JPH0785638B2 - 磁気軸受を有する回転電機 - Google Patents
磁気軸受を有する回転電機Info
- Publication number
- JPH0785638B2 JPH0785638B2 JP60024558A JP2455885A JPH0785638B2 JP H0785638 B2 JPH0785638 B2 JP H0785638B2 JP 60024558 A JP60024558 A JP 60024558A JP 2455885 A JP2455885 A JP 2455885A JP H0785638 B2 JPH0785638 B2 JP H0785638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic bearing
- axial direction
- bearing
- radial
- 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 - Lifetime
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
- F16C32/044—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
-
- 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
- F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
- F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
-
- 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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気軸受を有する回転電機に係り、さらに詳し
く述べると、回転軸の回転中にその回転軸を軸方向及び
半径方向に移動させる磁気軸受を備えた回転電機に関す
る。
く述べると、回転軸の回転中にその回転軸を軸方向及び
半径方向に移動させる磁気軸受を備えた回転電機に関す
る。
従来この種の回転電機は、特開昭58−71003号公報に示
されるように振動切削装置等に利用されており、回転軸
の先端に加工工具を取付け、回転軸を軸方向及び半径方
向に移動させて、加工工具が被加工物を切削することが
できるように構成されている。即ち、従来の磁気軸受を
有する回転電機は、第８図に示すように、回転軸１と、
モータ２と、２つの半径方向移動用磁気軸受3,4と、１
つの軸方向移動用磁気軸受５とを備えている。
されるように振動切削装置等に利用されており、回転軸
の先端に加工工具を取付け、回転軸を軸方向及び半径方
向に移動させて、加工工具が被加工物を切削することが
できるように構成されている。即ち、従来の磁気軸受を
有する回転電機は、第８図に示すように、回転軸１と、
モータ２と、２つの半径方向移動用磁気軸受3,4と、１
つの軸方向移動用磁気軸受５とを備えている。
前記モータ２は、回転軸１の外面部に取付けられたロー
タ21と、ケース６の内側に取付けられて前記ロータ21の
外周方向に配置されたステータ22とで構成されている。
前記半径方向移動用磁気軸受3,4はモータ２の軸方向の
両側に設置されている。この半径方向移動用磁気軸受3,
4は、夫々が回転軸１の外面部に取付けられかつ磁性材
からなる磁性体31,41と、ケース６の内側に取付けられ
て磁性体31,41の半径方向（図において上下方向）に配
置された磁力部32,42と、ケース６に取付けられて磁性
体31,41の前記磁力部32,42と交差方向（図において手前
背紙方向）に配置された図示しない磁力部とからなつて
いる。前記軸方向移動用磁気軸受５は、回転軸１の一端
に取付けられ、かつ磁性材によつて円板形に形成された
磁性体51と、ケース６内側に回転軸１の軸方向に沿つて
取付けられかつ磁性体51を挾むように対向配置された磁
力部52とからなつている。なお10は回転軸の他端に装着
された加工工具である。
タ21と、ケース６の内側に取付けられて前記ロータ21の
外周方向に配置されたステータ22とで構成されている。
前記半径方向移動用磁気軸受3,4はモータ２の軸方向の
両側に設置されている。この半径方向移動用磁気軸受3,
4は、夫々が回転軸１の外面部に取付けられかつ磁性材
からなる磁性体31,41と、ケース６の内側に取付けられ
て磁性体31,41の半径方向（図において上下方向）に配
置された磁力部32,42と、ケース６に取付けられて磁性
体31,41の前記磁力部32,42と交差方向（図において手前
背紙方向）に配置された図示しない磁力部とからなつて
いる。前記軸方向移動用磁気軸受５は、回転軸１の一端
に取付けられ、かつ磁性材によつて円板形に形成された
磁性体51と、ケース６内側に回転軸１の軸方向に沿つて
取付けられかつ磁性体51を挾むように対向配置された磁
力部52とからなつている。なお10は回転軸の他端に装着
された加工工具である。
この磁気軸受を有する回転電機は、２つの半径方向移動
用磁気軸受3,4及び軸方向移動用磁気軸受５の磁力部32,
42,52を励磁して、これらに磁性体31,41,51が吸引され
ることにより回転軸１を図示の如く支持させ、このとき
モータ２のステータ22及びロータ21によつて回転軸１が
回転されるようになつている。そして、回転軸１の回転
中に、例えば２つの半径方向移動用磁気軸受3,4の一方
の磁力部32,42を増磁して、これに磁性体31,41が吸引さ
れることにより、回転軸１を上下方向に振動させ、かつ
他方の図示しない磁力部を増磁して、これに磁性体31,4
1が吸引されることにより、回転軸１を上下方向と交差
方向に振動させることができるようになつている。さら
に、軸方向移動用磁気軸受５において、何れか一方の磁
力部52を増磁して、これに磁性体51が吸引されることに
より、回転軸１を軸方向に移動させることができるよう
になつている。
用磁気軸受3,4及び軸方向移動用磁気軸受５の磁力部32,
42,52を励磁して、これらに磁性体31,41,51が吸引され
ることにより回転軸１を図示の如く支持させ、このとき
モータ２のステータ22及びロータ21によつて回転軸１が
回転されるようになつている。そして、回転軸１の回転
中に、例えば２つの半径方向移動用磁気軸受3,4の一方
の磁力部32,42を増磁して、これに磁性体31,41が吸引さ
れることにより、回転軸１を上下方向に振動させ、かつ
他方の図示しない磁力部を増磁して、これに磁性体31,4
1が吸引されることにより、回転軸１を上下方向と交差
方向に振動させることができるようになつている。さら
に、軸方向移動用磁気軸受５において、何れか一方の磁
力部52を増磁して、これに磁性体51が吸引されることに
より、回転軸１を軸方向に移動させることができるよう
になつている。
そのため、２つの半径方向移動用磁気軸受3,4と軸方向
移動用磁気軸受５とは、夫々専用の位置検出器7,8及び
９と、これら位置検出器7,8,9からの検出信号に基づい
て各々の磁力部32,42,52の励磁力を独立的にコントロー
ルする制御部とによつて制御される。位置検出器7,8,9
は、夫々が対向する位置にターゲツト7a,8a,9aを有して
おり、そのターゲツトとの間のギヤツプを検出できるよ
うに構成されている。前記制御部は、夫々が略同様の構
成であるから、ここでは軸方向移動用磁気軸受５につい
て述べる。即ち、回転軸１を軸方向に移動させる場合、
第９図に示すように、位置検出器９からの検出信号が位
相進み補償回路11を介して比較器12に入力される。比較
器12は、前記検出信号に基づいた入力信号と、ギヤツプ
設定器13によつて予め移動量が設定された設定値の入力
信号とを比較してその偏差を求め、比例積分回路14、増
巾器15を介し磁力部52に前記偏差に応じた励磁電流を与
え、かくして回転軸１の移動に応じて偏差が０になるこ
とにより、回転軸１を目標位置まで移動させる。
移動用磁気軸受５とは、夫々専用の位置検出器7,8及び
９と、これら位置検出器7,8,9からの検出信号に基づい
て各々の磁力部32,42,52の励磁力を独立的にコントロー
ルする制御部とによつて制御される。位置検出器7,8,9
は、夫々が対向する位置にターゲツト7a,8a,9aを有して
おり、そのターゲツトとの間のギヤツプを検出できるよ
うに構成されている。前記制御部は、夫々が略同様の構
成であるから、ここでは軸方向移動用磁気軸受５につい
て述べる。即ち、回転軸１を軸方向に移動させる場合、
第９図に示すように、位置検出器９からの検出信号が位
相進み補償回路11を介して比較器12に入力される。比較
器12は、前記検出信号に基づいた入力信号と、ギヤツプ
設定器13によつて予め移動量が設定された設定値の入力
信号とを比較してその偏差を求め、比例積分回路14、増
巾器15を介し磁力部52に前記偏差に応じた励磁電流を与
え、かくして回転軸１の移動に応じて偏差が０になるこ
とにより、回転軸１を目標位置まで移動させる。
ところで、上記に示す従来例は、軸方向移動用磁気軸受
５が、軸方向に対向配置された夫々の磁力部52を構成す
るコイル部とコイル部との間で磁性体51を吸引させるよ
うに構成されているので、回転軸１の軸方向の移動量が
磁性体51と磁力部52,52との間のギヤツプ長さによつて
制限され、このため、その移動量が極めて小さい不具合
がある。
５が、軸方向に対向配置された夫々の磁力部52を構成す
るコイル部とコイル部との間で磁性体51を吸引させるよ
うに構成されているので、回転軸１の軸方向の移動量が
磁性体51と磁力部52,52との間のギヤツプ長さによつて
制限され、このため、その移動量が極めて小さい不具合
がある。
この不具合を解決する為、回転電機全体を移動できるよ
うな送り機構を別に設けていたが、その場合、送り機構
が複雑でかつ大型になるばかりでなく、コストがそれだ
け高くつく問題がある。
うな送り機構を別に設けていたが、その場合、送り機構
が複雑でかつ大型になるばかりでなく、コストがそれだ
け高くつく問題がある。
本発明の目的は、上記事情に鑑み、回転軸の軸方向の移
動量をギヤツプに制限されることがないようにし、以て
回転軸の軸方向の移動量は送り機構を別に設けなくとも
大きくすることができる磁気軸受を有する回転電機を提
供するにある。
動量をギヤツプに制限されることがないようにし、以て
回転軸の軸方向の移動量は送り機構を別に設けなくとも
大きくすることができる磁気軸受を有する回転電機を提
供するにある。
本発明者らは、種々検討及び試験を行なつた結果、回転
軸の移動量が軸方向移動用磁気軸受の磁性体と磁力部と
の間のギヤツプ長さより大きくするには、前記ギヤツプ
長さを軸方向に設けず、これと直交する方向、即ち半径
方向に設けることに着目した。つまり、ギヤツプ長さを
半径方向に設けた場合、磁力部を励磁したとき、磁力が
磁性体に対し半径方向と軸方向との２つの分力を生じる
が、その軸方向の磁力を利用することに着目した。
軸の移動量が軸方向移動用磁気軸受の磁性体と磁力部と
の間のギヤツプ長さより大きくするには、前記ギヤツプ
長さを軸方向に設けず、これと直交する方向、即ち半径
方向に設けることに着目した。つまり、ギヤツプ長さを
半径方向に設けた場合、磁力部を励磁したとき、磁力が
磁性体に対し半径方向と軸方向との２つの分力を生じる
が、その軸方向の磁力を利用することに着目した。
即ち、本発明の磁気軸受を有する回転電機は、軸方向移
動用磁気軸受を、回転軸の周面部に取付けられた磁性体
と、該磁性体と対応する外周部に設置されてその磁性体
と半径方向のギヤツプを有し、かつ励磁されたとき磁性
体を軸方向に吸引し得る磁力部とで構成し、半径方向移
動用磁気軸受を構成する磁性体を軸方向に拡げると共
に、半径方向移動用磁気軸受の位置検出器のターゲット
を軸方向に拡げることに特徴を有する。
動用磁気軸受を、回転軸の周面部に取付けられた磁性体
と、該磁性体と対応する外周部に設置されてその磁性体
と半径方向のギヤツプを有し、かつ励磁されたとき磁性
体を軸方向に吸引し得る磁力部とで構成し、半径方向移
動用磁気軸受を構成する磁性体を軸方向に拡げると共
に、半径方向移動用磁気軸受の位置検出器のターゲット
を軸方向に拡げることに特徴を有する。
以下、本発明のいくつかの実施例を第１図乃至第７図に
ついて説明する。第１図及び第２図は本発明の磁気軸受
を有する回転電機の第１の実施例を示し、同図において
第８図及び第９図と同一符号のものは同じもの、もしく
は相当するものを表わしている。
ついて説明する。第１図及び第２図は本発明の磁気軸受
を有する回転電機の第１の実施例を示し、同図において
第８図及び第９図と同一符号のものは同じもの、もしく
は相当するものを表わしている。
実施例の磁気軸受を有する回転電機は、回転軸１と、該
回転軸１の外面部に取付けられたロータ21及び該ロータ
21の外周方向に配置されたステータ22より構成されるモ
ータ２と、回転軸１を半径方向に移動させる少なくとも
２つの半径方向移動用磁気軸受3,4と、回転軸１を軸方
向に移動させる少なくとも１つの軸方向移動用磁気軸受
５とを備えて構成されている。この点は従来例と同様で
ある。
回転軸１の外面部に取付けられたロータ21及び該ロータ
21の外周方向に配置されたステータ22より構成されるモ
ータ２と、回転軸１を半径方向に移動させる少なくとも
２つの半径方向移動用磁気軸受3,4と、回転軸１を軸方
向に移動させる少なくとも１つの軸方向移動用磁気軸受
５とを備えて構成されている。この点は従来例と同様で
ある。
しかして、前記軸方向移動用磁気軸受５は、回転軸１の
周面部に取付けられた磁性体51と、その磁性体51の外周
方向に配置された２つの磁力部52a,52bとで構成されて
いる。
周面部に取付けられた磁性体51と、その磁性体51の外周
方向に配置された２つの磁力部52a,52bとで構成されて
いる。
具体的に述べると、前記磁性体51は、例えば珪素剛板等
からなる薄い磁性板を積層して適度の外径と長さ（厚
さ）を有する円筒状に形成され、その内部に回転軸１を
嵌合して回転軸１の一端部に取付けられている。
からなる薄い磁性板を積層して適度の外径と長さ（厚
さ）を有する円筒状に形成され、その内部に回転軸１を
嵌合して回転軸１の一端部に取付けられている。
前記磁力部52a,52bは、夫々が磁性体51を吸引するもの
であつて、例えばコアとこれを取り囲むように巻回され
たコイルからなつている。この磁力部52a,52bは、磁性
体51の外径寸法より大きい内径を有する円筒形をなして
おり、ケース６内面に取付けられて、磁性体51の外周方
向に配置されている。従つて、夫々の磁力部52a,52bが
磁性体51に対し軸と直交する方向、即ち半径方向にギヤ
ツプを有している。
であつて、例えばコアとこれを取り囲むように巻回され
たコイルからなつている。この磁力部52a,52bは、磁性
体51の外径寸法より大きい内径を有する円筒形をなして
おり、ケース６内面に取付けられて、磁性体51の外周方
向に配置されている。従つて、夫々の磁力部52a,52bが
磁性体51に対し軸と直交する方向、即ち半径方向にギヤ
ツプを有している。
また磁力部52a,52bは、夫々の磁気的中心部が磁性体51
の中心部とずれるように回転軸１の軸方向に沿つて対向
配置されている。そして、何れか一方が励磁されたと
き、半径方向と軸方向との２つの分力の磁力が作用し
て、その軸方向の磁力によつて磁性体51を吸引すること
により、磁性体51を軸方向に移動させることができるよ
うになつている。
の中心部とずれるように回転軸１の軸方向に沿つて対向
配置されている。そして、何れか一方が励磁されたと
き、半径方向と軸方向との２つの分力の磁力が作用し
て、その軸方向の磁力によつて磁性体51を吸引すること
により、磁性体51を軸方向に移動させることができるよ
うになつている。
そのため、磁力部52の軸方向の磁力は軸方向移動用の位
置検出器９と、制御部とによつて制御される。前記位置
検出器９は、ケース６内面の回転軸１と対向する位置に
取付けられ、かつ回転軸１の一端面に固定されたターゲ
ツト9aを有しており、該ターゲツト9aとの間のギヤツプ
を検出できるように構成されている。前記制御部は、位
置検出器９の出力部が位相補償回路11を介して比較器12
の一方の入力部に接続され、比較器12の他方の入力部に
はギヤツプ設定器13が接続されている。該ギヤツプ設定
器13は位置検出器９とそのターゲツト9aとの間のギヤツ
プを設定する。そして、比較器12の出力部には、比較積
分回路14、増巾器15を介した前記磁力部52aと、インバ
ータ17、比例積分回路14、増巾器15を介した前記磁力部
52bとが並列に接続されている。
置検出器９と、制御部とによつて制御される。前記位置
検出器９は、ケース６内面の回転軸１と対向する位置に
取付けられ、かつ回転軸１の一端面に固定されたターゲ
ツト9aを有しており、該ターゲツト9aとの間のギヤツプ
を検出できるように構成されている。前記制御部は、位
置検出器９の出力部が位相補償回路11を介して比較器12
の一方の入力部に接続され、比較器12の他方の入力部に
はギヤツプ設定器13が接続されている。該ギヤツプ設定
器13は位置検出器９とそのターゲツト9aとの間のギヤツ
プを設定する。そして、比較器12の出力部には、比較積
分回路14、増巾器15を介した前記磁力部52aと、インバ
ータ17、比例積分回路14、増巾器15を介した前記磁力部
52bとが並列に接続されている。
即ち、前記制御部は、比較器12によつて位置検出器９か
らの検出信号とギヤツプ設定器13の指令値信号との偏差
が出力されたとき、その出力信号が一方においてはその
まま比例積分回路14、増巾器15を介し磁力部52aに入力
されると共に、他方においてはインバータ17によつて極
性反転されることにより、上記と同様のルートを経て磁
力部52bに入力される。従つて、この制御回路は、回転
軸１が設定位置よりも離れると、一方の磁力部52bが増
磁されると共に、他方の磁力部52aが減磁され、また設
定位置より縮まると、他方の磁力部52aが増磁されると
共に、一方の磁力部52bが減磁され、かくして回転軸１
を所望位置まで移動制御できるようになつている。
らの検出信号とギヤツプ設定器13の指令値信号との偏差
が出力されたとき、その出力信号が一方においてはその
まま比例積分回路14、増巾器15を介し磁力部52aに入力
されると共に、他方においてはインバータ17によつて極
性反転されることにより、上記と同様のルートを経て磁
力部52bに入力される。従つて、この制御回路は、回転
軸１が設定位置よりも離れると、一方の磁力部52bが増
磁されると共に、他方の磁力部52aが減磁され、また設
定位置より縮まると、他方の磁力部52aが増磁されると
共に、一方の磁力部52bが減磁され、かくして回転軸１
を所望位置まで移動制御できるようになつている。
本実施例の回転電機は、上記の如く、軸方向移動用磁気
軸受５の磁性体51と磁力部52a,52bとが半径方向にギヤ
ツプを持ち、磁力部52a,52bのうち、何れか一方を増磁
すると共に他方を減磁して、磁性体51を軸方向に移動さ
せるので、回転軸１を軸方向に確実に移動させることが
できる。従つて、従来のように軸移動方向にギヤツプ長
さを有する磁気軸受５と比較すると回転軸１の移動量が
ギヤツプ長さに制限されることがないので、回転軸１の
軸方向の移動量をより大きくすることができる。
軸受５の磁性体51と磁力部52a,52bとが半径方向にギヤ
ツプを持ち、磁力部52a,52bのうち、何れか一方を増磁
すると共に他方を減磁して、磁性体51を軸方向に移動さ
せるので、回転軸１を軸方向に確実に移動させることが
できる。従つて、従来のように軸移動方向にギヤツプ長
さを有する磁気軸受５と比較すると回転軸１の移動量が
ギヤツプ長さに制限されることがないので、回転軸１の
軸方向の移動量をより大きくすることができる。
また、回転軸１の軸方向の移動量が大きいと、半径方向
移動用磁気軸受3,4の位置検出用としての位置検出器7,8
のターゲツト7a,8aが軸方向に大きくずれるので、位置
検出器7,8が正確に検出できなくなるおそれがある。し
かし本例では、夫々のターゲツト7a,8aを軸方向に拡げ
て従来のものより長さ（厚み）を持たせているので、タ
ーゲツト7a,8aが軸方向に偏倚しても、正確な位置をこ
れに加え、半径方向移動用磁気軸受3,4の磁性体31,41も
軸方向に拡げているので、回転軸１の軸方向の移動量が
大きい状態であっても、半径方向移動用磁気軸受3,4に
より半径方向の所望の位置に回転軸１を確実に移動させ
ることができる。
移動用磁気軸受3,4の位置検出用としての位置検出器7,8
のターゲツト7a,8aが軸方向に大きくずれるので、位置
検出器7,8が正確に検出できなくなるおそれがある。し
かし本例では、夫々のターゲツト7a,8aを軸方向に拡げ
て従来のものより長さ（厚み）を持たせているので、タ
ーゲツト7a,8aが軸方向に偏倚しても、正確な位置をこ
れに加え、半径方向移動用磁気軸受3,4の磁性体31,41も
軸方向に拡げているので、回転軸１の軸方向の移動量が
大きい状態であっても、半径方向移動用磁気軸受3,4に
より半径方向の所望の位置に回転軸１を確実に移動させ
ることができる。
第３図は本発明の第２の実施例を示している。この実施
例において、前記第１の実施例と異なるのは、軸方向移
動用磁気軸受５の磁力部52a,52bがソレノイドで構成さ
れ、かつ磁性体51が永久磁石等のように着磁されたもの
を用いた点にある。従つて、この実施例は基本的には第
１の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
例において、前記第１の実施例と異なるのは、軸方向移
動用磁気軸受５の磁力部52a,52bがソレノイドで構成さ
れ、かつ磁性体51が永久磁石等のように着磁されたもの
を用いた点にある。従つて、この実施例は基本的には第
１の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
第４図及び第５図は本発明の第３の実施例を示してい
る。この場合は、軸方向移動用磁気軸受５の磁性体51が
回転軸１の周面部に対し軸方向に沿つて複数配置され、
かつ磁力部52が軸方向に沿つて螺旋状に複数配置されて
いる。即ち、前記複数の磁性体51は、夫々が同様の外径
及び長さ（厚さ）をなしており、かつ回転軸１に対し適
宜の間隔をもつて軸方向に沿つて取付けられている。前
記複数の磁力部52は、夫々がケース６内側の磁性体51を
取り囲む位置に取付けられて、回転軸１の軸方向に沿つ
て螺旋状に配置されている。前記磁気軸受５は、磁力部
52の夫々が軸方向に沿つて順次励磁及び消磁されたと
き、その励磁された磁力部52が磁性体51を吸引すること
により、磁性体51を軸方向に移動させ、これによつて回
転軸１を軸方向に移動させることができるようになつて
いる。そのため、前記複数の磁力部52は、夫々が独立的
にオン，オフ制御されるように構成されている。
る。この場合は、軸方向移動用磁気軸受５の磁性体51が
回転軸１の周面部に対し軸方向に沿つて複数配置され、
かつ磁力部52が軸方向に沿つて螺旋状に複数配置されて
いる。即ち、前記複数の磁性体51は、夫々が同様の外径
及び長さ（厚さ）をなしており、かつ回転軸１に対し適
宜の間隔をもつて軸方向に沿つて取付けられている。前
記複数の磁力部52は、夫々がケース６内側の磁性体51を
取り囲む位置に取付けられて、回転軸１の軸方向に沿つ
て螺旋状に配置されている。前記磁気軸受５は、磁力部
52の夫々が軸方向に沿つて順次励磁及び消磁されたと
き、その励磁された磁力部52が磁性体51を吸引すること
により、磁性体51を軸方向に移動させ、これによつて回
転軸１を軸方向に移動させることができるようになつて
いる。そのため、前記複数の磁力部52は、夫々が独立的
にオン，オフ制御されるように構成されている。
第６図は本発明の第４の実施例を示している。この場合
は、軸方向移動用磁気軸受５として、２つの半径方向移
動用磁気軸受3,4を利用したものである。
は、軸方向移動用磁気軸受５として、２つの半径方向移
動用磁気軸受3,4を利用したものである。
即ち、前記磁気軸受５の磁性体51が前記磁気軸受3,4の
磁性体31,41で、かつ磁気軸受５の磁力部52が磁気軸受
3,4の磁力部32,42で夫々構成されると共に、磁性体51と
磁力部52との磁気的中心部とが軸方向にずれるように配
置されている。
磁性体31,41で、かつ磁気軸受５の磁力部52が磁気軸受
3,4の磁力部32,42で夫々構成されると共に、磁性体51と
磁力部52との磁気的中心部とが軸方向にずれるように配
置されている。
そして、２つの磁気軸受3,4のうち、何れか一方の磁気
軸受3,4の磁力部32,42を増磁して、これに磁性体31,41
が吸引されることにより、磁性体31,41を軸方向に移動
させるようになつている。
軸受3,4の磁力部32,42を増磁して、これに磁性体31,41
が吸引されることにより、磁性体31,41を軸方向に移動
させるようになつている。
従つて、この実施例は、軸方向移動用磁気軸受５として
２つの半径方向移動用磁気軸受を利用しているので、前
述した第１〜第３の実施例に比較して、部品点数を削減
することができ、それだけコストを下げることができ
る。
２つの半径方向移動用磁気軸受を利用しているので、前
述した第１〜第３の実施例に比較して、部品点数を削減
することができ、それだけコストを下げることができ
る。
第７図は本発明の第５の実施例を示している。この実施
例は、軸方向移動用磁気軸受として、モータ２を利用し
たものである。即ち、この場合の前記磁気軸受５は、磁
性体51がモータ２のロータ21で構成されると共に、磁力
部52がモータ２のステータ22で構成され、かつロータ21
とステータ22とが相対的に軸方向にずれている。そし
て、ロータ21に対するステータ22の磁力を変化せしめ
て、これにロータ21を吸引することにより、ロータ21を
軸方向に移動させることができるようになつている。
例は、軸方向移動用磁気軸受として、モータ２を利用し
たものである。即ち、この場合の前記磁気軸受５は、磁
性体51がモータ２のロータ21で構成されると共に、磁力
部52がモータ２のステータ22で構成され、かつロータ21
とステータ22とが相対的に軸方向にずれている。そし
て、ロータ21に対するステータ22の磁力を変化せしめ
て、これにロータ21を吸引することにより、ロータ21を
軸方向に移動させることができるようになつている。
従つて、この実施例は、軸方向移動用磁気軸受５として
モータ２を利用しているので、前述した第１〜第３の実
施例と比較すると、第４の実施例と同様に部品点数を削
減でき、それだけコストを下げることができる他、この
回転電機を立て置きで使用した場合、回転軸１にスラス
ト荷重が作用するが、ロータ21とステータ22との磁気吸
引力によつてスラスト力を緩和できるので、磁気軸受3,
4,5に対する負荷を軽減することもできる。
モータ２を利用しているので、前述した第１〜第３の実
施例と比較すると、第４の実施例と同様に部品点数を削
減でき、それだけコストを下げることができる他、この
回転電機を立て置きで使用した場合、回転軸１にスラス
ト荷重が作用するが、ロータ21とステータ22との磁気吸
引力によつてスラスト力を緩和できるので、磁気軸受3,
4,5に対する負荷を軽減することもできる。
以上述べたように、本発明は、軸方向移動用磁気軸受が
回転軸の周面部に取付けられた磁性体と、該磁性体の外
周部と対応する位置に設置されると共に、その磁性体と
半径方向にギヤツプを有し、かつ励磁されたとき磁性体
を軸方向に吸引し得る磁力部とで構成されるので、回転
軸の軸方向の移動量を、前記磁性体と磁力部との間のギ
ヤツプ長に制限されることがなく大きくすることがで
き、しかも半径方向移動用磁気軸受を構成する磁性体を
軸方向に拡げると共に、半径方向移動用磁気軸受の位置
検出器のターゲットを軸方向に拡げるので、回転軸の軸
方向の移動量が大きい状態であっても、回転軸の半径方
向の移動位置を正確に検出でき、回転軸を半径方向の所
望の位置に確実に移動させることができる。従つて、本
発明によれば、送り機構を別に設けることが不要になる
ので、それだけコンパクトにすることができると共に、
経済性にも優れ、しかも非接触の送り構造となるので、
磨耗部分がないので保守が容易である等の利点がある。
回転軸の周面部に取付けられた磁性体と、該磁性体の外
周部と対応する位置に設置されると共に、その磁性体と
半径方向にギヤツプを有し、かつ励磁されたとき磁性体
を軸方向に吸引し得る磁力部とで構成されるので、回転
軸の軸方向の移動量を、前記磁性体と磁力部との間のギ
ヤツプ長に制限されることがなく大きくすることがで
き、しかも半径方向移動用磁気軸受を構成する磁性体を
軸方向に拡げると共に、半径方向移動用磁気軸受の位置
検出器のターゲットを軸方向に拡げるので、回転軸の軸
方向の移動量が大きい状態であっても、回転軸の半径方
向の移動位置を正確に検出でき、回転軸を半径方向の所
望の位置に確実に移動させることができる。従つて、本
発明によれば、送り機構を別に設けることが不要になる
ので、それだけコンパクトにすることができると共に、
経済性にも優れ、しかも非接触の送り構造となるので、
磨耗部分がないので保守が容易である等の利点がある。
第１図は本発明の磁気軸受を有する回転電機の第１の実
施例を示す断面図、第２図は軸方向移動用磁気軸受の制
御回路図、第３図は本発明の磁気軸受を有する回転電機
の第２の実施例を示す断面図、第４図は本発明の磁気軸
受を有する回転電機の第３の実施例を示す断面図、第５
図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は本発明の磁気軸
受を有する回転電機の第４の実施例を示す断面図、第７
図は本発明の磁気軸受を有する回転電機の第５の実施例
を示す断面図である。第８図は従来の磁気軸受を有する
回転電機の一例を示す断面図、第９図は従来の軸方向移
動用磁気軸受の制御回路図である。 １……回転軸、２……モータ、21……ロータ、22……ス
テータ、3,4……半径方向移動用磁気軸受、31,41……磁
性体、32,42……磁力部、５……軸方向移動用磁気軸
受、51……磁性体、52……磁力部、7,8……半径方向移
動用磁気軸受の位置検出器、7a,8a……ターゲット、９
……軸方向移動用磁気軸受の位置検出器、9a……ターゲ
ット。
施例を示す断面図、第２図は軸方向移動用磁気軸受の制
御回路図、第３図は本発明の磁気軸受を有する回転電機
の第２の実施例を示す断面図、第４図は本発明の磁気軸
受を有する回転電機の第３の実施例を示す断面図、第５
図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は本発明の磁気軸
受を有する回転電機の第４の実施例を示す断面図、第７
図は本発明の磁気軸受を有する回転電機の第５の実施例
を示す断面図である。第８図は従来の磁気軸受を有する
回転電機の一例を示す断面図、第９図は従来の軸方向移
動用磁気軸受の制御回路図である。 １……回転軸、２……モータ、21……ロータ、22……ス
テータ、3,4……半径方向移動用磁気軸受、31,41……磁
性体、32,42……磁力部、５……軸方向移動用磁気軸
受、51……磁性体、52……磁力部、7,8……半径方向移
動用磁気軸受の位置検出器、7a,8a……ターゲット、９
……軸方向移動用磁気軸受の位置検出器、9a……ターゲ
ット。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−99947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−219523（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−173459（ＪＰ，Ｕ)
Claims (6)
- 【請求項１】回転軸と、該回転軸の外面部に取付けられ
たロータ及び該ロータの外周位置に配置されたステータ
で構成するモータと、回転軸を軸方向に移動させる少な
くとも一つの軸方向移動用磁気軸受と、回転軸を軸と直
交する方向に移動させる少なくとも２つの半径方向移動
用磁気軸受と、回転軸の外面部に取付けられたターゲッ
トを有し、該ターゲットと対向する位置に半径方向に沿
いギャップを介し配置された半径方向移動用磁気軸受の
位置検出器と、回転軸の一端面に取付けられたターゲッ
トを有し、該ターゲット対向する位置に軸方向に沿いギ
ャップを介し配置された軸方向移動用磁気軸受の位置検
出器と、前記半径方向移動用磁気軸受の位置検出器と軸
方向移動用磁気軸受の位置検出器との検出に基づいて前
記各磁気軸受の励磁力を独立的にコントロールする制御
部とを備えた磁気軸受を有する回転電機において、前記
軸方向移動用磁気軸受は、回転軸の周面部に取付けられ
た磁性体と、該磁性体の外周部と対応する位置に配置さ
れると共に、磁性体に対し半径方向にギャップを有し、
かつ励磁されたとき軸方向に磁性対を吸引し得る磁力部
とで構成し、前記半径方向移動用磁気軸受を構成する磁
性体を軸方向に拡げると共に、前記半径方向移動用磁気
軸受の位置検出器のターゲットを軸方向に拡げることを
特徴とする磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、軸方向移
動用磁気軸受の前記磁力部を、その磁気的中心部が磁性
体の中心部とずれるよう回転軸の軸方向に沿って対抗配
置したことを特徴とする磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、軸方向移
動用磁気軸受の前記磁力部をソレノイドで構成すると共
に、その磁性体を永久磁石で構成したことを特徴とする
磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、軸方向移
動用磁気軸受は、前記磁性体を、回転軸の軸方向に間隔
をもって複数配置させ、前記磁力部を、回転軸の軸方向
に沿ってかつ螺旋状に複数配置させてなることを特徴と
する磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項において、軸方向移
動用磁気軸受は、前記磁性体を、夫々半径方向移動用磁
気軸受の磁性体で構成し、前記磁力部を、夫々の半径方
向移動用磁気軸受の磁力部で構成したことを特徴とする
磁気軸受を有する回転電機。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項において、軸方向移
動用磁気軸受は、前記磁性体をモータのロータで、かつ
前記磁力部をモータのステータで夫々構成すると共に、
該ステータとロータとを相対的に軸方向にずらしている
ことを特徴とする磁気軸受を有する回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024558A JPH0785638B2 (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 磁気軸受を有する回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024558A JPH0785638B2 (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 磁気軸受を有する回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185039A JPS61185039A (ja) | 1986-08-18 |
| JPH0785638B2 true JPH0785638B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=12141484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60024558A Expired - Lifetime JPH0785638B2 (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 磁気軸受を有する回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785638B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2819129B2 (ja) * | 1988-03-30 | 1998-10-30 | セイコー精機株式会社 | 接触位置検出装置および該装置を用いた工作機械 |
| JPH0534336Y2 (ja) * | 1988-08-11 | 1993-08-31 | ||
| JPH0726649B2 (ja) * | 1990-09-17 | 1995-03-29 | セイコー精機株式会社 | 磁気軸受装置 |
| JPH07256503A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-10-09 | Seiko Seiki Co Ltd | スピンドル装置 |
| EP2413482A1 (de) * | 2010-07-30 | 2012-02-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Fluggerät |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999947A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | アウタロータ型磁気軸受 |
| JPS59173459U (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-20 | 株式会社安川電機 | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS59219523A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Toshiba Corp | 磁気軸受 |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60024558A patent/JPH0785638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61185039A (ja) | 1986-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6121704A (en) | Magnetic bearing | |
| EP0191225B1 (en) | Magnetic bearing device | |
| US4918345A (en) | Magnetic bearing for active centering of a body movable relative to a static body with respect to at least one axis | |
| US5142175A (en) | Magnetic bearing system | |
| JP2000145773A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JPS61218355A (ja) | 回転位置決め機能を有する磁気浮上アクチユエ−タ | |
| US4597613A (en) | Electromagnetic bearing | |
| EP0054617B1 (en) | Linear magnetic bearings | |
| JPH0785638B2 (ja) | 磁気軸受を有する回転電機 | |
| JPS62165019A (ja) | 磁気浮上スライド | |
| JP2002257136A (ja) | 磁気軸受 | |
| US6362549B1 (en) | Magnetic bearing device | |
| JP2005016677A (ja) | アキシャル型磁気浮上回転機器及び遠心ポンプ | |
| JPH10318258A (ja) | 磁気軸受のステータユニットおよびその製造方法 | |
| JP2000283158A (ja) | ラジアル磁気軸受 | |
| US20090033165A1 (en) | Magnetic Levitation Actuator | |
| JP4733534B2 (ja) | 回転体のバランス調整装置および工作機械 | |
| JPS6399742A (ja) | 磁気軸受一体型モ−タ | |
| JPH0946964A (ja) | 発電装置 | |
| JPH076541B2 (ja) | 磁気軸受装置 | |
| JP2006022944A (ja) | 磁気軸受 | |
| AT505594A2 (de) | Magnetisch gelagerter segmentantrieb | |
| JPH08121478A (ja) | 軸受装置 | |
| JP2002257135A (ja) | 磁気軸受装置 | |
| KR20060128367A (ko) | 비접촉 회전 스테이지 |