JPS6122521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輌と走行路の間の磁界によりこの走
行路を走る車輌を磁気的に支持する車輌の磁気的
支持装置に関する。

車輌を支持するためには車輌と走行路の間に作
用する支持力を設ける必要がある。この力は一定
ではなく車輌中の積載量、および路面の変化、遠
心力、または車輌に作用する風力の側方推力のよ
うな動力学効果に依存して変化する。

従来よく知られたように例えば路面上に車輪に
より機械的に支持された車輌の場合、それを支持
するに必要な力の上述のような変化は車輌から車
体に伝えられる力を変化させる。従つて、車体は
自動的に路面から所望の距離に維持され、あるい
は車体と車輪の間に弾性結合が存する場合所要の
距離範囲内に維持される。

車輌を走行路面と接触することなく空中に浮上
するよう磁界により支持することは知られてい
る。この目的のために、電磁石が車輌に取付けら
れている。これら電磁石は例えばその例示線輪を
通じて流れる電流を変化することにより車輌を常
に空中に浮上した状態に保つに必要な支持力を与
えるよう制御されねばならない。

この制御システムは空車から満載状態におよぶ
重量の広い範囲の変化に応じうるよう構成され、
また車輌の走行中相当な大きさに達しうる上記動
力学的変化に応じて支持力を変化しうるようなさ
れなければならない。しかしながらこのような制
御システムは従来複雑でかつ効果であつた。

本発明の目的より簡単で廉価な制御システムを
用いた磁気システムを提供するにある。

本発明の車輌の支持推進装置は、 車輌を支持し、走行路に沿つて推進する磁気的
装置であつて、 (a) 前記走行路に沿つて設けられ、励磁巻線を含
む多相進行磁界固定子部材を備え、 (b) 前記車輌に接続された第１の支持部材に、前
記車輌に沿つて設けられた複数の永久磁石を備
え、 (c) 前記第１の支持部材は前記永久磁石の上方磁
極面と前記固定子部材との間に空隙を形成する
よう前記固定子部材の下側に配設され、 (d) 前記永久磁石は前記固定子部材に磁気的吸引
力を作用させて、必要な全支持力のうち少なく
ともかなりの部分を発生させ、また、前記固定
子部材と前記磁石との協働により同期リニア誘
導モータが形成されるように前記磁石同士の間
隔が前記励磁巻線のピツチと関連付けられ、 (e) 前記車輌に接続された第２の支持部材に設け
られ、少くとも前記車輌の車輪を含み、さらに
必要に応じて、制御可能な電磁石を含む追加力
手段を備え、 (f) 前記第２の支持部材は前記追加力手段によつ
て前記固定子部材に対して略固定された位置関
係を保ち、 (g) 前記追加力手段は前記走行路と前記車輌の間
で作用し、前記車輌を前記空隙の状態に保つた
めに必要な全支持力は、前記永久磁石と前記追
加力手段との組合せにより供給され、 (h) 必要な全支持力に応じて、前記第２の支持部
材に対する前記第１の支持部材の位置を自動的
に変更することにより、前記必要な全支持力が
増加したとき前記空隙幅を減少させ、前記必要
な全支持力が減少したとき前記空隙幅を増加さ
せるように前記永久磁石の上方磁極面と前記固
定子部材の下面との間の空隙幅を変更する自動
空隙幅調整手段を備え、前記永久磁石によつて
供給される吸引支持力は前記必要な全支持力の
少くとも大部分であるように調整され、前記追
加手段によつて供給される支持力が減ぜられた ことを特徴とするものである。

追加力手段を必要に応じて構成する吸引電磁石
は強磁性体の下方および上方のいずれか又は双方
に配置されてもよい。追加力手段を構成する上記
車輪はその下の走行路部分上を転動することによ
り車輌に上向きの力を加えるようにしてもよく、
またそれら車輪の上方の走行路部分に沿つて転動
することにより車輌に下向きの力を加えるように
なされてもよく、さらに両者を併用してもよい。

永久磁石は車輌を支持するために必要な力の中
その最小値より小さい部分を供給するようなされ
てもよく、この場合追加力手段により与えられる
追加力は常に上方に働らき特定の場合に要する支
持力をうるに充分なように変化されねばならな
い。

他の場合としてこの永久磁石はそれによる力が
車輌を支持するに必要な最大力よりもさらに大と
なるようなされる。この場合追加力手段により与
えられる力は常に下向きでなければならない。こ
れら２つの場合の中間的な構成も可能であり、特
に追加力手段により供給される力が最少となるよ
う構成することが最も望ましい。

吸引永久磁石の吸引力／間隙幅特性は間隙幅が
減少するにつれてこの永久磁石より得られる吸引
力が増大するようなものであるため永久磁石の自
動的制御は不安定となり易い。車輌を支持するに
ようする力が例えば積載荷重の増大により静力学
的に、あるいは走行路面の凹凸（上方から見
て）、車輌に対する遠心力、風力による横方向推
力等により動力学的に増大せしめられた場合、永
久磁石の極面とこれに対面する強磁性体の表面と
の間の間隙幅は増大せしめられる。上記間隙幅が
増大すると永久磁石の吸引力は減少せしめられ、
このため車輌は安定化手段が講ぜられなければ落
下せしめられる。同様な事は所要の支持力が減少
せしめられた場合にも生じ、これにより永久磁石
の磁極面は上記強磁性体の対向する表面に近接せ
しめられる。

追加の力、即ち追加力手段に要求される力は、
上記間隙幅を要求される支持力に相当する値また
はこれに近似する値に維持することにより、小さ
くすることができる。こうすることにより、追加
力手段の車輪として、機械的強度の小さいものを
用いることができる。この目的のために、車輪軸
または電磁石の極面と永久磁石の極面との間の上
下方向距離は調整可能とされている。例えば車輌
の荷重が増加すると電磁石および永久磁石の極面
は変化せしめられて永久磁石の間隙幅を減少せし
め、これにより永久磁石から得られる力を増大せ
しめるようなされてもよい。上記の上下方向距離
の調節は夫々の時点における積載荷重に応じて固
定したものであつてもよく、あるいは比較的低周
波数で連続的に、あるいは高周波数で変化され、
一方、車輪又は電磁石が強磁性体の長手方向に沿
う不規則性に追従あるいはほぼ追従せしめられ、
これに反して永久磁石はこれらの変動に追従しな
いか遥に少い程度に追従せしめられる。さらにこ
れら調節が自動的に行われるためには、電磁石ま
たは永久磁石の間隙に応じ、あるいは電磁石また
は永久磁石から得られる力および電磁石を通じて
流れる電流の一方又は双方に応じて上記調節が行
われるよう検知器が設けられる。電磁石の附勢に
要する電流を最少におさえるために制御システム
が設けられると好都合である。

走行路に沿つて磁気的に支持された車輌を駆動
するために上述のリニヤモータが特に有利に使用
し得る。本発明により上記リニヤモータには静止
型周波数変換器が附属される。移動磁界を生じる
ステータは３相よりなることが望ましい。またよ
く知られたように１相に属する導体はステータ中
３つおきの夫々のスロツトに収められ、また同様
に他の２層の導体は夫々千鳥状に接続される。永
久磁石からの磁束はこの移動磁界ステータの強磁
性体材料中に導かれる。車輌駆動用の強電流は上
記移動磁界ステータの導体を通じてのみ流されね
ばならず、従つてそれは車輌中で発生されまたは
供給されることは不可能でこのことは従来重要な
難点となつていた。然しながら走行路全長を数個
の区間に分け、各個の車輌はその中で夫々加速ま
たは減速せしめられる。

本発明により車輌は１個の同期リニヤモータに
より駆動され、このモータの移動磁界ステータは
静止型周波数変換器から給電されるものと仮定す
る。

従つて車輌中の永久磁石は車輌支持機能と共に
このリニヤモータのアーマチヤーとして動作す
る。各永久磁石の交互に配置された各磁極間の縦
方向距離は上記移動磁界ステータ中のスロツト間
隔の３倍に等しく定められると好都合である。こ
のような全体構造は車輌のコストおよび重量を著
しく軽減することができる。

電磁石もまたそれらを永久磁石の極性、極面配
列、および極間ピツチに従つて配置することによ
り車輌の駆動システム中に取入れることも可能で
ある。この目的のために、上記永久磁石の幾らか
は電磁石により置換されてもよい。

電磁石を永久磁石と位置的に結合せる他の方法
は１個の強磁性体材料を設け、この材料に作用す
る励磁巻線を通じて流れる電流を変化せしめるこ
とにより永久磁石の磁極前面の有効磁界を増減す
ることによつても達成される。

さらに上記車輪は望ましくは低比重材料より作
れこれによりそれを加速減速するため必要な力を
減少せしめる。しかしながらこの材料は少くも車
輪の周方向に沿い高引張強度をもつていなければ
ならない。非強磁性体、例えばガラス繊維補強プ
ラスチツクをこれに使用することも好都合であ
る。

永久磁石の力／間隙幅特性が平坦なものである
程、使用される間隙幅範囲において、追加力手段
の電磁石が発生することを要求される力の平均値
は小さくなり、従つて電磁石の制御が容易とな
る。従つて、永久磁石はできるだけ小さい比導磁
率の材料で作られるべきで、例えば比導磁率が
2.5以下の材料で作られるのが望ましい。

上述された荷重の“静的”変化に対応する処置
が講ぜられると共に、上記追加力手段の追加的力
は比較的高周波数で制御されこれにより所要支持
力の動力学的変化が速やかに対応される。このた
めの１方法は既に述べられており、電磁石の磁極
面の永久磁石の磁極面との間の距離または軸心間
の距離が変化せしめられる。車輪に対しては、原
理上動力学的制御システムは必要ない。なぜなら
ば車輪は上記支持力のうちの動力学的に変化する
部分を単に伝えるからである。このことは駆動速
度が低い場合特に真である。例えば励磁巻線中の
電流を変ることによる電磁石の動力学的制御は高
駆動速度の場合特に有利である。この目的に対し
上記検知装置を用いることもできる。

さらに永久磁石および（または）電磁石が弾性
の中間要素を通じて車輌に取付けられていてもよ
く、さらに安定化装置がそのまに配置されていて
もよい。これによりこの制御システムによりえら
れる加速は車輌の全体荷重に対してではなくそれ
よりも相当に小さな懸垂部分の荷重のみとなる。
上記懸垂装置は低い自己振動周波数をもつことが
望ましい。“能動的”懸垂または安定化を用いる
ことも可能であり、この場合検知器からの信号を
受けサーボ機構によつてこの懸垂装置の動作範囲
が定められる。

車輌のある部分に滑動面を設け、走行路上にこ
れと対応する表面を設けることも有利である。こ
れらは電磁石が故障したり車輪が破損した場合用
いられる安全装置であり、車輪を使用する場合そ
れらはすべて省略されてもよい。上記滑動面とそ
れらに対応する表面の他の利点は上記永久磁石お
よび（または）電磁石中の間隙幅がより小さな最
大偏差に応ずるものであつてよい点にある。なぜ
ならば屡々生じることのないまたはほとんど生じ
る恐れのないような最大偏差は上記滑動面により
吸収されるからである。さらにまた切換用ポイン
トを、そのポイントの構造に応じて、上記“通常
の”上下方向支持作用を部分的に中断しながら通
過しうる点も重要な利点である。

前記の滑動面および対応面の材料は、特にプラ
スチツク、ガラス繊維強化プラスチツク、圧力均
衡性弾性変形可能層、ゴム装着金属面又は発泡材
料で良い。この材料には潤滑剤を添加出来、ある
いは摩擦係数の小さな物質で被覆出来る。更に、
この滑動面は水、空気、グリース、二硫化モリブ
デン、又はテフロン（登録商標）等の潤滑剤で湿
潤させる事が出来る。これは、特に車輌が接近す
る時、センサーの信号に応答して湿潤化出来る静
止対応面に適用するものである。更に、滑動面お
よび対応面の材料は熱伝導性の助剤を与える事も
出来る。車輌側の滑動面は、永久磁石および必要
ならば電磁石の極面を被覆している非鉄金属磁
石、例えばアルミニウム、又はプラスチツク板で
良く、一方対応面は、強磁性体部分又は移動磁界
ステータの表面を被覆する弱磁性体で非伝導体、
例えばプラスチツク板で良い。この２つの板の厚
さはその合計が平均間隙幅の20乃至70％、特に20
乃至60％である事が望ましい。車輌の下降に対す
る支持のための滑動面部材は車輌の下側に位置
し、その滑動面は車輌の床部の下側に露出された
ものであるのが良い。

自由走行の間追加力手段（車輪又はローラ）が
用いられない場合は、車輪、ローラ等の支持装置
は、電磁石が励磁されない時車輌が静止出来る様
な突設部を形成する様に停止位置即ち車輌保守地
点にもうける事が望ましい。車輪は、永久磁石が
前記突設部に対する支持力が最少になる様な間隙
を有する様な高さに調節される事が望ましい。

多くの場合、車輌も又横方向に案内される。適
当な車輪、ローラ等の案内装置をこの目的の為に
設ける事が出来る。然しながら、横方向案内用の
電磁石を車輌の両側部に設けて走行部に沿う側部
強磁性体部分と協働させる事が望ましい。又、側
方案内電磁石を車輌に取付けるのに車輌の垂直方
向の安定化の為懸架され、安定措置を講じ、又必
要に応じて以下に記述する如く運動自在に懸架お
よび安定措置の一方または双方を講じる事も出来
る。又、望ましくは車輌の両側に配置される側方
案内用電磁石を液圧作動又は空圧作動的に結合し
て、懸架安定装置の構成を簡素化する。あるい
は、この側方案内用電磁石は、側部の強磁性体部
分の表面を傾斜位置に運動させ、かつ同様の電磁
石を同じ目的に用いる等により、垂直方向電磁石
と結合する事が出来る。更に、強磁性体部分およ
び側部強磁性体部分は空隙を介して結合出来、又
３相電流を流すための導体を側部強磁性体部分の
スロツト中に埋設する事も出来る。

永久磁石および（必要の際は）電磁石とこれに
面対する強磁性体部分又は進行磁界ステータとの
間に形成される磁界は、永久磁石および（必要な
らば）電磁石が側方外方への運動が生じる場合車
輌を強磁性体部分又は進行磁界ステータに対し側
方に戻す傾向を有する為、車輌の側方向運動安定
性を自動的に向上させる。この自動的な側方向安
定性の利点を充分に利用する為には、側方案内用
電磁石は、必要に応じ弱い懸架装置によりある距
離（±３乃至５cmが望ましい）にわたり側方向へ
の運動が許容されて、対応する自由間隙が運動の
為車輌と走行路に残される。

走行路上に配置された案内されたガイドブロツ
クと協働する機械的な側方案内要素を、特に単に
小形の機械的部分のみを調節すべき切換地点を移
動させる様に設ける事が出来る。この目的の為、
側方案内要素又はガイドブロツクのいずれかが運
動可能で、さもなければこれ等が対応面と接触す
るに到る区域から離脱する様運動し得る。前述の
如き態様で構成された滑動面および協働対応面
は、又平常の側方案内および側方案内要素による
一時の側方案内機能が与えらる。機械的側方案内
要素が側方向に車輌を案内する他のガイドブロツ
クと協働する地点においては、磁気による側方案
内要素が側方向に車輌を案内する為のガイドブロ
ツクと協働する地点においては、磁気による側方
案内作用が弱められあるいは失われる為、反対側
の磁気作用側方案内システムを遮断するのも望ま
しい。

屡々、多数の車輌が連結されて列車を編成す
る。この様な場合、横方向、垂直方向および（又
は）水平方向の力に抵抗する様各車輌を連結して
おくのが望ましい。そうすれば一つの車輌の追加
力手段が故障した際に、隣接する車輌の追加力手
段により、少くとも問題の車輌に対する永久磁石
の間隙の緊急時の調整を行ない得る。

本発明については添付図面により例示的に更に
詳細に記述する。

第１および２図において、車輌９はその両側面
３０の底部に縦方向の凹部３２が設けられる。第
５図から判る様に、矩形断面を有する移動磁界ス
テータ２は走行路に沿つて延在し、凹部３２内に
保持されている。進行磁界ステータ２は走行路の
両側に設けられてこれに沿つて連続的に延在して
いる。各ステータは、適当な桁材３４により地面
にそれ自体が固定された水平の支持部材１９に固
定されている。

前記凹部３２はその下方側部において車輌９の
両側で外方に突出する腕１０により閉鎖されてい
る。腕１０は車輌９の全長にそつて延在し、関連
する進行磁界ステータ２の下方に位置される。腕
１０はそれぞれ平坦なスプリングの形状の２個の
平行に配置された懸架要素１１により車輌９の車
体２４に固定されている。安定装置１２は腕１０
と車体２４間に設けられ、腕１０から車体２４に
向けて斜めに延在する。

腕１０の上部は永久磁石１と電磁石５を収納し
ている。磁石１，５の頂部は板部１７により被覆
され、その板部の上面は滑動面として作用する。
同様に、腕１０の底部はそれぞれ板部２３が設け
られ、板部の下面は滑動面として作用する。板部
２３は、特に故障即ち磁石１と５の支持作用が一
部阻害される際に対応面（図示せず）と滑動接触
出来る。板部１７と２３は側壁面５０と相互に連
結されて腕部１０が折曲つたり捻曲げられたりし
ない様になつている。２本の腕２０は出来る丈軽
量に作られて車輌９上に独立的に枢着されてい
る。

ステータ２は、相互に絶縁されるが積層状にな
つた垂直方向の積層からなる。第７図に示す如
く、積層の下面には横断方向のスロツト３が設
け、このスロツト内に３相のステータ巻線の導体
が配設されている。各相の導体は、進行磁界ステ
ータ２に沿つて千鳥状に３番目のスロツト毎に配
設され、その為各導体の作用部が３番目のスロツ
ト毎に進行磁界ステータに対し直角になる。３相
巻線のスプール頭部５２が積層の側方に形成され
ている。

各ステータ２の下面は、非伝導性材料から作
れ、腕１０上の磁石１，５の上方に配設された板
部１７に対する滑動面として作用する同様な板部
１７により被覆されている。空隙４がステータ２
と腕部１０の対向する面間に与えられる。この空
隙の垂直方向幅は部分的に板部１７により占めら
れる。

車輌９と面対するステータ２の側部は又水平方
向の積層１５の形状の側部の強磁性体部分を支持
する。腕３６は凹部３２の内側端面３８から外方
に突出している。腕３６の両端部は前記積層１５
と同じ高さに配置された側方向案内用電磁石１３
を支持する。既に述べた如く、ステータ２および
磁石１，５に関しては、積層１５と電磁石１３の
対向面も又相互に滑動し得る層１７′で被覆され
ている。空隙４′が積層１５と電磁石１３間に形
成される。多数の腕３６が車輌９の全長に沿つて
その両側に設けられ、隣接する腕はロツドにより
結合されている。積層１５の目的は、車輌９と対
面するスプール頭部５２を保護する事である。別
の実施形態においては、このスプール頭部５２は
封止材料中に埋設されボルトによりステータ２に
固定される。

５乃至10cmの間隙が、車輌９をステータ２に対
し側方向即ち凹部３２に対し水平方向に出入りさ
せ、又凹部３２内を垂直方向に即ち地面に対して
上下に運動させる様に設けられる。

第３図は、永久磁石１および電磁石５を腕１０
に沿つて位置させる一方法を詳細に示す。永久磁
石は、ステータ２の３本のスロツトの間隔と等し
い間隔で腕１０の頂部にわたりＮ極とＳ極が交互
に腕１０の上面に沿つて並ぶ様連続的に配設され
ている。腕１０の中央部には、各永久磁石１が強
磁性材料の層４０上に定置している。この層４０
は、腕１０がそれ自体強磁性材料で作られている
場合には省く事が出来る。この様に、磁束が各永
久磁石１から下面強磁性材料４０又は１０を介し
て隣接する永久磁石１に至り、ステータ２の強磁
性材料を経て最初の永久磁石に戻り磁気回路を完
成する。多数の環状の閉鎖磁気回路が腕１０に沿
つて連続的に構成される。

第３図は腕１０の左端部の一部、即ち車輌９の
底隅部を示す。腕１０の端部区域には電磁石５も
設けられ、永久磁石１が強磁性体の取付装置７に
より縦方向両端部に固定されるが、この取付装置
は腕１０の縦断面がＬ字形となつている。永久磁
石１の各対間の中間空間には部材７がその高さの
上半部に位置するウエブ７ａにより相互に連結さ
れている。励磁巻線８はこのウエブ７ａ上に位置
される。

この部材７は永久磁石１に隣接する為、磁石の
有効磁界は減衰される。励磁巻線８を流れる電流
は前記の磁界の減衰が増強、減少又は永久磁石１
の磁界の増強に変換出来る様に変化出来る。

第４図は、電磁石５および永久磁石１間の相互
作用を与える別の実施例を示し、その効果は同様
であるが断面構成は若干相異する。第４図におい
ては、強磁性体の取付部材７が磁石１の殆んど全
体を囲繞し、残るは進行磁界ステータ２と面対す
る上側の中央の作用極面のみである。ウエブ７ａ
は永久磁石１の背後に位置する部材７の前記区域
の平面内にある。第３図に示された構造における
如く、ウエブ７ａは励磁巻線８により囲繞されて
この区域に電磁石５を形成する。巻線８の下半部
は腕１０の凹部に存在する。

第４図に示す構造においては、腕１０は、永久
磁石１と電磁石５の双方を支持する比較的剛性の
大きな装置である。この腕部は車体２４に結合さ
れ一体に安定措置を講ぜられる。

第７図は、車輌をその全長にわたつて垂直方向
に支持する為の磁気装置を示し、この実施態様は
前述のものと相違している。この進行磁界ステー
タ２は第２図に示す如き実施例における如く積層
を形成し、進行磁界を形成する為の３相巻線の導
体を収容する様その下側に形成された横断方向の
スロツトを有する。腕１０は車輌９の中央部に延
在し、この中央部は車輌９の略全長にわたる。永
久磁石１は、第３図に示される実施態様に関し記
述した如く、腕１０の頂部に位置される。腕１０
はスプリング１１および安定装置１２を介して車
輌に結合されている。

腕４２は車輌の前後端部に配置され、同様にス
プリング１１および安定装置１２を介して車輌に
結合されている。各腕４２の頂部は３つに分岐し
たヨークの形態を有する。各分岐部は、電磁石５
を形成する為略々水平の励磁巻線８により囲繞さ
れている。この分岐部間の間隙はステータ２の３
つのスロツトの間隙に対応している。同じ事が車
輌の中間に面対する分岐部と隣接する永久磁石１
間の空間にも云える。分岐部の磁極性が適当に選
択される為、電磁石５は永久磁石１の列状延長部
を形成する様に適切な極性と磁性ピツチを有す
る。

他の電磁石６は湾曲部材（図示せず）により腕
４２に堅固に結合され、ステータ２と互いに作用
し合い、一方電磁石５もステータ２と互いに作用
し合う。

調節可能な長さの装置４４が腕１０と４２の各
端部間に設けられてステータと永久磁石１の極面
間の空隙を調節する。この装置４４は調節自在の
長さを有する液圧作用又は空圧作用のピストン・
シリンダ・システム、あるいは電磁作用的、電気
的、又は機械作用的装置で良い。装置４４の目的
は以下に更に詳細に記述される。

第３図および第７図に示した磁気システムは車
輌９の両側に沿つて配置され、かつ永久磁石１お
よび電磁石５の数は無関係である。

第８図および第９図は本発明に係る装置におけ
る力の分担を示す。縦軸は力を表わし横軸は固定
子２と固定子２に面する永久磁石１の極面との空
隙幅Ｓを表わす。連続した曲線は全部の永久磁石
１の特性を示す。

同図でEMは電磁石、DMは永久磁石、EMUは
上部電磁石の最大の（下方に押しつける）力、
EMOは下部電磁石５の最大の（上方に持ちあげ
る）力を、それぞれ意味する。これらより、所要
の車輌重量Ｆ_Zを支持するため各磁石が生じる力
が示されている。

このグラフから、空隙幅Ｓが減少すると、永久
磁石１の極面とこれに対向する強磁性材料（固定
子）間に作用する吸引力Ｆが増大することが分か
る。空隙Ｓが非常に狭くなると、吸引力Ｆの増大
は非常に急激になる。板１７を設けると、空隙Ｓ
が非常に狭くなることが防がれるので、グラフの
左端の急上昇部における動作を避けることができ
る。板１７は平均空隙幅の20〜60％を占めること
が好ましい。

第８図に示す例では、永久磁石および吸引電磁
石５が用いられ、すべての磁石は固定子２の下に
置かれる。永久磁石１は全作動範囲即ち空隙幅S₁
から空隙幅S₂の範囲内で永久磁石による全吸引力
が車輌の重量Ｆ_Zを支持するのに充分ではないよ
うに位置せしめられる。車輌を支持するのに必要
な力の残部（Ｆ_Zと曲線との隔たり）は各瞬時に
おいて、そのときの（S₁〜S₂の範囲内の）空隙幅
に応じて電磁石５により供給される。

第９図は固定子２の下部に置かれた磁石５のみ
ならず固定子上部に置かれ同じく吸引力を生ずる
がまたこれによつて車輌９を下方に押圧する上部
磁石６を使用する場合を示す。このシステムを使
用する場合には下部電磁石５は小さい力のみに対
応するよう設計すれば足り、また特に、空隙幅S₀
および車輌支持に要する力Ｆ_Zが平均値のとき
は、全支持力が永久磁石１によつて供給され、電
磁石５および６は何等の力をも供給する必要がな
いことが分かる。空隙幅がS₀より大きいときは、
下部電磁石５が永久磁石による力とともに車輌重
量を支持するための追加の支持力を発生する。空
隙幅がS₀より小さいときは、永久磁石による吸引
力が大きすぎるので、上部電磁石６は、永久磁石
の力の一部を打消すため、下方に押しつける力を
発生し、これらの差により車輌重量を支持する。

車輌９を支持するに要するすべての力Ｆ_Zは実
質上３つの成分、すなわち車輌の自重、荷重、な
らびに方向の変化、走行路の一様でない場所、ま
たは風の衝撃より生ずる動的力から成ることから
して、特に有用荷重対自重比が高い場合、電磁石
は全支持力の非常に多くの部分に供給することが
分かる。それは例えば第８図に示した構造を有す
る永久磁石は最低支持力、（それは、上記の理由
で車輌の自重以下ともなりうる。）に設計する必
要があるからである。電磁石５が上部電磁石６と
組合わせて使用される場合には、情況は幾分好転
するが、この場合においても各電磁石は大きい予
備力を具えることを要する。これに対し、もし例
えば荷重が変化した場合、永久磁石１と固定子２
の間の空隙幅Ｓが異なる値に調節されれば、情況
は著しく好転する。例えばもし荷重が増大したと
き、第８図および第９図の作動空隙幅範囲S₁〜S₂
を図面上左方に移動させ、即ち、空隙幅を減少さ
せれば、永久磁石はより大きい力を供給するよう
になり、従つて電磁石はより小さい力を供給すれ
ば足りるようになる。この目的（永久磁石１と固
定子２の間の空隙幅Ｓの調節）は、手動または自
動の長さが調節可能の手段４４により、永久磁石
の上部極面と電磁石５の上部極面との相対位置即
ち両者間の距離を調節することにより達成でき
る。永久磁石の上部極面と電磁石５の上部極面と
の相対位置を最適の値に調整すること、従つて空
隙幅の平均値S₀を所望の値にすることは、適当な
自動装置によつて自動的に行なうことができる。
この場合、測定される変数（この測定された変数
に応じて永久磁石と電磁石との相対位置、従つて
空隙幅の調整が行なわれる）は、例えば、電磁石
の空隙幅Ｓ_e、永久磁石の空隙幅Ｓ、電磁石５ま
たは６によつて生ずる力、永久磁石１によつて生
ずる力、または電磁石５および６の励磁巻線を流
れる電流である。

頻繁に行なうことが必要な動的支持力の変化を
補償するための調節は、電磁石５または６の励磁
巻線への電流を変化することによつて行なうこと
が好ましく、特に電磁石５または６の極面と固定
子２の極面間の空隙幅に応動するセンサーを用い
ることが好ましく、この調節により、電磁石５，
６の磁極面と固定子２の磁極面の間の間隙が所定
値に保たれる。

第５図は内部横方向案内要素２１および外部横
方向案内要素２０を示し、これらは車輌９から凹
部３２内へ下向きに延長する。案内ブロツク１８
は支持板１９の頂部に置かれ、かつ２つの案内要
素２０，２１の間の空間内に延長する。この種の
システムは第６図に示すような切換ポイント形状
の分岐点について特に重要である。或種の切換ポ
イントは水平横方向案内システムおよび時として
は垂直支持システムもまた部分的に切換ブレード
４６、および２つの移動界磁固定子２の方向が公
差する切換ポイント２２上の場所４８において部
分的に不作動となる。このような場所において
は、車輌９は要素２０，２１およびブロツク１８
によつて横方向に案内される。信頼し得る作動
は、要素２０をブロツク１８の区域から上方に動
き得るようにするか、またはブロツク１８を要素
２０，２１の区域から下方に動き得るようにする
ことによつて得られる。

図面には車輪を単独または制御可能な電磁石と
組合わせて使用する今１つの前述の可能性を示し
ていない。しかし第５図から水平軸上の車輪がア
ーム１０の上側に、必要により磁石１または５に
加えて設け得ることは極めて容易に理解される。
車輪は固定子２を覆う板１７の下側か、または固
定子の側に特別に設けた表面を走行することがで
き、車輪は車輌９に下向きの力を生ずる。

車輌９への上向き力は例えば凹部３２内に上方
に突出しかつ板１９の上側を動く円周を有する車
輪によつて生ずる。

これに代り、車輪はアーム１０の下側に置かれ
て適当な表面上を走行しこれによつて車輌９に付
加的の下向きまたは上向きの力を生ずることも出
来る。

本発明の実施態様の主なものを説明すれば次の
とおりである。

１ 固定子部材は強磁性材料の複数の積層と、そ
の空隙表面上において車輌の移動方向に対しほ
ぼ垂直な複数個のスロツトと、進行する磁界を
発生するために前記スロツト内に置かれた励磁
巻線とを有する特許請求の範囲記載のシステ
ム。

２ 前記励磁巻線は３相巻線であり、各相の導体
は３個目のスロツトを占有しかつスプール頭部
により千鳥状に接続される前第１項記載のシス
テム。

３ 吸引力を変化するため電磁石の励磁巻線中の
電流を変化する装置を含む特許請求の範囲記載
のシステム。

４ 電磁石は車輌の隅に置かれる前第３項記載の
磁気システム。

５ 永久磁石のいくつかは電磁石によつて置換さ
れる特許請求の範囲記載のシステム。

６ 電磁石は固定子部材の下部および上部の両方
において車輌に置かれる特許請求の範囲記載の
システム。

７ 永久磁石を車輌に連結する弾性中間要素を含
む特許請求の範囲記載のシステム。

８ 更に永久磁石と車輌との間に置かれた安定要
素を含む前第７項記載のシステム。

９ 電磁石を車輌に連結する付加的弾性中間要素
を含む前第７項記載のシステム。

10 永久磁石および電磁石の極面は固定子部材上
の対応表面上を滑動し得る滑動面として高制御
される特許請求の範囲記載のシステム。

11 永久磁石は比導磁率が2.5より小さい材料か
ら作られる特許請求の範囲記載のシステム。

12 更に、車輌の両側に置かれかつ固定子部材に
設けられた横方向強磁性部と協働する横方向案
内電磁石を含む特許請求の範囲記載のシステ
ム。

13 横方向案内用電磁石は車輌に対して直角に可
動でありかつ弾性要素を介して車輌と連結され
る前第12項記載のシステム。

14 車輌に固定されかつ固定子部材上に置かれた
案内ブロツクと協働する機械的横方向案内要素
を含む特許請求の範囲記載のシステム。

15 案内ブロツクは磁気的横方向案内システムが
弱化されるような固定子部材の区域に置かれる
前第14項記載のシステム。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシステムが用いられる車
輌の側面図、第２図は第１図の線−に関する
断面図、第３図は車輌上の永久磁石および電磁石
の配置を示す第１図の車輌の左方底隅部を示す拡
大断面図、第４図は永久磁石および電磁石の配置
の別実施例を示す図、第５図は走行路構造の一部
を示す第３図の線−に関する断面図、第６図
は分岐点を示す走行路の一部の平面図、第７図は
車輌上の永久磁石および電磁石の進行磁界ステー
タに対する別の配置方法を示す第３図と同一方向
に見た略図、第８図は本発明によるシステムの力
対間隙巾の特性を示すグラフ、および第９図は進
行磁界ステータ上方に位置する別の電磁石を有す
る本発明によるシステムの力対間隙幅の特性を示
すグラフである。 １……永久磁石、２……進行磁界ステータ、３
……スロツト、４……空隙、５，６……電磁石、
７……取付装置、７ａ……ウエブ、８……励磁巻
線、９……車輌、１０……腕、１１……懸架装置
（スプリング）、１２……安定装置、１３……側方
向案内電磁石、１５……層部、１７，１９，２３
……板部、２０，２１……案内要素、１８……ブ
ロツク、２４……車体、３０……側面、３２……
凹部、３４……桁、３６……腕、４０……層部、
４２……腕、４６……ブレード、５０……側壁、
５２……スプール頭部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輌を支持し、走行路に沿つて推進する磁気
   的装置であつて、 (a) 前記走行路に沿つて設けられ、励磁巻線を含
   む多相進行磁界固定子部材を備え、 (b) 前記車輌に接続された第１の支持部材に、前
   記車輌に沿つて設けられた複数の永久磁石を備
   え、 (c) 前記第１の支持部材は前記永久磁石の上方磁
   極面と前記固定子部材の下面との間に空隙を形
   成するよう前記固定子部材の下側に配設され、 (d) 前記永久磁石は前記固定子部材に磁気的吸引
   力を作用させて、必要な全支持力のうち少なく
   ともかなりの部分を発生させ、また、前記固定
   子部材と前記磁石との協働により同期リニア誘
   導モータが形成されるように前記磁石同士の間
   隔が前記励磁巻線のピツチと関連付けられ、 (e) 前記車輌に接続された第２の支持部材に設け
   られ、少くとも前記車輌の車輪を含み、さらに
   必要に応じて、制御可能な電磁石を含む追加力
   手段を備え、 (f) 前記第２の支持部材は前記追加力手段によつ
   て前記固定子部材に対して略固定された位置関
   係を保ち、 (g) 前記追加力手段は前記走行路と前記車輌の間
   で作用し、前記車輌を前記空隙の状態に保つた
   めに必要な全支持力は、前記永久磁石と前記追
   加力手段との組合せにより供給され、 (h) 必要な全支持力に応じて、前記第２の支持部
   材に対する前記第１の支持部材の位置を自動的
   に変更することにより、前記必要な全支持力が
   増加したとき前記空隙幅を減少させ、前記必要
   な全支持力が減少したとき前記空隙幅を増加さ
   せるように前記永久磁石の上方磁極面と前記固
   定子部材の下面との間の空隙幅を変更する自動
   空隙幅調整手段を備え、前記永久磁石によつて
   供給される吸引支持力は前記必要な全支持力の
   少くとも大部分であるように調整され、前記追
   加手段によつて供給される支持力が減ぜられた ことを特徴とする車輌の支持推進装置。