JP2000205260A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- 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
- F16C32/044—Active magnetic bearings
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
-
- 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
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- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
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- F16C32/0465—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受損失の極めて小さな磁気軸受装置を提供
すること。 【解決手段】 ４つのステータコア１０に囲まれた回転
軸１は、これらのステータコア１０に吸引されて非接触
でラジアル方向に回転可能に支持される。この際、ステ
ータコア１０の磁極部分１０ｆは、先端に向かって回転
軸１の円周方向に関する幅が広くなっているとともに隣
接する磁極部分１０ｆが隙間なく配置されているので、
磁極部分１０ｆから回転軸１に及ぶ磁場の強度分布が磁
極部分１０ｆのエッジに集中することを防止して回転軸
１に均一な磁場を形成できることになり、回転軸１の回
転に際しての渦電流損失を低減し、軸受損失を減少させ
ることができる。
すること。 【解決手段】 ４つのステータコア１０に囲まれた回転
軸１は、これらのステータコア１０に吸引されて非接触
でラジアル方向に回転可能に支持される。この際、ステ
ータコア１０の磁極部分１０ｆは、先端に向かって回転
軸１の円周方向に関する幅が広くなっているとともに隣
接する磁極部分１０ｆが隙間なく配置されているので、
磁極部分１０ｆから回転軸１に及ぶ磁場の強度分布が磁
極部分１０ｆのエッジに集中することを防止して回転軸
１に均一な磁場を形成できることになり、回転軸１の回
転に際しての渦電流損失を低減し、軸受損失を減少させ
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気吸引力を利用
して回転体を非接触で回転自在に支持する磁気軸受装置
に関する。
して回転体を非接触で回転自在に支持する磁気軸受装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、米国特許第４，９８３，８６９
号公報に開示されているラジアル磁気軸受の構造を説明
する図である。
号公報に開示されているラジアル磁気軸受の構造を説明
する図である。
【０００３】このラジアル磁気軸受は、回転軸１０１の
周りに４つの馬蹄形状のステータコア１１０を配置して
いる。各ステータコア１１０の周囲には、コイルが巻線
してあり、各ステータコア１１０の両端には、回転軸１
０１の周面に対向してＮ極とＳ極とが形成されることに
なる。
周りに４つの馬蹄形状のステータコア１１０を配置して
いる。各ステータコア１１０の周囲には、コイルが巻線
してあり、各ステータコア１１０の両端には、回転軸１
０１の周面に対向してＮ極とＳ極とが形成されることに
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５のラジア
ル磁気軸受では、ステータの電磁極の極性が回転軸の円
周方向（回転方向）の周面において交番することがない
が、回転軸の円周方向の周面において磁極が存在する部
分とそうでない部分とが繰返すことになる。つまり、回
転軸が回転する際には、その表面で磁場強度が周期的に
変化し、渦電流損失が発生するので、これが軸受損失の
原因となってしまう。
ル磁気軸受では、ステータの電磁極の極性が回転軸の円
周方向（回転方向）の周面において交番することがない
が、回転軸の円周方向の周面において磁極が存在する部
分とそうでない部分とが繰返すことになる。つまり、回
転軸が回転する際には、その表面で磁場強度が周期的に
変化し、渦電流損失が発生するので、これが軸受損失の
原因となってしまう。
【０００５】そこで、本発明は、軸受損失の極めて小さ
な磁気軸受装置を提供することを目的とする。
な磁気軸受装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る第１の磁気軸受装置は、少なくとも表
層部が磁性体で形成されている回転軸と、軸方向に延び
た磁性鋼板の円周方向の積層体で形成されるコアと当該
コアの周囲に巻き付けられた励磁用コイルとをそれぞれ
有する複数の電磁部材を、各電磁部材の磁極部分の磁極
面が前記回転軸に対向するとともに当該磁極部分の極性
が揃うように円周方向周りに配置してなるラジアル電磁
部材群とを備えるラジアル磁気軸受装置であって、前記
磁極部分は、前記磁極面に向かって前記回転軸の円周方
向に関する幅が広くなっていることを特徴とする。
め、本発明に係る第１の磁気軸受装置は、少なくとも表
層部が磁性体で形成されている回転軸と、軸方向に延び
た磁性鋼板の円周方向の積層体で形成されるコアと当該
コアの周囲に巻き付けられた励磁用コイルとをそれぞれ
有する複数の電磁部材を、各電磁部材の磁極部分の磁極
面が前記回転軸に対向するとともに当該磁極部分の極性
が揃うように円周方向周りに配置してなるラジアル電磁
部材群とを備えるラジアル磁気軸受装置であって、前記
磁極部分は、前記磁極面に向かって前記回転軸の円周方
向に関する幅が広くなっていることを特徴とする。
【０００７】上記した第１の磁気軸受装置では、前記磁
極部分が、前記磁極面に向かって積層状態で前記回転軸
の円周方向に関する幅が広くなっているので、前記磁極
部分から回転軸に及ぶ磁場の強度分布が前記磁極部分の
エッジに集中することを防止できる。よって、均一な磁
場を回転軸に形成できることになり、回転軸の回転に際
しての渦電流損失を低減し、軸受損失を減少させること
ができる。
極部分が、前記磁極面に向かって積層状態で前記回転軸
の円周方向に関する幅が広くなっているので、前記磁極
部分から回転軸に及ぶ磁場の強度分布が前記磁極部分の
エッジに集中することを防止できる。よって、均一な磁
場を回転軸に形成できることになり、回転軸の回転に際
しての渦電流損失を低減し、軸受損失を減少させること
ができる。
【０００８】なお、磁極部分は、磁極面に向かって幅が
広くなっているので、コアが回転軸の円周方向に積層さ
れている場合、円周方向の両端で積層体が分離しやすく
なる。これを防止するため、コアの軸方向の端面に積層
体の分離を防止するための保護板状部材を設けることが
好ましい。
広くなっているので、コアが回転軸の円周方向に積層さ
れている場合、円周方向の両端で積層体が分離しやすく
なる。これを防止するため、コアの軸方向の端面に積層
体の分離を防止するための保護板状部材を設けることが
好ましい。
【０００９】また、本発明に係る第２の磁気軸受装置
は、少なくとも表層部が磁性体で形成されている回転軸
と、軸方向に延びた磁性鋼板の円周方向の積層体で形成
されるコアと当該コアの周囲に巻き付けられた励磁用コ
イルとをそれぞれ有する複数の電磁部材を、該電磁部材
の磁極部分の磁極面が前記回転軸に対向するとともに当
該磁極部分の極性が揃うように円周方向周りに配置して
なるラジアル電磁部材群とを備えるラジアル磁気軸受装
置であって、前記磁極面は、前記回転軸の円周方向周り
にそれぞれ略隙間なく配置されていることを特徴とす
る。
は、少なくとも表層部が磁性体で形成されている回転軸
と、軸方向に延びた磁性鋼板の円周方向の積層体で形成
されるコアと当該コアの周囲に巻き付けられた励磁用コ
イルとをそれぞれ有する複数の電磁部材を、該電磁部材
の磁極部分の磁極面が前記回転軸に対向するとともに当
該磁極部分の極性が揃うように円周方向周りに配置して
なるラジアル電磁部材群とを備えるラジアル磁気軸受装
置であって、前記磁極面は、前記回転軸の円周方向周り
にそれぞれ略隙間なく配置されていることを特徴とす
る。
【００１０】上記した第２の磁気軸受装置では、前記磁
極部分が、前記回転軸の円周方向周りにそれぞれ略隙間
なく配置されているので、前記磁極部分から回転軸に連
続的な強度分布の磁場を形成することができる。よっ
て、各磁極部分より出る制御に必要な変動磁場を除け
ば、均一な磁場を回転軸に形成できることになり、回転
軸の回転に際しての渦電流損失を低減し、軸受損失を減
少させることができる。
極部分が、前記回転軸の円周方向周りにそれぞれ略隙間
なく配置されているので、前記磁極部分から回転軸に連
続的な強度分布の磁場を形成することができる。よっ
て、各磁極部分より出る制御に必要な変動磁場を除け
ば、均一な磁場を回転軸に形成できることになり、回転
軸の回転に際しての渦電流損失を低減し、軸受損失を減
少させることができる。
【００１１】なお、上記第１及び第２の磁気軸受装置に
おいて、コアを構成する磁性鋼板の積層体の一部断面に
永久磁石を配置することができる。これにより、励磁用
コイルにバイアス電流を流す必要がなくなり、電力損失
を低減することができる。
おいて、コアを構成する磁性鋼板の積層体の一部断面に
永久磁石を配置することができる。これにより、励磁用
コイルにバイアス電流を流す必要がなくなり、電力損失
を低減することができる。
【００１２】また、回転軸のラジアル電磁部材群に対す
る半径方向の位置を検出する位置センサと、この位置セ
ンサの出力信号に基づいて励磁用コイルに流す制御電流
を調整する制御装置とを設けることにより、回転軸を常
に所望の位置に保持することができる。
る半径方向の位置を検出する位置センサと、この位置セ
ンサの出力信号に基づいて励磁用コイルに流す制御電流
を調整する制御装置とを設けることにより、回転軸を常
に所望の位置に保持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態につき説明する。図１は、実施形態の磁気軸受装
置をその軸心に沿って切断して示す縦断面図である。
施形態につき説明する。図１は、実施形態の磁気軸受装
置をその軸心に沿って切断して示す縦断面図である。
【００１４】ハウジング１００ｂ、１００ｃ内において
回転自在に支持されている回転軸１の略中央には、半径
方向に延在するフランジ部８０が形成されている。この
フランジ部８０は、スラスト磁気軸受の一部を構成す
る。フランジ部８０を挟んで回転軸１の両側部分の外周
には、ラジアル磁気軸受の一部を構成する一対のロータ
コア２が配置されている。これらのロータコア２は、Ｉ
型磁性鋼板の円周方向積層体からなり、各ロータコア２
の外周に配置された保持部材３によって締まり嵌めで締
め付けられており、軸線方向両側の固定リング４によっ
て回転軸１に対して固定されている。
回転自在に支持されている回転軸１の略中央には、半径
方向に延在するフランジ部８０が形成されている。この
フランジ部８０は、スラスト磁気軸受の一部を構成す
る。フランジ部８０を挟んで回転軸１の両側部分の外周
には、ラジアル磁気軸受の一部を構成する一対のロータ
コア２が配置されている。これらのロータコア２は、Ｉ
型磁性鋼板の円周方向積層体からなり、各ロータコア２
の外周に配置された保持部材３によって締まり嵌めで締
め付けられており、軸線方向両側の固定リング４によっ
て回転軸１に対して固定されている。
【００１５】各ロータコア２の半径方向外方において
は、ラジアル磁気軸受の一部を構成する電磁鋼板の円周
方向積層体であるステータコア１０が、ハウジング１０
０ｂに対して円周方向に等間隔で４つ配置されている。
は、ラジアル磁気軸受の一部を構成する電磁鋼板の円周
方向積層体であるステータコア１０が、ハウジング１０
０ｂに対して円周方向に等間隔で４つ配置されている。
【００１６】３つ以上であれば足りるこのステータコア
１０は、軸線方向に延在する基部と半径方向内方に延在
するヨークとからなる断面Ｌ字状の本体部材１０ｃと、
本体部材１０ｃから半径方向内方に延在する断面Ｉ字状
のヨーク部材１０ｄとからなり、全体としてコ字形とな
っている。本体部材１０ｃとヨーク部材１０ｄとの間
（馬蹄状のステータコア１０の断面一部）には、バイア
ス磁束発生用の平板状の永久磁石２０が配置されてい
る。本体部材１０ｃのヨーク部とヨーク部材１０ｄに
は、磁束調節用の励磁コイル３２がそれぞれ巻き付けら
れている。ステータコア１０のうちロータコア２に対向
する面は、磁極面になっている。なお、ハウジング１０
０ｂ、１００ｃ内において回転軸１の軸方向両端に対向
して配置された半径方向変位センサー５は、回転軸１の
半径方向位置を感知する。
１０は、軸線方向に延在する基部と半径方向内方に延在
するヨークとからなる断面Ｌ字状の本体部材１０ｃと、
本体部材１０ｃから半径方向内方に延在する断面Ｉ字状
のヨーク部材１０ｄとからなり、全体としてコ字形とな
っている。本体部材１０ｃとヨーク部材１０ｄとの間
（馬蹄状のステータコア１０の断面一部）には、バイア
ス磁束発生用の平板状の永久磁石２０が配置されてい
る。本体部材１０ｃのヨーク部とヨーク部材１０ｄに
は、磁束調節用の励磁コイル３２がそれぞれ巻き付けら
れている。ステータコア１０のうちロータコア２に対向
する面は、磁極面になっている。なお、ハウジング１０
０ｂ、１００ｃ内において回転軸１の軸方向両端に対向
して配置された半径方向変位センサー５は、回転軸１の
半径方向位置を感知する。
【００１７】さらに、この磁気軸受装置は、スラスト磁
気軸受の一部として、回転軸１に設けられたフランジ部
８０の軸方向両面に対向して同心で設置される断面コ字
状の磁性材質の円環体４０と、断面コ字状円環体４０の
断面一部において同心で介在されれる円環状永久磁石５
０と、断面コ字状円環体４０の溝部に巻き回される励磁
コイル６０とを備える。
気軸受の一部として、回転軸１に設けられたフランジ部
８０の軸方向両面に対向して同心で設置される断面コ字
状の磁性材質の円環体４０と、断面コ字状円環体４０の
断面一部において同心で介在されれる円環状永久磁石５
０と、断面コ字状円環体４０の溝部に巻き回される励磁
コイル６０とを備える。
【００１８】円環体４０は、半径方向に延在する基部と
軸線方向に延在するヨークとからなる断面Ｌ字状の本体
部材４０ｃと、本体部材４０ｃから軸線方向に延在する
断面Ｉ字状の環状ヨーク部４０ｄとからなり、一対の支
持部材５４０を介してハウジング１００ｂに取付けられ
ている。なお、ハウジング１００ｂ、１００ｃ内におい
て回転軸１の一方の軸方向端に対向して配置された軸方
向変位センサー７０は、フランジ部８０の軸方向位置を
感知する。
軸線方向に延在するヨークとからなる断面Ｌ字状の本体
部材４０ｃと、本体部材４０ｃから軸線方向に延在する
断面Ｉ字状の環状ヨーク部４０ｄとからなり、一対の支
持部材５４０を介してハウジング１００ｂに取付けられ
ている。なお、ハウジング１００ｂ、１００ｃ内におい
て回転軸１の一方の軸方向端に対向して配置された軸方
向変位センサー７０は、フランジ部８０の軸方向位置を
感知する。
【００１９】ハウジング１００ｂ、１００ｃの開口側に
は、モータハウジング１９０が固定されている。このモ
ータハウジング１９０内には、ステータ９０ａが配置さ
れており、それに対向して回転軸１の小径部１ａには、
ロータ９０ｂが配置されている。これらステータ９０ａ
とロータ９０ｂとは駆動用モータ９０を構成する。ま
た、回転軸１の軸方向両端に形成された小径部１ａの半
径方向外方には、通常はそれに当接しないタッチダウン
軸受１００ａが配置されてハウジング１００ｃ及びモー
タハウジング１９０に固定されている。
は、モータハウジング１９０が固定されている。このモ
ータハウジング１９０内には、ステータ９０ａが配置さ
れており、それに対向して回転軸１の小径部１ａには、
ロータ９０ｂが配置されている。これらステータ９０ａ
とロータ９０ｂとは駆動用モータ９０を構成する。ま
た、回転軸１の軸方向両端に形成された小径部１ａの半
径方向外方には、通常はそれに当接しないタッチダウン
軸受１００ａが配置されてハウジング１００ｃ及びモー
タハウジング１９０に固定されている。
【００２０】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して
得られた断面図であり、ステータコア１０の断面形状を
示している。
得られた断面図であり、ステータコア１０の断面形状を
示している。
【００２１】回転軸１の周りに均等に４つ配置されてい
るステータコア１０は、回転軸１に対向する裾部がそれ
ぞれ周方向に広がる形状を有している。つまり、ステー
タコア１０を構成するヨーク部材１０ｄの磁極部分１０
ｆは、その磁極面に向かって円周方向の幅が広くなって
いる。この結果、各ヨーク部材１０ｄの磁極部分１０ｆ
の回転軸１側に形成される磁極面ＭＳは、回転軸１の周
囲をほぼ切れ目なく囲むことになる。
るステータコア１０は、回転軸１に対向する裾部がそれ
ぞれ周方向に広がる形状を有している。つまり、ステー
タコア１０を構成するヨーク部材１０ｄの磁極部分１０
ｆは、その磁極面に向かって円周方向の幅が広くなって
いる。この結果、各ヨーク部材１０ｄの磁極部分１０ｆ
の回転軸１側に形成される磁極面ＭＳは、回転軸１の周
囲をほぼ切れ目なく囲むことになる。
【００２２】図３は、回転軸１の周りに４つ配置されて
いるステータコア１０の配置及び形状を説明する斜視図
である。ステータコア１０を構成する本体部材１０ｃの
裾部も、ヨーク部材１０ｄの裾部と同様に、その磁極面
に向かって円周方向の幅が広くなっている。この結果、
４つの本体部材１０ｃの磁極部分１０ｆの磁極面も、回
転軸１の周囲をほぼ途切れ目なく囲むことになる。
いるステータコア１０の配置及び形状を説明する斜視図
である。ステータコア１０を構成する本体部材１０ｃの
裾部も、ヨーク部材１０ｄの裾部と同様に、その磁極面
に向かって円周方向の幅が広くなっている。この結果、
４つの本体部材１０ｃの磁極部分１０ｆの磁極面も、回
転軸１の周囲をほぼ途切れ目なく囲むことになる。
【００２３】また、ステータコア１０の軸心方向の両端
面には、ステータコア１０を構成する積層体の分離を防
止するための分解阻止保護板１０ｇを設けている。ヨー
ク部材１０ｄの磁極部分１０ｆは、上述のように磁極面
（先端）に向かって幅が広くなっているので、円周方向
の両端で積層体が分離又は剥離しやすくなる。つまり、
ヨーク部材１０ｄを構成する積層体はエポキシ樹脂等に
よって相互に強固に接着されているが、磁極部分１０ｆ
では積層体の面積が小さくなってしまうので、磁気軸受
装置として使用中に積層体が剥離して破損してしまうお
それがある。これを防止するため、分解阻止保護板１０
ｇで積層体相互の接着を補強することとしている。
面には、ステータコア１０を構成する積層体の分離を防
止するための分解阻止保護板１０ｇを設けている。ヨー
ク部材１０ｄの磁極部分１０ｆは、上述のように磁極面
（先端）に向かって幅が広くなっているので、円周方向
の両端で積層体が分離又は剥離しやすくなる。つまり、
ヨーク部材１０ｄを構成する積層体はエポキシ樹脂等に
よって相互に強固に接着されているが、磁極部分１０ｆ
では積層体の面積が小さくなってしまうので、磁気軸受
装置として使用中に積層体が剥離して破損してしまうお
それがある。これを防止するため、分解阻止保護板１０
ｇで積層体相互の接着を補強することとしている。
【００２４】図４は、回転軸１に形成される磁界を模式
的に説明する図であり、図４（ａ）は本実施形態の磁気
軸受装置の磁界を示し、図４（ｂ）は従来の磁気軸受装
置の磁界を示す。図４（ａ）の装置の場合、回転軸１の
横断面には、略一様な磁界（点線）が形成される。つま
り、本実施形態のステータコア１０によれば、積層体を
構成する鋼板間のギャップを介して磁場が外側に誘導さ
れるので、磁場が適度に減衰し、回転軸１の全周に形成
される磁場の強度は結果的にほぼ一様となる。一方、図
４（ｂ）の装置の場合、回転軸１の横断面には、不均一
な磁界（点線）が形成される。つまり、従来のステータ
コア３１０によれば、円周方向両端のエッジ部分に磁場
が集中するので、回転軸１に形成される磁場の強度は不
均一となる。隣接するステータコア３１０が離間してい
る場合、図示のように回転軸１に形成される磁場が不連
続となり、隣接するステータコア３１０が近接している
場合、図示していないが回転軸１に形成される磁場が境
界部分で大きくなる。
的に説明する図であり、図４（ａ）は本実施形態の磁気
軸受装置の磁界を示し、図４（ｂ）は従来の磁気軸受装
置の磁界を示す。図４（ａ）の装置の場合、回転軸１の
横断面には、略一様な磁界（点線）が形成される。つま
り、本実施形態のステータコア１０によれば、積層体を
構成する鋼板間のギャップを介して磁場が外側に誘導さ
れるので、磁場が適度に減衰し、回転軸１の全周に形成
される磁場の強度は結果的にほぼ一様となる。一方、図
４（ｂ）の装置の場合、回転軸１の横断面には、不均一
な磁界（点線）が形成される。つまり、従来のステータ
コア３１０によれば、円周方向両端のエッジ部分に磁場
が集中するので、回転軸１に形成される磁場の強度は不
均一となる。隣接するステータコア３１０が離間してい
る場合、図示のように回転軸１に形成される磁場が不連
続となり、隣接するステータコア３１０が近接している
場合、図示していないが回転軸１に形成される磁場が境
界部分で大きくなる。
【００２５】図１〜図３に示す磁気軸受装置の動作につ
いて説明する。４つのステータコア１０に囲まれた回転
軸１は、これらのステータコア１０に適度な力で吸引さ
れて非接触でラジアル方向に回転可能に支持される。ま
た、一対の円環体４０に挟まれたフランジ部８０は、こ
れらの円環体４０に吸引されて非接触でスラスト方向に
支持される。この結果、磁気軸受装置として機能するよ
うになる。
いて説明する。４つのステータコア１０に囲まれた回転
軸１は、これらのステータコア１０に適度な力で吸引さ
れて非接触でラジアル方向に回転可能に支持される。ま
た、一対の円環体４０に挟まれたフランジ部８０は、こ
れらの円環体４０に吸引されて非接触でスラスト方向に
支持される。この結果、磁気軸受装置として機能するよ
うになる。
【００２６】この際、ステータコア１０の磁極部分１０
ｆは、先端に向かって回転軸１の円周方向に関する幅が
広くなっているとともに、隣接する磁極部分１０ｆが隙
間なく配置されているので、磁極部分１０ｆから回転軸
１に及ぶ磁場の強度分布が磁極部分１０ｆのエッジに集
中することを防止して回転軸１に均一な磁場を形成でき
ることになり、回転軸１の回転に際しての渦電流損失を
低減し、軸受損失を減少させることができる。
ｆは、先端に向かって回転軸１の円周方向に関する幅が
広くなっているとともに、隣接する磁極部分１０ｆが隙
間なく配置されているので、磁極部分１０ｆから回転軸
１に及ぶ磁場の強度分布が磁極部分１０ｆのエッジに集
中することを防止して回転軸１に均一な磁場を形成でき
ることになり、回転軸１の回転に際しての渦電流損失を
低減し、軸受損失を減少させることができる。
【００２７】次に、回転軸１の位置制御について説明す
る。回転軸１が、半径方向に永久磁石２０からの吸引力
がバランスした位置からずれたとき、そのずれ量を半径
方向変位センサー５が検出する。かかる場合、半径方向
変位センサー５は、不図示の制御装置に回転軸１のずれ
量に対応する信号（例えば半径方向変位センサー５から
回転軸１までの距離に相当する信号）を出力する。制御
装置は、目標位置からずれた回転軸１を目標位置に戻す
ように不図示の増幅器を介して一対の対向する励磁コイ
ル３１に制御電流を流す。なお、上記の制御装置は、半
径方向変位センサー５の検出するずれ量に基づき、回転
軸１の現在の位置が永久磁石２０の吸引力がバランスす
る位置と一致したときに、制御電流がゼロになるよう制
御電流を変更する、いわゆるフィードバック制御動作を
行う。その結果、回転軸１は永久磁石２０の吸引力がバ
ランスした位置に戻り、その状態での制御電流は、回転
軸の微少変動を抑える微分動作のみの微少電流となる。
る。回転軸１が、半径方向に永久磁石２０からの吸引力
がバランスした位置からずれたとき、そのずれ量を半径
方向変位センサー５が検出する。かかる場合、半径方向
変位センサー５は、不図示の制御装置に回転軸１のずれ
量に対応する信号（例えば半径方向変位センサー５から
回転軸１までの距離に相当する信号）を出力する。制御
装置は、目標位置からずれた回転軸１を目標位置に戻す
ように不図示の増幅器を介して一対の対向する励磁コイ
ル３１に制御電流を流す。なお、上記の制御装置は、半
径方向変位センサー５の検出するずれ量に基づき、回転
軸１の現在の位置が永久磁石２０の吸引力がバランスす
る位置と一致したときに、制御電流がゼロになるよう制
御電流を変更する、いわゆるフィードバック制御動作を
行う。その結果、回転軸１は永久磁石２０の吸引力がバ
ランスした位置に戻り、その状態での制御電流は、回転
軸の微少変動を抑える微分動作のみの微少電流となる。
【００２８】なお、スラスト方向についても、軸方向変
位センサー７０の出力に基づいて励磁コイル６０に供給
する制御電流が適宜調節されて、回転軸１の軸線方向の
位置制御が行われる。
位センサー７０の出力に基づいて励磁コイル６０に供給
する制御電流が適宜調節されて、回転軸１の軸線方向の
位置制御が行われる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１の
磁気軸受装置によれば、前記磁極部分が、前記電磁部材
の磁極面に向かって前記回転軸の円周方向に関する幅が
広くなっているので、前記磁極部分から回転軸に及ぶ磁
場の強度分布が前記磁極部分のエッジに集中することを
防止して均一な磁場を回転軸に形成できることになり、
回転軸の回転に際しての渦電流損失を低減し、軸受損失
を減少させることができる。
磁気軸受装置によれば、前記磁極部分が、前記電磁部材
の磁極面に向かって前記回転軸の円周方向に関する幅が
広くなっているので、前記磁極部分から回転軸に及ぶ磁
場の強度分布が前記磁極部分のエッジに集中することを
防止して均一な磁場を回転軸に形成できることになり、
回転軸の回転に際しての渦電流損失を低減し、軸受損失
を減少させることができる。
【００３０】また、第２の磁気軸受装置によれば、前記
磁極部分の磁極面が、前記回転軸の円周方向周りにそれ
ぞれ略隙間なく配置されているので、前記磁極部分から
回転軸に連続的な強度分布の磁場を形成することができ
る。よって、均一な磁場を回転軸に形成できることにな
り、回転軸の回転に際しての渦電流損失を低減し、軸受
損失を減少させることができる。
磁極部分の磁極面が、前記回転軸の円周方向周りにそれ
ぞれ略隙間なく配置されているので、前記磁極部分から
回転軸に連続的な強度分布の磁場を形成することができ
る。よって、均一な磁場を回転軸に形成できることにな
り、回転軸の回転に際しての渦電流損失を低減し、軸受
損失を減少させることができる。
【図１】実施形態の磁気軸受装置の内部構造を説明する
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示す装置のＡ−Ａ横断面図である。
【図３】ステータコアの形状を説明する斜視図である。
【図４】回転軸に形成される磁界を模式的に説明する図
である。
である。
【図５】従来の磁気軸受を説明する図である。
１ 回転軸 ２ ロータコア ３ 保持部材 ４ 固定リング ５ 半径方向変位センサー １０ ステータコア １０ｃ 本体部材 １０ｄ ヨーク部材 １０ｆ 磁極部分 １０ｇ 分解阻止保護板 ２０ 永久磁石 ３１,３２ 励磁コイル ４０ 断面コ字状円環体 ５０ 円環状永久磁石 ６０ 励磁コイル ７０ 軸方向変位センサー ８０ フランジ部
Claims (1)
- 【請求項１】 表層部が磁性体で形成されている回転軸
と、 軸方向に延びた磁性鋼板の円周方向の積層体で形成され
るコアと当該コアの周囲に巻き付けられた励磁用コイル
とをそれぞれ有する複数の電磁部材を、該電磁部材の磁
極部分の磁極面が前記回転軸に対向するとともに当該磁
極部分の極性が揃うように円周方向周りに配置してなる
ラジアル電磁部材群とを備える磁気軸受装置であって、 前記磁極部分は、前記磁極面に向かって前記回転軸の円
周方向に関する幅が広くなっていることを特徴とする磁
気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006258A JP2000205260A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006258A JP2000205260A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205260A true JP2000205260A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11633462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11006258A Withdrawn JP2000205260A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000205260A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002174237A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 磁気軸受のコア構造とその製造方法 |
| EP1273813A2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and method of manufacturing the same |
| JP2012526249A (ja) * | 2009-05-06 | 2012-10-25 | ポスコ | ロール軸を支持するマグネチック軸受装置 |
| CN104948582A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 立达Cz公司 | 磁轴承、轴和轴承装置 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP11006258A patent/JP2000205260A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002174237A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 磁気軸受のコア構造とその製造方法 |
| EP1273813A2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and method of manufacturing the same |
| EP1273813A3 (en) * | 2001-07-02 | 2003-05-28 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and method of manufacturing the same |
| EP1411255A1 (en) * | 2001-07-02 | 2004-04-21 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing |
| US6841908B2 (en) | 2001-07-02 | 2005-01-11 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and the method of manufacturing it |
| KR100489674B1 (ko) * | 2001-07-02 | 2005-05-17 | 이시카와지마-하리마 주고교 가부시키가이샤 | 자기 베어링용 고정자 코어와 그 제조 방법 |
| JP2012526249A (ja) * | 2009-05-06 | 2012-10-25 | ポスコ | ロール軸を支持するマグネチック軸受装置 |
| CN104948582A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 立达Cz公司 | 磁轴承、轴和轴承装置 |
| EP2927521A3 (de) * | 2014-03-31 | 2016-02-17 | Rieter CZ s.r.o. | Magnetlager, Welle und Wellenlagerung |
| US9964147B2 (en) | 2014-03-31 | 2018-05-08 | Rieter Cz S.R.O. | Magnetic bearing, shaft and shaft monitoring for a spinning rotor of an open-end spinning machine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |