JPS6039583B2 - 車両の滑走支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリニャモー夕などの高速推進装置によって駆動
される車両の支持装置、詳しくは永久磁石の吸引力によ
る磁気浮上力を併用た両の滑走支持装置に関するもので
ある。

公知のよに、車輪支持方式車両は速度約１５０を肌／ｈ
を超えると、異常なほどの騒音を発生することが問題と
され、さらに速度約３００細／ｈを超える走行は車輪と
しールとの粘着性も失って困難である。

そこで高速走行車両においては車輪支持方式に代わる磁
気浮上方式が要求される。これは常電導磁石と鉄レール
との間の吸引力を利用し、あるいは超電導磁石とアルミ
ニウムレールとの間の誘導電流にもとづいて高速走行中
の反発力を利用して車体を支持するものである。しかし
、吸引力または反発力は磁石レールとのギャップの１乗
から２案に逆比例するので、車両の動的荷重の変動に対
して常時一定間隔を保つように電磁石流を制御する必要
があるが、走行速度が高くなるほど、応答性の優れた電
気的制御を行うことは困難である。常電導磁石の発生磁
界は数千ガウスが限度であり、１方ガウス以上を得るた
めに電源設備を施すことは莫大な設備費がかかる。また
、優れた保持力をもつ永久磁石回路の１．５〜３倍の重
量を伴い、さらに高速集電を要する点でも難点がある。
超電導磁石においては技術的諸問題が次第に解決されつ
つあるはいえ、液体ヘリウムなどの冷却剤のコストなど
の問題があり、設備費は著しく高価になるきらいがある
。さらに上述の装置は停電事故に対して、また、上記誘
導駆動型超電導方式では低速領域において車両を安全に
支持する装置を別に備えなければならない。本発明はこ
れらの種々の問題を解消するために、滑走シュ−によっ
て車両を軌条に支持するとともに、軌条に作用する永久
磁石の吸引力を利用して車体荷重の一部または全部を支
持するようにした高速車両の滑走支持装置を提案するも
のである。

本発明によれば、車両に滑走シューと、永久磁石とが案
内軌条を挟むように取付けられ、滑走シュ−は常時案内
軌条上にすべり支持されて、案内軌条と永久磁石の隙間
を極めて僅かな値（４肋またはそれ以下）に維持するか
ら、単位重量の永久磁石が車両に及ぼす吸引浮上力が極
めて大きく、従って磁石重量が低下し、すべり摩擦によ
りすべり抵抗が減少する。

以下、本発明を図示の実施例に基づき説明する。

第１図に示すように車両ｉの底部２には「左右側方に１
対の滑走装置５，６が取付けられ、案内軌条１４の上表
面に滑走支持されるようになっている。滑走装置５，６
と対向する部分に、耐摩耗性と、滑性とに富む摩擦材８
，９が固定される。車両の推進駆動には例えばリニャモ
ータなど公知の手段が用いられるが、ここには図示を省
略してある。車両１はまた両側方から下方に延びる剛固
な腕３，４を備えている。

腕３，４の下端に水平かつ内方に延び、この上面に永久
磁石１２，１３を固定支持しており、地面１５から離れ
ている軌条１４の下表面に対向するようにされている。
軌条１４の下表面には強磁性体からなる材料ＩＱ，１１
が固定される。軌条１４の製作に当って左右水平に張出
している部分の厚さｔを厳密に仕上げ、かつ耐摩耗性の
優れた滑走装置５，６を使用することによって軌条１４
の下表面永久磁石１２，１３との各隙間（ギャップ）を
軌条の長手方向にわたって十分正確にかつ小さく保持す
ることができる。

つまり、軌道精度表面うねりは正確でなくてもよい。以
上の構成において、車両１は公知のニャモ−タ推進装置
などにより推進されるようになっており、滑走装置５，
６が常時案内軌条表面上の摩擦材８，９に接触して滑走
する。一方「各腕３，４に支持される永久磁石１２，１
３は案内軌条１４の下表面に吸引されて車体重量から走
行に伴う重量変動分を差引いた力を支持する。しかし、
永久磁石１２，１３が案内軌条１４に直接吸着すること
がないよう、この吸引力は静的車両荷重またはそれ以下
に予め設計される。これは滑走装置にギャップ調節装置
を取付ければ一層容易となる。つまり、滑走装置５，６
は常時摩擦材８，９に接しており、永久磁石１２，１３
と軌条１４との間に磁気的隙間を維持する。この僅かな
隙間によって永久磁石１２，１３は大きな単位磁石重量
当りの吸引力を発揮して、車両荷重の大部分を支持する
から、滑走装置５，６と摩擦材８，９との間のすべり面
圧は小さく、従ってすべり摩擦による車両の推進抗力は
小さい。また滑走装置５，６及び摩擦材６，９の摩耗も
少ない。なお、滑走装置５，６の摩擦材及び案内軌条の
摩擦材８，９しては米国特許出願第５８２８０び号明細
書において開示しているように、滑走装置材料にモリブ
デン、タングステン及び炭化チタンの内少なくとも１種
を含む高融点金属を、軌条摩擦材に鋼及び鉄の内少なく
とも一方を含む４０〜９８．５重量％の金属と、スズ、
亜鉛、ビスマス及びアンチモンの内少なくとも１種を含
む１．５〜６の重量％の金属との合金をそれぞれ用いる
ことによって、時速４００物／ｈを超える走行速度域に
おいてもすべり摩擦係数が０．０２程度の極めて摩擦抗
力が小さく、摩耗が少なく、しかも温度変化に対して摩
擦特性が安定であり、優れた滑走性能を発揮する。

叙上の如く、本発明は車両の滑走支持装置として、車両
の底部に滑走装置及び永久磁石を互いに上下間隔を存し
て取付け、滑走装置を案内軌条上表面に、支持するとと
もに永久磁石を磁性体からなる案内軌条の下表面に僅か
な隙間を存して対向させるよう構成したことが特徴であ
り、これによって常に永久磁石軌条との間に所定の間隙
が備えられ、この磁気吸引力によって滑走装置と案内軌
条との接触面圧が４・さくなるから、すべり摩擦が車両
に及ぼす推進抗力を４・さくすることがどきるいう効果
がある。第２図本発明の第２の実施例を示すものである
。

この実施例によれば１対の傾斜した案内軌条によって車
両は上下方向及び横方向の案内をされる。また案内軌条
と吸引磁石との間の隙間は、案内軌条をかろく荻持する
上下１対の滑走装置によって維持される。地面３４には
断面がほぼ１字状をなす軌条２２と、この側方にボルト
２５によって地面に固定され、かつ内側方向に下降傾斜
する１対の案内軌条２４とが配設される。

一方車両の底部２１には軌条２２取り囲むニャインダク
ションモータ推進装置２３が取付けられ、また左右側方
にはクッション材２８を介してＣ字状をなす腕２９が支
持され、該腕２９に上下１対の滑走装置３０，３１が支
持される。滑走装置３０はこの下面に滑曲こ富む摩擦材
３６が坦持され、案内軌条２４の上面に摺接される。同
様に案内滑走装置３１の上表面にも滑性に富む摩擦材が
挺持され、案内軌条２４の下面に摺接される。このよう
にして滑走装置３０，３１は案内軌条２４を軽く挟持す
る如く配置されている。特に滑走装置３１は２つに分割
され、この中間に永久磁石３３が位置するように腕２９
に取付けられる。

永久磁石３３と案内軌条２４の下面との間には僅かな間
隙が備えられている。この間隙は滑走装置３０，３１の
案内軌条２４を侠持する作用によって極めて僅かな値（
４肌以下）に維持される。上述の滑走支持装置において
は左右対称に案内軌条２４が酉己設され、これらに滑走
支持される滑走装置３０，３１の車両内方へ滑ろうとす
る懐向の力は互いに平衡して車両の方向安定性を保って
いる。

そして永久磁石３３の案内軌条２４に及ぼす吸引力が車
両全体の荷重とほぼ等しくされるとき、滑走装置３０が
案内軌条２４の上表面に及ぼす面圧は極めて小さなので
あり、また永久磁石３３が案内軌条２４に吸着係合しよ
うとする傾向は滑走装置３１と案内軌条２４の下表面と
の接触によって阻止される。このように永久磁石３３は
案内軌条２４に対して直接接触することはなく、しかも
極めて僅かな間隙に維持されるから、単位磁石重量当り
の吸引力は極めて大きく、高性能の永久磁石を使用すれ
ば、なまり車体重量の増加を来たすことなく、車両全体
の荷重を支持する浮上力を得ることは実用上可能である
。永久磁石に使用する硬磁性材としては、ストロンチウ
ム系、セリウム系、サマリウム・コバルト系、白金・サ
マリウム・コバルト系、白金・コバルト系材料が有効で
あり、普通の鉄系磁性材の数十倍の吸引力を得ることが
できる。本実施例では車体荷重の変動に対して上下１対
の滑走装置３０，３１が常に案内軌条２４を挟持するよ
うな状態となっているから、永久磁石３３と案内軌条と
の隙間に殆んど変を生じることはなく、しかも左右１対
の案内軌条２４は内方に向って煩斜させたことによって
、単に車両の荷重を案内支持するだけでなく「車両の横
方向の案内をも達成するものである。

第３〜５図に示す変更実施例によれば、Ｎ極とＳ極とを
結ぶ鞠線が案内軌条４２の滑走面と平行でかつ幅方向に
延びる多数の永久磁石４７〜４９とヨーク材５０〜５３
とが組合わされて有効な磁気回路を構成している。

案内軌条４２は材料として鉄が使用され、上下表面に非
磁性体であり、かつ耐摩耗性と滑性とに富む摩擦材４５
，４６が固着されて水平または懐斜した滑走案内面を構
成している。

前述の実施例と同様の断面Ｃ字状の腕４１が車両側に固
定され、この腕４１の上半部分に、案内軌条４２の上表
面に対向する滑走装置４３が取付けれる。滑走装置４３
の下表面に耐摩耗性と滑性とに富む摩擦材４４が固着さ
れ、案内軌条の上部案内面をなす摩擦材４５にすべり支
持される。一方、腕４１の下半部分にはクッション材５
６を介して永久磁石４７〜４９を含む浮上案内装置が取
付けられる。この浮上案内装置は非磁性体からなる底板
５５上に、永久磁石４７〜４９とヨーク材（継鉄）５０
〜５３とを、案内軌条４２の幅方向に交互に配列しボル
ト５４またはその他の締結手段によって組合せ結合たう
え、各ヨーク材５０〜５３の頂端は永久磁石４７〜４９
の頂端よりも僅かに高く突出するようにし、これら各項
端を耐摩耗性と滑性とに富む板状の摩擦材５７をもって
被覆し、このヨーク材５０〜５３を被覆する部分が案内
軌条４２の下部内面を形成する摩擦材４６に接触される
。これによって永久磁石４７〜４９の頂端と案内軌条４
２との間に空隙５８が形成され、これら空隙５８内に通
路６１〜６３の端部が連なっており、２系統の通路５９
〜６０を介して、図示してない油タンクからグリースま
たは潤滑油が供給されるようになっている。２系統の通
路は給油失陥事故に対する安全のためである。

各永久磁石４７〜４９はヨーク材５０〜５３と協働して
１つの磁石体として作用し、案内軌条４２との間に滋気
閉回路を構成し、その結果腕４１を介して車体荷重を吸
引浮上する。

この吸引力は車体荷重にほぼ等しくなるよう予め浮上案
内装置が設計される。車体荷重の動的変化に対して浮上
案内装置が案内軌条４２に及ぼす力が大きくなっても、
摩擦材５７が摩擦材４６に強く衝合するだけであり、こ
の衝合面には空隙５８から供給されるグリースと相俊つ
て、摩擦孔力の小さいすべり運動が確保される。そして
、滑走装置４３と浮上案内装置とは案内軌条４２との間
に殆んど隙間のない状態で、かろく案内軌条４２を抜持
しており、これによって浮上案内装置と案内軌条４２と
の磁気隙間（ギャップ）ｓは非磁性体からなる摩擦材５
７，４６の厚さに維持され、何らのギャップ制御装置を
必要としない。

なお、非磁性体からなる摩擦材５７の内面にはメッキな
どにより磁性金属膜を施し、磁気吸引力により永久磁石
４７〜４９及びヨーク材５０〜５３に密着せ、ガタ付き
の生じないようにするものとする。

永久磁石４７〜４９は第４，５図に示すように、本装置
の長手方向（車両進行方向）について分割されてもよく
、この場合これらの間に非磁性体４６が挿入配列される
。

また、ヨーク材５０〜５３は長手方向端部において体積
を変化させて、または案内軌条４２とヨーク材５０〜５
３との間の磁気的ギャップを本装置のヨーク材５０〜５
３の両端部分について減少しうず電流によるドラッグ（
推進抗力）を減少し、推進動力の損失を少なくして、か
つ案内軌条例の局部的加熱を減少する。すなわち、ヨー
ク材５１，５２はヨーク材５０，５３よりも長くされ、
この下縁は斜めに切除され、車両の進行につれて磁束密
度が漸進的に変化する。なお、摩擦材４４と摩擦材４５
との間にグリ−スまたは潤滑油を供給するように構成す
るとは有効である。

本発明による車両の滑走支持装置は上述のとおりであり
、これを要約すれば次のような効果が得られる。

○’車両の動的荷重の変動を抑えることによって、荷重
の大部分を磁気力で支持するとができる。

■ 案内軌条の寸法精度ｔを高めるとによって、永久磁
石と案内軌条との隙間を小さくすることができ、これに
よって使用する永久磁石の重量（体積）が４・さくてす
み、しかも強力な吸引力（車両支持力）を得ることがで
きる。

そして、案内軌条の寸法については厚さｔの精度が重要
であるが、軌地表面の進行方向についてのうねりは問題
とならない。糊 前項に関連して、永久磁石の使用量が
少ないから、他の浮上方式、例えば電磁石方式、超電導
磁石方式、さらにタイヤ支持方式などよりも車両の走行
方向の投影面積も小さく、高速走行における空気力学的
推進力が小さい。

‘４｝ 車両支持のため電力を必要とせず、停電事故に
対して問題がない。

‘５） 滑走装置案内軌条の摩擦材との間には潤滑剤を
施すことにより、すべり摩擦による推進抗力をより小さ
くするとともに、潤滑膜は車両の動的荷重の変動に対し
てダンピング効果を発揮する。

【６｝ 滑走装置は案内軌条の継ぎ目の通過が円滑であ
り、騒音が少ない。

‘７ー 永久磁石は一般にもろいものであるが、本装置
では磁石に衝撃力は作用しないので破損の恐れがない。

図面の簡単な説明第１図は本発明に係る車両の滑走支持
装置についての横断面図、第２図は他の実施例による滑
走支持装置の横断面図、第３図は第３の実施例による滑
走支持装置の横断面図、第４図は同平面図、第５図は第
４図の線Ｖ−Ｖによる縦断面図である。

３，４・・・・・・腕、５，６，３０，３１，４３・・
・・・・滑走装置、８，９，２６，２７，４４，４５，
４６，５７……摩擦材、１０，１１・…・・強磁性体、
１２，１３，３３・…・・永久磁石、１４，２２，２４
，４２・・・・・・案内軌条、２９・・・…腕、４７，
４８，４９・・・・・・永久磁石、５０，５１，５２，
５３・・・・・・ヨーク材、５５・・・・・・非磁性体
。

第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体下面両側に取付けた滑走装置を、案内軌条上表
   面に滑走支持させるようにするとともに、車体に前記滑
   走装置よりも下方に位置する磁気回路としてつくられた
   永久磁石を支持し、該永久磁石が前記案内軌条の下表面
   に配した強磁性体に僅かの間隙を存して向き合つて吸引
   力を及ぼし、前記滑走装置が支持する車両荷重を軽減す
   るようにしたことを特徴とする車両の滑走支持装置。 ２ 水平または傾斜する上下１対の滑走面を備え、かつ
   下方滑走面に強磁性体を有する案内軌条と、車体下面両
   側に支持され、かつ前記案内軌条の上方滑走面に摺接す
   る第１の滑走装置と、車体下面両側に支持され、かつ前
   記案内軌条の下方滑走面に摺接する第２の滑走装置と、
   前記第２の滑走装置に隣接して取付けられ、かつ前記案
   内軌条の強磁性体に吸引力を及ぼす永久磁石とからなり
   、前記第１、第２の滑走装置は案内軌条を挾持して、前
   記強磁性体と前記永久磁石との間に微小間隙を維持する
   ようにしたことを特徴とする車両の滑走支持装置。 ３ 滑走装置に潤滑剤供給口が備えられ、滑走装置と案
   内軌条との間に常時潤滑膜が維持される特許請求の範囲
   １及び２記載の車両の滑走支持装置。