(57)【要約】【課題】  リニアモーターカーシステムにおいて、作業性良くリアアクションプレートをレールに取り付けられるようにする。【解決手段】    リニアモータカー用の鋼製レール３の上面３ｘに、リニアモータの二次側導体となるアルミ製のリアクションプレート１１を取り付ける構造であって、リアクションプレート１１の両側縁に、リアクションプレート１１より幅の狭い平坦な取付板１２の一方の側縁を摩擦撹拌溶接し、取付板１２の他方の側縁をレール３の上面３ｘにすみ肉溶接する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータカー用の鋼製レールの上面に、リニアモータの二次側導体となるアルミ製のリアクションプレートを取り付ける構造において、
上記リアクションプレートが細長い平坦な板をなして上記レールの平坦な上面に載せられ、このリアクションプレートの幅方向両側に鋼製の取付部材が配置され、この取付部材が、上記リアクションプレートを移動不能に支持するとともに、上記レールに溶接されていることを特徴とするリアクションプレートの取付構造。
【請求項２】
各取付部材が上記リアクションプレートの側縁に摩擦撹拌溶接されていることを特徴とする請求項１に記載のリアクションプレートの取付構造。
【請求項３】
各取付部材が、上記リアクションプレートより幅の狭い平坦な取付板からなり、この取付板の一方の側縁が上記リアクションプレートの側縁に摩擦撹拌溶接され、他方の側縁が上記レールにすみ肉溶接されることを特徴とする請求項２に記載のリアクションプレートの取付構造。
【請求項４】
上記取付板が上記リアクションプレートと同一厚さ、同一長さを有して、上記リアクションプレートに面一で溶接されることにより、一枚の平坦な接合プレートが構成されることを特徴とする請求項３に記載のリアクションプレートの取付構造。
【請求項５】
上記リアクションプレートと取付板の上面において、上記摩擦撹拌溶接部を含みこれより幅広をなし摩擦撹拌溶接部に沿って延びる領域に、第１凹部が形成されており、この第１凹部に第１絶縁材が収容されていることを特徴とする請求項３または４に記載のリアクションプレートの取付構造。
【請求項６】
上記レールの上面または上記取付板とリアクションプレートの下面において、上記リアクションプレートの幅より広く上記摩擦撹拌溶接部を含みリアクションプレートに沿って延びる領域に、第２凹部が形成されており、この第２凹部に第２絶縁材が収容されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のリアクションプレートの取付構造。
【請求項７】
リニアモータカー用の鋼製レールの上面に、リニアモータの二次側導体となるアルミ製のリアクションプレートを取り付ける構造において、
上記リアクションプレートと鋼製の取付プレートを圧延により一体にした平坦で細長い積層プレートが、上記リアアクションプレートを上に向けて上記レールの平坦な上面に設置され、上記取付プレートの幅方向両側縁が、上記レールの上面にすみ肉溶接されていることを特徴とするリアクションプレートの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモーターカーシステムにおいて、リアクションプレートをレール上面に取り付ける構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモーターカーシステムは、車両を磁気浮上させるとともに、車両側に設けたリニアモーターの一次側コイルと、レール側に設けた二次側導体となるリアクションプレートとの協働により、車両を走行させるものである。
【０００３】
上記レールは鋼製であり、上記リアクションプレートはアルミ製であるため、リアクションプレートを通常の溶接によってレールに取り付けることはできない。そのため、特許文献１に開示されているような取付構造が採用されている。
【０００４】
特許文献１の取付構造を以下に説明する。リアクションプレートは、平板部とこの平板部の両側に形成された複雑な断面形状の縁部を一体に有している。一方、レールはリアクションプレートを取り付ける部位（以下、取付部と称す）を有しており、この取付部は、他の部位より隆起し、平坦な上面と両側面を有している。
【０００５】
上記リアクションプレートの平板部を上記レールの取付部の平坦な上面に載せ、リアクションプレートの両側縁部をレールの取付部の両側面に当てた状態で、両者をピンにより連結する。すなわち、予めレールの取付部の両側面に間隔をおいて圧入穴を形成し、リアクションプレートの両側縁部にも間隔をおいて多数の貫通穴を形成し、これら貫通穴を圧入穴に位置決めした状態で、上記ピンを貫通穴から挿入し、圧入穴に圧入する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、リアクションプレートの断面形状が複雑であり、引き抜き等による製造するため、コスト高であった。
また、リアクションプレートの取付作業は、貫通穴と圧入穴の位置決めを伴うので、作業性が悪かった。
【特許文献１】特許３８３０８１１号
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、リニアモータカー用の鋼製レールの上面に、リニアモータの二次側導体となるアルミ製のリアクションプレートを取り付ける構造において、上記リアクションプレートが細長い平坦な板をなして上記レールの平坦な上面に載せられ、このリアクションプレートの幅方向両側に鋼製の取付部材が配置され、この取付部材が、上記リアクションプレートを移動不能に支持するとともに、上記レールに溶接されていることを特徴とするリアクションプレートの取付構造。
【０００８】
上記構成によれば、リアクションプレートは平坦な板材を使用できるので安価である。また、レールに溶接される取付部材を介してリアクションプレートを支持するので、リアクションプレートの両側縁部でのピンによる連結を必要とせず、穴明け加工、穴合わせ作業を省くことができるので、リアクションプレートのレールへの取付作業の作業性が向上する。
【０００９】
好ましくは、各取付部材が上記リアクションプレートの側縁に摩擦撹拌溶接されている。
これによれば、リアクションプレートと取付部材が溶接により強固に連結される。しかも、摩擦撹拌溶接は、塑性流動を利用した金属固相接合であるため、接合温度が低く熱ひずみが少なく、冷却速度が速いので接合界面の金属間化合物層の形成を抑制でき、良好な溶接が可能である。
【００１０】
好ましくは、各取付部材が、上記リアクションプレートより幅の狭い平坦な取付板からなり、この取付板の一方の側縁が上記リアクションプレートの側縁に摩擦撹拌溶接され、他方の側縁が上記レールにすみ肉溶接される。
これによれば、取付板を用いてリアクションプレートをより一層簡単にレールに取り付けることができる。
【００１１】
好ましくは、上記取付板が上記リアクションプレートと同一厚さ、同一長さを有して、上記リアクションプレートに面一で溶接されることにより、一枚の平坦な接合プレートが構成される。
これによれば、接合プレートのレールへの溶接により、リアクションプレートをより一層簡単にレールに取り付けることができる。
【００１２】
好ましくは、上記リアクションプレートと取付板の上面において、上記摩擦撹拌溶接部を含みこれより幅広をなし摩擦撹拌溶接部に沿って延びる領域に、第１凹部が形成されており、この第１凹部に第１絶縁材が収容されている。
これによれば、第１絶縁材によりリアクションプレートと取付板との間の電解腐食を抑制することができる。
【００１３】
好ましくは、上記レールの上面または上記取付板とリアクションプレートの下面において、上記リアクションプレートの幅より広く上記摩擦撹拌溶接部を含みリアクションプレートに沿って延びる領域に、第２凹部が形成されており、この第２凹部に第２絶縁材が収容されている。
これによれば、第２絶縁材により、リアクションプレートと、レールおよび取付板との間の電解腐食を抑制することができる。
【００１４】
なお、摩擦撹拌溶接の代わりに、下記のようにしてリアクションプレートをレールに取り付けることも可能である。
上記リアクションプレートの両側縁部は、法線が斜め上方を向くように傾斜した受面を有し、上記取付部材は、法線が斜め下方を向くように傾斜した押さえ面を有し、この押さえ面が上記受面に当たることによりリアクションプレートが支持されている。
より好ましくは、上記取付板が上記リアクションプレートより幅の狭い取付板からなり、この取付板の一方の側縁に上記押さえ面が形成され、他方の側縁が上記レールにすみ肉溶接されている。
より好ましくは、上記リアクションプレートと同一厚さ、同一長さを有して、上記リアクションプレートと面一をなしている。
より好ましくは、上記取付板とリアクションプレートの上面には、上記受面と押さえ面の接合箇所を含む凹部が、接合箇所に沿って浅く形成され、この凹部に絶縁材が収容されている。
より好ましくは、上記レールの上面において、上記リアクションプレートの幅より広く上記接合箇所を含みリアクションプレートに沿って延びる領域に、凹部が形成されており、この凹部に絶縁材が収容されている。
【００１５】
本発明の他の態様では、リニアモータカー用の鋼製レールの上面に、リニアモータの二次側導体となるアルミ製のリアクションプレートを取り付ける構造において、上記リアクションプレートと鋼製の取付プレートを圧延により一体にした平坦で細長い積層プレートが、上記リアアクションプレートを上に向けて上記レールの平坦な上面に設置され、上記取付プレートの幅方向両側縁が、上記レールの上面にすみ肉溶接されている。
この構成でも、リアクションプレートを作業性良くレールに取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リアクションプレートを作業性良くレールに取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。最初に、磁気浮上方式のリニアモーターカーシステムの概略構成について図３を参照しながら説明する。
【００１８】
地上側には、車両の走行方向（紙面と直交する方向）に沿って延びる鋼製またはＰＣコンクリート製などの軌道桁１が設けられている。この軌道桁１には、その長手方向に間隔をおいて型鋼からなる枕木２が固定されている。枕木２は軌道桁１の長手方向と直交する方向に延び、その左右端には軌道桁１の長手方向に延びる一対の鋼製のレール３が固定されている。
【００１９】
各レール３は、上記枕木２に固定される平板形状のベース部３ａと、このベース部３ａと一体に連なり、枕木２から突出した延出部３ｂとを有している。延出部３ｂの下側には左右に離れた一対の突条３ｃが形成されている。延出部３ｂの上側は、上記ベース部３ａより隆起した取付部３ｄとなっている。
【００２０】
上記取付部３ｄの上面には、レール３の長手方向に延びる細長い接合プレート１０が取り付けられている。この接合プレート１０は、リニアモータの二次側導体を構成するリアクションプレート１１を主要構成材とするものであるが、詳しくは後述する。
【００２１】
他方、車両５の底面には、左右に対をなすモジュール６が空気ばね５ａを介して取り付けられている。左右のモジュール６は、左右のレール３を跨ぐようにして配置され、車両５の長手方向に沿って複数組設けられている。
【００２２】
各モジュール６は断面Ｌ字形をなすモジュール本体６ａを有している。モジュール本体６ａの垂直部には、レール３の長手方向に間隔をおいて配置された複数の浮上用電磁石７が設けられている。この電磁石７は上記レール３の延出部３ｂの一対の突条３ｃと対峙している。電磁石７に電流が流れると、電磁石７とレール３との間で吸引力が働き、これにより車両５が浮上するようになっている。
【００２３】
上記モジュール本体６ａの水平部の下面にはリニアモータの一次側コイル８が設けられている。この一次側コイル８は、上記リアクションプレート１１に対峙しており、その駆動時にリアクションプレート１１と協働して、車両５をレール３に沿って走行させるようになっている。
【００２４】
図１、図２に示すように、上記接合プレート１０は、アルミ合金製（アルミ製）のリアクションプレート１１と、その幅方向両側に配置された左右一対の鋼製の取付板１２（取付部材）とを接合することにより構成され、全域にわたって平坦をなし、レール３の長手方向に延びている。本実施形態ではレール３とほぼ同じ長さをなしている（若干短い）。
【００２５】
上記リアクションプレート１１は、細長い平坦な板からなりレール３の長手方向に延びている。上記取付板１２も平坦な板からなり、リアクションプレート１１より幅が狭いが、同一厚さ、同一長さを有している。
【００２６】
上記アルミ製のリアクションプレート１１の幅方向両側縁と、鋼製の取付板１２の一側縁とは、摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）により面一に一体をなして接合されている。この摩擦撹拌溶接部を図１、図２において符号１３で示す。
【００２７】
上記接合プレート１０の上面（リアクションプレート１１および取付板１２の上面）において、上記摩擦撹拌溶接部１３を含みこれより幅広をなして摩擦撹拌溶接部１３に沿って延びる領域に、浅い凹部１４（第１凹部）が形成されており、この凹部１４には、異種金属間での電解腐食を防止するためのシリコンシーラント等の絶縁材１５（第１絶縁材）が塗り込まれている。
なお、上記凹部１４は上記摩擦撹拌溶接後に形成してもよいし、摩擦撹拌溶接前に形成してもよい。
【００２８】
他方、上記レール３の取付部３ｄの上面３ｘは水平かつ平坦をなしている。この上面３ｘにはレール３の長手方向に延びる浅い凹部３ｙ（第２凹部）が形成されている。この凹部３ｙはレール３の全長にわたって形成されている。
この凹部３ｙは上記リアクションプレート１１より広い幅を有しており、この凹部３ｙには、異種金属間での電解腐食を抑制するためのシリコンシーラント等の絶縁材２０（第２絶縁材）が収容されている。
【００２９】
上記接合プレート１０を、絶縁材２０を収容したレール３の上面３ｘに固定する。この固定は、接合プレート１０の両側縁、すなわち一対の取付板１２における上記摩擦撹拌溶接部１３の反対側の側縁を、レール３の上面３ｘにすみ肉溶接することにより行われる。このすみ肉溶接部を図において符号３０で示す。取付板１２とレール３は共に鋼製であるので、すみ肉溶接が可能である。
本実施形態では上記すみ肉溶接は接合プレート１０の全長にわたって連続的に行うが、間隔をおいて複数個所ですみ肉溶接を行ってもよい。
【００３０】
上記のように、接合プレート１０をすみ肉溶接することにより、リアクションプレート１１はその幅方向両側において、取付板１２を介してレール３に固定することができ、従来のような多数のピンによる固定作業を省くことができる。
【００３１】
上記接合プレート１０の固定状態において、上記絶縁材２０は、上記リアクションプレート１１と一対の摩擦撹拌溶接部１３と、取付板１２において摩擦撹拌溶接部１３の近傍部の下面を覆うので、アルミ製のリアクションプレート１１と、鋼製のレール３および取付板１２とが絶縁され、異種金属間での電解腐食を抑制することができる。
なお、絶縁材２０をレール３と同じ長さにし、接合プレート１０を若干短くし、レールおよび絶縁材２０の長手方向端縁から接合プレート１０の端縁を若干後退させると、電解腐食の抑制効果を高めることができる。
【００３２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。これら実施形態において先行して説明する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。
図４に示す第２実施形態では、第１実施形態と同様に、一対の取付板１２は、リアクションプレート１１より幅が狭いが、同一厚さ、同一長さを有している。
【００３３】
リアクションプレート１１の両側縁部は、法線が斜め上方を向くように傾斜した受面１１ａを有している。他方、上記取付板１２の一方の縁は、法線が斜め下方を向くように傾斜した押さえ面１２ａを有し、この押さえ面１２ａが上記受面１１ａに当たることにより，リアクションプレート１１が支持されている。上記取付板１２の他方の縁は、第１実施形態と同様にすみ肉溶接によりレール３に固定されている。
【００３４】
上記取付板１２と上記リアクションプレートは、その上面が面一をなし、両者の上面には、上記受面１１ａと押さえ面１２ａの接合箇所を含む凹部１４（第１凹部）が、接合箇所に沿って浅く形成され、この凹部１４に絶縁材１５が収容されている。
なお、リアクションプレート１１の長手方向両端縁でも，他の取付板により、上記と同様にして支持するのが好ましい。
【００３５】
図５に示す第３実施形態では、真空圧延により得られる平坦な細長い積層プレート１０Ａが用いられる。この積層プレート１０Ａでは、同一平面形状をなすリアクションプレート１１と取付プレート１２Ａとが一体をなして積層されている。この積層プレート１０Ａは、レール３とほぼ等しい長さを有し、リアクションプレート１１を上にしてレール３の取付部３ｄの上面３ｘに設置されている。上記取付プレート１２Ａの幅方向両側縁が、その全長にわたって（または間隔をおいて複数個所に）、上記レール３の上面３ｘにすみ肉溶接されることにより、リアクションプレート１１のレール３への取り付けがなされる。
【００３６】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。例えば、第１、第２実施形態において、リアクションプレートと同一長さの取付板を用いる代わりに、これにより短い取付板を、リアクションプレートの側縁に沿って複数配置してもよい。
細長い取付板の代わりに、ブロック状の取付部材を、間隔をおいて複数配置してもよい。この場合、取付部材の断面形状はそれぞれ第１、第２実施形態と同様または似た形状をなす。
第２絶縁材を収容する第２凹部を、レール３に形成する代わりに、リアクションプレートと取付板の下面に形成してもよい。
上記リアクションプレートおよび取付板は、上記レールに沿って複数配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態をなすリアクションプレート取付構造の縦断面図である。
【図２】同取付構造において、リアクションプレートと取付板とを摩擦撹拌溶接して得られる接合プレートの平面図である。
【図３】本発明が適用されるリニアモーターカーシステムの概略構成を示す正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態をなすリアクションプレート取付構造の縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態をなすリアクションプレート取付構造の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
３  レール
３ｘ  上面
３ｙ  第２凹部
１０  接合プレート
１０Ａ  積層プレート
１１  リアクションプレート
１１ａ  受面
１２  取付板（取付部材）
１２ａ  押さえ面
１２Ａ  取付板
１３  摩擦撹拌溶接部
１４  第１凹部
１５  第１絶縁材
２０  第２絶縁材
３０  すみ肉溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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