(57)【要約】【課題】ロータの軸長の短縮化を図りつつ、スラスト支持力の低下を抑制することができるディスクレススラスト磁気軸受及び３軸能動制御磁気軸受の提供。【解決手段】ロータ１０と、ロータ１０の周面１０ｃに対向して配置された共有磁極２１Ａと、共有磁極２１Ａを挟んで対向して配置された第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２と、を有し、第１のスラストステータ３０ｚ１は、ロータ１０の一方の端面１０ａと対向して配置された第１のスラストステータ磁極３３ｚ１を有し、第２のスラストステータ３０ｚ２は、ロータ１０の他方の端面と非対向で配置された第２のスラストステータ磁極３３ｚ２を有する、ディスクレススラスト磁気軸受１Ａを採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータの周面に対向して配置された共有磁極と、
前記共有磁極を挟んで対向して配置された第１のスラストステータ及び第２のスラストステータと、を有し、
前記第１のスラストステータは、前記ロータの一方の端面と対向して配置された第１のスラストステータ磁極を有し、
前記第２のスラストステータは、前記ロータの他方の端面と非対向で配置された第２のスラストステータ磁極を有する、ことを特徴とするディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項２】
前記第１のスラストステータは、第１のスラスト巻線を有し、
前記第２のスラストステータは、第２のスラスト巻線を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項３】
前記第２のスラスト巻線は、前記第１のスラスト巻線よりも巻き数が多い、ことを特徴とする請求項２に記載のディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項４】
前記第２のスラスト巻線が形成する磁気回路の磁気抵抗は、前記第１のスラスト巻線が形成する磁気回路よりも大きい、ことを特徴とする請求項２または３に記載のディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項５】
前記第２のスラスト巻線は、前記第１のスラスト巻線よりも径方向に大きい、ことを特徴とする請求項４に記載のディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項６】
前記第２のスラスト巻線は、前記第１のスラスト巻線よりも軸方向に大きい、ことを特徴とする請求項４または５に記載のディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項７】
前記第２のスラストステータ磁極の厚みは、前記第１のスラストステータ磁極の厚みよりも太い、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスクレススラスト磁気軸受。
【請求項８】
ロータと、
前記ロータの周面に対向して配置されたラジアルステータと、
前記ラジアルステータを挟んで対向して配置され、前記ラジアルステータのラジアルステータコアを共有磁極とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のディスクレススラスト磁気軸受の第１のスラストステータ及び第２のスラストステータと、を有する、ことを特徴とする３軸能動制御磁気軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクレススラスト磁気軸受及び３軸能動制御磁気軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気軸受は、機械的接触による摩耗が発生せず、さらに、潤滑剤が不要である等の利点がある。この磁気軸受は、軸受での損失が少ないため、高速で羽根車や軸を回転させるターボ分子ポンプ、圧縮機、ガスタービン、電力貯蔵用フライホイール等に利用されている。磁気軸受は、電磁力によって回転体を非接触で支持するため、回転体を空間中に固定するためには、並進３自由度、傾き２自由度、回転１自由度の運動を制御する必要がある。通常、回転１自由度は、モータが担当し、残りの５自由度を磁気軸受で制御するようになっている。
【０００３】
下記非特許文献１には、５自由度制御形磁気軸受の基本的な構成が開示されている（非特許文献１の図１参照）。この磁気軸受は、２組のラジアル磁気軸受と１つのスラスト軸受から構成される。軸の並進方向２自由度の運動制御を担うラジアル磁気軸受は、軸端に１個ずつ合計２個配置され、並進方向２自由度と傾き２自由度の運動を制御する。また、１自由度方向に力を発生するスラスト軸受は、軸方向の１自由度の運動を制御する。スラスト軸受は、軸に取り付けられた１枚の磁性体の円板（スラストディスク）を、コイル用の溝を設けた２つのリング状の電磁石で挟み込む構成となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】進士忠彦、「磁気軸受  基礎と応用」、精密工学会誌、Ｖｏｌ．７８、Ｎｏ．１２、２０１２年、ｐ．１０５４−１０５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ラジアル／スラスト磁気軸受は、機械式軸受に対して軸受剛性において劣るため、システムが大型化する。同時に、軸長の増加に伴い軸剛性が低下し、危険速度の低下を招く。加えて、スラスト磁気軸受は、スラストディスクとそれを挟み込む一対のスラストステータにより構成されるため、スラストステータとロータを独立して組み立てたり分離したりすることができないという問題がある。
この問題を解決するべく、本願発明者らは、一対のスラストステータを一体化し、ロータの軸長の短縮化を図ったディスクレススラスト磁気軸受を発案した。しかしながら、ディスクレス構造を採用する場合、磁力の大きさにかかわる対向面積が小さくなるため、スラスト支持力が低下するという新たな問題が生じた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ロータの軸長の短縮化を図りつつ、スラスト支持力の低下を抑制することができるディスクレススラスト磁気軸受及び３軸能動制御磁気軸受の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、ロータと、前記ロータの周面に対向して配置された共有磁極と、前記共有磁極を挟んで対向して配置された第１のスラストステータ及び第２のスラストステータと、を有し、前記第１のスラストステータは、前記ロータの一方の端面と対向して配置された第１のスラストステータ磁極を有し、前記第２のスラストステータは、前記ロータの他方の端面と非対向で配置された第２のスラストステータ磁極を有する、ディスクレススラスト磁気軸受を採用する。
【０００８】
また、本発明においては、前記第１のスラストステータは、第１のスラスト巻線を有し、前記第２のスラストステータは、第２のスラスト巻線を有する、という構成を採用する。
【０００９】
また、本発明においては、前記第２のスラストステータは、前記第１のスラスト巻線よりも巻き数が多い、という構成を採用する。
【００１０】
また、本発明においては、前記第２のスラスト巻線が形成する磁気回路の磁気抵抗は、前記第１のスラスト巻線が形成する磁気回路よりも大きい、という構成を採用する。
【００１１】
また、本発明においては、前記第２のスラスト巻線は、前記第１のスラスト巻線よりも径方向に大きい、という構成を採用する。
【００１２】
また、本発明においては、前記第２のスラスト巻線は、前記第１のスラスト巻線よりも軸方向に大きい、という構成を採用する。
【００１３】
また、本発明においては、前記第２のスラストステータ磁極の厚みは、前記第１のスラストステータ磁極の厚みよりも太い、という構成を採用する。
【００１４】
また、本発明においては、ロータと、前記ロータの周面に対向して配置されたラジアルステータと、前記ラジアルステータを挟んで対向して配置され、前記ラジアルステータのラジアルステータコアを共有磁極とする先に記載のディスクレススラスト磁気軸受の第１のスラストステータ及び第２のスラストステータと、を有する、３軸能動制御磁気軸受を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、本発明では、ロータの軸長の短縮化を図りつつ、スラスト支持力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるディスクレススラスト磁気軸受を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すディスクレススラスト磁気軸受の要部を抜き出して拡大した要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態における磁気軸受の縦断面構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における磁気軸受の構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるラジアルステータの構成を示す磁気軸受の横断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態におけるスラストステータの構成を示す磁気軸受の縦断面図である。
【図７】実施例として、ラジアルステータ磁極において磁束の向きが異なる方向となるように第２の磁気回路を形成するスラストステータの構成を示す磁気軸受の縦断面図である。
【図８】図７に示す磁気軸受においてラジアルステータとスラストステータの磁束を重畳したときの（ａ）ラジアルステータ磁束の変化、（ｂ）ラジアルステータの支持力の変化を示すグラフである。
【図９】比較例として、ラジアルステータ磁極において磁束の向きが同じ方向となるように第２の磁気回路を形成するスラストステータの構成を示す磁気軸受の縦断面図である。
【図１０】図９に示す磁気軸受においてラジアルステータとスラストステータの磁束を重畳したときの（ａ）ラジアルステータ磁束の変化、（ｂ）ラジアルステータの支持力の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の別実施形態におけるラジアルステータを示す平面図である。
【図１２】図８に示すラジアルステータコアを示す斜視図である。
【図１３】本発明の別実施形態におけるラジアルステータを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、省略した部分がある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態におけるディスクレススラスト磁気軸受１Ａを示す縦断面図である。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。ラジアル方向において互いに直交する２軸をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向とし、スラスト方向の１軸をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する。
ディスクレススラスト磁気軸受１Ａは、図１に示すように、ロータ１０と、共有磁極２１Ａと、ロータ１０のスラスト方向における支持力を発生するスラストステータ３０と、を有する。
【００１９】
スラストステータ３０は、スラスト方向において共有磁極２１Ａを挟んで対向して設けられ、スラスト方向の１軸を制御する。
なお、以下の説明では、一対で設けられたスラストステータ３０のうち、一方を第１のスラストステータ３０ｚ１と称し、他方を第２のスラストステータ３０ｚ２と称する。
【００２０】
共有磁極２１Ａ及び第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２は、互いに接続されて一体化されている。このディスクレススラスト磁気軸受１Ａの中心には、ロータ１０が配置される孔部３が形成されている。
ロータ１０は、磁性体であって、円筒状に形成されている。
共有磁極２１Ａは、磁性体であって、円環状に形成されている。共有磁極２１Ａは、ロータ１０の外側に配置され、ロータ１０の周面１０ｃにギャップをあけて対向している。
【００２１】
スラストステータ３０は、スラストステータコア３１と、スラスト巻線３２と、を有する。本実施形態のスラストステータ３０は、電磁石型ホモポーラスラスト磁気軸受を形成している。スラストステータコア３１は、磁性体であって、共有磁極２１Ａと接続されている。
【００２２】
スラストステータコア３１は、略有底円筒状に形成され、その内側にスラスト巻線３２を収容している。スラストステータコア３１は、孔部が中央に形成された円板状のスラストステータ磁極３３と、スラストステータ磁極３３の周縁部から共有磁極２１Ａに向かって突出する円筒状のスラストステータバックヨーク３４と、を有する。スラストステータバックヨーク３４は、スラストステータ磁極３３と共有磁極２１Ａとの間を接続する。
【００２３】
第１のスラストステータ３０ｚ１の第１のスラストステータ磁極３３ｚ１は、共有磁極２１Ａの厚みｔ３よりも小さい厚みｔ１で形成されている。また、第２のスラストステータ３０ｚ２の第２のスラストステータ磁極３３ｚ２は、共有磁極２１Ａの厚みｔ３よりも小さい厚みｔ２で形成されている。厚みｔ１と厚みｔ２は等しく、第１のスラストステータ磁極３３ｚ１及び第２のスラストステータ磁極３３ｚ２は、共有磁極２１Ａの１／２以下の厚みを有する。また、第１のスラストステータ３０ｚ１の第１のスラストステータバックヨーク３４ｚ１と、第２のスラストステータ３０ｚ２の第２のスラストステータバックヨーク３４ｚ２との外径は、等しく形成されている。
【００２４】
スラスト巻線３２は、スラストステータコア３１、ロータ１０、及び、共有磁極２１Ａを経由する磁気回路１０２を形成する。すなわち、磁気回路１０２を形成する磁束（鎖交磁束）は、スラストステータ磁極３３、スラストステータバックヨーク３４、共有磁極２１Ａ、及び、ロータ１０を経由する。
【００２５】
上記構成のスラストステータ３０は、スラスト方向において共有磁極２１Ａを挟んで対向して設けられており、第１のスラストステータ３０ｚ１の第１のスラスト巻線３２ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２の第２のスラスト巻線３２ｚ２は、ロータ１０が延びるＺ軸方向において対向して配置されている。これら第１のスラスト巻線３２ｚ１及び第２のスラスト巻線３２ｚ２に直流電流をそれぞれ流すと、その電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力が発生し、スラスト方向の１軸（Ｚ軸方向）を制御することができる。
【００２６】
第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２のそれぞれは、共有磁極２１Ａを経由する磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成する。すなわち、共有磁極２１Ａは、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の共有の磁路となっている。
また、一対の第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２は、共有磁極２１Ａにおいて磁束の向きが互いに逆方向となるように磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成している。
【００２７】
第１のスラスト巻線３２ｚ１及び第２のスラスト巻線３２ｚ２は、共有磁極２１Ａにおける磁気飽和を抑制するため、共有磁極２１Ａにおいて互いに逆方向になるように極性を選択している。例えば、第１のスラスト巻線３２ｚ１が形成する磁気回路１０２ｚ１は反時計回りであり、第２のスラスト巻線３２ｚ２が形成する磁気回路１０２ｚ２も反時計回りである。ロータ１０においては、第１のスラスト巻線３２ｚ１による磁束の向きと、第２のスラスト巻線３２ｚ２による磁束の向きが、共にＺ軸方向の＋側を向いている。
【００２８】
第１のスラストステータ３０ｚ１は、ロータ１０の一方の端面１０ａと対向して配置された第１のスラストステータ磁極３３ｚ１を有する。この円環状の第１のスラストステータ磁極３３ｚ１の内径は、ロータ１０の外径より小さく、ロータ１０の内径より大きい。
また、第２のスラストステータ３０ｚ２は、ロータ１０の他方の端面１０ｂと非対向で配置された第２のスラストステータ磁極３３ｚ２を有する。この円環状の第２のスラストステータ磁極３３ｚ２の内径は、ロータ１０の外径より大きい。
【００２９】
また、第２のスラストステータ３０ｚ２は、第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも巻き数が多い第２のスラスト巻線３２ｚ２を有する。第２のスラスト巻線３２ｚ２の幅ｗ２は、第１のスラスト巻線３２ｚ１の幅ｗ１と同一であるが、第２のスラスト巻線３２ｚ２は、第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも径方向に大きくなっている。すなわち、第２のスラスト巻線３２ｚ２の外径ｒ２は、第１のスラスト巻線３２ｚ１の外径ｒ１よりも大きくなっている。外径ｒ１と外径ｒ２とが異なることにより、磁気回路１０２ｚ１と磁気回路１０２ｚ２とが異なることになる。外径ｒ２が外径ｒ１よりも大きいことにより、磁気回路１０２ｚ２の磁気抵抗は、磁気回路１０２ｚ１の磁気抵抗よりも大きくなる。なお、スラスト巻線３２ｚ１、３２ｚ２の幅ｗ１、ｗ２及び外径ｒ１、ｒ２とは、ディスクレススラスト磁気軸受１Ａの縦断面図（図１）における巻線エリアの幅及び外径のことである。
【００３０】
続いて、上記構成のディスクレススラスト磁気軸受１Ａの作用効果について、図２を追加して説明する。
図２は、図１に示すディスクレススラスト磁気軸受１Ａの要部を抜き出して拡大した要部拡大図である。
【００３１】
上記構成のディスクレススラスト磁気軸受１Ａでは、図１に示すように、ロータ１０のスラスト方向における支持力が、スラストステータ３０のスラスト巻線３２を流れる電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力によって発生する。スラストステータコア３１は共有磁極２１Ａと接続されており、この磁束は、スラストステータコア３１、ロータ１０、及び、共有磁極２１Ａを経由する磁気回路１０２を形成する。すなわち、第１のスラストステータ３０ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２との間に共有磁極２１Ａを配置し、当該共有磁極２１Ａを、第１のスラストステータ３０ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２の共有の磁路とすることにより、第１のスラストステータ３０ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２を一体化して軸方向の省スペース化を図ることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、第１のスラストステータ３０ｚ１の第１のスラストステータ磁極３３ｚ１を、ロータ１０の一方の端面１０ａと対向して配置することで、図２に示すように、磁力ｆが作用する面積Ｓ１を大きく確保できる。このため、スラスト支持力の向上を図ることができる。他方、第２のスラストステータ３０ｚ２の第２のスラストステータ磁極３３ｚ２は、ロータ１０の他方の端面１０ｂと非対向で配置されているため、スラストステータ及びロータ１０の組立・分解を独立して行うことができる。すなわち、この構成によれば、第２のスラストステータ磁極３３ｚ２と干渉することなくロータ１０を抜き差しすることができる。
【００３３】
図２に示すように、第１のスラストステータ３０ｚ１においては、第１のスラストステータ磁極３３ｚ１がロータ１０の一方の端面１０ａに対向しているため、磁力ｆが面積Ｓ１に直接、スラスト支持力として作用する。このため、ディスクレス構造とした場合であっても、スラスト支持力を向上させることができる。
【００３４】
他方、第２のスラストステータ３０ｚ２においては、第２のスラストステータ磁極３３ｚ２がロータ１０の他方の端面１０ｂに非対向であるため、磁力ｆが作用する面積Ｓ２（第２のスラストステータ磁極３３ｚ２の先端の投影面積と略同じと考えられる）が面積Ｓ１よりも小さくなる。また、磁力ｆは、スラスト方向の分力ｆ１とラジアル方向の分力ｆ２に分解される。
【００３５】
このように、第２のスラストステータ３０ｚ２のスラスト支持力は、第１のスラストステータ３０ｚ１のスラスト支持力よりも小さくなるため、この不均衡を是正するべく、本実施形態では、図１に示すように、第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも第２のスラスト巻線３２ｚ２の巻き数を多くしている。
すなわち、磁力ｆは、下記式（１）で表すことができる。Ｂは磁束密度、Ｓは面積、μ０は真空の透磁率である。
【００３６】
【数１】
2018021573.tif 000003
【００３７】
ここで、Ｂ＝μＨの関係を有する。μは透磁率、Ｈは磁場の強さである。Ｈは、コイルの巻き数に比例する値である。よって、第２のスラスト巻線３２ｚ２の巻き数を、第１のスラスト巻線３２ｚ１の巻き数よりも多くすることで、第１のスラストステータ３０ｚ１のスラスト支持力と、第２のスラストステータ３０ｚ２のスラスト支持力との均衡を図ることができる。
【００３８】
本実施形態では、図１に示すように、第２のスラスト巻線３２ｚ２を、第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも径方向に大きくしている。この構成によれば、第２のスラスト巻線３２ｚ２の巻き数を多くしても幅ｗ２が変わらないため、軸方向の省スペース化を図ることができる。なお、図１では、第１のスラスト巻線３２ｚ１と第２のスラスト巻線３２ｚ２との径方向の大きさの差を誇張しているが、磁力ｆは、上述のようにスラスト巻線３２の巻き数の２乗で効いてくるため、第１のスラスト巻線３２ｚ１と第２のスラスト巻線３２ｚ２との大きさの差は、それほど大きくならない。
【００３９】
なお、式（１）によれば、スラスト巻線３２の巻き数や面積Ｓによって、磁力ｆを大きくできるため、第１のスラストステータ磁極３３ｚ１をロータ１０の一方の端面１０ａに対向させない形態も採用し得るとも考えられるが、第１のスラストステータ磁極３３ｚ１をロータ１０の一方の端面１０ａに対向させないと、図２に示す第２のスラストステータ３０ｚ２側と同じように、スラストステータ磁極３３の角に磁束が集中し、磁気飽和が起こって、電流をいくら上げてもスラスト支持力が収束してしまう。すなわち、本実施形態のように、第１のスラストステータ磁極３３ｚ１をロータ１０の一方の端面１０ａに対向させることで、スラスト支持力のポテンシャルを向上させることができるというメリットがある。
なお、第２のスラストステータ３０ｚ２側では、磁気飽和を抑制するべく、第２のスラストステータ磁極３３ｚ２の厚みを、第１のスラストステータ磁極３３ｚ１の厚みよりも太く形成してもよい。すなわち、厚みｔ１＜厚みｔ２の関係を有するように構成してもよい。第１のスラストステータ磁極３３ｚ１と第２のスラストステータ磁極３３ｚ２との厚みの相違により、磁気回路１０２ｚ１と磁気回路１０２ｚ２とが異なることになる。第２のスラストステータ磁極３３ｚ２の厚みが第１のスラストステータ磁極３３ｚ１よりも太いことにより、磁気回路１０２ｚ２の磁気抵抗は、磁気回路１０２ｚ１の磁気抵抗よりも大きくなる。
【００４０】
このように、上述の本実施形態によれば、ロータ１０と、ロータ１０の周面１０ｃに対向して配置された共有磁極２１Ａと、共有磁極２１Ａを挟んで対向して配置された第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２と、を有し、第１のスラストステータ３０ｚ１は、ロータ１０の一方の端面１０ａと対向して配置された第１のスラストステータ磁極３３ｚ１を有し、第２のスラストステータ３０ｚ２は、ロータ１０の他方の端面１０ｂと非対向で配置された第２のスラストステータ磁極３３ｚ２を有する。つまり、互いに対向して配置された第１のスラストステータ３０ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２との間に共有磁極２１Ａを配置し、当該共有磁極２１Ａをロータ１０の周面に対向させ、第１のスラストステータ３０ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２の共有の磁路とする。これにより、第１のスラストステータ３０ｚ１と第２のスラストステータ３０ｚ２を一体化して軸方向の省スペース化を図ることができる。よって、ロータ１０の軸長の短縮化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、第１のスラストステータ３０ｚ１の第１のスラストステータ磁極３３ｚ１を、ロータ１０の一方の端面と対向して配置することで、ロータ１０との対向面積を大きく確保し、スラスト支持力の向上を図ることができる。つまり、スラスト支持力の低下を抑制できる。
【００４２】
さらに、第２のスラストステータ３０ｚ２の第２のスラストステータ磁極３３ｚ２は、ロータ１０の他方の端面と非対向で配置されているため、スラストステータ３０ｚ１、３０ｚ２及びロータ１０の組立・分解を独立して行うことができる。つまり、組立・分解性の向上を図ることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００４４】
図３は、本発明の第２実施形態における磁気軸受１の縦断面構造を示す斜視図である。図４は、本発明の第２実施形態における磁気軸受１の構成を示す分解斜視図である。なお、視認性向上のため、図３では、図４に示すロータ１０を図示していない。また、図４では、図３に示すハウジング２を図示していない。
磁気軸受１は、図３及び図４に示すように、ロータ１０と、ロータ１０のラジアル方向における支持力を発生するラジアルステータ２０と、ロータ１０のスラスト方向における支持力を発生するスラストステータ３０と、を有する。ロータ１０は、磁性体であって、円筒状に形成されている。
【００４５】
本実施形態の磁気軸受１は、３軸能動制御磁気軸受である。すなわち、ラジアルステータ２０は、ラジアル方向の２軸を制御する。スラストステータ３０は、スラスト方向においてラジアルステータ２０を挟んで対向して設けられ、スラスト方向の１軸を制御する。
なお、以下の説明では、一対で設けられたスラストステータ３０のうち、一方をスラストステータ３０ｚ１と称し、他方をスラストステータ３０ｚ２と称する。
【００４６】
ラジアルステータ２０及び第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２は、ハウジング２の内側に一体となって収容されている。ハウジング２の中央には、ロータ１０が配置される孔部３が形成されている。ハウジング２は、筒部２ａと、一対の蓋部２ｂと、を有する。筒部２ａは、円筒状に形成され、ラジアルステータ２０及び第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の外周面に嵌合している。一対の蓋部２ｂは、筒部２ａの両端部に接続され、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の端面を覆っている。このハウジング２は、非磁性体であって、ステンレス鋼等から形成されている。
【００４７】
図５は、本発明の第２実施形態におけるラジアルステータ２０の構成を示す磁気軸受１の横断面図である。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。ラジアル方向において互いに直交する２軸をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向とし、スラスト方向の１軸をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する。
ラジアルステータ２０は、図５に示すように、共有磁極２１Ａに相当するラジアルステータコア２１と、ラジアル巻線２２と、を有する。本実施形態のラジアルステータ２０は、電磁石型ヘテロポーララジアル磁気軸受を形成している。
【００４８】
ラジアルステータコア２１は、磁性体であって、ラジアル巻線２２が巻回された複数のラジアルステータ磁極２３と、複数のラジアルステータ磁極２３の間を接続するラジアルステータバックヨーク２４と、を有する。ラジアルステータバックヨーク２４は、円環状に形成され、ロータ１０の外側に配置されている。ラジアルステータ磁極２３は、ラジアルステータバックヨーク２４の内周面から、ロータ１０の外周面に向かって突設されている。
【００４９】
ラジアルステータ磁極２３は、ロータ１０の外周面にギャップをあけて対向している。本実施形態のラジアルステータ磁極２３は、ロータ１０の周方向に４５°間隔で８個設けられている。ラジアル巻線２２は、周方向で隣り合うラジアルステータ磁極２３間に形成されるスロット開口部を利用してラジアルステータ磁極２３に巻回されている。ラジアル巻線２２は、周方向で隣り合うラジアルステータ磁極２３を二つ一組として巻回されている。
【００５０】
具体的に、周方向で隣り合う二つ一組のラジアルステータ磁極２３ｘ１には、ラジアル巻線２２ｘ１が巻回されている。また、周方向で隣り合う二つ一組のラジアルステータ磁極２３ｘ２には、ラジアル巻線２２ｘ２が巻回されている。また、周方向で隣り合う二つ一組のラジアルステータ磁極２３ｙ１には、ラジアル巻線２２ｙ１が巻回されている。また、周方向で隣り合う二つ一組のラジアルステータ磁極２３ｙ２には、ラジアル巻線２２ｙ２が巻回されている。
【００５１】
ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２，２２ｙ１，２２ｙ２は、ラジアルステータコア２１、ロータ１０を経由する第１の磁気回路１０１をそれぞれ形成する。第１の磁気回路１０１を形成する磁束（鎖交磁束）は、ラジアル巻線２２が巻回された二つ一組のラジアルステータ磁極２３、当該二つ一組のラジアルステータ磁極２３を接続するラジアルステータバックヨーク２４、及びロータ１０を経由する。
【００５２】
ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２は、ロータ１０の中心を通るＸ軸方向において対となって配置されている。これらラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２に直流電流をそれぞれ流すと、その電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力が発生し、ラジアル方向の１軸（Ｘ軸方向）を制御することができる。
【００５３】
また、ラジアル巻線２２ｙ１，２２ｙ２は、ロータ１０の中心を通るＹ軸方向において対となって配置されている。これらラジアル巻線２２ｙ１，２２ｙ２に直流電流をそれぞれ流すと、その電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力が発生し、ラジアル方向のもう１軸（Ｙ軸方向）を制御することができる。
【００５４】
ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２，２２ｙ１，２２ｙ２は、磁束の短絡を防ぐため、隣り合う磁束は互いに逆方向となるように極性を選択している。例えば、ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２が形成する第１の磁気回路１０１は反時計回りであり、ラジアル巻線２２ｙ１，２２ｙ２が形成する第１の磁気回路１０１は時計回りである。これらラジアルステータ磁極２３の極性は、周方向においてＮ極→Ｎ極→Ｓ極→Ｓ極→Ｎ極→Ｎ極→Ｓ極…の順に交互に配置される。
【００５５】
図６は、本発明の第２実施形態におけるスラストステータ３０の構成を示す磁気軸受１の縦断面図である。
スラストステータ３０は、図５に示すように、スラストステータコア３１と、スラスト巻線３２と、を有する。本実施形態のスラストステータ３０は、電磁石型ホモポーラスラスト磁気軸受を形成している。スラストステータコア３１は、磁性体であって、ラジアルステータコア２１と接続されている。
【００５６】
スラストステータコア３１は、略有底円筒状に形成され、その内側にスラスト巻線３２を収容している。スラストステータコア３１は、ロータ１０を配置する孔が中央に形成された円板状のスラストステータ磁極３３と、スラストステータ磁極３３の周縁部からラジアルステータコア２１に向かって突出する円筒状のスラストステータバックヨーク３４と、を有する。スラストステータバックヨーク３４は、スラストステータ磁極３３とラジアルステータコア２１との間を接続するものであり、その先端はラジアルステータバックヨーク２４に接続されている。
【００５７】
スラストステータ磁極３３は、図６に示す断面視で、ラジアルステータ磁極２３よりも小さい厚みで形成されている。本実施形態のスラストステータ磁極３３は、ラジアルステータ磁極２３の１／２以下の厚みを有する。また、スラストステータバックヨーク３４は、図６に示す断面視で、ラジアルステータバックヨーク２４（ラジアルステータコア２１の外周からラジアル巻線２２まで）よりも小さい厚みで形成されている。本実施形態のスラストステータバックヨーク３４は、ラジアルステータバックヨーク２４の１／４以下の厚みを有する。スラストステータバックヨーク３４とラジアルステータバックヨーク２４の外径は等しく形成されている。
【００５８】
スラストステータ磁極３３は、ラジアル巻線２２に対しスラスト方向において第１の空間２０１をあけて配置されている。また、スラストステータバックヨーク３４は、ラジアル巻線２２に対しラジアル方向に第２の空間２０２をあけて配置されている。これら第１の空間２０１及び第２の空間２０２には、スラスト巻線３２が配置されている。スラスト巻線３２は、Ｚ軸回りに巻かれ、ラジアル巻線２２の側面及び上面を覆うＬ字断面のリング状（図４参照）に成形されている。
【００５９】
ここで、第２のスラスト巻線３２ｚ２は、第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも巻き数が多く、第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも軸方向に大きく形成されている。すなわち、ロータ１０の一方の端面１０ａと対向して配置された第１のスラストステータ磁極３３ｚ１よりも、ロータ１０の他方の端面１０ｂと非対向で配置された第２のスラストステータ磁極３３ｚ２の方が、第１の空間２０１が大きくなっている。第１のスラスト巻線３２ｚ１と第２のスラスト巻線３２ｚ２との軸方向の相違により、磁気回路１０２ｚ１と磁気回路１０２ｚ２とが異なることになる。第２のスラスト巻線３２ｚ２の巻き数が第１のスラスト巻線３２ｚ１よりも多いことにより、磁気回路１０２ｚ２の磁気抵抗は、磁気回路１０２ｚ１の磁気抵抗よりも大きくなる。この構成によれば、第１のスラストステータ３０ｚ１のスラスト支持力と、第２のスラストステータ３０ｚ２のスラスト支持力との不均衡を是正することができる。また、この構成によれば、図１に示すように、第１のスラストステータバックヨーク３４ｚ１を厚くする必要がないため、径方向の小型化、軽量化に寄与できる。
【００６０】
スラスト巻線３２は、図６に示すように、スラストステータコア３１、ロータ１０、及び、ラジアルステータコア２１を経由する第２の磁気回路１０２を形成する。第２の磁気回路１０２を形成する磁束（鎖交磁束）は、スラストステータ磁極３３、スラストステータバックヨーク３４、ラジアルステータバックヨーク２４、ラジアルステータ磁極２３、及び、ロータ１０を経由する。
【００６１】
上記構成のスラストステータ３０は、スラスト方向においてラジアルステータ２０を挟んで対向して設けられており、第１のスラストステータ３０ｚ１の第１のスラスト巻線３２ｚ１と第１のスラストステータ３０ｚ１の第２のスラスト巻線３２ｚ２は、ロータ１０が延びるＺ軸方向において対となって配置されている。これらスラスト巻線３２ｚ１，３２ｚ２に直流電流をそれぞれ流すと、その電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力が発生し、スラスト方向の１軸（Ｚ軸方向）を制御することができる。
【００６２】
第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２のそれぞれは、ラジアルステータ磁極２３を経由する第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成する。すなわち、ラジアルステータ磁極２３は、ラジアルステータ２０の磁路であると共に、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の共有の磁路となっている。
また、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２は、図６に示すように、ラジアルステータ磁極２３において磁束の向きが互いに逆方向となるように第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成している。
【００６３】
スラスト巻線３２ｚ１，３２ｚ２は、ラジアルステータ磁極２３における磁気飽和を抑制するため、ラジアルステータ磁極２３において互いに逆方向になるように極性を選択している。例えば、スラスト巻線３２ｚ１が形成する第２の磁気回路１０２ｚ１は時計回りであり、スラスト巻線３２ｚ２が形成する第２の磁気回路１０２ｚ２も時計回りである。ロータ１０においては、スラスト巻線３２ｚ１による磁束の向きと、スラスト巻線３２ｚ２による磁束の向きが、共にＺ軸方向の＋側を向いている。
【００６４】
図７は、実施例として、ラジアルステータ磁極２３において磁束の向きが異なる方向となるように第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成するスラストステータ３０の構成を示す磁気軸受１の縦断面図である。図８は、図７に示す磁気軸受１においてラジアルステータ２０とスラストステータ３０の磁束を重畳したときの（ａ）ラジアルステータ磁束の変化、（ｂ）ラジアルステータ２０の支持力の変化を示すグラフである。
図８（ａ）は、スラスト巻線３２ｚ１，３２ｚ２にバイアス電流をｉｚｂ＝０、ｉｚｂ＝１．０、ｉｚｂ＝２．０と与え、ラジアル巻線２２の制御電流ｉｘｃを増加させたときのラジアルステータ磁極２３（図７に示す領域３００）における磁束φｘ１の変化を示している。また、図８（ｂ）は、このときのラジアルステータ２０の支持力ｆｘの変化を示している。
【００６５】
図８（ａ）に示すように、スラスト巻線３２ｚ１，３２ｚ２にバイアス電流をｉｚｂ＝０、ｉｚｂ＝１．０、ｉｚｂ＝２．０と与えた場合、磁束φｘ１は、制御電流ｉｘｃに比例して増加する。また、図８（ｂ）に示すように、支持力ｆｘも、制御電流ｉｘｃに比例して増加する。このように、図７に示す磁気軸受１では、ラジアルステータ２０とスラストステータ３０の磁束を重畳しても、磁気飽和が確認されず、スラストステータ３０の磁束によるラジアルステータ２０の磁束変化がない（干渉がない）ことが分かる。
【００６６】
図９は、比較例として、ラジアルステータ磁極２３において磁束の向きが同じ方向となるように第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成するスラストステータ３０の構成を示す磁気軸受１の縦断面図である。図１０は、図９に示す磁気軸受１においてラジアルステータ２０とスラストステータ３０の磁束を重畳したときの（ａ）ラジアルステータ磁束の変化、（ｂ）ラジアルステータの支持力の変化を示すグラフである。
【００６７】
図９に示すスラスト巻線３２ｚ１，３２ｚ２は、図７に示す構成とは逆に、ラジアルステータ磁極２３において互いに同じ方向になるように極性を選択している。例えば、スラスト巻線３２ｚ１が形成する第２の磁気回路１０２ｚ１は時計回りであり、スラスト巻線３２ｚ２が形成する第２の磁気回路１０２ｚ２は反時計回りである。ロータ１０においては、スラスト巻線３２ｚ１による磁束の向きと、スラスト巻線３２ｚ２による磁束の向きが、Ｚ軸方向において互いに逆方向を向いている。
【００６８】
図１０（ａ）に示すように、スラスト巻線３２ｚ１，３２ｚ２に小さいバイアス電流（ｉｚｂ＝０、ｉｚｂ＝１．０）を与えた場合、磁束φｘ１は制御電流ｉｘｃに比例して増加するが、大きいバイアス電流（ｉｚｂ＝２．０）を与えた場合、磁束φｘ１は制御電流ｉｘｃ＝１．５辺りから比例関係ではなくなり、傾きが徐々に小さくなる（収束する）。また、図１０（ｂ）に示すように、大きいバイアス電流（ｉｚｂ＝２．０）を与えた場合、支持力ｆｘも、磁束φｘ１と同様に傾きが徐々に小さくなる（収束する）。このように、図９に示す磁気軸受１では、ラジアルステータ２０とスラストステータ３０の磁束を重畳した結果、磁気飽和が起こり、スラストステータ３０の磁束によるラジアルステータ２０の磁束変化が生じた（干渉がある）ことが分かる。
【００６９】
続いて、上記構成の磁気軸受１の作用効果について説明する。
上記構成の磁気軸受１では、ロータ１０のラジアル方向における支持力が、ラジアルステータ２０のラジアル巻線２２を流れる電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力によって発生する。この磁束は、図５に示すように、ラジアルステータコア２１、ロータ１０を経由する第１の磁気回路１０１を形成する。また、本実施形態では、ロータ１０のスラスト方向における支持力が、スラストステータ３０のスラスト巻線３２を流れる電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力によって発生する。スラストステータコア３１はラジアルステータコア２１と接続されており、この磁束は、図６に示すように、スラストステータコア３１、ロータ１０、及び、ラジアルステータコア２１を経由する第２の磁気回路１０２を形成する。このように、本実施形態では、ラジアルステータコア２１にスラストステータコア３１を接続し、ラジアルステータ２０とスラストステータ３０の磁路を共有化しているため、ラジアルステータ２０及びスラストステータ３０を一体化して軸方向の省スペース化を図ることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、スラストステータ３０は、スラスト方向においてラジアルステータ２０を挟んで対向して設けられている。この構成によれば、ラジアルステータ２０及び第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の計３つの磁気軸受を一体化して軸方向の省スペース化を図ることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、図６に示すように、ラジアルステータコア２１は、ラジアル巻線２２が巻回されたラジアルステータ磁極２３を有し、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２のそれぞれは、ラジアルステータ磁極２３を経由する第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成する。この構成によれば、ラジアルステータ２０の磁路である既存のラジアルステータ磁極２３が、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の共有の磁路となるため、共有の磁路を別途設ける必要がなく、軸方向の省スペース化に寄与できる。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２は、ラジアルステータ磁極２３において磁束の向きが互いに逆方向となるように第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成する。この構成によれば、ラジアルステータ磁極２３において互いに逆方向になるように極性を選択でき、図８に示すように、ラジアルステータ磁極２３における磁気飽和を抑制することができる。このため、ラジアルステータ２０の磁路であるラジアルステータ磁極２３を、第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２の共有の磁路とした場合であっても、磁気飽和を抑制し、磁束及び支持力の低下を抑制することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、図６に示すように、スラストステータコア３１は、ラジアル巻線２２に対しスラスト方向において第１の空間２０１をあけて配置されたスラストステータ磁極３３と、スラストステータ磁極３３とラジアルステータコア２１との間を接続し、ラジアル巻線２２に対しラジアル方向に第２の空間２０２をあけて配置されたスラストステータバックヨーク３４と、を有し、スラスト巻線３２は、第１の空間２０１及び第２の空間２０２に配置されている。この構成によれば、ラジアルステータコア２１とスラストステータコア３１との断面Ｌ字状のデッドスペース（第１の空間２０１及び第２の空間２０２）を利用してスラスト巻線３２を配置することができるため、軸方向の省スペース化に寄与できる。
【００７４】
このように、上述の本実施形態によれば、ロータ１０と、ロータ１０の周面１０ｃに対向して配置されたラジアルステータと、ラジアルステータを挟んで対向して配置され、ラジアルステータのラジアルステータコアを共有磁極２１Ａとする先に記載のディスクレススラスト磁気軸受１Ａの第１のスラストステータ３０ｚ１及び第２のスラストステータ３０ｚ２と、を有する、という構成を採用することによって、ラジアルステータ２０及びスラストステータ３０を一体化でき、ラジアルステータ２０及びスラストステータ３０を個々に配置するよりも、ロータ１０の軸長を短縮化することができる。また、スラスト支持力の低下を抑制し、また、組立・分解性の向上を図ることができる。
【００７５】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７６】
例えば、本発明は、図１１〜図１３に示すような形態を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００７７】
図１１は、本発明の別実施形態におけるラジアルステータ２０を示す平面図である。図１２は、図１１に示すラジアルステータコア２１を示す斜視図である。
図１１に示すラジアルステータ２０は、ラジアルステータバックヨーク２４に溝２６が形成されたラジアルステータコア２１を有する。溝２６は、ラジアルステータバックヨーク２４の磁極間接続部２５を横断するように形成されている。
【００７８】
溝２６は、第１の磁気回路１０１が形成されない磁極間接続部２５に形成され、具体的には、ラジアルステータ磁極２３ｘ１，２３ｙ２間の磁極間接続部２５、ラジアルステータ磁極２３ｙ２，２３ｘ２間の磁極間接続部２５、ラジアルステータ磁極２３ｘ２，２３ｙ１間の磁極間接続部２５、及び、ラジアルステータ磁極２３ｙ１，２３ｘ１間の磁極間接続部２５に形成されている。溝２６は、図１２に示すように、ラジアルステータバックヨーク２４の表面２４ａと裏面２４ｂに所定深さで形成され、ラジアル方向に直線的に延在している。
【００７９】
溝２６には、ラジアル巻線２２及びスラスト巻線３２の少なくともいずれか一方のリード線４０が配置されている。図１１に示す一実施形態では、ラジアルステータ磁極２３ｘ１，２３ｙ２間の溝２６及びラジアルステータ磁極２３ｘ２，２３ｙ１間の溝２６には、ラジアル巻線２２のリード線４０ｒが２本配置されている。また、ラジアルステータ磁極２３ｙ１，２３ｘ１間の溝２６及びラジアルステータ磁極２３ｙ１，２３ｙ２間の溝２６には、ラジアル巻線２２のリード線４０ｒが２本、スラスト巻線３２のリード線４０ｔが１本、計３本配置されている。なお、表面２４ａと裏面２４ｂにおけるリード線４０の配置は同じにしても異ならせてもよいが、溝２６には、リード線４０が２本または３本配置されていることが好ましい。
【００８０】
上記のように、ラジアルステータコア２１は、ラジアル巻線２２が巻回された複数のラジアルステータ磁極２３と、複数のラジアルステータ磁極２３の間を接続するラジアルステータバックヨーク２４と、を有し、ラジアルステータバックヨーク２４は、第１の磁気回路１０１が形成されない磁極間接続部２５に、該磁極間接続部２５を横断する溝２６を有する。このように、ラジアルステータコア２１に溝２６を形成することで、ラジアルステータコア２１で発生する渦電流を抑制することができる。また、溝２６は、第１の磁気回路１０１が形成されない磁極間接続部２５に形成されているため、第１の磁気回路１０１の磁路が細くならず、磁気飽和を抑制することができる。
【００８１】
また、溝２６には、ラジアル巻線２２及びスラスト巻線３２の少なくともいずれか一方のリード線４０が配置されている。この構成によれば、渦電流抑制用の溝２６を、ラジアル巻線２２及びスラスト巻線３２のリード線４０を引き出す引出線用の溝として兼用することができる。
【００８２】
また、溝２６には、リード線４０が２本または３本配置されている。本実施形態では、ラジアルステータ磁極２３が８極あるため、ラジアル巻線２２のリード線４０ｒは２本ずつで計１６本あり、また、スラストステータ３０は一対で設けられているため、スラスト巻線３２のリード線４０ｔは２本ずつで計４本ある。対して溝２６は、表面２４ａと裏面２４ｂに４つずつで計８つある。本実施形態のように、表裏８つの溝２６にリード線４０ｒを２本ずつ均等に配置した場合、表面２４ａ側に配置されたスラスト巻線３２の２本のリード線４０ｔは表面２４ａ側の４つの溝２６のいずれかに配置し、裏面２４ｂ側に配置されたスラスト巻線３２の２本のリード線４０ｔは裏面２４ｂ側の４つの溝２６のいずれかに配置する必要がある。ここで、スラスト巻線３２の２本のリード線４０ｔを１つの溝２６に配置してもよい（計４本のリード線４０を１つの溝２６に配置してもよい）が、そうするとその分だけ溝２６を大きく形成しなければならず、ラジアルステータコア２１の機械的強度が弱くなる。このため、本実施形態では、スラスト巻線３２の２本のリード線４０ｔを別々の溝２６に配置し、溝２６から最大３本のリード線４０が引き出されるようにして、ラジアルステータコア２１の機械的強度を確保している。
【００８３】
図１３は、本発明の別実施形態におけるラジアルステータ２０を示す平面図である。なお、図１３では視認性向上のため、リード線４０を図示していない。
図１３に示す変形例のように、表面２４ａに形成される溝２６ａと裏面２４ｂに形成される溝２６ｂをオフセットして形成してもよい。この構成によれば、溝２６ａ，２６ｂが厚み方向で対向して形成されないため、溝２６ａ，２６ｂにおける厚みが図１１に示す形態と比べて大きくなり、ラジアルステータコア２１の機械的強度を高くすることができる。
【００８４】
また、例えば、上記実施形態では、電磁石のみの構成について説明したが、永久磁石を構成に加えてもよい。永久磁石は、例えば、スラストステータバックヨーク３４等に挿入することができる。
【００８５】
また、上記各実施形態の構成は、本発明の主旨から逸脱しない範囲において適宜組み合わせて適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１  磁気軸受（３軸能動制御磁気軸受）
１Ａ  ディスクレススラスト磁気軸受
１０  ロータ
１０ａ  一方の端面
１０ｂ  他方の端面
１０ｃ  周面
２０  ラジアルステータ
２１  ラジアルステータコア（共有磁極）
２１Ａ  共有磁極
３０ｚ１  第１のスラストステータ
３０ｚ２  第２のスラストステータ
３１ｚ１  第１のスラストステータコア
３１ｚ２  第２のスラストステータコア
３２ｚ１  第１のスラスト巻線
３２ｚ２  第２のスラスト巻線
３３ｚ１  第１のスラストステータ磁極
３３ｚ２  第２のスラストステータ磁極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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