JP2766552B2 - 超電導軸受装置 - Google Patents

超電導軸受装置

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    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
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    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0436Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ピン止め効果が発揮可能な超電導体を用い
た非接触タイプの超電導軸受装置に関する。
[従来の技術] 従来から、軸棒をボールベアリングを介して軸受に支
持させる機械的軸受装置が知られている。このボールベ
アリングは内輪と外輪とから構成され、内輪と外輪との
間にボールが介在され、外輪は軸受に固定され、内輪に
は軸棒が嵌合されるようになっている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の機械的軸受装置では、ボールベ
アリングを用いて摩擦を極力低減させているとはいうも
のの、軸受と軸棒とがボールを介して接触する構成であ
るので、ボールに基づく機械的、物理的摩擦を避け難い
という欠点がある。また、機械的な振動音も発生する。
そこで、機械的、物理的摩擦を避けることのできる非
接触タイプの超電導軸受装置として、ピン止め効果を発
揮可能な超電導体を利用して軸棒を回転可能に磁気浮揚
させることが考えられるが、ピン止め効果を発揮可能な
超電導体を利用して軸棒を回転可能に磁気浮揚させたも
のとしても軸棒の軸ズレ、軸ぶれの防止を回避し難い。
本発明の目的は、ピン止め効果を発揮可能な超電導体
を利用して軸棒を回転可能に磁気浮揚させることにより
軸棒の機械的、物理的摩擦を回避すると共に、その際の
軸ズレ、軸ぶれの防止を確実に図ることのできる超電導
軸受装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明に係わる超電導軸受装置は、上記の課題を解決
するために、ピン止め効果を発揮可能で筒状に構成され
た超電導体と、該筒状の超電導体に貫挿されかつ超電導
体と対向する環状永久磁石体が外周に配設されて前記超
電導体のピン止め効果により回転可能に磁気浮揚される
軸棒とを備えたところにある。
環状永久磁石体が複数の断面扇形の永久磁石から形成
されても良く、環状永久磁石体はその外周面がN極又は
S極のいずれでも良い。また、筒状の超電導体は軸棒の
端部又は中間部に配置しても良く、この場合には環状永
久磁石体がその超電導体の配設位置に対応して配設され
る。
環状永久磁石体は軸棒の長手方向に複数個に分割され
ても良く、軸方向に隣合う分割環状永久磁石体の外周面
の極性を互いに異なる構成とすればなお良い。
加えて、軸棒の端面に円盤状永久磁石体を設け、円盤
状永久磁石体と対向してピン止め効果を発揮可能な超電
導体を設けても良く、この円盤状永久磁石体を複数個の
環状永久磁石体から構成し、この複数個の環状永久磁石
体を軸棒の端面に同心円状に配設する構成としても良
い。
[作用] 本発明に係わる超電導軸受装置によれば、ピン止め効
果を発揮可能な超電導体を用いて軸棒を回転可能に磁気
浮揚させているので、軸棒の機械的、物理的摩擦を回避
できる。また、軸棒の半径方向でその周回り方向全周か
ら軸棒にピン止め力を対称に与えているので、軸棒の軸
ズレ、軸ぶれの防止を図ることができる。
[実施例] 以下に本発明に係る超電導軸受装置の実施例を図面を
参照しつつ説明する。
第1図、第2図は本発明に係る超電導軸受装置の第1
実施例を示し、第1図、第2図において、1は軸棒、2
は軸受である。軸棒1には、例えば図示を略す歯車が設
けられ、この歯車は、例えば回転伝達機構を構成する歯
車に噛合されている。軸受2は内外二重構造の筒体3か
ら構成されている。筒体3は冷媒貯溜装置を構成してお
り、この筒体3の筒内には、低温冷媒4、例えば液体窒
素が貯溜され、筒体3は気密に封止されている。その筒
体3の内周面には非磁性体でかつ熱良導体としての筒状
のステンレス板5が設けられている。このステンレス板
5には筒状の超電導体6が配設固定されている。超電導
体6にはピン止め効果が発揮可能な物質、例えば銀添加
のイットリウム系超電導物質を用いるものである。超電
導体6はその低温冷媒4によって冷却され、ピン止め効
果を発揮可能の状態となる。
軸棒1には、第3図に示すように永久磁石7がその外
周面に貼りつけられて環状永久磁石体7aが構成されてい
る。この永久磁石7aは軸棒1の長手方向に沿って長く延
びている。永久磁石7は、第4図に示すように扇形状
で、半径方向外面7bが例えばN極、半径方向内面7cが例
えばS極となっている。
軸棒1は環状永久磁石体7aとピン止め効果を有する超
電導体6との相互作用により筒体3に対して空中に浮か
んだ状態で回転可能に支承される。
この第1実施例のものは、軸棒1の半径方向に、かつ
その全周にわたってピン止め力を発揮させる構成である
ので、軸棒1の回転中に軸ズレ、軸ぶれを防止できる効
果がある。
第5図は、本発明に係る超電導軸受装置の第2実施例
を示し、軸棒1の端部1aに環状の嵌合溝8を形成し、そ
の嵌合溝8に永久磁石7を埋設して接着し、環状永久磁
石体7aを形成したものである。
第6図は本発明に係る超電導軸受装置の第3実施例を
示し、軸棒1の両端部1a、1aをベアリング装置9、10で
回転可能に支承し、かつ軸ズレ、軸ぶれを防止するため
に軸棒1の中間部分1bに本発明に係る超電導軸受装置を
設けたものである。
第7図は本発明に係わる超電導軸受け装置の第4実施
例を示すもので、外周面が異極の環状永久磁石7aを軸棒
1の長手方向に交互に配設して(たとえば、外周面がN
極の2個の環状永久磁石7aと外周面がS極の2個の環状
永久磁石7aとを軸棒1の長手方向に交互に配設して)、
上下方向のピン止め力を強化し、軸棒1の上下方向の軸
ぶれの防止強化を図ったものである。
第8図、第9図は、本発明に係わる超電導軸受け装置
の第5実施例を示すもので、軸受け2を有底筒状とし、
その軸受け2の底部2′に超電導体6′を熱良導体とし
てのステンレス板5′を介して配設し、かつ、軸受け2
の端面1cに第9図に示すように、両端面にN極とS極と
を有する円板状の永久磁石11を超電導体6′に対向させ
て設け、軸棒1の磁気浮揚力を主としてその永久磁石と
その超電導物質とにより与える一方、外周面が異極の2
個の環状永久磁石7aを軸棒1の長手方向に超電導体6に
対向させて配設し、上下方向のピン止め力を強化し、軸
棒1の上下方向の軸ぶれ防止強化を図ったものである。
第10図、第11図は本発明に係わる超電導軸受け装置の
第5実施例の変形例を示し、外周面がN極の環状永久磁
石7aと外周面がS極の環状永久磁石7bとを軸棒1の長手
方向に所定間隔Hを開けて配設する一方、超電導体6′
に対向して軸棒1の端部1aに対向板11′を設け、その対
向板11′に超電導体6′と対向する面の側がS極の円板
状磁石11aと超電導体6′と対向する面の側がN極の円
板状磁石11bとを間隔H′を開けて同心円状に埋設する
構成としたものであり、このように構成することによっ
て、第5実施例の構成のものよりも一層良好に軸ブレを
防止できる。
この実施例では、端部1aに外周面がN極の環状永久磁
石7aと外周面がS極の環状永久磁石7bとを間隔Hを開け
て交互に配設する構成としたが、環状永久磁石の外周面
は、同極であってもよい。対向板11′に埋設された円板
状永久磁石11a、11bについても同様である。
なお、端部1aに配設する環状永久磁石の長手方向の間
隔H、対向板11′に同心円状に埋設する円板状磁石11
a、11bの間隔H′は適宜定める。
以上、実施例においては、軸棒1を縦方向に空中支承
する構成としたが、本発明はこれに限るものではなく、
横方向、斜め方向にして支承する構成とすることもでき
る。
[発明の効果] 本発明に係わる超電導軸受装置によれば、ピン止め効
果を発揮可能な超電導体を用いて軸棒を回転可能に磁気
浮揚させているので、軸棒の機械的、物理的摩擦を回避
できる。また、軸棒の半径方向でその周回り方向全周か
ら軸棒にピン止め力を対称に与えているので、軸棒の軸
ズレ、軸ぶれの防止を図ることができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明に係る超電導軸受装置の第1実
施例を示す図であって、 第1図は要部断面図、 第2図は全体斜視図、 第3図は底面図、 第4図は永久磁石の斜視図である。 第5図は本発明に係る超電導軸受装置の第2実施例を示
す概略図、 第6図は本発明に係る超電導軸受装置の第3実施例を示
す要部断面図、 第7図は本発明に係わる超電導軸受装置の第4実施例を
示す要部部分断面斜視図、 第8図は本発明に超電導軸受装置の第5実施例を示す断
面図、 第9図は第8図の円板状磁石の斜視図、 第10図、第11図は第5実施例の変形例を示すもので、 第10図は超電導軸受装置の第5実施例の第8図に相当す
る断面図、 第11図は第10図に示す対向板の底面図、 である。 1……軸棒 6……超電導体 7……永久磁石
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−78316(JP,A) 特開 平4−87539(JP,A) 特開 平4−8913(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16C 32/04

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピン止め効果を発揮可能で筒状に構成され
    た超電導体と、該筒状の超電導体に貫挿されかつ超電導
    体と対向する環状永久磁石体が外周に配設されて前記超
    電導体のピン止め効果により回転可能に磁気浮揚される
    軸棒とを備えている超電導軸受装置。
  2. 【請求項2】前記環状永久磁石体が複数の断面扇形の永
    久磁石から形成され、前記環状永久磁石体はその外周面
    がN極又はS極とされている請求項1に記載の超電導軸
    受装置。
  3. 【請求項3】前記筒状の超電導体が前記軸棒の端部に配
    置されていると共に、前記環状永久磁石体が前記軸棒の
    端部に配設されている請求項1に記載の超電導軸受装
    置。
  4. 【請求項4】前記筒状の超電導体が前記軸棒の中間部に
    配置されていると共に、前記環状永久磁石体が前記軸棒
    の中間部に配設されている請求項1に記載の超電導軸受
    装置。
  5. 【請求項5】前記環状永久磁石体が前記軸棒の長手方向
    に複数個に分割され、軸方向に隣合う分割環状永久磁石
    体の外周面の極性が互いに異なっている請求項1に記載
    の超電導軸受装置。
  6. 【請求項6】前記軸棒の端面に円盤状永久磁石体が設け
    られ、該円盤状永久磁石体と対向してピン止め効果を発
    揮可能な超電導体が設けられている請求項1に記載の超
    電導軸受装置。
  7. 【請求項7】前記円盤状永久磁石体が複数個の環状永久
    磁石体から構成され、該複数個の環状永久磁石体が前記
    軸棒の端面に同心円状に配設されている請求項6に記載
    の超電導軸受装置。
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JP5008297B2 (ja) * 2005-10-26 2012-08-22 博正 樋笠 ラジアル型超電導磁気軸受システム
CN109292146A (zh) * 2018-09-25 2019-02-01 倪其棍 一种采用滚辊联动的商品化处理机

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