JP3168596B2 - 超電導軸受装置 - Google Patents
超電導軸受装置Info
- Publication number
- JP3168596B2 JP3168596B2 JP08442391A JP8442391A JP3168596B2 JP 3168596 B2 JP3168596 B2 JP 3168596B2 JP 08442391 A JP08442391 A JP 08442391A JP 8442391 A JP8442391 A JP 8442391A JP 3168596 B2 JP3168596 B2 JP 3168596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- coolant
- permanent magnet
- supported
- superconducting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0436—Passive 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
- F16C32/0438—Passive 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 with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る超電導軸受装置
は、例えば遠心分離器等、超高速で回転する回転軸を支
承する為に利用する。
は、例えば遠心分離器等、超高速で回転する回転軸を支
承する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】遠心分離器等に組み込まれる、超高速で
回転する回転軸は、通常の転がり軸受で支承する事が難
しい為、従来から、電磁石により上記回転軸を浮上した
状態で保持する磁気軸受装置が使用されている。
回転する回転軸は、通常の転がり軸受で支承する事が難
しい為、従来から、電磁石により上記回転軸を浮上した
状態で保持する磁気軸受装置が使用されている。
【０００３】磁気軸受装置により回転軸を、浮上状態で
保持する為には、ラジアル方向及びスラスト方向に、そ
れぞれ複数個ずつの電磁石を設け、回転軸の位置を検出
するセンサからの信号に基づいて、各電磁石への通電量
を調節し、上記回転軸のラジアル方向及びスラスト方向
の位置を調節する。
保持する為には、ラジアル方向及びスラスト方向に、そ
れぞれ複数個ずつの電磁石を設け、回転軸の位置を検出
するセンサからの信号に基づいて、各電磁石への通電量
を調節し、上記回転軸のラジアル方向及びスラスト方向
の位置を調節する。
【０００４】この様な磁気軸受装置は、複数個の電磁石
を設ける事で大型化するだけでなく、回転軸の変位を直
ちに打ち消す必要上、素早く反応する制御回路が必要と
なる為、コストが嵩む事が避けられない。
を設ける事で大型化するだけでなく、回転軸の変位を直
ちに打ち消す必要上、素早く反応する制御回路が必要と
なる為、コストが嵩む事が避けられない。
【０００５】この為、日経ＢＰ社発行の雑誌『日経メカ
ニカル』第３３１号（１９９０年９月３日発行）にも記
載されている様に、超電導体のピン止め効果を利用した
超電導軸受装置が研究されている。
ニカル』第３３１号（１９９０年９月３日発行）にも記
載されている様に、超電導体のピン止め効果を利用した
超電導軸受装置が研究されている。
【０００６】超電導体のピン止め効果とは、超電導体と
永久磁石とを対向させた場合、両者が一定距離よりも近
付いた場合には反発し合い、逆に両者が一定距離よりも
離れた場合には引っ張り合う現象を言う。この様なピン
止め効果によって、上記超電導体と永久磁石とを、一定
距離だけ離したままの状態に保持出来る事から、位置セ
ンサや制御回路を全く必要としない、超電導軸受装置が
出来るものと考えられている。
永久磁石とを対向させた場合、両者が一定距離よりも近
付いた場合には反発し合い、逆に両者が一定距離よりも
離れた場合には引っ張り合う現象を言う。この様なピン
止め効果によって、上記超電導体と永久磁石とを、一定
距離だけ離したままの状態に保持出来る事から、位置セ
ンサや制御回路を全く必要としない、超電導軸受装置が
出来るものと考えられている。
【０００７】上述の様なピン止め効果を利用して、回転
体をラジアル方向とスラスト方向とに亙って支持する超
電導軸受装置を構成する場合の構造としては、例えば図
６に示す様なものが考えられる。
体をラジアル方向とスラスト方向とに亙って支持する超
電導軸受装置を構成する場合の構造としては、例えば図
６に示す様なものが考えられる。
【０００８】回転軸１の下端面には短円柱状の永久磁石
２を、回転軸１と同心に固定している。上記永久磁石２
の周囲には、有底円筒状の超電導体５を設けて、上記永
久磁石２並びに回転軸１を浮上した状態で、回転自在に
支承自在としている。即ち、円板６と、上記永久磁石２
の外径ｄよりも少しだけ大きな内径ｒを有する円筒７と
を組み合わせて成る超電導体５の内側に、上記永久磁石
２を上方から挿入している。
２を、回転軸１と同心に固定している。上記永久磁石２
の周囲には、有底円筒状の超電導体５を設けて、上記永
久磁石２並びに回転軸１を浮上した状態で、回転自在に
支承自在としている。即ち、円板６と、上記永久磁石２
の外径ｄよりも少しだけ大きな内径ｒを有する円筒７と
を組み合わせて成る超電導体５の内側に、上記永久磁石
２を上方から挿入している。
【０００９】この様に永久磁石２を超電導体５内に挿入
した状態で、この永久磁石２の下端面３を円板６の上面
６ａに、永久磁石２の外周面４を円筒７の内周面７ａ
に、それぞれ軸受隙間８ａ、８ｂを介して対向させてい
る。即ち、上記下端面３をスラスト側被支承面とし、外
周面４をラジアル側被支承面とし、上面６ａをスラスト
側支承面とし、内周面７ａをラジアル側支承面としてい
る。
した状態で、この永久磁石２の下端面３を円板６の上面
６ａに、永久磁石２の外周面４を円筒７の内周面７ａ
に、それぞれ軸受隙間８ａ、８ｂを介して対向させてい
る。即ち、上記下端面３をスラスト側被支承面とし、外
周面４をラジアル側被支承面とし、上面６ａをスラスト
側支承面とし、内周面７ａをラジアル側支承面としてい
る。
【００１０】更に、上記超電導体５の周囲には冷却器９
を設けて、この超電導体５を外側から冷却し、超電導状
態に保持する様にしている。即ち、この冷却器９の内部
には液体ヘリウム、液体窒素等の低温の冷却剤が充填さ
れており、この冷却剤によって、上記超電導体５を冷却
自在としている。
を設けて、この超電導体５を外側から冷却し、超電導状
態に保持する様にしている。即ち、この冷却器９の内部
には液体ヘリウム、液体窒素等の低温の冷却剤が充填さ
れており、この冷却剤によって、上記超電導体５を冷却
自在としている。
【００１１】超電導体５が冷却され、超電導状態を維持
されている間は、前記ピン止め効果によって、上記各軸
受隙間８ａ、８ｂの寸法ｈ1 、ｈ2 が一定に保持される
為、前記永久磁石２並びに回転軸１が浮上状態で、軸受
保持される。
されている間は、前記ピン止め効果によって、上記各軸
受隙間８ａ、８ｂの寸法ｈ1 、ｈ2 が一定に保持される
為、前記永久磁石２並びに回転軸１が浮上状態で、軸受
保持される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用する超電導軸受装置は、制御回路等、面倒な構成要素
が不要であるにも拘らず、超高速で回転する回転体を支
承出来る効果があるが、実際に使用する場合には、次に
述べる様な問題を解決しなければならない。
用する超電導軸受装置は、制御回路等、面倒な構成要素
が不要であるにも拘らず、超高速で回転する回転体を支
承出来る効果があるが、実際に使用する場合には、次に
述べる様な問題を解決しなければならない。
【００１３】即ち、超電導軸受装置を組み込んだ機械装
置のランニングコストを低く抑える為には、超電導体５
として、液体窒素により超電導状態となる、所謂高温超
電導体を使用する事が好ましいが、現在知られている高
温超電導材料は、金属酸化物により造られた、所謂酸化
物超電導材料が殆どである。
置のランニングコストを低く抑える為には、超電導体５
として、液体窒素により超電導状態となる、所謂高温超
電導体を使用する事が好ましいが、現在知られている高
温超電導材料は、金属酸化物により造られた、所謂酸化
物超電導材料が殆どである。
【００１４】ところが、この様な酸化物超電導材料を大
気中乃至は真空中に露出させた場合、内部から酸素が抜
け出す事により、その超電導性が次第に劣化して、前記
ピン止め効果を得られなくなってしまう。
気中乃至は真空中に露出させた場合、内部から酸素が抜
け出す事により、その超電導性が次第に劣化して、前記
ピン止め効果を得られなくなってしまう。
【００１５】又、図６に示す様に、超電導体５の片面に
のみ冷却剤を存在させ、この超電導体５の他面を外気に
接触させた場合、上記超電導体５の両面間に、約２００
℃もの温度勾配が存在する様になる。この様に大きな温
度勾配が存在した場合、超電導体５内部に熱歪が生じ、
この超電導体５が早期に破損し易くなる。
のみ冷却剤を存在させ、この超電導体５の他面を外気に
接触させた場合、上記超電導体５の両面間に、約２００
℃もの温度勾配が存在する様になる。この様に大きな温
度勾配が存在した場合、超電導体５内部に熱歪が生じ、
この超電導体５が早期に破損し易くなる。
【００１６】これらの理由により、図６に示す様な構造
を有する超電導軸受装置は、十分な耐久性を持たず、実
用的ではない。特開昭６４−３０９２０号公報には、固
定側サポートの内部に設けた収納タンク内に超電導体を
設置し、この超電導体と回転側サポート側に設けた励磁
コイルとを、上記固定側サポート及び収納タンクを介し
て対向させた構造が記載されている。ところが、この様
な公報に記載された構造の場合、超電導体と励磁コイル
との距離が離れてしまう。上記公報に記載された従来技
術の場合、マイスナー効果による磁気反発力を利用する
ものであり、上記励磁コイルから磁束を発生させる構造
である為、この励磁コイルに流す電流を多くする事によ
り、或る程度の負荷容量を確保できる。但し、本発明の
様に永久磁石を利用し、しかもピン止め効果により浮上
させる構造の場合には、負荷容量の確保が難しくなる。
を有する超電導軸受装置は、十分な耐久性を持たず、実
用的ではない。特開昭６４−３０９２０号公報には、固
定側サポートの内部に設けた収納タンク内に超電導体を
設置し、この超電導体と回転側サポート側に設けた励磁
コイルとを、上記固定側サポート及び収納タンクを介し
て対向させた構造が記載されている。ところが、この様
な公報に記載された構造の場合、超電導体と励磁コイル
との距離が離れてしまう。上記公報に記載された従来技
術の場合、マイスナー効果による磁気反発力を利用する
ものであり、上記励磁コイルから磁束を発生させる構造
である為、この励磁コイルに流す電流を多くする事によ
り、或る程度の負荷容量を確保できる。但し、本発明の
様に永久磁石を利用し、しかもピン止め効果により浮上
させる構造の場合には、負荷容量の確保が難しくなる。
【００１７】本発明はこの様な事情に鑑みてなされたも
ので、超電導体と永久磁石との距離が離れるのを防止し
つつ、この超電導体中の酸素が抜け出したり、超電導体
に大きな温度勾配が生じるのを防止して、耐久性の優れ
た超電導軸受装置を提供するものである。
ので、超電導体と永久磁石との距離が離れるのを防止し
つつ、この超電導体中の酸素が抜け出したり、超電導体
に大きな温度勾配が生じるのを防止して、耐久性の優れ
た超電導軸受装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の超電導軸受装置
は、被支承面を有し、可動部材に支持された永久磁石
と、この永久磁石の被支承面と対向する部分に開口する
冷却剤溜りを、内部に設けたハウジングと、上記冷却剤
溜りの開口を塞ぎ、その外面を上記被支承面と直接対向
させた薄膜隔壁と、支承面を有し、この支承面と上記薄
膜隔壁の内面との間に隙間を介在させた状態で、上記冷
却剤溜り内に支持された酸化物超電導材製の超電導体
と、上記冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む為の供給口と
を備えている。
は、被支承面を有し、可動部材に支持された永久磁石
と、この永久磁石の被支承面と対向する部分に開口する
冷却剤溜りを、内部に設けたハウジングと、上記冷却剤
溜りの開口を塞ぎ、その外面を上記被支承面と直接対向
させた薄膜隔壁と、支承面を有し、この支承面と上記薄
膜隔壁の内面との間に隙間を介在させた状態で、上記冷
却剤溜り内に支持された酸化物超電導材製の超電導体
と、上記冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む為の供給口と
を備えている。
【００１９】
【作用】上述の様に構成される本発明の超電導軸受装置
の場合、冷却剤により冷却され、超電導状態を保持され
る超電導体と永久磁石との間に働くピン止め効果によ
り、上記超電導体の支承面と永久磁石の被支承面との間
に存在する軸受隙間の寸法が一定に保たれ、上記永久磁
石並びにこの永久磁石を支持した可動部材が、浮上状態
に保持される。
の場合、冷却剤により冷却され、超電導状態を保持され
る超電導体と永久磁石との間に働くピン止め効果によ
り、上記超電導体の支承面と永久磁石の被支承面との間
に存在する軸受隙間の寸法が一定に保たれ、上記永久磁
石並びにこの永久磁石を支持した可動部材が、浮上状態
に保持される。
【００２０】特に、本発明の超電導軸受装置の場合、超
電導体の支承面が薄膜隔壁により覆われ、この薄膜隔壁
の内面と上記支承面との間の隙間にも冷却剤が進入す
る。この為、超電導体が空気や真空に曝らされず、超電
導体が酸化物超電導材料により造られていた場合にも、
超電導性が劣化する事がなくなる。又、支承面も冷却剤
により冷却される為、超電導体に大きな温度勾配が生じ
る事もなくなる。
電導体の支承面が薄膜隔壁により覆われ、この薄膜隔壁
の内面と上記支承面との間の隙間にも冷却剤が進入す
る。この為、超電導体が空気や真空に曝らされず、超電
導体が酸化物超電導材料により造られていた場合にも、
超電導性が劣化する事がなくなる。又、支承面も冷却剤
により冷却される為、超電導体に大きな温度勾配が生じ
る事もなくなる。
【００２１】この結果、超電導体の寿命が延び、この超
電導体を組み込んだ超電導軸受装置の耐久性が向上す
る。又、薄膜隔壁の外面を永久磁石の被支承面と直接対
向させているので、この被支承面と上記超電導体の支承
面との距離を短くできる。この為、上記永久磁石から出
た磁束の多くをこの超電導体に送り込む事ができ、大き
なピン止め効果を得て、負荷容量を十分に確保できる。
電導体を組み込んだ超電導軸受装置の耐久性が向上す
る。又、薄膜隔壁の外面を永久磁石の被支承面と直接対
向させているので、この被支承面と上記超電導体の支承
面との距離を短くできる。この為、上記永久磁石から出
た磁束の多くをこの超電導体に送り込む事ができ、大き
なピン止め効果を得て、負荷容量を十分に確保できる。
【００２２】
【実施例】次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を
更に詳しく説明する。
更に詳しく説明する。
【００２３】図１は本発明の第一実施例を示している。
可動部材である回転軸１の外周面中間部に形成された段
部１０には、円筒状の永久磁石２を下方から突き当て
て、この永久磁石２を上記回転軸１の外周面中間部に支
持固定している。
可動部材である回転軸１の外周面中間部に形成された段
部１０には、円筒状の永久磁石２を下方から突き当て
て、この永久磁石２を上記回転軸１の外周面中間部に支
持固定している。
【００２４】一方、上記回転軸１の周囲で、永久磁石２
の外周面２ａと対向する部分には、ハウジング１１を設
けている。このハウジング１１は、断面Ｌ字形で円環状
の主体１２と円環状の蓋体１３とを組み合わせる事によ
り、内方が開口した断面コ字形で円環状としたもので、
その内部を冷却剤溜り１４としている。
の外周面２ａと対向する部分には、ハウジング１１を設
けている。このハウジング１１は、断面Ｌ字形で円環状
の主体１２と円環状の蓋体１３とを組み合わせる事によ
り、内方が開口した断面コ字形で円環状としたもので、
その内部を冷却剤溜り１４としている。
【００２５】上記ハウジング１１の内周部分には、円筒
形の薄膜隔壁１５を設けて、上記冷却剤溜り１４の内方
開口を塞いでいる。そして、この薄膜隔壁１５の外面で
ある内周面１５ａは、被支承面である上記永久磁石２の
外周面２ａと、軸受隙間８ｂを介して直接対向させてい
る。尚、上記薄膜隔壁１５としては、厚さが０．３〜
０．５mm程度の、オーステナイト系ステンレス鋼板が、
好ましく使用出来る。
形の薄膜隔壁１５を設けて、上記冷却剤溜り１４の内方
開口を塞いでいる。そして、この薄膜隔壁１５の外面で
ある内周面１５ａは、被支承面である上記永久磁石２の
外周面２ａと、軸受隙間８ｂを介して直接対向させてい
る。尚、上記薄膜隔壁１５としては、厚さが０．３〜
０．５mm程度の、オーステナイト系ステンレス鋼板が、
好ましく使用出来る。
【００２６】又、上記冷却剤溜り１４内には、円環状の
超電導体５が、上記薄膜隔壁１５と同心に支持固定され
ている。この超電導体５の内径ｒ5 は、上記薄膜隔壁１
５の外径ｄ15よりも少し大きく（ｒ5 ＞ｄ15）して、支
承面である上記超電導体５の内周面５ａと上記薄膜隔壁
１５の内面である外周面１５ｂとの間に、隙間１６を介
在させている。又、この超電導体５の下面と前記蓋体１
３の上面との間にも隙間１７を介在させている。
超電導体５が、上記薄膜隔壁１５と同心に支持固定され
ている。この超電導体５の内径ｒ5 は、上記薄膜隔壁１
５の外径ｄ15よりも少し大きく（ｒ5 ＞ｄ15）して、支
承面である上記超電導体５の内周面５ａと上記薄膜隔壁
１５の内面である外周面１５ｂとの間に、隙間１６を介
在させている。又、この超電導体５の下面と前記蓋体１
３の上面との間にも隙間１７を介在させている。
【００２７】更に、前記主体１２の上面には供給口１８
を、前記蓋体１３には排出口１９を、それぞれ設け、前
記冷却剤溜り１４内に、冷却剤である液体窒素２０を送
り込み自在として、この冷却剤溜り１４内に支持固定し
た超電導体５を冷却し、超電導状態に保持する様にして
いる。
を、前記蓋体１３には排出口１９を、それぞれ設け、前
記冷却剤溜り１４内に、冷却剤である液体窒素２０を送
り込み自在として、この冷却剤溜り１４内に支持固定し
た超電導体５を冷却し、超電導状態に保持する様にして
いる。
【００２８】供給口１８から冷却剤溜り１４内に送り込
まれた液体窒素２０の一部は、この冷却剤溜り１４内で
気化するが、図示の実施例に於いては、別途設けた冷却
器から供給口１８を通じて冷却剤溜り１４内に、常に新
しい液体窒素２０を送り込み、気化した窒素は、排出口
１９から上記冷却器に送り、再び液化してから上記冷却
剤溜り１４に還流させる様にしている。
まれた液体窒素２０の一部は、この冷却剤溜り１４内で
気化するが、図示の実施例に於いては、別途設けた冷却
器から供給口１８を通じて冷却剤溜り１４内に、常に新
しい液体窒素２０を送り込み、気化した窒素は、排出口
１９から上記冷却器に送り、再び液化してから上記冷却
剤溜り１４に還流させる様にしている。
【００２９】尚、上記超電導体５を構成する超電導材料
としては、従来から提案されている、各種超電導材料を
使用出来るが、液体窒素により超電導状態となる、所謂
高温超電導材料が、好ましく利用出来る。特に、イット
リウム系で、一般に「１２３」相と呼ばれ、YBa2Cu3On
で表わされる組成を有する超電導相中に、「２１１」相
と呼ばれ、Y2BaCuOnで表わされる常電導相の微細な粉末
を均一に混入した超電導材料は、ピン止め効果により大
きな浮上力を得られ、超電導軸受装置の負荷容量を大き
く出来る事から、好ましく利用出来る。
としては、従来から提案されている、各種超電導材料を
使用出来るが、液体窒素により超電導状態となる、所謂
高温超電導材料が、好ましく利用出来る。特に、イット
リウム系で、一般に「１２３」相と呼ばれ、YBa2Cu3On
で表わされる組成を有する超電導相中に、「２１１」相
と呼ばれ、Y2BaCuOnで表わされる常電導相の微細な粉末
を均一に混入した超電導材料は、ピン止め効果により大
きな浮上力を得られ、超電導軸受装置の負荷容量を大き
く出来る事から、好ましく利用出来る。
【００３０】上述の様に構成される本発明の超電導軸受
装置の場合、冷却剤溜り１４内に送り込まれた液体窒素
２０により冷却され超電導状態を保持される超電導体５
と、永久磁石２との間に働くピン止め効果により、上記
永久磁石２並びに回転軸１が前記ハウジング１１の内側
に、非接触状態で保持される。
装置の場合、冷却剤溜り１４内に送り込まれた液体窒素
２０により冷却され超電導状態を保持される超電導体５
と、永久磁石２との間に働くピン止め効果により、上記
永久磁石２並びに回転軸１が前記ハウジング１１の内側
に、非接触状態で保持される。
【００３１】即ち、回転軸１がラジアル方向に変位する
傾向となった場合には、この変位に伴なって永久磁石２
の外周面２ａと超電導体５の内周面５ａとが近付く部分
で反発力が生じ、遠ざかる部分で吸引力が生じる。この
結果上記回転軸１は、超電導体５と同心に保持される。
傾向となった場合には、この変位に伴なって永久磁石２
の外周面２ａと超電導体５の内周面５ａとが近付く部分
で反発力が生じ、遠ざかる部分で吸引力が生じる。この
結果上記回転軸１は、超電導体５と同心に保持される。
【００３２】又、回転軸１が下方に変位する事に伴な
い、永久磁石２が超電導体５から遠ざかる（下方に抜け
出る）傾向となった場合には、永久磁石２と超電導体５
との間に吸引力が働く。この結果上記回転軸１は、上記
永久磁石２と超電導体５とを対向させたままの位置に保
持される。
い、永久磁石２が超電導体５から遠ざかる（下方に抜け
出る）傾向となった場合には、永久磁石２と超電導体５
との間に吸引力が働く。この結果上記回転軸１は、上記
永久磁石２と超電導体５とを対向させたままの位置に保
持される。
【００３３】更に、冷却剤溜り１４内に支持固定された
超電導体５は、内周面５ａが薄膜隔壁１５により覆わ
れ、この薄膜隔壁１５の外周面１５ｂと上記内周面５ａ
との間の隙間１６にも、隙間１７を通じて液体窒素２０
が進入する為、上記超電導体５が空気や真空に曝らされ
ず、この超電導体５が酸化物超電導材料により造られて
いた場合にも、超電導性が劣化する事がなくなる。又、
超電導体５は外周面だけでなく内周面５ａも液体窒素２
０により冷却される為、超電導体５の内外両周面の間に
大きな温度勾配が生じる事もなくなる。
超電導体５は、内周面５ａが薄膜隔壁１５により覆わ
れ、この薄膜隔壁１５の外周面１５ｂと上記内周面５ａ
との間の隙間１６にも、隙間１７を通じて液体窒素２０
が進入する為、上記超電導体５が空気や真空に曝らされ
ず、この超電導体５が酸化物超電導材料により造られて
いた場合にも、超電導性が劣化する事がなくなる。又、
超電導体５は外周面だけでなく内周面５ａも液体窒素２
０により冷却される為、超電導体５の内外両周面の間に
大きな温度勾配が生じる事もなくなる。
【００３４】この結果、超電導体５の寿命が延び、この
超電導体５を組み込んだ超電導軸受装置の耐久性が向上
する。又、上記薄膜隔壁１５の外面を上記永久磁石２の
被支承面である外周面２ａとと直接対向させているの
で、この被支承面と上記超電導体５の支承面との距離を
短くできる。この為、上記永久磁石２から出た磁束の多
くをこの超電導体５に送り込む事ができ、大きなピン止
め効果を得て、負荷容量を十分に確保できる。
超電導体５を組み込んだ超電導軸受装置の耐久性が向上
する。又、上記薄膜隔壁１５の外面を上記永久磁石２の
被支承面である外周面２ａとと直接対向させているの
で、この被支承面と上記超電導体５の支承面との距離を
短くできる。この為、上記永久磁石２から出た磁束の多
くをこの超電導体５に送り込む事ができ、大きなピン止
め効果を得て、負荷容量を十分に確保できる。
【００３５】次に、図２に示した第二実施例に就いて説
明する。本実施例の場合、回転軸１の下端面に、この回
転軸１と同心の凹部２１を形成しており、この凹部２１
内に円板状の永久磁石２を嵌合固定している。
明する。本実施例の場合、回転軸１の下端面に、この回
転軸１と同心の凹部２１を形成しており、この凹部２１
内に円板状の永久磁石２を嵌合固定している。
【００３６】上記回転軸１の下方に設けたハウジング１
１には、上方が開口した冷却剤溜り１４が設けられてお
り、この冷却剤溜り１４の上方開口を、円板状の薄膜隔
壁１５により塞いでいる。そして、この薄膜隔壁１５の
上面を、被支承面である上記永久磁石２の下面２ｂに、
直接対向させている。
１には、上方が開口した冷却剤溜り１４が設けられてお
り、この冷却剤溜り１４の上方開口を、円板状の薄膜隔
壁１５により塞いでいる。そして、この薄膜隔壁１５の
上面を、被支承面である上記永久磁石２の下面２ｂに、
直接対向させている。
【００３７】上記冷却剤溜り１４内には円板状の超電導
体５を、上記回転軸１及び永久磁石２と同心に固定して
いる。そして、支承面であるこの超電導体５の上面５ｂ
と、内面である上記薄膜隔壁１５の下面１５ｃとの間
に、隙間１６を介在させている。
体５を、上記回転軸１及び永久磁石２と同心に固定して
いる。そして、支承面であるこの超電導体５の上面５ｂ
と、内面である上記薄膜隔壁１５の下面１５ｃとの間
に、隙間１６を介在させている。
【００３８】本実施例の場合、前記第一実施例の場合に
比較して、大きなスラスト荷重を支承出来る。その他の
構成及び作用は、第一実施例と同様である為、同等部分
には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
比較して、大きなスラスト荷重を支承出来る。その他の
構成及び作用は、第一実施例と同様である為、同等部分
には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３９】次に、図３に示した第三実施例に就いて説
明する。本実施例の場合、回転軸１の中間部外周面にフ
ランジ部２２を形成すると共に、このフランジ部２２の
下面に、回転軸１と同心の凹部２１を形成しており、こ
の凹部２１内に円環状の永久磁石２を嵌合固定してい
る。
明する。本実施例の場合、回転軸１の中間部外周面にフ
ランジ部２２を形成すると共に、このフランジ部２２の
下面に、回転軸１と同心の凹部２１を形成しており、こ
の凹部２１内に円環状の永久磁石２を嵌合固定してい
る。
【００４０】上記フランジ部２２の下側に於いて、上記
回転軸１の周囲に設けた円環状のハウジング１１には、
上方並びに内方が開口した冷却剤溜り１４が設けられて
おり、この冷却剤溜り１４の上方並びに内方開口を、断
面Ｌ字形で円環状の薄膜隔壁１５により塞いでいる。そ
して、この薄膜隔壁１５の上面を、被支承面である、上
記永久磁石２の下面２ｂに、直接対向させている。
回転軸１の周囲に設けた円環状のハウジング１１には、
上方並びに内方が開口した冷却剤溜り１４が設けられて
おり、この冷却剤溜り１４の上方並びに内方開口を、断
面Ｌ字形で円環状の薄膜隔壁１５により塞いでいる。そ
して、この薄膜隔壁１５の上面を、被支承面である、上
記永久磁石２の下面２ｂに、直接対向させている。
【００４１】上記冷却剤溜り１４内には円環状の超電導
体５を、上記回転軸１及び永久磁石２と同心に固定して
いる。そして、この超電導体５の内周面５ａ並びに支承
面である上面５ｂと、内面である上記薄膜隔壁１５の下
面１５ｃ並びに外周面１５ｂとの間に、隙間１６を介在
させている。
体５を、上記回転軸１及び永久磁石２と同心に固定して
いる。そして、この超電導体５の内周面５ａ並びに支承
面である上面５ｂと、内面である上記薄膜隔壁１５の下
面１５ｃ並びに外周面１５ｂとの間に、隙間１６を介在
させている。
【００４２】本実施例の場合、前記第一実施例の場合に
比較して、大きなスラスト荷重を支承出来る他、回転軸
１に対してラジアル方向に亙る大きな荷重が加わった場
合にも、永久磁石２と超電導体５とが対向しなくなる事
が防止される。その他の構成及び作用は、第一〜第二実
施例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、
重複する説明を省略する。
比較して、大きなスラスト荷重を支承出来る他、回転軸
１に対してラジアル方向に亙る大きな荷重が加わった場
合にも、永久磁石２と超電導体５とが対向しなくなる事
が防止される。その他の構成及び作用は、第一〜第二実
施例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、
重複する説明を省略する。
【００４３】次に、図４に示した第四実施例に就いて説
明する。本実施例の場合、回転軸１の中間部外周面にフ
ランジ部２２を形成すると共に、このフランジ部２２の
下側に、断面Ｌ字形で円環状の永久磁石２を嵌合固定し
ている。
明する。本実施例の場合、回転軸１の中間部外周面にフ
ランジ部２２を形成すると共に、このフランジ部２２の
下側に、断面Ｌ字形で円環状の永久磁石２を嵌合固定し
ている。
【００４４】上記フランジ部２２の下側に於いて、上記
回転軸１の周囲に設けた円環状のハウジング１１には、
上記第三実施例の場合と同様に、上方並びに内方が開口
した冷却剤溜り１４が設けられており、この冷却剤溜り
１４の上方並びに内方開口を、断面Ｌ字形で円環状の薄
膜隔壁１５により塞いでいる。そして、この薄膜隔壁１
５の上面及び内周面１５ａを、被支承面である、上記永
久磁石２の下面２ｂ及 び外周面２ａに、直接対向させて
いる。
回転軸１の周囲に設けた円環状のハウジング１１には、
上記第三実施例の場合と同様に、上方並びに内方が開口
した冷却剤溜り１４が設けられており、この冷却剤溜り
１４の上方並びに内方開口を、断面Ｌ字形で円環状の薄
膜隔壁１５により塞いでいる。そして、この薄膜隔壁１
５の上面及び内周面１５ａを、被支承面である、上記永
久磁石２の下面２ｂ及 び外周面２ａに、直接対向させて
いる。
【００４５】又、上記冷却剤溜り１４内には円環状の超
電導体５を、上記回転軸１及び永久磁石２と同心に固定
している。そして、支承面であるこの超電導体５の上面
５ｂ並びに内周面５ａと、内面である上記薄膜隔壁１５
の下面１５ｃ並びに外周面１５ｂとの間に、隙間１６を
介在させている。
電導体５を、上記回転軸１及び永久磁石２と同心に固定
している。そして、支承面であるこの超電導体５の上面
５ｂ並びに内周面５ａと、内面である上記薄膜隔壁１５
の下面１５ｃ並びに外周面１５ｂとの間に、隙間１６を
介在させている。
【００４６】本実施例の場合、それぞれが支承面である
超電導体５の内周面５ａ並びに上面５ｂと、それぞれが
被支承面である永久磁石２の外周面２ａ並びに下面２ｂ
とが、それぞれ薄膜隔壁１５を介して対向する。
超電導体５の内周面５ａ並びに上面５ｂと、それぞれが
被支承面である永久磁石２の外周面２ａ並びに下面２ｂ
とが、それぞれ薄膜隔壁１５を介して対向する。
【００４７】この為、本実施例の場合、比較的大きなラ
ジアル荷重とスラスト荷重とを支承出来る。即ち、前記
第一実施例の場合、大きなラジアル荷重を支承出来るの
に対して受けられるスラスト荷重が小さく、前記第二実
施例の場合には、反対に、大きなスラスト荷重を支承出
来るのに対して受けられるラジアル荷重が小さい。これ
に対して本実施例の場合は、前記第一実施例と同様に大
きなラジアル荷重と、前記第二実施例と同様に大きなス
ラスト荷重とを受けられる。その他の構成及び作用は、
第一〜第三実施例と同様である為、同等部分には同一符
号を付して、重複する説明を省略する。
ジアル荷重とスラスト荷重とを支承出来る。即ち、前記
第一実施例の場合、大きなラジアル荷重を支承出来るの
に対して受けられるスラスト荷重が小さく、前記第二実
施例の場合には、反対に、大きなスラスト荷重を支承出
来るのに対して受けられるラジアル荷重が小さい。これ
に対して本実施例の場合は、前記第一実施例と同様に大
きなラジアル荷重と、前記第二実施例と同様に大きなス
ラスト荷重とを受けられる。その他の構成及び作用は、
第一〜第三実施例と同様である為、同等部分には同一符
号を付して、重複する説明を省略する。
【００４８】次に、図５に示した第五実施例に就いて説
明する。上述の第四実施例が、永久磁石２を断面Ｌ字形
に、超電導体５を円環状に、それぞれ形成する事によ
り、ラジアル、スラスト両方向に亙る荷重を支承する様
に構成していたのに対し、本実施例の場合には、永久磁
石２を円筒状に、超電導体５を断面Ｌ字形に、それぞれ
形成する事により、ラジアル、スラスト両方向に亙る荷
重を支承する様に構成している。
明する。上述の第四実施例が、永久磁石２を断面Ｌ字形
に、超電導体５を円環状に、それぞれ形成する事によ
り、ラジアル、スラスト両方向に亙る荷重を支承する様
に構成していたのに対し、本実施例の場合には、永久磁
石２を円筒状に、超電導体５を断面Ｌ字形に、それぞれ
形成する事により、ラジアル、スラスト両方向に亙る荷
重を支承する様に構成している。
【００４９】その他の構成及び作用は、上述の第四実施
例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付し
て、重複する説明を省略する。
例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付し
て、重複する説明を省略する。
【００５０】又、本発明の超電導軸受装置は、図示の様
な回転運動用の軸受だけでなく、直線運動用の軸受とし
ても利用可能である。
な回転運動用の軸受だけでなく、直線運動用の軸受とし
ても利用可能である。
【００５１】
【発明の効果】本発明の超電導軸受装置は、以上に述べ
た通り構成され作用する為、十分に大きな負荷容量を確
保し、しかも超電導体の寿命を延ばして、超電導軸受装
置の耐久性向上を図れる。
た通り構成され作用する為、十分に大きな負荷容量を確
保し、しかも超電導体の寿命を延ばして、超電導軸受装
置の耐久性向上を図れる。
【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。
【図２】同じく第二実施例を示す断面図。
【図３】同じく第三実施例を示す断面図。
【図４】同じく第四実施例を示す断面図。
【図５】同じく第五実施例を示す断面図。
【図６】従来例を示す断面図である。
１ 回転軸 ２ 永久磁石 ２ａ 外周面 ２ｂ 下面 ３ 下端面 ４ 外周面 ５ 超電導体 ５ａ 内周面 ５ｂ 上面 ６ 円板 ６ａ 上面 ７ 円筒 ７ａ 内周面 ８ａ 軸受隙間 ８ｂ 軸受隙間 ９ 冷却器 １０ 段部 １１ ハウジング １２ 主体 １３ 蓋体 １４ 冷却剤溜り １５ 薄膜隔壁 １５ａ 内周面 １５ｂ 外周面 １５ｃ 下面 １６ 隙間 １７ 隙間 １８ 供給口 １９ 排出口 ２０ 液体窒素 ２１ 凹部 ２２ フランジ部
Claims (3)
- 【請求項１】 被支承面を有し、可動部材に支持された
永久磁石と、この永久磁石の被支承面と対向する部分に
開口する冷却剤溜りを、内部に設けたハウジングと、上
記冷却剤溜りの開口を塞ぎ、その外面を上記被支承面と
直接対向させた薄膜隔壁と、支承面を有し、この支承面
と上記薄膜隔壁の内面との間に隙間を介在させた状態
で、上記冷却剤溜り内に支持された酸化物超電導材製の
超電導体と、上記冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む為の
供給口とを備えた超電導軸受装置。 - 【請求項２】 冷却剤溜りに冷却剤を送り込む供給口
と、この冷却剤溜りから冷却剤を排出する排出口と、こ
の排出口から排出された冷却剤を冷却して上記供給口を
通じて上記冷却剤溜りに還流させる冷却器とを備えた、
請求項１に記載した超電導軸受装置。 - 【請求項３】 薄膜隔壁が、厚さが０．３〜０．５mmの
オーステナイト系ステンレス鋼板である、請求項１〜２
の何れかに記載した超電導軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08442391A JP3168596B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 超電導軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08442391A JP3168596B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 超電導軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296218A JPH04296218A (ja) | 1992-10-20 |
| JP3168596B2 true JP3168596B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=13830180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08442391A Expired - Fee Related JP3168596B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 超電導軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168596B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101568422B1 (ko) * | 2009-05-06 | 2015-11-12 | 주식회사 포스코 | 롤축을 지지하는 마그네틱 베어링 장치 |
| CN104455200B (zh) * | 2014-12-23 | 2016-09-14 | 江苏理工学院 | 带浮动磁环的挤压油膜阻尼器 |
| JP7104344B2 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-07-21 | ダイキン工業株式会社 | スラスト磁気軸受 |
| CN114635919B (zh) * | 2022-03-08 | 2023-03-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮轴承系统及其控制方法、装置和存储介质 |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP08442391A patent/JP3168596B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04296218A (ja) | 1992-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10042962C1 (de) | Magnetlager zur Lagerung einer drehbaren Welle unter Verwendung von Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial | |
| EP0559839B1 (en) | High temperature superconducting magnetic bearings | |
| EP0585351B1 (en) | Magnet-superconductor systems having high thrust and high stability | |
| US5256638A (en) | Magnetically leviated superconducting bearing | |
| US5763971A (en) | Superconducting bearing device | |
| JPH0587142A (ja) | 超電導軸受装置とその操作方法 | |
| JP3168596B2 (ja) | 超電導軸受装置 | |
| JP3206044B2 (ja) | 複合型超電導軸受装置 | |
| JPH08296648A (ja) | 軸受装置およびその始動方法 | |
| JP3149461B2 (ja) | 超電導軸受装置 | |
| JPH09501761A (ja) | 薄膜超電導体磁気軸受 | |
| JPH08296645A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| Weinberger | Further studies of magnetic levitation using high temperature superconductors | |
| JPH0510329A (ja) | 超電導軸受装置 | |
| JPH08298745A (ja) | フライホイール装置 | |
| JP2553059Y2 (ja) | 超電導軸受装置 | |
| JP3324319B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP2799802B2 (ja) | 超電導浮上型回転装置 | |
| JPH04355104A (ja) | 酸化物超電導材料の表面加工方法 | |
| JPH0681845A (ja) | 超電導軸受装置 | |
| JPH01203715A (ja) | 軸受装置 | |
| Iwasa et al. | Electromaglev-levitation data for single and multiple bulk YBCO disks | |
| JPH08200470A (ja) | フライホイール装置 | |
| JPH08219158A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP3385771B2 (ja) | 超電導磁気軸受装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |