JP2978415B2 - 超電導磁気浮上式鉄道用磁性体混入コンクリート体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超電導磁気浮上式鉄道の
走行路におけるコンクリート体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、超電導磁気浮上式鉄道の走行路に
おけるコンクリート体に透磁率を増加させるための磁性
体（磁性粉体，磁性繊維，磁性粒体等）を混入したもの
を使用した例はない。図３は側壁浮上方式の超電導磁気
浮上式鉄道における走行路の斜視図であり、図４は側壁
浮上方式の超電導磁気浮上式鉄道における車両と走行路
の正面図であり、図５は従来の技術で超電導磁気浮上式
鉄道の走行路におけるコンクリート体に磁性体を混入し
ていない場合の磁力線分布図である。ここで、１は走行
路、４は磁性体を混入していないコンクリート体、５は
浮上案内用地上コイル、６は推進用地上コイル、７は車
両、８は超電導磁石、９は磁力線である。

【０００３】図３および図４において、側壁浮上方式の
超電導磁気浮上式鉄道は超電導磁石８を搭載した車両７
が両側壁にそれぞれ浮上案内用地上コイル５および推進
用地上コイル６を取り付けた走行路１を走行することに
より、車両７が超電導磁石８と浮上案内用地上コイル５
および推進用地上コイル６との間に働く電磁力で浮上・
案内力，推進力を得る方式である。図５のように、コン
クリート体に磁性体を混入していない場合にはコンクリ
ートの透磁率が低いため、超電導磁石８の発生する磁力
線９は拡散し、浮上案内用地上コイル５および推進用地
上コイル６と鎖交する量が少ない一方、かなりの量が走
行路１の外部に放出されている。

【０００４】例えば、側壁コンクリートの鉄筋も極力非
磁性鋼を使用するよう努めている。また、地上コイル取
付ボルト類も非磁性鋼である。このように、非磁性鋼を
用いるのは導体中に生ずる渦電流損を減らすためであ
る。仮にこれらに通常の磁性鋼を用いると、高速走行時
の渦電流損は著しく大きくなり、走行抵抗が増し、消費
電力が極めて大となって、輸送機関として成立し得なく
なってしまう。しかし、側壁に磁性体を用いていないた
め、超電導磁石の発生する磁力線は拡散し、地上コイル
と鎖交する磁力線は超電導磁石の発生する磁力線に比べ
て大幅に減少している。従って、地上コイルとの鎖交磁
束数を確保するために、高価な高起磁力の超電導磁石を
使用せざるを得ない。この高起磁力の超電導磁石が発生
する多量の磁力線から客室を保護する必要があり、車体
に大量の磁気遮蔽材を用いるため車両重量が増加し、リ
ニアモータの所要出力の強化を必要とする。また、側壁
に磁性体を用いていないため、超電導磁石の発生する磁
力線は遠方まで及び、対向列車や沿線への磁気的な影響
に対する配慮が必要となっている。さらに、側壁に設け
る浮上案内用地上コイルは大きな浮上・案内力の発生を
求められており、この浮上案内用地上コイルの設計が難
しくなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術によれば、
側壁に磁性体を用いていないため、超電導磁石の発生す
る磁力線は拡散し、地上コイルと鎖交する磁力線は超電
導磁石の発生する磁力線にくらべて大幅に減少するとい
う問題点があった。また、側壁に磁性体を用いていない
ため、超電導磁石の発生する磁力線は遠方まで及び、複
線区間における対向列車や沿線への磁気的な影響がある
という問題点があった。本発明は前記のような問題点を
解決するためになされたもので、超電導磁石の発生する
磁力線の利用率が増し、浮上・案内力，推進力を増すこ
とができ、また、対向列車や沿線への磁気的な影響を軽
減できる超電導磁気浮上式鉄道用磁性体混入コンクリー
ト体を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１におけ
る超電導磁気浮上式鉄道用磁性体混入コンクリート体
は、コンクリート体に透磁率を増加させるための磁性体
を混入して構成されたことを特徴とするものである。本
発明の請求項２における超電導磁気浮上式鉄道用磁性体
混入コンクリート体は、請求項１において、コンクリー
ト体に設ける浮上案内用地上コイルの上下方向の中心線
を含む水平面を境界面として、その境界面よりも上側の
コンクリート中に混入された磁性体の割合が、その境界
面よりも下側のコンクリート中に混入された磁性体の割
合より、多くなるように構成されたことを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、浮上案内用地上コイルおよび
推進用地上コイルを設置するコンクリート体に磁性粉
体、磁性繊維、磁性粒体等を混入することにより、コン
クリート体は磁性化されて磁力線を吸引する。これによ
り超電導磁石の発生する磁力線とコンクリート体表面に
設置された浮上案内用地上コイルおよび推進用地上コイ
ルとの鎖交数が増し、浮上・案内力，推進力をコンクリ
ート体が磁性化されていない場合に比べて増大させるこ
とができる。あるいは、より低い超電導磁石の起磁力で
同一の浮上・案内力，推進力を得ることができる。

【０００８】また、磁性化されたコンクリート体が磁路
を構成するため、超電導磁石の発生する磁力線が遠方で
は減少する。従って、複線区間における列車すれ違い時
の、対向列車の超電導磁石と自列車の超電導磁石との間
に働く吸引力や反発力が軽減される。沿線の磁界も同様
の理由により減少する。

【０００９】混入する磁性体が粉体，繊維，粒体等であ
り、それらの個体の投影面積は小さいため、列車の超電
導磁石が近傍を通過する際に、これらに誘起される渦電
流は微弱であり、渦電流損失は問題とならない。

【００１０】また、コンクリートに混入される磁性粉
体，磁性繊維，磁性粒体等はコンクリート体の中で、長
く連なって電気的にループ回路を構成することはないた
め、列車の超電導磁石が近傍を通過する際にループ電流
が誘起されることもない。

【００１１】コンクリート体中の磁性体の密度を部位に
よって変え、上部ほどその密度を高めることにより、超
電導磁石と磁性体間に働く吸引力で浮上力を発生させる
こともできる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の請求項１の実施例で超電導磁気浮
上式鉄道の走行路におけるコンクリート体に磁性体を混
入した場合の磁力線分布図であり、図２は本発明の請求
項２の実施例で超電導磁気浮上式鉄道の走行路における
コンクリート体に混入する磁性体の割合をコンクリート
体の上側が下側より多くなるようにした場合の磁力線分
布図である。ここで、２は磁性体を混入したコンクリー
ト体、３は上部が下部より多くなるように磁性体を混入
したコンクリート体、５は浮上案内用地上コイル、６は
推進用地上コイル、７は車両、８は超電導磁石、９は磁
力線である。

【００１３】本発明の請求項１の実施例について説明す
る。図３はコンクリート体に磁性体を混入した場合であ
り、浮上案内用地上コイル５，推進用地上コイル６と鎖
交する磁力線９は増す一方、走行路１の外部へ達するも
のは減少している。ここで側壁を製作する際、コンクリ
ート中に磁性粉体，磁性繊維，磁性粒体等を混入するこ
とにより、側壁は磁性体となり、超電導磁石８より生ず
る磁力線９を吸引する。これに伴い、磁性体を混入した
コンクリート体２の表面に設置された浮上案内用地上コ
イル５および推進用地上コイル６と鎖交する磁力線９の
数は、磁性体を混入していないコンクリート体の場合に
比べて増加する。これにより、同一の超電導磁石起磁力
に対し、磁性体を混入したコンクリート体２に設置され
た浮上案内用地上コイル５および推進用地上コイル６が
発生する電磁力は、磁性体を混入していないコンクリー
ト体に設置された浮上案内用地上コイル５および推進用
地上コイル６に比べて増加することとなる。すなわち、
車両７から見れば、磁性体の側壁を用いることにより、
大きな浮上・案内力，推進力が得られることとなる。

【００１４】側壁が磁性体の場合は磁力線９を吸引する
ため、さらに遠方に達する磁力線９は側壁が磁性体では
ない場合に比べて減少する。すなわち、対向列車や沿線
への磁気の影響は側壁が磁性体ではない場合に比べて軽
減される。

【００１５】本発明の請求項２の実施例について説明す
る。図４はコンクリート体に混入する磁性体の割合をコ
ンクリート体の上側が下側より多くなるようにした場合
であり、磁力線９は磁性体の多い方により多く吸引され
る。ここで、コンクリート体に設ける浮上案内用地上コ
イル５の上下方向の中心線を含む水平面を境界面とし
て、その上側のコンクリート中に混入された磁性体の割
合が、その境界面よりも下側のコンクリート中に混入さ
れた磁性体の割合より、多くなるように構成されたコン
クリート体を用いることにより、超電導磁石８はより上
方への吸引力を受ける。すなわち、車両７はコンクリー
ト体に混入する磁性体の割合を均一なるように構成され
た側壁を用いる場合より、大きな浮上力を得られること
となる。

【００１６】なお、ここで用いる磁性体は渦電流損失を
抑えるため、個体が小さいこと，表面接触抵抗が大きい
こと，導電率が低いことが好ましく、たとえば酸化鉄粉
などが考えられる。磁性粒体を用いる場合は球状の直径
が数ｍｍ程度以下であることが望ましい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、超電導磁
気浮上式鉄道の走行路におけるコンクリート体おいて、
超電導磁石の発生する磁力線の利用率が増し、浮上・案
内力，推進力を増すことができる。また、遠方の磁界強
度を減らすことができ、対向列車や沿線への磁気的な影
響を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の実施例で超電導磁気浮上式
鉄道の走行路におけるコンクリート体に磁性体を混入し
た場合の磁力線分布図である。

【図２】本発明の請求項２の実施例で超電導磁気浮上式
鉄道の走行路におけるコンクリート体に混入する磁性体
の割合をコンクリート体の上側が下側より多くなるよう
にした場合の磁力線分布図である。

【図３】側壁浮上方式の超電導磁気浮上式鉄道における
走行路の斜視図である。

【図４】側壁浮上方式の超電導磁気浮上式鉄道における
車両と走行路の正面図である。

【図５】従来の技術で超電導磁気浮上式鉄道の走行路に
おけるコンクリート体に磁性体を混入していない場合の
磁力線分布図である。

【符号の説明】

１ 走行路 ２ 磁性体を混入したコンクリート体 ３ 上部が下部より多くなるように磁性体を混入したコ
ンクリート体 ４ 磁性体を混入していないコンクリート体 ５ 浮上案内用地上コイル ６ 推進用地上コイル ７ 車両 ８ 超電導磁石 ９ 磁力線

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導磁気浮上式鉄道の走行路における
   コンクリート体であって、 コンクリート体に透磁率を増加させるための磁性体を混
   入して構成されたことを特徴とする超電導磁気浮上式鉄
   道用磁性体混入コンクリート体。
2. 【請求項２】 請求項１において、 コンクリート体に設ける浮上案内用地上コイルの上下方
   向の中心線を含む水平面を境界面として、該境界面より
   も上側のコンクリート中に混入された磁性体の割合が、
   該境界面よりも下側のコンクリート中に混入された磁性
   体の割合より、多くなるように構成されたことを特徴と
   する請求項１記載の超電導磁気浮上式鉄道用磁性体混入
   コンクリート体。