JPS5999947A - アウタロータ型磁気軸受 - Google Patents

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】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は磁気力で１回転体を非接触で支承し、誘導モー
タに依って回転体に回転力を付与し、高速回転を実現す
る磁気軸受の改良に関する。

［従来技術とその問題点］ 高速回転体を支承する方法の１つとして、回転体を磁気
力で非接触に支承する、いわゆる磁気軸受がある。回転
力の付与は、回転磁界を発生する固定子と、この回転磁
界を受けて、電磁誘導的に回転力を得る回転子で構成さ
れる誘導モータが主に利用される。第１図に従来の磁気
軸受構成の一例を示す。本図はいわゆるアウタロータ型
の５軸制御型磁気軸受で、磁気力供給部（１）には半径
方向磁極（２１ａ　、２１ｂ　、２１ｃ　、２１ｄ　、
２２ａ　、２２ｂ　、２２ｃ　、２２ｄ、　）が９０°
の開き角で、上下４個ずつ設置され、各々には磁気力制
御コイル（４１ａ〜４１ｄ、４２ａ〜４２ｄ）が取着さ
れている。２ｍの牛径方向磁極群の間には５回転軸方向
環状磁極（３）及び制御コイル（５１，５２）がある。

磁気力は２つの環状永久磁石（６１，６２）から供給さ
れ、磁気軸受回転体（力士の継鉄（８１，８２）に磁気
吸引力を及ぼし変位計（９１ａ　〜９１ｄ　、　９２ａ
　〜９２ｄ　、９３ａ。

９３ｂ）の信号を図示しない信号処理回路を通して前記
制御コイ＃　（４１ａ　〜４１ｄ　、、、１２ａ　〜４
２ｄ　）を付勢することに依り、磁気支承を実現する。

回転力の付与は通常誘導モータが利用される。

誘導モータは、回転磁界を作り出す固定子（ＩＯａ）と
、電磁誘導的に回転力を発生させる回転子（ｆｏｂ）で
構成されるが、この誘導モータ回転子（＋０１））は磁
気軸受回転体の外壁（第１図）或いは内壁（第２図）に
取着される。外壁に取着される場合には誘導モータ回転
子（１０ｂ　）の外側に磁気軸受回転体が存在しないの
で、遠心力に依る誘導モータ回転子（１０ｂ）の破損が
生じ易く、内壁に取着される場合においても、取着部へ
の遠心応力集中は避は難く、いずれの場合においても破
損の危険を考慮する時、磁気軸受回転体の回転数の大巾
な向上は期待出来ない。又、誘導モータ回転子（］Ｏｈ
）の取着場所と、これに対応して誘導モータ固定子（Ｉ
Ｏａ）の設置場所を用意する必要があり、磁気軸受のコ
ムパクト化が困難であった。誘導モータ固定子（ＩＯａ
）からの回転磁界を効率的に利用する際に用いられる継
鉄０υを設置する時には、小型化は、更に難しいものと
なる。

［発明の目的］ 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、磁気力で支承される磁気軸受回転体を
、回転力を付与する誘導モータの回転子として兼用し、
もって、遠心力に依る破損の心配なしに高速回転を実現
し、且つ磁気軸受回転体及び磁気軸受本体をコンパクト
に構成出来る磁気軸受の提供を目的さする。

「発明の概要」 本発明に係る磁気軸受け、磁気軸受固定体と磁気軸受回
転体から成る。磁気軸受固定体には磁気力供給源が設置
され、磁気軸受回転体に取着された継鉄を磁束の経路の
一部吉することで、磁気軸受回転体は磁気力に依って非
接触に支承される。

この磁気軸受回転体は主相として高透磁率材料以外の材
料で強度が高い、電気抵抗率の低い金属、例えばチタン
合金を用いて形成されている。磁気軸受固定体には、磁
気軸受回転体を横切る回転磁界を発生する誘導モータ固
定子が設置されており、前述の様に、この磁気軸受回転
体は電気抵抗率の低い金属で形成されているので、電磁
線溝で力が生じ、従って磁気軸受回転体は回転する。す
なわち、磁気軸受回転体には通常の誘導モータに使用さ
れる銅などで作られた誘導モータ回転子は取着されず、
磁気軸受回転体が誘導モータ回転子として兼用されてい
る。従って、この磁気軸受回転体には、通常の磁気軸受
で見られる様な誘導モータの回転子を取着すべき特別な
場所は設けられていない。又、回転磁界を発生するいわ
ゆる誘導モータ固定子は、磁気軸受回転体に、回転磁界
を付与出来る任意の場所に設置されている。

［発明の効果］ 前述した構成である古、誘導モータ固定子の作り出す回
転磁界に依って回転力を得る誘導モータ回転子は磁気軸
受回転体が兼用しているので、通常は別途に磁気軸受回
転体に取着される誘導モータ回転子の受ける遠心力に依
る破損の危険性及び誘導モータ回転子の磁気軸受回転体
への取着部における応力集中に依る破損の危険性を回避
出来る。

従って、通常はこれらの破損の危険性のだめ、低く抑え
られていた。磁気軸受回転体の回転数を、破損の心配な
しに大巾に増加することが可能となる。

又、従来の様に誘導モータ回転子を取着する特別な場所
を用意する必要がないので、誘導モータ固定子の設置位
置は任意に選択出来、よって磁気軸受回転体、並びに磁
気軸受本体の小型化を図れる。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第３図は、アウタロータ型５軸制御型磁気軸受であり磁
気軸受回転体（力を磁気力供給部（Ｌ）に依って支承す
る機構は第１図、第２図で説明したものと全く同様であ
る。この磁気軸受回転体は高透磁率材料ではなく、強度
が高く、電気抵抗率の低い金属、例えばチタン合金で形
成され、内壁には磁気支承に関与する継鉄（８１，８２
）が取着されているだけで、誘導モータ回転子に相当す
る環状金属部材は、内壁にも外壁にも取着されていない
。

回転磁界を作り出す誘導モータ固定子００）は、本図で
は回転軸方向制御磁極（３）の外周に設置され、誘導モ
ータ回転磁界用継鉄は磁気軸受磁気力供給部（１）が兼
用している。従って、従来の磁気軸受には不可欠であ一
〕だ誘導モータ回転子及び回転磁界用継鉄を取着する為
の場所を省略することが出来る。

又、磁気軸受回転体（７）は磁気抵抗率の低い金属で形
成されているので、誘導モータ固定子（１０からの回転
磁界は、前記磁気軸受回転体（力を横切る時、電磁誘導
に依り力をこの磁気軸受回転体上に発生させ、回転が実
現する。すなわち、磁気軸受回転体（力全体が、誘導モ
ータ回転子として兼用されている。磁気軸受回転体（′
Ｌ）の外壁に取着されるものは皆無であり、内壁におい
ても磁気支承に係る最小限の継鉄のみしか取着されてお
らず、従って、遠心力に対して破損し難くなるので、回
転体の大巾な回転数の増加が可能となる。誘導モータ固
定子θαの設置位置は１回転磁界を磁気軸受回転体（力
に印加出来る所なら任意であり、磁気軸受の形式もアウ
タロータ型５軸制御方式に限るものでは無い０

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気軸受回転体の外壁に、誘導モータ回転子を
取着した磁気軸受の従来例を示す断面図。 第２図は同じ内壁如取着した場合の従来例を示す断面図
、Ｍ３図は本発明に係る磁気軸受の要部縦断面図である
。 ］・・磁気軸受磁気供給部、 ２１ａ　〜２１ｄ　、２２ａ　＝２２ｄ　・−・半径方
向磁極、３・・・回転軸方向磁極、 ４１　ａ　〜４１ｄ、−４２ａ　〜４２ｄ　、、、半径
方向制御コイル、５１　、５２・・軸方向制御コイル ６１　、６２・・・永久磁石、 ヱ・・・磁気軸受回転体、 ８１．８２・・・継鉄、 ９１ａ　〜９１ｄ　、　９２ａ　〜９２ｄ　、　９３ａ
　、　ａ３ｂ−・−変位計、１０　、１０ａ・・・誘導
モータ固定子、１０ｂ・・誘導モータ回転子、 １１・・・回転磁界用継鉄。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第　　１　　図 十　　／ ｑ３−ｆ、　　　７ 白 −［］、’１３ａ ＩｃｕＩ 胱　　　　　　　　　　　　　　ど／ａ、７ｃ［ロー　
４／（１ 、−１Ｌ／ 丁− ８／　　　　　−”’　　　−−ｍ−−’　　　　　、
Ａ／３ｚ　　　　　　　　　　　　　　　、！ＥｌＺシ
已。　　　　　　　　て二一二　　　　　　　　−−−
Ａ；已ニー１−　　１つ−５４２ａ ？ｌに　−ＺＺａ 、、−［］　　　　　　　　［Ｉ＋−りａＤＩ２ ｏｂ １ 第　　２　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気力に依って高速回転体を非接触で支承する磁
   気軸受において、磁気軸受回転体をこの磁気軸受回転体
   に回転力を付与する誘導モータの回転子上して兼用した
   ことを特徴きする磁気軸受。
2. （２）磁気軸受固定子側継鉄を、誘導モータの回転磁界
   の磁路の一部として兼用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。