JPH0478317A - Magnetic bearing - Google Patents
Magnetic bearingInfo
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- JPH0478317A JPH0478317A JP18930690A JP18930690A JPH0478317A JP H0478317 A JPH0478317 A JP H0478317A JP 18930690 A JP18930690 A JP 18930690A JP 18930690 A JP18930690 A JP 18930690A JP H0478317 A JPH0478317 A JP H0478317A
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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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
- F16C39/063—Permanent magnets
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁気ベアリングに関し、特に、固定側磁石と
回転側磁石の磁気的反発を利用して軸受を構成するため
の新規な改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a magnetic bearing, and particularly to a novel improvement for configuring a bearing by utilizing magnetic repulsion between a stationary magnet and a rotating magnet.
従来、用いられていたこの種の磁気ベアリングとしては
種々あるが、その中で代表的なものについて述べると、
第３図で示される一般に用いられていた構成を挙げるこ
とができる。There are various types of magnetic bearings that have been used in the past, but here are some representative ones:
The commonly used configuration shown in FIG. 3 can be mentioned.
ごとに四個の電磁石２，３，４．５が設けられており、
これらの各電磁石２，３．４．５の各ヨーク６で形成さ
れる内部空隙部７内には回転側磁石９を有する回転軸８
が回転自在に保持されている。Four electromagnets 2, 3, 4.5 are provided for each
A rotating shaft 8 having a rotating side magnet 9 is located in an internal cavity 7 formed by each yoke 6 of each of these electromagnets 2, 3, 4, 5.
is held rotatably.
前記回転軸８と各ヨーク６は、互いに同一磁極となるよ
うに構成され、互いに反発力によって、回転軸８と各ヨ
ーク６とが結合しないように構成され、各電磁石２，３
，４．５の各励磁コイル１０への励磁電流を制御回路（
図示せず）によって制御することにより、回転軸８の安
定的なラジアル方向の軸受動作を得るようにしている。The rotating shaft 8 and each yoke 6 are configured to have the same magnetic pole, and are configured so that the rotating shaft 8 and each yoke 6 are not coupled to each other due to mutual repulsive force, and each electromagnet 2, 3
, 4.5, the excitation current to each excitation coil 10 is controlled by a control circuit (
(not shown) to obtain stable bearing movement of the rotating shaft 8 in the radial direction.
また、前記回転軸８の軸方向における軸受動作は、別に
設けられた図示しない軸方向軸受を介して行うようにし
ている。Further, the bearing movement in the axial direction of the rotating shaft 8 is performed via a separately provided axial bearing (not shown).
従来の磁気ベアリングは、以上のように構成されている
ため、次のような課題が存在していた。Since conventional magnetic bearings are configured as described above, they have had the following problems.
すなわち、電磁石を用いているため、各電磁石の励磁巻
線に通電するための励磁電流を制御する制御回路および
ソフトウェアを必要とし、磁気ベアリングとしての装置
構成が複雑且つコスト高となっていた。That is, since electromagnets are used, a control circuit and software are required to control the excitation current for energizing the excitation winding of each electromagnet, making the device configuration as a magnetic bearing complex and expensive.
また、ラジアル方向の軸受に加えて、軸方向の軸受を必
要とするため、構造が複雑化し且つ大形化していた。Furthermore, since an axial bearing is required in addition to a radial bearing, the structure becomes complicated and large.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、固定側磁石と回転側磁石の磁気的反発を
利用した磁気ベアリングを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in particular, it is an object of the present invention to provide a magnetic bearing that utilizes the magnetic repulsion between a stationary magnet and a rotating magnet.
本発明による磁気ベアリングは、固定体に設けられ内部
空隙部を有する固定側磁石と、前記内部空隙部内に回転
自在に設けられ回転軸に固定された回転側磁石とを有し
、前記固定側磁石と回転側磁石は、相互に同一磁極で対
向し、且つ磁気的反発力で非接触状態に保持した構成で
ある。A magnetic bearing according to the present invention includes a fixed side magnet provided in a fixed body and having an internal gap, and a rotating side magnet rotatably provided in the internal gap and fixed to a rotating shaft, and the fixed side magnet The rotating magnet and the rotating magnet face each other with the same magnetic pole, and are held in a non-contact state by magnetic repulsion.
さらに詳細には、前記固定側磁石に形成された固定側テ
ーパ面と、前記回転側磁石に形成され前記固定側テーパ
面と対向する回転側テーパ面とを有し、前記各テーパ面
は、前記回転軸の軸心に対して約３０゜〜６０°である
構成である。More specifically, it has a fixed side tapered surface formed on the fixed side magnet, and a rotating side tapered surface formed on the rotating side magnet and facing the fixed side tapered surface, and each of the tapered surfaces is The angle is about 30° to 60° with respect to the axis of the rotating shaft.
さらに詳細には、前記固定体に相互に間隔をおいて設け
られた一対の固定側磁石と、前記各固定側磁石内におい
て前記回転軸に設けられた一対の回転側磁石とを有し、
前記各固定側磁石間の距離は、可変であるようにした構
成である。More specifically, the fixed body includes a pair of fixed side magnets provided at a distance from each other, and a pair of rotating side magnets provided on the rotating shaft in each of the fixed side magnets,
The distance between the fixed magnets is variable.
本発明による磁気ベアリングにおいては、固定側磁石と
回転側磁石とが永久磁石よりなっているため、制御回路
等を必要とすることなく、回転軸の磁気的安定を得るこ
とができる。In the magnetic bearing according to the present invention, since the stationary side magnet and the rotating side magnet are made of permanent magnets, magnetic stability of the rotating shaft can be obtained without requiring a control circuit or the like.
さらに、固定側磁石および回転側磁石には、回転軸の軸
心に対して約３０゛〜６０”の固定側テーパ面と回転側
テーパ面とが形成されているため、ラジアル方向の軸受
だけではなく、軸方向の軸受も同時に達成することがで
きる。Furthermore, since the fixed side magnet and the rotating side magnet have a fixed side tapered surface and a rotating side tapered surface of about 30" to 60" relative to the axis of the rotating shaft, bearings in the radial direction alone cannot be used. axial bearing can also be achieved at the same time.
以下、図面と共に本発明による磁気ベアリングの好適な
実施例について詳細に説明する。Hereinafter, preferred embodiments of the magnetic bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
尚、従来例と同−又は同等部分については同一符号を用
いて説明する。Note that the same or equivalent parts as in the conventional example will be described using the same reference numerals.
第１図および第２図は本発明による磁気ベアリングの好
適な実施例を示すためのもので、第１図は断面図、第２
図は第１図の要部を示す拡大断面図である。1 and 2 are for showing a preferred embodiment of the magnetic bearing according to the present invention; FIG. 1 is a sectional view, and FIG.
The figure is an enlarged sectional view showing the main part of FIG. 1.
図において符号１で示されるものは枠体としての固定体
であり、この固定体１は長手形状にて構成されると共に
、互いに離間する一対の固定体部ｌａ、ｌｂから構成さ
れている。この固定体１の各固定体部１ａ、ｌｂには、
全体形状がほぼ輪状をなし永久磁石からなる第１固定側
磁石６および第２固定側磁石６ａが固定配設されている
。In the figure, the reference numeral 1 indicates a fixed body serving as a frame, and this fixed body 1 has a longitudinal shape and is composed of a pair of fixed body parts la and lb spaced apart from each other. Each fixed body part 1a, lb of this fixed body 1 includes:
The first fixed magnet 6 and the second fixed magnet 6a, which have a substantially ring-like overall shape and are made of permanent magnets, are fixedly disposed.
前記第１固定側磁石６によって形成された第１内部空隙
部７および前記第２固定側磁石６ａによって形成された
第２内部空隙部７ａ内には、第１固定側磁石９および第
２固定側磁石９ａが回転自在に設けられている。A first fixed magnet 9 and a second fixed magnet are disposed within a first internal gap 7 formed by the first fixed magnet 6 and a second internal void 7a formed by the second fixed magnet 6a. A magnet 9a is rotatably provided.
前記各回転側磁石９，９ａ間には、回転軸８が一体状に
嵌挿して設けられており、この回転軸８と各回転側磁石
９．９ａとは、止めナツト］５によって固定されている
。A rotating shaft 8 is integrally fitted between the rotating magnets 9 and 9a, and the rotating shaft 8 and each rotating magnet 9.9a are fixed by a locking nut 5. There is.
前記各固定側磁石６，６ａの内部空隙部７゜７ａには固
定側テーパ面１６．１６ａが形成され、これらの各固定
側テーパ面１６．１６ａに対し、前記各固定側磁石９．
９ａの周面には、前記各固定側テーバ面１．６．１６ａ
に沿って平行に形成された回転側テーパ面１７．１７ａ
が設けられており、これらの各テーパ面１６．１６ａ、
１７゜１７ａは、第２図に示されるように、前記回転軸
８の軸心線８ａに対し３０”〜６０°の角度で形成され
ている。A fixed side tapered surface 16.16a is formed in the internal cavity 7.7a of each of the fixed side magnets 6, 6a, and each of the fixed side magnets 9.
On the peripheral surface of 9a, each fixed side tapered surface 1.6.16a
Rotation side tapered surface 17.17a formed parallel to
are provided, and each of these tapered surfaces 16.16a,
17.degree. 17a is formed at an angle of 30'' to 60.degree. with respect to the axis 8a of the rotating shaft 8, as shown in FIG.
尚、前述の角度は、実験の結果によると、４５゜が最適
であることが確認されている。According to the results of experiments, it has been confirmed that the optimum angle is 45 degrees.
前記固定体１の各固定体部１ａ、ｌｂは、一対の弾性体
１８，１．８ａおよび中間体１９を介して一体状に取付
けられ、前記各固定体部１ａ、ｌｂ、各弾性体１８，１
．８ａおよび中間体１９を貫通する予圧用ボルト２０が
一対のナツト２１によって固定されている。Each fixed body part 1a, lb of the fixed body 1 is integrally attached via a pair of elastic bodies 18, 1.8a and an intermediate body 19, and each fixed body part 1a, lb, each elastic body 18, 1
．． A preload bolt 20 passing through 8a and the intermediate body 19 is fixed by a pair of nuts 21.
従って、前記各ナツト２１の締付状態により、前記各弾
性体１８．１８ａの弾性状態が変化し、各固定体部１ａ
、ｌｂ間すなわち前記各固定側磁石６，６ａ間の距離Ｄ
１を調節することができるように構成され、この距離り
、を調節することができるもので、その結果、前記各テ
ーパ面１６゜１７間および１６ａ、１７ａ間の間隙り、
を調節し、磁気的反発力の調節を行うことができる。Therefore, depending on the tightening state of each nut 21, the elastic state of each elastic body 18.18a changes, and each fixed body portion 1a
, lb, that is, the distance D between the fixed magnets 6 and 6a.
1, and this distance can be adjusted.As a result, the gap between each of the tapered surfaces 16 and 17 and between 16a and 17a,
can be adjusted to adjust the magnetic repulsion force.
本発明による磁気ベアリングは、前述したように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。The magnetic bearing according to the present invention is constructed as described above, and its operation will be described below.
前記各固定側磁石６，６ａおよび各回転側磁石９．９ａ
の互いに対向する面は、同一磁極となるように着磁され
ているため、各固定側磁石６６ａおよび各回転側磁石９
，９ａ間は、相互に反発した非結合状態となり、各回転
側状！’！！９．９ａ回転軸８とは、各固定側磁石６．
６ａに対して回転自在に保持されている。Each fixed side magnet 6, 6a and each rotating side magnet 9.9a
The mutually opposing surfaces of are magnetized to have the same magnetic pole, so each stationary magnet 66a and each rotating magnet 9
, 9a are in a non-coupled state where they repel each other, and each rotating side! '! ! 9.9a Rotating shaft 8 means each fixed side magnet 6.
It is rotatably held with respect to 6a.
また、前記間隙Ｄ２を調節して各固定側磁石６゜６ａと
各回転側磁石９．９ａ間の磁気的な反発力を調節する場
合には、予圧用ボルト２０の各ナツト２１の締付状態を
調節することにより、任意に調節することができるもの
である。In addition, when adjusting the gap D2 to adjust the magnetic repulsion between each fixed side magnet 6.6a and each rotating side magnet 9.9a, the tightening state of each nut 21 of the preload bolt 20 It can be adjusted as desired by adjusting the .
従って、前述の実施例においては、各固定側磁石６．６
ａの直線部２２によって、ラジアル方向の軸受作用を得
ると共に、前記各テーパ面１６゜１７および１６ａ、１
７ａ間において、軸方向（スラスト方向）の軸受作用を
得ることができるものである。Therefore, in the above embodiment, each fixed side magnet 6.6
The linear portion 22 of a provides a bearing action in the radial direction, and the tapered surfaces 16° 17 and 16a, 1
7a, it is possible to obtain a bearing action in the axial direction (thrust direction).
尚、前述の実施例では、固定側磁石６，６ａおよび回転
側磁石９．９ａは輪状として説明したが、複数の磁石片
を輪状とした場合も同等の作用を得ることができること
は述べるまでもないことである。In the above-mentioned embodiment, the fixed side magnets 6, 6a and the rotating side magnets 9,9a are explained as ring-shaped, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if a plurality of magnet pieces are formed in a ring shape. There is no such thing.
本発明による磁気ベアリングは、以上のように構成され
ているため、次のような効果を得ることができる。Since the magnetic bearing according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
すなわち、永久磁石によって磁石を構成しているため、
従来のような制御回路および電磁石を必要とすることは
なく、構成を簡略化し、全体形状を大巾に小形化できる
ものである。In other words, since the magnet is composed of permanent magnets,
There is no need for a conventional control circuit and electromagnet, and the structure can be simplified and the overall shape can be significantly reduced.
また、一対の固定側磁石間の距離を調節することができ
るため、磁気的反発力の調整を行うことができ、高精度
軸受を得ることができる。Further, since the distance between the pair of fixed side magnets can be adjusted, the magnetic repulsion force can be adjusted, and a high-precision bearing can be obtained.
さらに、ラジアル方向と軸方向の両方向の軸受を同時に
達成することができ、構成の簡略化およびコストの大巾
な低下を得ることができる。Furthermore, both radial and axial bearings can be achieved simultaneously, resulting in a simplified construction and a significant reduction in cost.
第１図および第２図は本発明による磁気ベアリングを示
すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、第２
図は第１図の要部を示す拡大断面図、第３図は従来の磁
気ベアリングを示す一部断面付平面図である。
１は固定体、６，６ａは固定側磁石、７は内部空隙部、
８は回転軸、８ａは軸心線、９，９ａは回転側磁石、１
６．１６ａは固定側テーパ面、１７．１７ａは回転側テ
ーパ面、Ｄ、は距離である。
特許出願人 株式会社日本製鋼所1 and 2 are for showing the magnetic bearing according to the present invention, FIG. 1 is a sectional view showing the overall structure, and FIG.
The figure is an enlarged sectional view showing the main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a partially sectional plan view showing a conventional magnetic bearing. 1 is a fixed body, 6 and 6a are fixed side magnets, 7 is an internal cavity,
8 is a rotating shaft, 8a is an axial center line, 9, 9a are rotating side magnets, 1
6.16a is a fixed side tapered surface, 17.17a is a rotating side tapered surface, and D is a distance. Patent applicant: Japan Steel Works, Ltd.
Claims (1)
る固定側磁石（６、６ａ）と、前記内部空隙部（７）内
に回転自在に設けられ回転軸（８）に固定された回転側
磁石（９、９ａ）とを有し、前記固定側磁石（６、６ａ
）と回転側磁石（９、９ａ）は、相互に同一磁極で対向
し、且つ、磁気的反発力で非接触状態に保持されている
ことを特徴とする磁気ベアリング。 ［２］前記固定側磁石（６、６ａ）に形成された固定側
テーパ面（１６、１６ａ）と、前記回転側磁石（９、９
ａ）に形成され前記固定側テーパ面（１６、１６ａ）と
対向する回転側テーパ面（１７、１７ａ）とを有し、前
記各テーパ面（１６、１６ａ、１７、１７ａ）は、前記
回転軸（８）の軸心線（８ａ）に対して約３０゜〜６０
゜であることを特徴とする請求項１記載の磁気ベアリン
グ。 ［３］前記固定体（１）に相互に間隔をおいて設けられ
た一対の固定側磁石（６、６ａ）と、前記各固定側磁石
（６、６ａ）内において前記回転軸（８）に設けられた
一対の回転側磁石（９、９ａ）とを有し、前記各固定側
磁石（６、６ａ）間の距離（Ｄ＿１）は、可変であるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ベアリング。[Claims] [1] A fixed side magnet (6, 6a) provided in the fixed body (1) and having an internal cavity (7), and a fixed magnet (6, 6a) provided in the internal cavity (7) so as to be rotatable. It has rotating side magnets (9, 9a) fixed to the shaft (8), and the fixed side magnets (6, 6a).
) and the rotating side magnets (9, 9a) face each other with the same magnetic pole and are held in a non-contact state by magnetic repulsion. [2] The fixed side tapered surface (16, 16a) formed on the fixed side magnet (6, 6a) and the rotating side magnet (9, 9
a) and has a rotating side tapered surface (17, 17a) opposite to the stationary side tapered surface (16, 16a), and each of the tapered surfaces (16, 16a, 17, 17a) is formed on the rotating shaft. Approximately 30° to 60° to the axis (8a) of (8)
2. The magnetic bearing according to claim 1, wherein the magnetic bearing has an angle of .degree. [3] A pair of stationary side magnets (6, 6a) provided at a distance from each other on the stationary body (1); A pair of rotating side magnets (9, 9a) provided, and a distance (D_1) between each of the fixed side magnets (6, 6a) is variable. magnetic bearing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18930690A JPH0478317A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Magnetic bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18930690A JPH0478317A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Magnetic bearing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478317A true JPH0478317A (en) | 1992-03-12 |
Family
ID=16239133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18930690A Pending JPH0478317A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Magnetic bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0478317A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136518A (en) * | 1990-09-27 | 1992-05-11 | Daiwa Denki Seisakusho:Kk | Magnetic bearing |
| JPH07328177A (en) * | 1994-06-07 | 1995-12-19 | Yuji Yoshikawa | Artificial line for competitive sport |
| US6617732B1 (en) * | 1999-12-10 | 2003-09-09 | Delta Electronics, Inc. | Magnetic bearing structure |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP18930690A patent/JPH0478317A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07328177A (en) * | 1994-06-07 | 1995-12-19 | Yuji Yoshikawa | Artificial line for competitive sport |
| US6617732B1 (en) * | 1999-12-10 | 2003-09-09 | Delta Electronics, Inc. | Magnetic bearing structure |
| DE10007428B4 (en) * | 1999-12-10 | 2008-03-20 | Delta Electronics, Inc. | Connection element for use in fence, has end pieces of cross bars of grid mats provided on both sides of tightening elements in groove-like recess, where cross bars terminate on end-longitudinal bar and lie in node points |
| DE10007428B8 (en) * | 1999-12-10 | 2008-06-26 | Delta Electronics, Inc. | magnetic bearings |
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