JPS6275124A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
- Publication number
- JPS6275124A JPS6275124A JP21450885A JP21450885A JPS6275124A JP S6275124 A JPS6275124 A JP S6275124A JP 21450885 A JP21450885 A JP 21450885A JP 21450885 A JP21450885 A JP 21450885A JP S6275124 A JPS6275124 A JP S6275124A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- annular permanent
- magnetic
- magnetic bearing
- rotating body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
- F16C32/0425—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for radial load mainly
-
- 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
- F16C32/041—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part
- F16C32/0417—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for axial load mainly
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、磁気軸受装置に係り、特に低速回転域から高
速回転域に至るまで安定した支承性能を発揮できるよう
にした磁気軸受装置に関する。
速回転域に至るまで安定した支承性能を発揮できるよう
にした磁気軸受装置に関する。
高速回転体のラジアル方向の荷重を非接触状態で支承す
る軸受として磁気軸受装置が知られている。このような
磁気軸受装置は１通常、第３図に示すように構成されて
いる。なお、この図は竪型回転体の上端を支持するよう
に設けられたものを示している。すなわち１図中１は竪
型の回転体であり、この回転体１の上端に図示極性に着
磁された環状の永久磁石２を固定している。そして、永
久磁石２の上端面に対向する位置に図示極性に着磁され
た環状の永久磁石３を同軸的に配置し、この永久磁石３
を静止体４に固定している。永久磁石３の永久磁石２と
の対向面には９通常、島透磁率板５が装着されており、
また高透磁率板５および永久磁石３の下部を覆うように
導電性部材６が装着されている。
る軸受として磁気軸受装置が知られている。このような
磁気軸受装置は１通常、第３図に示すように構成されて
いる。なお、この図は竪型回転体の上端を支持するよう
に設けられたものを示している。すなわち１図中１は竪
型の回転体であり、この回転体１の上端に図示極性に着
磁された環状の永久磁石２を固定している。そして、永
久磁石２の上端面に対向する位置に図示極性に着磁され
た環状の永久磁石３を同軸的に配置し、この永久磁石３
を静止体４に固定している。永久磁石３の永久磁石２と
の対向面には９通常、島透磁率板５が装着されており、
また高透磁率板５および永久磁石３の下部を覆うように
導電性部材６が装着されている。
このように構成された磁気軸受［１１１Ｆは、永久磁石
２．３問に生じる磁気的吸引力で、永久磁石２のラジア
ル方向の位置を拘束し、これによって軸受装置としての
機能を発揮している。なお、高透磁率板５および導電性
部材６は、永久磁石２と永久磁石３との相対位置が半径
方向にずれようとしたときに導電性部材６中に大きな渦
電流を発生させ、この渦電流と永久磁石２との間に生じ
る電磁力でずれ力を減少させる役目を果たしている。
２．３問に生じる磁気的吸引力で、永久磁石２のラジア
ル方向の位置を拘束し、これによって軸受装置としての
機能を発揮している。なお、高透磁率板５および導電性
部材６は、永久磁石２と永久磁石３との相対位置が半径
方向にずれようとしたときに導電性部材６中に大きな渦
電流を発生させ、この渦電流と永久磁石２との間に生じ
る電磁力でずれ力を減少させる役目を果たしている。
しかしながら、上記のように構成された磁気軸受装置に
あっては次のような問題があった。すなわち１回転体１
の中には、高速回転させると遠心力によって回転体の一
部あるいは全部が半径方向にふくらみ、これに伴って軸
方向に縮むものがある。このように１回転体が軸方向に
縮むと、第３図に示す例の場合には必然的に図中２点鎖
線で示す位置まで回転体１が移動するので、永久磁石２
と永久磁石３との間の磁気ギャップＧが広くなる。
あっては次のような問題があった。すなわち１回転体１
の中には、高速回転させると遠心力によって回転体の一
部あるいは全部が半径方向にふくらみ、これに伴って軸
方向に縮むものがある。このように１回転体が軸方向に
縮むと、第３図に示す例の場合には必然的に図中２点鎖
線で示す位置まで回転体１が移動するので、永久磁石２
と永久磁石３との間の磁気ギャップＧが広くなる。
磁気力供給源は一定であることからして、磁気ギャップ
Ｇが広くなると、必然的に磁気的拘束力が低下する。す
なわち、ラジアル方向ダンピング定数は、第４図に示す
ように磁気ギャップ長が増す程低下する。このため、特
に、高速回転時において支承性能が低下する問題があっ
た。
Ｇが広くなると、必然的に磁気的拘束力が低下する。す
なわち、ラジアル方向ダンピング定数は、第４図に示す
ように磁気ギャップ長が増す程低下する。このため、特
に、高速回転時において支承性能が低下する問題があっ
た。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、低速回転域からＡ速回転域に至
るまで安定した支承性能を発揮する永久磁石式の磁気軸
受装置を提供することにある。
の目的とするところは、低速回転域からＡ速回転域に至
るまで安定した支承性能を発揮する永久磁石式の磁気軸
受装置を提供することにある。
本発明によれば２回転体と静止体とに上記回転体の軸心
線方向に同軸的に取り付けられ互いの間に生じる磁気的
吸引力で上記回転体のラジアル方向の位置を拘束する第
１の磁気軸受と１回転体と静止体とに上記回転体の軸心
線を中心にして同心的に取り付けられ互いの間に生じる
磁気的反発力で上記回転体のラジアル方向の位置を拘束
する第２の磁気軸受とを備えた磁気軸受装置が提供され
る。
線方向に同軸的に取り付けられ互いの間に生じる磁気的
吸引力で上記回転体のラジアル方向の位置を拘束する第
１の磁気軸受と１回転体と静止体とに上記回転体の軸心
線を中心にして同心的に取り付けられ互いの間に生じる
磁気的反発力で上記回転体のラジアル方向の位置を拘束
する第２の磁気軸受とを備えた磁気軸受装置が提供され
る。
上記構成であると、第１の磁気軸受の磁気ギャップは回
転体の軸心線方向に存在していることになり、また第２
の磁気軸受の磁気ギャップは回転体の軸心線方向とは直
交する方向に存在していることになる。このため、高速
回転に伴って回転体が軸方向に縮むと、第１の磁気軸受
の磁気ギャップは広がるが、第２の磁気軸受の磁気ギャ
ップそのものは変化しないことになる。したがって、第
１の磁気軸受の磁気ギャップが増加したとき、第２の磁
気軸受を構成している一対の永久磁石間の対向面積が増
加する関係に上記一対の永久磁石を予め取り付けておき
さえすれば、第１の磁気軸受による拘束力の減少を第２
の磁気軸受による拘束力の増加で補うことができ、常に
ラジアル方向の拘束力を一定に保ことができる。このた
め、低速回転域から高速回転域に至るまで安定した支承
性能を発揮させることができる。
転体の軸心線方向に存在していることになり、また第２
の磁気軸受の磁気ギャップは回転体の軸心線方向とは直
交する方向に存在していることになる。このため、高速
回転に伴って回転体が軸方向に縮むと、第１の磁気軸受
の磁気ギャップは広がるが、第２の磁気軸受の磁気ギャ
ップそのものは変化しないことになる。したがって、第
１の磁気軸受の磁気ギャップが増加したとき、第２の磁
気軸受を構成している一対の永久磁石間の対向面積が増
加する関係に上記一対の永久磁石を予め取り付けておき
さえすれば、第１の磁気軸受による拘束力の減少を第２
の磁気軸受による拘束力の増加で補うことができ、常に
ラジアル方向の拘束力を一定に保ことができる。このた
め、低速回転域から高速回転域に至るまで安定した支承
性能を発揮させることができる。
以下２本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は１本発明の一実施例に係る磁気軸受装置で竪型
回転体の上端部を支承させた例の静止時における縦断面
図である。
回転体の上端部を支承させた例の静止時における縦断面
図である。
すなわち、同図において、１１は竪型の回転体を示して
いる。回転体１１の上端部には、非磁性高抵抗材で形成
された取り付はリング１２が回転体１１と同軸的に適宜
な固定手段で固定されている。取り付はリング１２の上
端部には図示極性に着磁された環状の永久磁石１３が、
その中心を回転体１１の軸心線に一致させて埋設あるい
は固定されており、また取り付はリング１２の側部には
図示極性に着磁された環状の永久磁石１４が、その中心
を回転体１１の軸心線に一致させて埋設あるいは固定さ
れている。
いる。回転体１１の上端部には、非磁性高抵抗材で形成
された取り付はリング１２が回転体１１と同軸的に適宜
な固定手段で固定されている。取り付はリング１２の上
端部には図示極性に着磁された環状の永久磁石１３が、
その中心を回転体１１の軸心線に一致させて埋設あるい
は固定されており、また取り付はリング１２の側部には
図示極性に着磁された環状の永久磁石１４が、その中心
を回転体１１の軸心線に一致させて埋設あるいは固定さ
れている。
一方、取り付はリング１２の上端面に対向する位置には
１図示極性に着磁されて前述した永久磁石１３との間に
生じる磁気的吸引力で永久磁石１３のラジアル方向位置
を拘束する環状の永久磁石１５が永久磁石１３と同軸的
に配置されており。
１図示極性に着磁されて前述した永久磁石１３との間に
生じる磁気的吸引力で永久磁石１３のラジアル方向位置
を拘束する環状の永久磁石１５が永久磁石１３と同軸的
に配置されており。
この永久磁石１５は静止体１６に固定されている。
永久磁石１５の永久磁石１３ｆｆｌｌに位置する部分は
導電性部材１７によって覆われている。この導電性部ｖ
ｉ１７の周縁部には、この周縁部を前記取り付はリング
１２の外径より大きい内径で、かつ上記取り付はリング
１２を覆うように前記回転体１１側へ向けて延長させた
筒状部１８が形成されている。そして、筒状部１８内に
は９図示極性に１１１１されて前述した永久磁石１４と
の間に生じる磁気的反発力で永久磁石１４のラジアル方
向の位置を拘束する環状の永久磁石１９が永久磁石１４
と同心的に埋設あるいは固定されている。永久磁石１９
は、その軸方向の長さが永久磁石１４のそれと等しく形
成されており、しかも回転体１１が静止している状態で
永久磁石１４より所定距離Ｘだけ低レベルに位置するよ
うに埋設されている。
導電性部材１７によって覆われている。この導電性部ｖ
ｉ１７の周縁部には、この周縁部を前記取り付はリング
１２の外径より大きい内径で、かつ上記取り付はリング
１２を覆うように前記回転体１１側へ向けて延長させた
筒状部１８が形成されている。そして、筒状部１８内に
は９図示極性に１１１１されて前述した永久磁石１４と
の間に生じる磁気的反発力で永久磁石１４のラジアル方
向の位置を拘束する環状の永久磁石１９が永久磁石１４
と同心的に埋設あるいは固定されている。永久磁石１９
は、その軸方向の長さが永久磁石１４のそれと等しく形
成されており、しかも回転体１１が静止している状態で
永久磁石１４より所定距離Ｘだけ低レベルに位置するよ
うに埋設されている。
なお、第１図中２０は、高透磁率板を示している。
次に、上記のように構成された磁気軸受装置の作用を説
明する。
明する。
今９回転体１１が静止状態のとき、永久磁石１３と高透
磁率板２０との間の磁気ギャップ長がし！であるものと
する。図示しない回転駆動源によって回転体１１が回転
駆動され、徐々にその周速が増加すると、遠心力によっ
て回転体１１の一部または全部に半径方向へのふくらみ
が生じる。
磁率板２０との間の磁気ギャップ長がし！であるものと
する。図示しない回転駆動源によって回転体１１が回転
駆動され、徐々にその周速が増加すると、遠心力によっ
て回転体１１の一部または全部に半径方向へのふくらみ
が生じる。
この結果９回転体１１は軸方向へ縮む。このように１回
転体１１が軸方向に縮むと、第２図に示すように回転体
１１の上端部が下方へ移動するので。
転体１１が軸方向に縮むと、第２図に示すように回転体
１１の上端部が下方へ移動するので。
永久磁石１３と高透磁率板２０との間の磁気ギャップ長
が１２ （Ｌｔ ＜１２ ）に増加する。このため、
永久磁石１３と永久磁石１５との磁気的吸引力による拘
束力が減少する。しかし１回転体１１の上端部が下方へ
移動すると、それに伴って永久磁石１４も下方へ移動す
るので、永久磁石１４と永久磁石１９との対向面積が増
加する。このように対向面積が増加すると、結果的に永
久磁石１４と永久磁石１つとの間の磁気ギャップ長が減
少したものと等価になるので、永久磁石１４と永久磁石
１つとの間に生じる磁気的反発力が増加し、ラジアル方
向の拘束力が増加する。すなわち、永久磁石１３と永久
磁石１５との間の拘束力が減少しても、永久磁石１４と
永久磁石１９との間の拘束力が増加するので、ラジアル
方向の拘束力はほぼ一定か、あるいは回転数の増加に伴
って増加することになる。したがって、低速回転域から
高速回転域に至るまで常に安定した支承性能を発揮させ
ることができ、結局、前述した効果を発揮させることが
できる。
が１２ （Ｌｔ ＜１２ ）に増加する。このため、
永久磁石１３と永久磁石１５との磁気的吸引力による拘
束力が減少する。しかし１回転体１１の上端部が下方へ
移動すると、それに伴って永久磁石１４も下方へ移動す
るので、永久磁石１４と永久磁石１９との対向面積が増
加する。このように対向面積が増加すると、結果的に永
久磁石１４と永久磁石１つとの間の磁気ギャップ長が減
少したものと等価になるので、永久磁石１４と永久磁石
１つとの間に生じる磁気的反発力が増加し、ラジアル方
向の拘束力が増加する。すなわち、永久磁石１３と永久
磁石１５との間の拘束力が減少しても、永久磁石１４と
永久磁石１９との間の拘束力が増加するので、ラジアル
方向の拘束力はほぼ一定か、あるいは回転数の増加に伴
って増加することになる。したがって、低速回転域から
高速回転域に至るまで常に安定した支承性能を発揮させ
ることができ、結局、前述した効果を発揮させることが
できる。
なお１本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い、すなわち、上述した実施例では竪型の回転体を支持
させるようにしているが、横型の回転体支持にも使用で
きることは勿論である。また、各永久磁石の固定手段は
、実施例の手段に限られるものではない。
い、すなわち、上述した実施例では竪型の回転体を支持
させるようにしているが、横型の回転体支持にも使用で
きることは勿論である。また、各永久磁石の固定手段は
、実施例の手段に限られるものではない。
第１図は本発明の一実施例に係る磁気軸受装置の静止時
における縦断面図、第２図は同装置の回転時における縦
断面図、第３図は公知の磁気軸受装置の縦断面図、第４
図は同装置の問題点を説明するための図である。 １１・・・竪型の回転体、１２・・・取り付はリング。 １３．１４．１５．１９・・・環状の永久磁石、１６・
・・静止体、１７・・・導電性部材、１９・・・筒状部
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第４図
における縦断面図、第２図は同装置の回転時における縦
断面図、第３図は公知の磁気軸受装置の縦断面図、第４
図は同装置の問題点を説明するための図である。 １１・・・竪型の回転体、１２・・・取り付はリング。 １３．１４．１５．１９・・・環状の永久磁石、１６・
・・静止体、１７・・・導電性部材、１９・・・筒状部
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第４図
Claims (3)
- （１）回転体に同軸的に取り付けられた第１の環状永久
磁石および上記第１の環状永久磁石と同軸的に静止体に
取り付けられ上記第１の環状永久磁石との間に生じる磁
気的吸引力で上記第１の環状永久磁石のラジアル方向位
置を拘束する第２の環状永久磁石からなる第１の磁気軸
受と、前記回転体に同軸的に取り付けられた第３の環状
永久磁石および上記第３の環状永久磁石と同心的に前記
静止体に取り付けられ上記第３の環状永久磁石との間に
生じる磁気的反発力で上記第３の環状永久磁石のラジア
ル方向位置を拘束する第４の環状永久磁石からなる第２
の磁気軸受とを具備してなることを特徴とする磁気軸受
装置。 - （２）前記第３および第４の環状永久磁石は、前記回転
体が前記第１の環状永久磁石と前記第２の環状永久磁石
との間の磁気ギャップを増加させる方向に移動したとき
、互いの対向面積を増加させる関係に取り付けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気軸
受装置。 - （３）前記第２の環状永久磁石の前記第１の環状永久磁
石側に位置する部分および前記第４の環状永久磁石の前
記第３の環状永久磁石側に位置する部分は、導電性部材
でそれぞれ覆われていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21450885A JPS6275124A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21450885A JPS6275124A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275124A true JPS6275124A (ja) | 1987-04-07 |
Family
ID=16656876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21450885A Pending JPS6275124A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6275124A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016294A1 (en) * | 1992-02-14 | 1993-08-19 | Seiko Epson Corporation | Superconducting bearing |
| US5425763A (en) * | 1992-08-27 | 1995-06-20 | Stemmann; Hartmut | Magnet arrangement for fastening prostheses, in particular epitheses, such as for example artificial ears and the like |
| WO2020145301A1 (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | 学校法人工学院大学 | 磁気支持装置 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21450885A patent/JPS6275124A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016294A1 (en) * | 1992-02-14 | 1993-08-19 | Seiko Epson Corporation | Superconducting bearing |
| US5425763A (en) * | 1992-08-27 | 1995-06-20 | Stemmann; Hartmut | Magnet arrangement for fastening prostheses, in particular epitheses, such as for example artificial ears and the like |
| WO2020145301A1 (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | 学校法人工学院大学 | 磁気支持装置 |
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