JPH03178504A - 超電導磁気推進列車及びそのための車両 - Google Patents
超電導磁気推進列車及びそのための車両Info
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- JPH03178504A JPH03178504A JP24239890A JP24239890A JPH03178504A JP H03178504 A JPH03178504 A JP H03178504A JP 24239890 A JP24239890 A JP 24239890A JP 24239890 A JP24239890 A JP 24239890A JP H03178504 A JPH03178504 A JP H03178504A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B13/00—Other railway systems
- B61B13/08—Sliding or levitation systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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。
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〕
本発明は超電導磁気推進列車に係り、特に、車体の浮上
刃をコイルの磁気誘導反発力だけでなく、車体に取付け
られた角度及び/又は面積可変の浮上翼からも得、ある
いは浮上刃を主として浮上翼によって得るようにした超
電導磁気推進列車に関する。
刃をコイルの磁気誘導反発力だけでなく、車体に取付け
られた角度及び/又は面積可変の浮上翼からも得、ある
いは浮上刃を主として浮上翼によって得るようにした超
電導磁気推進列車に関する。
これまで超電導磁気浮上列車の研究開発は将来の大部布
間を結ぶ低公害大量高速輸送機関として積極的に進めら
れて来た(マグネティック、トランスポーティジョン、
システム、デベロプメント、イン、ジャパン、ヨシヒロ
、キヨタニ、MT−9゜チューリッヒ、1985.p、
327−334;Magnetic Transpor
tation System Development
inJapan、 Yoshihiro Kiyota
ni MT−9,ZurichL9EL5. p、 3
27−334)。
間を結ぶ低公害大量高速輸送機関として積極的に進めら
れて来た(マグネティック、トランスポーティジョン、
システム、デベロプメント、イン、ジャパン、ヨシヒロ
、キヨタニ、MT−9゜チューリッヒ、1985.p、
327−334;Magnetic Transpor
tation System Development
inJapan、 Yoshihiro Kiyota
ni MT−9,ZurichL9EL5. p、 3
27−334)。
超電導磁気浮上列車の機能を以下に述べる。列車の浮上
方向としては、軌道に巻初めと巻終りを接続したアルミ
線材で造られた浮上用地上コイルを左右2列に並べて敷
設し、車両に搭載された超電導コイルが浮上用地コイル
の上を高速で通過する時に生ずる誘導電磁現象により、
コイル間に発生する反発力を利用して車両を浮上させる
超電導誘導反発磁気浮上方式が採用されている。一方、
超電導磁気浮上列車の推進方式には、地上−次リニア・
シンクロナス・モータの原理、即ち車上に搭載した超電
導コイルを界磁コイルとし、電機子コイルを地上側に敷
設する方式が採用されている。
方向としては、軌道に巻初めと巻終りを接続したアルミ
線材で造られた浮上用地上コイルを左右2列に並べて敷
設し、車両に搭載された超電導コイルが浮上用地コイル
の上を高速で通過する時に生ずる誘導電磁現象により、
コイル間に発生する反発力を利用して車両を浮上させる
超電導誘導反発磁気浮上方式が採用されている。一方、
超電導磁気浮上列車の推進方式には、地上−次リニア・
シンクロナス・モータの原理、即ち車上に搭載した超電
導コイルを界磁コイルとし、電機子コイルを地上側に敷
設する方式が採用されている。
磁気浮上列車の航空力学的効果を利用する試みがなされ
ている。例えば「デイベロプメント オブ アエロダイ
ナミック ブレーキ オブ マグレブ ビークル フォ
ー エマ−ジエンシイ ユース(Developeme
nt of Aerodynamic break o
fMaglev vehicle for Emerg
ency Use)、コーグ エトアル(by Kod
a etal)、インタナショナル カンファランス
マグレブズ 89 (in Internationa
lconference Maglevis 89)
、 (July 1989) 、pages281 t
o 286)には、空気抵抗式ブレーキが提案されてい
る。空気力学的ブレーキは1つ又は2以上の可動板が車
両の進行方向に対してブレーキ力を発生するように立上
るようにとりつけられている。
ている。例えば「デイベロプメント オブ アエロダイ
ナミック ブレーキ オブ マグレブ ビークル フォ
ー エマ−ジエンシイ ユース(Developeme
nt of Aerodynamic break o
fMaglev vehicle for Emerg
ency Use)、コーグ エトアル(by Kod
a etal)、インタナショナル カンファランス
マグレブズ 89 (in Internationa
lconference Maglevis 89)
、 (July 1989) 、pages281 t
o 286)には、空気抵抗式ブレーキが提案されてい
る。空気力学的ブレーキは1つ又は2以上の可動板が車
両の進行方向に対してブレーキ力を発生するように立上
るようにとりつけられている。
また、特開昭48−9416号公報には、平らな羽根が
車両の長手方向に延びるようにとりつけられていて、車
両の浮上安定性を向上するように工夫されている。
車両の長手方向に延びるようにとりつけられていて、車
両の浮上安定性を向上するように工夫されている。
特開昭48−9417号公報では、同様に平らな安定翼
が開示されていて、翼の操作により車両の浮上安定性を
高めることが提案されている。
が開示されていて、翼の操作により車両の浮上安定性を
高めることが提案されている。
推進の原理は、推進・案内用地上コイルを励磁すること
により、このコイルと車両に搭載された超電導コイルの
間に反発力又は吸引力が発生し、これらの力をうまく組
み合わせることにより車両の推進力を得る。適正な推進
力を得るためには界磁コイルに当たる車上の超電導コイ
ルの移動に合わせて電機子コイルに当たる推進案内用地
上コイルの極性をタイミング良く変える必要がある。こ
のため極性の反転をスムースに行なわせるのに超電導コ
イルの移動速度に対応して、流す交流電流の周波数を変
化させる方式が採用されている。
により、このコイルと車両に搭載された超電導コイルの
間に反発力又は吸引力が発生し、これらの力をうまく組
み合わせることにより車両の推進力を得る。適正な推進
力を得るためには界磁コイルに当たる車上の超電導コイ
ルの移動に合わせて電機子コイルに当たる推進案内用地
上コイルの極性をタイミング良く変える必要がある。こ
のため極性の反転をスムースに行なわせるのに超電導コ
イルの移動速度に対応して、流す交流電流の周波数を変
化させる方式が採用されている。
上記従来技術では、超電導磁気浮上列車の心臓部である
超電導コイルには大きな起磁力の発生と車載用として小
型軽量化という相反する要求が課せられている。この要
求に対処するためコイル巻線部電流密度を極力高めたコ
ンパクトな超電導コイルの開発が進められている。しか
し超電導コイルには全車両重量が定常的に加わり、列車
発着時の加減速力及び事故急停車時の大きな減速力が加
算されることにより、コンパクト化されたコイルの剛性
不足のため超電導コイルにクエンチ(常電導転移)が発
生する問題がある。
超電導コイルには大きな起磁力の発生と車載用として小
型軽量化という相反する要求が課せられている。この要
求に対処するためコイル巻線部電流密度を極力高めたコ
ンパクトな超電導コイルの開発が進められている。しか
し超電導コイルには全車両重量が定常的に加わり、列車
発着時の加減速力及び事故急停車時の大きな減速力が加
算されることにより、コンパクト化されたコイルの剛性
不足のため超電導コイルにクエンチ(常電導転移)が発
生する問題がある。
本発明は超電導コイルに加わる荷重を軽減して、クエン
チの発生を抑え、超電導コイルの信頼性を向上すること
により安全な超電導磁気推進列車を提供することを目的
としている。
チの発生を抑え、超電導コイルの信頼性を向上すること
により安全な超電導磁気推進列車を提供することを目的
としている。
(11題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、複数の軌道コイ
ルを有する軌道と、該軌道上を移動するように設置され
た車両とを有し、 該車両は車体と、該車体上に該軌道に対し該車両の推進
力を発生する少なくとも1つの超電導コイルと、該車体
上に少なくとも1つの浮上翼を含むことを特徴とする軌
道式車両システムを提供する。また1本発明は、地上側
に敷設された地上コイルと、該地上コイルとりニアモー
タを構成して推進力を発生する関係に配置されかつ車体
に取付けられた車上側超電導コイルと、列車の停止又は
低速走行時に車体重量を支えるに十分な機能を有する車
軸とを有する超電導磁気推進列車において、一定の揚力
が得られる走行速度になると車体の重力に抗して車体を
浮上させる浮上翼を取付けたことを特徴とする超電導磁
気推進列車を提供するものである。
ルを有する軌道と、該軌道上を移動するように設置され
た車両とを有し、 該車両は車体と、該車体上に該軌道に対し該車両の推進
力を発生する少なくとも1つの超電導コイルと、該車体
上に少なくとも1つの浮上翼を含むことを特徴とする軌
道式車両システムを提供する。また1本発明は、地上側
に敷設された地上コイルと、該地上コイルとりニアモー
タを構成して推進力を発生する関係に配置されかつ車体
に取付けられた車上側超電導コイルと、列車の停止又は
低速走行時に車体重量を支えるに十分な機能を有する車
軸とを有する超電導磁気推進列車において、一定の揚力
が得られる走行速度になると車体の重力に抗して車体を
浮上させる浮上翼を取付けたことを特徴とする超電導磁
気推進列車を提供するものである。
本発明においては超電導磁気力を少なくとも列車の推進
力として利用するものであって、従来技術と同様に推進
力に加えて超電導磁気力を列車の浮上のために利用する
ものも含むことは言うまでもない。
力として利用するものであって、従来技術と同様に推進
力に加えて超電導磁気力を列車の浮上のために利用する
ものも含むことは言うまでもない。
本発明の車両システムにおいて、該軌道コイルは第↓の
平面を構成し、全ての第1平面は実質的に垂直に配置し
てもよい。
平面を構成し、全ての第1平面は実質的に垂直に配置し
てもよい。
また、本発明の車両システムにおいて、該車両は該軌道
に対して浮上するように配置され、該浮上翼は該車両を
浮上させるための引き上げ力を実質的に全て発生するよ
うに配置することにより。
に対して浮上するように配置され、該浮上翼は該車両を
浮上させるための引き上げ力を実質的に全て発生するよ
うに配置することにより。
浮上のための地上コイルを省略することができ、非常に
経済的な超電導磁気推進列車システムを提供することが
できる。
経済的な超電導磁気推進列車システムを提供することが
できる。
本発明の車両システムにおいて、該車両は該軌道上を予
め定められた方向に移動するように配置され、該超電導
コイルと該軌道は該所定方向にのみ力を発生するように
配置することができる。
め定められた方向に移動するように配置され、該超電導
コイルと該軌道は該所定方向にのみ力を発生するように
配置することができる。
本発明の車両システムにおいて、該システムは該軌道に
対する車両の運動方向を変化又は逆転する手段を有する
ことによって、分岐又は終点から折返しの運行が可能と
なる。具体的には車両の運行方向を変化又は逆転するた
めに該浮上翼の方向を変化させる手段車両に設けられば
よい。
対する車両の運動方向を変化又は逆転する手段を有する
ことによって、分岐又は終点から折返しの運行が可能と
なる。具体的には車両の運行方向を変化又は逆転するた
めに該浮上翼の方向を変化させる手段車両に設けられば
よい。
本発明の車両システムにおいて、該浮上翼は該車体に対
して傾斜角を有し、該車両は該傾斜角を変化させる手段
を有することが望ましい。該車両は更に該軌道に対する
該車体の間隙を検出する1つ以上のセンサ及び該間隙に
依存して該傾斜角を変化させる手段を制御する手段を有
することが望ましい。
して傾斜角を有し、該車両は該傾斜角を変化させる手段
を有することが望ましい。該車両は更に該軌道に対する
該車体の間隙を検出する1つ以上のセンサ及び該間隙に
依存して該傾斜角を変化させる手段を制御する手段を有
することが望ましい。
本発明の車両システムにおいて、該車両は該軌道に対し
て上面と下面を有し、該浮上翼は該上面に設置すること
ができる。
て上面と下面を有し、該浮上翼は該上面に設置すること
ができる。
本発明において、軌道と、該軌道上を移動するように設
置された車体と、該軌道に対して車体の推進力を発生す
るための少なくとも1つの超電導コイルと、該車体に取
り付けられた少なくとも1つの浮上翼を有することを車
両が提供される。
置された車体と、該軌道に対して車体の推進力を発生す
るための少なくとも1つの超電導コイルと、該車体に取
り付けられた少なくとも1つの浮上翼を有することを車
両が提供される。
上記の車両において、該浮上翼は該車体に対して或る傾
斜角を有し、該車両は該傾斜角を変化する手段を有する
ことができる。
斜角を有し、該車両は該傾斜角を変化する手段を有する
ことができる。
上記車両は更に該浮上翼の面積を変える手段を有するこ
とができる。
とができる。
上記の車両において、該車両は更に該浮上翼を実質的に
垂直軸の回りに回転させて該浮上翼の作用方向を変化さ
せてもよい。これは、車両の運行方向を変化又は逆転さ
せる場合に有効である。
垂直軸の回りに回転させて該浮上翼の作用方向を変化さ
せてもよい。これは、車両の運行方向を変化又は逆転さ
せる場合に有効である。
本発明の車両において、該超電導車両コイルはループ形
状を有し、そのループの一部は水平方向に伸び、他の部
分は縦方向に延び、更に該縦方向に伸びた部分の長さは
水平方向に伸びた部分の長さよりも大とするのが好まし
い。
状を有し、そのループの一部は水平方向に伸び、他の部
分は縦方向に延び、更に該縦方向に伸びた部分の長さは
水平方向に伸びた部分の長さよりも大とするのが好まし
い。
本発明の車両において、該車両は更に該軌道に対する該
車体の間隙を検出するためのセンサを備えることが望ま
しい。
車体の間隙を検出するためのセンサを備えることが望ま
しい。
前記の車両において、該傾斜角を変化する手段は該浮上
翼の実質的に全体を動かすように設置してもよい。また
、該傾斜角を変化する手段は該浮上翼の一部を動かすよ
うに設置してもよい。
翼の実質的に全体を動かすように設置してもよい。また
、該傾斜角を変化する手段は該浮上翼の一部を動かすよ
うに設置してもよい。
該車体は或る長さを有し、該浮上翼は該車体に沿って間
隔をおいて設置するのがよい。
隔をおいて設置するのがよい。
該浮上翼のそれぞれが該車体に対し或る角度を有し、該
車両は更に各浮上翼の傾斜角を変える手段と、該車体上
に設けられ、該浮上翼に対応して該軌道に対する該車体
の間隙を検出するように設置された複数のセンサと、該
センサによって検出された間隙に基づいて該浮上翼のそ
れぞれの傾斜角を変化させる手段を制御する手段を有す
ることができる。
車両は更に各浮上翼の傾斜角を変える手段と、該車体上
に設けられ、該浮上翼に対応して該軌道に対する該車体
の間隙を検出するように設置された複数のセンサと、該
センサによって検出された間隙に基づいて該浮上翼のそ
れぞれの傾斜角を変化させる手段を制御する手段を有す
ることができる。
本発明において、浮上翼は、飛行機における翼と同様に
それ自身揚力を発生できるような形状、即ち空気膜型(
airfoil 5hape )羽根であって、単なる
平板や曲面を持った板ではない。
それ自身揚力を発生できるような形状、即ち空気膜型(
airfoil 5hape )羽根であって、単なる
平板や曲面を持った板ではない。
第1図に示す本発明の超電導磁気浮上列車の卓板に取付
けられた浮上翼1はいろいろな翼の形状が考えられるが
、一般的に翼に発生する揚力をし、抵抗力をDとすれば
、これらはそれぞれ空気の密度γ/g、速力の2乗u2
、翼の面積Sに比例し、次式で表わされる。但し、ここ
でgは重力加速度を表わす。
けられた浮上翼1はいろいろな翼の形状が考えられるが
、一般的に翼に発生する揚力をし、抵抗力をDとすれば
、これらはそれぞれ空気の密度γ/g、速力の2乗u2
、翼の面積Sに比例し、次式で表わされる。但し、ここ
でgは重力加速度を表わす。
γ
ただし、CL* CDは無次元の係数で翼の形状に依存
し、それぞれ揚力係数、抗力係数という。揚力係数CL
、抗力係数Coは第3図に示すように翼の抑え角αによ
りそれぞれ変化する。αが小さい間はαの増加に伴い、
CLも直線的に増大するが。
し、それぞれ揚力係数、抗力係数という。揚力係数CL
、抗力係数Coは第3図に示すように翼の抑え角αによ
りそれぞれ変化する。αが小さい間はαの増加に伴い、
CLも直線的に増大するが。
最大値CI、、、xに達した後は急激に減少を始める。
CDm&Xの場合のαを失速角という。一方CDはαが
大きくなるに従い、最初は緩慢に増大するが、失速近辺
で急上昇している。超電導磁気浮上列車の抗力は次式の
ように表わされる。
大きくなるに従い、最初は緩慢に増大するが、失速近辺
で急上昇している。超電導磁気浮上列車の抗力は次式の
ように表わされる。
γ
ただしCDtは超電導磁気浮上列車の全抗力係数とする
。なお定速走行の場合り、は推進・案内用地上コイルか
ら与えられる推力に等しい。
。なお定速走行の場合り、は推進・案内用地上コイルか
ら与えられる推力に等しい。
この全抗力Dtは以下に示す抗力から成立っている。
従って全抗力を断面抗力D2と誘導抗力DIで表わせば
・・・第4式
となる。ここで誘導抗力係数Cotは理論上次式で表わ
される。
される。
ここでλは翼幅と翼弦長との比b/l、には理想状態で
1.実際上1と2の間の値をとる定数。
1.実際上1と2の間の値をとる定数。
第S式を第4式に代入すれば全抗力Dtは次のように求
められる。
められる。
上記第■式と第6式を用いて超電導磁気浮上列車に作用
する揚力と全抗力が計算される。試算例として一車両の
全重量(車体重量子乗客重量)を3Qtonと仮定し、
−車両分の翼面積を5=18rrl’として揚力及び全
抗力を計算したものを第4図に示す。この計算において
、空気の比重量γを1.226kg/rn’、重力の加
速度gを9.81、揚力係数Cしを1.4、定数kを1
.5 、翼アスペクト比λを6/π=3、抗力係数CD
zを0.03とした。
する揚力と全抗力が計算される。試算例として一車両の
全重量(車体重量子乗客重量)を3Qtonと仮定し、
−車両分の翼面積を5=18rrl’として揚力及び全
抗力を計算したものを第4図に示す。この計算において
、空気の比重量γを1.226kg/rn’、重力の加
速度gを9.81、揚力係数Cしを1.4、定数kを1
.5 、翼アスペクト比λを6/π=3、抗力係数CD
zを0.03とした。
揚力り及び全抗力Dtは、それぞれ第1式及び第6式で
計算される。
計算される。
これによると速度500km/ h rにおいて、揚力
30ton、全抗カフ、5 t o n が発生する
ことが分る。この計算では翼面積は車体の屋根の地表へ
の投影面積より小さくなるように限定している。また揚
力係数即ち抑え角αは一定として計算している。このよ
うに超電導磁気浮上列車の車体に浮上翼を取付けること
により充分な揚力を得ることができる。また浮上翼の角
度及び面積を可変とすることで、ある走行速度の範囲に
おいて一定の揚力を得ることができ、安定な浮上高さを
保って走行することが可能である。
30ton、全抗カフ、5 t o n が発生する
ことが分る。この計算では翼面積は車体の屋根の地表へ
の投影面積より小さくなるように限定している。また揚
力係数即ち抑え角αは一定として計算している。このよ
うに超電導磁気浮上列車の車体に浮上翼を取付けること
により充分な揚力を得ることができる。また浮上翼の角
度及び面積を可変とすることで、ある走行速度の範囲に
おいて一定の揚力を得ることができ、安定な浮上高さを
保って走行することが可能である。
これにより超電導コイルに印加される荷重を大きく軽減
することができ超電導コイルのクエンチを防止すること
が出来る。また万一超電導コイルの1個または数個がク
エンチしても走行を続けることが可能で、最悪の場合で
も安全に停止することが出来る。一方緊急停止時には浮
上翼の角度を大きく変えてブレーキとして使用すること
も可能である。
することができ超電導コイルのクエンチを防止すること
が出来る。また万一超電導コイルの1個または数個がク
エンチしても走行を続けることが可能で、最悪の場合で
も安全に停止することが出来る。一方緊急停止時には浮
上翼の角度を大きく変えてブレーキとして使用すること
も可能である。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
以下の実施例において、超電導磁気浮上列車を説明する
が、本発明は磁気浮上列車だけではなく、単に磁気力を
推進力に使用するものにも適用できることは既に述べた
通りである。
が、本発明は磁気浮上列車だけではなく、単に磁気力を
推進力に使用するものにも適用できることは既に述べた
通りである。
第1図及び第2図において、超電導磁気浮上列車の車体
2に1個又は複数個の浮上翼lを取付けることにより、
全車両重量の一部又は全部を支持する揚力を得、超電導
コイルに加わる荷重を軽減することによりクエンチの発
生を回避するようにしたものである。また従来の超電導
磁気浮上列車と異なり、浮上刃を超電導コイル4のみで
得るのではなく、浮上翼の揚力も得られるため、超電導
コイル4の剛性を上げる支持構造物の強度を増すことが
可能となり、超電導コイルの信頼性を上げることができ
る。
2に1個又は複数個の浮上翼lを取付けることにより、
全車両重量の一部又は全部を支持する揚力を得、超電導
コイルに加わる荷重を軽減することによりクエンチの発
生を回避するようにしたものである。また従来の超電導
磁気浮上列車と異なり、浮上刃を超電導コイル4のみで
得るのではなく、浮上翼の揚力も得られるため、超電導
コイル4の剛性を上げる支持構造物の強度を増すことが
可能となり、超電導コイルの信頼性を上げることができ
る。
また、超電導磁気浮上列車の速度に応じた適正な揚力を
得るために、浮上翼1の角度及び面積を可変としたもの
である。第5図及び第6図には本発明の実施例による、
浮上翼の角度及び面積変更機構を示す一部断面図を示す
。浮上翼の角度及び面積変更機構については種々の機構
が考えられる。
得るために、浮上翼1の角度及び面積を可変としたもの
である。第5図及び第6図には本発明の実施例による、
浮上翼の角度及び面積変更機構を示す一部断面図を示す
。浮上翼の角度及び面積変更機構については種々の機構
が考えられる。
まず、角度を変える方法としては、大きく分けて第5図
に示すように翼全体を回転させる方法と、第6図に示す
ように翼の一部を回転させる方法がある。第5図におい
ては、支持柱112によって車体に固定された浮上翼1
00の角度を、車体の上部又は浮上翼100の内部に設
けたモータ114によりピニオン115を回転し、ラッ
ク116又は歯車117を駆動することにより翼の角度
を変える。モータ114の制御信号は、センサ121で
検出された車体の浮上高さや列車の最高速度から計算機
120で最適の角度を求め、その出力を制御信号として
モータ114に与える。同様にして、浮上翼の面積を変
える場合にも列車の走行速度や車体高さなどを検出し、
必要な演算を行なって、最適の浮上翼の面積を求め、そ
の出力をモータ114′に与え、補助翼118を浮上翼
100から出し入れし面積を変える。
に示すように翼全体を回転させる方法と、第6図に示す
ように翼の一部を回転させる方法がある。第5図におい
ては、支持柱112によって車体に固定された浮上翼1
00の角度を、車体の上部又は浮上翼100の内部に設
けたモータ114によりピニオン115を回転し、ラッ
ク116又は歯車117を駆動することにより翼の角度
を変える。モータ114の制御信号は、センサ121で
検出された車体の浮上高さや列車の最高速度から計算機
120で最適の角度を求め、その出力を制御信号として
モータ114に与える。同様にして、浮上翼の面積を変
える場合にも列車の走行速度や車体高さなどを検出し、
必要な演算を行なって、最適の浮上翼の面積を求め、そ
の出力をモータ114′に与え、補助翼118を浮上翼
100から出し入れし面積を変える。
第6図においては、浮上翼100は固定式で、支持柱1
12によって車体に固定されている。浮上翼の一部11
0′のみが可動になっており、モータ114により第5
図で説明したと同様の方法で動作する。また、浮上翼の
面積を変える場合には、浮上翼100の内部にスライド
可能に取付けられた補助翼118を出し入れして翼の面
積を変える。
12によって車体に固定されている。浮上翼の一部11
0′のみが可動になっており、モータ114により第5
図で説明したと同様の方法で動作する。また、浮上翼の
面積を変える場合には、浮上翼100の内部にスライド
可能に取付けられた補助翼118を出し入れして翼の面
積を変える。
更に、ある走行速度以上において、軌道12からの車体
の浮上高さをセンサ13等により計測し、浮上翼の角度
及び面積を変え、揚力を制御することにより、一定の浮
上高さを保つようにすることができる。また緊急停車時
においては、大きな制動力を得るために車体に対する浮
上翼の角度を変えてブレーキの役割を行えるようにした
ものである。浮上翼の角度や面積を変える際の機構とし
ては、第5図及び第6図に示したモータによるほか、例
えば油圧シリンダなどを利用してもよい。この機構ある
いは車体高さや列車の走行速度を検出し、更には最適角
度を計算し、その出力をモータなどの駆動機構に与える
システムなどの個々の要素技術それ自体は本発明の特徴
ではなく、従来公知の種々の技術を利用することが出来
る。
の浮上高さをセンサ13等により計測し、浮上翼の角度
及び面積を変え、揚力を制御することにより、一定の浮
上高さを保つようにすることができる。また緊急停車時
においては、大きな制動力を得るために車体に対する浮
上翼の角度を変えてブレーキの役割を行えるようにした
ものである。浮上翼の角度や面積を変える際の機構とし
ては、第5図及び第6図に示したモータによるほか、例
えば油圧シリンダなどを利用してもよい。この機構ある
いは車体高さや列車の走行速度を検出し、更には最適角
度を計算し、その出力をモータなどの駆動機構に与える
システムなどの個々の要素技術それ自体は本発明の特徴
ではなく、従来公知の種々の技術を利用することが出来
る。
尚、浮上翼1は列車の進向方向の変化(逆転)に伴って
、水平面内で回転又は逆転する機構を設けることにより
、列車全体を回転することなく、列車の進行方向を容易
に変更又は逆転することが可能となる。具体的な手段と
しては、列車が第2図の矢印Aの方向に走行し、次に反
対方向に走行するときは、車両全体を操車場(ヤード)
内で反対方向に回転するか、第6図の支柱112の軸心
200を中心として浮上翼100を回転して、浮上翼の
作用方向を前とは逆にすることができる。
、水平面内で回転又は逆転する機構を設けることにより
、列車全体を回転することなく、列車の進行方向を容易
に変更又は逆転することが可能となる。具体的な手段と
しては、列車が第2図の矢印Aの方向に走行し、次に反
対方向に走行するときは、車両全体を操車場(ヤード)
内で反対方向に回転するか、第6図の支柱112の軸心
200を中心として浮上翼100を回転して、浮上翼の
作用方向を前とは逆にすることができる。
この回転は回転輪201をモータ202で駆動して行う
。モータ202は制御手段120で制御する。
。モータ202は制御手段120で制御する。
更に、超電導コイル4に車両重量を印加させないために
地上浮上用コイル9を省略し、超電導コイル4は推進力
のみが作用する構造とし、超電導コイル4の信頼性を一
層向上することもできる。
地上浮上用コイル9を省略し、超電導コイル4は推進力
のみが作用する構造とし、超電導コイル4の信頼性を一
層向上することもできる。
但し、車両重量の支持は停止又は低速走行中は従来列車
と同じように車輪6で受け、高速走行において充分な浮
上刃が得られる場合は浮上翼1により支持されるものと
したものである。この場合も勿論、浮上翼1の角度・面
積を変えることにより浮上高さを一定に保つような制御
が施されている。
と同じように車輪6で受け、高速走行において充分な浮
上刃が得られる場合は浮上翼1により支持されるものと
したものである。この場合も勿論、浮上翼1の角度・面
積を変えることにより浮上高さを一定に保つような制御
が施されている。
またこの場合、第7図にその一例を示すように、超電導
コイル4の形状は推進力が有効に発生されるように、列
車進行方向に対して直角となるコイルの辺(投影長さb
)が平行となるコイルの辺(投影長さa)より大きくす
ることができる。
コイル4の形状は推進力が有効に発生されるように、列
車進行方向に対して直角となるコイルの辺(投影長さb
)が平行となるコイルの辺(投影長さa)より大きくす
ることができる。
乗客を収容する車体2、この車体を支える台枠3、更に
台枠両側面に取付けられた超電導コイル4と車輪6、ブ
レーキシュー7及び補助案内車輪8と本発明の角度及び
面積可変の浮上翼1から成り立っている。列車の揚力は
主に浮上翼1から得られ、浮上用地上コイル10と車上
の超電導コイル4の磁気誘導反発力を小さくし、超電導
コイル4に発生する垂直方向の荷重(従来はこれが最大
荷重であった)を軽減し、超電導コイル4のクエンチの
発生を防止した。また浮上x1は抑え角α及び翼面積を
可変とすることで揚力を調整することにより、列車の走
行速度にあまり関係なく浮上高さを一定とすることがで
きる。従来の超電導磁気浮上列車では超電導コイル4の
1個でもクエンチすれば走行が不能になり、停止せざる
を得なかったが、本発明の超電導磁気浮上列車では揚力
を浮上翼1から得ているので、複数個の超電導コイル4
がクエンチしても一定以上の推力が有れば走行が可能と
いう特徴がある。また、緊急停止時には浮上x1の角度
を大きく変えブレーキとして使用することが出来る。
台枠両側面に取付けられた超電導コイル4と車輪6、ブ
レーキシュー7及び補助案内車輪8と本発明の角度及び
面積可変の浮上翼1から成り立っている。列車の揚力は
主に浮上翼1から得られ、浮上用地上コイル10と車上
の超電導コイル4の磁気誘導反発力を小さくし、超電導
コイル4に発生する垂直方向の荷重(従来はこれが最大
荷重であった)を軽減し、超電導コイル4のクエンチの
発生を防止した。また浮上x1は抑え角α及び翼面積を
可変とすることで揚力を調整することにより、列車の走
行速度にあまり関係なく浮上高さを一定とすることがで
きる。従来の超電導磁気浮上列車では超電導コイル4の
1個でもクエンチすれば走行が不能になり、停止せざる
を得なかったが、本発明の超電導磁気浮上列車では揚力
を浮上翼1から得ているので、複数個の超電導コイル4
がクエンチしても一定以上の推力が有れば走行が可能と
いう特徴がある。また、緊急停止時には浮上x1の角度
を大きく変えブレーキとして使用することが出来る。
このように車上の超電導コイル4の役割は推進案内地上
コイル10との相互作用によって列車に推進力を与える
ことであるから本発明による超電導コイル4の形状は第
7図に示すように、列車推進方向に対して直角となる辺
(投影長さ)は進行方向に平行となる辺(投影長さ)よ
り大きくし、有効な推進力を得る構造となっている。地
上側浮上用コイル9を省略し、停止又は低速走行時の車
体重量は車輪6で受け、−室以上の揚力が得られる走行
速度からは車体重量は浮上翼1から支持される超電導リ
ニアモータ列車も考えられる。
コイル10との相互作用によって列車に推進力を与える
ことであるから本発明による超電導コイル4の形状は第
7図に示すように、列車推進方向に対して直角となる辺
(投影長さ)は進行方向に平行となる辺(投影長さ)よ
り大きくし、有効な推進力を得る構造となっている。地
上側浮上用コイル9を省略し、停止又は低速走行時の車
体重量は車輪6で受け、−室以上の揚力が得られる走行
速度からは車体重量は浮上翼1から支持される超電導リ
ニアモータ列車も考えられる。
本発明によれば、超電導磁気浮上列車の主な揚力を浮上
翼によって得られるため、車上の超電導コイルに過大な
負荷が加わることを回避でき、超電導コイルの信頼性が
向上し、安全な超電導磁気浮上列車となる効果がある。
翼によって得られるため、車上の超電導コイルに過大な
負荷が加わることを回避でき、超電導コイルの信頼性が
向上し、安全な超電導磁気浮上列車となる効果がある。
また、揚力を浮上翼によって得られるため、軌道に敷設
された浮上用地上コイルを大幅に小形または省略するこ
とが出来るので経済的に有利となる効果もある。
された浮上用地上コイルを大幅に小形または省略するこ
とが出来るので経済的に有利となる効果もある。
第1図は本発明の一実施例の超電導磁気推進列車の断面
図、第2図は本発明の一実施例の超電導磁気浮上列車の
外観図、第3図(a)は流体中における二次元翼の揚力
と抗力の関係を示す概略図、第3図(b)は代表的二元
次翼の抑え角αと揚力係数CDと抗力係数CLとの相関
図、第4図は本発明の一実施例の超電導磁気浮上列車の
速度に対する揚力りと全抗力Dt との関係を示すグラ
フ、第5図は本発明の実施例による、浮上翼の角度及び
面積変更機構を示す一部断面図、第6図は他の実施例に
よる。浮上翼の角度及び面積変更機構を示す一部断面図
、第7図は本発明の一実施例の超電導コイル形状を示す
平面図である。 1.100・・・浮上翼、2・・・車体、3・・・台枠
、4・・・超電導コイル、5・・・空気バネ、6・・・
車輪、7・・・ブレーキシュー 8・・・補助案内車輪
、9・・・浮上用地上コイル、10・・・推進案内用地
上コイル、12・・・軌道、13・・・センサ、112
・・・固定支柱、113・・・可動支柱、114,11
4’・・・モータ、115・・ピニオン、116・・・
ラック、117・・・ギヤ、118・・・補助翼、12
0・・・計算機、121・・・センサ、110′・・・
部分翼。 第 3 図(a) 第 図(b) 迎え角α(’) 第 図 第 5 図 第 図 118 補助翼、120 計算機。 第 図 a<b
図、第2図は本発明の一実施例の超電導磁気浮上列車の
外観図、第3図(a)は流体中における二次元翼の揚力
と抗力の関係を示す概略図、第3図(b)は代表的二元
次翼の抑え角αと揚力係数CDと抗力係数CLとの相関
図、第4図は本発明の一実施例の超電導磁気浮上列車の
速度に対する揚力りと全抗力Dt との関係を示すグラ
フ、第5図は本発明の実施例による、浮上翼の角度及び
面積変更機構を示す一部断面図、第6図は他の実施例に
よる。浮上翼の角度及び面積変更機構を示す一部断面図
、第7図は本発明の一実施例の超電導コイル形状を示す
平面図である。 1.100・・・浮上翼、2・・・車体、3・・・台枠
、4・・・超電導コイル、5・・・空気バネ、6・・・
車輪、7・・・ブレーキシュー 8・・・補助案内車輪
、9・・・浮上用地上コイル、10・・・推進案内用地
上コイル、12・・・軌道、13・・・センサ、112
・・・固定支柱、113・・・可動支柱、114,11
4’・・・モータ、115・・ピニオン、116・・・
ラック、117・・・ギヤ、118・・・補助翼、12
0・・・計算機、121・・・センサ、110′・・・
部分翼。 第 3 図(a) 第 図(b) 迎え角α(’) 第 図 第 5 図 第 図 118 補助翼、120 計算機。 第 図 a<b
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数の軌道コイルを有する軌道と、該軌道上を移動
するように設置された車両とを有し、該車両は車体と、
該車体上に該軌道に対し該車両の推進力を発生する少な
くとも1つの超電導コイルと、該車体上に少なくとも1
つの浮上翼を含むことを特徴とする軌道式車両システム
。 2、請求項1記載の車両システムにおいて、該軌道コイ
ルは第1の平面を構成し、全ての第1平面は実質的に垂
直であることを特徴とする車両システム。 3、請求項1記載の車両システムにおいて、該車両は該
軌道に対して浮上するように配置され、該浮上翼は該車
両を浮上させるための引き上げ力を実質的に全て発生す
るように配置されていることを特徴とする車両システム
。 4、請求項1記載の車両システムにおいて、該車両は該
軌道上を予め定められた方向に移動するように配置され
、該超電導コイルと該軌道は該所定方向にのみ力を発生
するように配置されていることを特徴とする車両システ
ム。 5、請求項1記載の車両システムにおいて、該システム
は該軌道に対する車両の運動方向を変化又は逆転する手
段を有することを特徴とする車両システム。 6、請求項1記載の車両システムにおいて、該システム
は該軌道に対する車両の運動方向を変化又は逆転するた
めに該浮上翼の方向を変化させる手段を有することを特
徴とする車両システム。 7、請求項1記載の車両システムにおいて、該浮上翼は
該車体に対して傾斜角を有し、該車両は該傾斜角を変化
させる手段を有することを特徴とする車両システム。 8、請求項1記載の車両システムにおいて、該車両は更
に該軌道に対する該車体の間隙を検出する1つ以上のセ
ンサ及び該間隙に依存して該傾斜角を変化させる手段を
制御する手段を有することを特徴とする車両システム。 9、請求項1記載の車両システムにおいて、該車両は該
軌道に対して上面と下面を有し、該浮上翼は該上面に設
置されていることを特徴とする車両システム。 10、軌道と、該軌道上を移動するように設置された車
体と、該軌道に対して車体の推進力を発生するための少
なくとも1つの超電導コイルと、該車体に取り付けられ
た少なくとも1つの浮上翼を有することを特徴とする車
両。 11、請求項10記載の車両において、該浮上翼は該車
体に対して或る傾斜角を有し、該車両は該傾斜角を変化
する手段を有することを特徴とする車両。 12、請求項10記載の車両において、該車両は更に該
浮上翼の面積を変える手段を有することを特徴とする車
両。 13、請求項10記載の車両において、該車両は更に該
軌道に対して上面と下面を有し該浮上翼は該上面に位置
することを特徴とする車両。 14、請求項10記載の車両において、該車両は更に該
浮上翼を実質的に垂直軸の回りに回転させて該浮上翼の
作用方向を変化させることを特徴とする車両。 15、請求項10記載の車両において、該超電導車両コ
イルはループ形状を有し、そのループの一部は水平方向
に伸び、他の部分は縦方向に延び、更に該縦方向に伸び
た部分の長さは水平方向に伸びた部分の長さよりも大で
あることを特徴とする車両。 16、請求項11記載の車両において、該車両は更に該
軌道に対する該車体の間隙を検出するためのセンサを備
えることを特徴とする車両。 17、請求項11記載の車両において、該傾斜角を変化
する手段は該浮上翼の実質的に全体を動かすように設置
されていることを特徴とする車両。 18、請求項11記載の車両において、該傾斜角を変化
する手段は該浮上翼の一部を動かすように設置されてい
ることを特徴とする車両。 19、軌道と、該軌道上を移動するように設置された車
体と、該軌道に対して車体の推進力を発生するための少
なくとも1つの超電導コイルと、該車体に取り付けられ
た複数個の浮上翼を有することを特徴とする車両。 20、請求項19記載の車両において、該車体は或る長
さを有し、該浮上翼は該車体に沿つて間隔をおいて設置
されていることを特徴とする車両。 21、請求項19記載の車両において、該車両は該軌道
に対する運動方向を変化又は逆転する手段を有すること
を特徴とする車両。 22、請求項19記載の車両において、該車両は該軌道
に対する運動方向を変化又は逆転するために該浮上翼の
方向を変化させる手段を有することを特徴とする車両。 23、請求項19記載の車両において、該浮上翼のそれ
ぞれが該車体に対し或る角度を有し、該車両は更に各浮
上翼の傾斜角を変える手段と、該車体上に設けられ、該
浮上翼に対応して該軌道に対する該車体の間隙を検出す
るように設置された複数のセンサと、該センサによつて
検出された間隙に基づいて該浮上翼のそれぞれの傾斜角
を変化させる手段を制御する手段を有することを特徴と
する車両。 24、軌道と、該軌道上を移動するように設置された車
体を備え、該超電導コイルは水平方向に伸びた部分と縦
方向に伸びた部分とを有するループを有し、縦方向に伸
びた部分の長さは水平方向に伸びた部分よりも大である
ことを特徴とする車両。 25、請求項24記載の車両において、該車両は車体上
に少なくとも1つの浮上翼を有することを特徴とする車
両。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23706489 | 1989-09-14 | ||
JP1-237064 | 1989-09-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03178504A true JPH03178504A (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=17009886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24239890A Pending JPH03178504A (ja) | 1989-09-14 | 1990-09-14 | 超電導磁気推進列車及びそのための車両 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0417932B1 (ja) |
JP (1) | JPH03178504A (ja) |
DE (1) | DE69015935T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109067255A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-12-21 | 北京原力辰超导技术有限公司 | 一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010048819A1 (de) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Roland Lipp | Hochgeschwindigkeits-Fernverkehrssystem zum Transport von Personen und/oder Lasten |
CN106379328B (zh) * | 2016-09-30 | 2019-02-05 | 张潇 | 可编组无人驾驶有轨分体式电动飘浮的士 |
RU2677216C1 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" ФГБОУ ВО ПГУПС | Система электродинамического подвеса |
CN108944974B (zh) * | 2018-07-27 | 2020-08-14 | 同济大学 | 一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置 |
CN109249810B (zh) * | 2018-08-30 | 2020-04-07 | 中车大连机车车辆有限公司 | 车辆支撑系统及车辆 |
CN110341491A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-10-18 | 重庆佳迪达超导技术研究院有限公司 | 悬浮间距自稳定调节的磁悬浮系统及磁悬浮轨道运动装置 |
CN113517772B (zh) * | 2020-04-10 | 2023-01-17 | 中国航天科工飞航技术研究院(中国航天海鹰机电技术研究院) | 悬浮推进导向一体化模组及磁悬浮轨道系统 |
CN113517773A (zh) * | 2020-04-10 | 2021-10-19 | 中国航天科工飞航技术研究院(中国航天海鹰机电技术研究院) | 集成化悬浮推进模组 |
CN111791847A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-10-20 | 周先浚 | 一种磁悬浮列车的主动控制翼面装置及系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3675582A (en) * | 1970-08-05 | 1972-07-11 | Teledyne Ryan Aeronautical Co | Mass transportation system |
US3721198A (en) * | 1971-04-05 | 1973-03-20 | L Applegate | Lift control for rail car |
US4703697A (en) * | 1984-04-19 | 1987-11-03 | Bell George S | Transportation system |
-
1990
- 1990-08-29 EP EP19900309429 patent/EP0417932B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-29 DE DE1990615935 patent/DE69015935T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-14 JP JP24239890A patent/JPH03178504A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109067255A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-12-21 | 北京原力辰超导技术有限公司 | 一种超导磁悬浮直线异步电机驱动装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0417932A1 (en) | 1991-03-20 |
EP0417932B1 (en) | 1995-01-11 |
DE69015935T2 (de) | 1995-05-18 |
DE69015935D1 (de) | 1995-02-23 |
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