JP3259404B2 - 振動抑制装置 - Google Patents
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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
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/18—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using electric, magnetic or electromagnetic means
-
- 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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
-
- 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
-
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- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
- H02K7/16—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans for operation above the critical speed of vibration of the rotating parts
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Description
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、繊維用機械
の高速電動機に用いて好適な回転体の振動抑制装置に関
する。
の高速電動機に用いて好適な回転体の振動抑制装置に関
する。
【０００１】
【従来の技術】従来の一般的な電動機、特に、繊維機械
に用いられる高速電動機の構造について図７を参照して
説明する。この図に示す電動機は、両端が固定されたシ
ャフト１に対して略中空円筒状のローラ２が回転する、
というアウターロータモータである。ローラ２は、その
両端面においてベアリング３，３を介し、シャフト１に
対して回動自在に取り付けられている。ローラ２の内周
面にはマグネット４を介してロータコア５が取り付けら
れる一方、シャフト１にはステータコア６が、このロー
タコア４に対向し空隙を介して固定されている。このス
テータコア６には、シャフト１の一端部に設けられた中
空部に引き通されるケーブル７の電流供給によって、回
転磁界が発生するようになっている。
に用いられる高速電動機の構造について図７を参照して
説明する。この図に示す電動機は、両端が固定されたシ
ャフト１に対して略中空円筒状のローラ２が回転する、
というアウターロータモータである。ローラ２は、その
両端面においてベアリング３，３を介し、シャフト１に
対して回動自在に取り付けられている。ローラ２の内周
面にはマグネット４を介してロータコア５が取り付けら
れる一方、シャフト１にはステータコア６が、このロー
タコア４に対向し空隙を介して固定されている。このス
テータコア６には、シャフト１の一端部に設けられた中
空部に引き通されるケーブル７の電流供給によって、回
転磁界が発生するようになっている。
【０００２】すなわち、これらマグネット４、ロータコ
ア５およびステータコア６によって、誘導同期電動機が
構成されて（電動機としては、誘導電動機が採用される
場合もある）、ローラ２がシャフト１に対して回転する
ようになっている。そして、回転するローラ２の外周面
を、例えば、糸巻きボビンに押し付けることによって、
糸を巻き取るような構成となっている。したがって、こ
のような構成によれば、回転するローラ２の周速度は、
糸の巻取速度とほぼ比例することになる。
ア５およびステータコア６によって、誘導同期電動機が
構成されて（電動機としては、誘導電動機が採用される
場合もある）、ローラ２がシャフト１に対して回転する
ようになっている。そして、回転するローラ２の外周面
を、例えば、糸巻きボビンに押し付けることによって、
糸を巻き取るような構成となっている。したがって、こ
のような構成によれば、回転するローラ２の周速度は、
糸の巻取速度とほぼ比例することになる。
【０００３】一方最近では、生産性向上のために糸の巻
取速度を高くする要求があり、このため、ローラ２には
高い周速度が必要とされる。例えば、ローラ２の周速度
には、約6,000[m/min]程度が必要とされる。これには、
次の２つのアプローチ方法がある。すなわち、 ローラ２の外径を大きくする、あるいは、 ローラ２の回転数を高くする、 という方法である。上記の方法では、ローラ２自体が
肥大化する、という問題だけでなく、ベアリング３に、
この重量増加に対応できる精度が要求される、という問
題が考えられる。そこで従来では、の方法を用い、か
つシャフト１の径を小さくし、これによって、最大荷重
が小さく、かつ内外径の小さいベアリング３を用いるこ
とができるようにしていた。
取速度を高くする要求があり、このため、ローラ２には
高い周速度が必要とされる。例えば、ローラ２の周速度
には、約6,000[m/min]程度が必要とされる。これには、
次の２つのアプローチ方法がある。すなわち、 ローラ２の外径を大きくする、あるいは、 ローラ２の回転数を高くする、 という方法である。上記の方法では、ローラ２自体が
肥大化する、という問題だけでなく、ベアリング３に、
この重量増加に対応できる精度が要求される、という問
題が考えられる。そこで従来では、の方法を用い、か
つシャフト１の径を小さくし、これによって、最大荷重
が小さく、かつ内外径の小さいベアリング３を用いるこ
とができるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シャフ
ト１の径が小さくなるにしたがって、シャフト１におい
て発生する固有振動の振動数が低下し、該固有振動が、
ローラ２の高回転数とあいまって、上記周速度を満足さ
せる回転数以下で発生する、という問題があった。ここ
で、この固有振動について説明する。一般に、固有振動
とは、その構造物が有する固有の機械的特性を表すもの
であり、該構造物を固有振動数で励振すると共振現象が
発生して、該構造物は非常に大きな振幅で振動する。
ト１の径が小さくなるにしたがって、シャフト１におい
て発生する固有振動の振動数が低下し、該固有振動が、
ローラ２の高回転数とあいまって、上記周速度を満足さ
せる回転数以下で発生する、という問題があった。ここ
で、この固有振動について説明する。一般に、固有振動
とは、その構造物が有する固有の機械的特性を表すもの
であり、該構造物を固有振動数で励振すると共振現象が
発生して、該構造物は非常に大きな振幅で振動する。
【０００５】図８に、シャフト１における固有振動と、
その振動モードとを示す。なお、ローラ２は、シャフト
１に比べると、非常に大きな剛性を有するので、ローラ
２の固有振動数もシャフト１に比べると非常に高いもの
となる。したがって、電動機全体を見ると、ローラ２の
固有振動を無視することができ、シャフト１の固有振動
のみについて考えることができる。この図に示すよう
に、シャフト１には、ローラ２の回転停止時では、当然
のことながら振動が全く発生しない。しかしながら、ロ
ーラ２が回転を開始すると、この回転に伴う振動によっ
てシャフト１が励振され、やがて、（この例では）ロー
ラ２の回転数が 7,980 [rpm]に達した場合、シャフト１
には、その両端固定点を「節」とする固有振動（この例
では、振動数133 Hz）が発生する（１次振動モード）。
この場合、ローラ２は、シャフト１の振動にしたがって
全体的に上下方向に振動してしまう。
その振動モードとを示す。なお、ローラ２は、シャフト
１に比べると、非常に大きな剛性を有するので、ローラ
２の固有振動数もシャフト１に比べると非常に高いもの
となる。したがって、電動機全体を見ると、ローラ２の
固有振動を無視することができ、シャフト１の固有振動
のみについて考えることができる。この図に示すよう
に、シャフト１には、ローラ２の回転停止時では、当然
のことながら振動が全く発生しない。しかしながら、ロ
ーラ２が回転を開始すると、この回転に伴う振動によっ
てシャフト１が励振され、やがて、（この例では）ロー
ラ２の回転数が 7,980 [rpm]に達した場合、シャフト１
には、その両端固定点を「節」とする固有振動（この例
では、振動数133 Hz）が発生する（１次振動モード）。
この場合、ローラ２は、シャフト１の振動にしたがって
全体的に上下方向に振動してしまう。
【０００６】さらに、ローラ２の回転数が上昇し、その
回転数が 16,080[rpm]に達すると、シャフト１には、そ
の両端固定点およびその２等分点（すなわち中点）を各
々「節」とする固有振動（この例では、振動数268 Hz）
が発生する（２次振動モード）。この場合、ローラ２
は、シャフト１の振動にしたがってローラ２の両端が互
いに逆位相で振動するので、シーソ的に振動してしま
う。以下同様に、ローラ２の回転上昇に従って、シャフ
ト１には、その両端固定点およびそのｎ等分点を各々
「節」とする固有振動が順次発生する（ｎ次振動モー
ド）。ただし、ｎは「１」以上の整数であり、ｎが高次
になるにつれてシャフト１以外の他の要素の固有振動が
無視できなくはなる。
回転数が 16,080[rpm]に達すると、シャフト１には、そ
の両端固定点およびその２等分点（すなわち中点）を各
々「節」とする固有振動（この例では、振動数268 Hz）
が発生する（２次振動モード）。この場合、ローラ２
は、シャフト１の振動にしたがってローラ２の両端が互
いに逆位相で振動するので、シーソ的に振動してしま
う。以下同様に、ローラ２の回転上昇に従って、シャフ
ト１には、その両端固定点およびそのｎ等分点を各々
「節」とする固有振動が順次発生する（ｎ次振動モー
ド）。ただし、ｎは「１」以上の整数であり、ｎが高次
になるにつれてシャフト１以外の他の要素の固有振動が
無視できなくはなる。
【０００７】このようにシャフト１に固有振動が発生
し、これにしたがってローラ２が振動すると、繊維用機
械では、該振動が糸巻きボビンにも伝搬して糸の品質が
悪化する、という問題があった。さらに、固有振動によ
って、ロータコア５およびステータコア６（図７参照）
が接触し、電動機自体の破損を招く可能性がある、とい
う問題もあった。この発明は上述した問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、回転に伴う固有
振動の振幅を大幅に減少させることが可能な回転体の振
動抑制装置を提供することにある。
し、これにしたがってローラ２が振動すると、繊維用機
械では、該振動が糸巻きボビンにも伝搬して糸の品質が
悪化する、という問題があった。さらに、固有振動によ
って、ロータコア５およびステータコア６（図７参照）
が接触し、電動機自体の破損を招く可能性がある、とい
う問題もあった。この発明は上述した問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、回転に伴う固有
振動の振幅を大幅に減少させることが可能な回転体の振
動抑制装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上述した問題
を解決するために、略中空円筒状の回転体が取り付けら
れた固定支持軸の振動抑制装置であって、抑制すべき振
動モードに応じた前記固定支持軸上の位置に設置された
ヨークを有し、前記回転体の内周面側を互いに逆向きに
吸引する１対の電磁石を組とした複数組の電磁石と、前
記固定支持軸と前記回転体との基準値に対する変位量を
検出する複数の検出手段と、を具備し、前記複数の検出
手段によりそれぞれ検出された変位量に対し演算処理を
施し、この演算処理の結果に応じて、前記複数組の電磁
石のうち、同一組をなす１対の電磁石の一方による吸引
力を増大させると共に他方による吸引力を低下させるこ
とを特徴としている。
を解決するために、略中空円筒状の回転体が取り付けら
れた固定支持軸の振動抑制装置であって、抑制すべき振
動モードに応じた前記固定支持軸上の位置に設置された
ヨークを有し、前記回転体の内周面側を互いに逆向きに
吸引する１対の電磁石を組とした複数組の電磁石と、前
記固定支持軸と前記回転体との基準値に対する変位量を
検出する複数の検出手段と、を具備し、前記複数の検出
手段によりそれぞれ検出された変位量に対し演算処理を
施し、この演算処理の結果に応じて、前記複数組の電磁
石のうち、同一組をなす１対の電磁石の一方による吸引
力を増大させると共に他方による吸引力を低下させるこ
とを特徴としている。
【０００９】
【作用】この発明によれば、回転面の回転中心を通る異
なる２つの軸方向での、固定支持軸と回転体との基準値
に対する変位量が、それぞれ第１，第２の検出手段によ
って検出される。ここで、第１の検出手段によって検出
される変位量が増大すると、第１組の電磁石の一方は、
この変位量の増大を打ち消す方向に、回転体への吸引力
を増加させる一方、同一組の電磁石の他方は、回転体へ
の吸引力を減少させるので、回転体と固定支持軸とは、
その変位量の増大が減少するように、互いに吸引され
る。第２の検出手段および第２組の電磁石も同様であ
る。これにより、固定支持軸と回転体との変位量は、常
に基準値に保たれる。また、第１，第２の検出手段によ
って検出される変位量がそれぞれ基準値であるならば、
第１組，第２組の各電磁石による吸引力はそれぞれ一定
となり、支持軸と回転体とは平衡状態が保たれる。
なる２つの軸方向での、固定支持軸と回転体との基準値
に対する変位量が、それぞれ第１，第２の検出手段によ
って検出される。ここで、第１の検出手段によって検出
される変位量が増大すると、第１組の電磁石の一方は、
この変位量の増大を打ち消す方向に、回転体への吸引力
を増加させる一方、同一組の電磁石の他方は、回転体へ
の吸引力を減少させるので、回転体と固定支持軸とは、
その変位量の増大が減少するように、互いに吸引され
る。第２の検出手段および第２組の電磁石も同様であ
る。これにより、固定支持軸と回転体との変位量は、常
に基準値に保たれる。また、第１，第２の検出手段によ
って検出される変位量がそれぞれ基準値であるならば、
第１組，第２組の各電磁石による吸引力はそれぞれ一定
となり、支持軸と回転体とは平衡状態が保たれる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明よる一実施例
について説明する。図１は、この実施例の概略構成を示
す側面端面図である。この図は、この実施例の振動抑制
装置１０を図７に付加したものとなっており、この振動
抑制装置１０は、１次ヨーク１１、２次ヨーク１２、コ
イル１３、センサ１４および駆動回路１５から構成され
る。なお、図１において、図７と同一部分には同一の符
号を付与し、その説明を省略する。
について説明する。図１は、この実施例の概略構成を示
す側面端面図である。この図は、この実施例の振動抑制
装置１０を図７に付加したものとなっており、この振動
抑制装置１０は、１次ヨーク１１、２次ヨーク１２、コ
イル１３、センサ１４および駆動回路１５から構成され
る。なお、図１において、図７と同一部分には同一の符
号を付与し、その説明を省略する。
【００１１】次に、この実施例の詳細構成について説明
する。図２は、図１におけるＡ−Ａ’線端面図である。
この図に示すように、シャフト１には、放射状に配置さ
れる磁極１１1〜１１8を有する１次ヨーク１１が取り付
けられ、これら各磁極にはコイル１３1〜１３8がそれぞ
れ巻回されている。これらコイルでは、コイル１３1，
１３2が電気的に直列または並列に結線されており、同
様に、コイル１３3と１３4とが，１３5と１３6とが，１
３7と１３8とがそれぞれ電気的に直列または並列に結線
されている。
する。図２は、図１におけるＡ−Ａ’線端面図である。
この図に示すように、シャフト１には、放射状に配置さ
れる磁極１１1〜１１8を有する１次ヨーク１１が取り付
けられ、これら各磁極にはコイル１３1〜１３8がそれぞ
れ巻回されている。これらコイルでは、コイル１３1，
１３2が電気的に直列または並列に結線されており、同
様に、コイル１３3と１３4とが，１３5と１３6とが，１
３7と１３8とがそれぞれ電気的に直列または並列に結線
されている。
【００１２】一方、ローラ２の内周面には、磁極１１1
〜１１8に対向して２次ヨーク１２が取り付けられてい
る。この２次ヨーク１２は、ローラ２が磁性体であるな
らば、省略することもできる。また、うず電流損が問題
となる場合には、１次ヨーク１１および２次ヨークを積
層構造とすることによって、該うず電流損を減少させる
ことも可能である。そして、コイル１３1〜１３8に電流
を流すことによって、磁極１１1〜１１8および２次ヨー
ク１２には、図に示す磁力線を形成する電磁力、すなわ
ち、２次ヨーク１２への吸引力が発生するようになって
いる。
〜１１8に対向して２次ヨーク１２が取り付けられてい
る。この２次ヨーク１２は、ローラ２が磁性体であるな
らば、省略することもできる。また、うず電流損が問題
となる場合には、１次ヨーク１１および２次ヨークを積
層構造とすることによって、該うず電流損を減少させる
ことも可能である。そして、コイル１３1〜１３8に電流
を流すことによって、磁極１１1〜１１8および２次ヨー
ク１２には、図に示す磁力線を形成する電磁力、すなわ
ち、２次ヨーク１２への吸引力が発生するようになって
いる。
【００１３】センサ１４ｘは、一次ヨーク１１と二次ヨ
ーク１２との空隙ｄｘが基準値に対し、図に示すｘ軸方
向にどれだけ変位しているかを、その変位方向とともに
検出するものである。例えば、センサ１４ｘは、該空隙
が小さくなる方向に変位する場合に、その変位量を符号
（−）にて出力する一方、空隙ｄｘが大きく方向に変位
する場合に、その変位量を符号（＋）にて出力する。同
様に、センサ１４ｙは、一次ヨーク１１と二次ヨーク１
２との空隙ｄｙが基準値に対し、図に示すｙ軸方向にど
れだけ変位しているかを、その変位方向とともに検出す
るものである。
ーク１２との空隙ｄｘが基準値に対し、図に示すｘ軸方
向にどれだけ変位しているかを、その変位方向とともに
検出するものである。例えば、センサ１４ｘは、該空隙
が小さくなる方向に変位する場合に、その変位量を符号
（−）にて出力する一方、空隙ｄｘが大きく方向に変位
する場合に、その変位量を符号（＋）にて出力する。同
様に、センサ１４ｙは、一次ヨーク１１と二次ヨーク１
２との空隙ｄｙが基準値に対し、図に示すｙ軸方向にど
れだけ変位しているかを、その変位方向とともに検出す
るものである。
【００１４】次に、この実施例の電気的構成、特に、セ
ンサ１４ｘ，１４ｙ、駆動回路１５およびコイル１３1
〜１３8について図３を参照して説明する。この図にお
いて、図２と同一部分には、同一符号が付与されてい
る。この図に示すように、センサ１４ｘの検出結果は、
センサアンプ１５１による所定の増幅を介してコントロ
ーラ１５３に供給される。コントローラ１５３は、セン
サ１４ｘによる検出結果に対して適切な演算処理を、例
えば、ＰＩＤ（比例，積分，微分）演算処理を施すもの
である。そして、コントローラ１５３はこの演算結果
を、加算器１５５1の一方の入力端（＋）および加算器
１５５2の一方の入力（−）に供給する。加算器１５
５1，１５５2の他方の入力端には、一定電流指令Ｃが供
給されている。
ンサ１４ｘ，１４ｙ、駆動回路１５およびコイル１３1
〜１３8について図３を参照して説明する。この図にお
いて、図２と同一部分には、同一符号が付与されてい
る。この図に示すように、センサ１４ｘの検出結果は、
センサアンプ１５１による所定の増幅を介してコントロ
ーラ１５３に供給される。コントローラ１５３は、セン
サ１４ｘによる検出結果に対して適切な演算処理を、例
えば、ＰＩＤ（比例，積分，微分）演算処理を施すもの
である。そして、コントローラ１５３はこの演算結果
を、加算器１５５1の一方の入力端（＋）および加算器
１５５2の一方の入力（−）に供給する。加算器１５
５1，１５５2の他方の入力端には、一定電流指令Ｃが供
給されている。
【００１５】加算器１５５1 では、この一定電流指令Ｃ
とコントローラ１５３による演算結果とが加算され、こ
の加算結果が、パワーアンプ１５７1 による電流増幅を
介してコイル１３3，１３4に供給される。一方、加算器
１５５1 では、一定電流指令Ｃからコントローラ１５３
による演算結果が減算され、この減算結果が、パワーア
ンプ１５７2 による電流増幅を介してコイル１３7，１
３8に供給される。なお、パワーアンプ１５７1，１５７
2における電流増幅率は、互いに等しく設定されてい
る。
とコントローラ１５３による演算結果とが加算され、こ
の加算結果が、パワーアンプ１５７1 による電流増幅を
介してコイル１３3，１３4に供給される。一方、加算器
１５５1 では、一定電流指令Ｃからコントローラ１５３
による演算結果が減算され、この減算結果が、パワーア
ンプ１５７2 による電流増幅を介してコイル１３7，１
３8に供給される。なお、パワーアンプ１５７1，１５７
2における電流増幅率は、互いに等しく設定されてい
る。
【００１６】同様に、センサ１４ｙの検出結果もセンサ
１４ｘと同様に処理される。すなわち、センサ１４ｙに
よる検出結果は、センサアンプ１５２による増幅および
コントローラ１５４によるＰＩＤ演算を順次介して、加
算器１５６1 において一定電流指令Ｃと加算され、該加
算結果が、パワーアンプ１５８1 による電流増幅を介し
てコイル１３1，１３2に供給される一方、加算器１５６
2 において一定電流指令Ｃからコントローラ１５４の演
算結果が減算され、該減算結果が、パワーアンプ１５８
2 による電流増幅を介してコイル１３5，１３6に供給さ
れる。
１４ｘと同様に処理される。すなわち、センサ１４ｙに
よる検出結果は、センサアンプ１５２による増幅および
コントローラ１５４によるＰＩＤ演算を順次介して、加
算器１５６1 において一定電流指令Ｃと加算され、該加
算結果が、パワーアンプ１５８1 による電流増幅を介し
てコイル１３1，１３2に供給される一方、加算器１５６
2 において一定電流指令Ｃからコントローラ１５４の演
算結果が減算され、該減算結果が、パワーアンプ１５８
2 による電流増幅を介してコイル１３5，１３6に供給さ
れる。
【００１７】次に、この実施例の動作について説明す
る。ローラ２の回転が停止している場合、あるいは、回
転に伴う振動が極めて小さい場合には、１次ヨーク１１
および２次ヨーク１２の空隙ｄｘ，ｄｙはそれぞれ基準
値なので、センサ１４ｘ，１４ｙの検出結果がともに
「零」となり、このため、コントローラ１５３，１５４
の演算結果も「零」になる。したがって、加算器１５５
1，１５６1による加算結果および加算器１５６2，１５
６2による減算結果は、それぞれ一定電流指令Ｃのみと
なるので、コイル１３1，１３2と、１３3，１３4と、１
３5，１３6と、１３7，１３8とに供給される電流値は、
それぞれ同一になる。この結果、コイル１３1，１３
2と，１３5，１３6とによる２次ヨーク１２への各吸引
力は、互いに打ち消し合い、同様に、コイル１３3，１
３4と、１３7，１３8とによる２次ヨーク１２への各吸
引力も、互いに打ち消し合う。すなわち、各コイルによ
る２次ヨーク１２への吸引力は、図２におけるｘ方向，
ｙ方向ともにバランスするので、空隙ｄｘ，ｄｙが基準
値に保たれる。
る。ローラ２の回転が停止している場合、あるいは、回
転に伴う振動が極めて小さい場合には、１次ヨーク１１
および２次ヨーク１２の空隙ｄｘ，ｄｙはそれぞれ基準
値なので、センサ１４ｘ，１４ｙの検出結果がともに
「零」となり、このため、コントローラ１５３，１５４
の演算結果も「零」になる。したがって、加算器１５５
1，１５６1による加算結果および加算器１５６2，１５
６2による減算結果は、それぞれ一定電流指令Ｃのみと
なるので、コイル１３1，１３2と、１３3，１３4と、１
３5，１３6と、１３7，１３8とに供給される電流値は、
それぞれ同一になる。この結果、コイル１３1，１３
2と，１３5，１３6とによる２次ヨーク１２への各吸引
力は、互いに打ち消し合い、同様に、コイル１３3，１
３4と、１３7，１３8とによる２次ヨーク１２への各吸
引力も、互いに打ち消し合う。すなわち、各コイルによ
る２次ヨーク１２への吸引力は、図２におけるｘ方向，
ｙ方向ともにバランスするので、空隙ｄｘ，ｄｙが基準
値に保たれる。
【００１８】次に、ローラ２の回転によってシャフト１
が励振し、空隙ｄｘが大きくなる方向への変位が発生し
た場合について説明する。この場合、センサ１４ｘは、
基準値に対する変位量を符号（＋）にて出力するので、
コントローラ１５３の演算結果もこれに従うものとな
る。これにより、加算器１５５1 では一定電流指令Ｃに
該演算結果を加算した信号が出力されるので、コイル１
３3，１３4によって生じる吸引力は増大する一方、加算
器１５５2 では、一定電流指令Ｃからコントローラ１５
３による演算結果が減じられるので、コイル１３7，１
３8によって生じる吸引力は低下する。ローラ２の剛性
はシャフト１の剛性に比べて高いので、相対的に１次ヨ
ーク１１１が、ｘ軸の（＋）方向（右向き）引き寄せら
れる結果、シャフト１には変位を打ち消すような吸引
力、すなわち、空隙ｄｘを小さくする方向の吸引力が働
く。
が励振し、空隙ｄｘが大きくなる方向への変位が発生し
た場合について説明する。この場合、センサ１４ｘは、
基準値に対する変位量を符号（＋）にて出力するので、
コントローラ１５３の演算結果もこれに従うものとな
る。これにより、加算器１５５1 では一定電流指令Ｃに
該演算結果を加算した信号が出力されるので、コイル１
３3，１３4によって生じる吸引力は増大する一方、加算
器１５５2 では、一定電流指令Ｃからコントローラ１５
３による演算結果が減じられるので、コイル１３7，１
３8によって生じる吸引力は低下する。ローラ２の剛性
はシャフト１の剛性に比べて高いので、相対的に１次ヨ
ーク１１１が、ｘ軸の（＋）方向（右向き）引き寄せら
れる結果、シャフト１には変位を打ち消すような吸引
力、すなわち、空隙ｄｘを小さくする方向の吸引力が働
く。
【００１９】反対に、ローラ２による回転によってシャ
フト１が励振し、空隙ｄｘが小さくなる方向への変位が
発生した場合では、基準値に対する変位量が符号（−）
にて出力されるので、加算器１５５1 では一定電流指令
Ｃからコントローラ１５３の演算結果を減算した信号が
出力されて、コイル１３3，１３4によって生じる吸引力
は低下する一方、加算器１５５2 では、一定電流指令Ｃ
とコントローラ１５３の演算結果が加算されるので、コ
イル１３7，１３8によって生じる吸引力は増加する。こ
れにより、相対的に１次ヨーク１が、ｘ軸の（−）方向
（右向き）に引き寄せられるので、シャフト１には変位
を打ち消すような吸引力、すなわち、空隙ｄｘを大きく
する方向の吸引力が働く。
フト１が励振し、空隙ｄｘが小さくなる方向への変位が
発生した場合では、基準値に対する変位量が符号（−）
にて出力されるので、加算器１５５1 では一定電流指令
Ｃからコントローラ１５３の演算結果を減算した信号が
出力されて、コイル１３3，１３4によって生じる吸引力
は低下する一方、加算器１５５2 では、一定電流指令Ｃ
とコントローラ１５３の演算結果が加算されるので、コ
イル１３7，１３8によって生じる吸引力は増加する。こ
れにより、相対的に１次ヨーク１が、ｘ軸の（−）方向
（右向き）に引き寄せられるので、シャフト１には変位
を打ち消すような吸引力、すなわち、空隙ｄｘを大きく
する方向の吸引力が働く。
【００２０】すなわち、ｘ軸方向では、センサ１４ｘ→
駆動回路１５→コイル１３3，１３4とコイル１３7，１
３8とによる吸引→センサ１４ｘ（変位検出）という帰
還ループによって、空隙ｄｘが常に基準値に保たれるよ
うに制御される。同様な働きが、ｙ軸方向に対しても行
われる。すなわち、センサ１４ｙ→駆動回路１５→コイ
ル１３1，１３2とコイル１３5，１３6とによる吸引→セ
ンサ１４ｙ（変位検出）という帰還ループによって、空
隙ｄｙが常に基準値に保たれるように制御される。した
がって、ｘ軸およびｙ軸方向における変位をそれぞれ独
立に制御することによって、図２における回転面全域に
おいて、一次ヨーク１１および二次ヨーク１２の間の空
隙ｄｘ，ｄｙが常に基準値に保たれるように制御される
ので、ローラ２の回転による励振によってシャフト１に
固有振動が発生し、該固有振動の振幅がピークを迎えて
も、その振幅を極めて小さく抑えることが可能となる。
駆動回路１５→コイル１３3，１３4とコイル１３7，１
３8とによる吸引→センサ１４ｘ（変位検出）という帰
還ループによって、空隙ｄｘが常に基準値に保たれるよ
うに制御される。同様な働きが、ｙ軸方向に対しても行
われる。すなわち、センサ１４ｙ→駆動回路１５→コイ
ル１３1，１３2とコイル１３5，１３6とによる吸引→セ
ンサ１４ｙ（変位検出）という帰還ループによって、空
隙ｄｙが常に基準値に保たれるように制御される。した
がって、ｘ軸およびｙ軸方向における変位をそれぞれ独
立に制御することによって、図２における回転面全域に
おいて、一次ヨーク１１および二次ヨーク１２の間の空
隙ｄｘ，ｄｙが常に基準値に保たれるように制御される
ので、ローラ２の回転による励振によってシャフト１に
固有振動が発生し、該固有振動の振幅がピークを迎えて
も、その振幅を極めて小さく抑えることが可能となる。
【００２１】図４は、ローラ２の回転数とａ点（図８に
おけるローラ２の外周面一端部）の振動振幅との関係を
示す特性図である。この図に示すように、従来例では、
ローラ２の回転数が上昇するにしたがって固有振動が順
次発生し、これにより、外周部一端部のａ点における振
幅は、回転数7,980[rpm]、16,080[rpm]にて順次ピーク
を迎える。一方、この実施例を付加した電動機では、従
来例と同様に、ローラ２の回転数が上昇するにしたがっ
て固有振動が発生するが、その振幅がピークを迎えても
極めて小さく抑えられていることが判る。したがって、
この実施例を負荷した電動機によれば、実質的な最高回
転数までの全域において低振動化が可能となるので、固
有振動が発生する回転数帯を避けて使用する必要がなく
なり、任意の回転数を使用することが可能となる。
おけるローラ２の外周面一端部）の振動振幅との関係を
示す特性図である。この図に示すように、従来例では、
ローラ２の回転数が上昇するにしたがって固有振動が順
次発生し、これにより、外周部一端部のａ点における振
幅は、回転数7,980[rpm]、16,080[rpm]にて順次ピーク
を迎える。一方、この実施例を付加した電動機では、従
来例と同様に、ローラ２の回転数が上昇するにしたがっ
て固有振動が発生するが、その振幅がピークを迎えても
極めて小さく抑えられていることが判る。したがって、
この実施例を負荷した電動機によれば、実質的な最高回
転数までの全域において低振動化が可能となるので、固
有振動が発生する回転数帯を避けて使用する必要がなく
なり、任意の回転数を使用することが可能となる。
【００２２】この実施例では、１次ヨーク１１と２次ヨ
ーク１２との設置場所について特に説明しなかったが、
シャフト１の固有振動において、抑制すべき振動モード
の「腹」の部分に、この発明による振動抑制装置を設置
すれば最も振動抑制の効果があることは明白である。ま
た、この実施例は、電動機内部に組み込まれる構成とな
っているので、外部にほとんどスペースを必要としな
い。
ーク１２との設置場所について特に説明しなかったが、
シャフト１の固有振動において、抑制すべき振動モード
の「腹」の部分に、この発明による振動抑制装置を設置
すれば最も振動抑制の効果があることは明白である。ま
た、この実施例は、電動機内部に組み込まれる構成とな
っているので、外部にほとんどスペースを必要としな
い。
【００２３】なお、この実施例では、各軸方向の変位量
に従う演算結果に、同一の一定電流指令Ｃをそれぞれ加
算，減算する構成にしたが、回転力を伝達するため図２
におけるｘ軸方向にローラ２を外部装置に押し付けるよ
うな場合において、図５に示すように、ｘ軸方向に対向
するコイル同士、すなわち、コイル１３3，１３4とコイ
ル１３7，１３8とに、それぞれ一定電流指令Ｃとこの一
定電流指令Ｃにローラ２の押し付け圧力を示す電流指令
Ｃ’を加算した加算結果とを、センサ１４ｘによる変位
量の演算結果にそれぞれ加算、減算する構成としても良
い。これにより、押し付け圧力が予めオフセットされる
ので、ローラ２の外周面を糸巻きボビンに押し付けた際
にも、ベアリング３への負荷を軽減することができる、
あるいは、押し付けた際のバネ定数を任意に変化させる
ことができる。
に従う演算結果に、同一の一定電流指令Ｃをそれぞれ加
算，減算する構成にしたが、回転力を伝達するため図２
におけるｘ軸方向にローラ２を外部装置に押し付けるよ
うな場合において、図５に示すように、ｘ軸方向に対向
するコイル同士、すなわち、コイル１３3，１３4とコイ
ル１３7，１３8とに、それぞれ一定電流指令Ｃとこの一
定電流指令Ｃにローラ２の押し付け圧力を示す電流指令
Ｃ’を加算した加算結果とを、センサ１４ｘによる変位
量の演算結果にそれぞれ加算、減算する構成としても良
い。これにより、押し付け圧力が予めオフセットされる
ので、ローラ２の外周面を糸巻きボビンに押し付けた際
にも、ベアリング３への負荷を軽減することができる、
あるいは、押し付けた際のバネ定数を任意に変化させる
ことができる。
【００２４】また、上述した実施例では、ｘ軸方向，ｙ
軸方向の変位を検出するのに、ぞれぞれ１個のセンサを
用いたが、図６に示すように、原点に対するセンサ１４
ｘ，１４ｙの対称位置にそれぞれ対向してセンサ１４’
ｘ，１４’ｙを設け、これら対向するセンサの検出結果
の差分を差動アンプ１５９，１６０によって求めて、セ
ンサアンプ１５１，１５２に供給するように構成しても
良い。この構成により、変位量の検出感度が２倍となる
だけでなく、センサ固有のノイズや温度変化による特性
変化等を相殺することができるので、測定精度を向上さ
せることが可能である。
軸方向の変位を検出するのに、ぞれぞれ１個のセンサを
用いたが、図６に示すように、原点に対するセンサ１４
ｘ，１４ｙの対称位置にそれぞれ対向してセンサ１４’
ｘ，１４’ｙを設け、これら対向するセンサの検出結果
の差分を差動アンプ１５９，１６０によって求めて、セ
ンサアンプ１５１，１５２に供給するように構成しても
良い。この構成により、変位量の検出感度が２倍となる
だけでなく、センサ固有のノイズや温度変化による特性
変化等を相殺することができるので、測定精度を向上さ
せることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、第１あ
るいは第２の検出手段によって検出される変位量が増大
すると、第１組あるいは第２組の電磁石の一方は、この
変位量の増大を打ち消すように、回転体への吸引力を増
加させる一方、同一組の電磁石の他方は、回転体への吸
引力を減少させるので、回転体と固定支持軸とは、その
変位量の増大が減少するように、互いに吸引される。し
たがって、回転に伴う固有振動が発生しても、固定支持
軸と回転体との変位量を常に基準値に保たれるように、
吸引力の増加減が行われるので、該固有振動を大幅に減
少させることが可能となる。
るいは第２の検出手段によって検出される変位量が増大
すると、第１組あるいは第２組の電磁石の一方は、この
変位量の増大を打ち消すように、回転体への吸引力を増
加させる一方、同一組の電磁石の他方は、回転体への吸
引力を減少させるので、回転体と固定支持軸とは、その
変位量の増大が減少するように、互いに吸引される。し
たがって、回転に伴う固有振動が発生しても、固定支持
軸と回転体との変位量を常に基準値に保たれるように、
吸引力の増加減が行われるので、該固有振動を大幅に減
少させることが可能となる。
【図１】この発明による第１実施例の要部構成を示す側
面端面図である。
面端面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’線端面図である。
【図３】同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】同実施例におけるローラ２の回転数と振動振幅
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図５】この発明による第２実施例の電気的構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】この発明による第３実施例の電気的構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】従来の繊維機械に用いられる高速電動機の構造
を示す側面端面図である。
を示す側面端面図である。
【図８】シャフト１における固有振動と、その振動モー
ドとを示す説明図である。
ドとを示す説明図である。
１……シャフト（固定支持軸）、２……ローラ（回転
体）、１１3，１１4……磁極、１３3，１３4……コイ
ル、１１7，１１8……磁極、１３7，１３8……コイル
（第１組の電磁石）、１１1，１１2……磁極、１３1，
１３2……コイル、１１5，１１6……磁極、１３5，１３
6……コイル（第２組の電磁石）、１４ｘ……センサ
（第１の検出手段）、１４ｙ……センサ（第２の検出手
段）
体）、１１3，１１4……磁極、１３3，１３4……コイ
ル、１１7，１１8……磁極、１３7，１３8……コイル
（第１組の電磁石）、１１1，１１2……磁極、１３1，
１３2……コイル、１１5，１１6……磁極、１３5，１３
6……コイル（第２組の電磁石）、１４ｘ……センサ
（第１の検出手段）、１４ｙ……センサ（第２の検出手
段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 15/03 F16C 32/04 H02K 5/24
Claims (1)
- 【請求項１】 略中空円筒状の回転体が取り付けられた
固定支持軸の振動抑制装置であって、 抑制すべき振動モードに応じた前記固定支持軸上の位置
に設置されたヨークを有し、前記回転体の内周面側を 互
いに逆向きに吸引する１対の電磁石を組とした複数組の
電磁石と、 前記固定支持軸と前記回転体との基準値に対する変位量
を検出する複数の検出手段と、 を具備し、前記複数の検出手段によりそれぞれ検出され
た変位量に対し演算処理を施し、この演算処理の結果に
応じて、前記複数組の電磁石のうち、同一組をなす１対
の電磁石の一方による吸引力を増大させると共に他方に
よる吸引力を低下させることを特徴とする振動抑制装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03586193A JP3259404B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 振動抑制装置 |
| KR1019940003168A KR100323327B1 (ko) | 1993-02-24 | 1994-02-23 | 회전체의진동억제장치 |
| EP94400399A EP0612933B1 (en) | 1993-02-24 | 1994-02-24 | Vibration control device for rotating machine |
| US08/201,885 US5504381A (en) | 1993-02-24 | 1994-02-24 | Vibration control device for rotating machine |
| DE69409998T DE69409998T2 (de) | 1993-02-24 | 1994-02-24 | Schwingungskontrollanlage für rotierende Maschinen |
| CN94103256A CN1095804A (zh) | 1993-02-24 | 1994-02-24 | 旋转体的振动抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03586193A JP3259404B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 振動抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249286A JPH06249286A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3259404B2 true JP3259404B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=12453772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03586193A Expired - Fee Related JP3259404B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 振動抑制装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259404B2 (ja) |
| KR (1) | KR100323327B1 (ja) |
| CN (1) | CN1095804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109854622A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-07 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种基于智能材料可控制轴系径向振动的主动磁轴承系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030000414A (ko) * | 2001-06-25 | 2003-01-06 | 현대자동차주식회사 | 차량의 마운팅 부쉬 |
| KR100456769B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2004-11-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 능동형 진동 제어장치 |
| JP4270012B2 (ja) * | 2004-04-07 | 2009-05-27 | コベルコ建機株式会社 | 旋回式作業機械 |
| KR100613486B1 (ko) | 2005-03-04 | 2006-08-21 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 에스알 모터의 제동장치 |
| DE102008058319B4 (de) * | 2008-11-21 | 2017-03-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wälzlager |
| CN102537167A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-04 | 北京交通大学 | 磁性液体减振装置 |
| JP6761731B2 (ja) * | 2016-11-01 | 2020-09-30 | Ｔｍｔマシナリー株式会社 | バランス修正方法及び回転部材 |
| CN108223970B (zh) * | 2018-01-25 | 2024-01-26 | 福建省南安市天威消防设备有限公司 | 一种防撞型地上消火栓 |
| CN113086755A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种电缆生产牵引装置 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP03586193A patent/JP3259404B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-23 KR KR1019940003168A patent/KR100323327B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-02-24 CN CN94103256A patent/CN1095804A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109854622A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-07 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种基于智能材料可控制轴系径向振动的主动磁轴承系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1095804A (zh) | 1994-11-30 |
| KR940020019A (ko) | 1994-09-15 |
| KR100323327B1 (ko) | 2002-07-08 |
| JPH06249286A (ja) | 1994-09-06 |
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