JPH0645698Y2 - １軸制御型磁気軸受装置 - Google Patents
１軸制御型磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPH0645698Y2 JPH0645698Y2 JP1989046324U JP4632489U JPH0645698Y2 JP H0645698 Y2 JPH0645698 Y2 JP H0645698Y2 JP 1989046324 U JP1989046324 U JP 1989046324U JP 4632489 U JP4632489 U JP 4632489U JP H0645698 Y2 JPH0645698 Y2 JP H0645698Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic bearing
- control type
- type magnetic
- bearing device
- stator
- 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.)
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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
- F16C32/0474—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
- 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
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は１軸制御型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
軸受を用いた１軸制御のみを行なうような１軸制御型磁
気軸受装置に関する。
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
軸受を用いた１軸制御のみを行なうような１軸制御型磁
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、５軸制御よりも制御軸数の少
ない３軸制御,1軸制御が用いられようとしている。１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１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、１軸制御型
の磁気軸受装置は、残りの非制御な４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。
用途への磁気軸受装置は、５軸制御よりも制御軸数の少
ない３軸制御,1軸制御が用いられようとしている。１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１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、１軸制御型
の磁気軸受装置は、残りの非制御な４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。
-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。
［考案が解決しようとする課題］ 上述の電気的なダンピング方法は固有振動数と回転速度
が一致していないときにのみ有効な減衰を示すが、これ
らが一致したとき、つまり通過時は減衰力を生じないた
め、実用的でない。機械的ダンパによる方法の場合、独
立した反発型のラジアル磁気軸受を２個用い、軸方向の
みを制御し、一方の反発型磁気軸受を弾性支持し、減衰
器を追加する必要があり、構造が非常に複雑になってし
まうという欠点がある。
が一致していないときにのみ有効な減衰を示すが、これ
らが一致したとき、つまり通過時は減衰力を生じないた
め、実用的でない。機械的ダンパによる方法の場合、独
立した反発型のラジアル磁気軸受を２個用い、軸方向の
みを制御し、一方の反発型磁気軸受を弾性支持し、減衰
器を追加する必要があり、構造が非常に複雑になってし
まうという欠点がある。
それゆえに、この考案の主たる目的は、比較的簡単な構
成であって、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過時
に振動を良好に減衰させることができるような１軸制御
型磁気軸受装置を提供することである。
成であって、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過時
に振動を良好に減衰させることができるような１軸制御
型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］ この考案は永久磁石の反発力を利用したラジアル磁気軸
受と、軸方向磁気力が制御される制御式磁気軸受によっ
て回転軸を軸支し、軸方向吸引力によって生じるラジア
ル剛性を利用した１軸制御型磁気軸受装置において、制
御式磁気軸受は回転軸に固定されたロータと、ケースに
鋼線によって軸方向に剛く、ラジアル方向に柔らかく支
持されたステータとを含み、ロータとステータのそれぞ
れの対向面には同心円状の突条が複数設けられ、さらに
ステータとケースの間にラジアル方向に支持する減衰部
材を備えて構成される。
受と、軸方向磁気力が制御される制御式磁気軸受によっ
て回転軸を軸支し、軸方向吸引力によって生じるラジア
ル剛性を利用した１軸制御型磁気軸受装置において、制
御式磁気軸受は回転軸に固定されたロータと、ケースに
鋼線によって軸方向に剛く、ラジアル方向に柔らかく支
持されたステータとを含み、ロータとステータのそれぞ
れの対向面には同心円状の突条が複数設けられ、さらに
ステータとケースの間にラジアル方向に支持する減衰部
材を備えて構成される。
［作用］ この考案にかかる１軸制御型磁気軸受装置は、磁気軸受
の固定部を支持部材によって軸方向に剛に支持し、ラジ
アル方向を減衰部材によって柔らかく支持することによ
り、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過時に振動を
良好に減衰させることができる。
の固定部を支持部材によって軸方向に剛に支持し、ラジ
アル方向を減衰部材によって柔らかく支持することによ
り、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過時に振動を
良好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1A図
および第1B図を参照して、回転軸１はケース２内で回転
するものであって、その回転軸１の一端にはロータ３が
取付けられている。ロータ３の内面には永久磁石４が設
けられ、この永久磁石４に対向するケース２の外面には
永久磁石５が設けられる。これらの永久磁石４と５とに
よって反発型磁気軸受６が構成される。なお、回転軸１
の一端に対向するケース２の内面には上部非常用ベアリ
ング７が取付けられている。ケース２のほぼ中央部に
は、回転軸１を回転させるためのモータステータ８が設
けられる。
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図を参照して、回転軸１はケース２内で回転
するものであって、その回転軸１の一端にはロータ３が
取付けられている。ロータ３の内面には永久磁石４が設
けられ、この永久磁石４に対向するケース２の外面には
永久磁石５が設けられる。これらの永久磁石４と５とに
よって反発型磁気軸受６が構成される。なお、回転軸１
の一端に対向するケース２の内面には上部非常用ベアリ
ング７が取付けられている。ケース２のほぼ中央部に
は、回転軸１を回転させるためのモータステータ８が設
けられる。
モータステータ８の下部には、スラスト方向吸引用永久
磁石９が取付けられた永久磁石ホルダ10が設けられてい
る。永久磁石ホルダ10に対向するようにスラスト板11が
回転軸１に設けられ、このスラスト板11の上部には、ス
ラスト方向吸引用永久磁石９に対向するように永久磁石
12が設けられている。スラスト板11の下部には電磁石13
が設けられ、この電磁石13はスペーサ14によって前述の
永久磁石ホルダ10に取付けられている。電磁石13は永久
磁石９と12との間に生ずる軸方向への吸引力に釣合うよ
うに、図示しない制御回路によって制御される。
磁石９が取付けられた永久磁石ホルダ10が設けられてい
る。永久磁石ホルダ10に対向するようにスラスト板11が
回転軸１に設けられ、このスラスト板11の上部には、ス
ラスト方向吸引用永久磁石９に対向するように永久磁石
12が設けられている。スラスト板11の下部には電磁石13
が設けられ、この電磁石13はスペーサ14によって前述の
永久磁石ホルダ10に取付けられている。電磁石13は永久
磁石９と12との間に生ずる軸方向への吸引力に釣合うよ
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に向く内面には下部非常用ベアリン
グ15が設けられ、回転軸１の他端にはターゲット16が設
けられる。ターゲット16に対向するように、軸方向の位
置を検出するためのアキシャル方向位置センサ17がセン
サ取付部材18によって電磁石13の下面に固定される。そ
して、永久磁石ホルダ10と電磁石13とスペーサ14とアキ
シャル方向位置センサ17とからなるステータユニット
は、数本の鋼線19によって回転軸１に取付けられる。そ
の結果、ステータユニットは鋼線16によって軸方向に剛
く、ラジアル方向に柔らかく支持されることになる。
グ15が設けられ、回転軸１の他端にはターゲット16が設
けられる。ターゲット16に対向するように、軸方向の位
置を検出するためのアキシャル方向位置センサ17がセン
サ取付部材18によって電磁石13の下面に固定される。そ
して、永久磁石ホルダ10と電磁石13とスペーサ14とアキ
シャル方向位置センサ17とからなるステータユニット
は、数本の鋼線19によって回転軸１に取付けられる。そ
の結果、ステータユニットは鋼線16によって軸方向に剛
く、ラジアル方向に柔らかく支持されることになる。
ステータユニットとケース２との間には、複数の減衰部
材20が挿入されていて、ラジアル方向の振動に対して減
衰が与えられる。減衰部材20は真空中に長時間さらされ
るため、シリコンゴムを用いるのが好ましい。
材20が挿入されていて、ラジアル方向の振動に対して減
衰が与えられる。減衰部材20は真空中に長時間さらされ
るため、シリコンゴムを用いるのが好ましい。
上述のごとく構成された磁気軸受装置において、回転軸
１は反発型磁気軸受６によって生じるラジアル方向の磁
気反発力と、電磁石13によるスラスト板11に対する吸引
力とによって軸支され、モータステータ８の回転力によ
って回転する。そして、ステータユニットは鋼線19によ
って軸方向に剛く支持され、弾性部材20によってラジア
ル方向に柔らかく支持されるため、回転軸１の回転上昇
あるいは下降時の固有振動通過時に振動を良好に減衰さ
せることができる。また、この減衰部材20はステータユ
ニットの回り止めの役目もする。
１は反発型磁気軸受６によって生じるラジアル方向の磁
気反発力と、電磁石13によるスラスト板11に対する吸引
力とによって軸支され、モータステータ８の回転力によ
って回転する。そして、ステータユニットは鋼線19によ
って軸方向に剛く支持され、弾性部材20によってラジア
ル方向に柔らかく支持されるため、回転軸１の回転上昇
あるいは下降時の固有振動通過時に振動を良好に減衰さ
せることができる。また、この減衰部材20はステータユ
ニットの回り止めの役目もする。
第2A図はこの考案の他の実施例を示す要部断面図であ
り、第2B図は第2A図の線IIB-IIBに沿う横断面図であ
る。
り、第2B図は第2A図の線IIB-IIBに沿う横断面図であ
る。
第2A図および第2B図に示した実施例は、第１図に示した
弾性部材20に代えてケース２とステータユニットとの間
にＯリング21を設けたものである。このように、Ｏリン
グ21を設けることにより、ラジアル剛性を小さくでき
る。なお、ケース２のＯリングが当接する部分には、溝
22が形成されており、ステータユニットの外周には第2B
図に示すように、垂直方向に延びる溝23が多数形成され
ている。このように、溝22,23を形成することによっ
て、Ｏリング21がラジアル方向に圧力を受けたとき、圧
力を受けた部分が溝22,23に入り込むことにより、Ｏリ
ング21に不均一な圧力が加わることがない。
弾性部材20に代えてケース２とステータユニットとの間
にＯリング21を設けたものである。このように、Ｏリン
グ21を設けることにより、ラジアル剛性を小さくでき
る。なお、ケース２のＯリングが当接する部分には、溝
22が形成されており、ステータユニットの外周には第2B
図に示すように、垂直方向に延びる溝23が多数形成され
ている。このように、溝22,23を形成することによっ
て、Ｏリング21がラジアル方向に圧力を受けたとき、圧
力を受けた部分が溝22,23に入り込むことにより、Ｏリ
ング21に不均一な圧力が加わることがない。
［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、制御磁気軸受の固定
部を軸方向に支持部材によって剛に支持し、ラジアル方
向を減衰部材によって支持するようにしたので、比較的
簡単な構成で、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過
時に振動を良好に減衰させることができる。
部を軸方向に支持部材によって剛に支持し、ラジアル方
向を減衰部材によって支持するようにしたので、比較的
簡単な構成で、回転上昇あるいは下降時の固有振動通過
時に振動を良好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縦断面図である。第1B図
は第1A図に示す線IB-IBに沿う横断面図である。第2A図
はこの考案の他の実施例を示す要部断面図である。第2B
図は第2A図の線IIB-IIBに沿う横断面図である。 図において、１は回転軸、２はケース、３はロータ、4,
5,9,12は永久磁石、６は反発型磁気軸受、８はモータス
テータ、10は永久磁石ホルダ、11はスラスト板、13は電
磁石、14はスペーサ、16はターゲット、17はアキシャル
方向位置センサ、19は鋼線、20は弾性部材、21はＯリン
グを示す。
は第1A図に示す線IB-IBに沿う横断面図である。第2A図
はこの考案の他の実施例を示す要部断面図である。第2B
図は第2A図の線IIB-IIBに沿う横断面図である。 図において、１は回転軸、２はケース、３はロータ、4,
5,9,12は永久磁石、６は反発型磁気軸受、８はモータス
テータ、10は永久磁石ホルダ、11はスラスト板、13は電
磁石、14はスペーサ、16はターゲット、17はアキシャル
方向位置センサ、19は鋼線、20は弾性部材、21はＯリン
グを示す。
Claims (1)
- 【請求項１】永久磁石の反発力を利用したラジアル磁気
軸受と、軸方向磁気力が制御される制御式磁気軸受によ
って回転軸を軸支し、軸方向吸引力によって生じるラジ
アル剛性を利用した１軸制御型磁気軸受装置において、 前記制御式磁気軸受は前記回転軸に固定されたロータ
と、ケースに鋼線によって軸方向に剛く、ラジアル方向
に柔らかく支持されたステータとを含み、 前記ロータと前記ステータのそれぞれの対向面には同心
円状の突条が複数設けられ、さらに、 前記ステータとケースの間にラジアル方向に支持する減
衰部材を備えた１軸制御型磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989046324U JPH0645698Y2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | １軸制御型磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989046324U JPH0645698Y2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | １軸制御型磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02136813U JPH02136813U (ja) | 1990-11-15 |
| JPH0645698Y2 true JPH0645698Y2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=31561308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989046324U Expired - Fee Related JPH0645698Y2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | １軸制御型磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645698Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5272046A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-16 | Hitachi Ltd | Magnetic bearing |
| DE3239328C2 (de) * | 1982-10-23 | 1993-12-23 | Pfeiffer Vakuumtechnik | Magnetisch gelagerte Turbomolekularpumpe mit Schwingungsdämpfung |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP1989046324U patent/JPH0645698Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02136813U (ja) | 1990-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |