JP3199819B2 - 超電導磁気軸受け装置及びその回転体位置固定方法 - Google Patents
超電導磁気軸受け装置及びその回転体位置固定方法Info
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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
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば電力貯蔵用
フライホイ−ル装置などの高温超電導体を用いた軸受装
置に関するものである。
フライホイ−ル装置などの高温超電導体を用いた軸受装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導コイルを用いた超電導磁気軸受装
置は、例えば図６（特開昭５７−９５６４５号公報）の
ように制御系を設ける方法が提案されている。しかし高
温超電導体の磁束ピン止め力を応用し、高温超電導体と
永久磁石を対向させて構成する高温超電導磁気軸受の位
置ぎめについては、いまだ現実的な方法がなかった。
置は、例えば図６（特開昭５７−９５６４５号公報）の
ように制御系を設ける方法が提案されている。しかし高
温超電導体の磁束ピン止め力を応用し、高温超電導体と
永久磁石を対向させて構成する高温超電導磁気軸受の位
置ぎめについては、いまだ現実的な方法がなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記高温超電導磁気軸
受（以下、超電導磁気軸受という）では、高温超電導体
を所定の温度まで冷却して初めて軸受としての機能を発
揮するが、その際高温超電導体と永久磁石の間隔を、初
めから所定の間隔に固定して高温超電導体を冷却したの
では浮上力は得られないという問題がある。すなわち、
高温超電導体と永久磁石の間隔は、冷却前の間隔よりも
小さくすることにより浮上力が発生するので、所定の間
隔よりも必ず大きくした状態で高温超電導体を冷却し、
冷却後に所定の間隔まで詰める作業が必要であるという
問題があった。
受（以下、超電導磁気軸受という）では、高温超電導体
を所定の温度まで冷却して初めて軸受としての機能を発
揮するが、その際高温超電導体と永久磁石の間隔を、初
めから所定の間隔に固定して高温超電導体を冷却したの
では浮上力は得られないという問題がある。すなわち、
高温超電導体と永久磁石の間隔は、冷却前の間隔よりも
小さくすることにより浮上力が発生するので、所定の間
隔よりも必ず大きくした状態で高温超電導体を冷却し、
冷却後に所定の間隔まで詰める作業が必要であるという
問題があった。
【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、超電導磁気軸受を最初に冷却
して機能させる際の位置決めを可能とした超電導磁気軸
受け装置及びその回転体位置固定方法を提供することを
目的としている。
るためになされたもので、超電導磁気軸受を最初に冷却
して機能させる際の位置決めを可能とした超電導磁気軸
受け装置及びその回転体位置固定方法を提供することを
目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、所定の温度で冷却されている高温超電
導体部、この高温超電導体部に対向して回転体に取り付
けられ、該回転体を浮上させている磁界発生部、上記高
温超電導体部を冷却する際に上記高温超電導体部と磁界
発生部との間隔を調整するために、上下方向の位置を固
定する移動体を有する位置固定装置を上記回転体の上方
と下方の両方に備えたことを特徴とする超電導磁気軸受
装置としている。
め、この発明は、所定の温度で冷却されている高温超電
導体部、この高温超電導体部に対向して回転体に取り付
けられ、該回転体を浮上させている磁界発生部、上記高
温超電導体部を冷却する際に上記高温超電導体部と磁界
発生部との間隔を調整するために、上下方向の位置を固
定する移動体を有する位置固定装置を上記回転体の上方
と下方の両方に備えたことを特徴とする超電導磁気軸受
装置としている。
【０００６】また、高温超電導体部と対向した磁界発生
部が設けられた回転体を、初期冷却時に、高温超電導体
部と磁界発生部の間隔を位置固定装置によって運転時の
所定位置よりできるだけ離して固定し、上記高温超電導
体部の冷却後の位置設定操作において、上記位置固定装
置を用いて上記所定位置より上記高温超電導体部と上記
磁界発生部を近づけるように押しつけた後、上記位置固
定装置が加えている荷重を除き上記所定位置に固定する
ことを特徴とする超電導磁気軸受装置の回転体位置固定
方法としている。
部が設けられた回転体を、初期冷却時に、高温超電導体
部と磁界発生部の間隔を位置固定装置によって運転時の
所定位置よりできるだけ離して固定し、上記高温超電導
体部の冷却後の位置設定操作において、上記位置固定装
置を用いて上記所定位置より上記高温超電導体部と上記
磁界発生部を近づけるように押しつけた後、上記位置固
定装置が加えている荷重を除き上記所定位置に固定する
ことを特徴とする超電導磁気軸受装置の回転体位置固定
方法としている。
【０００７】
【作用】この発明における超電導磁気軸受装置は、初期
位置設定用の機械式の位置固定装置を備えているので、
位置固定装置により冷却時にできるだけ高温超電導体部
と永久磁石を離し、冷却後に高温超電導体部と永久磁石
の距離を近づけた後に離すことによりバネ定数は増加す
る。
位置設定用の機械式の位置固定装置を備えているので、
位置固定装置により冷却時にできるだけ高温超電導体部
と永久磁石を離し、冷却後に高温超電導体部と永久磁石
の距離を近づけた後に離すことによりバネ定数は増加す
る。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を示す図に基づい
て説明する。図１はこの発明の実施例を示す断面図であ
る。また、図２はこの発明の実施例における冷却中の状
態を示す断面図、図３はこの発明の実施例における冷却
後の位置設定作業中の状態を示す断面図、図４はこの発
明の実施例における位置設定直後の状態を示す断面図、
図５はこの発明の実施例における位置設定の際の浮上力
の変化を示すグラフである。図において、１１は容器、
１２はこの容器１１に設置された高温超電導体部、１３
はこの高温超電導体部１２によって浮上しているフライ
ホイ−ル、１５はこのフライホイ−ル１３に埋め込まれ
た永久磁石、１６は高温超電導体の冷却時にこの永久磁
石１５と高温超電導体部１２との距離を設定するための
位置固定装置である。
て説明する。図１はこの発明の実施例を示す断面図であ
る。また、図２はこの発明の実施例における冷却中の状
態を示す断面図、図３はこの発明の実施例における冷却
後の位置設定作業中の状態を示す断面図、図４はこの発
明の実施例における位置設定直後の状態を示す断面図、
図５はこの発明の実施例における位置設定の際の浮上力
の変化を示すグラフである。図において、１１は容器、
１２はこの容器１１に設置された高温超電導体部、１３
はこの高温超電導体部１２によって浮上しているフライ
ホイ−ル、１５はこのフライホイ−ル１３に埋め込まれ
た永久磁石、１６は高温超電導体の冷却時にこの永久磁
石１５と高温超電導体部１２との距離を設定するための
位置固定装置である。
【０００９】上記の超電導磁気軸受装置において、高温
超電導体部１２に例えば溶融法で作製したY系のバルク
材を用い、これと対向する磁界発生部である永久磁石１
５はリング状をしたものである。高温超電導体を冷却す
る前は超電導軸受の浮上力は無い。高温超電導体に磁界
を加えた状態で冷却した場合、浮上力は小さく、実用的
な力は得られない。そこで永久磁石１５等の磁界中で冷
却する場合にも必ず冷却後位置を移動しなければ所定の
浮上力が得られない。そのため本発明においては、上下
方向の位置を固定する移動体、例えば油圧式の可動軸を
備えた位置固定装置１６を設け、初期位置を設定し、超
電導体部１２を冷却後、位置センサー１７で回転体であ
るフライホイール１３の傾き等を確認しながら位置固定
装置１６の可動軸を動かし所定の位置で回転体１３を固
定する。また、上記油圧式の位置固定装置１６は電動式
であってもよく同様の効果を奏する。
超電導体部１２に例えば溶融法で作製したY系のバルク
材を用い、これと対向する磁界発生部である永久磁石１
５はリング状をしたものである。高温超電導体を冷却す
る前は超電導軸受の浮上力は無い。高温超電導体に磁界
を加えた状態で冷却した場合、浮上力は小さく、実用的
な力は得られない。そこで永久磁石１５等の磁界中で冷
却する場合にも必ず冷却後位置を移動しなければ所定の
浮上力が得られない。そのため本発明においては、上下
方向の位置を固定する移動体、例えば油圧式の可動軸を
備えた位置固定装置１６を設け、初期位置を設定し、超
電導体部１２を冷却後、位置センサー１７で回転体であ
るフライホイール１３の傾き等を確認しながら位置固定
装置１６の可動軸を動かし所定の位置で回転体１３を固
定する。また、上記油圧式の位置固定装置１６は電動式
であってもよく同様の効果を奏する。
【００１０】この発明の第２の発明では、この超電導磁
気軸受装置の位置固定において、図５に示すように初期
冷却時において超電導体部１２と永久磁石１５の距離を
取るに従い、ある浮上位置Aにおける浮上力は大きくな
る。従って、図５のの場合のように、初期冷却時に距
離を大きく取り、冷却後に位置Aを越え回転浮上体を超
電導体部１２に押しつけるように位置Dにした後に、位
置Aに固定するとバネ常数はの場合に比べ高くなり回
転時の回転体の姿勢方向性が向上する。
気軸受装置の位置固定において、図５に示すように初期
冷却時において超電導体部１２と永久磁石１５の距離を
取るに従い、ある浮上位置Aにおける浮上力は大きくな
る。従って、図５のの場合のように、初期冷却時に距
離を大きく取り、冷却後に位置Aを越え回転浮上体を超
電導体部１２に押しつけるように位置Dにした後に、位
置Aに固定するとバネ常数はの場合に比べ高くなり回
転時の回転体の姿勢方向性が向上する。
【００１１】
【発明の効果】以上のように、この発明の超電導磁気軸
受装置によれば、初期位置設定用のの機械式の位置固定
装置を備えているので、初期位置の設定用の常電導コイ
ルや位置の制御系が不要である。また、位置固定装置に
より冷却時にできるだけ高温超電導体部と永久磁石を離
し、冷却後に高温超電導体部と永久磁石の距離を近づけ
た後に離すことによりバネ定数は増加するという効果が
ある。
受装置によれば、初期位置設定用のの機械式の位置固定
装置を備えているので、初期位置の設定用の常電導コイ
ルや位置の制御系が不要である。また、位置固定装置に
より冷却時にできるだけ高温超電導体部と永久磁石を離
し、冷却後に高温超電導体部と永久磁石の距離を近づけ
た後に離すことによりバネ定数は増加するという効果が
ある。
【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施例の他の状態を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】この発明の一実施例の他の状態を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】この発明の一実施例の他の状態を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】この発明の第２の発明を説明するための浮上力
の変化を示すグラフである。
の変化を示すグラフである。
１１ 容器 １２ 高温超電導体部 １３ フライホイ−ル １５ 永久磁石 １６ 位置固定装置 １７ 位置センサ−
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 史朗 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平４−165119（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−370417（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 32/00 - 32/06
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の温度で冷却されている高温超電導
体部、この高温超電導体部に対向して回転体に取り付け
られ、該回転体を浮上させている磁界発生部、上記高温
超電導体部を冷却する際に上記高温超電導体部と磁界発
生部との間隔を調整するために、上下方向の位置を固定
する移動体を有する位置固定装置を上記回転体の上方と
下方の両方に備えたことを特徴とする超電導磁気軸受装
置。 - 【請求項２】 高温超電導体部と対向した磁界発生部が
設けられた回転体を、初期冷却時に、高温超電導体部と
磁界発生部の間隔を位置固定装置によって運転時の所定
位置よりできるだけ離して固定し、上記高温超電導体部
の冷却後の位置設定操作において、上記位置固定装置を
用いて上記所定位置より上記高温超電導体部と上記磁界
発生部を近づけるように押しつけた後、上記位置固定装
置が加えている荷重を除き上記所定位置に固定すること
を特徴とする超電導磁気軸受装置の回転体位置固定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05048092A JP3199819B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 超電導磁気軸受け装置及びその回転体位置固定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05048092A JP3199819B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 超電導磁気軸受け装置及びその回転体位置固定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05248438A JPH05248438A (ja) | 1993-09-24 |
| JP3199819B2 true JP3199819B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=12860076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05048092A Expired - Fee Related JP3199819B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 超電導磁気軸受け装置及びその回転体位置固定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199819B2 (ja) |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP05048092A patent/JP3199819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05248438A (ja) | 1993-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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