WO2016140426A1 - 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링 - Google Patents

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이길봉
나호상
서정석
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    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1005—Construction relative to lubrication with gas, e.g. air, as lubricant

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid passive magnetic bearing, and more particularly, to a hybrid passive magnetic bearing provided with an air sleeve and a permanent magnet to more stably rotate the rotating shaft without limiting the rotational speed of the rotating shaft.
  • the bearing is a mechanical element that serves to rotate the shaft while holding the rotating shaft in a fixed position and supporting the weight of the shaft and the load on the shaft.
  • the bearing includes an airfoil bearing using a dynamic pressure of air generated when the rotating shaft rotates, and a magnetic bearing using an electromagnet.
  • Conventional airfoil bearings form an air film between the rotating shaft and the housing, and rotate at high speed in the state of being floated by the air film, so that the stability is excellent at high speed rotation.
  • the air film is not formed at low speed rotation, energy loss is generated due to frictional force. There is a problem that there is a risk of damage.
  • the conventional air foil bearing has a problem that the foil surface is worn.
  • the magnetic bearing has a problem in that stability at high speed is very low because it is difficult to control magnetic force at high speed.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid passive magnetic bearing that can ensure the low speed and high speed stability of the rotating shaft.
  • the hybrid passive magnetic bearing according to the present invention is extrapolated to the outer peripheral surface of the first permanent magnet portion to be extrapolated to the rotation axis, and spaced apart at a predetermined interval in the radial direction, the air layer between the first permanent magnet portion And an air sleeve to form a second permanent magnet portion, which is extrapolated to the air sleeve, and generates repulsive force with the first permanent magnet portion.
  • the first permanent magnet portion made of a ring shape to be extrapolated to the rotating shaft and alternately arranged permanent magnets having different poles in the axial direction, and than the first permanent magnet portion
  • An air sleeve having an elongated length in the axial direction, extrapolated to the outer peripheral surface of the first permanent magnet portion at predetermined intervals in a radial direction, and forming an air layer between the first permanent magnet portion, and extrapolated to the air sleeve
  • the second permanent magnet portion is formed in a ring shape, and permanent magnets having different poles are alternately disposed in the axial direction to generate the repulsive force with the first permanent magnet portion.
  • the permanent magnet and the air sleeve are provided together to support the rotating shaft by using the repulsive force of the permanent magnets in the low speed rotation state of the rotating shaft, and the supporting shaft by using the air layer in the air sleeve in the high speed rotation state of the rotating shaft,
  • the rotary shaft can be effectively supported without being limited by the rotary speed of the rotary shaft.
  • the present invention is composed of a hybrid passive magnetic bearing using a permanent magnet without using an electromagnet, it can be used safely even when power saving, and because it does not need a separate external device for power supply, cost is reduced and semi-permanent use There is a possible advantage.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a hybrid passive magnetic bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view illustrating the air sleeve and the second permanent magnet shown in FIG. 1.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a hybrid passive magnetic bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a hybrid passive magnetic bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view illustrating the air sleeve and the second permanent magnet shown in FIG. 1.
  • 3 is a cross-sectional view of a hybrid passive magnetic bearing according to an embodiment of the present invention.
  • a hybrid passive magnetic bearing according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first permanent magnet part 10, a second permanent magnet part 20, and an air sleeve 30.
  • the first permanent magnet portion 10 is extrapolated to the rotation shaft (1).
  • the first permanent magnet part 10 is arranged such that a plurality of permanent magnets are arranged in the axial direction, and permanent magnets adjacent to each other have different poles.
  • the first permanent magnet part 10 is configured to form at least two or more pairs of permanent magnets of different poles.
  • the first permanent magnet part 10 is composed of a total of four permanent magnets, consisting of two first N-pole magnets 11 and two first S-pole magnets 12 Listen and explain.
  • the first N-pole magnet 11 and the first S-pole magnet 12 are alternately arranged in the axial direction.
  • the first N-pole magnet 11 and the first S-pole magnet 12 each have a ring shape, and the rotation shaft 1 is press-fitted into each inner circumferential surface thereof. Axial and radial thicknesses of the first N-pole magnets 11 and the first S-pole magnets 12 are the same.
  • the air sleeve 30 is extrapolated to be spaced apart from the outer circumferential surface of the first permanent magnet portion 10 by a predetermined interval in a radial direction to form an air layer A between the first permanent magnet portion 10.
  • the air sleeve 30 has a ring shape (or hollow tube).
  • the air sleeve 30 serves to fix and support the second permanent magnet 20 on the outer circumferential side, and forms an air layer on the inner circumferential side.
  • the axial length L1 of the air sleeve 30 is formed longer than the axial length L2 of the first and second permanent magnets 10 and 20, and the air shaft A uses the rotation shaft ( It is more effective in supporting 1). Both ends of the air sleeve 30 are formed to protrude in the axial direction than the first and second permanent magnets 10 and 20.
  • the second permanent magnet portion 20 is extrapolated to the air sleeve 30.
  • a plurality of permanent magnets are disposed in the axial direction to generate repulsive force with the first permanent magnet part 10.
  • the second permanent magnet part 20 is disposed so that the permanent magnets adjacent to each other have different poles.
  • the second permanent magnet part 20 is configured to form at least two pairs of permanent magnets of different poles.
  • the second permanent magnet 20 is composed of a total of four permanent magnets, consisting of two 2N pole magnets 21 and two second S pole magnets 22 Listen and explain.
  • the second permanent magnet part 20 is alternately arranged between the second N-pole magnet 21 and the second S-pole magnet 22 in the axial direction.
  • the second N-pole magnet 21 and the second S-pole magnet 22 each have a ring shape, and the air sleeve 30 is pressed into each inner circumferential surface thereof.
  • the axial length L2 of the second permanent magnet portion 20 is shorter than the axial length L1 of the air sleeve 30.
  • the second permanent magnet part 20 may include the second N pole magnets 21 and the second S pole magnets 22 of the first N pole magnets 11 and the first S pole magnets 12. They are alternately arranged in the axial direction in the same order as the arrangement order.
  • the first permanent magnet 10 includes the first N-pole magnet 11, the first S-pole magnet 12, the first N-pole magnet 11, and the first S-pole magnet 12 along the axial direction. Since the second permanent magnet part 20 is arranged in order of), the second N-pole magnet 21, the second S-pole magnet 22, and the second N-pole magnet 21 are arranged along the axial direction.
  • the second S pole magnets 22 are arranged in this order.
  • first N-pole magnets 11 of the first permanent magnet part 10 and the second N-pole magnets 12 of the second permanent magnet part 20 are disposed at positions corresponding to each other in the radial direction.
  • the first S pole magnets 12 and the second S pole magnets 22 are disposed at positions corresponding to each other in the radial direction.
  • the air layer (A) is formed between the air sleeve 20 and the first permanent magnet portion 10, the air layer (A) is a vibration It acts as a damper damper.
  • the rotary shaft 1 is floated at the center of the air sleeve 20 by the air layer A, so that the rotary shaft 1 can be stably supported even at high speed.
  • the rotational shaft 1 when the rotational shaft 1 rotates at low speed, the rotational shaft 1 is supported by using the repulsive force between the first permanent magnet 10 and the second permanent magnet 20. At the high speed of rotation, the rotation shaft 1 may be supported by using an air layer in the air sleeve 20.
  • the rotation shaft 1 may be effectively supported by the first and second permanent magnets 10 and 20 even if the buffering role of the air layer in the air sleeve 20 is insufficient during the low speed rotation of the rotation shaft 1. Can be.
  • the rotary shaft 1 may be utilized by the buffer effect of the air layer in the air sleeve 20.
  • the present invention is not limited to the rotational speed of the rotational shaft 1, and can support the rotational shaft 1 not only at low speed but also at high speed.
  • the present invention by using a permanent magnet without using an electromagnet, it can be used safely at the time of power saving compared to the active magnetic bearing using an electromagnet, and the cost is unnecessary because a separate external device for power supply is not required There is an advantage that is reduced and available semi-permanently.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은, 영구자석과 에어 슬리브를 함께 구비함으로써, 회전축의 저속 회전 상태에서는 영구자석들의 척력을 이용하여 회전축을 지지하고, 회전축의 고속 회전 상태에서는 에어 슬리브내의 공기층을 이용하여 회전축을 지지함으로써, 회전축의 회전 속도에 제한을 받지 않고 회전축을 효과적으로 지지할 수 있다. 또한, 본 발명은 전자석을 이용하지 않고 영구자석을 이용하는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링으로 구성됨으로써, 절전시에도 안전하게 사용할 수 있으며, 전원 인가를 위한 별도의 외부 장치가 필요하지 않기 때문에 비용이 절감되고 반영구적으로 사용가능한 이점이 있다.

Description

하이브리드 패시브 마그네틱 베어링
본 발명은 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 슬리브와 영구자석이 구비되어, 회전축의 회전 속도에 제한없이 회전축을 보다 안정적으로 회전시키는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 베어링은 회전하는 회전축을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소이다. 상기 베어링은, 회전축의 회전시 발생하는 공기의 동압을 이용하는 공기포일 베어링(airfoil bearing)과, 전자석을 이용하는 마그네틱 베어링이 있다.
종래의 에어포일 베어링은 회전축과 하우징 사이에서 공기막을 형성하고, 공기막에 의해 부상된 상태에서 고속 회전하므로 고속 회전시 안정성이 우수하나, 저속 회전시 공기막이 형성되지 않으므로 마찰력으로 인한 에너지 손실이 발생되고 파손의 우려가 있는 문제점이 있다. 또한, 종래의 에어포일 베어링은 포일 표면이 마모되는 문제점이 있다.
또한, 상기 마그네틱 베어링은, 고속 회전시 자기력의 제어가 어려우므로 고속 회전시 안정성이 매우 낮은 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 회전축의 저속 및 고속 안정성이 확보될 수 있는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링은, 회전축에 외삽되는 제1영구자석부와, 상기 제1영구자석부의 외주면에 반경방향으로 소정간격 이격되게 외삽되어, 상기 제1영구자석부와의 사이에 공기층을 형성하는 에어 슬리브와, 상기 에어 슬리브에 외삽되고 상기 제1영구자석부와 척력을 발생시키는 제2영구자석부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링은, 회전축에 외삽되도록 링 형상으로 이루어지고 서로 다른 극을 갖는 영구자석들이 축방향으로 번갈아 배치된 제1영구자석부와, 상기 제1영구자석부보다 축방향으로 길이가 길게 형성되고, 상기 제1영구자석부의 외주면에 반경방향으로 소정간격 이격되게 외삽되어, 상기 제1영구자석부와의 사이에 공기층을 형성하는 에어 슬리브와, 상기 에어 슬리브에 외삽되도록 링 형상으로 이루어지고, 상기 제1영구자석부와 척력을 발생시키도록 서로 다른 극을 갖는 영구자석들이 축방향으로 번갈아 배치된 제2영구자석부를 포함한다.
본 발명은, 영구자석과 에어 슬리브를 함께 구비함으로써, 회전축의 저속 회전 상태에서는 영구자석들의 척력을 이용하여 회전축을 지지하고, 회전축의 고속 회전 상태에서는 에어 슬리브내의 공기층을 이용하여 회전축을 지지함으로써, 회전축의 회전 속도에 제한을 받지 않고 회전축을 효과적으로 지지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전자석을 이용하지 않고 영구자석을 이용하는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링으로 구성됨으로써, 절전시에도 안전하게 사용할 수 있으며, 전원 인가를 위한 별도의 외부 장치가 필요하지 않기 때문에 비용이 절감되고 반영구적으로 사용가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에어 슬리브와 제2영구자석부가 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 에어 슬리브와 제2영구자석부가 도시된 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링은, 제1영구자석부(10), 제2영구자석부(20) 및 에어 슬리브(30)를 포함한다.
상기 제1영구자석부(10)는, 회전축(1)에 외삽된다. 상기 제1영구자석부(10)는 복수의 영구자석(Permanent magnet)들이 축방향으로 배치되고, 서로 인접하는 영구자석들은 서로 다른 극을 갖도록 배치된다. 상기 제1영구자석부(10)는, 서로 다른 극의 영구자석들이 적어도 2쌍 이상을 이루도록 구성된다. 본 실시예에서는, 상기 제1영구자석부(10)는, 총 4개의 영구자석들로 이루어지고, 2개의 제1N극 자석(11)과 2개의 제1S극 자석(12)으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1영구자석부(10)는, 상기 제1N극 자석(11)과 제1S극 자석(12)은 축방향으로 번갈아 배치된다. 상기 제1N극 자석(11)과 제1S극 자석(12)은 각각 링 형상으로 이루어져, 각 내주면에 상기 회전축(1)이 압입된다. 상기 제1N극 자석들(11)과 상기 제1S극 자석들(12)의 축방향 및 반경방향 두께는 서로 동일하게 형성된다.
상기 에어 슬리브(30)는, 상기 제1영구자석부(10)의 외주면에서 반경방향으로 소정간격 이격되게 외삽되어, 상기 제1영구자석부(10)와의 사이에 공기층(A)을 형성한다. 상기 에어 슬리브(30)는 링 형상(또는 중공의 튜브)으로 이루어진다. 상기 에어 슬리브(30)는 외주측에 상기 제2영구자석부(20)를 고정 및 지지하는 역할을 하고, 내주측에는 공기층을 형성한다. 상기 에어 슬리브(30)의 축방향 길이(L1)는 상기 제1,2영구자석부(10)(20)의 축방향 길이(L2)보다 길게 형성되어, 공기층(A)을 이용하여 상기 회전축(1)을 지지하는데 보다 효과적이다. 상기 에어 슬리브(30)의 양단은 상기 제1,2영구자석부(10)(20)보다 축방향으로 돌출되게 형성된다.
상기 제2영구자석부(20)는, 상기 에어 슬리브(30)에 외삽된다. 상기 제2영구자석부(20)는, 상기 제1영구자석부(10)와 척력을 발생시키도록 복수의 영구자석들이 축방향으로 배치된다. 상기 제2영구자석부(20)는, 서로 인접하는 영구자석들은 서로 다른 극을 갖도록 배치된다. 상기 제2영구자석부(20)는, 서로 다른 극의 영구자석들이 적어도 2쌍 이상을 이루도록 구성된다. 본 실시예에서는, 상기 제2영구자석부(20)는, 총 4개의 영구자석들로 이루어지고, 2개의 제2N극 자석(21)과 2개의 제2S극 자석(22)으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제2영구자석부(20)는, 상기 제2N극 자석(21)과 제2S극 자석(22)은 축방향으로 번갈아 배치된다. 상기 제2N극 자석(21)과 제2S극 자석(22)은 각각 링 형상으로 이루어져, 각 내주면에 상기 에어 슬리브(30)가 압입된다. 상기 제2영구자석부(20)의 축방향 길이(L2)는 상기 에어 슬리브(30)의 축방향 길이(L1)보다 짧게 형성된다.
상기 제2영구자석부(20)는, 상기 제2N극 자석들(21)과 상기 제2S극 자석들(22)이 상기 제1N극 자석들(11)과 제1S극 자석들(12)의 배열 순서와 동일하게 축방향으로 번갈아 배치된다. 본 실시예에서는, 상기 제1영구자석부(10)는 축방향을 따라 상기 제1N극 자석(11), 제1S극 자석(12), 제1N극 자석(11), 제1S극 자석(12) 순으로 배열된 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 제2영구자석부(20)는 축방향을 따라 상기 제2N극 자석(21), 제2S극 자석(22), 제2N극 자석(21), 제2S극 자석(22) 순으로 배열된다. 즉, 상기 제1영구자석부(10)의 제1N극 자석들(11)과 상기 제2영구자석부(20)의 제2N극 자석들(12)이 반경방향으로 서로 대응되는 위치에 배치되고, 상기 제1S극 자석들(12)과 상기 제2S극 자석들(22)이 반경방향으로 서로 대응되는 위치에 배치된다.
상기와 같이 구성된 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링의 작동을 설명하면, 다음과 같다.
상기 회전축(1)이 정지된 상태 또는 저속 회전 상태일 때, 상기 제1영구자석부(10)와 상기 제2영구자석부(20)사이의 척력에 의해 상기 회전축(1)이 상기 에어 슬리브(20)내의 중심에 부상하게 된다. 따라서, 상기 회전축(1)의 저속 회전시 안정적으로 지지할 수 있다.
한편, 상기 회전축(1)이 설정 속도 이상으로 고속 회전하면, 상기 에어 슬리브(20)와 상기 제1영구자석부(10)사이에 공기층(A)이 형성되고, 상기 공기층(A)이 진동을 감쇠하는 댐퍼 역할을 하게 된다. 상기 공기층(A)에 의해 상기 회전축(1)이 상기 에어 슬리브(20)내의 중심에 부상하게 되어, 상기 회전축(1)이 고속 회전시에도 안정적으로 지지될 수 있다.
즉, 상기 회전축(1)의 저속 회전시에는 상기 제1영구자석부(10)와 상기 제2영구자석부(20)사이의 척력을 이용하여 상기 회전축(1)을 지지하고, 상기 회전축(1)의 고속 회전시에는 상기 에어 슬리브(20)내의 공기층을 이용하여 상기 회전축(1)을 지지할 수 있다.
따라서, 상기 회전축(1)의 저속 회전시 상기 에어 슬리브(20)내의 공기층의 완충 역할의 부족하더라도 상기 제1,2영구자석부(10)(20)에 의해 상기 회전축(1)을 효과적으로 지지할 수 있다.
또한, 상기 회전축(1)의 고속 회전시 상기 제1,2영구자석부(10)(20)의 감쇠계수가 낮더라도 상기 에어 슬리브(20)내의 공기층의 완충 효과를 이용하여 상기 회전축(1)을 지지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 회전축(1)의 회전 속도에 제한을 받지 않고, 저속 회전뿐만 아니라 고속 회전 상태에서도 상기 회전축(1)을 지지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전자석을 이용하지 않고 영구자석을 이용함으로써, 전자석을 이용하는 액티브(active) 마그네틱 베어링에 비해 절전시에도 안전하게 사용할 수 있으며, 전원 인가를 위한 별도의 외부 장치가 필요하지 않기 때문에 비용이 절감되고 반영구적으로 사용가능한 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따르면 회전속도에 제한을 받지 않으면서 회전축을 효과적으로 지지할 수 있으며 절전시에도 안전하게 사용할 수 있는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링을 제조할 수 있다.

Claims (9)

  1. 회전축에 외삽되는 제1영구자석부와;
    상기 제1영구자석부의 외주면에 반경방향으로 소정간격 이격되게 외삽되어, 상기 제1영구자석부와의 사이에 공기층을 형성하는 에어 슬리브와;
    상기 에어 슬리브에 외삽되고 상기 제1영구자석부와 척력을 발생시키는 제2영구자석부를 포함하는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어 슬리브는,
    상기 제1,2영구자석부보다 축방향 길이가 길게 형성된 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어 슬리브는,
    양단부가 각각 상기 제2영구자석부보다 축방향으로 돌출되게 구비된 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1,2영구자석부는,
    복수의 영구자석들이 축방향으로 배치되고, 서로 인접하는 영구자석들은 서로 다른 극을 갖도록 배치된 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 영구자석들은 각각 링 형상으로 이루어진 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1영구자석부는, 복수의 제1N극 자석들과 복수의 제1S극 자석들이 축방향으로 번갈아 배열되고,
    상기 제2영구자석부는, 복수의 제2N극 자석들과 복수의 제2S극 자석들이 상기 제1N극 자석들과 제1S극 자석들의 배열 순서와 동일하게 축방향으로 번갈아 배치된 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1,2영구자석부는,
    복수의 영구자석들이 축방향으로 배치되고, 복수의 영구자석들은 각각 축방향 두께가 서로 동일하게 형성된 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  8. 회전축에 외삽되도록 링 형상으로 이루어지고 서로 다른 극을 갖는 영구자석들이 축방향으로 번갈아 배치된 제1영구자석부와;
    상기 제1영구자석부보다 축방향으로 길이가 길게 형성되고, 상기 제1영구자석부의 외주면에 반경방향으로 소정간격 이격되게 외삽되어, 상기 제1영구자석부와의 사이에 공기층을 형성하는 에어 슬리브와;
    상기 에어 슬리브에 외삽되도록 링 형상으로 이루어지고, 상기 제1영구자석부와 척력을 발생시키도록 서로 다른 극을 갖는 영구자석들이 축방향으로 번갈아 배치된 제2영구자석부를 포함하는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
  9. 회전축에 외삽 고정되어, 상기 회전축과 일체로 회전하는 제1영구자석부와;
    상기 회전축 및 상기 제1영구자석부가 내부에 삽입되도록 중공의 튜브 형상을 가지며, 내주면이 상기 제1영구자석부의 외주면으로부터 이격되어, 상기 내주면과 상기 제1영구자석부 사이에 공기층을 형성하여 공기 댐핑을 하게 하는 에어 슬리브와;
    상기 에어 슬리브에 외삽되어 상기 에어 슬리브에 고정되며, 상기 제1영구자석부와 척력을 발생시키는 제2영구자석부를 포함하는 하이브리드 패시브 마그네틱 베어링.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108612754A (zh) * 2018-07-13 2018-10-02 燕山大学 一种被动型磁液双悬浮分断式锥形轴承
CN112412980A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 饶俊 永磁偏置径向磁轴承
CN112578853A (zh) * 2020-12-15 2021-03-30 安徽东升达精密机件有限公司 一种止停固定机构及基于该机构的笔记本电脑转轴
CN116624510A (zh) * 2023-06-09 2023-08-22 中国船舶集团有限公司第七〇四研究所 一种被动磁气混合轴承结构
US12480544B2 (en) 2023-06-08 2025-11-25 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid airfoil and auxiliary magnetic bearings
US12584521B2 (en) 2023-07-31 2026-03-24 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid airfoil bearing with active damping

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08334124A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 気体軸受構造
JPH11325075A (ja) * 1998-05-13 1999-11-26 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気軸受
KR20100120331A (ko) * 2009-05-06 2010-11-16 주식회사 포스코 룰축을 지지하는 마그네틱 베어링 장치
KR20110102713A (ko) * 2010-03-11 2011-09-19 한국기계연구원 자기베어링 구조 및 이를 구비한 터보기기
KR20130142392A (ko) * 2012-06-19 2013-12-30 한국기계연구원 보조 베어링이 결합된 복합 자기 베어링

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08334124A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 気体軸受構造
JPH11325075A (ja) * 1998-05-13 1999-11-26 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気軸受
KR20100120331A (ko) * 2009-05-06 2010-11-16 주식회사 포스코 룰축을 지지하는 마그네틱 베어링 장치
KR20110102713A (ko) * 2010-03-11 2011-09-19 한국기계연구원 자기베어링 구조 및 이를 구비한 터보기기
KR20130142392A (ko) * 2012-06-19 2013-12-30 한국기계연구원 보조 베어링이 결합된 복합 자기 베어링

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108612754A (zh) * 2018-07-13 2018-10-02 燕山大学 一种被动型磁液双悬浮分断式锥形轴承
CN112412980A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 饶俊 永磁偏置径向磁轴承
CN112578853A (zh) * 2020-12-15 2021-03-30 安徽东升达精密机件有限公司 一种止停固定机构及基于该机构的笔记本电脑转轴
US12480544B2 (en) 2023-06-08 2025-11-25 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid airfoil and auxiliary magnetic bearings
CN116624510A (zh) * 2023-06-09 2023-08-22 中国船舶集团有限公司第七〇四研究所 一种被动磁气混合轴承结构
US12584521B2 (en) 2023-07-31 2026-03-24 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid airfoil bearing with active damping

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