JPS6023565B2 - 吸引式磁気浮上走行体の懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄レールに対向した電磁石の吸引力によって
浮上され、別途リニャモータ等の推進力でレールに沿っ
て走行される磁気浮上走行体の懸架装置に関するもので
あり、特に第１図Ａ，Ｂに示す如く、浮上用電磁石３を
左右のレール１に沿って走行体２の全長に亘り連続的に
多数分散配列し、且つこれら多数の電磁石３を各列で２
個又は４個毎に区切って一群にすると共にトそれぞれの
群に必要に応じてリニャモータ５やブレーキ等の各種走
行関連機器を含めて、第２図Ａ，Ｂの如く一体とした数
群の単位組立機体（以下これをモジュル４と称する）に
まとめることでで成立つ方式のものについてなされたも
のである。

このように従来の鉄道車廟に普通に見られるボギー型式
の２個の台車を用いる方式に替って、吸引式磁気浮上走
行体の場合に好適なモジュルと称する多数の単位組立構
造体をバネ下に連続配置する基本的な構想については本
出願人等によって既に以下の発明等が提供されている。

特許第９３０５３２号特藤昭５３一１０３２９６号 特豚昭５３−１３８６３４号 持願昭弘一服７８２９号 そしてこのような方式では前記モジュルの懸架装暦が備
えるべき機能として次の３項目が不可欠となっている。

即ち、‘１｝ 走行体２に対するモジュル４の三次元的
自由度が、第３図の×−×，Ｙ−Ｙ，Ｚ−Ｚ軸に関して
左右軸Ｚ−Ｚ及び上下軸Ｙ−Ｙ方向については左右、上
下移動が許容されると共に、左右軸Ｚ−Ｚ及び上下軸Ｙ
−Ｙまわりについては回動が許容されるが、前後軸Ｘ−
Ｘ方向の移動及び前後軸×−×まわりの回動は出来ない
ように拘束される機構を有していること。

■ 第４図Ａに示す如く当該モジュルの前項の動きを阻
害することなく、走行体の重量を緩衝的に支持する例え
ば摺動台９の如き荷重支持機構を有していること。

｛３’ 第４図ｂの如くカーブ走行時を含めて左右２条
のレールに正対した両モジュル列の全モジュルの平均的
な中立位置に走行体を常時保持すると共に横方向の荷重
に対して緩衝的に、且つ走行体の各部に荷重を分散して
負荷せしめうる例えばケーブル１０、バネ１１の如き機
構を有していることである。

本発明はこのようなモジュル方式の懸架装置が具備すべ
き構成のうち、前記３項目の走行体とモジュルの横方向
の関係的構成の改良に関するものである。

いま走行体とモジュルの横方向の関係的構成を示す基本
的な一構成例を第４図Ａ，Ｂ及び第５図に基づいて説明
すると、図中６はしールーを梁７に固定する枕木で左右
の梁７に適宜間隔で連続的に配設されている。

８は左右の梁７を適当高さに支持する柱で、この図では
基礎の部分を省略して示してある。

９はモジュル４と走行体２の間に介在して緩衝的にその
荷重を支えるバネｇａ部分と、負荷状態で横方向に軽く
ガイドレール９ｃ上を移動可能にするための１」ニャベ
アリング９ｂとを一体構造に構成した摺動台であり、こ
れら複数モジュルの隣接部では両者に架橋的に跨って共
通的に機能するよう設けられている。

尚このバネ９ａは通常のコイルスプリングでも、又は気
体を封入したシリンダーとピストンからなるガススプリ
ングでも或いは又べローズ型の空気バネに贋換えること
もできるが、同図に示す如きダイヤフラム型の空気バネ
によれば、上下方向のバネとして走行体荷重を支持する
外に走行体の横揺れに対する適当な緩衝バネ作用を兼ね
た横荷重伝達部村しても利用することが出釆るという利
点がある。１０は左右対称位置の摺動合同志を連結する
ケ−ブルであり、又摺動台９と走行体２の間に配設され
たバネ１１（例えばガススプリング等が好適である）は
そのバネ力によってケーブル１０を左右に拡張する方向
に作用するよう設けられており、これにより両摺動台９
の間隔は常に一定に保たれると共に、全モジュルの平均
的な中心線上に走行体を保持する機能を果たすものであ
る。

以上の様な構成に於いて、走行体２の曲線軌道通過時を
考えてみると、モジュル４に取付けられた電磁石３は、
それ自体の持つ案内力により軌道の曲率に追随してレー
ルーに正対して移動整列しようとするからこれに伴なつ
てダイヤフラム型空気バネの議のバネ力を介して摺動台
９は移動され、バネ１１‘ま伸長又は圧縮されて第５図
の如くそれぞれ横方向に変位する。

このとき個々のバネ１１の変位量はバネ力の増加又は減
少に比例するから、走行体全体として左右各モジュル列
各々のバネ力の総和が相互に相殺し合った中立位置に、
走行体が保持されることになることは容易に理解されよ
う。また個々のモジュルからみると上記のバネ力の反力
は電磁石３にも作用していることを意味する。すなわち
、第５図曲線外側レール上の走行体の先頭、最後部の膚
動台９は、直線レールの場合に比べ、走行体に対し曲線
中心側に近づき、他方中央部分の情動台は、走行体に対
し曲線の外方側に遠ざかる（曲線内側レール上ではこの
反対）。したがってこのままでは摺動台と走行体の間の
バネ１１の長さが変って、バネ力が変化し、これと釣合
う力は電磁石３がレール１に正対しようとする案内力で
あるから、このような電磁石３の相殺的な吸引力は直ち
に無駄な電流の増加、即ち無効電力の増加に継がる。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたも
のであり、走行体が曲線軌道を走行するに際して、電磁
石の持つ横方向の案内力により軌道レールに正対して曲
線的に並ぶ左右のモジュル列と、これらモジュル列に対
して穣方向のバネ力作用がバランスする中立位置に保持
される走行体との横方向の連係構成において、横方向の
バネ力作用するバネがそのバネの伸縮によってモジュル
の電磁石の案内力を増大させる原因とならないようにし
たものであり、而して本発明の要旨は磁気浮上及び左右
方向案内の機能を持つ電磁石が固着され、かつ地上側の
２列平行なしールに対向して複数対連続的に走行体に荘
着されモジュルと「 これら各モジュルの前後端夫々を
上下方向緩衝装置を介して走行体に連結し、かつ横方向
移動可能に設けられた複数の摺動台と、これら沼勤台と
走行体間に介設されて走行体を左右方向中立位置に保持
せしめる横方向緩衝装置とを備えた吸引式磁気浮上走行
体において、前記緩衝装置のバネ手段を油圧シリンダー
にて構成すると共に、この複数の油圧シリンダーを走行
体の左右に２分割又は前後左右に４分割した区画に分け
て各区画内の油圧シリンダーについて油室を相互に蓮通
せしめたことを特徴とするところにある。

また油圧シリンダーを相似油室同士連超した榎動油圧シ
リンダーと替えることにより左右列間の摺動台の機械連
結を不要として走行体下部の容積有効利用を図り、更に
前記複動油圧シリンダーの左右列相互での非対称配置と
相似油圧室同士の左右列相互の蓮通により左右軌道レー
ル間隔の変化を吸収しうるようにしたものである。以下
本発明をその一実施例の概要を示す第６図以下に基づい
て説明する。

図中前記第１図乃至第５図に示した構成部材と共通する
ものには同一の符号を付して示している。

図中１３ａ，１３ｂは油圧のシリンダーで前述したガス
スプリング等からなるバネ１１に替り取付けられる。又
これに付随して配管１４が設けられている。この配管は
第７図Ａに示すような走行体を前後及び左右の対称中心
線×−×及びＹ−Ｙで４分割した各区域毎に第７図Ｂの
如くその区域内の全油圧シリンダ−１３ａ，１３ｂの油
室を相互に菱通させる接続関係をなしている。尚１５は
ケーブル１０を常時拡張させる方向に作用するバネ力を
各油圧シリンダーに与える蓄圧器である。又図において
端末油圧シリンダ−１３ｂは摺動台が隣接するモジュル
の両端に跨がるものではないからそれ以外の中間油圧シ
リンダー１３ａに較べてモジュルから受ける横荷重が半
分になるから、そのピストンの断面積は他の中間油圧シ
リンダー１３ａのピストンの断面積に対し１′２に設け
て、同一油圧によって得られるモジュルへの横荷重が均
一となるようになされている。この様な構成においてそ
の機能を説明すると、走行体２に何らかの横荷重−例え
ば横風・遠心力又はカント部停止等による−が加わった
場合、この荷重は先づ油圧シリンダー１３ａ．１３ｂに
伝えられ、次に油圧を介してピストンとこれを取付けて
いる酒動台９「続いて空気バネを通してモジュル４に伝
えられて最終的にはモジュルに固着されている電磁石の
レールに対する磁気的な横の案内力によって支えられる
ことになる。この際「図中の３個の油圧シリンダー１３
ａ，１３ｂは配管１４で蓮通されているから、これらの
荷重は均等な荷重として電磁石に伝えられることは明ら
かである。又同図は曲線軌道通過時の状況を示すもので
あるが「 この様な構成のもとでは相殺荷重の生ずる恐
れは皆無であることは容易に理解されよう。即ち、同機
威においては「 ４分割により区画された各区画内で中
間油圧シリンダー１３ａの伸びによる油室容積の増大に
伴う不足油量は、端末油圧シリンダー１３ｂの縮みによ
る余剰油量によって補なわれ〜各区画毎の油室容積を全
体として一定に保たれることから油圧力の変動を生ずる
ことがないからである。尚この状態においても作用一対
の油圧系区画相互では相反する方向の緩衝作用を持つた
め、これらの間の横方向作用の総和力がバランスする中
立位置に、走行体が保たれることについて変わるところ
はないことは勿論である。また隣接モジュルの対向部で
は酒敷台をこれらに共通的な一つとする架橋的構造とし
トこれに応じて油圧シリンダーも一つの摺動台に一つと
しているが〜これはモジュル毎の独立的な沼動機溝を設
けてもその基本的作動に変わるところはないことは当然
であり、前記実施例は構造的に重複する機構を共通化さ
せた好適実施例を示しているものである。

以下が本発明の基本的な構成と機能であるが本発明には
幾つかの変形が考えられる。第８図Ａ，Ｂは第６図に示
す左右の摺動台９を連結するケーブル１０を省略した例
を示すもので、前記実施例の単動の油圧シリンダー１３
ａ，１３ｂに替って走行体の左右に対称的に複動油圧シ
リンダー１６ａ，１６ｂを取付けたことを特徴とするも
のである。１７，１８はこれらの榎勤油圧シリンダーの
相似油室同志を蓮通させる配管で、これらの双方の油路
の連通によって夫々の港動台は単独での横方向の自由な
動きを拘束されており機能的には前述の第７図に示す基
本型と本質的には変らない。

すなわち、前記した第７図の実施例は、左右のモジュル
（摺動台）間隔をケーブルの張力と油圧シリンダーの油
圧で釣合せることによって走行体を一定の（横方向）釣
合位置に保ち乍ら軌道の曲率に沿って追随するようにな
っているが、本実施例では、片側の後勤油圧シリンダー
自体がその両油室の対向でモジュル（摺動台）に対する
横方向の力を釣合うようになっており、しかも一つの区
画内で複数の榎勤油圧シリンダーの相似油室同士が相互
に蓮通し合って、ピストンが動いたときの油室内容積の
増減に見合った油流速を行なわせ、これによりケーブル
を不要として軌道の曲率に沿った各モジュルの容易な追
随を実現させているのである。

なお１５は蓄圧器であり、夫々の油路での油の洩れを補
充し、かつオイルシールに予圧を与えて満洩れを防ぐよ
うに作用する。

このような構成によれば、各区画内の左右対をなすモジ
ュル間の機械的な結合をする必要がなく、走行体の床下
に有効な機器収能のための空間部分を確保することが容
易にできる。

尚、複動油圧シリンダーの相似油室とは、ピストンロッ
ド側の油室同士、及びシリンダー側の油室同士を相似と
した。

第９図Ａ，Ｂは第８図の例と異なり複動油圧シリンダー
１９ａ，１９ｂの取付方向と取付場所が左右対称にでは
なく図示の如く摺動台に対して同じ側に取付けられた例
を示している。

又この時の配管２０，２１も走行体を前後で２分割した
双方の区域内の全複動油圧シリンダーについてそれぞれ
相似油室を蓮通させ他から独立した２油圧系を構成して
いる。そし．て各油圧系毎に蓄圧器１５をそれぞれ備え
ている。この構成では「基本型（第７図）及び第６図例
と同じく横方向の荷重に対しては曲線レール上でもすべ
ての油圧シリンダーが荷重を均等負荷する点は変らない
と共に、走行体の左右間で油圧系が運通しているため「
左右のレール１の間隔が変化すると左右のモジュル４の
間隔がこれに伴って変化するので左右モジュル間での引
張り合い又は押し合いをなくすことが可能となる利点が
ある。以下これを少し詳しく説明する。いま仮りに第９
図において図上方側を左側、下方側を右側とすると、左
右一対の軌道レールの間隔が標準状態よりも狭くなった
ものとすれば、左右列の複動油圧シリンダー１９ａ，１
９ｂは左側では図示の状態から複動油圧シリンダーの全
長は左側では縮み、他方右側では伸びて、これらの変化
量は左右列に関して等しい。したがって左側、右側の相
似油室同士の油室内容積の増減は相殺されて圧力変動を
生じないことになる。軌道間隔が広くなったときも同様
である。これらのことは実際の軌道施工に当ってその精
度の許容範囲を広く許容することが出来ることを意味す
るので極めて有用性の高いものである。以上本発明につ
いてその基本型、及び二三の変形例につき片側５基、左
右で合計１頃基のモジュルを配列した例を説明したが、
本発明はこのようなＩＱ基のモジュルの場合に限定され
るものではなく、例えばモジュルの数を、走行体の片側
について２個、３個、４個、或いは６個又はそれ以上に
なる走行体についても支障なく適用できる。但しこの場
合２、４、６個等モジュルが偶数個の時に前記各実施例
で示した架橋的構造の情動台を用いるとすると、第５図
、第７図Ａ←Ｂ、第６図Ａ，Ｂに示す蓮通配管の区域分
けのための４分割あるいは第９図Ａ，Ｂに示す前後に２
分割する際に、走行体中央で前後対称に分割出釆ないと
云う不具合が起こるから、この場合は、中央個所の摺動
台に対する油圧シリンダーをピストン面積１／２のもの
を２本取付け、１本を前区画用、他の１本を後区画用と
一本づつ前後の区画に分けて配管することによって対称
的分割を行なうようにすればよい。又この区画分けで前
後対称中心で２分割しているが、これは走行体に作用す
る水平面内の回転モーメントを偶力の形でそれぞれの横
荷重として支持出来るようにすることを考慮したもので
ある。又これらの蓬通配管はそれぞれに他から独立した
油圧系路を構成しているか漏洩その他で油の補給を必要
とする際の給油口やこれに関連する構成については繁雑
を避けるため図面上省略している。以上述べた如く本発
明の磁気浮上走行体におけるモジュルの横方向の懸架装
置は、カーブ走行時や横風等のあらゆる走行状態に於て
多数モジュルの平均的な中立位置に走行体を保持し乍ら
、多数の蓮通した油圧シリンダーが走行体からの横方向
の荷重を平均化し均等荷重としてモジュルに伝えるので
個々の電磁石についてはカーブ走行時の無効な相殺荷重
に対する無効電力を省き無用な発熱を避けられ、更に機
器の冷却装置の簡易化も含めて浮上関係機器の容量の４
・型化ひいては重量軽減に継がり結果としてモジュル方
式更には磁気浮上システムの利点効用を益々拡大してそ
の有用性、実用性を高める効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はモジュルと走行体の横方向連係関係を
説明するための比較例を示すものであり、第１図は磁気
浮上走行体の外観図でＡは側面図、Ｂは平面図、第２図
はモジュルの構成を示す図でＡは平面図、Ｂは側面図、
第３図はモジュルの自由度を説明するための×，Ｙ，Ｚ
、３軸の方向を示す図、第４図は摺動台の詳細を示す一
部縦断正面図、Ｂはその左右モジュル間の連結機構を説
明するための縦断正面図、第６図はカーブ走行時のガス
スプリングの伸縮の状況を示す平面図である。 第６図、第７図は本発明の−実施例を示す基本型の構成
を示すもので、第６図は油圧シリンダーの取付状況を示
す縦断面図、第７図Ａは油圧シリンダーの配管を独立し
た４系統に分割した区域を示す平面図、第７図Ｂは蓮通
配管の詳細を示す部分平面図である。第８図は本発明の
他の実施例として複動油圧シリンダーを用いた例を示し
、Ａはその取付状況を示す縦断正面図、Ｂは同一部を示
す平面図である。第９図は第８図に示した実施例を更に
変形した実施例を示すものであり、Ａはその取付状況を
示す縦断正面図、Ｂは同一部を示す平面図である。１・
・・・・・レール、２・・・・・・走行体、３・…・・
電磁石、４……モジュル、５……リニャモータ、６……
枕木、７・・・・・・梁、８・・・・・・柱、９・・・
・・・摺動台、９ａ・・・…バネ、９ｂ……リニヤベア
リング、９ｃ……ガイドレール、１０……ケーブル、１
１……バネ、１３ａ，１３ｂ・・・・・・油圧シリンダ
ー、１４・・…・配管、１５・・・・・・蓄圧器、１６
ａ，１６ｂ・・・・・・複動油圧シリンダー、１７，１
８・・・・・・配管、１９ａ，１９ｂ・・・・・・複動
油圧シリンダー、２０，２１・・・・・・配管。 図 船 図 山 縦 図 〇 舵 第２図 第３図 第４図 図 ト 船 図 〇 蛇 図 船 図 ○ 船

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浮上及び左右方向案内の機能を持つ電磁石が固着さ
   れ、かつ地上側の２列平行なレールに対向して複数対連
   続的に走行体に装着されたモジユルと、これら各モジユ
   ルの前後端夫夫を上下方向の緩衝装置を介して走行体を
   支持し、かつこの緩衝装置と一体構造をなす横方向移動
   可能に設けられた複数の摺動台と、これらの摺動台と走
   行体間に介設したリニヤベアリング等の摺動機構等から
   なる懸架装置を備えた吸引式浮上走行体において、前記
   懸架装置の横荷重支持手段として各摺動台と走行体間に
   夫々油圧シリンダーを配設すると共に、走行体を前後左
   右に対称的に４分割した区画に分けて、各区画内の複数
   の前記油圧シリンダーについて油室を相互に連通せしめ
   たことを特徴とする吸引式磁気浮上走行体の懸架装置。 ２ 複数モジユルの隣接部における対向摺動台が架橋的
   に共通化されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載した吸引式磁気浮上走行体の懸架装置。３
   架橋的共通構造の摺動台に対応する油圧シリンダーが一
   つであることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   した吸引磁気受上走行体の懸架装置。 ４ 磁気浮上及び左右方向案内の機能を持つ電磁石が固
   着され、かつ地上側の２列平行なレールに対向して複数
   対連続的に走行体に装着されたモジユルと、これら各モ
   ジユルの前後端夫々を上下方向の緩衝装置を介して走行
   体を支持し、かつこの緩衝装置と一体構造をなす横方向
   移動可能に設けられた複数の摺動台と、これら摺動台と
   走行体間に介設したリニヤベアリング等の摺動機構等か
   らなる懸架装置を備えた吸引式磁気浮上走行体において
   、前記懸架装置の横荷重支持手段として各摺動台と走行
   体間に夫々複動油圧シリンダーを配設すると共に、走行
   体を前後左右に対称的に４分割した区画に分けて、各区
   画内の複数の前記複動油圧シリンダーについて相似油室
   同士を夫々相互に連通させたことを特徴とする吸引式磁
   気浮上走行体の懸架装置。 ５ 複数モジユルの隣接部における対向摺動台が架橋的
   に共通化されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載した吸引式磁気浮上走行体の懸架装置。 ６ 架橋的共通構造の摺動台に対応する複動油圧シリン
   ダーが一つであることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載した吸引式磁気浮上走行体の懸架装置。 ７ 磁気浮上及び左右方向案内の機能を持つ電磁石が固
   着され、かつ地上側の２列平行なレールに対向して複数
   対連続的に走行体に装置されたモジユルと、これら各モ
   ジユルの前後端夫々を上下方向の緩衝装置と一体構造を
   なす横方向移動可能に設けられた複数の摺動台と、これ
   ら摺動台と走行体間に介設したリニヤベアリング等の摺
   動機構等からなる懸架装置を備えた吸引式磁気浮上走行
   体において、前記懸架装置の横荷重支持手段として摺動
   台と走行間に左右列で非対称をなす複動油圧シリンダー
   を配設すると共に、走行体の中央で前後に２分割した両
   区画内で、複数の前記複動油圧シリンダーの相似油圧室
   同士を相互に連通させたことを特徴とする吸引式磁気浮
   上走行体の懸架装置。 ８ 複数モジユルの隣接部における対向摺動台が架橋的
   に共通化されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載した吸引式磁気浮上走行体の懸架装置。 ９ 架橋的共通構造の摺動台に対応する複動油圧シリン
   ダーが一つであることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項に記載した吸引式磁気浮上走行体の懸架装置。