JPS623966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超電導磁気浮上車等に使用される超電
導電磁石に関する。

近年、超電導磁気浮上車に関する研究開発は著
しい進歩を示し、それに使用される超電導電磁石
も強力、大容量、軽量小形化ときびしい要求を満
足すべく改良が続けられて来ている。しかし強
力、大容量化に伴い超電導電磁石のアンペアター
ンはどんどん増加し、その電磁力は想像を越える
大きな力となつて来ている。このために例えば
800KATのレーストラツク状（長円状）超電導コ
イルを使用したものでは、そのコイルの対向長辺
部間に26ton／ｍもの電磁反撥力が作用するよう
になり、この反撥力をいかにして受け止めてコイ
ルを安定的に固定させるかが超電導電磁石の製作
上大きな技術課題となつて来た。このコイルの安
定固定を失敗すると超電導電磁石は超電導状態を
維持できなくなつて、クエンチ現象に結びついて
行くようになつてしまうのである。

ここで、現在計画されている超電導電磁石の一
例を第１図及び第２図により述べると、図中１は
レーストラツク状に構成した断面稍々扁平形の内
槽で、これは図示していないが熱伝達の少ない荷
重支持材と真空及び特殊断熱材により外槽内部に
断熱支持して収納する。またその上下対向長辺部
相互は結合材２により結合して変形を阻止してい
る。３は上記内槽１内部にその長円状に亘つて収
納された超電導コイルで、これはモールド等の手
段で一体化成形して固定することで剛性を有する
構造とすることが普通であり、こうした超電導コ
イル３にこの長手方向に適当間隔を有してFRP
等の絶縁板４を被嵌させて、この外周にスペーサ
５を囲設し、このスペーサ５により該コイル３を
内槽１内に固定保持している。なお、内槽１及び
スペーサ５等は分割しないと超電導コイル３の収
納ができないことから、縦又は横にそれぞれ２分
割して構成し、超電導コイル３にかぶせるように
して溶接等により結合して組立てることを考えて
いる。また、図示省略したが超電導電磁石を構成
する上で必要な各種機器、配管等が組込まれるこ
とは当然である。しかして上記内槽１を前述の如
く外槽内部に断熱支持して極めて低い熱侵入量に
おさえた状態とすると共に、その内槽１内部に液
体ヘリウムを満たすことで、超電導コイル３を極
低温に冷却し、これにて超電導状態を保持して、
励磁により永久電流を得るようにしている。な
お、その励磁の際に液体ヘリウムが内槽１内全域
を満たすべく流動できるように、又熱侵入により
気化したヘリウムガスが上昇して行ける様に、上
記スペーサ５には孔６を形成しておく。

こうした上記構成の超電導磁石の場合、スペー
サ５による超電導コイル３の固定保持が十分でな
いと、該コイル３がガタを生じたり励磁による電
磁反撥力や何等かの加振などにより変形、移動し
たりして、超電導状態がくずれ、クエンチ現象に
進展してしまう問題が生じる。このため、超電導
電磁石の製作上コイルの安定固定が大きな技術課
題となるのである。

本発明は上記事情に鑑みなされるもので、その
目的とする処は、超電導コイルを内槽内部に極め
て確実に安定固定できて、該コイルの変形移動を
完全に防止し、非常に安定した高励磁能力を保有
し得て超電導磁気浮上車等に最適となる超電導電
磁石を提供しようとすることにある。

以下この発明の一実施例を第３図及び第４図に
より説明する。なお、ここでは要部のみを図示
し、その他は第１図、第２図と同様であるので簡
略化のため図示省略する。

しかして第３図は第２図と同じ様にスペーサと
超電導コイル断面の関係を示し、第４図は第３図
の側面図で内槽との関係も示しておる。ここに３
Ａで示す超電導コイルは前記同様モールド等によ
り一体化成形により固化固定されてレーストラツ
ク状とされ、この超電導コイル３Ａの長手方向に
間隔を有した断面部の周囲にFRP等の絶縁板４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを配し、その外周に孔６Ａ
付きの上下２分割構造のスペーサ５Ａ，５Ｂを囲
設し、超電導コイル３Ａに金属製のスペーサ５
Ａ，５Ｂが直接当つて超電導線を傷付けシヨート
せしめるのを絶縁板４Ａ乃至４Ｄで防止している
と共に、励磁やクエンチを生じた時に短絡を生じ
ないように絶縁機能を持たせるのに十分なクリー
ページをかせぐようにしている。

ここで、上記上下２分割構造のスペーサ５Ａ，
５Ｂは互の結合部にＴ形の接合フランジ７AA，
７AB，７BA，７BBが設けられ、ボルト８Ａ，
８Ｂ、により相互に強く締付け結合されている。
これらフランジ７AA乃至７BBはスペーサ本体部
に対し９で示す大きな半径の付根部を有して応力
集中を生じることが防止されていると同時に、大
きな半径による切欠１０が設けられて強い剛性で
あるが弾性変形可能な構造とされている。又この
様にＴ形のフランジ７AA，７AB，７BA，７BB
を巾広くとるので上記両側絶縁板４Ｃ，４Ｄは第
４図に示す様に該フランジを十分カバーして超電
導電磁石に対し十分なるクリーページを確保出来
る様に巾広に構成されている。そしてその結合状
態の両スペーサ５Ａ，５Ｂの外周には内槽１Ａが
２分割してかぶせられ溶接固定され、更にその内
槽１Ａを図示しないが外槽内部に断熱支持して収
納保持することで超電導電磁石を構成している。

次に本発明の機能について説明すると、スペー
サ５Ａ，５Ｂの上下絶縁板４Ａ，４Ｂと接する本
体構造部は液体ヘリウム又はガスヘリウム通過用
の孔６Ａを有しているが、全般的に強固に構成さ
れているのでほとんど変形する事が無く、上下絶
縁板４Ａ，４Ｂと良好に密着固定可能である。こ
れに対しＴ形の接合フランジ７AA，７AB，７
BA，７BBは大きな半径の付根部９と切欠１０に
より強い剛性をもつが弾性変形可能でばね作用を
有することから、ボルト８Ａ，８Ｂで締上げるこ
とにより該フランジ７AA，７AB，７BA，７BB
が若干弾性変形して上記ボルト８Ａ，８Ｂの締付
力に耐えるようになる。ここで接合フランジ７
AA，７AB，７BA，７BBの締付け強さを超電導
コイル３Ａに作用する電磁力と相当又そそれ以上
に設定すれば、超電導コイル３Ａに大きな電磁力
が作用してもスペーサ５Ａ，５Ｂと絶縁板４Ａ，
４Ｂとの間に間隙が発生する様な事は防止される
ようになり、更にこのスペーサ５Ａ，５Ｂの外側
が内槽により密着固定されることで、超電導コイ
ル３Ａは励磁した時に微動や変形、移動すること
が完全に阻止され、超電導コイル３Ａの微動によ
り超電導状況が破られてクエンチする様な不安定
現象におちいるようなことが無くなる。

また、上記スペーサ５Ａ，５Ｂを適正な力で締
付ける際、ボルト８Ａ，８Ｂ自身が予圧締付力を
あたえる能力を有している事で、特にスペーサ５
Ａ，５Ｂを締付けるのに別途特殊な工具を必要と
しない。

特にＴ形の接合フランジ７AA，７AB，７
BA，７BBは共に適当な強さの弾性を有している
ので、ボルト８Ａ，８Ｂを締上げてゆくと、或る
程度の範囲で変形を生じることになり、この変形
はボルト８Ａ，８Ｂの締付力にかなりの巾をもた
せても不都合が無く、このためにボルト８Ａ，８
Ｂの締付トルク管理を十分に行えば適正な締付力
をあたえることが可能で、その締付トルク管理さ
え適正にすれば正しいスペーサ取付が行なわれ、
安定した超電導電磁石を提供する事が可能とな
る。

本発明は以上詳述した如くなしたから、超電導
コイルを内槽内部にスペーサにより極めて確実に
安定固定することができ、超電導状況を阻害する
ようなコイルの変形、移動を完全に防止できて、
非常に安定した高励磁能力を保有し得て超電導磁
気浮上車等に最適となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は現在計画されている超電導電磁石のレ
ーストラツク状内槽主要構造を示す一部断面した
側面図、第２図は第１図の−線に沿う拡大断
面図、第３図は本発明の一実施例を示すスペーサ
と超電導コイル断面との関係説明図、第４図は同
実施例における内槽を断面した一部側面図であ
る。 １，１Ａ……内槽、２……結合材、３，３Ａ…
…超電導コイル、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…
…絶縁材、５，５Ａ，５Ｂ……スペーサ、６，６
Ａ……孔、７AA，７AB，７BA，７BB……接合
フランジ、８Ａ，８Ｂ……ボルト、９……大径付
根部、１０……切欠。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超電導磁気浮上車等に使用される超電導電磁
   石において、モールド等により固定した超電導コ
   イルの周囲に絶縁板を配し、その絶縁板の外周に
   ２分割構造のスペーサを囲設し、且つその両分割
   スペーサの互いの結合部に強い剛性を有するが弾
   性変形可能なＴ字形の接合フランジを設け、その
   接合フランジ相互をボルトで締上げることにより
   超電導コイルに作用する電磁力相当又はそれ以上
   の力の締付力をもつて両分割スペーサを結合して
   該コイルを固持して構成したことを特徴とする超
   電導電磁石。