JPH0614087Y2 - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH0614087Y2 JPH0614087Y2 JP1989057796U JP5779689U JPH0614087Y2 JP H0614087 Y2 JPH0614087 Y2 JP H0614087Y2 JP 1989057796 U JP1989057796 U JP 1989057796U JP 5779689 U JP5779689 U JP 5779689U JP H0614087 Y2 JPH0614087 Y2 JP H0614087Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnets
- magnetic bearing
- bearing device
- rotor
- permanent magnet
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
- F16C32/0425—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for radial load mainly
-
- 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
- F16C32/0476—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of one degree of freedom, e.g. axial magnetic bearings
-
- 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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は磁気軸受装置に関し、特に、ラジアル方向に
対しては永久磁石のような受動型の磁気軸受を用い、ス
ラスト方向に対しては制御式の能動型の磁気軸受用いて
一軸制御のみを行なうような磁気軸受装置に関する。
対しては永久磁石のような受動型の磁気軸受を用い、ス
ラスト方向に対しては制御式の能動型の磁気軸受用いて
一軸制御のみを行なうような磁気軸受装置に関する。
［従来の技術］ 最近では、製造コストを低減するために、外乱の少ない
用途への磁気軸受装置は、五軸制御よりも制御軸数の少
ない三軸制御，一軸制御が用いられようとしている。一
軸制御の場合、ラジアル方向には受動的な軸受が用いら
れ、軸方向のみが制御される。このような一軸制御型の
磁気軸受装置は、制御回路が最も簡単となり、実用化の
ための種々の工夫がなされている。つまり、一軸制御型
の磁気軸受装置は、残りの非制御な四軸のまわりの減衰
をほとんど期待できないため、何らかの減衰を与えなけ
れば、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過時に大き
な振動を生じる。このような対策として、特公昭５９−
７３１号公報、特公昭６２−３７２４６号公報には、電
気的なダンピング方法を用いて減衰を与える技術が示さ
れており、その他に機械式ダンパを用いた方法もある。
用途への磁気軸受装置は、五軸制御よりも制御軸数の少
ない三軸制御，一軸制御が用いられようとしている。一
軸制御の場合、ラジアル方向には受動的な軸受が用いら
れ、軸方向のみが制御される。このような一軸制御型の
磁気軸受装置は、制御回路が最も簡単となり、実用化の
ための種々の工夫がなされている。つまり、一軸制御型
の磁気軸受装置は、残りの非制御な四軸のまわりの減衰
をほとんど期待できないため、何らかの減衰を与えなけ
れば、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過時に大き
な振動を生じる。このような対策として、特公昭５９−
７３１号公報、特公昭６２−３７２４６号公報には、電
気的なダンピング方法を用いて減衰を与える技術が示さ
れており、その他に機械式ダンパを用いた方法もある。
第２図は従来の磁気軸受装置の縦断面図である。第２図
を参照して、従来の磁気軸受装置について説明する。回
転軸１の一端にはターボ分子ポンプのロータ２がロータ
固定用ナット３によって固定されている。ロータ２の下
に位置するように、アウタロータとなる磁石ホルダ４が
回転軸１に固定されている。磁石ホルダ４の内面には永
久磁石５が取付けられ、この永久磁石５に対向するよう
にハウジング６の外面に永久磁石７が取付けられてい
る。永久磁石７の内面に当接するようにＯリング１７が
設けられていて、このＯリング１７によって減衰能力を
高めるための機械的なダンパが構成されている。永久磁
石５と７とによって反発力制御用ラジアル磁気軸受が構
成されている。永久磁石７が設けられたハウジング６の
内面には、上部タッチダウンベアリング８が取付けら
れ、ハウジング６の中央部内面にはモータステータ９が
取付けられていて、このモータステータ９の駆動力によ
って回転軸１が回転する。
を参照して、従来の磁気軸受装置について説明する。回
転軸１の一端にはターボ分子ポンプのロータ２がロータ
固定用ナット３によって固定されている。ロータ２の下
に位置するように、アウタロータとなる磁石ホルダ４が
回転軸１に固定されている。磁石ホルダ４の内面には永
久磁石５が取付けられ、この永久磁石５に対向するよう
にハウジング６の外面に永久磁石７が取付けられてい
る。永久磁石７の内面に当接するようにＯリング１７が
設けられていて、このＯリング１７によって減衰能力を
高めるための機械的なダンパが構成されている。永久磁
石５と７とによって反発力制御用ラジアル磁気軸受が構
成されている。永久磁石７が設けられたハウジング６の
内面には、上部タッチダウンベアリング８が取付けら
れ、ハウジング６の中央部内面にはモータステータ９が
取付けられていて、このモータステータ９の駆動力によ
って回転軸１が回転する。
モータステータ９の下側のハウジング６の内面には、ス
ラスト方向吸引用永久磁石１０が取付けられている。さ
らに、回転軸１にはアキシャル磁気軸受ロータ１１が取
付けられており、その上部には前述の永久磁石１０に対
向するように永久磁石１２が設けられている。これらの
永久磁石１０と１２とによって回転軸１にスラスト方向
のバイアス力が与えられる。そして、アキシャル磁気軸
受ロータ１１の下面に対向するように電磁石１３が設け
られている。電磁石１３は永久磁石１０と１２とから生
じるバイアス力に釣り合うように図示しない制御回路に
よって制御される。
ラスト方向吸引用永久磁石１０が取付けられている。さ
らに、回転軸１にはアキシャル磁気軸受ロータ１１が取
付けられており、その上部には前述の永久磁石１０に対
向するように永久磁石１２が設けられている。これらの
永久磁石１０と１２とによって回転軸１にスラスト方向
のバイアス力が与えられる。そして、アキシャル磁気軸
受ロータ１１の下面に対向するように電磁石１３が設け
られている。電磁石１３は永久磁石１０と１２とから生
じるバイアス力に釣り合うように図示しない制御回路に
よって制御される。
電磁石１３の回転軸１に対向する内面には下部タッチダ
ウンベアリング１４が設けられる。さらに、回転軸１の
下端にはセンサターゲット１５と、これに対向するよう
にハウジング６の底部には位置検出センサ１６が設けら
れている。この位置検出センサ１６はセンサターゲット
１５の位置を検出して、回転軸１のスラスト方向のずれ
を検出し、その検出出力を制御回路に与えるものであ
る。
ウンベアリング１４が設けられる。さらに、回転軸１の
下端にはセンサターゲット１５と、これに対向するよう
にハウジング６の底部には位置検出センサ１６が設けら
れている。この位置検出センサ１６はセンサターゲット
１５の位置を検出して、回転軸１のスラスト方向のずれ
を検出し、その検出出力を制御回路に与えるものであ
る。
［考案が解決しようとする課題］ 上述のごとく、永久磁石５，７の反発力を利用した磁気
軸受装置は、減衰能力が非常に小さいため、Ｏリング１
７による機械的なダンパが不可欠であるが、このような
機械的なダンパを設けても、永久磁石５と７との間に働
く力は、半径方向のみではなく、ロータとステータ側の
永久磁石５，７のそれぞれの軸方向位置のずれによって
軸方向にも力が作用する。この力によってステータ側の
永久磁石７はハウジング６の端面に押しつけられ、ここ
での摩擦力のために、Ｏリング１７の支持による効果が
生じない場合があるという欠点があった。それゆえに、
この考案の主たる目的は、ロータの振動を効果的に減衰
できるように減衰能力を高めた磁気軸受装置を提供する
ことである。
軸受装置は、減衰能力が非常に小さいため、Ｏリング１
７による機械的なダンパが不可欠であるが、このような
機械的なダンパを設けても、永久磁石５と７との間に働
く力は、半径方向のみではなく、ロータとステータ側の
永久磁石５，７のそれぞれの軸方向位置のずれによって
軸方向にも力が作用する。この力によってステータ側の
永久磁石７はハウジング６の端面に押しつけられ、ここ
での摩擦力のために、Ｏリング１７の支持による効果が
生じない場合があるという欠点があった。それゆえに、
この考案の主たる目的は、ロータの振動を効果的に減衰
できるように減衰能力を高めた磁気軸受装置を提供する
ことである。
［課題を解決するための手段］ この考案は軸方向に着磁された複数の永久磁石がロータ
側とステータ側とに設けられ、それぞれの永久磁石によ
る反発力によって回転軸を支持する磁気軸受装置であっ
て、ステータ側の複数の永久磁石のうちの中央部のみの
永久磁石が半径方向に移動可能なように隙間が形成され
るとともに、軸方向に延びる複数の溝が回転軸の周囲に
分布するように形成されたハウジングと、ハウジングの
溝に挿入される減衰部材とを備えて構成される。
側とステータ側とに設けられ、それぞれの永久磁石によ
る反発力によって回転軸を支持する磁気軸受装置であっ
て、ステータ側の複数の永久磁石のうちの中央部のみの
永久磁石が半径方向に移動可能なように隙間が形成され
るとともに、軸方向に延びる複数の溝が回転軸の周囲に
分布するように形成されたハウジングと、ハウジングの
溝に挿入される減衰部材とを備えて構成される。
［作用］ この考案に係る磁気軸受装置は、ステータ側の中央部分
の永久磁石が半径方向に移動可能なように隙間が形成さ
れているため、軸方向の力を受けることがなく、しかも
減衰部材によって半径方向に支持されているため、ロー
タの振動を効果的に減衰させることができる。
の永久磁石が半径方向に移動可能なように隙間が形成さ
れているため、軸方向の力を受けることがなく、しかも
減衰部材によって半径方向に支持されているため、ロー
タの振動を効果的に減衰させることができる。
［考案の実施例］ 第１Ａ図はこの考案の一実施例の要部断面図であり、第
１Ｂ図は第１Ａ図に示す線ＩＢ−ＩＢに沿う横断面図で
ある。
１Ｂ図は第１Ａ図に示す線ＩＢ−ＩＢに沿う横断面図で
ある。
第１Ａ図および第１Ｂ図に示した実施例は、ロータ２の
内面に複数の永久磁石５と非磁性材２１とが軸方向に交
互に配置される。なお、永久磁石５はそれぞれの対向面
が同極性となるように並べられる。これらの永久磁石５
と非磁性材２１のそれぞれに対向するように複数の永久
磁石７と非磁性材２２とがステータ２０に配置される。
ステータ２０に配置された複数の永久磁石７のうち中央
部分に配置された永久磁石と隣接する非磁性材２２との
間には中央部分の永久磁石が半径方向に移動可能なよう
に、隙間２４が形成される。さらに、ステータ２０には
軸方向に延びる溝２５が回転軸１の周囲に分布するよう
に形成される。そして、この溝２５内には、減衰部材２
３が収納される。減衰部材２３は、真空中や高温雰囲気
においても減衰部材としての性能が変化しないようにた
とえばシリコンゴムが用いられる。
内面に複数の永久磁石５と非磁性材２１とが軸方向に交
互に配置される。なお、永久磁石５はそれぞれの対向面
が同極性となるように並べられる。これらの永久磁石５
と非磁性材２１のそれぞれに対向するように複数の永久
磁石７と非磁性材２２とがステータ２０に配置される。
ステータ２０に配置された複数の永久磁石７のうち中央
部分に配置された永久磁石と隣接する非磁性材２２との
間には中央部分の永久磁石が半径方向に移動可能なよう
に、隙間２４が形成される。さらに、ステータ２０には
軸方向に延びる溝２５が回転軸１の周囲に分布するよう
に形成される。そして、この溝２５内には、減衰部材２
３が収納される。減衰部材２３は、真空中や高温雰囲気
においても減衰部材としての性能が変化しないようにた
とえばシリコンゴムが用いられる。
上述のごとく、ステータ２０の永久磁石７のうち、中央
部分に配置されている永久磁石のそれぞれの間には隙間
２４が設けられているため、軸方向への接触による力を
受けることがなく、しかも減衰部材２３によって半径方
向に支持されているため、比較的スムーズに動くことが
可能であり、ロータ２の振動を効果的に減衰させること
ができる。
部分に配置されている永久磁石のそれぞれの間には隙間
２４が設けられているため、軸方向への接触による力を
受けることがなく、しかも減衰部材２３によって半径方
向に支持されているため、比較的スムーズに動くことが
可能であり、ロータ２の振動を効果的に減衰させること
ができる。
［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、ステータ側の複数の
永久磁石のうちの中央部のみの永久磁石のそれぞれの間
に隙間を形成して半径方向に移動可能にし、しかも軸方
向に延びる複数の溝を回転軸の周囲に設け、そこに減衰
部材を挿入したことによって、中央部の永久磁石が比較
的スムーズに半径方向に移動できるため、ロータの振動
を効果的に減衰させることができる。
永久磁石のうちの中央部のみの永久磁石のそれぞれの間
に隙間を形成して半径方向に移動可能にし、しかも軸方
向に延びる複数の溝を回転軸の周囲に設け、そこに減衰
部材を挿入したことによって、中央部の永久磁石が比較
的スムーズに半径方向に移動できるため、ロータの振動
を効果的に減衰させることができる。
第１Ａ図はこの考案の一実施例の要部縦断面図であり、
第１Ｂ図は第１Ａ図に示す線ＩＢ−ＩＢに沿う横断面図
である。第２図は従来の磁気軸受装置の断面図である。 図において、１は回転軸、２はロータ、５，７，１０，
１２は永久磁石、２０はステータ、２１，２２は非磁性
材、２３は減衰部材、２４は隙間、２５は溝を示す。
第１Ｂ図は第１Ａ図に示す線ＩＢ−ＩＢに沿う横断面図
である。第２図は従来の磁気軸受装置の断面図である。 図において、１は回転軸、２はロータ、５，７，１０，
１２は永久磁石、２０はステータ、２１，２２は非磁性
材、２３は減衰部材、２４は隙間、２５は溝を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】軸方向に着磁された複数の永久磁石がロー
タ側とステータ側とに設けられ、それぞれの永久磁石に
よる反発力によって回転軸を支持する磁気軸受装置にお
いて、 前記ステータ側の複数の永久磁石のうちの中央部のみの
永久磁石が半径方向に移動可能なように隙間が形成され
るとともに、軸方向に延びる複数の溝が前記回転軸の周
囲に分布するように形成されたハウジング、および 前記ハウジングの前記溝に挿入される減衰部材を備え
た、磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989057796U JPH0614087Y2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989057796U JPH0614087Y2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150411U JPH02150411U (ja) | 1990-12-26 |
| JPH0614087Y2 true JPH0614087Y2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=31582831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989057796U Expired - Lifetime JPH0614087Y2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614087Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1989057796U patent/JPH0614087Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02150411U (ja) | 1990-12-26 |
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