JPH09261804A - Magnetic levitation system - Google Patents

Magnetic levitation system

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JPH09261804A
JPH09261804A JP6634496A JP6634496A JPH09261804A JP H09261804 A JPH09261804 A JP H09261804A JP 6634496 A JP6634496 A JP 6634496A JP 6634496 A JP6634496 A JP 6634496A JP H09261804 A JPH09261804 A JP H09261804A
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JP
Japan
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magnetic
electromagnet
rail
vehicle
electromagnets
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JP6634496A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Akagi
武 赤城
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Kimigafuchi Gakuen
Original Assignee
Kimigafuchi Gakuen
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Publication date
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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the vibration of a car effectively in a system in which the car is levitated by using electromagnets. SOLUTION: When a given current is caused to flow through an electromagnet 30, the line of magnetic force is generated and attracts an electromagnetic rail 63 to the side of the electromagnet 30. As a result, the distance between them comes close to a given gap, by which a car 1 is levitated relatively from a rail 6 at a given interval. Under this state, the coil 51 of a propelling device 5 is energized. This generates a shifting magnetic field on a reaction plate and both magnetic forces act so as to enable the car 1 to run at high speed on the rail 6. The vibration of the car 1 in a magnetically levitated state is enabled to be remarkably lowered by making relatively less the magnetic levitating force of the electromagnet 30 arranged more inside than that of both ends of the row of the electromagnets 30 rather than by giving equal magnetic levitating force to each electromagnet 30.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、磁気浮上システムに関
し、特に、該システムに使用される磁気浮上用電磁石の
磁気浮上力の制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic levitation system, and more particularly to controlling the magnetic levitation force of a magnetic levitation electromagnet used in the system.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気浮上鉄道などの磁気浮上式走行シス
テムは、磁気力によって走行車両を支持することによ
り、軌道すなわち磁気レールに対して走行車両が非接触
状態で走行することを基本的な特徴とする。車両は、車
体とこれを支持するボギー台車とから構成され、ボギー
台車に設けられる複数の磁石によって支持される構造に
なっている。車両を磁気的に支持する方式として、車体
と軌道の両方に取付られた永久磁石の2つの磁極の間に
働く反発力あるいは吸着力によって車体を浮上させる永
久磁石支持方式、車体側であるボギー台車に電磁石を取
り付け、軌道上に短絡コイルを並べる電磁誘導浮上方
式、あるいは、ボギー台車に取り付けられた電磁石と軌
道の鉄レールとの間の吸着力で車両の支持を行なう電磁
吸引制御方式(Electromagnetic Suspension System:EM
S)などが知られている。このような電磁吸引制御方式の
磁気浮上走行システムは、たとえば、「HSST−10
0システム」(村井宗信)平成6年電気学会産業応用部
門全国大会講演論文集第187頁に開示されている。
2. Description of the Related Art A magnetic levitation type traveling system such as a magnetic levitation railway is characterized in that a traveling vehicle is supported by a magnetic force so that the traveling vehicle travels in a non-contact state with respect to a track, that is, a magnetic rail. And The vehicle is composed of a vehicle body and a bogie truck that supports the vehicle body, and has a structure that is supported by a plurality of magnets provided on the bogie truck. As a method of magnetically supporting the vehicle, a permanent magnet supporting method of levitating the vehicle body by a repulsive force or an attractive force acting between two magnetic poles of permanent magnets attached to both the vehicle body and the track, and a bogie truck on the vehicle body side An electromagnetic induction levitation method in which an electromagnet is attached to the track and short-circuit coils are lined up on the track, or an electromagnetic suction control method that supports the vehicle by the attractive force between the electromagnet attached to the bogie and the iron rail of the track (Electromagnetic Suspension System: EM
S) etc. are known. Such an electromagnetic suction control type magnetic levitation traveling system is disclosed in, for example, "HSST-10".
0 system ”(Munenobu Murai), pp. 187, Proc.

【0003】電磁吸引制御方式において、車体を浮上状
態で支持するために必要な支持力は車両が走行中であっ
ても非走行中であっても変化しない。しかし、鉄レール
と磁石の間のギャップ長が変化すると支持力の大きさが
変わる。すなわち、車両重量が支持力より小さいと磁石
はレールに吸着されてしまい、逆に、支持力が不足する
と車両が軌道上に落下することとなる。したがって、電
磁石と磁気レールとの間隔を一定に保持するように電磁
石に対する電流を調整する必要が生じる。磁気浮上シス
テムにおける車体を支持するボギー台車に設けられた磁
気浮上用電磁石は、一般に、各ボギー台車に複数個、磁
気レールに対応して等間隔で列状に配置され、車体を支
持するために略均等の浮上力を与えるようになってい
る。このような磁気浮上用電磁石の配置は、例えば、
「磁気浮上鉄道の技術」(正田他著:オーム社(199
2)の第18頁に紹介されている。
In the electromagnetic suction control system, the supporting force required to support the vehicle body in a floating state does not change whether the vehicle is traveling or not traveling. However, when the gap length between the iron rail and the magnet changes, the magnitude of the supporting force changes. That is, when the weight of the vehicle is smaller than the supporting force, the magnet is attracted to the rail, and conversely, when the supporting force is insufficient, the vehicle falls on the track. Therefore, it becomes necessary to adjust the current to the electromagnet so as to keep the distance between the electromagnet and the magnetic rail constant. Generally, a plurality of electromagnets for magnetic levitation provided on a bogie trolley supporting a vehicle body in a magnetic levitation system are arranged in a row at equal intervals corresponding to magnetic rails on each bogie trolley to support the vehicle body. It is designed to give a substantially uniform levitation force. The arrangement of such a magnetic levitation electromagnet is, for example,
"Technology of Magnetically Levitated Railway" (Masada et al .: Ohmsha (199
It is introduced on page 18 of 2).

【0004】[0004]

【解決しようとする課題】このように複数の電磁石を用
いて車両を支持するシステムにおいて、従来から車両を
磁気浮上させたときに振動が発生するという問題が従来
から未解決の問題として存在している。磁気浮上状態に
おける振動はボギー台車から車体に車体振動として伝達
される結果、車両の乗り心地が悪化するといった問題を
生じる。
In a system for supporting a vehicle by using a plurality of electromagnets as described above, conventionally, there has been an unsolved problem that vibration occurs when the vehicle is magnetically levitated. There is. The vibration in the magnetically levitated state is transmitted from the bogie carriage to the vehicle body as vehicle body vibration, resulting in a problem that the riding comfort of the vehicle is deteriorated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために構成されたものであって、複数の電磁石を用
いて車両の磁気浮上を行なうシステムにおいて、有効に
車両振動を低減することができしたがって、乗り心地を
向上させることができる磁気浮上システムを提供するこ
とを目的とする。上記目的を達成するために、本発明に
かかる磁気浮上システムは、磁気レールと、車両が該磁
気レールに沿って走行できるように車体を支持するボギ
ー台車と、前記車体を前記磁気レールから磁気浮上させ
るためにボギー台車に設けられる電磁石と、を備え車体
を磁気レールに沿ってかつ該磁気レールに対して非接触
状態で走行するようになった磁気浮上システムにおい
て、前記電磁石は、磁気レールの敷設方向に沿って前記
ボギー台車上に列状に複数個設けられており、複数の電
磁石のうち列の端部に位置する電磁石の磁気浮上力は、
列の中央部に位置する電磁石の磁気浮上力よりも大きく
なっていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is configured to solve the above problems, and effectively reduces vehicle vibration in a system for magnetically levitating a vehicle using a plurality of electromagnets. Therefore, it is an object of the present invention to provide a magnetic levitation system that can improve riding comfort. In order to achieve the above object, a magnetic levitation system according to the present invention includes a magnetic rail, a bogie truck that supports a vehicle body so that a vehicle can travel along the magnetic rail, and a magnetic levitation of the vehicle body from the magnetic rail. An electromagnet provided on a bogie trolley in order to drive the vehicle body along the magnetic rail and in a non-contact state with respect to the magnetic rail, wherein the electromagnet is laid on the magnetic rail. The plurality of electromagnets are provided in a row along the direction on the bogie carriage, and the magnetic levitation force of the electromagnets located at the end of the row among the plurality of electromagnets is
It is characterized in that it is larger than the magnetic levitation force of the electromagnets located in the center of the row.

【0006】好ましい態様では、さらに、磁気レールと
電磁石との間の間隔に応じた信号を発生するギャップセ
ンサを備え、該ギャップセンサの出力に応じて前記電磁
石の磁気浮上力を制御するようになっている。また別の
態様では、前記列の中央部に位置する電磁石の外部励磁
を行わず励磁巻線を短絡した形の制動巻線を付加するこ
とによって中央部に位置する電磁石の磁気浮上力を列の
端部に位置する電磁石よりも低下させると共に制動巻線
を付加している。また、前記列の中央部に位置する電磁
石に対して、磁気浮上力を与える方向とは逆の方向に電
流を流すようにしても良い。本発明者は、磁気浮上力を
与えるためにボギー台車に設けられる複数の電磁石に対
して、均等な浮上力を与えるようとすることがかえって
車体振動の原因になることを突き止め、電磁石による車
体浮上力を複数の電磁石間で均等となるようにせず、む
しろ積極的に不均一な磁気浮上力を与えるようにしたも
のである。特に、本発明者の知見によれば、磁気レール
の敷設される方向に沿ってボギー台車に列状に配置され
る複数の電磁石の内、列の端部に位置する電磁石につい
ては、大きな磁気浮上力が発生するように制御し、列の
中央部に位置する電磁石については、相対的に小さな磁
気浮上力が発生するように制御すると浮上状態での制振
効果が高くなる。
In a preferred mode, a gap sensor is further provided which generates a signal according to the distance between the magnetic rail and the electromagnet, and the magnetic levitation force of the electromagnet is controlled according to the output of the gap sensor. ing. In yet another aspect, the magnetic levitation force of the electromagnets located in the central portion of the row is added to the row by adding a braking winding in which the excitation winding is short-circuited without externally exciting the electromagnets located in the central portion of the row. It is lower than the electromagnet located at the end and a damping winding is added. Further, a current may be applied to the electromagnets located in the center of the row in a direction opposite to the direction in which the magnetic levitation force is applied. The present inventor has found out that even if a plurality of electromagnets provided on a bogie truck for giving a magnetic levitation force are given uniform levitation force, it may cause vibration of the vehicle body. The force is not equalized among a plurality of electromagnets, but rather a non-uniform magnetic levitation force is positively applied. In particular, according to the knowledge of the present inventor, among the plurality of electromagnets arranged in a row on the bogie carriage along the direction in which the magnetic rail is laid, a large magnetic levitation is achieved for the electromagnets located at the ends of the row. If the force is controlled so that a relatively small magnetic levitation force is generated for the electromagnets located in the center of the row, the damping effect in the levitation state is enhanced.

【0007】[0007]

【発明を実施するための形態】本発明にかかる磁気浮上
走行システムの基本構造は、車両と車両の浮上案内装
置、推進装置、ブレーキ装置等から構成される。車両の
浮上案内装置以外の部分については、本発明と直接関係
を有しないのでその説明は省略する。本発明にかかる車
両の磁気浮上システムは、車両の側のボギー台車に取り
付けられた電磁石と、車両の走行路に沿って敷設される
磁気レールとの間に電気的に磁気吸引力を発生させて車
体を浮上せしめ、車体を磁気レールに対して非接触状態
に維持するものである。磁気浮上させた車体を磁気レー
ルに対して非接触状態で走行させるために磁気力によっ
て推進力を発生させ、車両を走行させる推進装置が設け
られてているがこの推進装置は、本発明にかかる磁気浮
上装置とは直接関連性を有しないので、詳細な説明は省
略する。本発明の基本的な特徴は、従来複数の電磁石を
用いた磁気浮上システムにおいて、磁気浮上車両の振動
低減を行なうためには、各電磁石の磁気浮上力を均等に
与えようとする従来の制御の限界性に鑑み、磁気浮上力
をむしろ各電磁石間で異ならせることが効果的であるこ
とを見い出した点である。したがって、このような磁気
浮上力を各電磁石の間で異なるように制御する公知の手
法は、本発明の特徴に含まれるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The basic structure of a magnetic levitation traveling system according to the present invention comprises a vehicle and a levitation guide device for the vehicle, a propulsion device, a braking device, and the like. Since the parts other than the levitation guide device of the vehicle are not directly related to the present invention, the description thereof will be omitted. A magnetic levitation system for a vehicle according to the present invention electrically generates a magnetic attraction force between an electromagnet attached to a bogie trolley on the vehicle side and a magnetic rail laid along a traveling path of the vehicle. The body is levitated and the body is maintained in a non-contact state with the magnetic rail. In order to run the magnetically levitated vehicle body in a non-contact state with respect to the magnetic rails, a propulsion device is provided for generating propulsive force by a magnetic force and traveling the vehicle. The propulsion device according to the present invention is provided. Since it is not directly related to the magnetic levitation device, detailed description will be omitted. The basic feature of the present invention is that in the conventional magnetic levitation system using a plurality of electromagnets, in order to reduce the vibration of the magnetic levitation vehicle, the conventional control that tries to evenly apply the magnetic levitation force of each electromagnet. In view of the limit, it has been found that it is effective to make the magnetic levitation force different for each electromagnet. Therefore, a known method of controlling such magnetic levitation force to be different among the electromagnets is included in the characteristics of the present invention.

【0008】車両の磁気浮上力は、磁気レールと車体を
支持するボギー台車に取付られる電磁石との距離に依存
する。したがって、磁気浮上力を所望の値にするために
は磁気レールと電磁石との間隔を所定に維持する必要が
ある。具体的には、ボギー台車に取付られる電磁石と、
磁気レールとの間隔をギャップセンサ等によって計測
し、その計測信号を電磁石のコイルへの電流制御装置に
伝送して、上記間隔が一定に保持されるように電流調整
を行なう。この場合、各電磁石のコイルへの電流制御
は、列の端部に位置する磁石の方が列の中央に位置する
電磁石よりも磁気浮上力が強力となるように行なわれ
る。各電磁石のコイルへの電流は、必ずしも均等ではな
く、典型的には、列の端部の電磁石への電流が、列の中
央部の電磁石への電流よりも大きくなるように制御され
る。このように電磁石列の端部に位置する電磁石の磁気
浮上力を列の中央部に位置する電磁石よりも相対的に大
きくなるように制御することによって、車両に対して安
定的に磁気浮上力を与えることができ、磁気浮上される
車両の振動を抑えることができる。
The magnetic levitation force of a vehicle depends on the distance between a magnetic rail and an electromagnet attached to a bogie truck that supports the vehicle body. Therefore, in order to set the magnetic levitation force to a desired value, it is necessary to maintain a predetermined distance between the magnetic rail and the electromagnet. Specifically, with an electromagnet attached to the bogie trolley,
The distance from the magnetic rail is measured by a gap sensor or the like, and the measurement signal is transmitted to the current control device for the coil of the electromagnet to adjust the current so that the above distance is kept constant. In this case, the current control to the coil of each electromagnet is performed so that the magnet located at the end of the row has a stronger magnetic levitation force than the electromagnet located at the center of the row. The currents to the coils of each electromagnet are not necessarily equal and are typically controlled such that the current to the electromagnets at the ends of the row is greater than the current to the electromagnets at the center of the row. In this way, by controlling the magnetic levitation force of the electromagnets located at the end portions of the electromagnet row to be relatively larger than that of the electromagnets located in the central portion of the row, the magnetic levitation force is stably applied to the vehicle. Therefore, the vibration of the magnetically levitated vehicle can be suppressed.

【0009】そして、好ましい態様では、ギャップセン
サは、磁気レールと電磁石との間隔の大きさに対応した
出力を発生するので、上記電磁石のコイルへの電流制御
に当たっては、ギャップセンサの出力に応じて該コイル
への電流が変化するように回路構成することができる。
また、上記磁気浮上用電磁石列の各磁気浮上力を制御す
るためには、必ずしも電磁石のコイルへの電流制御を行
なう必要はない。たとえば、電磁石の各コイルに対応す
るインピーダンスを適当な値とすることによって電磁石
列の磁気浮上力勾配を所望の傾向に制御することができ
る。
In a preferred embodiment, the gap sensor produces an output corresponding to the size of the gap between the magnetic rail and the electromagnet. Therefore, in controlling the current to the coil of the electromagnet, the gap sensor outputs in accordance with the output of the gap sensor. The circuit can be configured such that the current to the coil varies.
Further, in order to control each magnetic levitation force of the above magnetic levitation electromagnet array, it is not always necessary to control the current to the coil of the electromagnet. For example, the magnetic levitation force gradient of the electromagnet array can be controlled to a desired tendency by setting the impedance corresponding to each coil of the electromagnet to an appropriate value.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1を参照すると、本発明にかかる磁気浮上システムを利
用することができる磁気浮上走行車両の全体概略図が、
部分的に内部の状態が分かるように示されてている。本
発明にかかる磁気浮上走行車両1は、車体2とこの車体
2の下方に位置し、車体2を支持するボギー台車3とを
備えている。ボギー台車3は1の車両について前後に一
対設けられている。本例の車両1は、旅客用の車両1で
あってその内部には、前部に運転席21が設けられその
後方の客室空間内には、乗客用として所定数(本例では
1車両について40席)の座席22が取付られている。
なお以下の説明において、ボギー台車3に設けられる車
両の浮上案内装置4(図2)以外の部分については、本
発明と直接関係を有しないのでその詳細な説明は省略す
る。図2を参照すると本発明にかかる磁気浮上システム
が断面図の形態で示されている。
Embodiments of the present invention will be described below. Referring to FIG. 1, an overall schematic view of a magnetic levitation traveling vehicle in which a magnetic levitation system according to the present invention can be used,
It is shown so that the internal state can be seen partially. A magnetically levitated vehicle 1 according to the present invention includes a vehicle body 2 and a bogie 3 that is positioned below the vehicle body 2 and supports the vehicle body 2. A pair of bogie trucks 3 are provided at the front and rear of one vehicle. The vehicle 1 of this example is a vehicle 1 for passengers, in which a driver's seat 21 is provided in the front, and a predetermined number of passengers (in this example, one vehicle is provided in the cabin space behind it). 40 seats 22 are attached.
In the following description, parts other than the vehicle levitation guide device 4 (FIG. 2) provided on the bogie 3 are not directly related to the present invention, and therefore detailed description thereof is omitted. Referring to FIG. 2, a magnetic levitation system according to the present invention is shown in cross-sectional form.

【0011】本例の磁気浮上走行システムは、上記車両
1及びこの車両1を支持するボギー台車3と該ボギー台
車3に設けられ、車両1を設けられる所定の位置に浮上
せしめる浮上案内装置4、車両1を高速で移動させるた
めのリニアモータ1次側、ブレーキ装置等を含む推進装
置5及びリアクションプレートを含み車両の走行路を構
成する軌条6等を備えている。本発明にかかる車両1
は、図1も合わせて参照するとほぼ左右対称に形成され
ており、車体上部空間は客室空間であって中央部に前後
に延びる通路空間が設けられ、左右には、二人掛けの座
席22が取付けられている。客室空間のフロア23の下
面側には、横方向に延びるクロスメンバ11が前後方向
に所定の間隔で取付られている。このクロスメンバ11
の下方には、クッション材12を挟んで上記車体2を支
持するボギー台車3が設けられている。ボギー台車3
は、その走行路である軌条6の上方を覆うように位置
し、走行状態では軌条6に対して非接触状態となる。す
なわち、ボギー台車3は、軌条6の上方に所定の間隔を
有した浮上状態で、軌条6に沿って高速で移動するよう
になっている。軌条6は、地上から上方に間隔を保つた
めに下部が地中に埋設された状態で立設されるコンクリ
ート製の支柱61を備えている。このコンクリート支柱
61は、略門型を成しており、軌条6の延設方向に沿っ
て所定間隔で設けられている。コンクリート支柱61の
上面には、横方向に延びる枕材62が配置されている。
この枕材62の両端側下部には、上記浮上案内装置4の
一部をも構成する車両の走行方向に延びる一対の磁気レ
ール63が取付られている。磁気レール63は積層鉄心
から構成され、一定の熱膨張及び収縮を吸収できるよう
に水平部材31に対してブラケット631によって相対
移動可能に取付られている。
The magnetic levitation traveling system of the present embodiment includes the vehicle 1 and a bogie 3 for supporting the vehicle 1 and a levitation guide device 4 provided on the bogie 3 to levitate the vehicle 1 at a predetermined position. A linear motor primary side for moving the vehicle 1 at high speed, a propulsion device 5 including a brake device, and a rail 6 that includes a reaction plate and forms a traveling path of the vehicle are provided. Vehicle 1 according to the present invention
1 is also formed symmetrically with reference to FIG. 1, the upper space of the vehicle body is a passenger compartment space, and a passage space extending in the front and rear direction is provided in the center, and a seat 22 for two people is provided on the left and right. Installed. On the lower surface side of the floor 23 of the passenger compartment, cross members 11 extending in the lateral direction are attached at predetermined intervals in the front-rear direction. This cross member 11
A bogie 3 for supporting the vehicle body 2 with the cushion material 12 sandwiched therebetween is provided below. Bogie 3
Is positioned so as to cover the upper portion of the rail 6, which is the traveling path, and is in a non-contact state with the rail 6 in the traveling state. That is, the bogie 3 is configured to move at high speed along the rail 6 in a floating state with a predetermined space above the rail 6. The rail 6 includes a pillar 61 made of concrete, which is erected in a state where the lower portion is buried in the ground so as to keep an interval above the ground. The concrete columns 61 have a substantially gate shape, and are provided at predetermined intervals along the extending direction of the rail 6. Pillows 62 extending in the lateral direction are arranged on the upper surface of the concrete support column 61.
A pair of magnetic rails 63, which also constitute a part of the levitation guide device 4 and extend in the traveling direction of the vehicle, are attached to lower portions of both ends of the pillow 62. The magnetic rail 63 is composed of a laminated iron core, and is attached to the horizontal member 31 by a bracket 631 so as to be relatively movable so as to absorb a certain amount of thermal expansion and contraction.

【0012】ボギー台車3には、上記磁気レール63の
下方においてこれと対峙する位置関係で、所定の間隔を
もって複数の電磁石30が取りつけられている。上記し
たようにボギー台車3は、軌条6の上方を覆うように設
けられており軌条6の上方を枕材62とほぼ平行に横方
向に延びる水平部材31を備えている。そして、その水
平部材31の左右両端からは下方に延びる一対の垂直部
材32を備えている。各垂直部材32の下端には、水平
面を形成するようにチャンネル部材33がそれぞれ内側
に突出するように取りつけられ、この水平面上に、上記
したように磁気レール63に対峙するように電磁石30
が取付られる。この場合、上記磁気レール63と電磁石
30とは、水平方向から僅かに車両1の左右対象軸すな
わち車両の中心軸8方向に傾斜している。これによって
電磁石30の磁気浮上力が作用すると同時に車両1の求
心力が得られ、走行中の安定性を改善することができ
る。また、垂直部材32の途中には、推進装置5の電磁
コイル51が上記の電磁石30と同様に垂直部材32か
ら内方に水平方向に突出するように設けられたアングル
部材34に取付られている。そして、この電磁コイルと
対峙するように走行方向に沿って延びるリアクションプ
レートとしてのアルミ板52が配置されており、このア
ルミ板52は、軌条6の枕材62に取付られたブラケッ
ト64に取付られている。また、ボギー台車3の水平部
材31には、下方に突出する一対のガイド車輪65が取
付られており、電磁石30の磁気浮上力が作用していな
いときに車両1を支持プレート66上に支持するように
なっている。
A plurality of electromagnets 30 are attached to the bogie 3 below the magnetic rail 63 at predetermined intervals in a positional relationship facing the magnetic rail 63. As described above, the bogie 3 is provided so as to cover the upper portion of the rail 6, and includes the horizontal member 31 that extends laterally above the rail 6 substantially parallel to the pillow material 62. The horizontal member 31 includes a pair of vertical members 32 extending downward from the left and right ends of the horizontal member 31. At the lower end of each vertical member 32, a channel member 33 is attached so as to project inward so as to form a horizontal plane, and the electromagnet 30 is mounted on the horizontal plane so as to face the magnetic rail 63 as described above.
Is attached. In this case, the magnetic rail 63 and the electromagnet 30 are slightly inclined from the horizontal direction in the left and right symmetrical axes of the vehicle 1, that is, the central axis 8 direction of the vehicle. As a result, the magnetic levitation force of the electromagnet 30 acts and the centripetal force of the vehicle 1 is obtained at the same time, and the stability during traveling can be improved. Further, in the middle of the vertical member 32, the electromagnetic coil 51 of the propulsion device 5 is attached to the angle member 34 provided so as to horizontally project inward from the vertical member 32, similarly to the electromagnet 30 described above. . Then, an aluminum plate 52 as a reaction plate extending along the traveling direction so as to face the electromagnetic coil is arranged, and the aluminum plate 52 is attached to a bracket 64 attached to the pillow material 62 of the rail 6. ing. Further, a pair of guide wheels 65 protruding downward are attached to the horizontal member 31 of the bogie 3 to support the vehicle 1 on the support plate 66 when the magnetic levitation force of the electromagnet 30 is not acting. It is like this.

【0013】さらに水平部材の、一方のガイド車輪の内
側には、ブラケット35を介して油圧ブレーキ装置36
が設けられている。油圧ブレーキ装置36は枕材62の
上面に走行方向に延びるように取付られたチャンネル部
材37の垂直壁371に圧接することができるようにな
っており、これによって車両1の走行を制動する。さら
に、ボギー台車3の水平部材31の下面には、チャンネ
ル部材37の他方の垂直壁372上を走行できるように
なった水平方向のガイド車輪38がブラケット39を介
して取付られている。さらに、車両1の中心部において
車体2とボギー台車3の間には、磁力浮上用電磁石30
及び推進装置用の電磁コイル51への電力供給を行なう
ためのパンタグラフ装置7が設けられている。この装置
は公知の任意のものを使用することができるとともに、
本発明の特徴部分を成すものではないのでその詳細な説
明は省略する。
Further, a hydraulic brake device 36 is provided inside the one guide wheel of the horizontal member via a bracket 35.
Is provided. The hydraulic brake device 36 can press the vertical wall 371 of the channel member 37 mounted on the upper surface of the pillow 62 so as to extend in the traveling direction, and brakes the traveling of the vehicle 1. Further, a horizontal guide wheel 38 that can travel on the other vertical wall 372 of the channel member 37 is attached to the lower surface of the horizontal member 31 of the bogie 3 via a bracket 39. Further, a magnetic levitation electromagnet 30 is provided between the vehicle body 2 and the bogie 3 at the center of the vehicle 1.
And a pantograph device 7 for supplying power to the electromagnetic coil 51 for the propulsion device. This device can use any known one,
Since it does not form a characteristic part of the present invention, its detailed description is omitted.

【0014】図3を参照すると、ボギー台車3に支持さ
れた磁気浮上用電磁石の配置状態が示されている。本例
の装置では、磁気レール63の敷設方向に沿って列状に
奇数磁極(本例ではそれぞれ9つの磁極)電磁石301
〜309が配置されている。この電磁石列301〜30
9の内、前後の端部の電磁石301、309は、その内
側の電磁石302〜308の半分の大きさになってい
る。電磁石30の構造は、図4(a)、(b)及び
(c)に示すように前後方向に延びるように複数枚重合
わせた状態の珪素鋼板310が配置されている。したが
って本例の構造では、電磁石30の下部は珪素鋼板31
0が前後方向の各電磁石301〜309に関して共通に
延びており、所定の間隔をおいて同じ高さでかつ前後の
両端部を除いて所定の長さの珪素鋼板310からなる積
層鉄心が並んでいる。前後の両端部の積層鉄心の長さ
は、内側の積層鉄心の半分の長さになっている。そし
て、この状態で珪素鋼板310の上方に突出した部分の
回りに図3に示すような関係でコイル311〜319が
配置されて電磁石301〜309を形成する。その珪素
鋼板310は、所定の厚さの構造材320〜323によ
って両側から支持されている。そして、本例の浮上用電
磁石列の前後の両端部には磁気レール63と電磁石30
の距離を検出するギャップセンサ324が設けられてい
る。そして、ギャップセンサ324は、磁気レール63
の電磁石30との距離に応じた信号を出力するようにな
っている。
Referring to FIG. 3, an arrangement state of the magnetic levitation electromagnets supported by the bogie 3 is shown. In the apparatus of this example, the odd-numbered magnetic poles (each having nine magnetic poles in this example) electromagnets 301 are arranged in a row along the laying direction of the magnetic rails 63.
~ 309 are arranged. The electromagnet rows 301 to 30
The electromagnets 301 and 309 at the front and rear ends of the electromagnet 9 are half the size of the electromagnets 302 to 308 inside thereof. In the structure of the electromagnet 30, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, a plurality of silicon steel plates 310 in a stacked state are arranged so as to extend in the front-rear direction. Therefore, in the structure of this example, the lower portion of the electromagnet 30 is the silicon steel plate 31.
0 extends in common with respect to each of the electromagnets 301 to 309 in the front-rear direction, and a laminated iron core made of a silicon steel plate 310 having the same height at a predetermined interval and having a predetermined length except for both front and rear ends is lined up. There is. The length of the laminated core at the front and rear ends is half the length of the inner laminated core. Then, in this state, the coils 311 to 319 are arranged around the portion projecting upward of the silicon steel plate 310 in a relationship as shown in FIG. 3 to form the electromagnets 301 to 309. The silicon steel plate 310 is supported from both sides by structural members 320 to 323 having a predetermined thickness. The magnetic rail 63 and the electromagnet 30 are provided at both front and rear ends of the levitating electromagnet array of this example.
A gap sensor 324 for detecting the distance is provided. Then, the gap sensor 324 uses the magnetic rail 63.
A signal corresponding to the distance from the electromagnet 30 is output.

【0015】図5を参照すると、各電磁石301〜30
9の直流電源への接続状態が示されている。電磁石の第
1乃至第9磁極301〜309のうち、第1乃至第4磁
極301〜304、及び第6乃至第9磁極306〜30
9はそれぞれ別の電源に接続されているとともに、第5
磁極305は外部励磁されない短絡コイル315を有し
ている。本例では、第1から第4磁極まで順に各コイル
311〜314に関するインピーダンスZ311 〜Z314
が増加するようにそのインピーダンスの値が設定されて
いる。すなわち、Z311 <Z312 <Z313 <Z314 であ
る。また、第6から第9磁極に向けて順にインピーダン
スZ316 〜Z319 が減少するように設定されている。す
なわち、Z316 >Z317 >Z318 >Z319 である。この
ように設定された第1乃至第9磁極の磁力の発生状態が
図6に示されている。
Referring to FIG. 5, each electromagnet 301-30
9 shows the state of connection to the DC power supply. Of the first to ninth magnetic poles 301 to 309 of the electromagnet, the first to fourth magnetic poles 301 to 304 and the sixth to ninth magnetic poles 306 to 30.
9 are connected to different power sources, and
The magnetic pole 305 has a short-circuit coil 315 that is not externally excited. In this example, impedances Z 311 to Z 314 related to the coils 311 to 314 are arranged in order from the first to fourth magnetic poles.
The impedance value is set so as to increase. That is, Z 311 <Z 312 <Z 313 <Z 314 . The impedances Z 316 to Z 319 are set to decrease in order from the sixth to ninth magnetic poles. That is, Z 316 > Z 317 > Z 318 > Z 319 . FIG. 6 shows how the magnetic forces of the first to ninth magnetic poles set in this way are generated.

【0016】図6に示すように磁力線は、両端の磁極す
なわち第1及び第9磁極301、309は、一方の側に
しか隣接する磁極が存在しないので、コイルの内部を一
方の磁極を通る1つの磁力線が通る。しかし、第2乃至
第8磁極302〜308においてはコイルの内部を、両
隣の磁極ののコイルの内部を通る磁力線が通る。したが
って、本例の電磁石301〜309のコイルの巻線方向
は、隣接する電磁石において互いに反対になっている。
すなわち、電磁石301、303、305、307、3
09は同じ巻線方向でかつ電磁石302、304、30
6、308とは反対になっている。なお、巻線方向は同
じにして接続を反対にしてもよい。本例では、中心磁極
である第5磁極305に対しては、外部励磁を行わな
い。しかし、両側の磁極の磁力線が通る影響のため、両
側の磁力線を弱める方向の磁界が生じる。すなわち、第
4及び第6磁極の磁束密度は第5磁極に生じる制動磁界
によって減衰される。この結果、図示のように第4及び
第6磁極304〜306による磁気浮上力はその外側の
第1乃至第3磁極301〜303及び第7乃至第9磁極
307〜309よりは、弱くなる。第1乃至第9磁極3
01〜309の磁束密度のレベルを図式化すると図7に
示すようになる。なお、グラフの幅は鉄心の幅を示す。
すなわち、電磁石列の両端部の磁極の磁束密度は高く、
中央部になるにしたがって、磁束密度が低下している。
As shown in FIG. 6, in the magnetic force lines, the magnetic poles at both ends, that is, the first and ninth magnetic poles 301 and 309, have adjacent magnetic poles only on one side. Two lines of magnetic force pass. However, in the second to eighth magnetic poles 302 to 308, the magnetic force lines passing through the inside of the coil pass through the insides of the coils of the adjacent magnetic poles. Therefore, the winding directions of the coils of the electromagnets 301 to 309 of this example are opposite to each other in the adjacent electromagnets.
That is, the electromagnets 301, 303, 305, 307, 3
09 is the same winding direction and the electromagnets 302, 304, 30
It is the opposite of 6, 308. The winding directions may be the same and the connection may be reversed. In this example, no external excitation is performed on the fifth magnetic pole 305, which is the central magnetic pole. However, due to the influence of the magnetic field lines of the magnetic poles on both sides, a magnetic field is generated in a direction that weakens the magnetic field lines on both sides. That is, the magnetic flux densities of the fourth and sixth magnetic poles are attenuated by the braking magnetic field generated in the fifth magnetic pole. As a result, as shown in the figure, the magnetic levitation force by the fourth and sixth magnetic poles 304 to 306 becomes weaker than that of the first to third magnetic poles 301 to 303 and the seventh to ninth magnetic poles 307 to 309 outside thereof. First to ninth magnetic poles 3
The levels of the magnetic flux density of 01 to 309 are schematically shown in FIG. The width of the graph shows the width of the iron core.
That is, the magnetic flux density of the magnetic poles at both ends of the electromagnet array is high,
The magnetic flux density decreases toward the center.

【0017】たとえば、中央磁極である第5磁極305
の磁束密度は、両端の磁極301、309の半分程度に
なる。また、中央磁極305に隣接する磁極304、3
06は両端の磁極301、309の約4分の3程度とな
る。本発明のシステムにおいて、電磁石30に所定の電
流を流すと、図6に示すような磁力線が発生し、磁気レ
ール63を電磁石30側に吸引することによって両者の
間は所定の間隔に接近する。これによって車両1は、相
対的に軌条6から所定量だけ浮上する。この状態で推進
装置のコイル51を励磁する。これによってリアクショ
ンプレートには移動磁界が発生し、車両は両者の磁力作
用によって軌条6上を高速で走行する。本発明者の研究
によれば、電磁石列の両端の磁気浮上力よりも内側に位
置する電磁石の磁気浮上力を相対的に弱めることによっ
て、各電磁石に均等な磁気浮上力を与える場合よりも磁
気浮上状態にある車両の振動が著しく減少することがで
きる。
For example, the fifth magnetic pole 305, which is the central magnetic pole.
The magnetic flux density is about half of the magnetic poles 301 and 309 at both ends. Further, the magnetic poles 304, 3 adjacent to the central magnetic pole 305
06 is about three quarters of the magnetic poles 301 and 309 at both ends. In the system of the present invention, when a predetermined current is passed through the electromagnet 30, magnetic lines of force as shown in FIG. 6 are generated, and the magnetic rail 63 is attracted toward the electromagnet 30 to bring them closer to each other at a predetermined distance. As a result, the vehicle 1 relatively floats above the rail 6 by a predetermined amount. In this state, the coil 51 of the propulsion device is excited. As a result, a moving magnetic field is generated in the reaction plate, and the vehicle travels on the rail 6 at a high speed due to the magnetic force of the two. According to the research conducted by the present inventor, by relatively weakening the magnetic levitation force of the electromagnets located inside the magnetic levitation force at both ends of the electromagnet row, the magnetic levitation force can be made smaller than that in the case of giving uniform magnetic levitation force to each electromagnet. Vibration of the vehicle in a levitating state can be significantly reduced.

【0018】なお、以上の説明では、中央磁極である第
5磁極305の外部励磁を行わないようにして、中央部
の磁極の磁束密度を減少させるようにしているが、中央
磁極の磁束をその両側と反対方向となるように構成して
もよい。この場合、コイルの巻線方向を逆にしても良い
し、逆方向の電流を流すように構成してもよい。さら
に、電磁石の列中の位置に応じた磁束密度の制御は、さ
まざまな方法が考えられる。たとえば、各電磁石の電流
をそれぞれ所定の量に調節する制御装置を設けてもよい
し、インピーダンスを可変とし、電磁石列に所定の磁束
密度勾配が得られるようにインピーダンスを制御するよ
うにしてもよい。
In the above description, the fifth magnetic pole 305, which is the central magnetic pole, is not externally excited to reduce the magnetic flux density of the central magnetic pole. You may comprise so that it may become an opposite direction to both sides. In this case, the winding direction of the coil may be reversed, or the current may be passed in the opposite direction. Further, various methods can be considered for controlling the magnetic flux density according to the position of the electromagnets in the row. For example, a controller for adjusting the current of each electromagnet to a predetermined amount may be provided, or the impedance may be variable and the impedance may be controlled so that a predetermined magnetic flux density gradient is obtained in the electromagnet array. .

【0019】[0019]

【発明の効果】車両を支持するボギー台車の複数の電磁
石の磁束密度が均等でなく中央部の磁極の磁束密度を両
端部の磁極の磁束密度より少なくするようにしこれによ
って、電磁石の磁気浮上力を電磁石列の両端部で高く中
央部で相対的に低くするように制御する。このように電
磁石の磁気浮上力を制御することにより磁気浮上状態に
おける車両の振動を有効に低減することができる。
The magnetic flux densities of the electromagnets of the bogie supporting the vehicle are not uniform, and the magnetic flux density of the magnetic poles in the central portion is made smaller than the magnetic flux density of the magnetic poles at both ends, whereby the magnetic levitation force of the electromagnets is reduced. Is controlled to be high at both ends of the electromagnet array and relatively low at the center. By controlling the magnetic levitation force of the electromagnet in this manner, it is possible to effectively reduce the vibration of the vehicle in the magnetic levitation state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例にかかる磁気浮上走行システ
ムの概略側面図、
FIG. 1 is a schematic side view of a magnetic levitation traveling system according to an embodiment of the present invention,

【図2】上記磁気浮上走行システムの概略断面図、FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the magnetic levitation traveling system,

【図3】本発明の1実施例にかかる浮上用電磁石の平面
図、
FIG. 3 is a plan view of a levitation electromagnet according to one embodiment of the present invention,

【図4】本発明の磁気浮上走行システムの電磁石の構造
を示す図、
FIG. 4 is a diagram showing a structure of an electromagnet of the magnetic levitation traveling system of the present invention;

【図5】図4の電磁石の回路図、5 is a circuit diagram of the electromagnet of FIG. 4,

【図6】図4の電磁石に生じる磁束の流れを示す説明
図、
6 is an explanatory diagram showing a flow of magnetic flux generated in the electromagnet of FIG. 4,

【図7】本例の各電磁石の磁束密度のレベルを示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the level of magnetic flux density of each electromagnet of this example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車両 2 車体 3 ボギー台車 4 浮上案内装置 5 推進装置 6 軌条 7 パンタグラフ装置 11 クロスメンバ 12 クッション部材 61 コンクリート支柱 63 磁気レール 301〜309 電磁石 324 ギャップセンサ 311〜319 コイル。 1 vehicle 2 vehicle body 3 bogie trolley 4 levitation guide device 5 propulsion device 6 rail 7 pantograph device 11 cross member 12 cushion member 61 concrete pillar 63 magnetic rail 301 to 309 electromagnet 324 gap sensor 311 to 319 coil.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁気レールと、 車両が該磁気レールに沿って走行できるように車体を支
持するボギー台車と、 前記車体を前記磁気レールから磁気浮上させるためにボ
ギー台車に設けられる電磁石と、 を備え車体を磁気レールに沿ってかつ該磁気レールに対
して非接触状態で走行するようになった磁気浮上システ
ムにおいて、 前記電磁石は、磁気レールの敷設方向に沿って前記ボギ
ー台車上に列状に複数個設けられており、複数の電磁石
のうち列の端部に位置する電磁石の磁気浮上力は、列の
中央部に位置する電磁石の磁気浮上力よりも大きくなっ
ていることを特徴とする磁気浮上システム。
1. A magnetic rail, a bogie trolley for supporting a vehicle body so that the vehicle can travel along the magnetic rail, and an electromagnet provided on the bogie trolley for magnetically levitating the vehicle body from the magnetic rail. In a magnetic levitation system, wherein the vehicle body travels along a magnetic rail and in a non-contact state with respect to the magnetic rail, the electromagnets are arranged in rows on the bogie carriage along a laying direction of the magnetic rail. Among the plurality of electromagnets, the magnetic levitation force of the electromagnet located at the end of the row is greater than the magnetic levitation force of the electromagnet located at the center of the row. Levitation system.
【請求項2】請求項1において、前記列の中央部に位置
する電磁石の外部励磁を行わず、励磁巻線を短絡した形
の制動巻線を付加することによって中央部に位置する電
磁石の磁気浮上力を列の端部に位置する電磁石よりも低
下させると共に制動効果を持たせたことを特徴とする磁
気浮上システム。
2. The magnetism of an electromagnet located in the central part of claim 1, wherein external excitation of the electromagnet located in the central part of the row is not performed, but a braking winding having a short-circuited excitation winding is added. A magnetic levitation system characterized in that the levitation force is made lower than that of electromagnets located at the end of the row and a braking effect is provided.
【請求項3】請求項1において、前記列の中央部に位置
する電磁石に対して、磁気浮上力を与える方向とは逆の
方向に電流を流すことを特徴とする磁気浮上システム。
3. The magnetic levitation system according to claim 1, wherein a current is applied to the electromagnet located in the center of the row in a direction opposite to the direction in which the magnetic levitation force is applied.
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