JPH04224313A - 磁気軸受装置 - Google Patents
磁気軸受装置Info
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- JPH04224313A JPH04224313A JP41284490A JP41284490A JPH04224313A JP H04224313 A JPH04224313 A JP H04224313A JP 41284490 A JP41284490 A JP 41284490A JP 41284490 A JP41284490 A JP 41284490A JP H04224313 A JPH04224313 A JP H04224313A
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- steel plates
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- 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
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0489—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of five degrees of freedom, e.g. two radial magnetic bearings combined with an axial bearing
-
- 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
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- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
- F16C32/0468—Details of the magnetic circuit of moving parts of the magnetic circuit, e.g. of the rotor
-
- 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
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/005—Cooling of bearings of magnetic bearings
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る磁気軸受装置は、
高速遠心分離機等の回転軸を支承する為に利用する。
高速遠心分離機等の回転軸を支承する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】高速遠心分離機の回転軸等、高速回転す
る軸は、回転抵抗を僅少にする必要上、図１に示す様な
磁気軸受装置により、非接触状態で支持する事が行なわ
れている。
る軸は、回転抵抗を僅少にする必要上、図１に示す様な
磁気軸受装置により、非接触状態で支持する事が行なわ
れている。
【０００３】高速で回転する回転軸１のラジアル方向に
亙る位置（変位）は、回転軸１の上下両端部に設けたラ
ジアル位置検出センサ２、２により、スラスト方向に亙
る位置はスラスト位置検出センサ３により、それぞれ検
出自在としている。この内のラジアル位置検出センサ２
、２は、１個所に就いて２個ずつ、円周方向に９０度だ
け取付位置をずらせて設けている。
亙る位置（変位）は、回転軸１の上下両端部に設けたラ
ジアル位置検出センサ２、２により、スラスト方向に亙
る位置はスラスト位置検出センサ３により、それぞれ検
出自在としている。この内のラジアル位置検出センサ２
、２は、１個所に就いて２個ずつ、円周方向に９０度だ
け取付位置をずらせて設けている。
【０００４】又、図２に示す様に、複数枚の珪素鋼板を
積層して円筒状に形成されたラジアル方向ロータ４、４
が、上記回転軸１の外周面上下複数個所（図示の例では
２個所）に外嵌固定されている。
積層して円筒状に形成されたラジアル方向ロータ４、４
が、上記回転軸１の外周面上下複数個所（図示の例では
２個所）に外嵌固定されている。
【０００５】回転軸１の周囲を囲んで設けられたハウジ
ング５の内周面には、上記ラジアル位置検出センサ２、
２からの信号に基づいて通電量を制御されるラジアル方
向電磁石６、６が、上記ラジアル方向ロータ４、４の外
周面と対向した状態で設けられている。このラジアル方
向電磁石６、６は、１個のラジアル方向ロータ４に就い
て４個ずつ、円周方向に９０度ずつ取付位置をずらせて
設け、これら４個のラジアル方向電磁石６、６への通電
量を調節する事で、回転軸１のラジアル方向位置を調節
する様にしている。
ング５の内周面には、上記ラジアル位置検出センサ２、
２からの信号に基づいて通電量を制御されるラジアル方
向電磁石６、６が、上記ラジアル方向ロータ４、４の外
周面と対向した状態で設けられている。このラジアル方
向電磁石６、６は、１個のラジアル方向ロータ４に就い
て４個ずつ、円周方向に９０度ずつ取付位置をずらせて
設け、これら４個のラジアル方向電磁石６、６への通電
量を調節する事で、回転軸１のラジアル方向位置を調節
する様にしている。
【０００６】又、回転軸１の中間部外周面にはフランジ
状部７があり、上記ハウジング５の内周面に、上記スラ
スト位置検出センサ３からの信号に基づいて通電量を制
御されるスラスト方向電磁石９、９を、上記フランジ状
部７の上下面と対向して設けている。
状部７があり、上記ハウジング５の内周面に、上記スラ
スト位置検出センサ３からの信号に基づいて通電量を制
御されるスラスト方向電磁石９、９を、上記フランジ状
部７の上下面と対向して設けている。
【０００７】上述の様に構成される磁気軸受装置の作用
は、次の通りである。
は、次の通りである。
【０００８】ハウジング５に固定したステータ１３と回
転軸１に固定したロータ１４とを駆動源として、高速で
回転する回転軸１のラジアル位置は、上下両端位置に設
けたラジアル位置検出センサ２、２により検出されて、
図示しない制御器に送られる。この制御器は、各ラジア
ル位置検出センサ２、２からの信号と基準位置を示す信
号とを比較してその偏差を求め、この偏差を解消すべく
、前記複数のラジアル方向電磁石６、６への通電量を制
御して、回転軸１をラジアル方向に動かす。
転軸１に固定したロータ１４とを駆動源として、高速で
回転する回転軸１のラジアル位置は、上下両端位置に設
けたラジアル位置検出センサ２、２により検出されて、
図示しない制御器に送られる。この制御器は、各ラジア
ル位置検出センサ２、２からの信号と基準位置を示す信
号とを比較してその偏差を求め、この偏差を解消すべく
、前記複数のラジアル方向電磁石６、６への通電量を制
御して、回転軸１をラジアル方向に動かす。
【０００９】又、回転軸１のスラスト位置はスラスト位
置検出センサ３により検出されて、やはり図示しない制
御器に送られ、やはり基準位置を示す信号と比較されて
その偏差を求め、この偏差を解消すべく、前記スラスト
方向電磁石９、９への通電量を制御して、回転軸１をス
ラスト方向に動かす。
置検出センサ３により検出されて、やはり図示しない制
御器に送られ、やはり基準位置を示す信号と比較されて
その偏差を求め、この偏差を解消すべく、前記スラスト
方向電磁石９、９への通電量を制御して、回転軸１をス
ラスト方向に動かす。
【００１０】尚、図１中１０は、各電磁石６、９及びス
テータ１６を冷却する為の冷却水路、１１、１１は、各
電磁石６、９への通電停止時に、各電磁石６、９の端面
と各ロータ４、８とが摺接するのを防止する為のタッチ
ダウン軸受である。
テータ１６を冷却する為の冷却水路、１１、１１は、各
電磁石６、９への通電停止時に、各電磁石６、９の端面
と各ロータ４、８とが摺接するのを防止する為のタッチ
ダウン軸受である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の様に
構成され作用する磁気軸受装置に於いては、従来次に述
べる様な、解決すべき問題が存在した。
構成され作用する磁気軸受装置に於いては、従来次に述
べる様な、解決すべき問題が存在した。
【００１２】即ち、回転軸１の外周面に外嵌固定された
ラジアル方向ロータ４、４は、各ラジアル方向電磁石６
、６と各ラジアル方向ロータ４、４との間に働く吸引力
を大きくする為、図２に示す様に、それぞれが円輪状に
形成された複数枚の珪素鋼板等の鋼板１２、１２を重ね
合わせ、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に接着剤を真
空含浸させ、各鋼板１２、１２同士を接着する事で構成
されている。そして、上記回転軸１に対して、締まりば
め状態で圧入固定している。
ラジアル方向ロータ４、４は、各ラジアル方向電磁石６
、６と各ラジアル方向ロータ４、４との間に働く吸引力
を大きくする為、図２に示す様に、それぞれが円輪状に
形成された複数枚の珪素鋼板等の鋼板１２、１２を重ね
合わせ、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に接着剤を真
空含浸させ、各鋼板１２、１２同士を接着する事で構成
されている。そして、上記回転軸１に対して、締まりば
め状態で圧入固定している。
【００１３】ところが、回転軸１が高速で回転する事に
より、上記各ラジアル方向ロータ４に大きな遠心力が加
わると、この遠心力に基づいてラジアル方向ロータ４の
内径が広がり、圧入固定部の応力状態が変化する。一方
、隣り合う鋼板１２、１２同士を接着している接着剤は
、大きな力が加わった場合には若干の弾性変形を生じる
事が避けられない。この為、回転軸１が高速で回転する
際、各鋼板１２、１２同士の位置関係がずれたりして、
ラジアル方向ロータ４全体としての形状が歪む場合があ
る。この様にラジアル方向ロータ４の形状が歪むと、回
転軸１の回転バランスがずれて振動を生じ、この回転軸
１を高速回転させる事が出来なくなってしまう。
より、上記各ラジアル方向ロータ４に大きな遠心力が加
わると、この遠心力に基づいてラジアル方向ロータ４の
内径が広がり、圧入固定部の応力状態が変化する。一方
、隣り合う鋼板１２、１２同士を接着している接着剤は
、大きな力が加わった場合には若干の弾性変形を生じる
事が避けられない。この為、回転軸１が高速で回転する
際、各鋼板１２、１２同士の位置関係がずれたりして、
ラジアル方向ロータ４全体としての形状が歪む場合があ
る。この様にラジアル方向ロータ４の形状が歪むと、回
転軸１の回転バランスがずれて振動を生じ、この回転軸
１を高速回転させる事が出来なくなってしまう。
【００１４】本発明の磁気軸受装置は、上述の様な不都
合を解消するものである。
合を解消するものである。
【００１５】
【課題を解決する為の手段】本発明の磁気軸受装置は、
前述した従来からの磁気軸受装置と同様、例えば図１に
示す様に、高速で回転する回転軸１と、この回転軸１の
ラジアル方向の位置検出を行なうラジアル位置検出セン
サ２、２と、磁性材により円筒状に造られ、上記回転軸
１の外周面に外嵌固定されたラジアル方向ロータ４、４
と、このラジアル方向ロータ４、４の外周面と対向して
設けられ、上記ラジアル位置検出センサ２、２からの信
号に基づいて通電量を制御されるラジアル方向電磁石６
、６とを備えている。
前述した従来からの磁気軸受装置と同様、例えば図１に
示す様に、高速で回転する回転軸１と、この回転軸１の
ラジアル方向の位置検出を行なうラジアル位置検出セン
サ２、２と、磁性材により円筒状に造られ、上記回転軸
１の外周面に外嵌固定されたラジアル方向ロータ４、４
と、このラジアル方向ロータ４、４の外周面と対向して
設けられ、上記ラジアル位置検出センサ２、２からの信
号に基づいて通電量を制御されるラジアル方向電磁石６
、６とを備えている。
【００１６】更に、本発明の磁気軸受装置に於いては、
上記ラジアル方向ロータ４を、図２に示す様に、複数の
鋼板１２、１２を積層する事で構成された積層鋼板型と
している。そして、この複数の鋼板１２、１２の内周縁
部同士を溶接接合すると共に、溶接部を除く部分に於い
て、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に接着剤を含浸さ
せる事により一体化している。そして、このラジアル方
向ロータ４の内径を所定寸法に研削して、このラジアル
方向ロータ４を回転軸１の外周面に圧入固定している。
上記ラジアル方向ロータ４を、図２に示す様に、複数の
鋼板１２、１２を積層する事で構成された積層鋼板型と
している。そして、この複数の鋼板１２、１２の内周縁
部同士を溶接接合すると共に、溶接部を除く部分に於い
て、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に接着剤を含浸さ
せる事により一体化している。そして、このラジアル方
向ロータ４の内径を所定寸法に研削して、このラジアル
方向ロータ４を回転軸１の外周面に圧入固定している。
【００１７】即ち、鋼板１２、１２を図２に示す様に積
層した状態で、各鋼板１２、１２の内周縁部分を、アル
ゴン溶接、電子ビーム溶接等により、所定の溶接深さ迄
溶接した後、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に存在す
る隙間内に接着剤を真空含浸させて、一体型のラジアル
方向ロータ４とする。その後、このラジアル方向ロータ
４の内周面を、上記溶接深さよりも少ない分だけ研削し
て、その内径を、前記回転軸１に設けた圧入固定部の外
径よりも僅かに小さくする。そして、このラジアル方向
ロータ４を上記圧入固定部に圧入して、この圧入固定部
に締まりばめ状態で固定する。
層した状態で、各鋼板１２、１２の内周縁部分を、アル
ゴン溶接、電子ビーム溶接等により、所定の溶接深さ迄
溶接した後、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に存在す
る隙間内に接着剤を真空含浸させて、一体型のラジアル
方向ロータ４とする。その後、このラジアル方向ロータ
４の内周面を、上記溶接深さよりも少ない分だけ研削し
て、その内径を、前記回転軸１に設けた圧入固定部の外
径よりも僅かに小さくする。そして、このラジアル方向
ロータ４を上記圧入固定部に圧入して、この圧入固定部
に締まりばめ状態で固定する。
【００１８】
【作用】上述の様に構成される磁気軸受装置が、ラジア
ル方向電磁石６、６並びにスラスト方向電磁石９、９へ
の通電量を制御する事で、回転軸を非接触状態で支持す
る際の作用自体は、前述した従来からの磁気軸受装置と
同様である。
ル方向電磁石６、６並びにスラスト方向電磁石９、９へ
の通電量を制御する事で、回転軸を非接触状態で支持す
る際の作用自体は、前述した従来からの磁気軸受装置と
同様である。
【００１９】更に、本発明の磁気軸受装置の場合、ラジ
アル方向ロータ４を構成する鋼板１２、１２の内周縁同
士を、互いに溶接により固定している為、隣り合う鋼板
１２、１２の結合力が強い。この結果、回転軸１が高速
で回転する事により、ラジアル方向ロータ４の内径が広
がり、このラジアル方向ロータ４と回転軸１との圧入固
定部の応力状態が変化しても、複数の鋼板１２、１２に
より構成されるラジアル方向ロータ４の形状が歪んだり
する事がなく、回転軸１の質量バランスがずれる事もな
い。この為、回転軸１の回転に伴なって振動が起きる事
がない。又、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に存在す
る、接着剤を含浸された隙間の均一性も崩れる事がなく
、ラジアル方向ロータ４回りの磁気特性が変化する事も
ない為、回転軸１を高速で回転させ続ける事が出来る。
アル方向ロータ４を構成する鋼板１２、１２の内周縁同
士を、互いに溶接により固定している為、隣り合う鋼板
１２、１２の結合力が強い。この結果、回転軸１が高速
で回転する事により、ラジアル方向ロータ４の内径が広
がり、このラジアル方向ロータ４と回転軸１との圧入固
定部の応力状態が変化しても、複数の鋼板１２、１２に
より構成されるラジアル方向ロータ４の形状が歪んだり
する事がなく、回転軸１の質量バランスがずれる事もな
い。この為、回転軸１の回転に伴なって振動が起きる事
がない。又、隣り合う鋼板１２、１２同士の間に存在す
る、接着剤を含浸された隙間の均一性も崩れる事がなく
、ラジアル方向ロータ４回りの磁気特性が変化する事も
ない為、回転軸１を高速で回転させ続ける事が出来る。
【００２０】又、複数の鋼板１２、１２同士は、その内
周縁部分に於いてのみ、互いに溶接されている為、各ラ
ジアル方向電磁石６、６と各ラジアル方向ロータ４、４
との間に働く吸引力が弱くなる事もない。複数の鋼板１
２、１２をその外周縁で溶接したり、更には前面に亙っ
て溶接すると、磁束がラジアル方向ロータ４、４の外周
面部分を短絡して流れる為、上記吸引力が弱くなってし
まう。
周縁部分に於いてのみ、互いに溶接されている為、各ラ
ジアル方向電磁石６、６と各ラジアル方向ロータ４、４
との間に働く吸引力が弱くなる事もない。複数の鋼板１
２、１２をその外周縁で溶接したり、更には前面に亙っ
て溶接すると、磁束がラジアル方向ロータ４、４の外周
面部分を短絡して流れる為、上記吸引力が弱くなってし
まう。
【００２１】
【発明の効果】本発明の磁気軸受装置は、以上に述べた
通り構成され作用する為、ラジアル方向電磁石とラジア
ル方向ロータとの間に働く吸引力を十分に確保しつつ、
高速回転時に質量バランスが崩れるのを防止して、高速
回転を継続して行なえる様に出来る。
通り構成され作用する為、ラジアル方向電磁石とラジア
ル方向ロータとの間に働く吸引力を十分に確保しつつ、
高速回転時に質量バランスが崩れるのを防止して、高速
回転を継続して行なえる様に出来る。
【図１】本発明の対象となる磁気軸受装置の１例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の対象となる軸受装置に組み込まれるラ
ジアル方向ロータの斜視図である。
ジアル方向ロータの斜視図である。
１ 回転軸
２ ラジアル位置検出センサ
３ スラスト位置検出センサ
４ ラジアル方向ロータ
５ ハウジング
６ ラジアル方向電磁石
７ フランジ状部
９ スラスト方向電磁石
１０ 冷却水路
１１ タッチダウン軸受
１２ 鋼板
１３ ステータ
１４ ロータ
Claims (1)
- 【請求項１】高速で回転する回転軸と、この回転軸のラ
ジアル方向の位置検出を行なうラジアル位置検出センサ
と、磁性材により円筒状に造られ、上記回転軸の外周面
に外嵌固定されたラジアル方向ロータと、このラジアル
方向ロータの外周面と対向して設けられ、上記ラジアル
位置検出センサからの信号に基づいて通電量を制御され
るラジアル方向電磁石とを備えた磁気軸受装置に於いて
、上記ラジアル方向ロータを、複数の鋼板を積層する事
で構成された積層鋼板型とし、この複数の鋼板の内周縁
部同士を溶接接合すると共に、溶接部を除く部分に於い
て、隣り合う鋼板同士の間に接着剤を含浸させる事によ
り一体化したものとし、このラジアル方向ロータの内径
を所定寸法に研削して、このラジアル方向ロータを回転
軸の外周面に圧入固定した事を特徴とする磁気軸受装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41284490A JP3042545B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41284490A JP3042545B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 磁気軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04224313A true JPH04224313A (ja) | 1992-08-13 |
| JP3042545B2 JP3042545B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18521590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41284490A Expired - Fee Related JP3042545B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042545B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11101235A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-04-13 | Nippon Seiko Kk | 磁気軸受 |
| WO2007086114A1 (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-02 | Tomoe Engineering Co., Ltd. | 竪型遠心分離機 |
| CN116209836A (zh) * | 2020-09-29 | 2023-06-02 | 大金工业株式会社 | 推力磁轴承 |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP41284490A patent/JP3042545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11101235A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-04-13 | Nippon Seiko Kk | 磁気軸受 |
| WO2007086114A1 (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-02 | Tomoe Engineering Co., Ltd. | 竪型遠心分離機 |
| CN116209836A (zh) * | 2020-09-29 | 2023-06-02 | 大金工业株式会社 | 推力磁轴承 |
| US12480547B2 (en) | 2020-09-29 | 2025-11-25 | Daikin Industries, Ltd. | Thrust magnetic bearing with cooling structure |
| CN116209836B (zh) * | 2020-09-29 | 2026-03-17 | 大金工业株式会社 | 推力磁轴承 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3042545B2 (ja) | 2000-05-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |