JP3167047B2 - 磁気軸受装置用保護軸受 - Google Patents
磁気軸受装置用保護軸受Info
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- JP3167047B2 JP3167047B2 JP10805492A JP10805492A JP3167047B2 JP 3167047 B2 JP3167047 B2 JP 3167047B2 JP 10805492 A JP10805492 A JP 10805492A JP 10805492 A JP10805492 A JP 10805492A JP 3167047 B2 JP3167047 B2 JP 3167047B2
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- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- ball
- protective
- rotor
- fixed
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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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ターボ分子ポンプ等
の高速回転する回転部分を非接触状態に支持する磁気軸
受装置に装着され、上記回転部分を、いわゆるタッチダ
ウンさせるための、磁気軸受装置用保護軸受に関するも
のである。
の高速回転する回転部分を非接触状態に支持する磁気軸
受装置に装着され、上記回転部分を、いわゆるタッチダ
ウンさせるための、磁気軸受装置用保護軸受に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】磁気軸受装置は、例えば、固定軸に固定
されたラジアル磁気軸受およびアキシャル磁気軸受によ
って、当該固定軸に対して３００００〜４００００ｒｐ
ｍ程度の高速で回転されるロータを、非接触状態に支持
するものである。このロータの回転が停止される場合
に、高速回転しているロータが上記の磁気軸受と接触す
ると、当該磁気軸受を損傷させてしまう。したがって、
これを回避するために、固定軸には、ロータをいわゆる
タッチダウンさせるための保護軸受が設けられている。
タッチダウンとは、ロータが保護軸受に受けられて停止
する動作をいう。
されたラジアル磁気軸受およびアキシャル磁気軸受によ
って、当該固定軸に対して３００００〜４００００ｒｐ
ｍ程度の高速で回転されるロータを、非接触状態に支持
するものである。このロータの回転が停止される場合
に、高速回転しているロータが上記の磁気軸受と接触す
ると、当該磁気軸受を損傷させてしまう。したがって、
これを回避するために、固定軸には、ロータをいわゆる
タッチダウンさせるための保護軸受が設けられている。
タッチダウンとは、ロータが保護軸受に受けられて停止
する動作をいう。
【０００３】通常、保護軸受としては、負荷容量を増す
ために総玉軸受が用いられている。この総玉軸受の一方
の軌道輪は、固定軸に固定されている。ロータが正常に
回転している状態では、他方の軌道輪とロータとの間に
は、所定の隙間が設けられており、ロータが停止すると
きに、上記他方の軌道輪がロータと接触することによ
り、上記タッチダウンが行われる。このタッチダウンに
おいて、ロータが除々に減速されて、ロータが低速回転
となってから保護軸受と接触する場合には、保護軸受に
かかる負荷は比較的小さいが、停電等でロータが高速回
転のまま保護軸受と接触する場合には、保護軸受にかか
る負荷は、非常に大きなものとなる。
ために総玉軸受が用いられている。この総玉軸受の一方
の軌道輪は、固定軸に固定されている。ロータが正常に
回転している状態では、他方の軌道輪とロータとの間に
は、所定の隙間が設けられており、ロータが停止すると
きに、上記他方の軌道輪がロータと接触することによ
り、上記タッチダウンが行われる。このタッチダウンに
おいて、ロータが除々に減速されて、ロータが低速回転
となってから保護軸受と接触する場合には、保護軸受に
かかる負荷は比較的小さいが、停電等でロータが高速回
転のまま保護軸受と接触する場合には、保護軸受にかか
る負荷は、非常に大きなものとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、複数の玉の
うち、タッチダウン時に実際に負荷を受ける玉は限られ
ており、一部の玉しか自転しない。残りの玉は互いに自
転を規制しながら滑りを起こし、早期摩耗の発生や早期
に焼付き等を起こしてロックしてしまうことから、耐久
性の点で問題があった。
うち、タッチダウン時に実際に負荷を受ける玉は限られ
ており、一部の玉しか自転しない。残りの玉は互いに自
転を規制しながら滑りを起こし、早期摩耗の発生や早期
に焼付き等を起こしてロックしてしまうことから、耐久
性の点で問題があった。
【０００５】この発明は、上記の技術的課題を解決し、
タッチダウン時の玉の滑りを防止することができ、耐久
性に優れた磁気軸受装置用保護軸受を実現することを目
的とする。
タッチダウン時の玉の滑りを防止することができ、耐久
性に優れた磁気軸受装置用保護軸受を実現することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の磁気軸受装置用保護軸受は、固定部
分に対し回転部分を非接触状態に支持する磁気軸受装置
の、当該固定部分に設けられ、回転部分の停止時に回転
部分を受ける、深溝型の総玉軸受からなる磁気軸受装置
用保護軸受において、回転部分を受けるための軌道輪の
軌道が真円とされ、固定部分側に固定される軌道輪の軌
道の曲率が、軌道方向に沿う複数の位置において玉に対
して予圧を与えるように変化されていることを特徴とす
るものである。
めの請求項１記載の磁気軸受装置用保護軸受は、固定部
分に対し回転部分を非接触状態に支持する磁気軸受装置
の、当該固定部分に設けられ、回転部分の停止時に回転
部分を受ける、深溝型の総玉軸受からなる磁気軸受装置
用保護軸受において、回転部分を受けるための軌道輪の
軌道が真円とされ、固定部分側に固定される軌道輪の軌
道の曲率が、軌道方向に沿う複数の位置において玉に対
して予圧を与えるように変化されていることを特徴とす
るものである。
【０００７】
【作用】上記の構成によれば、複数位置の予圧が与えら
れた部分を通過する玉と各軌道との間には、接触圧力に
よる摩擦力が発生する。したがって、この予圧部分の玉
には、自転運動が強制的に加わるので、軌道上を転がる
ことになる。予圧部では次々と玉が通過するので、全て
の玉に自転運動が加わることになる。これにより、タッ
チダウン時に、玉を正常な転がり運動に近づけることが
できる。
れた部分を通過する玉と各軌道との間には、接触圧力に
よる摩擦力が発生する。したがって、この予圧部分の玉
には、自転運動が強制的に加わるので、軌道上を転がる
ことになる。予圧部では次々と玉が通過するので、全て
の玉に自転運動が加わることになる。これにより、タッ
チダウン時に、玉を正常な転がり運動に近づけることが
できる。
【０００８】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は、この発明の一実施例に係る保護軸受を
示している。同図を参照して、この保護軸受は総玉軸受
Ａにより構成されており、回転部分としての軸からなる
ロータ１を所定の遊びを設けて挿入させており、ロータ
１の停止時にこれに接触される内輪３、固定部分として
の筒状の固定軸２に固定される外輪４、内外輪３，４の
軌道３ａ，４ａ間に介在された複数の玉５を備えてい
る。
明する。図１は、この発明の一実施例に係る保護軸受を
示している。同図を参照して、この保護軸受は総玉軸受
Ａにより構成されており、回転部分としての軸からなる
ロータ１を所定の遊びを設けて挿入させており、ロータ
１の停止時にこれに接触される内輪３、固定部分として
の筒状の固定軸２に固定される外輪４、内外輪３，４の
軌道３ａ，４ａ間に介在された複数の玉５を備えてい
る。
【０００９】ロータ１は、固定軸２に設けられた、図示
しないラジアル磁気軸受および一対のアキシャル磁気軸
受で非接触状態に支持され、例えば３００００〜４００
００ｒｐｍ程度の高速で回転する。上記総玉軸受Ａは、
ロータ１の両端部に配置されている。ロータ１が正常に
回転しているときには、内輪３とロータ１との間に、所
定の隙間が生じており、ロータ１が停止するときには、
ロータ１が内輪３に接触して総玉軸受５によって受けら
れ、ロータ１が磁気軸受に接触してこれらを損傷しない
ようになっている。
しないラジアル磁気軸受および一対のアキシャル磁気軸
受で非接触状態に支持され、例えば３００００〜４００
００ｒｐｍ程度の高速で回転する。上記総玉軸受Ａは、
ロータ１の両端部に配置されている。ロータ１が正常に
回転しているときには、内輪３とロータ１との間に、所
定の隙間が生じており、ロータ１が停止するときには、
ロータ１が内輪３に接触して総玉軸受５によって受けら
れ、ロータ１が磁気軸受に接触してこれらを損傷しない
ようになっている。
【００１０】総玉軸受５の軌道輪は、例えばＳＵＳ４４
０Ｃ材で、玉は窒化珪素などのセラミックス材あるいは
ＳＵＳ４４０Ｃ材で形成されている。玉の表面には、銀
などのコーティング膜が好適に被覆される。内輪３の軌
道３ａは、真円に設定されている。また、外輪４の軌道
４ａは、ベースとなる真円に対して部分的に曲率が変化
された複数の歪み部４ｂを、軌道方向の等配に有してい
る。そして、これら歪み部４ｂを含んだ軌道４ａの形状
が略三角形形状となるようにしてある（なお、図におい
ては、歪み形状の把握を容易にするため、歪みを拡大し
た状態で示してある）。各歪み部４ｂでは、当該歪み部
４ｂを通過する玉５に対して、各軌道３ａ，４ａから予
圧を与え得るように、軌道４ａを構成するベースの真円
に対して内方へ突出するように曲率が変化されている。
０Ｃ材で、玉は窒化珪素などのセラミックス材あるいは
ＳＵＳ４４０Ｃ材で形成されている。玉の表面には、銀
などのコーティング膜が好適に被覆される。内輪３の軌
道３ａは、真円に設定されている。また、外輪４の軌道
４ａは、ベースとなる真円に対して部分的に曲率が変化
された複数の歪み部４ｂを、軌道方向の等配に有してい
る。そして、これら歪み部４ｂを含んだ軌道４ａの形状
が略三角形形状となるようにしてある（なお、図におい
ては、歪み形状の把握を容易にするため、歪みを拡大し
た状態で示してある）。各歪み部４ｂでは、当該歪み部
４ｂを通過する玉５に対して、各軌道３ａ，４ａから予
圧を与え得るように、軌道４ａを構成するベースの真円
に対して内方へ突出するように曲率が変化されている。
【００１１】歪み部４ｂは、少なくとも軸受の組み込み
状態で設けられれば良く、したがって、組み込み前の状
態で歪みを生じるような形状に研磨しておいても良い
し、組み込み状態で力により変形させて歪みを生じるよ
うにしても良い。なお、前者の場合には、力を負荷して
変形させた状態で研磨を行えば、力を解除した状態での
所望の歪み形状を得ることができる。また、熱処理によ
り変形させることも可能である。
状態で設けられれば良く、したがって、組み込み前の状
態で歪みを生じるような形状に研磨しておいても良い
し、組み込み状態で力により変形させて歪みを生じるよ
うにしても良い。なお、前者の場合には、力を負荷して
変形させた状態で研磨を行えば、力を解除した状態での
所望の歪み形状を得ることができる。また、熱処理によ
り変形させることも可能である。
【００１２】この実施例によれば、歪み部４ｂを通過す
る玉５に対して各軌道３ａ，４ａから予圧が与えられ
て、当該玉５と各軌道３ａ，４ａとの間には、大きな接
触圧力による大きな摩擦力が発生する。したがって、複
数の歪み部４ｂを通過する複数の玉５に確実に自転を起
こさせ、さらに、軌道上を公転させることができる。し
たがって、タッチダウン時に、玉５を正常な転がり運動
に近づけることができ、早期の焼付きやロック等を防止
して耐久性を大幅に向上させることができる。
る玉５に対して各軌道３ａ，４ａから予圧が与えられ
て、当該玉５と各軌道３ａ，４ａとの間には、大きな接
触圧力による大きな摩擦力が発生する。したがって、複
数の歪み部４ｂを通過する複数の玉５に確実に自転を起
こさせ、さらに、軌道上を公転させることができる。し
たがって、タッチダウン時に、玉５を正常な転がり運動
に近づけることができ、早期の焼付きやロック等を防止
して耐久性を大幅に向上させることができる。
【００１３】なお、複数の歪み部４ｂの配置としては、
軌道４ａを図２に示すような四角形形状等の他の多角形
形状に歪ませることができる。上記の図１や図２の場合
には、ベースとなる真円に対して断続的に曲率が変化さ
れるが、図３に示すように、軌道を、その曲率が当該軌
道の全周にわたって連続的に変化される楕円形状のもの
とすることもできる。
軌道４ａを図２に示すような四角形形状等の他の多角形
形状に歪ませることができる。上記の図１や図２の場合
には、ベースとなる真円に対して断続的に曲率が変化さ
れるが、図３に示すように、軌道を、その曲率が当該軌
道の全周にわたって連続的に変化される楕円形状のもの
とすることもできる。
【００１４】また、水平方向に沿って配置されたロータ
１のタッチダウンを受ける保護軸受の場合には、タッチ
ダウンの方向が鉛直方向下方となるので、この部分の玉
は、歪み部を設けなくても確実に自転される。したがっ
て、この場合には、鉛直方向下方の部分を除いて軌道方
向の等配に、歪み部を設ければ十分である。さらに、内
輪３が固定軸に固定され、筒状のロータが外輪４に接触
してタッチダウンされる場合には、内輪３の軌道の曲率
を所定に変化させれば良い。
１のタッチダウンを受ける保護軸受の場合には、タッチ
ダウンの方向が鉛直方向下方となるので、この部分の玉
は、歪み部を設けなくても確実に自転される。したがっ
て、この場合には、鉛直方向下方の部分を除いて軌道方
向の等配に、歪み部を設ければ十分である。さらに、内
輪３が固定軸に固定され、筒状のロータが外輪４に接触
してタッチダウンされる場合には、内輪３の軌道の曲率
を所定に変化させれば良い。
【００１５】その他、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲で種
々の変更を施すことが可能である。
るものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲で種
々の変更を施すことが可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明の磁気軸受装置
用保護軸受によれば、軌道方向の複数位置において玉に
対して予圧を与えることにより、玉を確実に自転させ、
さらに軌道上を公転させることができるので、タッチダ
ウン時に、玉を正常な転がり運動に近づけることがで
き、耐久性を大幅に向上させることができる。
用保護軸受によれば、軌道方向の複数位置において玉に
対して予圧を与えることにより、玉を確実に自転させ、
さらに軌道上を公転させることができるので、タッチダ
ウン時に、玉を正常な転がり運動に近づけることがで
き、耐久性を大幅に向上させることができる。
【図１】この発明の一実施例としての保護軸受の模式的
断面図である。
断面図である。
【図２】この発明の他の実施例の保護軸受の軌道の模式
図である。
図である。
【図３】この発明のさらに他の実施例の保護軸受の軌道
の模式図である。
の模式図である。
１ ロータ（回転部分） ２ 固定軸（固定部分） ３ 内輪 ３ａ 軌道 ４ 外輪 ４ａ 軌道 ５ 玉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 32/00 F16C 19/50 F16C 32/04
Claims (1)
- 【請求項１】固定部分に対し回転部分を非接触状態に支
持する磁気軸受装置の、当該固定部分に設けられ、回転
部分の停止時に回転部分を受ける、深溝型の総玉軸受か
らなる磁気軸受装置用保護軸受において、 回転部分を受けるための軌道輪の軌道が真円とされ、 固定部分側に固定される軌道輪の軌道の曲率が、軌道方
向に沿う複数の位置において玉に対して予圧を与えるよ
うに変化されていることを特徴とする磁気軸受装置用保
護軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10805492A JP3167047B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 磁気軸受装置用保護軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10805492A JP3167047B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 磁気軸受装置用保護軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302621A JPH05302621A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3167047B2 true JP3167047B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14474752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10805492A Expired - Fee Related JP3167047B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 磁気軸受装置用保護軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167047B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101957213B1 (ko) * | 2017-02-24 | 2019-03-12 | 박경우 | 탄성력을 이용한 기능성 인솔 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3892674B2 (ja) | 2001-02-23 | 2007-03-14 | 株式会社東芝 | 回転陽極型ｘ線管 |
| CN102518666B (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-10 | 魏伯卿 | 自调式永磁力磁浮轴承 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP10805492A patent/JP3167047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101957213B1 (ko) * | 2017-02-24 | 2019-03-12 | 박경우 | 탄성력을 이용한 기능성 인솔 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05302621A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
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