JPS62203040A - Spin tester - Google Patents

Spin tester

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JPS62203040A
JPS62203040A JP4680786A JP4680786A JPS62203040A JP S62203040 A JPS62203040 A JP S62203040A JP 4680786 A JP4680786 A JP 4680786A JP 4680786 A JP4680786 A JP 4680786A JP S62203040 A JPS62203040 A JP S62203040A
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arbor
rotor
bearing
drive
turbocharger
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JP4680786A
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Japanese (ja)
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Hirotomo Kiyoutani
京谷 拓知
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MARUWA DENKI KK
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
MARUWA DENKI KK
Koyo Seiko Co Ltd
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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To shorten the working time required for a test to a large extent, by forming the underside of the body to be tested mounted to the lower end of a drive member into an open structure and making the drive member rotatable mainly depending on inertia in a state not contacted with a bearing. CONSTITUTION:When the test of the durability and safety of the body 31 to be tested mounted to the lower end of a drive member 27 against high speed rotation is performed, the drive members 25, 27 extending to a vertical downward direction from a rotary drive source 22 are ready to largely swing by resonance at the time of rotation and, especially, the lower part of the vibration member 27 is ready to swing to a larger extent. However, because the rotor 44 mounted to the outer periphery of the lower end part of the drive member 27 is controlled in this posture by a magnetic bearing 45 so as to be always positioned at the center, the swinging of the drive members 25, 27 is perfectly suppressed and said drive members 25, 27 are rotated at a high speed in an accurate posture without contacting protective bearings 41, 43. Because the underside of the body 31 to be tested is formed into an open structure, the body 31 to be tested can be detached rapidly and easily.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、たとえばターボチャージャなどの高速回転
をする被試験体の回転試験を行うスピンテスターに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a spin tester that performs a rotation test on a test object that rotates at high speed, such as a turbocharger.

〈従来の技術〉 最近、自動車用ターボチャージャ等の回転体の高速化、
セラミック化に伴い、これらの高速回転体の耐久性およ
び安全性を試験する上で、スピンテスターは重要度を増
しており、特に該回転体を製造するに際し、製造ライン
内で全数検査が必要な場合、製造ライン全体の能率を決
める極めて重要なものになっている。
<Conventional technology> Recently, the speed of rotating bodies such as automobile turbochargers has increased,
With the advent of ceramics, spin testers are becoming increasingly important in testing the durability and safety of these high-speed rotating bodies, especially when manufacturing such rotating bodies, which requires 100% inspection within the production line. In this case, it has become extremely important in determining the efficiency of the entire production line.

従来、このようなスピンテスターとしては第3図に示す
ものがある。このスピンテスターは、真空チャンバー1
の上板2に回転駆動源としてのエアタービン3を設け、
このエアタービン3に供給口5により圧縮空気を供給し
て、エアタービンロータ6を高速回転させるようにして
いる。上記エアタービンロータ6は上下2箇所でアンギ
ュラ−玉軸受8.8で支持されており、上記エアタービ
ンロータ6にはスピンドル7を鉛直方向に装着している
。上記スピンドル7の下端部はアーバーIlの上端部の
穴11aに嵌入して、円周上等間隔の3箇所からセット
スクリュー9でアーバー11に固定している。このアー
バーIIの下端部の穴11bには被試験体としてのター
ボチャージャ12の軸14をその先端部のネジをネジ込
んで、ターボチャージャ■2を装着している。ターボチ
ャージャI2の下側の軸I4°の外周はタッチダウン軸
受15を配置する一方、ターボチャージャ12の上側の
アーバー11の外周には別のタッチダウン軸受17を配
置している。上記タッチダウン軸受t5,17はターボ
チャージャ12の上側のアーバー11およびターボチャ
ージャ12の下側の軸14°に対して、たとえば0.5
〜0.7mll1の径方向のクリアランスを持っている
。これらのタッチダウン軸受15.17は、ターボチャ
ージャ12の軸14′およびアーバー2を直接支持する
ものではなく、スピンドル7、アーバー11およびター
ボチャージャ!2か回転時の共振によって振れ回る回転
速度範囲(危険速度範囲)を通過する際の振れ回り量を
第4図に破線で示すように上記クリアランス量(0,5
〜0 、7 mm)以内に軸受に接触させることにより
制限するためのものであり、ターボチャージャ12の上
下両側に両持支持するように設けられる。したがって危
険速度範囲外では、上記タッチダウン軸受15.17と
アーバー11、軸14°とは非接触となる。なお、上記
ターボチャージャ12等が真空チャンバー1内に配置さ
れるのは、風損を軽減して被試験体を所望の回転速度に
まで加速するためである。
Conventionally, there is a spin tester shown in FIG. 3 as such a spin tester. This spin tester has vacuum chamber 1
An air turbine 3 as a rotational drive source is provided on the upper plate 2 of the
Compressed air is supplied to the air turbine 3 through a supply port 5 to rotate the air turbine rotor 6 at high speed. The air turbine rotor 6 is supported by angular ball bearings 8.8 at two upper and lower locations, and a spindle 7 is vertically mounted on the air turbine rotor 6. The lower end of the spindle 7 is fitted into a hole 11a at the upper end of the arbor Il, and is fixed to the arbor 11 with set screws 9 from three locations equally spaced on the circumference. The shaft 14 of the turbocharger 12 as a test object is screwed into the hole 11b at the lower end of the arbor II, and the turbocharger 2 is mounted thereon. A touchdown bearing 15 is arranged on the outer periphery of the axis I4° on the lower side of the turbocharger I2, while another touchdown bearing 17 is arranged on the outer periphery of the arbor 11 on the upper side of the turbocharger 12. The touchdown bearings t5, 17 are arranged, for example, by 0.5° with respect to the upper arbor 11 of the turbocharger 12 and the lower axis 14° of the turbocharger 12.
It has a radial clearance of ~0.7ml1. These touchdown bearings 15,17 do not directly support the shaft 14' of the turbocharger 12 and the arbor 2, but rather the spindle 7, the arbor 11 and the turbocharger! The amount of whirling when passing through the rotational speed range (critical speed range) where it whirls around due to resonance during rotation is shown by the broken line in Figure 4.
0.7 mm), and is provided on both upper and lower sides of the turbocharger 12 so as to be supported on both sides. Therefore, outside the critical speed range, the touchdown bearing 15.17 is not in contact with the arbor 11 and the shaft 14°. Note that the reason why the turbocharger 12 and the like are arranged in the vacuum chamber 1 is to reduce windage loss and accelerate the test object to a desired rotational speed.

そして、上記給気口5からエアタービン3に圧縮空気を
供給して、エアタービンロータ6を回転させて、スピン
ドル7およびアーバー11を介してターボチャージャ1
2を回転させて1、タッチダウン軸受15.17で振れ
回りを防止しながら危険速度範囲を通過させて、ターボ
チャージャ12を所望の高速回転数域まで回転さ仕、該
回転数域でターボチャージャ12の高速回転に対する耐
久性および安全性を試験している。
Then, compressed air is supplied to the air turbine 3 from the air supply port 5, rotates the air turbine rotor 6, and connects the turbocharger 1 via the spindle 7 and arbor 11.
2, rotate the turbocharger 12 to a desired high speed range by rotating the turbocharger 12 through the critical speed range while preventing whirling with the touchdown bearing 15. Durability and safety against high-speed rotation of 12 are tested.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来のスピンテスターでは、ターボ
チャージャ12が所定の高速回転数に至る途中で危険速
度を通過する際に、スピンドル7゜アーバー11および
ターボチャージャ12の軸14゛が振れ回り現象(回転
数の数分のlの周期の振れ回り現象、すなわちホワール
現象)を起こすと、アーバー11およびターボチャージ
ャ12の軸14゛がタッチダウン軸受15.17に相当
回数接触することになるため、該接触部で摩耗が生じて
クリアランス債が増大し、上記振れ回り現象を制限でき
なくなったり、また接触時の衝撃のくり返しによりタッ
チダウン軸受15.17の寿命が低下するという問題が
ある。したがって、タッチダウン軸受を用いる制振方法
では、接触部の摩耗、軸受の寿命の点から、第5図に破
線で示すように被試験体の回転数を上げていくに際し、
危険速度範囲内を通過させる時間を長くとり、できるだ
け、上記接触時の衝撃を小さくする必要が生じる。その
ため、必要試験回転数に達するまでに相当の時間を要し
、これが試験を迅速に行えない一因となっている。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the conventional spin tester described above, when the turbocharger 12 passes through a critical speed on the way to a predetermined high speed, the spindle 7° arbor 11 and the turbocharger 12 When the shaft 14' causes a whirling phenomenon (a whirling phenomenon with a period of a fraction of the number of revolutions, that is, a whirl phenomenon), the shaft 14' of the arbor 11 and the turbocharger 12 hits the touchdown bearing 15.17 times. Since contact occurs, wear occurs at the contact portion, increasing the clearance bond, making it impossible to limit the whirling phenomenon described above, and reducing the life of the touchdown bearing 15, 17 due to repeated shocks at the time of contact. There is a problem. Therefore, in the vibration damping method using a touchdown bearing, from the viewpoint of contact wear and bearing life, when increasing the rotational speed of the test object as shown by the broken line in Fig. 5,
It is necessary to take a long time to pass through the critical speed range and to minimize the impact at the time of contact as much as possible. Therefore, it takes a considerable amount of time to reach the required test rotation speed, which is one reason why tests cannot be performed quickly.

また、上記スピンテスターでは、ターボチャージャ12
の振れ回りを両持で支持して制限するため、下側のタッ
チダウン軸受I5を取り付ける下ハウジング16を設け
る必要があり、そのため試験の終わったターボチャージ
ャI2を取り替える場合、下ハウジング16を取り外し
、アーノ<−11からターボチャージャ12を取り外さ
なければならず、ターボチャージャ12を迅速に取り替
えることができない。したがって、以上のことから、タ
ッチダウン軸受を用いる制振方法では試験を迅速にでき
ないという問題がある。
In addition, in the above spin tester, the turbocharger 12
In order to limit the whirling of the turbocharger by supporting it on both sides, it is necessary to provide a lower housing 16 to which the lower touchdown bearing I5 is attached. Therefore, when replacing the turbocharger I2 that has been tested, the lower housing 16 must be removed. The turbocharger 12 must be removed from the Arno<-11, and the turbocharger 12 cannot be replaced quickly. Therefore, from the above, there is a problem in that the vibration damping method using the touchdown bearing does not allow quick testing.

そこで、この発明の目的は、タッチダウン軸受の使用を
取り止め、別の制振手段を採用することによって被試験
体の試験を迅速かつ容易に行えるようにすることにある
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the use of a touchdown bearing and adopt another vibration damping means, thereby making it possible to quickly and easily test a test object.

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、第1図に例示するように、こ
の発明のスピンテスターは、回転動力源22と、上記回
転動力源22から鉛直下方に延びる駆動部材25と、該
駆動部材25と一体回転可能に取り付けられ、下端に被
試験体31が取り付けられる駆動部材27と、上記駆動
部材27の上端部外周に取り付けたロータ44を磁気的
に支持して上記駆動部材25.27の姿勢制御が可能な
磁気軸受45と、上記磁気軸受45のステータ45aと
ロータ44とのクリアランスよりし小さなクリアランス
を有し、上記駆動部材25.27を支持可能な保護軸受
41.43とを備えて、上記駆動部材27の下端に取り
付けられた上記被試験体31の下側を開放構造にしたこ
とを特徴とする。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, as illustrated in FIG. A member 25, a drive member 27 which is rotatably attached to the drive member 25 and has the test object 31 attached to its lower end, and a rotor 44 which is attached to the outer periphery of the upper end of the drive member 27 are magnetically supported. A magnetic bearing 45 capable of controlling the attitude of the driving member 25.27, and a protective bearing having a clearance smaller than the clearance between the stator 45a and the rotor 44 of the magnetic bearing 45 and capable of supporting the driving member 25.27. 41 and 43, and the lower side of the test object 31 attached to the lower end of the drive member 27 has an open structure.

〈作用〉 上記構成において、駆動部材27の下端に取り付けた被
試験体31の高速回転に対する耐久性、安全性の試験を
行う場合、回転駆動源22から鉛直下方に延びる駆動部
材25.27は回転時の共振により大きく振れ回ろうと
し、そして、駆動部材27の下方程大きく振れ回ろうと
する。しかし、駆動部材27の上端部外周に取り付けた
ロータ44は磁気軸受45により常に中心位置にあるよ
うに姿勢制御されるので、駆動部材25.27は振れ回
りを完全に抑止されステータ45a、保護軸受41.4
3に接触することなく、正しい姿勢つまり中心位置で高
速回転される。また被試験体31の下側は開放構造にし
ているので、被試験体31は迅速かつ容易に取り外せる
<Function> In the above configuration, when testing the durability and safety against high-speed rotation of the test object 31 attached to the lower end of the drive member 27, the drive members 25 and 27 extending vertically downward from the rotation drive source 22 are rotated. It tries to swing around a lot due to the resonance of the time, and the lower the drive member 27 is, the more it tries to swing around. However, since the rotor 44 attached to the outer periphery of the upper end of the drive member 27 is controlled in attitude so that it is always at the center position by the magnetic bearing 45, the drive members 25, 27 are completely prevented from whirling around, and the stator 45a, the protective bearing 41.4
3, it is rotated at high speed in the correct posture, that is, in the center position. Further, since the lower side of the test object 31 has an open structure, the test object 31 can be quickly and easily removed.

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.

第1図において・、21は真空チャンバー、22は真空
チャンバー21の上板23に設置した回転駆動源の一例
としてのエアタービンである。このエアタービン22は
、従来例と同一構造であって、エアタービンロータ(図
示せず)を収納している。
In FIG. 1, 21 is a vacuum chamber, and 22 is an air turbine as an example of a rotary drive source installed on the upper plate 23 of the vacuum chamber 21. In FIG. This air turbine 22 has the same structure as the conventional example, and houses an air turbine rotor (not shown).

このエアタービンロータには鉛直下方に延びる駆動部材
である小径スピンドル25を設けている。
This air turbine rotor is provided with a small diameter spindle 25 that is a driving member that extends vertically downward.

このスピンドル25の上部に真空シール26を嵌合して
、最も周速の小さい所でシールして、真空シールの耐久
性を高めながら真空チャンバー21内を密封している。
A vacuum seal 26 is fitted to the upper part of the spindle 25 and sealed at the lowest circumferential speed, thereby sealing the inside of the vacuum chamber 21 while increasing the durability of the vacuum seal.

スピンドル25の下端部に駆動部であるアーバー27の
上端部の穴27aを嵌入している。このアーバー27は
スピンドル25よりも大径の段付き円柱であって、上方
から順次小径部27A、27B、27Gからなる。スピ
ンド゛ル25とアーバー27との連結はアーバー27の
小径部27Aの外周面27bからスピンドル25の外周
面25aに円周方向等間隔の3箇所から、セットスクリ
ュー28,28.28をネジ込んで行っている。このよ
うに、アーバー27の径を下方にいく程大きくしたのは
、アーバー27を下方に引っ張って取り出し易くするた
めである。上記アーバー27の下端の大径部27Cの穴
(図示せず)には被試験体としてのターボチャージャ3
Iに嵌通されたターボチャージャの軸32の上端部をネ
ジ込んでいる。このターボチャージャ31の下側には何
ら部材はなくて開放構造になっている。
A hole 27a at the upper end of the arbor 27, which is a driving section, is fitted into the lower end of the spindle 25. This arbor 27 is a stepped cylinder having a diameter larger than that of the spindle 25, and is composed of small diameter portions 27A, 27B, and 27G in order from the top. The spindle 25 and the arbor 27 are connected by screwing set screws 28, 28.28 from three locations equally spaced in the circumferential direction from the outer circumferential surface 27b of the small diameter portion 27A of the arbor 27 to the outer circumferential surface 25a of the spindle 25. Is going. The reason why the diameter of the arbor 27 is made larger as it goes downward is to make it easier to pull the arbor 27 downward and take it out. A hole (not shown) in the large diameter portion 27C at the lower end of the arbor 27 is provided with a turbocharger 3 as a test object.
The upper end of the turbocharger shaft 32, which is fitted through I, is screwed into the upper end. There is no member on the lower side of this turbocharger 31, and it has an open structure.

一方、上記スピンドル25の外周には空間33をあけて
円筒形状のブラケット34を配置し、このブラケット3
4の上端を真空ヂャンバ−21の上板23の下面23a
に固定している。このブラケット34の側面には作業穴
35を設けて、この作業穴35からセットスクリュー2
8,28.28を螺着したり取り外して、スピンドル2
5とアーバー27とを簡単に連結したり取り外したりで
きるようになっている。上記ブラケット34の下端には
アーバー27が挿通ずる厚肉の円筒形状のハウジング3
6の上端を連結している。このハウジング36の下端に
は円筒形状の支持部材37を取り付け、この支持部材3
7の内周面37aの下端部の凹部62には、保護軸受4
3を装着し、下方から保持部材38により固定している
。保護軸受43とアーバー27の大径部27Gの外周面
との間のクリアランスは0.1mmにしている。上記ハ
ウジング36の内周面36aの上端部の凹部61には、
保護軸受41を装着して上方から押板42により該軸受
41を押さえて固定している。この保護軸受41とアー
バー27の外周面27bとの間のクリアランスも0,1
龍にしている。上記2個の保護軸受41.43の間であ
って、アーバー27の中径部27Bにロータとしてのケ
イ素鋼板積層ロータ44を嵌合している。このケイ素鋼
板積層ロータ44に対応するハウジング36の内周面3
   “6aの凹部63には電磁石ステータ45aを装
着し、ロータ44.ステータ45aとで磁気軸受8を形
成している。この電磁石ステータ45aは、ケイ素鋼板
積層アーマチャーに巻線を施したものであって、ケイ素
銅板積層ロータ44との対向位置において、アーバー2
7の軸線に垂直な互いに直交する二軸方向に吸引力を発
生し、その2自由度を制御する方式のものである。ケイ
素鋼板積層ロータ44と電磁石ステータ45aとのクリ
アランスは上記タッチダウン軸受41.43のクリアラ
ンス0.1mmよりも大きい0.2mmにしている。こ
のように、ケイ素鋼板積層ロータ44と電磁石ステータ
45aとのクリアランスを保護軸受41.43のクリア
ランスよりも大きくしたのは、アーバー27の高速回転
時の振れ回り現象を磁気軸受45で万が一抑止できなか
ったような場合、アーバー27が電磁石ステータ45a
よりら早く保護軸受41.43に接触するようにし、ロ
ータ44が電磁石ステータ45aに接触しないようにし
て磁気軸受45を保護するためである。また、振れ回り
の一番大きなアーバー27の下端部に対応する支持部材
37の内周面37aを水平に切った平面内に互いに直交
する二軸上に対向して二対の位置検出センサ51.51
,51,51を設けている。この位置検出センサ51に
よりアーバー27の中心位置からの変位を検知し、演算
回路53に変位信号が入力され、演算回路53で人力さ
れる変位信号と予め定めた基準信号とを比較演算して、
その演算結果をドライバ54を介して電磁石ステータ4
5aに入力し、電磁石ステータ45aがケイ素鋼板積層
ロータ44を正規の姿勢つまり中心位置とで回転さd゛
るようにしている。
On the other hand, a cylindrical bracket 34 is arranged on the outer periphery of the spindle 25 with a space 33 therebetween.
4 to the lower surface 23a of the upper plate 23 of the vacuum chamber 21.
It is fixed at A working hole 35 is provided on the side surface of this bracket 34, and the set screw 2 is inserted through this working hole 35.
8, 28. Screw on or remove 28, and install spindle 2.
5 and the arbor 27 can be easily connected and removed. A thick cylindrical housing 3 into which an arbor 27 is inserted is inserted into the lower end of the bracket 34.
The upper ends of 6 are connected. A cylindrical support member 37 is attached to the lower end of this housing 36, and this support member 3
A protective bearing 4 is provided in the recess 62 at the lower end of the inner peripheral surface 37a of 7.
3 is attached and fixed from below by a holding member 38. The clearance between the protective bearing 43 and the outer peripheral surface of the large diameter portion 27G of the arbor 27 is set to 0.1 mm. In the recess 61 at the upper end of the inner circumferential surface 36a of the housing 36,
A protective bearing 41 is mounted and fixed by pressing the bearing 41 from above with a press plate 42. The clearance between this protective bearing 41 and the outer peripheral surface 27b of the arbor 27 is also 0.1
I'm making it into a dragon. A silicon steel laminated rotor 44 serving as a rotor is fitted into the middle diameter portion 27B of the arbor 27 between the two protection bearings 41, 43. Inner peripheral surface 3 of the housing 36 corresponding to this silicon steel plate laminated rotor 44
An electromagnetic stator 45a is attached to the recess 63 of the rotor 44 and the stator 45a to form a magnetic bearing 8. , at a position facing the silicon copper plate laminated rotor 44, the arbor 2
This system generates suction force in two mutually orthogonal axes directions perpendicular to the axis of 7, and controls its two degrees of freedom. The clearance between the silicon steel laminated rotor 44 and the electromagnetic stator 45a is set to 0.2 mm, which is larger than the 0.1 mm clearance of the touchdown bearing 41.43. In this way, the reason why the clearance between the silicon steel plate laminated rotor 44 and the electromagnetic stator 45a is made larger than the clearance between the protective bearings 41 and 43 is because the magnetic bearing 45 cannot prevent the whirling phenomenon when the arbor 27 rotates at high speed. In such a case, the arbor 27 is connected to the electromagnetic stator 45a.
This is to protect the magnetic bearing 45 by allowing the rotor 44 to come into contact with the protective bearings 41 and 43 more quickly and preventing the rotor 44 from coming into contact with the electromagnetic stator 45a. Further, two pairs of position detection sensors 51 . 51
, 51, 51 are provided. The position detection sensor 51 detects the displacement of the arbor 27 from the center position, the displacement signal is input to the calculation circuit 53, and the calculation circuit 53 compares and calculates the human input displacement signal with a predetermined reference signal.
The calculation result is sent to the electromagnet stator 4 via the driver 54.
5a, so that the electromagnetic stator 45a rotates the silicon steel laminated rotor 44 in its normal position, that is, at the center position.

上記構成において、エアタービン22に圧縮空気が供給
され、スピンドル25、アーバー27、ターボチャージ
ャ31が一体となって回転される。
In the above configuration, compressed air is supplied to the air turbine 22, and the spindle 25, arbor 27, and turbocharger 31 are rotated together.

このとき、真空チャンバー21内はほぼ真空状態になっ
ているため、ターボチャージャ31の回転に対する風損
を少なくし、ターボチャージャ31は迅速に加速される
。そして、危険速度になるとアーバー27はホワール現
象を起こし振れ回ろうとするが、このときセンサ51が
アーバー27の変位を検知して演算回路53により、ド
ライバ54を介して電磁石ステータ45aに通電する電
流が制御され、アーバー27のケイ素鋼板積層ロータ4
4に電磁力を作用させてアーバー27を中心位置つまり
正規の姿勢に復帰させる。すなわちホワール現象は制御
される。したがって、アーバー27は磁気軸受45およ
び保護軸受41.43に接触することはなく、危険速度
を通過し、危険速度通過後はターボチャージャ31、ア
ーバー27およびスピンドル25は回転体本来の自動調
心性により、慣性中心で回転し、所定の高速回転域に到
達する。
At this time, since the inside of the vacuum chamber 21 is in a substantially vacuum state, the windage loss due to the rotation of the turbocharger 31 is reduced, and the turbocharger 31 is rapidly accelerated. When the speed reaches a critical speed, the arbor 27 causes a whirl phenomenon and tries to swing around. At this time, the sensor 51 detects the displacement of the arbor 27, and the arithmetic circuit 53 causes the current to flow through the driver 54 to the electromagnet stator 45a. Controlled silicon steel laminated rotor 4 with arbor 27
4 to return the arbor 27 to its center position, that is, to its normal posture. In other words, the whirl phenomenon is controlled. Therefore, the arbor 27 passes through the critical speed without contacting the magnetic bearing 45 and the protective bearings 41, 43, and after passing the critical speed, the turbocharger 31, the arbor 27, and the spindle 25 move due to the inherent self-alignment of the rotating body. , rotates around the center of inertia and reaches a predetermined high speed rotation range.

このように、電磁石ステータ45aによりケイ素鋼板積
層ロータ44の振れ回りを制御するので、第4図に破線
で示した通り、回転体が軸受に接触することなく、した
がって第5図に実線で示した通り短時間で所定の高速試
験回転域に到達できる。
In this way, since the swing of the silicon steel laminated rotor 44 is controlled by the electromagnetic stator 45a, the rotating body does not come into contact with the bearings, as shown by the broken line in FIG. 4, and therefore, as shown by the solid line in FIG. The specified high-speed test rotation range can be reached in a short time.

また保護軸受41.43もその潤滑を固体潤滑剤によっ
て行えるよう切り替えることができ、真空チャンバー2
1内での潤滑浦の使用を廃止できて、真空チャンバー2
1内の清浄度を向上させること第2図は他の実施例を示
す。この実施例は、アーバー27が磁気軸受45の幅寸
法に比べて鉛直方向に長い場合に適用されるものであっ
て、上述の実施例の磁気軸受45と同一構成の磁気軸受
46.46を上下の保護軸受41.43の間に2側設け
たらのである。このように、磁気軸受46.46をアー
バー27の上部と下部に夫々設けたのは、アーバー27
が長く、かつスピンドル25がアーバー27に比べて細
いので、磁気軸受46の制振力がスピンドル25とアー
バー27との連結部の割振に寄与しなくなり、アーバー
27の上部での振れ回りが発生するためである。その他
の構成および作動は上述の実施例と全く同一であるので
その説明を省く。
The protective bearings 41 and 43 can also be switched to be lubricated with solid lubricant, and the vacuum chamber 2
It is possible to eliminate the use of a lubrication port in vacuum chamber 2.
Figure 2 shows another embodiment. This embodiment is applied when the arbor 27 is longer in the vertical direction than the width dimension of the magnetic bearing 45, and magnetic bearings 46 and 46 having the same configuration as the magnetic bearing 45 of the above-mentioned embodiment are moved vertically. This is because the protective bearings 41 and 43 are provided on two sides. The reason why the magnetic bearings 46 and 46 are provided at the upper and lower parts of the arbor 27 is as follows.
is long and the spindle 25 is thinner than the arbor 27, so the vibration damping force of the magnetic bearing 46 no longer contributes to the distribution of the joint between the spindle 25 and the arbor 27, causing whirling in the upper part of the arbor 27. It's for a reason. The rest of the structure and operation are exactly the same as those of the above-described embodiment, so their explanation will be omitted.

上記実施例では駆動部材を小径のスピンドル25と大径
のアーバー27で構成して、被試験体の破損等による異
常発生時にスピンドル25の箇所を最弱点部として破壊
を生じさせるようにしているので、エアタービン22に
まで破壊が及ぶことはない。
In the embodiment described above, the drive member is composed of a small diameter spindle 25 and a large diameter arbor 27, so that when an abnormality occurs due to damage to the test object, the spindle 25 is the weakest point and breaks. , the air turbine 22 will not be damaged.

上記実施例では、駆動部材をスピンドルとアーバーとか
ら構成したが、これは一体の部材であってもよい。また
保護軸受4.1.43をターボチャージャ31の上方の
磁気軸受45を挾んで2個設けたが、これは1個でもよ
く、要はターボチャージャ31の上方であって磁気軸受
45を保護できればよい。また、回転動力源として高周
波モータを使用してもよい。
In the above embodiment, the driving member is composed of a spindle and an arbor, but it may be an integral member. In addition, two protective bearings 4.1.43 are provided sandwiching the magnetic bearing 45 above the turbocharger 31, but it is also possible to use only one protective bearing, but the point is that as long as it is above the turbocharger 31 and can protect the magnetic bearing 45, good. Furthermore, a high frequency motor may be used as the rotational power source.

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかな如く、この発明のスピンテスター
は、回転動力源と、上記回転動力源から鉛直下方に延び
て、下端に被試験体が取り付けられる駆動部材と、上記
駆動部材の下端部に取り付けたロータを磁気的に支持し
て上記駆動部材の姿勢制御が可能な磁気軸受と、上記磁
気軸受のステータとロータとのクリアランスよりも小さ
なクリアランスを有し、上記駆動部材を支持可能な保護
軸受とを備えて、上記駆動部材の下端に取り付けられた
上記被試験体の下側を開放構造にしているものである。
<Effects of the Invention> As is clear from the above description, the spin tester of the present invention includes a rotary power source, a drive member that extends vertically downward from the rotary power source and has a test object attached to its lower end, and a magnetic bearing that can magnetically support a rotor attached to a lower end of the member and control the attitude of the driving member; and a magnetic bearing having a clearance smaller than a clearance between the stator and rotor of the magnetic bearing, The device is equipped with a supportable protective bearing, and has an open structure on the lower side of the test object attached to the lower end of the drive member.

したがって、この発明によれば、駆動部材が危険速度で
回転する時、駆動部材の振れ回りを磁気軸受で姿勢制御
して第4図に示した通り駆動部材が軸受とは非接触のま
ま慣性中心で回転できるので、第5図に示した通り被試
験体を所定の高速回転域まで短時間で到達させることが
でき、試験に要する作業時間を大幅に短縮することがで
きる。
Therefore, according to the present invention, when the drive member rotates at a critical speed, the swing of the drive member is controlled by the magnetic bearing, and as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the test object can reach a predetermined high-speed rotation range in a short time, and the working time required for testing can be significantly shortened.

また、この発明によれば、駆動部材の上端を回転駆動源
に取り付け、駆動部材の下端の被試験体の下側を開放構
造にしているので、駆動部材あるいは被試験体を他の部
材に邪魔されず簡単に取り外し、取り付けもでき、試験
の作業性を向上でき、この点でも試験の迅速化、能率化
に寄与できる。
Further, according to the present invention, the upper end of the driving member is attached to the rotational drive source, and the lower end of the driving member has an open structure below the test object, so that the driving member or the test object does not interfere with other members. It can be easily removed and installed without being damaged, improving test work efficiency, and in this respect also contributes to speeding up and efficiency of testing.

また、磁気軸受および保護軸受ともオイルフリーとする
ことができるので、オイルによる汚れを防止できる。
Furthermore, since both the magnetic bearing and the protective bearing can be made oil-free, contamination due to oil can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施例を示す断面図、第2図は他の
実施例を示す断面図、第3図は従来例のスピンテスター
を示す断面図である。第4図は回転数と振れ回り量との
関係を示す図、第5図は加速時間と回転数との関係を示
す図である。 22・・・回転動力源、25.27・・・駆動部材、3
1・・・被試験体、44・・・ロータ、45.46・・
・磁気軸受。 特 許 出 願 人  光洋精工株式会社]シt\1カ
代 理 人 弁理士  前出 葆ほか2名第3図 第4図 1Jr1還吋閲
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment, and FIG. 3 is a sectional view showing a conventional spin tester. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between rotational speed and whirling amount, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between acceleration time and rotational speed. 22...Rotary power source, 25.27...Driving member, 3
1...Test object, 44...Rotor, 45.46...
・Magnetic bearing. Patent applicant: Koyo Seiko Co., Ltd.] Patent attorney: Mr. Said and 2 others

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回転動力源と、上記回転動力源から鉛直下方に延
びて、下端に被試験体が取り付けられる駆動部材と、上
記駆動部材の下端部に取り付けたロータを磁気的に支持
して上記駆動部材の姿勢制御が可能な磁気軸受と、上記
磁気軸受のステータとロータとのクリアランスよりも小
さなクリアランスを有し、上記駆動部材を支持可能な保
護軸受とを備えて、上記駆動部材の下端に取り付けられ
た上記被試験体の下側を開放構造にしたことを特徴とす
るスピンテスター。
(1) A rotary power source, a drive member that extends vertically downward from the rotary power source and has a test object attached to its lower end, and a rotor that is attached to the lower end of the drive member and magnetically supports the rotor to drive the rotor. A magnetic bearing capable of controlling the posture of the member, and a protective bearing having a smaller clearance than the clearance between the stator and rotor of the magnetic bearing and capable of supporting the driving member, and attached to the lower end of the driving member. A spin tester characterized in that the lower side of the above-mentioned test object has an open structure.
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