〜第１２図は、パネルの説明図、第１
３図〜第１４図は、溝の他の実施例を説明するための図
である。ｌ・・・架台、２・・・推進用地上コイル、３
・・・浮上用地上コイル、４・・・車体、５・・・車載
用超伝導磁石、 ２０・・・地上コイル、３０・・・軌条、３１・・・溝
、４゜・・モールド剤、５０・・・緩衝材、６ｏ・・・
耐環境被覆、１００・・・パネル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軌条面にあらかじめ設けた溝内に、一次絶縁のみを
   施した地上コイルを、内壁面から所定の距離を保ち得る
   よう位置を規制しながら納めて仮固定し、その後前記溝
   内に二次絶縁としてのモールド剤を充填し固定したこと
   を特徴とする磁気浮上式車両の軌条の製造方法。 ２、導体から成る素線に素線間絶縁を施して巻回成型し
   た一次絶縁コイルを、あらかじめ設けられた軌条面の溝
   内に、前記溝の内壁面から所定の距離を保ち得るよう仮
   固定し、前記仮固定された地上コイルを包んで、前記溝
   内に当該一次絶縁コイルの二次絶縁を司るモールド剤を
   充填することにより、前記一次絶縁コイルを軌条面の溝
   内に固定するようにしたことを特徴とする磁気浮上式車
   両の軌条の製造方法。 ３、地上コイルの位置を規制して仮固定する溝が所望の
   大きさのパネルに設けられ、当該パネルの表面が軌条面
   を構成していることを特徴とした特許請求の範囲１、ま
   たは２記載の磁気浮上式車両の軌条の製造方法。 ４、軌条面に、一次絶縁を施した地上コイルの納まる連
   続した溝を構成し、当該溝に前記地上コイルの位置を規
   制して仮固定し、その後、モールド剤を充填することを
   特徴とした特許請求の範囲１、または２記載の磁気浮上
   式車両の軌条の製造方法。 ５、一次絶縁を施した地上コイルを軌条に設けられた溝
   内に仮固定する手段として、二次絶縁としてのモールド
   剤を予め溝内に充填して、地上コイルの溝内における位
   置を規制するための仮固定面を構成したことを特徴とす
   る請求項１〜４記載の磁気浮上式車両の軌条の製造方法
   。 ６、一次絶縁を施した地上コイルを軌条に設けられた溝
   内に仮固定する手段として、前記地上コイルを吊りこん
   で、二次絶縁としてのモールド剤を充填することを特徴
   とする請求項１〜４記載の磁気浮上式車両の軌条。 ７、一次絶縁を施した地上コイルを軌条に設けられた溝
   内に仮固定する手段として、前記地上コイルをスペーサ
   で保持して二次絶縁としてのモールド剤を充填すること
   を特徴とする請求項１〜４記載の磁気浮上式車両の軌条
   。 ８、軌条面に設けた溝の内壁面に、緩衝剤が塗布されて
   いる特許請求の範囲１〜４記載の磁気浮上式車両の軌条
   の製造方法。 ９、特許請求の範囲１〜４記載の磁気浮上式車両の軌条
   の製造方法において、完成した軌条の表面を、耐環境性
   を有する材料で被覆した磁気浮上式車両の軌条の製造方
   法。 １０、耐地絶縁層として、一次絶縁層とそれを包みこむ
   二次絶縁層からなり、前記二次絶縁層が流動性のある絶
   縁物の混合反応により硬化するモールド剤で構成されて
   いることを特徴とする磁気浮上式車両用地上コイル。 １１、予め設けられた溝に位置を規制して仮固定した後
   、周囲に充填される絶縁性のモールド剤と接着性を有し
   た絶縁処理が表面に施されている磁気浮上式車両用地上
   コイル。 １２、表面に設けられた溝内に位置を規制して納められ
   た一次絶縁コイルと該一次絶縁コイルを包みこむように
   充填された二次絶縁用モールド材を有することを特徴と
   する磁気浮上式車両運行システムの軌条用パネル。 １３、請求項１２記載のパネルを架台の軌条面に敷設し
   たことを特徴とする磁気浮上式車両運行システムの軌条
   。