JPH11182547A - 磁気軸受を有する回転電機 - Google Patents
磁気軸受を有する回転電機Info
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- JPH11182547A JPH11182547A JP34597397A JP34597397A JPH11182547A JP H11182547 A JPH11182547 A JP H11182547A JP 34597397 A JP34597397 A JP 34597397A JP 34597397 A JP34597397 A JP 34597397A JP H11182547 A JPH11182547 A JP H11182547A
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- Japan
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- bearing
- stator
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- 239000004809 Teflon Substances 0.000 abstract description 14
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 abstract description 14
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- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 2
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Classifications
-
- 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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical means
-
- 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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0442—Active magnetic bearings with devices affected by abnormal, undesired or non-standard conditions such as shock-load, power outage, start-up or touchdown
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気軸受での危急軸受をなくしてコンパク
ト、シャフトの短縮、コストダウンを図った磁気軸受を
有する回転電機を提供する。 【解決手段】 磁気軸受１，２、回転子６Ｒ、固定子６
Ｓのスロットや溝にはまるくさび６ｄや摺動部材をテフ
ロンにて構成した。
ト、シャフトの短縮、コストダウンを図った磁気軸受を
有する回転電機を提供する。 【解決手段】 磁気軸受１，２、回転子６Ｒ、固定子６
Ｓのスロットや溝にはまるくさび６ｄや摺動部材をテフ
ロンにて構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気軸受を有する
回転電機であって、危急軸受を除いたものに関する。
回転電機であって、危急軸受を除いたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気軸受は、電磁力による力を利用して
軸を非接触にて支持するものであり、図６に例示される
ように、固定子６Ｓ及び回転子６Ｒからなる電動機６の
軸方向両側にラジアル磁気軸受１，２が備えられ、片方
の磁気軸受２の側方にスラスト磁気軸受３が配置され、
更にシャフト４の両側には電源消失や制御装置の故障等
により磁気軸受１，２，３が効かなくなった場合に役立
つ危急軸受５が備えられている。また、図６にて、７は
回転軸位置制御用の位置検出器である。
軸を非接触にて支持するものであり、図６に例示される
ように、固定子６Ｓ及び回転子６Ｒからなる電動機６の
軸方向両側にラジアル磁気軸受１，２が備えられ、片方
の磁気軸受２の側方にスラスト磁気軸受３が配置され、
更にシャフト４の両側には電源消失や制御装置の故障等
により磁気軸受１，２，３が効かなくなった場合に役立
つ危急軸受５が備えられている。また、図６にて、７は
回転軸位置制御用の位置検出器である。
【０００３】かかる構造にあって、ラジアル磁気軸受
１，２は、図７に示す如き断面構成であり、励磁電源８
により例えば４個の電磁石１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び
電磁石２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを励磁して磁力によりシ
ャフト４を位置決めするものであり、位置は位置検出器
７により制御装置９への信号入力となって検知され、そ
の値に基づき励磁電源８による所望電磁石の励磁制御を
行なっている。
１，２は、図７に示す如き断面構成であり、励磁電源８
により例えば４個の電磁石１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ及び
電磁石２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを励磁して磁力によりシ
ャフト４を位置決めするものであり、位置は位置検出器
７により制御装置９への信号入力となって検知され、そ
の値に基づき励磁電源８による所望電磁石の励磁制御を
行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構造にあっては、危急軸受５の設置が、必要不可欠であ
るために次のような問題が生じている。
構造にあっては、危急軸受５の設置が、必要不可欠であ
るために次のような問題が生じている。
【０００５】すなわち、危急軸受５の設置のためのス
ペースを確保しなければならず、装置全体が大きなもの
となること、
ペースを確保しなければならず、装置全体が大きなもの
となること、
【０００６】一般的にころがり軸受である危急軸受５
の設置により全軸長が長くなり、このためシャフト４の
危険速度も低下し、実用回転速度範囲としては数次の危
険速度が存在することになるため、危険速度付近の速度
での連続使用を避けあるいは磁気軸受の制御性を向上さ
せる方策が採られているが危険速度に到らないような抜
本的対策ではないこと、
の設置により全軸長が長くなり、このためシャフト４の
危険速度も低下し、実用回転速度範囲としては数次の危
険速度が存在することになるため、危険速度付近の速度
での連続使用を避けあるいは磁気軸受の制御性を向上さ
せる方策が採られているが危険速度に到らないような抜
本的対策ではないこと、
【０００７】危急軸受５の周辺構造が複雑となって、
コストアップにつながること、である。
コストアップにつながること、である。
【０００８】本発明は、上述の問題に鑑み、装置全体を
小形なものとし、軸長を短くすることで本来非接触によ
る高速回転を危険速度の次数を減じて達成できるように
し、危急軸受を不要としてコストダウンを図った磁気軸
受を有する回転電機を提供する。
小形なものとし、軸長を短くすることで本来非接触によ
る高速回転を危険速度の次数を減じて達成できるように
し、危急軸受を不要としてコストダウンを図った磁気軸
受を有する回転電機を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。
発明は、次の発明特定事項を有する。
【００１０】（１）磁気軸受周表面、固定子内周表面、
及び回転子外周表面の少なくとも一つの軸方向に沿って
形成された溝に低摩擦係数の摺動部材を周表面より突出
させて収納したことを特徴する。
及び回転子外周表面の少なくとも一つの軸方向に沿って
形成された溝に低摩擦係数の摺動部材を周表面より突出
させて収納したことを特徴する。
【００１１】（２）上記（１）において、上記摺動部材
は、コイルが収納された上記溝であるスロットルに嵌め
込まれるくさびであることを特徴とする。
は、コイルが収納された上記溝であるスロットルに嵌め
込まれるくさびであることを特徴とする。
【００１２】（３）上記（１）又は（２）において、上
記摺動部材は、上記周表面に対応したリング状に形成
し、上記溝に対応してこのリング状より突起を形成した
ことを特徴とする。
記摺動部材は、上記周表面に対応したリング状に形成
し、上記溝に対応してこのリング状より突起を形成した
ことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】ここで、図１〜図５を参照して本
発明の実施の形態の一例につき述べる。全体構造として
は、本例も図６と同様であるが、本例では図６の危急軸
受５は設けられない。本例においては、危急軸受は不要
であり、その代り低摩擦係数の摺動部材、例えばテフロ
ン系の樹脂層を設けている。以下、一例としてテフロン
をあげて説明する。なお、図１〜図５にて図６と同一部
分には同符号を付す。
発明の実施の形態の一例につき述べる。全体構造として
は、本例も図６と同様であるが、本例では図６の危急軸
受５は設けられない。本例においては、危急軸受は不要
であり、その代り低摩擦係数の摺動部材、例えばテフロ
ン系の樹脂層を設けている。以下、一例としてテフロン
をあげて説明する。なお、図１〜図５にて図６と同一部
分には同符号を付す。
【００１４】図１は、電動機の固定子６Ｓの一部を示し
ており、図１（ａ）は一部斜視、図１（ｂ）はスロット
部分を示している。固定子６Ｓには、軸方向に沿って鉄
板が積層されて成層鉄心６ａを形成する。この成層鉄心
６ａの内周表面には軸方向にスロット６ｂが形成され、
コイル６ｃがその中に収納される。スロット６ｂの開口
部分はコイル６ｃの押えとしてくさび６ｄがライナ６ｅ
を介して嵌め込まれている。
ており、図１（ａ）は一部斜視、図１（ｂ）はスロット
部分を示している。固定子６Ｓには、軸方向に沿って鉄
板が積層されて成層鉄心６ａを形成する。この成層鉄心
６ａの内周表面には軸方向にスロット６ｂが形成され、
コイル６ｃがその中に収納される。スロット６ｂの開口
部分はコイル６ｃの押えとしてくさび６ｄがライナ６ｅ
を介して嵌め込まれている。
【００１５】ここで、くざび６ｄは、テフロンにより形
成されており、しかもくさび６ｄが嵌め込まれた状態で
はくさび６ｄの表面が成層鉄心６ａの内周表面より突出
する（ギャップ面より出張る）ような厚さを有する。こ
の突出厚さは、例えば０．５ｍｍ程となっている。な
お、くさび６ｄの突出面側角（台形断面角）は面取りが
され、なめらかな曲がり具合となっている。
成されており、しかもくさび６ｄが嵌め込まれた状態で
はくさび６ｄの表面が成層鉄心６ａの内周表面より突出
する（ギャップ面より出張る）ような厚さを有する。こ
の突出厚さは、例えば０．５ｍｍ程となっている。な
お、くさび６ｄの突出面側角（台形断面角）は面取りが
され、なめらかな曲がり具合となっている。
【００１６】図１は、固定子６Ｓでのスロット６ｂ内に
嵌め込まれるくさび６ｄそれぞれをテフロンにて形成し
た例を示しているが、図２は回転子にあって、突起をリ
ング状につなげた構成を示すものである。つまり、回転
子６Ｒにあってその外周表面を囲むような大きさのテフ
ロンをリング状に形成し、そのリング状に溝（スロット
６ｂでもよい）に対応してダブテイルに形成されたくさ
びに当る突起６ｄが一体に形成されたものである。した
がって、かかる構造では突起６ｄ（くさび）が全周にわ
たりまんべんなく一度に嵌め込まれることになる。
嵌め込まれるくさび６ｄそれぞれをテフロンにて形成し
た例を示しているが、図２は回転子にあって、突起をリ
ング状につなげた構成を示すものである。つまり、回転
子６Ｒにあってその外周表面を囲むような大きさのテフ
ロンをリング状に形成し、そのリング状に溝（スロット
６ｂでもよい）に対応してダブテイルに形成されたくさ
びに当る突起６ｄが一体に形成されたものである。した
がって、かかる構造では突起６ｄ（くさび）が全周にわ
たりまんべんなく一度に嵌め込まれることになる。
【００１７】図１，図２は、具体例としてスロット又は
溝へのくさび６ｄをテフロンにて形成したものを従来の
危急軸受の代りにしたものであるが、更に図３に示すよ
うに回転子６Ｒの表面を削り込み溝を軸方形に形成しそ
の溝にテフロンの摺動部材を嵌め込み厚さ２００μｍ〜
５００μｍの出っ張り樹脂層を形成したものである。
溝へのくさび６ｄをテフロンにて形成したものを従来の
危急軸受の代りにしたものであるが、更に図３に示すよ
うに回転子６Ｒの表面を削り込み溝を軸方形に形成しそ
の溝にテフロンの摺動部材を嵌め込み厚さ２００μｍ〜
５００μｍの出っ張り樹脂層を形成したものである。
【００１８】また、図４は固定子６Ｓの表面を削り、図
３と同様テフロンの摺動部材を嵌め込んで一部出張らせ
たものである。
３と同様テフロンの摺動部材を嵌め込んで一部出張らせ
たものである。
【００１９】機械的ギャップ及び磁気ギャップに余裕が
あるときは、金属とテフロンとの接触面ではテフロンが
破損しやすいことを考慮して、回転子６Ｒ及び固定子６
Ｓの双方にテフロンの出張りを設けるようにしたもの
で、安定したシャフトの停止が行なわれる。
あるときは、金属とテフロンとの接触面ではテフロンが
破損しやすいことを考慮して、回転子６Ｒ及び固定子６
Ｓの双方にテフロンの出張りを設けるようにしたもの
で、安定したシャフトの停止が行なわれる。
【００２０】上記図１〜図５においては電動機について
の構成を示したのであるが、図６に示す磁気軸受１，２
についても全く同様にテフロンを用いた図１〜図５の構
成とすることにより、危急軸受の代りとすることができ
る。
の構成を示したのであるが、図６に示す磁気軸受１，２
についても全く同様にテフロンを用いた図１〜図５の構
成とすることにより、危急軸受の代りとすることができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、磁気軸
受の回転子と固定子あるいは電動機の回転子と固定子の
少なくともいずれかにテフロン等の摺動部材を備えたこ
とにより、従来の如き危急軸受は不要となり、危急軸受
のスペースも不要となり、更には危急軸受の部品も削減
できることとなり、小型でコストが安くシャフトの長さ
も短くなって危険速度の次数を減ずることができる。
受の回転子と固定子あるいは電動機の回転子と固定子の
少なくともいずれかにテフロン等の摺動部材を備えたこ
とにより、従来の如き危急軸受は不要となり、危急軸受
のスペースも不要となり、更には危急軸受の部品も削減
できることとなり、小型でコストが安くシャフトの長さ
も短くなって危険速度の次数を減ずることができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例の構成図。
【図２】変形例の構成図。
【図３】他の例の簡略構成図。
【図４】更に他の例の簡略構成図。
【図５】その他の例の簡略構成図。
【図６】従来例の断面構成図。
【図７】磁気軸受の説明図。
１，２ 磁気軸受 ４ シャフト ６ 電動機 ６Ｓ 固定子 ６Ｒ 回転子 ６ｄ くさび
Claims (3)
- 【請求項１】 磁気軸受周表面、固定子内周表面、及び
回転子外周表面の少なくとも一つの軸方向に沿って形成
された溝に低摩擦係数の摺動部材を周表面より突出させ
て収納した磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項２】 上記摺動部材は、コイルが収納された上
記溝であるスロットに嵌め込まれるくさびであることを
特徴とする請求項１記載の磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項３】 上記摺動部材は、上記周表面に対応した
リング状に形成し、上記溝に対応してこのリング状より
突起を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の
磁気軸受を有する回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34597397A JPH11182547A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 磁気軸受を有する回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34597397A JPH11182547A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 磁気軸受を有する回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182547A true JPH11182547A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18380275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34597397A Withdrawn JPH11182547A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 磁気軸受を有する回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11182547A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007032443A1 (de) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Voith Patent Gmbh | Hybridlager und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US20150054367A1 (en) * | 2011-09-13 | 2015-02-26 | Rolls-Royce Ab | Method of and a device for protecting a motor in a pod against shaft bending shocks |
-
1997
- 1997-12-16 JP JP34597397A patent/JPH11182547A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007032443A1 (de) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Voith Patent Gmbh | Hybridlager und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US8330312B2 (en) | 2007-07-10 | 2012-12-11 | Voith Patent Gmbh | Hybrid bearing and method for the production thereof |
| US20150054367A1 (en) * | 2011-09-13 | 2015-02-26 | Rolls-Royce Ab | Method of and a device for protecting a motor in a pod against shaft bending shocks |
| US10361605B2 (en) * | 2011-09-13 | 2019-07-23 | Rolls-Royce Akteibolag | Method of and a device for protecting a motor in a pod against shaft bending shocks |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |