WO1993016294A1

WO1993016294A1 - Palier supraconducteur

Info

Publication number: WO1993016294A1
Application number: PCT/JP1993/000172
Authority: WO
Inventors: Norio Ito; Tatsuya Shimoda; Hiroshi Imaizumi; Hiromasa Higasa; Fumihiko Ishikawa
Original assignee: Seiko Epson Corp; Shikoku Research Institute Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Shikoku Research Institute Inc
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 1994-08-14
Also published as: US5525849A; EP0629789A4; EP0629789A1

Description

糸田

技術分野

本発明は、例えば、高速回転を必要とする流体機械や工作機械、余剰電力をフライホイールの運動エネルギーに変換して貯蔵する電力貯蔵装置等に用いられる、超電導体を利用した超電導軸受装置に関する。背景技術

近年、超電導体を利用して、回転体（回転軸）を非接触状態で軸支することにより高速回転を可能とした超電導軸受装置が開発されている。当初は、図 3 8に示すように、軸心を垂直にした回転体（回転軸） 3 1に同心状に設けられ、且つ、回転体 3 1の軸心方向に沿った両端部が互いに逆の極性を帯びた 1つの環状永久磁石 3 2と、この永久磁石 3 2の対向面に対して回転軸心方向に間隔をおいて対向設置された環状超電導体 3 3とを備えて構成されていた（例えば、特願平 3— 5 1 4 3 0号）。尚、図 3 8中、 3 4は回転体 3 1に取付けられた円板部、 3 5は環状永久磁石 3 2と円板部 3 4とからなる永久磁石部、 3 6は超電導体 3 3が固設される円板状支持体、 3 7は超電導体 3 3と円板状支持体 3 6 とからなる超電導体部、 3 8は冷却ケース、 3 9は温度制御ュニヅト、 4 0は冷凍機を示している。

従来の超電導軸受装置は、その後、負荷容量および剛性を高めるために、図 3 9に示すように、磁石の表面積を増やすべく、例えば 2つのリング磁石 3 2 A、 3 2 Bを隣接して配置するものが提案されている。また、更に載荷力を向上させるため、図 4 0に示すように、 2つのリング磁石 3 2 A、 3 2 Bを軸方向に対して逆に着磁した例もある。尚、図 3 9、図 4 0中、 a = b = 3〇 c inに設定されている。しかしながら、上記公報記載の従来技術によれば、小型の軸受装置であれば利用可能な一体構造の環状永久磁石も、更に大型の軸受装置に利用するには、製造上や着磁の上から困難となる不具合がある。

すなわち、大型の軸受装置を構成するには、一体構造で太径の環状永久磁石を製造する必要がある。一般に、エネルギー積が大きく強力な磁石として、希土類磁石があり、中でも現在最も強力な希土類磁石として N d— F e— B磁石が知られている。ところが、この磁石は焼結法により製造されるため、形状が大きくなればなる程大きい成形機と大きい圧力が必要となり、現在では直径 Φ = 1 0 O m m程度の一体構造の環状永久磁石が製造上の限界となっている。また、熱間圧延法により製造される P r磁石（P r - F e - B - C u ) は、直径 0 = 1 0 0 m m以上の一体構造の環状永久磁石の製造が可能である。ところが、太径の環状永久磁石を製造しても、磁力が大きいことから、円板部への装着が困難となる。更に、太径の環状永久磁石を装着するには、着磁ヨークを含め大型になり過ぎるばかりか、着磁の際に生ずる機械的ェネルギ一により磁石の内部破壊ゃ着磁ヨークの破壊等の虞があり、極めて危険である。その上、磁石を移動させる場合も危険を伴うものである。

そこで、図 4 1に示すように、太径の環状永久磁石 3 2を、複数の磁石 4 1、 4 1、 …が環状となるように周方向（円周に沿う方向）に接合することにより構成することが考えられる。ところが、このような環状永久磁石 3 2においては、図 4 2に示すように、回転方向での磁場の均一度が磁石 4 1、 4 1、 …の継目部分で悪化して磁束むらを生じ、軸受での回転エネルギー損失が増大する不具合を生ずる。尚、環状に一体に形成された環状永久磁石の場合も、製造上、磁束むらは存在するため、上記と同様な不具合がある。また、図 3 9に示すように、複数の環状永久磁石 3 2 A、 3 2 . Bを同心状に且つ互いに隣接して配置することによリ、磁束密度を高めて大きな磁場強度を得ようとしても、図 3 9の矢印で示すように各環状永久磁石 3 2 A、 3 2 B内の磁束の向きが互いに平行であることから、磁石露出面から 2 mm離れた地点での磁束密度の特性が、図 4 3に示されるように、双方の磁石 3 2 A、 3 2 Bの幅の W区間では磁束密度が平坦となり、磁束密度の絶対量も最大で 5 k G (ガウス）しか得られず、磁場強度の上でも限界を有する。磁石の磁場強度は、超電導軸受装置の載荷力を左右し、大きい程、載荷力が増大して大重量のフライホイールを支えることができ、食荷容量の増大を図ることが可能になる。

そこで、本発明は、環状磁石による円周方向（回転方向）の磁束むらを低減して円周方向における表面磁束密度の均一性が向上し、更に環状磁石による磁場強度を増大することができ、その結果、載荷力が増大し高速回転に適応可能な、大型のシステムに構成できる超電導軸受装置を提供することを目的としている。発明の開示

上記目的を達成するために、本願第 1請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設している。

本願第 2請求項に係る超電導軸受装置は、前記環状磁石と f 記超電導体部とが、前記回転体の軸心方向で向き合うように配設されている。

本願第 3請求項に係る超電導軸受装置は、前記環状磁石と前記超電導体部とが、前記回転体の半径方向で向き合うように配設されている。

本願第 4請求項に係る超電導軸受装置は、前記環状磁石が、複数の永久磁石を周方向に接合して構成されている。

本願第 5請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記環状磁石を、径の異なる二つの環状磁石を隣接して構成するとともに、これら一組の環状磁石に、磁束の向きが互いに斜めに向き合う方向に着磁した構成とされている。

本願第 6請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記環状磁石を、径の異なる二つの環状磁石を隣接するとともに、各々の環状磁石を、複数の磁石を周方向に接合して構成し、前記二つ一組の環状磁石に、磁束の向きが互いに斜めに向き合う方向に着磁し、前記一組の環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設している。

本願第 7請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部と. を備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設し、前記環状磁石と磁束拡散部材との間に非磁性層を設けている。

本願第 8請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設し、この磁束拡散部材は、磁気異方性を備えている。

本願第 9請求項に係る超電導軸受装置は、前記磁束拡散部材内に、径方向に磁気抵抗が高くなる磁気抵抗層を設けて、この磁束拡散部材に磁気異方性を備えさせている。

本願第 1 0請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記超電導体部に対向する前記環状磁石の表面の径方向の幅を、前記環状磁石に対、向する前記超電導体部の表面の径方向の幅と略等しく形成するとともに、前記環状磁石の裏面の径方向の幅を、当該環状磁石の前記表面の径方向の幅よリも大きく形成している。

本願第 1 1請求項に係る超電導軸受装置は、前記環状磁石の前記超電導体部に対向する側に、円周方向に沿う溝を設けている。

本願第 1 2請求項に係る超電導軸受装置は、前記環状磁石の表面に磁性体により形成された板材を設けた構成とされている。

本願第 1 3請求項に係る超電導軸受装置は、回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、前記環状磁石として、径が異なり径方向に同極が対面するよう着磁された少なくとも 2以上の環状磁石を配置し、隣接する環状磁石の間に空気層または固体部材を設けている。

本願第 1 4請求項に係る超電導軸受装置は、前記隣接する環状磁石の間に、磁性体により形成された磁性体リングを介装したものである図面の f単な説明

【図 1】

本発明の第 1実施例に係り、超電導軸受装置を示す図 2中のェ一 I矢視断面図である。

【図 2】

本発明の第 1実施例に係り、永久磁石部の底面を示す図 1中の Iエー II矢視図である。

【図 3】

本発明の第 1実施例に係り、永久磁石部-の要部を示す縦断面図である。

【図 4】

本発明の第 1実施例に係り、シム 1 3の厚さと磁束密度のむら率との関係を示す特性である。

【図 5】

本発明の第 1実施例に係りシム 1 3の幅と表面磁束密度との蘭係を示す特性である。

【図 6】

本発明の第 1実施例に係り回転角度と表面磁束密度との関係を示す図である。

【図 7】

本発明の第 1実施例に係り、シムを示す永久磁石部の縦断面図あ 0

【図 8】

本発明の第 1実施例に係り、シムを示す永久磁石部の縦断面図であ。

【図 9】

本発明の第 2実施例に係り、永久磁石部の要部の縦断面図である。

【図 1 0】

本発明の第 2実施例に係り、環状永久磁石の縦断面図である

【図 1 1】

本発明の第 2実施例に係り、環状永久磁石の縦断面図である【図 1 2】

【図 1 3】

【図 1 4】本発明の第 2実施例に係り環状永久磁石の表面磁束密度の特性図である。

【図 1 5】

本発明の第 2実施例に係り環状永久磁石の縦断面図である【図 1 6】

本発明の第 2実施例に係り永久磁石部の縦断面図である

【図 1 7】

本発明の第 2実施例に係り永久磁石部の縦断面図である

【図 1 8】

本発明の第 3実施例に係り永久磁石部の縦断面図である

【図 1 9】

本発明の第 4実施例に係り永久磁石部の縦断面図である

【図 2 0】

本発明の第 5実施例に係り永久磁石部の縦断面図である

【図 2 1】

本発明の第 5実施例に係りシム内の磁束の流れを示す永久磁石部の要部の縦断面図である

【図 2 2】

本発明の第 6実施例に係り永久磁石部および超電導体部の縦断面図である。

【図 2 3】

本発明の第 6実施例に係り環状永久磁石の幅方向の表面磁束密度を示す特性図である。

【図 2 4】

本発明の第 7実施例に係り永久磁石部の縦断面図である

【図 2 5】

本発明の第 7実施例に係り表面磁束密度とシムの厚さとの関係を示す特性図である。

【図 2 6】本発明の第 7実施例に係り、磁束の流れを示す概略図である。【図 2 7】

本発明の第 7実施例に係り、表面磁束密度の分布特性図である o

【図 2 8】

本発明の第 7実施例に係り、永久磁石部の他の態様例を示す縦断面図である。

【図 2 9】

本発明の第 8実施例に係り、永久磁石部の縦断面図である。

【図 3 0】

本発明の第 8実施例に係リ、永久磁石部の他の態様例を示す縦断面図である。

【図 3 1】

本発明の第 8実施例に係り、永久磁石部のその他の態様例を示す縦断面図である。

【図 3 2】

本発明の第 9実施例に係り、永久磁石部を示す縦断面図である o

【図 3 3】

本発明の第 9実施例に係り、表面磁束密度を示す特性図である

0

【図 3 4】

本発明の第 9実施例に係り、永久磁石部の他の態様例を示す縦断面図である。

【図 3 5】

本発明の第 1 0実施例に係り、超電導軸受装置を示す縦断面図

【図 3 6】

本発明の第 1 1実施例に係り、超電導軸受装置を示す縦断面図 1 〇

である。

【図 3 7】

本発明の第 1 2実施例に係り、超電導軸受装置を示す縦断面図でめる。

【図 3 8】

従来例に係り、超電導軸受装置の縦断面図である。

【図 3 9】

従来例に係り、永久磁石部の縦断面図である。

【図 4〇】

従来例に係り、永久磁石部の縦断面図である。

【図 4 1】

従来例に係り、永久磁石部の底面を示す図 3 8中の III一 ΠΙ矢視図である。

【図 4 2】

従来例に係り、回転角度と表面磁束密度の関係を示す特性図でめる。

【図 4 3】

従来例に係り、環状永久磁石の幅の表面磁束密度を示す特性図 <5、める。発明を実施するための最良の形態

以下に本発明の第 1実施例を図面に基づいて説明する。

図 1は超電導軸受装置 1の主要部を示す縦断面図であり、この超電導軸受装置 1は図示しないハウジング内に設けられている。すなわち、ハウジング内には、ハウジングに支持固定された冷却ケース 2が設けられ、この冷却ケース 2上には円板状の支持体 3 が水平に固定され、支持体 3の円板中心部には、該支持体 3および冷却ケース 2を貫通する揷通穴 3 aが設けられている。上記支持体 3は銅により円板状に形成されている。また、支持体 3内には、複数の円板状の超電導体 4が、上記揷通穴 3 aを中心とした. 円環状に埋設されている。そして、支持体 3と超電導体 4とにより超電導体部 5を構成している。この実施例では、超'電導体部 5 が固定体部 Bに、後述する磁石部 8が回転体部 Aに、それぞれ設けられている。

上記超電導体 4は、イットリウム系高温超電導体、例えば、 Y B a ₂ C u ₃〇_xからなる基板の内部に常電導粒子 Y ₂ B a z C u ,を均一に混在させたものからなり、後述する環状永久磁石（環状磁石） 1 1が発生する磁束侵入を拘束する性質を有する。超電導体 4の幅は、環状永久磁石 1 1の幅（回転体 7の径方向に沿う距離 ) と略等しく設定されている。更に、超電導体 4は、後述する環状永久磁石 1 1と対面し、この環状永久磁石 1 1からの磁束が所定量侵入する位置において、後述の回転体 7の回転により侵入磁束の分布が変化しない位置で、離間して配設されている。

また、ハウジング内には、回転体（実施例では回転軸） 7が垂直方向に配設され、下端側が上記揷通穴 3 aに挿通され、上端側には磁石部（実施例では永久磁石部） 8が設けられている。この磁石部 8を前記回転体 7に固着することにより回転体部 Aを構成している。

磁石部 8は、この実施例では、平円板状の円板部 9と環状永久磁石 1 1 とシム（板材） 1 3とから構成されている。円板部 9は、例えば銅により形成され、上記円板状の支持体 3と対面するよう水平に且つ一体回転可能に回転体 7に取付けられている。この円板部 9の下面には、回転体 7の軸心に対して同心状に環状の凹溝 1 0が形成され、この凹溝 1 ◦内に環状永久磁石 1 1が配設されて固定されている。

更に、上記環状永久磁石 1 1は、図 2に示すように、複数（本実施例では 8分割）の磁石 1 2、 1 2、 …を周方向（円周に沿う方向）に順次接合することにより構成され、本実施例では各磁石 1 2、 1 2、 …は P r磁石により形成されている。また、前記超電導体部 5に対向する環状永久磁石 1 1の対向面（図中の下面）には、図 2および図 3に示すように、薄板により環状に形成されたシム 1 3が上記対向面を覆うように凹溝 1 0内に嵌入して固定されている。このシム 1 3は磁束拡散部材であって、本実施例では軟鉄により形成され、環状永久磁石 1 1からの磁束が均一となるように磁束を拡散する機能を有する。また、シム 1 3の板厚としては、例えば図 4に示す環状永久磁石 1 1の径方向（放射方向 ) の幅寸法 bが 3 O mmの場合の特性を参考にして、幅 b = 2 0 〜3 0 m mでは 0 . 5 mm程度に形成されている。また、シム 1 3の幅 Wは環状永久磁石 1 1の幅 bと少なくとも同等か、それ以上に設定されている。同じ幅に設定した場合のシム 1 3の表面の磁束密度の特性を図 5に示す。尚、図 1中、 1 4はハウジング内の冷却ケース 2を冷却する冷凍機、 1 5は冷凍機 1 4の温度制御を行なう温度制御ュニットを示す。

このような超電導軸受装置 1においては、超電導体 4が冷却ケース 2内の循環冷媒により冷却され、超電導状態に保持される。そして超電導状態では、回転体 7の環状永久磁石 1 1からの磁束が超電導体 4内部に侵入し、超電導体 4内部では、均一に混在された常電導体粒子により超電導体 4内部の侵入磁束分布が一定となり、あたかも超電導体 4に立設した仮想ピンに回転体 7の環状永久磁石 1 1が貫かれたように、回転体 7が環状永久磁石 1 1 とともに超電導体 4に拘束された状態（ピンニング現象）で、環状永久磁石 1 1が浮上して回転する。

この場合、環状永久磁石 1 1が複数の磁石 1 2、 1 2、 …を接合して構成されているが、軟鉄製のシム 1 3を環状永久磁石 1 1 の超電導体部 5との対面側に配設したことにより、周方向に隣り合う磁石 1 2、 1 2、 …同士の継目で生ずる大きい磁束むら、すなわち磁束密度の落ち込みが大きく緩和される。つまり、軟鉄製のシム 1 3では、透磁率が高く方向性を有していないことから、 . シム 1 3内の磁束が面内で適度に分散するため、図 6に示すように、回転方向の継目部分での磁束密度の変動を大幅に減少させることが可能となり、その結果、回転体の回転エネルギー損失を减少させることができる。これは、環状永久磁石 1 1を複数の磁石 1 2、 1 2、 …を接合して構成した場合に限らず、環状永久磁石 1 1を一体形成した場合でも、製造上、磁束むらが生ずるため、一体の環状永久磁石 1 1の場合もまた、周方向の磁束むらを減少させるためには好適である。

シム 1 3の板厚は、これが増す程に高い磁束密度の均一性が得られるが、板厚が大きいと、環状永久磁石の磁石面と超電導体との距離が離れ過ぎることになリ、磁場強度が小さくなつてしまう。このため、シム 1 3の厚さとしては、先に示した図 4のように、例えば、均一度の要求水準を ± 1 0 0 G以内にする場合には、 0 . 5 m ni程度が望ましい。

更に、軸受のカを左右するものとして、永久磁石部の磁石の磁束密度の絶対値の大きさとともに磁束密度に勾配を持たせることが必要であるが、シム 1 3を配設することにより、図 5に示すように、環状永久磁石の径方向（放射方向）に大きな磁束の勾配が得られる。これは、軟鉄のシム 1 3の内部で磁束が径方向に偏る性質を有するために生ずるものであり、これにより軸受装置の剛性を更に向上させることができる。

また、上記シム 1 3の径方向の幅 Wとしては、上記実施例では環状永久磁石 1 1の幅 bと少なくとも同等か、それ以上に設定したが、図 7に示すように、シム 1 3の幅 Wを環状永久磁石 1 1の幅 bよりも小さくしたり（Wく b ) 、図 8に示すように、シム 1 3の幅 Wを環状永久磁石 1 1の幅 bよりも大きく（W> b ) することも可能である。図 7に示すシム 1 3の幅 Wを小さくした場合 (W< b ) には、シム 1 3がない磁石部分の磁束の均一度は減少するが、シム 1 3が存在する磁石部分の磁束の周方向における均. 一度は良好となる。また、シム 1 3が存在する磁石部分では、磁束がシム 1 3に集中するので、全体の磁束の径方向における勾配が大きくなリ、載荷力が向上する。反対に、図 8に示すように、シム 1 3の幅 Wを大きく（W > b ) した場合は、磁束の径方向における勾配が僅かに低下するが、磁石部分の磁束の周方向における均一度は確保され、特に性能的には問題はない。

以上のように一体に形成された環状磁石の場合や、複数の磁石を環状に配置することによリ環状磁石を構成した場合でも、十分に周方向の磁束むらを解消することができるとともに、径方向に磁束の勾配をも得ることができるので、複数の磁石を環状に配置することにより環状磁石を構成する場合は、環状磁石を分割して製造することが可能となり、更に大径の環状磁石を得ることができ、載荷力の大きな大型の軸受装置を構成することが可能となる。また、シムの存在により、磁石の飛散を防止することができる

次に、本発明の第 2実施例について説明する。尚、以下の各実施例では、上記第 1実施例と重複する説明は省略し、実施構成の要点について説明する。

軸受装置において大重量物を支えるには、軸受の載荷力を増す必要がある。載荷力を増すには、超電導体部での磁束密度を高めるとともに、径方向（放射方向）に沿って磁束密度に勾配をつける必要がある。本実施例ではこれを実現するため、図 9ないし図 1 3、図 1 5ないし図 1 7に示すように、円板部 9に径の異なる環状磁石 1 1 Aと 1 1 Bを互いに隣接して設けたものである。

図 9は永久磁石部 8の要部の縦断面図を示しており、円板部 9 の対向面内には、環状磁石 1 1 と 1 1 Bとが同心状に配設され、互いに隣接して設けられている。また、図 1 0、図 1 1、図 1 2は双方の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bの縦断面形状を示している。 . 図 1 0に示す環状磁石 1 1 A、 1 1 Bは各々縦断面形状がひし形に形成され、図 1 1に示す環状磁石 1 1 A、 1 I Bは各々縦断面形状が正方形に形成されて、互いに面接触して配設され、図 1 2 に示す環状磁石 1 1 A、 1 1 Bは各々縦断面形状が五角形に形成されて、互いに面接触して配設されたものである。また、これら双方の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bの着磁方向（磁束の向き）は、各々の図に矢印で示すように、内周側の環状磁石 1 1 Aでは斜め外方に向くようになし、他方、外周側の環状磁石 1 1 Bでは斜め内方に向くように設けられている。つまり、一対の環状磁石 1 1 A と 1 1 Bとの磁束の向きが互いに斜めにぶつかり合って、磁柬密度が増大するように着磁されている。

次に、一組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bより磁束密度が高められることについて、図 1 2に示す場合を例に採って説明する。一組の環状磁石 1 1 Aと 1 1 Bから超電導体 4に作用する磁束は、一組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bが斜め方向に着磁されているので、図 1 3に矢印で示すように、各々の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bからの磁束が互いに斜め方向にぶつかり合い、双方の磁束が反発し合つて、図 1 3に示すように空気中にて双方の磁束が集中されることになり、双方の環状磁石 1 1 Aと 1 1 Bとの境界面における磁束密度が大幅に增大する。その結果、図 3 9に示す従来のように、超電導体 4に直交する向きに着磁した場合に比べると、図 1 4 に示すように、一組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bの露出面の幅方向 Wの磁束密度が大幅に増加するとともに、磁石の幅方向すなわち径方向の磁束密度の勾配も大きくなり、大きな載荷力を得ることが可能となる。尚、この場合の磁束の測定は L = 2 mmの地点で行なったものである。

また、図 1 5に示すように、上述した一組の環状磁石 1 と 1 1 Bとの境界面後方部や、一組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bの超電導体 4との対向面の内周側や外周側に、超電導体 4と直交する. 向きに着磁された他の環状磁石 1 8、 1 9、 2 0を配設することにより、空気中の磁束の拡散を防止し、より効率的に磁束の集中を図ることができ、更に磁束密度を高めることが可能となる。尚、他の環状磁石の配置ゃ着磁は、一組の環状磁石の構造に対応して磁束の集中に最も効率のよい設け方をすることが可能であり、図 1 5に示す態様に限定されることはない。

更に、載荷力の増大を図るために、円板部 9に一組の環状磁石を複数設けた多重環状磁石構造とした場合について説明する。図 1 6および図 1 7は、一組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bと 2 1 A、 2 1 Bを同心状に多重に設けたものを示している。この場合も、各組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bと 2 1 A、 2 1 Bは、磁束の向きが互いに斜めに向き合うように着磁されており、双方の磁束が集中して更に大きな載荷力が得られる。この多重環状磁石構造においては、隣り合う各組の環状磁石 1 1 A、 1 1 Bと 2 1 A、 2 1 Bの双方の露出面の磁極が、図 1 6に示すように同じ向きの磁極としてもよく、また図 1 7に示すように異なる向きの磁極とすることも可能である。

尚、上述した図 9ないし図 1 3、図 1 6、図 1 7に示す各組の環状磁石としては、各々一体構造の環状磁石とすることも可能である。また、各々の環状磁石を第 1実施例のように、複数の永久磁石を周方向に接合して環状に組合せることにより構成することも可能であり、この場合には更に大きな載荷力が得られるとともに構成も容易となり、大型のシステムを構成する際に好適である

次に、本発明の第 3実施例について図 1 8に基づいて説明する。本実施例では、図 1 8に示すように、着磁方向が互いに斜め方向で向き合うように一組の環状磁石 1 1 Aと 1 1 Bを設け、これらの環状磁石 1 1 A、 1 1 Bを、複数の磁石 1 2を周方向に連結して構成し、更にこれら双方の環状磁石 1 1 A、 1 I Bの露出面である対向面（超電導体 4に向合う面）に、一枚の環状板に形成された軟鉄製のシム 1 3を配設した。この第 3実施例では、先の第 1および第 2実施例を組合せたものであり、その結果、磁束の集中により大きな磁場強度が得られるので載荷力を増大することができ、同時に太径で大型の軸受装置を構成することができる。とりわけ、各環状磁石を複数の磁石により構成する際に、隣接磁石間での磁場強度の落ち込みがシムにより大幅に減少して、環状磁石の周方向の磁場強度を均一にすることができるので、大型のシステムに好適となる。

尚、環状磁石を同心状に多重にする場合にも本実施例を適用することは可能であり、更に大型のシステムの場合に有利なものとなる。次に、本発明の第 4実施例について説明する。本実施例の超電導軸受装置 1は、図 1 9に示すように、環状永久磁石 1 1とシム 1 3とを回転体 7に強固に固定したものである。

通常、環状永久磁石 1 1とシム 1 3は、円板部 9に接着剤等により固定されるが、回転体 7の回転数が時には 1分間に数千〜数万回転数という高速回転となり、このような髙速回転時にはシム 1 3が外れてしまう虞がある。そのため、本実施例では、シム 1 3の幅を環状永久磁石 1 1の幅よりも大きく形成し、ネジ 2 3による機械的な方法により、シム 1 3および環状永久磁石 1 1を円板部 9に固定している。また、ネジ 2 3により取付ける際には、非磁性体からなる押え板 2 4を用いている。すなわち、シム 1 3 の超電導体 4に対面する前面の端部には段部を形成し、押え板 2 4には、シム 1 3の前記段部に係合する段部を形成し、双方の段部による係合によりシム 1 3が円板部 9から外れない構造となつ 1 δ

ている。

したがって、円板部 9の高速回転時においても、シム 1 3が円板部 9から外れる虞を確実に阻止することができる。

尚、シム 1 3を直接ネジ止めすると、シム 1 3にネジ止め用の穴加工をすることとなり、この穴の存在により磁束むらを生じてしまうので、好ましくない。次に、本発明の第 5実施例について説明する。本実施例の超電導軸受装置 1は、図 2 0に示すように、円板部 9に径の異なる複数の環状永久磁石 1 1、 1 1を配置するとともに、これらの環状永久磁石 1 1、 1 1に、前記第 4実施例の固定構造を施したものでめる。

これは、図 2 1に示すように、隣接して環状永久磁石 1 1、 1 1が配置され、これらの環状永久磁石 1 1、 1 1の表面に連続したシム 1 3が設置されると、一方の環状永久磁石 1 1から他方の環状永久磁石 1 1にシム 1 3を通って磁束が流れるので、磁束がシム 1 3の表面から出ずらくなる。そうすると、超電導体 4に作用する磁束が減少して、超電導軸受装置 1の載荷力が低減するので、図 2 1に示すような連続したシム 1 3を用いた場合は、超電導軸受装置を大型システムに適用できないことになる。

そこで、本実施例は、図 2 0に示すように、シム 1 3と隣接する環状永久磁石 1 1、 1 1の間に非磁性体を介装して、シム 1 3 により形成される磁路を遮断することによリ、各環状永久磁石 1 1、 1 1のシム 1 3から超電導体 4に作用する磁束を増大させるようにしたものである。本実施例でも、各シム 1 3は押え板 2 4 を介してネジ 2 3により円板部 9に機械的に固定されており、更に押え板 2 4は非磁性体により形成されている。そのため、隣接する環状永久磁石 1 1の間に介装される押え板 2 4により、隣接するシム 1 3の間の磁路が遮断され、その結果、超電導体 4に作 9

用する磁束量が増大して、超電導軸受装置を大型システムに適甩することが可能となるものである。

尚、本実施例では、シム 1 3の幅が環状永久磁石 1 1の幅よりも大きい場合を例に採って説明したが、磁束の勾配を高めるために、シム 1 3の幅を環状永久磁石 1 1の幅よりも小さくする構造も可能である。次に、本発明の第 6実施例について説明する。本実施例では、図 2 2に示すように、環状永久磁石 1 1とシム 1 3との間に非磁性層を設けることにより、永久磁石部 8の周方向における表面磁束密度の均一性を更に向上させるものである。

すなわち、図 2 3に試験結果を示すように、環状永久磁石 1 1 とシム 1 3との間に非磁性層がない場合 Cと、非磁性層がある場合 Dとを比較してみると、非磁性層がある場合には、永久磁石部 8の周方向における表面磁束密度のむら率が減少していることが理解できる。この場合、非磁性層としては、現実的には数ミリ以内であり、空気の他、樹脂、ステンレス、アルミ二ユウム、銅、その他のものを設けるようにしてもよい。また、シム 1 3が特に薄いものしか装着できない場合には、メツキ等により非磁性層を設けるようにしてもよい。次に、本発明の第 7実施例を説明する。本実施例では、前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設するとともに、この磁束拡散部材には、磁気異方性を備えさせたものである。ここで、磁束拡散部材の磁気異方性とは、磁気的な性能が方向によって変ることを意味している。

本実施例では、シム 1 3に磁気異方性を備えさせたものであり、具体的には、図 2 4に示すように、シム 1 3内部に径方向での磁気抵抗を高くすることにより、周方向の磁束密度の均一性を向〇

上しつつ表面磁束密度の低下を防止したものである。

上述のように、環状永久磁石 1 1の表面にシム 1 3を設置することにより周方向の磁束密度の均一化を図ることが可能となり、更にシム 1 3を厚くすれば、よリー層の均一化を髙めることができる。ところが、シム 1 3を厚くすれば、図 2 5の特性 Iにて示されるように、表面磁束密度が低下してしまう。そこで、図 2 4 に示すように、シム 1 3に磁気異方性を備えさせることにより、つまりこの例では磁気抵抗を高める非磁性層 2 5をシム 1 3の径方向に設けることにより、周方向の磁束密度の均一性を高めつつ、表面磁束密度の低下を防止することができるようにしたものである。

図 2 4において、 1 1は環状永久磁石、 1 3はシムを示す。シム 1 3には、径方向に、一定間隔ごとに非磁性層 2 5が介装されている。各非磁性層 2 5は、樹脂、アルミ二ユウム、空気等の非磁性体により構成され、本実施例では 6層の非磁性層が環状に設けられ、したがってシム 1 3は 7重の環状のリングとなっている。尚、図中、 dはシム 1 3の分断幅、 eは非磁性層 2 5の幅である。また、シム 1 3には 1 0 0 0以上の透磁率の磁性体が用いられ、非磁性層の透磁率は通常約 1であるため、非磁性層ではシム 1 3に比べて透磁率がすこぶる低く、シム 1 3内での径方向への磁束の流れは極めて悪くなる。その結果、環状永久磁石 1 1からの磁束は、シム 1 3内を周方向には容易に流れるが、径方向には流れにくくなリ、シム 1 3から表面に出てくる磁束量が多くなるすなわち、環状永久磁石 1 1の表面にシム 1 3がない場合に比ベ、シム 1 3がある場合には、図 2 6に示すように、環状永久磁石 1 1の N極からの磁束は、シム 1 3内を流れて S極に戻るため、シム 1 3表面に出てくる磁束はシム 1 3がない場合に比べて减少する。これはシム 1 3内では磁束が径方向に流れ易いためである。図 2 7は、シム 1 3がない場合（特性 F ) 、非磁性層 2 5の. ないシム 1 3を設けた場合（特性 G ) 、非磁性層 2 5のあるシム 1 3を設けた場合（特性 H ) について、シム 1 3の表面である E 面の表面磁束分布を示すものであり、非磁性層 2 5のないシム 1 3の場合（特性 G ) は、シム 1 3がない場合（特性 F ) に比べ磁束密度が減少し、非磁性層 2 5のあるシム 1 3を設けた場合（特性 H ) は、シム 1 3がない場合（特性 F ) に対して略同程度となる。この場合、シム 1 3には 6層の非磁性層 2 5を設けたので、前記 E面の表面磁束分布特性として径方向に凹凸の脈を生ずるが、回転方向、すなわち周方向には一様な磁束密度となり、したがつて周方向における磁束密度の均一性は十分に確保されることになり、周方向の磁束密度の均一性を向上しつつ表面磁束密度の低下を防止することが可能となる。

尚、シム 1 3に設ける非磁性層 2 5としては、シム 1 3を径方向に分断するように設けなくとも、図 2 8に示すように、シム 1 3の環状永久磁石 1 1側の一部を残して、断面が櫛歯状となるように非磁性層 2 6を設けても、上述の場合と同様な効果を十分に発揮させることができる。この場合、環状永久磁石 1 1付近においては、シム 1 3内を磁束が流れるが、シム 1 3が飽和するため流れる磁束は一部となり、殆どの磁束はシム 1 3の表面に出てくることになる。

また、非磁性層 2 5の層数や、シム 1 3の前記分断幅 eと非磁性層 2 5の幅 dとの寸法の比率としては、環状永久磁石 1 1の形状等によって任意に設定することが可能である。

更に、実施例において示した 6層の非磁性層とシムは、 . 6層とも等分となるように設けたが、径方向に対して、これら非磁性層とシムとの比率を変えてもよい。次に、本発明の第 8実施例を説明する。本実施例では、図 2 9 、図 3 0、図 3 1に示すように、環状永久磁石 1 1の断面形状を異ならしめることにより、表面磁束密度を向上させたものである図 2 9に示すものは、前記超電導体部に対向する前記環状磁石の表面の径方向の幅を、前記環状磁石に対向する前記超電導体部' の表面の径方向の幅と略等しく形成するとともに、前記環状磁石の裏面の径方向の幅を、当該環状磁石の前記表面の径方向の幅よリも大きく形成したものである。

すなわち、本実施例において、環状永久磁石 1 1の表面側の幅は、前述のように超電導体 4の幅と略同一であるが、この環状永久磁石 1 1の表面側の幅に対し、裏面すなわち環状永久磁石 1 1 の反対側の面を、周方向に亘つて大きく形成したものである。これにより、環状永久磁石 1 1からの磁束は、裏面側から表面側に集中することになリ、表面磁束密度の大幅な向上が図られる。

図 3 0に示すものは、図 2 9に示す形状の環状永久磁石 1 1の表面に、径方向に起伏を設けた断面構造となっている。本実施例では、断面形状が三角状の 3つの溝 2 8が周方向に亘つて設けられており、したがって環状永久磁石 1 1の表面には、それぞれ周方向に連なり径が異なる 4つの山が形成されている。この場合にも、磁石の表面に磁束が集中することになるので、表面磁束密度が大幅に向上する同様な効果が得られる。尚、起伏の数や山の形状は任意に設定することができる。

図 3 1に示すものは、図 2 9に示す形状の環状永久磁石 1 1の表面に、磁性体からなるシム 1 3を設置したものである。シム 1 3を設けることによって、表面磁束密度の向上を図りつつ表面磁束密度の均一化を達成することが可能となる。

尚、上記図 2 9、図 3 0、図 3 1においては、一つの環状永久磁石 1 1を使用した場合について説明したが、環状永久磁石 1 1 を多層化した場合でも同様な効果を発揮することができる。

以上、シム 1 3による表面磁束密度の均一化の効果を中心に説明してきたが、磁石表面に付けるシムの別の効果として、磁石の不可逆滅磁を防ぐことが可能となる点を上げることができる。すなわち、磁石が超電導体のピンニング効果により浮上力を得ている状態で、且つ、磁石が回転駆動されている状態では、磁石に大きな減磁界が働いていることとなる。そして磁石の着磁方向の厚みが薄く磁石のパーミアンスが小さいとき、前記減磁界により不可逆減磁を生じてしまうことがある。これに対して、前記シムは、前記減磁界を拡散して、磁束密度の集中を防ぎ、不可逆减磁を防ぐ働きをするものである。次に、本発明の第 9実施例を説明する。本実施例は、互いに隣接し径方向に着磁された環状永久磁石 1 1、 1 1を用いた場合において、磁場強度の向上を図ったものである。すなわち、図 3 2 に示すように、互いに径が異なりそれぞれ径方向に着磁された環状永久磁石 1 1、 1 1を配置し、双方の環状永久磁石 1 1、 1 の間に軟磁性体からなる磁性体リング 1 3 Aを挟んで配置した構造となっている。また、内周側の環状永久磁石 1 1と外周側の環状永久磁石 1 1とは磁性体リング 1 3 Aを挟んで同極が向き合つている。

このような構造においては、各環状永久磁石 1 1、 1 1の N極からの磁束は、図 3 2に矢印で示すように、磁性体リング 1 3 A を通り、環状永久磁石 1 1、 1 1の表面に現れて各々の環状永久磁石 1 1の S極に戻る。この際、各環状永久磁石 1 1からの磁束は、磁性体リング 1 3 Aによって絞られるため、環状永久磁石 1 1の表面の磁束密度は大幅に増大する。

この場合の表面磁束分布は、図 3 3の特性 Jで示すように、磁性体リング 1 3 Aの表面付近で磁束密度が大きくなつている。磁束密度のピークの大きさやピークの幅については、磁性体リングの径方向の幅を変化させることによって任意に可変させることが可能である。

このように、本実施例においては、磁束密度のピークを大きくすることが可能であるが、これ以外の効果として、磁性体リング 1 3 Aにより周方向の磁束の均一化が図られるため、前述したシムの役目を果すことができる。特に、本実施例の磁性体リング 1 3 Aでは、前述したシムとは異なり、環状永久磁石 1 1 と略同等の厚みにすることができるため、周方向の磁束の均一化を著しく向上させることができる。また、磁性体リング 1 3 Aを介して隣接する環状永久磁石 1 1、 1 1の磁極が同極となっているため、環状永久磁石 1 1、 1 1同士の反発力は非常に弱まり、大型の環状永久磁石 1 1を用いて組立てる場合でも、組立てを容易に行なうことができる。

尚、本実施例では 2つの環状永久磁石 1 1の場合について説明したが、図 3 4に示すように、環状永久磁石 1 1を多重（4重）にした場合も、同様に隣接する環状永久磁石 1 1の極を同極にして磁性体リング 1 3 Aを介装すれば、同様な効果が得られる。次に、本発明の第 1 0実施例について説明する。前述した第 1 実施例の場合は、回転体 7の荷重の全てを軸方向で受ける形式の超電導軸受装置 1であるが、本実施例の超電導軸受装置 1は、図 3 5に示すように、環状永久磁石 1 1と超電導体 4とが回転体 7 の半径方向で互いに向き合うように配設したものである。この例の場合は、環状永久磁石 1 1 と超電導体 4を回転体 7の半径方向で互いに向き合うように配置することにより、環状永久磁石 1 1 と超電導体 4が回転体 7の軸方向において配置することができない場合にも実施が可能となり、これにより超電導軸受装置 1全体を偏平な構造とすることができる。また、回転体 7を周囲で支持する力が強められることとなり、その結果、回転体 7の軸倒れや. 偏心回転を確実に回避することができる。

尚、本実施例のように、環状永久磁石 1 1と超電導体 4を半径方向で向き合う配置に加えて、前記第 1実施例のような半径方向で向き合う環状永久磁石 1 1と超電導体 4の配置を組み合わせることも可能であり、このように構成することにより双方の効果を得ることができる。また、環状永久磁石 1 1は、 1重に限らず同心状に複数重ねて配設する構造にしてもよい。次に、本発明の第 1 1実施例について説明する。本実施—倒では、図 3 6に示すように、回転体 7の軸心に対して所定の角度を有して、環状永久磁石 1 1と超電導体 4とを対面させるように双方を配置することにより、回転体 7の半径方向と軸方向との支持力を、最小限一組の環状永久磁石 1 1と超電導体 4とで兼用することができるように構成したものである。そのため、本実施例では、図 3 6に示すように、円板部 9の下側隅部に環状永久磁石 1 1 が設けられ、回転体 7の軸心に対して略 4 5 ° 傾いて対面するように、超電導体 4がハウジング 2に設けられている。したがって、最小限一組の環状永久磁石 1 1と超電導体 4によっても、回転体 7の重量を支持することができるとともに、回転体 7の軸倒れノゃ偏心回転を確実に阻止することができる。尚、環状永久磁石 1 1は、 1重に限らず同心状に複数重ねて配設する構造にしてもよい。次に、本発明の第 1 2実施例を説明する。本実施例では、超電導軸受装置 1の軸受としての安定性をさらによくするため、環状永久磁石を併用することにより、軸方向と周方向との両方向の支持力を高めたものである。

すなわち、本実施例では、図 3 7に示すように、環状永久磁石 1 1が超電導体 4と回転体 7の半径方向で向き合うように、の環状永久磁石 1 1、 1 1を隣接させて配設し、更に隣接する環状永久磁石 1 1、 1 1の同極が向き合う構造となし、これらの環状永久磁石 1 1、 1 1に対して径方向と軸方向においてそれぞれ向き合う超電導体 4 Aと 4 Bとを配置したものである。

そして、複数の環状永久磁石 1 1、 1 1の配置は、上述した図 3 2、図 3 4に示すような配置構造となっており、径方向で超電導体 4 Aと向き合う環状永久磁石 1 1の表面にはシム 1 3を設置し、双方の環状永久磁石 1 1の間には上述した磁性体リング 1 3 Aが介装されている。

したがって、径方向で向き合う超電導体 4 A、シム 1 3、環状永久磁石 1 1によりラジアル軸受を構成し、また、軸方向で向き合う超電導体 4 Bと環状永久磁石 1 1、磁性体リング 1 3 Aによリスラスト軸受が構成され、環状永久磁石 1 1、 1 1を双方の軸受に兼用することが可能となる。その結果、部品点数の削減を図ることが可能になるとともに、軸方向と周方向との両方向の支持力が強力となって、回転体 7の軸倒れや偏心回転が阻止され、また、載荷力に優れた効果を発揮する。これにより、大型のシステムに好適な超電導軸受装置を実現することが可能となる。

尚、上述した実施例 1ないし 1 2において、超電導軸受装置は超電導体部 5が固定体部 Bに、磁石部 8が回転体部 Aに、それぞれ設けらている構造について説明したが、本発明は、逆に超電導体部 5が回転体部 Aに、磁石部 8が固定体部 Bに、それぞれ設けられる構造であっても同様な作用効果を奏することができるものである。また、実施例では、磁石に P r磁石を用いた例のみ示したが、本発明はこれに限られず、他の全ての永久磁石を使用することができることは勿論であり、更に、電磁石、超電導コイル等、磁束を発生するもの全てが適用可能であり、加えて、ピンニング効果にょリ磁束が封じ込められたいわば超電導体そのものを、回転体部、固定体部に設置する磁石として、使用することもできるものである。産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、高速回転を必要とする流体機械ゃ工作機械、余剰電力をフライホイールの運動エネルギーに変換して貯蔵する電力貯蔵装置、とりわけ載荷力を要求される大型のシステムに適用することが可能である。

Claims

請來の範匪

1 . 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、

前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設したことを特徴とする超電導軸受装置。

2 . 前記環状磁石と前記超電導体部とが、前記回転体の軸心方向で向き合うように配設されたことを特徴とする請求項 1記載の

3 . 前記環状磁石と前記超電導体部とが、前記回転体の半径方向で向き合うように配設されたことを特徴とする請求項 1記載の超電導軸受装置。

4 . 前記環状磁石が、複数の永久磁石を周方向に接合して構成されたことを特徴とする請求項 1、 2または 3記載の超電導軸受

5 . 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、

前記環状磁石を、径の異なる二つの環状磁石を隣接して構成するとともに、これら一組の環状磁石に、磁束の向きが互いに斜めに向き合う方向に着磁したことを特徴とする超電導軸受装置。 .

6 . 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置におレ、て、

前記環状磁石を、径の異なる二つの環状磁石を隣接するとともに、各々の環状磁石を、複数の磁石を周方向に接合して構成し、前記二つ一組の環状磁石に、磁束の向きが互いに斜めに向き合う方向に着磁し、前記一組の環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設したことを特徴とする超電導軸受装置。

7 . 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、

前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設し、前記環状磁石と磁束拡散部材との間に非磁性層を設けたことを特徴とする超電導軸受装置。

8 . 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、

前記環状磁石の前記超電導体部との対向面に磁束拡散部材を配設し、この磁束拡散部材は、磁気異方性を備えていることを特徴とする超電導軸受装置。

9 . 前記磁束拡散部材内に、径方向に磁気抵抗が高くなる磁気抵抗層を設けて、この磁束拡散部材に磁気異方性を備えさせたことを特徴とする請求項 8記載の超電導軸受装置。

1 〇. 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、

前記超電導体部に対向する前記環状磁石の表面の径方向の幅を、前記環状磁石に対向する前記超電導体部の表面の径方向の幅と略等しく形成するとともに、前記環状磁石の裏面の径方向の幅を、当該環状磁石の前記表面の径方向の幅よりも大きく形成したことを特徴とする超電導軸受装置。

1 1 . 前記環状磁石の前記超電導体部に対向する側に、円周方向に沿う溝を設けたことを特徴とする請求項 1 0記載の超電導軸

1 2 . 前記環状磁石の対向面に、磁束拡散部材を設けたことを特徴とする請求項 1 0または 1 1記載の超電導軸受装置。

1 3 . 回転体部および固定体部の一方に装着される超電導体部と他方に装着される磁石部とを備えて構成され、前記超電導体部は、前記磁石部を浮上させる超電導体と、この超電導体を支持する支持体とから構成され、前記磁石部は、前記回転体部の軸心を同心とする環状磁石を備えて構成され、この環状磁石と前記超電導体部とを間隔を設けて対向させて設置した超電導軸受装置において、

前記環状磁石として、径が異なリ径方向に同極が対面するよう着磁された少なくとも 2以上の環状磁石を配置し、隣接する環状磁石の間に空気層または固体部材を設けたことを特徴とする超電

1 4 . 前記隣接する環状磁石の間に、磁性体により形成された磁性体リングを介装したことを特徵とする請求項 1 3記載の超電導