JPS6169305A - リニアモ−タ輸送装置およびその軌道と車両 - Google Patents

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、リニアモータ輸送装置、とくに誘導方式のリ
ニアモータ輸送装置に関する。さらに詳細には、本発明
は、トレッドがゴム等の弾性材の走行輪をもち一次コイ
ルを備えた車両とリアクションレールを備えた軌道とか
らなるリニアモーフ輸送装置右よびその軌道と車両に関
する。

（従来の技術） 誘導形リニアモータは１次コイルと２次側に当るリアク
ションレールからなり、リアクションレールには、導電
性の単一金属、導電性と導磁性をもつ単一金属あるいは
導電性にすぐれた金属と導磁性に優れた金属の複合体等
が通常用いられる。

また、１次コイルを軌道側に、リアクションレールを車
両側に配するものと、１次コイルを車両側にリアクショ
ンレールを軌道側に設けるものがあるが、移動体の大き
さに比し移動距離が大きい場合、後者をとる方が建設コ
スト上有利であり、とくに車両を用いる輸送装装置では
後者の方式を採用するのが一般的であり、この方式は「
車上−次」と通称される。

こ５で、「車上−次」と称せられる誘導形のリニアモー
タ方式において、よく知られた構造上の事例に次の２種
類がある。その１つは、軌道の中央に直立してリアクシ
ョンレールが設けられ、それを両側から挟むようにリア
クションレールの垂直面に対向する位置に１次コイルが
車両側に設けられる形式であり、他の一つは軌道の中央
に水平にリアクションレールが設けられ、その上面に対
向して下向の１次コイルが車両側に設けられる形式であ
る。

これらの公知の形式では、いずれのばあいにも、軌道に
は走行輪を支持する走行面あるいは軌条のほかに１条の
リアクションレールが設けられる。

（発明が解決しようとしている問題点）従来のリニアモ
ータ方式の輸送装置では、前述のとおり、軌道には１条
のリアクションレールが車両を支持するための一般的軌
道より余分に設けられ、構造が複雑化し、設置のために
要するスペースが大きくなり、軌道に分布する荷重が増
加するため高架軌道に適用するばあいその構造と設計に
制約が加わることになる。さらに、他の問題として、車
上の１次コイルと地上のリアクションレールのギャップ
保持がある。回転型の誘導電動機はロータ、ステータ間
のギャップを小さく一定に保つことによって高い効率を
得ているが、車両用リニアモータでは、軌道も車両も誤
差要素を多くもっているので、回転型モータのように小
さいギャップを保持することに基本的に困難があり、モ
ータ効率の低下をまねいている。こ＼に、前記誤差要素
を詳述すると、軌道においてはリアクションレールの１
次コイル対応面の波状誤差、リアクションレールの設置
誤差、リアクションレールと１次コイルとの間に作用す
る吸引力によるリアクションレールのたわみ等が挙げら
れる。また、車両においては、良好な走行振動特性をう
るため、あるいは騒音防止のためにばねを用いるのが普
通であるが、このばねの撓みのため、走行中に１次コイ
ルの位置に変動を生じる。さらに、車両製作上の１次コ
イル支持位置の誤差も大きい誤差要素になる。これら誤
差要素は、採用する基本的構造内容や設計内容によって
異なるが、少くとも５ないし６ｍｍのギャップ変動を生
じる。この変動は、回転型モータの０．１ないしＯ，’
２ｍｍ程度の変動に比較すると大変大きい値である。こ
のようにギャップ変動が大きいと、ギャップ変動率（ギ
ャップ変動／ギャップ）を少くするようギャップ自体を
大きくしないき推進力が変動し円滑な走行ができな（な
る。そのため、結果的にモータ効率の低下をまねくこと
になる。

したがって、本発明は、リニアモータのリアクションレ
ール設置のため軌道を複雑化することなく、該リアクシ
ョンレール設置に特別のスペースを要せず、軌道に分布
する荷重の増加による高架軌道の構造と設計への影響な
どがなく、かつ車上の１次コイルと地上のリアクション
レールのギャップを小さくほぼ一定に保持し高いモータ
効率をうることのできるリニアモータ輸送装置とその軌
道および車両を提供することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明においては、車両には、走行輪としてゴム等の弾
性材により構成された車輪、例えばゴムソリッドタイヤ
車輪、あるいは空気入りゴムタイヤ車輪等を用い、軌道
は、その転走面をリニアモータのリアクションレールと
する。例えば転走面を形成する部材を特公昭５７−８２
４２号「案内軌道車の走行路」に示ずような鋼板により
構成する。さらに、車輌には、リニアモータの１次コイ
ルを支持し、前記リアクシコンレール上を転走する車輪
をもったリニアモータ台車を備える。例えば１次コイル
両端のすぐ外方に、車両を支持する走行輪よりは十分に
小さく剛性の高い車輪を配置し、その全体をリニアモー
タ台車とし前記走行輪の配置されていない個所に設ける
。

（作用） 一般の鉄道に用いられる鋼レールは導電性と導磁性を持
つ金属であるがこれをリニアモータのリアクションレー
ルとするにはその寸法が小さく不、、　　　　十分であ
る・走行輪のドパ・ドが°゛等よりなるものすなわちゴ
ム等の弾性ソリッド車輪あるいは空気タイヤは大きな接
地面積を必要とするため、走行輪の走行面の幅が大きい
この点を利用し、転走面を構成する部材を導電性、ある
いは導電性と導磁性を有する単一または複合の金属とし
、これをリアクションレールに兼用し、別にリアクショ
ンレールを設置せず軌道を複雑化することなく、リアク
ションレール設置に特別のスペースを要せず軌道に分布
する荷重の増加がなく高架軌道の構造と設計への影響な
どがないようにできる。リアクシコンレール上、すなわ
ち走行輪の走行面」二を転走するように、走行輪とは別
に設けた車輪でリニアモータの１次コイルをリアクシコ
ンレール上に支持するリニアモータ台車を備えることに
よって、リアクションレールの設置誤差の影響をうける
ことを除去し、リアクションレールの１次コイル対応面
の波状誤差およびリアクションレールと１次コイルとの
間に作用する吸引力によるりアクンヨンレールのたわみ
等の影響を軽減し、かつ車両のばね作用による１次コイ
ルの位置の変動、車両製作上の１次コイル支持位置の誤
差等の大部分を除去できる。なお、リニアモータ台車に
ついて説明を加えると、一般的にみて１次コイルは車両
よりはるかに大きさは小さいもので、これを支持する車
輪の軸距は車両全体を支持する走行輪の軸距よりかなり
小さいものでよく、このように軸距の小さいことが波状
誤差と吸引力によるたわみの影響を軽減する。また、車
両を支持する走行輪は、車両の走行振動特性を良くする
ため軟らかい弾性をもつものが望まれ、さらに別に懸架
ばねを付加することが一般に行われるが、リニアモータ
台車では１次コイルのみを支えることのみを目的とし車
両の走行振動特性とは無関係であるため、剛性の高い車
輪を装着することができる。したがって、ばね作用によ
る１次コイル位置の変動を少くすることができるわけで
ある。

（実施例の構成および作用） 第２図ないし第４図は、本発明を適用した輸送装置の一
例を示すものである。車両１は走行軌条２に懸垂支持さ
れ、走行軌条２は／％ンガ３とケープル４を介して支柱
５に支持されている。このような軌道構造は軽量であり
、支柱間隔りを大きくしうる利点をもっている。河川・
湖・渓谷等の横断を要するとき有効である。しかし、走
行軌条の支持がケーブルを介しているため可撓的で、こ
の性質は走行時衝撃を緩和する利点はあっても、荷重に
よって上下に撓みを生じやすい欠点をもっている。第３
図は、この輸送装置の横断面図で、主柱の両側に１線づ
つをもった複線の構造を示す。

第４図は軌道と車両を示す横断詳細図である。走行軌条
２とハンガ３の間に逆Ｔ形ブラケット６を有する。軌道
は、ハンガ３の下端に取付けられた逆Ｔ字形ブラケット
６を有し、該ブラケット６の下部両側に走行軌条２を有
する。実施例では、この走行軌条２の上面に導電性金属
板８を配置して走行面を形成する。車両１は車体１１の
上部に台車フレーム１０を有し、この台車フレーム１０
に車輪ハブ９を介して走行輪７が支持されている。

走行輪７は走行軌条２上の導電性金属板８上を転走する
。走行軌条２は鋼などの導磁性をもった材料により形成
され、導電性金属板８と一体となりリニアモータのリア
クションレールを構成する。

車両１が旅客用のばあいには、車体１１内に腰掛１２が
設けられる。給電線１３が軌道側に、集電器１４が車両
側にそれぞれ設けられ、後述するリニアモータ用の電力
を地上から受電する。

第１図を参照すると、車両１の両端部にそれぞれ台車フ
レーム１０が各１個配置され、この台車フレーム１０は
ピボット１９により車体１１に回転自在に取付けられる
。各台車フレーム１ｏは、第４図に示すように両側に走
行輪７を支持しており、台車フレーム１０の各側には、
前後方向に間隔をもって一対の走行輪７が配置される。

したがって、１個の台車フレーム１０に４個の走行輪７
が支持される。走行輪７はトレッドがゴム等の弾性材料
により形成された形式であり、空気入ゴムタイヤを用い
ることが好ましい。

前後の台車フレーム１０の中間にリニアモータ台車１７
が設けられる。第５図もイノ１せで参照する−　　　Ｌ
１台車１７は、台車フレーム１Ｇを有し、この台車フレ
ーム１６は、左右の走行軌条２の上方で前後方向に延び
るフレ１ム上部１６ａと、左右のフレーム上部１６ａを
互に接続するフレーム下部１６ｂとからなる。フレーム
上部の前後方向両端には車輪１８が取付けられ、この車
輪１８が導電性金属板８により形成される走行面」二を
転動する。

フレーム上部１６ａにはリニアモータの１次コイル１５
が設けられている。車輪１８は剛性の高い材料により形
成され、リニアモータ台車Ｉ７の１次コイル１５は、走
行軌条２と導電性金属板８とにより構成されるリアクシ
ョンレールに対してほぼ一定のギャップＧを保つように
支持される。台車フレームＩ６のフレーム下部１６ｂは
アンカ２゜および車体ＩＩ上のブラケット２１により車
体１１に結合され、リニアモータの推進力を車体１１に
伝達する。

リニアモータ台車１７の前後の車輪１８間の軸ｆｆ１Ｂ
は、前後の台車フレーム１ｏのピボット１９間の間１％
ＩＪ　Ｃより十分に小さい。リアクションレールでもあ
る走行軌条は車両の重量およびリニアモーりの１次コイ
ルよリアクションレールとの間ニ生ずる吸引力によって
上下方向のたわみを生ずる。

このとき、リニアモータの１次コイルが車体に支持され
ていたとするき車体支持ピボット間隔Ｃに応じたたわみ
がギャップＧに影響する。しかし、本発明では、リニア
モータ台車の車輪でギャップＧが保持されることになる
。そして、リニアモータ台車の車輪の軸距Ｂは、走行輪
のない個所にリニアモータ台車を配置する車両の構成か
ら、当然車体支持ピボット間隔Ｃより十分小さくなる。

一般に、梁のたわみは支持間隔の長さの３乗に比例する
こ七により軸距Ｂで支持されたリニアモータは、１次コ
イルのギャップを正確に保つことが可能になる。例えば
Ｂ　＝　’Ａ　Ｃとすれば荷重・吸引力等のたわみによ
るギャップへの影響は（％）＝１７８　　となる。また
波状誤差は一般に軌道や道路において基準長さ当りで誤
差を表示するような質をもつもので、基準長が短かけれ
ば誤差の絶対値も小さくなる。この点から、軸距の小さ
いリニアモータ台車により１次コイルを支持すれば、リ
ニアモーフ台車内で生ずる誤差は小さいものとなる。

すなわち、リニアモータの１次コイルを車体で支持した
ばあいと仕較すると、例えばＢ　＝　’Ａ　Ｃのとき誤
差絶対値もこれに比例し２となる。さらにリニアモータ
台車がリアクションレールに追随し転走している関係で
リアクションレール設置誤差の影響は皆無である。

さらに、リニアモータ台車の車輪は、剛性を高いものと
しても車体上の乗心地を害することがないので、車輪部
分てばね作用をさせることなく、したがって変位も生ぜ
ず１次コイルのギャップ保持をさらに正確ならしめるこ
とができる。

また、走行軌条をリアクションレールに兼用するので別
に専用のリアクションレールを必要としないことは明ら
かである。

（他の実施例） 第６図は本発明の他の実施例の軌道構造を示した斜視図
で、この軌道は、リニアモータのリアクションレールを
兼ねた走行軌条２２を２条もち、そのほかに案内軌条２
３を左右両側にもっている。

走行軌条２２は、ボルト２４およびスラブ２５に埋め込
まれたインザートスクリュー２６によって、スラブ２５
に強固に締結される。この走行軌条」二をトレッドがゴ
ム等の弾性材の走行輪とリニアモータ台車の車輪とが転
走しかつ走行軌条は導電性と導磁性をもちリニアモータ
のリアクションレールとしての機能も果すものである。

走行軌条２２の」ユ面部のみアルミニューム、銅等導電
性のすぐれた金属を、爆着等により接着し、複合構造と
し、リニアモータの効率を高めるようにすることもでき
る。

第７図は本発明を跨座式モルレールに適用した場合を示
す横断面図でモルレール桁２７の上面である走行輪２８
の転走面をリアクションレール２９としたもので、リア
クションレールは勿論、導電性と導磁性を有する金属で
モルレール桁２７に強固に取付けられている。３０は案
内輪、３１は安定輪で、走行輪とともにすべて空気入り
タイヤである。３２は車体である。

、　　　　　’Ｊ６１’１（７）場合も第７図０場合も
：＃＜　５１’ｆｆｌ　ｌ：示１“ようなリニアモータ
台車が走行輪の配置されない個所として通常車両の長手
方向中央寄に設けられる。

（発明の効果） 走行輪の転走面をリアクンヨンレールに兼用することに
よって軌道に専用のリアクションレールの設置を要せず
したがって軌道構造を複雑化することがなく、リアクシ
ョンレールを設置するための４’＋−別のスペースを要
せず、リアクションレール設置に伴う軌道に分布する荷
重の増加がない、等の効果を有する。分布する荷重の増
加のないこ吉は、特に高架軌道の構造と設計に不利な影
響がなく、好ましいことである。さらにリアクションレ
ールすなわち走行輪の走行面」二を転走する車輪でリニ
アモータの１次コイルを支持する構造のリニアモータ台
車を設けることにより、リアクションレールの波状誤差
、リアクションレールの設置誤差、リニアモータの１次
コイルとリアクシコンレール間に作用する吸引力および
走行輪荷重による走行軌条のたわみ等の影響を軽減し、
さらには車Ｂ 両製作上の１次コイル支持位置の誤差等の大半が除去で
き、結果的に小さいギャップが保持でき、リニアモータ
の効率を高いものとしうる効果を有する。」−記した効
果のうち、走行軌条のたわみの影響を軽減する効果は、
軽量構造の高架軌道で走行軌条自体の剛性が低いものに
おいて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す輸送装置の側面図、第
２図は軌道の全体を示す側面図、第３図はその正面図、
第４図は第１図のＩＶ−ＴＶ線断面図、第５図は第１図
のＶ−Ｖ線断面図、第６図は本発明の他の実施例を示す
軌道構造の斜視図、第７図はさらに他の実施例を示す横
断面図である。 １・・・車両、２・・・走行軌条、７・・・走行輪、８
・・・導電性金属板、１０・・・台車フレーム、１５・
・・１次コイル、１７・・・リニアモータ台車、１８・
・・車輪。 第４図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）トレッドがゴム等の弾性材で形成された走行輪と
   、該走行輪を転走させるための走行面をもつ軌道とから
   なり、推進動力としてリニアモータを用いるリニアモー
   タ輸送装置において、前記軌道走行面がリニアモータの
   リアクションレールとして形成され、前記車両は、リニ
   アモータの１次コイルを支持し前記走行面上を転走する
   車輪をもったリニアモータ台車を、前記走行輪が配置さ
   れていない個所に有することを特徴とするリニアモータ
   輸送装置。
2. （２）トレッドがゴム等の弾性材で形成された走行輪と
   、該走行輪を転走させるための走行面をもつ軌道とから
   なり、推進動力としてリニアモータを用いるリニアモー
   タ輸送装置のための軌道において、前記軌道走行面がリ
   ニアモータのリアクションレールとして形成されたこと
   を特徴とするリニアモータ輸送装置のための軌道。
3. （３）トレッドがゴム等の弾性材で形成された走行輪と
   、該走行輪を転走させるための走行面をもつ軌道とから
   なり、推進動力としてリニアモータを用いるリニアモー
   タ輸送装置のための車両において、リニアモータの１次
   コイルを支持し前記走行面上を転走する車輪をもったリ
   ニアモータ台車を、前記走行輪が配置されていない個所
   に有することを特徴とするリニアモータ輸送装置のため
   の車両。