JP3174877B2 - 超電導軸受装置 - Google Patents
超電導軸受装置Info
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁束侵入を許容
する超電導体を用いた超電導軸受装置に関する。
する超電導体を用いた超電導軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導軸受として、たとえば、特開昭６
３−２４３５２３号公報に示すようなものが知られてい
る。
３−２４３５２３号公報に示すようなものが知られてい
る。
【０００３】この超電導軸受は、第１種超電導体すなわ
ち磁束侵入を完全に阻止する超電導体を用いており、超
電導体の完全反磁性現象を利用したものである。この超
電導軸受は、超電導体からなる回転軸の両端を、それぞ
れ一方磁極の磁気を帯びた磁性体からなる１対の支持部
材の凹みにそれぞれ入れ、回転軸をアキシアル方向に非
接触支持するように構成されている。
ち磁束侵入を完全に阻止する超電導体を用いており、超
電導体の完全反磁性現象を利用したものである。この超
電導軸受は、超電導体からなる回転軸の両端を、それぞ
れ一方磁極の磁気を帯びた磁性体からなる１対の支持部
材の凹みにそれぞれ入れ、回転軸をアキシアル方向に非
接触支持するように構成されている。
【０００４】ところで、この従来の超電導軸受では、上
述したように、完全反磁性の性質を利用して非接触支持
を行なうものゆえ、反発方向と直交する方向が不安定と
なるため、回転軸の両端を支持する支持部材について、
回転軸の両端を包み込む形状に加工する必要があるとと
もに、回転軸の両端と支持部材との間でアキシアル方向
およびラジアル方向で対向する部分を、磁化させる必要
があり、製作、設計が面倒なものであった。
述したように、完全反磁性の性質を利用して非接触支持
を行なうものゆえ、反発方向と直交する方向が不安定と
なるため、回転軸の両端を支持する支持部材について、
回転軸の両端を包み込む形状に加工する必要があるとと
もに、回転軸の両端と支持部材との間でアキシアル方向
およびラジアル方向で対向する部分を、磁化させる必要
があり、製作、設計が面倒なものであった。
【０００５】そこで、本出願人は、簡単な構成で安定的
に回転の支持が行なえる超電導軸受として、回転軸に取
付けられた永久磁石と、これに対向するように配置され
る超電導体とからなり、上記永久磁石が、上記回転軸の
回転軸心の周囲の磁束分布が回転によって変化しないよ
うに上記回転軸に取付けられたものであり、上記超電導
体が、上記永久磁石の磁束侵入を許容するもので、上記
永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位置であってかつ
上記回転軸の回転によって侵入磁束の分布が変化しない
位置に配置されるものである超電導軸受を提案した（特
願平２−１８８６９３号参照）。
に回転の支持が行なえる超電導軸受として、回転軸に取
付けられた永久磁石と、これに対向するように配置され
る超電導体とからなり、上記永久磁石が、上記回転軸の
回転軸心の周囲の磁束分布が回転によって変化しないよ
うに上記回転軸に取付けられたものであり、上記超電導
体が、上記永久磁石の磁束侵入を許容するもので、上記
永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位置であってかつ
上記回転軸の回転によって侵入磁束の分布が変化しない
位置に配置されるものである超電導軸受を提案した（特
願平２−１８８６９３号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような超電導軸
受はたとえば高真空ポンプの軸受装置などに適用できる
が、超電導体が万一常電導化（クエンチ）した場合、超
電導軸受による支持がなくなるため、回転軸およびその
まわりの部品が破損するという問題がある。
受はたとえば高真空ポンプの軸受装置などに適用できる
が、超電導体が万一常電導化（クエンチ）した場合、超
電導軸受による支持がなくなるため、回転軸およびその
まわりの部品が破損するという問題がある。
【０００７】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
超電導体が万一常電導化した場合でも回転軸などの破損
を防止することができる超電導軸受装置を提供すること
にある。
超電導体が万一常電導化した場合でも回転軸などの破損
を防止することができる超電導軸受装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明による超電導軸
受装置は、ケーシングの内側に軸方向および半径方向の
移動ならびに回転ができるように配置された回転軸が、
超電導軸受により非接触状態に回転支持されるようにな
されており、上記超電導軸受が、上記回転軸に取付けら
れた永久磁石と、これに対向するように上記ケーシング
に取付けられた超電導体とからなり、上記永久磁石が、
上記回転軸の回転軸心の周囲の磁束分布が回転によって
変化しないように上記回転軸に取付けられたものであ
り、上記超電導体が、上記永久磁石の磁束侵入を許容す
るもので、上記永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位
置であってかつ上記回転軸の回転によって侵入磁束の分
布が変化しない位置にくるように上記ケーシングに取付
けられている超電導軸受装置であって、上記ケーシング
と上記回転軸の間に、転がり軸受で構成されるタッチダ
ウン軸受と、上記ケーシングと上記回転軸の相対位置を
きめる初期位置決め装置とが設けられ、上記初期位置決
め装置が、上記回転軸の一端側において軸方向に移動し
うるように上記ケーシングに取付けられた移動部材を備
えていることを特徴とするものである。
受装置は、ケーシングの内側に軸方向および半径方向の
移動ならびに回転ができるように配置された回転軸が、
超電導軸受により非接触状態に回転支持されるようにな
されており、上記超電導軸受が、上記回転軸に取付けら
れた永久磁石と、これに対向するように上記ケーシング
に取付けられた超電導体とからなり、上記永久磁石が、
上記回転軸の回転軸心の周囲の磁束分布が回転によって
変化しないように上記回転軸に取付けられたものであ
り、上記超電導体が、上記永久磁石の磁束侵入を許容す
るもので、上記永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位
置であってかつ上記回転軸の回転によって侵入磁束の分
布が変化しない位置にくるように上記ケーシングに取付
けられている超電導軸受装置であって、上記ケーシング
と上記回転軸の間に、転がり軸受で構成されるタッチダ
ウン軸受と、上記ケーシングと上記回転軸の相対位置を
きめる初期位置決め装置とが設けられ、上記初期位置決
め装置が、上記回転軸の一端側において軸方向に移動し
うるように上記ケーシングに取付けられた移動部材を備
えていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】超電導軸受の超電導体に侵入した永久磁石の磁
束による拘束作用でもって、永久磁石と超電導体とが所
定の間隔をあけて対向した状態で保持される。この状態
においては、永久磁石を備える回転軸をその軸心まわり
に回転させることが可能である。このとき、超電導体に
侵入した磁束は、磁束分布が回転軸心に対して均一で不
変である限り、回転を妨げる抵抗とはならない。したが
って、超電導軸受の運転を開始する前に、初期位置決め
装置により、ケーシングの超電導体と回転軸の相対位置
を適正に設定することによって、回転軸をアキシアル方
向およびラジアル方向に非接触で安定的に支持すること
ができる。
束による拘束作用でもって、永久磁石と超電導体とが所
定の間隔をあけて対向した状態で保持される。この状態
においては、永久磁石を備える回転軸をその軸心まわり
に回転させることが可能である。このとき、超電導体に
侵入した磁束は、磁束分布が回転軸心に対して均一で不
変である限り、回転を妨げる抵抗とはならない。したが
って、超電導軸受の運転を開始する前に、初期位置決め
装置により、ケーシングの超電導体と回転軸の相対位置
を適正に設定することによって、回転軸をアキシアル方
向およびラジアル方向に非接触で安定的に支持すること
ができる。
【００１０】そして、超電導軸受が万一常電導化して、
超電導軸受による支持がなくなったた場合でも、ケーシ
ングと回転軸の間に設けられているタッチダウン軸受に
より回転軸が回転支持されるため、回転軸およびそのま
わりの部品の破損が防止される。
超電導軸受による支持がなくなったた場合でも、ケーシ
ングと回転軸の間に設けられているタッチダウン軸受に
より回転軸が回転支持されるため、回転軸およびそのま
わりの部品の破損が防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００１２】図面は超電導軸受装置の全体構成を概略的
に示しており、この軸受装置は、垂直に配置されるケー
シング(1)と、ケーシング(1)内の中心に非接触状態に回
転支持される垂直な回転軸(2)とを備えている。
に示しており、この軸受装置は、垂直に配置されるケー
シング(1)と、ケーシング(1)内の中心に非接触状態に回
転支持される垂直な回転軸(2)とを備えている。
【００１３】ケーシング(1)は、複数の部品から構成さ
れており、全体として下端が開口した厚肉円筒状をな
す。ケーシング(1)内の上下中央部に回転軸(2)を高速回
転させるための高周波モータ(3)が設けられ、その上下
に回転軸(2)を非接触状態に支持するための超電導軸受
(4)(5)が設けられている。
れており、全体として下端が開口した厚肉円筒状をな
す。ケーシング(1)内の上下中央部に回転軸(2)を高速回
転させるための高周波モータ(3)が設けられ、その上下
に回転軸(2)を非接触状態に支持するための超電導軸受
(4)(5)が設けられている。
【００１４】モータ(3)は、ケーシング(1)に設けられた
ステータ(6)と、回転軸(2)に設けられたロータ(7)とか
ら構成されている。
ステータ(6)と、回転軸(2)に設けられたロータ(7)とか
ら構成されている。
【００１５】上部超電導軸受(4)は、次のように構成さ
れている。ケーシング(1)内に、環状で中空の冷却ケー
ス(8)が固定されている。ケース(8)の中心にはこれを上
下に貫通する貫通穴(9)が形成され、この穴(9)に回転軸
(2)が隙間をあけて通されている。ケース(8)の穴(9)の
部分の内周壁の上下中央部に環状凹みぞ(10)が形成さ
れ、このみぞ(10)の底の部分の内径が穴(9)の内径より
かなり大きくなっている。穴あき円板状の永久磁石(11)
が回転軸(2)に固定され、ケース(8)のみぞ(10)に隙間を
あけてはまるようになっている。この磁石(11)は、上端
に一方磁極（例えばＮ極）の磁気を、下端に他方磁極
（例えばＳ極）の磁気をそれぞれ帯びたものであり、回
転軸(2)の回転軸心の周囲の磁束分布が回転によって変
化しないように回転軸(2)に取付けられている。ケース
(8)内のみぞ(10)の上側の壁の上面に、環状の上部超電
導体(12)が固定されている。ケース(8)内のみぞ(10)の
下側の壁の下面に、環状の下部超電導体(13)が固定され
ている。これらの超電導体(12)(13)は、イットリウム系
高温超電導体、たとえばＹＢａ2Ｃｕ3Ｏxからなる基板
の内部に常電導粒子（Ｙ2Ｂａ1Ｃｕ1）を均一に混在さ
せたものからなり、永久磁石(11)から発せられる磁束侵
入を拘束する性質を持つものである。そして、超電導体
(12)(13)は、永久磁石(11)の磁束が所定量侵入する離間
位置であって、回転軸(2)の回転によって侵入磁束の分
布が変化しない位置にくるようにケース(8)に取付けら
れている。なお、ケース(8)の少なくともみぞ(10)の部
分の壁とその上下の超電導体(12)(13)に対応する内周壁
の部分は、非磁性体より構成されている。
れている。ケーシング(1)内に、環状で中空の冷却ケー
ス(8)が固定されている。ケース(8)の中心にはこれを上
下に貫通する貫通穴(9)が形成され、この穴(9)に回転軸
(2)が隙間をあけて通されている。ケース(8)の穴(9)の
部分の内周壁の上下中央部に環状凹みぞ(10)が形成さ
れ、このみぞ(10)の底の部分の内径が穴(9)の内径より
かなり大きくなっている。穴あき円板状の永久磁石(11)
が回転軸(2)に固定され、ケース(8)のみぞ(10)に隙間を
あけてはまるようになっている。この磁石(11)は、上端
に一方磁極（例えばＮ極）の磁気を、下端に他方磁極
（例えばＳ極）の磁気をそれぞれ帯びたものであり、回
転軸(2)の回転軸心の周囲の磁束分布が回転によって変
化しないように回転軸(2)に取付けられている。ケース
(8)内のみぞ(10)の上側の壁の上面に、環状の上部超電
導体(12)が固定されている。ケース(8)内のみぞ(10)の
下側の壁の下面に、環状の下部超電導体(13)が固定され
ている。これらの超電導体(12)(13)は、イットリウム系
高温超電導体、たとえばＹＢａ2Ｃｕ3Ｏxからなる基板
の内部に常電導粒子（Ｙ2Ｂａ1Ｃｕ1）を均一に混在さ
せたものからなり、永久磁石(11)から発せられる磁束侵
入を拘束する性質を持つものである。そして、超電導体
(12)(13)は、永久磁石(11)の磁束が所定量侵入する離間
位置であって、回転軸(2)の回転によって侵入磁束の分
布が変化しない位置にくるようにケース(8)に取付けら
れている。なお、ケース(8)の少なくともみぞ(10)の部
分の壁とその上下の超電導体(12)(13)に対応する内周壁
の部分は、非磁性体より構成されている。
【００１６】下部超電導軸受(5)の構成は上部超電導軸
受(4)と同様であり、同じ部分には同一の符号を付して
いる。
受(4)と同様であり、同じ部分には同一の符号を付して
いる。
【００１７】上下の超電導軸受(4)(5)のケース(8)は、
ケーシング(1)内に通された連通管(14)によって連通さ
せられている。上部のケース(8)にはケーシング(1)を貫
通して外部にのびる冷却剤導入管(15)が、下部のケース
(8)には同様の冷却剤排出管(16)がそれぞれ接続されて
いる。上部のケース(8)の冷却剤導入管(15)は冷凍機な
どを備えた冷却装置(18)の冷却剤往き管（吐出管）(19)
に、下部のケース(8)は冷却装置(18)の冷却剤戻り管
（吸込管）(20)にそれぞれ接続されている。そして、冷
却装置(18)により、たとえば液体窒素などの冷却剤が往
き管(19)、導入管(15)、上部のケース(8)、連通管(1
4)、下部のケース(8)、排出管(16)および戻り管(20)を
通して循環させられ、ケース(8)内に満たされる冷却剤
によって超電導体(12)(13)が冷却される。このため、超
電導体(12)(13)が超電導状態になって、回転軸(2)の永
久磁石(11)から発せられる磁束の多くが超電導体(12)(1
3)の内部に侵入して拘束されることになる（トラップ現
象）。ここで、超電導体(12)(13)はその内部に常電導粒
子が均一に混在されているため、超電導体(12)(13)内部
への侵入磁束の分布が一定となり、そのため、あたかも
超電導体(12)(13)に立設した仮想ピンに回転軸(2)の永
久磁石(11)が貫かれたようになり、超電導体(12)(13)に
対して回転軸(2)が拘束される。そのため、回転軸(2)
は、きわめて安定的に浮上した状態で、アキシアル方向
およびラジアル方向に支持されることになる。
ケーシング(1)内に通された連通管(14)によって連通さ
せられている。上部のケース(8)にはケーシング(1)を貫
通して外部にのびる冷却剤導入管(15)が、下部のケース
(8)には同様の冷却剤排出管(16)がそれぞれ接続されて
いる。上部のケース(8)の冷却剤導入管(15)は冷凍機な
どを備えた冷却装置(18)の冷却剤往き管（吐出管）(19)
に、下部のケース(8)は冷却装置(18)の冷却剤戻り管
（吸込管）(20)にそれぞれ接続されている。そして、冷
却装置(18)により、たとえば液体窒素などの冷却剤が往
き管(19)、導入管(15)、上部のケース(8)、連通管(1
4)、下部のケース(8)、排出管(16)および戻り管(20)を
通して循環させられ、ケース(8)内に満たされる冷却剤
によって超電導体(12)(13)が冷却される。このため、超
電導体(12)(13)が超電導状態になって、回転軸(2)の永
久磁石(11)から発せられる磁束の多くが超電導体(12)(1
3)の内部に侵入して拘束されることになる（トラップ現
象）。ここで、超電導体(12)(13)はその内部に常電導粒
子が均一に混在されているため、超電導体(12)(13)内部
への侵入磁束の分布が一定となり、そのため、あたかも
超電導体(12)(13)に立設した仮想ピンに回転軸(2)の永
久磁石(11)が貫かれたようになり、超電導体(12)(13)に
対して回転軸(2)が拘束される。そのため、回転軸(2)
は、きわめて安定的に浮上した状態で、アキシアル方向
およびラジアル方向に支持されることになる。
【００１８】ケーシング(1)内の上部および下部に環状
の保護部材(21)(22)が固定され、これらに対応して、回
転軸(2)の上部および下部に１対のセラミック転がり軸
受よりなるタッチダウン軸受(23)(24)がそれぞれ設けら
れている。保護部材(21)(22)の内周面に浅い環状みぞ(2
5)(26)が形成されており、このみぞ(25)(26)の内側の部
分にタッチダウン軸受(23)(24)が隙間をあけて配置され
ている。タッチダウン軸受(23)(24)は、ラジアル荷重と
アキシアル荷重を受けられるものであり、たとえば正面
組合せまたは背面組合せの１対のアンギュラ玉軸受より
なる。
の保護部材(21)(22)が固定され、これらに対応して、回
転軸(2)の上部および下部に１対のセラミック転がり軸
受よりなるタッチダウン軸受(23)(24)がそれぞれ設けら
れている。保護部材(21)(22)の内周面に浅い環状みぞ(2
5)(26)が形成されており、このみぞ(25)(26)の内側の部
分にタッチダウン軸受(23)(24)が隙間をあけて配置され
ている。タッチダウン軸受(23)(24)は、ラジアル荷重と
アキシアル荷重を受けられるものであり、たとえば正面
組合せまたは背面組合せの１対のアンギュラ玉軸受より
なる。
【００１９】運転中に、万一、超電導軸受(4)(5)の超電
導体(12)(13)が常電導化して支持力がなくなったような
場合、上下のタッチダウン軸受(23)(24)がケーシング
(1)の保護部材(21)(22)に接触し、これによって回転軸
(2)が回転支持される。このため、回転軸(2)およびその
まわりの部品の破損が防止される。
導体(12)(13)が常電導化して支持力がなくなったような
場合、上下のタッチダウン軸受(23)(24)がケーシング
(1)の保護部材(21)(22)に接触し、これによって回転軸
(2)が回転支持される。このため、回転軸(2)およびその
まわりの部品の破損が防止される。
【００２０】上記の超電導軸受装置には、次のように、
運転前にケーシング(1)と回転軸(2)の相対位置を設定す
るための初期位置決め装置(27)が設けられている。
運転前にケーシング(1)と回転軸(2)の相対位置を設定す
るための初期位置決め装置(27)が設けられている。
【００２１】ケーシング(1)の下部開口端部に、公知の
適宜な手段により昇降させられる昇降部材(28)（移動部
材）が設けられている。昇降部材(28)の上端面に円錐状
の突起(29)が設けられ、これに対向する回転軸(2)の下
端面にこの突起(29)がはまる円錐穴(30)が形成されてい
る。また、回転軸(2)の上端面に円錐状の突起(31)が設
けられ、これに対向するケーシング(1)の上壁の下面に
この突起(31)がはまる円錐穴(32)が形成されている。
適宜な手段により昇降させられる昇降部材(28)（移動部
材）が設けられている。昇降部材(28)の上端面に円錐状
の突起(29)が設けられ、これに対向する回転軸(2)の下
端面にこの突起(29)がはまる円錐穴(30)が形成されてい
る。また、回転軸(2)の上端面に円錐状の突起(31)が設
けられ、これに対向するケーシング(1)の上壁の下面に
この突起(31)がはまる円錐穴(32)が形成されている。
【００２２】運転時には、昇降部材(28)は下方の運転位
置まで下降しており、前記のように超電導軸受(4)(5)に
よって回転軸(2)が支持されることにより、昇降部材(2
8)の突起(29)が回転軸(2)の円錐穴(30)の壁から離れる
とともに、回転軸(2)の突起(31)がケーシング(1)の円錐
穴(32)の壁から離れている。また、回転軸(2)はケーシ
ング(1)のほぼ中心に支持された状態で回転し、永久磁
石(11)はケース(8)のみぞ(10)内のほぼ上下中央に支持
されている。
置まで下降しており、前記のように超電導軸受(4)(5)に
よって回転軸(2)が支持されることにより、昇降部材(2
8)の突起(29)が回転軸(2)の円錐穴(30)の壁から離れる
とともに、回転軸(2)の突起(31)がケーシング(1)の円錐
穴(32)の壁から離れている。また、回転軸(2)はケーシ
ング(1)のほぼ中心に支持された状態で回転し、永久磁
石(11)はケース(8)のみぞ(10)内のほぼ上下中央に支持
されている。
【００２３】停止時には、通常、冷却装置(18)からの冷
却剤の供給も停止している。このため、超電導体(12)(1
3)は常電導状態になり、支持力がなくなっている。この
ため、回転軸(2)は、タッチダウン軸受(23)(24)を介し
てケーシング(1)に支持された状態で停止している。
却剤の供給も停止している。このため、超電導体(12)(1
3)は常電導状態になり、支持力がなくなっている。この
ため、回転軸(2)は、タッチダウン軸受(23)(24)を介し
てケーシング(1)に支持された状態で停止している。
【００２４】このような停止状態の軸受装置は、次のよ
うにして運転状態にされる。
うにして運転状態にされる。
【００２５】まず、昇降部材(28)を上方の設定位置まで
上昇させる。昇降部材(28)が上昇すると、まず、昇降部
材(28)の突起(29)が回転軸(2)の円錐穴(30)に密接し
て、回転軸(2)が上に持ち上げられ、回転軸(2)の突起(3
1)がケーシング(1)の円錐穴(32)に密接して、回転軸(2)
および昇降部材(28)が停止する。このように昇降部材(2
8)および回転軸(2)の円錐状の突起(29)(31)が回転軸(2)
およびケーシング(1)の円錐穴(30)(32)にはまることに
より、回転軸(2)がケーシング(1)の中心に位置決めされ
る。また、このとき、永久磁石(11)はケース(8)のみぞ
(10)の上側の壁に接近し、この壁から永久磁石(11)の上
面までの距離はみぞ(10)の下側の壁から永久磁石(11)の
下面までの距離より小さくなっている。このように回転
軸(2)が位置決めされたならば、冷却装置(18)により超
電導軸受(4)(5)に冷却剤を循環させて、超電導体(12)(1
3)を冷却する。超電導体(12)(13)が冷却されて超電導状
態になると、前述のように支持力が発生するので、昇降
部材(28)を運転位置まで下降させて、これによる支持を
なくす。昇降部材(28)による支持力がなくなると、回転
軸(2)は自重で若干下降して、超電導軸受(4)(5)の磁気
反発力およびピン止め力と釣合う位置に停止する。これ
により、永久磁石(11)がケース(8)のみぞ(10)内のほぼ
上下中央に支持され、回転軸(2)が前述のように非接触
状態に支持されるので、モータ(3)により回転軸(2)を回
転させて、運転を開始する。
上昇させる。昇降部材(28)が上昇すると、まず、昇降部
材(28)の突起(29)が回転軸(2)の円錐穴(30)に密接し
て、回転軸(2)が上に持ち上げられ、回転軸(2)の突起(3
1)がケーシング(1)の円錐穴(32)に密接して、回転軸(2)
および昇降部材(28)が停止する。このように昇降部材(2
8)および回転軸(2)の円錐状の突起(29)(31)が回転軸(2)
およびケーシング(1)の円錐穴(30)(32)にはまることに
より、回転軸(2)がケーシング(1)の中心に位置決めされ
る。また、このとき、永久磁石(11)はケース(8)のみぞ
(10)の上側の壁に接近し、この壁から永久磁石(11)の上
面までの距離はみぞ(10)の下側の壁から永久磁石(11)の
下面までの距離より小さくなっている。このように回転
軸(2)が位置決めされたならば、冷却装置(18)により超
電導軸受(4)(5)に冷却剤を循環させて、超電導体(12)(1
3)を冷却する。超電導体(12)(13)が冷却されて超電導状
態になると、前述のように支持力が発生するので、昇降
部材(28)を運転位置まで下降させて、これによる支持を
なくす。昇降部材(28)による支持力がなくなると、回転
軸(2)は自重で若干下降して、超電導軸受(4)(5)の磁気
反発力およびピン止め力と釣合う位置に停止する。これ
により、永久磁石(11)がケース(8)のみぞ(10)内のほぼ
上下中央に支持され、回転軸(2)が前述のように非接触
状態に支持されるので、モータ(3)により回転軸(2)を回
転させて、運転を開始する。
【００２６】超電導軸受(4)(5)の構成などは、上記実施
形態のものに限らず、適宜変更可能である。超電導軸受
には、回転軸の外周に円筒状の永久磁石が取付けられ
て、その一端に一方磁極の磁気を、他端に他方磁極の磁
気をそれぞれ帯びており、この永久磁石の周囲に円筒
状、部分円筒状または板状の超電導体が配置される形式
のものもあるが、このような超電導軸受を使用した超電
導軸受装置にもこの発明は適用できる。
形態のものに限らず、適宜変更可能である。超電導軸受
には、回転軸の外周に円筒状の永久磁石が取付けられ
て、その一端に一方磁極の磁気を、他端に他方磁極の磁
気をそれぞれ帯びており、この永久磁石の周囲に円筒
状、部分円筒状または板状の超電導体が配置される形式
のものもあるが、このような超電導軸受を使用した超電
導軸受装置にもこの発明は適用できる。
【００２７】
【発明の効果】この発明の超電導軸受装置によれば、上
述のように、回転軸をアキシアル方向およびラジアル方
向に非接触で安定的に支持することができるとともに、
超電導軸受が万一常電導化して、超電導軸受による支持
がなくなった場合でも、タッチダウン軸受により、回転
軸およびそのまわりの部品の破損を防止することができ
る。
述のように、回転軸をアキシアル方向およびラジアル方
向に非接触で安定的に支持することができるとともに、
超電導軸受が万一常電導化して、超電導軸受による支持
がなくなった場合でも、タッチダウン軸受により、回転
軸およびそのまわりの部品の破損を防止することができ
る。
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す超電導軸受
装置の概略縦断面図である。
装置の概略縦断面図である。
(1) ケーシング (2) 回転軸 (4)(5) 超電導軸受 (11) 永久磁石 (12)(13) 超電導体 (23)(24) タッチダウン軸受(27) 初期位置決め装置 (28) 昇降部材（移動部材）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−234618（ＪＰ，Ａ) 米国特許4886778（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 32/00 - 32/06
Claims (1)
- 【請求項１】ケーシングの内側に軸方向および半径方向
の移動ならびに回転ができるように配置された回転軸
が、超電導軸受により非接触状態に回転支持されるよう
になされており、上記超電導軸受が、上記回転軸に取付
けられた永久磁石と、これに対向するように上記ケーシ
ングに取付けられた超電導体とからなり、上記永久磁石
が、上記回転軸の回転軸心の周囲の磁束分布が回転によ
って変化しないように上記回転軸に取付けられたもので
あり、上記超電導体が、上記永久磁石の磁束侵入を許容
するもので、上記永久磁石の磁束が所定量侵入する離間
位置であってかつ上記回転軸の回転によって侵入磁束の
分布が変化しない位置にくるように上記ケーシングに取
付けられている超電導軸受装置であって、 上記ケーシングと上記回転軸の間に、転がり軸受で構成
されるタッチダウン軸受と、上記ケーシングと上記回転
軸の相対位置をきめる初期位置決め装置とが設けられ、
上記初期位置決め装置が、上記回転軸の一端側において
軸方向に移動しうるように上記ケーシングに取付けられ
た移動部材を備えていることを特徴とする超電導軸受装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29367697A JP3174877B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 超電導軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29367697A JP3174877B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 超電導軸受装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2293256A Division JP3069745B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 超電導軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115319A JPH10115319A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3174877B2 true JP3174877B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=17797796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29367697A Expired - Fee Related JP3174877B2 (ja) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | 超電導軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174877B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3892674B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2007-03-14 | 株式会社東芝 | 回転陽極型ｘ線管 |
-
1997
- 1997-10-27 JP JP29367697A patent/JP3174877B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10115319A (ja) | 1998-05-06 |
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