JPH061845U - 磁気軸受装置用保護軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】この保護軸受としての総玉軸受５は、ケーシン
グ１に対して回転軸２を非接触状態に支持する磁気軸受
装置に設けられ、回転軸２の停止時に回転軸２を受け
る。タッチダウン時に回転軸２が接触する、内輪５１の
内周面５１ｂに、軸方向に沿ってクラウニングを施し
た。内周面５１ｂの軸方向の中央寄りの位置が、回転軸
２との接触部位Ｐとなり、内輪５１を傾斜させるモーメ
ントが小さくなる。 【効果】内輪５１の傾斜を抑制でき、玉５３と玉入れ溝
５４との接触を回避できる。耐久性を向上できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ターボ分子ポンプ等の高速回転する回転部分を非接触状態に支持 する磁気軸受装置に装着され、上記回転部分を、いわゆるタッチダウンさせるた めの、磁気軸受装置用保護軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

磁気軸受装置は、例えば、固定軸に固定されたラジアル磁気軸受およびアキシ ャル磁気軸受によって、当該固定軸に対して３００００〜４００００ｒｐｍ程度 の高速で回転されるロータを、非接触状態に支持するものである。 このロータの回転が停止される場合に、高速回転しているロータが上記の磁気 軸受と接触すると、当該磁気軸受を損傷させてしまう。したがって、これを回避 するために、固定軸には、ロータをいわゆるタッチダウンさせるための保護軸受 が設けられている。タッチダウンとは、ロータが保護軸受に受けられて停止する 動作をいう。

【０００３】 通常、保護軸受としては、負荷容量を増すために総玉軸受が用いられている。 この総玉軸受の一方の軌道輪は、固定軸に固定されている。ロータが正常に回転 している状態では、他方の軌道輪とロータとの間には、所定の隙間（例えば０． ２〜０．３ｍｍ程度）が設けられており、ロータが停止するときに、上記他方の 軌道輪がロータと接触することにより、上記タッチダウンが行われる。このタッ チダウンにおいて、ロータが除々に減速されて、ロータが低速回転となってから 保護軸受と接触する場合には、保護軸受にかかる負荷は比較的小さいが、停電等 でロータが高速回転のまま保護軸受と接触する場合には、保護軸受にかかる負荷 は、非常に大きなものとなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、一般に、保護軸受として用いられる深溝型総玉軸受は、図３に示す ように、軌道輪９１，９２の周方向の一部に、両軌道輪９１，９２間に玉９３を 入れるための玉入れ溝９４，９５を設けている。このため、軌道面９１ａ，９２ ａに、玉入れ溝９４，９５が露出していることになる。

【０００５】 一方、ロータを受ける軌道輪９１とロータ９０との間には、上記のように所定 の隙間が設けられているので、タッチダウン時に、ロータ９０の軸線が傾斜した 状態で、軌道輪９１と接触される場合が多い。この場合、軌道輪９１の軸方向の 端部が、ロータ９０との接触部位Ｐとなり、当該軌道輪９１も、ロータ９０に追 従して傾斜されるので、玉入れ溝９４によって、玉９３の動きが妨げられ、ひい ては玉９３や軌道面９１ａが摩耗しやすくなり、耐久性の低下を招くという問題 があった。

【０００６】 この考案は、上記の技術的課題を解決し、玉入れ溝によって玉の運動が阻害さ れることを防止し、耐久性に優れた磁気軸受装置用保護軸受を実現することを目 的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための請求項１記載の磁気軸受装置用保護軸受は、固定 部分に対し回転部分を非接触状態に支持する磁気軸受装置の、当該固定部分に設 けられ、回転部分の停止時に回転部分を受ける、深溝型の総玉軸受からなる保護 軸受において、 回転部分の停止時に回転部分に接触される軌道輪の、当該接触される面に、軸 方向にそってクラウニングが施されていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、タッチダウン時に、回転部分が傾いた状態で軌道輪に接 触されても、当該接触される面にクラウニングが施してあるので、当該接触され る面における、接触部位を、軸方向の中央寄りに位置させることができる。した がって、タッチダウン時に軌道輪を傾かせようとするモーメントを小さくするこ とができ、軌道輪の傾斜を抑制することができる。

【０００９】

【実施例】

以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。 図２は、この考案の一実施例としての保護軸受、を含む磁気軸受装置を示して いる。同図を参照して、固定部分としての筒状のケーシング１の内周側に、回転 部分としての回転軸２が配置されている。回転軸２は、ケーシング１に設けられ た一対のラジアル磁気軸受３および一対のアキシャル磁気軸受４で非接触状態に 支持され、例えば３００００〜４００００ｒｐｍ程度の高速で回転する。ケーシ ング１の上下の２箇所に、回転軸２の停止時にこれを受けるための保護軸受５， ６が設けられている。上側の保護軸受は本考案に係る深溝型の総玉軸受５である 。下側の保護軸受６はアキシャル方向の負荷も受けられるように斜接玉軸受が２ 個正面合わせで配置されている。保護軸受５，６の軌道輪は、例えばＳＵＳ４４ ０Ｃ材で、玉は窒化珪素などのセラミックス材あるいはＳＵＳ４４０Ｃ材で形成 されている。玉の表面には、銀などのコーティング膜が好適に被覆される。

【００１０】 回転軸２が正常に回転しているときには、総玉軸受５の後述する内輪５１と回 転軸２との間に、例えば０．２〜０．３ｍｍ程度の隙間が生じており、回転軸２ が停止するときには、回転軸２が内輪５１に接触して総玉軸受５によって受けら れる。これにより、タッチダウン時に、回転軸２が磁気軸受３，４等に接触して これらを損傷しないようになっている。

【００１１】 図１を参照して、これら総玉軸受５は、ケーシング１に固定された外輪５２、 回転軸２の外周面に対向された内輪５１、および内外輪５１，５２の軌道面５１ ａ，５２ａ間に介在された玉５３からなる。内外輪５１，５２の周方向の一部に 、内外輪５１，５２間に玉５３を入れるための玉入れ溝５４，５５が設けられて おり、このため、軌道面５１ａ，５２ａに、玉入れ溝５４，５５が露出されてい る。また、タッチダウン時に回転軸２の接触を受ける、内輪５１の内周面５１ｂ には、軸方向に沿ってクラウニング（例えば曲率半径Ｒが５００〜１０００ｍｍ 程度）が施されている。

【００１２】 この実施例によれば、タッチダウン時に回転軸２によって接触される内輪５１ の内周面５１ｂに、軸方向に沿ってクラウニングを施してある。したがって、軸 線２ａが傾いた状態で回転軸２が内輪５１の内周面５１ｂに接触されたとき、ク ラウニングを施していない場合と比較して、当該内周面５１ｂの、回転軸２との 接触部位Ｐを、軸方向の中央寄りに位置させることができる（図１および図３参 照）。したがって、内輪５１を傾かせようとするモーメントを小さくすることが でき、これにより、タッチダウン時に、内輪５１が傾斜することを抑制すること ができ、玉５３が玉入れ溝５４と干渉することを回避することができる。したが って、タッチダウン時に、玉入れ溝５４によって玉５３の動きが妨げられること がなく、耐久性を向上することができる。

【００１３】 なお、上記実施例においては、鉛直なケーシング１を中心として回転する回転 軸２を受けるものとしたが、水平な固定軸を中心として回転するロータを受ける ものとして構成することもできる。 また、タッチダウン時に回転軸２が外輪５２の外周面に接触する保護軸受にお いては、外輪５２の外周面にクラウニングを施せば良い。

【００１４】 この考案の要旨を変更しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、この考案の磁気軸受装置用保護軸受によれば、タッチダウン時 に回転部分の軸線が傾いた状態で軌道輪に接触されたとき、接触される部位を、 軸方向の中央寄りに位置させることができるので、軌道輪を傾かせようとするモ ーメントを小さくすることができる。したがって、タッチダウン時の軌道輪の傾 斜を抑制することができ、玉と玉入れ溝との干渉を回避して、耐久性を向上する ことができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例としての磁気軸受装置用保
護軸受の概略断面図である。

【図２】磁気軸受装置の概略縦断面図である。

【図３】従来の保護軸受の断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング（固定部分） ２ 回転軸（回転部分） ５ 総玉軸受（保護軸受） ５１ 内輪 ５１ｂ 内周面（接触される面）

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定部分に対し回転部分を非接触状態に支
   持する磁気軸受装置の、当該固定部分に設けられ、回転
   部分の停止時に回転部分を受ける、深溝型の総玉軸受か
   らなる保護軸受において、 回転部分の停止時に回転部分によって接触される軌道輪
   の、当該接触される面に、軸方向に沿ってクラウニング
   が施されていることを特徴とする磁気軸受用保護軸受。