| 【発明の名称】 |
磁気浮上式鉄道用推進コイル装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】地蔵 吉洋
【氏名】梅木 健
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| 【要約】 |
【課題】車上のコイルとのギャップを広げることなく、効率を低下させずに必要な巻数を巻線できる磁気浮上式鉄道用推進コイル装置を得る。
【解決手段】推進コイル装置の各コイルは、偶数段の構成で巻回されており、軌道側壁側から数えて奇数段は外周側から内周側に向かって巻線され、偶数段は内周側から外周側に向かって巻線されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 軌道側壁に配置され、各相毎に１条のケーブルを巻線して複数のコイルを形成し、これらを直列に結線して、リニアモータの電機子を構成する磁気浮上式鉄道用推進コイル装置において、各コイルは偶数段の構成で巻回されており、軌道側壁側から数えて奇数段は外周側から内周側に向かって巻線され、偶数段は内周側から外周側に向かって巻線されていることを特徴とする磁気浮上式鉄道用推進コイル装置。
【請求項２】 コイルを形成するケーブルは可撓性絶縁材料を主材料とする耐圧ケーブルである請求項１記載の磁気浮上式鉄道用推進コイル装置。
【請求項３】 可撓性絶縁材料はエチレンプロピレンゴムである請求項２記載の磁気浮上式鉄道用推進コイル装置。
【請求項４】 各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を軌道側壁に巻線したものから構成される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の磁気浮上式鉄道用推進コイル装置。
【請求項５】 各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を対応する長さ５．４ｍ〜２１．６ｍのコンクリート製のパネル状構造物あるいはビーム状構造物に巻線したものから構成される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の磁気浮上式鉄道用推進コイル装置。
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【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いてリニアモータの電機子を構成する推進コイル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は例えば特開平３−１２４２５３号公報に示された従来の推進コイルを示す構成図である。図６において、１は１条のケーブルを巻線して形成した集中巻コイル、３はコイル１間の渡り部である。９は集中巻コイルを保持するバインダである。３ｍ（ＡＣ間長さ）ピッチで巻線され、バインダ９で保持された複数の集中巻コイル１とそれぞれ２ｍ（ＢＣ間）長の渡り部３は、１条のケーブルで構成されている。図７は従来の推進コイルを予め巻線するための巻枠と巻線手順を示す図であり、図７(a) は端部の渡り部３を巻いたところで、１０はドラム部のリール、１２は胴板、１３はスリット、１１はつばである。図７(b) は１番目の集中巻コイル１を巻線したところで、巻枠のドラム部のリール１０にスリット１３が所定のピッチで設けられており、このスリット１３でコイル１はバインダ９でバインドされる。図７(c) は上記の巻線作業を繰り返して３つのコイル１および４つの渡り部３まで巻線したところを示す。
【０００３】このようにして製作された複数の集中巻コイル１をコンクリートパネルやコンクリートビーム（代表して以後コンクリートパネルという）に設けた取付用の型枠に取付け、コンクリートパネルの端部に取り付けた、コイル１からの渡り部３の先端のコネクタを介して隣のコンクリートパネルのコイル１の渡り部３に接続し、き電セクション毎に３相結線してリニアモータの電機子を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の推進コイル装置において、以下に示すような問題点があった。１条のケーブルを使用して巻線ドラムに複数コイルを巻線し、コンクリートパネルへは順次端のコイルから押し出して取り付けることから、巻枠にはコイル毎につばを付けないため、コイルは複数層巻きは崩れ易く巻線が困難であり、１層巻きとなる。このため推進コイルの必要な巻数を得るためには段方向（軌道側壁から遠ざかる方向）の巻数が多くなり、コイルの深さ方向の寸法が大きくなって、図８に示すように車上の界磁コイルである超電導コイルとのギャップＧが大きくなり、ＬＳＭ（リニアシンクロナスモータ）の効率が悪くなるという問題点があった。図８において、１はケーブルを巻線したコイル、３は渡り部、７は軌道側壁、８は磁気浮上車両、１４はコイル取り付け用の突起又は取付用型枠、１５は車両８に搭載された超電導コイルである。
【０００５】また、工夫をして複数層に巻線したとしても巻始め部が最内周から始まるため、上記のギャップがケーブル１本分は無駄に広がるという問題点があった。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、車上のコイルとのギャップを広げることなく、効率を低下させずに必要な巻数を巻線できる磁気浮上式鉄道用推進コイル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推進コイル装置は、軌道側壁に配置され、各相毎に１条のケーブルを巻線して複数のコイルを形成し、これらを直列に結線して、リニアモータの電機子を構成する磁気浮上式鉄道用推進コイル装置において、各コイルは偶数段の構成で巻回されており、軌道側壁側から数えて奇数段は外周側から内周側に向かって巻線され、偶数段は内周側から外周側に向かって巻線されているものである。
【０００７】また、コイルを形成するケーブルは可撓性絶縁材料を主材料とする耐圧ケーブルである。また、可撓性絶縁材料はエチレンプロピレンゴムである。
【０００８】また、各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を軌道側壁に巻線したものから構成される。
【０００９】さらにまた、各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を対応する長さ５．４ｍ〜２１．６ｍのコンクリート製のパネル状構造物あるいはビーム状構造物に巻線したものから構成される。
【００１０】
【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である推進コイル装置の要部を示す正面図で、図において、１a ，１b ，１c はケーブルをコイル状に巻線した集中巻コイルで、例えば１a はＵ相、１ｂはＶ相、１ｃはＷ相のコイルである。２はケーブルをコイル状に巻線して納めるための溝１６が形成されたコンクリートパネル、１７は溝１６で取り囲まれたコイルの取付用型枠、３ａ，３ｂ，３ｃは同一の相の隣り合うコイルへの渡り部で、コイル１とは１条のケーブルで連続的に繋がっており、それぞれ３a ，３ｂ，３ｃはそれぞれ１a ，１ｂ，１ｃのコイルに繋がっている。また、４ａ，４ｂ，４ｃは各相コイルの巻始め部、５ａ，５ｂ，５ｃは各相コイルの巻終り部を示している。コイルの渡り部３はコンクリートパネルの端部でケーブルコネクタ６を介して隣のコンクリートパネルに巻線されたコイルの渡り部と接続されて、各相同士が直列接続される。各相コイル１a ，１b ，１cと渡り部３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれ連続し、き電セクション毎に３相結線されており、リニアモータの電機子を構成している【００１１】図２は図１のII―II線における推進コイル装置の集中巻コイル１ｂの断面図で、コンクリートパネルの溝にケーブルが２段×３ターン巻かれている。巻線を偶数段に構成することによって、巻始め部４ｂと巻終り部５ｂを互いに（軌道側壁からの）異なる高さ位置とすることができ、複数コイルを連続して巻線したときの渡り部３ｂへケーブルを無理な屈曲をさせることなくスムースに移行できる。なお、図２の２ｄ，２ｅ，２ｆ面を図１では、点点状模様で表している。
【００１２】次に実施の形態１におけるコイル１ｂの巻線手順を図３ (a)〜(g) に示す。図３(a) は巻線開始前を示し、(b) はコイル１ｂの１ターン目を巻線したところ、(c) は２ターン目、(d) は３ターン目を巻線したところを示す。軌道側壁側から数えて１段目は図３の( ｂ) 〜( ｄ) に示すように巻線外周側から巻始め、内周側に向かって巻線する。図３(e) 〜(g) は段上がりして、２段目を順次３ターン巻線する手順を示している。２段目は内周側から外周側に向かって巻線する。
【００１３】上記のように巻線を偶数段に構成し、１段目（奇数段目）を溝の外周に沿って最外ターン（外周側）から最内ターン（内周側）に向かって巻始め、最内ターンで段上がりして２段目（偶数段目）は最内ターンから最外ターンに向かって巻線し、以下必要なら、最外ターンで段上がりして３段目（奇数段目）は最外ターンから最内ターンに向かって巻線し、段数を偶数同様に繰り返すことによって、巻始め部４ｂと巻終り部５ｂを互いに軌道側壁から異なる高さ位置の外周側に持ってくることができ、複数コイルを連続して巻線する渡り部３ｂへケーブルを無理な屈曲をさせることなくスムースに移行でき、また、巻始めと１段目、巻終わりと２段目（偶数段目）が同一の平面内に巻線でき、余分なスペースをとらずにコイル１を巻線できる。
【００１４】ケーブルは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とすることによりコイルの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、限られたスペースの中で大きな窓面積をとることができ、ＬＳＭの効率を向上できる。
【００１５】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形態２の磁気浮上式鉄道を示す断面図で、１は集中巻コイル、３はコイル間の渡り部、７は軌道側壁、８は磁気浮上車両、１５は車両に搭載された超電導コイルを示す。ケーブルはコンクリート軌道側壁７の溝１６に沿わせて型枠１７に、実施の形態１と同様の巻き方で、直接巻線される。軌道に沿って１条のケーブルで連続して巻線される集中巻コイル１の数は軌道上で扱える巻線ドラムの径で制限されるが、２コイル以上８コイル以下が適当である。２コイル以上とすることによりそれだけケーブルコネクタの数を減らすことができ、８コイル以下とするのは、ドラムの径で制限されるためである。２コイル以上８コイル以下をケーブル１条で連続させたものを１グループ単位としている。この単位の３相分Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相がそれぞれ１２０度ピッチに軌道側壁７に巻線配置されている。そしてケーブルコネクタで次のグループ単位のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続される。ケーブルに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と柔軟性があるため、軌道側壁の平面精度に厳しい精度が要求されないため、軌道側壁の建設コストを安価にすることができる。
【００１６】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形態３における磁気浮上式鉄道を示す断面図で、１８はケーブルから、実施の形態１と同様の巻き方で、コイル１を形成するように巻線したコンクリートパネルであり、軌道側壁７に取り付けられる。各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を対応する長さ５．４ｍ〜２１．６ｍのコンクリート製のパネル状構造物に巻線している。そしてケーブルコネクタで次のコンクリート製のパネル状構造物のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ接続される。例えば、コンクリート製のパネル状構造物は、各相２コイル×３層分＝６コイルで、コイルピッチ０. ９ｍで５．４ｍ長となり、各相８コイル×３層分＝２４コイルで、コイルピッチ０. ９ｍで２１．６ｍ長となる。図５の場合は、実施の形態２における効果に加えて、コンクリートパネルを軌道上ではなく、別の建屋内に設置して巻線できるため、巻線のための設備を固定的に設置でき、巻線作業の能率を向上させることができる。なお、この実施の形態３では、コンクリートパネルについて説明したが、軌道に対して、自立するようなコンクリートビーム構造の場合にも同等の効果を奏する。
【００１７】
【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推進コイル装置によれば、軌道側壁に配置され、各相毎に１条のケーブルを巻線して複数のコイルを形成し、これらを直列に結線して、リニアモータの電機子を構成する磁気浮上式鉄道用推進コイル装置において、各コイルは偶数段の構成で巻回されており、軌道側壁側から数えて奇数段は外周側から内周側に向かって巻線され、偶数段は内周側から外周側に向かって巻線されているので、各コイルは車上のコイルとのギャップを広げることなく、効率を低下させずに必要な巻数を巻線でき、巻始め部と巻終り部を互いに軌道側壁から異なる高さ位置の外周側に持ってくることができ、複数コイルを連続させる渡り部へケーブルをスムースに移行できる。
【００１８】また、コイルを形成するケーブルは可撓性絶縁材料を主材料とする耐圧ケーブルであるので、コイルの最小曲げ半径を小さくでき、限られたスペースの中で大きな窓面積をとることができ、効率を向上できる。
【００１９】また、可撓性絶縁材料はエチレンプロピレンゴムであるので、コイルの最小曲げ半径を小さくできる。
【００２０】また、各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を軌道側壁に巻線したものから構成されるので、軌道側壁の建設コストを安価にすることができる。また、可撓性絶縁材料を使用しておれば、軌道側壁の平面度に厳しい精度が要求されない。
【００２１】さらにまた、各相２コイル〜８コイルをケーブル１条で連続したものを１グループ単位として、３相分を対応する長さ５．４ｍ〜２１．６ｍのコンクリート製のパネル状構造物あるいはビーム状構造物に巻線したものから構成されるので、コンクリートパネルを軌道上ではなく、別の建屋内に設置して巻線できるため、巻線のための設備を固定的に設置でき、巻線作業の能率を向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【識別番号】３９００２１５７７
【氏名又は名称】東海旅客鉄道株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月３０日（２０００．６．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７３７５９
【弁理士】
【氏名又は名称】大岩 増雄
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２７６１４（Ｐ２００２−２７６１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１月２５日（２００２．１．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１９９６５６（Ｐ２０００−１９９６５６） |
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