JP6026792B2 - Braking mechanism and bearing device provided with the braking mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、ラジアル軸受によってラジアル方向の荷重が支持された回転体の制動機構およびこの制動機構を備えた軸受装置に関する。 The present invention relates to a braking mechanism for a rotating body in which a radial load is supported by a radial bearing, and a bearing device including the braking mechanism.
支持対象である回転体のラジアル方向の荷重を非接触で支持する静圧気体ラジアル軸受が知られている。 A static pressure gas radial bearing that supports a radial load of a rotating body that is a support target in a non-contact manner is known.
例えば、特許文献1には、長尺であっても、気体層を形成する気体を適切に外部に逃がしてその滞留を防ぐことにより気体の発熱を防止し、これにより、軸受面および支持対象である回転体の熱膨張を防いで、高精度な回転を可能とする静圧気体ラジアル軸受が開示されている。
For example, in
しかしながら、例えばローラコンベア、輪転印刷機のローラ等、モータに連結されずに回転自在に配置された回転体を支持するために静圧気体ラジアル軸受が利用された場合、その高い回転性能のためにつぎのような問題が生じる。すなわち、静圧気体ラジアル軸受が非接触で回転体を支持するため、静圧気体ラジアル軸受の軸受面と回転体の外周面(支持対象面)との間には摩擦力が殆ど働かない。このため、静圧気体ラジアル軸受によって支持された回転体は、一旦、回転を開始すると、慣性により回転し続け、回転体の回転が停止するまでには相当の時間がかかる。したがって、例えば、回転体のメンテナンス作業等において、実際に作業が開始されるまでに時間を要してしまう。 However, when a static pressure gas radial bearing is used to support a rotating body that is rotatably connected without being connected to a motor, such as a roller conveyor, a roller of a rotary printing press, etc., due to its high rotational performance. The following problems occur. That is, since the static pressure gas radial bearing supports the rotating body in a non-contact manner, the frictional force hardly acts between the bearing surface of the static pressure gas radial bearing and the outer peripheral surface (support target surface) of the rotating body. For this reason, once the rotating body supported by the static pressure gas radial bearing starts rotating, it continues to rotate due to inertia, and it takes a considerable time until the rotating body stops rotating. Therefore, for example, in the maintenance work of the rotating body, it takes time until the work is actually started.
ところで、回転体にラジアル方向あるいはスラスト方向からブレーキパッドを押し当てて、回転体の回転を強制的に停止させることも考えられる。しかし、この場合、ラジアル方向あるいはスラスト方向から回転体に大きな外力が加わるので、回転体が傾き、静圧気体ラジアル軸受の軸受面と回転体の支持対象面とが接触して損傷する可能性がある。 By the way, it is also conceivable to forcibly stop the rotation of the rotating body by pressing the brake pad against the rotating body from the radial direction or the thrust direction. However, in this case, since a large external force is applied to the rotating body from the radial direction or the thrust direction, the rotating body may be inclined, and the bearing surface of the hydrostatic gas radial bearing and the surface to be supported of the rotating body may come into contact with each other and be damaged. is there.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラジアル軸受によってラジアル方向の荷重が支持された回転体の回転をより安全に制動可能な制動機構および制動機構を備えた軸受装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a braking mechanism that can safely brake the rotation of a rotating body in which a radial load is supported by a radial bearing, and a bearing device including the braking mechanism. Is to provide.
上記課題を解決するために、本発明では、ラジアル軸受の支持対象である回転体に、非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成された渦電流発生部を設け、回転体の回転を停止させたい場合に、この渦電流発生部に磁力線を照射して、回転体の回転による磁束密度の変化に応じた渦電流を渦電流発生部内に発生させることにより、回転体の回転エネルギーを熱エネルギーに変換して回転体の回転を減衰させるようにした。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, when a rotating body that is a support target of a radial bearing is provided with an eddy current generating portion formed of a nonmagnetic good conductor or a weakly magnetic good conductor, and the rotation of the rotating body is to be stopped In addition, the rotational energy of the rotating body is converted into thermal energy by irradiating the eddy current generating part with magnetic lines of force to generate an eddy current in the eddy current generating part according to the change in magnetic flux density due to the rotation of the rotating body. The rotation of the rotating body is attenuated.
例えば、本発明の制動機構は、ラジアル軸受によってラジアル方向の荷重が支持された回転体の回転を制動する制動機構であって、
磁力線を発生する磁力線発生手段と、
前記回転体に設けられ、前記回転体の回転により前記磁力線発生手段に対して相対的に回転する、非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成された渦電流発生部と、
前記磁力線発生手段により発生された磁力線の前記渦電流発生部への照射を制御する照射制御手段と、を備え、
前記渦電流発生部は、
前記回転体と回転軸を一致させて当該回転体の外周面から張り出した円板部と、
前記円板部の一方の端面から前記回転体のスラスト方向に向けて、当該回転体と回転軸を一致させて同心円状に設けられた複数の円筒部と、を有し、
前記磁力線発生手段は、
前記円筒部毎に設けられた複数の磁石を有し、
前記照射制御手段は、
前記複数の磁石を個別に前記回転体のスラスト方向に移動して、前記磁石毎に、当該磁石に対応する前記円筒部と当該円筒部の内側に位置して当該円筒部と隣り合う他の前記円筒部あるいは前記回転体との間に、当該磁石を出し入れする。
For example, the braking mechanism of the present invention is a braking mechanism that brakes the rotation of a rotating body in which a radial load is supported by a radial bearing,
A magnetic force line generating means for generating magnetic force lines;
An eddy current generator formed of a non-magnetic good conductor or a weak magnetic good conductor, which is provided in the rotating body and rotates relative to the magnetic force line generating means by the rotation of the rotating body;
Irradiation control means for controlling irradiation of the magnetic field lines generated by the magnetic field line generation means to the eddy current generation unit ,
The eddy current generator is
A disk portion projecting from the outer peripheral surface of the rotating body with the rotating body and the rotation axis aligned,
A plurality of cylindrical portions that are concentrically provided in such a way that the rotating body and the rotating shaft coincide with each other in the thrust direction of the rotating body from one end face of the disk portion;
The magnetic force line generating means is
It has a plurality of magnets provided for each cylindrical part,
The irradiation control means includes
The plurality of magnets are individually moved in the thrust direction of the rotating body, and for each of the magnets, the cylindrical portion corresponding to the magnet and the other cylindrical portion positioned adjacent to the cylindrical portion. The magnet is put into and out of the cylindrical portion or the rotating body .
また、本発明の軸受装置は、回転体のラジアル方向の荷重を支持するラジアル軸受と、上述の制動機構と、を有する。 Moreover, the bearing apparatus of this invention has a radial bearing which supports the load of the radial direction of a rotary body, and the above-mentioned braking mechanism.
本発明では、回転体の回転エネルギーを熱エネルギーに変換し、回転体の回転を減衰させる。また、回転体に設けた渦電流発生部を非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成しているので、渦電流発生部が磁力発生手段に引き寄せられる力は発生しない、あるいは発生しても無視できる程度に小さい。このため、ラジアル方向あるいはスラスト方向から回転体に外力を殆ど加えることなく回転体の回転を制動することができる。したがって、本発明によれば、ラジアル軸受によってラジアル方向の荷重が支持された回転体の回転をより安全に制動可能となる。 In the present invention, the rotational energy of the rotating body is converted into thermal energy, and the rotation of the rotating body is attenuated. In addition, since the eddy current generating portion provided on the rotating body is formed of a nonmagnetic good conductor or a weakly magnetic good conductor, the force that the eddy current generating portion is attracted to the magnetic force generating means is not generated or can be ignored. Small. For this reason, it is possible to brake the rotation of the rotating body with almost no external force applied to the rotating body from the radial direction or the thrust direction. Therefore, according to the present invention, it is possible to more safely brake the rotation of the rotating body in which the radial load is supported by the radial bearing.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第一実施の形態>
まず、本発明の第一実施の形態を説明する。図1は、本実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Aを説明するための断面図である。
<First embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a static pressure gas bearing
本実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Aは、例えばローラコンベア、輪転印刷機のローラ等、モータに連結されずに回転自在に配置された回転体2を非接触で支持する。
The hydrostatic gas bearing
図示するように、静圧気体軸受装置1Aは、回転体2のラジアル方向Rの荷重を非接触で支持する円筒状の静圧気体軸受3と、回転体2の外周面22からラジアル方向Rに張り出すように回転体2の一方の端部21側に取り付けられた円板状の渦電流発生部4と、ネオジム等の永久磁石5と、永久磁石5をラジアル方向Rに往復移動させるための磁石移動機構6と、を備えている。
As shown in the figure, the static pressure gas bearing
静圧気体軸受3は、回転体2の外周面22に向けて圧縮気体を吐出するラジアル軸受面31を内周面に備えており、この圧縮気体によりラジアル軸受面31と回転体2の外周面22との間に気体層32を形成し、この気体層32を介して回転体2のラジアル方向Rの荷重を非接触で支持する。ここで、静圧気体軸受3は、自成絞り、オリフィス絞り等による圧縮気体の吐出口がラジアル軸受面31に多数形成されたものでもよいし、静圧気体軸受3の内周面に形成された多孔質焼結層を介して、ラジアル軸受面31の全面から圧縮気体を吐出するものでもよい。
The static pressure gas bearing 3 includes a radial bearing
渦電流発生部4は、銅、アルミニウム等の非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成されており、回転体2とともに、回転体2の軸心Oを回転軸として回転する。
The eddy current generating unit 4 is formed of a nonmagnetic good conductor such as copper or aluminum or a weakly magnetic good conductor, and rotates together with the
永久磁石5は、フランジ4の一方の端面41側に配置されており、回転体2のスラスト方向Sと平行かつ回転体2の回転方向Cと交差する方向に磁力線Mを発生する。
The permanent magnet 5 is disposed on one
磁石移動機構6は、永久磁石5を保持し、この永久磁石5を回転体2のラジアル方向Rに案内する。これにより、永久磁石5は、渦電流発生部4の一方の端面41に磁力線Mを照射する位置P2および照射しない位置P1のいずれか一方に位置付けられる。
The magnet moving mechanism 6 holds the permanent magnet 5 and guides the permanent magnet 5 in the radial direction R of the rotating
上記構成の静圧気体軸受装置1Aにおいて、静圧気体軸受3によって非接触で支持された回転体2を回転させる場合、磁石移動機構6により永久磁石5を回転体2のラジアル方向Rの外側(軸心Oから離れる方向)r1に位置P1まで移動させ、永久磁石5からの磁力線Mが渦電流発生部4の一方の端面41に照射されないようにする。
In the static pressure gas bearing
一方、静圧気体軸受3によって非接触で支持された回転体2の回転を停止させる場合、磁石移動機構6により永久磁石5を回転体2のラジアル方向Rの内側(軸心Oに近づく方向)r2に位置P1から位置P2まで移動させ、永久磁石5からの磁力線Mが渦電流発生部4の一方の端面41に照射されるようにする。その結果、回転体2の回転による磁束密度の変化に応じた渦電流が渦電流発生部4に発生するため、渦電流発生部4の抵抗により渦電流発生部4が発熱する。これにより、回転体2の回転エネルギーが熱エネルギーに変換され、回転体2の回転が減衰する。この際、渦電流発生部4が非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成されているので、渦電流発生部4が永久磁石5に引き寄せられる力は発生しない、あるいは発生しても無視できる程度に小さい。
On the other hand, when the rotation of the rotating
したがって、本実施の形態によれば、回転体2のラジアル方向Rあるいはスラスト方向Sから回転体2に外力を殆ど加えることなく、回転体2の回転を制動することができる。このため、回転体2の回転を停止する際に、回転体2が傾いて静圧気体軸受3のラジアル軸受面31と回転体2の外周面22とが接触して損傷する可能性を低減でき、これにより、静圧気体軸受3によってラジアル方向Rの荷重が支持された回転体2をより安全に停止させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to brake the rotation of the rotating
なお、本実施の形態では、永久磁石5を、渦電流発生部4の一方の端面41側に配置しておき、磁石移動機構6により回転体2のラジアル方向Rに移動させて、渦電流発生部4の一方の端面41に磁力線Mが照射される位置P2および照射されない位置P1のいずれか一方に位置付ける場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。
In the present embodiment, the permanent magnet 5 is arranged on the one
例えば、静圧気体軸受3と渦電流発生部4との間に適当な間隔があけられている場合には、永久磁石5を、渦電流発生部4の他方の端面42側に配置し、磁石移動機構6により2つの位置P1、P2の間を移動させてもよい。 For example, when an appropriate space is provided between the static pressure gas bearing 3 and the eddy current generator 4, the permanent magnet 5 is disposed on the other end face 42 side of the eddy current generator 4, and the magnet The movement mechanism 6 may be used to move between the two positions P1 and P2.
または、図2に示す静圧気体軸受装置1A´のように、互いに異なる極性が渦電流発生部4を介して対向するように、渦電流発生部4の両方の端面41、42側にそれぞれ永久磁石51、52を配置し、磁石移動機構6により、これらの永久磁石51、52を回転体2のラジアル方向Rに移動させて、永久磁石51、52を、渦電流発生部4を挟み込む位置P2および挟み込まない位置P1のいずれか一方に位置付けるようにしてよい。このようにすることにより、より強力な磁力線Mを渦電流発生部4に照射することが可能となり、その結果、回転体2の回転に伴いより大きな渦電流を渦電流発生部4に発生させることができる。したがって、回転体2の回転を、より大きく減衰させることが可能となる。
Alternatively, as in the static pressure
また、永久磁石5、51、52の代わりに電磁石を設け、通電中の電磁石を磁石移動機構6により2つの位置P1、P2間で移動させてもよい。
Further, an electromagnet may be provided instead of the
<第二実施の形態>
つぎに、本発明の第二実施の形態を説明する。図3は、本実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Bを説明するための断面図である。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the static pressure
図示するように、本実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Bが、図1に示す第一実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Aと異なる点は、円板状の渦電流発生部4に代えて円筒状の渦電流発生部7を回転体2の一方の端部21側に取り付けたこと、および永久磁石5、磁石移動機構6に代えて、永久磁石53、磁石移動機構63を設けたことである。その他の構成は第一実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Aと同様である。
As shown in the figure, the hydrostatic
渦電流発生部7は、銅、アルミ等の非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成されており、回転体2とともに、回転体2の軸心Oを回転軸として回転する。
The eddy current generator 7 is formed of a nonmagnetic good conductor such as copper or aluminum or a weakly magnetic good conductor, and rotates together with the
永久磁石53は、渦電流発生部7の外周面71側に配置されており、回転体2のラジアル方向Rと平行かつ回転体2の回転方向Cと交差する方向に磁力線Mを発生する。
The permanent magnet 53 is disposed on the outer peripheral surface 71 side of the eddy current generator 7 and generates a magnetic force line M in a direction parallel to the radial direction R of the
磁石移動機構63は、永久磁石53を保持し、この永久磁石53を回転体2のスラスト方向Sに案内する。これにより、永久磁石53は、渦電流発生部7の外周面71に磁力線Mを照射する位置P2および照射しない位置P1のいずれか一方に位置付けられる。
The
上記構成の静圧気体軸受装置1Bにおいて、静圧気体軸受3によって非接触で支持されている回転体2を回転させる場合、磁石移動機構63により永久磁石53を回転体2のスラスト方向Sの外側(静圧気体軸受3から離れる方向)s1に位置P1まで移動させ、永久磁石53からの磁力線Mが渦電流発生部7の外周面71に照射されないようにする。
In the static pressure
一方、静圧気体軸受3によって非接触で支持されている回転体2の回転を停止させる場合、磁石移動機構63により永久磁石53を回転体2のスラスト方向Sの内側(静圧気体軸受3に近づく方向)s2に位置P1から位置P2まで移動させ、永久磁石53からの磁力線Mが渦電流発生部7の外周面71に照射されるようにする。その結果、回転体2の回転による磁束密度の変化に応じた渦電流が渦電流発生部7に発生するため、渦電流発生部7の抵抗により渦電流発生部7が発熱する。これにより、回転体2の回転エネルギーが熱エネルギーに変換され、回転体2の回転が減衰する。この際、渦電流発生部7が非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成されているので、渦電流発生部7が永久磁石53に引き寄せられる力は発生しない、あるいは発生しても無視できる程度に小さい。
On the other hand, when the rotation of the
したがって、本実施の形態によれば、回転体2のラジアル方向Rあるいはスラスト方向Sから回転体2に外力を殆ど加えることなく、回転体2の回転を制動することができる。このため、回転体2の回転を停止する際に、回転体2が傾いて静圧気体軸受3のラジアル軸受面31と回転体2の外周面22とが接触し損傷する可能性を低減でき、これにより、静圧気体軸受3によってラジアル方向Rの荷重が支持された回転体2をより安全に停止させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to brake the rotation of the
なお、本実施の形態では、永久磁石53を、渦電流発生部7の外周面71側に配置しておき、磁石移動機構63により回転体2のスラスト方向Sに移動させて、渦電流発生部7の外周面71に磁力線Mが照射される位置P2および照射されない位置P1のいずれか一方に位置付ける場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。
In the present embodiment, the permanent magnet 53 is arranged on the outer peripheral surface 71 side of the eddy current generator 7 and is moved in the thrust direction S of the
例えば、図4に示す静圧気体軸受装置1B´のように、回転体2に、回転体2から張り出すように設けられた円板部73と、円板部73の一方の端面(静圧気体軸受3に対向する端面と反対側の端面)75の外周縁部からスラスト方向Sの外側(静圧気体軸受3から離れる方向)に延びるように設けられた円筒部74と、を有する渦電流発生部72を設け、磁石移動機構64により、永久磁石54を、回転体2のスラスト方向Sに移動させて、渦電流発生部7の円筒部74の内周面76に磁力線Mを照射する位置P2および照射しない位置P1のいずれか一方に位置付けるようにしてよい。
For example, as in the static pressure
ここで、円板部73の一方の端面75からスラスト方向Sの外側に延びる円筒部74を同心円状に複数設け、回転体2の外周面と最も内側に位置する円筒部74の内周面との間、および、隣り合う円筒部74各々において内側の円筒部74の外周面と外側の円筒部74の内周面との間のそれぞれに、永久磁石54を出し入れできるように、永久磁石64と磁石移動機構64との組を複数用意してもよい。回転体2と最も内側に位置する円筒部74との間、および、隣り合う円筒部74の間のそれぞれに、永久磁石54を個別に出し入れすることにより、回転体2の回転のより細やかな制動が可能となる。
Here, a plurality of concentric
なお、本実施の形態では、永久磁石53、54を用いているが、永久磁石53、54の代わりに電磁石を設け、通電中の電磁石を磁石移動機構63、64により2つの位置P1、P2間で移動させてもよい。
In the present embodiment, the
<第三実施の形態>
つぎに、本発明の第三実施の形態を説明する。図5は、本実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Cを説明するための断面図である。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the hydrostatic gas bearing device 1C according to the present embodiment.
図示するように、本実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Cが、図1に示す第一実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Aと異なる点は、永久磁石5および磁石移動機構6に代えて電磁石8および通電制御装置9を設けたことである。その他の構成は第一実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Aと同様である。
As shown in the figure, the static pressure gas bearing device 1C according to the present embodiment differs from the static pressure
電磁石8は、渦電流発生部4の一方の端面41側の所定の位置に固定されており、通電されると、回転体2のスラスト方向Sと平行かつ回転体2の回転方向Cと交差する方向に磁力線Mを発生する。
The
通電制御装置9は、電磁石8への通電を制御する。
The energization controller 9 controls energization to the
上記構成の静圧気体軸受装置1Cにおいて、静圧気体軸受3によって非接触で支持された回転体2を回転させる場合には、通電制御装置9により電磁石8への通電を遮断し、電磁石8が磁力線Mを発生しないようにする。
In the static pressure gas bearing device 1C configured as described above, when the
一方、静圧気体軸受3によって非接触で支持された回転体2の回転を停止させる場合、通電制御装置9により電磁石8への通電を実施し、電磁石8に磁力線Mを発生させる。その結果、電磁石8からの磁力線Mが渦電流発生部4の一方の端面41に照射され、回転体2の回転による磁束密度の変化に応じた渦電流が渦電流発生部4に発生するため、渦電流発生部4の抵抗により渦電流発生部4が発熱する。これにより、回転体2の回転エネルギーが熱エネルギーに変換され、回転体2の回転が減衰する。この際、渦電流発生部4が非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成されているので、渦電流発生部4が電磁石8に引き寄せられる力は発生しない、あるいは発生しても無視できる程度に小さい。
On the other hand, when the rotation of the
したがって、本実施の形態によれば、回転体2のラジアル方向Rあるいはスラスト方向Sから回転体2に外力を殆ど加えることなく、回転体2の回転を制動することができる。このため、回転体2の回転を停止する際に、回転体2が傾いて静圧気体軸受3のラジアル軸受面31と回転体2の外周面22とが接触して損傷する可能性を低減でき、これにより、静圧気体軸受3によってラジアル方向Rの荷重が支持された回転体2をより安全に停止させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to brake the rotation of the
なお、本実施の形態では、電磁石8からの磁力線Mが回転体2のスラスト方向Sと平行かつ回転体2の回転方向Cと交差する方向に発生するように、電磁石8を渦電流発生部4の一方の端面41側の位置に固定しているが、本発明の第二実施の形態に係る静圧気体軸受装置1Bと同様、円板状の渦電流発生部4に代えて円筒状の渦電流発生部7を設けるとともに、電磁石8に通電すると、回転体2のラジアル方向Rと平行かつ回転体2の回転方向Cと交差する方向に磁力線Mを発生するように、渦電流発生部7の外周面71側の位置に電磁石8を固定してもよい。
In the present embodiment, the
また、通電制御装置9が電磁石8への通電量を制御することにより、回転体2の回転が停止する時間を調整可能としてもよい。
Further, the energization control device 9 may control the amount of energization to the
なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において様々な変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist.
例えば、上記の第一あるいは第三実施の形態において、渦電流発生部4を静圧気体軸受3に近接させるとともに、渦電流発生部4の他方の端面42と対向する静圧気体軸受3の端面33に、圧縮気体を吐出するスラスト軸受面33を設けてもよい。これにより、この圧縮気体によりスラスト軸受面33と渦電流発生部4の他方の端面42との間に形成される気体層を介して、回転体2のスラスト方向Sの荷重を非接触で支持するようにしてもよい。
For example, in the first or third embodiment described above, the eddy current generator 4 is brought close to the static pressure gas bearing 3 and the end face of the static pressure gas bearing 3 facing the other end face 42 of the eddy current generator 4. 33 may be provided with a
ここで、静圧気体軸受3は、自成絞り、オリフィス絞り等による圧縮気体の吐出口がスラスト軸受面33に多数形成されたものでもよいし、あるいは、渦電流発生部4の他方の端面42と対向する静圧気体軸受3の端面に形成された多孔質焼結層を介してスラスト軸受面33の全面から圧縮気体を吐出するものでもよい。また、スラスト軸受面33を磁性体で形成してもよい。スラスト軸受面33を磁性体で形成することにより、永久磁石5あるいは電磁石8によってスラスト軸受面33を渦電流発生部4側に引き寄せる力が発生し、この力と、スラスト軸受面33から吐出される圧縮気体によってスラスト軸受面33が渦電流発生部4から離される力とがバランスして、回転体2のスラスト方向Sの荷重をより安定的に支持することが可能となる。
Here, the static pressure gas bearing 3 may have a plurality of compressed gas discharge ports formed on the
また、上記の各実施の形態において、回転体2が銅、アルミニウム等の非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成されている場合には、渦電流発生部4、7が回転体2と一体的に形成されていてもよい。
In each of the embodiments described above, when the
また、上記の各実施の形態では、回転体2のラジアル方向Rの荷重を支持する軸受として、回転体2を非接触で支持する静圧気体軸受3を用いた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。滑り軸受、転がり軸受等の回転体2を接触して支持する軸受にも、本発明は同様に適用可能である。
In each of the above embodiments, the case where the static pressure gas bearing 3 that supports the
また、上記の各実施の形態では、円筒体を固定して静圧気体軸受3とし、この円筒体に挿入された円柱体を支持対象の回転体2として、円筒体が円柱体のラジアル方向の荷重を支持する場合を例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。円柱体を固定して軸受とし、この円柱体が挿入された円筒体を支持対象の回転体として、円柱体が円筒体のラジアル方向の荷重を支持する軸受装置にも、本発明は同様に適用可能である。この場合、渦電流発生部4、7は、円筒体側に形成される。
In each of the above embodiments, the cylindrical body is fixed to form the static pressure gas bearing 3, the columnar body inserted into the cylindrical body is the
また、上記の各実施の形態では、回転体2の回転による磁束密度の変化に応じた渦電流を渦電流発生部4、7、72に発生させることにより、回転体2の回転エネルギーを熱エネルギーに変換し、回転体2の回転を減衰させて、回転体2の回転を安全に停止させている。しかし、本発明はこれに限定されない。この回転体2の回転の減衰を回転速度の調整に利用するようにしてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the eddy current is generated in the
具体的には、磁石移動機構6、61、63、64により永久磁石5、51、52、53、54を移動して、渦電流発生部4、7、72に照射される磁力線を制御することにより、回転体2の回転の減衰量を制御して、その回転速度を調整する。あるいは、通電制御装置9により電磁石8の通電を制御して、渦電流発生部4に照射される磁力線を制御することにより、回転体2の回転の減衰量を制御して、その回転速度を調整する。このようにすることで、例えば、回転体2がサーボモータ等の回転速度の細かく制御できないモータに連結されている場合に、モータの性能以上の細かさで回転体2の回転速度を細やかに調整することが可能となる。
Specifically, the
1A、1A´、1B、1B´、1C:静圧気体軸受装置、 2:回転体、 3:静圧気体軸受、4:渦電流発生部、 5:永久磁石、 6:磁石移動機構、 7:渦電流発生部、 8:電磁石、 9:通電制御装置、 21:回転体2の一方の端部、 22:回転体2の外周面、 31:ラジアル軸受面、 32:気体層、 33:スラスト軸受面、 41:フランジ4の一方の端面、 42:フランジ4の他方の端面、 51、52、53、54:永久磁石、61、63、64:磁石移動機構、71:フランジ7の外周面、72:渦電流発生部、73:渦電流発生部72の円板部、74:渦電流発生部72の円筒部、75:円板部73の一方の端面、76:円筒部74の内周面
1A, 1A ′, 1B, 1B ′, 1C: Static pressure gas bearing device, 2: Rotating body, 3: Static pressure gas bearing, 4: Eddy current generator, 5: Permanent magnet, 6: Magnet moving mechanism, 7: Eddy current generator, 8: electromagnet, 9: energization control device, 21: one end of
Claims (4)
磁力線を発生する磁力線発生手段と、
前記回転体に設けられ、前記回転体の回転により前記磁力線発生手段に対して相対的に回転する、非磁性良導体あるいは弱磁性良導体で形成された渦電流発生部と、
前記磁力線発生手段により発生された磁力線の前記渦電流発生部への照射を制御する照射制御手段と、を備え、
前記渦電流発生部は、
前記回転体と回転軸を一致させて当該回転体の外周面から張り出した円板部と、
前記円板部の一方の端面から前記回転体のスラスト方向に向けて、当該回転体と回転軸を一致させて同心円状に設けられた複数の円筒部と、を有し、
前記磁力線発生手段は、
前記円筒部毎に設けられた複数の磁石を有し、
前記照射制御手段は、
前記複数の磁石を個別に前記回転体のスラスト方向に移動して、前記磁石毎に、当該磁石に対応する前記円筒部と当該円筒部の内側に位置して当該円筒部と隣り合う他の前記円筒部あるいは前記回転体との間に、当該磁石を出し入れする
ことを特徴とする制動機構。 A braking mechanism for braking the rotation of a rotating body supported by a radial bearing with a radial load,
A magnetic force line generating means for generating magnetic force lines;
An eddy current generator formed of a non-magnetic good conductor or a weak magnetic good conductor, which is provided in the rotating body and rotates relative to the magnetic force line generating means by the rotation of the rotating body;
Irradiation control means for controlling irradiation of the magnetic field lines generated by the magnetic field line generation means to the eddy current generation unit ,
The eddy current generator is
A disk portion projecting from the outer peripheral surface of the rotating body with the rotating body and the rotation axis aligned,
A plurality of cylindrical portions that are concentrically provided in such a way that the rotating body and the rotating shaft coincide with each other in the thrust direction of the rotating body from one end face of the disk portion;
The magnetic force line generating means is
It has a plurality of magnets provided for each cylindrical part,
The irradiation control means includes
The plurality of magnets are individually moved in the thrust direction of the rotating body, and for each of the magnets, the cylindrical portion corresponding to the magnet and the other cylindrical portion positioned adjacent to the cylindrical portion. A braking mechanism , wherein the magnet is taken in and out between the cylindrical portion and the rotating body .
前記回転体の回転を制動する請求項1に記載の制動機構と、を有する
ことを特徴する軸受装置。 A radial bearing that supports the radial load of the rotating body;
A braking mechanism according to claim 1, which brakes rotation of the rotating body.
前記ラジアル軸受は、
前記回転体のラジアル方向に圧縮気体を吐出するラジアル軸受面を備え、当該圧縮気体により前記ラジアル軸受面と当該ラジアル軸受面に対面する前記回転体の支持対象面との間に形成される気体層を介して、前記回転体のラジアル方向の荷重を非接触で支持する静圧気体軸受である
ことを特徴とする軸受装置。 The bearing device according to claim 2 ,
The radial bearing is
A gas layer formed between the radial bearing surface and the surface to be supported of the rotating body facing the radial bearing surface by the compressed gas, the surface including a radial bearing surface that discharges compressed gas in a radial direction of the rotating body. A bearing device, wherein the bearing is a static pressure gas bearing that supports a radial load of the rotating body in a non-contact manner.
前記静圧気体軸受は、
前記回転体のスラスト方向に圧縮気体を吐出するスラスト軸受面をさらに備え、当該圧縮気体により前記スラスト軸受面と当該スラスト軸受面に対面する前記渦電流発生部の支持対象面との間に形成される気体層を介して、前記回転体のスラスト方向の荷重を非接触で支持する
ことを特徴とする軸受装置。 The bearing device according to claim 3 ,
The static pressure gas bearing is
A thrust bearing surface that discharges compressed gas in the thrust direction of the rotating body is further provided, and is formed between the thrust bearing surface and the support target surface of the eddy current generating unit facing the thrust bearing surface by the compressed gas. A bearing device, wherein the load in the thrust direction of the rotating body is supported in a non-contact manner through a gas layer.
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