JP2661924B2 - 磁気駆動装置 - Google Patents
磁気駆動装置Info
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- JP2661924B2 JP2661924B2 JP62300770A JP30077087A JP2661924B2 JP 2661924 B2 JP2661924 B2 JP 2661924B2 JP 62300770 A JP62300770 A JP 62300770A JP 30077087 A JP30077087 A JP 30077087A JP 2661924 B2 JP2661924 B2 JP 2661924B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はモータ、磁気軸受等の磁気駆動装置に関する
ものである。 従来の技術 従来のモータは、例えば第３図に示すように、回転軸
21にロータ22を固定し、この回転軸21の一端側をラジア
ル軸受機能を有する第１のころがり軸受23にて、他端側
をラジアル軸受機能とスラスト軸受可能を有する第２の
ころがり軸受24にてそれぞれ回転自在に支持するととも
に、これら軸受23、24をモータケース25に嵌着して回転
軸21を回転自在に支持し、前記モータケース25の内周面
に、前記ロータ22の外周に対向するようにステータ26を
取付けて構成している。 尚、近年、回転軸の軸受装置として、円周溝付き静圧
流体軸受が高精度の軸受として提案されている。 発明が解決しようとする問題点 ところで、上記のような構成のモータでは回転軸21の
両端部にころがり軸受23、24を配置する必要があり、軸
方向に大きな構成となるとともに、ころがり軸受で高精
度を維持するには寿命に限界があるという問題があっ
た。 本発明は上記従来の問題点に鑑み、高精度で長寿命で
あり、しかもコンパクトな磁気駆動装置の提供を目的と
する。 問題点を解決するための手段 本発明の磁気駆動装置は、上記目的を達成するため、
ロータ（回転側）とステータ（固定側）の間に流体軸受
を設けるとともに、ロータに対向する側のステータの面
を、周方向に分離された極歯と極歯間に封入された絶縁
物とで平滑に形成し、ロータに対向する側のステータの
面の表面に、透磁率の小さな材料を用いて表面処理層を
形成し、ロータの表面と表面処理層の表面との間に10〜
20μｍのクリアランスを設けたことを特徴とする。 作用 本発明の上記構成によれば、ロータとステータの対向
面間に設けた流体軸受にてロータ及び回転軸を非接触で
回転自在に支持しているので、高精度でかつ長寿命であ
り、しかも流体軸受はスペースを必要とせず、ことがり
軸受を配置したものに比してコンパクトに構成できる。
また、流体軸受を回転軸とモータケースの間ではなく、
ロータとステータの間に配置しているので、別部材を設
けることなく軸受半径の大きな流体軸受を構成でき、そ
れだけコンパクトに大きな負荷能力を持たせることがで
きる。又、ロータに対向する側のステータの面を、周方
向に分離された極歯と極歯間に封入された絶縁物とで平
滑に形成し、ロータに対向する側のステータの面の表面
に、透磁率の小さな材料を用いて表面処理層を形成した
ことにより、ロータとステータとの間に設けた流体軸受
の気密性を確保しつつ、ステータからの磁束の漏洩を防
止することができる。さらに、ロータの表面と表面処理
層の表面との間に、10〜20μｍのクリアランスを設けて
流体軸受を形成したことにより、磁気駆動装置の性能を
劣化させることなく、磁気駆動装置の量産が可能とな
る。 実施例 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照し
て説明する。 １はモータケースで、内部にステータとロータを配置
する空間２を有し、かつその軸心位置を回転軸３が貫通
している。前記モータケース１の一端壁1aに形成された
軸受穴４に回転軸３に外嵌固定されたスラスト軸受５が
装着されている。前記空間２内において、回転軸３の外
周にサマリウムコバルト磁石から成るロータ６が固定さ
れるとともに、このロータ６の外周に微小な隙間をあけ
て対向するようにモータケース１の内周にステータ７が
嵌合固定されている。7aはステータコイルであり、第２
図に示すように、ステータ７のロータ６に対向する側の
面を周方向に分離して形成された極歯30間に挿入され
て、メッキ可能なABS樹脂7b等で封入され、ステータ７
の内周面は平滑に、すなわち凹凸なく滑らかに形成され
ている。 前記ステータ７には、その内周面の両端から適当な位
置に一対の円周溝8a、8bが形成されるとともに、これら
円周溝8a、8bに対してステータ７の外周面から半径方向
に流通抵抗となる絞り通路９が穿設されている。又、モ
ータケース１には、前記絞り通路９の外周側の開口端が
臨む一対の環状溝10a、10bが内周面に形成されるととも
に、モータケース１の外周面に形成された高圧流体供給
口11から前記環状溝10a、10bに連通する高圧流体通路12
が形成されている。 さらに、前記ロータ６の外周面とステータ７の内周面
には透磁率の小さい材料、例えば硬質クロムをメッキし
た表面処理層13、14が形成され、これらの間の隙間δが
10〜20μｍ程度に設定されている。このロータ６とステ
ータ７の間の隙間δに形成されたエア膜と円周溝8a、8b
に供給された高圧エアにて静圧エア軸受15が形成されて
いる。 なお、前記表面処理層13、14の厚みは50μｍ程度でよ
く、このようにロータ６とステータ７の間に硬質クロム
の表面処理層13、14を形成しても、モータの性能に係る
ロータ６とステータ７の磁気回路上のクリアランスは、
表面処理層13、14の厚みと静圧エア軸受15の隙間δを加
えた寸法となり、100〜150μｍ程度であるため、モータ
の効率は損なわれない。 次に、前記静圧エア軸受15を形成する工程を説明する
と、ロータ６を着磁前の段階で回転軸３に固着し、この
ロータ６の外周に硬質クロムメッキを施して表面処理層
13を形成した後、外径が所定の寸法になるように研摩加
工する。一方、前記ステータ７の内周面の両端近傍位置
に円周溝8a、8bを切削加工した後、このステータ７の内
周面にも同様に硬質クロムメッキを施して表面処理層14
を形成し、その後内面研摩してロータ６とステータ７の
間の最終クリアランスが10〜20μｍとなるように仕上
げ、次に円周溝8a、8bから絞り通路９を穿設する。その
後、ロータ６を着磁し、ステータ７と回転軸３及びロー
タ６をモータケース１内に組み込めばよい。 以上の構成のモータにおいて、ステータコイル7aに電
流を流して駆動すると、ロータ６及び回転軸３はロータ
６外周の静圧エア軸受15にてラジアル荷重が支持されて
高精度の回転が確保される。その際、静圧エア軸受15を
ロータ６の外周に設けているので、軸受半径が大きく、
そのため量産可能な10〜20μｍ程度のクリアランスをロ
ータ６とステータ７の間に設けても十分な負荷能力が得
られる。また、この回転中ロータ６とステータ７は非接
触で回転するため、摩耗を生じず高精度の回転を長期間
にわたって維持できる。 さらに、前記静圧エア軸受15は円周溝8a、8bを備えて
いるので、これら円周溝8a、8b間の広い面積の隙間δに
おけるエア圧力が高圧状態に維持されるため、大きな負
荷能力を確保できる。また、供給するエア圧力に応じて
より負荷能力の大きなモータを容易に構成することがで
きる。 なお、回転軸３に作用するスラスト荷重は適宜構成の
スラスト軸受５にて支持される。 上記実施例では円周溝付き静圧流体軸受をロータとス
テータの間に設けた例を示したが、比較的高速で回転す
るモータの場合にはスパイラル溝を形成した動圧流体軸
受等を設けてもよい。 又、上記実施例では、ブラシレスDCモータを例示した
が、トランジスタモータ、ハーメチックモータ、ACモー
タ、電子ガバナモータ、コアレスモータ等、任意種類の
モータに適用できる。 さらに、上記実施例ではロータ及びステータの対向面
に静圧流体軸受を形成するために設けた表面処理層とし
て、硬質クロムメッキ層を形成した例を示したが、透磁
率の小さい材料で必要な強度を有するものであれば、任
意の材料を使用することができる。 以上の実施例では、本発明をモータに適用した場合を
示したが、本発明は同様の構成である磁気軸受にも適用
できる。この場合、磁気軸受のラジアル方向の負荷能力
を補強する方策として有効である。 発明の効果 本発明の磁気駆動装置によれば、以上のようにロータ
とステータの対向面間に設けた流体軸受にてロータ及び
回転軸を非接触で回転自在に支持しているので、高精度
でかつ長寿命であり、しかも流体軸受はスペースを必要
とせず、ころがり軸受を配置したものに比してコンパク
トに構成できる。また、流体軸受を回転軸とケースの間
ではなく、ロータとステータの間に配置しているので、
別部材を設けることなく軸受半径の大きな流体軸受を構
成でき、それだけコンパクトに大きな負荷能旅を持たせ
ることができる。さらには、ロータに対向する側のステ
ータの面を、周方向に分離された極歯と極歯間に封入さ
れた絶縁物とで平滑に形成し、ロータに対向する側のス
テータの面の表面に、透磁率の小さな材料を用いて表面
処理層を形成したことにより、ロータとステータとの間
に設けた流体軸受の気密性を確保しつつ、ステータから
の磁束の漏洩を防止することがでかきるので、モータの
性能を高く維持することができる。また、ロータの表面
と表面処理層の表面との間に、10〜20μｍのクリアラン
スを設けて流体軸受を形成したことにより、磁気駆動装
置の性能を劣化させることなく、磁気駆動装置の量産が
可能となる。
ものである。 従来の技術 従来のモータは、例えば第３図に示すように、回転軸
21にロータ22を固定し、この回転軸21の一端側をラジア
ル軸受機能を有する第１のころがり軸受23にて、他端側
をラジアル軸受機能とスラスト軸受可能を有する第２の
ころがり軸受24にてそれぞれ回転自在に支持するととも
に、これら軸受23、24をモータケース25に嵌着して回転
軸21を回転自在に支持し、前記モータケース25の内周面
に、前記ロータ22の外周に対向するようにステータ26を
取付けて構成している。 尚、近年、回転軸の軸受装置として、円周溝付き静圧
流体軸受が高精度の軸受として提案されている。 発明が解決しようとする問題点 ところで、上記のような構成のモータでは回転軸21の
両端部にころがり軸受23、24を配置する必要があり、軸
方向に大きな構成となるとともに、ころがり軸受で高精
度を維持するには寿命に限界があるという問題があっ
た。 本発明は上記従来の問題点に鑑み、高精度で長寿命で
あり、しかもコンパクトな磁気駆動装置の提供を目的と
する。 問題点を解決するための手段 本発明の磁気駆動装置は、上記目的を達成するため、
ロータ（回転側）とステータ（固定側）の間に流体軸受
を設けるとともに、ロータに対向する側のステータの面
を、周方向に分離された極歯と極歯間に封入された絶縁
物とで平滑に形成し、ロータに対向する側のステータの
面の表面に、透磁率の小さな材料を用いて表面処理層を
形成し、ロータの表面と表面処理層の表面との間に10〜
20μｍのクリアランスを設けたことを特徴とする。 作用 本発明の上記構成によれば、ロータとステータの対向
面間に設けた流体軸受にてロータ及び回転軸を非接触で
回転自在に支持しているので、高精度でかつ長寿命であ
り、しかも流体軸受はスペースを必要とせず、ことがり
軸受を配置したものに比してコンパクトに構成できる。
また、流体軸受を回転軸とモータケースの間ではなく、
ロータとステータの間に配置しているので、別部材を設
けることなく軸受半径の大きな流体軸受を構成でき、そ
れだけコンパクトに大きな負荷能力を持たせることがで
きる。又、ロータに対向する側のステータの面を、周方
向に分離された極歯と極歯間に封入された絶縁物とで平
滑に形成し、ロータに対向する側のステータの面の表面
に、透磁率の小さな材料を用いて表面処理層を形成した
ことにより、ロータとステータとの間に設けた流体軸受
の気密性を確保しつつ、ステータからの磁束の漏洩を防
止することができる。さらに、ロータの表面と表面処理
層の表面との間に、10〜20μｍのクリアランスを設けて
流体軸受を形成したことにより、磁気駆動装置の性能を
劣化させることなく、磁気駆動装置の量産が可能とな
る。 実施例 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照し
て説明する。 １はモータケースで、内部にステータとロータを配置
する空間２を有し、かつその軸心位置を回転軸３が貫通
している。前記モータケース１の一端壁1aに形成された
軸受穴４に回転軸３に外嵌固定されたスラスト軸受５が
装着されている。前記空間２内において、回転軸３の外
周にサマリウムコバルト磁石から成るロータ６が固定さ
れるとともに、このロータ６の外周に微小な隙間をあけ
て対向するようにモータケース１の内周にステータ７が
嵌合固定されている。7aはステータコイルであり、第２
図に示すように、ステータ７のロータ６に対向する側の
面を周方向に分離して形成された極歯30間に挿入され
て、メッキ可能なABS樹脂7b等で封入され、ステータ７
の内周面は平滑に、すなわち凹凸なく滑らかに形成され
ている。 前記ステータ７には、その内周面の両端から適当な位
置に一対の円周溝8a、8bが形成されるとともに、これら
円周溝8a、8bに対してステータ７の外周面から半径方向
に流通抵抗となる絞り通路９が穿設されている。又、モ
ータケース１には、前記絞り通路９の外周側の開口端が
臨む一対の環状溝10a、10bが内周面に形成されるととも
に、モータケース１の外周面に形成された高圧流体供給
口11から前記環状溝10a、10bに連通する高圧流体通路12
が形成されている。 さらに、前記ロータ６の外周面とステータ７の内周面
には透磁率の小さい材料、例えば硬質クロムをメッキし
た表面処理層13、14が形成され、これらの間の隙間δが
10〜20μｍ程度に設定されている。このロータ６とステ
ータ７の間の隙間δに形成されたエア膜と円周溝8a、8b
に供給された高圧エアにて静圧エア軸受15が形成されて
いる。 なお、前記表面処理層13、14の厚みは50μｍ程度でよ
く、このようにロータ６とステータ７の間に硬質クロム
の表面処理層13、14を形成しても、モータの性能に係る
ロータ６とステータ７の磁気回路上のクリアランスは、
表面処理層13、14の厚みと静圧エア軸受15の隙間δを加
えた寸法となり、100〜150μｍ程度であるため、モータ
の効率は損なわれない。 次に、前記静圧エア軸受15を形成する工程を説明する
と、ロータ６を着磁前の段階で回転軸３に固着し、この
ロータ６の外周に硬質クロムメッキを施して表面処理層
13を形成した後、外径が所定の寸法になるように研摩加
工する。一方、前記ステータ７の内周面の両端近傍位置
に円周溝8a、8bを切削加工した後、このステータ７の内
周面にも同様に硬質クロムメッキを施して表面処理層14
を形成し、その後内面研摩してロータ６とステータ７の
間の最終クリアランスが10〜20μｍとなるように仕上
げ、次に円周溝8a、8bから絞り通路９を穿設する。その
後、ロータ６を着磁し、ステータ７と回転軸３及びロー
タ６をモータケース１内に組み込めばよい。 以上の構成のモータにおいて、ステータコイル7aに電
流を流して駆動すると、ロータ６及び回転軸３はロータ
６外周の静圧エア軸受15にてラジアル荷重が支持されて
高精度の回転が確保される。その際、静圧エア軸受15を
ロータ６の外周に設けているので、軸受半径が大きく、
そのため量産可能な10〜20μｍ程度のクリアランスをロ
ータ６とステータ７の間に設けても十分な負荷能力が得
られる。また、この回転中ロータ６とステータ７は非接
触で回転するため、摩耗を生じず高精度の回転を長期間
にわたって維持できる。 さらに、前記静圧エア軸受15は円周溝8a、8bを備えて
いるので、これら円周溝8a、8b間の広い面積の隙間δに
おけるエア圧力が高圧状態に維持されるため、大きな負
荷能力を確保できる。また、供給するエア圧力に応じて
より負荷能力の大きなモータを容易に構成することがで
きる。 なお、回転軸３に作用するスラスト荷重は適宜構成の
スラスト軸受５にて支持される。 上記実施例では円周溝付き静圧流体軸受をロータとス
テータの間に設けた例を示したが、比較的高速で回転す
るモータの場合にはスパイラル溝を形成した動圧流体軸
受等を設けてもよい。 又、上記実施例では、ブラシレスDCモータを例示した
が、トランジスタモータ、ハーメチックモータ、ACモー
タ、電子ガバナモータ、コアレスモータ等、任意種類の
モータに適用できる。 さらに、上記実施例ではロータ及びステータの対向面
に静圧流体軸受を形成するために設けた表面処理層とし
て、硬質クロムメッキ層を形成した例を示したが、透磁
率の小さい材料で必要な強度を有するものであれば、任
意の材料を使用することができる。 以上の実施例では、本発明をモータに適用した場合を
示したが、本発明は同様の構成である磁気軸受にも適用
できる。この場合、磁気軸受のラジアル方向の負荷能力
を補強する方策として有効である。 発明の効果 本発明の磁気駆動装置によれば、以上のようにロータ
とステータの対向面間に設けた流体軸受にてロータ及び
回転軸を非接触で回転自在に支持しているので、高精度
でかつ長寿命であり、しかも流体軸受はスペースを必要
とせず、ころがり軸受を配置したものに比してコンパク
トに構成できる。また、流体軸受を回転軸とケースの間
ではなく、ロータとステータの間に配置しているので、
別部材を設けることなく軸受半径の大きな流体軸受を構
成でき、それだけコンパクトに大きな負荷能旅を持たせ
ることができる。さらには、ロータに対向する側のステ
ータの面を、周方向に分離された極歯と極歯間に封入さ
れた絶縁物とで平滑に形成し、ロータに対向する側のス
テータの面の表面に、透磁率の小さな材料を用いて表面
処理層を形成したことにより、ロータとステータとの間
に設けた流体軸受の気密性を確保しつつ、ステータから
の磁束の漏洩を防止することがでかきるので、モータの
性能を高く維持することができる。また、ロータの表面
と表面処理層の表面との間に、10〜20μｍのクリアラン
スを設けて流体軸受を形成したことにより、磁気駆動装
置の性能を劣化させることなく、磁気駆動装置の量産が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の縦断正面図、第２図は同縦
断側面図、第３図は従来例の縦断正面図である。 ６……ロータ ７……ステータ 8a、8b……円周溝 ９……絞り通路 10a、10b……環状溝 11……高圧流体供給口 12……高圧流体通路 13、14……表面処理層 15……静圧エア軸受 30……極歯。
断側面図、第３図は従来例の縦断正面図である。 ６……ロータ ７……ステータ 8a、8b……円周溝 ９……絞り通路 10a、10b……環状溝 11……高圧流体供給口 12……高圧流体通路 13、14……表面処理層 15……静圧エア軸受 30……極歯。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ロータとステータとの間に流体軸受を設けた磁気駆
動装置であって、前記ロータに対向する側の前記ステー
タの面を周方向に分離された極歯と前記極歯間に封入さ
れた絶縁物とで平滑に形成し、透磁率の小さな材料を用
いて前記面の表面に表面処理層を形成することにより、
前記流体軸受の気密性を確保するとともに、前記ロータ
の表面と前記表面処理層の表面との間には10〜20μｍの
クリアランスを設けたことを特徴とする磁気駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62300770A JP2661924B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 磁気駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62300770A JP2661924B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 磁気駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01141228A JPH01141228A (ja) | 1989-06-02 |
| JP2661924B2 true JP2661924B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17888883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62300770A Expired - Fee Related JP2661924B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 磁気駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661924B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107237820A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-10-10 | 燕山大学 | 一种电磁水静压双重悬浮被动径向轴承 |
| JP7074628B2 (ja) * | 2018-09-14 | 2022-05-24 | Ntn株式会社 | 遊星減速装置及び電動アクチュエータ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60121314A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-28 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 静圧軸受装置 |
| JPS6248416U (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-25 |
-
1987
- 1987-11-27 JP JP62300770A patent/JP2661924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01141228A (ja) | 1989-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |