JPH0552346U - 磁気軸受の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気軸受の磁極間もしくは隣接させて摺動部材
よりなる接触面を設け、回転体の軸方向寸法を短くし、
固有振動数の向上を図り、許容最大回転数を上げる。ま
た、磁気軸受の磁極面と接触面の軸方向位置を等しくも
しくは隣接させ、それぞれのエアギャップを精度よく保
ち易くしたので、分解組立の際、当初のエアギャップを
維持し易くすることを目的とする。 【構成】上記のような問題を解決するため、ラジアル軸
受の場合は、磁極と磁極の間の空間部に、磁極面よりわ
ずかに空隙側に突出させて摺動部材よりなる接触面を設
け、摺動部材を磁気軸受の固定子の両端面から張り出し
た支え板に固定する。スラスト軸受の場合、コの字状の
磁極間の溝内に、磁極面よりわずかに空隙側に突出させ
て摺動部材よりなる接触面を接着材等で固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、正常時は、磁気軸受で回転体を非接触で支持し、非常時は、回転体 を接触支持する磁気軸受の保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電磁石の吸引力により磁極を空隙を介し回転体に対向させて、非接触で支持す る磁気軸受は、接触部がないため高速回転を可能とするが、吸引力を制御して浮 上するため、何らかのトラブルが生じ磁気浮上出来なくなると、回転体が落下し て磁極に接触し、磁気軸受が破損するという問題があった。磁気軸受の破損を防 ぐものとして、ころがり軸受やパッドを空隙内に設け、非常時に、接触支持する 磁気軸受の保護装置がある（例えば、実開昭６３−１３５０２０公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来の構成では、磁気軸受の軸方向両外側に保護軸受を設けているた め、回転体の軸方向寸法が長くなり、固有振動数が低下し、危険速度が低下する ので許容最大回転数が下がり、非接触で高速化するというメリットが防げられる 。 また、磁極部と保護軸受部の軸方向位置が異なるので、それぞれのエアギャッ プを精度よく保つことが必要となり、分解組立の際、当初のエアギャップを維持 できない等の問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記のような問題を解決するため、ラジアル軸受の場合は、磁極と磁極の間の 空間部に、磁極面よりわずかに空隙側に突出させて摺動部材よりなる接触面を設 け、摺動部材を磁気軸受の固定子の両端面から張り出した支え板に固定する。 スラスト軸受の場合、ドーナツ状の磁極間の溝内に、磁極面よりわずかに空隙 側に突出させて摺動部材よりなる接触面を接着材等で固定する。

【０００５】

【作用】

上記のように構成したことにより、ラジアルおよびスラストいずれの磁気軸受 においても、磁気軸受がダウンして、回転体が磁極に接近しようとしても、まず 保護軸受の接触面に接触し、磁気軸受および回転体の破損を防ぐのである。

【０００６】

【実施例】

図１にラジアル磁気軸受の実施例を示す。 図において、図１（ａ）はステータを軸方向からみた側面（一部断面）図、図 １（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。ステータ鉄芯１は、外径側はリ ング状であり、内径側には周方向等間隔にコイル２を巻回した磁極１１の磁極面 １２の内径Ｄ_P を保ち、モータ・フレーム等に固定してある。 各磁極１１の先端部と隣の磁極１１の先端部間には、軸方向の長さは磁極１１ の長さと等しくした、軸方向から見たとき扇形で径方向から見たとき矩形断面形 状の非磁極の摺動部材（例えば、砲金、デルリン：商品名、含油合金等）３が、 ステータ鉄心１の両端面に設けた支え板４に、止めネジ６で固定されている。 摺動部材３の空隙側には、磁極面１２の内径Ｄ_p より僅かに小さくかつ回転体 の外径より僅かに大きい内径Ｄ_b になるようにした接触面３１を、磁極面１２と 接触面３１が同心になるように、設置してある。 磁気軸受がダウンし、回転体が磁極面１２に接近しようとすると、まず接触面 ３１に接触し、摺動する。 第２の実施例を図２に示す。図において、図２（ａ）はステータを軸方向から 見た側面（一部断面）図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面である。この 場合、内径がステータ鉄心１の磁極面１２の内径Ｄ_p より大きく、外径がコイル ２の内径よりも小さく、ステータ鉄心１の軸受方向両側面に設けたリング５の円 周方向に、摺動部材３を止めネジ６で固定してある。 第３の実施例を、図３に側断面図で示す。この例では、内径側を接触面３１と する摺動部材３０を空隙値以下のごく薄い円筒状にする。この摺動部材３０を、 磁極面１２の内径に嵌め込み、磁極１１の長手方向両端から張り出すように設置 し、摺動部材３０の張り出し部の一端の外径側を、第２の実施例のリング５と同 様なリング５１で強固に接合し、他端をリング５２を嵌め込んだ後、両リング５ １、５２を、磁極１１、１１間を挿通する、止めネジ６で固定してある。 第４の実施例を、図４に側断面図で示す。この例では、第３の実施例のリング ５１、５２の代わりに、第１の実施例と同様な支え板４、４により、摺動部材３ ０を、磁極１１、１１間を挿通する止めネジ６で固定してある。 第５の実施例を、図５に側断面図で示す。この例は、スラスト磁気軸受の場合 を示す。円盤状のステータ鉄心１４に、断面がコの字形をした複数の溝（ただし 、図５には、溝１個分だけを示している。）を設け、ドーナツ状のコイル２１を 溝に埋設し、樹脂等で固定してある。コの字形の突部は、磁極８１と８２となり 、磁極８１と８２の上面には磁極面８３と８４が形成され、スラスト円板７と軸 方向の空隙を介し、対向している。 コイル２１の空隙側残部空間には、ドーナツ円板状の摺動部材３２の接触面３ ５が、磁極面８３と８４より僅かに空隙側に突出するように、嵌合・固着してあ る。接触面３５と磁極面８３と８４は、磁気軸受の正常動作時には、エアギャッ プが一定に保たれているが、磁気軸受がダウンし、磁極面８３、８４とスラスト 円板７が接近すると、まず摺動部材３２の接触面３５に接触し、摺動する。 第６の実施例を、図６に側断面図で示す。この例もスラスト軸受である。 摺動部材３２は比較的肉厚の円筒状をしており、ステータ鉄芯１４の内径側に 、スラスト円盤７に対向させ、摺動部材３２の接触面３３を磁極面８３、８４よ り僅かに空隙側に突出させ固定してある。 なお、摺動部材３２をステータ鉄心１４の外径側に設けてもよい。

【０００７】

【考案の効果】

ラジアルおよびスラストいずれの磁気軸受においても、保護軸受を磁気軸受の 磁極間もしくは隣接させて設けたので、回転体の全長を抑えることができ、固有 振動数を上げて回転上限を上げ、モータの性能向上をする効果がある。また、保 護するためのエアギャップを同一部位でとるので調整が簡単で、精度を維持でき る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す、側面図（一部断面）と
断面図

【図２】第２の実施例を示す、側面図（一部断面）と断
面図

【図３】第３の実施例を示す、側断面図

【図４】第４の実施例を示す、側断面図

【図５】第５の実施例として、スラスト軸受に適用する
場合を示す側断面図

【図６】第６の実施例として、スラスト軸受に適用する
場合を示す側断面図

【符号の説明】

１、１４ ステータ鉄心 ２、２１ コイル ３、３０、３２ 摺動部材 ４ 支え板 １１ 磁極 １２、８３、８４ 磁極面 ３１、３２、３５ 接触面 ５、５１、５２ リング ６ 止めネジ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 正常時は、電磁石の磁極面を空隙を介し
   回転体に対向させた磁気軸受で非接触支持し、非常時
   は、空隙内に設けた接触面で回転体を支持する磁気軸受
   の保護装置において、 前記接触支持する保護軸受の接触面を、前記磁極間もし
   くは磁極に隣接させ、磁極面より僅かに空隙側に突出さ
   せた摺動部材で構成したことを特徴とする磁気軸受の保
   護装置。
2. 【請求項２】 前記摺動部材が非磁性材よりなる請求項
   １記載の磁気軸受の保護装置。
3. 【請求項３】 前記摺動部材の非磁性材が固体潤滑材で
   ある請求項２記載の磁気軸受の保護装置。