(57)【要約】【課題】  ステーター側とローター側との磁石の同磁極を対向して反発磁力によりローター側の荷重を浮上して釣合状態に支承し、ローター軸の軸線端を緩衝手段により枢支して同釣合状態を補完し、ローター側の回転による振動及び微小変位を抑制することとする。【解決手段】磁極面にヨークを磁極面に被着したステーター磁石３ａの外周開口位に環状の磁界ｍｓを形成し、内周位の磁界を閉塞したステーター３と、同磁石と同磁極を対向してヨークを被着したローター磁石２ａを配置し、同ヨーク外周の開口側に磁界ｍｒを形成し、内周位磁界を閉塞し、内周位中央に嵌装したローター２にローター軸１を軸通し、該軸をステーター３中央位に遊貫し、ローター側の磁界ｍｒを、上記ステーター側の磁界ｍｓにより包囲し、両磁界間の反発磁力により、ローター側荷重を浮上して釣合状態に支承し、ローター軸の軸線端位をボール５により枢支して同釣合状態を補完し、ローター側の回転中の振動ならびに微小変位を抑制することとしている。【選択図】図３
0003103914.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
リング型のステーター磁石（３ａ）と、該磁石の一磁極面下位に皿形の強磁性板を、他磁極面上位に円板形の強磁性板をそれぞれ被着して周囲に環状の開口部を設けて環状の磁界（ｍｓ）を形成し、リング型の内位を着接して磁界を閉塞したステーターヨーク（３ｂ）とによりステーター（３）を構成してフレーム（Ｆ）上のステーターベース（４）に敷設し、ステーター磁石（３ａ）上位に、同磁極を対向してリング型のローター磁石（２ａ）を配置し、同磁石には両磁極を挟みＵ形断面の環状強磁性板によるローターヨーク（２ｂ）を被着し、同ヨーク外周の開口側に磁界（ｍｒ）を形成し、磁界を閉塞する閉塞側中央に嵌装したローター（２）に軸通したローター軸（１）をステーター（３）に同心状に遊貫し、ローターヨーク（２ｂ）の磁界（ｍｒ）を、ステーターヨーク（３ｂ）の磁界（ｍｓ）により包囲し、両磁界間の反発磁力により、ローター軸及びローター側のアキシャル荷重及びラジアル荷重を反発し、ローター側を浮上して釣合状態に支承するとともに、ローター軸（１）の軸線端位には、フレーム（Ｆ）に支設したボールプランジャー（５ａ，５ａ）の位置決めボール（５，５）を接触して枢支し、同釣合状態を補完し、ローター側の回転による振動ならびに微小変位を抑制することを特徴とする磁気軸受。
【請求項２】
リング型のステーター磁石（３ａ）と、該磁石の一磁極面下位に皿形の強磁性板を、他磁極面上位に円板形の強磁性板をそれぞれ被着して周囲に環状の開口部を設けて環状の磁界（ｍｓ）を形成し、リング型の内位を着接して磁界を閉塞したステーターヨーク（３ｂ）とによりステーター（３）を構成してフレーム（Ｆ）上のステーターベース（４）に敷設し、ステーター磁石（３ａ）上位に、同磁極を対向してリング型のローター磁石（２ａ）を配置し、同磁石には両磁極を挟みＵ形断面の環状強磁性板によるローターヨーク（２ｂ）を被着し、同ヨーク外周の開口側に磁界（ｍｒ）を形成し、磁界を閉塞する閉塞側中央に嵌装したローター（２）に軸通したローター軸（１）をステーター（３）に同心状に遊貫し、ローターヨーク（２ｂ）の磁界（ｍｒ）を、ステーターヨーク（３ｂ）の磁界（ｍｓ）により包囲し、両磁界間の反発磁力により、ローター軸及びローター側のアキシャル荷重及びラジアル荷重を反発し、ローター側を浮上して釣合状態に支承するとともに、ローター軸（１）の軸線端位には、フレーム（Ｆ）に支設したショックアブソーバー（５ｂ，５ｂ）に遊嵌した位置決めボール（５，５）を接触して枢支し、同釣合状態を補完し、ローター側の回転による振動ならびに微小変位を緩衝して抑制することを特徴とする磁気軸受。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、１対の磁石の同磁極を対向して生じる反発力を利用する磁石軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  １対の永久磁石の同磁極を対向して生じる反発力を利用する非接触型の磁石軸受として、盃状の永久磁石を重ねた内・外両磁石の間の磁極をそれぞれ同極として対向し、両磁石の間の反発磁力により、両磁石を隔離し、外側磁石をステーターとして固定し、内側磁石にローターとして回転軸を軸止し、軸に加わるアキシャル荷重と両磁石の間の反発磁力とを釣合わせて非接触状に支承する方式のものが提案されている。【０００３】  しかし、盃状の磁石の深さが浅いときは、ローター側のラジアル荷重の変動に対し、横滑り状の変位を生じ易く、不安定状態となり、また、内・外両磁石の直径差が大きくなると、内外異磁極間の吸着を生じる傾向があり、不安定要因となり、ロ−ター側のアキシャル荷重、ラジアル荷重の不釣合などの変動及びローター側の回転による振動・変位に対する調節ならびに制御が極めて困難である。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  本考案は、上記の諸問題を解決するため、ステーター側とローター側との磁石の同磁極を対向して反発磁力によりローター側の荷重を浮上状態に支承し、ローター軸の軸線端を緩衝手段により枢支して同浮上状態を補完し、ローター側の回転による振動及び微小変位を抑制することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本考案は、リング型のステーター磁石と、該磁石の一磁極面下位に皿形の強磁性板を、他磁極面上位に円板形の強磁性板をそれぞれ被着して周囲に環状の開口部を設けて環状の磁界を形成し、リング型の内位を着接して磁界を閉塞したステーターヨークとによりステーターを構成してフレーム上のステーターベースに敷設し、ステーター磁石上位に、同磁極を対向してリング型のローター磁石を配置し、同磁石には両磁極を挟みＵ形断面の環状強磁性板によるローターヨークを被着し、同ヨーク外周の開口側に磁界を形成し、磁界を閉塞する閉塞側中央に嵌装したローターに軸通したローター軸をステーターに同心状に遊貫し、ローターヨークの磁界を、ステーターヨークの磁界により包囲し、両磁界間の反発磁力により、ローター軸及びローター側のアキシャル荷重及びラジアル荷重を反発し、ローター側を浮上して釣合状態に支承するとともに、ローター軸の軸線端位には、フレームに支設したボールプランジャーの位置決めボールを接触して枢支し、同釣合状態を補完し、ローター側の回転による振動ならびに微小変位を抑制することを特徴としている。【０００６】  そして、リング型のステーター磁石と、該磁石の一磁極面下位に皿形の強磁性板を、他磁極面上位に円板形の強磁性板をそれぞれ被着して周囲に環状の開口部を設けて環状の磁界を形成し、リング型の内位を着接して磁界を閉塞したステーターヨークとによりステーターを構成してフレーム上のステーターベースに敷設し、ステーター磁石上位に、同磁極を対向してリング型のローター磁石を配置し、同磁石には両磁極を挟みＵ形断面の環状強磁性板によるローターヨークを被着し、同ヨーク外周の開口側に磁界を形成し、磁界を閉塞する閉塞側中央に嵌装したローターに軸通したローター軸をステーターに同心状に遊貫し、ローターヨークの磁界を、ステーターヨークの磁界により包囲し、両磁界間の反発磁力により、ローター軸及びローター側のアキシャル荷重及びラジアル荷重を反発し、ローター側を浮上して釣合状態に支承するとともに、ローター軸の軸線端位には、フレームに支設したショックアブソーバーに遊嵌した位置決めボールを接触して枢支し、同釣合状態を補完し、ローター側の回転による振動ならびに微小変位を緩衝して抑制することを特徴としている。
【考案の効果】
【０００７】  請求項１〜２の磁気軸受は、ステーター磁石の磁極面に設けたステーターヨークの外周開口位に、磁力線を密集し、環状の磁界がえられ、該磁界の内側にローター磁石の磁界を包囲して、両磁石の同磁極間の反発磁力により、ローター磁石をステーター側の磁界内において浮上状態に保持し、回転自在として、軸受抵抗を極小とすることができる。【０００８】  そして、ステーター磁石及びローター磁石は、磁極面に被着した強磁性板のヨークの開口側に磁力線を密集した磁界を形成し、閉塞側の磁界を閉塞することができるので、両磁石とも、リング型であって、厚み方向に着磁を行い、製造の容易な永久磁石が適用される。【０００９】  また、ステーター磁石とローター磁石との同極反発磁力により、ローター側のアキシャル荷重とラジアル荷重とを反発し、ローター側を浮上して釣合状態に支承するとともに、ローター軸の軸線端位に、フレームに支設した位置決めボールを接触し、位置決めを行って枢支し、上記アキシャル荷重が過大のとき、荷重の１部を分担して支承し、逆に、同反発磁力よりアキシャル荷重が過小のとき、上向きのアキシャル荷重の１部を分担して支承し、上記釣合状態を補完し、軸受けとしての位置決め精度を向上することができる。【００１０】  また、上記の位置決めボールは、ローター軸の軸線上において、アキシャル荷重の軽微な１部を分担し、同軸線に関するボールの摩擦モーメントのアームは極めて小さいため、ボールによるピボット軸受としての摩擦モーメントを極小に抑えることができる。【００１１】  さらに、請求項２の磁気軸受においては、ローター軸の軸線端位に成形した凹状球面に、位置決めボール５を接触して枢支状に位置決めを行い、該ボールをフレームＦに支設したショックアブソーバー５ｂに遊嵌しており、該ショックアブソーバーの緩衝作用により、ローター及びローター軸側の回転により生じる振動・変位を抑制することができる。【００１２】  軸受荷重が大きく単独の軸受負荷容量では不足するときは、複数の磁気軸受を串形に重ねて連設し、軸受負荷容量を増大し、簡易且つ大容量の磁気軸受を構成することができる。【００１３】  請求項１〜２の磁気軸受は、主として、ローター軸のアキシャル荷重が大きい垂直軸形式の軸受に適用されるが、位置決めボールにより軸端部を枢支しており、比較的ラジアル荷重の小さい水平軸にも適用することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】  図３の実施例において、リング型のステーター磁石３ａと、該磁石の一磁極面下位に皿形の強磁性板を、他磁極面上位に円板形の強磁性板をそれぞれ被着して周囲に環状の開口部を設けて環状の磁界ｍｓを形成し、リング型の内位を着接して磁界を閉塞したステーターヨーク３ｂとによりステーター３を構成してフレームＦ上のステーターベース４に敷設し、ステーター磁石３ａ上位に、同磁極を対向してリング型のローター磁石２ａを配置し、同磁石には両磁極を挟みＵ形断面の環状強磁性板によるローターヨーク２ｂを被着し、同ヨーク外周の開口側に磁界ｍｒを形成し、磁界を閉塞する閉塞側中央に嵌装したローター２に軸通したローター軸１をステーター３に同心状に遊貫し、ローターヨーク２ｂの磁界ｍｒを、ステーターヨーク３ｂの磁界ｍｓにより包囲し、両磁界間の反発磁力により、ローター軸及びローター側のアキシャル荷重及びラジアル荷重を反発し、ローター側を浮上して釣合状態に支承するものとしている。【００１５】  ここに、上記ステーター磁石３ａとローター磁石２ａとは、ステーターヨーク３ｂとローターヨーク２ｂとにより磁界を設定し、何れも、所謂、リング型の永久磁石を適用し、また、ローター２は、ローター磁石２ａ及びステーター磁石３ａのローター軸１周辺における磁力線に影響を及ぼさないよう、非磁性体材料により形成している。
【実施例１】
【００１６】  図２の実施例は、上記構成のものにおいて、ローター軸１の軸線端位には、フレームＦに支設したボールプランジャー５ａ，５ａの位置決めボール５，５を接触して枢支し、同釣合状態を補完し、ローター側の回転による振動ならびに微小変位を抑制することとしている。
【実施例２】
【００１７】  図３の実施例は、上記構成のものにおいて、ボールプランジャー５ａ，５ａの代わりに、ローター軸１の軸線端位には、フレームＦに支設したショックアブソーバー５ｂに遊嵌した位置決めボール５を接触して枢支し、同釣合状態を補完し、ローター側の回転中、釣合状態の変動による振動ならびに微小変位を緩衝して抑制することとしている。
【実施例３】
【００１８】  図４の実施例は、軸受荷重が大きく単独の軸受負荷容量では不足するとき、ステーター３、ローター２ないしローター軸１を含む上記構成の複数の磁気軸受を串形に重ねて連設し、軸受負荷容量を増大し、簡易且つ大容量の磁気軸受を構成することとしている。
【産業上の利用可能性】
【００１９】  本考案は、主として垂直軸を具備する風車、ジャイロ、フライホイール機器及び遠心力機器などの回転機器に適用し、軸受抵抗を極小に抑え、高速回転における振動を抑制し、機械的損耗の少ない磁気軸受を提供しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本考案の磁気軸受の平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａにおける拡大断面図である。（実施例１）
【図３】  図１のＡ−Ａにおける拡大断面図である。（実施例２）
【図４】  図１〜２の磁気軸受を串形に連設した実施例の断面図である。（実施例３）
【符号の説明】
１    ローター軸
１ａ  凹形球面
２    ローター
２ａ  ローター磁石
２ｂ  ローターヨーク
３    ステーター
３ａ  ステーター磁石
３ｂ  ステーターヨーク
４    ステーターベース
５    位置決めボール
５ａ  ボールプランジャー
５ｂ  ショックアブソーバー
６    回転体
Ｆ    フレーム
ｍｒ  ローター側の磁界
ｍｓ  ステーター側の磁界
Ｎ    Ｎ磁極
Ｓ    Ｓ磁極
【図１】
0003103914.tif 000003
【図２】
0003103914.tif 000004
【図３】
0003103914.tif 000005
【図４】
0003103914.tif 000006