JPS583722Y2 - リニアモ−タ推進車両 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は円筒状の架空軌道に沿って走行するリニアモー
タ推進車両に関するものである。

磁気浮上刃を利用して摩擦抗力の少ない状態で車両を架
空軌道に沿って滑走させるリニアモータ推進車両は、例
えば特開昭５２−７１０１４号公報などにおいて提案さ
れているが、これは上下方向の車体振動に対しては磁′
極間のギャップ変化に対する相互補償が得られるように
なっているが、左右方向の車体振動に対しては不安定で
あり、大きく偏れると戻らなくなる恐れがあり、このた
め別に横方向の案内装置を必要とする。

本考案の目的はこのような問題に鑑み、上下・左右両方
向の車体振動に対して磁気ギャップの変化が互いに補償
され、常に安定した磁気拘束力によって摩擦による抵抗
を少なくし、推進効率の高いリニアモータ推進車両を提
供することにある。

このため、本考案の構成は下部周縁に切欠溝を有する円
筒軌道の中心部分に、アルミニウム、銅などからなる断
面円形の２次導体を支持し、前記円筒軌道の内部に上部
周縁に切欠溝を有する円筒状推進体を摺動可能に支持し
、該推進体の内周面に前記２次導体を取り囲む多相１次
巻線を、外周面に前記円筒軌道の内周面に摺接しかつ磁
気反発力を及ぼす永久磁石をそれぞれ固定し、前記円筒
軌道の切欠溝から突出する車体を支持するための取付金
具に、前記円筒軌道の外周面に摺接しかつ磁気吸引力を
及ぼす永久６磁を配設したものである。

本考案によれば、円筒軌道に沿って車両の推進体が案内
されるようになっており、リニアモータは円筒軌道の中
心部に備えた断面円形の２次導体と、これを取り囲むよ
うに推進体に支持した多相１次巻線とから構成される。

また、円筒軌道の内周面に反発力を及ぼす永久磁石が、
外周面に吸引力を及ぼす永久磁石がそれぞれ配置され、
推進体は前記１対の永久磁石によって磁気浮上刃を受け
、軌道面との滑り摩擦抗力が低減される。

以下、本考案の構成を図示の実施例に基づいて説明する
と、第１図は本考案に係る軌道車両の概要を示すもので
あり、車両７０は円筒軌道４に懸垂支持され、後述する
推進装置７１により推進される。

推進装置７１と前後に間隔をかいて慣性工ネルギ吸収装
置７２が支持され、車両の減速時の直線運動エネルギを
フライホイールに回転運動エネルギとして保存し、車両
の加速の際これを放出するようになっている。

円筒軌道４は第２図に示すように、左右１対の取付金具
２を介して、地上に設置した塔から張出した梁１に固定
され、内部に円筒形の推進体１９を案内支持している。

強磁性体からなる円筒軌道４は左右対称の構成をなすも
のであり、周内側面には耐摩耗性、低摩擦性材料で表面
が被覆される、銅又はアルミニウムなどからなる摩擦板
８が結合される。

軌道４の上部内周面からサポート１７が中心に向って延
び、銅又はアルミニウムなどからなる断面円形の２次導
体３８が支持される。

一方、推進装置は車体２２の屋上の取付金具２０に、ボ
ルト２１によって固定した円筒状の推進体１９からなっ
て訃り、前記取付金具２０が軌道４の切欠溝２９を通っ
て円筒軌道４の内部に臨んでいる。

推進体１９は上部周縁に切欠溝を備えてかり、内周面に
は左右ｌ対の多相１次巻線１２が結合され、前述した２
次導体３８に対向し、両者はリニアモータを構成してい
る。

推進体１９の外周面には左右１対の断面円弧状の磁石装
置５が板状の磁気遮断材１０を介して支持され、磁石装
置５の周面は軌道４の摩擦板８に摺接するようになって
いる。

取付金具２０にｌ対の支軸２５により磁石保持部材３０
が支持され、この表面に板状の磁気遮断材２８を介して
断面円弧状の磁石装置２３が支持され、軌道４の外周面
の摩擦板６に摺接される。

円筒軌道４の内周面に対して磁気反発力を及ぼす磁石装
置５は、第３図に示すようにそれぞれ断面がほぼ方形で
、円弧状に彎曲された継鉄３４及び永久磁石３３を交互
に、かつ磁極が交互に異なるように並べて結合し、内周
面側を磁気遮断材１０によって結合すると共に、外周面
を耐摩耗性と低摩耗性を有する合成樹脂材料又は非磁性
金属材料からなる摩擦材３２で結合し、表面を平滑に仕
上げたものである。

円筒軌道４の外周面側の銅又はアルミニウムなどから電
気導体からなる摩擦板６に対して吸引力を及ぼす磁石装
置２３は、第４図に示すように断面方形の細長い永久磁
石３６及び継鉄３５を交互にかつ磁極が交互に異なるよ
うに円筒面に沿って並べて結合し、外周面側を磁気遮断
材２８で結合し、内周面側を耐摩耗性と低摩擦性を有す
る合成樹脂材料又は非磁性金属材料からなる摩擦材３７
で結合し表面を平滑に仕上げたものである。

な釦、第２図に示すように、前述したサポート１７０両
側壁に軌条１４を介して、給電線１６を架設し、適当な
集電装置を介して前記多相１次巻線１２に給電するよう
構成する。

また、軌条１４の側面に対向して推進体１９側に摩擦ブ
レーキ１８を設置し、これにより車両の制動を行なう。

車両の減速時の運動エネルギを、有効に回収するために
、第５図に示すようにフライホイール５６、遊星歯車装
置及び差動歯車装置からなる慣性エネルギ吸収装置が構
成される。

即ち、円筒軌道４の内周面に沿って転動する左右１対の
車輪４１の軸に傘歯車４２が固定され、これと噛合う傘
歯車４３をもつ１対の軸４５が軌道４の下方に延出され
、この端部に固定支持した１対の歯車４６が内外円周面
に歯をもつ円筒歯車４７に噛合わされる。

前記円筒歯車４７の下端部内周面に、直径方向に延びる
１対の軸４８が固定され、これに遊回転回能に支持した
歯車４９と、これらに噛合う１対の傘歯車６１．５０と
で差動歯車装置が構成される。

傘歯車６１の軸６２は傘歯車５０の中空軸を貫通して下
方に延び、ケーシング５３側に支持される摩擦ブレーキ
５５によって回転を制御されるようになっている。

傘歯車５０の軸はクラッチ５７を介して中空軸５９と回
転結合されるようになっている。

中空軸５９は摩擦ブレーキ５８によって回転又は停止さ
れるようになっていると共に、下端側に腕５１を介して
遊星歯車５２を支持している。

遊星歯車５２はケーシング５３に構成した内歯歯車６０
と噛合う一方、フライホイール５６を支持する中空軸の
太陽歯車５４と噛合っている。

以上のような構成となっている本考案装置は次のように
作動する。

推進体１９の多相１次巻線１２に多相交流を通電すると
、アルミニウム、銅などからなる２次導体３８との相互
作用によって推進体１９が推進される。

１次巻線１２と２次導体１８との磁気的ギャップは極め
て小さく保持され、高い推進効率を発揮する。

軌道４の内周面に配置された銅、又はアルミニウムなど
の導体からなる摩擦板８に対向して、進行方向に多数の
永久磁石を配列した形となっている磁石装置５は、推進
体１９の移動に伴なう相互作用によって摩擦板８と磁石
装置５との間に反発力を及ぼす。

この磁気反発力は車体荷重の一部を支持し、摩擦板８と
磁石装置５との滑り面圧を小さくし、摩擦抗力を軽減す
る。

同時に進行方向に細長い永久磁石３６をもつ磁石装置２
３はアルミニウム又は銅などからなる摩擦板６に対して
吸引力を及ぼし、摩擦板６と滑り接触する。

磁石装置２３の磁気吸引力も捷た車体荷重の一部を支持
する。

磁石装置５が軌道に対して及ぼす反発力は走行速度が高
くなるほど大きく、逆に磁石装置２３が軌道に及ぼす吸
引力は走行速度が高くなるほど小さくなる。

従って磁石装置５及び２３は互いに相補って全走行域に
ついてほぼ一様な車体荷重を支持するための磁気力を発
生する。

車体の上下振動に対して推進体１９と円筒軌道４とは接
触したり離れたりするが、軌道及び推進体が円周面で接
触するので両者の隙間が制限され結果として多相１次巻
線１２と２次導体３８とは非常に接近した状態に維持さ
れる。

なｋ、摩擦板８と磁石装置５との滑り面及び磁石装置２
３と摩擦板６との滑り面には適当な潤滑剤が供給され、
摩擦係数の極めて小さな滑りが維持される。

各磁石装置５，２３を構成する永久磁石は、ゴム又は合
成樹脂などに強磁性粉末を混入して成形すれば、滑り面
の摩擦振動を抑えることができる。

第５図に卦いて、車両の通常の走行状態では、ブレーキ
５５，５８は開放され、車輪４１は空転するだけである
。

即ち、車輪４１の回転力は円筒歯車４７に伝えられ、こ
こで傘歯車４９よりも回転トルクの小さい傘歯車６１の
軸６２に伝達される。

車両を減速する場合には、ブレーキ５５を軸６２に加え
て傘歯車６１の回転を停止させると、車輪４１から円筒
歯車４７に伝えられた回転力は傘歯車４９０回転を伴な
って、傘歯車５０を円筒歯車４７と同方向に回転させる
。

ここでクラッチ５７を接続すれば、軸５９が回転され、
遊星歯車５２の公転を伴なって太陽歯車５４を軸５９と
同方向に回転させ、より高い速度でフライホイール５６
を回転させる。

このようにして、車両の慣性運動は車輪４１によって受
は止められ、差動歯車装置及び遊星歯車装置を経てフラ
イホイール５６の回転運動として吸収蓄積される。

そして、最終的には第２図に示す摩擦ブレーキ１８で車
両は停止する。

勿論多相１次巻線１２への給電は遮断し、車両の停止前
にクラッチ５Ｔを遮断する。

車両を加速する時は再びクラッチ５７を接続し、ブレー
キ５５のブレーキ力を緩やかに開放していけば、フライ
ホイール５６の回転力は減速の場合とは逆に遊星歯車装
置を経て、差動歯車装置にかいて除々に歯車比を増大し
ながら、車輪５１に伝達され、車両の推進に供され、加
速のために多相１次巻線に加えられる電力を節減するの
に役立つ。

本考案は上述のように構成したので、次のような効果が
得られる。

（ａ） 推進体が円筒軌道の内部に収容されているの
で、降雪や氷結などによって車両の運行が妨げられると
いう不具合を防止することができる。

（ｂ） ＩＪニアモータを構成する２次導体と多相１
次巻線とが円筒軌道の内部に収容されるので常に清潔に
保たれ、しかも推進体に備えた永久磁石によって推進体
の上下・左右方向の振動が拘束されるので安定した推進
効率を得ることができる。

（ｃ） 円筒軌道の内外両局面に対向して車両の推進
体に備えた永久磁石によって推進体が浮上刃を受けるの
で、軌道面に対する推進体の摩擦抗力を低く抑えること
ができる。

（ｄ） 車体側に支持される多相１次巻線が、軌道中
心に配置した断面円形の２次導体をほぼ全周面にわたっ
て取り囲むようにリニアモータが構成されているので、
車体の上下、左右方向の振動によるギャップ変化が相互
に補完され、常に安定した効率の高い推進力を得ること
ができるとともに、リニアモータの小型化にも役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るリニアモータ推進車両の概要を示
す側面図、第２図は同車両にむける推進体と軌道との関
係を示す正面断面図、第３図は円筒軌道の内周面に摺接
する磁石装置の斜視図、第４図は円筒軌道の外周面に摺
接する磁石装置の斜視図、第５図は慣性エネルギ吸収装
置の概略構成を示す正面断面図である。 ４・・・・・・円筒軌道、５・・・・・・磁石装置、６
・・・・・・摩擦板、８・・・・・・摩擦板、１２・・
・・・・多相１次巻線、１９・・・・・・推進体、２２
・・・・・・車体、２３・・・・・・磁石装置、３０・
・・・・磁石保持部材、３８・・・・・・２次導体、４
１・・・・・・車輪、４７・・・・・・円筒歯車、５０
・・・・・・傘歯車、５２・・・・・・遊星歯車、５４
・・・・・・太陽歯車、５５・・・・・・ブレーキ、５
６・・・・・・フライホイール、５７・・・・・・クラ
ッチ、６０・・・・・・内歯歯車、 １・・・・・・
傘歯車、７１・・・・・・推進装置、７２・・・・・・
慣性エネルギ吸収装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 下部周縁に切切欠溝を有する円筒軌道の中心部分に、ア
   ルミニウム、銅などからなる断面円形の２次導体を支持
   し、前記円筒軌道の内部に上部周縁に切欠溝を有する円
   筒状推進体を摺動可能に支持し、該推進体の内周面に前
   記２次導体を取り囲む多相１次巻線を、外周面に前記円
   筒軌道の内周面に摺接しかつ磁気反発力を及ぼす永久磁
   石をそれぞれ固定し、前記円筒軌道の切欠溝から突出す
   る車体を支持するための取付金具に、前記円筒軌道の外
   周面に摺接しかつ磁気吸引力を及ぼす永久磁石を配設し
   たことを特徴とするりニアモータ推進車両。