(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石配置ユニット数の小型化と少数化、磁石浮遊転動モーメント機構の回転中心位置と磁石リング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化により磁石浮遊転動モーメント機構の回転駆動消費電力の２倍の発電量を確保する。【解決手段】磁石内外周側の各々に磁極を揃えて円周配列した磁石リング軌条１００−１，−２又は超電導体を配置した超電導リング軌条と、これに磁石１０２，２３４を対面式に配置した磁石浮遊ガイド機構２３０−１，−２と、磁石リング軌条又は超電導リング軌条に沿って離間走行させるモーメントシャフト機構２１０とから成る磁石回転ユニットを複数並列し、各ユニットのモーメントシャフト機構を磁石リング軌条の円心から水平に偏心させた共通の回転駆動軸２で支持して回転させ、その際の回転モーメントを回転駆動軸に付与して、回転駆動力を軽減し高速回転を実現し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した。【選択図】図８
2010068681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石を内周側と外周側の各々に磁極を揃えて円周配列した竪型の磁石リング軌条と、この磁石リング軌条の内周側と外周側に所定間隔をおいて磁石を対面配置して保持した磁石浮遊ガイド機構と、前記磁石浮遊ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って離間走行させるモーメントシャフト機構とから成る磁石回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の軸心方向線に対して平行に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した磁石式発電装置。
【請求項２】
磁石回転ユニットは、
複数の磁石（102）をその磁極同士をリング内周面側と外周面側に揃えて円周配列した竪型の磁石リング軌条（100-1、100-2）と、
回転中心を磁石リング軌条（100-1、100-2）の円心（100ｃ）に対して水平に変位し且つ平行に位置させたモーメントシャフト機構（210）と、
モーメントシャフト機構（210）の両側部の各々に装着し前記磁石リング軌条（100-1、100-2）の磁石（102）の各々に磁石（234）を同極同士対面させて離間配置した磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）とを有し、
前記磁石浮遊ガイド機構（231-1、232-1）はモーメントシャフト機構210にその回転半径方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構（210）の回転により磁石リング軌条（100-1、100-2）に沿って浮遊走行可能にして構成し、
この磁石回転ユニットを複数個（3-1〜3-8）を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に所定の等分割の回転角度ずらして固定支持し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続したことを特徴とする請求項１に記載の磁石式発電装置。
【請求項３】
超電導ブロックを円周配列した竪型の超電導リング軌条と、この超電導リング軌条の内周側及び又は外周側に所定間隔をおいて磁石を対面配置して保持した磁石浮遊ガイド機構と、前記磁石浮遊ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って離間走行させるモーメントシャフト機構とから成る磁石回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の軸心方向線に対して平行に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した磁石式発電装置。
【請求項４】
磁石回転ユニットは、
断熱材製で冷却液を流通させるリング室内に複数の超電導ブロック（102）を円周に沿って配列した竪型の超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）と、
軸受（215）の回転軸心（2ｃ）を超電導リング軌条の円心（100ｃ）に対して水平に変位し且つ平行に位置させたモーメントシャフト機構（210）と、
モーメントシャフト機構（210）の両側部の各々に装着し前記超電導リング軌条の超電導ブロックのリング外周面側及び又は内周面側の磁束侵入面に磁石（234）の磁極面を所定間隙をおいて対面させてピン止め配置した磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）とを有し、
前記磁石浮遊ガイド機構（231-1、232-1）はモーメントシャフト機構210にその回転半径方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構（210）の回転により超電導リング軌条に沿って浮遊走行可能にして構成し、
この磁石回転ユニットを複数個（3-1〜3-8）を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に所定の等分割の回転角度ずらして固定支持し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続したことを特徴とする請求項３に記載の磁石式発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石式発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電装置は、従来公知のものとして大別して風力発電装置、蒸気力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置など様々な発電装置が開発されている。本発明はその何れでもなく、世界で始めての磁石式発電装置を提供するものである。
【０００３】
この世界で初めて磁石式発電装置を発明した大宅雄一氏のコンセプトを紹介する。
近年、地球温暖化問題が表面化し、二酸化炭素排出規制が声高に叫ばれている。この対策とするクリーンエネルギー技術として、太陽光電池、風力発電等が開発され現在稼動していますが、コスト及びメンテナンス等の問題でなかなか普及していないのが現状であります。
そのような現状の中で、追い打ちを掛けるように、原油の高騰により国民生活はまさに破綻寸前の状況にあり、特に農業、漁業の従事者は、その生産、捕獲コストが嵩み、廃業に追い遣られ、又転業者が急増していて、日本の農水産業は危機に瀕しています。
以前から小生は、農水産業業者の生産コストを下げ、経営の安定化を目指し、日本の食糧の自給自足を前提とした対策は、「新エネルギーの開発」が最も重要な課題であると思慮しておりました。
このような背景のなか、地球上の重力を活用し、それを効率よく回転エネルギーに転換する新規な方法は無いものかと考え、四苦八苦して開発を進めてきました。その中で２枚の磁石を用いて同極同士を対面させて上から押さえようとしたその時、なんと押さえようとした自分の身体が宙に浮き何の抵抗も無く左右に滑るように動いたのです。反発する原理は知識としてあってもその実態を肌で感ずると言うことはこのことだと痛切に感じました。
この現象に注目して、磁石を磁極を揃えて円周を配列した磁石リング軌条又は超電導体を配置した超電導体リング軌条を作り、磁石で対面式に配置した磁石浮遊ガイドを当該リング軌条に沿って離間走行させれば摩擦の抵抗が殆ど無い回転体を作れるのではと考え、「前記リング軌条と、モーメントシャフト機構と前記磁石浮遊ガイド機構とを組み合わせ磁石浮遊ガイド機構の回転重力を利用した磁石回転ユニット」を多数並列配列した半永久的な発電用の回転装置を開発し、本発明の磁石式発電装置を完成したものであります。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の磁石式発電装置の開発の主な課題は、(1),磁石回転ユニット数の小型と少数化、(2), 磁石を浮遊転動させるモーメント機構の回転中心位置とリング軌条の円心位置との適正な相対関係、及び回転速度の高速化＜目標300rpm以上＞、(3),これ等により浮遊転動モーメント機構の回転駆動消費電力の数倍の発電量を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を満足させる本発明の基本的な技術構成は、次の(1)〜(4)の通りである。
(1)、磁石を内周側と外周側の各々に磁極を揃えて円周配列した竪型の磁石リング軌条と、この磁石リング軌条の内周側と外周側に所定間隔をおいて磁石を対面配置して保持した磁石浮遊ガイド機構と、前記磁石浮遊ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って離間走行させるモーメントシャフト機構とから成る磁石回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の軸心方向線に対して平行に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した磁石式発電装置。
【０００６】
(2)磁石回転ユニットは、
複数の磁石をその磁極同士をリング内周面側と外周面側に揃えて円周配列した竪型の磁石リング軌条と、
回転中心を磁石リング軌条の円心に対して水平に変位し且つ平行に位置させたモーメントシャフト機構と、
モーメントシャフト機構の両側部の各々に装着し前記磁石リング軌条の磁石の各々に磁石を同極同士対面させて離間配置した磁石浮遊ガイド機構とを有し、
前記磁石浮遊ガイド機構はモーメントシャフト機構にその回転半径方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構の回転により磁石リング軌条に沿って浮遊走行可能にして構成し、
この磁石回転ユニットを複数個を並列連設し、その各モーメントシャフト機構の軸受を共通の回転駆動軸に所定の等分割の回転角度ずらして固定支持し、前記回転駆動軸にはその回転から電力を得る発電装置を接続したことを特徴とする磁石式発電装置。
【０００７】
(3)、超電導ブロックを円周配列した竪型の超電導リング軌条と、この超電導リング軌条の内周側及び又は外周側に所定間隔をおいて磁石を対面配置して保持した磁石浮遊ガイド機構と、前記磁石浮遊ガイド機構を回転半径方向に移動自在に支持して前記リング軌条に沿って離間走行させるモーメントシャフト機構とから成る磁石回転ユニットを複数並列し、各ユニットはそのモーメントシャフト機構の回転中心軸を前記リング軌条の軸心方向線に対して平行に偏心させた共通の回転駆動軸に装着し、この回転駆動軸に電力発生装置を連結した磁石式発電装置
【０００８】
(4)磁石回転ユニットは、
断熱材製で冷却液を流通させるリング室内に複数の超電導ブロックを円周に沿って配列した竪型の超電導リング軌条と、
軸受（215）の回転軸心を超電導リング軌条の円心に対して水平に変位し且つ平行に位置させたモーメントシャフト機構と、
モーメントシャフト機構の両側部の各々に装着し前記超電導リング軌条の超電導ブロックのリング外周面側及び又は内周面側の磁束侵入面に磁石の磁極面を所定間隙をおいて対面させてピン止め配置した磁石浮遊ガイド機構とを有し、
前記磁石浮遊ガイド機構はモーメントシャフト機構210にその回転半径方向に移動可能に装着してモーメントシャフト機構の回転により超電導リング軌条に沿って浮遊走行可能にして構成し、
この磁石回転ユニットを複数個を並列連設し、その各モーメントシャフト機構の回転軸受を共通の回転駆動軸に所定の等分割の回転角度ずらして固定支持し、前記回転駆動軸にはその回転から電力を得る発電装置を接続したことを特徴とする磁石式発電装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の前記構成により磁石式発電装置は世界で初めて実現したものであり、前述の課題(1),磁石回転ユニット数の小型化と少数化、(2), 磁石浮遊転動モーメント機構の回転中心位置と磁石リング軌条又は超電導リング軌条の円心位置との適正な相対偏位関係、及び回転速度の高速化＜目標300rpm以上＞、(3),これ等により磁石浮遊転動モーメント機構の回転駆動消費電力の数倍の発電量を確保するなど全て満足した優れた効果を呈するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
(1)、本発明において、磁石とは、永久磁石、電磁石等を言うが、制作上、構造上、節電上から考慮するとシンプルな永久磁石が好ましい。そこで言うまでもないが、永久磁石とは、完全永久磁石はありえないから、実用上の磁力減衰寿命から一般常識の範囲で決まる更新寿命のある永久磁石であることは自明である。後述の各実施例で紹介する磁石は、永久磁石を用いたものであり単に磁石として表現してある。
またこの磁石の形状は、直方体、立方体、円パック体、多角パック体に成型したもの、或いはこれ等を適宜に湾曲成型したものである。
(2)、本発明において、超電導ブロックとは、一般公知のHg系、Pb系、Nb系、NbC系、NbN系、Nb3Sn系、V3Si系、Nb-Al-Ge系、Nb3Ge系、LaBaCuO系、LaSrCuO系、YBaCuO系、BiCaSrCuO系、TlCaBaCuO系などの超伝導物を言う。またこの超電導ブロックの形状は、直方体、立方体、円パック体、多角パック体に成型したもの、或いはこれ等を適宜に湾曲成型したもの、又はリング状に一体成型したもの等を言う。
(3)、本発明の磁石回転ユニットにおいて、磁石リング軌条は、竪型の円周方向に前記磁石を密に配列し、
超電導リング軌条は、円周方向に一体物又は分割物の前記超電導ブロックを配列する。
(4)、モーメントシャフト機構は、回転軸部を前記リング軌条の円心から水平に離間偏位させ、磁石浮遊ガイド機構単位に設けるか両側に磁石浮遊ガイド機構を支持する併用単位で設ける。例えば回転軸部から図１に示すように180度の角間隔で二個の磁石浮遊ガイド機構用として設けたり、或いは図１４に示すように６０度の角間隔で六個を設けるなど、複数のモーメントシャフト部を均等角度で放射状に位置させる。またモーメントシャフトは、断面が中空のパイプ状、矩形状、H型状、T型状、I型状等の梁状のものなどを一体的に或いは複合的に組み合わせたもの等を用いる。モーメントシャフトの先部には錘を兼ねた固定具を設けてよい。
(5)、磁石浮遊ガイド機構は、当該モーメントシャフト機構に支持され、その回転半径方向にスライド自在にして前記リング軌条に沿って回転しこの回転の際、前記リング軌条の磁石又は超電導ブロックに対して単数又は複数個の磁石を所定の間隔を保持して対面配置するものである。
磁石浮遊ガイド機構を、各モーメントシャフト機構の回転半径方向にスライド自在に支持する手段は、モーメントシャフト自体を伸縮自在の多重管シャフト機構にし、これに磁石浮遊ガイド機構を固定したり、モーメントシャフト機構の回転軸又は磁石浮遊ガイド機構にモーメントシャフトのスライド機構を設置したり、或いはこれらの適宜な組み合わせを採用する等その他適宜な公知のスライド手段を採用する。
(6)、本発明において、上記磁石回転ユニットは、同一の共用回転駆動軸に対して任意数の複数ユニットのグループを単数グループ又は複数グループを用意し、これらのモーメントシャフト機構は回転軸部を前記回転駆動軸に固定装着する際、所定の等分割の回転角度ずらして装着する。例えば回転駆動軸の１回転角度をグループ単位のユニット数で等分割した回転角度にずらして軸受けを固定して、回転駆動軸にかかる回転モーメントの変動サイクルと変動幅を等しくし且つ僅少値に保持する。
(7)、本発明において、回転駆動軸に直接或いはフライホイール等を介して間接的に発電装置を接続して電力を得るものである。
該回転駆動軸は、公知の超電導磁気軸受を採用して回転駆動抵抗の激減を図り高効率で電力を得ることが出来る。
また回転駆動軸に一般に付設する各種の機器は制限するものでなく適宜に設置してよい。例えば、回転駆動軸2の撓まない任意の位置に、フライホイールを設けることは、磁石浮遊転動モーメント機構をより円滑に回転させると共に、その回転力による電力を高効率で得る機能があり有効である。
(8)、また、磁石リング軌条又は超電導リング軌条は、磁石浮遊転動モーメント機構の回転に伴う慣性力はリング円周方向の分布が反偏心側に大きく偏るため、これによるリング変形を防止するための構造として例えばリング枠体を高強度断熱性のFRP（繊維強化プラスチック）又は磁石リング軌条の場合はステンレス製にし、その側面にドーナツ型補強板を一体的に装着するなどが揚げられる。
以上の本発明の磁石式発電装置を実施するための最良の形態は、次に紹介する実施例により更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
磁石式発電装置の実施例１を図１〜図５に示す。
図１は磁石式発電装置の全体正面説明図である。
図２〜図４は、図１に示す磁石式発電装置の「磁石回転ユニット3-1〜3-8」の１単位の詳細を示す説明図である。
図２は図１の左端の磁石回転ユニット3-1の拡大正面説明図であり、図３は図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図である。図４は図２の矢視Ｂ−Ｂから見た平断面説明図である。
図５は、図１に示す各「磁石回転ユニット3-1〜3-8」における磁石浮遊転動モーメント機構200と円パック体の磁石102を円周固定配列した磁石リング軌条100-1、100-2との相対位置関係を一図で示して、回転駆動軸2に掛かる回転モーメントを算出するための説明図である。
【００１２】
本例の磁石式発電装置は、基礎架構Gに組み込んだものであり、一基の回転駆動装置1と、その水平置きの回転駆動軸2を共有し並列連設した８つの磁石回転ユニット3-1〜3-8と、回転駆動軸2に連結設置した発電装置4とからなる。
磁石回転ユニット3-1〜3-8の各々は、磁石102を円周に緻密に固定配列したシングル又は本例の如くツインの磁石リング軌条100-1、100-2と、この磁石リング軌条のツイン間の中心にこれと平行して配置した磁石浮遊転動モーメント機構200とから構成する。
【００１３】
磁石リング軌条100-1、100-2は、各々基礎架構Gに竪型に固定装着した非磁性体のリング枠体101とこれの円周に沿って等間隔で円形ブロックや矩形ブロック等又は本例のように円パック体の磁石102を隣接間隙を1〜３mmにして固定配列したものであり、磁石102はS極をリング内周側に、N極をリング外周側に位置させる。
前記磁石浮遊転動モーメント機構200は、前記磁石リング軌条間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210とその両側に装着した一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
【００１４】
モーメントシャフト機構210は、一対の平行モーメントシャフト211と、その両側にモーメンシャフト211を固定支持するシャフト支持端末212、213と、モーメントシャフト211の転動の回転中心側に前記モーメントシャフト211をスライド自在に支持するスライド支持軸受体214とを設け、スライド支持軸受体214には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
モーメントシャフト機構210の直立状態以外の全転動回転中において、前記回転駆動軸2の軸心2Cは、磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を支持するモーメントシャフト211の軸受215を介して回転駆動軸2に、回転モーメントを付与するため、磁石リング軌条100-1、100-2の円心100Cを通る水平線HL上で円心100Cから変位させて当該軸受215部を支持するが、本例は磁石リング軌条の直径の３分の１の位置に設定してある。
【００１５】
一対の前記磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、その一方230-1の支持本体231-1を錘を兼用する前記シャフト支持端末212とをボルトナット-プレート式等の適宜な連結支持具CNで固定装着し、他方230-2の支持本体231-2をシャフト支持端末213側で前記モーメントシャフト211にシャフト長手方向にスライド自在に装着する。
【００１６】
前記各磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、支持本体231-1、231-2の両側において、ピン232で若干首振り自在に支持した各一対のコ字型の枠体233に円パック体の磁石234を対面配置し、この磁石234の各対面間には、当該リング枠体101の磁石102の配列部を離間位置させる。磁石234の配置は、その回動中に磁石102から常に均等な反発力を得るため、磁石102の一個分と対面するように、又は常に均等で強力な反発力を得るため複数個分と対面するように、その対面領域を設定し、その対面領域に前記磁石234を単数又は複数個対面配置するのである。
リング枠体101の内周側に対面位置する磁石234は、磁石102のS極と対面する磁極を同極のS極とし、リング枠体101の外周側に対面位置する磁石234は磁石102のN極と対面する磁極を同極のN極とする。これにより磁石234は、磁石102との互いの反発力により、互いに接触せずに常に等間隔の離間関係を維持して浮遊状態となるので、モーメントシャフト機構210の回転により磁石102の配列部に沿って非接触状態で浮遊倣いしながらその浮遊倣い力でモーメントシャフト211に沿ってつまり回転半径線に沿ってスライドし回転半径を連続的に変化させ、リング枠体に沿って円滑に偏心回転走行するのである。
【００１７】
このように磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、前記モーメントシャフト211の回転と磁石浮遊ガイド機構230-2の浮遊倣い力により、磁石浮遊ガイド機構230-1は、前記モーメントシャフト211自体と共にスライド支持軸受体214のガイドに沿ってスライド移動させ、磁石浮遊ガイド機構230-2は、モーメントシャフト211に沿ってスライド移動されるため、磁石浮遊ガイド機構230-1,230-2自体は、その浮遊走行移動に伴う回転半径の連続的変化を円滑に且つ確実に追随吸収して回転するのである。
【００１８】
而して、図５において、磁石回転ユニット3-1〜3-8間における磁石浮遊転動モーメント機構200のモーメントシャフト機構210の相対配置位置は、回転駆動軸2の半回転角度（180度）内に磁石回転ユニット3-1〜3-8順にP1-p1〜P8-p8で示し、それらの配置回転角度差は、22.5度に設定してある。これにより各磁石浮遊転動モーメント機構200の一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、回転駆動軸2の一回転角度（360度）内に22.5度の均等角度で１６個が配置され、それらの配置角度位置をP1,p1〜P8,p8で表示し、P1〜P8は磁石浮遊ガイド機構230-1でp1〜p8は磁石浮遊ガイド機構230-2の各配置角度位置である。
図５に示す条件例で、代表的な配置位置P1-p1〜P5-p5にある各磁石浮遊ガイド機構から磁石浮遊転動モーメント機構200を介して回転駆動軸2の軸心2cにかかる各回転モーメントP1M〜P5M(磁石浮遊転動モーメント機構の重量（一定）×回転駆動軸2の軸心２c位置Qを通る水平直径線HLに対する前記Ｐ１〜Ｐ５、p1〜p5からの垂線の交点P1c〜P5c、p1c〜p5cと軸心位置Q間の長さ）は、次式で算出する。
P1M＝(P1c−Q＝+12)−(Q−p1c＝-6) ＝+6
P2M＝(P2c−Q＝+10.5)−(Q−p2c＝-5.5)＝+5
P3M＝(P3c−Q＝+10.5)−(Q−p3c＝-5.5)＝+5
P4M＝(P4c−Q＝+7.5)−(Q−p4c＝-4.5)＝+3
P5M＝(P5c−Q＝+7.5)−(Q−p5c ＝-4.5)＝+3
これにより回転する重力の力は合計22であるが回転するための摩擦抵抗を最大-6とすると22-6＝16であり、これを磁石浮遊転動モーメント機構200の回転中心位置の偏心比率（定数）6で除すると2.66となり、実質重力の力Ｗは＝2.66xで重力に回転が確認できた。
このことから回転駆動軸2の回転抵抗値、及び磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2のモーメントシャフト機構210に対するスライド抵抗値等を極力低減するのみで、磁石浮遊転動モーメント機構の個数、重量等を可変設定すれば、回転抵抗値とスライド抵抗値を減じても実質の総合回転モーメントを正の値で可能な限り大きい値にして回転することが容易に可能である。
【実施例２】
【００１９】
実施例２は図６に示すもので、実施例１に紹介した磁石浮遊転動モーメント機構200の変形例200-1と、それに伴うモーメントシャフト両側側への一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の装着を変えた例である。
基本的に実施例１と同一又は類似の構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。但し磁石リング軌条100-1、100-2と磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2に配置の磁石102と234は断面が湾曲した矩形のブロック型を採用し、各磁石234は1〜5mmの僅少間隙を介して配列してあり、各磁石浮遊ガイド機構の磁石102は1個配列してある。
前記磁石浮遊転動モーメント機構200-1は、前記磁石リング軌条100-1、100-2間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210-1とその両側側に装着した一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
また磁石浮遊転動モーメント機構200-1のモーメントシャフト機構210-1は、中央部で二重に摺動自在に嵌合した内・外シャフト401、402を有する一対の平行モーメント二重シャフト400と、内・外シャフト401、402の外側端を固定支持すると共に当該磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を連結支持具CNにより固定装着するシャフト支持端末212、213と、モーメント二重シャフト400の転動の回転中心側に前記外シャフト402をスライド自在に支持するスライド支持軸受体214-1とを設け、スライド支持軸受体214-1には前記回転駆動軸2に固定装着する軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
外シャフト402は、その先端にベアリング403を有し、これで内シャフト401の外周面との摺動抵抗を低減しガイドする。
この平行モーメント二重シャフト400の採用により、磁石浮遊ガイド機構の浮遊転動移動に伴う回転半径の連続的変化を内・外シャフト401、402で伸縮吸収して円滑に追随すると共に、磁石浮遊ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを低減して、軸受215部に、より大きい回転モーメントを付与するのである。
【実施例３】
【００２０】
実施例３は図７に示すもので、実施例１に紹介した磁石浮遊転動モーメント機構200の変形例200-2と、それに伴うモーメントシャフト両側への一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の装着を変えた例である。
基本的に実施例1と同一又は類似の構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
前記磁石浮遊転動モーメント機構200-2は、前記磁石リング軌条100-1、100-2間に配置し、直線状のモーメントシャフト機構210-2とその両側側に装着した一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とから構成する。
また磁石浮遊転動モーメント機構200-2のモーメントシャフト機構210-2は、一対の平行モーメントシャフト400と、平行モーメントシャフト400外側端を固定支持すると共に当該磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とは離間自在にしたシャフト支持端末212、213と、モーメントシャフト400の中間部を転動の回転中心としそこを固定支持するスライド支持軸受体214とを設け、スライド支持軸受体214には前記回転駆動軸2に固定装着する回転軸受215を設けて、回転駆動軸2の回転駆動により全体が転動回転する。
この平行モーメントシャフト400の採用により、磁石浮遊ガイド機構の浮遊転動移動に伴う回転半径の連続的変化を磁石浮遊ガイド機構のみがモーメントシャフトに沿って遠近摺動して吸収追随すると共に、軸受215部に掛かる回転モーメントは前例より減少するが磁石浮遊ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを一定にしてあるので遠心力の変化量を低減して円滑な回転を維持させるのである。
尚、磁石リング軌条100-1、100-2と磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2に配置の磁石102と234は断面が湾曲した矩形のブロック型を採用し、各磁石234は1〜5mmの僅少間隙を介して配列してあり、各磁石浮遊ガイド機構の磁石102は1個配列してある。
【実施例４】
【００２１】
実施例４は図８と図９に示すもので、実施例１に紹介した磁石浮遊転動モーメント機構200において、一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の装着例を変えた例である。
基本的に実施例１と同一構造のものは同一符号を付しその詳細は省略する。
一対の前記磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、その一方の支持本体231-1を前記モーメントシャフト211自体の前記シャフト支持端末212側に連結支持具CNで装着し、他方の支持本体231-2を前記モーメントシャフト211のシャフト支持端末213側にスライド自在に装着する。  
前記各、磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、支持本体231-4の両側において、ピン500で若干首振り自在に支持したコ字型の枠体501に磁石234を対面配置し、磁石234の各対面間には、当該リング枠体101の磁石102配列部を離間位置させたものである。
この構成により、磁石浮遊ガイド機構230の浮遊転動移動の際、その何れの回動位置においても、枠体501は、磁石234と磁石102との互いの反発力によりピン500を中心に回動して、磁石234同士の対面関係を保持して、リング枠体101の磁石102との対面離間関係力を常に強く均一なものに維持して、磁石102の配列部に沿った浮遊転動移動をより安定維持させるものである。
【実施例５】
【００２２】
実施例５は図示していないが、実施例１に紹介したツインの磁石リング軌条100-1、100-2において、その一方100-2を省略してシングルの磁石リング軌条100-1のみとし、併せて実施例１に紹介した磁石浮遊転動モーメント機構200においても、モーメントシャフト機構210のモーメントシャフト両側に一対の磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を設けたものを、磁石浮遊ガイド機構230-1のみを装着した例である。
本例は、磁石回転ユニットの小型化と軽量化を図ったものである。
【実施例６】
【００２３】
実施例６の磁石式発電装置は図１０の側断面説明図及び図１１の平断面説明図に紹介し、前記各例の磁石回転ユニットにおけるリング軌条を、シングル又は本例の如くツインの超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）にしたものであり、その他の磁石浮遊ガイド機構とモーメントシャフト機構と、回転駆動装置、回転駆動軸、発電装置などの基本構成部分及び各磁石回転ユニットの相対関係は前例と同様の具体例を採用してありその詳細説明は省略する。
【００２４】
図１０及び図１１において、本例の磁石式発電装置を構成する複数の磁石回転ユニットの竪型の超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）は、リング枠101Fを高強度断熱性のFRPで成型し、このリング枠101Fの内部に環状冷却室101Rを設け、環状冷却室101R内に複数の湾曲した直方体（矩形型）の超電導ブロック（102SC）を円周に沿って1mm程度の微小間隙を介して密に配列すると共に液体窒素生成装置103から液体窒素103Nを給排して超電導ブロック102SCを超電導状態になる所定温度に冷却保持する。
【００２５】
モーメントシャフト機構（210）は、軸受（215）の回転軸心（2ｃ）を超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）の円心（100ｃ）に対して水平に偏位し且つ平行に位置させてある。
磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）は、前例同様に、その一方の支持本体231-1を前記モーメントシャフト211自体の前記シャフト支持端末212に連結支持具CNにより固定装着し、そして図面右側に一部切欠いて示すように他方の支持本体231-2を前記モーメントシャフト211にその長手方向にスライド自在に装着すると共にシャフト支持端末213に連結支持具CNにより固定装着する。各支持本体231-4にはピン500Pで若干首振り自在に支持したL字型の枠体502を設け、このL字型の枠体502の一側に湾曲した断面矩形で三個を円弧配列した磁石234グループを取り付ける。この磁石234は前記超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）のリング内周面側（又は外周面側）に位置し、しかも磁石234の磁極面は、当該リング枠体101Fの超電導ブロック102SCの超電導化冷却時のピン止め効果により所定間隙をおいた離間位置に設定したものである。
この状態で超電導ブロック102SCを所定温度に冷却して超電導状態にすると、前記磁石234は、超電導ブロック102SCによるピン止め効果で磁極面と超電導ブロック102SCとの対向面との間隙を当該所定間隙に保持して磁石234が超電導ブロック102SCの配列面に沿って摩擦抵抗無く浮遊走行可能状態となる。  
この磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の浮遊走行の際には、その何れの浮遊走行位置においても、L字型の枠体502は、冷却状態の超電導ブロック102SCによる磁石234のピン止め力により、ピン500Pとモーメントシャフト211の回転中心とを結ぶ回転半径の変化に伴ってピン500Pを中心に回動すると共にモーメントシャフト211に沿ってスライド変位して磁石234の当該ピン止め間隔位置を保持する。これで超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）に沿った磁石浮遊ガイド機構230の高速回転を強力に安定維持するものである。  
このように構成した磁石回転ユニットは、前例と同様にモーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に装着して複数個を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）の相対関係は、前記回転駆動軸（2）に所定の等回転角度にずらしてその軸受（215）を固定支持して配置し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続して磁石式発電装置を構成する。
前記超電導ブロック102SCと磁石（234）は、次の商品名と仕様のブロックを採用し、その結果の作用機能は次の通りである。
＜超電導ブロック102SC＞
商品名：VBCO bulks（ドイツＡＴＺ社製）
成分：Y1Ba2Cu3O7-δ合金
サイズ：厚10mm×横60mm×縦30mmの直方体
超電導化温度：92K
＜磁石234＞
商品名：市販品
成分：FeNe合金
サイズ：厚10〜20mm×横40〜50mm×縦40〜50mmの直方体
磁束密度：2000〜4000G
＜作用機能＞
超電導ブロック102SCによる磁石234のピン止め間隙：1mm
モーメントシャフト機構回転数100〜200rpm
【００２６】
そこで、その他の機構における条件として図５に示す条件と略同一に設定した結果発電装置からは回転駆動装置の消費電力3KWの約３倍10KWの発電量を得ることができた。
磁石回転ユニット数：8
超電導リング軌条の半径：9cm
各磁石浮遊ガイド機構の重量：400g
各磁石浮遊ガイド機構の回転半径：6〜12cm
各磁石浮遊ガイド機構の回転速度：200rpm
回転駆動装置の消費電力：３KW
発電装置の仕様：重力式発電機
【００２７】
尚、前記磁石234の磁極面を、図示していないが当該リング枠体101の超電導ブロック102SCのリング外周面に対向させてもよい。また得られる回転モーメントの増減手段として、磁石234より外方に位置する部分を構築するか磁石234支持部に錘を付設するなどの手段を採用すればよい。また、磁石234は一対設けてその各磁極面を、図１２に図示するように、当該リング枠体101の超電導ブロック102SCの外周面とリング内周面に対向させてもよい。この例は図１２と共に実施例７で紹介する。
【実施例７】
【００２８】
実施例７の磁石式発電装置は、図１２の側断面説明図及び図１３の平断面説明図に紹介し、実施例６における磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）を変形したものである。
図１２及び図１３において、磁石浮遊ガイド機構（230-1、230-2）は、前例同様に、その一方の支持本体231-1を前記モーメントシャフト211自体の前記シャフト支持端末212に連結支持具CNで固定装着し、他方の支持本体231-2を前記モーメントシャフト211にその長手方向にスライド自在に装着すると共にシャフト支持端末213に連結支持具CNで固定装着する。各支持本体231-4にはピン500Pで若干首振り自在に支持したコ字型の枠体503を設け、このコ字型の枠体503の両側の対面位置に、湾曲した断面矩形で三個を円弧配列した磁石234グループを取り付ける。この一対の磁石234グループは前記超電導リング軌条（SCR-１、SCR-2）のリング枠101Fの外周面側及び内周面側に位置させ且つ対面グループ間の対面磁極は図示の如くSとNにして、超電導ブロック102SCに対面させ、当該対面の超電導ブロック102SCによるピン止め効果間隙を離間維持させるものである。
この状態で超電導ブロック102SCを所定温度に冷却して超電導状態にすると、前記各、磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2は、一対の超電導ブロック102SCによる一対の磁石234グループのピン止め効果で各磁石234の磁極面と超電導ブロック102SCとの対向面との間隙を当該所定間隙に保持して磁石234を超電導ブロック102SCの配列面に沿って浮遊走行可能状態とする。  
この磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の浮遊走行の際には、その何れの浮遊走行位置においても、コ字型の枠体503は、冷却状態の超電導ブロック102SCによる磁石234のピン止め力により、ピン500Pとモーメントシャフト211の回転中心とを結ぶ回転半径の変化に伴ってピン500Pを中心に回動すると共にモーメントシャフト211に沿ってスライド変位して磁石234のピン止め間隔位置を保持する。これで超電導リング軌条沿った磁石浮遊ガイド機構230の高速回転をより強力で且つ安定して維持するものである。  
このように構成した磁石回転ユニットは、前例と同様にモーメントシャフト機構（210）の軸受（215）を共通の回転駆動軸（2）に装着して複数個を並列連設し、その各モーメントシャフト機構（210）の相対関係は、前記回転駆動軸（2）に所定の等回転角度にずらしてその軸受（215）を固定支持して配置し、前記回転駆動軸（2）にはその回転から電力を得る発電装置（4）を接続して磁石式発電装置を構成する。
【実施例８】
【００２９】
実施例８は、図１４に示し、３組のモーメントシャフト機構210-1〜210-3を、その回転軸部214から等角間隔で設け、その各々の両側部に、湾曲した断面矩形の磁石234を配置した磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を装着して、回転軸部214に対して６０度の角間隔で六個を軸方向に並列配置した例である。
リング軌条は、超電導リング軌条SCR-１、SCR-2又は磁石リング軌条100-1、100-2のいずれでも適用できる。
磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2とモーメントシャフト機構210-1〜210-3の各々は、図10及び図12に示す例と同様のタイプであり、同一又は類似部分には同一符号を付しその詳細説明を省略する。モーメントシャフト機構210-1〜210-3は、両側に各々磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2を夫々装着した供用のものである。図6に示す二重シャフト式の機構であってもよい。
このモーメントシャフト機構210-1〜210-3の採用により、磁石浮遊ガイド機構230-1、230-2の浮遊転動移動に伴う回転半径の連続的変化を磁石浮遊ガイド機構230-2のスライド機構で伸縮吸収して円滑に追随すると共に、磁石浮遊ガイド機構から外側に突出する部分とその長さを一定にして、回転軸受215を介して回転駆動軸２に、起伏の少ない略連続した大きい回転モーメントを付与するのである。
【００３０】
以上本発明の実施例を８例ほど紹介したが、これらの例の他に、各例のいろいろな組み合わせや単純化を任意にした例が存在することは自明であり、それらは本発明の技術思想を悦脱するものではなく自由に実施することができる。
また回転機構に一般に付設する各種の機器は制限するものでなく適宜に設置してよい。例えば、回転駆動軸2の撓まない任意の位置に、フライホイールを設けることは、磁石浮遊転動モーメント機構200をより円滑に回転させる機能があり有効である。
また、ツインの磁石リング軌条100-1、100-2も、磁石浮遊転動モーメント機構200の回転に伴う慣性力はリング円周方向の分布が反偏心側に大きく偏るため、これによるリング変形を防止するための構造例えばリング枠体をステンレス製にし、その側面にドーナツ型補強板を一体的に装着するなどが揚げられる。
【産業上の用可能性】
【００３１】
本発明は、上述のように優れた作用効果を呈するものであり、クリーンエネルギー技術として、大幅なコスト低減及びメンテナンスフリー発電を手軽に実現し、各種産業に広く普及し活用される磁石発電装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１における磁石式発電装置の全体正面説明図である。
【図２】図１の左端の磁石回転ユニット3-1の拡大正面説明図であ。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａから見た側断面説明図である。
【図４】図２の矢視Ｂ−Ｂから見た側断面説明図である。
【図５】図１に示す各「磁石回転ユニット3-1〜3-8」における磁石浮遊転動モーメント機構200と磁石の円周固定配列した磁石リング軌条すなわち磁石リング軌条100-1、100-2との相対位置関係を一図で示した説明図である。
【図６】実施例２の側断面説明図である。
【図７】実施例３の側断面説明図である。
【図８】実施例４の平断面説明図である。
【図９】実施例４の要部側断面説明図である。
【図１０】実施例６の要部側断面説明図である。
【図１１】実施例６の要部平断面説明図である。
【図１２】実施例７の要部側断面説明図である。
【図１３】実施例７の要部平断面説明図である。
【図１４】実施例８の要部平断面説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
2             回転駆動軸
3-1〜3-8      磁石回転ユニット
4             発電装置
100-1、100-2  磁石リング軌条
SCR-1、SCR-2  超電導リング軌条
101           リング枠体
102           磁石
200           磁石浮遊転動モーメント機構
210           モーメントシャフト機構
211           モーメントシャフト
214           スライド支持軸受体
215           軸受
230-1、230-2  磁石浮遊ガイド機構
231-1、232-1  磁石の支持本体
232           磁石234毎の首振り用のピン
234           磁石
400           モーメント二重シャフト
500、500P     左右又は左右と上下の磁石234の同時首振り用のピン
102SC          超電導ブロック
【図１】
2010068681.tif 000003
【図２】
2010068681.tif 000004
【図３】
2010068681.tif 000005
【図４】
2010068681.tif 000006
【図５】
2010068681.tif 000007
【図６】
2010068681.tif 000008
【図７】
2010068681.tif 000009
【図８】
2010068681.tif 000010
【図９】
2010068681.tif 000011
【図１０】
2010068681.tif 000012
【図１１】
2010068681.tif 000013
【図１２】
2010068681.tif 000014
【図１３】
2010068681.tif 000015
【図１４】
2010068681.tif 000016