JPS6059802B2 - 常電導磁気浮上車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は常電導電磁石を用いて浮上・案内されリニヤ
モータにより推進制御される台車方式の常電導磁気浮上
車に関し、特に台車に設けた浮上用電磁石に異常が生じ
た場合の対策を考慮した常電導磁気浮上車に関する。

第１図により従来の常電導磁気浮上車の概略構成を簡単
に述べると、図中１は車体、２は車体１の荷重を空気ば
ね３Ａ、２Ｂを有して受ける台車、４は台車２に取付け
られた浮上用電磁石、５は同台車２に取付けられた案内
用電磁石であり、それら浮上・案内用電磁石４、５は軌
道６の浮上用軌条７及び案内用軌条８に対して所定の空
隙をもつて浮上・案内保持されるように、ギヤツプセン
サーや加速度計等を用いた制御系（図示せず）により電
流制御されている。

又台車２にリニヤモータ１次９が取付けられ、これと対
向する軌道６上にリニヤモータ２次板１０が取付けられ
て、車両走行に必要な推力を得るようになつている。こ
うした台車方式の常電導磁気浮上車において、第２図は
台車２に対しその前後左右四隅部に浮上用電磁石４Ａ・
４Ｂ・４Ｃ・ ４Ｄが配され、一方台車２上の左右に空
気ばね３Ａ・３Ｂが配されている従来構成を示し、車体
荷重中心が左右空気ばね３Ａ・３Ｂから台車２の重心点
１１、即ち前後左右に配する浮上用電磁石４Ａ・４Ｂ・
４Ｃ・４Ｄの対角線の交点に来るように設計されていて
、その台車重心１１に作用する荷重に対し各・浮上用電
磁石４Ａ・ ４Ｂ・ ４Ｃ・ ４Ｄが均等に浮上刃を分
担してバランス良く釣合つて浮上保持できるようになつ
ている。ここで、上記構成の浮上車において四隅部の各
浮上用電磁石４Ａ乃至４Ｄが正常に制御されていフれば
何等問題無く浮上・案内走行が可能であるが、しカルそ
れら浮上用電磁石４Ａ乃至４Ｄの制御系は高度なエレク
トロニクス製品で、デリケートな電子回路を用いている
ことなどから、寿命やその他の原因で故障を起こさない
とはかぎらず、５これにて浮上用電磁石４Ａ乃至４Ｄの
いずれかが走行中に異常を生じた場合に大きな車両事故
に結び付かないように安全対策を図つておかなければな
らない必要がある。

つまり、第２図において今かりに前方右側の浮上用電磁
石４Ａの制御系の回路がフェイルしたとすると、その電
磁石４Ａは適正な浮上刃が得られず、このために残りの
３個の浮上用電磁石４Ｂ・４Ｃ・４Ｄで浮上継続を行な
わなければならない。

しかるに車体荷重中心は変らず浮上用電磁石４Ｂ・４Ｃ
の結ぶ線上にあること、電磁石の特性として吸引力だけ
で反発力を得ることが出来ないことから、上記異常を生
じた浮上用電磁石４Ａと同じ対角線位置にある浮上用電
磁石４Ｄの電流をゼロにしないと他の浮上用電磁石４Ｂ
・４Ｃを結ぶ対角線を中心に車両が転倒してしまう。即
ち、一個の浮上用電磁石回路がフェイルすると、残り３
個の浮上用電磁石の内対角位置の２個のみが全負荷を負
い、それ以外の一個の電磁石はほとんど無励磁状態とな
つてしかも上記フェイルした電磁石が軌条から遠ざかる
方向、つまり上記無励磁状態となつた一個の電磁石が軌
条に近づく方向の変位に対し完全無制御状態となること
が明らかで、車両の転倒など大事故を招く問題があつた
。この発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的
とする処は、万が一にも前後左右４個の浮上用電磁石の
内一個か異常を生じても、その異常を検出して台車に作
用する荷重中心をうまく変位させて、安定浮上走行を継
続し得るようにできる安全性大なるものを提供すること
にある。以下、この発明の一実施例を第３図乃至第５図
に従い説明する。

まず第３図において台車１２の上面には該台車台枠の前
後左右四隅部に設けけた浮上用電磁石１４Ａ・１４Ｂ・
１４Ｃ・１４Ｄと．対応すべく前後左右計４個の空気ば
ね１３Ａ・１３Ｂ・１３Ｃ・１３Ｄが互に相離間して設
けられて車体荷重を受けるようになつている。なお、上
記台車１２には案内用電磁石１５Ａ・１５Ｂ・１５Ｃ・
１５Ｄやその他図示しないが必要な各種機！器が従来同
様に取付けられている。又図中１９Ａ・１９Ｂは上記台
車１２を左右各々前後に相離間して配する空気ばね１３
Ａ・１３Ｂ及び１３Ｃ・１３Ｄの後述する内圧制御装置
の制御弁である。ここで、第４図により上記空気ばね１
３Ａ・１３Ｂ及び１３Ｃ・１３Ｄの内圧制御装置１６に
ついて説明すると、空気源１７に接続して左右１；分か
れる給気管１８Ａ・１８Ｂの各途中に上記制御弁１９Ａ
・１９Ｂが介在され、更にその制御弁１９Ａ・１９Ｂを
通つた後の給気管１８Ａ・１８Ｂは各々二股に分かれて
電磁切換弁２０Ａ・２０Ｂ及び２０Ｃ・２０Ｄを介し上
記空気ばね１３Ａ・１３Ｂ及び１３Ｃ・１３Ｄに接続さ
れ、平常時は各電磁切換弁２０Ａ乃至２０Ｄが図示の如
く連通状態となつていて、制御弁１９Ａにより右側の前
後空気ばね１３Ａ・１３Ｂが、制御弁１９Ｂにより左側
の前後空気ばね１３Ｃ・１３Ｄが各々適正）な内圧を維
持すべく制御されるようになつている。

又上記浮上用電磁石１３Ａ乃至１３Ｄのいずれか一個の
異常発生時に上記電磁切換弁２０Ａ・２０Ｃ又は２０Ｂ
・２０Ｄの切換え動作を行なわしめる切換弁制御器２１
を有している構成である。なお、その切換弁制御器２１
は上記浮上用電磁石１３乃至１３Ｄの各異常検出器２２
Ａ・２２Ｂ・２２Ｃ・２２Ｄからの信号を受けて自動的
に判断して上記切換動作を行わせしめるものである。ま
た、その各異常検出器２２Ａ乃至２２Ｄは各浮上用電磁
石１３Ａ乃至１３Ｄの制御系（図示せず）で何らかの異
常があつた場合に信号を出すのであり、例えば電磁石制
御系の素子がバンクした場合は完全導通状態になつて電
磁石が異常吸着を生じる危険性があるので過電流検知器
を用いて短時間の内に当該浮上用電磁石への電源を遮断
する指令を出すと同時に異常信号を上記切換弁制御器２
１に送信する。又何等かの電気的接触不良や断線による
無通電状態となつた場合は浮上用電磁石の制御系回路に
■℃Ｔを配しておいて無電流を検出し、その無電流状態
が一定時間以上継続したら異常信号を切換弁制御器２１
に送信する。その他軌道との接触や衝突の事故につなが
るような異常、即ちギャップセンサー等により本来制御
されるべき規定の電流以外の電流を流すような調整不良
による異常の場合は台車に設けた加速度計を用いて検出
して異常信号を切換弁制御器２１に送信するようにして
おけば良い。而して、上述した構成の作用を述べると、
まず正常時は前後左右各空気ばね１３Ａ乃至１３Ｄが適
正な内圧を維持して車体荷重を略均等に受けて台車１２
の重心に該車体荷重中心が一致し、これを前後左右各浮
上用電磁石１４Ａ乃至１４Ｄが均等に分担してバランス
良く浮上保持する。

ここで、前方又は後方の左右いずれか一個の浮上用電磁
石がその制御系に異常を生じて、その異常検出器２２Ａ
乃至２２Ｄのいずれかから異常信号が空気はね内圧制御
装置１６の切換弁制御器２１に送信されると、その制御
器２１が該異常を生じた浮上用電磁石と前後の関係から
見て同じ方位に配する前方又は後方の左右両空気ばねの
内圧を下げるべく電磁切換弁を切換動作させるように働
く。つまり、今かりに第３図において前方右側の浮上用
電磁石１４Ａがその制御系の故障等により異常を生じた
場合、それを検出する異常検出器２２Ａからの異常信号
を受けた切換弁制御器２１は同前方位に配する左右両空
気ばね１３Ａ・１３Ｃに通する電磁切換弁２０Ａ・２０
Ｃに切換動作指令を出す。これにてその両切換弁２０Ａ
・２０Ｃが同時に切換動作し、前方左右両空気ばね１３
Ａ・１３Ｃは内部空気が大気に放出されると共に空気源
２２から制御弁１９Ａ・１９Ｂを通してその圧力空気の
供給が遮断されることで内圧が低減して、車体荷重支持
能力が次第に無くなつていく。この際車体荷重は一定で
あることから後方位の左右両空気ばね１３Ｂ・１３Ｄに
作用する荷重が次第に増加し、該空気ばね１３Ｂ・１３
Ｄの高さが若干下がつて来ることになるが、これを制御
弁１９Ａ・１９Ｂが検知して早急に該空気ばね１３Ｂ・
１３Ｄに圧力空気を送つて増加して来た車体荷重に耐え
て空気はね高さを一定に保つ様に作用する。しかして上
記前方右側の浮上用電磁石１４Ａに異常か発生すると車
体荷重が左右とも正常な後方位の浮上用電磁石１４Ｂ・
１４Ｄ方にかかるように、該車体荷重中心を後方へ移動
すべく空気ばね内圧が前方のものは低く後方のものは高
く変化せしめられるようになる。即ち、台車１２の前方
又は後方の左右いずれかの浮上用電磁石に異常が生じる
と、その異常を生じた浮上用電磁石と同方位の前方又は
後方の左右両空気ばねの内圧を低減して、左右とも正常
な浮上用電磁石の方位と同じ前方又は後方の左右両空気
ばねだけで車体荷重を台車１２に作用させるようになる
。これにて台車１２に作用する荷重中心から前後方にず
れて車両の転倒等の事故が無くなつて安定した浮上状態
を維持できるようになる。つまり、第５図は第２図同様
台車１２に作用する車体荷重と浮上刃との力学バランス
を示すもので、正常時には前後左右各空気ばね１３Ａ乃
至１３Ｄから車体荷重が作用していることから、車体荷
重中心が台車重心１１Ａに一致して前後左右の各浮上用
電磁石１４Ａ乃至１４Ｄが均等に浮上刃を分担して安定
浮上を維持する。

ここで上述の如く前方右側の浮上用電磁石１４Ａが異常
によりカットアウトされると、前述の如くその同じく前
方位の左右両空気ばね１３Ａ・１３Ｃの内圧が下げられ
、後方位の左右両空気ばね１３Ｂ・１３Ｄだけで全車体
荷重を受けるようになる。このために台車１２に作用す
る車体荷重中心は後方の左右空気ばね１３Ｂ・１３Ｄを
結ぶ線の中間点１１Ｂに来ることになる。なおこれに台
車自重を加味すると該１１Ｂの点より若干台車中央寄り
に電磁石の浮上刃に対する荷重中心が来ることになるが
、台車自重が車体荷重に比して十分小さければ荷重中心
は上記１１Ｂの点に来ると考えて良い。このように１１
Ｂ点の所に荷重中心が作用し、それを正常な３個の浮上
用電磁石１４Ｂ・１４Ｃ・１４Ｄで分担して支持すれば
、該３個の電磁石１４Ｂ・１４Ｃ・１４Ｄを結ぶ三角形
内に上記荷重中心が来ているので従来のように転倒する
ようなことがなく、安定的に浮上保持しつづけることが
可能となる。なお、この発明は上記実施例のみに限定さ
れることなく、例えば異常検出信号により切換弁制御器
２１が自動的に判断して電磁切換弁２０Ａ・２０Ｃ又は
２０Ｂ・２０Ｄの切換え動作を行わせしめたが、異常信
号を運転者に警報等により知らせて該運転者の遠隔操作
により電磁切換弁の切換動ノ作を行うようにしても可て
あり、又上記制御器２１により自動切換えを行つた上て
その異常状態を運転台にモニター表示するようなことも
車両状況を運転者に知らせる上で重要なことである。

この発明は以上詳述した如くなしたが、前後左７右計４
個の空気ばねを配してその内圧により車体より台車に作
用する荷重中心を前後に変化することができるので、前
後左右の浮上用電磁石のうち一個がフェイル等異常を生
じても、残り３個の浮上用電磁石で安定した浮上継続が
でき、極めて安９全性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の常電導磁気浮上車の概略的断面構成図、
第２図は同従来の台車に作用する荷重と浮上用電磁石の
浮上刃との力学的バランスを示す説明図、第３図はこの
発明の一実施例を示す常電導磁気浮上車の台車構造の斜
視図、第４図は同実施例における空気ばね内圧制御装置
と浮上用電磁石の異常検出器とを示す説明図、第５図は
同実施例における台車に作用する荷重と浮上用電磁石の
浮上刃との力学的バランスを示す説明図である。 １・・・車体、２，１２・・・台車、３Ａ・３Ｂ・１３
Ａ・１３Ｂ・１３Ｃ・１３Ｄ・・・空気ばね、４，４Ａ
・４Ｂ●４Ｃ・４Ｄ，１４Ａ・１４Ｂ・１４Ｃ・１４Ｄ
・・・浮上用電磁石、５，１５Ａ・１５Ｂ・１５Ｃ・１
５Ｄ・・・案内用電磁石、６・・・軌道、７・・・浮上
用軌条、８・・・案内用軌条、９・・・リニヤモータ１
次、１０・・・リニヤモータ２次板、１１，１１Ａ・・
・台車重心、１１Ｂ・・・荷重中心の変位位置、１６・
・・内圧制御装置、１７・・・空気源、１８Ａ・１８Ｂ
・・・給気管、１９Ａ・１９Ｂ・・・制御弁、２０Ａ・
２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄ・・・電磁切換弁、２１・・・
切換弁制御器、２２Ａ・２２Ｂ・２２Ｃ・２２Ｄ・・・
異常検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 常電導電磁石を用いて浮上・案内されリニヤモータ
   により推進制御される台車方式の常電導磁気浮上車にお
   いて、前後左右に浮上用電磁石が配した台車に対し車体
   荷重を受ける空気ばねを前後左右に相離間してそれぞれ
   配設し、且つそれら各空気ばねの内圧制御装置を設ける
   と共に、上記各浮上用電磁石の異常を検知する手段を設
   け、その異常検知によりその異常が生じた浮上用電磁石
   と前後の関係から見て同じ方位に配する左右空気ばねの
   内圧を上記制御装置で低減して車体より台車にかかる荷
   重中心を前後に変位させることで安定浮上保持を可能と
   したことを特徴とする常電導磁気浮上車。