[发明专利]推力磁轴承及包括该推力磁轴承的涡轮压缩机

权利要求书

1.一种推力磁轴承(50)，包括定子(59)以及转子(51)，其特征在于，

上述转子(51)的轴向的一端面在径向内侧端部具有环状凹部(53)，并且，比该环状凹部(53)靠径向外侧的整体构成主转子磁极面(52)，上述主转子磁极面(52)由与轴向正交的一个平面构成，

上述定子(59)具有铁心部(60)、以及配置在上述铁心部(60)内的线圈(71)，

铁心部(60)具有圆筒状的外筒部(61)、第一凸缘部(62)以及第二凸缘部(69)，

上述第一凸缘部(62)从上述外筒部(61)的一端侧的内周部向径向内侧伸出，在上述第一凸缘部(62)的径向内侧形成有在轴向上向上述转子(51)侧突出的环状突出部(63)，在上述环状突出部(63)的突端面上构成主定子磁极面(64)，上述主定子磁极面(64)由与轴向正交的一个平面构成，

第二凸缘部(69)从上述外筒部(61)的另一端侧的内周部向径向内侧伸出，上述第二凸缘部(69)的突端面与上述转子(51)的外周面分离了规定距离，构成副定子磁极面(70)，

上述转子(51)的外周面中的与上述副定子磁极面(70)相对的区域构成副转子磁极面(58)，

上述推力磁轴承(50)构成为：

当电流在上述线圈(71)中流动时，因在上述线圈(71)周围产生的磁通而导致在上述主定子磁极面(64)与上述主转子磁极面(52)之间产生轴向的电磁力，另一方面，同样因在上述线圈(71)周围产生的磁通而导致在上述副定子磁极面(70)与上述副转子磁极面(58)之间产生径向的电磁力，

当上述转子(51)沿径向位移时，因在上述线圈(71)周围产生的磁通而导致在上述副定子磁极面(70)与上述副转子磁极面(58)之间作用于上述转子(51)的径向力沿着上述位移的方向增加，另一方面，同样因在上述线圈(71)周围产生的磁通而导致在上述主定子磁极面(64)与上述主转子磁极面(52)之间作用于上述转子(51)的径向力沿着与上述位移的方向相反的方向增加。

2.根据权利要求1所述的推力磁轴承，其特征在于，

在上述定子(59)中，在上述环状突出部(63)的径向外侧面与上述外筒部(61)的内周面之间设置有非磁性体(65)。

3.根据权利要求1或2所述的推力磁轴承，其特征在于，

上述推力磁轴承(50)构成为：当上述转子(51)沿径向位移时，上述主定子磁极面(64)与上述主转子磁极面(52)之间的彼此相对的面积的大小变化。

4.根据权利要求3所述的推力磁轴承，其特征在于，

上述推力磁轴承(50)构成为：随着上述转子(51)在径向上的可动范围的至少一部分范围内从径向中心侧向外侧方向位移，上述主定子磁极面(64)与上述主转子磁极面(52)之间的彼此相对的面积变小。

5.根据权利要求1、2、4中任一项权利要求所述的推力磁轴承，其特征在于，

上述主定子磁极面(64)具有定子磁性边缘区域(68)，该定子磁性边缘区域(68)是磁阻在径向上变化的区域，

上述主转子磁极面(52)具有转子磁性边缘区域(57)，该转子磁性边缘区域(57)是磁阻在径向上变化的区域。

6.根据权利要求3所述的推力磁轴承，其特征在于，

上述主定子磁极面(64)具有定子磁性边缘区域(68)，该定子磁性边缘区域(68)是磁阻在径向上变化的区域，

上述主转子磁极面(52)具有转子磁性边缘区域(57)，该转子磁性边缘区域(57)是磁阻在径向上变化的区域。

7.根据权利要求5所述的推力磁轴承，其特征在于，

上述定子磁性边缘区域(68)与上述转子磁性边缘区域(57)在轴向上彼此相对。

8.根据权利要求6所述的推力磁轴承，其特征在于，

上述定子磁性边缘区域(68)与上述转子磁性边缘区域(57)在轴向上彼此相对。

9.一种涡轮压缩机，其特征在于，包括：

安装有叶轮(30)且被驱动而旋转的轴(21)；以及

权利要求1至8中任一项权利要求所述的推力磁轴承(50)，该推力磁轴承(50)以非接触的形式对上述轴(21)进行支承。