JPH0478316A - 超伝導軸受 - Google Patents
超伝導軸受Info
- Publication number
- JPH0478316A JPH0478316A JP18869390A JP18869390A JPH0478316A JP H0478316 A JPH0478316 A JP H0478316A JP 18869390 A JP18869390 A JP 18869390A JP 18869390 A JP18869390 A JP 18869390A JP H0478316 A JPH0478316 A JP H0478316A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating shaft
- magnetic flux
- superconductor
- superconducting
- permanent magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Landscapes
- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、磁束侵入を許容する超伝導体を用いた超伝導
軸受に関する。
軸受に関する。
〈従来の技術〉
超伝導軸受として、例えば、特開昭６３−２４３５２３
号公報に示すようなものがある。
号公報に示すようなものがある。
この公報の超伝導軸受は、第１種超伝導体すなわち磁束
侵入を完全に阻止する超伝導体を用いており、超伝導体
の完全反磁性現象を利用したものである。この超伝導軸
受は、超伝導体からなる回転軸の両端を、それぞれ一方
磁極の磁気を帯びた磁性体からなる一対の支持部材の凹
みにそれぞれ入れ、回転軸をアキシャル方向およびラジ
アル方向で非接触支持するように構成している。
侵入を完全に阻止する超伝導体を用いており、超伝導体
の完全反磁性現象を利用したものである。この超伝導軸
受は、超伝導体からなる回転軸の両端を、それぞれ一方
磁極の磁気を帯びた磁性体からなる一対の支持部材の凹
みにそれぞれ入れ、回転軸をアキシャル方向およびラジ
アル方向で非接触支持するように構成している。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、上記従来の超伝導軸受では、上述したように
、完全反磁性の性質を利用して非接触支持を行うものゆ
え、反発方向と直交する方向が不安定となるため、回転
軸の両端を支持する支持部材について、回転軸の両端を
包み込む形状に加工する必要があるとともに、回転軸の
両端と支持部材との間でアキシャル方向およびラジアル
方向で対向する部分を、磁化させる必要があり、製作設
計が面倒なものであった。
、完全反磁性の性質を利用して非接触支持を行うものゆ
え、反発方向と直交する方向が不安定となるため、回転
軸の両端を支持する支持部材について、回転軸の両端を
包み込む形状に加工する必要があるとともに、回転軸の
両端と支持部材との間でアキシャル方向およびラジアル
方向で対向する部分を、磁化させる必要があり、製作設
計が面倒なものであった。
本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、簡
単な構成で、安定的に回転の支持が行える超伝導軸受の
提供を目的としている。
単な構成で、安定的に回転の支持が行える超伝導軸受の
提供を目的としている。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
な構成をとる。
本発明の超伝導軸受は、回転体に備える永久磁石と、こ
の永久磁石に対向配置される超伝導体とからなるもので
あって、 前記永久磁石は、回転体の回転軸心に対する磁束分布が
回転軸心の周囲において絶えず均一となるものであり、 前記超伝導体は、前記永久磁石の磁束侵入を許容するも
ので、前記永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位置に
かつ回転体の回転に関係なく侵入磁束の分布が均一とな
る位置に配置されるものであることに特徴を有する。
の永久磁石に対向配置される超伝導体とからなるもので
あって、 前記永久磁石は、回転体の回転軸心に対する磁束分布が
回転軸心の周囲において絶えず均一となるものであり、 前記超伝導体は、前記永久磁石の磁束侵入を許容するも
ので、前記永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位置に
かつ回転体の回転に関係なく侵入磁束の分布が均一とな
る位置に配置されるものであることに特徴を有する。
〈作用〉
上記構成によると、超伝導体に侵入した永久磁石の磁束
による拘束作用でもって、永久磁石と超伝導体とが所定
の間隔をへて相対した状態で保持される。この状態にお
いては、永久磁石を備える回転体をその軸心周りに回転
させることが可能である。このとき、超伝導体に侵入し
た磁束は、磁束分布が回転軸心に対して均一で不変であ
る限り回転を妨げる抵抗とならない。
による拘束作用でもって、永久磁石と超伝導体とが所定
の間隔をへて相対した状態で保持される。この状態にお
いては、永久磁石を備える回転体をその軸心周りに回転
させることが可能である。このとき、超伝導体に侵入し
た磁束は、磁束分布が回転軸心に対して均一で不変であ
る限り回転を妨げる抵抗とならない。
つまり、本発明構成によれば、超伝導体に対して所定の
位置に回転体に備える永久磁石を相対配置させるだけで
、アキシャル方向およびラジアル方向に非接触で支持す
ることができ、回転体を支持する超伝導体に回転体端部
を包み込む凹みを設ける必要がない。
位置に回転体に備える永久磁石を相対配置させるだけで
、アキシャル方向およびラジアル方向に非接触で支持す
ることができ、回転体を支持する超伝導体に回転体端部
を包み込む凹みを設ける必要がない。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図に本発明の第１実施例を示しでいる。図中、■は
平板状の超伝導体、２は円柱形状に形成された永久磁石
からなる回転軸である。
平板状の超伝導体、２は円柱形状に形成された永久磁石
からなる回転軸である。
超伝導体Ｉは、イツトリウム系高温超伝導体、例えばＹ
Ｂ ａ ｚ Ｃｕｚ ＯＸからなる基板の内部に常伝導
粒子（Ｙｚ Ｂａ＋ Ｃｕｔ ＯＸ ）を均一に混在さ
せたものからなり、永久磁石から発っせられる磁束侵入
を拘束する性質を持つものである。
Ｂ ａ ｚ Ｃｕｚ ＯＸからなる基板の内部に常伝導
粒子（Ｙｚ Ｂａ＋ Ｃｕｔ ＯＸ ）を均一に混在さ
せたものからなり、永久磁石から発っせられる磁束侵入
を拘束する性質を持つものである。
回転軸２は、−軸端に一方磁極（Ｎ極またはＳ極）の磁
気を、他軸端に他方磁極（Ｓ極またはＮ極）の磁気をそ
れぞれ帯びたものであり、回転体と永久磁石とを一体と
したものである。
気を、他軸端に他方磁極（Ｓ極またはＮ極）の磁気をそ
れぞれ帯びたものであり、回転体と永久磁石とを一体と
したものである。
そして、水平姿勢に配置した超伝導体１の上面上方に回
転軸２をその中心軸が超伝導体１の長手方向と平行とな
るように対向させる。なお、超伝導体１上に回転軸２を
置いただけでは、回転軸２の磁束が超伝導体１の内部に
僅かしか侵入していないので、回転軸２は、超伝導体１
のマイスナー効果による反発力でもって浮上するだけに
とどまっており、支持状態が不安定になっている。
転軸２をその中心軸が超伝導体１の長手方向と平行とな
るように対向させる。なお、超伝導体１上に回転軸２を
置いただけでは、回転軸２の磁束が超伝導体１の内部に
僅かしか侵入していないので、回転軸２は、超伝導体１
のマイスナー効果による反発力でもって浮上するだけに
とどまっており、支持状態が不安定になっている。
この状態から、回転軸２を超伝導体１側へ押し付けて所
定離間位置まで近づけると、回転軸２から発っせられる
磁束の多くが超伝導体１の内部に侵入することになる（
トラップ現象）。ここで、超伝導体１はその内部に常伝
導粒子が均一に混在されているために、超伝導体１内部
への侵入磁束の分布が一定となり、そのため、あたかも
、超伝導体１に立設した仮想ピンに回転軸２が貫かれた
ようになり、超伝導体１に対して回転軸２が拘束される
。そのため、回転軸２は極めて安定的に浮上した状態で
支持されることになる。
定離間位置まで近づけると、回転軸２から発っせられる
磁束の多くが超伝導体１の内部に侵入することになる（
トラップ現象）。ここで、超伝導体１はその内部に常伝
導粒子が均一に混在されているために、超伝導体１内部
への侵入磁束の分布が一定となり、そのため、あたかも
、超伝導体１に立設した仮想ピンに回転軸２が貫かれた
ようになり、超伝導体１に対して回転軸２が拘束される
。そのため、回転軸２は極めて安定的に浮上した状態で
支持されることになる。
この非接触支持状態においては、回転軸２をその軸心周
りに回転させると、超伝導体１への侵入磁束が回転抵抗
とならないとともに、すべり軸受や転がり軸受のような
摩棒抵抗がないので、永久に回転し続けるはずであるけ
れども、実質的には空気抵抗や地磁気の影響があるので
、最終的には回転が停止する。しかし、これらの回転抵
抗は、軸受にとっては非常に小さいものであり、はぼ無
視できる。
りに回転させると、超伝導体１への侵入磁束が回転抵抗
とならないとともに、すべり軸受や転がり軸受のような
摩棒抵抗がないので、永久に回転し続けるはずであるけ
れども、実質的には空気抵抗や地磁気の影響があるので
、最終的には回転が停止する。しかし、これらの回転抵
抗は、軸受にとっては非常に小さいものであり、はぼ無
視できる。
ところで、上記非接触支持状態において、回転軸２を一
方向に軽く押してみると、回転軸２は一旦押された方向
に変位するものの、その位置から元の位置側へ変位し、
しばらくその振子運動を繰り返した後に、当初の位置に
復帰して止まる。しかし、回転軸２を一方向に強く押し
やると、回転軸２は、当初位置から押しやられた位置ま
で移動して停止する。つまり、回転軸２の磁束が超伝導
体１の内部に侵入し、かつ侵入磁束の分布が一定になる
と、超伝導体１と回転軸２との相対位置が定まることに
なり、その位置で拘束されることになる。このような現
象は、上記構成の超伝導体１特有のいわゆるピン止め力
によってなされる。
方向に軽く押してみると、回転軸２は一旦押された方向
に変位するものの、その位置から元の位置側へ変位し、
しばらくその振子運動を繰り返した後に、当初の位置に
復帰して止まる。しかし、回転軸２を一方向に強く押し
やると、回転軸２は、当初位置から押しやられた位置ま
で移動して停止する。つまり、回転軸２の磁束が超伝導
体１の内部に侵入し、かつ侵入磁束の分布が一定になる
と、超伝導体１と回転軸２との相対位置が定まることに
なり、その位置で拘束されることになる。このような現
象は、上記構成の超伝導体１特有のいわゆるピン止め力
によってなされる。
以上説明したように、回転軸２の磁束を超伝導体１に侵
入させた状態とすれば、回転軸２は常に求心作用を持っ
て安定的に回転支持されるようになる。
入させた状態とすれば、回転軸２は常に求心作用を持っ
て安定的に回転支持されるようになる。
第２図に本発明の第２実施例を示している。この実施例
では、回転軸２をその軸心が超伝導体１の長手方向に対
し直交するよう鉛直方向に平行とした例を挙げている。
では、回転軸２をその軸心が超伝導体１の長手方向に対
し直交するよう鉛直方向に平行とした例を挙げている。
この実施例においても、上記第１実施例と同様に、超伝
導体１の上方に回転軸２が浮いて支持される。
導体１の上方に回転軸２が浮いて支持される。
なお、上記各実施例において、超伝導体１と回転軸２と
の配置を上下逆、つまり、超伝導体１の下面下方に回転
軸２を配置しておいて、回転軸２を超伝導体１側へ近づ
ければ回転軸２は釣り下げられたように浮いた状態で保
持される。さらに、超伝導体１を斜め姿勢として、回転
軸２を前記同様に所定間隔をへて対向させれば、回転軸
２も斜め姿勢で浮いて支持される。
の配置を上下逆、つまり、超伝導体１の下面下方に回転
軸２を配置しておいて、回転軸２を超伝導体１側へ近づ
ければ回転軸２は釣り下げられたように浮いた状態で保
持される。さらに、超伝導体１を斜め姿勢として、回転
軸２を前記同様に所定間隔をへて対向させれば、回転軸
２も斜め姿勢で浮いて支持される。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明の超伝導軸受によれば、従
来のようにアキシャル方向およびラジアル方向での非接
触支持を行わせるために超伝導体や永久磁石に余分な加
工をせずに済むなど製作設計が簡単になる。しかも、非
接触支持する回転体の姿勢が特に限定されないし、狭い
スペースへの設置が可能となるので、−船釣な軸受から
は想像もできないような利用が可能となり、特に宇宙空
間での装置やリニアモーターカーの軸受への利用に有効
である。
来のようにアキシャル方向およびラジアル方向での非接
触支持を行わせるために超伝導体や永久磁石に余分な加
工をせずに済むなど製作設計が簡単になる。しかも、非
接触支持する回転体の姿勢が特に限定されないし、狭い
スペースへの設置が可能となるので、−船釣な軸受から
は想像もできないような利用が可能となり、特に宇宙空
間での装置やリニアモーターカーの軸受への利用に有効
である。
第１図は本発明の第１実施例に係る超伝導軸受を示す側
面図、第２図は本発明の第２実施例に係る超伝導軸受を
示す側面図である。
面図、第２図は本発明の第２実施例に係る超伝導軸受を
示す側面図である。
Claims (1)
- （１）回転体に備える永久磁石と、この永久磁石に対向
配置される超伝導体とからなる超伝導軸受であって、 前記永久磁石は、回転体の回転軸心に対する磁束分布が
回転軸心の周囲において絶えず均一となるものであり、 前記超伝導体は、前記永久磁石の磁束侵入を許容するも
ので、前記永久磁石の磁束が所定量侵入する離間位置に
かつ回転体の回転に関係なく侵入磁束の分布が均一とな
る位置に配置されるものであることを特徴とする超伝導
軸受。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18869390A JPH0478316A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 超伝導軸受 |
| US07/730,164 US5330967A (en) | 1990-07-17 | 1991-07-16 | Superconducting bearing device stabilized by trapped flux |
| EP91111965A EP0467341B1 (en) | 1990-07-17 | 1991-07-17 | Superconducting bearing device |
| EP98118588A EP0887569A3 (en) | 1990-07-17 | 1991-07-17 | Method for setting up a superconducting bearing device |
| DE69131639T DE69131639T2 (de) | 1990-07-17 | 1991-07-17 | Supraleitende Lagervorrichtung |
| US08/160,796 US5438038A (en) | 1990-07-17 | 1993-12-03 | Superconducting bearing device stabilized by trapped flux |
| US08/543,884 US5633548A (en) | 1990-07-17 | 1995-10-17 | Method for setting up a superconducting bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18869390A JPH0478316A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 超伝導軸受 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001143304A Division JP2002031136A (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 超伝導軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478316A true JPH0478316A (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=16228174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18869390A Pending JPH0478316A (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 超伝導軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0478316A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04191520A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-07-09 | Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk | 超電導軸受装置 |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP18869390A patent/JPH0478316A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04191520A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-07-09 | Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk | 超電導軸受装置 |
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