(57)【要約】【課題】吸引力を維持しつつラジアル磁気軸受を小型化する。【解決手段】回転体２を径方向外側から非接触で支持するためのラジアル磁気軸受１０は、回転体２に対向して設けられ、回転体２を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石１１を備える。複数の電磁石１１は、それぞれ、バックヨーク部１４，１５と、バックヨーク部１４，１５および回転体２と併せて磁路を構成する一対の磁極ティース部１６，１７と、一対の磁極ティース部１６，１７のそれぞれに巻回されたコイル１８，１９とを有する。一対の磁極ティース部１６，１７は、それぞれ、バックヨーク部１４，１５から回転体２に向かって一対の磁極ティース部１６，１７の間隔が狭まるように延びる基部１６ａ，１７ａと、基部１６ａ，１７ａから回転体２に向かって一対の磁極ティース部１６，１７の間隔が広がり、または維持されるように延びる先端部１６ｂ，１７ｂとを有する。【選択図】図２
2018105457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を径方向外側から非接触で支持するためのラジアル磁気軸受であって、
前記回転体に対向して設けられ、前記回転体を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石を備え、
前記複数の電磁石は、それぞれ、バックヨーク部と、前記バックヨーク部および前記回転体と併せて磁路を構成する一対の磁極ティース部と、前記一対の磁極ティース部のそれぞれに巻回されたコイルとを有し、
前記一対の磁極ティース部は、それぞれ、前記バックヨーク部から前記一対の磁極ティース部の間隔が狭まるように延びる基部と、前記基部から前記回転体に向かって前記一対の磁極ティース部の間隔が広がり、または維持されるように延びる先端部とを有する、
ラジアル磁気軸受。
【請求項２】
前記一対の磁極ティース部の先端部は、前記基部から前記一対の磁極ティース部の間隔が広がり、または維持されるように、前記基部に対して屈曲している、
請求項１に記載のラジアル磁気軸受。
【請求項３】
前記回転体の周方向に均一に配置され、前記回転体の径方向の変位を検出するための変位センサを複数個備え、
前記複数の電磁石は、前記回転体の周方向において互いに前記変位センサを挟んで配置された第１電磁石と第２電磁石を含む、
請求項１または２に記載のラジアル磁気軸受。
【請求項４】
前記複数の電磁石は、前記第１電磁石に隣接して配置された第３電磁石を含み、
前記第１電磁石の第１磁極ティース部と前記第３電磁石の第２磁極ティース部とが隣接し、
前記第１、第２磁極ティース部は、それぞれ、前記バックヨーク部から前記第１、第２磁極ティース部の間隔が狭まるように延びる基部と、前記基部から前記回転体に向かって前記第１、第２磁極ティース部の間隔が広がり、または維持されるように前記基部に対して屈曲している先端部とを有する、
請求項３に記載のラジアル磁気軸受。
【請求項５】
各電磁石のバックヨーク部は、磁極ティース部ごとに分割されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載のラジアル磁気軸受。
【請求項６】
前記回転体としてのモータの回転軸と、
請求項１から５のいずれか１項に記載のラジアル磁気軸受と、
前記回転軸に固定された羽根と、
を備えたブロア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を径方向外側から非接触で支持するためのラジアル磁気軸受、およびラジアル磁気軸受を備えたブロアに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロア（または送風機）などにおいて回転軸を支持する軸受として玉軸受などを用いた場合、フレッティング疲労、摩擦による摩耗などが生じるため、回転軸を高速回転させることができず、少なくとも、頻繁にメンテナンスを行う必要がある。一方、電磁石の吸引力により回転軸を浮上させ、回転軸を非接触で支持する磁気軸受装置（いわゆる能動型磁気軸受）を用いた場合、フレッティング疲労、摩擦による摩耗が生じないことから、回転軸を高速回転させることができる。
【０００３】
ここで、磁気軸受装置は、回転軸を軸方向（回転軸方向、スラスト方向）から非接触で支持するスラスト磁気軸受と、回転軸を径方向（ラジアル方向）外側から非接触で支持するラジアル磁気軸受とを有する。スラスト磁気軸受とラジアル磁気軸受はそれぞれ、回転軸を支持するための磁束を発生させるための電磁石と、回転軸の変位を検出するための変位センサとを有する。また、一般的な磁気軸受装置には、給電停止時など異常時に磁気軸受に代わって回転軸を支持するタッチダウン軸受、回転軸の回転数を検出するための回転数センサなどが設けられている。
【０００４】
このように、スラスト磁気軸受とラジアル磁気軸受がそれぞれ有する電磁石と変位センサ、タッチダウン軸受、回転数センサなどを備えた磁気軸受装置では、玉軸受などと比べて多くの構成部品が存在し、これにより回転軸の軸方向の寸法が大きくなるという問題がある。回転軸の軸方向の寸法が大きくなると回転軸の固有振動数が低下するので、回転軸の共振を防止するためには回転軸を高速回転させることができない。
【０００５】
こうした問題を解決するため、例えば特許文献１に開示されたラジアル磁気軸受では、変位センサの検知面と電磁石の吸引力の作用面とを、軸方向に沿って切った断面において回転軸の周方向に均一に配置し、軸方向では同一位置に配置することが開示されている。同技術により、ラジアル磁気軸受の軸方向の寸法を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３３３８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ラジアル磁気軸受の電磁石は、バックヨーク部と、バックヨーク部および回転体に設けられた磁性部と併せて磁路を構成する一対の磁極ティース部と、各磁極ティース部に巻回されたコイルとを有している。一対の磁極ティース部は、それぞれバックヨーク部から回転体の磁性部に向かって延びている。
【０００８】
ラジアル磁気軸受では、軸方向の寸法に加えて径方向の寸法を低減させることが求められている。変位センサが回転軸の周方向に均一に配置されている場合において、ラジアル磁気軸受の径方向の寸法を低減させる１つの方法として、変位センサを挟まずに隣接している磁極ティース部同士を互いに近づけることが考えられる。これにより、コイルの巻き数を増やすことなく、ラジアル磁気軸受の径方向の寸法を低減させることができる。しかし、この場合、磁極ティース部同士が回転体側の位置で近接し、これにより回転体の磁性部を介することなく一対の磁極ティース部の間をバイパスする磁束（漏れ磁束）が増加し、吸引力が低下するおそれがある。吸引力を維持するためにはコイルの巻き数を増やす必要があるが、この場合、ラジアル磁気軸受がやはり径方向または軸方向に大型化してしまう。
【０００９】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、吸引力を維持しつつラジアル磁気軸受を小型化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
回転体を径方向外側から非接触で支持するためのラジアル磁気軸受であって、
前記回転体に対向して設けられ、前記回転体を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石を備え、
前記複数の電磁石は、それぞれ、バックヨーク部と、前記バックヨーク部および前記回転体と併せて磁路を構成する一対の磁極ティース部と、前記一対の磁極ティース部のそれぞれに巻回されたコイルとを有し、
前記一対の磁極ティース部は、それぞれ、前記バックヨーク部から前記一対の磁極ティース部の間隔が狭まるように延びる基部と、前記基部から前記回転体に向かって前記一対の磁極ティース部の間隔が広がり、または維持されるように延びる先端部とを有する、
ラジアル磁気軸受に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電磁石に設けられる一対の磁極ティース部の先端部が、基部から回転体に向かって、磁極ティース部の間隔が広がり、または維持されるように延びているので、吸引力を維持しつつラジアル磁気軸受を小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るラジアル磁気軸受を備えたブロアを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るラジアル磁気軸受を軸方向から見た断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るラジアル磁気軸受の電磁石に形成される磁束の向きを示す図である。
【図４】本発明の比較例に係るラジアル磁気軸受の電磁石に形成される磁束の向きを示す図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るラジアル磁気軸受を軸方向から見た断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るラジアル磁気軸受を軸方向から見た断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るラジアル磁気軸受を軸方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。以下の説明では、必要に応じて特定の方向を表す用語を用いるが、これらの用語は本発明の理解を容易にするために用いているのであって、こられの用語により本発明の範囲が限定されると理解すべきでない。
【００１４】
実施形態１．
（１．ブロアの全体構造）
図１に示すように、ブロア１は、円筒形状の回転軸２を備える。以下の説明では、回転軸２の軸方向（スラスト方向）をＺ方向といい、回転軸２の径方向（ラジアル方向）をＲ方向という。
【００１５】
ブロア１は、回転軸２を回転させるモータ３と、軸方向Ｚにおける回転軸２の両端部にそれぞれ固定された羽根４と、回転軸２を非接触で支持するための磁気軸受装置とをさらに備える。回転軸２と磁気軸受装置は、ケーシング５内に収容されている。モータ３は、ケーシング５に固定されたステータ６と、回転軸２に固定されたロータ７とを有する。
【００１６】
（２．磁気軸受装置）
磁気軸受装置は、軸方向Ｚにおける回転軸２の両端部にそれぞれ設けられたラジアル磁気軸受（以下、ラジアル軸受と称す）１０，１０と、１つのスラスト磁気軸受（以下、スラスト軸受と称す）２０と、タッチダウン軸受３０と、回転数センサ４０とを有する。
【００１７】
［２−１．ラジアル軸受］
ラジアル軸受１０は、回転軸２を径方向Ｒの外側から非接触で支持する。本発明において、回転軸２は、ラジアル軸受１０により支持される回転体の一例である。ラジアル軸受１０は、回転軸２を支持するための磁束を発生させる複数の電磁石１１と、回転軸２の周面に固定された磁性部１２と、回転軸２の径方向Ｒの変位を検出するための変位センサ１３とを有する。
【００１８】
電磁石１１は、ケーシング５に固定されている。図２に示すように、実施形態１では、４つの電磁石１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが、軸方向Ｚに沿って切った断面において、それぞれ９０°の角度を隔てて周方向に均一に配置されている。例えば、電磁石１１Ａと電磁石１１Ｂは、周方向Ｒにおいて、変位センサ１３（具体的には、後述する検出部１３ａ）を挟んで配置されている。電磁石１１Ａと電磁石１１Ｄは、互いに隣接して配置されている。４つの電磁石は同じ形状を有する。電磁石１１は、バックヨーク部１４，１５と、一対の磁極ティース部１６，１７と、磁極ティース部１６，１７のそれぞれに巻回されたコイル１８，１９とを有する。バックヨーク部１４，１５と磁極ティース部１６，１７は、積層鋼板で構成されていてもよい。バックヨーク部１４，１５と磁極ティース部１６，１７とを併せて電磁石１１のコアと称してもよい。
【００１９】
電磁石１１の磁極ティース部１６，１７は、バックヨーク部１４，１５からそれぞれ、回転軸２に設けられた磁性部１２に向かって延びている。電磁石１１の磁極ティース部は、軸方向Ｚに沿って切った断面において、それぞれ変位センサ１３（具体的には、後述する検出部１３ａ）を避けるように周方向に不均一に配置されている。電磁石１１（１１Ａ〜１１Ｄ）は、軸方向Ｚに沿って切った断面において周方向に均一に配置されている。実施形態では、バックヨーク部１４，１５は、磁極ティース部ごとに分割されている。
【００２０】
磁極ティース部１６，１７と磁性部１２との間には、微少な隙間が設けられている。磁極ティース部１６は、バックヨーク部１４側の基部１６ａと、磁性部１２側の先端部１６ｂとを有する。同様に、磁極ティース部１７は、バックヨーク部１５側の基部１７ａと、回転軸２側の先端部１７ｂとを有する。
【００２１】
図示しているように、磁極ティース部１６，１７の基部１６ａ，１７ａの間隔Ｌ１は、バックヨーク部１４，１５から先端部１６ｂ，１７ｂに向かって小さくなる。このように、基部１６ａ，１７ａは、バックヨーク部１４，１５から先端部１６ｂ，１７ｂに向かって、磁極ティース部１６，１７の間隔が狭まるように延びている。
【００２２】
実施形態１では、磁極ティース部１６，１７の先端部１６ｂ，１７ｂは、互いに遠ざかるように、つまり、両者の間隔Ｌ２が基部１６ａ，１７ａから回転軸２の磁性部１２に向かって大きくなるように基部１６ａ，１７ａに対して屈曲している。このように、先端部１６ｂ，１７ｂは、基部１６ａ，１７ａから磁性部１２に向かって磁極ティース部１６，１７の間隔が広がるように延びている。
【００２３】
実施形態では、コイル１８，１９は、磁極ティース部１６，１７の基部１６ａ，１７ａにのみ巻回され、先端部１６ｂ，１７ｂには巻回されていない。コイル１８，１９の占有面積を大きくして電磁石１１の吸引力を高めるため、隣接する電磁石１１，１１において、コイル１８，１９は互いに近接していることが好ましい。
【００２４】
コイル１８，１９に通電したときに電磁石１１に形成される磁束の向きを、図３に矢印で示している。実施形態では、周方向に隣接する電磁石１１，１１の磁極ティース部１６，１７の磁極が同じになるように、コイル１８，１９の巻回の向きと電流の向きが選定される。図示しているように、磁極ティース部１６，１７は、バックヨーク部１４，１５および磁性部１２と併せて磁路を構成する。このようにして、回転軸２に設けられた磁性部１２と磁極ティース部１６，１７との間で吸引力が発生する。実施形態１では、電磁石１１（１１Ａ〜１１Ｄ）は、軸方向Ｚに沿って切った断面において周方向に均一に配置されているので、吸引力が周方向に均一に作用する。
【００２５】
ここで、上述のとおり、磁極ティース部１６，１７は、バックヨーク部１４，１５および磁性部１２と併せて磁路を構成するところ、磁極ティース部１６，１７が互いに近接すると、磁性部１２を介することなく磁極ティース部１６，１７の間をバイパスする磁束（漏れ磁束）が増える（詳しくは後述する）。したがって、磁極ティース部１６，１７の基部１６ａ，１７ａの間隔Ｌ１の最小値および先端部１６ａ，１７ａの間隔Ｌ２の最小値は、前記漏れ磁束を無視できる程度の大きさとすることが好ましい。
【００２６】
上述のとおり、磁極ティース部１６，１７の先端部１６ｂ，１７ｂは、基部１６ａ，１７ａから磁性部１２に向かって磁極ティース部１６，１７の間隔が広がるように延びているところ、前記間隔Ｌ２の最小値が前記漏れ磁束を無視できる程度の大きさであるならば、先端部１６ｂ，１７ｂは基部１６ａ，１７ａから磁性部１２に向かって磁極ティース部１６，１７の間隔が維持される（つまり、間隔が一定であるか略一定である）ように延びていてもよい。
【００２７】
磁性部１２は、円筒形状を有し、回転軸２に対して同軸に設けられている。磁性部１２は、鉄損を抑えるために積層鋼板で構成されていてもよい。磁性部１２の積層鋼板は、回転軸２に直接に焼きばめにより固着されていてもよい。上述のとおり、磁性部１２は、磁極ティース部１６，１７との間で吸引力を発生させる機能を有する。なお、回転軸２に磁性部１２を設けるのでなく、回転軸２の少なくとも一部を磁性体で構成してもよい。
【００２８】
変位センサ１３は、互いに対向して配置された検出部１３ａと被検出部１３ｂとを有する。実施形態では、変位センサ１３として、検出対象の表面状態の影響を受けにくい渦電流式センサを用いる。検出部１３ａは、隣接する２つの電磁石１１，１１の間の空間に配置されている。実施形態では、４つの検出部１３ａが、軸方向Ｚに沿って切った断面において、それぞれ９０°の角度を隔てて周方向に均一に配置されている。
【００２９】
図１に示すように、変位センサ１３の検出部１３ａは、径方向で電磁石１１と重なる位置に配置されている。実施形態では、変位センサ１３の被検出部１３ｂは、磁性部１２の外周面に設けられている。被検出部１３ｂは、回転軸２に設けられていてもよい。４つの検出部１３ａのうち、回転軸２を挟んで対向する２つの検出部１３ａと被検出部１３ｂとにより、一対の変位センサ１３，１３が構成される。４つの検出部１３ａと被検出部１３ｂとにより、一対の変位センサ１３，１３が２組構成される。
【００３０】
変位センサ１３により検出された回転軸２の径方向Ｒの変位は、図示しない制御装置により電磁石１１における変位に座標変換される。座標変換された変位に基づいて、電磁石１１のコイル１８，１９に流れる電流がフィードバックされる。これにより、電磁石１１と磁性部１２との間に作用する磁気吸引力が制御され、回転軸２を非接触で支持するように、電磁石１１と磁性部１２との隙間の大きさが制御される。
【００３１】
回転軸２を挟んで対向する一対の変位センサ１３，１３の出力の差動を求めることにより、環境温度変化から生じるセンサコイル、ケーブル、アンプ（すべて図示せず）のドリフトによる計測誤差を低減している。
【００３２】
上述のとおり、電磁石１１のバックヨーク部１４，１５は、１つの磁極ティース部ごとに分割されている。したがって、ラジアル軸受１０は、磁極ティース部１６，１７にそれぞれコイル１８，１９を巻回した後に全体が組み立てられる。
【００３３】
［２−２．スラスト軸受］
スラスト軸受２０は、回転軸２を軸方向Ｚに支持する。スラスト軸受２０は、円板状のスラストディスク２１と、一対の円環状の電磁石２２と、変位センサ２３とを有する。スラストディスク２１は、強磁性体からなる。スラストディスク２１は、回転軸２に対して同軸にかつ垂直に取り付けられている。スラストディスク２１は、円形の主面２１ａ，２１ｂを有する。
【００３４】
電磁石２２は、スラストディスク２１を軸方向Ｚから挟むようにして設けられた電磁石２２ａ，２２ｂを含む。電磁石２２ａ，２２ｂには、環状の溝が形成されている。当該溝には、円環状に巻回されたコイル２４ａ，２４ｂが配置されている。電磁石２２ａ，２２ｂは、スラストディスク２１の主面２１ａ，２１ｂとの間にそれぞれ微少な所定の間隙を設けて、かつ、コイル２４ａ，２４ｂがスラストディスク２１の主面２１ａ，２１ｂにそれぞれ対向する位置において、ケーシング５に取り付けられている。コイル２４ａ，２４ｂに通電することにより、電磁石２２ａ，２２ｂとスラストディスク２１の主面２１ａ，２１ｂとの間に吸引力が発生する。
【００３５】
実施形態では、変位センサ２３として、検出対象の表面状態の影響を受けにくい渦電流式センサを用いる。変位センサ２３により検出されたスラストディスク２１の軸方向Ｒの変位に基づき、電磁石２２ａ，２２ｂに流れる電流をフィードバック制御することにより、電磁石２２とスラストディスク２１の主面２１ａ，２１ｂとの間に作用する磁気吸引力が制御され、スラストディスク２１を電磁石２２から軸方向Ｚに離隔して非接触で支持するように、スラストディスク２１と電磁石２２との軸方向の隙間が制御される。
【００３６】
［２−３．タッチダウン軸受］
タッチダウン軸受３０は、ラジアル軸受１０の電磁石１１、スラスト軸受２０の電磁石２２への給電停止時など異常時にラジアル軸受１０とスラスト軸受２０が停止して回転軸２を支持できなくなったときに、これらに代わって回転軸２を支持する。タッチダウン軸受３０は、回転軸２の軸方向Ｚと径方向Ｒの可動範囲を規制して、回転軸２の可動範囲の極限位置において回転軸２を機械的に支持する。
【００３７】
タッチダウン軸受３０は、ケーシング５に取り付けられている。実施形態では、タッチダウン軸受３０は、回転軸２を径方向Ｒの外側から支持する深溝玉軸受３１と、回転軸２を径方向Ｒと軸方向Ｚの両方向で支持する２つのアンギュラ玉軸受３２とを含む。２つのアンギュラ玉軸受３２では、正面合わせが行われている。なお、図１に示すタッチダウン軸受３０の断面は、概略を示したものに過ぎないと理解すべきである。
【００３８】
［２−４．回転数センサ］
回転数センサ４０は、回転軸２の回転数または回転量を検出する光学エンコーダである。ただし、本発明はこれに限定されることなく、回転数センサ４０は、例えば、検出部４１としてホール素子を有し、被検出部４２として永久磁石を有するセンサを用いてもよい。あるいは、検出部として投光部と受光部を有し、被検出部として反射部と非反射部を有する光学式センサ等であってもよい。回転数センサ４０は、回転軸２の回転数に応じたパルスを発生させる検出部４１と、回転軸２に取り付けられた被検出部４２としての歯車とを有する。検出部４１は、ケーシング５に取り付けられている。
【００３９】
（３．作用効果）
上述のとおり、電磁石１１の磁極ティース部１６，１７は、バックヨーク部１４，１５からそれぞれ、回転軸２に設けられた磁性部１２に向かって延びている。また、実施形態では、磁極ティース部１６，１７の磁性部１２側に先端部１６ｂ，１７ｂが設けられている。ここで、比較例として、磁極ティース部１６，１７の磁性部１２側に先端部１６ｂ，１７ｂを設けない構成を考える。比較例において、電磁石１１に形成される磁束の向きを図４に示している。
【００４０】
ラジアル軸受１０の径方向Ｒにおける寸法を低減させるために磁極ティース部１６，１７を互いに近接させることを考える。磁極ティース部１６，１７に先端部１６ｂ，１７ｂを設けない比較例では、磁極ティース部１６，１７の磁性部１２側の端部同士が近接する。このとき、バックヨーク部１４，１５、磁極ティース部１６，１７および磁性部１２により構成される磁路を通過する磁束２０１が減少する一方、磁性部１２を介することなく一対の磁極ティース部１６，１７の間をバイパスする磁束（漏れ磁束）２０２が増加する。漏れ磁束が増加すると電磁石１１の吸引力が低下するため、吸引力を維持するためにはコイル１８，１９の巻き数を増やすなどの対策が必要となるが、径方向Ｒまたは軸方向Ｚ（コイル１８，１９の形状に依存する）にラジアル軸受１０が大型化する問題がある。
【００４１】
実施形態１では、基部１６ａ，１７ａから磁性部１２に向かって、磁極ティース部１６，１７の間隔が広がるように先端部１６ｂ，１７ｂが延びているので、磁極ティース部１６，１７の磁性部１２側の端部同士が近接しない構成が実現される。これにより、漏れ磁束の発生は抑制され、磁極ティース部１６，１７、バックヨーク部１４，１５および磁性部１２により構成される磁路を通過する磁束１０１が維持され、電磁石１１の吸引力の低下は抑制または防止される。このようにして、電磁石１１の吸引力を維持しつつ、径方向Ｒにおいてラジアル軸受１０を小型化することが可能となる。
【００４２】
また、コイル１８，１９の形状を変えれば（コイル１８，１９の形状を軸方向Ｚに小型化すれば）、ラジアル軸受１０の径方向Ｒの寸法は維持しつつ、ラジアル軸受１０を軸方向Ｚに小型化することも可能である。これにより、回転軸２の固有振動数が高くなり、回転軸２をより高速で回転させることができる。
【００４３】
また、実施形態１では、電磁石１１のバックヨーク部１４，１５は、１つの磁極ティース部ごとに分割されている。これにより、例えばバックヨーク部が分割されていない場合に比べてコイル１８，１９の巻回が容易になり、軸方向Ｚに沿って切った断面におけるコイル１８，１９の専有面積を大きくして電磁石１１の吸引力を大きくすることができる。言い換えると、電磁石１１の吸引力を維持しつつ、コイル１８，１９の形状を軸方向Ｚに小型化することができ、上述のとおり、回転軸２をより高速で回転させることができる。
【００４４】
また、変位センサ１３の被検出部１３ｂは磁性部１２の外周面または回転軸２に設けられ、検出部１３ａは、径方向Ｒにおいて電磁石１１と重なる位置に被検出部８ｂと対向するようにして配置されているので、検出部１３ａと電磁石１１とが重なる分だけラジアル軸受１０を軸方向Ｚに小型化することができ、上述のとおり、回転軸２をより高速で回転させることができる。
【００４５】
実施形態２．
図５は、本発明の実施形態２に係るラジアル軸受１０を軸方向Ｚから見た断面図である。実施形態２は、以下で説明する点を除き、実施形態１と同一または対応する構成を有している。実施形態２の説明では、実施形態１と同一または対応する構成には同一の符号を付している。
【００４６】
実施形態２では、８つの電磁石１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈが周方向に並べて配置されている。８つの電磁石は同じ形状を有する。センサ１３については、図２と同様に、４つの検出部１３ａが、それぞれ９０°の角度間隔を空けて周方向に均一に配置されている。実施形態２では、センサ１３の検出部１３ａに近い側（以下、検出部側という）のバックヨーク部、磁極ティース部、コイルにそれぞれ符号１４，１６，１８を付し、センサ１３の検出部１３ａから遠い側（以下、反検出部側という）のバックヨーク部、磁極ティース部にそれぞれ符号１５，１７，１９を付す。
【００４７】
実施形態２では、検出部側のバックヨーク部１４の周方向の長さは、反検出部側のバックヨーク部１５の周方向の長さに比べて大きい。また、実施形態２では、磁極ティース部１６，１７の先端部１６ｂ，１７ｂは、両者の間隔が基部１６ａ，１７ａから回転軸２の磁性部１２に向かって維持される（つまり、間隔が一定であるか略一定である）ように基部１６ａ，１７ａに対して屈曲している。図５では、検出部側の磁極ティース部１６の先端部１６ｂの基部１６ａに対する屈曲角は、反検出部側の磁極ティース部１７の先端部１７ｂの基部１７ａに対する屈曲角よりも大きい。このように、先端部１６ｂ，１７ｂは、基部１６ａ，１７ａから回転軸２の磁性部１２に向かって磁極ティース部１６，１７の間隔が一定に維持されるように延びている。
【００４８】
実施形態２で、ラジアル軸受１０の軸方向Ｚに沿って切った断面における配置が許容すれば、先端部１６ｂ，１７ｂは、基部１６ａ，１７ａから磁性部１２に向かって磁極ティース部１６，１７の間隔が維持される（つまり、両者の間隔が一定であるか略一定である）ように延びていてもよい。
【００４９】
実施形態２によれば、ラジアル軸受１０に５つ以上の電磁石１１を設けた場合であっても、実施形態１で説明した作用効果を得ることができる。
【００５０】
他の実施形態．
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されないと理解すべきである。また、各実施形態に記載された特徴は、自由に組み合わせられてよい。また、上述の実施形態には、さまざまな改良、設計上の変更および削除が加えられてよい。
【００５１】
例えば、上述の実施形態では、１つの電磁石１１の磁極ティース部１６，１７の先端部１６ｂ，１７ｂは、基部１６ａ，１７ａに対して屈曲することにより、両者の間隔が基部１６ａ，１７ａから回転軸２の磁性部１２に向かって広がり、または維持される例について説明した。本発明はこれに限定されることなく、１つの電磁石１１の磁極ティース部１６，１７の先端部１６ｂ，１７ｂは、例えば互いに対向する面部を切り欠くことにより、両者の間隔が基部１６ａ，１７ａから磁性部１２に向かって広がり、または維持されるようにしてもよい。
【００５２】
また、上述の実施形態では、電磁石１１のバックヨーク部１４，１５が磁極ティース部１６，１７ごとに分割される例について説明した。本発明はこれに限定されることなく、例えば、バックヨーク部は、図６に示すように電磁石１１ごとに分割されてもよいし、図７に示すようにセンサ１３の検出部１３ａを挟む２つのバックヨーク部を１つの単位として分割されてもよい。また、バックヨーク部１４，１５は分割されず、ラジアル軸受１０の全周にわたって一体であってもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、回転軸２に対して垂直な平面内に磁路が形成されるタイプ（ヘテロポーラ型）のラジアル磁気軸受を用いた。本発明はこれに限定されることなく、例えば、回転軸２に対して平行な平面内に磁路が形成されるタイプ（ホモポーラ型）のラジアル磁気軸受であってもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、ラジアル軸受１０の変位センサ１３、スラスト軸受２０の変位センサ２３として、渦電流式のセンサを用いた。本発明はこれに限定されることなく、例えば静電容量式のセンサを用いてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、ラジアル軸受１０において、回転軸２を挟んで対向するように一対の変位センサ１３，１３を設け、両変位センサの出力の差動を求めた。本発明はこれに限定されることなく、一対の変位センサ１３，１３の一方だけが設けられていてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態では、１つのラジアル軸受１０について４個（実施形態１）または８個（実施形態２）の電磁石１１を用いる例について説明した。本発明はこれに限定されることなく、１個から３個、５個から７個、または９個以上の電磁石１１を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  ブロア、  ２  回転軸、  ３  モータ、  ４  羽根、  ５  ケーシング、  ６  ステータ、  ７  ロータ、  １０  ラジアル磁気軸受、  １１  電磁石、  １２  磁性部、  １３  変位センサ、  １３ａ  検出部、  １３ｂ  被検出部、  １４，１５  バックヨーク部、  １６，１７  磁極ティース部、  １６ａ，１７ａ  基部、  １６ｂ，１７ｂ  先端部、  １８，１９  コイル、  ２０  スラスト磁気軸受、  ２１  スラストディスク、  ２２（２２ａ，２２ｂ）  電磁石、  ２３  変位センサ、  ２４ａ，２４ｂ  コイル、  ３０（３１，３２）  タッチダウン軸受、  ４０  回転数センサ
【図１】
2018105457.tif 000003
【図２】
2018105457.tif 000004
【図３】
2018105457.tif 000005
【図４】
2018105457.tif 000006
【図５】
2018105457.tif 000007
【図６】
2018105457.tif 000008
【図７】
2018105457.tif 000009