JP2002161919A - ラジアル磁気軸受用電磁石 - Google Patents

ラジアル磁気軸受用電磁石

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JP2002161919A
JP2002161919A JP2000399381A JP2000399381A JP2002161919A JP 2002161919 A JP2002161919 A JP 2002161919A JP 2000399381 A JP2000399381 A JP 2000399381A JP 2000399381 A JP2000399381 A JP 2000399381A JP 2002161919 A JP2002161919 A JP 2002161919A
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JP
Japan
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electromagnet
coil
magnetic bearing
width
radial magnetic
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JP2000399381A
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English (en)
Inventor
Saburo Oshima
三郎 大嶋
Toshishi Mizutani
年志 水谷
Yukitaka Iketani
之孝 池谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAN O ELECTRIC CO Ltd
SAN-O ELECTRIC CO Ltd
Original Assignee
SAN O ELECTRIC CO Ltd
SAN-O ELECTRIC CO Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
    • F16C32/048—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of two degrees of freedom, e.g. radial magnetic bearings
    • 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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    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
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    • F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁力で軸の半径方向位置を定位置に保持す
る制御式ラジアル磁気軸受の電磁石のコイルの線積率を
高め，軸受の小型化と不可容量の増加を図る。 【解決手段】 電磁石の巻線の断面形状を電磁石コアの
溝の開口部以下でこれに近い幅を持つ長方形断面のコイ
ルと底辺が上記開口幅以下でこれに近い幅を持つ三角形
断面のコイルとを交互に配置して電磁石を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】回転軸の変位を変位センサーによ
って検出し、その信号をフィードバック信号として制御
回路に入力し，電磁石の電磁力を制御し、軸を定位置に
保持する制御式磁気軸受は軸と軸受が非接触である特徴
を生かし、真空機器、宇宙機器、工作機械用のスピンド
ル等に使用されている。
【０００２】本発明は制御式磁気軸受のラジアル磁気軸
受を構成する電磁石のコイルの巻線形状に関するもので
ある。
【０００３】
【従来の技術】ラジアル磁気軸受の電磁石は図１に示す
形状の積層珪素鋼鈑とコイルとで構成されている。コイ
ルはあらかじめ図２のような形状に作成しておき、これ
を珪素鋼板の突起を囲んで溝部分に装着される。突起は
８箇所からなり２個の突起で１つの磁気ループを形成し
ている。溝部は扇型をしており開口部が狭いためあらか
じめ成型したコイルを装着するためには上記開口部で制
限され、コイル幅ｄを大きく出来ないためターン数を多
くとれず、溝いっぱいにコイルで埋めることが困難であ
る。また線積率を増加するにはコイルをあらかじめ成型
硬化せずに、手作業で開口部より徐々に溝に挿入して行
かねばならず加工工数の増加をきたし自動化の妨げとな
っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】作業性を悪くすること
なく巻線のターン数を増やし、珪素鋼鈑の溝いっぱいに
コイルを装着することによって電磁石の容量アップある
いは小型化を図ることが望まれている。
【０００５】
【本発明の構成と作用】本発明はラジアル磁気軸受の電
磁石が珪素鋼鈑の突起２個で一組の磁気ループを構成す
ることに着目し、一組の突起のうち、一方の突起に断面
を三角形状に巻き込んだコイルで底面が電磁石コアの幅
よりも狭いコイルを装着しその後、他方の突起に断面が
長方形に巻き込んだコイルを装着する。三角形状及び長
方形の寸法は図３に示すように，コイルの長方形は幅ｄ
が溝開口部の幅いっぱいに作成し、三角形は底面幅ｄが
開口部幅以下になるよう作成することによって線積率最
大となるコイルの装着が可能となる。磁気ループのコイ
ルのターン数は両コイルの和である。したがって断面が
三角形をしたコイルと長方形をしたコイルとターン数が
異なっても問題が生じない。この点が各極同一の電磁力
を必要とする電動モータと異なる点である、
【０００６】
【実施例】本発明によるコイルを装着したラジアル磁気
軸受用電磁石の１実施例ではコア外径が１１５ｍｍ内径
５５ｍｍ、幅４０ｍｍの珪素鋼鈑コアに対し、従来法で
は１個の突起当りコイル巻線２５０ターン，磁気ループ
当り５００ターンであったのに対し，本発明によるコア
の場合三角断面の巻線が３００ターン、長方形断面の巻
線３００ターン、合わせた磁気ループ当りの巻線６００
ターンとなり約２０パーセントのターン数の増加が確認
できた。
【０００７】
【発明の効果】ラジアル磁気軸受電磁石の珪素鋼鈑に装
着するコイルを断面形状を三角形のものと長方形のもの
を交互に珪素鋼鈑の突起部に組み込んで行くことにより
扇型の溝全体を生めて巻線を装着することが可能とな
り、その結果巻線数を従来の方法に比べて２０パーセン
ト増加させることが可能となった。その結果分、磁石の
電磁力を増加させることができ，あるいはコアの小型化
が可能となった。またコイルのコアへの装着時に三角形
状コイルをあらかじめ装着し後に長方形コイルを装着す
ることによって，装着時コイルを変形させることなく装
着でき，その結果コイルはあらかじめ成型したもの，ボ
ビンに巻き込んだもの等の使用が可能となり組立工数の
低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ラジアル電磁石従来例、断面図
【図２】 コイルの巻線形状
【図３】 本発明のラジアル電磁石、断面図
【図４】 三角形断面コイルの巻線形状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池谷 之孝 静岡県磐田市千手堂835番地の３ コーポ 翔Ｉ−202 Ｆターム(参考） 3J102 AA01 BA03 BA17 CA09 CA19 DA03 DA09 DA30 DB05 DB10 GA07 5E048 AB06 CB07

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転軸の半径方向の位置を位置センサーに
    より検出し、その信号をフィードバック信号として制御
    回路に入力して電磁石の電磁力を制御し，軸の半径方向
    位置を定位置に保持する制御式ラジアル磁気軸受におい
    て，電磁石の巻線の断面形状を長方形のものと三角形の
    ものと交互に配置して電磁石を構成することにより線積
    率を大きくし、軸受の小型大容量化したことを特徴とす
    る電磁石
JP2000399381A 2000-11-22 2000-11-22 ラジアル磁気軸受用電磁石 Pending JP2002161919A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008034553A1 (de) * 2008-07-24 2010-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Unipolares radiales Magnetlager
JP2017020520A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 エドワーズ株式会社 電磁石ユニット、磁気軸受装置及び真空ポンプ
JP7328604B1 (ja) * 2023-03-31 2023-08-17 ダイキン工業株式会社 ラジアル磁気軸受、圧縮機、及び冷凍機

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