JP2009514716A - 車両の軌道作動型磁気的切換方法 - Google Patents

Abstract

輸送車両の切り換えを行うシステムは、軌道と、その軌道に沿って移動する車両と、切換点で車両に所望の方向への移動を行わせる力を発生する磁界源と、を具える。切換点を通って車両が移動し始めると、通常案内システムが有効となるまで、案内は永久磁石の使用により継続される。この切換方式は、磁気浮上を含むいかなる懸架方式に対しても作動させることが可能であるとともに、水平案内輪および磁気案内を含むいかなる横方向案内方式のいずれに対しても作動させることが可能なものである。本システムは、個人用高速輸送システムなどの車両間隔が非常に小さい場合や、原材料ハンドリング、あるいは同じシャフトに複数の搬器をもつエレベータにも使用可能である。

Description

本発明は、車両による輸送に関し、詳しくは軌道（guideway）上の車両の切換方法および装置に関するものである。

すべての軌道には、異なる運行方向を選択する手段が必要である。従来の列車は機械的な可動レールを有する切換器を用いており、これは作動に数秒を要し、かつ保守上の問題を有していた。磁気式あるいはエアクッション式懸架は一般に、軌道上の大きな区域の運動を要する。いくつかの旅客輸送手段では、ゴムタイヤ式の車輪と、軌道上の区域を運動させることによりなされる切換えを伴う案内を行うための付加的な鉛直車軸（vertical-axle）車輪とが用いられている。

個人用高速輸送システムあるいは工場内の原材料ハンドリングあるいはエレベータなど、いくつかの応用例については、ただ２，３秒のヘッドウェイで作動可能であることが重要である。これらの場合、軌道区域の実質的運動を要する切換器を用いることは安全ではない。そこで、車両作動型機構を伴って切り換えを実施する他の方法が考案されている。これを行う最も普通の方法は、特許文献１および特許文献２のように、軌道と相互作用する機械的車輪を用い、切換ポイントにおいて車両を分岐方向に導く、または直進させるようにすることである。いくつかの場合、特許文献３のように、切換えは切換車輪によって行われる。これは車両に取り付けられてはいるが、軌道によって作動させられるものである。これはヘッドウェイが短い操作を可能とするものの、車両の制御が軌道ベースのコントローラを介して調整（coordinate）されるべきものであるので、現在では信頼性の問題がある。車両上の作動機構および軌道上の制御部を伴う操作は、一般に無線リンクに依存するが、これは潜在的に干渉の問題を有している。加えて、切換機構は機械的なもので、これは保守を要し、かつ故障し易いものである。

磁力を用いて機械的切換えを改善する方式が多く提案されている。これを行うには２つの方法がある。すなわち、１）特許文献４、５および６のように、車両に電磁石を使用し、軌道上の強磁性構造に対する吸引力を発生させるようにする方法と、２）特許文献７、８、９、１０および１１のように、軌道上に回路開放または回路短絡が可能なコイルを使用し、磁界を変化させるべく制御可能な反発力を発生させるようにする方法と、である。これらの方法はいずれも奏功しておらず、切換器の設計を有効にし続ける軌道ベースの機械的機構を実現していない。

磁気懸架式車両に対して電動サスペンション（ElectroDynamic Suspension；ＥＤＳ）が用いられる特別な場合には、一方のパスでコイルを短絡させ、他方のパスでコイルを開放することにより、磁気式切換えを生じさせることが可能である。これは、移動磁石に対する反発力を生じさせる、あるいは何の力も生じさせないものである。この考えについての変形例は、特許文献７、８、９、１０および１２で取り上げられている。これらの技術には、可動部を有さずに軌道を作動できるという利点はあるものの、今日使用されている殆どの種類の懸架には使用できないものである。

米国特許第４，１３２，１７５号明細書 米国特許第６，８５７，３７４号明細書 米国特許第５，２７７，１２４号明細書 米国特許第３，７６３，７８８号明細書 米国特許第５，７７８，７９６号明細書 米国特許第５，７９４，５３５号明細書 米国特許第３，９９４，２３６号明細書 米国特許第５，５０３，０８３号明細書 米国特許第５，５１７，９２４号明細書 米国特許第５，８６５，１２３号明細書 米国特許第５，９０４，１０１号明細書 米国特許第６，７８４，５７２号明細書 米国特許第６，１０１，９５２号明細書

以上に鑑みて、本発明は、車両切換えのために改善された方法および装置を提供することを目的とする。本発明のより特別な目的は、軌道上にある車両に適用可能な方法および装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、種々の車両懸架および案内機構とともに作動する方法および装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、列車、トロリー、個人用高速輸送車両（personal rapid transit vehicle）および荷物運搬車両（baggage-carrying vehicle）などの「軌道」車両（この例に限られるものではない）に使用可能であるとともに、自動車、バスおよびトラックなどの車輪付きの「路上」車両（この例に限られるものでもない）に使用可能な方法および装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、可動の機械的案内要素がたとえあったとしても、これを僅かに要するのみで足りるような方法および装置を提供し、ヘッドウェイを比較的小さくすることが要求される応用に対して適用できるようにすることにある。

上述した目的は本発明により達成される。本発明は、いくつかの形態において、運搬（transportation）およびその他の搬送（conveyance）システムを備え、これは軌道上に磁石（例えば電磁石）を有し、車両に対して働く力（例えば横向きの力）を生じさせて、軌道切換ポイント（例えば合流および／または分岐位置）での車両移動方向を制御するようにしている。磁石は、例えば軌道ベースのコントローラによって制御可能である。コントローラは、車両（および、例えば軌道上にあるその他のもの）の位置を監視し、動いている車両自体には制御信号を伝達する必要なく切換えを制御する。

本発明の関連形態において、上述した車両は、例えば車輪、磁石、空気圧またはその他の力発生手段のいずれかを用いる通常の案内システムを有し得る。しかしながら、本発明の形態によると、切換えは軌道ベースの電磁石によって開始される。

本発明の他の形態によると、電磁石はＤＣまたは低周波ＡＣによって励磁され、例えば強磁性プレート、または車輪、またはその他の、車両自体にある切換え構造に対する吸引力を発生するようになっている。あるいは、より高い周波数のＡＣで電磁石を励磁することで、導電性プレート、または車輪、またはその他の切換構造に対する反発力が発生するようにすることもできる。また、吸引力および反発力の双方を軌道の対向側部に作用させることで、所望の方向に車両を移動させるようにすることも可能である。

本発明のさらなる形態においては、切換えは電磁石によって開始されるが、短距離でも車両が一旦移動すれば、軌道に配置された１以上の永久磁石を用いることによって切換えを完了する。永久磁石は、通常の案内機構が有効となるまで、車両を所望の経路に維持することができる。

本発明に係る方法および装置は、とりわけリニアモータにより推進される車両を案内するのに好適である。この推進方式および軌道ベースの切換器とともに、推進および制御システムの全体が軌道に配置されることで、車両を受動的なものとすることができ、移動中の車両に制御信号を伝達する必要もなくなる。

本発明のこれらの、およびその他の形態は、図面および請求の範囲に明らかである。

添付の図面を参照することで、本発明をより完全に理解できるようになる。

序論
ここに記載する本発明は、特許文献１３に記載された本発明者らによる先の研究の結果物であって、当該文献の参照により、その教示するところがここに含まれるものとする。そこで論じられた設計は商業用途に良好に使用されているが、複雑さやコストを低減する改善は常に要望されている。以下に論じるところから明らかとなるように、当該特許文献に開示されている磁気的切換えがここで修正され、種々の懸架および案内方式（scheme）とともに働くようにされている。また、軌道上の電磁石を用いることで、車両に対して制御可能な力を作用させ、分岐点（diverge）で車両を指定方向に向かわせるとともに、合流点（merge）で安全に作動するようにされている。

図面に示され、かつ以下に論じるように、例示される本発明の実施形態は、軌道上の切換ポイントで車両を分岐方向または合流方向に導くために、磁力を利用している。切換えは、軌道上の１以上の磁石と、これが相互作用する１以上の車輪またはプレートまたはその他の種類の車両上の切換構造との相互作用により行われ、合流または分岐位置（すなわち「切換ポイント」）の近傍で、車両に対して作用する力（例えば横向きの力）を生じさせるものとなっている。磁界は吸引力または反発力のいずれかを生成可能であり、いくつかの場合には、一側部に作用する吸引力を、他側部に反発力を作用させることで増強可能である。

概して、「切換構造」という語句は、ここでは磁界と相互作用可能な１以上の構造として参照され、これが例えば物理的に結合される車両の軌道に影響を与えることが可能な力を生成する。かかる切換構造は、車両の１以上の車輪、または、１以上の車輪および／またはプレートおよび／または他の構造のいかなる組み合わせであってよく、強磁性または常磁性材料、すなわち磁界の存在下で磁気的性質を得る材料の使用を含み得る。

ここで論じる切換機構は、車輪や磁気浮上（maglev）を含む公知の多くの懸架方式とともに作動させることが可能なものであり、また水平案内輪（horizontal guide wheel）および磁気案内（magnetic guidance）を含む横方向案内方式のいずれに対しても作動させることが可能なものである。さらに、車両は軌道上にあるもの、あるいは軌道から懸垂されるもののいずれでもよい。軌道上に作動機構（activation mechanism）を有することで、車両を受動的なものとすることができ、移動中の車両に制御信号を伝達する必要もなくなる。磁界は一瞬の間にオン／オフが可能であるので、本システムは、個人用高速輸送システムなど車両間隔が非常に小さい場合や、原材料ハンドリング、あるいは同じシャフトに複数の搬器（cab）をもつエレベータにも使用可能である。これらのシステムは、能動的車両制御を要するシステムに比べ、潜在的に信頼性および安全性が高い。

通常案内が案内輪を用いる場合の軌道ベースの切換器の使用
図１および図２は本発明の一実施形態の平面図を示す。この実施形態に関し、車両４は、ガイドレール３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄとの相互作用による横方向案内を提供する切換構造として、水平輪５Ｌ，５Ｒ（すなわち鉛直軸（vertical axle）車輪）を用いている。車両４は８つの案内輪５Ｌ，５Ｒを有する。説明を明確化するために、懸架および推進機構は図示されていない。切換ポイントから離れる通常の移動に関しては、水平輪５Ｌ，５Ｒが車両４を案内する。しかし切換ポイント７の近傍には、案内レールの破断があり、電磁石１Ｄ，１Ｓおよび永久磁石２Ｄ，２Ｓの組み合わせにより案内が行われる。以下、この実施形態の動作態様について詳細に論じる。

一動作時において、図１に関し車両４は左から右に移動し、車両４が右の分岐路８に方向変換してゆくよう切換えが望まれている。この方向変換を実現する目的で、電磁石１Ｄが作動し、電磁石１Ｓは作動しない。作動した磁石１Ｄは、それに隣接した位置にある車両４の右側の鋼製車輪５Ｒを吸引し、これによって車両４は右の分岐路８に向かって移動する。車両４は分岐路８への進行を開始した直後に、永久磁石２Ｄと出会い、これが車両４を吸引して分岐路８での移動が維持される。永久磁石の使用により、コストや複雑さが低減できるとともに、車両が一旦方向転換を開始した後には、たとえ電源異常が生じたとしても、分岐路での移動を確実に継続することが可能となる。永久磁石２Ｓの磁界は迅速かつ十分に低下し、車両４に対し大きな吸引力を作用することはない。車両４が十分に右側分岐路８を進行すると、左側のガイド車輪５Ｌが左側ガイドレール３Ｄに係合する。かかる係合は、ガイドレール３Ｂとの接触を維持している右側ガイド車輪５Ｒとともに、車両４が車輪の案内を受けながら右側分岐路８を進行してゆくことを可能にする。

図２は、図示の動作時では車両４が分岐路９に沿った直進を継続することが望まれていること以外は、図１と同じシステムを示している。直進を行わせる目的で電磁石１Ｓが作動し、電磁石１Ｄは作動しない。作動した磁石１Ｓは、車両４の左側の鋼製車輪５Ｌを吸引し、これによって車両４は分岐路９の直進路にとどまる。その直後に、車両４は永久磁石２Ｓと出会い、これが車両４の吸引を継続して、分岐路９の直進路での車両４の移動が維持される。永久磁石の使用により、コストや複雑さが低減できるとともに、車両が一旦直進路上の移動を開始した後には、たとえ電源異常が生じたとしても、当該経路での移動を確実に継続することが可能となる。上述した動作時と同様に、永久磁石２Ｄの磁界は迅速かつ十分に低下し、車両４に対し大きな吸引力を作用することはない。車両４が十分に進行すると、右側のガイド車輪５Ｒが右側ガイドレール３Ｃに係合する。従って、ガイドレール３Ａと係合している左側ガイド車輪５Ｌとともに、車両４は車輪の案内を受けながら分岐路９に沿って進行してゆく。

他の動作時では、車両４は反対方向、すなわち図１および図２において右から左に移動し、ここで他の分岐路が合流する。車両４の切換構造（例えば図１および図２で具体化したような車輪）の適切な側に隣接する電磁石が作動し、ガイド車輪のいくつかがガイドレールに接触しない領域を通って車両４が案内されてしまうのを防止する。何らかの理由により電磁石が作動しない場合でも、合流方向に進む車両は安全に振興を継続しようとするが、適切な電磁石が励磁された場合よりも横方向の動きは大きくなり得る。

いくつかの実施形態では、切換ポイントの全長に沿って、永久磁石を電磁石に置き換えることも可能である。この選択肢はより高価なものとなり得るが、軌道の磁石と接触し得る実質的に強磁性物質がある領域で車両を操作する場合や、その他の理由で永久磁石が望ましくない場合には、適切なものとなり得る。

車輪に十分な磁力を及ぼすために、鋼製の車輪が使用できない場合あるいは他の種類の車輪である場合には、吸引力を得る目的で、車両上の切換構造として車両に１以上の強磁性プレートを用いることができる。反発力の相互作用が望まれる場合には、かかる反発力を得る目的で、導電性プレートを用いることも可能である。強磁性プレート６を設置する態様は図１に示されており、ここでは強磁性プレート６が電磁石１Ｄまたは永久磁石２Ｄに近接して、しかし接触せずに配置されている。

磁気切換を懸架システムに対して用いる場合には、切換器での方向変換を提供する目的で、完全に分離した少なくとも２つの道が設けられる。磁力を用いてサスペンションホイールを操縦し案内を実行することができ、あるいはその力を、サスペンションホイールを引いて旋回させるのに用いることができる。例えば、リニアモータによる推進を行い、無輪牽引（no wheel traction）とほとんど差がないようにすることが望まれる場合には、車輪を低摩擦の接触面をもつものとすれば（例えば非常に滑らかなものとすれば）、サスペンションホイールを短距離だけ側方に引くことは、さほど大きな力を要さないものとなり得る。サスペンションホイールに操縦作用を働かせることは、複雑化はするものの、しかし案内のために要する力は小さいものとなる。操縦のためのこれらのアプローチの双方は、本願に記載される磁気切換の種々の実施形態で実現することができる。

車両の操縦に磁力を用いる場合には、車両の対向側部に車輪を互いに結合して有し、車両の一側部に加わる磁力によって両輪を操縦できるようにすることが望まれることがしばしばある。かかる結合は、他の種の切換構造およびそれらの組み合わせに対して実施されるものとすることもできる（例えば、車両の方向づけを行うために、複数の切換構造（プレートなど）の協調運動によって操縦を行うことができる）。

磁石設計
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施形態に係り、それぞれ、案内輪に吸引力を作用するために使用可能なＵ字型電磁石を示す平面図および断面図である。案内輪１４は、軌道の損耗およびノイズを低減するべく弾性材料で形成した薄いリムを有するとともに、電磁石が車輪に吸引力を作用できるようにするための強磁性コアを備えている。車輪１４は、ステンレス鋼またはその他の比較的高い抵抗率をもつ強磁性材料で形成した走行面（running surface）１３と接触する。電磁石１Ｓ，１Ｄはコア１０と、脚部１２と、脚部１２上にコイルを形成する巻線１１とを有し、通電に応じて励磁され、走行面１３上を転動する車輪１４の近傍に強い磁界を発生する。

軌道および磁石の寸法は車両の寸法は、車両の寸法に従って広い範囲で異なり得る。例えば、磁石構造にできるだけ小さなギャップを用いる軌道および磁石構成を選択すること、および／または、車両を所望の方向に確実に移動させるのに十分な力が得られるようにすることが望ましいものとなり得る。

車輪の弾性踏面（tread）を排除すること、および／または車輪が電磁石の脚部に接触するよう走行面を排除することを含め、多くの変形が可能である。これらの変更は、軌道磁石の損耗およびノイズの増大をもたらし得るが、力を増進させるものとなる。

図４Ａおよび図４Ｂは、図３Ａおよび図３Ｂと同様のシステムを示しているが、吸引力が車輪の代わりに切換構造として作動する強磁性プレート１６に作用するようにした点が異なっている。コイルおよび積層物（laminations）を保護するために、カバー１７を用いることができる。しかしこれは必ずしも必要ではない。

あるいは、図４Ａおよび図４Ｂにおける強磁性プレート１６を、非強磁性ではあるが導電性のプレートに置き換える場合には、巻線１１により形成されるコイルは適切なＡＣ周波数により励起され、プレートに反発力が作用する。これにより、車両を所望の方向に押しやることが可能となる。いくつかの場合には、十分に高い電気的周波数を使用することによって、強磁性プレートを押すことが可能である。非強磁性プレート押すためのＡＣ周波数の範囲は一般に５０〜５００Ｈｚであり、強磁性プレートに対してはより高いものとなる。

図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の実施形態で使用される力を永久磁石がどのように発生するかを示している。車両が切換ポイントで所望の方向に移動し始めたが、通常案内機構に故障が生じている領域にあるような場合に、永久磁石の使用が有効である。図５Ａは、矢印４１，４２，４３のように磁界の向きが異なっている３つの永久磁石２１，２２，２３が使用されている場合の断面図である。図５Ｂは、図５Ａの磁石２１および２３を、空隙に磁束を伝える楔形の鋼製磁極２５，２６に置き換えたものを示している。いずれの場合においても、空隙には磁界の矢印２０で模式的に示されるような強い吸引力が生じる。３つの磁石を使用すると、コストは若干高くなるものの、強い磁力を得ることができる。これらの一方、またはさらに他方についても、永久磁石の構成は、他の案内力が利用できない場合に、車両を軌道の正しい側に保っておくのに用いることができる。磁石は断面に垂直な方向のいかなる長さに対応したものであってよく、また磁石面はガイドレールの形状に合うように選択することができる。

いくつかの場合には、電磁石とともに永久磁石を使用して制御可能な吸引力を生成するようにすることが望ましいものとなり得る。図６Ａおよび図６Ｂは、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂと同様のＵ字型磁石についての磁力線を示しているが、これらとは電磁石脚部３４に永久磁石３２が取り付けられている点で異なっている。コイル３３は磁石３２および脚部３４の双方に巻かれている。車両の強磁性構造３１を吸引する目的で巻線３３が励磁され、図６Ａに示すように永久磁石の磁界が補われるようになる。車両を吸引しない目的に対しては電流が反転され、図６Ｂに示すように磁界のほとんどが無効となるようにされる。この設計は、いくつかの場合、特に磁気ギャップが大きい場合に、所定のコイル損失に対して有意に大きい力を発生することができる。

当業者であればわかるように、他の磁石鋼製を用いることも可能である。

エレベータ
本応用例において記載される切換方式は、エレベータシャフトにおける鉛直方向移動に対して、または斜行に対して使用可能なものである。例えば、車両はリニアモータにより推進されて一方のシャフトを上昇し、他方のシャフトを下降することができ、これらのシャフトが軌道として機能する。そして、シャフト内の磁気切換器を用いて、車両（すなわち搬器）を一方のシャフトから他方のシャフトに移動させることができる。

かかるシステムは、図１〜図２のシステムを次のように変更したものとすることができる。すなわち、直線軌道９を鉛直なものとし、分岐軌道８を地面に対して水平なものとする。電磁石１Ｓ，１Ｄおよび／または永久磁石２Ｓ，２Ｄは適切な横方向の力を提供して、車両を一方のエレベータシャフト（すなわち軌道９）から分岐軌道８上を横に移動させ、他のエレベータシャフト（他の直線軌道）に移動させる。さらに、車両４が常に直立したままとなるよう、分岐軌道８の向きを定めることができる。例えば、直線軌道９を分岐軌道８に対して垂直なものとし、車両４が軌道８，９の交点に到達したときに、電磁石１Ｓが作動して車両４を分岐軌道８に向けて横に押すようにすることができる。あるいは、電磁石１Ｄが作動して車両４を分岐軌道８内に引き込むこともできるし、または電磁石１Ｄ，１Ｓの双方が補完的に働くようにすることも可能である。

ここで開示したようなエレベータシャフトの一方から他方への磁気的切換の使用は、短いヘッドウェイをもって信頼性高く作動できる能力があるという利点を有する。高層ビルに対して、本発明の実施形態は、１シャフトあたり少なくとも４つの搬器の使用と、単に１０〜１５秒のヘッドウェイをもつ作動とを可能にする。これにより、所定の容量を実現するのに必要なエレベータシャフトの数において要素の４以上の削減が可能となり、エレベータエリアが減少することによって、全フロア上の利用可能部分は有意に拡大される。

変更例
上述したもの以外にも、本発明の形態は多くの変更が可能である。以下は、その２、３の例であるが、本発明を限定するものではない。

図１および図２に示した実施形態と、かかる実施形態に関連して説明した作動モードとは、すべて単なる例示である。複数の要素およびその作動についての多くの変形例は、本願の範囲内で実施され得るものである。例えば、切換構造として働く車輪の数（例えば１以上）；軌道に対して位置づけられる磁石の数、寸法および強度；軌道に対する車輪の向き（例えば、車輪は水平方向を向いていることが必須ではなく、垂直方向またはその他の角度をもった方向に向いていてもよい）；車両懸架の種類（例えば車輪式、磁気式、エアクッション式など）；軌道の構成（例えば、その上を移動している車両に向かって横方向に延在する部分を有し、車両の切換構造に隣接するよう磁石の向きを定めるもの。Ｕ字型軌道など）；切換ポイントにおける分岐の数（例えば３以上の分岐）；および列車（train）における車両の数は、上述した本発明のどの実施形態をも利用するものであり、すべて変更可能である。これらの変更であって当業者に理解されるものは、上述したその他のものとともに、本願の範囲内にある。

通常案内のための案内輪以外にも、他の方法を使用可能である。例えば、特許文献１３（参照によってそのすべてをここに包含する）に記載されたもののように、通常車両案内が磁気式のものである場合には、磁気による切換力が大きいと、車両のプレートが磁石に接触してしまうことがある。この場合は、ギャップセンサおよびフィードバックを利用し、力を制御して接触が生じないようにすることが望ましい。

車両は、一般的な鉄道貨車（railroad car）のように、２以上の台車（bogie）で支持されていてもよい。この場合、各台車が強磁性の車輪もしくはプレートまたはその他の切換構造のいずれかを有し、磁気切換力が台車を所望の方向に向けるものとすることができる。

図１は８つの案内輪をもつ車両を示している。４つの案内輪のみで作動させることも勿論可能であり、いくつかの場合には２輪のみでも十分であり得る。

多くの場合、車両は車輪によって支持されるが、磁力などの他の機構によって支持される車両とすることも可能である。導電性シートその他の導電性構造に作用する反発力を用いる電動サスペンション（Electro Dynamic Suspension；ＥＤＳ）を利用したシステムの場合、磁気切換力は切換領域を通じて車両の横方向位置を制御することができる。軌道下に懸架される車両を用いる（Electro Magnetic Suspension；ＥＭＳ）を利用したシステムの場合には、切換点で車両を横方向に移動させるのに磁気切換力を用いることができる。

前述のものをさらに正しく認識することは、案内および切り換えのために磁力を用いている特許文献１３を参照することで達成される。この文献の参照によって、その実態のすべてがここに包含される。

本発明の特定の実施形態を示し、説明したが、当業者によって行われ得る他の実施形態および変形も、添付の請求の範囲に記載された本発明の真の精神および範囲に含まれるものであることが理解されよう。実際に、一実施形態と関連して例示され、説明された１以上の特徴は、他の実施形態の１以上の特徴と組み合わせることができる。かかる変形および変更は本発明の範囲に包含されるものである。

いずれかの方向への移動が可能な車両が分岐経路上を移動している状態を示す。この例は、車輪と、電磁石および永久磁石の双方とによる通常案内であり、電磁石および永久磁石は強磁性体の車輪を吸引して、切換えと当該切換えのエリアを通る案内を実現している。 車両が直線経路を移動していること以外は、図１と同じシステムを示している。 強磁性体の車輪に対する吸引力を生成するために好適な電磁石の設計を示す平面図である。 強磁性体の車輪に対する吸引力を生成するために好適な電磁石の設計を示す側面図である。 車両上の切換え構造として働くプレートに力が作用していること以外は、図３Ａと同じものを示している。 車両上の切換え構造として働くプレートに力が作用していること以外は、図３Ｂと同じものを示している。 通常案内に故障が生じているが、車両が既に正しい経路にあるときに、永久磁石がどのように吸引案内力を提供することができるかを示している。向きの異なる３つの磁石が用いられており、この構成は高コストとなり得るものの、より高い案内力を生じさせる。 通常案内に故障が生じているが、車両が既に正しい経路にあるときに、永久磁石がどのように吸引案内力を提供することができるかを示している。ここでは、磁束を集中させるのに用いられる強磁性の磁極片をもつ単一の磁石が示されている。 他の磁石設計についての力線を示しており、ここでは電磁石のコイルによって生成される磁界を増強するのに永久磁石が用いられている。 コイル電流が反転し、図６Ａの磁石設計によって微小な力が生じている場合の力線を示している。

Claims (21)

1. 車両に配置された第１切換構造と、
   前記車両の移動を案内するための軌道と、
   該軌道の一部に配置された第１電磁石であって、該第１電磁石とその近傍の前記第１切換構造の少なくとも一部との間に磁力を生じさせることによって、切換ポイントで前記車両の方向づけを行うための当該第１電磁石と、
   を具えたことを特徴とする車両の切換システム。
2. 前記第１切換構造は少なくとも１つの案内輪を具えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１切換構造は少なくとも１つのプレートを具えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記第１切換構造は強磁性または常磁性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記軌道の一部に配置された永久磁石をさらに具え、該永久磁石とその近傍の前記第１切換構造の少なくとも一部との間に磁力を生じさせることによって、切換ポイントで車両の方向づけを行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１電磁石は交流によって励磁されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記車両は少なくとも２つの台車を具え、前記電磁石は前記台車の各々との間に磁力を生じさせることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記軌道は傾斜し、または鉛直であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記第１電磁石が少なくとも１つの永久磁石を一体に含むことで、前記電磁石に要する電力を低減または前記磁力を増大させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 前記車両に配置された第２切換構造と、
    前記第１電磁石に対して前記軌道の反対側の部分に配置された第２電磁石であって、該第２電磁石と前記第２切換構造の少なくとも一部との間に磁力を生じさせるための当該第２電磁石と、
    をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. 前記軌道は前記車両の移動を案内するための第１ガイドレールを具え、前記第１電磁石は、前記第１ガイドレールとその近傍の前記第１切換構造の少なくとも一部との間に磁力を生じさせるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
12. 前記軌道の部分として働く第２ガイドレールであって、前記車両が前記第１ガイドレールと前記第２ガイドレールとの間にあって移動できるようにする当該第２ガイドレールと、
    前記車両に配置され、前記第２ガイドレールと係合するための第２切換構造と、
    前記第２ガイドレールとその近傍の前記第２切換構造の少なくとも一部との間に磁力を生じさせるための第２電磁石と、
    をさらに具えたことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. エレベータシステムとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 前記軌道は連結された複数のエレベータシャフトとして構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記連結された複数のエレベータシャフトを通って移動する複数のエレベータ搬器をさらに具えたことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 前記複数のエレベータ搬器は少なくとも４つのエレベータ搬器を含むことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 車両を軌道上で移動させ、
    前記軌道に配置された磁石を用いることによって、前記車両と、前記車両の側方にある前記軌道の少なくとも一部との間に磁力を生じさせることにより、前記切換ポイントで前記車両の方向づけを行う、
    ことを特徴とする車両の切換方法。
18. 前記磁力の発生は、前記磁石と前記車両に結合した切換構造との相互作用による前記磁力の発生を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記磁力の発生は、交流を用いた電磁石の作動を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記磁力の発生は、前記軌道に配置された永久磁石を用いることによる切換ポイントでの前記車両の方向づけを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
21. 車両に配置された切換構造と、
    前記車両の移動を案内するための軌道と、
    該軌道の一部に配置された少なくとも１つの磁石であって、該少なくとも１つの磁石とその近傍の前記切換構造の少なくとも一部との間に磁力を生じさせることによって、切換ポイントで前記車両の方向づけを行うための当該少なくとも１つの磁石と、
    を具えたことを特徴とする車両の切換システム。

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