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WO1995020264A1 - Dispositif de sustentation magnetique - Google Patents

Dispositif de sustentation magnetique Download PDF

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Publication number
WO1995020264A1
WO1995020264A1 PCT/JP1995/000075 JP9500075W WO9520264A1 WO 1995020264 A1 WO1995020264 A1 WO 1995020264A1 JP 9500075 W JP9500075 W JP 9500075W WO 9520264 A1 WO9520264 A1 WO 9520264A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic
superconductor
shaped
ferromagnetic material
levitation device
Prior art date
Application number
PCT/JP1995/000075
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yukio Tsutsui
Toshiro Higuchi
Original Assignee
Kanagawa Academy Of Science And Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP615494A external-priority patent/JP3595567B2/ja
Priority claimed from JP29408294A external-priority patent/JP3571389B2/ja
Application filed by Kanagawa Academy Of Science And Technology filed Critical Kanagawa Academy Of Science And Technology
Priority to EP95906510A priority Critical patent/EP0695027A4/en
Priority to US08/507,276 priority patent/US5757098A/en
Publication of WO1995020264A1 publication Critical patent/WO1995020264A1/ja

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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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N15/00—Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for
    • H02N15/04—Repulsion by the Meissner effect
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/876—Electrical generator or motor structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/876—Electrical generator or motor structure
    • Y10S505/877—Rotary dynamoelectric type

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic levitation device using a superconductor.
  • an attractive or repulsive magnetic levitation device using an electromagnet, a permanent magnet, or a ferromagnetic material has been used to levitate a movable portion to a fixed portion in a non-contact manner.
  • the combination of a high-temperature superconductor and a permanent magnet has a relative position between the permanent magnet and the high-temperature superconductor, which is generated when part of the magnetic flux generated by the permanent magnet is trapped in the high-temperature superconductor.
  • the movable part floats stably with a predetermined gap from the fixed part, and the magnetic field from the permanent magnet applied to the high-temperature superconductor. Can be stably maintained in the direction of the size of the gap and in the vertical direction so that the gap does not change.
  • the force due to the pinning effect is several steps stronger than the force due to the Meissner effect described above, so that the floating rigidity can be increased.
  • the conventional levitation mechanism using the pinning effect like the levitation mechanism using the Meissner effect described above, requires a permanent magnet to obtain the levitation force, and this raises the cost of the levitation device. was there.
  • a high-temperature superconductor is placed in a movable part, it will be difficult to cool and keep the high-temperature superconducting break.
  • a high-temperature superconductor may be placed in the fixed part and a permanent magnet may be placed in the movable part. In this case, there is a problem that the mechanical strength of the permanent magnet is lower than other structural members, and the strength of the entire movable part is reduced.
  • the present invention provides a magnetic levitation device that can provide a stable and strong levitation / holding force, is inexpensive, has high mechanical strength, and has a high degree of freedom in device design, in order to solve such problems. Aim.
  • the superconductor is cooled in a magnetic field in one direction, and the binning magnetic flux penetrates from one surface of the superconductor to the other surface, so that the ferromagnetic material is disposed on one surface of the superconductor.
  • the pinned magnetic flux penetrating through the ferromagnetic material through the air gap largely bypasses the space and makes a round to the opposite surface of the superconductor, thus forming a so-called open magnetic circuit.
  • a ferromagnetic material can be placed on the fixed or movable part, facing the high-temperature superconductor, so that the permanent magnet that is normally placed can be omitted.
  • a ferromagnetic member that is inexpensive and easy to add, such as iron can be made compatible with a high-temperature superconductor, it is possible to reduce the cost of the levitation device and improve the mechanical strength.
  • the ferromagnetic material can be disposed on the fixed or movable part opposite to the high-temperature superconductor, and the permanent magnet normally disposed can be omitted.
  • a steel member that is inexpensive, has high strength, and is easily processed, such as iron or gay steel is used as a counterpart of the superconductor, the cost of the levitation device can be reduced and the mechanical strength can be improved.
  • the magnetic resistance of the magnetic circuit can be kept low, the pinning magnetic flux can be used effectively, and the levitation force and the restoring force can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic levitation device showing a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure in which a superconductor of the present invention is cooled in a magnetic field by a permanent magnet
  • FIG. 4 (a) to 4 (d) are cross-sectional views showing a structure in which a superconductor is cooled in a magnetic field by an electromagnet
  • FIGS. 4 (a) to 4 (d) are schematic explanatory views of the operation of the first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the gap length and the magnetic attraction force when the magnetic levitation device of the first embodiment is used.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic levitation device showing a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure in which a superconductor of the present invention is cooled in a magnetic field by a permanent
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the magnetic levitation device showing the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a magnetic levitation device showing a third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 (a) to 8 (d) are schematic explanatory views of the operation of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a structure in which a superconductor of a magnetic levitation device according to a fifth embodiment of the present invention is cooled in a magnetic field by an electromagnet
  • FIG. 12 shows a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a magnetic levitation device
  • FIG. 13 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a part of a magnetic levitation device showing an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a magnetic levitation device according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a magnetic levitation device
  • FIG. 13 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a part of a magnetic levitation device showing an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-section
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a magnetic levitation device according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a cross section of a part of the magnetic levitation device showing the eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a partly showing a magnetic levitation device showing the eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a cross section of a part of a magnetic levitation device showing a thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a magnetic levitation device showing a fifteenth embodiment of the present invention.
  • Levitation equipment FIG. 21 is a perspective view in which a part of a magnetic levitation device showing a fifteenth embodiment of the present invention is shown in cross section.
  • FIG. 22 is a perspective view in which a part of the magnetic levitation device is shown.
  • 23 is a cross-sectional view of a magnetic levitation device showing the 17th embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a perspective view of a magnetic levitation device showing the 18th embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a perspective view of a magnetic levitation apparatus showing a nineteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a sectional view of a magnetic levitation device showing a first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a fixed portion, and a high-temperature superconductor 11 having a strong pinning force is accommodated in a cool container 12.
  • Numeral 2 denotes a movable part which is a floating body, which is composed of a ferromagnetic material 21 and a work 22 and has an area of a portion facing the high-temperature superconductor 11 and a magnetic flux (not shown) in the high-temperature superconductor 11. Is smaller than the area of the pinned area.
  • the superconducting state of the high-temperature superconductor 11 is formed by cooling in a magnetic field with a configuration as shown in FIG. That is, the permanent magnets 51 and 52, which are the magnetic field generating sources, have their magnetic poles oriented in the direction in which they attract each other, and are arranged vertically above and below the high-temperature superconductor 11 and the cold storage container 12.
  • the fixed part 1 is previously arranged in such a manner, and liquid nitrogen as a refrigerant is injected into the cool container 12 from the nitrogen inlet 12 b, so that the high-temperature super
  • the conductor 11 is cooled to below the critical temperature and cooled in a magnetic field.
  • the permanent magnets 5 1 and 5 2 are arranged outside the cold storage container 12. However, if the magnetic properties of the magnets do not change much even at the cooling temperature, the permanent magnets 5 1 and 5 2 are kept cold. It may be arranged inside the container 12. With this configuration, the high-temperature superconductor 11 can be easily cooled in a magnetic field, and the magnetic levitation device according to the present invention can be easily realized.
  • the permanent magnet 51 on the side opposite to the side where the movable part exists is kept in place, so that the magnetic flux to be binned when removing the permanent magnet 52 after cooling in the magnetic field is reduced. Reduction can be suppressed.
  • the magnetic attraction acting between the high-temperature superconductor 11 and the ferromagnetic body 21 also increases, and the tendency of the magnetic attraction occurring in a gap equal to or less than a predetermined value to decrease.
  • an electromagnet may be used as shown in FIG. That is, the electromagnets 53 and 54, which are the magnetic field generation sources, are arranged vertically above and below the high-temperature superconducting insulator 11 and the cool container 12.
  • the fixed portion 1 is made to flow a predetermined current through the electromagnets 53 and 54 in advance in a direction in which the generated magnetic fields strengthen each other. Then, by injecting liquid nitrogen, which is a refrigerant, from the nitrogen inlet 12 b into the cool container 12, the high-temperature superconductor 11 is cooled below the critical temperature and cooled in a magnetic field.
  • the currents of the electromagnets 53 and 54 are cut off.
  • a predetermined current is applied to the electromagnets 53 and 54 for a short time to stop the magnetic flux binning.
  • the movable portion 2 made of the ferromagnetic material 2 1 may be arranged, but the movable portion 2 can be fixed at the time of cooling, and the electromagnetic If there is no danger of being attracted by the generated magnetic fields 53 and 54 and colliding with the cool container 12, the movable part 2 may be arranged at a predetermined position before cooling.
  • two electromagnets 53 and 54 are arranged outside the cold storage container 12. However, if the heat generated by the joule during current application is not a problem, it may be arranged inside the cool container 12 and surrounding the high-temperature superconductor 11. In this case, one electromagnet is sufficient.
  • the superconducting state is maintained by replenishing liquid nitrogen after cooling in a magnetic field, and the nitrogen gas generated by heat generation due to heat invasion from the outside or various kinds of loss inside the high-temperature superconductor 11 is nitrogen gas. Discharge from outlet 1 2a.
  • the movable portion 2 is composed of a magnetic attraction force generated when a magnetic flux pinned to the high-temperature superconductor 11 in the fixed portion 1 penetrates the ferromagnetic material 21, and a gravity acting on the movable portion 2. Are balanced and stably hung with a predetermined gap from the fixed part 1.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a gap between the high-temperature superconductor 11 and the ferromagnetic body 21 in FIG. 1 described above.
  • the cooling container 12 and the refrigerant are not shown.
  • FIG. 4 (a) schematically shows the distribution of pinned magnetic flux 3 in the absence of ferromagnetic material 21 due to high-temperature superconductor 11 after cooling in a magnetic field. As shown in Fig.
  • the portion of the ferromagnetic material 21 facing the high-temperature superconductor 11 has a sufficiently smaller area than the region where the magnetic flux is pinned in the high-temperature superconductor 11.
  • the magnetic flux 3 flowing into the ferromagnetic material 2.1 is greatly distorted in the gap, as shown in FIGS. 4 (b) to 4 (d). If the air gap becomes smaller, the force that must increase this strain is too large to bend too much.Therefore, the magnetic flux 3 is set in the high-temperature superconductor 11 in the same direction as the concentration in order to moderate this strain. Try to move in the direction.
  • the pinning force of the high-temperature superconductor 11 is acting on the magnetic flux 3, and if the pinning force is greater than the moving force, the magnetic flux 3 cannot move, and some extreme distortion occurs.
  • the required magnetic flux 3 cannot maintain the state of being concentrated on the ferromagnetic material 21. That is, when the air gap becomes smaller than a predetermined value, a part of the magnetic flux 3 which has been concentrated up to that point does not pass through the upper end surface of the ferromagnetic material 21 as shown in FIG. The magnetic flux density decreases.
  • the magnetic attractive force acting between the high-temperature superconductor 11 and the ferromagnetic body 21 also decreases.
  • the movable portion 2 can be stably held in a non-contact state.
  • FIG. 5 shows the change of the magnetic attraction force in the process of bringing the ferromagnetic material close to the magnetically cooled high-temperature superconductor and the process of moving it away from the magnetically cooled superconductor when the magnetic levitation device of the first embodiment of the present invention is used.
  • the magnetic attraction that increases in the process of bringing the ferromagnetic material 21 closer to the high-temperature superconductor 11 becomes ?? when the air gap length becomes smaller than L1. From one? To 2 On the contrary, it will decrease. After experiencing the process of bringing the ferromagnetic material 21 closer, after the pinning position of the magnetic flux 3 is slightly shifted, hysteresis occurs, and the ferromagnetic material 21 is moved so that the gap length changes from L2 to L1. In the process of moving away, the magnetic attraction increases from F 2 to F 3. When the gap length exceeds L1, the magnetic attraction decreases along the curve of the approaching process.
  • Fig. 4 (a) shows the part where the air gap is long and magnetic attraction is not generated.
  • Figure 4 (b) and Figure 4 (c) show that the process of increasing magnetic force up to L1 is indicated by the gap length between L1 and L2, where the magnetic attraction decreases.
  • (d) Corresponds to the figure. As is clear from Fig.
  • the superposed ferromagnet 21 corresponding to the magnetic attraction force in the range of F2 to F1 or F2 to F3 was cooled by a high-temperature superconducting
  • the magnetic attractive force and the gravity balance, and this ferromagnetic body 21 is stable and non-contact Can be hung.
  • the shape of the ferromagnetic material in this embodiment can be variously changed.
  • FIG. 6 is a sectional view of a magnetic levitation apparatus showing a second embodiment of the present invention.
  • the fixed part 1 is the same as that of the first embodiment, while the movable part 30 is formed of a spherical ferromagnetic material 31.
  • the superconducting state is maintained by performing cooling in a magnetic field as in the first embodiment.
  • the movable portion 30 includes a magnetic flux (not shown) pinned to the high-temperature superconductor 11 in the fixed portion 1, a magnetic attraction force generated by penetrating the spherical ferromagnetic material 31, and a movable portion 30.
  • the gravity acting on 30 is balanced, and the fixed portion 1 is stably suspended with a predetermined gap. That is, since the surface of the movable portion 30 is spherical, the surface area of the ferromagnetic material 31 facing the high-temperature superconductor 11 is equivalent to a small surface area, which is the same as that of the first embodiment.
  • the magnetic attraction force is reduced when the air gap becomes less than a predetermined value, thereby stabilizing the floating. It is trying to make it.
  • FIG. 5 is a sectional view of a magnetic levitation device showing a third embodiment of the present invention.
  • the fixing part 1 is the same as in the first and second embodiments.
  • the movable part 40 as a floating body is composed of a ferromagnetic body 41 and a work 42.
  • the ferromagnetic body 41 has three teeth facing the high-temperature superconductor 11. The superconducting state is maintained by performing cooling in the magnetic field as in the first embodiment.
  • the movable portion 40 includes a magnetic attractive force generated when a magnetic flux (not shown) pinned to the high-temperature superconductor 11 in the fixed portion 1 penetrates through the ferromagnetic material 41, The gravitational force acting on 0 is balanced and the fixed portion 1 can be stably suspended with a predetermined gap.
  • FIGS. 8 (a) to 8 (d) are schematic explanatory diagrams showing the operation principle of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a gap between the high-temperature superconductor 11 and the ferromagnetic material 41 in FIG. 7 described above.
  • the cooling container 12 and the refrigerant are not shown.
  • Figure 8 (a) schematically shows the distribution of the pinned magnetic flux 3 of the high-temperature superconductor 11 after cooling by applying a magnetic field near the center and without the ferromagnetic material 41. Represents. As shown in Fig.
  • the magnetic flux near the center of the high-temperature superconductor 11 moves from the pinned region to the air gap and the center tooth portion of the ferromagnetic material 41 as shown in FIG. 8 (d).
  • the magnetic flux 3 of the high-temperature superconductor 11 flows through the teeth on both sides and the air gap, and is bypassed near the area where the pinning is not performed.
  • a part of the bypassed magnetic flux is repelled by the diamagnetism of the high-temperature superconductor 11, and the repulsive force is increased below a predetermined gap, so that the high-temperature superconductor 11 and the ferromagnetic material 4 1
  • the magnetic attraction acting between them is reduced. By this action, the magnetic attraction force and the gravity balance to make this ferromagnetic material 41 stable. Can be suspended without contact.
  • FIG. 9 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a fourth embodiment of the present invention, and is an application example to a magnetic bearing.
  • the fixed part 100 is mainly composed of a superconductor 101 having a strong pinning force, two permanent magnets 102 a and 102 b, It is composed.
  • the movable portion 110 serving as a floating body is composed of disk-shaped laminated ferromagnetic materials 111 a and 111 b such as a gay metal plate and a rod-shaped ferromagnetic material 112.
  • the magnetic flux is as follows: permanent magnet 102 a, back yoke 103, permanent magnet 102 b, superconductor 101, disc-shaped laminated ferromagnetic material 1 1 b through the air gap 1 bar ferromagnetic material 1 12.
  • the disk-shaped laminated ferromagnetic material 1 1 1a passes through the path of the superconductor 101 through the air gap, and forms a magnetically closed loop.
  • the disc-shaped laminated ferromagnetic materials 1 1 1a and 1 1 1b have the area of the part facing the superconductor 101 pinning the magnetic flux (not shown) in the superconductor 101. Determine the thickness so that it is smaller than the area of the region.
  • the movable portion 110 is freely rotatable and stably suspended with a predetermined gap. Therefore, by combining a rotary drive mechanism such as a motor separately with the present embodiment, a three-way air receiver can be easily configured.
  • a rotary drive mechanism such as a motor separately with the present embodiment
  • a three-way air receiver can be easily configured.
  • the magnetic path has a closed structure, the magnetic flux density in the air gap increases, so that the levitation force and levitation stability can be increased.
  • disk-shaped laminated ferromagnetic materials 111a and 111b were used to increase the magnetic permeability and prevent loss due to eddy current, but the rotation speed was low and the eddy current was low. If current generation can be ignored or high transmittance is not required, a disk cut from a steel ingot may be used.
  • the magnetic bearing of the present embodiment may be used alone, a plurality of magnetic bearings may be used to form a magnetic bearing having a higher levitation force or a long magnetic bearing.
  • the two permanent magnets 102 a and 102 b and the back yoke 103 are connected to the superconductor 10. Forces placed immediately above 1 V These may be arranged in plural sets, or may be constituted by one permanent magnet and two yokes in contact with the superconductor 101. Or / 0075 or omitting them, the permanent magnet 1 0 2 a, 1 0 2 b only, or may be only the back yoke 1 0 3 c
  • FIG. 10 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a fifth embodiment of the present invention, and is an example of application to a magnetic levitation transfer device.
  • the fixed portion 120 is mainly composed of a rail-shaped ferromagnetic material 121 having two teeth at its tip.
  • the movable part 130 which is a floating body, is composed of a rectangular superconductor 131 having a strong pinning force.
  • the magnetic flux passes through the path of the superconductor 13 1, the rail-shaped ferromagnetic material 12 1 through the gap, and the path of the superconductor 13 1 through the gap to form a magnetically closed loop.
  • the cold storage container, the work to be transported, and the drive mechanism are not shown.
  • the superconducting state of the high-temperature superconductor 13 1 is formed, for example, by cooling in a magnetic field by a configuration as shown in FIG. That is, the electromagnets 6 1 and 6 2 that are the magnetic field generation sources are arranged above the cold storage container 12 that stores the high-temperature superconductor 13 1. For the movable part 130, the electromagnets 6 1, 6 2 are passed through the high temperature superconductor 13 1 in advance in the direction in which the generated magnetic fields are strengthened via the high-temperature superconductor 13 1, and nitrogen is injected into the cold storage container 12.
  • the high-temperature superconductor 13 1 By injecting liquid nitrogen as a refrigerant from the inlet 1 2b, the high-temperature superconductor 13 1 is cooled below the critical temperature and cooled in a magnetic field. When the temperature of the high-temperature superconductor 13 1 drops sufficiently and pinning of the magnetic flux (not shown) is completed, the current of the electromagnets 6 1 and 6 2 is turned off. Alternatively, after sufficiently cooling the high-temperature superconductor 131, a predetermined current is applied to the electromagnets 61 and 62 for a short time to pin the magnetic flux.
  • the facing area of the tip facing the superconductor 13 1 is smaller than the area of the region where the magnetic flux (not shown) is pinned in the superconductor 13 1.
  • the thickness of the dental capital is determined so that
  • the movable portion 130 can be freely moved in the direction in which the rail-shaped ferromagnetic material 121 is laid, and can be stably suspended with a predetermined gap. Therefore, if a drive mechanism and a work supporting portion are separately combined with this embodiment, a magnetic levitation transfer device can be easily configured.
  • the entire rail-shaped ferromagnetic material 121 or the teeth may be made of laminated gay steel sheet.
  • the magnetic levitation device of the present embodiment may be used alone, but a plurality of them may be used to form a higher levitation force or a longer levitation device.
  • a magnetic levitation device consisting of a high-temperature superconductor and a ferromagnetic material is commonly used for an ordinary magnet consisting of an electromagnet and a ferromagnetic material, an electromagnet and a permanent magnet, a high-temperature superconductor and a permanent magnet, or a high-temperature superconductor and an electromagnet.
  • control of the entire device can be simplified and performance can be improved.
  • FIG. 12 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a sixth embodiment of the present invention, and is an example of application to a magnetic levitation transfer device.
  • the fixed portion 140 is mainly composed of a rail-shaped ferromagnetic material 11 having two teeth.
  • the movable part 150 as a floating body is composed of a superconductor 151 having a strong pinning force, two electromagnets 152a and 152b, and a laminated yoke 153.
  • the electromagnets 152a and 152b use one side of the magnetic field source at the time of cooling in the magnetic field.
  • the magnetic flux is generated by the electromagnet 15 2 a, the laminated yoke 15 3, the electromagnet 15 2 b, the superconductor 15 1, the rail-shaped ferromagnetic material 14 1 through the gap, and the superconductor 15 1 through the gap. It passes through the path and forms a magnetically closed loop. However, the insulated container, the work to be transported, and the moving mechanism are not shown.
  • the rail-shaped ferromagnetic material 14 1 has a surface area facing the superconductor 15 1 that is smaller than an area of a region where a magnetic flux (not shown) is pinned in the superconductor 15 1. Determine the thickness of the teeth.
  • the current continues to flow through the electromagnets 152 a and 152 b even when the movable part 150 is floating, so that the pin
  • the reduction of the stop magnetic flux can be suppressed.
  • the magnetic attraction force acting between the superconductor 15 1 and the rail-shaped ferromagnetic material 14 1 becomes large, and the attraction force generated in the gap less than a predetermined value due to the narrowing of the magnetic flux, that is, the restoring force is also strong. Become.
  • a magnetic field is generated in the same direction as or opposite to the direction of the magnetic field currently pinned by the superconductor 151, and greater than the lower critical magnetic field of the superconductor 151.
  • an instantaneous current flow through the electromagnets 15 2 a and 15 2 b thereby, the amount of magnetic flux pinned to the superconductor 15 1 can be increased.
  • the increase or decrease in the amount of magnetic flux pinned changes the magnetic attraction force acting between the superconductor 15 1 and the rail-shaped ferromagnetic material 14 1 and the restoring force caused by the reduction of the magnetic flux. Connect.
  • the movable portion 150 can freely move in the direction in which the rail-shaped ferromagnetic material 141 is laid, and is stably suspended with a fixed gap.
  • the floating force and the gap length of the movable section 150 can be freely controlled. Therefore, if a drive mechanism and a work supporting portion are separately combined with this embodiment, a magnetic levitation transfer device can be easily configured.
  • the rail-shaped ferromagnetic material 141 may be made entirely of a layer or a toothed portion made of a laminated gay metal plate.
  • the magnetic levitation device of this embodiment may be used alone, a plurality of levitation devices having higher levitation force or a long levitation device may be used.
  • the two electromagnets 15 2 a and 15 2 b and the laminated yoke 15 3 are connected to the superconductor 15 1.
  • one set is disposed immediately below, a plurality of these may be disposed. Further, it may be composed of one electromagnet and one U-shaped yoke.
  • the laminated yokes 15 3 may be omitted, and only the electromagnets 15 2 a and 15 2 b may be provided.
  • the magnetic circuit is formed so as to penetrate the rail-shaped ferromagnetic material 141 in the width direction.
  • the electromagnets 152 a and 152 b are connected to the rail-shaped ferromagnetic material 141.
  • the magnetic circuit may be arranged in the longitudinal direction.
  • the rail-type ferromagnetic material 14 1 only needs to have one tooth portion.
  • FIG. 13 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a seventh embodiment of the present invention, and is an application example to a magnetic levitation device.
  • the present embodiment is obtained by adding a permanent magnet to the fifth embodiment, and is composed of two permanent magnets 17 2a and 17 2b on the side opposite to the gap of the superconductor 17 1 and a backhoe 17 3 Is done.
  • the magnetic flux is generated by the permanent magnet 17 2 b, the pack yoke 17 3, the permanent magnet 17 2 a, the superconductor 17 1, the rail-type ferromagnetic material 16 1 through the gap, and the gap It passes through the path of the superconductor 17 1 via CT / JP95 / 00075 and forms a magnetically closed loop.
  • the two permanent magnets 17 2 a and 17 2 b and the back yoke 17 3 are arranged as one set immediately below the superconductor 17 1, but a plurality of these may be arranged. Further, it may be constituted by one mizuhisa magnet and one hack that are multipolar magnetized on one side, or one permanent magnet and two yokes in contact with the superconductor 1-1. Alternatively, they may be omitted, or only the check yoke 173 may be provided.
  • the magnetic circuit is constituted by a force penetrating the rail-shaped ferromagnetic material 16 1 and the permanent magnets 17 2 a and 17 2 b are connected to the rail-shaped ferromagnetic material 16 1
  • the magnetic circuit may be arranged in the longitudinal direction.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a section of a magnetic levitation device showing an eighth embodiment of the present invention, and is an application example to a magnetic bearing.
  • the fixed part 180 mainly consists of a disc-shaped superconductor 18 1 with strong bin stop force, a cylindrical permanent magnet 18 2 a magnetized in the ⁇ direction, and a ring-shaped It consists of a permanent magnet 18 2 b and a knock yoke 18 3.
  • the movable part 190 serving as a floating body is mainly composed of a force-feed type ferromagnetic material 191 having a columnar projection at the center.
  • the refrigerating container, the rotary drive mechanism, and the shaft are not shown.
  • the magnetic flux is generated by a cylindrical permanent magnet 18 2 a, a superconductor 18 1, a central projection 19 1 a of the cup-shaped ferromagnetic material 19 1 via an air gap 19 1 a, It passes through the gap between the superconducting insulator 181, the ring-shaped permanent magnet 182b, and the back yoke 183 to form a magnetically closed loop.
  • the central projection 1911a and the outer peripheral portion 1991b of the force-up ferromagnetic material 1991 have an area of a portion facing the superconductor 181, and the Determine the diameter and thickness to be smaller than the area of the area where the magnetic flux (not shown) is pinned.
  • the movable portion 190 is freely rotatable and stably suspended with a predetermined gap. Therefore, the magnetic bearing can be easily formed by separately combining a rotating mechanism such as a motor with the present embodiment.
  • the magnetic flux is not cut off by the rotation of the movable portion 190. That is, basically, no eddy current is generated in the cup-shaped ferromagnetic material i 9 I, so that it is necessary to take measures against eddy current, such as laminating a silicon steel sheet.
  • the magnetic bearing of this embodiment may be used alone, or two magnetic bearings may be separately arranged at both ends of the rotation mechanism.
  • the two cylindrical permanent magnets 18 2a and 18 2b and the back yoke 18 3 are connected to the superconductor 1 8 Power placed right above 1 and deformation of this part is free.
  • the cylindrical permanent magnets 18 2a and 18 2b used for bias are omitted, only the back yoke 18 3 or only the cylindrical permanent magnets 18 2a and 18 2b are used. good. 1 *
  • FIG. 15 is a sectional view of a magnetic levitation apparatus showing a ninth embodiment of the present invention, which is an application example to a flywheel.
  • the fixed portion 200 is mainly composed of two block-shaped superconductors 201 a and 201 b having a strong pinning force, and a disk-shaped back yoke 2. It consists of 0 and 2.
  • the movable part 210 serving as a floating body is composed of a ferromagnetic body 211 serving as an inertial body and a shaft 212.
  • the cooling container and the rotary drive mechanism are not shown.
  • the magnetic flux passes through the path of the superconductor 2 O la, the ferromagnetic substance 2 1 1 through the air gap, the superconductor 2 0 1 b through the air gap, and the back yoke 2 0 2, forming a magnetically closed loop. I have.
  • the thickness is determined so that it is smaller than the area of the region.
  • the movable portion 210 is freely rotatable and can be stably hung with a predetermined gap. Therefore, it is easy to combine a rotary drive mechanism such as a motor with the present embodiment separately. With flywheel integrated magnetic bearing can do.
  • the ferromagnetic material 211 which is a main component of the movable portion 210, is integrated from the viewpoint of rotational strength, but there is no problem in mechanical strength, or the ferromagnetic material 211 If the eddy current generated by cutting off the magnetic flux in one rotation becomes a problem, the portion of the ferromagnetic material 211 facing the superconductors 201a and 201b is separated from the multilayer gay It may be made of an elemental steel plate or a funilite having a high specific resistance.
  • the magnetic bearing of the present embodiment may be used alone, but a plurality of magnetic bearings having a higher levitation force or a long magnetic bearing may be used.
  • FIG. 16 is a sectional view of a magnetic levitation apparatus showing a tenth embodiment of the present invention, which is an application example to a flywheel.
  • a permanent magnet is added to the superconductor of the ninth embodiment, and two cylindrical permanent magnets 22 2 a and 22 2 are added to the block-shaped superconductors 22 a and 22 b. b, a knock yoke 2 23, and a magnetic flux, a cylindrical permanent magnet 2 2 2 a.
  • the leakage magnetic flux can be minimized as much as possible, and the levitation force and levitation stability can be improved.
  • the two cylindrical permanent magnets 2 2 a, 2 2 b and the back yoke 2 2 3 are arranged directly above the block-shaped superconductors 2 2 1 a and 2 2 1 b, the deformation of this part is Be free.
  • the cylindrical permanent magnets 2 2 2a. 2 2 2b do not necessarily have to be cylindrical, and may be prismatic.
  • the cylindrical permanent magnets 222 a and 222 b used for bias are omitted, and only the back yoke 222 or the cylindrical permanent magnets 222 a and 222 b are omitted. good.
  • a force using two attractive force generating portions each composed of a superconductor and a permanent magnet may be used, of course.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a cross section of a part of a magnetic levitation device showing the eleventh embodiment of the present invention, and shows a magnetic bearing used in a zero gravity state such as in outer space.
  • the fixed part 240 is mainly divided into two identical supporting parts, and the superconductors 24 1 a and 24 4 which are processed into a ring shape and have strong pinning force Consists of 1 b.
  • the cooling container and the rotating mechanism are not shown.
  • the movable portion 250 as a floating body is composed of disk-shaped laminated ferromagnetic materials 25 1 a and 25 1 b such as a gay metal plate, and a shaft 25 2. These magnetically form a closed loop through a gap in each support portion.
  • the area of the portion facing the superconductors 24 1 a and 24 1 b is within the superconductors 24 1 a and 24 1 b.
  • the thickness is determined so that it is / J smaller than the area of the region where the magnetic flux (not shown) is pinned.
  • disk-shaped laminated ferromagnetic materials 251a and 251b were used.However, if the rotation speed is low and eddy currents can be ignored or high permeability is not required, A plate or the like may be used.
  • the magnetic bearing of this embodiment may be used alone, a plurality of magnetic bearings having a higher levitation force or a long magnetic bearing may be used.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a cross section of a part of a magnetic levitation device showing a 12th embodiment of the present invention, and a permanent magnet is added to that of the 11th embodiment. It is composed of permanent magnets 26 2 a to 26 2 f arranged at equal intervals around 1 a and 26 1 b, and outer back yokes 26 3 a and 26 3 b. Note that two permanent magnets to be arranged in the cut portion in the foreground are not shown. The magnetic flux forms a closed loop magnetically through the air gap at each support.
  • the number of permanent magnets disposed immediately above the superconductors 26 1 a and 26 1 b is four, but the number is not particularly limited.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a cross section of a part of a magnetic levitation device showing a thirteenth embodiment of the present invention, which is an example of a levitation device having a mechanism for changing the levitation force or levitation gap of a movable portion.
  • the fixed portion 280 is mainly composed of a circular superconductor 281 having a strong pinning force and a circle arranged at equal intervals on the disc-shaped superconductor 281. It is composed of arc-shaped permanent magnets 28 2 a to 28 2 d and a disk-shaped back yoke 28 3.
  • the movable part 290 which is a floating body is composed of a force-sop type ferromagnetic material 291 and a shaft 292.
  • the cooling container and the rotary drive mechanism are not shown. These magnetically form a closed loop through a gap in each support portion.
  • the force-type ferromagnetic material 291, the upper end portion facing the disc-shaped superconductor 281, has a region where the magnetic flux (not shown) is pinned in the disc-shaped superconductor 281. It has a smaller width and has a portion where the force, width, and width change continuously for the number of the arc-shaped permanent magnets 28 2 a to 28 2 d.
  • the width of the portion located immediately below the arc-shaped permanent magnets 28 2 a to 28 2 d changes due to the rotation of the cup-shaped ferromagnetic material 291, thereby forming
  • the effect of reducing the magnetic attraction and the magnetic flux acting on the ferromagnetic material 291 increases or decreases. That is, the floating force or the floating gap of the movable portion 290 can be made variable. Therefore, by separately combining a rotary drive mechanism such as a motor with the present embodiment, a magnetic levitation device capable of easily changing the levitation force or the levitation gap can be configured.
  • the number of the arc-shaped permanent magnets disposed immediately above the disk-shaped superconductor 281 is four, and the number is not particularly limited.
  • the fixed portion 280 is provided with a circular arc-shaped permanent magnet 282 a to 282 d and a disk-shaped back yoke 288 It is also possible to omit these forces, or to use only the disc-shaped back yoke 28 3 or only the arc-shaped permanent magnets 28 2 a to 28 2 d.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a cross section of a part of a magnetic levitation device showing a 14th embodiment of the present invention, and shows an example of a magnetic bearing having increased rigidity in the axial and thrust directions. You.
  • the fixed portion 300 mainly includes a disc-shaped superconductor 301a and a ring-shaped superconductor 310b, and a back yoke 302 that supports these.
  • the movable part 310 serving as a floating body is composed of a rod-shaped ferromagnetic material 3111 serving as a shaft and a disk-shaped ferromagnetic material 312.
  • the cooling container and the rotary drive mechanism are not shown.
  • the magnetic flux is generated by the disc-shaped superconductor 3 O la.
  • the disc-shaped ferromagnetic material 3 1 2, the ring-shaped superconductor 3 through the air gap 3 It passes through the path of 0 1 b and the back yoke 302 and forms a magnetically closed loop.
  • the rod-shaped ferromagnetic material 3 1 1 and the disc-shaped ferromagnetic material 3 1 2 have a disc-shaped superconductor with an area of a portion opposed to the disc-shaped superconductor 310 a and the ring-shaped superconductor 310 b.
  • the diameter and thickness are determined so that the area of the area where the magnetic flux (not shown) is pinned in 301 a and the ring-shaped superconductor 310 b is smaller than the area.
  • the movable portion 310 is freely rotatable and stably suspended with a predetermined gap.
  • the mechanism for generating the supporting force mainly in the axial direction and the mechanism for generating the supporting force mainly in the thrust direction allow the movable part 310 to float. Rigidity and stability can be increased. Therefore, by combining a rotating mechanism such as a motor separately with the present embodiment, it is possible to easily configure a magnetic bracket having high rigidity and high stability.
  • the magnetic flux is not cut by the rotation of. That is, basically, no eddy current is generated in the rod-shaped ferromagnetic material 311 and the disc-shaped ferromagnetic material 312, so that it is not necessary to take measures against eddy current such as laminating a silicon plate.
  • the magnetic bearing of this embodiment may be used alone, a plurality of magnetic bearings having a higher levitation force or a long magnetic bearing may be used.
  • FIG. 21 is a perspective view showing a cross section of a part of a magnetic levitation device showing a fifteenth embodiment of the present invention, which has a configuration in which a permanent magnet is added to the superconductor of the fourteenth embodiment.
  • a disk-shaped permanent magnet 32 2 a is provided axially above the disk-shaped superconductor 32 1 a, and a ring-shaped magnet is provided outside the disk-shaped ferromagnetic material 3 32 that forms the movable portion 330.
  • Superconductor 3 2 1 b and a ring-shaped permanent magnet 3 2 2 b, and a back yoke 3 2 3 which covers the outside constituting the fixed portion 320.
  • the magnetic flux is generated by a circular permanent magnet 3 2 2a and a circular superconductor 3 2 1a.
  • the tip of the rod-shaped ferromagnetic material 3 3 1 through the air gap 3 3 1a, a rod-shaped ferromagnetic rest 3 3 1 , A disc-shaped ferromagnetic material 3 3 2, a ring-shaped superconductor 3 2 1 b through a gap, a ring-shaped permanent magnet 3 2 2 b, a back yoke 3 2 3 Make up.
  • the circular circular permanent magnet 32 2a and the ring permanent magnet 32 22 Because of the power provided with the magnetic yoke, it is possible to omit these components or to use only the magnetic yoke 3 2 3 or the disk-shaped permanent magnet 32 2 a only or the ring-shaped permanent magnet 32 2 b to form a magnetic bearing. can do.
  • FIG. 22 is a sectional view of a magnetic levitation apparatus showing a 16th embodiment of the present invention.
  • This embodiment also shows an example of a magnetic bearing with higher rigidity in the axial and thrust directions.
  • the fixed portion 340 is mainly composed of a rectangular superconductor 31 1 having a strong pinning force and arranged at an angle of 45 ° with the rotation center of the movable portion 350.
  • the movable portion 350 which is a floating body, is composed of ring-shaped ferromagnetic materials 3551a and 351b having a circular cross section, and a ferromagnetic material 3552 also serving as a shaft.
  • the magnetic materials 3551a and 351b and the ferromagnetic material 3552 are fixed by welding or the like.
  • the cooling container and the rotary drive mechanism are not shown.
  • the magnetic flux is a rectangular permanent magnet 3 4 2 c.
  • Rectangular superconductor 3 4 1 d, ring-shaped ferromagnet 3 5 1 b .. ferromagnet 3 5 2, ring-shaped ferromagnet 3 5 1 a, rectangular superconductor 3 4 1b, rectangular permanent magnet 3 4 2b, back yoke 3 4 3b CT / JP95 / 00075 is configured.
  • the ring-shaped ferromagnetic materials 3 5 1 a and 3 5 1 b have a rectangular superconductor 3 4 1 a to 3 4 1 d whose area facing the rectangular superconductor 3 4 1 a to 3 4 1 d The size is determined so that it is smaller than the area of the area where the magnetic flux (not shown) is pinned in the inside.
  • the movable portion 350 can be freely rotated and stably suspended with a predetermined gap.
  • the rectangular superconductors 34 1 a to 34 1 d are connected to the rotation center of the movable section 350 and 45. With such an angle, the floating rigidity and stability of the movable portion 350 in the axial direction and the thrust direction can be improved. Therefore, a magnetic bearing with high rigidity and high stability can be easily configured by separately combining a rotary drive mechanism such as a motor with the present embodiment.
  • the movable portion 350 can be formed only by combining the ring-shaped ferromagnetic materials 35 1 a and 35 1 b having a circular cross section with the ferromagnetic material 35 2, the movable portion 350 can be manufactured. Very easy.
  • the shape of both ends of the movable portion 350 is not particularly limited to this.
  • the fixed portions 340 are provided with rectangular rectangular permanent magnets 342 a to 342 d for the vias and back yokes 343 a and 334.
  • 3b is provided, these can be omitted, or the magnetic bearing can be configured by using only the back yokes 3443a and 3443b or the rectangular permanent magnets 3442a to 3442d only be able to.
  • the pack yokes 3 4 3a and 3 4 3b may be integrated into one body.
  • 2 a to 3 4 2 d need not be rectangular, and may be cylindrical.
  • FIG. 23 is a sectional view of a magnetic levitation device showing a seventeenth embodiment of the present invention, and is an application example to a magnetic suspension.
  • the fixed part 360 is a superconductor with strong pinning force.
  • the movable part 370 which is a floating body, has a CT / JP9S / 00075 It is composed of a toothed ferromagnetic material 371 whose teeth are formed by carving a plurality of circular grooves at both ends.
  • the cooling container and the rotating mechanism are not shown.
  • the magnetic flux is generated by the permanent magnet 36 2 a, the superconductor 36 la, the toothed ferromagnetic body 3 71 through the air gap 3 7 1
  • the leftmost tooth 3 7 1 a the inside of the ferromagnetic body 3 71 1, the toothed ferromagnetic Right end tooth 3 3 1 b of body 3 7 1.
  • Superconductor 3 6 1 b Via the air gap, passes through the path of permanent magnet 3 6 2 b, back 3 6 3, and forms a magnetically closed loop. ing.
  • the areas of the portions facing the superconductors 361a. And 361b are smaller than the area of the region where the magnetic flux (not shown) is pinned.
  • the thickness of each tooth and the width and depth of the groove are determined so that as much magnetic flux as possible passes through the tooth surface.
  • both ends of the ferromagnetic material (with teeth) 371 are combined so as to have the effect of reducing the magnetic flux as described above and the effect of pulling the magnetic flux obtained by disposing the ferromagnetic material outside the magnetic flux pinning region.
  • the ferromagnetic material (with teeth) facing the less surface has teeth at both ends.
  • the movable portion 3T0 can be stably suspended with free rotation, force, and a predetermined gap.
  • the magnetic bearing can be easily configured.
  • the magnetic levitation device of the present embodiment may be used alone, but a plurality of them may be used to provide a higher levitation force or a longer levitation device.
  • the magnetic flux is not cut off by the rotation of the movable portion 370.
  • no eddy current is generated at both ends of the ferromagnetic material (with teeth) 371, and it is not necessary to take measures against eddy currents such as lamination of silicon steel plates.
  • the fixed portion 360 is provided with the permanent magnets 36 2 a and 36 2 b for bias and the back yoke 36 3
  • these can be omitted, the knock yoke 36 3 alone, or the permanent magnets 36 2 a and 36 2 b alone can constitute the magnetic bearing.
  • a permanent magnet is added to the embodiment.
  • the structure is such that two permanent magnets 4 12 a and 4 12 b and a back yoke 4 13 are added to the superconductor 4 11.
  • the magnetic flux is generated by the permanent magnet 4 1 2 a, the superconductor 4 1 1, the laminated ferromagnetic material 4 1 through the gap, the superconductor 4 1 1 through the gap, the permanent magnet 4 1 2 b, and the back yoke 4 1 3 And magnetically forms a closed loop.
  • the two permanent magnets 4 1 2 a. 4 1 2 b and the back yoke 4 13 are disposed immediately below the superconductor 4 1 1 in order to minimize the leakage magnetic flux.
  • a plurality of them may be arranged, or one permanent magnet and two yokes in contact with the superconductor 411 may be used.
  • the movable section 4 10 is provided with bias permanent magnets 4 12 a and 4 12 b and a back yoke 4 13. These may be omitted, or only the knock yoke 4 13 or the permanent magnets 4 12 a and 4 12 b for bias may be used.
  • the arrangement of the permanent magnets is not limited to this embodiment. It goes without saying that the support base 402 of the fixed part 400 may be made of either ferromagnetic or non-magnetic material.
  • a magnetic levitation device comprising a superconductor and a ferromagnetic material described in the above embodiment is replaced with a normal magnetic levitation device comprising an electromagnet and a ferromagnetic material, an electromagnet and a permanent magnet, a superconductor and a permanent magnet, or a superconductor and an electromagnet.
  • a normal magnetic levitation device comprising an electromagnet and a ferromagnetic material, an electromagnet and a permanent magnet, a superconductor and a permanent magnet, or a superconductor and an electromagnet.
  • liquid nitrogen is used as the refrigerant for the superconductor.
  • another refrigerant such as liquid oxygen may be used according to the temperature.
  • the critical temperature of the superconductor is higher than room temperature, the cooling container and the cooling medium may not be used.
  • non-contact, stable and non-contact floating can be performed without any control only by a combination of at least a high-temperature superconductor and a ferromagnetic material. It is possible to provide a magnetic levitation device that has high mechanical strength, is simple, and is low in cost, and has a large degree of freedom in design.
  • FIG. 24 is a perspective view of a magnetic levitation device showing an eighteenth embodiment of the present invention, and is an application example to a magnetic levitation transfer device.
  • the fixed portion 380 is mainly composed of four laminated ferromagnetic materials 381 such as a silicon steel plate, and a support base 382 for supporting them.
  • the movable part 390 as a floating body is composed of a superconductor 391 having a strong pinning force.
  • the drive mechanism and the cool container are not shown.
  • the magnetic flux passes through the path of the superconductor 391, the laminated ferromagnetic material 381, via the gap, and the superconductor 391, via the gap, and forms a magnetically closed loop.
  • the laminated ferromagnetic material 38 1 is formed such that the area of the portion facing the superconductor 391 is smaller than the area of the region where the magnetic flux (not shown) is pinned in the superconductor 391, and Determine the thickness of each tooth, the distance between teeth, and the height so that as much magnetic flux as possible passes through the tooth surface.
  • the magnetic flux of the superconductor 391 is reduced so as to have both the effect of reducing the magnetic flux as described above and the effect of disposing the ferromagnetic material outside the magnetic flux pinning region as in the seventeenth embodiment.
  • the laminated ferromagnetic material 381 is also arranged at the fixed portion 380, which faces the unpinned or pinned surface with a sufficiently small magnetic flux.
  • the movable portion 390 can be freely moved in the direction in which the laminated ferromagnetic material 381 is laid, and can be stably suspended with a predetermined force and force.
  • the magnetic levitation transfer device can be easily configured.
  • the magnetic permeability of the fixed portion 380 especially the laminated ferromagnetic material (teeth portion) 381
  • the tooth portion 381 may be cut out from a lump and manufactured.
  • the magnetic levitation device of the present embodiment may be used alone, but may be used in plural to form a longer levitation device having a higher levitation force.
  • the roles of the movable part and the fixed part may be switched. That is, the part described as the fixed part in the embodiment may be the movable part, and the part described as the movable part may be the fixed part.
  • FIG. 25 is a perspective view of a magnetic levitation device showing a nineteenth embodiment of the present invention.
  • the rotational speed of the wheel is not limited by the mechanical strength of the permanent magnet.
  • the magnetic levitation device can be applied to a magnetic receiver, a transfer device, a power storage flywheel, and the like.

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Description

明 細 書 磁気浮上装置 技術分野
本発明は、 超電導体を用いた磁気浮上装置に関するものである。 背景技術
従来、 固定部に対し可動部を非接触浮上させるために電磁石や永久磁石、 強磁 性体を用いた吸引形あるいは反発形磁気浮上装置が用いられている。
一方、 モータへの応用例として特開昭 6 3 - 2 6 2 0 5 6号公報に示されるよ うな、 高温の超電導体と永久磁石との間に働く反発力、 すなわちマイスナー効果 による力を用いた浮上装置がある。
同様に、 高温の超電導体と永久磁石を組み合わせたものに、 永久磁石で発生す る磁束の一部が高温の超電導体内に捕捉されることにより発生する、 永久磁石と 高温の超電導体との相対位置を保持しょうとする力、 いわゆるピン止め効果によ る力を可動部の浮上 ·保持力として利用した機構の発表も行われている （電気学 会 リニアドライブ研究会 資料 9 1 一 1 1 1 , P . 1 2 7 ~ 1 3 6 ) 。 この ような場合、 特別な制御や付加機構がなくても、 可動部は固定部に対して所定の 空隙を保つて安定に浮上し、 かつ高温の超電導体に印加される永久磁石からの磁 界が変化しないように、 空隙の大きさ方向と垂直方向に対しても安定に保持する ことができる。
また、 このピン止め効果による力は、 前述のマイ スナー効果による力に比べて 数段強いため、 浮上剛性を高くすることができる。
しかしながら、 従来の電磁石や永久磁石、 強磁性体を用いた浮上装置では、 可 動部を浮上させている間は、 電磁石に常に電流を流し続けなければならず、 強力 な浮上力を得るためには、 多くの電力あるいは大きな電磁石が必要であり、 また 可動部を所定位置に安全に保持するためには、 複数の方向に電磁石を配置する必 要があった。 更に、 固定部と可動部と ©間の空隙を制御する場合、 常に空隙の大きさを制御 部にフィードバックしながら、 電磁石に流す電流を制御する必要があり、 制御回 路の処理速度や空隙のサンプリ ング速度等の関係で、 可動部が若干振動するとい う問韪があった。
一方、 特開昭 6 3 - 2 6 2 0 5 6号公報に示されるような、 超電導体のマイス ナー効果を用いた浮上装置では、 電磁石を使用しなくても常に浮上力が得られる 力 この場合、 超電導体と永久磁石との間に働く磁気力が、 反発力のみであるた めそのままでは非常に不安定であり、 所定の空隙及び位置を保持するために、 別 途の機構が必要であった。 また、 このマイスナー効果による反発力は、 磁石の磁 気的吸引 '反発力に比べて非常に小さく、 装置の大きさに比べて浮上力が小さい という問題があった。
他方、 ピン止め効果を利用した従来の浮上機構は、 前述のマイスナー効果を用 いた浮上機構と同様、 浮上力を得るためには永久磁石が必要で、 そのために浮上 装置のコス トアップを招くという問題があった。 また、 高温の超電導体を可動部 に配置すると、 高温の超電導休の冷却 ·保冷が困難となることから、 固定部に高 温の超電導体、 可動部に永久磁石を配置することがあるが、 この場合は永久磁石 の機械強度が他の構造部材に比べて低く、 可動部全体の強度低下を招くという問 題があった。
更に、 高温の超電導体と組み合わせるものが永久磁石だけであるため、 浮上対 象が限定される。 加えて、 浮上方向と垂直方向に広い可動範囲を取る場合、 いず れも高価な高温の超電導体又は永久磁石を、 広範囲にわたつて並べなければなら ないという問題があった。
本発明は、 このような問題点を解決するために、 安定かつ強力な浮上 ·保持力 が得られ、 しかも安価で機械強度が高く、 装置設計の自由度が高い磁気浮上装置 を提供することを目的とする。
また、 本発明は、 超電導体が一方向の磁界中で冷却されており、 ビン止め磁束 は超電導体のある面から反対面に貫くため、 強磁性体が配置されるのは超電導体 の片面であり、 空隙を介して強磁性体を貫いたピン止め磁束は空間を大きく迂回 し、 超電導体の反対面へと一巡する、 いわゆる開磁気回路となることによる全磁 気回路の磁気抵抗の上昇と、 それに起因する強磁性体の磁束数の減少による磁気 的吸引力及び復元力が小さくなることがないように、 更なる改良を図り得る磁気 浮上装置を提供することを目的とする。 発明の開示
そのために、 本発明の磁気浮上装置においては、
( A ) 固定部あるいは可動部の、 高温の超電導体と相対する方に強磁性体を配 置し、 通常配置される永久磁石を省くことができる。 また、 鉄のように安価で加 ェの容易な強磁性部材を高温の超電導体と対応させることができるので、 浮上装 置の低コスト化、 機械強度の向上が可能となる。
加えて、 永久磁石を用いる場合のように、 N > S磁極の位置にとらわれる必要 がないので、 装置設計の自由度が増大する。
( B ) 固定部あるいは可動部の、 高温の超電導体と相対する方に強磁性体を配 置し、 通常配置される永久磁石を省くことができる。 また、 鉄、 ゲイ素鐧のよう に安価で強度が高く、 加工の容易な鋼部材を超電導体の相手として使用するので 、 浮上装置の低コスト化、 機械強度の向上が可能となる。 加えて、 磁気回路の 磁気抵抗を低く抑えることができるため、 ピン止め磁束を有効に利用することが でき、 浮上力や復元力の向上を図ることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の第 1実施例を示す磁気浮上装置の断面図、 第 2図は本発明の 超電導体を永久磁石により磁場中冷却する構造を示す断面図、 第 3図は本発明の 超電導体を電磁石により磁場中冷却する構造を示す断面図、 第 4 ( a ) 図〜第 4 ( d ) 図は本発明の第 1実施例の動作の概略説明図、 第 5図は本発明の第 1実施 例の磁気浮上装置を用いた場合の空隙長さと、 磁気的吸引力との関係を表す特性 図、 第 6図は本発明の第 2実施例を示す磁気浮上装置の断面図、 第 7図は本発明 の第 3実施例を示す磁気浮上装置の断面図、 第 8 ( a ) 図〜第 8 ( d ) 図は本発 明の第 3実施例の動作の概略説明図、 第 9図は本発明の第 4実施例を示す磁気浮 上装置の斜視図、 第 1 0図は本発明の第 5実施例を示す磁気浮上装置の斜視図、 第 1 1図は本発明の第 5実施例を示す磁気浮上装置の超電導体を電磁石により磁 場中冷却する場合の構造を示す断面図、 第 1 2図は本発明の第 6実施例を示す磁 気浮上装置の斜視図、 第 1 3図は本発明の第 7実施例を示す磁気浮上装置の斜視 図、 第 1 4図は本発明の第 8実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視 図、 第 1 5図は本発明の第 9実施例を示す磁気浮上装置の断面図、 第 1 6図は本 発明の第 1 0実施例を示す磁気浮上装置の断面図、 第 1 7図は本発明の第 1 1実 施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視図、 第 1 8図は本発明の第 1 2 実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視図、 第 1 9図は本発明の第 1 3実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視図、 第 2 0図は本発明の第 1 4実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視図、 第 2 1図は本発明の 第 1 5実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視図、 第 2 2図は本発明 の第 1 6実施例を示す磁気浮上装置の断面図、 第 2 3図は本発明の第 1 7実施例 を示す磁気浮上装置の断面図、 第 2 4図は本発明の第 1 8実施例を示す磁気浮上 装置の斜視図、 第 2 5図は本発明の第 1 9実施例を示す磁気浮上装置の斜視図で ある。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
第 1図は本発明の第 1実施例を示す磁気浮上装置の断面図である。
図において、 1は固定部で、 強力なピン止め力を有する高温の超電導体 1 1が 保冷容器 1 2の中に収納されている。 2は浮上体である可動部で、 強磁性体 2 1 とワーク 2 2とで構成され、 高温の超電導体 1 1と対向する部分の面積が、 高温 の超電導体 1 1内で磁束 （図示せず） を、 ピン止めしている領域の面積よりも小 さくなるように配置されている。
高温の超電導体 1 1の超電導状態は、 図 2に示すような構成により、 磁場中冷 却を行って形成する。 すなわち、 磁場発生源である永久磁石 5 1 , 5 2は、 お互 いが引き合う方向に磁極を向け、 高温の超電導体 1 1及び保冷容器 1 2を挟んで 上下に配置している。 固定部 1は予めこのような配置にしておき、 保冷容器 1 2 に窒素注入口 1 2 bから冷媒である液体窒素を注入することにより、 高温の超電 導体 1 1を臨界温度以下に冷却し、 磁場中冷却を行う。 高温の超電導体 1 1の温 度が十分に下がり、 磁束 （図示せず） のピン止めが完了した時点で、 少なくとも 可瞧カ部 （図 1参照） が、 来るべき側の永久磁石 5 2を取り除き、 続いてその可動 部を所定の位置に配置する。
なお、 この図では永久磁石 5 1 , 5 2を保冷容器 1 2の外側に配置しているが 、 それ自体の磁気特性が冷却温度でもあまり変化しない場合は、 永久磁石 5 1 , 5 2を保冷容器 1 2の内側に配置しても良い。 このように構成することにより、 高温の超電導体 1 1の磁場中冷却を容易に行うことができ、 本発明による磁気浮 上装置を簡単に実現させることができる。
また、 磁場中冷却後も、 可動部が存在する側と反対側の永久磁石 5 1を配置し たままとすることにより、 磁場中冷却後永久磁石 5 2を取り除く際のビン止めさ れる磁束の減少を抑えることができる。 この場合、 高温の超電導体 1 1と強磁性 体 2 1との間に働く磁気的吸引力も大きくなり、 所定以下の空隙で起こる磁気的 吸引力の減少傾向も強くなる。
上記した永久磁石 5 1、 5 2に代えて、 第 3図に示すように、 電磁石を用いる ようにしてもよい。 すなわち、 磁場発生源である電磁石 5 3 , 5 4は、 高温の超 電導休 1 1及び保冷容器 1 2を挟んで上下に配置する。 固定部 1は予め電磁石 5 3 , 5 4にお互いの発生磁界が強め合う方向で所定の電流を流しておくようにす る。 そして、 保冷容器 1 2に窒素注入口 1 2 bから冷媒である液体窒素を注入す ることにより、 高温の超電導体 1 1を臨界温度以下に冷却し、 磁場中冷却を行う 。 高温の超電導体 1 1の温度が十分に下がり、 磁束 （図示せず） のピン止めが完 了した時点で、 電磁石 5 3 , 5 4の電流を切る。 または、 高温の超電導体 i 1を 十分冷却した後、 電磁石 5 3 , 5 4に短時間所定の電流を流し、 磁束のビン止め を仃う。
なお、 この場合、 高温の超電導体 1 1の磁場中冷却後に強磁性体 2 1からなる 可動部 2を配置しても良いが、 この可動部 2が冷却時の固定が可能であり、 電磁 石 5 3 , 5 4の発生磁界により吸引されて保冷容器 1 2に衝突する恐れのない場 合は、 冷却以前から可動部 2を所定の位置に配置しておいても良い。
また、 この図では、 電磁石 5 3 , 5 4を保冷容器 1 2の外側に 2個配置してい るが、 電流通電時のジュ一ル発熱が問題にならない場合は、 これを保冷容器 1 2 の内側、 かつ高温の超電導体 1 1を取り囲むように配置してもよい。 この場合、 1つの電磁石があれば十分となる。
更に、 磁場中冷却後も、 電磁石 5 3 , δ 4の少なくとも何れか一方に、 所定の 電流を流し続けることにより、 磁場中冷却後において発生する、 ピン止めされる 磁束の減少を抑えることができる。 この場合、 高温の超電導体 1 1と可動部 2と の間に働く磁気的吸引力も大きくなり、 また、 所定以下の空隙で起こる磁気的吸 引力の'减少傾向も強いものとなる。
また、 磁場中冷却後可動部が浮上している状態で、 高温の超電導体 1 1と可動 部 2との間の空隙を観察し、 可動部の荷重増加や外乱により空隙長が所定の範囲 を上回る場合は、 ピン止めされる磁束を増やす向きで、 逆に可動部の荷重減少や 外乱により空隙長が所定の範囲を下回る場合は、 ピン止めされる磁束を減らす向 きで、 電磁石 5 3 , 5 3に所定の電流を流すことにより、 空隙長及び浮上力のフ ィ一ドバック制御が可能となる。
更に、 超電導状態は磁場中冷却後、 液体窒素を補充することにより保持され、 外部からの熱侵入や高温の超電導体 1 1内での各種損失を原因とする発熱により 発生する窒素ガスは、 窒素排出口 1 2 aから排出する。
可動部 2は、 固定部 1内の高温の超電導体 1 1にビン止めされた磁束が、 強磁 性体 2 1を貫くことで発生する磁気的吸引力と、 可動部 2に作用する重力とがバ ランスし、 固定部 1に対して所定の空隙を持って安定に吊り下げられる。
次に、 本発明の第 1実施例の動作について説明する。
第 4 ( a ) 〜第 4 ( d ) は本発明の第 1実施例の動作の概略説明図である。 上記した第 1図における高温の超電導体 1 1と強磁性体 2 1との間の空隙部分 を拡大したものである。 なお、 保冷容器 1 2と冷媒は図示していない。 第 4 ( a ) 図は、 磁場中冷却後の高温の超電導体 1 1による強磁性体 2 1がない場合での ピン止めされた磁束 3の分布を模式的に表している。 これに、 第 4 ( b ) 図に示 すように、 強磁性体 2 1を近づけると、 高温の超電導体 1 1の圓囲に比べて、 強 磁性体 2 1の透磁率が非常に高いので、 磁束 3は強磁性体 2 1に集中し、 周知の 通り高温の超電導体 1 1と強磁性体 2 1 との間に磁気的吸引力が発生する。 更に、 第 4 ( c ) 図に示すように、 高温の超電導体 1 1に強磁性体 2 1を近づ けると、 強磁性体 2 1に集中する磁束 3の量が増え、 空隙部での磁束密度が増加 することにより磁気的吸引力が増大する。
通常、 このままでは磁気的吸引力の増加が、 強磁性体 2 iの接近を招き、 更に 、 これが磁気的吸引力の増加を招くという悪循環を起こして、 強磁性体 2 1は高 温の超電導体 1 1に接触してしまう。 したがって、 所定の空隙を保って強磁性体 2 1を浮上 ·保持することは非常に困難となってしまう。
しかし、 この実施例では、 強磁性体 2 1の高温の超電導体 1 1と対向する部分 を、 高温の超電導体 1 1内で磁束をピン止めしている領域よりも、 十分小さな面 積を有する構造とすることで、 この悪循環を次のように打破している。
すなわち、 強磁性体 2 1の面積が小さいと、 第 4 ( b ) 図〜第 4 ( d ) 図に示 すように、 強磁性体 2 .1へ流れ込む磁束 3は空隙部で大きく歪む。 空隙が小さく なると、 この歪みを更に大きくしなければならなくなる力、 あまり極端に曲がる ことはできないので、 この歪みを緩やかにするように、 磁束 3は高温の超電導体 1 1内で集中方向と同方向へ移動しょうとする。
しかし、 この磁束 3には高温の超電導体 1 1のピン止め力が働いており、 移動 しょうとする力よりピン止め力が勝る場合には、 磁束 3は移動できず、 一部極端 な歪みが必要な磁束 3は強磁性体 2 1への集中という状態を維持できなくなる。 すなわち、 空隙が所定値以下に小さくなると、 それまで集中していた磁束 3の一 部が、 第 4 ( d ) 図に示すように、 強磁性体 2 1の上端面を通らなくなり、 空隙 部の磁束密度が低下する。
したがって、 高温の超電導体 1 1と強磁性体 2 1との間に働く磁気的吸引力も 減少する。 この作用を活用することで、 可動部 2の非接触かつ安定な保持が可能 となる。
第 5図は本発明の第 1実施例の磁気浮上装置を用いた場合の磁気中冷却した高 温の超電導体に強磁性体を接近させる過程と、 遠ざける過程での磁気的吸引力の 変化を表す特性図である。
この図に示すように、 高温の超電導体 1 1に強磁性体 2 1を近づける過程で増 加する磁気的吸引力は、 空隙長が L 1よりも小さくなる場合、 ？ 1から？ 2へと 逆に'减少する。 また、 この強磁性体 2 1を近づける過程を経験した後は、 磁束 3 のピン止め位置が若干ずれたことによりヒステリシスを生じ、 空隙長が L 2から L 1になるよう強磁性体 2 1を遠ざける過程では、 磁気的吸引力が F 2から F 3 へと増加する。 空隙長が L 1を越えると、 近づける過程の曲線に寄り添う形で磁 気的吸引力が減少していく。
第 5図と第 4 ( a ) 図〜第 4 ( d ) 図を対比させると、 空隙が長く磁気的吸引 力の発生していない部分が第 4 ( a ) 図、 吸引力が発生し空隙長が L 1に至るま で増加する過程が第 4 ( b ) 図及び第 4 ( c ) 図、 L 1と L 2の間の空隙長で磁 気的吸引力が減少傾向を示す部分は第 4 ( d ) 図に相当する。 この第 5図からも 明らかなように、 F 2から F 1あるいは F 2から F 3の範囲内の磁気的吸引力に 相当する重置の強磁性体 2 1を、 磁場中冷却した高温の超電導体 1 1の下側、 か つ空隙長が L 1から L 2の範囲となる位置に持ってくると、 磁気的吸引力と重力 がバランスして、 この強磁性体 2 1を安定かつ非接触で吊り下げることができる 。 なお、 この実施例における強磁性体の形状は種々の変化が可能である。
第 6図は本発明の第 2実施例を示す磁気浮上装置の断面図である。
この図において、 固定部 1は前記第 1実施例と同様であり、 一方、 可動部 3 0 は球形の強磁性体 3 1で構成されている。 第 1実施例と同様に磁場中冷却を行つ て超電導状態が保持されている。
可動部 3 0は、 固定部 1内の高温の超電導体 1 1にピン止めされた磁束 （図示 せず） 、 球形の強磁性体 3 1を貫くことで発生する磁気的吸引力と、 可動部 3 0に作用する重力とがバランスし、 固定部 1に対して所定の空隙を持って安定に 吊り下げられる。 すなわち、 可動部 3 0の表面が球形であるため、 強磁性体 3 1 において、 高温の超電導体 1 1と対向す.る面の面積が小さいことと同等となり、 第 1の実施例の場合と同様に、 ピン止めされた磁束を絞り込みつつ、 空隙内で強 制的に歪ませることで、 空隙が所定の値以下となった場合の磁気的吸引力の'减少 を起こし、 これにより浮上の安定化を図っている。
更に、 可動部 3 0を構成する強磁性体 3 1が球形であり、 かつ永久磁石のよう な磁極を具備しないため、 この可動部 3 0は自身の真ん中を中心として、 あらゆ る方向に回転させることができるという特徴を有する。 第 Ί図は本発明の第 3の実施例を示す磁気浮上装置の断面図である。
この図において、 固定部 1は前記第 1及び第 2の実施例と同様である。 一方、 浮上体である可動部 4 0は、 強磁性体 4 1とワーク 4 2とで構成される。 強磁性 体 4 1は、 高温の超電導体 1 1と対向する歯部を 3つ有している。 第 1実施例と 同様に磁場中冷却を行って超電導状態が保持されている。
可動部 4 0は、 固定部 1内の高温の超電導体 1 1にピン止めされた磁束 （図示 せず） が、 強磁性体 4 1を貫くことで発生する磁気的吸引力と、 可動部 4 0に作 用する重力とがバランスし、 固定部 1に対して所定の空隙を持って安定に吊り下 げられる。
次に、 本発明の第 3実施例の動作について説明する。
第 8 ( a ) 図〜第 8 ( d ) 図は本発明の第 3実施例の動作原理を示す概略説明 図である。
上記した第 7図における高温の超電導体 1 1と強磁性体 4 1との間の空隙部分 を拡大したものである。 なお、 保冷容器 1 2と冷媒は図示していない。 第 8 ( a ) 図は、 中心部付近に磁場をかけて冷却した後の高温の超電導体 1 1の、 強磁性 体 4 1がない場合でのピン止めされた磁束 3の分布を模式的に表している。 これに、 第 8 ( b ) 図に示すように、 強磁性体 4 1を近づけると、 高温の超電 導体 1 1の周囲に比べて、 強磁性体 4 1の透磁率が非常に高いので、 磁束 3は強 磁性体 4 1に集中し、 周知の通り高温の超電導体 1 1と強磁性体 4 1との間に、 磁気的吸引力が発生する。 更に、 第 8 ( c ) 図に示すように、 強磁性体 4 1を近 づけると、 強磁性体 4 1に集中する磁束 3の量が増え、 空隙部での磁束密度が増 加することにより、 磁気的吸引力が増大する。
この時、 この実施例では高温の超電導体 1 1の中心部付近の磁束が、 第 8 ( d ) 図に示すように、 ピン止めされた領域から空隙、 強磁性体 4 1の真ん中の歯部 、 両側の歯部、 空隙と流れて、 高温の超電導体 1 1の磁束 3がピン止めされてい ない領域付近にバイパスされる。 バイパスされた磁束の一部は高温の超電導体 1 1の反磁性で反発され、 所定の空隙以下ではこの反発する力が強くなることによ り、 高温の超電導体 1 1と強磁性体 4 1 との間に働く磁気的吸引力が'减少する。 この作用により、 磁気的吸引力と重力がバランスしてこの強磁性体 4 1を安定か つ非接触で吊り下げることができる。
第 9図は本発明の第 4実施例を示す磁気浮上装置の斜視図であり、 磁気軸受へ の応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 1 0 0は強力なピン止め力を有する超電導体 1 0 1 と 2つの永久磁石 1 0 2 a及び 1 0 2 b、 ノ、ックヨーク 1 U 3 とで構成さ れる。 一方、 浮上体である可動部 1 1 0はゲイ素鐧板などの円板形積層強磁性体 1 1 1 a及び 1 1 1 b、 棒状強磁性体 1 1 2とで構成される。 ただし、 保冷容器 と浮上体の回転駆動部分は図示していない。 磁束は、 永久磁石 1 0 2 a、 バック ヨーク 1 0 3、 永久磁石 1 0 2 b、 超電導体 1 0 1、 空隙を介して円板形積層強 磁性体 1 1 1 b、 棒状強磁性体 1 1 2、 円板形積層強磁性体 1 1 1 a、 空隙を介 して超電導体 1 0 1の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成している。
円板形積層強磁性体 1 1 1 a及び 1 1 1 bは、 超電導体 1 0 1と対向する部分 の面積が、 超電導体 1 0 1内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の面積 よりも小さくなるよう、 厚さを決定する。
このように構成することで、 可動部 1 1 0は、 回転自由、 かつ所定の空隙をも つて安定に吊り下げられる。 したがって、 別途モータなどの回転駆動機構を本実 施例に組み合わせることにより、 容易に ί3¾気铀受を構成することができる。 また 、 磁路が閉じた構造となっているため、 空隙部の磁束密度が高くなり、 したがつ て浮上力や浮上安定性を高くすることができる。
なお、 可動部 1 1 0については透磁率を高くし、 渦電流による損失を防止する ため、 円板形積層強磁性体 1 1 1 a及び 1 1 1 bを用いたが、 回転数が低く渦電 流の発生が無視できたり、 高透過率の必要がない場合は、 鋼塊から切り出した円 板などを用いてもよい。
本実施例の磁気轴受は単独で用いても良いが、 複数用いて、 より浮上力の高い 、 或いは長尺の磁気軸受としても良い。
また、 本実施例では漏れ磁束をできるだけ減らし、 浮上力及び浮上安定性を高 めるために、 2つの永久磁石 1 0 2 a、 1 0 2 b及びバックヨーク 1 0 3を超電 導体 1 0 1の直上に配置している力 V これらは複数組配置しても良いし、 一つの 永久磁石と超電導体 1 0 1に接する 2つのヨークとで構成しても良い。 あるいは / 0075 これらを省いたり、 永久磁石 1 0 2 a、 1 0 2 bのみ、 またはバックヨーク 1 0 3のみとしても良い c
第 1 0図は本発明の第 5実施例を示す磁気浮上装置の斜視図であり、 磁気浮上 搬送装置への応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 1 2 0は先端部に 2つの歯部を持つレール形 強磁性体 1 2 1で構成される。 一方、 浮上体である可動部 1 3 0は強力なピン止 め力を有する直方体の超電導体 1 3 1で構成される。 磁束は、 超電導体 1 3 1、 空隙を介してレール形強磁性体 1 2 1、 空隙を介して超電導体 1 3 1の経路を通 り、 磁気的に閉ループを構成している。 ただし、 保冷容器と搬送物であるワーク 、 駆動機構は図示していない。
高温の超電導体 1 3 1の超電導状態は、 例えば、 第 1 1図に示すような構成に より、 磁場中冷却を行って形成する。 すなわち、 磁場発生源である電磁石 6 1 , 6 2は、 高温の超電導体 1 3 1を収める保冷容器 1 2の上方に配置している。 可 動部 1 3 0は予め電磁石 6 1 , 6 2は高温の超電導体 1 3 1を介してお互いの発 生磁界が強め合う方向で所定の電流を流しておき、 保冷容器 1 2に窒素注入口 1 2 bから冷媒である液体窒素を注入することにより、 高温の超電導体 1 3 1を臨 界温度以下に冷却し、 磁場中冷却を行う。 高温の超電導体 1 3 1の温度が十分に 下がり、 磁束 （図示せず） のピン止めが完了した時点で、 電磁石 6 1 , 6 2の電 流を切る。 または、 高温の超電導体 1 3 1を十分冷却した後、 電磁石 6 1 , 6 2 に短時間所定の電流を流し、 磁束のピン止めを行う。
レール形強磁性体 1 2 1は、 超電導体 1 3 1と対向する先端部の対向面積が、 超電導体 1 3 1内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の面積よりも小さ くなるよう、 歯都の厚さを決定している。
このように構成することで、 可動部 1 3 0は、 レール形強磁性体 1 2 1の敷設 方向に自由に移動可能、 かつ所定の空隙をもって安定に吊り下げられる。 したが つて、 本実施例に別途駆動機構とワーク支持部を組み合わせれば、 容易に磁気浮 上搬送装置を構成することができる。
なお、 可動部 1 3 0の移動速度が速い場合などで固定部 1 2 0、 特にレール形 強磁性体 1 2 1の透磁率を高く し、 渦電流による損失を防止する必要がある場合 9 には、 レール形強磁性体 1 2 1の全体あるいは歯部を積層ゲイ素鋼板製としても 良い。
本実施例の磁気浮上装置は単独で用いても良いが、 複数用いて、 より浮上力の 高い、 或いは長尺の浮上装置としても良い。
また、 高温の超電導体と強磁性体とでなる磁気浮上装置を、 電磁石と強磁性体 、 電磁石と永久磁石、 高温の超電導体と永久磁石、 あるいは高温の超電導体と電 磁石とからなる通常の磁気浮上装置と組み合わせることで、 装置全体における制 御の簡略化、 性能向上を図ることができることは言うまでもない。
第 1 2図は本発明の第 6実施例を示す磁気浮上装置の斜視図で、 磁気浮上搬送 装置への応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 1 4 0は 2つの歯部を持つレール形強磁性体 1 1で構成される。 一方、 浮上体である可動部 1 5 0は強力なピン止め力を有 する超電導体 1 5 1と 2つの電磁石 1 5 2 a及び 1 5 2 b、 積層ヨーク 1 5 3と で構成される。 電磁石 1 5 2 a、 1 5 2 bは磁場中冷却する際の磁界発生源の片 側をそのまま用いたものである。
磁束は、 電磁石 1 5 2 a、 積層ヨーク 1 5 3、 電磁石 1 5 2 b、 超電導体 1 5 1、 空隙を介してレール形強磁性体 1 4 1、 空隙を介して超電導体 1 5 1の経路 を通り、 磁気的に閉ループを構成している。 ただし、 保冷容器と搬送物であるヮ ーク、 躯動機構は図示していない。 レール形強磁性体 1 4 1は、 超電導体 1 5 1 と対向する部分の面積が、 超電導体 1 5 1内で磁束 （図示せず） をピン止めして いる領域の面積よりも小さくなるよう、 歯部の厚さを決定する。
超電導体 1 5 1の磁場中冷却以後、 可動部 1 5 0が浮上している状態において も電磁石 1 5 2 a及び 1 5 2 bに電流を流し続けることで、 超電導体 1 5 1のピ ン止め磁束の減少を抑えることができる。 この場合、 超電導体 1 5 1とレール形 強磁性体 1 4 1間に働く磁気的吸引力が大きくなり、 磁束の絞り込みにより所定 以下の空隙で起こる吸引力の减少傾向、 即ち復元力も強いものとなる。
また、 可動部 1 5 0の浮上状態において、 現在超電導体 1 5 1がピン止めして いる磁界の向きと同方向或いは逆方向、 かつ超電導体 1 5 1の下部臨界磁界以上 の磁界を発生するよう、 電磁石 1 5 2 a及び 1 5 2 bに瞬間的に電流を流すこと により、 超電導体 1 5 1にピン止めされる磁束の量を増'减させることができる。 二のピン止めされる磁束の量の増減は、 超電導体 1 5 1とレール形強磁性体 1 4 1間に働く磁気的吸引力と、 磁束の絞り込みにより起こる復元力とを変化させる 二とにつながる。
このようにすることで、 可動部 1 5 0は、 レール形強磁性体 1 4 1の敷設方向 に自由に移動可能、 かっ^ ί定の空隙をもって安定に吊り下げられる。 また、 可動 部 1 5 0の浮上力や空隙長を自由に制御することができる。 従って、 本実施例に 別途駆動機構とワーク支持部を組み合わせれば、 容易に磁気浮上搬送装置を構成 することができる。
なお、 可動部 1 5 0の移動速度が速い場合などで固定部 1 4 0、 特にレール形 強磁性体 1 4 1 の透磁率を高くし、 渦電流による損失を防止する必要がある場合 には、 レール形強磁性体 1 4 1の全休あるいは歯部を積層ゲイ素鐧板製としても 良い。
本実施例の磁気浮上装置は単独で用いてもよいが、 複数を用いてより浮上力の 高い、 或いは長尺の浮上装置としても良い。
また、 本実施例では漏れ磁束をできるだけ減らし、 浮上力及び浮上安定性を高 めるために、 2つの電磁石 1 5 2 a , 1 5 2 b及び積層ヨーク 1 5 3を超電導体 1 5 1の直下に 1組配置しているが、 これらは複数組配置しても良い。 また、 一 つの電磁石と U字型の一つのヨークとで構成しても良い。 あるいは積層ヨーク 1 5 3を省いて、 電磁石 1 5 2 a及び 1 5 2 bだけ設けるようにしても良い。 なお、 本実施例では磁気回路はレール形強磁性体 1 4 1を幅方向に貫く形で構 成されているが、 電磁石 1 5 2 a及び 1 5 2 bをレール形強磁性体 1 4 1の長手 方向に配置した磁気回路構成としても良い。 この場合、 レール形強磁性体 1 4 1 には 1つの歯部が有ればよい。
第 1 3図は本発明の第 7実施例を示す磁気浮上装置の斜視図であり、 磁気浮上 装置への応用例である。 本実施例は、 第 5実施例に永久磁石を付加したもので、 超電導体 1 7 1の反空隙側の 2つの永久磁石 1 7 2 a及び 1 7 2 b、 バックョー ク 1 7 3とで構成される。 磁束は、 永久磁石 1 7 2 b、 パックヨーク 1 7 3、 永 久磁石 1 7 2 a、 超電導体 1 7 1、 空隙を介してレール形強磁性体 1 6 1、 空隙 CT/JP95/00075 を介して超電導体 1 7 1の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成している。 このように構成することで、 漏れ磁束をできるだけ減らし、 浮上力及び浮上安 定性を高めることができる。 この 2つの永久磁石 1 7 2 a、 1 7 2 b及びバック ヨーク 1 7 3は超電導体 1 7 1の直下に 1組配置しているが、 これらは複数組配 置しても良い。 ま 、 片面に多極着磁された一つの水久磁石と一つのハックョ一 ク、 又は一つの永久磁石と超電導体 1 Ί 1に接する 2つのヨークとで構成しても 良い。 あるいはこれらを省いたり、 ノ、; 'ックヨーク 1 7 3のみ設けるようにしても 良い。
なお、 本実施例では磁気回路はレール形強磁性体 1 6 1を横に貫く形で構成さ れている力、 永久磁石 1 7 2 a及び 1 7 2 bをレール形強磁性体 1 6 1 の長手方 向に配置した磁気回路構成として良い。 この場合、 レール形強磁性体 1 4 1には
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1つの歯部が有ればよい。
第 1 4図は本発明の第 8実施例を示す磁気浮上装置の一都を断面とした斜視図 であり、 磁気轴受への応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 1 8 0は強力なビン止め力を有する円板形超 電導体 1 8 1と铀方向に着磁された円柱形永久磁石 1 8 2 a及びリング形永久磁 石 1 8 2 b、 ノ ックヨーク 1 8 3とで構成される。 一方、 浮上体である可動部 1 9 0は中央に円柱形突起を持つ力ップ形強磁性体 1 9 1で主に構成される。 ただ し、 保冷容器と回転駆動機構、 シャフ トは図示していない。 磁束は、 円柱形永久 磁石 1 8 2 a、 超電導体 1 8 1、 空隙を介してカ ップ形強磁性体 1 9 1の中央の 突起部 1 9 1 a、 同外周部 1 9 1 b、 空隙を介して超電導休 1 8 1、 リング形永 久磁石 1 8 2 b、 バックヨーク 1 8 3の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成し ている。
力ップ形強磁性体 1 9 1の中央の突起部 1 9 1 a及び同外周部 1 9 1 bは、 超 電導体 1 8 1と対向する部分の面積が、 超電導体 1 8 1内で磁束 （図示せず） を ピン止めしている領域の面積よりも小さくなるよう、 直径及び厚さを決定する。 このように構成することで-. 可動部 1 9 0は、 回転自由、 かつ、 所定の空隙を もって安定に吊り下げられる。 したがって、 別途モータなどの回転驱勛機構を本 実施例に組み合わせることにより、 容易に磁気铀受を ¾成することができる。 なお、 本実施例では可動部 1 9 0の回転により磁束を切ることはない。 即ち、 基本的にカップ形強磁性体 i 9 Iには渦電流が発生しないので、 ケィ素鋼板の積 層など渦電流対策を実施する必要がなレ、。
本実施例の磁気軸受は単独で用いても良いが、 2つを用いて別途回転機構の両 端に配置した磁気轴受としても良い。
また、 本実施例では漏れ磁束をできるだけ減らし、 浮上力及び浮上安定性を高 めるために、 2つの円柱形永久磁石 1 8 2 a、 1 8 2 b及びバックヨーク 1 8 3 を超電導体 1 8 1の直上に配置している力く、 この部分の変形は自由である。 例え ば、 バイアス用として用いている円柱形永久磁石 1 8 2 a及び 1 8 2 bを省いて バックヨーク 1 8 3のみ、 または円柱形永久磁石 1 8 2 a及び 1 8 2 bのみとし ても良い。 1*
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更に、 本実施例では力ップ形強磁性体 1 9 1の中央の突起部 1 9 1 a及び同外 周部 1 9 1 bの両方で磁束を絞る形状としているが、 これを片側のみとし、 もう 一方には磁束を絞る機構を持たせず単純に吸引力を働かせる形状としても良い。 第 1 5図は本発明の第 9実施例を示す磁気浮上装置の断面図であり、 フライホ ィールへの応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 2 0 0は強力なピン止め力を有する 2個のブ πック状の超電導体 2 0 1 a及び 2 0 1 b、 円板状のバックヨーク 2 0 2とで構 成される。 一方、 浮上体である可動部 2 1 0は慣性体である強磁性体 2 1 1、 シ ャフ ト 2 1 2とで構成される。 ただし、 保冷容器と回転駆動機構は図示していな レ、。 磁束は、超電導体 2 O l a , 空隙を介して強磁性体 2 1 1、 空隙を介して超 電導体 2 0 1 b、 バックヨーク 2 0 2の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成し ている。
強磁性体 2 1 1は、 超電導体 2 0 1 a及び 2 0 1 bと対向する部分の面積が、 超電導体 2 0 1 a及び 2 0 1 b内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の 面積よりも小さくなるよう、 厚さを決定する。
このように構成することで、 可動部 2 1 0は、 回転自由、 かつ、 所定の空隙を もって安定に吊り下げられる- したがって、 別途モータなどの回転駆動機構を本 実施例に組み合わせることにより、 容易にフライホイール一体型磁気铀受を構成 することができる。
本実施例では、 可動部 2 1 0の主な構成部品である強磁性体 2 1 1は、 回転強 度の観点から一体物としているが、 機械強度について問題がなく、 或いは強磁性 体 2 1 1の回転で磁束を切ることにより発生する渦電流が問題になる場合には、 強磁性体 2 1 1の超電導体 2 0 1 a及び 2 0 1 bと対向する部分を別体として積 層ゲイ素鋼板や固有抵抗の高いフニライ トなどで構成しても良い。
なお、 本実施例の磁気轴受は単独で用いても良いが、 複数用いて、 より浮上力 の高い、 或いは長尺の磁気蚰受としても良い。
第 1 6図は本発明の第 1 0実施例を示す磁気浮上装置の断面図であり、 フライ ホイールへの応用例である。 本実施例は第 9実施例の超電導体に永久磁石を付加 したもので、 プロック状の超電導体 2 2 1 a及び 2 2 1 bに 2つの円柱形永久磁 石 2 2 2 a及び 2 2 2 b、 ノ 'ックヨーク 2 2 3を有しており、 磁束は、 円柱形永 久磁石 2 2 2 a . ブロック状の超電導体 2 2 1 a、 空隙を介して強磁性体 2 3 1 、 空隙を介してプロック状の超電導体 2 2 1 b、 バックヨーク 2 2 3の経路を通 り、 磁気的に閉ループを構成している。
このように構成することで、 漏れ磁束をできるだけ'减らし、 浮上力及び浮上安 定性を高めることができる。 2つの円柱形永久磁石 2 2 2 a、 2 2 2 b及びバッ クヨーク 2 2 3をプロック状の超電導体 2 2 1 a及び 2 2 1 bの直上に配置して いもが、 この部分の変形は自由である。 例えば、 円柱形永久磁石 2 2 2 a . 2 2 2 bは必ずしも円柱形である必要はなく、 角柱形でも良い。 また、 バイアス用と して用いている円柱形永久磁石 2 2 2 a及び 2 2 2 bを省いてバックヨーク 2 2 3のみ、 または円柱形永久磁石 2 2 2 a及び 2 2 2 bのみとしても良い。
あるいは、 本実施例では超電導体と永久磁石とで構成される吸引力の発生部を 2つ用いている力 勿論これより多く用いても良い。
第 1 7図は本発明の第 1 1実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視 図であり、 宇宙空間などの無重力状態において使用される磁気轴受を示している この図に示すように、 主に固定部 2 4 0は全く同形の 2つの支持部に分かれて おり、 リ ング形に加工され強力なピン止め力を有する超電導体 2 4 1 a及び 2 4 1 bで構成される。 保冷容器、 回転躯動機構は図示していない。 一方、 浮上体で ある可動部 2 5 0はゲイ素鐧板などの円板形積層強磁性体 2 5 1 a及び 2 5 1 b 、 シャフ ト 2 5 2とで構成される。 これらは、 それぞれの支持部において空隙を 介して磁気的に閉ループを構成している。
円板形積層強磁性体 2 5 1 a及び 2 5 1 bは、 超電導体 2 4 1 a &び 2 4 1 b と対向する部分の面積が、 超電導体 2 4 1 a及び 2 4 1 b内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の面積よりも/ J、さくなるよう、 その厚さを決定する。 このように構成することで、 可動部 2 5 0は、 回転自由、 かつ所定の空隙をも つて安定に吊り下げられる。 したがって、 別途モータなどの回転躯動機構を本実 施例に組み合わせることにより、 容易に磁気軸受を構成することができる。 なお、 可動部 2 5 0については透磁率を高くし、 渦電流による損失を防止する
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ため円板形積層強磁性体 2 5 1 a及び 2 5 1 bを用いたが、 回転数が低く渦電流 の発生が無視できたり高透磁率の必要がない場合は、 鐧塊から切り出した円板な どを用いても良い。
本実施例の磁気軸受は単独で用いても良いが、 複数用いて、 より浮上力の高い 、 或いは長尺の磁気軸受としても良い。
更に、 本実施例を縦型とする力、、 あるいは、 第 1 7図のような横型のままでも 重力方向の吸引力を小さくすれば、 重力の働く環境でも使用が可能である。 図 1 8図は本発明の第 1 2実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視 図であり、 第 1 1実施例のものに永久磁石を付加したもので、 超電導体 2 6 1 a 及び 2 6 1 bを取り巻く形に等間隔で配置される永久磁石 2 6 2 a〜2 6 2 f 、 更に外側のバックヨーク 2 6 3 a及び 2 6 3 bとで構成される。 なお、 図中手前 のカット部に配置されるべき 2つの永久磁石は図示していない。 磁束は、 それぞ れの支持部において空隙を介して磁気的に閉ループを構成している。
本実施例では、 超電導体 2 6 1 a及び 2 6 1 bの直上に配置している永久磁石 は各 4つとしているが、 特にその数量を限定するものではない。
また、 本実施例では、 浮上力及び浮上安定性を高めるために、 固定部 2 6 0に バイァス用の永久磁石 2 6 2 a〜2 6 2 ί、 バ ソクヨーク 2 6 3 a及び 2 6 3 b を具備しているが、 これらを省いたり、 パックヨーク 2 6 3 a及び 2 6 3 bのみ -、 またはバイアス用の永久磁石のみとしても磁気轴受を構成することができる。 第 1 9図は本発明の第 1 3実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視 図であり、 可動部の浮上力或いは浮上空隙の可変機構を持つ浮上装置の例である この図に示すように、 主に固定部 2 8 0は強力なピン止め力を有する円扳形超 電導体 2 8 1と、 この円板形超電導体 2 8 1上に等間隔で配置される円弧形永久 磁石 2 8 2 a〜2 8 2 d、 円板形バックヨーク 2 8 3とで構成される。 一方、 浮 上体である可動部 2 9 0は力ソプ形強磁性体 2 9 1とシャフ ト 2 9 2とで構成さ れる。 ただし、 保冷容器及び回転駆動機構は図示していない。 これらは、 それぞ れの支持部において空隙を介して磁気的に閉ループを構成している。
力ップ形強磁性体 2 9 1は、 円板形超電導体 2 8 1と対向する上端部分が、 円 板形超電導体 2 8 1内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域よりも小さい 幅を持ち、 力、つ、 その幅が連続的に変化する部分を円弧形永久磁石 2 8 2 a〜2 8 2 dの個数分持っている。
このように構成することで、 カップ形強磁性体 2 9 1の回転により円弧形永久 磁石 2 8 2 a〜 2 8 2 d直下に位置する部分の幅が変化し、 これにより力ップ形 強磁性体 2 9 1に働く磁気的吸引力及び磁束を絞る効果が増減する。 つまり、 可 動部 2 9 0の浮上力或いは浮上空隙を可変にすることが可能となる。 したがって 、 別途モータなどの回転駆動機構を本実施例に組み合わせることにより、 容易に 浮上力或いは浮上空隙を可変にすることができる磁気浮上装置を構成することが できる。
なお、 本実施例では円板形超電導体 2 8 1の直上に配置している円弧形永久磁 石は各 4つとしている力、'、 特にその数量を限定するものではない。
更に、 本実施例では浮上力及び浮上安定性を高めるために、 固定部 2 8 0にバ ィァス用の円弧形永久磁石 2 8 2 a〜2 8 2 d、 円板形バックヨーク 2 8 3を具 備している力、 これらを省いたり、 円板形バックヨーク 2 8 3のみ、 または円弧 形永久磁石 2 8 2 a〜2 8 2 dのみとしても良い。
第 2 0図は本発明の第 1 4実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視 図であり、 アキシャル及びスラスト方向の剛性を高めた磁気軸受の例を示してい る。
この図に示すように、 主に固定部 3 0 0は、 円板形超電導体 3 0 1 a及びリン グ形超電導体 3 0 1 b、 これらを支持するバックヨーク 3 0 2で構成される。 一 方、 浮上体である可動部 3 1 0はシャフ トである棒状強磁性体 3 1 1、 円板形強 磁性体 3 1 2とで構成される。 ただし、 保冷容器及び回転駆動機構は図示してい ない。
磁束は、 円板形超電導体 3 O l a . 空隙を介して棒状強磁性体 3 1 1の先端部 3 1 1 a 円板形強磁性体 3 1 2、 空隙を介してリ ング形超電導体 3 0 1 b、 バ ックヨーク 3 0 2の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成している。
棒状強磁性体 3 1 1と円板形強磁性体 3 1 2は、 円板形超電導体 3 0 1 a及び リング形超電導体 3 0 1 bと対向する部分の面積が、 円扳形超電導体 3 0 1 a及 びリング形超電導体 3 0 1 b内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の面 積よりも小さくなるよう、 その直径及び厚さを決定する。
このように構成することで、 可動部 3 1 0は、 回転自由、 かつ、 所定の空隙を もって安定に吊り下げられる。 また、 先に示した実施例と異なり、 主にアキシャ ル方向に支持力を発生する機構と、 主にスラス ト方向に支持力を発生する機構と を組み合わせることにより、 可動部 3 1 0の浮上剛性及び安定性を高めることが できる。 したがって、 別途モータなどの回転躯動機構を本実施例に組み合わせる ことにより、 容易に高剛性と高安定性を図った磁気蚰受を構成することができる なお、 本実施例では可動部 3 1 0の回転により磁束を切ることがない。 即ち、 基本的に棒状強磁性体 3 1 1及び円板形強磁性体 3 1 2には渦電流が発生しない ので、 ケィ素鐧板の積層など渦電流対策を実施する必要がない。
本実施例の磁気軸受は単独で用いても良いが、 複数用いて、 より浮上力の高い 、 或いは長尺の磁気蚰受としても良い。
第 2 1図は本発明の第 1 5実施例を示す磁気浮上装置の一部を断面とした斜視 図であり、 第 1 4実施例の超電導体に永久磁石を付加した構成である。
すなわち、 円板形超電導体 3 2 1 aの軸方向上部に円板形永久磁石 3 2 2 aを 、 可動部 3 3 0を構成する円板形強磁性体 3 3 2の外側にリ ング形超電導体 3 2 1 b及びリ ング形永久磁石 3 2 2 b、 更に固定部 3 2 0を構成する外側を覆う形 のバックヨーク 3 2 3からなる。
磁束は、 円扳形永久磁石 3 2 2 a、 円扳形超電導体 3 2 1 a . 空隙を介して棒 状強磁性体 3 3 1の先端部 3 3 1 a、 棒状強磁性休 3 3 1 , 円板形強磁性体 3 3 2、 空隙を介してリング形超電導体 3 2 1 b、 リ ング形永久 ί¾石 3 2 2 b、 バッ クヨーク 3 2 3の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成している。
このように、 本実施例では浮上力及び浮上安定性を高めるために、 固定部 3 2 0にバイアス用の円扳形永久磁石 3 2 2 a及びリング形永久磁石 3 2 2 b クヨーク 3 2 3を具備している力く、 これらを省いたり、 'ックヨーク 3 2 3のみ 、 または円板形永久磁石 3 2 2 aのみ、 又はリング形永久磁石 3 2 2 bのみとし ても磁気蚰受を構成することができる。
第 22図は本発明の第 1 6実施例を示す磁気浮上装置の断面図である。
この実施例も、 アキシャル及びスラスト方向の剛性をより高めた磁気铀受の例 を示している。
この図に示すように、 主に固定部 3 4 0は、 可動部 3 5 0の回転中心と 4 5 ° の角度を持って配置される、 強力なピン止め力を有する直方形超電導体 3 1 a 3 4 1 dと、 この直方形超電導体 3 4 1 a 3 4 1 dの外側に配置される直方 形永久磁石 3 4 2 a~3 4 2 d、 更に外側のバックヨーク 3 4 3 a及び 3 4 3 b で構成される。 一方、 浮上体である可動部 3 5 0は円形断面を持つリング形強磁 性体 3 5 1 a及び 3 5 1 b、 シャフトを兼ねる強磁性体 3 5 2とで構成され、 リ ング形強磁性体 3 5 1 a及び 3 5 1 bと強磁性体 3 5 2とは溶接などにより固定 してある。 ただし、 保冷容器と回転駆動機構は図示していない。
磁束は、 直方形永久磁石 3 4 2 c. 直方形超電導体 3 4 1 c、 空隙を介してリ ング形強磁性体 3 5 1 b、 強磁性体 3 5 2、 リング形強磁性体 3 5 1 a、 空隙を 介して直方形超電導体 3 4 1 a、 直方形永久磁石 3 4 2 a. バックヨーク 3 4 3 aの順で表されるループと、 直方形永久磁石 3 4 2 d. 直方形超電導体 3 4 1 d 、 空隙を介してリング形強磁性体 3 5 1 b.. 強磁性体 3 5 2、 リング形強磁性体 3 5 1 a、 空隙を介して直方形超電導体 3 4 1 b、 直方形永久磁石 3 4 2 b、 バ ックヨーク 3 4 3 bの順で表されるループからなる、 磁気的に 2つの閉ループを CT/JP95/00075 構成している。
リング形強磁性体 3 5 1 a及び 3 5 1 bは、 直方形超電導体 3 4 1 a〜3 4 1 dと対向する部分の面積が、 直方形超電導体 3 4 1 a〜3 4 1 d内で磁束 （図示 せず） をピン止めしている領域の面積よりも小さくなるよう、 その大きさを決定 する。
このように構成することで、 可動部 3 5 0は、 回転自由、 かつ、 所定の空隙を もって安定に吊り下げられる。 また、 先に示した実施例と異なり、 直方形超電導 体 3 4 1 a〜3 4 1 dを可動部 3 5 0の回転中心と 4 5。 の角度を持って配置す ることにより、 可動部 3 5 0のアキシャル方向とスラスト方向の浮上剛性及び安 定性を高めることができる。 したがって、 別途モータなどの回転駆動機構を本実 施例に組み合わせることにより、 容易に高剛性と高安定性を図った磁気轴受を構 成することができる。
また、 円形断面を持つリング形強磁性体 3 5 1 a及び 3 5 1 bと強磁性体 3 5 2とを組み合わせるだけで可動部 3 5 0を構成できるので、 可動部 3 5 0の製作 が非常に容易になる。 し力、し、 可動部 3 5 0の両端の形状は、 特にこれと限定す るものではない。
また、 本実施例では浮上力及び浮上安定性を高めるために、 固定部 3 4 0にバ ィァス用の直方形永久磁石 3 4 2 a〜3 4 2 d、 バックヨーク 3 4 3 a及び 3 4 3 bを具備しているが、 これらを省いたり、 バックヨーク 3 4 3 a及び 3 4 3 b のみ、 または直方形永久磁石 3 4 2 a〜3 4 2 dのみとしても磁気軸受を構成す ることができる。 勿論、 パックヨーク 3 4 3 aと 3 4 3 bは一体物としても良い 更に、 直方形超電導体 3 4 1 a〜3 4 1 dとバイアス用の直方形永久磁石 3 4
2 a ~ 3 4 2 dは直方形である必要がなく、 円柱形の物を用いても良い。
第 2 3図は本発明の第 1 7実施例を示す磁気浮上装置の断面図であり、 磁気蚰 受への応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 3 6 0は強力なピン止め力を有する超電導体
3 6 1 a及び 3 6 1 bと蚰方向に着磁された永久磁石 3 6 2 a及び 3 6 2 b、 バ ックヨーク 3 6 3とで構成される。 一方、 浮上体である可動部 3 7 0は、 鼓形で CT/JP9S/00075 その両端に複数の円形溝を彫って歯部を形成してある歯付き強磁性体 3 7 1で構 成される。 ただし、 保冷容器及び回転躯動機構は図示していない。
磁束は、 永久磁石 3 6 2 a、 超電導体 3 6 l a、 空隙を介して歯付き強磁性体 3 7 1の左端歯部 3 7 1 a、 強磁性体 3 7 1の内部、 歯付き強磁性体 3 7 1の右 端歯部 3 7 1 b . 空隙を介して超電導体 3 6 1 b . 永久磁石 3 6 2 b、 バックョ ーク 3 6 3の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成している。
強磁性休 3 7 1の両端は、 それぞれ超電導体 3 6 1 a.及び 3 6 1 bと対向する 部分の面積が磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の面積よりも小さくなる よう、 かつ歯部表面をできるだけ多くの磁束が通るよう、 各歯の厚さ及び溝の幅 、 深さを決定する。
また、 上述のような磁束を絞る効果と、 磁束ピン止め領域の外側に強磁性体を 配置して得られる磁束を引っ張る効果とを併せ持つよう、 強磁性体 （歯付き） 3 7 1の両端の直径を、 永久磁石 3 6 2 a及び 3 6 2 bよりも大きくし、 かつ、 超 電導体 3 6 1 a及び 3 6 1 bの磁束ピン止めしていない、 あるいはピン止めされ た磁束が十分に少ない表面に対向する、 強磁性体 （歯付き） 3 7 1の両端部分に も歯を持たせている。
このように構成することで、 可動部 3 T 0は、 回転自由、 力、つ、 所定の空隙を 持って安定につり下げられる。
した力 <つて、 別途モータなどの回転駆動機構を本実施例に組み合わせることに より、 容易に磁気轴受を構成することができる。
本実施例の磁気浮上装置は単独で用いてもよいが、 複数用いて、 より浮上力の 高い、 あるいは長尺の浮上装置としてもよい。
なお、 本実施例でも可動部 3 7 0の回転により磁束を切ることがない。 即ち、 基本的に強磁性体 （歯付き） 3 7 1の両端には渦電流が発生しないので、 ケィ素 鋼板の積層など渦電対策を実施する必要がない。
また、 本実施例では浮上力及び浮上安定性を高めるために、 固定部 3 6 0にバ ィァス用の永久磁石 3 6 2 a、 3 6 2 b及びバックヨーク 3 6 3を具備している 力、 これらを省いたり、 ノ ックヨーク 3 6 3のみ、 または永久磁石 3 6 2 a及び 3 6 2 bのみとしても磁気蚰受を構成することができる。 実施例に永久磁石を付加したものである。 超電導体 4 1 1に 2つの永久磁石 4 1 2 a及び 4 1 2 b、 バックヨーク 4 1 3とを付加した構成である。 磁束は、 永久 磁石 4 1 2 a、 超電導体 4 1 1、 空隙を介して積層強磁性体 4 0 1、 空隙を介し て超電導体 4 1 1、 永久磁石 4 1 2 b、 バックヨーク 4 1 3の経路を通り、 磁気 的に閉ループを構成している。
なお、 本実施例では、 漏れ磁束をできるだけ'减らすために、 2つの永久磁石 4 1 2 a . 4 1 2 b及びバックヨーク 4 1 3を超電導体 4 1 1の直下に配置してい るが、 これを複数配置しても良いし、 1つの永久磁石と超電導体 4 1 1に接する 2つのヨークとで構成してもよい。
さらに、 本実施例では、 浮上力及び浮上安定性を高めるために、 可動部 4 1 0 にバイアス用の永久磁石 4 1 2 a及び 4 1 2 b、 バックヨーク 4 1 3を具備して いる力く、 これらを省いたり、 ノ ックヨーク 4 1 3のみ、 またはバイアス用の永久 磁石 4 1 2 a及び 4 1 2 bのみとしても良い。 永久磁石の配置も、 本実施例に限 定するものではない。 固定部 4 0 0の支持台 4 0 2は強磁性かまたは非磁性のい ずれかの材料で製作してもよいことは言うまでもない。
上記実施例で示した超電導体と強磁性体とでなる磁気浮上装置を、 電磁石と強 磁性体、 電磁石と永久磁石、 超電導体と永久磁石、 あるいは超電導体と電磁石と からなる通常の磁気浮上装置と組み合わせることで、 装置全体における制御の簡 略化、 性能向上を図ることができることは言うまでもない。
更に、 上記実施例では超電導体の冷媒として液体窒素を使用しているが、 超電 導休の臨界温度が十分高ければ、 その温度に応じて液体酸素等の別の冷媒を用い ても良い。 また、 超電導体の臨界温度が常温よりも高い場合は、 保冷容器及び冷 媒は用いなくても良い。
上記実施例によれば、 少なくとも高温の超電導体と強磁性体の組み合わせのみ で、 無制御で、 非接触かつ安定な浮上を行うことができる。 し力、も、 機械的強度 が高く、 シンプルで、 かつ低コストであり、 設計の自由度も大きな磁気浮上装置 を提供することができる。
特に、 磁気浮上装置を軸受としてもつ電力貯蔵用フライホイールに、 本発明を 適用する場合、 可動部であるフライホイールに永久磁石を取り付ける必要がない 第 2 4図は本発明の第 1 8実施例を示す磁気浮上装置の斜視図であり、 磁気浮 上搬送装置への応用例である。
この図に示すように、 主に固定部 3 8 0は、 ケィ素鋼板などの積層強磁性体 3 8 1を 4個と、 これらを支持する支持台 3 8 2とで構成される。 一方、 浮上体で ある可動部 3 9 0は、 強力なピン止め力を有する超電導体 3 9 1で構成される。 ただし、 駆動機構及び保冷容器は図示していない。
磁束は、 超電導体 3 9 1、 空隙を介して積層強磁性体 3 8 1、 空隙を介して超 電導体 3 9 1の経路を通り、 磁気的に閉ループを構成している。
積層強磁性体 3 8 1は、 超電導体 3 9 1と対向する部分の面積が超電導体 3 9 1内で磁束 （図示せず） をピン止めしている領域の面積よりも小さくなるよう、 かつ歯部表面をできるだけ多くの磁束が通るよう、 各歯の厚さ及び歯間距離、 高 さを決定する。
また、 上述のような磁束を絞る効果と、 第 1 7実施例のような磁束ピン止め領 域の外側に強磁性体を配置するときの効果とを併せ持つよう、 超電導体 3 9 1の 磁束をピン止めしていない、 あるいはピン止めされた磁束が十分に少ない表面に 対向する、 固定部 3 8 0の部分にも積層強磁性体 3 8 1を配置している。
このように構成することで、 可動部 3 9 0は、 積層強磁性体 3 8 1の敷設方向 に自由に移動可能、 力、つ、 所定の空隙を持って安定につり下げられる。
したがって、 別途駆動機構とワーク支持部を組み合わせれば、 容易に磁気浮上 搬送装置を構成することができる。
なお、 可動部 3 9 0の移動速度が遅い場合など固定部 3 8 0、 特に積層強磁性 体 （歯部） 3 8 1の透磁率が高い必要はなく、 または、 渦電流による損失を無視 できる場合には、 歯部 3 8 1を鐧塊から切り出して製作してもよい。
本実施例の磁気浮上装置は、 単独で用いてもよいが、 複数用いて、 より浮上力 の高い、 あるいは長尺の浮上装置としてもよい。
また、 一部の例を除き、 可動部と固定部の役割を入れ替える、 すなわち、 実施 例で固定部と説明したものを可動部とし、 可動部と説明したものを固定部として もよい。
第 2 5図は本発明の第 1 9実施例を示す磁気浮上装置の斜視図であり、 第 1 8
2 3 したがって、 永久磁石の機械強度でホイールの回転速度が限定されてしまうこ ともなくなる。
なお、 本発明は前記実施例に限定されるものではなく、 本発明の趣旨に基づい て種々変形させることが可能であり、 それらを本発明の範囲から排除するもので はない。 産業上の利用可能性
磁気浮上装置は、 磁気蚰受、 搬送装置、 電力貯蔵用フライホイール等に適用す ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 固定部に対し所定の空隙を介して可動部を対向させ磁気の作用により前記可 動部を非接触で浮上させる磁気浮上装置において、
前記固定部又は前記可動部のいずれか一方に磁場中で臨界温度以下に冷却して 磁束をピン止め状態にした領域を少なくとも 1個所有する超電導体を少なくとも 1個設け、 他方に前記超電導体にピン止めされた磁束を通じる強磁性体を少なく とも 1個設けたことを特徴とする磁気浮上装置。
2 . 前記強磁性体は前記超電導体に対する対向面の面積を前記超電導体のビン止 め領域の面積より小さくしたことを特徴とする請求項 1記載の磁気浮上装置。
3 . 前記強磁性体は前記超電導体の磁束を前記ビン止め領域から前記超電導体の 端部に通じるバイパスを備えたことを特徴とする請求項 1又は 2記載の磁気浮上
4 . 前記強磁性体の対向面である先端部を前記超電導体のピン止め領域から前記 空隙の長さ方向とは直角方向に前記超電導体の対向面の範囲内でずらして配置し たことを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかの項に記載の磁気浮上装置。
5 . 前記超電導体又は前記強磁性体の少なくとも一方は前記空隙とは反対側に閉 磁気回路を形成する磁性体を備えたことを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか の項に記載の磁気浮上装置。
6 . 前記超電導体は前記空隙と反対側にバイァス用の永久磁石又は電磁石を付加 したことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかの項に記載の磁気浮上装置。
7 . 前記永久磁石又は前記電磁石は前記磁束のピン止め領域形成時に用いたもの であることを特徴とする請求項 6記載の磁気浮上装置。
8 . 前記電磁石の励磁電流を調整して前記ピン止め磁束量を調整することを特徴 とする請求項 7記載の磁気浮上装置。
9 . 前記超電導体を固定部とし、 前記強磁性体を酉転可能に配置した可動部とし たことを特徴とする請求項 1乃至 8のいずれかの項に記載の磁気浮上装置。
1 0 . 前記可動部は回転軸に固定された円板部とこの円板部の外周から轴方向に 同心に固定された円筒部を有する前記強磁性休からなり、 前記固定部は前記強磁 性体の円筒部の肉厚より大きい寸法の対向面をもつブロック状の超電導体を少な くとも 2悃前記円筒部の端面に対向させて設け、 前記ブロ ンク状の超電導体の反 空隙側に前記円筒部の径と略同大の円板状の磁性体を固定したものからなること を特徴とする請求項 9記載の磁気浮上装置。
1 1 . 前記固定部は前記ブロック状の超電導体と前記円板状の磁性体との間に铀 方向に磁極をもつプロック状の永久磁石を磁極が交互に異方向になるように配置 した請求項 1 0記載の磁気浮上装置。
1 2 . 前記可動部は回転蚰の一部に大径部をもつ形状の前記強磁性体からなり、 前記固定部は前記回転軸の端面に対向した位置に前記端面の直径より大きい直径 をもつ円板状の前記超電導休を対向させ、 さらに前記回転軸の大径部外周にリン グ状の前記超電導体を対向させ、 力ップ状の磁性体の底面に前記円板状の超電導 体の反空隙側を固定させるとともに、 前記カップ状の磁性体の内周面に前記リン グの超電導体の外周面を固定させたことを特徴とする請求項 9記載の磁気浮上装 置。
1 3 . 前記固定部は前記円板状の超電導体と前記カップ状の磁性体底面との間に 前記超電導体の直径より小さく、 かつ、 铀方向に磁極をもつ円柱状の永久磁石を 設け、 前記リング状の超電導体の外周面と前記力ップ状の磁性体の内周面との間 に径方向に磁極をもつリング状の永久磁石を設けたことを特徴とする請求項 1 2 記載の磁気浮上装置。
1 4 . 前記可動部は回転轴に少なくとも 2個の円板を同心にかつ軸方向に間隔を もつて固定した前記強磁性体からなり、 前記固定部は前記強磁性体の円板の外周 にそれぞれ空隙をもって配置し、 かつ、 铀方向の幅が前記強磁性体の幅より大き いリング状の超電導体からなる請求項 9記載の磁気浮上装置。
1 5 . 前記固定部は前記リ ング状の超電導体の外周部に半径方向に磁極をもつ永 久磁石を交互に異極となるように少なくとも 4個設け、 さらにその外周にリング 状の磁性体を設けたことを特徴とする請求項 1 4記載の磁気浮上装置。
1 6 . 前記強磁性体を長尺の固定部とし、 前記超電導体を可動部として、 前記強 磁性体または前記超電導体のいずれか一方に電磁誘導により直線的に移動する駆 動手段を付加したことを特徴とする請求項 1乃至 8 ·の何れかの項に記載の磁気浮
1 7 . 前記固定部は二つの先端部を有する略コ字状の断面をもつ強磁性体からな り、 前記可動部は前記強磁性体の二つの先端部間の長さより長い幅をもつ直方形 の超電導体を前記先端部に対向して配置したことを特徴とする請求項 1 6記載の 磁気浮上装置。
1 8 . 前記可動部は空隙方向に磁極をもつ 2個のブロック状の永久磁石を前記超 電導休の反空隙側に間隔を設けて異極になるように固定し、 さらに前記 2個の永 久磁石の反固定側を磁性体で結合したことを特徴とする請求項 1 7記載の磁気浮 上装置。
1 9 . 前記固定部は長尺の磁性体の表面に前記強磁性体の幅方向の長さより小さ い寸法の矩形断面を有する長尺の強磁性体を少なくとも 4個幅方向に等間隔に固 定したものからなり、 前記可動部は両外側に設けた前記強磁性体間の長さより長 い辺をもつ直方体の前記超電導体からなることを特徴とする請求項 1 6記載の磁 気浮上装置。
2 0 . 前記可動部は前記超電導体の反空隙側に空隙方向に磁極をもつ 2個の方形 の永久磁石を前記固定部の長手方向に異極となるように配置し、 前記 2個の永久 磁石の反固定側を磁性体で結合したことを特徴とする請求項 1 9記載の磁気浮上
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104730906A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 宝玑表有限公司 磁性定心器件

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5747426A (en) * 1995-06-07 1998-05-05 Commonwealth Research Corporation High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors
JPH10285835A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Nippon Furaihoiile Kk フライホイール電源装置
DE19808738A1 (de) * 1998-03-02 1999-09-09 Access Ev Vorrichtung zur berührungslosen Lagerung und/oder Positionierung
US6416215B1 (en) 1999-12-14 2002-07-09 University Of Kentucky Research Foundation Pumping or mixing system using a levitating magnetic element
DE29905259U1 (de) * 1999-03-22 1999-06-10 Emhart Inc., Newark, Del. Schweißvorrichtung mit einem Feldformer
AU5210300A (en) * 1999-04-27 2000-11-10 Gebruder Decker Gmbh & Co. Kg Device for treating silicon wafers
JP3408203B2 (ja) * 1999-07-08 2003-05-19 日興商事株式会社 自動開口製袋方法およびその装置
JP3094104B1 (ja) * 1999-08-31 2000-10-03 工業技術院長 超電導磁気浮上輸送システム
US6758593B1 (en) * 2000-10-09 2004-07-06 Levtech, Inc. Pumping or mixing system using a levitating magnetic element, related system components, and related methods
US8332553B2 (en) * 2000-09-21 2012-12-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for accessing a contacts database and telephone services
US7055120B2 (en) * 2000-12-06 2006-05-30 Cadence Design Systems, Inc. Method and apparatus for placing circuit modules
US20030034987A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-20 William Webb Handheld computer having moveable segments that can be adjusted to affect a size of the handheld computer
US7692667B2 (en) * 2001-08-17 2010-04-06 Palm, Inc. Handheld computer having moveable segments that are interactive with an integrated display
US6800321B1 (en) * 2002-05-29 2004-10-05 The Regents Of The University Of California Reduced AC losses in HTS coated conductors
US6822879B2 (en) 2002-08-06 2004-11-23 Emcore Corporation Embedded electromagnetic interference shield
JP2004364392A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Canon Inc リニアモータ、及びこれを備えるステージ装置、露光装置並びにデバイス製造方法
US7865180B2 (en) * 2003-06-23 2011-01-04 Palm, Inc. Automated telephone conferencing method and system
US7617779B2 (en) * 2004-11-15 2009-11-17 Sandor Shapery Linear brushless D.C. motor with stationary armature and field and with integratable magnetic suspension
US7969054B2 (en) * 2005-05-23 2011-06-28 Central Japan Railway Company Superconductivity utilizing support mechanism, and permanent magnet utilizing support mechanism
JP2007020387A (ja) * 2005-06-07 2007-01-25 Maguneo Giken:Kk 超伝導非接触回転装置
CN1876959B (zh) * 2005-06-08 2011-08-03 上海磁浮交通工程技术研究中心 低速(城际)磁浮车辆的悬浮磁铁冷却方法及其装置
US7963228B2 (en) 2007-03-13 2011-06-21 Sandor Wayne Shapery Magnetic suspension system with integrable propulsion
US8069792B2 (en) * 2007-08-01 2011-12-06 Sandor Wayne Shapery System and method for capturing energy from a railcar
US8528487B2 (en) * 2007-08-01 2013-09-10 Sandor Wayne Shapery Wayne Shapery System and method for operating a vehicle in multiple transportation networks
US8126519B2 (en) * 2007-08-31 2012-02-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Housing for mobile computing device having construction to slide and pivot into multiple positions
AU2010229810B2 (en) * 2009-03-26 2014-05-01 Sandor Wayne Shapery Method and system for transportation using a magnetic bearing structure
US8850989B2 (en) 2010-12-03 2014-10-07 Sandor Wayne Shapery Magnetic levitation assembly
US8820246B2 (en) 2011-12-16 2014-09-02 Sandor Wayne Shapery Method and system for transportation using a rail structure
CN103023389A (zh) * 2012-12-24 2013-04-03 哈尔滨工业大学 一种基于超导磁通钉扎连接的模块化可重构方法及装置
DE112014006700B4 (de) 2014-07-02 2022-12-29 Festo Se & Co. Kg Transportsystem
EP3168976B1 (en) 2015-11-11 2018-05-16 Airbus Operations GmbH Inspection apparatus and inspection system for inspecting access-restricted spaces and areas
US11008127B2 (en) * 2016-10-31 2021-05-18 Zing-Pac, Inc. Floating platen system
ES2827898B2 (es) * 2019-10-08 2025-02-12 Zeleros Global S L Sistema matricial de suspension electromagnetica para vehiculos de transporte
CN115132059A (zh) * 2022-08-04 2022-09-30 陕西超导新材料科技有限公司 一种超导旋转模型
CN118889725B (zh) * 2024-07-17 2025-02-28 四川天舜动力科技有限公司 一种高温超导磁悬浮动力旋翼系统及其飞行器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3493274A (en) * 1967-12-18 1970-02-03 Little Inc A Magnetic support systems
JPH05240248A (ja) * 1992-02-27 1993-09-17 Ntn Corp 超電導磁気軸受装置
JPH0678412A (ja) * 1992-08-25 1994-03-18 Toshiba Corp 超電導磁気支持装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4797386A (en) * 1987-04-22 1989-01-10 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Labs Superconductor-magnet induced separation
US4939120A (en) * 1988-08-01 1990-07-03 Cornell Research Foundation, Inc. Superconducting rotating assembly
US4917736A (en) * 1989-03-20 1990-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of transforming a passive ferromagnetic material into a permanent magnet
US5319275A (en) * 1990-09-17 1994-06-07 Maglev Technology, Inc. Magnetic levitation self-regulating systems having enhanced stabilization forces
US5177387A (en) * 1990-12-04 1993-01-05 University Of Houston-University Park High temperature superconducting magnetic bearings
US5159219A (en) * 1991-05-16 1992-10-27 University Of Houston-University Park Opposed-magnet bearing with interposed superconductor
US5256637A (en) * 1991-07-22 1993-10-26 Mechanical Technology Inc. Superconducting coil bearings for rotor load
JP2547287B2 (ja) * 1991-07-30 1996-10-23 株式会社四国総合研究所 超電導軸受装置
DE69208558T2 (de) * 1991-08-06 1996-09-19 Koyo Seiko Co Lagervorrichtung
US5220232A (en) * 1991-09-03 1993-06-15 Allied Signal Aerospace Stacked magnet superconducting bearing
US5270601A (en) * 1991-10-17 1993-12-14 Allied-Signal, Inc. Superconducting composite magnetic bearings
US5540116A (en) * 1993-03-03 1996-07-30 University Of Chicago Low-loss, high-speed, high-TC superconducting bearings
US5342825A (en) * 1993-07-16 1994-08-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Passive superconducting bearing system
US5532532A (en) * 1993-09-17 1996-07-02 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Hermetically sealed superconducting magnet motor
US5495221A (en) * 1994-03-09 1996-02-27 The Regents Of The University Of California Dynamically stable magnetic suspension/bearing system
US5729066A (en) * 1995-09-22 1998-03-17 General Electric Company Combined radial and axial magnetic bearings

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3493274A (en) * 1967-12-18 1970-02-03 Little Inc A Magnetic support systems
JPH05240248A (ja) * 1992-02-27 1993-09-17 Ntn Corp 超電導磁気軸受装置
JPH0678412A (ja) * 1992-08-25 1994-03-18 Toshiba Corp 超電導磁気支持装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Electricity Society, Vol. 112, No. 10, October 1992 (10.92), pages 801 to 804, Fig. 6. *
Journal of Precision Engineering Society, Vol. 58, No. 11, November 1992 (11.92), page 2, upper right Figure. *
See also references of EP0695027A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104730906A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 宝玑表有限公司 磁性定心器件

Also Published As

Publication number Publication date
EP0695027A1 (en) 1996-01-31
US5923109A (en) 1999-07-13
US5757098A (en) 1998-05-26
EP0695027A4 (en) 1997-10-08

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