JPS6082041A - 磁気浮上回転輪 - Google Patents
磁気浮上回転輪Info
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- JPS6082041A JPS6082041A JP18916483A JP18916483A JPS6082041A JP S6082041 A JPS6082041 A JP S6082041A JP 18916483 A JP18916483 A JP 18916483A JP 18916483 A JP18916483 A JP 18916483A JP S6082041 A JPS6082041 A JP S6082041A
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- wheel
- rotating
- rotating wheel
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- fixed body
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- Granted
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
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- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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】
技術分野
本発明は磁気力を用いた無接触軸受手段で回転輪を高速
回転自在に支持した磁気浮上回転輪に関し、特に筒速回
転軸心と直交した他の二つの直交軸のまわりにオ差トル
ク全発生させて高速回転軸心の軸方向を空間中で変化さ
せることのできる磁気浮上回転輪に関する。
回転自在に支持した磁気浮上回転輪に関し、特に筒速回
転軸心と直交した他の二つの直交軸のまわりにオ差トル
ク全発生させて高速回転軸心の軸方向を空間中で変化さ
せることのできる磁気浮上回転輪に関する。
従来技術
回輪体の回転全支持する手段として磁気力を応用した無
接触軸受手段の実用化が最近可能となり。
接触軸受手段の実用化が最近可能となり。
軸受部瘍こおける機械的摩擦の解消に著しい効果を上げ
ている。然しなから、この種の無接触軸受手段からなる
支持機構を用いている周知の磁気浮上回転輪の偽造は、
従来の転がり軸受支待機溝を用いたものと同じく１回転
輪の中１１部に磁気軸受手段が設けられており、このよ
うな構造では機械的摩擦の解消には有効であるが、ｋが
り軸受手段の場合と同様に回転輪を支持する支持剛性お
よび回転中心に対１−る慣性能率の適正化に寄与する質
量の有効配分には役立っていない。また１回転輪の回転
軸心の方向を他の支持固定体に対して変化させる自由！
’に持たせる仁とｔま不可能であり、従つて回転輪の角
運動ｉｔ’（ｒ利用し℃支持固定体へ才差 。
ている。然しなから、この種の無接触軸受手段からなる
支持機構を用いている周知の磁気浮上回転輪の偽造は、
従来の転がり軸受支待機溝を用いたものと同じく１回転
輪の中１１部に磁気軸受手段が設けられており、このよ
うな構造では機械的摩擦の解消には有効であるが、ｋが
り軸受手段の場合と同様に回転輪を支持する支持剛性お
よび回転中心に対１−る慣性能率の適正化に寄与する質
量の有効配分には役立っていない。また１回転輪の回転
軸心の方向を他の支持固定体に対して変化させる自由！
’に持たせる仁とｔま不可能であり、従つて回転輪の角
運動ｉｔ’（ｒ利用し℃支持固定体へ才差 。
トルクを作用せしめることにより、６′ｕえば空間運動
体の姿勢制御を空間３軸に対しておこなうために磁気浮
上回転輪を利用する等が困難であった。
体の姿勢制御を空間３軸に対しておこなうために磁気浮
上回転輪を利用する等が困難であった。
発明の目的
依って本発明の目的は、磁気を用いた無接触軸受手段の
有効性を活用して軸受部の機械的摩擦全解消するばかり
でなく、その無接触軸受手段を回転輪の周辺域に形成し
て回転輪の質量金その周辺領域に集中させ２回転中心に
対する慣性能率に寄与する負数金回転輪の周辺領域にお
いて効果的に確保すると同時に外力に対゛Ｔる支持剛性
′（Ｌ−増大させ、力）つ回転輪の回転軸瘉こ直交する
他の二軸心のまわりにも旋回の自由度をもった有用度の
高い磁気浮上回転輪全提供せんとするものである。
有効性を活用して軸受部の機械的摩擦全解消するばかり
でなく、その無接触軸受手段を回転輪の周辺域に形成し
て回転輪の質量金その周辺領域に集中させ２回転中心に
対する慣性能率に寄与する負数金回転輪の周辺領域にお
いて効果的に確保すると同時に外力に対゛Ｔる支持剛性
′（Ｌ−増大させ、力）つ回転輪の回転軸瘉こ直交する
他の二軸心のまわりにも旋回の自由度をもった有用度の
高い磁気浮上回転輪全提供せんとするものである。
発明の構成と作用
上述の発明の目的に鑑みて一杢発明による磁気浮上回転
輪は１回転軸心上に球心を有した球形周面を備えた回転
輪と、前記回転輪の球形周面と同一球心ｒ有した凹球面
を備えると共に該凹３１！面と前記回転輪の球形局面と
の間に一定間隙を置いて前記回転輪の周囲に設けられる
支持固定体と、前記回転輪の球形局面と前記支持固定体
とに分配保持させた磁気作用部材昏こまって形成さｒＬ
、前記回転輪を前記支持固定体に対して前記回転軸心ま
わりに回転可能にかつ該回転軸心と直交した二つの相互
直交軸心まわりに旋回運動可能に浮上支持する無接触磁
気軸受部と、前記回転輪の略中心部に配設され′〔前記
回転輪に前記回転軸心まわりの一定高速回転を与える回
転用駆動部と、前記支持固定体に巻設され、前記無接触
磁気軸受部と協働して前記回転輪の位置制御をおこない
、かつ前記回転輪を前記二つの軸心まわりに旋回させる
ことができる電磁線輪と、前記支持固定体に対する前記
回転輪の相対的位置を無接触検知する検出器と全具備し
て構成されたことを特徴とするものである。
輪は１回転軸心上に球心を有した球形周面を備えた回転
輪と、前記回転輪の球形周面と同一球心ｒ有した凹球面
を備えると共に該凹３１！面と前記回転輪の球形局面と
の間に一定間隙を置いて前記回転輪の周囲に設けられる
支持固定体と、前記回転輪の球形局面と前記支持固定体
とに分配保持させた磁気作用部材昏こまって形成さｒＬ
、前記回転輪を前記支持固定体に対して前記回転軸心ま
わりに回転可能にかつ該回転軸心と直交した二つの相互
直交軸心まわりに旋回運動可能に浮上支持する無接触磁
気軸受部と、前記回転輪の略中心部に配設され′〔前記
回転輪に前記回転軸心まわりの一定高速回転を与える回
転用駆動部と、前記支持固定体に巻設され、前記無接触
磁気軸受部と協働して前記回転輪の位置制御をおこない
、かつ前記回転輪を前記二つの軸心まわりに旋回させる
ことができる電磁線輪と、前記支持固定体に対する前記
回転輪の相対的位置を無接触検知する検出器と全具備し
て構成されたことを特徴とするものである。
上述の構成からなる本発明の磁気浮上回転輪は。
高速回転する回転輪の半径方向の浮上支持は、該回転輪
とそれに対向した形状の支持固定体の対向部分とに設け
た無接触磁気軸受の相互磁気作用によって１回転輪の質
量を集中せしめた周辺域を直接支持するから、外力に対
する回転輪の支持力は磁気軸受手段が回転輪の中心部に
設けられた構造の場合より大幅に改善される。
とそれに対向した形状の支持固定体の対向部分とに設け
た無接触磁気軸受の相互磁気作用によって１回転輪の質
量を集中せしめた周辺域を直接支持するから、外力に対
する回転輪の支持力は磁気軸受手段が回転輪の中心部に
設けられた構造の場合より大幅に改善される。
他方１回転輪の軸心方向の浮上支持は、上述した無接触
磁気軸受による浮上支持作用と併せて。
磁気軸受による浮上支持作用と併せて。
前記支持固定体に設けた電磁線輪に軸心方向の外力の方
向と大きさとに従って制御電流を供給し。
向と大きさとに従って制御電流を供給し。
該外力とバランスする軸心方向の力を発生させることに
より、軸心方向の平衡位置に適正に保持制御するもので
ある。このようにすれば２従来一般に用いられている回
転輪の軸心方向制御手段、すなわち回転輪と支持固定体
との相対位置を常に一定に保持する手段に較べて電磁線
輪へ供給する制御電流は、外力を克服して回転輪全一定
位置に保持するのではなく、外力と平衡する位置に保持
するだけでよいから、その電流値を著しく低減すること
ができる。
より、軸心方向の平衡位置に適正に保持制御するもので
ある。このようにすれば２従来一般に用いられている回
転輪の軸心方向制御手段、すなわち回転輪と支持固定体
との相対位置を常に一定に保持する手段に較べて電磁線
輪へ供給する制御電流は、外力を克服して回転輪全一定
位置に保持するのではなく、外力と平衡する位置に保持
するだけでよいから、その電流値を著しく低減すること
ができる。
更に前述した電磁線輪を支持固定体上の、前記回転輪を
囲繞する等間隔の四位置に各配設した４つの＃ｊ１輪力
）ら形成し、それらの２つずつを１対を成して協働する
よりに構成した場合にはこれら４つの線輪に供給する電
流を適正比率に配分することにより１回転輪に作用する
合成トルクから該回転輪にその回転軸心と直交する２つ
の直交軸のまわりに夫々、所望の才差トルクを発生させ
ることができる○また回転輪駆動部の駆動方會略ドーナ
ツ形會した回転輪に作用させる仁とにより回転軸心から
のトルク腕長が大きく、故に回転輪駆動トルクが大きく
、このことは２回転輪駆動部の駆動電流値が比較的低レ
ベルであるにもかかわらず。
囲繞する等間隔の四位置に各配設した４つの＃ｊ１輪力
）ら形成し、それらの２つずつを１対を成して協働する
よりに構成した場合にはこれら４つの線輪に供給する電
流を適正比率に配分することにより１回転輪に作用する
合成トルクから該回転輪にその回転軸心と直交する２つ
の直交軸のまわりに夫々、所望の才差トルクを発生させ
ることができる○また回転輪駆動部の駆動方會略ドーナ
ツ形會した回転輪に作用させる仁とにより回転軸心から
のトルク腕長が大きく、故に回転輪駆動トルクが大きく
、このことは２回転輪駆動部の駆動電流値が比較的低レ
ベルであるにもかかわらず。
大きな回転輪駆動トルクが得られるという効果を生ずる
のである。
のである。
実施例
以下１本発明を添付図面に示す実施例に基いて更に詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は１本発明による磁気浮上回転輪の実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図の１−１線に沿う断面図、第
３図は同回転輪において回転輪と支持固定体との間の磁
気平衡点における相対的位置関係金示Ｔ部分拡大図であ
る。
縦断面図、第２図は第１図の１−１線に沿う断面図、第
３図は同回転輪において回転輪と支持固定体との間の磁
気平衡点における相対的位置関係金示Ｔ部分拡大図であ
る。
第１図において１回転軸心ｃ金有する回転輪ｌは、その
回転軸心Ｃ上に球心を有した球形の局面１ａ全有し、し
かも内部がくりぬ力）れた略ドーナツ形輪体として形成
されている。回転輪ｌの周面１ａには環状の永久磁石２
，３が軸心方向に互いに離して設けられており、また、
永久磁石２にはその両端に環状の磁極片４，５が密着さ
れ、他方の永久磁石３には同じくその両端に環状の磁極
片６．７が密着さｉ″Ｃ組み込まれ℃いる。これらの環
状の磁極片４，５および６，７は、第３図に拡大図示す
るように、永久磁石２および３から生ずる磁束ｆ１およ
びｆｚｋ−前記回転輪１の周囲に配設された磁性材料か
らなる支持固定体８の対応部に形成されている突起９，
１ｏおよび１１，１２に磁気閉路を形成するように誘導
し、これによって回転輪１に対し、その径方向（第１Ｎ
の軸心方向Ｘに垂直な平面内における球心からの半径方
向で代翫的に矢印Ｙで示しである。）および軸心方向（
第１図に矢印Ｘで示した方向）に就き磁気力の平衡点Ｏ
からその径方向および軸心方向のずレヲ除去する向きに
力を発生させ、上記平衡点０の付近に回転輪１を無接触
支持する。こ＼で、上記支持固定体８における突起９，
１０および１１．１２は回転輪１の球心と同一球心を有
した凹球面８ａに形成されており１回転輪１が上記平衡
点に保持されているとき、支持固定体８の凹球面８ａと
回転輪１の球形周面１ａとの間には一定空隙が形成され
た同心関係位置に保持される。なお、このとき、回転輪
１の磁極片４，５および６．７と支持固定体８の突起９
，１０および１１．１２との周方向における相対位置は
第３図に明示したように突起９，１０，１１，１２の極
片幅＋Ｅ′′に対し１：６だけ内側にづれているように
設けられている。
回転軸心Ｃ上に球心を有した球形の局面１ａ全有し、し
かも内部がくりぬ力）れた略ドーナツ形輪体として形成
されている。回転輪ｌの周面１ａには環状の永久磁石２
，３が軸心方向に互いに離して設けられており、また、
永久磁石２にはその両端に環状の磁極片４，５が密着さ
れ、他方の永久磁石３には同じくその両端に環状の磁極
片６．７が密着さｉ″Ｃ組み込まれ℃いる。これらの環
状の磁極片４，５および６，７は、第３図に拡大図示す
るように、永久磁石２および３から生ずる磁束ｆ１およ
びｆｚｋ−前記回転輪１の周囲に配設された磁性材料か
らなる支持固定体８の対応部に形成されている突起９，
１ｏおよび１１，１２に磁気閉路を形成するように誘導
し、これによって回転輪１に対し、その径方向（第１Ｎ
の軸心方向Ｘに垂直な平面内における球心からの半径方
向で代翫的に矢印Ｙで示しである。）および軸心方向（
第１図に矢印Ｘで示した方向）に就き磁気力の平衡点Ｏ
からその径方向および軸心方向のずレヲ除去する向きに
力を発生させ、上記平衡点０の付近に回転輪１を無接触
支持する。こ＼で、上記支持固定体８における突起９，
１０および１１．１２は回転輪１の球心と同一球心を有
した凹球面８ａに形成されており１回転輪１が上記平衡
点に保持されているとき、支持固定体８の凹球面８ａと
回転輪１の球形周面１ａとの間には一定空隙が形成され
た同心関係位置に保持される。なお、このとき、回転輪
１の磁極片４，５および６．７と支持固定体８の突起９
，１０および１１．１２との周方向における相対位置は
第３図に明示したように突起９，１０，１１，１２の極
片幅＋Ｅ′′に対し１：６だけ内側にづれているように
設けられている。
更に、支持固定体８の突起９．１０の間および突起１１
．１２の間には電磁線輪１３および１４が巻設され、こ
れらの電磁線輪１３．１４に外部から制御励磁電流を印
加して磁束島およびｊ４（第３図）′に生せしめると、
前述した回転輪１の永久磁石２，３による磁束島および
ｆ２の大きさを変動制御することができる。例えば、磁
束ｆ１と同じ向きに磁束ｆ ａ’ｔ−また磁束ｆ２と逆
の向きに磁束、ｆｆ生ずるように制御励磁電流を加えて
−，＋１”！＜＞φ２−ｆ４の状態を発生させると１回
転輪１の磁極片４゜５は支持固定体８の突起９，１ｏと
前述した周方向のずれを解消して互すに整合するように
引かれ２他方１回転輪１の磁極片６，７は支持固定体８
の突起１１．１２から離れるように相互磁気作用が起る
。故にこのような相互磁気作用を利用Ｔｆ′Ｎ、げ。
．１２の間には電磁線輪１３および１４が巻設され、こ
れらの電磁線輪１３．１４に外部から制御励磁電流を印
加して磁束島およびｊ４（第３図）′に生せしめると、
前述した回転輪１の永久磁石２，３による磁束島および
ｆ２の大きさを変動制御することができる。例えば、磁
束ｆ１と同じ向きに磁束ｆ ａ’ｔ−また磁束ｆ２と逆
の向きに磁束、ｆｆ生ずるように制御励磁電流を加えて
−，＋１”！＜＞φ２−ｆ４の状態を発生させると１回
転輪１の磁極片４゜５は支持固定体８の突起９，１ｏと
前述した周方向のずれを解消して互すに整合するように
引かれ２他方１回転輪１の磁極片６，７は支持固定体８
の突起１１．１２から離れるように相互磁気作用が起る
。故にこのような相互磁気作用を利用Ｔｆ′Ｎ、げ。
回転輪１に外力が作用したときその外方による回転輪１
のずｒＬｔ−バランスさせることができる。つまり、回
転輪１の周面１ａｆこ設けらｔた永久磁石２．３．磁極
片４．５ ＃ ６．７と支持固定体８の突起９，１０，
１１．１２によって構成された回転輪１の浮上支持用無
接触軸受に対して電磁線輪１３．１４は外力に対するバ
ランス手段として機能するのである。なお、回転＠１と
支持固定体８との間には本実施例の場合には、第１図、
第２図の両図全参照することによって理解できるように
周方向に４つの浮上支持用の無接触軸受が等間隔で設け
られており、これに対応して電磁線輪１３゜１４と球心
に関して点対称位置に電１ａ＃輪１５゜１６が巻設され
、同じくこ肚らと直交配置により。
のずｒＬｔ−バランスさせることができる。つまり、回
転輪１の周面１ａｆこ設けらｔた永久磁石２．３．磁極
片４．５ ＃ ６．７と支持固定体８の突起９，１０，
１１．１２によって構成された回転輪１の浮上支持用無
接触軸受に対して電磁線輪１３．１４は外力に対するバ
ランス手段として機能するのである。なお、回転＠１と
支持固定体８との間には本実施例の場合には、第１図、
第２図の両図全参照することによって理解できるように
周方向に４つの浮上支持用の無接触軸受が等間隔で設け
られており、これに対応して電磁線輪１３゜１４と球心
に関して点対称位置に電１ａ＃輪１５゜１６が巻設され
、同じくこ肚らと直交配置により。
電磁線輪１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａが配設されて
いる。
いる。
さて、上述した制御励磁電流を回転輪１の回転中に電磁
線輪１３．１４に加え、同時に電磁線輪１３と平衡点０
に関して点対称の位置にある電磁線輪１５に磁束流が増
加するように、また電磁線輪１６に磁束流が減少するよ
うに制御励磁電流を印加すると１回転輸１には第１図の
平衡点０に対して時計まわりに入力トルクが加わり、こ
の入力トルクに従って、それとは直角方向のベクトル金
持つ才筆トルクを発生し、この才筆トルクによって支持
固定体８へ反動トルクを与える。このような反動トルク
は別の電磁線輪１３ａ 、１４ａおよび１５ａ、１６ａ
に就いても発生させることができ、しかも両反動トルク
又は両才筆トルクは回転軸１の回転軸心Ｃに対し℃直交
する２つの相互直交軸の各軸まわりに発生するＯつまり
回転輪１はから本発明による磁気浮上回転輪は、二自由
度磁気浮上回転輪として形成さオｔているのである。
線輪１３．１４に加え、同時に電磁線輪１３と平衡点０
に関して点対称の位置にある電磁線輪１５に磁束流が増
加するように、また電磁線輪１６に磁束流が減少するよ
うに制御励磁電流を印加すると１回転輸１には第１図の
平衡点０に対して時計まわりに入力トルクが加わり、こ
の入力トルクに従って、それとは直角方向のベクトル金
持つ才筆トルクを発生し、この才筆トルクによって支持
固定体８へ反動トルクを与える。このような反動トルク
は別の電磁線輪１３ａ 、１４ａおよび１５ａ、１６ａ
に就いても発生させることができ、しかも両反動トルク
又は両才筆トルクは回転軸１の回転軸心Ｃに対し℃直交
する２つの相互直交軸の各軸まわりに発生するＯつまり
回転輪１はから本発明による磁気浮上回転輪は、二自由
度磁気浮上回転輪として形成さオｔているのである。
本発明による二自由度磁気浮上回転輪全人工衛星やロケ
ット装置の姿勢ｔｉｉｌＪ御部に塔載′１′″ｎば、上
記の反動トルクによってそれら人工衛星やロケット装置
の姿勢や方位を制御するために用いることができる。こ
の場合に、才筆トルクが発生すると。
ット装置の姿勢ｔｉｉｌＪ御部に塔載′１′″ｎば、上
記の反動トルクによってそれら人工衛星やロケット装置
の姿勢や方位を制御するために用いることができる。こ
の場合に、才筆トルクが発生すると。
その反動トルクが無接触磁気軸受の支持力により℃支持
固定体８に伝えら扛、該支持固定体８が取付けられた人
工衛星本体やロケット装置本体そのものを変位させるの
で２回転輪１と支持固定体８との相対位置は微小変化し
かしない０故に上記のようなｒ５用の場合にも回転輪１
と支持固定体８との隙間を大きくとる必要はない。
固定体８に伝えら扛、該支持固定体８が取付けられた人
工衛星本体やロケット装置本体そのものを変位させるの
で２回転輪１と支持固定体８との相対位置は微小変化し
かしない０故に上記のようなｒ５用の場合にも回転輪１
と支持固定体８との隙間を大きくとる必要はない。
回転軸心Ｃと同じＸｌｌ！ｌ１１方向の制御は例えば電
磁線輪１３と同一円周上に設けである他の電磁線輪線輪
１４ど同一円周上に設けである他の電磁線輪１４ ａ
＋ １５ ｅ ｌ ６Ｂに対し環状永久磁束３による磁
束流が減少するように制御励磁電流を加えると回転輪１
’（Ｉ−Ｘ軸の餓１図上向き方向（プラス方向）へ移動
させることができる。
磁線輪１３と同一円周上に設けである他の電磁線輪線輪
１４ど同一円周上に設けである他の電磁線輪１４ ａ
＋ １５ ｅ ｌ ６Ｂに対し環状永久磁束３による磁
束流が減少するように制御励磁電流を加えると回転輪１
’（Ｉ−Ｘ軸の餓１図上向き方向（プラス方向）へ移動
させることができる。
回転輪１は磁気力の平衡点０からＸ軸のプラス方向にず
ｒると、磁束／、の磁気吸引力により、またＸ軸のマイ
ナス方向（第１図の下向き方向）にずれると磁束ｆ２の
磁気吸引力により、益々このＸ１′−衡点０からずれる
ので、このずれｔ各電磁線輪と対の配置で支持固定体８
に設けである軸方向位置検出器１７４１７ ａ ｒ １
８ ＋ １８ ａ （第１図、第２図）によって検出す
る０この検出は例えは漏し磁束検出器を利用し℃、無無
接触気気軸受らの漏れ磁束の変化によつ℃生ずる回転輪
１のＸ軸方向のずれ速度を検出するように構成子しばよ
い０この軸方向位置検出器１７．１７ａ、１Ｂ、１８ａ
の検出した出力信号を適当な増幅器をこまって増幅し、
前記％磁線輪に必要な大きさの制御励磁電流ｔ−加え１
発生した磁束ｆ３およびオ、と磁束４．ｂよびｃ−Ｊ−
／７″１ｔ；趨市寅１ 未 Ｌ１番士副１穿真■こ肘り
当↑ふ磁ＱＬ力により回転輪１は外力と釣合う平衡点で
支持され。
ｒると、磁束／、の磁気吸引力により、またＸ軸のマイ
ナス方向（第１図の下向き方向）にずれると磁束ｆ２の
磁気吸引力により、益々このＸ１′−衡点０からずれる
ので、このずれｔ各電磁線輪と対の配置で支持固定体８
に設けである軸方向位置検出器１７４１７ ａ ｒ １
８ ＋ １８ ａ （第１図、第２図）によって検出す
る０この検出は例えは漏し磁束検出器を利用し℃、無無
接触気気軸受らの漏れ磁束の変化によつ℃生ずる回転輪
１のＸ軸方向のずれ速度を検出するように構成子しばよ
い０この軸方向位置検出器１７．１７ａ、１Ｂ、１８ａ
の検出した出力信号を適当な増幅器をこまって増幅し、
前記％磁線輪に必要な大きさの制御励磁電流ｔ−加え１
発生した磁束ｆ３およびオ、と磁束４．ｂよびｃ−Ｊ−
／７″１ｔ；趨市寅１ 未 Ｌ１番士副１穿真■こ肘り
当↑ふ磁ＱＬ力により回転輪１は外力と釣合う平衡点で
支持され。
その後は殆んど永久磁石の支持力のみで支持が行なわオ
Ｌる。そしてこの支持方法により回転輪１を支持するた
めの電流を極めて少なくすることができる。
Ｌる。そしてこの支持方法により回転輪１を支持するた
めの電流を極めて少なくすることができる。
他方１回転輪１が半径方向にずｉすると２支持固定体８
の円周上に前記軸方向位置検出器１７゜１７ａ＋１８＋
１８ａと同一半径方向に偶数複数個設けた半径方向位置
検出器、Ｔなわら第１図においては参照番号１９および
２０で示した検出器（第１図４こは表示されなめ他の二
つの検出器がある。）からの出力信号に増幅し、同一半
径方向の電１ｉｉｋ線輪１丁なわち第１図においては電
磁線輪１３．１４＄−よび１（ｉ、１５へ回転輪１の半
径方向へのずれ向きと大きさによってｌａ磁気力増７Ｊ
ｌ］もしくは減少するように制御励磁電流ｒＵＩＪえ１
回転輪１を適正位置へ制御する。
の円周上に前記軸方向位置検出器１７゜１７ａ＋１８＋
１８ａと同一半径方向に偶数複数個設けた半径方向位置
検出器、Ｔなわら第１図においては参照番号１９および
２０で示した検出器（第１図４こは表示されなめ他の二
つの検出器がある。）からの出力信号に増幅し、同一半
径方向の電１ｉｉｋ線輪１丁なわち第１図においては電
磁線輪１３．１４＄−よび１（ｉ、１５へ回転輪１の半
径方向へのずれ向きと大きさによってｌａ磁気力増７Ｊ
ｌ］もしくは減少するように制御励磁電流ｒＵＩＪえ１
回転輪１を適正位置へ制御する。
次に上述した回転輪１の回転軸心Ｃに関する回転駆動に
就いて説明するＯ 回転輪１は既述のように内部がくりぬかＪ’したド−ナ
ラ形の輪体に形成されており、その内部周囲蚤こは回転
軸１に日転會与えるための駆動機構が設けられている。
就いて説明するＯ 回転輪１は既述のように内部がくりぬかＪ’したド−ナ
ラ形の輪体に形成されており、その内部周囲蚤こは回転
軸１に日転會与えるための駆動機構が設けられている。
すなわち、第１図において２回転輪１の内周に磁石片２
１．磁路形成リング２２が埋設されており、こしと協働
するように励磁巻線２３ａ’ｅ有する固定子２３が支持
固定体８の取付台２４からの延長枠２５に取付けられ、
蓋２６とスペーサ２７によって固定されている０こ２ｔ
ら磁石片２１と固定子２３とにより電動機構造の駆動機
構の一例が形成されている。そしてこのよ壇こ回転輪１
の回転軸心Ｃに対し、輪体を駆動することによりトルク
増大を計ることができる。
１．磁路形成リング２２が埋設されており、こしと協働
するように励磁巻線２３ａ’ｅ有する固定子２３が支持
固定体８の取付台２４からの延長枠２５に取付けられ、
蓋２６とスペーサ２７によって固定されている０こ２ｔ
ら磁石片２１と固定子２３とにより電動機構造の駆動機
構の一例が形成されている。そしてこのよ壇こ回転輪１
の回転軸心Ｃに対し、輪体を駆動することによりトルク
増大を計ることができる。
回転輪１の回転中に電磁線輪へ供給される制御励磁電流
が万一途絶え０回転輪１が支持固定体に接触した際に回
転を安全に徐々に停止させる制動輪２８．２９が支持固
定体８暑こ設けである。制動輪２８，２９は適当な制動
効果金層する例えば側脂材によって形成Ｔｆｔばよい０ 効果 以上の説明から明らかなように１本発明によれば２回転
輪の全質量に対する角運動量の比および外力に対する支
持剛性を大きくでき１回転軸心と直角面内の二軸のまわ
りに回転軸心を回転させることができる二自由度磁気浮
上回転輪を得ることができる。
が万一途絶え０回転輪１が支持固定体に接触した際に回
転を安全に徐々に停止させる制動輪２８．２９が支持固
定体８暑こ設けである。制動輪２８，２９は適当な制動
効果金層する例えば側脂材によって形成Ｔｆｔばよい０ 効果 以上の説明から明らかなように１本発明によれば２回転
輪の全質量に対する角運動量の比および外力に対する支
持剛性を大きくでき１回転軸心と直角面内の二軸のまわ
りに回転軸心を回転させることができる二自由度磁気浮
上回転輪を得ることができる。
第１図は本発明による磁気浮上回転輪の実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図のＩ＋−ｔｌ線に沿う断面図、
第３図は同実施例における無接触磁気軸受と電磁線輪と
の配置構造を示す部分拡大図。 １・・・・・・回転輪、２，３・・・・・・環状永久磁
石。 ４．５，６．７・・・・・・磁極片、８・・・・・・支
持固定体、９．１０，１１．１２・・・・・・突起−１
３，１３ａ、１４．１４ａ。 １！１ｚ１５ａ＋１６，１６ａ・・・・・・ｔ＠線輪、
１７．１７ａ。 １８．１８ａ・・・・・・軸方向検出器、１９．２０・
・・・・・半径方向位置検出器、２１・・・・・・磁石
片、２３・・・・・・固定子、２３ａ・・・・・・励磁
巻線。 １■ 第２図１ 第３図
断面図、第２図は第１図のＩ＋−ｔｌ線に沿う断面図、
第３図は同実施例における無接触磁気軸受と電磁線輪と
の配置構造を示す部分拡大図。 １・・・・・・回転輪、２，３・・・・・・環状永久磁
石。 ４．５，６．７・・・・・・磁極片、８・・・・・・支
持固定体、９．１０，１１．１２・・・・・・突起−１
３，１３ａ、１４．１４ａ。 １！１ｚ１５ａ＋１６，１６ａ・・・・・・ｔ＠線輪、
１７．１７ａ。 １８．１８ａ・・・・・・軸方向検出器、１９．２０・
・・・・・半径方向位置検出器、２１・・・・・・磁石
片、２３・・・・・・固定子、２３ａ・・・・・・励磁
巻線。 １■ 第２図１ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転軸心上をこ球心を有した球形局面を備えた回転
輪と、前記回転輪の球形局面と同−球心を有した凹球面
金備えると共に該凹球面と前記回転輪の球形局面との間
に一定間隙を置いて前記回転輪の周囲に設けらｔＬる支
持固定体と、前記回転輪の球形局面と前記支持固定体と
に分配保持させた磁気作用部制によって形成され、削記
回転輪會前記支持固定体に対して前記回転軸心まわりに
回転可能に力）つ該回転軸心と直焚した二つの相互直装
軸心まわりに旋回連動可能に浮上支持する無接触磁気軸
受部と、前記回転輪の略中七部に配設されて前記回転輪
に前記回転軸１１．７まわりの一定筒速回転を与える回
転用駆動部と、前記支持固定体に巻設され、前記無接触
磁気軸受部と協働して前記回転輪の位置制御をおこない
、かつ前記回転輪を前記二つの軸心まわりに旋回させる
ことができる電磁線輪と、前記支持固定体に対１−る前
記回転輪の相対的位置を無接触検知する検出器と全具備
して構成されたこと全特徴とする磁気浮上回転輪。 ２、特許請求の範囲第１項に記載した磁気浮上回転輪に
おいて、前記電磁線輪は、前記支持固定体上の、前記回
転輪を囲繞する等間隔の四位置に各配設された４つの線
輪から形成され、これら２つずつを１対を成して協働す
るように構成されてなる６荘気浮上回転輪。 ３、 特許請求の範囲記１項に記載１−る磁気浮上回転
輪において、前記検出器は前記回転輪の回転軸心方向と
半径方向の位置ず１１１検出する漏れ磁束検出形の検出
器からなる磁気浮上回転輪。 ４、特許請求の範囲第１項に記載の磁気浮上回転輪にお
いて、前記回転輪は、その回転軸心に対する慣性能率を
大きくするようをこ略ドーナツ形の非中空体に形成した
磁気浮上回転輪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18916483A JPS6082041A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 磁気浮上回転輪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18916483A JPS6082041A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 磁気浮上回転輪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082041A true JPS6082041A (ja) | 1985-05-10 |
| JPH031903B2 JPH031903B2 (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=16236528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18916483A Granted JPS6082041A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 磁気浮上回転輪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082041A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62193554A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-25 | Joji Kusuyama | 電動機 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP18916483A patent/JPS6082041A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62193554A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-25 | Joji Kusuyama | 電動機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031903B2 (ja) | 1991-01-11 |
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