JPH0630528U - 磁気軸受のダンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定軸の外周を回転自在に回転多面鏡を装着
した回転体と固定軸の回転中における固有振動を吸収
し、回転体の回転浮上により形成される流体圧力を調整
する。 【構成】 回転軸（２１）と固定軸（２３）とで構成す
る空隙（２４）に流体が外部より供給される貫通孔（２
８），（２９）を穿設し、この貫通孔は回転軸（２１）
又は固定軸（２３）若しくは回転軸（２１）と固定軸
（２３）の双方に穿設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は磁気軸受のダンパ装置に関する。更に詳説すれば、光偏向器の多面鏡 を搭載した磁気浮上型軸受のダンパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より用いられている磁気浮上型の軸受においては、軸受が回転作動中に生 じるスラスト方向の固有振動を阻止するためにダンパ装置を採用している。以下 添付図面図６に基づきその構成を説明する。図６は、従来より光偏向器の回転多 面鏡に採用されている磁気浮上型軸受の代表的な一例を示す。 筺体ａは上フレーム１、下フレーム２、側面フレーム３とで構成され、その内 部に下フレーム２に固定４されたシャフト５とこのシャフトの外周に回転自在に 嵌挿された円筒状回転軸６並びに回転軸６に装着した関係部材よりなる回転体Ｒ を収容する。回転軸の関係部材とは、この回転軸６外周に嵌挿固着したフランジ ７とこのフランジ７に支承されて回転軸６に装着した多面鏡８、フランジ７の下 側の回転軸外周に設けたマグネット９、このマグネットの下端に装着したスラス ト受カラ−１０とスラスト受カラ−下側に固定した永久磁石１１とよりなる。こ の回転体Ｒと固定シャフト５との間には適宜な間隙ｃを保持する。又固定軸５の 外周には動圧発生用溝例えばヘリングボーン溝ｈを刻設する。マグネット９に対 向する側面フレーム３の側にはコイルを巻回したステータコア１２を設ける。符 号１３はホール素子１４の支持板であり、この素子により回転体Ｒの回転位置の 検出並びにその制御が行われる。 スラスト受カラ−１０の下端に装着した永久磁石１１と対面するように下フレ ーム２に孔部を穿設する。孔部の入口にはスラスト受カラ−１０の下側に設けた 永久磁石１１の極性と同一極性が対面するようにもう一つの永久磁石１５を設け 、この永久磁石１５の下側孔部には、ダンパ装置１６を収納する。このダンパ装 置１６は例えば弾性部材であるコイルスプリング等よりなる。対面する同一極性 を有する永久磁石１１と１５の反発力により回転体Ｒは浮上し、回転体Ｒと下フ レーム２との間に適宜の間隙を保持する。先ずステータコア１２のコイルを励磁 するとこのステータコイルと回転軸６に設けたマグネット９との共働作用により 、回転軸６が多面鏡８と共に所定方向に回転する。この回転に応じて流体吸入口 （図示せず）より供給した流体は、間隙ｃを通過して固定軸５に刻設したヘリン グボーン溝ｈに流入して動圧を発生させて、回転軸６をラジアル方向に維持しつ つ所定方向に回転させると同時にスラスト受カラー１０の下端に設けた磁石１１ と下フレーム２に設けた磁石１５との反発作用により、回転軸６をスラスト方向 に浮上させ、固定シャフト５の上面と回転体Ｒの内側で形成する間隙ｄを適宜な 間隙に保持しつつ回転体Ｒは円滑に回転するように構成されている。 然し乍ら回転中にスラスト方向に固有振動が発生するおそれがあるので、この 振動を吸収するために、図６に図示のようなコイルスプリングよりなるダンパ装 置１６を下フレーム２の孔内に収納している。ダンパ装置１６はコイルスプリン グ等の弾性体よりなり、回転軸６と共にスラスト方向の流体圧力に応じて変位す る永久磁石１１に対応して、永久磁石１５を上下動させることにより流体圧力や 回転体Ｒのスラスト方向の振動を調整することによりダンピング作用を果たして いる

【０００３】

【考案の解決すべき課題】

上述の従来例のダンパ装置は相反発する磁石に接して設けられてあり、両磁石 のスラスト方向の固有振動を直接吸収する構成であるから、その構成は複雑且つ 大型にならざるを得ない等の問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段、作用】

本考案においては、固定軸の外周を回転自在に回転多面鏡を装着した回転体と 前記固定軸との回転中における固有振動を吸収し、回転体の回転浮上により形成 される流体圧力を調整するために、回転体と固定軸とで構成する空隙に流体が外 部より供給される貫通孔を穿設した構成を提供するもので、この貫通孔は回転体 又は固定軸に若しくは回転体と固定軸の双方に穿設される。 回転体が固定軸に支承されて回転中に、一対の同極同志対面した磁石の反発力 と回転体の質量によって決定される固有振動と回転数との比が整数倍になったと き、共振現象が惹起され、この振動が次第に大きくなろうとするとき、回転体と 固定軸とで形成するラジアル方向の空隙が共振エネルギーを吸収不可能な状態に おいて、前記孔部を通過して外部より供給された流体が回転体と、固定軸とで形 成する間隙に出入するから、いわゆるダンパ効果が発生し、共振による振動エネ ルギーを吸収するから、関係部材による共振現象の発生を阻止できる。

【０００５】

【実施例】

以下添付図面を参照して本考案の実施例について説明する。添付図面図２、図 ３、図４はそれぞれ別々の実施例の主要部材を図示する略線図、又図１は図２の 実施例を図示するための原型図で、それぞれ筺体その他付属部材を省略した状態 の固定軸、回転体を示す。図５は筺体その他の付属部材を含んだ本考案に係る図 ４の実施例の磁気軸受ダンパ装置の断面図であって、従って図１、図２、図３の 実施例においても、図５に図示と同様の筺体その他の付属部材を具えているもの であるから、図１、図２、図３の説明には図５を参照すれば全体の構成が判明す る。 先ず図１において、符号２１は付属部材を省略した回転軸で、下フレーム２２ に固定した固定軸２３に回転自在に嵌挿される（図５参照）。回転軸２１の内側 面と固定軸２３の外周とのラジアル方向に第１空隙２４が存在し、更に固定軸２ ３の上面と回転軸２１の内側面とは第２空隙２６を形成する。回転軸２１の下端 には磁石３０を又下フレーム２２の上面には前記磁石３０に対面するように別の 磁石３２を設ける。前記磁石３０，３２は互いに同極性が対面するように着磁さ れる。回転軸２１が従来例におけると同様に回転すると、流体は吸入孔２８より 流入し、第１空隙２４、第２空隙２６内を移動し、同時に磁石３２、３０の反発 力との共働により、回転軸２１は浮上回転しつつ自由に上下方向に移動可能とな る。しかして前記磁石３０，３２の相互反発力と回転体２１の質量によって定め られる固有振動と回転数との比が整数倍になったときに共振現象を発生し、振動 は益々大きくなろうとする。 この際図１に図示の第１空隙２４の形状を工夫して共振の益々大きくなろうと するのを防止できる。すなわち第１空隙２４が共振エネルギーを吸収できるだけ の空隙を、固定軸２３と回転軸２１との間に設定すればよいけれども、回転体の 回転数が（ｒｐｍ）更に向上して第１空隙２４だけでは共振エネルギーの全面吸 収が不可能となる。そこで図２に図示の本考案の第１実施例のように回転軸２１ の外部に存在する流体例えば空気が第２空隙２６と流通する様に回転軸２１に貫 通孔２８を穿設し、この貫通孔２８を介して回転軸２１と固定軸２３とで形成す る第２空隙２６に流体が出入することにより、いわゆるダンパ効果をもたらし、 振動エネルギーを吸収するので、共振現象による関係部材の振動を阻止する。 図３は本考案に係る別の実施例である。流体は、固定軸２３と下フレーム２２ とに穿設した貫通孔２９を介して第２空隙２６へ、外部より流出入する構成であ る。又図４は、図２、図３に図示した実施例を結合した構成を図示する。すなわ ち回転軸２１に穿設した貫通孔部２８と固定軸２３と下フレーム２２とに穿設し た貫通孔２９とのそれぞれを介して、流体を外部より第２空隙２６に流出入させ ることにより、共振現象による関係部材の振動を防止する。尚又固定軸、回転体 に制振鋼を採用することにより、より効果的に同一の目的を達成出来ることは勿 論である。

【０００６】

【考案の効果】

本考案においては、従来例に採用されているような複雑な構成を具えた磁気浮 上型軸受のダンパ装置を採用することなくして、固定軸と回転軸で形成するラジ アル方向の空隙と固定軸上面と回転軸で形成する空隙へ流体を流入せしめるため の貫通孔を、回転軸に穿設するか又は固定軸、下フレームに穿設することにより 、共振現象に起因する軸受部材の振動を容易に吸収することが出来る等の効果を 有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の本考案に係るダンパ装置を説明するため
の磁気軸受の原理を図示する略線断面図。

【図２】本考案の１実施例の略線断面図。

【図３】もう一つの実施例の略線断面図。

【図４】もう一つの実施例の略線断面図。

【図５】図４の実施例の筺体、付属部材を組み込んだ詳
細断面図。

【図６】従来例のダンパ装置を具備した磁気軸受の断面
図。

【符号の説明】

１ 上フレーム ３ 側面フレーム ７ フランジ ８ 多面鏡 ２１ 回転軸 ２２ 下フレーム ２３ 固定軸 ２４ 第１空隙 ２６ 第２空隙 ２８ 貫通孔 ２９ 貫通孔 ３０ 磁石 ３２ 磁石

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 下フレームに立設した固定軸に上方より
   嵌合し、その下面と下フレーム上面とに対向的に設けた
   一対の永久磁石の反発力により浮上しつつ、固定軸の外
   周を回転自在に構成した回転軸を設け、前記回転軸と固
   定軸とで形成する空隙へ外部よりの流体の出入を可能と
   なした貫通孔を回転軸に穿設した磁気軸受のダンパ装
   置。
2. 【請求項２】 固定軸、下フレームを通過して外部より
   の流体の出入を可能となした貫通孔を固定軸、下フレー
   ムに穿設した磁気軸受のダンパ装置。