JPH0788849B2 - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPH0788849B2 JPH0788849B2 JP31370086A JP31370086A JPH0788849B2 JP H0788849 B2 JPH0788849 B2 JP H0788849B2 JP 31370086 A JP31370086 A JP 31370086A JP 31370086 A JP31370086 A JP 31370086A JP H0788849 B2 JPH0788849 B2 JP H0788849B2
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- rotor
- bearings
- magnetic bearing
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- 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
- F16C32/0442—Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
-
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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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、磁気軸受装置に関する。
従来の技術とその問題点 第５図は従来の磁気軸受装置の１例を示し、垂直固定軸
（１）の周囲に円筒状のロータ（２）が配置されてい
る。ロータ（２）は、固定軸（１）に設けられたラジア
ル磁気軸受（３）（４）およびアキシャル磁気軸受
（５）（６）で非接触状態に支持され、たとえば30000r
pm程度の高速で回転する。固定軸（１）の上下２箇所
に、ロータ（２）の停止時にこれを受けるための保護用
軸受（７）（８）が設けられている。各保護用軸受
（７）（８）には負荷能力を増すため総玉軸受が使用さ
れ、その内輪（7a）（8a）が固定軸（１）に固定されて
いる。ロータ（２）が正常に回転しているときは、ロー
タ（２）と保護用軸受（７）（８）との間にはたとえば
0.1〜数mm程度のすきまがある。そして、ロータ（２）
が停止するときには、ロータ（２）が保護用軸受（７）
（８）の外輪（7b）（8b）に接触してこれに受けられ、
ロータ（２）が磁気軸受（３）（４）（５）（６）など
に接触してこれらを損傷しないようになっている。とこ
ろで、磁気軸受装置が正常な状態で停止する場合、ロー
タ（２）は徐々に減衰され、かなり低速になってから保
護用軸受（７）（８）に接触するため、保護用軸受
（７）（８）が損傷することはない。ところが、制御系
の故障や過大な衝撃により磁気軸受（３）（４）（５）
（６）が機能しなくなった場合は、高速で回転している
ロータ（２）が保護用軸受（７）（８）に接触するた
め、保護用軸受（７）（８）が損傷するというような問
題があった。これは、次のような理由によるものと考え
られる。すなわち、高速で回転しているロータが保護用
軸受の外輪に接触すると、外輪も高速で回転を開始する
ため、玉の遠心力と外輪自身の遠心力とにより外輪が膨
脹して、軸受すきまが異常に増大する。このため、内輪
と接触する玉数が減少し、内輪と接触しない玉同志の接
触により玉の自転数および公転数が減少する。このた
め、内輪と接触する玉にすべりが発生し、高速回転のた
め摩擦により玉と内輪の温度が上昇し、焼入硬さの低下
あるいは異常摩耗および変形などの不具合で軸受は正常
に回転しなくなる。
（１）の周囲に円筒状のロータ（２）が配置されてい
る。ロータ（２）は、固定軸（１）に設けられたラジア
ル磁気軸受（３）（４）およびアキシャル磁気軸受
（５）（６）で非接触状態に支持され、たとえば30000r
pm程度の高速で回転する。固定軸（１）の上下２箇所
に、ロータ（２）の停止時にこれを受けるための保護用
軸受（７）（８）が設けられている。各保護用軸受
（７）（８）には負荷能力を増すため総玉軸受が使用さ
れ、その内輪（7a）（8a）が固定軸（１）に固定されて
いる。ロータ（２）が正常に回転しているときは、ロー
タ（２）と保護用軸受（７）（８）との間にはたとえば
0.1〜数mm程度のすきまがある。そして、ロータ（２）
が停止するときには、ロータ（２）が保護用軸受（７）
（８）の外輪（7b）（8b）に接触してこれに受けられ、
ロータ（２）が磁気軸受（３）（４）（５）（６）など
に接触してこれらを損傷しないようになっている。とこ
ろで、磁気軸受装置が正常な状態で停止する場合、ロー
タ（２）は徐々に減衰され、かなり低速になってから保
護用軸受（７）（８）に接触するため、保護用軸受
（７）（８）が損傷することはない。ところが、制御系
の故障や過大な衝撃により磁気軸受（３）（４）（５）
（６）が機能しなくなった場合は、高速で回転している
ロータ（２）が保護用軸受（７）（８）に接触するた
め、保護用軸受（７）（８）が損傷するというような問
題があった。これは、次のような理由によるものと考え
られる。すなわち、高速で回転しているロータが保護用
軸受の外輪に接触すると、外輪も高速で回転を開始する
ため、玉の遠心力と外輪自身の遠心力とにより外輪が膨
脹して、軸受すきまが異常に増大する。このため、内輪
と接触する玉数が減少し、内輪と接触しない玉同志の接
触により玉の自転数および公転数が減少する。このた
め、内輪と接触する玉にすべりが発生し、高速回転のた
め摩擦により玉と内輪の温度が上昇し、焼入硬さの低下
あるいは異常摩耗および変形などの不具合で軸受は正常
に回転しなくなる。
磁気軸受装置には、上記のように固定軸の周囲を筒状の
ロータが回転する形式の他に、筒状の固定ケースの内側
をロータ軸が回転する形式もある。この場合、ケースの
上下２箇所に保護用軸受が設けられ、軸が停止するとき
に、軸が保護用軸受の内輪に接触してこれに受けられ
る。ところが、制御系の故障や過大な衝撃により磁気軸
受が機能しなくなったときに、高速で回転している軸が
保護用軸受の内輪に接触すると、内輪も高速で回転を開
始し、遠心力により内輪が膨脹するために、軸受すきま
が減少して、完全な負すきまとなる。このため、高速回
転では玉同志が過大な力で接触することとなり、やはり
保護用軸受が損傷することがある。
ロータが回転する形式の他に、筒状の固定ケースの内側
をロータ軸が回転する形式もある。この場合、ケースの
上下２箇所に保護用軸受が設けられ、軸が停止するとき
に、軸が保護用軸受の内輪に接触してこれに受けられ
る。ところが、制御系の故障や過大な衝撃により磁気軸
受が機能しなくなったときに、高速で回転している軸が
保護用軸受の内輪に接触すると、内輪も高速で回転を開
始し、遠心力により内輪が膨脹するために、軸受すきま
が減少して、完全な負すきまとなる。このため、高速回
転では玉同志が過大な力で接触することとなり、やはり
保護用軸受が損傷することがある。
この発明の目的は、上記のような問題を解決した磁気軸
受装置を提供することにある。
受装置を提供することにある。
問題点を解決するための手段 この発明による磁気軸受装置は、 固定部分に対し回転部分を磁気軸受で非接触状態に支持
し、回転部分の停止時に回転部分を受ける保護用軸受が
固定部分の複数箇所に設けられた磁気軸受装置におい
て、 保護用軸受が２個の玉軸受よりなり、保護用軸受の回転
部分側の軌道輪相互間に、遠心力により径方向外側に移
動して軸受すきまを調節しうる一体状または複数に分割
されたリング部材が設けられているものである。
し、回転部分の停止時に回転部分を受ける保護用軸受が
固定部分の複数箇所に設けられた磁気軸受装置におい
て、 保護用軸受が２個の玉軸受よりなり、保護用軸受の回転
部分側の軌道輪相互間に、遠心力により径方向外側に移
動して軸受すきまを調節しうる一体状または複数に分割
されたリング部材が設けられているものである。
作用 制御系の故障や過大な衝撃により回転部分が高速回転状
態のまま２個の玉軸受の軌道輪に接触すると、これらの
軌道輪も高速で回転を開始して遠心力により膨脹する
が、リング部材も同時に回転を開始し、遠心力により径
方向外側に移動して軌道輪を軸方向に移動させ、軸受す
きまを調節する。また、遠心力に応じた力で軸受すきま
を調節することになるので、軸受すきまが過度に増大し
たり減少したりすることがなく、玉軸受は正常に機能
し、損傷することがない。
態のまま２個の玉軸受の軌道輪に接触すると、これらの
軌道輪も高速で回転を開始して遠心力により膨脹する
が、リング部材も同時に回転を開始し、遠心力により径
方向外側に移動して軌道輪を軸方向に移動させ、軸受す
きまを調節する。また、遠心力に応じた力で軸受すきま
を調節することになるので、軸受すきまが過度に増大し
たり減少したりすることがなく、玉軸受は正常に機能
し、損傷することがない。
実 施 例 第１図および第２図は、固定軸（10）の周囲を筒状のロ
ータ（11）が回転する形式の磁気軸受装置に設けられた
保護用軸受（12）の１例を示す。
ータ（11）が回転する形式の磁気軸受装置に設けられた
保護用軸受（12）の１例を示す。
この保護用軸受（12）は背面組合わせの２個の単列外輪
非分離アンギュラ総玉軸受（13）よりなる。２個の軸受
（13）の内輪（14）はスペーサ（15）を介して固定軸
（10）に固定されている。２個の軸受（13）の外輪（1
6）の対向端面は凸状に形成され、内側にあって斜め内
側を向くテーパ面（16a）と外側にあって斜め外側を向
くテーパ面（16b）が設けられている。また、これらの
対向端面の間には、円を４等分した形のリング部材（1
7）が挾まれている。リング部材（17）の外輪（16）に
対向する端面は凹状に形成され、内側にあって外輪（1
6）のテーパ面（16a）に対向する斜め外向きのテーパ面
（17a）と外側にあって外輪（16）のテーパ面（16b）に
対向する斜め内向きのテーパ面（17b）が設けられてい
る。
非分離アンギュラ総玉軸受（13）よりなる。２個の軸受
（13）の内輪（14）はスペーサ（15）を介して固定軸
（10）に固定されている。２個の軸受（13）の外輪（1
6）の対向端面は凸状に形成され、内側にあって斜め内
側を向くテーパ面（16a）と外側にあって斜め外側を向
くテーパ面（16b）が設けられている。また、これらの
対向端面の間には、円を４等分した形のリング部材（1
7）が挾まれている。リング部材（17）の外輪（16）に
対向する端面は凹状に形成され、内側にあって外輪（1
6）のテーパ面（16a）に対向する斜め外向きのテーパ面
（17a）と外側にあって外輪（16）のテーパ面（16b）に
対向する斜め内向きのテーパ面（17b）が設けられてい
る。
ロータ（11）が正常に回転している場合、ロータ（11）
は図示しない磁気軸受により非接触状態に支持され、ロ
ータ（11）と軸受（12）の外輪（16）との間には適当な
すきまがあり、外輪（16）は停止している。このとき、
リング部材（17）のテーパ面（17a）（17b）が上下の外
輪（16）の対応するテーパ面（16a）（16b）に接触し、
軸受（13）には適当な予圧が与えられている。また、リ
ング部材（17）の凹状の部分が上下の外輪（16）の凸状
の部分の間に挾まれているので、リング部材（17）が脱
落することがない。
は図示しない磁気軸受により非接触状態に支持され、ロ
ータ（11）と軸受（12）の外輪（16）との間には適当な
すきまがあり、外輪（16）は停止している。このとき、
リング部材（17）のテーパ面（17a）（17b）が上下の外
輪（16）の対応するテーパ面（16a）（16b）に接触し、
軸受（13）には適当な予圧が与えられている。また、リ
ング部材（17）の凹状の部分が上下の外輪（16）の凸状
の部分の間に挾まれているので、リング部材（17）が脱
落することがない。
制御系の故障や過大な衝撃により、高速で回転している
ロータ（11）が軸受（13）の外輪（16）に接触すると、
外輪（16）も高速で回転を開始して遠心力により膨脹
し、軸受すきまが増大しようとする。ところが、これと
同時に、リング部材（17）も高速で回転を開始し、遠心
力により径方向外側に移動して、テーパ面（17a）で外
輪（16）を斜め外向きに押す。これにより、２個の外輪
（16）は上下に離れる方向すなわち軸受すきまを減少さ
せる方向に移動し、軸受（13）には適当な予圧が負荷さ
れる。このため、玉（18）が正常に自転して、軸受（1
3）が正常に機能し、焼付ロックが生じて軸受（13）が
損傷することはない。ロータ（11）の回転速度が徐々に
低下して、遠心力による外輪（16）の膨脹量が小さくな
ると、リング部材（17）に働く遠心力も小さくなり、予
圧荷重は小さくなる。そして、ロータ（11）が停止した
ときには、軸受（13）は元の状態に戻る。
ロータ（11）が軸受（13）の外輪（16）に接触すると、
外輪（16）も高速で回転を開始して遠心力により膨脹
し、軸受すきまが増大しようとする。ところが、これと
同時に、リング部材（17）も高速で回転を開始し、遠心
力により径方向外側に移動して、テーパ面（17a）で外
輪（16）を斜め外向きに押す。これにより、２個の外輪
（16）は上下に離れる方向すなわち軸受すきまを減少さ
せる方向に移動し、軸受（13）には適当な予圧が負荷さ
れる。このため、玉（18）が正常に自転して、軸受（1
3）が正常に機能し、焼付ロックが生じて軸受（13）が
損傷することはない。ロータ（11）の回転速度が徐々に
低下して、遠心力による外輪（16）の膨脹量が小さくな
ると、リング部材（17）に働く遠心力も小さくなり、予
圧荷重は小さくなる。そして、ロータ（11）が停止した
ときには、軸受（13）は元の状態に戻る。
磁気軸受装置の保護用軸受のうち、全ての箇所を上記の
保護用軸受（12）のようにしてもよいし、とくに損傷を
受け易い箇所だけを上記の保護用軸受（12）のようにし
てもよい。
保護用軸受（12）のようにしてもよいし、とくに損傷を
受け易い箇所だけを上記の保護用軸受（12）のようにし
てもよい。
第３図は、上記と少し異なる保護用軸受（19）を示す。
なお、第３図において、第１図のものと同じ部分には同
一の符号を付している。
なお、第３図において、第１図のものと同じ部分には同
一の符号を付している。
第３図の場合、２個の軸受（13）の外輪（16）の対向端
面の一部が凹状に形成され、内側にあって斜め外側を向
くテーパ面（16c）と外側にあって斜め内側を向くテー
パ面（16d）が設けられている。また、リング部材（2
0）は断面略ひし形をなし、外輪（16）に対向する端面
には、内側にあって外輪（16）のテーパ面（16c）に対
向する斜め内向きのテーパ面（20a）と外側にあって外
輪（16）のテーパ面（16d）に対向する斜め外向きのテ
ーパ面（20b）が設けられている。他は第１図および第
２図の場合と同様である。
面の一部が凹状に形成され、内側にあって斜め外側を向
くテーパ面（16c）と外側にあって斜め内側を向くテー
パ面（16d）が設けられている。また、リング部材（2
0）は断面略ひし形をなし、外輪（16）に対向する端面
には、内側にあって外輪（16）のテーパ面（16c）に対
向する斜め内向きのテーパ面（20a）と外側にあって外
輪（16）のテーパ面（16d）に対向する斜め外向きのテ
ーパ面（20b）が設けられている。他は第１図および第
２図の場合と同様である。
第４図は、さらに上記と少し異なる保護用軸受（21）を
示す。なお、第４図において、第３図のものと同じ部分
には同一の符号を付している。
示す。なお、第４図において、第３図のものと同じ部分
には同一の符号を付している。
第４図の場合、第３図のリング部材（20）のかわりに断
面円形のリング部材（22）が用いられている。他は第３
図の場合と同様である。
面円形のリング部材（22）が用いられている。他は第３
図の場合と同様である。
リング部材（17）（20）（22）は、金属、合成樹脂、ゴ
ムなどの適当な材料で作られる。また、テーパ面の角度
（くさび角度）は、遠心力による軸受すきまの増減とく
さび角度による外輪の軸方向移動量を考慮して、常に適
当な予圧荷重が与えられるように設定される。
ムなどの適当な材料で作られる。また、テーパ面の角度
（くさび角度）は、遠心力による軸受すきまの増減とく
さび角度による外輪の軸方向移動量を考慮して、常に適
当な予圧荷重が与えられるように設定される。
上記実施例では、円を複数に分割したリング部材を使用
しているが、完全な円形をなす一体状のリング部材また
はこれを１箇所で切離したリング部材などを使用するこ
ともできる。
しているが、完全な円形をなす一体状のリング部材また
はこれを１箇所で切離したリング部材などを使用するこ
ともできる。
さらに、上記実施例はアンギュラ玉軸受に関するもので
あるが、実際使用時には軸受すきまによりある程度の接
触角がつく深みぞ玉軸受にも適用しうることは言うまで
もない。
あるが、実際使用時には軸受すきまによりある程度の接
触角がつく深みぞ玉軸受にも適用しうることは言うまで
もない。
発明の効果 この発明の磁気軸受装置によれば、上述のように、保護
用軸受の損傷を確実に防止することができる。また、２
個の玉軸受とリング部材を使用するだけでよく、従来の
ものに比べて構造がさほど複雑になることもない。
用軸受の損傷を確実に防止することができる。また、２
個の玉軸受とリング部材を使用するだけでよく、従来の
ものに比べて構造がさほど複雑になることもない。
第１図はこの発明の１実施例を示す磁気軸受装置の保護
用軸受の部分の縦断面図、第２図は第１図II−II線の断
面図、第３図はこの発明の他の実施例を示す第１図相当
の図面、第４図はこの発明のさらに他の実施例を示す第
１図相当の図面、第５図は従来の磁気軸受装置を示す縦
断面図である。 （10）……固定軸、（11）……ロータ、（12）（19）
（21）……保護用軸受、（13）……アンギュラ総玉軸
受、（17）（20）（22）……リング部材。
用軸受の部分の縦断面図、第２図は第１図II−II線の断
面図、第３図はこの発明の他の実施例を示す第１図相当
の図面、第４図はこの発明のさらに他の実施例を示す第
１図相当の図面、第５図は従来の磁気軸受装置を示す縦
断面図である。 （10）……固定軸、（11）……ロータ、（12）（19）
（21）……保護用軸受、（13）……アンギュラ総玉軸
受、（17）（20）（22）……リング部材。
Claims (1)
- 【請求項１】固定部分に対し回転部分を磁気軸受で非接
触状態に支持し、回転部分の停止時に回転部分を受ける
保護用軸受が固定部分の複数箇所に設けられた磁気軸受
装置において、 保護用軸受が２個の玉軸受よりなり、保護用軸受の回転
部分側の軌道輪相互間に、遠心力により径方向外側に移
動して軸受すきまを調節しうる一体状または複数に分割
されたリング部材が設けられている磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31370086A JPH0788849B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31370086A JPH0788849B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63167120A JPS63167120A (ja) | 1988-07-11 |
| JPH0788849B2 true JPH0788849B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=18044464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31370086A Expired - Fee Related JPH0788849B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788849B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2811668B2 (ja) * | 1988-01-08 | 1998-10-15 | ミノルタ株式会社 | ズームレンズ |
| JPH0645699Y2 (ja) * | 1989-01-13 | 1994-11-24 | エヌティエヌ株式会社 | 磁気軸受のスピンドル装置 |
| JP2872814B2 (ja) * | 1990-12-29 | 1999-03-24 | 日本電産株式会社 | 軸受構造体及びこれを用いたスピンドルモータ |
| CN103912589B (zh) * | 2014-03-25 | 2016-06-29 | 南京航空航天大学 | 自动消除间隙的向心推力保护轴承装置 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP31370086A patent/JPH0788849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63167120A (ja) | 1988-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |