JPH1066368A

JPH1066368A - 超電導教材

Info

Publication number: JPH1066368A
Application number: JP8231516A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ito; 佳孝伊藤; Tetsuo Oka; 徹雄岡; Yosuke Yanagi; 陽介柳; Masaaki Yoshikawa; 雅章吉川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】収納性・可搬性に優れ，構造が簡単で，組立
・分解が容易であり，更に超電導現象を解りやすく説明
することができる，超電導教材を提供すること。【解決手段】超電導体４及び該超電導体４を冷却する
ための冷媒５２を貯蔵する断熱性タンク５１を有する浮
上移動体５と，多数の永久磁石２１，２２により構成し
た軌道２を配設した強磁性体よりなる金属盤１０と，内
部に，上記金属盤１０を着脱可能に配設してなると共に
上記浮上移動体５を収納してなる運搬ケース６とよりな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，超電導現象を広く一般に教示す
るために使用することができる，超電導教材に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，液体窒素温度（７７Ｋ程度）より高
い温度で超電導を示す，いわゆる高温超電導体が発見さ
れて以来，マイスナー効果やピン止め効果といった超電
導体に特有な現象を簡便な装置で実現できるようにな
り，産業分野への応用が期待されている。

【０００３】一方で超電導現象を広く一般に教示するた
め，小学生，中学生，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ことが要望されてお
り，そのための教材が必要とされている。そして，上記
教材には，マイスナー効果やピン止め効果等の超電導状
態特有の現象を解りやすく実演し説明するために，超電
導体の浮上量やピン止め力の大きさを見たり触ったりし
てはっきりと実感できるようなものであることが要求仕
様として求められている。

【０００４】ところで，上記超電導状態特有の現象を解
りやすく実演し説明できる教材として，従来，以下に示
す装置が提案されている（特開平７−４６８７０号）。
上記装置は，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。なお，上記軌道は水平なテーブル等に対して据え
置きされてある。

【０００５】上記装置によれば，上記浮上移動体を軌道
の上において浮上させたり，走行させることによりマイ
スナー効果による超電導体の浮上量やピン止め力の大き
さを目で見ることができる。更に，上記浮上移動体はあ
る程度の大きさを有し，かつ手で触れることが可能とな
るように断熱性タンクにて構成してある。従って，上記
装置において，上記浮上移動体の挙動を観察し，また実
際に手で触ることにより，マイスナー効果やピン止め効
果を実際に体験することができる。

【０００６】

【解決しようとする課題】ところで，上記教材には，各
地の展示会で実演したり，教育現場で教師が実演，また
は児童，生徒，学生が自ら実習したりすることを考える
と，コンパクトで取り扱いやすく，収納性・可搬性に優
れていることが要求仕様として必要であると考えられ
る。しかしながら，上記従来装置はこの要求仕様に関し
てはなんら工夫がされていない。

【０００７】即ち，上記従来装置は，各種の展示会，教
育現場で使用するには，装置の組立て，準備が繁雑で手
間がかかり，また装置の移動がしにくい，装置をしまっ
ておくのに場所を取る等の問題があった。この問題は超
電導現象を広く教示するための教育的活動を行う場合
に，大変不便な点である。

【０００８】本発明は，かかる問題点に鑑み，収納性・
可搬性に優れ，構造が簡単で，組立・分解が容易であ
り，更に超電導現象を解りやすく説明することができ
る，超電導教材を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，超電導体及び該
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
を有する浮上移動体と，多数の永久磁石により構成した
軌道を配設した強磁性体よりなる金属盤と，内部に，上
記金属盤を着脱可能に配設してなると共に上記浮上移動
体を収納してなる運搬ケースとよりなることを特徴とす
る超電導教材にある。

【００１０】上記運搬ケースの材質としては，合板，軽
量合板，樹脂等を使用することが好ましい。これによ
り，後述の実施形態例１及び５に示すごとく，上記運搬
ケースの上に金属盤及び軌道を設置，実演する際に，該
運搬ケースがたわみ，軌道が傾くことを防止することが
できる。また，上記運搬ケースの軽量化を図り，上記超
電導教材の可搬性を更に高めることができる。

【００１１】次に，上記浮上移動体は，例えば，断熱性
タンクの底部に超電導体を設けることができる。そし
て，上記超電導体の下面は軌道に対向する面となり，該
超伝導体の上面は上記断熱性タンク内の冷媒と常時接触
するよう構成することができる（図７参照）。また，上
記超電導体は，上記浮上移動体の幅方向及び長手方向に
対し単数及び複数個設けることができる。

【００１２】次に，上記超電導体としては，内部にピン
止め点を有するバルク形状（塊状）の物質を用いること
ができる。このような物質としては，例えば，ＭＴＧ，
ＱＭＧ，ＭＰＭＧと呼ばれる大気以上の酸素分圧下での
溶融法で作成されたＹＢａＣｕＯ系，ＯＣＭＧと呼ばれ
る低酸素分圧下での溶融法で作成されたＮｄＢａＣｕＯ
系，ＳｍＢａＣｕＯ系を挙げることができる。

【００１３】次に，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であり，例えば，液体窒
素，液体酸素，液体空気等を用いることができる。次
に，上記断熱性タンクは，低い熱伝導率を有する物質よ
り構成することができる。このような物質としては，例
えば，発泡スチロール，発泡ウレタン等の樹脂を挙げる
ことができる。

【００１４】次に，上記軌道は，予め目的の軌道形状に
成形された強磁性体の金属盤の片面，あるいは平面形状
の強磁性体の金属盤の片面に多数の磁石片を貼りつける
ことにより構成することができる。そして，上記軌道
は，上記永久磁石を金属盤に対し以下に示すごとく配列
することにより作成することができる。

【００１５】即ち，軌道の長手方向においては順次同一
の極を表に向けた永久磁石を貼りつけ，軌道の幅方向に
おいては順次異なる極を表に向けた永久磁石を貼りつけ
る（図１０，図２３参照）。これにより，上記浮上移動
体を軌道の長手方向に沿って安定に走行させることがで
きる（実施形態例１及び図８参照）。なお，上記永久磁
石としては，フェライト系，希土類系等の永久磁石を用
いることができる。

【００１６】また，上記軌道を構成する強磁性体の金属
盤としては，透磁率の大きい物質を用いることが好まし
く，このような強磁性体の金属盤として，例えば，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びこれらの合金等を挙げることができ
る。これにより，接着剤を用いずに永久磁石を金属盤に
固定できる。また，浮上移動体の浮上高さを高くするこ
とができる。これは，透磁率が高い程，磁場が収束して
通りやすく，軌道の下面に磁路が形成されるので，軌道
の上面に出る磁場が強くなるからである。

【００１７】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し，強磁性体を通る磁場
が外に漏れ出るようになる。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，強磁性体よりなる
金属盤としては，厚いものを用いることが好ましい。こ
れにより，磁路となる強磁性体の断面積が大きくなるた
め，磁気飽和に達することなく永久磁石から出る磁場を
十分に通すことができる。

【００１８】本発明の作用につき以下に説明する。本発
明にかかる超電導教材においては，軌道を配設した金属
盤を着脱可能に配設することができ，また浮上移動体を
格納することができる運搬ケースを有する。このため，
上記超電導教材は優れた可搬性を得ることができる。ま
た，上記超電導教材の金属盤，浮上移動体等は全て上記
運搬ケースに対し収納することができる。よって，上記
超電導教材は，未使用時には一個のケースとなる。この
ため，上記超電導教材は優れた収納性を得ることができ
る。

【００１９】また，本発明にかかる超電導教材において
は，浮上移動体，軌道，該軌道を設けた金属盤よりなる
ため，その構造が単純である（図７，図１０，図２３参
照）。そして，上記超電導教材を使用するに当たって
は，上記運搬ケースより取出した金属盤を水平なところ
に置き，その上の軌道にて上記浮上移動体を走行させる
だけである。また，上記超電導教材の使用後は，速やか
に上記運搬ケースに上記金属盤と浮上移動体を収納する
ことができる。従って，本発明の超電導教材は，構造が
簡単で，組立・分解が容易である。

【００２０】なお，本発明の超電導教材を使用するに当
たっては，上記金属盤を上記運搬ケースの中に収納した
ままの状態であっても（図２参照），上記金属盤を運搬
ケースより取出し，該運搬ケースの外側面の上に載置し
た状態においても（図３参照），浮上移動体の走行を実
演することができる。

【００２１】また，本発明の超電導教材は，以下に示す
ごとく，超電導現象を観察者に示すことができる。上記
浮上移動体の断熱性タンクに冷媒を入れて，上記移動体
の下面に取付けられた上記超電導体を超電導遷移温度以
下に冷却する。これにより，上記超電導体は超電導状態
になる。次に，上記浮上移動体を軌道の上に置く。これ
により，永久磁石より生ずる磁束を上記浮上移動体に設
けた超電導体が押しのける。従って，上記浮上移動体は
軌道上において浮上する。この現象により，超電導状態
にある物質が自分の内部に磁場を侵入させまいとする
（磁場を排除する）マイスナー効果を観察者が目で確認
することができる。

【００２２】そして，上記軌道上に浮かぶ浮上移動体に
強い力を加え，該浮上移動体の超電導体を軌道に押しつ
ける。これにより，上記超電導体の内部のピン止め点に
磁束がトラップされる（図８参照）。これにより，上記
超電導体にはトラップした磁束の分布が変化する方向の
変位に対して強力な復元力が働くこととなる。なぜな
ら，上記磁束はピン止め点に強力にトラップされ，その
位置から動かないからである。

【００２３】この状態にある浮上移動体に対し，軌道の
長手方向の力を加える。軌道の上下左右等の磁束の分布
方向の異なる方向に移動するためには，ピン止め点から
磁束を外すことができるだけの外力を必要とする。よっ
て，上記浮上移動体は磁束の分布が変わらない軌道長手
方向に対して浮上したまま，脱線することなく走行す
る。この現象により，観察者はピン止め効果を目で確認
することができる。

【００２４】更に，上記浮上移動体に手で触り，これを
軌道より脱線させようと試みることで，上記ピン止め効
果による力を観察者が実際に体験することができる。以
上により，上記超電導教材は超電導現象を観察者に解り
やすく説明することができる。

【００２５】以上のように，本発明によれば，収納性・
可搬性に優れ，構造が簡単で，組立・分解が容易であ
り，更に超電導現象を解りやすく説明することができ
る，超電導教材を提供することができる。

【００２６】次に，請求項２の発明のように，上記運搬
ケースは，左右方向に見開き可能な右半ケースと左半ケ
ースとよりなり，かつ見開いた状態においては，右半ケ
ースと左半ケースの外側面が同一平面状となるよう構成
してあることが好ましい。

【００２７】これにより，上記金属盤を外側面に対し配
置して浮上移動体の走行の実演を行うことができる（図
４参照）。なお，上記運搬ケースにおける右半ケース及
び左半ケースは丁番等により連結され，これを開いた際
に両者が分離するような構造とすることもできる（図２
０参照）。

【００２８】次に，請求項３の発明のように，上記金属
盤は複数個に分割され，かつ各金属盤に上記軌道が設け
てあることが好ましい。これにより，金属盤を分割収納
することが可能となり，運搬ケースの大きさをより小さ
くすることができる。なお，上記複数の金属盤に対し，
それぞれに独立した軌道を設けることができる（図２０
参照）。また，複数の金属盤を結合することにより一つ
の大きな軌道を構成する構造とすることもできる（図１
１参照）。

【００２９】次に，請求項４の発明のように，上記複数
の金属盤は，分離することなく折り畳み可能に連結され
ていることが好ましい（図１７参照）。これにより，上
記金属盤の運搬ケースへの収納がより容易となる。ま
た，金属盤の収納に当たっての作業性を高めることがで
きる。

【００３０】次に，請求項５の発明のように，上記運搬
ケースは，その外側面に上記金属盤を嵌め込むための，
嵌合凹所を有することが好ましい。これにより，上記金
属盤を運搬ケースの外側面に固定配置することができ
る。また，特に複数に分割された金属盤を結合して一つ
の軌道を構成する場合には，金属盤と金属盤との間に隙
間が発生することを防止することができる（図１２参
照）。

【００３１】次に，請求項６の発明のように，上記運搬
ケースは，右半ケースと左半ケースの内側に，運搬ケー
スを見開いたとき，その外側面が水平となるように高さ
を調整するための，アジャスタを有していることが好ま
しい。これにより，右半ケースと左半ケースとの外側面
に上記金属盤を載せて実演をする際，上記軌道に意図し
ない高低差がなくなり，上記浮上移動体を滑らかに走行
させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】

実施形態例１本発明の実施形態例にかかる超電導教材につき，図１〜
図１０を用いて説明する。図１〜図１０に示すごとく，
本例の超電導教材１は，超電導体４及び該超電導体４を
冷却するための冷媒５２を貯蔵する断熱性タンク５１を
有する浮上移動体５と，多数の永久磁石２１，２２によ
り構成した軌道２を配設した強磁性体よりなる金属盤１
０と，内部に，上記金属盤１０を着脱可能に配設してな
ると共に上記浮上移動体５を収納してなる運搬ケース６
とよりなる。

【００３３】上記運搬ケース６につき説明する。図１〜
図４に示すごとく，上記運搬ケース６は，右半ケース６
１と左半ケース６２とよりなる。上記右半ケース６１は
取っ手６９及びバックル６９０を有し，上記左半ケース
６２には，上記金属盤１０を蝶ボルト６３によって固定
するための固定台６３０が該左半ケース６２の四隅に設
けてある。そして，上記固定台６３０には，ねじ穴６３
１が設けてあり，図１に示すごとく，上記蝶ボルト６３
をここにねじ込み，上記金属盤１０を固定する。

【００３４】また，図５，図６に示すごとく，上記左半
ケース６２には上記浮上移動体５を収納固定するための
マジックテープ６４０を有するバンド６４が設けてあ
る。そして，上記バンド６４は固定部６４１において，
接着剤により，運搬ケース６に対し固定されている。な
お，図６は上記バンド６４を用いて，上記浮上移動体５
を収納固定した状態を示している。

【００３５】次に，上記浮上移動体５につき説明する。
図７，図８に示すごとく，上記浮上移動体５は，超電導
体４と，該超電導体４を冷却するための冷媒５２と，該
冷媒５２を保持するための吸収材５３及び蓋５４を備え
た断熱性タンク５１とよりなる。上記超電導体４は溶融
法により作成されたバルク状のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏであ
る。そして，上記超電導体４は発泡スチロールよりなる
上記断熱性タンク５１の底部に，浮上移動体の長手方向
に対し３個直列に設けてある。また，上記吸収材５３と
しては脱脂綿を用い，冷媒５２としては液体窒素を用い
る。

【００３６】次に，上記金属盤１０及び軌道２につき説
明する。図８〜図１０に示すごとく，上記軌道２は，競
技用のトラックのごとき，直線部２９１と曲線部２９２
とよりなる閉曲線の形状を有し，強磁性体の金属盤１０
に永久磁石２1 ，２２を多数貼りつけて制作されてい
る。そして，上記金属盤１０にはニッケルめっき鉄板を
用い，上記永久磁石２１，２２にはフェライト磁石を用
いる。なお，上記永久磁石２１はＮ極側を表に向けて上
記金属盤１０に貼りつけたものである。また，上記永久
磁石２２はこれとは反対にＳ極側を表に向けて貼りつけ
たものである。なお，図８における符号２０は上記永久
磁石２１，２２により形成された磁束である。

【００３７】次に，上記曲線部２９２の拡大図を図１０
（Ａ）に示す。同図に示すごとく曲線部２９２は多角形
状である。上記曲線部２９２は，図１０（Ｂ），（Ｃ）
に示すごとき台形状の軌道板２０１を直列に接続するこ
とにより作成する。この台形状の軌道板２０１の作成
は，図１０（Ｂ）の実線部に示すごとく，上記永久磁石
２１，２２を４個，交互に隣接させて四角形軌道板２０
０を構成，これを図１０（Ｂ）の破線部に示すごとく切
断して，台形状の軌道板２０１とした。この軌道板２０
１を，図１０（Ｃ）のごとく接続して多角形状の曲線部
２９２とした。なお，上記直線部２９１は，上記四角形
軌道板２００を接続して構成した。

【００３８】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例にかかる超電導教材１においては，軌道２を配
設した金属盤１０を着脱可能に配設することができ，ま
た浮上移動体５を格納することができる運搬ケース６を
有する。このため，上記超電導教材１は優れた可搬性を
有する。また，上記超電導教材１の金属盤１０，浮上移
動体５等は全て上記運搬ケース６に対し収納することが
できる。よって，上記超電導教材１は，未使用時には一
個のケースとなる。このため，上記超電導教材１は優れ
た収納性を有する。

【００３９】また，本発明にかかる超電導教材１におい
ては，浮上移動体５，軌道２，該軌道２を設けた金属盤
１０よりなり，その構造，図７，図１０に示すごとく，
単純である。そして，上記超電導教材１を使用するに当
たっては，上記運搬ケース６より取出した金属盤１０を
水平なところに置き（図２〜図４参照），その上の軌道
２にて上記浮上移動体５を走行させるだけである。ま
た，上記超電導教材１の使用後は，速やかに上記運搬ケ
ース６に上記金属盤１０と浮上移動体５を収納すること
ができる。従って，上記超電導教材１は，構造が簡単
で，組立・分解が容易である。

【００４０】また，上記超電導教材は，以下に示すごと
く，超電導現象を観察者に示すことができる。まず，冷
媒５２により断熱性タンク５１の満たされた浮上移動体
５を軌道２の上に置く。これにより，永久磁石２１，２
２より生ずる磁束２０を上記浮上移動体５に設けた超電
導体４が押しのける。従って，上記浮上移動体５は軌道
２において浮上する。この現象により，超電導状態にあ
る物質が自分の内部に磁場を侵入させまいとする（磁場
を排除する）マイスナー効果を観察者が目で確認するこ
とができる。

【００４１】そして，上記軌道２上に浮かぶ浮上移動体
５に強い力を加え，該浮上移動体５の超電導体４を軌道
に押しつける。これにより，図８に示すごとく，上記超
電導体４の内部のピン止め点４１に磁束２０がトラップ
される。これにより，上記超電導体４にはトラップした
磁束２０の分布が変化する方向の変位に対して強力な復
元力が働くこととなる。なぜなら，上記磁束２０はピン
止め点４１に強力にトラップされ，その位置から動かな
いからである。

【００４２】この状態にある浮上移動体５に対し，軌道
２の長手方向の力を加える。軌道２の上下左右等の磁束
２０の分布方向の異なる方向に移動するためには，ピン
止め点４１から磁束２０を外すことができるだけの外力
を必要とする。よって，上記浮上移動体５は磁束２０の
分布が変わらない軌道２の長手方向に対して浮上したま
ま，脱線することなく走行する。この現象により，観察
者はピン止め効果を目で確認することができる。

【００４３】更に，上記浮上移動体５に手で触り，これ
を軌道２より脱線させようと試みることで，上記ピン止
め効果による力を観察者が実際に体験することができ
る。以上により，上記超電導教材１は超電導現象を観察
者に解りやすく説明することができる。

【００４４】従って，本例によれば，収納性・可搬性に
優れ，構造が簡単で，組立・分解が容易であり，更に超
電導現象を解りやすく説明することができる，超電導教
材を提供することができる。

【００４５】次に，本例にかかる超電導教材１の使用方
法につき説明する。図２は，上記運搬ケース６の左半ケ
ース６２に対し金属盤１０を配置，この状態において浮
上移動体５の走行を実演するものである。この場合に
は，上記運搬ケース６を開くだけで上記超電導教材１を
使用することができ，金属盤１０を左半ケース６２より
取出す必要がない。このため，迅速に上記超電導教材１
を使用することができる。

【００４６】図３は，上記運搬ケース６を左半ケース６
２の外側面６２０を上に向けて閉じ，該外側面６２０の
上に上記金属盤１０を配置，この状態において浮上移動
体５の走行の実演を行うものである。この場合には，金
属盤１０の位置をより高くすることができる。このた
め，観察者にとって実演の観察がより容易となる。

【００４７】図４は，上記運搬ケース６を内面を下に外
側面６２０を上に向け，見開いた状態となし，この状態
にある外側面６１０，６２０に対し，上記金属盤１０を
配置，この状態において浮上移動体５の走行の実演を行
うものである。この場合には，外側面６１０，６２０の
余剰のスペースに，例えば，台座１９１及び液体窒素の
入ったビーカー１９２等の備品を載せておくことができ
る。

【００４８】実施形態例２本例は，図１１〜図１６に示すごとく，右半ケース６１
と左半ケース６２とに対しそれぞれ金属盤１０８，１０
９が収納してある超電導教材１である。図１１（Ａ）に
示すごとく，上記金属盤１０８，１０９は２枚に分割さ
れた状態にあり，かつそれぞれの金属盤１０８，１０９
には，軌道２０８，２０９とが設けてある。そして，上
記軌道２０８，２０９は全体として，実施形態例１と同
様の競技用のトラックのごとき直線部と曲線部とよりな
る閉曲線の形状を形成する。

【００４９】そして，図１２に示すごとく，本例の運搬
ケース６は，左右方向に見開き可能な右半ケース６１と
左半ケース６２とよりなる。また，図１１（Ｂ），図１
２に示すごとく，上記右半ケース６１と左半ケース６２
の内面の四隅には固定台６３０が設けてあり，該固定台
６３０には，この運搬ケース６を見開いた状態とした際
に，右半ケース６１と左半ケース６２の外側面６１０，
６２０が水平となるよう，これらの高さを調整可能とす
るアジャスタ６３９が設けてある。

【００５０】また，図１２に示すごとく，本例の運搬ケ
ース６は，その外側面６１０，６２０に上記金属盤１０
８，１０９を嵌め込むための嵌合凹所６５を有する。な
お，上記嵌合凹所６５には，上記金属盤１０８，１０９
の取外用の溝部６５０を設けてある。上記金属盤１０
８，１０９を上記嵌合凹所６５より取外す際には，溝部
６５０に指を入れて取外す。

【００５１】更に，図１３〜図１５に示すごとく，本例
の運搬ケース６においては，上記浮上移動体５を収納す
るためのポケット６６を右半ケース６１と左半ケース６
２との間に設けてある。なお，上記ポケット６６は，運
搬中の上記浮上移動体５の損傷を防止するためポリウレ
タン等の緩衝材より構成されている。また，図１６に示
すごとく，上記右半ケース６１，左半ケース６２は両者
の間に設けられた丁番６００により連結されている。該
丁番６００は，上記運搬ケース６を見開いた時，上記右
半ケース６１と左半ケース６２の外側面６１０，６２０
が同一平面状となるよう，上記運搬ケース６に取付けら
れている。

【００５２】本例の超電導教材１を用いた浮上移動体５
の走行の実演に当たっては，まず，２枚の金属盤１０
８，１０９を運搬ケース６より取出す。次いで，上記運
搬ケース６を見開き，外側面６１０，６２０を上に向け
て配置する。この際，上記外側面６１０，６２０とが水
平となるようにアジャスタ６３９を用いて調整する。そ
して，図１２に示すごとく２枚の金属盤１０８，１０８
とを上記嵌合凹所６５に対し配置する。以上により，軌
道２０８，２０９とが連結され，競技用トラックのごと
き軌道が完成する。その他は実施形態例１と同様であ
る。

【００５３】本例の超電導教材１においては，右半ケー
ス６１及び左半ケース６２の固定台６３に対しアジャス
タ６３９が設けてある。これにより，右半ケース６１と
左半ケース６２との外側面６１０，６２０を同一平面状
でかつ確実に水平とすることができ，意図しない軌道の
高低差により浮上移動体５の走行のスピードにムラが出
たり，軌道の低い箇所に浮上移動体が止まったりするこ
とを防ぐことができる。そのため，軌道２０８，２０９
より脱線させることなく滑らかに走らせることができ
る。

【００５４】また，上記運搬ケース３０の外側面６１
０，６２０に対し，上記嵌合凹所６５を設けることによ
り，軌道２０８と軌道２０９との間に両者の永久磁石間
に働く反発力による隙間を生じさせることなく上記２枚
の金属盤１０８，１０９を配置することができる。その
他は実施形態例１と同様の作用効果を有する。

【００５５】実施形態例３本例は，図１７〜図１９に示すごとく，分離することな
く丁番１０６により折り畳み可能に連結された金属盤１
０８，１０９を有する超電導教材１である。図１７に示
すごとく，上記金属盤１０８，１０９は丁番１０６にお
いて二折にされ，運搬ケース６の左半ケース６２に対し
収納されている。そして，上記超電導教材１の使用時に
は，図１８に示すごとく，上記金属盤１０８，１０９は
広げて軌道を上にして使用する。

【００５６】また，上記金属盤１０８，１０９とを連結
する丁番１０６は，上記金属盤１０８，１０９の裏面の
凹部１０７に対し設けてある。そして，上記丁番１０６
は上記金属盤１０８，１０９の裏面より突出していな
い。その他は，実施形態例１と同様である。

【００５７】本例の超電導教材１においては，金属盤１
０８，１０９とが折り畳むことができるため，運搬ケー
ス６への収納の際に蝶ボルト６３にて固定する箇所が４
ヶ所で済み，収納の作業が容易となる。また，上記金属
盤１０８及び１０９を連結した丁番１０６はこれらの金
属盤１０８，１０９の裏面に対し露出していない。この
ため，上記金属盤１０８，１０９を配置した際に，その
軌道２を水平とすることができる。その他は実施形態例
１と同様の作用効果を有する。

【００５８】実施形態例４本例は，図２０に示すごとく，２種類の軌道２８１，２
８２を有する超電導教材１である。図２０に示すごと
く，本例の運搬ケース６には異なる軌道２８１，２８２
を有する２枚の金属盤１０８，１０９がそれぞれ右半ケ
ース６１及び左半ケース６２に収納されている。

【００５９】一方の金属盤１０９には実施形態例１と同
様の競技用トラックの形状を有する軌道２８２が設けて
ある。他方の金属盤１０８には，８の字の形をした軌道
２８１が設けてある。なお，上記右半ケース６１と左半
ケース６２とは分離可能に構成されている。その他は，
実施形態例１と同様である。

【００６０】本例の超電導教材１においては，異なる２
種類の軌道２８１，２８２を用いて浮上移動体５の走行
を実演することができる。このため，変化に富んだ実演
を行うことができる。その他は実施形態例１と同様の作
用効果を有する。

【００６１】実施形態例５本例は，図２１〜図２３に示すごとく，直線状の軌道を
有する金属盤と細長い運搬ケースとよりなる超電導教材
である。図２１〜図２３に示すごとく，本例の超電導教
材１は浮上移動体５と，多数の永久磁石２１，２２によ
り構成した軌道２を配設した強磁性体よりなる金属盤１
０８，１０９及びこれを支える支柱６５と，内部に，上
記金属盤１０を着脱可能に配設してなると共に上記浮上
移動体５を収納してなる運搬ケース６とよりなる。

【００６２】上記金属盤１０８，１０９及び軌道２につ
き説明する。図２１に示すごとく，上記金属盤１０８，
１０９は分離することなく丁番により折り畳み可能に連
結されている。上記軌道２は，この金属盤１０８，１０
９と同形状であり，図２３（Ａ）に示すごとく，上記金
属盤１０８，１０９に永久磁石２１，２２を隙間なく貼
りつけることにより構成されている。

【００６３】そして，図２３（Ａ）に示すごとく，上記
金属盤１０８，１０９の幅方向に対しては，永久磁石２
１，次いで永久磁石２２，最後に永久磁石２１との順番
にて貼りつける。なお，永久磁石２１はＮ極側を表に向
けて貼りつけられる磁石である。永久磁石２２は，これ
とは逆にＳ極側を表に向けて貼りつけられる磁石であ
る。

【００６４】一方，上記金属盤１０８，１０９の長手方
向に対しては，永久磁石２１のみ，または永久磁石２２
のみとなるように貼りつける。ただし，上記軌道２の先
端部分２６に対しては，図２３（Ａ）に示すごとく，隣
接する永久磁石２１，２２の極と反対となる極を表に向
けた永久磁石２１，２２を貼りつける。

【００６５】そして，図２２及び図２３（Ｂ）に示すご
とく，上記超電導教材１を使用する際には，上記軌道２
の先端部分２６の下部に支柱６５を配設し，軌道２の先
端部分２６が高く，中央部分が低くなるように，即ち軌
道２が上下方向に曲線状となるように上記運搬ケース６
の外側面６１０，６２０に対し設置，実演を行う。その
他は実施形態例１と同様である。

【００６６】本例の超電導教材１の使用法及び作用効果
について説明する。冷媒を充填した上記浮上移動体５を
軌道２の長手方向に，中央部分から先端部分２６の方向
へ押してやる。すると，上記浮上移動体５は，重力によ
り軌道上を振子状に往復運動する。また，先端部分２６
まで移動して浮上移動体を先端部分の軌道に軽く押しつ
けると，浮上したまま引っ掛かる感じで停止する。次
に，上記先端部分２６から，浮上移動体５を，軌道２の
中央部分に向けて軽く押すと，再び脱線することなく軌
道２を下降し，振子状に往復運動を続ける。このように
して，本例の超電導教材１においては振子状の往復運動
を浮上移動体５にさせることができる。

【００６７】これは，上記浮上移動体５の超電導体４の
内部のピン止め点に上記永久磁石２１，２２より生じた
磁束がトラップされ，該超電導体４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ためであ
る。

【００６８】また，軌道２の先端部分２６は隣接する永
久磁石２１，２２とは反対の極を表に向けた永久磁石２
１，２２が配置されており，従って，磁石の極性が軌道
長手方向の他の部分と反対である。従って，軌道先端部
２６で浮上移動体５を軌道に軽く押しつけると，軌道２
の中央部分と異なる分布の磁束が超電導体にトラップさ
れるために浮上移動体５はここで停止する。よって，上
記一連の操作によって，本例の超電導教材１を用いてピ
ン止め効果を確認することができる。

【００６９】また，本例の超電導教材１はよりコンパク
トな構成である。従って，可搬性に優れている。その他
は実施形態例１と同様の作用効果を有する。

【００７０】

【発明の効果】上記のごとく，本発明によれば，収納性
・可搬性に優れ，構造が簡単で，組立・分解が容易であ
り，更に超電導現象を解りやすく説明することができ
る，超電導教材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１にかかる，超電導教材の斜視展開
図。

【図２】実施形態例１にかかる，超電導教材の使用方法
を示す斜視図。

【図３】実施形態例１にかかる，超電導教材の他の使用
方法を示す斜視図。

【図４】実施形態例１にかかる，超電導教材の他の使用
方法を示す斜視図。

【図５】実施形態例１にかかる，（Ａ）浮上移動体を収
納固定するためのバンドを示す斜視図，（Ｂ）上記バン
ドにて浮上移動体を収納固定した状態を示す斜視図。

【図６】実施形態例１にかかる，浮上移動体の構造を示
す断面説明図。

【図７】実施形態例１にかかる，（Ａ）浮上移動体にお
ける超電導体を示す断面説明図，（Ｂ）その平面図。

【図８】実施形態例１にかかる，浮上移動体の浮上の原
理を示す説明図。

【図９】実施形態例１にかかる，金属盤及び軌道の平面
図。

【図１０】実施形態例１にかかる，（Ａ）軌道の曲線部
の拡大説明図，（Ｂ）永久磁石よりなる軌道板の説明
図，（Ｃ）軌道板の配置説明図。

【図１１】実施形態例２にかかる，（Ａ）超電導教材の
斜視展開図，（Ｂ）アジャスタの斜視図。

【図１２】実施形態例２にかかる，超電導教材の使用方
法を示す斜視展開図。

【図１３】実施形態例２にかかる，浮上移動体の収納状
態を示す説明図。

【図１４】実施形態例２にかかる，図１３のＡ−Ａ矢視
断面図。

【図１５】実施形態例２にかかる，浮上移動体の収納状
態を示す説明図。

【図１６】実施形態例２にかかる，図１３のＢ−Ｂ矢視
断面図。

【図１７】実施形態例３にかかる，超電導教材の斜視展
開図。

【図１８】実施形態例３にかかる，金属盤の裏面図。

【図１９】実施形態例３にかかる，金属盤の要部断面
図。

【図２０】実施形態例４にかかる，超電導教材の斜視展
開図。

【図２１】実施形態例５にかかる，超電導教材の斜視展
開図。

【図２２】実施形態例５にかかる，超電導教材の使用方
法を示す斜視図。

【図２３】実施形態例５にかかる，（Ａ）軌道の平面
図，（Ｂ）軌道の側面図。

【符号の説明】

１．．．超電導教材，１０，１０８，１０９．．．金属盤，２．．．軌道，２１，２２．．．永久磁石，４．．．超電導体，５．．．浮上移動体，５１．．．断熱性タンク，５２．．．冷媒，６．．．運搬ケース，６１．．．右半ケース，６２．．．左半ケース，

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図５】実施形態例１にかかる，浮上移動体を収納固定
するためのバンドを示す斜視図。

【図６】実施形態例１にかかる，バンドにて浮上移動体
を収納固定した状態を示す斜視図。

【図１８】実施形態例３にかかる，金属盤の裏面図。

【図１９】実施形態例３にかかる，金属盤の要部断面
図。

【符号の説明】１．．．超電導教材，１０，１０８，１０９．．．金属盤，２．．．軌道，２１，２２．．．永久磁石，４．．．超電導体，５．．．浮上移動体，５１．．．断熱性タンク，５２．．．冷媒，６．．．運搬ケース，６１．．．右半ケース，６２．．．左半ケース，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川雅章愛知県刈谷市八軒町５丁目50番地株式会社イムラ材料開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超電導体及び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を有する浮上移動体と，
多数の永久磁石により構成した軌道を配設した強磁性体
よりなる金属盤と，内部に，上記金属盤を着脱可能に配
設してなると共に上記浮上移動体を収納してなる運搬ケ
ースとよりなることを特徴とする超電導教材。
【請求項２】請求項１において，上記運搬ケースは，
左右方向に見開き可能な右半ケースと左半ケースとより
なり，かつ見開いた状態においては，右半ケースと左半
ケースの外側面が同一平面状となるよう構成してあるこ
とを特徴とする超電導教材。
【請求項３】請求項１又は２において，上記金属盤は
複数個に分割され，かつ各金属盤に上記軌道が設けてあ
ることを特徴とする超電導教材。
【請求項４】請求項３において，上記複数の金属盤
は，分離することなく折り畳み可能に連結されているこ
とを特徴とする超電導教材。
【請求項５】請求項３又は４において，上記運搬ケー
スは，その外側面に上記金属盤を嵌め込むための，嵌合
凹所を有することを特徴とする超電導教材。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項において，
上記運搬ケースは，右半ケースと左半ケースの内側に，
運搬ケースを見開いたとき，その外側面が水平となるよ
うに高さを調整するための，アジャスタを有しているこ
とを特徴とする超電導教材。