JPS61280736A - 磁気ベアリングを用いたモ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータに関する。

〔従来の技術〕

モータのシャフトは通常ボールベアリングで回動自在に
支承されているが、上記ボールベアリングは軸直角方向
に比較的大きなラジアル荷重がかかっても充分に耐え得
るが、シャフトの軸方向の荷重、即ち、スラスト荷重に
対しては極めて弱いと云う問題点があった。

而して、モータを高速回転させると通常これに連れてス
ラスト荷重も大きくなるため、高速回転させるモータに
於ては、シャフトの支承の方法が問題となり、また、ボ
ールベアリングで軸を支承する場合には、その許容回転
数も限定されると云う問題もあった。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、モータのシャフトに大きなスラ
スト及び／又はラジアル荷重がかかっても充分に耐える
ことができ、しかもその支承機構が極めて簡単なモータ
を安価に提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

而して、上記目的は、回動自在に支承されたモータのシ
ャフトを軸方向に磁化するか、又はシャフトに軸方向又
は半径方向にに磁化した円盤体を取付けると共に、その
磁極に対向してそれに反撥力を作用させスラスト方向及
び／又はラジアル方向の負荷を支承する電磁石を設ける
ことによって達成される。

〔作　　用〕

上記の如く、モータのシャフトを磁気ベアリングで支承
するので、機械的な接触がなく、従ってモータを超高速
で回転させることができる。

〔実　施　例〕

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。

第１図は、本発明にかかる磁気スラストベアリングを用
いたモータの一実施例を示す破断説明図、第２図は、そ
の磁気スラストベアリング部分の拡大図である。

第１図及び第２図中、１はモータのケーシング、２はシ
ャフト、３は上記ケーシング１内に固定されたステータ
、４はロータ、５及び６はベアリング、７は上記シャフ
ト２に取付けられ軸方向に磁化された円盤体、８は上記
円盤体７の磁化部分に相対向するように設けられ、上記
円盤体７に反撥力を作用させる電磁石、９．９は上記電
磁石８のコイル、１０は電磁ピックアップである。

なお、上記に於てモータシャフト２出力側、叩ち回転負
荷を接続するのはベアリング５側として、磁気スラスト
ベアリングはこの出力側に設けることが望ましい。

而して、ケーシング１内にはその内壁面にステータ３が
固定されると共に、ロータ４が取付けられたシャフト２
がベアリング５及び６を介して回動自在に収容されてい
る。

上記シャフト２の一部には軸方向に磁化された円盤体７
が取付けられ、上記円盤体７の両磁極に相対向して各磁
極に反撥力を作用させる電磁石８が設けられる。

而して、モータが始動してシャフト２が回転を始めると
、回転が増すに連れて上記シャフト２はスラスト負荷に
応じて図中左右方向の何れか一方に変位する。

然しなから、シャフト２には軸方向に磁化された円盤体
７が取付けられており、上記円盤体７と相対向するよう
に設けられた電磁石８のコイル９．９には制御可能な直
流又はパルス電流が供給され、上記円盤体７には電磁石
８の反撥力が作用するよう構成してあり、円盤体７が左
右何れの方向に変位してもその変位方向の磁極は相対向
する電磁石８の磁極から受ける反撥力が急増するので、
シャフト２は常に所定の許容範囲に保たれるものである
。

また、スラスト荷重が更に増大するような場合には、特
に上記円盤体７の変位を電磁ピックアップ１０によって
常時測定し円盤体７の位置を一定に保つよう電磁石８の
コイル電流を制御する。

例えば、シャフト２が図中左右のいずれかの方向に変位
して円盤体７と電磁ピックアップ１０の間の距離が変位
すると、上記電磁ピックアップ１０の検出信号は振幅が
変化するから、上記検出信号に基づき図示されていない
制御装置が電磁石８のコイル９．９へ供給する平均電流
を増大し、シャフト２を所定の位置に押し戻すものであ
る。

なお、上記電磁石８は常時パルス電流を供給しておく必
要はな（、電磁ピックアップ１０が円盤体７の変位を検
知したときにのみ電磁石８のコイル９．９にパルス電流
を供給するように構成してもよい。

〔発明の効果〕 本発明は叙上の如く構成されるので、本発明によるとき
には、モータのシャフトを磁気ベアリングで支承するの
で、モータを超高速で回転せしめることができる。

なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものではない
。即ち、例えば、本実施例に於ては、円盤体の変位を電
磁ピックアンプで検出したが、上記円盤体の変位を検出
し得るものであれば、他の公知の検出装置を利用し得る
ものである。また、磁気ベアリングをケーシング内に設
けたがケーシング外であってもよく、磁気ベアリングの
構造は、シャフトを取り囲む一体リング状のものの外、
シャフト軸を中心として放散同形に３個乃至６個等独立
のものを配置する構成であっても良く、更にまた、磁気
ベアリングの取付は数も軸方向に複数個設ける如く一個
に限定されず、また、シャフト又は円盤体に対しラジア
ル方向に電磁石の反撥力を作用させ、ラジアル荷重を支
承することも可能である。その信奉発明の構成は、モー
タの特性、モータの取付は位置又はモータの形状等に応
じて適宜に変更し得るものであり、本発明は本発明の目
的の範囲内で自由に設計変更できるものであって、本発
明はそれらの総てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第り図は、本発明にかかる磁気スラストベアリングを用
いたモータの一実施例を示す破断説明図、第２図は、そ
の磁気スラストベアリング部分の拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回動自在に支承されたモータのシャフトを軸方向に
   磁化するか、又はシャフトに軸方向又は半径方向にに磁
   化した円盤体を取付けると共に、その磁極に対向してそ
   れに反撥力を作用させスラスト方向及び／又はラジアル
   方向の負荷を支承する電磁石を設けたことを特徴とする
   磁気ベアリングを用いたモータ。 ２）上記電磁石への供給電流がパルス状電流である特許
   請求の範囲第１項記載の磁気ベアリングを用いたモータ
   。 ３）上記シャフトの異常変位が検知されたときにのみ電
   磁石への通電を行なう特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の磁気ベアリングを用いたモータ。 ４）上記磁気ベアリングがスラスト荷重を支承する特許
   請求の範囲第１項、第２項又は第３項のうちのいずれか
   一に記載の磁気ベアリングを用いたモータ。 ５）上記磁気ベアリングがラジアル荷重を支承する特許
   請求の範囲第１項、第２項又は第３項のうちのいずれか
   一に記載の磁気ベアリングを用いたモータ。