JP2008111476A - 回転駆動装置及び回転駆動装置を具備した回転機器 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸を円滑に支承することができる縦置き型の動圧式気体軸受を備えた回転駆動装置を提供する。
【解決手段】回転駆動装置は、モータ２０により回転駆動される回転軸２１を、ラジアル方向軸受として用いられるフォイル軸受３０，４０及びアキシャル方向軸受として用いられるアキシャル磁気軸受５０，６０が設けられる回転軸２１を支承する軸受装置３とを備えている。回転軸２１が鉛直となる設置態様で使用される縦置き型の回転駆動装置である。フォイル軸受３０，４０の軸心は、回転軸２１の軸心に対して偏心している。軸受装置は、ラジアル方向軸受として用いられるラジアル磁気軸受を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、コンプレッサ、ブロワ、タービン等の回転機器を駆動する回転駆動装置に関する。

コンプレッサ、ブロワ、タービン等の回転機器を駆動する回転駆動装置では、モータを駆動源として回転軸を回転し、回転機器の回転部位を回転させるものである。このような回転駆動装置においては、高速回転する回転軸を支承する軸受装置として、フォイル軸受や磁気軸受が用いられている（特許文献１参照。）。フォイル軸受や磁気軸受は、潤滑油を必要としないためオイルポンプ等のスペースをなくせるとともに、オイル等の交換が必要ない。さらに、回転軸と軸受とが非接触であるため軸受の耐久性を高くすることができ、回転駆動トルクを抑制することができる。

ここで、上記フォイル軸受は、動圧式空気軸受であるとともに、ラジアル方向軸受として用いられ、通常横置きで用いられる。図４に示されるように、フォイル軸受３０は、円筒状の軸受ハウジング３１の内周にバンプフォイル３２及びトップフォイル３３が配置され、該トップフォイル３３内に回転軸２１が配置された構成となっている。同図に実線で示されるように、停止時には、回転軸２１は、自重によって鉛直下方に偏移しており、トップフォイル３３に接触した状態に保持される。このとき、回転軸２１の軸心の位置は、フォイル軸受３０の軸心と一致する位置Ｐｒから下方にずれたδｏだけずれた位置Ｐｇにある。そして、運転時には、回転軸２１が回転されると、回転軸２１とトップフォイル３３との間に動圧が発生することにより、回転軸２１は浮上し、気体潤滑作用により回転軸２１がトップフォイル３３に非接触状態で支承される。回転中においては、回転軸２１は、回転軸２１の軸心の位置がＰｒの位置からＰｆの位置へ変位しようとするが、回転軸２１の自重により偏心した状態で回転する。
特開２００２−５１５９号公報

ところで、上記のフォイル軸受３０を備えた回転駆動装置は、配置されるスペースによって、縦置きで用いられることが考えられる。このような場合には、回転軸２１の軸線が鉛直方向となり、回転軸２１の自重による偏移がないため、回転軸２１は十分な動圧を得ることができない。また、横置きで使用する場合と異なり、自重による回転軸２１のラジアル方向における拘束力が作用しないため、回転軸２１の触れ回りが生ずることも懸念される。このような場合、回転軸２１とトップフォイル３３とが接触し、回転軸２１の回転抵抗が増加し、円滑な支承が妨げられる。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸を円滑に支承することができる縦置き型の動圧式気体軸受を備えた回転駆動装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、モータにより回転駆動される回転軸を、ラジアル方向軸受として用いられるフォイル軸受及びアキシャル方向軸受として用いられるアキシャル磁気軸受からなる軸受装置により支承するとともに、前記回転軸が鉛直となる設置態様で使用される縦置き型の回転駆動装置であって、前記フォイル軸受の軸心は前記回転軸の軸心に対して偏心しており、前記軸受装置にはラジアル方向軸受として用いられるラジアル磁気軸受が設けられることをその要旨としている。

ラジアル方向軸受として用いられる横置き型フォイル軸受は、回転軸が自重によって鉛直下方に偏移しており、停止時には回転軸の外周に配置されるトップフォイルと接触している。そして、回転軸が回転されると、回転軸とトップフォイルとの間に動圧が発生し、気体潤滑作用により回転軸がトップフォイルと非接触状態で支承されるようになっている。そのため、フォイル軸受を縦置き型として用いると横置きの場合と異なり、回転軸が偏移せず、動圧が発生しにくい。

上記構成によれば、ラジアル方向軸受として用いられるフォイル軸受を縦置き型軸受としても、フォイル軸受の軸心を回転軸の軸心に対して偏心させているため、回転軸が回転すると回転軸とフォイル軸受の内周との間に好適に動圧が発生する。また、回転軸は回転しながら、回転軸の軸心とフォイル軸受の軸心との位置が一致しようとし、一致すると動圧が発生しにくくなる。しかしながら、上記構成によれば、ラジアル磁気軸受を備えるため、回転軸の軸心とフォイル軸受の軸心との位置が一致するのを抑制し、動圧を得ることができるようになっている。その結果、フォイル軸受を縦置き型軸受として用いることできる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転駆動装置において、前記回転軸の軸心に対する前記フォイル軸受の軸心の偏心量は、前記回転軸の軸心と前記フォイル軸受の軸心とが同心上にある場合の前記回転軸の外周面と前記フォイル軸受の内周面との隙間より小さくすることをその要旨としている。

同構成によれば、偏心量を回転軸の軸心とフォイル軸受の軸心とが同心上にある場合における回転軸の外周面とフォイル軸受の内周面との隙間より小さくすることにより、回転時に回転軸とフォイル軸受の内周との間に適度な動圧を発生させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の回転駆動装置において、前記アキシャル磁気軸受が前記ラジアル磁気軸受も兼ねることをその要旨としている。
同構成によれば、アキシャル磁気軸受がラジアル磁気軸受としても兼ねるため、それらの設置スペースを減らすことができ、軸方向の必要長さを短くすることができるようになる。その結果、回転軸を短くすることができ、回転軸の固有振動数を上げて、高速回転に対応することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の回転駆動装置において、前記アキシャル磁気軸受は前記回転軸に設けられたフランジ部と同フランジ部に軸方向において対向して設けられる電磁石とを備え、前記フランジ部の前記電磁石に対向する面には、前記回転軸がラジアル方向へ偏移しようとしたときに、前記フランジ部に対して前記偏移方向と反対のラジアル方向の吸引力を作用させるべく環状溝が前記フランジ部の軸心回りに形成されることをその要旨としている。

同構成によれば、フランジ部に環状溝を形成することによって、アキシャル磁気軸受がラジアル方向軸受としても作用するため、構成を簡易にすることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の回転駆動装置において、前記アキシャル磁気軸受は前記回転軸に設けられたフランジ部と同フランジ部に軸方向において対向して設けられる電磁石とを備え、前記フランジ部の前記電磁石に対向する面には、前記回転軸がラジアル方向へ偏移しようとしたときに、前記フランジ部に対して前記偏移方向と反対のラジアル方向の吸引力を作用させるべくテーパ面が前記フランジ部の軸心回りに形成されることをその要旨としている。

同構成によれば、フランジ部にテーパ面を形成することによって、アキシャル磁気軸受がラジアル方向軸受としても作用するため、構成を簡易にすることができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転駆動装置において、前記フォイル軸受と前記アキシャル磁気軸受とが一体となっていることをその要旨としている。

同構成によれば、フォイル軸受とアキシャル磁気軸受とを一体としているため、スペースを減らすことができ、軸方向の必要長さを短くすることができるようになる。その結果、回転軸を短くすることができ、回転軸の固有振動数を上げて、高速回転に対応することができるようになる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転駆動装置を具備し、前記回転軸の駆動力が伝達されることにより回転駆動される回転機器であることをその要旨としている。

同構成によれば、回転軸を円滑に支承することができる縦置き型の動圧式気体軸受を備えた回転駆動装置を具備しているため、縦置き型の回転機器を提供することができる。

本発明によれば、回転軸を円滑に支承することができる縦置き型の動圧式気体軸受を備えた回転駆動装置を提供することができる。

以下、本発明にかかる回転駆動装置を圧縮機に具体化した一実施形態について図１〜４を参照して説明する。図１は、圧縮機の構成を示す概略構成図である。
圧縮機は、回転駆動装置に設けられる回転軸の軸線が鉛直方向となる縦置きで用いられる。同図１に示されるように、圧縮機には、圧縮部１及び回転駆動装置としての駆動部２が設けられている。これら圧縮部１及び駆動部２は、ケーシング１０の圧縮部ケーシング１０ａと駆動部ケーシング１０ｂとにそれぞれ設けられている。圧縮部１は、駆動部２の上方に位置している。圧縮部１には、気体（空気）が流入する気体流入路１２と、該圧縮部ケーシング１０ａ内で回転することにより気体流入路１２を通じて流入した気体を圧縮するとともに図示しない気体流出路を通じて吐出する羽根車１１とが設けられている。駆動部２には、モータ２０と、該モータ２０によって回転駆動される回転軸２１と、該回転軸２１を支承する軸受装置３とが設けられている。モータ２０は、駆動部ケーシング１０ｂの内壁に設けられたステータ２２と、回転軸２１の外周に設けられたロータ２３とを備えている。回転軸２１の先端には、圧縮部１に設けられた羽根車１１が接続されている。軸受装置３には、モータ２０の鉛直方向上下に位置し回転軸２１をラジアル方向において支承する上下一対の上部フォイル軸受３０及び下部フォイル軸受４０と、該上下フォイル軸受３０，４０と一体に設けられるとともに、回転軸２１をアキシャル方向において支承する上部アキシャル磁気軸受５０及び下部アキシャル磁気軸受６０とが設けられている。回転軸２１の末端には、転がり軸受２７が配設されている。

上部フォイル軸受３０は、回転軸２１においてモータ２０より鉛直上方、すなわち、ロータ２３と羽根車１１との間に配設されている。そして、上部フォイル軸受３０は、駆動部ケーシング１０ｂに固定される円筒状の軸受ハウジング３１を備え、図２に示されるように、該軸受ハウジング３１の内周面には、波形状のバンプフォイル３２及びスリーブ状のトップフォイル３３が配設されている。回転軸２１は、該トップフォイル３３内に位置している。バンプフォイル３２は、波形板材を円筒状に成形してなる円筒部３２ａと、円筒部３２ａの基端に径方向外側に位置する係合部３２ｂとを備える。トップフォイル３３は、円筒状に成形された円筒部３３ａと、円筒部３３ａの端部を屈曲させた係合部３３ｂとを備えている。軸受ハウジング３１の内周面３１ａには、アキシャル方向に延びる係合溝３１ｂが形成されている。係合部３２ｂと係合部３３ｂとが係合溝３１ｂに係合されることにより、バンプフォイル３２及びトップフォイル３３が軸受ハウジング３１に取り付けられる。本実施形態においては、縦置き型に適用するため、トップフォイル３３及びバンプフォイル３２の軸心、すなわちフォイル軸受３０の軸心Ｐｆを回転軸２１の軸心Ｐｒと偏心量δで偏心させて配置している。なお、該偏心量δは、図４に示されるフォイル軸受３０の軸心Ｐｆと回転軸２１の軸心Ｐｒとが同心上にある場合の回転軸２１の外周面２１ａとトップフォイル３３の内周面３３ｃとの隙間ｓより小さくする。すなわち、回転軸２１の外周面２１ａとトップフォイル３３の内周面３３ｃとが接触しない範囲（０＜δ＜ｓ）で偏心させることが望ましい。下部フォイル軸受４０は、回転軸２１においてモータ２０より鉛直下方に配設されている。下部フォイル軸受４０は、上部フィル軸受３０と同様に構成されており、駆動部ケーシング１０ｂに固定される軸受ハウジング４１と、バンプフォイル４２と、トップフォイル４３とを備えている（図２参照）。

上部アキシャル磁気軸受５０は、図３に示されるように、上部フォイル軸受３０と一体に設けられている。上部アキシャル磁気軸受５０は、上部フォイル軸受３０より鉛直上方の回転軸２１に一体回転可能に設けられる上部フランジ部５１と、上部フォイル軸受３０を構成する軸受ハウジング３１の上部フランジ部５１と対向する面には、環状の凹部３１ｃが形成されており、同凹部３１ｃには電磁石コイル５２ａが収容されている。軸受ハウジング３１は、磁性体により形成されており、電磁石ヨーク５２ｂを兼ねている。すなわち、電磁石コイル５２ａ及び電磁石ヨーク５２ｂより電磁石５２が構成されている。上部フランジ部５１の上部フォイル軸受３０に設けられる軸受ハウジング３１に対向する面には、大径の環状溝である大径環状溝５３と、同大径環状溝５３よりも小径の環状溝である小径環状溝５４とが形成されている。大径環状溝５３は、電磁石５２に対向する位置に形成される。上部フランジ部５１の大径環状溝５３より外側の面並びに、大径環状溝５３と小径環状溝５４との間の面は、それぞれ電磁石５２によって発生する磁力によって軸受ハウジング３１に吸引される外側吸引面５５及び内側吸引面５６である。これにより、アキシャル磁気軸受５０は、外側吸引面５５及び内側吸引面５６が電磁石５２の電磁石ヨーク５２ｂ部分と一致しようとする回転軸２１が本来の位置から偏心すると、電磁石５２と両吸引面５５，５６との間には、ラジアル方向の力が発生し、上部フォイル軸受３０との偏心状態を維持する。すなわち、回転軸２１が回転すると、回転軸２１は、上部フォイル軸受３０の軸心と一致する方向へ変位しようとする。しかし、回転軸２１と一体に設けられた上部フランジ部５１に電磁石５２の吸引力が作用することにより回転軸２１は上部フォイル軸受３０の軸心と偏心した状態に保たれる。この結果、ラジアル方向にも回転軸２１を支承することができる。図１に示されるように、下部アキシャル磁気軸受６０は、下部フォイル軸受４０と一体に設けられている。下部アキシャル磁気軸受６０は、上部アキシャル磁気軸受５０と同様に、下部フォイル軸受４０より鉛直下方の回転軸２１に一体回転可能に設けられる下部フランジ部６１並びに、下部フォイル軸受４０を構成する磁性体よりなる軸受ハウジング４１（電磁石ヨーク６２ｂ）と、その下部フランジ部６１と対向する面に設けられた凹部４１ｃに収容された電磁石コイル６２ａとからなる電磁石６２を備えている。下部アキシャル磁気軸受６０は上部アキシャル磁気軸受５０とともに、回転軸２１をアキシャル方向に支承するとともに、ラジアル方向にも支承する。

駆動部ケーシング１０ｂ内部の回転軸２１末端に対向する部位には、回転軸２１のアキシャル方向の位置を検出する位置センサ２６が設けられている。該位置センサ２６によって検出された回転軸２１の位置基づいて、上部アキシャル磁気軸受５０に設けられる電磁石コイル５２ａ及び下部アキシャル磁気軸受６０に設けられる電磁石コイル６２ａの電流が制御される。各電磁石コイル５２ａ，６２ａに流される電流は、羽根車１１の回転によりアキシャル方向に作用する力に釣り合う吸引力がアキシャル磁気軸受５０，６０に生成されるように制御される。これにより、回転軸２１は、アキシャル方向の所定位置に非接触状態で支承される。

次に、前述のように構成された圧縮機の動作態様について説明する。
圧縮機は、駆動部２に設けられるモータ２０が回転すると回転軸２１が回転し、回転軸２１に接続された圧縮部１に設けられる羽根車１１が回転される。これにより、圧縮部１において気体流入路を通じて、流入した気体が圧縮され、圧縮部ケーシング１０ａに設けられた図示しない突出口から吐出される。

回転軸２１が回転されると、回転軸２１の軸心Ｐｒは両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆと偏心量δで偏心されているため、回転軸２１の外周面２１ａとトップフォイルの内周面３３ｃ，４３ｃとの間に好適な動圧が発生する。そして、該動圧によって気体潤滑作用によって、回転軸２１が両フォイル軸受３０，４０と非接触状態で支承される。また、羽根車１１の回転により回転軸２１にはアキシャル方向に作用する力が発生する。しかし、位置センサ２６によって検出される回転軸２１の位置から前記作用する力と釣り合う吸引力がアキシャル磁気軸受５０，６０に生成されるため、回転軸２１はアキシャル方向の所定位置に非接触状態で支承される。

また、回転中において、回転軸２１は回転軸２１の軸心Ｐｒが両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆと一致する位置に偏移しようとするが、上部アキシャル磁気軸受５０の電磁石５２と両吸引面５５，５６との間、及び下部アキシャル磁気軸受６０の電磁石６２と両吸引面６５，６６との間には、ラジアル方向の吸引力が発生し、電磁石５２と両吸引面５５，５６、電磁石６２と両吸引面６５，６６とは一致した状態に保持される。この結果、回転軸２１は偏心せず、回転軸２１の軸心Ｐｒと両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆとの偏心量δが維持され、回転軸２１の軸心と両フォイル軸受３０，４０の軸心とは偏心した状態に保たれる。そのため、回転軸２１と両フォイル軸受３０，４０とは、好適な動圧を得て非接触状態で回転を維持することができる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）ラジアル方向軸受として用いられる両フォイル軸受３０，４０を縦置き型軸受としても、両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆを回転軸２１の軸心Ｐｒと偏心量δで偏心させているため、回転軸２１が回転すると、回転軸２１の外周面２１ａと両フォイル軸受３０，４０の内周面３３ｃ，４３ｃとの間に好適に動圧が発生する。また、回転軸２１は回転しながら、回転軸２１の軸心Ｐｒと両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆとの位置が一致しようとし、一致すると動圧が発生しにくくなる。しかしながら、上記構成によれば、ラジアル方向軸受としての両アキシャル磁気軸受５０，６０を備えるため、回転軸２１の軸心Ｐｒと両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆとの位置が一致するのを抑制し、好適に動圧を得ることができるようになっている。その結果、両フォイル軸受３０，４０を縦置き型軸受として用いることできる。

（２）偏心量δを回転軸２１の外周面２１ａと両フォイル軸受３０，４０の内周面３３ｃ，４３ｃとの隙間ｓより小さくすることにより、回転時に回転軸２１の外周面２１ａと両フォイル軸受３０，４０の内周面３３ｃ，４３ｃとの間に適度な動圧を発生させることができる。

（３）両アキシャル磁気軸受５０，６０がラジアル磁気軸受も兼ねるため、スペースを減らすことができ、軸方向の必要長さを短くすることができるようになる。その結果、回転軸２１を短くすることができ、回転軸２１の固有振動数を上げて、高速回転に対応することができるようになる。

（４）フォイル軸受３０，４０と両アキシャル磁気軸受５０，６０とをそれぞれ一体としているため、スペースを減らすことができ、軸方向の必要長さを短くすることができるようになる。その結果、回転軸２１を短くすることができ、回転軸２１の固有振動数を上げて、高速回転に対応することができるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、回転軸２１をラジアル方向にも支承するために、アキシャル磁気軸受５０，６０の両フランジ部５１，６１に環状溝５３，５４を形成したが、図５に示されるように、フランジ部５１の電磁石５２に対向する面をテーパ面５１ａとする。これに対応して、軸受ハウジング３１及び電磁石コイル５２ａのフランジ部５１に対向する面をテーパ面とする。同様に、フランジ部６１の電磁石６２に対向する面と、軸受ハウジング４１及び電磁石コイル５２ａのフランジ部６１に対向する面とをテーパ面とする。同構成によれば、回転軸２１が偏心すると、上部アキシャル磁気軸受５０の電磁石５２とフランジ部５１との間、及び下部アキシャル磁気軸受６０の電磁石６２とフランジ部６１との間には、ラジアル方向の力が発生するので、回転軸２１を両フォイル軸受３０，４０と偏心状態に保つように作用する。なお、テーパ方向は、同図に示すように外周に向かうほどアキシャル方向の厚みが薄くなるようにしてもよいし、逆に内周に向かうほどアキシャル方向の厚みが薄くなるようにしてもよい。

・上記実施形態では、両フォイル軸受３０，４０にアキシャル磁気軸受５０，６０と一体に設け、両アキシャル磁気軸受５０，６０をラジアル方向軸受も兼ねるようにしたが、図６に示されるように、上部アキシャル磁気軸受５０に替えてアキシャル方向軸受としてのみ作用するアキシャル磁気軸受７０と、下部アキシャル磁気軸受に替えてラジアル方向軸受としてラジアル磁気軸受８０とを設けるようにしてもよい。すなわち、アキシャル磁気軸受７０は、フォイル軸受３０より鉛直上方の回転軸２１に設けられるフランジ部７１と、フォイル軸受３０に設けられる軸受ハウジング３１のフランジ部７１と対向する面に設けられる電磁石７２と、駆動部ケーシング１０ｂのフランジ部７１に対向する面に固定される永久磁石７３とを備えている。電磁石７２は、軸受ハウジングの３１のフランジ部７１に対向する面に形成された環状の凹部３１ｃに電磁石コイル７２ａが収容されることにより、磁性体により形成されている軸受ハウジング３１が電磁石ヨーク７２ｂを兼ねている。電磁石７２は、電磁石コイル７２ａと電磁石ヨーク７２ｂからなる。回転軸２１がアキシャル方向に変位すると位置センサ２６の検出に基づいて、電磁石コイル７２ａに流す電流を制御することにより、回転軸２１のアキシャル方向の変位を制御する。また、ラジアル磁気軸受８０は、フォイル軸受４０より鉛直下方に位置しており、回転軸２１の軸を中心とする円周上に対向して配置される二組の電磁石８１と回転軸２１のラジアル方向変位を検出する複数のラジアル変位センサ８２と備えている。ラジアル磁気軸受８０は、ラジアル変位センサ８２によって検出される変位に基づいて電磁石８１に流す電流を制御することによって、回転軸２１の位置を制御する。同構成によれば、ラジアル方向軸受としてのラジアル磁気軸受８０を備えるため、回転軸２１の軸心Ｐｒと両フォイル軸受３０，４０の軸心Ｐｆとの位置が一致するのを抑制し、好適に動圧を得ることができる。

・上記実施形態では、フォイル軸受３０，４０として、バンプフォイル型を用いたが、リーフフォイル型やバックフォイル型等の他のフォイルを用いてもよい。
・上記実施形態では、回転駆動装置を圧縮機に適用したが、ブロワ、タービン等の回転機器に用いてもよい。

圧縮機の縦断面図。 フォイル軸受の横断面図。 フォイル軸受付近の拡大縦断面図。 従来のフォイル軸受の横断面図。 アキシャル磁気軸受の拡大縦断面図。 圧縮機の縦断面図。

符号の説明

１…圧縮部、２…駆動部、３…軸受装置、１０…ケーシング、１０ａ…圧縮部ケーシング、１０ｂ…駆動部ケーシング、１１…羽根車、１２…気体流入路、２０…モータ、２１…回転軸、２１ａ…外周面、２２…ステータ、２３…ロータ、２６…位置センサ、２７…転がり軸受、３０…上部フィル軸受、４０…下部フォイル軸受、３１，４１…軸受ハウジング、３１ａ，４１ａ…内周面、３１ｂ，４１ｂ…係合溝、３１ｃ，４１ｃ…凹部、３２，４２…バンプフォイル、３３，４３…トップフォイル、３３ａ，４３ａ…円筒部、３３ｂ，４３ｂ…係合部、３３ｃ，４３ｃ…内周面、５０…上部アキシャル磁気軸受、６０…下部アキシャル磁気軸受、５１…上部フランジ、６１…下部フランジ、５１ａ…テーパ面、５２，６２…電磁石、５２ａ，６２ａ…電磁石コイル、５２ｂ，６２ｂ…電磁石ヨーク、５３，６３…大径環状溝、５４，６４…小径環状溝、５５，６５…外側吸引部、５６，６６…内側吸引部、７０…アキシャル磁気軸受、７１…フランジ部、７２…電磁石、７２ａ…電磁石コイル、７２ｂ…電磁石ヨーク、７３…永久磁石、８０…ラジアル磁気軸受、８１…電磁石、８２…ラジアル変位センサ、δ，δｏ…偏心量、ｓ…隙間、Ｐｆ，Ｐｒ…軸心。

Claims (7)

1. モータにより回転駆動される回転軸を、ラジアル方向軸受として用いられるフォイル軸受及びアキシャル方向軸受として用いられるアキシャル磁気軸受からなる軸受装置により支承するとともに、前記回転軸が鉛直となる設置態様で使用される縦置き型の回転駆動装置であって、
   前記フォイル軸受の軸心は前記回転軸の軸心に対して偏心しており、
   前記軸受装置にはラジアル方向軸受として用いられるラジアル磁気軸受が設けられる
   ことを特徴とする回転駆動装置。
2. 請求項１に記載の回転駆動装置において、
   前記回転軸の軸心に対する前記フォイル軸受の軸心の偏心量は、前記回転軸の軸心と前記フォイル軸受の軸心とが同心上にある場合の前記回転軸の外周面と前記フォイル軸受の内周面との隙間より小さくする
   ことを特徴とする回転駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の回転駆動装置において、
   前記アキシャル磁気軸受が前記ラジアル磁気軸受も兼ねる
   ことを特徴とする回転駆動装置。
4. 請求項３に記載の回転駆動装置において、
   前記アキシャル磁気軸受は前記回転軸に設けられたフランジ部と同フランジ部に軸方向において対向して設けられる電磁石とを備え、
   前記フランジ部の前記電磁石に対向する面には、前記回転軸がラジアル方向へ偏移しようとしたときに、前記フランジ部に対して前記偏移方向と反対のラジアル方向の吸引力を作用させるべく環状溝が前記フランジ部の軸心回りに形成される
   ことを特徴とする回転駆動装置。
5. 請求項３に記載の回転駆動装置において、
   前記アキシャル磁気軸受は前記回転軸に設けられたフランジ部と同フランジ部に軸方向において対向して設けられる電磁石とを備え、
   前記フランジ部の前記電磁石に対向する面には、前記回転軸がラジアル方向へ偏移しようとしたときに、前記フランジ部に対して前記偏移方向と反対のラジアル方向の吸引力を作用させるべくテーパ面が前記フランジ部の軸心回りに形成される
   ことを特徴とする回転駆動装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転駆動装置において、
   前記フォイル軸受と前記アキシャル磁気軸受とが一体となっている
   ことを特徴とする回転駆動装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転駆動装置を具備し、前記回転軸の駆動力が伝達されることにより回転駆動される回転機器。

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