(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に沿って設けられているとともに間隔をおいて形成された複数個の突起部を有する支持部と、
複数個の前記突起部にそれぞれ巻回され車両に搭載された磁石との電磁誘導作用で車両に推進力を与える推進コイル本体およびこれらの推進コイル本体と直列に接続され、推進コイル本体と一体で構成されたリード線を有するとともに、可撓性の推進コイルと、
前記支持部と協働して前記推進コイルを挟持するとともに前記磁石との電磁誘導作用で前記車両に浮上力を与える浮上コイルと
を備えたことを特徴とする磁気浮上式鉄道用軌道。
【請求項２】
推進コイルは、撚線とこの外側に設けられた絶縁体とを備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気浮上式鉄道用軌道。
【請求項３】
絶縁体は架橋ポリエチレンから構成されていることを特徴とする請求項２記載の磁気浮上式鉄道用軌道。
【請求項４】
支持部の上部には推進コイルで発生した熱を放出する通気孔が形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気浮上式鉄道用軌道。
【請求項５】
支持部に間隔をおいて形成された複数個の各突起部のそれぞれに可撓性のケーブルを巻回して、推進コイル本体とリード線とからなる推進コイルを支持部に設け、次に前記推進コイルの表面を浮上コイルで覆い、かつ固着手段を用いて浮上コイルを支持部に固着して、推進コイルを支持部と浮上コイルとで挟持したことを特徴とする磁気浮上式鉄道用軌道のコイル取付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば超電導コイルが搭載された車両に作用する推進力および浮上力により軌道に沿って車両が走行する磁気浮上式鉄道用軌道およびそのコイル取付方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のコンクリートビーム方式の磁気浮上式鉄道用軌道の要部斜視図であり、図において、２は対向して立設され、全長Ｌが１２．６ｍの支持部であるコンクリートビーム、４はコンクリートビーム２に配設されたレーストラック形状の第１の推進コイル、５はコンクリートビーム２の両端部に配設された端部推進コイル、６は第１の推進コイル４上に重なるようにして車両（図示せず）側に配設された第２の推進コイル、７は第２の推進コイル６上に重なるようにして車両側に配設された浮上コイルであり、コンクリートビーム２、第１の推進コイル４、端部推進コイル５、第２の推進コイル６および浮上コイル７により軌道１を構成している。１ユニットのコンクリートビーム２には、例えば６個の第１の推進コイル４と、２個の端部推進コイル５と、７個の第２の推進コイル６と、第２の推進コイル６を覆う１４個の浮上コイル７とがそれぞれ配設されている。
【０００３】
図５は図４における第１の推進コイル４、第２の推進コイル６が支持部であるコンクリートビーム２に取り付けられる状態を示す分解斜視図、図６は図５の第１の推進コイル４、第２の推進コイル６の正面図、図７は図６の第１の推進コイル４、第２の推進コイル６がコンクリートビーム２に取り付けられたときの正面図であり、８はコンクリートビーム２の側壁に所定間隔をおいて設けられ第１の推進コイル４、第２の推進コイル６が車両に対して作用する推進力の反作用として第１の推進コイル４、第２の推進コイル６に作用する力を支えるための主突起部、９は主突起部８間に設けられた従突起部、１０はコンクリートビーム２に埋め込まれ雌ねじを形成した金具からなるインサート、１１は第１および第２の推進コイル４、６の外側曲面部Ａと同一形状の曲面部を有するとともに両端部に第１および第２の推進コイル４、６を押さえるための押さえ部１１ａを有する支持部材である。１２は固着手段であるボルトで、支持部材１１のボルト穴１１ｂをこのボルト１２で貫通してインサート１０に螺着し、その後ボルト１２の端部をナット１３で螺着することにより、支持部材１１はコンクリートビーム２に固定される。１４は第１の推進コイル４、第２の推進コイル６の外側曲面部Ａと同一形状の曲面部を有する固定部材で、固定部材１４のボルト穴１４ａをボルト１２で貫通してインサート１０に螺着し、その後ナット１３で螺着することにより、固定部材１４はコンクリートビーム２に固定される。１５は主突起部８と第１および第２の推進コイル４、６との間に介在し第１および第２の推進コイル４、６の面が粗い主突起部８に直接圧接して第１および第２の推進コイル４、６が破損するのを防止するための弧状で、かつ断面が楔形状のスペーサである。
【０００４】
図８は第１および第２の推進コイル４、６の断面図であり、２０は矩形状をしたアルミニウム製の導体、２１は導体２０の外側に設けられたエポキシ系樹脂製の絶縁体、２２は絶縁体２１の外周に設けられた炭素系樹脂製の半導電層、２３は半導電層２２の外周面にエポキシ系樹脂が塗装された絶縁膜である。
【０００５】
次に、上記構成の磁気浮上式鉄道用軌道の第１および第２の推進コイル４、６を支持部であるコンクリートビーム２に取り付ける手順について説明する。まず、スペーサ１５をコンクリートビーム２の主突起部８にシリコンエポキシ系接着剤を用いて接着する。その後、支持部材１１をボルト１２、ナット１３を用いてコンクリートビーム２に固定する。次に、第１および第２の推進コイル４、６の固定部材１４側の内側曲面部Ｂをスペーサ１５に押圧する。また、そのとき、推進コイル４、６の端部を支持部材１１の押さえ部１１ａに係止させた状態で、固定部材１４をボルト１２、ナット１３を用いてコンクリートビーム２に固定し、コンクリートビーム２に推進コイル４、６を取り付ける。その後、スペーサ１５と内側曲面部Ｂとの間、および固定部材１４と外側曲面部Ａとの間の空隙部にシリコン系の充填材（図示せず）を充填して、コンクリートビーム２に対する推進コイル４、６の取付は完了する。
【０００６】
上記構成の磁気浮上式鉄道用軌道では、三相交流が第１の推進コイル４、第２の推進コイル６に与えられ、この第１の推進コイル４、第２の推進コイル６と、車両の磁石である超電導コイル（図示せず）とによる電磁誘導作用で車両には推進力が与えられ、また超電導コイルと浮上コイル７とによる電磁誘導作用で浮上力が与えられ、車両は軌道１内を浮上して、走行する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の磁気浮上式鉄道用軌道では、１ユニットのコンクリートビーム２には、例えば６個の第１の推進コイル４と、２個の端部推進コイル５と、７個の第２の推進コイル６とを必要とし、コンクリートビーム２に第１の推進コイル４、第２の推進コイル６および端部推進コイル５を固定するためには、インサート１０、支持部材１１、ボルト１２、固定部材１４、スペーサ１５等を必要とし、固定用部材として多額な費用を要するという課題があった。
【０００８】
また、矩形状の導体２０、エポキシ系樹脂製の絶縁体２１等から構成された剛体の推進コイル４、５、６が、振動により主突起部８、固定部材１４に衝突して破損することを防止するために、推進コイル４、５、６と主突起部８、固定部材１４との間にスペーサ１５、シリコン系の充填材を介在させて、推進コイル４、５、６をコンクリートビーム２に強固に固定しなければならず、固定作業が面倒であるという課題もあった。
【０００９】
さらに、第１および第２の推進コイル４、６は図９に示す接続ケーブル２４を用いて電気的に接続されているが、第１の推進コイル４の口出部４ａ、第２の推進コイル６の口出部６ａと、接続ケーブル２４のコネクタ２４ａとの接続作業は、動力工具の使用しにくい狭い作業空間で行わなければならず、接続作業に時間を要するという課題もあった。
【００１０】
さらにまた、接続箇所が多くなれば、それだけ接続不良も多く発生し易くなり、磁気浮上式鉄道用軌道の信頼性が低くなるという課題もあった。
【００１１】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、支持部に推進コイルを固定する固定作業を必要とせず、また推進コイルと接続ケーブルとの接続箇所が減少し接続作業時間を短縮することができるとともに、信頼性が向上する磁気浮上式鉄道用軌道およびそのコイル取付方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１の磁気浮上式鉄道用軌道は、軌道に沿って設けられているとともに間隔をおいて形成された複数個の突起部を有する支持部と、複数個の前記突起部にそれぞれ巻回され車両に搭載された磁石との電磁誘導作用で車両に推進力を与える推進コイル本体およびこれらの推進コイル本体を直列に接続し推進コイル本体と一体で構成されたリード線を有する可撓性の推進コイルと、前記支持部と協働して前記推進コイルを挟持するとともに前記磁石との電磁誘導作用で車両に浮上力を与える浮上コイルとを備えたものである。
【００１３】
この発明の請求項２の磁気浮上式鉄道用軌道では、推進コイルは、撚線とこの外側に設けられた絶縁体とを備えたものである。
【００１４】
この発明の請求項３の磁気浮上式鉄道用軌道では、絶縁体は架橋ポリエチレンから構成されているものである。
【００１５】
この発明の請求項４の磁気浮上式鉄道用軌道では、支持部の上部に推進コイルで発生した熱を放出する通気孔を形成したものである。
【００１６】
この発明の請求項５の磁気浮上式鉄道用軌道のコイル取付方法では、支持部に間隔をおいて形成された複数個の各主突起部のそれぞれに可撓性のケーブルを巻回して、推進コイル本体とリード線とからなる推進コイルを支持に設け、次に前記推進コイルの表面を浮上コイルで覆い、かつ固着手段を用いて浮上コイルを支持部に固着して、推進コイルを支持部と浮上コイルとで挟持したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１の分解斜視図であり、図４ないし図９と同一または相当部分は同一符号を付し、その説明は省略する。
図１において、３０は支持部であるコンクリートビーム、３１はコンクリートビーム３０に埋め込まれ雌ねじを形成した非磁性鋼からなるインサート、３２ａ、３２ｂおよび３２ｃはコンクリートビーム３０の側壁に所定間隔をおいて形成された第１、第２および第３の主突起部、３３は第１、第２および第３の主突起部３２ａ、３２ｂ、３２ｃの下方に設けられた従突起部、３４は各主突起部３２ａ、３２ｂ、３２ｃの上方にそれぞれ形成された通気孔である。
【００１８】
３５は第１の主突起部３２ａで例えば７回それぞれ巻回される推進コイル本体３５ａと、推進コイル本体３５ａ同士を直列に接続するリード線３５ｂとが一体で構成された第１の推進コイル、３６は第２の主突起部３２ｂで例えば７回それぞれ巻回される推進コイル本体３６ａと、推進コイル本体３６ａ同士を直列に接続するリード線３６ｂとが一体で構成された第２の推進コイル、３７は第３の主突起部３２ｃで例えば７回それぞれ巻回される推進コイル本体３７ａと、推進コイル本体３７ａ同士を直列に接続するリード線３７ｂとが一体で構成された第３の推進コイルである。
【００１９】
３８は第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７を覆う浮上コイルで、固着手段であるボルト３９をインサート３１に締め付けることで、浮上コイル３８はコンクリートビーム３０に固着され、また第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７はコンクリートビーム３０と浮上コイル３８とで挟持される。
【００２０】
図２は第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７の断面図であり、４０は複数本の銅線からなる撚線、４１は撚線４０の外側に設けられた炭素系樹脂からなる内部半導電層、４２は内部半導電層４１の外側に設けられた可撓性、絶縁性および耐熱性に優れた乾式架橋ポリエチレン製の絶縁体、４３は絶縁体４２の外側に設けられた例えば炭素系樹脂からなる外部半導電層、４４は外部半導電層４３の外周に設けられた例えば銅線からなるワイヤーシールド、４５はワイヤーシールド４４を押さえるための例えばゴム製の押さえテープ、４６は押さえテープ４５の外側に設けられた例えば塩化ビニル系樹脂製のシースである。
【００２１】
次に、上記構成の磁気浮上式鉄道用軌道の第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７を全長１３．５ｍのコンクリートビーム３０に取り付ける手順について説明する。まず、第１の推進コイル３５、第２の推進コイル３６および第３の推進コイル３７の基材となる第１のケーブル、第２のケーブルおよび第３のケーブルを用意する。次に、第１のケーブルを用いて各第１の主突起部３２ａを７回巻回して、コンクリートビーム３０に第１の推進コイル３５を設ける。次に、第２のケーブルを用いて各第２の主突起部３２ｂをそれぞれ７回巻回して、コンクリートビーム３０に第２の推進コイル３６を設ける。その後、第３のケーブルを用いて各第３の主突起部３２ｃをそれぞれ７回巻回して、コンクリートビーム３０に第３の推進コイル３７を設ける。
【００２２】
次に、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７の表面を浮上コイル３８で覆い、かつボルト３９を用いて浮上コイル３８をコンクリートビーム３０に固着する。このことにより、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７はコンクリートビーム３０と浮上コイル３８とで挟持される。
上記のようにして、各ユニットのコンクリートビーム３０には、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７が取り付けられる。また、隣接した第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７同士は口出部３５ｃ、３６ｃ、３７ｃで、接続ケーブル（図示せず）を用いて接続される。
【００２３】
上記構成の磁気浮上式鉄道用軌道では、第１の推進コイル３５にはＲ相交流電源ラインからの電流が流れ、第２の推進コイル３６にはＳ相交流電源ラインからの電流が流れ、第３の推進コイル３７にはＴ相交流電源ラインからの電流が流れ、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７と、車両の磁石である超電導コイル（図示せず）とによる電磁誘導作用で車両には推進力が与えられる。また、超電導コイルと浮上コイル３８とによる電磁誘導作用で浮上力が与えられ、車両は軌道１内を浮上して、走行する。
【００２４】
車両の走行中、第１の推進コイル３５には車両に対して作用する推進力の反作用が働くが、この力は第１の主突起部３２ａで支えられる。また、第２の推進コイル３６にも車両に対して作用する推進力の反作用が働くが、この力は第２の主突起部３２ｂで支えられる。また、第３の推進コイル３７にも車両に対して作用する推進力の反作用が働くが、この力は第３の主突起部３２ｃで支えられる。また、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７に反力が作用したときには、第１、第２および第３の推進コイル本体３５ａ、３６ａ、３７ａが第１、第２および第３の主突起部３２ａ、３２ｂ、３２ｃに対して移動、衝突するが、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７は可撓性を有しており、変形するものの、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７の破損は防止される。
【００２５】
ところで、浮上コイル３８で覆われた第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７に電流が流れることにより、第１、第２および第３の推進コイル３５、３６、３７にはジュール熱が発生するが、このジュール熱の多くは通気孔３４から外部に放出される。
図３は運転時間と推進コイルの温度との関係を示す図であり、この図から、径が６０mm2の推進コイルを用いてある条件下で車両を走行させたとき、通気孔を有しないときには推進コイルの運転最高温度は１５４℃であるのに対して、通気孔を備えたときには８９℃と温度が大幅に低下することが分かる。
なお、推進コイルの運転温度を低下させるためには、推進コイルの径を大きくすることも考えられるが、径を大きくし過ぎると、推進コイルの基材であるケーブルを主突起部で巻回することができない不都合が生じる。
【００２６】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態では側壁とコンクリートパネルとが一体の支持部であるコンクリートビームを用いたコンクリートビーム方式の磁気浮上式鉄道用軌道の場合について説明したが、支持部として軌道の両側に立設された側壁と、この側壁に添設されたコンクリートパネルとから構成された、コンクリートパネル方式の磁気浮上式鉄道用軌道にもこの発明は適用できる。また、推進コイルの撚線の材料として銅を用いたが、例えばアルミニウムを用いてもよい。
【００２７】
以上説明したように、この発明の磁気浮上式鉄道用軌道によれば、複数個の突起部にそれぞれ巻回され車両に搭載された磁石との電磁誘導作用で車両に推進力を与える推進コイル本体およびこれらの推進コイル本体を直列に接続し推進コイル本体と一体で構成されたリード線を有するとともに、可撓性の推進コイルと、支持部と協働して前記推進コイルを挟持するとともに前記磁石との電磁誘導作用で車両に浮上力を与える浮上コイルとを備えたので、支持部に推進コイルを固定する従来の面倒な推進コイルの固定作業が必要でなくなるという効果がある。また、推進コイル同士の接続箇所が減少し接続作業時間を短縮することができるとともに、接続不良も減少する。
【００２８】
また、推進コイルとして、撚線とこの外周に設けられた絶縁体とを備えたときには、推進コイルの変形が容易となり、支持部に対する推進コイルの取り付け作業性が向上する。
【００２９】
また、絶縁体を架橋ポリエチレンで構成したときには、推進コイルはより変形し易くなるとともに、耐絶縁性、耐熱性が向上する。
【００３０】
また、支持部の上部に通気孔を形成したときには、推進コイルで発生した熱は通気孔から放出され、推進コイルの温度上昇を防止することができる。
【００３１】
また、支持部に間隔をおいて形成された複数個の各突起部のそれぞれに可撓性のケーブルを巻回して、推進コイル本体とリード線とからなる推進コイルを支持部に設け、次に前記推進コイルの表面を浮上コイルで覆い、かつ固着手段を用いて浮上コイルを支持部に固着して、推進コイルを支持部と浮上コイルとで挟持したことにより、支持部に推進コイルを簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施の形態を示す磁気浮上式鉄道用軌道の分解斜視図である。
【図２】  図１の推進コイルの断面図である。
【図３】  運転時間と推進コイルの温度との関係を示す関係図である。
【図４】  従来の磁気浮上式鉄道用軌道の要部斜視図である。
【図５】  図４における第１の推進コイル、第２の推進コイルがコンクリートビームに取り付けられる状態を示す分解斜視図である。
【図６】  図５の推進コイルの正面図である。
【図７】  コンクリートビームに第１の推進コイルおよび第２の推進コイルが取り付けられたときの正面図である。
【図８】  図５の推進コイルの断面図である。
【図９】  接続ケーブルの正面図である。
【符号の説明】
１  軌道、３０  コンクリートビーム（支持部）、３２ａ  第１の主突起部、３２ｂ  第２の主突起部、３２ｃ  第３の主突起部、３４  通気孔、３５  第１の推進コイル、３５ａ  第１の推進コイル本体、３５ｂ  第１のリード線、３６第２の推進コイル、３６ａ  第２の推進コイル本体、３６ｂ  第２のリード線、３７  第３の推進コイル、３７ａ  第３の推進コイル本体、３７ｂ  第３のリード線、３８  浮上コイル、３９  ボルト（固着手段）、４０  撚線、４２  絶縁体。
【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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