JPH0242127B2 - - Google Patents
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- JPH0242127B2 JPH0242127B2 JP61112388A JP11238886A JPH0242127B2 JP H0242127 B2 JPH0242127 B2 JP H0242127B2 JP 61112388 A JP61112388 A JP 61112388A JP 11238886 A JP11238886 A JP 11238886A JP H0242127 B2 JPH0242127 B2 JP H0242127B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yokes
- stator
- rotor
- section
- yoke
- Prior art date
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity 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
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral 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
-
- 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
- F16C32/048—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of two degrees of freedom, e.g. radial magnetic bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (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、人工衛星搭載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、人工衛星搭載用制御機器等への使用が有
望視されている。
例えば、第４図は従来の磁気軸受の一例であ
り、ステータ部１とロータ部２から成り、ステー
タ部１には永久磁石３と、４個の電磁コイル４ａ
〜４ｄ（４ｂ，４ｄは図示せず）が配置されてい
る。ステータ部１とロータ部２の間には、永久磁
石３による磁束φ1を通過すべき非変調ギヤツプ
である空隙磁路Ｇ１と、永久磁石３の磁束φ1と
電磁コイル４ａ〜４ｄの磁束φ2と混在して通過
させる変調ギヤツプである空隙磁路Ｇ２が設けら
れている。
り、ステータ部１とロータ部２から成り、ステー
タ部１には永久磁石３と、４個の電磁コイル４ａ
〜４ｄ（４ｂ，４ｄは図示せず）が配置されてい
る。ステータ部１とロータ部２の間には、永久磁
石３による磁束φ1を通過すべき非変調ギヤツプ
である空隙磁路Ｇ１と、永久磁石３の磁束φ1と
電磁コイル４ａ〜４ｄの磁束φ2と混在して通過
させる変調ギヤツプである空隙磁路Ｇ２が設けら
れている。
この場合に、永久磁石３からの磁束φ1はステ
ータ部１の円環状のヨーク５から、空隙磁路Ｇ
２、ヨーク５の周囲に配置されたロータ部２の円
環状のヨーク６、更に空隙磁路Ｇ１を通り再びス
テータ部１側のヨーク７に戻つてくるようになつ
ている。ステータ部１の対向する電磁コイル、例
えば電磁コイル４ａと４ｃは互いに逆方向に磁界
がかけられており、電磁コイル４ａ，４ｃによる
点線で示す磁束φ2は、電磁ヨーク５から変調ギ
ヤツプである空隙磁路Ｇ２を通過してロータ部２
側のヨーク６に達し、ヨーク６を半周して反対側
の空隙磁路Ｇ２からステータ部１に戻り、反対側
の電磁コイル４ｃの鉄心を通り、更に電磁ヨーク
８を半周して元の電磁コイル４ａに戻つてくるよ
うになつている。
ータ部１の円環状のヨーク５から、空隙磁路Ｇ
２、ヨーク５の周囲に配置されたロータ部２の円
環状のヨーク６、更に空隙磁路Ｇ１を通り再びス
テータ部１側のヨーク７に戻つてくるようになつ
ている。ステータ部１の対向する電磁コイル、例
えば電磁コイル４ａと４ｃは互いに逆方向に磁界
がかけられており、電磁コイル４ａ，４ｃによる
点線で示す磁束φ2は、電磁ヨーク５から変調ギ
ヤツプである空隙磁路Ｇ２を通過してロータ部２
側のヨーク６に達し、ヨーク６を半周して反対側
の空隙磁路Ｇ２からステータ部１に戻り、反対側
の電磁コイル４ｃの鉄心を通り、更に電磁ヨーク
８を半周して元の電磁コイル４ａに戻つてくるよ
うになつている。
磁気軸受には、使用々途によつて軸方向の剛性
を高める必要がある場合があり、この場合にはこ
の第４図に示す磁気軸受は必ずしもその要求を満
たすことにはならない。つまり、電磁コイル４ａ
〜４ｄの鉄心を挟む２つの電磁ヨーク５，８のう
ち軸方向の剛性を高めることに寄与しているの
は、空隙磁路Ｇ２を有する電磁ヨーク５のみであ
つて、非変調ギヤツプを含めても２個の空隙磁路
だけのためである。
を高める必要がある場合があり、この場合にはこ
の第４図に示す磁気軸受は必ずしもその要求を満
たすことにはならない。つまり、電磁コイル４ａ
〜４ｄの鉄心を挟む２つの電磁ヨーク５，８のう
ち軸方向の剛性を高めることに寄与しているの
は、空隙磁路Ｇ２を有する電磁ヨーク５のみであ
つて、非変調ギヤツプを含めても２個の空隙磁路
だけのためである。
［発明の目的］
本発明の目的は、従来の磁気軸受に比べて軸方
向の剛性を約２倍に増大させると共に、容積がそ
れほど大きくならない軸方向剛性の高いラジアル
制御型磁気軸受を提供することにある。
向の剛性を約２倍に増大させると共に、容積がそ
れほど大きくならない軸方向剛性の高いラジアル
制御型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、
回転軸方向両側の第１、第２の円環状ステータヨ
ークと内側の第３、第４の円形ステータヨークと
を有するステータ部と、該ステータ部の４個のス
テータヨークとそれぞれ対向して４個の空隙磁路
を形成するために回転軸方向両側の第１、第２の
円形ロータヨークと内側の第３、第４の円形ロー
タヨークを有し、回転軸を中心に回転するロータ
部とから成り、前記ステータ部の第３、第４のス
テータヨーク間を少なくとも３個の鉄心で接続
し、これらの鉄心にコイルをそれぞれ巻回して少
なくとも３個の電磁コイルを形成し、前記第１、
第３のステータヨーク間と前記第１、第３のロー
タヨーク間の少なくとも何れかに回転軸方向に着
磁した永久磁石を配置して、永久磁石を配置しな
いこれらのヨーク間は磁気的に短絡し、前記第
２、第４のステータヨーク間と前記第２、第４の
ロータヨーク間の少なくとも何れかに回転軸方向
に着磁した永久磁石を配置して、永久磁石を配置
しないこれらのヨーク間は磁気的に短絡したこと
を特徴とする軸方向剛性の高いラジアル制御型磁
気軸受である。
回転軸方向両側の第１、第２の円環状ステータヨ
ークと内側の第３、第４の円形ステータヨークと
を有するステータ部と、該ステータ部の４個のス
テータヨークとそれぞれ対向して４個の空隙磁路
を形成するために回転軸方向両側の第１、第２の
円形ロータヨークと内側の第３、第４の円形ロー
タヨークを有し、回転軸を中心に回転するロータ
部とから成り、前記ステータ部の第３、第４のス
テータヨーク間を少なくとも３個の鉄心で接続
し、これらの鉄心にコイルをそれぞれ巻回して少
なくとも３個の電磁コイルを形成し、前記第１、
第３のステータヨーク間と前記第１、第３のロー
タヨーク間の少なくとも何れかに回転軸方向に着
磁した永久磁石を配置して、永久磁石を配置しな
いこれらのヨーク間は磁気的に短絡し、前記第
２、第４のステータヨーク間と前記第２、第４の
ロータヨーク間の少なくとも何れかに回転軸方向
に着磁した永久磁石を配置して、永久磁石を配置
しないこれらのヨーク間は磁気的に短絡したこと
を特徴とする軸方向剛性の高いラジアル制御型磁
気軸受である。
［発明の実施例］
本発明を第１図、第２図に図示の実施例に基づ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
第１図は磁気軸受の断面図であり、第２図は第
１図の−線に沿つた断面図である。この実施
例においては、ステータ部１１は軸１０に一体的
に固定されており、その周囲を一定間隔をおいて
ロータ部１２が回転するアウターロータ方式の構
成とされている。ステータ部１１は内径、外径を
共に同じくする平板円環状の４個のヨーク、即
ち、上下両側に配置された第１、第２のステータ
ヨーク１３，１４とこれらの中間に配置された第
３、第４のステータヨーク１５，１６とを有し、
第１、第３のステータヨーク１３，１５の間、及
び第４、第２のステータヨーク１６，１４の間に
は、それぞれ円環状の永久磁石１７，１８が挟設
されている。第３、第４のステータヨーク１５，
１６間には、ほぼ等間隔に４個の鉄心１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄが介在され、これらの鉄心
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄにはそれぞれコ
イル２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（２０ｂ，
２０ｄは図示せず）が巻回され、４個のほぼ独立
した電磁コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
が形成されている。そして、ロータ部１２にはス
テータ部１１の４個のヨーク１３〜１６に対向し
て４個の空隙磁路Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１
４を形成するために、それぞれ円環状の第１、第
２、第３、第４のロータヨーク２２，２３，２
４，２５が配置され、これらのロータヨーク２２
と２４及び２３と２５はそれぞれ磁性材料２６及
び２７によつて前述の空隙磁路から遠い側が磁気
的に腸絡され、更に外側の円筒状の磁性体２８に
より連結されている。
１図の−線に沿つた断面図である。この実施
例においては、ステータ部１１は軸１０に一体的
に固定されており、その周囲を一定間隔をおいて
ロータ部１２が回転するアウターロータ方式の構
成とされている。ステータ部１１は内径、外径を
共に同じくする平板円環状の４個のヨーク、即
ち、上下両側に配置された第１、第２のステータ
ヨーク１３，１４とこれらの中間に配置された第
３、第４のステータヨーク１５，１６とを有し、
第１、第３のステータヨーク１３，１５の間、及
び第４、第２のステータヨーク１６，１４の間に
は、それぞれ円環状の永久磁石１７，１８が挟設
されている。第３、第４のステータヨーク１５，
１６間には、ほぼ等間隔に４個の鉄心１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄが介在され、これらの鉄心
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄにはそれぞれコ
イル２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ（２０ｂ，
２０ｄは図示せず）が巻回され、４個のほぼ独立
した電磁コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
が形成されている。そして、ロータ部１２にはス
テータ部１１の４個のヨーク１３〜１６に対向し
て４個の空隙磁路Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１
４を形成するために、それぞれ円環状の第１、第
２、第３、第４のロータヨーク２２，２３，２
４，２５が配置され、これらのロータヨーク２２
と２４及び２３と２５はそれぞれ磁性材料２６及
び２７によつて前述の空隙磁路から遠い側が磁気
的に腸絡され、更に外側の円筒状の磁性体２８に
より連結されている。
なお、磁束の流出入を個々の電磁コイル２０ａ
〜２０ｄごとに分離して効率的に行うために、ス
テータヨーク１５，１６は電磁コイル２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ，２１ｄに対応して、第２図に示す
ように分割され、これらの間には非磁性体２９が
介在されているが、必ずしも完全に分割せずに一
部分を分割したり、或いは周方向に磁気抵抗が大
きい磁性材料を介在させてもよい。なお、２個の
永久磁石１７，１８についても完全な円環状の形
状とせずに、幾つかのブロツクに分割しても支障
はない。また、ロータ部１２の偏位を検出するた
めにＸ軸方向及びＹ軸方向に２組の位置センサ３
０，３１が配置され、Ｘ軸用の位置センサ３０の
出力は図示しない制御回路、パワーアンプを経て
コイル２０ａ，２０ｃに電流を流すようにされて
いる。同様にして、Ｙ軸用の位置センサ３１から
はＹ軸方向コイル２０ｂ，２０ｄに電流が供給さ
れるようになつている。また、図示は省略してい
るが軸１０の反対端には同様な磁気軸受がほぼ対
称的に配置されている。
〜２０ｄごとに分離して効率的に行うために、ス
テータヨーク１５，１６は電磁コイル２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ，２１ｄに対応して、第２図に示す
ように分割され、これらの間には非磁性体２９が
介在されているが、必ずしも完全に分割せずに一
部分を分割したり、或いは周方向に磁気抵抗が大
きい磁性材料を介在させてもよい。なお、２個の
永久磁石１７，１８についても完全な円環状の形
状とせずに、幾つかのブロツクに分割しても支障
はない。また、ロータ部１２の偏位を検出するた
めにＸ軸方向及びＹ軸方向に２組の位置センサ３
０，３１が配置され、Ｘ軸用の位置センサ３０の
出力は図示しない制御回路、パワーアンプを経て
コイル２０ａ，２０ｃに電流を流すようにされて
いる。同様にして、Ｙ軸用の位置センサ３１から
はＹ軸方向コイル２０ｂ，２０ｄに電流が供給さ
れるようになつている。また、図示は省略してい
るが軸１０の反対端には同様な磁気軸受がほぼ対
称的に配置されている。
従つて、第３、第４のステータヨーク１５，１
６及びこれらと対向する第３、第４のロータヨー
ク２４，２５との間の空隙磁路Ｇ１３，Ｇ１４
は、永久磁石１７，１８からの磁束φ1と電磁コ
イル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄから発生す
る磁束φ2が共存する所謂変調ギヤツプである。
一方、第１、第２のステータヨーク１３，１４及
びこれらと対向する第１、第２のロータヨーク２
２，２３との間の空隙磁路Ｇ１１，Ｇ１２は、永
久磁石１７，１８のみの磁束φ1しか存在しない
非変調ギヤツプとなつている。
６及びこれらと対向する第３、第４のロータヨー
ク２４，２５との間の空隙磁路Ｇ１３，Ｇ１４
は、永久磁石１７，１８からの磁束φ1と電磁コ
イル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄから発生す
る磁束φ2が共存する所謂変調ギヤツプである。
一方、第１、第２のステータヨーク１３，１４及
びこれらと対向する第１、第２のロータヨーク２
２，２３との間の空隙磁路Ｇ１１，Ｇ１２は、永
久磁石１７，１８のみの磁束φ1しか存在しない
非変調ギヤツプとなつている。
作動時においては、永久磁石１７，１８のＮ極
から外部に出た磁束φ1は途中の磁気回路を経て
Ｓ極に戻ることになる。即ち、第１のステータヨ
ーク１３から第１、第３のロータヨーク２２，２
４及び短絡磁性体２６を通り、第３のステータヨ
ーク１５に磁束φ1が流れ込むと共に、第４のス
テータヨーク１６から第４、第２のロータヨーク
２５，２３を通り第２のステータヨーク１４に磁
束φ1が流れ込むことになる。従つて、この磁束
φ1の通過によりステータヨークとロータヨーク
との間の空隙磁路Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１
４には磁気吸引力が作用することになる。
から外部に出た磁束φ1は途中の磁気回路を経て
Ｓ極に戻ることになる。即ち、第１のステータヨ
ーク１３から第１、第３のロータヨーク２２，２
４及び短絡磁性体２６を通り、第３のステータヨ
ーク１５に磁束φ1が流れ込むと共に、第４のス
テータヨーク１６から第４、第２のロータヨーク
２５，２３を通り第２のステータヨーク１４に磁
束φ1が流れ込むことになる。従つて、この磁束
φ1の通過によりステータヨークとロータヨーク
との間の空隙磁路Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１
４には磁気吸引力が作用することになる。
この永久磁石１７，１８の磁束φ1による吸引
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１２は半径方向の或る
方向に偏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１２が一方向に偏位することは避
けられない。例えば、ロータ部１２がＸ軸の負方
向に微少量だけ偏位すると、第１図におけるステ
ータ部１１とロータ部１２との右側の空隙磁路が
狭く、左側の空隙磁路が大きくなる。従つて、右
側の空隙磁路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１７，１８からの磁束
φ1は更に増加し、この間の吸引力が増加し、左
側の空隙磁路の吸引力は減少するのでロータ部１
２は益々左側に引き寄せられることになる。
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１２は半径方向の或る
方向に偏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１２が一方向に偏位することは避
けられない。例えば、ロータ部１２がＸ軸の負方
向に微少量だけ偏位すると、第１図におけるステ
ータ部１１とロータ部１２との右側の空隙磁路が
狭く、左側の空隙磁路が大きくなる。従つて、右
側の空隙磁路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１７，１８からの磁束
φ1は更に増加し、この間の吸引力が増加し、左
側の空隙磁路の吸引力は減少するのでロータ部１
２は益々左側に引き寄せられることになる。
このロータ部１２の偏位はＸ軸用の位置センサ
３０により検出され、電磁コイル２１ａ，２１ｃ
のコイル２０ａ，２０ｃに制御回路の制御信号に
基づく電流を流し、永久磁石１７，１８による磁
束φ1の偏位による吸引力の変化を打ち消すよう
な方向、つまり左側の鉄心１９ａには下向きの、
右側の鉄心１９ｃには上向きの起磁力が与えられ
る方向にコイル２０ａ及び２０ｃに電流を流す。
これによつて、流れる磁束φ2は１９ａから左側
ステータヨーク１６→空隙磁路Ｇ１４→ロータヨ
ーク２５、これを半周して右側のロータヨーク２
５→右側の空隙磁路Ｇ１４→右側のステータヨー
ク１６→鉄心１９ｃを昇り、右側のステータヨー
ク→右側の空隙磁路Ｇ１３→右側のロータヨーク
２４→右側の空隙磁路Ｇ１３→右側のロータヨー
ク２４、これを半周して左側のロータヨーク２４
→左側の空隙磁路Ｇ１３→左側のステータヨーク
１５→鉄心１９ａに戻つて一巡する。
３０により検出され、電磁コイル２１ａ，２１ｃ
のコイル２０ａ，２０ｃに制御回路の制御信号に
基づく電流を流し、永久磁石１７，１８による磁
束φ1の偏位による吸引力の変化を打ち消すよう
な方向、つまり左側の鉄心１９ａには下向きの、
右側の鉄心１９ｃには上向きの起磁力が与えられ
る方向にコイル２０ａ及び２０ｃに電流を流す。
これによつて、流れる磁束φ2は１９ａから左側
ステータヨーク１６→空隙磁路Ｇ１４→ロータヨ
ーク２５、これを半周して右側のロータヨーク２
５→右側の空隙磁路Ｇ１４→右側のステータヨー
ク１６→鉄心１９ｃを昇り、右側のステータヨー
ク→右側の空隙磁路Ｇ１３→右側のロータヨーク
２４→右側の空隙磁路Ｇ１３→右側のロータヨー
ク２４、これを半周して左側のロータヨーク２４
→左側の空隙磁路Ｇ１３→左側のステータヨーク
１５→鉄心１９ａに戻つて一巡する。
この磁束φ2によつて永久磁石１７，１８から
の磁束φ1の偏位による変化を相殺し、右側の空
隙磁路Ｇ１３，Ｇ１４においては吸引力を減少さ
せ、左側の空隙磁路Ｇ１３，Ｇ１４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１２を元の中立状態に復元させることが
できる。そして、これらの動作はＹ軸方向につい
ても全く同様である。この場合に、ロータ部１２
が例えば軸方向に偏位しても、４個の空隙磁路Ｇ
１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４によりステータヨ
ーク１３〜１６とロータヨーク２２〜２５の周面
同志が正対するように復元するようになるので、
軸方向の剛性は従来の例えば第４図に示すような
ものよりも大きくなることは明らかである。
の磁束φ1の偏位による変化を相殺し、右側の空
隙磁路Ｇ１３，Ｇ１４においては吸引力を減少さ
せ、左側の空隙磁路Ｇ１３，Ｇ１４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１２を元の中立状態に復元させることが
できる。そして、これらの動作はＹ軸方向につい
ても全く同様である。この場合に、ロータ部１２
が例えば軸方向に偏位しても、４個の空隙磁路Ｇ
１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４によりステータヨ
ーク１３〜１６とロータヨーク２２〜２５の周面
同志が正対するように復元するようになるので、
軸方向の剛性は従来の例えば第４図に示すような
ものよりも大きくなることは明らかである。
永久磁石の配置は上述の実施例だけでなく、少
なくとも２個の永久磁石３２を用いて、第３図ａ
〜ｈに示すような配置としても原理的にはほぼ同
じである。なお、第３図は軸１０の片側の配置の
みを示し、３３はステータヨーク、３４はロータ
ヨーク、３５は電磁コイル、３４は鉄心である。
なくとも２個の永久磁石３２を用いて、第３図ａ
〜ｈに示すような配置としても原理的にはほぼ同
じである。なお、第３図は軸１０の片側の配置の
みを示し、３３はステータヨーク、３４はロータ
ヨーク、３５は電磁コイル、３４は鉄心である。
また、永久磁石は必ずしも１個の円環状のもの
でなくとも、複数個に分割したものを略円環状に
配列し、同等の効果を持たせることもできる。更
に、ステータヨーク、ロータヨークも回転中心側
に配置した場合には、円環状でなくとも円板状で
あつてもよい。
でなくとも、複数個に分割したものを略円環状に
配列し、同等の効果を持たせることもできる。更
に、ステータヨーク、ロータヨークも回転中心側
に配置した場合には、円環状でなくとも円板状で
あつてもよい。
実施例においては、ロータ部１２をアウターロ
ータ型としたが、インナーロータ型としても原理
的な動作は同様である。
ータ型としたが、インナーロータ型としても原理
的な動作は同様である。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る軸方向剛性の
高いラジアル制御型磁気軸受は、若干の容積の増
大で変調及び非変調ギヤツプが共に従来の装置に
比べて２倍となり、軸方向の剛性が約２倍に増大
することになる。またステータ側には、吸引力に
寄与しない無駄なヨークがなくなり、電磁石を有
効に活用することができる。
高いラジアル制御型磁気軸受は、若干の容積の増
大で変調及び非変調ギヤツプが共に従来の装置に
比べて２倍となり、軸方向の剛性が約２倍に増大
することになる。またステータ側には、吸引力に
寄与しない無駄なヨークがなくなり、電磁石を有
効に活用することができる。
図面第１図、第２図は本発明に係る軸方向剛性
の高いラジアル制御型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、第３図ａ〜ｈはそれぞれ他
の実施例による永久磁石の配置図であり、第４図
は従来の磁気軸受の断面図である。 符号１１はステータ部、１２はロータ部、１３
〜１６，３３はステータヨーク、１７，１８，３
２は永久磁石、１９，３６は鉄心、２０はコイ
ル、２１，３５は電磁コイル、２２〜２５，３４
はロータヨーク、３０，３１は位置センサであ
る。
の高いラジアル制御型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、第３図ａ〜ｈはそれぞれ他
の実施例による永久磁石の配置図であり、第４図
は従来の磁気軸受の断面図である。 符号１１はステータ部、１２はロータ部、１３
〜１６，３３はステータヨーク、１７，１８，３
２は永久磁石、１９，３６は鉄心、２０はコイ
ル、２１，３５は電磁コイル、２２〜２５，３４
はロータヨーク、３０，３１は位置センサであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転軸方向両側の第１、第２の円環状ステー
タヨークと内側の第３、第４の円形ステータヨー
クとを有するステータ部と、該ステータ部の４個
のステータヨークとそれぞれ対向して４個の空隙
磁路を形成するために回転軸方向両側の第１、第
２の円形ロータヨークと内側の第３、第４の円形
ロータヨークを有し、回転軸を中心に回転するロ
ータ部とから成り、前記ステータ部の第３、第４
のステータヨーク間を少なくとも３個の鉄心で接
続し、これらの鉄心にコイルをそれぞれ巻回して
少なくとも３個の電磁コイルを形成し、前記第
１、第３のステータヨーク間と前記第１、第３の
ロータヨーク間の少なくとも何れかに回転軸方向
に着磁した永久磁石を配置して、永久磁石を配置
しないこれらのヨーク間は磁気的に短絡し、前記
第２、第４のステータヨーク間と前記第２、第４
のロータヨーク間の少なくとも何れかに回転軸方
向に着磁した永久磁石を配置して、永久磁石を配
置しないこれらのヨーク間は磁気的に短絡したこ
とを特徴とする軸方向剛性の高いラジアル制御型
磁気軸受。 ２ 前記ロータ部の第３、第４のロータヨーク間
に永久磁石を配置した特許請求の範囲第１項に記
載の軸方向剛性の高いラジアル制御型磁気軸受。 ３ 前記ロータ部のロータヨークの周囲に前記ス
テータ部のステータヨークを配置した特許請求の
範囲第１項に記載の軸方向剛性の高いラジアル制
御型磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112388A JPS62270824A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | 軸方向剛性の高いラジアル制御型磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112388A JPS62270824A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | 軸方向剛性の高いラジアル制御型磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62270824A JPS62270824A (ja) | 1987-11-25 |
| JPH0242127B2 true JPH0242127B2 (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=14585426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61112388A Granted JPS62270824A (ja) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | 軸方向剛性の高いラジアル制御型磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62270824A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0810010B2 (ja) * | 1990-06-28 | 1996-01-31 | 科学技術庁航空宇宙技術研究所長 | 磁気軸受装置 |
| JPH04290609A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-10-15 | Natl Aerospace Lab | 受動安定形磁気軸受 |
| JPH04244622A (ja) * | 1991-01-29 | 1992-09-01 | Ebara Corp | 横置形回転機械用磁気軸受装置 |
| KR100513205B1 (ko) * | 2002-03-21 | 2005-09-08 | 한국전기연구원 | 축방향 안내력 증가형 반경방향 자기 베어링 |
| JP2005532516A (ja) | 2002-07-10 | 2005-10-27 | ターボコー インク． | 永久磁石を用いた、回転子軸受システム用のスラスト荷重緩和装置 |
| FR2934655B1 (fr) * | 2008-07-29 | 2011-05-06 | Thales Sa | Dispositif de centreur magnetique sans aimant au rotor et a faible entrefer |
| JP6893116B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2021-06-23 | 日本電産コパル電子株式会社 | 磁気軸受 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316807A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Nasa | Energy accumulator |
| JPS60256620A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-18 | Natl Aerospace Lab | 剛性可変機構を有する磁気軸受 |
-
1986
- 1986-05-16 JP JP61112388A patent/JPS62270824A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316807A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Nasa | Energy accumulator |
| JPS60256620A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-18 | Natl Aerospace Lab | 剛性可変機構を有する磁気軸受 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62270824A (ja) | 1987-11-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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