JPH1187135A - 磁気浮上式車両用超電導磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、内槽振動に伴う配管部の相対振
動を抑制し、配管部の相対振動に起因する発熱を抑え
て、冷媒の蒸発量を低減できる磁気浮上式車両用超電導
磁石装置を得る。 【解決手段】 レーストラック形状の内槽１０は、断熱
支持体２０、２１を介して外槽に断熱支持されている。
断熱支持体２０、２１は同一材質で同一の形状に作製さ
れ、内槽１０の中心を通る水平面及び鉛直面のそれぞれ
に対して対称な位置関係に配設されている。配管１６
は、内槽１０の中心を通る水平面と内槽１０の外周面と
の交差する位置で内槽１０に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気浮上式車両
に搭載される超電導磁石装置に関し、特に内槽に冷媒を
供給する配管の取付位置構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は一般的な磁気浮上式車両の構造
を示す横断面図である。図において、超電導磁石装置１
は、磁気浮上式車両の車体２の台車枠３の側面に取り付
けられている。また、凹字型の地上ガイドウェイ４の内
側には、車体２に取り付けられた超電導磁石装置１に対
向するように、浮上・案内用コイル５及び推進用コイル
６からなる地上コイルが設置されている。そして、台車
枠３には、超電導磁石装置１内の冷媒の液化のための冷
凍機（図示せず）が搭載されており、蒸発した冷媒を液
化している。

【０００３】図１１は例えば特開平６−１６３２４６号
公報に記載された磁気浮上式車両に搭載された従来の超
電導磁石装置の機能的な構成を示す側面図、図１２は図
１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図である。各図におい
て、超電導磁石装置１の外槽７は、導電体であるアルミ
材を用いて長尺の平板箱状に作製されている。固定軸８
はこの外槽７の一部を構成し、一端に取付座８ａを有し
ている。そして、外槽７は、その長手方向を車体２の長
さ方向に一致させて、この取付座８ａをボルト２０によ
り台車枠３に締着されて固定されている。断熱支持体９
は直径の異なる円筒を固定軸８に対して同心状に配置し
た多重円筒から構成されている。この多重円筒は、隣り
合う円筒が順次端部同士あるいは中央部同士で交互に結
合されている。そして、多重円筒は、例えば熱伝導率の
低いカーボンクロス等の繊維強化プラスチックで作製さ
れている。ここで、９ａ、９ｂはこの断熱支持体９の外
径部としての最外筒、及び内径部としての最内筒を示
し、９ｃはこの断熱支持体９の中間シールド金属を示し
ている。

【０００４】内槽１０はレーストラック形の超電導コイ
ル１１を収納し、複数個の断熱支持体９を取り囲むよう
に配置され、非磁性体であり、かつ、極低温でも高強度
を有するステンレス材等の材料で構成されている。この
内槽１０は、断熱支持体９の最外筒９ａに支持され、複
数個の円筒体を介して最内筒９ｂにより固定軸８に固定
されている。断熱支持体９は、外槽７から内槽１０への
熱伝導が低減されるように、両者間の距離を確保するよ
うに設置されている。外槽７の上部には、冷却冷媒とし
ての液体ヘリウム１２が貯液されている冷媒貯液槽１９
が配設されている。そして、冷媒貯液槽１９は配管１
６、１８を介して内槽１０に接続されている。配管１６
は熱収縮や内槽１０の振動から絶縁するためにベローズ
１７を介して配管１８に接続されている。そして、配管
１８は外槽７等に強固に固定されている。液体ヘリウム
１２は冷媒貯液槽１９から配管１６、１８を介して内槽
１０に供給される。超電導コイル１１は、内槽１０内の
液体ヘリウム１２により、液体ヘリウム温度４．２Ｋ
（−２６９℃）に冷却されている。熱シールド板１３は
外槽７と内槽１０との間に設けられ、外部からの輻射熱
を遮断している。この熱シールド板１３は、断熱支持体
９の中間シールド金属９ｃに接合され、各中間シールド
金属９ｃをサーマルアンカとすることにより、断熱支持
体９の外槽７、即ち常温からの熱伝導による熱侵入を低
減するように構成されている。また、熱シールド板１３
内には、液体窒素１４が封入されている。そして、熱シ
ールド板１３は、液体窒素により、液体窒素温度７７Ｋ
（−１９６℃）に保たれている。また、外槽７と熱シー
ルド板１３との間は、超電導磁石装置１の熱侵入の一つ
である対流を防ぐために真空にされている。超電導コイ
ル１１は液体ヘリウム１２によって冷却された状態で超
電導としての機能を発揮する。

【０００５】ここで、内槽１０の構成について、図１３
を参照しつつ説明する。超電導コイル１１は、内槽１０
の内部において、数ケ所をリブ１５で支持され、内槽１
０の内壁に接することなく、内槽１０の中心に配設され
ている。そして、リブ１５には複数の穴１５ａが穿設さ
れ、液体ヘリウム１２が内槽１０内を流通するようにな
っている。

【０００６】つぎに、上記従来の超電導磁石装置１の動
作について説明する。走行中の超電導磁石装置１は、超
電導コイル１１と地上側の浮上・案内用コイル５及び推
進用コイル６との間に働く電磁力によって、車両２を上
下方向に浮上させ、また前後方向に推進させ、さらに左
右方向に案内する。この際、超電導コイル１１と、浮上
・案内用コイル５及び推進用コイル６との間には、上
下、前後、左右方向にそれぞれ大きな電磁力が発生して
いる、これらの電磁力は、超電導コイル１１からリブ１
５を介して内槽１０に作用し、内槽１０から断熱支持体
９、さらには固定軸８を介して台車枠３へと伝えられ
る。超電導コイル１１は液体ヘリウム１２によって冷却
された状態で超電導としての機能を発揮する。一方、固
定軸８から断熱支持体９への熱伝導による入熱や走行時
の発熱により冷媒である液体ヘリウム１２は蒸発する。
そして、その蒸発分は、台車枠３に搭載した冷凍機（図
示せず）により液化される。そのために、外部からの冷
媒の補給をせずに連続走行することが可能となってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】超電導磁石装置１が走
行中に受ける外力としては、大きく分けて２種類ある。
その１つは、定常的に作用する車体を上下方向に浮上さ
せる浮上力、左右方向に案内する案内力及び前後方向に
推進する推進力である。もう１つは、浮上・案内用コイ
ル５及び推進用コイル６とが車両の走行方向に等間隔に
設置されているために発生する走行速度に依存する変動
荷重である。この中で、走行速度に依存する変動荷重は
交流成分であって、走行速度に比例してその周波数が高
くなる。上記外力は超電導コイル１１に作用して、超電
導コイル１１からリブ１５を介して内槽１０に作用し、
内槽１０から断熱支持体９さらに固定軸８を介して台車
枠３へと伝達される。そして、内槽１０や超電導コイル
１１には、上記変動荷重により、曲げやねじり等の加振
力が加わる。そして、内槽１０や超電導コイル１１が有
する多数の固有振動数と、上記走行速度に比例する周波
数とが一致し、共振状態になれば、内槽１０や超電導コ
イル１１を大きく振動させる。内槽１０の振動は、図１
４に示されるようなローリング振動、図１５に示される
ようなヨーイング振動、さらには図１６に示されるよう
なねじり振動が発生する。なお、図１４乃至図１６で
は、内槽１０のレーストラック状の形状を簡略化して線
で表して内槽１０の振動モードを示している。

【０００８】上記振動が大きい場合には、配管１６は内
槽１０と接続されているので、内槽１０の振動により配
管１６も振動することになる。この配管１６の振動は、
ベローズ１７を介して配管１８に伝達されるが、配管１
８が外槽７等に強固に固定されているので、ベローズ１
７を介した相対変位を起こすことになる。この相対変位
により、摩擦熱が発生し、冷媒である液体ヘリウム１２
の蒸発量が増加する。そして、この蒸発量が異常に大き
くなれば、冷凍機により液化回収されず消失量が増大
し、内槽１０内の液体ヘリウム１２量が不足して超電導
コイル１１の超電導状態を保持できなくなり、車両が走
行できなくなるという課題があった。

【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、内槽振動に伴う配管部の相対振
動を抑制し、配管部の相対振動に起因する発熱を抑え
て、冷媒の蒸発量を低減できる磁気浮上式車両用超電導
磁石装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る磁気浮上
式車両用超電導磁石装置は、磁気浮上式車両の台車枠に
取り付けられた外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、
レーストラック形状をなし、その長手方向を上記車両の
長さ方向に一致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に
一致させて、複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断
熱支持されて上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽
内に収納されたレーストラック形状の超電導コイルとを
備え、上記複数本の断熱支持体は、それぞれ同一のばね
特性を有し、上記内槽の中心を通る水平面および鉛直面
のそれぞれに対して対称な位置関係に設置され、上記配
管は、上記内槽の中心を通る水平面と上記内槽の外周面
との交差する位置で上記内槽に連結されているものであ
る。

【００１１】また、複数本の断熱支持体は、それぞれ同
一のばね特性を有し、内槽の中心を通る水平面に対して
対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛直面に対して非対称
な位置関係に設置され、配管は、内槽のヨーイング振動
の回転中心を通る鉛直面と内槽の外周面との交差する位
置で内槽に連結されているものである。

【００１２】また、複数本の断熱支持体は、それぞれ同
一のばね特性を有し、内槽の中心を通る水平面に対して
非対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛直面に対して対称
な位置関係に設置され、配管は、内槽のローリング振動
の回転中心を通る鉛直面と内槽の外周面との交差する位
置で内槽に連結されているものである。

【００１３】また、複数本の断熱支持体は、それぞれ同
一のばね特性を有し、内槽の中心を通る水平面および鉛
直面のそれぞれに対して非対称で、かつ、内槽のヨーイ
ング振動およびローリング振動の回転中心が一致する位
置関係に設置され、配管は、内槽のヨーイング振動およ
びローリング振動の回転中心を通る鉛直面と内槽の外周
面との交差する位置で内槽に連結されているものであ
る。

【００１４】また、複数本の断熱支持体は、内槽の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置され、さらにばね特性が、内槽の中心を通
る水平面に対して対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛直
面に対して非対称となるようにそれぞれ設定され、配管
は、内槽のヨーイング振動の回転中心を通る鉛直面と内
槽の外周面との交差する位置で内槽に連結されているも
のである。

【００１５】また、複数本の断熱支持体は、内槽の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置され、さらにばね特性が、内槽の中心を通
る水平面に対して非対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛
直面に対して対称となるようにそれぞれ設定され、配管
は、内槽のローリング振動の回転中心を通る鉛直面と内
槽の外周面との交差する位置で内槽に連結されているも
のである。

【００１６】また、複数本の断熱支持体は、内槽の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置され、さらにばね特性が、内槽の中心を通
る水平面および鉛直面のそれぞれに対して非対称とな
り、かつ、内槽のヨーイング振動およびローリング振動
の回転中心が一致するようにそれぞれ設定され、配管
は、内槽のヨーイング振動およびローリング振動の回転
中心を通る鉛直面と内槽の外周面との交差する位置で内
槽に連結されているものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る磁
気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面図である。図
において、内槽１０はレーストラック形状をなし、その
長手方向を車両の長さ方向である水平方向に一致させ、
かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、断熱支持
体２０、２１を介して外槽（図示せず）に断熱支持され
て外槽内に収納されている。そして、レーストラック形
状の超電導コイルが内槽１０内に収納されている。ま
た、配管１６の一端が内槽１０の中心を通る水平面と内
槽１０の外周面との交差する位置で内槽１０に連結され
ている。そして、配管１６の他端が、ベローズ１７を介
して冷媒貯液槽（図示せず）に接続されている配管１８
に連結されている。ここで、内槽１０は、内周側の４箇
所がそれぞれ断熱支持体２０を介して外槽に断熱支持さ
れ、外周側コーナー部の４箇所がそれぞれ断熱支持体２
１を介して外槽に断熱支持されている。また、断熱支持
体２０、２１は先に述べた断熱支持体９と同様の構造
で、それぞれ同一の材質で同一の形状に作製され、それ
ぞれ同じばね特性を有している。また、４本の断熱支持
体２０は、内槽１０の中心を通る水平面および鉛直面の
それぞれに対して対称な位置関係に設置されている。さ
らに、４本の断熱支持体２１も同様に、内槽１０の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置されている。なお、他の構成は、図１０お
よび図１３に示された磁気浮上式車両用超電導磁石装置
と同様に構成されている。

【００１８】このように、この実施の形態１による超電
導磁石装置では、内槽１０を断熱支持する断熱支持体２
０、２１が、内槽１０の中心を通る水平面および鉛直面
のそれぞれに対して対称な位置関係に配置され、配管１
６が、内槽１０の中心を通る水平面と内槽１０の外周面
との交差する位置で内槽１０に連結されている。この配
管１６と内槽１０との連結部は、超電導磁石装置が走行
中に受ける外力に起因して発生する内槽１０のローリン
グ振動の節目に位置している。そこで、内槽１０のロー
リング振動に起因する配管１６の振動が抑制され、内槽
１０に連結されている配管１６と外槽に強固に固定され
ている配管１８との間のベローズ１７を介した相対変位
が小さく抑えられる。

【００１９】この実施の形態１によれば、内槽１０の振
動による配管１６と配管１８との相対振動が抑制される
ので、この相対振動による摩擦熱の発生が少なく、液体
ヘリウムの蒸発量を小さくできる。そこで、蒸発したヘ
リウムガスは冷凍機により液化回収されるので、内槽１
０内の液体ヘリウム量が常に確保され、超電導コイルの
超電導状態が保持され、車両の連続走行が可能となる。
また、液体ヘリウムの補給頻度が著しく低減され、低コ
スト化が図られる。さらに、内槽１０と配管１６との間
および配管１６と配管１８との間の相対振動が抑制さ
れ、接続部の信頼性を向上させることができる。

【００２０】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２に係る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面
図である。この実施の形態２では、内槽１０は、内周側
の４箇所がそれぞれ断熱支持体２０を介して外槽に断熱
支持され、外周側コーナー部の４箇所がそれぞれ断熱支
持体２１を介して外槽に断熱支持されている。また、４
本の断熱支持体２１は、内槽１０の中心を通る水平面お
よび鉛直面のそれぞれに対して対称な位置関係に設置さ
れている。一方、４本の断熱支持体２０は、内槽１０の
中心を通る水平面に対して対称で、かつ、内槽１０の中
心を通る鉛直面に対して非対称な位置関係に設置されて
いる。そして、配管１６は、内槽１０の中心を通る鉛直
面に対して非対称な断熱支持体２０の位置関係に起因し
て発生する内槽１０のヨーイング振動の回転中心を通る
鉛直面と内槽１０の外周面との交差する位置で内槽１０
に連結されている。なお、他の構成は、上記実施の形態
１と同様に構成されている。

【００２１】この実施の形態２では、４本の断熱支持体
２０は水平方向において配管１６と内槽１０との連結部
側が密に配置され、配管１６は内槽１０のヨーイング振
動の回転中心を通る鉛直面と内槽１０の外周面との交差
する位置で内槽１０に連結されている。そこで、超電導
磁石装置が走行中に受ける外力に起因して発生する内槽
１０のヨーイング振動は、図３に示されるように、配管
１６と内槽１０との連結部に近接する位置が振動の節と
なる振動モードとなる。従って、内槽１０のヨーイング
振動に起因する配管１６の振動が抑制され、内槽１０に
連結されている配管１６と外槽に強固に固定されている
配管１８との間のベローズ１７を介した相対変位が小さ
く抑えられるので、この実施の形態２においても、上記
実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００２２】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３に係る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面
図である。この実施の形態３では、内槽１０は、内周側
の４箇所がそれぞれ断熱支持体２０を介して外槽に断熱
支持され、外周側コーナー部の４箇所がそれぞれ断熱支
持体２１を介して外槽に断熱支持されている。また、４
本の断熱支持体２０は、内槽１０の中心を通る水平面お
よび鉛直面のそれぞれに対して対称な位置関係に設置さ
れている。一方、４本の断熱支持体２１は、内槽１０の
中心を通る水平面に対して非対称で、かつ、内槽１０の
中心を通る鉛直面に対して対称な位置関係に設置されて
いる。そして、配管１６は、内槽１０の中心を通る水平
面に対して非対称な断熱支持体２１の位置関係に起因し
て発生する内槽１０のローリング振動の回転中心を通る
鉛直面と内槽１０の外周面との交差する位置で内槽１０
に連結されている。なお、他の構成は、上記実施の形態
２と同様に構成されている。

【００２３】この実施の形態３では、４本の断熱支持体
２１は鉛直方向において配管１６と内槽１０との連結部
側が密に配置され、配管１６は内槽１０のローリング振
動の回転中心を通る鉛直面と内槽１０の外周面との交差
する位置で内槽１０に連結されている。そこで、超電導
磁石装置が走行中に受ける外力に起因して発生する内槽
１０のローリング振動は、図５に示されるように、配管
１６と内槽１０との連結部に近接する位置が振動の節と
なる振動モードとなる。従って、内槽１０のローリング
振動に起因する配管１６の振動が抑制され、内槽１０に
連結されている配管１６と外槽に強固に固定されている
配管１８との間のベローズ１７を介した相対変位が小さ
く抑えられるので、この実施の形態３においても、上記
実施の形態２と同様の効果が得られる。

【００２４】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４に係る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面
図である。この実施の形態４では、内槽１０は、内周側
の４箇所がそれぞれ断熱支持体２０を介して外槽に断熱
支持され、外周側コーナー部の４箇所がそれぞれ断熱支
持体２１を介して外槽に断熱支持されている。また、４
本の断熱支持体２０は、内槽１０の中心を通る水平面に
対して対称で、かつ、内槽１０の中心を通る鉛直面に対
して非対称な位置関係に設置されている。一方、４本の
断熱支持体２１は、内槽１０の中心を通る水平面に対し
て非対称で、かつ、内槽１０の中心を通る鉛直面に対し
て対称な位置関係に設置されている。さらに、断熱支持
体２０、２１は、内槽１０の中心を通る鉛直面に対して
非対称な断熱支持体２０の位置関係に起因して発生する
内槽１０のヨーイング振動の回転中心と内槽１０の中心
を通る水平面に対して非対称な断熱支持体２１の位置関
係に起因して発生する内槽１０のローリング振動の回転
中心とがほぼ一致するような位置関係に設置されてい
る。また、配管１６は、ヨーイング振動およびローリン
グ振動の回転中心を通る鉛直面と内槽１０の外周面との
交差する位置で内槽１０に連結されている。なお、他の
構成は、上記実施の形態２と同様に構成されている。

【００２５】この実施の形態４では、断熱支持体２０、
２１は水平方向および鉛直方向において配管１６と内槽
１０との連結部側が密に配置され、配管１６は内槽１０
のヨーイング振動およびローリング振動の回転中心を通
る鉛直面と内槽１０の外周面との交差する位置で内槽１
０に連結されている。そこで、超電導磁石装置が走行中
に受ける外力に起因して発生する内槽１０のヨーイング
振動およびローリング振動は、配管１６と内槽１０との
連結部に近接する位置が振動の節となる振動モードとな
る。従って、内槽１０のヨーイング振動およびローリン
グ振動に起因する配管１６の振動が抑制され、内槽１０
に連結されている配管１６と外槽に強固に固定されてい
る配管１８との間のベローズ１７を介した相対変位が小
さく抑えられるので、この実施の形態４では、上記実施
の形態２、３の効果が重複して得られ、より効果的であ
る。

【００２６】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５に係る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面
図である。この実施の形態５では、内槽１０は、内周側
の４箇所がそれぞれ断熱支持体２０、２０ａを介して外
槽に断熱支持され、外周側コーナー部の４箇所がそれぞ
れ断熱支持体２１、２１ａを介して外槽に断熱支持され
ている。また、４本の断熱支持体２０、２０ａは、内槽
１０の中心を通る水平面および鉛直面に対して対称な位
置に設置されている。４本の断熱支持体２１、２１ａも
同様に、内槽１０の中心を通る水平面および鉛直面に対
して対称な位置に設置されている。

【００２７】そして、断熱支持体２０ａ、２１ａは、断
熱支持体２０、２１に対して外径が小さく形成されてい
る。ここで、断熱支持体の断面積をＡ、長さをＬ、縦弾
性係数をＥとすると、断熱支持体のばね定数ｋは式
（１）で表される。 ｋ＝ＡＥ／Ｌ 式（１） 式（１）から、断熱支持体のばね定数ｋは、長さＬ、材
質が同一ならば、断面積Ａが小さいほど小さくなること
がわかる。従って、この実施の形態５では、内槽１０
は、内槽１０の中心を通る水平面および鉛直面のそれぞ
れに対して対称な位置関係に配置された断熱支持体２
０、２０ａ、２１、２１ａを介して外槽に断熱支持され
ているが、断熱支持体のばね特性の観点からは、内槽１
０の中心を通る水平面に対して非対称で、かつ、内槽１
０の中心を通る鉛直面に対して対称な支持関係で外槽に
断熱支持されていることになる。そして、配管１６は、
断熱支持体のばね特性の観点からみた内槽１０の中心を
通る水平面に対して非対称な支持関係に起因して発生す
る内槽１０のローリング振動の回転中心を通る鉛直面と
内槽１０の外周面との交差する位置で内槽１０に連結さ
れている。なお、他の構成は、上記実施の形態３と同様
に構成されている。

【００２８】この実施の形態５では、内槽１０を支持し
ている断熱支持体２０、２０ａ、２１、２１ａは、上下
方向の上部側のばね定数が大きく、下部側のばね定数が
小さく、配管１６は内槽１０のローリング振動の回転中
心を通る鉛直面と内槽１０の外周面との交差する位置で
内槽１０に連結されている。そこで、超電導磁石装置が
走行中に受ける外力に起因して発生する内槽１０のロー
リング振動は、配管１６と内槽１０との連結部に近接す
る位置が振動の節となる振動モードとなる。従って、内
槽１０のローリング振動に起因する配管１６の振動が抑
制され、内槽１０に連結されている配管１６と外槽に強
固に固定されている配管１８との間のベローズ１７を介
した相対変位が小さく抑えられるので、この実施の形態
５においても、上記実施の形態３と同様の効果が得られ
る。

【００２９】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６に係る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面
図である。この実施の形態６では、内槽１０は、内周側
の４箇所がそれぞれ断熱支持体２０、２０ａを介して外
槽に断熱支持され、外周側コーナー部の４箇所がそれぞ
れ断熱支持体２１、２１ａを介して外槽に断熱支持され
ている。また、４本の断熱支持体２０、２０ａは、内槽
１０の中心を通る水平面および鉛直面に対して対称な位
置に設置されている。４本の断熱支持体２１、２１ａも
同様に、内槽１０の中心を通る水平面および鉛直面に対
して対称な位置に設置されている。そして、断熱支持体
２０ａ、２１ａは、断熱支持体２０、２１に対して外径
が小さく形成されており、ばね定数を小さくしている。
従って、この実施の形態６では、内槽１０は、内槽１０
の中心を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対
称な位置関係に配置された断熱支持体２０、２０ａ、２
１、２１ａを介して外槽に断熱支持されているが、断熱
支持体のばね特性の観点からは、内槽１０の中心を通る
水平面に対して対称で、かつ、内槽１０の中心を通る鉛
直面に対して非対称な支持関係で外槽に断熱支持されて
いることになる。そして、配管１６は、断熱支持体のば
ね特性の観点からみた内槽１０の中心を通る鉛直面に対
して非対称な支持関係に起因して発生する内槽１０のヨ
ーイング振動の回転中心を通る鉛直面と内槽１０の外周
面との交差する位置で内槽１０に連結されている。な
お、他の構成は、上記実施の形態５と同様に構成されて
いる。

【００３０】この実施の形態６では、内槽１０を支持し
ている断熱支持体２０、２０ａ、２１、２１ａは、図８
中、右側のばね定数が大きく、左側のばね定数が小さ
く、配管１６は内槽１０のヨーイング振動の回転中心を
通る鉛直面と内槽１０の外周面との交差する位置で内槽
１０に連結されている。そこで、超電導磁石装置が走行
中に受ける外力に起因して発生する内槽１０のヨーイン
グ振動は、配管１６と内槽１０との連結部に近接する位
置が振動の節となる振動モードとなる。従って、内槽１
０のヨーイング振動に起因する配管１６の振動が抑制さ
れ、内槽１０に連結されている配管１６と外槽に強固に
固定されている配管１８との間のベローズ１７を介した
相対変位が小さく抑えられるので、この実施の形態６に
おいても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。

【００３１】実施の形態７．図９はこの発明の実施の形
態７に係る磁気浮上式車両用超電導磁石装置を示す側面
図である。この実施の形態７では、内槽１０は、内周側
の４箇所がそれぞれ断熱支持体２０、２０ａを介して外
槽に断熱支持され、外周側コーナー部の４箇所がそれぞ
れ断熱支持体２１、２１ａを介して外槽に断熱支持され
ている。また、４本の断熱支持体２０、２０ａは、内槽
１０の中心を通る水平面および鉛直面に対して対称な位
置に設置されている。４本の断熱支持体２１、２１ａも
同様に、内槽１０の中心を通る水平面および鉛直面に対
して対称な位置に設置されている。そして、断熱支持体
２０ａ、２１ａは、断熱支持体２０、２１に対して外径
が小さく形成されており、ばね定数を小さくしている。
従って、この実施の形態７では、内槽１０は、内槽１０
の中心を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対
称な位置関係に配置された断熱支持体２０、２０ａ、２
１、２１ａを介して外槽に断熱支持されているが、断熱
支持体のばね特性の観点からは、内槽１０の中心を通る
水平面および鉛直面に対して非対称な支持関係で外槽に
断熱支持されていることになる。さらに、断熱支持体２
０ａ、２１ａは、ばね特性の観点からみた内槽１０の中
心を通る鉛直面に対して非対称な支持関係に起因して発
生する内槽１０のヨーイング振動の回転中心と内槽１０
の中心を通る水平面に対して非対称な支持関係に起因し
て発生する内槽１０のローリング振動の回転中心とがほ
ぼ一致するようなばね特性に設定されている。また、配
管１６は、ヨーイング振動およびローリング振動の回転
中心を通る鉛直面と内槽１０の外周面との交差する位置
で内槽１０に連結されている。なお、他の構成は、上記
実施の形態５と同様に構成されている。

【００３２】この実施の形態７では、超電導磁石装置が
走行中に受ける外力に起因して発生する内槽１０のヨー
イング振動およびローリング振動は、配管１６と内槽１
０との連結部に近接する位置が振動の節となる振動モー
ドとなる。従って、内槽１０のヨーイング振動およびロ
ーリング振動に起因する配管１６の振動が抑制され、内
槽１０に連結されている配管１６と外槽に強固に固定さ
れている配管１８との間のベローズ１７を介した相対変
位が小さく抑えられるので、この実施の形態７において
も、上記実施の形態４と同様の効果が得られる。

【００３３】なお、各実施の形態では、内槽１０が８本
の断熱支持体を介して外槽に断熱支持されているものと
しているが、断熱支持体の本数はこれに限定されるもの
ではなく、各実施の形態における断熱支持体の配置条件
を満たしていればよい。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３５】この発明によれば、磁気浮上式車両の台車
枠に取り付けられた外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽
と、レーストラック形状をなし、その長手方向を上記車
両の長さ方向に一致させ、かつ、その短手方向を鉛直方
向に一致させて、複数本の断熱支持体を介して上記外槽
に断熱支持されて上記外槽内に収納された内槽と、上記
内槽内に収納されたレーストラック形状の超電導コイル
とを備え、上記複数本の断熱支持体は、それぞれ同一の
ばね特性を有し、上記内槽の中心を通る水平面および鉛
直面のそれぞれに対して対称な位置関係に設置され、上
記配管は、上記内槽の中心を通る水平面と上記内槽の外
周面との交差する位置で上記内槽に連結されているの
で、磁気浮上式車両の走行中に作用する外力に起因して
発生する内槽のローリング振動に伴う配管の振動が抑制
される。そこで、配管の振動に起因する冷媒の発熱が抑
えられ、冷媒の蒸発量を低減できるとともに、配管接続
部の信頼性を向上できる磁気浮上式車両用超電導磁石装
置が得られる。

【００３６】また、複数本の断熱支持体は、それぞれ同
一のばね特性を有し、内槽の中心を通る水平面に対して
対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛直面に対して非対称
な位置関係に設置され、配管は、内槽のヨーイング振動
の回転中心を通る鉛直面と内槽の外周面との交差する位
置で内槽に連結されているので、磁気浮上式車両の走行
中に作用する外力に起因して発生する内槽のヨーイング
振動に伴う配管の振動が抑制される。そこで、配管の振
動に起因する冷媒の発熱が抑えられ、冷媒の蒸発量を低
減できるとともに、配管接続部の信頼性を向上できる磁
気浮上式車両用超電導磁石装置が得られる。

【００３７】また、複数本の断熱支持体は、それぞれ同
一のばね特性を有し、内槽の中心を通る水平面に対して
非対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛直面に対して対称
な位置関係に設置され、配管は、内槽のローリング振動
の回転中心を通る鉛直面と内槽の外周面との交差する位
置で内槽に連結されているので、磁気浮上式車両の走行
中に作用する外力に起因して発生する内槽のローリング
振動に伴う配管の振動が抑制される。そこで、配管の振
動に起因する冷媒の発熱が抑えられ、冷媒の蒸発量を低
減できるとともに、配管接続部の信頼性を向上できる磁
気浮上式車両用超電導磁石装置が得られる。

【００３８】また、複数本の断熱支持体は、それぞれ同
一のばね特性を有し、内槽の中心を通る水平面および鉛
直面のそれぞれに対して非対称で、かつ、内槽のヨーイ
ング振動およびローリング振動の回転中心が一致する位
置関係に設置され、配管は、内槽のヨーイング振動およ
びローリング振動の回転中心を通る鉛直面と内槽の外周
面との交差する位置で内槽に連結されているので、磁気
浮上式車両の走行中に作用する外力に起因して発生する
内槽のヨーイング振動およびローリング振動に伴う配管
の振動が抑制される。そこで、配管の振動に起因する冷
媒の発熱が抑えられ、冷媒の蒸発量を一層低減できると
ともに、配管接続部の信頼性を一層向上できる磁気浮上
式車両用超電導磁石装置が得られる。

【００３９】また、複数本の断熱支持体は、内槽の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置され、さらにばね特性が、内槽の中心を通
る水平面に対して対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛直
面に対して非対称となるようにそれぞれ設定され、配管
は、内槽のヨーイング振動の回転中心を通る鉛直面と内
槽の外周面との交差する位置で内槽に連結されているの
で、磁気浮上式車両の走行中に作用する外力に起因して
発生する内槽のヨーイング振動に伴う配管の振動が抑制
される。そこで、配管の振動に起因する冷媒の発熱が抑
えられ、冷媒の蒸発量を低減できるとともに、配管接続
部の信頼性を向上できる磁気浮上式車両用超電導磁石装
置が得られる。

【００４０】また、複数本の断熱支持体は、内槽の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置され、さらにばね特性が、内槽の中心を通
る水平面に対して非対称で、かつ、内槽の中心を通る鉛
直面に対して対称となるようにそれぞれ設定され、配管
は、内槽のローリング振動の回転中心を通る鉛直面と内
槽の外周面との交差する位置で内槽に連結されているの
で、磁気浮上式車両の走行中に作用する外力に起因して
発生する内槽のローリング振動に伴う配管の振動が抑制
される。そこで、配管の振動に起因する冷媒の発熱が抑
えられ、冷媒の蒸発量を低減できるとともに、配管接続
部の信頼性を向上できる磁気浮上式車両用超電導磁石装
置が得られる。

【００４１】また、複数本の断熱支持体は、内槽の中心
を通る水平面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位
置関係に設置され、さらにばね特性が、内槽の中心を通
る水平面および鉛直面のそれぞれに対して非対称とな
り、かつ、内槽のヨーイング振動およびローリング振動
の回転中心が一致するようにそれぞれ設定され、配管
は、内槽のヨーイング振動およびローリング振動の回転
中心を通る鉛直面と内槽の外周面との交差する位置で内
槽に連結されているので、磁気浮上式車両の走行中に作
用する外力に起因して発生する内槽のヨーイング振動お
よびローリング振動に伴う配管の振動が抑制される。そ
こで、配管の振動に起因する冷媒の発熱が抑えられ、冷
媒の蒸発量を一層低減できるとともに、配管接続部の信
頼性を一層向上できる磁気浮上式車両用超電導磁石装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置における内槽のヨーイング振動モー
ドを示す斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置における内槽のローリング振動モー
ドを示す斜視図である。

【図６】 この発明の実施の形態４に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図７】 この発明の実施の形態５に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図８】 この発明の実施の形態６に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図９】 この発明の実施の形態７に係る磁気浮上式車
両用超電導磁石装置を示す側面図である。

【図１０】 一般的な磁気浮上式車両の構造を示す横断
面図である。

【図１１】 従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置の
機能的な構成を示す側面図である。

【図１２】 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図であ
る。

【図１３】 従来の磁気浮上式車両用超電導磁石装置に
おける内槽の構造を示す斜視図である。

【図１４】 内槽のローリング振動モードを示す斜視図
である。

【図１５】 内槽のヨーイング振動モードを示す斜視図
である。

【図１６】 内槽のねじり振動モードを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

２ 車体、３ 台車枠、７ 外槽、１０ 内槽、１１
超電導コイル、１２液体ヘリウム（冷媒）、１６，１８
配管、１９ 冷媒貯液槽、２０，２０ａ，２１，２１
ａ 断熱支持体。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、それぞれ同一のばね特性を
   有し、上記内槽の中心を通る水平面および鉛直面のそれ
   ぞれに対して対称な位置関係に設置され、 上記配管は、上記内槽の中心を通る水平面と上記内槽の
   外周面との交差する位置で上記内槽に連結されているこ
   とを特徴とする磁気浮上式車両用超電導磁石装置。
2. 【請求項２】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、それぞれ同一のばね特性を
   有し、上記内槽の中心を通る水平面に対して対称で、か
   つ、上記内槽の中心を通る鉛直面に対して非対称な位置
   関係に設置され、 上記配管は、上記内槽のヨーイング振動の回転中心を通
   る鉛直面と上記内槽の外周面との交差する位置で上記内
   槽に連結されていることを特徴とする磁気浮上式車両用
   超電導磁石装置。
3. 【請求項３】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、それぞれ同一のばね特性を
   有し、上記内槽の中心を通る水平面に対して非対称で、
   かつ、上記内槽の中心を通る鉛直面に対して対称な位置
   関係に設置され、 上記配管は、上記内槽のローリング振動の回転中心を通
   る鉛直面と上記内槽の外周面との交差する位置で上記内
   槽に連結されていることを特徴とする磁気浮上式車両用
   超電導磁石装置。
4. 【請求項４】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、それぞれ同一のばね特性を
   有し、上記内槽の中心を通る水平面および鉛直面のそれ
   ぞれに対して非対称で、かつ、上記内槽のヨーイング振
   動およびローリング振動の回転中心が一致する位置関係
   に設置され、 上記配管は、上記内槽のヨーイング振動およびローリン
   グ振動の回転中心を通る鉛直面と上記内槽の外周面との
   交差する位置で上記内槽に連結されていることを特徴と
   する磁気浮上式車両用超電導磁石装置。
5. 【請求項５】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、上記内槽の中心を通る水平
   面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位置関係に設
   置され、ばね特性が、上記内槽の中心を通る水平面に対
   して対称で、かつ、上記内槽の中心を通る鉛直面に対し
   て非対称となるようにそれぞれ設定され、 上記配管は、上記内槽のヨーイング振動の回転中心を通
   る鉛直面と上記内槽の外周面との交差する位置で上記内
   槽に連結されていることを特徴とする磁気浮上式車両用
   超電導磁石装置。
6. 【請求項６】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、上記内槽の中心を通る水平
   面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位置関係に設
   置され、ばね特性が、上記内槽の中心を通る水平面に対
   して非対称で、かつ、上記内槽の中心を通る鉛直面に対
   して対称となるようにそれぞれ設定され、 上記配管は、上記内槽のローリング振動の回転中心を通
   る鉛直面と上記内槽の外周面との交差する位置で上記内
   槽に連結されていることを特徴とする磁気浮上式車両用
   超電導磁石装置。
7. 【請求項７】 磁気浮上式車両の台車枠に取り付けられ
   た外槽と、冷媒を貯液する冷媒貯液槽と、レーストラッ
   ク形状をなし、その長手方向を上記車両の長さ方向に一
   致させ、かつ、その短手方向を鉛直方向に一致させて、
   複数本の断熱支持体を介して上記外槽に断熱支持されて
   上記外槽内に収納された内槽と、上記内槽内に収納され
   たレーストラック形状の超電導コイルとを備えた磁気浮
   上式車両用超電導磁石装置において、 上記複数本の断熱支持体は、上記内槽の中心を通る水平
   面および鉛直面のそれぞれに対して対称な位置関係に設
   置され、ばね特性が、上記内槽の中心を通る水平面およ
   び鉛直面のそれぞれに対して非対称となり、かつ、上記
   内槽のヨーイング振動およびローリング振動の回転中心
   が一致するようにそれぞれ設定され、 上記配管は、上記内槽のヨーイング振動およびローリン
   グ振動の回転中心を通る鉛直面と上記内槽の外周面との
   交差する位置で上記内槽に連結されていることを特徴と
   する磁気浮上式車両用超電導磁石装置。