JPH03153919A - 磁気軸受 - Google Patents
磁気軸受Info
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- JPH03153919A JPH03153919A JP1293353A JP29335389A JPH03153919A JP H03153919 A JPH03153919 A JP H03153919A JP 1293353 A JP1293353 A JP 1293353A JP 29335389 A JP29335389 A JP 29335389A JP H03153919 A JPH03153919 A JP H03153919A
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- JP
- Japan
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- bearing part
- magnets
- rotor
- thrust bearing
- force
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Links
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- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 11
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
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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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
本発明は、磁石の磁力を利用して軸受けする磁気軸受に
関する。
関する。
[従来の技術]
各種機械の回転軸などを支持する機構としては、ベアリ
ングを備えた転がり軸受が一般的である。ただしこの種
の軸受は、金属接触による牽耗が避けられず、メンテナ
ンス及び耐久性などに問題があった。
ングを備えた転がり軸受が一般的である。ただしこの種
の軸受は、金属接触による牽耗が避けられず、メンテナ
ンス及び耐久性などに問題があった。
このため近来にあっては、ロータとステータとが互いに
接触しない軸受として、気体の浮力(圧力)を利用した
気体軸受や、電磁石の磁力を利用した磁気軸受が提案さ
れ、実用化されている。
接触しない軸受として、気体の浮力(圧力)を利用した
気体軸受や、電磁石の磁力を利用した磁気軸受が提案さ
れ、実用化されている。
[発明が解決しようとする課g11]
しかしながら上記従来の非接触型の軸受は、ロータの浮
上を維持するためにそれぞれ圧縮エア供給源あるいは電
力が必要で、複雑で大規模な装置となってしまい、使用
場所などが限られてしまうという問題があった0例えば
磁気軸受においては、位置センサの情報によって電磁石
に流れる電流を制御してロータの位置を調節する制御系
を備える必要がある。
上を維持するためにそれぞれ圧縮エア供給源あるいは電
力が必要で、複雑で大規模な装置となってしまい、使用
場所などが限られてしまうという問題があった0例えば
磁気軸受においては、位置センサの情報によって電磁石
に流れる電流を制御してロータの位置を調節する制御系
を備える必要がある。
そこで本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構成の非接触
型軸受である磁気軸受を新規に提供すべく創案されたも
のである。
型軸受である磁気軸受を新規に提供すべく創案されたも
のである。
[課題を解決するための手段]
本発明は、ロータ及びステータにそれぞれ同極が対向す
るように磁石を設けて形成したスラスト軸受部と、この
スラスト軸受部に併設され異極が対向する磁石にて形成
したラジアル軸受部とを備えたものである。
るように磁石を設けて形成したスラスト軸受部と、この
スラスト軸受部に併設され異極が対向する磁石にて形成
したラジアル軸受部とを備えたものである。
[作 用]
上記構成によって、スラスト軸受部は、磁石の反発力で
ロータ及びステータを離間させて、ロータを浮上させる
。ラジアル軸受部は、磁石の吸引力で、スラスト軸受部
における反発方向に直交する方向の変位を抑制し、ロー
タを安定して軸支する。
ロータ及びステータを離間させて、ロータを浮上させる
。ラジアル軸受部は、磁石の吸引力で、スラスト軸受部
における反発方向に直交する方向の変位を抑制し、ロー
タを安定して軸支する。
[実施例]
以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。
第1図は、本発明に係わる磁気軸受の一実施例を示した
ものである。この磁気軸受は、ロータ1及びステータ2
にそれぞれ同極(N極)が対向するように磁石3.4を
設けて形成したスラスト軸受部5と、スラスト軸受部5
に併設され異極(N−8極)が対向する磁石6.7にて
形成したラジアル軸受部8とによって構成されている0
本実施例にあっては、磁石3,4,6.7は永久磁石で
形成されている。
ものである。この磁気軸受は、ロータ1及びステータ2
にそれぞれ同極(N極)が対向するように磁石3.4を
設けて形成したスラスト軸受部5と、スラスト軸受部5
に併設され異極(N−8極)が対向する磁石6.7にて
形成したラジアル軸受部8とによって構成されている0
本実施例にあっては、磁石3,4,6.7は永久磁石で
形成されている。
ロータ1は、本実施例にあっては起立する筒体として形
成され、その軸心9廻りに回転駆動されるようになって
いる。またステータ2は、ロータ1と略等しい長さを有
して形成され、ロータ1の径方向外方を囲んで固定系(
図示せず)に保持されている。
成され、その軸心9廻りに回転駆動されるようになって
いる。またステータ2は、ロータ1と略等しい長さを有
して形成され、ロータ1の径方向外方を囲んで固定系(
図示せず)に保持されている。
スラスト軸受部5のロータ1(Il磁石3は、鍔状に形
成されて、ロータ1の軸方向中央側に収り付けられてい
る。本実施例にあっては軸方向(上下方向)に所定の間
隔を隔てて三箇所に設けられ、その外周端部10がNf
i!となるように形成されている。
成されて、ロータ1の軸方向中央側に収り付けられてい
る。本実施例にあっては軸方向(上下方向)に所定の間
隔を隔てて三箇所に設けられ、その外周端部10がNf
i!となるように形成されている。
一方ステータ2側磁石4は、ステータ2の内壁に軸心側
へ張り出されるように取り付けられている。その取り付
は位置は、ロータ1側磁石3を所定の間隔を隔てて軸方
向で挟むようになっており、その長さは、張り出しな先
端部11がロータ1側磁石3の外周端部10と適宜長さ
だけ重ね合わされるようになっている。そしてその張り
出された先端部11が、外周端部10と同極のNiとし
て形成されている。即ち、二組の磁石3.4同士の間に
、軸方向でロータ1を浮上位置させるような反発力が生
じるようになっている。
へ張り出されるように取り付けられている。その取り付
は位置は、ロータ1側磁石3を所定の間隔を隔てて軸方
向で挟むようになっており、その長さは、張り出しな先
端部11がロータ1側磁石3の外周端部10と適宜長さ
だけ重ね合わされるようになっている。そしてその張り
出された先端部11が、外周端部10と同極のNiとし
て形成されている。即ち、二組の磁石3.4同士の間に
、軸方向でロータ1を浮上位置させるような反発力が生
じるようになっている。
ラジアル軸受部8のロータ1側磁石6は、スラスト軸受
部5の磁石3と同様な鍔状を呈し、ロータ1の上下r4
A側に取り付けられている。即ちスラスト軸受部5の磁
石3とは、それぞれ軸方向両端側に所定の距離Jだけ隔
てられて位置されている。
部5の磁石3と同様な鍔状を呈し、ロータ1の上下r4
A側に取り付けられている。即ちスラスト軸受部5の磁
石3とは、それぞれ軸方向両端側に所定の距離Jだけ隔
てられて位置されている。
この磁石6は、外周端部12がN極、取付は基端部(軸
心側)13がS極に形成されている。
心側)13がS極に形成されている。
そしてステータ2flll磁石7は、ステータ2の上下
端部にフランジ状に取り付けられ、ロータ1側磁石6に
近接されてこれらを軸方向に挟むように位置されている
。そしてその磁極は、先?4A部(@心間)14がNj
Ij!、取付は基端部15がS極となっており、相対向
するロータ1側磁石6の磁極とは異極の関係になってい
る。即ち、磁石6.7同士の間に、軸方向で所定の吸引
力が生じるようになっている。
端部にフランジ状に取り付けられ、ロータ1側磁石6に
近接されてこれらを軸方向に挟むように位置されている
。そしてその磁極は、先?4A部(@心間)14がNj
Ij!、取付は基端部15がS極となっており、相対向
するロータ1側磁石6の磁極とは異極の関係になってい
る。即ち、磁石6.7同士の間に、軸方向で所定の吸引
力が生じるようになっている。
次に本実施例の作用を説明する。
第2図に示すように、スラスト軸受部5において、磁石
3.4による反発力(図中、太線矢印にて示す)により
、ロータ1がステータ2から浮上位置され、回転の際の
抵抗が極めて少ない状態となる。
3.4による反発力(図中、太線矢印にて示す)により
、ロータ1がステータ2から浮上位置され、回転の際の
抵抗が極めて少ない状態となる。
このとき、スラスト軸受部5は、反発の磁力が働く軸方
向には安定しているが、これと直交する方向、即ち径方
向の力に対しては不安定である。
向には安定しているが、これと直交する方向、即ち径方
向の力に対しては不安定である。
このため、ロータ1の回転に伴って、図中破線矢印にて
示したように、径方向のふれ(変位)が生じようとする
が、その上下両側に位置しているラジアル軸受部8にお
いては、磁石による吸引力(図中、白抜矢印にて示す)
が、軸方向と直交する方向、即ち径方向の力に対して安
定した力を発揮する。従って、ラジアル軸受部8は、ス
ラスト軸受部5における径方向の変位を阻止する。また
上下の吸引力のバラツキは、スラスト軸受部5において
吸収される。
示したように、径方向のふれ(変位)が生じようとする
が、その上下両側に位置しているラジアル軸受部8にお
いては、磁石による吸引力(図中、白抜矢印にて示す)
が、軸方向と直交する方向、即ち径方向の力に対して安
定した力を発揮する。従って、ラジアル軸受部8は、ス
ラスト軸受部5における径方向の変位を阻止する。また
上下の吸引力のバラツキは、スラスト軸受部5において
吸収される。
これで、回転するロータ1は、抵抗が極めて少なく、且
つ安定した状態にて軸支される6このように、同極が対
向する磁石3.4によってスラスト軸受部5を、異極が
対向する磁石6゜7によってラジアル軸受部8を形成し
、これを併設したので、それぞれの反発力及び吸引力が
補完し合って安定した浮上刃となり、複雑な制御系や圧
縮エア供給源が不要になる。即ち、簡単な構成にて、回
転抵抗が極めて小でしかも消耗部品がない磁気軸受が実
現でき、極めて実際的で汎用性に富む。特にトルクが小
さく、軽量で且つ回転数の高くないロータ(回転体)で
ある場合には磁石34.6.7が小さいものでよく、省
スペースの軸受として有用である。
つ安定した状態にて軸支される6このように、同極が対
向する磁石3.4によってスラスト軸受部5を、異極が
対向する磁石6゜7によってラジアル軸受部8を形成し
、これを併設したので、それぞれの反発力及び吸引力が
補完し合って安定した浮上刃となり、複雑な制御系や圧
縮エア供給源が不要になる。即ち、簡単な構成にて、回
転抵抗が極めて小でしかも消耗部品がない磁気軸受が実
現でき、極めて実際的で汎用性に富む。特にトルクが小
さく、軽量で且つ回転数の高くないロータ(回転体)で
ある場合には磁石34.6.7が小さいものでよく、省
スペースの軸受として有用である。
また本実tjIA例にあっては、磁石を永久磁石とした
ので、従来の磁気軸受に必要であった励磁電力が不要で
あり、省エネに貢献できる。
ので、従来の磁気軸受に必要であった励磁電力が不要で
あり、省エネに貢献できる。
なお、各磁石の磁力や、取り付は位置、数量などは、回
転数やトルクの大小、ロータ1の重量などの条件で決定
されるものである。特にスラスト軸受部5とラジアル軸
受部8との間隔1は、安定を図る上で出来るだけ長くと
ることが望ましい。
転数やトルクの大小、ロータ1の重量などの条件で決定
されるものである。特にスラスト軸受部5とラジアル軸
受部8との間隔1は、安定を図る上で出来るだけ長くと
ることが望ましい。
また本実施例にあっては、磁石はロータ及びステータに
直接取り付けるものとしたが、ロータ及びステータに径
方向に延長したフランジを形成して、これに磁石を取り
付けるようにしてもよい。
直接取り付けるものとしたが、ロータ及びステータに径
方向に延長したフランジを形成して、これに磁石を取り
付けるようにしてもよい。
次に本発明の具体的実施例を、第3図によって説明する
。
。
この具体的実施例は、精紡機に適用した場合を示してお
り、ロータに相当するバルーンコントロールリング21
及び回転リング22の軸受機構に、本発明の磁気軸受2
3.24が使用されている。
り、ロータに相当するバルーンコントロールリング21
及び回転リング22の軸受機構に、本発明の磁気軸受2
3.24が使用されている。
この精紡機は、鉛直軸廻りに回転するスピンドル25に
挿立された精紡ボビン26に、ドラフト部27から送り
出されてきた精紡糸Yを撚りを掛けて巻きとらせるべく
、昇降フレーム28に回転自在に支持された回転リング
22と、その上方に設けられたバルーンコントロールリ
ング21とを備えて構成されている。
挿立された精紡ボビン26に、ドラフト部27から送り
出されてきた精紡糸Yを撚りを掛けて巻きとらせるべく
、昇降フレーム28に回転自在に支持された回転リング
22と、その上方に設けられたバルーンコントロールリ
ング21とを備えて構成されている。
回転リング22は、精紡ボビン26の外周を囲む筒部2
9と、その下端に形成された鍔状の円板30とで形成さ
れ、筒部29の上端には糸Yを案内する固定7ツク31
が取り付けられている。そしてこの筒部29と昇降フレ
ーム28に取り付けられた環状のステータ部材32との
間に、磁気軸受24が設けられている。また円板30に
は非接触型のブレーキである電磁石33が備えられ、円
板30が電磁石33の磁束を横断するときに生じる抵抗
によって適宜制動させるようになっている。
9と、その下端に形成された鍔状の円板30とで形成さ
れ、筒部29の上端には糸Yを案内する固定7ツク31
が取り付けられている。そしてこの筒部29と昇降フレ
ーム28に取り付けられた環状のステータ部材32との
間に、磁気軸受24が設けられている。また円板30に
は非接触型のブレーキである電磁石33が備えられ、円
板30が電磁石33の磁束を横断するときに生じる抵抗
によって適宜制動させるようになっている。
この電磁石33にはコントローラ(図示せず)が備えら
れ、その励磁電流が調節されるようになっている。
れ、その励磁電流が調節されるようになっている。
バルーンコントロールリング21は、昇降フレーム28
に固定された支持棒34によって、精紡ボビン26及び
回転リング22の上方にこれらと同軸上に保持されてい
る。そして支持棒34の先端に形成された環状のステー
タ部材35と、バルーンコントロールリング21との間
に、磁気軸受23が設けられている。
に固定された支持棒34によって、精紡ボビン26及び
回転リング22の上方にこれらと同軸上に保持されてい
る。そして支持棒34の先端に形成された環状のステー
タ部材35と、バルーンコントロールリング21との間
に、磁気軸受23が設けられている。
上記構成によって、ドラフト部27がら送り出された糸
Yは、バルーンコントロールリング21の開口上端から
その内壁に沿って下方に案内されると共に、回転リング
22の固定フック31によって回転する精紡ボビン26
の糸層に巻き取られる。この時、回転リング22は、糸
Yの送り出し速度と巻取速度(スピンドル回転数)との
バランスによって軸廻りに回転し、巻き取られる糸Yに
適度のテンションを付加しつつ撚りを加える。
Yは、バルーンコントロールリング21の開口上端から
その内壁に沿って下方に案内されると共に、回転リング
22の固定フック31によって回転する精紡ボビン26
の糸層に巻き取られる。この時、回転リング22は、糸
Yの送り出し速度と巻取速度(スピンドル回転数)との
バランスによって軸廻りに回転し、巻き取られる糸Yに
適度のテンションを付加しつつ撚りを加える。
またバルーンコントロールリング21は、バルーンテン
ションを抑えると共に、旋回する糸Yとの摩擦によって
回転し、糸Yとの相対速度を減少させることで過度のr
!J擦を防ぎ、品質への悪影響を防止する。
ションを抑えると共に、旋回する糸Yとの摩擦によって
回転し、糸Yとの相対速度を減少させることで過度のr
!J擦を防ぎ、品質への悪影響を防止する。
このように、通常の軸受に代えて磁気軸受23゜24を
設けたので、従来高速回転の際に生じていた摩擦抵抗に
よる糸テンションの増大がなく、これによる糸切れが防
止できる。特に本発明の磁気軸受23.24は構造が簡
単なので、精紡機の構造が複雑になることが避けられる
。
設けたので、従来高速回転の際に生じていた摩擦抵抗に
よる糸テンションの増大がなく、これによる糸切れが防
止できる。特に本発明の磁気軸受23.24は構造が簡
単なので、精紡機の構造が複雑になることが避けられる
。
また、IF接触の軸受a!桐であることから、巻き取り
に伴って生じる風綿の影響を受けることがなく、信頼性
が高く耐久性に優れた軸受とすることができる。
に伴って生じる風綿の影響を受けることがなく、信頼性
が高く耐久性に優れた軸受とすることができる。
そして回転トルクを0に近づけることができるので、回
転リング22に備えたブレーキを構成することで、糸Y
のテンションコントロールを精密に行うことができ、精
紡機の可紡範囲が広がる。
転リング22に備えたブレーキを構成することで、糸Y
のテンションコントロールを精密に行うことができ、精
紡機の可紡範囲が広がる。
[発明の効果]
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。
発揮する。
同極が対向する磁石で形成したスラスト軸受部と、異極
が対向する磁石にて形成したラジアル軸受部とを備えた
ので、制御系やエア供給源が不要となり、簡単な構成に
よって回転抵抗が極めて小でしかも消耗部品がない軸受
が実現できる。
が対向する磁石にて形成したラジアル軸受部とを備えた
ので、制御系やエア供給源が不要となり、簡単な構成に
よって回転抵抗が極めて小でしかも消耗部品がない軸受
が実現できる。
第1図は本発明に係わる磁気軸受の一実施例を示した側
断面図、第2図はその作用を説明するための側面図、第
3図は本発明の具体的実施例を示した精紡機の側断面図
である。 図中、1はロータ、2はステータ、3,4.67は磁石
、5はスラスト軸受部、8はラジアル軸受部である。
断面図、第2図はその作用を説明するための側面図、第
3図は本発明の具体的実施例を示した精紡機の側断面図
である。 図中、1はロータ、2はステータ、3,4.67は磁石
、5はスラスト軸受部、8はラジアル軸受部である。
Claims (1)
- 1、ロータ及びステータにそれぞれ同極が対向するよう
に磁石を設けて形成したスラスト軸受部と、該スラスト
軸受部に併設され異極が対向する磁石にて形成したラジ
アル軸受部とを備えたことを特徴とする磁気軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1293353A JPH03153919A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1293353A JPH03153919A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 磁気軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03153919A true JPH03153919A (ja) | 1991-07-01 |
Family
ID=17793695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1293353A Pending JPH03153919A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 磁気軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03153919A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012132122A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Hci Co Ltd | 磁気軸受式チューブラー型撚線機 |
CN102852975A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-02 | 清华大学 | 一种多层串联轴向磁轴承结构 |
CN111609035A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-09-01 | 北京航空航天大学宁波创新研究院 | 主被动磁悬浮轴承 |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1293353A patent/JPH03153919A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012132122A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Hci Co Ltd | 磁気軸受式チューブラー型撚線機 |
CN102852975A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-02 | 清华大学 | 一种多层串联轴向磁轴承结构 |
CN111609035A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-09-01 | 北京航空航天大学宁波创新研究院 | 主被动磁悬浮轴承 |
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