(57)【要約】【課題】  従来の回転機器の問題点であった、軸受の予圧可変は強める方向、もしくは弱める方向のどちらか一方に限定される点を解決し、軸受の予圧にバネ力と磁気力の合成力を用いることで、軸受予圧に幅広い可変範囲を与えることが可能な回転機器を得る。【解決手段】  回転機器１は、反出力側軸受９を保持すると共に軸方向に磁化方向性を有した摺動可能な軸受スリーブ１０と、軸受スリーブ１０を保持すると共にハウジング２と嵌合する反出力側Ｏ側ブラケット４と、軸受スリーブ１０を介して反出力側軸受９に軸方向への予圧を付加する予圧用バネ１１と、反出力側Ｏ側ブラケット４に固定された電磁石１２と、軸受スリーブ１０と電磁石１２の対向面との間に軸方向の磁気力が発生するように電磁石１２への供給電流を制御し、この磁気力をもって軸受スリーブ１０を介して予圧用バネ１１にて反出力側軸受９に付加された予圧を調整する電流制御部２０を備える。【選択図】  図１
2012036928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に軸受で回転自在に支持された軸と、この軸に嵌合した回転子と、前記ハウジング内に固定された固定子とを有する回転機器であって、
軸方向の一方である反出力側の前記軸受の外輪側に位置し、前記軸受を保持すると共に軸方向に磁化方向性を有した摺動可能な軸受スリーブと、
前記軸受スリーブの外輪側に位置し、前記軸受スリーブを保持すると共に前記ハウジングと嵌合するブラケットと、
前記軸受スリーブを介して前記軸受に軸方向への予圧を付加する予圧用バネと、
前記軸受スリーブと対向する対向面を有し、前記ブラケットに固定された電磁石と、
前記軸受スリーブと前記電磁石の対向面との間に軸方向の磁気力が発生するように前記電磁石への供給電流を制御し、この磁気力をもって前記軸受スリーブを介して前記予圧用バネにて前記軸受に付加された予圧を調整する電流制御部と、
を備えたことを特徴とする回転機器。
【請求項２】
前記電磁石において、前記軸受スリーブとの対向面とは逆の面には、軸心を中心にしてリング状溝が設けられ、該リング状溝にコイルが埋設されたことを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項３】
前記電磁石への通電方向を変えることにより、前記磁気力は前記軸受への予圧を、前記予圧用バネによる予圧と合成することで強める、又は弱める方向に発生することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転機器。
【請求項４】
前記軸の負荷状態信号、又は前記回転子の回転速度信号、又は前記軸受の温度信号、又は前記固定子に施された巻線の温度信号、又は前記ハウジングの振動振幅信号を入力値として、前記電流制御部に電流指令を出力する電流指令部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転機器。
【請求項５】
前記電流指令部は、前記軸の負荷状態信号、又は前記回転子の回転速度信号が予め設定された所定の値よりも低速・高負荷を示す場合は、前記予圧用バネにて前記軸受に付加された予圧を強めるように、高速・低負荷時を示す場合は、前記予圧用バネにて前記軸受に付加された予圧を弱めるように電流指令を出力することを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
【請求項６】
前記電流指令部は、前記軸受の温度信号、又は前記固定子に施された巻線の温度信号が予め設定された所定の値よりも高温度を示す場合は、前記予圧用バネにて前記軸受に付加された予圧を弱めるように電流指令を出力することを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
【請求項７】
前記電流指令部は、前記ハウジングの振動振幅信号が予め設定された所定の値よりも高振動振幅を示す場合は、前記予圧用バネにて前記軸受に付加された予圧を強めるように電流指令を出力することを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
【請求項８】
前記電流指令部は、予め設定された所定の予圧の大きさと動作中の予圧の大きさとの偏差がゼロになるように、前記入力値を基に通電量を算出し、電流指令を出力することを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
【請求項９】
前記電流指令部は、予め前記電流指令部への前記入力値と必要となる予圧の関係を相関表として構築しておき、前記相関表に従って前記入力値を基に通電量を算出し、電流指令を出力することを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
【請求項１０】
前記軸受スリーブは、前記電磁石と軸方向に対向する側に配置された磁性体部と、前記軸受を保持する非磁性体部で構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸を支持する軸受の予圧可変構造を備えた回転機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の軸受に予圧を付加する方法として、汎用回転機器に代表されるように、押圧・圧縮されたバネ（皿バネ、板バネ）の反発力により、一定の予圧を軸受に付加するものがある。しかし、押圧・圧縮されたバネの反発力により軸受に予圧を付加する方法では、予圧を可変する手段を有しておらず、駆動条件に応じた予圧の可変はできない。
【０００３】
一方、回転機器の軸受の予圧について、回転機器の高剛性化、低振動化、軸受の長寿命化、及び軸受の温度上昇低減を鑑みた場合、駆動条件に応じて、低速・高負荷時では高予圧が、また高速・低負荷時では低予圧が必要とされる。予圧を可変できる技術として、工作機械の主軸装置等では、油圧ポンプや空圧ポンプと、レギュレータもしくはブースター等を備え、油圧力や空圧力と、バネの反発力とを組合せて、軸受に予圧を付加する構造が採用されており、バネの反発力を油圧力や空圧力により強める或いは弱める方向のどちらか一方向ではあるが、予圧調整を実現している（例えば、特許文献１参照）。また、工作機械の主軸装置では、軸受の嵌合した軸、もしくは軸に設けた部品を磁気吸引力で吸引し、その磁気吸引力により軸受に予圧を付加する構造が採用されており、予圧調整を実現している（例えば、特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６３３６４号公報（第６頁、第１図）
【特許文献２】特許第２７５９２３２号公報（第４頁、第１図）
【特許文献３】実用新案登録第２５５３８２５号公報（第３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の回転機器は、以上のように構成されているので、例えば、特許文献１の場合においては、油圧力や空気力をバネ力に対し相乗と相殺の両方向に作用させることは構造上難しく、軸受の予圧可変範囲に制限が生じるといった問題点がある。また、予圧の調整に油圧ポンプや空圧ポンプと、レギュレータもしくはブースター等の付帯機器を別途必要とするため、システムが大型化してしまう。また、予圧を可変する作動力として流体を用いるため、高速・高応答の予圧可変は困難であり、また、油圧ポンプや空圧ポンプは外部に油や粉塵等を発生させるため、油や粉塵等の発生が忌避される分野への適用は不可能である。
【０００６】
さらに、例えば、特許文献２、３の場合においては、予圧するためには常に電力（磁気力）を必要とするため、停電等により電力供給が停止した場合、軸受の予圧抜けが生じ、この軸受の予圧抜けが発生した状態で慣性力によりモータが回転し続けるため、軸受、さらにはシステム全体の故障や破損が懸念される。また、磁気力のうち、磁気吸引力のみを使用するため、軸受の予圧可変は、強める方向、もしくは弱める方向の、どちらか一方に限定されるといった問題点がある。また、磁気吸引力を作用させるためだけの専用の特別な構造部品、すなわち、特許文献２ではスラストディスク、特許文献３ではリング状ディスクといった部品を別途設ける必要があり、システムが大型化してしまう。
【０００７】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、その目的は、回転機器の軸受予圧に、幅広い可変範囲（調整範囲）を与え、また、システムを小型化することで、回転機器の高剛性化、低振動化、軸受の長寿命化、軸受の温度上昇低減、システムの省スペース化、省エネルギー化を実現する、軸受の予圧可変構造を備えた回転機器を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る回転機器においては、ハウジング内に軸受で回転自在に支持された軸と、この軸に嵌合した回転子と、ハウジング内に固定された固定子とを有する回転機器であって、軸方向の一方である反出力側の軸受の外輪側に位置し、軸受を保持すると共に軸方向に磁化方向性を有した摺動可能な軸受スリーブと、軸受スリーブの外輪側に位置し、軸受スリーブを保持すると共にハウジングと嵌合するブラケットと、軸受スリーブを介して軸受に軸方向への予圧を付加する予圧用バネと、軸受スリーブと対向する対向面を有し、ブラケットに固定された電磁石と、軸受スリーブと電磁石の対向面との間に軸方向の磁気力が発生するように電磁石への供給電流を制御し、この磁気力をもって軸受スリーブを介して予圧用バネにて軸受に付加された予圧を調整する電流制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、軸受の予圧にバネ力と磁気力の合成力を用いることで、回転機器の軸受予圧に、幅広い可変範囲（調整範囲）を与えることができる。
【００１０】
また、回転機器の負荷、回転速度、温度、振動、軸受温度等の信号から、磁気力を可変させ、回転機器の駆動条件に応じた予圧を付加し、回転機器の高剛性化、低振動化、軸受の長寿命化、軸受の温度上昇低減が可能となる。特に、低速・高負荷時では高予圧を付加することで回転機器の高剛性化や低振動化が、高速・低負荷時では低予圧を付加することで軸受の温度上昇低減や軸受グリスの長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１を示す回転機器の横断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す回転機器のうち、軸受の予圧可変を実現する構造部品配置を示す横断面拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す回転機器のうち、予圧用電磁石の構造と、軸受スリーブの構造と、磁気力の作用を表す横断面拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態１を示す回転機器のうち、予圧用電磁石のヨーク部とコイル部を表す拡大図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す回転機器のうち、定常予圧状態におけるバネ力と磁気力の作用を表す横断面拡大図である。
【図６】この発明の実施の形態１を示す回転機器のうち、高予圧状態におけるバネ力と磁気力の作用を表す横断面拡大図である。
【図７】この発明の実施の形態１を示す回転機器のうち、低予圧状態におけるバネ力と磁気力の作用を表す横断面拡大図である。
【図８】この発明の実施の形態１を示す励磁電流と予圧力の相関関係を表す励磁電流−予圧線図である。
【図９】この発明の実施の形態１を示す軸受の予圧可変構造例を表すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における回転機器の横断面図である。図１において、１は回転機器であり、軸受の予圧可変構造を有する。２はハウジング、３は出力側Ｐ側ブラケット、４は反出力側Ｏ側ブラケットであり、出力側Ｐ側ブラケット３と反出力側Ｏ側ブラケット４は、それぞれハウジング２と嵌合する。５は回転自在に支持された軸、６はモータを構成する固定子、６ａは固定子６に施された固定子巻線、７は軸５に嵌合された回転子、８は軸５を回転自在に支持する出力側軸受である。９は反出力側軸受、１０は反出力側軸受９の外輪を保持する軸受スリーブ、１１は予圧用バネ、１２は予圧可変用電磁石、１３はボルトである。２０は予圧可変用電磁石１２に通電すると共に、通電量を制御する電流制御部である。
【００１３】
次に、反出力側Ｏ側ブラケット４と、反出力側軸受９と、反出力側軸受９を保持する軸受スリーブ１０と、予圧用バネ１１と、予圧可変用電磁石１２の配置について、図２を用いて説明する。図２において、４ａは軸受スリーブ摺動面、１４はエアギャップである。反出力側Ｏ側ブラケット４は、軸受スリーブ摺動面４ａで軸受スリーブ１０の外輪を保持している。予圧可変用電磁石１２は、ボルト１３により反出力側Ｏ側ブラケット４に組付けられている。軸受スリーブ１０と予圧可変用電磁石１２は、一定のエアギャップ１４を挟み対向して配置されている。予圧用バネ１１は、軸受スリーブ１０と予圧可変用電磁石１２に挟み込まれる形でエアギャップ１４間に配置され、初期状態では予圧用バネ１１は押圧・圧縮されており、そのバネ力（反発力）を軸受スリーブ１０に伝える。この時、軸受スリーブ１０に作用するバネ力が、定常的に反出力側軸受９に付加される予圧となる。
【００１４】
次に、軸受スリーブ１０の構成について、図３を用いて説明する。図３において、１０ａは磁性体部、１０ｂは非磁性体部であり、軸受スリーブ１０は磁性体部１０ａと非磁性体部１０ｂで構成される。１５は磁束である。磁性体部１０ａは軸５と平行な方向（軸方向）に磁化されており（図３の磁化方向）、外部からの磁気力と影響し合うことで磁性体部１０ａ内部に吸引力または反発力を発生させる。また、磁性体部１０ａは、その内部に磁束１５を通し、磁路としての役割も果たす。
【００１５】
非磁性体部１０ｂは、反出力側軸受９の外輪を嵌合して保持するが、非磁性体のため磁路としての役割は持たず、反出力側軸受９側に磁束１５を通さない。従って、軸受スリーブ１０は、磁性体部１０ａには磁束１５が通るため磁路として利用されるが、非磁性体部１０ｂには磁束１５が通らないことから、反出力側軸受９との境界面に磁気絶縁性を有する。さらに、軸受スリーブ１０は、軸方向からの外力により、反出力側Ｏ側ブラケット４の軸受スリーブ摺動面４ａに沿って、軸方向に摺動可能である。
【００１６】
次に、予圧可変用電磁石１２の構成について、図３と図４を用いて説明する。図３と図４において、１２ａはヨーク部、１２ｂはコイル部であり、予圧可変用電磁石１２はヨーク部１２ａとコイル部１２ｂで構成される。ヨーク部１２ａの予圧可変用電磁石１２の出力側の平面部、すなわち回転子７と対向する表面には、図４に示すように軸５を中心にしてリング状の溝が設けられており、このリング状溝に外周部が絶縁されたコイル部１２ｂが埋設されており、このヨーク部１２ａとコイル部１２ｂで予圧可変用電磁石１２を形成する。予圧可変用電磁石１２は、エアギャップ１４を挟み、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａと軸方向に対向する方向で配置されている。
【００１７】
次に、磁気力の作用について、図５を用いて説明する。予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂに電流制御部２０から通電すると、軸方向に沿って磁束１５が発生する。発生した磁束１５は、予圧可変用電磁石１２を構成するヨーク部１２ａ、エアギャップ１４、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａを経て、再びエアギャップ１４、予圧可変用電磁石１２を構成するヨーク部１２ａを通り、閉磁気回路を形成する。この時、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａは、磁束１５の発生方向（右回りまたは左回り）に応じた磁気力（予圧可変用電磁石１２に対する吸引力または反発力）を、軸方向に沿って発生する。
【００１８】
予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂで発生した磁束１５が、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａの磁化方向と同一方向であれば、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに予圧可変用電磁石１２に対する磁気反発力が発生し、磁化方向と逆方向であれば、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに予圧可変用電磁石１２に対する磁気吸引力が発生する。なお、磁気力を発生させるのみであれば、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに磁束１５が作用すれば良く、磁束１５が閉磁気回路を形成する必要はないが、漏れ磁束の抑制や省エネルギー化を考慮した場合、この実施の形態１に示すように、閉磁気回路を形成することが望ましい。
【００１９】
次に、反出力側軸受９の定常予圧状態における予圧付加と予圧可変の方法について、図５を用いて説明する。反出力側軸受９の予圧力が定常予圧状態となるのは、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａで発生する磁気力が、予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）に作用しない場合である。予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂが無通電の場合、軸受スリーブ１０を介して反出力側軸受９に付加される力は、押圧・圧縮された予圧用バネ１１の反発力のみとなる。この時、反出力側軸受９に付加される予圧力：Ｆは、バネ定数をｋ、予圧用バネ１１の縮み量をｘとすると、式（１）で表される。
【００２０】
定常予圧状態での予圧力：Ｆ＝ｋｘ                    ・・・式（１）
【００２１】
次に、反出力側軸受９の高予圧状態における予圧付加と予圧可変の方法について、図６を用いて説明する。反出力側軸受９の予圧力が高予圧状態となるのは、予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）に対し相乗する方向に磁気力が作用した場合である。軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに磁気反発力が発生するように、予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂを電流制御部２０から通電すると、軸受スリーブ１０を介して反出力側軸受９に付加される力は、押圧・圧縮された予圧用バネ１１の反発力と、磁性体部１０ａに発生した磁気反発力の合成力となる。この時、反出力側軸受９に付加される予圧力：Ｆは、磁気反発力をＭ（絶対値）とすると、式（２）で表される。
【００２２】
高予圧状態での予圧力：Ｆ＝ｋｘ＋Ｍ                  ・・・式（２）
【００２３】
次に、反出力側軸受９の低予圧状態における予圧付加と予圧可変の方法について、図７を用いて説明する。反出力側軸受９の予圧力が低予圧状態となるのは、予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）を相殺する方向に磁気力が作用した場合である。軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに磁気吸引力が発生するように、予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂを電流制御部２０から通電すると、軸受スリーブ１０を介して反出力側軸受９に付加される力は、押圧・圧縮された予圧用バネ１１の反発力と、磁性体部１０ａに発生した磁気吸引力の合成力となる。この時、反出力側軸受９に付加される予圧力：Ｆは、磁気吸引力をＭ（絶対値）とすると、式（３）で表される。
【００２４】
低予圧状態での予圧力：Ｆ＝ｋｘ−Ｍ                  ・・・式（３）
【００２５】
式（２）と式（３）で用いた磁気力：Ｍの絶対値は、予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂに電流制御部２０から通電する励磁電流をＩ、コイル部１２ｂの巻数をＮ、軸受スリーブ１０と予圧可変用電磁石１２の対向面積をＳ、磁路の磁気抵抗をＲ、真空透磁率をμ０とすると、式（４）で表される。
【００２６】
磁気力（絶対値）：Ｍ＝（Ｉ２Ｎ２）／（μ０ＳＲ２）      ・・・式（４）
【００２７】
式（２）から式（４）より、予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）と軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに発生する磁気力の合成力による反出力側軸受９の予圧の合成力：Ｆは、式（５）で表される。
【００２８】
予圧の合成力：Ｆ＝ｋｘ±Ｍ
＝ｋｘ±（Ｉ２Ｎ２）／（μ０ＳＲ２）
＝ｋｘ±Ｉ２Ｚ                        ・・・式（５）
【００２９】
ここで、Ｚ＝Ｎ２／（μ０ＳＲ２）である。式（５）において、励磁電流：Ｉ以外は定数として与えられるため、反出力側軸受９の予圧の合成力：Ｆは励磁電流：Ｉの関数となる。
【００３０】
次に、反出力側軸受９の予圧の可変範囲について、図８を用いて説明する。式（５）より、予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂに電流制御部２０から通電する励磁電流：Ｉを可変することで、反出力側軸受９の予圧の状態を高予圧状態、定常予圧状態、低予圧状態にそれぞれ可変することができる。予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂを無通電、すなわち励磁電流：Ｉがゼロの時の反出力側軸受９の予圧力を定常予圧状態（原点）とし、磁気反発力が大きくなる方向に励磁電流：Ｉを増加させると（図８横軸の右方向）、高予圧状態となる。一方、磁気吸引力が大きくなる方向に励磁電流：Ｉを増加させると（図８横軸の左方向）、低予圧状態となる。
【００３１】
高予圧状態について、予圧可変用電磁石１２を構成するヨーク部１２ａ、エアギャップ１４等の磁気飽和の影響を考慮しない場合、反出力側軸受９の予圧力は、励磁電流：Ｉに比例し、定常予圧状態の予圧を超えてさらに高くすることが可能である。一方、低予圧状態については、予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）と磁気力が相殺し釣合う状態、すなわち予圧ゼロまで低くすることが可能である。
【００３２】
以上より、予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂに電流制御部２０から通電する励磁電流：Ｉを制御することで、軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに発生する磁気力を連続かつ任意に制御することができ、その結果、反出力側軸受９の予圧力を滑らかに可変することが可能となる。なお、高予圧状態・低予圧状態と磁気反発力・磁気吸引力の関係は、実施の形態１で説明した関係に限定されるものではなく、軸受スリーブ１０、予圧用バネ１１、予圧可変用電磁石１２の配置を変更することで、任意に変更可能である。
【００３３】
次に、軸受の予圧可変構造の一例について、図９を用いて説明する。図９において、１６は回転機器計測部、１７は温度計測部、１８は振動計測部、１９は電流指令部である。
【００３４】
次に動作について説明する。反出力側軸受９の予圧可変においては、回転機器１の軸５の負荷状態と回転子７の回転速度を回転機器計測部１６で検出し、固定子６に施された固定子巻線６ａの巻線温度と出力側軸受８及び反出力側軸受９の各軸受温度を温度計測部１７で計測し、ハウジング２の振動振幅を振動計測部１８でそれぞれ計測する。
【００３５】
電流指令部１９は、軸５の負荷状態信号や回転子７の回転速度信号が予め設定された所定の値よりも低速・高負荷を示す場合は、予圧用バネ１１にて反出力側軸受９に付加された予圧を強めるように、すなわち、高予圧状態になるように、高速・低負荷時を示す場合は、予圧用バネ１１にて反出力側軸受９に付加された予圧を弱めるように、すなわち、低予圧状態になるように、電流制御部２０に電流指令を出力する。
【００３６】
また、電流指令部１９は、出力側軸受８及び反出力側軸受９の温度信号や固定子巻線６ａの温度信号が予め設定された所定の値よりも高温度を示す場合は、予圧用バネ１１にて反出力側軸受９に付加された予圧を弱めるように、すなわち、低予圧状態になるように電流指令を出力する。また、電流指令部１９は、ハウジング２の振動振幅信号が予め設定された所定の値よりも高振動振幅を示す場合は、予圧用バネ１１にて反出力側軸受９に付加された予圧を強めるように、すなわち、高予圧状態になるように電流指令を出力する。
【００３７】
なお、電流指令部１９は、回転機器計測部１６と温度計測部１７と振動計測部１８から出力される各信号値を入力値として、電流指令部１９は予め設定された目標となる予圧の大きさと現在の予圧の大きさとの偏差がゼロになるように各信号値を基に励磁電流値を算出し、その電流指令を電流制御部２０に出力するようにしても良い。このように、電流制御部２０からの励磁電流を可変させることで、回転機器１の駆動条件に応じた予圧を付加することができる。
【００３８】
一方、電流指令部１９は、予め回転機器計測部１６と温度計測部１７と振動計測部１８から出力される各信号値と必要予圧の関係を相関表として構築しておき、この相関表に従って、回転機器計測部１６と温度計測部１７と振動計測部１８から出力される各信号値を基に励磁電流値を算出し、その電流指令を電流制御部２０に出力するようにしても良い。この場合、相関表を用いて電流制御をシステムで自動化することが可能となるので、反出力側軸受９の予圧の大きさを高速・高応答で可変することができる。
【００３９】
また、反出力側軸受９に予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）により定常的な予圧を付加することで、停電等により外部からの電力供給が停止した場合においても、反出力側軸受９の予圧抜けによる反出力側軸受９や、回転機器１の故障や破損予防が可能である。従来技術のように油圧力や空圧力、そして磁気力単体で軸受に予圧を付加する場合と比較して、この実施の形態１では、予圧用バネ１１の初期状態で押圧・圧縮されて発生しているバネ力（反発力）が、必要とする予圧の大部分を賄うため、ポンプ動作やレギュレータ動作に伴う電力供給が不要となり、その結果、システムの小型化や省エネルギー化が可能となる。さらには、油や粉塵等が発生しないことから、耐環境性に優れ、油や粉塵等の発生が忌避される分野への適用が可能となる。
【００４０】
さらに、予圧可変として軸受スリーブ１０を構成する磁性体部１０ａに発生する磁気力を用いるため、従来技術のような流体を用いる場合と比較して、高速・高応答で反出力側軸受９の予圧を可変することが可能となる。加えて、予圧可変用電磁石１２を構成するコイル部１２ｂへの電流制御を実施した場合においては、反出力側軸受９の予圧の大きさを連続的に滑らかに可変することが可能となる。
【００４１】
この実施の形態１では、バネ力（反発力）と磁気反発力または磁気吸引力を組み合わせることで、特許文献１では実現できなかった予圧を強める或いは弱めるといった二方向への予圧可変が可能となる。
【００４２】
また、従来技術では必要であった磁気吸引力を作用させるためだけの専用の特別な構造部品、すなわち、特許文献２ではスラストディスク、特許文献３ではリング状ディスクといった部品を別途設ける必要が無く、その結果、システムの小型化や省スペース化が可能となる。また、軸受スリーブ１０と予圧可変用電磁石１２の配置においては、軸受スリーブ１０と予圧可変用電磁石１２を磁路とした閉磁気回路が形成され、漏れ磁束の抑制や磁気力低下の抑制が可能となる。その結果、磁気力を発生させるための消費電力の低減が可能となり、省エネルギー化が可能となる。また、この実施の形態１においては、軸受スリーブ１０と予圧可変用電磁石１２をさらに近接対抗配置することもでき、その場合には、さらなる漏れ磁束抑制効果、システムの小型化や省スペース化が可能となる。
【００４３】
以上、この実施の形態１で説明した軸受の予圧可変構造によれば、回転機器１の駆動条件に応じて、軸受の予圧を高速・高応答で連続かつ任意に制御し、可変できるので、回転機器１の高剛性化、低振動化、軸受の長寿命化、軸受の温度上昇低減、システムの省スペース化、省エネルギー化が可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転機器、２  ハウジング、３  出力側Ｐ側ブラケット、４  反出力側Ｏ側ブラケット、４ａ  軸受スリーブ摺動面、５  軸、６  固定子、６ａ  固定子巻線、７  回転子、８  出力側軸受、９  反出力側軸受、１０  軸受スリーブ、１０ａ  磁性体部、１０ｂ  非磁性体部、１１  予圧用バネ、１２  予圧可変用電磁石、１２ａ  ヨーク部、１２ｂ  コイル部、１３  ボルト、１４  エアギャップ、１５  磁束、２０  電流制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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