JP2022000595A - ラジアル磁気軸受およびブロア - Google Patents
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Abstract
Description
回転体を径方向外側から非接触で支持するためのラジアル磁気軸受であって、
前記回転体に対向して設けられ、前記回転体を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石を備え、
前記複数の電磁石は、それぞれ、バックヨーク部と、前記バックヨーク部および前記回転体と併せて磁路を構成する一対の磁極ティース部と、前記一対の磁極ティース部のそれぞれに巻回されたコイルとを有し、
前記一対の磁極ティース部は、それぞれ、前記バックヨーク部から前記一対の磁極ティース部の間隔が狭まるように延びる基部と、前記基部から前記回転体に向かって前記一対の磁極ティース部の間隔が広がり、または維持されるように延びる先端部とを有する、
ラジアル磁気軸受に関する。
(1.ブロアの全体構造)
図1に示すように、ブロア1は、円筒形状の回転軸2を備える。以下の説明では、回転軸2の軸方向(スラスト方向)をZ方向といい、回転軸2の径方向(ラジアル方向)をR方向という。
磁気軸受装置は、軸方向Zにおける回転軸2の両端部にそれぞれ設けられたラジアル磁気軸受(以下、ラジアル軸受と称す)10,10と、1つのスラスト磁気軸受(以下、スラスト軸受と称す)20と、タッチダウン軸受30と、回転数センサ40とを有する。
ラジアル軸受10は、回転軸2を径方向Rの外側から非接触で支持する。本発明において、回転軸2は、ラジアル軸受10により支持される回転体の一例である。ラジアル軸受10は、回転軸2を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石11と、回転軸2の周面に固定された磁性部12と、回転軸2の径方向Rの変位を検出するための変位センサ13とを有する。
スラスト軸受20は、回転軸2を軸方向Zに支持する。スラスト軸受20は、円板状のスラストディスク21と、一対の円環状の電磁石22と、変位センサ23とを有する。スラストディスク21は、強磁性体からなる。スラストディスク21は、回転軸2に対して同軸にかつ垂直に取り付けられている。スラストディスク21は、円形の主面21a,21bを有する。
タッチダウン軸受30は、ラジアル軸受10の電磁石11、スラスト軸受20の電磁石22への給電停止時など異常時にラジアル軸受10とスラスト軸受20が停止して回転軸2を支持できなくなったときに、これらに代わって回転軸2を支持する。タッチダウン軸受30は、回転軸2の軸方向Zと径方向Rの可動範囲を規制して、回転軸2の可動範囲の極限位置において回転軸2を機械的に支持する。
回転数センサ40は、回転軸2の回転数または回転量を検出する光学エンコーダである。ただし、本発明はこれに限定されることなく、回転数センサ40は、例えば、検出部41としてホール素子を有し、被検出部42として永久磁石を有するセンサを用いてもよい。あるいは、検出部として投光部と受光部を有し、被検出部として反射部と非反射部を有する光学式センサ等であってもよい。回転数センサ40は、回転軸2の回転数に応じたパルスを発生させる検出部41と、回転軸2に取り付けられた被検出部42としての歯車とを有する。検出部41は、ケーシング5に取り付けられている。
上述のとおり、電磁石11の磁極ティース部16,17は、バックヨーク部14,15からそれぞれ、回転軸2に設けられた磁性部12に向かって延びている。また、実施形態では、磁極ティース部16,17の磁性部12側に先端部16b,17bが設けられている。ここで、比較例として、磁極ティース部16,17の磁性部12側に先端部16b,17bを設けない構成を考える。比較例において、電磁石11に形成される磁束の向きを図4に示している。
図5は、本発明の実施形態2に係るラジアル軸受10を軸方向Zから見た断面図である。実施形態2は、以下で説明する点を除き、実施形態1と同一または対応する構成を有している。実施形態2の説明では、実施形態1と同一または対応する構成には同一の符号を付している。
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されないと理解すべきである。また、各実施形態に記載された特徴は、自由に組み合わせられてよい。また、上述の実施形態には、さまざまな改良、設計上の変更および削除が加えられてよい。
Claims (3)
- 回転体を径方向外側から非接触で支持するためのラジアル磁気軸受であって、
前記回転体に対向して設けられ、前記回転体を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石を備え、
前記複数の電磁石は、それぞれ、バックヨーク部と、前記バックヨーク部および前記回転体と併せて磁路を構成する一対の磁極ティース部と、前記一対の磁極ティース部のそれぞれに巻回されたコイルとを有し、
前記一対の磁極ティース部は、それぞれ、前記バックヨーク部から前記一対の磁極ティース部の間隔が狭まるように延びる基部と、前記基部から前記回転体に向かって前記一対の磁極ティース部の間隔が維持されるように延びる先端部とを有し、
前記回転体の周方向に均一に配置され、前記回転体の径方向の変位を検出するための変位センサを複数個備え、
前記複数の電磁石は、前記回転体の周方向において互いに前記変位センサを挟んで配置された第1電磁石と第2電磁石を含み、
前記複数の電磁石は、前記第1電磁石に隣接して配置された第3電磁石を含み、
前記第1電磁石の第1磁極ティース部と前記第3電磁石の第2磁極ティース部とが隣接し、
前記第1、第2磁極ティース部は、それぞれ、前記バックヨーク部から前記第1、第2磁極ティース部の間隔が狭まるように延びる基部と、前記基部から前記回転体に向かって前記第1、第2磁極ティース部の間隔が維持されるように前記基部に対して屈曲している先端部とを有する、
ラジアル磁気軸受。 - 各電磁石のバックヨーク部は、磁極ティース部ごとに分割されている、
請求項1に記載のラジアル磁気軸受。 - 前記回転体としてのモータの回転軸と、
請求項1または2に記載のラジアル磁気軸受と、
前記回転軸に固定された羽根と、
を備えたブロア。
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