JPH048913A - 超電導体を用いた非接触軸受 - Google Patents
超電導体を用いた非接触軸受Info
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- JPH048913A JPH048913A JP11142390A JP11142390A JPH048913A JP H048913 A JPH048913 A JP H048913A JP 11142390 A JP11142390 A JP 11142390A JP 11142390 A JP11142390 A JP 11142390A JP H048913 A JPH048913 A JP H048913A
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- magnetized
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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
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- 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）
本発明は超電導体を用いた非接触軸受に関する。
（従来の技術）
従来、超電導体のマイスナー効果を利用した非接触軸受
についてはすでにいくつかの報告がなされている。この
従来の非接触軸受では、軸または軸受部に永久磁石と超
電導体のいずれかを用いて、永久磁石と超電導体を対面
させて配置するものである。このような配置では、軸を
浮揚させる力として、主に超電導体に対するマイスナー
効果が利用されている。
についてはすでにいくつかの報告がなされている。この
従来の非接触軸受では、軸または軸受部に永久磁石と超
電導体のいずれかを用いて、永久磁石と超電導体を対面
させて配置するものである。このような配置では、軸を
浮揚させる力として、主に超電導体に対するマイスナー
効果が利用されている。
第３図は従来のマイスナー効果を利用した非接触軸受装
置の説明図である。回転軸１１は超電導体で、軸受１２
は永久磁石で構成されている。回転軸１１の直角方向に
対しては非接触軸受としての作用はあるが、軸方向の力
に対してはほとんど作用しないため、軸端部に超電導体
１５および１４を別に配置する必要がある。
置の説明図である。回転軸１１は超電導体で、軸受１２
は永久磁石で構成されている。回転軸１１の直角方向に
対しては非接触軸受としての作用はあるが、軸方向の力
に対してはほとんど作用しないため、軸端部に超電導体
１５および１４を別に配置する必要がある。
第４図は回転軸が縦の、従来のマイスナー効果を利用し
た非接触軸受装置の例の説明図である。
た非接触軸受装置の例の説明図である。
回転軸２１に永久磁石２２．２３が取り付けられ、超電
導体の軸受２４，２５、および軸方向の力に対抗する超
電導体２６が配置されている。
導体の軸受２４，２５、および軸方向の力に対抗する超
電導体２６が配置されている。
（発明が解決しようとする問題点）
上記のマイスナー効果を利用した非接触軸受では、軸は
浮上して回転はするが、軸方向の力に対してはマイスナ
ー効果が働かない。このため、軸方向への移動により永
久磁石と超電導体との位置が相対する位置からずれて、
軸受としての作用を損なうことがあった。そのため第３
図および第４図に示すように、軸端部にも永久磁石と超
電導体の組合せを配置して、マイスナー効果を軸方向に
も働かせて軸の移動を防止する必要があった。本発明は
、軸方向への移動をも制御し得る非接触軸受を提供する
ことを目的とする。
浮上して回転はするが、軸方向の力に対してはマイスナ
ー効果が働かない。このため、軸方向への移動により永
久磁石と超電導体との位置が相対する位置からずれて、
軸受としての作用を損なうことがあった。そのため第３
図および第４図に示すように、軸端部にも永久磁石と超
電導体の組合せを配置して、マイスナー効果を軸方向に
も働かせて軸の移動を防止する必要があった。本発明は
、軸方向への移動をも制御し得る非接触軸受を提供する
ことを目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するために、超電導体を用いる非接触
軸受において、超電導体のマイスナー効果とピン止め効
果の大きい超電導材料の磁石化する性質を利用し、その
一部ないし全部がともに磁石化された超電導体で構成さ
れ、磁石化した前記軸と前記軸受の極性を同一方向に揃
えた構成とする。
軸受において、超電導体のマイスナー効果とピン止め効
果の大きい超電導材料の磁石化する性質を利用し、その
一部ないし全部がともに磁石化された超電導体で構成さ
れ、磁石化した前記軸と前記軸受の極性を同一方向に揃
えた構成とする。
（作用）
本発明の非接触軸受装置の働きについて第５図に示す。
軸受に相当する円筒体３１および軸に相当する円柱体３
５は超電導体で形成されている。
５は超電導体で形成されている。
ここで用いられる超電導材料としては臨界電流密度が大
きく、ピン止め効果の大きいものが望ましい。このよう
な超電導材料で作られた円筒体３１ないしは円柱体３５
を磁石化するためには、外部から磁場を印加する必要が
ある。外部磁場の印加の方法としては、円筒体３１ない
しは円柱体３５を冷却して超電導状態にし、超電導体内
部に侵入するほどの強い外部磁場を印加した後に外部磁
場を取り除くことにより超電導体内に磁場をトラップさ
せ磁石化する方法、常電導状態で外部磁場を印加しなが
ら冷却することにより超電導状態とした後に外部磁場を
取り除いて超電導体内に磁場をトラ、プさせ、磁石化す
る方法などがある。第５図では前者の磁石化方法を用い
た場合を示す。
きく、ピン止め効果の大きいものが望ましい。このよう
な超電導材料で作られた円筒体３１ないしは円柱体３５
を磁石化するためには、外部から磁場を印加する必要が
ある。外部磁場の印加の方法としては、円筒体３１ない
しは円柱体３５を冷却して超電導状態にし、超電導体内
部に侵入するほどの強い外部磁場を印加した後に外部磁
場を取り除くことにより超電導体内に磁場をトラップさ
せ磁石化する方法、常電導状態で外部磁場を印加しなが
ら冷却することにより超電導状態とした後に外部磁場を
取り除いて超電導体内に磁場をトラ、プさせ、磁石化す
る方法などがある。第５図では前者の磁石化方法を用い
た場合を示す。
第５図（ａ）に示すように、冷媒３４中で超電導状態に
ある円筒体３１にコイル３２により超電導体内部に侵入
するほどの強い外部磁場を円筒体３１の軸方向に加える
。第５図（ｂ）に示すように、外部磁場を取り除くと超
電導円筒体内部に入り込んだ磁場は超電導体の強いピン
止め効果によりトラップされ、円筒体３１が磁石化する
。第５図（Ｃ）に示すように、この磁石化した円筒体３
１内に、同様な手段により磁石化した円柱体３５を入れ
ると、円柱体３５は円筒体３１の中心部に浮上し、静止
する。
ある円筒体３１にコイル３２により超電導体内部に侵入
するほどの強い外部磁場を円筒体３１の軸方向に加える
。第５図（ｂ）に示すように、外部磁場を取り除くと超
電導円筒体内部に入り込んだ磁場は超電導体の強いピン
止め効果によりトラップされ、円筒体３１が磁石化する
。第５図（Ｃ）に示すように、この磁石化した円筒体３
１内に、同様な手段により磁石化した円柱体３５を入れ
ると、円柱体３５は円筒体３１の中心部に浮上し、静止
する。
円筒体３１、および円柱体３５とも磁石化しているため
、Ｎ＠Ｓ極との吸引反発作用、およびマイスナー効果の
相乗作用により、円筒体３１内の中心位置にバランスを
保ち静止する。この様な状態の下では、円柱体３５を軸
方向に動かしても中心に戻る性質がある。これは、軸に
直角な方向はマイスナー効果が働き、また軸方向には磁
石化した円柱体３５と磁石化した円筒体３１のＮ−８極
の吸引、反発作用が働くことによる効果と考えられる。
、Ｎ＠Ｓ極との吸引反発作用、およびマイスナー効果の
相乗作用により、円筒体３１内の中心位置にバランスを
保ち静止する。この様な状態の下では、円柱体３５を軸
方向に動かしても中心に戻る性質がある。これは、軸に
直角な方向はマイスナー効果が働き、また軸方向には磁
石化した円柱体３５と磁石化した円筒体３１のＮ−８極
の吸引、反発作用が働くことによる効果と考えられる。
本発明はこのように磁石化された超電導体の特殊な性質
を利用するものである。以上の説明では、軸受に相当す
るものは超電導体で作られた円筒体としたが、これは多
角形の筒体でも良い。また、軸に相当するものを磁石化
した超電導円柱体としたが他の断面形状のものも可能で
ある。
を利用するものである。以上の説明では、軸受に相当す
るものは超電導体で作られた円筒体としたが、これは多
角形の筒体でも良い。また、軸に相当するものを磁石化
した超電導円柱体としたが他の断面形状のものも可能で
ある。
（実施例）
以下、本発明の実施例について説明する。第１図は本発
明の実施例の軸受装置を示す説明図である。軸受１およ
び回転軸２として酸化物超電導体を用いる。ここで用い
られる超電導材料としては臨界電流密度が大きく、ピン
止め効果の大きいものが望ましく、たとえば、第６図に
製造方法を示したようなビスマス系超電導材料などが用
いられる。もちろん、このほかの超電導材料でも要求さ
れる性能を満たせば用いることができる。
明の実施例の軸受装置を示す説明図である。軸受１およ
び回転軸２として酸化物超電導体を用いる。ここで用い
られる超電導材料としては臨界電流密度が大きく、ピン
止め効果の大きいものが望ましく、たとえば、第６図に
製造方法を示したようなビスマス系超電導材料などが用
いられる。もちろん、このほかの超電導材料でも要求さ
れる性能を満たせば用いることができる。
超電導体軸受１および超電導体回転軸２を外部磁場印加
により磁石化する。このとき、両者の磁石の極性が同一
方向になるように磁石化する。磁石化した超電導回転軸
２は磁石化した超電導軸受１の中心に静止し、非接触軸
受として作動する。
により磁石化する。このとき、両者の磁石の極性が同一
方向になるように磁石化する。磁石化した超電導回転軸
２は磁石化した超電導軸受１の中心に静止し、非接触軸
受として作動する。
第２図は縦型の回転軸の場合の、本発明の他の実施例を
示す図である。
示す図である。
［発明の効果］
本発明の非接触軸受装置では軸方向の移動を防ぐ必要が
なくなるため、構造が簡単となり、永久磁石を使用しな
いことで軽量化がはかれるなどの効果がある。
なくなるため、構造が簡単となり、永久磁石を使用しな
いことで軽量化がはかれるなどの効果がある。
第１図、第２図は本発明の実施例の装置の説明図、第３
図及び第４図は従来の非接触軸受装置の説明図、第５図
は本発明の装置の作動説明図、第６図は本発明で使用さ
れる超電導材料の一例の製造法を示す図である。 １．６．１２・・・軸受、２，５．１１・・・回転軸、
３．７．３３・・・断熱容器、３１・・・円筒体、３２
・・・コイル、４．８，１６，２７．３４−・・冷媒、
２２゜２３・・・永久磁石、３５・・・円柱体。 第３図 第４図 第１図 第２図 第５図
図及び第４図は従来の非接触軸受装置の説明図、第５図
は本発明の装置の作動説明図、第６図は本発明で使用さ
れる超電導材料の一例の製造法を示す図である。 １．６．１２・・・軸受、２，５．１１・・・回転軸、
３．７．３３・・・断熱容器、３１・・・円筒体、３２
・・・コイル、４．８，１６，２７．３４−・・冷媒、
２２゜２３・・・永久磁石、３５・・・円柱体。 第３図 第４図 第１図 第２図 第５図
Claims (1)
- （１）超電導体を用いる非接触軸受において、軸および
軸受部の一部ないし全部がともに磁石化された超電導体
で構成され、磁石化した前記軸と前記軸受の極性を同一
方向に揃えた構成とすることを特徴とする非接触軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142390A JPH048913A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 超電導体を用いた非接触軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142390A JPH048913A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 超電導体を用いた非接触軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048913A true JPH048913A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=14560805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11142390A Pending JPH048913A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 超電導体を用いた非接触軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048913A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55129617A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-07 | Hitachi Ltd | Magnetic bearing |
| JPH01169034A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-04 | Mitsui Constr Co Ltd | 空中懸架構造物の支持構造 |
| JPH01267922A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Omron Tateisi Electron Co | 電磁継電器 |
| JPH0210809A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超電導磁石の製造方法及び超電導磁石 |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP11142390A patent/JPH048913A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55129617A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-07 | Hitachi Ltd | Magnetic bearing |
| JPH01169034A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-04 | Mitsui Constr Co Ltd | 空中懸架構造物の支持構造 |
| JPH01267922A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Omron Tateisi Electron Co | 電磁継電器 |
| JPH0210809A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超電導磁石の製造方法及び超電導磁石 |
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