JPS6211218B2 - - Google Patents
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- JPS6211218B2 JPS6211218B2 JP57160376A JP16037682A JPS6211218B2 JP S6211218 B2 JPS6211218 B2 JP S6211218B2 JP 57160376 A JP57160376 A JP 57160376A JP 16037682 A JP16037682 A JP 16037682A JP S6211218 B2 JPS6211218 B2 JP S6211218B2
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- JP
- Japan
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- yokes
- stator
- rotor
- magnetic
- section
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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
- 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
-
- 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
- F16C32/0474—Active magnetic bearings for rotary movement
- F16C32/0487—Active magnetic bearings for rotary movement with active support of four degrees of freedom
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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、半径方向の
位置制御を可能とする多軸制御型磁気軸受に関す
るものである。
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、半径方向の
位置制御を可能とする多軸制御型磁気軸受に関す
るものである。
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こと
等の著しい特色があるために近年盛んに研究がな
されている。そして、この用途としては例えば遠
心分離器、真空ポンプ、ジヤイロ、精密測定器、
人工衛星用制御機器等への使用が有望視されてい
る。
して、磁気力を利用する軸受である。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こと
等の著しい特色があるために近年盛んに研究がな
されている。そして、この用途としては例えば遠
心分離器、真空ポンプ、ジヤイロ、精密測定器、
人工衛星用制御機器等への使用が有望視されてい
る。
一般に多くの磁気軸受には永久磁石が用いられ
ていて、その着磁の方向は半径方向になされてい
るものが多いが、実際には永久磁石を軸方向着磁
ならば磁石材料を平板ヨークで挟んで済むのに対
し、半径方向に着磁するには２つの半径の異なる
円筒ヨークを用いて磁石材料を挟まなければなら
ず製造がなかなか困難である。また、半径方向に
着磁した永久磁石を用いた磁気回路では、永久磁
石の磁束の出入部に密着する正確な寸法の円筒部
分を有するヨークを必要とし、永久磁石とヨーク
の間の磁気的接続には機構的な困難性を伴う。
ていて、その着磁の方向は半径方向になされてい
るものが多いが、実際には永久磁石を軸方向着磁
ならば磁石材料を平板ヨークで挟んで済むのに対
し、半径方向に着磁するには２つの半径の異なる
円筒ヨークを用いて磁石材料を挟まなければなら
ず製造がなかなか困難である。また、半径方向に
着磁した永久磁石を用いた磁気回路では、永久磁
石の磁束の出入部に密着する正確な寸法の円筒部
分を有するヨークを必要とし、永久磁石とヨーク
の間の磁気的接続には機構的な困難性を伴う。
本発明の目的は、永久磁石に軸方向に着磁した
ものを用いると共に、性能のよい多軸制御型磁気
軸受を提供することにあり、その要旨は、軸を中
心に一方の周囲を他方が非接触で相対的に回転す
るロータ部とステータ部とから成り、ロータ部と
ステータ部は、それぞれ両側の第１、第２の平板
円環状ヨークとこれらの間の第３の平板円環状ヨ
ークとを平行に配列し、前記第１、第３のヨーク
間及び第２、第３のヨーク間の２個所の間隙に軸
方向に着磁した永久磁石を挟着し、これら永久磁
石の磁極はロータ部、ステータ部の前記第１、第
２、第３のヨーク同士の対向部分同士がそれぞれ
吸引し、かつ永久磁石からの磁束が両側の第１、
第２のヨークの流れ方向と中央の第３のヨークの
流れ方向とで半径方向に逆になるよう配置し、ス
テータ部の第１、第２のヨークに電磁コイルを設
け、ロータ部、ステータ部の対向する第３のヨー
ク間の空隙磁路には永久磁石のみの磁束が存在
し、第１、第２のヨーク間同士の空隙磁路には永
久磁石と電磁コイルの両者の磁束が共存するよう
にして、永久磁石によつてロータ部とステータ部
の前記ヨーク間同士に作用する吸引力を前記電磁
コイルによる制御吸引力によつて調整し、ロータ
部のステータ部に対する半径方向位置の制御を行
うようにしたことを特徴とするものである。
ものを用いると共に、性能のよい多軸制御型磁気
軸受を提供することにあり、その要旨は、軸を中
心に一方の周囲を他方が非接触で相対的に回転す
るロータ部とステータ部とから成り、ロータ部と
ステータ部は、それぞれ両側の第１、第２の平板
円環状ヨークとこれらの間の第３の平板円環状ヨ
ークとを平行に配列し、前記第１、第３のヨーク
間及び第２、第３のヨーク間の２個所の間隙に軸
方向に着磁した永久磁石を挟着し、これら永久磁
石の磁極はロータ部、ステータ部の前記第１、第
２、第３のヨーク同士の対向部分同士がそれぞれ
吸引し、かつ永久磁石からの磁束が両側の第１、
第２のヨークの流れ方向と中央の第３のヨークの
流れ方向とで半径方向に逆になるよう配置し、ス
テータ部の第１、第２のヨークに電磁コイルを設
け、ロータ部、ステータ部の対向する第３のヨー
ク間の空隙磁路には永久磁石のみの磁束が存在
し、第１、第２のヨーク間同士の空隙磁路には永
久磁石と電磁コイルの両者の磁束が共存するよう
にして、永久磁石によつてロータ部とステータ部
の前記ヨーク間同士に作用する吸引力を前記電磁
コイルによる制御吸引力によつて調整し、ロータ
部のステータ部に対する半径方向位置の制御を行
う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。
る。
第１図は全体の縦断面図、第２図はステータ部
１及びロータ部２の平面図である。この実施例に
おいてはステータ部１は軸３に一体的に固定され
ており、その周囲をロータ部２が回転するような
構成とされ、ロータ部２にはフライホイール４が
取付けられている。ステータ部１は内径、外径を
共に同じくする平板円環状の３個のヨーク、即ち
外側に配置された第１、第２のステータヨーク１
１，１２と、これらに挟まれた第３のステータヨ
ーク１３とを有し、第１、第３のステータヨーク
１１，１３の間及び第３、第２のステータヨーク
１３，１２の間には、それぞれ円環状の永久磁石
１４，１５が挟設されている。これらの永久磁石
１４，１５は軸方向に着磁されており、永久磁石
１４，１５同士の極性は第３のステータヨーク１
３を中心に上下に対称的となるようにされてい
る。第１、第２のステータヨーク１１，１２は例
えば第２図に示すように、放射状に磁気的に８分
割されており、それぞれ十文字状の第１、第２の
電磁ヨーク１６，１７が取付けられている。これ
らの電磁ヨーク１６，１７は第２図におけるＸ軸
及びＹ軸上にある第１、第２のステータヨーク１
１，１２の分割部に磁気的に接続し、Ｘ軸及びＹ
軸上に存在しない分割部は電磁ヨーク１６，１７
及び他の分割部とは磁気的にほぼ絶縁されてい
る。また、電磁ヨーク１６及び１７の各脚部１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄ（１７ｂ，１７ｄは図示せ
ず）には、それぞれ１個ずつ計８個の電磁コイル
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ及び１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄ（１９ｂ，１９ｄは図示せ
ず）が巻回されている。
１及びロータ部２の平面図である。この実施例に
おいてはステータ部１は軸３に一体的に固定され
ており、その周囲をロータ部２が回転するような
構成とされ、ロータ部２にはフライホイール４が
取付けられている。ステータ部１は内径、外径を
共に同じくする平板円環状の３個のヨーク、即ち
外側に配置された第１、第２のステータヨーク１
１，１２と、これらに挟まれた第３のステータヨ
ーク１３とを有し、第１、第３のステータヨーク
１１，１３の間及び第３、第２のステータヨーク
１３，１２の間には、それぞれ円環状の永久磁石
１４，１５が挟設されている。これらの永久磁石
１４，１５は軸方向に着磁されており、永久磁石
１４，１５同士の極性は第３のステータヨーク１
３を中心に上下に対称的となるようにされてい
る。第１、第２のステータヨーク１１，１２は例
えば第２図に示すように、放射状に磁気的に８分
割されており、それぞれ十文字状の第１、第２の
電磁ヨーク１６，１７が取付けられている。これ
らの電磁ヨーク１６，１７は第２図におけるＸ軸
及びＹ軸上にある第１、第２のステータヨーク１
１，１２の分割部に磁気的に接続し、Ｘ軸及びＹ
軸上に存在しない分割部は電磁ヨーク１６，１７
及び他の分割部とは磁気的にほぼ絶縁されてい
る。また、電磁ヨーク１６及び１７の各脚部１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ，１７ｄ（１７ｂ，１７ｄは図示せ
ず）には、それぞれ１個ずつ計８個の電磁コイル
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ及び１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，１９ｄ（１９ｂ，１９ｄは図示せ
ず）が巻回されている。
一方、ロータ部２にはステータヨーク１１，１
２，１３の周囲を非接触で回転するためのステー
タヨーク１１，１２，１３よりも大径の３個の平
板円環状ヨークが設けられており、第１、第２の
ステータヨーク２１，２２の内周面が第１、第２
のステータヨーク１１，１２の外周面とそれぞれ
対向し、第３のロ−タヨーク２３の内周面が第３
のステータヨーク１３の外周面と対向するように
配置されている。また、ロータヨーク２１，２
２，２３同士の間にもステータ部１と同様に軸方
向に着磁された永久磁石２４，２５が、第３のロ
−タヨーク２３を中心に極性を対称とするように
配置されている。なお、このロータ部２の永久磁
石２４，２５の極性はステータ部１の永久磁石１
４，１５の極性の向きとは逆方向となつている。
２６はロータ部２のＸ軸方向の変位を検出するた
めの位置センサであり、Ｙ軸方向用の位置センサ
は図面においては省略されている。Ｘ軸用位置セ
ンサ２６の出力は図示しない制御回路、パワーア
ンプを経て、電磁ヨーク１６及び１７のＸ軸方向
の脚部１６ａ，１６ｃ及び１７ａ，１７ｃに巻回
された電磁コイル１８ａ，１８ｃ及び１９ａ，１
９ｃに電流を流すようにされている。同様にし
て、図示しないＹ軸用位置センサからはＹ軸方向
の脚部１６ｂ，１６ｄ及び１７ｂ，１７ｄに巻回
された電磁コイル１８ｂ，１８ｄ及び１９ｂ，１
９ｄに電流が供与される。なお、２７はロータ部
２の浮上制御が不能になつたときや停止時等にロ
ータ部２を支持するための玉軸受である。
２，１３の周囲を非接触で回転するためのステー
タヨーク１１，１２，１３よりも大径の３個の平
板円環状ヨークが設けられており、第１、第２の
ステータヨーク２１，２２の内周面が第１、第２
のステータヨーク１１，１２の外周面とそれぞれ
対向し、第３のロ−タヨーク２３の内周面が第３
のステータヨーク１３の外周面と対向するように
配置されている。また、ロータヨーク２１，２
２，２３同士の間にもステータ部１と同様に軸方
向に着磁された永久磁石２４，２５が、第３のロ
−タヨーク２３を中心に極性を対称とするように
配置されている。なお、このロータ部２の永久磁
石２４，２５の極性はステータ部１の永久磁石１
４，１５の極性の向きとは逆方向となつている。
２６はロータ部２のＸ軸方向の変位を検出するた
めの位置センサであり、Ｙ軸方向用の位置センサ
は図面においては省略されている。Ｘ軸用位置セ
ンサ２６の出力は図示しない制御回路、パワーア
ンプを経て、電磁ヨーク１６及び１７のＸ軸方向
の脚部１６ａ，１６ｃ及び１７ａ，１７ｃに巻回
された電磁コイル１８ａ，１８ｃ及び１９ａ，１
９ｃに電流を流すようにされている。同様にし
て、図示しないＹ軸用位置センサからはＹ軸方向
の脚部１６ｂ，１６ｄ及び１７ｂ，１７ｄに巻回
された電磁コイル１８ｂ，１８ｄ及び１９ｂ，１
９ｄに電流が供与される。なお、２７はロータ部
２の浮上制御が不能になつたときや停止時等にロ
ータ部２を支持するための玉軸受である。
本実施例は上述の構成を有するので、第１、第
２のステータヨーク１１，１２及び第１、第２の
ロータヨーク２１，２２には、永久磁石１４，１
５，２４，２５からの磁束φ１と電磁コイル１８
ａ，……，１９ａ，……から発生する磁束φ２が
共存し、これらの間の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２は所謂
変調ギヤツプであるのに対し、第３のステータヨ
ーク１３及び第３のロ−タヨーク２３は、永久磁
石１４，１５，２４，２５のみによる磁束φ１し
か存在せず、この第３のステータヨーク１３と第
３のロ−タヨーク２３間の空隙磁路Ｇ３は非変調
ギヤツプとなつている。作動時においては永久磁
石１４，１５，２４，２５のＮ極からＳ極へ磁束
φ１が通過し、即ち第３のロ−タヨーク２３から
第３のステータヨーク１３へ磁束φ１が流れ込む
と同時に、第１のステータヨーク１１から第１の
ロータヨーク２１へ、また第２ステータヨーク１
２から第２のロータヨーク２２へ磁束φ１が流れ
込むことになる。従つて、この磁束φ１の通過に
よりステータヨーク１１，１２，１３とロータヨ
ーク２１，２２，２３との空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，
Ｇ３には磁気吸引力が作用することになる。
２のステータヨーク１１，１２及び第１、第２の
ロータヨーク２１，２２には、永久磁石１４，１
５，２４，２５からの磁束φ１と電磁コイル１８
ａ，……，１９ａ，……から発生する磁束φ２が
共存し、これらの間の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２は所謂
変調ギヤツプであるのに対し、第３のステータヨ
ーク１３及び第３のロ−タヨーク２３は、永久磁
石１４，１５，２４，２５のみによる磁束φ１し
か存在せず、この第３のステータヨーク１３と第
３のロ−タヨーク２３間の空隙磁路Ｇ３は非変調
ギヤツプとなつている。作動時においては永久磁
石１４，１５，２４，２５のＮ極からＳ極へ磁束
φ１が通過し、即ち第３のロ−タヨーク２３から
第３のステータヨーク１３へ磁束φ１が流れ込む
と同時に、第１のステータヨーク１１から第１の
ロータヨーク２１へ、また第２ステータヨーク１
２から第２のロータヨーク２２へ磁束φ１が流れ
込むことになる。従つて、この磁束φ１の通過に
よりステータヨーク１１，１２，１３とロータヨ
ーク２１，２２，２３との空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，
Ｇ３には磁気吸引力が作用することになる。
この吸引力は理想的な状態を考えてみれば、あ
らゆる方向において相殺され、ロータ部２は半径
方向の或る方向に偏位することなく不安定に平衡
した状態にあり得るが、実際には製作上の精度等
からロータ部２が一方向に変位することは避けら
れない。例えば、ロータ部２がＸ軸正方向に微少
量移動すると、第１図におけるステータ部１とロ
ータ部２との左側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が
狭く、右側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が大きく
なる。従つて、左側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３
の磁気抵抗が小さくなるために、この部分におけ
る永久磁石１４，１５，２４，２５からの磁束φ
１は更に増加し、この間の吸引力が増加し、右側
の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の磁束φ１は減少す
るので、ロータ部２は益々右側に引寄せられるこ
とになる。
らゆる方向において相殺され、ロータ部２は半径
方向の或る方向に偏位することなく不安定に平衡
した状態にあり得るが、実際には製作上の精度等
からロータ部２が一方向に変位することは避けら
れない。例えば、ロータ部２がＸ軸正方向に微少
量移動すると、第１図におけるステータ部１とロ
ータ部２との左側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が
狭く、右側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が大きく
なる。従つて、左側の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３
の磁気抵抗が小さくなるために、この部分におけ
る永久磁石１４，１５，２４，２５からの磁束φ
１は更に増加し、この間の吸引力が増加し、右側
の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の磁束φ１は減少す
るので、ロータ部２は益々右側に引寄せられるこ
とになる。
この変位はＸ軸用位置センサ２６により検出さ
れ、電磁ヨーク１６及び１７のＸ軸方向の脚部１
６ａ，１６ｃ及び１７ａ，１７ｃに設けられた電
磁コイル１８ａ，１８ｃ及び１９ａ，１９ｃに制
御回路の制御信号に基づく電流を流し、永久磁石
１４，１５，２４，２５による磁束φ１の吸引力
の変化を打ち消すような方向、つまり右側の空隙
磁路Ｇ１，Ｇ２をステータヨーク１１，１２から
ロータヨーク２１，２２に通過し、それぞれのロ
ータヨーク２１，２２を半周し、左側の空隙磁路
Ｇ１，Ｇ２をロータヨーク２１，２２からステー
タヨーク１１，１２に戻るような点線で示す方向
の磁束φ２を流すことになる。この磁束φ２によ
つて、永久磁石１４，１５，２４，２５からの磁
束φ１の変位による変化を相殺し、左側の空隙磁
路Ｇ１，Ｇ２においては吸引力を減少させ、右側
の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２では吸引力を増加すること
によつて全体の吸引力を平衡させ、ロータ部２を
元の中立状態に復元させることができる。この場
合、ロータ部２がたとえ軸方向に変位しても、磁
束φ１，φ２の流れにより、ステータヨーク１
１，１２，１３とロータヨーク２１，２２，２３
の周面同士が正対するように復元することにな
る。これらの動作はＹ軸方向についても全く同様
である。
れ、電磁ヨーク１６及び１７のＸ軸方向の脚部１
６ａ，１６ｃ及び１７ａ，１７ｃに設けられた電
磁コイル１８ａ，１８ｃ及び１９ａ，１９ｃに制
御回路の制御信号に基づく電流を流し、永久磁石
１４，１５，２４，２５による磁束φ１の吸引力
の変化を打ち消すような方向、つまり右側の空隙
磁路Ｇ１，Ｇ２をステータヨーク１１，１２から
ロータヨーク２１，２２に通過し、それぞれのロ
ータヨーク２１，２２を半周し、左側の空隙磁路
Ｇ１，Ｇ２をロータヨーク２１，２２からステー
タヨーク１１，１２に戻るような点線で示す方向
の磁束φ２を流すことになる。この磁束φ２によ
つて、永久磁石１４，１５，２４，２５からの磁
束φ１の変位による変化を相殺し、左側の空隙磁
路Ｇ１，Ｇ２においては吸引力を減少させ、右側
の空隙磁路Ｇ１，Ｇ２では吸引力を増加すること
によつて全体の吸引力を平衡させ、ロータ部２を
元の中立状態に復元させることができる。この場
合、ロータ部２がたとえ軸方向に変位しても、磁
束φ１，φ２の流れにより、ステータヨーク１
１，１２，１３とロータヨーク２１，２２，２３
の周面同士が正対するように復元することにな
る。これらの動作はＹ軸方向についても全く同様
である。
この場合、第１、第２のステータヨーク１１，
１２は磁気的に分割しておくことにより、磁気コ
イル１８，１９からの磁束φ２はＸ軸、Ｙ軸上に
存在する分割部のみを通過することになり、その
他の分割部には流入することが少ないので、磁束
φ２を効率良く吸引のために作用させることが可
能となる。
１２は磁気的に分割しておくことにより、磁気コ
イル１８，１９からの磁束φ２はＸ軸、Ｙ軸上に
存在する分割部のみを通過することになり、その
他の分割部には流入することが少ないので、磁束
φ２を効率良く吸引のために作用させることが可
能となる。
第１、第２のステータヨーク１１，１２及びロ
ータヨーク２１，２２の間隔を大きく、即ちステ
ータ部１、ロータ部２の厚さを或る程度厚くし、
Ｘ軸方向或いはＹ軸方向に並んだ電磁コイル１８
及び１９に電流を差動的に供与、つまり上下の制
御力を逆方向にすれば、微小ジンバリング制御を
行なうことができる。
ータヨーク２１，２２の間隔を大きく、即ちステ
ータ部１、ロータ部２の厚さを或る程度厚くし、
Ｘ軸方向或いはＹ軸方向に並んだ電磁コイル１８
及び１９に電流を差動的に供与、つまり上下の制
御力を逆方向にすれば、微小ジンバリング制御を
行なうことができる。
なお、永久磁石は一体のリング状ではなく、複
数個の例えば円筒形などの単純な形状の永久磁石
をリング状に並べてもよい。また、空隙磁路に面
するヨーク部分は第１図に示すように１枚の歯と
しているが、これを複数枚の歯にして、軸方向の
剛性を向上させることも可能である。
数個の例えば円筒形などの単純な形状の永久磁石
をリング状に並べてもよい。また、空隙磁路に面
するヨーク部分は第１図に示すように１枚の歯と
しているが、これを複数枚の歯にして、軸方向の
剛性を向上させることも可能である。
また、第３のステータヨーク１３及び第３のロ
−タヨーク２３は必ずしも１枚の電磁板ではな
く、例えば第３図に示すように２枚のヨーク１３
ａ，１３ｂ及び２３ａ，２３ｂ間に磁気的に絶縁
する介在物３０を設けてもその作用は同じであ
る。また、第４図に示すように第１図に示すステ
ータ部１とロータ部２との上下に永久磁石１
４′，１５′，２４′，２５′及び非変調ヨーク１
３′，２３′を軸方向に並列すれば軸方向の剛性が
向上する。
−タヨーク２３は必ずしも１枚の電磁板ではな
く、例えば第３図に示すように２枚のヨーク１３
ａ，１３ｂ及び２３ａ，２３ｂ間に磁気的に絶縁
する介在物３０を設けてもその作用は同じであ
る。また、第４図に示すように第１図に示すステ
ータ部１とロータ部２との上下に永久磁石１
４′，１５′，２４′，２５′及び非変調ヨーク１
３′，２３′を軸方向に並列すれば軸方向の剛性が
向上する。
従つて、本発明に係る多軸制御型磁気軸受は次
のような効果を有する。
のような効果を有する。
(1) 永久磁石は軸方向に着磁して使用しているの
で、永久磁石の製造が容易になり、かつヨーク
との磁気的接続が容易になる。
で、永久磁石の製造が容易になり、かつヨーク
との磁気的接続が容易になる。
(2) ステータ部、ロータ部の双方に永久磁石を配
置しているので軸方向の剛性が高い。
置しているので軸方向の剛性が高い。
(3) 中央のステータヨーク及びロ−タヨーク間の
空隙磁路は、永久磁石のみよる非変調ギヤツプ
なので磁束密度を増加することができ、そのた
めに軸方向の剛性、及び半径方向軸周りの剛性
を大きくすることができる。
空隙磁路は、永久磁石のみよる非変調ギヤツプ
なので磁束密度を増加することができ、そのた
めに軸方向の剛性、及び半径方向軸周りの剛性
を大きくすることができる。
(4) 両側のステータヨークとロータヨーク間の空
隙磁路を差動的に制御することにより、この磁
気軸受一組だけで４軸制御型の磁気軸受ともな
り、微小ジンバリング制御も可能となる。
隙磁路を差動的に制御することにより、この磁
気軸受一組だけで４軸制御型の磁気軸受ともな
り、微小ジンバリング制御も可能となる。
図面は本発明に係る多軸制御型磁気軸受の実施
例を示し、第１図はその縦断面図、第２図はステ
ータ部、ロータ部の平面図、第３図、第４図はス
テータヨーク、ロ−タヨークの組合わせの変形例
の説明図である。 符号１はステータ部、２はロータ部、３は軸、
１１，１２，１３はステータヨーク、１４，１
５，２４，２５は永久磁石、１６，１７は電磁ヨ
ーク、１８，１９は電磁コイル、２１，２２，２
３はロータヨーク、２６は位置センサ、φ１，φ
２は磁束、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は空隙磁路である。
例を示し、第１図はその縦断面図、第２図はステ
ータ部、ロータ部の平面図、第３図、第４図はス
テータヨーク、ロ−タヨークの組合わせの変形例
の説明図である。 符号１はステータ部、２はロータ部、３は軸、
１１，１２，１３はステータヨーク、１４，１
５，２４，２５は永久磁石、１６，１７は電磁ヨ
ーク、１８，１９は電磁コイル、２１，２２，２
３はロータヨーク、２６は位置センサ、φ１，φ
２は磁束、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は空隙磁路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 軸を中心に一方の周囲を他方が非接触で相対
的に回転するロータ部とステータ部とから成り、
ロータ部とステータ部は、それぞれ両側の第１、
第２の平板円環状ヨークとこれらの間の第３の平
板円環状ヨークとを平行に配列し、前記第１、第
３のヨーク間及び第２、第３のヨーク間の２個所
の間隙に軸方向に着磁した永久磁石を挟着し、こ
れら永久磁石の磁極はロータ部、ステータ部の前
記第１、第２、第３のヨーク同士の対向部分同士
がそれぞれ吸引し、かつ永久磁石からの磁束が両
側の第１、第２のヨークの流れ方向と中央の第３
のヨークの流れ方向とで半径方向に逆になるよう
に配置し、ステータ部の第１、第２のヨークに電
磁コイルを設け、ロータ部、ステータ部の対向す
る第３のヨークの間の空隙磁路には永久磁石のみ
の磁束が存在し、第１、第２のヨーク間同士の空
隙磁路には永久磁石と電磁コイルの両者の磁束が
共存するようにして、永久磁石によつてロータ部
とステータ部の前記ヨーク間同士に作用する吸引
力を前記電磁コイルによる制御吸引力によつて調
整し、ロータ部のステータ部に対する半径方向位
置の制御を行うようにしたことを特徴とする多軸
制御型磁気軸受。 ２ 前記ステータ部の第１、第２のヨークは、放
射状に少なくとも３個に磁気的に分割した特許請
求の範囲第１項に記載の多軸制御型磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57160376A JPS5950220A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | 多軸制御型磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57160376A JPS5950220A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | 多軸制御型磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950220A JPS5950220A (ja) | 1984-03-23 |
| JPS6211218B2 true JPS6211218B2 (ja) | 1987-03-11 |
Family
ID=15713625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57160376A Granted JPS5950220A (ja) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | 多軸制御型磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11201825B2 (en) | 2018-02-01 | 2021-12-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Transfer device and transfer method |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2750749B1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-11-20 | Aerospatiale | Palier magnetique pour le centrage actif selon au moins un axe d'un corps mobile par rapport a un autre |
| CN105114457B (zh) * | 2015-08-24 | 2017-06-09 | 南京邮电大学 | 一种轴向径向电励磁磁轴承 |
| CN105422623B (zh) * | 2015-12-28 | 2018-03-09 | 宁波达奋精工轴承有限公司 | 自发电式磁轴承 |
| CN105508425B (zh) * | 2015-12-28 | 2018-03-09 | 宁波达奋精工轴承有限公司 | 一种自发电式磁轴承 |
| CN105465175B (zh) * | 2015-12-28 | 2018-03-09 | 宁波达奋精工轴承有限公司 | 一种主动式磁轴承 |
-
1982
- 1982-09-14 JP JP57160376A patent/JPS5950220A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11201825B2 (en) | 2018-02-01 | 2021-12-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Transfer device and transfer method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5950220A (ja) | 1984-03-23 |
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