JP3149461B2 - 超電導軸受装置 - Google Patents
超電導軸受装置Info
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- pellets
- bearing
- permanent magnet
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- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る超電導軸受装置
は、超高速で回転する回転軸を、非接触状態で支承する
為に利用する。
は、超高速で回転する回転軸を、非接触状態で支承する
為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】超高速で回転する回転軸は、滑り軸受や
転がり軸受等の通常の軸受装置では支持できず、上記回
転軸を非接触状態で支持する必要がある。この様に、回
転軸を非接触状態で支持する為の軸受装置として近年、
超電導体のピン止め効果を利用して、回転軸を浮上状態
のまま支持する超電導軸受装置が研究されている。
転がり軸受等の通常の軸受装置では支持できず、上記回
転軸を非接触状態で支持する必要がある。この様に、回
転軸を非接触状態で支持する為の軸受装置として近年、
超電導体のピン止め効果を利用して、回転軸を浮上状態
のまま支持する超電導軸受装置が研究されている。
【０００３】図４〜５は、従来から提案されている超電
導軸受装置のうち、『１９９１年度春季低温工学・超電
導学会講演概要集』の第１８頁に記載されたものを示し
ている。この従来から知られている超電導軸受装置は、
スラスト方向の軸受を目的としたもので、原理を表わし
た図４に示す様に、円環状の永久磁石１に複数の超電導
材製のペレット２、２を対向させる事で構成される。上
記永久磁石１及びペレット２、２は、それぞれ銅製の円
板３、４内に埋め込まれている。又、イットリウム系の
酸化物超電導材（例えばYBa2Cu3Ox ）により造られたペ
レット２、２は同一円弧上に配置し、上記永久磁石１に
対向させている。
導軸受装置のうち、『１９９１年度春季低温工学・超電
導学会講演概要集』の第１８頁に記載されたものを示し
ている。この従来から知られている超電導軸受装置は、
スラスト方向の軸受を目的としたもので、原理を表わし
た図４に示す様に、円環状の永久磁石１に複数の超電導
材製のペレット２、２を対向させる事で構成される。上
記永久磁石１及びペレット２、２は、それぞれ銅製の円
板３、４内に埋め込まれている。又、イットリウム系の
酸化物超電導材（例えばYBa2Cu3Ox ）により造られたペ
レット２、２は同一円弧上に配置し、上記永久磁石１に
対向させている。
【０００４】上記ペレット２、２を埋め込んだ円板４を
冷却する事により、各ペレット２、２を超電導状態とす
れば、各ペレット２、２と永久磁石１との間に働くピン
止め効果により、上記各ペレット２、２と永久磁石１と
の距離が変化しなくなる。即ち、各ペレット２、２が超
電導状態になると、上記永久磁石１から出た磁束が各ペ
レット２、２内にトラップされる。
冷却する事により、各ペレット２、２を超電導状態とす
れば、各ペレット２、２と永久磁石１との間に働くピン
止め効果により、上記各ペレット２、２と永久磁石１と
の距離が変化しなくなる。即ち、各ペレット２、２が超
電導状態になると、上記永久磁石１から出た磁束が各ペ
レット２、２内にトラップされる。
【０００５】この結果、永久磁石１とペレット２、２と
の距離が開く傾向となった場合には、両部材１、２同士
の間に引っ張り力が働き、反対に永久磁石１とペレット
２、２との距離が狭まる傾向となった場合には、両部材
１、２同士の間に突っ張り力が働く。この様な引っ張り
力或は突っ張り力はピン止め力と呼ばれるが、このピン
止め力により、永久磁石１とペレット２、２との距離が
一定に保持される。従って、上記永久磁石１を回転軸に
固定すれば、この回転軸を浮上状態のまま回転自在に支
持できる。
の距離が開く傾向となった場合には、両部材１、２同士
の間に引っ張り力が働き、反対に永久磁石１とペレット
２、２との距離が狭まる傾向となった場合には、両部材
１、２同士の間に突っ張り力が働く。この様な引っ張り
力或は突っ張り力はピン止め力と呼ばれるが、このピン
止め力により、永久磁石１とペレット２、２との距離が
一定に保持される。従って、上記永久磁石１を回転軸に
固定すれば、この回転軸を浮上状態のまま回転自在に支
持できる。
【０００６】図５は、上述の様な原理の超電導軸受装置
により、回転軸５を回転自在に支承した状態を示してい
る。それぞれ複数のペレット２、２を埋め込んだ１対の
円輪板４ａ、４ａは、互いに間隔をあけて平行に配置さ
れており、ハウジング６の冷却ジャケット７内に貯溜さ
れた液体窒素により冷却自在としている。上記１対の円
輪板４ａ、４ａの内側を挿通された回転軸５の中間部
で、上記１対の円輪板４ａ、４ａの間部分には、円輪板
３ａを固定している。そしてこの円輪板３ａの上下両面
にそれぞれ埋め込まれた永久磁石１、１を、上記ペレッ
ト２、２に対向させている。回転軸５の端部には電動モ
ータ２２を設け、この回転軸５を回転駆動自在としてい
る。
により、回転軸５を回転自在に支承した状態を示してい
る。それぞれ複数のペレット２、２を埋め込んだ１対の
円輪板４ａ、４ａは、互いに間隔をあけて平行に配置さ
れており、ハウジング６の冷却ジャケット７内に貯溜さ
れた液体窒素により冷却自在としている。上記１対の円
輪板４ａ、４ａの内側を挿通された回転軸５の中間部
で、上記１対の円輪板４ａ、４ａの間部分には、円輪板
３ａを固定している。そしてこの円輪板３ａの上下両面
にそれぞれ埋め込まれた永久磁石１、１を、上記ペレッ
ト２、２に対向させている。回転軸５の端部には電動モ
ータ２２を設け、この回転軸５を回転駆動自在としてい
る。
【０００７】冷却ジャケット７内に液体窒素を送り込
み、各円輪板４ａ、４ａに埋め込まれたペレット２、２
を超電導状態にした場合には、回転軸５の中間部に固定
された円輪板３ａが上記各円輪板４ａ、４ａに対して遠
近動する事がなくなる為、上記回転軸５は浮上状態で保
持され、この回転軸５を回転させる事が可能となる。
み、各円輪板４ａ、４ａに埋め込まれたペレット２、２
を超電導状態にした場合には、回転軸５の中間部に固定
された円輪板３ａが上記各円輪板４ａ、４ａに対して遠
近動する事がなくなる為、上記回転軸５は浮上状態で保
持され、この回転軸５を回転させる事が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来か
ら提案されている超電導軸受装置の場合、永久磁石１、
１と超電導材製のペレット２、２とをスラスト方向に互
いに対向させている為、スラスト方向に関しては比較的
大きな荷重を支承できるが、ラジアル方向に関しては小
さな荷重しか支承できない。
ら提案されている超電導軸受装置の場合、永久磁石１、
１と超電導材製のペレット２、２とをスラスト方向に互
いに対向させている為、スラスト方向に関しては比較的
大きな荷重を支承できるが、ラジアル方向に関しては小
さな荷重しか支承できない。
【０００９】回転軸の外周面に円環状の永久磁石を外嵌
固定すると共に、この永久磁石の周囲に円環状の超電導
体を配置すれば、ラジアル方向に比較的大きな荷重が加
わる場合にも、これを十分に支承できるが、新たに次に
述べる様な問題が生じる。
固定すると共に、この永久磁石の周囲に円環状の超電導
体を配置すれば、ラジアル方向に比較的大きな荷重が加
わる場合にも、これを十分に支承できるが、新たに次に
述べる様な問題が生じる。
【００１０】即ち、ランニングコストの安い、実用的な
超電導軸受装置を構成する為には、液体窒素の温度で超
電導状態となる、所謂高温超電導材を使用する事が好ま
しい。ところが、現在知られている高温超電導材で、得
られるピン止め力の大きさ等の点から実用になるもの
は、酸化物粉末を焼成する事により造られる、酸化物超
電導材に限られる。
超電導軸受装置を構成する為には、液体窒素の温度で超
電導状態となる、所謂高温超電導材を使用する事が好ま
しい。ところが、現在知られている高温超電導材で、得
られるピン止め力の大きさ等の点から実用になるもの
は、酸化物粉末を焼成する事により造られる、酸化物超
電導材に限られる。
【００１１】ところが、酸化物超電導材により、回転軸
に外嵌した永久磁石の周囲を囲む様な、比較的径の大き
な超電導体を焼成する事は難しく、仮に焼成しても、焼
成時にクラックやむらが発生して、十分に実用的な超電
導軸受を構成できない。本発明の超電導軸受装置は、上
述の様な問題を解決するものである。
に外嵌した永久磁石の周囲を囲む様な、比較的径の大き
な超電導体を焼成する事は難しく、仮に焼成しても、焼
成時にクラックやむらが発生して、十分に実用的な超電
導軸受を構成できない。本発明の超電導軸受装置は、上
述の様な問題を解決するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の超電導軸受装置
のうち、請求項１に記載した超電導軸受装置は、回転軸
の外周面に固定された円環状の永久磁石と、この回転軸
の周囲に設けられたハウジングと、超電導体を有しこの
ハウジングの内周面に支持された超電導軸受リングとを
備える。特に、請求項１に記載した超電導軸受装置に於
いては、上記永久磁石の外周面が被支承面を構成し、上
記超電導軸受リングは、それぞれの内側面が、この被支
承面と上記回転軸の半径方向に対向する支承面とされた
複数の超電導材製のペレットを単一円周上に配置すると
共に、これら各ペレットを非磁性材製の保持筒内に埋設
する事により構成されている。且つ、支承面である上記
各ペレットの内側面は、上記保持筒とこれら各ペレット
とを組み合わせた後に施された仕上加工により、上記回
転軸と同心で且つ単一の円筒面上に位置している。
のうち、請求項１に記載した超電導軸受装置は、回転軸
の外周面に固定された円環状の永久磁石と、この回転軸
の周囲に設けられたハウジングと、超電導体を有しこの
ハウジングの内周面に支持された超電導軸受リングとを
備える。特に、請求項１に記載した超電導軸受装置に於
いては、上記永久磁石の外周面が被支承面を構成し、上
記超電導軸受リングは、それぞれの内側面が、この被支
承面と上記回転軸の半径方向に対向する支承面とされた
複数の超電導材製のペレットを単一円周上に配置すると
共に、これら各ペレットを非磁性材製の保持筒内に埋設
する事により構成されている。且つ、支承面である上記
各ペレットの内側面は、上記保持筒とこれら各ペレット
とを組み合わせた後に施された仕上加工により、上記回
転軸と同心で且つ単一の円筒面上に位置している。
【００１３】又、請求項２に記載した超電導軸受リング
は、上記請求項１に記載した超電導軸受装置の構成に加
えて、被支承面及び支承面を円錐テーパ面としている。
は、上記請求項１に記載した超電導軸受装置の構成に加
えて、被支承面及び支承面を円錐テーパ面としている。
【００１４】更に、請求項３に記載した超電導軸受リン
グは、上記請求項１に記載した超電導軸受装置の構成に
加えて、ハウジングの内側に設けられ、内部に貯溜した
冷却剤を、各ペレットの支承面を除く部分に接触させる
冷却剤溜りと、この冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む為
の供給口並びに冷却剤溜り内の冷却剤を排出する為の排
出口と、上記各ペレットの支承面を被覆した、非磁性材
製の皮膜とを備える。
グは、上記請求項１に記載した超電導軸受装置の構成に
加えて、ハウジングの内側に設けられ、内部に貯溜した
冷却剤を、各ペレットの支承面を除く部分に接触させる
冷却剤溜りと、この冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む為
の供給口並びに冷却剤溜り内の冷却剤を排出する為の排
出口と、上記各ペレットの支承面を被覆した、非磁性材
製の皮膜とを備える。
【００１５】
【作用】上述の様に構成される本発明の超電導軸受装置
の場合、冷却剤により冷却され、超電導状態を保持され
る複数のペレットと永久磁石との間に働くピン止め効果
により、上記複数のペレットの支承面と永久磁石の被支
承面との間隔が一定に保たれ、上記永久磁石並びにこの
永久磁石を支持した回転軸が、浮上状態に保持される。
の場合、冷却剤により冷却され、超電導状態を保持され
る複数のペレットと永久磁石との間に働くピン止め効果
により、上記複数のペレットの支承面と永久磁石の被支
承面との間隔が一定に保たれ、上記永久磁石並びにこの
永久磁石を支持した回転軸が、浮上状態に保持される。
【００１６】即ち、請求項１に記載した超電導軸受装置
によれば、回転軸の外周面に円環状の永久磁石を外嵌固
定すると共に、この永久磁石の周囲に、この回転軸の半
径方向に対向させた状態で超電導体を配置しているの
で、ラジアル方向に比較的大きな荷重が加わる場合に
も、これを十分に支承できる。しかも、各ペレットの大
きさは、超電導軸受リングに比べて十分に小さい為、こ
のペレットを酸化物超電導材料を焼成して造る場合で
も、クラックやむらを生じる事はない。しかも、本発明
の超電導軸受装置によれば、超電導軸受リングを構成す
る上記各ペレットの内側面を、正確に単一円筒面上に位
置させる事ができる為、被支承面である上記永久磁石の
外周面と、支承面である上記各ペレットの内側面との間
に存在するラジアル方向の隙間である軸受隙間の寸法を
小さくできる。この結果、ラジアル方向に関する軸受剛
性を大きくできる。
によれば、回転軸の外周面に円環状の永久磁石を外嵌固
定すると共に、この永久磁石の周囲に、この回転軸の半
径方向に対向させた状態で超電導体を配置しているの
で、ラジアル方向に比較的大きな荷重が加わる場合に
も、これを十分に支承できる。しかも、各ペレットの大
きさは、超電導軸受リングに比べて十分に小さい為、こ
のペレットを酸化物超電導材料を焼成して造る場合で
も、クラックやむらを生じる事はない。しかも、本発明
の超電導軸受装置によれば、超電導軸受リングを構成す
る上記各ペレットの内側面を、正確に単一円筒面上に位
置させる事ができる為、被支承面である上記永久磁石の
外周面と、支承面である上記各ペレットの内側面との間
に存在するラジアル方向の隙間である軸受隙間の寸法を
小さくできる。この結果、ラジアル方向に関する軸受剛
性を大きくできる。
【００１７】又、請求項２に記載した超電導軸受装置に
よれば、ラジアル方向に関する軸受剛性を高くできるだ
けでなく、スラスト方向に関する軸受剛性も高くでき
る。
よれば、ラジアル方向に関する軸受剛性を高くできるだ
けでなく、スラスト方向に関する軸受剛性も高くでき
る。
【００１８】更に、請求項３に記載した超電導軸受装置
によれば、冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む事により、
超電導軸受リングを構成する複数のペレットを冷却し、
超電導状態に保持できる。又、これら各ペレットの支承
面が非磁性の皮膜により覆われている為、これら各ペレ
ットが空気や真空に曝らされず、これら各ペレットを構
成する超電導材が酸化物超電導材料により造られていた
場合にも、超電導性が劣化する事がなくなる。この為、
超電導材製のペレットの寿命が延び、これら各ペレット
を組み込んだ超電導軸受装置の耐久性が向上する。
によれば、冷却剤溜り内に冷却剤を送り込む事により、
超電導軸受リングを構成する複数のペレットを冷却し、
超電導状態に保持できる。又、これら各ペレットの支承
面が非磁性の皮膜により覆われている為、これら各ペレ
ットが空気や真空に曝らされず、これら各ペレットを構
成する超電導材が酸化物超電導材料により造られていた
場合にも、超電導性が劣化する事がなくなる。この為、
超電導材製のペレットの寿命が延び、これら各ペレット
を組み込んだ超電導軸受装置の耐久性が向上する。
【００１９】
【実施例】図１〜２は、請求項１、３に対応する、本発
明の第一実施例を示している。回転軸５の外周面中間部
に形成された段部８には、円筒状の永久磁石９の一端面
（図１の左端面）を突き当てると共に、止め輪２１によ
り上記永久磁石９の他端面を抑え付けて、この永久磁石
９を上記回転軸５の外周面中間部に支持固定している。
明の第一実施例を示している。回転軸５の外周面中間部
に形成された段部８には、円筒状の永久磁石９の一端面
（図１の左端面）を突き当てると共に、止め輪２１によ
り上記永久磁石９の他端面を抑え付けて、この永久磁石
９を上記回転軸５の外周面中間部に支持固定している。
【００２０】一方、上記回転軸５の周囲で、永久磁石９
の外周面９ａと対向する部分には、ハウジング１０を設
けている。このハウジング１０は、断面Ｌ字形で円環状
の主体１１と円環状の蓋体１２とを組み合わせる事によ
り、内方が開口した断面コ字形で円環状としたもので、
その内部を冷却剤溜り１３としている。
の外周面９ａと対向する部分には、ハウジング１０を設
けている。このハウジング１０は、断面Ｌ字形で円環状
の主体１１と円環状の蓋体１２とを組み合わせる事によ
り、内方が開口した断面コ字形で円環状としたもので、
その内部を冷却剤溜り１３としている。
【００２１】又、上記冷却剤溜り１３の内周側開口部
は、円環状の超電導軸受リング１４により塞いでいる。
この超電導軸受リング１４は、それぞれの内側面を支承
面とした、複数の超電導材製のペレット１５、１５を単
一円周上に配置すると共に、各ペレット１５、１５を
銅、アルミニウム等の非磁性材製の保持筒１６内に埋設
する事により構成されている。保持筒１６の内周面並び
に支承面である上記各ペレット１５、１５の内側面は、
超電導軸受リング１４構成後、即ち、これら各ペレット
１５、１５と保持筒１６とを組み合わせた後に、ダイヤ
モンドバイト等の超硬工具により仕上加工を施す事で、
単一の円筒面としている。
は、円環状の超電導軸受リング１４により塞いでいる。
この超電導軸受リング１４は、それぞれの内側面を支承
面とした、複数の超電導材製のペレット１５、１５を単
一円周上に配置すると共に、各ペレット１５、１５を
銅、アルミニウム等の非磁性材製の保持筒１６内に埋設
する事により構成されている。保持筒１６の内周面並び
に支承面である上記各ペレット１５、１５の内側面は、
超電導軸受リング１４構成後、即ち、これら各ペレット
１５、１５と保持筒１６とを組み合わせた後に、ダイヤ
モンドバイト等の超硬工具により仕上加工を施す事で、
単一の円筒面としている。
【００２２】各ペレット１５、１５の大きさは、超電導
軸受リング１４に比べて十分に小さい為、このペレット
１５、１５を酸化物超電導材料を焼成して造る場合で
も、クラックやむらを生じる事はない。
軸受リング１４に比べて十分に小さい為、このペレット
１５、１５を酸化物超電導材料を焼成して造る場合で
も、クラックやむらを生じる事はない。
【００２３】そして、上述の様に超電導材製のペレット
１５、１５を含んで構成された超電導軸受リング１４の
内周面１４ａを、非磁性且つ非透水性の材料をコーティ
ングする事により形成された皮膜１７により覆ってい
る。この皮膜１７を形成するコーティング層の材料とし
ては、非磁性且つ非透水性で、低温（液体窒素温度）で
使用可能なものであれば使用できる。例えば、ポリエス
テル系の２液混合型の接着剤で、使用温度が−１９６℃
〜＋２５０℃のものが好ましく使用できる。又、図示の
実施例に於いては、超電導軸受リング１４の内周面１４
ａに被覆された皮膜１７の表面を更に、非磁性の金属箔
１８により覆っている。
１５、１５を含んで構成された超電導軸受リング１４の
内周面１４ａを、非磁性且つ非透水性の材料をコーティ
ングする事により形成された皮膜１７により覆ってい
る。この皮膜１７を形成するコーティング層の材料とし
ては、非磁性且つ非透水性で、低温（液体窒素温度）で
使用可能なものであれば使用できる。例えば、ポリエス
テル系の２液混合型の接着剤で、使用温度が−１９６℃
〜＋２５０℃のものが好ましく使用できる。又、図示の
実施例に於いては、超電導軸受リング１４の内周面１４
ａに被覆された皮膜１７の表面を更に、非磁性の金属箔
１８により覆っている。
【００２４】更に、前記主体１１の外周面の或る個所に
は供給口１９を、他の個所には排出口２０を、それぞれ
設けて、前記冷却剤溜り１３内に、冷却剤である液体窒
素を送り込み自在とし、この冷却剤溜り１３を覆う状態
で、前記ハウジング１０の内周面部分に支持固定した超
電導軸受リング１４を構成する複数のペレット１５、１
５を冷却し、超電導状態に保持する様にしている。
は供給口１９を、他の個所には排出口２０を、それぞれ
設けて、前記冷却剤溜り１３内に、冷却剤である液体窒
素を送り込み自在とし、この冷却剤溜り１３を覆う状態
で、前記ハウジング１０の内周面部分に支持固定した超
電導軸受リング１４を構成する複数のペレット１５、１
５を冷却し、超電導状態に保持する様にしている。
【００２５】供給口１９から冷却剤溜り１３内に送り込
まれた液体窒素の一部は、この冷却剤溜り１３内で気化
するが、別途設けた冷却器から供給口１９を通じて冷却
剤溜り１３内に、常に新しい液体窒素を送り込み、気化
した窒素は、排出口２０から上記冷却器に送り、再び液
化してから上記冷却剤溜り１３に還流させる様にしてい
る。
まれた液体窒素の一部は、この冷却剤溜り１３内で気化
するが、別途設けた冷却器から供給口１９を通じて冷却
剤溜り１３内に、常に新しい液体窒素を送り込み、気化
した窒素は、排出口２０から上記冷却器に送り、再び液
化してから上記冷却剤溜り１３に還流させる様にしてい
る。
【００２６】上述の様に構成される本発明の超電導軸受
装置の場合、冷却剤溜り１３内に送り込まれた液体窒素
により冷却され超電導状態を保持されるペレット１５、
１５と、永久磁石９との間に働くピン止め効果により、
上記永久磁石９並びに回転軸５が前記ハウジング１０の
内側に、非接触状態で保持される。
装置の場合、冷却剤溜り１３内に送り込まれた液体窒素
により冷却され超電導状態を保持されるペレット１５、
１５と、永久磁石９との間に働くピン止め効果により、
上記永久磁石９並びに回転軸５が前記ハウジング１０の
内側に、非接触状態で保持される。
【００２７】即ち、回転軸５がラジアル方向に変位する
傾向となった場合には、この変位に伴なって永久磁石９
の外周面９ａと超電導軸受リング１４の内周面１４ａと
が近付く部分で反発力が生じ、遠ざかる部分で吸引力が
生じる。この結果上記回転軸５は、超電導軸受リング１
４と同心に保持される。上記永久磁石９の外周面９ａと
上記超電導軸受リング１４の内周面１４ａとは、何れも
円筒面としているので、これら両周面９ａ、１４ａ同士
の間に存在する、ラジアル方向の隙間である軸受隙間の
寸法を十分に小さくできる。特に本発明の場合には、上
記超電導軸受リング１４を構成する保持筒１６の内 周面
及び上記各ペレット１５、１５の内側面を、正確に単一
円筒面上に位置させる事ができる。この為、被支承面で
ある上記永久磁石９の外周面９ａと、支承面である上記
各ペレット１５、１５の内側面との間に存在するラジア
ル方向の隙間である軸受隙間の寸法をより小さくして
も、運転時に上記永久磁石９の外周面９ａと上記超電導
軸受リング１４の一部内周面１４ａとが擦れ合う事がな
い。この結果、ラジアル方向に関する軸受剛性を十分に
大きくできる。
傾向となった場合には、この変位に伴なって永久磁石９
の外周面９ａと超電導軸受リング１４の内周面１４ａと
が近付く部分で反発力が生じ、遠ざかる部分で吸引力が
生じる。この結果上記回転軸５は、超電導軸受リング１
４と同心に保持される。上記永久磁石９の外周面９ａと
上記超電導軸受リング１４の内周面１４ａとは、何れも
円筒面としているので、これら両周面９ａ、１４ａ同士
の間に存在する、ラジアル方向の隙間である軸受隙間の
寸法を十分に小さくできる。特に本発明の場合には、上
記超電導軸受リング１４を構成する保持筒１６の内 周面
及び上記各ペレット１５、１５の内側面を、正確に単一
円筒面上に位置させる事ができる。この為、被支承面で
ある上記永久磁石９の外周面９ａと、支承面である上記
各ペレット１５、１５の内側面との間に存在するラジア
ル方向の隙間である軸受隙間の寸法をより小さくして
も、運転時に上記永久磁石９の外周面９ａと上記超電導
軸受リング１４の一部内周面１４ａとが擦れ合う事がな
い。この結果、ラジアル方向に関する軸受剛性を十分に
大きくできる。
【００２８】更に、超電導軸受リング１４は、内周面１
４ａが皮膜１７により覆われている為、上記超電導軸受
リング１４を構成する、冷却された超電導材製のペレッ
ト１５、１５に、大気中の水分が付着したり、或は水分
付着防止の為に超電導軸受を真空中で使用しても、上記
ペレット１５、１５が真空に曝らされる事がなく、この
ペレット１５、１５が酸化物超電導材料により造られて
いた場合にも、超電導性が劣化する事がなくなる。
４ａが皮膜１７により覆われている為、上記超電導軸受
リング１４を構成する、冷却された超電導材製のペレッ
ト１５、１５に、大気中の水分が付着したり、或は水分
付着防止の為に超電導軸受を真空中で使用しても、上記
ペレット１５、１５が真空に曝らされる事がなく、この
ペレット１５、１５が酸化物超電導材料により造られて
いた場合にも、超電導性が劣化する事がなくなる。
【００２９】即ち、酸化物超電導材料は、内部に水が進
入したり、或は内部に存在する酸素が外部に抜け出す事
で、その超電導性が劣化するが、上記皮膜１７の存在に
より、ペレット１５、１５内に水が進入したり、このペ
レット１５、１５内の酸素が抜け出す事が防止される。
この結果、ペレット１５、１５の寿命が延び、このペレ
ット１５、１５を備えた超電導軸受リング１４を組み込
んだ超電導軸受装置の耐久性が向上する。
入したり、或は内部に存在する酸素が外部に抜け出す事
で、その超電導性が劣化するが、上記皮膜１７の存在に
より、ペレット１５、１５内に水が進入したり、このペ
レット１５、１５内の酸素が抜け出す事が防止される。
この結果、ペレット１５、１５の寿命が延び、このペレ
ット１５、１５を備えた超電導軸受リング１４を組み込
んだ超電導軸受装置の耐久性が向上する。
【００３０】更に、図示の実施例の場合には、皮膜１７
の表面を更に、アルミニウム箔等、非磁性の金属箔１８
により覆っている為、超電導軸受リング１４内に水が吸
収されたり、或は超電導軸受リング１４の内部から酸素
が離脱したりするのを、より確実に防止できる。
の表面を更に、アルミニウム箔等、非磁性の金属箔１８
により覆っている為、超電導軸受リング１４内に水が吸
収されたり、或は超電導軸受リング１４の内部から酸素
が離脱したりするのを、より確実に防止できる。
【００３１】次に、図３は、請求項１〜３に対応する、
本発明の第二実施例を示している。前述の第一実施例
が、永久磁石９の外周面９ａ及び超電導軸受リング１４
の内周面１４ａを単なる円筒面としていたのに対して、
本実施例の場合には、上記外周面９ａ及び内周面１４ａ
を、円錐テーパ面としている。
本発明の第二実施例を示している。前述の第一実施例
が、永久磁石９の外周面９ａ及び超電導軸受リング１４
の内周面１４ａを単なる円筒面としていたのに対して、
本実施例の場合には、上記外周面９ａ及び内周面１４ａ
を、円錐テーパ面としている。
【００３２】この様に構成する結果、本実施例の場合に
は、前述の第一実施例の場合に比べて、大きなスラスト
荷重を支承できる。即ち、上記外周面９ａ及び内周面１
４ａを円錐テーパ面とする事に伴ない、回転軸５とハウ
ジング１０とがスラスト方向に変位する場合に、これら
外周面９ａと内周面１４ａとの距離が変化する傾向とな
る。この結果、回転軸５とハウジング１０とがスラスト
方向に変位する場合にも、これら両部材５、１０の間
に、前述の第一実施例の場合に比較して大きなピン止め
力が働く。
は、前述の第一実施例の場合に比べて、大きなスラスト
荷重を支承できる。即ち、上記外周面９ａ及び内周面１
４ａを円錐テーパ面とする事に伴ない、回転軸５とハウ
ジング１０とがスラスト方向に変位する場合に、これら
外周面９ａと内周面１４ａとの距離が変化する傾向とな
る。この結果、回転軸５とハウジング１０とがスラスト
方向に変位する場合にも、これら両部材５、１０の間
に、前述の第一実施例の場合に比較して大きなピン止め
力が働く。
【００３３】勿論、回転軸５とハウジング１０とがラジ
アル方向に変位する場合にも、これら外周面９ａと内周
面１４ａとの距離が変化する為、結局本実施例の場合、
ラジアル、スラスト両方向に関する位置決めを図れる。
その他の構成及び作用は、前述の第一実施例の場合と同
様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する
説明を省略する。
アル方向に変位する場合にも、これら外周面９ａと内周
面１４ａとの距離が変化する為、結局本実施例の場合、
ラジアル、スラスト両方向に関する位置決めを図れる。
その他の構成及び作用は、前述の第一実施例の場合と同
様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する
説明を省略する。
【００３４】
【発明の効果】本発明の超電導軸受装置は、以上に述べ
た通り構成され作用する為、品質の安定した超電導軸受
リングを得る事により、性能の安定した、且つ、大きな
ラジアル剛性を有する超電導軸受装置を得られ、しかも
必要に応じて超電導材製のペレットの寿命を延ばし、超
電導軸受装置の耐久性向上も図る事ができる。
た通り構成され作用する為、品質の安定した超電導軸受
リングを得る事により、性能の安定した、且つ、大きな
ラジアル剛性を有する超電導軸受装置を得られ、しかも
必要に応じて超電導材製のペレットの寿命を延ばし、超
電導軸受装置の耐久性向上も図る事ができる。
【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の第二実施例を示す断面図。
【図４】従来例の基本原理を示す斜視図。
【図５】従来例の具体的構成を示す斜視図。
１ 永久磁石 ２ ペレット ３ 円板 ３ａ 円輪板 ４ 円板 ４ａ 円輪板 ５ 回転軸 ６ ハウジング ７ 冷却ジャケット ８ 段部 ９ 永久磁石 ９ａ 外周面 １０ ハウジング １１ 主体 １２ 蓋体 １３ 冷却剤溜り １４ 超電導軸受リング １４ａ 内周面 １５ ペレット １６ 保持筒 １７ 皮膜 １８ 金属箔 １９ 供給口 ２０ 排出口 ２１ 止め輪 ２２ 電動モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 32/00 - 32/06
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸の外周面に固定された円環状の永
久磁石と、この回転軸の周囲に設けられたハウジング
と、超電導体を有しこのハウジングの内周面に支持され
た超電導軸受リングとを備えた超電導軸受装置に於い
て、上記永久磁石の外周面が被支承面を構成し、上記超
電導軸受リングは、それぞれの内側面が、この被支承面
と上記回転軸の半径方向に対向する支承面とされた複数
の超電導材製のペレットを単一円周上に配置すると共
に、これら各ペレットを非磁性材製の保持筒内に埋設す
る事により構成されており、且つ、これら各ペレットの
内側面は、この保持筒とこれら各ペレットとを組み合わ
せた後に施された仕上加工により、上記回転軸と同心で
且つ単一の円筒面上に位置している事を特徴とする超電
導軸受装置。 - 【請求項２】 被支承面及び支承面を円錐テーパ面とし
た、請求項１に記載した超電導軸受装置。 - 【請求項３】 ハウジングの内側に設けられ、内部に貯
溜した冷却剤を、各ペレットの支承面を除く部分に接触
させる冷却剤溜りと、この冷却剤溜り内に冷却剤を送り
込む為の供給口並びに冷却剤溜り内の冷却剤を排出する
為の排出口と、上記各ペレットの支承面を被覆した、非
磁性材製の皮膜とを備えた、請求項１〜２の何れかに記
載した超電導軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18058291A JP3149461B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 超電導軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18058291A JP3149461B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 超電導軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510327A JPH0510327A (ja) | 1993-01-19 |
| JP3149461B2 true JP3149461B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=16085787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18058291A Expired - Fee Related JP3149461B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 超電導軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149461B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2591105B1 (fr) * | 1985-12-11 | 1989-03-24 | Moet Hennessy Rech | Composition pharmaceutique, notamment dermatologique, ou cosmetique, a base de phases lamellaires lipidiques hydratees ou de liposomes contenant un retinoide ou un analogue structural dudit retinoide tel qu'un carotenoide. |
| CN110886774B (zh) * | 2019-11-13 | 2025-04-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮径向轴承转子结构、径向轴承、电机 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP18058291A patent/JP3149461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 春季低温工学超電導学会講演概要集、（１９９１）、ｐ１８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510327A (ja) | 1993-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |