JP2000065062A - 磁気軸受装置の回転体共振抑制装置 - Google Patents
磁気軸受装置の回転体共振抑制装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転体の共振を抑制することの可能な磁気軸
受装置の回転体共振抑制装置を提供する。 【解決手段】 調整空間部２１内には、調整マス部材
３１を内装させる。調整マス部材３１は、設計上共振を
抑制するのに必要な質量が確保出来るものとする。例え
ばプラスドライバにより調整マス部材３１を所要位置ま
でねじ込む。調整マス部材３１の螺進退操作、即ち軸方
向位置の移動によって回転体１自体の固有振動数を調整
できるので、回転体１の回転時の共振を効果的に抑制で
きる。
受装置の回転体共振抑制装置を提供する。 【解決手段】 調整空間部２１内には、調整マス部材
３１を内装させる。調整マス部材３１は、設計上共振を
抑制するのに必要な質量が確保出来るものとする。例え
ばプラスドライバにより調整マス部材３１を所要位置ま
でねじ込む。調整マス部材３１の螺進退操作、即ち軸方
向位置の移動によって回転体１自体の固有振動数を調整
できるので、回転体１の回転時の共振を効果的に抑制で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気軸受装置の回転
体共振抑制装置に係わり、特に回転体の共振を抑制する
ことの可能な磁気軸受装置の回転体共振抑制装置に関す
る。
体共振抑制装置に係わり、特に回転体の共振を抑制する
ことの可能な磁気軸受装置の回転体共振抑制装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、所定の回転中心線上で回転され
る各種の回転体は、それぞれに固有振動数を有してお
り、通常、その回転数に依存した振動現象、いわゆる共
振作用をともなうことが知られている。このような共振
作用は、磁気軸受スピンドル装置においても例外ではな
く、たとえ回転駆動中に回転体を磁気力の制御によって
無接触状態で回転中心上に保持してはいても、加えられ
る外乱等に対して振動の発生を必ずしも抑制できない場
合がある。
る各種の回転体は、それぞれに固有振動数を有してお
り、通常、その回転数に依存した振動現象、いわゆる共
振作用をともなうことが知られている。このような共振
作用は、磁気軸受スピンドル装置においても例外ではな
く、たとえ回転駆動中に回転体を磁気力の制御によって
無接触状態で回転中心上に保持してはいても、加えられ
る外乱等に対して振動の発生を必ずしも抑制できない場
合がある。
【０００３】例えば、回転体の回転数の整数倍である高
調波と回転体の弾性１次振動周波数とが一致する場合等
がこれに相当し、回転体に共振を生じて振動する。かか
る振動を生じた場合には、磁気軸受スピンドル装置は保
護ベアリングと接触したり、定格回転数まで上昇しない
恐れを生ずる。また、この磁気軸受スピンドル装置がな
んらかの加工等の動力源に用いられているときには、そ
の加工精度の低下を招く恐れもある。
調波と回転体の弾性１次振動周波数とが一致する場合等
がこれに相当し、回転体に共振を生じて振動する。かか
る振動を生じた場合には、磁気軸受スピンドル装置は保
護ベアリングと接触したり、定格回転数まで上昇しない
恐れを生ずる。また、この磁気軸受スピンドル装置がな
んらかの加工等の動力源に用いられているときには、そ
の加工精度の低下を招く恐れもある。
【０００４】そこで、従来の磁気軸受スピンドル装置で
は、共振振動の抑制対策として、共振振動を吸収又は緩
衝するために、例えば、種々の形態による動吸振器等を
付設するようにしている。
は、共振振動の抑制対策として、共振振動を吸収又は緩
衝するために、例えば、種々の形態による動吸振器等を
付設するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
動吸振器を用いる場合には、ある程度までの共振周波数
範囲に対応させるために、それぞれに異なった振動周波
数を吸収又は緩衝し得る複数種類の動吸振器を用意する
必要があった。また、磁気軸受スピンドル装置への付設
も容易ではなく、併せて、熟練者による振動周波数対応
の調整を必要とする等の好ましくない課題を有するもの
であった。
動吸振器を用いる場合には、ある程度までの共振周波数
範囲に対応させるために、それぞれに異なった振動周波
数を吸収又は緩衝し得る複数種類の動吸振器を用意する
必要があった。また、磁気軸受スピンドル装置への付設
も容易ではなく、併せて、熟練者による振動周波数対応
の調整を必要とする等の好ましくない課題を有するもの
であった。
【０００６】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、回転体の共振を抑制することの可能な磁
気軸受装置の回転体共振抑制装置を提供することを目的
とする。
されたもので、回転体の共振を抑制することの可能な磁
気軸受装置の回転体共振抑制装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、回転
体を磁気浮上により軸受け保持しつつ回転駆動させる磁
気軸受装置において、前記回転体の内部に該回転体の中
心軸を中心として形成された調整空間部と、該調整空間
部内の所要軸方向位置に内装される所要質量の調整マス
部材と、該調整マス部材の軸方向重心位置を変更調整す
る調整手段とを備えて構成した。
体を磁気浮上により軸受け保持しつつ回転駆動させる磁
気軸受装置において、前記回転体の内部に該回転体の中
心軸を中心として形成された調整空間部と、該調整空間
部内の所要軸方向位置に内装される所要質量の調整マス
部材と、該調整マス部材の軸方向重心位置を変更調整す
る調整手段とを備えて構成した。
【０００８】回転体の内部に、回転体の中心軸を中心と
して形成された調整空間部を設ける。そして、この調整
空間部内には、所要質量の調整マス部材を所要軸方向位
置に内装する。ここで、所要質量とは、回転体の共振を
抑制するのに望ましい質量であり、主に回転体の形状と
の関係で定められる。また、所要軸方向位置とは、回転
体の共振を抑制するのに望ましい軸方向位置である。例
えば、一例をあげると、弾性モードの共振時に共振の腹
の位置付近に質量の中心が存在するか、あるいは質量の
中心を移すようにすれば共振は相当程度抑えられる。
して形成された調整空間部を設ける。そして、この調整
空間部内には、所要質量の調整マス部材を所要軸方向位
置に内装する。ここで、所要質量とは、回転体の共振を
抑制するのに望ましい質量であり、主に回転体の形状と
の関係で定められる。また、所要軸方向位置とは、回転
体の共振を抑制するのに望ましい軸方向位置である。例
えば、一例をあげると、弾性モードの共振時に共振の腹
の位置付近に質量の中心が存在するか、あるいは質量の
中心を移すようにすれば共振は相当程度抑えられる。
【０００９】調整マス部材は、固体、液体、粉体を問わ
ない。調整手段では、調整マス部材の調整空間部内での
軸方向重心位置を変更調整する。軸方向重心位置とした
のは、液体、粉体の場合のような流動体の場合をも考慮
したからである。液体、粉体の場合は、回転体全体に減
衰効果を奏することも可能となる。固体の場合には、重
心に限定せずに外形の位置を変更調整してもよい。以上
により、回転体の固有振動数を容易に変更でき、回転時
の共振を抑制することが出来る。
ない。調整手段では、調整マス部材の調整空間部内での
軸方向重心位置を変更調整する。軸方向重心位置とした
のは、液体、粉体の場合のような流動体の場合をも考慮
したからである。液体、粉体の場合は、回転体全体に減
衰効果を奏することも可能となる。固体の場合には、重
心に限定せずに外形の位置を変更調整してもよい。以上
により、回転体の固有振動数を容易に変更でき、回転時
の共振を抑制することが出来る。
【００１０】また、本発明は、前記調整空間部は、内周
面に雌ネジが形成され、前記調整マス部材は、該調整空
間部内の雌ネジと螺合するよう外周面に雄ネジが配設さ
れ、前記調整手段は、前記調整マス部材を螺進退操作し
て、前記調整空間部内での前記調整マス部材の軸方向重
心位置を調整できるようにしたことを特徴とする。
面に雌ネジが形成され、前記調整マス部材は、該調整空
間部内の雌ネジと螺合するよう外周面に雄ネジが配設さ
れ、前記調整手段は、前記調整マス部材を螺進退操作し
て、前記調整空間部内での前記調整マス部材の軸方向重
心位置を調整できるようにしたことを特徴とする。
【００１１】調整空間部内に調整マス部材を内装させ
る。そして、調整空間部の内周面に雌ネジを形成し、調
整マス部材の外周面には、この雌ネジと螺合するよう雄
ネジを形成する。調整手段では、調整マス部材を螺進退
操作して軸方向重心位置を調整する。このときの螺進退
操作は、ドライバ等により所要軸方向位置までねじ込む
ようにしてもよいし、また冷所で所定の遊びを持たせた
状態で所要軸方向位置まで予めねじ込んだ後、常温まで
体膨張させることにより固定するようにしてもよい。
る。そして、調整空間部の内周面に雌ネジを形成し、調
整マス部材の外周面には、この雌ネジと螺合するよう雄
ネジを形成する。調整手段では、調整マス部材を螺進退
操作して軸方向重心位置を調整する。このときの螺進退
操作は、ドライバ等により所要軸方向位置までねじ込む
ようにしてもよいし、また冷所で所定の遊びを持たせた
状態で所要軸方向位置まで予めねじ込んだ後、常温まで
体膨張させることにより固定するようにしてもよい。
【００１２】また、調整マス部材は、調整空間部の材質
よりも比較的弾性変形しやすい材料にて成形することに
より、回転時に、遠心力にて調整マス部材が膨張し、調
整空間部と嵌合出来るようにしてもよい。この場合、回
転数を落とせば遠心力による膨張もおさまり挿脱可能と
なる。以上により、回転時の共振を安価にかつ簡単に抑
制することが出来る。
よりも比較的弾性変形しやすい材料にて成形することに
より、回転時に、遠心力にて調整マス部材が膨張し、調
整空間部と嵌合出来るようにしてもよい。この場合、回
転数を落とせば遠心力による膨張もおさまり挿脱可能と
なる。以上により、回転時の共振を安価にかつ簡単に抑
制することが出来る。
【００１３】更に、本発明は、前記調整マス部材は、軸
方向に磁極を有する所要質量の永久磁石であり、前記調
整手段は、前記調整マス部材の一端と前記調整空間部内
の奥端間に取り付けられて該調整マス部材を弾性力によ
り伸縮させる弾性保持部と、前記調整マス部材の他端に
該調整マス部材の他端と所定距離隔てて固定された軸方
向に磁極を有する軸方向位置調整用電磁石とを備え、該
軸方向位置調整用電磁石により前記調整マス部材を吸引
又は反発して前記調整空間部内での前記調整マス部材の
軸方向重心位置を調整することを特徴とする。
方向に磁極を有する所要質量の永久磁石であり、前記調
整手段は、前記調整マス部材の一端と前記調整空間部内
の奥端間に取り付けられて該調整マス部材を弾性力によ
り伸縮させる弾性保持部と、前記調整マス部材の他端に
該調整マス部材の他端と所定距離隔てて固定された軸方
向に磁極を有する軸方向位置調整用電磁石とを備え、該
軸方向位置調整用電磁石により前記調整マス部材を吸引
又は反発して前記調整空間部内での前記調整マス部材の
軸方向重心位置を調整することを特徴とする。
【００１４】永久磁石である調整マス部材の一端と調整
空間部内の奥端間に弾性保持部を固着する。そして、調
整マス部材の他端に、調整マス部材の他端と所定距離隔
てて固定された軸方向に磁極を有する軸方向位置調整用
電磁石を配設する。軸方向位置調整用電磁石により調整
マス部材を吸引又は反発して、調整空間部内での調整マ
ス部材の軸方向重心位置を調整する。軸方向位置調整用
電磁石の励磁は、予め定めた大きさの定電流で駆動すれ
ば簡易的に回転時の共振を抑制することが出来る。ま
た、この電流の大きさは、設定変更出来るようにしても
よい。
空間部内の奥端間に弾性保持部を固着する。そして、調
整マス部材の他端に、調整マス部材の他端と所定距離隔
てて固定された軸方向に磁極を有する軸方向位置調整用
電磁石を配設する。軸方向位置調整用電磁石により調整
マス部材を吸引又は反発して、調整空間部内での調整マ
ス部材の軸方向重心位置を調整する。軸方向位置調整用
電磁石の励磁は、予め定めた大きさの定電流で駆動すれ
ば簡易的に回転時の共振を抑制することが出来る。ま
た、この電流の大きさは、設定変更出来るようにしても
よい。
【００１５】このことにより、回転体の回転中において
も軸方向位置調整用電磁石の励磁電流を変更すること
で、調整マス部材の軸方向重心位置を調整することが可
能となり、実運転に即した微調整が行える。
も軸方向位置調整用電磁石の励磁電流を変更すること
で、調整マス部材の軸方向重心位置を調整することが可
能となり、実運転に即した微調整が行える。
【００１６】更に、本発明は、前記調整マス部材は、軸
方向に磁極を有する所要質量の永久磁石であり、前記調
整手段は、前記調整マス部材の一端と対峙する面同士が
同極となるよう前記調整空間部内の奥端に固定した戻し
用永久磁石と、前記調整マス部材の他端に該調整マス部
材の他端と所定距離隔てて固定された軸方向に磁極を有
する軸方向位置調整用電磁石とを備え、該軸方向位置調
整用電磁石により前記調整マス部材を吸引又は反発して
前記調整空間部内での前記調整マス部材の軸方向重心位
置を調整することを特徴とする。
方向に磁極を有する所要質量の永久磁石であり、前記調
整手段は、前記調整マス部材の一端と対峙する面同士が
同極となるよう前記調整空間部内の奥端に固定した戻し
用永久磁石と、前記調整マス部材の他端に該調整マス部
材の他端と所定距離隔てて固定された軸方向に磁極を有
する軸方向位置調整用電磁石とを備え、該軸方向位置調
整用電磁石により前記調整マス部材を吸引又は反発して
前記調整空間部内での前記調整マス部材の軸方向重心位
置を調整することを特徴とする。
【００１７】調整マス部材の一端と対峙する面同士が同
極となるよう、戻し用永久磁石を調整空間部内の奥端に
固定する。戻し用永久磁石は、予め設定された位置まで
調整マス部材を戻すように作用する。軸方向位置調整用
電磁石により調整マス部材を吸引又は反発して、調整空
間部内での調整マス部材の軸方向重心位置を調整する。
このことにより、回転体の回転中においても調整マス部
材の軸方向重心位置を調整することが可能となる。
極となるよう、戻し用永久磁石を調整空間部内の奥端に
固定する。戻し用永久磁石は、予め設定された位置まで
調整マス部材を戻すように作用する。軸方向位置調整用
電磁石により調整マス部材を吸引又は反発して、調整空
間部内での調整マス部材の軸方向重心位置を調整する。
このことにより、回転体の回転中においても調整マス部
材の軸方向重心位置を調整することが可能となる。
【００１８】更に、本発明は、前記調整手段には、更に
前記回転体の半径方向位置を検出する半径方向位置セン
サを有し、該半径方向位置センサで検出した半径方向位
置に基づき前記軸方向位置調整用電磁石の励磁を制御
し、前記調整マス部材の軸方向重心位置を調整すること
を特徴とする。
前記回転体の半径方向位置を検出する半径方向位置セン
サを有し、該半径方向位置センサで検出した半径方向位
置に基づき前記軸方向位置調整用電磁石の励磁を制御
し、前記調整マス部材の軸方向重心位置を調整すること
を特徴とする。
【００１９】調整マス部材の軸方向位置は、半径方向位
置センサで検出した半径方向位置に基づき制御する。半
径方向位置センサで回転体の半径方向位置を監視すれ
ば、共振の程度を把握出来る。半径方向位置センサの設
置は回転体の上側と下側の２箇所に配設するのが望まし
いが、いずれかのみ又は予め推定される共振の腹に相当
する位置のみに配設してもよい。
置センサで検出した半径方向位置に基づき制御する。半
径方向位置センサで回転体の半径方向位置を監視すれ
ば、共振の程度を把握出来る。半径方向位置センサの設
置は回転体の上側と下側の２箇所に配設するのが望まし
いが、いずれかのみ又は予め推定される共振の腹に相当
する位置のみに配設してもよい。
【００２０】検知された回転体の共振のモードや大きさ
から判断して、最適な調整マス部材の軸方向位置を演算
し、その位置まで軸方向位置調整用電磁石の励磁を制御
する。このことにより、運転状況や環境の変化によら
ず、自動的に共振を抑制出来る。
から判断して、最適な調整マス部材の軸方向位置を演算
し、その位置まで軸方向位置調整用電磁石の励磁を制御
する。このことにより、運転状況や環境の変化によら
ず、自動的に共振を抑制出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。各実施形態は、磁気軸受スピン
ドル装置を例に説明するが、本発明は磁気軸受を利用し
たすべての装置に適用可能である。
基づき詳細に説明する。各実施形態は、磁気軸受スピン
ドル装置を例に説明するが、本発明は磁気軸受を利用し
たすべての装置に適用可能である。
【００２２】図１に本発明の第１実施形態の概略構成図
を示す。図１において、回転体１は、フロント側半径方
向位置制御用電磁石３とリア側半径方向位置制御用電磁
石５の電磁力により、半径方向に軸受支持されつつ半径
方向位置調整されるようになっている。そして、フロン
ト側の半径方向位置は、半径方向位置センサ７で検出さ
れた位置信号に基づき位置調整されるようになってい
る。一方、リア側の半径方向位置は、半径方向位置セン
サ９で検出された位置信号に基づき位置調整されるよう
になっている。
を示す。図１において、回転体１は、フロント側半径方
向位置制御用電磁石３とリア側半径方向位置制御用電磁
石５の電磁力により、半径方向に軸受支持されつつ半径
方向位置調整されるようになっている。そして、フロン
ト側の半径方向位置は、半径方向位置センサ７で検出さ
れた位置信号に基づき位置調整されるようになってい
る。一方、リア側の半径方向位置は、半径方向位置セン
サ９で検出された位置信号に基づき位置調整されるよう
になっている。
【００２３】また、回転体１には金属ディスク１１が固
定されており、金属ディスク１１を挟んで軸方向に配設
された１対の軸方向位置制御用電磁石１３により軸方向
に位置調整されるようになっている。回転体１は、モー
タ１５により回転駆動されるようになっている。
定されており、金属ディスク１１を挟んで軸方向に配設
された１対の軸方向位置制御用電磁石１３により軸方向
に位置調整されるようになっている。回転体１は、モー
タ１５により回転駆動されるようになっている。
【００２４】更に、回転体１の内部には、回転中心軸線
Ａ−Ａを中心に調整空間部２１が所要の長さ範囲で形成
され、かつその内周面には雌ネジ２３が施されている。
また、この調整空間部２１内には雌ネジ２３と螺合する
ようその外周面に雄ネジ３３が施された調整マス部材３
１が内装されるようになっている。調整マス部材３１の
一方の端面には、係合溝３５（プラスドライバが用いら
れる場合はプラスネジ係合溝、六角レンチが用いられる
場合は六角係合溝）が施されており、プラスドライバ
（若しくは六角レンチ）により所要軸方向位置までねじ
込まれるようになっている。
Ａ−Ａを中心に調整空間部２１が所要の長さ範囲で形成
され、かつその内周面には雌ネジ２３が施されている。
また、この調整空間部２１内には雌ネジ２３と螺合する
ようその外周面に雄ネジ３３が施された調整マス部材３
１が内装されるようになっている。調整マス部材３１の
一方の端面には、係合溝３５（プラスドライバが用いら
れる場合はプラスネジ係合溝、六角レンチが用いられる
場合は六角係合溝）が施されており、プラスドライバ
（若しくは六角レンチ）により所要軸方向位置までねじ
込まれるようになっている。
【００２５】次に動作を説明する。調整空間部２１内に
は、調整マス部材３１を内装させる。調整マス部材３１
は、設計上共振を抑制するのに必要な質量が確保出来る
ものとする。調整空間部２１の雌ネジ２３に沿って、調
整マス部材３１の雄ネジ３３を螺合させつつ係合溝３５
を利用して、例えばプラスドライバにより調整マス部材
３１を所要位置までねじ込む。調整マス部材３１の材料
は、回転体１よりも柔らかな弾性変形し易い材質を用い
ると、高速回転時の遠心力により膨張して調整空間部２
１内周面に圧接されるため、軸方向への位置ずれが起こ
りにくくなるため望ましい。
は、調整マス部材３１を内装させる。調整マス部材３１
は、設計上共振を抑制するのに必要な質量が確保出来る
ものとする。調整空間部２１の雌ネジ２３に沿って、調
整マス部材３１の雄ネジ３３を螺合させつつ係合溝３５
を利用して、例えばプラスドライバにより調整マス部材
３１を所要位置までねじ込む。調整マス部材３１の材料
は、回転体１よりも柔らかな弾性変形し易い材質を用い
ると、高速回転時の遠心力により膨張して調整空間部２
１内周面に圧接されるため、軸方向への位置ずれが起こ
りにくくなるため望ましい。
【００２６】ここで、調整空間部２１内への調整マス部
材３１のねじ込み抵抗については、比較的高く設定する
ことで、回転中の振動等でずれを生ずることのないよう
にするのが好ましい。また、必要に応じて、調整マス部
材３１をあらかじめ冷却することにより、その有効外径
をできるだけ縮小させた状態で、ねじ込み抵抗を減少さ
せる等の方法を講ずるのが望ましい。
材３１のねじ込み抵抗については、比較的高く設定する
ことで、回転中の振動等でずれを生ずることのないよう
にするのが好ましい。また、必要に応じて、調整マス部
材３１をあらかじめ冷却することにより、その有効外径
をできるだけ縮小させた状態で、ねじ込み抵抗を減少さ
せる等の方法を講ずるのが望ましい。
【００２７】以上により、調整マス部材３１の螺進退操
作、即ち軸方向位置の移動によって回転体１自体の固有
振動数を任意に調整、かつ微細に変更できるので、回転
体１の回転時の共振を効果的に抑制できる。
作、即ち軸方向位置の移動によって回転体１自体の固有
振動数を任意に調整、かつ微細に変更できるので、回転
体１の回転時の共振を効果的に抑制できる。
【００２８】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。図２に本発明の第２実施形態の簡略構成図を示
す。尚、図１と同一要素のものについては同一符号を付
して説明は省略する。図２において、調整空間部２１内
の奥端には、弾性保持部としてのバネ部材４１の一端が
固定されている。そして、バネ部材４１の他端は、永久
磁石を用いた調整マス部材５１の例えばＮ極面と固定さ
れている。また、調整空間部２１の開口端側には、調整
マス部材５１の例えばＳ極面と対峙して所定の間隙を隔
てて軸方向位置調整用電磁石６１が固定されている。
する。図２に本発明の第２実施形態の簡略構成図を示
す。尚、図１と同一要素のものについては同一符号を付
して説明は省略する。図２において、調整空間部２１内
の奥端には、弾性保持部としてのバネ部材４１の一端が
固定されている。そして、バネ部材４１の他端は、永久
磁石を用いた調整マス部材５１の例えばＮ極面と固定さ
れている。また、調整空間部２１の開口端側には、調整
マス部材５１の例えばＳ極面と対峙して所定の間隙を隔
てて軸方向位置調整用電磁石６１が固定されている。
【００２９】コントローラ６３には、半径方向位置セン
サ９で検出された半径方向位置信号が入力され、この半
径方向位置信号に基づき共振の大きさや共振モードが推
定され、調整マス部材５１の最適な軸方向位置（又は軸
方向重心位置）が演算されるようになっている。そし
て、その演算結果に基づき軸方向位置調整用電磁石６１
が励磁されるようになっている。
サ９で検出された半径方向位置信号が入力され、この半
径方向位置信号に基づき共振の大きさや共振モードが推
定され、調整マス部材５１の最適な軸方向位置（又は軸
方向重心位置）が演算されるようになっている。そし
て、その演算結果に基づき軸方向位置調整用電磁石６１
が励磁されるようになっている。
【００３０】次に動作を説明する。半径方向位置センサ
９で検出された位置信号に基づき、コントローラ６３で
共振を防止可能な調整マス部材５１の最適な軸方向位置
を演算する。そして、その演算結果に基づき軸方向位置
調整用電磁石６１を励磁する。調整マス部材５１は、こ
のときの励磁により軸方向へ吸引又は反発され移動す
る。調整マス部材５１は、バネ部材４１により予め定め
た定位置まで戻るように戻し力が働く。このときの定位
置は、設計上予め予測した共振を抑えるのに最も効果的
な位置を選ぶのが望ましい。
９で検出された位置信号に基づき、コントローラ６３で
共振を防止可能な調整マス部材５１の最適な軸方向位置
を演算する。そして、その演算結果に基づき軸方向位置
調整用電磁石６１を励磁する。調整マス部材５１は、こ
のときの励磁により軸方向へ吸引又は反発され移動す
る。調整マス部材５１は、バネ部材４１により予め定め
た定位置まで戻るように戻し力が働く。このときの定位
置は、設計上予め予測した共振を抑えるのに最も効果的
な位置を選ぶのが望ましい。
【００３１】以上により、回転体１の固有振動数を自動
的にかつ微細に調整できるようになるため、回転時の共
振を効果的に抑制できる。なお、第２実施形態では、フ
ィードバック制御で電磁石６１の磁力を制御するように
したが、フィードバックによらず、電磁石６１の磁力を
定電流で直接的に制御するようにしてもよい。この場合
には、簡易的に共振を抑えることができる。また、運転
中の回転体１の固有振動数の変更も可能となる。
的にかつ微細に調整できるようになるため、回転時の共
振を効果的に抑制できる。なお、第２実施形態では、フ
ィードバック制御で電磁石６１の磁力を制御するように
したが、フィードバックによらず、電磁石６１の磁力を
定電流で直接的に制御するようにしてもよい。この場合
には、簡易的に共振を抑えることができる。また、運転
中の回転体１の固有振動数の変更も可能となる。
【００３２】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。図３に本発明の第３実施形態の簡略構成図を示
す。尚、図１及び図２と同一要素のものについては同一
符号を付して説明は省略する。図３において、調整マス
部材５１の一端と対峙する面同士が同極となるよう、戻
し用永久磁石５３が調整空間部２１内の奥端に固定され
ている。
する。図３に本発明の第３実施形態の簡略構成図を示
す。尚、図１及び図２と同一要素のものについては同一
符号を付して説明は省略する。図３において、調整マス
部材５１の一端と対峙する面同士が同極となるよう、戻
し用永久磁石５３が調整空間部２１内の奥端に固定され
ている。
【００３３】次に動作を説明する。軸方向位置調整用電
磁石６１により調整マス部材５１を吸引又は反発して、
調整空間部２１内での調整マス部材５１の軸方向位置を
調整する。このとき、戻し用永久磁石５３は、予め設定
された位置まで調整マス部材５１を戻すように作用す
る。このことにより、回転体１の回転中においても調整
マス部材５１の軸方向保持位置を調整することが可能と
なる。
磁石６１により調整マス部材５１を吸引又は反発して、
調整空間部２１内での調整マス部材５１の軸方向位置を
調整する。このとき、戻し用永久磁石５３は、予め設定
された位置まで調整マス部材５１を戻すように作用す
る。このことにより、回転体１の回転中においても調整
マス部材５１の軸方向保持位置を調整することが可能と
なる。
【００３４】次に、本発明の第４実施形態について説明
する。図４に本発明の第４実施形態の簡略構成図を示
す。尚、図１及び図２と同一要素のものについては同一
符号を付して説明は省略する。図４において、調整空間
部２１の奥端に永久磁石７１が固定されている。そし
て、この調整空間部２１内に設けられた閉塞部７３には
磁性流体が充填されている。
する。図４に本発明の第４実施形態の簡略構成図を示
す。尚、図１及び図２と同一要素のものについては同一
符号を付して説明は省略する。図４において、調整空間
部２１の奥端に永久磁石７１が固定されている。そし
て、この調整空間部２１内に設けられた閉塞部７３には
磁性流体が充填されている。
【００３５】次に動作を説明する。軸方向保持位置調整
用電磁石６１により磁性流体中の各磁性粒を吸引する。
このときに吸引される磁性粒の凝集に伴い、軸方向の質
量分布即ち重心位置が変化する。このことにより、回転
体１の固有振動数が変わり共振を抑制することが出来
る。
用電磁石６１により磁性流体中の各磁性粒を吸引する。
このときに吸引される磁性粒の凝集に伴い、軸方向の質
量分布即ち重心位置が変化する。このことにより、回転
体１の固有振動数が変わり共振を抑制することが出来
る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
調整空間部内に所要質量の調整マス部材を内装させて、
調整手段により調整マス部材の軸方向位置を調整可能と
したために、回転体のもつ固有振動数を容易に変更で
き、これによって共振等の振動を効果的に抑制すること
が出来る。また、従来の動吸収器の場合のように、複数
の共振周波数に合わせた数量を用意する必要がなく、部
品点数の削減が可能になる。
調整空間部内に所要質量の調整マス部材を内装させて、
調整手段により調整マス部材の軸方向位置を調整可能と
したために、回転体のもつ固有振動数を容易に変更で
き、これによって共振等の振動を効果的に抑制すること
が出来る。また、従来の動吸収器の場合のように、複数
の共振周波数に合わせた数量を用意する必要がなく、部
品点数の削減が可能になる。
【００３７】
【図１】 本発明の第１実施形態の概略構成図
【図２】 本発明の第２実施形態の概略構成図
【図３】 本発明の第３実施形態の概略構成図
【図４】 本発明の第４実施形態の概略構成図
１ 回転体 ３、５ 半径方向位置制御用電磁石 ７、９ 半径方向位置センサ １１ 金属ディスク １３ 軸方向位置制御用電磁石 １５ モータ ２１ 調整空間部 ２３ 雌ネジ ３１ 調整マス部材 ３３ 雄ネジ ３５ 係合溝 ４１ バネ部材 ５１ 調整マス部材（永久磁石） ６１ 軸方向位置調整用電磁石 ６３ コントローラ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J048 AD05 BF01 CB17 EA31 3J102 AA01 BA03 CA02 DA09 DB05 5H605 AA04 BB05 CC04 EB01 EB37 5H607 AA04 BB01 BB14 DD06 GG19 GG29 HH01
Claims (5)
- 【請求項１】 回転体を磁気浮上により軸受け保持しつ
つ回転駆動させる磁気軸受装置において、前記回転体の
内部に該回転体の中心軸を中心として形成された調整空
間部と、該調整空間部内の所要軸方向位置に内装される
所要質量の調整マス部材と、該調整マス部材の軸方向重
心位置を変更調整する調整手段とを備えたことを特徴と
する磁気軸受装置の回転体共振抑制装置。 - 【請求項２】 前記調整空間部は、内周面に雌ネジが形
成され、前記調整マス部材は、該調整空間部内の雌ネジ
と螺合するよう外周面に雄ネジが配設され、前記調整手
段は、前記調整マス部材を螺進退操作して、前記調整空
間部内での前記調整マス部材の軸方向重心位置を調整で
きるようにしたことを特徴とする請求項１記載の磁気軸
受装置の回転体共振抑制装置。 - 【請求項３】 前記調整マス部材は、軸方向に磁極を有
する所要質量の永久磁石であり、前記調整手段は、前記
調整マス部材の一端と前記調整空間部内の奥端間に取り
付けられて該調整マス部材を弾性力により伸縮させる弾
性保持部と、前記調整マス部材の他端に該調整マス部材
の他端と所定距離隔てて固定された軸方向に磁極を有す
る軸方向位置調整用電磁石とを備え、該軸方向位置調整
用電磁石により前記調整マス部材を吸引又は反発して前
記調整空間部内での前記調整マス部材の軸方向重心位置
を調整することを特徴とする請求項１記載の磁気軸受装
置の回転体共振抑制装置。 - 【請求項４】 前記調整マス部材は、軸方向に磁極を有
する所要質量の永久磁石であり、前記調整手段は、前記
調整マス部材の一端と対峙する面同士が同極となるよう
前記調整空間部内の奥端に固定した戻し用永久磁石と、
前記調整マス部材の他端に該調整マス部材の他端と所定
距離隔てて固定された軸方向に磁極を有する軸方向位置
調整用電磁石とを備え、該軸方向位置調整用電磁石によ
り前記調整マス部材を吸引又は反発して前記調整空間部
内での前記調整マス部材の軸方向重心位置を調整するこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気軸受装置の回転体共
振抑制装置。 - 【請求項５】 前記調整手段には、更に前記回転体の半
径方向位置を検出する半径方向位置センサを有し、該半
径方向位置センサで検出した半径方向位置に基づき前記
軸方向位置調整用電磁石の励磁を制御し、前記調整マス
部材の軸方向重心位置を調整することを特徴とする請求
項３又は請求項４記載の磁気軸受装置の回転体共振抑制
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10227760A JP2000065062A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 磁気軸受装置の回転体共振抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10227760A JP2000065062A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 磁気軸受装置の回転体共振抑制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065062A true JP2000065062A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16865956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10227760A Pending JP2000065062A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 磁気軸受装置の回転体共振抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000065062A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012055887A (ja) | 2004-09-28 | 2012-03-22 | Basf Se | 混合混練機並びに、混合混練機を使用してポリ（メタ）アクリレートを製造する方法 |
| WO2012054168A2 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Baker Hughes Incorporated | Tuned bearing |
| JP5541464B2 (ja) * | 2009-02-18 | 2014-07-09 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
| WO2019111335A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 株式会社 東芝 | 制振装置 |
| KR20220081570A (ko) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | 국방과학연구소 | 고유 진동수 조정 장치 및 이를 포함하는 고속 회전 장치 |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP10227760A patent/JP2000065062A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012055887A (ja) | 2004-09-28 | 2012-03-22 | Basf Se | 混合混練機並びに、混合混練機を使用してポリ（メタ）アクリレートを製造する方法 |
| JP5541464B2 (ja) * | 2009-02-18 | 2014-07-09 | 株式会社島津製作所 | ターボ分子ポンプ |
| GB2498322B (en) * | 2010-10-21 | 2017-05-17 | Baker Hughes Inc | Tuned Bearing |
| US8342821B2 (en) | 2010-10-21 | 2013-01-01 | Baker Hughes Incorporated | Tuned bearing |
| GB2498322A (en) * | 2010-10-21 | 2013-07-10 | Baker Hughes Inc | Tuned Bearing |
| WO2012054168A3 (en) * | 2010-10-21 | 2012-06-14 | Baker Hughes Incorporated | Tuned bearing |
| WO2012054168A2 (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | Baker Hughes Incorporated | Tuned bearing |
| WO2019111335A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 株式会社 東芝 | 制振装置 |
| WO2019111950A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 株式会社 東芝 | 制振装置 |
| JPWO2019111950A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2020-11-26 | 株式会社東芝 | 制振装置 |
| EP3722635A4 (en) * | 2017-12-05 | 2022-01-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | VIBRATION DAMPING DEVICE |
| KR20220081570A (ko) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | 국방과학연구소 | 고유 진동수 조정 장치 및 이를 포함하는 고속 회전 장치 |
| KR102444175B1 (ko) * | 2020-12-09 | 2022-09-16 | 국방과학연구소 | 고유 진동수 조정 장치 및 이를 포함하는 고속 회전 장치 |
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