JPS60208630A - 軸の位置安定化のための磁石軸受 - Google Patents
軸の位置安定化のための磁石軸受Info
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- JPS60208630A JPS60208630A JP60048460A JP4846085A JPS60208630A JP S60208630 A JPS60208630 A JP S60208630A JP 60048460 A JP60048460 A JP 60048460A JP 4846085 A JP4846085 A JP 4846085A JP S60208630 A JPS60208630 A JP S60208630A
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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】
本発明は物体の3軸位置安定化のだめの磁石軸受けに関
する。磁石軸受けは可動の軸受は部分の互に対向する側
に位置固定の軸受は部分を有している。その位置固定の
軸受は部分の間にその可動の軸受は部分に一方向に侵入
する永久磁石の磁束が正しく保持されている。その磁束
の方向に対して平行な復元力を発生させるために、位置
固定の軸受は部分に電気的なコイルが取り付けられ、そ
れらのコイルが可動の軸受は部分の位置を無接触で調べ
るセンサシステムおよび調節器によって制御される。
する。磁石軸受けは可動の軸受は部分の互に対向する側
に位置固定の軸受は部分を有している。その位置固定の
軸受は部分の間にその可動の軸受は部分に一方向に侵入
する永久磁石の磁束が正しく保持されている。その磁束
の方向に対して平行な復元力を発生させるために、位置
固定の軸受は部分に電気的なコイルが取り付けられ、そ
れらのコイルが可動の軸受は部分の位置を無接触で調べ
るセンサシステムおよび調節器によって制御される。
この種の磁石軸受けは例えば米国特許明細書第3,86
0,300号およびドイツ特許明、細書第244409
9号から公知である。それらは特に磁気的に受けられる
回転子の軸方向の安定化のために使用される。例えばJ
、 Vac、 Sci、 Technol。
0,300号およびドイツ特許明、細書第244409
9号から公知である。それらは特に磁気的に受けられる
回転子の軸方向の安定化のために使用される。例えばJ
、 Vac、 Sci、 Technol。
(昭和55年)第17巻第1号第303頁およびそれ局
降に掲載されたVoss/Cohem著″TJHVco
mpatible chopper system(U
HVに適合するチョッパシステム)”およびJ、Phy
s、 E、 : Sci、 Instrum。
降に掲載されたVoss/Cohem著″TJHVco
mpatible chopper system(U
HVに適合するチョッパシステム)”およびJ、Phy
s、 E、 : Sci、 Instrum。
(昭和53年)第11巻第106頁およびそれ以降に掲
載されたFremerey/ Boden著’ Act
ivepermanent magnet 5uspe
nsions for 5cientific ins
trument+(科学的装置のためのアクティブな永
久磁石懸垂)“と題する論文が参照される。それらの公
知の永久磁石による回転子軸受けの利点は、それが、あ
らゆる側で無接触の受けの目的のためには、回転子の軸
の方向の安定化のみを必要とすることにある。この利点
は何よシもまず、そのような受けが半径方向に実質上い
かなる減衰も回転数を越える際の ゛ 問題は、 Vos’s/Cohem によって前に述べられた刊行
物のる影響を軽減するために、附加的な電子的また・は
機械的な減衰装置を使用することもまた公知である。V
acuum (昭和57年)第32巻第10/11号第
685頁およびそれ以降に掲載されたFremerey
著’ 3pinning rotor vacuum
gauges (スピンする回転子真空ゲージ)” が
参照される。
載されたFremerey/ Boden著’ Act
ivepermanent magnet 5uspe
nsions for 5cientific ins
trument+(科学的装置のためのアクティブな永
久磁石懸垂)“と題する論文が参照される。それらの公
知の永久磁石による回転子軸受けの利点は、それが、あ
らゆる側で無接触の受けの目的のためには、回転子の軸
の方向の安定化のみを必要とすることにある。この利点
は何よシもまず、そのような受けが半径方向に実質上い
かなる減衰も回転数を越える際の ゛ 問題は、 Vos’s/Cohem によって前に述べられた刊行
物のる影響を軽減するために、附加的な電子的また・は
機械的な減衰装置を使用することもまた公知である。V
acuum (昭和57年)第32巻第10/11号第
685頁およびそれ以降に掲載されたFremerey
著’ 3pinning rotor vacuum
gauges (スピンする回転子真空ゲージ)” が
参照される。
磁石軸受けの安定化のだめには渦電流減衰装置もまた使
用される。そのようにして、米国特許明細書第3,92
9,350号には、軸受はシステムを安定化するために
、回転する部分に固定された永久磁石の正面に銅板を取
シ付けることが提案されている。そのような減衰装置は
使用される永久磁石材料に対して低い効率を持っている
。
用される。そのようにして、米国特許明細書第3,92
9,350号には、軸受はシステムを安定化するために
、回転する部分に固定された永久磁石の正面に銅板を取
シ付けることが提案されている。そのような減衰装置は
使用される永久磁石材料に対して低い効率を持っている
。
永久磁石の自由端でそれKよって作り出される磁場が大
きく発散し、得ようと努めている半径方向の渦電流減衰
に必要な磁場成分が軸方向にその銅板の中に僅かな到達
距離しか持っていないからである。
きく発散し、得ようと努めている半径方向の渦電流減衰
に必要な磁場成分が軸方向にその銅板の中に僅かな到達
距離しか持っていないからである。
遥に高い効率が、二つの相前後して接続された永久磁石
の間の磁場に位置固定の銅板を取シ付けることによって
得られる。ESA −CR報告(P) −696MU/
EX No、 47.055/ 15 、第12頁が
参照される。この装置では、磁場は銅板の中で実質上軸
方向に走り、そのようにして半径方向の回転子の運動の
渦電流派−のために最適に磁場を利用し尽すことが保証
される。中でも構造上の出費は大きい。全体で6個のリ
ング状の永久磁石が必要とされ、そのうち2個はまた製
造技術上不利な半径方向の磁化方向を持っていなければ
ならない。J、 Vac、Sci、 Technol、
(昭和47年)第9巻第1号第108頁およびそれ以降
に掲載されたFremerey著+lHigh vac
uum gas frictionmanometer
“ と題する論文に記載された、糸に懸垂された磁石シ
ステムの半径方向の渦電流減衰は得られる効率に関して
磁気回路の構造上の形態において遥に簡単である。こ\
で、位置固定の銅板が永久磁石の正面と平坦な鉄板の間
で軸方向に走る磁場によって貫通されている。この装置
では、中でも、渦電流減衰装置の無接触に受けられた物
体への結合が非常に高価である。
の間の磁場に位置固定の銅板を取シ付けることによって
得られる。ESA −CR報告(P) −696MU/
EX No、 47.055/ 15 、第12頁が
参照される。この装置では、磁場は銅板の中で実質上軸
方向に走り、そのようにして半径方向の回転子の運動の
渦電流派−のために最適に磁場を利用し尽すことが保証
される。中でも構造上の出費は大きい。全体で6個のリ
ング状の永久磁石が必要とされ、そのうち2個はまた製
造技術上不利な半径方向の磁化方向を持っていなければ
ならない。J、 Vac、Sci、 Technol、
(昭和47年)第9巻第1号第108頁およびそれ以降
に掲載されたFremerey著+lHigh vac
uum gas frictionmanometer
“ と題する論文に記載された、糸に懸垂された磁石シ
ステムの半径方向の渦電流減衰は得られる効率に関して
磁気回路の構造上の形態において遥に簡単である。こ\
で、位置固定の銅板が永久磁石の正面と平坦な鉄板の間
で軸方向に走る磁場によって貫通されている。この装置
では、中でも、渦電流減衰装置の無接触に受けられた物
体への結合が非常に高価である。
それには、それぞれ二つの互に独立な方向の多素子の検
出コイルおよび電磁的偏向コイルを持ったエレクトロエ
ックス増幅器が必要である。
出コイルおよび電磁的偏向コイルを持ったエレクトロエ
ックス増幅器が必要である。
最後に挙げた二つの装置は、記載された出費のほかに、
それが半径方向の減衰にのみ使用され得るという欠点を
持っている。それらは磁石軸受けではない。
それが半径方向の減衰にのみ使用され得るという欠点を
持っている。それらは磁石軸受けではない。
既にさらに前に挙げられた米国特許明細書簡8,929
,850号による渦電流減衰装置のみが減衰のために半
径方向軸受けの永久磁石を使用している。しかし、それ
は前に述べた理由から低い効率しか持っていない。磁気
軸受けに必要な軸方向軸受けは他の場所に配置されてい
る。
,850号による渦電流減衰装置のみが減衰のために半
径方向軸受けの永久磁石を使用している。しかし、それ
は前に述べた理由から低い効率しか持っていない。磁気
軸受けに必要な軸方向軸受けは他の場所に配置されてい
る。
本発明の課題は、たソーっの永久磁石回路の磁束が軸方
向の安定化のため、および同時に半径方向のセンタリン
グと減衰のために使用される、有効な渦電流減衰を使っ
た3軸無接触位置安定化のための、構造上できる限シ簡
単な磁石軸受けを提供することである。
向の安定化のため、および同時に半径方向のセンタリン
グと減衰のために使用される、有効な渦電流減衰を使っ
た3軸無接触位置安定化のための、構造上できる限シ簡
単な磁石軸受けを提供することである。
この課題は、本発明によれば、冒頭に述べた種類の磁石
軸受けにおいて、特許請求の範囲第1項に示された特徴
によって解決される。それによれば、その可動の軸受は
部分が磁束方向に対して垂直に向けられた間隙によって
互に分離された少なくとも二つの永久磁石の領域を有し
ている。その間隙の中に高い導電性の非磁性材料で作ら
れた板が突き込んでいる。その板は位置を固定して設け
られておシ、可動の軸受は部分に触れない。
軸受けにおいて、特許請求の範囲第1項に示された特徴
によって解決される。それによれば、その可動の軸受は
部分が磁束方向に対して垂直に向けられた間隙によって
互に分離された少なくとも二つの永久磁石の領域を有し
ている。その間隙の中に高い導電性の非磁性材料で作ら
れた板が突き込んでいる。その板は位置を固定して設け
られておシ、可動の軸受は部分に触れない。
それらの永久磁石の領域がその間隙に設けられることに
よって、その間隙に回転する物体の軸に対して平行に小
さなリーケージ磁束の割合を持った高い磁束が発生させ
られる。
よって、その間隙に回転する物体の軸に対して平行に小
さなリーケージ磁束の割合を持った高い磁束が発生させ
られる。
極の南を通して外に出る磁束は、間隙に設けられた高い
導電性の非磁性材料で作られた板に侵入する。板の材料
としては成可〈銅が使用される。このとき、板の表面に
平行に設けられた極の面を有する可動の軸受は部分がそ
の板に対して平行に動くときは、その板の中に可動の軸
受は部分の運動方向に対して垂直な方向を持った電圧が
誘起される。間隙の中にある板の部分は、そのようにし
て、電圧源となシ、その際誘起される電圧の高さは可動
の軸受は部分の運動速度に比例する。この電圧源の内部
抵抗は永久磁石の磁束が貫通する板材料の断面積と長さ
から得られ、その導電性に依存する。
導電性の非磁性材料で作られた板に侵入する。板の材料
としては成可〈銅が使用される。このとき、板の表面に
平行に設けられた極の面を有する可動の軸受は部分がそ
の板に対して平行に動くときは、その板の中に可動の軸
受は部分の運動方向に対して垂直な方向を持った電圧が
誘起される。間隙の中にある板の部分は、そのようにし
て、電圧源となシ、その際誘起される電圧の高さは可動
の軸受は部分の運動速度に比例する。この電圧源の内部
抵抗は永久磁石の磁束が貫通する板材料の断面積と長さ
から得られ、その導電性に依存する。
可動の軸受は部分の減衰は、高い導電性の板の板材料の
磁気的に貫通されない領域が間隙領域で発生させられた
電圧源を短絡し、そのようにして短絡電流が流れること
によって達成される。その際消費される損失エネルギは
運動する軸受は部分の運動エネルギから得られる。その
際、板は温′1シ、可動の軸受は部分の運動は弱まる。
磁気的に貫通されない領域が間隙領域で発生させられた
電圧源を短絡し、そのようにして短絡電流が流れること
によって達成される。その際消費される損失エネルギは
運動する軸受は部分の運動エネルギから得られる。その
際、板は温′1シ、可動の軸受は部分の運動は弱まる。
板材料の磁気的に貫通された領域の外における板の電気
抵抗を低下させるために、特許請求の範囲第2項によれ
ば、本発明の他の一つの態様においては、間隙の外部で
板材料を厚くすることが予定される。
抵抗を低下させるために、特許請求の範囲第2項によれ
ば、本発明の他の一つの態様においては、間隙の外部で
板材料を厚くすることが予定される。
回転する物体を受けるために、特許請求の範囲第3項に
は磁石受けの好ましい一つの態様が示される。7位置固
定の軸受は部分は高い導磁性を持った桐材から成る中空
シリンダに固定されており、その中空シリンダが磁束の
導磁および磁石軸受けの磁気/−ルドの役をする。その
中空シリンダは磁石軸受けを一方では他の擾乱磁場に対
してシールドし、そのようにして磁石軸受けの非難の余
地のない駆動が、例えば駆動モータのような他の電磁的
装置の附近においても保証される。他方では、そのシー
ルドはその磁石軸受は自体から出る近隣の装置への磁気
的擾乱もまた妨げる。そのほか、中空シリンダを持った
磁石軸受けは殆んど閉じたユニットを形成し、それは機
械的に丈夫であり、取扱いが容易である。
は磁石受けの好ましい一つの態様が示される。7位置固
定の軸受は部分は高い導磁性を持った桐材から成る中空
シリンダに固定されており、その中空シリンダが磁束の
導磁および磁石軸受けの磁気/−ルドの役をする。その
中空シリンダは磁石軸受けを一方では他の擾乱磁場に対
してシールドし、そのようにして磁石軸受けの非難の余
地のない駆動が、例えば駆動モータのような他の電磁的
装置の附近においても保証される。他方では、そのシー
ルドはその磁石軸受は自体から出る近隣の装置への磁気
的擾乱もまた妨げる。そのほか、中空シリンダを持った
磁石軸受けは殆んど閉じたユニットを形成し、それは機
械的に丈夫であり、取扱いが容易である。
この磁石軸受けの特性は、受動的な永久磁石による軸受
はシステムの安定化のための使用で特に有利な仕方で有
効となる。(特許請求の範囲第4栃。そのような軸受け
は回転対称な構成で軸受けの軸の方向に著しい力や不安
定性を持っており、その不安定性が受けられた回転物体
をその磁気的中性位置からいずれかの側に向ってつぎに
可能々軸方向の機械的な停止位置に追いやる。この不安
定性は本発明による磁石軸受けを取り付けることによっ
て除去される。そのようにして、半径方向に受動的な永
久磁石の軸受はシステムがクリティカルな回転数の領域
においても、例えば章“動のような動的な不安定性が擾
乱となって現われることなしに、駆動されることができ
る。受けられる物体の回転軸の横方向軸の囲シの回転振
動に及ぼす磁石軸受けの減衰作用は、磁石軸受けが回転
する物体の重心から遠くに取シ付けられていればいる程
、それだけ有利である。その磁石軸受けは優先的に振動
輪のための軸受はシステムに適している。さら按、垂直
な回転軸を持った超遠心分離器およびターボモレキュラ
ーポンプのための引張btたは支え軸受けとしての使用
は重要な有利な点である。
はシステムの安定化のための使用で特に有利な仕方で有
効となる。(特許請求の範囲第4栃。そのような軸受け
は回転対称な構成で軸受けの軸の方向に著しい力や不安
定性を持っており、その不安定性が受けられた回転物体
をその磁気的中性位置からいずれかの側に向ってつぎに
可能々軸方向の機械的な停止位置に追いやる。この不安
定性は本発明による磁石軸受けを取り付けることによっ
て除去される。そのようにして、半径方向に受動的な永
久磁石の軸受はシステムがクリティカルな回転数の領域
においても、例えば章“動のような動的な不安定性が擾
乱となって現われることなしに、駆動されることができ
る。受けられる物体の回転軸の横方向軸の囲シの回転振
動に及ぼす磁石軸受けの減衰作用は、磁石軸受けが回転
する物体の重心から遠くに取シ付けられていればいる程
、それだけ有利である。その磁石軸受けは優先的に振動
輪のための軸受はシステムに適している。さら按、垂直
な回転軸を持った超遠心分離器およびターボモレキュラ
ーポンプのための引張btたは支え軸受けとしての使用
は重要な有利な点である。
本発明が以下に図面に図式的に示された実施例を使って
一層詳しく説明される。
一層詳しく説明される。
第1図には回転対称な磁石軸受けが示されている。その
磁石軸受けは垂直々軸2の囲シで回転する物体のシャフ
ト1のための引張シまたは支え軸受けの役をしている。
磁石軸受けは垂直々軸2の囲シで回転する物体のシャフ
ト1のための引張シまたは支え軸受けの役をしている。
その磁石軸受けは位置固定の軸受は部分3a、3b を
持っておシ、それらは高い導磁性の材料、成可く鉄で作
られた中空シリンダ4の構成部分である。位置固定の軸
受は部分3a、3bは中空シリンダ4と結合したリング
を形成しておシ、それらはこの実施例においては中空シ
リンダ4の両方の端に設けられている。それらのリング
状の位置固定の軸受は部分3 a + 8 bと中空シ
リンダ4の間には磁石軸受けの制御のためのコイル5a
、 5bがあり、その電流量はセンサシステム6およ
びエレクトロエックス調節器7を通じて制御される。電
気的な接続線は図では破線で示されている。センサシス
テムは回転する物体のシャフト1の位置を調べる。シャ
フトの一部1は中空シリンダ4の中に軸方向に侵入して
いる。軸受は部分8がシャフト部分1の上にのっておシ
、シャフトと一緒に回転し、したがって磁石軸受けの可
動の軸受は部分を構成している。可動の軸受は部分8は
位置固定の軸受は部分3a 、 3bの間に配置されて
おり、その可動の軸受は部分8の相対向する二つの側8
.′8“は小さな中間空間を形成して位置固定の軸受は
部分3a 、 3bと小さい間隔をおいて対向している
。可動の#l受は部分と位置固定の軸受は部分の間では
、磁束は軸2に平行に走っている。軸2を環状面状に取
り囲んでいる磁束は第1図では断面図で画かれた軸受は
部分を貫通し、それぞれ閉じた線でしるされている。
持っておシ、それらは高い導磁性の材料、成可く鉄で作
られた中空シリンダ4の構成部分である。位置固定の軸
受は部分3a、3bは中空シリンダ4と結合したリング
を形成しておシ、それらはこの実施例においては中空シ
リンダ4の両方の端に設けられている。それらのリング
状の位置固定の軸受は部分3 a + 8 bと中空シ
リンダ4の間には磁石軸受けの制御のためのコイル5a
、 5bがあり、その電流量はセンサシステム6およ
びエレクトロエックス調節器7を通じて制御される。電
気的な接続線は図では破線で示されている。センサシス
テムは回転する物体のシャフト1の位置を調べる。シャ
フトの一部1は中空シリンダ4の中に軸方向に侵入して
いる。軸受は部分8がシャフト部分1の上にのっておシ
、シャフトと一緒に回転し、したがって磁石軸受けの可
動の軸受は部分を構成している。可動の軸受は部分8は
位置固定の軸受は部分3a 、 3bの間に配置されて
おり、その可動の軸受は部分8の相対向する二つの側8
.′8“は小さな中間空間を形成して位置固定の軸受は
部分3a 、 3bと小さい間隔をおいて対向している
。可動の#l受は部分と位置固定の軸受は部分の間では
、磁束は軸2に平行に走っている。軸2を環状面状に取
り囲んでいる磁束は第1図では断面図で画かれた軸受は
部分を貫通し、それぞれ閉じた線でしるされている。
可動の軸受は部分8は二つの永久磁石の領域9a 、
9bを持っておシ、それらは軸方向の間隔aをおいて互
に対向して設けられ、その間に、軸受は領域9 a +
9 bを分離している、磁束方向10を持った発生さ
せられる磁束に対して垂直に向けられた間隙11を形成
している。間隙11の中には、位置固定して配置され、
実施例においては中空シリンダ4に固定されている、リ
ング状の板12が突き込んでいる。板12は、それが磁
束によって貫通される程遠くまで間隙11の中に突き込
んでいる。板12は高い導電性の磁化できない材料、成
可く銅から成っている。
9bを持っておシ、それらは軸方向の間隔aをおいて互
に対向して設けられ、その間に、軸受は領域9 a +
9 bを分離している、磁束方向10を持った発生さ
せられる磁束に対して垂直に向けられた間隙11を形成
している。間隙11の中には、位置固定して配置され、
実施例においては中空シリンダ4に固定されている、リ
ング状の板12が突き込んでいる。板12は、それが磁
束によって貫通される程遠くまで間隙11の中に突き込
んでいる。板12は高い導電性の磁化できない材料、成
可く銅から成っている。
′永久磁石の領域9 a + 9 bを構成するために
、間隙11に面した極面iaa、tabで永久磁石材料
として成可く稀土類−コバルト合金が使用される。
、間隙11に面した極面iaa、tabで永久磁石材料
として成可く稀土類−コバルト合金が使用される。
この高抗磁性材料は軸2に平行に磁化され、領域9a+
9bが相前後して接続された永久磁石を形成するように
配置される。磁気的に反対向きの極性を持っている位置
固定の軸受は部分3a 、 3bはそのようにして高い
導磁性の中空シリンダ4を通じて予め与えられた方向に
永久磁石の磁束を発生させる。第1図には、実施例で発
生する磁束方向10が矢印でわかシ易くされている。
9bが相前後して接続された永久磁石を形成するように
配置される。磁気的に反対向きの極性を持っている位置
固定の軸受は部分3a 、 3bはそのようにして高い
導磁性の中空シリンダ4を通じて予め与えられた方向に
永久磁石の磁束を発生させる。第1図には、実施例で発
生する磁束方向10が矢印でわかシ易くされている。
したがって、位置固定の軸受は部分3a磁気的N極を表
わしておシ、軸受は部分3bは磁気的S極を表わしてい
る。
わしておシ、軸受は部分3bは磁気的S極を表わしてい
る。
電流が流れるときリング状のコイル5a、5bによって
作り出される磁場は、コイルの中に反対向きの電流が流
れるとき軸方向の力を起すように作用し、その軸方向の
力は、コイルの中の電流の方向にしたがっていずれかの
方向に、可動の軸受は部分8に、しだがってシャフト1
に軸方向に作用する。センサシステム6は予め与えられ
た軸方向の基準位置からのシャツ)・の偏位に比例する
電気信号を発生する。センサシステムロの信号は調節器
7によって増幅され、コイル5a 、 5bの中の電流
方向および電流の強さを決定する。それによってコイル
を使って発生させられ、可動の軸受は部分8に及ぼされ
る軸方向の力は七ンサシステム6によって測定される基
準位置からのシャフト1の軸方向の偏位を打消すように
作用する。基準位置に達すると、電流はもはや流れない
。
作り出される磁場は、コイルの中に反対向きの電流が流
れるとき軸方向の力を起すように作用し、その軸方向の
力は、コイルの中の電流の方向にしたがっていずれかの
方向に、可動の軸受は部分8に、しだがってシャフト1
に軸方向に作用する。センサシステム6は予め与えられ
た軸方向の基準位置からのシャツ)・の偏位に比例する
電気信号を発生する。センサシステムロの信号は調節器
7によって増幅され、コイル5a 、 5bの中の電流
方向および電流の強さを決定する。それによってコイル
を使って発生させられ、可動の軸受は部分8に及ぼされ
る軸方向の力は七ンサシステム6によって測定される基
準位置からのシャフト1の軸方向の偏位を打消すように
作用する。基準位置に達すると、電流はもはや流れない
。
永久磁石の領域9 a r 9 bの極面13a、18
bの間には高い磁束が発生させられる。極面isa、t
abを通って外に出る磁束は間隙11の中に突き込んで
いる板12の中に磁束方向10に侵入し、その結果シャ
フト1が半径方向に運動するときは、板12の中に電圧
が誘起させられる。したがって、板12の間隙11の中
にある領域は電圧源を表わしており、その際誘起される
電圧の高さは可動の軸受は部分の半径方向の運動速度に
比例する。
bの間には高い磁束が発生させられる。極面isa、t
abを通って外に出る磁束は間隙11の中に突き込んで
いる板12の中に磁束方向10に侵入し、その結果シャ
フト1が半径方向に運動するときは、板12の中に電圧
が誘起させられる。したがって、板12の間隙11の中
にある領域は電圧源を表わしており、その際誘起される
電圧の高さは可動の軸受は部分の半径方向の運動速度に
比例する。
板12の間隙11から突き出している部分は磁束によっ
て貫通されていない。この磁場のない空間においてはい
かなる電圧も誘起されない。
て貫通されていない。この磁場のない空間においてはい
かなる電圧も誘起されない。
板12のこの外部領域12によって、間隙の内部にある
板の領域で発生させられる電圧源は短絡される。その除
泥れる短絡電流と結び付いた損失エネルギは回転物体の
運動エネルギから得られ、それを弱め、その原板12は
温まる。磁場のない空間にある板12の外側の領域にお
いてできる限シ低い電気抵抗を作シ出すために、板12
は間隙11の外にある領域に材料が厚くなった部分14
を持っており、それはこの実施例においては、間隙面に
対して対称に形成された、間隙11よシも幅広い大きさ
を有するリング状のカラーとして形成されている。この
材料が厚くなった部分14によって板12の中で高い短
絡電流が得られ、厚くされていない板と比較して、それ
が同じ高い誘起電圧で遥に高い減衰作用に導く。
板の領域で発生させられる電圧源は短絡される。その除
泥れる短絡電流と結び付いた損失エネルギは回転物体の
運動エネルギから得られ、それを弱め、その原板12は
温まる。磁場のない空間にある板12の外側の領域にお
いてできる限シ低い電気抵抗を作シ出すために、板12
は間隙11の外にある領域に材料が厚くなった部分14
を持っており、それはこの実施例においては、間隙面に
対して対称に形成された、間隙11よシも幅広い大きさ
を有するリング状のカラーとして形成されている。この
材料が厚くなった部分14によって板12の中で高い短
絡電流が得られ、厚くされていない板と比較して、それ
が同じ高い誘起電圧で遥に高い減衰作用に導く。
可動の軸受は部分8は複数の互に間隔をおいて設けられ
た永久磁石の領域をそれらの領域の間に発生する間隙の
中に突き込んでいるそれぞれ1個の板とともに持つこと
ができる。それらの間隙は磁束に対してそれぞれ垂直に
走り、したがって軸2の方向に相前後し、かつ互に平行
に設けられている。磁石軸受けのこのような構造は減衰
作用を高める。
た永久磁石の領域をそれらの領域の間に発生する間隙の
中に突き込んでいるそれぞれ1個の板とともに持つこと
ができる。それらの間隙は磁束に対してそれぞれ垂直に
走り、したがって軸2の方向に相前後し、かつ互に平行
に設けられている。磁石軸受けのこのような構造は減衰
作用を高める。
この実施例においては、リング状の永久磁石が可動の軸
受は部分8の永久磁石の領域9 a + 9 bを形成
しており、その際可動の軸受は部分に対して単位質量蟲
り非常に高い磁気モーメントが得られる。したがって、
シャフト1と一緒に回転する物体または回転子システム
の重量負荷は小さい。相前後して接続されたリング状の
永久磁石の配置はシャフトの軸方向の偏位を補正するコ
イル+)a + 5bのために最適の効率に導く。高枕
磁性の永久磁石の材料の磁気モーメントは、コイル5a
、 5bの磁場によっても外部から軸受は部月の中に
侵入する磁場によっても悪い影響を及ぼされない」2う
なものである。同時に、高枕磁性の磁性月利を目立たせ
る低い導磁性が回転物体の軸2の方向に、位置固定の軸
受は部分3a、3bに対する軸方向の可動の軸受は部分
8の比較的小さな磁気的な基礎不安定性を保証する。
受は部分8の永久磁石の領域9 a + 9 bを形成
しており、その際可動の軸受は部分に対して単位質量蟲
り非常に高い磁気モーメントが得られる。したがって、
シャフト1と一緒に回転する物体または回転子システム
の重量負荷は小さい。相前後して接続されたリング状の
永久磁石の配置はシャフトの軸方向の偏位を補正するコ
イル+)a + 5bのために最適の効率に導く。高枕
磁性の永久磁石の材料の磁気モーメントは、コイル5a
、 5bの磁場によっても外部から軸受は部月の中に
侵入する磁場によっても悪い影響を及ぼされない」2う
なものである。同時に、高枕磁性の磁性月利を目立たせ
る低い導磁性が回転物体の軸2の方向に、位置固定の軸
受は部分3a、3bに対する軸方向の可動の軸受は部分
8の比較的小さな磁気的な基礎不安定性を保証する。
高い導磁性材料で作られた中空シリンダ4は軸受は部材
の磁気シールドを形成し、それは一方では外部擾乱磁場
に対して保護し、しかし他方では磁石軸受は自体の強い
磁場の結果起る磁石軸受けの周囲にある隣接する装置に
及ぼす磁気的な擾乱の影響もまた妨げる。
の磁気シールドを形成し、それは一方では外部擾乱磁場
に対して保護し、しかし他方では磁石軸受は自体の強い
磁場の結果起る磁石軸受けの周囲にある隣接する装置に
及ぼす磁気的な擾乱の影響もまた妨げる。
第1図による磁石軸受けの特殊な応用が第2図に示され
ている。第2図は、公知の方法で半径方向に反撥する(
半径方向軸受け16a ) iたけ軸方向に引張る作用
(半径方向軸受け16b )を持った永久磁石17a、
17bを有している二つの受動的な永久磁石の半径方向
軸受け16a、16bを有する振動輪15のだめの受動
的な永久磁石の軸受はシステムを示す。この実施例にお
いては、永久磁石17aは位置固定して設けられ、永久
磁石17bはシャフト18および振動輪15とともに回
転子システムとして運動する軸受は部分を形成している
。回転子システムのためのこのような磁石による受けは
その中性位置に、すなわち可動の永久磁石17bがシャ
フト18の軸方向に位置固定の永久磁石17aに関して
対称位置をとるとき、回転子システムをその中性位置か
らいずれかの側に向って追い出す著しい軸方向力不安定
性を持っている。この不安定性は、第1図に示された構
造を示す磁石軸受け19によって除去される。磁石軸受
け19は増幅器21を持った位置センサシステム21に
よって前に記載され、第1図に示された磁石軸受けと同
じ方法で制御される。磁石軸受け19を使って、シャフ
ト18および振動輪15を持った回転子システムは、こ
のとき、例えば駆動のような動的な不安定性が擾乱とな
って現われる゛ことなしに、クリティカルな回転数の領
域でも駆動される。
ている。第2図は、公知の方法で半径方向に反撥する(
半径方向軸受け16a ) iたけ軸方向に引張る作用
(半径方向軸受け16b )を持った永久磁石17a、
17bを有している二つの受動的な永久磁石の半径方向
軸受け16a、16bを有する振動輪15のだめの受動
的な永久磁石の軸受はシステムを示す。この実施例にお
いては、永久磁石17aは位置固定して設けられ、永久
磁石17bはシャフト18および振動輪15とともに回
転子システムとして運動する軸受は部分を形成している
。回転子システムのためのこのような磁石による受けは
その中性位置に、すなわち可動の永久磁石17bがシャ
フト18の軸方向に位置固定の永久磁石17aに関して
対称位置をとるとき、回転子システムをその中性位置か
らいずれかの側に向って追い出す著しい軸方向力不安定
性を持っている。この不安定性は、第1図に示された構
造を示す磁石軸受け19によって除去される。磁石軸受
け19は増幅器21を持った位置センサシステム21に
よって前に記載され、第1図に示された磁石軸受けと同
じ方法で制御される。磁石軸受け19を使って、シャフ
ト18および振動輪15を持った回転子システムは、こ
のとき、例えば駆動のような動的な不安定性が擾乱とな
って現われる゛ことなしに、クリティカルな回転数の領
域でも駆動される。
横方向の軸の囲シのシャフト18の回転振動に及ぼす磁
石軸受け19の減衰作用は、磁石軸受は部材19がその
回転システムの重心から遠くに取シ付けられていればい
る程それだけ有利である。勿論減衰作用の増幅のために
複数の磁石軸受け19を使用することができる。
石軸受け19の減衰作用は、磁石軸受は部材19がその
回転システムの重心から遠くに取シ付けられていればい
る程それだけ有利である。勿論減衰作用の増幅のために
複数の磁石軸受け19を使用することができる。
本発明による磁石軸受けは、したがって、っぎの特徴に
よって際立っている。
よって際立っている。
その磁石軸受けはたy一つの環面状に閉じた永久磁石回
路を含んでいる。磁束の径路は第1図の中に磁束方向1
0で記された閉じた線によって示されている。
路を含んでいる。磁束の径路は第1図の中に磁束方向1
0で記された閉じた線によって示されている。
位置固定の軸受は部分8aと3bの間の可動の軸受は部
分8の軸方向の無接触の安定化はコイル5 a + 5
bを使って得られ、西ドイツ特許明細書簡2,444
,099号の中に記載されているように、ソレラのコイ
ルはセンナシステム6およびエレクトロエックス調節器
7によってそれぞれ反対方向の循環方向の電流を使って
駆動される。これらの電流の方向および強さは、シャフ
ト1の軸方向の位置および可勤め軸受は部分8の位置を
無接触に調べるセンサシステムの出力信号によって決定
される。調節器7は、永久磁石の領域9B 、 9bと
結合したコイル5 a + 5 bを使って、可動の軸
受は部分8が調節器の出力電流が消えるような軸方向の
位置から遠ざかるとすぐに、磁束方向10に対して平行
に作用する復元力に変換される電流を作シ出す。その調
節器は同時に、その時々の軸方向の位置に無関係に可動
の軸受は部分8のあらゆる軸方向の運動、特に軸方向の
振動を打ち消すように作用する減衰力を作シ出す。
分8の軸方向の無接触の安定化はコイル5 a + 5
bを使って得られ、西ドイツ特許明細書簡2,444
,099号の中に記載されているように、ソレラのコイ
ルはセンナシステム6およびエレクトロエックス調節器
7によってそれぞれ反対方向の循環方向の電流を使って
駆動される。これらの電流の方向および強さは、シャフ
ト1の軸方向の位置および可勤め軸受は部分8の位置を
無接触に調べるセンサシステムの出力信号によって決定
される。調節器7は、永久磁石の領域9B 、 9bと
結合したコイル5 a + 5 bを使って、可動の軸
受は部分8が調節器の出力電流が消えるような軸方向の
位置から遠ざかるとすぐに、磁束方向10に対して平行
に作用する復元力に変換される電流を作シ出す。その調
節器は同時に、その時々の軸方向の位置に無関係に可動
の軸受は部分8のあらゆる軸方向の運動、特に軸方向の
振動を打ち消すように作用する減衰力を作シ出す。
位置固定の軸受は部分3a 、 3bに対する可動の軸
受は部分80半径方向のセンター合せは、永久磁石の領
域9a 、 9bおよび成可〈鉄で作られている磁化す
ることができるリング状の位置固定の軸受は部分3a、
3bの同じ形の極面を小さな間隔をおいて対向させるこ
とによって得られる。
受は部分80半径方向のセンター合せは、永久磁石の領
域9a 、 9bおよび成可〈鉄で作られている磁化す
ることができるリング状の位置固定の軸受は部分3a、
3bの同じ形の極面を小さな間隔をおいて対向させるこ
とによって得られる。
半径方向の減衰は結局、可動の軸受は部分8の永久磁石
の領域9a、’9bの間に位置を固定して取り付けられ
ている、高い導電性の非磁性材料、成可く銅で作られて
いる板12によって作用を及ぼされる。軸受は部分8が
半径方向に運動するときは、板12の磁束が侵入する領
域の中に電圧が誹起される。
の領域9a、’9bの間に位置を固定して取り付けられ
ている、高い導電性の非磁性材料、成可く銅で作られて
いる板12によって作用を及ぼされる。軸受は部分8が
半径方向に運動するときは、板12の磁束が侵入する領
域の中に電圧が誹起される。
本発明による磁石軸受けは、このようにして、三つの互
に独立な軸方向(一つは軸方向、二つは半径方向)に無
接触な復元力または心力および減衰力を供給する。それ
はたった7個の本質的な構成部分、すなわち位置固定の
軸受は部分3a 、 3bを形成する2個の鉄のリング
、可動の軸受は部分8のだめの2個のリング状の永久磁
石の領域9a、9b、 2個のコイル5a 、 5bお
よび銅で作られた1個のリング状の板12から成ってい
る。すべての部分は簡単な方法で、原価を上げることな
しに製造される。
に独立な軸方向(一つは軸方向、二つは半径方向)に無
接触な復元力または心力および減衰力を供給する。それ
はたった7個の本質的な構成部分、すなわち位置固定の
軸受は部分3a 、 3bを形成する2個の鉄のリング
、可動の軸受は部分8のだめの2個のリング状の永久磁
石の領域9a、9b、 2個のコイル5a 、 5bお
よび銅で作られた1個のリング状の板12から成ってい
る。すべての部分は簡単な方法で、原価を上げることな
しに製造される。
第1図は回転物体のだめの磁石軸受けを示す図、第2図
は第1図による磁石軸受けによって安定化された受動的
な永久磁石による半径方向の受けを持った軸受はシステ
ムを示す図である。 1・・・シャフト、1・・・シャフトの一部、2・・・
垂直軸、3a、3b・・・位置固定の軸受は部分、4・
・・中空シリンダ、5a、5b・・・コイル、60−セ
ンサシステム、7−・・エレクトロ二ックス調節器、8
・・・可動の軸受は部分、9a、9b・・・永久磁石の
領域、10・・・磁束方向、11・・・間隙、12・・
・リング状の板、18a、18b・・参極面、15・・
・振動輪、16a、16b @all半径方向軸受け、
17a+17b・・・永久磁石、18・・・シャフト、
19・・・磁石軸受け、20・・・位置センサシステム
、21・・・増幅器。 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史 IG 1
は第1図による磁石軸受けによって安定化された受動的
な永久磁石による半径方向の受けを持った軸受はシステ
ムを示す図である。 1・・・シャフト、1・・・シャフトの一部、2・・・
垂直軸、3a、3b・・・位置固定の軸受は部分、4・
・・中空シリンダ、5a、5b・・・コイル、60−セ
ンサシステム、7−・・エレクトロ二ックス調節器、8
・・・可動の軸受は部分、9a、9b・・・永久磁石の
領域、10・・・磁束方向、11・・・間隙、12・・
・リング状の板、18a、18b・・参極面、15・・
・振動輪、16a、16b @all半径方向軸受け、
17a+17b・・・永久磁石、18・・・シャフト、
19・・・磁石軸受け、20・・・位置センサシステム
、21・・・増幅器。 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史 IG 1
Claims (4)
- (1)可動の軸受は部分の互に対向する側に位置固定の
軸受は部分を有し、そこで位置固定の軸受は部分の間に
その可動の軸受は部分に一方向に侵入する永久磁石の磁
束が保持され、その磁束の方向に対して平行な復元力を
発生させるために、位置固定の軸受は部分に電気的なコ
イルが取シ付けられ、それらのコイルが可動の軸受は部
分の位置を無接触で調べるセンサシステムおよび調節器
によって制御される、物体の3軸無接触位置安定化のだ
めの磁石軸受けにおいて、その可動の軸受は部分(8)
が磁束方向(10)に対して垂直に向けられた間隙(1
1)によって分離された少なくとも二つの永久磁石の領
域(9a、 9b) を有し、その間隙(11)の中に
高い導電性の非磁性材料で作られた位置固定の板(12
)がその可動部分(8)に触れることなしに突き込んで
いることを特徴とする磁石軸受け。 - (2)その板(12)が間隙(11)の外に材料の厚く
なった部分(14)を有していることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の磁石軸受け。 - (3)軸受は部分(8a、8b、8)が回転対称に形成
されておシ、その際位置固定の軸受は部分(8a、lb
)が高い導磁性を持った材料から成る′串空シリンダ(
4)を通じて互に結合されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項記載の磁石軸受け。 - (4)受動的な永久磁石による軸受はシステムの安定化
のための使用を特徴とする特許請求の範囲前記諸項の一
つに記載の磁石軸受け。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843409047 DE3409047A1 (de) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | Magnetlager zur dreiachsigen lagerstabilisierung von koerpern |
| DE3409047.9 | 1984-03-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208630A true JPS60208630A (ja) | 1985-10-21 |
| JPH0573925B2 JPH0573925B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=6230264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60048460A Granted JPS60208630A (ja) | 1984-03-13 | 1985-03-13 | 軸の位置安定化のための磁石軸受 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4620752A (ja) |
| EP (1) | EP0155624B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60208630A (ja) |
| AT (1) | ATE39551T1 (ja) |
| CA (1) | CA1243066A (ja) |
| DE (2) | DE3409047A1 (ja) |
| DK (1) | DK159126C (ja) |
| IE (1) | IE56198B1 (ja) |
| SU (1) | SU1299522A3 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01240791A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-26 | Ebara Res Co Ltd | ターボ分子ポンプ |
| JPH01279116A (ja) * | 1988-03-12 | 1989-11-09 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh | シャフトに加わる半径方向の力を受け止める永久磁石を備えた磁気軸受装置 |
| JP2001523437A (ja) * | 1997-03-26 | 2001-11-20 | サッコン テクノロジー コーポレーション | フライホイール電源装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3931661A1 (de) * | 1989-08-25 | 1991-04-04 | Leybold Ag | Magnetgelagerte vakuumpumpe |
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| RU2089761C1 (ru) * | 1991-02-27 | 1997-09-10 | Лейболд Акциенгезельшафт | Магнитная опора |
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