JPH05196041A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH05196041A JPH05196041A JP3008292A JP3008292A JPH05196041A JP H05196041 A JPH05196041 A JP H05196041A JP 3008292 A JP3008292 A JP 3008292A JP 3008292 A JP3008292 A JP 3008292A JP H05196041 A JPH05196041 A JP H05196041A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- bearing device
- electromagnet
- magnetic bearing
- yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- 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
- F16C32/047—Details of housings; Mounting of active magnetic bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な耐腐蝕性、制御性（周波数特性）、機
械的特性を備えた磁気軸受装置を提供する。 【構成】 コイル（１４）とヨーク（１６）とからなる
電磁石（９）を備え、被支持体側に位置するターゲット
材（１７）を磁気力により支持する磁気軸受装置におい
て、電磁石（９）のヨーク（１６）および被支持体側に
位置するターゲット材（１７）は、磁性材系のステンレ
ス鋼を板状にしたものを積層化して構成される。
械的特性を備えた磁気軸受装置を提供する。 【構成】 コイル（１４）とヨーク（１６）とからなる
電磁石（９）を備え、被支持体側に位置するターゲット
材（１７）を磁気力により支持する磁気軸受装置におい
て、電磁石（９）のヨーク（１６）および被支持体側に
位置するターゲット材（１７）は、磁性材系のステンレ
ス鋼を板状にしたものを積層化して構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コイルとヨークとから
なる電磁石を備え、被支持体側に位置するターゲット材
を磁気力により支持する磁気軸受装置に係り、特にその
電磁石および被支持体側に位置するターゲット材の構造
に関する。
なる電磁石を備え、被支持体側に位置するターゲット材
を磁気力により支持する磁気軸受装置に係り、特にその
電磁石および被支持体側に位置するターゲット材の構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、磁気軸受装置の断面図の一例で
ある。この磁気軸受装置においては、アキシャル軸受１
およびラジアル軸受８により、被支持体であるシャフト
６を磁気力により非接触浮上保持する。アキシャル軸受
１は、アキシャル電磁石２によって、シャフト６の磁性
材のアキシャルターゲット５を磁気力により浮上保持す
る。アキシャル電磁石２は、ヨーク３およびコイル４か
らなり、磁気力により浮上保持されたシャフト６の位置
は、アキシャルセンサ７によって検出され、制御系によ
ってフィードバックされ、コイル４の励磁電流が調整さ
れ、垂直方向に被支持体であるシャフト６を保持する。
ある。この磁気軸受装置においては、アキシャル軸受１
およびラジアル軸受８により、被支持体であるシャフト
６を磁気力により非接触浮上保持する。アキシャル軸受
１は、アキシャル電磁石２によって、シャフト６の磁性
材のアキシャルターゲット５を磁気力により浮上保持す
る。アキシャル電磁石２は、ヨーク３およびコイル４か
らなり、磁気力により浮上保持されたシャフト６の位置
は、アキシャルセンサ７によって検出され、制御系によ
ってフィードバックされ、コイル４の励磁電流が調整さ
れ、垂直方向に被支持体であるシャフト６を保持する。
【０００３】ラジアル軸受８は、ラジアル電磁石９によ
って、シャフト６の磁性材のラジアルターゲット１２を
磁気力により、ラジアル方向に非接触支承する。ラジア
ル電磁石９は、ヨーク１３およびコイル１４からなり、
磁気力により浮上保持されたシャフト６の位置は、ラジ
アルセンサ１０によって検出され、制御系によってフィ
ードバックされ、コイル１４の励磁電流が調整され、半
径方向に被支持体であるシャフト６を支承する。
って、シャフト６の磁性材のラジアルターゲット１２を
磁気力により、ラジアル方向に非接触支承する。ラジア
ル電磁石９は、ヨーク１３およびコイル１４からなり、
磁気力により浮上保持されたシャフト６の位置は、ラジ
アルセンサ１０によって検出され、制御系によってフィ
ードバックされ、コイル１４の励磁電流が調整され、半
径方向に被支持体であるシャフト６を支承する。
【０００４】従来より、一般に磁気軸受装置において
は、電磁石のヨークおよび、被支持体側に位置するター
ゲット材は、高透磁率のケイ素鋼板を圧延したものを絶
縁材を介して接着積層した薄板積層型で構成されること
が多い。これは交流磁束によって生ずる渦電流を抑制す
るためである。渦電流を抑制することによって、磁気軸
受装置の制御性（特に周波数特性）が向上する。しかし
ながら、電磁石のヨークあるいは被支持体側に位置する
ターゲット材を、一般的なケイ素鋼板を用いた構造にす
ることが難しい場合がある。
は、電磁石のヨークおよび、被支持体側に位置するター
ゲット材は、高透磁率のケイ素鋼板を圧延したものを絶
縁材を介して接着積層した薄板積層型で構成されること
が多い。これは交流磁束によって生ずる渦電流を抑制す
るためである。渦電流を抑制することによって、磁気軸
受装置の制御性（特に周波数特性）が向上する。しかし
ながら、電磁石のヨークあるいは被支持体側に位置する
ターゲット材を、一般的なケイ素鋼板を用いた構造にす
ることが難しい場合がある。
【０００５】特に、近年、高速回転体を支承する磁気軸
受装置が、様々な産業領域に用いられるようになってき
た。例えば、燃料電池に用いられるブロアには、７００
℃程度の溶融炭酸塩のミストを含む腐蝕性の強いガスを
扱わねばならない。係る過酷な使用条件でのブロアに用
いられる磁気軸受装置には、強い耐腐蝕性が要求され
る。係る過酷な環境での使用、高度の制御性（良好な周
波数特性）が磁気軸受に要求されており、従来の磁気軸
受装置では十分に満足されるものではなかった。
受装置が、様々な産業領域に用いられるようになってき
た。例えば、燃料電池に用いられるブロアには、７００
℃程度の溶融炭酸塩のミストを含む腐蝕性の強いガスを
扱わねばならない。係る過酷な使用条件でのブロアに用
いられる磁気軸受装置には、強い耐腐蝕性が要求され
る。係る過酷な環境での使用、高度の制御性（良好な周
波数特性）が磁気軸受に要求されており、従来の磁気軸
受装置では十分に満足されるものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】係る現状技術の問題点
に鑑み、本発明は、強い耐腐蝕性、良好な周波数特性等
の制御性、十分な機械的強度を具備する磁気軸受装置を
提供する。
に鑑み、本発明は、強い耐腐蝕性、良好な周波数特性等
の制御性、十分な機械的強度を具備する磁気軸受装置を
提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気軸受装置
は、コイルとヨークとからなる電磁石を備え、被支持体
側に位置するターゲット材を磁気力により支持する磁気
軸受装置において、前記電磁石のヨークおよび前記被支
持体側に位置するターゲット材は、磁性材系のステンレ
ス鋼を板状にしたものを、積層化して構成されたことを
特徴とする。
は、コイルとヨークとからなる電磁石を備え、被支持体
側に位置するターゲット材を磁気力により支持する磁気
軸受装置において、前記電磁石のヨークおよび前記被支
持体側に位置するターゲット材は、磁性材系のステンレ
ス鋼を板状にしたものを、積層化して構成されたことを
特徴とする。
【０００８】
【作用】ヨークおよびターゲット材を、磁性材系のステ
ンレス鋼を板状にしたものを積層化して構成することに
より、強い耐腐蝕性が得られる。磁性材系のステンレス
鋼は、ケイ素鋼と比較して、約２倍程度の固有抵抗が得
られ、高透磁率等の優れた磁気特性を備えることから、
高い周波数領域迄の良好な制御性が得られる。更に、磁
性材系のステンレス鋼は、硬さが、硬いので、十分な強
度が得られる等の機械的特性が優れている。
ンレス鋼を板状にしたものを積層化して構成することに
より、強い耐腐蝕性が得られる。磁性材系のステンレス
鋼は、ケイ素鋼と比較して、約２倍程度の固有抵抗が得
られ、高透磁率等の優れた磁気特性を備えることから、
高い周波数領域迄の良好な制御性が得られる。更に、磁
性材系のステンレス鋼は、硬さが、硬いので、十分な強
度が得られる等の機械的特性が優れている。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の磁気軸受装置の
断面図の一例である。ケイ素鋼板の積層構造に代えて、
電磁ステンレス鋼を板状にしたものを積層化して適用し
ている。即ち、この磁気軸受装置において、ラジアル軸
受８の、ラジアル電磁石９のヨーク１６及びラジアルタ
ーゲット１７は、磁性材系のステンレス鋼、即ち、電磁
ステンレス鋼を板状にしたものを積層化して構成されて
いる。又、板状の積層構造の適用が難しいアキシャル軸
受１の、アキシャル電磁石２のヨーク３は、むく材の磁
性材系のステンレス鋼が用いられている。同様に、被支
持体であるシャフト６に取り付けられたアキシャルター
ゲット５も、むく材の磁性材系のステンレス鋼で構成さ
れている。
断面図の一例である。ケイ素鋼板の積層構造に代えて、
電磁ステンレス鋼を板状にしたものを積層化して適用し
ている。即ち、この磁気軸受装置において、ラジアル軸
受８の、ラジアル電磁石９のヨーク１６及びラジアルタ
ーゲット１７は、磁性材系のステンレス鋼、即ち、電磁
ステンレス鋼を板状にしたものを積層化して構成されて
いる。又、板状の積層構造の適用が難しいアキシャル軸
受１の、アキシャル電磁石２のヨーク３は、むく材の磁
性材系のステンレス鋼が用いられている。同様に、被支
持体であるシャフト６に取り付けられたアキシャルター
ゲット５も、むく材の磁性材系のステンレス鋼で構成さ
れている。
【００１０】７Ｃｒ系、１３Ｃｒ系、１５Ｃｒ系等の磁
性材系のステンレス鋼（電磁ステンレス鋼）は、高透磁
率、高飽和磁束密度、低保磁力等の優れた磁気的特性を
備えており、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）７０〜９０で
あり、ケイ素鋼と同等の良好な硬さを備えている。そし
てその固有抵抗は、０. ８μΩ・ｍ程度であり、ケイ素
鋼と比較しても２倍程度であり、電磁軟鉄（ＳＵＹ）と
比較して８倍程度高い。そしてステンレス鋼であるの
で、ケイ素鋼と比較して、はるかに優れた耐腐蝕性を備
えている。
性材系のステンレス鋼（電磁ステンレス鋼）は、高透磁
率、高飽和磁束密度、低保磁力等の優れた磁気的特性を
備えており、ロックウェル硬さ（ＨＲＢ）７０〜９０で
あり、ケイ素鋼と同等の良好な硬さを備えている。そし
てその固有抵抗は、０. ８μΩ・ｍ程度であり、ケイ素
鋼と比較しても２倍程度であり、電磁軟鉄（ＳＵＹ）と
比較して８倍程度高い。そしてステンレス鋼であるの
で、ケイ素鋼と比較して、はるかに優れた耐腐蝕性を備
えている。
【００１１】磁気軸受装置は、曲げ固有モードの共振点
の問題もあり、数ｋHz程度の比較的高い周波数領域迄、
ゲイン、位相の安定な制御性が要求される。ラジアル軸
受８の、ラジアル電磁石９のヨーク１６及びラジアルタ
ーゲット１７は、電磁ステンレス鋼を板状にしたものを
積層化して構成されており、積層した界面は、ケイ素鋼
板積層構造と同様に絶縁被膜により絶縁されている。従
って、渦電流はケイ素鋼板積層構造と同様に抑圧され、
且つ、固有抵抗が２倍程度大きいため、渦電流は概略１
／２程度に低減される。又、アキシャル軸受１の、ヨー
ク３とアキシャルターゲット５とにむく材の磁性材系の
ステンレス鋼を用いることによって、軸受装置全体とし
て、電磁ステンレス鋼による軸受装置が実現される。か
かる磁気軸受装置は、固有抵抗が高いため、渦電流の少
ない、良好な周波数特性を持った磁気軸受装置が実現さ
れる。
の問題もあり、数ｋHz程度の比較的高い周波数領域迄、
ゲイン、位相の安定な制御性が要求される。ラジアル軸
受８の、ラジアル電磁石９のヨーク１６及びラジアルタ
ーゲット１７は、電磁ステンレス鋼を板状にしたものを
積層化して構成されており、積層した界面は、ケイ素鋼
板積層構造と同様に絶縁被膜により絶縁されている。従
って、渦電流はケイ素鋼板積層構造と同様に抑圧され、
且つ、固有抵抗が２倍程度大きいため、渦電流は概略１
／２程度に低減される。又、アキシャル軸受１の、ヨー
ク３とアキシャルターゲット５とにむく材の磁性材系の
ステンレス鋼を用いることによって、軸受装置全体とし
て、電磁ステンレス鋼による軸受装置が実現される。か
かる磁気軸受装置は、固有抵抗が高いため、渦電流の少
ない、良好な周波数特性を持った磁気軸受装置が実現さ
れる。
【００１２】ステンレス鋼は耐腐蝕性が高いので、高腐
蝕性ガス等の過酷な環境下においても、例えば、７００
℃程度の高温の溶融炭酸塩のミストを含む腐蝕性の強い
ガスを扱う環境においても、高い耐久性が得られる。更
に磁性材系のステンレス鋼でＰｂを含む場合は加工性が
よく、ケイ素鋼板の薄板を積層することと比較して機械
加工も容易である。
蝕性ガス等の過酷な環境下においても、例えば、７００
℃程度の高温の溶融炭酸塩のミストを含む腐蝕性の強い
ガスを扱う環境においても、高い耐久性が得られる。更
に磁性材系のステンレス鋼でＰｂを含む場合は加工性が
よく、ケイ素鋼板の薄板を積層することと比較して機械
加工も容易である。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の磁
気軸受装置は、そのヨークとターゲット材とに、磁性材
系のステンレス鋼を板状にしたものを積層化して用いた
ものである。従って、良好な耐腐蝕性と渦電流の発生が
少ないことから、良好な周波数特性等の制御性が得られ
る。本発明によれば、磁気軸受装置を用いた各種ブロ
ア、ファン、ポンプ等の各種回転機械等の産業上の利用
領域を、過酷な環境条件下にも著しく広げることができ
る。
気軸受装置は、そのヨークとターゲット材とに、磁性材
系のステンレス鋼を板状にしたものを積層化して用いた
ものである。従って、良好な耐腐蝕性と渦電流の発生が
少ないことから、良好な周波数特性等の制御性が得られ
る。本発明によれば、磁気軸受装置を用いた各種ブロ
ア、ファン、ポンプ等の各種回転機械等の産業上の利用
領域を、過酷な環境条件下にも著しく広げることができ
る。
【図１】本発明の一実施例の磁気軸受装置の断面図。
【図２】従来の磁気軸受装置の断面図。
１ アキシャル軸受 ２ アキシャル電磁石 ３，１３ ヨーク ４，１４ コイル ５ アキシャルターゲット ６ シャフト（被支持体） ７ アキシャルセンサ ８ ラジアル軸受 ９ ラジアル電磁石 １０ ラジアルセンサ １２ ラジアルターゲット １６ ヨーク １７ ラジアルターゲット
Claims (1)
- 【請求項１】 コイルとヨークとからなる電磁石を備
え、被支持体側に位置するターゲット材を磁気力により
支持する磁気軸受装置において、前記電磁石のヨークお
よび前記被支持体側に位置するターゲット材は、磁性材
系のステンレス鋼を板状にしたものを、積層化して構成
されたことを特徴とする磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008292A JPH05196041A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008292A JPH05196041A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196041A true JPH05196041A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12293879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008292A Pending JPH05196041A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196041A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11303793A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-11-02 | Ebara Corp | 循環ファン装置及び循環ファン駆動用モータ |
| WO2001082423A1 (fr) * | 2000-04-26 | 2001-11-01 | Ebara Corporation | Appareil a laser excimere |
| US6570285B2 (en) * | 1999-12-27 | 2003-05-27 | Ebara Corporation | Magnetic bearing apparatus having a protective non-magnetic can |
| ITCO20120045A1 (it) * | 2012-09-20 | 2014-03-21 | Nuovo Pignone Spa | Cuscinetto reggi-spinta magnetico, turbomacchina e metodo |
| JP2019124273A (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-25 | 丸和電機株式会社 | 磁気軸受装置およびその磁気軸受装置用ラジアル磁気軸受の製造方法 |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP3008292A patent/JPH05196041A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11303793A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-11-02 | Ebara Corp | 循環ファン装置及び循環ファン駆動用モータ |
| US6570285B2 (en) * | 1999-12-27 | 2003-05-27 | Ebara Corporation | Magnetic bearing apparatus having a protective non-magnetic can |
| WO2001082423A1 (fr) * | 2000-04-26 | 2001-11-01 | Ebara Corporation | Appareil a laser excimere |
| US6809448B2 (en) | 2000-04-26 | 2004-10-26 | Ebara Corporation | Excimer laser apparatus |
| ITCO20120045A1 (it) * | 2012-09-20 | 2014-03-21 | Nuovo Pignone Spa | Cuscinetto reggi-spinta magnetico, turbomacchina e metodo |
| WO2014044761A1 (en) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | Nuovo Pignone Srl | Magnetic thrust bearing, turbo machine and method |
| CN104736800A (zh) * | 2012-09-20 | 2015-06-24 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 磁性止推轴承、涡轮机和方法 |
| US20150275965A1 (en) * | 2012-09-20 | 2015-10-01 | Nuovo Pignone Srl | Magnetic thrust bearing, turbo machine and method |
| CN104736800B (zh) * | 2012-09-20 | 2016-09-14 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 磁性止推轴承、涡轮机和方法 |
| US9926976B2 (en) | 2012-09-20 | 2018-03-27 | Nuovo Pignone Srl | Thrust bearing, a turbomachine, and a method of making a bearing rotor disk for an electromagnetic thrust bearing in a turbomachine |
| AU2017204641B2 (en) * | 2012-09-20 | 2019-05-23 | Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. | Magnetic thrust bearing, turbo machine and method |
| JP2019124273A (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-25 | 丸和電機株式会社 | 磁気軸受装置およびその磁気軸受装置用ラジアル磁気軸受の製造方法 |
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