JPH08505278A - 磁気ベアリングシステムと方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の磁気ベアリング・システムは、回転体（２、１６−１８）を空中浮遊させるため及び回転軸（Ａ、Ａ１）の中心を合わせるため、磁石（４、２６、２６’、２８、２９、９１−９８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４）と相互作用をする導体ループを使用する。前記回転体は、インダクタンスと導電性が有限の導電性材料の複数の閉鎖ループ（６、２２、２２’、２４、６８、７２−７４、９０、１２４、１２６）を持つ。前記回転体の回転により、当該ループは磁石から放射される一連の磁界を通過しながら規定の円軌道（Ｐ）をトラベルする。良い具体化例では、当該ループは各々同時に二つの放射磁界にさらされる。当該磁石は、所定の軌道を動くループが平等に磁界に曝されるように置かれる。これにより、均等な、反対方向に向く起電力がループに生まれ、電流は流れない。ところが、ループが所定の軌道から横に外れる場合には、ループ内側が磁界に不均一に曝される。これにより不均等で反対方向の起電力がループ内に生じ、磁界の作用で電流が流れ、所定軌道に向ってループを横に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】 磁気ベアリングシステムと方法 発明の背景 この発明は自己充電・自己センタリング式の磁気ベアリングに関するものであ る。 磁気ベアリングは軸と他の動体を支持するため、潤滑剤の代わりに磁界を利用 する。静体と動体が接触しないので、摩擦、疲労が生じず、潤滑剤は不要である 。また、省電力で寿命も長い。 現存の磁気ベアリング技術は電力用と回転軸を位置付けるために高度な電子シ ステムを必要とし、蓄電装置も利用する。このための外部ユニットは場所を取り 、ベアリングのコストも高くなる。 磁気ベアリングは、複雑で高価なため、宇宙衛星や半導体の製造に使用される 真空ターボモルキュラーポンプ等の極めて高度で専門的な分野でのみ適用されて いた。 鉄道産業では、静止・移動磁気コイルの相互作用を利用して車両を磁気で支え る提案がなされて来た。これらの提案は次のパテントに代表される。 Powell，Jr．et al． 3,470,828 Thornton et al． 3,768,417 Fujikawa et al． 4,779,538 Fujie et al． 4,913,059 信頼性の高い、安価な磁気ベアリングの重要な潜在用途の一つにエネルギー蓄 積フライホイールがある。これはバッテリーの代用品あるいは補完品になる。こ のようなフライホイールを磁気ベアリングで強化すれば、自動車の回生制御、電 気自動車、ラップトップ・コンピュータの電池にも利用できる。 本発明の目的は単純で効果的で信頼性のある安価な磁気ベアリング・システム を提供することである。発明の概要 本発明において、磁化手段は磁化された、あるいは磁性材料によって形成され た複数の極を有する。それぞれの極は磁界を放射する電極表面を持つ。インダク タンスと導電性が有限（非超伝導体等）の導電材料でできた複数の閉鎖ループ（ closed loop）を成す物体が一つある。この物体と磁化手段は、そのループが規 定の円軌道上に発生させた磁界と作用し、また磁界の間を通過しながら回転軸の 回りを回転する。 ループが規定の円軌道上にある時、ループの内側が磁界にさらされると、反対 方向に等しい電流が流れループ内には電流は流れなくなるため磁界が配置される 。磁化手段も、ループが規定円軌道上を離れるとループ内側が磁束にさらされ、 反対方向に強さの異なる電力が生じ、ループに電流が誘導するように配置される 。磁界の作用でループに電流が流れ、ループを規定の円軌道の左右（軸線上かつ ／または半径上）に移動する。 具体化例のひとつでは、各磁化手段がループ軌道に一つだけ磁界を持つところ に配置される。そのループにはふたつのローブがあり、８字形に電気的につなが り、規定の円軌道から反対方向に磁界を相殺する。 他の本発明の具体化例では、その磁化手段を用いて磁界１と２が作られ、その ループは二つの磁界に同時に触れる所に置かれる。磁界１と２は反対方向の磁束 で、これらの磁界は回転軸からの距離、即ち回転軸に対する座標点が異なる。 その磁化手段は理想的には、軌道方向にＮとＳの極を持ち、磁石２は、磁石１ のループの軌道の反対側に置かれる。磁石２のＮ極は磁石１のＳ極に向かい合い 、磁石２のＳ極は磁石１のＮ極に向かい合う。磁石１のＮとＳ極は回転軸からの 距離が異なる、即ち、磁石１のＮ極とＳ極が回転軸から異なる座標上に置かれる 。 Ｄを規定軌道に平行に測定したループの長さとすると、隣接する磁極間の距離 はおよそ０−２Ｄ、磁極寸法はループに平行に測定して０．５Ｄ−２Ｄであるこ とが望ましい。磁化手段は固定され、物体がループを誘導することが理想的であ る。ループにおいて、レジスターＲ，軌道に平行に測定した長さがＤ、自己誘導 がＬで相対速度がｖの時、Ｌ／Ｒの値はＤ／２ｖにほぼ等しい。 ループの電流は逆流もする。電流が反対の二次方向に流れると、磁界の作用で ループは規定軌道から左右に外れがちである。しかし、ループが磁界中にある間 は電流は二次方向より一次方向により長く流れる。 ループは磁界より縦の部分が長いので、電流は二次方向より一次方向に流れる 。平均した電流はループ上で二次方向より一次方向で強くなる。 理想的には磁極先端［以下リーディング・レッグ（leading leg）とトレイリ ング・レッグ（trailing leg）と言う］が接続してループが構成され、磁界を通 過するループの動作は（１）第一段階は、ループのリーディング・レッグが磁界 に入り、トレイリング・レッグは磁界に入っていない時始まる。（２）電流は二 次方向より一次方向に時間的に長く流れるが、）第二段は少なくともループ内側 の一部が磁界に入り、ループのリーディング・レッグとトレイリング・レッグの 磁化手段への露出度は、磁界の強さをゼロから有限値の間で評価すると殆ど等し くなる。（３）第三段階は、リーディング・レッグが磁界を出、トレイリング・ レッグが磁界内にある時始まる。 （４）第四段階は、リーディング・レッグとトレイリング・レッグがいずれも磁 界を出た時である。ループは自己誘導のため、少なくともループ内側の一部が磁 界にあってループの左右の位置を変化させる時、一次自己誘導電流はループ中を 一次方向に流れる。自己誘導は二次自己誘導電流を起こし、ループの内側が全部 磁界を越えて移動した後、ループ内を逆方向に流れる。従って、二次自己誘導電 流は、磁界がある所では、ループの左右の位置には影響を与えない。ループと磁 石の相対的な長さにより、第二段階では、リーディング・レッグとトレイリング ・レッグの両方が磁界内に残りうる、または、どちらも磁石に存在しない可能性 もある。 ループは複数の導体（コンダクター）を並列接続し、よじり、それぞれを絶縁 して形成される。 本発明のもう一つの特徴は軌道沿いに隣接する磁化手段が異なる極を持ち、ル ープが順番に反対の極に露出しうることである。軌道沿いの隣接磁化手段は、反 対方向に属するので、軌道周辺で隣接する磁化手段の磁界は、反対方向を向く。 第一と第二磁石はループの行路の反対側に互いに向き合い、軌道に面して置くこ とができる。反対むきの磁石のうち第一磁石は、第二磁石のＳ極に向くＮ極を持 つ。第一磁石のＳ極は第二磁石のＮ極を向く。 本発明の他の特徴として、ベアリングの剛性を変化させたり、磁石に対する物 体の位置を調整する手段がある。これらの特徴をそなえたベアリングは固定した 磁石を持つ受動磁石と活動巻線（アクティブ・ワインディング）または活動磁石 （アクティブ・マグネット）でできており、ループが露出する磁界の強度を変化 させることができるので”セミ・アクティブ”と呼ばれる。調整手段は別個の電 磁石またはシステムの永久磁石に巻かれた巻線の電流を変化させる手段を含む。 剛性調整は磁界の強度変化を均一にして達成できる。物体移動調整は磁石の各箇 所で磁界の強度を不均一に変化させて達成できる。図面の簡単な説明 図１は、発明の原理概念図である。 図２は、装置作動中に、ループが磁界を通過し、進化を示す略図である。 図３は、二つの隣接磁界を通過する際放射状に配置されたループの中で測定さ れた電圧分布グラフ。 図４は、ふたつの隣接磁界を通過する際放射状に配置されたループの中で測定 された電流分布グラフ。 図５は、本発明の理想的な具体化例の部分図。回転体が半径・軸の両方向の中 心にある。 図６は、図５を６−６線で切った時の断面図。ラジアル・ベアリングの回転デ ィスクを示す。 図７は、図５を７−７線で切った時の断面図。ラジアル・ベアリング中での磁 石の位置を示す。 図８は、図７を８−８線で切った時の断面図。軸ベアリングの磁石を示す。 図９は、図５の拡大図。磁石と移動ループ間にある固定磁束圧縮リングを示す 。 図１０は、図５の拡大図。部分変更された磁束圧縮要素。 図１０ａは、移動ループに鉄心がある本発明の具体化例。 図１１，１２，１３は、固定コイルを馬蹄型磁石の空気ギャップに置いた具体 化例。 図１４は、移動ループの円周上の磁石と同時に反応する具体化例。 図１５は、移動ループが固定磁石の一つの磁界とのみ反応してセンタリング起 動する具体化例。 図１６，１７は、ベアリングの剛性かつ／または回転軸の位置を調整する具体 化例。図１６はベアリング・システムの正面図、図１７は装置の底部磁石組立上 面図。 図１８、１９は、回転軸が揺れる具体化例の略図。図１９は装置底部を上から 見た図。図１８は図１９を１８−１８線で切ったときの断面図。 図２０は、永久磁石と独立制御可能な電磁石でできたセミ・アクティブベアリ ングの部分図。 図２１、２２は、図２０の具体化例の図。図２０の対象を２１−２１線と２２ −２２線の断面図。発明の詳細な説明 発明の原理は図１の簡易図で理解できる。回転体２は縦軸Ａの回りを回転し、 三つの永久磁石４は縦軸Ａから等角に、ＮＳ極が回転体２の上部表面に向かって 下向きになるように、固定される。 回転体はほぼ長方形で導電性材料でできたループ群６を三つ運ぶ。回転体２は ファイバで補強した合成樹脂で形成され、ループは、後で仕様の詳細を説明する 「リッツ・ワイヤ」でできていることが好ましい。ループはどれも閉鎖（終点が 無い）状態で、回転体のコンポシット材料に埋められる。回転体を支える手段が あり、普通、ギア、はずみ車（プーレー）や直接モータードライブで回転体を往 来する回転により生ずる力を転送するために用いられる。 明らかに、図１の簡単な構造は回転体２をセンタリングし、回転体と回転縦軸 Ａの間に生ずるいかなる偏心も正す。この行動は規定の行路Ｐをトラベルするよ うに設計された（描かれていない）物体上のループ６を図にした図２で理解でき る原理によるものである。 行路Ｐに沿って、複数の磁化手段があり、磁化手段はそれぞれ反対の磁束をも つ磁界Ｆ１とＦ２を生ずる。４のような単純な馬蹄磁石が、図２のように、Ｎ極 が磁界Ｆ１を生じ、Ｓ極がＦ２を生じて目的を達成する。 図２のように、時計回りに動くループ６がトラベル中、完璧に行路Ｐに対して 中心を合わせれば、ループは磁界Ｆ１とＦ２に均等にさらされ、どちらの磁界も 正味磁束は同じである。しかしながら、ループの縦中心線が横に行路Ｐを外れる と、ループは一方の磁界に他方の磁界より多くさらされる。この状況は図２の破 線で表わしたループ６’がＦ２の磁界にＦ１の磁界より多くさらされていること から理解できる。つまり、ループ内部の正味磁束はゼロではなく、電流が生じル ープを流れる。矢印８はこの例の電流が流れる方向を示す。この電流は、電磁気 の基本原理により、ループの縦のセンター・ラインが理想的な行路Ｐの中心と偶 然一致するところへ、放射状に外に向かってループを移動させる方向の磁界を生 ずる。 仮にループが横に外れ、磁界Ｆ１により多くさらされると、電流は矢印８と反 対方向へ流れ、修正力は半径方向に内に向かって移動しようとする。 具体的には、図２のループのトラベル第一段階は、ループ６のリーディング・ レッグが半径ｒ１を通過するｔ１で起こり、磁石のバイポーラー磁界Ｆ１とＦ２ に入る。もし、ループの中央縦軸が規定行路Ｐの中心から半径方向にずれている 場合、リーディング・レッグに純電圧がかかる。こうしてループとそれが乗って いる物体の上に、中心をとる力となるループ電流が発生する。磁界の中のループ の周辺距離は、ループ電流が最大になった時、最大になる。平均した力は、ルー プの長さ、ループ電流とバイポーラー磁界強度の産物なので大きい。この力は、 以下に説明する通り、ループがバイポーラー磁界を離れる時生ずる平均の力より 大きい。 第二段階では、ループ６のリーディング及びトレイリング・レッグとも図に示 す具体化例の磁界にある。Ｆ１とＦ２の磁界の縦寸法はループの縦寸法より大き い。この段階はループのリーデイング・レッグが半径ｒ２を通過し、トレイリン グ・レッグがｒ１を通過する時間ｔ２で始まる。第一段階からループに蓄積され た磁力で、第二段階の間、電流が矢印８の方向に流れ、ループとそれを運ぶ物体 上にセンタリングする力を生じる。修正は、即時でなくてもよい。それは一般に 修正が完了するまでにループが多数の磁界を通過しなければならないからである 。 第三段階は、ループのリーディング・レッグがｒ３を通過するｔ３で始まる。 リーディング・レッグは磁界の外にあり、トレイリング・レッグは磁界の内にあ る。これによりバイポーラー磁界と反応して電流が生じ、ループ上で中心を外す 力が生ずる；しかしながら、ループの自己誘電により第一段階からの磁気エネル ギーがまだ残っており、第三段階の始めから軌道を修正する電流が流れる。この 電流は力の平均値が大きい。これは、バイポーラー磁界をくぐるループの円周が この時点では長いからである。 第三段階の中頃で、ループ６の電流がゼロ以下になり、第一段階から持ち越し た電流を使い果たす。回転体上で力が不安定になるのでループの電流の流れる方 向が反転する。しかし、安定を崩す力は第一段階の軌道修正の平均よりはるかに 弱い。なぜならば、第三段階の反転電流は、バイポーラー磁界のループの長さの 平均が第一段階より小さい時、発生するからである。 第四段階は、ループ６のトレイリング・レッグが磁界Ｆ１とＦ２を出た時始ま る。具体化例の図では、磁石の長さがループの長さの二倍ある。この段階はリー ディング・レッグが半径ｒ４を通過する時起こる。第四段階では第三段階で蓄積 された磁力で電流が発生する。しかし、その磁力は外部の磁界とは反応せず、半 径方向力を生じない。第三段階で蓄積された磁力は第四段階の終わりには最大値 の半分になる。 図２に示すように、ループ６は移動を続け、別のバイポーラー磁石の磁界Ｆ３ とＦ４に移動する。磁界Ｆ３とＦ４は、前の磁界Ｆ１とＦ２と反対向きの極性を 持つのが望ましい。磁界Ｆ３およびＦ４を生ずる下向きの磁石の磁界は、磁界Ｆ １とＦ２を生ずる磁石に対して左右反対になるので、規定軌道Ｐの両側で次の磁 石の磁界は反対方向を向く。こうして、前段階で残った電流は次のバイポーラー 磁界と反応してループの軌道修正力を生ずる。 全四段階にわたる半径方向力を集積すると、ループの純修正力があることが解 る。修正は第一、第二および第三段階初期に行われる。安定を崩す力は第三段階 の後半に生ずる。第四段階では修正は行われない。 部分間の幾何学上の関係は、図２に示されるものと著しく異なるかもしれない 。ループ６の概念図は、どのようにも変化し、磁石とそれに対応する磁界の縦／ 円 周寸法は、ループの長さＤの二分の一から２倍、周辺に配置された磁界と磁界の 距離はループの長さＤのゼロから２倍に変化しうる。 磁界の縦寸法がループ６の縦寸法と等しい状態では、第二段階の継続時間は極 めて短い。ループの長さが磁界の長さよりも長い場合、リーディング・レッグが 磁界を離れると、第二段階が始まり、トレイリング・レッグが磁界に入ると終了 する。図２の具体化例では、磁界はループの二倍長いのでトレイリング・レッグ が磁界Ｆ１とＦ２に入ると第二段階に始まり、リーディング・レッグがこれらの 磁界を出ると終了する。 性能を最大化するために、ループが最大スピードで移動する時、一つの段階を 終了するのに必要な最小時間の１／２になるような、インダクタンス対ループ抵 抗の比率、つまり、誘電時間定数を選択する。これを数学的に表現すると、Ｌを ループの自己誘電で、Ｒをループの抵抗、Ｄを軌道Ｐに対するループの縦寸法、 ｖをループの最大有効スピードとする時Ｌ／Ｒ＝Ｄ／２ｖの方程式で表現される 。 先の方程式より、特にループが加速する時、ループの自己誘導を減少させるこ とが望ましい。これには次のようなテクニックが用いられる。（１）配線を一度 交差してループを形成する（２）ループの磁束を「圧縮」するため、ループに向 かう表面を持つ導電性磁束圧縮部分を提供する、（３）軌道に沿ってコイルを固 定し誘電し、反対方向の磁束を生じる。 図５−８に、詳細な軸・半径方向（アクシアル・ラジアル）ベアリング組み立 てを示す。この組み立ては筒状の本体１２とアルミニウム等の非磁性素材ででき た環状の先端壁（エンド・ウォール）１４を持ったハウジングを持つ。 回転軸１６はふたつのループを持つディスク１８とひとつのループを持つシリ ンダー２０を支えるようにしっかり取り付けられる。１８、２０部分は、ファイ バー強化されたポリエステルや合成樹脂等の非磁性素材ででき、各々、装置作動 中に、回転軸Ａ１と同心の軌道上を移動する、導電ループ２２、２４を運ぶ。図 ５に示すとおり、シリンダー２０は、ループ２４が埋められている内部円筒部分 と、シリンダー２０の強度を増し、次元を安定化する外部円筒部分からなる。 ループと反応する磁石２６、２８、および２９は、アルミニウムのような非磁 性材料でできているセグメント支持台３０、３２でハウジングで支えられる。各 磁石はフェロー磁石基盤３４、３５、３６および接着剤で固定された２個の希土 類磁石、３８、４０、４２、４４を持ち、これらでループ２２、２４の規定の軌 道と同じ円周上にＮ極とＳ極を持つ馬蹄磁石を形成する。これらの極は、ループ の左右に反発するヤグメンツが、反対方向の磁界１と磁界２にそれぞれ同時にさ らされた位置で軌道に向かい合う。 ラジアル・ベアリングにおいては、各磁石２６は、それぞれ基盤３４、外磁石 ３８、および内磁石４０から成る。軸ベアリングにおいては、外磁石２８は、基 盤３５、ピース４２から成り、内磁石２９は基盤３６とピース４４から成る。 ディスク１８と磁石２６はラジアル・ベアリングとして働き、シャフト軸Ａ１ の偏心を理想的な回転軸と一致させ、半径方向に軌道を修正する。こうして、ル ープ２２は規定の軌道に向くよう、半径方向に移動する。 シャフト１６の軸の位置は、シリンダー部分２０とそれに対応する磁石２８と ２９の中のループ２４で決まる。図８にこれらの磁石の配置を示す。ここではシ ャフトとループが乗るシリンダーは便宜上省略した。これらの仕組みは原理的に 図１でループを半径方向に軌道修正するものと同様である。しかし、これらのル ープ２４はラジアル平面でなく軸平面上にあり、シャフト１６は軸方向に移動し 、ループは規定の軌道上を軸方向に動く。 図６にラジアル修正ループ２２が運ぶディスク１８の正面を示す。破線は、極 正面と固定磁石３８、４０の磁界の位置を示す。各々のループ２２は単一の純粋 導電性材料であるが、各々が絶縁され、並列接続された複数の導体（コンダクタ ー）でできていれば理想的である。そのような配線は「リッツ・ワイヤ」と呼ば れ、一本ずつ被膜絶縁し、同一のパターンで束ねるか編む。この概念に従えば、 ソリッド・コンダクターの「スキン・エフェクト（表皮効果）・パワー・ロス」 、即ち、導体の表面にＲＦ電流が集中するために起こる電力損失を減少する。適 切に組み立てられたリッツ・ワイヤは各々同じ長さで、中心から外へ、外から中 心へ戻るという均一パターンで撚られている。 図５の装置には表面がループを向く磁束圧縮部分がある。これらの部分は図９ に示されている。これらはループ電流を変えることでループ付近の導電性材料が 反対方向に「イメージ電流（空想電流）」を誘うために磁束が圧縮される。これ ら二つの反対方向に向かう電流の磁界は互いにほぼ相殺しあって、ループの磁束 をユニット・電流単位で減じる。 磁束圧縮部分を図９の４８に示す。これらはディスク（円盤）１８と磁石３８ ・４０の磁極の空隙に位置する。磁束圧縮部分は銅か他の適切な電導性非磁性材 料でできている。各々の表面は、ループ２２に隣接し、ループに電流が流れて生 ずる磁束線に打たれる。こうして、磁束圧縮部分４８に渦電流（エディ・カレン ツ）が生じ、ループ２２に流れる電流に引き起こされる磁束線と反対方向に磁束 線が生ずる。その結果、ループの自己誘導を減少させ、装置の効果を高める。 磁束圧縮部分４８は固定されている。各々環形であってもよい。環状エリアに ある線分が寄せ集まって不連続な円周をつくってもよいが、同一の隣接磁束圧縮 部分から周辺に離れる。その様に配置して、各々の磁束圧縮部分が、それぞれの 磁石と同一の広がりを有することが理想的である。 ループ２２が規定軌道から外れる時、磁石２６は回転中のループ２２に電流を 起こし、ループを磁化する。（ａ）図４のように回転中のループに起こるタイプ の電流変化と（ｂ）ループ２２の磁界と磁束圧縮部分４８の間の運動によって、 強い渦電流が磁束圧縮部分４８の付近に起こる。軌道を外れたループ２２の移動 磁界が、より近い磁束圧縮部分４８でより強い反発力を誘電する。この反発力は 遠くの磁束圧縮部分からの反発力よりも強い。純反発力は、ループ２２を軸沿い の反発力が等しい規定軌道に戻そうとする。軌道に乗っている間は、電流も力も 発生せず、抗力が著しく減少する。 磁束圧縮手段は軸ベアリングにも理想的な方法である。二つのシリンダー状の 磁束圧縮部分は二つのシリンダー状の空隙に置かれる。磁束圧縮部分は（ａ）完 全なシリンダー状の場合も（ｂ）対応する磁石２８と並び、周囲に空隙があるシ リンダー状の場合もありうる。いずれの場合でも、磁束圧縮部分は各ループの電 流で引き起こされた磁界と反対方向の磁界を発生させ、ループの自己誘導を減少 する。 図９に示す具体化例では、ループ２２の反発力は回転体の半径方向の位置付け には影響しない。磁束圧縮部分４８は平坦で、すべての反発力は軸方向に働くが 半径方向には働かない。同様に、ループ２４と磁石２８に関連し、完全なシリン ダー状、円周上に置かれたセグメントが構成するシリンダー状磁束圧縮部分は、 半径方向に反発力を生ずるが軸方向には生じない。 図１０の改造磁束圧縮部分は回転体を半径方向に位置付ける装置の概念図であ る。この装置は三つの同心リング５０ａ、５０ｂ、５０ｃからなり、磁石３８と ４０のそれぞれ、外、間、内側に置かれる。これらのリングは不連続な環でも完 全な環でもよいが、磁石のループ行路向きに、極表面を越えて軸の回りに延び、 半径方向に向く表面と軸方面に向く表面を作る。これらの極表面から放射される 反発力は半径方向に向き、ループと反発し、ループ２２と磁石２６が、回転軸と ループ行路を半径方向に位置付けるのを助ける。軸ベアリングでは、回転体の軸 方向の位置付けは、直径が等しく、軸から離して置かれた三つのリングでできて いる磁束圧縮部分で強化できる。これらのリングは、磁極３８と４０の間と外に 置かれる。 図１０ａはループ２２の内側の鉄心４４と４６を表わす。各鉄心は、磁極３８ か４０のどちらか対応する方と、ループが同時にさらされる磁界に関連する。鉄 心は平行に周辺に添うように鉄箔を延ばすタイプのスタックでできていて、通常 はトランスフォーマー等誘電デバイズに使用される。これらの鉄心は非磁性のデ ィスク材料が詰まったスペースで仕切られている。鉄心４５、４６を提供するこ とによりデバイス効率が上がる。なぜなら、鉄心がある事により、電流１単位に 対して、より大きい修正力が働くからである。また、鉄心部分はより小さな空隙 を使用するため、永久磁石の小型化とコスト低減を実現できる。 もう一つ、図５の構造を強化するには、電流増幅コイルを追加する方法があり 、これを図１１、１２の概念図に示す。二つの固定コイル５２は、バイポーラ磁 石２６’の極３８’と４０’の間の２ヶ所の空隙に置かれる。移動中のループ２ ２’が規定の軌道を外れると、前述のように、磁石は純電磁波（EMF：Electroma gnetic field）（以下ＥＭＦと言う）を移動中のループに誘導する。ループ２２ ’に電流が流れ、固定磁石の磁界とこの電流が反応し、前述の通り、規定の軌道 向きにループが左右に移動する。 電流が移動中のループ２２’に流れる間、磁界が発生し、この磁界は、固定コ イルとの空隙とともに、ループと共に移動する。移動中のループの磁界は、固定 コイル５２で、同じく移動中のループ２２’の電流と反対方向に誘電する。それ を受けて、固定コイルの電流は磁界を発生し、移動中のループの電流を増加し、 ベアリング・システムの効果を全体的に増大する。 移動中のループと固定コイルの磁束は互いに部分的に相殺する。磁束圧縮効果 により電流は強まる。この見地から、コイル５２の表面はループを流れる電流で 生じる磁束線に打たれるように移動中のループに隣接する。 磁束圧縮効果は元来、固定コイル５２と移動中のループ２２’の間に反発力を 生ずる。この反発力は、電流と比例する。図１２に示すようにその反発力は規定 の行路に向けて移動中のループを左右に動かす。 固定コイル５２は移動中のループ２２’が固定コイルを通過し始めると逆効果 を生ずる。ＥＭＦは逆方向を向き、その結果、電流はなんらかの措置を講じなけ れば好ましくない方向に向く。逆効果を最小にするための方法の一つとして、移 動中のループより僅かに低い自己誘電を行うコンダクターの固定コイル５２を作 ることが挙げられる。例えば、配線は二撚りし、直列接続する；配線は一撚りし 、固定コイルに巻いて移動ループにする。 その他に、移動中ループ２２’が永久磁石２６’の磁界を離れはじめる時、正 確には、固定磁石の電流が規定の規模、理想的にはゼロに減衰した時、また電流 が方向を変える前に、固定コイル５２の電流を止める手段を備えておくべきであ る。この為にスイッチや転換器が使用できる。 転換器回路を図１３に示す。ここには固定コイル５２を通って繋がれた検知リ ード線５６と５８を持つトリガー回路５４と、反対方向を向く二つの半導体整流 素子（ＳＣＲ）６４と６６に繋がる二本の出力線６０と６２がある。トリガー回 路には選別器、またはしきい値デバイスがあり、リード線５６と５８を通過する 電圧がしきい値に達すると、極を選択してＳＣＲの一つをトリガーする。 移動中のループの中心が規定の軌道の中心に合っている時、リード線５６と５ ８を通過する電圧はゼロになり、ＳＣＲは非導電状態にある。しかし、移動ルー プが誘電する（固定ループ５２ではトリガー回路５４のしきい電圧値を越える起 電力を起こす）のに必要な距離だけ左右に規定の行路から外れる時、その回路は ＳＣＲ６４または６６のどちらかをトリガーし、固定コイル５２を含む終点のな いループを閉じる。ＳＣＲのどちらが誘電するかは起電力の極性で決まる。導電 中のＳＣＲは電流がゼロになるまで導電する。ゼロになった地点でＳＣＲは導電 状態を脱する。 ある状態においては磁気ベアリングの剛性を調整することが望ましい。図１１ −１３に示す具体化例では、ベアリングの剛性は固定コイル５２の電流を制御し て調整するようになっている。調節できるレジスター６７または他の電流制御デ バイスはコイル５２と直列に接続されている。レジスター６７の抵抗を増すとコ イル５２の電流は減衰する。こうしてこの電流によって生ずる二次磁界も減衰す る。この状態ではベアリングの合成も弱まる。 当発明の様々な具体化例で活用されている原理について一般的な観察を行うこ ととする。どの具体化例でも、外部磁石がループ内に入っている間、外部磁石が 発する純磁束の作用で回転体が軌道を外れると、移動中のループに電圧が誘電さ れる。環状磁束圧縮部分が加わると、軌道を外れたループに磁束圧縮部分の電流 の作用で二次電圧が発生し、電界はループの近くで時間と共に変化する。最後に 磁束圧縮部分が固定コイル（図１１と１２）または不完全な環状部分（図９）に ある時、回転体が軌道を外れている間、移動中のループに三次電圧が誘電される 。この電圧は移動中のループとの磁気作用によって発生したコイル、即ち、磁界 部分を通るループの相対モーションによって起こる。この第三段階は、ループと コイル（磁界部分）電流が相対回転しながら相互に誘電し合って電流を増幅する 、自己励起発電機の働きを反映する。 前述で分析したように、不完全な環状磁束圧縮部分４８と固定コイル５２はル ープ２２と２２’が通る二次磁界を発生する。固定部分４８と５２はループ２２ あるいは２２’で発生した磁界が４８あるいは５２部分のそれぞれに対応して動 くように、さらに４８または５２部分に二次電界を生ずる電流を導くように、ル ープの近くに置かれる。 さらに詳しい磁束圧縮と電流増幅の原理説明はウェルドンらによる米国パテン ト4,200,831、テキサス大学オースティン校バルコーンリサーチヤンター（住所 ：EME1.100，Building 133，Aust1n，Texas 78 758-4497）エレクトロ・メカニ クス・センターの出版物、ＰＲ−７４に見出せる。いずれもここで参照している 。後 者はスパンらによって１９８８年４月１２日から１４日に開催された、第４回電 磁気進水技術シンポジウムで発表された論文で、タイトルは「テキサス大学必修 研究−展望」である。 図１４の具体化例は一つのループが回転体が直径の反対側にかかるように配置 された回転体を含む。ここで、第一ループ６８には直径の反対側に来る６８ａと ６８ｂがあり直径方向に延びるコンダクターにそれぞれ繋がる。第二ループ７０ は同じような構造をしており第一ループから９０度外れている。このような構造 では磁石は、それぞれのループが、反対方向の磁束を持つ二つの電界に同時にさ らされる両極を持つように配置される。この他の（示されていないが）配置方法 では、直径の反対側にある磁石が同じ極を持ち、直径の反対側にあるループ部分 が、回転体の偏心がある方向にループ電流を起すように、電気的にクロス接続さ れている。 図１５は単一ループが単一磁界に反応して回転体に中心に戻ろうとする力を与 える。この場合それぞれの電界Ｆ５は四角形で各ループは規定の軌道から反対方 向にオフセットするふたつのローブででき、８の字形に電気的に接続されている 。外側ローブ７２は７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄの要素でできており内側ロ ープ７４は７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄの要素でできている。もしループが 規定の軌道を内側に外れるなら外ローブ７２は内ローブ７４より長く磁界Ｆ５に さらされるため矢印７６の方向に電流が流れる。この電流は電界Ｆ５と反応して トラベリング電界を生じ、ループと回転体を理想的な円軌道に向ける。 磁気ベアリングの調整テクニックは固定コイル５２で電流を調整した図１３の 関連で上述した。他にもベアリング合成を調節する方法があるが、その一つに、 それぞれの磁石をコイルを巻いて、電圧が加わった時、磁石の永久磁界を強めた り中和させて調節する方法がある。 図１６と１７でラジアルベアリング８０の略図を示す。ここでは、合成を制御 するために電磁コイルを補足的に巻いている。図１６では、便宜上コイル巻を省 略している。この具体化例では半径方向に軸に面して並ぶ隣接極の相対強度を変 化させることによって位置修正が行われる。磁石９５のＳ極と磁石９１のＮ極は そのような極ペアを示す。これら両極の磁束線は、軸に向かって反対方向を向く 。 Ｎ極から出る磁束線は図をでて図１７に向かう、またＳ極に向かう磁界線は図１ ７から図１６に入る。 ベアリング８０は磁石組立て底部８４と磁石組立て上部８６の間に水平回転体 ８２を持つ。この具体化例では各磁石組立ては八個だけ磁石を持つが、１６以上 の磁石を使用する事もできる。 図１７は磁石組立て底部８４の平面図を示す。規定の回転体周辺８８と回転体 ８２の八つのループのひとつ９０を破線で示す。 各磁石組立は基盤の内よりに四つの磁石、９１、９２、９３、９４をもつ：ま た、基盤の外よりに四つの磁石９５、９６、９７、９８を持つ。図１６に示す通 り、各々の磁石は９７ｂの鉄板の表に接着された二つの磁化済の磁石９７ｎと９ ７ｓで形成される。９７ｎのＮ極は回転体８２に面し、９７ｓのＳ極は回転体８ ２に面する。図１７に示す通り、それぞれの磁石の反対向きの極が互いに円周に 沿って離される。ここが、図１のように、磁石が半径に沿って離されるのと対照 的である。図１７に示す磁石は、中心を軸に、半径上に位置するＡｏが、放射線 上に離れる反対極の極面と反応するように配置されている。基盤の内にある磁石 ９１−９４はそれぞれＮ極から時計回りにＳ極を持つ；また、基盤の外にある磁 石９５−９８は、Ｓ極の時計回りにＮ極を持つ。 図１７では、絶縁電磁コイル１００を対応する電磁石に巻いている。これらの コイルはコンダクター１０２を通して電源１０４に接続される。対応するコンダ クターに矢印方向に流れる電流がコイルに電圧を加えると、対応する磁石の磁界 が増す方向にコイルが巻かれる。こうして、ベアリング・システムの剛性を強化 するには、電源で矢印方向に流れる電流を増す。逆に、電流を減らすと、ベアリ ングの剛性は弱まる。負の電流、例えば、矢印と反対方向に流れる電流は、磁界 を弱め、ベアリングの剛性も弱める。各コイルの巻き数が同じとすれば、電流変 化が均一であれば、回転軸を移動することなく剛性が調節できる。 剛性調節に加えて、あるいは、その代わりに、図１７に示すベアリング・シス テムは、磁石組立において、磁場に強弱のむらができるように変化させることに よって行われる。図１７に示すように磁石組立の中心軸Ａｏに対して偏心するよ うに回転の回転軸の位置を制御する。そのような位置調節は各磁石組立の磁界の 強さにむらを作ることによってできる。例えば、回転軸Ａｏを図１７の偏心位置 Ａｅに向けて移動するには次の方法がある：（１）磁気９５の減衰（２）磁気９ １の増強（３）磁気９３の減衰（４）磁気９７の増強、または（５）これらの調 節方法の２つ、３つ、あるいは、４つ全部を実施する。いずれの場合にも、軸の 回りに反対方向の磁束線を作るＳＮ両極が半径方向に離れてあることから、元々 、磁界の強さにはむらがある。 他の使い方として、磁石９１−９８のコイルに流れる電流は、回転体８２の周 辺８８に面する、近接固定センサ−１０６と１０８からの信号を自動的御できる 。Ｘ軸センサー１０６が回転体がＸ軸方向に移動するのを検出すると、センサー は電源にシグナルを送る。この信号を受信すると磁気コイル９１、９２、９７、 ９８の電流が増加し、磁気コイル９３、９４、９５、９６の電流は減少する。こ れにより磁石９１、９２、９７、９８の磁界は強くなり、磁石９３、９４、９５ 、９６の磁界は弱くなる。これらの変化は規定の位置Ａｏに向けて回転体８２の 軸を移動する傾向にある。回転体がＸ軸センサーから移動すると反対の動きが起 こる。回転体を規定の位置Ａｏに動かそうとする。 Ｙ軸センサー１０８の制御も同様の効果がある。Ｙ軸方向の受動回転体センタ リング効果を補助するための信号を提供するからである。回転体がセンサー１０ ８に近づきすぎると磁石９２、９３、９５、９８の磁界は強まり、かつ、または 磁石９１、９４、９６、９７の磁界は弱まる。回転体がセンサー１０８から離れ すぎると磁石９２、９３、９５、９８は弱まり、磁石９１、９４、９６、９７の 磁界は強まる。 自動コントロールモードの特別な利点として、永久磁石だけを使用するシステ ムのベアリングの合成を強化することがあげられる。 電源１０４のコントールパネルは様々に配置できる。図のような具体化例では 、４つのポジション・モードセレクション・スイッチ１１２があり、次のモード のどれでも選択できる。 モード１ 合成コントロール用、磁力均一調節 モード２ 軸位置制御用、磁力不均一調節 モード３ 剛性かつ／または軸位置制御用、磁力個別制御 または モード４ 自動軸位置制御強化（センサー１０６及び１０８対応） モード１が選択されると、磁石９１−９８のコイルの電流を均一に変えるため に、ノブ１１４を使用する。モード２ではＸ軸ノブ１１６、かつ／またはＹ軸ノ ブ１１８を使用して電流と磁界を変化させて回転軸を移動する。モード３はノブ ９１’、９２’、９３’、９４’、９５’、９６’、９７’、９８’を使用して 各々の磁石ごと電流／強度を調節し剛性かつ／または軸１の理想的なバランスを とる。モード４が選択されると、センサー１０６と１０８を持つ位置付け／強度 強化システムが作動する。モード１、２、３の設定は自動モード４が選択される まで、調節された状態を保つ。 本発明の別の具体化例を図１８と１９に示す。これらは、回転軸を揺らすベア リング・システムである。図１８では、回転の通常の縦軸をＡｖとし回転の揺れ る軸をＡｔとする。回転体１２２は非磁気球体で閉鎖した導電ループを持つ。ル ープ１２４の上部セットは円列状に配置され、ループ１２６の底部セットも円列 状に配置される。各ループ１２４は軸Ａｖが４５°から９０°の角度αで交差す る平面にある。各ループ１２６は軸Ａｖに平行で、軸Ａｖとループ１２６の平面 の角度βはゼロである。この角度βは０°から４５°である。環状のマス１２８ がフライホイールとする目的で、慣性モーメントを増加するために回転体に取り 付けられる。 回転体１２２は２セットの磁石によって空中浮揚し、位置付けられる。各セッ トは円列に４つの磁石を持つ：２つずつ球体回転体の内側円列に横並びし、２つ ずつ外側円列に横並びする。各磁石はＮ極とＳ極を持ち、互いに円周上でオフセ ットする。隣接列の磁石は、回転体上のループの横側が反対方向の磁界に同時に さらされるように配置される。 回転体１２２の軸上の空中浮揚と半径方向の位置付けは、円列上に並ぶ上部磁 石セット１３０、１３２、１３４、１３６で行われ：下部磁石セット１３８、１ ４０、１４２、１４４で回転体の軸方向の位置付けが行われる。 ループ１２４と１２６はすべて回転軸Ａｖ上に与えられた点、１４６から等距 離にある。点１４６からループの中心に延びる線１４８、１５０はループと十分 に垂直である。 図１８に示すように、回転体軸ＡｖがＡｔに向けて移動するとループ１２４と １２６が規定軌道から外れる。図１−１０との関連で説明した原理によって、こ の図では、ループに電流を誘い、永久磁石の存在によってループと回転体に反発 力を生ずる。その結果、ループを規定の軌道に向け、回転軸を規定の縦方向Ａｖ に移動しようとする。 図１８と１９に示す具体化例では、ループがさらされる磁界の強さが一定でな い。よって、軸方向に離して置かれた一対の磁極の相対強度を調節する必要があ る。そのペアの１つが磁石１３８のＮ極であり、隣接する磁石１４０のＳ極であ る。これらの極は、半径方向に反対を向く磁極線を持ち、磁石１３８のＮ極から でる磁極線は回転軸Ａｖの方向を向き、磁石１４０のＳ極に入る磁極線は軸Ａｖ から離れる。 電源と繋がる補足電磁コイル１４５と図１７の関連で説明したコントローラー ・ユニット１０４に似たユニット１４７、および永久磁石１３８、１４０、１４ ２、１４４を併用することによって磁界の強さは変化する。コイル1４５に電圧 を加えることによって磁界を強めたり、弱めたりできる。磁石１３８と１４０の 全部の磁界を均一に変化させると軸方向にあるベアリングの剛性が変化する。磁 石１３８と１４０の軸方向に離れた一対の極の磁界の強さが不均一に変化すると 、ループ１２６の規定軌道の位置を変え、回転体を軸方向に移動する。 図２０、２１、２２に「セミ・アクティブ・ベアリング」（準活性ベアリング ）を示す。図１６と１７に示す具体化例のようにベアリングは、受動モードで作 動させる一定の磁束があり、ループの内側がさらされる磁束の強さを変更する手 段があるのでセミ・アクティブである。 図２０−２２の具体化例では、円周上に並ぶ電磁石１６６と１６８は永久磁石 １６２と１６４の磁界を補足するために使用される。これらの補足電磁石はルー プがさらされる磁束の強さを変化させる。電磁石は図１６と１７の時のように永 久磁束に直接コイルを巻かず、各々の核に巻く。 回転体１５０はハブ１５２、フランジ１５４、導電ループ１５８を運ぶシリン ダー１５６を持つ。 固定子は永久磁石とループがさらされる磁界を提供する電磁石を持つ。各永久 磁石１６２、１６４は図２０のように軸方向に分かれる一対の極を持つ。各々の 基盤内磁石１６２と対応する基盤外磁石１６４はＮ／Ｓ極が向き合うように配置 されるため、半径方向に、反対方向の磁界線をもつ２つの電界ができる。 図２０−２２に示すセミ・アクティブ・ベアリングはスタックド・スチール・ ラミネーションでできた放射状タング（受け口）に四角なコイルを持つ電磁石１ ６６と１６８を基盤の内外に持つ。これらは、８つの基盤内タング１７０と８つ の基盤外タング１７２を持つ。タング１７０は必要な内側リング１７１から放射 状にあり、タング１７２は必要な要素である外部リング１７３から放射状に内側 に向けて延びる。（リング１７１と１７３は図２０では便宜上、省略されている 。）各基盤内電磁石はタング1７０に巻かれたコイル１７４を持つ：また基盤外 電磁石は、タング１７２に巻かれたコイル１７６を持つ。 図２０、２１、２２の装置に使用される電磁石は、各々独立して、図１７のよ うな回路で制御される。ベアリングの剛性かつ／または回転体の位置は、電磁石 から放射される磁界の強さを変化させ、ループが露出される磁界の全体の強さを 変えることによって調節できる。磁石１６６の全部かつ／または、磁石１６８の 全部の磁界の強さが変わると、均一にせよ不均一にせよ、ベアリングの剛性が変 わる。磁石１６６の全部かつ／または磁石１６８の全部の磁界の強さが均一に変 わるとループの規定軌道を変えることなく剛性が変わる。 本発明は、様々に説明できる。装置としては、エンドレスのループは、電界の 内外へ相対的に動く。磁界沿いの純磁束はゼロである。ループは軌道の円運動に 関連して、ループの内側を通る磁界がゼロでない位置に左右に移動する。これに より、ループが電界に入る時ループ内に誘電し、電界の影響を受けて、電流は、 磁化手段とループの間が左右に移動するような方向に流れ、ループを軌道に戻そ うとする。 方法としては、本発明は、導電性材料でできた閉鎖自己誘電ループが複数の電 界手段に反応して、またつぎつぎに通過して、規定の軌道に沿ってトラベルする ような動きを起す段階がある。ループの内側は、ループが規定の軌道にあり純磁 束がゼロで、ループに電流が流れない時は、電界から来る等しい磁束にさらされ る。また、規定の軌道からループが外れる時各磁気手段の電界から出る磁束にル ープの内側がさらされる。これにより、ループに一次方向に流れる電流が誘電さ れ、磁界の存在によってループ上でループを規定の軌道に向けて左右に動かそう とする力が働く。 本発明の分野に精通していれば、理想的な、また、公開した具体化例以外の方 法でも目的を達することができよう。例えば、ループは様々な形がとれる。移動 物体上に取り付けた磁石と反応する固定ループを持つシステムもあろう。軌道Ｐ 方向に測定した構成要素の長さの比が異なることもある。磁石が反対極を隣り合 わせにするならば隣接磁石の間にスペースがなくてもよい。これら、また数え切 れないほどありそうな可能性を考えるに本発明は公開された具体化例に限らず、 次の特許請求項に示される精神に基づいて、他の数多くの構造も包含するもので ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ 【要約の続き】 せる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 有限のインダクタンス（finite inductance）と有限の導電性（finite co nductivity）の導電材料でできた複数の閉鎖ループ（closed loop）をなす物体 から構成される磁気ベアリング・システムにおいて、 磁性材料によって生じる複数の極を有する磁化手段と、各々の極に磁界放射表 面がある前記物体と前記磁化手段は、前記各ループが磁化手段の磁界と関連して また磁界を通って、規定の閉鎖円軌道に沿ってトラベルするように回転軸の付近 を相対回転し、前記磁化手段は前記規定円軌道上に置かれ、 また、前記両極表面が前記ループの規定円軌道に向き合うように配置され、前 記両極は、規定円軌道沿いに動くループが、その規定の円軌道周辺でループ上の 位置によって異なる磁束にさらされるように置かれ、 前記両極は（ａ）前記ループが規定軌道上にある時、ループの内側が磁束にさ らされ、ループ内に反対方向に等しい起動力が電流が流れるので、有効電力はル ープ内に流れない（ｂ）前記ループが規定軌道上を外れた時、ループの内側が磁 束にさらされると、反対方向に不均等な起電力が流れ有効電力が前記のループに 導かれ、この時、電流は一次方向に向い、磁界がある時ループは規定行路上に向 こうとする磁気ベアリング・システム。 ２． 請求項１の磁気ベアリング・システムで前記磁化手段が前記ループの規定 円軌道に磁界を一つだけ持つように置かれた磁気ベアリング・システム。 ３． 請求項２の磁気ベアリング・システムにおいて、前記ループ各々に規定円 軌道から各々反対方向に磁気を相殺するローブが二つあり、８の字形に電気的に つながっている磁気ベアリング・システム。 ４． 請求項１の磁気ベアリング・システムにおいて、前記磁化手段が第一およ び第二の磁界を生じ、前記ループが第一と第二の磁界に同時に露出される磁気ベ アリング・システム。 ５． 請求項４または５の磁気ベアリング・システムにおいて、第一と第二の磁 界の回転軸からの距離が異なる磁気ベアリング・システム。 ６． 請求項４または５の磁気ベアリング・システムにおいて、第一と第二の磁 界の磁束が反対方向を向いている磁気ベアリング・システム。 ７． 請求項４から６までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおいて 、第一と第二の磁界が軌道上に離して置かれ、前記各ループは前記ローブが前記 第一、第二のローブを持ち、そのローブはそれぞれの磁界を同時に通過する軌道 上の位置に離して置かれる磁気ベアリング・システム。 ８． 請求項４から７までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおいて 、磁化手段のＮＳ極が軌道に向く第一磁石を持つ磁気ベアリング・システム。 ９． 請求項８の磁気ベアリング・システムにおいて、第二磁石が第一磁石から の軌道の反対側にあり、かつ軌道に面し、前記第二磁石のＮ極は第一磁石のＳ極 に向かい、前記第二磁石のＳ極は第一磁石のＮ極に向く磁気ベアリング・システ ム。 １０．請求項８または９の磁気ベアリング・システムにおいて、第一磁石のＮ極 とＳ極の回転軸からの距離が異なっている磁気ベアリング・システム。 １１．請求項８または９の磁気ベアリング・システムにおいて、第一磁石のＮＳ 極が前記回転軸に対して異なる座標上に置かれる磁気ベアリング・システム。 １２．請求項４から１１までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、第一および第二磁界が前記規定軌道の同じ円周上にあり、また、前記ループ の左右に反発するセグメンツが第一および第二磁界に同時に露出するように置か れている磁気ベアリング・システム。 １３．請求項４から１１までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、一つのループ内の異なるセグメンツが同時に前記第一と第二磁界に露出する ように、第一および第二磁界が規定円軌道の円周上の異なる場所に置かれている 磁気ベアリング・システム。 １４．請求項１から１３までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、磁気手段が固定され、物体が移動する磁気ベアリング・システム。 １５．請求項１から１４までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、前記ループが通り抜ける一つ以上の二次磁界を作り出す為の二次磁化手段を 含み、二次磁化手段はループで発生した磁界が前記二次部分に相対して動き、二 次部分に誘電して二次磁界を作る磁気ベアリング・システム。 １６．請求項１から１５までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、前記ループにあるレジスタンスがＲ，軌道に平行に測定した長さがＤ、セル フ・インダクタンスがＬ、で相対速度がＶの時、Ｌ／ＲはおよそＤ／２ｖである 磁気ベアリング・システム。 １７．請求項１の磁気ベアリング・システムにおいて、ループは複数の導体（コ ンダクター）を並列接続し、各々絶縁して形成される磁気ベアリング・システム 。 １８．請求項１７の磁気ベアリング・システムにおいて、少なくともいくつかの コンダクターはよじられている磁気ベアリング・システム。 １９．請求項１から１４までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、リーディング・レッグとトレイリング・レッグがあり、これらが接続されて ループが構成される磁気べアリング・システム磁界を通過するループの相対動作 には次の （１）ループのリーディング・レッグ（leading leg）が磁界に入り、トレイリ ング・レッグ（trailing leg）は前記磁界に入っていない時始まる第一段階と、 （２）少なくともループ内側の一部が磁界に入り、ループのリーディング・レッ グとトレイリング・レッグの磁化手段への露出度は、磁界の強さにおいてゼロか ら、有限値の間でほぼ等しい第二段階と、 （３）リーディング・レッグが磁界を出てトレイリング・レッグが磁界内にある 時に始まる第三段階と、 （４）リーディング・レッグとトレイリング・レッグがいずれも磁界を出る時で ある第四段階から成り、前記ループは、少なくともループ内側の一部が磁界にあ ってループの左右の位置を変化させる時、一次セルフ・インダクタンス（self i nductance）電流はループ中を一次方向に流れ、また、セルフ・インダクタンス は二次セルフ・インダクタンス電流を起こし、ループの内側が全部磁界を越えて 移動した後、ループ内を逆方向に流れる磁気ベアリング・システム。 ２０．請求項４から１９までの磁気ベアリング・システムにおいて、前記磁化手 段は、規定の軌道上で反対方向を向く磁束（フラックス）線と規定の軌道の両側 で、隣接磁界が反対方向を向くように、磁界が二つある磁石を持つ磁気ベアリン グ・システム。 ２１．請求項１から２０までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、ループに鉄芯がある磁気ベアリング・システム。 ２２．請求項１から２１までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにおい て、ループが露出される磁束の強度を変化させる調節手段を持つ磁気ベアリング ・システム。 ２３．請求項２２の磁気ベアリング・システムにおいて、ループがさらされる磁 束を供給するための補足調節手段がある磁気ベアリング・システム ２４．請求項２３の磁気ベアリング・システムにおいて、補足調節手段が周辺の 電磁石のセットである磁気ベアリング・システム。 ２５．請求項２４の磁気ベアリング・システムにおいて、放射状に向き合う極を 持つ電磁石を持つ磁気ベアリング・システム。 ２６．請求項２２から２５までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにお いて、ベアリングの剛性を変えるためループが露出される磁束の強さを不均一に 変化させる調節手段を持つ磁気ベアリング・システム。 ２７．請求項２２から２６までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにお いて、規定の軌道の位置を変えるため、ループが露出される磁束の強度を不均一 に変化させる調整手段を持つ磁気ベアリング・システム。 ２８．請求項２２から２５までのいずれか１項の磁気ベアリング・システムにお いて、ベアリング・システムの剛性を変化させるため、ループが露出される磁束 の強度を均一に変化させる調整手段を持つ磁気ベアリング・システム。