特開 2019-215020 磁気軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-215020(P2019-215020A)

(43)【公開日】2019年12月19日

(54)【発明の名称】磁気軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 32/04 20060101AFI20191122BHJP

【ＦＩ】

   F16C32/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-111294(P2018-111294)

(22)【出願日】2018年6月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(71)【出願人】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】軸丸 武弘

(72)【発明者】

【氏名】桑田 厳

(72)【発明者】

【氏名】平田 勝弘

(72)【発明者】

【氏名】新口 昇

(72)【発明者】

【氏名】中島 淳

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅之

【テーマコード（参考）】

3J102

【Ｆターム（参考）】

3J102AA01

3J102BA03

3J102BA19

3J102CA29

3J102DA02

3J102DA03

3J102DA08

3J102DA11

(57)【要約】

【課題】回転軸における渦電流損失を低減する。
【解決手段】回転軸と、前記回転軸を経由する第１の磁気回路を形成することで前記回転軸にラジアル方向の支持力を磁気的に作用させるラジアルステータと、前記回転軸を経由する第２の磁気回路を形成することで前記回転軸にスラスト方向の支持力を磁気的に作用させる一対のスラストステータと、を備える磁気軸受であって、前記第１の磁気回路と前記第２の磁気回路とは、前記ラジアルステータのラジアルステータコアで一部が共用され、前記回転軸において、前記ラジアルステータコアに対向する第１の部位が積層鋼板で形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸と、前記回転軸を経由する第１の磁気回路を形成することで前記回転軸にラジアル方向の支持力を磁気的に作用させるラジアルステータと、前記回転軸を経由する第２の磁気回路を形成することで前記回転軸にスラスト方向の支持力を磁気的に作用させる一対のスラストステータと、を備える磁気軸受であって、
前記第１の磁気回路と前記第２の磁気回路とは、前記ラジアルステータのラジアルステータコアで一部が共用され、
前記回転軸において、前記ラジアルステータコアに対向する第１の部位が積層鋼板で形成されていることを特徴とする磁気軸受。

【請求項2】

前記第１の部位に形成された積層鋼板の両端面は、前記ラジアルステータコアの両端面と、面一になるように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の磁気軸受。

【請求項3】

前記回転軸において、前記ラジアルステータコアと前記回転軸との間のギャップにより前記第１の磁気回路から漏れた磁束が集中する第２の部位が積層鋼板で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気軸受。

【請求項4】

前記第２の部位は、前記第１の部位に対して前記スラスト方向に隣接しており、前記回転軸の径方向において、前記回転軸の外周面を含む一部の部位のみであることを特徴とする、請求項３に記載の磁気軸受。

【請求項5】

前記第２の部位は、内径が異なる複数の積層鋼板により形成され、
前記複数の積層鋼板の各内径は、前記スラスト方向における前記回転軸の端面側に向かう程大きくなることを特徴とする、請求項３又は４に記載の磁気軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、回転軸を経由する第１の磁気回路を形成することで当該回転軸にラジアル方向の支持力を磁気的に作用させるラジアルステータと、上記回転軸を経由する第２の磁気回路を形成することで当該回転軸にスラスト方向の支持力を磁気的に作用させる一対のスラストステータと、を備える磁気軸受が開示されている。

【0003】

上記磁気軸受においては、回転軸の軸長の短縮化を図るために、上記第１の磁気回路と上記第２の磁気回路とは、ラジアルステータのラジアルステータコアで一部が共用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８−２１５７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、第１の磁気回路や第２の磁気回路における交番磁束の漏れ磁束の影響により、回転軸において渦電流が増大し、渦電流損失が増加するおそれがある。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転軸における渦電流損失を低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、回転軸と、前記回転軸を経由する第１の磁気回路を形成することで前記回転軸にラジアル方向の支持力を磁気的に作用させるラジアルステータと、前記回転軸を経由する第２の磁気回路を形成することで前記回転軸にスラスト方向の支持力を磁気的に作用させる一対のスラストステータと、を備える磁気軸受であって、前記第１の磁気回路と前記第２の磁気回路とは、前記ラジアルステータのラジアルステータコアで一部が共用され、前記回転軸において、前記ラジアルステータコアに対向する第１の部位が積層鋼板で形成されていることを特徴とする磁気軸受である。

【0008】

本発明の一態様は、上述の磁気軸受であって、前記第１の部位に形成された積層鋼板の両端面は、前記ラジアルステータコアの両端面と、面一になるように形成されている。

【0009】

本発明の一態様は、上述の磁気軸受であって、前記回転軸において、前記ラジアルステータコアと前記回転軸との間のギャップにより前記第１の磁気回路から漏れた磁束が集中する第２の部位が積層鋼板で形成されている。

【0010】

本発明の一態様は、上述の磁気軸受であって、前記第２の部位は、前記第１の部位に対して前記スラスト方向に隣接しており、前記回転軸の径方向において、前記回転軸の外周面を含む一部の部位のみである。

【0011】

本発明の一態様は、上述の磁気軸受であって、前記第２の部位は、内径が異なる複数の積層鋼板により形成され、前記複数の積層鋼板の各内径は、前記スラスト方向における前記回転軸の端面側に向かう程大きくなる。

【発明の効果】

【0012】

以上説明したように、本発明によれば、回転軸における渦電流損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る磁気軸受１の縦断面構造を示す斜視図である。

【図2】第１の実施形態に係る磁気軸受１の構成を示す分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態における磁気軸受の構成の他の例を示す分解斜視図である。

【図4】第１の実施形態に係るラジアルステータ２０の構成を示す磁気軸受の横断面図である。

【図5】第１の実施形態に係る磁気軸受１の縦断面図である。

【図6】第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａの縦断面図である。

【図7】第２の実施形態に係る第２の部位１２に形成される積層鋼板の第１の変形例を示す図である。

【図8】第２の実施形態に係る第２の部位１２に形成される積層鋼板の第２の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態に係る磁気軸受を、図面を用いて説明する。

【0015】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気軸受１の縦断面構造を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る磁気軸受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１では、図２に示す回転軸１０を図示していない。また、図２では、図１に示すハウジング２を図示していない。

【0016】

磁気軸受１は、回転軸１０にラジアル方向及びスラスト方向の支持力を磁気的に作用させることにより、回転軸１０を回転自在に支持するものである。ここで、スラスト方向とは、回転軸１０の軸方向である。ラジアル方向とは、スラスト方向に対して垂直な方向である。

【0017】

磁気軸受１は、回転軸１０、ラジアルステータ２０、及びスラストステータ３０を備える。

【0018】

回転軸１０は、図２に示すように、所定の磁性材料からなる円筒状部材１０ａが円柱部材１０ｂに嵌合してなる。そして、本実施形態では、円筒状部材１０ａの一部が積層鋼板で形成されている。なお、回転軸１０は、図３に示すように、所定の磁性材料からなる円筒状の部材であってもよい。

【0019】

ラジアルステータ２０は、回転軸１０の外周面に対向して配置されている。ラジアルステータ２０は、回転軸１０に対して、ラジアル方向における支持力を磁気的に作用させる。

【0020】

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を挟んで一対が一体に設けられている。スラストステータ３０は、回転軸１０に対して、スラスト方向に支持力を磁気的に作用させる。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。したがって、本実施形態に係る磁気軸受１は、一対のスラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２がラジアルステータ２０を挟んで一体に設けられている。

【0021】

ラジアルステータ２０及び一対のスラストステータ３０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、回転軸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及び一対のスラストステータ３０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、一対のスラストステータ３０の端面を覆っている。このハウジング２は、非磁性材料であるステンレス鋼等から形成されている。

【0022】

以下に、ラジアルステータ２０の構成について、図４も参照して具体的に説明する。図４は、第１の実施形態に係るラジアルステータ２０の構成を示す磁気軸受の横断面図である。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。

【0023】

ラジアルステータ２０は、ラジアルステータコア２１及びラジアル巻線２２を備える。例えば、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。

【0024】

ラジアルステータコア２１は、所定の磁性材料から形成され、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、を備える。

【0025】

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、回転軸１０の外周面に向かって突設されている。ラジアルステータバックヨーク２４は、円環状に形成され、回転軸１０の外側に配置されている。

【0026】

ラジアルステータ磁極２３は、回転軸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、回転軸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。

【0027】

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。

【0028】

ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２，２２ｙ１，２２ｙ２は、外部に設けられた制御装置（不図示）により通電されることで、ラジアルステータコア２１、回転軸１０を経由する第１の磁気回路１０１をそれぞれ形成する。そして、この第１の磁気回路１０１が形成されることにより、ラジアルステータ２０は、回転軸１０にラジアル方向の支持力を磁気的に作用させることができる。

【0029】

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、及び回転軸１０を経由する。

【0030】

ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２は、回転軸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に駆動電流が印加されると、その駆動電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力が発生し、ラジアル方向に支持力を作用させる。

【0031】

また、ラジアル巻線２２ｙ１，２２ｙ２は、回転軸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に駆動電流がそれぞれ印加されると、その駆動電流に伴う磁束に由来する磁気吸引力が発生し、ラジアル方向の支持力に作用させる。

【0032】

ラジアル巻線２２ｘ１，２２ｘ２，２２ｙ１，２２ｙ２は、それぞれが形成する磁気回路の主磁束が他のラジアル巻線に干渉(磁束漏れ)をしないようにするため、隣り合う磁束は互いに逆方向となるようラジアル巻線２２に通電し、ラジアルステータ磁極２３で生じる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。

【0033】

以下に、スラストステータ３０及び回転軸１０の構成について、図５をも参照して具体に説明する。図５は、第１の実施形態に係る磁気軸受１の縦断面図である。

【0034】

図５に示すように、スラストステータ３０は、スラストステータコア３１及びスラスト巻線３２を備える。例えば、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、所定の磁性材料から形成され、ラジアルステータコア２１と一体に設けられている。

【0035】

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、回転軸１０を配置する孔部３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、を備える。

【0036】

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との間に設けられるのであり、その先端はラジアルステータバックヨーク２４と一体に設けられている。

【0037】

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。
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。
このスラストステータ３０ｚ１のスラスト巻線３２（スラスト巻線３２ｚ１）とスラストステータ３０ｚ２のスラスト巻線３２（スラスト巻線３２ｚ２）とは、回転軸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。

【0038】

スラスト巻線３２は、外部に設けられた制御装置（不図示）により通電されることで、磁束（鎖交磁束）が通る、スラストステータコア３１、回転軸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。例えば、一対のスラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２のそれぞれは、回転軸１０及びラジアルステータ磁極２３を経由する各第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成する。したがって、一対のスラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２は、第２の磁気回路１０２ｚ１，１０２ｚ２を形成することにより、回転軸１０にスラスト方向の支持力を磁気的に作用させることができる。

【0039】

このように、一対のスラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２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。ここで、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、一対のスラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２の共有の磁路となっている。すなわち、第１の磁気回路１０１と第２の磁気回路１０２（１０２ｚ１，１０２ｚ２）とは、ラジアルステータコア２１で一部が共用されている。

【0040】

また、一対のスラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２は、図５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。すなわち、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。

【0041】

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。回転軸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。

【0042】

すなわち、一体のスラスト巻線３２（スラスト巻線３２ｚ１とスラスト巻線３２ｚ２）に通電される駆動電流の向きは、回転軸１０に対するスラスト方向の支持力がスラスト方向において同一方向に作用するように設定される。これにより、回転軸１０は、スラストステータ３０ｚ１，３０ｚ２からスラスト方向における同一方向の支持力を得ることができるため、より大きな磁気吸引力で回転自在に支持される。

【0043】

なお、スラスト方向の支持力、すなわち磁気吸引力の大きさは、スラスト巻線３２に通電する駆動電流の大きさに起因する。すなわち、スラスト巻線３２に通電する駆動電流の電流値が大きいほど、より大きなスラスト方向の支持力を発生させることが可能となる。また、スラスト方向に発生させる支持力の向き（±Ｚ方向）は、スラスト巻線３２に通電する駆動電流の向きにより変更可能である。

【0044】

回転軸１０は、ラジアルステータコア２１に対向する第１の部位１１が積層鋼板で形成されている。例えば、第１の部位１１は、回転軸１０の円筒状部材１０ａにおいて、ラジアルステータコア２１のラジアルステータ磁極２３に対向する部位である。この第１の部位１１は、第１の磁気回路１０１の一部と第２の磁気回路１０２の一部とがラジアルステータ磁極２３で共用されている磁気軸受において、渦電流が発生しやすい箇所である。すなわち、ラジアルステータ磁極２３と回転軸１０（円筒状部材１０ａ）の外周面との間にギャップが形成されているため、漏れ磁束が発生する。そして、この漏れ磁束の影響により、回転軸１０の第１の部位１１において渦電流が発生する。そのため、この第１の部位１１を積層鋼板で形成することで、渦電流の発生を抑制し、回転軸１０における渦電流損失を低減させることができる。

【0045】

なお、スラスト方向において、第１の部位１１に形成された積層鋼板の両端面は、ラジアルステータコア２１（ラジアルステータ磁極２３）の両端面と、面一になるように形成されている。なお、面一とは、完全に面一でなくても、面一と同視し得る範囲であればよい。

【0046】

回転軸１０の第１の部位１１に形成されている積層鋼板は、絶縁被膜付き鋼板をスラスト方向に積層したものである。そして、回転軸１０において、第１の部位１１以外の部位は、積層鋼板よりも磁気抵抗が低い、例えばバルク材により形成される。

【0047】

上述したように、第１の実施形態に係る磁気軸受１は、ラジアルステータ２０の第１の磁気回路１０１の一部とスラストステータ３０の第２の磁気回路１０２の一部とがラジアルステータコア２１で共用するように構成されている。そして、回転軸１０において、ラジアルステータコア２１に対向する第１の部位１１が積層鋼板で形成されている。

【0048】

このような構成によれば、第１の磁気回路や第２の磁気回路からの漏れ磁束の影響により回転軸１０に生じる渦電流を抑制することができる。したがって、磁気軸受１は、回転軸１０の渦電流損失を低減することができる。

【0049】

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａについて、説明する。第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａは、第１の実施形態に係る磁気軸受１と比較して、回転軸１０において積層鋼板で形成される部位が異なる点で相違し、その他の構成（ラジアルステータ２０及びスラストステータ３０）については第１の実施形態と同様である。

【0050】

以下、第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａの回転軸１０を、「回転軸１０Ａ」と表記して、第１の実施形態に係る磁気軸受１の回転軸１０と区別する。

【0051】

磁気軸受１Ａは、回転軸１０Ａ、ラジアルステータ２０、及びスラストステータ３０を備える。

【0052】

回転軸１０Ａは、図２と同様に、所定の磁性材料からなる円筒状部材１０ａが円柱部材１０ｂに嵌合してなる。そして、本実施形態では、円筒状部材１０ａの一部が積層鋼板で形成されている。なお、回転軸１０Ａは、図３と同様に、所定の磁性材料からなる円筒状の部材であってもよい。

【0053】

以下、第２の実施形態に係る回転軸１０Ａの構成について、図６を用いて説明する。図６は、第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａの縦断面図である。

【0054】

回転軸１０Ａは、回転軸１０と同様に、ラジアルステータコア２１に対向する第１の部位１１が積層鋼板で形成されている。
さらに、回転軸１０Ａの円筒状部材１０ａにおいて、ラジアルステータコア２１と回転軸１０Ａとの間のギャップにより第１の磁気回路１０１からの漏れ磁束が集中する第２の部位１２が積層鋼板で形成されている。この第１の磁気回路１０１からの漏れ磁束が集中する第２の部位１２とは、回転軸１０Ａにおいて、第１の磁気回路１０１からの漏れ磁束の変化が大きい領域である。例えば、第１の磁気回路１０１からの漏れ磁束の変化が大きい領域とは、当該漏れ磁束の変化が所定値以上の領域であって、例えば、ラジアル巻線に流れる駆動電流に応じて変化する。例えば、第２の部位１２は、ラジアル巻線に流れる駆動電流の最大値と最小値とから特定される部位であってもよい。

【0055】

なお、回転軸１０Ａにおいて、第１の部位１１及び第２の部位１２以外の部位は、積層鋼板よりも磁気抵抗が低い、例えばバルク材により形成される。

【0056】

例えば、第２の部位１２は、第１の部位１１に対してスラスト方向の両端面に隣接している部位であって、ラジアル巻線２２の少なくとも一部と対向する部位である。
そして、第２の部位１２は、回転軸１０Ａにおいて、径方向のすべての部位ではなく、径方向における外周面側の一部の部位のみに限定する。外周面側の一部の部位とは、回転軸１０Ａの外周面を含む一部の部位であって、例えば、回転軸１０Ａの外周面のみとしてもよい。

【0057】

例えば、図６に示すように、第２の部位１２は、回転軸１０Ａの径方向において、回転軸１０Ａの外周面から内向きに所定の長さｔ１までの一部のみの部位である。すなわち、円筒状部材１０ａの径方向の全てではなく、径方向において表面からの一部の部位のみを積層鋼板で形成する。なお、内向きとは、回転軸１０Ａの回転中心に向かう方向である。

【0058】

例えば、円筒状部材１０ａの内径がｒ１_、外径がｒ２、厚さがｔ１よりも長いｔ２（＝ｒ２−ｒ１）とすると、第２の部位１２には、内径が（ｒ２−ｔ１）、外径がｒ２である複数の鋼板がスラスト方向に積層されることになる。
一方、円筒状部材１０ａにおいて、ラジアルステータ磁極２３に対向する第１の部位１１には、内径がｒ１、外径がｒ２である複数の鋼板がスラスト方向に積層されることになる。すなわち、ラジアルステータ磁極２３に対向する円筒状部材１０ａの部位においては、径方向の全てが積層鋼板で形成される。

【0059】

以下、第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａの作用効果について説明する。
第１の実施形態に係る磁気軸受１では、回転軸１０のラジアルステータコア２１に対向する第１の部位１１が積層鋼板で形成されている。これにより、漏れ磁束の影響により回転軸１０に生じる渦電流を低減することができる。

【0060】

ただし、第１の部位１１に形成された積層鋼板は、主に第２の磁気回路１０２からの漏れ磁束による渦電流を低減させるものであって、第１の磁気回路１０１からの漏れ磁束による渦電流を効果的に低減することができない。

【0061】

そこで、第１の磁気回路１０１からの漏れ磁束により回転軸１０に生じる渦電流を低減するために、第１の部位１１に形成された積層鋼板の積厚をスラスト方向に増加させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、回転軸１０のスラスト方向における透磁率が低下して、スラスト方向の支持力が低下してしまう。すなわち、第２の磁気回路１０２の磁気抵抗が増加してしまい、スラスト方向の支持力が低下してしまう。

【0062】

これに対して、第２の実施形態に係る磁気軸受１Ａは、回転軸１０Ａにおいて、ラジアルステータコア２１と回転軸１０Ａとの間のギャップにより第１の磁気回路１０１から漏れた磁束が集中する第２の部位１２のみが積層鋼板で形成されている構成を有する。そして、この第２の部位１２は、回転軸１０Ａにおいて、径方向のすべての部位ではなく、径方向における外周面側の一部の部位のみに限定する。

【0063】

このような構成によれば、第２の磁気回路１０２における磁気抵抗の増加を抑制（回転軸１０Ａのスラスト方向における透磁率の低下を抑制）することができ、スラスト方向の磁束量の低下を抑制することができる。その結果、回転軸１０Ａにおいて、渦電流損失の低減を図ると共に、スラスト方向における支持力の低下を抑制することができる。したがって、磁気軸受１Ａの装置サイズを大型化させることなく、磁気軸受としての性能を発揮することができる。

【0064】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0065】

（変形例１）第２の実施形態では、第２の部位１２において、内径が同じ複数の鋼板をスラスト方向に積層した積層鋼板で形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第２の部位１２に形成される積層鋼板は、回転軸１０Ａにおいて、径方向における外周面側の一部の部位のみに形成されていればよく、その形状には特に限定されない。

【0066】

例えば、回転軸１０Ａにおける第２の部位１２において、内径の異なる複数の鋼板をスラスト方向に積層した積層鋼板で形成されていてもよい。そして、その複数の積層鋼板の各内径は、スラスト方向における回転軸１０Ａの端面側に向かう程大きくなるように構成されてもよい。例えば、図７に示すように、第２の部位１２における積層鋼板を構成する複数の鋼板の各内径が回転軸１０Ａの端面側に向かう程大きくなるように構成されていてもよい。すなわち、磁気軸受１Ａの縦断面図において、Ｙ軸方向から見て第２の部位１２における積層鋼板の形状が三角形状になるように構成されていてもよい。
また、図８に示すように、磁気軸受１Ａの縦断面図において、Ｙ軸方向から見て第２の部位１２における積層鋼板の形状が階段状になるように構成されていてもよい。

【0067】

（変形例２）上記実施形態では、第１の部位１１や第２の部位１２において、スラスト方向に沿って鋼板を積層した積層鋼板によって形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、例えば樹脂を含んで形成される圧粉磁心で形成されてもよい。

【0068】

（変形例３）上記実施形態では、円筒状部材１０ａにおいて、第１の部位１１や第２の部位１２が積層鋼板で形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転軸が所定の磁性材料からなる円筒状の部材（図３）である場合においては、この円筒状の部材において、第１の部位１１や第２の部位１２が積層鋼板で形成されてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 磁気軸受
１０ 回転軸
１１ 第１の部位
１２ 第２の部位
２０ ラジアルステータ
３０ スラストステータ
２１ ラジアルステータコア
２２ ラジアル巻線
１０１ 第１の磁気回路
１０２ 第２の磁気回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】