JPS595175B2 - 磁気軸受 - Google Patents
磁気軸受Info
- Publication number
- JPS595175B2 JPS595175B2 JP2928477A JP2928477A JPS595175B2 JP S595175 B2 JPS595175 B2 JP S595175B2 JP 2928477 A JP2928477 A JP 2928477A JP 2928477 A JP2928477 A JP 2928477A JP S595175 B2 JPS595175 B2 JP S595175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teeth
- magnetic
- stator
- rotor
- magnetic bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/041—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part
- F16C32/0412—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for radial load mainly
- F16C32/0414—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for radial load mainly with facing axial projections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は分離装置などの回転体に使用される磁気軸受に
関するものである。
関するものである。
従来のこの種磁気軸受は第１図に示すように、回転自在
に設けられた軸１に取付けられた磁性体１０製回転子ヨ
ーク２の外側部に回転子歯２、ａ、２ｂが一体に形成さ
れ、この回転子歯２ａ、２ｂをはさみ込むように配置さ
れた固定子歯５ａ、５ｂを有する固定子ヨーク４ａ、４
ｂを永久磁石３の両端にそれぞれ取付け、前記固定子歯
５ａ、５ｂを１５包み込むように非磁性体導電体６ａ、
６ｂを前記固定子ヨーク４ａ、４ｂにそれぞれ取付けた
構造からなる。
に設けられた軸１に取付けられた磁性体１０製回転子ヨ
ーク２の外側部に回転子歯２、ａ、２ｂが一体に形成さ
れ、この回転子歯２ａ、２ｂをはさみ込むように配置さ
れた固定子歯５ａ、５ｂを有する固定子ヨーク４ａ、４
ｂを永久磁石３の両端にそれぞれ取付け、前記固定子歯
５ａ、５ｂを１５包み込むように非磁性体導電体６ａ、
６ｂを前記固定子ヨーク４ａ、４ｂにそれぞれ取付けた
構造からなる。
上記のように構成した軸受では第２図に示すように、永
久磁石３により発生した磁束Ｔは破線の２０ように永久
磁石３−固定子ヨーク４ａ−固定子歯５ａ−回転子歯２
ａ、２ｂ−固定子歯５ｂ−固定子ヨーク４ｂ−永久磁石
３の循環回路を形成する。
久磁石３により発生した磁束Ｔは破線の２０ように永久
磁石３−固定子ヨーク４ａ−固定子歯５ａ−回転子歯２
ａ、２ｂ−固定子歯５ｂ−固定子ヨーク４ｂ−永久磁石
３の循環回路を形成する。
いま軸１が振動したときには回転子歯２ａ、２ｂも振動
するため、磁路の振動により磁束Ｔも変化２５する。こ
のとき非磁性導電体６ａ、６ｂ中を通る磁束量の変化に
より渦電流が発生し、これが制振力として働らき回転体
の制振を行う。上記渦電流による制振効果を第２図につ
いて説明するに、回転子ヨーク２の振動により非磁性導
３０重体６ａ、６ｂ中では渦電流１１が発生する。
するため、磁路の振動により磁束Ｔも変化２５する。こ
のとき非磁性導電体６ａ、６ｂ中を通る磁束量の変化に
より渦電流が発生し、これが制振力として働らき回転体
の制振を行う。上記渦電流による制振効果を第２図につ
いて説明するに、回転子ヨーク２の振動により非磁性導
３０重体６ａ、６ｂ中では渦電流１１が発生する。
制振効果に関係する渦電流１１の大きさは非磁性導、重
体６ａ、６ｂ中を通る磁束Ｔの急激な変化と磁束量で決
定される。特に非磁性導電体のたれこみ部９ａ、９ｂ、
１０ａ、１０ｂおよびその付近に３５多くの磁束Ｔを通
過させることが渦電流１１を増加させることになる。し
かし従来のもの（第１図）では、磁束Ｔが磁性体の固定
子歯５ａ、５ｂ回転子歯２ａ．２ｂに集中し、非磁性導
電体のたれこみ部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを通る磁
束量は少ないので、渦電流１１の発生も減少するから制
振効果は低減する。しむがつて回転体の振動を抑制する
ことができないため、回転体を高速で安定運転すること
が不可能であり、かつ回転子歯の残留磁気により助長さ
れる低速時の振れ回り現象を防止することができない。
体６ａ、６ｂ中を通る磁束Ｔの急激な変化と磁束量で決
定される。特に非磁性導電体のたれこみ部９ａ、９ｂ、
１０ａ、１０ｂおよびその付近に３５多くの磁束Ｔを通
過させることが渦電流１１を増加させることになる。し
かし従来のもの（第１図）では、磁束Ｔが磁性体の固定
子歯５ａ、５ｂ回転子歯２ａ．２ｂに集中し、非磁性導
電体のたれこみ部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを通る磁
束量は少ないので、渦電流１１の発生も減少するから制
振効果は低減する。しむがつて回転体の振動を抑制する
ことができないため、回転体を高速で安定運転すること
が不可能であり、かつ回転子歯の残留磁気により助長さ
れる低速時の振れ回り現象を防止することができない。
その対策として制振効果を大にするために、第３図に示
すように回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１と同一高さを有
する内側補助リング８ａを回転子ヨーク２の内側に取付
けたものである。このように構成すれば、従来のもの（
第１図）に比べて固定子歯５ａから内側補助リング８ａ
へ通る磁束が発生するため、非磁性導電体のたれこみ部
９ａ付近に発生する渦電流が増加するので、制振効果は
従来のものに比べて増大する。しｂ・し第３図に示す構
造のものでは、回転体１，２を安定的に回転させるのに
十分な制振効果をうることができない。即ち、第３図の
従来例では、回転軸１が回転子歯２ａ，２ｂの高さを越
えて延びてはいるが、これによつて千分な制振効果を得
られるものではない。
すように回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１と同一高さを有
する内側補助リング８ａを回転子ヨーク２の内側に取付
けたものである。このように構成すれば、従来のもの（
第１図）に比べて固定子歯５ａから内側補助リング８ａ
へ通る磁束が発生するため、非磁性導電体のたれこみ部
９ａ付近に発生する渦電流が増加するので、制振効果は
従来のものに比べて増大する。しｂ・し第３図に示す構
造のものでは、回転体１，２を安定的に回転させるのに
十分な制振効果をうることができない。即ち、第３図の
従来例では、回転軸１が回転子歯２ａ，２ｂの高さを越
えて延びてはいるが、これによつて千分な制振効果を得
られるものではない。
回転軸１が回転子歯２ａを越える部分を上部突出部１ａ
とすると、もし回転軸１が磁性体で構成されている場合
には、固定子歯５ａと該上部突出部１ａとの間に確かに
磁束が通過する。しかしながら、固定子歯５ａと回転軸
１の上部突出部１ａとの空隙長ｔが大きいので、通過磁
束量は少なく、制振効果も小さくて、十分なものではな
い。本発明は上記にかんがみ制振効果の大である磁気軸
受を提供することを目的とするもので、回転子歯を有す
る回転子ヨークの内側端および外側端のいづれか一方ま
たは双方に補助リングを設け、この補助リングの高さを
回転子歯の高さより大に形成したことを特徴とするもの
である。以下本発明の実施例を図面を参照して説明する
。
とすると、もし回転軸１が磁性体で構成されている場合
には、固定子歯５ａと該上部突出部１ａとの間に確かに
磁束が通過する。しかしながら、固定子歯５ａと回転軸
１の上部突出部１ａとの空隙長ｔが大きいので、通過磁
束量は少なく、制振効果も小さくて、十分なものではな
い。本発明は上記にかんがみ制振効果の大である磁気軸
受を提供することを目的とするもので、回転子歯を有す
る回転子ヨークの内側端および外側端のいづれか一方ま
たは双方に補助リングを設け、この補助リングの高さを
回転子歯の高さより大に形成したことを特徴とするもの
である。以下本発明の実施例を図面を参照して説明する
。
第４図〜第１２図に示す符号のうら第１図および第３図
と同一符号は同一部分を示すものとする。第４図に示す
実施例は回転子ヨーク２と一体に形成した内側補助リン
グ８ｂの高さＨ２を回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１より
高くした点が第３図のものと異なる。このように構成す
れば第５図に示すように、永久磁石または電磁石３より
発生した磁束７は従来と同様に固定子４ａから固定子歯
５ａを通つて回転子歯２ａに至るものと〜固定子歯５ａ
から非磁性導電体６ａを通つて内側補助リング８ｂに至
るもの二つの磁束路が形成される。前記内側補助リング
８ｂの高さＨ２は回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１より大
に形成されているので、磁性体の内側補助リング８ｂは
固定子歯５ａに接近して設けられているため、固定子歯
５ａから非磁性導電体６ａを通つて内側補助リング８ｂ
に至る磁束量は従来のものに比べて増加する。上記と同
様に磁束は回転子歯２ｂおよび内側補助リング８ｂから
固定子ヨーク４ｂを通つて永久磁石３に戻る磁束路を形
成することはもらろんである。したがつて非磁性導電体
６ａ，６ｂのたれこみ部９ａ，１０ａ側を通る磁束量は
従来のものに比べて増加するので、軸１の振動による磁
束７の変化により発生する渦電流が増大するため、従来
のものに比べて大きな制振効果をうることができる。こ
の第４図の実施例と、第３図に示した従来例との、制振
効果の差を実測した結果を、第１３図に示す。第１３図
のグラフＩが第３図の従来例の制振効果で、これを１０
０％としている。グラフが第４図の本実施例の制振効果
を示すものである。第１３図から明らかなように、本発
明の実施例のものでは、約１４０（ｆｌ）の大きさの制
振効味が得られる。このことは、第４図の実施例の方が
、第３図の従来例に比し、１．４倍も非磁性導電体に発
生する渦電流損が大きいことを示している。従つて、本
実施例にあつては、制振効果が大きくなるので、回転体
の振動を強力に抑制することができる。第６図に示す他
の実施例は回転子の内側補助リング８ａの上、下部に磁
性リング１２ａ，１２ｂを取付け、内側補助リング８ａ
の高さＨ３を回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１より高いよ
うに形成したものである。また第７図に示すように、内
側補助リング８ｂの上側（または下側）のみを高くし、
あるいは内側補助リング８ｂを第８図に示すような形状
に形成してもよい。さらに第９図に示すように回転子ヨ
ーク２の外周端に内側補助リング８ｂと同一高さの外側
補助リング８ｄを設けてもよい。第１０図に示す他の実
施例は回転子歯２ａと２ｂの高さより高い内側補助リン
グ８ｂを設けると共に、固定子歯５ａ，５ｂの内側およ
び外側の双方（またはいづれか一方）に補助固定子歯５
へ，５Ｓ，５ち，５〜を設けたものである。
と同一符号は同一部分を示すものとする。第４図に示す
実施例は回転子ヨーク２と一体に形成した内側補助リン
グ８ｂの高さＨ２を回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１より
高くした点が第３図のものと異なる。このように構成す
れば第５図に示すように、永久磁石または電磁石３より
発生した磁束７は従来と同様に固定子４ａから固定子歯
５ａを通つて回転子歯２ａに至るものと〜固定子歯５ａ
から非磁性導電体６ａを通つて内側補助リング８ｂに至
るもの二つの磁束路が形成される。前記内側補助リング
８ｂの高さＨ２は回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１より大
に形成されているので、磁性体の内側補助リング８ｂは
固定子歯５ａに接近して設けられているため、固定子歯
５ａから非磁性導電体６ａを通つて内側補助リング８ｂ
に至る磁束量は従来のものに比べて増加する。上記と同
様に磁束は回転子歯２ｂおよび内側補助リング８ｂから
固定子ヨーク４ｂを通つて永久磁石３に戻る磁束路を形
成することはもらろんである。したがつて非磁性導電体
６ａ，６ｂのたれこみ部９ａ，１０ａ側を通る磁束量は
従来のものに比べて増加するので、軸１の振動による磁
束７の変化により発生する渦電流が増大するため、従来
のものに比べて大きな制振効果をうることができる。こ
の第４図の実施例と、第３図に示した従来例との、制振
効果の差を実測した結果を、第１３図に示す。第１３図
のグラフＩが第３図の従来例の制振効果で、これを１０
０％としている。グラフが第４図の本実施例の制振効果
を示すものである。第１３図から明らかなように、本発
明の実施例のものでは、約１４０（ｆｌ）の大きさの制
振効味が得られる。このことは、第４図の実施例の方が
、第３図の従来例に比し、１．４倍も非磁性導電体に発
生する渦電流損が大きいことを示している。従つて、本
実施例にあつては、制振効果が大きくなるので、回転体
の振動を強力に抑制することができる。第６図に示す他
の実施例は回転子の内側補助リング８ａの上、下部に磁
性リング１２ａ，１２ｂを取付け、内側補助リング８ａ
の高さＨ３を回転子歯２ａと２ｂの高さｈ１より高いよ
うに形成したものである。また第７図に示すように、内
側補助リング８ｂの上側（または下側）のみを高くし、
あるいは内側補助リング８ｂを第８図に示すような形状
に形成してもよい。さらに第９図に示すように回転子ヨ
ーク２の外周端に内側補助リング８ｂと同一高さの外側
補助リング８ｄを設けてもよい。第１０図に示す他の実
施例は回転子歯２ａと２ｂの高さより高い内側補助リン
グ８ｂを設けると共に、固定子歯５ａ，５ｂの内側およ
び外側の双方（またはいづれか一方）に補助固定子歯５
へ，５Ｓ，５ち，５〜を設けたものである。
第１１図に示す他の実施例は回転子ヨーク２の回転子歯
２ａ，２ｃと対向して、非磁性導電体６ａを介して固定
子歯１４ａ．１４ｂおよび永久磁石３を設け、かつ内側
補助リング８ｃの高さを回転子歯２ａ．２ｅの高さより
も高く形成したものである。
２ａ，２ｃと対向して、非磁性導電体６ａを介して固定
子歯１４ａ．１４ｂおよび永久磁石３を設け、かつ内側
補助リング８ｃの高さを回転子歯２ａ．２ｅの高さより
も高く形成したものである。
また第１２図に示すように上記固定子歯１４ａ，１４ｂ
の外側（あるいは内側または内、外側）に補助固定子１
４ｃ，１４ｄをそれぞれ設けてもよい。上述した第６図
〜第１２図に示す実施例は第４図に示す実施例と同様な
効果を奏することは言うまでもないことである。
の外側（あるいは内側または内、外側）に補助固定子１
４ｃ，１４ｄをそれぞれ設けてもよい。上述した第６図
〜第１２図に示す実施例は第４図に示す実施例と同様な
効果を奏することは言うまでもないことである。
以上説明したように、本発明によれば大なる制振効果を
うることができるので、回転体の振動を抑制し、回転体
を安定的に高速運転することができ、かつ残留磁気によ
り助長される低速時の振れ回り現象を防止することがで
きる。
うることができるので、回転体の振動を抑制し、回転体
を安定的に高速運転することができ、かつ残留磁気によ
り助長される低速時の振れ回り現象を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第３図は従来の磁気軸受の断面図、第２図
は同軸受の磁気作用の説明図、第４図は本発明の磁気軸
受の一実施例を示す断面図、第５図は同軸受の磁気作用
説明図、第６図〜第１２図は本発明に係わる他の実施例
の要部断面図である。 第１３図は、第４図の実施例の耐振効果を説明するため
のグラフである。１・・・・・・回転軸、２・・・・・
・回転子ヨーク、２ａ，２ｂ・・・・・・回転子歯、５
ａ，５ｂ・・・・・・固定子歯、３・・・・・・永久磁
石、５ａ，５へ，５１′ ５ｂ，５ｂ，５″ｂ・・・・
・・補助固定子歯、８ｂ．８ｃ，８ｄ・・・・・・補助
リング。
は同軸受の磁気作用の説明図、第４図は本発明の磁気軸
受の一実施例を示す断面図、第５図は同軸受の磁気作用
説明図、第６図〜第１２図は本発明に係わる他の実施例
の要部断面図である。 第１３図は、第４図の実施例の耐振効果を説明するため
のグラフである。１・・・・・・回転軸、２・・・・・
・回転子ヨーク、２ａ，２ｂ・・・・・・回転子歯、５
ａ，５ｂ・・・・・・固定子歯、３・・・・・・永久磁
石、５ａ，５へ，５１′ ５ｂ，５ｂ，５″ｂ・・・・
・・補助固定子歯、８ｂ．８ｃ，８ｄ・・・・・・補助
リング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転軸およびこの軸に固着されて回転子歯を有する
回転子ヨークからなる回転体と、前記回転子歯をはさみ
込むように配置され、またはギャップを介して前記回転
子歯と対向するように配置された固定子歯と、この固定
子歯を保持しかつ他端に永久磁石または電磁石を配置し
て固定子を構成し、上記回転子歯および固定子歯を包み
込むように配置された非磁性導電体を装備した磁気軸受
において、前記回転子ヨークの内側端および外側端のい
づれか一方または双方に補助リングを設け、この補助リ
ングの高さを前記回転子歯の高さより大に形成したこと
を特徴とする磁気軸受。 ２ 補助リングの上側または下側のいづれか一方のみの
高さを高くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の磁気軸受。 ３ 固定子歯の内側および外側のいづれか一方または双
方に補助固定子歯を設けそことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2928477A JPS595175B2 (ja) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | 磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2928477A JPS595175B2 (ja) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | 磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53115435A JPS53115435A (en) | 1978-10-07 |
| JPS595175B2 true JPS595175B2 (ja) | 1984-02-03 |
Family
ID=12271946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2928477A Expired JPS595175B2 (ja) | 1977-03-18 | 1977-03-18 | 磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595175B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU7079601A (en) | 2000-07-13 | 2002-01-30 | Univ Nottigham | Magnetic bearings |
-
1977
- 1977-03-18 JP JP2928477A patent/JPS595175B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53115435A (en) | 1978-10-07 |
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