JPH01141228A - 磁気駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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２
１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９棺受２３にて、
他端側をラノフル軸受槻・能とスラスト軸受機能を有す
る第２のころがり軸受２４にで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２
５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、貞 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９軸受で
高精度を維持するには寿命に限度があるという問題があ
った。

本発明は上記従来の問題、α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Ｖｃｒａ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
を設けたことを特徴とする。

又、好適な実施態様においては、前記流体軸受は、ロー
タとステータの対向面の両端部に形成された一対の円周
溝と、これら円周溝に高圧流体な０（給する手段にて構
成される。

作用 本発明の上記ｖＩｒ＆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、ころが
り軸受を配置したものに比してコンパクトにＮ４戒でき
る。また、流体軸受を回転軸とモータケースの間ではな
（、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、流体軸受として、円周溝付きの静圧軸受を採用する
ことにより、特に高速で回転しない磁気駆動装置におい
ても大きな負荷能力を容易に確保することができる。

また、円周溝を形成する部分以外は、口−タとステータ
間のクリアランスを従来同様に保つことがでさるため、
磁気駆動装置の性能には影響を与えない。

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、１１１２を有し、かつその軸心位置を回転軸３が
貫通しでいる。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が嵌着されている。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、メツキ可能なＡＩ３　Ｓ　？
Ｈ脂７ｂ等で封入され、ステータフの内周面は平滑に形
成されでいる。

前記入チータフには、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に対してステータフの外周面から半
仕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ツキした
表面処理層１３．１４が形成され、これらの間の隙間δ
が１０〜２０μｌ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面圧エア軸受１５
が形成されている。

なお、前記表面処理層１３．１４の厚みは５０μ鴎程度
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１
５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ツキを施して表面処理Ｉ
ＶＪ１３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、前記入チータフの内周面の両端近
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ツキを施して表
面処理Ｉｖ１１４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１０〜２０μ
−となるように仕上げ、次に円周溝８ａ、８ｂから紋り
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にてラノ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、ひ圧エア軸受１
５をロータ６の外周に設けているので、軸受半径が大さ
く、そのため量産可能な１０〜２０μ鵠程度のクリアラ
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、前記従圧エア軸受１５は円周溝８ａ１８ｂを備
えているので、これら円周溝８ａ、ＯＬ＋間の広い面積
の隙間δにおけるエフ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、供給するエフ圧
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〃バナ（−夕、コアレスモーフ等、任意１１
１Ｍ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
、硬質クロムメツ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るものであれば、任意の
材料を使用することがでさる。

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、磁気軸受のラノ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！ｌ１ＩＪ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力を持たせることができる等
、大なる効果を発揮する。

【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。 代理人　弁理士　中尾敏男　はか１名 第１図 １２−−−九発這」々 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロータとステータの間に流体軸受を設けたことを
   特徴とする磁気駆動装置。
2. （２）流体軸受はロータとステータの対向面の両端部に
   形成された一対の円周溝と、これら円周溝に高圧流体を
   供給する手段とを備えている特許請求の範囲第１項記載
   の磁気駆動装置。