JPH0979258A - 少なくとも１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベアリング - Google Patents

少なくとも１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベアリング

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JPH0979258A
JPH0979258A JP8083825A JP8382596A JPH0979258A JP H0979258 A JPH0979258 A JP H0979258A JP 8083825 A JP8083825 A JP 8083825A JP 8382596 A JP8382596 A JP 8382596A JP H0979258 A JPH0979258 A JP H0979258A
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magnetic bearing
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pair
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ジャメン パトリス
Christophe Bernus
ベルヌュ クリストフ
Jean-Yves Frere
フレール ジャン−イブ
Andre Boura
ブーラ アンドレ
Remi Delaplace
ドゥラプラース レミ
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Airbus Group SAS
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Airbus Group SAS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットの質量を減少させかつ十分な強度
で良いセンタリングを達成する。 【解決手段】 基準軸Ｚ−Ｚの回りに、第１の本体
（Ａ，ＡＡ）に相対的に移動する第２の本体（Ｂ，Ｂ
Ｂ）を磁気的にセンタリングする装置に、基準軸に沿っ
てアクティブな磁気ベアリング（１０）と、軸方向に、
その軸に沿って、磁気ベアリングの反対側にオフセット
される２つの磁気センタリング装置（２０，３０）とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気的にアクティ
ブなセンタリング軸を有する磁気ベアリングに関し、こ
の軸に沿った小型の全体サイズと、この軸の横に対す
る、且つこの軸の横に対する傾斜における良い剛性とを
結合させるものに関する。アクティブセンタリング軸
は、例えば、回転軸であり、その回りに第１の本体又は
回転子が第２の本体又は固定子に相対的に回転する。し
かしながら、本発明は移動する本体がアクティブセンタ
リング軸に垂直な方向に並進して移動する状況を含むよ
うに意図される。
【０００２】
【従来の技術】固定子に相対的な回転子の回転の軸の回
りにアクティブな磁気ベアリングの一例はUS-A-3 955 8
58 (POUBEAU)に記載され、例えば、これにおいて図２１
は半径方向に磁化される円環マグネットを、２つの同軸
円筒ポールピース間につかまれる本体の一方に示し、か
つ２つの円環巻線を、マグネットに軸方向に面するよう
に配置される他方の本体に、つまり後者の反対側であっ
てエッジが円筒ポールピースのエッジに面するＣ形状円
環ポールピースにつかまれるものに、示して、円環エア
ギャップを規定する。
【０００３】エアギャップの平均直径に関し十分大きな
高さに対して（アクティブセンタリング軸に並行な２つ
のエアギャップ間の距離）、前述された型のベアリング
は半径方向変位に対して一般的に安定であるが、軸に沿
っては不安定である（それは磁気センタリングはこの軸
に沿ってアクティブでなければならないという理由のた
めである）。この不安定は、例えば、回転子のセンタ軸
の端部の近くのセンサから得た位置又は回転子速度情報
を基に、制御電流をコイルに供給する制御電子工学の手
段により補正される。
【０００４】この種のベアリングを小型にすること、す
なわち、小型な全体サイズ内で十分な半径方向、軸方向
及び傾斜剛性を得ることは、やはり、今までのところ十
分に解決されなかった問題を生じさせる。十分な半径方
向及び傾斜剛性が、いきい値以上の形成ファクタ（エア
ギャップ間の長さの後者の平均直径に対する割合）に関
して通常得られることが分かっている。このしきい値以
下で傾斜は不安定になる（これはエアギャップの側にあ
る歯の近くでエアギャップの位置で軸方向及び半径方向
剛性により生成される個々のトルクの和により説明され
る：このトルクは任意の偶然な傾斜を増大させることが
可能であるが、しかしながら小さい）。
【０００５】したがってベアリングの高さを減少させる
ことは必然的にその直径を同時に減少させることを伴っ
て起こるらしい。問題は、ベアリングの直径を減少させ
ることはマグネットの質量を減少させることを意味する
が、結果として良いセンタリングを達成するには十分に
強くないことである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題を緩和することであり、かつ形状を考慮することを必
要とせず、ベアリングを設置するがこの空間を十分利用
するために一定の応用で利用できる空間の十分な半径方
向及び軸方向性能を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に対して、本発
明は基準軸Ｚ−Ｚの回りに、第１の本体に相対的に移動
する第２の本体を磁気的にセンタリングする装置を提案
し、前記装置は： −基準軸に沿ってアクティブな磁気ベアリングと、 −軸方向に、その軸に沿って、磁気ベアリングの反対側
にオフセットされる２つの磁気センタリング装置とを備
える。
【０００８】本発明の好ましい特徴によれば、それらの
いくつかは他と結合可能であり：磁気ベアリングは： −第１の本体上に、基準軸の反対側に配置される２対の
強磁性ポールピース及び基準軸に横方向に磁化されかつ
前記対の強磁性ポールピース間に横方向につかまれるマ
グネットと、 −第２の本体上に、第１の本体のポールピースの反対側
に軸方向にエアギャップを越えて配置される２対の強磁
性ポールピースと、 −巻線を有し基準軸に横に向きポールピースの１つを介
して磁束を生成するのに適される少なくとも１つのコイ
ルとを備え、 −マグネットの反対側に軸方向に配置される２つのコイ
ルがあり、 −各コイルは第１の本体のポールピース間に横方向に配
置され、 −各コイルは第２の本体のポールピース間に横方向に配
置され、 −ポールピースとマグネットの対は、基準軸と同軸のリ
ングであり、前記軸は２つの本体間の相対回転軸であ
り、 −ポールピースは、基準軸に垂直な方向に垂直である並
進方向に細長く、それにはマグネットが配置され、コイ
ルが並進方向に並行にアライメントされるコアの回りに
巻回され、 −各センタリング装置は、少なくとも２つの対のマグネ
ットであって基準軸の回りに少なくともほぼ対称に配置
されるものを備え、各対のマグネットは２つの本体に配
分されて基準軸に横に、エアギャップを越えて互いに面
し、磁化されて前記マグネットは前記エアギャップを越
えて互いに反発し、各対の２つのマグネットは非零の相
対的オフセットを有し、一方のセンタリング装置のマグ
ネットの対の軸方向オフセットは他方のセンタリング装
置のマグネットの対の軸方向のオフセットに対し反対方
向にあり、各対のマグネットは基準軸に対して横に且つ
反対方向に磁化され、各センタリング装置は、１対のマ
グネットのそれぞれにつき２セットを具備し、各対のマ
グネットは軸方向に接触し、かつ並行磁化を有し、各対
のマグネットは基準軸に並行な同一の方向に磁化され、
各センタリング装置は対のマグネットの２対を具備し、
各対のマグネットは軸方向に接触しかつ並行磁化を有
し、各センタリング装置は２つの実質的に同軸で磁化さ
れるリングから形成され、基準軸は２つの本体間の相対
回転の軸であり、各センタリング装置は２対の磁化され
るストリップであって基準軸に垂直である並進方向に細
長いものから形成される。
【０００９】本発明の他の目的、特徴、利益は、添付図
面を参照して非制限例により与えられる下記記載から現
れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は磁気センタリング装置
であって、物体Ａに関し移動できる物体Ｂの基準軸Ｚ−
Ｚに並行な磁気アクティブセンタリングを生成するのに
適し、基準軸に垂直な横軸Ｘ−Ｘの沿ったパッシブセン
タリングと軸Ｘ−Ｘ及びＺ−Ｚに垂直な軸Ｙ−Ｙの回り
に傾斜する安定性と結合されるものを示す。
【００１１】装置は以下を具備する： −磁気ベアリング１０であって、基準軸に並行なアクテ
ィブ軸を有するもの、 −２つの磁気センタリング装置２０及び３０であって、
磁気ベアリング１０のいずれかの側に軸方向にオフセッ
トされ且つ前記ベアリングのものよりも有利には大きな
半径方向ディメンジョンを有するもの、 −電磁モータ４０であって、本体Ａに関連する本体Ｂを
回転するのに適し、この例としてベアリングの半径外側
に且つセンタリング間の軸方向にあるもの。
【００１２】磁気ベアリング１０は以下を具備する： ★ 本体Ａ上に、２対の強磁性ポールピース１１’，１
１”及び１２’，１２”であって、基準軸（左の１
１’，１２’、右の１１”，１２”）の反対側に配置さ
れるもの且つマグネット１３及び１４であって、反対方
向に磁化され、各対のポールピース間に横方向にしっか
りつかまれるもの、 ★ 本体Ｂ上に、２対のＵ−断面強磁性ポールピース１
５’，１５”及び１６’，１６”であって、ポールピー
ス１１’，１１”及び１２’，１２”の反対側で軸方向
に配列され、それらのエッジがエアギャップを横切る本
体Ａの前記ポールピースのエッジに面するもの、 ★基準軸に対して横を向き巻線を有する少なくとも１つ
のコイルであって、本体Ｂにより支持されるＵ−断面ポ
ールピースの軸方向分岐間及び／又は本体Ａにより支持
されるポールピース間で横方向に配置されるもの；有利
にはマグネット１３及び１４の反対側で軸方向に配置さ
れる２つのコイル１７及び１８が存在し；これらのコイ
ルはそれ自体従来技術であり且つそれ自体知られた方法
で位置、スピード又は加速センサの任意の適当な型に接
続される半径（Ｚ−Ｚ軸）センタリング制御回路１９に
より付勢される；位置センサ１９Ｓは例として示され
る。
【００１３】示される例において、基準軸Ｚ−Ｚは本体
Ａ及びＢ間の相対回転軸であり、ポールピース１１’及
び１１”は同一半径方向外部リングの部分であり、ポー
ルピース１５’及び１５”並びにポールピース１６’及
び１６”はそれぞれ２つのＵ−断面リングの部分であ
り、且つマグネット１３及び１４は同一の半径方向磁化
リングの部分であり、多種リングは軸Ｚ−Ｚにセンタ合
わせされる。コイルは円形であり；Ａ及びＢ間の相対運
動が回転であり、かつＵ−断面リング及びコイルが円で
あるので、これらのコイルが本体Ａにより支持され、Ｕ
−断面リング内側に入ることは問題がない。この配置は
センタマグネットから磁気漏れを最小にする利点を持
つ。
【００１４】電磁モータ４０はそれ自体本発明の一部で
なく、詳細に説明されない。それは任意の適当な型であ
る。好ましくは、これは必須でないけれど、そのコイル
４１はベアリング１０のコイルと同じ本体により支持さ
れる。有利にはこの本体は、これが電気的接続を容易に
するので、固定された本体Ａである。２つのマグネット
センタリング装置２０及び３０は少なくとも４対の磁化
部分２１Ａ’及び２１Ｂ，２１Ａ”及び２１Ｂ”，３１
Ａ’及び３１Ｂ，３１Ａ”及び３１Ｂ”であって本体Ａ
及びＢ間の分割されるもの（基準番号におけるサフィッ
クスＡ及びＢによって示されるように）を有する。
【００１５】各対のマグネットは、少なくとも一部分で
あり、エアギャップを横切る軸Ｘ−Ｘに並行な、向かい
合う関係にあり、各対のマグネットは互いに関連して磁
化されることによって互いに反発する傾向がある。示さ
れる例において、センタリング装置のマグネットは基準
軸に並行な同一方向に磁化される。
【００１６】他の実施例（図４参照）において、マグネ
ットは反対方向で軸Ｘ−Ｘに並行な磁化を有する（図１
の磁化配置は円環の場合に製造するのにより容易である
けれど）。ベアリング１０をセンタリング装置２０及び
３０と結合する利益は、これが軸Ｚ−Ｚに沿ったベアリ
ングのアクティブ軸センタリング機能を、センタリング
装置のパッシブ横（軸Ｘ−Ｘ）及び傾斜（軸Ｙ−Ｙ）セ
ンタリング機能から、減結合することである。上記した
形状条件（長さ（又は分離）及び直径間の比率）にはベ
アリング自体が、２つのセンタリング装置の組み合わせ
を除き、応じる必要がなくなり：ベアリングのディメン
ジョンを利用できる空間拘束及びアクティブ軸センタリ
ング機能の要求される性能だけに従って決定することが
可能になる。センタリング装置は、小断面積を有するこ
とができるので、装置の周辺の半径方向及び軸方向に容
易に配列され得、装置に利用できる空間について十分な
利益を取ることが長さ及び直径（センタリング装置のエ
アギャップの平均軸方向分離Ｌ及び直径Ｄ）間の比率の
観点から可能になり、それらの間に設置されるべき装置
の多種コンポーネントに対する設備と結合される。
【００１７】好ましくは、軸方向オフセットが各対２１
Ａ’及び２１Ｂ’，２１Ａ”及び２１Ｂ”，等のマグネ
ット間に導入され、４対のマグネット間の軸方向オフセ
ットが基準軸Ｚ−Ｚのいずれかの側で同一方向にあり、
横軸方向Ｘ−Ｘのいずれかの側で反対方向にある。示さ
れる例において、Ｘ−Ｘに最も近いのはＺ−Ｚから最も
遠いマグネットである。他の実施例において、示されな
いが、オフセットが反対向きにあり、かつ磁化方向が同
一の対以内で逆にされ得る。
【００１８】一定の形状ファクタＬ／Ｄに対して、この
オフセットは、軸Ｘ−Ｘ回りの横剛性をおそらく害する
ほど、傾斜剛性を増加させる。センタリング装置を２重
にし、これによって多種の剛性を増加させることは、
（軸方向の剛性が無い場合でも）有利である。従って、
図１に示されるように、別の磁化される部分は各磁化さ
れる部分に軸方向に取り付けられる（マグネット２１
Ａ’の場合の２３Ａ’、マグネット２１Ｂ’の場合の２
３Ｂ’、マグネット２１Ａ”の場合の２３Ａ”、等、マ
グネット３１Ａ’に対して３３Ａ’まで、等）。
【００１９】図１は軸Ｚ−Ｚが回転軸である状況に対応
するので、エアギャップをこうせいする磁化部分は有利
にはリング２１Ａ，２１Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ；３１Ｂ，
３３Ａ，３３Ｂの部分である。図１において、多種のコ
ンポーネントが円形であるが、軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙのそ
れぞれに沿ったパッシブ横及び傾斜センタリングが存在
することは明確である。
【００２０】ベアリングは、例えば、直径が３０ｍｍ且
つ高さが３２ｍｍであり、Ｋｒは半径剛性を表し、Ｋｂ
は傾斜剛性を表す（これらは、もしセンタ合わせされる
位置が安定並行の位置であるならば、正であり、さもな
ければ、負である）。下記の場合は検討されねばならな
い。 １−センタリング装置が無いベアリング ★Ｋｒ＝１５Ｎ／ｍｍ ★Ｋｂ＝−１５Ｎｍ／ｒａｄ ２−オフセットの無い２つの簡単なセンタリング装置を
有するベアリングで、センタリング装置が各々３ｍｍ×
３ｍｍ断面の２つの磁化リングにより形成されるもの： ★内側マグネットの外側直径 ：３６ｍｍ ★外側マグネットの内側直径 ：３６．６ｍｍ ★エアギャップ間の平均軸方向空間：３７ｍｍ ★Ｌ／Ｄ＝ １．１ ★Ｋｒ ＝ ６０Ｎ／ｍｍ ★Ｋｂ ＝ ２Ｎｍ／ｒａｄ ３−オフセットがある２つの簡単なセンタリング装置を
有するベアリング（ケース２におけるのと同一のマグネ
ットがある） ★各センタリング装置のマグネット間の軸方向のオフセ
ット：０．６ｍｍ ★エアギャップ間の平均軸方向空間：２１．７ｍｍ ★Ｌ／Ｄ＝ ０．６８ ★Ｋｒ ＝ ４０Ｎｍ／ｍｍ ★Ｋｂ ＝ ０Ｎｍ／ｒａｄ ４−オフセットがある２つの２重のセンタリング装置を
有するベアリング（２ｍｍだけ（幅３ｍｍ）の軸方向デ
ィメンジョンを持つのを除き、ケース２及び３における
のと同一の直径を持つ個々のマグネットがある） ★軸方向オフセット（各個々のセンタリング装置に対す
る）：０．６ｍｍ ★エアギャップ間の軸方向の空間：２１．７ｍｍ ★Ｌ／Ｄ＝ ０．７６ ★Ｋｒ ＝ ８２Ｎ／ｍｍ ★Ｋｂ ＝ １１．５Ｎｍ／ｒａｄ これはセンタベアリング及び１セットのセンタリング装
置で構成される完全な構成を生成する。意図された全体
サイズを与えられたとして、センタベアリングは非常に
小さいのでその半径及び傾斜剛性は、センタベアリング
の高さを、Ｌ／Ｄ比率を害するほどに、減少させる考え
から、センタリング装置のそれらと比較して非常に低い
（Ｋｒ＝８２Ｎ／ｍｍと比較して、ケース１の場合、Ｋ
ｒ＝１５Ｎ／ｍｍ；傾斜方向におけると同様に）。ベア
リングの機能は、アクチュエータであってそれ自体の軸
方向の安定性を補償するものの機能且つセンタリング装
置の機能まで減少される。センタリング装置の正の剛性
がベアリングのそれよりも大きいままならば、センタベ
アリングは事実上零の半径剛性を持つことさでき且つ傾
斜が不安定になり得る。
【００２１】システムは、これらの極度に小さな全体デ
ィメンジョン以内で構成され、（外側直径：４５ｍｍ、
全高さ：３２ｍｍ）受け入れられる剛性の磁気ベアリン
グを具備したが、これは、全パッシブ軸の回りに安定
で、１セットのセンタリング装置だけ又は単一の軸型ベ
アリングのいずれかで構成され得なかった。さらに、２
つのコンポーネントのそれぞれは（センタリング装置及
びベアリング）完全な全体のサイズを減少させるために
最適にされ、（センタリング装置の場合の軸方向オフセ
ット、ベアリングの場合の長さ）それぞれの強さを考慮
する。これは２つの概念間の強性に帰着し、２つのコン
ポーネントのいずれかと共に独力で得られないであろう
結果になる。
【００２２】半径方向センタリングがセンタリング装置
により形成されるので、ポールピース１５’，１５”，
１６’及び１６”はＵ−断面からなる必要がない；した
がってそれらは簡単なワッシャーの形にされ得る（例え
ばポールピース１１’，１２’，１１”及び１２”の高
さを増加することにより、エアギャップの幅が理想的の
ままであるという条件で）。
【００２３】図２は図１からのベアリング１０の異なる
実施例を示し、これは全体の参照番号１１０により、全
体的に示され、ベアリング１０のコンポーネント部分に
類似するそのコンポーネント部分は１００だけ増加され
る同一の参照番号により示される。このベアリングは、
コイル１１７及び１１８がマグネットをつかむポールピ
ース１１１”及び１１２”間で横に係合される点でベア
リング１０と異なる。この種の構成は特に移動部材Ｂが
図１の軸Ｙ−Ｙに沿って並進して移動する場合（図４参
照）に良く適される。
【００２４】図３は図１からのベアリングの別の実施例
を示し、全体参照番号２１０により全体的に示され、ベ
アリング１０のコンポーネント部分に類似するそのコン
ポーネント部分は２００だけ増加される同一の参照番号
により示される。このベアリングは、マグネットが２つ
のマグネット２１４−１及び２１４−２を形成するよう
に２重にされかつコイルが他の本体Ｂに接続される点で
ベアリング１０と異なる。このようにして、回転子と固
定子の機能は交換され得る。
【００２５】図４は本体ＢＢの移動を本体ＡＡに相対的
に並進して案内するように設計されるベアリングを示
す。それ自体新規である本発明の特徴によれば、ベアリ
ング４１０は並進方向Ｙ−Ｙに垂直であるアクティブ軸
Ｚ−Ｚを有し、コイル４１７及び４１８は軸Ｚ−Ｚに垂
直な巻線を有しかつ磁化されるストリップ４１３及び４
１４の反対側に軸方向に配置され、少なくとも１つのセ
ンタ強磁性部材４１２に巻回され、この部材は強磁性コ
アを形成し、２つの強磁性部材４１１’及び４１１”を
有し、これらの部材は並んで伸び、センタ部材４１２
に、軸Ｚ−Ｚにかつ並進方向に並行である。
【００２６】本体ＢＢは２つのポールピース４１５及び
４１６を具備し、これらはリム（この実施例では４１５
Ａ，４１５Ｂ及び４１５Ｃ）を有し、これらは方向Ｙ−
Ｙに並行であり、部材４１１’，４１１”及び４１２の
エッジにエアギャップを越えて面する。コア４１２は本
体ＡＡにコア及び横ポールピース４１１’及び４１１”
間でつかまれるマグネット４１３及び４１４によって取
り付けられ得る。
【００２７】図５に示される他の実施例において、分離
されるよりもむしろ、コアは連続部材４５０に形成さ
れ、これは、連続的なセンタ部分４５３の反対側にある
連続的な高低部分４５１及び４５２間に、二重で交互の
中実及び中空部分４５４，４５５を有し、コイル４１７
及び４１８は中実部分の回りに形成され、かつ中空部分
を横切って通過する。これは多種のコアの機械的強さを
増加し、かつ変位に起因する磁束変動を最小にする。
【００２８】この種のベアリング４１０の構成は巻回の
平面に並行なアクティブセンタリング（例えば、EP-A-0
284 487参照) を有する並進案内ベアリングよりも類似
の性能に対してより小型になり得るという利点があり、
実際には、ここのように、積み重ねられないコイルを使
用し、しかし代わって巻回の平面に並行なオフセットを
使用して、Ｘ−Ｘに沿ったディメンジョンがＹ−Ｙに沿
ったものよりも非常に大きくなることに帰着し、又は逆
も同様である。
【００２９】リム４１５Ａ…及び４１６ＡはＸ−Ｘに沿
ったパッシブ案内を形成する。もしこれらが省略される
ならば、変位はＹ−Ｙに沿ってＸ−Ｘに沿っても同様に
可能にされる。マグネットが最早やリングの部分でなく
て代わりに並進方向に並行な細長いストリップを形成す
ることを別にすれば、図１におけるように、図４におけ
るベアリング４１０は、４対のマグネット、つまり、好
ましくは２重のマグネット（２重対のマグネット４２１
Ｂ’＋４２３Ｂ’で４２１Ａ’＋４２３Ａ”に面するも
のが示される）から形成される結合装置と結合される。
以前のように、有利には、各対のマグネットはＺ−Ｚに
沿ったオフセットを有する。
【００３０】ベアリング４１０の構成はもちろんいくつ
かの方法で、例えば図３の半−ベアリングに類似して、
変化され得る。以上の説明が非制限例だけにより与えら
れたこと、当業者が本発明の範囲から離れること無しに
多数の変形について考えることが可能であろうことは言
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転体の場合における、本発明に係る磁気セン
タリング装置の軸断面の図である。
【図２】図１からの磁気ベアリングの他の実施例の軸方
向半断面である。
【図３】図１からのベアリングのさらなる実施例の軸方
向半断面である。
【図４】並進運動で移動できる物体の場合における本発
明に係る磁気センタリング装置の部分透視図である。
【図５】図４における断面Ｖ−Ｖのこの装置の部分断面
図である。
【符号の説明】
Ａ，ＡＡ…第１の本体 Ｂ，ＢＢ…第２の本体 Ｚ−Ｚ…基準軸 １０，１１０，２１０，４１０…磁気ベアリング ２０，３０…磁気センタリング装置 １１’，１１”，１２’，１２”，１１１”，１１
２”，２１１”，２１２”，４１１’，４１２，４１
１”，１５’，１５”，１６’，１６”，１１５”，１
１６”，２１５”，２１６”４１５，４１６…強磁性ポ
ールピース １３，１４，１１４，２１４−１，２１４−２，４１
３，４１４，２１Ａ’，２１Ｂ’；２１Ａ”，２１
Ｂ”；２３Ａ’，２３Ａ”；３１Ａ’，３１Ｂ’；３１
Ａ”，３１Ｂ”…マグネット １７，１８，１１７，１１８，２１７，２１８，４１
７，４１８…コイル ４１２，４５４…コア ４２１Ａ’，４２１Ｂ’；４２３Ａ’，４２３Ｂ’…ス
トリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パトリス ジャメン フランス国，78580 モール，コート ド ゥ ブル 92 (72)発明者 クリストフ ベルヌュ フランス国，75008 パリ，アブニュ ド ゥ クリシー 36−38 (72)発明者 ジャン−イブ フレール フランス国，75018 パリ，ブールバール ドゥベルビーユ 13 (72)発明者 アンドレ ブーラ フランス国，86100 シャトルロー，リュ アリエノール ダキテーヌ ５ (72)発明者 レミ ドゥラプラース フランス国，91540 メネシー，リュ ド ゥ サン−クロー 10

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基準軸Ｚ−Ｚの回りに、第１の本体
    （Ａ，ＡＡ）に相対的に移動する第２の本体（Ｂ，Ｂ
    Ｂ）を磁気的にセンタリングする装置において、 基準軸に沿ってアクティブな磁気ベアリング（１０，１
    １０，２１０，４１０）と、 軸方向に、その軸に沿って、磁気ベアリングの反対側に
    オフセットされる２つの磁気センタリング装置（２０，
    ３０）とを備える少なくとも１つのアクティブ軸を有す
    る小型磁気ベアリング。
  2. 【請求項２】 前記磁気ベアリングは：第１の本体上
    に、基準軸の反対側に配置される２対の強磁性ポールピ
    ース（１１’，１１”，１２’，１２”，１１１”，１
    １２”，２１１”，２１２”，４１１’，４１２，４１
    １”）及び基準軸に横方向に磁化されかつ前記対の強磁
    性ポールピース間に横方向につかまれるマグネット（１
    ３，１４，１１４，２１４−１，２１４−２，４１３，
    ４１４）と、 第２の本体上に、第１の本体のポールピースの反対側に
    軸方向にエアギャップを越えて配置される２対の強磁性
    ポールピース（１５’，１５”，１６’，１６”，１１
    ５”，１１６”，２１５”，２１６”４１５，４１６）
    と、 巻線を有し基準軸に横に向きポールピースの１つを介し
    て磁束を生成するのに適される少なくとも１つのコイル
    （１７，１８，１１７，１１８，２１７，２１８，４１
    ７，４１８）とを備えることを特徴とする、請求項１に
    記載の少なくとも１つのアクティブ軸を有する小型磁気
    ベアリング。
  3. 【請求項３】 マグネットの反対側に軸方向に配置され
    る２つのコイルがあることを特徴とする、請求項２に記
    載の少なくとも１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベ
    アリング。
  4. 【請求項４】 各コイル（１７，１８，１１７，１１
    ８，４１７，４１８）は第１の本体のポールピース間に
    横方向に配置されることを特徴とする、請求項２又は請
    求項３に記載の少なくとも１つのアクティブ軸を有する
    小型磁気ベアリング。
  5. 【請求項５】 各コイル（２１７，２１８）は第２の本
    体のポールピース間に横方向に配置されることを特徴と
    する、請求項２又は請求項３に記載の少なくとも１つの
    アクティブ軸を有する小型磁気ベアリング。
  6. 【請求項６】 ポールピース（１１’，１１”，１
    ２’，１２”，１１１”，１１２”，２１１”，２１
    ２”）とマグネット（１３，１４，２１４−１，２１４
    −２）の対は、基準軸と同軸のリングであり、前記軸は
    ２つの本体間の相対回転軸であることを特徴とする、請
    求項１乃至５のいずれかに記載の少なくとも１つのアク
    ティブ軸を有する小型磁気ベアリング。
  7. 【請求項７】 ポールピース（４１１’，４１２，４１
    １”）は、基準軸に垂直な方向（Ｘ−Ｘ）に垂直である
    並進方向（Ｙ−Ｙ）に細長く、それにはマグネット（４
    １３，４１４）が配置され、コイル（４１７，４１８）
    が並進方向に並行にアライメントされるコア（４１２，
    ４５４）の回りに巻回されることを特徴とする、請求項
    １乃至５に記載の少なくとも１つのアクティブ軸を有す
    る小型磁気ベアリング。
  8. 【請求項８】 センタリング装置（２０，３０）は、少
    なくとも２つの対のマグネットであって基準軸の回りに
    少なくともほぼ対称に配置されるものを備え、各対のマ
    グネット（２１Ａ’，２１Ｂ’；２１Ａ”，２１Ｂ”；
    ３１Ａ’，３１Ｂ’；３１Ａ”，３１Ｂ”；４２１
    Ａ’，４２１Ｂ’）は２つの本体に配分されて基準軸に
    横に、エアギャップを越えて互いに面し、磁化されて前
    記マグネットは前記エアギャップを越えて互いに反発す
    ることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載
    の少なくと１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベアリ
    ング。
  9. 【請求項９】 各対の２つのマグネットは非零の相対的
    オフセットを有し、一方のセンタリング装置（２０）の
    マグネット（２１Ａ’，２１Ｂ’，２１Ａ”，２１
    Ｂ”，４２１Ａ’，４２１Ｂ’）の対の軸方向オフセッ
    トは他方のセンタリング装置（３０）のマグネット（３
    １Ａ’，３１Ｂ’，３１Ａ”，３１Ｂ”）の対の軸方向
    のオフセットに対し反対方向にあることを特徴とする、
    請求項８に記載の少なくと１つのアクティブ軸を有する
    小型磁気ベアリング。
  10. 【請求項１０】 各対のマグネット（４２１Ａ’，４２
    １Ｂ’）は基準軸に対して横に且つ反対方向に磁化され
    ることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の少
    なくと１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベアリン
    グ。
  11. 【請求項１１】 各センタリング装置は、１対のマグネ
    ット（４２１Ａ’，４２１Ｂ’，４２３Ａ’，４２３
    Ｂ’）のそれぞれにつき２セットを具備し、各対のマグ
    ネットは軸方向に接触し、かつ並行磁化を有することを
    特徴とする、請求項１０に記載の少なくと１つのアクテ
    ィブ軸を有する小型磁気ベアリング。
  12. 【請求項１２】 各対のマグネット（２１Ａ’，２１
    Ｂ’；２１Ａ”，２１Ｂ”；３１Ａ’，３１Ｂ’；３１
    Ａ”，３１Ｂ”）は基準軸に並行な同一の方向に磁化さ
    れることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の
    少なくと１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベアリン
    グ。
  13. 【請求項１３】 各センタリング装置は対のマグネット
    の２対を具備し、各対のマグネットは軸方向に接触しか
    つ並行磁化を有することを特徴とする、請求項１２に記
    載の少なくと１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベア
    リング。
  14. 【請求項１４】 各センタリング装置（２０，３０）は
    ２つの実質的に同軸で磁化されるリングから形成され、
    基準軸は２つの本体間の相対回転の軸である請求項８乃
    至１３のいずれかに記載の少なくと１つのアクティブ軸
    を有する小型磁気ベアリング。
  15. 【請求項１５】 各センタリング装置は２対の磁化され
    るストリップ（４２１Ａ’，４２１Ｂ’；４２３Ａ’，
    ４２３Ｂ’）であって基準軸に垂直である並進方向に細
    長いものから形成されることを特徴とする、請求項８乃
    至１３のいずれかに記載の少なくと１つのアクティブ軸
    を有する小型磁気ベアリング。
  16. 【請求項１６】 各センタリング装置の各対の各マグネ
    ットは２つの個々のマグネット（２１Ａ’，２３Ａ’；
    ２１Ｂ’，２３Ｂ’；２１Ａ”，２３Ａ”；…）から形
    成されることを特徴とする、請求項８乃至１５のいずれ
    かに記載の少なくと１つのアクティブ軸を有する小型磁
    気ベアリング。
  17. 【請求項１７】 各マグネットの個々のマグネットは反
    対磁化方向を有するように配置されることを特徴とす
    る、請求項１６に記載の少なくと１つのアクティブ軸を
    有する小型磁気ベアリング。
JP8083825A 1995-04-07 1996-04-05 少なくとも１つのアクティブ軸を有する小型磁気ベアリング Pending JPH0979258A (ja)

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