JPH06275873A - 超電導磁石装置 - Google Patents
超電導磁石装置Info
- Publication number
- JPH06275873A JPH06275873A JP5058557A JP5855793A JPH06275873A JP H06275873 A JPH06275873 A JP H06275873A JP 5058557 A JP5058557 A JP 5058557A JP 5855793 A JP5855793 A JP 5855793A JP H06275873 A JPH06275873 A JP H06275873A
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導磁石を収納した内槽の発熱を低減する
ため、切れ目を入れた銅メッキを内槽の表面に施すと、
切れ目から磁場が内槽に侵入し発熱する。これを低減す
ることが目的である。 【構成】 内槽表面全体に銅メッキ被膜を施し、電流ル
ープを抑えるため、この被膜を分断するための切れ目を
設ける。このとき、切れ目を磁石の中心線に対して鋭角
的に設け、また、切れ目に対応する内槽の裏面に銅メッ
キを施し、磁場の侵入を抑える。
ため、切れ目を入れた銅メッキを内槽の表面に施すと、
切れ目から磁場が内槽に侵入し発熱する。これを低減す
ることが目的である。 【構成】 内槽表面全体に銅メッキ被膜を施し、電流ル
ープを抑えるため、この被膜を分断するための切れ目を
設ける。このとき、切れ目を磁石の中心線に対して鋭角
的に設け、また、切れ目に対応する内槽の裏面に銅メッ
キを施し、磁場の侵入を抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気浮上式鉄道の超電導
磁石装置に関する。
磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁気浮上式鉄道の駆動用超電動磁
石装置について図４〜図８を参照して説明する。磁気浮
上式鉄道の車両１に搭載して車両の浮上、案内、推進用
に用いる超電導磁石装置２は、超電導コイル３を冷媒
（液体ヘリウム）と共に円環状の内槽４に収納し、これ
を更に真空断熱容器である外槽５内に支持具６を介して
宙つりにした構成としている。
石装置について図４〜図８を参照して説明する。磁気浮
上式鉄道の車両１に搭載して車両の浮上、案内、推進用
に用いる超電導磁石装置２は、超電導コイル３を冷媒
（液体ヘリウム）と共に円環状の内槽４に収納し、これ
を更に真空断熱容器である外槽５内に支持具６を介して
宙つりにした構成としている。
【０００３】この超電導磁石装置２は車両走行時の大き
な荷重に耐えると共に、限られた冷却能力の下で、長時
間極低温状態を維持しなければならないため、外部から
の熱侵入を出来るだけ遮断しなければならない。
な荷重に耐えると共に、限られた冷却能力の下で、長時
間極低温状態を維持しなければならないため、外部から
の熱侵入を出来るだけ遮断しなければならない。
【０００４】ところで、磁気浮上式鉄道は軌道７の上に
設置した推進コイル８によって推進力を得て、車両が動
き始めると電磁誘導によって浮上コイル９に浮上電流が
誘起されて浮上力を得て走行している。
設置した推進コイル８によって推進力を得て、車両が動
き始めると電磁誘導によって浮上コイル９に浮上電流が
誘起されて浮上力を得て走行している。
【０００５】ところが、この推進コイル８、浮上コイル
９はシステム構成上離散的な配置とならざるを得ず、従
って、これら地上コイルの作る磁場はコイルギャップの
ために理想的なものが得られず凹凸がある磁場となる。
この凹凸は地上コイルの配置によって決まるものである
ので、地上に固定されており、これを車両が走行時に横
切ると、超電導磁石装置２は凹凸に伴う変動磁場を受け
ることになる。
９はシステム構成上離散的な配置とならざるを得ず、従
って、これら地上コイルの作る磁場はコイルギャップの
ために理想的なものが得られず凹凸がある磁場となる。
この凹凸は地上コイルの配置によって決まるものである
ので、地上に固定されており、これを車両が走行時に横
切ると、超電導磁石装置２は凹凸に伴う変動磁場を受け
ることになる。
【０００６】一般に、金属板が変動磁場を受けると電磁
誘導によって、金属板に渦電流が誘起され、この渦電流
はジュール熱を発生させる。したがって、超電導コイル
３を収めた内槽４の表面でこの現象が発生すると、超電
導コイル３への熱侵入の増加をもたらすことになる。
誘導によって、金属板に渦電流が誘起され、この渦電流
はジュール熱を発生させる。したがって、超電導コイル
３を収めた内槽４の表面でこの現象が発生すると、超電
導コイル３への熱侵入の増加をもたらすことになる。
【０００７】従来の内槽４は電気抵抗の高いステンレス
鋼で作られており、この渦電流損による熱発生、そして
その侵入が大きく、問題になっていた。更に、超電導コ
イルに交流磁場が作用すると、コイルの内部で発熱が起
こり（交流損）、温度上昇により超電導コイルがクエン
チを生じ易くなる。
鋼で作られており、この渦電流損による熱発生、そして
その侵入が大きく、問題になっていた。更に、超電導コ
イルに交流磁場が作用すると、コイルの内部で発熱が起
こり（交流損）、温度上昇により超電導コイルがクエン
チを生じ易くなる。
【０００８】この問題を解決するため、内槽表面に導電
性の良い金属被膜を形成する方法が採用され、良好な成
績を上げている。具体的には、内槽表面の全体に銅メッ
キを施したもので、こうすることにより、渦電流が誘起
されても銅の電気抵抗が非常に低いため、渦電流が大幅
に減少し、又、導電性の良い金属ほど変動磁場を有効に
遮蔽できるので超電導コイルに作用する変動磁場も減少
する。
性の良い金属被膜を形成する方法が採用され、良好な成
績を上げている。具体的には、内槽表面の全体に銅メッ
キを施したもので、こうすることにより、渦電流が誘起
されても銅の電気抵抗が非常に低いため、渦電流が大幅
に減少し、又、導電性の良い金属ほど変動磁場を有効に
遮蔽できるので超電導コイルに作用する変動磁場も減少
する。
【０００９】ところが、内槽４は円環状を成しているの
で（図６参照）、この措置により、内槽３の中心線CLに
沿った大きなループ電流（矢印）が内槽表面に流れやす
くなり、励・消磁に伴う誘導電流によるジュール熱発生
が大きくなるということとなる。
で（図６参照）、この措置により、内槽３の中心線CLに
沿った大きなループ電流（矢印）が内槽表面に流れやす
くなり、励・消磁に伴う誘導電流によるジュール熱発生
が大きくなるということとなる。
【００１０】そこで、超電導コイル３と冷媒を収めた円
環状の内槽４表面に銅メッキなどによる導電性の良い金
属被膜を形成し、かつその被膜が中心線CLに沿って電気
的に連続したループを形成しないように中心線CLを横切
る（ほぼ直角）切れ目（図７、電気的不連続帯）１１を
入れて不連続にする方法が採られている。
環状の内槽４表面に銅メッキなどによる導電性の良い金
属被膜を形成し、かつその被膜が中心線CLに沿って電気
的に連続したループを形成しないように中心線CLを横切
る（ほぼ直角）切れ目（図７、電気的不連続帯）１１を
入れて不連続にする方法が採られている。
【００１１】しかし、金属被膜に覆われた部分は外部磁
場を遮断するが、切れ目（電気的不連続帯）１１の部分
では逆に外部磁場が増幅されて内槽の内部に侵入するた
め、超電導コイルに交流損による発熱を起こす（図８参
照方）。
場を遮断するが、切れ目（電気的不連続帯）１１の部分
では逆に外部磁場が増幅されて内槽の内部に侵入するた
め、超電導コイルに交流損による発熱を起こす（図８参
照方）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、変動磁
場が作用する超電導磁石装置において、内槽の電気抵抗
を下げると渦電流損は減少するものの、励・消磁時の発
熱が増大し、逆に、内槽の電気抵抗を上げると励・消磁
時の発熱は減少するものの、渦電流損が増大するという
相反する問題を抱えるに至っている。
場が作用する超電導磁石装置において、内槽の電気抵抗
を下げると渦電流損は減少するものの、励・消磁時の発
熱が増大し、逆に、内槽の電気抵抗を上げると励・消磁
時の発熱は減少するものの、渦電流損が増大するという
相反する問題を抱えるに至っている。
【００１３】そこで、本発明は変動磁場による内槽の渦
電流損および、超電導磁石における交流損を減少させ、
なおかつ励・消磁時の発熱をも抑制した超電導磁石装置
を得ることを目的としている。
電流損および、超電導磁石における交流損を減少させ、
なおかつ励・消磁時の発熱をも抑制した超電導磁石装置
を得ることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため、超電導コイル
３と冷媒を収めた円環状の内槽４の表面に銅メッキなど
の導電性の良い金属被膜を形成し、かつその被膜が内槽
４の中心線CLに沿って電気的に連続したループを形成し
ないように、中心線CLを横切る切れ目（銅メッキ無しに
よる電気的不連続帯）１１を入れて電気的に不連続にな
し、この表面の不連続帯に対し、内槽裏面に導電性の良
い金属被膜帯を形成する。或いは、この不連続帯を中心
線CLを斜めに横切るように形成する。更に、この内槽裏
面と電気的不連続帯の間に絶縁層を介在させて熱の発生
をより抑えるようにしても良い。
３と冷媒を収めた円環状の内槽４の表面に銅メッキなど
の導電性の良い金属被膜を形成し、かつその被膜が内槽
４の中心線CLに沿って電気的に連続したループを形成し
ないように、中心線CLを横切る切れ目（銅メッキ無しに
よる電気的不連続帯）１１を入れて電気的に不連続にな
し、この表面の不連続帯に対し、内槽裏面に導電性の良
い金属被膜帯を形成する。或いは、この不連続帯を中心
線CLを斜めに横切るように形成する。更に、この内槽裏
面と電気的不連続帯の間に絶縁層を介在させて熱の発生
をより抑えるようにしても良い。
【００１５】
【作用】このような構成によって、変動磁場により内槽
に誘起される渦電流によるジュール損が減少する。又、
超電導コイルを変動磁場から遮蔽するための内槽表面に
形成した金属被膜は分断されているので電流ループが形
成されず、励・消磁時の発熱を低く抑える。しかも、こ
の内槽表面の金属被膜の切れ目（不連続帯）に対応する
内槽裏面の金属被膜が、内槽表面の切れ目から侵入する
磁場を低くおさえて、超電導コイルの交流損を減少さ
せ、発熱を抑える。
に誘起される渦電流によるジュール損が減少する。又、
超電導コイルを変動磁場から遮蔽するための内槽表面に
形成した金属被膜は分断されているので電流ループが形
成されず、励・消磁時の発熱を低く抑える。しかも、こ
の内槽表面の金属被膜の切れ目（不連続帯）に対応する
内槽裏面の金属被膜が、内槽表面の切れ目から侵入する
磁場を低くおさえて、超電導コイルの交流損を減少さ
せ、発熱を抑える。
【００１６】この切れ目を中心線に対して斜めに形成す
ると、不連続帯と金属被膜の境界の長さが大きくなり、
超電導コイル断面の侵入磁場に垂直な方向への熱伝達が
容易になるので、発熱に対する冷却効率も改善される。
ると、不連続帯と金属被膜の境界の長さが大きくなり、
超電導コイル断面の侵入磁場に垂直な方向への熱伝達が
容易になるので、発熱に対する冷却効率も改善される。
【００１７】
【実施例】本発明を図１〜図３に示す実施例に基づいて
説明する。 （実施例１、図１参照方）内槽４の表面に、導電性の良
い金属被膜として銅メッキ層１０を形成し、この被膜の
銅メッキ層を部分的に除去して、母材であるステンレス
鋼が剥き出しになった形で切れ目（電気的不連続帯）１
１を形成し、切れ目１１に対応する内槽裏面に銅メッキ
層（導電性の良い金属被膜帯）１２を形成する。
説明する。 （実施例１、図１参照方）内槽４の表面に、導電性の良
い金属被膜として銅メッキ層１０を形成し、この被膜の
銅メッキ層を部分的に除去して、母材であるステンレス
鋼が剥き出しになった形で切れ目（電気的不連続帯）１
１を形成し、切れ目１１に対応する内槽裏面に銅メッキ
層（導電性の良い金属被膜帯）１２を形成する。
【００１８】この内槽裏面の銅メッキ層がない場合（図
８参照）は、ステンレス鋼がむき出しになった部分から
外部の変動磁場が侵入し、超電導コイルに交流損が発生
し、発熱する。又、不連続帯の両側の銅メッキには外部
の変動磁場によって渦電流が流れており、この渦電流に
よって生じる磁場も不連続帯から内槽内部に侵入する。
しかし内槽裏面に銅メッキ層を形成した場合、不連続帯
から侵入して超電導コイルに達する変動磁場を抑えるこ
とができる。 （実施例２、図２参照方）本発明の第２の実施例を説明
する。
８参照）は、ステンレス鋼がむき出しになった部分から
外部の変動磁場が侵入し、超電導コイルに交流損が発生
し、発熱する。又、不連続帯の両側の銅メッキには外部
の変動磁場によって渦電流が流れており、この渦電流に
よって生じる磁場も不連続帯から内槽内部に侵入する。
しかし内槽裏面に銅メッキ層を形成した場合、不連続帯
から侵入して超電導コイルに達する変動磁場を抑えるこ
とができる。 （実施例２、図２参照方）本発明の第２の実施例を説明
する。
【００１９】内槽４の表面に銅メッキ層１０を形成し、
部分的に銅メッキを除去した形に内槽の母材であるステ
ンレス鋼が剥き出しになった部分（切れ目）１１を、内
槽の中心線CLに対して角度θの傾きで斜めになるように
設ける。
部分的に銅メッキを除去した形に内槽の母材であるステ
ンレス鋼が剥き出しになった部分（切れ目）１１を、内
槽の中心線CLに対して角度θの傾きで斜めになるように
設ける。
【００２０】この銅メッキ層の切れ目１１が超電導コイ
ルの外周の方向に対して直角、或いは直角に近い角度で
入っている（θ〜９０°）場合は、ステンレス鋼が剥き
だしになった部分と内槽表面が銅メッキで覆われている
部分の境界の長さは内槽の幅ｗにほぼ等しい。一方、銅
メッキ層の切れ目が内槽の中心線CLに対して角度θ（θ
＜９０°）の傾きで入っている場合は、ステンレス鋼が
剥き出しになった部分と内槽表面が銅メッキで覆われて
いる部分の境界の長さは内槽の幅ｗを角度θの正弦（si
n <1）で除した長さとなり、内槽の幅ｗよりも大きくな
る。
ルの外周の方向に対して直角、或いは直角に近い角度で
入っている（θ〜９０°）場合は、ステンレス鋼が剥き
だしになった部分と内槽表面が銅メッキで覆われている
部分の境界の長さは内槽の幅ｗにほぼ等しい。一方、銅
メッキ層の切れ目が内槽の中心線CLに対して角度θ（θ
＜９０°）の傾きで入っている場合は、ステンレス鋼が
剥き出しになった部分と内槽表面が銅メッキで覆われて
いる部分の境界の長さは内槽の幅ｗを角度θの正弦（si
n <1）で除した長さとなり、内槽の幅ｗよりも大きくな
る。
【００２１】超電導コイルに変動磁場が侵入して発熱し
た場合、銅メッキ層の切れ目が超電導コイルの外周方向
（内槽の中心線CL）に対してなす角度θが小さいほど、
発熱した部分と冷媒（液体ヘリウム）で冷却されている
部分とがより大きな面積で接することになり、しかも超
電導コイル断面の侵入磁場に垂直な方向への熱伝達が容
易になるので、発熱に対する冷却効率が改善される。し
たがって、同じ量の発熱が生じたときに、銅メッキの切
れ目１１を斜めに入れた方が超電導コイルの温度上昇を
抑えることができる。 （実施例３、図３参照方）これは内槽裏面と銅メッキ層
の間に電気抵抗が高い絶縁性膜１３を設けたものであ
る。この場合、超電導コイルの励・消磁時に内槽裏面の
銅メッキ層を介したループ電流が生じることを防ぐこと
ができるため、励・消磁時のジュール熱を小さくする効
果がある。
た場合、銅メッキ層の切れ目が超電導コイルの外周方向
（内槽の中心線CL）に対してなす角度θが小さいほど、
発熱した部分と冷媒（液体ヘリウム）で冷却されている
部分とがより大きな面積で接することになり、しかも超
電導コイル断面の侵入磁場に垂直な方向への熱伝達が容
易になるので、発熱に対する冷却効率が改善される。し
たがって、同じ量の発熱が生じたときに、銅メッキの切
れ目１１を斜めに入れた方が超電導コイルの温度上昇を
抑えることができる。 （実施例３、図３参照方）これは内槽裏面と銅メッキ層
の間に電気抵抗が高い絶縁性膜１３を設けたものであ
る。この場合、超電導コイルの励・消磁時に内槽裏面の
銅メッキ層を介したループ電流が生じることを防ぐこと
ができるため、励・消磁時のジュール熱を小さくする効
果がある。
【００２２】
【発明の効果】本発明により、超電導磁石装置に変動磁
場が作用するとき、その内槽の渦電流損を減らし、ま
た、励・消磁時の発熱も抑える。更に、内槽に侵入する
磁場を遮断し、超電導コイルでの発熱を低くして超電導
磁石装置信頼性を向上させる。
場が作用するとき、その内槽の渦電流損を減らし、ま
た、励・消磁時の発熱も抑える。更に、内槽に侵入する
磁場を遮断し、超電導コイルでの発熱を低くして超電導
磁石装置信頼性を向上させる。
【図１】本発明による超電導磁石の内槽の部分断面図、
【図２】本発明の第二実施例による超電導磁石内槽の平
面図、
面図、
【図３】本発明の第三実施例による超電導磁石内槽の部
分断面図、
分断面図、
【図４】磁気浮上式鉄道の概略図、
【図５】従来の超電導磁石装置の平面図、
【図６】従来の超電導磁石内槽の平面図、
【図７】従来の他の超電導磁石内槽の平面図、
【図８】図７のVIII線矢視図である。
２…超電導磁石装置 ３…超電導コイル ４…内槽 ５…外槽 １０…銅メッキ（金属被膜） １１…切れ目（電気的不連続帯）
Claims (3)
- 【請求項１】冷媒と超電導コイルを円環状の内槽に収納
し、これを更に外槽に収納してなる超電導磁石装置にお
いて、 前記円環状内槽の表面全体に、複数箇所で電気的不連続
帯で分断されて一周する導電性金属被膜を形成すると共
に、前記電気的不連続帯に対応する内槽の裏面に、導電
性金属被膜帯を形成したことを特徴とする超電導磁石装
置。 - 【請求項２】冷媒と超電導コイルを円環状の内槽に収納
し、これを更に外槽に収納してなる超電導磁石装置にお
いて、 前記円環状内槽の表面全体に、超電導磁石装置の中心線
に対し、複数箇所で斜めに交差する電気的不連続帯で分
断されて一周する導電性金属被膜を形成したことを特徴
とする超電導磁石装置。 - 【請求項３】内槽の裏面の導電性金属被膜帯を、内槽裏
面との間に絶縁層を介在させて形成したことを特徴とす
る請求項１記載の超電導磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5058557A JPH06275873A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5058557A JPH06275873A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 超電導磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275873A true JPH06275873A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13087764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5058557A Pending JPH06275873A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063733A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Canned linear motor |
| JP2002247830A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Canon Inc | リニアモータ、ステージ装置および露光装置ならびにデバイス製造方法 |
-
1993
- 1993-03-18 JP JP5058557A patent/JPH06275873A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063733A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Canned linear motor |
| US6731029B2 (en) | 2000-02-25 | 2004-05-04 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Canned linear motor |
| KR100729404B1 (ko) * | 2000-02-25 | 2007-06-15 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 캔화 리니어 모터 |
| JP2002247830A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Canon Inc | リニアモータ、ステージ装置および露光装置ならびにデバイス製造方法 |
| JP4689058B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2011-05-25 | キヤノン株式会社 | リニアモータ、ステージ装置および露光装置ならびにデバイス製造方法 |
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