リニアモーターカー

リニアモーターカー

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 強力な電磁石発生させる磁力を利用し、車両をガイドウェイから浮上させて非接触で高速走行を行う交通システム。
  • 従来の回転モーターを直線状(リニア)に展開した構造を持ち、磁気の吸引力と反発力によって推進・浮上・案内を行う。
  • 車輪とレールの摩擦がないため、時速500kmを超える超高速走行と低騒音・低振動を両立する次世代の輸送手段。

解説

リニアモーターカーの駆動原理は、電磁石の性質を応用した「リニアモーター」に基づいています。通常のモーターは回転運動を生み出しますが、リニアモーターはこれを直線的な動きに変換したものです。主要な技術要素は「推進」「浮上」「案内」の3点に集約されます。

推進においては、地上側のコイルに流す電流を高速で切り替えることで磁界を変化させ、車両側の磁石との間に生じる引き合う力(吸引力)と退け合う力(反発力)を利用して前進します。浮上については、車両が高速で通過する際に地上コイルに生じる「電磁誘導」による磁力を利用する方式が一般的です。特に日本で開発されている「超電導リニア(SCMAGLEV)」は、超電導磁石を液体ヘリウムで冷却して電気抵抗をゼロにすることで、極めて強力な磁場を発生させ、10cm程度の高い浮上走行を可能にしています。

コラム

現在、東京・名古屋・大阪を結ぶ「中央新幹線」として実用化に向けた整備が進められています。リニアモーターカーは摩擦によるエネルギー損失が極めて少ないため、超高速域での効率的な輸送が可能です。また、永久磁石と電磁石の違い(極の切り替えや強さの調節が可能である点)を理解することは、このシステムの制御技術を学ぶ上での基礎となります。

小学生のみなさんへ

リニアモーターカーは、磁石の力を使ってふわっと浮いて走る、未来の乗り物です。ふつうの電車は車輪とレールがくっついて走りますが、リニアモーターカーは浮いているので、摩擦まさつ(こすれる力)がありません。そのため、時速500キロメートルという、飛行機に近いようなものすごいスピードで走ることができます。

どうやって動いているかというと、磁石の「同じ極どうしはしりぞけ合い、ちがう極どうしは引き合う」という性質を使っています。地面にあるコイルに電気を流して磁石にし、車体の磁石を後ろから押したり前から引っぱったりすることで、ぐんぐん進んでいくのです。この仕組みには、電気を流したときだけ磁石になる「電磁石でんじしゃく」の力が使われています。

日本では、東京と名古屋、大阪をむすぶ「中央新幹線」という新しい路線で、このリニアモーターカーを走らせる準備が進んでいます。完成すれば、今までよりもずっと短い時間で遠くまで行けるようになります。

ルラスタコラム

リニアモーターカーは、最初から浮いているわけではありません。走り始めはタイヤを使って動き出し、スピードが時速150キロメートルくらいになると、磁石の力が強まってふわっと浮き上がる仕組みになっています。まるで飛行機が離陸するみたいでかっこいいですね!

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