JPH11122716A - リニア式モノレールキャビン型輸送設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レールから懸垂されたキャビンを、坂部でも
速度の低下や停止なく高効率で移動させるキャビン型モ
ノレール。 【解決手段】 管状のレール１の天井面１ａには、レー
ル１の長手方向にわたり、励磁コイル１４が所定間隔を
あけて取り付けられている。本体６１と車輪６２を備え
る走行体６からレール１の底面部１ｂのスリット４内を
介して配された軸１１によりキャビン８がレール１の下
方に懸装されている。本体６１の上面には永久磁石５が
取り付けられている。永久磁石５は、励磁コイル１４と
により磁石式の同期リニアーモータを構成し、走行体６
はレール１に沿って走行する。走行体６と共に移動する
キャビン８により、椅子１７に着席した人間１６が輸送
される。永久磁石と上面の励磁コイルとで吸引されるた
め、重力の低減による動力の低減、ならびに、車輪およ
びレールの小型化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、キャビンにより
人間を輸送するリニア式モノレールキャビン型輸送設備
に関し、重量の軽減による動力の軽減および小型化なら
びに高推力化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のモノレールキャビン型の新交通シ
ステムは、支持車輪を備えレールを走行する走行体から
キャビンを懸垂し、走行体に電動モータ等の動力を設
け、該電動モータ等によって支持車輪を駆動してレール
に沿って走行体を走行せしめ、これによりキャビンを移
動して乗車した人間を輸送していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造の従来設備では、坂の多い地域では、坂部にお
けるレールと車輪の滑り（スリップ）等により速度が低
下または停止し、交通システムとして適用することが難
しいといった問題がある。また、動力の増大およびエネ
ルギーコストアップの原因となっていた。

【０００４】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、モノレールを小型化でき、高効率且つ低コスト
のリニアモータで駆動するリニア式モノレールキャビン
型輸送設備を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
天井面を有し、底面部にスリットを有し、幅方向左右両
側に車輪ガイドを有する管状のレールと、前記車輪ガイ
ドに案内される車輪を備え前記レール内を走行可能な走
行体と、前記走行体から前記スリット内を介して前記レ
ールの下方に懸垂されたキャビンと、前記天井面に前記
レールの長手方向にわたり所定間隔毎に設けられた、そ
の極性が変換可能な励磁コイルと、前記走行体の上面に
取り付けられた永久磁石と、前記励磁コイルの位置毎に
取り付けられた、前記永久磁石の位置を検知するための
センサと、前記励磁コイルの極性を変換するための極性
変換機構とからなることに特徴を有するものである。

【０００６】永久磁石とレールとの間の吸引力で、重力
の低減による動力の低減、ならびに、車輪およびレール
の小型化が図れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の
形態に係るリニア式モノレールキャビン型輸送設備を示
す正面図、図２は、側面図、図３は、図１の一部拡大図
である。図２において、レールおよびキャビンは一部切
り欠き断面図で示されている。

【０００８】図１〜３に示すように、地面１０から鉛直
に立設された支持梁２の上端部には、吊り梁３が左右両
側に広がって設けられている。吊り梁３のそれぞれの先
端部には、地面１０とほぼ平行にレール１が設けられて
おり、レール１、１は、互いにほぼ平行に設けられてい
る。支持梁２および吊り梁３は、レール１の長手方向に
わたり所定間隔毎に複数設けられている。

【０００９】レール１の各々は、角型断面の管状に形成
され、天井面１ａを有しており、更に、底面部１ｂにス
リット４を有している。また、レール１の幅方向左右両
側には、レール１の外側に向けて突出している溝からな
る車輪ガイド７が設けられている。スリット４および２
本の車輪ガイド７は、レール１の長手方向にわたり設け
られている。

【００１０】レール１内には、リニアモータにより走行
する走行体６が配される。走行体６は、走行体本体６
１、および、本体６１の左右両側に軸着されている走行
体６１を支持する車輪６２を４輪備えている（図２参
照）。車輪６２は、レール１の左右両側の車輪ガイド７
の溝内に装入され（図３参照）、該溝の大きさよりわず
かに小さい径を有するゴムタイヤからなっている。更
に、本体６１の左右両側には、車輪６２の前後に８つの
サイドローラ９が、車輪ガイド７の側面の内壁面と当接
する位置に、軸を鉛直にして軸着されている（図２参
照）。本実施の形態においては、このような構成の走行
体６が、キャビン８の１台に付き２体使用される（図２
参照）。このように構成された走行体６は、レール１内
において、サイドローラ９の作用により左右に振れず
に、車輪ガイド７に案内されてレール１に沿って後述の
リニアモータにより走行可能である。

【００１１】走行体６、６の各々には、キャビン８を吊
るための軸１１が取り付けられている。キャビン８は、
スリット４内を介して配された軸１１によって走行体６
およびレール１の下方に懸垂されている。

【００１２】図４は、他の実施の形態に係る走行体を示
す平面図である。図４に示すように、Ｘ形状に設けられ
ている走行体６の本体６１の中心部に軸１１が配されて
いる。なお、永久磁石５の位置は、破線によって示し
た。支持車輪６２は軸１１の両側に２輪、そして、サイ
ドローラ９は４つ設けられ、図２に示す実施の形態より
も少ない個数となっている。このように、走行体６の構
造、規模は、キャビン８の大きさや重量により変えれば
よい。

【００１３】キャビン８は、車内の床上に複数の椅子１
７を備え、中央部に人間１６が乗降するための扉１２を
備えている。扉１２は、左右に摺動する方式により開閉
可能となっている。キャビン８の前後両側面には、ガイ
ドローラ１３が設けられており、キャビン８ａが乗降位
置１８等に設けられた枠１９内に進入したときはガイド
ローラ１３が枠１９の内壁と当接して揺れを防止するよ
うになっている（図１参照）。図１に示す左右のレール
１、１のキャビン８ａと８ｂとを反対の進行方向に移動
するように構成することにより、往復の輸送を行うこと
ができる。

【００１４】走行体６の上面には、複数極（例えば、５
極）の永久磁石５が取り付けられている。レール１の天
井面１ａには、レール１の長手方向にわたり、励磁コイ
ル１４が所定間隔毎に設けられている。ここでいう、
「所定間隔毎に設けられた」というのは、完全に等間隔
に設けられた場合以外に、走行体の永久磁石の長さとの
関係で推進力が得られる範囲で、等間隔に設けられたも
のから一部を間引いた場合も含むものである。

【００１５】励磁コイル１４と、励磁コイル１４に対応
した永久磁石５のそれぞれには透磁率の高い強磁性体の
バックコアが取り付けられ、永久磁石５と励磁コイル１
４のバックコアとの間で吸着力が発生し、リニアモータ
用の磁路の確保が図られている。励磁コイル１４と永久
磁石５との隙間を接触しないように可能な限り狭めるよ
うに位置調整することで、更に強い推力および吸着力が
得られ、輸送効率が向上する。

【００１６】図５は、この発明の実施の形態に係る搬送
ラインにおけるセクション制御および複数キャビンが同
時駆動するためのゾーンの制御方法を示す配線図、図６
は、この発明の実施の形態に係るリニアモータの原理を
示す配線図である。

【００１７】切替器２３と位置センサ１５との間は、信
号線２７により接続されており、信号線２７が切替器２
３内のサイリスタまたはパワートランジスタ等の電気的
なスイッチに繋がっている。レール１の外側には電源
（図示せず）から励磁コイル１４に給電するための電源
ケーブル２９がレール１の長手方向にわたり設けられて
いる。電源ケーブル２９は切替器２３内のサイリスタ等
の電気的スイッチを経て励磁コイル１４に繋がってい
る。切替器２３は励磁コイル１４に給電される電流を逆
転し励磁コイル１４（電磁石）の極性を変換するための
極性変換機構を構成している。

【００１８】キャビン８の移動（走行体６の走行）は、
永久磁石５に対し「フレミングの左手の法則」に従った
励磁パターンを付与することにより行なわれる。励磁コ
イル１４と、所定幅で複数極（例えば５極）の永久磁石
５で構成される磁石型のリニアモータは、複数極の境目
を位置センサ（磁気センサ）１５で検知して電流を切
替、励磁コイル１４と永久磁石５との間に働く吸着と透
過時に反発とを繰り返すことで一定方向の推力を得てい
る。即ち、走行体６の本体６１に取り付けられた永久磁
石５が位置センサ１５を通過すると該センサ１５がこれ
を検知し、その直後から電流の停止および走行体６の進
行方向前方の励磁コイル１４が永久磁石５と異なる極性
となるように電流が流れる。これにより、永久磁石５は
前記励磁コイル１４に吸引され、走行体６は走行方向へ
移動する。次いで、永久磁石５が次の走行方向前方の位
置センサ１５を通過すると該センサ１５がこれを検知
し、その直後から前記励磁コイル１４に流れる電流が停
止および逆転し、前記励磁コイル１４の極性が永久磁石
５と同じ極性に変換する。これによって、永久磁石５と
前記励磁コイル１４とが反発し、走行体６は走行方向へ
押し出される。これを、各励磁コイル１４毎に順次繰り
返して行うことにより、走行体６は走行方向へ連続して
走行する。このように、励磁コイル１４と複数極の永久
磁石５との位置を位置センサ１５により検知し、一定方
向（走行方向）にリニアモータによる推力を付与できる
ように電流が制御される。また、走行体６（キャビン
８）の移動速度は、その速度を計測しながらこれに合わ
せる様に電流を変えて推力を制御して所定の速度に制御
する。

【００１９】搬送ライン（レール１および励磁コイル１
４）を複数のセクション２０に区切り、その間をリニア
モータの駆動用の主配線２２とサイリスタやトランジス
タ等の切替器２３を経て、限られた１セクション２０の
みに電流を流したり、動力に合わせてセクション２０長
を変えることができる。これにより、動力の低減および
動力の小型化を図ることができる。また、複数の走行体
６（キャビン８）を同時に駆動する場合のためにゾーン
２１に分けられ、それぞれのゾーン２１ごとに主配線２
２が切替器２３を経てリニア駆動装置２４につながって
おり、走行体６（キャビン８）は、１台１台が、それぞ
れのリニア駆動装置２４、２４・・・により制御され
る。これらは操作盤２５の操作装置２６で制御でき、位
置センサ１５からの信号は信号線２７を経てＣＰＵ２８
に送られ、常に走行体６（キャビン８）１台１台の位置
が把握される。本実施の形態では、１ゾーンに走行体６
（キャビン８）が１台となるようにゾーン制御してい
る。

【００２０】人間１６のキャビン８への乗車は、乗車位
置（乗降位置）において、キャビンを停止した状態で行
なう。キャビン８が発車した後は、途中では発車時より
も比較的高速で走行してもよい。前のキャビンの発車後
は、次のキャビンが順次乗車位置に入ってくる。一方、
降車位置においても、乗車位置と同様に、キャビン８を
停止するか、あるいは、動く歩道を設けこれに同期して
移動するキャビン８から該動く歩道に降りる方法によ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下記に示す有用な効果がもたらされる。

【００２２】 リニアモータによって非接触で走行体
（キャビン）に推力を付加する機構であり、励磁コイル
はレールに取り付けられるので、移動体（走行体、キャ
ビン等）に動力を搭載しないことと、永久磁石とレール
との吸引力で、従来技術に比べて移動体の重量を軽減す
ることができ輸送効率が向上する。

【００２３】 リニアモータによって推力を付加する
ので、電動機等の動力により車輪を回転させることによ
り発生する車輪とレールとの滑り（スリップ）の問題が
解消され、傾斜部でも安定した確実な走行が可能であ
る。

【００２４】 動力部の小型化および車輪の小型化に
よってレールが小型化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るリニア式モノレー
ルキャビン型輸送設備を示す正面図である。

【図２】この発明の実施の形態に係るリニア式モノレー
ルキャビン型輸送設備をレールおよびキャビンを一部切
り欠き断面図で示す側面図である。

【図３】図１の一部拡大図である。

【図４】この発明の他の実施の形態に係る走行体を示す
平面図である。

【図５】この発明の実施の形態に係る搬送ラインにおけ
るセクション制御および複数の走行体（キャビン）が同
時駆動するためのゾーンの制御方法を示す配線図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態に係るリニアモータの原
理を示す配線図である。

【符号の説明】 １：レール １ａ：天井面 １ｂ：底面部 ２：支持梁 ３：吊り梁 ４：スリット ５：永久磁石 ６：走行体 ６１：本体 ６２：車輪 ７：車輪ガイド ８、８ａ、８ｂ：キャビン ９：サイドローラ １０：地面 １１：キャビンを吊る軸 １２：扉 １３：ガイドローラ １４：励磁コイル １５：位置センサ １６：人間 １７：椅子 １８：乗降位置 １９：枠 ２０：セクション ２１：ゾーン ２２：主配線 ２３：切替器 ２４：駆動装置 ２５：操作盤 ２６：操作装置 ２７：信号線 ２８：ＣＰＵ ２９：電源ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松沢 正夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 石塚 仁司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井面を有し、底面部にスリットを有
   し、幅方向左右両側に車輪ガイドを有する管状のレール
   と、前記車輪ガイドに案内される車輪を備え前記レール
   内を走行可能な走行体と、前記走行体から前記スリット
   内を介して前記レールの下方に懸垂されたキャビンと、
   前記天井面に前記レールの長手方向にわたり所定間隔毎
   に設けられた、その極性が変換可能な励磁コイルと、前
   記走行体の上面に取り付けられた永久磁石と、前記励磁
   コイルの位置毎に取り付けられた、前記永久磁石の位置
   を検知するためのセンサと、前記励磁コイルの極性を変
   換するための極性変換機構とからなることを特徴とする
   リニア式モノレールキャビン型輸送設備。