(57)【要約】【課題】  コンパクトであり、車載可能な磁気浮上式回転体機構を提供する。【解決手段】  車載可能な磁気浮上式回転体機構において、両側に配置される高温超電導バルク体８を有する冷却容器１，２と、この高温超電導バルク体８を有する冷却容器１，２間に配置され、両側面に配置される浮上用磁石４，５とその中心軸に配置される浮上用磁石軸６，７とを具備する回転体３とを具備する。【選択図】  図１
2008295251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）両側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器と、
（ｂ）該高温超電導バルク体を有する冷却容器間に配置され、両側面に配置される浮上用磁石とその中心軸に配置される浮上用磁石軸とを有する回転体とを具備することを特徴とする車載可能な磁気浮上式回転体機構。
【請求項２】
請求項１記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記両側が上下であり、前記回転体が水平に配置されることを特徴とする車載可能な磁気浮上式回転体機構。
【請求項３】
請求項１記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記両側が左右側であり、前記回転体が垂直に配置されることを特徴とする車載可能な磁気浮上式回転体機構。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記冷却容器の回転体側の表面に該回転体の脱落防止機構を具備することを特徴とする車載可能な磁気浮上式回転体機構。
【請求項５】
請求項１記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記高温超電導バルク体を有する冷却容器は、複数の多角形冷却容器を連結して構成され、それらの間に前記回転体を並列に配置することを特徴とする車載可能な磁気浮上式回転体機構。
【請求項６】
請求項１記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記両側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器と、該冷却容器を支持する支持装置と、前記冷却容器間に浮上される回転体とを具備することを特徴とする車載可能な磁気浮上式回転体機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載可能な磁気浮上式回転体機構（モーター、ギヤ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在開発されている超電導フライホイールは装置全体を真空にしている。また、フライホイールはコマ型である。このためオイラーの運動方程式により、回転軸ぶれが起こり易い。更に、従来の装置は大型で構造が複雑であるといった問題があった。
【０００３】
また、鉛直状の回転体を制御型ラジアル磁気軸受と、制御型アキシャル磁気軸受で安定回転位置に支持した状態で、超電導体を冷却して超電導軸受を作動状態にし、超電導軸受とラジアル磁気軸受で回転体を安定回転支持し、回転体を回転させて運転を開始するようにした超電導軸受装置が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来の装置は、構造が大型で、かつ複雑であり、コストが上昇するといった問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２３１８４０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４０６９２号
【特許文献３】特開２００７−０５５２４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明者は、上記問題を解決するために、高温超電導体により浮上させた円筒型発電装置（上記特許文献２）、高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置（上記特許文献３）を提案した。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、コンパクトであり、車載可能な磁気浮上式回転体機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕車載可能な磁気浮上式回転体機構において、両側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器と、この高温超電導バルク体を有する冷却容器間に配置され、両側面に配置される浮上用磁石とその中心軸に配置される浮上用磁石軸とを有する回転体とを具備することを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記両側が上下であり、前記回転体が水平に配置されることを特徴とする。
【０００９】
〔３〕上記〔１〕記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記両側が左右であり、前記回転体が垂直に配置されることを特徴とする。
【００１０】
〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記冷却容器の回転体側の表面にこの回転体の脱落防止機構を具備することを特徴とする。
【００１１】
〔５〕上記〔１〕記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記高温超電導バルク体を有する冷却容器は、複数の多角形冷却容器を連結して構成され、それらの間に前記回転体を並列に配置することを特徴とする。
【００１２】
〔６〕上記〔１〕記載の車載可能な磁気浮上式回転体機構において、前記両側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器と、この冷却容器を支持する支持装置と、前記冷却容器間に浮上される回転体とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コンパクトであり、車載可能な磁気浮上式回転体機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の車載可能な磁気浮上式回転体機構は、両側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器と、この高温超電導バルク体を有する冷却容器間に配置され、両側面に配置される浮上用磁石とその中心軸に配置される浮上用磁石軸とを具備する回転体とを具備する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施例を示す磁気浮上式回転体機構の模式図である。
【００１７】
この図において、１は下部に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器、２は上部に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器、３は冷却容器１と２間に配置される下部と上部に浮上用磁石４，５と浮上用磁石軸６，７をそれぞれ有する回転体である。なお、冷却容器１と２は上記特許文献３において開示されたものと同じものを配置することができ、内部には高温超電導バルク体８を有しており、側面に形成される開口（図示なし）を介して冷却媒体、例えば、窒素（液体あるいは低温ガス）９を封入し、冷却できるようになっている。
【００１８】
このように構成したので、回転体３の軸が上下に形成され、回転体３をより安定に回転させることができる。
【００１９】
図２は本発明の第１実施例の変形例を示す磁気浮上式回転体機構の模式図である。
【００２０】
この実施例では、冷却容器１と２の回転体３との対向面の両端部に回転体３の脱落防止機構、ここでは脱落防止用突起１０を配置するようにした。
【００２１】
このように構成することにより、回転体３が水平方向に移動して脱落することを防止することができる。
【００２２】
図３は本発明の第２実施例を示す磁気浮上式回転体機構の模式図である。
【００２３】
この図において、１１は左側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器、１２は右側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器、１３は冷却容器１１と１２間に配置される左側と右側の浮上用磁石１４，１５と浮上用磁石軸１６，１７をそれぞれ有する回転体である。なお、冷却容器１１と１２は上記特許文献３において開示されたものと同じものを配置することができ、内部には高温超電導バルク体１８を有しており、上部に形成される開口（図示なし）を介して冷却媒体、例えば、窒素（液体あるいは低温ガス）１９を封入し、冷却できるようになっている。
【００２４】
ここで、高温超電導バルク体１８は磁場のエネルギーを一定に保とうとするので、図３に示すように回転体１３を横にしてもギャップｇを維持することができる。
【００２５】
このように構成したので、冷却容器を同一方向に同一間隔で変えても回転体の方向もそれに伴い、冷却容器とのギャップを維持しながら変わるので、安定した回転を得ることができ、それによって車載可能な磁気浮上式回転体機構を実現できる。また、非常にコンパクトな非接触ギアを構成することができる。
【００２６】
図４は本発明の第３実施例を示す磁気浮上式回転体機構（非接触ギア）の模式図であり、図４（ａ）はその全体構成図、図４（ｂ）は高温超電導バルク体を有する冷却容器の正面図である。
【００２７】
この図において、３１は左側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器、３１Ａは冷却媒体の出入口、３１Ｂは封入螺子、３２は右側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器、３３は冷却容器３１と３２との間に配置される回転体、３４は冷却容器３１の固定台（非磁性体）、３５は冷却容器３２の固定台（非磁性体）、４１は支持体（母体）、４２，４３は振動吸収体、３６は支持体（母体）４１と固定台３４とを固定する固定ボルト（非磁性体）、３７は支持体（母体）４１と固定台３５とを固定する固定ボルト（非磁性体）、４４は支持体（母体）４１の底部に配置される振動吸収体、４５は支持体（母体）土台、４６，４７は支持体（母体）４１を支持体（母体）土台４５に固定する固定ボルト（非磁性体）である。なお、支持体（母体）４１は、回転体３３や高温超電導バルク体の捕捉磁場の影響がない場合には非磁性体でなくともよい。
【００２８】
このように構成したので、車搭載型のモーター、車搭載型の非接触ギアをコンパクトに構成することができる。
【００２９】
図５は本発明の第４実施例を示す連結された磁気浮上式回転機構を示す模式図であり、図５（ａ）はその上面図、図５（ｂ）はその一方の固定子の正面図である。図６はその固定子の正面図である。
【００３０】
これらの図において、５１は一方側の高温超電導バルク体を有する冷却容器を示しており、この一方側の高温超電導バルク体を有する冷却容器５１は、第１の冷却容器要素５１Ａ、第２の冷却容器要素５１Ｂ、第３の冷却容器要素５１Ｃからなり、５１−１は冷却媒体の入口、５１−２は冷却媒体の出口である。
【００３１】
一方、５２はもう一方側の高温超電導バルク体を有する冷却容器を示しており、このもう一方側の高温超電導バルク体を有する冷却容器５２は、第１の冷却容器要素５２Ａ、第２の冷却容器要素５２Ｂ、第３の冷却容器要素５２Ｃから構成されており、５２−１は冷却媒体の入口、５２−２は冷却媒体の出口である。
【００３２】
これらに対応して第１の回転子５３が配置されている。この第１の回転子５３は、第１の回転子要素５３Ａ、第２の回転子要素５３Ｂ、第３の回転子要素５３Ｃから構成されている。
【００３３】
このように構成したので、冷却容器を同一方向に同一間隔で変えても回転体の方向もそれに伴い、冷却容器とのギャップを維持しながら変わるので、安定した回転を得ることができ、それによって車載可能な磁気浮上式回転体機構を実現できる。また、非常にコンパクトな非接触ギアを構成することができる。
【００３４】
図６は回転子が４極（Ｎ極２個、Ｓ極２個）を有する場合の回転機構と回転方向を示す図であり、図６（ａ）は横から見た回転子を示す図、図６（ｂ）は上方から見た回転子を示す図であり、回転体と磁石外周が同一であってもよい。
【００３５】
図７は本発明の第５実施例を示す回転子の回転伝達方向の転換例を示す図、図８はその回転伝達方向の変換における回転子の回転方向を示す図である。
【００３６】
この図において、６１は第１の回転機構を示しており、高温超電導バルク体を有する冷却容器６１Ａと６１Ｂの間に回転子６１Ｃを配置している。この回転子６１Ｃには回転体６１Ｃ−１にリング状（わっぱ状）の磁石６１Ｃ−２がはめ込まれる。また、６２は第２の回転機構を示しており、高温超電導バルク体を有する冷却容器６２Ａと６２Ｂの間に回転子６２Ｃを配置している。この回転子６２Ｃには回転体６２Ｃ−１にリング状（わっぱ状）の磁石６２Ｃ−２がはめ込まれる。さらに、６３は第３の回転機構を示しており、高温超電導バルク体を有する冷却容器６３Ａと６３Ｂの間に回転子６３Ｃを配置している。この回転子６３Ｃには回転体６３Ｃ−１にリング状（わっぱ状）の磁石６３Ｃ−２がはめ込まれる。各固定子には冷却媒体の出入口が組み合わせの阻害にならないように配置される。
【００３７】
この実施例では、図８に示すように、第１の回転機構の回転子６１Ｃと第３の回転機構の回転子６３Ｃとは回転伝達の方向が反対になるように転換されるように構成されている。つまり、第１の回転機構の回転子６１Ｃと第２の回転機構の回転子６２Ｃと間では空間的に直交する９０°の変換が行われ、第２の回転機構の回転子６２Ｃと第３の回転機構の回転子６３Ｃとの間では空間的に直交する９０°の変換が行われ、回転伝達の方向が９０°転換されるように構成されている。
【００３８】
図９は本発明の第６実施例を示す磁石固定用補助円盤を有する回転子を示す図、図１０はその回転子を備えた回転機構の組立図である。
【００３９】
図９に示すように、７１は回転子であり、この回転子７１は中心部に回転体７２をその外周部にリング状の磁石固定用補助円盤７３をその外周部にリング状の永久磁石を配置するようにしている。
【００４０】
このように構成された回転子７１を、図１０に示すように、一方側の高温超電導体を有する冷却容器８１ともう一方側の高温超電導体を有する冷却容器９１との間に配置する。なお、８３，９３は冷却容器の固定台（非磁性体）、９５は支持体（母体）、８４，９４は固定用ボルトである。
【００４１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の磁気浮上式回転体機構は、コンパクトであり、車載可能な磁気浮上式回転体機構として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施例を示す磁気浮上式回転体機構の模式図である。
【図２】本発明の第１実施例の変形例を示す磁気浮上式回転体機構の模式図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す磁気浮上式回転体機構の模式図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す磁気浮上式回転体機構（非接触ギア）の模式図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す連結された磁気浮上式回転機構を示す模式図である。
【図６】図５における固定子の正面図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す回転子の回転伝達方向の転換例を示す図である。
【図８】図７における回転伝達方向の変換における回転子の回転方向を示す図である。
【図９】本発明の第６実施例を示す磁石固定用補助円盤を有する回転子を示す図である。
【図１０】図９における回転子を備えた回転機構の組立図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    下部に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器
２    上部に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器
３，１３，３３    回転体
４，５，１４，１５    浮上用磁石
６，７，１６，１７    浮上用磁石軸
８，１８    高温超電導バルク体
９，１９    窒素（液体あるいは低温ガス）
１０    脱落防止用突起
１１，３１    左側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器
１２，３２    右側に配置される高温超電導バルク体を有する冷却容器
３１Ａ    冷却媒体の出入口
３１Ｂ    封入螺子
３４，３５，８３，９３    冷却容器の固定台（非磁性体）
３６，３７，４６，４７，８４，９４    固定ボルト（非磁性体）
４１，９５    支持体（母体）
４２，４３，４４    振動吸収体
４５    支持体（母体）土台
５１，８１    一方側の高温超電導バルク体を有する冷却容器
５１Ａ，５２Ａ    第１の冷却容器要素
５１Ｂ，５２Ｂ    第２の冷却容器要素
５１Ｃ，５２Ｃ    第３の冷却容器要素
５１−１，５２−１    冷却媒体の入口
５１−２，５２−２    冷却媒体の出口
５２    もう一方側の高温超電導バルク体を有する冷却容器
５３    第１の回転子
５３Ａ    第１の回転子要素
５３Ｂ    第２の回転子要素
５３Ｃ    第３の回転子要素
６１    第１の回転機構
６１Ａ，６１Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，８１，９１    高温超電導バルク体を有する冷却容器
６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ，７１    回転子
６１Ｃ−１，６２Ｃ−２，６３Ｃ−１，７２    回転体
６１Ｃ−２，６２Ｃ−２，６３Ｃ−２    リング状（わっぱ状）の磁石
６２    第２の回転機構
６３    第３の回転機構
７３    リング状の磁石固定用補助円盤
【図１】
2008295251.tif 000003
【図２】
2008295251.tif 000004
【図３】
2008295251.tif 000005
【図４】
2008295251.tif 000006
【図５】
2008295251.tif 000007
【図６】
2008295251.tif 000008
【図７】
2008295251.tif 000009
【図８】
2008295251.tif 000010
【図９】
2008295251.tif 000011
【図１０】
2008295251.tif 000012