JPH11193820A - 磁気軸受 - Google Patents
磁気軸受Info
- Publication number
- JPH11193820A JPH11193820A JP40898A JP40898A JPH11193820A JP H11193820 A JPH11193820 A JP H11193820A JP 40898 A JP40898 A JP 40898A JP 40898 A JP40898 A JP 40898A JP H11193820 A JPH11193820 A JP H11193820A
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- JP
- Japan
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- bearing
- shaft
- auxiliary bearing
- magnetic
- auxiliary
- Prior art date
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- Withdrawn
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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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical means
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主磁気軸受異常時の補助軸受へのダメージの
軽減と、補助軸受の保守にかかるコストおよび時間の削
減を図る。 【解決手段】 軸を回動可能に支持する主磁気軸受と、
該主磁気軸受機能停止時に軸を支持する補助軸受とを有
する磁気軸受であって、該補助軸受には、その半径方向
に磁場を作用させる。
軽減と、補助軸受の保守にかかるコストおよび時間の削
減を図る。 【解決手段】 軸を回動可能に支持する主磁気軸受と、
該主磁気軸受機能停止時に軸を支持する補助軸受とを有
する磁気軸受であって、該補助軸受には、その半径方向
に磁場を作用させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気軸受に係り、
特に、主磁気軸受を採用した回転機械に対する補助軸受
に用いて好適な技術に関する。
特に、主磁気軸受を採用した回転機械に対する補助軸受
に用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４には、従来の主磁気軸受を適用した
回転機械の磁気軸受を示し、図５には、補助軸受の詳細
を示す。磁気軸受１は、図４に示すように、主磁気軸受
２と、該主磁気軸受２に異常が生じた場合のバックアッ
プとして２つの補助軸受３とを備えている。主磁気軸受
２は、一般に２つのラジアル主磁気軸受２ａと、１つの
スラスト主磁気軸受２ｂとを有し、主磁気軸受２近傍の
軸４をセンサー等で検出し、所定の制御則に従って主磁
気軸受コイルに流れる電流すなわち軸４を吸引する電磁
力を制御し、軸４を完全非接触で浮上させる構造となっ
ている。軸４は、主磁気軸受２および補助軸受３により
ケーシングＣに支持されて、該軸４に結合された電動機
５等により駆動される。
回転機械の磁気軸受を示し、図５には、補助軸受の詳細
を示す。磁気軸受１は、図４に示すように、主磁気軸受
２と、該主磁気軸受２に異常が生じた場合のバックアッ
プとして２つの補助軸受３とを備えている。主磁気軸受
２は、一般に２つのラジアル主磁気軸受２ａと、１つの
スラスト主磁気軸受２ｂとを有し、主磁気軸受２近傍の
軸４をセンサー等で検出し、所定の制御則に従って主磁
気軸受コイルに流れる電流すなわち軸４を吸引する電磁
力を制御し、軸４を完全非接触で浮上させる構造となっ
ている。軸４は、主磁気軸受２および補助軸受３により
ケーシングＣに支持されて、該軸４に結合された電動機
５等により駆動される。
【０００３】補助軸受３は、機械の停止時や、何らかの
制御系の異常等で主磁気軸受２が機能を停止したときの
みに作動して、主磁気軸受２に代わって軸４を支持し、
軸４が回転しているときには、荷重を受けず、回転もし
ていない。補助軸受３には、図５に示すように、通常、
転がり軸受を用いており、軸４に当接可能な内輪３ａ
と、ケーシングＣ等に固定される外輪３ｂと、その間に
位置する転動体３ｃとを有する。内輪３ａと軸４との間
には、補助軸受け３の軸受けクリアランスが設けられ、
この補助軸受３の軸受クリアランスは、主磁気軸受２の
軸受クリアランスより狭く、その比は通常１：２程度に
設定されている。主磁気軸受２が機能を停止した場合
は、軸４は補助軸受３に先に接触し、主磁気軸受２や電
動機５の部分では軸４等の回転側とコイル等の静止側は
接触しない仕組みとなっている。
制御系の異常等で主磁気軸受２が機能を停止したときの
みに作動して、主磁気軸受２に代わって軸４を支持し、
軸４が回転しているときには、荷重を受けず、回転もし
ていない。補助軸受３には、図５に示すように、通常、
転がり軸受を用いており、軸４に当接可能な内輪３ａ
と、ケーシングＣ等に固定される外輪３ｂと、その間に
位置する転動体３ｃとを有する。内輪３ａと軸４との間
には、補助軸受け３の軸受けクリアランスが設けられ、
この補助軸受３の軸受クリアランスは、主磁気軸受２の
軸受クリアランスより狭く、その比は通常１：２程度に
設定されている。主磁気軸受２が機能を停止した場合
は、軸４は補助軸受３に先に接触し、主磁気軸受２や電
動機５の部分では軸４等の回転側とコイル等の静止側は
接触しない仕組みとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】補助軸受３は、軸４が
回転しているときは荷重を受けず、回転もしていない
が、主磁気軸受２が機能を喪失して、軸４と補助軸受３
とが接触する。このとき、内輪３ａは、０回転から軸４
の回転数まで瞬時に加速されるため、補助軸受３に大き
な負荷がかかり、損傷を受けていた。通常数回作動する
と、補助軸受３の内輪３ａ、外輪３ｂあるいは転動体３
ｃが損傷がひどくなるため、補助軸受３を取り替えてい
るが、取り替えずにそのまま使用しつづけると、振動増
大の原因になったり、補助軸受３の機能を完全に失った
場合には、磁気軸受１本体の破壊につながる可能性があ
るという問題がある。また、機械が大型になるととも
に、補助軸受３の取り替えにかかるコストおよび時間が
増大するという問題があった。
回転しているときは荷重を受けず、回転もしていない
が、主磁気軸受２が機能を喪失して、軸４と補助軸受３
とが接触する。このとき、内輪３ａは、０回転から軸４
の回転数まで瞬時に加速されるため、補助軸受３に大き
な負荷がかかり、損傷を受けていた。通常数回作動する
と、補助軸受３の内輪３ａ、外輪３ｂあるいは転動体３
ｃが損傷がひどくなるため、補助軸受３を取り替えてい
るが、取り替えずにそのまま使用しつづけると、振動増
大の原因になったり、補助軸受３の機能を完全に失った
場合には、磁気軸受１本体の破壊につながる可能性があ
るという問題がある。また、機械が大型になるととも
に、補助軸受３の取り替えにかかるコストおよび時間が
増大するという問題があった。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 主磁気軸受機能停止時の補助軸受へのダメージの軽減
を図ること。 構造が簡単で、既存の機械にも大きな改造の必要もな
く適用することが可能な補助軸受を有する磁気軸受を提
供すること。 補助軸受の保守にかかるコストおよび時間の削減を図
ること。
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 主磁気軸受機能停止時の補助軸受へのダメージの軽減
を図ること。 構造が簡単で、既存の機械にも大きな改造の必要もな
く適用することが可能な補助軸受を有する磁気軸受を提
供すること。 補助軸受の保守にかかるコストおよび時間の削減を図
ること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、軸を回動可能
に支持する主磁気軸受と、該主磁気軸受機能停止時に軸
を支持する補助軸受とを有する磁気軸受であって、該補
助軸受には、その半径方向に磁場を作用させることによ
り上記を課題を解決した。すなわち、本発明は補助軸受
に半径方向の磁場を作用させることにより、誘導電動機
のトルク発生と同じメカニズムを、支持しようとする軸
と補助軸受との間に具現し、主磁気軸受機能していると
きに補助軸受を軸と同程度の回転数で回転させておくこ
とにより主磁気軸受機能停止時に補助軸受の急激な負荷
増大を防止する。
に支持する主磁気軸受と、該主磁気軸受機能停止時に軸
を支持する補助軸受とを有する磁気軸受であって、該補
助軸受には、その半径方向に磁場を作用させることによ
り上記を課題を解決した。すなわち、本発明は補助軸受
に半径方向の磁場を作用させることにより、誘導電動機
のトルク発生と同じメカニズムを、支持しようとする軸
と補助軸受との間に具現し、主磁気軸受機能していると
きに補助軸受を軸と同程度の回転数で回転させておくこ
とにより主磁気軸受機能停止時に補助軸受の急激な負荷
増大を防止する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気軸受の第
１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１ないし図
２において、図４に示す従来の磁気軸受と同一の部分に
は、同一符号を付して説明を省略する。
１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１ないし図
２において、図４に示す従来の磁気軸受と同一の部分に
は、同一符号を付して説明を省略する。
【０００８】図１ないし図２に示す本実施形態における
磁気軸受Ｍは、主磁気軸受２に異常が生じた場合のバッ
クアップとして補助軸受Ｂを備えている。
磁気軸受Ｍは、主磁気軸受２に異常が生じた場合のバッ
クアップとして補助軸受Ｂを備えている。
【０００９】補助軸受Ｂには、磁性体からなりかつ軸４
の半径方向の磁場Ｈ1 に貫かれて、軸４と同方向に回転
可能な内輪Ｂａと、ケーシングＣ等に固定される外輪Ｂ
ｂと、その間に位置する転動体Ｂｃと、軸４に取り付け
られたスリーブＢ１とが設けられ、これらは、軸４と同
軸状にかつ軸４の軸方向の同一位置に設けられる。スリ
ーブＢ１の内部には、図１ないし図２に示すように、軸
４の周方向の複数箇所にボタン形状の永久磁石Ｂ２が埋
め込まれる。このボタン形状の永久磁石Ｂ２は、該永久
磁石ｂ２による磁場Ｈ1 が、補助軸受Ｂの軸受クリアラ
ンスを介して磁性体である内輪Ｂａに達する。この磁場
Ｈ1 は、軸４が停止している場合に、ケーシングＣおよ
び内輪Ｂａ等の静止側と軸４回転側を貫く静的な磁場を
形成している。内輪Ｂａと軸４との間には、補助軸受Ｂ
の軸受けクリアランスが設けられ、この補助軸受Ｂの軸
受クリアランスは、図４に示した主磁気軸受２の軸受ク
リアランスより狭く、その比は１：２程度に設定されて
いる。
の半径方向の磁場Ｈ1 に貫かれて、軸４と同方向に回転
可能な内輪Ｂａと、ケーシングＣ等に固定される外輪Ｂ
ｂと、その間に位置する転動体Ｂｃと、軸４に取り付け
られたスリーブＢ１とが設けられ、これらは、軸４と同
軸状にかつ軸４の軸方向の同一位置に設けられる。スリ
ーブＢ１の内部には、図１ないし図２に示すように、軸
４の周方向の複数箇所にボタン形状の永久磁石Ｂ２が埋
め込まれる。このボタン形状の永久磁石Ｂ２は、該永久
磁石ｂ２による磁場Ｈ1 が、補助軸受Ｂの軸受クリアラ
ンスを介して磁性体である内輪Ｂａに達する。この磁場
Ｈ1 は、軸４が停止している場合に、ケーシングＣおよ
び内輪Ｂａ等の静止側と軸４回転側を貫く静的な磁場を
形成している。内輪Ｂａと軸４との間には、補助軸受Ｂ
の軸受けクリアランスが設けられ、この補助軸受Ｂの軸
受クリアランスは、図４に示した主磁気軸受２の軸受ク
リアランスより狭く、その比は１：２程度に設定されて
いる。
【００１０】このような磁気軸受Ｍにおいて、図２に示
すように、軸４が回転すると、永久磁石Ｂ２が回転して
磁場Ｈ1 が回転することにより、磁性体である内輪Ｂａ
における永久磁石Ｂ２の接近する周方向位置には、磁場
Ｈ1 を打ち消そうとする逆方向の磁場Ｈ2 が形成され
る。また、内輪Ｂａにおける永久磁石Ｂ２の離遠する周
方向位置には、永久磁石Ｂ２の磁場Ｈ1 と同方向の磁場
Ｈ3 が形成される。これらの磁場の相互作用により、内
輪Ｂａには軸４の回転方向と同じ方向にトルクが発生す
る。これは誘導電動機のトルク発生と同じメカニズムで
あり、その結果、内輪Ｂａが軸４に対して一定の滑りを
持つわずかに低い回転数で定常的に回転する。このとき
補助軸受Ｂに作用する荷重は、内輪Ｂａおよび転動体Ｂ
ｃの自重のみであり、負荷はほとんどかかっていない。
すように、軸４が回転すると、永久磁石Ｂ２が回転して
磁場Ｈ1 が回転することにより、磁性体である内輪Ｂａ
における永久磁石Ｂ２の接近する周方向位置には、磁場
Ｈ1 を打ち消そうとする逆方向の磁場Ｈ2 が形成され
る。また、内輪Ｂａにおける永久磁石Ｂ２の離遠する周
方向位置には、永久磁石Ｂ２の磁場Ｈ1 と同方向の磁場
Ｈ3 が形成される。これらの磁場の相互作用により、内
輪Ｂａには軸４の回転方向と同じ方向にトルクが発生す
る。これは誘導電動機のトルク発生と同じメカニズムで
あり、その結果、内輪Ｂａが軸４に対して一定の滑りを
持つわずかに低い回転数で定常的に回転する。このとき
補助軸受Ｂに作用する荷重は、内輪Ｂａおよび転動体Ｂ
ｃの自重のみであり、負荷はほとんどかかっていない。
【００１１】主磁気軸受２が機能を停止した場合には、
軸４が補助軸受Ｂによって支持される。このとき、補助
軸受Ｂの内輪Ｂａが軸４に近い回転数で定常的に回転し
ているので、補助軸受Ｂの転動体Ｂｃ等には、急加速に
よる力は作用しない。さらに、軸４に取り付けたスリー
ブＢ２により、内輪Ｂａに軸４が接触した際の衝撃を緩
和する。その結果、補助軸受Ｂの受けるダメージは大幅
に軽減されて、補助軸受Ｂの交換の頻度を低減できる。
軸４が補助軸受Ｂによって支持される。このとき、補助
軸受Ｂの内輪Ｂａが軸４に近い回転数で定常的に回転し
ているので、補助軸受Ｂの転動体Ｂｃ等には、急加速に
よる力は作用しない。さらに、軸４に取り付けたスリー
ブＢ２により、内輪Ｂａに軸４が接触した際の衝撃を緩
和する。その結果、補助軸受Ｂの受けるダメージは大幅
に軽減されて、補助軸受Ｂの交換の頻度を低減できる。
【００１２】以下、本発明に係る磁気軸受の第２実施形
態を、図面に基づいて説明する。図３に示す本実施形態
において、図１ないし図２に示す第１実施形態と異なる
部分は、補助軸受Ｂの内輪Ｂａが非磁性体であり、該内
輪Ｂａに磁性体スリーブＢ３を取り付けた点である。
態を、図面に基づいて説明する。図３に示す本実施形態
において、図１ないし図２に示す第１実施形態と異なる
部分は、補助軸受Ｂの内輪Ｂａが非磁性体であり、該内
輪Ｂａに磁性体スリーブＢ３を取り付けた点である。
【００１３】内輪Ｂａが非磁性体の場合であっても、上
述したように磁性体スリーブＢ３に永久磁石Ｂ２の磁場
が作用する。この結果、第２実施形態においても第１実
施形態と同様の効果を奏することができる上、既存の機
械にも大きな改造の必要もなく適用することが可能であ
る。
述したように磁性体スリーブＢ３に永久磁石Ｂ２の磁場
が作用する。この結果、第２実施形態においても第１実
施形態と同様の効果を奏することができる上、既存の機
械にも大きな改造の必要もなく適用することが可能であ
る。
【００１４】
【発明の効果】本発明の磁気軸受によれば、以下の効果
を奏する。 （１）補助軸受にその半径方向の磁場を作用することに
より、運転時に補助軸受の内輪を軸の回転数に近い回転
数で回転させておくことができるので、主磁気軸受機能
停止時の補助軸受へのダメージの軽減を図ることができ
る。 （２）磁場を作用させるには永久磁石を適所に設けるだ
けで適応できるため、構造が簡単で、既存の機械にも大
きな改造の必要もなく適用可能である。 （３）主磁気軸受機能停止時の補助軸受へのダメージの
軽減を図ることにより、補助軸受の保守にかかるコスト
および時間の削減を図ることができる。
を奏する。 （１）補助軸受にその半径方向の磁場を作用することに
より、運転時に補助軸受の内輪を軸の回転数に近い回転
数で回転させておくことができるので、主磁気軸受機能
停止時の補助軸受へのダメージの軽減を図ることができ
る。 （２）磁場を作用させるには永久磁石を適所に設けるだ
けで適応できるため、構造が簡単で、既存の機械にも大
きな改造の必要もなく適用可能である。 （３）主磁気軸受機能停止時の補助軸受へのダメージの
軽減を図ることにより、補助軸受の保守にかかるコスト
および時間の削減を図ることができる。
【図１】 本発明に係る磁気軸受の第１実施形態を示す
正面図である。
正面図である。
【図２】 図１の磁気軸受を示す軸方向から見た側面図
である。
である。
【図３】 本発明に係る磁気軸受の第２実施形態を示す
正面図である。
正面図である。
【図４】 磁気軸受を有する回転機械を示す正面図であ
る。
る。
【図５】 従来の磁気軸受を示す正面図である。
２…主磁気軸受 ２ａ…ラジアル主磁気軸受 ２ｂ…スラスト主磁気軸受 ４…軸 ５…電動機 Ｂ…補助軸受 Ｂａ…内輪 Ｂｂ…外輪 Ｂｃ…転動体 Ｂ１…スリーブ Ｂ２…永久磁石 Ｂ３…磁性体スリーブ Ｃ…ケーシング Ｍ…磁気軸受
Claims (1)
- 【請求項１】 軸を回動可能に支持する主磁気軸受と、
該主磁気軸受機能停止時に軸を支持する補助軸受とを有
する磁気軸受であって、該補助軸受には、その半径方向
に磁場を作用させることを特徴とする磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40898A JPH11193820A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40898A JPH11193820A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 磁気軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11193820A true JPH11193820A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=11472986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40898A Withdrawn JPH11193820A (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11193820A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012010566A1 (de) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Fanglager für einen berührungslos gelagerten rotor |
| CN106151272A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-11-23 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 磁悬浮轴承的保护结构及磁悬浮轴承组件 |
-
1998
- 1998-01-05 JP JP40898A patent/JPH11193820A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012010566A1 (de) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Fanglager für einen berührungslos gelagerten rotor |
| CN106151272A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-11-23 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 磁悬浮轴承的保护结构及磁悬浮轴承组件 |
| CN106151272B (zh) * | 2016-08-15 | 2019-03-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮轴承的保护结构及磁悬浮轴承组件 |
| US10746223B2 (en) | 2016-08-15 | 2020-08-18 | Gree Green Refrigeration Technology Center Co., Ltd. Of Zhuhai | Protective structure for magnetic bearing and magnetic bearing assembly |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |