JPS5848768B2 - 振れ止めを備えた高速回転機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、振れ止めを備えた高速回転機に係り、特に、
地震などの外力を受ける場合に好適な摺動摩擦による振
れ止めを備えた高速回転機に関する。

磁気軸受で柔支持された竪形高速回転機では、地震やケ
ーシング内の真空がわずかに破れる（漏れ）場合などの
外力によりロータは低周波数の大きな振れ回り振動が発
生し易く、ケーシングなどの非回転部１こ突き当ってロ
ータを破壊することがある。

この振れ回り振動を制振するため．従来は第１図に示す
ように回転体５の上部軸１及び下部軸２に対してテフロ
ンなどの樹脂材からなる振れ止め３及び４をケーシング
６に取り付けていた。

しかし、いずれも高速で回転している回転体１こ直接触
れる構造であるため、一度回転体に接触すると振れ止め
３，４が大きく摩耗損傷して次回から振れ止めとしての
機能をなさなくなる。

また．振れ回りが大きくて振れ止め３，４に強く接触す
る場合には、振れ止め３，４の円周上を転がる自励的な
大きな振れ回りに戊長して振れ止めとしての作用をなさ
なくなるという欠点があった。

本発明の目的は、上記の欠点をなくし、接触型軸受の芯
合せが容易であってしかも地震時における回転体の振れ
回りを抑制できる振れ止めを備えた高速回転機を提供す
ることにある。

本発明は、下部の回転していない接触型軸受も地震時に
おける回転体の低周波数の振れ回り１こ追随して大きく
振動することに着目し、この部分の振動を制振させるこ
とにより回転体の振れ回りを抑制しようとしたものであ
る。

すなわち、本発明の特徴は、ケーシングに取付けられた
弾性支持体と．弾性支持体に設けられて弾性支持体にて
押圧され、しかも接触型軸受の上面に設けられた凸部と
噛合うスポンジ状の軟質非金属部材とによって振れ止め
を構或すること１こある。

以下、本発明の好適な一実施例を第２図〜第４図につい
て説明する。

ロータＩＴは、回転体５、上部軸１、下部軸２及び平板
モータγからなり、モータステータ８１こて回転される
。

上部軸１は、上部磁気軸受９１こより柔支持されている
。

下部軸２の下端には球面滑り軸受１０があり、球面滑り
軸受１０は軸受保持器１１で保持される。

軸受保持器１１は、ボール１６と下部磁気軸受１２で水
平方向１こ柔支持されでいる。

軸受保持器１１の上部水平面上には半球伏の凸起１３が
複数個設けられている。

スポンジ状の軟質非金属片１４はケーシング６に取付け
られた板ばね１５の他端でその下面１こ設けられる。

軟質非金属片１３は、凸起１３と噛合う凹部を有し、板
はね１５にて軸受保持器１１の凸起１３に軽く押圧接触
している。

いま、例えばケーシング６が地震により外力を受けると
、ローク１１はロータ１１の運転回転数よりずっと低い
周波数で大きな振れ回り振動を生ずる。

この振動の振動モードは、第４図ａ及びｂに示すような
ロータ１γを剛体とする２つの形態をとる。

どちらの振動モードが生ずるかは、地盤の卓越周期及び
ケーシング６わＳ据付けられている建物や架台の固有振
動数ｆこよってきまる。

しかし、いずれの振動モードにおいても．軸受保持器１
゛１は振れ回り振動がない時の垂直軸１９に対し太きく
振動する位置にあり、軟質非金属片１４とその凹部と噛
合っている凸起１３とは相対的に振動摺動する。

従って、それらの間１こ動く摺動摩擦により、軸受保持
器１１の振動エネルギーは熱エネルギに変わり消失し
軸受保持器１１の振動は制振され、ロータ１γの振れ回
りも制振される。

この場合 大きな外力が作用する時には、軸受保持器） １１も一層大きな振動になろうとするが．板ばね１５の
押圧力により軟質非金属片１４の凹部が軸受保持器１１
の凸起１３をおおい包んでいるので大きな振動に戊長ず
るにはこの軟質非金属片１４の凹部より外側に存在する
部分を押しのけなければならず、このため大きな振動に
対しては大きな摺動摩擦が働き、大きな振れ止め効果が
生じる。

従って．有害な大きな振動ほどその振れ止め効果も大き
くなり、高速回転機のロータ１γの大きな低周波数振れ
回りの発生を防止する効果がある。

これらの効果は．経年により軟質非金属片１４が凸起１
３の形状に塑性変形（へたり）した場合でも．摺動面が
平担でないために変らない。

このような割振効果を保持した上で，軸受保持器１１の
芯合せも．スポンジ状金属片１４を用いているので容易
にできる。

すなわち、高速回転機の組立時１こ軸受保持器１１は下
部磁気軸受１２にて水平方向の位置合せ、すなわち芯合
せを行う必要がある。

本実施例ではスポンジ状非金属片１４は、下部磁気軸受
１２の磁力１こよる軸受保持器１１の水平方向へのゆっ
くりした移動を変形によって容易Ｅこ吸収できる。

地震時における大きな変位１こ対しては凸起１３と噛合
っているスポンジ伏軟質非金属片１４の変形が追従でき
ないので、大きな制振効果が得られる。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、第２図及び
第３図と異なるのは軸受保持器１１の上部水平面上に設
けた半球伏の凸起１３の代りに、軸受保持器１１の上部
水平面上に同心円の山谷による凹凸面１８を設けたもの
づある。

軟質非金属片１４の下面は、凹凸面１８と噛合っている
。

本実施例では、第２図及び第３図の場合のように軟質非
金属片１４を凸起１３の位置に丁度合わせて対向接触さ
せる必要はなく、凹凸面１８の上であればどの位置に対
向接触させてもよいという取付上の容易さの効果がさら
１こ加わる。

本発明によれば、非回転部に振れ止め機構を設けること
ができるので、振れ止め装置が作動しても摩耗損傷する
ことがなく、振れ止め効果の永続性があり、低周波数の
大きな振れ周りを効果的に防止しうる効果がある。

さら１こ、スポンジ状軟質金属部材を用いているので、
下部１こ設けた接触型軸受の芯合せも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振れ止め装置を備えた高速回転機の正面
断面図、第２図は本発明の振れ止め装置を備えた高速回
転機の一実施例を示す正面断面図、第３図は第２図のＡ
−Ａ矢視図、第４図ａ，ｂは低周波数振れ回りの振動モ
ードをそれぞれ示す。 第５図は本発明の振れ止め装置を備えた高速回転機の他
の実施例を示す正面断面図、第６図は第５図のＡ−Ａ矢
視図である。 ９・・・上部磁気軸受、１２・・・下部磁気軸受、１３
・・・凸起、１４・・・軟質非金属片、１５・・・板ば
ね、１８・・・凹凸面．２０，２１・・・振れ止め。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定されたケーシングと、前記ケーシングの上部に
   固定された非接触型軸受と、前記ケーシングの下部に水
   平方向に移動呵能１こ設置されてしかも磁石にて位置合
   せがなされる接触型軸受と 前記ケーシング内に配置さ
   れて上部が前記非接触型軸受で下部が前記接触型軸受で
   支持される回転体と 前記ケーシングに設けられた振れ
   止めとからなる振れ止めを備えた高速回転機において、
   前記接触型軸受の上面１こ凸部を形或し、前記振れ止め
   を、前記ケーシング１こ取付けた弾性支持体と、前記弾
   性支持体に設けられて前記弾性支持体にて押圧され、し
   かも前記接触型軸受に設けられた前記凸部と噛合うスポ
   ンジ状の軟質非金属部材とから構成したことを特徴とす
   る振れ止めを備えた高速回転機。