(57)【要約】【課題】コイル収納部における推進コイルのケーブル表面の損傷を軽減し、推進コイルのケーブルの巻付け時の崩れを防止できる磁気浮上式鉄道用地上コイル装置を得る。【解決手段】軌道１の側壁２に設けられるパネル５と、軌道１内を走行する車両３に搭載された超電導コイル４に対向して配置され、パネル５に装着される浮上コイル６と、この浮上コイル６よりも側壁２側に位置し、パネル５に装着される推進コイル７とを備える磁気浮上式鉄道用地上コイル装置において、パネル５は超電導コイル４との対向面にコイル用の取付枠部を形成したコンクリート製であり、巻芯部と外枠部間に推進コイル７を収納するコイル収納部を有する樹脂製コイル収納容器８を、その底部を浮上コイル６側にしてパネル２に固定するものである。【選択図】        図１
2004320895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道の側壁に設けられるパネルと、軌道内を走行する車両に搭載された超電導コイルに対向して配置され、上記パネルに装着される浮上コイルと、この浮上コイルよりも上記側壁側に位置し、上記パネルに装着される推進コイルとを備える磁気浮上式鉄道用地上コイル装置において、上記パネルは上記超電導コイルとの対向面に上記コイル用の取付枠部を形成したコンクリート製であり、巻芯部と外枠部間に上記推進コイルを収納するコイル収納部を有する樹脂製コイル収納容器を、その底部を上記浮上コイル側にして上記パネルに固定するものであって、上記コイル収納部には上記浮上コイル側から奇数段目には上記推進コイルを上記外枠部側から巻回させ、偶数段目には上記推進コイルを上記巻芯部側から巻回させたものであることを特徴とする磁気浮上式鉄道用地上コイル装置。
【請求項２】
上記樹脂製コイル収納容器は、ガラス繊維充填樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置。
【請求項３】
上記コイル収納部と上記推進コイルの間隙にコンパウンドを充填したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置。
【請求項４】
上記コンパウンドは、難燃性ゴム系材料である請求項３記載の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気浮上式鉄道におけるリニアモータの電機子となる推進コイルと浮上コイルとで構成される磁気浮上式鉄道用地上コイル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１（の例えば図４、図５）に示される磁気浮上式鉄道用地上コイル装置には、軌道に沿って軌道の両側に側壁が設けられており、その側壁には、コイル収納部を有するコンクリート製のパネルが設けられ、そのコイル収納部には、軌道内を走行する車体に搭載された超電導コイルに対向して、推進コイルが巻回されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２７６１４号公報（図４、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置は、側壁に設けられるパネルがコンクリート製であるため、そのパネルに設けられたコイル収納部は、その表面が粗く、推進コイルのケーブルを巻付けた時にケーブル表面を損傷される恐れがあった。また、パネルのコンクリート製コイル収納部は、パネル打設型の抜き勾配の関係上、その断面形状は台形状に広がった形状になるため、推進コイルのケーブルの巻付け時に崩れを生じる問題があった。また、推進コイルと浮上コイルとの間にギャップが生じるため、電磁力作用等で推進コイルが変形する問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、コイル収納部における推進コイルのケーブル表面の損傷を軽減し、推進コイルのケーブルの巻付け時の崩れを防止し、推進コイルの変形を防止する装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる磁気浮上式鉄道用地上コイル装置は、軌道の側壁に設けられるパネルと、軌道内を走行する車両に搭載された超電導コイルに対向して配置され、パネルに装着される浮上コイルと、この浮上コイルよりも側壁側に位置し、パネルに装着される推進コイルとを備える磁気浮上式鉄道用地上コイル装置において、パネルは超電導コイルとの対向面にコイル用の取付枠部を形成したコンクリート製であり、巻芯部と外枠部間に推進コイルを収納するコイル収納部を有する樹脂製コイル収納容器を、その底部を浮上コイル側にしてパネルに固定するものであって、コイル収納部には浮上コイル側から奇数段目には推進コイルを外枠部側から巻回させ、偶数段目には推進コイルを巻芯部側から巻回させたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を適用した磁気浮上式鉄道の断面図、図２は実施の形態１の側壁で、浮上コイルを取り除いて軌道側から見た正面図で、樹脂製コイル収納容器を透かして推進コイルを表したものである。図３は実施の形態１の浮上コイルを示す正面図、図４はその浮上コイルの背面側を示す斜視図である。図５は実施の形態１に用いる推進コイルの樹脂製コイル収納容器を示す斜視図である。図６は実施の形態１の推進コイルの巻線手順を示す説明図、図７は図２に浮上コイルを取付けた状態のＡ−Ａ線断面図、図８はコイル収納部における推進コイルの収納状態を従来例と比較して示す説明図である。図１において、列車が走行する軌道１には両側に側壁２が互いに向かい合って形成されている。磁気浮上式の車両３は軌道１内を走行可能で、車体３ａと台車枠３ｂとの間が空気ばね３ｃで連結されている。一対の超電導コイル４が車両３に搭載され台車枠３ｂの側面に取り付けられている。コンクリート製パネル５が軌道１の側壁２にそれぞれ取り付けられている。
【０００８】
浮上コイル６が超電導コイル４と対向可能に両側のパネル５にそれぞれ取り付けられている。浮上コイル６は、図３，図４に示すように、２組の８の字形状のコイル体６ａを田の字形状になるように配置して、例えば熱硬化性樹脂等で一体成形されている。浮上コイル６には軌道１の中心側とは反対側に、つまり、浮上コイル６の背面側に電磁力（上下方向の力）を支持する背面突起部６ｂが設けられている。また、浮上コイル６には浮上コイルの電気的接続端子６ｃを有している。さらに、浮上コイル６をパネル５に取付け固定するボルト孔６ｄが設けられている。
【０００９】
軌道側壁２側のパネル５は、打設型で成形されたコンクリート製ブロックで、図２，図７に示すように、後述する推進コイル７の樹脂製コイル収納容器８を装着ける取付枠部５ａ，５ｂ，５ｃを一体に形成している。パネル５には、取付枠部５ａ，５ｂ，５ｃに浮上コイル６の取付け固定用のインサート５ｄを有する。凹部５ｅはパネル５を側壁２に設置したときの軌道側と側壁２との連絡通路を形成する。パネル５の取付枠部５ｃには、浮上コイル６の背面突起部６ｂを支持するコンクリート座５ｆが設けられている。
【００１０】
図５に示すように、コイル収納容器８は中央部に鍔を有する巻芯部８ａと外周部に鍔を有する外枠部８ｂを備え、巻芯部８ａと外枠部８ｂ間に環状のコイル収納部８ｃが形成されている。環状のコイル収納部８ｃは、一端が開放し、他端が閉じて底面が形成され、有底状となっている。環状のコイル収納部８ｃには、推進コイル７のケーブルの入出口となる開口部８ｄが形成されている。さらに、コイル収納容器８は、これをパネル５に固定するために巻芯部８ａと外枠部８ｂの鍔にボルト孔８ｅが形成されている。巻芯部８ａの軸方向の中央部には、開口部８ｆが設けられている。コイル収納容器８は樹脂で全体が一体に形成されている。
【００１１】
コイル収納容器８は、推進コイル７を巻回（後述する）後に、図７，図２に示すように、環状のコイル収納部８ｃの開放側をパネル５に面させ、パネル５の取付枠部５ｃに、巻芯部８ａの開口部８ｆを嵌め込んで、取付枠部５ａ，５ｂ間に装着され、パネル５にボルト孔８ｅをとおしたボルトで固定される。
【００１２】
樹脂製コイル収納容器８の材料は、ガラス繊維充填樹脂［ＦＲＰ：（ｇｌａｓｓ）  ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  （ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ）  ｐｌａｓｔｉｃｓ、ＦＲＴＰ：（ｇｌａｓｓ）  ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ］等であり、その表面は滑らかなものである。そのため、樹脂製の巻芯部８ａと樹脂製の外枠部８ｂ間に形成される樹脂製のコイル収納部８ｃに巻線される推進コイル７のケーブルの表面の損傷を防止できる。
【００１３】
パネル５はコンクリート製であるため、パネル打設型の抜き勾配の関係上、必然的に取付枠部５ａ，５ｂ，５ｃの断面形状は、図７に示すように、台形状に先端部より底辺部が広がった形状になっている。このために、コイル収納部８ｃは断面形状が開放側と底辺部が同じ大きさになるように形成されている。なお、樹脂製コイル収納容器８は、パネル５ブロック１個分の必要個数を一体として、作業性を向上させてもよい。樹脂製コイル収納容器８の必要個数を一体にすることにより、パネル５への取付けボルトを軽減できる。
【００１４】
推進コイル７をコイル収納容器８に予め巻回した後、そのコイル収納容器８はパネル５に、コイル収納部８ｃをパネル５側に面して、固定されるが、固定された状態の図２において、例えば推進コイル１１はＵ相、推進コイル１２はＶ相、及び推進コイル１３はＷ相である。巻芯部８ａに推進コイル１１，１２，１３の内周側を沿わせ、外枠部８ｂに推進コイル１１，１２，１３の外周側を沿わせる。各推進コイル１１，１２，１３の巻き始め側の渡り部１１ａ，１２ａ，１３ａ、隣り合う同一相の推進コイルへの渡り部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂは、それぞれ一条のケーブルで連続的に繋がっている。また、各推進コイルの巻き始め部１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ、各推進コイルの巻き終わり部１１ｄ，１２ｄ，１３ｄがある。各推進コイルの渡り部１１ａ，１２ａ，１３ａはパネル５の端部でケーブルコネクタ１４を介して隣接の推進コイル（図示せず）と接続され、各相同士が直列接続される。各相の推進コイル１１，１２，１３と渡り部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂは、それぞれ連続して、き電セクション毎に３相結線されてリニアモータの電機子を構成している。
【００１５】
次に、推進コイル１２の巻線手順を図６で説明する。なお、推進コイル１１、１３も推進コイル１２と同様の巻線手順で行われる。図６は図２のＢ―Ｂ線断面状態に配置されたコイル収納容器とそれに巻回される推進コイルの説明図である。図６（ａ）において、推進コイル１１の渡り部１１ｂ及び推進コイル１３の渡り部１３ａは関連位置がわかるように示している。まず、推進コイル１２の巻き始め部１２ｃを開口部８ｄからコイル収納部８ｃへ引き込んで、外周側を外枠部８ｂで規制しながら巻回し（図６（ｂ））、順次内側へ巻回していく（図６（ｃ）、（ｄ））。このとき、内周側は巻芯部８ａで規制されて所定の内径が決定される。このように、１段目（奇数段目）の奇数段コイル１２ｅは外周側から内周側に向かって巻回する。
【００１６】
続いて、２段目（偶数段目）の偶数段コイル１２ｆは図６（ｅ）に示すように、巻芯部８ａに内周側の規制を受けながら内周側から外周側へ巻回する（図６（ｆ）、（ｇ））。最後は図６（ｇ）のように、巻き終わり部１２ｄをコイル収納部８ｃから開口部８ｄを経由して引き出す。そして、このように、推進コイル７を巻回したコイル収納容器８を、環状のコイル収納部８ｃの開放側をパネル５に面させ、パネル５の取付枠部５ｃに、巻芯部８ａの開口部８ｆを嵌め込んで、取付枠部５ａ，５ｂ間に装着され、パネル５にボルト孔８ｅをとおしたボルトで固定される。この状態で、推進コイル７はこれを被うコイル収納容器８とパネル５で頑丈強固に保持され、電磁力作用等で推進コイルが変形することを防止できる。また、コイル収納容器８をパネル５に固定する前に、推進コイル７をコイル収納容器８に巻回するので、推進コイル７の巻回はパネル５外で作業できるため、作業性が向上する。
【００１７】
以上のように、コイル収納容器８のコイル収納部８ｃの底側から（還元すれば、浮上コイル６側から）１段目（奇数段目）の奇数段コイル１２ｅは外枠部８ｂ側から巻芯部８ａ側に向かって巻回し、２段目（偶数段目）の偶数段コイル１２ｆは巻芯部８ａ側から外枠部８ｂ側に向かって巻回することにより、巻き始め部１２ｃと奇数段コイル１２ｅ、並びに巻き終わり部１２ｄと偶数段コイル１２ｆとが同一平面内になるので、図７に示すように推進コイル１２の段積み方向の高さを低くできるため、超電導コイル４とのギャップを小さくすることができる。
【００１８】
また、従来の図８（ａ）に示すように、パネル打設型の抜き勾配の関係上、コイル収納部の断面形状は台形状に開口部が広がった形状となるため、推進コイル７のケーブルを巻き付け時に崩れが生じる等の問題があったが、実施の形態１の図８（ｂ）に示すように、コイル収納部８ｃの断面形状が開放側と底辺部とで大きさが同じに形成できるため巻き崩れがなく巻線することが可能となる。
【００１９】
浮上コイル６は、その取付け固定に当たっては、その背面側の背面突起部６ｂを、パネル５の取付枠部５ｃのコンクリート座５ｆに挿入し、そのボルト孔６ｄを介して図２に示すパネル５に設けられたインサート５ｄにボルト、ナット等の締結手段（図示せず）によりパネル５に取付け固定される。
【００２０】
また、３相各相の推進コイル１１，１２，１３をケーブル一条で連続したものを１グループ単位として、３相分に対応した長さ５．４ｍ〜２１．６ｍのパネル５に取り付ける。そして、ケーブルコネクタ１４を介して次のパネル（図示せず）のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続する。例えば、推進コイル１１，１２，１３が各相２コイルの３相分で合計６コイルとした時、コイルピッチを０．９ｍとしてパネル５の長さが５．４ｍとなる。そして、各相８コイルの３相分で２４コイルでは、コイルピッチ０．９ｍとしてパネル５の長さが２１．６ｍとなる。
【００２１】
実施の形態１において、各推進コイル１１，１２，１３のケーブルとして、例えばエチレンプロピレンゴムのような可撓性の高い材料を主絶縁とする高耐圧ケーブルを使用することにより、最小曲げ半径をケーブル外径の４．５〜５倍とすることができる。従って、推進コイル１１，１２，１３の窓面積を大きくして直線部分を長くすることができるので、ＬＳＭ（ｌｉｎｅａｒ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍｏｔｏｒ）の推力が大きくなり効率の向上を図ることができる。
【００２２】
また、実施の形態１において、一条のケーブルで連続して巻回する各推進コイル１１，１２，１３の数は、軌道１上で扱える巻線ドラムの径で制限されるが、２コイルから８コイルが適している。２コイル以上とすることによりケーブルコネクタ１４の数を減らすことができる。従って、２コイルから８コイルを一条のケーブルで連続して巻回したものを１グループ単位とするのがよい。このように１グループ単位とした推進コイル１１，１２，１３がＵ相、Ｖ相、Ｗ相として電気角１２０度ピッチで浮上コイル６と一体にして軌道１の側壁２に配置されている。
【００２３】
エチレンプロピレンゴムのような可撓性の高い材料を主絶縁とするケーブルを使用することにより柔軟性があるので、軌道１の側壁２の平面精度に厳しい精度を要求する必要がないため、軌道１の建設コストの低減を図ることができる。
さらに、実施の形態１において、コンクリート製のパネル５を工場建屋内に設置し、推進コイル１１，１２，１３を巻回したコイル収納容器８を取付け製作することにより、巻線作業の能率向上を図ることができる。実施の形態１において、コンクリート製パネル５を使用したものについて説明したが、パネル５を側壁２に一体化した形式の、軌道１に対して自立するようなコンクリートビーム構造のものでも同様の効果を期待することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２のコイル収納部８ｃにおける推進コイル７の他の固定の仕方を示す要部断面図である。コイル収納部８ｃ内の推進コイル７は、列車走行時の振動や熱伸縮等により推進コイル７を構成するケーブル同士が摩擦し合ったり、発生した熱の伝達が悪いという問題がある。このため、コイル収納容器８をパネル５に固定する前に、シリコーンゴム等の難燃性ゴム系材料などのコンパウンド（ｃｏｍｐｏｕｎｄ）９で、コイル収納部８ｃと推進コイル７の間隙や推進コイル７間の間隙を充填するとよい。充填することにより、ケーブル同士の摩擦が低減できるのみならず、熱伝達性も向上する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の磁気浮上式鉄道用地上コイル装置によれば、軌道の側壁に設けられるパネルと、軌道内を走行する車両に搭載された超電導コイルに対向して配置され、パネルに装着される浮上コイルと、この浮上コイルよりも側壁側に位置し、パネルに装着される推進コイルとを備える磁気浮上式鉄道用地上コイル装置において、パネルは超電導コイルとの対向面にコイル用の取付枠部を形成したコンクリート製であり、巻芯部と外枠部間に推進コイルを収納するコイル収納部を有する樹脂製コイル収納容器を、その底部を浮上コイル側にしてパネルに固定するものであって、コイル収納部には浮上コイル側から奇数段目には推進コイルを外枠部側から巻回させ、偶数段目には推進コイルを巻芯部側から巻回させたものであるので、コイル収納部における推進コイルのケーブル表面の損傷を軽減し、推進コイルのケーブルの巻付け時の崩れを防止でき、推進コイルの変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を適用した磁気浮上式鉄道の断面図である。
【図２】実施の形態１の側壁で、浮上コイルを取り除いて軌道側から見た正面図である。
【図３】実施の形態１の浮上コイルを示す正面図である。
【図４】その浮上コイルの背面側を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１に用いる推進コイルの樹脂製コイル収納容器を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１の推進コイルの巻線手順を示す説明図である。
【図７】図２に浮上コイルを取付けた状態のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】コイル収納部における推進コイルの収納状態を従来例と比較して示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２のコイル収納部における推進コイルの他の固定の仕方を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  軌道                            ２  側壁
３  車両                            ４  超電導コイル
５  パネル                          ５ａ，５ｂ，５ｃ  取付枠部
６  浮上コイル                      ６ｂ  背面突起部
７  推進コイル                      ８  コイル収納容器
８ａ  巻芯部                        ８ｂ  外枠部
８ｃ  コイル収納部                  ８ｄ，８ｆ  開口部
９  コンパウンド                  １１，１２，１３  推進コイル
１２ｅ  奇数段コイル                １２ｆ  偶数段コイル。
【図１】
2004320895.tif 000003
【図２】
2004320895.tif 000004
【図３】
2004320895.tif 000005
【図４】
2004320895.tif 000006
【図５】
2004320895.tif 000007
【図６】
2004320895.tif 000008
【図７】
2004320895.tif 000009
【図８】
2004320895.tif 000010
【図９】
2004320895.tif 000011