JPH0242126B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0242126B2 JPH0242126B2 JP61112387A JP11238786A JPH0242126B2 JP H0242126 B2 JPH0242126 B2 JP H0242126B2 JP 61112387 A JP61112387 A JP 61112387A JP 11238786 A JP11238786 A JP 11238786A JP H0242126 B2 JPH0242126 B2 JP H0242126B2
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- JP
- Japan
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- magnetic
- yokes
- stator
- electromagnetic
- rotor
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 16
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
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
- 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
- F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
- F16C32/0465—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、永久磁石の吸引力と電磁コイルの電
磁吸引力との相互作用により、ステータ部に対し
ロータ部を非接触で支持する簡素な構造の磁気軸
受に関するものである。
磁吸引力との相互作用により、ステータ部に対し
ロータ部を非接触で支持する簡素な構造の磁気軸
受に関するものである。
［従来の技術］
磁気軸受とは回転している物体を支持する力と
して、磁気力を利用する軸受である。この磁気軸
受は摩擦・疲労による寿命の制限がないこと、摩
擦トルクが極めて小さいこと、真空・高温・低温
等の特殊な環境に対する適合性が優れていること
等の著しい特色があるために、近年盛んに研究が
なされている。そして、この用途としては例えば
遠心分離器、分子ポンプ、ジヤイロスコープ、精
密測定器、人工衛星用制御機器等への使用が有望
視されている。
して、磁気力を利用する軸受である。この磁気軸
受は摩擦・疲労による寿命の制限がないこと、摩
擦トルクが極めて小さいこと、真空・高温・低温
等の特殊な環境に対する適合性が優れていること
等の著しい特色があるために、近年盛んに研究が
なされている。そして、この用途としては例えば
遠心分離器、分子ポンプ、ジヤイロスコープ、精
密測定器、人工衛星用制御機器等への使用が有望
視されている。
しかしながら、従来の磁気軸受は１個当り８個
の電磁コイルを用いたものが多く、その構造が複
雑であると共に、永久磁石の磁束だけが通過する
所謂非変調ギヤツプを有しているために、設計及
び制御が困難となり、電源の負担が大きくなる。
の電磁コイルを用いたものが多く、その構造が複
雑であると共に、永久磁石の磁束だけが通過する
所謂非変調ギヤツプを有しているために、設計及
び制御が困難となり、電源の負担が大きくなる。
［発明の目的］
本発明の目的は、電磁コイルの数を少なくした
比較的簡易な構成で、かつ非変調ギヤツプが存在
せず、設計及び制御が容易な磁気軸受を提供する
ことにある。
比較的簡易な構成で、かつ非変調ギヤツプが存在
せず、設計及び制御が容易な磁気軸受を提供する
ことにある。
［発明の概要］
上述の目的を達成するための本発明の要旨は、
互いに対向する２組の空隙磁路を形成する２枚ず
つのヨークをそれぞれ有するロータ部とステータ
部とから成り、前記ロータ部は前記ヨーク間に永
久磁石を挟着し、前記ステータ部は前記ヨーク間
に３個以上の鉄心を配置し、これらの鉄心にそれ
ぞれコイルを巻回した電磁コイルを有することを
特徴とする磁気軸受である。
互いに対向する２組の空隙磁路を形成する２枚ず
つのヨークをそれぞれ有するロータ部とステータ
部とから成り、前記ロータ部は前記ヨーク間に永
久磁石を挟着し、前記ステータ部は前記ヨーク間
に３個以上の鉄心を配置し、これらの鉄心にそれ
ぞれコイルを巻回した電磁コイルを有することを
特徴とする磁気軸受である。
［発明の実施例］
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は磁気軸受の断面図、第２図は第１図の
−線に沿つた断面図であり、回転中心部にロ
ータ部１が設けられ、その周囲にステータ部２が
配置されたインナーロータ方式となつている。そ
して、ロータ部１は軸３に取り付けられており、
この軸３の他端には同様にロータ部が設けられて
いる。ロータ部１は円環状の第１、第２のヨーク
４，５を有し、これらのヨーク４，５に空隙磁路
Ｇ１，Ｇ２を介して対向して、ステータ部２には
円環状の第１、第２の電磁ヨーク６，７が設けら
れている。なお、ステータ部２の第１、第２の電
磁ヨーク６，７は放射状に４個に分割され、それ
らの間には非磁性体８が介在されている。ロータ
部１の第１、第２のヨーク４，５間には円環状の
永久磁石９が配置されている。ステータ部２の第
１、第２の電磁ヨーク６，７間には、電磁ヨーク
６，７の分割と対応して４個の鉄心１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄが介在されている。そして、
各鉄心１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにはそれ
ぞれコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが巻
回され、独立に磁束を発生できる電磁コイル１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが構成されている。
またロータ部１の側部には、Ｘ軸方向のロータ部
１の変位を検出するための位置センサ１３，Ｙ軸
方向用の位置センサ１４が設けられている。Ｘ軸
用の位置センサ１３の出力は、図示しない制御回
路・パワーアンプを経て電磁コイル１２ａ，１２
ｃに電流を流すようにされ、Ｙ軸用の位置センサ
１４からは同様にして電磁コイル１２ｂ，１２ｄ
に電流が供与される。なお、ロータ部１の永久磁
石９は非磁性体から成る保護環１５により周設さ
れ、ステータ部２には非磁性体から成る連結部１
６が取り付けられ、その他端部には同様のステー
タ部が設けられている。
−線に沿つた断面図であり、回転中心部にロ
ータ部１が設けられ、その周囲にステータ部２が
配置されたインナーロータ方式となつている。そ
して、ロータ部１は軸３に取り付けられており、
この軸３の他端には同様にロータ部が設けられて
いる。ロータ部１は円環状の第１、第２のヨーク
４，５を有し、これらのヨーク４，５に空隙磁路
Ｇ１，Ｇ２を介して対向して、ステータ部２には
円環状の第１、第２の電磁ヨーク６，７が設けら
れている。なお、ステータ部２の第１、第２の電
磁ヨーク６，７は放射状に４個に分割され、それ
らの間には非磁性体８が介在されている。ロータ
部１の第１、第２のヨーク４，５間には円環状の
永久磁石９が配置されている。ステータ部２の第
１、第２の電磁ヨーク６，７間には、電磁ヨーク
６，７の分割と対応して４個の鉄心１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄが介在されている。そして、
各鉄心１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにはそれ
ぞれコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが巻
回され、独立に磁束を発生できる電磁コイル１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが構成されている。
またロータ部１の側部には、Ｘ軸方向のロータ部
１の変位を検出するための位置センサ１３，Ｙ軸
方向用の位置センサ１４が設けられている。Ｘ軸
用の位置センサ１３の出力は、図示しない制御回
路・パワーアンプを経て電磁コイル１２ａ，１２
ｃに電流を流すようにされ、Ｙ軸用の位置センサ
１４からは同様にして電磁コイル１２ｂ，１２ｄ
に電流が供与される。なお、ロータ部１の永久磁
石９は非磁性体から成る保護環１５により周設さ
れ、ステータ部２には非磁性体から成る連結部１
６が取り付けられ、その他端部には同様のステー
タ部が設けられている。
作動時においては、ロータ部１の永久磁石９の
Ｎ極からＳ極へ磁束φ1が通過、即ち空隙磁路Ｇ
１からステータ部２の電磁ヨーク６，７を通り、
空隙磁路Ｇ１へ磁束φ1が流れ込み、磁束φ1は電
磁ヨーク７から空隙磁路Ｇ２を通つて電磁ヨーク
５に流れＳ軸に戻ることになり、ヨーク４・６及
び７・５間の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２には磁気吸引力
が作用することになる。この磁気吸引力は理想的
な状態を考えてみれば全ての方向において相殺さ
れ、ロータ部１は半径方向の或る方向に変位する
ことなく、不安定に平衡した状態にあり得るが、
実際には製作上の精度や重力の影響等からロータ
部１が半径方向に変位することは避けられない。
例えば、ロータ部１がＸ軸の正方向に微小量移動
すると、ステータ部２とロータ部１との右側の空
隙磁路Ｇ１，Ｇ２が狭く、左側の空隙磁路Ｇ１，
Ｇ２が大きくなる。従つて、右側の空隙磁路Ｇ
１，Ｇ２の磁気抵抗が小さくなるために、この部
分における永久磁石９から磁束φ1は更に増加し、
この間の吸引力は増加し、左側の空隙磁路Ｇ１，
Ｇ２を通る磁束φ1は減少するので、ロータ部１
は益々右側に引き寄せられることになる。
Ｎ極からＳ極へ磁束φ1が通過、即ち空隙磁路Ｇ
１からステータ部２の電磁ヨーク６，７を通り、
空隙磁路Ｇ１へ磁束φ1が流れ込み、磁束φ1は電
磁ヨーク７から空隙磁路Ｇ２を通つて電磁ヨーク
５に流れＳ軸に戻ることになり、ヨーク４・６及
び７・５間の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２には磁気吸引力
が作用することになる。この磁気吸引力は理想的
な状態を考えてみれば全ての方向において相殺さ
れ、ロータ部１は半径方向の或る方向に変位する
ことなく、不安定に平衡した状態にあり得るが、
実際には製作上の精度や重力の影響等からロータ
部１が半径方向に変位することは避けられない。
例えば、ロータ部１がＸ軸の正方向に微小量移動
すると、ステータ部２とロータ部１との右側の空
隙磁路Ｇ１，Ｇ２が狭く、左側の空隙磁路Ｇ１，
Ｇ２が大きくなる。従つて、右側の空隙磁路Ｇ
１，Ｇ２の磁気抵抗が小さくなるために、この部
分における永久磁石９から磁束φ1は更に増加し、
この間の吸引力は増加し、左側の空隙磁路Ｇ１，
Ｇ２を通る磁束φ1は減少するので、ロータ部１
は益々右側に引き寄せられることになる。
この変位はＸ軸用の位置センサ１３によつて検
出され、電磁コイル１２ａ，１２ｃに制御回路か
らの制御信号に基づく電流を流し、永久磁石９に
よる磁束φ1の吸引力の変化を打ち消すような方
向、つまり右側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２において永
久磁石９の磁束φ1と逆方向に通過し、左側の空
隙磁路Ｇ１，Ｇ２では磁束φ1と同方向に磁束φ2
を流すことになる。この磁束φ2によつて、永久
磁石９からの磁束φ1の変位による変化を相殺し、
右側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２においては吸引力を減
少させ、左側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２では吸引力を
増加することによつて全体の吸引力を平衡させ、
ロータ部１を元の中立状態に復元することができ
る。この動作はＹ軸方向についても全く同様であ
る。
出され、電磁コイル１２ａ，１２ｃに制御回路か
らの制御信号に基づく電流を流し、永久磁石９に
よる磁束φ1の吸引力の変化を打ち消すような方
向、つまり右側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２において永
久磁石９の磁束φ1と逆方向に通過し、左側の空
隙磁路Ｇ１，Ｇ２では磁束φ1と同方向に磁束φ2
を流すことになる。この磁束φ2によつて、永久
磁石９からの磁束φ1の変位による変化を相殺し、
右側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２においては吸引力を減
少させ、左側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２では吸引力を
増加することによつて全体の吸引力を平衡させ、
ロータ部１を元の中立状態に復元することができ
る。この動作はＹ軸方向についても全く同様であ
る。
この場合に、ステータ部２の第１、第２の電磁
ヨーク６，７を実施例のように電磁コイル１２ａ
〜１２ｄ毎に分割しておくことにより、電磁コイ
ル１２ａ，１２ｃからの磁束φ2はＸ軸、Ｙ軸上
に存在する分割部のみを通過することになり、そ
の他の分割部には流入することが少ないので、磁
束を効率良く吸引するために使用することが可能
となる。なお、実施例のような分割部を設ける代
りに、電磁ヨーク６，７の一部に切込みを設けて
も同様に相当の効果が得られる。この磁気軸受は
ヨークの数が少ないためにスラスト方向の剛性が
若干劣るので、無重力状態における使用において
は問題はないとしても、重力の存在する場所にお
いては軸方向を水平としてフラスト方向に重力の
影響がないように配置するか、又はスラスト方向
の磁気軸を併用することが好ましい。
ヨーク６，７を実施例のように電磁コイル１２ａ
〜１２ｄ毎に分割しておくことにより、電磁コイ
ル１２ａ，１２ｃからの磁束φ2はＸ軸、Ｙ軸上
に存在する分割部のみを通過することになり、そ
の他の分割部には流入することが少ないので、磁
束を効率良く吸引するために使用することが可能
となる。なお、実施例のような分割部を設ける代
りに、電磁ヨーク６，７の一部に切込みを設けて
も同様に相当の効果が得られる。この磁気軸受は
ヨークの数が少ないためにスラスト方向の剛性が
若干劣るので、無重力状態における使用において
は問題はないとしても、重力の存在する場所にお
いては軸方向を水平としてフラスト方向に重力の
影響がないように配置するか、又はスラスト方向
の磁気軸を併用することが好ましい。
また実施例においては、ステータ部２をロータ
部１の周囲に配置したインナーロータ型とした
が、ステータ部２の周囲にロータ部１を配するア
ウターロータ型とすることもできる。更に、実施
例ではステータ部２のヨークを４個に分割した例
を示したが、少なくとも３個に分割すれば制御が
可能である。
部１の周囲に配置したインナーロータ型とした
が、ステータ部２の周囲にロータ部１を配するア
ウターロータ型とすることもできる。更に、実施
例ではステータ部２のヨークを４個に分割した例
を示したが、少なくとも３個に分割すれば制御が
可能である。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る磁気軸受は、
電磁コイルの数を減少することによつて装置の構
成を簡素化し、かつ非変調ギヤツプを無くすこと
により使用電力の電源の負担を小さくする利点を
有している。
電磁コイルの数を減少することによつて装置の構
成を簡素化し、かつ非変調ギヤツプを無くすこと
により使用電力の電源の負担を小さくする利点を
有している。
図面は本発明に係る磁気軸受の一実施例を示
し、第１図はその断面図、第２図は第１図の−
線に沿つた断面図である。 符号１はロータ部、２はステータ部、３は軸、
４，５はヨーク、６，７は電磁ヨーク、９は永久
磁石、１０は鉄心、１１はコイル、１２は電磁コ
イル、１３，１４は位置センサである。
し、第１図はその断面図、第２図は第１図の−
線に沿つた断面図である。 符号１はロータ部、２はステータ部、３は軸、
４，５はヨーク、６，７は電磁ヨーク、９は永久
磁石、１０は鉄心、１１はコイル、１２は電磁コ
イル、１３，１４は位置センサである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向する２組の空隙磁路を形成する２
枚ずつのヨークをそれぞれ有するロータ部とステ
ータ部とから成り、前記ロータ部は前記ヨーク間
に永久磁石を挟着し、前記ステータ部は前記ヨー
ク間に３個以上の鉄心を配置し、これらの鉄心に
それぞれコイルを巻回した電磁コイルを有するこ
とを特徴とする磁気軸受。 ２ 前記ステータ部のヨークは、前記コイルに対
応して３個以上に分割した特許請求の範囲第１項
に記載の磁気軸受。 ３ 前記ステータ部のヨークは、前記コイルに対
応してその境界部の磁気抵抗を大とした特許請求
の範囲第１項に記載の磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112387A JPS62270823A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | 磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112387A JPS62270823A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | 磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62270823A JPS62270823A (ja) | 1987-11-25 |
| JPH0242126B2 true JPH0242126B2 (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=14585401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61112387A Granted JPS62270823A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | 磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62270823A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04116341U (ja) * | 1991-03-27 | 1992-10-16 | 三菱自動車工業株式会社 | 電子情報処理機器の情報入力装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928854A (ja) * | 1972-07-14 | 1974-03-14 | ||
| JPS5316807A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Nasa | Energy accumulator |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP61112387A patent/JPS62270823A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928854A (ja) * | 1972-07-14 | 1974-03-14 | ||
| JPS5316807A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Nasa | Energy accumulator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04116341U (ja) * | 1991-03-27 | 1992-10-16 | 三菱自動車工業株式会社 | 電子情報処理機器の情報入力装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62270823A (ja) | 1987-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |