(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで駆動されるブロワとブロワに接続されたダクトを兼ねたシャーシに設けられた複数のエアパッドとブロワ吐出側及びシャーシに設けられたダンプバルブを有する浮上装置と、シャーシ下部に取り付けられたブレーキスキッドを備えた浮上制御車両において、
ブロワのモータを駆動するインバータと、
始動時にブロワ吐出側のダンプバルブを閉に制御すると共にインバータの周波数を待期周波数に制御する手段と、
浮上指令によりシャーシのダンプバルブを閉に制御すると共にインバータの周波数を浮上周波数に制御する手段と、
着地指令によりインバータの周波数を待期周波数に制御すると共にブロワ吐出側のダンプバルブを開に制御する手段と
を有することを特徴とする浮上制御車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の浮上、停止時間を短縮しうるようにした浮上制御車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気浮上式車両には、ロープで車両を牽引するロープシャトル、リニアモータで車両を駆動するリニアシャトルなどがある。
【０００３】
ロープシャトルは図８に示すように、シャトル（車両）１の下部に浮上装置２ａが設けられている。浮上装置２ａはモータ３で駆動されるブロワ４と多数のエアパッド８及びブロワ４とエアパッド８の間を接続するダクト５、ホース６等で構成されており、エアパッド８にブロワ４から空気を供給することで軌道９から車両１を浮上させるように構成されている。
【０００４】
また、車両１を走行させる牽引装置１０は、牽引区間の一方に捲上機１１と滑車１２，１３を設け、他方に滑車１４，１５と重り１８を設け、ワイヤロープ１６を捲上機１１の綱車１１ａ、滑車１２，１４，１３、綱車１１ａの順にエンドレスに掛け、滑車１４に結ばれたワイヤロープ１７の他端を滑車１５を介して重り（又は油圧システム）１８に結び、重り１８の力により滑車１４に滑車１５側への張力をかけ、ワイヤロープ１６と車両１に設けたワイヤロープ固定用アーム１９にロープ１６を固定する。
【０００５】
車両１を走行させる場合、浮上装置２ａで車両を軌道９より浮かせ、車両１が浮いている状態で捲上機１１を駆動し、車両１をロープ１６で牽引し、車両１と軌道９間に摩擦抵抗がない状態で車両１を走行させる。
【０００６】
リニアシャトルの浮上装置は図２に示すように、エアパッド８を車両１のシャーシ７に取り付け、シャーシ７をエアパッド８への空気分配ダクトとしてブロワ４からダクト５、シャーシ７を介してエアパッド８に空気を供給するようになっている。
【０００７】
リニアシャトルのリニア誘導モータは図１に示すように、車両１の下部に設けられたリニア誘導モータの一次側（一次鉄心と一次コイル）２１と軌道９上に設置された二次側（導体）２２で構成されている。
【０００８】
車両を走行させる場合、浮上装置２で車両１を浮かせ、車両１が浮いている状態で、リニアモータに三相電源を接続し、一次側２１に移動磁界を発生させ、この磁界と二次側に発生する二次電流とによる電磁力を推力として車両１を走行させる。車両１を反対方向に走行させる場合はリニア誘導モータへ入力する三相電源の相順を逆にする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ロープシャトルは、車両がロープと結合されているので、捲上機に付属しているブレーキを作動させることで、車両を停車保持できるので、車両が浮上したまま車両を駅舎に停車させることができる。しかし、リニアシャトルの場合、車両を駆動するリニアモータが車両に搭載した自走式のため車両を浮上させたまま保持することはできない。これは、別にブレーキ装置を設ければ解決できることであるが、部品が増えれば故障率も上がる。
【００１０】
シャトルのブレーキとして図３に示すように、浮上を停止すると軌道９面と接触するブレーキスキッド２３を車両の下部に設け、ブレーキスキッド２３と軌道９との摩擦により車両１を停止させるものがある。このブレーキスキッドは浮上装置のエアパッドに送る空気を遮断することにより車両が下りブレーキスキッドが作動する。
【００１１】
従来エアパッド８への空気の遮断はブロワ４のモータ３をＯＮ／ＯＦＦ制御しているため、駅舎でのブロワ回転数は０になっている。従ってブロワを再始動させるのに時間がかかり、結果として乗客を待たせることになると共に、運行回数（ヘッドウェイ回数）を増やすことができない。
【００１２】
この発明は、リニアシャトルにおける上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両が浮上を停止してブレーキスキッドで軌道に保持された車両の再浮上を速やかになしうる浮上制御車両を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、モータで駆動されるブロワとブロワに接続されたダクトを兼ねたシャーシに設けられた複数のエアパッドとブロワ吐出側及びシャーシに設けられたダンプバルブを有する浮上装置と、シャーシ下面に取り付けられたブレーキスキッドを備えた浮上車両において、ブロワのモータを駆動するインバータと、始動時にブロワ吐出側のダンプバルブを閉に制御すると共にインバータの周波数を待期周波数に制御する手段と、浮上指令があるとシャーシのダンプバルブを閉に制御すると共にインバータの周波数を浮上周波数に制御する手段と、着地指令があるとインバータの周波数を待期周波数に制御すると共にブロワ吐出側のダンプバルブを開に制御する手段とを設けて車両の浮上、停止に要する時間を短縮するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施例について図面を用いて説明する。図１はリニアシャトルのリニア誘導モータの構成を示すもので、リニア誘導モータの一次側２１は車両１の下部に車両の軸方向に設置され、二次側２２は軌道に沿って設置されている。一次側２１に三相電源を接続すると誘導モータの原理により車両１が走行する。
【００１５】
図２はリニアシャトルの浮上装置を示すもので、浮上装置２はモータ３とモータ３で駆動されるブロワ４が車両１のダクトを兼ねたシャーシ７の上側に設置され、ブロワ４の吐出側はダクト５を介してシャーシ７に接続され、多数のエアパッド８はシャーシ７の下側に接続されている。しかして、モータ３を駆動するとブロワ４から吐出された圧力空気はダクト５、シャーシ７を通ってエアパッド８から軌道９面に吹き出され、車両１が浮上する。
【００１６】
図３はリニアシャトルのブレーキスキッドを示すもので、ブレーキスキッド２３は車両１のシャーシ７の下面の左、右に取り付けられ、車両１が浮上停止して下ると軌道９の表面に接触して、摩擦により車両１移動を停止させる。
【００１７】
図４は浮上装置２の制御システム構成を示すもので、１１は浮上用インバータボックスで、ブロワ４のモータ３を駆動するインバータ１３と、ダクト５内の空気圧を検出する圧力計ＰＳと、このインバータ１３等を制御する浮上制御装置１２で構成されている。１４はブロワボックスでモータ３とブロワ４及びダクト５と、ダクト５の空気圧を調整するダンプバルブＤＶ１が設けられている。また、エアパッド８が接続されたシャーシ７にはシャーシ内の空気圧を調整するためのダンプバルブＤＶ２が設けられている。
【００１８】
浮上制御装置には圧力計ＰＳからの圧力信号等に基づいて、インバータ１３及びダンプバルブＤＶ１，ＤＶ２を制御する。この浮上制御装置１２の浮上制御フローを図５に示す。
【００１９】
図５について、まず、スタートによりリセット操作を行い、ブロワボックス内ダンプバルブＤＶ１を閉め、インバータ１３の周波数を少し上げれば浮上できる待期周波数に制御しブロワの空気圧を車両浮上待期の状態にする（Ｓ１〜Ｓ３）。そして圧力計ＰＳの信号に基づいて圧力が着地圧力以下か否かを判断し（Ｓ４）、ｎｏの場合は終了し、ｙｅｓの場合は浮上指令の有無を判断しながら浮上指令の出るのを待つ（Ｓ５）。浮上指令が出るとＳ５の判断結果がｙｅｓとなり、シャーシ側ダンプバルブＤＶ２を閉め、インバータ１３の周波数を浮上周波数に上げる（Ｓ６，Ｓ７）。これによりブロワの空気圧が上昇し浮上待期状態にあった車両はすぐ浮上する。車両が浮上すると、別途リニアモータを制御して車両を走行させる。
【００２０】
Ｓ７で浮上周波数に制御した後圧力計ＰＳの信号から圧力が浮上圧力以上か否か判断し（Ｓ８）、ｎｏの場合は終了し、ｙｅｓの場合は着地指令の有無を判断して着地指令の出るのを待つ（Ｓ９）。着地指令が出てＳ９の判断結果がｙｅｓとなるとインバータ１３の周波数を待期周波数に下げ（Ｓ１０）、浮上圧力を下廻ったことを検出してブロワボックス内のダンプバルブＤＶ１を開き車両を速やかに着地させる（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００２１】
圧力計ＰＳの信号から着地圧力以下か否かを判断しｎｏの場合は終了し、ｙｅｓの場合はシャーシ側ダンプバルブＤＶ２を開き、ブロワボックス内ダンプバルブＤＶ１を閉じてＳ４に戻る（Ｓ１３〜Ｓ１５）。
【００２２】
上記待機周波数は、予めインバータの周波数ごとのブレーキスキッドと軌道面との摩擦力を測定し、車両が確実に動かなくなる安全で適正な値とした。
【００２３】
以下に、浮上、着地の定義と計算について説明する。シャトルの車両の浮上、着地はブロワの吐出側圧力センサＰＳにより検出する。圧力センサＰＳの比較出力の設定値を測定値を測定、算出し、浮上完了、着地完了の信号を決定する。
【００２４】
まず、インバータ１３の周波数と，ブレーキスキッド２３と軌道９との静摩擦荷重の関係を測定する。ブロワ４のモータ３はインバータ１３で駆動されているので、その周波数を３６５ＨZから２００ＨZまで変化させ，そのとき車両１が動き出す力を測定すると共に、周波数とブロワの吐出圧力の関係を測定し、この２つの特性に以下の浮上、着地の定義を当てはめ，浮上完了、着地完了の吐出圧力を求めた。
【００２５】
【表１】
0004327983.tif 000002
【００２６】
0004327983.tif 000003
よって浮上は０．２２７ｔｏｎの力で動き出す地点、着地は３．４６６ｔｏｎの力をかけても動かないところとする。
結果
浮上インバータの周波数と静摩擦荷重、吐出圧力の関係より、着地周波数を１９０ＨZ（吐出圧力０．７００ｋｇｆ／ｃｍ2）、浮上周波数を３１０ＨZ（吐出圧力０．２００ｋｇｆ／ｃｍ2）とする。そのときの圧力を検出して浮上完了、着地完了とする。
【００２７】
上記リニアシャトルの周波数、圧力、静荷重の関係を図６に示す。
【００２８】
実施例では、上記図５に示したように、起動時は予め車両が浮上しない程度の待機周波数でブロワを起動している。このため浮上指令が出てインバータの周波数が浮上周波数に切換えるとブロワの吐出圧力は待機状態から上昇するので、車両は速やかに浮上し走行可能となる。また停止指令が出るとインバータの周波数が待機周波数に切換えられるが、この場合ダンプバルブが強制的に開かれ内部の空気が排出されるので、着地時間が短縮した。従来ＯＮ／ＯＦＦ制御の場合図７（ｂ）に示すように着地に８秒、浮上に５秒かかっていたものが、本発明では図７（ａ）に示すように待期周波数から浮上、着地の制御をするので、着地、浮上時間が共に大幅に短縮できた。なお、ダンプバルブＤＶ１，ＤＶ２には非常停止信号で開き車両を非常停止させる非常用のダンプバルブを利用しているので、浮上制御のためのダンプバルブを新たに設ける必要がない。
【００２９】
ブレーキスキッドと軌道との摩擦力は圧力という形で制御に取り込まれフィードバックがかけられているので着地で車両が動くことはない。
【００３０】
また、浮上完了信号と着地完了信号は、各インバータボックス内の圧力検出器の出力で各インバータボックス内のリレーを動作させて発生させる。シャトルには３台のブロワが搭載されており、通常そのうちの２台により浮上を行う。よって３台中２台が選択されても２台の圧力が走行可能なレベルに達したら、浮上完了信号が出力されるようにブロワコントローラの端子台でロジック回路を構成している。
【００３１】
また、着地完了信号は、待機中のものも含めて全ての圧力検出器が着地完了を検出するまで出力しないように、各インバータボックス内の着地信号をシリアルに接続して１つでも着地圧力以上になったら車両コントローラに信号を出力しないようにしてある。接点はＢ接点により構成し、着地している状態で車両コントローラに着地完了信号を出力する。これもブロワコントローラの端子台にてロジック回路を構成している。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
（１）浮上制御を、ブロワモータ駆動用インバータの周波数を待期周波数から浮上周波数に上げることにより行うので、浮上時間が短縮される。
（２）着地は浮上周波数から待期周波数に下げると共にダンプバルブを開き強制的に内部の空気を排出しているので、着地時間が短縮される。
（３）周波数ごとの着地ブレーキの摩擦力は圧力という形で制御に取り込みフィードバックを掛けているので、着地ブレーキの摩擦力を適正且つ迅速に得ることができる。
（４）着地からの浮上はダンプバルブを閉じ待期周波数から浮上周波数に上げるので速やかに浮上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リニアシャトルのリニアモータの説明図。
【図２】リニアシャトルの浮上装置の構成説明図。
【図３】リニアシャトルのブレーキスキッドの構成説明図。
【図４】浮上装置システム構成図。
【図５】浮上制御フロー図。
【図６】リニアシャトルのブロワインバータの周波数、空気圧力、ブレーキの静摩擦荷重の関係を示すグラフ。
【図７】この発明の制御とダンプバルブを制御しなかった場合の浮上、着地時間を説明するグラフ。
【図８】従来ロープシャトルの浮上装置の構成説明図。
【符号の説明】
１…シャトル
２，２ａ…浮上装置
３…モータ
４…ブロワ
７…ダクトを兼ねたシャーシ
８…エアパッド
９…軌道表面
１２…浮上制御装置
１３…ブロワのモータを制御するインバータ
２１…リニア誘導モータ一次側
２２…リニア誘導モータ二次側
２３…ブレーキスキッド
ＤＶ１，ＤＶ２…ダンプバルブ
ＰＳ…圧力スイッチ
【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】
0004327983.tif 000009
【図７】
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【図８】
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