JPS5810924B2 - 誘導反撥式車両磁気浮上案内方式における曲線軌道部の浮上案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導反撥式車両磁気案内方式における曲線軌道
部の磁気浮上案内装置に関するものである。

誘導反撥式磁気浮上、案内車両はよく知られている。

本発明の理解に必要な範囲内においてその１例の概要を
第１図ａ〜第２図に従って説明する。

第１図ａにおいて、２，２′は導電体をループ状に形成
した公知の超電導磁石で、車両の車体下面に、列車進行
方向に沿って所定間隔をへだてゝ２列並列に配置されて
いる。

この場合、通常は相隣る超電導磁石は互に逆極性である
。

１方、軌道には通常の導電性ループコイル又は導電性シ
ート等からなる同一形状、同一寸法の導電体３，３′が
対応する列の超電導磁石２，２′との間で電磁誘導可能
な位置に敷設されている。

このように構成しても車両が停止している限り、車上の
超電導磁石２．２′と地上の導電体３，３′との間には
何等の電磁的作用は発生しない。

しかし、車上に装着された、例えば公知のりニアモータ
を利用した車両駆動機構を駆動せしめて車両を走行せし
めることによって超電導磁石２，２′が、軌道の車両進
行方向に沿って所定間隔をへだてて連続的に配置されて
いる対向導電体３，３′上を走行することとなり、超電
導磁石２，２′と、その車両進行方向前方の同一列の超
電導磁石とが同時に同一の導電体３，３′と対向しない
ように設定する限り導電体３，３１に電流が誘起される
。

しかしてこの誘起電流は車両の走行速度に伴って増大し
、ある走行速度、たとえば２００ｋｆｒＬ／ｈ程度にな
るとはゞ飽和し、その速度もしくはそれ以上の速度で走
行する限り、同一レベルを保持する。

すなわち第１図ａに示す導電体３，３′には、それと位
置的に対応して描かれた第１図すに示したような磁束φ
が鎖交し、それに伴って、同じく位置的に対応して描か
れた第１図Ｃに示す浮上のための電圧ｅが誘起され第１
図ｄに示すごとき電流ｉが流れることトなる。

周知のごとく、第１のループ状導電体に流れる電流によ
って、それに対向する第２のループ状導電体に誘起され
る電流の方向は第１の導電体と逆方向に流れる。

従って、超電導磁石２，２′の電流の流れが第１図ｅに
示すごとく矢印ａ方向へ流れるとすると、その電流によ
って導電体３に誘起される電流はｂ方向へ流れること５
なる。

それにより、フレミングの左手の法則によって浮上刃Ｆ
＝Ｂ×ｉが得られる。

こ＼にＢは超電導磁石２，２′の創る磁束密度、ｉは導
電体３，３′の創る電流である。

すなわち、車両は超電導磁石２，２′により導電体３．
３′に誘起される電流との間に働く反撥力によって浮上
される。

この方式においては車両のカ行、隋行、制動および停止
等、車両の駆動、停止は車両に設けられた公知のりニア
モータ等の車両駆動装置によって行なう。

しかして、上記車両駆動装置の駆動によって車両が走行
しはじめると、第２図に示すごとく、上述した超電導磁
石２，２′と導電体３，３′による車両の浮上刃が発生
し、ある速度に至った時以後、その速度以上では浮上刃
ははゞ一定に保持され、一定の浮上刃を保持したまゝ駆
動される。

走行速度が上記「ある程度」以下となると浮上刃は低下
し、車両駆動装置により、車両に制動をかけることによ
って、その減速度に伴って浮上刃は序々に低下し、車両
は車輪等の補助支持装置を介し、地上の走行路面に着地
する。

第３図は上述した誘導反撥式磁気浮上車両における車両
の案内機構が示されている。

車両Ｖの進行方向に沿って配置された、断面Ｕ字状の案
内６の内側対向面に所定間隔をへだでゝ連続的に導電性
ループコイル又は導電性シート等の、同一形状、同一寸
法からなる導電体５，５′（以下「案内用導電体」とい
う）を設ける。

１方、車上には、上記の地上案内コイル５，５′のそれ
ぞれと電磁結合可能なように対向して案内用超電導磁石
４，４′を装着し、車両をその走行中、地上の案内用導
電体と車上の案内用超電導磁石４−５および４’−５’
との間に生ずる電磁力（第１図ａ〜第２図について説明
したと同様の理による４−５および４’−５’間に発生
する反撥力）によって案内する。

なお、２，２′は第１図ａ−ｅにおける浮上用超電導磁
石３，３′は浮上用導電体を示す。

車上の案内用超電導磁石４，４′の断面積は同一であり
、車上の案内用超電導磁石と地上の案内用コイル４．５
および４’、５’間ならびにそれらの対向面も同一であ
る。

それらを第４図に示すごとくヌルフラックス結線をする
。

車上の案内用超電導磁石４．４′によって、それぞれに
対向する地上の案内用導電体５，５′に鎖交する磁束φ
ｇ、φｇ’とする。

しかる時は車両に左右方向の変位がない場合にはφｇ＝
φｇ’であるので、コイル１対としての鎖交磁束はφｇ
−φｇ’＝０で、案内力が生じないが、車両が左右方向
へ変位すると、１ｇ＞φｇ’（車両が右方向へ変位した
とき）、又は１ｇ＜φ６ｇ’（車両が左方向へ変位した
とき）となり、コイル一対としての鎖交磁束はφｇ−φ
ｇ’＝±△φｇとなり、当該変位に比例した、変位をな
くす方向への案内力が生ずる。

１方、前述した磁気浮上方式においては、車上の浮上用
超電導磁石と地上の浮上用導電体間２−３および２’−
３’の間隔は同一であり、又地上の導電体３および３乍
しては時定数が同一のものを用いている。

こゝに時定数はＬ／Ｒで表わされ、Ｌは当該導電体３，
３′のインダクタンス、Ｒは抵抗を示す。

従って、上述した磁気浮上・案内方式は、車両が平坦な
直線軌道を走行する場合にはきわめて有効であるが、曲
線軌道部を通過する場合は曲線半径、車両の重量および
車両の速度によって定まる遠心力を受ける。

このため曲線部では軌道面を予め内側に傾斜させておか
ないと脱線、転覆の恐れがある。

そのため、従来から、当該軌道にカントをつけてそれを
防止している。

カントは曲線半径および車両の曲線通過速度によって定
まり。

曲線通過時、車両に働く重力と遠心力の合力が軌道面に
垂直になるようにするのが理想である。

しかし、カントは車両の種々の速度に対応できるように
する必要があるとともに、又例えば車両が曲線上に停止
した時、内側へ転覆することがあってはならないので過
大にはできない。

このため、車両が高速で曲線部を通過する場合、遠心力
が上廻って、いわゆるカント不足の状態となり、車両は
左右の遠心力を受けて軌道の中心をずれて走行すること
メなり、特に高速、浮上案内方式では非常な危険を伴な
う恐れがある。

本発明は誘導反撥式磁気浮上・案内車両の曲線軌道部の
走行に存する上述のような問題点を解決するためになさ
れたものである。

本発明を第５図〜第６図に示した実施例に従って説明す
る。

第５図において第１図ａ〜第４図に示すのと同一記号の
ものは同一構成要素を示す。

しかして、本発明においては曲線軌道部に位置する地上
の浮上用導電体のうち、曲線に対し外側に設けられる浮
上用導電体３′は第１図ａ〜第２図に示したものと同様
、それに対向する車上の浮上用超電導磁石２′と垂直方
向において重り合うよう対向して設けるが、内側に位置
する浮上用導電体３１は、たとえば、第５図における左
側、すなわち、曲線中心に対し内側に所定だけずらせて
配置する（曲線軌道の長手方向中心線と導電体３１との
間隔は当該中心線と３′との間隔より大）とともに、同
じく曲線軌道部に位置するＵ字型案内６に設けられる案
内用地上導電体のうち、曲線軌道に対して外側に位置す
る案内用地上導電体５１の時定数を内側に設けられる案
内用地上導電体５の時定数より大に設定する。

案内用地上導電体５１の時定数を大にするには当該導電
体の断面積を所望なだけ大とするか、又は所望の形状、
寸法からなる導電性シート等を附加する等の方法をとる
ことができる。

本発明によれば車上の浮上用超電動磁石２と地上の浮上
用導電体３１との間に働く浮上のための電磁力は、車上
の浮上用超電導磁石２′と浮上用導電体３′との間に働
く、浮上のための電磁より小となる。

一方誘導反撥式車両磁気浮上案内方式においては浮上刃
、案内力は車上の磁界が一定の場合、地上導体との相互
インダクタンスが大きく、地上導体の抵抗が小さい程、
浮上刃、案内力が大きくなる。

従って地上導体が一定の形状、配置状態にあるときは地
上導体のインダクタンスＬが大きく、又抵抗Ｒが小さい
程、つまり時定数（Ｌ／Ｒ）が大きい程、浮上刃、案内
力が大きくなる。

従って、外側の案内用地上導電体５１の時定数を内側の
案内用地上導電体５の時定数より大きくとると、外側か
ら発生する案内力が内側で発生するそれより大きくなり
、具体的場合に即して浮上用導電体３１の変位量および
案内用導電体５１の時定数の増加量を所定のごとく設定
することによって、曲線軌道部におけるカント不足を補
い、かつ車両を軌道の中央に沿って走行せしめることが
可能となり、それにより高速な安定浮上走行を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｅおよび第２図は誘導反撥式磁気浮上・案内
車両の動作原理を説明するだめの図で、第１図ａは車上
の超電導磁石と地上の導電性コイルとの関係を示す斜視
図、第１図すは第１図ａの導電性コイルに誘起される磁
束を示す線図、第１図Ｃは第１図すの磁束によって発生
する電圧を示す線図、第１図ｄは第１図Ｃに示す電圧に
よって発生する電流を示す線図、第１図ｅは車上の超電
導磁石と地上の導電性コイルとの間の電流の誘起方向を
説明するための断面図、第２図は誘導反撥式磁気浮上車
両における走行速度と浮上との関係を示す線図、第３図
は第１図ａ〜ｅについて説明した誘導反撥式磁気浮上車
両の磁気案内方式の一例を示す側面図、第４図は第３図
に示す磁気案内方式の電気的結線を示す回路図、第５図
は本発明の実施例を示す側面図、第６図は第５図の平面
図である。 ２・・・・・・浮上用地上導電体３１とずれて対向する
車上の浮上用超電導磁石、３１・・・・・・曲線軌道部
の曲線に対し内側に位置する浮上用地上導電体、５−
・・曲線軌道部の曲線に対しＵ字型案内において内側に
設けられる案内用地上導電体、５１・・・・・・曲線軌
道部の曲線に対しＵ字型案内において外側に設けられる
案内用地上導電体、６・・・・・・Ｕ字型案内。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両の進行方向に沿って所定間隔をへだてた地上に
   並列配置された２列の浮上用導電体と、それらの浮上用
   導電体と電磁結合可能なように車上に装着された浮上甲
   類電導磁石との間に発生する電磁力により車両を浮上さ
   せるとともに、車両の進行方向に沿った地上に敷設した
   断面Ｕ字型の案内の内側対向面に地上案内用導電体を、
   又車両に、上記それぞれの地上案内用導電体と対向する
   ように案内用超電導磁石を設けて、上記案内用超電導磁
   石と、それと対向する、それぞれの案内用導電体との間
   に発生する電磁力によって車両を案内するようにした誘
   導反撥式車両浮上案内方式において、曲線軌道部の２列
   の浮上用地上導電体のうち、曲線に対し内側に位置する
   浮上用地上導電体を、それと対向する車上の浮上用超電
   導磁石との対向面をずらせて配置するとともに、曲線軌
   道部の案内用地上導電体のうち、曲線に対し外側に設け
   られる案内用地上導電体の時定数を、内側に設けられる
   案内用地上導電体のそれより大に設定したことからなる
   誘導反撥式車両磁気浮上案内方式における曲線軌道部の
   浮上案内装置。