JPH01164816A - 磁気浮上装置 - Google Patents
磁気浮上装置Info
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- JPH01164816A JPH01164816A JP62321458A JP32145887A JPH01164816A JP H01164816 A JPH01164816 A JP H01164816A JP 62321458 A JP62321458 A JP 62321458A JP 32145887 A JP32145887 A JP 32145887A JP H01164816 A JPH01164816 A JP H01164816A
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- Japan
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- magnet
- superconductor
- container
- liquid nitrogen
- magnetic
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- Pending
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- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
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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
-
- 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
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/10—Railway vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は回転体の磁気軸受あるいは磁気浮上列車等の磁
気を利用したものに係り、とくに超電導体のマイスナー
効果と浮力の効果を利用した磁気浮上装置に関する。
気を利用したものに係り、とくに超電導体のマイスナー
効果と浮力の効果を利用した磁気浮上装置に関する。
（従来の技術）
従来、磁気浮上装置は相反する極を持つマグネットの反
発力により物を浮上させる原理が使われていた。この方
法は強力なマグネットが必要な上、安定性に欠け、必ず
しも最良の方法とは言えなかった。
発力により物を浮上させる原理が使われていた。この方
法は強力なマグネットが必要な上、安定性に欠け、必ず
しも最良の方法とは言えなかった。
しかし、磁気浮上装置は大地との機械的な接触が無いと
いう点で優れており、磁気浮上列車や磁気軸受として広
く用いられてきた。
いう点で優れており、磁気浮上列車や磁気軸受として広
く用いられてきた。
特に最近、高温超電導体の開発にともない、液体窒素に
よる超電導状態の実現が可能となってくると、液体窒素
温度で超電導体のマイスナー効果を利用できるという点
で磁気浮上装置が脚光を浴びるようになってきた。
よる超電導状態の実現が可能となってくると、液体窒素
温度で超電導体のマイスナー効果を利用できるという点
で磁気浮上装置が脚光を浴びるようになってきた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、超電導体のマイスナー効果を利用した磁
気浮上装置は古くから考えられていたが。
気浮上装置は古くから考えられていたが。
マイスナー効果だけで重量物を浮上させることはかなり
難しい、ということが計算で確かめられている。すなわ
ち、安定に重量物を浮上させるためには強力なマグネッ
トが必要となり、装置そのものが大形化する不具合があ
った。
難しい、ということが計算で確かめられている。すなわ
ち、安定に重量物を浮上させるためには強力なマグネッ
トが必要となり、装置そのものが大形化する不具合があ
った。
そこで本発明は、超電導体のマイスナー効果に浮力を加
え、小形で安定した磁気浮上装置を提供することを目的
とする。
え、小形で安定した磁気浮上装置を提供することを目的
とする。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するため本発明の磁気浮上装置は、液体
窒素により冷却するとともに洗面器形に形成した超電導
体を内側に張着した容器と、この容器内に収容され浮上
すべき部材の端部近傍に装着したマグネットと、このマ
グネットまたは浮上すべき部材に配設され液体窒素によ
り浮力作用する浮体とを備えたことを特徴とする。
窒素により冷却するとともに洗面器形に形成した超電導
体を内側に張着した容器と、この容器内に収容され浮上
すべき部材の端部近傍に装着したマグネットと、このマ
グネットまたは浮上すべき部材に配設され液体窒素によ
り浮力作用する浮体とを備えたことを特徴とする。
（作用）
本発明は浮上部材の端部近傍に装着したマグネットを液
体窒素で冷却する超電導体の容器に収容し、マグネット
または浮上部材に浮体を装着したから、マグネットの磁
力線を超電導体の形状に沿って歪ませることができ、浮
上部材の軸心を安定化できるとともに、浮上部材をマグ
ネットの磁力と浮体の浮力とを併用して浮上らせること
により、マグネットの小形化を図ることが可能となる。
体窒素で冷却する超電導体の容器に収容し、マグネット
または浮上部材に浮体を装着したから、マグネットの磁
力線を超電導体の形状に沿って歪ませることができ、浮
上部材の軸心を安定化できるとともに、浮上部材をマグ
ネットの磁力と浮体の浮力とを併用して浮上らせること
により、マグネットの小形化を図ることが可能となる。
（実施例）
以下本発明の一実施例について第１図乃至第５図を参照
して説明する。
して説明する。
第１図は縦軸回転電機等の軸端部に装着された磁気浮上
装置を示したものであり、洗面器形に形成した超電導体
１と、この超電導体１を張着したケース２とにより液体
窒素３を収容する容器４を形成し、この容器４の上部開
口部は液体窒素３を封入するようにカバー５が備えられ
ている。容器３の内部にはカバー５を貫通して重量物で
あるロータ等の軸部材６が装着されるとともに軸部材６
の周囲には角筒状のマグネット７が配置されている。こ
のマグネット７は一端を軸部材６の端部と、他端を蓋８
とにより密封空間９を形成できるように装着し、この密
封空間９内にはヘリュームガスなどの液体窒素温度で気
体状態を保持するもの、あるいは液体窒素より比重の小
さな液体または固体などが充填されている。また、マグ
ネッ１〜７の下端部には超電導体１と接触し、互いが損
傷することを防止するために保護板１０が装着されてい
る。
装置を示したものであり、洗面器形に形成した超電導体
１と、この超電導体１を張着したケース２とにより液体
窒素３を収容する容器４を形成し、この容器４の上部開
口部は液体窒素３を封入するようにカバー５が備えられ
ている。容器３の内部にはカバー５を貫通して重量物で
あるロータ等の軸部材６が装着されるとともに軸部材６
の周囲には角筒状のマグネット７が配置されている。こ
のマグネット７は一端を軸部材６の端部と、他端を蓋８
とにより密封空間９を形成できるように装着し、この密
封空間９内にはヘリュームガスなどの液体窒素温度で気
体状態を保持するもの、あるいは液体窒素より比重の小
さな液体または固体などが充填されている。また、マグ
ネッ１〜７の下端部には超電導体１と接触し、互いが損
傷することを防止するために保護板１０が装着されてい
る。
次に作用について説明する。容器４内に液体窒素３を封
入することにより超電導体１は超電導状態になり、マグ
ネッｉ〜２の磁力線は超電導体１のマイスナー効果によ
り第２図および第３図に示した鎖線のごとく洗面器形の
超電導体１に沿って歪むとともに、浮上物を安定化させ
るように作用する。また超電導体１は磁気シールドの役
割をして漏れ磁束による渦電流ロスが発生しないように
作用する。
入することにより超電導体１は超電導状態になり、マグ
ネッｉ〜２の磁力線は超電導体１のマイスナー効果によ
り第２図および第３図に示した鎖線のごとく洗面器形の
超電導体１に沿って歪むとともに、浮上物を安定化させ
るように作用する。また超電導体１は磁気シールドの役
割をして漏れ磁束による渦電流ロスが発生しないように
作用する。
ここで第２図は定常状態における磁気浮上状態を示した
説明図であり、マグネット７によって作られた磁場内で
磁力線は超電導体容器１の完全反磁性により超電導体を
避けるように曲げられる。
説明図であり、マグネット７によって作られた磁場内で
磁力線は超電導体容器１の完全反磁性により超電導体を
避けるように曲げられる。
この場合磁力線は容器４を横切らないため、第４図に示
したように磁気浮上装置の重心Ｇに磁場が…ロブられた
分だけ反力ＦｎｌおよびＦｎ２が加わることになる。ま
た、自重Ｆｗと、液体窒素３内に浸漬したことにともな
いそれと反対方向の浮力Ｆ１とが働くことにより次式が
成立つ。
したように磁気浮上装置の重心Ｇに磁場が…ロブられた
分だけ反力ＦｎｌおよびＦｎ２が加わることになる。ま
た、自重Ｆｗと、液体窒素３内に浸漬したことにともな
いそれと反対方向の浮力Ｆ１とが働くことにより次式が
成立つ。
Ｆｗ：＝Ｆｎ＋Ｆ、、（Ｆｎ２＝Ｆｎ１２＋Ｆｎ２２）
（１）したがって、この定常状態においては磁
気浮上装置は重心Ｇを中心に安定な状態に保たれること
になる。
（１）したがって、この定常状態においては磁
気浮上装置は重心Ｇを中心に安定な状態に保たれること
になる。
一方第３図は重心Ｇを中心に時計回りに０だけ回転が加
わった場合を示している。重心Ｇには磁力線が定常状態
よりさらに曲げられた分だけ第５図に示すごとく反力Ｆ
ｎ３およびＦｎ４が加わることになる。また、自重Ｆｗ
と、それと反対方向の浮力ＦＪが働くことは定常状態と
同じであるから、関係式は次式のようになる。
わった場合を示している。重心Ｇには磁力線が定常状態
よりさらに曲げられた分だけ第５図に示すごとく反力Ｆ
ｎ３およびＦｎ４が加わることになる。また、自重Ｆｗ
と、それと反対方向の浮力ＦＪが働くことは定常状態と
同じであるから、関係式は次式のようになる。
Ｆμｍｎθ＋Ｆｌ （Ｆｎθ２＝ Ｆｎ３２＋ Ｆｎ４
２） ■ここに、反力ｎｃｌ は重心Ｇを中心
に反時計回りにθだけ回転させ、定常状態に戻ろうとす
る力であり、たとえ容器に外力が加わろうとも安定な状
態を保つことができる。
２） ■ここに、反力ｎｃｌ は重心Ｇを中心
に反時計回りにθだけ回転させ、定常状態に戻ろうとす
る力であり、たとえ容器に外力が加わろうとも安定な状
態を保つことができる。
したがってこの実施例によれば、磁力と浮力を併用する
ようにしたものでマグネットを非常に犬きなものにする
必要な無くなり、小形で安定性の良い高荷重磁気軸受や
磁気浮上列車、または耐震・免振装置あるいは車両など
の磁気浮上装置を提供することができる。
ようにしたものでマグネットを非常に犬きなものにする
必要な無くなり、小形で安定性の良い高荷重磁気軸受や
磁気浮上列車、または耐震・免振装置あるいは車両など
の磁気浮上装置を提供することができる。
尚、この実施例ではマグネットにより密封空間を形成し
、この空間を浮体とした例により説明したが、浮袋など
の浮き具をマグネットもしくは軸部材に取付けて浮力を
増大させてもよい。また、前述の実施例は縦形のもので
あるが横形にしても同様の効果を期待することができる
。
、この空間を浮体とした例により説明したが、浮袋など
の浮き具をマグネットもしくは軸部材に取付けて浮力を
増大させてもよい。また、前述の実施例は縦形のもので
あるが横形にしても同様の効果を期待することができる
。
以上説明したように本発明によれば、超電導体のマイス
ナー効果と浮力の利用により、小形で安定な磁気浮上装
置を提供することができる。
ナー効果と浮力の利用により、小形で安定な磁気浮上装
置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す縦形回転電機の磁気浮
上装置を示した断面図、第２図は外力の加わらない状態
における磁力線の説明図、第３図は外力の加わった状態
における説明図、第４図は第２図の力線図、第５図は第
３図の力線図である。 １・・・超電導体 ３・・・液体窒素４・・容
器 ６・・・軸部材７・・・マグネット
９・・・密封空間第１図 第２図 ′ −＼
上装置を示した断面図、第２図は外力の加わらない状態
における磁力線の説明図、第３図は外力の加わった状態
における説明図、第４図は第２図の力線図、第５図は第
３図の力線図である。 １・・・超電導体 ３・・・液体窒素４・・容
器 ６・・・軸部材７・・・マグネット
９・・・密封空間第１図 第２図 ′ −＼
Claims (1)
- 液体窒素により冷却するとともに洗面器形に形成した超
電導体を内側に張着した容器と、この容器内に収容され
浮上すべき部材の端部近傍に装着したマグネットと、こ
のマグネットまたは浮上すべき部材に配設され液体窒素
により浮力作用する浮体とを備えたことを特徴とする磁
気浮上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321458A JPH01164816A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 磁気浮上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321458A JPH01164816A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 磁気浮上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164816A true JPH01164816A (ja) | 1989-06-28 |
Family
ID=18132791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321458A Pending JPH01164816A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 磁気浮上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01164816A (ja) |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62321458A patent/JPH01164816A/ja active Pending
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