(57)【要約】  【課題】  製品の出荷後であっても、出荷した製品ごとに障害の発生の有無を検知することができ、経年変化に起因する障害の発生を予見することができる磁気軸受装置を提供する。  【解決手段】  回転体が、複数対の電磁石の磁力により、回転体の中心軸方向及び回転体の中心軸のラジアル方向に非接触支持され、磁気浮上するよう構成してある磁気軸受装置において、自装置を他装置と識別する固有の識別情報を記憶しておき、回転体を中心軸方向及び複数のラジアル方向の両側から挟むように配置された複数対の電磁石に対する回転体の位置を検出して位置検出信号を出力し、出力した位置検出信号に基づいて、回転体の挙動が異常であるか否かを判定し、回転体の挙動が異常であると判定した場合、回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び識別情報を記憶し、又は外部へ送出する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体が、複数対の電磁石の磁力により、前記回転体の中心軸方向及び前記回転体の中心軸のラジアル方向に非接触支持され、磁気浮上するよう構成してある磁気軸受装置において、
自装置を他装置と識別する固有の識別情報を記憶しておき、
前記回転体を前記中心軸方向及び複数のラジアル方向の両側から挟むように配置された複数対の電磁石に対する前記回転体の位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出手段と、
該位置検出手段が出力した位置検出信号に基づいて、前記回転体の挙動が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
該異常判定手段が前記回転体の挙動が異常であると判定した場合、前記回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び前記識別情報を記憶し、又は外部へ送出する異常信号送出手段と
を備えることを特徴とする磁気軸受装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、
前記位置検出信号に基づいて少なくとも積分出力を含む電磁石制御信号を出力する電磁石制御信号出力手段と、
該電磁石制御信号出力手段が出力した電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいか否かを判断する電磁石制御信号判断手段とを備え、
該電磁石制御信号判断手段が前記電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいと判断した場合、前記回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあることを特徴とする請求項１記載の磁気軸受装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、
前記位置検出手段との間で、所定の確認信号及び応答信号を一定間隔で相互に送受信する信号交換手段と、
該信号交換手段が、前記位置検出手段へ確認信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間を計時する計時手段と、
該計時手段で計時した時間が所定時間より長いか否かを判断する受信時間判断手段と、
該受信時間判断手段が所定時間より長いと判断した場合、前記回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気軸受装置。
【請求項４】
前記異常判定手段は、
前記位置検出信号の変化量の履歴を記憶する履歴記憶手段と、
記憶した変化量の履歴に基づいて所定の時間前からの変化度合を算出する変化度合算出手段と、
算出した変化度合の絶対値が所定値より大きいか否かを判断する変化度合判断手段とを備え、
該変化度合判断手段が所定値より大きいと判断した場合、前記回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気軸受装置、特に複数組の磁気軸受で、回転体を、回転体の中心軸方向及び中心軸の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。
【背景技術】
【０００２】
この種の磁気軸受装置として、フライホイールを備える回転体を、回転体の中心軸方向（以下、アキシアル方向）及び回転体の中心軸のラジアル方向（以下、ラジアル方向）に非接触支持する複数の電磁石を有する複数の磁気軸受、回転体のアキシアル方向及びラジアル方向の位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出装置、位置検出信号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、ならびに回転体のアキシアル方向及びラジアル方向の可動範囲を機械的に規制する機械的規制手段としての保護軸受（タッチダウン軸受）を備えているものが知られている。
【０００３】
各磁気軸受は、アキシアル方向及びラジアル方向にて、回転体を両側から挟むよう配置した１対の電磁石を１組あるいは２組備えている。位置検出装置は複数の位置センサを備えている。例えば、アキシアル方向では、回転体の位置を検出する端面に対向する１個のアキシアル位置センサを備えており、ラジアル方向では、回転体を互いに直交する２つの方向の両側から挟むよう配置してある複数対のラジアル位置センサを備えている。電磁石制御装置は、浮上基準位置信号を出力する浮上基準位置信号出力手段、浮上位置基準信号及び位置検出信号に基づいて電磁石制御信号を出力する電磁石制御信号出力手段、ならびに電磁石制御信号に基づいて電磁石を駆動する電磁石駆動手段を備えている。
【０００４】
電磁石制御信号出力手段は、１対の電磁石に対する励磁電流信号を出力し、電磁石駆動手段は、該１対の電磁石に対して、励磁電流信号に比例する励磁電流を供給する。各電磁石に対する励磁電流信号は、定常電流信号と制御電流信号を合わせたものであり、各電磁石に供給する励磁電流は、定常電流と制御電流を合わせたものである。定常電流値（定常電流信号値）は、回転体のアキシアル方向及びラジアル方向の位置にかかわらず一定である。制御電流値（制御電流信号値）は、回転体のアキシアル方向及びラジアル方向の位置によって変化する。アキシアル方向及びラジアル方向における各１対の電磁石について、制御電流値（制御電流信号値）の絶対値は互いに等しく、その符号は互いに逆である。
【０００５】
上記のような磁気軸受装置には、保護軸受による可動範囲に対するアキシアル方向及びラジアル方向の機械的中心位置と、磁気軸受の電磁石の位置に対するアキシアル方向及びラジアル方向の磁気的中心位置と、位置センサの位置に対する対センサ中心位置とがある。機械的中心位置は、保護軸受により規制される可動範囲の中心の位置である。アキシアル方向及びラジアル方向の磁気的中心位置は、アキシアル方向及びラジアル方向に対をなす２個の電磁石の中心の位置である。アキシアル方向の対センサ中心位置は、回転体の位置を検出する端面とアキシアル位置センサとの距離があらかじめ設定された所定値になる基準位置である。また、ラジアル方向の対センサ中心位置は、ラジアル方向に対をなす２個のラジアル位置センサの中心の位置である。磁気軸受装置は、機械的中心位置、磁気的中心位置および対センサ中心位置が全て一致するように設計される。実際には、製作誤差や組立誤差のために上記３つの中心位置の間に誤差が生じることがあるが、一般に、この誤差は小さい。
【０００６】
通常の磁気軸受装置では、回転体が対センサ中心位置に保持されるように、すなわち回転体の中心が対センサ中心位置に一致するように、磁気軸受の電磁石を制御する。このため、回転体は、略磁気的中心位置に保持される。あるいは、回転体は、磁気的中心位置に保持される。このように回転体が磁気的中心位置あるいは略磁気的中心位置に保持される場合、１対の電磁石と回転体との空隙（エアギャップ）の大きさは互いに略同一となる。
【０００７】
また、上述した磁気軸受装置を自動車等の車両に搭載し、通常時はフライホイールを備えた回転体を回転させるモータとして機能させ、停電時等の非常時には発電機として機能させることで、バッテリーを用いないフライホイール電力貯蔵装置を実現することができる。特に自動車等の車両に搭載する場合、バッテリー交換等のメンテナンスが不要となる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５７９８号公報
【特許文献２】特開平１０−１５９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した構成の磁気軸受装置に何らかの障害が発生した場合、斯かる障害の発生を検出し、表示する手段が提供されている。しかし、通常、提供されている表示手段は、インスツルメンタルパネルへの表示等、ユーザに対して表示出力するものであり、障害が発生した磁気軸受装置を製造したメーカでは、ユーザからの報告がない場合には、どの製造ロットの磁気軸受装置で障害が発生したのか検知することができず、同様の障害が発生する可能性のある磁気軸受装置の特定が困難であり、障害の発生を未然に防止することができないという問題点があった。
【０００９】
また、疲労、磨耗等の経年変化に基づく障害の発生は、納品後の磁気軸受装置を継続的に監視することで予見することも可能である。しかし、実際には、製品中に組み込まれていることが多く、継続的に監視することが困難であるという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり、製品の出荷後であっても、出荷した製品ごとに障害の発生の有無を検知することができ、経年変化に起因する障害の発生を予見することができる磁気軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために第１発明に係る磁気軸受装置は、回転体が、複数対の電磁石の磁力により、前記回転体の中心軸方向及び前記回転体の中心軸のラジアル方向に非接触支持され、磁気浮上するよう構成してある磁気軸受装置において、自装置を他装置と識別する固有の識別情報を記憶しておき、前記回転体を前記中心軸方向及び複数のラジアル方向の両側から挟むように配置された複数対の電磁石に対する前記回転体の位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出手段と、該位置検出手段が出力した位置検出信号に基づいて、前記回転体の挙動が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、該異常判定手段が前記回転体の挙動が異常であると判定した場合、前記回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び前記識別情報を記憶し、又は外部へ送出する異常信号送出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第１発明に係る磁気軸受装置では、各装置に固有の識別情報を記憶しておき、アキシアル方向及び複数のラジアル方向について、回転体を両側から挟むように配置された１対の電磁石に対する回転体の位置を検出し、検出した回転体の位置に基づいて、回転体の挙動が異常であると判定した場合、回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び識別情報を記憶する、又は外部へ送出する機能を有するコントローラを備える。これにより、外部に配置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、例えばポーリング機能等を用いて磁気軸受装置に記憶してある異常信号を集信する、あるいは送信された異常信号を受信することにより、メーカが出荷したどの磁気軸受装置に異常が発生したのか識別することができ、製造ロットと照合等を行うことにより、同様の障害が発生する可能性の高い同一のロットで製造された装置を特定することができ、障害の発生を予見することが可能となる。
【００１３】
また、第２発明に係る磁気軸受装置は、第１発明において、前記異常判定手段は、前記位置検出信号に基づいて少なくとも積分出力を含む電磁石制御信号を出力する電磁石制御信号出力手段と、該電磁石制御信号出力手段が出力した電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいか否かを判断する電磁石制御信号判断手段とを備え、該電磁石制御信号判断手段が前記電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいと判断した場合、前記回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第２発明に係る磁気軸受装置では、位置検出信号に基づいて出力する電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きい場合、回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してある。これにより、電磁石制御信号は回転体の回転中心を磁気的中心位置に支持するための信号であることから、電磁石制御信号の絶対値が限界値を超えた場合、回転体の振れ回り量が限界を超えたものと判断することができ、回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び識別情報を記憶する、又は外部へ送出する。したがって、外部に配置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、例えばポーリング機能等を用いて磁気軸受装置に記憶してある異常信号を集信する、あるいは送信された異常信号を受信することにより、メーカが出荷したどの磁気軸受装置に異常が発生したのか識別することができ、製造ロットと照合等行うことにより、同様の障害が発生する可能性の高い同一のロットで製造された装置を特定することができ、障害の発生を予見することが可能となる。
【００１５】
また、第３発明に係る磁気軸受装置は、第１又は第２発明において、前記異常判定手段は、前記位置検出手段との間で、所定の確認信号及び応答信号を一定間隔で相互に送受信する信号交換手段と、該信号交換手段が、前記位置検出手段へ確認信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間を計時する計時手段と、該計時手段で計時した時間が所定時間より長いか否かを判断する受信時間判断手段と、該受信時間判断手段が所定時間より長いと判断した場合、前記回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係る磁気軸受装置では、位置検出手段との間で、所定の確認信号及び応答信号を一定間隔で相互に送受信し、確認信号を送信してから一定時間経過しても位置検出手段から応答信号を受信できない場合、位置検出手段に何らかの障害が発生しており、回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してある。これにより、位置検出信号の信頼性が低いことから、電磁石制御信号の信頼性も低く、回転体の回転中心を磁気的中心位置に正しく支持することができないものと判断することができ、回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び識別情報を記憶する、又は外部へ送出する。したがって、外部に配置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、例えばポーリング機能等を用いて磁気軸受装置に記憶してある異常信号を集信する、あるいは送信された異常信号を受信することにより、メーカが出荷したどの磁気軸受装置に異常が発生したのか識別することができ、製造ロットと照合等行うことにより、同様の障害が発生する可能性の高い同一のロットで製造された装置を特定することができ、障害の発生を予見することが可能となる。
【００１７】
また、第４発明に係る磁気軸受装置は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記異常判定手段は、前記位置検出信号の変化量の履歴を記憶する履歴記憶手段と、記憶した変化量の履歴に基づいて所定の時間前からの変化度合を算出する変化度合算出手段と、算出した変化度合の絶対値が所定値より大きいか否かを判断する変化度合判断手段とを備え、該変化度合判断手段が所定値より大きいと判断した場合、前記回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあることを特徴とする。
【００１８】
第４発明に係る磁気軸受装置では、位置検出信号の変化度合が所定の割合よりも大きい場合、位置検出手段に何らかの障害が発生しており、回転体の挙動が異常であると判断するよう構成してある。これにより、位置検出信号の信頼性が低いことから、電磁石制御信号の信頼性も低く、回転体の回転中心を磁気的中心位置に正しく支持することができないものと判断することができ、回転体の挙動が異常である旨を示す異常信号及び識別情報を記憶する、又は外部へ送出する。したがって、外部に配置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、例えばポーリング機能等を用いて磁気軸受装置に記憶してある異常信号を集信する、あるいは送信された異常信号を受信することにより、メーカが出荷したどの磁気軸受装置に異常が発生したのか識別することができ、製造ロットと照合等行うことにより、同様の障害が発生する可能性の高い同一のロットで製造された装置を特定することができ、障害の発生を予見することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電磁石制御信号が過大である場合、位置検出手段から一定時間、正常である旨を示す信号を受信することができない場合、及び位置検出信号の変化度合が過大である場合に、回転体の挙動が異常であると判定するよう構成してあり、外部に配置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、例えばポーリング機能等を用いて磁気軸受装置に記憶してある異常信号を集信する、あるいは送信された異常信号を受信することにより、メーカが出荷したどの磁気軸受装置に異常が発生したのか識別することができ、製造ロットと照合等行うことにより、同様の障害が発生する可能性の高い同一のロットで製造された装置を特定することができ、障害の発生を予見することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置の構成例を示す回転体の中心軸を含む面での断面図である。図のように、ケーシング４の内側中心部に、回転体１５を鉛直方向に配設している。そして、回転体１５の上下端に対向する位置に、それぞれタッチダウン軸受１７、１８を設け、停電等により浮上支持不能となった非常時には、回転体１５をケーシング４に対し回転自在に支持する。
【００２２】
また、回転体１５の上下端部分に、支持ブラケットを介してフライホイール１６、１６を固設している。フライホイール１６、１６は、鋼、アルミニウム合金等の金属製の素材又は繊維入り強化プラスチックより成り、これらの材料を加工して、全体を円輪状に形成している。図の例では、フライホイール１６、１６は、外周寄り部分の厚さ寸法を大きくして回転時のモーメントを大きくしている。
【００２３】
一方、回転体１５の中間部分には、ラジアル方向の軸受である磁気軸受２１、２２を、モータ２３を挟んで配設してある。ラジアル方向の変位は、磁気軸受２１、２２の直近に備えてあるラジアル位置センサユニット２５、２６の出力に基づいて求めることができる。モータ２３は、回転体１５に固定してあるロータ、及び該ロータと対向するようケーシング４の内周面に固定してあるステータにより、発電機兼用モータとして構成してある。
【００２４】
上述のような構成とすることにより、電気エネルギをフライホイール１６の回転運動としての運動エネルギに変換して貯蔵する際には、ステータに通電する。例えば上述の構成のエネルギ貯蔵装置を電気自動車に組み込んだ場合、電気自動車の減速時（制動時を含む）に電気自動車駆動用モータとステータとを導通させ、減速に伴って電気自動車駆動用モータが発電した電力をステータに流す。この結果、モータ２３がモータとして機能し、回転体１５をフライホイール１６と共に回転させる。これに対して、例えば電気自動車の加速時に、フライホイール１６に運動エネルギとして貯蔵されたエネルギを電気エネルギに変換して取り出し、電気自動車駆動用モータに通電する際には、モータ２３を発電機として機能させ、ステータから取り出した電力を電気自動車駆動用モータに送る。
【００２５】
回転体１５の上部には、回転体１５をアキシアル方向（鉛直方向）に非接触支持する１組のアキシアル磁気軸受２０を備えている。アキシアル方向の変位は、アキシアル磁気軸受２０の直近に備えてあるアキシアル位置センサユニット２４の出力に基づいて求めることができる。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態に係る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。本実施の形態に係る磁気軸受装置は、ケーブルにより接続された機械本体１及びコントローラ２を備えている。なお、本実施の形態に係る磁気軸受装置は、鉛直円筒状のケーシング４の内側で鉛直軸状の回転体１５が回転する縦置き型のものである。説明の便宜上、回転体１５のアキシアル方向（鉛直方向）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）をＸ軸、Ｙ軸とする。
【００２７】
機械本体１は、回転体１５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２０、回転体１５をアキシアル方向の２箇所においてそれぞれＸ軸方向及び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２１、２２、回転体１５のＺ軸方向の位置、及び上記２箇所におけるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をそれぞれ検出するための位置検出部９、回転体１５を高速回転させるためのビルトイン型モータ２３、ならびに回転体１５のＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の可動範囲を規制する上下２組の保護軸受１７、１８を設けている。保護軸受１７、１８は、回転体１５を磁気軸受２０、２１、２２で浮上支持することができなくなった場合に、可動範囲の極限位置において回転体１５を機械的に支持する機械的規制手段である。なお、説明の便宜上、上部の磁気軸受２１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、下部の磁気軸受２２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。
【００２８】
コントローラ２は、センサ回路３１、電磁石駆動手段としての電磁石駆動回路（電磁石駆動手段）３２、インバータ３３及びＤＳＰボード（電磁石制御信号出力手段）３４を備えており、ＤＳＰボード３４は、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ＤＳＰ３５、ＲＯＭ３６、記憶手段としてのフラッシュメモリ３７、ＡＤ変換器３８及びＤＡ変換器３９を有している。なお、ＤＳＰとは、ディジタル信号処理プロセッサの略語であり、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意味する。
【００２９】
位置検出部９は、回転体１５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ユニット２４、ならびに回転体１５のＸ軸方向及び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２５、２６を備えている。
【００３０】
アキシアル磁気軸受２０は、回転体１５の上部に一体に形成されたフランジ部をＺ軸方向の両側から挟むよう配置されている１対のアキシアル電磁石を備えている。回転体１５を磁気吸引する１対のアキシアル電磁石は、同じ特性の電磁石を使用することが好ましい。
【００３１】
アキシアル位置センサユニット２４は、回転体１５の上端面にＺ軸方向の上側から対向するように配置され、回転体１５の上端面との空隙の大きさに比例する距離信号を出力する。
【００３２】
２組のラジアル方向の磁気軸受２１、２２は、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２３が配置されている。上部の磁気軸受２１は、回転体１５を上部Ｘ軸方向及び上部Ｙ軸方向の両側から挟むように配置されて回転体１５を磁気吸引する２対のラジアル電磁石を備えている。同様に、下部の磁気軸受２２も、２対のラジアル電磁石を備えている。磁気軸受２１、２２は、少なくとも同一方向の１対の電磁石には、同じ特性の電磁石を用いることが好ましく、全てのラジアル電磁石に同じ特性の電磁石を用いることが特に好ましい。
【００３３】
上部のラジアル位置センサユニット２５は、上部の磁気軸受２１の近傍に配置してあり、上部Ｘ軸方向の電磁石の近傍において上部Ｘ軸方向の両側から回転体１５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、及び上部Ｙ軸方向の電磁石の近傍において上部Ｙ軸方向の両側から回転体１５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を備えている。同様に、下部のラジアル位置センサユニット２６は、下部の磁気軸受２２の近傍に配置してあり、２対の下部ラジアル位置センサを備えている。各ラジアル位置センサユニット２５、２６は、回転体１５の外周面との空隙の大きさに比例する距離信号を出力する。
【００３４】
なお、アキシアル電磁石、ラジアル電磁石、アキシアル位置センサ及びラジアル位置センサは、ケーシング４に固定されている。
【００３５】
また、上部の保護軸受１７は、組み合わせアンギュラ玉軸受よりなり、アキシアル荷重及びラジアル荷重を受けられるようになっている。下部の保護軸受１８は、例えば深みぞ玉軸受等の転がり軸受よりなり、ラジアル荷重を受けられるようになっている。そして、保護軸受１７と回転体１５との間のアキシアル方向の空隙の大きさにより、回転体１５のアキシアル方向の可動範囲が規制され、保護軸受１７、１８と回転体１５との間のラジアル方向の空隙の大きさにより、回転体１５のラジアル方向の可動範囲が規制される。これにより、回転体１５が可動範囲の極限位置において保護軸受１７、１８により支持されている状態でも、回転体１５とアキシアル電磁石、ラジアル電磁石、アキシアル位置センサ及びラジアル位置センサとの間には空隙があり、回転体１５は接触することはない。
【００３６】
コントローラ２のセンサ回路３１は、位置検出部９の各アキシアル位置センサ及びラジアル位置センサを駆動し、各アキシアル位置センサ及びラジアル位置センサの出力である距離信号に基づいて、回転体１５のアキシアル位置センサユニット２４におけるＺ軸方向の位置と、上下のラジアル位置センサユニット２５、２６におけるＸ軸方向及び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３８を介してＤＳＰ３５に出力する。位置検出部９及びセンサ回路３１により、回転体１５のアキシアル方向及びラジアル方向の位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出手段９としての位置検出装置が構成されている。
【００３７】
ＲＯＭ３６には、ＤＳＰ３５における処理プログラムなどが格納されている。フラッシュメモリ３７には、磁気軸受の制御パラメータを記憶した制御パラメータテーブル、後述するバイアス電流（定常電流）値を記憶したバイアス電流値テーブルなどが設けられている。ＤＳＰ３５は、アキシアル方向及びラジアル方向について、ＡＤ変換器３８から入力する回転体１５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２０、２１、２２の各電磁石に対する励磁電流信号（電磁石制御信号）をＤＡ変換器３９を介して電磁石駆動回路３２に出力する。そして、電磁石駆動回路３２は、ＤＳＰ３５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２０、２１、２２の電磁石に供給し、これにより、回転体１５が浮上基準位置に非接触支持される。ＤＳＰ３５により、浮上位置信号及び位置検出信号に基づいて電磁石制御信号を出力する電磁石制御信号出力手段が構成されている。
【００３８】
ＤＳＰ３５は、また、モータ２３に対する回転数指令信号をインバータ３３に出力し、インバータ３３は、回転数指令信号に基づいてモータ２３の回転数を制御する。そして、回転体１５は、磁気軸受２０、２１、２２により目標浮上位置に非接触支持された状態で、モータ２３により高速回転する。
【００３９】
上述のような構成の磁気軸受装置において、ＤＳＰボード３４は、回転体１５の挙動が異常であるか否かを検出する機能を有する。回転体１５の挙動が異常であるか否かを検出する方法として、以下の方法を採用する。
【００４０】
一の方法は、位置検出手段９が出力する位置検出信号に基づく電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きい場合に、回転体１５の挙動が異常であると判定する方法である。図３は、電磁石制御信号に基づく判定方法を用いる場合のＤＳＰ３５の処理手順を示すフローチャートである。
【００４１】
ＤＳＰ３５は、電磁石制御信号を受け付け（ステップＳ３０１）、受け付けた電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいか否かを判断する（ステップＳ３０２）。ＤＳＰ３５が、電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいと判断した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、ＤＳＰ３５は、電磁石制御信号の絶対値が所定値より大きいと判断した電磁石制御信号により動作が制御される磁気軸受に対応する位置で、回転体１５の挙動が異常となっているものと判定し、回転体１５の挙動が異常である旨を示す異常信号、及び異常発生を検知した磁気軸受装置のシリアル番号等の識別情報を、フラッシュメモリ３６へ記憶する（ステップＳ３０３）。
【００４２】
これにより、例えば該磁気軸受装置を製造したメーカは、外部に設置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、ポーリング機能等を用いて磁気軸受装置のコントローラ２へ記憶してある異常信号の集信を依頼する集信依頼情報を送信する。ＤＳＰ３５は、外部から集信依頼情報を受信した場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、フラッシュメモリ３６に記憶してある異常信号及び識別情報を、該集信依頼情報の送信先に対して送信する（ステップＳ３０５）。
【００４３】
もちろん、外部からのポーリング機能等による情報収集に限定されるものではなく、例えばＤＳＰ３５は、回転体１５の挙動が異常となっているものと判定した時点で、回転体１５の挙動が異常である旨を示す異常信号、及び異常発生を検知した磁気軸受装置のシリアル番号等の識別情報を、外部の特定の送信先、例えば該磁気軸受装置を製造したメーカに係るコンピュータへ送信するものであっても良い。
【００４４】
また、他の方法は、位置検出手段９から一定時間、正常である旨を示す確認信号を受信することができない場合に、回転体の挙動が異常であると判定する方法である。図４は、確認信号の検知に基づく判定方法を用いる場合のＤＳＰ３５の処理手順を示すフローチャートである。
【００４５】
ＤＳＰ３５は、位置検出手段９に対して、確認信号を送信する（ステップＳ４０１）。位置検出手段９は、確認信号を受信した場合、ＤＳＰ３５に対して応答信号を送信する。ＤＳＰ３５は、確認信号を送信した時点からの経過時間を計時し（ステップＳ４０２）、所定の時間内に応答信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４０３）。
【００４６】
ＤＳＰ３５が、所定の時間内に応答信号を受信していないと判断した場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、ＤＳＰ３５は、位置検出手段９に何らかの障害が発生しており、出力される位置検出信号の信頼性が低いことから、電磁石を制御する電磁石制御信号の信頼性も低く、回転体１５の回転中心を磁気的中心位置に正しく支持することができず、回転体１５の挙動が異常となっているものと判定し、回転体１５の挙動が異常である旨を示す異常信号、及び異常発生を検知した磁気軸受装置のシリアル番号等の識別情報を、フラッシュメモリ３６へ記憶する（ステップＳ４０４）。
【００４７】
これにより、例えば該磁気軸受装置を製造したメーカは、外部に設置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、ポーリング機能等を用いて磁気軸受装置のコントローラ２へ記憶してある異常信号の集信を依頼する集信依頼情報を送信する。ＤＳＰ３５は、外部から集信依頼情報を受信した場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、フラッシュメモリ３６に記憶してある異常信号及び識別情報を、該集信依頼情報の送信先に対して送信する（ステップＳ４０６）。
【００４８】
もちろん、外部からのポーリング機能等による情報収集に限定されるものではなく、例えばＤＳＰ３５は、回転体１５の挙動が異常となっているものと判定した時点で、回転体１５の挙動が異常である旨を示す異常信号、及び異常発生を検知した磁気軸受装置のシリアル番号等の識別情報を、外部の特定の送信先、例えば該磁気軸受装置を製造したメーカに係るコンピュータへ送信するものであっても良い。
【００４９】
さらに、他の方法は、位置検出信号の変化量の履歴に基づいて算出した変化度合が過大である場合に、回転体の挙動が異常であると判定する方法である。図５は、位置検出信号の変化度合に基づく判定方法を用いる場合のＤＳＰ３５の処理手順を示すフローチャートである。
【００５０】
ＤＳＰ３５は、位置検出手段９から出力された位置検出信号を受け付け（ステップＳ５０１）、受付時刻と対応付けてフラッシュメモリ３６に記憶する（ステップＳ５０２）。そして、ＤＳＰ３５は、記憶してある位置検出信号の絶対値に基づいて、単位時間当たりの位置検出信号の変化量を、変化率（度合）として算出し（ステップＳ５０３）、フラッシュメモリ３６に記憶する。
【００５１】
ＤＳＰ３５は、算出した変化度合の絶対値が所定値より大きいか否かを判断し（ステップＳ５０４）、記憶してある変化度合が所定値より大きいと判断した場合（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、ＤＳＰ３５は、位置検出手段９に何らかの障害が発生しており、出力される位置検出信号の信頼性が低いことから、電磁石を制御する電磁石制御信号の信頼性も低く、回転体１５の回転中心を磁気的中心位置に正しく支持することができず、回転体１５の挙動が異常となっているものと判定し、回転体１５の挙動が異常である旨を示す異常信号、及び異常発生を検知した磁気軸受装置のシリアル番号等の識別情報を、フラッシュメモリ３６へ記憶する（ステップＳ５０５）。
【００５２】
これにより、例えば該磁気軸受装置を製造したメーカは、外部に設置してある送受信機能を備えたコンピュータを用い、ポーリング機能等を用いて磁気軸受装置のコントローラ２へ記憶してある異常信号の集信を依頼する集信依頼情報を送信する。ＤＳＰ３５は、外部から集信依頼情報を受信した場合（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、フラッシュメモリ３６に記憶してある異常信号及び識別情報を、該集信依頼情報の送信先に対して送信する（ステップＳ５０７）。
【００５３】
もちろん、外部からのポーリング機能等による情報収集に限定されるものではなく、例えばＤＳＰ３５は、回転体１５の挙動が異常となっているものと判定した時点で、回転体１５の挙動が異常である旨を示す異常信号、及び異常発生を検知した磁気軸受装置のシリアル番号等の識別情報を、外部の特定の送信先、例えば該磁気軸受装置を製造したメーカに係るコンピュータへ送信するものであっても良い。
【００５４】
このようにすることで、メーカが出荷したどの磁気軸受装置に異常が発生したのか識別することができ、製造ロットと照合等を行うことにより、同様の障害が発生する可能性の高い同一のロットで製造された装置を特定することができ、障害の発生を予見することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、上述した回転体１５の挙動が異常であると判定する３つの方法を単独で用いることに特定するものではなく、適宜併用することにより、より正確に回転体１５の挙動の異常を検出することが可能となる。
【００５６】
また、上述した実施の形態では、演算処理にＤＳＰ３５を用いているが、特に斯かる構成に限定されるものではなく、例えばパーソナルコンピュータ、マイクロプロセッサ等、ＤＳＰ以外のもので構成されてもよい。
【００５７】
さらに、本実施の形態では、回転体１５が固定部分であるケーシング４の内側で回転するインナロータ型の磁気軸受装置について説明しているが、回転体１５が固定部分であるケーシング４の外側で回転するアウタロータ型の磁気軸受装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【００５８】
また、本実施の形態では、ラジアル電磁石のＮＳ両極が水平方向に配置してあるヘテロポーラー型の磁気軸受装置、ラジアル電磁石のＮＳ両極が鉛直方向に配置してあるホモポーラー型の磁気軸受装置のいずれに対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気軸受装置の構成例を示す回転体の中心軸を含む面での断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る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３】電磁石制御信号に基づく判定方法を用いる場合のＤＳＰの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】確認信号の検知に基づく判定方法を用いる場合のＤＳＰの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】位置検出信号の変化度合に基づく判定方法を用いる場合のＤＳＰの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
９  位置検出部（位置検出手段）
１５  回転体
１６  フライホイール
２０  アキシアル磁気軸受
２１、２２  ラジアル磁気軸受
２３  モータ
２４  アキシアル位置センサユニット
２５、２６  ラジアル位置センサユニット
３４  ＤＳＰボード（電磁石制御信号出力手段）
３２  電磁石駆動回路（電磁石駆動手段）
３５  ＤＳＰ
３６  フラッシュメモリ
【図１】
2006064116.tif 000003
【図２】
2006064116.tif 000004
【図３】
2006064116.tif 000005
【図４】
2006064116.tif 000006
【図５】
2006064116.tif 000007