JPH06249286A - Vibration restraining device for rotor - Google Patents

Vibration restraining device for rotor

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JPH06249286A
JPH06249286A JP5035861A JP3586193A JPH06249286A JP H06249286 A JPH06249286 A JP H06249286A JP 5035861 A JP5035861 A JP 5035861A JP 3586193 A JP3586193 A JP 3586193A JP H06249286 A JPH06249286 A JP H06249286A
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JP
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roller
coils
sensor
shaft
rotating body
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Kazumichi Kato
一路 加藤
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Shinko Electric Co Ltd
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Shinko Electric Co Ltd
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    • 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
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    • 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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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

PURPOSE:To prevent resonance phenomenon so as to reduce amplitude by providing electromagnets and displacement detectors meeting at right angles with each other and acting in the sectional radial direction in a roller rotating around a fixed shaft at high speed, and holding a balance condition between the fixed shaft and the roller. CONSTITUTION:A vibration restraining device is constituted of primary yokes 11, secondary yokes 12, coils 13, sensors 14, and a drive circuit. A voide (dx) is always controlled to be held at a reference value in X-axis direction by a feedback loop, a sensor 14x the drive circuit attraction by coils 133, 134 and coils 137, 138 the sensor 14x (displacement detection). Similar action is performed also in Y-axis direction, and a void (dy) is controlled to be held at a reference value by a feedback loop, a sensor 14y the drive circuit attraction by coils 131, 132 and 135, 136 the sensor 14y. Consequently, the natural vibration is generated in the shaft 1 by rotation of the roller 2, and even if the amplitude of the natural vibration reaches the peak, the amplitude can be restrained to be very small.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration suppressing device for a rotating body suitable for use in, for example, a high speed electric motor of a textile machine.

【０００１】[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。2. Description of the Related Art The structure of a conventional general electric motor, in particular, a high speed electric motor used in a textile machine will be described with reference to FIG. In the electric motor shown in this figure, a substantially hollow cylindrical roller 2 rotates with respect to a shaft 1 having both ends fixed,
That is the outer rotor motor. The roller 2 is rotatably attached to the shaft 1 via bearings 3 on both end surfaces thereof. A rotor core 5 is attached to the inner peripheral surface of the roller 2 via a magnet 4, while a stator core 6 is fixed to the shaft 1 so as to face the rotor core 4 and a gap. A rotating magnetic field is generated in the stator core 6 by the current supply of a cable 7 drawn through a hollow portion provided at one end of the shaft 1.

【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。That is, the magnet 4, the rotor core 5, and the stator core 6 constitute an induction synchronous motor (the induction motor may be adopted as the motor in some cases) so that the roller 2 rotates with respect to the shaft 1. It has become. Then, by pressing the outer peripheral surface of the rotating roller 2 against the bobbin, for example,
It is configured to wind up a thread. Therefore, according to such a configuration, the peripheral speed of the rotating roller 2 is
It is almost proportional to the winding speed of the yarn.

【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。On the other hand, recently, there is a demand for increasing the winding speed of the yarn in order to improve the productivity, and therefore, the roller 2 is required to have a high peripheral speed. For example, the peripheral speed of the roller 2 needs to be about 6,000 [m / min]. This includes
There are the following two approaches. That is, it is a method of increasing the outer diameter of the roller 2 or increasing the rotation speed of the roller 2. In the above method, not only the problem that the roller 2 itself becomes large, but also the bearing 3
There is a possible problem that accuracy is required to cope with this increase in weight. Therefore, conventionally, the method (1) has been used and the diameter of the shaft 1 has been made small so that the bearing 3 having a small maximum load and a small inner / outer diameter can be used.

【０００４】[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。However, as the diameter of the shaft 1 becomes smaller, the frequency of the natural vibration generated in the shaft 1 decreases, and the natural vibration becomes
Along with the high rotation speed of the roller 2, there is a problem that the rotation speed is lower than the rotation speed that satisfies the above peripheral speed. Here, the natural vibration will be described. In general, the natural vibration represents a unique mechanical characteristic of the structure, and when the structure is excited at a natural frequency, a resonance phenomenon occurs and the structure vibrates with a very large amplitude. To do.

【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。FIG. 8 shows the natural vibration of the shaft 1 and
The vibration mode is shown. Since the roller 2 has much higher rigidity than the shaft 1, the natural frequency of the roller 2 is also much higher than that of the shaft 1. Therefore, when looking at the entire electric motor, the natural vibration of the roller 2 can be ignored, and only the natural vibration of the shaft 1 can be considered. As shown in this figure, the shaft 1 naturally does not generate any vibration when the rotation of the roller 2 is stopped. However, when the roller 2 starts to rotate, the shaft 1 is excited by the vibration accompanying the rotation, and when the number of rotations of the roller 2 reaches 7,980 [rpm] (in this example), the shaft 1
Causes natural vibration (a frequency of 133 Hz in this example) having fixed points at both ends as “nodes” (first-order vibration mode).
In this case, the roller 2 vibrates in the vertical direction as a whole according to the vibration of the shaft 1.

【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。Further, when the rotation speed of the roller 2 rises and reaches 16,080 [rpm], the shaft 1 is provided with a fixed point at both ends and a bisecting point (that is, a middle point) of the shaft 1. Natural frequency (frequency 268 Hz in this example)
Occurs (secondary vibration mode). In this case, the roller 2
With the vibration of the shaft 1, both ends of the roller 2 vibrate in opposite phases to each other, and thus vibrate in a seesaw manner. Similarly, as the roller 2 rises in rotation, the shaft 1 sequentially undergoes natural vibrations having "nodes" at the fixed points at both ends thereof and the n equally divided points thereof (nth order vibration mode). However, n is an integer greater than or equal to “1”, and as n becomes higher order, the natural vibration of the elements other than the shaft 1 cannot be ignored.

【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。In this way, when the natural vibration is generated in the shaft 1 and the roller 2 vibrates accordingly, the vibration is propagated to the bobbin bobbin in the textile machine and the quality of the yarn is deteriorated. It was Further, due to the natural vibration, the rotor core 5 and the stator core 6 (see FIG. 7)
However, there is also a problem in that the motors may come into contact with each other, resulting in damage to the electric motor itself. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a vibration suppressing device for a rotating body capable of significantly reducing the amplitude of natural vibration associated with rotation.

【０００８】[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、固定支持軸に対して回転自在な回転
体における回転面であって、前記回転体の回転中心を通
る異なる２つの軸方向で各軸方向互いに逆向きに前記回
転体をそれぞれ吸引する第１組，第２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、前記異なる２つの軸方向でそれぞれ検出する第１，
第２の検出手段と、を具備し、前記軸方向に対応する変
位量に基づいて、該軸方向に対応する組の電磁石による
吸引力の一方を加算させる一方、同一組の電磁石による
吸引力の他方を減算させることを、前記第１，第２の検
出手段にしたがって前記第１組，第２組の電磁石に対し
てそれぞれ行なうことを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a rotary surface of a rotating body which is rotatable with respect to a fixed support shaft and which has two different rotating surfaces passing through the center of rotation of the rotating body. The first set and the second set of electromagnets that respectively attract the rotating body in the axial directions opposite to each other in the axial direction, and the displacement amounts of the fixed support shaft and the rotating body with respect to the reference value are set to the two different axes. First to detect in each direction
A second detecting means, and based on the displacement amount corresponding to the axial direction, one of the attraction forces by the electromagnets of the group corresponding to the axial direction is added, while the attraction force by the electromagnets of the same group is added. The subtraction of the other is performed for the first and second electromagnets according to the first and second detection means, respectively.

【０００９】[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。According to the present invention, the displacement amounts of the fixed support shaft and the rotating body with respect to the reference value in the two different axial directions passing through the center of rotation of the rotating surface are detected by the first and second detecting means, respectively. To be done. Here, when the amount of displacement detected by the first detection means increases, one of the electromagnets of the first set is
In the direction of canceling out the increase in the displacement amount, the attraction force to the rotating body is increased, while the other electromagnets of the same group reduce the attraction force to the rotating body, so the rotating body and the fixed support shaft are
They are attracted to each other so that their increase in displacement is reduced. The same applies to the second detection means and the second set of electromagnets. As a result, the displacement amount between the fixed support shaft and the rotating body is always kept at the reference value. If the displacement amounts detected by the first and second detecting means are reference values,
The attraction force by the electromagnets of the first set and the second set is constant, and the supporting shaft and the rotating body are kept in equilibrium.

【００１０】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side end view showing a schematic configuration of this embodiment. In this figure, the vibration suppressing device 10 of this embodiment is added to FIG. 7, and the vibration suppressing device 10 includes a primary yoke 11, a secondary yoke 12, a coil 13, a sensor 14, and a drive circuit 15. Composed of. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【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。Next, the detailed structure of this embodiment will be described. FIG. 2 is an end view taken along the line AA ′ in FIG.
As shown in this figure, a primary yoke 11 having radially arranged magnetic poles 11 1 to 11 8 is attached to a shaft 1, and coils 13 1 to 13 8 are respectively wound around these magnetic poles. There is. In these coils, the coils 13 1 ,
13 2 are electrically connected in series or in parallel, and similarly, the coils 13 3 and 13 4 and 13 5 and 13 6 are 1
3 7 and 13 8 are electrically connected in series or in parallel, respectively.

【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。On the other hand, the magnetic pole 11 1 is formed on the inner peripheral surface of the roller 2.
Opposed to the secondary yoke 12 is attached to to 11 8. The secondary yoke 12 may be omitted if the roller 2 is a magnetic body. Further, when the eddy current loss becomes a problem, the eddy current loss can be reduced by forming the primary yoke 11 and the secondary yoke into a laminated structure. Then, by passing a current through the coils 13 1 to 13 8 , an electromagnetic force forming the magnetic force lines shown in the figure, that is, an attractive force to the secondary yoke 12, is applied to the magnetic poles 11 1 to 11 8 and the secondary yoke 12. It is supposed to occur.

【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。The sensor 14x detects how much the gap dx between the primary yoke 11 and the secondary yoke 12 is displaced with respect to the reference value in the x-axis direction shown in the drawing together with the displacement direction. For example, the sensor 14x outputs the displacement amount with a sign (-) when the gap is displaced in the smaller direction, and outputs the displacement amount with a sign (+) when the gap dx is displaced in the larger direction. ) To output. Similarly, the sensor 14y includes a primary yoke 11 and a secondary yoke 1.
How much the gap dy with 2 is displaced in the y-axis direction shown in the figure with respect to the reference value is detected together with the displacement direction.

【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。Next, the electrical construction of this embodiment, particularly the sensors 14x and 14y, the drive circuit 15 and the coil 13 1.
To 13 8 will be described with reference to FIG. 3. In this figure, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. As shown in this figure, the detection result of the sensor 14x is
It is supplied to the controller 153 via a predetermined amplification by the sensor amplifier 151. The controller 153 performs appropriate arithmetic processing on the detection result of the sensor 14x, for example, PID (proportional, integral, differential) arithmetic processing. Then, the controller 153 the result of the calculation, one input terminal of the adder 155 1 (+) and one input of the adder 155 2 - supplying the (). Adder 15
A constant current command C is supplied to the other input terminals of 5 1 and 155 2 .

【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。In the adder 155 1 , this constant current command C
And the calculation result of the controller 153 are added, and the addition result is supplied to the coils 13 3 and 13 4 through the current amplification by the power amplifier 157 1 . On the other hand, the adder 155 1, controller from the constant current command C 153
Is subtracted, and the subtraction result is passed through the current amplification by the power amplifier 157 2 to the coils 13 7 , 1
3 8 is supplied. The power amplifiers 157 1 and 157
The current amplification factors in 2 are set equal to each other.

【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。Similarly, the detection result of the sensor 14y is processed in the same manner as the sensor 14x. That is, the detection result of the sensor 14y is sequentially added to the constant current command C in the adder 156 1 through the amplification by the sensor amplifier 152 and the PID calculation by the controller 154, and the addition result is the current amplification by the power amplifier 158 1. While being supplied to the coils 13 1 and 13 2 via the adder 156
2 , the calculation result of the controller 154 is subtracted from the constant current command C, and the subtraction result is the power amplifier 158.
It is supplied to the coils 13 5 and 13 6 via the current amplification by 2 .

【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。Next, the operation of this embodiment will be described. When the rotation of the roller 2 is stopped or when the vibration associated with the rotation is extremely small, the primary yoke 11
Since the air gaps dx and dy of the secondary yoke 12 are reference values, respectively, the detection results of the sensors 14x and 14y are both “zero”. Therefore, the controllers 153 and 154 are provided.
The calculation result of is also "zero". Therefore, the adder 155
Result of addition by 1 , 156 1 and adder 156 2 , 15
Since the subtraction result by 6 2 is only the constant current command C, the coils 13 1 , 13 2 , 13 3 , 13 4 and 1
The current values supplied to 3 5 , 13 6 and 13 7 , 13 8 are
Each will be the same. As a result, the coils 13 1 , 13
The attraction forces exerted on the secondary yoke 12 by 2 and 13 5 , 13 6 cancel each other out, and similarly, the coils 13 3 , 1
The attraction forces on the secondary yoke 12 by 3 4 , 13 7 and 13 8 also cancel each other out. That is, the attraction force to the secondary yoke 12 by each coil is the x direction in FIG.
Since the y direction is balanced, the gaps dx and dy are maintained at the reference values.

【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。Next, the shaft 1 is rotated by the rotation of the roller 2.
Will be described, and a case where a displacement occurs in the direction in which the air gap dx increases will be described. In this case, the sensor 14x is
Since the displacement amount with respect to the reference value is output as a sign (+),
The calculation result of the controller 153 also follows this. Thus, since the signal obtained by adding the calculation result is output to the adder 155 1, a constant current command C, the coil 1
While the suction force generated by 3 3 and 13 4 increases, the adder 155 2 changes the constant current command C from the controller 15
Since the calculation result by 3 is reduced, the coils 13 7 , 1
The suction force generated by 3 8 is reduced. Since the rigidity of the roller 2 is higher than that of the shaft 1, the primary yoke 111 is relatively attracted to the (+) direction (to the right) of the x-axis, and as a result, the shaft 1 has a suction force that cancels the displacement. That is, the suction force acts in the direction of reducing the gap dx.

【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。On the contrary, when the shaft 1 is excited by the rotation of the roller 2 and the displacement in the direction in which the gap dx becomes smaller occurs, the displacement amount with respect to the reference value is a sign (-).
Therefore, the adder 155 1 outputs a signal obtained by subtracting the calculation result of the controller 153 from the constant current command C, and the suction force generated by the coils 13 3 and 13 4 decreases, while the adder 155 2 Then, the constant current command C
And the calculation result of the controller 153 are added, the attraction force generated by the coils 13 7 and 13 8 increases. As a result, the primary yoke 1 is relatively attracted in the (−) direction (to the right) of the x-axis, so that the shaft 1 has a suction force that cancels the displacement, that is, a suction force that increases the gap dx. Works.

【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。That is, in the x-axis direction, the sensor 14x →
Drive circuit 15 → coils 13 3 and 13 4 and coils 13 7 and 1
By 3 8 and by the suction → sensor 14x (displacement detection) of the feedback loop is controlled so that the air gap dx is always kept to the reference value. A similar operation is performed in the y-axis direction. That is, the feedback loop of the sensor 14y → the driving circuit 15 → the suction by the coils 13 1 and 13 2 and the coils 13 5 and 13 6 → the sensor 14y (displacement detection) is controlled so that the gap dy is always kept at the reference value. To be done. Therefore, by independently controlling the displacements in the x-axis and y-axis directions, the air gaps dx and dy between the primary yoke 11 and the secondary yoke 12 are always kept at the reference values over the entire area of the rotation surface in FIG. Therefore, even if natural vibration occurs in the shaft 1 due to the excitation by the rotation of the roller 2 and the amplitude of the natural vibration reaches a peak, the amplitude can be suppressed to be extremely small.

【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。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation speed of the roller 2 and the vibration amplitude at point a (one end of the outer peripheral surface of the roller 2 in FIG. 8). As shown in this figure, in the conventional example,
Natural vibrations are sequentially generated as the number of rotations of the roller 2 increases, so that the amplitude at the point a at one end of the outer peripheral portion sequentially peaks at the number of rotations of 7,980 [rpm] and 16,080 [rpm]. On the other hand, in the electric motor to which this embodiment is added, natural vibration is generated as the number of rotations of the roller 2 is increased, as in the conventional example, but it is suppressed to a very small value even when the amplitude reaches its peak. I understand. Therefore,
According to the electric motor loaded with this embodiment, it is possible to reduce the vibration over the entire range up to the substantially maximum rotation speed. It is possible to use numbers.

【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。In this embodiment, the installation location of the primary yoke 11 and the secondary yoke 12 was not particularly described, but
Regarding the natural vibration of the shaft 1, it is obvious that the vibration suppressing effect is most effective if the vibration suppressing device according to the present invention is installed in the "antinode" portion of the vibration mode to be suppressed. In addition, since this embodiment is configured to be incorporated inside the electric motor, it requires little space outside.

【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。In this embodiment, the same constant current command C is added to or subtracted from the calculation result according to the displacement amount in each axial direction.
In the case where the roller 2 is pressed against the external device in the x-axis direction, the coils facing each other in the x-axis direction, that is, the coils 13 3 and 13 4 and the coils 13 7 and 13 8 are formed. The constant current command C and the addition result of adding the current command C ′ indicating the pressing pressure of the roller 2 to the constant current command C may be added to or subtracted from the calculation result of the displacement amount by the sensor 14x, respectively. . As a result, the pressing pressure is offset in advance, so that the load on the bearing 3 can be reduced even when the outer peripheral surface of the roller 2 is pressed against the bobbin.
Alternatively, the spring constant when pressed can be changed arbitrarily.

【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。In the above embodiment, the x-axis direction and y
Each sensor was used to detect the displacement in the axial direction. However, as shown in FIG.
Sensors 14 'facing each other at symmetrical positions of x and 14y
x, 14′y may be provided, and the difference between the detection results of these facing sensors may be obtained by the differential amplifiers 159, 160 and supplied to the sensor amplifiers 151, 152. With this configuration, not only the detection sensitivity of the displacement amount is doubled, but also the noise peculiar to the sensor, the characteristic change due to the temperature change, and the like can be canceled, so that the measurement accuracy can be improved.

【００２５】[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。According to the present invention described above, when the displacement amount detected by the first or second detecting means increases, one of the electromagnets of the first set or the second set increases the displacement amount. While the attraction force to the rotating body is increased so as to cancel out, the other of the electromagnets in the same group reduces the attraction force to the rotating body, so that the displacement amount between the rotating body and the fixed support shaft increases. To be reduced, they are sucked together. Therefore, even if the natural vibration caused by the rotation occurs, the displacement amount between the fixed support shaft and the rotating body is always kept at the reference value.
Since the attractive force is increased or decreased, the natural vibration can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。FIG. 1 is a side end view showing a configuration of a main part of a first embodiment according to the present invention.

【図２】図１におけるＡ−Ａ’線端面図である。FIG. 2 is an end view taken along the line A-A ′ in FIG.

【図３】同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the embodiment.

【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。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation speed of the roller 2 and the vibration amplitude in the same example.

【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。FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of a second embodiment according to the present invention.

【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。FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of a third embodiment according to the present invention.

【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。FIG. 7 is a side end view showing the structure of a high-speed electric motor used in a conventional textile machine.

【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。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a natural vibration of the shaft 1 and its vibration mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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）1 ... Shaft (fixed support shaft), 2 ... Roller (rotating body), 11 3 , 11 4 ...... Magnetic pole, 13 3 , 13 4 ...... Coil, 11 7 , 11 8 ...... Magnetic pole, 13 7 , 13 8 …… Coil (first set of electromagnets), 11 1 , 11 2 …… Magnetic pole, 13 1 ,
13 2 ... coil, 11 5 , 11 6 ... magnetic pole, 13 5 , 13
6 ... Coil (second set of electromagnets), 14x ... Sensor (first detection means), 14y ... Sensor (second detection means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 固定支持軸に対して回転自在な回転体に
おける回転面であって、前記回転体の回転中心を通る異
なる２つの軸方向で各軸方向互いに逆向きに前記回転体
をそれぞれ吸引する第１組，第２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、前記異なる２つの軸方向でそれぞれ検出する第１，
第２の検出手段と、 を具備し、前記軸方向に対応する変位量に基づいて、該
軸方向に対応する組の電磁石による吸引力の一方を加算
させる一方、同一組の電磁石による吸引力の他方を減算
させることを、前記第１，第２の検出手段にしたがって
前記第１組，第２組の電磁石に対してそれぞれ行なうこ
とを特徴とする回転体の振動抑制装置。1. A rotating surface of a rotating body rotatable with respect to a fixed support shaft, wherein the rotating body is sucked in two different axial directions passing through the center of rotation of the rotating body in opposite axial directions. The first and second sets of electromagnets, and the displacement amounts of the fixed support shaft and the rotating body with respect to the reference value are respectively detected in the two different axial directions.
A second detection means, and based on the displacement amount corresponding to the axial direction, one of the attraction forces by the electromagnets of the group corresponding to the axial direction is added, while the attraction force by the electromagnets of the same group is added. A vibration suppressing device for a rotating body, wherein the other is subtracted from the first and second electromagnets according to the first and second detecting means, respectively.
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