(57)【要約】【課題】  エネルギー効率に優れ、消費電力を節約することができる鉄道用リニアモータ台車を提供すること。【解決手段】  一次側コイル３と二次側導体４によって駆動する鉄道用リニアモータ台車１であって、枠部材２１と支持車輪２２とからなり、前記枠部材又は支持車輪の主軸２２１に懸架装置３２を介して配置した一次側コイル３と、前記一次側コイルの下面よりも下側に突出する間隔保持車輪３１と、を備え、前記懸架装置を調節することによって前記間隔保持車輪に作用する鉛直荷重の大きさを調節できることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側コイルと二次側導体によって駆動する鉄道用リニアモータ台車であって、
枠部材と支持車輪とからなり、
前記枠部材又は支持車輪の主軸に懸架装置を介して配置した一次側コイルと、前記一次側コイルの下面よりも下側に突出する間隔保持車輪と、を備え、
前記懸架装置を調節することによって前記間隔保持車輪に作用する鉛直荷重の大きさを調節できることを特徴とする、
鉄道用リニアモータ台車。
【請求項２】
請求項１記載の鉄道用リニアモータ台車において、
前記間隔保持車輪を前記一次側コイルから前方及び後方に突出させて取り付けたことを特徴とする、
鉄道用リニアモータ台車。
【請求項３】
一次側コイルと二次側導体によって駆動する鉄道用リニアモータ台車であって、
枠部材と支持車輪とからなり、
前記枠部材又は支持車輪の主軸で支持した一次側コイルと、前記一次側コイルの下面よりも下側に突出する間隔保持車輪と、を備え、
前記二次側導体に備えた上下可動機構によって前記二次側導体が前記間隔保持車輪に接することを特徴とする、
鉄道用リニアモータ台車。
【請求項４】
請求項３に記載の鉄道用リニアモータ台車を走行させるために軌道を形成する二次側導体であって、
前記二次側導体は作用する鉛直力の大小によって下方又は上方に移動可能なことを特徴とする、
二次側導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータによって走行する鉄道用リニアモータ台車及び二次側導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用台車は、従来から回転モータ方式が主として採用されていたが、回転モータ部が大きく車両全体が大型化するため、地下鉄に使用した場合にトンネルの掘削断面積が大きくなり工事費が高くなったり、急勾配や急曲線の線形がとり難かったりするなどの問題があった。
これに対してリニアモータを使用した鉄道車両は、小型化が可能な上に、急勾配や急曲線の線形にも対応が可能であるため、鉄道車両の大きさが建設コストの増減に大きく影響を及ぼす地下鉄などで採用されるようになってきた。
現在、都営地下鉄などで採用されているリニア誘導モータ（ＬＩＭ）式の鉄道用リニアモータ台車は、台車側に取り付けた一次側コイルｂと軌道側に取り付けた二次側導体ｃ（リアクションプレート）の相互作用によって推進力を得るものである。そして、車体及び乗客等の重量は、支持車輪ａを介して支持レールｅで支持している。
この一次側コイルｂと二次側導体ｃの間隔（以下、ギャップという）は、小さいほど大きな推進力を得ることができ、高いエネルギー効率によって消費電力を節約することができる。しかし、支持レールｅ又は支持車輪ａの摩耗や、乗客の増減による鉄道車両の上下動、曲線部での傾きによってギャップｄの大きさは変化するので、一次側コイルｂと二次側導体ｃの接触事故を避けるためにギャップｄは広めに設定されている。この結果、エネルギー効率が低下し、消費電力が大きくなるという問題がある。
これに対して、特許文献１には、一次側コイルｂと二次側導体ｃの間に流体を介在させたり、滑車、車輪、ローラー等を介在させたりしてギャップｄを一定間隔に保持する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平７−２３１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した特許文献１のリニアモータ台車においては、リニアモータ（一次側コイルｂ）を軌道側に設置し、リアクションプレート（二次側導体ｃ）を台車からサスペンション機構で吊り下げる構成を採用している。このように一方の鉛直荷重のすべてを他方に載荷する方法では、押し付け力が推進力の妨げになるため、リアクションプレートのような軽量物を懸架する場合、あるいは小型のリニアモータを懸架する場合でないと採用することはできない。これに対して鉄道用リニアモータ台車に取り付ける一次側コイルｂは重量が大きく、特許文献１と同様の構成を採用することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明の鉄道用リニアモータ台車及び二次側導体は、一次側コイルと二次側導体によって駆動する鉄道用リニアモータ台車であって、枠部材と支持車輪とからなり、前記枠部材又は支持車輪の主軸に懸架装置を介して配置した一次側コイルと、前記一次側コイルの下面よりも下側に突出する間隔保持車輪と、を備え、前記懸架装置を調節することによって前記間隔保持車輪に作用する鉛直荷重の大きさを調節できることを特徴とするものである。ここで、前記間隔保持車輪は前記一次側コイルから前方及び後方に突出させて取り付けることができる。
また、一次側コイルと二次側導体によって駆動する鉄道用リニアモータ台車であって、枠部材と支持車輪とからなり、前記枠部材又は支持車輪の主軸で支持した一次側コイルと、前記一次側コイルの下面よりも下側に突出する間隔保持車輪と、を備え、前記二次側導体に備えた上下可動機構によって前記二次側導体が前記間隔保持車輪に接することを特徴とするものである。ここで、前記鉄道用リニアモータ台車を走行させるために軌道を形成する二次側導体は、作用する鉛直力の大小によって下方又は上方に移動可能に構成することができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の鉄道用リニアモータ台車及び二次側導体は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞一次側コイルと二次側導体の間のギャップを小さな間隔に保持することができる。このため、エネルギー効率に優れ、消費電力を節約することができる。
＜２＞間隔保持車輪を介在させることで一次側コイルと二次側導体が衝突することがない。
＜３＞一次側コイルを懸架する懸架装置を調節することによって間隔保持車輪に作用する鉛直荷重の大きさを調節できる。このため、支持車輪や支持レールの摩耗などによって間隔保持車輪の押し付け力が増加した場合でも、押し付け力を所定の大きさに戻して、間隔保持車輪が走行の妨げにならないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜１＞リニアモータ台車
リニアモータ１台車には、鉄道用車体を設置するための枠部材２１と、リニアモータ台車１に作用する荷重を支持するための支持車輪２２を設ける。
鉄道用のリニアモータ台車１には、一次側コイル３を枠部材２１に取り付ける枠装架式台車と、支持車輪２２の主軸２２１に取り付ける主軸装架式台車があり、本発明の構成はいずれにも採用できる。
リアクションプレートと呼ばれる二次側導体４は、並行して敷設された２本の支持レール５の間に配置する。鉄道用リニアモータにおいては、通常、設置費の安価な二次側導体４を、延長距離が長く、使用量が多大になる軌道側に設置する。
【０００８】
＜２＞懸架装置
懸架装置３２は、一次側コイル３を枠部材２１又は支持車輪２２の主軸２２１に取り付けるための装置である。
懸架装置３２の主要部材は、バネなどの公知のサスペンション機構を使用することができる。一次側コイル３の重量の大部分は、懸架装置３２を介して枠部材２１又は支持車輪２２の主軸２２１によって支持させる。すなわち、後述する間隔保持車輪３１を二次側導体４に接触させるための荷重を残して、それ以外の重量は支持車輪２２によって支持させる。
懸架装置３２は、間隔保持車輪３１に作用する鉛直荷重の大きさを調節できる装置とする。例えば、間隔保持車輪３１が二次側導体４に常に接する高さであって、かつ間隔保持車輪３１がなくとも二次側導体４に一次側コイル３の下面が接することがない高さか、あるいは接する程度の高さに調節可能な装置とする。すなわち、一次側コイル３を枠部材２１や主軸２２１に上下方向の移動が不変となるように固定すると、支持車輪２２や支持レール５が徐々に摩耗するため、二次側導体４と一次側コイル３のギャップは徐々に小さくなる。この結果、間隔保持車輪３１に作用する鉛直荷重は大きくなり、大規模な間隔保持車輪の取り付け対策が必要となる。このため、メンテナンス時などに懸架装置３２の高さ調節機構によって一次側コイル３の高さを調節し、間隔保持車輪３１に最適な鉛直力（押し付け力）を発生させる。ここで、懸架装置３２の高さ調節機構は、ネジの回転によって上下動する公知のネジ式の調節機構やバネの増設又は交換式バネなどで構成できる。
なお、懸架装置３２が破損した場合であっても、一次側コイル３が落下することがないように、別途、吊り具を設けておくこともできる（図示せず）。
【０００９】
＜３＞間隔保持車輪
間隔保持車輪３１は、一次側コイル３の下面よりも下側に突出する自転式移動体である。例えば、車輪やローラーなどが使用できる。間隔保持車輪３１を一次側コイル３の下面から突出させることで、一次側コイル３が直接、二次側導体４に接触することがなくなる。
間隔保持車輪３１は、例えば一次側コイル３の前後に突出させた枠体に支持させることができる。また、一次側コイル３の下面に取り付けることもできる。また、ギャップの大きさを調節するために、上下方向の高さ調節機構を設けることもできる。
間隔保持車輪３１には、走行中も間隔保持車輪３１と二次側導体４を常に接触させておくだけの鉛直力を発生させる。この結果、一次側コイル３と二次側導体４のギャップは最小間隔に保持され、エネルギー効率が向上する上に、両者が接触するという危険性がなくなる。
【実施例１】
【００１０】
＜１＞枠装架式台車
図１に一次側コイル３を枠部材２１で支持する枠装架式台車の斜視図を示す。この場合、枠部材２１に懸架装置３２の一端を固定し、懸架装置３２の他端に一次側コイル３を取り付ける。懸架装置３２よって吊り下げられた一次側コイル３の重量の一部を間隔保持車輪３１に鉛直荷重として作用させることで、間隔保持車輪３１は二次側導体４に接触し続けることができる。乗客の乗降や曲線部での一時的なリニアモータ台車１の上下方向の振幅は、懸架装置３２のサスペンション機構で吸収させる。
【００１１】
＜２＞主軸装架式台車
図２に一次側コイル３を支持車輪２２の主軸２２１で支持する主軸装架式台車の正面図を示す。この場合は、主軸２２１に懸架装置３２の一端を固定し、懸架装置３２の他端に一次側コイル３を取り付ける。主軸装架式台車においても上記した枠装架式台車と同様に、一次側コイル３と二次側導体４のギャップは一定の間隔に保持されるため、エネルギー効率の良い状態でリニアモータ台車１を走行させることができる。
【実施例２】
【００１２】
実施例２では、図３を参照しながら二次側導体４を上下可動に構成した実施例について説明する。
実施例２では、一次側コイル３は従来と同様に枠部材２１や主軸２２１に固定されていてもよい。従来の鉄道用のリニアモータ台車と相違する構成は、間隔保持車輪３１を有する点にある。間隔保持車輪３１は、上述した構成と同じものが使用できる。
二次側導体４にはバネなどの上下可動機構４１を配置して、二次側導体４に作用する鉛直力の大小によって下方又は上方に移動できるような構成とする。すなわち、二次側導体４を常に間隔保持車輪３１に所定の力で押し付ける構成とし、一次側コイル３が二次側導体４から離れる方向に動いたときには上昇させ、反対方向（ギャップが小さくなる方向）に一次側コイル３が動いたときには下降させる。この結果、過度の鉛直力が間隔保持車輪３１と二次側導体４の間に働くことがなく、間隔保持車輪３１が推進の妨げになることがない。また、二次側導体４が間隔保持車輪３１に常に接していれば、一次側コイル３と二次側導体４の最小間隔は保持され、効率よくリニアモータ台車１を推進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の鉄道用リニアモータ台車の実施例の斜視図。
【図２】鉄道用リニアモータ台車の実施例の正面図。
【図３】本発明の２次側導体の実施例の正面図。
【図４】従来の鉄道用リニアモータ台車の実施例の説明図。
【符号の説明】
【００１４】
１・・・リニアモータ台車
２１・・枠部材
２２・・支持車輪
２２１・主軸
３・・・一次側コイル
３１・・間隔保持車輪
３２・・懸架装置
４・・・二次側導体
４１・・上下可動機構
【図１】
2005161974.tif 000003
【図２】
2005161974.tif 000004
【図３】
2005161974.tif 000005
【図４】
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