JPH01298902A - 誘導反撥式磁気浮上鉄道の浮上、案内、推進併用装置 - Google Patents

誘導反撥式磁気浮上鉄道の浮上、案内、推進併用装置

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JPH01298902A
JPH01298902A JP12816188A JP12816188A JPH01298902A JP H01298902 A JPH01298902 A JP H01298902A JP 12816188 A JP12816188 A JP 12816188A JP 12816188 A JP12816188 A JP 12816188A JP H01298902 A JPH01298902 A JP H01298902A
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洋 中島
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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は誘導反撥式磁気浮子鉄道における浮上・案内・
推進併用装置6に関するものである。
(従来の技術) 誘導反撥式磁気浮」二鉄道−・般はよく知られている。
その汗し、案内、推進機構の一例について第10図〜第
13図に従って説明する。
20.20’は+i i+T4 Vの台車9の両側に勇
直に装着された超電導コイル、21.21’は、たとえ
ば、断面U型の軌道路13の車両進行方向に沿う底面に
水平に連続的に配置された浮上用導電体コイル又は導電
性シート等の導電体で、第11図(a>に示すような関
係において配置されている。22.22′は軌道路13
の内側両側に、所定間隔をへだてて垂直に、連続的に配
置された案内、推進用の導電体コイルで、超電導コイル
20.20’と電磁結合iI能なように配置されている
車両■は導電体コイル21.21’ と超電導コイル2
0.20′とによって浮上刃が与えられ、導電体コイル
22.22°と超電導コイル20.20°とによって推
進案内される。
この点について第11図(a)〜第13図に従って説明
する。
第11図(a>において、20.20°は第10図に示
すループ状の超電導コイルで。
通常は相隣る超電導コイルはり、いに逆極性である。2
1.21’は第10図における導電体コイル21.21
°である。
このように構成しても、車両Vが停止している限り、車
上の超電導コイル20.20’と導電体コイル21.2
1’ との間には何等の電磁的作用は発生しない。車上
Vに装着されている超電導コイル20.20“ と軌道
路13に敷設されている推進案内用導電体コイル22,
22°で構成されるリニアモータによって車両Vを走行
せしめる。
それにより超電導コイル20.20’が導電体コイル2
1.21’上を走行することとなり、超電導コイル20
.20’により導電体コイル2+、2+’ に電流が誘
起される。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200Km/h程度になる
と、はぼ飽和し、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11図(a)に示す導電体コイル21.2
1’にはそれと位置的に対応して描かれた第11図(b
)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11図(C)に示す浮1の
ための電圧eが誘起され、第11図(d)に示すごとき
電fiiが流れることとなる。この場合、超電導コイル
20の電流が第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コイル2璽に
誘起される電流は右方向に流れる。それによってフレミ
ングの左トの法則により浮上刃1’ = B X iが
得られる。ここにBは超電導コイル20.20°の創る
磁束密度、iは導電体コイル21.21’ に流れる電
流である。すなわち、車両■は超電導コイル20.20
’により導電体コイル21%21°に誘起される電流と
の間に働く反撥力によってン7−トされる。
次にIli両■の案内、推進作用について述べる。
電導体コイル22.22°の断面h1はすべて同一・に
設定されており、それらは第13図に示すごとくヌルフ
ラックス結線されている。車両の走行中、超電導コイル
2o、20°によって、それぞれ対向する導電体コイル
22.22°に鎖交する磁束をφg、φg′とすると、
11亙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l対としての鎖交磁束はφg−φg’
=Qであるため、電流は誘起されず、案内力は生じない
が、車両が左右方向へ変位すると、φg〉φg’(車両
が右方向へ変位したとき)、又はφgくφg。
(車両が左方向へ変位したとき)となり、コイル1対と
しての鎖交磁束はφg−φg゛;±△φg゛となり、コ
イル22.22゛には第13図に実線で示すような電流
が流れ、反撥によ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。
一方、推進案内併用の導電体コイル22゜22゛には第
13図に示すように3相又は多相の推進用の電源23が
接続されており、それにより推進、案内併用の導電体コ
イル22.22°には点線矢印で示す同一方向の電流が
流れるから、フレミングの左手の法則によりilj両■
を推進する推進力が発生する。
この方式において中肉の力行4惰行、制動および停止1
−等は電源2コ3から推進案内併用の導電体コイル22
.22°に流す電流を制御することによって行う。
車両■が推進案内併用の導電体コイル22.22′によ
って発生する推進力によって走行をはじめると、超電導
コイル20.20°と電導体コイル21.2ビによって
車両の汀1゜力が、又超電導コイル20.20°と電導
体コイル22.22°によって車両の案内力が発生し、
車両■がある速度以上に至った後は、車輪12を引き込
めて一定の浮上力を保持した状態で浮F案内される。走
行速度がある速度以下になると、浮十力は低下し、車両
は引き出された車輪12.12を介して地」−の軌道路
13に着地する。なお10は1端が車両に固定された軸
11の他端に枢着された機械的案内車輪で、軌道路13
の側面に沿って回動しつつ案内の補助をする。
しかしながら、この磁気浮上鉄道はi? l−Jllの
地りの電導体コイル21.21’は軌道路の底面中央部
に水平に配置され、IIT上の超電導コイル20.20
°は軌道路側面方向に位置1−る台車9の側面に磨面方
向に装着されているので、汀−にm4電体コイル21.
21’に大きな誘導電流を流す必要があり、浮上用導電
体コイル21.21’の損失を小とすることには限度が
ある。即ち、走行抵抗を小とすることには限度があり、
又浮上用の導電体コイル21.21°から左右方向の不
安定ばねが発生するので、それを土足る安定なばねを推
進と案内併用の導電体コイル22.22°で発生させる
必要がある。
(発明が解決しようとする一課題) 本発明はこのような現況にかんがみ、簡易な1対の導電
体コイルで推進、浮上、案内の全機能を有効に発揮でき
、しかも、従来方式と比し、格段と走行抵抗を減少でき
、かつ安定した浮上案内機能を有する浮上・案内・推進
併用装置を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 請求項1 車両進行方向に沿う両側面に所定間隔をへたてて連続的
に、垂直方向に超電導フィルを配置した車両を軌道路に
沿って浮上、案内、推進する誘導反撥式磁気浮上鉄道を
liI提とする。
軌道路の両側面にそれぞれ、■一方の導電体コイルと下
方の導電体コイルを対向して配置する。上方の導電体コ
イルとL方の導電体コイルを、それぞれヌルフラックス
接続する。
このように構成された導電体コイルを車両の進行方向に
沿って所定間隔をへだてて配置する。14方の導電体コ
イルと、それと対向する他のL方の導電体コイルとを接
続線を介して、さらにヌルフラックス接続する。上記接
続線に推進用電源を特徴する 請求項2 車両が補助小輪を介して走行している時、車両に装着さ
れている超電導コイルと軌道路に配置されている、ヌル
フラックス接続した導電体コイルとを、それらの間の相
11°インダクタンスが0となるような位置関係に設定
する。
(0川) ン7に力 車両が補助車輪を介して低速走行している時は対向する
導電体コイルの鎖交磁束はO1電流は0で、電磁的な走
行抵抗はOである。
車両の浮上走行時には上方コイルと下方コイル間で鎖交
する磁束に差が生じ、電流が誘起されて超電導コイルを
上方へ戻そうとする浮−L力が発生し、車両の重量とバ
ランスする位置で安定する。
案内力 車両が左右方向へ変位すると、対向する上方コイル間と
下方コイル間で鎖交する磁束に差が生じて電流が誘起さ
れ、超電導コイルを中央へ戻す案内力が生ずる。
推進力 推進用電源は接続線を介して対向する導電体コイルに接
続され、それぞれの上方フィルおよび下方コイルに同一
方向の電流が流れ、弔直の辺で推進力が発生する。
(実施例) 1Yi述したように、第10図〜第13図に示す、従来
の誘導反撥式磁気浮−ヒ鉄道は浮十用導電体コイル21
.2 +’に大きな誘導電流を流す必要があり、浮上用
導電体コイルの損失を小とすることには限度がある。す
なわち、走行抵抗を小とすることには限度があり、又浮
上用の導電体コイル21.21’から左右方向の不安定
ばねが発生ずるので。
それを土足る安定なばねを推進と案内併用の導電体コイ
ル22.22°で発生させる必要がある。
このような−1番情のもとで、車両の走行抵抗を減少さ
せる機構として第3図〜第6図に示す構成がきわめて有
効であることが判明した。
第3図に示す構成を従来方式である第10図に示す構成
と比較した場合、第3図においては第10図における地
Fの導電体コイル21.21′を欠いており、車上の超
電導コイル20.20°と、案内推進兼用の導電体コイ
ル22.22°と同位置に配置された導電体コイル15
.15°との間に浮上、推進兼用の導電体コイル16.
16゛を配置し、導電体コイル+5.+5°を案内専用
の導電体コイルとして用いるようにした点が異なる。
?? I−1推進兼用の導電体コイル16.16’は同
一・形状および同一寸法からなる導電体コイル17.1
8.17°、18゛を同−昨直線l−の一ヒ方および下
方に配置し、それらをヌルフラックス接続したことから
なり、当該γγ上推進兼用の導電体コイル16.16°
のヌルフラックス接続部には3相又は多相の推進用電源
23が接続されている。
車両Vが車輪12.12を介して低速走行している状態
では、超電導コイル20.20゛の東向方向の中心、浮
上推進兼用の導電体コイル16.16’の垂直方向の中
心および案内用導電体コイル15.15’の重信方向の
中心は同一・水゛[線トにあるよう諸元が設定されてい
る。
導電体コイル17.18および17°、+8°は浮」二
推進兼用の電導体コイル16および16°の垂直方向の
中心を中心として−1−1下方向に対称に配置されてい
る。
このような構成において+lj両の低速走行時にはL力
コイル1フ、17゛とF方コイル18.18゛における
浮上のための鎖交磁束は0、電流はOとなるから、電磁
的な走行抵抗はOである。
車両Vの浮上走行中は超電導コイル20゜20゛の中心
は浮上推進兼用の電導体コイル16.16°の川向中心
よりF方で平衡し、第5図に示すごとき電流が上ドの導
電体コイル17.18で逆向きに流れて車両のt′71
−力が発生するが、第1O図の浮」二車導電体コイル2
1.21°に流れる電流に比べて浮上力を有効に発生す
るので、流れる電流は少なくてずみ、従って電磁的な走
行抵抗を小さくすることができる。
一方、浮上推進兼用の導電体コイル16.16°に供給
される電源電流は第6図に示すように、1一方コイル+
7.下方コイル18で同じ方向に流れるので垂II″1
の辺で推進力が発生する。
この方式における案内用導電体コイル1515゛による
車両の案内は第10図〜第13図に示した推進案内兼用
の導電体コイル22によると同様の原理によって行われ
る。
この方式においては浮上推進兼用の導電体コイル16.
16°は案内用導電体コイル15、+5’ と同様、垂
直に超電導コイル20.20’ と対向して配置されて
いるので、左右の安定なばねが生じ、案内用導電体コイ
ル+5.+5°から発生するばねは小さくてすむ。
車両の走行抵抗を減少させる構成として、さらに第7図
〜第9図に示すものが41力であることが判明した。
この第2の有力方式を第3図〜第6図に示した第1の方
式と比較すると、第1の方式の案内用導電体コイル15
.15°の位置に設けられる導電体コイル24が推進専
用の導電体コイルとして用いられる点、第1の方式にお
ける浮」二推進兼用の導電体コイル16、+6’ と同
一構成からなる導電体コイル+61、+61°が浮上案
内兼用の導電体コイルとして用いられ、しかも軌道路の
対向する側面に配置される導電体コイル161゜161
’ を、それらの−上方のコイルに誘起される誘起電圧
が相殺されるように接続線162.163を介してヌル
フラックス接続した点が異なっている。
この方式において車両の浮上刃は第8図に示すごとく、
第1の方式における第5図に示すと同様の原理によって
発生する。
一方、軌道路の対向側面に配置nされる浮上案内兼用の
導電体コイル161、+6ビの上方コイル171と17
1’ とは接続線162.163を介してヌルフラック
ス接続されているため、超電導コイル20.20゜が左
右方向へ変位しない場合は何等の電磁的作用は発生せず
、それぞれのコイルの磁束は0で、電流はOであるが、
超電導コイル20.20′が左右方向へ変位すると、」
一方コイル+71と171′および下方コイル181と
181’の間で鎖交する磁束に差が生じ、第9図に示す
ような電流が誘起され1反撥と吸引によって超電導コイ
ル20.20’を中央へ戻そうとする案内力が発生する
。しかも、案内力を発生させる電流は、はとんど浮上刃
に影響を与えない。
この方式の特徴とする処は推進専用の導電体コイル24
と電気的に別個独立に浮上案内系を構成した点にある。
本発明は、ト述した、車両の走+−j抵抗を減少するう
えてイ1力な誘導反撥式磁気a1・案内推進方式な萌提
とし、きわめて簡易化された機構で安定な性能を確保で
きる浮に・案内・推進併用装置を提供しようとするもの
である。
本発明を第1図〜第2図(b)に示す実施例に従って説
明する。
第1図および第2図において第3図〜第1;3図におけ
ると同一記号°のものは同一構成要素を示ず。
1.1°は第3図における16.16°および第7図に
おける161.161゛と同一構成からなる導電体コイ
ルで、l一方のコイルと上方のコイル2.3および2゛
、コ3゛とをヌルフラックス接続した閉回路からなって
いる。例えば、断面tJ型の軌道路13の内側両側面の
重両進行方向に沿って所定間隔を隔てて連続的に導電体
コイル1、l゛を配置する。導電体コイルlの上方コイ
ル2とそれと対向する導電体コイル1°の上方コイル2
゛とを接続線4,5を介して第2図(a)に示すように
ヌルフラックス接続する。車両Vが補助車輪12.12
を介して地」−に着座している時における超電導コイル
20.20’の取直方向の中心と導電体コイル1.1′
の争11°l力向の中心とは同一水平線トにあるように
設定される。
L記接続VA4.5には3相又は多相の推進用重源6が
接続される。
以下、このように構成した本発明の詳細な説明する。
r′?、上刃: 車両■が補助11i輪12.12を介して低速走行して
いる時は、超電導コイル20゜20° と導電体コイル
1.1゛ との位1n的関係はト述のごとく設定されて
おり、かつ下方コイルと下方コイル2と3および2′と
3゜はヌルフラックス接続されているので、導電体コイ
ル1、!゛の鎖交磁束は0、電流は0であって電磁気的
な走性抵抗は0である。
車両Vの、補助車輪12を引き込めての、浮り走行時に
は超電導コイル20.20゛の重置方向の中心が導電体
コイル1.l゛の巾II′1方向の中心よりド方に移行
し、」1方コイルと下方コイル2と3および2゛と3゛
間で鎖交する磁束に差が生じ、」一方コイルおよび下方
コイルに第2図(【))に示すような電流が誘起され1
反撥と吸引によって超電導コイル20.20’ を十、
方へ戻そうとするγf1−力が発生し、【l(両のin
カとバランスした位置で安定する。この場合も1一方コ
イルと下方コイル2と3および2°、3゛は小さい電流
で有効にa1力を発生するので、電磁気的な走行抵抗を
小さくすることができる。
案内カニ 車両■が軌道路の中央に位置する時は、導電体コイル1
.1°は軌道路の長手方向中心線に対して対称に配置さ
れ、か−〕対向する下方コイル2.2゛は接続線4,5
を介してヌルフラックス接続されているので5導電体コ
イル1.l°の鎖交磁束はO5電流はOで、電磁気的な
走行抵抗はOである。浮ト走行中、+lj両Vが左右方
向へ変位すると、1一方コイル2と2°との間および下
方コイル3と:3°との間で鎖交する磁束に差が生じ、
第9図の導電体コイル16+、161°に流れていると
同様な電流が誘起され、それによって超電導コイル20
.20°を中央へ戻す案内力が生ずる。
推進カニ 推進用の電流は第2図(a)に示すごとく、例えば3相
電源6から接続線4の接続点7を介して導電体コイル1
をa−4b−4c→(i 、 11−1 g −1f 
−+ (3、と、又導電体コイル10をa’ −*b’
 −IC’ −+d’、h’ −g ’ −T「°→C
°次に接続点7°と流れ、各コイル2、:s、2’、:
soには矢印で示すような同一方向の電流が流れ、垂直
の辺で推進力が発生ずる。なお、−[記実施例において
は軌道路としてII型断面のものを用いる場合の例につ
いて述べたが、箱型断面のもの等、神々の形状のものを
用いることができ、軌道路の形状は、これに限定される
ものではない。又、1記実施例においては軌道路に配置
6される1−1方コイル2.2°と下方コイル3.3’
が同一・形状および同一・寸法である場合の例について
述べたが、これらのコイル2.2°、3.3’が同一形
状、同一寸法でない場合でも(この場合は、L記実施例
におけるとは異なり、超゛−u導コイル20.20°の
!fE直方白方向心が導電体コイル1.I’の重置方向
の中心と同一・永きF線上にあるときに鎖交磁束が0と
はならないが、)超電導コイル20.20’ と導電体
コイル1、loとの間の相互インダクタンスが0となる
ような位置で鎖交磁束がOとなり、電磁気的な走行抵抗
が0となる。
従って、本発明においては、ili輪走行時には超電導
コイル20.20°と導電体コイル1.1° とがその
ような位1n関係にあるように設定される。それにより
本発明はコイル2.2′、3、コ3°が同一形状、同−
Il法である場合も、ない場合も包含される。
(発明の効果) 本発明のトな効果をあげれば次のとおりである。
1) 地J一般備としては、軌道路の両側面に1対の導
電体コイルを連続的に設けさえすればよいので、従来の
第10図に示す方式と比して、きわめて簡易化される。
そのため敷設時、軌道路の底面に、従来におけるような
設計上の精度を管理する必要がなくなり、又敷設のため
の投ド資本も軽減することができる。
2) 小雨走行中における電磁的な走行抵抗を0又はき
わめて小さく抑えることができ、それにより、従来と比
し、重両走行のためのエネルギー消費の節約を実現する
ことができる。
しかも、従来方式におけるごとく左右方向の不安定なば
ねが生ずることがなく、安定な浮19、案内力が保証さ
れる。
31  +iiJ述した第1のイf力方式における案内
専用の導電体コイル!5とI5°を接続する、軌道路に
埋設される接続線+51および第2の41方方式におけ
る、ηし、案内兼用の導電体コイル16+と161°を
接続する接続線162,163には推進用電源の電If
が印加されないので、導電体コイルおよび接続線は低圧
用のものですむ。これに対し、本発明は1対の導電体コ
イルl、I’で浮上、案内および推進の全機能を果たさ
せることを特徴としているので、導電体コイル1、!゛
と、それらを接続する接続線4.5は高耐圧としなけれ
ばならない。しかし、推進のために。
どの程度の高圧を印加しなければならないかは、移動体
の市川、より具体的には、列車の編成型画数によって定
まり、編成H1j1Iを減ずれば、印加電圧も、それだ
け減することができ、高耐圧のための設計も施行もそれ
だけ容易となる。この、0味において本発明は比較的、
編成屯両敗の少ない列車の4十、案内、推進用装置とし
て好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す1部所面側面図、第2図
(a)は第1図における導電体コイルの配置例を示す回
路図、第2図(b)は第1図の導電体コイル1,1°に
流れる?? 1−のための電流の流れを示す回路図、第
3図は電磁的な走行抵抗を減少させるための第1のイ■
力なaL、案内推進機構を示す1部所面側面図、第4図
は第3図に示す軍内専用の導電体コイルと浮上推進兼用
の導電体コイルの一側における配置11例を示す回路図
、第5図は第4図の浮1・、推進lk川の導電体コイル
に流れるaLのための電流の流れを示す回路図、第6図
は第4図の浮上推進兼用の導電体コイルに流れる推進の
ための電流の流れを示す回路図、第7図は電磁的な走行
抵抗を減少させるための第2の有力なaL、案内、推進
機構を示す回路図、第8図は第7図における導電体フィ
ル161.161°に流れる浮」二のための電流の流れ
を示−す回路図、第9図は第7図における導電体コイル
+61.161°に流れる案内のための電流の流れを示
す回路図、第1O図は従来の誘導反撥式磁気r7F鉄道
の一例を示す一部断面側面図。 第11図(a)は第10図における中1゛、の超電導フ
ィルと地1=の浮−L用導電体コイルとの関係を示す斜
視図、第11図(t))は第1I図(a)の地上の浮上
用導電体コイルに誘起される磁束を示す線図、第11図
(c)は第11図(b)の磁束によって発生する電圧を
示す線図、第11図(d)は第11図(c)に示す電圧
によって発生する電流を示す線図、第11図(0)は第
10図における車」ユの超電導コイルと地りの浮1〕用
導電体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12図は誘導反撥式磁気浮ヒ鉄道における走
行速度と誘起電流との関係を示す線図、第13図は第1
0図における1tヒの超電導コイルと地−Lの案内、推
進併用の導電体コイルの電気的結線を示す回路図である
。 1.1’、、、導電体コイル、2.2°、。 、l一方の導電体コイル、3.3°1.、下方の導電体
コイル、4.5.、、接続線、6゜1.推進用電源、1
2.12.、、補助車輪、13.、、軌道路、20,2
0°0.。 超電導コイル、V、、、15両 第1図 第2図(b) 第3図 第 8 図 第7図 第 8 図 第10図 ^                、      ^
       〆−一    〇    づ 一ノ              、7     V 
     v泄       怪  憾   浣 第1!”(e)       第12図莞13図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)車両進行方向に沿う両側面に所定間隔をへだてて連
    続的に、垂直方向に超電導コイルを配置した車両を軌道
    路に沿って浮上、案内、推進するものにおいて、上記軌
    道路の両側面にそれぞれ、上方の導電体コイルと下方の
    導電体コイルとを対向して配置し、上方の導電体コイル
    と下方の導電体コイルとを、 それぞれヌルフラックス接続したことからなる導電体コ
    イルを車両の進行方向に沿って所定間隔をへだてて配置
    し、上記上方の導電体コイルと、それと対向する他の上
    方の導電体コイルを接続線を介して、さらにヌルフラッ
    クス接続し、かつ上記接続線に推進用電源を接続したこ
    とからなる誘導反撥式磁気浮上鉄道の浮上、案内、推進
    併用装置 2)車両が補助車輪を介して走行している時、車両に装
    着されている超電導コイルと軌道路に配置されている、
    ヌルフラックス接続した導電体コイルとを、それらの間
    の相互インダクタンスが0となるような位置関係に設定
    した請求項1記載の誘導反撥式磁気浮上鉄道の浮上、案
    内、推進併用装置
JP63128161A 1988-02-25 1988-05-27 誘導反撥式磁気浮上鉄道の浮上、案内、推進併用装置 Expired - Fee Related JPH0669246B2 (ja)

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