JPH0496204A - 超電導磁気浮上車の地上コイル - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は超電導磁気浮上車の地上コイルに関する。

（従来の技術） 現在超電導現象を利用した浮上式鉄道、すなわち超電導
磁気浮上車の開発が進められており、その実用化に向け
て研究、実験が行われている。

この浮上式鉄道は車両に超電導コイルを搭載し、軌道壁
面に地上コイルが敷設され、超電導コイルと地上コイル
との間に生じる電磁的吸引力９反発力を利用して車両を
浮上・走行させるものである。

このような浮上式鉄道の概略構成を図面を用いて説明す
る。

第６図は、超電導磁気浮上車の軌道と試験車の断面で、
１は車体、２　ａ　ｓ　２　ｂは車体１を空気バネ３ａ
、３ｂを介して支持する台車台枠４の両側面部に取り付
けられた超電導コイルを示す。これに対向した位置に設
けられた地上側コイルは推進コイルと側壁浮上案内コイ
ルに大別され、これらを総称して地上コイルと呼んでい
る。これら地上コイルは、コンクリート製のコイル取り
付は軌道５ａ、５ｂの対向面に第１層推進コイル６ａ。

６ｂと第２層推進コイル７ａ、７ｂが、またさらにそれ
らの車両側に側壁浮上案内コイル８ａ。

８ｂがそれぞれ車両１の進行方向に沿って連続して配置
されている。推進コイル６ａ、６ｂ、７ａ。

７ｂにより推進力が、側壁浮上案内コイル８ａ。

８ｂにより浮上案内が与えられ、車両１が台車台枠４と
一体となり浮上推進走行するようになっている。また、
低速走行時は案内力及び浮上刃とも十分に発生しないこ
とから台車台枠４側面に設けられた案内車輪９ａ、９ｂ
と下面に設けられた走行車輪１０ａ、１０ｂがそれぞれ
、コイル取付は軌道５ａ、５ｂ及び走行車輪軌道１１ａ
、　ｌｌｂを走行する。

第７図はコイル取り付は軌道５に第１層推進コイル６と
第２層推進コイル７及び側壁浮上案内コイル８が取付け
られた状態を示す図である。但し、内部に取付けられる
第１層推進コイル６と第２層推進コイル７が見えるよう
に一部の側壁浮上案内コイル８の表示を省略している。

これら推進コイル６．７及び側壁浮上案内コイル８はコ
イル取り付は軌道５の所定の位置に突出して設置された
取り付はボルトに固定される。

第８図は第１層推進コイル６を示したものである。なお
、第２層推進コイル７も第１層推進コイル６と同じ構造
となっているので第１層推進コイル６を例にとりその構
造を説明する。第１層推進コイル６はレーストラック形
状しており、その直線部に取り付は部１２ａ−１２ｄを
有し、この取り付は部１２ａ〜１２ｄには取り付は穴１
３ａ−１３ｄがあり、コイル取り付は軌道５の所定の位
置に突出して設置された推進コイル取り付はボルト（図
示せず）を挿入するようになっている。第２層推進コイ
ル７にも同様の取り付は穴があり、その取り付は穴にも
前記推進コイル取り付はボルトを通し、ナツトで締める
事で、第１層推進コイル６と第２層推進コイル７を取り
付は軌道５に固定する。但し、第１層推進コイル６と第
２層推進コイル７は半ピツチずらして取り付けられる。

第９図は第１層推進コイル６の断面を示したもので、推
進コイル導体１４の周囲を絶縁材料１５で覆い、外部と
の電気的絶縁性能を有する構造となっている。

第１Ｏ図は側壁浮上案内コイル８を示したものである。

側壁浮上案内コイル８は矩形をしており、その四隅に取
り付は穴１ｅａ−１ｅｄを有し、コイル取り付は軌道５
の所定の位置に突出して設置された側壁浮上案内コイル
取り付はボルト（図示せず）を取り付は穴１６ａ−１６
ｄに通し、ナツトで締めることで、側壁浮上案内コイル
８はコイル取り付は軌道５に固定される。また、側壁浮
上案内コイル８の内部には８の字形の側壁浮上案内コイ
ル導体１７が配置されている。

第１１図は側壁浮上案内コイル８のコイル導体の断面を
示したもので、側壁浮上案内コイル導体１７の周囲を絶
縁材料１８で覆い、外部との電気的絶縁性能を有する構
造となっている。

これら第１層推進コイル６、第２層推進コイル７および
側壁浮上案内コイ刀し８は別々に成型あるいは注型によ
り製作され、前述したようにコイル取り付は軌道５にボ
ルトで固定される。

（発明が解決しようとする課題） このように推進コイルと側壁浮上案内コイルを別々に成
型あるいは注型で製作するには、それぞれに対して別個
の金型が必要となり、金型の製作に多大な費用を要する
ばかりか、コイルの製作にも多大な時間が必要となり、
地上コイルのコスト増加の要因となっていた。また、使
用中、超電導コイルの電磁作用により相対的に大きな推
進力および浮上案内力の反力を受けるため強度および剛
性上十分な配慮が必要となる。

また、これらの地上コイルを、数百キロメートルにも及
ぶ軌道全線の両側壁面に、取付は寸法の調整を行いなが
らボルトで取付けるには、美大な時間と費用を要し、こ
れらボルト取り付けに代わる新しい方法が望まれている
。

さらに、取り付はボルトに使用する材料としては、強度
上から金属が使用されるが、列車走行時に車両に取り付
けられた超電導コイル２ａ２ｂからの強力な磁場により
取り付はボルトに電流が誘起され、その電流が作る磁場
と超電導コイル２ａ　　２ｂの磁場により吸引力か発生
し、磁気ドラッグと呼ばれる走行抵抗を発生する。この
為、この磁気ドラッグの低減や材料の節約の観点から取
り付はボルトの本数をできるだけ少なくする事が望まれ
ている。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたちので、所定の
強度、剛性、電気絶縁性能を有し、製作および据付けの
容易な地上コイルを提供することを目的とする。

［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、地上コイルを硬化性絶縁材に
より一体構造にしたもので、本発明の超電導磁気浮上車
の地上コイルは、超電導磁気浮上車が走行する軌道の両
側壁内側に走行方向に沿って連続的に設けられ、前記超
電導磁気浮上車に設けられた超電導コイルと電磁的に作
用して推進力および浮上案内力を与える地上コイルにお
いて、この地上コイルを複数層のコイルで構成し硬化性
絶縁材により一体構造としたものである。また、前記両
側壁内側に凹部を形成し、この凹部に前記複数層のコイ
ルを設置した後前記硬化性絶縁材を充填して前記側壁と
前記複数層のコイルを一体構造としたものである。また
、前記凹部を前記側壁の内面側開口から壁厚方向に向か
って広がった形状としたものである。また、前記複数層
の少なくとも１つのコイル表面にシールド層を設けたも
のである。

（作用） 地上コイルは、推進コイル、浮上案内コイルよりなり、
これらは複数の層として配置される。

そこでこれらの各層を硬化性絶縁材で一体構造とするこ
とにより、所定の絶縁性１強度、剛性が得られ、一体構
造となっているため軌道の側壁への取り付けも容易にな
る。また、軌道の側壁の内面側に凹部を形成してこの中
に複数層からなるコイル導体を配置して硬化性絶縁材で
一体構造とすることにより地上コイルの側壁への取り付
けという作業がなくなり、強度剛性もさらに大きくなる
。

この凹部の形状を入口より奥に行くに従い大きくするこ
とにより、側壁から地上コイルが離脱することがなくな
る。また、複数層の少なくとも１つのコイル表面にシー
ルド層を設けることにより絶縁性能が向上し、地上コイ
ルは、全体を薄くすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の地上コイルの第１実施例の横断面図であり
、第２図は第１図のｘ−ｘ矢視断面図である。地上コイ
ルは第１推進コイル６、第２層推進コイル７および側壁
浮上案内コイル８が３層に積層され、側壁浮上案内コイ
ル８は２つのコイルが上下方向に重なって一層をなして
いる。

そしてこれらの各層をエポキシ樹脂などの硬化性絶縁材
により一体成形し、地上コイル１９を形成する。電気的
特性上から第１．第２推進コイル６７の２層を互いに適
当な距離だけ走行方向にずらして重ね、更にその上に側
壁浮上案内コイル８−層を配置している。

ここで、各層のコイル間には層間電圧がかかり、絶縁上
所定の間隔が必要となる。この時、構造上なるべくコン
パクトにする為に、各コイルを平網線などで包み込むよ
うにしてシールド層２０を設ける。更にこの様なシール
ド層２０の設置だけでなく、コイルそのものをマイカテ
ープ等で巻き付けることにより耐コロナ特性が改善され
、地上コイル１９の絶縁層の一層の薄肉化を図ることが
可能となる。又一体化された地上コイル１９の外表面は
、接地層を設けるためアルミニウム溶射などのメタリコ
ン処理をして導電塗料膜２１を形成する。このようにし
て一体に形成された地上コイル１９は、地上コイル取り
付は軌道５に複数徊の固定ボルト２２で強固に取り付け
られる。すなわち、非磁性材料あるいは経時によるカレ
の少ない、つまり耐久性に優れた耐熱絶縁材料から構成
された円筒体２３を地上コイル１９の絶縁材料部分に貫
通させ、この円筒体２３にワッシャ２４、皿ばね２５を
はめた固定ボルト２２を挿入し、地上コイル取り付は軌
道５に設けたねじ座２６にねじこみ、一体成形された地
上コイル１９を地上コイル取り付は軌道５に固定する。

なお、２７は地上コイル１９の位置を調整する調整板で
ある。

このように構成された地上コイル１９では、第１及び第
２推進コイル６．７及び側壁浮上案内コイル８を個々に
製作することなく、エポキシ樹脂材料を用いて一体に形
成するので、コンパクトな構造となり、製作工数が低減
し、地上コイル１９自体の剛性も強化され、地上コイル
１９に発生する電磁力の作用に対しても強度上安全性を
増す。更に地上コイル取り付は軌道５に固定する場合に
も、従来の固定ボルトによる固定方法に比べ、固定ボル
トの配置などの選択が容易になり、それに伴って地上コ
イル取付軌道５の形状も簡単になる。従って、地上コイ
ル１９を地上コイル取付５に精度良く、しかも作業性が
良く、強度十分な裕度を持って布設することが可能とな
る。またモールド成形材料がカレるようなこと（つまり
耐久性が劣化すること）があっても機械的に強固な円筒
体２３により常時所定の荷重が地上コイル取付軌道５の
壁面に伝達されるので、固定ボルト２２の締付力を減少
させたり、カレによる地上コイル１９の緩みを生しさせ
ることが無い。

次に本発明の第２実施例を第３図を用いて説明する。第
１実施例は地上コイル取付軌道５への地上コイル１９の
取付けは第１図に示すように固定ボルト２２により行う
方法を例として述べたが、本実施例では第３図に示すよ
うに地上コイル１９の地上コイル取付は軌道面にブッシ
ング２８を設け、このブッシング２８を地上コイル取付
は軌道５に取付ボルト２９等で固定する。この様にする
と、各々のコイルと接続される給電線（図示せず）をこ
のブッシング２８中に通して外部に簡単に取り出せる等
の利点があり、作業性の向上が更に図られる。

次に、本発明の第３実施例を第４図、第５図を用いて説
明する。

第４図は地上コイル取り付は軌道５に本実施例を実施し
た断面図を表す。地上コイル取り付は軌道５に開口の大
きさが壁厚中心に向かうにつれてテーバして大きくなる
凹部３０を設ける。凹部３０の側面にはスペーサ３１ａ
を設定し、図の右方に向かい第１層推進コイル６、スペ
ーサ３１ｂ、第２層推進コイル７、スペーサ３１Ｃ１側
壁浮上案内コイル８を順次設定する。この時、側壁浮上
案内コイル８の右側表面はコイル取り付は軌道５の開口
面より適当な寸法だけ左側となるよう（引っこめて）各
部の寸法を決めておく。またスペーサ３１ａ〜３１ｃの
寸法は、各コイルか所定の絶縁距離を保つように決める
。

このように、スペーサ３１ａ〜３１Ｃ％第１層推進コイ
ル６、第２層推進コイル７及び側壁浮上案内コイル８を
設置した後地上コイル取付は軌道５の開口部より、エポ
キシ系樹脂などの液状の硬化性絶縁材料３２を開口面ま
で注入し硬化させる。なお上記作業は第４図に示す地上
コイル取付は軌道５を反時計回りに９０度回し、凹部３
Ｄの開口を上面にして行う。第５図は、硬化性絶縁材料
３２が硬化した後の状態を示したものである。第１層推
進コイル６、第２層推進コイル７、及び側壁浮上案内コ
イル８は硬化した硬化性絶縁材料３２で地上コイル取付
は軌道５に強固に固定されており、これを超電導磁気浮
上車の軌道として用いる。第５図において、第１層推進
コイル６、第２層推進コイル７、及び側壁浮上案内コイ
ル８の周囲には硬化性絶縁材料３２が充填され、所定の
電気的絶縁距離を保って固定されている。また、地上コ
イル取付け軌道５の車両側の面と側壁浮上案内コイル８
の間にも硬化性絶縁材料３２が所定の厚さ充填されてい
る。

これにより、地上コイルは所定の電気的絶縁性能を有す
る。車両の走行時に第１層推進コイル６、第２層推進コ
イル７、及び側壁浮上案内コイル８には電磁気的外力が
作用するが、それらの周囲の硬化性絶縁材料３２で強固
に固定されている為、電磁気的外力による変形や移動は
ない。また、地上フィル取付は軌道５の凹部３０には側
壁中心に向かって凹部容積が拡大するようにテーバがつ
けられており、硬化性絶縁材料３２が車両側に前記電磁
気的外力によって飛び出すのを防止するようにしている
。

このように、第４図、第５図に示す第３実施例の地上コ
イルは、第７図に示した従来の地上コイルを地上コイル
取付は軌道５に取り付けた状態と等価な性能を有し、超
電導磁気浮上車の軌道として用いることができる。この
ように第３実施例によれば、安価で簡単な方法により、
所定の電気的絶縁性能を有しながら、従来コイルの製作
に必要であった金型が不要となるばかりか、地上コイル
を軌道に取付ける必要がない為、取付けに要していた多
大の時間や取付はボルトが節約でき、超電導磁気浮上車
システム全体のコストを減じる事ができる。

また、取付はボルトが不要となる為、従来発生していた
磁気ドラッグによる走行抵抗がなくなり、また、軌道面
の凹凸もなくなるため、車両走行の空気抵抗も減しるな
どの効果も得ることができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は地上コイルを
複数層のコイルで構成し、硬化性絶縁材により一体構成
とすること、また軌道の側壁と地上コイルを硬化性絶縁
材により一体構成することにより、所定の機能上の要求
を満たすとともに製作、据付を容易にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の横断面図、第２図は第１
図のＸ−Ｘ矢視断面図、第３図は第２実施例の側面図、
第４図は第３実施例の横断面図、第５図は第３実施例の
斜視図、第６図は超電導浮上車の車両と軌道の一般的構
造を示す概略断面図、第７図は超電導磁気浮上車の軌道
の構造を示す斜視図、第８図は従来の超電導磁気浮上車
の推進コイルを示した正面図、第９図は第８図の推進コ
イルの断面を示した図、第１０図は従来の超電導磁気浮
上車の側壁浮上案内コイルを示した正面図、第１１図は
第１０図の側壁浮上案内コイルの断面を示した図である
。 １・・・車体、　　２ａ　２ｂ・・・超電導コイル、３
ａ、３ｂ・・・空気バネ、４・・・台車台枠、５ａ、５
ｂ・・・地上コイル取り付は軌道、６ａ、６ｂ・・・第
１推進コイル、 ７ａ、７ｂ・・第２推進コイル、 ８ａ、８ｂ・・・側壁浮上案内コイル、９ａ、９ｂ・・
案内車輪、　　１９・・・地上コイル、２０・・・シー
ルド層、　　２１・・・導電塗料膜、２２・・固定ボル
ト、　　２３・・円筒体、２８・・・ブッシング、　　
２９・・・取付はボルト、３０・・−凹部、　　３１ａ
〜３１ｃ・・・スペーサ、３２・・硬化性絶縁材料。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図 第 図 １ム 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導磁気浮上車が走行する軌道の両側壁内側に
   走行方向に沿って連続的に設けられ、前記超電導磁気浮
   上車に設けられた超電導コイルと電磁的に作用して推進
   力および浮上案内力を与える地上コイルにおいて、 この地上コイルを複数層のコイルで構成し、これらを硬
   化性絶縁材により一体構造としたことを特徴とする超電
   導磁気浮上車の地上コイル。
2. （２）超電導磁気浮上車が走行する軌道の両側壁内側に
   走行方向に沿って連続的に設けられ、前記超電導磁気浮
   上車に設けられた超電導コイルと電磁的に作用して推進
   力および浮上案内力を与える地上コイルにおいて、 前記両側壁内側に凹部を形成し、前記地上コイルを複数
   層のコイルで構成し、これらの複数層のコイルを前記凹
   部に設置した後、前記硬化性絶縁材を充填して前記側壁
   と前記複数層のコイルを一体構造としたことを特徴とす
   る超電導磁気浮上車の地上コイル。
3. （３）前記凹部は前記側壁の内面側開口から壁厚方向に
   向かって広がった形状であることを特徴とする請求項２
   記載の超電導磁気浮上車の地上コイル。
4. （４）前記複数層の少なくとも１つのコイル表面にシー
   ルド層を設けたことを特徴とする請求項２または３記載
   の超電導磁気浮上車の地上コイル。