JPS6330772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリニアモータ地上設置コイルを地上構
造物に固定する方法に関する。

リニアモータの地上設置コイルは、地上に敷設
された軌道に取付けられ、電磁力により車両を走
行させるコイルである。このような地上設置コイ
ルは軌道に取付けられて使用されるため、全天候
に曝され、また車載コイルによつて生ずる電磁力
の影響も受ける。そこで、これらの苛酷な条件に
耐えるように、地上設置コイルとしては一般に外
装をモード材で堅牢にモールドしたモールドコイ
ルが使用されている。

第１図及び第２図はこのような従来の地上設置
コイルの構造を示したものである。地上設置コイ
ル１は導体を矩形状に複数ターン巻回したコイル
導体２と、このコイル導体２の周囲を被覆した耐
候性、耐水性及び機械強度の優れた絶縁構造材３
とで構成されている。なお、この絶縁構造材３は
その側面にテーパ付面４を有している。この絶縁
構造材３としてはシートモールデイングコンパウ
ンド（以下SMCと称する）やレジンコンクリー
トあるいはエポキシモールドが用いられる。

上記SMCとは熱硬化性樹脂、例えば不飽和ポ
リエステル樹脂にガラス矩繊維や粉末フイラ、触
媒、内部離形剤、顔料及び増粘剤等を混入して半
硬化状にしたシートである。また、上記レジンコ
ンクリートとは熱硬化性樹脂、例えば不飽和ポリ
エステル樹脂に砂利及び砂を混合したものであ
る。更に、上記エポキシモールドとは、エポキシ
樹脂に硬化剤及び粉末フイラを混合したものであ
る。

このような構造の地上設置コイル１は、従来、
第３図に示すように地上構造物５へ直接埋設して
固定されていた。ところが、コイル導体２の材料
にはアルミニウムが多く使用され地上構造物５は
コンクリートで作られているため、地上設置コイ
ル１と地上構造物５の線膨張係数が異なることに
なる。このため、気温の変化や、日射による温度
上昇に伴い、地上設置コイル１あるいは地上構造
物５が熱応力によつて破壊する危険性が高かつ
た。

そこで、地上設置コイル１と地上構造物５との
間にスペーサを挾み込むことにより、地上設置コ
イル１と地上構造物５の間に生ずる熱応力を緩和
する方法が提案されている。ところがこの方法で
は、絶縁構造材３の側面に角度10〜25度のテーパ
を付ける必要があるため、絶縁構造材３の肉厚が
上部に比較し底部が非常に大きくなる（例えばコ
イル高さ90mmの場合は上部と底部の肉厚差は16〜
42mmとなる）。従つて、肉厚が著しく不均一とな
つて、絶縁構造材３にクラツクが発生し易く、ま
た絶縁構造材３の材料に無駄な部分が生ずる欠点
があつた。

ここで、絶縁構造材３の側面に10〜25度の角度
を持つたテーパが付される理由は、事故時等に地
上構造物５からスペーサを取出し、地上設置コイ
ル１を地上構造物５の溝より取出すことができる
ようにするためである。

本発明の目的は上記の欠点に鑑み、絶縁構造材
のクラツク発生を防止し、且つ材料の無駄を省い
た地上設置コイル固定方法を提供するにある。

本発明により上記の目的は、地上設置コイルと
して浮上用地上コイルを対象とした場合は、使用
電圧が低くまたコイルの受ける電磁力も推進案内
用地上コイルに比較して格段に小さいため、事故
等が発生する確率が極めて低くなり、地上設置コ
イルを地上構造物の溝より取出すことはまずあり
得ないことに着目し、地上設置コイルと地上構造
物との間に挾むスペーサ材として可とう性樹脂含
浸積層板を用い、且つ絶縁構造材の側面に設ける
テーパ部の角度を小さくすることにより達成され
る。

以下、本発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。

第４図は本発明に係る地上設置コイル固定方法
の一実施例を示す横断面図である。但し第１図乃
至第３図と同様あるいは同一構成部分は同一符号
を用いて示してある。

地上設置コイル１は導体を矩形状に複数ターン
巻回したコイル導体２と、このコイル導体２の周
囲を側面にテーパ付面４を有する絶縁構造材３で
モールドして構成されている。このような構造の
地上設置コイル１は、地上構造物５との間に可と
う性樹脂含浸積層板から成るスペーサ６を介して
埋設されている。なお、可とう性樹脂積層板はポ
リエステル不織布を基材とし、可とう性エポキシ
樹脂を含浸させて加熱成形することにより製造し
てある。

第５図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、第４図と同様あるいは同一構成部分は同一符
号を用いて示してある。この実施例の特徴はスペ
ーサ６が地上構造物５より抜け出しにくくするた
め、スペーサ６に突起７を設けた点にあり、他の
構成は前述の実施例と同一である。

上記の実施例の特徴は適当な硬さを持ち且つ耐
摩耗性の優れた可とう性樹脂含浸積層板から成る
スペーサ６を設けた点にあるが、以下この可とう
性樹脂含浸積層板を選んだ理由について述べる。

一般に、地上設置コイルと地上構造物との間へ
スペーサを挾んで埋設した場合、コイル端部に生
ずる応力σは次式で近似できる。

σ＝（α₁−α₂）×ΔT×E₁／２×A₁×E₁×ｔ／A₃×E₃
×ｌ＋１………(1) 但し、α₁はコイルの線膨脹係数、α₂は地上構造
物の線膨脹係数、ΔTはコイル埋設時からの温度
変化量、E₁はコイルの平均縦弾性率、E₃はスペ
ーサの厚さ方向縦弾性率、A₁はコイルの断面積、
A₃は熱応力を受けるスペーサの面積、ｔはスペ
ーサの厚さ及びｌはコイル一辺の長さを示してい
る。(1)式右辺の分母の値は必ず１より大きくな
り、またE₁に比べてE₃が小さい程またはスペー
サの値ｔが大きい程分母の値は大きくなり、これ
に伴つてコイルに生じる応力σは小さくなる。

一方、地上構造物５とこれに埋設した地上設置
コイル１及びスペーサ６間の接着力は極く僅かで
あるため、第４図のｘ方向に対して力が加わる
と、θ＝０度の場合、地上設置コイル１は地上構
造物５から脱落する危険がある。またθ≠０度で
あつても、地上設置コイル１と地上構造物５の間
に挾まれたスペーサ６が変形しコイルが地上構造
物５に対して移動する危険がある。このｘ方向の
移動量δは次式で表わせる。

δＰ×ｔ×cosδ／２×Ｌ×ｈ×E₃×sin²θ ………(2) 但し、Ｐはコイル全体にｘ方向へ加わる力、θ
はテーパ部の角度、Ｌはコイル中心線の全長及び
ｈはコイルの高さを示している。テーパ部の角度
θが０度＜θ＜90度の範囲で大きくなるに従つ
て、cosθは減少し逆にsinθは増加するため、式(2)
に示す移動量δはθが小さくなるに従つて小さく
なることが分る。また、E₃が大きくなるに従つ
てδは小さくなることが分る。

従つて、式(1)及び(2)によつてテーパ部角度を小
さくすると移動量δが大きくなり、走行系に異常
をきたすことになる。また、スペーサ６の厚さ方
向弾性率E₃が大き過ぎると移動量δは小さくな
るが、コイルに生ずる熱応力σが大きくなる。逆
に、スペーサの厚さ方向弾性率E₃を小さくする
と、コイルに生ずる応力σは小さくなるが、移動
量δが大きくなるため、スペーサ６の厚さ方向縦
弾性率E₃は程良い値とする必要がある。

上記の考察より、スペーサ６の材質としてクツ
シヨン効果のあるゴムが考えられるが、ゴムは通
常縦弾性率が0.2Kg／mm²程度で非常にやわらかく、
繰返し電磁力が加わることにより次第に摩耗して
いくことが懸念される。この摩耗を防ぐために、
ニトリルゴムやウレタンゴムのような硬いゴムを
使用することが考えられるが、前者は耐オゾン性
耐酸性に弱く、後者は耐酸性、耐アルカリ性に弱
いため、全天候には使用できない欠点がある。こ
のため、適度な硬さを持ち、且つ全天候に使用で
きるスペーサ材質として可とう性樹脂含浸積層板
が使用されることになつた。

本実施例によれば、地上設置コイル１と地上構
造物５との間に、適当な硬さを持ち且つ耐摩耗性
の優れた可とう性樹脂含浸積層板から成るスペー
サ６を挾んであるため、絶縁構造材３の側面に設
けるテーパ部の角度を小さくすることができ、耐
クラツク性を向上させる効果があり、且つ絶縁構
造材３の材料の無駄を省く効果がある。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、地上設置コイルと地上構造物との間に可とう
性樹脂含浸積層板から成るスペーサを介在させる
ことにより、絶縁構造材のクラツク発生を防止
し、且つ材料の無駄を省いた地上設置コイル固定
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の地上設置コイルの斜視図、第２
図は第１図の−断面図、第３図は従来技術に
より地上設置コイルを地上構造物に固定した状態
を示す横断面図、第４図は本発明に係る地上設置
コイル固定方法の一実施例を示す横断面図、第５
図は本発明に係る地上設置コイルの固定方法の他
の実施例を示す横断面図である。 １……地上設置コイル、２……コイル導体、３
……絶縁構造材、４……テーパ付面、５……地上
構造物、６……スペーサ、７……突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 矩形状のコイル導体に絶縁構造材を被覆した
   リニアモータの浮上用地上設置コイルをスペーサ
   を介して地上構造物の溝へ固定する地上設置コイ
   ル固定方法において、スペーサ材として可とう性
   樹脂含浸積層板を用いることを特徴とする地上設
   置コイル固定方法。