JPH09196064A - センサ一体形スラスト磁気軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のスラスト磁気軸受と同等の大きさで回
転軸軸端の寸法を小さくすると共に、中空の回転軸の使
用を可能にするセンサ一体形スラスト磁気軸受を提供す
る。 【解決手段】 回転軸１に対して直角に形成されたスラ
スト板２の上下面に対向し夫々が前記回転軸１を囲って
環状に形成した１対のスラスト電磁石１０、２０と、こ
のスラスト電磁石の制御機能とを主体として構成したス
ラスト磁気軸受において、少なくとも１個のスラスト電
磁石１０、２０の内部に、コイル１２ａ、１２ｂを嵌合
する断面コ字状鉄心１１ａ、１１ｂの内部形状寸法に対
応させて形成した所定厚みのセンサ台１３ａ、１３ｂを
上記電磁石の鉄心１１ａ、１１ｂに螺合もしくは接着し
て固定し、センサ台１３ａ、１３ｂの所定位置に、ギャ
ップセンサ１４ａ、１４ｂをその先端位置を電磁石の先
端部形状と位置に対応させて装着するように構成した。
なお、センサ台の装着手段は、種々考えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸を無接触で
回転自在に保持するスラスト磁気軸受に係り、特に、回
転軸固定部の長さを短くして安定に回転軸のスラスト方
向の位置変動を制限することができるセンサ一体形スラ
スト磁気軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機等のスラスト磁気軸受は、例え
ば、図７に示すように構成されている。図７は、磁気軸
受部の断面を示している。図７において、１は回転軸、
２は回転軸１に対して直角に形成して固定された周囲形
状を円形に形成したスラスト板である。スラスト板２の
両側には、１対の環状に形成した電磁石３、４が、その
表面とスラスト板との間にギャップΔｔを設けて対向す
るように固定されている。電磁石の固定機構及び回転軸
のラジアル軸受は図示を省略している。回転軸１の下側
先端部１ａには、ギャップセンサ５の先端部が対向して
固定されている。各電磁石３、４は磁性体で断面コ字状
の円形ループ形状に形成した鉄心６ａ、６ｂの内部に夫
々コイル７ａ、７ｂを嵌合して構成されている。従っ
て、回転軸１は下側先端部１ａとギャップセンサ５の先
端部との間隔が、ギャップセンサ５によって計測された
ギャップが所定値Δｔになるように図示しない制御装置
で、２個の電磁石３、４の各コイル電流を制御してい
る。図７に示す８は、タッチダウンベアリングであっ
て、電磁石３、４が正規に機能していない時に、回転軸
１を回転自在に保持する機能を備えている。

【０００３】回転軸を無接触で保持するスラスト軸受を
使用した技術としては、例えば、特開平７−１９２４４
号公報に開示の先行技術がある。この先行技術のもの
は、チャンバ内部の汚染を低減できる小型化した磁気軸
受装置であって、チャンバ内の回転軸の下部側に設けた
スラスト円板の、上下面に対向する上下部スラスト電磁
石と、スラスト円板の外周部に固定された下部ラジアル
積層継鉄の積層端面を覆うカバーに対向する下部ラジア
ル電磁石と、この電磁石の磁極間に取着されたカバーを
検出面とするラジアル変位センサと、回転軸の上部側に
固定された上部ラジアル積層継鉄の積層端面を覆うカバ
ーに対向する上部ラジアル電磁石と、この電磁石の磁極
間に取着されたカバーを検出面とするラジアル変位セン
サとを備えているので、下部、上部ラジアル積層継鉄の
積層端面の錆びの飛散がカバーで防止され、また、各電
磁石及び各変位センサが回転軸の軸方向に一列とならな
い配置で取り付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来のスラスト磁気軸受の構造であると、次のよう
な問題点があった。 スラストのギャップセンサが回転軸の軸端に設置され
ているので、回転軸軸端部機構の長さが長くなリ、スラ
スト磁気軸受の小型化が図れない。 両軸のモータや中空の回転軸のものには採用できな
い。 スラスト板とスラスト軸受のギャップを直接計測して
いないので、本当のギャップを測定できず、ギャップの
精度が低下せざるを得ない。また、上記の先行技術のも
のは、複雑な構成のものとなっている。本発明は、これ
ら従来のものの上記課題（問題点）を解決し、従来のス
ラスト磁気軸受と同等の大きさで回転軸軸端の寸法を小
さくすると共に、中空の回転軸の使用を可能にする電磁
石にギャップセンサを内蔵した簡単な構成のスラスト磁
気軸受の構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づくセンサ一体形スラスト磁気軸受は、
回転軸に対して直角に形成されたスラスト板の上下面に
対向し夫々が回転軸を囲って環状に形成した１対のスラ
スト電磁石と、このスラスト電磁石の制御機能とを主体
として構成したスラスト磁気軸受において、少なくとも
１個のスラスト電磁石の内部にコイルを嵌合する断面コ
字状鉄心の内部形状寸法に対応させる形状寸法に形成し
た所定厚みのセンサ台を電磁石の鉄心に螺合もしくは接
着して固定し、このセンサ台の所定位置に、ギャップセ
ンサをこの先端位置を電磁石の先端部形状と位置に対応
させて装着するように構成した。

【０００６】また、上記構成に代え、回転軸に対して直
角に形成されたスラスト板の上下面に対向し夫々が回転
軸を囲って環状に形成した１対のスラスト電磁石と、こ
のスラスト電磁石の制御機能とを主体として構成したス
ラスト磁気軸受において、少なくとも１個のスラスト電
磁石の内部にコイルを嵌合する断面コ字状鉄心の先端内
壁部に、上記鉄心の内部形状寸法に対応させる形状寸法
に非磁性体により形成すると共に、周辺につばを設けた
所定厚みのセンサ台のつば部を、このセンサ台の内外周
夫々の表面部を磁性体により形成した大小２枚の環状の
固定板で覆い、これらの固定板夫々を前記鉄心に対して
所定手段で固定し、このセンサ台の所定位置にギャップ
センサをその先端位置を電磁石の先端部形状と位置に対
応させて装着するように構成しても良い。この場合、上
記２枚の環状の固定板は、鉄心にネジ止め、もしくは接
着するようにしても良い。

【０００７】また、上記構成に代え、回転軸に対して直
角に形成されたスラスト板の上下面に対向し夫々が回転
軸を囲って環状に形成した１対のスラスト電磁石と、こ
のスラスト電磁石の制御機能とを主体として構成したス
ラスト磁気軸受において、少なくとも１個のスラスト電
磁石の内部にコイルを嵌合する断面コ字状鉄心の内部形
状寸法の断面径のほぼ半分に対応させる形状寸法に非磁
性体により形成した所定厚みのセンサ台を、上記電磁石
の鉄心に螺合もしくは接着して固定し、このセンサ台の
所定位置に、ギャップセンサをその先端位置を電磁石の
先端部形状と位置に対応させて装着するように構成して
も良い。

【０００８】さらに、回転軸に対して直角に形成された
スラスト板の上下面に対向し夫々が回転軸を囲って環状
に形成した１対のスラスト電磁石と、このスラスト電磁
石の制御機能とを主体として構成したスラスト磁気軸受
において、少なくとも１個のスラスト電磁石の内部にコ
イルを嵌合する断面コ字状鉄心の先端の両内壁部の所定
位置に円弧状の内部に切欠部を設け、上記鉄心の切欠部
の形状寸法に対応させる形状寸法に非磁性体で形成し、
周辺部にセンサ台を螺合もしくは接着し、このセンサ台
の所定位置に、ギャップセンサをその先端位置を電磁石
の先端部形状と位置に対応させて装着して構成しても良
い。

【０００９】上述のように構成したセンサ一体形スラス
ト磁気軸受は、いずれの場合も、従来のスラスト軸受と
同等の大きさで回転軸軸端の寸法が小さくなる。また、
中空の回転軸にも適用できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に基づくセンサ一体形スラ
スト磁気軸受（以下磁気軸受と略称する）の４種類の異
なった構造を説明する各実施の形態を、図１乃至図６を
参照して詳細に説明する。 第１の実施の形態：図１は、本実施の形態の磁気軸受の
構成を示すものである。同図中、従来のものと同等の要
素機能は図７と同一の符号を使用して、その説明は省略
する。図１において、１は回転軸、２は回転軸１に対し
て直角に形成されて固定された円板形状のスラスト板で
ある。スラスト板２の両側には、１対の環状に形成した
スラスト電磁石（以下単に電磁石という）１０、２０
が、その表面とスラスト板との間にギャップΔｔを設け
て対向するように固定されている。電磁石１０、２０の
固定機構と回転軸のラジアル軸受の図示は省略してい
る。各電磁石１０、２０は同一の構造であって、磁性体
で断面コ字状の環状に形成した鉄心１１ａ、１１ｂの内
部にコイル１２ａ、１２ｂを嵌合して形成されている。
コイル１２ａ、１２ｂの固定機能とリード線等の図示説
明は省略している。１３ａ、１３ｂは夫々センサ台で、
夫々鉄心１１ａ、１１ｂの両先端の内壁部１１ａ1、１
１ａ2及び１１ｂ1、１１ｂ2の間に後述する手段で固定
した所定厚みの非磁性体により形成されている。センサ
台１３ａ、１３ｂには計測面をスラスト板に向け、先端
面の位置を鉄心１１ａ、１１ｂの先端面に対応させた所
定位置に一致させてギャップセンサ１４ａ、１４ｂを固
定している。

【００１１】本発明に基づくギャップセンサ１４ａ、１
４ｂは、従来のギャップセンサ５が軸端とギャップセン
サ５の先端面との間の距離（ギャップ）を計測していた
のに対して、スラスト板２とギャップセンサ１４ａ、１
４ｂの各先端面との間の距離（ギャップ）を計測する。
従って、回転軸１とスラスト板２が同一の材質であれ
ば、従来と同一種類のギャップセンサを用いれば良い。
また、微小なギャップを後述するような手段で必要精度
で計測できるセンサであれば、どのような種類のセンサ
を使用しても良い。本実施の形態以降に記す実施の形態
においても、同様のギャップセンサを使用すれば良いの
で、以降のギャップセンサに関する上記の説明は省略す
る。電磁石制御用の制御装置とギャップセンサとの間の
接続線等の図示は省略している。

【００１２】図１に示したギャップセンサを電磁石先端
部に装着する手段を、図３によって説明する。図３
（Ａ）には、図１に示した電磁石１０又は２０の電磁石
の断面を、その一方の電磁石１０で代表して示してい
る。但し、図３では簡単のため、鉄心１１ａを１１、セ
ンサ台１３ａを１３、コイル１２ａを１２、ギャップセ
ンサ１４ａを１４というように夫々ａを省略して示して
いる。同図において、１１は電磁石１０の鉄心であっ
て、スラスト板（図示せず）に面した先端の内壁部１１
ａ1、１１ａ2に、センサ台１３が装着されている。図３
（Ｂ）には、センサ台１３の一部を表面から見た状態を
示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）において、センサ台
１３は、非磁性体で形成された内部が抜けた円板形状の
平面板である。即ち、センサ台１３は平たいドーナツ状
をなしている。ドーナツ状のセンサ台１３の径の大なる
方の側面１３ｓ1の電磁石に結合した状態における外側
１３ｈの内側には所定ピッチの雄ネジ１３ｍが切られて
おり、径の小なる方の側面１３ｓ2の電磁石に結合した
状態における外側１３ｊの内側には所定ピッチの雄ネジ
１３ｎが切られている。鉄心１１の両先端の内壁部１１
ａ1、１１ａ2 のセンサ台１３との装着位置には、夫々
センサ台に設けた雄ネジ１３ｍと１３ｎに対応する雌ネ
ジが切られている。従って、センサ台１３はこれらの各
ネジによって鉄心１１に、センサ台１３の表面と鉄心１
１の端部がほぼ同一平面をなすように固定される。セン
サ台１３の所定位置に、少なくとも１個のギャップセン
サ１４が先端部位置がセンサ台１３の表面とほぼ一致す
るようにして固定されている。即ち、ギャップセンサ１
４の先端部とスラスト板との間に形成されるギャップ
は、後述するように、ギャップセンサ１４による計測値
によって電磁石とスラスト板との間のギャップをΔｔに
保持するのに適した位置に固定される。鉄心１１とセン
サ台１３とは、上記のように螺合させるのではなく、接
着で止めても良い。また、センサ台１３とギャップセン
サ１４とは接着しても、交換可能なようにネジその他の
手段で固定しても良い。なお、１２は電磁石のコイルで
ある。従って、コイル１２が焼損した場合の巻直し、ギ
ャップセンサ１４が故障した場合の交換等の必要性と電
磁石の構成に従って、夫々の適切な固定手段を採用すれ
ば良い。

【００１３】上記した構造のスラスト磁気軸受の制御機
能の概要を図２によって説明する。図２において、１４
ａ、１４ｂは夫々図１に示した１対の電磁石１０、２０
夫々に装着されたギャップセンサである。２個のギャッ
プセンサ１４ａ、１４ｂは、差動増幅機能を備えたギャ
ップ偏差検出機能１４Ｈに入力して、２個のギャップセ
ンサ１４ａ、１４ｂの出力の差分を検出し、増幅して出
力する。ギャップ偏差検出機能１４Ｈの出力は電磁石制
御機能１６Ｃに入力し、電磁石制御機能１６Ｃは、１対
の電磁石１０、２０の各コイル１２ａ、１２ｂに電流を
供給する。即ち、２個のギャップセンサ１４ａ、１４ｂ
は夫々その先端とスラスト板２とのギャップに比例した
信号を出力している。従って、各ギャップセンサ１４
ａ、１４ｂの出力偏差は、夫々の先端とスラスト板２と
のギャップの偏差量に比例している。電磁石制御機能１
６Ｃからは、各ギャップセンサ１４ａ、１４ｂの出力偏
差を補正するように電磁石のコイル１２ａ、１２ｂに供
給する電流値を制御するので、各ギャップセンサ１４
ａ、１４ｂ夫々の先端とスラスト板２とのギャップは常
に等しくΔｔに保持される。即ち、この磁気軸受は正常
に動作する。

【００１４】上述したセンサ台１３ａ、１３ｂに夫々装
着するギャップセンサ１４ａ、１４ｂの数は、磁気軸受
の必要特性と電磁石の構造及び制御機能の条件等に対応
して適切な数となるように設定すればよい。また、図２
に示した制御機能の説明と、図１に示した磁気軸受の構
造では、対向する２個の夫々の電磁石１０、２０にスラ
スト板２に対向させてギャップセンサ１４ａ、１４ｂを
装着し、その偏差信号によって電磁石のコイル１２ａ、
１２ｂに供給する電流を制御するように説明したが、ス
ラスト板２の上側又は下側の一方の電磁石（例えば１
０）にのみギャップセンサ１４ａを装着し、スラスト板
２と電磁石１０、２０との間の適正なギャップの場合に
得られる筈のギャップセンサ１４ａの検出値を基準値と
して、この基準値にギャップセンサ１４ａの検出値が等
しくなるように、夫々の電磁石又は一方の電磁石１０の
コイル１２ａに供給する電流値を制御するようにしても
良い。

【００１５】第２の実施の形態：次に、上述とは別のギ
ャップセンサの装着手段を図４を参照して説明する。図
４は、第１の実施の形態において示した図３に対応して
いる。即ち、図４（Ａ）には図１に示した電磁石１０、
２０に相当する一方の電磁石の断面を示しており、同図
（Ｂ）には、センサ台の一部を表面側から見た状態を示
している。図４（Ａ）、（Ｂ）において、１５は一方の
電磁石の鉄心であって、基本形状と材質は図３に示す第
１の実施の形態で説明した鉄心１１と同様である。鉄心
１５のスラスト板（図示せず）に面した先端の内壁部
に、非磁性体で、上記した鉄心１５の内部形状寸法に対
応させて形成した内部が抜けた円板形状のセンサ台１７
が、大小２枚の磁性体で形成した環状の固定板１８と１
９で表面から押さえるようにして固定されている。な
お、センサ台１７の基本形状と材質は前述した第１の実
施の形態のセンサ台１３と同様に形成される。センサ台
１７の径の大なる方の側部１７ａにはこの側部１７ａの
コイル側に設けられるつば部１７ａ1よりも径を短くし
た切欠部１７ａ2が全周にわたって設けられ、径の小な
る方の側部１７ｂにはこの側部１７ｂのコイル側に設け
られるつば部１７ｂ1よりも径を短くした切欠部１７ｂ2
が全周にわたって設けられている。即ち、センサ台１７
の側部１７ａと１７ｂには夫々つば部１７ａ1と１７ｂ1
が全周にわたって設けられた形状をなしている。従っ
て、前述したように、固定板１８の外径寸法は鉄心１５
の外径寸法に等しく、固定板１８の内側１８ａの内径寸
法は、センサ台１７の切欠部１７ａ2の外径寸法にほぼ
等しく、固定板１９の内径寸法は鉄心１５の内径寸法に
等しく、固定板１９の外側１９ａの外径寸法は、センサ
台１７の切欠部１７ｂ2の外径寸法にほぼ等しくしてい
る。また、固定板１８の厚みはセンサ台１７の切欠部１
７ａ2の厚みよりは厚くならないように、固定板１９の
厚みはセンサ台１７の切欠部１７ｂ2の厚みよりも厚く
ならないようにしている。従って、前述したように、固
定板１８はセンサ台１７の切欠部１７ａ2の内部である
つば部１７ａ1を押さえ、固定板１９はセンサ台１７の
切欠部１７ｂ2の内部であるつば部１７ｂ1を押さえるこ
とによって、センサ台１７をその表面と鉄心１５の端部
がほぼ同一平面をなすように電磁石に固定している。２
枚の固定板１８、１９は夫々電磁石の鉄心１５に対し
て、ネジ止めしても接着しても良い。

【００１６】センサ台１７の所定位置に、少なくとも１
個のギャップセンサ１４の先端部位置がセンサ台１７の
表面とほぼ一致するようにして固定されている。即ち、
ギャップセンサ１４の先端部とスラスト板との間に形成
されるギャップは、第１の実施の形態と同様、ギャップ
センサ１４による計測値と第１の実施の形態で図２によ
って説明した制御機能と同様の制御機能によって、電磁
石とスラスト板との間のギャップをΔｔに保持するのに
適した位置に固定される。また、センサ台１７とギャッ
プセンサ１４とは接着しても、交換可能なようにネジそ
の他の手段で固定しても良い。なお、１６は電磁石のコ
イルである。従って、コイル１６が焼損した場合の巻直
し、ギャップセンサ１４が故障した場合の交換等の必要
性と電磁石の構成に従って、夫々の適切な固定手段を採
用すれば良い。ギャップセンサの用法は第１の実施の形
態と同様なのでその説明は省略する。

【００１７】第３の実施の形態：次に、上述とは別のギ
ャップセンサの装着手段を図５を参照して説明する。図
５は、第１の実施の形態において示した図３に対応して
いる。即ち、図５（Ａ）には図１に示した電磁石１０、
２０に相当する一方の電磁石の断面を示しており、同図
（Ｂ）には、センサ台の一部を表面から見た状態を示し
ている。図５（Ａ）、（Ｂ）において、２１は一方の電
磁石の鉄心で、基本形状と材質は第１の実施の形態で説
明した鉄心１１と同様である。断面がコ字状の電磁石２
１の一方のスラスト板（図示せず）に面した先端の内壁
部２１ｂに所定ピッチの雌ネジを設け、非磁性体によっ
て、第１の実施の形態で図３によって示したセンサ台１
３の断面幅のほぼ半分に対応させる幅の形状寸法に形成
した所定厚みのセンサ台２３の片側面、例えば小径側の
側面２３ｂに鉄心２１の内壁部２１ｂに設けた雌ネジに
螺合するように雄ネジを設けて電磁石の鉄心２１に螺合
して固定する。即ち、センサ台２３の小径側の側面２３
ｂの電磁石に結合した状態における外側２３ｂ1の内側
には所定ピッチの雄ネジ２３ｂ2が切られ、鉄心２１の
センサ台装着位置である内壁部２１ｂには、雄ネジ２３
ｂ2に対応する雌ネジが切られている。従って、センサ
台２３は、このネジによって鉄心２１に、センサ台２３
の表面と鉄心２１の端部が同一平面をなすように固定さ
れる。

【００１８】センサ台２３の所定位置に少なくとも１個
のギャップセンサ１４の先端部位置が、センサ台２３の
表面とほぼ一致するようにして固定されている。即ち、
ギャップセンサ１４の先端部とスラスト板との間に形成
されるギャップは、第１の実施の形態と同様、ギャップ
センサ１４による計測値と第１の実施の形態で図２によ
って説明した制御機能と同様の制御機能によって、電磁
石とスラスト板との間のギャップをΔｔに保持するのに
適した位置に固定される。鉄心２１とセンサ台２３と
は、上記のようにネジ止めではなく接着で止めても良
い。また、センサ台２３とギャップセンサ１４とも接着
しても、交換可能なようにネジその他の手段で固定して
も良い。なお、図５（Ａ）に示す２２ａと２２ｂは夫々
電磁石のコイルである。従って、コイルが焼損した場合
の巻直し、ギャップセンサ１４が故障した場合の交換等
の必要性と電磁石の構成に従って、夫々の適切な固定手
段を採用すれば良い。ギャップセンサの用法は第１の実
施の形態と同様なのでその説明は省略する。上述の説明
では、センサ台２３は第１の実施の形態で説明したセン
サ台１３の半分の寸法のところで径の小なる方を切り取
り使用した形状をなしたセンサ台を使用するように説明
したが、逆に、第１の実施の形態で説明したセンサ台１
３の半分の寸法のところで径の大なる方を切り取り使用
した形状をなしたセンサ台を使用するようにしても良
い。その場合は、図５（Ａ）に示す２個のコイル２２ａ
と２２ｂの寸法を夫々変化させるようにすれば良い。ま
た、センサ台の幅は必ずしも第１の実施の形態で説明し
たセンサ台１３の幅の丁度半分でなくても良いことは当
然である。

【００１９】第４の実施の形態：次に、上述とは別のギ
ャップセンサの装着手段を図６を参照して説明する。図
６は、上述した各実施の形態において示した一方の電磁
石の一部を、スラスト板の側から見た状況を示してい
る。即ち、図６において、２５は電磁石の鉄心、２５ａ
は鉄心２５の径の大なる側のスラスト板（図示せず）に
面する端部、２５ｂは鉄心２５の径の小なる側のスラス
ト板に面する端部を夫々示している。２６は非磁性体で
所定寸法に形成した円盤状のセンサ台である。センサ台
２６の側面２６ａには所定ピッチの雄ネジを設けてい
る。電磁石の鉄心の径の大なる側の端部２５ａの所定箇
所の内壁部２５ａ1には、センサ台２６の外径寸法に対
応した円弧状の切欠部２５ａ2を設け、この切欠部の内
部には、センサ台２６に設けた雄ネジに対応させた雌ネ
ジを設けている。また、電磁石の鉄心の径の小なる側の
端部２５ｂの円弧状の切欠部２５ａ2に対向する位置の
内壁部２５ｂ1に、センサ台２６の外径寸法に対応した
円弧状の切欠部２５ｂ2を設け、この切欠部の内部に
は、センサ台２６に設けた雄ネジに対応させた雌ネジを
設けている。従って、センサ台２６は電磁石に対して、
上述のネジ部で螺合させて固定することができる。

【００２０】センサ台２６の所定位置には、ギャップセ
ンサ１４の先端部位置がセンサ台２６の表面と一致する
ようにして固定されている。即ち、ギャップセンサ１４
の先端部とスラスト板との間に形成されるギャップは、
第１の実施の形態と同様、ギャップセンサ１４による計
測値と第１の実施の形態で図２によって説明した制御機
能と同様の制御機能によって電磁石とスラスト板との間
のギャップをΔｔに保持するのに適した位置に固定され
る。鉄心２５とセンサ台２６とは上記のように螺合させ
る代わりに、接着で止めても良い。また、センサ台２６
とギャップセンサ１４とも接着しても、交換可能なよう
にネジその他の手段で固定しても良い。従って、前述し
た実施の形態同様、電磁石のコイルが焼損した場合の巻
直し、ギャップセンサが故障した場合の交換等の必要性
と電磁石の構成に従って、夫々の適切な固定手段を採用
すれば良い。上述の構造のギャップセンサを装着したセ
ンサ台は、前述した各実施の形態で説明したように、ギ
ャップセンサの装着数に対応させて複数個設けても良
い。ギャップセンサの用法は第１の実施の形態と同様な
のでその説明は省略する。

【００２１】本発明は、上述した各実施の形態に限定さ
れることなく、本発明の基本思想を満足する手段を構成
し、実行するようにすれば良い。例えば、上述した各実
施の形態では、センサ台の表面と電磁石の鉄心の端面と
を同一面にするように説明したが、ギャップセンサの先
端面がギャップ計測に適切な位置に固定され、センサ台
によって電磁石のコイルの装着位置が後退するような原
因で電磁石の特性が劣化しなければ、センサ台の表面位
置はどのような位置にきても良い。また、上述した電磁
石以外の構造をもった磁気軸受に対しても、或いはギャ
ップセンサの種類によっても、上述した各実施の形態を
参照し適切に構成することができることは当然である。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上記のような構造にしたの
で、次のような優れた効果を有する。 各実施の形態のいずれの手段によっても、スラスト磁
気軸受の主体機能である電磁石にギャップセンサを装着
できるので、回転軸固定部の長さを短くできる。 スラスト磁気軸受とギャップセンサとを一体に構成し
たので、スラスト部のギャップを直接測れるようにな
り、従って、スラスト磁気軸受の制御特性を向上でき
る。 スラスト磁気軸受とギャップセンサとを一体に構成し
たので、回転軸が中空であっても、スラスト磁気軸受が
使用できるようになった。 スラスト磁気軸受とギャップセンサとを一体に構成し
たので、両軸の回転機構にも対応できる。 スラスト磁気軸受とギャップセンサとを一体に構成し
たので、磁気軸受の構造を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくセンサ一体形スラスト磁気軸受
の第１の実施の形態を説明し、第２乃至第４の実施の形
態の説明に参照する回転軸に磁気軸受を結合した側部断
面図である。

【図２】図１に示した磁気軸受における制御機能を説明
する概略ブロック図である。

【図３】図１に示した磁気軸受におけるギャップセンサ
装着手段を説明する構造図であって、同図（Ａ）は電磁
石の断面図、同図（Ｂ）はセンサ台の一部平面図であ
る。

【図４】本発明に基づくセンサ一体形スラスト磁気軸受
の第２の実施の形態を説明する構造図であって、同図
（Ａ）は電磁石の断面図、同図（Ｂ）はセンサ台の一部
平面図である。

【図５】本発明に基づくセンサ一体形スラスト磁気軸受
の第３の実施の形態を説明する構造図であって、同図
（Ａ）は電磁石の断面図、同図（Ｂ）はセンサ台の一部
平面図である。

【図６】本発明に基づくセンサ一体形スラスト磁気軸受
の第４の実施の形態を説明する構造図であって、電磁石
の端部から見た一部の正面図である。

【図７】従来の磁気軸受の構造を説明する回転軸に磁気
軸受を結合した側部断面図である。

【符号の説明】

１：回転軸 ２：スラスト板 １０、２０：電磁石 １１（１１ａ、１１ｂ）、１５、２１、２５：電磁石の
鉄心 １１ａ1、１１ａ2、１１ｂ1、１１ｂ2、：電磁石鉄心の
両先端の内壁部 １２（１２ａ、１２ｂ）、１６、２２ａ、２２ｂ：電磁
石のコイル １３（１３ａ、１３ｂ）、１７、２３、２６：センサ台 １４（１４ａ、１４ｂ）：ギャップセンサ １４Ｈ：ギャップ偏差検出機能 １６Ｃ：電磁石制御機能 １７ａ1、１７ｂ1：つば部 １８、１９：固定板 ２１ｂ：一方の内壁部 ２３ｂ：片側面 ２５ａ、２５ｂ：電磁石鉄心の端部 ２５ａ1、２５ｂ1：電磁石鉄心の先端の内壁部 ２５ａ2、２５ｂ2：切欠部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸（１）に対して直角に形成された
   スラスト板（２）の上下面に対向し夫々が前記回転軸
   （１）を囲って環状に形成した１対のスラスト電磁石
   （１０）、（２０）と、該スラスト電磁石の制御機能と
   を主体として構成したスラスト磁気軸受において、 少なくとも１個のスラスト電磁石の内部にコイル（１２
   ａ）、（１２ｂ）を嵌合する断面コ字状鉄心（１１
   ａ）、（１１ｂ）の内部形状寸法に対応させる形状寸法
   に形成した所定厚みのセンサ台（１３ａ）、（１３ｂ）
   を上記電磁石の鉄心（１１ａ）、（１１ｂ）に螺合もし
   くは接着して固定し、上記センサ台（１３ａ）、（１３
   ｂ）の所定位置に、ギャップセンサ（１４ａ）、（１４
   ｂ）をその先端位置を電磁石の先端部形状と位置に対応
   させて装着してなることを特徴とするセンサ一体形スラ
   スト磁気軸受。
2. 【請求項２】 回転軸（１）に対して直角に形成された
   スラスト板（２）の上下面に対向し夫々が前記回転軸
   （１）を囲って環状に形成した１対のスラスト電磁石
   （１０）、（２０）と、該スラスト電磁石の制御機能と
   を主体として構成したスラスト磁気軸受において、 少なくとも１個のスラスト電磁石の内部にコイル（１
   ６）を嵌合する断面コ字状鉄心（１５）の先端内壁部
   に、上記鉄心の内部形状寸法に対応させる形状寸法に非
   磁性体により形成すると共に、周辺につばを設けた所定
   厚みのセンサ台（１７）のつば部（１７ａ1）、（１７
   ｂ1）を、該センサ台（１７）の内外周夫々の表面部を
   磁性体により形成した大小２枚の環状の固定板（１
   ８）、（１９）で覆い、これらの固定板（１８）、（１
   ９）夫々を前記鉄心（１５）に対して所定手段で固定
   し、センサ台（１７）の所定位置にギャップセンサ（１
   ４）をその先端位置を電磁石の先端部形状と位置に対応
   させて装着してなることを特徴とするセンサ一体形スラ
   スト磁気軸受。
3. 【請求項３】 上記２枚の環状の固定板（１８）、（１
   ９）は、鉄心（１５）にネジ止めもしくは接着するよう
   にした請求項２記載のセンサ一体形スラスト磁気軸受。
4. 【請求項４】 回転軸（１）に対して直角に形成された
   スラスト板（２）の上下面に対向し、夫々が前記回転軸
   （１）を囲って環状に形成した１対のスラスト電磁石
   （１０）、（２０）と該スラスト電磁石の制御機能とを
   主体として構成したスラスト磁気軸受において、 少なくとも１個のスラスト電磁石の内部にコイル（２２
   ａ）、（２２ｂ）を嵌合する断面コ字状鉄心（２１）の
   内部形状寸法の断面径のほぼ半分に対応させる形状寸法
   に非磁性体により形成した所定厚みのセンサ台（２３）
   を、上記電磁石の鉄心（２１）に螺合もしくは接着して
   固定し、上記センサ台（２３）の所定位置にギャップセ
   ンサ（１４）を該ギャップセンサの先端位置を電磁石の
   先端部形状と位置に対応させて装着してなることを特徴
   とするセンサ一体形スラスト磁気軸受。
5. 【請求項５】 回転軸（１）に対して直角に形成された
   スラスト板（２）の上下面に対向し、夫々が前記回転軸
   （１）を囲って環状に形成した１対のスラスト電磁石
   （１０）、（２０）と該スラスト電磁石の制御機能とを
   主体として構成したスラスト磁気軸受において、 少なくとも１個のスラスト電磁石の内部にコイルを嵌合
   する断面コ字状鉄心（２５）の先端の両内壁部（２５ａ
   1）、（２５ｂ1）の所定位置に円弧状の内部に切欠部
   （２５ａ2）、（２５ｂ2）を設け、上記鉄心の切欠部
   （２５ａ2）、（２５ｂ2）の形状寸法に対応させる形状
   寸法に非磁性体で形成し周辺部に、センサ台（２６）を
   螺合もしくは接着し、該センサ台（２６）の所定位置
   に、ギャップセンサ（１４）を該ギャップセンサの先端
   位置を電磁石の先端部形状と位置に対応させて装着して
   なることを特徴とするセンサ一体形磁気軸受。