JPH0356710A - 磁気軸受装置のスピンドル支承装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 磁気軸受装置のスピンドル支承装置に関する。

（従来技術） モータ等のスピンドルに於で、ラジアル荷重を永久磁石
を用いた磁気軸受で受ける場合、静磁場における全方向
での安定は得られないとする“Ｅａｙｎｓｈｏｗの定理
″により、ラジアル荷重を安定的に受けようとするとア
キシアル方向でのアキシアル荷重は不安定な状態でしか
受けられない。

不安定なアキシアル荷重の安定化のため、従来はスピン
ドルの端部にセラミックス製ボールを突設するとともに
、受け側に硬質材からなる平板を設けていた． （発明が解決しようとする課題） ところで上記従来技術にあっては、アキシアル荷重の発
生によりスピンドル端而のセラミックス製ボールとこれ
と接触する平板との硬質体間に摩耗が発生していた。こ
の摩耗量の増大に伴いスピンドルの永久磁石とこれと対
向配置されるラジアル軸受の永久磁石との軸方向の相対
位置がずれ、これによって耐ラジアル荷重が減少するこ
ととなり、結局、スピンドルの回転精度を悪化させる要
因となっていた。さらに、摩耗量の増大によって接触面
積が増大するため、アキシアル荷重は徐々に増大し、ス
ピンドルの回転トルクを増大させることとなり、スピン
ドルの回転性能を低下させていた。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決することを目的とし、軸方向の
少なくとも２ケ所に永久磁石を有するスピンドルと，該
永久磁石に対向する位置に該永久磁石の外面と所要間隙
を設けて配置される永久磁石からなるラジアル軸受と、
前記スピンドルの端部を支持するスラスト受部とを有す
る磁気軸受装置に於で、スピンドルの少なくとも一側部
のスラスト受部に、アキシアル荷重を検出する圧力セン
サと，該スラスト受部をアキシアル方向に微少変位させ
る圧電素子等からなるアクチュエータとを配設し、前記
圧力センサとアクチュエータとの間に、前記圧力センサ
からの検出量が設定値より一定量超過したことを検出し
．前記アクチュエータを駆動してスラスト受部の圧力を
所定値に戻すよう制御する制御部を設けたことを特徴と
するものである。

（作　用） スピンドルのアキシアル荷重を検出する圧力センサより
の検出量が一定量を超過すると制御部からの信号により
アクチュエータを作動してスラスト受部を微少変位して
スラスト受部の圧力を所定に戻すようになっている。

（実施例） ｌはスピンドル、２は該スピンドル１の軸方向の２ケ所
に設けられそれぞれスピンドル１の外径と同径の円板状
永久磁石からなり軸方向に着磁した磁極、３は図示しな
い固定部に取り付けられ該磁極２の外周に一定間隙を設
けて配設したリング状永久磁石で、前記磁極２との対向
面が同一方向に着磁された磁極である．磁極２及び磁極
３は，例えば磁気反撥力により非接触状態に保たれてい
る。４はスピンドル１両端面に突設したセラミックス製
ボール、５は該セラミックス製ボール４が接触する硬質
材製のスラスト受板、６は歪ゲージ等からなる圧力セン
サ、７は圧電素子．ＶＣＭ等からなる微少変位を行うア
クチュエータ、８は該アクチュエータを取り付けたハウ
ジング、９はセンサよりの検出量と当初設定のアキシア
ル荷重と比較し、一定量以上のアキシアル荷重が加わる
と前記アクチュエータ７を駆動するよう制御を行う制御
部である。

次に作用について、第２図に示すアキシアル荷重制御サ
ブルーチン用フローチャートに従って説明する．まず、
システムをＯＮとするとともに、予めアキシアル荷重の
初期値（基準値）Ｆ０を設定する．次いで、スピンドル
１が回転駆動しスピンドル１にアキシアル荷重Ｆｘが働
くと、圧力センサ６がその実測値Ｆｘを検出して制御部
９に検出信号を送る。制御部９ではこの信号に基くアキ
シアル荷重Ｆｘと当初設定した一定量のアキシアル荷重
Ｆ。とを比較し、ある一定量以上のアキシアル荷重が検
出されると、その検出信号によりアクチュエータ７が暉
動される。続いて，再び圧力センサ６によりアキシアル
荷重Ｆｘが実測され、実測値Ｆｘが設定値Ｆｌｌ以下に
なるまでアクチュエータ７が能動され，スピンドル１を
一定量元の位置に戻すよう微少変位させる。従って、ス
ラスト受板５とセラミックス製ボール４との接触圧は極
小値になりスラスト受板５の摩耗量は最小限となる。

上記実施例は、スピンドル１の両端をスラスト受部で來
承する形式の磁気軸受装置であるが，本発明はこれに限
定されるものではなく，スピンドル１の一端部だけをス
ラス１へ受部で支承する磁気軸受装置にも適用する． （効　果） 本発明によると、軸方向の少なくとも２ケ所に永久磁石
を有するスピンドルと、該永久磁石に対向する位置に該
永久磁石の外面と所要間隙を設けて配置される永久磁石
からなるラジアル軸受と，前記スピンドルの端部を支持
するスラスト受部とを有する磁気軸受装置に於で、スピ
ンドルの少なくとも一側部のスラスト受部に，アキシア
ル荷重を検出する圧力センサと，該スラスト受部をアキ
シアル方向に微少変位させる圧電素子等からなるアクチ
ュエータとを配設し、前記圧力センサとアクチュエータ
との間に、前記圧力センサからの検出量が設定値より一
定量超過したことを検出し、前記アクチュエータを駆動
してスラスト受部の圧力を所定値に戻すよう制御する制
御部を設けてあるので、アキシアル荷重が一定量を超過
するとセンサが検出し、制御部によりスピンドルを戻し
アキシアル荷重を一定量以内とするのでスラスト受板の
摩耗を最小限とすることができる。これにより、スピン
ドルとラジアル軸受との両磁極間の軸方向の相対変位が
極小化され、耐ラジアル荷重を減少させることがなく、
スピンドルの回転精度を高精度に維持できる。また，ア
キシアル荷重の滅少に伴い低トルクのスピンドルを提供
することができる。さらに、スラスト受板の摩耗量を最
小限にできるので、発生する摩耗粉の量も極力少なく抑
えられ、高清浄度が要求される真空機器用のスピンドル
としても使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例正面図、第２図は本発明のア
キシアル荷重制御サブルーチンのフローチャートである
。 １・・・スピンドル　　　　２・・・スピンドルの磁極
３・・・ラジアル軸受の磁極 ４・・・セラミックス製ボール ５・・・スラスト受板　　　６・・・圧力センサ７・・
・アクチュエータ　　８・・・ハウジング９・・・制御
部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸方向の少なくとも２ケ所に永久磁石を有するスピンド
   ルと、該永久磁石に対向する位置に該永久磁石の外面と
   所要間隙を設けて配置される永久磁石からなるラジアル
   軸受と、前記スピンドルの端部を支持するスラスト受部
   とを有する磁気軸受装置に於て、スピンドルの少なくと
   も一側部のスラスト受部に、アキシアル荷重を検出する
   圧力センサと、該スラスト受部をアキシアル方向に微少
   変位させる圧電素子等からなるアクチュエータとを配設
   し、前記圧力センサとアクチュエータとの間に、前記圧
   力センサからの検出量が設定値より一定量超過したこと
   を検出し、前記アクチュエータを駆動してスラスト受部
   の圧力を所定値に戻すよう制御する制御部を設けてなる
   磁気軸受装置のスピンドル支承装置。