JPWO2015137517A1 - 磁気回転往復動機構 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)ピストンの回転によってピストンの往復動動作を、
あるいは、
(2)ピストンの往復動作によってピストンの回転動作を、
永久磁石あるいは超電導磁石の磁力による駆動で可能にした磁気回転往復動機構に関するものである。
(1)
原動手段と、前記原動手段で回転するピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストンを、前記シリンダーに間隙をあけ非接触に回転往復動動作を行うために、磁性体製の前記ピストンの外周表面部に前記ピストン一回転中に前記ピストンを数往復動させる2列1組の並列した左右凸部磁極で間を溝とした突条のサインカーブ磁極を数列設けたピストンとし、
前記シリンダー内の円周方向には、
前記ピストン一回転中に往復動する回数に合わせた前記左右凸部磁極に対向して配置された左右凸部の磁性体磁極と、前記磁性体磁極の間に位置する永久磁石とで構成され、前記ピストンを前記原動手段で回転させることにより磁気力で前記ピストンの往復動運動を非接触に行うとともに前記ピストンの往復動方向の負荷を支持するスラスト磁気軸受を数個形成してなることを特徴とする磁気回転往復動機構。
(2)
原動手段と、前記原動手段で回転するピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストン外周表部に、前記ピストンの往復動と直交する方向にサインカーブ形状に加工した円筒のバルク超電導体を設け、前記バルク超電導体を挟む形で円周方向の一部に超電導コイルと磁性体とで構成する電磁コイル磁極を設け、
前記超伝導コイルに電流を流すことで発生する磁場により、前記ピストンを前記原動手段で回転させることにより生じる前記バルク超電導体の反磁性反発力で前記ピストンの往復動運動を非接触に作り出すとともに往復動方向の負荷を支持するスラスト磁気軸受を形成してなることを特徴とする
磁気回転往復動機構。
(3)
前記超伝導コイルに、前記ピストンの回転に同期させて電流を流すことで、さらに前記ピストンの往復動方向の負荷を支持する超電導反発型磁気軸受を持つことを特徴とする(2)に記載の磁気回転往復動機構。
(4)
原動手段と、ピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストンの外周表面部に、突条に螺旋形磁性体を配置し、前記螺旋形磁性体の間には螺旋状に永久磁石を配置して構成する複数列の螺旋形状磁極を設け、
前記シリンダー内面に螺旋状形状磁極と所定の間隙を保ってバルク超電導体を設け、
前記バルク超電導体が超電導状態に転移する極低温度以下にすることで、前記バルク超電導体に前記ピストン側で発生する螺旋状の磁場分布が、ピン止め効果により磁場形成され、
前記原動手段による前記ピストンの往復動運動により、螺旋的な回転および逆回転動作を作り出すとともにピン止め型バルク超電導軸受を形成し、ラジアル負荷とスラスト負荷を同時に支持してなることを特徴とする磁気回転往復動機構。
(5)
原動手段と、ピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストンの外周表面部に、溝をもって突条に2本の螺旋形状磁性体を配置し、前記螺旋形状磁性体の間には螺旋状に永久磁石を配置して構成する複数列の螺旋形状磁極を設け、
前記シリンダー内面には、前記螺旋形状磁極に対応する位置に前記ピストンに設けたと同数の複数列の磁性体の螺旋状磁極を形成し、
前記原動手段による前記ピストンの往復動により、螺旋的な回転および逆回転動作をするとともにスラスト磁気軸受を形成してなることを特徴とする磁気回転往復動機構。
(6)
(1)〜(5)のいずれかに記載の磁気回転往復動機構を、併用して用いたことを特徴とする磁気回転往復動機構。
2 サインカーブ磁極
2a 左凸部磁極
2a‘ 左凸部磁極
2b 右凸磁極
2b‘ 右凸磁極
2c 溝
3 スラスト磁気軸受
3a 磁性体磁極
3a‘ 磁性体磁極
3b 永久磁石
3c 磁束
3d 左凸部
3e 右凸部
3e‘ 右凸部
4 間隙
5 往復圧縮部
6 バルク超伝導体
Claims (6)
- 原動手段と、前記原動手段で回転するピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストンを、前記シリンダーに間隙をあけ非接触に回転往復動動作を行うために、磁性体製の前記ピストンの外周表面部に前記ピストン一回転中に前記ピストンを数往復動させる2列1組の並列した左右凸部磁極で間を溝とした突条のサインカーブ磁極を数列設けたピストンとし、
前記シリンダー内の円周方向には、
前記ピストン一回転中に往復動する回数に合わせた前記左右凸部磁極に対向して配置された左右凸部の磁性体磁極と、前記磁性体磁極の間に位置する永久磁石とで構成され、前記ピストンを前記原動手段で回転させることにより磁気力で前記ピストンの往復動運動を非接触に行うとともに前記ピストンの往復動方向の負荷を支持するスラスト磁気軸受を数個形成してなることを特徴とする磁気回転往復動機構。 - 原動手段と、前記原動手段で回転するピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストン外周表部に、前記ピストンの往復動と直交する方向にサインカーブ形状に加工した円筒のバルク超電導体を設け、前記バルク超電導体を挟む形で円周方向の一部に超電導コイルと磁性体とで構成する電磁コイル磁極を設け、
前記超伝導コイルに電流を流すことで発生する磁場により、前記ピストンを前記原動手段で回転させることにより生じる前記バルク超電導体の反磁性反発力で前記ピストンの往復動運動を非接触に作り出すとともに往復動方向の負荷を支持するスラスト磁気軸受を形成してなることを特徴とする
磁気回転往復動機構。 - 前記超伝導コイルに、前記ピストンの回転に同期させて電流を流すことで、さらに前記ピストンの往復動方向の負荷を支持する超電導反発型磁気軸受を持つことを特徴とする請求項2に記載の磁気回転往復動機構。
- 原動手段と、ピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストンの外周表面部に、突条に螺旋形磁性体を配置し、前記螺旋形磁性体の間には螺旋状に永久磁石を配置して構成する複数列の螺旋形状磁極を設け、
前記シリンダー内面に螺旋状形状磁極と所定の間隙を保ってバルク超電導体を設け、
前記バルク超電導体が超電導状態に転移する極低温度以下にすることで、前記バルク超電導体に前記ピストン側で発生する螺旋状の磁場分布が、ピン止め効果により磁場形成され、
前記原動手段による前記ピストンの往復動運動により、螺旋的な回転および逆回転動作を作り出すとともにピン止め型バルク超電導軸受を形成し、ラジアル負荷とスラスト負荷を同時に支持してなることを特徴とする磁気回転往復動機構。 - 原動手段と、ピストンと、前記ピストンに所定の間隙を空けて外装されるシリンダーと、および前記シリンダー内に圧縮室を備え、前記圧縮室に連通した流体の吸入口及び吐出口の弁の開閉に前記ピストンとシリンダーとのすきまの流体抵抗の差を用いた往復動容積型圧縮装置において、
前記ピストンの外周表面部に、溝をもって突条に2本の螺旋形状磁性体を配置し、前記螺旋形状磁性体の間には螺旋状に永久磁石を配置して構成する複数列の螺旋形状磁極を設け、
前記シリンダー内面には、前記螺旋形状磁極に対応する位置に前記ピストンに設けたと同数の複数列の磁性体の螺旋状磁極を形成し、
前記原動手段による前記ピストンの往復動により、螺旋的な回転および逆回転動作をするとともにスラスト磁気軸受を形成してなることを特徴とする磁気回転往復動機構。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の磁気回転往復動機構を、併用して用いたことを特徴とする磁気回転往復動機構。
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