JPS6256618A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPS6256618A JPS6256618A JP8475385A JP8475385A JPS6256618A JP S6256618 A JPS6256618 A JP S6256618A JP 8475385 A JP8475385 A JP 8475385A JP 8475385 A JP8475385 A JP 8475385A JP S6256618 A JPS6256618 A JP S6256618A
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- Japan
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- magnetic
- poles
- rotating shaft
- electromagnets
- rotary shaft
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Classifications
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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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
- F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
- F16C32/0463—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with electromagnetic bias, e.g. by extra bias windings
-
- 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
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/048—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of two degrees of freedom, e.g. radial magnetic bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁気軸受装置に係り、とくに高速切削機用も
しくは真空機器用スピンドル等に好適な磁気軸受装置に
関する。
しくは真空機器用スピンドル等に好適な磁気軸受装置に
関する。
磁気軸受は、回転軸を磁気的に浮上せしめてこれを支持
せんとするものであり、機械的接触部分を持たない軸受
として従来より一般に知られているものである。この軸
受は、高速回転が容易で。
せんとするものであり、機械的接触部分を持たない軸受
として従来より一般に知られているものである。この軸
受は、高速回転が容易で。
振動が小さく、かつ潤滑油も不要である等より、従来の
通常の軸受とは異なり際立った特徴を有している。
通常の軸受とは異なり際立った特徴を有している。
第９図ないし第１０図を用いてこれを更に詳述すると、
この第９図ないし第１０図において、磁気軸受装置１０
は、円筒状の支持ケース１と、この支持ケース１の中央
部に設けられた軸駆動用の駆動モータ部２と、この駆動
モータ部２の下部に配設されたスラスト軸受部４と、こ
のスラスト軸受部４の第９図における下側および前記駆
動モータ部２の上側に各々装備されたラジアル軸受部５
゜６とを有し、これによって、前記支持ケース１の中心
線上に配設された回転軸７を、前記スラスト磁気軸受部
４の作用によって磁気的に吸引浮上せしめるとともに、
駆動モータ部２の作用によって回転駆動せしめることが
できるようになっている。
この第９図ないし第１０図において、磁気軸受装置１０
は、円筒状の支持ケース１と、この支持ケース１の中央
部に設けられた軸駆動用の駆動モータ部２と、この駆動
モータ部２の下部に配設されたスラスト軸受部４と、こ
のスラスト軸受部４の第９図における下側および前記駆
動モータ部２の上側に各々装備されたラジアル軸受部５
゜６とを有し、これによって、前記支持ケース１の中心
線上に配設された回転軸７を、前記スラスト磁気軸受部
４の作用によって磁気的に吸引浮上せしめるとともに、
駆動モータ部２の作用によって回転駆動せしめることが
できるようになっている。
また、８，９は前記支持ケース１側に固定された補助ベ
アリングを示し、７Ａは前記スラスト磁気軸受部４に支
承されるツバ部を示す。
アリングを示し、７Ａは前記スラスト磁気軸受部４に支
承されるツバ部を示す。
一方、前記各ラジアル磁気軸受部５，６は、具体的には
第１０図に示すように、４箇所に配設された吸引型電磁
石１０，１１，１２，１３、と、この各電磁石１０〜１
３を励磁するための電源１４と、前記各電磁石１０〜１
３の吸引力を必要に応じて制御する制御系１５等とによ
り構成されている。
第１０図に示すように、４箇所に配設された吸引型電磁
石１０，１１，１２，１３、と、この各電磁石１０〜１
３を励磁するための電源１４と、前記各電磁石１０〜１
３の吸引力を必要に応じて制御する制御系１５等とによ
り構成されている。
これを更に詳述すると、前記各電磁石１０〜１３は、各
々１つの固定バイアスコイルＬ＋。
々１つの固定バイアスコイルＬ＋。
ＬＺ 、ＬＳ 、Ｌ４と１つの制御コイルＬｓ、Ｌ６゜
Ｌ？、Ｌｌｌとを有し、この各コイルによって形成され
るＮ極及びＳ極の吸引面が前記回転軸７の外周面に対向
して同一円周上に図の如く交互に配設された構造となっ
ている（第１０図参照）。そして、前記各コイルし１〜
Ｌ８の内、固定バイアスコイルＬ、−Ｌ、は、前記同法
電源１４に直列で且つ第１０図に示す如く同一方向の磁
束Ｆ Ｉ ＋Ｆｔ＋Ｆ３＋Ｆ４が各々生じるように接続
されている。また、他方のコイルし、、〜Ｌ ｓの各々
は、後述するようにＬＳ、Ｌ？が前記一方の制御系１５
に接続され、Ｌ６．Ｌｅが他方の制御系（図示せず）に
接続され、これによって制御用の磁束ＦＳ、Ｆ、および
Ｆ６．Ｆ、が必要に応じて各々第１０図の如く形成され
るようになっている。
Ｌ？、Ｌｌｌとを有し、この各コイルによって形成され
るＮ極及びＳ極の吸引面が前記回転軸７の外周面に対向
して同一円周上に図の如く交互に配設された構造となっ
ている（第１０図参照）。そして、前記各コイルし１〜
Ｌ８の内、固定バイアスコイルＬ、−Ｌ、は、前記同法
電源１４に直列で且つ第１０図に示す如く同一方向の磁
束Ｆ Ｉ ＋Ｆｔ＋Ｆ３＋Ｆ４が各々生じるように接続
されている。また、他方のコイルし、、〜Ｌ ｓの各々
は、後述するようにＬＳ、Ｌ？が前記一方の制御系１５
に接続され、Ｌ６．Ｌｅが他方の制御系（図示せず）に
接続され、これによって制御用の磁束ＦＳ、Ｆ、および
Ｆ６．Ｆ、が必要に応じて各々第１０図の如く形成され
るようになっている。
ここで、前記各コイルし、〜Ｌａを巻装した電磁石１０
〜１３の作用について更に詳述すると、まず、第１０図
に示す電磁石１０．１２が一方の組を、又電磁石１１．
１３が他方の組を各々構成している。そして、回転軸７
が予め定めた基準位置にある場合は、Ｉ ｘｒ ＝ Ｉ
ｘｚ＝ Ｏとなっている。
〜１３の作用について更に詳述すると、まず、第１０図
に示す電磁石１０．１２が一方の組を、又電磁石１１．
１３が他方の組を各々構成している。そして、回転軸７
が予め定めた基準位置にある場合は、Ｉ ｘｒ ＝ Ｉ
ｘｚ＝ Ｏとなっている。
これに対し、前記回転軸７が例えば電磁石１２の方に傾
いたとすると、これを中央に戻そ・うとする力が働く。
いたとすると、これを中央に戻そ・うとする力が働く。
具体的には、まず近接センサ１５Ａが回転軸７の偏位を
検知し、その信号を信号比較器２０へ送る。この信号比
較器２０は、一方では基準信号発生手段２１からの基準
信号を常時入力し、この基準信号に対して前述した近接
センサ１５Ａからの信号を比較するとともに、その結果
得られるレベル差を正又は負の偏差信号として出力すよ
うになっている。そして、その偏差信号は電圧増幅器２
２２位相補償回路２３を経て電力増幅回路２４で所定レ
ベルに電力増幅され、前述したコイルＬＳ、Ｌ？に導通
されるようになっている。
検知し、その信号を信号比較器２０へ送る。この信号比
較器２０は、一方では基準信号発生手段２１からの基準
信号を常時入力し、この基準信号に対して前述した近接
センサ１５Ａからの信号を比較するとともに、その結果
得られるレベル差を正又は負の偏差信号として出力すよ
うになっている。そして、その偏差信号は電圧増幅器２
２２位相補償回路２３を経て電力増幅回路２４で所定レ
ベルに電力増幅され、前述したコイルＬＳ、Ｌ？に導通
されるようになっている。
この場合、前述した固定バイアス電流によって生じる磁
束Ｆ１〜Ｆ４と同方向を正とし反対方向を負とすると、
第１０図に示すように電磁石１０の制御コイルＬ、に正
方向の磁束Ｆ、が、又電磁石１２の制御コイルし、には
負方向の磁束Ｆ、が各々発生し、これによって前記電磁
石１０の吸引力を大きくするとともに、一方ではその分
だけ電磁石１２の吸引力が弱められ、この結果、前記回
転軸７は電磁石１０に吸引されて直ちに中央の位置に復
帰する。そして回転軸７が元位置に復帰すると、前記比
較器２０からの出力は零となり、再びＦｓ −Ｆ？ ＝
Ｏの平衡状態となる。
束Ｆ１〜Ｆ４と同方向を正とし反対方向を負とすると、
第１０図に示すように電磁石１０の制御コイルＬ、に正
方向の磁束Ｆ、が、又電磁石１２の制御コイルし、には
負方向の磁束Ｆ、が各々発生し、これによって前記電磁
石１０の吸引力を大きくするとともに、一方ではその分
だけ電磁石１２の吸引力が弱められ、この結果、前記回
転軸７は電磁石１０に吸引されて直ちに中央の位置に復
帰する。そして回転軸７が元位置に復帰すると、前記比
較器２０からの出力は零となり、再びＦｓ −Ｆ？ ＝
Ｏの平衡状態となる。
前記他方の組の電磁石１１．１３及びその制御系につい
ても、上述した一方の組の電磁石１０゜１２の場合と全
く同様に構成され、他方の近接センサ３５Ａで検出され
る回転軸７の近接もしくは離間情報に基づいて他方の制
御系（図示せず）によって同様の制御動作がなされるよ
うになっている。
ても、上述した一方の組の電磁石１０゜１２の場合と全
く同様に構成され、他方の近接センサ３５Ａで検出され
る回転軸７の近接もしくは離間情報に基づいて他方の制
御系（図示せず）によって同様の制御動作がなされるよ
うになっている。
上記従来例においては、電磁石１０〜１３の各磁極に対
向する部分の回転軸７上には、第１１図の■■で示す方
向の起電力が発生し、当該回転軸７上には第１２図で示
すようなうず電流が生じる。
向する部分の回転軸７上には、第１１図の■■で示す方
向の起電力が発生し、当該回転軸７上には第１２図で示
すようなうず電流が生じる。
このうず電流は回転軸７の回転とともに各磁極に対向す
る面の全周に連続して生じることから、例えば第１２図
の点Ｐにおいては、回転軸７の一回転中に第１３図に示
す如き電流変化が生じる。このため、回転軸７が例えば
回転数１０．０００ （ＲＰ Ｍ〕のスピンドルの場合
には１２０．０００ （Ｈｚ ）のｔ周波電流がＰ点
に流れることとなり、従って、回転軸７には電磁プし・
−キに近似した現象で制動が掛かるばかりでなく、その
表面が当該電磁石１０〜１３部分において異常発熱する
という事態が生じる。そして、かかる事態が生じると、
回転動力の損失はもとより回転軸７自体が高速回転中に
変形したり、或いは電磁石１０〜１３側の被覆部材等が
熱破壊される等の不都合が生じ、実用に際して著しい障
害となっている。
る面の全周に連続して生じることから、例えば第１２図
の点Ｐにおいては、回転軸７の一回転中に第１３図に示
す如き電流変化が生じる。このため、回転軸７が例えば
回転数１０．０００ （ＲＰ Ｍ〕のスピンドルの場合
には１２０．０００ （Ｈｚ ）のｔ周波電流がＰ点
に流れることとなり、従って、回転軸７には電磁プし・
−キに近似した現象で制動が掛かるばかりでなく、その
表面が当該電磁石１０〜１３部分において異常発熱する
という事態が生じる。そして、かかる事態が生じると、
回転動力の損失はもとより回転軸７自体が高速回転中に
変形したり、或いは電磁石１０〜１３側の被覆部材等が
熱破壊される等の不都合が生じ、実用に際して著しい障
害となっている。
このため、近時においては、前述したようなうず電流の
発生を少なくするために当該回転軸７の外周部に、硅素
鋼板の薄板を環状に積層してなる積層鋼板部を設けると
いう手法が採用されている。
発生を少なくするために当該回転軸７の外周部に、硅素
鋼板の薄板を環状に積層してなる積層鋼板部を設けると
いう手法が採用されている。
しかしながら、高速回転する回転軸の外周部に他の部材
を装備すると、その遠心力の作用によって当該装備部材
が破損し易く、従って高速回転に限界が生じ、更には回
転体７の直径もその周速度を抑えるために小さくせざる
を得ないという不都合が生じていた。
を装備すると、その遠心力の作用によって当該装備部材
が破損し易く、従って高速回転に限界が生じ、更には回
転体７の直径もその周速度を抑えるために小さくせざる
を得ないという不都合が生じていた。
このことは、例えば高速切削を必要とする各種切削機の
切削能力に自ら限界を設けるという不都合を招来してい
た。
切削能力に自ら限界を設けるという不都合を招来してい
た。
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に、回転軸のラジアル軸受部分の発熱を抑え、これによ
って当該部分の温度上昇を著しく減少せしめることので
きる耐久性ある磁気軸受装置を提供することを、その目
的とする。
に、回転軸のラジアル軸受部分の発熱を抑え、これによ
って当該部分の温度上昇を著しく減少せしめることので
きる耐久性ある磁気軸受装置を提供することを、その目
的とする。
そこで、本発明では、回転軸の上方部および下方部に各
々ラジアル磁気軸受部を有するとともに前記回転軸の中
間部にスラスト磁気軸受部を備え、前記各ラジアル磁気
軸受部を、固定バイアス用コイルと吸引力可変制御コイ
ルとを巻装した少なくとも４個の電磁石によ′り構成し
てなる磁気軸受装置において、前記各電磁石のＮ極とＳ
極とを結ぶ磁気回路が□、前記回転軸の中心線に略平行
になるように当該各電磁石を配設し、前記各電磁石の一
方の磁極と同一の円周上には同一の極性からなる磁極を
位置せしめるとともに、これらの同一極性から成る磁極
が前記回転軸に対向して環状の磁極を形成するという構
成を採り、これによって前記目的を達成しようとするも
のである。
々ラジアル磁気軸受部を有するとともに前記回転軸の中
間部にスラスト磁気軸受部を備え、前記各ラジアル磁気
軸受部を、固定バイアス用コイルと吸引力可変制御コイ
ルとを巻装した少なくとも４個の電磁石によ′り構成し
てなる磁気軸受装置において、前記各電磁石のＮ極とＳ
極とを結ぶ磁気回路が□、前記回転軸の中心線に略平行
になるように当該各電磁石を配設し、前記各電磁石の一
方の磁極と同一の円周上には同一の極性からなる磁極を
位置せしめるとともに、これらの同一極性から成る磁極
が前記回転軸に対向して環状の磁極を形成するという構
成を採り、これによって前記目的を達成しようとするも
のである。
同一の極性からなる環状に連続的に配設した磁極をもっ
て回転軸をとり囲んだことから、回転軸の表面では当該
磁極の作用によって中心軸に平行な方向の起電力が全周
に同時に発生する。このため回転軸の外周面ではうず電
流が発生せず、従って従来例で生じていた高周波うず電
流による発熱現象が全く生じない。実際には制御電流に
よる磁束分布の強弱の差から僅かなうず電流の発生およ
びそれに伴う僅かな発熱現象が生じる程度となっている
。
て回転軸をとり囲んだことから、回転軸の表面では当該
磁極の作用によって中心軸に平行な方向の起電力が全周
に同時に発生する。このため回転軸の外周面ではうず電
流が発生せず、従って従来例で生じていた高周波うず電
流による発熱現象が全く生じない。実際には制御電流に
よる磁束分布の強弱の差から僅かなうず電流の発生およ
びそれに伴う僅かな発熱現象が生じる程度となっている
。
一方、発生する起電力の向きおよびその強さの相互関係
から、表面と中心軸部分とを通る一方向に電流の発生が
あるが、軸の電気抵抗もあってその大きさは非常に小さ
い。このため、回転軸の発熱は全体的にも非常に小さい
ものとなっている。
から、表面と中心軸部分とを通る一方向に電流の発生が
あるが、軸の電気抵抗もあってその大きさは非常に小さ
い。このため、回転軸の発熱は全体的にも非常に小さい
ものとなっている。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。
て説明する。
まず、第１図において、磁気軸受装置５０は、前述した
従来例と同様に円筒状の支持ケース５１と、この支持ケ
ース５１の中央部に設けられた軸駆動手段５２と、この
軸駆動手段５２の下部に配設されたスラスト軸受部５４
と、このスラスト軸受部５４の第１図における下側およ
び前記軸駆動手段５２の同図における上側に各々装備さ
れたラジアル磁気軸受部５５．５６とを有し、これによ
って、前記支持ケース５１の中心線上に配設された回転
軸５７を、前記スラスト磁気軸受部５４の作用によって
磁気的に吸引浮上せしめるとともに。
従来例と同様に円筒状の支持ケース５１と、この支持ケ
ース５１の中央部に設けられた軸駆動手段５２と、この
軸駆動手段５２の下部に配設されたスラスト軸受部５４
と、このスラスト軸受部５４の第１図における下側およ
び前記軸駆動手段５２の同図における上側に各々装備さ
れたラジアル磁気軸受部５５．５６とを有し、これによ
って、前記支持ケース５１の中心線上に配設された回転
軸５７を、前記スラスト磁気軸受部５４の作用によって
磁気的に吸引浮上せしめるとともに。
軸駆動手段２の作用によって回転駆動せしめることがで
きるようになっている。
きるようになっている。
前記軸駆動手段５２は、本実施例では高周波モータが使
用されているが、他にエアータービン等の駆動手段（こ
の場合は回転軸の上端部に装備する）を用いたものであ
ってもよい。
用されているが、他にエアータービン等の駆動手段（こ
の場合は回転軸の上端部に装備する）を用いたものであ
ってもよい。
また、前記スラスト軸受部５４は、回転軸５７の第１図
における略中央部に形成されたツバ部５７Ａを挾んで同
図の上面側と下面側とに各々配設されたドーナツ状のコ
イル５４Ａ、５４Ｂと、この各コイル５４Ａ、５４Ｂを
係着し支持するとともに当該各コイル５４Ａ、５４Ｂに
より生じる磁束をＮ極とＳ極として外部に対し吸引力を
発生せしめる一方の吸引支持部材５４Ｃと他方の吸引支
持部材５４Ｄとにより構成されている。
における略中央部に形成されたツバ部５７Ａを挾んで同
図の上面側と下面側とに各々配設されたドーナツ状のコ
イル５４Ａ、５４Ｂと、この各コイル５４Ａ、５４Ｂを
係着し支持するとともに当該各コイル５４Ａ、５４Ｂに
より生じる磁束をＮ極とＳ極として外部に対し吸引力を
発生せしめる一方の吸引支持部材５４Ｃと他方の吸引支
持部材５４Ｄとにより構成されている。
さらに、前記ラジアル磁気軸受部５５．５６は、本実施
例では各々同一のものが使用されている。
例では各々同一のものが使用されている。
このため、第１図における下方のラジアル軸受部５５に
ついて説明すると、まず、本実施例におけるラジアル磁
気軸受部５５は、第２図に示すように配設された４つの
吸引型の電磁石６０，６１゜６２．６３から成る。
ついて説明すると、まず、本実施例におけるラジアル磁
気軸受部５５は、第２図に示すように配設された４つの
吸引型の電磁石６０，６１゜６２．６３から成る。
前記各電磁石６０〜６３は、それぞれ、磁極形成用の鉄
芯部材６０Ａ、６１Ａ、６２Ａ、６３Ａに前述した従来
例と同様の固定バイアスコイルＬ＋ 、ＬＺ、ＬＳＩ、
Ｌａと吸引力可変制御コイルＬｓ、Ｌｂ、Ｌｙ、Ｌｓと
が各々巻装されて成り、第２図の上方に位置する磁極が
Ｎ極を、又下方に位置する磁極がＳ極を各々形成するよ
うに巻装されでいる。すなわち、本実施例においては、
各電磁石のＮ極とＳ極とを結ぶ磁気回路が前記回転軸の
中心線に略平行になるように当該各電磁石６０〜６３が
配設され、そし７で、これらの電磁石１０〜１３の各々
の磁極は、回転軸５７の外周面に対向し且つ相互に９０
°の間隔をおいて装備されている。
芯部材６０Ａ、６１Ａ、６２Ａ、６３Ａに前述した従来
例と同様の固定バイアスコイルＬ＋ 、ＬＺ、ＬＳＩ、
Ｌａと吸引力可変制御コイルＬｓ、Ｌｂ、Ｌｙ、Ｌｓと
が各々巻装されて成り、第２図の上方に位置する磁極が
Ｎ極を、又下方に位置する磁極がＳ極を各々形成するよ
うに巻装されでいる。すなわち、本実施例においては、
各電磁石のＮ極とＳ極とを結ぶ磁気回路が前記回転軸の
中心線に略平行になるように当該各電磁石６０〜６３が
配設され、そし７で、これらの電磁石１０〜１３の各々
の磁極は、回転軸５７の外周面に対向し且つ相互に９０
°の間隔をおいて装備されている。
前記磁極を構成する鉄芯部材６０Ａ〜６３Ａの各々は、
本実施例ではその両端部の磁極部分が第３図に示すよう
に大きく偏平状に形成され、これによって配設されるＮ
極及びＳ極が各々各別に環状の磁極を形成し得るように
なっている。そして、この場合、各鉄芯６０Ａ〜６３Ａ
の磁路の断面積は全体的に略同−に形成されたものとな
っている。
本実施例ではその両端部の磁極部分が第３図に示すよう
に大きく偏平状に形成され、これによって配設されるＮ
極及びＳ極が各々各別に環状の磁極を形成し得るように
なっている。そして、この場合、各鉄芯６０Ａ〜６３Ａ
の磁路の断面積は全体的に略同−に形成されたものとな
っている。
ここで、前記固定バイアスコイルＬ ｌ” Ｌ ｂには
、それぞれ前述した従来例と同様の定電流が通電される
ようになっている。１４は固定バイアス用の直流電源を
示す。そして、前述した従来例の場合と同様に、一方の
組の制御コイル■、５．Ｌ？には一方の制御系（第１０
回付号１５参照）から。
、それぞれ前述した従来例と同様の定電流が通電される
ようになっている。１４は固定バイアス用の直流電源を
示す。そして、前述した従来例の場合と同様に、一方の
組の制御コイル■、５．Ｌ？には一方の制御系（第１０
回付号１５参照）から。
また他方の制御コイルＬ６．Ｌ１１には他方の制御系か
ら、必要に応じて各々所定の電流が各々通電されるよう
になっている。これら一方と他方の各制御系及び前記各
コイルＬ、−Ｌ、に生じる磁束Ｆ＋−ＦｓＯ向きおよび
大きさについては、前述した従来例と全く同一となって
いる。
ら、必要に応じて各々所定の電流が各々通電されるよう
になっている。これら一方と他方の各制御系及び前記各
コイルＬ、−Ｌ、に生じる磁束Ｆ＋−ＦｓＯ向きおよび
大きさについては、前述した従来例と全く同一となって
いる。
また、６９は前記回転軸５７の上下方向への位置ずれを
検知するための位置センサを示す。そして、この位置セ
ンサからの出力信号に基づいて図示しないスラスト磁気
軸受用の制御系が作用し、前述したスラスト軸受部５４
の各コイル５４Ａ、５４Ｂへの通電電流が強弱制御され
るようになっている。
検知するための位置センサを示す。そして、この位置セ
ンサからの出力信号に基づいて図示しないスラスト磁気
軸受用の制御系が作用し、前述したスラスト軸受部５４
の各コイル５４Ａ、５４Ｂへの通電電流が強弱制御され
るようになっている。
１５Ａ、１５Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ （第１図参照）は、
各々前述した従来例の場合と同様の近接センサを示す。
各々前述した従来例の場合と同様の近接センサを示す。
また、７０．７１は各々カバーを示し、８．９は各々補
助ベアリングをし、４０は着脱自在に装着された切削用
カッタを示す。その他の構成は前述した従来例と全く同
一となっている。
助ベアリングをし、４０は着脱自在に装着された切削用
カッタを示す。その他の構成は前述した従来例と全く同
一となっている。
次に、上記実施例において生じる前記回転軸５７の発熱
作用について説明すると、まず、回転軸５７の回転とと
もに、当該回転軸５７の表面には第３図及び第４図に示
す方向すなわち回転軸５７の中心線に平行な方向の起電
力ｅＮｏ”Ｎ。
作用について説明すると、まず、回転軸５７の回転とと
もに、当該回転軸５７の表面には第３図及び第４図に示
す方向すなわち回転軸５７の中心線に平行な方向の起電
力ｅＮｏ”Ｎ。
−−−’＋ ｅＮ 、； ｅＳ ＋ ｅｓ ＊ ’
−’＋ ｅｓが全周にわたって発生する。このため、
当該起電力”Ｎ＋”Ｓの発生位置における回転軸の列表
面にはうず電流が全く生じない。僅かに各磁極相互間の
磁束の強弱によって起電力の僅かな差だけのうず電流（
図示せず）が流れるに留められている。
−’＋ ｅｓが全周にわたって発生する。このため、
当該起電力”Ｎ＋”Ｓの発生位置における回転軸の列表
面にはうず電流が全く生じない。僅かに各磁極相互間の
磁束の強弱によって起電力の僅かな差だけのうず電流（
図示せず）が流れるに留められている。
一方、前記各起電力ｅＮ＋ ｅ！！は、前述した回転
軸５７内においては第５図に示す実線矢印の如く発生す
る。このため、回転軸５７の表面と中心部との間で、各
々第６図に示すように起電力の全体的な差の分だけ一定
方向の僅かなうず電流が発生する。第７図ないし第８図
は、回転軸５７を逆転させた場合もしくはＮ極とＳ（版
とを反転させた場合の状態を示す。この場合は起電力の
向き及び電流の流れの向きが変わるだけで基本的には前
述した第５図ないし第６図と同一である。
軸５７内においては第５図に示す実線矢印の如く発生す
る。このため、回転軸５７の表面と中心部との間で、各
々第６図に示すように起電力の全体的な差の分だけ一定
方向の僅かなうず電流が発生する。第７図ないし第８図
は、回転軸５７を逆転させた場合もしくはＮ極とＳ（版
とを反転させた場合の状態を示す。この場合は起電力の
向き及び電流の流れの向きが変わるだけで基本的には前
述した第５図ないし第６図と同一である。
このように、本実施例においては、回転軸５７の表面は
勿論のこと内部においても電磁石６０〜６３の磁束に基
づくうず電流の発生が皆無に近い程僅少となり、従って
回転軸５７に僅かな発熱現象が生じてもその温度上昇は
僅かなものとなり、これがため回転軸５７の外周部にう
ず電流抑制のために配置した積層鋼板を装着する必要性
が全く無（なり、従って全体的には回転軸５７の高速回
転が可能となり、発熱に伴うクリアランスの変化あるい
は排熱の問題さらには熱による各部材の劣化等が無くな
ることから耐久性増大を図り得るという利点がある。
勿論のこと内部においても電磁石６０〜６３の磁束に基
づくうず電流の発生が皆無に近い程僅少となり、従って
回転軸５７に僅かな発熱現象が生じてもその温度上昇は
僅かなものとなり、これがため回転軸５７の外周部にう
ず電流抑制のために配置した積層鋼板を装着する必要性
が全く無（なり、従って全体的には回転軸５７の高速回
転が可能となり、発熱に伴うクリアランスの変化あるい
は排熱の問題さらには熱による各部材の劣化等が無くな
ることから耐久性増大を図り得るという利点がある。
なお、上記実施例においては、上下方向に各電磁石６０
〜６３のＮ極とＳ極とを離した場合を前提として説明し
たが、当該各磁極の相互間はできる限り近接せしめて磁
気吸引力が増大（Ｔ６１気抵抗減による）を図ってもよ
い。またラジアル磁気軸受部５５．５６の電磁石の数は
６個にしても又８個以上としてもよい。
〜６３のＮ極とＳ極とを離した場合を前提として説明し
たが、当該各磁極の相互間はできる限り近接せしめて磁
気吸引力が増大（Ｔ６１気抵抗減による）を図ってもよ
い。またラジアル磁気軸受部５５．５６の電磁石の数は
６個にしても又８個以上としてもよい。
本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、電磁石の各磁極に対向した回転軸の表面にはうず
電流の発生を零に近い状態とすることができ、従って回
転軸の表面において従来例で生じていた所謂高周波加熱
の状態を略完全に排除することができ、これがため回転
軸の外周に硅素鋼板等の薄板を積層装備する必要が全く
なくなり、従来以上の高速回転に対しても破損したり過
熱したりすることがなくなり、従って全体的には回転数
が制限されない耐久性充分な磁気軸受装置を提供するこ
とができる。
ると、電磁石の各磁極に対向した回転軸の表面にはうず
電流の発生を零に近い状態とすることができ、従って回
転軸の表面において従来例で生じていた所謂高周波加熱
の状態を略完全に排除することができ、これがため回転
軸の外周に硅素鋼板等の薄板を積層装備する必要が全く
なくなり、従来以上の高速回転に対しても破損したり過
熱したりすることがなくなり、従って全体的には回転数
が制限されない耐久性充分な磁気軸受装置を提供するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図中のラジアル磁気軸受部分の主要部を示す概略斜視図
、第３図ないし第４図は各々磁極の配置状況および回転
軸上に生じる起電力の向きを示す説明図、第５図ないし
第８図は各々起電力の向きと僅かに生じるうず電流の一
定方向の流れを示す説明図、第９図は従来例を示す断面
図、第１０図は第９図におけるラジアル磁気軸受部を示
す説明図、第１１図ないし第１２図は各々第９図の回転
軸上に生じる起電力の向き及び電流の流れを示す説明図
、第１３図は第１２図のＰ点上における電流変化を示す
線図である。 ５４−・−・−スラスト磁気軸受部、５５．５６ ・
−“ラジアル磁気軸受部、６０〜６３ ・−電磁石、Ｌ
１〜Ｌ４〜−−−−固定バイアス用コイル、Ｌ、〜Ｌ８
・・・−吸引力可変制御コイル。 特許出願人 丸和電機株式会社（外１名）第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第７７図 第１２図 第１３図
図中のラジアル磁気軸受部分の主要部を示す概略斜視図
、第３図ないし第４図は各々磁極の配置状況および回転
軸上に生じる起電力の向きを示す説明図、第５図ないし
第８図は各々起電力の向きと僅かに生じるうず電流の一
定方向の流れを示す説明図、第９図は従来例を示す断面
図、第１０図は第９図におけるラジアル磁気軸受部を示
す説明図、第１１図ないし第１２図は各々第９図の回転
軸上に生じる起電力の向き及び電流の流れを示す説明図
、第１３図は第１２図のＰ点上における電流変化を示す
線図である。 ５４−・−・−スラスト磁気軸受部、５５．５６ ・
−“ラジアル磁気軸受部、６０〜６３ ・−電磁石、Ｌ
１〜Ｌ４〜−−−−固定バイアス用コイル、Ｌ、〜Ｌ８
・・・−吸引力可変制御コイル。 特許出願人 丸和電機株式会社（外１名）第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第７７図 第１２図 第１３図
Claims (1)
- （１）、回転軸の上方部および下方部に各々ラジアル磁
気軸受部を有するとともに前記回転軸の中間部にスラス
ト磁気軸受部を備え、前記各ラジアル磁気軸受部を、固
定バイアス用コイルと吸引力可変制御コイルとを巻装し
た少なくとも４個の電磁石により構成してなる磁気軸受
装置において、前記各電磁石のＮ極とＳ極とを結ぶ磁気
回路が、前記回転軸の中心線に略平行になるように当該
各電磁石を配設し、前記各電磁石の一方の磁極と同一の
円周上には同一の極性からなる磁極を位置せしめるとと
もに、これらの同一極性から成る磁極が前記回転軸に対
向して環状の磁極を形成するようにしたことを特徴とす
る磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8475385A JPS6256618A (ja) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8475385A JPS6256618A (ja) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256618A true JPS6256618A (ja) | 1987-03-12 |
Family
ID=13839446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8475385A Pending JPS6256618A (ja) | 1985-04-20 | 1985-04-20 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6256618A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997004243A1 (en) * | 1995-07-14 | 1997-02-06 | The Glacier Metal Company Limited | Electromagnetic bearing |
| EP1273813A2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and method of manufacturing the same |
| JP4767954B2 (ja) * | 2004-06-08 | 2011-09-07 | メコス トラックスラー アクチェンゲゼルシャフト | 簡易配線を有する磁気軸受装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57167517A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-15 | Toshiba Corp | Magnetic bearing device of flywheel |
-
1985
- 1985-04-20 JP JP8475385A patent/JPS6256618A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57167517A (en) * | 1981-04-09 | 1982-10-15 | Toshiba Corp | Magnetic bearing device of flywheel |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997004243A1 (en) * | 1995-07-14 | 1997-02-06 | The Glacier Metal Company Limited | Electromagnetic bearing |
| GB2303412B (en) * | 1995-07-14 | 1999-08-11 | Glacier Metal Co Ltd | Electromagnetic bearing |
| EP1273813A2 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-08 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and method of manufacturing the same |
| EP1273813A3 (en) * | 2001-07-02 | 2003-05-28 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Stator core for a magnetic bearing and method of manufacturing the same |
| JP4767954B2 (ja) * | 2004-06-08 | 2011-09-07 | メコス トラックスラー アクチェンゲゼルシャフト | 簡易配線を有する磁気軸受装置 |
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