JP2931169B2 - 磁気浮上式車両用超電導磁石装置 - Google Patents
磁気浮上式車両用超電導磁石装置Info
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- JP2931169B2 JP2931169B2 JP4309166A JP30916692A JP2931169B2 JP 2931169 B2 JP2931169 B2 JP 2931169B2 JP 4309166 A JP4309166 A JP 4309166A JP 30916692 A JP30916692 A JP 30916692A JP 2931169 B2 JP2931169 B2 JP 2931169B2
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- superconducting magnet
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- vehicle
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気浮上式鉄道の車
両に搭載される超電導磁石装置に関するものである。
両に搭載される超電導磁石装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の磁気浮上式鉄道車両の構成
を示す横断面図である。図において、１は車体２の下部
に設置された台車枠３の側面に取り付けられた超電導磁
石装置、４は地上に敷設された凹字形のガイドウェイ、
５および６はそれぞれガイドウェイ４の内側に設置され
た浮上・案内用コイルおよび推進用コイルである。
を示す横断面図である。図において、１は車体２の下部
に設置された台車枠３の側面に取り付けられた超電導磁
石装置、４は地上に敷設された凹字形のガイドウェイ、
５および６はそれぞれガイドウェイ４の内側に設置され
た浮上・案内用コイルおよび推進用コイルである。
【０００３】図３は上記超電導磁石装置１の構成を示す
縦断面図である。図において、７は外槽、８は外槽７の
一部に複数個設けられ、一端に取付座が形成された固定
軸であり、この固定軸８の取付座面部が台車枠３の側面
に取り付け固定される。９は固定軸８に取り付け固定さ
れた断熱支持体、１０は断熱支持体９を介して固定軸８
に断熱支持され、複数個ある固定軸８を取り囲むように
配設されたレーストラック形をした内槽、１１はこの内
槽１０の内部に収納された超電導コイルである。ここ
で、超電導コイル１１は、極低温冷媒、例えば液体ヘリ
ウム１２によって冷却された状態で本来の機能を発揮す
るので、内槽１０は液体ヘリウム１２の容器を兼ねてい
る。
縦断面図である。図において、７は外槽、８は外槽７の
一部に複数個設けられ、一端に取付座が形成された固定
軸であり、この固定軸８の取付座面部が台車枠３の側面
に取り付け固定される。９は固定軸８に取り付け固定さ
れた断熱支持体、１０は断熱支持体９を介して固定軸８
に断熱支持され、複数個ある固定軸８を取り囲むように
配設されたレーストラック形をした内槽、１１はこの内
槽１０の内部に収納された超電導コイルである。ここ
で、超電導コイル１１は、極低温冷媒、例えば液体ヘリ
ウム１２によって冷却された状態で本来の機能を発揮す
るので、内槽１０は液体ヘリウム１２の容器を兼ねてい
る。
【０００４】図４は例えば特開昭５９ー９８５７０号公
報に示された従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置の
超電導コイル部の詳細を示す横断面図である。断熱支持
体９は、直径の異なる複数の円筒を同心上に配置し、隣
あう円筒が順次端部同士あるいは中央部同士で互いに結
合された多重円筒形状から構成され、その最内層部９ｂ
で固定軸８に取り付け固定され、さらにその最外層部９
ａで内部に超電導コイル１１を収容した内槽１０を支持
している。また、外槽７と内槽１０との間には、熱シー
ルド板１３が内槽１０を包囲するように配設され、この
熱シールド板１３は断熱支持体９の中間部に取り付けら
れた中間シールド金具９ｃに溶接等で接合されている。
報に示された従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置の
超電導コイル部の詳細を示す横断面図である。断熱支持
体９は、直径の異なる複数の円筒を同心上に配置し、隣
あう円筒が順次端部同士あるいは中央部同士で互いに結
合された多重円筒形状から構成され、その最内層部９ｂ
で固定軸８に取り付け固定され、さらにその最外層部９
ａで内部に超電導コイル１１を収容した内槽１０を支持
している。また、外槽７と内槽１０との間には、熱シー
ルド板１３が内槽１０を包囲するように配設され、この
熱シールド板１３は断熱支持体９の中間部に取り付けら
れた中間シールド金具９ｃに溶接等で接合されている。
【０００５】ここで、断熱支持体９は、外部からの熱侵
入を抑えると同時に超電導コイル１１の発生力を台車枠
３に伝える役目を担っているので、多重円筒形状構造と
して断熱距離を確保するとともに、十分な機械的強度を
持ちかつ熱伝導率の低い材料、例えばカーボンクロス等
の繊維強化プラスチック材料で作製されている。
入を抑えると同時に超電導コイル１１の発生力を台車枠
３に伝える役目を担っているので、多重円筒形状構造と
して断熱距離を確保するとともに、十分な機械的強度を
持ちかつ熱伝導率の低い材料、例えばカーボンクロス等
の繊維強化プラスチック材料で作製されている。
【０００６】つぎに、従来の磁気浮上式車両用超電導磁
石装置の動作について説明する。車体２が走行中、超電
導コイル１１と地上側の浮上・案内用コイル５との間に
は、車体２を浮上させるための上下方向の浮上力、およ
び車体２を軌道の中心に保つための車体左右方向の案内
力が働き、超電導コイル１１と推進用コイル６との間に
は、車体前後方向に車体２を推進させるための推進力が
働く。この時、超電導コイル１１と浮上・案内用コイル
５、推進用コイル６との間には上下、左右および前後方
向にそれぞれ大きな電磁力が発生し、これらの電磁力は
超電導コイル１１により内槽１０に作用し、内槽１０よ
り断熱支持体９、さらに固定軸８を介して台車枠３へと
伝えられる。
石装置の動作について説明する。車体２が走行中、超電
導コイル１１と地上側の浮上・案内用コイル５との間に
は、車体２を浮上させるための上下方向の浮上力、およ
び車体２を軌道の中心に保つための車体左右方向の案内
力が働き、超電導コイル１１と推進用コイル６との間に
は、車体前後方向に車体２を推進させるための推進力が
働く。この時、超電導コイル１１と浮上・案内用コイル
５、推進用コイル６との間には上下、左右および前後方
向にそれぞれ大きな電磁力が発生し、これらの電磁力は
超電導コイル１１により内槽１０に作用し、内槽１０よ
り断熱支持体９、さらに固定軸８を介して台車枠３へと
伝えられる。
【０００７】さらに、超電導磁石装置１が受ける外力
は、走行速度により定常的に作用する浮上力、案内力、
推進力成分と、地上コイルが等間隔に設置されているた
めに発生する走行速度に依存する変動成分、さらに車両
運動により超電導磁石装置１が均衡走行位置から変化し
た場合に元に戻そうとする成分に分けられる。この地上
コイルからの走行速度により変化する電磁力成分は、走
行速度に依存した超電導コイル１１と内槽１０との進行
波加振力となる。この進行波加振力成分が作用するため
に、内槽１０と超電導コイル１１の固有振動数が、走行
周波数の中に存在するなら、内槽１０と超電導コイル１
１とは共振状態となる。加振される変動電磁力成分は最
高速度５００ｋｍ／ｈで数百Ｈｚのオーダであり、途中
の速度域で曲げやねじりの変形モードが存在する。
は、走行速度により定常的に作用する浮上力、案内力、
推進力成分と、地上コイルが等間隔に設置されているた
めに発生する走行速度に依存する変動成分、さらに車両
運動により超電導磁石装置１が均衡走行位置から変化し
た場合に元に戻そうとする成分に分けられる。この地上
コイルからの走行速度により変化する電磁力成分は、走
行速度に依存した超電導コイル１１と内槽１０との進行
波加振力となる。この進行波加振力成分が作用するため
に、内槽１０と超電導コイル１１の固有振動数が、走行
周波数の中に存在するなら、内槽１０と超電導コイル１
１とは共振状態となる。加振される変動電磁力成分は最
高速度５００ｋｍ／ｈで数百Ｈｚのオーダであり、途中
の速度域で曲げやねじりの変形モードが存在する。
【０００８】このように、超電導磁石装置１は、軽量、
コンパクト、低熱侵入および振動荷重耐力を備えた構造
が必要となる。
コンパクト、低熱侵入および振動荷重耐力を備えた構造
が必要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気浮上式車両
用超電導磁石装置は以上のように構成されていたので、
地上コイルの電磁力成分や外力等が加わった場合、超電
導磁石装置１が電磁力や外力による振動により加振さ
れ、内槽１０が共振状態となると、振動加速度が増大
し、繰り返し荷重が作用するので、内槽１０の疲労強度
上信頼性が低下する恐れがある。
用超電導磁石装置は以上のように構成されていたので、
地上コイルの電磁力成分や外力等が加わった場合、超電
導磁石装置１が電磁力や外力による振動により加振さ
れ、内槽１０が共振状態となると、振動加速度が増大
し、繰り返し荷重が作用するので、内槽１０の疲労強度
上信頼性が低下する恐れがある。
【００１０】また、内槽１０の振動により、超電導コイ
ル１１の磁界中で外槽７や熱シールド板１３が相対振動
を起こすため、外槽７や熱シールド板１３に渦電流が発
生し、その渦電流が作る反作用電磁界により、内槽１０
に渦電流が発生し、その渦電流損失により内槽１０が発
熱する。さらに、内槽１０の振動による変形にともなう
発熱がある。
ル１１の磁界中で外槽７や熱シールド板１３が相対振動
を起こすため、外槽７や熱シールド板１３に渦電流が発
生し、その渦電流が作る反作用電磁界により、内槽１０
に渦電流が発生し、その渦電流損失により内槽１０が発
熱する。さらに、内槽１０の振動による変形にともなう
発熱がある。
【００１１】このように、従来の磁気浮上式車両用超電
導磁石装置では、内槽１０が共振状態になり振動加速度
が増大すると、内槽１０に繰り返し荷重が作用すること
により、内槽１０の疲労強度上信頼性が低下するととも
に、渦電流が要因となる発熱や振動による変形が要因と
なる機械的な発熱により、極低温冷媒である液体ヘリウ
ムの蒸発量が増加するという課題があった。
導磁石装置では、内槽１０が共振状態になり振動加速度
が増大すると、内槽１０に繰り返し荷重が作用すること
により、内槽１０の疲労強度上信頼性が低下するととも
に、渦電流が要因となる発熱や振動による変形が要因と
なる機械的な発熱により、極低温冷媒である液体ヘリウ
ムの蒸発量が増加するという課題があった。
【００１２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、超電導磁石装置の振動加速度を
低減して、振動に起因する、内槽の疲労強度上信頼性の
低下を抑制するとともに、極低温冷媒の蒸発量を抑制す
る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を得ることを目的と
する。
ためになされたもので、超電導磁石装置の振動加速度を
低減して、振動に起因する、内槽の疲労強度上信頼性の
低下を抑制するとともに、極低温冷媒の蒸発量を抑制す
る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を得ることを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る磁気浮上
式車両用超電導磁石装置は、外槽にコーナー部支持固定
軸を設け、内槽の外周側コーナー部をコーナー部支持固
定軸に断熱支持したものである。
式車両用超電導磁石装置は、外槽にコーナー部支持固定
軸を設け、内槽の外周側コーナー部をコーナー部支持固
定軸に断熱支持したものである。
【００１４】
【作用】この発明においては、外槽に設けられたコーナ
ー部支持固定軸に内槽の外周側コーナー部を断熱支持し
ているので、地上コイルからの走行速度により変化する
電磁力成分や外力が作用しても、外槽の強度により、振
動し易い内槽のコーナー部の振動が抑制され、内槽の振
動加速度が低減され、振動による内槽の疲労強度上信頼
性の低下および内槽での発熱が低減される。
ー部支持固定軸に内槽の外周側コーナー部を断熱支持し
ているので、地上コイルからの走行速度により変化する
電磁力成分や外力が作用しても、外槽の強度により、振
動し易い内槽のコーナー部の振動が抑制され、内槽の振
動加速度が低減され、振動による内槽の疲労強度上信頼
性の低下および内槽での発熱が低減される。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例を示す磁気浮上式車両用
超電導磁石装置の縦断面図であり、図において図２乃至
図４に示した従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置と
同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。図において、１４は外槽７に設けられたコーナ
ー部支持固定軸、１５は断熱支持体９と同様に構成さ
れ、コーナー部支持固定軸１４に取り付け固定されたコ
ーナー部支持断熱支持体、１６はコーナー部支持断熱支
持体１５に固定され、内槽１０の外周側コーナー部を支
持するコーナー部支持座である。
る。図１はこの発明の一実施例を示す磁気浮上式車両用
超電導磁石装置の縦断面図であり、図において図２乃至
図４に示した従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置と
同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。図において、１４は外槽７に設けられたコーナ
ー部支持固定軸、１５は断熱支持体９と同様に構成さ
れ、コーナー部支持固定軸１４に取り付け固定されたコ
ーナー部支持断熱支持体、１６はコーナー部支持断熱支
持体１５に固定され、内槽１０の外周側コーナー部を支
持するコーナー部支持座である。
【００１６】上記実施例では、内槽１０や超電導コイル
１１を、内槽１０の内周側の４点を固定軸８および断熱
支持体９を介して外槽７に断熱支持するとともに、上下
４箇所の内槽１０の外周側コーナー部をコーナー部支持
座１６、コーナー部支持断熱支持体１５およびコーナー
部支持固定軸１４を介して外槽７に断熱支持する構造と
している。
１１を、内槽１０の内周側の４点を固定軸８および断熱
支持体９を介して外槽７に断熱支持するとともに、上下
４箇所の内槽１０の外周側コーナー部をコーナー部支持
座１６、コーナー部支持断熱支持体１５およびコーナー
部支持固定軸１４を介して外槽７に断熱支持する構造と
している。
【００１７】このように構成された上記実施例によれ
ば、浮上・案内用コイル５および推進用コイル６からの
走行速度により変化する電磁力成分や外力が超電導コイ
ル１１に加わっても、外槽７の強度により、内槽１０の
振動し易いコーナー部の振動が抑制されるので、内槽１
０全体の振動が低減できる。特に、内槽１０のねじり振
動に対しては、振動の腹を拘束することとなり、その効
果が期待できる。したがって、内槽１０の振動加速度が
減少し、この内槽１０の振動加速度に起因する発熱が低
減し、液体ヘリウムの蒸発量を抑えることができるとと
もに、内槽１０の疲労強度上信頼性を向上できる効果が
ある。
ば、浮上・案内用コイル５および推進用コイル６からの
走行速度により変化する電磁力成分や外力が超電導コイ
ル１１に加わっても、外槽７の強度により、内槽１０の
振動し易いコーナー部の振動が抑制されるので、内槽１
０全体の振動が低減できる。特に、内槽１０のねじり振
動に対しては、振動の腹を拘束することとなり、その効
果が期待できる。したがって、内槽１０の振動加速度が
減少し、この内槽１０の振動加速度に起因する発熱が低
減し、液体ヘリウムの蒸発量を抑えることができるとと
もに、内槽１０の疲労強度上信頼性を向上できる効果が
ある。
【００１８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、外槽に
コーナー部支持固定軸を設け、内槽の外周側コーナー部
をコーナー部支持固定軸に断熱支持しているので、地上
コイルからの走行速度により変化する電磁力成分や外力
が加わっても、外槽の強度により内槽の振動が低減で
き、極低温冷媒の蒸発を抑えることができるとともに、
内槽の疲労強度上信頼性を向上できる磁気浮上式車両用
超電導磁石装置が得られる効果がある。
コーナー部支持固定軸を設け、内槽の外周側コーナー部
をコーナー部支持固定軸に断熱支持しているので、地上
コイルからの走行速度により変化する電磁力成分や外力
が加わっても、外槽の強度により内槽の振動が低減で
き、極低温冷媒の蒸発を抑えることができるとともに、
内槽の疲労強度上信頼性を向上できる磁気浮上式車両用
超電導磁石装置が得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例を示す磁気浮上式車両用超
電導磁石装置の縦断面図である。
電導磁石装置の縦断面図である。
【図２】従来の磁気浮上式鉄道車両の構成を示す横断面
図である。
図である。
【図３】従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図４】従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置の超電
導コイル部の詳細を示す横断面図である。
導コイル部の詳細を示す横断面図である。
１ 超電導磁石装置 ２ 車体 ３ 台車枠 ７ 外槽 ８ 固定軸 ９ 断熱支持体 １０ 内槽 １１ 超電導コイル １４ コーナー部支持固定軸 １５ コーナー部支持断熱支持体 １６ コーナー部支持座
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 孝 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 藤本 泰司 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 伊丹製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 6/00 ZAA
Claims (1)
- 【請求項１】 外槽の一部に設けられ、車両の台車枠に
取り付け固定される複数個の固定軸と、前記固定軸に取
り付け固定された断熱支持体と、複数個の前記固定軸を
取り囲むように配設され、前記断熱支持体を介して前記
固定軸に断熱支持された極低温冷媒を貯液するレースト
ラック形の内槽と、前記内槽内部に収納された超電導コ
イルとを備えた磁気浮上式車両用超電導磁石装置におい
て、前記外槽にコーナー部支持固定軸を設け、前記内槽
の外周側コーナー部を前記コーナー部支持固定軸に断熱
支持したことを特徴とする磁気浮上式車両用超電導磁石
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4309166A JP2931169B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 磁気浮上式車両用超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4309166A JP2931169B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 磁気浮上式車両用超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163246A JPH06163246A (ja) | 1994-06-10 |
| JP2931169B2 true JP2931169B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=17989732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4309166A Expired - Lifetime JP2931169B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 磁気浮上式車両用超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931169B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112626940B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-07-15 | 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） | 超导磁体连接装置及超导电动磁悬浮车辆轨道系统 |
-
1992
- 1992-11-19 JP JP4309166A patent/JP2931169B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06163246A (ja) | 1994-06-10 |
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Legal Events
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