JPH0570166U - 磁気軸受型回転電機におけるスラスト磁気軸受の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラストカラ−を回転子軸に取り付けた状態
のまま左方側のスラスト軸受ヨ−クを回転子軸から取り
外しができるようにする。 【構成】 磁気軸受型回転電機において，左方側のスラ
スト軸受ヨ−クを構成するスラストカラ−を回転子軸に
直接形成すると共に，左方側のスラスト軸受ヨ−クは，
コイルを抱持する外方ヨ−ク部分とこの外方ヨ−ク部分
の内周部に摺動自在に配置される２つ割りされた内方ヨ
−ク部分により構成すると共に回転子軸に対して分解自
在に取り付け，一方，上記左方側のスラスト軸受ヨ−ク
の左方には上記内方ヨ−ク部分を取り出せる長さの空間
を形成するように回転子軸に段部を設けるように構成し
た。この場合，上記内方ヨ−ク部分の一方の外周部に突
起を設けると共に，この突起を円周方向に案内する切り
欠き部を上記外方ヨ−ク部分の内周側に設け，各内方ヨ
−ク部分を上記突起を切り欠き部に沿って所定角度回動
として，回転子軸との係合を解除できる構成すれば良
い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は磁気軸受型モ−タ等の磁気軸受型回転電機におけるスラスト磁気軸受 の構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のものは図５のように構成されていた。 同図において，１は回転子軸，２は回転子，３はボ−ルベアリング，４は軸受 カバ−，５は軸受押えである。６は固定子，７はケ−シング，８ａ及び８ｂは夫 々スペ−サである。９は左方側のラジアル磁気軸受，９ａはその固定子側のコイ ル，９ｂはその回転子側の巻鉄心，１０は左方側のラジアルセンサ１０ａは押え 板である。１１は左方側のスラスト軸受ヨ−ク，１２は右方側のスラスト軸受ヨ −ク，１３はこれらヨ−ク１１，１２の中間に配置されるスラストカラ−，１４ はスペ−サである。なお，１５及び１６はそれぞれヨ−ク１１，１２の対向する 磁極形成用の凹所に収納された励磁コイルである。 １７は右方側のラジアル磁気軸受，１７ａはその固定子側のコイル，１７ｂは その回転子側の巻鉄心１８は右方側のラジアルセンサ，１８ａは押え板である。 １９はボ−ルベアリング，２０は回転子軸１にスラストカラ−１３を固定する ための軸ナット，２１は軸端止め，２２は軸受押え，２３はエンドカバ−，２４ はスラストセンサ，２５はエンドカバ−２３をケ−シングに止めるためのボルト ，Ｖ₁〜Ｖ₄はバランス調整用のバランス板で，以上で磁気軸受型モ−タが構成さ れる。

【０００３】 上記の構成において，モ−タを駆動し，回転軸１と一体にスラストカラ−１３ が回転しているときに，コイル１５，１６に流される電流値を調整することによ り，これらの電流によって生じた磁界によるスラストカラ−１３をヨ−ク１１， １２の双方からの吸引力を釣合わせて，スラストカラ−１３を各ヨ−ク１１，１ ２に対して軸方向に所定の空隙を保持しながら，それらの中間の適正位置に保持 するようにし，回転子軸１に対するスラスト軸受の機能を果たすようにしている 。 この際，ラジアル方向に対してはラジアル磁気軸受９，１７により所要の支承 がなされ，例えば停電時などにおいて上記磁気軸受９，１７の作用が休止したよ うなときにボ−ルベアリング３，１９が補助的に作用する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで，従来のものでは上記のようにスラスト軸受ヨ−ク１１及び１２が大 きな形状であるため，磁気回路形成上スラストカラ−１３も大きな形状とせねば ならなかった。 また，この種モ−タの回転子側のバランス取りをするために，図１のバランス 調整用のバランス板Ｖ₁，Ｖ₂にバランス修正する場合には，スラストカラ−１３ の両側に配置されるヨ−ク１１，１２を取り外さねばならない必要上，本来なら 軸１と一体構造にしたいスラストカラ−１３も軸１から取り外せる分割型構造と する必要があった。 また，スラストカラ−１３が軸１と分割型であったため，運転中に軸ナツト２ ０による軸１に対する固着が緩んだ場合には，スラストカラ−１３が軸１に対し て空転を生ずるという問題点もあった。 本考案は従来のものの上記課題（問題点）を解決するようにした磁気受型回転 電機におけるスラスト磁気軸受の構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は左方側のスラスト軸受ヨ−クと右方側のスラスト軸受ヨ−クの中間に スラストカラ−を所定間隙を隔てて配置して構成されるスラスト磁気軸受を備え た磁気軸受型回転電機において，上記スラストカラ−を回転子軸に直接形成する と共に，上記左方側のスラスト軸受ヨ−クを，コイルを抱持する外方ヨ−ク部分 とこの外方ヨ−ク部分の内周部に摺動自在に配置される２つ割りされた内方ヨ− ク部分により構成すると共に回転子軸に対して分解自在に取り付け，一方，上記 左方側のスラスト軸受ヨ−クの左方には上記内方ヨ−ク部分を取り出せる長さの 空間を形成するように回転子軸に段部を設けるように構成した磁気軸受型回転電 機におけるスラスト磁気軸受の構造に関する。 この場合，上記左方側のスラスト軸受ヨ−クは，内方ヨ−ク部分の一方の外周 部に突起を設けると共に，この突起を円周方向に案内する切り欠き部を上記外方 ヨ−ク部分の内周側に設け，各内方ヨ−ク部分を上記突起を切り欠き部に沿って 所定角度回動してこの突起が切り欠き部の一端壁に接触したとき，２つの内方ヨ −ク部分をボルト締めにより一体化すると共に，この一体化を解きたいときは上 記ボルトを取り外し，上記２つの内方ヨ−ク部分を上記とは逆方向に所定角度回 動して軸方向に抜き出すことにより，回転子軸との係合を解除するように構成し ，左方側のスラスト軸受ヨ−クの分解自在することができる。

【０００６】

【作用】

本考案のものでは，左方側のスラスト軸受ヨ−クをコイルが収納される位置を ほぼ境にしてコイルを抱持する外方ヨ−ク部分とその内周側に配置される半径方 向に２つ割りできる内方ヨ−ク部分とに分け，さらに，この２つの内方ヨ−ク部 分とで分割，組立て自在に構成したものであるため，スラストカラ−を軸と一体 型構造の構成としても，左方側のスラスト軸受ヨ−クは内周に配置される内方ヨ −ク部分のボルトを緩めて，これを２部品に分割することで回転軸から容易に取 外すことが出来るようになった。

【０００７】

【実施例】

以下図１〜図４に示す一実施例により本考案を具体的に説明する。なお，図１ において，従来のものと同等の部分については，図５の対応部分と同一の符号を 付して示した。 同図において，１００は左方側のスラスト軸受ヨ−クで，これは外方ヨ−ク部 分１１０，２つ割りされる内方ヨ−ク部分１１１Ａ，１１１Ｂと環状のコイル１ ５０により構成される。 次に，このヨ−ク１００の構造の詳細を図２乃至図４により説明する。 図２は図１のＡ−Ａ′断面で，図１の下半分の断面も含めて描いている。また ，図３及び図４は夫々図１のＢ−Ｂ′方向から見た側面図で，図４は図３の状態 から各内方ヨ−ク部分１１１Ａ，１１１Ｂを９０度時計方向に回動した状態を示 す。 本考案に係わる左方側のスラスト軸受ヨ−ク１００は，図１〜図４に示すよう に，外周側に配置されるほぼ環状の外方ヨ−ク部分１１０のコイル１６と対向す る位置に形成される環状凹所内にコイル１５０を収納すると共に，この外方ヨ− ク部分１１０の内周と摺動自在に配置される１／２環状の内方ヨ−ク部分１１１ Ａ，１１１Ｂを設けて構成される。 なお，一方の内方ヨ−ク部分，たとえば内方ヨ−ク部分１１１Ｂにはその外周 の中央部に突起Ｔを設け，他方，外方ヨ−ク部分１１０の内周部のほぼ１／４円 周区域にわたって切り欠き部Ｋを形成して，内方ヨ−ク部分１１１Ｂの突起Ｔが 図２に示すように時計方向に９０度回動した場合，切り欠き部Ｋの下端壁Ｋ₁で その回動が抑止されるようになっている。 また，内方ヨ−ク部分は組立時には，図２に示すように，突起Ｔが切り欠き部 Ｋの上端壁Ｋ₂に当接され，図３に示すように横方向に配置した状態で外方ヨ− ク部分１１０の内周面に挿入した後，これを突起Ｔを時計方向に９０度回動して 切り欠き部Ｋの下端壁Ｋ₁に当接した位置としたとき，図４に示すように，外方 ヨ−ク部分１１０と内方ヨ−ク部分１１１Ａ，１１１Ｂを夫々垂直方向に上下方 向から形成した組立用の左右の孔１１２Ａ〜１１２Ｄ及び１１３Ａ〜１１３Ｄを 設け，これらの各孔にボルト１１４，１１５とナット１１４Ａ，１１５Ａによっ て２つ割りされた内方ヨ−ク部分１１１Ａ，１１１Ｂを突起Ｋの下方位置で，外 方ヨ−ク部分１１０に固定して，各ヨ−ク部分１１０，１１１Ａ及び１１１Ｂが 一体構造の左方側ヨ−ク１００を構成するように組立てる。

【０００８】 １３０はスラストカラ−で，本考案のものでは回転軸１と一体に形成され，図 示のように左方側のスラスト軸受ヨ−ク１１０と右方側のスラスト軸受ヨ−ク１ ２の中間位置に配置される位置となるようにする。 １Ａは回転軸１の段落部で，この長さＬはボルト１１４，１１５が取り外され たとき，内方ヨ−ク部分１１１Ａ，１１１Ｂを図３に示す位置となるように反時 計方向に９０度回動した後，図１に矢印Ｘで示す方向に取り出せるための空間部 を形成する長さに設定しておくものとする。 なお，その他の構成は従来のものと全く同等に構成し，本考案の磁気軸受型回 転電機を構成するものである。

【０００９】 以上の構成において，本考案の回転電機の場合も，回転軸１と一体にスラスト カラ−１３０が回転しているときに，コイル１５０，１６に流される電流値を調 整することによりこれらの電流によって生じた磁界によるスラストカラ−１３０ をヨ−ク１１０，１２の双方からの吸引力を釣合わせて，スラストカラ−１３０ を各ヨ−ク１１０，１２に対して軸方向に所定の空隙を保持しながら，それらの 中間の適正位置に保持するようにし，回転子軸１に対するスラスト軸受の機能を 果たすようにしている。 一方，ラジアル方向の支持は主として磁気軸受１７により担い，補助的にボ− ルベアリング１９が作用する点は従来と同様である。

【００１０】 ところで，本考案のものでは，スラストカラ−１３０の左方に配置されるスラ スト軸受ヨ−ク１００を，コイル１５０を抱持する外方ヨ−ク部分１１０と，こ の外方ヨ−ク部分１１０の内周に配置され，２つ割りされた内方ヨ−ク部分１１ １Ａ，１１１Ｂとにより構成することにより，回転子のバランス取り作業を次の ように簡素に行えるようにし，スラストカラ−１３０が回転子軸１と一体に取り 付けた状態のまま，左方側のスラスト軸受ヨ−ク１００を回転子軸１から取り外 せるようにした点に，本考案の構成上の特長がある。 即ち，本考案のものでは，図１及び図４に示す左方側のスラスト軸受ヨ−ク１ ００の取付け位置において，ボルト１１４，１１５を緩めて，ナット１１４Ａ， １１５Ａとの係合を外して抜き去った後，内方ヨ−ク部分１１１Ａ，１１１Ｂを 反時計方向に９０度回動し，図２及び図３に示す位置とした後，これら内方ヨ− ク部分１１１Ａ，１１１Ｂを軸方向（即ち図１のＸ方向）に引き出し，次いで， 外方ヨ−ク部分１１０もＸ方向に引き出し，ヨ−ク１１０は３つの部品に分解し て回転子軸１から取り外すものである。 従って，この状態でバランス取り作業を容易に行うことができ，所要のバラン スウエイトＶ_A，Ｖ_Bを軸に取付けることができる。

【００１１】

【考案の効果】

本考案は上記のように磁気軸受型回転電機における左方側のスラスト軸受ヨ− クをコイルが収納される位置をほぼ境にしてコイルを抱持する外方ヨ−ク部分と ，この外方ヨ−ク部分の内周側に配置される半径方向に２つ割りできる内方ヨ− ク部分とで，分割，組立自在に構成するようにしたものであるから，次に述べる ような優れた効果を有する。 本考案のものでは，スラストカラ−の左方に配置される左方側のスラスト軸受 ヨ−クを外方，内方の各軸受ヨ−ク部分に分割できるようにしたため，スラスト カラ−が軸に取付けた状態で，軸から取外せるようになったから，回転子のバラ ンス取り作業の準備作業がスラストカラ−を取り外さないで済む分，簡単にでき るようになった。 また，上記のように，スラストカラ−はバランス取り作業のときに，回転軸か ら取外す必要がなくなったため，当初から回転軸と一体形成することができるの で，従来の分割型のものに比べ，運転中にスラストカラ−が緩んで空転したりす る等の事態は皆無となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す要部の半部縦断正面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ′方向から見た断面図で，下半分
も含め描いたものである。

【図３】図１のＢ−Ｂ′方向で見た左側面図で下半分も
含め描いたものである。

【図４】図３において内方ヨ−ク部分を時計方向に９０
度回動した状態を示す左側面図である。

【図５】従来例の磁気軸受型モ−タの構成を示す半部縦
断正面図である。

【符号の説明】

１２：右方側のスラスト軸受ヨ−ク １００：左方側のスラスト軸受ヨ−ク １１０：外方ヨ−ク部分 １１１Ａ，１１１Ｂ：内方ヨ−ク部分 １１４，１１５：ボルト １１４Ａ，１１５Ａ：ナット １３０：スラストカラ− Ｔ：突起 Ｋ：切り欠き部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 左方側のスラスト軸受ヨ−クと右方側の
   スラスト軸受ヨ−クの中間にスラストカラ−を所定間隙
   を隔てて配置して構成されるスラスト磁気軸受を備えた
   磁気軸受型回転電機において，上記スラストカラ−を回
   転子軸に直接形成すると共に，上記左方側のスラスト軸
   受ヨ−クを，コイルを抱持する外方ヨ−ク部分とこの外
   方ヨ−ク部分の内周部に摺動自在に配置される２つ割り
   された内方ヨ−ク部分とにより構成すると共に回転子軸
   に対して分解自在に取り付け，一方，上記左方側のスラ
   スト軸受ヨ−クの左方には上記内方ヨ−ク部分を取り出
   せる長さの空間を形成するように回転子軸に段部を設け
   るようにしたことを特徴とする磁気軸受型回転電機にお
   けるスラスト磁気軸受の構造。
2. 【請求項２】 上記左方側のスラスト軸受ヨ−クは，内
   方ヨ−ク部分の一方の外周部に突起を設けると共に，こ
   の突起を円周方向に案内する切り欠き部を上記外方ヨ−
   ク部分の内周側に設け，各内方ヨ−ク部分を上記突起を
   切り欠き部に沿って所定角度回動してこの突起が切り欠
   き部の一端壁に接触したとき，２つの内方ヨ−ク部分を
   ボルト締めにより一体化すると共に，この一体化を解き
   たいときは上記ボルトを取り外し，上記２つの内方ヨ−
   ク部分を上記とは逆方向に所定角度回動して軸方向に抜
   き出すことにより，回転子軸との係合を解除するように
   した請求項１記載の磁気軸受型回転電機におけるスラス
   ト磁気軸受の構造。