JPH09312209A - 超電導磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超電導コイル、永久電流スイッチ及び渡り線部
の安定性を向上させることができる超電導磁石装置を提
供することにある。 【解決手段】超電導導体を巻回してレーストラック状に
形成した超電導コイル６と、前記超電導コイルに流れる
電流を永久電流モードにするための永久電流スイッチ１
とを具備した超電導磁石装置２３において、前記永久電
流スイッチ１の設定位置を、前記超電導コイル６の内周
側で、かつ前記超電導コイル６に近接して設置したこと
を特徴とする超電導磁石装置２３である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超電導磁気浮上式
鉄道などに利用される超電導磁石装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の超電導磁石装置と浮上式
鉄道の車両との関係を示す概略図である。浮上式鉄道の
走行路に配設されされた断面Ｕ字型のガイドウェイ２４
の対向側壁に地上コイル１８がそれぞれ設置され、ガイ
ドウェイ２４の車両の走行面には、車体１７を載置支持
する台車２５が走行可能に設置され、台車２５の地上コ
イル１８と対向する側面には、それぞれ後に説明する浮
上・案内・推進用の超電導磁石装置２３が設置されてい
る。

【０００３】超電導磁石装置２３は、超電導コイル６、
内槽容器５、外槽容器１６、冷却装置２０、荷重支持材
４からなり、超電導コイル６は、超電導コイル内槽容器
５の内部に収容され、内槽容器５は、外槽容器１６に収
容されている。外槽容器１６の上部には、冷却装置２０
が設置されており、この外槽容器１６及び冷却装置２０
によって、超電導磁石装置２３が構成されている。超電
導磁石装置２３は、荷重支持材４によって台車２５に固
定されている。内槽容器５は、液体ヘリウムの容器を兼
ねている。

【０００４】この構成において、地上コイル１８に車両
１７の走行に見合った周波数で交流通電を行う。する
と、超電導磁石装置２３は、浮上・推進力の他に、地上
コイル１８のピッチと走行速度によって決まる高周波の
電磁変動による電磁気的な外乱などにより加振され、車
両が走行する。

【０００５】図８は、以上述べた従来の超電導磁石装置
２３の第１の例を示すものであるが、外槽容器１６及び
輻射熱シールド体２２は省略している。図８において、
超電導コイル６はレーストラック状に形成され、超電導
コイル６の外周コーナ部に、永久電流スイッチ１が配置
されている。超電導コイル６及び永久電流スイッチ１
は、内槽容器５内に収容されており、内槽容器５内は液
体ヘリウムで冷却される。

【０００６】次に、図８に示した構成の超電導磁石装置
２３の作用について説明する。超電導コイル６は、永久
電流スイッチ１により永久電流モードを形成し、超電導
電磁石として作用する。このとき、内槽５内は液体ヘリ
ウムで冷却されているものとする。

【０００７】この構成の効果としては、超電導電磁石と
して作用する超電導コイル１を用いて浮上式鉄道の車体
の浮上・案内・推進が行える。しかし、この第１の例に
おいては、永久電流スイッチ１が、レーストラック状に
形成された超電導コイル６の外周コーナ部に配置されて
いるので、内槽容器５は、非対称形状となっている。こ
のため、超電導磁石装置２３が地上コイル１８の電磁力
成分や外力によって加振され、曲げやねじりの共振状態
になると、永久電流スイッチ１部の振動が大きくなって
安定性が低下し、かつ内槽容器５に渦電流損失による熱
が発生し、内槽容器５内の液体ヘリウムの蒸発量が増加
するという問題点がある。

【０００８】また、永久電流スイッチ１の配置位置を異
にする左右２種類の超電導磁石装置２３を製作しなけれ
ばならないため、製作工程が煩雑になるという問題点が
ある。

【０００９】図９及び図１０は、以上述べた従来の第１
の例の問題点を解決するために発明された、従来の超電
導磁石装置２３の第２の例を示すもの（特開平６−２０
８３１号公報に示されているもの）であり、図９（ａ）
は、超電導磁石装置２３の全体構成例を示す斜視図、図
９（ｂ）は、図９（ａ）のＺ−Ｚ線に沿って切断し、矢
印方向に見た断面図あり、図１０は、超電導コイル内槽
及び永久電流スイッチ設置の構成例を示す側面図であ
る。ただし、図１０では、図７と図９に示した外槽容器
１６と、また図９に示した輻射熱シールド体２２を省略
している。

【００１０】図１０において、超電導磁石装置２３は、
超電導コイル６を収納している内槽容器５、超電導コイ
ル６の中心部に永久電流モードの開閉動作を行う永久電
流スイッチ１を収納している内槽容器９、超電導コイル
６及び永久電流スイッチ１を極低温状態にするための冷
凍機２１と冷却剤タンク１９からなる冷却装置２０、内
槽容器５の対向する側面間に配置された支持フレーム８
と、支持フレーム８に固定され、内槽容器５及び外槽容
器１６全体を取付対象、例えば台車２５に固定するため
の荷重支持材４とから構成されている。荷重支持材４
は、熱侵入が小さく走行中に発生する振動・衝撃に耐え
る十分な強度を持っており、これにより超電導磁石装置
２３全体は、図７に示すように台車２５に取り付けられ
ている。

【００１１】本構成のような使用環境に耐える永久電流
スイッチ１には、信頼性の高いものが要求されるため、
超電導線を内蔵ヒータの発熱により強制的にＯＦＦ（常
電導化）状態にし、永久電流モードの電流を減衰させる
形で開閉動作を行う熱式のものが主流で、図１１に示す
ような円盤形状のスイッチ要素１ａを複数個積層して並
列接続したタイプや、図１２に示すような円筒形状のス
イッチ要素１ｂを複数個束ねて並列接続したタイプなど
のスイッチ要素多並列接続型のものが採用されている。

【００１２】次に、図９及び図１０に示した構成の超電
導磁石装置２３の作用について説明する。まず、永久電
流スイッチ１をＯＦＦ状態にし、外部電源（図は省略）
により、通電用電流リード７を通り、超電導コイル６に
所定の電流を通電する。所定の電流に達したところで、
永久電流スイッチ１をＯＮ（超電導化）状態にし、電源
電流を０にすると、超電導コイル６に流れている所定の
電流は、超電導コイル６と永久電流スイッチ１との間を
結ぶ渡り線部２及び渡り線接続部３を通り、超電導コイ
ル６と永久電流スイッチ１との間を循環しつづける。こ
れを永久電流モードと呼ぶ。なお、超電導コイル６と他
の超電導コイル６との間を結ぶ通電用電流リード７及び
渡り線部２にも、通常、超電導線が用いられている。

【００１３】この構成の効果としては、超電導コイル６
は、永久電流モードにより、直流の高磁界を半永久的に
発生することができる。また、全て同形の超電導磁石装
置２３を用いるため、１種類の超電導磁石装置２３を製
造すればよい。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、超電導磁石装
置２３は、上述したように、走行中に加振されるため、
超電導コイル６は、ある周波数域で、曲げやねじり変形
をする共振状態になる。また、永久電流スイッチ１が、
超電導コイル６や荷重支持材４から離れて超電導コイル
６の中心部に設置されているので、超電導コイル６と永
久電流スイッチ１が相対振動しやすくなり、その結果、
永久電流スイッチ１が、超電導コイル６より大きく振動
するおそれがある。特に、曲げ変形が大きくなる共振状
態では、永久電流スイッチ１が振幅の大きい腹の位置に
なるので、永久電流スイッチ１が受ける振動が大きくな
りやすく、永久電流モードの安定性を損なうおそれが大
きい。

【００１５】この構成において、振動影響をできるだけ
小さくするには、永久電流スイッチ１の内槽容器９を固
定する補強枠板１４の剛性を高くすればよいが、この方
法では、寸法及び重量の増加が避けられない。一般に浮
上式鉄道等に用いられる超電導磁石装置２３は、小型軽
量指向で、収納スペースの関係上、寸法も、重量も厳し
い制限があるため、この方法は採用できない。

【００１６】さらに、超電導コイル６と永久電流スイッ
チ１との間の渡り線部２も長くなるため、振動の影響を
受けやすい。振動が大きくなると、それに伴う機械的あ
るいは電磁気的な発熱も大きくなるので、永久電流スイ
ッチ１及び渡り線部２の温度が大幅に上昇する。その結
果、超電導線の安定性（温度マージン）は急激に低下す
ることになるので、これが原因で永久電流モードの安定
性が損なわれる。

【００１７】以上のように、従来の超電導磁石装置２３
においては、振動による発熱によって、永久電流モード
の安定性が損なわれるという問題があった。本発明の目
的は、超電導コイル、永久電流スイッチ及び渡り線部の
振動による発熱を極力小さくすることによって、超電導
コイル、永久電流スイッチ及び渡り線部の安定性を向上
させた超電導磁石装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明は、超電導導体を巻回し
てレーストラック状に形成した超電導コイルと、前記超
電導コイルに流れる電流を永久電流モードにするための
永久電流スイッチとを具備した超電導磁石装置におい
て、前記永久電流スイッチの設定位置を、前記超電導コ
イルの内周側で、かつ前記超電導コイルに近接して設置
した超電導磁石装置である。

【００１９】従って、請求項１に対応する発明の超電導
磁石装置によれば、超電導コイルが、曲げやねじり変形
が大きくなる共振状態で振動した場合でも、永久電流ス
イッチ及び渡り線部は、振動の振幅が大きくなる位置に
はないので、振動を小さくすることができる。

【００２０】また、永久電流スイッチと超電導コイルと
の間を結ぶ渡り線部が短縮されるため、渡り線部が振動
の影響をあまり受けない。ゆえに、振動を抑えることで
発熱が低減され、温度上昇が抑制され、安定度の高い超
電導磁石装置が実現できる。

【００２１】請求項２に対応する発明は、超電導導体を
巻回してレーストラック状に形成した超電導コイルと、
前記超電導コイルの内周側で、かつ前記超電導コイルに
近接して設置され、前記超電導コイルに流れる電流を永
久電流モードにするための永久電流スイッチと、前記超
電導コイル及び前記永久電流スイッチを収納し、内部を
極低温状態に保つ内槽容器と、前記内槽容器を覆うこと
によって、外部からの輻射による熱侵入を抑える輻射熱
シールド体と、前記内槽容器及び前記輻射熱シールド体
を収容し、内部を真空状態に保つ外槽容器と、前記内槽
容器の対向する側面間に配置固定され、前記内槽容器及
び前記外槽容器全体を取付対象に固定するための荷重支
持材を備えた支持フレームを具備した超電導磁石装置で
ある。

【００２２】請求項３に対応する発明は、請求項２記載
の超電導磁石装置において、水平方向をＸ軸、垂直方向
をＹ軸とした座標軸上に、前記超電導コイルを、曲面部
がＹ軸を挾んで向かい合い、平行線部がＸ軸を挾んで向
かい合い、レーストラック形状の中心が座標軸の原点と
重なるように設置したときに、Ｘ軸上に存在する前記超
電導コイルの巻線中心と原点との距離をＬｘとし、Ｙ軸
上に存在する前記超電導コイルの巻線中心と原点との距
離をＬｙとし、さらに原点と前記永久電流スイッチの中
心とのＸ軸方向の距離をｘとし、原点と前記永久電流ス
イッチの中心とのＹ軸方向の距離をｙとした場合のｘ／
Ｌｘ、及びｙ／Ｌｙの値が ０≦ｘ／Ｌｘ≦０．３ かつ ０．２≦ｙ／Ｌｙ≦０．７ （１） または ０．３≦ｘ／Ｌｘ≦０．６ かつ ０≦ｙ／Ｌｙ≦０．７ （２） の関係を満足する範囲に、永久電流スイッチを設置した
超電導磁石装置である。

【００２３】請求項４に対応する発明は、請求項２に記
載した発明において、永久電流スイッチを、荷重支持材
の近傍に設置した超電導磁石装置である。従って、請求
項２〜４のいずれかに対応する発明の超電導磁石装置に
よれば、請求項１の作用と同様に、超電導コイルが、曲
げやねじり変形が大きくなる共振状態で振動した場合で
も、永久電流スイッチ及び渡り線部は、振動の振幅が大
きくなる位置にはないので、振動を小さくすることがで
きる。さらに、永久電流スイッチと超電導コイルとの間
を結ぶ渡り線部が短縮されるため、渡り線部が振動の影
響をあまり受けない。ゆえに、振動を抑えることで発熱
が低減され、温度上昇が抑制され、安定度の高い超電導
磁石装置が実現できる。

【００２４】請求項５に対応する発明は、請求項１に記
載した発明において、永久電流スイッチを、永久電流ス
イッチの中心に荷重支持材が通るように設置した超電導
磁石装置である。

【００２５】従って、請求項５に対応する発明の超電導
磁石装置によれば、永久電流スイッチの中心に荷重支持
材が通ることで、振動の影響を低減できる。請求項６に
対応する発明は、請求項２から請求項５のいずれかに記
載した発明において、支持フレームと冷却用配管を、一
体にした超電導磁石装置である。

【００２６】従って、請求項６に対応する発明の超電導
磁石装置においては、冷却用配管は、支持フレームと一
体となっているため、振動の影響を受けにくい。また、
超電導コイルが、曲げやねじり変形が大きくなる共振状
態で振動した場合でも、永久電流スイッチ及び渡り線部
は、振動の振幅が大きくなる位置にはないので、振動を
小さくすることができる。

【００２７】さらに、永久電流スイッチと超電導コイル
との間を結ぶ渡り線部が短縮されるため、渡り線部が振
動の影響をあまり受けない。ゆえに、振動を抑えること
で発熱が低減され、温度上昇が抑制され、安定度の高い
超電導磁石装置が実現できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明するが、図１０と同一部分に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。なお、
図１から図６において、図７と図９に示した外槽容器１
６と、また図９に示した輻射熱シールド体２２は省略し
ている。

【００２９】（第１の実施形態）図１は、本発明の超電
導磁石装置における永久電流スイッチの取付構成に関す
る第１の実施形態を示すものである。

【００３０】これは、超電導導体を巻回してレーストラ
ック状に形成した超電導コイル６と、超電導コイル６に
流れる電流を永久電流モードにするための永久電流スイ
ッチ１と、超電導コイル６及び永久電流スイッチ１を収
納し、内部を極低温状態に保つ内槽容器５と、内槽容器
５の対向する側面間に配置固定された支持フレーム８
と、支持フレーム８に固定され、内槽容器５及び外槽容
器１６全体を取付対象に固定するための荷重支持材４か
らなり、図１１に示す円盤形状のスイッチ要素１ａを積
層した永久電流スイッチ１を超電導コイル６中心上部近
傍に設置した構成となっている。永久電流スイッチ１の
内槽容器９は、補強枠板１４と一体にした構成になって
いる。超電導コイル６の内槽容器５は、支持フレーム８
に固定された荷重支持材４に固定されている。

【００３１】超電導コイル６と永久電流スイッチ１との
位置関係の具体的な例を図２に示す。図２において、斜
線部で示した範囲及び網かけ部で示した範囲が永久電流
スイッチ１を設置するのに適していると考えられる。こ
の斜線部及び網かけ部は、ＸＹ平面に図２のように超電
導磁石装置２３を配置し、Ｘ軸上に存在する超電導コイ
ル６の巻線中心１５ｘと原点Ｏとの距離をＬｘとし、Ｙ
軸上に存在する超電導コイル６の巻線中心１５ｙと原点
Ｏとの距離をＬｙとし、さらに原点と永久電流スイッチ
１の中心とのＸ軸方向の距離をｘとし、原点と永久電流
スイッチ１の中心とのＹ軸方向の距離をｙとした場合の
ｘ／Ｌｘ、ｙ／Ｌｙの値が ０≦ｘ／Ｌｘ≦０．３ かつ ０．２≦ｙ／Ｌｙ≦０．７ （１） または ０．３≦ｘ／Ｌｘ≦０．６ かつ ０≦ｙ／Ｌｙ≦０．７ （２） の関係を満足する範囲を示している。ここで、斜線部で
示した範囲は式２による範囲であり、網かけ部で示した
範囲は式１による範囲である。

【００３２】本実施形態の作用として、永久電流スイッ
チ１は、超電導コイル６内周側で、かつ超電導コイル６
に近接して設置されているので、超電導コイル６と永久
電流スイッチ１が相対振動しづらくなる。特に、曲げ変
形が大きくなる共振状態でも、永久電流スイッチ１が、
振動の大きい腹の位置にはないので、永久電流スイッチ
１が受ける振動の影響を低減できる。

【００３３】また、永久電流スイッチ１が、超電導コイ
ル６に近接して設置されるので、超電導コイル６と永久
電流スイッチ１との間を結ぶ渡り線２は、長さが短くな
り、振動影響を受けづらい。

【００３４】よって、本実施形態の効果として、永久電
流スイッチ１、超電導コイル６及び渡り線部２におい
て、振動を小さくすることができる。ゆえに、振動を抑
えることで発熱が低減され、温度上昇が抑制され、安定
度の高い超電導磁石装置が実現できる。

【００３５】（第２の実施形態）図３は、本発明の超電
導磁石装置における永久電流スイッチの取付構成に関す
る第２の実施形態を示すものである。図３の説明におい
て、図１と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００３６】図３は、図１１に示すような円盤形状のス
イッチ要素１ａを積層し、並列回路とした永久電流スイ
ッチ１を、支持フレーム８に固定されている２つの荷重
支持材４の中間部に設置した構成である。

【００３７】この場合、超電導コイル６と永久電流スイ
ッチ１との間を結ぶ渡り線部２は、永久電流スイッチ１
のＯＮ・ＯＦＦ動作に伴うガス回収を兼ねる冷却用配管
１１内のクランプ台１０に確実に固定し、その冷却用配
管１１は、支持フレーム８と一体にした構成となってい
る。

【００３８】本実施形態の作用として、永久電流スイッ
チ１は、超電導コイル６内周側で、かつ荷重支持材４の
近傍に設置されているので、超電導コイル６と永久電流
スイッチ１が相対振動しづらくなる。特に、曲げ変形が
大きくなる共振状態でも、永久電流スイッチ１が、振動
の大きい腹の位置にはないので、永久電流スイッチ１が
受ける振動の影響を低減できる。また、超電導コイル６
と永久電流スイッチ１との間を結ぶ渡り線部２も冷却用
配管１１を兼ねた支持フレーム８に固定されているの
で、振動を低減できる。

【００３９】よって、本実施形態の効果として、永久電
流スイッチ１、超電導コイル６及び渡り線部２におい
て、振動を小さくすることができる。ゆえに、振動を抑
えることで発熱が低減され、温度上昇が抑制され、安定
度の高い超電導磁石装置が実現できる。

【００４０】（第３の実施形態）図４は、本発明の超電
導磁石装置における永久電流スイッチの取付構成に関す
る第３の実施形態を示すものである。図４の説明におい
て、図１と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００４１】これは、支持フレームに固定されている２
つの荷重支持材４のうちの一方の荷重支持材４の外周面
に図１１に示すような円盤形状のスイッチ要素１ａを積
層した永久電流スイッチ１が設置される構成としたもの
である。本実施形態では、超電導コイル６と永久電流ス
イッチ１との間の距離が短いため、超電導コイル６の内
槽容器５と永久電流スイッチ１の内槽容器９を一体化し
ている。ゆえに、図３で示したような冷却用配管１１は
必要ない。渡り線部２は、接続部３などのように中間区
間でクランプ１０により固定してもよい。

【００４２】図５は、第３の実施形態の永久電流スイッ
チ取付を詳細に示す断面図である。図５は、荷重支持材
４を固定軸とし、固定フランジ１２、皿バネ１３などの
固定機構により、永久電流スイッチ１を強固に固定して
いる状態を示している。

【００４３】本実施形態の作用として、永久電流スイッ
チ１は、超電導コイル６内周側で、かつ荷重支持材４の
近傍に設置されているので、超電導コイル６と永久電流
スイッチ１が相対振動しづらくなる。特に、曲げ変形が
大きくなる共振状態でも、永久電流スイッチ１が、振動
の大きい腹の位置にはないので、永久電流スイッチ１が
受ける振動の影響を低減できる。また、超電導コイル６
の内槽容器５と永久電流スイッチ１の内槽容器９を一体
化することにより、振動の影響を受けづらくしている。
さらに、荷重支持材４が永久電流スイッチ１を直接固定
することで、永久電流スイッチ１が受ける振動を小さく
することができる。

【００４４】加えて、本実施形態では、永久電流スイッ
チ１の固定機構として、皿バネ１３を使用している。こ
れは、極低温で永久電流スイッチ１と荷重支持材４との
間に熱収縮差が生じても高い締結力を得るためのもの
で、この固定機構により永久電流スイッチ１が個別に振
動する心配を全くなくすことができる。

【００４５】よって、本実施形態の効果として、冷却用
配管１１をなくすことができる。また、永久電流スイッ
チ１及び超電導コイル６の振動を小さくできる。さら
に、渡り線部２において、振動を小さくすることができ
る。ゆえに、振動を抑えることで発熱が低減され、温度
上昇が抑制され、安定度の高い超電導磁石装置が実現で
きる。

【００４６】（第４の実施形態）図６は、本発明の超電
導磁石装置における永久電流スイッチの取付構成に関す
る第４の実施形態を示すものである。図６の説明におい
て、図１と同一部分については同一符号を付してその説
明を省略する。

【００４７】これは、図１２に示すような円筒形状のス
イッチ要素１ｂを束ねた永久電流スイッチ１を超電導コ
イル６近傍で、かつ支持フレーム８に固定されている荷
重支持材４近傍に設置した構成となっている。本実施形
態では、永久電流スイッチ１が超電導コイル６下辺部に
設置されており、通電用の電流リード７が長くなってい
る。また、永久電流スイッチ１の内槽容器と超電導コイ
ル６の内槽容器５が一体となっており、さらに支持フレ
ーム８と結合されている。さらに、渡り線部２の長さが
短くなっている。

【００４８】本実施形態の作用として、永久電流スイッ
チ１は、超電導コイル６内周側で、かつ荷重支持材４の
近傍に設置されているので、超電導コイル６と永久電流
スイッチ１が相対振動しづらくなる。特に、曲げ変形が
大きくなる共振状態でも、永久電流スイッチ１が、振動
の大きい腹の位置にはないので、永久電流スイッチ１が
受ける振動の影響を低減できる。また、超電導コイル６
の内槽容器５と永久電流スイッチ１の内槽容器９を一体
化することにより、振動の影響を受けづらくしている。
ここで、通電用の電流リード７が長くなっているが、こ
の部分は永久電流モードのときには、電流が流れていな
いため、装置の作用に影響を与えない。

【００４９】よって、本実施形態の効果として、冷却用
配管１１をなくすことができる。また、永久電流スイッ
チ１及び超電導コイル６の振動を小さくできる。さら
に、渡り線部２において、振動を小さくすることができ
る。ゆえに、振動を抑えることで発熱が低減され、温度
上昇が抑制され、安定度の高い超電導磁石装置が実現で
きる。

【００５０】（変形例）前述の実施形態では、磁気浮上
鉄道に適用した場合について説明したが、これに限らず
永久電流スイッチ１及び超電導コイル６に振動が加わる
取付対象であればよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、永久電流スイッチ
を用いた超電導磁石装置において、請求項１から請求項
３のいずれかに対応する発明によれば、永久電流スイッ
チを、超電導コイルの内周側で、かつ前記超電導コイル
に近接して設置したため、超電導コイル、永久電流スイ
ッチ及び渡り線部の振動を抑え、発熱を低減し、安定度
の高い超電導磁石装置を提供できる。

【００５２】次に、請求項４に対応する発明によれば、
永久電流スイッチを、荷重支持材の近傍に設置したた
め、超電導コイル、永久電流スイッチ及び渡り線部の振
動を抑え、発熱を低減し、安定度の高い超電導磁石装置
を提供できる。

【００５３】次に、請求項５に対応する発明では、永久
電流スイッチを、永久電流スイッチの中心を荷重支持材
が通るように設置したため、超電導コイル、永久電流ス
イッチ及び渡り線部の振動を抑え、発熱を低減し、安定
度の高い超電導磁石装置を提供できる。

【００５４】最後に、請求項６に対応する発明では、支
持フレームと冷却用配管を一体にしたため、冷却用配
管、超電導コイル、永久電流スイッチ及び渡り線部の振
動を抑え、発熱を低減し、安定度の高い超電導磁石装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超電導磁石装置の第１の実施形態
を示す側面図。

【図２】第１の実施形態における超電導コイルと永久電
流スイッチの位置関係の例を示す超電導磁石装置の側面
図。

【図３】本発明による超電導磁石装置の第２の実施形態
を示す側面図。

【図４】本発明による超電導磁石装置の第３の実施形態
を示す側面図。

【図５】本発明による超電導磁石装置の第３の実施形態
を示す断面図。

【図６】本発明による超電導磁石装置の第４の実施形態
を示す側面図。

【図７】従来の磁気浮上式車両の構成を示す断面図。

【図８】従来の超電導磁石装置の第１の例を示す側面
図。

【図９】従来の超電導磁石装置の第２の例を示す外観斜
視図及び断面図。

【図１０】従来の超電導磁石装置の第２の例を示す側面
図。

【図１１】円盤形状のスイッチ要素を複数個積層して並
列接続した永久電流スイッチを示す斜視図。

【図１２】円筒形状のスイッチ要素を複数個束ねて並列
接続した永久電流スイッチを示す斜視図。

【符号の説明】

１…永久電流スイッチ。 １ａ…円盤形状のスイッチ要素。 １ｂ…円筒形状のスイッチ要素。 ２…渡り線部。 ３…接続部。 ４…荷重支持材。 ５…超電導コイル内槽容器。 ６…超電導コイル。 ７…電流リード。 ８…支持フレーム。 ９…永久電流スイッチ内槽容器。 １０…渡り線クランプ台。 １１…冷却用配管。 １２…固定フランジ。 １３…皿バネ。 １４…補強枠板。 １５ｘ…Ｘ軸上超電導コイル巻線中心。 １５ｙ…Ｙ軸上超電導コイル巻線中心。 １６…外槽容器。 １７…車体。 １８…地上コイル。 １９…冷却剤タンク。 ２０…冷却装置。 ２１…冷凍機。 ２２…輻射熱シールド体。 ２３…超電導磁石装置。 ２４…ガイドウェイ。 ２５…台車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 知久 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導導体を巻回してレーストラック状
   に形成した超電導コイルと、前記超電導コイルに流れる
   電流を永久電流モードにするための永久電流スイッチを
   備えた超電導磁石装置において、 前記永久電流スイッチは、前記超電導コイルの内周側
   で、かつ前記超電導コイルに近接して設置したことを特
   徴とする超電導磁石装置。
2. 【請求項２】 超電導導体を巻回してレーストラック状
   に形成した超電導コイルと、 前記超電導コイルの内周側で、かつ前記超電導コイルに
   近接して設置され、前記超電導コイルに流れる電流を永
   久電流モードにするための永久電流スイッチと、 前記超電導コイル及び前記永久電流スイッチを収納し、
   内部を極低温状態に保つ内槽容器と、 前記内槽容器を覆うことによって、外部からの輻射によ
   る熱侵入を抑える輻射熱シールド体と、 前記内槽容器及び前記輻射熱シールド体を収容し、内部
   を真空状態に保つ外槽容器と、 前記内槽容器の対向する側面間に配置固定され、前記内
   槽容器及び前記外槽容器全体を取付対象に固定するため
   の荷重支持材を備えた支持フレームとを具備したことを
   特徴とする超電導磁石装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の超電導磁石装置におい
   て、 水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とした座標軸上に、前
   記超電導コイルを、曲面部がＹ軸を挾んで向かい合い、
   平行線部がＸ軸を挾んで向かい合い、レーストラック形
   状の中心が座標軸の原点と重なるように設置したとき
   に、 Ｘ軸上に存在する前記超電導コイルの巻線中心と原点と
   の距離をＬｘとし、Ｙ軸上に存在する前記超電導コイル
   の巻線中心と原点との距離をＬｙとし、 さらに原点と前記永久電流スイッチの中心とのＸ軸方向
   の距離をｘとし、原点と前記永久電流スイッチの中心と
   のＹ軸方向の距離をｙとした場合のｘ／Ｌｘ、及びｙ／
   Ｌｙの値が０≦ｘ／Ｌｘ≦０．３ かつ ０．２≦ｙ／
   Ｌｙ≦０．７または０．３≦ｘ／Ｌｘ≦０．６ かつ
   ０≦ｙ／Ｌｙ≦０．７の関係を満足する範囲に、永久電
   流スイッチを設置したことを特徴とする超電導磁石装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の超電導磁石装置におい
   て、 永久電流スイッチを、前記荷重支持材の近傍に設置した
   ことを特徴とする超電導磁石装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の超電導磁石装置におい
   て、 前記永久電流スイッチを、前記永久電流スイッチの中心
   に前記荷重支持材が通るように設置したことを特徴とす
   る超電導磁石装置。
6. 【請求項６】 請求項２から請求項５のいずれかに記載
   した超電導磁石装置において、 前記支持フレームが、前記永久電流スイッチの冷却用配
   管及びガス回収用配管を兼ねていることを特徴とする超
   電導磁石装置。