JP2002174199A - レーザ発振器ブロワ用軸受装置 - Google Patents
レーザ発振器ブロワ用軸受装置Info
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- magnetic bearing
- blower
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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
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- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
- F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
-
- 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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- F16C2360/42—Pumps with cylinders or pistons
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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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ発振器のターボ式ブロワにおいて、長
寿命化を図ると共に、高速回転時の回転軸位置の安定化
を図ること。 【解決手段】 インペラ１の回転軸２は、その下端部を
ピボット軸受４に支持してあり、その上方部を磁気軸受
３により支持してある。この磁気軸受３は、軸位置検出
用センサコイル１５を磁気軸受ステータ３ａに内蔵した
二軸制御型磁気軸受である。センサコイル１５は、磁気
軸受ステータ３ａに制御コイル１４と並列に巻線してあ
り、回転軸２のラジアル方向二軸の位置検出をするよう
になっている。センサコイル１５を磁気ステータ３ａに
内蔵したことにより回転軸の長さを短くできる。
寿命化を図ると共に、高速回転時の回転軸位置の安定化
を図ること。 【解決手段】 インペラ１の回転軸２は、その下端部を
ピボット軸受４に支持してあり、その上方部を磁気軸受
３により支持してある。この磁気軸受３は、軸位置検出
用センサコイル１５を磁気軸受ステータ３ａに内蔵した
二軸制御型磁気軸受である。センサコイル１５は、磁気
軸受ステータ３ａに制御コイル１４と並列に巻線してあ
り、回転軸２のラジアル方向二軸の位置検出をするよう
になっている。センサコイル１５を磁気ステータ３ａに
内蔵したことにより回転軸の長さを短くできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱線レーザ加工機
器等に用いるレーザ発振器ブロワにおいて、そのインペ
ラの回転軸を回転自在に支持する軸受装置に関する。
器等に用いるレーザ発振器ブロワにおいて、そのインペ
ラの回転軸を回転自在に支持する軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ発振器のターボ式ブロワにおい
て、気体を輸送するためのインペラの回転軸は、数万ｒ
ｐｍの回転数に達している。そのため、回転軸の軸受と
して玉軸受を用いた場合、玉軸受の寿命から決まる回転
数の制約があり、大きな排気量と圧縮比を得るには限界
がある。
て、気体を輸送するためのインペラの回転軸は、数万ｒ
ｐｍの回転数に達している。そのため、回転軸の軸受と
して玉軸受を用いた場合、玉軸受の寿命から決まる回転
数の制約があり、大きな排気量と圧縮比を得るには限界
がある。
【０００３】このようなレーザ発振器のターボ式ブロワ
において、長寿命化を図ると共に高速回転化に対処する
ため、特開平１０−１８４５９３号公報では、動圧型流
体軸受と永久磁石ラジアル磁気軸受とを用いている。即
ち、図６に示すように、レーザ発振器のターボ式ブロワ
において、ａは吸気口であり、ｂは排気口であり、ｃは
ブロアの羽根（インペラ）であり、ｄは回転軸であり、
ｅはモータのロータであり、ｆはモータのステータであ
り、ｇは上部プレートであり、ｈはケーシングであり、
ｉは下部プレートであり、ｊはラジアル磁気軸受のロー
タであり、ｋはラジアル磁気軸受のステータである。ｍ
は回転軸ｄの下端部と下部プレートｉの相対移動面に形
成された動圧型流体軸受である球面スパイラルグルーブ
である。ｎは磁気軸受のステータｋを収納し、ケーシン
グｈに固定された円筒スリーブであり、ｏはモータのス
テータｆを収納し、冷却通路ｐが形成されたステータ収
納スリーブであり、ｑは潤滑油ｒを貯蔵するためのオイ
ルタンクであり、ｓは冷却配管である。ｔは冷却された
潤滑油ｒを回転軸ｄ内に吸い上げる螺旋状のネジ溝ポン
プであり、ｕはネジ溝ポンプｔを収納する回転スリーブ
であり、ｖは潤滑油ｒの帰還通路である。磁気軸受のロ
ータｊ及び磁気軸受のステータｋは、円盤形状の薄板を
軸方向に着磁した永久磁石を積層した構造となってお
り、回転軸ｄがラジアル方向に偏芯すると、調芯作用が
得られる受動型の磁気軸受を構成している。なお、ｗは
潤滑油ｒのリークを防止するためのガスパージの開孔部
であり、ｘはガスパージの通路である。
において、長寿命化を図ると共に高速回転化に対処する
ため、特開平１０−１８４５９３号公報では、動圧型流
体軸受と永久磁石ラジアル磁気軸受とを用いている。即
ち、図６に示すように、レーザ発振器のターボ式ブロワ
において、ａは吸気口であり、ｂは排気口であり、ｃは
ブロアの羽根（インペラ）であり、ｄは回転軸であり、
ｅはモータのロータであり、ｆはモータのステータであ
り、ｇは上部プレートであり、ｈはケーシングであり、
ｉは下部プレートであり、ｊはラジアル磁気軸受のロー
タであり、ｋはラジアル磁気軸受のステータである。ｍ
は回転軸ｄの下端部と下部プレートｉの相対移動面に形
成された動圧型流体軸受である球面スパイラルグルーブ
である。ｎは磁気軸受のステータｋを収納し、ケーシン
グｈに固定された円筒スリーブであり、ｏはモータのス
テータｆを収納し、冷却通路ｐが形成されたステータ収
納スリーブであり、ｑは潤滑油ｒを貯蔵するためのオイ
ルタンクであり、ｓは冷却配管である。ｔは冷却された
潤滑油ｒを回転軸ｄ内に吸い上げる螺旋状のネジ溝ポン
プであり、ｕはネジ溝ポンプｔを収納する回転スリーブ
であり、ｖは潤滑油ｒの帰還通路である。磁気軸受のロ
ータｊ及び磁気軸受のステータｋは、円盤形状の薄板を
軸方向に着磁した永久磁石を積層した構造となってお
り、回転軸ｄがラジアル方向に偏芯すると、調芯作用が
得られる受動型の磁気軸受を構成している。なお、ｗは
潤滑油ｒのリークを防止するためのガスパージの開孔部
であり、ｘはガスパージの通路である。
【０００４】動圧型流体軸受ｍにより、回転軸ｄの下端
部で回転軸ｄの３軸方向即ちスラスト方向（Ｚ方向）と
Ｘ及びＹのラジアル方向を支持し、磁気軸受ｊ，ｋによ
り、回転軸ｄの上部で回転軸ｄのＸ及びＹのラジアル方
向を支持している。即ち、動圧型流体軸受と磁気軸受に
より、高速で回転する回転軸ｄを安定に支持するのに必
要な５軸制御の条件を満たしている。
部で回転軸ｄの３軸方向即ちスラスト方向（Ｚ方向）と
Ｘ及びＹのラジアル方向を支持し、磁気軸受ｊ，ｋによ
り、回転軸ｄの上部で回転軸ｄのＸ及びＹのラジアル方
向を支持している。即ち、動圧型流体軸受と磁気軸受に
より、高速で回転する回転軸ｄを安定に支持するのに必
要な５軸制御の条件を満たしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１８４５９３号公報に開示してある永久磁石
ラジアル磁気軸受では、永久磁石のみを用いた受動型の
調芯構造であるため、回転軸の軸位置が不安定であり、
共振点通過時や高速回転中に接触するおそれがある。
開平１０−１８４５９３号公報に開示してある永久磁石
ラジアル磁気軸受では、永久磁石のみを用いた受動型の
調芯構造であるため、回転軸の軸位置が不安定であり、
共振点通過時や高速回転中に接触するおそれがある。
【０００６】これに対処するため、上部磁気軸受とし
て、制御コイルを備えた制御型磁気軸受を用いることに
より、回転軸位置の安定化を図ることを考えることがで
きるが、しかしながら、制御型磁気軸受を用いる場合に
は、制御のための変位センサを回転軸に対向して配置す
る必要があり、その結果、回転軸が長くなって、回転軸
の曲げ危険速度の低下を招くといったことがある。
て、制御コイルを備えた制御型磁気軸受を用いることに
より、回転軸位置の安定化を図ることを考えることがで
きるが、しかしながら、制御型磁気軸受を用いる場合に
は、制御のための変位センサを回転軸に対向して配置す
る必要があり、その結果、回転軸が長くなって、回転軸
の曲げ危険速度の低下を招くといったことがある。
【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、レーザ発振器のターボ式ブロワに
おいて、長寿命化を図ることができるレーザ発振器ブロ
ワ用軸受装置を提供することを目的とする。
されたものであって、レーザ発振器のターボ式ブロワに
おいて、長寿命化を図ることができるレーザ発振器ブロ
ワ用軸受装置を提供することを目的とする。
【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、本発明に係るレーザ発振器ブロワ用軸受装置は、軸
方向に隔てたハウジング内の上下２箇所で上部軸受及び
下部軸受により支持される回転軸の上部に、回転するこ
とにより気体を輸送するインペラを有し、インペラを囲
んで気体の吸気口と排気口を有するケーシングがハウジ
ングの上部に取り付けられ、上記上部軸受及び下部軸受
間に位置するモータで回転軸を駆動するレーザ発振器ブ
ロワにおいて、インペラとは反対側の下部軸受を動圧型
ピボット軸受とし、インペラ側の上部軸受を、前記回転
軸の軸位置変位を電磁気的変化として検出して、該回転
軸を所定位置に保持する制御系を設けたニ軸制御型磁気
軸受装置としたことを特徴とする。
め、本発明に係るレーザ発振器ブロワ用軸受装置は、軸
方向に隔てたハウジング内の上下２箇所で上部軸受及び
下部軸受により支持される回転軸の上部に、回転するこ
とにより気体を輸送するインペラを有し、インペラを囲
んで気体の吸気口と排気口を有するケーシングがハウジ
ングの上部に取り付けられ、上記上部軸受及び下部軸受
間に位置するモータで回転軸を駆動するレーザ発振器ブ
ロワにおいて、インペラとは反対側の下部軸受を動圧型
ピボット軸受とし、インペラ側の上部軸受を、前記回転
軸の軸位置変位を電磁気的変化として検出して、該回転
軸を所定位置に保持する制御系を設けたニ軸制御型磁気
軸受装置としたことを特徴とする。
【０００９】このように、本発明によれば、回転軸の長
さを短くして、回転軸の曲げ危険速度を高くすることが
できると共に、磁気軸受の設置場所が広くなり、磁気軸
受をより一層荷重点に近い場所に設置することができ、
ひいては、高速回転時の軸位置の安定化を図ることがで
きると共に、レーザ発振器ブロワの長寿命化を図ること
ができる。
さを短くして、回転軸の曲げ危険速度を高くすることが
できると共に、磁気軸受の設置場所が広くなり、磁気軸
受をより一層荷重点に近い場所に設置することができ、
ひいては、高速回転時の軸位置の安定化を図ることがで
きると共に、レーザ発振器ブロワの長寿命化を図ること
ができる。
【００１０】なお、二軸制御磁気軸受は、センサコイル
を内蔵したものでも良く、又はセンサコイルレスのもの
でも良い。さらに二軸制御磁気軸受はステータに制御用
コイルと並列にセンサコイルを有していてもよい。ま
た，二軸制御磁気軸受は、オブザーバを有していてもよ
く、モータとインペラの間に保護軸受を配置してあって
もよい。
を内蔵したものでも良く、又はセンサコイルレスのもの
でも良い。さらに二軸制御磁気軸受はステータに制御用
コイルと並列にセンサコイルを有していてもよい。ま
た，二軸制御磁気軸受は、オブザーバを有していてもよ
く、モータとインペラの間に保護軸受を配置してあって
もよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
レーザ発振器ブロワ用軸受装置を図面を参照しつつ説明
する。
レーザ発振器ブロワ用軸受装置を図面を参照しつつ説明
する。
【００１２】図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る
レーザ発振器ブロワ用軸受装置の断面図である。図１
（ｂ）は二軸制御磁気軸受装置のアキシアル方向の復元
力を示す作用図であり、図１（ｃ）は本実施例に用いる
ニ軸制御磁気軸受装置の変形例である。図２は、位置検
出系の構成を示すブロック図である。図３は、回転軸位
置が中心にあるときの位置検出系各部の出力波形図であ
る。図４（ａ）（ｂ）は、それぞれ、回転軸位置がずれ
たときの位置検出系各部の出力波形図である。図５は、
軸が正弦波状に動いたときの位置検出系各部の出力波形
図である。
レーザ発振器ブロワ用軸受装置の断面図である。図１
（ｂ）は二軸制御磁気軸受装置のアキシアル方向の復元
力を示す作用図であり、図１（ｃ）は本実施例に用いる
ニ軸制御磁気軸受装置の変形例である。図２は、位置検
出系の構成を示すブロック図である。図３は、回転軸位
置が中心にあるときの位置検出系各部の出力波形図であ
る。図４（ａ）（ｂ）は、それぞれ、回転軸位置がずれ
たときの位置検出系各部の出力波形図である。図５は、
軸が正弦波状に動いたときの位置検出系各部の出力波形
図である。
【００１３】本実施の形態は、モータにより回転する回
転軸を有し、回転軸は先端に気体輸送手段であるインペ
ラと、回転軸を駆動するためのモータと、気体の吸気口
および排気口があるレーザ発振器ブロワにおいて、
（１）回転軸をピボット軸受と磁気軸受で非接触支持す
る、（２）磁気軸受は、センサコイルを内蔵した二軸制
御型磁気軸受若しくはセンサレス二軸制御型磁気軸受で
ある、ことを特徴としている。
転軸を有し、回転軸は先端に気体輸送手段であるインペ
ラと、回転軸を駆動するためのモータと、気体の吸気口
および排気口があるレーザ発振器ブロワにおいて、
（１）回転軸をピボット軸受と磁気軸受で非接触支持す
る、（２）磁気軸受は、センサコイルを内蔵した二軸制
御型磁気軸受若しくはセンサレス二軸制御型磁気軸受で
ある、ことを特徴としている。
【００１４】図１（ａ）に示すように、１は気体輸送用
のインペラであり回転軸２の上端部に固定されている。
回転軸２は上部軸受である磁気軸受３と下部軸受である
ピボット軸受４とにより上下２箇所でハウジング５に回
転可能に支持されている。磁気軸受３とピボット軸受４
との間にはモータ６が設けてある。モータ６はハウジン
グ５に固設されたモータステータ６ａと、モータステー
タ６ａに半径方向に対向し回転軸２に固設されたモータ
ロータ６ｂとからなる。
のインペラであり回転軸２の上端部に固定されている。
回転軸２は上部軸受である磁気軸受３と下部軸受である
ピボット軸受４とにより上下２箇所でハウジング５に回
転可能に支持されている。磁気軸受３とピボット軸受４
との間にはモータ６が設けてある。モータ６はハウジン
グ５に固設されたモータステータ６ａと、モータステー
タ６ａに半径方向に対向し回転軸２に固設されたモータ
ロータ６ｂとからなる。
【００１５】ハウジング５の上壁７はインペラ１に近接
してその下側に存在している。ハウジング５の上壁７に
は、インペラ１を囲むようにケーシング８が一体に設け
てある。ケーシング８には吸気口９と排気口１０とが形
成してあり、インペラの回転により吸気口９から流入す
る気体を排気口１０から吹き出すようになっている。
してその下側に存在している。ハウジング５の上壁７に
は、インペラ１を囲むようにケーシング８が一体に設け
てある。ケーシング８には吸気口９と排気口１０とが形
成してあり、インペラの回転により吸気口９から流入す
る気体を排気口１０から吹き出すようになっている。
【００１６】下部軸受であるピボット軸受４は、アキシ
アル荷重を支えるためハウジング５の下端の底壁１１の
内側に形成された球状凹面１２と、該凹面１２に微小間
隔を介して対向して回転軸２の下端に形成された球状凸
面１３との間に潤滑剤を介在させた動圧軸受として形成
されている。
アル荷重を支えるためハウジング５の下端の底壁１１の
内側に形成された球状凹面１２と、該凹面１２に微小間
隔を介して対向して回転軸２の下端に形成された球状凸
面１３との間に潤滑剤を介在させた動圧軸受として形成
されている。
【００１７】上部軸受である磁気軸受３は、積層鋼板を
用いた磁気軸受ロータ３ｂと、積層鋼板を用いた磁気軸
受ステータ３ａと、制御用コイル１４と、回転軸２のラ
ジアル方向位置を検出するために磁気軸受ステータ３ａ
に制御用コイル１４とともに巻線されたセンサコイル１
５と、図示しない位置制御装置とから構成してある。セ
ンサコイル１５は、磁気軸受ステータ３ａに制御コイル
１４と並列に巻線され、半径方向二軸の軸位置検出をす
るようになっている。
用いた磁気軸受ロータ３ｂと、積層鋼板を用いた磁気軸
受ステータ３ａと、制御用コイル１４と、回転軸２のラ
ジアル方向位置を検出するために磁気軸受ステータ３ａ
に制御用コイル１４とともに巻線されたセンサコイル１
５と、図示しない位置制御装置とから構成してある。セ
ンサコイル１５は、磁気軸受ステータ３ａに制御コイル
１４と並列に巻線され、半径方向二軸の軸位置検出をす
るようになっている。
【００１８】また、図１（ｂ）に示すように、アキシア
ル方向の回転軸２の軸位置は、磁気軸受ロータ３ｂと、
磁気軸受ステータ３ａとにずれが生じた時に働くアキシ
アル方向の復元力によって受動的に安定に制御されてい
る。
ル方向の回転軸２の軸位置は、磁気軸受ロータ３ｂと、
磁気軸受ステータ３ａとにずれが生じた時に働くアキシ
アル方向の復元力によって受動的に安定に制御されてい
る。
【００１９】更にまた、図１（ｃ）に示すように、アキ
シアル方向の復元力をより強く作用させるため、磁気軸
受ステータ３ａと磁気軸受ロータ３ｂとに、それぞれ、
段差１６ａ，１６ｂを設け、磁気的な段差を形成しても
良い。アキシアル方向の復元力を大きくするためには、
段差を多段にした方がより好ましい。
シアル方向の復元力をより強く作用させるため、磁気軸
受ステータ３ａと磁気軸受ロータ３ｂとに、それぞれ、
段差１６ａ，１６ｂを設け、磁気的な段差を形成しても
良い。アキシアル方向の復元力を大きくするためには、
段差を多段にした方がより好ましい。
【００２０】図２に示すように、センサコイル１５ａ，
１５ｂは、それぞれ、対向するヨーク１７ａ，１７ｂに
制御用コイル１４と並列に巻線され、そのインダクタン
スが等しくしてある。
１５ｂは、それぞれ、対向するヨーク１７ａ，１７ｂに
制御用コイル１４と並列に巻線され、そのインダクタン
スが等しくしてある。
【００２１】これらのセンサコイル１５ａ，１５ｂに励
磁用交流電源からセンシング用の一定周波数の電圧Ｖ
１、Ｖ２（Ｖ１＝Ｖ２）を印可する。センサコイル１５
ａ，１５ｂに流れた電流を検出して全波整流し（Ｖ１
ｓ，Ｖ２ｓ）、励磁した周波数より低いローパスフィル
ターを通過させた後、加算回路にて加算して位置信号Ｖ
ｓとする。
磁用交流電源からセンシング用の一定周波数の電圧Ｖ
１、Ｖ２（Ｖ１＝Ｖ２）を印可する。センサコイル１５
ａ，１５ｂに流れた電流を検出して全波整流し（Ｖ１
ｓ，Ｖ２ｓ）、励磁した周波数より低いローパスフィル
ターを通過させた後、加算回路にて加算して位置信号Ｖ
ｓとする。
【００２２】回転軸２が中心位置にある場合、図３に示
すように、センサコイル１５ａ，１５ｂに流れる電流は
等しく、発生する電圧Ｖ１ｓ，Ｖ２ｓも等しいので全波
整流してローパスフィルターを通過させ加算すると、位
置信号Ｖｓはゼロになる。
すように、センサコイル１５ａ，１５ｂに流れる電流は
等しく、発生する電圧Ｖ１ｓ，Ｖ２ｓも等しいので全波
整流してローパスフィルターを通過させ加算すると、位
置信号Ｖｓはゼロになる。
【００２３】ここで、回転軸２が移動し回転軸２とヨー
ク１７ａとのギャップｇ１が小さくなり、回転軸２とヨ
ーク１７ｂとのギャップｇ２が大きくなると、センサコ
イル１５ａに流れる電流は小さくなり、センサコイル１
５ｂに流れる電流は大きくなるので、図４（ａ）のよう
に、位置信号Ｖｓは負の電圧になる。
ク１７ａとのギャップｇ１が小さくなり、回転軸２とヨ
ーク１７ｂとのギャップｇ２が大きくなると、センサコ
イル１５ａに流れる電流は小さくなり、センサコイル１
５ｂに流れる電流は大きくなるので、図４（ａ）のよう
に、位置信号Ｖｓは負の電圧になる。
【００２４】一方、回転軸２が移動し回転軸２とヨーク
１７ａとのギャップｇ１が大きくなり、回転軸２とヨー
ク１７ｂとのギャップｇ２が小さくなると、図４（ｂ）
のように、位置信号Ｖｓは正の電圧になる。
１７ａとのギャップｇ１が大きくなり、回転軸２とヨー
ク１７ｂとのギャップｇ２が小さくなると、図４（ｂ）
のように、位置信号Ｖｓは正の電圧になる。
【００２５】図５は、回転軸２の軸位置が正弦波状に動
いたときの各部出力波形と位置信号Ｖｓである。
いたときの各部出力波形と位置信号Ｖｓである。
【００２６】以上から、ヨーク１７ａ，１７ｂに設置さ
れたセンサコイル１５ａ，１５ｂにより上記のように位
置検出をすれば、回転軸２の位置検出が可能となる。そ
して、上記位置信号Ｖｓがゼロになるように制御コイル
に電流を流す制御系を設けることにより、回転軸を所定
の位置に保持する制御が可能となる。
れたセンサコイル１５ａ，１５ｂにより上記のように位
置検出をすれば、回転軸２の位置検出が可能となる。そ
して、上記位置信号Ｖｓがゼロになるように制御コイル
に電流を流す制御系を設けることにより、回転軸を所定
の位置に保持する制御が可能となる。
【００２７】また、位置検出は、磁気軸受ステータ３ａ
の制御コイルに流れる電流変化からオブザーバを用いて
推定しても良く、磁束変化からオブザーバを用いて推定
しても良い。
の制御コイルに流れる電流変化からオブザーバを用いて
推定しても良く、磁束変化からオブザーバを用いて推定
しても良い。
【００２８】ハウジング５の上壁７と回転軸２との間に
は保護軸受１８が設けてある。 保護軸受１８は、回転
軸２が停止中の時と回転異常時の時とに、モータステー
タ６ａとモータロータ６ｂの接触を防止する。従って、
保護軸受１８の隙間は、モータステータ６ａとモータロ
ータ６ｂの隙間より小さく設定する。
は保護軸受１８が設けてある。 保護軸受１８は、回転
軸２が停止中の時と回転異常時の時とに、モータステー
タ６ａとモータロータ６ｂの接触を防止する。従って、
保護軸受１８の隙間は、モータステータ６ａとモータロ
ータ６ｂの隙間より小さく設定する。
【００２９】上述したような構成のレーザ発振器ブロア
は、非接触軸受のため軸受寿命が長い。また、回転軸２
の軸位置センサとしてヨーク１７ａ，１７ｂにセンサコ
イルを設置する二軸制御磁気軸受としたことから、回転
軸２の長さを短くでき、回転軸２の曲げ危険速度を高く
することができる。また、磁気軸受３をより荷重点の近
くに設置できるので制御も安定する。
は、非接触軸受のため軸受寿命が長い。また、回転軸２
の軸位置センサとしてヨーク１７ａ，１７ｂにセンサコ
イルを設置する二軸制御磁気軸受としたことから、回転
軸２の長さを短くでき、回転軸２の曲げ危険速度を高く
することができる。また、磁気軸受３をより荷重点の近
くに設置できるので制御も安定する。
【００３０】なお、本発明の二軸制御ラジアル磁気軸受
と特開平１０−１８４５９３号の永久磁石ラジアル磁気
軸受では、ラジアル方向の吸引力・安定性が全く異な
る。本発明では、ラジアル吸引力は、制御型磁気軸受を
使用しているので制御方法によって自在にラジアル剛性
を変えられ、かつ、制御を行っているため安定である。
しかし、特開平１０−１８４５９３号公報では受動型の
磁気軸受を使用しているため、ラジアル吸引力を簡単に
変えることができず、常に不安定力が存在し、回転が不
安定になる恐れがある。
と特開平１０−１８４５９３号の永久磁石ラジアル磁気
軸受では、ラジアル方向の吸引力・安定性が全く異な
る。本発明では、ラジアル吸引力は、制御型磁気軸受を
使用しているので制御方法によって自在にラジアル剛性
を変えられ、かつ、制御を行っているため安定である。
しかし、特開平１０−１８４５９３号公報では受動型の
磁気軸受を使用しているため、ラジアル吸引力を簡単に
変えることができず、常に不安定力が存在し、回転が不
安定になる恐れがある。
【００３１】また、本発明がなされたレーザ発振器ブロ
アは機械的共振点（パラレルモードおよびコニカルモー
ドの振動）を超えて使用されるが、特開平１０−１８４
５９３号公報は共振点を通過するときの問題点の認識も
ない。この点についても、本発明は解決法を提案してい
る。
アは機械的共振点（パラレルモードおよびコニカルモー
ドの振動）を超えて使用されるが、特開平１０−１８４
５９３号公報は共振点を通過するときの問題点の認識も
ない。この点についても、本発明は解決法を提案してい
る。
【００３２】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。
定されず、種々変形可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気軸受ステータにセンサコイルを内蔵した二軸制御型
磁気軸受、若しくは、制御電流オブザーバ又は磁束オブ
ザーバを設けたセンサレス二軸制御型磁気軸受を用いて
いる。これにより、センサを磁気軸受に内蔵でき回転軸
の長さを短くすることが可能となり、回転軸の曲げ危険
速度を高くすることができると共に、磁気軸受の設置場
所が広くなり、磁気軸受をより一層荷重点に近い場所に
設置することができ、ひいては、安定した高速回転化を
図ることができると共に、レーザ発振器ブロワの長寿命
化を図ることができる。
磁気軸受ステータにセンサコイルを内蔵した二軸制御型
磁気軸受、若しくは、制御電流オブザーバ又は磁束オブ
ザーバを設けたセンサレス二軸制御型磁気軸受を用いて
いる。これにより、センサを磁気軸受に内蔵でき回転軸
の長さを短くすることが可能となり、回転軸の曲げ危険
速度を高くすることができると共に、磁気軸受の設置場
所が広くなり、磁気軸受をより一層荷重点に近い場所に
設置することができ、ひいては、安定した高速回転化を
図ることができると共に、レーザ発振器ブロワの長寿命
化を図ることができる。
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るレーザ
発振器ブロワ用軸受装置の断面図である。図１（ｂ）は
二軸制御磁気軸受装置の復元力を示す作用図であり、図
１（ｃ）は二軸制御磁気軸受の変形例の断面図である。
発振器ブロワ用軸受装置の断面図である。図１（ｂ）は
二軸制御磁気軸受装置の復元力を示す作用図であり、図
１（ｃ）は二軸制御磁気軸受の変形例の断面図である。
【図２】位置検出系の構成を示すブロック図である。
【図３】回転軸位置が中心にあるときの位置検出系各部
の出力波形図である。
の出力波形図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ、回転軸
位置がずれたときの位置検出系各部の出力波形図であ
る。
位置がずれたときの位置検出系各部の出力波形図であ
る。
【図５】軸位置が正弦波状に動いたときの位置検出系各
部の出力波形図である。
部の出力波形図である。
【図６】従来に係るレーザ発振器ブロワ用軸受装置の断
面図である。
面図である。
１ インペラ ２ 回転軸 ３ 磁気軸受 ３ａ 磁気軸受ステータ ３ｂ 磁気軸受ロータ ４ ピボット軸受 ５ ハウジング ６ モータ ６ａ モータステータ ６ｂ モータロータ ７ 上壁 ８ ケーシング ９ 吸気口 １０ 排気口 １１ 底壁 １２ 球状凹面 １３ 球状凸面 １４ 制御用コイル １５、１５ａ、１５ｂ センサコイル １６ａ、１６ｂ 段差 １７ａ、１７ｂ ヨーク １８ 保護軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H022 AA02 BA06 CA11 CA16 DA13 DA20 3J102 AA01 BA03 BA19 CA19 DA02 DA03 DA09 DA16 DA30 DB05 DB10 GA08
Claims (1)
- 【請求項１】軸方向に隔てたハウジング内の上下２箇所
で上部軸受及び下部軸受により支持される回転軸の上部
に、回転することにより気体を輸送するインペラを有
し、インペラを囲んで気体の吸気口と排気口を有するケ
ーシングがハウジングの上部に取り付けられ、上記上部
軸受及び下部軸受間に位置するモータで回転軸を駆動す
るレーザ発振器ブロワにおいて、 インペラとは反対側の下部軸受を動圧型ピボット軸受と
し、インペラ側の上部軸受を、前記回転軸の軸位置変位
を電磁気的変化として検出して、該回転軸を所定位置に
保持する制御系を設けたニ軸制御型磁気軸受装置とした
ことを特徴とするレーザ発振器ブロア用軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000370498A JP2002174199A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | レーザ発振器ブロワ用軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000370498A JP2002174199A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | レーザ発振器ブロワ用軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002174199A true JP2002174199A (ja) | 2002-06-21 |
Family
ID=18840384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000370498A Withdrawn JP2002174199A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | レーザ発振器ブロワ用軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002174199A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013139870A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-07-18 | Shimadzu Corp | 磁気浮上式真空ポンプおよび磁気浮上装置 |
| CN103742201A (zh) * | 2013-01-10 | 2014-04-23 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 立式高速轴承叶轮机构 |
| US9453715B2 (en) | 2013-03-22 | 2016-09-27 | Rieter Cz S.R.O. | Device for detecting position of rotating working means in active magnetic bearing |
| JP2020148329A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | ダイキン工業株式会社 | 機械学習装置、及び、磁気軸受装置 |
| CN113557361A (zh) * | 2019-03-14 | 2021-10-26 | 株式会社易威奇 | 磁性轴承、具备该磁性轴承的驱动装置以及泵 |
-
2000
- 2000-12-05 JP JP2000370498A patent/JP2002174199A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013139870A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-07-18 | Shimadzu Corp | 磁気浮上式真空ポンプおよび磁気浮上装置 |
| CN103742201A (zh) * | 2013-01-10 | 2014-04-23 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 立式高速轴承叶轮机构 |
| US9453715B2 (en) | 2013-03-22 | 2016-09-27 | Rieter Cz S.R.O. | Device for detecting position of rotating working means in active magnetic bearing |
| CN113557361A (zh) * | 2019-03-14 | 2021-10-26 | 株式会社易威奇 | 磁性轴承、具备该磁性轴承的驱动装置以及泵 |
| CN113557361B (zh) * | 2019-03-14 | 2023-10-13 | 株式会社易威奇 | 磁性轴承、具备该磁性轴承的驱动装置以及泵 |
| JP2020148329A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | ダイキン工業株式会社 | 機械学習装置、及び、磁気軸受装置 |
| WO2020189565A1 (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | ダイキン工業株式会社 | 機械学習装置、及び、磁気軸受装置 |
| CN113574289A (zh) * | 2019-03-15 | 2021-10-29 | 大金工业株式会社 | 机器学习装置和磁轴承装置 |
| CN113574289B (zh) * | 2019-03-15 | 2023-06-09 | 大金工业株式会社 | 机器学习装置和磁轴承装置 |
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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: 20080205 |