JPH0438102A - 磁気浮上式車両の軌道構造 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、低速で車輪走行してプラットホームに入線及
び始動する車両を、プラットホームと反対側に設置した
リニア同期モータの推進コイルを駆動させる磁気浮上式
車両の軌道構造に関する。

（従来の技術） 超電導磁気浮上式鉄道の走行軌跡では走行軌道であるガ
イドウェイの両側面にリニア同期モータの推進コイルと
浮上コイルが車載超電導磁石と対向するように連続的に
配置されている。３相配置配置された推進コイルは３相
電源から電力か供給され、車載の超電導磁石を界磁する
いわゆる地上−次式のリニア同期モータによって車両を
駆動する。

車両を走行させる推力はリニア同期モータの推進コイル
の起磁力と車載超電導磁石の起磁力の積に比例する。軌
道の両側に配置された浮上コイルや推進コイルなどの地
上コイルの間を車両か高速で通過するためには、地上コ
イルと車上の超電導磁石間の距離を大きくとる必要があ
る。このため、所定の推力を発生させるためには推進コ
イルと車載超電導磁石の起磁力の積を大きくする必要が
ある。

車載超電導磁石の起磁力を可能な限り大きくすることは
、浮上コイル・推進コイルなどの地上側構成要素や励磁
電源設備を小型化するのに極めて有効である。

しかし、車載超電導磁石の発生する磁界が大きくなり、
客室内への漏れ磁束が大きくなるという悪影響をひき起
こす。客室内への漏れ磁束は極力小さくすることが望ま
しいので、車載超電導磁石の起磁力を大きくすることに
は限界がある。

従って、地上側の推進コイルの起磁力としては、所定の
推力を発生し得るだけの大きさが必要となる。

（発明か解決しようとする課題） このように、客室内の漏れ磁束を低減するために超電導
磁石の起磁力を小さくすると、所要の推力を得るために
は地上フィル側の超磁力を大きくしなければならない。

ところが、地上コイルの起磁力を大きくすると、軌道周
囲への漏れ磁束が大きくなる。高速走行の軌道区間では
人間が近付くことは考えにくいので人間に対する漏れ磁
束の影響は特に考慮する必要はないと考えられるが、車
両に乗り降りする駅では乗客のいるプラットホーム上に
磁束が漏れるという問題が起きる。

この問題について第４図及び第５図を用いて説明する。

第４図は車両の走行軌道路の一部を長手方向に対して直
角方向に沿って切断した断面図であり、第５図は車両の
速度と浮上力の関係を示す線図である。

第４図に示されるように、プラットホーム１に対向して
ガイドウェイ３が設けられている。これらのプラットホ
ーム１とガイドウェイ３との間には凹部５（走行路）が
形成されており、車両７の走行路となっている。

車両７の幅方向（第５図紙面左右方向）の下部両側壁に
は車載超電導磁石９ａ、９ｂが取り付けられている。ま
た車両の下部には補助車輪１１８１１１ｂが取り付けら
れており、停車時の低速走行時に用いられる。また両側
壁の中間には四部５の側壁と若干の隙間て補助車輪１３
ａ、］、　３　ｂが取り付けられている。

凹部５のプラットホームｌの側壁５ａには車載超電導磁
石９ａに対向して浮上用地上コイル１５ａ、１５ｂが埋
設されている。またガイドウェイの側壁１４ａにも浮上
用地上コイル１５ｃ、１５ｄが埋設されている。これら
の上下の浮上用地上コイル１５ａ、１５ｂ１及び上下の
浮上用地上コイル１５ｃ、１５ｄはそれぞれ逆極性に接
続されており、車載超電導磁石９ａ及び車載超電導磁石
９ｂの中心高さがこれらの上下のコイル中心高さと一致
する状態で車両が走行すると、上下各コイルに誘起され
る電圧が等しくなり電流は流れない（ヌルフラックス）
が、車載超電導磁石の中心高さが下方にずれた状態で車
両が走行すると、下方のコイルに誘起される電圧が上方
の電圧よりも大きくなり両コイルに電流が流れるこの電
流により車載超電導磁石と下方のコイル間は反発力が、
車載超電導磁石と上方のコイル間には吸引力が発生し、
車載超電導磁石は浮上力を受けて車両が浮上する。

車載超電導磁石が浮上コイルがら受ける浮上刃は、相対
位置によっても変わるが車両の走行速度に対して概ね第
５図に示されるような関係となる。

この第５図から明らかなように、ある速度以上では車両
を浮上させるのに十分な浮上力が得られるが、低速時に
は浮上刃が不足するため補助車輪などて車両を支持する
必要があることがわかる。

また、凹部５のプラットボーム１の側壁には２層の推進
コイル１７ａ、１７ｂが埋設されている。

またガイドウェイ３側にも２層の推進コイル１７Ｃ％　
１７ｄが埋設されている。推進コイル１７ａと推進コイ
ル１７ｂ１推進コイル１７ｃと推進コイル１７ｄはそれ
ぞれピッチを半分ずらして互いに配置することによって
超電導磁石が推進コイルから受ける電磁力の高調波成分
を低く抑える効果がある。

推進コイル１７ａ〜１７ｄは第３図に示されるような配
列でそれぞれ配置されており、３相電源によって励磁さ
れると移動磁界を発生し、車載超電導磁石をこれに同期
させて駆動する。車両が駅部構内に進入し制動する場合
、あるいは駅に停車し乗客の乗降が終了して始動する場
合には、これらの推進コイルには大きな電流が流れるこ
とになる。

従って、第４図に示されるようにプラットホーム１の下
部に推進コイル１７ａ〜１７ｄが存在する場合には、推
進コイル１７ａ〜１７ｄの上方空間に磁束が漏れること
になり、見送り客や駅務質などプラットホーム１にいる
人の体へ悪影響を及はすおよほす恐れがある。

プラットホーム１上には磁気シールド１９が配置されて
いる。この磁気シールド１９は推進コイル１７ａ、１７
ｂより発生する漏れ磁束がボームまで及ばないようにす
ると共に漏れ磁束をプラットホーム上の乗客等から遮断
するための防護壁であり、自動ドアとなっている。

このような構成の浮上式車両の軌道構造では、各車両の
連結部に超電導磁石を集中配置した台車方式を採用する
ことが想定されているので、車両の磁気シールドは部分
的でよいが、リニア同期モータの推進コイル１７ａ〜１
７ｂａは一編成分以上に渡って磁束が漏れてしまうので
、プラットホーム１の全長に渡って磁気シールドが必要
である。

また、列車の入線および始発時にリニア同期モータの推
進コイル１７ａ〜１７ｄに電流が流れている間は磁束が
発生しているので、プラットホーム１にいる乗客は車両
からある程度層れて待機する必要がある。車両が停止し
、リニア同期モータノ推進コイル１７ａ〜１７ｄの電流
が切れた後に乗客か車両に近づき乗り込むことになり、
乗客の乗降時間が長くなり表定速度の低下を招くことに
なる。

そこで、プラットホーム１上の乗客に直接影響するプラ
ットホーム側のリニア推進コイル１７ａ、１７ｂを取り
除いて、反対側の推進コイル１７ｃ１１７ｄだけで車両
を走行させることにより、プラットホーム１に立ってい
る乗客に与える磁束の影響を低減することが出来る。

しかしながら、推進コイルが片側しかない場合には、車
上超電導磁石には推力、制動力のほかに吸引力・反発力
が働き、車両が左右に振動することになる。

本発明は上記事実を考慮し、プラットホーム側の推進コ
イルを除去しても車両が振動することがなく、滑らかに
停止・始動することが出来る磁気浮上式車両の軌道構造
を提供することが目的である。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため請求項　（１）記載の発明では
、車両走行用軌道の途中に配置されて車両が停止される
駅部軌道のプラットホームと反対側にのみ車載の超電導
磁石と対向するように前記推進コイルを配置すると共に
前記推進コイルに対し軌道の外側に対向して強磁性体を
配置したことを特徴としている。

また、請求項（２）記載の発明では、強磁性体は鉄製の
板であることを特徴としている。

さらに、請求項（３）記載の発明では、強磁性体は、鉄
製の枠体で形成したことを特徴としている。

（作用） プラットホームと反対側の推進コイルを車載超電導磁石
と同期させて３相励磁すると、プラットホームと反対側
の推進コイルとこれに対向した車載超電導磁石の間では
、平均値が０で吸引・反発方向に脈動する電磁力が生じ
る。推進コイルが車載超電導磁石の両側にあれば、プラ
ットホーム側の車載超電導磁石と推進コイル間にも同様
の電磁力が加わるので車両全体としては打ち消し合うが
、片側の推進コイルのみ設置した場合には車両は左右の
振動する。

このため、本発明では、プラットホームの反対側の推進
コイルの外側に適当な厚さの強磁性体を設置し、車載超
電導磁石との間で推進コイル・車載超電導磁石間の反発
力に相当する吸引力を発生させることで車両が左右に振
動するのを防ぐことが出来る。

また、車両側面に取り付けられた補助案内輪によって、
推進コイルと車載超電導磁石間の吸引力に対して車両を
安全に支持することが出来る。

上記強磁性体を例えば鉄製の板で形成したり、鉄製の枠
体で形成しても良い。このように鉄製の板や枠体で強磁
性体とすることにより、推進コイルを配置した場合に比
較してコストが削減する。

（実施例） 次に本発明に係る浮上式車両の軌道構造の実施例につい
て第１図及び第２図を用いて説明する。

第１図は駅部区間軌道の一部を車両進行方向に対して直
角方向に沿って切断した断面図である。なお第４図に示
される従来の駅部区間軌道と同構成部分については図面
に同符号を付して説明を省略する。

第１実施例 第１図に示されるように、本実施例の駅部区間軌道は全
ての列車が停車する駅の場合を示しており、車両は浮上
走行をしないため浮上コイルを設置しない構成となって
いる。

第１図に示されるように、車載超電導磁石９ａに対向す
るプラットホーム１の側壁には、従来浮上用コイル及び
推進コイルが配置されていたが本実施例例ではこれらの
コイルは配置されていない。

またガイドウェイ２３側には、車載超電導磁石９ｂに対
向して推進コイル１７ｃが埋設されており、その裏面側
に推進コイル１７ｄが配置され埋設されている。さらに
この推進コイル１７ｄの裏面側には、鉄製の板（鉄板）
２１が埋設されている。

次に上記のように構成された磁気浮上式車両の軌道構造
の作用について説明する。

ガイドウェイ２３側の推進コイル１７ｃ、１７ｄを車載
超電導磁石９ａ、９ｂと同期して３相励磁すると、推進
コイル１７ｃ、１７ｄとこれに対向した車載超電導磁石
９ａ、９ｂとの間では、平均値が０て吸引・反発方向に
脈動する電磁力が生じる。片側に推進コイル１７ｃ、１
７ｄを設置した場合には、車両の左右方向に脈動しよう
とするが本実施例では鉄製の板（鉄板）２１が埋設され
ているので、車載超電導磁石９ａ１９ｂとの間て推進コ
イル１７ｃ、１７ｄ・車載超電導磁石９ａ、９ｂとの間
の反発力に相当する吸引力が発生する。

これにより、車両７が左右に振動するのを防止すること
が出来る。

また車両７の両側面に設けた補助案内輪１３ａ、１３ｂ
によって、推進コイルと車載超電導磁石の間の吸引力に
対して車両を安定に支持することが出来る。

従って、第１図に示されるように、乗降客がいるプラッ
トホーム１への漏れ磁束を低減しても、車両の左右の振
動を伴うことがなく、滑らかに停止・始動することが出
来る。

また、鉄板２１の代わりに、鉄製の枠体を配置して良い
。この場合には、鉄板２１に比較してコストを削減する
ことが出来る。

さらに、推進コイル及び浮上用コイルが、プラットホー
ム１の下部の存在していないので、漏れ磁束がなく、こ
れによって自動ドア２５は遮蔽機能を持たせる必要がな
く、単に扉で良い。

第２実施例 次に第２図を用いて第２実施例について説明する。この
第２実施例は、第１実施例の構成に浮上用地上コイル１
５ａ、１５ｂをプラットホーム１側に浮上用地上コイル
１５ｃ、１５ｄをガイドウェイに設けた例である。

本実施例では、車両か駅部区間軌道を通過する際には、
惰性走行することを想定しているが、図示していないが
左右の軌道両側壁に取り付けられた浮上コイルをヌルフ
ラックス接続して、浮上コイルに案内機能を持たせた場
合には片側だけに推進コイルを設置した区間で車両を加
減速することも可能である。

本実施例によっても、乗降客がいるプラットホーム１へ
の漏れ磁束を低減しても、車両の左右の振動を伴うこと
がなく、滑らかに停止・始動することが出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る磁気浮上式車両の軌道
構造では、駅部軌道のプラットホームと反対側にのみ車
載の超電導磁石と対向するように前記推進コイルを配置
すると共に前記推進コイルに対して軌道の外側に対向す
るように強磁性体を配置したので、車両側の推進コイル
のみでも車両が振動することがなく、滑らかに停止・始
動することが出来るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気浮上式車両の軌道構造の第１
実施例を示し車両の走行方向に対して直角方向に沿って
切断した断面図、第２図は第２実施例を示す断面図、第
３図は推進コイルの配置状態を示す説明図、第４図は車
両の走行方向に対して直角方向に沿って切断した駅部区
間軌道を示す断面図、第５図は車両の走行速度と浮上刃
との関係を示す線図である。 １・・・プラットホーム ３・・・ガイドウェイ ７・・・車両 ９ａ、９ｂ・・・車載超電導磁石 １１ａ、ｌｌｂ、１３ａ、１３　ｂ　・・・補助車輪１
５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ ・・浮上用地上コイル １７　ａ　、　１７　ｂ　、　１７　ｃ　、　１７　ｄ
　＝−推進コイル２１・・・鉄板 ２３・・・ガイドウェイ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の幅方向の両側部にこの車両の進行方向に沿
   って超電導磁石を配置し、この超電導磁石と対向するよ
   うに車両の走行用軌道にリニア同期モータの推進コイル
   を配置して、車両を走行させる磁気浮上式車両の軌道構
   造において、 前記車両走行用軌道の途中に配置されて車両が停止され
   る駅部区間軌道のプラットホームと反対側に車載の超電
   導磁石と対向するように前記推進コイルを配置すると共
   に前記推進コイルに対し前記軌道の外側に対向するよう
   に強磁性体を配置したことを特徴とする磁気浮上式車両
   の軌道構造。
2. （２）前記強磁性体は鉄製の板であることを特徴とする
   請求項（１）記載の磁気浮上式車両の軌道構造。
3. （３）前記強磁性体は、鉄製の枠体で形成したことを特
   徴とする磁気浮上式車両の軌道構造。