JP2001214934A

JP2001214934A - 磁気軸受装置

Info

Publication number: JP2001214934A
Application number: JP2000025077A
Authority: JP
Inventors: Manabu Taniguchi; 学谷口; Atsushi Kubo; 厚久保; Hirotomo Kamiyama; 拓知上山
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】位置センサの発振器の共通化が可能な磁気軸
受装置を提供する。【解決手段】磁気軸受装置は、回転体4をアキシアル
方向およびラジアル方向に非接触支持して磁気浮上させ
るための複数の電磁石24a,24b,25a〜25d,26a〜26dを有
する複数組の磁気軸受7,8,9、回転体のアキシアル方向
およびラジアル方向の位置を検出するための複数の位置
センサ21,33a〜33d,34a〜34dを有する位置検出装置10、
ならびに位置検出装置による位置の検出結果に基づいて
磁気軸受の電磁石を制御する電磁石制御装置を備えてい
る。回転体のアキシアル方向の位置を検出するためのア
キシアル位置センサ21およびラジアル方向の位置を検出
するためのラジアル位置センサ33a〜33d,34a〜34dがイ
ンダクタンス検出方式のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気軸受装置、
さらに詳しくは、複数組の磁気軸受で回転体をアキシア
ル方向およびラジアル方向に非接触支持して磁気浮上さ
せる磁気軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の磁気軸受装置として、５つの制
御軸（アキシアル方向の制御軸およびアキシアル方向の
２箇所の各々における２つのラジアル方向の制御軸）を
有する５軸制御型磁気軸受装置が知られている。

【０００３】５軸制御型磁気軸受装置は、回転体をアキ
シアル制御軸方向に非接触支持する１組のアキシアル磁
気軸受、回転体をアキシアル方向の２箇所においてそれ
ぞれ互いに直交する２つのラジアル制御軸方向に非接触
支持する２組のラジアル磁気軸受を備えている。アキシ
アル磁気軸受は、回転体をアキシアル制御軸方向の両側
から挟むように配置されて回転体を磁気吸引する１対の
電磁石を備えている。各ラジアル磁気軸受は、２つの各
ラジアル制御軸方向の各々について、回転体を該制御軸
方向の両側から挟むように配置されて回転体を磁気吸引
する１対の電磁石を備えている。また、磁気軸受装置
は、５つの制御軸の各々について、回転体の該制御軸方
向の位置を検出する位置検出手段としての位置検出装
置、および位置検出装置による位置の検出結果に基づい
て該制御軸の１対の電磁石を制御する電磁石制御手段と
しての電磁石制御装置を備えている。アキシアル制御軸
方向の位置検出装置は、回転体の位置検出端面にアキシ
アル制御軸方向の一方から対向する１個のアキシアル位
置センサを備えている。各ラジアル制御軸方向の位置検
出装置は、回転体を該制御軸方向の両側から挟んで対向
する１対のラジアル位置センサを備えている。各位置セ
ンサは、回転体に設けられた被検出体（ターゲット）に
対向するように配置され、被検出体とのギャップ（空
隙）の大きさを検出するようになっている。

【０００４】制御型磁気軸受装置に使用される位置セン
サは、コアに巻かれたコイルに交流電流が供給されるも
のであるが、交流電流の周波数によってインダクタンス
検出方式と渦電流検出方式に分けられる。

【０００５】渦電流検出方式の位置センサには、比較的
高い周波数の電流が供給される。インダクタンス検出方
式の位置センサの場合、センサには比較的低い周波数の
電流が供給され、渦電流の影響を少なくするために、薄
板が積層された被検出体が使用される。ラジアル位置セ
ンサの被検出体は、回転体の周囲に穴あき円板状の薄板
を積層することにより、簡単に積層構造とすることがで
きる。したがって、ラジアル位置センサには、インダク
タンス検出方式のものが使用される。これに対し、アキ
シアル位置センサの被検出体は、回転体の端面に設けら
れるものであるから、これを積層構造にするのは困難で
ある。このため、アキシアル位置センサには、渦電流検
出方式のものが使用される。

【０００６】このように、従来の磁気軸受装置では、ラ
ジアル位置センサにインダクタンス検出方式のものが、
アキシアル位置センサに渦電流検出方式のものが使用さ
れており、インダクタンス検出方式の位置センサと渦電
流検出方式の位置センサでは電流の周波数が異なるた
め、少なくとも２種類の発振器が必要である。また、発
振周波数の差により、位置センサ間に干渉が発生し、こ
れが誤動作の原因になることがある。

【０００７】一方、位置センサはケーブルを介して電磁
石制御装置に接続されるが、位置センサの出力信号（セ
ンサ信号）はケーブル長の影響を受け、ケーブル長によ
ってオフセット値が変化する。また、位置センサには、
温度ドリフトが生じる。

【０００８】ラジアル位置センサの場合、１対のセンサ
の出力の差に基づいて位置が求められるので、ケーブル
長によるオフセット値の変化や温度ドリフトをキャンセ
ルすることができる。これに対し、アキシアル位置セン
サの場合、１個のセンサの出力から位置が求められるの
で、ケーブル長によるオフセット値の変化や温度ドリフ
トをキャンセルすることができない。このため、ケーブ
ル長が変わると、センサのチューニングをやり直す必要
があり、温度ドリフトによって検出値に誤差が生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、位
置センサの発振器の共通化が可能な磁気軸受装置を提供
することにある。

【００１０】この発明の目的は、また、アキシアル位置
センサにおけるケーブル長の影響や温度ドリフトをキャ
ンセルできる磁気軸受装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による磁気軸受装置は、回転体をアキシアル方向およ
びラジアル方向に非接触支持して磁気浮上させるための
複数の電磁石を有する複数組の磁気軸受、前記回転体の
アキシアル方向およびラジアル方向の位置を検出するた
めの複数の位置センサを有する位置検出手段、ならびに
前記位置検出手段による位置の検出結果に基づいて前記
磁気軸受の電磁石を制御する電磁石制御手段を備えてい
る磁気軸受装置において、前記回転体のアキシアル方向
の位置を検出するためのアキシアル位置センサおよびラ
ジアル方向の位置を検出するためのラジアル位置センサ
がインダクタンス検出方式のものであることを特徴とす
るものである。

【００１２】アキシアル位置センサおよびラジアル位置
センサがともにインダクタンス検出方式のものであるか
ら、全ての位置センサを同一の発振周波数で駆動するこ
とができる。このため、発振器を共通化して１つにする
ことができ、部品点数の削減、ソフトウェアの簡略化が
可能である。また、位置センサの駆動周波数を同一にす
ることで、位置センサ間に発生する干渉や誤動作を防止
することができる。

【００１３】たとえば、前記各位置センサに供給される
交流電流の周波数が１０〜１００ｋＨzである。

【００１４】たとえば、前記回転体に、抵抗率の大きい
軟磁性ステンレス鋼よりなるアキシアル方向被検出体が
前記アキシアル位置センサに対向するように設けられて
いる。

【００１５】抵抗率の大きい軟磁性ステンレス鋼でアキ
シアル方向被検出体を構成することにより、渦電流の影
響を少なくして、位置センサの出力感度を向上させ、ノ
イズなどによる誤動作を防止することができる。

【００１６】たとえば、前記被検出体の抵抗率が８０μ
Ω・ｃｍ以上、好ましくは８５μΩ・ｃｍ以上である。

【００１７】たとえば、前記回転体に、前記アキシアル
位置センサに対向するアキシアル方向被検出体が設けら
れており、前記アキシアル位置センサの近傍に、前記ア
キシアル位置センサと同じ特性の補償用センサ、前記ア
キシアル方向被検出体と同じ抵抗率の材料よりなる補償
用被検出体、およびこれらの間に介在させられた非磁性
材料よりなるスペーサを有する補償用センサユニットが
設けられ、前記スペーサが、前記回転体がアキシアル方
向の所定の目標位置にあるときの前記アキシアル位置セ
ンサと前記アキシアル方向被検出体とのアキシアル方向
のギャップの大きさと等しい厚さを有するものであり、
前記アキシアル位置センサの出力と前記補償用センサの
出力の差に基づいて前記回転体のアキシアル方向の位置
が求められるようになされている。

【００１８】補償用センサはアキシアル位置センサの近
傍に配置されているので、両センサの温度は常にほぼ等
しくなり、両センサは同じ特性のものであるから、両セ
ンサの温度ドリフト値は常にほぼ等しくなる。そして、
両センサの出力の差に基づいて回転体のアキシアル方向
の位置が求められるので、温度ドリフトをキャンセルす
ることができる。また、両センサのケーブル長を常に等
しくすることにより、ケーブル長の変更による出力信号
のオフセット値の影響をキャンセルすることもできる。

【００１９】

【発明の実施形態】以下、図面を参照して、この発明を
５軸制御型磁気軸受装置に適用した実施形態について説
明する。

【００２０】図１〜図３は第１実施形態を示しており、
図１は５軸制御型磁気軸受装置の機械的部分を概略的に
示す縦断面図、図２はその要部を示す拡大縦断面図、図
３はその電気的構成の１例を示すブロック図である。

【００２１】磁気軸受装置は、ケーブルにより接続され
た機械本体(1)および制御装置（コントローラ）(2)を備
えている。機械本体(1)は、鉛直状のケーシング(3)と回
転体(4)を有する縦型のものである。ケーシング(3)は、
底部が閉じて頂部が開口した円筒状をなし、固定部分を
構成している。回転体(3)は、軸部(5)と、頂部が閉じて
底部が開口した円筒状をなし頂壁の中央部が軸部(5)の
上端に同心状に固定された筒部(6)とからなり、回転部
分を構成している。軸部(5)はケーシング(3)の内側に位
置し、筒部(6)はケーシング(3)の外側に位置している。
以下の説明において、回転体(3)のアキシアル方向（鉛
直方向）の軸をＺ軸、Ｚ軸と直交するとともに互いに直
交する２つのラジアル方向（水平方向）の軸をＸ軸およ
びＹ軸とする。

【００２２】機械本体(1)には、回転体(4)をＺ軸方向に
非接触支持する１組のアキシアル磁気軸受(7)、回転体
(4)をアキシアル方向の２箇所においてそれぞれＸ軸方
向およびＹ軸方向に非接触支持する上下２組のラジアル
磁気軸受(8)(9)、回転体(5)のアキシアル方向の位置お
よび上記２箇所におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の位置
をそれぞれ検出するための位置検出部(10)、回転体(5)
を高速回転させるためのビルトイン型電動モータ(11)、
ならびに回転体(3)の回転速度を検出するための回転セ
ンサ(12)が設けられている。また、図示は省略したが、
回転体(4)のアキシアル方向およびラジアル方向の可動
範囲を規制して、回転体(4)を磁気軸受(7)(8)(9)で支持
できなくなったときなどに可動範囲の極限位置において
回転体(4)を機械的に支持する規制手段としての上下２
組の保護軸受（タッチダウン軸受）が設けられている。
Ｚ軸は、アキシアル方向の制御軸となっている。また、
上部磁気軸受(8)の部分におけるＸ軸方向の制御軸を上
部Ｘ軸、Ｙ軸方向の制御軸を上部Ｙ軸とし、下部磁気軸
受(9)の部分におけるＸ軸方向の制御軸を下部Ｘ軸、Ｙ
軸方向の制御軸を下部Ｙ軸とする。

【００２３】制御装置(2)には、モータ駆動回路(13)、
磁気軸受駆動回路(14)、位置センサ駆動回路(15)、回転
センサ駆動回路(16)、発振器(17)、ソフトウェアプログ
ラムが可能なディジタル処理手段としてのＤＳＰ(18)、
ＡＤ変換器(19)およびＤＡ変換器(20)が設けられてい
る。ＤＳＰはディジタル信号処理プロセッサの略で、デ
ィジタル信号処理プロセッサとは、ディジタル信号を入
力してディジタル信号を出力し、ソフトウェアプログラ
ムが可能で、高速実時間処理が可能な専用ハードウェア
を指す。

【００２４】位置検出部(10)は、回転体(4)のＺ軸方向
の位置を検出するための１個のアキシアル位置センサ(2
1)、ならびに回転体(4)のＸ軸方向およびＹ軸方向の位
置を検出するための上下２組のラジアル位置センサユニ
ット(22)(23)を備えている。

【００２５】アキシアル磁気軸受(7)は、回転体軸部(5)
の下部に一体に形成されたフランジ部(5a)をＺ軸方向の
両側から挟むように配置されて回転体軸部(5)を磁気吸
引する１対のアキシアル電磁石(24a)(24b)を備えてい
る。アキシアル電磁石は、符号(24)で総称する。１対の
アキシアル電磁石(24)には、同じ特性のものが使用され
る。

【００２６】２組のラジアル磁気軸受(8)(9)は、アキシ
アル磁気軸受(7)の上側において上下方向に所定の間隔
をおいて配置されており、これらの間にモータ(11)が配
置されている。上部ラジアル磁気軸受(8)は、回転体軸
部(5)をＸ軸方向の両側から挟むように配置されて回転
体軸部(5)を磁気吸引する１対の上部ラジアル電磁石(25
a)(25b)、および回転体軸部(5)をＹ軸方向の両側から挟
むように配置されて回転体軸部(5)を磁気吸引する１対
の上部ラジアル電磁石(25c)(25d)を備えている。これら
のラジアル電磁石は、符号(25)で総称する。同様に、下
部ラジアル電磁石(9)も、２対の下部ラジアル電磁石(26
a)(26b)(26c)(26d)を備えている。これらのラジアル電
磁石も、符号(26)で総称する。ラジアル軸受(25)(26)に
ついても、少なくとも同一制御軸の１対の電磁石には、
同じ特性のものが使用される。好ましくは、全てのラジ
アル電磁石(25)(26)に同じ特性のものが使用される。

【００２７】回転体軸部(5)の下端に、短円柱状のアキ
シアル方向ターゲット（被検出体）(27)が同心状に取り
付けられている。図２に詳細に示すように、アキシアル
位置センサ(21)は、コア(28)にコイル(29)が巻かれたも
のであり、ターゲット(27)の下端面の中心部にＺ軸方向
の下側から対向するように配置されている。回転センサ
(12)はアキシアル位置センサ(21)と同じ特性のものであ
り、対応する部分には同一の符号を付している。ターゲ
ット(27)の下端面の外周部の１つの円周上に、１つまた
は複数の被検出部(30)が形成されている。この例では、
ターゲット(27)の下端面の最外周に凹部を形成すること
により、被検出部(30)が形成されている。複数の被検出
部(30)が形成される場合、それらは円周方向に等間隔を
おいて設けられる。ターゲット(27)は、好ましくは、抵
抗率の大きい軟磁性ステンレス鋼よりなり、その抵抗率
は、好ましくは、８５μΩ・ｃｍ以上である。

【００２８】上部ラジアル磁気軸受(8)の近傍の回転体
軸部(5)の外周に環状の上部ラジアル方向ターゲット
（被検出体）(31)が、下部ラジアル磁気軸受(9)の近傍
の回転体軸部(5)の外周に環状の下部ラジアル方向ター
ゲット（被検出体）(32)がそれぞれ設けられている。上
部ラジアル位置センサユニット(22)は、Ｘ軸方向の電磁
石(25a)(25b)の近傍においてＸ軸方向の両側から上部タ
ーゲット(31)を挟むように配置された１対の上部ラジア
ル位置センサ(33a)(33b)、およびＹ軸方向の電磁石(25
c)(25d)の近傍においてＹ軸方向の両側から上部ターゲ
ット(31)を挟むように配置された１対の上部ラジアル位
置センサ(33c)(33d)を備えている。これらのラジアル位
置センサは、符号(33)で総称する。同様に、下部ラジア
ル位置センサユニット(23)は、下部ターゲット(32)をＸ
軸方向およびＹ軸方向の両側から挟むように配置された
２対の下部ラジアル位置センサ(34a)(34b)(34c)(34d)を
備えている。これらのラジアル位置センサも、符号(34)
で総称する。各ラジアル位置センサ(33)(34)は、アキシ
アル位置センサ(21)と同様の構成を有する。各ターゲッ
ト(31)(32)は、従来と同様、無方向性けい素鋼板製の環
状の薄板を積層することにより構成されている。

【００２９】電磁石(24)(25)(26)、位置センサ(21)(33)
(34)および回転センサ(12)は、ケーシング(3)の内側に
固定されている。

【００３０】モータ(11)は、ケーシング(3)に設けられ
たステータ(35)と回転体軸部(5)の外周部に設けられた
ロータ(36)から構成されている。

【００３１】位置センサ駆動回路(15)は、次に詳細に説
明するように、位置検出部(10)の各位置センサ(21)(33)
(34)をインダクタンス検出方式のセンサとして駆動し、
各位置センサ(21)(33)(34)の出力である距離信号に基づ
いて、回転体(4)のＺ軸方向の位置、ならびに上下のラ
ジアルセンサユニット(22)(23)の部分におけるＸ軸方向
およびＹ軸方向の位置を演算し、その演算結果である位
置信号をＡＤ変換器(19)を介してＤＳＰ(18)に出力す
る。位置検出部(10)と位置センサ駆動回路(15)により、
回転体(4)の各制御軸方向の位置を検出する位置検出手
段としての位置検出装置が構成されている。

【００３２】位置センサ駆動回路(15)は、発振器(17)の
出力と同じ周波数の交流電流を全ての位置センサ(21)(3
3)(34)に供給する。この交流電流の周波数は好ましくは
１０〜１００ｋＨzで、たとえば５０ｋＨzである。交流
電流の周波数を上記の範囲にすることにより、位置セン
サ(21)(33)(34)はインダクタンス検出方式のセンサとし
て駆動される。アキシアル位置センサ(21)のコイル(29)
に交流電流を流した状態でターゲット(27)とのギャップ
（空隙）の大きさが変化すると、インダクタンス変化が
生じ、アキシアル位置センサ(21)は、ターゲット(27)と
のギャップの大きさに比例する距離信号を出力する。各
ラジアル位置センサ(33)(34)も、同様に、対応するター
ゲット(31)(32)とのギャップの大きさに比例する距離信
号を出力する。位置センサ駆動回路(15)は、アキシアル
方向については、回転体(4)がアキシアル方向の所定の
目標浮上位置にあるときの変位を０とし、この目標浮上
位置に対する回転体(4)のアキシアル方向の変位に比例
する信号を位置信号として出力する。また、位置センサ
駆動回路(15)は、ラジアル方向については、各制御軸の
１対の位置センサ(33)(34)の出力の差を演算することに
より、１対の位置センサ(33)(34)の中心である目標浮上
位置に対する回転体(4)の変位を位置信号として出力す
る。

【００３３】回転センサ駆動回路(16)は、発振器(17)の
出力と同じ周波数の交流電流を回転センサ(12)に供給
し、回転センサ(12)を位置センサ(21)(33)(34)と同様の
インダクタンス検出方式のセンサとして駆動する。回転
センサ(12)の出力も、ターゲット(27)とのギャップの大
きさに比例して変化する。ターゲット(27)の被検出部(3
0)以外の部分が回転センサ(12)に対向しているときと、
被検出部(30)が回転センサ(12)に対向しているときとで
は、回転センサ(12)とターゲット(27)のギャップの大き
さが異なるため、回転センサ(12)の出力は、被検出部(3
0)がその上方に来るたびに変化する。したがって、回転
センサ(12)は、回転体(4)が１回転する間に被検出部(3
0)の数と同数のパルスを発生する。そして、このような
回転センサ(12)の出力が速度検出信号として回転センサ
駆動回路(16)からＤＳＰ(18)に出力される。回転センサ
(12)と回転センサ駆動回路(16)により、回転体(4)の回
転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度検
出装置が構成されている。

【００３４】ＤＳＰ(18)は、各制御軸について、ＡＤ変
換器(19)から入力する回転体(4)の位置を表わすディジ
タル位置信号に基づいて、各磁気軸受(7)(8)(9)の各電
磁石(24)(25)(26)に対する励磁電流信号をＤＡ変換器(2
0)を介して磁気軸受駆動回路(14)に出力する。そして、
駆動回路(14)は、ＤＳＰ(18)からの励磁電流信号に基づ
く励磁電流を対応する磁気軸受(7)(8)(9)の電磁石(24)
(25)(26)に供給し、これにより、回転体(4)が目標浮上
位置に非接触支持される。

【００３５】ＤＳＰ(18)は、また、回転センサ駆動回路
(16)の回転速度検出信号から回転体(4)の回転速度を演
算し、これに基づいてモータ(11)の回転を制御するため
の回転速度指令信号をモータ駆動回路(13)に出力する。
モータ駆動回路(13)は、インバータ等を備えており、回
転速度指令信号に基づいて、モータ(10)の回転速度を制
御する。そして、その結果、回転体(4)が、磁気軸受(7)
(8)(9)により目標浮上位置に非接触支持された状態で、
モータ(11)により高速回転させられる。

【００３６】上記の磁気軸受装置では、位置センサ(21)
(33)(34)および回転センサ(12)が全てインダクタンス検
出方式のものであって、同一の発振周波数で駆動されて
いるので、発振器(17)を共通化して１つにすることがで
き、部品点数の削減、ソフトウェアの簡略化が可能であ
る。また、全ての位置センサ(21)(33)(34)および回転セ
ンサ(12)の駆動周波数を同一にすることで、センサ(12)
(21)(33)(34)間に発生する干渉や誤動作を防止すること
ができる。また、アキシアル位置センサ(21)に対向する
ターゲット(27)が抵抗率の大きい軟磁性ステンレス鋼よ
りなるものであるから、渦電流の影響を少なくして、位
置センサ(21)の出力感度を向上させ、ノイズなどによる
誤動作を防止することができる。

【００３７】図４および図５は第２実施形態を示してお
り、図４は図２に、図５は図３にそれぞれ対応するもの
である。

【００３８】第２実施形態は、第１実施形態にアキシア
ル位置センサ用の第１の補償用センサユニット(37)およ
び回転センサ用の第２の補償用センサユニット(38)が付
加されたものであり、第１実施形態と同じ部分には同一
の符号を付している。

【００３９】第１の補償用センサユニット(37)は、アキ
シアル位置センサ(21)の近傍のケーシング(3)に設けら
れ、補償用センサ(39)、補償用ターゲット（被検出体）
(40)およびこれらの間に介在させられたスペーサ(41)よ
り構成されている。補償用センサ(39)は、アキシアル位
置センサ(21)と同じ特性のものであり、同じ部分には同
一の符号を付している。補償用ターゲット(40)は、アキ
シアル方向ターゲット(27)と同じ抵抗率の材料、好まし
くは、アキシアル方向ターゲット(27)と同じ材料よりな
る。スペーサ(41)は非磁性材料よりなり、その厚さは、
回転体(4)が目標浮上位置にあるときのアキシアル位置
センサ(21)とアキシアル方向ターゲット(27)とのギャッ
プの大きさに等しい。

【００４０】第２の補償用センサユニット(38)は、回転
センサ(12)の近傍のケーシング(3)に設けられている。
このユニット(38)の構成は第１の補償用センサユニット
(37)と同じであり、補償用センサ(42)、補償用ターゲッ
ト（被検出体）(43)およびスペーサ(44)より構成されて
いる。

【００４１】第１のユニット(37)の補償用センサ(39)に
は、位置センサ駆動回路(15)から発振器(17)の出力と同
じ周波数の交流電流が供給される。そして、位置センサ
駆動回路(15)は、アキシアル位置センサ(21)の出力と補
償用センサ(39)の出力との差を演算することにより、目
標浮上位置に対する回転体(4)のアキシアル方向の変位
に比例する信号を位置信号として出力する。

【００４２】補償用センサ(39)はアキシアル位置センサ
(21)の近傍に配置されているので、両センサ(21)(39)の
温度は常にほぼ等しくなり、両センサ(21)(39)は同じ特
性のものであるから、両センサ(21)(39)の温度ドリフト
値は常にほぼ等しくなる。そして、両センサ(21)(39)の
出力の差に基づいて回転体(4)のアキシアル方向の変位
が求められるので、温度ドリフトをキャンセルすること
ができる。また、両センサ(21)(39)のケーブル長を常に
等しくすることにより、ケーブル長の変更による出力信
号のオフセット値の影響をキャンセルすることもでき
る。

【００４３】第２のユニット(38)の補償用センサ(42)に
は、回転センサ駆動回路(16)から発振器(17)の出力と同
じ周波数の交流電流が供給される。そして、回転センサ
駆動回路(16)は、回転センサ(12)の出力と補償用センサ
(42)の出力の差を演算し、これを回転速度検出信号とし
て出力する。

【００４４】この場合も、第１のユニット(37)の場合と
同様、温度ドリフトをキャンセルすることができ、ケー
ブル長の変更による出力信号のオフセット値の影響をキ
ャンセルすることもできる。

【００４５】この実施形態のようにアキシアル位置セン
サ(21)と回転センサ(12)についてターゲット(27)とのキ
ャップの大きさが等しい場合は、補償用センサユニット
を１つだけ設けて、共用するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の第１実施形態を示す磁気軸
受装置の機械的部分の縦断面図である。

【図２】図２は、図１の要部を示す拡大縦断面図であ
る。

【図３】図３は、図１の磁気軸受装置の電気的構成の１
例を示すブロック図である。

【図４】図４は、この発明の第２実施形態を示す図２相
当の図面である。

【図５】図５は、第２実施形態を示す図３相当の図面で
ある。

【符号の説明】

(1) 機械本体 (2) 制御装置（電磁石制御手
段） (4) 回転体 (7) アキシアル磁気軸受 (8)(9) ラジアル磁気軸受 (10) 位置検出部 (15) 位置センサ駆動回路 (17) 発振器 (21) アキシアル位置センサ (22)(23) ラジアル位置センサユニッ
ト (24a)(24b) アキシアル電磁石 (25a)(25b)(25c)(25d) ラジアル電磁石 (26a)(26b)(26c)(26d) ラジアル電磁石 (27) アキシアル方向ターゲット
（被検出体） (33a)(33b)(33c)(33d) ラジアル位置センサ (34a)(34b)(34c)(34d) ラジアル位置センサ (37) 補償用センサユニット (39) 補償用センサ (40) 補償用ターゲット（被検出
体） (41) スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上山拓知大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内Ｆターム(参考） 2F063 AA04 AA50 BA03 BB05 BC04 BD16 CA40 CB01 CB04 CC04 DA01 DA08 DD02 DD05 GA03 GA06 GA33 GA44 LA19 LA20 3J102 AA01 BA03 BA19 CA16 CA19 DA02 DA03 DA09 DA39 DB01 DB05 DB37 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体をアキシアル方向およびラジアル方
向に非接触支持して磁気浮上させるための複数の電磁石
を有する複数組の磁気軸受、前記回転体のアキシアル方
向およびラジアル方向の位置を検出するための複数の位
置センサを有する位置検出手段、ならびに前記位置検出
手段による位置の検出結果に基づいて前記磁気軸受の電
磁石を制御する電磁石制御手段を備えている磁気軸受装
置において、前記回転体のアキシアル方向の位置を検出するためのア
キシアル位置センサおよびラジアル方向の位置を検出す
るためのラジアル位置センサがインダクタンス検出方式
のものであることを特徴とする磁気軸受装置。
【請求項２】前記各位置センサに供給される交流電流の
周波数が１０〜１００ｋＨzであることを特徴とする請
求項１の磁気軸受装置。
【請求項３】前記回転体に、抵抗率の大きい軟磁性ステ
ンレス鋼よりなるアキシアル方向被検出体が前記アキシ
アル位置センサに対向するように設けられていることを
特徴とする請求項１または２の磁気軸受装置。
【請求項４】前記被検出体の抵抗率が８０μΩ・ｃｍ以
上であることを特徴とする請求項３の磁気軸受装置。
【請求項５】前記回転体に、前記アキシアル位置センサ
に対向するアキシアル方向被検出体が設けられており、
前記アキシアル位置センサの近傍に、前記アキシアル位
置センサと同じ特性の補償用センサ、前記アキシアル方
向被検出体と同じ抵抗率の材料よりなる補償用被検出
体、およびこれらの間に介在させられた非磁性材料より
なるスペーサを有する補償用センサユニットが設けら
れ、前記スペーサが、前記回転体がアキシアル方向の所
定の目標位置にあるときの前記アキシアル位置センサと
前記アキシアル方向被検出体とのアキシアル方向のギャ
ップの大きさと等しい厚さを有するものであり、前記ア
キシアル位置センサの出力と前記補償用センサの出力の
差に基づいて前記回転体のアキシアル方向の位置が求め
られるようになされていることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１項の磁気軸受装置。