JPS5810955B2 - リニヤモ−タ走行車の位置検知方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はりニアモータ式超高速鉄道において。

軌道上に布設された推進コイルに対する自己位置を検知
するりニアモータ走行車の位置検知方式に関するもので
ある。

磁気力を利用して車体を推進、浮上させるリニアモータ
一式鉄道には各種の方式が開発されているが、走行車の
制御方式についてみると、他制式といわれるものにおい
ては、走行車の軌道上の位置をきめ細かく検知し、この
検知信号を基本にして走行車と推進コイルとの関係位置
あるいは走行車の速度などの情報信号をつくり、これに
より推進コイルの電流の大きさ１周波数あるいは位相を
制御すること、すなわち走行車を運転、制御することが
行なわれている。

駆動電源を交流とする場合についてやや詳しく説明する
と、まず第１の方式は、推進コイルに供給される３相（
Ｕ、Ｖ、Ｗ相）電流に対応して。

Ｕ、ＶおよびＷ相用の推進コイル３個を１組として、軌
道方向に順序を以て配列されてリニアモータ軌道が構成
されるもので１位置検知信号としては各相コイルのそれ
ぞれに対する走行車の関係位置を示すものが必要とされ
る。

要約すれば、各コイルの相・情報とその位置関係が一体
として必要である。

このような位置検知信号を便宜上ここでは個々のコイル
検知（または検知信号）と呼んでおく。

次に、第２の方式について述べる。

この方式は。長区間に亘る推進コイル全体を走行車の走
行に最小限度必要なセクションに分割し、各セクション
毎の推進コイルのみに推進電流を供給する方式に関する
ものである。

軌道の全区間をいくつかのセクションに分割する。

すなわち推進コイルを適当な個数（組数）ごとにまとめ
て一群（−セクション）トし、走行車の走行に伴なって
コイル群単位に電流供給を順次切替える方式が考案され
ている。

この方法により、最小限度必要な推進コイル群にのみ電
力が供給され、電力効率のよい運行が行なわれる。

この場合には、走行車がコイル群の境界を通過する時点
、換言すればコイル群の境界点の位置検知を行なって、
その検知信号によりコイル群単位に電流の切替が行なわ
れる。

これを第一の方式に対するものとしてコイル群検知（ま
たは。

コイルセクション検知）と呼んでおく。

以上述べた２つのコイル検知のうち、前者の個個のコイ
ル検知においては、必要な検知信号として推進コイルの
軌道方向の大きさ１寸法に比べて精度の高いものが要求
きれる。

具体的には、推進コイル寸法の３〜５％程度とされて２
つ、精度が良好なほど走行車の運転・制御は円滑に行な
われる。

このような位置検知信号をうる一方法として。金属体（
車体）を検知できる電磁接近リレーを用いる方法が考え
られるが、磁気浮上車においては。

走行中の軌道直角方向の変位が大きく、被検体である車
体とセンサである電磁接近リレーの間隔距離が大幅に変
化し、安定した動作かえられない。

そこで、これに代わるものとして、検知精度が比較的良
好で、かつある程度の距離変化にも耐えられる光学式の
装置が試みられている。

光学式は。大別して所要位置に遮光板をおく遮光式と同
じく反射板をおく反射式に分けられるが、いづれも車上
に投光器および受光器を設けて遮光板または反射板の有
無により位置を検知するものである。

この場合、光線としてはレーザを含む可視光あるいは赤
外線のごとき非可視光が使用される。

しかしながら、いづれの光学式の場合においても、野外
の空間を介して地上対車上間の光路上には気象などの環
境条件による光路妨害が生じ易く、また反射板の汚損な
どにより受光量が低下して信頼性が低下する欠点がある
。

また、遮光板あるいは反射板は、軌道の全区間に亘って
推進コイルに対応したピッチで設置される必要があり長
距離に亘る実用段階では設備費用が膨大となるばかりで
なく、この保守維持は容易ではない。

他方、コイル群の位置検知信号をうる方式として、軌道
上に２条の電線による往復路を構成する平行誘導線を布
設し、これに対向して車上にループコイルを設け、両者
の間の電磁結合による。

いわゆる誘導無線の原理による方式が提案されている。

これは、車上のループコイルと送信アンテナとして用い
、平行誘導線に生じた起電力はそのまま、軌道の終端な
どに設けられている推進電流供給装置まで平行誘導線自
身により伝送される。

この点で、既述した光学式による個々のコイル位置検知
信号が車上の受光部でえられた後、空間波無線ないしは
ニアフィールドの原理による漏洩同軸ケーブルを径で、
地上の所要場所に伝送される間接的な方式であるのに比
べて、直接的であり、信頼性に勝れている。

さらに、電磁結合方式においては、光学式に比べて空間
における結合作用は気象条件などによって左右されるこ
とが少なく、従って受信レバルは遥かに安定であり、妨
害は他の雑音源からのものが加わるものの、Ｓ／Ｎとの
関連において除去可能であり、光学フィルタに比べて選
択性の著しく勝れている電気フィルタの利用が容易であ
る、など多くの利点がある。

以上述べたように、平行誘導線による誘導無線方式は多
くの利点を有しているので、この方式をコイル群の位置
検知に止まらず１個々のコイルの位置検知にまで利用拡
張し、すべての情報を一元的にうる方式が考えられる。

しかしながら１〜２ｍ程度の長さのコイルを各相銀に精
度高く検出するためには多数の電線を用いた複雑な構成
となるものと考えられる。

以上においては従来考えられている位置検知方式におい
て、個々の欠点あるいは問題点を述べたが、さらにこれ
らを制御システム全体の立場から概観すると１次のよう
なシステム的な欠点も挙げられる。

まず従来試験的に行なわれている上述の方式においては
目的とする推進コイル自身の位置を検知するものではな
く、推進コイルに対して一定の距離関係を保つとされる
遮光板、もしくは反射板、または交差点などを介して間
接的に検知するもので、ここに検出誤差の要因がありう
る。

次に経済性の問題で、軌道上には推進コイルをはじめ、
遮光板または反射板、ならびに平行誘導線群が合わせて
三重に投資され、車上から地上への無線伝送路が設けら
れるなど多大の経費を要するものである。

したがって、位置検知方式は当然一元化されるべきであ
り、さらに可能ならば推進コイルのごとき走行車駆動設
備を位置検知システムに利用して設備の単純化を計るこ
とが理想であろう。

本発明は、リニアモータ式鉄道における走行車の位置検
知方式において、従来考えられた方式のもつ種々の欠点
を排除して、精震が良好で信頼性が高く、また経済性に
おいても勝れている位置検知方式を提供するものである
。

本発明の要点とするものは、地上と車上間の電磁結合方
式で、地上側として平行誘導線に代えて。

推進コイル自身を信号伝播媒体に用いることが特徴であ
る。

さらに詳しくのべるならばこの推進コイルに対向して、
車上には送信コイルを設け、正弦波の高周波電流を加え
て交番磁界を発生させ。

推進コイルに生ずる起電力を位置検知に利用するもので
ある。

この原理を第１図ａ、ｂにより説明する。

図において、１は推進コイルで、２は推進コイル１に対
向して車上に設けられた送信コイル３は発振回路である
。

本来、推進コイル１は適当な巻数を有する空心の枠形コ
イルであり、これに流れる推進電流により磁界を生じ、
車上に設けられた対応するコイルの磁力との間に、吸引
力または反撥力を生ずるためのものであるが、第１図ａ
、ｂに示すように。

車上に設けた送信コイル２に発振回路３よりの信号電流
ｉを通ずることにより、推進コイル１に起電力ｅを生じ
させることは可能である。

しかしながら、推進コイル１には本来の目的の推進電流
が存在するので、これと区別するため異なる周波数の信
号電流を用いる。

推進電流の周波数は走行車の速度に比例するもので、時
速５００ｋｍ／ｈｒにおいて、３０Ｈｚ程度とされてお
り、実用段階においてもほぼ同程度であろう。

一方、信号電流としては、電磁結合による起電力が周波
数に比例して増加すること、推進電流の含む高調波の影
響を避けること、推進電流との分離の容易さを考慮して
周波数が高い程望ましいが、しかし推進コイルおよび送
信コイルの周波数特性が高周波側で劣化することを勘案
して、適当な値が選ばれるべきであり差し当りここでは
、数ＫＨｚ乃至数十ＫＨｚ程度を使用することとしてこ
の発明の原理説明を進める。

第２図は推進コイルにえられる起電力ｅによる信号の伝
送系統図を示す。

いま送信コイル２が推進コイル１−Ｕに対向していると
き、１−Ｕの起電力ｅによる信号電流は、配線６に直列
または並列、もしくは直、並列の組合わせにより接続さ
れている一ロー相の他の推進コイルを径由して、配線６
の終端にある推進電流供給装置７に向う。

ここで分岐回路８により信号電流は分離されて端子９に
出力される。

このように信号電流は推進コイル用の配線により所要と
する推進電流供給装置７の設置場所まで伝送され、特別
な信号伝送路を必要としない。

これがこの発明の大きな効果である。次に、走行車の走
行により、第２図の送信コイル２が移動しそ、順次推進
コイル１−ｖ、１−ｗの位置に来るときは、上記と同様
に、それぞれ端子１０および１１に信号電流が出力され
る。

このようにしてえられた各相の信号電流から、位置検知
信号をうる方式を第３図により説明する。

第３図ａは各相の信号電流を示すが、各相の信号電流は
、推進コイル１−Ｕと１−■の境界位置しｏおよび推進
コイル１−■と１−Ｗの境界位置Ｌ１を境として互にオ
ーバランプしている。

第３図すは位置検知信号をうる回路の原理図で、１２は
整流器を、１３はアナログコンパレータである。

Ｕ相および■相の信号電流は、整流器１２により整流さ
れた後、アナログコンパレータ１３において比較され１
両信号電流の波形の振幅値が同一となる点、すなわち推
進コイル１−Ｕと１−■の中間点り。

で位置検知信号かえられる。ここで、この発明による上
述の位置検知方式は、目的とする推進コイルそのものの
磁界分布特性を計測することによって行なわれるもので
あり、従来試みられている方式のごとく、別の媒介物に
よる間接的な計測によるものではないのであって、他の
媒介物による誤差の発生、混入がない点は本発明の重要
な利点の一つである。

また精度については、推進コイルは推進電流による磁界
が極力同一となるように製作され、取付位置の誤差もき
びしく管理されているので、信号電流の磁界分布特性と
、各推進コイルの均一性とから高精度が期待できる。

一方、信号合成回路では十分精密な計測ができるので、
これらが相俟って、精度の高い検知信号をうろことがで
きるものである。

以下１本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

先づ、送信コイルについて述べる。

送信コイルとしては、磁性体のコアを用いた小形、軽量
なものがあるが、リニアモータ軌道は強い磁場を伴うの
で、コアの飽和を避ける必要があり、空心で枠形構造の
いわゆるループ形状のものが適当する。

第４図ａおよびｂは送信コイルとして、その空心の枠形
コイル１４を推進コイル１に対向して、走行車１５に取
付けた状態の相対配置を示す説明図である。

これらの両コイル間の電磁結合係数（相互インダクタン
ス）Ｍはよく知られているように。

両コイルのそれぞれの大きさ１巻数および両者の間隔ｄ
などによりきまるが、間隔ｄが一定のときは、第４図Ｃ
の枠形コイル１４−ａのように１両コイルの中心が同一
軸Ｃ上にあるときが最大で。

一方のコイルが軸Ｃより離れることもなって減少し１図
の角度θがある値で、すなわち枠形コイル１４−ｂの状
態で磁力線の鎖交が零すなわちＭが零となる。

磁気浮上走行車は浮上により高さなどの位置が変化する
ので、常に良好な相互インダクタンスＭがえられるよう
に、間隔ｄおよび枠形コイル１４の上下方向の寸法りを
適切に選定しなければならないことは当然であり、かつ
このことは可能である。

さて、上述したごとき両コイルの配置においては、推進
コイル１による交番磁界により、車上の枠形コイル１４
に起電力が誘起される。

推進コイル１に流れる推進電流は、重量が大きく、速度
が高い走行車の動力となるものであるから、非常に大き
い値である。

しかしながら、一方、推進電流の周波数は、すでに述べ
たように極めて低周波であるので、相互インダクタンス
Ｍを適当に小さくすることにより、枠形コイル１４に生
ずる起電力を過大とせず、安全な値に止めることができ
る。

また他方において、車上より送信する信号電流の周波数
（以下信号周波数という）をできるだけ大きくとって、
推進コイル１に生ずる起電力を、位置検知信号をうるに
十分な値となるように設計することができる。

以下この点を、第５図と式とを用いて説明する。

図において、推進コイル１と枠形コイル１４の相互イン
ダクタンスをＭとし、推進コイル１に流れる推進電流を
ｉｏ＝Ｉｏｓｉｎｗｏｔとするとき、この電流により枠
形コイル１４に生ずる起電力ｅ。

（最大値）は、ｅ０＝ｗｏＭＩｏ ・・・
・・・・・・（１）で表わされる。

っ反対に、枠形コイル１４に流れる信号電流をｉ ＝
Ｉｓ ｉ ｎｗｔとするとき、この電流により推進コイ
ルに生ずる起電力ｅ（最大値）は。

＝ｗＭＩ ・・・・・・・・・ （２
）で表わされる。

式（１）と式（２）より次の式（３）かえられる。

ｅ／ｅｏ−（ｗ／ｗ０）（Ｉ／■ｏ）・・・・・・（３
）さて、推進電流■。

の値は極めて大きいが、その角速度Ｗ。

、すなわち周波数ｆ。（Ｗｏ−２πｔｏ ）は極めて小
さいので１式（１）により、相互インダクタンスＭを適
当に選ぶことにより、枠形コイル１４の起電力ｅ。

を望むように小さくできる。ただし、この結果相互イン
ダクタンスＭが小さいとしても１式（２）により、信号
電流１の値、または角速ＫＷのいづれか、もしくは両者
を十分大きくとることにより、起電力ｅの値を所要の大
きさとすることができる。

式（３）は１両コイルの起電力の比が、それぞれのコイ
ルの電流値と角速度との積の比に等しく、相互インダク
タンスＭには無関係であることを示している。

この式により、相互インダクタンスＭの値を知ることな
く、両コイルの起電力の比較を行なうことができる。

数値例をあげると、当初述べた例により、推進電流の周
波数を３０Ｈｚ、信号周波数を３０ＫＨｚとすると１例
えば両コイルの起電力ｅとｅ。

が等しくなるためには、信号電流は推進電流の十分の１
であり、この発明による方式は小さな信号電流で実現が
可能なことが予想できる。

以上述べたところは、推進電流を正弦波とした場合であ
るが、推進電流の波形は必ずしも正弦波と限らず、特別
な波形の場合もあり。

そのような波形に対しても起電力の比較に行なうことが
できる。

さて、推進電流は走行車の制御のため電流値の変化また
は切替が行なわれ過度現象があるので。

多くの高調波が発生し、枠形コイル１４には上述より遥
かに高い起電力が生じ、枠形コイル１４゜発振器３を破
損するおそれがある。

これに対して、この発明においては、枠形コイル１４の
同調（共振）周波数を信号周波数と等しくすることが特
徴である。

一般に枠形コイルには１分布容量と自己インダクタンス
により定まる同調周波数があり。

この周波数において枠形コイルのインピータンスは最小
値にまで低下する。

したがって、信号周波数を同調周波数と略等しくするこ
とにより、信号電流は最大値となり、既出の式（２）の
示すところにより、推進コイルに最大の起電力を生じ、
信号の伝送、Ｓ／Ｈなどの点で有利である。

さらに述べるならば、推進′電流により枠形コイルに生
じて妨害となる起電力に対しては、その周波数が低いた
め、枠形コイルのインピーダンスが高くて損失が大きく
１発振回路への妨害が少ない。

このように枠形コイルを同調形とすることにより、フィ
ルタの役を兼ねることができる。

なお、枠形コイルの同調周波数は巻線の種類１巻線数、
枠の大きさにより定まる自己インダクタンスに対して、
適当な容量のコンデンサを付加することにより、はぼ任
意に製作できることは述べるまでもない。

以上のように発振回路の防護を行なうほか１通常の起電
力に比べ、異常に大きい進入電圧に対して、この発明に
おいては１発振回路にフィルタ。

保安器を用いている。

これを第６図により説明する。

１６はアレスタを含む保安器で、枠形コイル１４よりの
異常に高い進入電圧に対して動作し。

発振回路３を保護する。

１７は信号周波数を通過域とする帯域フィルタであって
、保安器１６と同様に、枠形コイル１４よりの妨害電圧
を極力排除するとともに、発振回路３のスプリアス周波
数が枠形コイル１４に加わることを防止するものである
。

さて次の段階として、枠形コイル１４の信号電流１、す
なわち送信電流値を如何に定めるかについて説明する。

この手順は、信号電流の受信場所すなわち推進電流供給
装置の設置場所における必要な受信電流値を定め、つい
で推進コイルの配線および直列または並列、もしくは直
並列に組合わされた他の推進コイルによる分岐損失を勘
案し、さらに推進コイルと枠形コイルの電磁結合損失を
考慮した上で定まる訃のである。

以下この手順に従い、第７図により説明する。

第７図は各相それぞれの推進コイルが直列に接続された
場合の配線系統図を示すもので、１８は信号合成回路を
示す。

まず１重要なことは信号合成回路１８に入力する信号電
流のＳ／Ｎが十分大きいことであるが、推進電流供給装
置７からの推進電流は非常に大きく、また多くの強い高
調波が含まれている。

そこで図に示す分岐回路８は、このような妨害電流を十
分阻止できるものでなければならない。

このような場合に類似する技術として。送電線に重畳し
て用いられる電力線搬送通信における送電線と通信機の
接続技術があり、非常な高圧、大電力の送電線に、極め
て低いレベルで、ただし非常に高い周波数の搬送電流が
重畳されて実用されている。

一方１分岐回路８は推進コイル１−Ｕよりの信分電流を
選択して分岐し、その損失を極力少くするとともに、他
の不要周波数を阻止して、信号合成回路１８に入力させ
なければならない。

第８図は、この発明による分岐回路の一実施例を示すも
ので、２０はチョークコイル、２１は結合コンデンサ、
２２は帯域フィルタ、２３は保安器である。

推進電流供給装置７よりの推進電流は１周波数が低いた
め、チョークコイル２０は側管抵抗を示さないが、結合
コンデンサ２１は静電容量が適当に小さい値とされてい
るので、推進電流を阻止できる。

一方、信号電流は周波数が高いため、チョークコイル２
０に阻止され、結合コンデンサ２１は低インピーダンス
で通り、帯域フィルタ２２により端子９に出力される。

この発明における信号電流は、無変調の単一正弦波であ
るから、帯域フィルタ２２としては水晶フィルタの如き
選択性の良好なフィルタを使用することが可能で、かつ
それがＳ／Ｎの点で有利である。

このような帯域フィルタ２２の使用により、推進電流に
含まれる高調波ならびに推進コイル１および配線４，５
，６に。

生ずる各種の外来雑音は十分阻止できる。

なお推進電流および外来雑音の過渡的もしくは異常に高
い電圧の進入に対しては、保安器２３により被害を防止
できる。

次に、直列に接続されている他の推進コイルおよび配線
により生ずる信号電流の損失について考える。

ただし、推進コイルの配線は、大電流を通ずるためかな
り太い線径の線材が使用されるので。

信号周波数および距離にもよるが、非常に大きな損失と
はならないものと考えられ、またこの評価。

は伝送理論により推定が可能である。

ここではまず、配線による損失を除外し、他の推進コイ
ルによる損失を考える。

第７図に示すように、推進コイル（１−Ｕ）などの信号
周波数における自己インピーダンスをＺａ、分岐回路８
の入力インピーダンスｚｂとし、一群の同一相の推進コ
イルの個数をｎとする。

この状態で、推進コイル（１−Ｕ）に起電力ｅが生じた
とするとき分岐回路８の入力電流ｉｒおよび電圧ｅｒは
、配線の影響を無視して。

それぞれ次式で表わされる。

式（４）より１分岐回路８の入力電力Ｐｘは次式により
表わされる。

上記の各式より次のことがわかる。

すなわち。Ｚａが一定値で与えられているとき、入力電
流ｉｒを大きくするには、入力インピーダンスｚｂを小
さくすること、また入力電圧ｅｒを大きくするには入力
インピーダンスｚｂを大きくとることが必要である。

これらは、分岐回路８の内部回路の構成に従って都合の
よい方式をとればよいが、一般的には、入力電力Ｐｒを
最大とすることが得策である。

最大の入力電力Ｐ ｒ ｍ ａ ｘは、与えられたＺａ
に対して、Ｚｂ／Ｚａ＝ｎとするｚｂを選ぶことにより
えられ、このときの入力電力Ｐｒｍａｘは、推進コイル
に消費される電力と等しく、すなわち全電力が推進コイ
ルと分岐回路への入力電力に等分される。

以上のように、分岐回路８の入力電力Ｐｒを最大とする
ように、分岐回路８の入力インピーダンスｚｂを選ぶが
、この最大電力Ｐｒｍａｘが、Ｓ／Ｎに関して満足でき
るようにするには、車上の送信電流値、信号周波数およ
び相互インダクタンスＭの値を適当に定め、起電力ｅを
必要な値とすることにより達成される。

以上は各相それぞれの推進コイルが直列に接続された場
合であるが、推進コイルが並列もしくは直、並列の組合
わせに接続された場合においても。

他の推進コイルによる信号電圧、電流および電力の値は
計算により求めることができ、それぞれの最大値を与え
る入力インピーダンスｚｂの値を定めることができる。

なお以上においては配線６による信号電流の損失を無視
したが、配線長が長くなるときは、上記の所論に配線損
失を加えることにより、より正確な入力電力Ｐｒなどが
予測でき、これに分岐回路８の特性を加えて１分岐回路
８の出力端子９における信号電流およびＳ／Ｎなどが評
価でき、これにより適切な各部の定数を設計することが
できる。

次に信号電流より位置検知信号をうる方法と回路につい
て説明する。

第９図ａはこの発明による信号合成回路の実施例のブロ
ック図を示すもので。

２４は増幅器、２５はフリップフロップ、２６乃至２８
は検知信号出力端子である。

第９図すの上欄はこの発明による分岐回路８により分離
されたＵ相、■相およびＷ相の信号電流の波形で、走行
車の走行に伴なって、信号電流がＵ相、■相およびＷ相
の各端子に経時的に循環して現われている。

これらの各相の信号電流は第９図ａに示す増幅器２４の
端子９，１０および１１にそれぞれ入力され、増幅され
、整流器１２で整流された後、アナログコンパレータ１
３で比較され、各相の推進コイルの境界点に対する位置
信号かえられる。

このことは、すでに第３図で説明したところである。

第９図ａにおいては、このような位置信号を１図示のよ
うに適当に組合わせて、フリップフロップ２５に加え、
第９図すの下欄に示す方形波信号Ｓｕ、ＳｖおよびＳｗ
とし、これを求める位置検知信号とする。

このようにフリップフロップ２５の使用によりえられた
位置検知信号は、単にコイルの境界点などの変化点のみ
を出力するものでなく。

各推進コイルの総体を表わすものであり１例えば走行車
が停車しているときにおいても、車上の送信コイルが対
面している推進コイルを記憶し、かつ出力していること
が特徴である。

なお、上記の位置検知信号Ｓｕ、ＳｖおよびＳｗは走行
車の進行方向に拘らず同一のものである。

次にこの発明によるコイル群位置検知信号をうる方法を
説明する。

まず、コイル群単位に推進電流の供給を切替える方式に
おける配線系統および切替の具体的方法を第１０図ａに
より説明する。

図においては、全区間のうち任意のｎ番目の区間とこれ
に続＜ （ｎ＋１）、（ｎ＋２）ｔ （ｎ＋３ ）番目
の区間をとり上げている。

図示のように、各区間内の推進コイル群は、一区間おき
に、各相ごとに、スイッチ接点３０’、 ３１’、 ３
２’、 ３０“、３１“、３２“および３３’、 ３４
’、 ３５’、 ３３“、３４“、３５“を介して第１
群および第■群よりなる。

推進コイルに対する２組の３相配線３０，３Ｌ３２およ
び３３．３４，３５にそれぞれ接続されている。

いま走行車が第ｎ区間にあるときは、スイッチ接点３０
’、３１’、３２’が閉じられており、第１群の３相配
線３０，３１，３２より該区間の各推進コイルに電流が
流れ走行車は進行する。

このとき、走行車が次の第（ｎ＋１）区間に進入しても
、走行が継続できるように、予めスイッチ接点３３’、
３４’。

３５′が閉じられて第■群より推進電流が該区間に供給
されるように、スイッチ接点の動作は制御されている。

なおこのときは、第０区間および第（ｎ＋１）区間を除
く他の区間には推進電流は供給されない。

この状態で、走行者が第ｎ区間を通過し。次の第（ｎ＋
１）区間に進入するとき、第ｎ区間と第（ｎ＋１）区間
の境界を走行車が完全に通過し終った時点を例等かの方
法で検知し、この検知信号により第ｎ区間のスイッチ接
点３０’、３１’、３２’が開放される。

この開放が行なわれたことを確認した後、前方の第（ｎ
＋２℃区間のスイッチ接点３０’。

３１”、３２“が直ちに閉じられ、第１群の推進電流が
該区間に供給される。

以後、同様にして、第１群と第■群が交互に、走行車の
存在する区間およびその一つ前方の区間に推進電流を供
給するので全区間を通して走行車は連続的に走行するこ
とができ、かつ、当初述べたように、効率のよい運転電
力の消費が行なわれる。

上述したスイッチ接点の切替のために必要とされる１区
間の境界を走行車が通過した時点の検知信号をうろこと
が、すなわちこの発明におけるコイル群位置検知と称す
るものであって、その方法を図を用いて説明する。

この発明によるコイル群位置検知の方法は、コイル群（
区間）の境界に隣接する２つの推進コイル、すなわち第
１０図ａに示すＷｎとＵｎ ＋ １゜Ｗｎ＋１とＵｎ＋
２などに生ずる信号電流を用いて行なう。

これらの信号電流は１図に示す配線３２゜３３．３５お
よび３０によりそれぞれ推進電流供給装置７まで伝送さ
れ、ここで分岐回路８で分離されることは既に述べた個
々のコイル位置検知と本質的に同一であり、したがって
この場合においても、信号電流は推進コイル用の配線を
用いて所要場所にまで直接的に伝達されることはこの発
明の大きな利点である。

ただしこの場合においては信号電流は第１群と第■群の
配線に分れて伝送されることが個々のコイル位置検知と
異なる点である。

第１０図すはこの発明によるコイル群位置検知信号の信
号合成回路のブロック図を示し、第１０図ａに示した配
線３２，３３，３５および３０は分岐回路８を経て第１
０図すの入力端子３２−ａ。

３３−ａ、３５−ａおよび３０−ａにそれぞれ接続され
る。

個々のコイル位置検知とほぼ同様な処理により、アナロ
グコンパレータ１３により、推進コイルＷｎとＵｎ＋１
の境界に対して検知信号かえられ、フリップフロップ２
５のセット端子に入力され、出力端子３６に検知信号か
えられ、ついで１次の境界（Ｗｎ＋１．Ｕｎ＋２）の検
知信号によりフリップフロップ２５はリセットされ、結
局出力端子３６には第（ｎ、＋１）区間に対する位置検
知信号として第１０図ａの下欄に示す信号Ｓｇ２がえら
れる。

同様に第（ｎ＋２）区間に対する位置検知信号は出力端
子３７にえられ、第１０図ａの下欄に示す信号Ｓｇ１で
ある。

このようにしてえられた位置検知信号Ｓｇ１．８ｇ２は
走行車が第１群に存在するときはＳｇｌはＯＮ、８ｇ２
はＯＦＦ、また第■群に存在するときはＳｇｘはＯＦＦ
、８ｇ２はＯＮとなるもので、この信号により所要のス
イッチ群の切替が行なわれ、目的が達成される。

なお、上記信号Ｓｇ１と８ｇ２とは極性が反転している
だけで、同一信号であるのでいづれか一方のみでもスイ
ッチ切替に使用できることは明らかである。

また、上記の位置検知信号においても、個々のコイル位
置検知信号と同様に走行車の存在する区間に対して連続
して記憶し、出力する方式であり、走行車の停車などに
より、信号が影響されることはないことがこの方式の特
徴である。

次に走行車制御システムにおいて、制御装置の必要性な
どにより、個々のコイル位置検知信号として第９図すの
下欄に示すＳｕ、ＳｖおよびＳｗと異なるパタンのもの
が必要になる場合がある。

実例を以てこれを説明する。

第１１図ａは従来試験的に行なわれた光学式による個々
のコイル位置検知方式を示し、４０は地上に設けられた
反射板、４１−ａ、４１−ｂおよび４１−ｃは車上に設
けられた光学式検出器を示す。

第１１図すは第１１図ａの装置によりえられた位置検知
信号を波形ａ１）ｂｌおよびｃｌで示す。

第１１図Ｃおよび第１１図ｄは、この発明による第１１
図すに示すものと等しい位置検知信号をうる方法および
回路の実施例を示すもので、第１１図Ｃにおいて、１４
−１．１４−２はそれぞれ信号周波数をｆｌおよびｆ２
とする２つの枠形コイルであり、これらは車上において
、軌道方向に、所要符号長に相当する間隔をおいて配置
される。

図示の場合、推進コイルの１．５個分の間隔である。

第１１図ｄは、帯域フィルタ２２−１および同２２−２
を含む信号合成回路で、入力端子４２，４３および４４
にはそれぞれＵ相、■相およびＷ相の信号電流が入力さ
れる。

信号電流には上述した２つの周波数ｆ１およびｆ２が混
在しているので、帯域フィルタ２２−１および２２−２
により分離するとともに、不要の周波数を除去し、すで
に述べたと同様の過程により、出力端子４５．４６およ
び４７に第１１図すに示すものと等しい各相コイルに対
する位置検知信号ａ２．ｂ２．Ｃ２が出力される。

上記の例に示すように、コイルの長さと異なる符号長を
有する位置検知信号は、符号長に対応して２個の枠形コ
イルを配置し、それらに異なる信号周波数を用い、かつ
信号合成回路に若干の追加を行なうことにより、はぼ任
意なパタンのものが容易にえられる。

以上により実施例による各部の説明を終るが、以上の説
明は３相電力による交流式リニアモータ軌道を対象とし
たが、直流式など他の形式のりニアモータ軌道において
も、推進コイルまたは案内用、浮上用などの他のコイル
を利用して、信号電流を受信する形式のものについても
、はぼ同様にこの発明が適用されることは勿論である。

またこの発明による方式によりえられた位置検知信号を
、推進コイルなどの電流制御以外の他の目的に利用する
ことが可能であるがその場合においても、この発明の要
旨は適用される。

さらに、枠形送信コイル２として概念上円形方形いずれ
も含まれることは特記するまでもない。

さて、この発明においては、実際上越るいくつかの問題
点について、理論的解析と数値的検討を行なった上、実
現の可能性が示されている。

またこれらの解析、検討を根拠として、いくつかの具体
的提案がなされており、いづれも実施に際して効果があ
る。

それらをあげると、車上に設けられれ同調形の枠形コイ
ルは、電磁結合作用に有効であるほか、磁気飽和による
影響がなく、併設されるフィルタ、保安器とともに安全
対策上効果がある。

分岐回路については、推進電流の悪影響を排除して、信
号電流を有効に分離する上で効果がある。

信号合成回路は簡易で、精度が高いなど効率のよい回路
が示され、また検知信号のパタンとして特殊な符号長の
ものを必要とする場合についても、一つの例として送信
コイルおよび信号周波数をそれぞれ２個用いることによ
り作成が可能であることが示されている。

以上のべたごとく、この発明によるリニアモータ走行車
の位置検知方式は推進コイルなどを位置検知システムの
媒体に利用することが大きな特徴であり、この方式によ
るときは従来のごとき間接的な方式において必要とされ
る光学遮光板または反射板、諸配線、無線伝送路などの
設備が不要となるので、大きな経済性かえられるばかり
でなく。

目的物のコイルを直接的に検知する方式であるので、従
来の方式におけるように、他の媒介物による誤差の混入
がなく、また走行車の制御システム全体からみて、単純
な構成となるため、遥かに高い信頼性かえられるなど多
くの点で勝れたものである。

さらに上記を要約すると、この発明による位置検知方式
は、従来の方式による欠点を打破して。

信頼性、経済性ともに勝れたものであり、なお実現の可
能性についても検討されており、リニアモーフ鉄道の発
展に寄与するところが極めて大きいものと言うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の推進コイルと本発明による送信コイル
の一実施例の外形略図、第１図すは推進コイルと送信コ
イルおよび発振回路の回路略図。 第２図は推進コイルの配線系統とこの発明の信号電流の
関係を示すブロック図、第３図ａはこの発明における各
相の信号電流波形図、第３図すは信号合成回路の原理股
間のための略回路図、第４図ａはこの発明による推進コ
イルと枠形コイルの配置を示す平面断面図、第４図す、
ｃは第４図ａと同じ垂直断面図、第５図はこの発明にお
ける推進コイルと枠形コイルの結合を説明するための回
路略図、第６図はこの発明における発振器、枠形コイル
、保安器およびフィルタの構成ブ冶ツク図。 第７図はこの発明による信号電流の経路および損失など
を説明する系統図、第８図はこの発明による分岐回路の
実施例を示す回路図、第９図ａはこの発明による信号合
成回路の実施例を示すブロック図、第９図すは第９図ａ
における信号電流の波形および位置検知信号の波形図、
第１０図ａはこの発明によるコイル群位置検知方法を説
明する系統図および位置検知信号波形図、第１０図すは
第１０図ａに対する信号合成回路の実施例を示すブロッ
ク図、第１１図ａ、ｂは従来性なわれた検知方式と検知
信号の図、第１１図Ｃはこの発明による２信号周波数に
よる２個の枠形コイルの配置図。 第１１図ｄは第１１図Ｃに対する信号合成回路の実施例
を示すブロック図をそれぞれ示している。 １……推進コイル、２……送信コイル、３……発振回路
、４，５，６……配線、７……推進電流供給装置、８…
…分岐回路、９，１０，１１……端子、１２……整流器
、１３……アナログコンパレーク、１４……枠形コイル
、１５……走行車。 １６、２３……保安器、１７．２２……帯域フイルタ、
１８……信号合成回路、２０……チヨークコイル、２１
……結合コンデンサ、２４……増幅器、２５・・・・・
・フリップフロップ、２６，２７゜２８……出力端子、
３０，３１，３２……第１群３相配線、３３，３４，３
５……第■群３相配線。 ３０’、 ３１’、 ３２’、 ３３’、 ３４’、
３５’、 ３０”。 ３１“、３２“、３３“、３４“、３５”……スイッチ
接点。 ３６……第■群出力端子、３７……第■群出力端子、４
０……反射板、４１……光学式検出器。 ４２．４３，４４……入力端子、４５，４６゜４７……
出力端子、Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗ……それぞれＵ、Ｖ、Ｗ相
検知信号、Ｓｇ１……第１群検第１芳検第１芳検知信２
……第■号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行車上には、軌道上に設けられた推進コイルに対
   向して電磁結合する２個の送信コイルと。 この２個の送信コイルに正弦波電流を供給する異なる周
   波数の２個の正弦波発振回路とを設け、地上には、前記
   推進コイルに推進電流を供給する配線から信号電流を取
   出すための分岐回路と、該信号電流を合成する信号合成
   回路とを設け、前記２個の送信コイルに生じる交番磁界
   により軌道上の前記推進コイルに信号電流を生じさせ、
   該信号電流を前記分岐回路により推進電流より分岐し１
   分岐された前記信号電流を前記信号合成回路にて信号処
   理することにより、走行車の推進コイルに対する位相検
   知信号および複数の組よりなる推進コイル群（セクショ
   ン）の境界の位置検知信号を合せ得るようにしたことを
   特徴とするりニヤモーフ走行車の位置検知方式。 ２ 送信コイルとして空心枠形構造を有し、かつ発振回
   路の発振周波数に略等しい固有同調周波数を有するもの
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   りニアモータ走行車の位置検知方式。 ３ 発振回路として推進コイルと電磁結合して送信コイ
   ルに生ずる起電力の進入を防止するフィルタおよび保安
   器を有するものを用いることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のりニアモータ走行車の位置検知方式。 ４ 分岐回路はチョークコイルの前段にコンデンサを介
   して帯域フィルタおよび保安器を並列接続して構成した
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のりニアモータ走行車の位置検知方式。 ５ 信号合成回路は基本単位として増幅回路が整流回路
   を介してアナログ・コンパレータ回路に直列接続され、
   該コンパレータ回路の出力端にフリップフロップ回路の
   一入力端が直列接続された直列接続回路である第一、第
   二および第三の基本単位回路からなり、第一の基本単位
   回路の整流回路からの出力は分岐的に第二のアナログ・
   コンパレータ回路の他の入力端に接続され、第二の基本
   単位回路の整流回路からの出力は分岐的に第三のアナロ
   グ・コンパレーク回路の他の入力端に接続され、第三の
   基本単位回路の整流回路からの出力は分岐的に第一のア
   ナログ・コンパレータ回路の他の入力端に接続されてお
   り、さらに第一の基本単位回路のアナログ・コンパレー
   タ回路からの出力は分岐的に第二のフリップ・フロップ
   回路の他の入力端に接続され。 第二の基本単位回路のアナログ・コンパレータ回路から
   の出力は分岐的に第三のフリップ・フロップ回路の他の
   入力端に接続され、第三の基本単位回路のアナログ・コ
   ンパレータ回路からの出力は分岐的に第一のフリップ・
   フロップ回路の他の入力端に接続されて構成されたもの
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のりニアモータ走行車の位置検知方式。