JP2008236925A - Electromagnet for axial magneto bearing and magneto bearing device - Google Patents

Electromagnet for axial magneto bearing and magneto bearing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnet for axial magneto bearing that has small eddy current loss in a core, and a magneto bearing device having small eddy current loss in the core of the electromagnet for the axial magneto bearing. <P>SOLUTION: In the electromagnet 13 for the axial magneto bearing, an annular coil 21 is accommodated inside an annular groove 23 for coils formed on one end surface of an annular core 20. Magnetic steel sheet stacked portions 25 are provided which are formed by stacking magnetic steel sheets 27 in the direction crossing the axial direction perpendicularly. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、アキシアル磁気軸受用電磁石およびそれを使用した磁気軸受装置に関する。   The present invention relates to an electromagnet for an axial magnetic bearing and a magnetic bearing device using the same.

回転体を非接触支持する磁気軸受装置として、制御型アキシアル磁気軸受と制御型ラジアル磁気軸受を備えたものが知られている（たとえば特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art As a magnetic bearing device that supports a rotating body in a non-contact manner, an apparatus including a control type axial magnetic bearing and a control type radial magnetic bearing is known (see, for example, Patent Document 1).

このような従来の磁気軸受装置において、アキシアル磁気軸受は、回転体の所定部分、たとえばフランジ状部分を軸方向の両側から挟むように配置された１対の電磁石（アキシアル磁気軸受用電磁石）を備えており、各ラジアル磁気軸受は、回転体の外周面を互いに直交する２つの径方向の両側から挟むように配置された２対の電磁石（ラジアル磁気軸受用電磁石）を備えている。
特開平０５−１９６０４１号公報 In such a conventional magnetic bearing device, the axial magnetic bearing includes a pair of electromagnets (electromagnets for an axial magnetic bearing) arranged so as to sandwich a predetermined portion of the rotating body, for example, a flange-shaped portion from both sides in the axial direction. Each radial magnetic bearing is provided with two pairs of electromagnets (radial magnetic bearing electromagnets) arranged so as to sandwich the outer peripheral surface of the rotating body from both sides in two radial directions orthogonal to each other.
Japanese Patent Laid-Open No. 05-196041

ラジアル磁気軸受用電磁石は、コアと、これに巻かれたコイルとから構成されている。ラジアル磁気軸受用電磁石のコアの横断面形状は、軸方向のどの位置についても同一にできるので、電磁鋼板たとえば珪素鋼板を軸方向に積層することにより、コアを形成することができる。それにより、コアにおける渦電流損を小さくすることができる。   An electromagnet for a radial magnetic bearing is composed of a core and a coil wound around the core. Since the cross-sectional shape of the core of the radial magnet bearing electromagnet can be the same in any position in the axial direction, the core can be formed by laminating electromagnetic steel plates, for example, silicon steel plates in the axial direction. Thereby, the eddy current loss in the core can be reduced.

一方、アキシアル磁気軸受用電磁石は、環状のコアの一端面に形成された環状みぞに環状のコイルが収容されたものである。コアの端面には環状みぞが形成されるので、コアの横断面形状は、軸方向の位置によって異なる。このため、珪素鋼板を軸方向に積層することによってコアを形成することが困難で、従来は、鉄系の強磁性材料よりなるブロック状のコアが用いられている。   On the other hand, an electromagnet for an axial magnetic bearing has an annular coil accommodated in an annular groove formed on one end surface of an annular core. Since an annular groove is formed on the end face of the core, the cross-sectional shape of the core varies depending on the position in the axial direction. For this reason, it is difficult to form a core by laminating silicon steel plates in the axial direction, and conventionally, a block-shaped core made of an iron-based ferromagnetic material has been used.

このため、従来の磁気軸受装置では、アキシアル磁気軸受用電磁石のコアにおける渦電流損が大きいという問題がある。   For this reason, the conventional magnetic bearing device has a problem that the eddy current loss in the core of the electromagnet for the axial magnetic bearing is large.

この発明の目的は、上記の問題を解決し、コアにおける渦電流損の小さいアキシアル磁気軸受用電磁石、およびアキシアル磁気軸受用電磁石のコアにおける渦電流損の小さい磁気軸受装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide an electromagnet for an axial magnetic bearing having a small eddy current loss in the core and a magnetic bearing device having a small eddy current loss in the core of the electromagnet for an axial magnetic bearing.

請求項１のアキシアル磁気軸受用電磁石は、環状のコアの一端面に形成されたコイル用環状みぞ内に、環状のコイルが収容されているアキシアル磁気軸受用電磁石において、コアの少なくとも一部に、電磁鋼板が軸方向と直交する方向に積層された電磁鋼板積層部が設けられていることを特徴とするものである。   An axial magnetic bearing electromagnet according to claim 1 is an axial magnetic bearing electromagnet in which an annular coil is accommodated in an annular groove for a coil formed on one end face of an annular core. An electromagnetic steel sheet laminated portion in which the electromagnetic steel sheets are laminated in a direction orthogonal to the axial direction is provided.

コアの少なくとも一部に設けられた電磁鋼板積層部では、渦電流損が小さい。このため、コア全体として、渦電流損が小さくなり、電磁石の磁気吸引力が向上する。   The eddy current loss is small in the electromagnetic steel sheet laminated portion provided in at least a part of the core. For this reason, as a whole core, eddy current loss is reduced, and the magnetic attractive force of the electromagnet is improved.

電磁鋼板積層部は、好ましくは、コアのコイル用環状みぞに沿う部分の全体またはその一部に設けられる。   The electromagnetic steel sheet laminate portion is preferably provided on the whole or a part of the portion along the annular groove for the coil of the core.

請求項２のアキシアル磁気軸受用電磁石は、請求項１のものにおいて、コアのコイル用環状みぞが、互いに直角をなす４つの直線部分を有し、このコイル用環状みぞ直線部分を含むコアの部分に、同一形状の電磁鋼板がコイル用環状みぞ直線部分の直線方向に積層された電磁鋼板積層部が設けられていることを特徴とするものである。   An axial magnet bearing electromagnet according to claim 2 is the electromagnet for axial magnetic bearings according to claim 1, wherein the core annular groove has four straight portions perpendicular to each other, and the core portion includes the coil annular groove straight portions. In addition, an electromagnetic steel sheet laminated portion in which electromagnetic steel plates having the same shape are laminated in the linear direction of the annular groove straight line portion for the coil is provided.

この場合、同一形状の電磁鋼板を用いて、コアのコイル用環状みぞに沿う４つの部分に、電磁鋼板積層部を形成することができる。   In this case, the electromagnetic steel plate laminated portion can be formed in four portions along the annular groove for the coil of the core using the same shape of the electromagnetic steel plate.

請求項３のアキシアル磁気軸受用電磁石は、請求項２のものにおいて、コアが、ブロック部と、ブロック部の一端部側に形成された４つの電磁鋼板積層部とからなり、ブロック部の端面に４つの直線状の電磁鋼板用みぞが形成され、各電磁鋼板用みぞ内に複数の電磁鋼板が収容されて積層されることにより、電磁鋼板積層部が形成され、各電磁鋼板積層部の端面とこれらの間のブロック部の端面にコイル用環状みぞが形成されていることを特徴とするものである。   An axial magnet bearing electromagnet according to a third aspect of the present invention is the electromagnet for the axial magnetic bearing according to the second aspect, wherein the core is composed of a block portion and four electromagnetic steel sheet laminated portions formed on one end side of the block portion. Four linear electromagnetic steel plate grooves are formed, and a plurality of electromagnetic steel plates are accommodated and laminated in each electromagnetic steel plate groove, thereby forming an electromagnetic steel plate laminated portion, and an end surface of each electromagnetic steel plate laminated portion and An annular groove for a coil is formed on the end face of the block portion between them.

この場合、ブロック部の４つの電磁鋼板用みぞに同一形状の電磁鋼板を収容して積層するだけで、４つの電磁鋼板積層部を簡単に形成することができる。   In this case, it is possible to easily form the four electromagnetic steel plate laminated portions simply by accommodating and laminating the same shape of the electromagnetic steel plates in the four electromagnetic steel plate grooves of the block portion.

好ましくは、ブロック部の端面および各電磁鋼板には、コイル用環状みぞに対応するみぞが予め形成されている。   Preferably, a groove corresponding to the annular groove for the coil is formed in advance on the end face of the block portion and each electromagnetic steel sheet.

請求項４のアキシアル磁気軸受用電磁石は、請求項１のものにおいて、コアに、電磁鋼板が正方形の対向２辺と平行な方向に積層された正方形の環状電磁鋼板積層部が設けられ、この電磁鋼板積層部の端面にコイル用環状みぞが形成されていることを特徴とするものである。   An axial magnet bearing electromagnet according to a fourth aspect of the present invention is the electromagnet for the axial magnetic bearing according to the first aspect, wherein the core is provided with a square annular magnetic steel sheet laminate portion in which the electromagnetic steel sheets are laminated in a direction parallel to the two opposite sides of the square. An annular groove for a coil is formed on the end face of the steel sheet laminated portion.

この場合、コアのコイル用環状みぞに沿う部分の全体に、電磁鋼板積層部を形成することができ、コア全体として、渦電流損が大幅に小さくなる。   In this case, the electromagnetic steel sheet laminated portion can be formed on the entire portion of the core along the coil annular groove, and the eddy current loss is significantly reduced as the whole core.

請求項５のアキシアル磁気軸受用電磁石は、請求項４のものにおいて、コアが、ブロック部と、ブロック部の一端部側に形成された環状電磁鋼板積層部とからなり、ブロック部の端面に正方形の電磁鋼板用環状みぞが形成され、環状電磁鋼板積層部を正方形の対向２辺と平行な方向に分割した形の複数種類の電磁鋼板が、電磁鋼板用環状みぞ内に収容されて積層されることにより、環状電磁鋼板積層部が形成されていることを特徴とするものである。   An axial magnet bearing electromagnet according to claim 5 is the electromagnet for axial magnetic bearings according to claim 4, wherein the core is composed of a block portion and an annular electromagnetic steel sheet laminated portion formed on one end side of the block portion, and the end surface of the block portion is square. Are formed, and a plurality of types of electromagnetic steel sheets obtained by dividing the annular electromagnetic steel sheet laminated portion in the direction parallel to the two opposite sides of the square are accommodated and stacked in the annular groove for the electromagnetic steel sheets. Thus, an annular electromagnetic steel sheet laminated portion is formed.

この場合、ブロック部の電磁鋼板用環状みぞに電磁鋼板を収容して積層するだけで、コイル用環状みぞに沿う部分の全体に電磁鋼板積層部を簡単に形成することができる。   In this case, the electromagnetic steel sheet laminated portion can be easily formed on the entire portion along the annular groove for the coil only by accommodating and laminating the electromagnetic steel sheet in the annular groove for the electromagnetic steel sheet of the block portion.

この発明による磁気軸受装置は、１対のアキシアル磁気軸受用電磁石を有する１組のアキシアル磁気軸受と、それぞれ複数のラジアル磁気軸受用電磁石を有する２組のラジアル磁気軸受とにより、回転体を非接触支持する磁気軸受装置において、ラジアル磁気軸受用電磁石が、電磁鋼板が軸方向に積層されたコアと、コアに取り付けられたコイルとを備えており、アキシアル磁気軸受用電磁石が、請求項１〜５のいずれかのものであることを特徴とするものである。   The magnetic bearing device according to the present invention is configured such that a rotating body is non-contacted by a pair of axial magnetic bearings having a pair of axial magnetic bearing electromagnets and two sets of radial magnetic bearings each having a plurality of radial magnetic bearing electromagnets. In the magnetic bearing device to be supported, the electromagnet for radial magnetic bearing includes a core in which electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction, and a coil attached to the core, and the electromagnet for axial magnetic bearing is claimed in claims 1 to 5. It is one of these.

磁気軸受装置におけるアキシアル磁気軸受用電磁石は、請求項１〜５の場合と同じ効果を奏する。しかも、ラジアル磁気軸受用電磁石が、電磁鋼板が積層されたコアを備えているので、磁気軸受装置全体として、渦電流損が小さくなり、磁気吸引力が向上する。   The axial magnet bearing electromagnet in the magnetic bearing device has the same effects as those of the first to fifth aspects. Moreover, since the radial magnetic bearing electromagnet includes a core on which electromagnetic steel plates are laminated, the eddy current loss is reduced and the magnetic attractive force is improved as a whole of the magnetic bearing device.

請求項１のアキシアル磁気軸受用電磁石によれば、コア全体として渦電流損を小さくし、電磁石の磁気吸引力を向上させることができる、という効果が奏される。   According to the electromagnet for axial magnetic bearings of the first aspect, there is an effect that the eddy current loss can be reduced as a whole of the core and the magnetic attractive force of the electromagnet can be improved.

請求項２のアキシアル磁気軸受用電磁石によれば、請求項１の効果に加えて、同一形状の電磁鋼板を用いて、コアのコイル用環状みぞに沿う４つの部分に、電磁鋼板積層部を形成することができる、という効果が奏される。   According to the electromagnet for an axial magnetic bearing of claim 2, in addition to the effect of claim 1, the electromagnetic steel plate laminated portion is formed in four portions along the core annular groove using the same shape of the electromagnetic steel plate. The effect that it can be done is produced.

請求項３のアキシアル磁気軸受用電磁石によれば、請求項２の効果に加えて、ブロック部の４つの電磁鋼板用みぞに同一形状の電磁鋼板を収容して積層するだけで、４つの電磁鋼板積層部を簡単に形成することができる、という効果が奏される。   According to the electromagnet for axial magnetic bearings of claim 3, in addition to the effect of claim 2, the electromagnetic steel plates having the same shape are accommodated and stacked in the four electromagnetic steel plate grooves of the block portion. There is an effect that the stacked portion can be easily formed.

請求項４のアキシアル磁気軸受用電磁石によれば、請求項１の効果に加えて、コアのコイル用環状みぞに沿う部分の全体に電磁鋼板積層部を形成して、コア全体として渦電流損を大幅に小さくすることができる、という効果が奏される。   According to the electromagnet for an axial magnetic bearing of claim 4, in addition to the effect of claim 1, an electromagnetic steel sheet laminate is formed on the entire portion of the core along the annular groove for the coil, and the eddy current loss as a whole of the core is reduced. There is an effect that it can be greatly reduced.

請求項５のアキシアル磁気軸受用電磁石によれば、請求項４の効果に加えて、ブロック部の電磁鋼板用環状みぞに電磁鋼板を収容して積層するだけで、コイル用環状みぞに沿う部分の全体に電磁鋼板積層部を簡単に形成することができる、という効果が奏される。   According to the electromagnet for an axial magnetic bearing of claim 5, in addition to the effect of claim 4, the electromagnetic steel sheet is accommodated and laminated in the annular groove for electromagnetic steel sheet of the block portion, and the portion along the annular groove for coil is obtained. There is an effect that the magnetic steel sheet laminated portion can be easily formed on the whole.

この発明の磁気軸受装置によれば、請求項１〜５の磁気軸受用の場合と同じ効果が奏され、さらに、磁気軸受装置全体として渦電流損を小さくし、磁気吸引力を向上させることができる、という効果が奏される。   According to the magnetic bearing device of the present invention, the same effects as those of the magnetic bearing device according to claims 1 to 5 can be obtained, and the eddy current loss can be reduced and the magnetic attractive force can be improved as the entire magnetic bearing device. The effect that it is possible is produced.

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、磁気軸受装置の主要部を示す縦断面図である。以下の説明において、図１の上下を上下とし、同図の左側を前、右側を後とし、後から前を見たときの左右を左右とする。したがって、紙面表側が左、紙面裏側が右となる。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of the magnetic bearing device. In the following description, the top and bottom of FIG. 1 is the top and bottom, the left side of the figure is the front, the right side is the back, and the left and right when viewing the front from the back is the left and right. Therefore, the front side of the paper is left and the back side of the paper is right.

磁気軸受装置は、水平なケーシング(1)の内側で水平な回転体(2)が回転する横型のものであり、回転体(2)の向きが前後方向となるように配置されている。   The magnetic bearing device is a horizontal type in which a horizontal rotating body (2) rotates inside a horizontal casing (1), and is arranged such that the direction of the rotating body (2) is the front-rear direction.

磁気軸受装置には、回転体(2)を軸方向に非接触支持する１組の制御型アキシアル磁気軸受(3)、回転体(4)を径方向に非接触支持する前後２組の制御型ラジアル磁気軸受(4)(5)、回転体(2)の軸方向の変位を検出するためのアキシアル変位センサ(6)、回転体(2)の径方向の変位を検出するための前後２組のラジアル変位センサユニット(7)(8)、回転体(2)を高速回転させるためのビルトイン型電動モータ(9)、回転体(2)の回転数を検出するための回転センサ(10)、ならびに回転体(2)の軸方向および径方向の可動範囲を規制して回転体(2)を磁気軸受(3)(4)(5)で支持していないときに回転体(2)を機械的に支持する前後２組のタッチダウン用の保護軸受(11)(12)が設けられている。   The magnetic bearing device includes a set of control type axial magnetic bearings (3) that support the rotating body (2) in a non-contact manner in the axial direction, and two sets of control types that support the rotating body (4) in a non-contact manner in the radial direction. Radial magnetic bearing (4) (5), axial displacement sensor (6) for detecting axial displacement of rotating body (2), and two sets of front and rear for detecting radial displacement of rotating body (2) Radial displacement sensor unit (7) (8), built-in type electric motor (9) for rotating the rotating body (2) at high speed, rotation sensor (10) for detecting the rotational speed of the rotating body (2), And the rotating body (2) when the rotating body (2) is not supported by the magnetic bearings (3) (4) (5) by restricting the movable range in the axial direction and the radial direction of the rotating body (2). There are two sets of protective bearings (11) and (12) for touchdown, which are supported in front and rear.

アキシアル磁気軸受(3)は、回転体(2)の中間部に一体に形成されたフランジ部(2a)を軸方向（前後方向）の両側から挟むように配置された前後１対のアキシアル磁気軸受用電磁石(13)を備えている。   The axial magnetic bearing (3) is a pair of front and rear axial magnetic bearings arranged so as to sandwich the flange (2a) formed integrally with the intermediate part of the rotating body (2) from both sides in the axial direction (front-rear direction). An electromagnet (13) is provided.

アキシアル変位センサ(6)は、回転体(2)の後端面に軸方向の後側から対向するように配置され、該後端面との距離（空隙）に比例する距離信号を出力し、これにより、回転体(2)の軸方向の変位が検出される。   The axial displacement sensor (6) is disposed so as to face the rear end surface of the rotating body (2) from the rear side in the axial direction, and outputs a distance signal proportional to the distance (gap) from the rear end surface. The axial displacement of the rotating body (2) is detected.

前側のラジアル磁気軸受(4)はアキシアル磁気軸受(3)の前側の接近した位置に、後側のラジアル磁気軸受(5)はアキシアル磁気軸受(3)の後側の離れた位置に配置されている。前側のラジアル磁気軸受(4)は、回転体(2)を上下方向の両側から挟むように配置された上下１対のラジアル磁気軸受用電磁石(14)、および回転体(2)を左右方向の両側から挟むように配置された左右１対のラジアル磁気軸受用電磁石（図示略）を備えている。同様に、後側のラジアル磁気軸受(5)も、２対のラジアル電磁石(15)を備えている。   The front radial magnetic bearing (4) is located closer to the front side of the axial magnetic bearing (3), and the rear radial magnetic bearing (5) is located farther away from the rear side of the axial magnetic bearing (3). Yes. The front radial magnetic bearing (4) includes a pair of upper and lower radial magnetic bearing electromagnets (14) arranged so as to sandwich the rotating body (2) from both sides in the vertical direction, and the rotating body (2) in the horizontal direction. A pair of left and right radial magnetic bearing electromagnets (not shown) are provided so as to be sandwiched from both sides. Similarly, the rear radial magnetic bearing (5) also includes two pairs of radial electromagnets (15).

前側のラジアル変位センサユニット(7)は、前側のラジアル磁気軸受(4)のすぐ前側に配置されており、上下方向のラジアル磁気軸受用電磁石(14)の近傍において上下方向の両側から回転体(2)を挟むように配置された上下１対のラジアル変位センサ(16)、および図示しない左右方向のラジアル磁気軸受用電磁石の近傍において左右方向の両側から回転体(2)を挟むように配置された左右１対のラジアル変位センサ（図示略）を備えている。後側のラジアル変位センサユニット(8)は、後側のラジアル磁気軸受(5)のすぐ後側に配置されており、同様に、２対のラジアル変位センサ(17)を備えている。各ラジアル変位センサ(16)(17)は、回転体(2)の外周面との距離に比例する距離信号を出力し、上下１対のラジアル変位センサ(16)(17)により、回転体(2)の上下方向（径方向）の変位が、左右１対のラジアル変位センサにより、回転体(2)の左右方向（径方向）の変位が検出される。   The front radial displacement sensor unit (7) is disposed immediately in front of the front radial magnetic bearing (4), and the rotating body (from the both sides in the vertical direction near the vertical radial magnetic bearing electromagnet (14)) ( 2) A pair of upper and lower radial displacement sensors (16) arranged to sandwich the rotating body (2) in the vicinity of the electromagnet for the radial magnetic bearing in the left and right direction (not shown). In addition, a pair of left and right radial displacement sensors (not shown) are provided. The rear radial displacement sensor unit (8) is disposed immediately behind the rear radial magnetic bearing (5), and similarly includes two pairs of radial displacement sensors (17). Each radial displacement sensor (16), (17) outputs a distance signal proportional to the distance from the outer peripheral surface of the rotating body (2), and a pair of radial displacement sensors (16), (17) are used to rotate the rotating body ( The displacement in the vertical direction (radial direction) of 2) is detected by the pair of left and right radial displacement sensors in the horizontal direction (radial direction) of the rotating body (2).

モータ(9)は、アキシアル磁気軸受(3)と後側のラジアル磁気軸受(5)との間に配置されており、ケーシング(1)側のステータ(9a)と、回転体(2)側のロータ(9b)とから構成されている。   The motor (9) is disposed between the axial magnetic bearing (3) and the rear radial magnetic bearing (5) .The motor (9) has a stator (9a) on the casing (1) side and a rotor (2) side. And a rotor (9b).

電磁石(13)(14)(15)、変位センサ(6)(16)(17)およびモータ(9)のステータ(9a)は、ケーシング(1)に固定されている。   The electromagnets (13), (14), (15), the displacement sensors (6), (16), (17), and the stator (9a) of the motor (9) are fixed to the casing (1).

保護軸受(12)(13)はアンギュラ玉軸受などの転がり軸受よりなり、各保護軸受(12)(13)の外輪がケーシング(１)に固定され、内輪が回転体(2)の周囲に所定の隙間をあけて配置されている。２組の保護軸受(12)(13)はいずれも径方向の支持が可能なものであり、少なくとも１組が軸方向の支持も可能なものであるか、または、２組で軸方向の支持も可能になっている。   The protective bearings (12) and (13) are rolling ball bearings such as angular ball bearings. The outer ring of each protective bearing (12) and (13) is fixed to the casing (1), and the inner ring is fixed around the rotating body (2). It is arranged with a gap. The two sets of protective bearings (12) and (13) can both be supported in the radial direction, and at least one set can also be supported in the axial direction, or two sets can be supported in the axial direction. Is also possible.

磁気軸受装置には、図示は省略したが、磁気軸受(3)(4)(5)およびモータ(9)を制御するためのコントローラが設けられている。コントローラは、各変位センサ(6)(16)(17)により検出される回転体(2)の変位に基づいて、対応する磁気軸受(3)(4)(5)の電磁石(13)(14)(15)に供給する励磁電流を制御し、それにより、回転体(2)が所定の目標位置に非接触支持される。コントローラは、また、回転センサ(10)の出力に基づいて、回転体(2)の回転数を検出し、モータ(9)の回転数を制御する。その結果、回転体(2)が、磁気軸受(3)(4)(5)により目標位置に非接触支持された状態で、モータ(9)により高速回転させられる。   Although not shown, the magnetic bearing device is provided with a controller for controlling the magnetic bearings (3), (4), (5) and the motor (9). Based on the displacement of the rotating body (2) detected by each displacement sensor (6), (16), (17), the controller determines the corresponding electromagnet (13) (14) of the magnetic bearing (3) (4) (5). ) (15) is controlled so that the rotating body (2) is supported in a non-contact manner at a predetermined target position. The controller also detects the rotational speed of the rotating body (2) based on the output of the rotation sensor (10) and controls the rotational speed of the motor (9). As a result, the rotating body (2) is rotated at high speed by the motor (9) while being supported in a non-contact manner at the target position by the magnetic bearings (3), (4) and (5).

アキシアル磁気軸受用電磁石(13)の詳細が図２〜図４に示されている。図２および図３は、それぞれ、図１のII−II線およびIII−III線に沿う拡大断面図、図４はアキシアル磁気軸受用電磁石(13)の分解斜視図である。   Details of the axial magnet bearing electromagnet (13) are shown in FIGS. 2 and 3 are enlarged sectional views taken along lines II-II and III-III in FIG. 1, respectively, and FIG. 4 is an exploded perspective view of an electromagnet (13) for an axial magnetic bearing.

電磁石(13)は、環状のコア(20)と環状のコイル(21)を備えている。コア(20)は、全体として、中心に円形穴(22)が形成された穴あき短円柱状をなし、コア(20)の内外周面は円筒面、コア(20)の前後方向の両端面は平坦面となっている。コア(20)の回転体フランジ部(2a)側の端面に環状みぞ(23)が形成され、このみぞ(23)内にコイル(21)が収容されている。コイル(21)は、前後方向から見て、４隅が円弧状の略正方形状をなし、互いに直角をなす４つの直線部分(21a)と、これらを連結する４つの円弧部分(21b)とから構成されている。コイル(21)に対応して、みぞ(23)も、互いに直角をなす４つの直線部分(23a)と、これらを連結する４つの円弧部分(23b)とから構成されている。   The electromagnet (13) includes an annular core (20) and an annular coil (21). The core (20) as a whole has a short cylindrical shape with a circular hole (22) formed in the center. Is a flat surface. An annular groove (23) is formed on the end surface of the core (20) on the rotating body flange portion (2a) side, and the coil (21) is accommodated in the groove (23). The coil (21) has a substantially square shape with four corners as viewed from the front and rear, and is composed of four linear portions (21a) perpendicular to each other and four arc portions (21b) connecting them. It is configured. Corresponding to the coil (21), the groove (23) is also composed of four linear portions (23a) perpendicular to each other and four arc portions (23b) connecting them.

コア(20)は、ブロック部(24)と、４つの電磁鋼板積層部(25)とを備えている。ブロック部(24)は、たとえば鉄系の強磁性材料により穴あき短円柱状に形成され、ブロック部(24)の内外周面および前後方向両端面が、それぞれ、コア(20)の内外周面および前後方向両端面となっている。ブロック部(24)の回転体フランジ部(2a)側の端面において、コイル(21)の４つの直線部分(21a)に対応する４箇所に、断面方形の直線状電磁鋼板用みぞ(26)が形成され、各みぞ(26)内に、方形状をなす同一形状の複数の電磁鋼板(27)が収容されて、みぞ(26)の直線方向に積層されることにより、電磁鋼板積層部(25)が構成されている。電磁鋼板(27)は、好ましくは、珪素鋼板である。電磁鋼板(27)は、後に詳しく説明するように、ボルトとナットを用いてブロック部(24)に固定されている。みぞ(26)内に固定された電磁鋼板(27)の表面（回転体フランジ部(2a)側の側面）は、ブロック部(24)の端面と面一である。各電磁鋼板(27)の表面側に、断面方形のみぞ(28)が形成され、ブロック部(24)の端面に、隣接する電磁鋼板(27)のみぞ(28)の端部を連結するみぞ(29)が形成されている。そして、電磁鋼板(27)のみぞ(28)と、ブロック部(24)のみぞ(29)とにより、環状みぞ(23)が構成されている。電磁鋼板積層部(25)におけるみぞ(28)は、直線状をなし、環状みぞ(23)の直線部分(23a)の大部分を構成している。ブロック部(24)のみぞ(29)は、円弧状の部分と、この円弧状の部分の両端と電磁鋼板積層部(25)のみぞ(28)を結ぶ短い直線状の部分とからなり、環状みぞ(23)の直線部分(23a)の残りの一部と円弧部分(23b)を構成している。   The core (20) includes a block part (24) and four electromagnetic steel sheet laminate parts (25). The block portion (24) is formed in a short cylindrical shape with a hole made of, for example, an iron-based ferromagnetic material, and the inner and outer peripheral surfaces of the block portion (24) and both end surfaces in the front-rear direction are respectively the inner and outer peripheral surfaces of the core (20). And it is the front and rear direction both end faces. On the end face of the block part (24) on the rotating body flange part (2a) side, there are four rectangular electromagnetic steel plate grooves (26) having a square cross section at four locations corresponding to the four straight parts (21a) of the coil (21). In each groove (26), a plurality of identically shaped electromagnetic steel plates (27) are accommodated in each groove (26) and laminated in the linear direction of the groove (26). ) Is configured. The electromagnetic steel plate (27) is preferably a silicon steel plate. As will be described in detail later, the electromagnetic steel plate (27) is fixed to the block portion (24) using bolts and nuts. The surface of the electromagnetic steel plate (27) fixed in the groove (26) (the side surface on the rotating body flange portion (2a) side) is flush with the end surface of the block portion (24). A groove (28) having a rectangular cross section is formed on the surface side of each electromagnetic steel plate (27), and a groove connecting the end of the adjacent electromagnetic steel plate (27) groove (28) to the end surface of the block portion (24). (29) is formed. And the groove | channel (23) is comprised by the groove | channel (28) of the electromagnetic steel plate (27), and the groove | channel (29) of the block part (24). The groove (28) in the electromagnetic steel sheet lamination part (25) has a linear shape, and constitutes most of the straight part (23a) of the annular groove (23). The groove part (29) of the block part (24) consists of an arc-shaped part and a short straight part connecting both ends of the arc-shaped part and the groove (28) of the magnetic steel sheet laminate part (25), The remaining part of the straight part (23a) of the groove (23) constitutes an arc part (23b).

コア(20)のブロック部(24)の外周面が、ケーシング(1)の内周面にはめ止められ、ブロック部(24)の円形穴(22)の内側に、回転体(2)が径方向に若干の隙間をあけて通される。   The outer peripheral surface of the block part (24) of the core (20) is fastened to the inner peripheral surface of the casing (1), and the rotating body (2) has a diameter inside the circular hole (22) of the block part (24). It is passed with a slight gap in the direction.

次に、図３および図４を参照して、電磁鋼板(27)をブロック部(24)に固定するための構成の１例について説明する。   Next, with reference to FIGS. 3 and 4, an example of a configuration for fixing the electromagnetic steel plate (27) to the block portion (24) will be described.

各電磁鋼板(27)は、長方形の基部(27a)と、基部(27a)の長さ方向両端部から基部(27a)に対して直角に突出した１対の長方形の突出部(27b)とからなり、基部(27a)と１対の突出部(27b)の間にみぞ(28)が形成されている。各電磁鋼板(27)に、１対のボルト穴(30)が形成されている。ボルト穴(30)は、電磁鋼板(27)の基部(27a)の長さ方向両端寄りの部分に形成されている。   Each electromagnetic steel plate (27) includes a rectangular base (27a) and a pair of rectangular protrusions (27b) protruding perpendicularly to the base (27a) from both longitudinal ends of the base (27a). Thus, a groove (28) is formed between the base (27a) and the pair of protrusions (27b). A pair of bolt holes (30) is formed in each electromagnetic steel plate (27). The bolt hole (30) is formed in a portion of the base portion (27a) of the electromagnetic steel sheet (27) near both ends in the length direction.

ブロック部(24)の４つのみぞ(29)に対応する部分の外周面であって、みぞ(29)から軸方向に離れた部分に、前後方向から見て三角形状の切欠き部(31)が形成され、各切欠き部(31)の底の部分に、互いに直角をなし、かつ、対応するブロック部(24)の電磁鋼板用みぞ(26)の端面(26a)と平行な２つの平坦面(32)が形成されている。各電磁鋼板用みぞ(26)の端面(26a)と、これに対応する切欠き部(31)の平坦面(32)との間に、電磁鋼板(27)のボルト穴(30)に対応する１対のボルト穴(33)が形成されている。   On the outer peripheral surface of the part corresponding to the four grooves (29) of the block part (24), in the part away from the groove (29) in the axial direction, a triangular notch (31) as viewed from the front-rear direction Are formed at the bottom of each notch (31) and are perpendicular to each other and parallel to the end face (26a) of the groove (26) for the electromagnetic steel plate of the corresponding block (24). A surface (32) is formed. Corresponding to the bolt hole (30) of the electromagnetic steel plate (27) between the end surface (26a) of each electromagnetic steel plate groove (26) and the flat surface (32) of the notch (31) corresponding thereto. A pair of bolt holes (33) is formed.

そして、１つの切欠き部(31)の平坦面(32)のボルト穴(33)、みぞ(26)内の電磁鋼板(27)のボルト穴(30)および反対側の切欠き部(31)の平坦面(32)のボルト穴(33)に通されたボルト(34)と、それにねじ合わされたナット(35)とにより、ブロック部(24)に対して電磁鋼板(27)が固定されている。   And the bolt hole (33) of the flat surface (32) of one notch (31), the bolt hole (30) of the electromagnetic steel sheet (27) in the groove (26), and the notch (31) on the opposite side The electromagnetic steel plate (27) is fixed to the block portion (24) by the bolt (34) passed through the bolt hole (33) of the flat surface (32) of the steel plate and the nut (35) screwed to the bolt (34). Yes.

コア(20)のブロック部(24)の外周面に切欠き部(31)が形成されているので、ブロック部(24)がケーシング(1)の内周面にはめられるときに、ボルト(34)やナット(35)がケーシング(1)と干渉することがない。   Since the notch (31) is formed on the outer peripheral surface of the block portion (24) of the core (20), when the block portion (24) is fitted on the inner peripheral surface of the casing (1), the bolt (34 ) And nut (35) do not interfere with the casing (1).

上記の例では、ボルト(34)とナット(35)により電磁鋼板(27)が固定されているが、ボルトだけで電磁鋼板(27)を固定することもできる。その場合、たとえば、ブロック部(24)の４つのみぞ(29)のうちの点対称の位置にある２つのみぞ(29)に対応する部分の外周面に、上記と同じ切欠き部(31)が形成され、切欠き部(31)の２つの平坦面(32)と、それに対応する電磁鋼板用みぞ(26)の端面(26a)との間に、上記と同じボルト穴(33)が形成され、切欠き部(31)が形成されていない部分の電磁鋼板用みぞ(26)の端面(26a)に、図示しないめねじ（図示略）が形成される。そして、切欠き部(31)の平坦面(32)のボルト穴(33)および電磁鋼板(27)のボルト穴(30)を通してみぞ(26)の端面(26a)のめねじにねじ合わされたボルトにより、ブロック部(24)に対して電磁鋼板(27)が固定される。   In the above example, the electromagnetic steel plate (27) is fixed by the bolt (34) and the nut (35), but the electromagnetic steel plate (27) can be fixed only by the bolt. In this case, for example, the same notch portion (31) as described above is formed on the outer peripheral surface of the portion corresponding to the two grooves (29) at the point-symmetrical position among the four grooves (29) of the block portion (24). The same bolt hole (33) as above is formed between the two flat surfaces (32) of the notch (31) and the corresponding end surface (26a) of the groove (26) for the electromagnetic steel sheet. Then, a female screw (not shown) (not shown) is formed on the end surface (26a) of the groove (26) for the electrical steel sheet where the notch (31) is not formed. Then, the bolt screwed into the female screw on the end surface (26a) of the groove (26) through the bolt hole (33) of the flat surface (32) of the notch (31) and the bolt hole (30) of the electromagnetic steel plate (27). Thus, the electromagnetic steel plate (27) is fixed to the block portion (24).

図５および図６は、電磁鋼板(27)をブロック部(24)に固定するための構成の他の１例を示している。
図５および図６は、それぞれ、図３および図４に相当するものであり、図５および図６において、図３および図４のものと同じ部分には、同一の符号を付している。 5 and 6 show another example of the configuration for fixing the electromagnetic steel plate (27) to the block portion (24).
5 and FIG. 6 correspond to FIG. 3 and FIG. 4, respectively. In FIG. 5 and FIG. 6, the same parts as those in FIG. 3 and FIG.

この場合、電磁鋼板(27)の基部(27a)には、２対のボルト穴(36)(37)が形成されている。ボルト穴(36)(37)は、基部(27a)の４つの隅部の近傍に形成されている。みぞ(28)に近い方の１対のボルト穴(36)を第１ボルト穴、みぞ(28)から遠い方の１対のボルト穴(37)を第２ボルト穴と呼ぶ。   In this case, two pairs of bolt holes (36) and (37) are formed in the base (27a) of the electromagnetic steel sheet (27). The bolt holes (36) and (37) are formed in the vicinity of the four corners of the base (27a). The pair of bolt holes (36) closer to the groove (28) is called a first bolt hole, and the pair of bolt holes (37) far from the groove (28) is called a second bolt hole.

ブロック部(24)の４つのみぞ(29)に対応する部分の外周面であって、みぞ(29)から軸方向に離れた部分に、前後方向から見て三角形状の切欠き部(38)が２つずつ形成され、各切欠き部(38)の底の部分に、互いに直角をなし、かつ、対応するブロック部(24)の電磁鋼板用みぞ(26)の端面(26a)と平行な２つの平坦面(39)が形成されている。各切欠き部(38)において、一方の平坦面(39)は、電磁鋼板用みぞ(26)内の電磁鋼板(27)のコア径方向外側のボルト穴(36)(37)に対応し、他方の平坦面(39)は、みぞ(26)内の電磁鋼板(27)のコア径方向内側のボルト穴(36)(37)に対応している。   On the outer peripheral surface of the part corresponding to the four grooves (29) of the block part (24), in the part away from the groove (29) in the axial direction, a triangular notch (38) as viewed from the front-rear direction Are formed two by two, and at the bottom of each notch (38) are perpendicular to each other and parallel to the end face (26a) of the groove (26) for the corresponding steel sheet of the block (24) Two flat surfaces (39) are formed. In each notch (38), one flat surface (39) corresponds to the bolt hole (36) (37) on the outer side in the core radial direction of the electromagnetic steel sheet (27) in the groove (26) for the electromagnetic steel sheet, The other flat surface (39) corresponds to the bolt holes (36) (37) on the inner side in the core radial direction of the electromagnetic steel sheet (27) in the groove (26).

４つの電磁鋼板用みぞ(26)のうちの互いに平行な１対のみぞ(26)（この例では上下方向にのびる１対のみぞ(26)）について、みぞ(26)の両端面と、それに対応する２つの切欠き部(38)の平坦面(39)との間に、電磁鋼板(27)の第１のボルト穴(36)に対応する１対の第１のボルト穴(40)が形成されている。残りの１対のみぞ(26)（この例では左右方向にのびる１対のみぞ(26)）について、みぞ(26)の両端面と、それに対応する２つの切欠き部(38)の平坦面(39)との間に、電磁鋼板(27)の第２のボルト穴(37)に対応する１対の第２のボルト穴(41)が形成されている。   Of the four magnetic steel plate grooves (26), a pair of parallel grooves (26) (in this example, a pair of grooves extending in the vertical direction (26)), both ends of the groove (26), A pair of first bolt holes (40) corresponding to the first bolt holes (36) of the electromagnetic steel sheet (27) is provided between the flat surfaces (39) of the two corresponding notches (38). Is formed. For the remaining pair of grooves (26) (in this example, the pair of grooves extending in the left-right direction (26)), both ends of the groove (26) and the flat surfaces of the two notches (38) corresponding thereto A pair of second bolt holes (41) corresponding to the second bolt holes (37) of the electromagnetic steel sheet (27) are formed between the two (39).

そして、第１のボルト穴(40)が形成された１対のみぞ(26)については、２つの切欠き部(38)の平坦面(39)の第１のボルト穴(40)、みぞ(26)内の電磁鋼板の第１のボルト穴(36)および反対側の２つの切欠き部(38)の平坦面(39)の第１のボルト穴(40)に通されたボルト(42)(43)と、それにねじ合わされたナット(35)とにより、ブロック部(24)に対して電磁鋼板(27)が固定されている。コア径方向外側の部分では、対応する切欠き部(38)の平坦面(39)の間隔が短いので、短いボルト(42)が使用され、コア径方向内側の部分では、対応する切欠き部(38)の平坦面(39)の間隔が長いので、長いボルト(43)が使用される。第２のボルト穴(41)が形成された他の１対のみぞ(26)についても、同様に、２つの切欠き部(38)の平坦面(39)の第２のボルト穴(41)、みぞ(26)内の電磁鋼板の第２のボルト穴(37)および反対側の２つの切欠き部(38)の平坦面(39)の第２のボルト穴(41)に通されたボルト(42)(43)と、それにねじ合わされたナット(35)とにより、ブロック部(24)に対して電磁鋼板(27)が固定されている。   And about 1 pair of grooves (26) in which the 1st bolt hole (40) was formed, the 1st bolt hole (40) of the flat surface (39) of two notch parts (38), a groove | channel ( 26) Bolt (42) passed through the first bolt hole (36) of the electromagnetic steel plate in the inner surface and the first bolt hole (40) of the flat surface (39) of the two notches (38) on the opposite side The electromagnetic steel plate (27) is fixed to the block portion (24) by (43) and a nut (35) screwed thereto. In the outer part in the core radial direction, the distance between the flat surfaces (39) of the corresponding notches (38) is short, so short bolts (42) are used, and in the inner part in the core radial direction, the corresponding notches Since the distance between the flat surfaces (39) of (38) is long, a long bolt (43) is used. Similarly, for the other pair of grooves (26) in which the second bolt holes (41) are formed, the second bolt holes (41) on the flat surface (39) of the two notches (38) are also provided. The bolt passed through the second bolt hole (41) of the flat surface (39) of the second notch (38) on the opposite two notches (38) of the electromagnetic steel plate in the groove (26) The electromagnetic steel plate (27) is fixed to the block portion (24) by means of (42) (43) and a nut (35) screwed together.

コア(20)のブロック部(24)の外周面に切欠き部(38)が形成されているので、ブロック部(24)がケーシング(1)の内周面にはめられるときに、ボルト(42)(43)やナット(35)がケーシング(1)と干渉することがない。   Since the notch (38) is formed on the outer peripheral surface of the block portion (24) of the core (20), when the block portion (24) is fitted on the inner peripheral surface of the casing (1), the bolt (42 ) (43) and nut (35) do not interfere with casing (1).

この場合も、上記の例の場合と同様に、ボルトだけで電磁鋼板(27)をブロック部(24)に固定することができる。   In this case as well, as in the case of the above example, the electromagnetic steel plate (27) can be fixed to the block portion (24) with only bolts.

詳細な図示は省略したが、各ラジアル磁気軸受用電磁石(14)(15)は、電磁鋼板が軸方向に積層されたコア(44)と、コア(44)に取り付けられたコイル(45)とを備えている。   Although not shown in detail, each of the radial magnetic bearing electromagnets (14) and (15) includes a core (44) in which electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction, and a coil (45) attached to the core (44). It has.

上記のアキシアル磁気軸受用電磁石(13)は、コア(20)の一部に電磁鋼板積層部(25)が形成されたものであるから、コア(20)全体として、渦電流損が小さく、電磁石(13)の磁気吸引力が向上する。また、コア(20)のブロック部(24)に形成された４つのみぞ(26)に同一形状の電磁鋼板(27)を収容して積層するだけで、４つの電磁鋼板積層部(25)を簡単に形成することができる。   The above-mentioned axial magnet bearing electromagnet (13) is formed by forming the electromagnetic steel sheet laminate (25) on a part of the core (20). The magnetic attractive force of (13) is improved. In addition, the electromagnetic steel sheet (27) having the same shape is accommodated and laminated in the four grooves (26) formed in the block part (24) of the core (20), and the four electromagnetic steel sheet lamination parts (25) are formed. It can be easily formed.

上記の磁気軸受装置では、ラジアル磁気軸受用電磁石(13)が、電磁鋼板が積層されたコア(44)を備えているから、磁気軸受装置全体として、渦電流損が小さくなり、磁気吸引力が向上する。   In the above magnetic bearing device, since the radial magnetic bearing electromagnet (13) includes the core (44) on which the electromagnetic steel plates are laminated, the eddy current loss is reduced as a whole and the magnetic attractive force is reduced. improves.

図７〜図９は、アキシアル磁気軸受用電磁石(13)の他の構成の１例を示している。
図７〜図９は、それぞれ、図２〜図４に相当するものであり、図７〜図９において、図２〜図４のものと同じ部分には、同一の符号を付している。 7 to 9 show an example of another configuration of the axial magnet bearing electromagnet (13).
7 to 9 correspond to FIGS. 2 to 4, respectively. In FIGS. 7 to 9, the same parts as those in FIGS. 2 to 4 are denoted by the same reference numerals.

この場合も、電磁石(13)は、環状のコア(50)と環状のコイル(51)を備えている。コア(50)は、前記のコア(20)と同様、全体として、中心に円形穴(22)が形成された穴あき短円柱状をなす。コア(50)の回転体フランジ部(2a)側の端面にコイル用環状みぞ(52)が形成され、このみぞ(52)内にコイル(51)が収容されている。コイル(51)は、前後方向から見て、略正方形状をなし、４つの直線部分(51a)よりなる。コイル(51)に対応して、みぞ(52)も、前後方向から見て、略正方形状をなし、４つの直線部分(52a)よりなる。   Also in this case, the electromagnet (13) includes an annular core (50) and an annular coil (51). As with the core (20), the core (50) as a whole has a perforated short cylindrical shape with a circular hole (22) formed in the center. A coil annular groove (52) is formed on the end face of the core (50) on the rotating body flange portion (2a) side, and the coil (51) is accommodated in the groove (52). The coil (51) has a substantially square shape when viewed from the front-rear direction, and includes four linear portions (51a). Corresponding to the coil (51), the groove (52) also has a substantially square shape when viewed from the front-rear direction, and is composed of four linear portions (52a).

コア(50)は、前記のブロック部(24)と類似のブロック部(53)と、ブロック部(53)の一端部側に形成された環状電磁鋼板積層部(54)とを備えている。電磁鋼板積層部(54)は、前後方向から見て、正方形状をなし、その端面にコイル用環状みぞ(52)が形成されている。ブロック部(53)の回転体フランジ部(2a)側端面に、前後方向から見て正方形状をなす断面方形の電磁鋼板用環状みぞ(55)が形成されている。環状みぞ(55)は、４つの直線部分(55a)よりなる。そして、電磁鋼板積層部(54)を正方形の対向２辺と平行な方向（この例では上下方向）に分割した形の複数種類（この例では４種類）の電磁鋼板(56a)(56b)(56c)(56d)が、環状みぞ(55)内に収容されて上下方向に積層されることにより、環状の電磁鋼板積層部(54)が形成されている。電磁鋼板は、符号(56)で総称し、区別する必要があるときは、第１電磁鋼板(56a)、第２電磁鋼板(56b)、第３電磁鋼板(56c)および第４電磁鋼板(56d)と呼ぶ。みぞ(55)内に収容されて積層された電磁鋼板(56)の表面、すなわち、電磁鋼板積層部(54)の端面は、ブロック部(53)の端面と面一である。   The core (50) includes a block portion (53) similar to the block portion (24), and an annular electromagnetic steel sheet laminate portion (54) formed on one end side of the block portion (53). The electromagnetic steel sheet laminate portion (54) has a square shape when viewed from the front-rear direction, and an annular groove for coil (52) is formed on the end face thereof. An annular groove (55) for a rectangular steel sheet having a square shape when viewed from the front-rear direction is formed on the end face of the block part (53) on the rotating body flange part (2a) side. The annular groove (55) is composed of four straight portions (55a). A plurality of types (four in this example) of electromagnetic steel sheets (56a) (56b) (in this example) are obtained by dividing the electromagnetic steel sheet laminate (54) in the direction parallel to the two opposite sides of the square (in this example, the vertical direction). 56c) and 56d) are accommodated in the annular groove (55) and stacked in the vertical direction to form an annular electromagnetic steel sheet laminate portion (54). The electromagnetic steel plates are collectively referred to by reference numeral (56), and when it is necessary to distinguish them, the first electromagnetic steel plate (56a), the second electromagnetic steel plate (56b), the third electromagnetic steel plate (56c) and the fourth electromagnetic steel plate (56d). ). The surface of the electromagnetic steel sheet (56) housed and laminated in the groove (55), that is, the end face of the electromagnetic steel sheet laminate part (54) is flush with the end face of the block part (53).

第１電磁鋼板(56a)は、電磁鋼板用環状みぞ(55)全体の左右幅と同じ長さの長方形の板である。第２電磁鋼板(56b)は、電磁鋼板用環状みぞ(55)全体の左右幅と同じ長さの長方形であって、コイル用環状みぞ(52)の上下の水平な直線部分(52a)の全長と同じ幅のみぞ(57)が形成された板である。第３電磁鋼板(56c)は、電磁鋼板用環状みぞ(55)全体の左右幅と同じ長さの長方形であって、長さ方向の両端寄りの部分にコイル用環状みぞ(52)の左右の鉛直な直線部分(52a)の幅と同じ幅のみぞ(58)が形成された板である。第４電磁鋼板(56d)は、電磁鋼板用環状みぞ(55)の左右の鉛直な直線部分(55a)の幅と同じ幅の長方形で、コイル用環状みぞ(52)の左右の鉛直な直線部分(52a)の幅と同じ幅のみぞ(59)が形成された板である。   The first electromagnetic steel plate (56a) is a rectangular plate having the same length as the horizontal width of the entire annular groove (55) for the electromagnetic steel plate. The second electrical steel sheet (56b) is a rectangle having the same length as the entire width of the annular groove (55) for the electrical steel sheet, and is the total length of the upper and lower horizontal straight portions (52a) of the annular groove (52) for the coil. It is the board in which the groove | channel (57) of the same width | variety was formed. The third electrical steel sheet (56c) is a rectangle having the same length as the entire width of the annular groove (55) for the electrical steel sheet, and the left and right sides of the annular groove (52) for the coil are located at both ends in the longitudinal direction. This is a plate on which grooves (58) having the same width as that of the vertical straight line portion (52a) are formed. The fourth electromagnetic steel plate (56d) is a rectangle having the same width as the left and right vertical straight portions (55a) of the annular groove (55) for the magnetic steel plate, and the right and left vertical straight portions of the annular groove (52) for the coil. It is a plate on which grooves (59) having the same width as (52a) are formed.

電磁鋼板用環状みぞ(55)の上側の水平な直線部分(55a)内に、所定枚数の第１電磁鋼板(56a)、第２電磁鋼板(56b)および第３電磁鋼板(56c)が、上下方向に上から順に積層され、みぞ(55)の下側の水平な直線部分(55a)内に、所定枚数の第１電磁鋼板(56a)、第２電磁鋼板(56b)および第３電磁鋼板(56c)が、上下方向に下から順に積層され、みぞ(55)の左右の鉛直な各直線部分(55a)内に、所定枚数の第４電磁鋼板(56d)が上下方向に積層されることにより、電磁鋼板積層部(54)が形成されている。そして、これらの電磁鋼板(56)のみぞ(57)(58)(59)により、コイル用環状みぞ(52)が形成されている。   A predetermined number of the first electromagnetic steel plate (56a), the second electromagnetic steel plate (56b) and the third electromagnetic steel plate (56c) are vertically moved in the horizontal straight line portion (55a) on the upper side of the annular groove (55) for the electromagnetic steel plate. A predetermined number of the first electrical steel plate (56a), the second electrical steel plate (56b) and the third electrical steel plate (in the horizontal straight line portion (55a) below the groove (55) 56c) are stacked in order from the bottom in the vertical direction, and a predetermined number of the fourth electrical steel sheets (56d) are stacked in the vertical direction in each of the left and right vertical straight portions (55a) of the groove (55). An electromagnetic steel sheet laminate portion (54) is formed. An annular groove for coil (52) is formed by the grooves (57), (58), and (59) of these electromagnetic steel sheets (56).

電磁鋼板用環状みぞ(55)の底に近い部分でかつみぞ(55)全体の左右両端に近い部分に対応するブロック部(53)の外周面に、前後方向から見て三角形状の切欠き部(60)が形成され、切欠き部(60)の底の部分に、電磁鋼板用環状みぞ(55)の上下の端面(55b)と平行な平坦面(61)が形成されている。各切欠き部(60)の平坦面(61)と、これに対応する電磁鋼板用環状みぞ(55)の上下の端面(55b)との間に、ボルト穴(62)が形成されている。また、みぞ(55)内に積層される電磁鋼板(56)には、ブロック部(53)のボルト穴(62)に対応するボルト穴(63)が形成されている。ボルト穴(63)は、第１、第２および第３電磁鋼板(56a)(56b)(56c)では２つ、第４電磁鋼板(56d)では１つである。そして、上下の片側の切欠き部(60)の平坦面(61)のボルト穴(62)、電磁鋼板(56)のボルト穴(63)および反対側の切欠き部(60)の平坦面(61)のボルト穴(62)に通されたボルト(64)と、それにねじ合わされたナット(65)とにより、ブロック部(53)に対して電磁鋼板(56)が固定されている。   On the outer peripheral surface of the block part (53) corresponding to the part close to the left and right ends of the entire groove (55) at the part near the bottom of the annular groove (55) for electrical steel sheet, a triangular notch as viewed from the front-rear direction (60) is formed, and a flat surface (61) parallel to the upper and lower end faces (55b) of the annular groove (55) for the electrical steel sheet is formed at the bottom of the notch (60). A bolt hole (62) is formed between the flat surface (61) of each notch (60) and the upper and lower end surfaces (55b) of the corresponding annular groove (55) for electrical steel sheet. In addition, a bolt hole (63) corresponding to the bolt hole (62) of the block portion (53) is formed in the electromagnetic steel sheet (56) laminated in the groove (55). There are two bolt holes (63) in the first, second and third electromagnetic steel sheets (56a), (56b) and (56c), and one in the fourth electromagnetic steel sheet (56d). And the bolt hole (62) of the flat surface (61) of the upper and lower cutouts (60), the bolt hole (63) of the electromagnetic steel plate (56) and the flat surface of the cutout (60) on the opposite side ( The electromagnetic steel plate (56) is fixed to the block portion (53) by a bolt (64) passed through the bolt hole (62) of 61) and a nut (65) screwed together.

コア(50)のブロック部(53)の外周面に切欠き部(60)が形成されているので、ブロック部(53)がケーシング(1)の内周面にはめられるときに、ボルト(64)やナット(65)がケーシング(1)と干渉することがない。   Since the notch (60) is formed on the outer peripheral surface of the block portion (53) of the core (50), when the block portion (53) is fitted on the inner peripheral surface of the casing (1), the bolt (64 ) And nut (65) do not interfere with the casing (1).

この場合も、前記の例の場合と同様に、ボルトだけで電磁鋼板(56)をブロック部(53)に固定することができる。   Also in this case, as in the case of the above example, the electromagnetic steel plate (56) can be fixed to the block portion (53) with only a bolt.

他は、前記の例の場合と同様である。   Others are the same as the case of the said example.

この例では、コア(50)のコイル用環状みぞ(52)に沿う部分の全体に、電磁鋼板積層部(54)が形成されているので、コア(50)全体として、渦電流損が大幅に小さくなる。また、ブロック部(53)の電磁鋼板用環状みぞ(55)に電磁鋼板(56)を収容して積層するだけで、コイル用環状みぞ(52)に沿う部分の全体に電磁鋼板積層部(54)を簡単に形成することができる。   In this example, the magnetic steel sheet laminate portion (54) is formed on the entire portion of the core (50) along the annular groove for coil (52). Get smaller. In addition, the electromagnetic steel plate laminated portion (54 is formed on the entire portion along the coil annular groove (52) simply by accommodating and laminating the electromagnetic steel plate (56) in the annular groove (55) for the electromagnetic steel plate of the block portion (53). ) Can be formed easily.

磁気軸受装置の全体構成あるいは各部の構成、たとえば、アキシアル磁気軸受用電磁石の構成などは、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。   The overall configuration of the magnetic bearing device or the configuration of each part, for example, the configuration of the electromagnet for the axial magnetic bearing is not limited to that of the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.

図１は、この発明の実施形態を示す磁気軸受装置の主要部の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a magnetic bearing device showing an embodiment of the present invention. 図２は、図１のII−II線に沿う拡大断面図（横断面図）である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view (cross-sectional view) taken along the line II-II in FIG. 図３は、図１のIII−III線に沿う拡大断面図（横断面図）である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view (cross-sectional view) taken along the line III-III in FIG. 図４は、アキシアル磁気軸受用電磁石の１例を示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing an example of an electromagnet for an axial magnetic bearing. 図５は、アキシアル磁気軸受電磁石の他の１例を示す図３相当の横図面である。FIG. 5 is a horizontal view corresponding to FIG. 3 showing another example of an axial magnetic bearing electromagnet. 図６は、図５のアキシアル磁気軸受用電磁石の分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of the electromagnet for the axial magnetic bearing shown in FIG. 図７は、アキシアル磁気軸受電磁石のさらに他の１例を示す図２相当の横図面である。FIG. 7 is a horizontal view corresponding to FIG. 2 showing still another example of the axial magnetic bearing electromagnet. 図８は、図７のアキシアル磁気軸受用電磁石の図３相当の図面である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 3 of the electromagnet for the axial magnetic bearing of FIG. 図９は、図７のアキシアル磁気軸受用電磁石の分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view of the electromagnet for the axial magnetic bearing shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

(2) 回転体
(3) アキシアル磁気軸受
(4)(5) ラジアル磁気軸受
(13) アキシアル磁気軸受用電磁石
(14)(15) ラジアル磁気軸受用電磁石
(20)(50) コア
(21)(51) コイル
(23)(52) コイル用環状みぞ
(23a) コイル用環状みぞ直線部分
(24)(53) ブロック部
(25)(54) 電磁鋼板積層部
(26) 電磁鋼板用みぞ
(27)(56a)(56b)(56c)(56d) 電磁鋼板
(44) コア
(45) コイル
(55) 電磁鋼板用環状みぞ (2) Rotating body
(3) Axial magnetic bearing
(4) (5) Radial magnetic bearing
(13) Axial magnetic bearing electromagnet
(14) (15) Radial magnetic bearing electromagnet
(20) (50) Core
(21) (51) Coil
(23) (52) Ring groove for coil
(23a) Annular groove straight part for coil
(24) (53) Block part
(25) (54) Magnetic steel sheet laminate
(26) Groove for electrical steel sheet
(27) (56a) (56b) (56c) (56d) Electrical steel sheet
(44) Core
(45) Coil
(55) Annular groove for electrical steel sheet

Claims (6)

環状のコアの一端面に形成されたコイル用環状みぞ内に、環状のコイルが収容されているアキシアル磁気軸受用電磁石において、
コアの少なくとも一部に、電磁鋼板が軸方向と直交する方向に積層された電磁鋼板積層部が設けられていることを特徴とするアキシアル磁気軸受用電磁石。 In an electromagnet for an axial magnetic bearing in which an annular coil is accommodated in an annular groove for a coil formed on one end surface of an annular core,
An electromagnet for an axial magnetic bearing, characterized in that an electromagnetic steel sheet laminate portion in which electromagnetic steel sheets are laminated in a direction orthogonal to the axial direction is provided on at least a part of the core. コアのコイル用環状みぞが、互いに直角をなす４つの直線部分を有し、このコイル用環状みぞ直線部分を含むコアの部分に、同一形状の電磁鋼板がコイル用環状みぞ直線部分の直線方向に積層された電磁鋼板積層部が設けられていることを特徴とする請求項１のアキシアル磁気軸受用電磁石。   An annular groove for a coil of a core has four straight portions perpendicular to each other, and a magnetic steel plate of the same shape is arranged in a linear direction of the straight groove portion of the annular groove for a coil including the annular groove straight portion of the coil. 2. The electromagnet for an axial magnetic bearing according to claim 1, further comprising a laminated electromagnetic steel sheet laminated portion. コアが、ブロック部と、ブロック部の一端部側に形成された４つの電磁鋼板積層部とからなり、
ブロック部の端面に４つの直線状の電磁鋼板用みぞが形成され、各電磁鋼板用みぞ内に複数の電磁鋼板が収容されて積層されることにより、電磁鋼板積層部が形成され、各電磁鋼板積層部の端面とこれらの間のブロック部の端面にコイル用環状みぞが形成されていることを特徴とする請求項２のアキシアル磁気軸受用電磁石。 The core is composed of a block portion and four electromagnetic steel sheet laminate portions formed on one end side of the block portion,
Four linear electromagnetic steel plate grooves are formed on the end face of the block portion, and a plurality of electromagnetic steel plates are accommodated and stacked in each electromagnetic steel plate groove to form an electromagnetic steel plate laminate portion. The electromagnet for an axial magnetic bearing according to claim 2, wherein an annular groove for a coil is formed on the end face of the laminated portion and the end face of the block portion between them. コアに、電磁鋼板が正方形の対向２辺と平行な方向に積層された正方形の環状電磁鋼板積層部が設けられ、この電磁鋼板積層部の端面にコイル用環状みぞが形成されていることを特徴とする請求項１のアキシアル磁気軸受用電磁石。   The core is provided with a square annular magnetic steel sheet laminate portion in which the electromagnetic steel plates are laminated in a direction parallel to the two opposite sides of the square, and an annular groove for a coil is formed on an end surface of the electromagnetic steel sheet laminate portion. The electromagnet for an axial magnetic bearing according to claim 1. コアが、ブロック部と、ブロック部の一端部側に形成された環状電磁鋼板積層部とからなり、
ブロック部の端面に正方形の電磁鋼板用環状みぞが形成され、環状電磁鋼板積層部を正方形の対向２辺と平行な方向に分割した形の複数種類の電磁鋼板が、電磁鋼板用環状みぞ内に収容されて積層されることにより、環状電磁鋼板積層部が形成されていることを特徴とする請求項４のアキシアル磁気軸受用電磁石。 The core consists of a block part and an annular electromagnetic steel sheet laminated part formed on one end side of the block part,
A plurality of types of electrical steel sheets having a shape in which an annular groove for a square electromagnetic steel sheet is formed on the end face of the block portion, and the annular magnetic steel sheet laminated part is divided in a direction parallel to the two opposite sides of the square are in the annular groove for the electromagnetic steel sheet. The electromagnet for an axial magnetic bearing according to claim 4, wherein an annular magnetic steel sheet laminated portion is formed by being accommodated and laminated. １対のアキシアル磁気軸受用電磁石を有する１組のアキシアル磁気軸受と、それぞれ複数のラジアル磁気軸受用電磁石を有する２組のラジアル磁気軸受とにより、回転体を非接触支持する磁気軸受装置において、
ラジアル磁気軸受用電磁石が、電磁鋼板が軸方向に積層されたコアと、コアに取り付けられたコイルとを備えており、
アキシアル磁気軸受用電磁石が、請求項１〜５のいずれかのものであることを特徴とする磁気軸受装置。 In a magnetic bearing device that supports a rotating body in a non-contact manner by a pair of axial magnetic bearings having a pair of axial magnetic bearing electromagnets and two sets of radial magnetic bearings each having a plurality of radial magnetic bearing electromagnets,
An electromagnet for a radial magnetic bearing includes a core in which electromagnetic steel sheets are laminated in an axial direction, and a coil attached to the core.
A magnetic bearing device, wherein the electromagnet for an axial magnetic bearing is any one of claims 1 to 5.
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