JPH1189012A - 誘導集電コイルを有する磁気浮上列車用超電導磁石 - Google Patents

誘導集電コイルを有する磁気浮上列車用超電導磁石

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JPH1189012A
JPH1189012A JP24235997A JP24235997A JPH1189012A JP H1189012 A JPH1189012 A JP H1189012A JP 24235997 A JP24235997 A JP 24235997A JP 24235997 A JP24235997 A JP 24235997A JP H1189012 A JPH1189012 A JP H1189012A
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Fumio Suzuki
史男 鈴木
Hiroyuki Watanabe
洋之 渡邊
Tomoo Chiba
知雄 千葉
Eiji Suzuki
栄司 鈴木
Kaoru Nemoto
薫 根本
Sanetoshi Saitou
実俊 斎藤
Yoshibumi Oki
義文 大木
Hideaki Tsutsumi
英明 堤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気浮上列車用超電導磁石と地上側の浮上コ
イルおよび推進コイル間の電磁誘導現象を利用し安定的
な電力供給を行うとともに、浮上・推進力を得るための
安定的な超電導状態を維持する。 【解決手段】 地上側に設置された浮上コイル14およ
び推進コイル15に対向して車上に設置される超電導磁
石1の外槽2表面に前記浮上コイル14に対向して誘導
集電コイル11を固定するとともに、超電導コイル7を
冷媒中に保持する内槽3内で、超電導コイル7を、前記
集電コイル11を固定する外槽2の壁面へ偏心近接して
固定する。また、前記超電導コイル7を内槽3に固定す
るスペ−サ金具4の冷媒通過穴を、誘導集電コイル11
側は小さく、逆側の台車側は大きく加工する。さらに、
誘導集電コイル11側近傍のスペ−サ金具4の板厚を逆
側より厚くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気浮上列車用超
電導磁石と地上側の浮上コイルおよび推進コイル間の電
磁誘導現象を利用して、電力を地上側から列車側へ集電
する場合を対象とし、浮上力を確保しつつ、安定的な電
力供給および超電導状態の維持が可能になる誘導集電コ
イルを有する磁気浮上列車用超電導磁石に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気浮上列車に使用される超電導磁石に
は従来図3に示すような構造が採用されている。図3は
超電導磁石1の断面図で、図示の超電導磁石1は、超電
導コイル7と、超電導コイル7を内装するドーナツ状の
内槽3と、超電導コイル7を内槽3の内壁に支持固定す
る板状の金具16と、内槽3を収容する外槽2と、内槽
3を外槽2の中心に固定支持する荷重支持材8と、外槽
2の内周壁全面に装着された断熱材10と、この断熱材
10の内周面を覆うように取り付けられた窒素シールド
板9と、を含んで構成されている。内槽3内部には超電
導コイル7を冷却するための冷媒が満たされ、ドーナツ
状の内槽3に放射状に配置された金具16には冷媒通過
穴5が形成されている。
【0003】また、列車走行中に、地上側に配置された
浮上コイル、推進コイルと列車上の超電導コイルの間に
生ずる電磁誘導現象を利用して地上から列車上に電力を
集電する磁気浮上列車の集電装置の従来例として特開平
8−280102公報開示のものがあり、これを図5、
図6を用いて説明する。まず図5に示すように、車体1
7は台車12に搭載され、台車12は軌道26に沿って
浮上走行し、軌道26の両側に側壁18が形成されてい
る。各側壁18の台車12と対向する面に沿って推進コ
イル15が設けられ、推進コイル15の台車と対向する
側に第1の浮上コイル19が配置され、第1の浮上コイ
ル19の下側に第2の浮上コイル20が配置されてい
る。台車12の両側面には、第1の浮上コイル19と対
向するように、集電用超電導コイル21a〜21dが列
車の進行方向に沿って配置されている。
【0004】図6は、図5の側壁18側から見た断面側
面図であり、集電用超電導コイル21a〜21dのクラ
イオスタット23と集電コイル22a〜22lとを台車
12に取り付けた平板状の支持部材24に取り付けるこ
とによって、支持部材24の上下方向の高さが大きくな
るので、支持部材24の剛性が向上する。このため、ク
ライオスタット23の振動が抑制されて、集電用超電導
コイル21a〜21d、浮上推進用超電導コイル25と
クライオスタット23との摩擦による発熱が低減される
ので、液体ヘリウムの蒸発量を少なくできる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5,図6に示す磁気
浮上列車の集電装置は、主に車両内部の照明、空調およ
び車載He冷凍機の電力供給のためのシステムであり、
図5,図6のシステムにおいても安定的な電力供給は可
能とは思われるが、これらのシステムを磁気浮上列車へ
適用することで、以下のような問題を生じることが考え
られる。
【0006】:図中の集電システムを構成するコイル
には、第1の浮上コイル19および第2の浮上コイル2
0間に電磁場を発生させる集電用超電導コイル21a〜
21d(上部)、およびその時発生する電磁場を利用し
て電流を集電する集電コイル22a〜22l(下部)が
あり、これを同一箇所に平面的にずらせて配置している
ために、集電のみの集電コイルの取付け箇所が限られ、
車内へ供給する電力が1システムでは供給しきれない可
能性がある。
【0007】:を行うシステムを車両へ搭載するこ
とにより、車両の重量が増加し輸送乗客数の減少を引き
起こす。
【0008】本発明の目的は、このような問題を解決す
るために、外槽表面をコイル中心に近付けて誘導集電コ
イルが設置できる空間を確保するとともに、安定した超
電導状態を保持し、走行を行うことが可能な誘導集電コ
イルを有する磁気浮上列車用超電導磁石を提供するにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
させるために、地上側に設置された浮上コイルおよび推
進コイルに対向して車上に設置される磁気浮上列車用超
電導磁石において、この超電導磁石外槽表面に前記コイ
ルに対向して誘導集電コイルを固定するとともに、超電
導コイルを冷媒中に保持する内槽内において、前記集電
コイルを固定する外槽側へ偏心近接して固定する。ま
た、前記偏心近接した超電導磁石内部のスペ−サ金具の
冷媒通過穴を、誘導集電コイル側は小さく、逆側の台車
側は大きく加工する。さらに、冷媒通過穴を小さく加工
した誘導集電コイル側近傍のスペ−サ金具の板厚を厚く
加工する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る磁気浮上列車用超電
導磁石の一実施例を図1を用いて説明する。磁気浮上列
車では、車内の照明、空調および車載He冷凍機等のた
めの電力が走行中の電磁誘導現象を利用して集電され
る。図示の磁気浮上列車用超電導磁石は、超電導コイル
7と、超電導コイル7を内装するドーナツ状の内槽3
と、超電導コイル7を内槽3の内壁に支持固定する板状
のスペーサ金具4と、内槽3を内装し台車12の側壁1
8に対向する側面に取り付けられた外槽2と、内槽3を
外槽2の中心に固定支持する荷重支持材8と、外槽2の
内周壁全面に装着された断熱材10と、この断熱材10
の内周面を覆うように取り付けられた窒素シールド板9
と、側壁18に設置される浮上コイル14および推進コ
イル15に対向する外槽2の側面に固定された誘導集電
コイル11と、を含んで構成され、超電導コイル7と誘
導集電コイル11とは、コイルの中心軸線をほぼ水平に
して配置される。 車体17側(台車12側)の超電導
磁石1内部は、超電導状態にある超電導コイル7が内槽
3内にスペ−サ金具4を介して固定され、内槽3は内部
が真空状態にある外槽2内部で荷重支持材8を用いて支
持されている。また、外槽2内部は室温から4.2Kに
およぶ温度勾配を生じるので、窒素シ−ルド板9および
断熱材10が設けられている。次に、地上側の側壁18
には、外槽2に対向する位置に推進コイル15が、推進
コイル15の外槽2に対向する側に浮上コイル14が、
それぞれ取り付けられ、車体17側(台車12側)の超
電導コイル7に、走行に必要な浮上および推進力を発生
させる。したがって、浮上コイル14と超電導コイル7
の間隔、推進コイルと超電導コイル7の間隔は、浮上お
よび推進力を発生するため、所定の距離を超えることは
望ましくない。
【0011】このため、超電導磁石1内部の構造は、外
槽2の前記浮上コイル14と対向する面と前記浮上コイ
ル14の間に、前記浮上コイル14と所定の間隔をおい
て誘導集電コイル11を設置する空間を確保するため
に、外槽2の前記浮上コイル14と対向する面は前記側
壁18から所要の距離をおいて配置される。一方、超電
導コイル7は、側壁18に設置されている各コイルと内
槽3内に納められた超電導コイル7の距離を大きくしな
いように、上記誘導集電コイル11が固定されている外
槽2の壁面側へ、内槽3内で偏心近接させて配置してあ
る。
【0012】また、上記内槽3内に放射状に配置され側
壁18側に偏心近接した超電導コイル7を内槽3の内面
壁に固定するスペ−サ金具4において、冷媒が通過する
液通過穴は、誘導集電コイル11側(超電導コイル7と
内槽3の内面壁の間隔が小さい側)の冷媒通過穴b6を
小さく、その逆側になる台車12側(超電導コイル7と
内槽3の内面壁の間隔が大きい側)の冷媒通過穴a5を
大きくしてある。よって、超電導コイル7を内槽3内で
偏心配置しても、冷媒通過穴a5が十分大きいため、内
槽3内部の各箇所への冷媒の十分な流量を確保でき、安
定した超電導状態の維持が可能になる。
【0013】このとき、誘導集電コイル11側のスペ−
サ金具4は、超電導コイル7が偏心近接することにより
断面積が減少し、なおかつ冷媒通過穴b6を加工するこ
とで超電導磁石1の全体剛性が低下し振動による発熱が
上昇することも十分考えられる。そこで図2に示すよう
に、誘導集電コイル11側近傍のスペ−サ金具4の板厚
を厚くして剛性を増加させている。また、より剛性を増
加させるには、冷媒通過穴b6を加工せずに板厚のみを
厚くする方法がある。
【0014】上記本実施例によれば、超電導コイル7を
内装した内槽3を収容する外槽2の、浮上コイル14に
対向する面に誘導集電コイル11を取付け、また、超電
導コイル7を内槽3の中で誘導集電コイル11に近い側
に偏心させて配置したので、地上に配置された浮上コイ
ル14や推進コイル15と超電導コイル7の間隔を所要
の距離に納めることができ、必要な浮上力及び推進力を
維持しつつ、安定的な集電を行うことが可能となった。
【0015】さらに、本実施例によれば、超電導コイル
7が納められている外槽2と誘導集電コイル11の一体
化が可能となり、従来例のように集電専用の装置(前記
図5,図6の集電用超電導コイル21a〜21d)を必
要としないため、車両重量の低減が可能となり、輸送乗
客数の増加につながる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、車両に搭載された磁気
浮上列車用超電導磁石と地上側の浮上コイル間の電磁誘
導現象を利用して地上側から車両側へ電力を集電する場
合に、誘導集電コイルを設置する空間を確保しつつ、安
定的な電力供給および超電導状態を維持することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を表す誘導集電コイルを有す
る磁気浮上列車用超電導磁石の断面図である。
【図2】図1のA−A’線矢視断面図である。
【図3】従来例を表す超電導磁石の断面図である。
【図4】図3のB−B’線矢視断面図である。
【図5】従来例を表す磁気浮上列車の集電装置の断面図
である。
【図6】図5の側壁側から見た断面側面図である。
【符号の説明】
1 超電導磁石 2 外槽 3 内槽 4 スペ−サ金具 5 冷媒通過穴a 6 冷媒通過穴b 7 超電導コイル 8 荷重支持材 9 窒素シ−ルド板 10 断熱材 11 誘導集電コイル 12 台車 14 浮上コイル 15 推進コイル 16 金具 17 車体 18 側壁 19 第1の浮上コイル 20 第2の浮上コイル 21a〜21d 集電用超電導コイル 22a〜22l 集電コイル 23 クライオスタット 24 支持部材 25 浮上推進用超電導コイル 26 軌道
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 史男 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 渡邊 洋之 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 千葉 知雄 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 鈴木 栄司 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 根本 薫 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 斎藤 実俊 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 大木 義文 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 堤 英明 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超電導コイルを冷媒中に保持する内槽と
    該内槽を内装する外槽とを含んでなり、地上に設置され
    た浮上コイルおよび推進コイルに対向して、車両に設置
    される磁気浮上列車用超電導磁石において、前記外槽の
    前記浮上コイルに対向する面に誘導集電コイルが固定さ
    れているとともに、前記超電導コイルが、前記内槽内
    で、前記誘導集電コイルが固定された外槽側面へ偏心近
    接して固定されていることを特徴とする誘導集電コイル
    を有する磁気浮上列車用超電導磁石。
  2. 【請求項2】 超電導コイルが内槽内に放射状に配置さ
    れた板状のスペ−サ金具により内槽内で誘導集電コイル
    側に偏心した位置に固定されており、このスペ−サ金具
    の冷媒通過穴を、誘導集電コイル側は小さく、誘導集電
    コイル側と超電導コイルを挟んで反対側の冷媒通過穴は
    大きく加工されていることを特徴とする請求項1に記載
    の誘導集電コイルを有する磁気浮上列車用超電導磁石。
  3. 【請求項3】 誘導集電コイル側近傍のスペ−サ金具の
    板厚を、誘導集電コイル側と超電導コイルを挟んで反対
    側の板厚よりも厚くしたことを特徴とする請求項2に記
    載の誘導集電コイルを有する磁気浮上列車用超電導磁
    石。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009124777A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Railway Technical Res Inst 推進コイルの高調波磁場を利用した磁気浮上式鉄道用車上電源システム
US7638232B2 (en) 2003-02-04 2009-12-29 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Structure for mounting backup battery

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7638232B2 (en) 2003-02-04 2009-12-29 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Structure for mounting backup battery
JP2009124777A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Railway Technical Res Inst 推進コイルの高調波磁場を利用した磁気浮上式鉄道用車上電源システム

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