JPS623564B2 - - Google Patents
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- JPS623564B2 JPS623564B2 JP54097735A JP9773579A JPS623564B2 JP S623564 B2 JPS623564 B2 JP S623564B2 JP 54097735 A JP54097735 A JP 54097735A JP 9773579 A JP9773579 A JP 9773579A JP S623564 B2 JPS623564 B2 JP S623564B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
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われる超電
導電磁石における内槽の支持構造に関する。
導電磁石における内槽の支持構造に関する。
現在、将来の交通機関として超電導磁気浮上車
の開発が行なわれている。この超電導磁気浮上車
に使用する超電導電磁石は、超電導コイルを格納
した内槽を真空容器である外槽内に支持してなる
構成で、その内槽は液体ヘリウムなどにより極低
温に保持され、しかも車両を浮上せしめる大きな
作用力を受ける。この為、真空な外槽と内槽との
間は熱絶縁を行う必要があると同時に強い力を受
けられる強力な支持構造で連結する必要がある。
の開発が行なわれている。この超電導磁気浮上車
に使用する超電導電磁石は、超電導コイルを格納
した内槽を真空容器である外槽内に支持してなる
構成で、その内槽は液体ヘリウムなどにより極低
温に保持され、しかも車両を浮上せしめる大きな
作用力を受ける。この為、真空な外槽と内槽との
間は熱絶縁を行う必要があると同時に強い力を受
けられる強力な支持構造で連結する必要がある。
つまり内槽と外槽との間の熱絶縁を良くする事
は内部の液体ヘリウムの消費と直接関係があり、
高価な液体ヘリウムの消費を減じることが出来れ
ば経費面上非常に有利であり、又この消費を少さ
くすれば液体ヘリウムの再液化冷凍機の容量も小
さく出来て車両全体重量を軽減するのに極めて有
利である。しかしながら、外槽に対して内槽は上
述の如く強力に連結支持する必要があり、このた
めに外槽と内槽との間を太い構造物で結合する
と、これは前に述べた熱絶縁を良好にせしめる事
と相互に矛盾した要求であつて、太い構造物は熱
伝導面でも当然良好となり、液体ヘリウムの消費
を増大することとなつてしまう。更にこの支持構
造物は地上から来る浮上反撥力や、車両推進用の
リニヤモーター推力によつてどうしても脈動する
ことから、非常に高い剛性を有するものでないと
共振等により各部が破損する危険性を有している
と同時に真空容器である外槽は大略大気温度であ
るに対して内槽は4〜5〓という極度に低い温度
である為、熱収縮が激しく生じ、高い剛性で保持
しようとする要求に対しても極度に矛盾する要求
が生じて来る。
は内部の液体ヘリウムの消費と直接関係があり、
高価な液体ヘリウムの消費を減じることが出来れ
ば経費面上非常に有利であり、又この消費を少さ
くすれば液体ヘリウムの再液化冷凍機の容量も小
さく出来て車両全体重量を軽減するのに極めて有
利である。しかしながら、外槽に対して内槽は上
述の如く強力に連結支持する必要があり、このた
めに外槽と内槽との間を太い構造物で結合する
と、これは前に述べた熱絶縁を良好にせしめる事
と相互に矛盾した要求であつて、太い構造物は熱
伝導面でも当然良好となり、液体ヘリウムの消費
を増大することとなつてしまう。更にこの支持構
造物は地上から来る浮上反撥力や、車両推進用の
リニヤモーター推力によつてどうしても脈動する
ことから、非常に高い剛性を有するものでないと
共振等により各部が破損する危険性を有している
と同時に真空容器である外槽は大略大気温度であ
るに対して内槽は4〜5〓という極度に低い温度
である為、熱収縮が激しく生じ、高い剛性で保持
しようとする要求に対しても極度に矛盾する要求
が生じて来る。
従つて、上述の如き超電導電磁石における内槽
の真空容器である外槽内への支持は、熱絶縁性を
有し且つ内槽の熱収縮を許容しながら高い剛性で
該内槽を支持しなければならないと云つた矛盾す
る要求が多く、その要求を満足するには非常に困
難であつた。
の真空容器である外槽内への支持は、熱絶縁性を
有し且つ内槽の熱収縮を許容しながら高い剛性で
該内槽を支持しなければならないと云つた矛盾す
る要求が多く、その要求を満足するには非常に困
難であつた。
そこで、本出願人は熱絶縁性を有し且つ特定の
方向に対しては高い剛性を持ちながらそれと直角
方向には割合柔い剛性を有する多重管方式の支持
カラムを複数個組合わせて用いることにより、上
述した要求を全て満足して、熱収縮を許容しなが
ら高い剛性で内槽を支持できる支持構造を考え
た。
方向に対しては高い剛性を持ちながらそれと直角
方向には割合柔い剛性を有する多重管方式の支持
カラムを複数個組合わせて用いることにより、上
述した要求を全て満足して、熱収縮を許容しなが
ら高い剛性で内槽を支持できる支持構造を考え
た。
その支持構造とは第1図と第2図に代表例とし
て示した多重管方式の支持カラムを多数個用いて
第3図に示す様に外槽内に内槽を支持する構造で
ある。なお、その第1図乃至第3図の詳細な説明
は後述するが、その第3図に示した様な支持構造
によると、非常に多数個の支持構造物を配する必
要があり、内槽と外槽の結合に多くの調整取付部
分を必要とするなどの問題があつた。
て示した多重管方式の支持カラムを多数個用いて
第3図に示す様に外槽内に内槽を支持する構造で
ある。なお、その第1図乃至第3図の詳細な説明
は後述するが、その第3図に示した様な支持構造
によると、非常に多数個の支持構造物を配する必
要があり、内槽と外槽の結合に多くの調整取付部
分を必要とするなどの問題があつた。
ここで本発明の目的は、一方向に高い剛性を有
する支持カラムを複数個づつ組みにして内外槽間
に配することにより、その支持構造を簡易化し得
るようにしたものを提供する事にある。
する支持カラムを複数個づつ組みにして内外槽間
に配することにより、その支持構造を簡易化し得
るようにしたものを提供する事にある。
ここで本発明の構造を説明する前に上記第1図
〜第3図の従来の支持構造について説明する。
〜第3図の従来の支持構造について説明する。
第1図はステンレス等の強度の割合に熱伝導の
良くない金属により構成された金属多重管による
支持カラムの例で、1は真空容器である外槽、2
はこの外槽1の内側に取付けられた座で、この座
2に対し球面接手3を介してパイプ4の一端部が
結合され、このパイプ4の他端から外周に一定の
間隙をもつて折返された様な形状に溶接結合され
てパイプ5が取付けられ、更にそのパイプ5の一
端から折返す様な形状に溶接結合されてパイプ6
が取付けられ、このパイプ6の他端が端金具7と
溶接結合されて球面接手8を介して内槽9の外側
面部に取付けた座10と結合されている。この様
な構成の支持カラムによると、短いスペース内に
非常に長いパイプによりしかも両端が球面接手に
より回動自在となつて、真空容器である外槽1と
内槽9との間をこの支持カラムの軸方向には高い
剛性で軸方向と直交する方向には低い剛性でもつ
て結合し得るようになるので、そうした支持機構
を複数個各々の取付方向を適当に選定すれば、内
槽9が温度変化により伸縮しても具合よく支持す
る事が可能で、しかもこの場合、非常にパイプ長
さが長いので外板部よりの侵入熱は低くおさえら
れ、また図示してないが外槽1と内槽9との間で
熱をシールドする液体N2又はガス化したヘリウ
ムにより冷されたシールド板を貫通するので、そ
の貫通部でサーマルアンカーをとつてパイプ6の
途中を冷却するから熱侵入を低くする事が出来る
のである。
良くない金属により構成された金属多重管による
支持カラムの例で、1は真空容器である外槽、2
はこの外槽1の内側に取付けられた座で、この座
2に対し球面接手3を介してパイプ4の一端部が
結合され、このパイプ4の他端から外周に一定の
間隙をもつて折返された様な形状に溶接結合され
てパイプ5が取付けられ、更にそのパイプ5の一
端から折返す様な形状に溶接結合されてパイプ6
が取付けられ、このパイプ6の他端が端金具7と
溶接結合されて球面接手8を介して内槽9の外側
面部に取付けた座10と結合されている。この様
な構成の支持カラムによると、短いスペース内に
非常に長いパイプによりしかも両端が球面接手に
より回動自在となつて、真空容器である外槽1と
内槽9との間をこの支持カラムの軸方向には高い
剛性で軸方向と直交する方向には低い剛性でもつ
て結合し得るようになるので、そうした支持機構
を複数個各々の取付方向を適当に選定すれば、内
槽9が温度変化により伸縮しても具合よく支持す
る事が可能で、しかもこの場合、非常にパイプ長
さが長いので外板部よりの侵入熱は低くおさえら
れ、また図示してないが外槽1と内槽9との間で
熱をシールドする液体N2又はガス化したヘリウ
ムにより冷されたシールド板を貫通するので、そ
の貫通部でサーマルアンカーをとつてパイプ6の
途中を冷却するから熱侵入を低くする事が出来る
のである。
また、第2図は別な支持カラム構造例で、1
A,1Bは真空容器である外槽の両側板で、その
両側板1A,1B相互間にフランジを有する中心
軸11と、フランジ付の中空軸12が該中心軸端
から突出した細い軸部11Aで嵌合し且つねじ1
3で固定される。その中心軸11と中空軸12の
フランジに各々一端を嵌め込んでFRPなどの強
度が高くかつ熱絶縁の良好なパイプ成形材14
A,14Bが取付けられ、そのパイプ成形材14
A,14Bの他端にはステンレス等の熱伝導の悪
い強度の高い折返し材15A,15Bがはめ込ま
れ、更にFRPなどのパイプ成形材16A,16
Bがはめ込まれて中央のリング17に結合されて
いる。このリング17は内槽の強度部材9Aに取
付けられている。この様な構造は更に何重にも構
成は可能ではあるが実際問題として熱侵入を防止
しながら必要な強度と剛性を保つ為とその重量の
制限との関係のバランスをにらみながらその折返
し回数は決定される。以上で構成される支持カラ
ムは真空容器である外槽の両側板1A,1Bに中
心軸11のフランジと固定金具18により取付け
られて固定されている。なおその中心軸11や固
定金具18は常温であるが内槽側の強度部材9A
は極低温に保持されている。この為に第1図の構
造の場合と同様に折返し材15A,15Bの途中
で冷却されたシールド板(図示せず)とサーマル
アンカーをとり熱侵入を低くおさえる様に配慮さ
れている。また、第2図の例では真空容器である
外槽の両側板1A,1Bに中心軸11と中空軸1
3とを取付け、リング17を極低温の内槽側強度
部材9Aに取付けているが、これは逆に中心軸1
1と中空軸12を極低温側とし、リング17を常
温側である外槽のはりなどに結合せしめる事も可
能であり、その選定は自由である。
A,1Bは真空容器である外槽の両側板で、その
両側板1A,1B相互間にフランジを有する中心
軸11と、フランジ付の中空軸12が該中心軸端
から突出した細い軸部11Aで嵌合し且つねじ1
3で固定される。その中心軸11と中空軸12の
フランジに各々一端を嵌め込んでFRPなどの強
度が高くかつ熱絶縁の良好なパイプ成形材14
A,14Bが取付けられ、そのパイプ成形材14
A,14Bの他端にはステンレス等の熱伝導の悪
い強度の高い折返し材15A,15Bがはめ込ま
れ、更にFRPなどのパイプ成形材16A,16
Bがはめ込まれて中央のリング17に結合されて
いる。このリング17は内槽の強度部材9Aに取
付けられている。この様な構造は更に何重にも構
成は可能ではあるが実際問題として熱侵入を防止
しながら必要な強度と剛性を保つ為とその重量の
制限との関係のバランスをにらみながらその折返
し回数は決定される。以上で構成される支持カラ
ムは真空容器である外槽の両側板1A,1Bに中
心軸11のフランジと固定金具18により取付け
られて固定されている。なおその中心軸11や固
定金具18は常温であるが内槽側の強度部材9A
は極低温に保持されている。この為に第1図の構
造の場合と同様に折返し材15A,15Bの途中
で冷却されたシールド板(図示せず)とサーマル
アンカーをとり熱侵入を低くおさえる様に配慮さ
れている。また、第2図の例では真空容器である
外槽の両側板1A,1Bに中心軸11と中空軸1
3とを取付け、リング17を極低温の内槽側強度
部材9Aに取付けているが、これは逆に中心軸1
1と中空軸12を極低温側とし、リング17を常
温側である外槽のはりなどに結合せしめる事も可
能であり、その選定は自由である。
しかして、この第2図に示す支持カラムの場合
軸方向にはねじ13により初圧が加えられている
ので、温度が一部で低下しても各部材間でガタを
生じる様な熱収縮は防止され、軸方向にはかなり
高い剛性を有しており、軸直角方向には特に
FRPなどのパイプ成形材の剪断曲げ変形により
軸方向に比してかなり低い剛性となつている。こ
のために上述した様な真空容器である外槽と極低
温に冷却された内槽との間を該内槽の熱収縮を逃
げながら高い剛性で連結支持するのに極めて好都
合である。
軸方向にはねじ13により初圧が加えられている
ので、温度が一部で低下しても各部材間でガタを
生じる様な熱収縮は防止され、軸方向にはかなり
高い剛性を有しており、軸直角方向には特に
FRPなどのパイプ成形材の剪断曲げ変形により
軸方向に比してかなり低い剛性となつている。こ
のために上述した様な真空容器である外槽と極低
温に冷却された内槽との間を該内槽の熱収縮を逃
げながら高い剛性で連結支持するのに極めて好都
合である。
ここで第3図により上記第2図方式の支持カラ
ムを多数個用いて真空容器である外槽中に内槽を
支持する従来例を説明すると、1Cは前後方向に
長い真空容器の外槽で、19は超電導コイル(図
示せず)を収納した同じく前後方向に長いレース
トラツク形状の内槽を示している。この様なレー
ストラツク形状の内槽は内部に収納した強力な超
電導コイルに通電すると、直線距離の長い上下平
行区間で非常に強い反撥力を受けて変形力が生じ
るが、その変形を防止する為に該内槽19には上
下平行部相互間にこの長手方向に即ち前後方向に
間隔を存して結合梁20A,20B,20Cを配
して補強されている。この前後端寄りの結合梁2
0A及び20Cに上記第2図に示すと同じ支持カ
ラム21C,21D及び21E,21Fが該内槽
19の長手方向と直行する左右方向に向けて貫通
する如く配され、その各々の両端が真空容器であ
る外槽1Cの両側板に結合し、中央部のリング1
7C,17D,17E,17Fが内槽19の前後
結合梁20A,20Cに結合して取付けられてい
る。また中間の結合梁20Bには内槽19の長手
方向に平行する方向に向けて貫通する如く支持カ
ラム21A,21Bが配され、その各々の中央リ
ング17A,17Bが結合梁20Bと結合し、両
端部が真空容器である外槽1Cの両側板に支持さ
れた支持梁23A,23B,23C,23Dと結
合して取付けられている。更に内槽19の上下平
行部相互間の前後両端寄りに結合梁20A,20
Cと平行して支持カラム21G,21Hが配さ
れ、その両端が該内槽19上下部に結合し、中央
のリング17G,17Hが真空容器である外槽の
両側板1A,1Bよりの支持梁22A,22Bに
結合して取付けられている。しかしてこの様な構
造によると、内槽19の上下方向は支持カラム2
1G,21Hで長手方向即ち前後方向は支持カラ
ム21A,21Bで、長手方向と直行する左右方
向は支持カラム21C,21D,21E,21F
で支持されると云つた具合に、内槽19は三方向
に組合された複数の支持カラムにより支持される
ようになり、これにてローリング・ピツチング・
ヨーイングに対してもそれぞれ少なくとも2本の
支持カラムの高剛性の方向で支持されるので、内
槽19は確実に支持拘束される。しかも内槽19
の長手方向の収縮に対しては前後端寄りに配する
支持カラム21C,21D,21E,21F,2
1G,21Hがそれぞれ中心軸線と直交する方向
変位に対して比較的柔かく構成されている事から
自由に変形を許容するので極めて合理的な内槽支
持が可能となるのである。
ムを多数個用いて真空容器である外槽中に内槽を
支持する従来例を説明すると、1Cは前後方向に
長い真空容器の外槽で、19は超電導コイル(図
示せず)を収納した同じく前後方向に長いレース
トラツク形状の内槽を示している。この様なレー
ストラツク形状の内槽は内部に収納した強力な超
電導コイルに通電すると、直線距離の長い上下平
行区間で非常に強い反撥力を受けて変形力が生じ
るが、その変形を防止する為に該内槽19には上
下平行部相互間にこの長手方向に即ち前後方向に
間隔を存して結合梁20A,20B,20Cを配
して補強されている。この前後端寄りの結合梁2
0A及び20Cに上記第2図に示すと同じ支持カ
ラム21C,21D及び21E,21Fが該内槽
19の長手方向と直行する左右方向に向けて貫通
する如く配され、その各々の両端が真空容器であ
る外槽1Cの両側板に結合し、中央部のリング1
7C,17D,17E,17Fが内槽19の前後
結合梁20A,20Cに結合して取付けられてい
る。また中間の結合梁20Bには内槽19の長手
方向に平行する方向に向けて貫通する如く支持カ
ラム21A,21Bが配され、その各々の中央リ
ング17A,17Bが結合梁20Bと結合し、両
端部が真空容器である外槽1Cの両側板に支持さ
れた支持梁23A,23B,23C,23Dと結
合して取付けられている。更に内槽19の上下平
行部相互間の前後両端寄りに結合梁20A,20
Cと平行して支持カラム21G,21Hが配さ
れ、その両端が該内槽19上下部に結合し、中央
のリング17G,17Hが真空容器である外槽の
両側板1A,1Bよりの支持梁22A,22Bに
結合して取付けられている。しかしてこの様な構
造によると、内槽19の上下方向は支持カラム2
1G,21Hで長手方向即ち前後方向は支持カラ
ム21A,21Bで、長手方向と直行する左右方
向は支持カラム21C,21D,21E,21F
で支持されると云つた具合に、内槽19は三方向
に組合された複数の支持カラムにより支持される
ようになり、これにてローリング・ピツチング・
ヨーイングに対してもそれぞれ少なくとも2本の
支持カラムの高剛性の方向で支持されるので、内
槽19は確実に支持拘束される。しかも内槽19
の長手方向の収縮に対しては前後端寄りに配する
支持カラム21C,21D,21E,21F,2
1G,21Hがそれぞれ中心軸線と直交する方向
変位に対して比較的柔かく構成されている事から
自由に変形を許容するので極めて合理的な内槽支
持が可能となるのである。
以上の如く第2図の支持カラムを多数個用いて
第3図に示すように内槽を支持する構造とすれば
理想的な内槽支持が可能である事が明らかである
が、しかしながら支持カラムを配した各部位にお
いて支持方向が1方向しかとれぬので、支持カラ
ムを多数本設ける必要があり、そのため外槽との
取付箇所が多く、それらの位置調整にかなりの手
間を要する事となり、本発明の目的に示した様に
手間をかけずに内槽支持ができる簡易構造の要求
が生じて来た。
第3図に示すように内槽を支持する構造とすれば
理想的な内槽支持が可能である事が明らかである
が、しかしながら支持カラムを配した各部位にお
いて支持方向が1方向しかとれぬので、支持カラ
ムを多数本設ける必要があり、そのため外槽との
取付箇所が多く、それらの位置調整にかなりの手
間を要する事となり、本発明の目的に示した様に
手間をかけずに内槽支持ができる簡易構造の要求
が生じて来た。
ここで第4図乃至第6図により本発明の一実施
例を以下説明する。第4図は前後方向に長いレー
ストランク状の内槽の中間附近を支持する支持構
造の断面を示したもので、真空容器1Dに対し内
槽19A及び該内槽19A内に格納された超電導
コイル24が断面により示されている。本図には
シールド板やスーパーインシユレーシヨン等の構
成上必要な部材は図形を複雑化する為に省略して
記入してないが当然配されている事は言う迄もな
い。ここで21J,21Kに示された支持カラム
は第2図にて構造説明した支持カラムの半分の構
造構成を有しているので、特に詳細な説明はしな
いが、この支持カラム21J,21Kの各両端に
は球面座24A,24B及び25A,25Bを有
している。そして、それら支持カラム21J,2
1Kの一端側の球面座24A,24Bは外槽1D
の一側板に設けた一個の取付座26の内面側の座
27に集中するかたちで旋回滑動可能に接合さ
れ、他端側の球面座25A,25Bは内槽19A
側に上下に離間して設けた座28A,28Bに旋
回滑動可能に接合され、これにて両支持カラム2
1J,21Kは外槽1Dの一側板と内槽19Aの
上下部との間に互にくの字状に傾斜した状態に配
して取付けられている。なお、上記座28A,2
8Bは内槽19Aの上下部の対向面部にブラケツ
ト29A,29Bを介して取付けられ、且つその
上下座28A,28BはFRPなどの熱絶縁の良
好な梁30によりボルト31…を介して連結され
ている。そして、その梁30の中間部には一端を
外槽1Dの座27の延長部に結合した締付けボル
ト32の他端が貫挿され、これを他端方からナツ
ト33で締付けることにより、上記両支持カラム
21J,21Kは適度の圧縮力が与えられ機能を
有効に発揮できるようになり、同時に外槽1Dと
内槽19Aとの間は支持カラム21J,21Kと
梁30とにより熱絶縁が保持される。
例を以下説明する。第4図は前後方向に長いレー
ストランク状の内槽の中間附近を支持する支持構
造の断面を示したもので、真空容器1Dに対し内
槽19A及び該内槽19A内に格納された超電導
コイル24が断面により示されている。本図には
シールド板やスーパーインシユレーシヨン等の構
成上必要な部材は図形を複雑化する為に省略して
記入してないが当然配されている事は言う迄もな
い。ここで21J,21Kに示された支持カラム
は第2図にて構造説明した支持カラムの半分の構
造構成を有しているので、特に詳細な説明はしな
いが、この支持カラム21J,21Kの各両端に
は球面座24A,24B及び25A,25Bを有
している。そして、それら支持カラム21J,2
1Kの一端側の球面座24A,24Bは外槽1D
の一側板に設けた一個の取付座26の内面側の座
27に集中するかたちで旋回滑動可能に接合さ
れ、他端側の球面座25A,25Bは内槽19A
側に上下に離間して設けた座28A,28Bに旋
回滑動可能に接合され、これにて両支持カラム2
1J,21Kは外槽1Dの一側板と内槽19Aの
上下部との間に互にくの字状に傾斜した状態に配
して取付けられている。なお、上記座28A,2
8Bは内槽19Aの上下部の対向面部にブラケツ
ト29A,29Bを介して取付けられ、且つその
上下座28A,28BはFRPなどの熱絶縁の良
好な梁30によりボルト31…を介して連結され
ている。そして、その梁30の中間部には一端を
外槽1Dの座27の延長部に結合した締付けボル
ト32の他端が貫挿され、これを他端方からナツ
ト33で締付けることにより、上記両支持カラム
21J,21Kは適度の圧縮力が与えられ機能を
有効に発揮できるようになり、同時に外槽1Dと
内槽19Aとの間は支持カラム21J,21Kと
梁30とにより熱絶縁が保持される。
ここで、上記第4図中には上下一対の支持カラ
ム21J,21Kのみを示めしたが、ここにはも
う一対の上下支持カラム21J′,21K′が第6図
の様に配して計4個の支持カラムが組をなして内
槽19Aの中間附近を支持する構造で、その上下
支持カラム21J′,21K′も上記第4図に示した
支持カラム21J,21Kと全く同様に外槽1D
と内槽19Aとの間に取付けられ且つ同様に梁3
0′を貫通して外槽1Dの座27の延長部に結合
した締付けボルト33′により圧縮力が与えられ
ている。なお、特に上記両一対づつの支持カラム
21J,21Kと21J′,21K′はその各一端側
球面座が全て共通する同一の座27に集中して受
けられ、しかもそれらの支持カラム21J,21
K及び21J′,21K′の中心軸線の延長が一点で
まじわるべく、該4個の支持カラム21J,21
K,21J′,21K′は横向きのピラミツド状に上
記座27を中心に四方へ拡がつた状態にそれぞれ
傾斜して配されている。
ム21J,21Kのみを示めしたが、ここにはも
う一対の上下支持カラム21J′,21K′が第6図
の様に配して計4個の支持カラムが組をなして内
槽19Aの中間附近を支持する構造で、その上下
支持カラム21J′,21K′も上記第4図に示した
支持カラム21J,21Kと全く同様に外槽1D
と内槽19Aとの間に取付けられ且つ同様に梁3
0′を貫通して外槽1Dの座27の延長部に結合
した締付けボルト33′により圧縮力が与えられ
ている。なお、特に上記両一対づつの支持カラム
21J,21Kと21J′,21K′はその各一端側
球面座が全て共通する同一の座27に集中して受
けられ、しかもそれらの支持カラム21J,21
K及び21J′,21K′の中心軸線の延長が一点で
まじわるべく、該4個の支持カラム21J,21
K,21J′,21K′は横向きのピラミツド状に上
記座27を中心に四方へ拡がつた状態にそれぞれ
傾斜して配されている。
次に第5図は第6図にも示めしてある内槽19
Aの前後端方寄り部を支持する支持構造の断面で
あつて、外槽1Dと内槽19A及びこの内槽19
A内に格納した超電導コイル24が第4図と同様
に示めされており、また第4図と同一構造の上下
一対の支持カラム21L,21Mが示めされてい
るが、ここではその支持カラム21L,21Mの
各一端側球面座24C,24Dが外槽1Dの一側
板に上下に離間して設けた取付座26A,26D
の内面側の座27A,27Bに旋回滑動可能に接
合され、他端側球面座25C,25Dが内槽19
Aの上下部間にブラケツト29C,29Dを介し
て固定した結合梁34の中間部位に設けた一個の
座28Cに旋回滑動可能に接合され、これにてそ
の上下一対の支持カラム21L,21Mは外槽1
Dと内槽19Aとの間に上記第4図とは全く反対
に互に逆くの字状に傾斜した状態に配して取付け
られている。また、上記結合梁34の上下端寄り
部に前後方向に向けて貫通し且つピン36A,2
6Bで各各中間を枢着することにより熱絶縁の良
好なFRPなどからなるレバー35A,35Bが
取付けられ、その上下両レバー35A,35Bの
各前後端に各々一端を上記外槽1Dの座27A,
27Bの延長部に結合した締付けボルト32A,
32A′,32B,32B′の他端が貫挿されてナ
ツト33A,33A′,33B,33B′の締め付
けにより、上記支持カラム21L,21Mに第4
図と同様熱絶縁した状態で適度な圧縮力が与えら
れている。なお、上述した第5図の構成は第6図
に示す通り内槽19Aの前後端方寄り部にそれぞ
れ全く同一の状態で設けられている。
Aの前後端方寄り部を支持する支持構造の断面で
あつて、外槽1Dと内槽19A及びこの内槽19
A内に格納した超電導コイル24が第4図と同様
に示めされており、また第4図と同一構造の上下
一対の支持カラム21L,21Mが示めされてい
るが、ここではその支持カラム21L,21Mの
各一端側球面座24C,24Dが外槽1Dの一側
板に上下に離間して設けた取付座26A,26D
の内面側の座27A,27Bに旋回滑動可能に接
合され、他端側球面座25C,25Dが内槽19
Aの上下部間にブラケツト29C,29Dを介し
て固定した結合梁34の中間部位に設けた一個の
座28Cに旋回滑動可能に接合され、これにてそ
の上下一対の支持カラム21L,21Mは外槽1
Dと内槽19Aとの間に上記第4図とは全く反対
に互に逆くの字状に傾斜した状態に配して取付け
られている。また、上記結合梁34の上下端寄り
部に前後方向に向けて貫通し且つピン36A,2
6Bで各各中間を枢着することにより熱絶縁の良
好なFRPなどからなるレバー35A,35Bが
取付けられ、その上下両レバー35A,35Bの
各前後端に各々一端を上記外槽1Dの座27A,
27Bの延長部に結合した締付けボルト32A,
32A′,32B,32B′の他端が貫挿されてナ
ツト33A,33A′,33B,33B′の締め付
けにより、上記支持カラム21L,21Mに第4
図と同様熱絶縁した状態で適度な圧縮力が与えら
れている。なお、上述した第5図の構成は第6図
に示す通り内槽19Aの前後端方寄り部にそれぞ
れ全く同一の状態で設けられている。
而して、上述したこの発明の超電導電磁石にお
ける内槽支持構造の機能について述べると、中間
及び前後端寄りの各組の支持カラム21J,21
K,21J′,21K′及び21L,21M並びに2
1L,21Mは圧縮方向に対して強い剛性強度を
有しているので、それら4個又は2個の組合わせ
からなる中間及び前後端の各組の支持カラムは
各々上下及び左右方向に対する支持力を有し、同
時に中間組の支持カラムは4個ピラミツト状に四
方に拡開して配されていることから前後方向に対
しても支持力を有して内槽19Aを支持するよう
になる。また、第6図に示す如く、中間の組みの
4個の支持カラムはその各一端側球面座が一個の
座27に集中して接合して、各々の中心軸線の延
長が一点Pで交わり、そこを中心として回転する
構成であると共に、前後端寄りの組の各支持カラ
ムは前記中間の組とそれぞれ逆向きとなつて各々
の中心軸線の延長が結合梁34,34の各中間部
の一点Q,Rで交わり、そこをそれぞれ中心とし
て回転する構成であることから、それら各組の支
持カラムは各々の組の回転中心である点P,Q,
Rを結線すると平面三角形が得られる状態に配置
されていることになる。つまり内槽19Aは3点
支持される状態となつて、あらゆる方向に拘束さ
れる事になる。更には内槽19Aは極低温に冷却
されるので長手方向即ち前後方向に収縮して、前
後端の結合梁34,24の相互間距離が縮小して
ゆくが、その前後端の組の支持カラム21L,2
1M及び21L,21Mが内槽19Aの収縮と同
時に中間方に傾斜して該内槽19Aの収縮を具合
よく許容する。この様に外槽より斜に配された支
持カラム及びその初圧をあたえる為の締付けボル
トにより、支持カラムには圧縮引張方向の力を受
ける様にすると、あらゆる方向の力に対して内槽
19Aを強固に支持すると同時に極低温に冷却さ
れる内槽の収縮を自由に許容する事が出来る理想
的な超電導磁石支持構造とする事が出来る。な
お、上記実施例では第6図に示す如く中間及び前
後端の各組の支持カラムに複数本づつの締付けボ
ルトで初圧をあたえるようにしたが内槽19A自
体はかなりの強度を有している事を利用して、締
付けボルトの作用位置を中心にしその本数を少な
くすることも可能であり、第7図では内槽19A
の前端方寄り部の組の支持カラム21L,21M
に初圧を与えるために、結合梁34の近傍に取付
座37A,37Bを介して熱絶縁の良い梁30A
を隣接配置し、その梁30Aの中間部に締付けボ
ルト32Cを取付ければ上記実施例同様の目的を
達成出来、かつ4本の締付けボルトが1本で済む
ことになる。
ける内槽支持構造の機能について述べると、中間
及び前後端寄りの各組の支持カラム21J,21
K,21J′,21K′及び21L,21M並びに2
1L,21Mは圧縮方向に対して強い剛性強度を
有しているので、それら4個又は2個の組合わせ
からなる中間及び前後端の各組の支持カラムは
各々上下及び左右方向に対する支持力を有し、同
時に中間組の支持カラムは4個ピラミツト状に四
方に拡開して配されていることから前後方向に対
しても支持力を有して内槽19Aを支持するよう
になる。また、第6図に示す如く、中間の組みの
4個の支持カラムはその各一端側球面座が一個の
座27に集中して接合して、各々の中心軸線の延
長が一点Pで交わり、そこを中心として回転する
構成であると共に、前後端寄りの組の各支持カラ
ムは前記中間の組とそれぞれ逆向きとなつて各々
の中心軸線の延長が結合梁34,34の各中間部
の一点Q,Rで交わり、そこをそれぞれ中心とし
て回転する構成であることから、それら各組の支
持カラムは各々の組の回転中心である点P,Q,
Rを結線すると平面三角形が得られる状態に配置
されていることになる。つまり内槽19Aは3点
支持される状態となつて、あらゆる方向に拘束さ
れる事になる。更には内槽19Aは極低温に冷却
されるので長手方向即ち前後方向に収縮して、前
後端の結合梁34,24の相互間距離が縮小して
ゆくが、その前後端の組の支持カラム21L,2
1M及び21L,21Mが内槽19Aの収縮と同
時に中間方に傾斜して該内槽19Aの収縮を具合
よく許容する。この様に外槽より斜に配された支
持カラム及びその初圧をあたえる為の締付けボル
トにより、支持カラムには圧縮引張方向の力を受
ける様にすると、あらゆる方向の力に対して内槽
19Aを強固に支持すると同時に極低温に冷却さ
れる内槽の収縮を自由に許容する事が出来る理想
的な超電導磁石支持構造とする事が出来る。な
お、上記実施例では第6図に示す如く中間及び前
後端の各組の支持カラムに複数本づつの締付けボ
ルトで初圧をあたえるようにしたが内槽19A自
体はかなりの強度を有している事を利用して、締
付けボルトの作用位置を中心にしその本数を少な
くすることも可能であり、第7図では内槽19A
の前端方寄り部の組の支持カラム21L,21M
に初圧を与えるために、結合梁34の近傍に取付
座37A,37Bを介して熱絶縁の良い梁30A
を隣接配置し、その梁30Aの中間部に締付けボ
ルト32Cを取付ければ上記実施例同様の目的を
達成出来、かつ4本の締付けボルトが1本で済む
ことになる。
第8図も上記と全く同様な考えで内槽19Aの
中間附近の組の4個の支持カラム21J,21
K,21J′,21K′に初圧を与えるために、該内
槽19Aの上下部間に取付座37C,37Dを介
して熱絶縁の良い梁30Bを設け、その梁30B
の中間部と外槽側の座27中心部との間に締付け
ボルト32Dを渡す様にしてその目的を達してい
る。この様にすれば第6図に示す2本のボルト3
2,32′が1本のボルト32Dのみで済み同じ
効果を得る事が可能となる。
中間附近の組の4個の支持カラム21J,21
K,21J′,21K′に初圧を与えるために、該内
槽19Aの上下部間に取付座37C,37Dを介
して熱絶縁の良い梁30Bを設け、その梁30B
の中間部と外槽側の座27中心部との間に締付け
ボルト32Dを渡す様にしてその目的を達してい
る。この様にすれば第6図に示す2本のボルト3
2,32′が1本のボルト32Dのみで済み同じ
効果を得る事が可能となる。
また第9図は斜に配された支持カラムに圧縮力
をあたえるのに上述の如き締付けボルトを一切使
用せず、そのかわりに一個の支持カラム21Nを
中央に水平に配し、外槽1Dが真空により変形し
ようとする力を利用して上記斜に配した他の支持
カラム全体に圧縮力をあたえる様にした構成で、
支持カラム21Nは内槽19Aの上下部間に設け
た梁30Cと外槽1Dの他側板の座27Cとの間
に配して該梁30Cに圧縮力をあたえる様にした
ものである。
をあたえるのに上述の如き締付けボルトを一切使
用せず、そのかわりに一個の支持カラム21Nを
中央に水平に配し、外槽1Dが真空により変形し
ようとする力を利用して上記斜に配した他の支持
カラム全体に圧縮力をあたえる様にした構成で、
支持カラム21Nは内槽19Aの上下部間に設け
た梁30Cと外槽1Dの他側板の座27Cとの間
に配して該梁30Cに圧縮力をあたえる様にした
ものである。
更には第9図において座27Cを用いず、支持
カラム21Nの他端を外槽1D他側板から離間さ
せ、その状態で該支持カラム21N内中心及び梁
30Cに締付けボルト(図示せず)を貫通して座
27に渡して締め上げれば、外槽1Dの一側板に
支持構造を集中させる事が出来、超電導電磁石を
台車に取付ける場合極めて好都合な構造とする事
が出来る。
カラム21Nの他端を外槽1D他側板から離間さ
せ、その状態で該支持カラム21N内中心及び梁
30Cに締付けボルト(図示せず)を貫通して座
27に渡して締め上げれば、外槽1Dの一側板に
支持構造を集中させる事が出来、超電導電磁石を
台車に取付ける場合極めて好都合な構造とする事
が出来る。
第1図は従来一般に使用されている支持カラム
の断面図、第2図は新たに開発された支持カラム
の断面図、第3図は第2図の支持カラムを用いた
超電導電磁石における内槽の支持構造の1例を示
す説明図、第4図乃至第6図は本発明の一実施例
を示すもので、第4図は内槽中間附近の支持構造
を示す断面図、第5図は内槽の前後端寄り部の支
持構造を示す断面図、第6図は中間及び前後端寄
り部の各支持構造を立体的に示した斜視図、第7
図及び第8図は支持カラムに圧縮力をあたえる為
のボルト配置の別の実施例を示す斜視図、第9図
は支持カラムに圧縮力をあたえるのに別の支持カ
ラムを用いた実施例を示す断面図である。 1,1C,1D……外槽、1A,1B……外槽
両側板、2,10……座、3,8……球面継手、
4,5,6……パイプ、7……端金具、9,1
9,19A……内槽、11……中心軸、12……
中空軸、13……ねじ、14A,14B,16
A,16B……パイプ成形材、15A,15B…
…折返し材、17,17A,17B,17C,1
7D,17E,17F,17G,17H……リン
グ、18……固定金具、20A,20B,20C
……結合梁、21A,21B,21C,21D,
21E,21F,21G,21H,21J,21
J′,21K,21K′,21L,21M……支持カ
ラム、22A,22B……外槽よりの支持梁、2
3A,23B,23C,23D……外槽よりの支
持梁、24……超電導コイル、24A,24B,
24C,24D,25A,25B,25C,25
D……球面座、26,26A,26B……取付
座、27,27A,27B,28A,28B,2
8C……座、29A,29B,29C,29D…
…ブラケツト、30,30A,30B……FRP
等の梁、31……ボルト、32,32A,32
A′,32B,32B′,32C,32D……締付
けボルト、33,33A,33A′,33B,3
3B′……ナツト、34……結合梁、35A,35
B……FRP等のレバー、36A,36B……ピ
ン、37A,37B,37C,37D……取付
座。
の断面図、第2図は新たに開発された支持カラム
の断面図、第3図は第2図の支持カラムを用いた
超電導電磁石における内槽の支持構造の1例を示
す説明図、第4図乃至第6図は本発明の一実施例
を示すもので、第4図は内槽中間附近の支持構造
を示す断面図、第5図は内槽の前後端寄り部の支
持構造を示す断面図、第6図は中間及び前後端寄
り部の各支持構造を立体的に示した斜視図、第7
図及び第8図は支持カラムに圧縮力をあたえる為
のボルト配置の別の実施例を示す斜視図、第9図
は支持カラムに圧縮力をあたえるのに別の支持カ
ラムを用いた実施例を示す断面図である。 1,1C,1D……外槽、1A,1B……外槽
両側板、2,10……座、3,8……球面継手、
4,5,6……パイプ、7……端金具、9,1
9,19A……内槽、11……中心軸、12……
中空軸、13……ねじ、14A,14B,16
A,16B……パイプ成形材、15A,15B…
…折返し材、17,17A,17B,17C,1
7D,17E,17F,17G,17H……リン
グ、18……固定金具、20A,20B,20C
……結合梁、21A,21B,21C,21D,
21E,21F,21G,21H,21J,21
J′,21K,21K′,21L,21M……支持カ
ラム、22A,22B……外槽よりの支持梁、2
3A,23B,23C,23D……外槽よりの支
持梁、24……超電導コイル、24A,24B,
24C,24D,25A,25B,25C,25
D……球面座、26,26A,26B……取付
座、27,27A,27B,28A,28B,2
8C……座、29A,29B,29C,29D…
…ブラケツト、30,30A,30B……FRP
等の梁、31……ボルト、32,32A,32
A′,32B,32B′,32C,32D……締付
けボルト、33,33A,33A′,33B,3
3B′……ナツト、34……結合梁、35A,35
B……FRP等のレバー、36A,36B……ピ
ン、37A,37B,37C,37D……取付
座。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 超電導磁気浮上車等に用いられる超電導電磁
石で、真空容器である外槽中に超電導コイルを収
納した前後に長尺なレーストラツク形状の内槽を
支持するものにおいて、圧縮方向には剛性が高く
横方向には剛性が低い多重管構造の支持カラムを
複数個ずつ組みにし、且つその各組毎にそれぞれ
の支持カラムを各々の一端側中心軸線延長が一点
で交わる傾斜状態にて相互に配置した構成とな
し、それら各組の各々の前記支持カラム中心軸線
延長交点である回転中心を相互に結線すると平面
三角形が得られるように前記内槽の少なくとも中
間部付近及び前後端寄り部と外槽との間にそれぞ
れ一組ずつの支持カラムを中間付近のものと前後
端寄りのものとで互いに逆向きにして配設すると
共に、その各組の支持カラムに予め圧縮力を与え
る締付け手段を設けて該内槽を極低温による収縮
を許容しながら各種方向への作用力を高い剛性で
支持したことを特徴とする超電導電磁石における
内槽支持構造。 2 各組の支持カラムのうち、内槽の中間部付近
に配する組は4個の支持カラムを横向きピラミツ
ト状に四方に拡げた構成とし、内槽の前後端方寄
りに配する組はそれぞれ2個の支持カラムを上記
中間の組と逆向きのくの字状に配した構成である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超
電導電磁石における内槽支持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9773579A JPS5621304A (en) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | Inner vessel supporting structure in superconductive electromagnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9773579A JPS5621304A (en) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | Inner vessel supporting structure in superconductive electromagnet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5621304A JPS5621304A (en) | 1981-02-27 |
| JPS623564B2 true JPS623564B2 (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=14200145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9773579A Granted JPS5621304A (en) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | Inner vessel supporting structure in superconductive electromagnet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5621304A (ja) |
-
1979
- 1979-07-31 JP JP9773579A patent/JPS5621304A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5621304A (en) | 1981-02-27 |
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