JPS6091011A - 鉛直軸の磁気軸受装置 - Google Patents
鉛直軸の磁気軸受装置Info
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- JPS6091011A JPS6091011A JP19826683A JP19826683A JPS6091011A JP S6091011 A JPS6091011 A JP S6091011A JP 19826683 A JP19826683 A JP 19826683A JP 19826683 A JP19826683 A JP 19826683A JP S6091011 A JPS6091011 A JP S6091011A
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- Japan
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- magnets
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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
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
- F16C39/063—Permanent magnets
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (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】
遠心分Ｉｌ１機、ターボ真空分子ポンプある≠は水力発
ｉＩ機のように毎分敵方回転に及ぶ高速回転機器におい
ては摩擦によるエネルギ損失および発熱受を配置した場
曾に潤滑油の供給が困難であるため（：椋械的な摩擦部
分を有しない磁気軸受の利用が極めて有効であるｏ第１
図はこのターボ真空分子ポンプの一例を示した縦断面図
で、有底円筒状の気体１の底部に荒引用の例えば油回転
ポンプの連結口２を設けて上部を高真空排気口３となし
である。この筐体の底部に′高速電動ね４を設けて、そ
の鉛直軸６に気体分子を下方へ向ｌて叩き出すための複
数段の動翼６を取付けると共に仁の動翼と交互に配置し
′Ｉ？、静止案静止案内数体１に固定しである。上記鉛
直回転軸５の下端を玉軸受８で支承し、かつその上部並
びシー軸の上端に予備的に設けられた補助の案内用ボー
ル軸受Ｑ、ｍｏｌ取付けて、軸受ｌＯの下に軸すに加わ
る垂直荷重を支持して玉軸受８に加わる荷重を極めて小
さくするための磁気軸受ＸＩを取付けである。なお軸受
１０．１１の支持板１ｉＦｉ憤体ｌのつば１３上ζ二お
−て自由（＝移動し得るようＩ２であるから、軸受１０
はポンプの動作時において事実上軸受の作用を有しない
ものである。
ｉＩ機のように毎分敵方回転に及ぶ高速回転機器におい
ては摩擦によるエネルギ損失および発熱受を配置した場
曾に潤滑油の供給が困難であるため（：椋械的な摩擦部
分を有しない磁気軸受の利用が極めて有効であるｏ第１
図はこのターボ真空分子ポンプの一例を示した縦断面図
で、有底円筒状の気体１の底部に荒引用の例えば油回転
ポンプの連結口２を設けて上部を高真空排気口３となし
である。この筐体の底部に′高速電動ね４を設けて、そ
の鉛直軸６に気体分子を下方へ向ｌて叩き出すための複
数段の動翼６を取付けると共に仁の動翼と交互に配置し
′Ｉ？、静止案静止案内数体１に固定しである。上記鉛
直回転軸５の下端を玉軸受８で支承し、かつその上部並
びシー軸の上端に予備的に設けられた補助の案内用ボー
ル軸受Ｑ、ｍｏｌ取付けて、軸受ｌＯの下に軸すに加わ
る垂直荷重を支持して玉軸受８に加わる荷重を極めて小
さくするための磁気軸受ＸＩを取付けである。なお軸受
１０．１１の支持板１ｉＦｉ憤体ｌのつば１３上ζ二お
−て自由（＝移動し得るようＩ２であるから、軸受１０
はポンプの動作時において事実上軸受の作用を有しない
ものである。
第窮図はこのようなターボ真空分子ポンプにおける従来
の磁気軸受１１の断面図で・中＋ｌＩ５のつげ１４お磁
石１ＦＩ、１８で（１ｑ成されている。すなわちこの磁
石ユδ、１８の吸引力でｌｌ１ＩＩ５が浮上して・下端
の玉軸受８Ｎ＝加わる荷重が殆んど消銭するから摩擦抵
抗が極めて小ざくなるものであるＯＬかし軸ａがその回
転中Ｃ二例えば鎖線５′のように傾いたものとすると、
その上側における磁石ｌＩｓ、Ｈ３の対向面積けそれら
の麓合部の長ざａに対応し、また下側の対向面積は長さ
ｂに対応するが、これらの長さａ、δはほぼ等しい値を
保持するため（二軸の傾きを補正する作用が殆んど得ら
れない。このため従来は安定な浣速回転が困難であり、
あるいは傾き音検出して自動的に復元させるための極め
て懐碓な電気的自動判例回路を必要としたものである口
従って本発明はこのような欠点を除去しｔｃもので、極
めて簡単な構成をもって、・軸の傾斜に対する自動復元
作用を得ることができる。
の磁気軸受１１の断面図で・中＋ｌＩ５のつげ１４お磁
石１ＦＩ、１８で（１ｑ成されている。すなわちこの磁
石ユδ、１８の吸引力でｌｌ１ＩＩ５が浮上して・下端
の玉軸受８Ｎ＝加わる荷重が殆んど消銭するから摩擦抵
抗が極めて小ざくなるものであるＯＬかし軸ａがその回
転中Ｃ二例えば鎖線５′のように傾いたものとすると、
その上側における磁石ｌＩｓ、Ｈ３の対向面積けそれら
の麓合部の長ざａに対応し、また下側の対向面積は長さ
ｂに対応するが、これらの長さａ、δはほぼ等しい値を
保持するため（二軸の傾きを補正する作用が殆んど得ら
れない。このため従来は安定な浣速回転が困難であり、
あるいは傾き音検出して自動的に復元させるための極め
て懐碓な電気的自動判例回路を必要としたものである口
従って本発明はこのような欠点を除去しｔｃもので、極
めて簡単な構成をもって、・軸の傾斜に対する自動復元
作用を得ることができる。
第Ｓ図はｖＡ１図の磁気軸受装↑近１１として用いるこ
とのできる本発明の一実施例で、鉛直回転軸５のつは工
４に、６１１方向に磁化してその磁極をＮ、Ｂで示した
ような円環状の永久磁石１７を軸５と同軸的Ｃ；取付社
ると共に、第１図の支持波１２に上記磁石１７と同一の
大きさ形状′ｔ−有し、かつ軸方向じ磁化された永久磁
石１Ｂを取付けて、磁石ユク、１ＢＯＪ異名つ極を対向
させである。また磁石ｌグの内側には、この磁石と同一
方向に磁化された比較的小さい補助の環状永久磁石１９
に嵌合すると共に磁石１８の内側には上記磁石１ｇと同
一の大きさ形状を有し、かつ磁石１８と逆向き、従って
磁石１９に対して同名の極を対向させた補助の環状永久
磁石３０を歌合しである。なお上記磁石１〕と１９とは
、これを一体に形成することも勿論可能である口 このような磁気軸受装置において、主磁石ｌフ。
とのできる本発明の一実施例で、鉛直回転軸５のつは工
４に、６１１方向に磁化してその磁極をＮ、Ｂで示した
ような円環状の永久磁石１７を軸５と同軸的Ｃ；取付社
ると共に、第１図の支持波１２に上記磁石１７と同一の
大きさ形状′ｔ−有し、かつ軸方向じ磁化された永久磁
石１Ｂを取付けて、磁石ユク、１ＢＯＪ異名つ極を対向
させである。また磁石ｌグの内側には、この磁石と同一
方向に磁化された比較的小さい補助の環状永久磁石１９
に嵌合すると共に磁石１８の内側には上記磁石１ｇと同
一の大きさ形状を有し、かつ磁石１８と逆向き、従って
磁石１９に対して同名の極を対向させた補助の環状永久
磁石３０を歌合しである。なお上記磁石１〕と１９とは
、これを一体に形成することも勿論可能である口 このような磁気軸受装置において、主磁石ｌフ。
１８の間には引力が働き、補助磁石１９．２０の間には
斥力が働く。しかし主磁石の引力は補助磁石の間の斥力
よ１１遥かに大き−から、軸５の重置の大部分がこの磁
気軸受装置で保持されて、下端の玉軸受８（１殆んど荷
重が加えられないことは第２図のような従来の装置と同
様である。また半径方向各位置の吸引力は、その位置に
おける主磁石の対向距離Ｃに対応し、また斥力は補助磁
石の対向距離ｄに対応するが、この距＃ｃ、４は軸Ｂが
垂直位置を保持する限り方向（二関係なく一定である◎
しかし第４図に示したように軸５が右側へ傾斜したもの
とすると、ｅｆｔ ５の左側においては斥力を生じてい
た補助磁石１９が磁石の対向面の外方へ脱出し、右側に
おいては補助磁石−〇が脱出する。かつ補助磁石ユ９は
隣接する主磁石ユフと同一の極性を有するに対して磁石
２ｏは瞬接主磁石１８と逆極性である。このため軸６の
右４１Ｊｉ（二おいては傾斜角が比較的小さい範囲にお
い°〔、磁石ＩＱ、ｉｊＯ間の斤刀が減少し、かつ異名
の極すなわち吸引力を生ずる距Ｍは小３図の状態と同一
のｎｆ：保持する。これに対して軸５の左側でｔよ主磁
石１７，１８の対向距離が図のよう（ニーに減少して、
しかも主磁石λ８と逆の極性を有する補助値４：Ｉ２ｏ
が主磁石１７に対向するからその間に斥力が発生し１こ
の斥力の大きさは距離Ｉに対応する。すなわち傾斜した
軸５の右側においては磁石間の距＊Ｆｉ増大するが１軸
５が充分長いものとすればこの変化を蕪視し得るから、
磁石間の対向面積の変化によって吸引力がむしろ増大す
る。逆に軸５の左側においては磁石間の距離は減少する
か、吸引力を生ずる面積の減少により寓全体として吸引
力が著しく減少する。従って軸５が傾斜すると、その傾
斜方向における磁気吸引力に、傾斜を補正するような不
平衡が生じて軸の傾斜が自動的に修正される〇 また第５図は本発明の他の実施例で、第３図における主
磁石ｌ？の外側ｌ二これと逆の極性を有する現状の補助
磁石２１を嵌合すると共に主磁石１８の外側にはこれと
同一の極性の環状補助磁石２Ｒｔ−嵌合したものである
。従って軸５が垂直に配置されている状態では＠５図（
；示したように、距離σに対応して各方向均等な吸引力
を生ずると共に距ＩＪＪｄに対応して均等な斥力が発生
し１更に距離１に対応して各方向均等な斥力を生ずる。
斥力が働く。しかし主磁石の引力は補助磁石の間の斥力
よ１１遥かに大き−から、軸５の重置の大部分がこの磁
気軸受装置で保持されて、下端の玉軸受８（１殆んど荷
重が加えられないことは第２図のような従来の装置と同
様である。また半径方向各位置の吸引力は、その位置に
おける主磁石の対向距離Ｃに対応し、また斥力は補助磁
石の対向距離ｄに対応するが、この距＃ｃ、４は軸Ｂが
垂直位置を保持する限り方向（二関係なく一定である◎
しかし第４図に示したように軸５が右側へ傾斜したもの
とすると、ｅｆｔ ５の左側においては斥力を生じてい
た補助磁石１９が磁石の対向面の外方へ脱出し、右側に
おいては補助磁石−〇が脱出する。かつ補助磁石ユ９は
隣接する主磁石ユフと同一の極性を有するに対して磁石
２ｏは瞬接主磁石１８と逆極性である。このため軸６の
右４１Ｊｉ（二おいては傾斜角が比較的小さい範囲にお
い°〔、磁石ＩＱ、ｉｊＯ間の斤刀が減少し、かつ異名
の極すなわち吸引力を生ずる距Ｍは小３図の状態と同一
のｎｆ：保持する。これに対して軸５の左側でｔよ主磁
石１７，１８の対向距離が図のよう（ニーに減少して、
しかも主磁石λ８と逆の極性を有する補助値４：Ｉ２ｏ
が主磁石１７に対向するからその間に斥力が発生し１こ
の斥力の大きさは距離Ｉに対応する。すなわち傾斜した
軸５の右側においては磁石間の距＊Ｆｉ増大するが１軸
５が充分長いものとすればこの変化を蕪視し得るから、
磁石間の対向面積の変化によって吸引力がむしろ増大す
る。逆に軸５の左側においては磁石間の距離は減少する
か、吸引力を生ずる面積の減少により寓全体として吸引
力が著しく減少する。従って軸５が傾斜すると、その傾
斜方向における磁気吸引力に、傾斜を補正するような不
平衡が生じて軸の傾斜が自動的に修正される〇 また第５図は本発明の他の実施例で、第３図における主
磁石ｌ？の外側ｌ二これと逆の極性を有する現状の補助
磁石２１を嵌合すると共に主磁石１８の外側にはこれと
同一の極性の環状補助磁石２Ｒｔ−嵌合したものである
。従って軸５が垂直に配置されている状態では＠５図（
；示したように、距離σに対応して各方向均等な吸引力
を生ずると共に距ＩＪＪｄに対応して均等な斥力が発生
し１更に距離１に対応して各方向均等な斥力を生ずる。
しかし主磁石１７゜１８の同の殴り１カが補助磁石１Ｇ
、ＪａＯおよび！ａ１゜■の間のγ力より遥かシニ大き
いため１＝４１ＪＩ ５ ｒ二は上方に向う支持力が加
わるものである。
、ＪａＯおよび！ａ１゜■の間のγ力より遥かシニ大き
いため１＝４１ＪＩ ５ ｒ二は上方に向う支持力が加
わるものである。
しかし第６図に示したように、軸５が仮りＣ二右方へ傾
斜したものとすると、―ｉ１の右側Ｃ二おいては磁石間
における距雛の変化を缶視するとき吸引力は距１ｌＩＩ
ｈに対応して、この力は距離Ｃ（二対応する正常状態よ
り増大する。これに対して補助磁石１９゜ｇｏおよびｌ
ａｌ、２１ａｉυの斥力はり］らか（＝減少するＤまた
軸５の左側においては、距ｍｄｉ３よびＩＩ（二対応す
る斥力に殆んで変化を生じないＣ二対して、吸引力は距
離ｉ（二対応して著しく減少する。すなわち牝１５の右
側と左側との吸引力にその傾斜を修正する方向の不平衡
を生ずるから・軸５の傾斜は直ちに補正されて、垂直な
状態に戻る。
斜したものとすると、―ｉ１の右側Ｃ二おいては磁石間
における距雛の変化を缶視するとき吸引力は距１ｌＩＩ
ｈに対応して、この力は距離Ｃ（二対応する正常状態よ
り増大する。これに対して補助磁石１９゜ｇｏおよびｌ
ａｌ、２１ａｉυの斥力はり］らか（＝減少するＤまた
軸５の左側においては、距ｍｄｉ３よびＩＩ（二対応す
る斥力に殆んで変化を生じないＣ二対して、吸引力は距
離ｉ（二対応して著しく減少する。すなわち牝１５の右
側と左側との吸引力にその傾斜を修正する方向の不平衡
を生ずるから・軸５の傾斜は直ちに補正されて、垂直な
状態に戻る。
以上実施例について説明したようｌ二本発明Ｆｉ股引ま
たは斥力によって鉛直回転軸を保持する主副状磁石の内
側または外側（二、上記主磁石と逆（二斥力または吸引
力を発生する補助の現状磁石を配置したものである。従
って極めて簡単な構成を有し、かりｎｉＩ述のよう（二
軸の輛きを自動的に補正する作用を得ることができる。
たは斥力によって鉛直回転軸を保持する主副状磁石の内
側または外側（二、上記主磁石と逆（二斥力または吸引
力を発生する補助の現状磁石を配置したものである。従
って極めて簡単な構成を有し、かりｎｉＩ述のよう（二
軸の輛きを自動的に補正する作用を得ることができる。
このため軸の回転（二振動等を生ずることなく安定に高
速回転を行ψ得ると共に複雑な自動制８機構等を省略す
ることができる。
速回転を行ψ得ると共に複雑な自動制８機構等を省略す
ることができる。
第１図は本発明の装置を用いることのできるターボ真空
分子ポンプの一例を示した縦断面図１第２図Ｖ第１図の
装置（二用いられる従来の磁気軸受製置、第３図は本発
明実施例の縦断面図１男番因ｒよ第３図の装置における
軸が傾斜した状態の縦断面図、第５図は本発明の他の実
施例の縦断面図、第６図ｒｊ ９Ｓ５図の装「′ｔにお
ける軸が傾斜した状態の縦断面図である。なお図におい
て、５は鉛直回転軸、１７．１８は主環状磁石、１９，
２０．ｌａｌ＋［ｔｉ補助環状磁石である。
分子ポンプの一例を示した縦断面図１第２図Ｖ第１図の
装置（二用いられる従来の磁気軸受製置、第３図は本発
明実施例の縦断面図１男番因ｒよ第３図の装置における
軸が傾斜した状態の縦断面図、第５図は本発明の他の実
施例の縦断面図、第６図ｒｊ ９Ｓ５図の装「′ｔにお
ける軸が傾斜した状態の縦断面図である。なお図におい
て、５は鉛直回転軸、１７．１８は主環状磁石、１９，
２０．ｌａｌ＋［ｔｉ補助環状磁石である。
Claims (1)
- 軸方向に磁化してその磁極が相対向するように鉛直回転
軸の軸線上に同軸的に配置して一方を基台に固定し他方
に上記回転軸を取付けることにより磁石の吸す１また社
反撥力で該回転軸を支持した１対の主環状磁石を有し、
かつ軸方向に磁化して上記主環状磁石の各々′（；同軸
的シー嵌合すると共に主永久磁石と逆に反撥または吸引
力を生ずることにより前記回転軸の傾きを修正する作用
のある比較的弱い力の補助環状磁石を具備したことを特
徴とする鉛直軸の磁気軸受装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826683A JPS6091011A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 鉛直軸の磁気軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826683A JPS6091011A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 鉛直軸の磁気軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091011A true JPS6091011A (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=16388274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19826683A Pending JPS6091011A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 鉛直軸の磁気軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091011A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2715201A1 (fr) * | 1994-01-19 | 1995-07-21 | Inst Nat Polytech Grenoble | Palier magnétique et ensemble comportant une partie statorique et une partie rotorique suspendue par un tel palier. |
| WO2002031370A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Andrew Boyd French | Drive apparatus |
| US7421929B2 (en) | 2001-10-11 | 2008-09-09 | Andrew French | Drive apparatus |
| US7687956B2 (en) | 2003-01-17 | 2010-03-30 | Magnetic Torque International, Ltd. | Drive motor system |
| WO2011037845A3 (en) * | 2009-09-22 | 2011-06-03 | Cedar Ridge Research, Llc. | Multilevel correlated magnetic system and method for using same |
| US8174347B2 (en) | 2010-07-12 | 2012-05-08 | Correlated Magnetics Research, Llc | Multilevel correlated magnetic system and method for using the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5510765A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Ushio Inc | Short arc type beryllium rare gas discharge lamp |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP19826683A patent/JPS6091011A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5510765A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Ushio Inc | Short arc type beryllium rare gas discharge lamp |
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| FR2715201A1 (fr) * | 1994-01-19 | 1995-07-21 | Inst Nat Polytech Grenoble | Palier magnétique et ensemble comportant une partie statorique et une partie rotorique suspendue par un tel palier. |
| EP0664410A1 (fr) * | 1994-01-19 | 1995-07-26 | Alcatel Cit | Palier magnétique et ensemble comportant une partie statorique et une partie rotorique suspendue par un tel palier |
| US5686772A (en) * | 1994-01-19 | 1997-11-11 | Alcatel Cit | Magnetic bearing and an assembly comprising a stator portion and a rotor portion suspended via such a bearing |
| WO2002031370A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Andrew Boyd French | Drive apparatus |
| US7024963B2 (en) | 2000-10-11 | 2006-04-11 | Andrew French | Drive apparatus |
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| WO2011037845A3 (en) * | 2009-09-22 | 2011-06-03 | Cedar Ridge Research, Llc. | Multilevel correlated magnetic system and method for using same |
| US7982568B2 (en) | 2009-09-22 | 2011-07-19 | Cedar Ridge Research, Llc. | Multilevel correlated magnetic system and method for using same |
| CN102667974A (zh) * | 2009-09-22 | 2012-09-12 | 相关磁学研究公司 | 多级相关磁***以及使用多级相关磁***的方法 |
| US8174347B2 (en) | 2010-07-12 | 2012-05-08 | Correlated Magnetics Research, Llc | Multilevel correlated magnetic system and method for using the same |
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