(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上輸送システムのための軌道スイッチであって、
１個以上の浮上発生器を受け入れるように構成された軌道の非可動幹線セグメントと、
前記１個以上の浮上発生器を選択的に受け入れるように構成された軌道の非可動上側分岐セグメントと、
前記１個以上の浮上発生器を選択的に受け入れるように構成された軌道の非可動下側分岐セグメントと、
前記軌道の非可動幹線セグメントを前記軌道の非可動上側分岐セグメントおよび前記軌道の非可動下側分岐セグメントに機械的に接続する分岐ゾーンであって、前記軌道の非可動幹線セグメントから延びるとともに、前記非可動上側分岐セグメントに延びる上側レールおよび前記非可動下側分岐セグメントに延びる下側レールに垂直に分かれる同一の広がりを有する離間したレールを有する分岐ゾーンと、を備え、
前記下側レールおよび前記上側レールのそれぞれは、車両に対する浮上力の一部を生成し、前記車両を前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントの選択された一つにガイドするよう構成された浮上輸送システムのための軌道スイッチ。
【請求項２】
前記分岐ゾーンは、前記同一の広がりを有する離間したレールに取り付けられる電気ワイヤコイルと、前記軌道の非可動幹線セグメントと前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントのいずれかとの間で前記車両の移動経路を選択するように前記電気ワイヤコイルに電気的に接続される電子スイッチを含む、請求項１に記載の軌道スイッチ。
【請求項３】
前記電気ワイヤコイルは、前記上側レールに取り付けられる第１セットのコイル、および、前記下側レールに取り付けられる第２セットのコイルを含む、請求項２に記載の軌道スイッチ。
【請求項４】
前記電子スイッチは、前記軌道の非可動幹線セグメントまたは前記軌道の非可動上側分岐セグメントとの間の移動を選択するように前記第１セットのコイルに電気的に接続されて当該第１セットのコイルを短絡させる第１セットのスイッチと、前記軌道の非可動幹線セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントとの間の移動を選択するように前記第２セットのコイルに電気的に接続されて当該第２セットのコイルを短絡させる第２セットのスイッチを含む、請求項３に記載の軌道スイッチ。
【請求項５】
第１セットのスイッチは、前記電子スイッチを制御するための電力がない場合に開状態を有し、第２セットのスイッチは、前記電子スイッチを制御するための電力がない場合に閉状態を有する、請求項４に記載の軌道スイッチ。
【請求項６】
前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントのうち一方を選択するスイッチコントローラをさらに備え、前記スイッチコントローラは、前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両の速度を検知する車両速度センサと、前記車両の前記速度と第１のしきい値とを比較するとともに、前記速度が前記第１のしきい値を超えない場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記車両速度センサに電気的に接続される第１コンパレータを含む、請求項１に記載の軌道スイッチ。
【請求項７】
前記スイッチコントローラは、前記軌道の非可動上側分岐セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両に前記軌道の非可動上側分岐セグメントを選択する制御論理回路をさらに含む、請求項６に記載の軌道スイッチ。
【請求項８】
前記スイッチコントローラは、前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両の振動を検知する振動センサと、前記車両の前記振動と第２のしきい値とを比較するとともに、前記振動が前記第２のしきい値を超える場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記振動センサに電気的に接続される第２コンパレータをさらに含む、請求項６に記載の軌道スイッ軌道スイッチ。
【請求項９】
前記スイッチコントローラは、前記軌道スイッチと前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両との間の隙間を検知する近接センサと、前記検知された隙間と第３のしきい値とを比較するとともに、前記隙間が前記第３のしきい値を超えない場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記近接センサに電気的に接続される第３コンパレータをさらに含む、請求項６に記載の軌道スイッチ。
【請求項１０】
磁気的な浮上輸送システムのための軌道スイッチであって、
軌道の非可動幹線セグメントと、
軌道の非可動上側分岐セグメントと、
軌道の非可動下側分岐セグメントと、
前記非可動幹線セグメントを前記軌道の非可動上側分岐セグメントおよび前記下側分岐セグメントに機械的に接続する分岐ゾーンであって、前記軌道の非可動幹線セグメントから延びるとともに、前記軌道の非可動上側分岐セグメントに延びる上側レールと前記軌道の非可動下側分岐セグメントに延びる下側レールに分かれる同一の広がりを有する離間したレールと、を有し、
前記レールに係合する車両が、前記軌道の非可動上側分岐セグメントから前記軌道の非可動幹線セグメントに移動する間、または、前記軌道の非可動下側分岐セグメントから前記軌道の非可動幹線セグメントに移動する間、または、前記軌道の非可動幹線セグメントから前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントのうちの選択された一方に移動する間に、ガイドされるとともに磁気浮上される、磁気浮上輸送システムのための軌道スイッチ。
【請求項１１】
前記分岐ゾーンは、前記同一の広がりを有する離間したレールに取り付けられる電気ワイヤコイルと、前記軌道の非可動幹線セグメントと前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントのいずれかとの間で前記車両の移動経路を選択するように前記電気ワイヤコイルに電気的に接続される電子スイッチを含む、請求項１０に記載の軌道スイッチ。
【請求項１２】
前記電気ワイヤコイルは、前記上側レールに取り付けられる第１セットのコイルと、前記下側レールに取り付けられる第２セットのコイルを含む、請求項１１に記載の軌道スイッチ。
【請求項１３】
前記電子スイッチは、前記軌道の非可動幹線セグメントまたは前記軌道の非可動上側分岐セグメントとの間の移動を選択するように前記第１セットのコイルに電気的に接続されて当該第１セットのコイルを短絡させる第１セットのスイッチと、前記軌道の非可動幹線セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントとの間の移動を選択するように前記第２セットのコイルに電気的に接続されて当該第２セットのコイルを短絡させる第２セットのスイッチを含む、請求項１２に記載の軌道スイッチ。
【請求項１４】
第１セットのスイッチは、前記電子スイッチを制御するための電力がない場合に開状態を有し、第２セットのスイッチは、前記電子スイッチを制御するための電力がない場合に閉状態を有する、請求項１１に記載の軌道スイッチ。
【請求項１５】
前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントのうち一方を選択するスイッチコントローラをさらに備え、前記スイッチコントローラは、前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両の速度を検知する車両速度センサと、前記車両の前記速度と第１のしきい値とを比較するとともに、前記速度が前記第１のしきい値を超えない場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記車両速度センサに電気的に接続される第１コンパレータを含む、請求項１０に記載の軌道スイッチ。
【請求項１６】
前記スイッチコントローラは、前記軌道の非可動上側分岐セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両に前記軌道の非可動上側分岐セグメントを選択する制御論理回路をさらに含む、請求項１５に記載の軌道スイッチ。
【請求項１７】
前記スイッチコントローラは、前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両の振動を検知する振動センサと、前記車両の前記振動と第２のしきい値とを比較するとともに、前記振動が前記第２のしきい値を超える場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記振動センサに電気的に接続される第２コンパレータをさらに含む、請求項１５に記載の軌道スイッチ。
【請求項１８】
前記スイッチコントローラは、前記軌道スイッチと前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入る前記車両との間の隙間を検知する近接センサと、前記検知された隙間と第３のしきい値とを比較するとともに、前記隙間が前記第３のしきい値を超えない場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記近接センサに電気的に接続される第３コンパレータをさらに含む、請求項１５に記載の軌道スイッチ。
【請求項１９】
少なくとも１台の車両、軌道セグメント、および、前記軌道セグメントを接合する少なくとも１つの軌道スイッチを備える磁気浮上輸送システムであって、
前記少なくとも１つの軌道スイッチは、軌道の非可動幹線セグメント、軌道の非可動上側分岐セグメント、軌道の非可動下側分岐セグメント、ならびに、前記非可動幹線セグメントを前記非可動上側分岐セグメントおよび前記非可動下側分岐セグメントに機械的に接続するとともに、前記非可動幹線セグメントから延びるとともに、前記非可動上側分岐セグメントに延びる上側レールおよび前記非可動下側分岐セグメントに延びる下側レールに分かれる同一の広がりを有する離間したレールを有する分岐ゾーンを含み、
前記車両は、前記上側レールまたは前記下側レールの一方に係合し、前記車両は、前記非可動上側分岐セグメントから前記非可動幹線セグメントに移動する間、または、前記非可動下側分岐セグメントから前記幹非可動線セグメントに移動する間、ならびに、前記非可動幹線セグメントから前記非可動上側分岐セグメントまたは前記非可動下側分岐セグメントのうちの選択された一方に移動する間にガイドされるとともに機械的に浮上される、磁気浮上輸送システム。
【請求項２０】
前記軌道の非可動上側分岐セグメントまたは前記軌道の非可動下側分岐セグメントのうち一方を選択するスイッチコントローラをさらに備え、前記スイッチコントローラは、前記車両が前記軌道の非可動幹線セグメントにおいて前記軌道スイッチに入るときに前記車両の速度を検知する車両速度センサと、前記車両の前記速度としきい値とを比較するとともに、前記速度が前記しきい値を超えない場合に前記軌道の非可動下側分岐セグメントを選択するように前記車両速度センサに電気的に接続されるコンパレータを含む、請求項１９に記載の磁気浮上輸送システム。
【請求項２１】
前記少なくとも１台の車両は磁気的な浮上ユニットを含み、当該浮上ユニットは、前記少なくとも１台の車両を浮上させる細長い永久磁極を有し、当該細長い永久磁極の上側半分は、前記少なくとも１台の車両が軌道の前記非可動幹線セグメントから前記分岐ゾーンを通って軌道の前記非可動上側分岐セグメントまで運転速度で移動するときに、当該細長い永久磁極の当該上側半分と前記分岐ゾーンにおける前記同一の広がりを有する離間したレールの上側半分部との磁気的な連結によって前記少なくとも１台の車両を浮上させることが可能であり、前記細長い永久磁極の下側半分は、前記少なくとも１台の車両が軌道の前記非可動幹線セグメントから前記分岐ゾーンを通って軌道の前記非可動下側分岐セグメントまで運転速度で移動するときに、当該磁極の当該下側半分と前記分岐ゾーンにおける前記同一の広がりを有する離間したレールの下側半分部との磁気的な連結によって前記少なくとも１台の車両を浮上させることが可能である、請求項１９に記載の磁気浮上輸送システム。
【請求項２２】
前記磁気的な浮上ユニットは、前記少なくとも１台の車両が磁気的に浮上されないときに前記レールに接触するとともに前記少なくとも１台の車両を支持するように当該磁気的な浮上ユニットに取り付けられるローラを含む、請求項２１に記載の磁気浮上輸送システム。
【請求項２３】
各浮上ユニットは、前記少なくとも１台の車両に対して当該各浮上ユニットを可変傾斜させるように前記少なくとも車両に取り付けられ、当該少なくとも１台の車両は、当該少なくとも１台の車両が軌道の前記非可動幹線セグメントにおいて前記少なくとも１つの軌道スイッチに入るときに、前記非可動幹線セグメントから前記非可動上側分岐セグメントへの移動経路、または、前記非可動幹線セセグメントから前記下側分岐セグメントへの移動経路のいずれかを選択するために、前記少なくとも１台の車両に対する前記各浮上ユニットの傾斜を変化させるように、前記各浮上ユニットと前記少なくとも１台の車両との間で機械的に連結されるアクチュエータを含む、請求項２１に記載の磁気的な輸送システム。
【請求項２４】
前記各浮上ユニットは、当該各浮上ユニットを傾斜させるために制限停止部を提供するように前記レールの上側内側面および下側内側面に接触するよう当該各浮上ユニットに取り付けられる、前方の一対の上側および下側ローラならびに後方の一対の上側および下側ローラを含む、請求項２３に記載の磁気浮上輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的な磁気浮上案内路輸送システムの代替経路間で車両を切り換えることに関する。
【背景技術】
【０００２】
浮上は、軌道上の従来の車輪と比較して利点を提供することができる。浮上は、磁気的な浮上である。概して、磁気的な浮上は、低いかまたはゼロの機械的摩擦を有し、したがって、浮上システムにおける部品は、接触から摩耗することがない。磁気的な浮上は、動作することができる広範な速度を有し、動作時に、比較的低い騒音レベルしか発生させない。
【０００３】
磁気的な浮上は、従来の大型の列車システムアーキテクチャ、および、モノレールまたは個人用高速輸送（ＰＲＴ）システムに適用することができる。磁気的な浮上は、浮上およびセンタリング機能のために能動的または受動的な磁気相互作用を利用することができ、推進のために誘導的または同期する磁気相互作用を利用することができる。例えば、ネットワーク化された案内路輸送システムは、動きによって受動的に主な上昇を提供するように永久磁石カップリングを使用することができ、リニアモータ機能と電気力学的センタリング機能とを統合しながら、ほとんどの動作速度においてセンタリング力を生じるように電気力学的反発力を利用することができる。例えば、２００９年７月２１日に発行されたＷａｍｂｌｅ，ＩＩＩらの特許文献１（参照により本明細書に援用される）、および、２０１２年５月８日に発行されたＷａｍｂｌｅ，ＩＩＩらの特許文献２（参照により本明細書に援用される）を参照のこと。推進ユニットは、浮上ユニットと一体化するか、または、浮上ユニットとは別個であるものとすることができる。
【０００４】
例えば、浮上ユニットとは別個の推進ユニットが、２０１３年１月３日に公開されたＷａｍｂｌｅ  ＩＩＩの特許文献３（参照により本明細書に援用される）に記載されている。車両を、浮上ユニットのうちの１個以上（例えば、特許文献３の図２、図３、図４、図９、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂの４１０）によって浮上させ、それぞれの浮上ユニットは、１個以上の細長い磁極を有する。車両が軌道に係合するとき、それぞれの細長い磁極が、軌道の静止した導電性のレールの平坦な垂直面に隣接し、細長い磁極は、可変の角度で傾斜する。細長い磁極がレールに沿って移動すると、細長い磁極からの磁場が、レールにおいて渦電流を誘発し、レールにおける渦電流は、細長い磁極に対して上昇力を生成する。いくつかの典型的な動作条件下では、上昇は、車両の傾斜角度および速度に概ね比例する（特許文献３の段落［００６６］〜［００７２］を参照のこと）。
【０００５】
案内路スイッチは、経路の分割または合流を可能にする案内路の一部である。案内路スイッチは、マルチラインの案内路ネットワークを構成するための重要で有益な技術的な特徴部である。車両を１つの線から別の線に切り換えることによって、乗客または積み荷は、他の線にある別の車両に移される必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７５６２６２８号明細書
【特許文献２】米国特許第８１７１８５８号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１３／００３３８７号
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示における同一の広がりを有する離間した一対のレールを有する軌道の断面図、および、レールと係合した車両の後面図である。
【図２】軌道の、垂直に切り換える分岐ゾーンにおける図１の軌道の断面図、および、分岐ゾーンを通る下側の代替経路に追従する車両の場合の、図１の車両の後面図である。
【図３】軌道の、垂直に切り換える分岐ゾーンにおける図１の軌道の横断面図、および、分岐ゾーンを通る上側の代替経路に追従する車両の場合の、図１の車両の後面図である。
【図４】図１において導入された軌道における軌道スイッチの斜視図である。
【図５】図４の軌道スイッチにおける分岐ゾーンの拡大図である。
【図６】推進および浮上ユニットを含む車両、ならびに、車両の左右から延びるローラユニットの線図である。
【図７】図６において導入された浮上ユニットのうちの１つの斜視図である。
【図８】図７の浮上ユニットと推進ユニットとのアセンブリ、ならびに、浮上ユニットと推進ユニットを車両に取り付けるための取り付けブラケットのアセンブリの斜視図である。
【図９】図６において導入されたローラユニットのうちの１つ、および、ローラユニットを車両に取り付けるための取付ブラケットのアセンブリの斜視図である。
【図１０】幹線軌道からの車両が分岐ゾーンでスイッチの下側分岐路に入って行くときの動作を図５のスイッチの分岐ゾーンにあるレールの側面図で示す。
【図１１】幹線軌道からの車両が分岐ゾーンでスイッチの下側分岐路に入って行くときの動作を図５のスイッチの分岐ゾーンにあるレールの側面図で示す。
【図１２】幹線軌道からの車両が分岐ゾーンでスイッチの下側分岐路に入って行くときの動作を図５のスイッチの分岐ゾーンにあるレールの側面図で示す。
【図１３】幹線軌道からの車両が分岐ゾーンでスイッチの上側分岐路に向かって方向付けられるときの動作を図５のスイッチの分岐ゾーンにあるレールの側面図で示す。
【図１４】幹線軌道からの車両が分岐ゾーンでスイッチの上側分岐路に向かって方向付けられるときの動作を図５のスイッチの分岐ゾーンにあるレールの側面図で示す。
【図１５】幹線軌道からの車両が分岐ゾーンでスイッチの上側分岐路に向かって方向付けられるときの動作を図５のスイッチの分岐ゾーンにあるレールの側面図で示す。
【図１６】幹線軌道からスイッチの分岐ゾーンに入る車両が、スイッチの上側分岐路に切り換えられることを可能にする制御論理回路を示す図である。
【図１７】コイルが、スイッチの分岐ゾーンを通る車両の経路を切り換えるためにレールに埋め込まれている、図２の変形例を示す図である。
【図１８】コイルが、スイッチの分岐ゾーンを通る車両の経路を切り換えるためにレールに埋め込まれている、図３の変形例を示す図である。
【図１９】コイルが、スイッチの分岐ゾーンを通る車両の経路を切り換えるためにレールに埋め込まれている、図４の変形例を示す図である。
【図２０】図１９の軌道スイッチにおける分岐ゾーンの拡大図である。
【図２１】２つの平行な、同一平面上にある隣接した軌道が、２つの平行な軌道のそれぞれにおいて高架交差路および軌道スイッチによって接合されている、軌道ネットワークの上面図である。
【図２２】図２１において導入された軌道ネットワークの側面図である。
【図２３】２つの平行な隣接した軌道が上下に離間し、２つの平行な軌道のそれぞれにおいて斜面および軌道スイッチによって接合されている、軌道ネットワークの側面図である。
【図２４】乗客または積荷キャビンを懸垂する図１と同様の代替的な構成を示す図である。
【図２５】フライトコンテナが軌道の２つのレール間のエンクロージャ内でガイドされる図１と同様の代替的な構成を示す図である。
【図２６】２倍の幅の車両が２つの平行で同一平面上にあり隣接した軌道上で支持されるとともにガイドされる、代替的な構成を示す図である。
【図２７】２倍の幅の車両が２つの平行な軌道の中央のレールに非係合となるように中央の推進および浮上ユニットが取り外された、図２６の２倍の幅の車両の変形例を示す図である。
【図２８】レールに係合し、浮上ユニットと一体化されたローラを有する浮上ユニットの代替的な構成の断面図である。
【図２９】図２８において導入された浮上ユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
上記の種々の実施形態は、専ら例示として与えられたものであり、本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない。したがって、多くのそのような詳細は図示も記載もされていない。本技術の多くの特徴および利点を、本開示の構造および機能の詳細とともに上記の説明において記載したが、本開示は例示に過ぎず、添付の特許請求の範囲において用いられる用語の広範な包括的な意味によって示される十分な範囲まで、本開示の原理内で、細部に、特に部品の形状、サイズおよび配置に関して変更を行うことができる。したがって、上記の実施形態を、添付の特許請求の範囲内で変更することができることが理解されるであろう。あるセット「のうちの少なくとも１つ」を記載する特許請求の範囲の文言は、そのセットの１つの部材またはそのセットの複数の部材が特許請求の範囲を満たすことを示す。
【０００９】
説明を簡潔で分かりやすくするために、適切な場合、対応するかまたは類似の要素を示すように、様々な図間で参照符号が繰り返されていることが理解されるであろう。加えて、本明細書において記載される実施形態の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が記載される。しかし、当業者は、本明細書において記載される実施形態を、これらの特定の詳細を用いることなく実施することができることを理解するであろう。他の場合では、記載される関連する関係のある特徴を分かりにくくしないように、方法、手順および構成要素は詳細には記載されていない。また、この記載は、本明細書において記載される実施形態の範囲を限定するものとみなされるべきではない。図面は必ずしも縮尺通りではなく、特定の部品の比率は、本開示の詳細および特徴をより良く示すために誇張されている。
【００１０】
本開示は、複数の軌道セグメントを含む案内路輸送システムにおいて複数の代替経路間で車両を切り換えることに関し、各軌道セグメントは、同一の広がりを有する離間した一対のガイドレールから構成される。それぞれのセグメントにおけるガイドレールは、一定の距離だけ互いから離間しており、水平もしくは傾斜した平面において概ね同一平面上にあるか、または、従来の鉄道軌道と同様に曲線にわたって傾斜角が付いている。本発明の軌道は、同一の広がりを有する離間した一対のガイドレールから構成することができる。２つのレールおよび２つの反応管が設けられる場合、システムは、重量および荷重からの慣性力が案内路のより広い領域にわたって分散されるため、単一のレールおよび単一の反応管と比較して、より重い荷重を高速で担持することが可能である。また、同一の広がりを有する離間したレールの上部に載る車両は、乗車安定性、案内路の下を通過する背の高いトラックとの衝突に関する安全性、案内路が地表面に位置する駅、および、地表面にあるとともに案内路と同じ高さであるものとすることができる歩道における動作においていくつかの利点を有する。
【００１１】
軌道の切り換えが、従来の鉄道軌道の切り換えと同様の方法で行われる場合、スイッチの分岐ゾーンにおける軌道のセグメントは、幹線セグメントにおいて機械的に回動され、幹線セグメントと、第１の分岐路セグメントまたは第２の分岐路セグメントのいずれかとを選択的に接合する。また、高速で移動する車両を切り換えるために、分岐ゾーンにおける軌道セグメントは、可撓性でもあるべきであり、それによって、選択された分岐路セグメントが幹線セグメントからの滑らかな移動を提供するように、一方の道または他方に選択的に湾曲する。本開示は、従来の軌道スイッチの著しい改良を提供する。
【００１２】
本開示の解決策は、軌道における可動部品の使用を必要とせず、スイッチ分岐ゾーンにおける適切なシステムの動的挙動のための磁石の質量を最小限に抑える。分岐ゾーンにおけるレールは垂直に分岐することができ、これは、軌道の平面に対して概ね垂直な方向にあり、それによって、分岐ゾーンにおけるレールの交差がない。方向は、必ずしも垂直である必要はなく、概ね垂直である。例えば、軌道は、曲線の形状であるものとすることができ、レールは、重力に垂直な方向に分岐することができる。少なくとも１つの構成では、ネットワークの本線は、分岐ゾーンにわたって水平な平面にあり、切り換えは、車両を、本線の上または下の車両経路にまたは車両経路から経路付けすることによって行われる。
【００１３】
垂直方向の切り換えは、車両に取り付けられるとともにレールに係合する磁石の相互作用によって受動的に磁気的に浮上される高速車両の切り換えに対応する。上昇は、レールにおいて磁気的に誘発される１つ以上の渦電流からの力に起因するため、その力は、車速に伴って増大し、磁石およびレールは、通常の動作速度で車両の総重量の少なくとも２倍を担持するように設計することができる。この場合、各レールは、分割することができるため、各レールの半分は、他の半分から垂直に分岐し、分岐ゾーンを通過する車両の総重量は、分岐ゾーンを通る選択された経路に関係なく、一対の半分のレールによって依然として浮上される。示されている実施形態は、水平運動および垂直な分岐ゾーンを開示するが、垂直運動および／または水平な分岐ゾーンを有するシステムを実現することが本開示の範囲内にある。さらに、本開示は分岐ゾーンに言及するが、システムは、２つ以上の軌道が単一の軌道になることができ、および／または、２つ以上の軌道が単一の軌道になることができ、または、それらの任意の組み合わせによって、収束ゾーン、または、他の軌道合流システムを伴って実現することもできる。
【００１４】
図１は、車両２０および軌道２１の特定の例を示している。車両２０は、乗客または積荷キャビン２２、および、当該キャビン２２を支持するとともに、軌道２１の２つの平行に離間した水平なレール２４、２５間に配置されるボギー台車２３を含む。レール２４、２５は、ボギー台車２３の下の枕木３０によって相互接続される。キャビン２２の幅は、レール２４、２５間の間隔よりも小さく、キャビンと、垂直に分岐する軌道スイッチ（図４の７０）の上側分岐路の軌道（図４の７３）のレールとの間に十分な隙間を提供する。浮上・センタリングユニット２６、２７、２８および２９は、レール２４、２５内に配置され、ボギー台車２３に取り付けられる。浮上およびセンタリングユニット２６、２７、２８および２９は、受動的な永久磁石もしくは電磁石であるものとすることができるか、または、能動的に切り換えられる電磁石を含むことができる。
【００１５】
磁気推進ユニット３１、３２も、レール２４、２５内に配置されるとともにボギー台車２３に取り付けられる。例えば、それぞれの磁気推進ユニット３１、３２は、２０１３年１月３日に公開された、Ｗａｍｂｌｅ  ＩＩＩの特許文献３（参照により本明細書に援用される）においてさらに記載されているような、永久磁石の回転するヘリカルアレイを含む。代替的な構成では、３相リニアインダクションモータドライバなどの従来の電磁石推進ユニットを、浮上およびセンタリングユニット２６、２７、２８、２９と一体化することができる。
【００１６】
レール２４、２５および浮上およびセンタリングユニット２６、２７、２８、２９ならびに推進ユニット３１、３２は、それぞれのレール２４、２５を上側半分部４１、４２および下側半分部４３、４４に分けることができ、車両２０が運転速度で移動しているときに、車両２０を、２つの上側半分部４１、４２または２つの下側半分部４３、４４のいずれかのみによって磁気浮上させることができるように構成されている。
【００１７】
図２に示すように、車両２０は、下側レール半分部４３、４４によって支持されている。この場合、車両２０は、軌道スイッチの分岐ゾーン内を移動しており、車両は、下側レール半分部４３、４４において保持されている。少なくとも１つの実施形態では、車両２０は、所望の移動方向に応じて下側レール半分部４３、４４を選択するように論理回路を含むことができる。コンピュータは、メモリ、非一時的なメモリを含むコントローラ、１個以上のプロセッサ、車両２０の少なくとも１つの機械的な構成要素に連結される少なくとも１つの出力デバイスを含むことができる。
【００１８】
図３に示すように、車両２０は、上側レール半分部４１、４２によって支持されている。この場合、車両２０は、軌道スイッチの分岐ゾーン内に移動しており、車両は、上側レール半分部４１、４２において保持されている。少なくとも１つの実施形態では、車両２０は、所望の移動方向に応じて上側レール半分部４１、４２を選択するように経路制御論理回路を含むことができる。コンピュータは、メモリ、非一時的なメモリを含むコントローラ、１個以上のプロセッサ、車両２０の少なくとも１つの機械的な構成要素に連結される少なくとも１つの出力デバイスを含むことができる。
【００１９】
図４は、図１において導入された軌道における垂直に分岐する軌道スイッチ７０を示している。軌道は、レール２４、２５を接合するとともにレール間の一定の間隔を保つ枕木３０、６１を含む。軌道スイッチ７０は、幹線軌道セグメント７１、分岐ゾーン７２、上側分岐軌道セグメント７３および下側分岐軌道セグメント７４を含む。分岐ゾーン７２は、幹線軌道セグメント７１を上側分岐軌道セグメント７３および下側分岐軌道セグメント７４に接合する。
【００２０】
分岐ゾーン７２では、レール２４、２５は、それぞれの上側半分のレール４１、４２および下側半分のレール４３、４４に垂直に徐々に分かれる。図４の特定の例では、レールは、上側半分部４１、４２は、直線的で水平である下側半分部４３、４４から上方に徐々に湾曲するように分かれる。分岐ゾーン７２の終端および分岐軌道セグメント７３、７４の始点は、幹線軌道セグメント７１から移動する車両を上側分岐軌道セグメント７３または下側分岐軌道セグメント７４のいずれかに偏向させる機械的なディフレクタ７６であり、これは、車両の側面から軌道内に延びる車両の構成要素（例えば、図６のコネクティングロッド２１３または図９のローラ２２６）がディフレクタに接触する場合である。ディフレクタ７６は、上側分岐軌道セグメント７３の下側部分および下側分岐軌道セグメント７４の上側部分の合流から形成される。図４の構造では、分岐ゾーン７２を通る車両の経路を選択するために車両に対して作用力のない状態では、車両は、幹線軌道７１から下側分岐軌道７４への直線的で水平な経路に追従する。
【００２１】
幹線軌道７１から上側分岐軌道７３への経路の曲率は、上側分岐軌道への経路が選択される場合、車両を上側分岐軌道に方向付けるのに必要な力を最小限に抑えるために、比較的大きい曲率半径「Ｒ」を有する。また、幹線軌道７１から上側分岐軌道７３への経路に沿う曲率は徐々に変化し、車両が上側分岐路の軌道に方向転換されるときのガタつきを低減する。例えば、曲率は、円弧というよりも放物線状または双曲線状である。
【００２２】
実際には、曲率半径「Ｒ」は、図４において示されているものよりもはるかに大きく、その理由は、車両を上側分岐軌道７３に方向付けるのに必要な力が、曲率半径に反比例し、車両の速度の二乗に正比例するためである。特に、図４および図５において、軌道に沿う長さは、軌道スイッチ７０の動作特性を重視するために、１０倍〜１００倍以上に縮められている。
【００２３】
少なくとも１つの実施形態では、図６〜図１５を参照して以下でさらに記載するように、非常に低速度で車両２０は、３つのみの道でスイッチ７０を通る。第１の軌道は幹線軌道７１から下側分岐軌道７４へである。第２の軌道は、下側分岐軌道７４から幹線軌道７１へである。第３の軌道は、上側分岐軌道７３から幹線軌道７１へである。これらの場合、車両２０は、レール上で摺動するかまたは転動する。例えば、ローラ（例えば、図９の２２６）がボギー台車２３に取り付けられ、これらのローラは、磁気的な浮上力が車両２０の重量をもはや支持しない場合に、レールに係合するとともに接触する。これらのローラは、レールに係合するとともに接触し、車両が静止する場合の乗客または積み荷積載プラットホームにおいて、車両の重量を支持することもできる。さらに、いくつかのさらなる軌道または支持プラットフォーム構造をこれらのエリアに設け、車両が特別なデバイスを使用してさらなる軌道または支持プラットフォーム構造において移動することを可能にする。またさらに、（ボギー台車２３の底部に取り付けられる車輪などの）さらなる支持構造が、車両が軌道上に実質的にもしくは部分的に載るか、または、軌道から離脱して乗客もしくは積み荷積載プラットフォームに載るようなエリアに存在させることができる。
【００２４】
例えば図４および図５において、車両が分岐路の軌道セグメント７１から分岐ゾーン７２に入ると、車両の浮上ユニットは、さらなる浮上力を車両に加え、下側分岐経路ではなく上側分岐経路を選択することができる。これは電気的または機械的に行うことができる。例えば、これは、Ｗａｍｂｌｅ  ＩＩＩの特許文献３において記載されているような浮上ユニットを使用することによって、浮上ユニットを傾けて浮上ユニットの傾斜を増大させることによって機械的に行うことができる。ここで、これについて図６〜図１５に関して記載する。
【００２５】
図６は、ボギー台車２３および推進ユニット３１、３２、３３、３４、ならびに、車両の左側および右側から延びる浮上ユニット２０１、２０２、２２１、２２２を示す車両２０の上面図である。少なくとも１つの実施形態では、推進ユニット３１、３２、３３、３４および浮上ユニット２０１、２０２、２２１は、ボギー台車２３内に格納することができるように構成されている。例えば、車両２０が、乗客の乗車または降車、もしくは、貨物の積み込みまたは積み降ろしする駅もしくは他の地点にある場合に、推進ユニット３１、３２、３３、３４および浮上ユニット２０１、２０２、２２１、２２２は、格納することができる。この構造では、ボギー台車２３内の適切な遮蔽を設けて、安全性能を高めることができる。他の実施形態では、推進ユニット３１、３２、３３、３４および浮上ユニット２０１、２０２、２２１、２２２は、適切な位置に留まるように構成することができる。さらに他の実施形態では、推進ユニット３１、３２、３３、３４および浮上ユニット２０１、２０２、２２１、２２２は、軌道構造および／または積載構造への調整を可能にするために、可変配置されるように構成することができる。
【００２６】
図６は、車両２０の左側および右側から延出したローラユニット２２３、２２４、２２５、２２６も示している。ローラユニット２２３、２２４、２２５、２２６は、車両の速度が、浮上ユニット２０１、２０２、２２１、２２２が車両を浮上させるには不十分である場合に、軌道に係合して車両２０を支持するとともにガイドするように構成されている。ローラユニット２２３、２２４、２２５、２２６は、異常状態のもとで車両２０をガイドするためにレールとの接触点を提供することができる。例えば、車両が磁気浮上のための動作速度で移動しているときの通常の状況下では、ローラユニット２２３、２２４、２２５、２２６はレールに接触しない。
【００２７】
図７は、分離された浮上ユニット２０１を示している。浮上ユニット２０１は、細長い矩形のプレート２０３、矩形のプレート２０３の一方の側に締結されるとともに矩形のプレート２０３の一方の側から突出する中央シャフト２０８、および、中央シャフト２０８に固定される制御アーム２０９を含む。細長い矩形のプレート２０３は、シャフト２０８の周りに対称に配置される２つのアーチ形の孔２１０、２１１を有する。孔２１０、２１１は、関連する推進ユニット（図６の３１）をボギー台車（図６の２３）に取り付けるために、支持ロッド（図６の２１２、２１３）が矩形のプレート２０３を貫通することを可能にする。
【００２８】
揚力を提供するために、細長い矩形のプレート２０３は、複数の細長い磁極２０２、２０３、２０４、２０５を含む。例えば、それぞれの細長い磁極は、一列の希土類永久磁石を含み、それぞれの列において、磁石のＮ極がプレート２０３の一方の側において位置合わせされ、磁石のＳ極は、プレート２０３の他方の側において位置合わせされる。隣り合う列は、それらの極が逆になっている。例えば、矩形のプレート２０３は２つの平行なアルミニウムプレートから作られ、磁石は２つのアルミニウムプレート間に挟まれる。
【００２９】
車両（図６の２０）が軌道の幹線セグメント（図４の７１）からスイッチの分岐ゾーン（図４の７２）を通って軌道の上側分岐セグメント（図４の７３）まで運転速度で移動しているとき、浮上ユニット（図６の２０１、２０２、２２１、２２２）における細長い永久磁極の上側半分（例えば図７の２０４、２０５）は、分岐ゾーンにおける、同一の広がりを有する離間したレールの上側半分部（図４の４１、４２）との磁気的な連結によって車両を浮上させることが可能である。車両（図６の２０）が軌道の幹線セグメント（図４の７１）からスイッチの分岐ゾーン（図５の７２）を通って軌道の下側分岐セグメント（図４の７４）まで運転速度で移動しているとき、浮上ユニット（図６の２０１、２０２、２２１、２２２）における細長い永久磁極の下側半分（例えば図７の２０６、２０７）は、分岐ゾーンにおける、同一の広がりを有する離間したレールの下側半分部（図４の４３、４４）との磁気的な連結によって車両を浮上させることが可能である。
【００３０】
図８は、浮上ユニット２０１および関連する推進ユニット３１と、浮上ユニット２０１および推進ユニット３１を車両のボギー台車に取り付けるための取り付けブラケット２１４とのアセンブリを示している。推進ユニット３１の位置は、取り付けブラケット２１４に対して固定される。しかし、浮上ユニット２０１のシャフト２０８は、取り付けブラケット２１４にジャーナル接続されるため、浮上ユニット２０１の位置は、シャフト２０８に沿って取り付けブラケットに対して軸方向に固定されるが、浮上ユニット２０１はシャフトの軸を中心に傾くことができる。したがって、浮上ユニット２０１は、取り付けブラケット２１４がボギー台車に取り付けられると、取り付けブラケット２１４に対して、および、ボギー台車に対しても傾くことができる。浮上ユニット２０１の傾斜の角度を正確に制御するために、アクチュエータ２１５、２１６、２１７、２１８が、制御アーム２０９と取り付けブラケット２１４との間に取り付けられる。
【００３１】
図９は、ローラユニット２２５の細部を示している。ローラユニット２２５は、ローラを車両２０のボギー台車に取り付けるための取り付けブラケット２２８に固定されるシャフト２２７にジャーナル接続されるローラ２２６を含む。
【００３２】
図１０、図１１および図１２は、車両２０が幹線軌道セグメント７１から分岐ゾーン７２に入って下側分岐軌道セグメント７４に方向付けられるときの、漸進的な時点における図５の分岐ゾーンにある車両２０およびレールのうちの一方２４の側面図を示している。この場合、浮上ユニット２０１、２２１の傾きは、車両２０が分岐ゾーン７２に入るときには大きくは増大しない。その代わりに、傾きは、車両２０を水平移動に保ち、車両を下側分岐軌道セグメント７４に方向付けるように制御される。
【００３３】
図１３、図１４および図１５は、車両２０が幹線軌道セグメント７１から分岐ゾーン７２に入って上側分岐軌道セグメント７３に方向付けられるときの、漸進的な時点における図５の分岐ゾーン７２にある車両２０およびレールのうちの一方２４の側面図を示している。この場合、推進ユニット２０１、２２１の傾きは、車両２０が分岐ゾーン７２に入るときに大きく増大するため、車両は上側分岐路の軌道セグメント７３に上昇される。傾きは、車両２０を幹線軌道セグメント７１から上側分岐路の軌道セグメント７３への湾曲した経路に沿って方向付けるように制御される。
【００３４】
図１６は、幹線軌道セグメントからスイッチの分岐ゾーンに入る車両が上側分岐軌道セグメントに切り換えられることを可能にする制御論理回路２３０を示している。制御論理回路２３０は、車両が幹線軌道セグメントから分岐ゾーンに入り、車両の運転手またはシステムのコンダクタが、上側分岐軌道セグメントを選択し、上側分岐軌道セグメントが空いており、車両が、必要なさらなる揚力を与えるのに十分な速度で移動しており、車両がスムーズに移動しており、良好な制御下にない限り、浮上ユニットを上方に傾けて車両を上側分岐軌道セグメントに方向付けない。少なくとも１つの実施形態では、システムは、交通回避および／または目的地の制御のために自動切換を可能する。速度センサ２３１が車両の速度を検知し、第１コンパレータ２３２が、検知速度と第１のしきい値ＴＨ１を比較し、車両が、必要なさらなる揚力を与えるのに十分な速度で移動しているか否かを判断する。振動センサ２３３が振動を検知し、第２コンパレータ２３４が、検知振動と第２のしきい値ＴＨ２を比較し、車両がスムーズに移動しているか否かを判断する。近接センサ２３５が、軌道と車両の推進および浮上ユニットとの間の隙間を検知し、第３コンパレータ２３６が、当該隙間と第３のしきい値ＴＨ３とを比較し、車両が良好な制御下で移動していることを示す十分な隙間があるか否かを判断する。論理ＡＮＤゲート２３７が、制御入力（分岐ゾーンに入る車両、上側分岐路の選択、および、上方の分岐路が空き）と、コンパレータ２３２、２３３、２３４からの信号とを組み合わせ、制御入力およびコンパレータの全てが、車両を幹線軌道セグメントから上側分岐軌道セグメントに方向付けるために必要な条件の全てが満たされていることを示す正論理信号をアサートするときに、浮上ユニットが上方に傾くことを可能にし、車両を上側分岐軌道セグメントに方向付ける。
【００３５】
幹線分岐路から垂直な軌道スイッチの分岐ゾーンに入る車両の上側分岐路または下側分岐路のいずれかの選択も、垂直な軌道スイッチの分岐ゾーンにおける軌道の電気的特性または機械的構造を変更することによって、電気的または機械的に行うことができる。例えば、分岐ゾーンにおける軌道の電気的特性または機械的構造は、車両の浮上ユニットが揚力を制御する能力を既に有しない場合に変更され、スイッチの分岐ゾーンを通る経路を選択することができ、輸送システムは軌道スイッチよりも多くの車両を有する。垂直な軌道スイッチの分岐ゾーンにおける軌道の電気的特性を変更することによる上側分岐路または下側分岐路のいずれかの選択は、いずれの可動部品も用いることなく行うことができるので、ひいては、信頼性が高く、メンテナンスが少ないという利点を有する。電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＦＥＴ）などの電子スイッチを使用して、軌道の電気的特性を変更することができるため、制御電力が失われる場合、電子スイッチは、車両が安全用の下側経路のようなデフォルト経路に沿って方向付けられる状態に戻す。
【００３６】
軌道において誘発される電流によって車両を浮上させるシステムでは、軌道の電気的特性は、軌道のレールに電気コイルを配置することによって変更することができる。例えば、コイルの導電性性ワイヤが、軌道スイッチの分岐ゾーンにおけるレールにおいて誘発される渦電流の経路に追従する。電子スイッチは、渦電流をディセーブルまたはイネーブルにするためにレールにおけるコイルの回路を開閉するので、レールが軌道スイッチの分岐ゾーンにおいて移動する車両を上昇させるかまたは当該車両に係合することを不可能または可能にする。図１７〜図２０は、電気コイル５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９および６０を図２〜図５の垂直な軌道スイッチに加える例を示している。
【００３７】
図１７は、車両２０が軌道スイッチの分岐ゾーンに入るときの、開状態にある電子スイッチ４５、４６、４７、４８および閉状態にある電子スイッチ４９、５０、５１、５２を示している。例えば、電子スイッチ４５、４６、４７、４８は、ノーマル・オープン・エンハンスメントモードＦＥＴＳを含み、スイッチ４９、５０、５１、５２は、ノーマル・クローズ・デプレッションモードＦＥＴＳを含む。各電子スイッチ４５、４６、４７、４８は、上側レール半分部４１、４２のそれぞれ１つにおけるそれぞれ１つの電気コイル５３、５４、５５、５６の回路を開き、それによって、上側の浮上およびセンタリングユニット２６、２７は上側レール半分部４１、４２から離脱する。各電子スイッチ４９、５０、５１、５２は、下側レール半分部４３、４４のそれぞれ１つに取り付けられるそれぞれ１つの電気コイル５７、５８、５９、６０の回路を閉じる。コイルの回路を開くことは、隣接する浮上およびセンタリングユニットの動作によってコイルに誘発されかねない電流によって、コイルの隣接する浮上およびセンタリングユニットを浮上させるとともに係合する能力を排除する。図１７の場合、コイル５７、５８、５９および６０において誘発される渦電流は、下側の浮上およびセンタリングユニット２８、２９に係合させ、車両を軌道スイッチの下側分岐路にガイドする。
【００３８】
図１８は、車両２０が軌道スイッチの分岐ゾーンに入るときの、閉状態にある電子スイッチ４５、４６、４７、４８および開状態にある電子スイッチ４９、５０、５１、５２を示している。各電子スイッチ４９、５０、５１、５２は、下側レール半分部４３、４４のそれぞれ１つにおけるそれぞれ１つの電気コイル５７、５８、５９、６０の回路を開き、それによって、下側の浮上およびセンタリングユニット２８、２９は下側レール半分部４３、４４から離脱する。図１８の場合、コイル５３、５４、５５および５６において誘発される渦電流は、上側の浮上およびセンタリングユニット２６、２７を上昇させるとともに係合させ、車両を軌道スイッチの上側分岐路までガイドする。
【００３９】
図１９は、分岐ゾーン７２が、分岐ゾーン７２に入る幹線軌道７１上の車両を選択的に方向付け、上側分岐軌道７３または下側分岐軌道７４のいずれかに軌道スイッチ７０から出るようにするコイル５４、５５を含むことを示している。
【００４０】
図２０は、各コイル５４、５８が、分岐ゾーン７２の長さに沿う一連のコイルから構成され、各電子スイッチ４６、５０が、一連のコイルにおける各コイル５４、５８のそれぞれの電子スイッチを含むことを示している。概して、各コイルへの導電性ワイヤの配置は、ワイヤが、車両２０の、浮上・センタリングユニットの移動によってレールにおいて別様に誘発されている渦電流の経路に追従するように選択される。
【００４１】
図２０は、電子スイッチ４６、５０を動作させる制御回路部２３８も示している。制御回路部２３８は、図１６を参照して上記で記載した前方経路制御論理回路２３０を含み、これは、幹線軌道７１から前方方向において軌道スイッチに入る車両が上側分岐路７３に方向転換されるべきであるか否かを判断する。制御回路部２３８は、前方経路についてＡＮＤゲート２３７によってイネーブルにされるか、または、車両が上側分岐セグメント７３において逆方向に移動しており、分岐ゾーン７２に入るところであることを示す信号（ＲＥＶＥＲＳＥ−ＵＰＰＥＲ）によってイネーブルにされると、電子スイッチ４６が閉じるとともに電子スイッチ５０が開き、幹線軌道７１と上側分岐路７３との間の経路を開いて選択することを可能にするＯＲゲート６８およびインバータ６９も含む。
【００４２】
図１７〜図２０は、電気コイル５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９および６０が開回路であるかまたは短絡しており、それによって、コイルが分岐ゾーン７３を通る移動経路を選択するように能動的に給電されない例を示しているが、いくつかの場合に、車両に対する磁気的な浮上力を増大させるために、車両が分岐ゾーンにあるときに上側コイル５４または下側コイル５８に電力を印加することが望ましい場合がある。
【００４３】
例えば、輸送システムは、乗客を運ぶ乗用車として指定される車両、および、乗客を運ばない貨物車両として指定される車両を含む。乗用車の荷重は、乗用車の浮上ユニットが、軌道の直線的なセグメントにわたって、積載された車両の重量の２倍を運転速度で浮上させることが可能であるように制限され、それによって、乗用車を、幹線軌道セグメント７１と上側分岐軌道セグメント７３または下側分岐セグメント７４のいずれかとの間の選択された移動経路に沿ってガイドするために、乗用車が分岐ゾーン７２にあるときには、電力が上側コイル５４または下側コイル５８に印加される必要はない。この場合、分岐ゾーンにおける必要な浮上力は、上側コイル５４または下側コイル５８のいずれかにおいて誘発される渦電流によって提供することができる。しかし、貨物車両は、より大きな積荷を運ぶことができ、この場合、起電力の外部源が、上側コイル５４または下側コイル５８のいずれかと直列に切り換えられ、貨物車両が分岐ゾーン７２にあるときに上側コイル５４または下側コイル５８のいずれかに給電する。起電力の外部源は、貨物車両の増大した積荷を運ぶようにさらなる浮上力を提供するために、コイル５４または５８における電流の量を、誘発される渦電流の量を上回って増大させる。起電力の外部源は、例えば、配電網によって給電される無停電電源によって提供され、無停電電源は、軌道スイッチの位置における蓄電池を含む。
【００４４】
図２１は、２つの平行な、同一平面上にある隣接した軌道８１、８２が、平行な軌道のそれぞれにおいて高架交差路８３およびそれぞれの垂直に方向付ける軌道スイッチ８４、８５によって接合されている、軌道ネットワーク８０の上面図である。図２２は、軌道ネットワーク８０の側面図であり、高架交差路８３の垂直な支持体８６、８７を示しており、軌道８１、８２に沿って移動する車両のための十分な隙間を提供するように高架交差路と軌道８１、８２との間に高さ「ｈ１」があることも示している。
【００４５】
ネットワーク８０において、車両は、軌道スイッチ８４、８５によって方向転換されることなく軌道８１、８２のいずれかに沿う双方の方向に移動することができる。軌道スイッチ８４、８５は、第２の軌道８２において左から右に移動する車両を高架交差路８３にわたって第１の軌道８１まで選択的に方向転換させることができる。軌道スイッチ８４、８５は、第１の軌道８１において右から左に移動する車両を高架交差路８３にわたって第２の軌道８２まで選択的に方向転換させることもできる。
【００４６】
図２１および図２２において、軌道の１つの線からの高架交差路８３は、軌道の別の線に接合する。そのような高架交差路は、軌道の本線を分岐線または局所的な側線に接合するのに使用することもできる。
【００４７】
図２３は、２つの平行な隣接する軌道９１、９２が上下に離間され、平行な隣接する軌道のそれぞれにおいて、傾斜した軌道セグメント９３およびそれぞれの垂直に方向付ける軌道スイッチ９４、９５によって接合される、別の軌道ネットワーク９０の側面図を示している。図２３において、この側面図は、車両の浮上、センタリングおよび推進ユニットと車両のボギー台車との間に機械的な接続のためのスペースおよび隙間を提供する軌道９１、９２、９３のレールにおけるスロット１０１、１０２、１０３を示すために、軌道に沿って延びるとともにネットワーク９０を二等分する断面線に沿う部分断面にある。
【００４８】
図２３は、軌道９１、９２および９３を接合する垂直な支持体９６、９７、９８も示している。下側軌道９２に沿って移動する車両のために十分な隙間を提供するように、上側軌道９１と下側軌道９２との間に高さ「ｈ２」を有する。上側軌道は、枕木１０４、１０５を有するが、傾斜した軌道セグメント９３またはスイッチ９４、９５にわたる枕木を有せず、傾斜した軌道セグメント９３に沿って移動する車両のための隙間を提供する。傾斜した軌道セグメント９３は、下側軌道９２に沿って移動する車両との隙間を提供する枕木を有しない。下側軌道９２は、一定の間隔で離間した枕木１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４を有する。
【００４９】
図２３のこのネットワークでは、車両は、上側軌道９１に沿っておよび下側軌道９２に沿って左から右におよび右から左に移動することができる。車両は、下側軌道９２から開始して左から右に、傾斜した軌道セグメント９３を上方に上側軌道９１まで移動することもでき、車両は、上側軌道９１から開始して右から左に、傾斜した軌道９３を下方に下側軌道９２まで移動することができる。
【００５０】
図２３のネットワーク９０は、例えば橋をわたる、または都市を通る道路スペースを節減するのに使用することができる。図２３のネットワークは、高速で軽く積載された車両が、低速で積載量の重い車両を通り越すことを可能にするのに使用することもできる。この場合、より低速で重い積載量の車両は、下側軌道９２を使用し、高速で軽く積載された車両は、「急行レーン」として上側軌道９１を使用し、下側軌道上のより低速な車両を通り越す。
【００５１】
図２４は、図１と同様の代替的な構成を示しているが、車両１２０が、軌道１２２から吊り下げられる乗客または積荷キャビン１２１を有する。車両１２０は、図１に示されているボギー台車２３ならびに浮上・センタリングおよび推進ユニットと同様のボギー台車１２３ならびに浮上・センタリングおよび推進ユニットを有する。軌道１２２は、図１に示されているレール２４および２５と同様の、同一の広がりを有する一対の離間したレール１２４、１２５を有する。
【００５２】
キャビン１２１の幅は、当該キャビンと垂直に分岐する軌道スイッチの下側分岐軌道のレールとの間に十分な隙間を提供するように、レール１２４、１２５間の間隔よりも小さい。この例では、枕木１２６は、レール１２２、１２５の上部においてレールを接合する。上方に枝分かれする、垂直に分岐する軌道スイッチの位置を除いて、枕木１２６をレール１２４、１２５の長さにわたって延在させ、スロット上の屋根をレールに提供する。これは、デブリがレール１２４、１２５の内部キャビティに落下することを防止するという利点を有する。また、太陽電池パネルを屋根の上部に取り付けることができる。
【００５３】
車両１２０は、地下道が高架交差路８３の代わりに軌道８１および８２を接合するのであれば、図２１および図２２に示されている種類の軌道ネットワークを自由に通過する。換言すると、ネットワーク８０の全体が逆さになる。車両１２０は、図２３のネットワーク９０の全体が逆さになるのであれば、図２３に示されている種類の軌道ネットワークも通過する。
【００５４】
図２５は、図１と同様の構成であるが、車両１３０は、乗客または積荷キャビンを有さずに、その代わりに、車両のボギー台車１３１がコンテナとして使用される代替的な構成を示す図である。車両１３０のボギー台車１３１ならびに浮上・センタリングおよび推進ユニットは、図１に示されているボギー台車２３ならびに浮上・センタリングおよび推進ユニットと同様である。この例では、枕木１３２、１３３はレール１３４、１３５の上部および底部を接合する。枕木１３２、１３３は、車両１３０が通って移動する封止された輸送管を提供するようにレールに沿って延在することができる。また、軌道ネットワークにおける分岐軌道、斜面または高架交差路をこのように封止することができる。これは、デブリが輸送管に入ることを防止し、管内の車両と、管の外側の他の車両または人々との衝突を防止する。
【００５５】
垂直に分岐する軌道スイッチを組み込む軌道ネットワークは、ネットワークのいくつかまたは全てが、図１、図２４および図２５において示されている異なる種類の車両を輸送することができるように設計することができる。車両１３０は最も融通が利き、図１の車両２０または図２４の車両１２０に対応するネットワークの任意の部分を自由に通過する。加えて、軌道ネットワークは、枕木を取り外すとともに、可能であれば、枕木を、車両２０および１２０の乗客または積荷キャビンが自由に通過するアーチと入れ替えることによって、図１、図２４および図２５の車両の全てに対応するように設計することができる。
【００５６】
図２６は、２倍幅の車両１４０が、２つの平行かつ同一平面上で隣接して接合された軌道１４１、１４２上で支持されるとともにガイドされる代替的な構成を示している。車両１４０は、第１の軌道１４１の２つのレールに係合する第１のボギー台車１４３、第２の軌道１４２の２つのレールに係合する第２のボギー台車１４４、ならびに、第１のボギー台車１４３および第２のボギー台車１４４に取り付けられるキャビン１４５を有する。２つの軌道１４１、１４２は枕木１４６によって接合される。垂直に分岐する軌道スイッチを組み込む軌道ネットワークは、ネットワークが２倍の幅の車両１４０ならびに単一の幅の車両２０、１２０および１３０に対応するように設計することができる。例えば、そのようなネットワークは、軌道１４１または１４２に接合される垂直に分岐する軌道スイッチを含むことができ、この場合、軌道１４１または１４２は、軌道スイッチの幹線軌道セグメントおよび上側分岐軌道セグメントを組み込む。この場合、単一の幅の車両は、接合された軌道１４１、１４２から下方に方向転換されることができ、一方で、２倍幅の車両は、接合された軌道１４１、１４２から決して下方に方向転換されることがない。
【００５７】
同様に、２倍幅の車両は、車両１４０と同様であるように構成することができるが、乗客または積荷キャビン１４５が、ボギー台車１４３、１４４から吊り下げられる。換言すれば、この２倍幅の車両の概念は、図２６を逆さにすることによって生じる。この場合、垂直に分岐する軌道スイッチを組み込む軌道ネットワークは、接合された軌道から、単一幅の車両を上方に方向転換させることによって、ネットワークがこの２倍幅の車両１４０ならびに単一の幅の車両２０、１２０および１３０に対応するように設計することができるが、この２倍幅の車両は、接合された軌道から決して上方に方向転換されることがない。
【００５８】
図２７は、２つの平行かつ同一平面上で隣接して接合された軌道１４１、１４２の内側レール１６２、１６３ではなく外側レール１６１、１６４上で支持される２倍幅の車両１５０の代替的な構成を示す図である。この代替的な構成１５０は、２倍幅の軌道の最上位を含むネットワークにおいて使用することができる。この場合、単一の幅の車両ではなく２倍の幅の車両１５０は、図２７の２つの軌道１４１、１４２から、２倍の幅の軌道の上位のレールを図２７に示されている外側レール１６１および１６４に接合する分岐ゾーンを通して、２倍の幅の軌道の最上位に方向転換されることができる。
【００５９】
図２８は、ローラ３０４、３０５が浮上ユニット３０２と一体化された代替的な構成を示している。この例では、浮上ユニット３０２は推進ユニット３０１とは別個であり、浮上ユニットおよび推進ユニットはレール３０３内に配置される。推進ユニット３０１は、浮上ユニット３０２を通る少なくとも１つの支持ロッド３１５によって車両（図示せず）に取り付けられる。浮上ユニット３０２は、図７および図８に示されているように制御シャフト３００によって車両に取り付けられる。
【００６０】
図２８の例では、浮上ユニット３０は、２つの細長い矩形の金属プレート３０６、３０７を含み、それによって、ローラ３０４、３０５はプレート間に部分的に挟まれる。ローラ３０４、３０５は、それぞれのシャフト３０８、３０９および軸受３１０、３１１を介して取り付けられる。下側ローラ３０５は、磁気浮上が車両の重量を支持するには不十分である場合に、車両のいくらかの重量を支持する。この場合、下側ローラ３０５は、レール３０３の下側内面３１３に接触する。上側ローラ３０４は、磁気浮上力が車両の重量を超える場合、レール３０３の上側内面３１２に接触する。したがって、ローラ３０４、３０５は、浮上ユニット３０２の制御が、車両のボギー台車がレール３０３に対して高くなり過ぎるかまたは低くなり過ぎることに起因して十分な隙間を提供することができない場合に、レール３０３と、推進ユニット３０１、浮上ユニット３０２ならびに制御シャフト３００および支持ロッド３１５を含む支持構造との間の摺動接触を防止する制限停止部を提供する。
【００６１】
単一の対のローラ３０４、３０５を、制御シャフト３００の上および下の細長い矩形のプレート３０６、３０７の端間に取り付けることができる。しかし、図２９に示されているように、後方の一対のローラ３０４、３０５が、浮上ユニット３０２の後端に取り付けられ、同様の前方の一対のローラ３１４、３１５が、浮上ユニット３０２の前端に取り付けられる。ローラ３０４、３０５、３１４、３１５は、金属プレート３０６、３０７間に挟まれる細長い磁極３２６、３１７、３１８、３１９の磁石によって本来であれば占有されるいくらかのスペースを占める。この場合、浮上ユニット３０２のそれぞれの端にあるローラは、レール３０３の上側内面３１２および下側内面３１３に接触し、浮上ユニット３０２の傾斜に対する制限停止部を提供することができる。そのような制限停止部には、幹線軌道セグメント７１と上側分岐路セグメント７３との間の、図４の垂直な軌道スイッチ７０を通る移動経路に沿って車両をガイドする通常の行程において到達することができる。
【００６２】
上記を考慮して、同一の広がりを有する離間したレールから構成される軌道を有するシステムのための、垂直に方向付ける軌道スイッチを記載した。垂直に方向付ける軌道スイッチは、可動部品の削減または排除、制御システムの複雑さの低減、動的挙動の複雑さの低減、磁石質量の低減、上部に載る構造および底部に載る構造を可能にすること、地表面の案内路、および、案内路と同じ高さの歩道を設けること、浮上速度を下回る車両の移動のための自由転動状態を可能にすること、ならびに、単一のシステム内での異なる種類の車両との適合性を可能にすることを含む、多くの性能の利点を提供する。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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