JPH0510823U - 磁性流体軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 早期損傷を防止し、安価で軸受性能の安定し
た高負荷容量の磁性流体軸受を提供すること。 【構成】 略Ｕ字状に形成した複数の磁石３ａを回転軸
１の半径方向に軸心から等距離で且つ円周方向において
等間隔に配置し、しかも夫々の両磁極が該軸心へ向かう
ように配列すると共に、該磁石３ａ各々を回転軸１の軸
方向において着磁し、また、円周方向において隣接する
磁石３ａの端面に発生する磁極が互いに反対の磁極とな
るように配列させている。かかる構成により、上記各磁
石３ａ自体（個々）において上記軸方向の磁束を発生さ
せる一方、円周方向で隣接する磁石３ａ同士間において
該円周方向の磁束が並ぶようにして発生させ、該２種の
磁束による大きな浮揚効果を得ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本願考案は、磁性流体を潤滑剤として用い、軸受部と回転軸を磁気力によって 浮遊させる磁性流体軸受に関する考案で、軸受の摩耗がなく、しかも高精度で安 定した高速回転運動が得られる磁性流体軸受に関する考案である。

【０００２】

【従来の技術】

従来の磁性流体軸受において、回転軸を磁性流体によって保持する方式（例え ば、実開昭６２−２０２５２６号公報：実願昭６１−８９３４７号）では、中空 円盤状の磁石と、これとほぼ同形状のポールピースとを積層状に重ねて軸へ挿入 し、磁気力を発生させて軸と磁石の間に挿入した磁性流体を封込めて、回転軸を 浮遊させるものであった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

この従来の方式では、円盤状の磁石の内外径面の加工が難しいため、真円度の 不良や円筒度不良などが発生し、磁石と回転軸との円周上の隙間が不均一に形成 されることがあり、場所によって磁気力が変化して回転軸の芯振れが発生したり 、磁石の一部と回転軸が回転中に接触して軸受が短期に損傷するという問題があ った。

【０００４】 本願考案は以上のような従来の軸受精度不良から生じる早期損傷を防止し、安 価で軸受性能の安定した高負荷容量の磁性流体軸受を提供することを目的として いる。

【０００５】 更に本願考案は従来の軸受に比べ、軸の芯振れがないので高速回転用として最 適である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本願考案による磁性流体軸受は、非磁性体で形成された回転軸と、該回転軸の 半径方向に軸心から等距離でしかも円周方向において等間隔に配置され且つ略Ｕ 字状に形成されると共に前記回転軸の軸方向において着磁され、両磁極が前記軸 心へ向かうように配列された複数の磁石と、前記磁石各々を配列保持するための 軸受スペーサと、前記回転軸と前記磁石各々との隙間に封入される磁性流体とか らなり、円周方向において隣接する磁石の端面に発生する磁極が互いに反対の磁 極となるように配列されるように構成したものである。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例について添付図面を参照しつつ説明する。

【０００８】 図１は本願考案に係る動圧形式の磁性流体軸受を示すもので、その構成は回転 軸１、多数の略角柱状の磁石３、この各磁石３を回転軸１の半径方向に軸心から 等距離でしかも円周方向において等間隔に放射状に一方の磁極を軸心に向けて配 列すると共に動圧を得るための段差面が内周面に等間隔に複数個形成された軸受 スペーサ４、軸受スペーサ４を固着するための外筒２、各磁石３と回転軸１との 隙間に封入される磁性流体５とからなる。

【０００９】 軸受スペーサ４は、回転軸１の軸芯から等距離の位置に放射状に略角柱状の磁 石３を配列するための溝４ａが片側に形成されており、円周方向の溝４ａ以外の 内周面では動圧形軸受とするための段差面４ｂが形成されている。

【００１０】 回転軸１に放射状に配置された磁石３は、各々半径方向において着磁され、円 周方向において隣接する磁石３の端面に発生する磁極がそれぞれ互いに異なるよ うに配列し、各磁石３自体において軸方の磁束を発生させると共に、隣接する磁 石３間において円周方向の磁束が並ぶようにして該２種の磁束による大きな磁気 力を発生させて浮揚効果を発揮させる。

【００１１】 更に軸受スペーサ４の溝４ａ以外の内周面には段差面４ｂが形成され、動圧を 発生させて動圧すべり軸受としている。段差面は平面に限定されず、公知な動圧 軸受の形成面であればよい。

【００１２】 なお、この段差面４ｂは、円周方向に対して交わるように傾斜するテーパ面と して形成されている。かかる構成においては、このテーパに基づく分力が磁性流 体５に常に加わることとなり、大きな動圧を得ることが出来る。

【００１３】 図において、多数の磁石３が放射状の溝４ａに嵌合された軸受スペーサ４は、 非磁性体（例えば、プラスチックやセラミックなど）で形成されており、磁石３ を固着して、片側にフランジ２ａの付いた外筒２に挿入され、挿入後、蓋６によ って軸方向の位置が決められる。

【００１４】 軸方向に磁石３が二列、間隔を置いて配列され、浮揚効果を増加させたもので ある。二つの軸受スペーサ４，４は同一なものを背面合わせして組み立てること により、内周面の段差面４ｂが前列と後列で逆向きとなり、回転軸１の回転方向 に関係なく、動圧軸受としての性能を発揮することができる。

【００１５】 軸受スペーサ４のＵ字状溝４ｃを合わせて、外筒２に挿入し、外筒２の対応す る箇所に形成された孔から位置決めピン７を嵌合・固着して、軸受スペーサ４の 軸方向と円周方向の位置決めを行っている。

【００１６】 上述した構成は、磁性流体軸受として最小のユニットを示したもので、負荷容 量を増加するために、このユニットを回転軸に複数個並べて配置したり、軸受ス ペーサ４の磁石３の円周方向ピッチを小さくすることによって軸受の負荷容量を 増加できる。

【００１７】 同一軸方向に配置された二つの磁石の磁極は、同一磁極になるように配置して 、円周方向への磁力を高めているが、必要に応じてこれを逆の磁極（Ｎ極ならば Ｓ極）に配置させてもよい。

【００１８】 図３は、軸受スペーサ４と柱状の磁石３との位置関係を示す投影図である。軸 受スペーサ４は、中空円筒状をしており、この部材の片方の端面部には円の中心 に向かって放射状に溝４ａが偶数個形成されている。溝４ａの外周面付近の幅よ りも内周面付近の幅の方をわずかに狭く形成し、この溝４ａに挿入される磁石３ もこれに対応した形状にすることによって、磁石３の軸心方向への脱落を防止す ることもできる。

【００１９】 この脱落防止方法だけでなく、それぞれに凹又は凸を形成して行うことも可能 である。

【００２０】 同一の二つの軸受スペーサ４、４を図示したように背面組み合わせすることに よって、内周面に形成した段差面がそれぞれ逆向きに形成された状態になり、回 転軸１の回転方向に関係なく動圧を作用させることができ、しかも軸方向に磁石 が二列配列されるため、浮揚効果を増加することができる。

【００２１】 図３において二点鎖線で示したＵ字状の磁石３ａは、本願考案の実施例を示す ためのもので磁石の形状が異なる以外はその構成は同一である。

【００２２】 図４は上記した本願考案の実施例としての磁性流体軸受の側面図である。本願 考案の実施例における磁石の形状は、柱体状の磁石３ａをＵ字状に折曲げたよう な形状に形成されている。

【００２３】 各磁石３ａは、回転軸１の軸方向において着磁され、両磁極が回転軸１の軸心 へ向かうように配列されている。そして、各磁石３ａは、円周方向において隣接 する磁石３ａの端面に発生する磁極が互いに反対の磁極となるように配列されて いる。このような構成に基づき、各磁石３ａ自体において軸方向の磁束が発生す ると共に、隣接する磁石３ａ間において円周方向の磁束が並ぶように発生し、該 ２種の磁束による大きな磁気力が生じて大なる浮揚効果が得られる。

【００２４】 このＵ字状の磁石３ａを背面組み合わせした軸受スペーサ４に配列するため、 一つの列内で軸方向にも磁束が形成され、浮揚効果を更に増加させることができ 、より安定的な回転運動が得られる。

【００２５】 また、Ｕ字状の磁石３ａは断面を低く形成することができるため、軸受を小型 化することができる。

【００２６】 なお、本願考案はいろいろな組み合わせが可能であり、本願考案の要旨である 、軸方向のみならず円周方向にも磁束を形成してこの磁気力と磁性流体によって 回転軸を保持する機能を有するものであれば、上記の構成に限定されるものでは ない。

【００２７】

【考案の効果】

本願考案は次の効果を有する。 回転軸の軸方向と共に円周方向にも浮揚効果を発生させることにより、磁性流 体軸受の軸の回転むらなどが減少し、高精度で安定的な回転は得られる。 回転軸が停止しても磁石と磁性流体により、回転軸は非接触に保持される。 非接触な回転なので摩耗がない。 安価で容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案に係る磁性流体軸受の、断面を
含む正面図である。

【図２】図２は、図１に示した磁性流体軸受の、断面を
含む側面図である。

【図３】図３は、本考案の実施例としての磁性流体軸受
の要部を示す拡散分解斜視図である。

【図４】図４は、本考案の実施例としての磁性流体軸受
の、断面を含む側面図である。

【符合の説明】

１ 回転軸 ３ａ 磁石 ４ 軸受スペーサ ５ 磁性流体

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 非磁性体で形成された回転軸と、該回転
   軸の半径方向に軸心から等距離でしかも円周方向におい
   て等間隔に配置され且つ略Ｕ字状に形成されると共に前
   記回転軸の軸方向において着磁され、両磁極が前記軸心
   へ向かうように配列された複数の磁石と、前記磁石各々
   を配列保持するための軸受スペーサと、前記回転軸と前
   記磁石各々との隙間に封入される磁性流体とからなり、
   円周方向において隣接する磁石の端面に発生する磁極が
   互いに反対の磁極となるように配列されていることを特
   徴とする磁性流体軸受。