(57)【要約】【課題】アキシャル方向における軸変位の検出範囲を拡大できる軸変位検出システムを提供する。【解決手段】軸変位検出システム４は、磁気インダクタンスの変化を利用してアキシャル方向Ｄ１に沿ったモータ軸６の変位を得る。軸変位検出システム４は、モータ軸６に配置されたターゲット１１と、ターゲット１１に対してモータ軸６の径方向に対面すると共に、磁束を発生させるコイル１７を有し、ターゲット１１と協働して磁路を構成するコア１２と、を備える。ターゲット１１は、第１透磁率を有する第１ターゲット部１４と、第１ターゲット部１４に対して回転軸線Ａの方向に隣接して設けられ、第１透磁率とは異なる第２透磁率を有する第２ターゲット部１６と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気インダクタンスの変化を利用して回転軸線の方向に沿った回転軸の変位を得る軸変位検出システムであって、
前記回転軸に配置された第１磁気回路部と、
前記第１磁気回路部に対して前記回転軸の径方向に対面すると共に、磁束を発生させるコイルを有し、前記第１磁気回路部と協働して磁路を構成する第２磁気回路部と、を備え、
前記第１磁気回路部は、第１透磁率を有する第１ターゲット部と、前記第１ターゲット部に対して前記回転軸線の方向に隣接して設けられ、前記第１透磁率とは異なる第２透磁率を有する第２ターゲット部と、を有する軸変位検出システム。
【請求項２】
前記第１磁気回路部の前記回転軸線に沿った幅は、前記第２磁気回路部の前記回転軸線に沿った幅よりも長い、請求項１に記載の軸変位検出システム。
【請求項３】
前記第１ターゲット部は、前記第１透磁率を有する材料により形成され、
前記第２ターゲット部は、前記第２透磁率を有する材料により形成される、請求項１又は２に記載の軸変位検出システム。
【請求項４】
前記第１ターゲット部は、前記第１透磁率を有する材料により形成され、
前記第２ターゲット部は、前記第１透磁率を有する材料により形成された第１層体と、
前記第１透磁率よりも小さい透磁率を有する第２層体と、を有し、
前記第１層体及び前記第２層体は、前記回転軸線の方向に沿って交互に積層される、請求項１又は２に記載の軸変位検出システム。
【請求項５】
所定方向に延びる回転軸線を有する回転軸を非接触で支持するための磁気軸受システムであって、
前記回転軸の前記所定方向に沿った変位量を検出する軸変位検出システムと、
前記所定方向に沿った前記回転軸の位置を制御する磁気軸受と、
を備え、
前記軸変位検出システムは、
前記回転軸に配置された第１磁気回路部と、
前記第１磁気回路部に対して前記回転軸の径方向に対面すると共に、磁束を発生させるコイルを有し、前記第１磁気回路部と協働して磁路を構成する第２磁気回路部と、を有し、
前記第１磁気回路部は、第１透磁率を有する第１ターゲット部と、前記第１ターゲット部に対して前記回転軸線の方向に隣接して設けられ、前記第１透磁率とは異なる第２透磁率を有する第２ターゲット部と、を含み、
前記磁気軸受は、前記回転軸が基準位置からずれたときに、前記回転軸を前記基準位置に復帰させる復元力を発生し、
前記基準位置において、前記コイルの中心の前記回転軸線方向位置は、前記第１ターゲット部の回転軸線方向位置と重なり、
前記第１透磁率は、前記第２透磁率より大きい、磁気軸受システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸変位検出システム及び磁気軸受システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気軸受は、磁気を利用して回転軸を浮上させつつ支持するものであり、オイルフリー及び環境負荷の低減の点で有利である。磁気軸受は、回転軸が別の構成部品と接触することがないように、回転軸の変位を制御する。そこで、磁気軸受は、軸変位検出システムを用いて回転軸の変位を得る。特許文献１〜３は、軸変位検出システムに関する技術を開示する。
【０００３】
特許文献１は、ラジアル方向の変位を得る可変インダクタンス型変位センサを開示する。特許文献２は、アキシャル方向の変位を得るセンサを開示する。このセンサは、アキシャル方向の変位をコイルとターゲットとの間の距離の変化として捉える。特許文献３は、磁路の断面積の変化を利用してアキシャル方向の変位を得る技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８２１４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２４０９５２号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
当該技術分野においては、回転軸線の方向における軸変位を検出可能な範囲を拡大することが望まれていた。軸変位は、コイルとターゲットとの位置関係が変化したときに生じる磁気インダクタンスの変化を利用して得る。磁気インダクタンスを決定する要因のひとつに、所定の透磁率を有するターゲットとコアとの位置関係がある。例えば、ターゲットが単一の透磁率を有する構成では、コイルとターゲットとの位置関係が変化しても、磁気インダクタンスに変化が生じないこともあり得る。従って、ターゲットが単一の透磁率を有するシステムでは、ターゲットの長さによらず、コアの長さによって検出範囲が決まってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、回転軸線の方向における軸変位の検出範囲を拡大することが可能な軸変位検出システム及び磁気軸受システム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】
【０００７】
本発明の一形態は、磁気インダクタンスの変化を利用して回転軸線の方向に沿った回転軸の変位を得る軸変位検出システムであって、回転軸に配置された第１磁気回路部と、第１磁気回路部に対して回転軸の径方向に対面すると共に、磁束を発生させるコイルを有し、第１磁気回路部と協働して磁路を構成する第２磁気回路部と、を備え、第１磁気回路部は、第１透磁率を有する第１ターゲット部と、第１ターゲット部に対して回転軸線の方向に隣接して設けられ、第１透磁率とは異なる第２透磁率を有する第２ターゲット部と、を有する。
【０００８】
軸が回転軸線の方向に移動すると、第１透磁率を有する第１ターゲット部における第１磁気回路部に対向する面積が減少すると共に第２透磁率を有する第２ターゲット部における第１磁気回路部に対向する面積が増加する。これらの面積は、軸の変位と対応すると共に、第１磁気回路部と第２磁気回路部とが協働して構成する磁路の合成磁気インダクタンスにも対応する。従って、合成磁気インダクタンスに基づけば、軸の変位を得ることが可能である。そして、さらに軸が回転軸線の方向に移動すると第１ターゲット部が第１磁気回路部に対向しなくなる。しかし、第２ターゲット部は、第１ターゲット部に隣接して設けられているので、未だ第１磁気回路部と対向している。そうすると、軸の移動に伴って、第２ターゲット部が第１磁気回路部と対向する面積が減少する。すなわち、合成磁気インダクタンスの変化が得られる。その結果、回転軸線の方向における検出可能範囲を拡大することができる。
【０００９】
上記の軸変位検出システムにおいて、第１磁気回路部の回転軸線に沿った幅は、第２磁気回路部の回転軸線に沿った幅よりも長くてもよい。この構成によれば、軸の変位を検出可能な範囲をさらに拡大することができる。
【００１０】
上記の軸変位検出システムにおいて、第１ターゲット部は、第１透磁率を有する材料により形成され、第２ターゲット部は、第２透磁率を有する材料により形成されてもよい。この構成によれば、軸変位検出システムを構成する部品の数を少なくすることができる。
【００１１】
上記の軸変位検出システムにおいて、第１ターゲットは、第１透磁率を有する材料により形成され、第２ターゲットは、第１透磁率を有する材料により形成された第１層体と、１透磁率よりも小さい透磁率を有する第２層体と、を有し、第１層体及び第２層体は、回転軸線の方向に沿って交互に積層されてもよい。この構成によれば、軸変位検出システムを構成するための材料種類の数を少なくすることができる。
【００１２】
本発明の別の形態は、所定方向に延びる回転軸線を有する回転軸を非接触で支持するための磁気軸受システムであって、回転軸の所定方向に沿った変位量を検出する軸変位検出システムと、所定方向に沿った回転軸の位置を制御する磁気軸受と、を備え、軸変位検出システムは、回転軸に配置された第１磁気回路部と、第１磁気回路部に対して回転軸の径方向に対面すると共に、磁束を発生させるコイルを有し、第１磁気回路部と協働して磁路を構成する第２磁気回路部と、を有し、第１磁気回路部は、第１透磁率を有する第１ターゲット部と、第１ターゲット部に対して回転軸線の方向に隣接して設けられ、第１透磁率とは異なる第２透磁率を有する第２ターゲット部と、を含み、磁気軸受は、回転軸が基準位置からずれたときに、回転軸を基準位置に復帰させる復元力を発生し、基準位置において、コイルの中心の回転軸線方向位置は、第１ターゲット部の回転軸線方向位置と重なり、第１透磁率は、第２透磁率より大きい。この構成によれば、軸の移動に対して、合成磁気インダクタンスの変化を単純減少とすることができる。そうすると、合成磁気インダクタンスと軸の変位とが一対一に対応するので、合成磁気インダクタンスから軸の変位を容易に得られる。その結果、回転軸の位置制御を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転軸線の方向における軸変位の検出範囲を拡大できる軸変位検出システム及び軸変位検出システムの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る軸変位検出システムを備えたモータの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された軸変位検出システムを拡大して示す図である。
【図３】図３は、対向面積を説明するための図である。
【図４】図４の（ａ）部〜（ｄ）部は、図２に示された軸変位検出システムに対してモータ軸がアキシャル方向にずれる様子を示す側面図である。
【図５】図５は、実施形態に係る軸変位検出システムにおけるモータ軸の変位と磁気インダクタンスとの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、変形例１に係る軸変位検出システムの構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、変形例２に係る軸変位検出システムの構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、変形例３に係る軸変位検出システムの構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、変形例４に係る軸変位検出システムの構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、変形例５に係る軸変位検出システムの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１に示されるように、モータ装置１は、モータユニット２と、磁気軸受３と、軸変位検出システム４と、を備える。このモータ装置１は、例えば、電動コンプレッサに適用される。モータユニット２は、モータ軸６と、モータ軸６に取り付けられたロータ７と、ロータ７を囲むステータ８と、一対のコイルエンド９と、を備える。モータ軸６は、ロータ７とステータ８との間で作用する磁気によって回転する。磁気軸受３は、モータ軸６を回転可能に非接触で支持する。磁気軸受３は、周知の構成によってモータ軸６の支持位置を制御する。この磁気軸受３と軸変位検出システム４は、磁気軸受システム５を構成する。磁気軸受３は、モータ軸６が基準位置からずれたときに、モータ軸６を基準位置に復帰させる復元力を発生する。ここでいう基準位置は、例えば、モータユニット２のロータ７とステータ８との位置関係により規定されるものであってよい。
【００１７】
軸変位検出システム４は、モータ軸６のアキシャル方向Ｄ１の変位を磁気インダクタンスの変化を利用して検出する。以下の説明において、モータ軸６の回転軸線Ａに対して平行な方向を、アキシャル方向Ｄ１（回転軸線の方向）と呼ぶ。
【００１８】
図２に示されるように、軸変位検出システム４は、ターゲット１１（第１磁気回路部）と、コア１２（第２磁気回路部）と、を含む。ターゲット１１及びコア１２は、協働して磁路を構成する。この磁路を通る磁束の変化を検出することにより、アキシャル方向Ｄ１への変位量を得る。磁束の変化は、例えば、電流値の変化として得てもよい。磁束は、磁路の磁気インダクタンスに起因する。磁気インダクタンスを規定する要因の一つには、ターゲット１１とコア１２とが互いに対面する面積（総合対向面積Ｓ：図３参照）がある。従って、ターゲット１１及びコア１２に起因する総合対向面積Ｓが変化すると、磁気インダクタンスも変化することがある。以下、磁気インダクタンスの変化は、ターゲット１１及びコア１２に起因する総合対向面積Ｓが変化によるものとして説明する。
【００１９】
ここで、図３に示されるように、総合対向面積Ｓは、アキシャル方向Ｄ１におけるターゲット１１とコア１２との重複長さＬ１１ａと、回転軸線Ａまわりのターゲット１１の円周方向長さＲ１１と、の積である。この総合対向面積Ｓは、コア１２と後述する第１ターゲット部１４との部分対向面積、及び、コア１２と後述する第２ターゲット部１６との部分対向面積の和である。
【００２０】
再び図２に示されるように、ターゲット１１は、モータ軸６と一体化された円柱状又は円筒状の部品である。つまり、モータ軸６は、ターゲット１１と、軸体１３と、を有する。本実施形態のターゲット１１は、その中心軸線がモータ軸６の回転軸線Ａと重複する。ターゲット１１の外径は、モータ軸６の外径と同じである。ターゲット１１の外周面は、コア１２と対向するターゲット面１１ａである。また、ターゲット１１と、軸体１３とは透磁率が異なる。
【００２１】
さらに詳細には、ターゲット１１は、第１ターゲット部１４と、第２ターゲット部１６と、を有する。第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６は、互いに同じ外径を有する円柱状又は円筒状の部品である。一方、回転軸線Ａに沿った第１ターゲット部１４の第１ターゲット長さＬ１４は、アキシャル方向Ｄ１に沿った第２ターゲット部１６の第２ターゲット長さＬ１６より長い。例えば、第１ターゲット長さＬ１４は、対向するコア１２のコア長さＬ１２と略同じである。そうすると、ターゲット１１の長さ（第２磁気回路部の長さ：Ｌ１６＋Ｌ１４＋Ｌ１６）は、コア１２の長さ（第１磁気回路部の長さ：Ｌ１２）よりも長い。
【００２２】
なお、ターゲット１１の制御の基準位置より一方側にある部位は、コイル１７の軸方向幅よりもより広い軸方向位置にわたっている。ここで、コイル１７の軸方向幅は、コア１２の長さ（第１磁気回路部の長さ：Ｌ１２）と等価であると仮定してもよい。
【００２３】
ターゲット１１は、２個の第２ターゲット部１６を含む。それら２個の第２ターゲット部１６は、アキシャル方向Ｄ１に沿って第１ターゲット部１４に隣接するように配置される。つまり、第１ターゲット部１４は、第２ターゲット部１６に挟まれる。
【００２４】
第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６は、透磁率が互いに異なる。ここでいう第１ターゲット部１４の透磁率（μ１）及び第２ターゲット部１６の透磁率（μ２）とは、それぞれの部位における平均的な透磁率をいう。従って、以下の説明において透磁率は、材料固有の透磁率を意味することもあるし、材料固有の透磁率を意味せず部品全体でみた平均的な見かけの透磁率を意味することもある。第１実施形態においては透磁率とは、材料固有の透磁率を意味するものとして説明する。第１ターゲット部１４の第１透磁率（μ１）は、第２ターゲット部１６の第２透磁率（μ２）よりも大きい。この透磁率の差は、第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６を構成する材料に起因するものとしてよい。つまり、第１透磁率（μ１）を有する材料を用いて、第１ターゲット部１４を形成する。また、第２透磁率（μ２）を有する材料を用いて、第２ターゲット部１６を形成する。
【００２５】
コア１２は、モータ軸６を囲む環状の部品である。コア１２には、モータ軸６が通される。コア１２は、コイル１７を設置するための基体である。コイル１７は、磁束を発生させる。コア１２は、例えば、複数の鋼板の積層構造を有する。コア１２は、モータ軸６が通される環状のコア本体と、コア本体の内周面に設けられたティース１２Ｔと、を有する。ティース１２Ｔは、コア本体の内周面から、コア本体に通されたモータ軸６側に向かって延びる。ティース１２Ｔのそれぞれには、コイル１７が設けられる。ティース１２Ｔは、ターゲット１１のターゲット面１１ａと対向するコア面１２ａを有する。
【００２６】
上記の軸変位検出システム４は、次のような製造方法により得られる。
【００２７】
まず、コア１２を準備する第１工程を実施する。第１工程では、複数の鋼板を準備し積層させる。そして、ティース１２Ｔにコイル１７を設ける。次に、ターゲット１１を準備する第２工程を実施する。第２工程では、軸体１３、第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６を準備する。次に、軸体１３に対して第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６を組み合わせる。そして、ターゲット１１とコア１２とを組み合わせる第３工程を実施する。この工程では、第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６の少なくとも一方の一部が、コア１２と対面するように、コア１２とターゲット１１とを組み合わせる。例えば、図２に示されるように、第１ターゲット部１４の外周面がコア１２と対面するように、コア１２を配置する。以上の第１工程〜第３工程により、軸変位検出システム４が得られる。
【００２８】
以下、軸変位検出システム４の動作について、説明する。以下の説明では、図４及び図５を適宜参照する。図４は、実施形態に係る軸変位検出システム４の動作を説明するための図である。図５は、実施形態に係る軸変位検出システムにおける磁気インダクタンスと、モータ軸の移動距離と、の関係を示すグラフである。グラフＧ１は、軸変位検出システム４の合成磁気インダクタンスと移動距離との関係を示す。グラフＧ２は、軸変位検出システム４の第１ターゲット部１４における磁気インダクタンスと移動距離との関係を示す。グラフＧ３は、軸変位検出システム４の第２ターゲット部１６における磁気インダクタンスと移動距離との関係を示す。
【００２９】
図４の（ａ）部に示されるように、モータ軸６の位置が基準位置であるとき、アキシャル方向Ｄ１における第１ターゲット部１４の中心は、アキシャル方向Ｄ１におけるコア１２の中心と一致する。なお、この基準位置は、上述したように、モータユニット２のロータ７とステータ８との位置関係により規定されるものであってよい。また、基準位置は、例えば、所望の初期磁気インダクタンスが生じるターゲット１１とコア１２との相対的な位置関係により規定されてもよい。第１ターゲット面１４ａは、その全面がコア面１２ａと対向する。また、第１ターゲット部１４と第２ターゲット部１６との境界Ｒ１は、アキシャル方向Ｄ１においてコア１２の端面１２ｂと一致する。この状態は、合成磁気インダクタンス（Ｍ２ａ）を有する（図５参照）。合成磁気インダクタンス（Ｍ２ａ）は、コア面１２ａと第１ターゲット面１４ａとの部分対向面積に基づく。
【００３０】
次に、図４の（ｂ）部に示されるように、モータ軸６が正のアキシャル方向Ｄ１ａへ所定距離だけ移動したとする。図４の（ｂ）部に示される第２状態では、コア面１２ａに対して、第１ターゲット面１４ａ及び第２ターゲット面１６ａが対向する。さらに、第２状態では、第２ターゲット部１６と軸体１３との境界Ｒ２は、アキシャル方向Ｄ１においてコア１２の端面１２ｂと一致する。
【００３１】
図４の（ａ）部の基準位置から図４の（ｂ）部の第２状態へ変化するとき、コア面１２ａと対向する第１ターゲット面１４ａの部分対向面積は減少する。従って、第１ターゲット面１４ａの部分対向面積に起因する第１磁気インダクタンスは値（Ｍ３ａ）から値（Ｍ３ｂ）へ減少する（図５の参照番号Ｇ２ａ）。一方、コア面１２ａと対向する第２ターゲット面１６ａの部分対向面積は増加し、第３状態に至ったとき、部分対向面積は最大となる。従って、第２ターゲット面１６ａの部分対向面積に起因する第２磁気インダクタンスは、初期値（Ｍ４ａ）から増加し、最大値（Ｍ４ｂ）に至る（図５の参照番号Ｇ３ａ）。
【００３２】
つまり、基準位置から第２状態へ変化するとき、第１磁気インダクタンスは、モータ軸６の移動に応じて減少する。一方、第２磁気インダクタンスは、モータ軸６の移動に応じて増加する。従って、モータ軸６の移動に伴う合成磁気インダクタンスの変化が生じるので（図５の参照番号Ｇ１ａ）、モータ軸６の変位を得ることができる。
【００３３】
次に、図４の（ｃ）部に示されるように、モータ軸６が正のアキシャル方向Ｄ１ａへさらに移動したとする。図４の（ｃ）部に示される第３状態では、コア面１２ａに対して、第２ターゲット面１６ａ及び軸体面１３ａとが対向する。従って、第１ターゲット面１４ａは、コア面１２ａに対向しない。さらに、第３状態では、第１ターゲット部１４と第２ターゲット部１６と境界Ｒ１は、アキシャル方向Ｄ１においてコア１２の別の端面１２ｃと一致する。
【００３４】
図４の（ｂ）部の第２状態から図４の（ｃ）部の第３状態へ変化するとき、コア面１２ａと対向する第１ターゲット面１４ａの部分対向面積はさらに減少し、第３状態へ至ったとき部分対向面積はゼロである。従って、第１ターゲット面１４ａの部分対向面積に起因する第１磁気インダクタンスはさらに減少し、最終的に所定値（Ｍ３ｃ）に収束する（図５の参照番号Ｇ２ｂ）。一方、コア面１２ａと対向する第２ターゲット面１６ａの部分対向面積は最大値を維持し続ける。従って、第２ターゲット面１６ａの部分対向面積に起因する第２磁気インダクタンスは最大値（Ｍ４ｂ）を維持し続ける（図５の参照番号Ｇ３ｂ）。
【００３５】
つまり、第２状態から第３状態へ変化するとき、第２ターゲット部１６における第２磁気インダクタンスはモータ軸６の移動に応じて変化しない（図５の参照番号Ｇ３ｂ）。一方、第１ターゲット部１４における第１磁気インダクタンスは、モータ軸６の移動に応じて変化する（図５の参照番号Ｇ２ｂ）。従って、モータ軸６の移動に伴う合成磁気インダクタンスの変化が生じるので（図５の参照番号Ｇ１ｂ）、モータ軸６の変位を得ることができる。
【００３６】
次に、図４の（ｄ）部に示されるように、モータ軸６が正のアキシャル方向Ｄ１ａへさらに移動したとする。図４の（ｄ）部に示される第４状態では、コア面１２ａに対して、軸体面１３ａが対向する。従って、第１ターゲット面１４ａ及び第２ターゲット面１６ａは、コア面１２ａに対向しない。さらに、第４状態では、第２ターゲット部１６と軸体１３との境界Ｒ２は、コア１２の別の端面１２ｃと一致する。
【００３７】
図４の（ｃ）部の第３状態から図４の（ｄ）部の第４状態へ変化するとき、コア面１２ａと対向する第２ターゲット面１６ａの部分対向面積は最大値から減少し、第４状態へ至ったとき部分対向面積はゼロとなる。従って、第２ターゲット面１６ａの部分対向面積に起因する第２磁気インダクタンスは最大値（Ｍ４ｂ）から減少し、最終的に所定値（Ｍ４ａ）に収束する（図５の参照番号Ｇ３ｃ）。
【００３８】
なお、第１ターゲット面１４ａは、コア面１２ａと対向しないので、第３状態から第４状態への変化において、磁気インダクタンスの変化を生じない（図５の参照番号Ｇ２ｃ）。また、軸体１３は、有意な透磁率を持たない（磁路を形成しない）ので、第３状態から第４状態への変化において、磁気インダクタンスの変化を生じない。
【００３９】
つまり、第３状態から第４状態へ変化するとき、第２ターゲット部１６における第２磁気インダクタンスはモータ軸６の移動に応じて減少する。従って、モータ軸６の移動に伴う磁気インダクタンスの変化が生じるので（図５の参照番号Ｇ１ｃ）、モータ軸６の変位を得ることができる。
【００４０】
その結果、モータ軸６の移動に伴って磁気インダクタンスが変化する領域が、検出範囲Ｅ１となる。
【００４１】
上述のとおり、実施形態に係る軸変位検出システム４は、第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６の少なくとも一方がコア面１２ａと対向する構成において、軸変位を検出し続けることができる。換言すると、第１ターゲット部１４と第２ターゲット部１６との境界Ｒ１及び第２ターゲット部１６と軸体１３との境界Ｒ２がコア面１２ａと対向する状態において、軸変位を検出し続けることができる。つまり、実施形態に係る軸変位検出システム４は、コア長さＬ１２を維持しながら、検出範囲を拡大することができる。
【００４２】
要するに、モータ軸６が正のアキシャル方向Ｄ１ａに移動すると、第１透磁率（μ１）を有する第１ターゲット部１４がコア１２に対向する面積が減少し、第２透磁率（μ２）を有する第２ターゲット部１６がコア１２に対向する面積が増加する。この面積は、モータ軸６の変位と対応すると共に、コア１２とターゲット１１とが協働して構成する磁路の合成磁気インダクタンスにも対応する。従って、合成磁気インダクタンスに基づけば、モータ軸６の変位を得ることが可能である。そして、さらにモータ軸６が正のアキシャル方向Ｄ１ａに移動すると第１ターゲット部１４がコア１２に対向しなくなる（図４の（ｃ）部参照）。しかし、第２ターゲット部１６は、第１ターゲット部１４に隣接して設けられているので、未だコア１２と対向している。その後、モータ軸６の移動に伴って、第２ターゲット部１６がコア１２と対向する面積が減少する。すなわち、磁気インダクタンスの変化が得られる。その結果、正のアキシャル方向Ｄ１ａにおける検出可能範囲を拡大することができる。
【００４３】
以上、本発明の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ことなく様々な形態で実施してよい。
【００４４】
＜変形例１＞
図６に示されるように、変形例１に係る軸変位検出システム４Ａは、ターゲット１１Ａとコア１２とを有する。ここで、軸変位検出システム４Ａのターゲット１１Ａは、１個の第２ターゲット部１６を有する点で、実施形態に係る軸変位検出システム４のターゲット１１と相違する。具体的には、ターゲット１１Ａは、１個の第１ターゲット部１４と１個の第２ターゲット部１６とを有する。第２ターゲット部１６は、第１ターゲット部１４のモータ側の端面１４ｂに隣接して設けられてもよい。換言すると、第２ターゲット部１６は、第１ターゲット部１４の両端面においてそれらのうちの片側のみに配置される。
【００４５】
＜変形例２＞
図７に示されるように、変形例２に係る軸変位検出システム４Ｂは、ターゲット１１Ｂとコア１２とを有する。ここで、軸変位検出システム４Ｂのターゲット１１Ｂは、１個の第１ターゲット部１４と２個の第２ターゲット部１６と、に加えて、さらに２個の第３ターゲット部１８を有する点で、実施形態に係る軸変位検出システム４のターゲット１１と相違してもよい。具体的には、一方の第３ターゲット部１８は、一方の第２ターゲット部１６に隣接して配置され、他方の第３ターゲット部１８は、他方の第２ターゲット部１６に隣接して配置される。第３ターゲット部１８は、第３透磁率（μ３）を有する。第３透磁率（μ３）は、第１透磁率（μ１）より小さくてもよい。また、第３透磁率（μ３）は、第２透磁率（μ２）より小さくてもよい。例えば、第１透磁率（μ１）、第２透磁率（μ２）及び第３透磁率（μ３）の関係は、μ１＞μ２＞μ３であってもよい。この軸変位検出システム４Ｂによれば、アキシャル方向Ｄ１における変位の検出範囲をさらに拡大することができる。
【００４６】
＜変形例３＞
実施形態に係る軸変位検出システム４において、第１ターゲット部１４は第１透磁率（μ１）を有する材料によって形成し、第２ターゲット部１６は第２透磁率（μ２）を有する材料によって形成した。しかし、第１透磁率（μ１）と第２透磁率（μ２）とが異なっていれば、第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６を互いに異なる材料により形成する必要はない。
【００４７】
図８に示されるように、変形例３に係る軸変位検出システム４Ｃは、ターゲット１１Ｃとコア１２とを有する。ターゲット１１Ｃは、第１ターゲット部１４と第２ターゲット部１６Ｃとを有する。ここで第２ターゲット部１６Ｃは、第１円盤１９（第１層体）と第２円盤２１（第２層体）とを積層させた構造を有する。この第１円盤１９は、第１ターゲット部１４と同じ材料により形成される。つまり、第１円盤１９の透磁率は、第１透磁率（μ１）である。一方、第２円盤２１は、第１透磁率（μ１）よりも小さい透磁率を有する材料により形成される。例えば、第２円盤２１は、透磁率を持たない材料（軸体１３と同じ材料）により形成されてもよい。第１円盤１９と第２円盤２１とを交互に積層させると、積層範囲における実質的な透磁率は、第１透磁率（μ１）と異なる。具体的には、実質的な透磁率（第２透磁率（μ２））は、第１透磁率（μ１）よりも小さい。
【００４８】
このような構成によれば、２種の材料によりターゲット１１Ｃを有するモータ軸６を形成することができる。従って、モータ軸６の材料に要するコストを低減することが可能になる。
【００４９】
＜変形例４＞
第１ターゲット部１４の第１透磁率（μ１）と第２ターゲット部１６の第２透磁率（μ２）とを異ならせる構成は、さらに別の構成によっても実現できる。図９に示されるように、変形例４に係る軸変位検出システム４Ｄは、ターゲット１１Ｄとコア１２とを有する。ターゲット１１Ｄは、第１ターゲット部１４と第２ターゲット部１６Ｄとを有する。この例では、第１ターゲット部１４及び第２ターゲット部１６Ｄの径方向の寸法を異ならせることにより、透磁率を異ならせる。
【００５０】
第１ターゲット部１４は、直径がＷ１である円柱である。第２ターゲット部１６Ｄは、直径がＷ１であり、さらに内径がＷ２である貫通孔１６ｈを有する。この貫通孔１６ｈには、軸体１３の凸部１３ｐが挿入される。この構成によっても、第１ターゲット部１４の第１透磁率（μ１）と第２ターゲット部１６の第２透磁率（μ２）とを異ならせることができる。なお、第１ターゲット部１４は、円柱である必要はない。例えば、第１ターゲット部１４は、第２ターゲット部１６の貫通孔１６ｈよりも小さい内径を有する貫通孔を有していてもよい。
【００５１】
＜変形例５＞
第１ターゲット部１４の第１透磁率（μ１）と第２ターゲット部１６の第２透磁率（μ２）とを異ならせる構成は、さらに別の構成によっても実現できる。図１０に示されるように、変形例５に係る軸変位検出システム４Ｅは、ターゲット１１Ｅとコア１２とを有する。ターゲット１１Ｅは、第１ターゲット部１４と第２ターゲット部１６Ｅとを有する。この例では、第２ターゲット部１６Ｅは、樹脂材料の基体２２と、粒状の磁性材２３と、を有する。このような第２ターゲット部１６Ｅは、樹脂材料である基体２２に磁性材２３を混合し、モータ軸６と同径となるように固めることにより得られる。
【００５２】
＜変形例６＞
上記の実施形態では、第１ターゲット部１４の第１透磁率（μ１）が第２ターゲット部１６の第２透磁率（μ２）よりも大きい構成を例示した。例えば、第２透磁率（μ２）が第１透磁率（μ１）よりも大きい構成としてもよい。
【００５３】
＜変形例７＞
上記の実施形態では、基準位置（図４の（ａ）部）は、第２ターゲット部１６がコア面１２ａに対向していなかった。この構成（図４の（ａ）部）を基準位置としたとき、正のアキシャル方向Ｄ１ａにおける片側の検出範囲を拡大することができる。しかし。基準位置は、この状態に限定されない。例えば、図４の（ｂ）部又は図４の（ｃ）部のように、第２ターゲット部１６がコア面１２ａと対向した状態を基準位置としてもよい。この構成を基準位置としたとき、正のアキシャル方向Ｄ１ａ及び負のアキシャル方向の両側に検出範囲を設定することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  モータ装置
２  モータユニット
３  磁気軸受
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ  軸変位検出システム
５  磁気軸受システム
６  モータ軸（軸）
７  ロータ
８  ステータ
９  コイルエンド
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ  ターゲット（第１磁気回路部）
１１ａ  ターゲット面
１２  コア（第２磁気回路部）
１２ａ  コア面
１２ｂ  端面
１２ｃ  端面
１３  軸体
１３ａ  軸体面
１３ｐ  凸部
１４  第１ターゲット部
１４ａ  第１ターゲット面
１４ｂ  端面
１６、１６Ｃ、１６Ｄ  第２ターゲット部
１６ｈ  貫通孔
１７  コイル
１６ａ  第２ターゲット面
１８  第３ターゲット部
１９  第１円盤（第１層体）
２１  第２円盤（第２層体）
２２  基体
２３  磁性材
Ａ  回転軸線
Ｅ１  検出範囲
Ｄ１  アキシャル方向（回転軸線の方向）
Ｄ１ａ  正のアキシャル方向
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３  グラフ
Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ１ｃ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃ、Ｇ３ａ、Ｇ３ｂ、Ｇ３ｃ  参照番号
Ｌ１２  コア長さ
Ｒ１、Ｒ２  境界
【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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