JPS6231806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超電導磁気浮上車などに使用される超
電導電磁石構造に関する。

超電導電磁石には極低温に冷却した時に電気抵
抗が０になる様にNb，Ti等の特殊合金を多心線
として伸線した超電導線が一般に使用される。し
かし、この超電導線の超電導状態を保持せしめる
のには非常に細心の注意を必要とする。つまり極
低温での冷却が十分行なわれなかつたり、予定以
上の磁場にさらされたり、又は超電導線が不安定
に保持されて動いたり振動したりしただけでも超
電導状態は破壊し、常電導状態になり、発生した
抵抗と今迄超電導状態に保持されて流れていた大
電流とが合わさり、うまくこの電流を外部に導き
出して消費させる様にしないかぎり曲部的な発熱
により電磁石が一瞬の内に破損してしまう危険が
ある。特に超電導磁気浮上車に使う超電導電磁石
に於いては、強い磁界と車両走行により超電導線
が加振されたり、又磁界と超電導線を流れる強い
電流との作用で超電導線が彎曲したり移動したり
して、超電導状態を保持出来なくなる危険があ
る。しかるに超電導線をコイル状に成形した所は
巻枠又はコイルモールドの様な手段で固定は容易
であるが、そのコイルから引き出して外部パワー
リードに接続する口出し線やコイルの閉ループ回
路を開閉する永久電流スイツチからの口出し線は
固定が困難で非常に問題を発生しやすい。

本発明の目的は超電導コイルから外部へ引出さ
れる口出し線の安定保持を図つて超電導状態の破
壊を防止した超電導電磁石構造を提供する事にあ
る。

以下この発明の一実施例を図面に従い説明す
る。先ず第１図は超電導電磁石の概略構成を示
し、図中１は内部が真空とされた外槽容器（図示
省略）内に組込まれた内槽で、内部に後述する超
電導コイルが強固に固定されたステンレス製中空
トラツク状容器として構成されている。この内槽
１の上部に液体へリウムのタンク２が配され連結
管３で接続されている。又この内槽１にはパワー
リード導出部４が設けられ、ここを通してパワー
リード５が内槽１から導出されてその外端が真空
の外槽容器外に突出して外部電源へ接続されてい
る。なお内槽１及びパワーリード５は真空外槽容
器内に各種の熱絶縁材及び荷重支持材（図示せ
ず）を介して組込まれていて真空中に保温支持さ
れ、内部の極低温状況を保持出来る様になつてい
る。その状態でパワーリード５の外端から内槽１
内に配された超電導コイルに必要な電流を流し、
本図には図示してない永久電流スイツチを閉じれ
ば超電導コイル内に永久電流が流れ、パワーリー
ド５よりの電流を無くしても永久電流が超電導コ
イル内に流れつづけ、極めて強力な磁石を構成す
るようになつている。

ここで第２図により内槽１のパワーリード導出
部４附近の内部構造を詳述すると、内槽１内部に
は超電導コイル７が絶縁フランジ８とスペーサー
９でもつて強固に固定保持される。パワーリード
５は銅による導体５Ａと、ガスヘリウムにより冷
却する為のガス通路となるパイプ５Ｂとから構成
される。ここでパワーリード導出部４は内槽１と
内部連通した箱体４Ａとパワーリード貫通部４Ｂ
とからなり、常時この中は液体ヘリウムにより満
たされ極低温に保持される。

上記パワーリード貫通部４Ｂにはその外周端に
パワーリード５のパイプ５Ｂ端が溶接固定され、
又中央孔部にはパイプ１６が溶接により密に嵌着
され、これにセラミツクなどの電気絶縁体１５を
介して接続金具部１４が取付けられ、上記パワー
リード導体５Ａがパイプ１６内中央を通つて絶縁
体１５を貫通して内槽１と電気的に絶縁された状
態で接続金具部１４に導通保持されている。ここ
で１１Ａは銅材等により溝形状に形成された接続
部材で、一端に上記接続金具部１４に導通したパ
ワーリード５Ａと接続する部材を有し、他端に内
槽１内方に向け円弧状に彎曲した舌片状の支持部
１１Ｂを有した構造とされ、内槽１外側に溶接固
定された座金具１７に対し絶縁材１２Ａ，１２Ｂ
を介してボルトナツト１３で強固に固定される。
なお、その絶縁材１２Ａ，１２Ｂ及びボルトナツ
ト１３で接続部材１１Ａを固定した時寸法不調か
らセラミツクなどの絶縁体１５に無理がかからぬ
様に、接続金具部１４に可撓性を若干持たせるよ
う金属ベローズ（図示せず）を組込むのも有効な
手段と考えられる。ここで上記内槽１内の超電導
コイル７から引き出した超電導口出し線１０は上
記支持部１１Ｂに付き添うようにして接続部材１
１Ａの溝形部内に導びき通してハンダ付け等で固
定して電気的に接続される。また、上記パワーリ
ード導出部４の箱体４Ａの内部隅部分に永久電流
スイツチ１８が固定金具２０により取付固定さ
れ、その永久電流スイツチ１８からの超電導口出
し線１９が上記同様に接続部材１１Ａの溝形内部
に超電導コイル７からの超電導線１０と一体にな
つてハンダ付等で固定される。なお、この永久電
流スイツチ１８は図示省略しているが超電導線と
ヒーター線をまとめて無誘導巻きして構成され、
そのヒーター線に電流を通して超電導線を熱する
ことで常電導状態とする事によりスイツチを開い
たのと同じ効果を得、逆にヒーター線の通電を止
めると周囲の液体ヘリウムにより冷却されて超電
導状態を保持してスイツチを閉じたのと同じ効果
を得るものである。

しかして、上記の様にする事により超電導コイ
ル７からの口出し線１０及び永久電流スイツチ１
８からの口出し線１９は両者同時に溝形状の接続
部材１１Ａにおさめられて強固に安定的に固定さ
れ、しかもその接続部材１１Ａにより両口出し線
１０，１９とも空間内にて遊離している部分が短
かくなり、特に口出し線１０は舌片状の支持部１
１Ｂにも保持されることで、車両が走行したりし
た時でも両口出し線１０，１９が振動してクエン
チを生じる危険性が少なくなる。

しかしながら、上述した構成でも口出し線１
０，１９は短い区間であるが空間に遊離する部分
があることで、車両の走行中何らかの原因で強い
振動を受けると多少振れ動くことになり、これに
て超電動状態が保持できなくなつてクエンチを誘
発する虞れがある。そこで、この発明においては
更に口出し線１０，１９を補強支持すべく構成し
ている。

即ち、第３図は上記超電導コイル７から口出し
線１０が引き出されて接続部材１１Ａに亘る部分
の拡大斜視図で、超電導コイル７はモールドされ
ているものとして詳細な超電導コイルの線は図示
省略している。ここで、超電導コイル７から引き
出された口出し線１０は空間を通つて支持片１１
Ｂに添着して接続部材１１Ａの溝形内におさまり
ハンダ付けされるが、その際にその口出し線１０
にこれと並列して同様の超電導線からなる支持導
線２１を添設している。なおその支持導線２１の
一端は超電導コイル７のモールド内部に口出し線
１０に沿つて適当長さ入り込むように該モールド
を一部削り取つて挿着し、更にそのモールド内部
で接合する超電導コイル７の線部とこの絶縁皮ま
くを剥がしてハンダ付けして通電可能として、他
端は口出し線１０と一体に接続部材１１Ａの溝形
内に納めてハンダ付けしておく。

この様にして支持導線２１を添設すれば、口出
し線１０は該支持導線２１と共に相互に支持補強
し合つて空間を渡り、強い振動を受けても振れ動
くことがなくなり、超電導破壊・クエンチ誘発を
起こすことが確実に無くなる。又同時に支持導線
２１にも通電するので、口出し線１０と共に許容
通電量がこれらがさらされる磁場において２倍に
増加し、これにて同じ振動加振を受けても振れが
無く且つ超電導線としての容量も大で、外乱によ
る常電導化の可能性は大幅に減じ、振動加振に対
し極めて強いものとなる。

また、上記第３図においては超電導コイル７の
口出し線１０と補強用支持導線２１とを単に並列
してハンダ付けしたが、これでは両線１０，２１
が幅狭な側面同志で接合することになり、強度的
にあまり大きくし得ず、曲げ強さも２倍幅の電線
以上には増大しない。然るに両線１０，２１を互
に幅の広い面同志で接合すれば厚さが２倍とな
り、曲げ強さは厚さの３乗に比例して増加するの
で、耐振性の上から極めて有利となることが考え
られる。そこで、この発明においては第４図及び
第５図に示す如く口出し線１０Ａと支持導線２１
Ａとをその途中において段違い状にずらして幅広
面同志を接合したり、又は第６図及び第７図に示
す如く口出し線１０Ｂと支持導線２１Ｂとをその
途中において相互に捩りをかけて幅広面同志を接
合したりするようにしている。これにてより補強
支持強度が増し耐振性に優れたものとなる。

なお、図示しないが上記永久電流スイツチ１８
からの口出線１９においても上記同様に支持導線
を添設して補強支持することが可能である。

この発明は以上詳述した如く、内槽内の超電導
コイルから出して外部パワーリード導体と接続す
る口出し線を該内槽に対し電気絶縁した状態で固
定した接続部材に接続保持せしめ、且つその口出
し線の接続部材への渡り部に支持導線を添設して
補強したから、振動加振に対し口出し線が振れ動
くことが無く、これにて常電導化してクエンチを
誘発するようなことを防止でき、同時にその磁界
の強さに対応する許容通電量に大幅な予裕が得ら
れるなど、極めて有利な超電導電磁構造となる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１
図は磁気浮上車などに用いられる超電導電磁石の
外槽容器に納まる内槽等の概念的構成図、第２図
は同内槽のパワーリード導出部付近の構成断面
図、第３図は超電導コイルからの口出し線支持構
造を示す斜視図、第４図は同口出し線と支持導線
との接合状態を示す斜視図、第５図ａ，ｂ，ｃは
第４図の両線の接合過程を順に示す各断面図、第
６図は口出し線と支持導線との別の異なつた接合
状態の例を示す斜視図、第７図ａ，ｂ，ｃは第６
図の両線の接合過程を順に示す各断面図である。 １……超電導電磁石内槽、２……液体ヘリウム
タンク、３……連結管、４……パワーリード導出
部、４Ａ……パワーリード導出部箱体、４Ｂ……
パワーリード貫通部、５……パワーリード、５Ａ
……パワーリード導体、５Ｂ……パワーリード
管、７……超電導コイル、８……絶縁フランジ、
９……スペーサー、１０，１０Ａ，１０Ｂ……口
出し線、１１Ａ……溝形接続部材、１１Ｂ……支
持部、１２Ａ，１２Ｂ……絶縁材、１３……ボル
トナツト、１４……接続金具、１５……セラミツ
クなどの絶縁材、１６……パイプ、１７……座
金、１８……永久電流スイツチ、１９……口出し
線、２０……固定金具、２１，２１Ａ，２１Ｂ…
…支持導線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超電導磁気浮上車などに使用されるものにお
   いて、超電導コイルを格納した内槽の一部に前記
   超電導コイルに外部より電源供給を行うパワーリ
   ードの導出部を形成し、そのパワーリード導出部
   内部に、気密に且つ内槽と電気的に絶縁して導通
   したパワーリード導体と接続する銅材製等の接続
   部材を前記内槽に対し電気的絶縁を図つて強固に
   固定し、この接続部材に内槽内の超電導コイルか
   ら出した口出し線をハンダ付等でもつて接続固定
   支持させすると共に、その口出し線に前記コイル
   内部より接続部材までに亘り機械的に結合して支
   持導線を添設したことを特徴とする超電導電磁石
   構造。