JPS599312A - 磁性流体磁気軸受 - Google Patents
磁性流体磁気軸受Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は軸を安定して支持することができ、しかもダン
ピング効果の大きい磁性流体磁気軸受に関する。
ピング効果の大きい磁性流体磁気軸受に関する。
通信衛星等宇宙空間で用いられる機構部品の軸受け、真
空中で用いられるため通常の流体、ガスを用いる流体潤
滑では流体の保持、供給が難しい。そ仁で、それに代わ
るものとして磁気軸受の採用が検討されている。しかし
一般に磁気軸受のように磁気力で回転体の重量を支える
方法では、剛性と振動吸収力が極端に小さい。
空中で用いられるため通常の流体、ガスを用いる流体潤
滑では流体の保持、供給が難しい。そ仁で、それに代わ
るものとして磁気軸受の採用が検討されている。しかし
一般に磁気軸受のように磁気力で回転体の重量を支える
方法では、剛性と振動吸収力が極端に小さい。
従って、大きな外乱等によって回転体が一度不安定とな
シ制御不能となると、その外乱がなくなっても安定状態
に復帰させるのが困難となる。
シ制御不能となると、その外乱がなくなっても安定状態
に復帰させるのが困難となる。
又、軸受特有の振動が危険速度以上の回転速度において
発生する。この自励振動を押えるためのうず電流式の磁
気ダンパの研究や回転体の精密つり合いを取るための研
究等がなされているが、いまだ十分な成果は得られてい
ない。
発生する。この自励振動を押えるためのうず電流式の磁
気ダンパの研究や回転体の精密つり合いを取るための研
究等がなされているが、いまだ十分な成果は得られてい
ない。
一方、最近真空シール機構として実用化されている磁性
流体を更に潤滑剤として用いることが提案されている。
流体を更に潤滑剤として用いることが提案されている。
例えば、第１図に示すように、ころがシ軸受に適用した
ものなどが考えられている。磁性流体０１は永久磁石Ｏ
ＩＬ外輪０３゜内輪０４、球０５で形成される磁気回路
により外輪０３と球０５、内輪０４と球０５とで形成さ
れる隙間に固定されその部分を潤滑する。このように磁
性流体を潤滑剤として用い磁場で摺動部に集中させる構
造等種々の形式が検討されている。しかしながら、磁性
流体を磁場で保持する際ＫＦｉ、磁極間の引力に抗して
一定の隙間を保持し且つ磁性流体を介在させて潤滑する
必要があるが、そのだめの有用な構造が側ら提案されて
いす、実用化されていないのが現状である。
ものなどが考えられている。磁性流体０１は永久磁石Ｏ
ＩＬ外輪０３゜内輪０４、球０５で形成される磁気回路
により外輪０３と球０５、内輪０４と球０５とで形成さ
れる隙間に固定されその部分を潤滑する。このように磁
性流体を潤滑剤として用い磁場で摺動部に集中させる構
造等種々の形式が検討されている。しかしながら、磁性
流体を磁場で保持する際ＫＦｉ、磁極間の引力に抗して
一定の隙間を保持し且つ磁性流体を介在させて潤滑する
必要があるが、そのだめの有用な構造が側ら提案されて
いす、実用化されていないのが現状である。
本発明は上記のような状況にかんがみてなされたもので
、その目的とするところは、磁性流体を利用して、軸を
安定して保持することができ、しかもダンピング効果の
大きい磁性流体磁気軸受を提供することにある。
、その目的とするところは、磁性流体を利用して、軸を
安定して保持することができ、しかもダンピング効果の
大きい磁性流体磁気軸受を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の構成は、軸側に設け
た磁石と支持部材側に設けた磁石との反発力と吸引力と
に、！ニジ軸を支持するようにした磁気軸受において、
軸とシ・片部材間における吸引力が作用する部分に磁性
流体を保持してなること、及び軸側に設けた磁石と支持
部材側に設けた磁石との反発力と吸引力とにより軸を支
持するようにした磁気軸受にかいて、軸と１を縛部材間
における吸引力が作用する部分に磁性流体を保持し、当
該磁性流体によシ密封区画される空間に流体を充填して
なることを特徴とする。
た磁石と支持部材側に設けた磁石との反発力と吸引力と
に、！ニジ軸を支持するようにした磁気軸受において、
軸とシ・片部材間における吸引力が作用する部分に磁性
流体を保持してなること、及び軸側に設けた磁石と支持
部材側に設けた磁石との反発力と吸引力とにより軸を支
持するようにした磁気軸受にかいて、軸と１を縛部材間
における吸引力が作用する部分に磁性流体を保持し、当
該磁性流体によシ密封区画される空間に流体を充填して
なることを特徴とする。
以下、本発明に係る磁性流体磁気軸受を図面に示す実施
例に基づき詳細に説明する。
例に基づき詳細に説明する。
第２図には一実施例の縦断面を示す。軸重は、図示され
ていない支持部材に支持され軸方向に着磁されている円
筒状の永久磁石２で囲繞され、永久磁石２０両極に対向
する部分において軸１には、半径方向同じ向きに着磁し
たリング状の永久磁石３，４が永久磁石２との間に隙間
をあけて配置され、軸ＩＫ磁極の反発と吸引の双方が作
用するようにしである。そして、引力が作用する部分つ
まり磁石２と４との間に磁性流体５が磁石２，４が作る
磁場によって固定しである。軸１には吸引と反発が作用
し、これらの偶力によって軸１は浮上支持されるのであ
る。このような構造となっているので、起動停止時の位
置決めや定速回転時の外乱等に対しても、磁性流体５の
部分がダンピング作用をなすことから、振動を吸収した
安定した回転が可能となる。
ていない支持部材に支持され軸方向に着磁されている円
筒状の永久磁石２で囲繞され、永久磁石２０両極に対向
する部分において軸１には、半径方向同じ向きに着磁し
たリング状の永久磁石３，４が永久磁石２との間に隙間
をあけて配置され、軸ＩＫ磁極の反発と吸引の双方が作
用するようにしである。そして、引力が作用する部分つ
まり磁石２と４との間に磁性流体５が磁石２，４が作る
磁場によって固定しである。軸１には吸引と反発が作用
し、これらの偶力によって軸１は浮上支持されるのであ
る。このような構造となっているので、起動停止時の位
置決めや定速回転時の外乱等に対しても、磁性流体５の
部分がダンピング作用をなすことから、振動を吸収した
安定した回転が可能となる。
ここで、磁性流体５の粘度、飽和磁化及び磁極間の磁場
の強さ、隙間の大きさ等を選ぶことにより、適切なダン
ピング効果を得ることができる。更に、磁性流体５が軸
受面に作用していることＫより高剛性の安定した摺動を
可能とする。
の強さ、隙間の大きさ等を選ぶことにより、適切なダン
ピング効果を得ることができる。更に、磁性流体５が軸
受面に作用していることＫより高剛性の安定した摺動を
可能とする。
上記実施例では、磁性流体５に対し、軸方向に着磁した
磁石２金外側の内接円筒とし、半径方向に着磁した磁石
３．４を内側の外接円筒としたが、これらを逆にしても
よい。
磁石２金外側の内接円筒とし、半径方向に着磁した磁石
３．４を内側の外接円筒としたが、これらを逆にしても
よい。
第３図には他の実施例を示す。これは、軸方向に着磁し
た二つの永久磁石２を同方向罠配置して軸１を囲繞する
と共に軸方向に着磁しだ円筒状の永久磁石６，７．８ｆ
ｃ向きを交互に変えて軸１に配置して同極が対向する部
分と異極が対向する部分とを形成し、異極が対向する部
分つまシ引力が作用する部分に磁性流体５を固定してな
る。この軸受の作用は先に挙げた実施例と同じであるが
、このように軸方旬に着磁した円筒状の永久磁石２或い
は６，７．８を連結して設置すれば、回転のみでなく軸
方向にも運動可能な軸受となる。尚、磁石の先端にヨー
クを設置し、磁気抵抗を小さくすることも有用である。
た二つの永久磁石２を同方向罠配置して軸１を囲繞する
と共に軸方向に着磁しだ円筒状の永久磁石６，７．８ｆ
ｃ向きを交互に変えて軸１に配置して同極が対向する部
分と異極が対向する部分とを形成し、異極が対向する部
分つまシ引力が作用する部分に磁性流体５を固定してな
る。この軸受の作用は先に挙げた実施例と同じであるが
、このように軸方旬に着磁した円筒状の永久磁石２或い
は６，７．８を連結して設置すれば、回転のみでなく軸
方向にも運動可能な軸受となる。尚、磁石の先端にヨー
クを設置し、磁気抵抗を小さくすることも有用である。
第４図にもラジアル軸受に適用した他の実施例を示す。
軸方向に着磁した二つの永久磁石２を対称に配置してこ
れらで軸１を囲繞し、各磁石２の両端の磁極に対向させ
て軸ＩＫ牛径径方向着磁した永久磁石９を配置し、軸ｌ
に吸引と反発とが対称に作用するようにしである。この
ように、反発Φ吸引が作用する磁極の組合せを複数設け
ることによって軸１０曲げに対する剛性を大きくするこ
とができ、且つ対称に配置することにより作用力のバラ
ンスを取ることができる。
れらで軸１を囲繞し、各磁石２の両端の磁極に対向させ
て軸ＩＫ牛径径方向着磁した永久磁石９を配置し、軸ｌ
に吸引と反発とが対称に作用するようにしである。この
ように、反発Φ吸引が作用する磁極の組合せを複数設け
ることによって軸１０曲げに対する剛性を大きくするこ
とができ、且つ対称に配置することにより作用力のバラ
ンスを取ることができる。
この実施例に係る軸受では、磁石引力が作用する部分に
固定された磁性流体５で密封形成される密閉空間ｌＯが
形成される。この密閉空間１０には非磁性の液体、ガス
等の流体を充填することができる。このような構造にす
れば、初期起動時又は停止時の負荷を磁気的反発力で受
けると共に、非磁性で磁性流体と相溶性を示さない流体
、ガス等の潤滑剤を前記密閉空間に閉じ込めてそれらの
動圧による潤滑作用を加えることにより、負荷能力を増
大できる。更に、外乱からのダンピング効果の増大等も
可能となる。
固定された磁性流体５で密封形成される密閉空間ｌＯが
形成される。この密閉空間１０には非磁性の液体、ガス
等の流体を充填することができる。このような構造にす
れば、初期起動時又は停止時の負荷を磁気的反発力で受
けると共に、非磁性で磁性流体と相溶性を示さない流体
、ガス等の潤滑剤を前記密閉空間に閉じ込めてそれらの
動圧による潤滑作用を加えることにより、負荷能力を増
大できる。更に、外乱からのダンピング効果の増大等も
可能となる。
これらの特性は流体の選定等によって変化させることが
できる。尚、磁性流体５が形成されるシールは前記流体
の飛散を防ぎ外部の汚染を防止する役目を果たす。
できる。尚、磁性流体５が形成されるシールは前記流体
の飛散を防ぎ外部の汚染を防止する役目を果たす。
一方、磁性流体５全潤滑剤として併用する場合には、磁
性流体５で形成シールされる密封空間に磁性流体５又は
磁性流体５の分散媒の補給部例えば磁性流体５を真空含
浸させた多孔質材料又は供給孔を一部開けた貯蔵槽１１
を設置し、磁性流体５を内部に含んだ構造にすれば、真
空中の蒸発等によって磁性流体５を消耗しても内部から
補給され寿命を著しく増大できる。ここで、磁性流体５
けそのままで補給しても良いが、分散媒が蒸発し、粘度
が大きくなるので分散媒のみを追加補給する方法本有効
である。更に、磁性体粒子本界面活性剤の脱離が生じ固
化変質等による損耗もあるので、これに見合った分散磁
性体粒子の添加量の少ない磁性流体を補給すれば粘度も
安定でき、適切な長期潤滑を行なうことが可能となる。
性流体５で形成シールされる密封空間に磁性流体５又は
磁性流体５の分散媒の補給部例えば磁性流体５を真空含
浸させた多孔質材料又は供給孔を一部開けた貯蔵槽１１
を設置し、磁性流体５を内部に含んだ構造にすれば、真
空中の蒸発等によって磁性流体５を消耗しても内部から
補給され寿命を著しく増大できる。ここで、磁性流体５
けそのままで補給しても良いが、分散媒が蒸発し、粘度
が大きくなるので分散媒のみを追加補給する方法本有効
である。更に、磁性体粒子本界面活性剤の脱離が生じ固
化変質等による損耗もあるので、これに見合った分散磁
性体粒子の添加量の少ない磁性流体を補給すれば粘度も
安定でき、適切な長期潤滑を行なうことが可能となる。
又、同種磁極間に作用する磁場によって磁性流体の流出
を妨げる効果もある。
を妨げる効果もある。
第５図には本発明をスラスト軸受に適用した実施例を示
す。軸１の端部に軸方向に着磁した筒状の永久磁石１２
を取付けると共にその外側に磁性体１３を介して、前記
永久磁石１２とは逆の向きに磁着した永久磁石１４を取
付ける一方、軸端が対向する支持部栃側に前記永久磁石
１２と逆向きに着磁した永久磁石１５を設け、吸引力が
作用する部分つまり永久磁石１２端と永久磁石１５との
開音周に亘って磁性流体５を固定してなる。軸１は反発
力と吸引力によりバランスし、一定の隙間を保って浮揚
支持される。
す。軸１の端部に軸方向に着磁した筒状の永久磁石１２
を取付けると共にその外側に磁性体１３を介して、前記
永久磁石１２とは逆の向きに磁着した永久磁石１４を取
付ける一方、軸端が対向する支持部栃側に前記永久磁石
１２と逆向きに着磁した永久磁石１５を設け、吸引力が
作用する部分つまり永久磁石１２端と永久磁石１５との
開音周に亘って磁性流体５を固定してなる。軸１は反発
力と吸引力によりバランスし、一定の隙間を保って浮揚
支持される。
尚、前記磁性体１３Ｆｉ両磁石１２．１４の磁気回路を
形成し、磁気抵抗を小さくして磁力を強める作用をなし
ている。１６は磁性流体５によって密封形成された空間
である。
形成し、磁気抵抗を小さくして磁力を強める作用をなし
ている。１６は磁性流体５によって密封形成された空間
である。
第６図には本発明を、スラスト及びラジアル支持を行な
う軸受に適用した実施例を示す。軸１の端部には軸方向
に着磁した円筒状の永久磁石１２が取付けてあり、その
外側には磁性体１３を介して、永久磁石１２とは磁極が
逆向きとなっている筒状の永久磁石１４が取付けてあり
、支持部材側においては、前記永久磁石１２及び１４に
対向させて、軸方向に着磁した筒状の永久磁石１７．１
８が設けてあシ、軸端に吸引力と反発力とが作用するよ
うにしである。そして、吸引力が作用する永久磁石１２
と１７との間に磁性流体５が固定しである。又、支持部
拐における軸１を包囲する部分には半径方向に着磁した
永久磁石１９．２０が取付けてあり、これと対向する部
分において軸１には、軸方向に着磁した永久磁石２１が
取付けてあり、吸引力が作用する永久磁石１９と２１と
の間に磁性流体５が固定しである。この軸受の軸支持機
能は、先に挙げた実施例におけるラジアル支持及びスラ
スト支持と同じである。２２．２３は磁性流体５により
密封空間であり、内部に種々の流体を閉じ込めることが
可能である。
う軸受に適用した実施例を示す。軸１の端部には軸方向
に着磁した円筒状の永久磁石１２が取付けてあり、その
外側には磁性体１３を介して、永久磁石１２とは磁極が
逆向きとなっている筒状の永久磁石１４が取付けてあり
、支持部材側においては、前記永久磁石１２及び１４に
対向させて、軸方向に着磁した筒状の永久磁石１７．１
８が設けてあシ、軸端に吸引力と反発力とが作用するよ
うにしである。そして、吸引力が作用する永久磁石１２
と１７との間に磁性流体５が固定しである。又、支持部
拐における軸１を包囲する部分には半径方向に着磁した
永久磁石１９．２０が取付けてあり、これと対向する部
分において軸１には、軸方向に着磁した永久磁石２１が
取付けてあり、吸引力が作用する永久磁石１９と２１と
の間に磁性流体５が固定しである。この軸受の軸支持機
能は、先に挙げた実施例におけるラジアル支持及びスラ
スト支持と同じである。２２．２３は磁性流体５により
密封空間であり、内部に種々の流体を閉じ込めることが
可能である。
第７図にはスラストラジアル軸歩令試作例の組立て構造
を示す。図中、２４は軸１の端部に取付けた筒状の磁石
、２５は磁石２４の内側において軸１端に取＋１けた磁
石、２６は軸１端に対向させて支持部材に設けた磁石、
２７は軸１を囲んで支持部拐に設けた磁石、２８は磁石
２７に対向させた軸ＩＫ配装した磁石、５はスラスト方
向及びラジアル方向において吸引力の働く部分に設けた
磁性流体である。磁石２４〜２Ｂとしては、厚さ方向に
着磁した希土類のプラスチック磁石板を加工し組合わせ
て製作した。本例では、磁石の厚さ、面積等を調整して
反発力を大きくした構造としである。この反発力による
浮上と、更に吸引力により固定した磁性流体５のダンピ
ング効果、及び磁性流体５による軸１のラジアル方向の
センタリング効果の重畳により非常になめらかで安定し
た摺動が得られた。
を示す。図中、２４は軸１の端部に取付けた筒状の磁石
、２５は磁石２４の内側において軸１端に取＋１けた磁
石、２６は軸１端に対向させて支持部材に設けた磁石、
２７は軸１を囲んで支持部拐に設けた磁石、２８は磁石
２７に対向させた軸ＩＫ配装した磁石、５はスラスト方
向及びラジアル方向において吸引力の働く部分に設けた
磁性流体である。磁石２４〜２Ｂとしては、厚さ方向に
着磁した希土類のプラスチック磁石板を加工し組合わせ
て製作した。本例では、磁石の厚さ、面積等を調整して
反発力を大きくした構造としである。この反発力による
浮上と、更に吸引力により固定した磁性流体５のダンピ
ング効果、及び磁性流体５による軸１のラジアル方向の
センタリング効果の重畳により非常になめらかで安定し
た摺動が得られた。
尚、このような軸受において、磁気の反発力が作用する
部分を開口端に設ければ反発力による復元力が大きくな
ると共に磁性流体の流出を防止する作用もなす。
部分を開口端に設ければ反発力による復元力が大きくな
ると共に磁性流体の流出を防止する作用もなす。
第８図には更に他の実施例を示す。これは、軸１に、半
径方向に着磁した永久磁石２９を多数配置する一方、軸
１の上側において支持部材に前記磁石２９の外側の磁極
と反対側の磁極を対向させて磁石３０ｆ：設けると共に
これらの間に磁性流体５を固定し、軸１の下側において
Ｌ支持部材に前記磁石２９の外側の磁極と同じ磁極を対
向させて磁石３１を設けてなる。つまり、下部軸受磁石
２９．３１の反発力と上部軸受磁石２９．３０の吸引力
によって相対する負荷を支持する構造となっているので
ある。ダンピング効果は今まで挙げた実施例と同様に期
待できる。
径方向に着磁した永久磁石２９を多数配置する一方、軸
１の上側において支持部材に前記磁石２９の外側の磁極
と反対側の磁極を対向させて磁石３０ｆ：設けると共に
これらの間に磁性流体５を固定し、軸１の下側において
Ｌ支持部材に前記磁石２９の外側の磁極と同じ磁極を対
向させて磁石３１を設けてなる。つまり、下部軸受磁石
２９．３１の反発力と上部軸受磁石２９．３０の吸引力
によって相対する負荷を支持する構造となっているので
ある。ダンピング効果は今まで挙げた実施例と同様に期
待できる。
上述の実施例では、磁石として永久磁石を使った場合に
ついて示したが、固定側の磁石を電磁石とすることも可
能である。この場合、装置が大型化、複雑化する欠点は
あるが、磁力を使用条件に応じて変化させることができ
る。
ついて示したが、固定側の磁石を電磁石とすることも可
能である。この場合、装置が大型化、複雑化する欠点は
あるが、磁力を使用条件に応じて変化させることができ
る。
以上実施例に基づき詳細に説明したように１本発明に係
る磁性流体磁気軸受によれば、磁極の反発と吸引の双方
を組合せてなる磁気軸受において、引力が作用する部分
に磁性流体を保持しであるので、安定して軸を浮揚支持
することができ、又外乱に対してもダンピング作用をな
す。更に、磁性流体の作用により高剛性を得ることがで
きる。更に又、磁性流体は一個所に固定され、飛散、流
出等圧より外部を汚染するとともない。
る磁性流体磁気軸受によれば、磁極の反発と吸引の双方
を組合せてなる磁気軸受において、引力が作用する部分
に磁性流体を保持しであるので、安定して軸を浮揚支持
することができ、又外乱に対してもダンピング作用をな
す。更に、磁性流体の作用により高剛性を得ることがで
きる。更に又、磁性流体は一個所に固定され、飛散、流
出等圧より外部を汚染するとともない。
第１図は磁性流体上用いた従来の軸受の部分断面図、第
２図から第８図はいずれも本発明の実施例の断面図であ
る。 図 面 中、 １は軸、 ２．３．４は永久磁石、 ５は磁性流体である。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士光石士部 （他１名） ６４− 第１図 第２図 第４図 第６図 第７０
２図から第８図はいずれも本発明の実施例の断面図であ
る。 図 面 中、 １は軸、 ２．３．４は永久磁石、 ５は磁性流体である。 特許出願人 日本電信電話公社 代 理 人 弁理士光石士部 （他１名） ６４− 第１図 第２図 第４図 第６図 第７０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （υ 軸側に設けた磁石と支持部材側に設けた磁石との
反発力と吸引力とにより軸を支持するようにした磁気軸
受において、軸とｔｇ部材間における吸引力が作用する
部分に磁性流体を保持してなることを特徴とする磁性流
体磁気軸受。 （２）軸側に設けた磁石と支持部材側に設けた磁石との
反発力と吸引力とにより軸を支持するようにした磁気軸
受において、軸と＋ １＝部材間に卦ける吸引力が作用
する部分に磁性流体？保持し、当該磁性流体により密封
区画される空間に流体を充填してなることを特徴とする
磁性流体磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11623282A JPS599312A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 磁性流体磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11623282A JPS599312A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 磁性流体磁気軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599312A true JPS599312A (ja) | 1984-01-18 |
Family
ID=14682092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11623282A Pending JPS599312A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 磁性流体磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599312A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616283A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-11 | Mitsubishi Motors Corp | 防振ゴム用金具の防錆処理工法 |
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| JPS62140768A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-24 | Dowa Teppun Kogyo Kk | 防錆用ブラスト材およびこのブラスト材の製造方法ならびにこのブラスト材を使用した金属体の防錆方法 |
| JPS62177314A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-04 | Shimadzu Corp | 磁気浮上形回転機械 |
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| JPH01163213U (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-14 | ||
| JPH03162588A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-12 | Kawamura Kenkyusho:Kk | 固体潤滑皮膜を形成する方法 |
| JPH07151147A (ja) * | 1994-10-05 | 1995-06-13 | Ntn Corp | 静圧気体軸受装置 |
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| JP2019109373A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 新思考電機有限公司 | 支持機構、光学部材駆動装置、カメラ装置及び電子機器 |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP11623282A patent/JPS599312A/ja active Pending
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