JPH06200941A - 磁気支持装置 - Google Patents

磁気支持装置

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JPH06200941A
JPH06200941A JP5265190A JP26519093A JPH06200941A JP H06200941 A JPH06200941 A JP H06200941A JP 5265190 A JP5265190 A JP 5265190A JP 26519093 A JP26519093 A JP 26519093A JP H06200941 A JPH06200941 A JP H06200941A
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magnetic
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気支持装置を提供する。 【構成】 少なくとも1つの安定化装置(10、20、
30)と好ましくはたとえば軸の自重とくには静荷重を
受け入れるための少なくとも1つの解放装置(4、5、
6、14)とで構成される磁気支持装置に関するもので
ある。少なくとも1つの安定化装置(10、20、3
0)が、中間に存在するたとえばディスク(1、3)又
はシリンダ(2)の形状の非磁性導電材料(1、2、
3)の両側に対をなして配置された磁石(7、8、9)
から構成され、前記磁石は前記材料内に反対向きの渦電
流を誘導し、この場合材料(1、2、3)の厚さが最大
でも磁気侵入度に対応し、これにより材料(1、2、
3)が磁石(7、8、9)のちょうど中間に芯出しされ
ている限り前記渦電流が相互に打ち消し合い、その結果
いかなる制動力の原因ともならない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1つの安定
化装置と、好ましくは、たとえば軸の自重、特に静荷重
を受け入れるための少なくとも1つの解放装置とで構成
される磁気支持装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気軸受とは、回転軸が軸受ハウジング
といかなる機械的接触をも有しない軸受と理解される。
軸を所定の場所および位置に保持するために、その代わ
りに磁力が利用される。
【0003】既に知られている磁気軸受として多くの実
施例が存在する。1つの実施例は、反対向きの永久磁石
の反発力を作用し、この反発力を、軸を所望の位置に保
つのに利用する。図1にスラスト軸受を、図2にラジア
ル軸受を示してある。このタイプの軸受の欠点は、同時
には軸をすべての方向に芯出しできないことである。軸
を半径方向に芯出し可能であるとき、軸は自動的に軸方
向に移動し、このことは逆の場合についてもいえる。こ
れは既に以前から純粋に数学的に、このような装置は三
次元のすべての方向に同時に決して安定とはなり得ない
という「アーンショーの定理(Earnshaw’s
Thorem)」として証明されている。これらの軸受
は、常に、いずれかのタイプの支持軸受と組み合わされ
て製作されているが、すべての方向に対し完全に安定で
あって運転中いかなる支持軸受をも必要としない支持装
置を提供することが本発明の目的である。
【0004】フランスのS2Mで製作されるたとえば
「Actidyn」の場合における他のタイプの磁気軸
受においては、能動的に制御された複数の電磁石が磁化
された鉄のロータを囲んでいる。その結果得られた軸の
中心からの偏差がセンサにより記録され、センサは軸が
制御されて戻るように制御装置を介して電磁石に影響を
与える。この軸受は当然に極めて高価であるが、他方で
非常に高い精度を有している。この軸受は本来潤滑を必
要とせず、ほとんど騒音および振動がなく、高い安定性
を有し、またたとえば玉軸受の場合よりかなり速く運転
可能である。しかし、この特性が要求されておらず、必
ずしも必要でない場合、又は高い精度は有しないがこれ
よりは弱い軸の支持で十分な場合でも、制御目的の電子
装置をなくすことによってコストを低減させることはで
きない。その制御がなくてはこのタイプの軸受はそもそ
も機能しないからである。本発明は今説明した特性をす
べて有しているが、吊下げは剛でなくまさしく柔軟であ
る。そもそも制御のための電子装置などは必要ではな
い。Actidynのその他の欠点は、軸に振動を生じ
ることがある点である。本発明の場合これは発生しな
い。Actidynの場合は軟鉄が使用されるが、本発
明ではアルミニウムロータが使用可能なので、本発明に
よる軸受はActidynより高い回転数で運転するこ
とができる。
【0005】最近、超伝導体における「マイスナー効
果」を用いて、安定で高品質の軸受を構成する可能性が
示された。この軸受を構成することは原理的には可能で
あるが、一方でこの特性を示すためには、超伝導体が必
要とする超低温を達成するために特殊な冷却装置を必要
とし、他方でこれでは本発明が可能とする回転数の範囲
には決して到達することができない。その最大速度が制
限される原因は、それが回転磁石又は回転超伝導体を必
要とすることである。しかしながら、これらのいずれも
十分に高い引張り強さ、あるいは、十分に小さな厚さを
有していない。これに対しアルミニウムとくにデュラル
ミンは高い回転数に必要なこれらの両方の特性を有して
いる。すなわち、回転ディスクに対して最大周縁速度v
max は、
【数1】 vmax =(σmax /ρ)1/2 [m/sec] によって定義され、また管の形態のロータに関しては、
【数2】 vmax =(σmax /(0.4125ρ)1/2 [m/sec] によって定義される。ここで、σmax は材料の許容しう
る引張り強さであり、ρは密度である。TiBもまた
適切な材料である。
【0006】高い回転数でも使用可能な他のタイプの軸
受は、いわゆるガス軸受である。しかし、この軸受は本
発明の場合よりも製作にかなり高い精度を必要とし、し
たがってそれに応じて高価である。さらにこれは圧縮機
および空気フィルタを必要とする。
【0007】上記の軸受はすべて高価であるばかりでな
く、高い回転数および柔軟な吊下げが望まれるすべての
適用例において使用するためには適切でないか又は少な
くとも不必要に複雑であるという特性もまた有してい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これらの種々の問題点
を解決し、いかなる周辺装置も必要とせず、また製作に
おいて著しく安価な磁気支持装置を提供することが本発
明の目的である。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題は特許請求の範
囲に記載の特徴により解決され、その好ましい実施例が
従属項に示されている。
【0010】磁気軸受の原理は、力の釣合のために軸の
自重を含めて軸に作用する荷重がすべて磁気軸受力によ
り受け止められることが必要であること、と要約され
る。ガス軸受又は反対向きの磁石で構成される磁石軸受
のような非制御タイプの軸受に対しては、軸はその最初
の位置から新しい釣合位置に到達するまで軸方向および
/又は半径方向に移動されなければならない。これに対
しActidynのような制御タイプの軸受に対して
は、センサが現在の軸の位置を検出し、次に軸を制御し
てその本来の位置に戻す信号を与える。この制御タイプ
の軸受は所望の安定性および外乱に基づく振動に対し希
望する減衰を与えるが、一方非制御タイプの軸受は、そ
れ自身その新しい釣合位置に移動しなければならない。
非制御タイプの磁気軸受においては、この移動はたとえ
ば、きわめて複雑な配置内の柔軟なゴム内にロータ磁石
を吊下げることにより減衰させることができる。
【0011】本発明に係る軸受は、制御タイプの軸受と
非制御タイプの軸受との中間的なものといえる。外部制
御システムは必要ではなく、この軸受はレンツの誘導法
則を利用して原理的に自己制御を行う。本発明は、日本
の磁気浮上式列車と同じ原理に基づいており、すなわち
この場合、列車におけるように、超伝導磁石であるか又
はたとえば永久磁石であるかを問わず、磁石が導電体の
表面上を移動されるとき表面内に渦電流が誘導される
が、このときこの渦電流からの磁場が磁石と前記表面と
の間に反発力を発生するように渦電流が誘導されるので
ある。ここで磁石が前記表面に接近すると、誘導電流の
強さは増大する。これは表面内の金属が可変磁化特性を
有する磁石であるとして説明でき、また、この事実はち
ょうどアーンショーの定理すなわち「磁場内に浮上する
磁石は、これが一定の磁化を有するとき三次元安定に到
達することができない」という定理を回避するための前
提となっている。われわれは、また組み込まれた自動制
御システムもまた有している。これはこの場合ちょうど
安定なスラスト軸受およびラジアル軸受を構成するため
に利用される。本発明を添付の図面を用いて詳細に説明
する。
【0012】
【実施例】本発明に係るスラスト軸受10(図7参照)
は次のように製作される、平坦な表面は銅又はアルミニ
ウム合金とくにSIS4212又はジュラルミンからな
る回転ディスク1として製作される。ディスクの中心は
静止時に磁石を保護するための機械的支持点として製作
される。ディスク1の周りの両側に矩形のSmCo磁石
7のホルダが存在する。磁石ホルダが鉄で製作される場
合には、磁場は、磁石7がホルダ内部に装着されるとき
には周囲に飛び出さず、これはある用途にとっては有利
である。SmCo磁石の選択は、それが高い保磁度(C
oercivitaet,coercivity)を有
しかつ高い温度に耐えることに基づいている。将来は、
NeFeB磁石が改良された耐熱性を有するようになる
であろう。このときこれは価格も安くなり、したがって
SmCo磁石よりも多く使用される可能性がある。磁石
7は、ホルダ内の1つおきの磁石がディスク1に対しS
極を向け、残りの磁石がN極を向けるように装着され
る。これは2つの利点を有しており、一方で、ホルダに
鉄が使用された場合の磁場の漏れが防止され、他方で、
特に磁石が相互に接近して装着されたとき磁力がやや増
強される。更なる利点が、磁石7が矩形に製作されない
でリング磁石から扇形に切断されたとき得られよう。し
かし、これは必ずしも経済的であるとは言えない。
【0013】この最後の場合の利点は、磁石の幅に対し
直角方向に生じる速度が増大して、持上力とブレーキ力
との比(以後本文では「摩擦係数」という)を減少する
場合に得られよう。他の改良は、ディスク1が周縁に向
かってよりも中心に向かってやや幅広になるようにディ
スク1がやや円錐形に製作されるときに達成される。こ
れによって「摩擦係数」は減少し、また寿命と熱伝導性
とを増加させる。
【0014】図8に示されるラジアル軸受20も、同様
の方法で製作されるが、この場合中間に存在する部材2
として、ディスクよりはむしろ回転スリーブ又は回転管
に近いロータが利用される。管2の内側だけでなく外側
にも磁石8を有する磁石ホルダが存在する(図8参
照)。ロータ2を周囲に磁石を有する均等なシリンダと
して製作していないが、このことは重要である。もしこ
のように製作すると、一方で摩擦がきわめて大きくな
り、他方で軸受の片側に集中されてこれが大きなラジア
ルフォースを形成することになるので、きわめて強力な
いわゆる振れ回りモーメント(Whirlmomen
t,spin torque)を形成することになろ
う。代わりに管が用いられるとこの振れ回りモーメント
は低減される。管はまた、以下の摩擦に関する説明から
わかるように他の大きな利点をも有している。
【0015】厚いディスク又は肉厚の管に対しては、最
大許容荷重とばね定数と摩擦とは、主として、磁石の形
状およびサイズと、磁石のロータからの距離と、ロータ
内の導電性とロータの磁石に対する相対速度との関数で
ある。同じ原理に基づく日本の磁気浮上式列車は超伝導
磁石を有し、この超伝導磁石は列車内に装着されていて
(本発明の場合のように両側には設けられていない)銅
の「レール」上を移動するが、これは、一方で速度が大
きく(約150m/sec)、他方で磁石とレールとの
間の間隔が大きい(約15cm)ので、比較的小さい摩
擦係数を与えている。すなわち、摩擦係数は速度および
間隔と共に、また当然に導電性と共に低下する。
【0016】この実施例においてはわれわれは、線形運
動の代わりに、上述の式により最大速度が制限される回
転運動を有している。極めてよい導体である銅は、特に
高速回転を許容しない。その代わりに、本発明では、き
わめて高速の回転が望ましいときはアルミニウムを使用
する。更に、軸は適切に芯出しされなければならず、こ
れはある程度の剛性を要求することになり、これによれ
ば磁石がディスクに近接して設けられなければならない
(約1〜2mm)ことになる。このために摩擦係数は、
0.5〜6ときわめて大きくなり、このことは許容され
ない。前記の厚いディスクを有する軸受は米国特許第3
811740号に記載されている。ディスクが厚いこと
は図1から明らかであるが、第6欄第25〜27行にも
記載されている機能からも明らかである。以下の説明参
照してほしい。本発明においては、この厚いディスクが
きわめて薄いディスクに置き換えられ、この場合厚さは
正確に計算されている。このようにして摩擦はほぼ完全
に除去され、これは新規性がありまた本発明にとっての
前提条件でもある。
【0017】図5は、厚いロータを有するスラスト軸受
を示す。それぞれの磁石の下側の外側の表面層内に渦電
流が誘導され、渦電流は主として磁石の幅の広い側を追
従し、次に、短い端部にやや変形された楕円を形成す
る。電流は、外側の表面上に広がるので、渦電流を何か
特定の形態について論じるのは必ずしも正確ではない
が、この場合は上記のような図が使用可能である。厚い
ディスクに対しては、渦電流の回転方向はいかなる働き
もしない。しかしながら、ディスクが薄く製作されると
きは、図6から、電流が流れる上表面層が相互に混ざり
合うことがわかる。ディスクが十分に薄くかつ電流が異
なる方向に回転するとき、すなわち磁石の向きがお互い
に反対方向であるとき、電流は相互に打消し合い、摩擦
を含めてすべての力はゼロに等しくなる。ディスクが厚
いとき又は米国特許第3811740号の図4に示すよ
うに渦電流がそれぞれ2つの別のディスク上に分配され
るときはこのようなことは明らかに発生しない。本発明
では、軸受が、ある種の障害が生じたりディスクが磁石
に一方側で接近したりすると、ディスクのその側の対応
する渦電流が増加して、ディスクを元に戻そうとする安
定化力が生じる。
【0018】電流が相互に打消し合うためには、中間に
存在する材料を「十分に薄く」する必要があることを上
で説明してきた。電子工学においては、磁場が導体に浸
透する場合には、浸透の深さは、「侵入度(skin
depth)」dskinとして定義される。電流が磁場に
より誘導されるとき、電流は同じ深さで流れる。侵入度
は導電性および作用磁場の周波数の関数である。したが
ってディスクの厚さは最適化しようとする深さの関数で
あり、たいていの用途には約0.7dskinが適してい
る。このときにdskinの基礎になる周波数をどのように
計算するかについてはここでは詳細に説明しないことに
する。ディスクが製作しにくいほど又は弱い曲げ強度を
有するほどディスクが薄いとき、ディスクはたとえば絶
縁体−材料フォイル−絶縁体からなる積層として製作す
ることができる。ガラス繊維又はLCP強化セラミック
材料は高い強度を有するこのような絶縁体によく適して
いる。
【0019】たとえばブレーキ作動の際に高いブレーキ
トルク及び強い摩擦を必要とする場合、これは本発明に
係る軸受により、磁石がもはや相互に反対の極が向かい
合って配列されないように、一方の磁石ホルダを他方の
磁石ホルダに対して回転可能なように配置することがで
きる。N極がS極とS極との中間にあるとき及びその逆
のとき、最大のブレーキトルクが得られる。両方のホル
ダが容易に回転可能なように本発明に係る軸受が製作さ
れた場合に、可変ブレーキトルクを有する軸受が得られ
る。しかし、導電性ディスクが厚いあるいは回転磁石ホ
ルダの周囲の2つの環状のディスクから構成される場合
には、渦電流が相互に接触しないことからこの場合渦電
流の回転方向は何の働きもしないので、このような可変
ブレーキトルクを有する軸受は達成できない。
【0020】静荷重はディスクを連続的にその中心から
移動させ、その結果として、連続的に大きい摩擦が発生
する。この解決方法は、たとえば図3又は図4に示すよ
うな荷重解放装置を備えることにより、軸受をすべての
静荷重から解放することである。この解決法は、図9の
4、5の装置と等価であり、また米国特許第38117
40号(第1欄32〜36行)の装置ときわめてよく類
似している。しかし、これらの装置はすべて不安定であ
り、本願の軸受の安定性に反するように作用する。この
問題は、ただ右側の磁石が反対方向に向けられていると
いう差はあるが、荷重解放装置が図1の軸受のように製
作されることにより、きわめて簡単に解決できる。ロー
タに装着されている中央の磁石は、ロータが右方向に解
放するように右側の磁石により引き付けられ左側の磁石
により反発され、このときロータの安定性は損なわれる
ことはない。これは新規であり、本発明の前提条件の1
つを構成する。
【0021】解放装置の更なる実施例においては、永久
磁石及び(又は)鉄の部品の代わりに2つ(あるいはそ
れ以上)の超伝導磁石が使用される。これは最大で数ト
ンの解放能力を100トンまで増加させ得る。この解放
装置の使用によって、Actidyn軸受の使用範囲が
拡大される。今日の技術においては、その荷重能力は最
大20トンに限定されている。
【0022】本発明の軸受は高い回転数において最もよ
く機能するので、低い回転数においては、荷重解放装置
に加えて、たとえば滑り軸受や玉軸受や円錐ころ軸受の
ようなスラスト軸受が用いられる必要がある。このスラ
スト軸受は、回転数が著しく高いときには、軸受が軸の
芯出しを行えるように、軸受の軸との「係合」が解放さ
れるように装着されなければならない。軸に装着された
遠心継手であって、低い回転数においてはベースに装着
された玉軸受に押し付けられるところの前記遠心継手が
最善である。このときこの玉軸受は、軸したがって本発
明の軸受の導電性ディスクが、動作開始時においても可
能な限り最小のブレーキトルクにおいて芯出しされ得る
ように配置可能である。これは好ましい事実であるが、
米国特許第3811740号(第4欄第37〜50行)
に記載されているタイプのスラスト軸受では可能ではな
い。
【0023】図9では、軸に対する完備した支持体が示
されているが、この場合もまた、2つのラジアル軸受2
0と、1つのスラスト軸受10と、少なくとも1つの解
放装置4、5が必要である。この図の支持体は、また、
軸方向及び半径方向に移動可能な「スプライン」と呼ば
れ、軸とモータ13との間に配置される継手11、12
を含む。この継手は、軸受が振動なしに回転するために
必要である。しかし、ロータは、軸に直接装着されるこ
とが好ましい。この場合、このロータは、ロータ自体と
電機子との間のいかなる機械的な接触をも排除するタイ
プでなければならない。この図には支持軸受が示されて
なく、また機械的に必要な防振ダンパも示されていな
い。
【0024】本発明が基礎を有する原理は、磁気浮上式
列車に対するリニア軸受の更なる発展において非常に重
要である。今日使用されている日本の原理は、安定性を
達成するために他の手段を利用しながら、誘導現象(I
nduktionsphaenomen)によって列車
を持ち上げていることに基づいている。これは列車の空
気的な抵抗力と同じ大きさの磁気的なブレーキ力を発生
している。このために、このとき利用されるレールは高
価な銅で構成されなければならない。しかし、本発明に
従って、安定化の目的にのみ誘導現象を利用しまた列車
の磁石14と共に解放装置としてレール上の鉄レール6
(図10参照)を使用するとき、レールおよび前記レー
ル6はアルミニウムで製作可能である。ブレーキ力は最
小になり、主としてレール内の渦電流により発生され
る。しかし、この現象を著しく低減させることは容易で
はない。さらにこれは安定化システムを含み、また普通
必要となる能動的な磁石安定装置のための費用を節約で
きる。安定化の目的のために、代わりに支持車輪を使用
することはかなり前から知られている。しかし、これは
本発明によれば必要ではない。これに対し、日本の磁気
浮上式列車と本発明に係る装置では、スタートおよび停
止に関連する車輪が必要となる。空気的な抵抗力を減少
させるために、これらの車輪はそれらが使用されないと
きは引き込まれる。日本の列車は80km/hのときに
これらを引っ込めるが、本発明によるレールシステムに
おいては、より早い時点で引き込むことが可能である。
これは、本発明では、誘導現象は列車を持ち上げるため
に用いられないからである。
【0025】本発明による軸受装置は、それが回転軸受
として使用される場合に、多くの技術分野で使用可能で
ある。前記遠心ポンプおよびセパレータのみでなく、超
遠心機、旋回砥石、ターボ分子真空ポンプ、超低温技術
におけるターボポンプ、回転ミラー用スピンドルおよび
X線管にも利用可能である。
【0026】本発明は図示し説明してきた実施例だけに
限定されず、特許請求の範囲内で種々の方法で変更可能
である。ロータにおける種々の合金および種々の磁石材
料が当然考えられる。誘導原理から出発することなくた
とえば集積化された電子装置において所定のレールに渦
電流を「ロックする」こともまた可能である。ロータを
冷却することにより誘導軸受の機能の改善が達成され
る。このとき導電性は実質的に増大し、これが摩擦を低
減しかつ低速特性を改善する。冷却媒体として液体空気
が使用されるときには、摩擦は約4分の1に減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のスラスト磁気軸受を示す。
【図2】従来技術のラジアル磁気軸受を示す。
【図3】静荷重の解放装置を示す。
【図4】静荷重の解放装置の別の実施例を示す。
【図5】従来技術の厚い中間材料(ロータ)を有するス
ラスト軸受を示す。
【図6】薄い中間材料(ロータ)を有するスラスト軸受
を示す。
【図7】本発明に係るスラスト磁気軸受装置を示す。
【図8】本発明に係るラジアル磁気軸受装置を示す。
【図9】2つのラジアル軸受と、1つのスラスト軸受
と、少なくとも1つの解放装置とを有する軸用の完備し
た軸受の例を示す。
【図10】リニア軸受としての図9の装置の利用例を示
す。
【符号の説明】
1、2、3 非磁性導電材料 4、5、6、14 解放装置 7、8、9 磁石 10 スラスト安定化装置(スラスト軸受) 15 軸 16 ベース 20 ラジアル安定化装置(ラジアル軸受) 30 リニア軸受

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの安定化装置(10、2
    0、30)と好ましくはたとえば軸の自重、特に、静荷
    重を受け入れるための少なくとも1つの解放装置(En
    tlastungsvorrichtung)(4、
    5、6、14)とを備える磁気支持装置であって、 少なくとも1つの安定化装置(10、20、30)が、
    中間に存在するたとえばディスク(1、3)又はシリン
    ダ(2)の形状の非磁性導電材料(1、2、3)の両側
    に対をなして配置された磁石(7、8、9)から構成さ
    れ、前記磁石は前記材料内に反対向きの渦電流を誘導
    し、 材料(1、2、3)の厚さが最大でも磁気侵入度に対応
    し、これにより材料(1、2、3)が磁石(7、8、
    9)のちょうど中間に芯出しされたときに前記渦電流が
    相互に打ち消し合っていかなる制動力の原因ともなら
    ず、前記材料(1、2、3)がその芯出し位置からずれ
    たときに該材料(1、2、3)を戻そうとする渦電流が
    優勢になってそれが安定化力のための誘因となることを
    を特徴とする磁気支持装置。
  2. 【請求項2】 前記磁石(7、8、9)が永久磁石及び
    (又は)電磁石で構成されていることを特徴とする請求
    項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 低速における性質を改善するために初期
    段階に電磁石(7、8、9)に交流が供給されることを
    特徴とする請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】 電磁石(7、8、9)が能動的に制御さ
    れることを特徴とする請求項2又は請求項3のいずれか
    に記載の装置。
  5. 【請求項5】 電磁石(7、8、9)が超伝導体から製
    作されていることを特徴とする請求項2ないし請求項4
    のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項6】 中間に存在する材料(1、2、3)が、
    一体の円形カードの形状で存在することを特徴とする請
    求項1ないし請求項5のいずれかに記載の装置。
  7. 【請求項7】 スラスト安定化装置(10)を形成する
    ために中間に存在する材料が回転ディスク(1)で構成
    されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6の
    いずれかに記載の装置。
  8. 【請求項8】 ラジアル安定化装置(20)を形成する
    ために中間に存在する材料が回転シリンダ(2)で構成
    されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6の
    いずれかに記載の装置。
  9. 【請求項9】 中間に存在する材料が1つ又は複数のビ
    ーム、薄板など(3)で構成され、 装置が特にリニア軸受(30)を呈しすることを特徴と
    する請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の装置。
  10. 【請求項10】 解放装置が少なくとも1つの固定リン
    グ磁石(4)ならびに軸に固定された1つ又は複数のリ
    ング磁石(5)又は鉄ディスクで構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の装置。
  11. 【請求項11】 装置が2つのラジアル安定化装置(2
    0)(ラジアル軸受)、1つのスラスト安定化装置(1
    0)(スラスト軸受)および1つ又は複数の解放装置を
    含むことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の装
    置。
  12. 【請求項12】 1つ又は複数の安定化装置(10、2
    0、30)が通常の磁気軸受などにより置き換えられる
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか
    に記載の装置。
  13. 【請求項13】 たとえば磁気浮上式列車のような輸送
    手段の場合のリニア軸受(30)としての請求項9記載
    の装置の利用方法。
  14. 【請求項14】 可変ブレーキトルク/可変ブレーキ力
    を有する軸受を取得することを目的として、中間に存在
    する材料(1、2、3)の一方の側の磁石(7、8、
    9)が他方の側の対応する磁石に対して変位可能なよう
    に装着されていることを特徴とする請求項1ないし請求
    項9記載の装置。
  15. 【請求項15】 あらゆる回転数においてブレーキ力が
    最小にされるように低い回転数においても軸が正確に正
    しい位置に芯出しされることを目的とした、この低い回
    転数においてはベース(16)に装着された通常のいず
    れかの形状の軸受と係合する軸(15)に装着されたい
    ずれかの形状の遠心継手の利用方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006322531A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Oiles Ind Co Ltd 静圧気体軸受を有したエアスライド装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE508442C2 (sv) * 1997-01-28 1998-10-05 Magnetal Ab Elektrodynamiskt magnetlager
FR2986117B1 (fr) * 2012-01-24 2014-02-14 Converteam Technology Ltd Machine electrique
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585714A (en) * 1949-03-30 1952-02-12 Gen Electric Magnetic suspension
US3493275A (en) * 1967-12-18 1970-02-03 Little Inc A Vertical suspension system
US3811740A (en) * 1971-04-24 1974-05-21 Cnen Self-centering rotary magnetic suspension device
DE2258324A1 (de) * 1972-11-29 1974-06-12 Messerschmitt Boelkow Blohm Magnetische lagerung rotierender koerper
US4988906A (en) * 1988-09-08 1991-01-29 The Dow Chemical Company Magnetic bearing assembly

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006322531A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Oiles Ind Co Ltd 静圧気体軸受を有したエアスライド装置
KR100914168B1 (ko) * 2007-07-12 2009-08-28 태창엔이티 주식회사 자기 브레이크 장치

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