JPS63225721A - 磁気軸受 - Google Patents

磁気軸受

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JPS63225721A
JPS63225721A JP62293075A JP29307587A JPS63225721A JP S63225721 A JPS63225721 A JP S63225721A JP 62293075 A JP62293075 A JP 62293075A JP 29307587 A JP29307587 A JP 29307587A JP S63225721 A JPS63225721 A JP S63225721A
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bearing according
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エステレ・クルート
スピロス・パパダキス
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、一方の部材に対して他方の部材が回転運動す
るのを許容する磁気軸受に関する。
そのような軸受は、一方の部材に対し他方の部材のある
制限された範囲内での正逆回転あるいは連続回転を許容
することができる。
[従来の技術] 従来の磁気軸受においては、第18図に示されるように
第1部材は円筒状の棒磁石のにより構成され、第2部材
は各々が反対の極に磁化された相対する二つの面(ト)
、08を有する本体Oeにより構成されている。本体0
θの二つの面07)、aF3はそれぞれカップ形状に成
形されたくぼみ09を有している。円筒状の棒磁石日は
、S極の端面がS極に磁化されたカップ状のくぼみ(至
)にまたN極の端面がN極に磁化されたカップ状のくぼ
みUに入り込むように装着されている。磁石が充分に強
いばあい、同極の磁気的反発力は棒磁石をカップ状に成
形されたくぼみ(lclのあいだで支持し、そして物理
的接触は起らない。回転部材への負荷が大きすぎないと
きは、小さい摩擦力の回転装着が維持される。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、前述した軸受は、円筒状の棒磁石が軸と
しても機能し、したがって軸と同じ・太さを必要とする
ため高価になるという欠点を有している。加えるに、軸
によって発生した磁場のわずかな部分しか軸受支持に利
用されておらず、装置の配置は非効率的である。
〔問題点を解決するす控の手段] 本発明の磁気軸受は、磁気軸の方向に沿って穿設された
貫通孔を有する第1磁気部材と、前記貫通孔にゆるやか
に嵌入されかつ自己や磁気軸と平行な軸回りに回転可能
な第2磁気部材とからなり、両磁気軸が実質的に平行で
ありかつ磁気軸の磁化方向が同一方向であることを特徴
としている。
貫通孔および第2磁気部材は円形の横断面を有している
のが好ましい。貫通孔および第2磁気部材は円筒形状で
もよく、あるいは中央部が両端部より太< (wlde
r)なっていてもよく、さらにはその逆に両端部が中央
部よりも太くなっていてもよい。また貫通孔および第2
磁気部材は階段状であってもよい。すべてのばあいにお
いて、貫通孔および第2磁気部材の形状はお互いに整合
性のあることが望ましい。
第1磁気部材および第2磁気部材の少なくとも一方が、
電磁石あるいは永久磁石あるいは電磁石と永久磁石とを
組合せたものであってもよい。
第1磁気部材および第2磁気部材のあいだのすきまに油
を充填してもよいし、両部材の向きあっている面をライ
ニングしてもよい。
第1磁気部材および第2磁気部材が永久磁石であるばあ
いは該磁石を、また電磁石であるばあいはその磁気コア
を、透磁率の異なる材料によりラミネートするようにし
てもよい。
[実施例] つぎに図面に基づき本発明の磁気軸受を説明する。
第1〜7図はそれぞれ本発明の磁気軸受の異なる実施例
の断面図、第8〜11図はそれぞれ第2〜5図に示され
る磁気軸受の構造の断面図、第12図は軸受の内部部材
が電磁石である本発明の磁気軸受の一実施例の断面図、
第13図は軸受の外部部材が電磁石である本発明の磁気
軸受の一実施例の断面図、第14図は軸受の内部部材お
よび外部部材の両者が電磁石である本発明の磁気軸受の
一実施例の断面図、第15図は軸受の内部部材および外
部部材の相対する表面がライニングされている本発明の
磁気軸受の一実施例の断面図、第16図は軸受の内部部
材および外部部材間のすきまに油が充填されている本発
明の磁気軸受の一実施例の断面図、第17図は軸受の外
部部材が二つの独立した電磁石により構成されかつそれ
に低温媒体による冷却が施されている本発明の磁気軸受
の一実施例の断面図である。
第1図より明らかなように、磁気軸受は、第2磁気部材
である内部永久磁石(3)が配設された貫通孔(2)を
有する、第1磁気部材である外部永久磁石(1)より構
成されている。外部磁石(1)および内部磁石(2)の
磁気軸は平行でありかつ同一方向を向いている。本明細
書においては、磁気軸はS極からN極を向く一つのベク
トルとして扱われている。このことは、外部磁石および
内部磁石のN極は共に軸受の一端面にあることを、一方
性部磁石および内部磁石のS極は共に軸受の他の端面に
あることを意味している。貫通孔(′2Jおよび内部磁
石(3)の横断面は円形であるので、貫通孔(′2Jお
よび内部磁石(3)は共に円筒形状である。磁石(3)
は貫通孔(2)内で自由に回転できる。
外部磁石(1)および内部磁石(3)の同極の磁気的反
発力は、両磁石の相対する側が接触するのを防止し、こ
のようにして低摩擦力の軸受がえられる。
低摩擦力の軸受は、軸受部材に加えられあるいは接続さ
れる負荷が磁気的反発力に打ち勝つほど大きくない限り
その低摩擦状態を維持する。
磁気的反発力が負けたばあい、軸受の相対する面が接触
し高い摩擦力による接触がおこる。
第2〜7図は、貫通孔(2)および内部磁石(3)の形
状の選択可能な種々の態様を示しているが、それらの形
状はもとより図示されたものに限定されるものではない
。これらの形状は第1図に示したものより好ましい。と
いうのは内部磁石(3)の外部磁石(1)に対する軸方
向の相対運動が磁気的ばかりでなく物理的にも抑止され
るからである。第2の磁石(3)の軸を通っている孔(
4)は、軸受のその部分に負荷をかけるばあいの一態様
を示している。内部あるいは外部の磁石に負荷をかける
ばあいに他の多くの形式が採用可能であろうが、それら
は明らかでありまた本発明にとって重要ではないので、
それらについてはここでは記述しないことにする。
第2〜7図に示されるような形式の軸受を構成するため
には、内部磁石(3)あるいは外部磁石(1)のいずれ
か一方が結合可能な状態で二分割されうろことが必要で
あり、たとえば第8〜9図に示される例では二分割体が
ネジ結合されている。もちろんこういった二分割体は他
の方法によって結合してもよい。たとえば第10図は、
内部磁石(3)の二分割体が、孔(4)に挿入された中
空ボルト(5)によって結合され、さらにナツト(6)
によって締付けられた状態を示している。第11図は、
磁石(1)の二分割体がボルト(7)およびナツト(6
)によって結合されている構成を示している。
これまでは永久磁石を用いるばあいについて記述してき
たが、第12〜13図にそれぞれ示すように内部あるい
は外部のいずれかの磁石に電磁石を用いても同様の効果
かえられる。第14図は、内部磁石および外部磁石とも
に電磁石であるばあいの構成例を示している。電磁石は
、実質的に従来タイプのものであってもよいし、たとえ
ば超伝導ワイヤで巻回したものからなる他の適切なタイ
プのものであってもよい。。
第15図は、第1および第2磁石の相対する表面にライ
ニング(9)が施されている構成を示している。過負荷
により内部および外部の軸受面が接触したばあいにおい
ても低摩擦接触が確保できるようライニング部材には低
摩擦材料が使用される。
外部磁石(1)および内部磁石(3)のあいだのギャッ
プに油を注入すればダンピング機能かえられる。第16
図は、開口(財)を通ってギャップに油が注入されるば
あいの構成を示している。この方法においては、軸受を
冷却するため循環油は注入される前に冷却される。
渦電流の誘導を減少させるために、外部磁石および内部
磁石、あるいは電磁石のばあいにあってはそれらのカバ
ーをラミネート構造としてもよい。
゛軸受に付加される磁力線の強さを変えることができる
ようにし、異なった負荷領域に対処よできるようにする
ために、独立の巻線0υおよび02)を第17図に示さ
れるようにたとえば外側の磁石(1)に組み込むように
してもよい。
磁石間のギャップ付近における磁場を変更するために、
磁石あるいは磁気コアもまた、異なった透磁率の材料に
よってラミネートとしてもよい。この種の改造は、内部
磁石および外部磁石の軸方向の移動を防止するためにと
くに有効である。 ・ 高温度の環境において使用されるばあい、あるいは軸受
の高速回転により相当の熱量が発生するばあいは、軸受
全体を冷却する必要がある。
冷却は、軸受部材の一方あるいは他方の内部に網目状に
配設された管に液体窒素を注入することにより行なうこ
とができる。この方法は第17図において示されており
、その例では液体窒素は入口(至)より注入され、出口
側を通りで出ていく。
以上述べたタイプの軸受は、従来においてボールベアリ
ング、ブツシュ・ベアリング、空気あるいはガスベアリ
ングが使用されていたあらゆる部分に適用できることが
理解されるべきである。それらのベアリングはたとえて
列記すれば、モータ、自動車、ロボット、ガスタービン
エンジン、発電用タービン、あるいは破砕用ミルなど多
くのものに使用されている。
本発明は、軸受の両方の部分が磁石であるものについて
記述されてきたが、それらの部分は必ずしもそうである
必要はない。たとえば、部材は磁化された部分を有する
だけでもよく、あるいは単に磁石を含んでいるだけでも
よい。
【図面の簡単な説明】
第1〜7図は本発明の磁気軸受の異なる実施例の断面図
、第8〜11図はそれぞれ第2〜5図に示される磁気軸
受の構造の断面図、第12図は軸受の内部部材が電磁石
である本発明の磁気軸受の一実施例の断面図、第13図
は軸受の外部部材が電磁石である本発明の磁気軸受の一
実施例の断面図、第14図は軸受の内部部材および外部
部材の両者が電磁石である本発明の磁気軸受の一実施例
の断面図、第15図は軸受の内部部材および外部部材の
相対する表面がライニングされている本発明の磁気軸受
の一実施例の断面図、第16図は軸受の内部部材および
外部部材のすきまに油が充填されている本発明の磁気軸
受の一実施例の断面図、第17図は軸受の外部部材が二
つの独立した電磁石により構成されかつそれに低温媒体
による冷却が施されている本発明の磁気軸受の一実施例
の断面図、第18図は従来の磁気軸受の概略説明図であ
る。 (図面の主要符号) (1)二第1磁気部材 (2)二貫通孔 (3):第2磁気部材 特許出願人 ニステレ・クルード ほか1名R61 1:第1磁気部材 2:貫通孔 3:第2磁気部材 1:第1磁気部材 1 :第1磁気部材 2:貫通孔 3:第2磁気部材 1:第1磁気部材 2:貫通孔 F/に;”、8 1:第1磁気部材 2:貫通孔 1:第1磁気部材 1:第1磁気部材 2:貫通孔 8G、// 図面の?φ書 FIG、/2 図面ツ、−4− 図面の浄缶( N 1:第1磁気部材 2:貫通孔 3:第2磁気部材 FIG、 15 1:第1磁気部材 FIG、石 図面の浄書 手続補正書坊式) %式% 1事件の表示 事件との関係  特許出願人 住 所  オーストラリア連邦、二ニー サウスウェー
ルズ、イングルバーン、エレン プレス、6 氏 名  ニステレ・クルード 国 籍  オーストラリア連邦 ばか1名 4代理人 〒540 」 5補正命令の日付 昭和63年2月23日(発送日) 7補正の内容 (1)第12〜14図および第17図を別紙添付の「補
正された図面(第12〜14図および第17図)」とそ
れぞれ差し換える。 8添付書類の目録

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁気軸の方向に沿って穿設された貫通孔を有する第
    1磁気部材と、前記貫通孔にゆるやかに嵌入されかつ自
    己の磁気軸と平行な軸回りに回転可能な第2磁気部材と
    からなり、両磁気軸が実質的に平行でありかつ磁気軸の
    磁化方向が同一方向であることを特徴とする磁気軸受。 2 前記貫通孔および前記第2磁気部材が円形横断面を
    有する特許請求の範囲第1項記載の磁気軸受。 3 前記貫通孔および前記第2磁気部材が円筒形である
    特許請求の範囲第2項記載の磁気軸受。 4 前記貫通孔および前記第2磁気部材の中央部が端部
    よりも太くなっている特許請求の範囲第2項記載の磁気
    軸受。 5 前記貫通孔および前記第2磁気部材の端部が中央部
    より太くなっている特許請求の範囲第2項記載の磁気軸
    受。 6 前記貫通孔および前記第2磁気部材が階段状である
    特許請求の範囲第2項記載の磁気軸受。 7 第1磁気部材および第2磁気部材の少なくとも一方
    が電磁石である特許請求の範囲第1項、第2項、第3項
    、第4項、第5項または第6項記載の磁気軸受。 8 第1磁気部材および第2磁気部材のあいだのギャッ
    プに油が充填されている特許請求の範囲第1項、第2項
    、第3項、第4項、第5項、第6項または第7項記載の
    磁気軸受。 9 第1磁気部材および第2磁気部材の相対す面がライ
    ニングされている特許請求の範囲第1項、第2項、第3
    項、第4項、第5項、第6項、第7項または第8項記載
    の磁気軸受。 10 第1磁気部材および第2磁気部材が透磁率の異な
    った材料によりラミネートされた領域を含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項
    、第5項、第6項、第7項、第8項または第9項記載の
    磁気軸受。 11 第1磁気部材および第2磁気部材の少なくとも一
    方が冷却されてなる特許請求の範囲第1項、第2項、第
    3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8項、第9
    項または第10項記載の磁気軸受。
JP62293075A 1987-03-05 1987-11-19 磁気軸受 Pending JPS63225721A (ja)

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AU6974987 1987-03-05

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