JPH05336616A

JPH05336616A - 車両用駆動装置及び二元推進式車両

Info

Publication number: JPH05336616A
Application number: JP3307912A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Moroto; 脩三諸戸; Yoshiyasu Kiyoutani; 好泰京谷; Masao Kawai; 正夫川合; Hideki Ariga; 秀喜有賀; Toshihiro Shiimado; 利博椎窓; Yoshihisa Ito; 義久伊藤; Koji Hori; 孝二堀
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1991-11-22
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】タイヤと路面間の摩擦によってタイヤが摩耗す
るのを防止し、高速走行時において十分な推進力を発生
させる。【構成】超電導マグネットと、該超電導マグネットを収
容し、該超電導マグネットに極低温状態を形成するクラ
イオスタットが設けられる。該クライオスタットは車両
本体１２に対して回転自在に支持され、電源装置１９か
ら電力の供給を受けて回転させられる。車両本体１２に
冷却システム２０が配設され、極低温の冷熱を発生す
る。そして、車両本体１２と上記クライオスタット間に
は冷熱供給装置が配設され、冷熱をクライオスタットに
供給する。電源装置１９からの電力によって超電導マグ
ネットを回転させると、リアクションプレート１７を敷
設した軌道１５において磁気的作用によって車両本体１
２が浮上し、前方に推進され案内される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用駆動装置及び二
元推進式車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両は一般に、ガソリン機関であ
るエンジンを動作させることによって発生させた回転を
自動変速機、マニュアル変速機等のトランスミッション
を介して変速し、駆動輪に伝達するようにしている。上
記ガソリン機関は、ガソリンと空気の混合気を圧縮状態
で燃焼させ、この時発生するエネルギを駆動力に変換し
ているため、燃焼に伴う騒音が発生するだけでなく、排
気ガスによって環境を汚染してしまう。

【０００３】そこで、エンジンを電動機すなわちモータ
に置き換え、騒音や排気ガスを発生させないようにした
電気推進式の車両が提供されている。この場合、車両に
モータ及びバッテリを搭載し、上記モータによって駆動
輪を回転させて走行するようにしている。したがって、
車両の走行に伴う騒音はほとんど発生することがなく、
しかも、排気ガスを発生することもない。

【０００４】ところが、電気推進式の車両の場合、バッ
テリに充電することができる電気量には限度があり、航
続距離が短くなってしまう。したがって、十分な航続距
離を得るためには大きいバッテリを搭載する必要があ
る。また、通常の車両に搭載することができる程度の大
きさのモータを使用した場合、発生する駆動力が小さ
く、急発進、高負荷走行、高速走行等を行うことができ
ない。

【０００５】そのため、上記モータを超電導モータで構
成し、該超電導モータを使用して駆動力を発生するよう
にしたものが提案されている。この場合、超電導マグネ
ットを液体ヘリウムによって冷却して極低温状態に置
き、超電導状態で発生した磁界によってロータを回転さ
せ、該回転によって駆動力を形成するようにしている。
このようにすることによって、車両を小型化するととも
に出力を大きくすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気推進式の車両においては、駆動輪のタイヤと路
面間の摩擦を利用して推進力を得るようにしているの
で、高速走行時にタイヤが摩耗して十分な推進力を発生
させることができなくなってしまう。そこで、常時タイ
ヤの状態を監視し、タイヤを定期的に交換する必要があ
る。

【０００７】また、タイヤと路面間の摩擦係数が十分大
きくないと両者間で滑りが発生し、その分推進力が低下
してしまう。本発明は、上記従来の電気推進式の車両の
問題点を解決して、駆動輪のタイヤと路面間の摩擦によ
ってタイヤが摩耗するのを防止し、高速走行時において
十分な推進力を発生させることができる車両用駆動装置
及び二元推進式車両を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の車
両用駆動装置においては、超電導マグネットと、該超電
導マグネットを収容し、超電導マグネットに極低温状態
を形成するクライオスタットが設けられる。該クライオ
スタットは車両本体に対して回転自在に支持され、電源
装置から電力の供給を受けて回転させられる。

【０００９】車両本体に冷却システムが配設され、極低
温の冷熱を発生する。そして、車両本体と上記クライオ
スタット間には冷熱供給装置が配設され、冷熱をクライ
オスタットに供給する。本発明の二元推進式車両におい
ては、超電導マグネットと、該超電導マグネットを収容
し、超電導マグネットに極低温状態を形成するとともに
車両本体に対して回転自在に支持されたクライオスタッ
トと、車両本体に配設され、極低温の冷熱を発生する冷
却システムと、車両本体と上記クライオスタット間に配
設され、冷熱をクライオスタットに供給する冷熱供給装
置を有する。

【００１０】そして、車両本体に対して回転自在にタイ
ヤが支持されていて、電源装置から電力を供給して上記
クライオスタット及びタイヤを回転させる。上記クライ
オスタットとタイヤを同じ回転手段によって回転させて
もよく、他の回転手段によって回転させてもよい。

【００１１】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、上記のように
車両用駆動装置においては、超電導マグネットと、該超
電導マグネットを収容し、超電導マグネットに極低温状
態を形成するクライオスタットが設けられる。該クライ
オスタットは車両本体に対して回転自在に支持され、電
源装置から電力の供給を受けて回転させられる。

【００１２】車両本体に冷却システムが配設され、極低
温の冷熱を発生する。そして、車両本体と上記クライオ
スタット間には冷熱供給装置が配設され、冷熱をクライ
オスタットに供給する。したがって、クライオスタット
の配設箇所の設計の自由度が高くなる。また、二元推進
式車両においては、超電導マグネットと、該超電導マグ
ネットを収容し、超電導マグネットに極低温状態を形成
するとともに車両本体に対して回転自在に支持されたク
ライオスタットと、車両本体に配設され、極低温の冷熱
を発生する冷却システムと、車両本体と上記クライオス
タット間に配設され、冷熱をクライオスタットに供給す
る冷熱供給装置を有する。

【００１３】電源装置からの電力の供給によって、上記
クライオスタットを直接又は超電導マグネットを介して
回転させ、リアクションプレートを敷設した軌道で二元
推進式車両を走行させると、磁気的作用によって超電導
マグネットを介して車両本体が浮上し、前方に推進さ
れ、リアクションプレートに沿って案内される。通常の
路面においてはタイヤと路面間の摩擦を利用し、高速走
行中は、タイヤと路面間の摩擦を利用することなく磁気
グリップによる推進力を得るようにしているので、機械
的な摩擦係数が小さくても大きい推進力を発生させるこ
とができる。

【００１４】また、タイヤの摩耗を抑制することができ
るので、十分な推進力を発生させることができるだけで
なく、保守・管理が容易になる。しかも、上記冷熱供給
装置によって冷熱をクライオスタットに供給するように
なっているので、超電導マグネットによって発生され、
リアクションプレートを鎖交する磁束量を多くすること
ができ、高速走行が可能になる。

【００１５】そして、車両本体に対して回転自在にタイ
ヤが支持されていて、タイヤに電源装置から電力が供給
され、タイヤが回転させられる。したがって、リアクシ
ョンプレートのない通常の路面においては、タイヤによ
って自由に走行することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の二元推進式車両
の走行状態を示す斜視図、図２は本発明の二元推進式車
両の駆動部の断面図、図３は本発明の二元推進式車両の
システムブロック図である。

【００１７】図において、本発明の二元推進式車両１１
は、車両本体１２に左右一対の前輪と後輪を構成する４
個の駆動輪１３を有している。該駆動輪１３は駆動部１
４において支持されるとともに回転させられ、軌道１５
又は路面１６との間で推進力を発生し、二元推進式車両
１１を推進する。上記二元推進式車両１１は、通常の路
面１６上を走行する場合は、駆動輪１３のタイヤ２８と
路面１６間の摩擦によって発生した推進力を利用して推
進させられ、しかも、操舵装置を操作することによって
任意の場所に自由に移動することができる。また、二元
推進式車両１１は図示されたような軌道１５上をも高速
走行することができ、その場合軌道１５上において浮上
して走行するようになっている。

【００１８】そのため、上記軌道１５には上記駆動輪１
３に対応して左右一対のリアクションプレート１７が敷
設されている。該リアクションプレート１７は軌道１５
に沿って、かつ、軌道１５の表面に上記駆動輪１３に対
向するように敷設される。上記リアクションプレート１
７は、アルミニウム、銅等の導電性の非磁性材料で形成
されるが、ポリアセチレンなどの導電性の樹脂で形成す
ることもできる。

【００１９】該リアクションプレート１７上において駆
動輪１３を回転させると、リアクションプレート１７に
誘導電流が発生し、該誘導電流による誘導磁束が駆動輪
１３に作用して車両本体１２を磁気的に浮上させ、推進
力を発生させるとともに軌道１５に沿って二元推進式車
両１１を案内する。４個の駆動輪１３はいずれも同じ構
成を有しているので、上記二元推進式車両１１は４個の
駆動輪１３が発生する推進力によってリアクションプレ
ート１７上を走行する。

【００２０】そのため、上記二元推進式車両１１は、駆
動輪１３及び駆動部１４を作動させるための電源装置１
９、駆動部１４を超電導状態にするための冷却システム
２０を搭載している。上記電源装置１９はバッテリ以外
に、バッテリを補助する燃料電池などで構成されている
が、軌道１５の左右のリアクションプレート１７間など
に敷設した電力供給装置２２からも電力を受けることが
できるようになっていて、該電力供給装置２２に対向す
るように集電装置２３が車両本体１２に搭載される。該
集電装置２３は上記電力供給装置２２に接触させるタイ
プのもの、無接触タイプのもののいずれも使用すること
ができる。また、集電装置２３を介して上記電力供給装
置２２から得た電力によって駆動輪１３を駆動すること
ができるだけでなく、上記電力供給装置２２から得た電
力を電源装置１９に送り、蓄電することもできる。その
ため、上記電源装置１９及び集電装置２３に制御装置２
４が接続されている。

【００２１】上記冷却システム２０は、駆動部１４を超
電導状態にするために極低温状態を形成するものであ
り、冷凍サイクルを複数段連結して形成し、該冷凍サイ
クルを制御装置２４が制御するようになっている。上記
駆動輪１３は、底部２５と筒状部２６から成るディスク
ホイール２７を有しており、該ディスクホイール２７の
筒状部２６の外周をゴム製のタイヤ２８が包囲してい
る。車両本体１２が浮上している間において、タイヤ２
８は図に示すように上記リアクションプレート１７から
離れ、該リアクションプレート１７と接触することはな
い。

【００２２】上記ディスクホイール２７は、底部２５と
筒状部２６によって形成される内側空間にカップ状のク
ライオスタット２９を有している。該クライオスタット
２９は、上記ディスクホイール２７の底部２５に沿って
配設される円形の外側底壁３１、及び該外側底壁３１と
並列に内側に配設される内側底壁３２から成る底部３３
を有するとともに、上記ディスクホイール２７の筒状部
２６に沿って配設される円筒状の外側円筒壁３４、及び
該外側円筒壁３４の内側に間隔をおいて配設される内側
円筒壁３５から成る筒状部３６を有する。

【００２３】そして、上記ディスクホイール２７とクラ
イオスタット２９は、中心部近傍の円周方向の数箇所に
配設されたボルト３７によって固定されている。上記ク
ライオスタット２９の筒状部３６内には超電導材コイル
で形成された超電導マグネット４１が配設され、該超電
導マグネット４１は液体ヘリウムによって極低温に冷却
され、超電導状態が形成される。そのため、上記超電導
マグネット４１は図示しない永久電流スイッチに接続さ
れていて、超電導状態において閉ループ回路を形成す
る。

【００２４】上記タイヤ２８、ディスクホイール２７及
びクライオスタット２９は一体的に形成されていて、上
記ボルト３７を介して支持体４３に固定される。該支持
体４３は中心に車両本体１２側に突出する軸部４４を有
しており、該軸部４４がベアリング４５を介してシャフ
ト４６に回転自在に支持されている。そして、該シャフ
ト４６はサスペンション装置４７に固定され、該サスペ
ンション装置４７を介して車両本体１２に連結されてい
る。

【００２５】上記サスペンション装置４７は、アッパア
ーム５１及びロワアーム５２から成るダブルウイッシュ
ボーン式のリンク機構を備え、車両本体１２に支持され
るとともに、図示しないコイルスプリング及びダンパ５
３によって衝撃が吸収緩和されるようになっている。な
お、上記シャフト４６を車両本体１２に支持する方法と
しては他のサスペンション方式を採用することもでき
る。

【００２６】ところで、上記クライオスタット２９の内
側底壁３２と内側円筒壁３５の内側に円筒状の凹部５４
が形成される。該凹部５４には、上記シャフト４６に対
して固定された円筒形のステータコイル５５が支持され
ている。該ステータコイル５５は、上記超電導マグネッ
ト４１と共に同期式の超電導モータ５７を形成してい
る。

【００２７】なお、上記クライオスタット２９を冷却す
るためのヘリウムガスは冷却システム２０によって極低
温状態に維持される。そのため、クライオスタット２９
の近傍に冷熱供給装置５９が配設され、該冷熱供給装置
５９は液体ヘリウムを直接冷却システム２０から供給す
るか、熱伝達によって間接的に冷熱を供給する。この場
合、上記冷熱供給装置５９はサスペンション装置４７の
近傍に示されているが、後述するようにシャフト４６内
に配設してもよい。

【００２８】次に、上記超電導モータ５７の動作につい
て図４を併用して説明する。図４は本発明の二元推進式
車両における駆動部の作動概念図である。図に示すよう
に、上記リアクションプレート１７に対応して超電導マ
グネット４１が回転自在に配設され、該超電導マグネッ
ト４１の内周には、ステータコイル５５がシャフト４６
に支持され固定されている。上記超電導マグネット４１
に永久電流を流すと、Ｎ極とＳ極とが例えば２個ずつ円
周方向に交互に形成される。

【００２９】したがって、上記制御装置２４の制御によ
って上記電源装置１９から上記ステータコイル５５に駆
動電流が供給されると、駆動電流に対応する交番磁界が
発生し、超電導マグネット４１はシャフト４６を中心に
回転し、上記駆動輪１３を回転させる。このように、駆
動部１４においては、ステータコイル５５と超電導マグ
ネット４１によって回転駆動用モータが構成される。

【００３０】したがって、上記超電導マグネット４１の
回転を利用して、一般の自動車と同様に、タイヤ２８と
路面１６間の摩擦力を利用した走行が可能になる。ま
た、上記二元推進式車両１１は、図１に示すようにリア
クションプレート１７を敷設した軌道１５においては、
タイヤ２８とリアクションプレート１７間の摩擦力を利
用して走行することができるとともに、超電導マグネッ
ト４１の回転によってリアクションプレート１７に生じ
る磁気的作用によって推進力を発生させ、該推進力によ
って走行することができる。

【００３１】この場合、二元推進式車両１１は軌道１５
上で浮上し、タイヤ２８とリアクションプレート１７間
に機械的な摩擦は発生しない。二元推進式車両１１はリ
アクションプレート１７に案内され、浮上した状態で走
行する。すなわち、上記磁気的作用によって、二元推進
式車両１１の前方向に働く推進力Ｆ_A、二元推進式車両
１１を上方に浮上させる浮上力Ｆ_F、及び二元推進式車
両１１をリアクションプレート１７に沿って移動させる
案内力Ｆ_Gが発生させられる。

【００３２】すなわち、超電導マグネット４１が回転す
ると、該超電導マグネット４１によって発生され、リア
クションプレート１７と鎖交する磁束量が変化し、該リ
アクションプレート１７に誘導電流Ｉ_Eが流れる。この
誘導電流Ｉ_Eによる磁気的作用によって、超電導マグネ
ット４１とリアクションプレート１７間に上記推進力Ｆ
_A、浮上力Ｆ_F及び案内力Ｆ_Gが発生することになる。

【００３３】なお、超電導材として強い磁場をかけても
極めて大きな電流を流すことができる酸化物超電導体が
開発されており、このような酸化物超電導体を超電導マ
グネット４１に使用することによって、大きな推進力Ｆ
_Aを得ることができる。このように本発明によれば、超
電導マグネット４１とリアクションプレート１７間に磁
気的作用による推進力Ｆ_Aが生じるため、例えばリアク
ションプレート１７上が凍結状態になり機械的な摩擦係
数が低くなっても上記推進力Ｆ_Aによって二元推進式車
両１１は走行することができる。

【００３４】ところで、図２に示す実施例の場合には、
クライオスタット２９をタイヤ２８の内周側に配設した
構造を有しているが、両者を分離した構造にすることが
できる。図５は本発明の駆動部の第２の例を示す図であ
る。図に示すように、クライオスタット２９、超電導マ
グネット４１及びステータコイル５５がタイヤ２８より
車両本体１２（図１）側に配設され、ディスクホイール
６０とサスペンション装置４７間に連結されている。上
記タイヤ２８を固定するディスクホイール６０は中央に
クライオスタット２９側に延びるシャフト６１を有し、
該シャフト６１がクライオスタット２９に固定されてい
る。この場合、超電導マグネット４１とリアクションプ
レート１７間にタイヤ２８が介在されないので、両者を
近接させてリアクションプレート１７を鎖交する磁束量
を多くすることができる。

【００３５】図６は本発明の駆動部の第３の例を示す図
である。図に示すように、クライオスタット２９、超電
導マグネット４１及びステータコイル５５が車両本体１
２内に配設される。また、ディスクホイール６０は中央
に車両本体１２側に延びるシャフト６１を有し、該シャ
フト６１がベアリング６３を介して車両本体１２に回転
自在に支持される。この場合も、超電導マグネット４１
とリアクションプレート１７間にタイヤ２８が介在され
ないので、両者を近接させてリアクションプレート１７
を鎖交する磁束量を多くすることができる。

【００３６】一方、タイヤ２８は路面１６（図３）走行
用として使用され、図示しないモータ及び動力伝達系を
介して回転が伝達されるようになっている。上記路面１
６上の走行になるのでモータを超電導状態で動作するも
のとする必要はなく、常温下で動作するもので十分であ
る。図７は本発明の駆動部の第４の例を示す図である。

【００３７】図に示すように、クライオスタット６４、
超電導マグネット４１が車両本体１２内に配設され、ク
ライオスタット６４は車両本体１２内に別に配設された
モータ６５によって回転させられる。この場合、ステー
タコイル５５（図２）は不要であり、超電導マグネット
４１はモータ６５によって直接回転させられることにな
る。超電導マグネット４１とリアクションプレート１７
間にタイヤ２８が介在されないので、両者を近接させて
リアクションプレート１７を鎖交する磁束量を多くする
ことができる。

【００３８】また、ディスクホイール６０は中央に車両
本体１２側に延びるシャフト６１を有し、該シャフト６
１がベアリング６３を介して車両本体１２に回転自在に
支持される。タイヤ２８は路面１６（図３）走行用とし
て使用され、図示しないモータ及び動力伝達系を介して
回転が伝達されるようになっている。この場合、路面１
６上の走行になるのでモータを超電導状態で動作するも
のとする必要はなく、常温下で動作するもので十分であ
る。

【００３９】ところで、上記各実施例においては、クラ
イオスタット２９，６４内の超電導マグネット４１は液
体ヘリウムによって冷却されているが、上記クライオス
タット２９，６４は車両本体１２に対して回転する構造
となっている。上記液体ヘリウムは超電導マグネット４
１を冷却すると気化してヘリウムガスとなる。そこで、
上記クライオスタット２９，６４を常時極低温状態に維
持するために、ヘリウムガスを冷却して液体ヘリウムに
する必要があり、車両本体１２内には冷却システム２０
が配設されている。

【００４０】ところが、上記クライオスタット２９，６
４は車両本体１２に対して回転する構造を有しているの
に対し、上記冷却システム２０は寸法が大きいため車両
本体１２内に固定されている。したがって、冷却システ
ム２０で発生させた冷熱をクライオスタット２９，６４
に送るために冷熱供給装置５９が形成されている。図８
は冷熱供給装置の第１の例を示す図である。

【００４１】この場合、クライオスタット２９（図２）
内の超電導マグネット４１を冷却するための液体ヘリウ
ムは、冷却システム２０（図１）から直接供給されるよ
うになっている。そのため、上記クライオスタット２９
の底部３３を構成する内側底壁３２に、クライオスタッ
ト２９内の図示しない液体ヘリウム槽に対して液体ヘリ
ウムを供給するとともに、気化したヘリウムガスを回収
するための冷媒管構造体６７が貫通して配設される。該
冷媒管構造体６７は上記内側底壁３２に固定されてい
て、上記クライオスタット２９と一体的に回転するよう
になっている。

【００４２】上記冷媒管構造体６７は、内側底壁３２の
車両本体１２側に突出する軸部４４を構成しており、該
軸部４４の両端が一対のベアリング４５によってシャフ
ト４６に回転自在に支持されている。そのため、シャフ
ト４６は冷媒管構造体６７を取り付けるために分割され
ていて、フランジ部において相互に固定されている。上
記冷媒管構造体６７は、外周管６８、該外周管６８の内
周側に配設される二重管６９、該二重管６９の更に内周
側に配設される内周管７０から成り、該内周管７０の内
周側に上記冷却システム２０で形成された液体ヘリウム
を供給する液体ヘリウム転送管７１が配設されている。
該液体ヘリウム転送管７１は、上記シャフト４６のフラ
ンジ部に形成された隔壁７２を貫通して上記内側底壁３
２の車両外方側（図の左側）に延びる。

【００４３】上記内周管７０の一方端は上記内側底壁３
２の車両外方側に延び、放射状の複数の細管７３に接続
されており、他方端は上記隔壁７２の近傍において開口
している。また、上記二重管６９の一方端も同様に上記
内側底壁３２の車両外方側に延び、放射状の複数の細管
７４に接続されており、他方端は上記隔壁７２の近傍に
おいて環状シール部材７６によって密閉されている。

【００４４】また、上記二重管６９の側面には、クライ
オスタット２９内で気化したヘリウムガスを回収するた
めのヘリウムガス出口７７が形成され、シャフト４６の
側面に形成されたヘリウムガス出口７８と連通するよう
になっている。そのため、上記外周管６８と二重管６９
間のヘリウムガス出口７７に隣接する位置には、上記外
周管６８と二重管６９間を支持するとともに密閉構造を
形成するために、一対の環状シール部材７９，８０が配
設される。また、上記外周管６８と二重管６９間の両端
にも、両者を支持するとともに密閉構造を形成するため
に一対の断熱構造の環状シール部材８２，８３が配設さ
れ、各環状シール部材７９，８２間及び環状シール部材
８０，８３間が真空状態にされる。

【００４５】そして、上記二重管６９と内周管７０間の
両端にも、両者を支持するとともに密閉構造を形成する
ために一対の環状シール部材８４，８５が配設され、該
環状シール部材８４，８５間が真空状態にされる。上記
構成の冷媒管構造体６７において、上記冷却システム２
０から供給された液体ヘリウムは液体ヘリウム転送管７
１内を通って上記内周管７０の一方端に至り、その後放
射状の複数の細管７３に送られる。該細管７３はクライ
オスタット２９の回転に伴って回転するので、液体ヘリ
ウムに加わる遠心力によって図示しない液体ヘリウム槽
に円滑に送られる。

【００４６】該液体ヘリウム槽において、超電導マグネ
ット４１を冷却して気化したヘリウムガスは、上記細管
７４を介して二重管６９の一方端に送られ、該二重管６
９を通り、ヘリウムガス出口７７，７８から排出され、
冷却システム２０に回収される。この時、ヘリウムガス
出口７７からヘリウムガス出口７８に送られるヘリウム
ガスが、上記外周管６８とシャフト４６間を抜けて大気
中に放出されないように、上記外周管６８とシャフト４
６間のヘリウムガス出口７７，７８の近傍に環状シール
部材８６，８７を配設するとともに、上記内側底壁３２
に上記シャフト４６の先端を包囲するための環状凸部８
８を形成して、気密構造を構成している。

【００４７】上記実施例においては、超電導マグネット
４１を冷却するための液体ヘリウムが冷却システム２０
から直接供給されるようになっているため冷却効率を高
くすることができるが、上述したような気密構造が必要
になる。超電導マグネット４１を冷却するための冷熱供
給系と、冷却システム２０に接続される冷熱供給系を分
離して両者間で熱交換することによって気密構造を不要
にすることができる。

【００４８】図９は冷熱供給装置の第２の例を示す図、
図１０は冷熱供給装置の第３の例を示す図である。図９
において、クライオスタット２９（図２）内の超電導マ
グネット４１を冷却するための液体ヘリウムと、冷却シ
ステム２０（図１）から供給される液体ヘリウムは熱伝
達装置９１によって分離されていて、該熱伝達装置９１
における熱伝達によって冷熱が超電導マグネット４１に
送られる。

【００４９】そのため、上記クライオスタット２９の底
部３３を構成する内側底壁３２に、クライオスタット２
９側のヘリウムガスに対して冷熱を供給するための第１
冷媒管構造体９２が貫通して配設されるとともに、該第
１冷媒管構造体９２に対向して第２冷媒管構造体９３が
配設される。上記第１冷媒管構造体９２は上記内側底壁
３２に固定されていて、上記クライオスタット２９と一
体的に回転し、一方、第２冷媒管構造体９３はシャフト
４６に固定されている。

【００５０】上記第１冷媒管構造体９２は、外周管９４
及び該外周管９４の内周側に配設される二重管９５から
成り、該二重管９５の内周側に上記超電導マグネット４
１を冷却する図示しない液体ヘリウム槽と連通する第１
熱伝達管９６が配設されている。該第１熱伝達管９６
は、上記内側底壁３２の車両外方側に延びている。一
方、第２冷媒管構造体９３は、外周管９７及び該外周管
９７の内周側に配設される第２熱伝達管９８から成り、
該第２熱伝達管９８は冷却システム２０に接続され、液
体ヘリウムが供給されるようになっている。そして、上
記第２冷媒管構造体９３には二重管９９が車両外方側に
突出して形成されていて、上記第１冷媒管構造体９２の
二重管９５内に互いに間隔を置いて挿入され、断熱構造
を形成している。

【００５１】また、上記第１冷媒管構造体９２におい
て、二重管９５，９９の車両外方側の端部には環状シー
ル部材１０１，１０２が、上記外周管９４と二重管９５
間の車両本体１２側の端部には環状シール部材１０３
が、二重管９５と第１熱伝達管９６間の車両本体１２側
の端部には環状シール部材１０４が形成されている。一
方、上記第２冷媒管構造体９３において、外周管９７と
二重管９９間の車両外方側に環状シール部材１０５が、
二重管９９と第２熱伝達管９８間の車両外方側に環状シ
ール部材１０６が形成される。上記環状シール部材１０
３〜１０６はいずれも断熱構造で形成される。なお、１
２９は磁気流体から成り、外周管９４の車両本体１２側
の端部とシャフト４６間に配設された磁気シールドであ
る。

【００５２】そして、上記第１冷媒管構造体９２におい
て、外周管９４と二重管９５間が、第２冷媒管構造体９
３において、外周管９７と第２熱伝達管９８間が真空に
され、断熱構造を形成している。第１熱伝達管９６の車
両本体１２側の端部には、熱伝達性が良く、しかも低摩
擦係数の材料で作られた熱伝達片１０７が、第２熱伝達
管９７の車両外方側の端部には、同様の材料で作られた
熱伝達片１０８が配設され、両熱伝達片１０７，１０８
は端面間で摺動して熱伝達を行う。したがって、クライ
オスタット２９内の超電導マグネット４１から供給され
た第１熱伝達管９６内のヘリウムガスと、冷却システム
２０から供給された第２熱伝達管９７内の液体ヘリウム
は熱伝達片１０７，１０８を介して熱伝達し、第１熱伝
達管９６内のヘリウムガスを冷却する。

【００５３】このような構造にすることによって、冷熱
を供給するに当たって液体ヘリウムやヘリウムガスが漏
れることがなくなるとともに、他の物質が混入すること
がなくなるためフィルタなどを不要とすることができ
る。また、上記熱伝達装置９１の雰囲気は上記磁気シー
ルド１２９によって真空にされる。また、図１０におい
て、クライオスタット２９（図２）内の超電導マグネッ
ト４１を冷却するための液体ヘリウムと、冷却システム
２０（図１）から供給される液体ヘリウムは液体ヘリウ
ム溜めから成る熱伝達装置１１０によって分離されてい
て、該熱伝達装置１１０における熱伝達によって冷熱が
超電導マグネット４１に送られる。

【００５４】そのため、上記クライオスタット２９の底
部３３を構成する内側底壁３２に、クライオスタット２
９側のヘリウムガスに対して冷熱を供給するための第１
冷媒管構造体１１１が貫通して配設されるとともに、該
第１冷媒管構造体１１１を包囲して第２冷媒管構造体１
１２が配設される。上記第１冷媒管構造体１１１は上記
内側底壁３２に固定されていて、上記クライオスタット
２９と一体的に回転し、一方、第２冷媒管構造体１１２
はシャフト４６に固定されている。

【００５５】上記第１冷媒管構造体１１１は、上記第２
冷媒管構造体１１２の内周側に配設される二重管１１３
から成り、該二重管１１３の内周側に、上記冷却システ
ム２０に接続され液体ヘリウムを供給する液体ヘリウム
転送管７１が配設されている。一方、第２冷媒管構造体
１１２は、外周管１１５、該外周管１１５の内周側に配
設され段差を形成する第１、第２内周管１１６，１１７
から成り、該第１、第２内周管１１６，１１７によって
上記第１冷媒管構造体１１１を収容する凹部を形成して
いる。また、上記第２内周管１１７の内周側には上記液
体ヘリウム転送管７１が配設されている。

【００５６】上記第１冷媒管構造体１１１の二重管１１
３の車両本体１２側の端部、及び第２冷媒管構造体１１
２の第１、第２内周管１１６，１１７間の段差の部分に
は環状シール部材１１９，１２０が配設されるととも
に、上記内側底壁３２と第２冷媒管構造体１１２の外周
管１１５の端面は磁気シールド１２６によって密閉され
る。そして、上記第１冷媒管構造体１１１において二重
管１１３内が、第２冷媒管構造体１１２において外周管
１１５と第１、第２内周管１１６，１１７間が真空にさ
れ、断熱を行っている。

【００５７】上記液体ヘリウム転送管７１の先端には、
クライオスタット２９側のヘリウムガスと冷却システム
２０側の液体ヘリウムを分離する密閉された熱伝達装置
１１０が形成され、該熱伝達装置１１０の周囲には、超
電導マグネット４１から供給されたヘリウムガスを供給
する複数の伝熱管１２３が設けられている。上記熱伝達
装置１１０内と伝熱管１２３内は金属製の熱伝達片１２
４によって分離されていて、超電導マグネット４１から
供給された伝熱管１２３内のヘリウムガスと、冷却シス
テム２０から供給された熱伝達装置１１０内の液体ヘリ
ウム１２８は熱伝達片１２４を介して熱伝達し、伝熱管
１２３内のヘリウムガスを冷却する。

【００５８】上記熱伝達装置１１０内で気化したヘリウ
ムガスは、第１冷媒管構造体１１１の二重管１１３と液
体ヘリウム転送管７１間を通って第２冷媒管構造体１１
２に送られ、上記第２内周管１１７と液体ヘリウム転送
管７１間を通って冷却システム２０に回収される。この
ような構造にすることによって、冷熱を供給するに当た
ってクライオスタット２９側の冷媒がクローズな状態に
されるので冷媒が漏れることがなく、不純物の混入もな
くなるとともに構成を簡素化することができる。また、
回転部材と固定部材間の摺動部分がないため摩擦熱が発
生することがなく熱伝達効率を向上させることができ
る。

【００５９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二元推進式車両の走行状態を示す斜視
図である。

【図２】本発明の二元推進式車両の駆動部の断面図であ
る。

【図３】本発明の二元推進式車両のシステムブロック図
である。

【図４】本発明の二元推進式車両における駆動部の作動
概念図である。

【図５】本発明の駆動部の第２の例を示す図である。

【図６】本発明の駆動部の第３の例を示す図である。

【図７】本発明の駆動部の第４の例を示す図である。

【図８】冷熱供給装置の第１の例を示す図である。

【図９】冷熱供給装置の第２の例を示す図である。

【図１０】冷熱供給装置の第３の例を示す図である。

【符号の説明】

１１二元推進式車両１２車両本体１４駆動部１９電源装置２０冷却システム２８タイヤ２９，６４クライオスタット４１超電導マグネット５５ステータコイル（回転手段）５９冷熱供給装置６５モータ（回転手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｆ 7/22 ＺＡＡＧＨ０１Ｌ 39/04 ＺＡＡ 9276−4ＭＨ０２Ｋ 55/02 ＺＡＡ 4238−5Ｈ (72)発明者有賀秀喜東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者椎窓利博東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者伊藤義久東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者堀孝二東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）超電導マグネットと、（ｂ）該超電導マグネットを収容し、超電導マグネット
に極低温状態を形成するとともに車両本体に対して回転
自在に支持されたクライオスタットと、（ｃ）該クライオスタットを回転させる回転手段と、（ｄ）該回転手段に電力を供給する電源装置と、（ｅ）車両本体に配設され、極低温の冷熱を発生する冷
却システムと、（ｆ）車両本体と上記クライオスタット間に配設され、
冷熱をクライオスタットに供給する冷熱供給装置を有す
ることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】（ａ）超電導マグネットと、（ｂ）該超電導マグネットを収容し、超電導マグネット
に極低温状態を形成するとともに車両本体に対して回転
自在に支持されたクライオスタットと、（ｃ）車両本体に配設され、極低温の冷熱を発生する冷
却システムと、（ｄ）車両本体と上記クライオスタット間に配設され、
冷熱をクライオスタットに供給する冷熱供給装置と、（ｅ）車両本体に対して回転自在に支持されたタイヤ
と、（ｆ）上記クライオスタット及びタイヤを回転させる回
転手段と、（ｇ）該回転手段に電力を供給する電源装置を有するこ
とを特徴とする二元推進式車両。