JPH10159849A - 縦方向及び横方向にアクティブな磁気軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小さい容積で製造が容易な磁気軸受を提供す
る。 【解決手段】 固定部に対応する強磁性の可動部のアク
ティブセンタリングのため、磁気軸受は主磁極片及び基
準軸に垂直な中央強磁性部を有する。主空隙は基準軸に
平行に変化する厚さを持ち、中央空隙は固定及び可動部
間の横方向軸に平行に変化する厚さを持っている。主磁
極片と中央強磁性体部の間に反対方向に磁化された２つ
の磁石と独立の捲線がある。巻線は中央強磁性体部に、
横方向センタリングを確実にするため中央空隙を横切る
制御可能な磁束を、そして前記軸に平行なセンタリング
を確実にするため主空隙を横切る制御可能な磁束を発生
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はそれらの間に接触の
ない固定部と可動部からなる磁気回路を有する磁気軸受
に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，９１８，３４５号明細書
に記載されているように、磁気軸受は１つ又は２つのセ
ンタリング軸上の別の部材に関し、可動部材のアクティ
ブセンタリングに磁気的に用いられる。２つの部材は、
軸受と可動部材が浮かんでいるように形成され結合した
接点を有しない強磁性体の部分を有する。磁気的にアク
ティブセンタリングは、センタリング軸に平行なサイズ
を変える空隙の種々の磁束を発生するため種々の電流が
流れる巻線の使用を意味する。

【０００３】磁気軸受は回転動及び直線動の両者に用い
ることができる。しばしば縦方向軸又は横方向軸、ある
いは２つの横方向軸と呼ばれる基準軸上の磁気軸受によ
り部材をアクティブにセンタリングすることはよく知ら
れている。この種の軸受は一般に、さらにアクティブセ
ンタリングに寄与することができ、そして、いくつかの
形態において、１つ又はそれ以上の他の軸上でパッシブ
センタリングすることを確実にする永久磁石を有する。

【０００４】例えば、回転体のための磁気軸受の１つの
クラスは、２つの横方向又は半径方向（radial) 軸上の
アクティブセンタリング、及び回転方向又は縦方向軸上
のパッシブセンタリングを確実にする。半径方向にアク
ティブな２軸の軸受という表現（「横方向又は半径方向
軸受」）が時々用いられる。回転部材のための磁気軸受
の他のクラスは，縦方向軸上のアクティブセンタリング
及び横方向軸上のパッシブセンタリングを確実にする。
軸方向にアクティブな１軸軸受なる表現（「縦方向又は
軸方向軸受」）が時々用いられる。回転動作のいくつか
のケースにおいて、縦方向軸上のアクティブセンタリン
グ及び少なくとも一つの横方向軸は、固定部に関連した
可動部の横方向位置決めを確実にするため必要であり、
正確な縦方向位置決めと組み合わされる。縦方向軸上で
アクティブな第１の磁気軸受（「縦方向又は軸方向軸
受」）及び縦方向軸に垂直な１つ又は２つの横方向軸上
でアクティブな第２の磁気軸受（「横方向又は半径方向
軸受」）が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これら２つの軸受は互
いに独立に可動部材上で行動するため磁気的に分離する
ことができる。最後にこれらは互いに分離され、そし
て、例えば、軸受の縦方向軸上で並置される。上記種類
の軸受の配列は、基準縦方向軸及び少なくとも１つの横
方向軸上のアクティブセンタリング、それ故これらの軸
上の位置のコントロールを確実にするが、それにもかか
わらず２つの軸受の並置のために大きな容積を占めると
いう不都合を有する。

【０００６】さらに、この配置は製造するには複雑であ
り困難である。例えば、基準縦方向軸上で行動する軸受
のステータ部分は挿入され、また回転部上で干渉適合
（infringement fit）である２つの磁極片間に位置しな
ければならず、一方、第１の軸受に並置された横方向に
アクティブな軸受の要素もまた備えなければならず、ま
た互いに位置決めしなければならない。

【０００７】これらの不都合は、普通の場合、ロータが
軸方向にオフセットした２つの半径方向の軸受により浮
かされている場合に強められ、そして、効率及び最小の
総体のサイズのために、軸方向軸受は半径方向軸受間に
配置される。同様の分析を移動（translation)における
部材のセンタリングに適用し、基準軸は移動の方向及び
横方向センタリング方向に垂直である。

【０００８】本発明は、基準軸及び少なくとも１つの横
方向軸上でアクティブであり、より小さい容積を有し、
そして従来より製造するのが容易であるが、しかし性能
において同等である、回転体又は移動可能な部材のため
の磁気軸受を提供することによって従来技術の不都合を
改善することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は基準軸上で固定
部材に関し接触しない可動部材をセンタリングし、基準
軸に垂直な少なくとも１つの横方向軸を持ち、かつ、 −横方向軸に沿って基準軸のそれぞれ反対側に配置され
た２つの磁気回路で、各々は前記部材により支持される
よう適合された第１及び第２の強磁性体部を形成し、か
つ基準軸に平行な２つの主空隙オフセットにより分離さ
れ、前記第１の強磁性部は基準軸に垂直な２つの主磁極
片（２１，２２）を有し、 −基準軸（Ｚ−Ｚ）に平行に永久磁化された手段で、各
磁気回路の主磁極片の間に配置され、主空隙を横切る磁
束を発生する手段、 −少なくとも１つの磁気回路において、主空隙に制御可
能な磁束を発生させるよう適合した巻線手段、を有する
磁気軸受であって、該磁気軸受は、少なくとも１つの強
磁性体回路のために、 −前記主空隙は基準軸に平行な厚さが変化し、 −前記中央強磁性体部は基準軸に垂直であって、第１の
強磁性体部に固定され、該第１の強磁性体部の主磁極片
間に配置され、その厚さが横方向軸に平行に変化する中
央空隙によって第２の強磁性体部から分離されており、 −前記永久磁化された手段は主磁極片と中央強磁性体部
との間で反対方向に磁化された２つの磁石を有し、そし
て、 −前記巻線手段は基準軸に平行な中央強磁性体部のそれ
ぞれ反対側に配置され、それによりこれらの巻線を流れ
る電流の方向に依存する独立の巻線を有し、後者は巻線
が横方向センタリングを確実にするため中央空隙を横切
る制御可能な磁束及び主空隙を横切りそれにより前記巻
線が前記基準軸に平行なセンタリングを確実にする制御
可能な磁束を中央強磁性体部に発生するように適合され
ている。

【００１０】このように本発明の軸受は基準軸及び少な
くとも１つの横方向軸上でアクティブである。さらに、
本発明の磁気軸受の容積は縦方向軸受及び並置された横
方向軸受が用いられた場合より小さい。加えて、本発明
の磁気軸受は製造するのが容易であり、従って、従来の
技術より低コストとなる。見たところ本発明は米国特許
出願第０８／５８３，７８５号に似ているように見え
る。これは傾斜機能（tilt function)（数度、典型的に
は３−５°の動きの範囲）を確実にし、選択的に基準軸
に垂直な少なくとも１つのセンタリング軸上にセンタリ
ングする機能を指向している。それは第１の強磁性体部
と第２の強磁性体部の主磁極片間の主空隙及び第１の強
磁性体部と第２の強磁性体部の中央強磁性体部間の主空
隙を有する。

【００１１】しかしながら本発明によると、主空隙と中
央空隙は同じ軸に、即ち、基準軸に対し横方向の軸に平
行に変化する。さらに、上記文献は、光学的センタリン
グと結合して傾斜（tilt) を制御することに関連してい
る。それは全く本発明の課題と異なっており、傾斜のな
い２つのセンタリング軸に関連している。上記文献は明
らかに本発明の課題を解決することを求めている当業者
には利益はない。

【００１２】本発明の特徴によると、第１の強磁性体部
は固定部により支持されるよう適合される。第１の強磁
性体部の要素は相対的に重く、そして好ましくは固定さ
れる。本発明の特徴によると、第２の強磁性体部は第１
の強磁性体部の間に配置され、又は、逆に、第２の強磁
性体部は第１の強磁性体部の周囲に配置される。本発明
の軸受の構成はしたがって多くの形態に適合させること
ができる。

【００１３】本発明の好ましい特徴によると、基準軸は
固定部材に関連した可動部材の回転軸であり、第２の強
磁性体部は磁気リングで中央強磁性体部は中央空隙の領
域において全体に環状となっている。磁気軸受は固定部
材に関連して回転部材を中心に置くために用いることが
できる。この場合、本発明の別の好ましい特徴による
と、同じ構成の２つの他の磁気回路は回転軸に垂直な第
２の横方向センタリング軸に沿った回転軸のそれぞれ反
対側に配置され、その厚さが回転軸に平行に変化する２
つの他の主空隙を横切る第２の強磁性体部と協同する２
つの他の第１の強磁性体部を有し、巻線はこれら２つの
他の磁気回路に制御可能な磁束を発生させるように適合
されており、反対方向に磁化された他の永久磁石は中央
強磁性体部のそれぞれ反対側のこれら２つの他の第１の
強磁性体部間に配置され、前記中央強磁性体部は２つの
他の中央空隙により第２の強磁性体部から分離されてお
り、そして前記巻線は前記２つの他の中央空隙において
制御可能な磁束を発生させるために適合されている。

【００１４】前記軸受は基準軸及び２つの横方向軸上で
固定部材に関連して回転部材を中心に位置させるために
用いることができる。本発明の別の好ましい特徴による
と、前記第２の強磁性体部は参照軸に垂直な軸上で可動
なバー磁石である。本発明の他の特徴によると、以下の
ことを選択的に組み合わせることができる。

【００１５】−前記主磁極片は平行で磁気軸受の回転軸
を中心とし、前記巻線を囲むブランチを有する。 −前記永久磁化された手段は回転軸を中心とした２つの
円筒リングの形の永久磁石を有する。 −前記第２の磁石部は中央強磁性体部に実質的に面して
いるフランジを有する。

【００１６】−前記第２の磁石部は前記主磁極片に実質
的に面しているフランジを有する。 −前記独立の巻線は基準軸に平行なコアの周囲に配置さ
れ、そして中央の磁極片と主磁極片のに位置している。 本発明の特徴と利点は，添付の図面に描かれた多くの実
施形態の記載からより明確になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１、２、３Ａ及び３Ｂを参照す
ると、本発明はロータ部１及びステータ部２を有する磁
気軸受に適用されている。これらの部分１及び２はそれ
ぞれロータＡ及びステータＢに固定されている。この磁
気軸受の基準軸は円筒形シャフトであるロータＡの回転
軸又は縦方向軸Ｚ−Ｚである。以下、軸Ｚ−Ｚは垂直で
あるが、しかし垂直に対していくらかの傾きを持つこと
ができると仮定する。少なくともステータ部２に面した
部分において、ロータ部１は磁気リングであり、正確に
いうと強磁性材料から作られた円柱であり、それ故都合
の良いことに３つのフランジ１１、１２及び１３を持っ
た磁極片を構成している。上部及び下部フランジ１１及
び１３は、好ましくはフランジ１１と１３の中間にある
中央フランジ１２の反対側にある。フランジ１２は軸Ｚ
−Ｚ方向に、他の２つのフランジ１１及び１３の高さの
実質的に３倍の高さを持っている。フランジ１１及び１
３の軸方向厚さはそれらの目的が軸方向空隙を提供する
ことであるためほとんど重要ではないことがわかる。

【００１８】軸Ｚ−Ｚは本発明の軸受の第１の縦方向セ
ンタリング軸を構成する。軸受はロータＡの回転軸Ｚ−
Ｚに垂直な２つの半径方向又は横方向センタリング軸Ｘ
−Ｘ及びＹ−Ｙを持っている。ステータ部２はそれらの
中心に開口２１２、２２２を有した２つの全く同じ平行
な強磁性体プレート２１及び２２を有している。磁極片
２１と２２は４つのブランチ２１０、２２０をそれぞれ
持った十字形であり、カットアウト２１１、２２１でそ
れぞれ分離されている。各カットアウト２１１、２２１
は軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙに対して実質的に４５°で軸上に
集まっている。プレート２１と２２は軸Ｚ−Ｚに垂直に
集まっている主たる磁極片である。もちろん、センタリ
ング軸と同じ数の対のブランチを有し、３つ（又はそれ
以上）の横方向センタリング軸を有することができる。

【００１９】軸Ｚ−Ｚを有する中央の磁極片２３はプレ
ート２１と２２の間に配置されており、ここではそれら
の中間である。磁極片２３は強磁性体であり、カットア
ウト２３１により分離された４つのブランチ２３０を有
した十字形である。磁極片のブランチ及びカットアウト
は磁極片２１と２２のそれらに重ねられている。磁極片
２３の厚さは実質的にプレート２１及び２２のそれの２
倍であり、その外側直径はプレート２１と２２のそれと
等しい。中央磁極片の内側直径は磁極片２１と２２のそ
れより小さい。磁極片２３は半径方向におけるロータ部
の中央フランジ１２に面しており、同じ軸方向の厚さを
持っている。フランジ１２に面している磁極片２３の部
分は全体的に環状である。カットアウト２３１はブラン
チ２３０を完全には分離しておらず、また後者は半径方
向の小さな厚さを持ったブリッジ２３２により対で結合
されており、磁極片２３の内側周辺に位置していること
に注意されたい。ブリッジ２３２は２つの連続したブラ
ンチ間の磁束の不連続を制限し、そしてロータ部が高速
で回転した時に渦電流を制限する。それぞれのコア２４
０上の全く同一の巻線２４は、主磁極片２１のブランチ
２１０と中央磁極片２３間で軸Ｘ−Ｘ上及び軸Ｙ−Ｙ上
で対に配置される。

【００２０】同様に、それぞれのコア２５０上の４つの
巻線２５は、主磁極片２２及び中央磁極片２３間でセン
タリング軸上、即ち軸Ｘ−Ｘ及び軸Ｙ−Ｙ上で対に配置
される。巻線２５は巻線２４と同一である。巻線２４と
２５は独立している。非磁性（amagnetic)固定シム２４
１と２５１はコアの各々と磁極２１、２２又は２３の１
つの間に配置されている。

【００２１】２つの同一の円筒形永久磁石２６と２７は
中央磁極２３に対しそれぞれ反対側に配置され、軸Ｚ−
Ｚを中心としている。永久磁石２６は磁極片２１と中央
磁極片２３の間に挿入され、永久磁石２７は磁極片２２
と中央磁極片２３の間に挿入されている。磁石２６と２
７は回転軸Ｚ−Ｚに平行にかつ反対方向に、例えば両方
とも磁極片２３に向けて磁化されている。

【００２２】特に図１に示されているように、中央磁極
片２３の内径は、中央磁極片２３の内部端がロータ部１
のフランジ１２に面するフランジ２３３を形成する結果
として、磁石２６と２７のそれより小さい。軸Ｚ−Ｚ及
び半径方向センタリング軸、ここでは軸Ｘ−Ｘ、を含む
各平面のため、本発明の磁気軸受は３つの空隙Ｅ１、Ｅ
２及びＥ３を有する。第１の空隙Ｅ１とＥ２はロータ部
１と磁極片２１と２２の間にある。より正確にいうと、
第１の空隙Ｅ１はロータ部１の上面１４と上部磁極片２
１の下面部の間にある。

【００２３】フランジ１１は上面１４の表面領域を増や
し、そのため空隙Ｅ１を横切る磁束の通過に好ましいこ
とに注意されたい。第２の空隙Ｅ２はロータ部１の底面
１５と底部磁極２２の上面部との間にある。第２の空隙
は第１の空隙Ｅ１に類似している。主空隙Ｅ１とＥ２は
回転軸Ｚ−Ｚに平行な厚さにおいて変化する。

【００２４】第３の空隙Ｅ３はフランジ１２と中央磁極
２３のフランジ２３３の間にある。中央の空隙Ｅ３は関
連する横方向軸に平行な厚さが変化する。軸Ｚ−Ｚ上を
ロータ部の両側に延びることができるロータＡは、すで
に述べたように強磁性体部の外側に磁束が拡大しないよ
うにするため、非磁性材からできていることに注意され
たい。

【００２５】永久磁石２６は、第１の磁気ループ２６
０、即ち、磁極片２３、空隙Ｅ３、ロータ部１、空隙Ｅ
１及び磁極片２１を流れる磁束、及び第２の磁気ループ
２６１、即ち、磁極片２３、磁気コア２４０、固定シム
２４１、及び磁極片２１を流れる磁束を発生する。同様
に、永久磁石２７は、第１の磁気ループ２７０、即ち、
中央磁極片２３、空隙Ｅ３、ロータ部１、空隙Ｅ１及び
磁極片２２を流れる磁束、及び第２の磁気ループ２７
１、即ち、磁極片２３、磁気コア２５０、固定シム２５
１、及び磁極片２２を流れる磁束を発生する。

【００２６】２つの磁石は同一であり、縦方向に反対方
向に磁化されており、発生した磁束はステータ部２に対
してロータ部１の均衡した位置を作り出す。この均衡は
不安定である。図４を参照されたい。図４の平面でロー
タを左の方に移すことが必要であると仮定する。軸Ｘ−
Ｘ上に配列された２つの巻線２４は電流を流す。これら
の電流の各々は、中央磁極片２３、空隙Ｅ２、ロータ部
１、空隙Ｅ１及び磁極片２１を流れる磁束３を誘導す
る。

【００２７】同様に、軸Ｘ−Ｘ上に配列された２つの巻
線２５は電流を運ぶ。これらの電流の各々は、中央磁極
片２３、空隙Ｅ２、ロータ部１、空隙Ｅ１及び磁極片２
２を流れる磁束４を誘導する。中央の空隙Ｅ３におい
て、図４の左側の巻線２４と２５の磁束３と４は、磁石
２６と２７の磁束を加え又は加えられる。図４の右側の
巻線２４と２５の磁束３と４は、磁石２６と２７の磁束
を加えるが、しかし反対方向である。

【００２８】空隙Ｅ１及びＥ２において、巻線２４と２
５の電流によって誘導される磁束は、もし発生する磁束
が同じ大きさであるなら、即ち、実際に巻線を流れる電
流が同じ絶対値を持っている場合、空隙Ｅ１とＥ２は問
題の時に同じサイズになると考えられるため、相殺する
反対の効果を有する。したがって、巻線２４と２５によ
り誘導された磁束は、横方向軸Ｘ−Ｘ上、より正確に言
えば図４の左側にロータを移すことができる力を増大さ
せる。そのため、縦方向軸Ｚ−Ｚ上でロータの位置を修
正することなく、軸Ｘ−Ｘ上でアクティブに磁気軸受を
中心に来るよう調整することができる。

【００２９】ロータは、巻線２４と２５の電流の流れの
方向を逆にすることにより、図４の右側に動かされる。
ロータは、軸Ｙ−Ｙ上の巻線２４と２５に電流を流すこ
とにより、同じように軸Ｙ−Ｙ上を動かされる。図５を
参照すると、ロータは軸Ｚ−Ｚ上を例えば下側に動かさ
れる。

【００３０】軸Ｘ−Ｘ上で中心に置かれた巻線２４と２
５は、磁極片２１、空隙Ｅ１、ロータ部１、空隙Ｅ２、
磁極片２２、磁気コア２５０、磁極片２３及び磁気コア
２４０に磁気ループ５を作り出して加える磁束を発生さ
せる電流を流す。一方、巻線２４と２５により誘導さ
れ、磁極片２３と空隙Ｅ３を流れる磁束は、もしこれら
の磁束が等しいなら、即ち、実際、もしロータが問題の
時に軸Ｘ−Ｘ上に正確に中心に置かれていれば、もし巻
線を流れる電流が同じ絶対値を有していれば、相殺す
る。

【００３１】図５に示された誘導磁束の方向で、誘導磁
束は空隙Ｅ１において磁石２６の磁束と反対であり、空
隙Ｅ２において磁石２７の磁束に加えられる。誘導磁束
は、それ故、空隙Ｅ２を減少させ、結果としてロータ部
１を図５の下側に動かす力を発生する。このように、磁
気軸受を縦方向軸Ｚ−Ｚ上を有効に中心に来るよう調整
することが可能である。

【００３２】軸Ｚ−Ｚ上及び軸Ｙ−Ｙ上のセンタリング
回路は磁気的に分離されている。簡略化された本発明の
実施形態において、図示されてはいないが、磁気軸受は
縦方向センタリング軸及びただ１つの横方向センタリン
グ軸を有している。軸受はただ１つの横方向軸上に巻線
２４、２５を有しており、軸Ｚ−Ｚに関して互いに対称
的に面している。

【００３３】他の変形においては、軸受は２つより多い
横方向センタリング軸、例えば、３つ又は４つのこのよ
うな軸をもっており、より正確な横方向センタリングを
可能にする。横方向センタリング軸の各々は、巻線２
４、２５と関連している。図６に示された本発明による
磁気軸受の第２の実施形態は、ロータ部がステータ部の
外側にある点で先の実施形態と異なっている。添字ａを
持った同じ参照番号が図１から５に示された第１の軸受
の要素に類似の磁気軸受の要素に付与されている。

【００３４】本発明の磁気軸受の第２の実施形態は、縦
方向回転軸Ｚ−Ｚを持った中空円筒の形のロータ部１ａ
を有している。３つのフランジ１１ａ、１２ａ、１３ａ
はロータ部１ａの内面に形成されている。軸Ｚ−Ｚ方向
において、部材Ａａに固定されたロータ部１ａは、部材
Ｂａに固定されたステータ部２ａの２つの極片２１ａと
２２ａの間に置かれ、２つの空隙Ｅ１ａとＥ２ａを形成
する。磁極片２１ａと２２ａは４つのブランチを持ち、
ここではそれらの半径方向外側端に沿って相互に結合さ
れた軸Ｚ−Ｚに対して横方向に配置された平行な同一の
強磁性体プレートである。プレート２１ａと２２ａの外
側の直径はロータ部１ａのそれに等しい。

【００３５】ステータ部２ａは磁極片２１ａと２２ａの
間の軸Ｚ−Ｚ上の中心に置かれた中央磁極片２３ａを持
っている。磁極片２３ａの形は磁極片２１ａと２２ａの
それに対応しており、それらの半径方向外側の端に沿っ
て相互に結合された４つのブランチを有している。磁気
コア２４０ａと２５０ａの周囲の巻線２４ａと２５ａは
磁極片２１ａ、２２ａ及び２３ａの間に挿入される。

【００３６】２つの永久磁石２６ａと２７ａは軸Ｚ−Ｚ
の方向の中心磁極片２３ａに対してそれぞれ反対側に置
かれている。磁石２６ａと２７ａは反対の縦方向の磁
化、例えば、一点に向かう磁化を有している。磁石２６
ａと２７ａは円筒形であり軸Ｚ−Ｚを中心に置かれてい
る。中心の磁極片２３ａとロータ部１ａのフランジ１２
ａは空隙Ｅ３ａを規定している。磁気軸受の動作は先に
述べたものと似ている。

【００３７】図７に示された本発明による磁気軸受の第
３の実施形態は、Ｙ−Ｙ方向に線形に動く磁気軸受であ
る。この軸受は軸Ｙ−Ｙ及び固定部２ｂ部上で可動なバ
ー１ｂを有する 。横方向軸Ｘ−Ｘ及び互いにそして軸
Ｙ−Ｙに垂直な基準軸Ｚ−Ｚは、固定部と関連した可動
部の２つのセンタリング軸を構成する。

【００３８】バー１ｂは強磁性材料から作られており、
３つのフランジ１１ｂ、１２ｂ及び１３ｂを有する磁極
片を構成している。固定部２ｂは、軸Ｙ−Ｙ及びＺ−Ｚ
を含む平面に関して対称な２つの部分を有する。これら
の部分の各々は軸Ｚ−Ｚに垂直な主磁極片を形成する同
一の強磁性プレート２１ｂと２２ｂを有する。磁極片２
１ｂは軸Ｙ−Ｙに平行な方向に整列しており、各磁極片
２１ｂを軸Ｙ−Ｙ上に整列した部分に分割しそしてブリ
ッジ２１２ｂにより対で結合された軸Ｙ−Ｙに垂直なカ
ットアウト２１１ｂを有する。ブリッジ２１２ｂは可動
部の移動の高速動の際に渦電流を制限する。この代わり
として、磁極片部は完全に分離することができる。

【００３９】同様に、磁極片２２ｂは軸Ｙ−Ｙに平行な
方向に整列されており、各磁極片２２ｂを軸Ｙ−Ｙ上に
整列した部分に分離する軸Ｙ−Ｙに垂直なカットアウト
２２１ｂを持っている。強磁性バーの形態の中央の磁極
片２３ｂはプレート２１ｂと２２ｂの間に配置されてい
る。磁気コア２４ｂと２５ｂの各々の周囲の同一の巻線
２４ｂと２５ｂは、磁極片２１ｂと２２ｂ及び中央磁極
片２３ｂ間に配置されている。

【００４０】永久磁石バー２６ｂと２７ｂは磁極片２１
ｂと２２ｂ及び中央磁極変２３ｂ間に配置されている。
磁石２６ｂと２７ｂは基準軸Ｚ−Ｚに平行に、そして反
対方向に、例えば分散する方向に磁化される。磁気軸受
は３つの空隙Ｅ１ｂ，Ｅ２ｂ及びＥ３ｂを有している。
上記磁気軸受の動作は第１の実施形態のそれと類似し
ており、軸Ｘ−Ｘ及びＺ−Ｚ上にアクティブセンタリン
グを提供する。

【００４１】もちろん、本発明は記載され、また示され
た実施形態に限定されるものではなく、当業者に示唆さ
れるすべての変形を包含するものである。特に、ステー
タ部及びロータ部は相互に交換可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気軸受の第１の実施形態の参照
軸Ｚ−Ｚを含む平面の縦方向断面図である。

【図２】本発明による磁気軸受の第１の実施形態の平面
図である。

【図３】３Ａと３Ｂは本発明による磁気軸受の第１の実
施形態の図で、それぞれ図１の線III-III 及びIII'-II
I' に沿った横断面図である。

【図４】巻線により軸受に誘導された磁束の線を示す図
１と同様の図である。

【図５】巻線により軸受に誘導された磁束の他の線を示
す図１と同様の別の図である。

【図６】本発明による磁気軸受の第２の実施形態の基準
軸Ｚ−Ｚを含む平面の縦方向断面図である。

【図７】本発明による磁気軸受の第３の実施形態の基準
軸Ｚ−Ｚを含む平面の縦方向断面図である。

【符号の説明】

１…ロータ部 ２…ステータ部 ３、４…磁束 ５…磁気ループ １１、１２、１３…フランジ ２１、２２、２３…磁極片 ２４、２５…巻線 ２６、２７…磁石

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準軸（Ｚ−Ｚ）上で固定部材（Ｂ）に
   関し接触しない可動部材（Ａ）をセンタリングし、基準
   軸に垂直な少なくとも１つの横方向軸（Ｘ−Ｘ，Ｙ−
   Ｙ）を有し、かつ、 −横方向軸に沿って基準軸のそれぞれ反対側に配置され
   た２つの磁気回路で、各々は前記部材により支持される
   よう適合された第１及び第２の強磁性体部を形成し、か
   つ基準軸に平行な２つの主空隙（Ｅ１，Ｅ２）オフセッ
   トにより分離され、第１の強磁性体部は基準軸に垂直な
   ２つの主磁極片（２１，２２）を有した磁気回路、 −基準軸（Ｚ−Ｚ）に平行に永久磁化された手段（２
   ６，２７）で、各磁気回路の主磁極片の間に配置され、
   主空隙（Ｅ１，Ｅ２）を横切る磁束を発生する手段、 −少なくとも１つの磁気回路において、主空隙（Ｅ１，
   Ｅ２）に制御可能な磁束を発生させるよう適合した巻線
   手段（２４，２５）、を有する磁気軸受であって、 該磁気軸受は、少なくとも１つの強磁性体回路のため
   に、 −前記主空隙（Ｅ１，Ｅ２）は基準軸（Ｚ−Ｚ）に平行
   な厚さが変化し、 −基準軸に垂直であって、第１の強磁性体部に固定され
   た中央強磁性体部（２３）は、該第１の強磁性体部の主
   磁極片（２１，２２）間に配置され、その厚さが横方向
   軸に平行に変化する中央空隙（Ｅ３）によって第２の強
   磁性体部（１）から分離されており、 −前記永久磁化された手段は主磁極片（２１，２２）と
   中央強磁性体部（２３）との間で反対方向に磁化された
   ２つの磁石を有し、そして、 −前記巻線手段（２４，２５）は、基準軸（Ｚ−Ｚ）に
   平行な中央強磁性体部（２３）のそれぞれ反対側に配置
   され、それによりこれらの巻線を流れる電流の方向に依
   存する独立の巻線を有し、後者は前記巻線が横方向セン
   タリングを確実にするため中央空隙（Ｅ３）を横切る制
   御可能な磁束、及び主空隙（Ｅ１，Ｅ２）を横切りそれ
   により前記巻線が前記基準軸に平行なセンタリングを確
   実にする制御可能な磁束を、中央強磁性体部（２３）に
   発生するように適合されている、ことを特徴とする磁気
   軸受。
2. 【請求項２】 前記第１の強磁性体部は固定部材（Ｂ）
   に支持されるよう設計されていることを特徴とする、請
   求項１に記載の磁気軸受。
3. 【請求項３】 前記第２の強磁性体部（１）は第１の強
   磁性体部の間に配置されていることを特徴とする、請求
   項１または２に記載の磁気軸受。
4. 【請求項４】 前記第２の強磁性体部（１）は第１の強
   磁性体部の周囲に配置されていることを特徴とする、請
   求項１または２に記載の磁気軸受け。
5. 【請求項５】 前記基準軸は固定部材に関連した可動部
   材の回転軸であり、第２の強磁性体部（１）は磁気リン
   グであり、そして中央強磁性体部（２３）は中央空隙
   （Ｅ３）の領域において全体的に環状であることを特徴
   とする、請求項１から４の何れか１項に記載の磁気軸
   受。
6. 【請求項６】 同じ構成の２つの他の磁気回路は前記回
   転軸に垂直な第２の横方向センタリング軸に沿って前記
   回転軸（Ｚ−Ｚ）のそれぞれ反対側に配置され、その厚
   さが前記回転軸に平行に変化する２つの他の主空隙（Ｅ
   １，Ｅ２）を横切る前記第２の強磁性体部（１）と協同
   する２つの他の第１の強磁性体部を有し、巻線（２４，
   ２５）はこれら２つの他の磁気回路に制御可能な磁束を
   発生させるるように適合されており、反対方向に磁化さ
   れた他の永久磁石は前記中央の強磁性体部（２３）のそ
   れぞれ反対側の２つの他の第１の強磁性体部間に配置さ
   れており、前記中央強磁性体部は２つの他の中央空隙
   （Ｅ３）により第２の強磁性体部から分離されており、
   前記巻線は前記２つの中央空隙において制御可能な磁束
   を発生させるように適合されていることを特徴とする、
   請求項５に記載された磁気軸受。
7. 【請求項７】 前記第２の強磁性体部（１）は前記基準
   軸（Ｚ−Ｚ）に垂直な垂直軸（Ｙ−Ｙ）上で可動なバー
   磁石であることを特徴とする、請求項１から４の何れか
   １項に記載の磁気軸受。
8. 【請求項８】 前記主磁極片は平行で前記磁気軸受の前
   記回転軸を中心とし、前記巻線（２４，２５）を囲むブ
   ランチを有することを特徴とする、請求項１から７の何
   れか１項に記載の磁気軸受。
9. 【請求項９】 前記永久磁化された手段は前記回転軸
   （Ｚ−Ｚ）を中心とする円筒リングの形の２つの永久磁
   石（２５，２６，２５ａ，２６ａ，２５ｂ，２６ｂ）を
   有することを特徴とする、請求項１から６の何れか１項
   に記載の磁気軸受。
10. 【請求項１０】 前記第２の磁石部は前記中央強磁性体
    部に実質的に面しているフランジ（１２，１２ａ，１２
    ｂ）を有することを特徴とする、請求項１から９の何れ
    か１項に記載の磁気軸受。
11. 【請求項１１】 前記第２の磁石部は前記主磁極片に実
    質的に面しているフランジ（１１，１３，１１ａ，１３
    ａ，１１ｂ，１３ｂ）を有することを特徴とする、請求
    項１から１０の何れか１項に記載の磁気軸受。
12. 【請求項１２】 前記独立の巻線（２４、２５）は基準
    軸に平行なコア（２４０，２５０）の周囲に配置され、
    そして前記中央磁極片と主磁極片（２１，２２）の間に
    位置していることを特徴とする、請求項１から１１の何
    れか１項に記載の磁気軸受。