JP3328073B2 - ダンピング機能を有する磁気浮上装置 - Google Patents
ダンピング機能を有する磁気浮上装置Info
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- JP3328073B2 JP3328073B2 JP15503894A JP15503894A JP3328073B2 JP 3328073 B2 JP3328073 B2 JP 3328073B2 JP 15503894 A JP15503894 A JP 15503894A JP 15503894 A JP15503894 A JP 15503894A JP 3328073 B2 JP3328073 B2 JP 3328073B2
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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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- 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
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
-
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマグネットと超電導体の
組み合わせにより発生する磁気浮上力を応用した磁気浮
上装置に関するものである。主にターボ分子ポンプのよ
うな軽負荷高速回転用の軸受、電力貯蔵に用いられるフ
ライホイールの軸受等、浮上装置、さらには除振装置に
応用され、系固有の共振点で発生する振動を抑制するダ
ンピング機能を有する磁気浮上装置に関するものであ
る。
組み合わせにより発生する磁気浮上力を応用した磁気浮
上装置に関するものである。主にターボ分子ポンプのよ
うな軽負荷高速回転用の軸受、電力貯蔵に用いられるフ
ライホイールの軸受等、浮上装置、さらには除振装置に
応用され、系固有の共振点で発生する振動を抑制するダ
ンピング機能を有する磁気浮上装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】軸受の現在の主流は転がり軸受と滑り軸
受等に代表される機械軸受である。機械軸受においては
極力摩擦を小さくし、効率化が図られてきている。しか
し摩擦や使用材料等の問題から高速回転化には限界が生
じている。また、使用する環境ではエレクトロニクス分
野を始めとして製造環境のクリーン化が要求される分野
も拡大してきており、従来の転がり等の軸受では機械的
な接触から発生する塵芥が大きな問題となっている。
受等に代表される機械軸受である。機械軸受においては
極力摩擦を小さくし、効率化が図られてきている。しか
し摩擦や使用材料等の問題から高速回転化には限界が生
じている。また、使用する環境ではエレクトロニクス分
野を始めとして製造環境のクリーン化が要求される分野
も拡大してきており、従来の転がり等の軸受では機械的
な接触から発生する塵芥が大きな問題となっている。
【０００３】この回転体の高速化、使用環境のクリーン
化のニーズに対応して空気等を媒体とした気体軸受、電
磁力を応用した磁気軸受等の非接触軸受が開発され、実
用化されている。しかしながら、これらの軸受は高度な
加工精度が要求されるとともに、精密な制御を必要とす
る。
化のニーズに対応して空気等を媒体とした気体軸受、電
磁力を応用した磁気軸受等の非接触軸受が開発され、実
用化されている。しかしながら、これらの軸受は高度な
加工精度が要求されるとともに、精密な制御を必要とす
る。
【０００４】このような問題に対して、超電導の持つ特
性（磁気浮上）を利用した非接触の磁気軸受（例えば特
開昭６４−４０７１４号公報）が提案され、応用化が検
討されている。
性（磁気浮上）を利用した非接触の磁気軸受（例えば特
開昭６４−４０７１４号公報）が提案され、応用化が検
討されている。
【０００５】近年、Ｙ系の酸化物超電導バルク材の大幅
な特性向上により、この材料を用いて重量が数ｋｇの軸
を数万回転させる磁気軸受の試作（Advance in Superco
nductivity 5 P1309）がすでに行なわれている。
な特性向上により、この材料を用いて重量が数ｋｇの軸
を数万回転させる磁気軸受の試作（Advance in Superco
nductivity 5 P1309）がすでに行なわれている。
【０００６】しかしながら超電導体を利用した軸受の場
合でも回転体で、回転数を上げてゆくと系の持つ固有の
回転数に一致したとき共振を起こし、大きく振動する。
また、除振装置でも同様に系固有の共振点に達したと
き、大きな振幅の振動を発生する。共振点以上で使用す
る機器においては必ずこの共振点を通過するために、こ
の共振を何らかの方法で抑制（ダンピング）する必要が
ある。この共振点での振幅を小さくするダンピング特性
の向上が実用化には不可欠の技術開発課題である。共振
点での振幅の大きい振動を抑制する方法として、現在実
用化されているものに電磁コイルを用いた制御型の磁気
軸受がある。この軸受では非常に複雑で精密な制御が要
求され、高価な装置になっている。
合でも回転体で、回転数を上げてゆくと系の持つ固有の
回転数に一致したとき共振を起こし、大きく振動する。
また、除振装置でも同様に系固有の共振点に達したと
き、大きな振幅の振動を発生する。共振点以上で使用す
る機器においては必ずこの共振点を通過するために、こ
の共振を何らかの方法で抑制（ダンピング）する必要が
ある。この共振点での振幅を小さくするダンピング特性
の向上が実用化には不可欠の技術開発課題である。共振
点での振幅の大きい振動を抑制する方法として、現在実
用化されているものに電磁コイルを用いた制御型の磁気
軸受がある。この軸受では非常に複雑で精密な制御が要
求され、高価な装置になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は剛性とダンピ
ング特性を損うことなく軸受や除振装置に低周波から高
周波域に至るまで簡単な構造で軸の振れを効果的に抑制
し、安定して使用が可能な軸受、除振装置の提供を目的
とする。
ング特性を損うことなく軸受や除振装置に低周波から高
周波域に至るまで簡単な構造で軸の振れを効果的に抑制
し、安定して使用が可能な軸受、除振装置の提供を目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本発明磁気浮
上装置は上記課題を解決するためにダンピング機能を有
する金属で超電導体を全面覆う方法である。すなわち、
超電導体内に捕捉した磁束の動きを止める強い磁束のピ
ン止め力を有する酸化物超電導体と、永久磁石または電
磁石で構成した超電導磁気浮上装置であって、該酸化物
超電導体の表面を非磁性で、非抵抗が小さい金属で全面
を覆っていることを特徴とするダンピング機能を有する
磁気浮上装置。該金属厚さを磁石と対向する酸化物超電
導体の中心部表面を薄く、残部を厚くすることを特徴と
する（１）記載の磁気浮上装置。
上装置は上記課題を解決するためにダンピング機能を有
する金属で超電導体を全面覆う方法である。すなわち、
超電導体内に捕捉した磁束の動きを止める強い磁束のピ
ン止め力を有する酸化物超電導体と、永久磁石または電
磁石で構成した超電導磁気浮上装置であって、該酸化物
超電導体の表面を非磁性で、非抵抗が小さい金属で全面
を覆っていることを特徴とするダンピング機能を有する
磁気浮上装置。該金属厚さを磁石と対向する酸化物超電
導体の中心部表面を薄く、残部を厚くすることを特徴と
する（１）記載の磁気浮上装置。
【０００９】酸化物超電導バルク材料と磁石間に働く剛
性とダンピングは相反する特性を示す。すなわち、剛性
を高めるためには超電導体内に捕捉した磁束の動きを止
める強い磁束のピン止めが必要であり、ダンピング効果
を大きくするためには超電導体のピン止めが弱く、簡単
に超電導体内に捕捉されている磁束が動くことが必要で
ある。
性とダンピングは相反する特性を示す。すなわち、剛性
を高めるためには超電導体内に捕捉した磁束の動きを止
める強い磁束のピン止めが必要であり、ダンピング効果
を大きくするためには超電導体のピン止めが弱く、簡単
に超電導体内に捕捉されている磁束が動くことが必要で
ある。
【００１０】ダンピング効果をもたらす方法として上記
した超電導体内に捕捉された磁束を動き易くする方法と
電磁誘導によって発生した渦電流をジュール熱の発生に
よりエネルギー損失を起こさせる方法がある。
した超電導体内に捕捉された磁束を動き易くする方法と
電磁誘導によって発生した渦電流をジュール熱の発生に
よりエネルギー損失を起こさせる方法がある。
【００１１】超電導体を比抵抗が小さく、非磁性の金属
で覆うことにより、この高い剛性を維持したまま、特性
を損うことなく振動による磁束の変化を導電性物質表面
に電磁誘導を発生させ、エネルギー損失により剛性を損
うことなくダンピング機能を有する装置が開発できる。
で覆うことにより、この高い剛性を維持したまま、特性
を損うことなく振動による磁束の変化を導電性物質表面
に電磁誘導を発生させ、エネルギー損失により剛性を損
うことなくダンピング機能を有する装置が開発できる。
【００１２】本発明の具体的な構造の一例は図１に示す
ように、永久磁石４と対向して配置されたバルク状の超
電導体１を、比抵抗の小さい無酸素銅の板材２で覆った
ものである。
ように、永久磁石４と対向して配置されたバルク状の超
電導体１を、比抵抗の小さい無酸素銅の板材２で覆った
ものである。
【００１３】超電導浮上装置において、浮上機能は高い
臨界電流密度をもつ超電導体が担う。超電導体として
は、例えばＹ系酸化物超電導体、すなわち、ＲＥＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-y （但し、式中、ＲＥはＹまたはその他の希
土類元素（Ｓｃおよびランタノイド元素）である。）な
どのようなバルク状形状を有する公知の各種の酸化物超
電導体を用いることができるが、特に、単一結晶粒で構
成されたＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏ7-y 相中にＹ2 ＢａＣｕ5 相
が分散しているような（特公平４−４０２８９号公報）
高臨界電流密度の酸化物超電導体を用いるのが有用であ
る。
臨界電流密度をもつ超電導体が担う。超電導体として
は、例えばＹ系酸化物超電導体、すなわち、ＲＥＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-y （但し、式中、ＲＥはＹまたはその他の希
土類元素（Ｓｃおよびランタノイド元素）である。）な
どのようなバルク状形状を有する公知の各種の酸化物超
電導体を用いることができるが、特に、単一結晶粒で構
成されたＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏ7-y 相中にＹ2 ＢａＣｕ5 相
が分散しているような（特公平４−４０２８９号公報）
高臨界電流密度の酸化物超電導体を用いるのが有用であ
る。
【００１４】また、超電導体を金属で覆うことによる効
果はダンピング特性を高めると共にＹ系酸化物超電導体
の劣化を抑制する効果である。
果はダンピング特性を高めると共にＹ系酸化物超電導体
の劣化を抑制する効果である。
【００１５】Ｙ系酸化物超電導体は主成分にＢａを含
む。このＢａは化学的に不安定であり、使用中の材料劣
化の原因になっている。その原因は水分によるものであ
り、超電導体の表面を金属で覆うことによって水分との
直接的な接触を防ぐことができる。すなわち浮上装置に
用いる超電導体は超電導状態にするための冷却と、装置
の使用終了時や保守時に冷却を中断する。超電導体を常
温に戻す温度サイクルを繰り返すと超電導体は変質し、
劣化を生じる。最終的には超電導体を破壊に至らす。こ
の現象は超電導体ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏｘ組成中のＢａが大
気中の水分と反応してＢａＣＯ3 に変質するのが原因で
ある。超電導体を金属で被覆することによって、超電導
体が直接的には水分との接触が防止されるので使用中の
劣化を抑制することができる。
む。このＢａは化学的に不安定であり、使用中の材料劣
化の原因になっている。その原因は水分によるものであ
り、超電導体の表面を金属で覆うことによって水分との
直接的な接触を防ぐことができる。すなわち浮上装置に
用いる超電導体は超電導状態にするための冷却と、装置
の使用終了時や保守時に冷却を中断する。超電導体を常
温に戻す温度サイクルを繰り返すと超電導体は変質し、
劣化を生じる。最終的には超電導体を破壊に至らす。こ
の現象は超電導体ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏｘ組成中のＢａが大
気中の水分と反応してＢａＣＯ3 に変質するのが原因で
ある。超電導体を金属で被覆することによって、超電導
体が直接的には水分との接触が防止されるので使用中の
劣化を抑制することができる。
【００１６】また、磁気浮上力は超電導体と磁石との組
み合せにより得られるものであり、超電導体には磁石か
らの磁場が作用している。したがって、超電導体を覆う
金属にも対極の磁石の影響を受ける。この影響を取り除
くためには、非磁性体の金属でなければならない。
み合せにより得られるものであり、超電導体には磁石か
らの磁場が作用している。したがって、超電導体を覆う
金属にも対極の磁石の影響を受ける。この影響を取り除
くためには、非磁性体の金属でなければならない。
【００１７】上記した二つの理由から超電導体を覆う金
属には金、銀、銅、アルミニウムがダンピング材料には
適している。また超電導体を覆う金属の比抵抗として
は、具体的には、７５×１０-6Ωｃｍ以下、より好まし
くは３×１０-6Ωｃｍ以下であることが望ましく、また
本明細書において「非磁性」とは磁化率が１０-6程度以
下のものを指す。
属には金、銀、銅、アルミニウムがダンピング材料には
適している。また超電導体を覆う金属の比抵抗として
は、具体的には、７５×１０-6Ωｃｍ以下、より好まし
くは３×１０-6Ωｃｍ以下であることが望ましく、また
本明細書において「非磁性」とは磁化率が１０-6程度以
下のものを指す。
【００１８】また超電導体の表面を上記したような非磁
性で、比抵抗が小さい金属で覆う方法としては、特に限
定されるものではなく、このような金属で形成された容
器中に超電導体を収納する方法、超電導体の表面に蒸着
法、スパッタリング法、金属メッキ法、金属ペースト法
などにより金属薄膜を形成する方法などが採用され得
る。さらに金属薄膜を形成した場合において、金属薄膜
の比抵抗を低減するために、アニール処理等を付加する
ことも可能である。
性で、比抵抗が小さい金属で覆う方法としては、特に限
定されるものではなく、このような金属で形成された容
器中に超電導体を収納する方法、超電導体の表面に蒸着
法、スパッタリング法、金属メッキ法、金属ペースト法
などにより金属薄膜を形成する方法などが採用され得
る。さらに金属薄膜を形成した場合において、金属薄膜
の比抵抗を低減するために、アニール処理等を付加する
ことも可能である。
【００１９】また、上記したような非磁性で、比抵抗が
小さい金属により形成される被覆層の厚さは、被覆する
金属の種類によっても左右されるが、例えば１μｍ〜３
ｍｍ程度が適当である。すなわち、被覆層の厚さが前記
範囲よりも極端に薄いものであると、超電導体の表面を
完全に被覆することが困難となり所望のダンピング効果
を得ることができなくなる虞れがあり、一方、被覆層の
厚さ、特に磁石と対向する酸化物超電導体の中心部表面
を被覆する被覆層の厚さが、前記範囲よりも極端に厚い
ものとなると、超電導バルク体の剛性力を低下させてし
まうためである。
小さい金属により形成される被覆層の厚さは、被覆する
金属の種類によっても左右されるが、例えば１μｍ〜３
ｍｍ程度が適当である。すなわち、被覆層の厚さが前記
範囲よりも極端に薄いものであると、超電導体の表面を
完全に被覆することが困難となり所望のダンピング効果
を得ることができなくなる虞れがあり、一方、被覆層の
厚さ、特に磁石と対向する酸化物超電導体の中心部表面
を被覆する被覆層の厚さが、前記範囲よりも極端に厚い
ものとなると、超電導バルク体の剛性力を低下させてし
まうためである。
【００２０】さらに本発明の超電導浮上装置において
は、該金属被覆層の厚さを部分的に変え、磁石と対向す
る酸化物超電導体の中心部表面においては、例えば５０
〜１００μｍと薄く、残部を例えば１〜３ｍｍと厚くす
ることも可能である。もちろん、中心部表面に向けて漸
次厚さを薄くすることもできる。図３はこのような構造
の一例を示すものであり、磁石４と対向するバルク状の
超電導体１の中心部表面を銀蒸着膜３により被覆し、残
部を銅板材２により被覆したものである。
は、該金属被覆層の厚さを部分的に変え、磁石と対向す
る酸化物超電導体の中心部表面においては、例えば５０
〜１００μｍと薄く、残部を例えば１〜３ｍｍと厚くす
ることも可能である。もちろん、中心部表面に向けて漸
次厚さを薄くすることもできる。図３はこのような構造
の一例を示すものであり、磁石４と対向するバルク状の
超電導体１の中心部表面を銀蒸着膜３により被覆し、残
部を銅板材２により被覆したものである。
【００２１】超電導バルク体の剛性力は超電導体内に捕
捉した磁束の大きさと、捕捉した磁束の動きを止めるピ
ニング力に依存する。従って、剛性を高めるためには、
磁場中冷却するときに磁場の最も強いところで超電導状
態にすることが有利である。すなわち、永久磁石が対極
のとき、磁石に密着状態のときが最も大きな磁束が捕捉
できる。図２は捕捉した磁束の面内分布を模式的に示し
たものである。分布は中心部が最も高い。剛性力は捕捉
した磁束密度と同一な傾向を示すことから、超電導体の
中心部で大きな剛性が得られる。図３は磁場中冷却する
ときにほとんど超電導体の中心部が磁石に密着させるこ
とができる形状で、剛性を損うことなく表面に電磁誘導
で発生した渦電流をリークさせることのできる形状のも
のである。
捉した磁束の大きさと、捕捉した磁束の動きを止めるピ
ニング力に依存する。従って、剛性を高めるためには、
磁場中冷却するときに磁場の最も強いところで超電導状
態にすることが有利である。すなわち、永久磁石が対極
のとき、磁石に密着状態のときが最も大きな磁束が捕捉
できる。図２は捕捉した磁束の面内分布を模式的に示し
たものである。分布は中心部が最も高い。剛性力は捕捉
した磁束密度と同一な傾向を示すことから、超電導体の
中心部で大きな剛性が得られる。図３は磁場中冷却する
ときにほとんど超電導体の中心部が磁石に密着させるこ
とができる形状で、剛性を損うことなく表面に電磁誘導
で発生した渦電流をリークさせることのできる形状のも
のである。
【００２２】なお、図１および図３においては、説明の
簡略化のために、超電導体と永久磁石の形状はいずれも
矩形のものとし、かつ双方の水平面をもって垂直方向に
対向するように配置されているものを示しているが、本
発明の磁気浮上装置において、これらの超電導体と永久
磁石の形状および配置は、特に限定されるものではな
く、ターボ分子ポンプのような軽負荷高速回転用の軸
受、電力貯蔵に用いられるフライホイールの軸受等の浮
上装置、さらには除振装置といった各種の用途等に応じ
て適宜変更可能であり、例えば、超電導体および永久磁
石の一方ないしは双方を円板状、球状、環状等とする、
あるいは笠と笠受けといった相互に組合う異形断面のも
のとしたり、双方の垂直面をもって水平方向に対向す
る、双方の傾斜面をもって対向する、さらには双方の複
数の面ないしは湾曲面をもって対向するといった態様を
取り得るものである。
簡略化のために、超電導体と永久磁石の形状はいずれも
矩形のものとし、かつ双方の水平面をもって垂直方向に
対向するように配置されているものを示しているが、本
発明の磁気浮上装置において、これらの超電導体と永久
磁石の形状および配置は、特に限定されるものではな
く、ターボ分子ポンプのような軽負荷高速回転用の軸
受、電力貯蔵に用いられるフライホイールの軸受等の浮
上装置、さらには除振装置といった各種の用途等に応じ
て適宜変更可能であり、例えば、超電導体および永久磁
石の一方ないしは双方を円板状、球状、環状等とする、
あるいは笠と笠受けといった相互に組合う異形断面のも
のとしたり、双方の垂直面をもって水平方向に対向す
る、双方の傾斜面をもって対向する、さらには双方の複
数の面ないしは湾曲面をもって対向するといった態様を
取り得るものである。
【００２３】また本発明の超電導浮上装置において用い
られる磁石としては、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系やＳｍ
−Ｃｏ系などといった永久磁石のみならず、電磁石を用
いても同様の効果があることは言うまでもない。
られる磁石としては、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系やＳｍ
−Ｃｏ系などといった永久磁石のみならず、電磁石を用
いても同様の効果があることは言うまでもない。
【００２４】本発明の方法によって簡単な構造でダンピ
ング特性の改善が図られると共に超電導体の経時変化を
防止することができる超電導非接触浮上装置を開発し得
たものである。
ング特性の改善が図られると共に超電導体の経時変化を
防止することができる超電導非接触浮上装置を開発し得
たものである。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）図１はこの発明によるダンピング装置の一
実施例を示す断面図である。酸化物超電導バルク材料を
比抵抗の小さい無酸素銅で、磁石に対向する表面および
全面を均一な厚さで覆ったものである。金属容器にバル
ク体を入れ底板をネジにより密封したものである。磁石
に対向する表面は３ｍｍの厚さで、周面部、および底部
についても同様な厚さで被覆したものである。測定した
この系の固有の共振点は１５Ｈｚにあり、この周波数で
大きな共振が生じている。何ら対策を講じなかった超電
導体単体でのダンピング係数０．５Ｎｓ／ｍに対して本
発明の構造では５Ｎｓ／ｍと大きな効果を示している。
超電導体を完全に被覆することによって水分との反応に
よる劣化は超電導体を無被覆のとき、平均十数回の熱サ
イクルで劣化が顕著に現れるが、図１に示す被覆をした
ときには約２００回程度の熱サイクルをかけても劣化の
兆候は見られなかった。
実施例を示す断面図である。酸化物超電導バルク材料を
比抵抗の小さい無酸素銅で、磁石に対向する表面および
全面を均一な厚さで覆ったものである。金属容器にバル
ク体を入れ底板をネジにより密封したものである。磁石
に対向する表面は３ｍｍの厚さで、周面部、および底部
についても同様な厚さで被覆したものである。測定した
この系の固有の共振点は１５Ｈｚにあり、この周波数で
大きな共振が生じている。何ら対策を講じなかった超電
導体単体でのダンピング係数０．５Ｎｓ／ｍに対して本
発明の構造では５Ｎｓ／ｍと大きな効果を示している。
超電導体を完全に被覆することによって水分との反応に
よる劣化は超電導体を無被覆のとき、平均十数回の熱サ
イクルで劣化が顕著に現れるが、図１に示す被覆をした
ときには約２００回程度の熱サイクルをかけても劣化の
兆候は見られなかった。
【００２６】（実施例２）超電導体の表面を覆う方法と
して簡便な導電性の銀ペーストを用いたものである。超
電導体表面に塗布、約３時間大気中で十分に乾燥させた
もので、磁石に対向する表面は１００μｍの厚さで、周
面部、および底部についても同様な厚さで被覆したもの
である。ダンピング係数は先の超電導体単体のダンピン
グ係数０．５Ｎｓ／ｍに対して１．５Ｎｓ／ｍとダンピ
ング効果を示した。
して簡便な導電性の銀ペーストを用いたものである。超
電導体表面に塗布、約３時間大気中で十分に乾燥させた
もので、磁石に対向する表面は１００μｍの厚さで、周
面部、および底部についても同様な厚さで被覆したもの
である。ダンピング係数は先の超電導体単体のダンピン
グ係数０．５Ｎｓ／ｍに対して１．５Ｎｓ／ｍとダンピ
ング効果を示した。
【００２７】（実施例３）図３は、この発明によるダン
ピング装置の別の一実施例を示す断面図であり、超電導
体を覆う金属の厚さを、磁石と対向する酸化物超電導体
の中心部表面においては薄く、残部は厚くして構成した
ものである。磁場中冷却するときにほとんど超電導体の
中心部が磁石に密着させることができる形状で、剛性を
損うことなく表面に電磁誘導で発生した渦電流をリーク
させることのできる形状のものである。発生した渦電流
のリークを積極的に行なうために、超電導体の表面をイ
オンスパッターで銀を約１μｍ蒸着、さらにアニールを
６５０℃で行ない、銀の抵抗を蒸着ままの１０-4Ωｃｍ
から１０-8Ωｃｍまで下げることによってダンピング係
数は１Ｎｓ／ｍだったものが３Ｎｓ／ｍまで改善され
た。なお、この実施例において超電導体の周面部および
底部は、厚さ１ｍｍの無酸素銅で被覆している。
ピング装置の別の一実施例を示す断面図であり、超電導
体を覆う金属の厚さを、磁石と対向する酸化物超電導体
の中心部表面においては薄く、残部は厚くして構成した
ものである。磁場中冷却するときにほとんど超電導体の
中心部が磁石に密着させることができる形状で、剛性を
損うことなく表面に電磁誘導で発生した渦電流をリーク
させることのできる形状のものである。発生した渦電流
のリークを積極的に行なうために、超電導体の表面をイ
オンスパッターで銀を約１μｍ蒸着、さらにアニールを
６５０℃で行ない、銀の抵抗を蒸着ままの１０-4Ωｃｍ
から１０-8Ωｃｍまで下げることによってダンピング係
数は１Ｎｓ／ｍだったものが３Ｎｓ／ｍまで改善され
た。なお、この実施例において超電導体の周面部および
底部は、厚さ１ｍｍの無酸素銅で被覆している。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、この発明の超電導浮上装
置を用いれば簡単な構造で低周波から高周波に至らす途
中で発生する共振点での不安定な領域が抑制できる。ま
た、金属で全面を被覆することによって使用中の劣化を
防止することができる。このように本発明は簡単な構造
で電磁コイルを用いた浮上装置のように高価な複雑な制
御を必要とせず、しかも安価である。したがって、広範
な浮上装置に実用化が可能である。
置を用いれば簡単な構造で低周波から高周波に至らす途
中で発生する共振点での不安定な領域が抑制できる。ま
た、金属で全面を被覆することによって使用中の劣化を
防止することができる。このように本発明は簡単な構造
で電磁コイルを用いた浮上装置のように高価な複雑な制
御を必要とせず、しかも安価である。したがって、広範
な浮上装置に実用化が可能である。
【図１】は、この発明によるダンピング制御装置の概略
を示したものである。
を示したものである。
【図２】は、酸化物超電導バルク材表面の捕捉磁束密度
分布の模式図。
分布の模式図。
【図３】は、この発明によるダンピング制御装置の別の
例の概略を示したものである。
例の概略を示したものである。
１…酸化物超電導バルク材、２…銅板材、３…銀蒸着
膜、４…永久磁石。
膜、４…永久磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 將元 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新 日本製鐵株式会社 先端技術研究所内 (72)発明者 橋本 操 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新 日本製鐵株式会社 先端技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−115107（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−133902（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 15/04 ZAA H02K 7/09 ZAA
Claims (2)
- 【請求項１】 超電導体内に捕捉した磁束の動きを止め
る強い磁束のピン止め力を有する酸化物超電導体と、永
久磁石または電磁石で構成した超電導磁気浮上装置であ
って、該酸化物超電導体の表面を非磁性で、非抵抗が小
さい金属で全面を覆っていることを特徴とするダンピン
グ機能を有する磁気浮上装置。 - 【請求項２】 該金属厚さを磁石と対向する酸化物超電
導体の中心部表面を薄く、残部を厚くすることを特徴と
する請求項１記載の磁気浮上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15503894A JP3328073B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | ダンピング機能を有する磁気浮上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15503894A JP3328073B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | ダンピング機能を有する磁気浮上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823689A JPH0823689A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3328073B2 true JP3328073B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=15597319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15503894A Expired - Lifetime JP3328073B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | ダンピング機能を有する磁気浮上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328073B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191515B1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-02-20 | The Regents Of The University Of California | Combined passive magnetic bearing element and vibration damper |
| WO2019037836A1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | Evico Gmbh | SUPERCONDUCTING MAGNETIC BEARING HAVING AN ELECTRO-CONDUCTIVE LAYER AS A CURRENT SHOCK ABSORBER |
| CN112173966A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种智能吊机减摆系统 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP15503894A patent/JP3328073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0823689A (ja) | 1996-01-23 |
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