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リニアモーターカー

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア(Wikipedia)』
1970ねん開催かいさいされた大阪おおさか万博ばんぱく展示てんじされた国鉄こくてつのリニアモーターカーの模型もけい古河ふるかわパビリオンをえがいたシャールジャ切手きって

リニアモーターカー和製わせい英語えいご: linear motor(motour) car略語りゃくごリニア)とは、リニアモーターにより駆動くどうされるもの超電導ちょうでんどうリニア最初さいしょ開発かいはつしゃであった京谷きょうたにこうやすし名付なづけた和製わせい英語えいごである。日本にっぽんではおも超電導ちょうでんどう磁気じき浮上ふじょうしき鉄道てつどうえい:Maglev、マグレブ)を[1]

リニアモーターは、一般いっぱん円筒えんとうじょう円柱えんちゅうじょう固定こてい回転子かいてんしからモーターを、帯状おびじょう展開てんかいし、回転かいてん運動うんどうわりに直線ちょくせん運動うんどうをするようにしたような形態けいたいのモーターである。リニアモーターカーは、リニアモーターにより直接ちょくせつ進行しんこう方向ほうこう加速かそくおよ減速げんそくする鉄道てつどう車輛しゃりょうである。

おも種別しゅべつとして、磁気じき車体しゃたい浮上ふじょうさせて推進すいしんする磁気じき浮上ふじょうしきと、浮上ふじょうさせず車輪しゃりんによって車体しゃたい支持しじし、推進すいしんおよ電磁でんじブレーキにリニアモーターを利用りようする鉄輪てつりんしきが、現在げんざい実用じつようされている。

また、その分類ぶんるいとしては、「軌道きどういちしき」と「くるまじょういちしき」がある。これはようするに回転かいてんしきモータの場合ばあいの、「固定こていいちしき」と「回転子かいてんしいちしき」のようなもので、(つね伝導でんどうの)電磁石でんじしゃくにより極性きょくせい変化へんかさせて駆動くどうりょく発生はっせいさせるがわがどちらか、ということである。電磁石でんじしゃく可変かへんがわいちがわであり、永久えいきゅう磁石じしゃくちょう伝導でんどう磁石じしゃくによる固定こていごくあるいは誘導ゆうどう電流でんりゅう受動じゅどうてき発生はっせいするためのコイル導体どうたいのみのがわがわである。

きゅう国鉄こくてつ・JRの超電導ちょうでんどうリニア場合ばあいちょう伝導でんどう磁石じしゃく磁極じきょく固定こていしきでありまた軌道きどうがわ敷設ふせつするのは現実げんじつてきなので、必然ひつぜんてき軌道きどういちしきとなる。おおくの鉄輪てつりんしきリニアぎゃくに、軌道きどうがわ制御せいぎょけいたせるよりも車両しゃりょうがわたせるのが現実げんじつてきなので、くるまじょういちしきである。

なお、がわ構造こうぞうが「推進すいしんようコイル」としょうされるものであるか、「リアクションプレート」としょうされるものであるか、というちがいには基本きほんてきには意味いみく、軌道きどういちしきくるまじょういちしきというかたり説明せつめい必要ひつようい。

種類しゅるい

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空気くうき浮上ふじょうしき

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  • アエロトラン S44 - Merlin-Gérinしゃによって供給きょうきゅうされたリニア誘導ゆうどうモータをそなえた。
  • UTACV - 1970年代ねんだい開発かいはつされたアメリカの空気くうき浮上ふじょうしきリニアモーターカー試験しけん車両しゃりょう
  • トラックト・ホバークラフト - イギリスの空気くうき浮上ふじょうしきリニアモーターカー試験しけん車両しゃりょう
  • 空気くうき浮上ふじょうしきしん交通こうつうシステム - ゼネラルモーターズ開発かいはつ、およびそれをいで日本にっぽんオーチスによりリニアモータ推進すいしんタイプの実用じつようけた開発かいはつおこなわれ、実験じっけんせんでの評価ひょうかまではおこなわれたが、2018ねん現在げんざいでの営業えいぎょうれいすべケーブルカーのように鋼索こうさく牽引けんいんする方式ほうしき変更へんこうされたタイプである。低速ていそくでの効率こうりつなどはケーブルのほうに利点りてんがある。

磁気じき浮上ふじょうしき

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磁気じき浮上ふじょうしきリニア(超電導ちょうでんどうリニア L0けい) - 鉄道てつどう試験しけん走行そうこうとして世界せかい最高さいこう速度そくどの603km/hを記録きろくしている
磁気じき浮上ふじょうしきリニア(上海しゃんはいトランスラピッド) - 世界せかい最高さいこうそく営業えいぎょう運転うんてん (430km/h) をおこなっている
磁気じき浮上ふじょうしきリニア (HSST) - 愛知あいち高速こうそく交通こうつう100かたち(リニモ)

磁気じき浮上ふじょうしきリニアモーターカーは、磁気じき浮上ふじょうしき鉄道てつどうであって、かつ同時どうじに、リニアモーターで減速げんそくされる。超電導ちょうでんどうリニア電磁でんじ誘導ゆうどう浮上ふじょう支持しじ方式ほうしき(EDS)であり(宮崎みやざき実験じっけんせんではゆか部分ぶぶんのコイルによる反発はんぱつしきだったが、山梨やまなし実験じっけんせんでは側壁そくへき推進すいしんよう浮上ふじょうよう両方りょうほうのコイルがあり、浮上ふじょうには反発はんぱつ吸引きゅういん併用へいようされる)、HSSTトランスラピッド吸引きゅういんしき電磁でんじ吸引きゅういん支持しじ方式ほうしき(EMS)である。超電導ちょうでんどうリニアは浮上ふじょう誘導ゆうどう電流でんりゅう利用りようするというそのメカニズムじょう低速ていそくには浮上ふじょうしないため、引込ひきこめしきゴムタイヤ車輪しゃりん装備そうびしており、停車ていしゃ低速ていそく緊急きんきゅう停止ていしにはタイヤで車体しゃたい支持しじする。

日本にっぽんはつ営業えいぎょう運転うんてんは、HSSTによる1989ねん横浜よこはま博覧はくらんかいにおけるYES'89せんである。運行うんこうされていたのは博覧はくらんかい期間きかんちゅうであったが、博覧はくらんかい展示てんじぶつではなく、磁気じき浮上ふじょうしき鉄道てつどうとして運輸うんゆ当局とうきょくだい一種いっしゅ鉄道てつどう事業じぎょうとして営業えいぎょう運転うんてん免許めんきょ旅客りょかく輸送ゆそうであった。

世界せかいでの実用じつようプロジェクト

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現在げんざい営業えいぎょう運転うんてんおこなっているものは、日本にっぽんでは愛知あいち高速こうそく交通こうつう東部とうぶ丘陵きゅうりょうせん(リニモ)、中国ちゅうごくでは上海しゃんはいトランスラピッドちょうすな磁浮かいせん北京ぺきん地下鉄ちかてつS1せん韓国かんこくではエキスポ科学かがく公園こうえんせん仁川にがわ空港くうこう磁気じき浮上ふじょう鉄道てつどうである。その実験じっけん試験しけん[よう曖昧あいまい回避かいひ]段階だんかいにとどまるか、すでに廃止はいしされている。日本にっぽんでは将来しょうらいにおいて2027ねん目処めど首都しゅとけん品川しながわえき) - 中京ちゅうきょうけん名古屋なごやえきあいだむす中央ちゅうおう新幹線しんかんせん営業えいぎょう運転うんてん開始かいし目指めざしている。

鉄輪てつりんしき

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鉄輪てつりんしきリニア(横浜よこはま市営しえい地下鉄ちかてつグリーンライン)
鉄輪てつりんしきリニア(広州こうしゅう地下鉄ちかてつ4号線ごうせん
鉄輪てつりんしきリニアのリアクションプレート(レールあいだ敷設ふせつされている) - 馬込まごめ車両しゃりょうけんおさむじょう
リムトレン 鉄輪てつりんしきリニア in さいたまはく

鉄輪てつりんしきリニアモーターカーは、推進すいしんりょく動力どうりょく)にリニアモーター(もっぱらリニア誘導ゆうどうモーター)を使用しようし、車両しゃりょう支持しじ案内あんないにはレールと車輪しゃりん使用しようする。原理げんりから構造こうぞうにより、くるまだかひくおさえることが可能かのうであることや、てつ車輪しゃりんてつ軌条きじょう摩擦まさつりょくたよ一般いっぱんてき粘着ねんちゃくしき鉄道てつどうくらべ、推進すいしんりょく車両しゃりょうたいして直接ちょくせつ発生はっせいさせる方式ほうしきであることから車輪しゃりん直径ちょっけいちいさくすることができ、そのうえきゅう勾配こうばいきゅう曲線きょくせんにもつよい、などといった特徴とくちょうがある。日本にっぽんではトンネル断面だんめんちいさくしても車内しゃないひろれるという利点りてんから、地下鉄ちかてつへの採用さいよう1990年代ねんだい以降いこうひろがった。

鉄輪てつりん以外いがいゴムタイヤしきなども原理げんりてきには可能かのうであるが、もともとエネルギー効率こうりつひくいという性質せいしつから、さらにころがり抵抗ていこうおおきいゴムタイヤとわせた営業えいぎょうせんでのれいられない。車体しゃたいがわ台車だいしゃ底面ていめんにはコイル取付とりつけ、地上ちじょうがわにはリアクションプレートを軌道きどう中央ちゅうおう取付とりつけて固定こていしている。走行そうこうさいには、車両しゃりょうがわのコイルにさんそう交流こうりゅうながすことで、誘導ゆうどう電動でんどう回転かいてん磁界じかい相当そうとうする移動いどう磁界じかい発生はっせいする。これによりリアクションプレートにうず電流でんりゅうによる磁界じかい発生はっせいして、車体しゃたいがわのコイルとリアクションプレートのあいだ磁力じりょく吸引きゅういん反発はんぱつ相互そうごはたらいて車両しゃりょう推進すいしんりょく発生はっせいさせる。しゅうでん方式ほうしきには、直流ちょくりゅう1,500 Vの電力でんりょく架空かくう電車でんしゃせんまたは剛体ごうたい架線かせんながしてパンタグラフによりしゅうでんする架空かくう電車でんしゃせん方式ほうしきや、レールまれた架線かせんからしゅうでんするだいさん軌条きじょう方式ほうしき大別たいべつされ、このてんでは一般いっぱんてきモーター駆動くどう方式ほうしき地下鉄ちかてつ電車でんしゃまったおなじであり、このうち日本にっぽんではすべ前者ぜんしゃしゅうでん方式ほうしきによるものである。車両しゃりょう制御せいぎょ方式ほうしきには、リニア誘導ゆうどうモーターを使用しようするためさんそう交流こうりゅう制御せいぎょ可能かのうVVVFインバータ制御せいぎょ採用さいようしている。このため、ていかく速度そくどまではすべり周波数しゅうはすう一定いってい制御せいぎょにより一定いっていトルクで加速かそくして、ていかく速度そくど以上いじょうではすべり一定いってい制御せいぎょおこなって[ちゅう 1]効率こうりつ最大さいだいにする。

鉄輪てつりんしきリニアモーターカーには以下いかのようなメリットがある。

  1. リニアモーターは非常ひじょううすいため通常つうじょう電車でんしゃよりも車輪しゃりんみちちいさく、台車だいしゃ小型こがたでき、客室きゃくしつゆかめんひくくすることができるほか、車両しゃりょう限界げんかい縮小しゅくしょうできる。このためトンネル断面だんめんちいさくでき、建設けんせつ削減さくげん可能かのうミニ地下鉄ちかてつ)。
  2. 駆動くどうりょく車輪しゃりんとレールの摩擦まさつたよらないため、きゅう勾配こうばいでの走行そうこう性能せいのうたか[ちゅう 2]きゅう曲線きょくせんでの走行そうこう可能かのうである[ちゅう 3]大都市だいとしでは地下鉄ちかてつ路線ろせん過密かみつにより直線ちょくせんてき路線ろせん空間くうかん確保かくほ困難こんなんになっており、きゅう勾配こうばいきゅうカーブをおお線形せんけいにせざるをないが、そのような場合ばあい有効ゆうこうである。
  3. 減速げんそく歯車はぐるまたわとう可動かどう部分ぶぶんいので騒音そうおんひくく、保守ほしゅ容易ようい

一方いっぽうで、以下いかのようなデメリットがある。

  1. リアクションプレートと車両しゃりょうがわ電磁石でんじしゃくとの間隔かんかく(ギャップ)がせまい(12 mm程度ていど)ため、地上ちじょう区間くかんえきではゴミなどがはさまりやすい。
  2. 従来じゅうらい粘着ねんちゃくしき推進すいしんくらべるとリニア誘導ゆうどうモーター固有こゆう内部ないぶ損失そんしつおよび、いちがわコイルとリアクションプレートあいだ隙間すきま従来じゅうらい回転かいてんしき誘導ゆうどう電動でんどうくらおおきいのでエネルギーの損失そんしつおおきく(磁界じかい強度きょうど距離きょりの2じょう反比例はんぴれいする)効率こうりつひくい、そのため、単位たんい輸送ゆそうりょうあたりの消費しょうひ電力でんりょく従来じゅうらいがたくらおおきい。

車輛しゃりょう以外いがい鉄道てつどう関連かんれんシステム

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世界せかいでの実用じつようれい

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アメリカ

カナダ

韓国かんこく

その香港ほんこん地下鉄ちかてつなどでも採用さいよう計画けいかくがあるとされる。

中国ちゅうごく

日本にっぽん

ベネズエラ

マレーシア

駆動くどう方式ほうしき種類しゅるい

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リニアモーターも通常つうじょうモーター同様どうよう以下いかのように分類ぶんるいできる(なお、以下いか分類ぶんるいはリニアモーターカーとまった無関係むかんけいに「リニアモーターの分類ぶんるい」である)。また、モーターの1がわ変動へんどう磁界じかい発生はっせいさせるがわ)を地上ちじょうがわ設置せっちして、モーターの2がわくるま上側うわがわ搭載とうさいしている方式ほうしき地上ちじょう1方式ほうしきい、モーターの1がわくるま上側うわがわ搭載とうさいして、モーターの2がわ地上ちじょうがわ設置せっちしている方式ほうしきくるまじょう1方式ほうしきう。

  • リニア同期どうきモーター(LSM) - 車両しゃりょうがわ電磁石でんじしゃく搭載とうさいするとともに、軌道きどうがわにも電磁石でんじしゃくまたは永久えいきゅう磁石じしゃくならべなくてはならないため、軌道きどう敷設ふせつ保線ほせんのコストがかさむ。効率こうりつ出力しゅつりょくにはすぐれる[ちゅう 7]
  • リニア誘導ゆうどうモーター(LIM) - くるまじょういちしき場合ばあい車両しゃりょうがわ電磁石でんじしゃく必要ひつようだが、軌道きどうがわには電磁石でんじしゃく不要ふようで、「リアクションプレート」とばれるたんなる金属きんぞくいたですむ。LSMと比較ひかくした場合ばあい高速こうそくいきでは推力すいりょくちからりつ効率こうりつひくくなるほか、1モーターの1がわと2がわ空隙くうげきおおきくなると推力すいりょく大幅おおはば減少げんしょうするため、その空隙くうげきちいさくおさえる必要ひつようがある。ただし、くるまじょういちしきであれば軌道きどうじょうにコイルを敷設ふせつする必要ひつようがなく、軌道きどうじょうのコイルを励磁れいじ必要ひつようがないので推進すいしん効率こうりつ同種どうしゅ推進すいしん方式ほうしきミニ地下鉄ちかてつどう水準すいじゅんである[ちゅう 8]
  • リニア整流せいりゅうモーター - サイリスタモーターともばれており、ブラシと整流せいりゅう電子でんし回路かいろにおいて実現じつげんしている。エネルギー効率こうりつはLSMよりもたかいが、機械きかいてき接触せっしょくがある、寿命じゅみょうみじかいなどの問題もんだいがあるため、実用じつようレベルではほとんど使つかわれない。

脚注きゃくちゅう

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注記ちゅうき

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  1. ^ この場合ばあいでは、すべり周波数しゅうはすう速度そくど比例ひれいしておおきくなる。
  2. ^ 最大さいだいで60 まで可能かのう
  3. ^ 本線ほんせん曲線きょくせん半径はんけい100 mまで可能かのう
  4. ^ 日立ひたち評論ひょうろん』の1970ねん12がつごうに「リニアモータ方式ほうしきL4かたち貨車かしゃ加減かげんそく装置そうち」という記事きじがある。
  5. ^ とく日本にっぽん新幹線しんかんせんでは、以前いぜんはなれせんによるアーク[よう曖昧あいまい回避かいひ]がほぼ間断かんだんなく発生はっせいしており、解決かいけつには時間じかんがかかった。
  6. ^ アルプスと呼称こしょうする。
  7. ^ ただし、軌道きどういちしきくるまじょういちしきにかかわらず、軌道きどうがわ磁石じしゃく励磁れいじしなければならないので効率こうりつくるまじょういちしきよりもおと
  8. ^ リニア誘導ゆうどうモータには「すべり」があり、反発はんぱつにも吸引きゅういんにもなる。この位相いそうえるタイミングを速度そくどおうじて上手じょうずえるように制御せいぎょしている。

出典しゅってん

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  1. ^ 日本にっぽん国語こくごだい辞典じてん,世界せかいだい百科ひゃっか事典じてんない言及げんきゅう, 知恵ちえぞう,朝日新聞あさひしんぶん掲載けいさい「キーワード」,デジタル大辞泉だいじせん,百科ひゃっか事典じてんマイペディア,世界せかいだい百科ひゃっか事典じてん だいはん,日本にっぽんだい百科全書ひゃっかぜんしょ(ニッポニカ),精選せいせんばん. “リニアモーターカーとは”. コトバンク. 2020ねん12月19にち閲覧えつらん
  2. ^ しん交通こうつうシステム. 保育ほいくしゃ. (1990). p. 72. ISBN 9784586508037 
  3. ^ 当時とうじのリニアモーターヤード:1982ねん塩浜しおはまみさお(2009.4 急行きゅうこう越前えちぜんてつはなし
  4. ^ しゅうでん試験しけん装置そうち 鉄道てつどう総合そうごう技術ぎじゅつ研究所けんきゅうじょ
  5. ^ 鉄道てつどう総研そうけん技術ぎじゅつ遺産いさん LTM高速こうそく特性とくせい試験しけん装置そうち 鉄道てつどう総合そうごう技術ぎじゅつ研究所けんきゅうじょ(2019ねん9がつ4にち閲覧えつらん
  6. ^ 座談ざだんかい「リニアメトロのあゆみ」における今岡いまおか鶴吉つるきち発言はつげんから。「鈴木すずき俊一しゅんいち著作ちょさくしゅうだいかん(座談ざだんかい)」良書りょうしょ普及ふきゅうかい発刊はっかん(2001ねん)708p-709p

参考さんこう文献ぶんけん

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  • 正田しょうだ英介えいすけ加藤かとう純郎すみお藤江ふじえまこと水間みずま あつし磁気じき浮上ふじょう鉄道てつどう技術ぎじゅつム社むしゃ、1992ねん9がつISBN 4274034135 
  • 国土こくど交通省こうつうしょう総合そうごう政策せいさくきょく情報じょうほう管理かんり へん交通こうつう関係かんけいエネルギー要覧ようらん平成へいせい12年版ねんばん〉』財務省ざいむしょう印刷いんさつきょく、2001ねん3がつISBN 4171912555 
  • 久野くの万太郎まんたろう『リニア新幹線しんかんせん物語ものがたり』(初版しょはん同友どうゆうかん、1992ねん2がつ8にちISBN 4-496-01834-9 
  • 財団ざいだん法人ほうじん鉄道てつどう総合そうごう技術ぎじゅつ研究所けんきゅうじょ へん超電導ちょうでんどうリニアモーターカー』(初版しょはん交通こうつう新聞しんぶんしゃ、1997ねん4がつISBN 4-87513-062-7 
  • 井出いでこう也『疾走しっそうする超電導ちょうでんどう リニア〇キロの軌跡きせき』(初版しょはんワック株式会社かぶしきがいしゃ、1998ねん4がつ1にちISBN 4-948766-05-4 
  • 持永もちなが芳文よしふみ電気でんき鉄道てつどう技術ぎじゅつ入門にゅうもん』(初版しょはんム社むしゃ、2009ねん9がつ20日はつかISBN 9784274501920 
  • linear-chuo-Shinkansen.jr-central.co.jp

関連かんれんほん参考さんこう図書としょ

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関連かんれん項目こうもく

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外部がいぶリンク

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鉄輪てつりんしきリニアモーターカー