(57)【要約】位置の自動検出を行なう能動型磁気ベアリング（１００）であって、このベアリングは、強磁性体（１１０）の両側に配置されている、固定子を形成する対向している少なくとも第１及び第２の電磁石を有し、強磁性体（１１０）は、回転子を形成し、複数の電磁石の間に接触しないで保持される。第１及び第２の電磁石は、各々、第１の強磁性材料により本質的に構成され強磁性体とエアギャップを規定するように協働する磁気回路（１２１；１３１）と、電力増幅器から電力供給される励起コイル（１２２；１３２）とを有し、この電力増幅器の入力電流は、第１及び第２の電磁石の磁気回路に対する強磁性体の位置に応じてサーボ制御される。この強磁性体（１１０）の位置は、システムの閉ループ通過帯域よりも大きな周波数の正弦波電流を両方の対向する電磁石に同時に流すことに応じて２つの前記電磁石（１２０、１３０）の間で検出されるインダクタンスから測定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置の自動検出を行なう能動型磁気ベアリング（１００）であって、このベアリングは、強磁性体（１１０）の両側に配置されている、固定子を形成する対向している少なくとも第１及び第２の電磁石（１２０、１３０）を有し、前記強磁性体（１１０）は、回転子を形成し、複数の前記電磁石の間に接触しないで保持され、前記第１及び第２の電磁石（１２０、１３０）は、各々、第１の強磁性材料により本質的に構成され前記強磁性体とエアギャップを規定するように協働する磁気回路（１２１；１３１）と、電力増幅器から電力供給される励起コイル（１２２；１３２）とを有し、この電力増幅器の入力電流は、前記第１及び第２の電磁石の磁気回路に対する前記強磁性体の位置に応じてサーボ制御され、この強磁性体（１１０）の位置は、システムの閉ループ通過帯域よりも大きな周波数の正弦波電流を両方の対向する電磁石に同時に流すことに応じて２つの前記電磁石（１２０、１３０）の間で検出されるインダクタンスから測定されるベアリングにおいて、
各電磁石の前記磁気回路（１２１；１３１）は、前記励起コイル（１２２；１３２）の近傍で、このベアリングで発生された高周波数の磁場の通過を促進するように、前記第１の材料の透磁率よりも小さな透磁率を備え、この第１の材料の抵抗率よりも大きな抵抗率を備えている第２の強磁性材料が用いられている部分（１２４；１３４）をさらに有することを特徴とするベアリング。
【請求項２】
小さな透磁率及び大きな抵抗率の前記部分（１２４；１３４）は、電気的に互いに絶縁されている磁性材料の複数の粒子を有する粉末から形成されている部分により形成されていることを特徴とする請求項１に係るベアリング。
【請求項３】
前記粉末は、電気的に互いに絶縁されている鉄の複数の粒子を有することを特徴とする請求項２に係るベアリング。
【請求項４】
前記回転子を形成する前記強磁性体（１１０）は、高周波数の磁場の通過を促進するように、この本体の残りの部分よりも小さい透磁率及びこの本体の残りの部分よりも大きい抵抗率の、少なくとも１つの部分（１１２）を有し、この部分は前記電磁石に形成されている小さな透磁率及び大きな抵抗率の前記部分（１２４；１３４）にほぼ相対して配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に係るベアリング。
【請求項５】
前記回転子を形成する本体（１１０）の小さい透磁率及び大きい抵抗率の前記部分（１１２）は、電気的に互いに絶縁されている磁性材料の複数の粒子を有している粉末からなる部分により形成されることを特徴とする請求項４に係るベアリング。
【請求項６】
前記粉末は、電気的に互いに絶縁された鉄の複数の粒子を有することを特徴とする請求項５に係るベアリング。
【請求項７】
前記回転子を形成する本体（２０１）は、１つの重なり（２０２）の強磁性積層物を有し、小さい透磁率及び大きい抵抗率の前記部分（２２３）に存在するこの積層物は、前記重なり（２０２）の他の積層物の厚さよりも薄い厚さを示すことを特徴とする請求項４に記載のベアリング。
【請求項８】
小さい透磁率及び大きい抵抗率の前記部分は、約１００の磁気透磁率を示すことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載のベアリング。
【請求項９】
小さい透磁率及び大きい抵抗率の前記部分は、約５０Ωｍの電気抵抗率を示すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載のベアリング。
【請求項１０】
前記能動型磁気ベアリング（１００）は、軸方向タイプであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載のベアリング。
【請求項１１】
前記能動型磁気ベアリング（２００）は、ラジアルタイプであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載のベアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固有のベアリング機能に加えて、誘導型の検出機能も行なわれ、これが、ベアリング機能を実行するために用いられる電子回路や増幅器以外のいかなる電子回路や増幅器を加えることなく行なわれる、能動型磁気ベアリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動検出を行なうベアリングとして既知の能動型磁気ベアリングの中で浮上している物体の位置を検出する機能を内蔵すると、費用、合理化、及び検出の正確さに関して、回転子又はディスクのような浮上している物体の位置が、物体を所定の動作位置に保持するために必要とされる力を生じさせるための駆動ベアリングの複数の部材から別個の複数の位置検出器を用いて測定される従来のシステムと比較して、数多くの好都合な点を示す。
【０００３】
米国特許Ｎｏ．５  ８４４  ３３９（又はＦＲ  ２  ７１６  ７００）には、動作原理が図３に示されているような位置の自動検出を行なう磁気ベアリング装置が記載されている。図３において、回転子１は、２つの対向しているベアリング電磁石により浮上して保持されている。各電磁石は、それぞれ、この回転子１に面している強磁性材料からなる磁気回路１２、２２を有し、この回転子１それ自身が、強磁性材料から形成されている。電磁石は、また、それぞれ、励起コイル１１、２１を有し、これら励起コイルは、主入力電流（ベアリング電流）を入力として受ける電力増幅器１３、２３によりそれぞれ電力供給され、この結果、回転子１をこの回転子の所定の平衡位置に保持するためにために必要とされるエネルギーを、コイル１１、２１に供給することができる。ベアリング電流は、それぞれのサーボ制御回路３１、３２から来て、これらサーボ制御回路は、それら自身回転子の現在位置についての情報を受け、基準位置を参照している。
【０００４】
ベアリングの複数の電磁石から別個の位置検出器を用いずに位置情報を取得するために、加算器１４、２４が、ベアリング電流に重ねあわされる正弦波電流を流すために、それぞれ用いられている。米国特許Ｎｏ．５  ８４４  ３３９に詳細に記載されているように、回転子１の軸ＸＸ’に沿った径方向の位置を、励起コイル１１、１２の複数の端子を横断してそれぞれ測定される電圧Ｕ１及びＵ２から検出することができる。これら電圧Ｕ１及びＵ２は、電磁石のインダクタンスＬ１、Ｌ２に応じて変化し、一方、これらのインダクタンスは、ベアリングの電磁石の間の回転子の位置に依存して変化する。それから、回転子の位置を示す信号が、複数のコイルの出力で測定されたような電圧Ｕ１及びＵ２の間の相違に対応する電圧Ｕをフィルタリング４２と復調４３（流された検出用電流信号の周波数に対応する周波数における）を受けるように発生させることにより、得られることができる。それから、この信号は、サーボ制御回路に入力される基準位置信号と比較される。
【０００５】
この回路は、主に、ターボポンプのような回転機械の回転軸を支持するラジアル磁気ベアリングで用いられる。この結果、軸の径方向の位置が、この軸の径方向の移動に応じて変化する、ベアリングのインダクタンスの変化を測定することにより測定されることができる。
【０００６】
米国特許Ｎｏ．５  ８４４  ３３９に記載されている装置は、満足がいくように動作するが、それにもかかわらず、この装置は、この装置の作動する分野が広がるのを妨げる複数の制限を示す。この装置において、位置を検出するためにベアリングに流される電流信号の搬送周波数は、サーボ制御回路の閉ループ（closed loop）の通過帯域より十分上になるように任意に選択される。この搬送周波数は、フィルタリングの復調の後で、十分な幅（少なくとも１０００Ｈｚ）の通過帯域を利用可能とするために、典型的には、約２０キロヘルツ（ｋＨｚ）である。加えて、満足のいく信号対雑音比を維持するために、流される電流の大きさｉ０を約２０ミリアンペア（ｍＡ）として、比ｉｃａｒｒｉｅｒ／Ｉｍａｘは、０．０１より大きくなければならない（ここで、Ｉｃａｒｒｉｅｒ＝搬送波(la porteuse)で流される電流の振幅、Ｉｍａｘ＝増幅器が供給できる最大電流）。
【０００７】
自動検出のベアリングの利点は、磁気ベアリングの機械的な部分と、製造コストを低減するこの磁気ベアリングが必要とする接続との両方を著しく単純化することであり、製造コスト低減することは、大量生産される設備にとって特に好都合であることを想起されたい。結果として、自動検出のベアリング技術は、この技術により関連するエレクトロニクスに関して、過剰な追加費用を発生させない場合だけ、正当化される。関連するエレクトロニクスの費用は、このエレクトロニクスの複雑さに依存し、また、何よりもベアリングの電力増幅器の必要とされるパフォーマンスに依存する。上述の自動検出のベアリングにとって、増幅器は、回転子の位置を維持するためにベアリングが供給する必要がある電圧に応じてディメンジョンが取られる必要があり、位置を検出するために用いられる信号に応じてディメンジョンが取られる必要はない。不都合なことに、ベアリングからの出力で測定されるような検出電圧Ｕｄは、以下の式（１）を用いて計算される。  
（１）  Ｕｄ＝Ｌｂｅａｒｉｎｇωｉ  
ここで、  
ω＝搬送波の角周波数（定型的には２０ｋＨｚ）  
Ｌｂｅａｒｉｎｇ＝搬送波の周波数で見た場合の全インダクタンス  
ｉ＝搬送電流の振幅。  
インダクタンスＬｂｅａｒｉｎｇは、ベアリング自身のサイズ（ディメンジョン）に比例する。搬送波の周波数でみたインダクタンスは、漏れインダクタンス（エアギャップの変化で変化しない）と、エアギャップと共に変化するインダクタンスとの和である。薄い積層物を用いて形成されている、自動検出のラジアルベアリングにとって、搬送波の周波数で見たインダクタンスは、ベアリングの周波数で見たインダクタンスとほぼ同じ値を有する。漏れインダクタンスは、小さい。インダクタンスは、ベアリングそれ自身のサイズと共に増加する。
【０００８】
実際には、満足のいく信号対雑音比を保ちつづけるために、搬送電流の大きさ（Ｉｃａｒｒｉｅｒ）は、増幅器の最大電流の少なくとも１％に対応する（例えば、最大２アンペア（Ａ）まで供給できる増幅器に対してｉｃａｒｒｉｅｒ＞２０ｍＡ）。式（１）は、ベアリングのあるディメンジョンから始めて、インダクタンスＬｂｅａｒｉｎｇが、ｉｂｅａｒｉｎｇ／Ｉｍａｘ＞０．０１を満たすために、回転子の位置を保つために必要とされる電圧よりも大きくなる検出電圧を用いる必要があるような値に到達することを示している。
【０００９】
一般に中実なアバットメントフライホイール（volant de bute’e）と、積層されていないか非常にわずかに積層されている固定子とを用いる軸方向ベアリングでは、搬送波の周波数でみたインダクタンスは、ほぼ漏れインダクタンスである。実際上、エアギャップと共に変化するインダクタンスはない。このような状況で、自動検出のベアリングの原理は、達成が難しい。
【００１０】
さらに、従来の自動検出のベアリングでは、２０ｋＨｚのインダクタンスとベアリング電流との間にカップリングがある。すなわち、電磁石のインダクタンスは、ベアリングの中に発生された磁場が増加すると共に減少する。実際には、このカップリングにより、位置情報が誤らされ、周波数に応じて検出感度（sensitivity）が増加する（サーボ制御にノイズを発生させる）。それにもかかわらず、エレクトロニクスでこのカップリングの効果を補償することが可能である。しかし、その場合、発生される最大の磁気誘導は、約１テスラ（Ｔ）未満のままでなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ラジアル磁気ベアリグングと軸方向磁気ベアリングとの上述の欠点を改善し、十分なレベルの（エアギャップと結合した）インダクタンスを保障し、ベアリングのディメンジョンやベアリングの電流のような周囲のかく乱源から独立してそれを行なう、自動検出を行なう能動型磁気ベアリングの構造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】
【００１２】
この目的は、位置の自動検出を行なう能動型磁気ベアリングであって、このベアリングは、強磁性体の両側に配置されている、固定子を形成する対向している少なくとも第１及び第２の電磁石を有し、前記強磁性体は、回転子を形成し、複数の前記電磁石の間に接触しないで保持され、前記第１及び第２の電磁石は、各々、第１の強磁性材料により本質的に構成され前記強磁性体とエアギャップを規定するように協働する磁気回路と、電力増幅器から電力供給される励起コイルとを有し、この電力増幅器の入力電流は、前記第１及び第２の電磁石の磁気回路に対する前記強磁性体の位置に応じてサーボ制御され、この強磁性体の位置は、システムの閉ループ通過帯域よりも大きな周波数の正弦波電流を両方の対向する電磁石に同時に流すことに応じて２つの前記電磁石の間で検出されるインダクタンスから測定され、  
前記ベアリングにおいて、本発明に係われば、各電磁石の前記磁気回路は、前記励起コイルの近傍で、このベアリングで発生された高周波数の磁場の通過を促進するように、前記第１の材料の透磁率よりも小さな透磁率を備え、この第１の材料の抵抗率よりも大きな抵抗率を備えている第２の強磁性材料が用いられている部分をさらに有する、能動型磁気ベアリングで達成される。
【００１３】
このように、本発明の磁気ベアリングは、ベアリングにおける位置の自動検出のために用いられる高周波数の磁力線を「通過させる」ように適合されている、透磁率及び抵抗率の部分を有している。このようなベアリング構造の結果、高い周波数で、ベアリングのディメンジョンとベアリングに供給される電流とから独立して明確に規定されたインダクタンスの値を保障することができる。
【００１４】
前記ベアリングの実施形態において、低い透磁率及び高い抵抗率を備えた部分は、一体として(d’une pie`ce)、鉄の複数の粒子のような、磁性材料からなる複数の粒を有する粉末から形成され、これら粒子は、互いに電気的に絶縁されている。
【００１５】
前記回転子を形成する前記強磁性体は、このように、高周波数の磁場の通過を促進するように、この強磁性体（the body）の残りの部分よりもより低い透磁率とより高い抵抗率とを備えた少なくとも１つの部分を有することもでき、この部分は、前記電磁石に形成されている低い透磁率で高い抵抗率の部分にほぼ相対して配置されている。状況に応じて、この部分は、複数の鉄の粒子のような磁性材料からなる複数の粒子を有する粉末からなる部分を用いて形成されることができ、もしくは、薄い厚さの強磁性積層物により形成されることができる。
【００１６】
低い透磁率で高い抵抗率の、前記ベアリングに形成される、前記部分又は複数の前記部分が、約１００の相対磁気透磁率及び約５０オームメートル（Ωｍ）の電気抵抗率を示すと好ましい。
【００１７】
上述の能動型磁気ベアリングは、軸方向のタイプのベアリングとラジアルタイプのベアリングとに同じように適用可能である。
【００１８】
本発明の他の特性と有利な点とは、非限定的な例としての、そして、添付されている図面を参照する、本発明の特定の実施例の以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、回転機械で用いられ、回転シャフトの軸方向の位置を制御するためのアバットメント装置のような軸方向ベアリングに適用されるような、本発明の位置の自動検出を行なうベアリング構造の第１の例を示している。軸方向ベアリング１００は、シャフト１０１に固定されているディスクの形状である回転子１１０の位置を維持するようなよく知られたサーボ制御システムによる電流で駆動されるコイル１２２、１３２と、磁気回路１２１、１３１とをそれぞれ各々が有し、固定子を形成する、２つの電磁石１２０、１３０を有している。
【００２０】
その固有のベアリング機能に加えて、ベアリング１００は、このベアリング１００に追加的なコイルを加える必要がなく、誘導型の位置検出器として用いられる。この検出機能は、上述のような既知の方法で、すなわち、間に配置された物体（回転子）の移動と実質的に比例していることが保障されているという条件の下で、ベアリングの電磁石のコイルの各々の端子を横断する電圧を測定することにより、実行される。
【００２１】
本発明に従えば、通常は鉄のような強磁性の、単一の材料により構成される中実の構造を有する、各磁気回路１２１、１３１は、この場合、異なる磁気的そして電気的な特性を備えている強磁性材料から形成されている２つの部分１２３及び１２４と、１３３及び１３４とを有している。より正確には、各磁気回路１２１、１３１は、それぞれの第１の部分１２３、１３３を有し、これら第１の部分は、中実であり、この場合、それぞれ２つの磁極片１２１１及び１２１２と、１３１１及び１３１２とを備えているＵ字形状の断面を有している。この第１の部分は、固有のベアリング機能を実行するように形成される低周波数の磁路を与えるように、鉄のような高い磁気透磁率を備えた強磁性材料を用いて形成されている。換言すれば、第１の部分１２３、１３３は、ベアリングが電流の制御下にある時に、（一般的には２００Ｈｚよりも低い周波数で）低周波数の磁場を通過させる目的で、高い透磁率の中実の固定子の従来の技術を保つ役割を果たしている。
【００２２】
第２の部分１２４、１３４は、第１の部分のために用いられている材料の磁気透磁率よりもかなり低い磁気透磁率を示す強磁性材料、すなわち、１００のオーダの透磁率係数、好ましくはこれよりも低い透磁率係数を示す材料、を用いて形成されている。加えて、これら第２の部分を構成している材料は、また、例えば、位置を検出するためにコイルに流される正弦波信号の角周波数に対応する約２０ｋＨｚのような高い周波数の通過を促進するために、高い電気抵抗率（例えば、５０Ωｍ）を示す必要がある。この目的のために、この第２の部分の材料は、電気的には互いに絶縁され、中実の材料の透磁率に比較して小さい透磁率を示す一方で、粒が電気的には互いに絶縁されているために高い抵抗率を有する、鉄の粒のような磁気材料の粒を有する粉末でもよい。電気的に絶縁された粒を有する軟磁性の焼結されたいかなるタイプの材料を用いることも可能である。
【００２３】
第１の部分の固体材料が、高い周波数の場に対してのシールド（誘導電流によるシールド）を構成するため、第２の部分は、この部分で高周波数の磁力線を「通す」ことができるように、コイルの比較的近くに位置していることが好ましい。加えて、この構成では、この第２の部分は、ベアリング電流により発生される低周波数の磁場にたいして全く障害とならず、この磁場は、より透磁率の高い(permeable)物質により構成されている第１の部分に向かって自然に集中される。それにもかかわらず、ベアリングの他の部分は、第２の部分のために用いられてもよい（envisaged）。
【００２４】
このように、本発明の構成で、単一のベアリングの中で、低周波数の磁力線（ベアリング機能）を、高周波数の磁力線（検出器機能）から「分離する」ことが可能である一方で、当然、電磁石ごとにただ１つのコイルと１つの増幅器とを維持している。
【００２５】
軸方向のアバットメント装置において、中実のアバットメントフライホイール（回転子１１０）を用いることが一般的な慣行である。このような状況で、回転子にも同等な磁力線のパターン、すなわち、低周波数の磁力線（ベアリング機能）と機械的な強度とのために中実な主要な第１の部分と、位置の検出（検出機能）の為に用いられる高周波数の磁場の通過を促進するより低い透磁率及び高い抵抗率の第２の部分、を与えることも必要である。図１に示されているように、回転子１１０は、鉄のような中実な材料からなる第１の部分１１１と、例えば、固定子の部分１２４のために用いられるのと同じタイプの粉末から形成されている第２の部分１１２とを有している。
【００２６】
上述された、アバットメント装置に用いられるような軸方向ベアリングのためのベアリングの構成を、ラジアルベアリングにも適用することができる。図２は、本発明による構造を有しているラジアルベアリング２００の実施形態を示している。このラジアルベアリング２００は、互いに回転する固定子２１０及び回転子２０１を有している。固定子２１０には、複数の電磁石２２０が取り付けられ、各々の電磁石は、励起コイル２２２により囲まれている１つの強磁性の積層物により構成されている磁気回路２２１を有している。各電磁石は、浮上している回転子２０１を所定の径方向の位置に維持するために、既知のサーボ制御システムによる電流駆動で駆動されている。回転子２０１の径方向の移動は、米国特許Ｎｏ．ＵＳ  ５  ８４４  ３３９に詳細に説明されているように、ベアリングの複数の各コイルの端子を横断する電圧を所定の周波数で測定することにより検出される。
【００２７】
回転子２０１には軸方向の長さに渡って延び、磁気回路２２１の積層物２２１０の長さよりわずかに長い、１つの強磁性の積層物２０２が取り付けられている。この回転子２０１は、固定子２１０に配置されている複数の電磁石２２０により発生された磁場により保持されている。
【００２８】
上述されている軸方向のベアリングのように、磁気回路２２１は、強磁性の積層物２２１０に対応している第１の部分よりも低い磁気透磁率を示す強磁性材料で形成されている第２の部分２２３を有している。この第２の部分を形成するために用いられている材料が約１００の透磁率係数を示せば好ましく、より小さな値の透磁率係数を示せば好ましい。さらに、この材料は、また、ベアリングに流される検出信号を流す場合に用いられる典型的に約２０ｋＨｚである高い周波数を容易に通過させるために、高い電気抵抗率を（例えば、５０Ωｍ）を備えていなければならない。この目的のために、第２の部分２２３を、中実の材料の抵抗率よりも高い抵抗率を示す一方でやはり小さな透磁率を示す鉄の粉末からなるワッシャ２２３０から形成することもできる。強磁性の積層物２２１０は、鉄の粉末のワッシャ２２３０と協働し、スチール、青銅、又はアルミニウムのような非磁性材料からなる２つのリング２１１、２１２により保持されることができるサンドウィッチ構造を形成する。これら２つのリングは、この構造の夫々の側に位置している。
【００２９】
回転子２１０は、この回転子に高速回転が与えられると、粉末部分で強度が制限されているという問題に直面する。このような状況で、強磁性粉末の代わりに、高周波数の磁場に感度が高い部分を形成するために、薄い薄さの強磁性の積層物を用いることが可能である。軸方向ベアリングのために用いられる回転子の中実の構造と異なり、回転子２０１には、固定子２１０の複数の電磁石により発生される磁場を搬送するための強磁性積層物２０２が取り付けられている。高い周波数の磁場と低い周波数の磁場との間で分離させることは、既に固定子において達成されている。したがって、固定子、すなわち、低周波数の場のための主要な第１の部分（ベアリング機能）と、高周波数の場の通過を促進するための比較的小さな透磁率及び高い抵抗率の第２の部分（検出機能）、で規定されている磁力線パターンと同等な磁力線パターンを作るために、薄い積層物を用いることで満足することができる。図２に示されているように、回転子は、各層が、回転子の積層の残りに用いられている積層物２０２の厚さよりも薄い厚さを示す、１つの強磁性積層物２０３を有してもよい。このように、固定子の部分２２３に面している回転子の部分に対応する軸方向の長さに渡ってロータの積層物の厚さを減少させることにより、小さな透磁率（薄い積層物の厚さ）と、高い抵抗率（積層物の間の間隔）とを示す部分が形成される。回転子の主要な部分のために用いられている、低周波数の磁場を受け入れる、強磁性積層物２０２の厚さは、例えば、約０．２ｍｍである。このような状況で、そして、例として、高周波数の磁場を搬送する第２の部分に対して、その半分の厚さ、すなわち、示した例では約０．１ｍｍ、を有する積層物２０３を選択することが可能である。
【００３０】
図１及び図２の特定の実施形態に対する、上述されたような低周波数の磁路と高周波数の磁路とを固定子と回転子との中で「分離すること」の原理は、いかなるタイプの能動型磁気ベアリングにも一般化されることができる。小さな透磁率と高い抵抗率とを備える部分は、ディメンジョンの点から標準化されることができ、もしくは、いずれにしても、固定子並びに／もしくは回転子のディメンジョンにかかわりなく、サイズが限定され得る。固定子並びに／もしくは回転子のサイズは、ベアリングの必要とされる荷重負担能力に応じて規定される必要がある。本発明のこの特徴は、ディメンジョンが高周波数（例えば、２０ｋＨｚ）で測定されるインダクタンスの値に直接の影響を与える、中実の部分に対して特に好都合である。
【００３１】
このように、図１及び図２の不連続線により示されているように、ベアリングの固定子及び回転子部分のディメンジョンは、高周波数の場を通過させるために取られる特定の部分のディメンジョンを増加させる必要なく、より大きくされることができる。ベアリングがこのような部分を有している場合、ベアリングの増幅器が検出目的で供給する高周波数の電圧は、もはやベアリングのサイズとは関連付けられず、ベアリングの小さな透磁率及び大きな抵抗率の部分のサイズとだけ関連付けられる。結果として、ベアリングのディメンジョンにかかわりなく、明確に規定されたインダクタンスを保障するために十分な小さな透磁率及び大きな抵抗率の部分に対する標準的なディメンジョンを規定すれば十分である。このように、検出信号のための周波数と振幅とを選択することができる。このような選択は、検出電圧の周波数と振幅とがベアリングの必要条件（ベアリング機能）により規定される、従来の位置の自動検出を行なうベアリングでは、不可能であった。
【００３２】
さらに、本発明のベアリングの２つの透磁率の構造のために、検出周波数（例えば、２０ｋＨｚ）とベアリング電流とで見たインダクタンスの間のカップリングは、著しく減少する。これは、低周波数の部分の透磁率は、低周波数の行路に飽和現象が現れたとしても、常に高周波数の検出部分の透磁率よりも大きいからである。こうして、誘導の限界を１Ｔを越えて押し返すことができ、結果としてベアリングのサイズを小さくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る位置の自動検出を行なう軸方向磁気ベアリングの構造の軸方向の半断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位置の自動検出を行なうラジアル磁気ベアリングの構造の軸方向の半断面図である。
【図３】ベアリング用の複数の電磁石を用いる位置検出システムを内蔵している従来技術の能動型磁気ベアリングの機能図である。
【図１】
2007530882.tif 000003
【図２】
2007530882.tif 000004
【図３】
2007530882.tif 000005
【国際調査報告】
2007530882.tif 000006
2007530882.tif 000007
2007530882.tif 000008
2007530882.tif 000009
2007530882.tif 000010
2007530882.tif 000011