JP5073364B2 - 超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法 - Google Patents
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Description
本発明は、超電導磁気浮上式鉄道に配置される地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法に係わり、特に、推進・浮上・案内機能を兼用するＰＬＧコイルに関する表面保護層の改良並びに、その保護板の位置決め精度の評価方法に関するものである。
従来、超電導磁気浮上式鉄道に配置される地上コイル装置として、本願発明者らは、表面保護層を巻線コイルと一緒に金型内にセットし、モールド樹脂にて一体成形を施す保護層構成方法を提案している（下記特許文献１参照）。
図７は従来の超電導磁気浮上式鉄道のＰＬＧ表面保護層付地上コイル装置のガイドウェイの模式図、図８はその地上コイル装置の断面図であり、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）はその側面図である。
図７は従来の超電導磁気浮上式鉄道のＰＬＧ表面保護層付地上コイル装置のガイドウェイの模式図、図８はその地上コイル装置の断面図であり、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）はその側面図である。
図７に示すように、ガイドウェイ１００の両側に設けられるガイドウェイ側壁１０１に、同一コイルで地上コイルの３機能（推進・浮上・案内）を兼用できるＰＬＧ地上コイル１０２を配置する方式となっている。
そのＰＬＧ地上コイル１０２は、図８に示すように、コイル本体１０２Ａの車両に配置される側にコイル表面保護層１０２Ｂを形成するようにしていた。
そのＰＬＧ地上コイル１０２は、図８に示すように、コイル本体１０２Ａの車両に配置される側にコイル表面保護層１０２Ｂを形成するようにしていた。
図９はかかる従来の超電導磁気浮上式鉄道のＰＬＧ表面保護層付地上コイルの断面模式図である。
この図において、２０１はコイル導体、２０２は位置決めスペーサ、２０３は保護板としてのＦＲＰ板、２０４はモールド樹脂、２０５は表面保護層であり、ＦＲＰ板２０３の表面とモールド樹脂２０４の表面には導電性処理が施されており、両者はケーブル接続用コネクタ金具を介してケーブルの接地線２０６で接地されるように構成される。
この図において、２０１はコイル導体、２０２は位置決めスペーサ、２０３は保護板としてのＦＲＰ板、２０４はモールド樹脂、２０５は表面保護層であり、ＦＲＰ板２０３の表面とモールド樹脂２０４の表面には導電性処理が施されており、両者はケーブル接続用コネクタ金具を介してケーブルの接地線２０６で接地されるように構成される。
ここで、保護板（ＦＲＰ板）２０３の厚さａは２ｍｍ、コイル導体２０１の表面から保護板（ＦＲＰ板）２０３までの距離ｂは１２ｍｍである。また、保護板（ＦＲＰ板）２０３は表面保護層２０５の構成部材であるガラスクロスシート上に配置されている。
かかる表面保護層付地上コイルを構成することにより、（１）保守作業時の感電を防止することができ、ガイドウェイ内での安全を確保することができ、（２）鉄道車両の超高速運転時の微小飛来物から地上コイル自体を保護することができる。
特開２００６−２６２５４２号公報
かかる表面保護層付地上コイルを構成することにより、（１）保守作業時の感電を防止することができ、ガイドウェイ内での安全を確保することができ、（２）鉄道車両の超高速運転時の微小飛来物から地上コイル自体を保護することができる。
しかしながら、このような表面保護層２０５に形成される保護板（ＦＲＰ板）２０３は、正しい位置に配置されないと、絶縁強度上問題が生じるといった課題があるにも関わらず、従来の地上コイルにおける表面保護層構成方法では、成形コイル内における保護板（ＦＲＰ板）の位置を非破壊で確認する手段がなかった。
本発明は、上記状況に鑑みて、超電導磁気浮上式鉄道の地上コイルにおいて表面保護層の非金属材料からなる保護板の位置を非破壊で確実に確認することができる超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記状況に鑑みて、超電導磁気浮上式鉄道の地上コイルにおいて表面保護層の非金属材料からなる保護板の位置を非破壊で確実に確認することができる超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、表面保護層内に配置される非金属材料からなる保護板上の複数の箇所に導電性円板を配置し、前記導電性円板上に設定される渦電流式変位センサーを用いて、コイル表面から前記導電性円板までの距離を計測することを特徴とする。
〔１〕超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、表面保護層内に配置される非金属材料からなる保護板上の複数の箇所に導電性円板を配置し、前記導電性円板上に設定される渦電流式変位センサーを用いて、コイル表面から前記導電性円板までの距離を計測することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記保護板がＦＲＰ板であることを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記導電性円板がアルミニウム円板であることを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記導電性円板がアルミニウム円板であることを特徴とする。
〔４〕上記〔１〕記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記導電性円板が銅円板であることを特徴とする。
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
従来技術では、超電導磁気浮上式鉄道のコイル表面からコイル導体までの距離に関しては渦電流式変位センサーにより測定が可能であったが、コイル表面から表面保護層を構成するＦＲＰ板のような非金属材料からなる保護板までの距離を渦電流式変位センサーで測定することはできなかった。また、超音波式変位センサーでは表面保護層に補強用ガラスクロス等が配置されているため、当該部位で乱反射が生じ、同様に測定不能であった。
従来技術では、超電導磁気浮上式鉄道のコイル表面からコイル導体までの距離に関しては渦電流式変位センサーにより測定が可能であったが、コイル表面から表面保護層を構成するＦＲＰ板のような非金属材料からなる保護板までの距離を渦電流式変位センサーで測定することはできなかった。また、超音波式変位センサーでは表面保護層に補強用ガラスクロス等が配置されているため、当該部位で乱反射が生じ、同様に測定不能であった。
これに対し、本発明によれば、超電導磁気浮上式鉄道の地上コイルにおいて、表面保護層構成用保護板（ＦＲＰ板）までの距離を非破壊で正確に評価することができる。
本発明の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法は、表面保護層内に配置される非金属材料からなる保護板上の複数の箇所に導電性円板を配置し、前記導電性円板上に設定される渦電流式変位センサーを用いて、コイル表面から前記導電性円板までの距離を計測する。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置（ＰＬＧ地上コイル装置）の保護板の平面模式図、図２は超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置（ＰＬＧ地上コイル装置）の断面模式図である。
これらの図において、超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置１は巻線コイル２と、その表面保護層に配置される非金属材料からなる保護板（ＦＲＰ板）３と、その保護板（ＦＲＰ板）３に固定される導電性円板（アルミニウム円板）４、モールド樹脂５とを備えている。
図１は本発明の実施例を示す超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置（ＰＬＧ地上コイル装置）の保護板の平面模式図、図２は超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置（ＰＬＧ地上コイル装置）の断面模式図である。
これらの図において、超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置１は巻線コイル２と、その表面保護層に配置される非金属材料からなる保護板（ＦＲＰ板）３と、その保護板（ＦＲＰ板）３に固定される導電性円板（アルミニウム円板）４、モールド樹脂５とを備えている。
このように、表面保護層を構成する非金属材料からなる保護板（ＦＲＰ板）３の任意表面に導電性円板であるアルミニウム円板４を貼付し、巻線コイル２と一緒にモールド樹脂５にて一体成形を施した。そして、成形された地上コイル装置１の導電性円板（アルミニウム円板）４上に渦電流式変位センサーを設定し、コイル表面から導電性円板（アルミニウム円板）４までの距離を測定する。これにより、コイル表面〜ＦＲＰ板，ＦＲＰ板〜コイル導体の距離を正確に評価することができる。
図３は本発明の実施例を示す超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置測定のためのＰＬＧ地上コイルの構成図である。
この図において、１１は日の字形状のコイル、１２は口出し端子、１３はブッシュ、１４はコイル１１の１個に付き８箇所配置されるアルミニウム円板である。
従来より成形コイルの絶縁厚さ（コイル表面からコイル導体までの距離）は渦電流式変位センサーにより測定が可能であったが、高機能地上コイルの車両側ではＦＲＰ板からコイル導体までの距離が事実上の絶縁厚さとなるため、ＦＲＰ板の埋め込み位置（コイル表面からの距離）も測定する必要がある。そこで、位置測定用のマーカーとしてアルミニウム円板をＦＲＰ板に接着して埋め込み、このアルミニウム円板を渦電流式変位センサーにより検知する方法を用いることで精度良く測定することができるようにした。
この図において、１１は日の字形状のコイル、１２は口出し端子、１３はブッシュ、１４はコイル１１の１個に付き８箇所配置されるアルミニウム円板である。
従来より成形コイルの絶縁厚さ（コイル表面からコイル導体までの距離）は渦電流式変位センサーにより測定が可能であったが、高機能地上コイルの車両側ではＦＲＰ板からコイル導体までの距離が事実上の絶縁厚さとなるため、ＦＲＰ板の埋め込み位置（コイル表面からの距離）も測定する必要がある。そこで、位置測定用のマーカーとしてアルミニウム円板をＦＲＰ板に接着して埋め込み、このアルミニウム円板を渦電流式変位センサーにより検知する方法を用いることで精度良く測定することができるようにした。
本発明の表面保護層付地上コイル装置（ＰＬＧ地上コイル装置）では、コイル１個につき８箇所のアルミニウム円板（φ２０ｍｍ×ｔ１ｍｍまたはｔ２ｍｍ）を埋め込んだ。なお、これは、評価手法の検証のための円板配置例に過ぎず、必ずしもコイルに対しての最適位置を示しているものではない。
このように構成することにより、表面保護層付地上コイル装置の保護板（ＦＲＰ板）の上下左右の埋め込み位置を特定することができる。
このように構成することにより、表面保護層付地上コイル装置の保護板（ＦＲＰ板）の上下左右の埋め込み位置を特定することができる。
ここで、ＦＲＰ板の位置測定について説明する。
図４は本発明によるＦＲＰ板位置測定の状況を示す図、図５は同一のアルミニウム円板を用いた校正作業により予め得られたギャップと出力電圧の測定の結果を示す図、図６はそのＦＲＰ板の位置測定結果を示す図である。
渦電流式変位センサー１５のプローブ１６によりコイルに埋め込まれたアルミニウム円板を検知し（図４参照）、予め取得した校正結果（図５参照）を元に渦電流式変位センサーの出力電圧をコイル表面からＦＲＰ板までの距離に換算した。また、アルミニウム円板埋め込み位置のコイルを切断し（機械的破壊）、コイル表面からＦＲＰ板までの距離を実測（撮影画像から測定）し、両者を比較した。
図４は本発明によるＦＲＰ板位置測定の状況を示す図、図５は同一のアルミニウム円板を用いた校正作業により予め得られたギャップと出力電圧の測定の結果を示す図、図６はそのＦＲＰ板の位置測定結果を示す図である。
渦電流式変位センサー１５のプローブ１６によりコイルに埋め込まれたアルミニウム円板を検知し（図４参照）、予め取得した校正結果（図５参照）を元に渦電流式変位センサーの出力電圧をコイル表面からＦＲＰ板までの距離に換算した。また、アルミニウム円板埋め込み位置のコイルを切断し（機械的破壊）、コイル表面からＦＲＰ板までの距離を実測（撮影画像から測定）し、両者を比較した。
両者の測定比較結果を図６に示す。マーカーとなるアルミニウム円板の厚さに関係なく、渦電流式変位センサーによる測定値から換算した値と実測値は概ね一致した。
以上の結果から、本発明の方法により、ＦＲＰ板の埋め込み位置を非破壊で精度良く測定できることが確認できた。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
以上の結果から、本発明の方法により、ＦＲＰ板の埋め込み位置を非破壊で精度良く測定できることが確認できた。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法は、超電導磁気浮上式鉄道の地上コイルの精度評価に利用することができる。
１ 表面保護層付地上コイル装置
２ 巻線コイル
３ 非金属材料からなる保護板（ＦＲＰ板）
４ 導電性円板（アルミニウム円板）
５ モールド樹脂
１１ 日の字形状のコイル
１２ 口出し端子
１３ ブッシュ
１４ アルミニウム円板
１５ 渦電流式変位センサー
１６ プローブ
２ 巻線コイル
３ 非金属材料からなる保護板（ＦＲＰ板）
４ 導電性円板（アルミニウム円板）
５ モールド樹脂
１１ 日の字形状のコイル
１２ 口出し端子
１３ ブッシュ
１４ アルミニウム円板
１５ 渦電流式変位センサー
１６ プローブ
Claims (4)
- （ａ）表面保護層内に配置される非金属材料からなる保護板上の複数の箇所に導電性円板を配置し、
（ｂ）前記導電性円板上に設定される渦電流式変位センサーを用いて、コイル表面から前記導電性円板までの距離を計測することを特徴とする超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法。 - 請求項１記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記保護板がＦＲＰ板であることを特徴とする超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法。
- 請求項１記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記導電性円板がアルミニウム円板であることを特徴とする超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法。
- 請求項１記載の超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法において、前記導電性円板が銅円板であることを特徴とする超電導磁気浮上式鉄道の表面保護層付地上コイル装置の保護板の位置決め精度評価方法。
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