JP2001165189A - Magnetic coupling - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気アンバランス
の影響を排除して、トルクを非接触で良好に伝達するこ
とができる磁気カップリングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic coupling capable of satisfactorily transmitting torque in a non-contact manner while eliminating the influence of magnetic imbalance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、トルクを非接触で伝達する一方法
として、ラジアル方向に対向する磁気カップリングを用
いる方法がある。この磁気カップリングでは、駆動側軸
の内周面と、これに同軸に配置した被駆動側軸の外周面
とに、Ｎ極およびＳ極の永久磁石を一組として、複数組
の永久磁石をエアーギャップを介して対向し、磁気力に
より、駆動側軸のトルクを非接触で被駆動側軸に伝達し
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, as one method of transmitting torque in a non-contact manner, there is a method of using a magnetic coupling opposed in a radial direction. In this magnetic coupling, a plurality of sets of permanent magnets are provided on the inner peripheral surface of the driving side shaft and the outer peripheral surface of the driven side shaft arranged coaxially with the permanent magnets of N and S poles. They oppose each other via an air gap, and transmit the torque of the drive side shaft to the driven side shaft by magnetic force in a non-contact manner.
【０００３】また、このような磁気カップリングを用い
る場合には、本出願人が特願平１１−４３９２４号に開
示したように、回転軸（被駆動側軸）を磁気吸引力によ
り非接触で回転自在に支持する磁気軸受またはすべり軸
受等の非接触型の軸受を用いるのが一般的である。When such a magnetic coupling is used, as disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 11-43924, the rotating shaft (driven side shaft) is brought into non-contact by magnetic attraction. It is common to use a non-contact type bearing such as a magnetic bearing or a sliding bearing that is rotatably supported.
【０００４】さらに、磁気カップリングに使用する複数
組の永久磁石は、その特性上、幾何学的なエアーギャッ
プを同一にしても、各組の磁気吸引力を全て同一にする
ことは困難であり、その結果、各組の永久磁石のエアー
ギャップを等間隔に配置した場合であっても、ラジアル
力の合力がゼロにならず、磁気アンバランスが残りいず
れか一方向にラジアル荷重が作用するといったことがあ
る。なお、この磁気アンバランスは、永久磁石の着磁、
材質のミクロ上の不均一などの原因によって発生する。Further, due to the characteristics of a plurality of sets of permanent magnets used in a magnetic coupling, it is difficult to make the magnetic attraction of each set all the same even if the geometric air gap is the same. As a result, even when the air gaps of the permanent magnets of each set are arranged at equal intervals, the resultant force of the radial forces does not become zero, the magnetic imbalance remains, and a radial load acts in one direction. Sometimes. Note that this magnetic imbalance is based on the magnetization of the permanent magnet,
It is caused by a cause such as microscopic unevenness of the material.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特に、磁気軸受等の非
接触型の軸受により回転軸（被駆動側軸）を支持してい
る場合には、磁気カップリングの磁気アンバランスによ
る一方向にラジアル荷重は、磁気軸受等には、回転軸
（被駆動側軸）の自重だけでなく、このラジアル荷重が
余分に作用することになり、このラジアル荷重分だけ、
磁気軸受等の負荷容量を増大する必要があり、その結
果、磁気軸受等の電磁石の電流の増大を招来するといっ
たこと、または、不要な発熱を招来するといったことが
ある。In particular, when the rotating shaft (driven side shaft) is supported by a non-contact type bearing such as a magnetic bearing, the radial coupling is performed in one direction by the magnetic unbalance of the magnetic coupling. As for the load, not only the own weight of the rotating shaft (driven side shaft) but also this radial load acts on the magnetic bearings and the like.
It is necessary to increase the load capacity of the magnetic bearing or the like, and as a result, the current of the electromagnet of the magnetic bearing or the like may increase, or unnecessary heat generation may occur.
【０００６】また、磁気カップリングの伝達トルクを大
きくしようとすると、永久磁石の着磁力が大きくなるた
め、必然的に上述した磁気アンバランスが大きくなると
いったこともある。[0006] Further, when an attempt is made to increase the transmission torque of the magnetic coupling, the magnetizing force of the permanent magnet increases, so that the above-described magnetic imbalance necessarily increases.
【０００７】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであって、伝達トルクが大きく、磁気アンバ
ランスが大きく発生したような場合であっても、この磁
気アンバランスの影響を排除して、トルクを非接触で良
好に伝達することができる磁気カップリングを提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and eliminates the influence of the magnetic imbalance even when the transmission torque is large and the magnetic imbalance is large. It is another object of the present invention to provide a magnetic coupling capable of transmitting torque in a good manner without contact.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る磁気カップリングは、駆動側軸の内周
面と、これに同軸に配置した被駆動側軸の外周面とに、
複数組の磁石をエアーギャップを介して対向し、磁気力
により、駆動側軸のトルクを非接触で被駆動側軸に伝達
する磁気カップリングにおいて、磁気アンバランスによ
るラジアル荷重を抑制するように、被駆動側軸を径方向
に位置ずれすると共に、この被駆動側軸の位置ずれに対
応して生起される質量のアンバランスを抑制するよう
に、被駆動側軸の質量バランスを補正したことを特徴と
する。In order to achieve the above object, a magnetic coupling according to the present invention comprises an inner peripheral surface of a driving side shaft and an outer peripheral surface of a driven side shaft arranged coaxially with the driving side shaft. ,
In a magnetic coupling that opposes a plurality of sets of magnets via an air gap and transmits torque of a driving side shaft to a driven side shaft in a non-contact manner by magnetic force, a radial load due to a magnetic unbalance is suppressed. That the driven side shaft is displaced in the radial direction, and the mass balance of the driven side shaft is corrected so as to suppress the imbalance of the mass generated in response to the displacement of the driven side shaft. Features.
【０００９】このように、本発明によれば、先ず、磁気
アンバランスによるラジアル荷重を抑制するように、被
駆動側軸を径方向に位置ずれして、磁気アンバランスを
抑制している。しかし、この被駆動側軸の位置ずれに対
応して、被駆動側軸の質量バランスのアンバランスが発
生するため、この被駆動側軸の質量バランスを補正し、
質量のアンバランスを抑制している。したがって、磁気
アンバランスと質量のアンバランスとの両方を抑制し
て、トルクを非接触で良好に伝達することができる。As described above, according to the present invention, first, the driven side shaft is displaced in the radial direction so as to suppress the radial load due to the magnetic imbalance, thereby suppressing the magnetic imbalance. However, since the mass balance of the driven shaft is unbalanced in accordance with the displacement of the driven shaft, the mass balance of the driven shaft is corrected.
It suppresses imbalance in mass. Therefore, both the magnetic imbalance and the mass imbalance can be suppressed, and the torque can be satisfactorily transmitted in a non-contact manner.
【００１０】また、磁気軸受等の非接触型の軸受により
被駆動側軸を支持している場合であっても、磁気アンバ
ランスを抑制することができるため、磁気軸受等に、ラ
ジアル荷重が余分に作用することがなく、磁気軸受等の
負荷容量を増大することもない。Further, even when the driven side shaft is supported by a non-contact type bearing such as a magnetic bearing, the magnetic imbalance can be suppressed, so that the radial load is excessively applied to the magnetic bearing or the like. And the load capacity of the magnetic bearing and the like does not increase.
【００１１】さらに、磁気カップリングの伝達トルクを
大きくしようとすると、永久磁石の着磁力が大きくなる
ため、必然的に磁気アンバランスが大きくなるが、本発
明によれば、磁気アンバランスを抑制することができる
ため、伝達トルクが大きく、磁気アンバランスが大きく
発生したような場合であっても、磁気アンバランスの影
響を排除することができる。Further, when trying to increase the transmission torque of the magnetic coupling, the magnetizing force of the permanent magnet increases, so that the magnetic imbalance inevitably increases. However, according to the present invention, the magnetic imbalance is suppressed. Therefore, even when the transmission torque is large and the magnetic imbalance is large, the influence of the magnetic imbalance can be eliminated.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
磁気カップリングを図面を参照しつつ説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a magnetic coupling according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明の実施の形態に係る磁気カ
ップリングを装着する密閉型流体装置の断面図であり、
図２は、図１に示した磁気カップリングの拡大断面図お
よび軸方向断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a sealed type fluid device to which a magnetic coupling according to an embodiment of the present invention is attached.
FIG. 2 is an enlarged sectional view and an axial sectional view of the magnetic coupling shown in FIG.
【００１４】図１に示すように、ポンプ、コンプレッサ
ー、またはブロアーなどの流体装置では、密閉室１０内
に、作動ガスを導入口（図示略）から導入して送出口
（図示略）から送出するための複数段の羽根車１１が、
回転軸１２に取付られ、この密閉室１０から突出した回
転軸１２は、その両側で、一対のラジアル磁気軸受１
４，１４により非接触で回転自在に支持してあり、各ラ
ジアル磁気軸受１４は、コイル１４ａを有するステータ
部１４ｂと、回転軸１２側のロータ部１４ｃとから構成
してある。As shown in FIG. 1, in a fluid device such as a pump, a compressor, or a blower, a working gas is introduced into an enclosed chamber 10 from an inlet (not shown) and is sent out from an outlet (not shown). Multi-stage impeller 11 for
The rotating shaft 12 attached to the rotating shaft 12 and protruding from the sealed chamber 10 has a pair of radial magnetic bearings 1 on both sides thereof.
The radial magnetic bearings 14 are rotatably supported in a non-contact manner by the motors 4 and 14, and each radial magnetic bearing 14 includes a stator portion 14 b having a coil 14 a and a rotor portion 14 c on the rotating shaft 12 side.
【００１５】なお密閉室１０の壁内には一対のタッチダ
ウン軸受１３，１３が配設してあり、このタッチダウン
軸受１３は、回転軸に対しその半径方向には、ラジアル
磁気軸受１４の半径隙間より小さいタッチダウン隙間を
有すると共に、スラスト磁気軸受１７の半径隙間より小
さいタッチダウン隙間を有している。A pair of touch-down bearings 13, 13 are provided in the wall of the sealed chamber 10, and the touch-down bearings 13 have a radius of a radial magnetic bearing 14 in the radial direction with respect to the rotating shaft. It has a touchdown gap smaller than the gap and a touchdown gap smaller than the radial gap of the thrust magnetic bearing 17.
【００１６】ラジアル磁気軸受１４は、回転軸１２との
径方向のギャップを検出するためのセンサーコイル１５
を有し、これにより、径方向のギャップの変化に基づい
て変化するセンサーコイル１５のインダクタンスをコン
トローラ（図示略）が検出して、このインダクタンスの
変化に対応してステータ部１４ｂのコイル１４ａに流す
電流を増減するフィードバック制御を行って、径方向の
ギャップをコンスタントに維持するようになっている。The radial magnetic bearing 14 has a sensor coil 15 for detecting a radial gap with the rotating shaft 12.
Accordingly, a controller (not shown) detects the inductance of the sensor coil 15 that changes based on the change in the radial gap, and flows the coil to the coil 14a of the stator portion 14b in accordance with the change in the inductance. Feedback control for increasing or decreasing the current is performed to maintain a constant gap in the radial direction.
【００１７】さらに、回転軸１２の右端は、後に詳述す
る磁気カップリング３０を介して駆動モータ１６に接続
してある。この磁気カップリング３０では、図２（ａ)
に示すように、駆動モータ１６の駆動軸１６ｄに、カッ
プリングハウジング３１が接続してあり、このハウジン
グ３１の径方向内側には、バックヨーク３２が配設して
あり、このバックヨーク３２の内径側には、永久磁石３
３が取り付けてある。一方、回転軸１２側にも、バック
ヨーク３４が配設してあり、このバックヨーク３４の外
径側に、永久磁石３５が取り付けてある。これにより、
図２（ｂ)に示すように永久磁石３３（Ｎ)→永久磁石３
５（Ｓ)→バックヨーク３４→永久磁石３５（Ｎ)→永久
磁石３３（Ｓ)→バックヨーク３２→永久磁石３３（Ｎ)
の順に磁束が通る磁気回路が構成され、磁気カップリン
グ３０は、駆動モータ１６の駆動軸１６ｄの回転力を磁
気吸引力により回転軸１２に伝達して、回転軸１２を非
接触で回転駆動する働きをする。Further, the right end of the rotary shaft 12 is connected to the drive motor 16 via a magnetic coupling 30 described later in detail. In this magnetic coupling 30, FIG.
As shown in FIG. 2, a coupling housing 31 is connected to a drive shaft 16d of the drive motor 16, and a back yoke 32 is disposed radially inside the housing 31. On the side, a permanent magnet 3
3 is attached. On the other hand, a back yoke 34 is also provided on the rotating shaft 12 side, and a permanent magnet 35 is mounted on the outer diameter side of the back yoke 34. This allows
As shown in FIG. 2B, the permanent magnet 33 (N) → the permanent magnet 3
5 (S) → back yoke 34 → permanent magnet 35 (N) → permanent magnet 33 (S) → back yoke 32 → permanent magnet 33 (N)
The magnetic coupling 30 transmits the rotational force of the drive shaft 16d of the drive motor 16 to the rotary shaft 12 by magnetic attraction, and drives the rotary shaft 12 in a non-contact manner. Work.
【００１８】ここで、トルク発生について説明するため
に、カップリングの断面を直線条に展開すると、図３の
ようになる。図３（ｃ）のようにＮ種とＳ種が同一位相
で引きあっている位置ではトルクは発生せず、図３
（ｂ)のように少しずれることにより、ずれ量に対応し
たトルクが発生する。回転体を駆動するトルクが大きく
なるほど位相差が大きくなり、お互いの磁石の中央付近
で最大トルクは発生する。これより駆動トルクが大きく
なると脱調してトルクが伝達できなくなるので、磁石の
設計はそれ以外のトルクになるよう選ぶ。なお、図３
（ｃ)における４５度は、円周に８等分して磁石を配置
した場合を意味している。Here, in order to explain the generation of torque, the cross section of the coupling is developed into a straight line as shown in FIG. As shown in FIG. 3 (c), no torque is generated at the position where the N type and the S type are in phase with each other,
By slightly shifting as shown in (b), a torque corresponding to the shift amount is generated. As the torque for driving the rotating body increases, the phase difference increases, and a maximum torque is generated near the center of each magnet. If the driving torque becomes larger than this, the motor loses synchronism and cannot transmit torque. Note that FIG.
45 degrees in (c) means a case where the magnet is arranged by dividing the circumference into eight equal parts.
【００１９】さらに、図１に示すように、密閉室１０か
ら突出した回転軸１２を、密閉シールド薄壁２０により
取り囲んであると共に、ラジアル磁気軸受１４、駆動モ
ータ１６、および磁気カップリング３０は、この密閉シ
ールド薄壁２０の外側に配置してある。Further, as shown in FIG. 1, a rotating shaft 12 protruding from the sealed chamber 10 is surrounded by a sealed shield thin wall 20, and the radial magnetic bearing 14, the drive motor 16, and the magnetic coupling 30 are It is arranged outside the closed shield thin wall 20.
【００２０】このように、密閉シールド薄壁２０は、密
閉室１０と協働して、羽根車１１と回転軸１２を内部に
有する閉じた空間を形成し、この閉じた空間の外側に磁
気軸受１４、磁気カップリング３０および駆動モータ１
６を配置している。そのため、羽根車１１により密閉室
１０内に導入した作動ガスは、この閉じた空間内に封入
することができ、この閉じた空間から外部に漏洩するこ
とがないと共に、不純物等が外部から閉じた空間内に浸
入することがない。したがって、作動ガスが腐食性ガス
である場合でも、磁気軸受１４や駆動モータ１６のモー
ルド樹脂材質の腐食を効果的に防止することができ、磁
気軸受１４や駆動モータ１６からの作動ガスへの不純物
の混入を確実に防止することができる。As described above, the sealed shield thin wall 20 cooperates with the sealed chamber 10 to form a closed space having the impeller 11 and the rotating shaft 12 therein, and a magnetic bearing is provided outside the closed space. 14. Magnetic coupling 30 and drive motor 1
6 are arranged. Therefore, the working gas introduced into the closed chamber 10 by the impeller 11 can be sealed in the closed space, does not leak out from the closed space, and impurities and the like are closed from the outside. It does not enter the space. Therefore, even when the working gas is a corrosive gas, corrosion of the molding resin material of the magnetic bearing 14 and the drive motor 16 can be effectively prevented, and impurities in the working gas from the magnetic bearing 14 and the drive motor 16 can be prevented. Can be reliably prevented from being mixed.
【００２１】この際、ラジアル磁気軸受１４、磁気カッ
プリング３０および駆動モータ１６は、上記のように、
この密閉シールド薄壁２０の外側に配置してあるが、回
転軸１２を磁気力により非接触で支持または回転駆動す
る構成であり、しかも、密閉シールド薄壁２０は、上記
のように、ステンレス材等の非磁性体から形成してある
ため、磁気軸受１４や駆動モータ１６は、この密閉シー
ルド薄壁２０から磁気的な影響を受けることなく、回転
軸１２を磁気力により非接触で回転自在に良好に支持で
きると共に、回転軸１２を磁気力により非接触で良好に
回転駆動することができる。At this time, the radial magnetic bearing 14, the magnetic coupling 30, and the drive motor 16 are, as described above,
Although disposed outside the closed shield thin wall 20, the rotary shaft 12 is supported or rotated in a non-contact manner by magnetic force, and the closed shield thin wall 20 is made of stainless steel as described above. The magnetic bearing 14 and the drive motor 16 can rotate the rotating shaft 12 in a non-contact manner by a magnetic force without being magnetically affected by the sealed shield thin wall 20. In addition to being able to favorably support, the rotating shaft 12 can be favorably driven to rotate in a non-contact manner by magnetic force.
【００２２】次に、図４ないし図７を参照して、本実施
の形態に係る磁気カップリングを説明する。図４は、本
実施の形態に係る磁気カップリングの分解斜視図であ
り、図５は、図４に示した磁気カップリングの横断面図
であり、図６は、被駆動側軸を半径方向に位置ずれした
状態を示す磁気カップリングの横断面図であり、図７
は、質量のアンバランスを補正した状態を示す磁気カッ
プリングの横断面図である。Next, a magnetic coupling according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 is an exploded perspective view of the magnetic coupling according to the present embodiment, FIG. 5 is a cross-sectional view of the magnetic coupling shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the magnetic coupling showing a state of being displaced in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the magnetic coupling showing a state in which imbalance of mass has been corrected.
【００２３】図４および図５に示すように、本実施の形
態に係る磁気カップリング５０では、円筒体状の駆動側
磁気カップリング（以下、駆動側軸）５１の内側に、円
筒体状の被駆動側磁気カップリング（以下、被駆動側
軸）５２が同軸に配置してある。As shown in FIGS. 4 and 5, in the magnetic coupling 50 according to the present embodiment, a cylindrical drive-side magnetic coupling (hereinafter referred to as a drive-side shaft) 51 is provided inside a cylindrical drive-side magnetic coupling 51. A driven magnetic coupling (hereinafter referred to as a driven shaft) 52 is coaxially arranged.
【００２４】この駆動側軸５１の内周面と、被駆動側軸
５２の外周面とに、Ｎ極およびＳ極の永久磁石を一組と
して、複数組（極）の永久磁石５３，５４をエアーギャ
ップを介して対向してある。なお、図示例では、永久磁
石５３，５４は、それぞれ、８極設けられているが、偶
数組（極）であれば、６極、１０極など、如何なる極数
であってもよい。On the inner peripheral surface of the driving side shaft 51 and the outer peripheral surface of the driven side shaft 52, a plurality of pairs (poles) of permanent magnets 53 and 54 are provided as a set of N pole and S pole permanent magnets. They face each other via an air gap. In the illustrated example, the permanent magnets 53 and 54 are each provided with eight poles. However, any number of poles such as six poles and ten poles may be used as long as the number of poles is even.
【００２５】したがって、例えば、永久磁石５３→永久
磁石５４→被駆動側軸５２→永久磁石５４→永久磁石５
３→駆動側軸５１→永久磁石５３の順に磁束が通る磁気
回路を構成でき、これにより、駆動側軸５１のトルクを
磁気吸引力により被駆動側軸５２に非接触で伝達するこ
とができる。Therefore, for example, the permanent magnet 53 → the permanent magnet 54 → the driven shaft 52 → the permanent magnet 54 → the permanent magnet 5
A magnetic circuit through which a magnetic flux passes in the order of 3 → drive-side shaft 51 → permanent magnet 53 can be formed, whereby the torque of the drive-side shaft 51 can be transmitted to the driven-side shaft 52 by magnetic attraction without contact.
【００２６】このような磁気カップリング５０に使用す
る複数組の永久磁石５３，５４は、その特性上、幾何学
的なエアーギャップを同一にしても、各組の磁気吸引力
を全て同一にすることは困難であり、その結果、各組の
永久磁石５３，５４のエアーギャップを等間隔に配置し
た場合であっても、ラジアル力の合力がゼロにならず、
磁気アンバランスが残り、図５に示すように、いずれか
一方向にラジアル荷重（Ｆ）作用するといったことがあ
る。また、この磁気アンバランスは、永久磁石５３，５
４の着磁、材質のミクロ上の不均一などの原因によって
も発生する。なお、駆動側軸５１の永久磁石５３と、被
駆動側軸５２の永久磁石５４とは、同一位相で回転する
ため、脱調することがなく、また、磁気アンバランス位
置は、一義的に定まっている。The plurality of sets of permanent magnets 53 and 54 used in the magnetic coupling 50 have the same magnetic attraction force even if the geometric air gap is the same due to their characteristics. As a result, even when the air gaps of the permanent magnets 53 and 54 of each set are arranged at equal intervals, the resultant force of the radial force does not become zero,
As shown in FIG. 5, a magnetic imbalance may remain, and a radial load (F) may act in one direction. This magnetic imbalance is caused by the permanent magnets 53,5.
It also occurs due to factors such as magnetization of No. 4 and microscopic unevenness of the material. Since the permanent magnet 53 of the driving side shaft 51 and the permanent magnet 54 of the driven side shaft 52 rotate in the same phase, there is no step-out, and the magnetic unbalance position is uniquely determined. ing.
【００２７】本実施の形態では、先ず、図６に示すよう
に、磁気アンバランスによるラジアル荷重（Ｆ）を抑制
するように、被駆動側軸５２を径方向に（ｒ）だけ位置
ずれして（Ｃ１→Ｃ２）、磁気アンバランスを抑制して
いる。なお、Ｃ１は、駆動側軸５１の回転中心であり、
Ｃ２は、被駆動側軸５２の中心である。In this embodiment, first, as shown in FIG. 6, the driven side shaft 52 is displaced by (r) in the radial direction so as to suppress the radial load (F) due to the magnetic imbalance. (C1 → C2), the magnetic imbalance is suppressed. C1 is the rotation center of the drive shaft 51,
C2 is the center of the driven side shaft 52.
【００２８】しかし、この被駆動側軸５２の径方向への
（ｒ）だけの位置ずれに対応して、被駆動側軸５２の質
量のアンバランスが発生し、被駆動軸５２が振れ廻り等
する虞れがある。そのため、図７に示すように、この被
駆動側軸５２の質量バランスを補正して、質量のアンバ
ランスを抑制し、これにより、磁気アンバランスと質量
のアンバランスとの両方を抑制している。However, in response to the displacement (r) of the driven side shaft 52 in the radial direction, an imbalance in the mass of the driven side shaft 52 occurs, and the driven shaft 52 oscillates. There is a risk of doing so. Therefore, as shown in FIG. 7, the mass balance of the driven side shaft 52 is corrected to suppress the mass imbalance, thereby suppressing both the magnetic imbalance and the mass imbalance. .
【００２９】この被駆動側軸５２の質量バランスを補正
する一手法として、図７に示すように、所定位置に錘を
付加するか、若しくは、所定位置で所定質量を削減する
手法がある。As a method of correcting the mass balance of the driven side shaft 52, there is a method of adding a weight at a predetermined position or reducing a predetermined mass at a predetermined position as shown in FIG.
【００３０】すなわち、被駆動側軸５２の質量のアンバ
ランスが発生し、被駆動側軸５２には、遠心力により、
Ｇ＝ｍｒω2の不釣り合い力が発生する。ここで、ｍ
は、被駆動側軸の質量、ｒは、上記の位置ずれ量（偏芯
量）、ωは、角速度である。That is, the mass of the driven side shaft 52 is unbalanced, and the driven side shaft 52 is subjected to centrifugal force due to centrifugal force.
An unbalance force of G = mrω 2 is generated. Where m
Is the mass of the driven side shaft, r is the above-mentioned displacement (the amount of eccentricity), and ω is the angular velocity.
【００３１】このＧ＝ｍｒω2の不釣り合い力を打ち消
すため、Ｇ＝ｍ0ｒ0ω2となるように、回転中心（Ｃ
１）から距離（ｒ0）の位置に、錘（ｍ0）を付加する。In order to cancel the unbalanced force of G = mrω 2 , the rotation center (C) is set so that G = m 0 r 0 ω 2.
A weight (m 0 ) is added to a position at a distance (r 0 ) from 1).
【００３２】または、回転中心（Ｃ１）から１８０°位
相の位置（図７の符号ｇの位置）で所定質量だけ削減す
る。Alternatively, the mass is reduced by a predetermined amount at a position (position g in FIG. 7) which is 180 ° in phase from the rotation center (C1).
【００３３】このような錘を付加し、または、質量を削
減する工程は、例えば、図１の密閉型流体装置では、組
立状態で回転軸１２を回転させながら、不釣り合い位置
に錘を付加したり、その１８０°位相の位置を削減する
ことにより、磁気軸受の電流が最も小さい状態に近づけ
ることによりバランス修正できる。In the step of adding the weight or reducing the mass, for example, in the closed type fluid device of FIG. 1, the weight is added to the unbalanced position while rotating the rotating shaft 12 in the assembled state. Alternatively, by reducing the position of the 180 ° phase, the current can be corrected by bringing the current of the magnetic bearing closer to the minimum state.
【００３４】以上のように、磁気アンバランスと質量の
アンバランスとの両方を抑制して、トルクを非接触で良
好に伝達することができるため、磁気軸受（図１の符号
１４）等の非接触型の軸受により被駆動側軸を支持して
いる場合であっても、磁気アンバランスを抑制すること
ができるため、磁気軸受（図１の符号１４）等に、ラジ
アル荷重が余分に作用することがなく、磁気軸受（図１
の符号１４）等の負荷容量を増大することもない。As described above, since both the magnetic imbalance and the mass imbalance can be suppressed and the torque can be satisfactorily transmitted in a non-contact manner, a non-magnetic bearing (reference numeral 14 in FIG. 1) or the like can be used. Even when the driven side shaft is supported by a contact-type bearing, the magnetic imbalance can be suppressed, so that an extra radial load acts on the magnetic bearing (reference numeral 14 in FIG. 1) and the like. Without magnetic bearings (Fig. 1
There is no increase in load capacity such as reference numeral 14).
【００３５】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されず、種々変形可能である。例えば、駆動軸または
被駆動軸は、円筒面に限らず、円錐面、または球面状で
もよい。また、非接触型の軸受は、磁気軸受に限らず、
すべり軸受、または、すべり軸受と磁気軸受の組み合わ
せなど、如何なるものであってもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified. For example, the drive shaft or driven shaft is not limited to a cylindrical surface, and may be a conical surface or a spherical surface. In addition, non-contact type bearings are not limited to magnetic bearings,
Any type such as a plain bearing or a combination of a plain bearing and a magnetic bearing may be used.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先ず、磁気アンバランスによるラジアル荷重を抑制する
ように、被駆動側軸を径方向に位置ずれして、磁気アン
バランスを抑制している。しかし、この被駆動側軸の位
置ずれに対応して、被駆動側軸の質量のアンバランスが
発生するため、この被駆動側軸の質量バランスを補正
し、質量のアンバランスを抑制している。したがって、
磁気アンバランスと質量のアンバランスとの両方を抑制
して、トルクを非接触で良好に伝達することができる。As described above, according to the present invention,
First, the driven side shaft is displaced in the radial direction so as to suppress the radial load due to the magnetic imbalance, thereby suppressing the magnetic imbalance. However, an imbalance in the mass of the driven side shaft occurs in accordance with the displacement of the driven side shaft. Therefore, the mass balance of the driven side shaft is corrected to suppress the mass imbalance. . Therefore,
By suppressing both the magnetic imbalance and the mass imbalance, torque can be transmitted satisfactorily without contact.
【００３７】また、磁気軸受等の非接触型の軸受により
被駆動側軸を支持している場合であっても、磁気アンバ
ランスを抑制することができるため、磁気軸受等に、ラ
ジアル荷重が余分に作用することがなく、磁気軸受等の
負荷容量を増大することもない。Further, even when the driven side shaft is supported by a non-contact type bearing such as a magnetic bearing, the magnetic imbalance can be suppressed, so that an extra radial load is applied to the magnetic bearing or the like. And the load capacity of the magnetic bearing and the like does not increase.
【００３８】さらに、磁気カップリングの伝達トルクを
大きくしようとすると、永久磁石の着磁力が大きくなる
ため、必然的に磁気アンバランスが大きくなるが、本発
明によれば、磁気アンバランスを抑制することができる
ため、伝達トルクが大きく、磁気アンバランスが大きく
発生したような場合であっても、磁気アンバランスの影
響を排除することができる。Further, when an attempt is made to increase the transmission torque of the magnetic coupling, the magnetizing force of the permanent magnet increases, so that the magnetic imbalance inevitably increases. According to the present invention, the magnetic imbalance is suppressed. Therefore, even when the transmission torque is large and the magnetic imbalance is large, the influence of the magnetic imbalance can be eliminated.
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気カップリングを
装着する密閉型流体装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a sealed fluid device to which a magnetic coupling according to an embodiment of the present invention is attached.
【図２】図１に示した磁気カップリングの拡大断面図で
ある。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the magnetic coupling shown in FIG.
【図３】磁気カップリングのトルク伝達時の磁石の位相
関係を示す図であり、（ａ)は駆動側と被駆動側の位相
差が最も大きい場合、（ｂ)は駆動側と被駆動側に位相
差が少しある場合、そして（ｃ)は駆動側と被駆動側の
位相差が０度の場合を、それぞれ示している。3A and 3B are diagrams illustrating a phase relationship between magnets during torque transmission of a magnetic coupling, where FIG. 3A illustrates a case where the phase difference between a driving side and a driven side is the largest, and FIG. (C) shows the case where the phase difference between the driving side and the driven side is 0 degree, respectively.
【図４】本実施の形態に係る磁気カップリングの分解斜
視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the magnetic coupling according to the embodiment.
【図５】図４に示した磁気カップリングの横断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view of the magnetic coupling shown in FIG.
【図６】被駆動側軸を半径方向に位置ずれした状態を示
す磁気カップリングの横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the magnetic coupling showing a state in which a driven side shaft is displaced in a radial direction.
【図７】質量のアンバランスを補正した状態を示す磁気
カップリングの横断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the magnetic coupling showing a state in which imbalance of mass has been corrected.
１０ 密閉室 １０ａ 密閉室の立壁 １１ 羽根車 １２ 回転軸 １３ タッチダウン軸受 １４ ラジアル磁気軸受 １４ａ ラジアル磁気軸受のコイル １４ｂ ラジアル磁気軸受のステータ部 １４ｃ ラジアル磁気軸受のロータ部 １５ センサーコイル １６ 駆動モータ １６ｄ 駆動軸 ２０ 密閉シールド薄壁 ３０ 磁気カップリング ３１ カップリングハウジング ３２ ハウジング側のバックヨーク ３３ ハウジング側の永久磁石 ３４ 回転軸側のバックヨーク ３５ 回転軸側の永久磁石 ３６ ハウジング側の永久磁石 ３７ 回転軸側の永久磁石 ５０ 磁気カップリング ５１ 駆動側軸 ５２ 被駆動側軸 ５３，５４ 永久磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Closed room 10a Standing wall of closed room 11 Impeller 12 Rotary shaft 13 Touchdown bearing 14 Radial magnetic bearing 14a Coil of radial magnetic bearing 14b Stator portion of radial magnetic bearing 14c Rotor portion of radial magnetic bearing 15 Sensor coil 16 Drive motor 16d Drive Shaft 20 Sealed shield thin wall 30 Magnetic coupling 31 Coupling housing 32 Back yoke on housing side 33 Permanent magnet on housing side 34 Back yoke on rotation axis 35 Permanent magnet on rotation axis 36 Permanent magnet on housing side 37 Rotation axis side Permanent magnet 50 Magnetic coupling 51 Drive side shaft 52 Driven side shaft 53, 54 Permanent magnet
Claims (1)
した被駆動側軸の外周面とに、複数組の磁石をエアーギ
ャップを介して対向し、磁気力により、駆動側軸のトル
クを非接触で被駆動側軸に伝達する磁気カップリングに
おいて、 磁気アンバランスによるラジアル荷重を抑制するよう
に、被駆動側軸を径方向に位置ずれすると共に、 この被駆動側軸の位置ずれに対応して生起される質量の
アンバランスを抑制するように、被駆動側軸の質量バラ
ンスを補正したことを特徴とする磁気カップリング。1. A plurality of sets of magnets are opposed to an inner peripheral surface of a driving side shaft and an outer peripheral surface of a driven side shaft disposed coaxially thereto via an air gap. In the magnetic coupling that transmits the torque of the driven side to the driven side shaft in a non-contact manner, the driven side shaft is displaced in the radial direction so as to suppress the radial load due to the magnetic imbalance, and the position of the driven side shaft is A magnetic coupling, wherein the mass balance of a driven side shaft is corrected so as to suppress the mass imbalance generated in response to the displacement.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP35070099A JP2001165189A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Magnetic coupling |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP35070099A JP2001165189A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Magnetic coupling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001165189A true JP2001165189A (en) | 2001-06-19 |
Family
ID=18412263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35070099A Withdrawn JP2001165189A (en) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | Magnetic coupling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001165189A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308012A (en) * | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Tokyo Electron Ltd | Equipment and method for heat treatment |
| DE112009001208T5 (en) | 2008-05-21 | 2012-01-12 | Denso Corporation | Magnetic coupling device |
| JP2012031915A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Torque transmission device |
| WO2014054087A1 (en) * | 2012-10-01 | 2014-04-10 | 株式会社日立製作所 | Magnetic coupling |
| CN109443642A (en) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | Turbine rotor on-line dynamic balancing disk active regulating system |
| CN109443642B (en) * | 2018-10-25 | 2024-06-07 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | Active regulating system for online dynamic balance disc of steam turbine rotor |
-
1999
- 1999-12-09 JP JP35070099A patent/JP2001165189A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308012A (en) * | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Tokyo Electron Ltd | Equipment and method for heat treatment |
| JP4605853B2 (en) * | 2000-04-20 | 2011-01-05 | 東京エレクトロン株式会社 | Heat treatment apparatus, heat treatment system, and heat treatment method |
| DE112009001208T5 (en) | 2008-05-21 | 2012-01-12 | Denso Corporation | Magnetic coupling device |
| US8575803B2 (en) | 2008-05-21 | 2013-11-05 | Denso Corporation | Magnetic coupling device having first and second rotating members arranged with opposing interaction surfaces |
| JP2012031915A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | Torque transmission device |
| WO2014054087A1 (en) * | 2012-10-01 | 2014-04-10 | 株式会社日立製作所 | Magnetic coupling |
| CN109443642A (en) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | Turbine rotor on-line dynamic balancing disk active regulating system |
| CN109443642B (en) * | 2018-10-25 | 2024-06-07 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | Active regulating system for online dynamic balance disc of steam turbine rotor |
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