(57)【要約】本発明は、浮上する車両および輸送システムの懸架および案内用磁石装置に関する。本発明の課題は、磁石部分装置と超電導体装置とから成る、浮上する車両および輸送システムに対して本質的に安定している無接触磁気懸架および案内を提供することである。本発明によれば、磁石部分装置は少なくともその部分の１つが超電導体装置に一体連結されておりかつ磁石部分装置および超電導体装置は、超電導体内に凍結されている磁界を利用して少なくとも２つの磁石部分の間に安定した間隔を維持するために磁気的に相互に結合されている。磁石装置は殊に、軌条式磁石に沿ってそれに接触することなく移動するように実現されており、従って摩擦および摩耗なく移動を可能にするこの種の車両および輸送システムに使用可能である。
2004524000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石部分装置と超電導体装置とから成る、浮上する車両および輸送システムを懸架および案内するための磁石装置において、
磁石部分装置は少なくともその部分の１つが超電導体装置に一体連結されておりかつ
磁石部分装置および超電導体装置は、超電導体内に凍結されている磁界を利用して少なくとも２つの磁石部分の間に安定した間隔を維持するために磁気的に相互に結合されている
ことを特徴とする磁石装置。
【請求項２】
磁石部分装置は吸引するまたは反発する磁石部分の１つまたは複数の対から成っており、該磁石部分は超電導体装置によって安定した間隔に保持される
請求項１記載の磁石装置。
【請求項３】
超電導体装置は１つまたは複数の超電導体から成っている
請求項１記載の磁石装置。
【請求項４】
磁石部分装置は１つまたは複数の軌条形状に実現されている磁石部分を含んでいる
請求項１記載の磁石装置。
【請求項５】
磁石部分は軟質または硬質強磁性材料から成っておりおよび／または電磁石として実現されている
請求項１記載の磁石装置。
【請求項６】
硬質強磁性材料の代わりに超電導体が使用されている
請求項５記載の磁石装置。
【請求項７】
超電導体装置は、溶融組織化ＹＢａＣｕＯ材料から成っている超電導体を備えて成る
請求項１記載の磁石装置。
【請求項８】
超電導体装置は少なくとも部分的に熱絶縁材料によって取り囲まれている
請求項１記載の磁石装置。
【請求項９】
超電導体装置の他に、磁石部分装置も少なくとも部分的に熱絶縁材料によって取り囲まれている
請求項１および８記載の磁石装置。
【請求項１０】
超電導体装置は少なくとも部分的に、酸化および／または湿気作用に対する保護層を備えている
請求項１記載の磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術の分野
本発明は、浮上する車両および輸送システムの懸架および案内用磁石装置に関する。この磁石装置は殊に、磁石軌道もしくは軌条式磁石に沿ってそれに接触することなく移動するように実現されておりかつこれにより摩擦および摩耗のない移動を可能にするような車両および輸送システムにおいて使用可能である。
【０００２】
従来の技術
原理的に、２つの磁石は接触もしくは保持なしには相互に安定した位置をとることができない。それ故に、磁気的な浮遊現象に基づいている磁気的な輸送システムではいずもが機械的な保持体または磁界の調整部を必要とする。このような要素によって安定した浮上状態に対する磁気的な案内を実現しようとするならば、支持磁石の他に更に付加的な案内磁石が必要である。
【０００３】
勿論、安定した無接触の磁気懸架は適当に成形された磁界中の超電導体によって可能である。というのは、超電導体はその他すべての材料とは違って磁界に侵入しないが、その内部にいったん磁界が生じるとそれを変えずに保持するからである。このことは、磁束が超電導体内に磁力線の形で侵入し、それが材料の欠陥に固定されることになるという状態によって引き起こされる。これに応じて、多くのいわゆるピニングセンターを含んでいる超電導体が不均質な磁界中その超電導の臨界ないし転移温度以下に冷却されると、この外部の磁界の形状はそれぞれの位置において超電導体中に「凍結」される。そこで超電導体がこの位置から抜け出るようにすると、このことに対して反力が生じ、それは非常に大きくなる可能性がある。すなわち例えば超電導体が、軌条式磁石の上方の数ミリメートルまたはセンチメートルの所にスペースホルダを用いて固定される位置において超電導状態にされると、超電導体はスペースホルダを取り外した後でもこの位置を、軌条に接触することなく保持する。すなわち超電導体は磁界中で反発作用と吸引作用とを持っている。軌条式磁石がその長さに沿って同形の磁界を有していれば、超電導体は軌条に沿って無接触に、ひいては摩擦および摩耗なく移動することができる。
【０００４】
この原理を用いて既に、軌条式磁石の上方であって、軌条式磁石が備え付けられている壁に沿って、しかも軌条式磁石の下方に自由にぶら下がっているという浮上状態で無接触輸送する可能性が具体的に示されてきた。この種の装置の欠点は、超電導体が冷却を必要とするという点にある。冷却部が故障すると、この種の輸送システムは付加的な安全機構が存在していない場合には結果として墜落することになる。
【０００５】
発明の開示
本発明の課題は、浮上する車両および輸送システムに対して、磁石部分装置と超電導体装置とから成る、絶対的、つまり自然現象によりに安定している無接触磁気懸架および案内手法を提供することである。
【０００６】
この課題は本発明によれば、各請求項に記載の磁石装置によって解決される。
【０００７】
本発明によれば、磁石部分装置は少なくともその部分の１つが超電導体装置に一体連結されておりかつ磁石部分装置および超電導体装置は、超電導体内に凍結されている磁界を利用して少なくとも２つの磁石部分の間に安定した間隔を維持するために磁気的に相互に結合されている。
【０００８】
その際磁石部分装置は吸引するまたは反発する磁石部分の１つまたは複数の対から成っており、該磁石部分は超電導体装置によって安定した間隔において保持される。
【０００９】
超電導体装置は１つまたは複数の超電導体から成っていることができる。
【００１０】
磁石部分装置は有利には１つまたは複数の軌条形状に実現されている磁石部分を含んでいることができる。
【００１１】
磁石部分は軟質または硬質強磁性材料から成っておりおよび／またはこれらは電磁石として実現されていることができる。
【００１２】
硬質強磁性材料の代わりに超電導体が使用されてもよい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、超電導体装置は、溶融組織化ＹＢａＣｕＯ材料から成っている超電導体を備えて成る。
【００１４】
本発明の有利な実施形態によれば、超電導体装置は有利には少なくとも部分的に熱絶縁材料によって取り囲まれている。超電導体装置の他に、磁石部分装置も少なくとも部分的に熱絶縁材料によって取り囲まれているようにすることができる。
【００１５】
酸化および／または湿気作用を回避するために、超電導体装置は少なくとも部分的に保護層を備えていることができる。
【００１６】
発明を実施するための方策
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。添付図面において：
図１は貨物を輸送するための無接触磁石懸架の原理を示し、
図２は貨物を輸送するための別の無接触磁石懸架の原理を示し、
図３は軌条走行車両における無接触磁石の原理を示す。
【００１７】
例１
図１に図示の磁石懸架では、２つの超電導体１；２が相互に間隔をおいて部分的にしか図示されていない支持体３上に固定されている。支持体３は輸送すべき貨物を収容するために用いられる。超電導体１；２は、強磁性の硬質材料から成っている磁石部４に固定連結されている。この装置は一定の間隔をおいて３つの並んで配置されている軌条式磁石５；６；７の下方にぶら下がっている。これらの軌条式磁石はその長さに沿って同形の磁界を有している。
【００１８】
外側の軌条式磁石５および７は、Ｎ極が下側にくるように極性付けられている。これに対して真ん中に配置されている軌条式磁石６ではＳ極が下側にある。
【００１９】
超電導体１；２は溶融式集合組織化（schmelztexturiert）ＹＢａＣｕＯ材料から成っている。これらは図示されていない中間配置されているスペースホルダを用いて軌条式磁石５；６；７から数ミリメートルの間隔をおいて固定されておりかつこの位置において超電導臨界温度以下に冷却されかつこれにより超電導にされた。その際磁石部分４および軌条式磁石５；６；７から出て超電導体１；２に作用する不均質な外部磁界の形状が超電導体１；２内のピニングセンターに凍結された。これにより、超電導体１；２はスペースホルダを除去した後軌条式磁石５；６；７に対してその位置を保持する。このことは、超電導体１；２と軌条式磁石５；６；７との間の間隔にも、軌条式磁石５；６；７の長手方向軸線を横断する方向の超電導体１；２の位置にも当てはまる。位置を変化する方向に作用するどんな力に対しても超電導体１；２から出る反力が対抗する。これにより輸送装置の確実な懸架も案内も保証されている。この場合軌条式磁石５；６；７の長手方向軸線に対して垂直である側方向の案内力は磁石部分４によって更に強められる。
【００２０】
しかし軌条式磁石５；６；７の長手方向軸線の方向において、超電導体１；２と磁石部分４とから成る装置は支持体３と一緒に抵抗なしに移動可能である。というのは、軌条式磁石５；６；７はその長さに沿って同形の磁界を有しているからである。超電導体１；２と軌条式磁石５；６；７との間で保持される一定の間隔に基づいてこの移動は無接触であり、ひいては摩擦および摩耗することがない。
【００２１】
超電導体作用が意図的にまたは意図せずに中断されると、磁石部分４は磁石軌条６に吸引されることになりかつこのようにして超電導体１；２、磁石部分４および支持体３から成る装置の墜落が妨げられる。
【００２２】
例２
この例は例１で説明した磁石装置に依拠しておりかつスペースの節約を特別可能にする実施形態である。
【００２３】
ここでは、図２に示されているように、軌条式磁石５；６；７の下方に、単体の超電導体８しか浮上状態で位置決めされていないが、この超電導体の中には磁石部分９が含まれている。この磁石部分９は強磁性の硬質材料から成っている。超電導体８と磁石部分９とから成る装置は輸送貨物を収容するための支持体１０に連結されている。
【００２４】
外側の軌条式磁石５および７は、Ｎ極が下側にくるように磁気的に極性付けられている。これに対してその間に配置されている軌条式磁石６ではＳ極が下側にきている。磁石部分９は、Ｎ極が軌条式磁石８の方を向いているように配置されている。
【００２５】
磁石部分９および軌条式磁石５；６；７から出て超電導体８に作用する不均質な外部磁界は超電導体８においてそのピニングセンターに凍結されている。これにより、磁石部分９を有する超電導体８は例１において説明したことに類似して、軌条式磁石５；６；７に対するその間隔およびその側方の位置を保持する。
【００２６】
超電導体８が軌条式磁石５；６；７に対して保持する一定の間隔に基づいて、この移動は無接触、ひいては摩擦および摩耗レスである。
【００２７】
例３
この例では本発明の磁石装置は磁石式高速鉄道の形式の軌条車両１１に使用されている。車両は無接触にＴ字形の軌条１２に沿って移動する（図３）。その際Ｔ字形の軌条１２の横桁の端部には電磁石１３が配置されている。これが垂直および側方向において不均質であり、軌条長手方向においては同形の磁界を生成する。電磁石１３に対向して、軌条車両１１の下面には超電導体１４が配置されている。この超電導体が軌条車両１１の懸架並びに案内を保証することによって、この超電導体は例１で説明した超電導体１；２の機能を果たす。
【００２８】
軌条車両１１は、強磁性の材料から成る軌条１２の下方に存在する電磁石１５を用いて浮上状態で搬送され、その際電磁石１５と軌条１２との間に磁気的な吸引力が生じる。
【００２９】
軌条車両１１の駆動のために、公知のように、図示されていない同期式の地上一次形リニアモータが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】貨物を輸送するための無接触磁石懸架の原理を示す略図である。
【００３１】
【図２】貨物を輸送するための別の無接触磁石懸架の原理を示す略図である。
【００３２】
【図３】軌条走行車両における無接触磁石の原理を示す略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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