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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023127062
(43)【公開日】2023-09-13
(54)【発明の名称】磁気誘導路の移動体車両の自動運転
(51)【国際特許分類】
B61L 27/00 20220101AFI20230906BHJP
B61G 5/00 20060101ALI20230906BHJP
【ＦＩ】
B61L27/00 K
B61G5/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022030608
(22)【出願日】2022-03-01
(71)【出願人】
【識別番号】514222868
【氏名又は名称】新美 博一
(72)【発明者】
【氏名】新美 博一
(72)【発明者】
【氏名】新美 知宏
【テーマコード（参考）】
5H161
【Ｆターム（参考）】
5H161AA01
5H161JJ01
5H161JJ23
5H161JJ24
5H161JJ27
5H161JJ40
(57)【要約】 （修正有）
【課題】磁気誘導路線による移動体の運行方位制御と、路傍に設けた発光設備と、移動体の受光センサーによる移動体運行位置と速度管理による完全自動運転の実現を図る。
【解決手段】運行管理センターは、磁気誘導路線による移動体の運行方位制御を行い、移動体が路傍に設けた発光設備からの発光を受けることにより、運行位置および速度管理を行う。また、出発駅で快速車両の後部に各駅停車車両を連結し、次の駅の分岐路の近接地点路線上で各駅停車車両を分離し、分岐路の自動切り替え運行を行うことにより、快速車両、各駅停車車両の運用の効率化を実現する。
【選択図】図３
【解決手段】運行管理センターは、磁気誘導路線による移動体の運行方位制御を行い、移動体が路傍に設けた発光設備からの発光を受けることにより、運行位置および速度管理を行う。また、出発駅で快速車両の後部に各駅停車車両を連結し、次の駅の分岐路の近接地点路線上で各駅停車車両を分離し、分岐路の自動切り替え運行を行うことにより、快速車両、各駅停車車両の運用の効率化を実現する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気誘導路の路線上で、移動体の安全運行のため、全ての移動体の加速、減速、走行速力等の運行条件を路線区間ごとに運行速度関数で決めて、全ての移動体を同一規定で運行する。このため、各駅及び主要路傍地点に、発光設備と、移動体側に受光センサーを設置し、発光設備地点を通過する全ての移動体は受光センサーが受けた光パルス発生時に、各地点の通過時時間、区間番号、移動体番号を運行管理センターに送り、管理センターは、各区間ごとの、実行通過時間、区間番号、移動体番号と、当該区間の基準運行時間を比較して、その差分を次の移動体の速度関数の速力修正値として算出し、次の運行区間の運行時間を基準運行時間に修正して行く。一方運行管理センターに集まる全ての運行移動体の情報は、移動体の総合運行表示として、各駅に送出表示し、かつ、各駅での移動体の発進を、後続移動体と、１区間差以上の時間差を取ることを原則として、運行管理センターから、発進の可否情報を各駅に送出し制御する。
【請求項2】
磁気誘導路で各車両が自走する連結移動体の運行に関し、片道2路線の磁気誘導路線を設け、連結移動体及び各車両には、縦長の電磁コイルで磁化される電磁センサーを磁気誘導路線に沿って各車両の左右に２台を取り付ける。この磁気センサーは、磁力によって旋回し、その方位から、路線の進路方位を検出し、各車両の運行方位入力として各車両を制御する。連結移動体の各車両は、通常左右2路線の磁気誘導路線で誘導運行するが、分岐路では、分岐点直後の左側直行路線及び分岐点直後の右側分岐路線で、それぞれ１メートル前後の磁気誘導体を無くした路線を設け、分岐路の近接地点の路線上に、近接磁気スリットを設けて、これで磁気センサーに生じるパルスにより、始発駅で事前に指定番号の分岐路と指定車両を請求項３の処理方式で減速し、連結から分離する。かその後、左側分岐路へ進入車の両は右センサーを断とし誘導を切り、左側磁気センサーの誘導で運行する。右直進の車両は、左センサーを断として誘導を切り、右磁気センサーの誘導で運行する。又磁気スリットは、請求項１の発光設備と2重系信頼性向上設備として運用する。なお、右又は左の一方の磁気センサーの運行とした各車両は、分岐路通過後の路線の復帰スリットにより左右磁気センサーの運行に復帰する路線設定とした、連結移動体の運行制御システム。
【請求項3】
磁気誘導路線上で磁気連結器された移動体の連結の着脱を、磁性体の磁極の切替えで行うため、一方の連結器の磁性体と車両の間をコイルバネで繋ぎ、コイルバネの内部には、バネの圧縮で作動し、コイルの励磁端子の接続を＋－2端子の切り替え接続する切替スッチを設ける。この切替スッチは、車両の連結時の衝撃を抑制するため、通常切替スイッチを―端子の反発モードとして置くが、前後車両の近接でコイルが圧縮されると、これにより切替スッチの接続が＋端子に切変り、連結器磁力は吸引モードとなり、この状態で切替スイッチを保持により連結器前後の磁性体の接合力が強化されてて運行する構造とする。その後の連結解除は、対象車両の前後連結器の励磁電力を切り断とし、減速して前部連結器を切り、後部連結器は後部車両の減速によって連結を切って運行する。連結器を切った後の連結器の磁極切替スイッチは磁化電源投入後の吸引モードと成っており、必要により駅構内での駅員ボタン操作により反発モード切り替える構造の磁気連結器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
磁気誘導路線上の全ての移動体の、磁気誘導による方位制御と、運行管理センターによる移動体の集中表示管理、及び連結車両の内、任意車両の分岐線路線への離脱移行制御での完全自動運転。
【背景技術】
【0002】
移動体の一般道での自動運転はＧＰＳ技術を軸に各種方式が検討されているが、完全自動化は現時点では完成されていない。本方式は磁気誘導路線上の全ての運行移動体を、路線上の要所に設定した光センサーで検知し、制御して総合表示する事、磁気路線上に磁気スリットを設けて、区間ごとの運行制御により、運行移動体の加速、減速、運行速度を均一化する事、及び路線分岐路での分岐車両の脱着を磁気連結により自動化し、かつ、分岐路線での移動体の分岐を磁気スリットにより制御する、路線上の移動体の自動化運転。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特願2021-158564
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
（イ） 磁気誘導路線の路傍に設けた光センサーで、移動体の運行地点、運行速度、他移動体との離隔距離などの情報を運行管理センターに集め、総合表示して移動体運行の安全安心の管理を図る。
（ロ）移動体中間部に連結の車両を含め、任意の移動体を分岐点で支線に誘導する。
（ハ）駅内に保管待機路線、連結待ち車両路線を設け、車両連結の入れ替え運用を容易にする。
（二）走行中の移動体車両の連結脱着を衝撃を抑制して実施する。
（ホ）不定期の団体乗車客を、専用車両により、出発点から目的地点まで直行の自動運行をする。
（ロ）移動体中間部に連結の車両を含め、任意の移動体を分岐点で支線に誘導する。
（ハ）駅内に保管待機路線、連結待ち車両路線を設け、車両連結の入れ替え運用を容易にする。
（二）走行中の移動体車両の連結脱着を衝撃を抑制して実施する。
（ホ）不定期の団体乗車客を、専用車両により、出発点から目的地点まで直行の自動運行をする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
磁気路線上の磁気スリット、路傍に設置た発光設備、移動体に設けた受光設備と磁気センサー及び磁気連結により路線上の移動体全ての運行を管理し、自動運転する方式で、それぞれ次の要素技術によって行う」。
【0006】
磁気誘導路の路線上で、移動体の安全運行のため、全ての移動体の加速、減速、走行速力等の運行条件を路線区間ごとに運行速度関数で決めて、全ての移動体を同一規定で運行する。このため、各駅及び主要路傍地点に、発光設備と、移動体側に受光センサーを設置し、発光設備地点を通過する全ての移動体は受光センサーが受けた光パルス発生時に、各地点の通過時時間、区間番号、移動体番号を運行管理センターに送り、管理センターは、各区間ごとの、実行通過時間、区間番号、移動体番号と、当該区間の基準運行時間を比較して、その差分を次の移動体の速度関数の速力修正値として算出し、次の運行区間の運行時間を基準運行時間に修正して行く。一方運行管理センターに集まる全ての運行移動体の情報は、移動体の総合運行表示として、各駅に送出表示し、かつ、各駅での移動体の発進を、後続移動体と、１区間差以上の時間差を取ることを原則として、運行管理センターから、発進の可否情報を各駅に送出し制御する。なお発光設備での光パルスは加速、減速、発進などの主要地点では、路線スリットパルスとの連動により、2重系システムとして、信頼性の向上を図る。
【0007】
磁気誘導路で各車両が自走する連結移動体の運行に関し、片道2路線の磁気誘導路線を設け、連結移動体及び各車両には、縦長の電磁コイルで磁化される電磁センサーを磁気誘導路線に沿って各車両の左右に２台を取り付ける。この磁気センサーは、磁力によって旋回し、その方位から、路線の進路方位を検出し、各車両の運行方位入力として各車両を制御する。連結移動体の各車両は、通常左右2路線の磁気誘導路線で誘導運行するが、分岐路では、分岐点直後の左側直行路線及び分岐点直後の右側分岐路線で、それぞれ１メートル前後の磁気誘導体を無くした路線を設け、分岐路の近接地点の路線上に、近接磁気スリットを設けて、これで磁気センサーに生じるパルスにより、始発駅で事前に指定番号の分岐路と指定車両を請求項３の処理方式で減速し、連結から分離する。かその後、左側分岐路へ進入車の両は右センサーを断とし誘導を切り、左側磁気センサーの誘導で運行する。右直進の車両は、左センサーを断として誘導を切り、右磁気センサーの誘導で運行する。又磁気スリットは、請求項１の発光設備と2重系信頼性向上設備として運用する。なお、右又は左の一方の磁気センサーの運行とした各車両は、分岐路通過後の路線の復帰スリットにより左右磁気センサーの運行に復帰する路線設定とする。
分岐路を通過後の駅構内での車両操作次により行う。左磁気センサーの誘導で駅支線入行した車両は、分岐点通過後は、更に減速して、駅ホーム本線と連結待ち路線の分岐点の手前磁気スリットで、一旦停車する、合わせてに、連結解除時に連結器電源を断を電源を復帰する。駅構内には、駅ホームと直結する車両保管路線と連結待ち路線を設け、駅入構の支線分岐点から左磁気センサーで入行した車両は、ホーム本線を経て必要により、車両保管路線に左センサーの制御のまま、直接進入行でき、また、ホーム停止後、後進で進むと、連結待ち路線に直接入行できる路線網とする。保管庫の車両は、そのまま後進でホームに出ることが出来る。連結待ち車両は、ホームに先行連結車両の入行を待って、磁気センサーの制御を変えず直進して連結出来る。駅ホームの車両の本線出行は、右磁気センサーの誘導によって出行でき、本線出行後は、路線復帰スリットによって復帰し、加速運行が出来るシステムとする。駅構内の各種操作は駅員の遠隔ボタン操作によって実行する。
分岐路を通過後の駅構内での車両操作次により行う。左磁気センサーの誘導で駅支線入行した車両は、分岐点通過後は、更に減速して、駅ホーム本線と連結待ち路線の分岐点の手前磁気スリットで、一旦停車する、合わせてに、連結解除時に連結器電源を断を電源を復帰する。駅構内には、駅ホームと直結する車両保管路線と連結待ち路線を設け、駅入構の支線分岐点から左磁気センサーで入行した車両は、ホーム本線を経て必要により、車両保管路線に左センサーの制御のまま、直接進入行でき、また、ホーム停止後、後進で進むと、連結待ち路線に直接入行できる路線網とする。保管庫の車両は、そのまま後進でホームに出ることが出来る。連結待ち車両は、ホームに先行連結車両の入行を待って、磁気センサーの制御を変えず直進して連結出来る。駅ホームの車両の本線出行は、右磁気センサーの誘導によって出行でき、本線出行後は、路線復帰スリットによって復帰し、加速運行が出来るシステムとする。駅構内の各種操作は駅員の遠隔ボタン操作によって実行する。
【0008】
磁気誘導路線上で磁気連結器された移動体の連結の着脱を、磁性体の磁極の切替で行うため、一方の連結器の磁性体と車両の間をコイルバネで繋ぎ、コイルバネの内部には、バネの圧縮で作動し、コイルの励磁端子の接続を＋－2端子の切り替え接続する切替スッチを設ける。この切替スッチは、車両の連結時の衝撃を抑制するため、通常切替スイッチを―端子の反発モードとして置くが、前後車両の近接でコイルが圧縮されると、これにより切替スッチの接続が＋端子に切変り、連結器磁力は吸引モードとなり、この状態で切替スイッチを保持により連結器前後の磁性体の接合力が強化されてて運行する構造とする。その後の連結解除は、対象車両の前後連結器の励磁電力を切り断とし、減速して前部連結器を切り、後部連結器は後部車両の減速によって連結を切って運行する。連結器を切った後の連結器の磁極切替スイッチは磁化電源投入後の吸引モードと成っており、必要により駅構内での駅員ボタン操作により反発モード切り替える。
【発明の効果】
【0009】
(イ) 磁気誘導路線による移動体の運行方位制御と、路傍に設けた発光設備と、移動体の受光センサーによる移動体運行位置と速度管理による完全自動運転の実現。
（ロ）出発駅で、快速車両の後部に、各駅停車の車両を一駅連結し、次の駅で走行中に連結を切って、快速車両と各駅停車車両を効率よく運行する。
(ハ)通勤通学時以外のオフタイムには団体客は目的地直行 の高速運行車両とし、後部に各駅停車の車両を着脱し、効果的な運行ができる。
（ニ）路傍に設けた発設備と移動体の受光センサーによる、路上の全ての移動体情報を集め行状況を表示し、個別客のオンコール運転も可能とする。
（ホ)路線上の磁気スリットでの磁気センサーパルスにより全の運行区間で、移動体の運行モードの均一化と、管理センターでの路線の内移動体情報の総合表示により安心安全運転を実現する。
（ロ）出発駅で、快速車両の後部に、各駅停車の車両を一駅連結し、次の駅で走行中に連結を切って、快速車両と各駅停車車両を効率よく運行する。
(ハ)通勤通学時以外のオフタイムには団体客は目的地直行 の高速運行車両とし、後部に各駅停車の車両を着脱し、効果的な運行ができる。
（ニ）路傍に設けた発設備と移動体の受光センサーによる、路上の全ての移動体情報を集め行状況を表示し、個別客のオンコール運転も可能とする。
（ホ)路線上の磁気スリットでの磁気センサーパルスにより全の運行区間で、移動体の運行モードの均一化と、管理センターでの路線の内移動体情報の総合表示により安心安全運転を実現する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は磁気路線上の移動体の自動運行を実現するため、図１に示す駅支線の分岐点他の主要地点の路傍に設けた発光設備3と、移動体の側面に設けた受光センサー4で移動体の通過時受けた光パルス受信時に、移動体情報として、初発駅で初期設定した区間番号カンター5の積算情報、移動体番号、受信時間を運行管理センター１に送り、管理センターは、路線上の全移動体情報を集め、総合表示すると共に、移動体間の離隔距離、速力、基幹区間の通過時間の規定時間との差異を算出して、各移動体に修正速力を送信して、移動体の運航速速度制御6によって修正し、各区間での基準通過時間を確保する。また、運行管理センター１は、各駅の新規移動体の発進可能時間として後続の移動体との差が１駅以上の時間差を取ることを原則として、新規発進の可否信号を各駅に送り表示し、制御する。
図２は、片道2路線の磁気誘導路により、個別移動体の基準運行速度、加速、減速、分岐路選択、などの運行制御をするもので、図２の磁気センサー8は、移動体方位制御の重要な機材で、通常は左右２台の磁気センサー8で移動体は運行する。この磁気センサー8は、磁化コイル7に流す電流によって磁性体及び磁気誘導路線１の磁性体を磁化し、その磁力で磁気センサー8を磁気路線に沿って回転させ、磁気センサー７と磁気誘導路線を一致させる。従って移動体はこの磁気センサー8の方位信号によって誘導運航行する。
図3は、片道2線路の磁磁気路線２ と磁気スリット及び磁気センサー8による運行制御を示し、図3の拡大図は分岐路の詳細図である。分岐路では、左右分岐路の路線接点以降の左側路線の左直線部排除15、及び右側直線路線の右側分岐路線16を数メートル間の磁性体排除区間を全ての分岐路で路線磁性体を無くした設定としした上、分岐路近接点に分岐路近接スリット11を設け、この磁気スリットを移動体が通過時に磁気センサーのパルス信号で、連結車両を減速し、始発駅で指定の一部車両を請求項３の方式で連結を切った上、左側分岐車線に入行する。左側分分岐路入行指定の車両は右川磁気センサー8を断として左側磁気センサー8の誘導で運行し、本線直行の車両は、左側磁気センサー8を断として右側磁気センサーで運行する。岐路通過後、駅支線に入港する車両は、更に減速し、図3の下部に示す駅構内の路線の、ホーム入行待ち磁気スリット17で一旦停止し、駅員の遠隔ボタン操作でホーム本線に入構する。駅ホームの車両は、入行時の左側磁気センサー8選択のまま直進すると車両保管路線18に入構し、同じく左磁気センサー誘導のまま後進すると、連結待ち路線19に入構する。駅ホームから本線発進の場合は、左側磁気センサー8を断として、右側磁気センサーの誘導で本線入口の出向制御スリット20で出行の可否確認をされて本線入行でき、本線では復帰磁気スリット13により、２路線の誘導制御として運行する。
図4は移動体の連結器を示し、通常連結時は磁性体Ｎ極21，Ｓ極22の吸引モードで運行し、磁性体22と車両取付板27の間に、バネコイル25を挟み、更にコイルの内部に磁極を切り替える磁極切替スイッチ26を設け、連結のための追尾時には、視角距離カメラ24で先行車両のマーカーサイズで近接の距離確認をしながら、連結磁性体21、22の反発モードで連結衝撃を抑制して接近し、前後の連接器磁極の反発力に押し勝って、バネコイル25が圧縮された時点で、極性切替スイッチが26圧縮作動により、電源を＋－切替え磁極を吸引モードとし、先行車両の磁性体の磁力と併せて、前後の連結器磁性体21,22を吸引モードとして、磁性体磁力を強化保持して運行する。なお、後部連結器のバネコイル25部分は超効力線材を織り込んだシートで28で包み連結部の補強をする。
図２は、片道2路線の磁気誘導路により、個別移動体の基準運行速度、加速、減速、分岐路選択、などの運行制御をするもので、図２の磁気センサー8は、移動体方位制御の重要な機材で、通常は左右２台の磁気センサー8で移動体は運行する。この磁気センサー8は、磁化コイル7に流す電流によって磁性体及び磁気誘導路線１の磁性体を磁化し、その磁力で磁気センサー8を磁気路線に沿って回転させ、磁気センサー７と磁気誘導路線を一致させる。従って移動体はこの磁気センサー8の方位信号によって誘導運航行する。
図3は、片道2線路の磁磁気路線２ と磁気スリット及び磁気センサー8による運行制御を示し、図3の拡大図は分岐路の詳細図である。分岐路では、左右分岐路の路線接点以降の左側路線の左直線部排除15、及び右側直線路線の右側分岐路線16を数メートル間の磁性体排除区間を全ての分岐路で路線磁性体を無くした設定としした上、分岐路近接点に分岐路近接スリット11を設け、この磁気スリットを移動体が通過時に磁気センサーのパルス信号で、連結車両を減速し、始発駅で指定の一部車両を請求項３の方式で連結を切った上、左側分岐車線に入行する。左側分分岐路入行指定の車両は右川磁気センサー8を断として左側磁気センサー8の誘導で運行し、本線直行の車両は、左側磁気センサー8を断として右側磁気センサーで運行する。岐路通過後、駅支線に入港する車両は、更に減速し、図3の下部に示す駅構内の路線の、ホーム入行待ち磁気スリット17で一旦停止し、駅員の遠隔ボタン操作でホーム本線に入構する。駅ホームの車両は、入行時の左側磁気センサー8選択のまま直進すると車両保管路線18に入構し、同じく左磁気センサー誘導のまま後進すると、連結待ち路線19に入構する。駅ホームから本線発進の場合は、左側磁気センサー8を断として、右側磁気センサーの誘導で本線入口の出向制御スリット20で出行の可否確認をされて本線入行でき、本線では復帰磁気スリット13により、２路線の誘導制御として運行する。
図4は移動体の連結器を示し、通常連結時は磁性体Ｎ極21，Ｓ極22の吸引モードで運行し、磁性体22と車両取付板27の間に、バネコイル25を挟み、更にコイルの内部に磁極を切り替える磁極切替スイッチ26を設け、連結のための追尾時には、視角距離カメラ24で先行車両のマーカーサイズで近接の距離確認をしながら、連結磁性体21、22の反発モードで連結衝撃を抑制して接近し、前後の連接器磁極の反発力に押し勝って、バネコイル25が圧縮された時点で、極性切替スイッチが26圧縮作動により、電源を＋－切替え磁極を吸引モードとし、先行車両の磁性体の磁力と併せて、前後の連結器磁性体21,22を吸引モードとして、磁性体磁力を強化保持して運行する。なお、後部連結器のバネコイル25部分は超効力線材を織り込んだシートで28で包み連結部の補強をする。
【符号の説明】
【0012】
1 運行管理センター
2 片道２路線磁気路線
3 発光設備
4 受光センサー
5 区間カウンタ―
6 運行速度制御
7 磁化コイル
8 磁気センサー
9 電源
10 ON-OFFスイッチ
11 分岐路近接スリット
12 車両連結スリット
13 センサー復帰スリット
14 ホーム入線待ちスリット
15 本線分岐点路線排除
16 支線分岐点路線排除
17 ホーム入線待ち路線
18車両保管路線
19連結待ち路線
20 出行制御スリット
21 磁性体N極
22 磁性体S極
23磁気極性制御
24 視角距離カメラ
25 衝撃低減バネコイル
26極性切替スイッチ
27車両取り付け板
28超強力線補強シートカバー
2 片道２路線磁気路線
3 発光設備
4 受光センサー
5 区間カウンタ―
6 運行速度制御
7 磁化コイル
8 磁気センサー
9 電源
10 ON-OFFスイッチ
11 分岐路近接スリット
12 車両連結スリット
13 センサー復帰スリット
14 ホーム入線待ちスリット
15 本線分岐点路線排除
16 支線分岐点路線排除
17 ホーム入線待ち路線
18車両保管路線
19連結待ち路線
20 出行制御スリット
21 磁性体N極
22 磁性体S極
23磁気極性制御
24 視角距離カメラ
25 衝撃低減バネコイル
26極性切替スイッチ
27車両取り付け板
28超強力線補強シートカバー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
