JPH08326530A - エアポンプ - Google Patents

エアポンプ

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JPH08326530A
JPH08326530A JP7133237A JP13323795A JPH08326530A JP H08326530 A JPH08326530 A JP H08326530A JP 7133237 A JP7133237 A JP 7133237A JP 13323795 A JP13323795 A JP 13323795A JP H08326530 A JPH08326530 A JP H08326530A
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rotary shaft
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magnetic bearing
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Hirotomo Kamiyama
拓知 上山
Manabu Taniguchi
学 谷口
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Koyo Seiko Co Ltd
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    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸の高速回転を可能にする。軸受寿命を
長くする。 【構成】 ハウジング２と、一端がハウジング２から突
出するようにハウジング２内に配された回転軸３と、回
転軸３のハウジング２から突出した部分に取付けられた
羽根車とを備えており、かつ触媒コンバータに送られる
エンジンの排気ガス中に空気を送り込むエアポンプ１で
ある。回転軸３を、磁気軸受４、５によりハウジング２
に非接触支持する。磁気軸受４、５に、回転軸３を回転
駆動する電動駆動機能を具備させる。磁気軸受４、５
を、回転軸３におけるアキシアル方向に離隔した２箇所
にアキシアル方向に関して互いに反対側を向くように形
成されたテーパ面11a 、13a を有する被吸引部11、13
と、ハウジング２における被吸引部11、13の周囲の部分
に周方向に間隔をおいて配され、かつ被吸引部11、13に
対向する面が凹状部分円錐面12a 、14a となされている
複数の吸引用電磁石12、14とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はエアポンプ、さらに詳
しくは、ハウジングと、一端がハウジングから突出する
ようにハウジング内に配された回転軸と、回転軸のハウ
ジングから突出した部分に取付けられた羽根車とを備え
ており、かつ触媒コンバータに送られるエンジンの排気
ガス中に空気を送り込むエアポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用エンジンの排気ガスの一
層の清浄化を図るために、触媒コンバータに送られる排
気ガス中に空気を送り込むシステムが適用されている。
このシステムは、図２に示すように、図示しない排気マ
ニホルドと触媒コンバータ(30)とを接続する排気ガス流
通管(31)の途中に空気送り込み管(32)が接続されてお
り、空気送り込み管(32)にエアポンプ(33)が設けられた
ものである。エアポンプ(33)は、ハウジング(34)と、一
端がハウジング(34)から突出するようにハウジング(34)
内に配された回転軸(35)と、回転軸(35)のハウジング(3
4)から突出した部分に取付けられた羽根車(36)とを備え
ており、羽根車(36)が空気送り込み管(32)内に位置する
ように設けられている。そして、エアポンプ(33)によっ
て、排気ガス流通管(31)内に、空気が高速で送り込まれ
るようになされている。このようなシステムにおいて、
排気ガスの清浄化を図るためには、エアポンプ(33)の回
転軸(35)、すなわち羽根車(36)を高速回転させることが
要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エアポンプでは、回転軸は転がり軸受やすべり軸受によ
ってハウジングに支持されているので、軸受損失が大き
く、回転軸、すなわち羽根車を高速回転させることがで
きないという問題がある。しかも、軸受寿命が短くなる
という問題がある。
【０００４】また、従来のエアポンプでは、回転軸を回
転駆動させる油圧ポンプ、油圧モータなどの駆動源を必
要とし、コストが高くなるという問題がある。さらに、
駆動源を必要とするために、エアポンプが大型化すると
いう問題がある。
【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決したエ
アポンプを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によるエアポン
プは、ハウジングと、一端がハウジングから突出するよ
うにハウジング内に配された回転軸と、回転軸のハウジ
ングから突出した部分に取付けられた羽根車とを備えて
おり、かつ触媒コンバータに送られるエンジンの排気ガ
ス中に空気を送り込むエアポンプであって、回転軸が、
磁気軸受によりハウジングに支持されるようになされて
いるものである。
【０００７】この発明によるエアポンプにおいて、上記
磁気軸受が、回転軸を回転駆動する電動駆動機能を有し
ていることがある。
【０００８】また、上記エアポンプにおいて、上記磁気
軸受が、回転軸におけるアキシアル方向に離隔した２箇
所にアキシアル方向に関して互いに反対側を向くように
形成されたテーパ面を有する被吸引部と、ハウジングに
おける被吸引部の周囲の部分に周方向に間隔をおいて配
され、かつ被吸引部に対向する面が凹状部分円錐面とな
されている複数の吸引用電磁石とにより構成されている
ことがある。
【０００９】
【作用】回転軸が、磁気軸受によりハウジングに支持さ
れるようになされているエアポンプによれば、回転軸を
ハウジングに対して非接触支持することができるので、
軸受損失がなくなり、回転軸の高速回転が可能になる。
しかも、軸受寿命が長くなる。
【００１０】また、磁気軸受が、回転軸を回転駆動する
電動駆動機能を有していると、油圧ポンプや油圧モータ
などの回転軸の駆動源を別個に設ける必要がなくなる。
【００１１】また、磁気軸受が、回転軸におけるアキシ
アル方向に離隔した２箇所にアキシアル方向に関して互
いに反対側を向くように形成されたテーパ面を有する被
吸引部と、ハウジングにおける被吸引部の周囲の部分に
周方向に間隔をおいて配され、かつ被吸引部に対向する
面が凹状部分円錐面となされている複数の吸引用電磁石
とにより構成されていると、上記磁気軸受により、回転
軸をアキシアル方向およびラジアル方向の両方向に支持
することが可能になる。したがって、使用する電磁石の
数が少なくなる。回転軸をハウジングに対して非接触支
持するためには、１組のアキシアル磁気軸受と２組のラ
ジアル磁気軸受とを備えた周知の５軸制御型磁気軸受装
置を用いることが考えられるが、この５軸制御型磁気軸
受装置では、アキシアル磁気軸受は回転軸のアキシアル
方向に対向するように配置された１対（２個）の電磁石
を必要とし、各ラジアル磁気軸受は回転軸の周方向に等
角度間隔で配置された２対（４個）の電磁石を必要とす
る。すなわち、合計１０個の電磁石を必要とすることに
なり、コストが高くなるという問題がある。しかも、電
磁石の数が多くなると、電磁石系の故障率の点から考え
ると、磁気軸受装置の信頼性の面で問題がある。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。
【００１３】図１はこの発明によるエアポンプを一部を
省略して示す。
【００１４】図１において、エアポンプ(1) は、ハウジ
ング(2) と、ハウジング(2) 内に配された回転軸(3) と
を備えている。回転軸(3) の一端部はハウジング(2) か
ら突出しており、ここに図示しない羽根車が取付けられ
ている。ハウジング(2) 内に、回転軸(3) をアキシアル
方向およびラジアル方向に非接触支持する上下２組のア
キシアル・ラジアル兼用磁気軸受(4)(5)と、回転軸(3)
のアキシアル方向およびラジアル方向の位置を検出する
上下２組のアキシアル・ラジアル兼用位置検出装置(6)
(7)と、転がり軸受からなる上下２組のタッチダウン軸
受(8)(9)とが設けられている。以下、上側のアキシアル
・ラジアル兼用磁気軸受(4) を上側磁気軸受、下側のア
キシアル・ラジアル兼用磁気軸受(5) を下側磁気軸受と
いうものとする。また、上側のアキシアル・ラジアル兼
用位置検出装置(6) を上側位置検出装置、下側のアキシ
アル・ラジアル兼用位置検出装置(7) を下側位置検出装
置というものとする。
【００１５】上側磁気軸受(4) は、回転軸(3) の上部に
全周にわたって設けられかつ外側斜め上方を向いたテー
パ面(11a) を有する被吸引部(11)と、ハウジング(2) に
おける被吸引部(11)の周囲の部分に周方向に間隔をおい
て配され、かつ被吸引部(11)に対向する面が凹状部分円
錐面(12a) となされている複数、たとえば４つの吸引用
電磁石(12)とよりなる。下側磁気軸受(5) は、回転軸
(3) の下部に全周にわたって設けられかつ外側斜め下方
を向いたテーパ面(13a) を有する被吸引部(13)と、ハウ
ジング(2) における被吸引部(13)の周囲の部分に周方向
に間隔をおいて配され、かつ被吸引部(13)に対向する面
が凹状部分円錐面(14a) となされている複数、たとえば
４つの吸引用電磁石(14)とよりなる。各磁気軸受(4)(5)
の被吸引部(11)(13)は、回転軸(3) の周囲に圧入されて
固定された複数枚の磁性材料製円板、たとえば円板状ケ
イ素鋼板(15)により形成されている。回転軸(3) の互い
に直交する２つのラジアル方向にのびる軸をＸ軸および
Ｙ軸とすると、各磁気軸受(4)(5)の電磁石(12)(14)はＸ
軸上およびＹ軸上に２つずつ配されている。
【００１６】上側磁気軸受(4) および下側磁気軸受(5)
のうち少なくともいずれか一方は、回転軸(3) を回転駆
動する電動駆動機能を有するものである。すなわち、図
示は省略したが、ハウジング(2) における被吸引部(11)
(13)の周囲の部分に、吸引用電磁石(12)(14)と周方向に
離隔するとともに相互に周方向に間隔をおいて配され、
かつ被吸引部(11)(13)に対向する面が凹状部分円錐面と
なされている複数の回転駆動用電磁石が配されている。
【００１７】上側位置検出装置(6) は、上側磁気軸受
(4) の被吸引部(11)の上方において回転軸(3) に全周に
わたって設けられかつ外側斜め上方を向いたテーパ面(1
6a) を有するセンサターゲット(16)と、ハウジング(2)
におけるセンサターゲット(16)の周囲の部分に周方向に
間隔をおいて配され、かつセンサターゲット(16)に対向
する面が凹状部分円錐面(17a) となされている複数、た
とえば４つのアキシアル・ラジアル兼用センサ(17)とよ
りなる。下側位置検出装置(7) は、下側磁気軸受(5) の
被吸引部(13)の下方において回転軸(3) に設けられかつ
外側斜め下方を向いたテーパ面(18a) を有するセンサタ
ーゲット(18)と、ハウジング(2) におけるセンサターゲ
ット(18)の周囲の部分に周方向に間隔をおいて配され、
かつセンサターゲット(18)に対向する面が凹状部分円錐
面(19a) となされている複数、たとえば４つのアキシア
ル・ラジアル兼用センサ(19)とよりなる。各位置検出装
置(6)(7)のセンサターゲット(16)(18)は、回転軸(3) の
周囲に圧入されて固定された複数枚の磁性材料製円板、
たとえば円板状ケイ素鋼板(21)により形成されている。
各位置検出装置(6)(7)のセンサ(17)(19)はＸ軸上および
Ｙ軸上に２つずつ配されている。
【００１８】各磁気軸受(4)(5)の電磁石(12)(14)および
各位置検出装置(6)(7)のセンサ(17)(19)は、図示しない
制御回路に接続されており、制御回路が、センサ(17)(1
9)よりの位置信号に基いて電磁石(12)(14)に供給する電
流を制御する。
【００１９】このようなエアポンプ(1) においては、回
転軸(3) が少なくともいずれか一方のアキシアル・ラジ
アル兼用磁気軸受(4)(5)により回転駆動させられるさい
に、２組のアキシアル・ラジアル兼用磁気軸受(4)(5)お
よびアキシアル・ラジアル兼用位置検出装置(6)(7)によ
りアキシアル方向およびラジアル方向に非接触支持され
る。
【００２０】上記実施例においては、２組のアキシアル
・ラジアル兼用磁気軸受(4)(5)の他に、２組のアキシア
ル・ラジアル兼用位置検出装置(6)(7)が設けられている
が、２組のアキシアル・ラジアル兼用磁気軸受として、
公知のセンサレス磁気軸受を用いた場合、２組のアキシ
アル・ラジアル兼用位置検出装置は不要になる。
【００２１】また、上記実施例においては、各磁気軸受
(4)(5)は、４つの吸引用電磁石(12)(14)を備えている
が、これに代えて、３つの吸引用電磁石を備えていても
よい。この場合にも、回転軸(3) をアキシアル方向およ
びラジアル方向に非接触支持することができる。
【００２２】
【発明の効果】この発明のエアポンプによれば、上述の
ように、回転軸をハウジングに対して非接触支持するこ
とができるので、軸受損失がなくなり、回転軸の高速回
転が可能になる。したがって、排気ガスへの空気の送り
込み効率が向上し、排気ガスの一層の清浄化を図ること
ができる。しかも、軸受寿命が長くなる。
【００２３】また、磁気軸受が、回転軸を回転駆動する
電動駆動機能を有していると、油圧ポンプや油圧モータ
などの回転軸の駆動源を別個に設ける必要がなくなる。
したがって、コストが安くなるとともに、エアポンプの
大型化を防止できる。
【００２４】また、磁気軸受が、回転軸におけるアキシ
アル方向に離隔した２箇所にアキシアル方向に関して互
いに反対側を向くように形成されたテーパ面を有する被
吸引部と、ハウジングにおける被吸引部の周囲の部分に
周方向に間隔をおいて配され、かつ被吸引部に対向する
面が凹状部分円錐面となされている複数の吸引用電磁石
とにより構成されていると、上記磁気軸受により、回転
軸をアキシアル方向およびラジアル方向の両方向に支持
することが可能になる。したがって、使用する電磁石の
数が少なくなる。その結果、コスト低減および信頼性の
向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるエアポンプの一部を省略した縦
断面図である。
【図２】触媒コンバータに送られる排気ガス中に空気を
送り込むシステムを示す概略図である。
【符号の説明】
(1) エアポンプ (2) ハウジング (3) 回転軸 (4) アキシアル・ラジアル兼用磁気軸受 (5) アキシアル・ラジアル兼用磁気軸受

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングと、一端がハウジングから突
    出するようにハウジング内に配された回転軸と、回転軸
    のハウジングから突出した部分に取付けられた羽根車と
    を備えており、かつ触媒コンバータに送られるエンジン
    の排気ガス中に空気を送り込むエアポンプであって、 回転軸が、磁気軸受によりハウジングに支持されるよう
    になされているエアポンプ。
  2. 【請求項２】 上記磁気軸受が、回転軸を回転駆動する
    電動駆動機能を有している請求項１記載のエアポンプ。
  3. 【請求項３】 上記磁気軸受が、回転軸におけるアキシ
    アル方向に離隔した２箇所にアキシアル方向に関して互
    いに反対側を向くように形成されたテーパ面を有する被
    吸引部と、ハウジングにおける被吸引部の周囲の部分に
    周方向に間隔をおいて配され、かつ被吸引部に対向する
    面が凹状部分円錐面となされている複数の吸引用電磁石
    とにより構成されている請求項１記載のエアポンプ。
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