JP2000161357A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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JP2000161357A
JP2000161357A JP33254798A JP33254798A JP2000161357A JP 2000161357 A JP2000161357 A JP 2000161357A JP 33254798 A JP33254798 A JP 33254798A JP 33254798 A JP33254798 A JP 33254798A JP 2000161357 A JP2000161357 A JP 2000161357A
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JP
Japan
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magnet
bearing
sleeve
rotating shaft
radial
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JP33254798A
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Kenichi Miyamori
健一 宮森
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • F16C32/0427—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for axial load mainly
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    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立ち上がり時間が短く、かつスラスト高さを
一定に保ち、逆回転時の流体軸受の焼き付きを防止す
る。 【解決手段】 固定軸１６の一方の先端部に当接、摺動
することによりスリーブ１８の高さを一定に保つストラ
スト軸受２０と、固定軸１６及びスリーブ１８の対向す
るラジアル軸受面１８ａとこれらのラジアル軸受面１８
ａのうち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状の溝
１６ａとからなる流体軸受１９と、固定軸１６のラジア
ル軸受面１８ａに取付けられ所定の着磁が施された第１
の磁石１７と、この第１の磁石１７と対向するようにス
リーブ１８に取付けられかつ対向する面を同一の極性に
着磁した第２の磁石２１とを備えた。第１の磁石１７と
第２の磁石２１からなる磁気軸受２２により、固定軸１
６とスリーブ１８のラジアル軸受面１８ａの隙間が保た
れて非接触となり、起動摩擦トルクが小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、情報機器、映像
機器などに用いられるモータ等の軸受装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】流体軸受を用いたモータ等の軸受装置と
しては、例えば、図１３に示されるものがある。この従
来例は、スリーブ１の中心部に円筒状孔２が設けてあ
り、この円筒状孔２の内周面に円筒状の一方のラジアル
軸受面３が設けられ、底面には中央部に凸球面状の隆起
部４を有する一方のスラスト軸受面５が設けられてい
る。
【０００３】ハウジング１の円筒状孔２には、回転部材
である軸６が配設されている。この軸６の外周面には、
一方のラジアル軸受面３と対向する他方のラジアル軸受
面７が設けられている。また、軸６の一方の端面には、
前記一方のスラスト軸受面５と対向する平面状の他方の
スラスト軸受面９が設けてある。軸６の他方のラジアル
軸受面７には、スラスト軸受用のスパイラル状の溝８ａ
及びラジアル軸受用のヘリングボーン状の溝８ｂからな
る動圧発生用の溝８が設けられて、ラジアルの動圧溝付
き軸受およびスラストの動圧溝付き軸受が構成されてい
る。
【０００４】軸６の静止時は、軸下端の他方のスラスト
軸受面９がハウジングの一方のスラスト軸受面５の隆起
部４に接触している。軸６が回転すると、その軸回転に
伴って軸６のラジアル軸受面７に設けたスパイラル状の
溝８ａおよびヘリングボーン状の溝８ｂのポンピング作
用で動圧が発生し、軸６はラジアル方向及びスラスト方
向に非接触に支持される。
【０００５】また、さらには、特開平５−１４１４２０
にあるように軸方向の高さを低く、かつ立ち上がり時間
を短くかつ低コストで量産性に優れた軸受装置が提案さ
れている。特開平５−１４１４２０は、ラジアル流体軸
受と、固定軸の自由端部には永久磁石からなる磁石部材
が取り付けられる一方、スリーブに他の磁石部材を取付
け、両磁石部材が非接触に対向して吸引してスラスト磁
気軸受を構成していることにある。
【０００６】上記構成の軸受装置は、スリーブが、スラ
スト磁気軸受により固定軸に軸方向に支持されている。
そのため、ラジアル流体軸受にスラスト軸受用としてス
パイラル状の溝を設ける必要がなく、したがって装置の
軸方向の高さは低く、且つ構造が簡単である。また、ス
ラスト磁気軸受はラジアル流体軸受のラジアル軸受すき
まよりより大きい半径方向すきまの磁気軸受としたた
め、静止時も回転時も非接触となる。そのため、起動時
のラジアル軸受面同士の接触が軽微となり、ラジアル流
体軸受の起動摩擦トルクが小さく、且つ起動停止時の損
傷も少ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】流体軸受を採用したモ
ータは、レーザプリンタやデジタル複写機の光偏向装置
や、ビデオ・テープ・レコーダのシリンダ、あるいは、
ハード・ディスク・ドライブや光ディスク装置のスピン
ドルモータ等に使われ操作性の面から、起動時間が短
く、定格回転数に到達するまでの立ち上がり時間の短い
ものが求められている。しかし、図１３の従来例では、
静止時にスラスト軸受面が接触しているので起動時の摩
擦トルクが大きく、また軸のフランジ部のイナーシャが
大きいので、立ち上がり時間を短くすることが難しいと
いう問題点があった。
【０００８】また、流体軸受の欠点であるヘリングボー
ン状の溝を設けた回転方向と逆の回転方向に回転した場
合、溝から潤滑油が排出され、軸と軸受面が焼き付き、
モータが回転しなくなるという問題点があった。
【０００９】さらに、特開平５−１４１４２０号のよう
に、スラスト軸受を磁石の吸引力によって行う場合、着
磁力を均一に保つことが難しく、個体差が大きく、モー
タのスラスト方向高さを一定に保つことが困難となり、
重量調整などの手段によりスラスト高さを調整する必要
があった。
【００１０】したがって、この発明の目的は、立ち上が
り時間が短く、かつスラスト高さを一定に保ち、逆回転
時の流体軸受の焼き付きを防止することができる軸受装
置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の請求項１記載の軸受装置は、固定軸と、こ
の固定軸に回転自在に遊嵌されたスリーブと、固定軸の
一方の先端部に当接、摺動することによりスリーブの高
さを一定に保つストラスト軸受と、固定軸及びスリーブ
の対向するラジアル軸受面とこれらのラジアル軸受面の
うち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状の溝とか
らなる流体軸受と、固定軸のラジアル軸受面に取付けら
れ所定の着磁が施された第１の磁石と、この第１の磁石
と対向するようにスリーブに取付けられかつ対向する面
を同一の極性に着磁した第２の磁石とを備えた。
【００１２】このように、ラジアル軸受をヘリングボー
ン状の溝と軸受面から形成した流体軸受と、互いに反発
する第１の磁石と第２の磁石からなる磁気軸受とから形
成し、かつスラスト軸を別途設けたので、回転時だけで
なく静止時も、互いに反発する磁気軸受により、固定軸
とスリーブのラジアル軸受面の隙間が保たれて非接触と
なる。そのため、起動時のヘリングボーン状の溝とラジ
アル軸受面同士の接触が軽微となり、起動摩擦トルクが
小さく、かつ起動停止時の損傷も少ない。また、流体軸
受の欠点である逆回転時の流体軸受の焼き付きを防止す
ることができる。さらに、上記のようにスラスト軸受を
別途設けたことにより、モータ回転体の高さ調整の必要
がない。
【００１３】請求項２記載の軸受装置は、固定軸と、こ
の固定軸に回転自在に遊嵌されたスリーブと、固定軸の
一方の先端部に当接、摺動することによりスリーブの高
さを一定に保つストラスト軸受と、固定軸及びスリーブ
の対向するラジアル軸受面とこれらのラジアル軸受面の
うち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状の溝とか
らなる流体軸受と、固定軸のラジアル軸受面に取付けら
れ所定の着磁が施された第１の磁石と、この第１の磁石
と対向するようにスリーブに取付けられかつ対向する面
を同一の極性に着磁した第２の磁石と、スラスト軸受が
当接する固定軸の先端部に設けられ所定の着磁が施され
た第３の磁石と、スラスト軸受を挟んで第３の磁石と対
向するようにスリーブに取付けられ対向する面を同一の
極性に着磁した第４の磁石とを備えた。
【００１４】このように、ラジアル軸受をヘリングボー
ン状の溝と軸受面から形成した流体軸受と、互いに反発
する第１の磁石と第２の磁石からなる磁気軸受とから形
成し、かつスラスト軸を別途設けると共に、第３の磁石
と第４の磁石を設けたので、回転時だけでなく静止時
も、互いに反発する磁気軸受により、固定軸とスリーブ
のラジアル軸受面の隙間が保たれて非接触となる。その
ため、起動時のヘリングボーン状の溝とラジアル軸受面
同士の接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、か
つ起動停止時の損傷も少ない。また、流体軸受の欠点で
ある逆回転時の流体軸受の焼き付きを防止することがで
きる。さらに上記のようにスラスト軸を別途設けたこと
により、モータ回転体の高さ調整の必要がない。また、
第３の磁石と第４の磁石によりスラスト軸受にかかる荷
重を低減することができるので、スラスト軸受の長寿命
化および薄型化を図ることができる。
【００１５】請求項３記載の軸受装置は、回転軸と、こ
の回転軸に固定された回転体と、回転軸を回転自在に支
承する軸受ハウジングと、この軸受ハウジングに設けら
れ回転軸の一方の先端部に当接、摺動することにより回
転体の高さを一定に保つスラスト軸受と、回転軸及び軸
受ハウジングの対向するラジアル軸受面とこれらのラジ
アル軸受面のうち少なくとも一方に設けたヘリングボー
ン状の溝とからなる流体軸受と、回転軸のラジアル軸受
面に取付けられ所定の着磁が施された第１の磁石と、こ
の第１の磁石と対向するように軸受ハウジングに取付け
られかつ対向する面を同一の極性に着磁した第２の磁石
とを備えた。
【００１６】このように、ラジアル軸受をヘリングボー
ン状の溝と軸受面から形成した流体軸受と、互いに反発
する第１の磁石と第２の磁石からなる磁気軸受とから形
成し、かつスラスト軸を別途設けたので、回転時だけで
なく静止時も、互いに反発する磁気軸受により、回転軸
と軸受ハウジングのラジアル軸受面の隙間が保たれて非
接触となる。そのため、起動時のヘリングボーン状の溝
とラジアル軸受面同士の接触が軽微となり、起動摩擦ト
ルクが小さく、かつ起動停止時の損傷も少ない。また、
流体軸受の欠点である逆回転時の流体軸受の焼き付きを
防止することができる。さらに、上記のようにスラスト
軸受を別途設けたことにより、モータ回転体の高さ調整
の必要がない。
【００１７】請求項４記載の軸受装置は、回転軸と、こ
の回転軸に固定された回転体と、回転軸を回転自在に支
承する軸受ハウジングと、この軸受ハウジングに設けら
れ回転軸の一方の先端部に当接、摺動することにより回
転体の高さを一定に保つスラスト軸受と、回転軸及び軸
受ハウジングの対向するラジアル軸受面とこれらのラジ
アル軸受面のうち少なくとも一方に設けたヘリングボー
ン状の溝とからなる流体軸受と、回転軸のラジアル軸受
面に取付けられ所定の着磁が施された第１の磁石と、こ
の第１の磁石と対向するように軸受ハウジングに取付け
られかつ対向する面を同一の極性に着磁した第２の磁石
と、スラスト軸受が当接する回転軸の先端部に設けられ
所定の着磁が施された第３の磁石と、スラスト軸受を挟
んで第３の磁石と対向するように軸受ハウジングに取付
けられ対向する面を同一の極性に着磁した第４の磁石と
を備えた。
【００１８】このように、ラジアル軸受をヘリングボー
ン状の溝と軸受面から形成した流体軸受と、互いに反発
する第１の磁石と第２の磁石からなる磁気軸受とから形
成し、かつスラスト軸を別途設けると共に、第３の磁石
と第４の磁石を設けたので、回転時だけでなく静止時
も、互いに反発する磁気軸受により、回転軸と軸受ハウ
ジングのラジアル軸受面の隙間が保たれて非接触とな
る。そのため、起動時のヘリングボーン状の溝とラジア
ル軸受面同士の接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小
さく、かつ起動停止時の損傷も少ない。また、流体軸受
の欠点である逆回転時の流体軸受の焼き付きを防止する
ことができる。さらに上記のようにスラスト軸を別途設
けたことにより、モータ回転体の高さ調整の必要がな
い。また、第３の磁石と第４の磁石によりスラスト軸受
にかかる荷重を低減することができるので、スラスト軸
受の長寿命化および薄型化を図ることができる。
【００１９】請求項５記載の軸受装置は、請求項２また
は４において、第１の磁石と第３の磁石を同一の磁石で
形成した。このように、第１の磁石と第３の磁石を同一
の磁石で形成したので、固定軸または回転軸に磁石を設
ける製造工程が簡素化される。
【００２０】請求項６記載の軸受装置は、請求項２また
は４において、第２の磁石と第４の磁石を同一の磁石で
形成した。このように、第２の磁石と第４の磁石を同一
の磁石で形成したので、スリーブまたは軸受ハウジング
に磁石を設ける製造工程が簡素化される。
【００２１】請求項７記載の軸受装置は、請求項２また
は４において、第１の磁石と第３の磁石を同一の磁石で
形成し、第２の磁石と第４の磁石を同一の磁石で形成し
た。このように、第１の磁石と第３の磁石を同一の磁石
で形成し、第２の磁石と第４の磁石を同一の磁石で形成
したので、請求項５および６と同様に製造工程が簡素化
される。また、ラジアル方向およびスラスト方向で相対
する磁石の反発力が均一になる。
【００２２】請求項８記載の軸受装置は、請求項１，
２，３または４において、第１の磁石と第２の磁石は、
軸方向に着磁され、かつ第１の磁石と第２の磁石の着磁
磁界を軸方向にずらした。このように、第１の磁石と第
２の磁石は、軸方向に着磁され、かつ第１の磁石と第２
の磁石の着磁磁界を軸方向にずらしたので、第１の磁石
と第２の磁石からなる磁気軸受により若干のスラスト力
を発生させ、モータ回転体の脱落を防止する。また、ス
ラスト軸受と共にモータ回転体の高さを一定に保つこと
ができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態を図
１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の
実施の形態の側断面図である。
【００２４】図１に示すようにこの軸受装置は、固定軸
１６と、この固定軸１６に回転自在に遊嵌されたスリー
ブ１８と、固定軸１６の一方の先端部に当接、摺動する
ことによりスリーブ１８の高さを一定に保つストラスト
軸受２０と、固定軸１６及びスリーブ１８の対向するラ
ジアル軸受面１８ａとこれらのラジアル軸受面１８ａの
うち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状の溝１６
ａとからなる流体軸受１９と、固定軸１６のラジアル軸
受面に取付けられ所定の着磁が施された第１の磁石１７
と、この第１の磁石１７と対向するようにスリーブ１８
に取付けられかつ対向する面を同一の極性に着磁した第
２の磁石２１とを備えている。
【００２５】また、図１において、複数極に着磁された
回転子磁石１１は、磁性材料よりなるバックヨーク１２
に接着等により固着されている。回転子磁石１１の内周
側には、外周面が回転子磁石１１の内周面１１a と対向
するように珪素鋼板などからなる薄板の磁性材料を複数
枚積層してなる積層コア１３が配設されている。積層コ
ア１３の外周には、固定子巻線１４を回転子磁石１１と
同心円上に捲装するためのスロット（図示せず）が設け
られている。
【００２６】一方、積層コア１３は、ねじ、接着などで
軸受ハウジング１５に取り付けられている。さらに、軸
受ハウジング１５には、固定軸１６が圧入等の手段によ
り植立されており、その一部に動圧発生用のヘリングボ
ーン状の溝１６ａが設けられている。また、固定軸１６
の一部に円環状の第１の磁石１７が一体的に固定され、
軸方向あるいは半径方向（図１では半径方向）に着磁さ
れている。
【００２７】また、バックヨーク１２はスリーブ１８と
一体的に回転し、スリーブ１８の内周面の一部で動圧発
生用のヘリングボーン状の溝１６ａと対向する位置に、
ラジアル軸受面１８ａが形成されており、動圧発生用の
ヘリングボーン状の溝１６ａとスリーブ１８のラジアル
軸受面１８ａとで流体軸受１９を形成している。さら
に、モータの回転子の重量、およびモータと一体的に回
転駆動される物の（図示せず）重量をスラスト軸受２０
によりスラスト支持すると共に、スリーブ１８の高さを
一定に保つ。また、第１の磁石１７と対向する位置に、
所定の距離をもって、かつ対向する面を同一の極に着磁
した円環状の第２の磁石２１が設けられ、第１の磁石１
７と第２の磁石２１とで磁気軸受２２を形成している。
この場合、磁気軸受２２を一対の流体軸受１９の間に配
置している。
【００２８】上記構成の軸受装置は、静止時も、互いに
反発する磁気回路からなる磁気軸受２２により、固定軸
１６とラジアル軸受面１８ａの隙間が保たれるので、静
止時も回転時も非接触となる。そのため、起動時のヘリ
ングボーン状の溝１６ａとラジアル軸受面１８ａ同士の
接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、且つ起動
停止時の損傷も少ない。また、流体軸受の欠点である逆
回転時の流体軸受の焼き付きを防止することができる。
さらに、スラスト軸受２０を別途設けたことにより、モ
ータ回転体の高さ調整の必要がない。
【００２９】図２はこの発明の第１の実施の形態の変形
例を示す側断面図である。図１では磁気軸受２２を一対
の流体軸受１９の間に配置したが、磁気軸受２２の位置
はこれに限るものではなく、図２に示すように一対の流
体軸受１９の内の一方を磁気軸受２２で構成してもよ
い。
【００３０】図３はこの発明の第１の実施の形態の別の
変形例を示す側断面図である。図１では磁気軸受２２を
構成する第１の磁石１７と第２の磁石２１の着磁方向を
半径方向として説明しているが、図３に示すように軸方
向に着磁してもよい。また、磁気軸受２２を構成する磁
石の着磁方向は、軸方向、半径方向のどちらでもよい。
ただし、着磁の容易性といった観点では、軸方向に着磁
したほうが優位である。
【００３１】この発明の第２の実施の形態を図４および
図５に基づいて説明する。図４はこの発明の第２の実施
の形態の側断面図である。なお、第１の実施の形態と同
一または相当部分には同一符号を付して、重複する説明
は省略する。
【００３２】図４に示すようにこの軸受装置は、固定軸
１６と、この固定軸１６に回転自在に遊嵌されたスリー
ブ１８と、固定軸１６の一方の先端部に当接、摺動する
ことによりスリーブ１８の高さを一定に保つストラスト
軸受２０と、固定軸１６及びスリーブ１８の対向するラ
ジアル軸受面１８ａとこれらのラジアル軸受面１８ａの
うち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状の溝１６
ａとからなる流体軸受１９と、固定軸１６のラジアル軸
受面１８ａに取付けられ所定の着磁が施された第１の磁
石１７と、この第１の磁石１７と対向するようにスリー
ブ１８に取付けられかつ対向する面を同一の極性に着磁
した第２の磁石２１と、スラスト軸受２０が当接する固
定軸１６の先端部に設けられ所定の着磁が施された第３
の磁石２３と、スラスト軸受２０を挟んで第３の磁石２
３と対向するようにスリーブ１８に取付けられ対向する
面を同一の極性に着磁した第４の磁石２４とを備えてい
る。
【００３３】第１の実施の形態と異なる個所は、一対の
流体軸受１９の内の一方を円環状の第１の磁石１７と円
環状の第２の磁石２１とからなる磁気軸受２２で構成す
ると共に、固定軸１６の開放されている端部に、軸方向
に着磁された第３の磁石２３を設け、スラスト軸受２０
を介して、第３の磁石２３と対向する面と同一の極に着
磁した第４の磁石２４が、スリーブ１８と一体的に回転
するように構成されている。ここで、第３の磁石２３と
第４の磁石２４間に発生する磁力の反発力は、モータの
回転子の重量よりも小さくなるように構成している。
【００３４】上記構成の軸受装置は、静止時も、互いに
反発する磁気回路からなる磁気軸受２２により、固定軸
１６とラジアル軸受面１８ａの隙間が保たれるので、静
止時も回転時も非接触となる。そのため、起動時のヘリ
ングボーン状の溝１６ａとラジアル軸受面１８ａ同士の
接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、且つ起動
停止時の損傷も少ない。また、流体軸受の欠点である逆
回転時の流体軸受の焼き付きを防止することができる。
さらに、スラスト軸受２０を別途設けたことにより、モ
ータ回転体の高さ調整の必要がないと共に、磁気軸受２
２によりスラスト力を低減するのでスラスト軸受の長寿
命化を図ることができる。
【００３５】図５はこの発明の第２の実施の形態の変形
例を示す側断面図である。図５において、図４の実施の
形態と異なる個所は、一対の流体軸受１９の内の一方を
磁気軸受２２で構成すると共に、第１の磁石１７と対向
する位置に、所定の距離をもって、かつ対向する面を同
一の極に着磁した断面が凹形状をした第２の磁石２５が
設けられ、その凹部の固定軸１６に対向した面２５ａ
と、固定軸１６に固定された第１の磁石１７の軸方向端
面１７ａの極が互いに異なるように構成されており、第
１の磁石１７と第２の磁石２５とで形成された磁気軸受
２２は、ラジアル方向を支承し、スラスト軸受２０に加
わるスラスト力の低減を低減するように構成している。
磁気軸受２２が発生するスラスト方向の力は、モータの
回転子の重量よりも小さくなるように構成している。こ
のように構成された軸受装置は、図４の軸受装置と同様
の作用が得られると共に、第３、第４の磁石を別個に設
ける必要がないので製造工程の簡素化を図ることができ
る。
【００３６】なお、図４においては、磁気軸受２２を構
成する第１の磁石１７と第２の磁石２１の着磁方向を軸
方向としているが、半径方向でもよい。ただし、着磁の
容易性といった観点では、軸方向に着磁したほうが優位
である。
【００３７】さらには、図５においては、ラジアル方向
の支承、スラスト方向のスラスト力の低減を同一のマグ
ネットで行っているが、それぞれ別のマグネットで構成
してもよく、この実施の形態に捕らわれるものではな
い。
【００３８】この発明の第３の実施の形態の軸受装置を
図６〜図８に基づいて説明する。図６はこの発明の第３
の実施の形態の側断面図である。
【００３９】図６に示すようにこの軸受装置は、回転軸
２６と、この回転軸２６に固定された回転体（スリー
ブ）１８と、回転軸２６を回転自在に支承する軸受ハウ
ジング１５と、この軸受ハウジング１５に設けられ回転
軸２６の一方の先端部に当接、摺動することにより回転
体１８の高さを一定に保つスラスト軸受２０と、回転軸
２６及び軸受ハウジング１５の対向するラジアル軸受面
１５ａとこれらのラジアル軸受面１５ａのうち少なくと
も一方に設けたヘリングボーン状の溝２６ａとからなる
流体軸受１９と、回転軸２６のラジアル軸受面に取付け
られ所定の着磁が施された第１の磁石１７と、この第１
の磁石１７と対向するように軸受ハウジング１５に取付
けられかつ対向する面を同一の極性に着磁した第２の磁
石２１とを備えている。
【００４０】また、図６において、複数極に着磁された
回転子磁石１１は、磁性材料よりなるバックヨーク１２
に接着等により固着されている。回転子磁石１１の内周
側には、外周面が回転子磁石１１の内周面１１a と対向
するように珪素鋼板などからなる薄板の磁性材料を複数
枚積層してなる積層コア１３が配設されている。積層コ
ア１３の外周には、固定子巻線１４を回転子磁石１１と
同心円上に捲装するためのスロット（図示せず）が設け
られている。
【００４１】一方、バックヨーク１２は、スリーブ１８
と一体的に回転し、スリーブ１８の内周面には、回転軸
２６が圧入等の手段により固定され、その一部に動圧発
生用のヘリングボーン状の溝２６ａが設けられている。
また、回転軸２６と一体的に回転するように第１の磁石
１７が固定され、軸方向、あるいは半径方向（図６は、
半径方向）に着磁されている。
【００４２】また、積層コア１３は、ねじ、接着などで
軸受ハウジング１５に取り付けられている。さらに、軸
受ハウジング１５には、動圧発生用のヘリングボーン状
の溝２６ａと対向する位置に、ラジアル軸受面１５ａが
形成されており、動圧発生用のヘリングボーン状の溝２
６ａと軸受ハウジング１５のラジアル軸受面１５ａとで
流体軸受１９を形成している。さらに、回転軸２６の端
部と摺動、当接する位置に、モータの回転子の重量、さ
らには、モータと一体的に回転駆動される物の（図示せ
ず）重量をスラスト軸受２０によりスラスト支持し、ス
リーブ１８の高さを一定に保つ。また、第１の磁石１７
と対向する位置に、所定の距離をもって、かつ対向する
面を同一の極に着磁した第２の磁石２１が設けられ、第
１の磁石１７と第２の磁石２１とで磁気軸受２２を形成
している。この場合、磁気軸受２２を一対の流体軸受１
９の間に配置している。
【００４３】上記構成の軸受装置は、静止時も、互いに
反発する磁気回路からなる磁気軸受２２により、回転軸
２６とラジアル軸受面１５ａの隙間が保たれるので、静
止時も回転時も非接触となる。そのため、起動時のヘリ
ングボーン状の溝２６ａとラジアル軸受面１５ａ同士の
接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、且つ起動
停止時の損傷も少ない。また、流体軸受１９の欠点であ
る逆回転時の流体軸受の焼き付きを防止することができ
る。さらに、スラスト軸受２０を別途設けたことによ
り、モータ回転体の高さ調整の必要がない。
【００４４】図７はこの発明の第３の実施の形態の変形
例を示す側断面図である。図６では磁気軸受２２を一対
の流体軸受１９の間に配置したが、磁気軸受２２の位置
はこれに限るものではなく、図７に示すように一対の流
体軸受１９の内の一方を磁気軸受２２で構成してもよ
い。
【００４５】図８はこの発明の第３の実施の形態の別の
変形例を示す側断面図である。図７では磁気軸受２２を
構成する第１の磁石１７と第２の磁石２１の着磁方向を
半径方向として説明しているが、図８のように軸方向に
着磁してもよい。また、磁気軸受２２を構成する磁石の
着磁方向は、軸方向、半径方向のどちらでもよい。ただ
し、着磁の容易性といった観点では、軸方向に着磁した
ほうが優位である。
【００４６】この発明の第４の実施の形態を図９および
図１０に基づいて説明する。図９はこの発明の第４の実
施の形態の側断面図である。なお、第３の実施の形態と
同一または相当部分には同一の符号を付して、重複する
説明は省略する。
【００４７】図９に示すようにこの軸受装置は、回転軸
２６と、この回転軸２６に固定された回転体（スリー
ブ）１８と、回転軸２６を回転自在に支承する軸受ハウ
ジング１５と、この軸受ハウジング１５に設けられ回転
軸２６の一方の先端部に当接、摺動することにより回転
体１８の高さを一定に保つスラスト軸受２０と、回転軸
２６及び軸受ハウジング１５の対向するラジアル軸受面
１５ａとこれらのラジアル軸受面１５ａのうち少なくと
も一方に設けたヘリングボーン状の溝２６ａとからなる
流体軸受１９と、回転軸２６のラジアル軸受面１５ａに
取付けられ所定の着磁が施された第１の磁石１７と、こ
の第１の磁石１７と対向するように軸受ハウジング１５
に取付けられかつ対向する面を同一の極性に着磁した第
２の磁石２１と、スラスト軸受２０が当接する回転軸２
６の先端部に設けられ所定の着磁が施された第３の磁石
２３と、スラスト軸受２０を挟んで第３の磁石２３と対
向するように軸受ハウジング１５に取付けられ対向する
面を同一の極性に着磁した第４の磁石２４とを備えてい
る。
【００４８】第３の実施の形態と異なる個所は、一対の
流体軸受１９の内の一方を円環状の第１の磁石１７と円
環状の第２の磁石２１とからなる磁気軸受２２で構成す
ると共に、回転軸２６の開放されている端部に、軸方向
に着磁された第３の磁石２３を設け、スラスト軸受２０
を介して、第３の磁石２３と対向する面と同一の極に着
磁した第４の磁石２４が、スリーブ１８と一体的に回転
するように構成されている。ここで、第３の磁石２３と
第４の磁石２４間に発生する磁力の反発力は、モータの
回転子の重量よりも小さくなるように構成している。
【００４９】上記構成の軸受装置は、静止時も、互いに
反発する磁気回路からなる磁気軸受２２により、回転軸
２６とラジアル軸受面１５ａの隙間が保たれるので、静
止時も回転時も非接触となる。そのため、起動時のヘリ
ングボーン状の溝２６ａとラジアル軸受面１５ａ同士の
接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、且つ起動
停止時の損傷も少ない。また、流体軸受の欠点である逆
回転時の流体軸受の焼き付きを防止することができる。
さらに、スラスト軸受２０を別途設けたことにより、モ
ータ回転体の高さ調整の必要がないと共に、磁気軸受２
２によりスラスト力を低減するのでスラスト軸受の長寿
命化を図ることができる。
【００５０】図１０はこの発明の第４の実施の形態の変
形例を示す側断面図である。図１０において、図９の実
施の形態と異なる個所は、一対の流体軸受１９の内の一
方を磁気軸受２２で構成すると共に、第１の磁石１７と
対向する位置に、所定の距離をもって、かつ対向する面
を同一の極に着磁した断面が凹形状をした第２の磁石２
５が設けられ、その凹部の回転軸２６に対向した面２５
ａと、回転軸２６に固定された第１の磁石１７の軸方向
端面１７ａの極が互いに異なるように構成されており、
第１の磁石１７と第２の磁石２５とで形成された磁気軸
受２２は、ラジアル方向を支承し、スラスト軸受２０に
加わるスラスト力の低減を低減するように構成してい
る。磁気軸受２２が発生するスラスト方向の力は、モー
タの回転子の重量よりも小さくなるように構成してい
る。このように構成された軸受装置は、図９の軸受装置
と同様の作用が得られると共に、第３、第４の磁石を別
個に設ける必要がないので製造工程の簡素化を図ること
ができる。
【００５１】なお、図９においては、磁気軸受２２を構
成する第１の磁石１７と第２の磁石２１の着磁方向を軸
方向としているが、半径方向でもよい。ただし、着磁の
容易性といった観点では、軸方向に着磁したほうが優位
である。
【００５２】さらには、図１０においては、ラジアル方
向の支承、スラスト方向のスラスト力の低減を同一のマ
グネットで行っているが、それぞれ別のマグネットで構
成してもよく、この実施の形態に捕らわれるものではな
い。
【００５３】この発明の第５の実施の形態を図１１およ
び図１２に基づいて説明する。図１１はこの発明の第５
の実施の形態の側断面図、図１２はこの発明の第５の実
施の形態の変形例を示す側断面図である。なお、前記実
施の形態と同一または相当部分には同一の符号を付し
て、重複する説明は省略する。
【００５４】図１１および図１２において、前記実施の
形態と異なる個所は、磁気軸受２２を構成する第１の磁
石１７と第２の磁石２１の磁気中心の軸方向高さを若干
ずらしたことにある。このように磁気中心の軸方向高さ
を若干ずらしたことにより若干のスラスト力を発生させ
ることができるので、前記実施の形態の作用の他に、モ
ータの抜け落ち防止を行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】この発明の請求項１記載の軸受装置によ
れば、ラジアル軸受をヘリングボーン状の溝と軸受面か
ら形成した流体軸受と、互いに反発する第１の磁石と第
２の磁石からなる磁気軸受とから形成し、かつスラスト
軸を別途設けたので、回転時だけでなく静止時も、互い
に反発する磁気軸受により、固定軸とスリーブのラジア
ル軸受面の隙間が保たれて非接触となる。そのため、起
動時のヘリングボーン状の溝とラジアル軸受面同士の接
触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、かつ起動停
止時の損傷も少ない。また、流体軸受の欠点である逆回
転時の流体軸受の焼き付きを防止することができる。さ
らに、上記のようにスラスト軸受を別途設けたことによ
り、モータ回転体の高さ調整の必要がない。
【００５６】この発明の請求項２記載の軸受装置によれ
ば、ラジアル軸受をヘリングボーン状の溝と軸受面から
形成した流体軸受と、互いに反発する第１の磁石と第２
の磁石からなる磁気軸受とから形成し、かつスラスト軸
を別途設けると共に、第３の磁石と第４の磁石を設けた
ので、回転時だけでなく静止時も、互いに反発する磁気
軸受により、固定軸とスリーブのラジアル軸受面の隙間
が保たれて非接触となる。そのため、起動時のヘリング
ボーン状の溝とラジアル軸受面同士の接触が軽微とな
り、起動摩擦トルクが小さく、かつ起動停止時の損傷も
少ない。また、流体軸受の欠点である逆回転時の流体軸
受の焼き付きを防止することができる。さらに上記のよ
うにスラスト軸を別途設けたことにより、モータ回転体
の高さ調整の必要がない。また、第３の磁石と第４の磁
石によりスラスト軸受にかかる荷重を低減することがで
きるので、スラスト軸受の長寿命化および薄型化を図る
ことができる。
【００５７】この発明の請求項３記載の軸受装置によれ
ば、ラジアル軸受をヘリングボーン状の溝と軸受面から
形成した流体軸受と、互いに反発する第１の磁石と第２
の磁石からなる磁気軸受とから形成し、かつスラスト軸
を別途設けたので、回転時だけでなく静止時も、互いに
反発する磁気軸受により、回転軸と軸受ハウジングのラ
ジアル軸受面の隙間が保たれて非接触となる。そのた
め、起動時のヘリングボーン状の溝とラジアル軸受面同
士の接触が軽微となり、起動摩擦トルクが小さく、かつ
起動停止時の損傷も少ない。また、流体軸受の欠点であ
る逆回転時の流体軸受の焼き付きを防止することができ
る。さらに、上記のようにスラスト軸受を別途設けたこ
とにより、モータ回転体の高さ調整の必要がない。
【００５８】この発明の請求項４記載の軸受装置によれ
ば、ラジアル軸受をヘリングボーン状の溝と軸受面から
形成した流体軸受と、互いに反発する第１の磁石と第２
の磁石からなる磁気軸受とから形成し、かつスラスト軸
を別途設けると共に、第３の磁石と第４の磁石を設けた
ので、回転時だけでなく静止時も、互いに反発する磁気
軸受により、回転軸と軸受ハウジングのラジアル軸受面
の隙間が保たれて非接触となる。そのため、起動時のヘ
リングボーン状の溝とラジアル軸受面同士の接触が軽微
となり、起動摩擦トルクが小さく、かつ起動停止時の損
傷も少ない。また、流体軸受の欠点である逆回転時の流
体軸受の焼き付きを防止することができる。さらに上記
のようにスラスト軸を別途設けたことにより、モータ回
転体の高さ調整の必要がない。また、第３の磁石と第４
の磁石によりスラスト軸受にかかる荷重を低減すること
ができるので、スラスト軸受の長寿命化および薄型化を
図ることができる。
【００５９】請求項５では、第１の磁石と第３の磁石を
同一の磁石で形成したので、固定軸または回転軸に磁石
を設ける製造工程が簡素化される。
【００６０】請求項６では、第２の磁石と第４の磁石を
同一の磁石で形成したので、スリーブまたは軸受ハウジ
ングに磁石を設ける製造工程が簡素化される。
【００６１】請求項７では、第１の磁石と第３の磁石を
同一の磁石で形成し、第２の磁石と第４の磁石を同一の
磁石で形成したので、請求項５および６と同様に製造工
程が簡素化される。また、ラジアル方向およびスラスト
方向で相対する磁石の反発力が均一になる。
【００６２】請求項８では、第１の磁石と第２の磁石
は、軸方向に着磁され、かつ第１の磁石と第２の磁石の
着磁磁界を軸方向にずらしたので、第１の磁石と第２の
磁石からなる磁気軸受により若干のスラスト力を発生さ
せ、モータ回転体の脱落を防止する。また、スラスト軸
受と共にモータ回転体の高さを一定に保つことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の側断面図であ
る。
【図２】この発明の第１の実施の形態の変形例の側断面
図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態の別の変形例の側
断面図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態の側断面図であ
る。
【図５】この発明の第２の実施の形態の変形例の側断面
図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態の側断面図であ
る。
【図７】この発明の第３の実施の形態の変形例の側断面
図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態の別の変形例の側
断面図である。
【図９】この発明の第４の実施の形態の側断面図であ
る。
【図１０】この発明の第４の実施の形態の変形例の側断
面図である。
【図１１】この発明の第５の実施の形態の側断面図であ
る。
【図１２】この発明の第５の実施の形態の変形例の側断
面図である。
【図１３】従来の軸受装置の一例を示す側断面図であ
る。
【符号の説明】
１５ 軸受ハウジング １６ 固定軸 １６ａ，２６ａ ヘリングボーン状の溝 １７ 第１の磁石 １８ スリーブ １５ａ，１８ａ ラジアル軸受面 １９ 流体軸受 ２０ スラスト軸受 ２１，２５ 第２の磁石 ２３ 第３の磁石 ２４ 第４の磁石 ２６ 回転軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 7/09 Ｈ０２Ｋ 7/09 21/22 21/22 Ｍ 29/00 29/00 Ｚ Ｆターム(参考） 3J011 AA02 AA04 AA10 BA02 BA04 BA08 CA02 3J102 AA01 AA07 AA08 BA03 BA04 BA17 BA18 CA01 CA10 CA13 CA15 DA02 DA03 DA07 DA11 GA03 5H019 AA00 AA08 AA10 CC04 CC09 DD01 EE01 EE14 FF00 FF03 GG00 5H607 AA00 AA14 BB01 BB09 BB14 BB17 CC01 GG02 GG12 GG14 GG19 KK03 5H621 BB07 GA01 GA04 JK07 JK17 JK19

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定軸と、この固定軸に回転自在に遊嵌
    されたスリーブと、前記固定軸の一方の先端部に当接、
    摺動することによりスリーブの高さを一定に保つストラ
    スト軸受と、前記固定軸及び前記スリーブの対向するラ
    ジアル軸受面とこれらのラジアル軸受面のうち少なくと
    も一方に設けたヘリングボーン状の溝とからなる流体軸
    受と、前記固定軸のラジアル軸受面に取付けられ所定の
    着磁が施された第１の磁石と、この第１の磁石と対向す
    るように前記スリーブに取付けられかつ対向する面を同
    一の極性に着磁した第２の磁石とを備えた軸受装置。
  2. 【請求項２】 固定軸と、この固定軸に回転自在に遊嵌
    されたスリーブと、前記固定軸の一方の先端部に当接、
    摺動することにより前記スリーブの高さを一定に保つス
    トラスト軸受と、前記固定軸及び前記スリーブの対向す
    るラジアル軸受面とこれらのラジアル軸受面のうち少な
    くとも一方に設けたヘリングボーン状の溝とからなる流
    体軸受と、前記固定軸のラジアル軸受面に取付けられ所
    定の着磁が施された第１の磁石と、この第１の磁石と対
    向するように前記スリーブに取付けられかつ対向する面
    を同一の極性に着磁した第２の磁石と、前記スラスト軸
    受が当接する前記固定軸の先端部に設けられ所定の着磁
    が施された第３の磁石と、前記スラスト軸受を挟んで前
    記第３の磁石と対向するように前記スリーブに取付けら
    れ対向する面を同一の極性に着磁した第４の磁石とを備
    えた軸受装置。
  3. 【請求項３】 回転軸と、この回転軸に固定された回転
    体と、前記回転軸を回転自在に支承する軸受ハウジング
    と、この軸受ハウジングに設けられ前記回転軸の一方の
    先端部に当接、摺動することにより前記回転体の高さを
    一定に保つスラスト軸受と、前記回転軸及び前記軸受ハ
    ウジングの対向するラジアル軸受面とこれらのラジアル
    軸受面のうち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状
    の溝とからなる流体軸受と、前記回転軸のラジアル軸受
    面に取付けられ所定の着磁が施された第１の磁石と、こ
    の第１の磁石と対向するように前記軸受ハウジングに取
    付けられかつ対向する面を同一の極性に着磁した第２の
    磁石とを備えた軸受装置。
  4. 【請求項４】 回転軸と、この回転軸に固定された回転
    体と、前記回転軸を回転自在に支承する軸受ハウジング
    と、この軸受ハウジングに設けられ前記回転軸の一方の
    先端部に当接、摺動することにより前記回転体の高さを
    一定に保つスラスト軸受と、前記回転軸及び前記軸受ハ
    ウジングの対向するラジアル軸受面とこれらのラジアル
    軸受面のうち少なくとも一方に設けたヘリングボーン状
    の溝とからなる流体軸受と、前記回転軸のラジアル軸受
    面に取付けられ所定の着磁が施された第１の磁石と、こ
    の第１の磁石と対向するように前記軸受ハウジングに取
    付けられかつ対向する面を同一の極性に着磁した第２の
    磁石と、前記スラスト軸受が当接する前記回転軸の先端
    部に設けられ所定の着磁が施された第３の磁石と、前記
    スラスト軸受を挟んで前記第３の磁石と対向するように
    前記軸受ハウジングに取付けられ対向する面を同一の極
    性に着磁した第４の磁石とを備えた軸受装置。
  5. 【請求項５】 第１の磁石と第３の磁石を同一の磁石で
    形成したことを特徴とする請求項２または４記載の軸受
    装置。
  6. 【請求項６】 第２の磁石と第４の磁石を同一の磁石で
    形成したことを特徴とする請求項２または４記載の軸受
    装置。
  7. 【請求項７】 第１の磁石と第３の磁石を同一の磁石で
    形成し、第２の磁石と第４の磁石を同一の磁石で形成し
    たことを特徴とする請求項２または４記載の軸受装置。
  8. 【請求項８】 第１の磁石と第２の磁石は、軸方向に着
    磁され、かつ前記第１の磁石と前記第２の磁石の着磁磁
    界を軸方向にずらしたことを特徴とする請求項１，２，
    ３または４記載の軸受装置。
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