JPH03139103A - 磁気浮上走行車両用地上コイル及びその敷設方法 - Google Patents

磁気浮上走行車両用地上コイル及びその敷設方法

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JPH03139103A
JPH03139103A JP27372189A JP27372189A JPH03139103A JP H03139103 A JPH03139103 A JP H03139103A JP 27372189 A JP27372189 A JP 27372189A JP 27372189 A JP27372189 A JP 27372189A JP H03139103 A JPH03139103 A JP H03139103A
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levitation
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coils
ground
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Fuminori Shibuta
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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

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、磁気浮上走行車両用地上コイルに係り、特に
その地上コイルの構造及び微妙に形状を異ならせて配置
する地上コイルの連続的敷設方式(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、例えば以下に示
すようなものがあった。
以下、走行浮上体の磁石に超電導磁石を使用する誘導反
撥式磁気浮上鉄道を例にとって説明する。
第8図は従来の誘導反撥式磁気浮上鉄道の断面図、第9
図は第8図の推進用地上コイルと浮上、案内用地上コイ
ルの回路構成を示す回路図、第10図は第8図の浮上、
案内用地上コイルの浮上作用を説明するための回路図、
第11図は第8図の浮上、案内用地上コイルの案内作用
を説明するための回路図である。
これらの図において、8.8′はU型の軌道路4の内側
両側壁に対向して、かつ車両進行方向に一定間隔を隔て
て配置された推進用地上コイルであり、該推進用地上コ
イル8には第9図に示すように3相(3相以外の多相で
もよい)の推進用電源14が接続されている。第9図に
おいては、手前側の側壁に配置される推進用地上コイル
8′は略記されているが、実際には推進用地上コイル8
と同様に配置されており、推進用電源14が接続されて
いる。9.9’は推進用地上コイル8,8′の超電導コ
イル1,1′側に配置される浮上、案内用地上コイルで
あり、それぞれ対向して、かつ車両進行方間に所定間隔
を隔てて連続的に配置されている。この浮上、案内用地
上コイル9.9’(7)構成は、同−形状及び同一寸法
からなる矩形の上方コイル10と下方コイル11、及び
矩形の上方コイルlO′ と下方コイル11’がヌルフ
ラックス接続され、かつ、対向する浮上、案内用地上コ
イル9と9′とが接続!!i!12.13を介してヌル
フラックス接続されるようになっている。
そこで、車両3が補助車輪7.7′を介して着地してい
る時、超電導コイルl、1′の垂直方向中心、浮上、案
内用地上コイル9,9′の垂直方向中心及び推進用地上
コイル8,8′の垂直方向中心が同一水平線上にあるよ
うに設定されている。
浮上、案内用地上コイル9,9′の上方コイル1010
’と下方コイル11.11’はそれぞれ、上記水平線の
所定点を中心として上下対称に配置されている。
このような構成において、推進用電源14を投入するこ
とによって、推進用地上コイル8には第9図に示すよう
な同一方向の電流が流れ、各垂直辺部で推進力が発生す
る。
また、車両3が補助車輪7,7′を介して車輪走行して
いる時、超電導コイル1,1′と浮上、案内用地上コイ
ル9,9′との位置的関係は上述のように設定されてい
る。この時、上方コイル10と下方コイル11、及び上
方コイル10’ と下方コイル11’はヌルフラックス
接続されているため、浮上、案内用地上コイル9.9′
の鎖交磁束は0、電流は0であって電磁気的な走行抵抗
はOである。
一方、車両3の補助車輪7,7′を引っ込めた状態での
浮上走行時には、超電導コイル1.1′の垂直方向の中
心が浮上、案内用地上コイル99′の中心より下方へ移
行し、上方コイル10と下方コイル11、及び上方コイ
ル10’ と下方コイル11’の間で鎖交する磁束に差
が生ずる。この時、上方コイル10と下方コイル11、
及び上方コイル10′ と下方コイル11’に、第10
図に示されるような電流が誘導されて、上方コイル10
.10’の水平辺10a。
10′aと超電導コイル1,1′の上部水平辺との間に
吸引力が働き、下方コイル11.11’の水平辺11a
、 11’ aと超電導コイル1.1′の下部水平辺と
の間に反撥力がf肋く。この反撥力と吸引力によって超
電導コイル1.1′を上方へ戻そうとする浮上刃が発生
し、車両3の重量とバランスした位置で安定する。この
場合、上方コイル10と下方コイル11、及び上方コイ
ル10′ と下方コイル11′は小さい電流で有効に浮
上刃を発生するので、電磁気的な走行抵抗は小さくて済
む。
また、車両3が軌道路4の中央に位置する時は、超電導
コイル1,1′は軌道路4の長手方向の中心線に対して
対称に配置され、かつ対向する上方コイル10.10’
及び下方コイル11.11’は接続線12、13を介し
てヌルフラックス接続されているので、車両3の磁気浮
上状態において左右変位がなくても鎖交磁束は0にはな
らないが、浮上、案内用地上コイル9.9′の鎖交磁束
が等しいために接続線12.13には電流が流れない。
従って、左右方向の力は発生しない。
一方、浮上走行中に、例えば車両3が左方向(第11図
の矢印d方向)に変位する場合、上方コイル10と10
′ との間及び下方コイル11と11′ との間で鎖交
する磁束に差が生じ、超電導コイルll′がこれに対応
する場合、第11図に示すような電流が浮上、案内用地
上コイル9,9′に誘導され、それによって超電導コイ
ルl、ビを中央へ戻す案内力が生ずる。即ち、上方コイ
ルlOの水平辺10a及び下方コイル11の水平辺11
aと、超電導コイル1の上部水平辺及び下部水平辺との
間に反撥力が働き、上方コイル10′の水平辺10′a
及び下方コイル11′の水平辺11′aと、超電導コイ
ル1′の上部水平辺及び下部水平辺との間に吸引力が働
き、超電導コイルl、1′は中央へと戻される。なお、
第8図において、2は台車、5.5′は一端が車両3に
固定された軸6.6′の他端に回転自在に枢着された機
械的案内車輪であり、車両3の車輪走行時に引き出され
て、軌道路4の側壁に沿って回転しつつ機械的案内をす
る。
なお、上記先行技術は、本願の出願人によって既に特願
昭63−40726号及び特願昭63−128161号
として提案されている。
また、第2の先行技術として、第12図及び第13図に
示すように、台車22の両側面に超電導コイル21、2
1’を垂直に配置し、U字形軌道路23の両側壁部に超
電導コイル21.21’ と対向して推進電源26に接
続される推進、案内併用地上コイル24.24’を設置
し、更に推進、案内併用地上コイル24.24’の表面
に、その中心に関して対称に位置するように浮上用地上
コイル25.25’を上下2段に設置し、その上下2段
の浮上用地上コイル25.25’を互いに逆向きにヌル
フラックス接続して閉回路を作るように構成した誘導反
撥式磁気浮上鉄道も提案されている(例えば、特開昭6
3−167606号参照)。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記したように、浮上、案内用地上コイ
ル9.9’、浮上用地上コイル25.25’の何れも、
その形状は矩形であり、車両の超電導コイル1.1′或
いは21.21’の中心と、浮上、案内用地上コイル9
,9′或いは浮上用地上コイル25.25’の中心の相
対変位に起因する復元力を、積極的に適性値に設定しよ
うとする考えはなかった。
本発明は、このような状況に迄み、超電導コイルの上下
位置の変動に伴い鎖交する磁束の変化量を、地上コイル
のヌルフラックス接続される中心線の上下で異なる形状
にすることにより、所定の復元力を得ることができる磁
気浮上走行車両用地上コイル及びその敷設方式を提供す
ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、車両の進行方向
に沿う両側面に所定間隔を隔てて連続的に、垂直方向に
超電導コイルを配置した車両を軌道路に沿って浮上、案
内、推進する誘導反撥式磁気浮上鉄道において、上下2
段のコイルを互いに逆向きにヌルフラックス接続し、閉
回路を形成してな−る浮上、案内兼用地上コイルを設け
、該浮上、案内兼用地上コイルの側辺の形状を垂直線に
対して対称にし、かつ前記上下2段のコイル間において
前記超電導コイルの上下位置の変動に伴い鎖交する磁束
の変化量が異なるように構成したものである。
また、上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフラック
ス接続し、閉回路を形成してなる浮上用地上コイルを設
け、該浮上用地上コイルの側辺の形状を垂直線に対して
対称であり、かつ前記上下2段のコイル間において前記
超電導コイルの上下位置の変動に伴う磁束鎖交数の変化
量が異なるように構成したものである。
更に、車両進行方向に沿う両側面に所定間隔を隔てて連
続的に、垂直方向に超電導コイルを配置した車両を軌道
路に沿って浮上、案内、推進する誘導及湿式磁気浮上鉄
道において、上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフ
ラックス接続して閉回路を形成してなる浮上、案内兼用
地上コイルを設け、該浮上、案内兼用地上コイルの側辺
の形状を垂直線に対して対称にし、かつ前記上下2段の
コイル間において前記超電導コイルの上下位置の変動に
伴い鎖交する磁束の変化量が異なるように前記垂直線に
対して傾斜させた形状となし、前記浮上、案内兼用地上
コイルの側辺の傾斜角が異なるものを用意し、該浮上、
案内兼用地上コイルの敷設位置において必要となる復元
力に適合する側辺の傾斜角を選定した前記浮上、案内兼
用地上コイルを敷設するようにしたものである。
また、上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフラック
ス接続し、閉回路を形成してなる浮上用地上コイルを設
け、該浮上用地上コイルの側辺を垂直線に対して対称に
し、かつ前記上下2段のコイル間において前記超電導コ
イルの上下位置の変動に伴い鎖交する磁束の変化量が異
なるように前記垂直線に対して傾斜させた形状となし、
前記浮上用地上コイルの側辺の傾斜角が異なるものを用
意し、該浮上用地上コイルの敷設位置において必要とな
る復元力に適合する側辺の傾斜角を選定した前記浮上用
地上コイルを敷設するようにしたものである。
(作用) 本発明によれば、上記のように、地上コイルの側辺が傾
斜するような形状となっているため、車両の上下方向の
移動に伴い鎖交する磁束の変化量が、地上コイルのヌル
フラックス接続される中心線の上下で異なることになり
、復元力を高めることができる。
また、そのような地上コイルの側辺の傾斜角度を選定し
て、磁気浮上走行車両の走行経路条件に適合した地上コ
イルの敷設を行うことにより、適切な復元力を得る線路
設計を行うことができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
第1図は本発明の第1実施例を示す磁気浮上走行車両用
地上コイルの正面図、第2図はその磁気浮上走行車両用
地上コイルの作用を説明する図である。
これらの図において、30は、浮上、案内兼用地上コイ
ル(例えば、第8図乃至第第11図に示される9、9′
参照)であり、軌道路の側面に設けられている。31は
上方コイルであり、該上方コイル31は上方水平辺31
a、下方水平辺31b、左方側辺31c、右方側辺31
dからなり、上方水平辺31a及び下方水平辺31bは
上下方向の中心線A−Aに対して平行であり、かつ上方
水平辺31aは下方水平辺31bより長くなっている。
また、左方側辺31c及び右方側辺31dは、垂直方向
の中心線B−8に対して傾斜している。また、下方コイ
ル32は、上下方向の中心線A−Aに対して上方コイル
31と対称な形状をしている。即ち、上方水平辺32b
、下方水平辺32a、左方側辺32c、右方側辺32d
からなり、上方水平辺32b及び下方水平辺32aは上
下方向の中心線A−Aに対して平行であり、かつ下方水
平辺32aは上方水平辺32bより長くなっている。ま
た、左方側辺32c及び右方側辺32dは垂直方向の中
心線B−Bに対して傾斜している。33は上方コイル3
1と下方コイル32とをヌルフラックス接続するヌルフ
ラックス接続部である。なお、このように構成される浮
上、案内兼用地上コイル30は、実際には更に軌道路の
側面に対向して配置される浮上、案内兼用地上コイルと
ヌルフラックス接続されるのであるが、その点は省略し
ている。
このように構成されるので、例えば第2図に示すように
、この浮上、案内兼用地上コイル30に対して超電導コ
イル1が点線で示すような位置から、実線で示すような
位置に移動すると、上方コイル31と鎖交する磁束Φ、
の内ΔΦ1が減少し、逆に下方コイル32と鎖交する磁
束Φ2にはΔΦ2が増加することになる。そこで、上方
コイル31と下方コイル32に鎖交する磁束の変化をみ
ると、従来のようなコイルが矩形の場合に比較して、左
方側辺31c、32c及び右方側辺31d、32dが傾
斜している分だけ、鎖交する磁束の変化量は大きくなる
従って、この浮上、案内兼用地上コイルにはヌルフラッ
クス接続部33を介して循環するより大きな誘導電流が
流れ、この誘導電流により、超電導コイル1に対して復
元力(車両を元の位置に戻そうとする力)が作用するこ
とになる。
ここで、上記浮上、案内兼用地上コイルの左方側辺31
c、32c及び右方側辺31d、32d、つまり側辺の
傾斜角度を大きくするにしたがって、前記した鎖交する
磁束Φの変化量は大きくなり、それに伴って復元力も大
きくなる。
第3図は第1図に示す地上コイルの変形例を示す正面図
である。
図に示すように、上記した車両の復元力を大きくするた
めには、上方コイル31′及び下方コイル32′の側辺
の傾斜角度が大きくなるようにすればよい。この場合、
第1図に示す下方水平辺31a及び上方水平辺32bは
実質的になくなる。なお、これらの下方水平辺31b及
び上方水平辺32bは、車両の浮上刃の発生のためには
寄与するが、車両の横方向のぶれに対する案内を行うた
めに、浮上、案内兼用地上コイルに誘導電流が流れる場
合(第11図参照)には、下方水平辺31bと上方水平
辺32bには逆方向の電流が流れるために、超電導コイ
ル1に作用する電磁力は互いに打ち消し合って案内力が
小さくなるといった問題があった。しかし、本発明によ
れば、上記のように、下方水平辺31b及び上方水平辺
32bをなくすか短くすることにより、そのような作用
を低減することができる。なお、33′ は上方コイル
31′ と下方コイル32′のヌルフラックス接続部で
ある。
第4図は本発明の第2実施例を示す磁気浮上走行車両用
地上コイルの正面図である。
この実施例における地上コイルは、前記した第1実施例
の地上コイルに対して、上方コイルの形状は同じである
が、下方コイルの形状が異なっている。即ち、41は上
方コイルであり、該上方コイル41は上方水平辺41a
、下方水平辺41b、左方側辺41c、右方側辺41d
からなり、上方水平辺41a及び下方水平辺41bは上
下方向の中心線A−Aに対して平行であり、かつ、上方
水平辺41aは下方水平辺41bより長くなっている。
また、左方側辺41c及び右方側辺41dは垂直方向の
中心線B−Bに対して傾斜している。また、下方コイル
42は、上方コイル41と同じ形状をしている。つまり
、上方水平辺42a、下方水平辺42b、左方側辺42
c、右方側辺42dからなり、上方水平辺42a及び下
方水平辺42bは上下方向の中心線A−Aに対して平行
であり、かつ上方水平辺42aは下方水平辺42bより
長くなっている。また、左方側辺42c及び右方側辺4
2dは垂直方向の中心線B−Bに対して傾斜している。
なお、43は上方コイル41と下方コイル42とをヌル
フラックス接続するヌルフラックス接続部である。
このように構成された地上コイルの場合も、上述したも
のと同様に、車両の上下方向への変動時に、鎖交する磁
束の変化量を大きくすることができ、上下方向の車両の
移動に対する復元力を高めることができる。
第5図は第4図に示す地上コイルの変形例を示す正面図
である。
この図に示すように、この変形例では、上方コイル41
′及び下方コイル42′の側辺の傾斜角度が最大になっ
ている。なお、43′は上方コイル41′と下方コイル
42′ とのヌルフラックス接続部である。
なお、これまでの実施例においては、浮上、案内兼用地
上コイルについて述べてきたが、これらの地上コイルは
、第12図及び第13図に示すような浮上用地上コイル
25.25’に適用することができることは言うまでも
ない。この場合には、第13図に示すように、軌道路の
各側壁に独立した状態で、ヌルフラックス接続された浮
上用地上コイルを敷設する。
次に、上記した地上コイルの敷設方式について図を用い
て説明する。
第6図は本発明の磁気浮上走行車両用地上コイルの敷設
方式の概略説明図、第7図はその地上コイルの敷設方式
を示す図である。
これらの図に示すように、磁気浮上走行車両50のU字
形軌道路51の側内側壁には推進用地上コイル52が配
置され、更に、前記した浮上、案内兼用地上コイルが敷
設される。その場合、磁気浮上走行車両50が停止する
ようなステーション60の出発地点A付近では、磁気浮
上走行車両50の速度が低く、復元力は小さいので、上
方コイル71及び下方コイル72の側辺の傾斜角度が大
きい地上コイル70を選定して配置する。一方、高速で
走行する地点B付近では、磁気浮上走行車両50の速度
が高くなり、その復元力はより大きくなるので、側辺の
傾斜角度が小さい上方コイル81及び下方コイル82を
有する地上コイル80配置する。つまり、磁気浮上走行
車両の走行経路中、その速度を基準にして、地上コイル
の復元力が必要な場所にはそれに適合した側辺の傾斜角
度を有する浮上、案内兼用地上コイルを敷設する。
なお、上記実施例では、磁気浮上走行車両の経路中の速
度を基準にして、浮上、案内兼用地上コイルを選定して
敷設するようにしたが、磁気浮上走行車両の経路中の地
形を考慮して、配置するようにしてもよい。例えば、起
伏の多い場所やトンネルの出入口付近においては、復元
力を増大させる必要性が生じるので、その地点の適切な
復元力に応じた浮上、案内兼用地上コイルの配置を行う
ようにする。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。
(1)地上コイルの側辺の傾斜角度合変更することによ
り、復元力の異なる種々の形状の地上コイルを得ること
ができる。
(2)地上コイルの側辺の傾斜角度を選定し、磁気浮上
走行車両の走行経路条件に適合した敷設を行うことによ
り、適切な復元力を得る線路設計を行うことができる。
従って、磁気浮上走行車両の安定した走行を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す磁気浮上走行車両用
地上コイルの正面図、第2図はその磁気浮上走行車両用
地上コイルの作用を説明する図、第3図は第1図に示す
地上コイルの変形例を示す正面図、第4図は本発明の第
2実施例を示す磁気浮上走行車両用地上コイルの正面図
、第5図は第4図に示す地上コイルの変形例を示す正面
図、第6図は本発明の磁気浮上走行車両用地上コイルの
敷設方式の概略説明図、第7図はその地上コイルの敷設
方式を示す図、第8図は従来の誘導反溌式磁気浮上鉄道
の断面図、第9図は第8図の推進用地上コイルと浮上、
案内用地上コイルの回路構成を示す回路図、第10図は
第8図の浮上、案内用地上コイルの浮上作用を説明する
ための回路図、第11図は第8図の浮上、案内用地上コ
イルの案内作用を説明するための回路図、第12図は従
来の他の誘導反撥式磁気浮上鉄道の断面図、第13図は
その誘導反撥式磁気浮上鉄道の地上コイルの配置を示す
図である。 30、70.80・・・浮上、案内兼用地上コイル、3
1゜31’ 、 41.41’ 、 71.81・−・
上方コイル、31a、32b、41a、42a・・・上
方水平辺、31b、 32a、 41b42 b−・・
下方水平辺、31c、 32c、 41c、 42c・
・・左方側辺、31d、32d、41d、42d・・・
右方側辺、3232’ 、 42.42’ 、 72.
82・・・下方コイル、33.33’43、43’・・
・ヌルフラックス接続部、50・・・磁気浮上走行車両
、51・・・U字形軌道路、52・・・推進用地上コイ
ル、60・・・ステーション。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車両の進行方向に沿う両側面に所定間隔を隔てて
    連続的に、垂直方向に超電導コイルを配置した車両を軌
    道路に沿って浮上、案内、推進する誘導反撥式磁気浮上
    鉄道において、 上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフラックス接続
    し、閉回路を形成してなる浮上、案内兼用地上コイルを
    設け、該浮上、案内兼用地上コイルの側辺の形状を垂直
    線に対して対称にし、かつ前記上下2段のコイル間にお
    いて前記超電導コイルの上下位置の変動に伴い鎖交する
    磁束の変化量が異なるように構成したことを特徴とする
    磁気浮上走行車両用地上コイル。
  2. (2)車両の進行方向に沿う両側面に所定間隔を隔てて
    連続的に、垂直方向に超電導コイルを配置した車両を軌
    道路に沿って浮上、案内、推進する誘導反撥式磁気浮上
    鉄道において、 上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフラックス接続
    し、閉回路を形成してなる浮上用地上コイルを設け、該
    浮上用地上コイルの側辺の形状を垂直線に対して対称で
    あり、かつ前記上下2段のコイル間において前記超電導
    コイルの上下位置の変動に伴い鎖交する磁束の変化量が
    異なるように構成したことを特徴とする磁気浮上走行車
    両用地上コイル。
  3. (3)車両の進行方向に沿う両側面に所定間隔を隔てて
    連続的に、垂直方向に超電導コイルを配置した車両を軌
    道路に沿って浮上、案内、推進する誘導反撥式磁気浮上
    鉄道において、 (a)上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフラック
    ス接続し、閉回路を形成してなる浮上、案内兼用地上コ
    イルを設け、該浮上、案内兼用地上コイルの側辺の形状
    を垂直線に対して対称にし、かつ前記上下2段のコイル
    間において前記超電導コイルの上下位置の変動に伴い鎖
    交する磁束の変化量が異なるように前記垂直線に対して
    傾斜させた形状となし、 (b)前記浮上、案内兼用地上コイルの側辺の傾斜角が
    異なるものを用意し、該浮上、案内兼用地上コイルの敷
    設位置において必要となる復元力に適合する側辺の傾斜
    角を選定した前記浮上、案内兼用地上コイルを敷設する
    ことを特徴とする磁気浮上走行車両用地上コイルの敷設
    方式。
  4. (4)車両の進行方向に沿う両側面に所定間隔を隔てて
    連続的に、垂直方向に超電導コイルを配置した車両を軌
    道路に沿って浮上、案内、推進する誘導反撥式磁気浮上
    鉄道において、 (a)上下2段のコイルを互いに逆向きにヌルフラック
    ス接続し、閉回路を形成してなる浮上用地上コイルを設
    け、該浮上用地上コイルの側辺を垂直線に対して対称に
    し、かつ前記上下2段のコイル間において前記超電導コ
    イルの上下位置の変動に伴い鎖交する磁束の変化量が異
    なるように前記垂直線に対して傾斜させた形状となし、 (b)前記浮上用地上コイルの側辺の傾斜角が異なるも
    のを用意し、該浮上用地上コイルの敷設位置において必
    要となる復元力に適合する側辺の傾斜角を選定した前記
    浮上用地上コイルを敷設することを特徴とする磁気浮上
    走行車両用地上コイルの敷設方式。
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