JP2584869Y2 - 磁気軸受モータ - Google Patents
磁気軸受モータInfo
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- JP2584869Y2 JP2584869Y2 JP1991071084U JP7108491U JP2584869Y2 JP 2584869 Y2 JP2584869 Y2 JP 2584869Y2 JP 1991071084 U JP1991071084 U JP 1991071084U JP 7108491 U JP7108491 U JP 7108491U JP 2584869 Y2 JP2584869 Y2 JP 2584869Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating shaft
- rotor
- magnetic bearing
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- shaft
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ターボ機械等の高速回
転装置に使用される磁気軸受モータに関し、特に回転軸
の両端に負荷を結合させたものに関する。
転装置に使用される磁気軸受モータに関し、特に回転軸
の両端に負荷を結合させたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ターボ機械等の高速回転装置に使
用される磁気軸受モータは、回転軸のほぼ中央に固定さ
れたロータの両側にラジアル磁気軸受を設けてロータと
ステータとの間の空隙を維持している。また、モータの
反負荷側には軸方向の位置を制御するスラスト磁気軸受
が設けられ、負荷側軸端にはロータの軸方向位置を検出
する軸端位置センサを設けてある。この軸端位置センサ
の出力により、負荷側軸端の軸方向位置が所定の位置に
くるようにスラスト磁気軸受を制御している。
用される磁気軸受モータは、回転軸のほぼ中央に固定さ
れたロータの両側にラジアル磁気軸受を設けてロータと
ステータとの間の空隙を維持している。また、モータの
反負荷側には軸方向の位置を制御するスラスト磁気軸受
が設けられ、負荷側軸端にはロータの軸方向位置を検出
する軸端位置センサを設けてある。この軸端位置センサ
の出力により、負荷側軸端の軸方向位置が所定の位置に
くるようにスラスト磁気軸受を制御している。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】ところが、上記構成で
は、高速回転で負荷が大きくなると、モータの鉄損など
によりロータ部分に発熱が集中し、回転軸の温度が上昇
して熱膨張により回転軸全体が軸方向に伸びる。反負荷
側軸端が最も大きく変位するが、その変位が大き過ぎる
と、スラスト磁気軸受によって反負荷側軸端の軸方向位
置を制御できなくなるという欠点があった。例えば、磁
気軸受モータの両軸端に１段目および２段目のターボブ
ロアを取りつけて、そのインペラを回転する場合、イン
ペラとケーシングとの間の空隙を一定に維持するため軸
方向の変位を極力小さくする必要があるが、回転軸が熱
膨張により軸方向に大きく変位することにより、インペ
ラとケーシングが接触し破損する恐れがある。これを回
避するため熱膨張を見込んで該ギャップを大きくしてお
くと著しく吐出量が低下して運転効率が低下するおそれ
があった。本考案は、ロータの温度が上昇しても、回転
軸の軸方向変位が小さい磁気軸受モータを提供すること
を目的とするものである。
は、高速回転で負荷が大きくなると、モータの鉄損など
によりロータ部分に発熱が集中し、回転軸の温度が上昇
して熱膨張により回転軸全体が軸方向に伸びる。反負荷
側軸端が最も大きく変位するが、その変位が大き過ぎる
と、スラスト磁気軸受によって反負荷側軸端の軸方向位
置を制御できなくなるという欠点があった。例えば、磁
気軸受モータの両軸端に１段目および２段目のターボブ
ロアを取りつけて、そのインペラを回転する場合、イン
ペラとケーシングとの間の空隙を一定に維持するため軸
方向の変位を極力小さくする必要があるが、回転軸が熱
膨張により軸方向に大きく変位することにより、インペ
ラとケーシングが接触し破損する恐れがある。これを回
避するため熱膨張を見込んで該ギャップを大きくしてお
くと著しく吐出量が低下して運転効率が低下するおそれ
があった。本考案は、ロータの温度が上昇しても、回転
軸の軸方向変位が小さい磁気軸受モータを提供すること
を目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本考案は、回転子を嵌合
した回転軸と、この回転軸の両側に設けられ、且つ、径
方向に支持するラジアル磁気軸受と、前記回転軸を軸方
向に支持するスラスト磁気軸受を備えた磁気軸受モータ
において 、 前記回転軸は、低膨張性の高抗張力合金鋼よ
りなる二つの部材かからなり、前記一方の回転軸は、前
記回転子を嵌合する小径部と前記回転子の端面側になる
ように設けた大径部を有するものであり、前記他方の回
転軸は、前記一方の回転軸の小径部を結合する中空部を
有するものであり、前記回転子は、その両側端面が前記
回転軸の大径部側の端面と中空部側の端面との間にそれ
ぞれ接触するように補強リングを設けてあるものであ
る。
した回転軸と、この回転軸の両側に設けられ、且つ、径
方向に支持するラジアル磁気軸受と、前記回転軸を軸方
向に支持するスラスト磁気軸受を備えた磁気軸受モータ
において 、 前記回転軸は、低膨張性の高抗張力合金鋼よ
りなる二つの部材かからなり、前記一方の回転軸は、前
記回転子を嵌合する小径部と前記回転子の端面側になる
ように設けた大径部を有するものであり、前記他方の回
転軸は、前記一方の回転軸の小径部を結合する中空部を
有するものであり、前記回転子は、その両側端面が前記
回転軸の大径部側の端面と中空部側の端面との間にそれ
ぞれ接触するように補強リングを設けてあるものであ
る。
【０００５】
【作用】低膨張性の高抗張力合金鋼よりなる一方側の回
転軸の小径部と同じく低膨張性の高抗張力合金鋼よりな
る他方側の回転軸の中空部とを結合し、一方側の回転軸
の小径部に回転子を嵌合してあるので、回転子に負荷を
加えた時、回転子の温度が上昇して軸方向に膨張しよう
とする。しかし、回転子の両側が一方側の回転軸の段付
部と他方側の回転軸の端面に接触し、一方側の回転軸は
他方側の回転軸の中空部で結合されているので、回転子
の両端の間隔は温度上昇によってほとんど膨張しない。
したがって、回転子は軸方向に圧縮されて伸びることが
できず、回転子の温度上昇による軸方向の変位は非常に
小さくなる。
転軸の小径部と同じく低膨張性の高抗張力合金鋼よりな
る他方側の回転軸の中空部とを結合し、一方側の回転軸
の小径部に回転子を嵌合してあるので、回転子に負荷を
加えた時、回転子の温度が上昇して軸方向に膨張しよう
とする。しかし、回転子の両側が一方側の回転軸の段付
部と他方側の回転軸の端面に接触し、一方側の回転軸は
他方側の回転軸の中空部で結合されているので、回転子
の両端の間隔は温度上昇によってほとんど膨張しない。
したがって、回転子は軸方向に圧縮されて伸びることが
できず、回転子の温度上昇による軸方向の変位は非常に
小さくなる。
【０００６】
【実施例】本考案を図に示す実施例について説明する。
図１は本考案の実施例を示す側断面図で、中空円筒状の
フレーム１の内側に電機子コイル２１を巻回した中空円
筒状の固定子２を設け、固定子２の両側にラジアル磁気
軸受３Ａ，３Ｂを設け、一方のラジアル軸受３Ｂと固定
子２との間にスラスト磁気軸受４を設けてある。固定子
２の内側には空隙を介して対向する鋼性のソリッドロー
タにより形成した回転子５を設けてある。回転子５には
軸方向に伸び、周方向に等間隔に複数本のロータバー５
１と、回転子５の両端面でロータバー５１と接続する短
絡リング５２とをダイキャストで鋳込んである。回転子
５の両側の短絡リングの外周にそれぞれ補強リング５３
を焼きばめにより嵌合してある。回転子５はインバーな
どの低膨張性の高抗張力合金鋼よりなり、かつ段付部６
１を有する回転軸６Ａの小径部６２に嵌合して固定して
あり、回転軸６Ａの一方端にはフレーム１の一方端に設
けた１段目のターボブロア７のインペラ７１を結合して
ある。回転軸６Ａの回転子５とインペラ７１との間は回
転子５とほぼ同じ外径に形成し、ラジアル磁気軸受３Ａ
を空隙を介して対向させ、回転軸６Ａを浮上させるよう
にしてある。回転軸６Ａの小径部６２の他方端は、同心
に設けられた同じく低膨張性の高抗張力合金鋼よりなる
回転軸６Ｂの一方端に設けた中空部６３に嵌合して、回
転軸６Ａと回転軸６Ｂとを結合し、回転軸６Ａの段付部
６１と回転軸６Ｂの端面６４がそれぞれ補強リング５３
の端面に接触するようにしてある。回転軸６Ｂの他方端
には、フレーム１の他方端に設けた２段目のターボブロ
ア８のインペラ８１を結合してある。回転軸６Ｂの回転
子５とインペラ８１との間にはスラスト円板６５を設
け、スラスト磁気軸受４と空隙を介して対向させ、イン
ペラ７１、８１の軸方向変位を検出するセンサからの信
号により、回転軸６Ａおよび回転軸６Ｂの軸方向変位を
調節するようにしてある。また、回転軸６Ｂは回転子５
とほぼ同じ外径に形成し、ラジアル磁気軸受３Ｂを空隙
を介して対向させ、回転軸６Ａと共に回転軸６Ｂを浮上
させるようにしてある。
図１は本考案の実施例を示す側断面図で、中空円筒状の
フレーム１の内側に電機子コイル２１を巻回した中空円
筒状の固定子２を設け、固定子２の両側にラジアル磁気
軸受３Ａ，３Ｂを設け、一方のラジアル軸受３Ｂと固定
子２との間にスラスト磁気軸受４を設けてある。固定子
２の内側には空隙を介して対向する鋼性のソリッドロー
タにより形成した回転子５を設けてある。回転子５には
軸方向に伸び、周方向に等間隔に複数本のロータバー５
１と、回転子５の両端面でロータバー５１と接続する短
絡リング５２とをダイキャストで鋳込んである。回転子
５の両側の短絡リングの外周にそれぞれ補強リング５３
を焼きばめにより嵌合してある。回転子５はインバーな
どの低膨張性の高抗張力合金鋼よりなり、かつ段付部６
１を有する回転軸６Ａの小径部６２に嵌合して固定して
あり、回転軸６Ａの一方端にはフレーム１の一方端に設
けた１段目のターボブロア７のインペラ７１を結合して
ある。回転軸６Ａの回転子５とインペラ７１との間は回
転子５とほぼ同じ外径に形成し、ラジアル磁気軸受３Ａ
を空隙を介して対向させ、回転軸６Ａを浮上させるよう
にしてある。回転軸６Ａの小径部６２の他方端は、同心
に設けられた同じく低膨張性の高抗張力合金鋼よりなる
回転軸６Ｂの一方端に設けた中空部６３に嵌合して、回
転軸６Ａと回転軸６Ｂとを結合し、回転軸６Ａの段付部
６１と回転軸６Ｂの端面６４がそれぞれ補強リング５３
の端面に接触するようにしてある。回転軸６Ｂの他方端
には、フレーム１の他方端に設けた２段目のターボブロ
ア８のインペラ８１を結合してある。回転軸６Ｂの回転
子５とインペラ８１との間にはスラスト円板６５を設
け、スラスト磁気軸受４と空隙を介して対向させ、イン
ペラ７１、８１の軸方向変位を検出するセンサからの信
号により、回転軸６Ａおよび回転軸６Ｂの軸方向変位を
調節するようにしてある。また、回転軸６Ｂは回転子５
とほぼ同じ外径に形成し、ラジアル磁気軸受３Ｂを空隙
を介して対向させ、回転軸６Ａと共に回転軸６Ｂを浮上
させるようにしてある。
【０００７】回転子５に負荷を加えると、回転子５の温
度が上昇して軸方向に膨張しようとするが、補強リング
５３が回転軸６Ａの段付部６１と回転軸６Ｂの端面６４
に接触し、回転軸６Ａは回転軸６Ｂの中空部６３で結合
されているので、回転子５の両端の間隔は温度上昇によ
ってほとんど膨張しない。したがって、回転子５は軸方
向に圧縮されて伸びることができず、回転子５の温度上
昇による軸方向の変位は非常に小さくなる。なお、イン
バーなどの低膨張性の高抗張力合金鋼の膨張率は１．０
×１０-6／℃で、回転子５などに使用されるマルエージ
ング鋼の１０．１×１０-6／℃に比較して極めて膨張率
が低いため、温度上昇による軸方向の変位は非常に小さ
い。また、図２および図３に示すように、回転軸６Ａの
外周にスプライン歯６６を設け、回転子５の内周にスプ
ライン歯６６と噛み合うスプライン溝５４を設けて回転
軸６Ａと回転軸５をトルクを伝達するとともに軸方向に
摺動し得るように嵌合し、補強リング５３と段付部６１
および端面６４との間に空隙を設けておき、回転子５が
回転軸６Ａにトルクを伝達しながら軸方向に自由に膨張
しても、回転軸６Ａおよび回転軸６Ｂの軸端の変位に影
響を及ぼさないようにしてもよい。
度が上昇して軸方向に膨張しようとするが、補強リング
５３が回転軸６Ａの段付部６１と回転軸６Ｂの端面６４
に接触し、回転軸６Ａは回転軸６Ｂの中空部６３で結合
されているので、回転子５の両端の間隔は温度上昇によ
ってほとんど膨張しない。したがって、回転子５は軸方
向に圧縮されて伸びることができず、回転子５の温度上
昇による軸方向の変位は非常に小さくなる。なお、イン
バーなどの低膨張性の高抗張力合金鋼の膨張率は１．０
×１０-6／℃で、回転子５などに使用されるマルエージ
ング鋼の１０．１×１０-6／℃に比較して極めて膨張率
が低いため、温度上昇による軸方向の変位は非常に小さ
い。また、図２および図３に示すように、回転軸６Ａの
外周にスプライン歯６６を設け、回転子５の内周にスプ
ライン歯６６と噛み合うスプライン溝５４を設けて回転
軸６Ａと回転軸５をトルクを伝達するとともに軸方向に
摺動し得るように嵌合し、補強リング５３と段付部６１
および端面６４との間に空隙を設けておき、回転子５が
回転軸６Ａにトルクを伝達しながら軸方向に自由に膨張
しても、回転軸６Ａおよび回転軸６Ｂの軸端の変位に影
響を及ぼさないようにしてもよい。
【０００８】
【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、回
転子を低膨張性の高抗張力合金鋼の回転軸に嵌合して負
荷にトルクを伝達するようにしてあるので、回転子の温
度上昇による軸方向の膨張が回転軸の軸端の変位に大き
く影響を及ぼす事がなく、例えば、回転軸の両端に負荷
を持つ２段のターボブロアの軸方向ギャップに大きな変
化を与えることなく高効率の運転ができるなど、ロータ
の温度が上昇しても、回転軸の軸方向変位が小さい磁気
軸受モータを提供できる効果がある。
転子を低膨張性の高抗張力合金鋼の回転軸に嵌合して負
荷にトルクを伝達するようにしてあるので、回転子の温
度上昇による軸方向の膨張が回転軸の軸端の変位に大き
く影響を及ぼす事がなく、例えば、回転軸の両端に負荷
を持つ２段のターボブロアの軸方向ギャップに大きな変
化を与えることなく高効率の運転ができるなど、ロータ
の温度が上昇しても、回転軸の軸方向変位が小さい磁気
軸受モータを提供できる効果がある。
【図１】本考案の実施例を示す側断面図である。
【図２】本考案の他の実施例を示す側断面図である。
【図３】本考案の他の実施例を示す正断面図である。
１ フレーム ２ 固定子 ３Ａ，３Ｂ ラジアル磁気軸受 ４ スラスト磁
気軸受 ５ 回転子 ５１ロータバー ５２ 短絡リング ５３ 補強リン
グ ５４ スプライン溝 ６Ａ，６Ｂ 回
転軸 ６１ 段付部 ６２ 小径部 ６３ 中空部 ６４ 端面 ６５ スラスト円板 ６６ スプライ
ン歯 ７、８ ターボブロア ７１、８１ イ
ンペラ
気軸受 ５ 回転子 ５１ロータバー ５２ 短絡リング ５３ 補強リン
グ ５４ スプライン溝 ６Ａ，６Ｂ 回
転軸 ６１ 段付部 ６２ 小径部 ６３ 中空部 ６４ 端面 ６５ スラスト円板 ６６ スプライ
ン歯 ７、８ ターボブロア ７１、８１ イ
ンペラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 7/09 H02K 5/167
Claims (1)
- 【請求項１】 回転子を嵌合した回転軸と、この回転軸
の両側に設けられ、且つ、径方向に支持するラジアル磁
気軸受と、前記回転軸を軸方向に支持するスラスト磁気
軸受を備えた磁気軸受モータにおいて 、 前記回転軸は、低膨張性の高抗張力合金鋼よりなる二つ
の部材かからなり、 前記一方の回転軸は、前記回転子を嵌合する小径部と前
記回転子の端面側になるように設けた大径部を有するも
のであり、 前記他方の回転軸は、前記一方の回転軸の小径部を結合
する中空部を有するものであり、 前記回転子は、その両側端面が前記回転軸の大径部側の
端面と中空部側の端面との間にそれぞれ接触するように
補強リングを設けてあることを特徴とする磁気軸受モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991071084U JP2584869Y2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 磁気軸受モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991071084U JP2584869Y2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 磁気軸受モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515658U JPH0515658U (ja) | 1993-02-26 |
| JP2584869Y2 true JP2584869Y2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=13450310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991071084U Expired - Fee Related JP2584869Y2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 磁気軸受モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584869Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5515990B2 (ja) * | 2010-04-06 | 2014-06-11 | 株式会社Ｉｈｉ | ターボ圧縮機及びターボ冷凍機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS634153U (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 | ||
| DE3818193A1 (de) * | 1988-05-28 | 1989-12-07 | Asea Brown Boveri | Spindel mit elektromotorischem einzelantrieb |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP1991071084U patent/JP2584869Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515658U (ja) | 1993-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |