JP7681349B2

JP7681349B2 - 磁気浮上装置及び回転子位置調整方法

Info

Publication number: JP7681349B2
Application number: JP2023570094A
Authority: JP
Inventors: 成科尹
Original assignee: Suzhou Supermag Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Supermag Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2025-05-22
Anticipated expiration: 2042-11-03
Also published as: CN114221580A; TWI843331B; US20250075736A1; KR102839090B1; JP2024518534A; TW202326005A; CN114221580B; WO2023116228A1; KR20240105472A

Description

関連出願の相互参照

すべての目的のために、本願は、２０２１年１２月２１日に提出された中国特許出願第２０２１１１５７４２４４．７号に基づいて優先権を主張し、ここで上記中国特許出願に開示されている全内容が引用により本願の一部として組み込まれている。

本開示の少なくとも１つの実施例は磁気浮上の技術分野に関し、特に磁気浮上装置及び回転子位置調整方法に関する。

浮上技術は主に磁気浮上、光浮上、音響浮上、気流浮上、電気浮上、及び粒子ビーム浮上等を含み、その中でも磁気浮上技術は比較的成熟している。磁気浮上技術では、固定子と回転子との磁気相互作用によって回転子を浮上させながら均一に回転させ、回転子と固定子間に接触や機械的摩擦がないため、磁気浮上技術は特に清浄度要件が高い場合に適用できる。

本開示の実施例では、磁気浮上装置を提供する。該磁気浮上装置は、回転子と、固定子とを含み、前記固定子は前記回転子の周りに設置されるか又は前記回転子は前記固定子の周りに設置され、前記固定子は永久磁石固定子本体、第１磁性固定子基板及び第２磁性固定子基板を含み、前記固定子の軸方向において前記永久磁石固定子本体は前記第１磁性固定子基板と前記第２磁性固定子基板との間に介在して配置される。前記第１磁性固定子基板は第１基板本体、前記第１基板本体から前記回転子へ突起する第１突出部及び第２突出部を含み、前記第１突出部に第１磁気浮上コイルが巻き付けられ、前記第２突出部に第２磁気浮上コイルが巻き付けられ、前記固定子の軸方向において前記第１突出部は前記第２突出部よりも高いことで、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における上向きの力を印加するが、前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における下向きの力を印加する。

たとえば、前記した前記固定子の軸方向において前記第１突出部が前記第２突出部よりも高いことは、（１）前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の上面は前記第２突出部の上面よりも高く、且つ前記第１突出部の下面は前記第２突出部の上面よりも高い場合、（２）前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の上面は前記第２突出部の上面よりも高く、且つ前記第１突出部の下面は前記第２突出部の上面と同じ高さである場合、及び（３）前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の上面は前記第２突出部の上面よりも高く、且つ前記第１突出部の下面は前記第２突出部の上面と前記第２突出部の下面との間に位置する場合のいずれか１つを含む。

たとえば、前記回転子は、回転子本体、前記回転子本体から前記固定子へ突出する第１フランジ及び第２フランジを含み、前記第１フランジは前記第１磁性固定子基板に対応し、前記第２フランジは前記第２磁性固定子基板に対応し、前記回転子の初期浮上状態では、前記固定子の軸方向において前記第１フランジの中線は前記第１突出部の上面と前記第２突出部の下面との間隔の中線と略面一であり、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルにより前記回転子に印加され、前記軸方向における上向きの力が前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルにより前記回転子に印加され、前記軸方向における下向きの力よりも大きい場合、前記回転子は前記初期浮上状態から前記固定子の軸方向に沿って上向きに移動し、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルにより前記回転子に印加され、前記軸方向における上向きの力が前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルにより前記回転子に印加され、前記軸方向における下向きの力よりも小さい場合、前記回転子は前記初期浮上状態から前記固定子の軸方向に沿って下向きに移動する。

たとえば、前記固定子の軸方向において、前記第１突出部及び前記第２突出部それぞれの厚さは前記第１フランジの厚さ以上である。

たとえば、前記第１磁性固定子基板は複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部を含み、前記第１基板本体は円形内縁を有し、複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に設置される。

たとえば、前記円形内縁の周方向における複数の前記第１突出部のサイズは互いに等しく、前記円形内縁の周方向における複数の前記第２突出部のサイズは互いに等しい。

たとえば、隣接する２つの前記第１突出部の間に１つの前記第２突出部が設置され、隣接する２つの前記第２突出部の間に１つの前記第１突出部が設置され、複数の前記第１突出部の数は複数の前記第２突出部の数に等しく、複数の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置され、複数の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置される。

たとえば、複数の前記第１突出部それぞれの前記円形内縁の周方向におけるサイズは複数の前記第２突出部それぞれの前記円形内縁の周方向におけるサイズに等しい。

たとえば、隣接する２つの前記第１突出部の間に１組の前記第２突出部が設置され、隣接する２組の前記第２突出部の間に１つの前記第１突出部が設置され、１組の前記第２突出部はＮ個の前記第２突出部を含み、Ｎ≧２であり、前記第２突出部の数は前記第１突出部の数のＮ倍であり、複数の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置され、複数組の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置される。

たとえば、隣接する２つの前記第２突出部の間に１組の前記第１突出部が設置され、隣接する２組の前記第１突出部の間に１つの前記第２突出部が設置され、１組の前記第１突出部はＭ個の前記第１突出部を含み、Ｍ≧２であり、前記第１突出部の数は前記第２突出部の数のＭ倍であり、複数組の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置され、複数の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置される。

たとえば、隣接する２組の前記第１突出部の間に１組の前記第２突出部が設置され、隣接する２組の前記第２突出部の間に１組の前記第１突出部が設置され、１組の前記第２突出部はＮ個の前記第２突出部を含み、Ｎ≧２であり、１組の前記第１突出部はＭ個の前記第１突出部を含み、Ｍ≧２であり、ＮはＭに等しいか又は等しくなく、複数組の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置され、複数組の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に均一に設置される。

たとえば、前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の厚さは前記第２突出部の厚さに等しい。

たとえば、前記固定子の軸方向において、前記第１突出部と前記第２突出部は重ならない。

たとえば、前記第１磁性固定子基板は第１サブ基板及び第２サブ基板を含み、前記第１サブ基板は前記第１突出部を含み、前記第２サブ基板は前記第２突出部を含み、前記固定子の軸方向において前記第１サブ基板が前記第２サブ基板に積層され、それにより前記固定子の軸方向において前記第１突出部は前記第２突出部よりも高い。

たとえば、前記第１突出部を含む前記第１サブ基板の形状及びサイズと前記第２突出部を含む前記第２サブ基板の形状及びサイズはいずれも同じである。

たとえば、前記第１基板本体は円形内縁を有し、前記第１突出部の内縁は第１弧状であり、前記第２突出部の内縁は第２弧状であり、前記第１弧状は第１円形の一部であり、前記第２弧状は第２円形の一部であり、前記第１円形及び前記第２円形はいずれも前記円形内縁の同心円である。

たとえば、前記第１円形のサイズは前記第２円形のサイズに等しい。

たとえば、前記第２磁性固定子基板は、第２基板本体、及び前記第２基板本体から前記回転子へ突起する複数の歯部を含み、各歯部に磁気回転コイルが巻き付けられる。

たとえば、前記第２基板本体に付加磁気浮上コイルが巻き付けられ、該付加磁気浮上コイルは前記磁気回転コイルよりも前記回転子から離れている。

たとえば、前記第２磁性固定子基板は前記第２基板本体から前記回転子へ突起する第３突出部及び第４突出部をさらに含み、前記第３突出部に前記第３磁気浮上コイルが巻き付けられ、前記第４突出部に第４磁気浮上コイルが巻き付けられ、前記第３磁気浮上コイルと前記第４磁気浮上コイルは前記付加磁気浮上コイルとして機能し、前記固定子の前記軸方向において前記第３突出部は前記第４突出部よりも高いことで、前記第３突出部及び第３磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における上向きの力を印加し、前記第４突出部と前記第４磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における下向きの力を印加するようになる。

たとえば、前記第１磁性固定子基板は前記第１基板本体から前記回転子へ突起する複数の歯部を含み、各歯部に付加磁気回転コイルが巻き付けられ、前記第１磁気浮上コイルと前記第２磁気浮上コイルは前記付加磁気回転コイルよりも前記回転子から離れている。

たとえば、前記第１突出部の内縁及び前記第２突出部の内縁に前記複数の歯部の一部がそれぞれ設置される。

たとえば、前記第１磁性固定子基板は第１サブ基板、第２サブ基板及び第３サブ基板を含み、前記第１サブ基板は前記第１突出部を含み、前記第２サブ基板は前記第２突出部を含み、前記第３サブ基板は前記複数の歯部を含み、前記固定子の軸方向において前記第１サブ基板は前記第２サブ基板に積層され、それにより前記固定子の軸方向において前記第１突出部は前記第２突出部よりも高く、前記固定子の軸方向において前記第３サブ基板は前記第１サブ基板と前記第２サブ基板との間に介在して配置される。

たとえば、前記固定子の軸方向において、前記第１磁性固定子基板は前記第２磁性固定子基板の下方に位置する。

本開示の実施例では、前記磁気浮上装置の前記回転子の位置を前記固定子の軸方向に調整するための回転子位置調整方法を提供し、前記第１磁気浮上コイルに第１電流を印加し、前記第２磁気浮上コイルに第２電流を印加することと、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における上向きの力の大きさを制御するように前記第１電流を制御することと、前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における下向きの力の大きさを制御するように前記第２電流を制御することと、を含む。

たとえば、前記方法は、前記第１電流を増加させ、及び／又は前記第２電流を減少させることで、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における上向きの力を前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における下向きの力よりも大きくし、前記回転子は上向きの合力を受けて前記固定子の軸方向に沿って上向きに移動することと、前記第１電流を減少させ、及び／又は前記第２電流を増加させることで、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における上向きの力を前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における下向きの力よりも小さくし、前記回転子は下向きの合力を受けて前記固定子の軸方向に沿って下向きに移動することと、をさらに含む。

たとえば、前記第１磁性固定子基板は複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部を含み、前記第１基板本体は円形内縁を有し、複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部は該円形内縁の周方向に設置され、前記方法は、複数の前記第１磁気浮上コイルに印加される前記第１電流の合計を増加させ、及び／又は複数の前記第２磁気浮上コイルに印加される前記第２電流の合計を減少させることで、複数の前記第１突出部と複数の前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における上向きの力を複数の前記第２突出部と複数の前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における下向きの力よりも大きくし、前記回転子は上向きの合力を受けて前記固定子の軸方向に沿って上向きに移動することと、複数の前記第１磁気浮上コイルに印加される前記第１電流の合計を減少させ、及び／又は複数の前記第２磁気浮上コイルに印加される前記第２電流の合計を増加させることで、複数の前記第１突出部と複数の前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における上向きの力を複数の前記第２突出部と複数の前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における下向きの力よりも小さくし、前記回転子は下向きの合力を受けて前記固定子の軸方向に沿って下向きに移動することと、を含む。

本発明の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例の図面を簡単に説明し、明らかなように、以下の説明における図面は単に本発明のいくつかの実施例に関するものであり、本発明を限定しない。

図１ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置の分解構造模式図である。図１ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の斜視構造模式図１である。図１ｃは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の斜視構造模式図２である。図２ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における固定子の軸方向における第１突出部と第２突出部との相対位置関係の模式図である。図２ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における固定子の軸方向における第１突出部と第２突出部との相対位置関係の模式図である。図２ｃは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における固定子の軸方向における第１突出部と第２突出部との相対位置関係の模式図である。図３ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における複数の第１突出部及び複数の第２突出部の配列模式図であり、隣接する２つの第１突出部の間に１つの第２突出部が設置され、隣接する２つの第２突出部の間に１つの第１突出部が設置される。図３ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における複数の第１突出部及び複数の第２突出部の配列模式図であり、隣接する２つの第１突出部の間に１つの第２突出部が設置され、隣接する２つの第２突出部の間に１つの第１突出部が設置される。図３ｃは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における複数の第１突出部及び複数の第２突出部の配列模式図であり、隣接する２つの第１突出部の間に１つの第２突出部が設置され、隣接する２つの第２突出部の間に１つの第１突出部が設置される。図４は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における複数の第１突出部及び複数の第２突出部の配列模式図であり、隣接する２つの第１突出部の間に１組の第２突出部が設置され、隣接する２組の第２突出部の間に１つの第１突出部が設置される。図５は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における複数の第１突出部及び複数の第２突出部の配列模式図であり、隣接する２つの第２突出部の間に１組の第１突出部が設置され、隣接する２組の第１突出部の間に１つの第２突出部が設置される。図６は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における複数の第１突出部及び複数の第２突出部の配列模式図であり、隣接する２組の第１突出部の間に１組の第２突出部が設置され、隣接する２組の第２突出部の間に１組の第１突出部が設置される。図７は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の分解構造模式図である。図８ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１サブ基板の構造模式図である。図８ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１サブ基板において第１突出部に第１磁気浮上コイルが巻き付けられた状態を示す図である。図９ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２サブ基板の構造模式図である。図９ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２サブ基板において第２突出部に第２磁気浮上コイルが巻き付けられた状態を示す図である。図１０ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１突出部の内縁が第１円形の一部である模式図である。図１０ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２突出部の内縁が第２円形の一部である模式図である。図１１ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２磁性固定子基板の構造模式図である。図１１ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２磁性固定子基板において磁気回転コイルと付加磁気浮上コイルが示される図である。図１２は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２磁性固定子基板の分解構造模式図である。図１３は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の分解構造模式図２である。図１４は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の分解構造模式図３である。

本発明の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、本発明の実施例の図面を参照しながら本発明の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。明らかなように、説明される実施例は本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。説明される本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得るほかの実施例はすべて本発明の保護範囲に属する。

特に定義されない限り、ここで使用される技術用語又は科学用語は当業者が理解する通常の意味を有するものとする。本発明の特許出願明細書及び特許請求の範囲で使用される「第１」、「第２」及び類似する用語はいかなる順序、数又は重要性も示さず、単に異なる構成部分を区別するためのものである。「含む」又は「包含」等の類似する用語は該用語の前に出現する素子又は物品が該用語の後にリストされる素子又は物品及びその同等物をカバーすることを意味するが、ほかの素子又は物品を除外しない。「内」、「外」、「上」、及び「下」等は単に相対位置関係を示すためのものであり、説明対象の絶対位置が変化すると、該相対位置関係も対応して変化する可能性がある。

本開示における図面は厳密には実際の縮尺に応じて描画されるものではなく、各構造の具体的なサイズ及び数について実際の必要に応じて決定することができる。本開示において説明される図面は単に模式図である。

本開示の実施例は磁気浮上装置及び回転子位置調整方法を提供し、実際の必要に応じて固定子の軸方向において回転子の位置を簡単、柔軟かつ正確に調整することができ、磁気浮上装置の制御性が向上するとともに、磁気浮上装置の将来性が期待される。

図１ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置の分解構造模式図であり、図１ｂは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の斜視構造模式図１である。図１ａ及び図１ｂに示すように、本開示の実施例に係る磁気浮上装置は、回転子１と、固定子２とを含み、固定子２は回転子１の周りに設置されるか又は回転子１は固定子２の周りに設置され、固定子２は永久磁石固定子本体２０、第１磁性固定子基板２１及び第２磁性固定子基板２２を含み、固定子２の軸方向Ｚにおいて永久磁石固定子本体２０は第１磁性固定子基板２１と第２磁性固定子基板２２との間に介在して配置され、第１磁性固定子基板２１は第１基板本体２１０、第１基板本体２１０から回転子１へ突起する第１突出部２１１及び第２突出部２１２を含み、第１突出部２１１に第１磁気浮上コイル２１１ｃが巻き付けられ、第２突出部２１２に第２磁気浮上コイル２１２ｃが巻き付けられ、固定子の軸方向Ｚにおいて第１突出部２１１は第２突出部２１２よりも高いことで、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃは回転子１に軸方向Ｚ上向きの力を印加するが、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃは回転子１に軸方向Ｚ下向きの力を印加する。

なお、図示の便宜上、すべての図面において固定子２が回転子１の周りに設置される場合が示されているが、特に断らない限り、本開示の実施例の説明は回転子１が固定子２の周りに設置される場合にも適用できる。

たとえば、第１磁気浮上コイル２１１ｃには第１電流が流れ、第２磁気浮上コイル２１２ｃには第２電流が流れ、第１磁気浮上コイル２１１ｃと第１突出部２１１及び第２磁気浮上コイル２１２ｃと第２突出部２１２の作用下で回転子１の浮上を実現する。

たとえば、本開示の実施例では、固定子２と回転子１は間隔をあけており、さらに、たとえば、回転子１の安定浮上状態では回転子１と固定子２は間隔をあけており、回転子１と固定子２は互いに接触せず、それによって機械的摩擦による発熱や汚染等の一連の問題を回避する。たとえば、固定子２と回転子１が間隔をあけている場合、固定子２と回転子１間の隙間には、必要に応じてほかの構造を設置してもよいし、ほかの構造を設置せずに固定子２と回転子１は空隙のみを介して隔てられるようにしてもよい。

たとえば、図１ａに示すように、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１磁性固定子基板２１は第２磁性固定子基板２２の下方に位置する。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１磁性固定子基板２１は第２磁性固定子基板２２の上方に位置してもよい。通常、磁気浮上装置の上方には、実際の応用環境の必要に応じてほかの構造が設置され、設置の便宜上、固定子２の軸方向Ｚにおいて第１磁性固定子基板２１が第２磁性固定子基板２２の下方に位置することはより好ましい。

なお、理解の便宜上、図１ａは本開示の実施例に係る磁気浮上装置の分解構造模式図であり、実際の構造では、第１磁性固定子基板２１と第２磁性固定子基板２２は永久磁石固定子本体２０とそれぞれ直接接触し、永久磁石固定子本体２０に固定され、回転子１は第１磁性固定子基板２１、永久磁石固定子本体２０及び第２磁性固定子基板２２により共同で限定される収容キャビティ内に収容されるか、又は第１磁性固定子基板２１、永久磁石固定子本体２０及び第２磁性固定子基板２２はともに回転子１により限定される収容キャビティ内に収容されることで、磁気浮上装置全体を扁平形状にする。

たとえば、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に軸方向Ｚ上向きの力を印加するとは、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する力は軸方向Ｚ上向きの成分を有するが、軸方向Ｚ下向きの成分を有しないことを意味し、さらに、たとえば、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する力は軸方向Ｚ上向きの成分に加えて、固定子２の径方向の成分をさらに有する。たとえば、複数の第１突出部２１１が設置される場合、複数の第１突出部２１１及び複数の第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する力の軸方向Ｚ上向きの成分は軸方向Ｚ上向きの合力を形成する。たとえば、複数の第１突出部２１１が設置される場合、複数の第１突出部２１１及び複数の第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する力の固定子２の径方向の成分は互いに相殺して固定子２の径方向において回転子１をバランス状態にする。

たとえば、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に軸方向Ｚ下向きの力を印加するとは、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する力は軸方向Ｚ下向きの成分を有するが、軸方向Ｚ上向きの成分を有しないことを意味し、さらに、たとえば、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する力は軸方向Ｚ下向きの成分に加えて、固定子２の径方向の成分をさらに有する。たとえば、複数の第２突出部２１２が設置される場合、複数の第２突出部２１２及び複数の第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する力の軸方向Ｚ下向きの成分は軸方向Ｚ下向きの合力を形成する。たとえば、複数の第２突出部２１２が設置される場合、複数の第２突出部２１２及び複数の第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する力の固定子２の径方向の成分は互いに相殺して固定子２の径方向において回転子１をバランス状態にする。

本開示の実施例では、第１磁性固定子基板２１は、第１基板本体２１０、第１基板本体２１０から回転子１へ突起する第１突出部２１１及び第２突出部２１２を含み、固定子の軸方向Ｚにおいて第１突出部２１１は第２突出部２１２よりも高いことで、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃは回転子１に軸方向Ｚ上向きの力を印加するが、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃは回転子１に軸方向Ｚ下向きの力を印加し、それによって第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力と、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力との大きさ関係を制御するだけで、固定子２の軸方向Ｚにおいて回転子２の位置を柔軟に調整することができる。たとえば、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃにより回転子１に印加される軸方向Ｚ上向きの力が第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃにより回転子１に印加される軸方向Ｚ下向きの力よりも大きいと、回転子１は軸方向Ｚ上向きに移動し、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃにより回転子１に印加される軸方向Ｚ上向きの力が第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃにより回転子１に印加される軸方向Ｚ下向きの力よりも小さいと、回転子１は軸方向Ｚ下向きに移動する。たとえば、第１磁気浮上コイル２１１ｃには第１電流が流れ、第２磁気浮上コイル２１２ｃには第２電流が流れる。たとえば、第１電流を増加させ、及び／又は第２電流を減少させることで、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力を第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力よりも大きく、回転子１は固定子２の軸方向Ｚ上向きに移動し、移動距離は第１電流の増加幅及び／又は第２電流の減少幅に依存し、第１電流の増加幅及び／又は第２電流の減少幅が大きいほど、上向き移動の距離は大きい。たとえば、第１電流を減少させ、及び／又は第２電流を増加させることで、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力を第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力よりも小さくし、回転子１は固定子２の軸方向Ｚ下向きに移動し、移動距離は第１電流の減少幅及び／又は第２電流の増加幅に依存し、第１電流の減少幅及び／又は第２電流の増加幅が大きいほど、下向き移動の距離は大きい。従って、本開示の実施例に係る磁気浮上装置では、実際の必要に応じて固定子２の軸方向Ｚにおいて回転子１の位置を簡単、柔軟かつ正確に調整することができ、それにより磁気浮上装置の制御性が向上するとともに、磁気浮上装置の将来性が期待される。

たとえば、永久磁石固定子本体２０は永久磁石材料からなり、永久磁石材料の例として、サマリウムコバルト、ネオジウム鉄ボロン、フェライトが挙げられるが、これらに限定されない。

たとえば、第１磁性固定子基板２１及び第２磁性固定子基板２２はいずれも磁性材料からなり、さらに、たとえば、該磁性材料は強磁性材料であり、よりさらに、たとえば、該強磁性材料は透磁率が真空透磁率よりも遥かに大きい軟磁性材料であり、その例として、鉄、コバルト、ニッケル及びその合金、炭素鋼、ケイ素鋼、工業用純鉄が挙げられるが、これらに限定されない。

たとえば、図１ａ及び図１ｂに示すように、第１突出部２１１と第２突出部２１２は固定子２の軸方向Ｚにおいて重ならず、このようにして、第１突出部２１１に巻き付けられる第１磁気浮上コイル２１１ｃと第２突出部２１２に巻き付けられる第２磁気浮上コイル２１２ｃが重なって第１磁性固定子基板２１の軸方向Ｚの厚さが増加し、さらに磁気浮上装置全体の厚さが増加することを回避することができる。つまり、第１突出部２１１と第２突出部２１２は固定子２の軸方向Ｚにおいて重ならないことによって、磁気浮上装置全体の薄型化に有利である。しかし、なお、第１突出部２１１と第２突出部２１２は固定子２の軸方向Ｚにおいて重ならなくてもよいし、部分的に重なってもよいし、完全に重なってもよく、いずれも回転子１の軸方向Ｚの位置を調整することができる。

たとえば、引き続き図１ａに示すように、磁気浮上装置の回転子１は回転子本体１０、回転子本体１０から固定子２へ突出する第１フランジ１１及び第２フランジ１２を含み、第１フランジ１１は第１磁性固定子基板２１に対応し、第２フランジ１２は第２磁性固定子基板２２に対応する。たとえば、回転子１は磁性材料からなり、磁性材料の例として、永久磁石材料又は強磁性材料が挙げられるが、これらに限定されない。よりさらに、たとえば、該強磁性材料は透磁率が真空透磁率よりも遥かに大きい軟磁性材料であり、その例として、鉄、コバルト、ニッケル及びその合金、炭素鋼、ケイ素鋼、工業用純鉄が挙げられるが、これらに限定されない。永久磁石材料の例として、サマリウムコバルト、ネオジウム鉄ボロン、フェライトが挙げられるが、これらに限定されない。第１フランジ１１は第１磁性固定子基板２１に対応し、従って、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力及び第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力はいずれも回転子１の第１フランジ１１に直接作用し、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃと、第１フランジ１１との相互作用によって回転子１を浮上させる。

図２ａ、図２ｂ及び図２ｃはそれぞれ本開示の実施例に係る磁気浮上装置における固定子の軸方向Ｚにおける第１突出部２１１と第２突出部２１２との相対位置関係の模式図である。たとえば、上記した固定子２の軸方向Ｚにおいて第１突出部２１１が第２突出部２１２よりも高いことは、（１）図２ａに示すように、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１の上面は第２突出部２１２の上面よりも高く、且つ第１突出部２１１の下面は第２突出部２１２の上面よりも高い場合、（２）図２ｂに示すように、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１の上面は第２突出部２１２の上面よりも高く、且つ第１突出部２１１の下面は第２突出部２１２の上面と同じ高さである場合、及び（３）図２ｃに示すように、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１の上面は第２突出部２１２の上面よりも高く、且つ第１突出部２１１の下面は第２突出部２１２の上面と第２突出部２１２の下面との間に位置する場合のいずれか１つを含む。図２ａ、図２ｂ及び図２ｃに示す場合、いずれも第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に軸方向Ｚ上向きの力を印加するが第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に軸方向Ｚ下向きの力を印加することを実現でき、それによって軸方向Ｚ上向きの力と軸方向Ｚ下向きの力との総合的作用で回転子の軸方向Ｚの位置を調整及び制御する。

たとえば、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃをよりよく利用して回転子１の軸方向Ｚの位置を調整するために、回転子１が軸方向Ｚにおいて所定領域にあることは好ましい。引き続き図２ａ、２ｂ及び２ｃに示すように、軸方向Ｚにおける回転子１の第１フランジ１１と第１突出部２１１及び第２突出部２１２との相対位置関係がさらに示される。たとえば、回転子１の初期浮上状態では、固定子２の軸方向Ｚにおいて回転子１の第１フランジ１１の中線は第１突出部２１１の上面と第２突出部２１２の下面との間隔Ｄの中線と略面一であり、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃにより回転子１（具体的には、第１フランジ１１）に印加される軸方向Ｚ上向きの力が第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃにより回転子１（具体的には、第１フランジ１１）に印加される軸方向Ｚ下向きの力よりも大きい場合、回転子１は初期浮上状態から軸方向Ｚ上向きに移動し、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃにより回転子１（具体的には、第１フランジ１１）に印加される軸方向Ｚ上向きの力が第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃにより回転子１（具体的には、第１フランジ１１）に印加される軸方向Ｚ下向きの力よりも小さい場合、回転子１は初期浮上状態から軸方向Ｚ下向きに移動する。たとえば、回転子１の初期浮上状態とは、第１磁気浮上コイル２１１ｃに第１電流を流し且つ第２磁気浮上コイル２１２ｃに第２電流を流すことで回転子１の安定浮上を開始する直後の状態である。たとえば、回転子１の初期浮上状態では、第１磁気浮上コイル２１１ｃを流れる第１電流と第２磁気浮上コイル２１２ｃを流れる第２電流は同じである。

たとえば、さらに、回転子１を簡単に制御して軸方向Ｚにおいて所定領域に位置させ、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃをよりよく利用して回転子１の軸方向Ｚの位置を調整するために、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１の厚さ２１１ｔは第１フランジ１１の厚さ１１ｔ以上であり、第２突出部２１２の厚さ２１２ｔは第１フランジ１１の厚さ１１ｔ以上である。たとえば、図２ａに示すように、第１突出部２１１の厚さ２１１ｔは第１突出部２１１の軸方向Ｚのサイズであり、第２突出部２１２の厚さ２１２ｔは第２突出部２１２の軸方向Ｚのサイズであり、第１フランジ１１の厚さ１１ｔは第１フランジ１１ｔの軸方向Ｚのサイズである。

たとえば、加工や製造及び制御の便宜上、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１の厚さ２１１ｔは第２突出部２１２の厚さ２１２ｔに等しい。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１の厚さ２１１ｔは第２突出部２１２の厚さ２１２ｔに等しくなくてもよい。

なお、図２ａ、図２ｂ及び図２ｃは単に固定子２の軸方向Ｚにおける第１突出部２１１、第２突出部２１２及び第１フランジ１の相対位置関係を示す模式図であり、図２ａ、図２ｂ及び図２ｃにおいて、図示の便宜上、軸方向Ｚと垂直な径方向における第１突出部２１１、第２突出部２１２及び第１フランジ１の配列形態を考慮していない。

図１ｃは本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板の斜視構造模式図２である。たとえば、図１ｂ及び図１ｃに示すように、第１磁性固定子基板２１は複数の第１突出部２１１及び複数の第２突出部２１２を含み、第１基板本体２１０は円形内縁２１０ｅを有し、複数の第１突出部２１１及び複数の第２突出部２１２は該円形内縁２１０ｅの周方向に設置される。複数の第１突出部２１１及び複数の第２突出部２１２が設置される場合、複数の付勢点から回転子１に作用力を印加することができ、それによって回転子１の制御効果を向上させる。たとえば、引き続き図１ｂ及び図１ｃに示すように、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のサイズは互いに等しく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のサイズは互いに等しいことで、回転子１は力を均一に受けることができる。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のサイズは等しくなくてもよく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１２のサイズも等しくなくてもよく、実際の状況に応じて柔軟に設計することができる。第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のサイズが互いに等しく、且つ第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１２のサイズが互いに等しい場合、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは、たとえば、図１ｂに示すように、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズに等しく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは、たとえば、図１ｃに示すように、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズに等しくない。

以上、図２ａ～図２ｃを参照しながら軸方向Ｚにおける第１突出部２１１及び第２突出部２１２の設置形態を説明したが、以下、図３ａ～３ｃ及び図４～図６を参照しながら第１基板本体２１０の周方向における第１突出部２１１及び第２突出部２１２の設置形態を説明する。なお、図３ａ～３ｃ及び図４～図６において、図示の便宜上、第１突出部２１１及び第２突出部２１２の実際の形状を考慮しておらず、単に第１突出部２１１は中実円で示され、第２突出部２１２は中空円で示されている。

たとえば、図３ａ～３ｃに示すように、隣接する２つの第１突出部２１１の間に１つの第２突出部２１２が設置され、隣接する２つの第２突出部２１２の間に１つの第１突出部２１１が設置され、複数の第１突出部２１１の数は複数の第２突出部２１２の数に等しく、複数の第１突出部２１１は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置され、複数の第２突出部２１２は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置される。例として、図３ａにおいて第１突出部２１１の数と第２突出部２１２の数がいずれも２つであることが示され、図３ｂにおいて第１突出部２１１の数と第２突出部２１２の数がいずれも３つであることが示され、図３ｃにおいて第１突出部２１１の数と第２突出部２１２の数がいずれも４つであることが示され、しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、第１突出部２１１の数と第２突出部２１２の数について、必要に応じて任意に設定することができる。図３ａ～３ｃにおいて、複数の第１突出部２１１と複数の第２突出部２１２は１つずつ交互に設置され、複数の第１突出部２１１は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置され、複数の第２突出部２１２は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置されることで、回転子１は周方向に力を均一に受けることができ、それによって回転子１の制御効果を向上させる。よりさらに、たとえば、複数の第１突出部２１１及び複数の第２突出部２１２はともに第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置されることで、回転子１は周方向に力をより均一に受けることができる。よりさらに、たとえば、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズに等しいことで、回転子１は周方向に力をより均一に受ける。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、複数の第１突出部２１１は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に不均一に設置されてもよく、複数の第２突出部２１２は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に不均一に設置されてもよく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズに等しくなくてもよく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のサイズは等しくなくてもよい、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のサイズは等しくなくてもよく、これらの場合でも回転子１の軸方向Ｚの位置を調整することができる。

たとえば、図４に示すように、隣接する２つの第１突出部２１１の間に１組の第２突出部が設置され、隣接する２組の第２突出部の間に１つの第１突出部２１１が設置され、１組の第２突出部はＮ個の第２突出部を含み、Ｎ≧２であり、第２突出部２１２の数は第１突出部２１１の数のＮ倍であり、複数の第１突出部２１１は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置され、複数組の第２突出部は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置される。たとえば、図４において、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズよりも大きい。

たとえば、図５に示すように、隣接する２つの第２突出部２１２の間に１組の第１突出部が設置され、隣接する２組の第１突出部の間に１つの第２突出部２１２が設置され、１組の第１突出部はＭ個の第１突出部２１１を含み、Ｍ≧２であり、第１突出部２１１の数は第２突出部２１２の数のＭ倍であり、複数組の第１突出部は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置され、複数の第２突出部２１２は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置される。たとえば、図５において、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズよりも小さい。

たとえば、図６に示すように、隣接する２組の第１突出部の間に１組の第２突出部が設置され、隣接する２組の第２突出部の間に１組の第１突出部が設置され、１組の第２突出部はＮ個の第２突出部２１２を含み、Ｎ≧２であり、１組の第１突出部はＭ個の第１突出部２１１を含み、Ｍ≧２であり、ＮはＭに等しいか又は等しくなく、複数組の第１突出部は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置され、複数組の第２突出部は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に均一に設置される。たとえば、図６において、ＮはＭに等しく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のそれぞれのサイズは、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のそれぞれのサイズに等しい。

図４～図６の場合、いずれも回転子１は周方向に力を均一に受け、回転子１の制御効果を向上させることができる。たとえば、図４～図６において、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のサイズは等しく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のサイズは等しい。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、図４～図６において、複数の第１突出部２１１は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に不均一に設置されてもよく、複数組の第２突出部は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に不均一に設置されてもよく、複数組の第１突出部は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に不均一に設置されてもよく、複数の第２突出部２１２は第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向に不均一に設置されてもよく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第１突出部２１１のサイズは等しくなくてもよく、第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの周方向における複数の第２突出部２１２のサイズは等しくなくてもよく、これらの場合でも回転子１の軸方向Ｚの位置を調整することができる。

引き続き図１ｂに示すように、第１磁性固定子基板２１は、第１基板本体２１０、第１基板本体２１０から回転子１へ突起する第１突出部２１１及び第２突出部２１２を含み、該構造の実現形態は多数ある。例として、本開示の実施例は１つの簡便な形態を説明する。図７は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板２１の分解構造模式図１である。図７に示すように、第１磁性固定子基板２１は第１サブ基板２１ａ及び第２サブ基板２１ｂを含み、第１サブ基板２１ｂは第１突出部２１１を含み、第２サブ基板２１ｂは第２突出部２１２を含み、固定子２の軸方向Ｚにおいて第１サブ基板２１ａは第２サブ基板２１ｂに積層され、それにより固定子２の軸方向Ｚにおいて第１突出部２１１は第２突出部２１２よりも高い。第１サブ基板２１ａを第２サブ基板２１ｂに積層する過程で、軸方向Ｚの周りに第１サブ基板２１ａ又は第２サブ基板２１ｂを回転させるだけで図３ａ～図３ｃ及び図４～図５のいずれか１つに示される周方向配列を非常に簡単に実現することができる。たとえば、加工や製造及び制御の便宜上、第１突出部２１１を含む第１サブ基板２１ａの形状及びサイズと第２突出部２１２を含む第２サブ基板２１ｂの形状及びサイズはいずれも同じであり、つまり、軸方向Ｚの周りに第１サブ基板２１ａ又は第２サブ基板２１ｂを回転させることで、第１サブ基板２１ａと第２サブ基板２１ｂを完全に重ねることができる。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、第１突出部２１１を含む第１サブ基板２１ａの形状及びサイズと第２突出部２１２を含む第２サブ基板２１ｂの形状及びサイズは異なってもよく、この場合でも回転子１の軸方向Ｚの位置を調整することができる。

たとえば、図８ａ及び図８ｂはそれぞれ第１サブ基板２１ａの構造模式図を示し、図８ｂにおいて、第１突出部２１１に第１磁気浮上コイル２１１ｃが巻き付けられ、図９ａ及び図９ｂはそれぞれ第２サブ基板２１ｂの構造模式図を示し、図９ｂにおいて、第２突出部２１２に第２磁気浮上コイル２１２ｃが巻き付けられる。たとえば、図７、図８ａ、図８ｂ、図９ａ及び図９ｂにおいて、第１サブ基板２１ａの第１突出部２１１以外の部分と第２サブ基板２１ｂの第２突出部２１２以外の部分はともに第１基板本体２１０を構成する。

たとえば、図１ｂ、図１０ａ及び図１０ｂに示すように、第１基板本体２１０は円形内縁２１０ｅを有し、第１突出部２１１の内縁は第１弧状であり、第２突出部２１２の内縁は第２弧状であり、第１弧状は第１円形Ｃ１の一部であり、第２弧状は第２円形Ｃ２の一部であり、第１円形Ｃ１及び第２円形Ｃ２はいずれも第１基板本体２１０の円形内縁２１０ｅの同心円である。この場合、回転子１の制御効果を向上させることができる。さらに、たとえば、第１円形Ｃ１のサイズは第２円形Ｃ２のサイズに等しいことで、回転子１の制御効果をさらに向上させることができる。なお、固定子２の軸方向Ｚにおいて、第１突出部２１１は第２突出部２１２よりも高いため、従って、第１円形Ｃ１は第２円形Ｃ１よりも高い。

図１１ａ及び図１１ｂはそれぞれ本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２磁性固定子基板２２の構造模式図である。図１１ａ及び図１１ｂに示すように、第２磁性固定子基板２２は第２基板本体２２０、及び第２基板本体２２０から回転子１へ突起する複数の歯部２２１を含み、各歯部２２１に磁気回転コイル２２１ｃが巻き付けられる。磁気回転コイル２２１ｃの作用下で回転子１の回転を実現する。以上のように、第２磁性固定子基板２２は回転子の第２フランジ１２に対応し、従って、回転子１に対する第２磁性固定子基板２２及び磁気回転コイル２２１ｃの作用力は回転子１の第２フランジ１２に直接作用し、第２磁性固定子基板２２及び磁気回転コイル２２１ｃと第２フランジ１２との相互作用によって回転子１を回転させる。

たとえば、引き続き図１１ａ及び図１１ｂに示すように、第２基板本体２２０に付加磁気浮上コイル２２０ｃが巻き付けられ、該付加磁気浮上コイル２２０ｃは磁気回転コイル２２１ｃよりも回転子１から離れている。この場合、付加磁気浮上コイル２２０ｃは上記第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃとともに回転子１の浮上を実現する。付加磁気浮上コイル２２０ｃの周方向ピッチは磁気回転コイル２２１ｃの周方向ピッチよりも大きく、従って、付加磁気浮上コイル２２０ｃは磁気回転コイル２２１ｃよりも回転子１から離れているように設置されることで、付加磁気浮上コイル２２０ｃの磁場分布に対する磁気回転コイル２２１ｃの影響を回避することができる。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、付加磁気浮上コイル２２０ｃは磁気回転コイル２２１ｃよりも回転子１に近接してもよい。

たとえば、第２磁性固定子基板２２は、回転子１から離れるように第２基板本体２２０から凹んだ複数の溝２２２を含み、付加磁気浮上コイル２２０ｃは第２磁性固定子基板２２の隣接する２つの溝２２２間に位置する部分に巻き付けられる。

図１２は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第２磁性固定子基板２２の分解構造模式図である。たとえば、図１２に示すように、第２磁性固定子基板２２は第２基板本体２２０から回転子１へ突起する第３突出部２２３及び第４突出部２２４をさらに含み、第３突出部２２３に第３磁気浮上コイル２２３ｃが巻き付けられ、第４突出部２２４に第４磁気浮上コイル２２４ｃが巻き付けられ、第３磁気浮上コイル２２３ｃと第４磁気浮上コイル２２４ｃは上記付加磁気浮上コイル２２０ｃとして機能し、固定子２の軸方向Ｚにおいて第３突出部２２３は第４突出部２２４よりも高いことで、第３突出部２２３及び第３磁気浮上コイル２２３ｃは回転子１に軸方向Ｚ上向きの力を印加するが、第４突出部２２４及び第４磁気浮上コイル２２４ｃは回転子１に軸方向Ｚ下向きの力を印加する。なお、加工や組立の便宜上、図１２において第２磁性固定子基板２２は３層構造として設置されているが、本開示の実施例はこれに限定されない。以上のように、第２磁性固定子基板２２は回転子の第２フランジ１２に対応し、従って、第３突出部２２３と第３磁気浮上コイル２２３ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力と、第４突出部２２４と第４磁気浮上コイル２２４ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力はいずれも回転子１の第２フランジ１２に直接作用し、第３突出部２２３と第３磁気浮上コイル２２３ｃ及び第４突出部２２４と第４磁気浮上コイル２２４ｃと、第２フランジ１２との相互作用によって回転子１を浮上させる。第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力と、第３突出部２２３と第３磁気浮上コイル２２３ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力とは軸方向Ｚ上向きの合力を形成し、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力と、第４突出部２２４と第４磁気浮上コイル２２４ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力とは軸方向Ｚ下向きの合力を形成し、軸方向Ｚ上向きの合力と軸方向Ｚ下向きの合力との大きさ関係を制御することによって、回転子１の軸方向Ｚの位置を調整する。

たとえば、固定子２の軸方向Ｚにおける第３突出部２２３、第４突出部２２４、及び第２フランジ１２の相対位置関係について、固定子２の軸方向Ｚにおける第１突出部２１１、第２突出部２１２、及び第１フランジ１１の相対位置関係を参照すればよいため、ここでは詳細説明を省略する。

たとえば、第３突出部２２３及び第４突出部２２４の周方向の配列形態、厚さ、サイズ等について、第１突出部２１１及び第２突出部２１２の周方向の配列形態、厚さ、サイズ等をそれぞれ参照すればよいため、ここでは詳細説明を省略する。

図１ａ及び図１ｂにおいて、第１磁性固定子基板２１は磁気浮上コイル（具体的には、第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃ）のみを含むが、磁気回転コイルを含まず、しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、第１磁性固定子基板２１は、磁気浮上コイルに加えて、磁気回転コイルをさらに含んでもよい。図１３は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板２１の分解構造模式図２であり、図１４は本開示の実施例に係る磁気浮上装置における第１磁性固定子基板２１の分解構造模式図３である。図１３及び図１４に示すように、第１磁性固定子基板２１は、第１基板本体２１０から回転子１へ突起する複数の歯部２１０ｔを含み、各歯部２１０ｔに付加磁気回転コイル２１０ｔｃが巻き付けられ、第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃは付加磁気回転コイル２１０ｔｃよりも回転子１から離れている。上記磁気回転コイル２２１ｃと付加磁気回転コイル２１０ｔｃとの共同作用の下で、回転子１の回転が実現される。第１フランジ１１は第１磁性固定子基板２１に対応し、従って、回転子１に対する第１磁性固定子基板２１及び付加磁気回転コイル２１０ｔｃの作用力は第１フランジ１１に直接作用し、第１磁性固定子基板２１及び付加磁気回転コイル２１０ｔｃと回転子１の第１フランジ１１との相互作用によって回転子１を回転させる。たとえば、第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃのそれぞれの周方向ピッチは付加磁気回転コイル２１０ｔｃの周方向ピッチよりも大きく、従って、第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃは付加磁気回転コイル２１０ｔｃよりも回転子１から離れているように設置されることで、第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃの磁場に対する付加磁気回転コイル２１０ｔｃの影響を回避することができる。しかし、本開示の実施例はこれに限定されず、第１磁気浮上コイル２１１ｃ及び第２磁気浮上コイル２１２ｃは付加磁気回転コイル２１０ｔｃよりも回転子１に近接して設置されてもよい。

たとえば、図１３に示すように、第１突出部２１１の内縁及び第２突出部２１２の内縁に複数の歯部２１０ｔの一部がそれぞれ設置される。加工や製造の便宜上、図１３に示される第１磁性固定子基板２１は２層構造を有し、すなわち、第１磁性固定子基板２１は第１サブ基板２１ａ及び第２サブ基板２１ｂを含む。

たとえば、図１４に示すように、第１磁性固定子基板２１は第１サブ基板２１ａ、第２サブ基板２１ｂ及び第３サブ基板２１ｃを含み、第１サブ基板２１ａは第１突出部２１１を含み、第２サブ基板２１ｂは第２突出部２１２を含み、第３サブ基板２１ｃは複数の歯部２１０ｔを含み、固定子２の軸方向Ｚにおいて第１サブ基板２１ａは第２サブ基板２１ｂに積層され、それにより固定子２の軸方向Ｚにおいて第１突出部２１１は第２突出部２１２よりも高く、且つ固定子２の軸方向Ｚにおいて第３サブ基板２１ｃは第１サブ基板２１ａと第２サブ基板２１ｂとの間に介在して配置される。比較したところ、図１４における第１磁性子基板２１は図１３における第１磁性子基板２１よりも加工され易く、図１３における第１磁性子基板２１は図１４における第１磁性子基板２１よりも薄く、それによって磁気浮上装置全体の薄型化に有利である。

上記説明からわかるように、本開示の実施例に係る磁気浮上装置では、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃ、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃ、及び複数の歯部２１０ｔと付加磁気回転コイル２１０ｔｃは永久磁石固定子本体２０の同一側に位置し、複数の歯部２２１と磁気回転コイル２２１ｃ、及び付加磁気浮上コイル２２０ｃは永久磁石固定子本体の同一側に位置する。以上のように、回転子１の第１フランジ１１は第１磁性固定子基板２１に対応し、回転子１の第２フランジ１２は第２磁性固定子基板２２に対応し、従って、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃ、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃ、及び複数の歯部２１０ｔと付加磁気回転コイル２１０ｔｃが回転子１に印加する作用力はほぼすべて回転子１の第１フランジ１１に直接作用し、複数の歯部２２１と磁気回転コイル２２１ｃ、及び付加磁気浮上コイル２２０ｃが回転子１に印加する作用力はほぼすべて回転子１の第２フランジ１２に直接作用する。

本開示の実施例では、固定子２の軸方向Ｚにおいて上記磁気浮上装置の回転子１の位置を調整するための回転子位置調整方法をさらに提供する。たとえば、該回転子位置調整方法は、第１磁気浮上コイル２１１ｃに第１電流を印加し、第２磁気浮上コイル２１２ｃに第２電流を印加することと、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが前記回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力の大きさを制御するように第１電流を制御することと、第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力の大きさを制御するように第２電流を制御することと、を含む。

たとえば、本開示の実施例に係る回転子調整方法は、第１電流を増加させ、及び／又は第２電流を減少させることで、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力を第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力よりも大きくし、回転子は上向きの合力を受けて固定子２の軸方向Ｚ上向きに移動することと、第１電流を減少させ、及び／又は第２電流を増加させることで、第１突出部２１１と第１磁気浮上コイル２１１ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ上向きの力を第２突出部２１２と第２磁気浮上コイル２１２ｃが回転子１に印加する軸方向Ｚ下向きの力よりも小さくし、回転子は下向きの合力を受けて固定子２の軸方向Ｚ下向きに移動することと、を含む。たとえば、回転子１が固定子２の軸方向Ｚ上向きに移動する距離は第１電流の増加幅及び／又は第２電流の減少幅に依存し、第１電流の増加幅及び／又は第２電流の減少幅が大きいほど、上向き移動の距離は大きい。たとえば、回転子１が固定子２の軸方向Ｚ下向きに移動する距離は第１電流の減少幅及び／又は第２電流の増加幅に依存し、第１電流の減少幅及び／又は第２電流の増加幅が大きいほど、下向き移動の距離は大きい。従って、本開示の実施例に係る回転子位置調整方法は、実際の必要に応じて固定子２の軸方向Ｚにおいて回転子１の位置を簡単、柔軟かつ正確に調整することができ、それにより磁気浮上装置の制御性が向上するとともに、磁気浮上装置の将来性が期待される。

たとえば、以上のように、本開示の実施例に係る磁気浮上装置では、第１磁性固定子基板２１は複数の第１突出部２１１及び複数の第２突出部２１２を含み、第１基板本体２１０は円形内縁２１０ｅを有し、複数の第１突出部２１１及び複数の第２突出部２１２は該円形内縁２１０ｅの周方向に設置される。たとえば、本開示の実施例に係る回転子位置調整方法は、複数の第１磁気浮上コイルに印加される第１電流の合計を増加させ、及び／又は複数の第２磁気浮上コイルに印加される第２電流の合計を減少させることで、複数の第１突出部と複数の第１磁気浮上コイルが回転子に印加する軸方向における上向きの力を複数の第２突出部と複数の第２磁気浮上コイルが回転子に印加する軸方向における下向きの力よりも大きくし、回転子は上向きの合力を受けて固定子の軸方向に沿って上向きに移動することと、複数の第１磁気浮上コイルに印加される第１電流の合計を減少させ、及び／又は複数の第２磁気浮上コイルに印加される第２電流の合計を増加させることで、複数の第１突出部と複数の第１磁気浮上コイルが回転子に印加する軸方向における上向きの力を複数の第２突出部と複数の第２磁気浮上コイルが回転子に印加する軸方向における下向きの力よりも小さくし、回転子は下向きの合力を受けて固定子の軸方向に沿って下向きに移動することと、をさらに含む。それによって、実際の必要に応じて固定子２の軸方向Ｚにおいて回転子１の位置を簡単、柔軟かつ正確に調整する。

以上、本発明の例示的な実施形態を説明したが、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲に定められる。

Claims

永久磁石固定子本体、第１磁性固定子基板及び第２磁性固定子基板を含み、固定子の軸方向において前記永久磁石固定子本体は前記第１磁性固定子基板と前記第２磁性固定子基板との間に介在して配置される固定子と、
回転子本体、前記回転子本体から前記固定子へ突出する第１フランジ及び第２フランジを含み、前記第１フランジは前記第１磁性固定子基板に対応し、前記第２フランジは前記第２磁性固定子基板に対応する回転子と、を含み、
前記固定子は前記回転子の周りに設置されるか又は前記回転子は前記固定子の周りに設置され、
前記第１磁性固定子基板は第１基板本体、前記第１基板本体から前記回転子へ突起する第１突出部及び第２突出部を含み、前記固定子の軸方向において、前記第１フランジの上面は前記第１突出部の上面を超えず、前記第１フランジの下面は前記第２突出部の下面を超えず、前記第１突出部に第１磁気浮上コイルが巻き付けられ、前記第２突出部に第２磁気浮上コイルが巻き付けられ、前記固定子の軸方向において前記第１突出部は前記第２突出部より高い位置に設置されることで、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における上向きの力を印加し、前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における下向きの力を印加するようになる磁気浮上装置。
前記した前記固定子の軸方向において前記第１突出部が前記第２突出部よりも高いことは、
（１）前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の上面は前記第２突出部の上面よりも高く、且つ前記第１突出部の下面は前記第２突出部の上面よりも高い場合、
（２）前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の上面は前記第２突出部の上面よりも高く、且つ前記第１突出部の下面は前記第２突出部の上面と同じ高さである場合、及び
（３）前記固定子の軸方向において、前記第１突出部の上面は前記第２突出部の上面よりも高く、且つ前記第１突出部の下面は前記第２突出部の上面と前記第２突出部の下面との間に位置する場合のいずれか１つを含む請求項１に記載の磁気浮上装置。
前記回転子の初期浮上状態において、前記固定子の軸方向において前記第１フランジの中線は前記第１突出部の上面と前記第２突出部の下面との間隔の中線と略面一であり、
前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルにより前記回転子に印加される力であって前記軸方向における上向きの力が、前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルにより前記回転子に印加される力であって前記軸方向における下向きの力よりも大きい場合、前記回転子は前記初期浮上状態から前記固定子の軸方向に沿って上向きに移動し、
前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルにより前記回転子に印加される力であって前記軸方向における上向きの力が、前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルにより前記回転子に印加される力であって前記軸方向における下向きの力よりも小さい場合、前記回転子は前記初期浮上状態から前記固定子の軸方向に沿って下向きに移動する請求項１に記載の磁気浮上装置。
前記固定子の軸方向において、前記第１突出部及び前記第２突出部それぞれの厚さは前記第１フランジの厚さ以上である請求項３に記載の磁気浮上装置。
前記第１磁性固定子基板は複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部を含み、
前記第１基板本体は円形内縁を有し、前記固定子が前記回転子の周りに設置される場合において、複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に沿って設置される請求項１に記載の磁気浮上装置。
隣接する２つの前記第１突出部の間に１つの前記第２突出部が設置され、隣接する２つの前記第２突出部の間に１つの前記第１突出部が設置され、
複数の前記第１突出部の数は複数の前記第２突出部の数に等しく、
複数の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置され、複数の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置される請求項５に記載の磁気浮上装置。
隣接する２つの前記第１突出部の間に１組の前記第２突出部が設置され、隣接する２組の前記第２突出部の間に１つの前記第１突出部が設置され、
１組の前記第２突出部はＮ個の前記第２突出部を含み、Ｎ≧２であり、
前記第２突出部の数は前記第１突出部の数のＮ倍であり、
複数の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置され、前記第２突出部の複数組は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置される請求項５に記載の磁気浮上装置。
隣接する２つの前記第２突出部の間に１組の前記第１突出部が設置され、隣接する２組の前記第１突出部の間に１つの前記第２突出部が設置され、
１組の前記第１突出部はＭ個の前記第１突出部を含み、Ｍ≧２であり、
前記第１突出部の数は前記第２突出部の数のＭ倍であり、
複数組の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置され、複数の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置される請求項５に記載の磁気浮上装置。
隣接する２組の前記第１突出部の間に１組の前記第２突出部が設置され、隣接する２組の前記第２突出部の間に１組の前記第１突出部が設置され、
１組の前記第２突出部はＮ個の前記第２突出部を含み、Ｎ≧２であり、１組の前記第１突出部はＭ個の前記第１突出部を含み、Ｍ≧２であり、ＮはＭに等しいか又は等しくなく、
複数組の前記第１突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置され、複数組の前記第２突出部は前記円形内縁の周方向に沿って均一に設置される請求項５に記載の磁気浮上装置。
前記第１磁性固定子基板は、前記第１突出部を含む第１サブ基板と、前記第２突出部を含む第２サブ基板を含み、前記固定子の軸方向において前記第１サブ基板が前記第２サブ基板に積層され、前記固定子の軸方向において前記第１突出部は前記第２突出部よりも高いようになる請求項１に記載の磁気浮上装置。
前記第１突出部を含む前記第１サブ基板の形状及びサイズと前記第２突出部を含む前記第２サブ基板の形状及びサイズはいずれも同じである請求項１０に記載の磁気浮上装置。
前記第１基板本体は円形内縁を有し、
前記固定子が前記回転子の周りに設置される場合において、前記第１突出部の内縁は第１弧状であり、前記第２突出部の内縁は第２弧状であり、前記第１弧状は第１円形の一部であり、前記第２弧状は第２円形の一部であり、
前記第１円形及び前記第２円形はいずれも前記円形内縁の同心円である請求項１に記載の磁気浮上装置。
前記第２磁性固定子基板は、第２基板本体、及び前記第２基板本体から前記回転子へ突起する複数の歯部を含み、各歯部に磁気回転コイルが巻き付けられる請求項１に記載の磁気浮上装置。
前記第２基板本体に付加磁気浮上コイルが巻き付けられ、該付加磁気浮上コイルは前記磁気回転コイルよりも前記回転子から離れている請求項１３に記載の磁気浮上装置。
前記第２磁性固定子基板は、前記第２基板本体から前記回転子へ突起し、第３磁気浮上コイルが巻き付けられる第３突出部及び第４磁気浮上コイルが巻き付けられる第４突出部をさらに含み、前記固定子の軸方向において、前記第２フランジの上面は前記第３突出部の上面を超えず、前記第２フランジの下面は前記第４突出部の下面を超えず、前記第３磁気浮上コイルと前記第４磁気浮上コイルは前記付加磁気浮上コイルとして機能し、前記固定子の前記軸方向において前記第３突出部は前記第４突出部より高い位置に設置されることで、前記第３突出部及び第３磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向における上向きの力を印加し、前記第４突出部と前記第４磁気浮上コイルは前記回転子に前記軸方向下向きの力を印加するようになる請求項１４に記載の磁気浮上装置。
前記第１磁性固定子基板は前記第１基板本体から前記回転子へ突起する複数の歯部を含み、各歯部に付加磁気回転コイルが巻き付けられ、前記第１磁気浮上コイルと前記第２磁気浮上コイルは前記付加磁気回転コイルよりも前記回転子から離れている請求項１に記載の磁気浮上装置。
前記固定子が前記回転子の周りに設置される場合において、前記第１突出部の内縁及び前記第２突出部の内縁に前記複数の歯部の一部がそれぞれ設置される請求項１６に記載の磁気浮上装置。
前記第１磁性固定子基板は、前記第１突出部を含む第１サブ基板と、前記第２突出部を含む第２サブ基板と、前記複数の歯部を含む第３サブ基板を含み、前記固定子の軸方向において前記第１サブ基板は前記第２サブ基板に積層され、前記固定子の軸方向において前記第１突出部は前記第２突出部よりも高く、前記固定子の軸方向において前記第３サブ基板は前記第１サブ基板と前記第２サブ基板との間に介在して配置されるようになる請求項１６に記載の磁気浮上装置。
前記固定子の軸方向において請求項１に記載の磁気浮上装置の前記回転子の位置を調整するための回転子位置調整方法であって、
前記第１磁気浮上コイルに第１電流を印加し、前記第２磁気浮上コイルに第２電流を印加すること、
前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向における上向きの力の大きさを制御するように前記第１電流を制御することと、
前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向下向きの力の大きさを制御するように前記第２電流を制御することと、を含む回転子位置調整方法。
前記第１電流を増加させ、及び／又は前記第２電流を減少させることで、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向上向きの力を前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向下向きの力よりも大きくし、前記回転子は上向きの合力を受けて前記固定子の軸方向上向きに移動することと、
前記第１電流を減少させ、及び／又は前記第２電流を増加させることで、前記第１突出部と前記第１磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向上向きの力を前記第２突出部と前記第２磁気浮上コイルが前記回転子に印加する前記軸方向下向きの力よりも小さくし、前記回転子は下向きの合力を受けて前記固定子の軸方向下向きに移動することと、をさらに含む請求項１９に記載の方法。