JP3077919B2 - スラスト磁気軸受装置 - Google Patents
スラスト磁気軸受装置Info
- Publication number
- JP3077919B2 JP3077919B2 JP03235229A JP23522991A JP3077919B2 JP 3077919 B2 JP3077919 B2 JP 3077919B2 JP 03235229 A JP03235229 A JP 03235229A JP 23522991 A JP23522991 A JP 23522991A JP 3077919 B2 JP3077919 B2 JP 3077919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- frame
- coil
- magnetic bearing
- disk
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/005—Cooling of bearings of 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
- 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
- F16C32/047—Details of housings; Mounting of active 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
- 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
- F16C32/0476—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial 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
- 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
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
- F16C32/0468—Details of the magnetic circuit of moving parts of the magnetic circuit, e.g. of the rotor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自己冷却機能を有した
スラスト磁気軸受装置に関する。
スラスト磁気軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スラスト磁気軸受の従来例を図5を用い
て説明する。回転軸1には磁性材からなる断面形状が凸
状のスラスト形の円盤2が嵌着されている。この円盤2
の突出部の両側面からクリアランスを介して内部にコイ
ル4を有する一対のコイル支え5が挟設され、フレーム
9内径にボルト8にて固定されている。又、前記円盤2
の外周側でギャップを介して対面するコイル支え5内側
にはスペーサ7が配設され、同じくフレーム9内径にボ
ルト8にて固定されている。
て説明する。回転軸1には磁性材からなる断面形状が凸
状のスラスト形の円盤2が嵌着されている。この円盤2
の突出部の両側面からクリアランスを介して内部にコイ
ル4を有する一対のコイル支え5が挟設され、フレーム
9内径にボルト8にて固定されている。又、前記円盤2
の外周側でギャップを介して対面するコイル支え5内側
にはスペーサ7が配設され、同じくフレーム9内径にボ
ルト8にて固定されている。
【0003】次にスラスト磁気軸受の動作を能動制御形
磁気軸受の例を用いて簡単に説明する。図5に示したコ
イル4に直流電圧を印加すると、電磁誘導によりコイル
支え5と円盤2にクリアランスを介して磁気回路が形成
される。すると、円盤2には左右に挟設のコイル支え5
から夫々電磁力が作用し、回転軸1の図示しない軸方向
変位信号を用いたフィードバック制御等により、回転軸
1の軸方向位置を非接触で任意に移動決定することがで
きる。
磁気軸受の例を用いて簡単に説明する。図5に示したコ
イル4に直流電圧を印加すると、電磁誘導によりコイル
支え5と円盤2にクリアランスを介して磁気回路が形成
される。すると、円盤2には左右に挟設のコイル支え5
から夫々電磁力が作用し、回転軸1の図示しない軸方向
変位信号を用いたフィードバック制御等により、回転軸
1の軸方向位置を非接触で任意に移動決定することがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】機械の大形化に伴い、
より大きな支持剛性が必要になってコイル4の電流密度
を高めることが要求される。しかし、従来のスラスト磁
気軸受の構造ではコイル4に充分な冷却機能を持ってい
ない為、電流密度の増加によってコイル4に発生するジ
ュール熱の冷却をすることができなかった。この為、コ
イル4の巻回数を増加することになりスラスト磁気軸受
装置が大形化となる問題があった。本発明の目的は、前
記欠点を除去するもので、自己冷却機能を有するスラス
ト磁気軸受装置を提供するものである。
より大きな支持剛性が必要になってコイル4の電流密度
を高めることが要求される。しかし、従来のスラスト磁
気軸受の構造ではコイル4に充分な冷却機能を持ってい
ない為、電流密度の増加によってコイル4に発生するジ
ュール熱の冷却をすることができなかった。この為、コ
イル4の巻回数を増加することになりスラスト磁気軸受
装置が大形化となる問題があった。本発明の目的は、前
記欠点を除去するもので、自己冷却機能を有するスラス
ト磁気軸受装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、スラスト磁気
軸受装置において、円盤の突出部に軸方向から半径方向
へ連通し円周方向に複数個穿設した通風用の穴と、前記
スペーサを半径方向に貫通し円周方向に複数個穿設のス
ペーサ貫通孔と、このスペーサ貫通孔と連通して前記フ
レームを半径方向に貫通し円周方向に複数個穿設の通風
路と、前記一対のコイル支えの背部を覆ったカバーで該
背部間に形成された空洞と、この空洞と連通して前記フ
レーム内を半径方向へ貫通し円周方向に複数個穿設のフ
レーム貫通孔と、このフレーム貫通孔と前記通風路とに
繋がる熱交換器とを備え、円盤の回転により熱交換器か
らの流体が、フレーム貫通孔,空洞を経て通風用の穴か
らスペーサ貫通孔,通風路へと冷却風が流れることを特
徴とする。
軸受装置において、円盤の突出部に軸方向から半径方向
へ連通し円周方向に複数個穿設した通風用の穴と、前記
スペーサを半径方向に貫通し円周方向に複数個穿設のス
ペーサ貫通孔と、このスペーサ貫通孔と連通して前記フ
レームを半径方向に貫通し円周方向に複数個穿設の通風
路と、前記一対のコイル支えの背部を覆ったカバーで該
背部間に形成された空洞と、この空洞と連通して前記フ
レーム内を半径方向へ貫通し円周方向に複数個穿設のフ
レーム貫通孔と、このフレーム貫通孔と前記通風路とに
繋がる熱交換器とを備え、円盤の回転により熱交換器か
らの流体が、フレーム貫通孔,空洞を経て通風用の穴か
らスペーサ貫通孔,通風路へと冷却風が流れることを特
徴とする。
【0006】
【作用】上記手段により、回転軸の回転に伴い円盤が回
転して該円盤に穿設した通風用の穴によるファン作用に
よって流体を昇圧することにより、流体がフレーム貫通
孔からコイル支えの背部に形成された空洞を通り前記通
風用の穴からスペーサ貫通孔,通風路を経て流れる。こ
の流体はコイル支えの背部を流れるので、コイル支えの
冷却が向上しコイルの温度上昇が低下する。
転して該円盤に穿設した通風用の穴によるファン作用に
よって流体を昇圧することにより、流体がフレーム貫通
孔からコイル支えの背部に形成された空洞を通り前記通
風用の穴からスペーサ貫通孔,通風路を経て流れる。こ
の流体はコイル支えの背部を流れるので、コイル支えの
冷却が向上しコイルの温度上昇が低下する。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明の一実施例を示すスラスト磁気軸
受装置の断面図、図2はスラスト形の円盤を軸方向から
見た図である。尚、従来と同一部品は同一符号を使用し
て説明する。
明する。図1は本発明の一実施例を示すスラスト磁気軸
受装置の断面図、図2はスラスト形の円盤を軸方向から
見た図である。尚、従来と同一部品は同一符号を使用し
て説明する。
【0008】図2において、円盤2の突出部に最外径側
から軸心に向って半径方向に複数個の通風用の穴10
が、円周方向に等間隔で穿設されている。また円盤2の
突出部下部には前記穴10の底で連通する穴11が軸方
向に貫通する状態で穿設されている。次にスペーサ7の
内径側には、円盤2の突出部位置に対面して円周方向に
溝12を設け、この溝12の底に該スペーサ7を半径方
向に貫通するスペーサ貫通孔13が円周方向に複数個等
間隔に穿設されている。続いて、回転機械のフレーム9
にもスペーサ貫通孔13と連通する通風路14を穿設す
る。前記スペーサ貫通孔13は、通風路14を経て図示
しない熱交換器に通じている。
から軸心に向って半径方向に複数個の通風用の穴10
が、円周方向に等間隔で穿設されている。また円盤2の
突出部下部には前記穴10の底で連通する穴11が軸方
向に貫通する状態で穿設されている。次にスペーサ7の
内径側には、円盤2の突出部位置に対面して円周方向に
溝12を設け、この溝12の底に該スペーサ7を半径方
向に貫通するスペーサ貫通孔13が円周方向に複数個等
間隔に穿設されている。続いて、回転機械のフレーム9
にもスペーサ貫通孔13と連通する通風路14を穿設す
る。前記スペーサ貫通孔13は、通風路14を経て図示
しない熱交換器に通じている。
【0009】一方、一対のコイル支え5の背部はカバー
17で覆い、覆ったカバー17と該背部間で通風空間と
なる空洞16,18を形成させる。この空洞16,18
と連通して前記フレーム9内を半径方向へ貫通するフレ
ーム貫通孔19を、フレーム9に円周方向に複数個穿設
する。空洞16,18はフレーム貫通孔19を経て図示
しない熱交換器に通じている。従って、スペーサ貫通孔
13及び通風路14は熱交換器を介してフレーム貫通孔
19及び空洞16,18に連通している。
17で覆い、覆ったカバー17と該背部間で通風空間と
なる空洞16,18を形成させる。この空洞16,18
と連通して前記フレーム9内を半径方向へ貫通するフレ
ーム貫通孔19を、フレーム9に円周方向に複数個穿設
する。空洞16,18はフレーム貫通孔19を経て図示
しない熱交換器に通じている。従って、スペーサ貫通孔
13及び通風路14は熱交換器を介してフレーム貫通孔
19及び空洞16,18に連通している。
【0010】このように構成されると、回転軸1の回転
に伴い円盤2が回転し円盤2に穿設した通風用の穴10
のファン作用により P=γω2 (r2 2 −r1 2 )/(2g) (kg/m2 ) ここに γ :流体(冷媒)の比重量 (kg/m3 ) g :重量加速度 (m/s2 ) ω :回転角速度 (rad/s) r1 :円盤の通風用の穴10の内半径 (m) r2 :円盤の通風用の穴10の外半径 (m) だけ昇圧される為、流体は図1の矢印で示すように、フ
レーム貫通孔19からコイル支え5の背部に形成された
空洞16,18を通り円盤2に形成の通風用の穴10,
11を経て、スペーサ貫通孔13から通風路14を通っ
て熱交換器に循環する流れとなる。すると、この流体は
熱交換器を循環する流れであるから、常時低温状態のも
のとなり、しかもコイル支え5の背部には該低温状態の
流体が流れることから、コイル支え5の熱伝達が促進さ
れてコイル4を従来に比べ良く冷却することができる。
この冷却性の向上によりコイル4の電流密度を高くする
ことができ、ひいては小形で吸引力の強い、つまり剛性
の高いスラスト磁気軸受を提供することができる。
に伴い円盤2が回転し円盤2に穿設した通風用の穴10
のファン作用により P=γω2 (r2 2 −r1 2 )/(2g) (kg/m2 ) ここに γ :流体(冷媒)の比重量 (kg/m3 ) g :重量加速度 (m/s2 ) ω :回転角速度 (rad/s) r1 :円盤の通風用の穴10の内半径 (m) r2 :円盤の通風用の穴10の外半径 (m) だけ昇圧される為、流体は図1の矢印で示すように、フ
レーム貫通孔19からコイル支え5の背部に形成された
空洞16,18を通り円盤2に形成の通風用の穴10,
11を経て、スペーサ貫通孔13から通風路14を通っ
て熱交換器に循環する流れとなる。すると、この流体は
熱交換器を循環する流れであるから、常時低温状態のも
のとなり、しかもコイル支え5の背部には該低温状態の
流体が流れることから、コイル支え5の熱伝達が促進さ
れてコイル4を従来に比べ良く冷却することができる。
この冷却性の向上によりコイル4の電流密度を高くする
ことができ、ひいては小形で吸引力の強い、つまり剛性
の高いスラスト磁気軸受を提供することができる。
【0011】(他の実施例) 上記実施例では、円盤2内部に通風用の穴10,11を
設ける構造であったが、本発明は円盤を効果的なファン
として利用して自己冷却機能を持たせることを特徴とし
ている。この為、図3に示すように円盤2の外周部に軸
方向の溝21を設けたり、図4に示すように円盤2の側
面に溝22を設けてファン作用を持たせて使用する等、
種々選択して利用できる。
設ける構造であったが、本発明は円盤を効果的なファン
として利用して自己冷却機能を持たせることを特徴とし
ている。この為、図3に示すように円盤2の外周部に軸
方向の溝21を設けたり、図4に示すように円盤2の側
面に溝22を設けてファン作用を持たせて使用する等、
種々選択して利用できる。
【0012】
【発明の効果】以上本発明によれば、コイル支え背部の
熱伝達が促進されてコイルを従来に比べ良く冷却するこ
とができる。この冷却性の向上によりコイルの電流密度
を高くすることができ、ひいては小形で吸引力の強い、
つまり剛性の高いスラスト磁気軸受を提供することがで
きる。
熱伝達が促進されてコイルを従来に比べ良く冷却するこ
とができる。この冷却性の向上によりコイルの電流密度
を高くすることができ、ひいては小形で吸引力の強い、
つまり剛性の高いスラスト磁気軸受を提供することがで
きる。
【図1】本発明の一実施例を示すスラスト磁気軸受装置
の断面図、
の断面図、
【図2】本発明の円盤を軸方向から見た図、
【図3】他の実施例を示す図2相当図、
【図4】他の実施例を示す図2相当図、
【図5】従来例を示す図1相当図。
1…回転軸、 2…円盤、 4…コイル、 5…コイル支え、 7…スペーサ、 9…フレーム、 10,11…穴、 13…スペーサ貫
通孔、14…通風路 、 16,18…空
洞、17…カバー 、 19…フレーム貫
通孔。
通孔、14…通風路 、 16,18…空
洞、17…カバー 、 19…フレーム貫
通孔。
Claims (1)
- 【請求項1】 回転軸に嵌着され磁性材からなる断面形
状が凸状の円盤と、フレームに固定され前記円盤の突出
部の両側面からクリアランスを介して挟設する内部にコ
イルを有する一対のコイル支えと、前記円盤の外周側で
ギャップを介して前記一対のコイル支え内側に配設のス
ペーサと、前記コイルにより発生した電磁力を利用して
回転軸を軸方向に移動できるスラスト磁気軸受装置にお
いて、前記円盤の突出部に軸方向から半径方向へ連通し
円周方向に複数個穿設した通風用の穴と、前記スペーサ
を半径方向に貫通し円周方向に複数個穿設のスペーサ貫
通孔と、このスペーサ貫通孔と連通して前記フレームを
半径方向に貫通し円周方向に複数個穿設の通風路と、前
記一対のコイル支えの背部を覆ったカバーで該背部間に
形成された空洞と、この空洞と連通して前記フレーム内
を半径方向へ貫通し円周方向に複数個穿設のフレーム貫
通孔と、このフレーム貫通孔と前記通風路とに繋がる熱
交換器とを備え、円盤の回転により熱交換器からの流体
が、フレーム貫通孔,空洞を経て通風用の穴からスペー
サ貫通孔,通風路へと流れることを特徴とするスラスト
磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03235229A JP3077919B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | スラスト磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03235229A JP3077919B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | スラスト磁気軸受装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0571533A JPH0571533A (ja) | 1993-03-23 |
JP3077919B2 true JP3077919B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=16982997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03235229A Expired - Fee Related JP3077919B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | スラスト磁気軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3077919B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114593149A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-07 | 清华大学 | 一种具有开槽结构的推力盘组件及磁悬浮轴承 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3636746B2 (ja) * | 1994-08-25 | 2005-04-06 | 光洋精工株式会社 | 磁気軸受装置 |
JP4427938B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2010-03-10 | 三菱電機株式会社 | スラスト磁気軸受装置 |
JP4176075B2 (ja) * | 2002-07-12 | 2008-11-05 | 三菱電機株式会社 | 磁気軸受スピンドル |
EP2808571B1 (en) | 2013-05-27 | 2019-11-27 | Nuovo Pignone S.r.l. | Electro-magnetic bearing assembly with inner ventilation to cool the bearing |
EP2808572B1 (en) | 2013-05-29 | 2020-01-01 | Nuovo Pignone S.r.l. | Magnetic bearing assembly having inner ventilation |
CN105090245B (zh) * | 2015-09-15 | 2017-10-20 | 北京航空航天大学 | 一种非对称永磁偏置轴向磁轴承 |
ITUA20161810A1 (it) * | 2016-03-18 | 2017-09-18 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Cuscinetto magnetico per una turbomacchina |
RU2697636C2 (ru) * | 2018-01-10 | 2019-08-15 | Олег Спартакович Черненко | Гибридный магнитный подшипник |
CN110886767A (zh) * | 2018-12-30 | 2020-03-17 | 湖南崇德工业科技有限公司 | 一种气悬浮推力轴承 |
JP7104344B2 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-07-21 | ダイキン工業株式会社 | スラスト磁気軸受 |
IT202100026741A1 (it) * | 2021-10-19 | 2023-04-19 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Circuito ad anello chiuso per fluido di raffreddamento di un cuscino magnetico per un sistema espantore-compressore |
IT202100026729A1 (it) * | 2021-10-19 | 2023-04-19 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Cuscino magnetico reggi-spinta con effetto pompante |
WO2023190252A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | ダイキン工業株式会社 | スラスト磁気軸受のロータ、スラスト磁気軸受、および回転式流体機械 |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP03235229A patent/JP3077919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114593149A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-07 | 清华大学 | 一种具有开槽结构的推力盘组件及磁悬浮轴承 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0571533A (ja) | 1993-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3077919B2 (ja) | スラスト磁気軸受装置 | |
US4965476A (en) | Stabilized disk drive spin motor | |
US5157295A (en) | Under-the-hub disk drive spin motor | |
US4306259A (en) | Flexible-disc drive spindle assembly with brushless DC motor | |
JP2826156B2 (ja) | スピンドルモータ | |
US5128574A (en) | Brushless motor | |
US5552650A (en) | Disk storage device with motor with axially deep flange | |
US5945751A (en) | Disk storage device having a spindle driving motor | |
US5091809A (en) | Disc drive with small air gap between back iron and spindle hub | |
JPH05199708A (ja) | 回転電機 | |
US20070013240A1 (en) | Stator heat transfer device | |
JPH0382356A (ja) | モータの冷却構造 | |
EP0454685B1 (en) | Under-the-hub disk drive spin motor | |
JP2826157B2 (ja) | スピンドルモータ | |
US6302586B1 (en) | Fluid sealing device for use with a motor for rotating a disc drive | |
EP0723328B1 (en) | An electric motor | |
JPH03255220A (ja) | 磁気軸受装置 | |
JP2583624Y2 (ja) | 電磁パウダ−クラッチ又は電磁パウダ−ブレ−キ | |
EP0402179B1 (en) | An electric motor | |
JP2542819B2 (ja) | 超電導回転電機の回転子 | |
JPS58383Y2 (ja) | 誘導子形渦電流ブレ−キ | |
JPH02130787A (ja) | 磁気ディスク装置 | |
JPH10108407A (ja) | 動圧流体軸受装置およびこれを備えたモータ | |
JPS6223267Y2 (ja) | ||
JPH0670509A (ja) | モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |