JPS5945847B2 - 着脱可能な磁気的支持システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は着脱可能な電磁式の回転体支持システムに関
するもので回転体に装着したケーシングで支えられたア
ーマチュアおよび固定した支持台上に上記アーマチュア
に対して装着されたステータとによつて構成された少な
くとも１つの電磁軸受と、回転体と一体化されたアーマ
チュアを構成する部分と協働する固定ステータによつて
構成され、上記軸受を制御するための少なくとも１つの
電磁式回転体位置検出器とを備えたシステムに関するも
のである。

上記のような軸受によつて、ある種の回転体をフレーム
内に取り外し自在に装着することは知られている。

即ち、たとえば仕上げ用旋盤に訃いて、高い精度の作業
をするために、シヤフトが磁気的軸受に一時的に設置さ
れる。このような作業はたとえば印刷用のローラーベア
リングに最終的に載置される、彫刻された印刷ローラ等
に必要なもので、完全に規則的な曲線をもつように仕上
げられていなければならない。この仕上げ操作は、印刷
ローラが取外し可能な磁気支持機構により装着された旋
盤などによつてなされる。公知の磁気的支持システムで
は、各電磁軸受はフレームに固定されたステータとロー
タの端部に取付けられたケーシングに固定されたアーマ
チユアとを備えている。

上記の軸受制御用の電磁検出器は制御しようとする軸受
の傍に設けられ、ケーシングに固定したアーマチユアに
関連して設けられた固定ステータを有する。この種の装
置はいくつかの欠点を持つている。実際、軸受の取外し
可能なケーシングはいつも少し不正確な状態で回転シャ
フトと係合している。軸受の中心合せ誤差や取付誤差は
ステータとロータとが接触していない限り、さして重大
なことではないが、回転体位置について誤つた指令を発
してはならない検出器にとつては良いことではない。結
果として、軸受と協働する検出器が取外し可能なケーシ
ングと互いに協働的に作動するようになつている上記の
方法は満足なものではない。この発明は上述の欠点を除
くためになされたものであつて、回転体位置の検出特性
を改善した取外し可能な磁気的支持装置を提供しようと
するものである。

上述の目的は、制御しようとする軸受から独立に検出器
を設けるとともに、該検出器はフレーム上に固定して装
着され、回転体上に形成した基準面に関して直接的に、
かつ軸受のアーマチユアを載置したケーシングから独立
して設けられたステータを備えた回転体の支持システム
によつて達成される。

この軸受とこれに協働する検出器とは直径方向に作用す
る軸受でもあるいは軸方向に作用するもののどちらにで
も適用される。

この発明は１個以上の直径方向或いは軸方向検出器とと
もにそれぞれ作動する１個以上のラジアル軸受或いは１
個以上の軸方向（スラスト）軸受を含む装置に適用出来
るものである。

この場合、各検出器は、その検出器で制御しようとする
軸受から独立に設けられるとともに、各検出器は固定さ
れた支持台に設けられたステータを備え、回転体上の環
状の基準面に直接対面するように配置される。このよう
にして、この発明によれば検出器は回転体位置の実質的
な検出精度を確実にするために、回転体上の基準面と直
接的に協働する。

この発明の一実施例に訃いては、ラジアル検出器と協働
する基準面は回転体上にすでに形成された仕土げ面部で
構成され、ローラーベアリング上に受承されるべきもの
である。

そして検出器用に選定された基準面は当該検出器と協働
する電磁式軸受の装着部に必ずしも設ける必要はなく、
ローラーベアリングに装着されたものでも等しく作用す
るものである。

回転体のラジアル面に形成され、ラジアル（半径方向）
軸受と協働する環状の基準面は回転体上に形成された肩
部で構成される。

この環状表面は回転体の端面により構成される。ラジア
ル軸受と同じ半径方向の位置にある検出器によつて制御
されるラジアル軸受のアーマチユアを載置しているケー
シング上にラジアル検出器を配置することは必ずしも必
要ではないので有利である。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明する。

図面はこの発明による電磁式軸受に装着された回転体の
長手方向の半断面図である。

回転体としてのシャフト１には電磁軸受の一部分を支持
するケーシング２が装着されている。

シャフト１は公知のように異径部分１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄを有し、最小径部１ａから始まつて少しづつその直
径が増加するようにしている。スリーブ状のケーシング
２はシヤフト１の１端に円筒状の部材６０を介して着脱
可能に取り付けられており、固定フレーム７と１体に構
成された固定部材２５上に支持された把持部材３５によ
り、所定位置に保たれている。ケーシング２はその外周
面にラジアル軸受３のアーマチユア４を支持している。
このラジアル軸受３は固定フレーム７と１体になつたス
テータ５ａで包囲されてなるもので、ステータ５ａはア
ーマチユア４から短距離Ｅｐｒだけ離隔している。この
ステータ５ａはコアと２条の導線８，９を有する巻線６
とを備えている。デイスク１１がケーシング２上に固定
されているとともに、軸方向軸受１０のアーマチユアを
構成する外周部１２を有する。アーマチユア１２はその
両側に設けられた２つのステータ１３ａ，１５ａと協働
するもので、両者の間は短距離８，ａだけ隔てられてい
る。各ステータ１３ａ，１５ａはそれぞれ巻線１４，１
６を有する。このステータ１３ａおよび１５ａは固定フ
レーム７に固定されている。この軸方向軸受は当然のこ
とながら、シヤフト１を囲むただ１つのステータ、たと
えば１３ａだけで構成してもよい。

，軸方向電磁検出器が公知の方法で軸方向軸受１０の直
ぐ近傍に隣接したところに配設されている。

軸受１０のステータを支持する、固定部材２１に形成さ
れた環状の受座１８と２０はデイスク１１に組み込まれ
た環状のアーマチユア１７，１９と協働する検出器のス
テータを収納している。上記したアーマチユア１７，１
９は強磁性体のシート材にてなるものである。同様に、
シヤフト１の半径方向位置検出用の検出器がラジアル軸
受３に直ぐ近傍に隣接して設けられており、ケーシング
２と１体に組み立てられたアーマチユアと協働する固定
ステータを備えている。

そのような具体例に訃いては、ケーシング２は多少の中
心誤差を有する状態でシヤフト１に装着されているので
比較的不正確である。そのためケーシング２に連結して
いるところの、検出器のアーマチユアを構成する表面も
シヤフト位置検出用の正確は基準とはなり得ない。この
発明によれば、ラジアル電磁検出器４６がケーシング２
から独立して、シャフト１の仕上げられた面である基準
面４７に直接協働するように設けられる。

検出器４６は支持体５０に装着された鉄板にてなるコア
４８と巻線４９を含むステータ４８ａを備えている。基
準面４７はアーマチユアとして作用するもので、ステー
タから距離Ｅｄｒだけ離隔している。基準面４７はラジ
アル軸受３が撤去されてシヤフト１が所定の装着位置に
取付けられるような場合には、ローラーベアリング内に
収納されるようになつている。ステータ４８ａを支える
支持体部分５０は、リング５８に連結部材５１により装
着され、このリング５８は介在物４１によつてフレーム
７に固定された部材４５の端部に装着されている。

端部に検出器４６を固定するようにした組立部分４１，
４５，５８は、ケーシング２を取り外す場合に、ボルト
４３，４４をゆるめることによりフレーム７から取外せ
るようになつている。図示したような、１つの有利な実
施例においては、検出器４６はラジアル軸受３の下側で
ケーシング２の下方に配設され、ケーシング２と検出器
４６とは半径方向（ラジアル）面に接近するようになつ
ている。

また、ケーシング２とステータ４８ａとの間が接触する
ことなく表面４７に検出器４６が対面出来るように、か
つシヤフト１とケーシング２との間に空間が得られるよ
うに、ケーシング２は、２２で示す部分を薄肉部として
いる。軸方向軸受１０を制御するための軸方向電磁検出
器５２がケーシング２から独立して、シヤフト１の基準
面５３に対向して設けられている。この環状でかつ平面
状となつている基準面５３はシヤフト１の軸に対して直
角であり、２つのシヤフト部分１ｃと１ｄとの結合面に
相当する肩部で構成されている。検出器５２のステータ
は巻線５５を備えた環状コア５４により構成されている
。一方表面５３は軸方向ケーシング５２のアーマチユア
を構成して卦り、上記検出器のステータから距離Ｅｄａ
だけ離隔している。ステータ５４ａはフレーム７に一体
化された部材上に連結部材５７によつて固定的に装着さ
れた支持体５６に取付けられている。この支持体５６は
、ラジアル検出器４６のステータの支持体ともなつてい
る部材の一部分４２に装着出来るようになつている。上
記のようにして、ラジアル検出器４６と軸方向検出器５
２とはそのステータが、それぞれ制御しようとする軸受
から独立して固定フレーム７に取付けられて卦り、それ
ぞれ基準面４７と５３に直接に対面するように配置され
ている。

検出器４６と５２は、シヤフト１の端部に固定されたケ
ーシングの位置にどのような誤差があろうともシヤフト
位置を高精度で正確に決定出来る。上記した軸受と検出
器のステータの構造は本発明の要部をなすものではない
。

たとえば軸方向軸受１０卦よび軸方向検出器５２の環状
ステータ１３ａ，１５ａ；５４ａはシヤフト１と同軸の
強磁性体本体１３，１５，５４と励磁巻線１４，１６，
５５を備えている。またラジアル軸受３はステータ５ａ
を含んでいるが、この場合、コア５は巻線組立部６を装
着したポールピース或いは鉄心で構成される。ラジアル
検出器４６のステータの構造は、フランス特許第２２１
４８９０号に記載されたものを用いると有利である。

ラジアル軸受３の巻線６の励磁電流は検出器４６によつ
て供給される信号により制御される。検出器４６による
軸受３の制御方法はフランス特許第２１４９６４４号に
記載された回路により行なうことが出来る。当然のこと
ながら検出器４６と同様の検出器を複数個設けて動作さ
せることも可能であり、別々の検出器はそのステータが
フレーム７に固定的に設置されるとともに、シヤフト１
の基準面と協働するように装着される。検出器４６と５
２のそれぞれの巻線に導かれる電線は図示しないが、部
材５８，５６と４５に設けられた管状の空洞内を通つて
導出される。

図示の場合には回転体としてのシヤフトの一方′ノ 端に磁気的支持装置を着脱可能に設けたが、同様の支持
装置で回転体の両端を支持するようにしても良い。

特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内で種々の
変形が可能である。

たとえば、シヤフト１の慣性軸が軸受３の回転軸と正確
に一致しないで装着されていない場合に｝ける不均衡に
より生じる同期的寄生振動による有害な影響が生じるこ
とがある。

そのような有害な影響はフランス特許第２３３６６０２
号に記載された制御回路を用いて、検出器４６により軸
受３を制御することにより低減出来る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による電磁軸受に装着された回転体の長
手方向にとつた半断面図である。 １．・・シヤフト、２・・・ケーシング、３・・・ラジ
アル軸受、４・・・アーマチユア、５ａ．・・ステータ
、５・．・コア、６．．．巻線、７．・・固定フレーム
、８，９・・・導線、１０・・・軸方向軸受、１１・・
・デイス久 １２・．．外周部、１７，１９・・・アー
マチユア、１８，２０．．．受座、４６．．．ラジアル
検出器、４７・・・仕上面、４８．．．コア、４９．・
・巻線、５０・．・支持体、５２．．．軸方向電磁検出
器、５３．・・基準面、５４ａ・・・ステータ、５４・
・・コア、５５．・・巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）回転体に対して取外し可能に装着されるスリ
   ーブ状のケーシングと、（ｂ）ケーシングにより支持さ
   れた軸受用アーマチュアと、このアーマチュアと作用し
   得るように固定支持体に装着された軸受用ステータとに
   より構成される少なくとも１つの電磁軸受と、（ｃ）固
   定支持体に装着されるとともに、上記少なくとも１つの
   電磁軸受とは独立に設けられ、かつ上記電磁軸受を制御
   する少なくとも１つの回転体位置検出器とを備え、（ｄ
   ）この検出器は上記回転体の表面そのものを基準面とし
   て、かつ、この基準面が検出器用のアーマチュアとなす
   ように検出器のステータが配置され、（ｅ）この検出器
   用のステータは上記固定支持体に着脱可能に、かつ、ケ
   ーシングとは独立に装着されることを特徴とする着脱可
   能な磁気的支持システム。 ２ 軸受とこの軸受に協働する検出器は軸方向用の軸受
   と検出器である特許請求の範囲第１項記載の支持システ
   ム。 ３ 軸受とこの軸受に協働する検出器は半径方向用の軸
   受と検出器である特許請求の範囲第１項記載の支持シス
   テム。 ４ 少なくとも１つの半径方向の電磁式の端部軸受とこ
   の軸受に協働する半径方向電磁検出器と、１つの軸方向
   の電磁式軸受とこの軸受に協働する軸方向電磁検出器と
   を有し、各検出器は制御しようとする軸受とは独立に装
   着され、かつ各検出器は回転体上に形成された環状の基
   準面に直接に対面する固定支持体に固定して設置された
   ステータを備えてなる特許請求の範囲第１項記載の支持
   システム。 ５ 軸方向検出器と協働する環状の基準面は回転体の軸
   の長手方向に直角な平面であつて、回転体の肩部で構成
   されてなる特許請求の範囲第４項記載の支持システム。 ６ 半径方向検出器と協働する環状基準面は、ローラー
   軸受に収容される適当な回転体周面上の仕上げられた表
   面部分で構成されたものである特許請求の範囲第４項記
   載の支持システム。 ７ 半径方向検出器は半径方向軸受の下方のケーシング
   内に配置されたものである特許請求の範囲第６項記載の
   支持システム。