Car on the primary magnet-type transport device

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行路に延設された磁性金属材製の軌条と、この軌条に磁気吸着して案内および牽引駆動を行なう駆動手段を搭載した動力車両と、必要に応じて動力車両に連結された従動車両とを備えた車上１次磁石式輸送装置に関するものであり、従来の地上１次磁石式輸送装置と対比されるものである。

【０００２】

【従来の技術】所謂ＣＴＭシステムと呼ばれる従来の磁石式輸送装置は、誘導電動機等の動力源と減速器等の動力授受機構に結合された固有回動速度を持つ磁性ベルトコンベアユニットを地上側に所定の間隔で配置し、曲線区間や勾配区間においては走行路に沿って左右又は上下方向に磁性ベルトコンベアユニットを折れ線状に所定間隔で配置し、各磁性ベルトコンベアユニットの回動速度の設定によって所定の加減速および等速区間を含む速度パターンをラインに与えて地上側磁性ベルトコンベアラインとし、このコンベアラインの前記磁性ベルトに支持装置を介して磁気吸着する磁石（電磁石および／または永久磁石）と案内車輪および支持車輪とを具備した独立機能を有する車両又はその列車編成をラインに沿って走行させる方式、すなわち地上一次磁石方式をとっている。 このような磁石式輸送装置は、例えば特公昭５５−
２０９０２号公報その他で公知である。

【０００３】従来の地上一次磁石式輸送装置では、前記磁性ベルトコンベアラインに前記車両側の磁石が磁気吸着することにより車両が支持車輪で走行路面を転動しながら牽引駆動され、この場合、例えば特公昭６３−２８
８２２号公報や登録意匠第５３３００号公報に示されて
いるように、磁性ベルトコンベアユニットの回動車軸は横又は縦にして用いられ、特に水平または上下方向の曲線区間では、通常の走行路面と別に延設された案内軌道に沿って強制的に車両を案内するようにしている。 また例えば特公昭５７−２９３６３号公報には 、地上側の磁性ベルトコンベアユニットの磁性ベルトを磁石とし、車両側に前記磁石の代りに磁性材片を取付けたものが示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の地上側１次磁石輸送装置は、乗降場に車両が等時間間隔で到来する大量輸送を前提としたものであり、輸送需要量の増減や大小に係りなく、走行路側に各々固有設定速度を有する磁性ベルトコンベアユニットを必要な加減速および等速パターンが得られるように配列し、停電等の不都合で地上側駆動源である磁性ベルトコンベアユニットの回動停止や車上電磁石の無励磁化が何処で起こっても再起動できるように、例えば特公平２− ３４８１８号公報に示されるように車両に配置されている複数の磁石（電磁石、永久磁石のハイブリット形）の所要数が常に対応するような位置となるように所定間隔で磁性ベルトコンベアユニットを配列した磁性ベルトコンベアラインが必要である。

【０００５】そのため、建設時の輸送需要が、予測大量輸送需要になるまでの間は、磁性ベルトコンベアラインは実際の輸送需要に比べて過剰と言える数の磁性ベルトコンベアユニットが配設されていると言うことになり、
又、定常的に全線の磁性ベルトコンベアユニットを回動させることはエネルギー過剰消費、過剰騒音源となるので、少なからず工夫が必要であるほか、本質的に走行路の中央に磁性ベルトコンベアユニットを配置しなければならないので、コンベアユニット及びそれに付帯するモータや回転伝達機構などを配置するための空間が走行路に必要であり、このため特に高架式の場合には走行路を構成する桁を前記空間の確保のために開構造としなければならず、荷重に対して充分な強度を持たせようとすると必然的に前記空間は限られたものとなり、狭い空間内に配置できるようなベルトコンベアシステムの構造もまた制限を受ける結果となる。

【０００６】従来の地上側１次磁石式輸送装置では、一旦設定した車両走行の速度パターンは固定的なので、走行パターンを変更する場合には、例えば乗降場の増減、
走行路設計変更、あるいは列車長の変更などを行なう場合、既設磁性ベルトコンベアユニットの組み合わせの変更や入替が必要となると言う難点がある。

【０００７】またライン中の全ての磁性ベルトコンベアユニットを定常的に回動させておくこともできるが、省エネルギーを図るため及び回動による騒音発生を少なくするためには、車両の居るき電区間と進行方向前方に隣接するき電区間との磁性ベルトコンベアユニットだけを回動させ、これを車両の進行と共にシフトさせて行く等のシステム付加が必要となる。

【０００８】勾配区間や曲線区間では、磁性ベルトコンベアユニットが折れ線状に配置されるので、車両がその案内輪によって曲線に沿って強制案内されるときに車両側磁石は磁性ベルトの折れ線には追従せず、折れ線角度に応じた捩り力を受けながら磁性ベルト面に対して斜交移動し、場合によっては磁性ベルトを幅方向に脱し、先方の磁性ベルトとの間の間隙部で捩り力から解放されたときに始めて元の位置に復帰する。 この場合、案内輪も強制的に車両を曲線走行路に沿って案内するので捩り力を受けることになる。 従って、これ等の繰り返しによる疲労破断を緩和し、除去するような工夫が必要である。

【０００９】従来の地上１次磁石式輸送装置の方式では、回動速度に段差を有する隣接磁性ベルトコンベアユニット間を車両が渡るとき、即ち加減速時に、車両の磁石と磁性ベルトコンベアユニットの磁性ベルトとの吸着面間のスリップを伴いながら車両が渡り先の磁性ベルトコンベアユニットの磁性ベルトに設定された速度になるが、この場合、乗り心地を悪化する不規則な速度振動による「たぐり」現象が車両に生じるので、その対策として、例えば特開昭６２−１８３６２号公報に示されているように、車両の進行方向先方側の磁石が先方の隣接磁性ベルトコンベアユニットの磁性ベルトに渡り切ると同時に同じ車両の後方側磁石がそれまで吸着していた磁注ベルトコンベアユニットの磁性ベルトから離脱するように磁性ベルトコンベアユニット間の配置間隔を車両の前後磁石間隔と相関を持たせた設定するなどの工夫が必要であり、これはラインの設計余裕を狭くするという不都合となる。

【００１０】また従来の地上１次磁石式輸送装置におけるラインの分岐合流は、例えば特公昭５７−１５０２１
号公報のように、車両側に左右両面にそれぞれ磁極面を向けた対を成す電磁石を搭載し、各磁極面に各々対応する左右側壁側に縦向き回転軸の磁性ベルトコンベアユニットを配設し、対をなす車両側電磁石のいづれか一方のみを励磁して、対応する磁性ベルトコンベアユニットの磁性ベルト面に選択的に吸着させることにより一方の方向に分岐されるようにし、他方の側の電磁石を励磁すれば同様にして他方側に分岐されるようにしている。 しかしながら、この場合、車両側には左右に磁極面を向けた電磁石が一対は必要であり、分岐方向の選択のためにその励磁と消磁を制御しなければならないので永久磁石は使用できず、更に分岐合流部の走行路側壁には左右両側に向い合う縦型の磁性ベルトコンベアユニットが一対は必要となり、さらにまた分岐合流部では隣接磁性ベルトコンベアユニット間が折れ線状配置となるため先に述べたのと同じように車両側磁石に折れ線角度に応じた捩り力が発生するという問題点を伴なう。

【００１１】本発明はこれら従来の問題点を解消するためになされたものであり、地上側に固定軌条を敷設するだけで地上側設備の保守や安全管理が容易であり、また動力設備を車両上に集約して工場で保守・修理を行うことができ、輸送量需要の変動に対して車両数と列車編成の運転時間間隔の増減だけで対応可能であり、地上設備が騒音源となることもなく、所要エネルギーも必要最低減とすることのできる車上一次磁石式輸送装置、特に車
上の磁石装置で車両の力行のための駆動と軌条に沿った
操行案内を共に果たすことができ、しかも従来の磁石式
輸送装置につきものだった課題、即ち、操行案内系が駆
動系とは独立して車両に設けられていることによって曲
線区間や勾配の変化する区間で磁極面と磁性ベルト表面
との間にベルト周回方向から反れた方向の力が作用する
ことによって磁石側と磁姓ベルト側とに捩り力が生じて
支持部材に不所望の応力が発生したり吸着面に摩耗が生
じたりするという問題点についても改善することのでき
る車上一次磁石式輸送装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発明に係る車上１次磁石式輸送装置においては、前述の課題を解決するための具体的手段として、走行路上に延設され、延設方向に沿って延在する互いに背中合わせの一対の側面を有する磁性金属材製の軌条と、前記走行路上の前記軌条の両側の路面上を転動車輪によって自走可能な動力車両とを備え、前記動力車両の床下には前記転動車輪を回転可能に支持する支持枠が設けられ、前記支持枠には、外周面に複数の磁石を固定して前記軌条の曲りに追従して撓み易くした無端状の磁石付きベルトを前記軌条の両側でそれぞれ回転軸を縦にした駆動輪と従動輪との間に掛け回してなる一対の磁石付きベルトコンベアユニットと、前記ベルトコンベアユニットを駆動するための動力装置と、該動力装置の動力を前記ベルトコンベアユニットに伝達する動力伝達機構と、前記ベルトコンベアユニットの前後両端近傍部で軌条の上面を転動することにより軌条に対するベルトコンベアユニットのピッチングを抑制する支持ローラとが装備され、前記動力車両を力行させるために前記一対のベルトコンベアユニットの各磁石付きベルトが前記軌条を両側から挟持して軌条両側面に磁気吸着され、且つ前記一対のベルトコンベアユニットの各磁石付きベルトの回動方向が互いに逆向きに設定されている。

【００１３】また請求項２による車上１次磁石式輸送装置では、請求項１に記載の車上１次磁石式輸送装置において、前記支持枠の転動車輪が一軸構造であり、前記支持枠が車両走行方向に間隔を開けて動力車両に複数設けられている。

【００１４】また請求項３による車上１次磁石式輸送装置では、請求項１又は２に記載の車上１次磁石式輸送装置において、前記動力車両に、前記磁石付きベルトコンベアユニットをもたない従動車両を連結し、前記従動車両には、走行路面上を転動する支持車輪と前記軌条の両側面を挟む案内輪とを設けたものである。

【００１５】更に請求項４による車上１次磁石式輸送装置では、請求項３に記載の車上１次磁石式輸送装置において、車両を列車編成とし、列車編成の先頭車両と最後尾車両を動力車両としている。

【００１６】

【作用】本発明の車上１次磁石式輸送装置では、動力車両は走行路上に延設された磁性金属材製の軌条をまたいで前記軌条の両側の路面上を転動車輪によって自走可能であり、この動力車両の自走のための牽引は、動力車両に装備された左右一対の磁石付ベルトコンベアユニットを動力装置と動力伝達機構によって駆動することにより行われる。 動力車両には動力装置をもたない従動車両を連結して列車編成をとることもでき、この場合、従動車両には、走行路上を転動する支持車輪の他に軌条側面上を転動することによって車両の左右案内をするための案内輪が設けられる。

【００１７】 左右一対の磁石付きベルトコンベアユニットは、 それぞれ回転軸を縦にした駆動輪と従動輪との間に磁石付きベルトを無端状に掛け回したものであり、 こ
れら一対のベルトコンベアユニットの磁石付きベルトは前記軌条の両側面に磁気吸着して軌条を両側面で挟持し
ている。 両側の磁石付きベルトが動力装置によって駆動されて互いに逆向きに回動すると、 それぞれの磁気吸着力による磁気摩擦力によって前記ベルトコンベアユニットが磁石付きベルトの回動速度で軌条に沿って移動し、
前記ベルトコンベアユニットを支持する車両がこれに牽引されて軌条に沿って走行することになる。 このとき、
車両が上下勾配に変化のある区間にさしかかると、磁石
付きベルトの軌条両側面との吸着面は進行方向から反れ
た方向に力を受けてベルトコンベアユニットに捩り力が
生じるが、本発明ではベルトコンベアユニットを支持す
る支持枠の前後端近傍部に設けられた支持ローラが軌条
の上面を転動してベルトコンベアユニットの向きを勾配
に合わせて案内するので、磁石付きベルトの反れは大き
くならず、前記捩り力は大幅に抑制されたものとなる。

【００１８】軌条は、例えば鉄系材料に代表される磁性金属材を前記磁気吸着力が充分となるに足りる体積量で所定断面形状に成形したものであり、その両側面は走行路面に対して例えば直立した磁気吸着用の面を構成する。 たとえばこの軌条は、或る厚さ幅の鋼板を適当な固定機構によって車両走行路中央部に沿って縦にした状態で敷設することによって構成できる。 また磁石付ベルトコンベアユニットは上記軌条の両側面を挟むように対構成にして車両に装備されている 。 動力装置は車両外部から架線または第３レール等を介して給電される誘導電導機を始めとする各種電動機を速度制御装置と共に用いることができ、また動力伝達機構としては、車両の力行時
には電動機からの機械的出力をベルトコンベアユニットの駆動輪へ伝達し、逆に減速等の制動時にはベルトコンベアユニットから回収される機械的エネルギーを電力回生のために電動機側へ伝達する各種の歯車機構を用いることができる。 このようにして、本発明による車上一次
磁石式輸送装置では、一対の磁石付きベルトコンベアユ
ニットによって動力車両の力行のための駆動と軌条に沿
った操行案内が共に果たされ、動力車両の所謂台車まわ
りの構造を駆動系および操行案内系に関して共通化して
簡素にすることができるだけでなく、従来の磁石式輸送
装置につきものだった課題、即ち、操行案内系が駆動系
とは独立して車両に設けられていることによって曲線区
間で磁極面と磁性ベルト表面との間にベルト周回方向か
ら反れた方向の力が作用し、これによって磁石側と磁性
ベルト側とに捩り力が生じて支持部材に不所望の応力が
発生したり吸着面に摩耗が生じたりするという問題に対
しても、周回ベルト面を磁石とし、この磁石ベルト面を
縦向きにして軌条の両側面に磁気吸着させ、磁石ベルト
面で軌条両側面を挟持しながら駆動するので、曲線区間
では前記のような捩り力は発生することがなく、また勾
配の変化する区間でも軌条の上面を転動する支持ローラ
によりベルトコンベアユニットのピッチングが抑えられ
ているので前記捩り力も抑制されるものである。

【００１９】

【実施例】図１〜図３に本発明の実施例を示す。 図において、走行路１１上には、例えばロール圧延によって所望の断面プロフィルに成形された鋼 （磁性材）製の軌条１０が敷設され、その両側面は垂直な磁気吸着面を構成している。 車両１２は、軌条１０の両脇で走行路１１の路面上を転動する支持車輪７ｗにより走行路１１に支承されている。 車輪７ｗは支持枠７ｓに一軸構造で軸受さ
れており、この支持枠７ｓは車両１２の床下に支持ばね
９によって支持されている。 支持枠７ｓには別の支持枠
２が左右一対づつ前後部に設けられ、これら別の支持枠２内には磁石付きベルトコンベアユニット１３がそれぞれ配置されている。

【００２０】磁石付きベルトコンベアユニット１３は、
回転軸を縦に向けた駆動輪ｄと従動輪ｉとに、 外周面に複数の分割磁石を固定した無端状の永久磁石付きベルト１を掛け回してなり、左右の磁石付きベルトコンベアユニット１３の磁石付きベルト１が前記軌条１０の両側面に磁気吸着するようになっている。 支持枠２には、磁石付きベルトコンベアユニット１３の駆動輪ｄに結合された減速歯車装置４（傘歯車機構）と、動力源としての例えば誘導電動機などのモータ６と、前記歯車装置４とモータ６とのトルク伝達を行う連結装置５（動力伝達機構）とが取付けられている。 また、 前記車輪７ｗが１軸
構造であるため、支持枠２が車両走行時にピッチング上下動を生じると車両１２と機械的に干渉するだけでな
く、磁石付きベルト１の軌条との磁気吸着面間での上下
方向の捩りが生じて車体への支持枠取付構造に不所望の
応力が生じたり磁気吸着面に摩耗が生じたりするので、
これを防止するために支持枠２の前後両端近傍には軌条１０の上面を転動する支持ローラ３が設けられている。
この支持ローラ３は支持枠２の荷重を支承し、また支持
枠２は、転動車輪７ｗで路面に支承された支持枠７ｓに
結合され、そして車両荷重は支持ばね９を介して支持枠
７ｓ、従って車輪７ｗに支承されている。

【００２１】このように、走行路１１に延設された軌条１０を両側から挟むようにして一層安定した磁気吸着力
で駆動牽引力と走行案内力を得るように、回動方向が互いに逆向きの磁石付きベルトコンベアユニット１３を対構成にした台車構造を車体前後部部位に設け、かくして本発明で云うところの動力車両が構成されている。 この動力車両はそれ自体で走行・停止・走行案内を行う独立機能を特った車両であり、この動力車両には、動力系、
即ち磁石付きベルトコンベアユニットや電動機などを持たない従動車両を連結して列車編成を構成することができることは述べるまでもない。

【００２２】この場合の動力車両の磁石付きベルトコンベアユニットとしては、例えば特公昭６３−４１８０３
号公報の第４図および第６図に示された磁性ベルトコンベア装置のように磁性ベルトの回動を案内・支承する中間案内ローラを用いず、換言すれば磁石付きベルトに特別な張力をかけずに、 勾配変化区間を含む曲線区間の軌条１０の曲線形状に追従して撓み易くしたものを採用するのがよい。 これによって地上１次式の磁石式輸送装置のように車両またはこれを複数連結した車両編成の列車を案内輪と案内壁によって強制的外力により操向案内する必要がなくなる。 特に曲線区間及び勾配変化区間では地上一次式の場合は磁性ベルトコンベアユニットが折れ線状配置となるため、上記の強制的外力が直線区間に比較して遥かに大きくなり、磁性ベルトに吸着した磁石と車体との間に捩り力が作用してしまうが、本実施例ではそのような問題は生じない。

【００２３】更に、本実施例の動力車両を従動車両と連結して列車編成を構成する場合、進行方向先頭側にのみ図示した独立機能を有する動力車両を用い、これに例えば弾性材を介在させた連結機８を介して後方側に従動車両を連結するのがよい。 この場合、従動車両には軌条１
０を両側より挟んで操向案内を行うための複数対の案内輪を設ける。

【００２４】本実施例において、動力車両の磁石付きベルトコンベアユニット１３の回動速度を可変とする可変電圧・周波数変換装置などの速度制御装置を付加することで選択的な可変速・等速走行を行うことができる。

【００２５】走行路１１がループ走行路ではなく、同一走行路を折り返し運転を行なう場合は、前記列車編成の先頭側と後尾側、すなわち列車編成の両端に独立機能をもつ動力車両を用いればよく、また列車編成が長くなる場合には中間に適当数の動力車両を連結すればよい。 いずれの場合にも、動力車両の磁石付きベルトコンベアユニット１３はその磁石付きベルト１の回動方向が逆転可能となるように駆動系を構成しておけばよい。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
地上側には固定軌条を敷設するだけで動力装置を配置する必要がなく、従って地上側設備の保守や安全管理が容易であり、動力設備は車両上に集約されるので保守・修理時には工場へ搬入して整備を行うことができ、また輸送量需要の変動に対しても、車両数と列車編成の運転時間間隔の増減だけで対応可能であり、地上設備が騒音源となることもなく、所要エネルギーも運行列車分だけで済むことになる。

【００２７】また本発明では、車上側に可変電圧・周波数変換装置などの速度制御装置を装備することで選択的に加減速・等速運行を行うことができ、路線の運行速度パターンを容易に可変とすることができるだけでなく、
起動時や加減速時のタクリ現象も小さくすることができ、乗り心地を大幅に向上することができるほか、停電等の不都合で停止した列車をどの位置からでも所望の加速パターンで再起動することもでき、さらには、車両の磁石付きベルトコンベアユニットの磁石は永久磁石で構成すれば、車両が勾配地点で停止する場合にも軌条に磁石付きベルトが磁気吸着し続けるので、磁石付きベルトコンベアユニットの制動力によって車両を停止位置にとどめることが可能であり、走行用車輪に制動機能をもたせなくても済むという利点が得られる。

【００２８】 特に本発明では、従来の地上一次式の磁石式輸送装置に比べて、構成上、車両毎に設けられた磁石は不要になり、また所定間隔で地上に配置された磁性ベルトコンベアユニッドも不要となるほか、走行路両側に設けた強制操向案内路も不要となり、案内輪やその他の車両側構造部材への捩り力の繰り返しによる不都合は殆どなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】同じく本発明の一実施例を示す側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図である。

【符号の説明】

１ 磁石付きベルト ２ 支持枠 ３ 支持ローラ ４ 減速歯車装置 ５ 連結装置 ６ モータ ７ｗ 支持車輪 ７ｓ 車輪支持枠 ８ 連結機 ９ 支持ばね １０ 軌条 １１ 走行路 １２ 車両 １３ 磁石付きベルトコンベアユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 社団法人 日本鉄道電気技術協会 東京都台東区浅草橋三丁目20番15号 (72)発明者 松井 一三 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 高末 隆 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 坂倉 長男 東京都渋谷区恵比寿１丁目19番23号 東 邦ビル６階 社団法人 日本鉄道電気技 術協会内 (56)参考文献 特開 平１−148653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−116614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−182557（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−125（ＪＰ，Ｂ１)