JPS6091011A - 鉛直軸の磁気軸受装置 - Google Patents
鉛直軸の磁気軸受装置Info
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- JPS6091011A JPS6091011A JP19826683A JP19826683A JPS6091011A JP S6091011 A JPS6091011 A JP S6091011A JP 19826683 A JP19826683 A JP 19826683A JP 19826683 A JP19826683 A JP 19826683A JP S6091011 A JPS6091011 A JP S6091011A
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- magnet
- magnets
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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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
- F16C39/063—Permanent magnets
-
- 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
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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】
遠心分Il1機、ターボ真空分子ポンプある≠は水力発
iI機のように毎分敵方回転に及ぶ高速回転機器におい
ては摩擦によるエネルギ損失および発熱受を配置した場
曾に潤滑油の供給が困難であるため(:椋械的な摩擦部
分を有しない磁気軸受の利用が極めて有効であるo第1
図はこのターボ真空分子ポンプの一例を示した縦断面図
で、有底円筒状の気体1の底部に荒引用の例えば油回転
ポンプの連結口2を設けて上部を高真空排気口3となし
である。この筐体の底部に′高速電動ね4を設けて、そ
の鉛直軸6に気体分子を下方へ向lて叩き出すための複
数段の動翼6を取付けると共に仁の動翼と交互に配置し
′I?、静止案静止案内数体1に固定しである。上記鉛
直回転軸5の下端を玉軸受8で支承し、かつその上部並
びシー軸の上端に予備的に設けられた補助の案内用ボー
ル軸受Q、mol取付けて、軸受lOの下に軸すに加わ
る垂直荷重を支持して玉軸受8に加わる荷重を極めて小
さくするための磁気軸受XIを取付けである。なお軸受
10.11の支持板1iFi憤体lのつば13上ζ二お
−て自由(=移動し得るようI2であるから、軸受10
はポンプの動作時において事実上軸受の作用を有しない
ものである。
iI機のように毎分敵方回転に及ぶ高速回転機器におい
ては摩擦によるエネルギ損失および発熱受を配置した場
曾に潤滑油の供給が困難であるため(:椋械的な摩擦部
分を有しない磁気軸受の利用が極めて有効であるo第1
図はこのターボ真空分子ポンプの一例を示した縦断面図
で、有底円筒状の気体1の底部に荒引用の例えば油回転
ポンプの連結口2を設けて上部を高真空排気口3となし
である。この筐体の底部に′高速電動ね4を設けて、そ
の鉛直軸6に気体分子を下方へ向lて叩き出すための複
数段の動翼6を取付けると共に仁の動翼と交互に配置し
′I?、静止案静止案内数体1に固定しである。上記鉛
直回転軸5の下端を玉軸受8で支承し、かつその上部並
びシー軸の上端に予備的に設けられた補助の案内用ボー
ル軸受Q、mol取付けて、軸受lOの下に軸すに加わ
る垂直荷重を支持して玉軸受8に加わる荷重を極めて小
さくするための磁気軸受XIを取付けである。なお軸受
10.11の支持板1iFi憤体lのつば13上ζ二お
−て自由(=移動し得るようI2であるから、軸受10
はポンプの動作時において事実上軸受の作用を有しない
ものである。
第窮図はこのようなターボ真空分子ポンプにおける従来
の磁気軸受11の断面図で・中+lI5のつげ14お磁
石1FI、18で(1q成されている。すなわちこの磁
石ユδ、18の吸引力でll1II5が浮上して・下端
の玉軸受8N=加わる荷重が殆んど消銭するから摩擦抵
抗が極めて小ざくなるものであるOLかし軸aがその回
転中C二例えば鎖線5′のように傾いたものとすると、
その上側における磁石lIs、H3の対向面積けそれら
の麓合部の長ざaに対応し、また下側の対向面積は長さ
bに対応するが、これらの長さa、δはほぼ等しい値を
保持するため(二軸の傾きを補正する作用が殆んど得ら
れない。このため従来は安定な浣速回転が困難であり、
あるいは傾き音検出して自動的に復元させるための極め
て懐碓な電気的自動判例回路を必要としたものである口
従って本発明はこのような欠点を除去しtcもので、極
めて簡単な構成をもって、・軸の傾斜に対する自動復元
作用を得ることができる。
の磁気軸受11の断面図で・中+lI5のつげ14お磁
石1FI、18で(1q成されている。すなわちこの磁
石ユδ、18の吸引力でll1II5が浮上して・下端
の玉軸受8N=加わる荷重が殆んど消銭するから摩擦抵
抗が極めて小ざくなるものであるOLかし軸aがその回
転中C二例えば鎖線5′のように傾いたものとすると、
その上側における磁石lIs、H3の対向面積けそれら
の麓合部の長ざaに対応し、また下側の対向面積は長さ
bに対応するが、これらの長さa、δはほぼ等しい値を
保持するため(二軸の傾きを補正する作用が殆んど得ら
れない。このため従来は安定な浣速回転が困難であり、
あるいは傾き音検出して自動的に復元させるための極め
て懐碓な電気的自動判例回路を必要としたものである口
従って本発明はこのような欠点を除去しtcもので、極
めて簡単な構成をもって、・軸の傾斜に対する自動復元
作用を得ることができる。
第S図はvA1図の磁気軸受装↑近11として用いるこ
とのできる本発明の一実施例で、鉛直回転軸5のつは工
4に、611方向に磁化してその磁極をN、Bで示した
ような円環状の永久磁石17を軸5と同軸的C;取付社
ると共に、第1図の支持波12に上記磁石17と同一の
大きさ形状′t−有し、かつ軸方向じ磁化された永久磁
石1Bを取付けて、磁石ユク、1BOJ異名つ極を対向
させである。また磁石lグの内側には、この磁石と同一
方向に磁化された比較的小さい補助の環状永久磁石19
に嵌合すると共に磁石18の内側には上記磁石1gと同
一の大きさ形状を有し、かつ磁石18と逆向き、従って
磁石19に対して同名の極を対向させた補助の環状永久
磁石30を歌合しである。なお上記磁石1〕と19とは
、これを一体に形成することも勿論可能である口 このような磁気軸受装置において、主磁石lフ。
とのできる本発明の一実施例で、鉛直回転軸5のつは工
4に、611方向に磁化してその磁極をN、Bで示した
ような円環状の永久磁石17を軸5と同軸的C;取付社
ると共に、第1図の支持波12に上記磁石17と同一の
大きさ形状′t−有し、かつ軸方向じ磁化された永久磁
石1Bを取付けて、磁石ユク、1BOJ異名つ極を対向
させである。また磁石lグの内側には、この磁石と同一
方向に磁化された比較的小さい補助の環状永久磁石19
に嵌合すると共に磁石18の内側には上記磁石1gと同
一の大きさ形状を有し、かつ磁石18と逆向き、従って
磁石19に対して同名の極を対向させた補助の環状永久
磁石30を歌合しである。なお上記磁石1〕と19とは
、これを一体に形成することも勿論可能である口 このような磁気軸受装置において、主磁石lフ。
18の間には引力が働き、補助磁石19.20の間には
斥力が働く。しかし主磁石の引力は補助磁石の間の斥力
よ11遥かに大き−から、軸5の重置の大部分がこの磁
気軸受装置で保持されて、下端の玉軸受8(1殆んど荷
重が加えられないことは第2図のような従来の装置と同
様である。また半径方向各位置の吸引力は、その位置に
おける主磁石の対向距離Cに対応し、また斥力は補助磁
石の対向距離dに対応するが、この距#c、4は軸Bが
垂直位置を保持する限り方向(二関係なく一定である◎
しかし第4図に示したように軸5が右側へ傾斜したもの
とすると、eft 5の左側においては斥力を生じてい
た補助磁石19が磁石の対向面の外方へ脱出し、右側に
おいては補助磁石−〇が脱出する。かつ補助磁石ユ9は
隣接する主磁石ユフと同一の極性を有するに対して磁石
2oは瞬接主磁石18と逆極性である。このため軸6の
右41Ji(二おいては傾斜角が比較的小さい範囲にお
い°〔、磁石IQ、ijO間の斤刀が減少し、かつ異名
の極すなわち吸引力を生ずる距Mは小3図の状態と同一
のnf:保持する。これに対して軸5の左側でtよ主磁
石17,18の対向距離が図のよう(ニーに減少して、
しかも主磁石λ8と逆の極性を有する補助値4:I2o
が主磁石17に対向するからその間に斥力が発生し1こ
の斥力の大きさは距離Iに対応する。すなわち傾斜した
軸5の右側においては磁石間の距*Fi増大するが1軸
5が充分長いものとすればこの変化を蕪視し得るから、
磁石間の対向面積の変化によって吸引力がむしろ増大す
る。逆に軸5の左側においては磁石間の距離は減少する
か、吸引力を生ずる面積の減少により寓全体として吸引
力が著しく減少する。従って軸5が傾斜すると、その傾
斜方向における磁気吸引力に、傾斜を補正するような不
平衡が生じて軸の傾斜が自動的に修正される〇 また第5図は本発明の他の実施例で、第3図における主
磁石l?の外側l二これと逆の極性を有する現状の補助
磁石21を嵌合すると共に主磁石18の外側にはこれと
同一の極性の環状補助磁石2Rt−嵌合したものである
。従って軸5が垂直に配置されている状態では@5図(
;示したように、距離σに対応して各方向均等な吸引力
を生ずると共に距IJJdに対応して均等な斥力が発生
し1更に距離1に対応して各方向均等な斥力を生ずる。
斥力が働く。しかし主磁石の引力は補助磁石の間の斥力
よ11遥かに大き−から、軸5の重置の大部分がこの磁
気軸受装置で保持されて、下端の玉軸受8(1殆んど荷
重が加えられないことは第2図のような従来の装置と同
様である。また半径方向各位置の吸引力は、その位置に
おける主磁石の対向距離Cに対応し、また斥力は補助磁
石の対向距離dに対応するが、この距#c、4は軸Bが
垂直位置を保持する限り方向(二関係なく一定である◎
しかし第4図に示したように軸5が右側へ傾斜したもの
とすると、eft 5の左側においては斥力を生じてい
た補助磁石19が磁石の対向面の外方へ脱出し、右側に
おいては補助磁石−〇が脱出する。かつ補助磁石ユ9は
隣接する主磁石ユフと同一の極性を有するに対して磁石
2oは瞬接主磁石18と逆極性である。このため軸6の
右41Ji(二おいては傾斜角が比較的小さい範囲にお
い°〔、磁石IQ、ijO間の斤刀が減少し、かつ異名
の極すなわち吸引力を生ずる距Mは小3図の状態と同一
のnf:保持する。これに対して軸5の左側でtよ主磁
石17,18の対向距離が図のよう(ニーに減少して、
しかも主磁石λ8と逆の極性を有する補助値4:I2o
が主磁石17に対向するからその間に斥力が発生し1こ
の斥力の大きさは距離Iに対応する。すなわち傾斜した
軸5の右側においては磁石間の距*Fi増大するが1軸
5が充分長いものとすればこの変化を蕪視し得るから、
磁石間の対向面積の変化によって吸引力がむしろ増大す
る。逆に軸5の左側においては磁石間の距離は減少する
か、吸引力を生ずる面積の減少により寓全体として吸引
力が著しく減少する。従って軸5が傾斜すると、その傾
斜方向における磁気吸引力に、傾斜を補正するような不
平衡が生じて軸の傾斜が自動的に修正される〇 また第5図は本発明の他の実施例で、第3図における主
磁石l?の外側l二これと逆の極性を有する現状の補助
磁石21を嵌合すると共に主磁石18の外側にはこれと
同一の極性の環状補助磁石2Rt−嵌合したものである
。従って軸5が垂直に配置されている状態では@5図(
;示したように、距離σに対応して各方向均等な吸引力
を生ずると共に距IJJdに対応して均等な斥力が発生
し1更に距離1に対応して各方向均等な斥力を生ずる。
しかし主磁石17゜18の同の殴り1カが補助磁石1G
、JaOおよび!a1゜■の間のγ力より遥かシニ大き
いため1=41JI 5 r二は上方に向う支持力が加
わるものである。
、JaOおよび!a1゜■の間のγ力より遥かシニ大き
いため1=41JI 5 r二は上方に向う支持力が加
わるものである。
しかし第6図に示したように、軸5が仮りC二右方へ傾
斜したものとすると、―i1の右側C二おいては磁石間
における距雛の変化を缶視するとき吸引力は距1lII
hに対応して、この力は距離C(二対応する正常状態よ
り増大する。これに対して補助磁石19゜goおよびl
al、21aiυの斥力はり]らか(=減少するDまた
軸5の左側においては、距mdi3よびII(二対応す
る斥力に殆んで変化を生じないC二対して、吸引力は距
離i(二対応して著しく減少する。すなわち牝15の右
側と左側との吸引力にその傾斜を修正する方向の不平衡
を生ずるから・軸5の傾斜は直ちに補正されて、垂直な
状態に戻る。
斜したものとすると、―i1の右側C二おいては磁石間
における距雛の変化を缶視するとき吸引力は距1lII
hに対応して、この力は距離C(二対応する正常状態よ
り増大する。これに対して補助磁石19゜goおよびl
al、21aiυの斥力はり]らか(=減少するDまた
軸5の左側においては、距mdi3よびII(二対応す
る斥力に殆んで変化を生じないC二対して、吸引力は距
離i(二対応して著しく減少する。すなわち牝15の右
側と左側との吸引力にその傾斜を修正する方向の不平衡
を生ずるから・軸5の傾斜は直ちに補正されて、垂直な
状態に戻る。
以上実施例について説明したようl二本発明Fi股引ま
たは斥力によって鉛直回転軸を保持する主副状磁石の内
側または外側(二、上記主磁石と逆(二斥力または吸引
力を発生する補助の現状磁石を配置したものである。従
って極めて簡単な構成を有し、かりniI述のよう(二
軸の輛きを自動的に補正する作用を得ることができる。
たは斥力によって鉛直回転軸を保持する主副状磁石の内
側または外側(二、上記主磁石と逆(二斥力または吸引
力を発生する補助の現状磁石を配置したものである。従
って極めて簡単な構成を有し、かりniI述のよう(二
軸の輛きを自動的に補正する作用を得ることができる。
このため軸の回転(二振動等を生ずることなく安定に高
速回転を行ψ得ると共に複雑な自動制8機構等を省略す
ることができる。
速回転を行ψ得ると共に複雑な自動制8機構等を省略す
ることができる。
第1図は本発明の装置を用いることのできるターボ真空
分子ポンプの一例を示した縦断面図1第2図V第1図の
装置(二用いられる従来の磁気軸受製置、第3図は本発
明実施例の縦断面図1男番因rよ第3図の装置における
軸が傾斜した状態の縦断面図、第5図は本発明の他の実
施例の縦断面図、第6図rj 9S5図の装「′tにお
ける軸が傾斜した状態の縦断面図である。なお図におい
て、5は鉛直回転軸、17.18は主環状磁石、19,
20.lal+[ti補助環状磁石である。
分子ポンプの一例を示した縦断面図1第2図V第1図の
装置(二用いられる従来の磁気軸受製置、第3図は本発
明実施例の縦断面図1男番因rよ第3図の装置における
軸が傾斜した状態の縦断面図、第5図は本発明の他の実
施例の縦断面図、第6図rj 9S5図の装「′tにお
ける軸が傾斜した状態の縦断面図である。なお図におい
て、5は鉛直回転軸、17.18は主環状磁石、19,
20.lal+[ti補助環状磁石である。
Claims (1)
- 軸方向に磁化してその磁極が相対向するように鉛直回転
軸の軸線上に同軸的に配置して一方を基台に固定し他方
に上記回転軸を取付けることにより磁石の吸す1また社
反撥力で該回転軸を支持した1対の主環状磁石を有し、
かつ軸方向に磁化して上記主環状磁石の各々′(;同軸
的シー嵌合すると共に主永久磁石と逆に反撥または吸引
力を生ずることにより前記回転軸の傾きを修正する作用
のある比較的弱い力の補助環状磁石を具備したことを特
徴とする鉛直軸の磁気軸受装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19826683A JPS6091011A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 鉛直軸の磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19826683A JPS6091011A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 鉛直軸の磁気軸受装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6091011A true JPS6091011A (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=16388274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19826683A Pending JPS6091011A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 鉛直軸の磁気軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6091011A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2715201A1 (fr) * | 1994-01-19 | 1995-07-21 | Inst Nat Polytech Grenoble | Palier magnétique et ensemble comportant une partie statorique et une partie rotorique suspendue par un tel palier. |
WO2002031370A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Andrew Boyd French | Drive apparatus |
US7421929B2 (en) | 2001-10-11 | 2008-09-09 | Andrew French | Drive apparatus |
US7687956B2 (en) | 2003-01-17 | 2010-03-30 | Magnetic Torque International, Ltd. | Drive motor system |
WO2011037845A3 (en) * | 2009-09-22 | 2011-06-03 | Cedar Ridge Research, Llc. | Multilevel correlated magnetic system and method for using same |
US8174347B2 (en) | 2010-07-12 | 2012-05-08 | Correlated Magnetics Research, Llc | Multilevel correlated magnetic system and method for using the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5510765A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Ushio Inc | Short arc type beryllium rare gas discharge lamp |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP19826683A patent/JPS6091011A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5510765A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Ushio Inc | Short arc type beryllium rare gas discharge lamp |
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EP0664410A1 (fr) * | 1994-01-19 | 1995-07-26 | Alcatel Cit | Palier magnétique et ensemble comportant une partie statorique et une partie rotorique suspendue par un tel palier |
US5686772A (en) * | 1994-01-19 | 1997-11-11 | Alcatel Cit | Magnetic bearing and an assembly comprising a stator portion and a rotor portion suspended via such a bearing |
WO2002031370A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Andrew Boyd French | Drive apparatus |
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WO2011037845A3 (en) * | 2009-09-22 | 2011-06-03 | Cedar Ridge Research, Llc. | Multilevel correlated magnetic system and method for using same |
US7982568B2 (en) | 2009-09-22 | 2011-07-19 | Cedar Ridge Research, Llc. | Multilevel correlated magnetic system and method for using same |
CN102667974A (zh) * | 2009-09-22 | 2012-09-12 | 相关磁学研究公司 | 多级相关磁系统以及使用多级相关磁系统的方法 |
US8174347B2 (en) | 2010-07-12 | 2012-05-08 | Correlated Magnetics Research, Llc | Multilevel correlated magnetic system and method for using the same |
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