JPH0746870A

JPH0746870A - 超電導磁気浮上装置

Info

Publication number: JPH0746870A
Application number: JP5207113A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ito; 佳孝伊藤; Yosuke Yanagi; 陽介柳; Tetsuo Oka; 徹雄岡
Original assignee: IMURA ZAIRYO KAIHATSU KENKYUSH; IMRA Material R&D Co Ltd
Current assignee: IMURA ZAIRYO KAIHATSU KENKYUSH; IMRA Material R&D Co Ltd
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 1995-02-14
Also published as: US5521570A

Abstract

(57)【要約】【目的】構造が簡単，低価格でかつマイスナー効果，
ピン止め効果等の超電導現象を分かりやすく説明でき
る，超電導磁気浮上装置を提供すること。【構成】超電導体４と，該超電導体４を冷却するため
の冷媒５２を貯蔵する断熱性タンク５１とよりなる浮上
移動体５と，上記浮上移動体５の超電導体４に対面して
配設した軌道３よりなると共に，該軌道３は強磁性体の
金属板１に多数の永久磁石２を固定してなり，かつ該永
久磁石２は軌道３の長手方向においては同一の極性を有
する磁石片を多数個直列に配設し，一方上記永久磁石２
は軌道の幅方向においては異なる極性を有する磁石片を
複数個並列に配設してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，主として，超電導磁気
浮上装置に関する。

【０００２】

【従来技術】超電導磁気浮上装置は，近年高温超電導体
の開発が進展している状況よりして，特に注目されてお
り，種々の提案がなされている（例えば，特開平４−１
６５９０２号）。一方，最近，超電導技術を小学生，中
学生，更には高校生等の若年層及び，科学技術的知識を
有しない一般大衆に教示する事が要望されている。しか
し，超電導現象におけるマイスナー効果やピン止め効果
等の現象を分かりやすく説明できる，適切な教材用の装
置が見当たらない。

【０００３】上記超電導磁気浮上装置は，冷却装置及び
超電導体を有する浮上移動体と，これを浮上させる浮上
用の永久磁石と，該永久磁石に近接して，浮上移動体を
走行させる複数個の推進用コイルとを設けたものであ
る。これにより，浮上移動体を効率よく浮上させ制御性
を向上させることができる。この浮上移動体の浮上原理
が，超電導現象におけるマイスナー効果やピン止め効果
等の現象の，眼に見える最も端的な現れ方である。従っ
て，上記の目的を達成するには，この方式が適切と考え
られる。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかし，従来の超電導磁気浮
上装置は，浮上移動体を効率よく推進させるためのコイ
ル，または，超電導体を効率よく冷却させるための冷却
装置等の，特殊な装置を必要とする。よって，上記超電
導磁気浮上装置は規模が大きく，複雑な構造を有する。

【０００５】これは，科学技術的知識を有しない者にと
って，空中に浮く浮上移動体の浮上原理を理解するのに
妨げとなる。更に，上記コイル，冷却装置等のために上
記超電導磁気浮上装置の製作コストは非常に高くなり，
特に，小，中学校の教材としての価格設定の範囲を大き
く超過してしまう。

【０００６】本発明は，かかる従来技術の問題点に鑑
み，構造が簡単，低価格でかつマイスナー効果，ピン止
め効果等の超電導現象を分かりやすく説明できる，超電
導磁気浮上装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明は，超電導体と，該超電導体
を冷却するための冷媒を貯蔵する断熱性タンクとよりな
る浮上移動体と，上記浮上移動体の超電導体に対面して
配設した軌道よりなると共に，該軌道は強磁性体の金属
板に多数の永久磁石を固定してなり，かつ該永久磁石は
軌道の長手方向においては同一の極性を有する磁石片を
多数個直列に配設し，一方上記永久磁石は軌道の幅方向
においては異なる極性を有する磁石片を複数個並列に配
設してなる超電導磁気浮上装置であって，上記軌道に
は，その長手方向において，当該長手方向における極性
とは異なる極性の反対磁極板が部分的に配設されている
ことを特徴とする超電導磁気浮上装置にある。

【０００８】本発明において最も注目すべきことは，上
記軌道は，その長手方向において，当該長手方向におけ
る極性とは異なる極性の反対磁極板が部分的に配設され
ていることにある。上記浮上移動体は，断熱性タンクの
底部に，超電導体を設けることにより構成する。超電導
体の下面は軌道上方にあり，その上面はタンク内部の冷
媒と常時接触している。上記超電導体は，浮上移動体に
おいて，軌道長手方向に単数および複数個設ける。

【０００９】上記超電導体としては，内部にピン止め点
を有する物質を用いることが好ましい。このような超電
導体としては，例えば，ＹＢａＣｕＯ系の化合物があ
る。また，上記超電導体の成形方法は溶融法が好まし
い。上記冷媒は上記超電導体の臨界温度より低い温度を
有する物質が好ましい。このような冷媒としては，例え
ば，液体窒素，液体酸素，液体空気を用いる。上記断熱
性タンクは，低い熱伝導率を有する物質を用いる。例え
ば，発泡スチロール，発泡ウレタン等の多孔質状の樹脂
がある。

【００１０】上記軌道は，あらかじめ目的の軌道の形状
に成形した強磁性体の金属板の片面に多数の磁石片を接
合することにより構成される。上記軌道を構成する強磁
性体の金属板は，透磁率の大きい物質を用いる。上記強
磁性体の金属板としては例えば，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，お
よびこれらの合金等がある。また，上記強磁性体の金属
板は，磁気飽和しない程度の厚さを有することが好まし
い。上記永久磁石は，フェライト系，希土類系の化合物
の磁石等を用いる。

【００１１】次に，長手方向において部分的に配設した
反対磁極板は，軌道の先端部分に設けてあることが好ま
しい。これにより，軌道の先端部分で，磁束の分布方向
が変化する。そのため，浮上移動体を軌道の幅方向か
ら，長手方向へ固定するように，磁束が超電導体内部の
ピン止め点に止められる。従って，軌道に沿って移動し
てきた浮上移動体は，軌道の先端部分で停止する。それ
故，ピン止め効果が明確に発揮され，これを容易に知ら
せることができる。

【００１２】次に，上記軌道は，上下方向に曲線状に反
って配設してあることが好ましい。例えば，軌道の両端
を高い位置に，その中央部を低い位置に設置する。この
場合，軌道端部に置かれた浮上移動体を静かに押し出す
と，浮上移動体は軌道長手方向に振り子運動を行う。す
なわち，軌道の両先端部分は移動してきた浮上移動体を
停止させ，さらに，この部分は，軌道の最も高い位置な
ので，浮上移動体は再び，軌道に沿って下っていくため
である。

【００１３】この浮上移動体の動きは，後述するマイス
ナー効果，ピン止め効果の働く様子を，分かり易く示
す。次に，上記浮上移動体に設けた上記超電導体は，上
記軌道の幅方向に複数個設けてあることが好ましい。こ
れによって，超電導体にトラップされる磁束が増加する
ため，浮上移動体の走行安定性が増す。

【００１４】また，他の超電導磁気浮上装置としては，
超電導体と，該超電導体を冷却するための冷媒を貯蔵す
る断熱性タンクとよりなる浮上移動体と，上記浮上移動
体の超電導体に対面して配設した軌道よりなると共に，
該軌道は強磁性体の金属板に多数の永久磁石を固定して
なり，かつ該永久磁石は軌道の長手方向においては同一
の極性を有する磁石片を多数個直列に配設し，一方上記
永久磁石は軌道の幅方向においては異なる極性を有する
磁石片を複数個並列に配設してなる超電導磁気浮上装置
であって，上記軌道は，その長手方向において多角状平
面を形成しており，該多角状平面は台形状の軌道板を多
数直列に配列してなり，かつ該軌道板は軌道の幅方向に
異なる極性の磁石片を並列配置してなることを特徴とす
る超電導磁気浮上装置がある。

【００１５】上記軌道板は，多角形状に接続されて，多
角曲線状の軌道を呈する（図１３）。上記軌道を設ける
ための強磁性体の金属板は平面状が好ましい。次に，上
記軌道は１つ以上の環状に形成されていることが好まし
い。これによって，上記浮上移動体はエンドレスに軌道
を周回し続ける。また，上記軌道は１つ以上のループを
有することもできる。次に，上記軌道はエンドレスに配
設され，かつその途中に交叉部分が形成されていること
が好ましい。これによって，上記浮上移動体は交叉する
軌道を走行するとき，磁束分布の乱れに対して，上記浮
上移動体が上下に揺れる等の現象を発揮し，磁束が超電
導体にピン止めされている様子が確認できる。

【００１６】次に，上記交叉部分において，互いに異な
る極性の磁石片が交叉する部分は空間を呈していること
が好ましい。即ち，軌道の交叉する部分において，異な
る極性が重なる部分は，その一方の磁石片を取り除く
（図１５）。よって，上記箇所は下部の強磁性体の金属
板が露出している。また，上記箇所を強磁性体の金属板
等で埋めて，交叉部分を平らにすることもできる。

【００１７】更に，他の超電導磁気浮上装置としては，
超電導体と，該超電導体を冷却するための冷媒を貯蔵す
る断熱性タンクとよりなる浮上移動体と，上記浮上移動
体の超電導体に対面して配設した軌道よりなると共に，
該軌道は強磁性体の金属板に多数の永久磁石を固定して
なり，かつ該永久磁石は軌道の長手方向においては同一
の極性を有する磁石片を多数個直列に配設し，一方上記
永久磁石は軌道の幅方向においては異なる極性を有する
磁石片を複数個並列に配設してなる超電導磁気浮上装置
であって，上記軌道は，その途中に，ストップスタータ
ー部を有しており，該ストップスターター部は，軌道上
に設けた非磁性板と，その下方において昇降可能に配設
された永久磁石とよりなることを特徴とする超電導磁気
浮上装置がある。

【００１８】上記ストップスターター部は，軌道の勾配
部に対して設けることが好ましい。これにより，走行を
停止した浮上移動体を再スタートさせる際に，重力を利
用できる。なお，ストップスターター部を軌道の平坦部
に設けることもできる。上記非磁性板の厚さは，浮上移
動体の浮上高度以下であることが好ましい。

【００１９】また，走行してきた浮上移動体が着地し，
摩擦で停止するだけの長さを有することが好ましい。更
に，昇降可能に配設された永久磁石より長いことが好ま
しい。何故なら，上記永久磁石が下降した時に，軌道に
空隙が生じないようにするためにも非磁性板を設けるか
らである。次に，上記ストップスターター部は複数箇所
に設けてあることが好ましい。これにより，ピン止め効
果を，多数の観客に対し，異なる位置で展示，実演する
のに，便利である。

【００２０】次に，断熱性タンクは，冷媒を吸収させる
ための吸収材を内蔵していることが好ましい。これによ
って，浮遊移動体が軌道曲線部を走行する等の，若干不
安定な走行を行う等に際して，冷媒がこぼれるのを防止
する。

【００２１】

【作用及び効果】本発明の超電導磁気浮上装置において
は，上記軌道は，強磁性体の金属板に永久磁石を固定し
てなる。そのため，図１に示すごとく，永久磁石より生
ずる磁束は，永久磁石の上部では，弧を描いて空中に分
布し，一方永久磁石の下部では強磁性体の金属板内部に
分布する。そして，上記浮上移動体に設けた超電導体
は，断熱性タンク内の冷媒によって，常時臨界温度以下
に冷却され超電導状態にある。そして，超電導状態にあ
る物質は，その内部を磁束０の状態に保つ完全反磁性と
いう性質を有する。これがマイスナー効果である。

【００２２】従って，上記浮上移動体を，静かに軌道の
上に置くと，軌道上の磁束を，超電導体は外部へ押し出
そうと反発して，浮上移動体は後述の図１に示すごとく
宙に浮く。よって，マイスナー効果を眼で確認できる。
また，磁束密度は与えた磁場の大きさと透磁率に比例し
て大きくなるため，透磁率の大きい強磁性体に永久磁石
を設置して軌道を構成することにより，浮上高さを高く
することも可能である。

【００２３】更に，強磁性体はある一定値以上の強度の
磁場をかけると磁気飽和を起こす。このため，永久磁石
の磁化強さの割に，浮上高さが高くない，といった現象
が生じるおそれがある。これを防ぐために，強磁性体は
厚いものを用いる。これにより，強磁性体の体積が大き
くなるため，磁気飽和に達するに必要な磁場も大きくな
る。

【００２４】次に，上記軌道上に浮かぶ浮上移動体に，
上方から強い力を加えて浮上移動体の超電導体を軌道に
押しつけると，超電導体内部のピン止め点に磁束がトラ
ップされる。これがピン止め効果である。この状態を後
述の図２に示す。これにより，超電導体にはトラップし
た磁束の分布方向以外に対して強力な復元力が働く。

【００２５】すなわち，浮上移動体は軌道長手方向に対
しては浮上したまま，脱線することなく走行するが，例
えば，前後左右等の磁束の分布方向の異なる方向に，浮
上移動体を移動させようとするには，ピン止め点から磁
束を外すのに相当する力を与えねばならない。従って，
浮上移動体は，上記ピン止め効果によって，軌道に沿っ
て脱線等することなく走行する。

【００２６】また，軌道の一部に，極性の異なる前記反
対磁極板を配置した場合には，この部分は磁束の分布方
向が違うので，浮上移動体はこの部分で停止する。ま
た，前記の多角形状の軌道を構成した場合には，台形状
の軌道板の配列の継ぎ目部分において，その前後で若干
の磁束の分布方向が変化する。このため，上記ピン止め
効果により，浮上移動体はその後部を左右に振りながら
走行する。

【００２７】また，前記のごとく，軌道にストップスタ
ーター部を設けた場合には，浮上移動体は，このストッ
プスターター部において，進行方向からずれた方向を向
いて止まる。しかし，超電導体には走行してきた軌道の
磁束が捕捉されている。そのため，ストップスターター
部における永久磁石を超電導体の方向に近接させること
による再走行時においては，浮上移動体は再び進行方向
に向きを変えてから，浮上走行する。

【００２８】上記した，これらの浮上移動体の走行状態
は，ピン止め効果をよく表している。よって，見学者は
上記浮上移動体の走行状態を見たり，手で触れてみたり
することにより，ピン止め効果を確認できる。

【００２９】次に，本発明の超電導磁気浮上装置は，浮
上移動体が超電導体と上記断熱性タンクとよりなるもの
で，その構造が簡単である。また，例えば，浮上移動体
の断熱性タンクに発泡スチロールを，吸収材に脱脂綿
を，軌道の強磁性体の金属板に鉄板を，永久磁石にフェ
ライト磁石を用いて作製することができ，これらは入手
が容易で安価な材料である。従って，本発明は低コスト
化が可能な装置である。

【００３０】上記のごとく，本装置は，上記マイスナー
効果，ピン止め効果等の超電導現象を分かりやすく説明
できる教材として最適である。そのため，超電導現象お
よびその利用法に関する教育，宣伝のために，学校企
業，博覧会，展示会等に実演展示することができる。更
に，これらの現象を積極的に利用して，例えば公園，レ
ジャーランド等における，子供用更に大人用の「レジャ
ー乗り物」等として，利用することもできる。この様な
体験によって一層，超電導への親密度，好奇心が育成さ
れ，新たな超電導利用技術の発展に貢献することができ
る。

【００３１】上記のごとく，本発明によれば，構造が簡
単，低コストでかつマイスナー効果，ピン止め効果等の
超電導現象を分かりやすく説明できる，超電導磁気浮上
装置を提供することができる。

【００３２】

【実施例】実施例１本発明の実施例にかかる超電導磁気浮上装置につき，図
１〜図６を用いて説明する。本例の超電導磁気浮上装置
は，列車に模した浮上移動体５を軌道３上で走らせる構
成を有す。本例の超電導磁気浮上装置の浮上移動体５
は，図１〜図４に示すごとく，超電導体４と，該超電導
体４を冷却するための冷媒５２と，冷媒５２を保持させ
るための吸収材５３及び蓋５４を備えた断熱性タンク５
１とよりなる。

【００３３】上記超電導体４は溶融法により作成された
Ｙ_2.33Ｂａ_2.67Ｃｕ_3.67Ｏ_10.33を用いる。上記超電導
体４は，直径１７ｍｍ，厚さ８ｍｍの円盤状に成形した
もので，発砲スチロールよりなる断熱性タンク５１の底
部に，浮上移動体の進行方向に３個直列に設ける（図
３，図４）。吸収材５３は脱脂綿を用い，冷媒５２は液
体窒素を用いる。

【００３４】軌道３は，図５に示すごとく，強磁性体の
金属板１に永久磁石２を張りつけて制作する。強磁性体
の金属板１は，長尺形の１０００ｍｍ×３６ｍｍ×ｔ
（厚み）１．５ｍｍの大きさを持つニッケルめっき鉄板
を用いる。永久磁石２は，４０ｍｍ×１２ｍｍ×ｔ８ｍ
ｍの大きさを持つフェライト磁石を用いる。

【００３５】次に，上記材料を以下に示すごとく組み立
て，軌道３とする。すなわち，図１，図２，図５に示す
ごとく，上記金属板１に，上記永久磁石２を軌道長手方
向に４０個，幅方向に３個，隙間なく張りつける。この
時，幅方向に隣り合う永久磁石２は，順次，Ｎ極２１，
Ｓ極２２，Ｎ極２１側を上に向けて張りつける。

【００３６】ただし，軌道３の両先端部分は，軌道３の
長手方向における極性とは異なる極性の反対磁極板を設
けるために，図５に示すごとく，上記と反対にＳ極反対
磁極板２２０，Ｎ極反対磁極板２１０，Ｓ極反対磁極板
２２０の順となるように張りつける。また，上記軌道３
はその両端の下部に支柱７１を設け，軌道３の両端が高
く，中央部が低くなるよう，上下方向に曲線状にとなる
よう配設する（図６）。

【００３７】次に，本例における作用効果につき説明す
る。まず，図１，図５に示すごとく，浮上移動体５にお
ける超電導体４の中心が，軌道３の中心と一致するよう
に，浮上移動体５を，軌道３の中央に静かに置く。この
時，浮上移動体５は，軌道３より約５ｍｍの高さに浮上
する。

【００３８】すなわち，超電導体４が，断熱性タンク５
１内の液体窒素によって，常時臨界温度以下に冷却さ
れ，超電導状態にある。よって，上記浮上移動体５を，
静かに軌道３の上に置いた場合には，軌道３上の永久磁
石２が生ずる磁束２０を，超電導体４は外部へ押し出そ
うと反発する。従って，浮上移動体５は軌道３上で浮上
する（図１）。これにより，上記操作により，マイスナ
ー効果を眼で確認できる。

【００３９】次に，浮上移動体５を，上記浮上力に抗し
て，軌道３に対して強く押しつける。すると，軌道３よ
りの高さは約３ｍｍになった。これは，磁束２０が超電
導体４内部のピン止め点４１にトラップされるためであ
る（図２）。この時，浮上移動体５を上に持ち上げよう
とすると，軌道３に垂直な力が働いていることが確認で
きる。

【００４０】更に，浮上移動体５を軌道３の長手方向
に，中央部から端部の方向へ押してやる。すると，中央
部分では自由に動くが，先端部分までくると引っ掛かる
感じで停止する。そして，この先端部分から，浮上移動
体５を，軌道３中央方向に軽く押すと，脱線することな
く軌道３を下降し，反対側の先端部分の方向へ上昇し，
その先端部分で停止する。このようにして，往復運動さ
せることができる。

【００４１】これは，浮上移動体５の超電導体４内部の
ピン止め点４１に磁束２０がトラップされ，超電導体４
にはトラップした磁束２０の分布方向以外に対して強力
な復元力が働くためである。すなわち，軌道３の両端部
は上記反対磁極板２２０，２１０，２２０が配置されて
おり，磁石の極性が軌道長手方向の他の部分と反対であ
り，磁束２０の向きが異なるために，浮上移動体５はこ
こで停止する（図３）。よって，上記一連の操作によっ
て，ピン止め効果を確認できる。

【００４２】また，上記操作は単純であり，小学生等で
も容易に行える。従って，本例は，マイスナー効果，ピ
ン止め効果等の超電導現象を分かりやすく説明できる教
材として最適である。更に，本例を構成する部品は安価
な材料よりなり，またその構成も単純である。従って，
製作コストが低い。上記のごとく，本例によれば，構造
が簡単，低コストでかつマイスナー効果，ピン止め効果
等の超電導現象を分かりやすく説明できる，超電導磁気
浮上装置を提供することができる。

【００４３】実施例２本例は，図７〜図１１に示すごとく，浮上移動体５に設
ける超電導体４を増加したものである。すなわち，図
７，図８に示すごとく，浮上移動体５に設ける超電導体
４を軌道３の長手方向に対して３個，幅方向に対して２
個としたものである。これに対応して図９に示すごと
く，軌道３の幅方向の永久磁石２の数も，３個から４個
に増やす。その他は実施例１と同様である。

【００４４】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例の浮上移動体５は，静かに軌道３の中央に置く
と，約８ｍｍ高さに浮上する。強く押しつけると，ピン
止め効果によって，約３ｍｍの高さまでしか浮上しな
い。また，浮上移動体５を引き離したり，横にずらした
りする時に必要な力は，実施例１よりも強くなる。

【００４５】すなわち，本例においては，超電導体４お
よび，永久磁石２が幅方向に広がったため，図１１に示
すごとく，より多くの磁束２０が超電導体４にトラップ
され，より強く軌道上に固定される。従って，浮上バラ
ンスが向上し，安定した浮上移動体５の走行が可能にな
る。よって，走行中に浮上移動体５が傾き，内部の液体
窒素等がこぼれる心配がなく，安全である。本例は，特
に低年齢層の教材として優れている。その他，実施例１
と同様の効果を得ることができる。

【００４６】実施例３本例は，図１２，図１３に示すごとく，軌道３を競技用
トラックのごとき曲線形状にしたものである。このトラ
ック状軌道３１は，図１２に示すごとく，強磁性体の金
属板１としての板状のニッケルめっき鉄板（１８００ｍ
ｍ×９００ｍｍ×ｔ３ｍｍ）に対して，永久磁石２とし
てのフェライト磁石を，直線部３１１が８００ｍｍ，曲
線部３１２がＲ４００ｍｍの大きさとなるように張りつ
けて作製する。

【００４７】上記曲線部３１２の拡大図を図１３（Ａ）
に示す。同図に示すごとく曲線部３１２は多角形状であ
る。この曲線部３１２は，図１３（Ｂ），（Ｃ）に示す
ごとき台形状の軌道板２０１を直列に接続して形成して
ある。この台形状の軌道板２０１の作製に当たっては，
まず図１３（Ｂ）の実線部に示すごとく，実施例１と同
形状のフェライト磁石を４個，Ｎ極２１とＳ極２２とを
交互に隣接させて，４０ｍｍ×４８ｍｍ×ｔ８ｍｍの大
きさの四角形軌道板２００を作製した。

【００４８】次に，図１３（Ｂ）の破線部に示すごとく
切断して，台形状の軌道板２０１に加工し，図１３
（Ｃ）のごとくつなぎ合わせて多角形状の曲線部３１２
を作製する。その他は実施例１および２と同様である。

【００４９】次に，本例における作用効果につき説明す
る。まず，浮上移動体５をトラック状軌道３１の直線部
３１１に押しつけ，浮上させる。次に，浮上移動体５を
軌道長手方向に押すと，走行を始め，直線部３１１と曲
線部３１２とからなるトラック状軌道３１を逸脱するこ
となく，周回する。

【００５０】特に，曲線部３１２は多角形状であるた
め，これを反映して，継ぎ目で不連続に磁束が変化す
る。そのため，浮上移動体５はピン止め効果により後部
を左右に振りながら走行し，直線部３１１を走る場合よ
りも磁束が補足されている様子がよくわかる。従って，
本例においては，ピン止め効果がより一層確認できる。

【００５１】さらに，浮上移動体５の走行状態はマウス
がはっている様子に類似しており，可愛らしさと愛嬌が
感じられるため，見る者の感性に訴える効果もある。従
って，特に低年齢層対象の学校教材として最適である。
その他は，実施例１および２と同様の効果を得ることが
できる。

【００５２】実施例４本例は，図１４，図１５に示すごとく，軌道を８の字状
に同一平面上で交叉させた，８字状軌道３２を設けた例
である。８字状軌道３２の交叉部分３２０は，図１５に
示すごとく，永久磁石の異なる極性が重なる部分は，永
久磁石を取り除き，下の金属板１が露出するようにし
た。即ち，図１５（Ａ）（Ｂ）は，それぞれ永久磁石が
軌道３の幅方向に３列，４列となるものについての配列
である。その他は実施例１と同様である。

【００５３】次に，本例における作用効果につき説明す
る。すなわち，本例の８字軌道３２においては，その交
叉部分３２０が図１５の形状に，永久磁石のＮ極２１と
Ｓ極２２とを配列しているが，両極が重なる部分は永久
磁石が設けていない。そのため，浮上移動体は交叉部分
３２０をどちらの方向に向かっても円滑に走行する。よ
って，本例によれば，ピン止め効果を示すと同時に見る
者の好奇心をかきたてる教材が提供できる。また，もし
も金属板１を露出させずに，永久磁石のＮ極２１もしく
はＳ極２２の一方を，交叉部分３２０において図１５に
対して右上がりもしくは左上がり方向に連続的に配列さ
せた時は，磁束の分布方向が本例に比べて乱れている。
従って，浮上移動体は永久磁石の連続していない方向に
対して，ぎくしゃくと乱動走行する。しかし，この場合
でも，この乱動走行によってピン止め効果が確認でき
る。従って，上記８字状軌道３２は，ピン止め効果をよ
り強くアピールするのに都合がよい。また，実施例１と
同様の効果を得ることができる。

【００５４】実施例５本例は，図１６〜図１８に示すごとく，基台７２に同じ
長さの軌道３３，３４を２コース作製したものである。
また，この軌道３３（３４も同様，以下同じ）中には勾
配，ストップスターター部６，リフト７３を設けてな
る。リフト７３の部分では，軌道３３が最も高い位置か
ら，これが一周したとき最も低い位置に来るよう構成し
てある。軌道３３は，３４０ｃｍ×１５０ｃｍの大きさ
の基台７２の上に，実施例１の要領で作製する。また，
軌道３３には１ｍあたり１ｃｍの勾配をつける。

【００５５】また，軌道３３の途中に設けたストップス
ターター部６は，図１８に示す構成を有する。すなわ
ち，ストップスターター部６は，軌道可動部６１と，こ
れを上下させる昇降装置６２と，軌道可動部６１に端渡
するように置かれた非磁性板６３とを有する。上記軌道
可動部６１は，軌道３３の一部を切断し，その下部に昇
降装置６２を設けたもので，図１８の矢印に示すごと
く，自由に上下に移動可能にしたものである。昇降装置
６２の上には，軌道３３と同様の永久磁石３３１が配設
してある。

【００５６】上記昇降装置６２はモーターで動くジャッ
キである。上記非磁性板６３の厚さは，浮上移動体５の
浮上高度以下である。長さは軌道可動部６１より長く，
走行してきた浮上移動体５が着地して，摩擦で停止する
だけの長さを有する。本例では，２０ｃｍ×５ｃｍ×ｔ
１ｍｍの大きさをもったアクリル板を非磁性板６３とす
る。その他は実施例１と同様である。

【００５７】次に，本例における作用効果につき説明す
る。また，本例においては，軌道３３に勾配を設けてあ
る。そのため，浮上移動体５が，重力を利用して走行す
るとき，軌道３３上の最も高い部分（リフト７３の位
置）からスタートして，１周回って最も低いところに戻
ってくる。更に，周回してきた浮上移動体５を，リフト
７３で持ち上げることにより，連続走行させることがで
きる。これにより，同時に２台の浮上移動体５を，異な
る軌道３３，３４で同時に走らせることができる。その
ため，ゲーム的要素を盛り込んだ，楽しく学べる教材が
提供できる。

【００５８】また，軌道３３の途中に設けたストップス
ターター部６は，走行する浮上移動体５を一度停止さ
せ，再び再スタートさせる装置である。これは，以下の
作用により稼働する。すなわち，まず，軌道可動部６１
は勾配がついた部分に設けられている。

【００５９】一方，昇降装置６２により軌道可動部６１
が下げられている場合には，ストップスターター部６の
部分の磁束密度が少ない。そのため，浮上移動体５は浮
上高度を維持できず，前記の非磁性板６３に胴体着地す
る。次に，軌道可動部６１を，昇降装置６２により前後
の軌道３３の高さまで上げると，軌道可動部６１上の上
記永久磁石３３１によって，浮上移動体５は再び浮上す
る。そして，この箇所には勾配が設けてあるため，浮上
移動体５は重力により，再び走行を始める。

【００６０】また，上記ストップスターター部６の部分
においては，浮上移動体５は，進行方向からずれた方向
を向いて止まる。しかし，超電導体４には走行してきた
軌道３３の磁束が捕捉されているので，再走行において
は，浮上移動体５は再び進行方向に向きを整えてから，
浮上走行する。従って，ストップスターター６を設ける
ことにより，ピン止め効果を一層鮮明に示すことができ
る。その他実施例１と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】超電導磁気浮上装置のマイスナー効果を示す説
明図。

【図２】超電導磁気浮上装置のピン止め効果を示す説明
図。

【図３】実施例１における浮上移動装置の断面図。

【図４】実施例１における浮上移動装置の裏面図。

【図５】実施例１における軌道の説明図。

【図６】実施例１における軌道の側面図。

【図７】実施例２における浮上移動装置の断面図。

【図８】実施例２における浮上移動装置の裏面図。

【図９】実施例２における軌道の説明図。

【図１０】実施例２における軌道の側面図。

【図１１】実施例２における浮上移動装置の説明図。

【図１２】実施例３における軌道の平面図。

【図１３】実施例３における軌道の要部拡大説明図。

【図１４】実施例４における軌道の平面図。

【図１５】実施例４における軌道の交叉部分における拡
大図。

【図１６】実施例５における軌道の平面（Ａ）および側
面図（Ｂ）。

【図１７】実施例５における軌道の斜視図。

【図１８】実施例５におけるストップスターター部の構
造を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．金属板，２，３３１．．．永久磁石，２０．．．磁束，２１０．．．Ｎ極反対磁極板，２２０．．．Ｓ極反対磁極板，３，３３，３４．．．軌道，３２０．．．交叉部分，４．．．超電導体，４１．．．ピン止め点，５．．．浮上移動体，５１．．．断熱性タンク，５２．．．冷媒，５３．．．吸収材，６．．．ストップスターター部，６２．．．昇降装置，６３．．．非磁性板，７３．．．リフト，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超電導体と，該超電導体を冷却するため
の冷媒を貯蔵する断熱性タンクとよりなる浮上移動体
と，上記浮上移動体の超電導体に対面して配設した軌道
よりなると共に，該軌道は強磁性体の金属板に多数の永
久磁石を固定してなり，かつ該永久磁石は軌道の長手方
向においては同一の極性を有する磁石片を多数個直列に
配設し，一方上記永久磁石は軌道の幅方向においては異
なる極性を有する磁石片を複数個並列に配設してなる超
電導磁気浮上装置であって，上記軌道には，その長手方向において，当該長手方向に
おける極性とは異なる極性の反対磁極板が部分的に配設
されていることを特徴とする超電導磁気浮上装置。
【請求項２】請求項１において，長手方向において部
分的に配設した反対磁極板は，軌道の先端部分に設けて
あることを特徴とする超電導磁気浮上装置。
【請求項３】請求項１または２において，上記軌道
は，上下方向に曲線状に反って配設してあることを特徴
とする超電導磁気浮上装置。
【請求項４】請求項１において，上記超電導体は，上
記軌道の幅方向に複数個設けてあることを特徴とする超
電導磁気浮上装置。
【請求項５】超電導体と，該超電導体を冷却するため
の冷媒を貯蔵する断熱性タンクとよりなる浮上移動体
と，上記浮上移動体の超電導体に対面して配設した軌道
よりなると共に，該軌道は強磁性体の金属板に多数の永
久磁石を固定してなり，かつ該永久磁石は軌道の長手方
向においては同一の極性を有する磁石片を多数個直列に
配設し，一方上記永久磁石は軌道の幅方向においては異
なる極性を有する磁石片を複数個並列に配設してなる超
電導磁気浮上装置であって，上記軌道は，その長手方向において多角状平面を形成し
ており，該多角状平面は台形状の軌道板を多数直列に配
列してなり，かつ該軌道板は軌道の幅方向に異なる極性
の磁石片を並列配置してなることを特徴とする超電導磁
気浮上装置。
【請求項６】請求項５において，上記軌道は１つ以上
の環状に形成されていることを特徴とする超電導磁気浮
上装置。
【請求項７】請求項５において，上記軌道はエンドレ
スに配設され，かつその途中に交叉部分が形成されてい
ることを特徴とする超電導磁気浮上装置。
【請求項８】請求項７において，上記交叉部分におけ
る互いに異なる極性の磁石片が交叉する部分は，空間を
呈していることを特徴とする超電導磁気浮上装置。
【請求項９】超電導体と，該超電導体を冷却するため
の冷媒を貯蔵する断熱性タンクとよりなる浮上移動体
と，上記浮上移動体の超電導体に対面して配設した軌道
よりなると共に，該軌道は強磁性体の金属板に多数の永
久磁石を固定してなり，かつ該永久磁石は軌道の長手方
向においては同一の極性を有する磁石片を多数個直列に
配設し，一方上記永久磁石は軌道の幅方向においては異
なる極性を有する磁石片を複数個並列に配設してなる超
電導磁気浮上装置であって，上記軌道は，その途中に，ストップスターター部を有し
ており，該ストップスターター部は，軌道上に設けた非
磁性板と，その下方において昇降可能に配設された永久
磁石とよりなることを特徴とする超電導磁気浮上装置。
【請求項１０】請求項９において，上記ストップスタ
ーター部は複数箇所に設けてあることを特徴とする超電
導磁気浮上装置。
【請求項１１】請求項１，５，または９において，断
熱性タンクは，冷媒を吸収させるための吸収材を内蔵し
ていることを特徴とする超電導磁気浮上装置。