JP2000230551A - 超電導軸受装置及びその磁石部の組み付け方法 - Google Patents
超電導軸受装置及びその磁石部の組み付け方法Info
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Abstract
超電導軸受装置及びその磁石部の組み付け方法を提供す
ること。 【解決手段】 超電導軸受装置において、回転体部2又
は固定体部3の磁石部は、複数の環状磁石25,25を
同心円状に配置してなるとともに、環状磁石は、複数の
磁石片25a,25aを組み付けて形成したものであ
り、更に磁石片の端面は、隣接する環状磁石に亘って、
前記同心円における同一放射線上に位置する構成の超電
導軸受装置である。また、m個(mは4以上の整数)の
磁石片は、隣接するn個(nはmより小さい2以上の整
数)の磁石片における磁束密度又は磁束値の平均値が、
m個の磁石片における磁束密度又は磁束値の平均値と等
しく又はほぼ等しくなるように配置した。又は、環状磁
石は、ラジアル方向に着磁してなるものである。
Description
体部にそれぞれ装着した磁石部と超電導体との反発力を
利用することによって、前記回転体部を前記固定体部に
対して非接触状態で軸支する超電導軸受装置及びその磁
石部の組み付け方法に関する。
用して回転体部を固定体部に対して非接触状態で軸支す
る超電導軸受装置は、例えば高速回転を必要とする流体
機械、工作機械、及び余剰電力をフライホイールの運動
エネルギーに返還して貯蔵する電力貯蔵装置等に採用さ
れている。
は、複数の環状磁石を同心円状に配置して構成されてい
る。また、これらの複数の環状磁石の間には、例えば特
開平6−42532号に記載された超電導軸受装置のよ
うに、軟磁性体のリングが挟まれており、且つ、内周側
の環状磁石と外周側の環状磁石とは、同極が向き合うよ
うに設けられている(同号の図32,図34参照)。
て形成されている。また、磁石片は、環状形状の断片を
呈する磁石材料を所定の方向に着磁して作成されてい
る。
は、複数の磁石片を配置して疑似的にラジアル方向の磁
場を得るようにしている。
外観図である。同図に示す磁石部54は、回転体部の回
転軸部を挿通する非磁性体製の挿通部材53の周囲に、
互いに径の異なる複数(図例では4個)の環状磁石5
5,55を同心円状に配置して形成されている。各環状
磁石55,55は、それぞれ、複数(16個)の磁石片
55a,55aを組み付けて形成されている。また、環
状磁石55,55の間、並びにそれらの最内周と最外周
には、複数(5個)の軟磁性体リング56,56が設け
られている。尚、各磁石片55a,55aの端面は、隣
接する環状磁石55,55において交互に位置するよう
に配置されている。
うな超電導軸受装置の磁石部においては、回転体部の回
転軸を中心に、その周りの磁束密度又は磁束値(フラッ
クス値)を均一に確保することを要する。
すなわち磁石部における磁束ムラによると、渦電流損失
等の損失が生じて、回転体部の回転効率が低下するため
である。特に、回転体部を高速回転させる場合には、こ
のような損失が著しく増大するため、磁石部における磁
束ムラを如何に低減するかが重要な課題となっている。
における磁束ムラを示す模式図である。尚、その磁気回
路における磁束密度の測定位置は、磁石部54の半径方
向中央(同例では回転軸の中心から69mm)、且つ磁
石部54の表面から2mmの位置である。
の磁石部においては磁束ムラが非常に大きく、磁束密度
の均一性は十分とはいえなかった。
て、磁石部における磁束ムラを確実に低減できる超電導
軸受装置及びその磁石部の組み付け方法を提供すること
を目的としている。
た発明は、磁石部及び超電導体の一方を装着した回転体
部と、前記磁石部及び前記超電導体の他方を装着した固
定体部とを備え、前記磁石部と前記超電導体との反発力
を利用して、前記回転体部を前記固定体部に対して非接
触状態で軸支する超電導軸受装置において、前記磁石部
は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心円状に配置
してなるとともに、前記環状磁石は、複数の磁石片を組
み付けて形成したものであって、更に前記磁石片の端面
は、隣接する少なくとも二つの前記環状磁石に亘って、
前記同心円における同一放射線上に位置する構成の超電
導軸受装置である。
ると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同
心円状に配置してなるとともに、環状磁石は、複数の磁
石片を組み付けて形成したものであって、更に磁石片の
端面は、隣接する少なくとも二つの環状磁石に亘って、
同心円における同一放射線上に位置するので、磁石部に
おける磁束ムラが確実に低減される。
失が低減され、特に回転体部を高速回転する場合にも対
応することが可能となる。
及び超電導体の一方を装着した回転体部と、前記磁石部
及び前記超電導体の他方を装着した固定体部とを備え、
前記磁石部と前記超電導体との反発力を利用して、前記
回転体部を前記固定体部に対して非接触状態で軸支する
超電導軸受装置において、前記磁石部は、互いに径の異
なる複数の環状磁石を同心円状に配置してなるととも
に、前記環状磁石は、m個(mは4以上の整数)の磁石
片を組み付けて形成したものであって、更に前記m個の
磁石片は、隣接するn個(nはmより小さい2以上の整
数)の前記磁石片における磁束密度の平均値又は磁束値
の平均値が、前記m個の磁石片における磁束密度の平均
値又は磁束値の平均値と等しく又はほぼ等しくなるよう
に配置した構成の超電導軸受装置である。
ると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同
心円状に配置してなるとともに、環状磁石は、m個の磁
石片を組み付けて形成したものであって、更にm個の磁
石片は、隣接するn個の磁石片における磁束密度の平均
値又は磁束値の平均値が、m個の磁石片における磁束密
度の平均値又は磁束値の平均値と等しく又はほぼ等しく
なるように配置したので、磁石部における磁束ムラが確
実に低減される。
ると、これが磁束ムラの原因となるが、本発明では、磁
石片の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極
端に偏るのが回避され、その結果、磁束ムラが低減され
る。
失が低減され、特に回転体部を高速回転する場合にも対
応することが可能となる。
及び超電導体の一方を装着した回転体部と、前記磁石部
及び前記超電導体の他方を装着した固定体部とを備え、
前記磁石部と前記超電導体との反発力を利用して、前記
回転体部を前記固定体部に対して非接触状態で軸支する
超電導軸受装置において、前記磁石部は、互いに径の異
なる複数の環状磁石を同心円状に配置して形成したもの
であって、前記環状磁石は、ラジアル方向に着磁してな
るラジアル異方性磁石である構成の超電導軸受装置であ
る。
ると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同
心円状に配置して形成したものであって、環状磁石は、
ラジアル方向に着磁してなるラジアル異方性磁石である
ので、磁石部における磁束ムラが確実に低減される。
ラジアル方向の磁場を得るように形成された環状磁石の
場合は、各磁石片の性能に多少の差があると、これが磁
束ムラの原因となるが、本発明では、そのような不都合
が回避されて、より完全なラジアル方向の磁場が得ら
れ、その結果、磁束ムラが低減される。
失が低減され、特に回転体部を高速回転する場合にも対
応することが可能となる。
及び超電導体の一方を装着した回転体部と、前記磁石部
及び前記超電導体の他方を装着した固定体部とを備え、
前記磁石部と前記超電導体との反発力を利用して、前記
回転体部を前記固定体部に対して非接触状態で軸支する
超電導軸受装置の磁石部の組み付け方法において、前記
磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心円状
に配置してなるとともに、前記環状磁石は、m個(mは
4以上の整数)の磁石片を組み付けて形成したものであ
って、更に前記m個の磁石片は、着磁した後にそれぞれ
磁束密度又は磁束値を測定して、隣接するn個(nはm
より小さい2以上の整数)の前記磁石片における磁束密
度の平均値又は磁束値の平均値が、前記m個の磁石片に
おける磁束密度の平均値又は磁束値の平均値と等しく又
はほぼ等しくなるように配置する構成の超電導軸受装置
の磁石部の組み付け方法である。
石部の組み付け方法によると、磁石部は、互いに径の異
なる複数の環状磁石を同心円状に配置してなるととも
に、環状磁石は、m個の磁石片を組み付けて形成したも
のであって、更にm個の磁石片は、着磁した後にそれぞ
れ磁束密度又は磁束値を測定して、隣接するn個の磁石
片における磁束密度の平均値又は磁束値の平均値が、m
個の磁石片における磁束密度の平均値又は磁束値の平均
値と等しく又はほぼ等しくなるように配置するので、磁
石部における磁束ムラが確実に低減される。
ると、これが磁束ムラの原因となるが、本発明では、磁
石片の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極
端に偏るのが回避され、その結果、磁束ムラが低減され
る。
失が低減され、超電導軸受装置は、特に回転体部を高速
回転する場合にも対応することが可能となる。
基いて詳細に説明する。
1は、磁石部24を装着した回転体部2と、超電導体3
3を装着した固定体部3とを備え、磁石部24と超電導
体33との反発力を利用して、回転体部2を固定体部3
に対して非接触状態で軸支するように構成されている。
る回転軸部21と、回転軸部21に装着された円板部2
2と、回転軸部21を挿通する非磁性体製の挿通部材2
3と、円板部22及び挿通部材23に支持された磁石部
24とで構成されている。
に支持された支持部材31と、支持部材31に設けられ
た保持部32と、保持部32に保持された超電導体33
とで構成されている。
冷却機、35はこの冷却機34を制御する制御部であ
り、超電導体33は、このような保持部32、冷却器3
4、及び制御部35によって、所要の条件を満たす温度
に冷却される。
れており、回転体部2は、磁石部24と超電導体33と
が反発することによって浮上し、固定体部3に対して非
接触状態で軸支される。
互いに径の異なる複数(4個)の環状磁石25,25
を、回転軸部21中心とする同心円状に配置して形成さ
れている。各環状磁石25,25は、それぞれ、複数
(16個)の磁石片25a,25aを組み付けて形成さ
れている。また、環状磁石25,25の間、及びそれら
の最内周と最外周には、複数(5個)の軟磁性体リング
26,26を設けている。
接する複数の環状磁石25,25に亘って、同心円にお
ける同一放射線上に位置するように配置している。
すように、所定の原料ブロック4から環状形状の一部分
を呈する磁石材料を機械加工により取り出し、これらの
磁石材料を着磁して作成したものである。また、図3中
の矢印方向は、原料ブロック4の磁気異方性方向を示し
ており、磁石片25a,25aは、磁石材料をこれと同
じ方向に着磁することにより、より強力な磁力を生じる
ように作成している。
場合と同様に磁束ムラを測定したところ、図4に示すよ
うな結果が得られた。
の磁石部24の磁束ムラは、従来の磁石部54の磁束ム
ラ(図9参照)と比較して、顕著に低減されていること
が確認された。
石部25a,25aの端面が、隣接する環状磁石に亘っ
て、同心円における同一放射線上に位置することによっ
て低減されることが解る。従って、このような本例の構
成によれば、磁石部24の磁束ムラが確実に低減され
る。
一軸方向に着磁したものであって、環状磁石25の発す
る磁束の向きは、図5の矢印方向に示すように完全なラ
ジアル異方性とは若干異なる。
置によると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁
石を同心円状に配置してなるとともに、環状磁石は、複
数の磁石片を組み付けて形成したものであって、更に磁
石片の端面は、隣接する少なくとも二つの環状磁石に亘
って、同心円における同一放射線上に位置するので、磁
石部における磁束ムラを確実に低減できる。
失を低減することができ、特に回転体部を高速回転する
場合にも対応することができる。
る。
(mは4以上の整数)の磁石片25a,25aは、隣接
するn個(nはmより小さい2以上の整数)の磁石片2
5a,25aにおける磁束密度の平均値又は磁束値の平
均値が、m個の磁石片25a,25aにおける磁束密度
の平均値又は磁束値の平均値と等しく又はほぼ等しくな
るように配置している。尚、その他の構成については、
前述した具体例と同様であるので、その説明を省略す
る。
個の磁石片25a,25aにおける磁束密度をそれぞれ
測定した後に、2個で1組の磁石片群を8組形成して、
これらを組み付けるようにしている。
の磁石片25a,25aにおける磁束密度の平均値又は
磁束値の平均値が、環状磁石25を形成する16個の磁
石片25a,25aにおける磁束密度の平均値又は磁束
値の平均値と等しく又はほぼ等しくなるようにしてい
る。
の磁石片25a,25aで形成するようにしてもよい。
タ又はフラックスメータを用いて測定している。
に多少の差があると、これが磁束ムラの原因となるが、
このような本例の構成によれば、磁石片25a,25a
の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極端に
偏るのが回避され、その結果、磁束ムラが更に低減され
る。
材料を着磁して作成したもののなかから、磁束密度又は
磁束値のばらつきが比較的少ないもの同士を選別して用
いるようにしてもよい。このように磁石片25a,25
aを選別することによれば、磁束ムラを一層低減でき
る。
置によると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁
石を同心円状に配置してなるとともに、環状磁石は、m
個の磁石片を組み付けて形成したものであって、更にm
個の磁石片は、隣接するn個の磁石片における磁束密度
の平均値又は磁束値の平均値が、m個の磁石片における
磁束密度の平均値又は磁束値の平均値と等しく又はほぼ
等しくなるように配置したので、磁石部における磁束ム
ラを確実に低減できる。
ると、これが磁束ムラの原因となるが、本発明では、磁
石片の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極
端に偏るのを回避でき、その結果、磁束ムラを更に低減
できる。
失を更に低減することができる。
み付け方法によると、磁石部は、互いに径の異なる複数
の環状磁石を同心円状に配置してなるとともに、環状磁
石は、m個の磁石片を組み付けて形成したものであっ
て、更にm個の磁石片は、着磁した後にそれぞれ磁束密
度又は磁束値を測定して、隣接するn個の磁石片におけ
る磁束密度の平均値又は磁束値の平均値が、m個の磁石
片における磁束密度の平均値又は磁束値の平均値と等し
く又はほぼ等しくなるように配置するので、磁石部にお
ける磁束ムラを確実に低減できる。
ると、これが磁束ムラの原因となるが、本発明では、磁
石片の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極
端に偏るのを回避でき、その結果、磁束ムラを更に低減
できる。
失を更に低減することができ、超電導軸受装置は、特に
回転体部を高速回転する場合にも対応することができ
る。
る。
4の環状磁石25,25としては、ラジアル方向に着磁
してなるラジアル異方性磁石を採用している。尚、その
他の構成については、前述した具体例と同様であるの
で、説明を省略する。
れ、所定の圧縮用金型を用いてラジアル方向に圧縮し且
つ焼結して製造された環状の磁石材料を、更に、図7に
示すようにラジアル方向に着磁して作成されている。
ラジアル異方性磁石であるので、複数の磁石片を組み付
けて形成せずともよく、磁石部24においては、各磁石
片の性能のばらつきに起因する磁束ムラが回避される。
置によると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁
石を同心円状に配置して形成したものであって、環状磁
石は、ラジアル方向に着磁してなるラジアル異方性磁石
であるので、磁石部における磁束ムラを確実に低減でき
る。
ラジアル異方性の磁場を得るように形成された環状磁石
の場合は、各磁石片の性能に多少の差があると、これが
磁束ムラの原因となるが、本例では、そのような不都合
を回避できて、より完全なラジアル異方性の磁場を得る
ことができ、その結果、磁束ムラが低減される。
失を低減でき、特に回転体部を高速回転する場合にも対
応することができる。
受装置によると、磁石部は、互いに径の異なる複数の環
状磁石を同心円状に配置してなるとともに、環状磁石
は、複数の磁石片を組み付けて形成したものであって、
更に磁石片の端面は、隣接する少なくとも二つの環状磁
石に亘って、同心円における同一放射線上に位置するの
で、磁石部における磁束ムラを確実に低減することがで
きる。
失を低減することができ、特に回転体部を高速回転する
場合にも対応することができる。
磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心円状
に配置してなるとともに、環状磁石は、m個の磁石片を
組み付けて形成したものであって、更にm個の磁石片
は、隣接するn個の磁石片における磁束密度の平均値又
は磁束値の平均値が、m個の磁石片における磁束密度の
平均値又は磁束値の平均値と等しく又はほぼ等しくなる
ように配置したので、磁石部における磁束ムラを確実に
低減することができる。
ると、これが磁束ムラの原因となるが、本発明では、磁
石片の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極
端に偏るのを回避でき、その結果、磁束ムラを低減でき
る。
失を低減することができ、特に回転体部を高速回転する
場合にも対応することができる。
磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心円状
に配置して形成したものであって、環状磁石は、ラジア
ル方向に着磁してなるラジアル異方性磁石であるので、
磁石部における磁束ムラを確実に低減することができ
る。
ラジアル方向の磁場を得るように形成された環状磁石の
場合は、各磁石片の性能に多少の差があると、これが磁
束ムラの原因となるが、本発明では、そのような不都合
を回避できて、より完全なラジアル異方性の磁場を得る
ことができ、その結果、磁束ムラが低減される。
失を低減でき、特に回転体部を高速回転する場合にも対
応することができる。
部の組み付け方法によると、磁石部は、互いに径の異な
る複数の環状磁石を同心円状に配置してなるとともに、
環状磁石は、m個の磁石片を組み付けて形成したもので
あって、更にm個の磁石片は、着磁した後にそれぞれ磁
束密度又は磁束値を測定して、隣接するn個の磁石片に
おける磁束密度の平均値又は磁束値の平均値が、m個の
磁石片における磁束密度の平均値又は磁束値の平均値と
等しく又はほぼ等しくなるように配置するので、磁石部
における磁束ムラを確実に低減することができる。
ると、これが磁束ムラの原因となるが、本発明では、磁
石片の性能のばらつきによって磁束密度又は磁束値が極
端に偏るのを回避でき、その結果、磁束ムラを低減する
ことができる。
失を低減することができ、超電導軸受装置は、特に回転
体部を高速回転する場合にも対応することができる。
す側面図である。
である。
ブロックを示す外観図である。
ムラを示す模式図である。
性方向を示す説明図である。
である。
性方向を示す説明図である。
ある。
す模式図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 磁石部及び超電導体の一方を装着した回
転体部と、前記磁石部及び前記超電導体の他方を装着し
た固定体部とを備え、前記磁石部と前記超電導体との反
発力を利用して、前記回転体部を前記固定体部に対して
非接触状態で軸支する超電導軸受装置において、 前記磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心
円状に配置してなるとともに、前記環状磁石は、複数の
磁石片を組み付けて形成したものであって、更に前記磁
石片の端面は、隣接する少なくとも二つの前記環状磁石
に亘って、前記同心円における同一放射線上に位置する
ことを特徴とする超電導軸受装置。 - 【請求項2】 磁石部及び超電導体の一方を装着した回
転体部と、前記磁石部及び前記超電導体の他方を装着し
た固定体部とを備え、前記磁石部と前記超電導体との反
発力を利用して、前記回転体部を前記固定体部に対して
非接触状態で軸支する超電導軸受装置において、 前記磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心
円状に配置してなるとともに、前記環状磁石は、m個
(mは4以上の整数)の磁石片を組み付けて形成したも
のであって、更に前記m個の磁石片は、隣接するn個
(nはmより小さい2以上の整数)の前記磁石片におけ
る磁束密度の平均値又は磁束値の平均値が、前記m個の
磁石片における磁束密度の平均値又は磁束値の平均値と
等しく又はほぼ等しくなるように配置したことを特徴と
する超電導軸受装置。 - 【請求項3】 磁石部及び超電導体の一方を装着した回
転体部と、前記磁石部及び前記超電導体の他方を装着し
た固定体部とを備え、前記磁石部と前記超電導体との反
発力を利用して、前記回転体部を前記固定体部に対して
非接触状態で軸支する超電導軸受装置において、 前記磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心
円状に配置して形成したものであって、前記環状磁石
は、ラジアル方向に着磁してなるラジアル異方性磁石で
あることを特徴とする超電導軸受装置。 - 【請求項4】 磁石部及び超電導体の一方を装着した回
転体部と、前記磁石部及び前記超電導体の他方を装着し
た固定体部とを備え、前記磁石部と前記超電導体との反
発力を利用して、前記回転体部を前記固定体部に対して
非接触状態で軸支する超電導軸受装置の磁石部の組み付
け方法において、 前記磁石部は、互いに径の異なる複数の環状磁石を同心
円状に配置してなるとともに、前記環状磁石は、m個
(mは4以上の整数)の磁石片を組み付けて形成したも
のであって、更に前記m個の磁石片は、着磁した後にそ
れぞれ磁束密度又は磁束値を測定して、隣接するn個
(nはmより小さい2以上の整数)の前記磁石片におけ
る磁束密度の平均値又は磁束値の平均値が、前記m個の
磁石片における磁束密度の平均値又は磁束値の平均値と
等しく又はほぼ等しくなるように配置することを特徴と
する超電導軸受装置の磁石部の組み付け方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11030846A JP2000230551A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 超電導軸受装置及びその磁石部の組み付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11030846A JP2000230551A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 超電導軸受装置及びその磁石部の組み付け方法 |
Publications (1)
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JP2000230551A true JP2000230551A (ja) | 2000-08-22 |
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ID=12315080
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JP11030846A Withdrawn JP2000230551A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 超電導軸受装置及びその磁石部の組み付け方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000230551A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1963477B (zh) * | 2006-11-08 | 2011-03-30 | 中国科学院电工研究所 | 一种非接触连续测量超导线/带材n指数均匀性的方法和装置 |
JP2016531418A (ja) * | 2013-07-08 | 2016-10-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 径方向磁化及び強化機械強度を有する環状焼結磁石 |
EP4290091A1 (en) * | 2022-06-09 | 2023-12-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetic circuit device for magnetic bearing |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11030846A patent/JP2000230551A/ja not_active Withdrawn
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