JPS5884221A - 五軸制御型磁気軸受 - Google Patents
五軸制御型磁気軸受Info
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- JPS5884221A JPS5884221A JP56182088A JP18208881A JPS5884221A JP S5884221 A JPS5884221 A JP S5884221A JP 56182088 A JP56182088 A JP 56182088A JP 18208881 A JP18208881 A JP 18208881A JP S5884221 A JPS5884221 A JP S5884221A
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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
- 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
- F16C32/0459—Details of the magnetic circuit
- F16C32/0461—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit
- F16C32/0465—Details of the magnetic circuit of stationary parts of the magnetic circuit with permanent magnets provided in the magnetic circuit of the electromagnets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0489—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of five degrees of freedom, e.g. two radial magnetic bearings combined with an axial bearing
-
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- 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
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/40—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
- F16C2300/62—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions low pressure, e.g. elements operating under vacuum conditions
-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、永久磁石の吸引力と電磁コイルの制御吸引力
との相互作用により、ステータ部に対しロータ部を非接
触で支持すると共に、特に全方向に対しロータ部の微少
表姿勢制御を可能とする１軸制御型磁気軸受に関する本
のである。
との相互作用により、ステータ部に対しロータ部を非接
触で支持すると共に、特に全方向に対しロータ部の微少
表姿勢制御を可能とする１軸制御型磁気軸受に関する本
のである。
磁気軸受とは回転している物体を支持する力として、磁
気力を利用する軸受けである。この磁気軸受は、摩擦・
疲労による寿命の制限がないこと、摩擦トルクが極めて
小さいこと、真空・高温・低温等の特殊な環境に対する
適合性が優れている等の著しい特色があるために近年盛
んに研究され或いは水平二方向の姿勢制御する所謂−軸
又は二軸制御であり、残りの自由度は受動安定なので振
動や振れ廻りが生じ易く軸受の剛性が小さい。又、所謂
玉軸制御型の回転軸方向、それと直交する２軸方向、及
びその２軸まわりの傾き２方向の五方向を制御する磁気
軸受も知られてはいるが、永久磁石を使用しない電磁石
制御なので電力損失が大きい欠点がある。更には従来の
磁気軸受は各制御軸ごとに永久磁石を使う場合が多く４
．その構造が極めて複雑となる欠点がある。
気力を利用する軸受けである。この磁気軸受は、摩擦・
疲労による寿命の制限がないこと、摩擦トルクが極めて
小さいこと、真空・高温・低温等の特殊な環境に対する
適合性が優れている等の著しい特色があるために近年盛
んに研究され或いは水平二方向の姿勢制御する所謂−軸
又は二軸制御であり、残りの自由度は受動安定なので振
動や振れ廻りが生じ易く軸受の剛性が小さい。又、所謂
玉軸制御型の回転軸方向、それと直交する２軸方向、及
びその２軸まわりの傾き２方向の五方向を制御する磁気
軸受も知られてはいるが、永久磁石を使用しない電磁石
制御なので電力損失が大きい欠点がある。更には従来の
磁気軸受は各制御軸ごとに永久磁石を使う場合が多く４
．その構造が極めて複雑となる欠点がある。
ここに於いて本発明の目的は、上述の欠点を解消すると
共に、２個の永久磁石を使用して所謂五軸制御を行ない
、制御し易い磁界変調型の玉軸制御型磁気軸受を提供す
ることにあり、その内容は非接触で相対的に回転し得る
ロータ部とステータ部とから成り、ロータ部又はステー
タ部又は両者に軸方向に着磁した２個の円筒形と等価の
第１、第２の永久磁石を設け、ロータ部とステータ部の
ヨーク間Ｋ、前記第１及び第２の永久磁石の磁束が分岐
して軸方向に相互に逆方向に通過する第１及び第２の空
隙磁路を形成し、ステータ部に設けた第１の電磁コイル
により発生する磁束が、前記第１、第２の空隙磁路を直
列に通過するようにし、ロータ部とステータ部の軸方向
両端部（（は、ステータヨークをロータヨークがそれぞ
れ円周状に囲み、これらの間に前記第１の永久磁石、第
２の永久磁石の磁束がそれぞれ半径方向に通過する第３
、第４の空隙磁路を形成し、ステータ部の軸方向両端部
のステータヨークは放射状に少なくとも３個にほぼ分割
し、それぞれ少なくとも２組ずつの電磁コイ□ルを巻回
し、これらの電磁コイルにより発する磁束がそれぞれ第
３、第４の空隙磁路を通過させるようにすると共に、軸
方向、ロータ部軸方向両端部のそれぞれの軸方向と直交
する対称２方向の計５方向の位置を検出するためにロー
タ部周囲に少なくとも５個の位置検出器を配置し、各位
置検出器の出力を基に対応する電磁コイルに供給する電
流を制御するようにしたことを特徴とするものである。
共に、２個の永久磁石を使用して所謂五軸制御を行ない
、制御し易い磁界変調型の玉軸制御型磁気軸受を提供す
ることにあり、その内容は非接触で相対的に回転し得る
ロータ部とステータ部とから成り、ロータ部又はステー
タ部又は両者に軸方向に着磁した２個の円筒形と等価の
第１、第２の永久磁石を設け、ロータ部とステータ部の
ヨーク間Ｋ、前記第１及び第２の永久磁石の磁束が分岐
して軸方向に相互に逆方向に通過する第１及び第２の空
隙磁路を形成し、ステータ部に設けた第１の電磁コイル
により発生する磁束が、前記第１、第２の空隙磁路を直
列に通過するようにし、ロータ部とステータ部の軸方向
両端部（（は、ステータヨークをロータヨークがそれぞ
れ円周状に囲み、これらの間に前記第１の永久磁石、第
２の永久磁石の磁束がそれぞれ半径方向に通過する第３
、第４の空隙磁路を形成し、ステータ部の軸方向両端部
のステータヨークは放射状に少なくとも３個にほぼ分割
し、それぞれ少なくとも２組ずつの電磁コイ□ルを巻回
し、これらの電磁コイルにより発する磁束がそれぞれ第
３、第４の空隙磁路を通過させるようにすると共に、軸
方向、ロータ部軸方向両端部のそれぞれの軸方向と直交
する対称２方向の計５方向の位置を検出するためにロー
タ部周囲に少なくとも５個の位置検出器を配置し、各位
置検出器の出力を基に対応する電磁コイルに供給する電
流を制御するようにしたことを特徴とするものである。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。陶、
説明の便宜上、軸方向両端部、この２軸に直交する２方
向をＹ軸、Ｙ軸として説明する。
説明の便宜上、軸方向両端部、この２軸に直交する２方
向をＹ軸、Ｙ軸として説明する。
第１図は本発明に係る磁気軸受の縦断面図であり、第２
図は第１図のπ−■線に沿った断面図である。この磁気
軸受はロータ部１とステータ部２とから成り、ロータ部
１ｄステータ部２の周囲をステータ部２の回転軸３を中
心に回転するようになっている。ロータ部１の上下対称
の中心部には、磁性体から成る円環状の第１のロータヨ
ーク４が設けられ、その周囲は上下に端部５．６を有す
る短円筒状となっている。この第１のロータヨーク４の
周縁部の上下には、軸方向に着磁された円筒状の第１、
第２の永久磁石１．８が接続されており、各々の上端部
及び下端部には円環状の磁性体から成る第２、第３のロ
ータヨーク９．１ｏが配置されている。第１、第２の永
久磁石７．８の極性は、第１のロータヨーク４に接する
端部同士を例えば南極Ｓの同極性とし、第２、第３のロ
ータヨーク９．１０に接する端部同士を北極Ｎとしてい
る。一方、ステータ部２には回転軸３を中心に第１のス
テータヨーク１５が設けられ、その中央部には前述の第
１のロータヨーク４の端部５．６との間に第１、第２の
空隙磁路１６．１７を形成する端部１８，１９を有する
開口部が設けられている。又、この第１のステータヨー
ク１５、第１、第２の空隙磁路１６，１７．第１のロー
タヨーク４から成る磁気回路に磁束を通過させるための
第１の電磁フィル２０が第１のステータヨーク１６に巻
回されている。この第１のステータヨーク１６の上下端
には、ステータヨーク１５と磁気的に接続する第２、第
３のステータヨーク２１．２２が設けられており、これ
らのステータヨーク２１．２２は、前述の第２、第・３
の１−タヨーク９．１０の内周部との間に円環状の第３
、第４の空隙磁路２３．２４が形成されている。第２、
第３のステータヨーク２１，２２には 第２図に示すよ
うにその中心部に向う４個の切込み２５ 、 ２６．２
７゜２８が等間隔に設けられており、ステータヨーク２
１ 、 ２２は４個に分割されている一℃ただし、第３
のステータヨークの切込み、分割部にっやては図示を省
略）。又、これらの分割部２９．３０ 。
図は第１図のπ−■線に沿った断面図である。この磁気
軸受はロータ部１とステータ部２とから成り、ロータ部
１ｄステータ部２の周囲をステータ部２の回転軸３を中
心に回転するようになっている。ロータ部１の上下対称
の中心部には、磁性体から成る円環状の第１のロータヨ
ーク４が設けられ、その周囲は上下に端部５．６を有す
る短円筒状となっている。この第１のロータヨーク４の
周縁部の上下には、軸方向に着磁された円筒状の第１、
第２の永久磁石１．８が接続されており、各々の上端部
及び下端部には円環状の磁性体から成る第２、第３のロ
ータヨーク９．１ｏが配置されている。第１、第２の永
久磁石７．８の極性は、第１のロータヨーク４に接する
端部同士を例えば南極Ｓの同極性とし、第２、第３のロ
ータヨーク９．１０に接する端部同士を北極Ｎとしてい
る。一方、ステータ部２には回転軸３を中心に第１のス
テータヨーク１５が設けられ、その中央部には前述の第
１のロータヨーク４の端部５．６との間に第１、第２の
空隙磁路１６．１７を形成する端部１８，１９を有する
開口部が設けられている。又、この第１のステータヨー
ク１５、第１、第２の空隙磁路１６，１７．第１のロー
タヨーク４から成る磁気回路に磁束を通過させるための
第１の電磁フィル２０が第１のステータヨーク１６に巻
回されている。この第１のステータヨーク１６の上下端
には、ステータヨーク１５と磁気的に接続する第２、第
３のステータヨーク２１．２２が設けられており、これ
らのステータヨーク２１．２２は、前述の第２、第・３
の１−タヨーク９．１０の内周部との間に円環状の第３
、第４の空隙磁路２３．２４が形成されている。第２、
第３のステータヨーク２１，２２には 第２図に示すよ
うにその中心部に向う４個の切込み２５ 、 ２６．２
７゜２８が等間隔に設けられており、ステータヨーク２
１ 、 ２２は４個に分割されている一℃ただし、第３
のステータヨークの切込み、分割部にっやては図示を省
略）。又、これらの分割部２９．３０ 。
３１．３２にはそれぞれ４個の電磁コイル３３．３４．
３５％ ３６が巻回されている。これらの電磁コイルは
対向する電磁コイル同士即ち３３．３５及び３４，３６
が直列的又は並列的に接続され、第２のステータヨーク
２１ に於いては、電磁コイルによる２種類の電磁回路
が存在することになり、上下都合せて４種類の電流をこ
れらの電磁コイルに独立的に流すことができるようにな
っている。
３５％ ３６が巻回されている。これらの電磁コイルは
対向する電磁コイル同士即ち３３．３５及び３４，３６
が直列的又は並列的に接続され、第２のステータヨーク
２１ に於いては、電磁コイルによる２種類の電磁回路
が存在することになり、上下都合せて４種類の電流をこ
れらの電磁コイルに独立的に流すことができるようにな
っている。
同、実施例に於いては、第２．第３のロータヨーク９．
１０、及び第２、第３のステータヨーク２１．２２は、
例えば電磁鋼板等・から成る積層板を使用して高速回転
時の渦電流の損失を少なくするようになっている。又、
この磁気軸受には５個の位置検出器、即ちロータ部１の
軸方向の位置を検出するための第１の位置検出器４１、
ロータ部１の上部のＸ軸、Ｙ軸それぞれの方向の位置を
検出するための第２、第３の位置検出器４２．４３、ロ
ータ部２の下部のＸ軸、Ｙ軸それぞれの位置を検出する
第４．第６の位置検出器４４ 、 ４５ （但し４５
は図示せず）がロータ部１の周囲に配置されている。こ
れらの位置検出器・（５個）はそれぞれ図示しない制御
回路に接続され、この制御回路からの制御信号が各電磁
コイル′に流れるようになっている。即ち、第１の電磁
コイル２ｏには第１の位置検出器４１の出力に基づく電
力が供給され第２のステータヨーク２１０２種類のコイ
ルには第２、第３の位置検出器４２．４３がそれぞれ対
応してお９、第３のステータヨーク２２の電磁コイルに
は第４、第５の位置検出器４４．４５がそれぞれ対応し
て制御電流を供給するように構成されている。又、４６
、・４６は緊急用のベアリングであり、ロータ部１のケ
ーシング４７又は４８が停止時又は緊急時に接触し得る
ようになっている。
１０、及び第２、第３のステータヨーク２１．２２は、
例えば電磁鋼板等・から成る積層板を使用して高速回転
時の渦電流の損失を少なくするようになっている。又、
この磁気軸受には５個の位置検出器、即ちロータ部１の
軸方向の位置を検出するための第１の位置検出器４１、
ロータ部１の上部のＸ軸、Ｙ軸それぞれの方向の位置を
検出するための第２、第３の位置検出器４２．４３、ロ
ータ部２の下部のＸ軸、Ｙ軸それぞれの位置を検出する
第４．第６の位置検出器４４ 、 ４５ （但し４５
は図示せず）がロータ部１の周囲に配置されている。こ
れらの位置検出器・（５個）はそれぞれ図示しない制御
回路に接続され、この制御回路からの制御信号が各電磁
コイル′に流れるようになっている。即ち、第１の電磁
コイル２ｏには第１の位置検出器４１の出力に基づく電
力が供給され第２のステータヨーク２１０２種類のコイ
ルには第２、第３の位置検出器４２．４３がそれぞれ対
応してお９、第３のステータヨーク２２の電磁コイルに
は第４、第５の位置検出器４４．４５がそれぞれ対応し
て制御電流を供給するように構成されている。又、４６
、・４６は緊急用のベアリングであり、ロータ部１のケ
ーシング４７又は４８が停止時又は緊急時に接触し得る
ようになっている。
本発明の実施例は上述の構成を有するので、第１の永久
磁石７により発生する磁束φ、は北極Ｎから発し、第２
のロータヨーク９、第３の空隙磁路２３、第２のステー
タヨーク２１ を経由し、第１のステータヨーク１５の
開口部の端部１８及び１９から第１の空隙磁路１６及び
第２の空隙磁路１７を通過して第１のロータヨーク４に
達し第１の永久磁石７の南極Ｓに戻る。−又、第２の永
久磁石８を基に発生する磁束φ２は前述の磁束φ、の通
路と上下対称に流れることになり、電磁コイル２０の内
側を流れる磁束は相殺して流れない。尚、永久磁石７．
８の極性を逆にすれば磁束φ１、φ２は逆の順序で流れ
ることは勿論である。今ここで、第１の電磁コイル２０
に電流が供給されていない場合を考えてみると、第１、
ｗｐＩ２の空隙磁路１６．１７には磁束φいφ２により
それぞれ軸方向に互いに吸引する吸引力が作用すること
になる。そして第１及び第２の空隙磁路１６，１７に作
用する吸引力は。
磁石７により発生する磁束φ、は北極Ｎから発し、第２
のロータヨーク９、第３の空隙磁路２３、第２のステー
タヨーク２１ を経由し、第１のステータヨーク１５の
開口部の端部１８及び１９から第１の空隙磁路１６及び
第２の空隙磁路１７を通過して第１のロータヨーク４に
達し第１の永久磁石７の南極Ｓに戻る。−又、第２の永
久磁石８を基に発生する磁束φ２は前述の磁束φ、の通
路と上下対称に流れることになり、電磁コイル２０の内
側を流れる磁束は相殺して流れない。尚、永久磁石７．
８の極性を逆にすれば磁束φ１、φ２は逆の順序で流れ
ることは勿論である。今ここで、第１の電磁コイル２０
に電流が供給されていない場合を考えてみると、第１、
ｗｐＩ２の空隙磁路１６．１７には磁束φいφ２により
それぞれ軸方向に互いに吸引する吸引力が作用すること
になる。そして第１及び第２の空隙磁路１６，１７に作
用する吸引力は。
はぼ相殺されロータ部１とステータ部２０間に中立位置
が存在することになる。然しなから実際にはロータ部１
の自重等によりそのままではこの中立位置が保持される
仁とは極めて困難であり、例えばロータ部１は下方に移
動し、第１の空隙磁路１６が開き、第２の空隙磁路１７
が狭くなる。すると第１の空隙磁路１６では磁気抵抗が
大となり、磁束φ、もφ２も減少し、逆に第２の空隙磁
路１７では磁束φ１もφ、も増大して、ロータ部１が下
方に移行する傾向は更に大となる。そこで軸方向位置を
検出する第１の位置検出器４１によりロータ部１の軸方
向変位を検出して軸方向制御回路に出力するこきによ抄
、第１の電磁コイル２ｏに電流が供給され、前述の場合
で言えば、第１の空隙磁路１６から第２の空隙磁路１７
方向に向う点線で示す磁束へを発生させる。かくするこ
とにより、第１の空隙磁路１６の吸引力を強め、第２の
空隙磁路１７の吸引力を弱めることになるので第１の空
隙磁路・１６の間隔を狭くシ、第２の空隙磁路１７の間
隔を開くようにロータ部１が軸方向に移動することにな
る。このようにしてロータ部１の軸方向位置を第１の位
置検出器４１ で検出しながら、軸方向制御回路により
第１の電磁コイル２０に供給する電流を調整することに
なり、ロータ部１は軸方向の所定位置でステータ部２に
対して非接触状態で安定することになる。
が存在することになる。然しなから実際にはロータ部１
の自重等によりそのままではこの中立位置が保持される
仁とは極めて困難であり、例えばロータ部１は下方に移
動し、第１の空隙磁路１６が開き、第２の空隙磁路１７
が狭くなる。すると第１の空隙磁路１６では磁気抵抗が
大となり、磁束φ、もφ２も減少し、逆に第２の空隙磁
路１７では磁束φ１もφ、も増大して、ロータ部１が下
方に移行する傾向は更に大となる。そこで軸方向位置を
検出する第１の位置検出器４１によりロータ部１の軸方
向変位を検出して軸方向制御回路に出力するこきによ抄
、第１の電磁コイル２ｏに電流が供給され、前述の場合
で言えば、第１の空隙磁路１６から第２の空隙磁路１７
方向に向う点線で示す磁束へを発生させる。かくするこ
とにより、第１の空隙磁路１６の吸引力を強め、第２の
空隙磁路１７の吸引力を弱めることになるので第１の空
隙磁路・１６の間隔を狭くシ、第２の空隙磁路１７の間
隔を開くようにロータ部１が軸方向に移動することにな
る。このようにしてロータ部１の軸方向位置を第１の位
置検出器４１ で検出しながら、軸方向制御回路により
第１の電磁コイル２０に供給する電流を調整することに
なり、ロータ部１は軸方向の所定位置でステータ部２に
対して非接触状態で安定することになる。
又、ロータ部１及びステータ部２の第３の空隙磁路２３
では、前述の第１の永久磁石７による磁束φ、が外側の
第２のロータヨーク９から内側の第２のステータヨーク
２１に流れ込んでいる。今、第２図に於いてロータ部１
がＸ軸の左側方向に変位したとすると、第３の空隙磁路
２３のうち右側が狭くな沙、左側が広くなるととＫなり
、狭くなった空隙磁路部分に磁束φ、が集中し吸引力が
強ま９、益々狭くなるようにロータ部１の変位を助長す
ることになる。そこで第２の位置検出器４２により変位
を検出し、Ｘ軸方向に位置する電磁コイル３４及び３４
に電流を供給し、点線で示すように、第２のステータヨ
ーク２１を左側から右側に通過して第２のロータヨーク
９に流れ、ロータヨーク９を廻り込んで再び左側に戻っ
てくるような磁束φ４を発生させることによ抄、狭くな
った部分の吸引力を弱め、広がった部分の吸引力を強く
することＫよりロータ部１を元の中立位置に戻すことが
可能となる。又、第１のロータヨークがＹ軸方向に変位
した場合も同様であり、更には第３のロータヨーク１０
がＸ軸又はＹ軸方向に変位した場合でも、同様に第４又
は第５の位置検出器４４．４５を用いて行なうことがで
きる。
では、前述の第１の永久磁石７による磁束φ、が外側の
第２のロータヨーク９から内側の第２のステータヨーク
２１に流れ込んでいる。今、第２図に於いてロータ部１
がＸ軸の左側方向に変位したとすると、第３の空隙磁路
２３のうち右側が狭くな沙、左側が広くなるととＫなり
、狭くなった空隙磁路部分に磁束φ、が集中し吸引力が
強ま９、益々狭くなるようにロータ部１の変位を助長す
ることになる。そこで第２の位置検出器４２により変位
を検出し、Ｘ軸方向に位置する電磁コイル３４及び３４
に電流を供給し、点線で示すように、第２のステータヨ
ーク２１を左側から右側に通過して第２のロータヨーク
９に流れ、ロータヨーク９を廻り込んで再び左側に戻っ
てくるような磁束φ４を発生させることによ抄、狭くな
った部分の吸引力を弱め、広がった部分の吸引力を強く
することＫよりロータ部１を元の中立位置に戻すことが
可能となる。又、第１のロータヨークがＹ軸方向に変位
した場合も同様であり、更には第３のロータヨーク１０
がＸ軸又はＹ軸方向に変位した場合でも、同様に第４又
は第５の位置検出器４４．４５を用いて行なうことがで
きる。
これらの制御は単にロータ部１を中立位置に戻すだけで
はなく、意識的に一方に片寄らせることもできる。従っ
てロータ部１の上下の位置制御をそれぞれ独立的に行な
い、第２又は第３のロータヨーク９．１０ を片寄らせ
ることによってロータ部１をステータ部２に対して傾斜
させることが可能となる。従って本発明に係る磁気軸受
では、軸方向、水平２方向、傾斜２方向の１軸制御が実
現でき、これらの制御は人工衛星等の姿勢制御に極めて
有利である。
はなく、意識的に一方に片寄らせることもできる。従っ
てロータ部１の上下の位置制御をそれぞれ独立的に行な
い、第２又は第３のロータヨーク９．１０ を片寄らせ
ることによってロータ部１をステータ部２に対して傾斜
させることが可能となる。従って本発明に係る磁気軸受
では、軸方向、水平２方向、傾斜２方向の１軸制御が実
現でき、これらの制御は人工衛星等の姿勢制御に極めて
有利である。
実施例に於いては磁束φ１、うを発生する永久磁石をロ
ータ部ＩＫ介在させたが、必ずしもどれら紘ロータ部１
ではなくステータ部２に配置しても支障はなく、更には
ロータ部１とステータ部２の双方に設けることも可能で
ある。又、第２、第８のステータヨーク２１．２２は半
径方向に４個に分割したが、これらは３個以上に分割す
れば制御が可能であり、電磁コイルはこの分割部の全て
に巻回するのではなく２個以上Ｋ・巻回すれば理論的に
制御ができる。
ータ部ＩＫ介在させたが、必ずしもどれら紘ロータ部１
ではなくステータ部２に配置しても支障はなく、更には
ロータ部１とステータ部２の双方に設けることも可能で
ある。又、第２、第８のステータヨーク２１．２２は半
径方向に４個に分割したが、これらは３個以上に分割す
れば制御が可能であり、電磁コイルはこの分割部の全て
に巻回するのではなく２個以上Ｋ・巻回すれば理論的に
制御ができる。
以上説明したように本発明に係る磁気軸受は、５個の位
置検出器を用いて１軸制御を可能としたものであり、次
に挙げるような長所を有する。
置検出器を用いて１軸制御を可能としたものであり、次
に挙げるような長所を有する。
（１）、玉軸制御型なので振動、振れ廻りが小さく、制
御をしない受動安定軸を有するものよりも軸受剛性が大
きい。
御をしない受動安定軸を有するものよりも軸受剛性が大
きい。
Ｑ）、磁界変調型なので制御が容易であり電力消費量が
小さい。
小さい。
Ｏ）・、使用する永久磁石は軸方向着磁型なので永久磁
石の製作が容易となる。
石の製作が容易となる。
（４）、２個の永久磁石を１軸制御に共通に用いている
ので、永久磁石の使用数が少なく構造が簡単となる。
ので、永久磁石の使用数が少なく構造が簡単となる。
（５）、全ゆる方向の微少な首振り制御所謂ジン／（リ
ングが可能となる。
ングが可能となる。
図面は本発明に係る磁気軸受の一実施例を示すものであ
り、第１図はその縦断面図、第２図は第１図に於ける■
−■線に沿り九断藺図である。 符号１はロータ部、２はステータ部、４．９．１０はロ
ータヨーク、７．８は永久磁石、１６．１７．２３．２
４は空隙磁路、１６．２１．２２はステータヨーク、２
０．３３．３４．３５．３６は電磁コイル、４１ 、
４２．４３．４４は位置検出器である。 特許出願人 航空宇宙技術研究所長第１Ｗ！Ｊ ２ 第２ＷＪ
り、第１図はその縦断面図、第２図は第１図に於ける■
−■線に沿り九断藺図である。 符号１はロータ部、２はステータ部、４．９．１０はロ
ータヨーク、７．８は永久磁石、１６．１７．２３．２
４は空隙磁路、１６．２１．２２はステータヨーク、２
０．３３．３４．３５．３６は電磁コイル、４１ 、
４２．４３．４４は位置検出器である。 特許出願人 航空宇宙技術研究所長第１Ｗ！Ｊ ２ 第２ＷＪ
Claims (1)
- １、 非接触で相対的に回転し得るロータ部とステータ
部とから成り、ロータ部又はステータ部又は両者に軸方
向に着磁した２個の円筒形と等価の第１、第２の永久磁
石を設け、ロータ部とステータ部のヨーク間に、前記第
１及び第２の永久磁石の磁束が分岐して軸方向に相互に
逆方向に通過する第１及び第２の空隙磁路を形成し、ス
テータ部に設ゆた第１の電磁コイルにより発生する磁束
が前記第１、第２の空隙磁路を直列に通過するようにし
、ロータ部とステータ部の軸方向両端部には、ステータ
ヨークをロータヨークがそれぞれ円周状に囲み、これら
の間に前記第１の永久磁石、第２の永久磁石の磁束がそ
れぞれ半径方向に通過する第３、第４の空隙磁路を形成
し、ステータ部の軸方同両端部のステータヨークは放射
状に少なくとも８個にほぼ分割し、それぞれ少なくとも
２組ずつの゛電磁コイルを巻回し、これらの電磁コイル
により発生する磁束がそれぞれ第３、第４９空隙磁路を
通過させるようにすると共に、軸方向、ロータ部軸方向
両端部のそれぞれの軸方向と直交する対称２方向の計６
方向の位置を検出するた゛めにロータ部周囲に少なくと
も５個の位置検出器を配置し、各位置検出器の出力を基
に対応する電磁コイルに供給する電流を制御するようＫ
したことを特徴とする１軸制御型磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56182088A JPS5854285B2 (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 五軸制御型磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56182088A JPS5854285B2 (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 五軸制御型磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5884221A true JPS5884221A (ja) | 1983-05-20 |
| JPS5854285B2 JPS5854285B2 (ja) | 1983-12-03 |
Family
ID=16112147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56182088A Expired JPS5854285B2 (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 五軸制御型磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5854285B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2923877A1 (fr) * | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Thales Sa | Palier magnetique centreur a double etages |
| CN104989727A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-10-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种组合式五自由度电磁轴承 |
| CN105020270A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-04 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 组合式五自由度电磁轴承 |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP56182088A patent/JPS5854285B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2923877A1 (fr) * | 2007-11-16 | 2009-05-22 | Thales Sa | Palier magnetique centreur a double etages |
| US7911100B2 (en) | 2007-11-16 | 2011-03-22 | Thales | Dual-stage centering magnetic bearing |
| CN104989727A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-10-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种组合式五自由度电磁轴承 |
| CN105020270A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-04 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 组合式五自由度电磁轴承 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5854285B2 (ja) | 1983-12-03 |
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