JPH0626519A - ラジアル磁気軸受 - Google Patents

ラジアル磁気軸受

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Publication number
JPH0626519A
JPH0626519A JP17981192A JP17981192A JPH0626519A JP H0626519 A JPH0626519 A JP H0626519A JP 17981192 A JP17981192 A JP 17981192A JP 17981192 A JP17981192 A JP 17981192A JP H0626519 A JPH0626519 A JP H0626519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
permanent magnet
magnetic pole
attractive force
yoke
Prior art date
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Pending
Application number
JP17981192A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuru Saito
満 斉藤
Sakae Higano
栄 日向野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd filed Critical Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority to JP17981192A priority Critical patent/JPH0626519A/ja
Publication of JPH0626519A publication Critical patent/JPH0626519A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0459Details of the magnetic circuit
    • F16C32/0461Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
    • F16C32/0465Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 この発明は、電力を著しく低減して省エネル
ギー化を図るために、電磁石と併設して永久磁石をハイ
ブリット的に設けて、バイアス用磁場(バイアス吸引
力)として永久磁石を最大限に利用すると共に、制御用
磁場(制御用吸引力)として電磁石を最小限に利用する
ことを特徴としている。 【構成】 この発明のラジアル磁気軸受は、回転軸10
の軸心に対してヨーク1に放射方向に設けられた複数個
の孔内に夫々外方から強磁性ネジ6、永久磁石3、内側
磁極4、励磁コイル5を設けると共に、複数個の磁極が
区画された外側磁極をヨーク1の両側に設けて内側磁極
4と外側磁極2にて磁気回路を形成すると共に、強磁性
ネジ6の調整によって強磁性ネジ6の先端面と内側磁極
4の背面との間の空隙を変えて永久磁石3による吸引力
を調整できることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は永久磁石と電磁石をハ
イブリット的に併設したラジアル磁気軸受に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、回転軸を電磁石の磁力を利用して
保持するよう電磁石が用いられた電磁式ラジアル磁気軸
受が種々使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】併し乍ら、この様な従
来の電磁式ラジアル磁気軸受においては、使用する電力
の容量が大きく且つ励磁コイルによる発熱量も大きく、
また軸受全体としての寸法も大きく軸受自体が大型と成
るために、使用される制御装置も大型に成る等の問題点
が見られた。
【0004】従って、この発明の目的はこの様な従来に
おける問題点を解決するために、従来の電磁式磁気軸受
の要した電力を著しく低減して省エネルギー化を図るこ
とを主眼に置いて、電磁石と併設して永久磁石をハイブ
リット的に設けて、バイアス用磁場(バイアス吸引力)
として永久磁石を最大限に使用し、制御用磁場(制御用
吸引力)として電磁石を最小限に使用したラジアル磁気
軸受を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に依れば、ラジアル磁気軸受は、回転軸
の軸心に対してヨークに放射方向に設けられた複数個の
孔内に夫々外方から強磁性ネジ、永久磁石、内側磁極、
励磁コイルを設けると共に、複数個の磁極が区画された
外側磁極を該ヨークの両側に設けて該内側磁極と外側磁
極にて磁気回路を形成し、励磁コイルの励磁にて励磁さ
れた磁気回路の回転軸に及ぼす吸引力が永久磁石による
吸引力に加えられ、適性電力値による逆励磁にて回転軸
を保持する吸引力を零とし、逆励磁の中断にて永久磁石
による吸引力を減少することなく元の値に回復すること
が出来ると共に、該強磁性ネジの調整によって強磁性ネ
ジの先端面と内側磁極の背面との間の空隙を変えて永久
磁石による吸引力を調整できることを特徴としている。
【0006】
【作用】従って、この発明は上述の手段に依って、制御
用吸引力バイアスがバイアス用吸引力の20〜25%程
度で、制御用磁場がバイアス用磁場の4.5〜5%程度
であり、従って、バイアス磁場を永久磁石に依存するこ
とにより、大きな節電が可能となり、制御用磁場を制御
する励磁コイルの電力容量も小さくて済むので、当然に
励磁コイルにおける発熱量も小さく成るので、軸受全体
を小形化できることは勿論のこと制御装置も小形化する
ことが出来る。更に、この発明においては、永久磁石に
よるバイアス磁場を強磁性ネジによって調整して吸引力
を変えることが出来るので、この発明のラジアル磁気軸
受を水平回転する軸の軸受として使用する場合には、軸
の重量を保持するために軸受の上部に位置する磁気回路
の吸引力を予め増加させて置くことが可能であり、従っ
て、垂直軸用は勿論のこと、水平軸用としても容易に適
用することが出来る。また、この発明においては、適性
電力値による逆励磁を行うことによって永久磁石の吸引
力を減少することなく吸引力を零にすることが出来るの
で、万一、回転軸が軸受の磁極に接触吸着することが生
じても、軸の引き離しが容易に可能であり、更に、逆励
磁を中断すると上述した如く元の永久磁石の吸引力が復
元される。
【0007】この発明の他の目的と特長および利点は以
下の添付図面に沿っての詳細な説明から明らかになろ
う。
【0008】
【実施例】図面の図1と図2にはこの発明のラジアル磁
気軸受の第1の実施例が図示されており、図示される様
に、この発明のラジアル磁気軸受は、回転軸10を回転
可能に軸承する軸受本体を成すヨーク1、このヨーク1
の両側に設けられて回転軸10が貫通する孔を有する端
板から成り複数個の磁極が区画された外側磁極2、回転
軸10の軸心に対してヨーク1に放射方向に設けられた
複数個の孔内に夫々外方から順に配置された強磁性ネジ
6、永久磁石3、内側磁極4、励磁コイル5から主に構
成されている。
【0009】図示される様に、この発明の第1の実施例
のラジアル磁気軸受のヨーク1は筒状を成していて、幅
方向の中心の外周に、複数個に等分して且つ回転軸10
の軸心に対して放射方向に貫通して延びるネジ孔が設け
られている。これ等のネジ孔の各々には強磁性ネジ6が
挿入され、ネジ6の両側部に夫々任意の空隙を設けて永
久磁石3が均等に配置される。この永久磁石3に隣接し
て断面T字形の内側磁極4が設けられ、ヨーク1の内面
とこの内側磁極4の背面とによって永久磁石3が挟持さ
れる。また、断面T字形の内側磁極4の脚部を囲んで励
磁コイル5が設けられて電磁石が形成されている。ま
た、ヨーク1の両側には回転軸10が貫通する外側磁極
2が設けられている。この外側磁極2は図2に示される
様に回転軸10が貫通する孔の周りに等角度で放射方向
に延びる溝7が設けられており、これ等の溝7によって
区画された複数個の磁極が外側磁極2に形成されてい
る。従って、複数個の磁極を有する外側磁極2は内側磁
極4と磁気回路的に対応するように左右または上下に対
称的に配置されて複数個の磁気回路を有する構造を成し
ている。また、図示の第1の実施例では磁極が4つ設け
られるよう90°の間隔で4つの溝が外側磁極2に設け
られているが、4つに限らず2つ以上任意の数だけ設け
るよう出来ることが明らかであろう。以下、図示の実施
例において、図示される4つの磁気回路を有する磁気軸
受の内の1つの磁気回路(略して磁路とも呼ぶ)を以て
この発明のラジアル磁気軸受の作動を説明する。
【0010】この様に構成されたこの発明のラジアル磁
気軸受の第1の実施例においては、先ず、永久磁石3に
よる磁気回路は図3に示される様に磁気回路Aと磁気回
路Bとの2つにて代表され、磁気回路Aは回転軸10を
吸引するためのバイアス磁気回路と成り、磁気回路Bは
吸引力には直接関連しない無効磁気回路と成る。従っ
て、いま、ネジ6を調整してネジ6の先端面と内側磁極
4の背面との間の空隙長さlg=0とすると、永久磁石
3の発生する磁束はネジ6に短絡誘導されて磁気回路A
が成立せず、磁気回路Bだけと成り、回転軸10に及ぼ
す吸引力は零「0」となる。従って、空隙長さlgを大
きくして行くと、磁気回路Bの磁束は減少して行き、磁
気回路Aの磁束が増加して行く。その結果、吸引力は空
隙長さlg≒Hにおいて最大と成る。従って、所望の吸
引力を得るためには、ネジ6によって空隙長さlgを調
整してバイアス磁場を調整するだけで良い。
【0011】制御用の磁場に就いては、内側磁極4の脚
部の周りに設けられた励磁コイル5に、永久磁石3と同
極性と成るよう様に励磁電流を印加すると、図4に示さ
れる様に永久磁石3による磁気回路Aの磁束に加えて励
磁コイル5による磁気回路Cの磁束が発生、増大して吸
引力が増大する。
【0012】次に、励磁コイル5に逆励磁電流を印加す
ると、図5に示される様に磁気回路Aの磁束の方位とは
反対向きの磁気回路Cが出来る。従って、磁気回路Cの
磁束を増大して磁気回路Aの磁束に等しくすると、磁気
回路Aの磁束は磁気回路Bの形にあたかも封じ込められ
た如くなり、この状態では吸引力は零「0」と成る。従
って、万一、回転軸10が磁極に吸着されて引き離し困
難に陥った場合には特に有効に成る。因みに、吸引力と
励磁電流の関係を図6に示す。
【0013】
【発明の効果】この様に構成されたこの発明のラジアル
磁気軸受に依れば、永久磁石と電磁石とをハイブリット
的に併設して組み合わせた複数個の磁気回路を同一体内
に等分配置して成る磁気軸受と為し、回転軸を軸受の磁
極面に対して任意の空隙を設けるよう配置した時に永久
磁石による磁束をバイアス磁場とした複数個の磁気回路
により回転軸が吸引されつゝ回転するよう為し、回転軸
の偏心時に対応する磁気回路の励磁コイルに励磁または
逆励磁電流を適時印加して制御し、回転軸が常時無接触
状態にて回転可能としている。
【0014】更に、回転軸が水平配置である場合には、
回転軸の重量を支えるために、従来での電磁式軸受では
電磁力によって回転軸を支えていたが、この発明では軸
受上方に位置する磁気回路の永久磁石による吸引力を予
め強磁性ネジで調整して軸重量を負担することを可能と
している。
【0015】図7にはこの発明のラジアル磁気軸受の第
2の実施例が示されており、永久磁石3の配置が第1の
実施例のものと90°ずれていることだけが異なってい
る。
【0016】また、図8にはこの発明のラジアル磁気軸
受の第3の実施例が示されており、この実施例において
はヨーク1’が角形な成っていることだけが先の第1の
実施例のものと異なっている。
【0017】また、この発明のラジアル磁気軸受の図示
の第1の実施例では外側磁極が4極の扇形をしているも
のが図示されているが、扇形に限られるものでないこと
が理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のラジアル磁気軸受の第1の実施例の
一部断面した側面図である。
【図2】図1のラジアル磁気軸受の一部断面した正面図
である。
【図3】永久磁石による磁気回路を示す図1と同様な図
である。
【図4】吸引力増加時の磁気回路を示す図3と同様な図
である。
【図5】吸引力減少時の磁気回路を示す図3と同様な図
である。
【図6】この発明のラジアル磁気軸受の吸引力特性を示
す図である。
【図7】この発明のラジアル磁気軸受の第2の実施例の
一部断面した側面図である。
【図8】図7のラジアル磁気軸受の一部断面した正面図
である。
【図9】この発明のラジアル磁気軸受の第3の実施例の
一部断面した正面図である。
【符号の説明】
1 ヨーク 1’ ヨーク 2 外側磁極 3 永久磁石 4 内側磁極 5 励磁コイル 6 強磁性ネジ 7 溝 10 回転軸 A 磁気回路 B 磁気回路 C 磁気回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の軸心に対してヨークに放射方向
    に設けられた複数個の孔内に夫々外方から強磁性ネジ、
    永久磁石、内側磁極、励磁コイルを設けると共に、複数
    個の磁極が区画された外側磁極を該ヨークの両側に設け
    て該内側磁極と外側磁極にて磁気回路を形成し、励磁コ
    イルの励磁にて励磁された磁気回路の回転軸に及ぼす吸
    引力が永久磁石による吸引力に加えられ、適性電力値に
    よる逆励磁にて回転軸を保持する吸引力を零とし、逆励
    磁の中断にて永久磁石による吸引力を減少することなく
    元の値に回復することが出来ると共に、該強磁性ネジの
    調整によって強磁性ネジの先端面と内側磁極の背面との
    間の空隙を変えて永久磁石による吸引力を調整できるこ
    とを特徴としたラジアル磁気軸受。
JP17981192A 1992-07-07 1992-07-07 ラジアル磁気軸受 Pending JPH0626519A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17981192A JPH0626519A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 ラジアル磁気軸受

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Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0626519A true JPH0626519A (ja) 1994-02-01

Family

ID=16072310

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JP17981192A Pending JPH0626519A (ja) 1992-07-07 1992-07-07 ラジアル磁気軸受

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JP (1) JPH0626519A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441995B1 (en) 1998-07-30 2002-08-27 Tdk Corporation Thin film magnetic head and method of manufacturing same
CN1322244C (zh) * 2005-05-27 2007-06-20 南京航空航天大学 永磁偏置径向磁轴承

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441995B1 (en) 1998-07-30 2002-08-27 Tdk Corporation Thin film magnetic head and method of manufacturing same
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991005