超電導リニア新幹線、簡単な原理の解説（浮上、推進、ズレ修正）

ＲＵＮ １２ｋｍ，１時間０１分０７秒，平均心拍１５０

なるほど。。自分の頭だと、わりと簡単に理解できたけど、図を書いて画像

処理するのは面倒だね (^^ゞ　ま、折角、準備したことだし、記事にまとめと

こう。リニア中央新幹線は、まだ実現まで１０年以上、東京－大阪間の全面

開通まで３０年以上もかかる、夢の交通システムだから、記事の寿命は長

いと思う♪　ま、検索サイトその他の反応次第だけど。。

私が主に参考にしたのは、ＪＲ東海のＨＰ、「ＬＩＮＥＡＲ－ＥＸＰＲＥＳＳ」（リニ

ア新幹線）と、ウィキペディアの「超伝導リニア」の項目だ。それだけだと分

からなかった部分、説明不足だと感じた部分を自分で補ったのが、この記事。

実は、「リニアモーターカー」とは、「リニア」モーターカー（真っ直ぐの自動車）

ではなく、「リニアモーター」カー（真っ直ぐ動かすモーターを使った車）だから、

まずは「リニアモーター」という物を説明しようかと思ったんだけど、ちょっと厄

介だし長くなるから、とりあえず今日は飛ばして、美味しい所だけにしとこう。

ほとんどの人は、モーターではなく車両、乗り物に関心があるはずだしね。

「超電導」（または超伝導）現象についても別の機会に譲るってことで。。

　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

まず、一番の基本から入ろう。リニアの最大の特徴は、「磁気浮上」で、この

　理屈だけなら簡単

　だ。左はウィキメ

　ディアで公開され

　てる、Ｙｏｓｅｍｉ

　ｔｅ氏の作品だが、

　似た図はＪＲ東海

にも掲載されてる。

車両も側壁も磁石になってて、同じ極同士は反発し、違う極同士は引きつけ

合う。この物理的特性を利用して浮かせるのだ。図の右側だけ見ると、側壁

の下側から左上向きの力を受け、側壁の上側から右上向きの力を受ける。

２つの力を合わせると、真上に浮かせる力になる。図の左側でも同様。結局、

強力な磁石で上に浮くわけだ。

　　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

次に、推進（前進＆後退）について。以下ではフツーに、前進のさせ方を説

明するが、全く同じ理屈でバックも可能となる。私の手描きの図を２枚使用。

　図は、上から見た

　様子で、上側と下

　側が側壁、中央の

　楕円形がリニアの

　車両。単純化する

　と、車両が１つの

　磁石であって、そ

　れを側壁の磁石で

前から引っ張り、後ろから押すのだ。細い矢印は車両に働く力を表し、太い

矢印は車両の前進を表してる。

　ただし、それでは

　すぐ止まってしま

　うから、側壁の磁

　石のＮ極とＳ極を

　上手いタイミング

　で切り替える。そ

　れが左図で、上図

だとＳ極になってた側壁の

②の部分は、Ｎ極になってる。

電気を使った電磁石（側壁の推進コイル）なら、電流の向きを変えればすぐ、

ＮとＳを切り替えることが可能。車両の超電導磁石はずっと固定したままで

いい。おそらく逆に、側壁の磁石の極を固定、車両の磁石のＮとＳを切り替

えてもいいはずだ（原理的には）。

なお、実際には側壁でも車両でも、Ｎ極とＳ極が沢山ズラッと並んでるようだ

けど、このくらい極端に単純化した方が分かりやすいと思う。小学校の理科

の授業で初めて磁力を学ぶ時、２、３個の磁石しか使わないはずだ。。

　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

最後に、車両の左右のズレを微調整する仕組みについて。ＪＲ東海では、こ

の微調整のことを「案内」と呼んでる。

車両が側壁とぶつからないようにするには、右にズレた場合、すぐ左向きの

　　力が加わるシステムがあればいい。その

　　ためには、電磁石とは反対に、電磁誘導

　　を用いる。つまり、電流で磁石を作るの

　　ではなく、磁力の変化で電気を流すのだ。

　　すると、その電流が磁石の働きをして、

　　車両を正しい位置に戻す力を加える。

上の図（１）のように、少し右にズレた時の修正を説明しよう。やや複雑だけ

ど、次の図では側壁の外側のコイル（針金のグルグル巻き）まで書いてみ

た。原理的には、左右のコイルは別々に切り離してもいいはずだ。

車両という磁石が右にブレた時、右の側壁外側のコイルに、余分な磁力が

加わる。正確に言うと、コイルの渦巻きを通過する磁力線が増すわけで、こ

の増加に逆らうような向きに電気が流れる。実際、上のように電気が流れる

と、右側のコイルが電磁石になって、磁力線の増加を打ち消す働きをする。

すると、コイルのＮ極と車両のＮ極が反発して、車両は左側に押されるのだ。

左の側壁についても同様に考えると、コイルのＮ極が車両のＳ極と引き付け

合って、車両を左側に引っ張ることになる。こうして、左右のブレは、即座に

修正されるのだ。。

という訳で、今回はこの程度にしとこう。説明は中学の理科の教科書レベ

ルだけど、熱心な小学生（５年生＆６年生）が読んでも一応理解できるだろ

う。数や式を使わずに性質を示す、定性的な説明にすぎないから。。

Ｐ．Ｓ．　浮上走行するリニアへのエネルギー供給には当初、ガスタービン

　　　　　積載も考えられたが、非接触のまま電力を送る「誘導集電」を使う

　　　　　ことになった。電動歯ブラシなどと同様、電磁誘導によって、「電気

　　　　　→磁気→電気」というプロセスを通じて電力供給する。

　　　　　ちなみに普通の電車は、レール上空の架線と車両上部のパンタグ

　　　　　ラフを使うわけだ。

ｃｆ．　自宅のリニアモーターカー♪、推進の原理（タカラトミー）＆１２ｋｍラン

　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆　　　　　　　　　　☆

最後に、今日の走りについて。昨日に続いて、早起きして１４ｋｍ走ろうと

思ったのに、また１２ｋｍしか走れなかった (^^ゞ　やっぱ、朝は眠いし、時

間の余裕が無いね。夜なら、寝る時間を遅らせればいいだけなのに。

アップの時間さえ無くて、すぐに走り始めたら、右側の腰を軽く痛めてしまっ

て、序盤で歩きそうになってしまった。初歩的なミス。。まあでも、我慢して

ゴマかしながら走ってる内に、身体が温まって痛みが消滅。終盤はいつの

間にか、１ｋｍ４分４０秒台までペースアップしてたから、スピードを抑えた

ほどだ。まだ足腰が出来てないし、心臓の調子も怪しいもんで。。　　

序盤がかなり遅かったのに、トータルでは１ｋｍ５分０６秒ペース。という事

は、ジョギングではなくランニングだね（今の私だと、５分０７秒以下）。腰の

痛みもあって、ちょっと辛かったけど、気温２１度の涼しさだから、まだまだ

走る気十分♪　いい事だね。１年中、秋と冬なら、ランも自転車も楽なのに♪

それにしても、昨夜の「中秋の名月」はキレイだった。薄い雲がかかってる

時とか、花札を思い出す感じ♪　花札やトランプの会社だった任天堂を、世

界的なゲーム企業に育て上げた山内溥・前社長に合掌。。ではまた。。☆彡

　　往路（２．４０ｋｍ）　　 １３分２５秒　　　心拍１３４

　　１周（２．１４ｋｍ）　　 １１分１５秒　　　　　 　１４５　　

　　２周　　　　　　　　　　　１０分５０秒　　　　　　１５３

　　３周　　　　　　　　　　　１０分１６秒　　　　　　１６０

　　４周（０．７８ｋｍ）　　　　３分４６秒　　　　　　１６２

　　復路　　　　　　　　　　 １１分３６秒　　 　　 　１５９

計　１２ｋｍ　１時間０１分０７秒　平均心拍１５０　最大心拍１６５（ゴール前）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（計　２７２４文字）