JPH03213717A - 磁気軸受 - Google Patents
磁気軸受Info
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- JPH03213717A JPH03213717A JP2006556A JP655690A JPH03213717A JP H03213717 A JPH03213717 A JP H03213717A JP 2006556 A JP2006556 A JP 2006556A JP 655690 A JP655690 A JP 655690A JP H03213717 A JPH03213717 A JP H03213717A
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- Japan
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- magnet
- permanent magnet
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- bearing
- bearings
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- Pending
Links
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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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
- F16C32/0429—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for both radial and axial load, e.g. conical magnets
-
- 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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
- F16C39/063—Permanent magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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、機械の可動部分に於ける摩擦、摩耗の軽減を
目的としたラジアル軸受と同様な利用分野を有する、永
久磁石に於ける同極磁極の反発作用のみを用いた磁気軸
受に関するものである。
目的としたラジアル軸受と同様な利用分野を有する、永
久磁石に於ける同極磁極の反発作用のみを用いた磁気軸
受に関するものである。
［従来の技術］
６Ｒ気軸受は、転がり軸受、滑り軸受等の機械的軸受と
異なり、非接触で回転体を保持することができる。すな
わち、油膜、ガス膜、あるいは金属同士の接触によって
引き起こされる摩擦抵抗、摩耗、騒音等の間顕を完全に
取り除くことができその寿命が半永久的であると言う特
徴を有している。従って、高速回転の回転軸を支える軸
受として、種々のｆｆｌ気軸受が開発されている。一般
に磁気軸受の構造は、永久ｌｉ葺石と電磁石の組合せに
よるものと、永久磁石のみによるものとの、２種類に分
類される。前者は、位置変化を検出するセンサーを設け
、その位置検出信号により、電ｌｉＲ石の強弱をフィー
ドバック制御し回転体を定位置に浮上させることが出き
る構造になっている。また後者の磁気軸受は、永久磁石
の同極６６極の反発作用や異極６Ｒ極の吸引作用を利用
して、電力消費する二となく回転体を磁気的に（♀玉保
持できる構造になっている。
異なり、非接触で回転体を保持することができる。すな
わち、油膜、ガス膜、あるいは金属同士の接触によって
引き起こされる摩擦抵抗、摩耗、騒音等の間顕を完全に
取り除くことができその寿命が半永久的であると言う特
徴を有している。従って、高速回転の回転軸を支える軸
受として、種々のｆｆｌ気軸受が開発されている。一般
に磁気軸受の構造は、永久ｌｉ葺石と電磁石の組合せに
よるものと、永久磁石のみによるものとの、２種類に分
類される。前者は、位置変化を検出するセンサーを設け
、その位置検出信号により、電ｌｉＲ石の強弱をフィー
ドバック制御し回転体を定位置に浮上させることが出き
る構造になっている。また後者の磁気軸受は、永久磁石
の同極６６極の反発作用や異極６Ｒ極の吸引作用を利用
して、電力消費する二となく回転体を磁気的に（♀玉保
持できる構造になっている。
［発明が解決しようとする課題１
しかしながら、前記電６１石を用いる構造のｌ１ｆ１気
軸受は、位置検出センサーと制ｉＪｎ Ｈ置を用いた高
級、複雑な軸受てあり、形状も非常に大型であり、消費
電力も大きいと言う第一の問題がある。
軸受は、位置検出センサーと制ｉＪｎ Ｈ置を用いた高
級、複雑な軸受てあり、形状も非常に大型であり、消費
電力も大きいと言う第一の問題がある。
次にこれまでの永久磁石のみからなる磁気軸受の問題点
は、Ｋｎ石の形状、配置による６Ｒ束線の流れ等の充分
な検討不足に起因する、回転軸の軸方向やラジアル方向
の位置規制の安定性が不完全となり、それを規制するた
めの機械的ガイドを付加しなければ、という第二の問題
、占がある。即ち完全な非接触状態が実現できていない
場合が多い。勿論、非接触が維持されている例として特
開昭５０−５０５３０号公報に開示されているが、この
場合それを組み立てるにあたり、回転体、磁気軸受可動
部、ｌｉＲ気軸受固定部の三つの部分の位置関係を調節
して初ぬて軸受の反発力による間隙も調節される状態に
あり、組立に時間、労力、熟練度または慣れが必要であ
る。従来の例として、第３図に１個の回転体と２個の軸
受からなる６ｆ１気軸受の断面図を示す。ここで１は回
転体、２は回転軸、３は可動部磁石５を係止するための
回転軸の頚部、４は固定部磁石である。この構成では、
回転体側の１．２，３が無い場合、明らかに、お互いの
反発力によって５の部分が図の位置から矢印Ｃの方向に
飛び出し、軸受の形態で維持されない。
は、Ｋｎ石の形状、配置による６Ｒ束線の流れ等の充分
な検討不足に起因する、回転軸の軸方向やラジアル方向
の位置規制の安定性が不完全となり、それを規制するた
めの機械的ガイドを付加しなければ、という第二の問題
、占がある。即ち完全な非接触状態が実現できていない
場合が多い。勿論、非接触が維持されている例として特
開昭５０−５０５３０号公報に開示されているが、この
場合それを組み立てるにあたり、回転体、磁気軸受可動
部、ｌｉＲ気軸受固定部の三つの部分の位置関係を調節
して初ぬて軸受の反発力による間隙も調節される状態に
あり、組立に時間、労力、熟練度または慣れが必要であ
る。従来の例として、第３図に１個の回転体と２個の軸
受からなる６ｆ１気軸受の断面図を示す。ここで１は回
転体、２は回転軸、３は可動部磁石５を係止するための
回転軸の頚部、４は固定部磁石である。この構成では、
回転体側の１．２，３が無い場合、明らかに、お互いの
反発力によって５の部分が図の位置から矢印Ｃの方向に
飛び出し、軸受の形態で維持されない。
従ってこの図のように組み立てるには、まず回転体が準
備されて初めて５を４の反発力に抗して軸受の位置に引
き入れ調節固定しなければならない。これはいわゆる機
械式のラジアル・ベアリングを利用する時の使用方法に
比べて非常に複雑であり、ユーザにとっては第三の問題
となる。本発明は、これらの欠点を解消し、使用方法に
おいても、従来のラジアル ベアリングと同様に藺草（
二確実に使用できる永久磁石のみからできた磁気軸受を
提供しようとするものである。
備されて初めて５を４の反発力に抗して軸受の位置に引
き入れ調節固定しなければならない。これはいわゆる機
械式のラジアル・ベアリングを利用する時の使用方法に
比べて非常に複雑であり、ユーザにとっては第三の問題
となる。本発明は、これらの欠点を解消し、使用方法に
おいても、従来のラジアル ベアリングと同様に藺草（
二確実に使用できる永久磁石のみからできた磁気軸受を
提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段１
本発明によって構成されるＥｆｔ気軸受は、永久磁石の
反発力のみを利用しているので、第一の間頭沖、は解決
されている。
反発力のみを利用しているので、第一の間頭沖、は解決
されている。
第二、第三の問題沖、を解決するために、外円錐面を２
面有する、算盤玉に似た水久Ｈ１石可動部と、それを両
サイドより挟み込んだ、前記外円錐面に平行な内円錐面
を持つ二つの永久磁石固定部と、さらにそれらを保持す
るハウシングとから構成されている。３個の磁石の磁極
はそれぞれお互いに反発する方向であり、可動部は非接
触で回転しつる。このようにハウシングの中に、固定部
と適当な間隙を反発力で維持されて回転しつる可動部が
、納まっているので、従来のベアリングと同様に、簡便
に利用でき、第二、第三の問題を解決した。
面有する、算盤玉に似た水久Ｈ１石可動部と、それを両
サイドより挟み込んだ、前記外円錐面に平行な内円錐面
を持つ二つの永久磁石固定部と、さらにそれらを保持す
るハウシングとから構成されている。３個の磁石の磁極
はそれぞれお互いに反発する方向であり、可動部は非接
触で回転しつる。このようにハウシングの中に、固定部
と適当な間隙を反発力で維持されて回転しつる可動部が
、納まっているので、従来のベアリングと同様に、簡便
に利用でき、第二、第三の問題を解決した。
［作用］
上述した本発明の手段によると、電磁石を用いていない
ので、高価な制御機構が不用となり、電力消費もまった
く無くなる。改に永久磁石の反発力のみによって６Ｒ気
軸受が、構成されているので；♀上杵用は、安定であり
、小型で摩耗のない長寿命軸受が得られる。ハウジング
内で磁気軸受が、構成完結されているので、ラジアル・
ベアリングと全く互換でき、簡便な使用ができる。
ので、高価な制御機構が不用となり、電力消費もまった
く無くなる。改に永久磁石の反発力のみによって６Ｒ気
軸受が、構成されているので；♀上杵用は、安定であり
、小型で摩耗のない長寿命軸受が得られる。ハウジング
内で磁気軸受が、構成完結されているので、ラジアル・
ベアリングと全く互換でき、簡便な使用ができる。
［実施例］
本発明のｌｉｎ気軸受を、第１図の断面図に示す実施例
により、その詳細を説明する。
により、その詳細を説明する。
回転体１が回転軸２を中心に、回転自在に支持されてい
る。可動部６１石５の形状は算盤玉の外縁の部分をカッ
トした形であり、（その部分の断面長さをＬと表示する
）磁化の方向は軸方向で、図中ではＮからＳに向けて矢
印で示している。ここで注意すべきことは、５の傾射角
を大きくし、Ｌが小さくなった状態では、形状効果によ
ってパーミアンス係数が小さくなり、磁石の表面６Ｒ束
密度も減少することである。従って、例えば第２図に示
す断面図のように、傾射角を２０度以上に大きくとり、
Ｌを小さくすると、必然的に固定部４の内円錐面の傾射
角も大きくなるので、図中のａ、ａ′の部分は表面磁束
寥度が非常に小さくなり、ｂ、ｂ’の部分は大きくなる
。従って第２図の様な組合せの場合は表面＆ｎ束密度の
強と弱の部分がａとす、ａ’ とｂ゛のように対抗し、
反発力が極端に減少し、実質的に６１気４由受の作用が
なくなることが判った。そこで有効な反発力を得るため
には、可動部五Ｒ石５の傾射角をＩＯ度程度の細身にし
、パーミアンス係数をどの部分でも同程度の値にする必
要があった。勿論、傾射角を０にするとラジアル方向の
偏心抑制が効かなくなり、軸受の効果がなくなるので、
小型の軸受の場合は、約３度から２０度程度の間の角度
が適当であった。次に符番６は内径面に合わせた、回転
軸２との接合用の円筒リングである。４，４′は固定部
の磁石であり、それらの内円錐面に平行で、かつ接触す
ることなくｍ気反発力で、空隙を保持している。
る。可動部６１石５の形状は算盤玉の外縁の部分をカッ
トした形であり、（その部分の断面長さをＬと表示する
）磁化の方向は軸方向で、図中ではＮからＳに向けて矢
印で示している。ここで注意すべきことは、５の傾射角
を大きくし、Ｌが小さくなった状態では、形状効果によ
ってパーミアンス係数が小さくなり、磁石の表面６Ｒ束
密度も減少することである。従って、例えば第２図に示
す断面図のように、傾射角を２０度以上に大きくとり、
Ｌを小さくすると、必然的に固定部４の内円錐面の傾射
角も大きくなるので、図中のａ、ａ′の部分は表面磁束
寥度が非常に小さくなり、ｂ、ｂ’の部分は大きくなる
。従って第２図の様な組合せの場合は表面＆ｎ束密度の
強と弱の部分がａとす、ａ’ とｂ゛のように対抗し、
反発力が極端に減少し、実質的に６１気４由受の作用が
なくなることが判った。そこで有効な反発力を得るため
には、可動部五Ｒ石５の傾射角をＩＯ度程度の細身にし
、パーミアンス係数をどの部分でも同程度の値にする必
要があった。勿論、傾射角を０にするとラジアル方向の
偏心抑制が効かなくなり、軸受の効果がなくなるので、
小型の軸受の場合は、約３度から２０度程度の間の角度
が適当であった。次に符番６は内径面に合わせた、回転
軸２との接合用の円筒リングである。４，４′は固定部
の磁石であり、それらの内円錐面に平行で、かつ接触す
ることなくｍ気反発力で、空隙を保持している。
この間隙の調節は、ハウジンク７及び７′によって最適
位置に固定されるようになっている。これら４か６７ま
でが、ラジアル・ベアリングの代わりになる６Ｒ気軸受
であり、回転体ｌの回転を保持するには、ｌの右側に、
全く同様の磁気軸受を必要とする。
位置に固定されるようになっている。これら４か６７ま
でが、ラジアル・ベアリングの代わりになる６Ｒ気軸受
であり、回転体ｌの回転を保持するには、ｌの右側に、
全く同様の磁気軸受を必要とする。
［発明の効果］
以上の実施例より判るように、電力消費なく、回転軸を
、その支持体より６Ｒ気的に浮上して維持することがで
きる効果がある。又摩耗がなく長寿命で、機械的ノイズ
、騒音等の除去された軸受が得られる効果がある。更に
構成が単純で、組立が容易であると同時に、一つのハウ
ジングに組み込まれた状態で、すでに可動軸は浮上して
いるので、全くラジアル・ベアリングと同様な簡単な利
用効果がある。
、その支持体より６Ｒ気的に浮上して維持することがで
きる効果がある。又摩耗がなく長寿命で、機械的ノイズ
、騒音等の除去された軸受が得られる効果がある。更に
構成が単純で、組立が容易であると同時に、一つのハウ
ジングに組み込まれた状態で、すでに可動軸は浮上して
いるので、全くラジアル・ベアリングと同様な簡単な利
用効果がある。
第１図は、本発明の磁気軸受の実施例の断面図。第２図
は、形状ａ制約を説明する断面図である。第３図は、従
来の磁気軸受の一例を示す断面図である。 ・回転体 ・回転軸 ・回転軸頚部 ・固定部ｍ石 ・可動部Ｅｎ石 ・円筒リング ７． ７′ ・ハウシング 以 上
は、形状ａ制約を説明する断面図である。第３図は、従
来の磁気軸受の一例を示す断面図である。 ・回転体 ・回転軸 ・回転軸頚部 ・固定部ｍ石 ・可動部Ｅｎ石 ・円筒リング ７． ７′ ・ハウシング 以 上
Claims (1)
- 可動部となる永久磁石が、算盤玉に似た形状をしてお
り、その両外円錐面に、それぞれ平行な内円錐面をもつ
二つの永久磁石に挟まれた配置になっており、これら三
つの磁石の磁化方向は軸方向で、それぞれの対向面は、
同極磁極の反発作用が働き、かつ可動部磁石が非接触回
転できるように、固定部磁石のハウジングによって適当
な間隙が保持されていることを特徴とする磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006556A JPH03213717A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006556A JPH03213717A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 磁気軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213717A true JPH03213717A (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=11641607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006556A Pending JPH03213717A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03213717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100441891C (zh) * | 2006-11-02 | 2008-12-10 | 刘新广 | 永磁与涡轮复合轴承 |
| CN101825140A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-09-08 | 江苏大学 | 一种永磁悬浮轴承 |
| JP2012097891A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | B'pro Corp | 永久磁石磁気軸受 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618245A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Shoichi Akaha | スピンドル支持装置 |
| JPS63225721A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-20 | エステレ・クルート | 磁気軸受 |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP2006556A patent/JPH03213717A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618245A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-14 | Shoichi Akaha | スピンドル支持装置 |
| JPS63225721A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-20 | エステレ・クルート | 磁気軸受 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100441891C (zh) * | 2006-11-02 | 2008-12-10 | 刘新广 | 永磁与涡轮复合轴承 |
| CN101825140A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-09-08 | 江苏大学 | 一种永磁悬浮轴承 |
| JP2012097891A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | B'pro Corp | 永久磁石磁気軸受 |
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