JPH0587139A - 回転機械用磁気軸受装置 - Google Patents
回転機械用磁気軸受装置Info
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- JPH0587139A JPH0587139A JP3000150A JP15091A JPH0587139A JP H0587139 A JPH0587139 A JP H0587139A JP 3000150 A JP3000150 A JP 3000150A JP 15091 A JP15091 A JP 15091A JP H0587139 A JPH0587139 A JP H0587139A
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- magnetic bearing
- center
- shaft
- rotating
- impeller
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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
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
- F16C2360/45—Turbo-molecular pumps
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】分解及び組立てを容易にし、しかも回転体の振
れ回わり現象を抑制できるようにする。 【構成】回転機械用磁気軸受装置は、２軸制御形であ
り、ロータすなわち羽根車22，軸部23，及びモータから
成る回転部と、羽根車22と軸部23の間に位置する固定部
25とから成り、回転部の軸方向を受動安定形磁気軸受20
で支持し、半径方向の位置制御を半径方向制御用電磁石
21で行なう。回転部は、その縁部が下方に延圧するフラ
ンジ状部分を形成している円盤状の部材と、軸部23とを
一体的に固定して構成されており、固定部25は概略円筒
形状をした部分を含んでいる。なお、回転部の重心Ｇを
受動安定形磁気軸受20の軸方向磁気中心Ｃに対し軸方向
に偏倚させている。
れ回わり現象を抑制できるようにする。 【構成】回転機械用磁気軸受装置は、２軸制御形であ
り、ロータすなわち羽根車22，軸部23，及びモータから
成る回転部と、羽根車22と軸部23の間に位置する固定部
25とから成り、回転部の軸方向を受動安定形磁気軸受20
で支持し、半径方向の位置制御を半径方向制御用電磁石
21で行なう。回転部は、その縁部が下方に延圧するフラ
ンジ状部分を形成している円盤状の部材と、軸部23とを
一体的に固定して構成されており、固定部25は概略円筒
形状をした部分を含んでいる。なお、回転部の重心Ｇを
受動安定形磁気軸受20の軸方向磁気中心Ｃに対し軸方向
に偏倚させている。
Description
【０００１】
【産業用の利用分野】本発明は、ロータ、軸及びモータ
からなる回転部と、該ロータ及び軸の間に位置する固定
部とから成り、前記回転部の軸方向を受動安定形磁気軸
受で支持し、半径方向の位置制御を半径方向制御用電磁
石で行う、所謂２軸制御形の回転機械用磁気軸受装置に
関する。
からなる回転部と、該ロータ及び軸の間に位置する固定
部とから成り、前記回転部の軸方向を受動安定形磁気軸
受で支持し、半径方向の位置制御を半径方向制御用電磁
石で行う、所謂２軸制御形の回転機械用磁気軸受装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この様な２軸制御形の回転機械用磁気軸
受装置では、永久磁石から構成された受動安定形磁気軸
受により前記回転部の軸方向位置を一定に保持しつつ、
半径方向の位置、換言すれば所定の平面におけるＸ−Ｙ
方向の位置を、電磁石から構成された能動形磁気軸受で
制御している。
受装置では、永久磁石から構成された受動安定形磁気軸
受により前記回転部の軸方向位置を一定に保持しつつ、
半径方向の位置、換言すれば所定の平面におけるＸ−Ｙ
方向の位置を、電磁石から構成された能動形磁気軸受で
制御している。
【０００３】すなわち、受動安定形磁気軸受の永久磁石
の磁気的な作用により前記回転部を所定の軸方向位置に
保持して、且つ半径方向の不安定力を電磁石に供給する
電流を制御することにより抑制して、回転体を非接触浮
上状態で支持している。
の磁気的な作用により前記回転部を所定の軸方向位置に
保持して、且つ半径方向の不安定力を電磁石に供給する
電流を制御することにより抑制して、回転体を非接触浮
上状態で支持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、長物の回転体特有の振れ回り現象を抑制することが
できないと考えられていたため、長物の高速回転体用支
持装置として用いられていなかった。
は、長物の回転体特有の振れ回り現象を抑制することが
できないと考えられていたため、長物の高速回転体用支
持装置として用いられていなかった。
【０００５】本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑み
て提案されたものであり、且つ、分解及び組み立てが極
めて容易で、しかも回転体の振れ回り現象を抑制するこ
とが出来る所謂２軸制御形の回転機械用磁気軸受装置の
提供を目的としている。
て提案されたものであり、且つ、分解及び組み立てが極
めて容易で、しかも回転体の振れ回り現象を抑制するこ
とが出来る所謂２軸制御形の回転機械用磁気軸受装置の
提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の回転機械用磁気
軸受装置は、ロータ、軸及びモータからなる回転部と、
該ロータ及び軸の間に位置する固定部とから成り、前記
回転部の軸方向を受動安定形磁気軸受で支持し、半径方
向の位置制御を半径方向制御用電磁石で行う回転機械用
磁気軸受装置において、前記回転部はその縁部が下方に
延在するフランジ状部分を形成している円盤状の部材と
回転軸とを一体的に固定して構成されており、前記固定
部は概略円筒形状をした部材を含んでいる。
軸受装置は、ロータ、軸及びモータからなる回転部と、
該ロータ及び軸の間に位置する固定部とから成り、前記
回転部の軸方向を受動安定形磁気軸受で支持し、半径方
向の位置制御を半径方向制御用電磁石で行う回転機械用
磁気軸受装置において、前記回転部はその縁部が下方に
延在するフランジ状部分を形成している円盤状の部材と
回転軸とを一体的に固定して構成されており、前記固定
部は概略円筒形状をした部材を含んでいる。
【０００７】本発明の実施に際して、前記回転部の重心
を前記受動形磁気軸受の軸方向磁気中心に対し軸方向に
偏倚させるのが好ましい。
を前記受動形磁気軸受の軸方向磁気中心に対し軸方向に
偏倚させるのが好ましい。
【０００８】
【作用】上記のように構成された本発明の回転機械用磁
気軸受装置によれば、固定部の概略円筒形状をした部材
に、円盤状の部材と回転軸とを一体的に固定して構成さ
れた回転部を被せる様に構成してある。そのため、回転
部を上方に引き上げれば固定部から極めて容易に外すこ
とが出来る。その状態において、必要な保守作業を行え
ば良い。
気軸受装置によれば、固定部の概略円筒形状をした部材
に、円盤状の部材と回転軸とを一体的に固定して構成さ
れた回転部を被せる様に構成してある。そのため、回転
部を上方に引き上げれば固定部から極めて容易に外すこ
とが出来る。その状態において、必要な保守作業を行え
ば良い。
【０００９】保守作業が終了すれば、再び回転部を固定
部に被せることにより、組立作業が容易に行われる。
部に被せることにより、組立作業が容易に行われる。
【００１０】本発明において前記回転部の重心を前記受
動形磁気軸受の軸方向磁気中心に対し軸方向に偏倚させ
れば、半径方向以外に回転軸の傾きに対しても力を発生
させることができる。すなわち、回転体が歳差運動をす
ると回転軸はより倒れる方向に不安定な状態になるが、
受動安定形磁気軸受は吸引形であり且つ回転体軸から離
れている。そのため、回転軸の傾きを中立位置に引き戻
す力を発生し、これを抑制、減衰せしめるのである。
動形磁気軸受の軸方向磁気中心に対し軸方向に偏倚させ
れば、半径方向以外に回転軸の傾きに対しても力を発生
させることができる。すなわち、回転体が歳差運動をす
ると回転軸はより倒れる方向に不安定な状態になるが、
受動安定形磁気軸受は吸引形であり且つ回転体軸から離
れている。そのため、回転軸の傾きを中立位置に引き戻
す力を発生し、これを抑制、減衰せしめるのである。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明をターボ分子ポン
プに応用した実施例について説明する。
プに応用した実施例について説明する。
【００１２】図１において、ロータすなわち羽根車２２
は周縁部が下方へ垂下したフランジを有する円盤の形状
をしている。該羽根車２２の軸部２３は、固定部２５の
筒部２６に同心に収められ、該筒部２６は円筒形状とな
っている。そして筒部２６の外周面２６ｓと羽根車２２
の内周面２２ｓとの間に受動安定形磁気軸受２０が設け
られている。
は周縁部が下方へ垂下したフランジを有する円盤の形状
をしている。該羽根車２２の軸部２３は、固定部２５の
筒部２６に同心に収められ、該筒部２６は円筒形状とな
っている。そして筒部２６の外周面２６ｓと羽根車２２
の内周面２２ｓとの間に受動安定形磁気軸受２０が設け
られている。
【００１３】図１で図示はされていないが、筒部２６と
軸部２３との間にはモータが設けられている。また、筒
部２６と軸部２３との間には、半径方向制御用電磁石２
１が設けられている。
軸部２３との間にはモータが設けられている。また、筒
部２６と軸部２３との間には、半径方向制御用電磁石２
１が設けられている。
【００１４】図１において、受動安定形磁気軸受２０は
リング状の永久磁石３０の上下面をリング状の磁性体３
２、３２で挟持したユニットを、筒部２６の外周面２６
ｓと羽根車２２の内周面２２ｓとにそれぞれ取り付ける
ことで構成されている。ただし、その他のタイプのもの
であっても、受動安定形磁気軸受であれば全て適用可能
である。同様に、半径方向制御用電磁石２１についても
図示のものに限定する趣旨ではない。
リング状の永久磁石３０の上下面をリング状の磁性体３
２、３２で挟持したユニットを、筒部２６の外周面２６
ｓと羽根車２２の内周面２２ｓとにそれぞれ取り付ける
ことで構成されている。ただし、その他のタイプのもの
であっても、受動安定形磁気軸受であれば全て適用可能
である。同様に、半径方向制御用電磁石２１についても
図示のものに限定する趣旨ではない。
【００１５】図１において、受動安定形磁気軸受２０は
羽根車２２を所定の軸方向位置に保持している。そし
て、半径方向制御用電磁石２１のコイル３４に供給する
電流を制御することにより、軸部２３の半径方向の変位
が抑制される。
羽根車２２を所定の軸方向位置に保持している。そし
て、半径方向制御用電磁石２１のコイル３４に供給する
電流を制御することにより、軸部２３の半径方向の変位
が抑制される。
【００１６】前述の通り、羽根車２２は、その縁部が下
方に延在するフランジ状部分を形成している円盤の様な
形状をしており、固定部２５は円筒状の筒部２６を有し
ている。従って、羽根車２２を上方（符号Ｕ方向）へ引
き上げれば、羽根車２２及び軸部２３は筒部２６から容
易に外れる。メンテナンスに際してはこの様に羽根車２
２及び軸部２３を外して行えば良いので、作業が非常に
容易となり労力を軽減することが出来る。
方に延在するフランジ状部分を形成している円盤の様な
形状をしており、固定部２５は円筒状の筒部２６を有し
ている。従って、羽根車２２を上方（符号Ｕ方向）へ引
き上げれば、羽根車２２及び軸部２３は筒部２６から容
易に外れる。メンテナンスに際してはこの様に羽根車２
２及び軸部２３を外して行えば良いので、作業が非常に
容易となり労力を軽減することが出来る。
【００１７】メンテナンスが完了すれば、羽根車２２及
び軸部２３を再び固定部２５の筒部２６に挿入すること
により、組立が容易に行われる。
び軸部２３を再び固定部２５の筒部２６に挿入すること
により、組立が容易に行われる。
【００１８】図２は本発明の第２実施例を示している。
なお、図１と同一の部材には同一の符号を付してある。
なお、図１と同一の部材には同一の符号を付してある。
【００１９】図２において、ロータすなわち羽根車２２
の軸部２３は、固定部２５の筒部２６に同心に収めら
れ、筒部２６の上部と下部とにはそれぞれ非常用軸受２
８ａ、２８ｂが常時は対向する側に非接触に設けられ、
筒部２６と軸部２３との間には、モータ２４が設けられ
ている。
の軸部２３は、固定部２５の筒部２６に同心に収めら
れ、筒部２６の上部と下部とにはそれぞれ非常用軸受２
８ａ、２８ｂが常時は対向する側に非接触に設けられ、
筒部２６と軸部２３との間には、モータ２４が設けられ
ている。
【００２０】また、羽根車２２と筒部２６との間のモー
タ２４の上方には、受動安定形磁気軸受２０が設けら
れ、筒部２６と軸部２３との間のモータ２４の上方に
は、半径方向制御用電磁石２１が設けられている。そし
て、受動安定形磁気軸受２０の軸方向磁気中心すなわち
軸方向積層厚さの中心と、半径方向制御用電磁石２１の
軸方向磁気中心すなわち磁極の軸方向厚さの中心とは、
中心Ｃにおいて一致されていると共に、羽根車２２の重
心Ｇは、中心Ｃより軸方向上方に偏倚量Ｅだけ偏倚され
ている。
タ２４の上方には、受動安定形磁気軸受２０が設けら
れ、筒部２６と軸部２３との間のモータ２４の上方に
は、半径方向制御用電磁石２１が設けられている。そし
て、受動安定形磁気軸受２０の軸方向磁気中心すなわち
軸方向積層厚さの中心と、半径方向制御用電磁石２１の
軸方向磁気中心すなわち磁極の軸方向厚さの中心とは、
中心Ｃにおいて一致されていると共に、羽根車２２の重
心Ｇは、中心Ｃより軸方向上方に偏倚量Ｅだけ偏倚され
ている。
【００２１】また、上部の非常用軸受２８ａの下方と、
下部の非常用軸受２８ｂの上方との筒部２６には、それ
ぞれ非接触センサで構成された半径方向及び傾き位置検
出器２７ａ、２７ｂが設けられ、それぞれ制御装置４０
に接続されている。そして、制御装置４０には半径方向
制御用電磁石２１に円周等配に配置された複数のコイル
２１ａが接続されている。
下部の非常用軸受２８ｂの上方との筒部２６には、それ
ぞれ非接触センサで構成された半径方向及び傾き位置検
出器２７ａ、２７ｂが設けられ、それぞれ制御装置４０
に接続されている。そして、制御装置４０には半径方向
制御用電磁石２１に円周等配に配置された複数のコイル
２１ａが接続されている。
【００２２】したがって、前記のように羽根車２２に歳
差運動が発生すると、羽根車２２の重心は中心Ｃより軸
方向上方に偏倚量Ｅだけ偏倚しているので、軸部２３は
より倒れる方向に不安定な状態になる。
差運動が発生すると、羽根車２２の重心は中心Ｃより軸
方向上方に偏倚量Ｅだけ偏倚しているので、軸部２３は
より倒れる方向に不安定な状態になる。
【００２３】この際、受動安定形磁気軸受２０は、吸引
形である上に、軸部２３の中心から図示のように離れた
位置に配置されているので、軸部２３の傾きを中立位置
に引き戻そうとする力を発生する。
形である上に、軸部２３の中心から図示のように離れた
位置に配置されているので、軸部２３の傾きを中立位置
に引き戻そうとする力を発生する。
【００２４】更に、位置検出器２７ａ、２７ｂが軸部２
３の傾きを検出すると、制御装置４０はこれら位置検出
器２７ａ、２７ｂからの信号に基づき、傾きに対向する
側のコイル２１ａの励磁電流を制御し、磁気吸引力を増
加して軸部２３を中立位置に戻すのである。
３の傾きを検出すると、制御装置４０はこれら位置検出
器２７ａ、２７ｂからの信号に基づき、傾きに対向する
側のコイル２１ａの励磁電流を制御し、磁気吸引力を増
加して軸部２３を中立位置に戻すのである。
【００２５】なお図２において、羽根車２２の重心Ｇ
は、中心Ｃより軸方向上方に偏倚されているが、重心Ｇ
を中心Ｃよりも軸方向下方に偏倚して配置することか出
来る旨を付記する。
は、中心Ｃより軸方向上方に偏倚されているが、重心Ｇ
を中心Ｃよりも軸方向下方に偏倚して配置することか出
来る旨を付記する。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した様に本発明に係る２軸制御
形の回転機械用磁気軸受装置は、その分解及び組立が極
めて容易に行われる。そのため、メンテナンスその他に
費やされる労力を大幅に低減することができる。
形の回転機械用磁気軸受装置は、その分解及び組立が極
めて容易に行われる。そのため、メンテナンスその他に
費やされる労力を大幅に低減することができる。
【００２７】さらに本発明によれば、回転部の重心を前
記受動形磁気軸受の軸方向磁気中心に対し軸方向に偏倚
させることにより、回転軸の傾きを中立位置に引き戻す
力を発生し、該傾きを抑制、減衰せしめることが可能で
ある。
記受動形磁気軸受の軸方向磁気中心に対し軸方向に偏倚
させることにより、回転軸の傾きを中立位置に引き戻す
力を発生し、該傾きを抑制、減衰せしめることが可能で
ある。
【図１】本発明の第１実施例の全体構成を示す側断面
図。
図。
【図２】本発明の第２実施例の全体構成を示す側断面
図。
図。
Ｃ・・・受動安定形磁気軸受及び半径方向制御用電磁石
の軸方向磁気中心 Ｅ・・・偏倚量 Ｇ・・・回転部の重心 １〜３・・・回転体側永久磁石 ４〜６・・・固定体側永久磁石 ７、８・・・回転体側磁極 ９、１０・・・固定側磁極 ２０、２０ａ・・・受動安定形軸方向磁気軸受 ２１・・・半径方向制御用電磁石 ２２・・・羽根車 ２２ｓ・・・羽根車内周面 ２３・・・軸部 ２４・・・モータ ２５・・・固定部 ２６・・・筒部 ２６ｓ・・・筒部外周面 ２７ａ、２７ｂ・・・半径方向及び傾き位置検出器 ２８・・・非常用軸受 ２９・・・リング状磁極 ３０・・・永久磁石 ３２・・・磁性体 ３４・・・コイル ４０・・・制御装置
の軸方向磁気中心 Ｅ・・・偏倚量 Ｇ・・・回転部の重心 １〜３・・・回転体側永久磁石 ４〜６・・・固定体側永久磁石 ７、８・・・回転体側磁極 ９、１０・・・固定側磁極 ２０、２０ａ・・・受動安定形軸方向磁気軸受 ２１・・・半径方向制御用電磁石 ２２・・・羽根車 ２２ｓ・・・羽根車内周面 ２３・・・軸部 ２４・・・モータ ２５・・・固定部 ２６・・・筒部 ２６ｓ・・・筒部外周面 ２７ａ、２７ｂ・・・半径方向及び傾き位置検出器 ２８・・・非常用軸受 ２９・・・リング状磁極 ３０・・・永久磁石 ３２・・・磁性体 ３４・・・コイル ４０・・・制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 力 東京都八王子市泉町1444−８ (72)発明者 篠崎 弘行 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 白尾 祐司 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 金光 陽一 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ロータ、軸及びモータからなる回転部
と、該ロータ及び軸の間に位置する固定部とから成り、
前記回転部の軸方向を受動安定形磁気軸受で支持し、半
径方向の位置制御を半径方向制御用電磁石で行う回転機
械用磁気軸受装置において、前記回転部はその縁部が下
方に延在するフランジ状部分を形成している円盤状の部
材と回転軸とを一体的に固定して構成されており、前記
固定部は概略円筒形状をした部材を含んでいることを特
徴とする回転機械用磁気軸受装置。 - 【請求項２】 前記回転部の重心を前記受動形磁気軸受
の軸方向磁気中心に対し軸方向に偏倚させた請求項１に
記載の回転機械用磁気軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000150A JP2933287B2 (ja) | 1991-01-07 | 1991-01-07 | 回転機械用磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000150A JP2933287B2 (ja) | 1991-01-07 | 1991-01-07 | 回転機械用磁気軸受装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02168485 Division | 1990-06-28 | 1990-06-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587139A true JPH0587139A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2933287B2 JP2933287B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=11466011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3000150A Expired - Lifetime JP2933287B2 (ja) | 1991-01-07 | 1991-01-07 | 回転機械用磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933287B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005121157A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Rikogaku Shinkokai | 人工心臓用の磁気軸受およびモータ装置 |
| JP2021038744A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 真空ポンプ |
-
1991
- 1991-01-07 JP JP3000150A patent/JP2933287B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005121157A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Rikogaku Shinkokai | 人工心臓用の磁気軸受およびモータ装置 |
| JP2021038744A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 真空ポンプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2933287B2 (ja) | 1999-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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