JPH0571533A - スラスト磁気軸受装置 - Google Patents
スラスト磁気軸受装置Info
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- JPH0571533A JPH0571533A JP3235229A JP23522991A JPH0571533A JP H0571533 A JPH0571533 A JP H0571533A JP 3235229 A JP3235229 A JP 3235229A JP 23522991 A JP23522991 A JP 23522991A JP H0571533 A JPH0571533 A JP H0571533A
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- disc
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- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/005—Cooling of bearings of magnetic bearings
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 スラスト磁気軸受装置において、回転軸の
嵌着固定されたスラスト円盤に半径方向の通風溝を設
け、電磁石コイル支えに冷却用の通風路を設けたことを
特徴とする。 【効果】 回転軸の回転に伴いスラスト円盤が回転
し、そのスラスト円盤に設けた通風溝のファン作用によ
り流体を昇圧することにより、コイル支え背面の流体を
循環させることができる。
嵌着固定されたスラスト円盤に半径方向の通風溝を設
け、電磁石コイル支えに冷却用の通風路を設けたことを
特徴とする。 【効果】 回転軸の回転に伴いスラスト円盤が回転
し、そのスラスト円盤に設けた通風溝のファン作用によ
り流体を昇圧することにより、コイル支え背面の流体を
循環させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己冷却機能を有した
スラスト磁気軸受装置に関する。
スラスト磁気軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラスト磁気軸受の従来例を図５を用い
て説明する。１は回転軸で、スラスト円盤２がこの回転
軸の嵌着固定されている。３は回転軸の回転の様子を示
したものである。４は被覆銅線を回転軸を中心としてド
ーナツ状に適当な回数だけ巻いて形成したコイルであ
る。５はこのコイル４を固定するコイル支えであり、コ
イル４はコイル支え５の回転軸対象に形成された溝６に
納められている。
て説明する。１は回転軸で、スラスト円盤２がこの回転
軸の嵌着固定されている。３は回転軸の回転の様子を示
したものである。４は被覆銅線を回転軸を中心としてド
ーナツ状に適当な回数だけ巻いて形成したコイルであ
る。５はこのコイル４を固定するコイル支えであり、コ
イル４はコイル支え５の回転軸対象に形成された溝６に
納められている。
【０００３】このコイル支え５は、２個で一組であり、
前記スラスト円盤２の左右両面に適当なクリアランス８
を持たせるようにスペーサ７を介して、対抗して配置さ
れている。これらのコイル支え５とスペーサ７はボルト
８で一体化されてフレーム９の内径に取付けられてい
る。
前記スラスト円盤２の左右両面に適当なクリアランス８
を持たせるようにスペーサ７を介して、対抗して配置さ
れている。これらのコイル支え５とスペーサ７はボルト
８で一体化されてフレーム９の内径に取付けられてい
る。
【０００４】スラスト磁気軸受の作用を能動制御型磁気
軸受の例を用いて簡単に説明する。前記コイル４に直流
の電圧を印加すると、電磁誘導によるコイル支え５とス
ラスト円盤２にそのクリアランスを介して磁気回路が形
成される。従って、スラスト円盤２には、左右両側に取
付けたコイル支え５からそれぞれ電磁力が作用し、回転
軸１の軸方向変位検出信号を用いたフィードバック制御
等により回転軸１の軸方向位置を非接触で任意に決定す
ることができる。
軸受の例を用いて簡単に説明する。前記コイル４に直流
の電圧を印加すると、電磁誘導によるコイル支え５とス
ラスト円盤２にそのクリアランスを介して磁気回路が形
成される。従って、スラスト円盤２には、左右両側に取
付けたコイル支え５からそれぞれ電磁力が作用し、回転
軸１の軸方向変位検出信号を用いたフィードバック制御
等により回転軸１の軸方向位置を非接触で任意に決定す
ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】機械の大形化にともな
い、より大きな支持剛性が必要になり、電磁石コイル４
の電流密度を高めることが要求されるが、上記に説明し
た従来のスラスト磁気軸受の構造では、コイル４の十分
な冷却機能を持っていないため、電流密度の増加によっ
て発生するコイル４のジュール損を冷却除去することが
できなかった。従って、結局コイルの巻回数を増やすな
どスラスト磁気軸受装置を大型化しなければならないと
いう問題があった。本発明の目的は、前記の欠点を除去
するために、自己冷却機能を有するスト磁気軸受装置を
提供することを目的とする。
い、より大きな支持剛性が必要になり、電磁石コイル４
の電流密度を高めることが要求されるが、上記に説明し
た従来のスラスト磁気軸受の構造では、コイル４の十分
な冷却機能を持っていないため、電流密度の増加によっ
て発生するコイル４のジュール損を冷却除去することが
できなかった。従って、結局コイルの巻回数を増やすな
どスラスト磁気軸受装置を大型化しなければならないと
いう問題があった。本発明の目的は、前記の欠点を除去
するために、自己冷却機能を有するスト磁気軸受装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、スラスト磁気
軸受装置において、回転軸の嵌着固定されたスラスト円
盤に半径方向の通風溝を設け、電磁石コイル支えに冷却
用の通風路を設けたことを特徴とする。
軸受装置において、回転軸の嵌着固定されたスラスト円
盤に半径方向の通風溝を設け、電磁石コイル支えに冷却
用の通風路を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記手段により、回転軸の回転に伴いスラスト
円盤が回転し、そのスラスト円盤に設けた通風溝のファ
ン作用により流体を昇圧することにより、コイル支え背
面の流体を循環させることができる。
円盤が回転し、そのスラスト円盤に設けた通風溝のファ
ン作用により流体を昇圧することにより、コイル支え背
面の流体を循環させることができる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
図１は、実施例のスラスト磁気受装置の構造断面図、図
２は実施例のスラスト円盤を軸方向から見た図である。
図５と同一符号で示すものは同一部品である。図１及び
図２において、スラスト円盤２には、最外径側より中心
へ向って円周方向に等間隔に通風用の穴１０が数箇所あ
けられている。また、このスラスト円盤２の内径側に軸
方向に貫通して、前記通風用の穴１０と円周方向位置を
等しく穴１１があけられている。従って、これらの通風
用の穴１０及び１１は連結されている。一方、コイル４
を固定するコイル支え５を適当なギャップを持たせて対
抗させるためのスペーサ７の内径側に円周方向の溝１２
を設け、この溝１２の底から半径方向に数箇所の貫通穴
１３を設ける。この貫通穴１３は、回転機械のフレーム
９に設けられた通風路１４を経て機外へ解放あるいは熱
交換器に通じている。また、コイル支え５の背面に冷却
用の通風空間が形成されるように、回転軸対象にドーナ
ツ状の溝１５を設け、外周側に数箇所の半径方向の溝１
６が設けられている。このコイル支え５の背面をカバー
１７で覆うことによりコイル支え５の背面に冷却ジャケ
ット１８が形成され、機外あるいは熱交換器からフレー
ム９の通風路１９を経てつながっている。スペーサ７、
コイル支え５、カバー１７はボルト２０で一体に取付け
られている。上記実施例に示すような構成によると、回
転軸１の回転に伴いスラスト円盤２が回転し、そのスラ
スト円盤２に設けた通風穴１０のファン作用により Ｐ＝γω2 （γ2 2 −γ1 2 ）／（２ｇ） （ｋｇ／ｍ2 ） ここに、 γ ：流体（冷媒）の比重量 （ｋｇ／ｍ3 ） ｇ ：重量加速度 （ｍ／ｓ2 ） ω ：回転角速度 （ｒａｄ／ｓ） γ1 ：スラスト円盤通風孔の内半径 （ｍ） γ2 ：スラスト円盤通風孔の外半径 （ｍ） だけ昇圧されるため、流体はコイル支え背面の冷却ジャ
ケット１８からスラスト円盤２の内径側を経て、外径側
へ向って流れる。その結果、コイル支え背面の熱伝達が
促進され、コイル４を効果的に冷却することができる。
図１は、実施例のスラスト磁気受装置の構造断面図、図
２は実施例のスラスト円盤を軸方向から見た図である。
図５と同一符号で示すものは同一部品である。図１及び
図２において、スラスト円盤２には、最外径側より中心
へ向って円周方向に等間隔に通風用の穴１０が数箇所あ
けられている。また、このスラスト円盤２の内径側に軸
方向に貫通して、前記通風用の穴１０と円周方向位置を
等しく穴１１があけられている。従って、これらの通風
用の穴１０及び１１は連結されている。一方、コイル４
を固定するコイル支え５を適当なギャップを持たせて対
抗させるためのスペーサ７の内径側に円周方向の溝１２
を設け、この溝１２の底から半径方向に数箇所の貫通穴
１３を設ける。この貫通穴１３は、回転機械のフレーム
９に設けられた通風路１４を経て機外へ解放あるいは熱
交換器に通じている。また、コイル支え５の背面に冷却
用の通風空間が形成されるように、回転軸対象にドーナ
ツ状の溝１５を設け、外周側に数箇所の半径方向の溝１
６が設けられている。このコイル支え５の背面をカバー
１７で覆うことによりコイル支え５の背面に冷却ジャケ
ット１８が形成され、機外あるいは熱交換器からフレー
ム９の通風路１９を経てつながっている。スペーサ７、
コイル支え５、カバー１７はボルト２０で一体に取付け
られている。上記実施例に示すような構成によると、回
転軸１の回転に伴いスラスト円盤２が回転し、そのスラ
スト円盤２に設けた通風穴１０のファン作用により Ｐ＝γω2 （γ2 2 −γ1 2 ）／（２ｇ） （ｋｇ／ｍ2 ） ここに、 γ ：流体（冷媒）の比重量 （ｋｇ／ｍ3 ） ｇ ：重量加速度 （ｍ／ｓ2 ） ω ：回転角速度 （ｒａｄ／ｓ） γ1 ：スラスト円盤通風孔の内半径 （ｍ） γ2 ：スラスト円盤通風孔の外半径 （ｍ） だけ昇圧されるため、流体はコイル支え背面の冷却ジャ
ケット１８からスラスト円盤２の内径側を経て、外径側
へ向って流れる。その結果、コイル支え背面の熱伝達が
促進され、コイル４を効果的に冷却することができる。
【０００９】上述した作用により、コイル支え５の背面
の熱伝達が促進され、コイル４の冷却性が向上するた
め、コイル４の電流密度を高くすることができ、ひいて
は小型で吸引力の強い、つまり剛性の高いスラスト磁気
軸受を提供することができる。 （他の実施例）
の熱伝達が促進され、コイル４の冷却性が向上するた
め、コイル４の電流密度を高くすることができ、ひいて
は小型で吸引力の強い、つまり剛性の高いスラスト磁気
軸受を提供することができる。 （他の実施例）
【００１０】上述の実施例では、スラスト円盤の内部に
通風路を設ける構造を用いて説明したが、本発明の特徴
はスラスト円盤を効果的なファンとして利用し、自己冷
却機能を持たせることを特徴としているため、図３に示
すようにスラスト円盤の外周部に軸方向の溝２１を設け
たり、図４に示すように、スラスト円盤の側面に溝を設
けてファン作用を持たせて使用するなど、種々選択して
利用できることはもちろんのことである。
通風路を設ける構造を用いて説明したが、本発明の特徴
はスラスト円盤を効果的なファンとして利用し、自己冷
却機能を持たせることを特徴としているため、図３に示
すようにスラスト円盤の外周部に軸方向の溝２１を設け
たり、図４に示すように、スラスト円盤の側面に溝を設
けてファン作用を持たせて使用するなど、種々選択して
利用できることはもちろんのことである。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、コイ
ル支えの背面の熱伝達が促進され、電磁石コイルの冷却
性が向上するため、電磁石コイルの電流密度を高くする
ことができ、ひいては小型で吸引力の強い、つまり剛性
の高いスラスト磁気軸受を提供することができる。
ル支えの背面の熱伝達が促進され、電磁石コイルの冷却
性が向上するため、電磁石コイルの電流密度を高くする
ことができ、ひいては小型で吸引力の強い、つまり剛性
の高いスラスト磁気軸受を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例によるスラスト磁気軸受装置
の構造断面図、
の構造断面図、
【図２】本発明によるスラスト円盤を軸方向からみた
図、
図、
【図３】他の実施例のスラスト円盤の軸方向からみた
図、
図、
【図４】他の実施例のスラスト円盤の軸方向からみた
図、
図、
【図５】従来のスラスト磁気軸受装置の構造断面図。
１…回転軸、 ２…スラスト円盤、４
…コイル、 ５…コイル支え、１０，１１，
１３…通風用穴、
…コイル、 ５…コイル支え、１０，１１，
１３…通風用穴、
Claims (1)
- 【請求項１】 回転軸の嵌着された磁性材からなる円
盤をクリアランスを有して両側から一対の電磁石を挾み
込み、この電磁石による電磁力を利用して回転軸を軸方
向に駆動できるスラスト形の磁気軸受装置において、前
記円盤に設けた通風路のファン作用を利用して、電磁石
のコイルを冷却できるようにしたことを特徴とするスラ
スト磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03235229A JP3077919B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | スラスト磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03235229A JP3077919B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | スラスト磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571533A true JPH0571533A (ja) | 1993-03-23 |
| JP3077919B2 JP3077919B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=16982997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03235229A Expired - Fee Related JP3077919B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | スラスト磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077919B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0861366A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Koyo Seiko Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| WO2001023768A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Palier de butee magnetique |
| WO2004007982A1 (ja) * | 2002-07-12 | 2004-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 磁気軸受スピンドル |
| EP2808572A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-03 | Nuovo Pignone S.r.l. | Magnetic bearing assembly having inner ventilation |
| EP2808571A1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | Nuovo Pignone S.r.l. | Electro-magnetic bearing assembly with inner ventilation to cool the bearing |
| CN105090245A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-11-25 | 北京航空航天大学 | 一种非对称永磁偏置轴向磁轴承 |
| ITUA20161810A1 (it) * | 2016-03-18 | 2017-09-18 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Cuscinetto magnetico per una turbomacchina |
| RU2697636C2 (ru) * | 2018-01-10 | 2019-08-15 | Олег Спартакович Черненко | Гибридный магнитный подшипник |
| CN110886767A (zh) * | 2018-12-30 | 2020-03-17 | 湖南崇德工业科技有限公司 | 一种气悬浮推力轴承 |
| WO2022071095A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | ダイキン工業株式会社 | スラスト磁気軸受 |
| IT202100026729A1 (it) * | 2021-10-19 | 2023-04-19 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Cuscino magnetico reggi-spinta con effetto pompante |
| IT202100026741A1 (it) * | 2021-10-19 | 2023-04-19 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Circuito ad anello chiuso per fluido di raffreddamento di un cuscino magnetico per un sistema espantore-compressore |
| WO2023190252A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | ダイキン工業株式会社 | スラスト磁気軸受のロータ、スラスト磁気軸受、および回転式流体機械 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114593149A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-07 | 清华大学 | 一种具有开槽结构的推力盘组件及磁悬浮轴承 |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP03235229A patent/JP3077919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0861366A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Koyo Seiko Co Ltd | 磁気軸受装置 |
| WO2001023768A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Palier de butee magnetique |
| WO2004007982A1 (ja) * | 2002-07-12 | 2004-01-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 磁気軸受スピンドル |
| US7224094B2 (en) | 2002-07-12 | 2007-05-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic bearing spindle |
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| US10119572B2 (en) | 2013-05-27 | 2018-11-06 | Nuovo Pignone Srl | Electro-magnetic bearing assembly with inner ventilation to cool the bearing |
| EP2808571A1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | Nuovo Pignone S.r.l. | Electro-magnetic bearing assembly with inner ventilation to cool the bearing |
| WO2014191311A1 (en) * | 2013-05-27 | 2014-12-04 | Nuovo Pignone Srl | Electro-magnetic bearing assembly with inner ventilation to cool the bearing |
| RU2668382C2 (ru) * | 2013-05-27 | 2018-09-28 | Нуово Пиньоне СРЛ | Магнитный подшипниковый узел для ротационной машины и турбомашина, содержащая такой узел |
| WO2014191454A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Nuovo Pignone Srl | Magnetic bearing assembly having inner ventilation |
| CN105658977A (zh) * | 2013-05-29 | 2016-06-08 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 具有内部通风装置的磁性轴承组件 |
| RU2668505C2 (ru) * | 2013-05-29 | 2018-10-01 | Нуово Пиньоне СРЛ | МАГНИТНЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ РОТАЦИОННОЙ МАШИНЫ и ТУРБОМАШИНА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ УЗЕЛ |
| EP2808572A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-03 | Nuovo Pignone S.r.l. | Magnetic bearing assembly having inner ventilation |
| AU2014273105B2 (en) * | 2013-05-29 | 2017-06-01 | Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. | Magnetic bearing assembly having inner ventilation |
| US11261916B2 (en) | 2013-05-29 | 2022-03-01 | Nuovo Pignone Srl | Magnetic bearing assembly having inner ventilation |
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