(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向又は左右方向の回転体（３，１３）の両側に固定される、高温超電導バルク体（８，１８）を有する冷却容器（１，２；１１，１２）と、該高温超電導バルク体（８，１８）を有する冷却容器（１，２；１１，１２）間に配置される、浮上用円柱状磁石（４，５；１４，１５）とその中心軸に配置される浮上用磁石軸（６，７；１６，１７）とを有する前記回転体（３，１３）とを具備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、前記高温超電導バルク体（８）を有する冷却容器（１，２）が前記回転体（３）の上下に配置され、前記浮上用磁石軸（６，７）を有する回転体（３）が前記高温超電導バルク体（８）を有する冷却容器（１，２）に対して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、前記高温超電導バルク体（１８）を有する冷却容器（１１，１２）が前記回転体（１３）の左右に配置され、前記浮上用磁石軸（１６，１７）とを有する回転体（１３）が前記高温超電導バルク体（１８）を有する冷却容器（１１，１２）に対して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２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（３）との対向面の縁部に前記回転体の脱落防止用突起（１０）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、前記回転体の両側に固定される前記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前記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。
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）。
【０００３】
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】特願２００６−３４０６９２号
【特許文献３】特願２００７−０５５２４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
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】
【０００５】
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、上下方向又は左右方向の回転体（３，１３）の両側に固定される、高温超電導バルク体（８，１８）を有する冷却容器（１，２；１１，１２）と、この高温超電導バルク体（８，１８）を有する冷却容器（１，２；１１，１２）間に配置される、浮上用円柱状磁石（４，５；１４，１５）とその中心軸に配置される浮上用磁石軸（６，７；１６，１７）とを有する前記回転体（３，１３）とを具備することを特徴とする。
【０００６】
〔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、前記高温超電導バルク体（８）を有する冷却容器（１，２）が前記回転体（３）の上下に配置され、前記浮上用磁石軸（６，７）を有する回転体（３）が前記高温超電導バルク体（８）を有する冷却容器（１，２）に対して水平に配置されることを特徴とする。
〔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、前記高温超電導バルク体（１８）を有する冷却容器（１１，１２）が前記回転体（１３）の左右に配置され、前記浮上用磁石軸（１６，１７）とを有する回転体（１３）が前記高温超電導バルク体（１８）を有する冷却容器（１１，１２）に対して垂直に配置されることを特徴とする。
【０００７】
〔４〕上記〔２〕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との対向面の縁部に前記回転体の脱落防止用突起（１０）を具備することを特徴とする。
〔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。
【０００８】
〔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、前記回転体の両側に固定される前記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前記回転体とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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】
【００１０】
本発明の車載可能な磁気浮上式回転体機構は、上下方向又は左右方向の回転体（３，１３）の両側に固定される、高温超電導バルク体（８，１８）を有する冷却容器（１，２；１１，１２）と、この高温超電導バルク体（８，１８）を有する冷却容器（１，２；１１，１２）間に配置される、浮上用円柱状磁石（４，５；１４，１５）とその中心軸に配置される浮上用磁石軸（６，７；１６，１７）とを有する前記回転体（３，１３）とを具備する。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
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。
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の間に配置される、下部と上部に浮上用円柱状磁石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。
【００１２】
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。
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。
この実施例では、冷却容器１と２の回転体３との対向面の縁部に回転体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。
【００１３】
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。
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。
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の間に配置される、左側と右側に浮上用円柱状磁石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。
【００１４】
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。
このように構成したので、本発明の第１及び第２実施例によれば、対向して配置された冷却容器を互いの間隔を維持したまま同一方向に移動させても、回転体の方向もそれに伴って、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。
【００１５】
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。
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。
【００１６】
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。
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）はその一方の側の固定子の正面図である。  
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。
【００１７】
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。
これらに対応して回転子５３が配置されている。この回転子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。
【００１８】
このように構成したので、第４実施例によれば、対向して配置された冷却容器を互いの間隔を維持したまま同一方向に移動させても、回転体の方向もそれに伴って、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。
【００１９】
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る。この図では回転体と磁石は外周が異なるが、回転体と磁石の外周は同一であってもよい。
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転換における回転子の回転方向を示す図である。
【００２０】
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がはめ込まれて構成されている。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がはめ込まれて構成されている。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がはめ込まれて構成されている。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。
【００２１】
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構成となっている。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との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、回転伝達の方向が回転子６１Ｃから回転子６３Ｃに至るまで１８０°転換されるように構成されている。
【００２２】
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。
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７４を配置するようにしている。
【００２３】
このように構成された回転子７１を、図１０に示すように、高温超電導体を有する冷却容器８１と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。
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】
【００２４】
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】
【００２５】
【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】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転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】
【００２６】
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    浮上用円柱状磁石
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    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
５３，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ，７１    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−１，６２Ｃ−１，６３Ｃ−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
７４ 永久磁石
【図１】
0004987569.tif 000002
【図２】
0004987569.tif 000003
【図３】
0004987569.tif 000004
【図４】
0004987569.tif 000005
【図５】
0004987569.tif 000006
【図６】
0004987569.tif 000007
【図７】
0004987569.tif 000008
【図８】
0004987569.tif 000009
【図９】
0004987569.tif 000010
【図１０】
0004987569.tif 000011