JP3107464B2 - キャンドモータ - Google Patents
キャンドモータInfo
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- JP3107464B2 JP3107464B2 JP26290792A JP26290792A JP3107464B2 JP 3107464 B2 JP3107464 B2 JP 3107464B2 JP 26290792 A JP26290792 A JP 26290792A JP 26290792 A JP26290792 A JP 26290792A JP 3107464 B2 JP3107464 B2 JP 3107464B2
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- Japan
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- displacement sensor
- sensor
- axial
- radial
- bearing
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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
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はキャンドモータに係り、
特にロータを支承する磁気軸受を搭載したキャンドモー
タに関する。
特にロータを支承する磁気軸受を搭載したキャンドモー
タに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からキャンドモータの軸受には、す
べり軸受が使われてきている。このすべり軸受の材料に
は、通常は、回転側には金属、固定側にはカーボンが使
用されている。キャンドモータポンプなどに使用した場
合、そのポンプから発生するスラストは、その方向によ
りラジアルスラストとアキシャルスラストとに分けられ
る。ラジアルスラストは軸受と軸スリーブとで受け、ア
キシャルスラストは軸受とスラスト板とで受けている。
しかしながら、キャンドモータの運転中には、回転部品
である軸スリーブとスラスト板が固定側である軸受にそ
れぞれ接触し合いながら回転するために、軸受等が摩耗
するという欠点がある。また、軸受の潤滑とキャンドモ
ータの冷却を目的として、ポンプ内を流れる液の一部を
キャンドモータ部及び軸受部に循環させているために、
液中に軸受等の摩耗によって発生した摩耗粉等が混じっ
て、液の純度を下げるという欠点がある。
べり軸受が使われてきている。このすべり軸受の材料に
は、通常は、回転側には金属、固定側にはカーボンが使
用されている。キャンドモータポンプなどに使用した場
合、そのポンプから発生するスラストは、その方向によ
りラジアルスラストとアキシャルスラストとに分けられ
る。ラジアルスラストは軸受と軸スリーブとで受け、ア
キシャルスラストは軸受とスラスト板とで受けている。
しかしながら、キャンドモータの運転中には、回転部品
である軸スリーブとスラスト板が固定側である軸受にそ
れぞれ接触し合いながら回転するために、軸受等が摩耗
するという欠点がある。また、軸受の潤滑とキャンドモ
ータの冷却を目的として、ポンプ内を流れる液の一部を
キャンドモータ部及び軸受部に循環させているために、
液中に軸受等の摩耗によって発生した摩耗粉等が混じっ
て、液の純度を下げるという欠点がある。
【０００３】これらの欠点を克服するために、近年キャ
ンドモータの軸受に、能動型の磁気軸受が使用されるよ
うになった。この方式は、ラジアル用能動型磁気軸受の
制御用ラジアル変位センサ及びアキシャル用能動型磁気
軸受の制御用アキシャル変位センサにより回転体の位置
を検出し、その変位量に応じてラジアル用能動型磁気軸
受及びアキシャル用能動型磁気軸受で回転体に力を与え
て、非接触の状態で回転自在に支持するものである。
ンドモータの軸受に、能動型の磁気軸受が使用されるよ
うになった。この方式は、ラジアル用能動型磁気軸受の
制御用ラジアル変位センサ及びアキシャル用能動型磁気
軸受の制御用アキシャル変位センサにより回転体の位置
を検出し、その変位量に応じてラジアル用能動型磁気軸
受及びアキシャル用能動型磁気軸受で回転体に力を与え
て、非接触の状態で回転自在に支持するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁気軸受を搭載したキャンドモータにおいては、ラジア
ル用能動型磁気軸受の制御用ラジアル変位センサ及びア
キシャル用能動型磁気軸受の制御用アキシャル変位セン
サは、それぞれの変位センサが直接ポンプ使用液に接す
る為、異物の付着による感度低下やセンサの腐食で故障
するなど実用化には大きな問題があった。その対策とし
てはセンサをキャンで覆うことにより解決できるが、通
常キャンの材料はステンレス等の金属が使用されるた
め、変位センサとして一般的に用いる渦電流型センサを
使用するとキャンに発生する渦電流の影響で感度が悪
く、また、誤動作を起こす原因となる欠点があった。
磁気軸受を搭載したキャンドモータにおいては、ラジア
ル用能動型磁気軸受の制御用ラジアル変位センサ及びア
キシャル用能動型磁気軸受の制御用アキシャル変位セン
サは、それぞれの変位センサが直接ポンプ使用液に接す
る為、異物の付着による感度低下やセンサの腐食で故障
するなど実用化には大きな問題があった。その対策とし
てはセンサをキャンで覆うことにより解決できるが、通
常キャンの材料はステンレス等の金属が使用されるた
め、変位センサとして一般的に用いる渦電流型センサを
使用するとキャンに発生する渦電流の影響で感度が悪
く、また、誤動作を起こす原因となる欠点があった。
【０００５】また、センサ自体の問題点として、モータ
ステータ、能動型磁気軸受のステータ磁極からの電波ノ
イズや漏れ磁束によるノイズによりラジアル変位センサ
に誤動作が発生しやすいという欠点があった。
ステータ、能動型磁気軸受のステータ磁極からの電波ノ
イズや漏れ磁束によるノイズによりラジアル変位センサ
に誤動作が発生しやすいという欠点があった。
【０００６】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、変位センサをキャンで覆い使用液から保護すること
ができるとともに検出感度が良好で誤動作のない信頼性
が高い変位センサを備えたキャンドモータを提供するこ
とを目的とする。
で、変位センサをキャンで覆い使用液から保護すること
ができるとともに検出感度が良好で誤動作のない信頼性
が高い変位センサを備えたキャンドモータを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明のキャンドモータは、ラジアル用能動型磁気
軸受及びアキシャル用能動型磁気軸受を備え、モータロ
ータ及び主軸と一体となる回転体が前記磁気軸受により
回転自在に支持されたキャンドモータにおいて、ラジア
ル用能動型磁気軸受の制御用ラジアル変位センサ及びア
キシャル用能動型磁気軸受の制御用アキシャル変位セン
サの少なくとも一方に誘導型センサを用い、該誘導型セ
ンサをキャンで覆ったことを特徴とするものである。
ため本発明のキャンドモータは、ラジアル用能動型磁気
軸受及びアキシャル用能動型磁気軸受を備え、モータロ
ータ及び主軸と一体となる回転体が前記磁気軸受により
回転自在に支持されたキャンドモータにおいて、ラジア
ル用能動型磁気軸受の制御用ラジアル変位センサ及びア
キシャル用能動型磁気軸受の制御用アキシャル変位セン
サの少なくとも一方に誘導型センサを用い、該誘導型セ
ンサをキャンで覆ったことを特徴とするものである。
【０００８】また本発明のキャンドモータは、前記ラジ
アル変位センサ及びアキシャル変位センサの少なくとも
一方に電磁シールドを施したことを特徴とするものであ
る。
アル変位センサ及びアキシャル変位センサの少なくとも
一方に電磁シールドを施したことを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、変位セ
ンサをキャンで覆うことにより変位センサを使用液から
保護することができるとともに異物の付着による感度低
下を防ぐことができる。また、変位センサに誘導型セン
サを用いるため、インダクタンスの変化を利用して回転
体の変位を検出することができ、キャンで渦電流型セン
サを覆った場合の渦電流の発生に伴う誤動作の弊害を除
去することができる。
ンサをキャンで覆うことにより変位センサを使用液から
保護することができるとともに異物の付着による感度低
下を防ぐことができる。また、変位センサに誘導型セン
サを用いるため、インダクタンスの変化を利用して回転
体の変位を検出することができ、キャンで渦電流型セン
サを覆った場合の渦電流の発生に伴う誤動作の弊害を除
去することができる。
【００１０】また本発明によれば、変位センサを電磁シ
ールドしたため、能動型磁気軸受のステータ磁極からの
電波ノイズや漏れ磁束によるノイズによって変位センサ
が誤動作を起こす恐れがなく、磁気軸受の制御の信頼性
を高めることができる。
ールドしたため、能動型磁気軸受のステータ磁極からの
電波ノイズや漏れ磁束によるノイズによって変位センサ
が誤動作を起こす恐れがなく、磁気軸受の制御の信頼性
を高めることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係るキャンドモータの一実施
例を添付図面を参照して説明する。図１に示されるよう
に略円筒容器状のポンプケーシング１には吸込フランジ
２と吐出フランジ３とが設けられており、吸込フランジ
２には吸込口２ａが形成され吐出フランジ３には吐出し
口３ａが形成されている。ポンプケーシング１内には羽
根車５が収容されており、この羽根車５は主軸６の自由
端に固定され支持されている。ポンプケーシング１は羽
根車側ブラケット７を介してモータフレーム１０に接続
されている。モータフレーム１０は円筒状のフレーム本
体１１とフレーム本体１１の開口部を閉塞するフレーム
側板１２とからなり、フレーム本体１１の反羽根車側に
は中間カバー１３及びエンドカバー１４が固定されてい
る。
例を添付図面を参照して説明する。図１に示されるよう
に略円筒容器状のポンプケーシング１には吸込フランジ
２と吐出フランジ３とが設けられており、吸込フランジ
２には吸込口２ａが形成され吐出フランジ３には吐出し
口３ａが形成されている。ポンプケーシング１内には羽
根車５が収容されており、この羽根車５は主軸６の自由
端に固定され支持されている。ポンプケーシング１は羽
根車側ブラケット７を介してモータフレーム１０に接続
されている。モータフレーム１０は円筒状のフレーム本
体１１とフレーム本体１１の開口部を閉塞するフレーム
側板１２とからなり、フレーム本体１１の反羽根車側に
は中間カバー１３及びエンドカバー１４が固定されてい
る。
【００１２】また、フレーム本体１１の反羽根車側の内
周端とフレーム側板１２の内周端にはステータキャン１
６が溶接によって固着され、ステータ室Ｒｓが形成され
ており、ステータ室Ｒｓ内にラジアル磁気軸受のステー
タ磁極２１，２２とラジアル変位センサ２３，２４とモ
ータステータ２５とが格納されている。そして、磁極２
１，２２、変位センサ２３，２４及びモータステータ２
５には、相隣接する部材間に円筒状のディスタンスピー
ス２７，２８，２９，３０が配設されている。前記ラジ
アル変位センサ２３，２４はステータ磁極２１，２２に
隣接して設けられ、該変位センサ２３，２４にはインダ
クタンスの変化を利用して回転体の変位を検出する誘導
型センサが用いられている。
周端とフレーム側板１２の内周端にはステータキャン１
６が溶接によって固着され、ステータ室Ｒｓが形成され
ており、ステータ室Ｒｓ内にラジアル磁気軸受のステー
タ磁極２１，２２とラジアル変位センサ２３，２４とモ
ータステータ２５とが格納されている。そして、磁極２
１，２２、変位センサ２３，２４及びモータステータ２
５には、相隣接する部材間に円筒状のディスタンスピー
ス２７，２８，２９，３０が配設されている。前記ラジ
アル変位センサ２３，２４はステータ磁極２１，２２に
隣接して設けられ、該変位センサ２３，２４にはインダ
クタンスの変化を利用して回転体の変位を検出する誘導
型センサが用いられている。
【００１３】一方、主軸６には、ラジアル磁気軸受のス
テータ磁極２１，２２に対応する位置にラジアル磁気軸
受のロータ磁極３１，３２、ラジアル変位センサ２３，
２４に対応する位置にラジアル変位センサのターゲット
３３，３４、モータステータ２５に対応する位置にモー
タロータ３５がそれぞれ固定されている。
テータ磁極２１，２２に対応する位置にラジアル磁気軸
受のロータ磁極３１，３２、ラジアル変位センサ２３，
２４に対応する位置にラジアル変位センサのターゲット
３３，３４、モータステータ２５に対応する位置にモー
タロータ３５がそれぞれ固定されている。
【００１４】前記中間カバー１３及びエンドカバー１４
には、アキシャル磁気軸受のステータ磁極３６及び３７
が相対向して配設されている。そして、ステータ磁極３
６及び３７間には、主軸６に固定されたディスク３８が
配置されており、このディスク３８に前記磁極３６，３
７にそれぞれ対向するようにアキシャル磁気軸受のロー
タ磁極３９，４０が固定されている。
には、アキシャル磁気軸受のステータ磁極３６及び３７
が相対向して配設されている。そして、ステータ磁極３
６及び３７間には、主軸６に固定されたディスク３８が
配置されており、このディスク３８に前記磁極３６，３
７にそれぞれ対向するようにアキシャル磁気軸受のロー
タ磁極３９，４０が固定されている。
【００１５】また、エンドカバー１４には誘導型のアキ
シャル変位センサ４１が配設されており、この変位セン
サ４１に対向するように主軸６の軸端にアキシャル変位
センサのターゲット４２が固定されている。
シャル変位センサ４１が配設されており、この変位セン
サ４１に対向するように主軸６の軸端にアキシャル変位
センサのターゲット４２が固定されている。
【００１６】主軸６に取り付けられたディスク３８は中
間カバー１３とエンドカバー１４で形成された空間内
で、ディスク３８に取り付けられたアキシャル磁気軸受
のロータ磁極３９，４０及びそれぞれに対面して中間カ
バー１３とエンドカバー１４に取り付けられたアキシャ
ル磁気軸受のステータ磁極３６，３７とにより軸方向に
接触することなく回転し、モータロータ３５を軸方向に
安定させ回転自在となるようにしている。
間カバー１３とエンドカバー１４で形成された空間内
で、ディスク３８に取り付けられたアキシャル磁気軸受
のロータ磁極３９，４０及びそれぞれに対面して中間カ
バー１３とエンドカバー１４に取り付けられたアキシャ
ル磁気軸受のステータ磁極３６，３７とにより軸方向に
接触することなく回転し、モータロータ３５を軸方向に
安定させ回転自在となるようにしている。
【００１７】また、羽根車側ブラケット７及び中間カバ
ー１３には、ラジアル用タッチダウン軸受４６及び４７
がそれぞれ設けられている。中間カバー１３及びエンド
カバー１４には、アキシャル用タッチダウン軸受４８及
び４９がそれぞれ設けられている。
ー１３には、ラジアル用タッチダウン軸受４６及び４７
がそれぞれ設けられている。中間カバー１３及びエンド
カバー１４には、アキシャル用タッチダウン軸受４８及
び４９がそれぞれ設けられている。
【００１８】図２はラジアル変位センサ２３（又は２
４）及びターゲット３３（又は３４）の詳細構造を示す
断面図である。ラジアル変位センサ２３（又は２４）を
構成するセンサヨーク５１、センサコイル５２は非磁性
金属ケース５３で覆われ、その外側は磁性金属ケース５
４で覆われている。そして、センサヨーク５１の内径側
はステータキャン１６に接しており、非磁性金属ケース
５３と磁性金属ケース５４の内径側は開放状態でステー
タキャン１６と接している。一方、ラジアル変位センサ
２３（又は２４）のターゲットにおいては、センサター
ゲット３３（又は３４）は非磁性金属ケース５５で覆わ
れ、その外側は磁性金属ケース５６で覆われている。セ
ンサターゲット３３（又は３４）の外径側はロータキャ
ン５８に接しており、非磁性金属ケース５５と磁性金属
ケース５６の外径側は開放状態でロータキャン５８に接
している。
４）及びターゲット３３（又は３４）の詳細構造を示す
断面図である。ラジアル変位センサ２３（又は２４）を
構成するセンサヨーク５１、センサコイル５２は非磁性
金属ケース５３で覆われ、その外側は磁性金属ケース５
４で覆われている。そして、センサヨーク５１の内径側
はステータキャン１６に接しており、非磁性金属ケース
５３と磁性金属ケース５４の内径側は開放状態でステー
タキャン１６と接している。一方、ラジアル変位センサ
２３（又は２４）のターゲットにおいては、センサター
ゲット３３（又は３４）は非磁性金属ケース５５で覆わ
れ、その外側は磁性金属ケース５６で覆われている。セ
ンサターゲット３３（又は３４）の外径側はロータキャ
ン５８に接しており、非磁性金属ケース５５と磁性金属
ケース５６の外径側は開放状態でロータキャン５８に接
している。
【００１９】しかして、本実施例によれば、ラジアル変
位センサ２３（又は２４）及びセンサターゲット３３
（又は３４）を非磁性金属が内側、磁性金属が外側とな
るように、キャン１６，５８に接する側は開放状態に覆
い電磁シールドをしている。したがって、変位センサの
ノイズによる誤動作を防止することができる。また、ア
キシャル変位センサ４１及びセンサターゲット４２も図
２と同様に電磁シールドがなされている。なお、電磁シ
ールドの具体的構成は図２と略同一であるため説明は省
略する。
位センサ２３（又は２４）及びセンサターゲット３３
（又は３４）を非磁性金属が内側、磁性金属が外側とな
るように、キャン１６，５８に接する側は開放状態に覆
い電磁シールドをしている。したがって、変位センサの
ノイズによる誤動作を防止することができる。また、ア
キシャル変位センサ４１及びセンサターゲット４２も図
２と同様に電磁シールドがなされている。なお、電磁シ
ールドの具体的構成は図２と略同一であるため説明は省
略する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、変
位センサをキャンで覆うことにより変位センサを使用液
から保護することができるとともに異物の付着による感
度低下を防ぐことができる。また、変位センサに誘導型
センサを用いているため、インダクタンスの変化を利用
して回転体の変位を検出することができ、キャンで渦電
流型センサを覆った場合の渦電流の発生に伴う誤動作の
弊害を除去することができる。
位センサをキャンで覆うことにより変位センサを使用液
から保護することができるとともに異物の付着による感
度低下を防ぐことができる。また、変位センサに誘導型
センサを用いているため、インダクタンスの変化を利用
して回転体の変位を検出することができ、キャンで渦電
流型センサを覆った場合の渦電流の発生に伴う誤動作の
弊害を除去することができる。
【００２１】また本発明によれば、変位センサを電磁シ
ールドしたため、能動型磁気軸受のステータ磁極からの
電波ノイズや漏れ磁束によるノイズによって変位センサ
が誤動作を起こす恐れがなく、磁気軸受の制御の信頼性
を高めることができる。
ールドしたため、能動型磁気軸受のステータ磁極からの
電波ノイズや漏れ磁束によるノイズによって変位センサ
が誤動作を起こす恐れがなく、磁気軸受の制御の信頼性
を高めることができる。
【図１】本発明に係るキャンドモータの一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に係るキャンドモータにおけるラジアル
変位センサの詳細構造を示す断面図である。
変位センサの詳細構造を示す断面図である。
１ ポンプケーシング ５ 羽根車 ６ 主軸 １０ モータフレーム １１ フレーム本体 １２ フレーム側板 １３ 中間カバー １４ エンドカバー １６ ステータキャン ２１，２２ ステータ磁極 ２３，２４ ラジアル変位センサ ２５ モータステータ ３１，３２ ロータ磁極 ３３，３４ ターゲット ３５ モータロータ ３６，３７ ステータ磁極 ３８ ディスク ３９，４０ ロータ磁極 ４１ アキシャル変位センサ ４２ ターゲット ５３，５５ 非磁性金属ケース ５４，５６ 磁性金属ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−185039（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−98708（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−32733（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 7/09
Claims (2)
- 【請求項１】 ラジアル用能動型磁気軸受及びアキシャ
ル用能動型磁気軸受を備え、モータロータ及び主軸と一
体となる回転体が前記磁気軸受により回転自在に支持さ
れたキャンドモータにおいて、ラジアル用能動型磁気軸
受の制御用ラジアル変位センサ及びアキシャル用能動型
磁気軸受の制御用アキシャル変位センサの少なくとも一
方に誘導型センサを用い、該誘導型センサをキャンで覆
ったことを特徴とするキャンドモータ。 - 【請求項２】 前記ラジアル変位センサ及びアキシャル
変位センサの少なくとも一方に電磁シールドを施したこ
とを特徴とする請求項１記載のキャンドモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26290792A JP3107464B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | キャンドモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26290792A JP3107464B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | キャンドモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0690545A JPH0690545A (ja) | 1994-03-29 |
| JP3107464B2 true JP3107464B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=17382267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26290792A Expired - Fee Related JP3107464B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | キャンドモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3107464B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008807A1 (de) * | 1995-08-24 | 1997-03-06 | Sulzer Electronics Ag | Elektromotor |
| JP3421243B2 (ja) * | 1998-05-13 | 2003-06-30 | 株式会社荏原製作所 | キャンドモータポンプ |
| JP3901897B2 (ja) * | 1999-08-25 | 2007-04-04 | 株式会社荏原製作所 | 磁気軸受装置 |
| FR3018010B1 (fr) * | 2014-02-21 | 2016-03-11 | Skf Magnetic Mechatronics | Ensemble modulaire de moteur et paliers magnetiques et procede de fabrication |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP26290792A patent/JP3107464B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0690545A (ja) | 1994-03-29 |
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