JP2560848Y2 - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JP2560848Y2 JP2560848Y2 JP1989147533U JP14753389U JP2560848Y2 JP 2560848 Y2 JP2560848 Y2 JP 2560848Y2 JP 1989147533 U JP1989147533 U JP 1989147533U JP 14753389 U JP14753389 U JP 14753389U JP 2560848 Y2 JP2560848 Y2 JP 2560848Y2
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- Japan
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- axial
- gap
- magnetic bearing
- flange
- rotating member
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、磁気軸受装置に関する。
従来の技術および考案の課題 磁気軸受装置では、軸などの回転部材が制御型ラジア
ル磁気軸受と制御型アキシアル磁気軸受により固定ケー
ス内に非接触状態に支持されて回転させられる。アキシ
アル磁気軸受は、回転部材の軸方向中間部に形成された
鍔状部の軸方向両側に配置された１対のステータ（電磁
石）を備えている。回転部材の一端側に、回転部材のタ
ーゲットの端面の位置を検出することによって回転部材
の軸方向の位置を検出するアキシアルセンサが設けられ
ている。また、回転部材のアキシアル磁気軸受とアキシ
アルセンサの間の部分に、モータロータが設けられてい
る。そして、アキシアルセンサの出力が一定になるよう
に、すなわち、ターゲットの端面が一定の基準位置に位
置するように、アキシアルセンサの出力に基づいてアキ
シアル磁気軸受のステータを制御することにより、回転
部材の軸方向の位置が一定に保持される。
ル磁気軸受と制御型アキシアル磁気軸受により固定ケー
ス内に非接触状態に支持されて回転させられる。アキシ
アル磁気軸受は、回転部材の軸方向中間部に形成された
鍔状部の軸方向両側に配置された１対のステータ（電磁
石）を備えている。回転部材の一端側に、回転部材のタ
ーゲットの端面の位置を検出することによって回転部材
の軸方向の位置を検出するアキシアルセンサが設けられ
ている。また、回転部材のアキシアル磁気軸受とアキシ
アルセンサの間の部分に、モータロータが設けられてい
る。そして、アキシアルセンサの出力が一定になるよう
に、すなわち、ターゲットの端面が一定の基準位置に位
置するように、アキシアルセンサの出力に基づいてアキ
シアル磁気軸受のステータを制御することにより、回転
部材の軸方向の位置が一定に保持される。
このような従来の磁気軸受装置では、回転部材に温度
上昇が生じていない常温時において、鍔状部と両側のア
キシアル磁気軸受ステータとの軸方向の間隙が互いに等
しくなるようになっている。このため、運転時に、次の
ような問題が生じることがある。
上昇が生じていない常温時において、鍔状部と両側のア
キシアル磁気軸受ステータとの軸方向の間隙が互いに等
しくなるようになっている。このため、運転時に、次の
ような問題が生じることがある。
回転部材が回転すると、主としてモータロータの部分
の発熱により温度が上昇し、のびが生じる。このとき、
ターゲットの端面の位置が一定であるので、回転部材の
のびにより、鍔状部がアキシアルセンサの反対側のアキ
シアル磁気軸受ステータ側に移動する。このため、この
ステータと鍔状部との軸方向の間隙が異常に小さくな
り、鍔状部がこのステータに接触することがある。
の発熱により温度が上昇し、のびが生じる。このとき、
ターゲットの端面の位置が一定であるので、回転部材の
のびにより、鍔状部がアキシアルセンサの反対側のアキ
シアル磁気軸受ステータ側に移動する。このため、この
ステータと鍔状部との軸方向の間隙が異常に小さくな
り、鍔状部がこのステータに接触することがある。
この考案の目的は、上記の問題を解決し、運転時に回
転部材の鍔状部がアキシアル磁気軸受のステータに接触
するおそれのない磁気軸受装置を提供することにある。
転部材の鍔状部がアキシアル磁気軸受のステータに接触
するおそれのない磁気軸受装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 この考案による磁気軸受装置は、回転部材の軸方向一
端側に、前記回転部材の端面の位置を検出することによ
って前記回転部材の軸方向の位置を検出するアキシアル
センサが設けられ、前記回転部材の軸方向中間部に形成
された鍔状部の軸方向両側に、前記回転部材の前記端面
が一定の基準位置に位置するように前記アキシアルセン
サの出力に基づいて制御される制御型アキシアル磁気軸
受の１対のステータが設けられ、前記回転部材にモータ
ロータが設けられている磁気軸受装置において、前記回
転部材に温度上昇が生じていない常温時の前記アキシア
ルセンサ側の前記アキシアル磁気軸受ステータと前記鍔
状部との軸方向の間隙が、運転時の目標の軸方向の間隙
より小さく、常温時の反対側の前記アキシアル磁気軸受
ステータと前記鍔状部との軸方向の間隙が、運転時の目
標の軸方向の間隙より大きいことを特徴とするものであ
る。
端側に、前記回転部材の端面の位置を検出することによ
って前記回転部材の軸方向の位置を検出するアキシアル
センサが設けられ、前記回転部材の軸方向中間部に形成
された鍔状部の軸方向両側に、前記回転部材の前記端面
が一定の基準位置に位置するように前記アキシアルセン
サの出力に基づいて制御される制御型アキシアル磁気軸
受の１対のステータが設けられ、前記回転部材にモータ
ロータが設けられている磁気軸受装置において、前記回
転部材に温度上昇が生じていない常温時の前記アキシア
ルセンサ側の前記アキシアル磁気軸受ステータと前記鍔
状部との軸方向の間隙が、運転時の目標の軸方向の間隙
より小さく、常温時の反対側の前記アキシアル磁気軸受
ステータと前記鍔状部との軸方向の間隙が、運転時の目
標の軸方向の間隙より大きいことを特徴とするものであ
る。
作用 回転部材が回転して、主としてモータロータの部分の
発熱によりのびが生じると、回転部材のアキシアルセン
サ側の端面の位置が一定であるので、鍔状部はアキシア
ルセンサ側のアキシアル磁気軸受ステータ（第１ステー
タ）から離れて反対側のアキシアル磁気軸受ステータ
（第２ステータ）に接近する方向に移動する。このた
め、鍔状部と第１ステータとの軸方向の間隙は常温時よ
り大きくなるが、常温時の軸方向の間隙が運転時の目標
の軸方向の間隙より小さいので、目標の軸方向の間隙に
近くなる。また、鍔状部と第２ステータとの軸方向の間
隙は常温時より小さくなるが、常温時の軸方向の間隙が
運転時の目標の軸方向の間隙より大きいので、軸方向の
目標の間隙に近くなり、軸方向の間隙が異常に小さくな
ったり鍔状部が第２ステータに接触したりすることがな
い。そして、アキシアル磁気軸受がアキシアルセンサの
出力に基づいて制御される制御型のものであるから、常
温時の鍔状部と両側のステータとの軸方向の間隙を任意
に変えることができ、しかも、常温時の軸方向の間隙を
上記のように設定しておくだけでよく、熱膨張による軸
方向の間隙の補正を行う特別な手段を必要としない。
発熱によりのびが生じると、回転部材のアキシアルセン
サ側の端面の位置が一定であるので、鍔状部はアキシア
ルセンサ側のアキシアル磁気軸受ステータ（第１ステー
タ）から離れて反対側のアキシアル磁気軸受ステータ
（第２ステータ）に接近する方向に移動する。このた
め、鍔状部と第１ステータとの軸方向の間隙は常温時よ
り大きくなるが、常温時の軸方向の間隙が運転時の目標
の軸方向の間隙より小さいので、目標の軸方向の間隙に
近くなる。また、鍔状部と第２ステータとの軸方向の間
隙は常温時より小さくなるが、常温時の軸方向の間隙が
運転時の目標の軸方向の間隙より大きいので、軸方向の
目標の間隙に近くなり、軸方向の間隙が異常に小さくな
ったり鍔状部が第２ステータに接触したりすることがな
い。そして、アキシアル磁気軸受がアキシアルセンサの
出力に基づいて制御される制御型のものであるから、常
温時の鍔状部と両側のステータとの軸方向の間隙を任意
に変えることができ、しかも、常温時の軸方向の間隙を
上記のように設定しておくだけでよく、熱膨張による軸
方向の間隙の補正を行う特別な手段を必要としない。
実施例 以下、図面を参照して、この考案の実施例について説
明する。
明する。
第１図は磁気軸受装置の構成を概略的に示し、第２図
および第３図はその一部を拡大して示す。なお、以下の
説明において、図面の左右を左右とする。
および第３図はその一部を拡大して示す。なお、以下の
説明において、図面の左右を左右とする。
磁気軸受装置は、固定ケース（図示略）の内側に左右
方向にのびる回転軸（回転部材）（１）を備えている。
軸（１）は、固定ケースに設けられた制御型アキシアル
磁気軸受（２）と制御型ラジアル磁気軸受（図示略）で
非接触状態に支持され、高速で回転する。アキシアル磁
気軸受（２）は、回転部材の中間左寄りの部分に形成さ
れた外向き鍔状部（３）の右側に配置された第１ステー
タ（2a）と、鍔状部（３）の左側に配置された第２ステ
ータ（2b）とを備えている。軸（１）のアキシアル磁気
軸受（２）より右側の部分にモータロータ（４）が設け
られ、その周囲の固定ケースにモータステータ（図示
略）が設けられている。軸（１）の右端部に円板状のタ
ーゲット（５）が設けられ、その右側の固定ケースに、
ターゲット（５）の右端面（5a）の位置を検出すること
によって軸（１）の左右方向（軸方向）の位置を検出す
るアキシアルセンサ（６）が設けられている。また、軸
（１）の周囲に、軸（１）の半径方向の位置を検出する
ラジアルセンサ（図示略）が設けられている。そして、
ターゲット（５）の端面（5a）が一定の基準位置に位置
するように、アキシアルセンサ（６）の出力に基づいて
アキシアル磁気軸受（２）を制御することにより、軸
（１）の左右軸方向の位置が一定に保持される。
方向にのびる回転軸（回転部材）（１）を備えている。
軸（１）は、固定ケースに設けられた制御型アキシアル
磁気軸受（２）と制御型ラジアル磁気軸受（図示略）で
非接触状態に支持され、高速で回転する。アキシアル磁
気軸受（２）は、回転部材の中間左寄りの部分に形成さ
れた外向き鍔状部（３）の右側に配置された第１ステー
タ（2a）と、鍔状部（３）の左側に配置された第２ステ
ータ（2b）とを備えている。軸（１）のアキシアル磁気
軸受（２）より右側の部分にモータロータ（４）が設け
られ、その周囲の固定ケースにモータステータ（図示
略）が設けられている。軸（１）の右端部に円板状のタ
ーゲット（５）が設けられ、その右側の固定ケースに、
ターゲット（５）の右端面（5a）の位置を検出すること
によって軸（１）の左右方向（軸方向）の位置を検出す
るアキシアルセンサ（６）が設けられている。また、軸
（１）の周囲に、軸（１）の半径方向の位置を検出する
ラジアルセンサ（図示略）が設けられている。そして、
ターゲット（５）の端面（5a）が一定の基準位置に位置
するように、アキシアルセンサ（６）の出力に基づいて
アキシアル磁気軸受（２）を制御することにより、軸
（１）の左右軸方向の位置が一定に保持される。
軸（１）が回転すると、主としてモータロータ（４）
の部分の発熱により、軸（１）の温度が上昇し、やがて
それ以上温度が上昇しない昇温定常状態となる。軸
（１）に温度上昇が生じていない常温時の状態から昇温
定常状態までの温度上昇幅を最大温度上昇幅ということ
にする。軸（１）の温度が上昇すると、これにのびが生
じる。このとき、ターゲット（５）の端面（5a）が一定
の基準位置にあるので、軸（１）のターゲット（５）の
端面（5a）と鍔状部（３）の間の部分ののびと等しい量
だけ鍔状部（３）が左側に移動する。また、ステータ
（2a）（2b）の位置は一定であるので、鍔状部（３）の
移動により、鍔状部（３）と両側のステータ（2a）（2
b）との軸方向の間隙（以下単に間隙という）の大きさ
が変わる。そして、昇温定常状態になると、軸（１）の
のびが止まり、鍔状部（３）もそれ以上移動しなくな
り、鍔状部（３）と両側のステータ（2a）（2b）との間
隙も変化しなくなる。常温時の状態から昇温定常状態ま
でのターゲット（５）の端面（5a）と鍔状部（３）の間
の部分ののびおよび鍔状部（３）の移動量を、それぞ
れ、軸（１）の最大のびおよび鍔状部（３）の最大移動
量ということにする。軸（１）の最大のびと鍔状部
（３）の最大移動量は、互いに等しい。通常、磁気軸受
装置の運転条件は一定であり、したがって、最大温度上
昇幅もほぼ一定である。したがって、鍔状部（３）の最
大移動量もほぼ一定であり、最大温度上昇幅、軸のター
ゲット（５）の端面（5a）と鍔状部（３）の間の部分の
長さおよび線膨張係数より計算で求めることができる。
また、鍔状部（３）の最大移動量は、実験などによって
求めることもできる。
の部分の発熱により、軸（１）の温度が上昇し、やがて
それ以上温度が上昇しない昇温定常状態となる。軸
（１）に温度上昇が生じていない常温時の状態から昇温
定常状態までの温度上昇幅を最大温度上昇幅ということ
にする。軸（１）の温度が上昇すると、これにのびが生
じる。このとき、ターゲット（５）の端面（5a）が一定
の基準位置にあるので、軸（１）のターゲット（５）の
端面（5a）と鍔状部（３）の間の部分ののびと等しい量
だけ鍔状部（３）が左側に移動する。また、ステータ
（2a）（2b）の位置は一定であるので、鍔状部（３）の
移動により、鍔状部（３）と両側のステータ（2a）（2
b）との軸方向の間隙（以下単に間隙という）の大きさ
が変わる。そして、昇温定常状態になると、軸（１）の
のびが止まり、鍔状部（３）もそれ以上移動しなくな
り、鍔状部（３）と両側のステータ（2a）（2b）との間
隙も変化しなくなる。常温時の状態から昇温定常状態ま
でのターゲット（５）の端面（5a）と鍔状部（３）の間
の部分ののびおよび鍔状部（３）の移動量を、それぞ
れ、軸（１）の最大のびおよび鍔状部（３）の最大移動
量ということにする。軸（１）の最大のびと鍔状部
（３）の最大移動量は、互いに等しい。通常、磁気軸受
装置の運転条件は一定であり、したがって、最大温度上
昇幅もほぼ一定である。したがって、鍔状部（３）の最
大移動量もほぼ一定であり、最大温度上昇幅、軸のター
ゲット（５）の端面（5a）と鍔状部（３）の間の部分の
長さおよび線膨張係数より計算で求めることができる。
また、鍔状部（３）の最大移動量は、実験などによって
求めることもできる。
第２図は、常温時の鍔状部（３）と２つのステータ
（2a）（2b）の位置関係を示している。第３図は、昇温
定常状態の鍔状部（３）と２つのステータ（2a）（2b）
の位置関係を示している。第２図には、常温時の鍔状部
（３）と第１ステータ（2a）との間隙（第１間隙）をA
1、鍔状部（３）と第２ステータ（2b）との間隙（第２
間隙）をA2で示している。第３図には、昇温定常状態の
第１間隙をB1、第２間隙をB2、鍔状部（３）の最大移動
量をＣで示している。
（2a）（2b）の位置関係を示している。第３図は、昇温
定常状態の鍔状部（３）と２つのステータ（2a）（2b）
の位置関係を示している。第２図には、常温時の鍔状部
（３）と第１ステータ（2a）との間隙（第１間隙）をA
1、鍔状部（３）と第２ステータ（2b）との間隙（第２
間隙）をA2で示している。第３図には、昇温定常状態の
第１間隙をB1、第２間隙をB2、鍔状部（３）の最大移動
量をＣで示している。
運転時の目標の間隙（目標間隙）をＤとすると、常温
時の第１間隙A1は目標間隙Ｄよりほぼ最大移動量Ｃだけ
小さい値（≒Ｄ−Ｃ）、第２間隙A2は目標間隙Ｄよりほ
ぼ最大移動量Ｃだけ大きい値（≒Ｄ＋Ｃ）になってい
る。
時の第１間隙A1は目標間隙Ｄよりほぼ最大移動量Ｃだけ
小さい値（≒Ｄ−Ｃ）、第２間隙A2は目標間隙Ｄよりほ
ぼ最大移動量Ｃだけ大きい値（≒Ｄ＋Ｃ）になってい
る。
昇温定常状態になると、鍔状部（３）は、常温時の位
置より左側、すなわち第１ステータ（2a）から離れて第
２ステータ（2b）に接近する方向にほぼ最大移動量Ｃだ
け移動する。このため、第１間隙B1は、常温時の第１間
隙A1よりほぼ最大移動量Ｃだけ大きい値（≒A1＋Ｃ）す
なわち目標間隙Ｄとほぼ等しい値になる。また、第２間
隙B2は、常温時の第２間隙A2よりほぼ最大移動量Ｃだけ
小さい値（≒A1−Ｃ）すなわち目標間隙Ｄとほぼ等しい
値になる。したがって、昇温定常状態において、第１間
隙B1および第２間隙B2をともに目標間隙Ｄに近い値に保
持することができ、第２間隙B2が異常に小さくなって鍔
状部（３）が第２ステータ（2b）に接触するようなこと
がない。
置より左側、すなわち第１ステータ（2a）から離れて第
２ステータ（2b）に接近する方向にほぼ最大移動量Ｃだ
け移動する。このため、第１間隙B1は、常温時の第１間
隙A1よりほぼ最大移動量Ｃだけ大きい値（≒A1＋Ｃ）す
なわち目標間隙Ｄとほぼ等しい値になる。また、第２間
隙B2は、常温時の第２間隙A2よりほぼ最大移動量Ｃだけ
小さい値（≒A1−Ｃ）すなわち目標間隙Ｄとほぼ等しい
値になる。したがって、昇温定常状態において、第１間
隙B1および第２間隙B2をともに目標間隙Ｄに近い値に保
持することができ、第２間隙B2が異常に小さくなって鍔
状部（３）が第２ステータ（2b）に接触するようなこと
がない。
たとえば、目標間隙Ｄが0.2mm、鍔状部（３）の最大
移動量Ｃが0.1mmの場合、常温時の第１間隙A1を0.1mm、
第２間隙A2を0.3mmにする。このようにすると、昇温定
常状態の第１間隙B1はほぼ0.2（＝0.1＋0.1）mm、第２
間隙B2はほぼ0.2（＝0.3−0.1）mmとなり、ともに目標
間隙Ｄに近い値になる。
移動量Ｃが0.1mmの場合、常温時の第１間隙A1を0.1mm、
第２間隙A2を0.3mmにする。このようにすると、昇温定
常状態の第１間隙B1はほぼ0.2（＝0.1＋0.1）mm、第２
間隙B2はほぼ0.2（＝0.3−0.1）mmとなり、ともに目標
間隙Ｄに近い値になる。
上記実施例では、運転時の第１間隙と第２間隙の目標
間隙が等しくなっているが、これらは等しくなくてもよ
い。また、この考案は、軸以外の回転部材たとえば筒状
の回転部材を備えた磁気軸受装置にも適用でき、さら
に、回転部材が垂直に配置された磁気軸受装置にも適用
できる。
間隙が等しくなっているが、これらは等しくなくてもよ
い。また、この考案は、軸以外の回転部材たとえば筒状
の回転部材を備えた磁気軸受装置にも適用でき、さら
に、回転部材が垂直に配置された磁気軸受装置にも適用
できる。
考案の効果 この考案の磁気軸受装置によれば、上述のように、回
転部材の熱膨張によって回転部材の鍔状部と制御型アキ
シアル磁気軸受のステータとの軸方向の間隙が異常に小
さくなったり鍔状部がステータに接触したりすることが
なく、しかも熱膨張による軸方向の間隙の補正を行う特
別な手段を必要としないので、構成を簡略化することが
できる。
転部材の熱膨張によって回転部材の鍔状部と制御型アキ
シアル磁気軸受のステータとの軸方向の間隙が異常に小
さくなったり鍔状部がステータに接触したりすることが
なく、しかも熱膨張による軸方向の間隙の補正を行う特
別な手段を必要としないので、構成を簡略化することが
できる。
第１図はこの考案の実施例を示す磁気軸受装置主要部の
概略縦断面図、第２図は常温時のアキシアル磁気軸受の
部分を拡大して示す縦断面図、第３図は昇温定常状態の
アキシアル磁気軸受の部分を拡大して示す縦断面図であ
る。 （１）……回転軸（回転部材）、（２）……制御型アキ
シアル磁気軸受、（2a）……第１ステータ、（2b）……
第２ステータ、（３）……鍔状部、（４）……モータロ
ータ、（5a）……端面、（６）……アキシアルセンサ。
概略縦断面図、第２図は常温時のアキシアル磁気軸受の
部分を拡大して示す縦断面図、第３図は昇温定常状態の
アキシアル磁気軸受の部分を拡大して示す縦断面図であ
る。 （１）……回転軸（回転部材）、（２）……制御型アキ
シアル磁気軸受、（2a）……第１ステータ、（2b）……
第２ステータ、（３）……鍔状部、（４）……モータロ
ータ、（5a）……端面、（６）……アキシアルセンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−252337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−156284（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−4153（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】回転部材の軸方向一端側に、前記回転部材
の端面の位置を検出することによって前記回転部材の軸
方向の位置を検出するアキシアルセンサが設けられ、前
記回転部材の軸方向中間部に形成された鍔状部の軸方向
両側に、前記回転部材の前記端面が一定の基準位置に位
置するように前記アキシアルセンサの出力に基づいて制
御される制御型アキシアル磁気軸受の１対のステータが
設けられ、前記回転部材にモータロータが設けられてい
る磁気軸受装置において、 前記回転部材に温度上昇が生じていない常温時の前記ア
キシアルセンサ側の前記アキシアル磁気軸受ステータと
前記鍔状部との軸方向の間隙が、運転時の目標の軸方向
の間隙より小さく、常温時の反対側の前記アキシアル磁
気軸受ステータと前記鍔状部との軸方向の間隙が、運転
時の目標の軸方向の間隙より大きいことを特徴とする磁
気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989147533U JP2560848Y2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989147533U JP2560848Y2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0386213U JPH0386213U (ja) | 1991-08-30 |
| JP2560848Y2 true JP2560848Y2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=31694041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989147533U Expired - Fee Related JP2560848Y2 (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560848Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1579076B1 (en) * | 2002-12-19 | 2011-05-11 | Hugo De Vries | Artificial turf mat and method for manufacturing thereof |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49132355U (ja) * | 1973-03-19 | 1974-11-14 |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1989147533U patent/JP2560848Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0386213U (ja) | 1991-08-30 |
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