JPH03265452A - スピンドルモータ - Google Patents
スピンドルモータInfo
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- JPH03265452A JPH03265452A JP2065182A JP6518290A JPH03265452A JP H03265452 A JPH03265452 A JP H03265452A JP 2065182 A JP2065182 A JP 2065182A JP 6518290 A JP6518290 A JP 6518290A JP H03265452 A JPH03265452 A JP H03265452A
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- rotating
- rotating body
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- ceramics
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
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-
- H—ELECTRICITY
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- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
-
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- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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- H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
- H02K7/088—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly radially supporting the rotor directly
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
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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。
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］
本発明は小型スピンドルモータに関する。
［従来の技術］
従来、歯科医療器具に主と１−で使用される小型スピン
ドルモータでは、モータケース内に配置したモータ軸を
、ラジアル用及びスラスト用の軸受けを介してモータケ
ースの一部に対し回転可能に支持して、モータ軸の回転
をモータ軸の外端部に取付けたドリル等の回転部材に伝
達するようになっている。
ドルモータでは、モータケース内に配置したモータ軸を
、ラジアル用及びスラスト用の軸受けを介してモータケ
ースの一部に対し回転可能に支持して、モータ軸の回転
をモータ軸の外端部に取付けたドリル等の回転部材に伝
達するようになっている。
［発明が解決しようとする課題］
ところか、前記軸受けにはボールベアリングか使用され
ており、モータ軸の高速回転によるボールの磨耗が激し
いため、使用寿命が短く、１年毎、場合によっては半年
毎に定期的な交換が必要となり、交換作業が煩雑である
のみならず、不経済であるという問題を残していた。
ており、モータ軸の高速回転によるボールの磨耗が激し
いため、使用寿命が短く、１年毎、場合によっては半年
毎に定期的な交換が必要となり、交換作業が煩雑である
のみならず、不経済であるという問題を残していた。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、その目的は軸受は手段の使用寿命か長くて交換をほ
とんど必要とせず、それ故に経済性に優れると共に、高
速回転に適したスピンドルモータを提供することにある
。
り、その目的は軸受は手段の使用寿命か長くて交換をほ
とんど必要とせず、それ故に経済性に優れると共に、高
速回転に適したスピンドルモータを提供することにある
。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために本発明のスピンドルモータは
、 動力伝達用シャフトと、そのシャフトの周囲において複
数のＮ極及びＳ極を互いに隣接する磁極が異極となるよ
うに円環状に配設されてなる界磁マグネットと、その界
磁マグネットの外周面を包囲する円筒状の回転周面セラ
ミックス部材と、この回転周面セラミックス部材の両端
部にそれぞれ一対のバランス調整体を介し配設されてな
る一対の回転端面セラミックス部材とが一体に固定され
てなる回転体と、 前記回転周面セラミックス部材の外側に配設され、回転
体のラジアル方向の移動を規制して回転体を回転可能に
支持する円筒状の固定周面セラミックス部材と、 前記一対の回転端面セラミックス部材にそれぞれ対向し
て配設され、回転体のスラスト方向の移動を規制する一
対の固定端面セラミックス部材と、前記固定周面セラミ
ックス部材の外側に配設され、前記界磁マグネットとの
協働により回転体を駆動するステータ電機子とを備え、 更に、前記回転周面セラミックス部材及び前記固定周面
セラミックス部材の対向面の何れか一方、並びに、前記
回転端面セラミックス部材及び固定端面セラミックス部
材の対向面の何れか一方に、回転体の回転に伴い動圧を
発生させる動圧溝が形成されている。
、 動力伝達用シャフトと、そのシャフトの周囲において複
数のＮ極及びＳ極を互いに隣接する磁極が異極となるよ
うに円環状に配設されてなる界磁マグネットと、その界
磁マグネットの外周面を包囲する円筒状の回転周面セラ
ミックス部材と、この回転周面セラミックス部材の両端
部にそれぞれ一対のバランス調整体を介し配設されてな
る一対の回転端面セラミックス部材とが一体に固定され
てなる回転体と、 前記回転周面セラミックス部材の外側に配設され、回転
体のラジアル方向の移動を規制して回転体を回転可能に
支持する円筒状の固定周面セラミックス部材と、 前記一対の回転端面セラミックス部材にそれぞれ対向し
て配設され、回転体のスラスト方向の移動を規制する一
対の固定端面セラミックス部材と、前記固定周面セラミ
ックス部材の外側に配設され、前記界磁マグネットとの
協働により回転体を駆動するステータ電機子とを備え、 更に、前記回転周面セラミックス部材及び前記固定周面
セラミックス部材の対向面の何れか一方、並びに、前記
回転端面セラミックス部材及び固定端面セラミックス部
材の対向面の何れか一方に、回転体の回転に伴い動圧を
発生させる動圧溝が形成されている。
［作用］
従って、回転体内に備えられた界磁マグネットとステー
タ電機子との協働により、回転体が回転駆動されると、
回転体の回転周面セラミックス部材及び固定周面セラミ
ックス部材の対向面の何れか一方、並びに、回転体の回
転端面セラミックス部材及び固定端面セラミックス部材
の対向面の何れか一方に形成された動圧溝の作用に基づ
き、それぞれの間に圧力気体膜か形成され、回転体はラ
ジアル及びスラストの両方向において、回転体を取り巻
く各部材に対し非接触状態を保持して回転される。その
ため、モータを構成する部材の磨耗が極力少なくなって
、耐久性が高められると共に、高速回転が可能となる。
タ電機子との協働により、回転体が回転駆動されると、
回転体の回転周面セラミックス部材及び固定周面セラミ
ックス部材の対向面の何れか一方、並びに、回転体の回
転端面セラミックス部材及び固定端面セラミックス部材
の対向面の何れか一方に形成された動圧溝の作用に基づ
き、それぞれの間に圧力気体膜か形成され、回転体はラ
ジアル及びスラストの両方向において、回転体を取り巻
く各部材に対し非接触状態を保持して回転される。その
ため、モータを構成する部材の磨耗が極力少なくなって
、耐久性が高められると共に、高速回転が可能となる。
また、回転体は、動力伝達用シャフトと回転周面セラミ
ックス部材の間に界磁マグネットを備える構造であるた
め、スピンドルモータはその直径を小さくすることがで
き、全体として容易に小型化できる。
ックス部材の間に界磁マグネットを備える構造であるた
め、スピンドルモータはその直径を小さくすることがで
き、全体として容易に小型化できる。
更に、界磁マグネットとステータ電機子との間に介在さ
れる回転体の回転周面セラミックス部材及び固定周面セ
ラミックス部材は、セラミックス材料によって形成され
ているため、界磁マク”ネットとステータ電機子との磁
気的相互作用に悪影響を及ぼすことがなく、回転体か内
情に回転される。
れる回転体の回転周面セラミックス部材及び固定周面セ
ラミックス部材は、セラミックス材料によって形成され
ているため、界磁マク”ネットとステータ電機子との磁
気的相互作用に悪影響を及ぼすことがなく、回転体か内
情に回転される。
前記バランス調整体は、前記界磁マグネジＩ・の軸方向
の漏洩磁束を防止する磁性体からなる漏洩磁束防止体で
あることが好ましい。
の漏洩磁束を防止する磁性体からなる漏洩磁束防止体で
あることが好ましい。
これにより、界磁マグネットとステータ電機子との間の
磁気的相互作用が高められ、回転体が円滑に回転される
。
磁気的相互作用が高められ、回転体が円滑に回転される
。
前記バランス調整体には、バランサーを着脱可能に装着
するための凹部が形成されていることが望ましい。
するための凹部が形成されていることが望ましい。
これにより、回転体のバランス調整が適宜可能となり、
回転体が最適状態に調整される。
回転体が最適状態に調整される。
前記界磁マグネットの磁極を検出する検出素子を備え、
この磁極の検出に基づき、前記ステータ電機子への通電
制御を行うことは好ましい。
この磁極の検出に基づき、前記ステータ電機子への通電
制御を行うことは好ましい。
これにより、スピンドルモータをブラシレスにて構成す
ることができ、モータの寿命を向上させることかできる
。
ることができ、モータの寿命を向上させることかできる
。
また、前記回転周面、回転端面、固定周面、固定端面の
各セラミックス部材に使用するセラミックス材料と（７
ては、炭化珪素焼結材料、アルミナ焼結材料、窒化珪素
焼結材料等の非磁性材料があげられる。これらによれば
、回転体の起動時において、気体軸受けが作用するまで
の間に、各部材間の摺接によって発生する摩擦熱に対す
る耐久性が高められ、スピンドルモータの寿命を延ばす
ことができる。
各セラミックス部材に使用するセラミックス材料と（７
ては、炭化珪素焼結材料、アルミナ焼結材料、窒化珪素
焼結材料等の非磁性材料があげられる。これらによれば
、回転体の起動時において、気体軸受けが作用するまで
の間に、各部材間の摺接によって発生する摩擦熱に対す
る耐久性が高められ、スピンドルモータの寿命を延ばす
ことができる。
特に、機械的強度に優れた炭化珪素焼結材料を使用する
場合、各セラミックス部材の肉厚を薄くしてモータ全体
の小型化を図ることができるのみならず、耐磨耗性を飛
躍的に向上させて、更に寿命の長いモータとすることが
できる。
場合、各セラミックス部材の肉厚を薄くしてモータ全体
の小型化を図ることができるのみならず、耐磨耗性を飛
躍的に向上させて、更に寿命の長いモータとすることが
できる。
また、回転体の回転周面セラミックス部材と固定周面セ
ラミックス部材との間に形成される空隙（クリアランス
）は３〜２０μｍの範囲であることが望ましい。この範
囲未満であると、回転体の回転が不可能になり、この範
囲を超過すると、モータ全体が大型化したり、回転体の
回転時にカタ付きが発生して高速回転に支障を来す。
ラミックス部材との間に形成される空隙（クリアランス
）は３〜２０μｍの範囲であることが望ましい。この範
囲未満であると、回転体の回転が不可能になり、この範
囲を超過すると、モータ全体が大型化したり、回転体の
回転時にカタ付きが発生して高速回転に支障を来す。
［実施例］
以下に、本発明をブラシレスタイプのスピンドルモータ
に具体化した一実施例を図面に従って詳述する。
に具体化した一実施例を図面に従って詳述する。
第１図に示すように、横長の円筒部材１の内側一端部（
右端部）には環状の取付は部材３が装着され、この取付
は部材３の外方には、中央部に挿通孔２ａが透設された
第１閉塞板２が複数のネジ６により固着されており、こ
の第１閉塞板２によって円筒部１１１の右端部が閉塞さ
れている。同様に、前記円筒部材１の内側他端部（左端
部）には環状の取付は部材５が装着され、その外方には
、中央部に挿通孔４ａが透設された第２閉塞板４が複数
のネジ６により固着され、これによって円筒部材ｌの左
端部が閉塞されている。そして、円筒部材１内において
両開塞板２，４にて閉塞された領域にモータ室７が形成
されている。
右端部）には環状の取付は部材３が装着され、この取付
は部材３の外方には、中央部に挿通孔２ａが透設された
第１閉塞板２が複数のネジ６により固着されており、こ
の第１閉塞板２によって円筒部１１１の右端部が閉塞さ
れている。同様に、前記円筒部材１の内側他端部（左端
部）には環状の取付は部材５が装着され、その外方には
、中央部に挿通孔４ａが透設された第２閉塞板４が複数
のネジ６により固着され、これによって円筒部材ｌの左
端部が閉塞されている。そして、円筒部材１内において
両開塞板２，４にて閉塞された領域にモータ室７が形成
されている。
また、第１及び第２閉塞板２，４のそれぞれに設置プら
れ、モータ室７内に面ｌ−た段部２ｂ、４ｂには、炭化
珪素珪素焼結材料によって円盤状に形成された固定端面
セラミックス部材としてのセラミック板９，１０がそれ
ぞれ嵌装されており、各セラミック板９，１０の中央部
にはそれぞれ挿通孔９ａ、１０ａが透設されている。
れ、モータ室７内に面ｌ−た段部２ｂ、４ｂには、炭化
珪素珪素焼結材料によって円盤状に形成された固定端面
セラミックス部材としてのセラミック板９，１０がそれ
ぞれ嵌装されており、各セラミック板９，１０の中央部
にはそれぞれ挿通孔９ａ、１０ａが透設されている。
第１図に示すように、モータ室７内にはその長さ方向に
延びる動力伝達用シャフト１２が収容され、その先端は
一方のセラミック板９の挿通孔９ａに遊挿されると共に
、他端は他方のセラミック板ｌＯの挿通孔１０ａに遊貫
されて外方へ突出されている。そして、このシャフト１
２は、その外周面が各々の挿通孔９ａ、１０ａの内周面
と空間Ｓ、を隔てて回転可能に配置されている。
延びる動力伝達用シャフト１２が収容され、その先端は
一方のセラミック板９の挿通孔９ａに遊挿されると共に
、他端は他方のセラミック板ｌＯの挿通孔１０ａに遊貫
されて外方へ突出されている。そして、このシャフト１
２は、その外周面が各々の挿通孔９ａ、１０ａの内周面
と空間Ｓ、を隔てて回転可能に配置されている。
さて、この動力伝達用シャフト１２の両端部周面上には
それぞれ環状をなすバランス調整体としてのブツシュ１
３が固定され、これらの間には界磁マグネット１４が保
持されている。第２図に示すように、界磁マグネット１
４は前記シャフト１２の周囲において、４個の永久磁石
片１５を互いに隣接する磁極が異極となるように円環状
に交互に配置して構成されている。また、第１，３図に
示すように、前記各ブツシュ１３の対向部外層にはそれ
ぞれ嵌着段部１６が環状に切欠き形成されており、両ブ
ツシュ１３間には炭化珪素珪素焼結材料によって形成さ
れた回転周面セラミックス部材としての筒状カバー１７
が嵌め込まれ、これにより前記界磁マグネット１４の外
周面が包囲されている。
それぞれ環状をなすバランス調整体としてのブツシュ１
３が固定され、これらの間には界磁マグネット１４が保
持されている。第２図に示すように、界磁マグネット１
４は前記シャフト１２の周囲において、４個の永久磁石
片１５を互いに隣接する磁極が異極となるように円環状
に交互に配置して構成されている。また、第１，３図に
示すように、前記各ブツシュ１３の対向部外層にはそれ
ぞれ嵌着段部１６が環状に切欠き形成されており、両ブ
ツシュ１３間には炭化珪素珪素焼結材料によって形成さ
れた回転周面セラミックス部材としての筒状カバー１７
が嵌め込まれ、これにより前記界磁マグネット１４の外
周面が包囲されている。
前記両ブツシュ１３の外面側には、前記第１及び第２閉
塞板２，４に設けられた各セラミック板９．１０と対向
配置されると共に、炭化珪素珪素焼結材料によって円盤
状に形成された回転端面セラミックス部材としてのセラ
ミック板２１．２２がそれぞれ固着されている。第１，
３図に示すように、これら各セラミック板２１．２２の
対向面上には、複数の動圧溝２０がそれぞれ螺旋状に形
成されている。そして、シャフト１２と共に両セラミッ
ク板２１．２２がＰ方向（第３図参照）に回転されるこ
とにより、これら動圧溝２０の作用に基づき、セラミッ
ク板９及び２１間並びにセラミック板ｌＯ及び２２間に
空気が導入されて圧力気体膜が形成され、各々はそれぞ
れ微小空間Ｓ。
塞板２，４に設けられた各セラミック板９．１０と対向
配置されると共に、炭化珪素珪素焼結材料によって円盤
状に形成された回転端面セラミックス部材としてのセラ
ミック板２１．２２がそれぞれ固着されている。第１，
３図に示すように、これら各セラミック板２１．２２の
対向面上には、複数の動圧溝２０がそれぞれ螺旋状に形
成されている。そして、シャフト１２と共に両セラミッ
ク板２１．２２がＰ方向（第３図参照）に回転されるこ
とにより、これら動圧溝２０の作用に基づき、セラミッ
ク板９及び２１間並びにセラミック板ｌＯ及び２２間に
空気が導入されて圧力気体膜が形成され、各々はそれぞ
れ微小空間Ｓ。
を隔でて離間される。これにより、動力伝達用シャフト
１２のスラスト方向の移動が規制される。
１２のスラスト方向の移動が規制される。
尚、前記セラミック板２１．２２と対向するセラミック
板９，１０の対向面は、接触摺動性に優れた平滑面に加
工されている。
板９，１０の対向面は、接触摺動性に優れた平滑面に加
工されている。
このように、動力伝達用シャフト１２に対し、ブツシュ
１３、界磁マグネジｌ−１４、筒状カバー１７及びセラ
ミック板２１．２２を一体的に固定することにより、回
転体Ｒが構成されている。
１３、界磁マグネジｌ−１４、筒状カバー１７及びセラ
ミック板２１．２２を一体的に固定することにより、回
転体Ｒが構成されている。
尚、第３図に示すように、前記各ブツシュ１３の外周面
上には、図示しないバランサーを着脱可能に装着するた
めの複数の凹部１９が形成され、回転体Ｒの荷重バラン
スを任意に調節している。
上には、図示しないバランサーを着脱可能に装着するた
めの複数の凹部１９が形成され、回転体Ｒの荷重バラン
スを任意に調節している。
一方、第１図に示すように、前記両取付は部材３．５に
よって前記回転体Ｒを包囲するように、炭化珪素焼結材
料によって筒状に形成された固定周面セラミックス部材
としての包囲部材２３が保持されている。そして、前記
筒状カバー１７の外周面と対向配置される包囲部材２３
の内周面は、接触摺動性に優れた周面に加工されている
。
よって前記回転体Ｒを包囲するように、炭化珪素焼結材
料によって筒状に形成された固定周面セラミックス部材
としての包囲部材２３が保持されている。そして、前記
筒状カバー１７の外周面と対向配置される包囲部材２３
の内周面は、接触摺動性に優れた周面に加工されている
。
また、第１，３図に示すように、筒状カバー１７の外周
面上には複数の動圧溝１８が形成されており、回転体Ｒ
がＰ方向（第３図参照）に回転されることにより、これ
ら動圧溝１８の作用に基づき、筒状カバー１７及び包囲
部材２３間に空気が導入されて圧力気体膜が形成される
。そして、両者は微小空間Ｓ、を隔てて離間されると共
に、動力伝達用シャフト１２の各端部においてその外周
面が前記両セラミック板９，１０の挿通孔９ａ。
面上には複数の動圧溝１８が形成されており、回転体Ｒ
がＰ方向（第３図参照）に回転されることにより、これ
ら動圧溝１８の作用に基づき、筒状カバー１７及び包囲
部材２３間に空気が導入されて圧力気体膜が形成される
。そして、両者は微小空間Ｓ、を隔てて離間されると共
に、動力伝達用シャフト１２の各端部においてその外周
面が前記両セラミック板９，１０の挿通孔９ａ。
】０８の内周面から空間Ｓ３を隔てた位置に浮上保持さ
れて、シャフト１２のラジアル方向の移動が規制される
。
れて、シャフト１２のラジアル方向の移動が規制される
。
ところで、前記微小空間Ｓ１及びＳ２は図面においては
空気導入路を強調するために実寸〔数μｍから数＋ｕｍ
ｃｓ＋＝約５μｍ、Ｓ約５釣ック板９及び２１、セラミ
ック板１０及び２２、並びに筒状カバー１７及び包囲部
材２３は空気膜を介して摺接するものであり、微小空間
Ｓ１及びＳ２は極めて狭いものである。そして、微小空
間Ｓ１及びＳ，は互いに連通され、前記空間Ｓ，及び第
１及び第２閉塞板２，４の各挿通孔２ａ，４ａを介（７
て空気の流出入がなされる。尚、セラミック板９及び２
１、並びにセラミック板１０及び２２によってスラスト
空気軸受が構成され、筒状カバー１７及び包囲部材２３
によってラジアル空気軸受が構成される。
空気導入路を強調するために実寸〔数μｍから数＋ｕｍ
ｃｓ＋＝約５μｍ、Ｓ約５釣ック板９及び２１、セラミ
ック板１０及び２２、並びに筒状カバー１７及び包囲部
材２３は空気膜を介して摺接するものであり、微小空間
Ｓ１及びＳ２は極めて狭いものである。そして、微小空
間Ｓ１及びＳ，は互いに連通され、前記空間Ｓ，及び第
１及び第２閉塞板２，４の各挿通孔２ａ，４ａを介（７
て空気の流出入がなされる。尚、セラミック板９及び２
１、並びにセラミック板１０及び２２によってスラスト
空気軸受が構成され、筒状カバー１７及び包囲部材２３
によってラジアル空気軸受が構成される。
また、第１，２図に示すように、前記円筒部材１の内周
面上には円筒状に形成したヨークＹが設けられており、
また、前記包囲部材２３の外周面上にはその円周方向に
沿って、ステータ電機子としての３個の電磁コイル２４
が配設されている。
面上には円筒状に形成したヨークＹが設けられており、
また、前記包囲部材２３の外周面上にはその円周方向に
沿って、ステータ電機子としての３個の電磁コイル２４
が配設されている。
そして、第３図に示すように、包囲部材２３上に複数個
設けられた検出素子としての各ホール素子２５が永久磁
石片１５の磁極を検出することにより、それに基づいて
各電磁コイル２４に流される電流が制御され、前記界磁
マグネット１４との相万作用に基づき、回転体Ｒが前記
Ｐ方向に回転される。
設けられた検出素子としての各ホール素子２５が永久磁
石片１５の磁極を検出することにより、それに基づいて
各電磁コイル２４に流される電流が制御され、前記界磁
マグネット１４との相万作用に基づき、回転体Ｒが前記
Ｐ方向に回転される。
さて、上述のように構成されたスピンドルモータにおい
て、各ホール素子２５による永久磁石片１５の磁極の検
出に基づき、各電磁コイル２４への通電制御が開始され
ると、回転体Ｒが前記Ｐ方向へ回転される。すると、セ
ラミック板２１及び２２の各動圧溝２０、並びに筒状カ
バー１７の各動圧溝１８の作用により、前記ラジアル及
びスラスト両空気軸受の対向面間に圧力気体膜が形成さ
れ、それぞれに微小空間Ｓ１及びＳ２が確保される。こ
うして、回転体Ｒはモータ内の各部材と非接触状態を保
持しながら安定回転される。
て、各ホール素子２５による永久磁石片１５の磁極の検
出に基づき、各電磁コイル２４への通電制御が開始され
ると、回転体Ｒが前記Ｐ方向へ回転される。すると、セ
ラミック板２１及び２２の各動圧溝２０、並びに筒状カ
バー１７の各動圧溝１８の作用により、前記ラジアル及
びスラスト両空気軸受の対向面間に圧力気体膜が形成さ
れ、それぞれに微小空間Ｓ１及びＳ２が確保される。こ
うして、回転体Ｒはモータ内の各部材と非接触状態を保
持しながら安定回転される。
尚、本実施例のスピンドルモータは、円筒部材１の径が
２２闘と非常に小型化されており、スラスト負荷容量が
１００ｇ、ラジアル負荷容量が５００ｇで、使用回転数
は５０００〜４００００ｒｐｍと広範囲にわたる。
２２闘と非常に小型化されており、スラスト負荷容量が
１００ｇ、ラジアル負荷容量が５００ｇで、使用回転数
は５０００〜４００００ｒｐｍと広範囲にわたる。
このように本実施例によれば、ラジアル及びスラスト両
方向の軸受手段を空気軸受によって構成したので、両方
向への荷重を非接触状態で支持することができる。この
ため、ボールベアリング等を使用した従来品と異なり、
軸受の磨耗や劣化が極力回避され、軸受部材等を交換す
ることなく長期にわたって使用することができる。
方向の軸受手段を空気軸受によって構成したので、両方
向への荷重を非接触状態で支持することができる。この
ため、ボールベアリング等を使用した従来品と異なり、
軸受の磨耗や劣化が極力回避され、軸受部材等を交換す
ることなく長期にわたって使用することができる。
また、界磁マグネット１４と各電磁コイル２４との間に
介在される筒状カバー１７及び包囲部材２３は、非磁性
の炭化珪素焼結材料によって形成されているため、界磁
マグネット１４と各電磁コイル２４との磁気的相互作用
に悪影響を及ぼさず、回転体Ｒが無駄なく円滑に回転さ
れる。
介在される筒状カバー１７及び包囲部材２３は、非磁性
の炭化珪素焼結材料によって形成されているため、界磁
マグネット１４と各電磁コイル２４との磁気的相互作用
に悪影響を及ぼさず、回転体Ｒが無駄なく円滑に回転さ
れる。
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、ス
ラスト方向の軸受手段として、前記空気軸受に代えて磁
気軸受を採用してもよい。即ち、前記両ブツシュ１３の
外面側に環状マグネットをそれぞれ固着し、これらと対
向する第１及び第２閉塞板２，４に同じく環状のマグネ
ットをそれぞれ嵌装すると共に、これら対向するマグネ
ットの磁極を互いに同じものとし、両者の反発によって
動力伝達用シャフト１２のスラスト方向の移動を規制す
るようにしてもよい。
ラスト方向の軸受手段として、前記空気軸受に代えて磁
気軸受を採用してもよい。即ち、前記両ブツシュ１３の
外面側に環状マグネットをそれぞれ固着し、これらと対
向する第１及び第２閉塞板２，４に同じく環状のマグネ
ットをそれぞれ嵌装すると共に、これら対向するマグネ
ットの磁極を互いに同じものとし、両者の反発によって
動力伝達用シャフト１２のスラスト方向の移動を規制す
るようにしてもよい。
また、動圧溝を包囲部材２３の内周面に形成したり、両
開塞板２．４のセラミック板９，１０の表面に形成する
ことも可能である。
開塞板２．４のセラミック板９，１０の表面に形成する
ことも可能である。
［発明の効果コ
以上詳述したように本発明によれば、軸受は手段の使用
寿命が長くて交換をほとんど必要とせず、それ故に経済
性に優れると共に、高速回転に適１゜ているという優秀
な効果を発揮する。
寿命が長くて交換をほとんど必要とせず、それ故に経済
性に優れると共に、高速回転に適１゜ているという優秀
な効果を発揮する。
第１〜３図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図は正断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３
図は要部分解斜視図である。 ９．１０・・・固定端面セラミックス部材としてのセラ
ミック板、１２・・・動力伝達用シャフト、１３・・・
バランス調整体としてのブツシュ、１４・・・界磁マグ
ネット、１７・・・回転局面セラミックス部材としての
筒状カバー １８１，２０・・・動圧溝、１９・・・凹
部、２１．２２・・・回転端面セラミックス部材として
のセラミック板、２３・・・固定周面セラミックス部材
としての包囲部材、２４・・・ステータ電機子としての
電磁コイル、２５・・・検出素子としてのホール素子、
Ｒ・・・回転体。
図は正断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３
図は要部分解斜視図である。 ９．１０・・・固定端面セラミックス部材としてのセラ
ミック板、１２・・・動力伝達用シャフト、１３・・・
バランス調整体としてのブツシュ、１４・・・界磁マグ
ネット、１７・・・回転局面セラミックス部材としての
筒状カバー １８１，２０・・・動圧溝、１９・・・凹
部、２１．２２・・・回転端面セラミックス部材として
のセラミック板、２３・・・固定周面セラミックス部材
としての包囲部材、２４・・・ステータ電機子としての
電磁コイル、２５・・・検出素子としてのホール素子、
Ｒ・・・回転体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 動力伝達用シャフト（１２）と、そのシャフト（１
２）の周囲において複数のＮ極及びＳ極を互いに隣接す
る磁極が異極となるように円環状に配設されてなる界磁
マグネット（１４）と、その界磁マグネット（１４）の
外周面を包囲する円筒状の回転周面セラミックス部材（
１７）と、この回転周面セラミックス部材（１７）の両
端部にそれぞれ一対のバランス調整体（１３）を介し配
設されてなる一対の回転端面セラミックス部材（２１、
２２）とが一体に固定されてなる回転体（Ｒ）と、 前記回転周面セラミックス部材（１７）の外側に配設さ
れ、回転体（Ｒ）のラジアル方向の移動を規制して回転
体（Ｒ）を回転可能に支持する円筒状の固定周面セラミ
ックス部材（２３）と、前記一対の回転端面セラミック
ス部材（２１、２２）にそれぞれ対向して配設され、回
転体（Ｒ）のスラスト方向の移動を規制する一対の固定
端面セラミックス部材（９、１０）と、 前記固定周面セラミックス部材（２３）の外側に配設さ
れ、前記界磁マグネット（１４）との協働により回転体
（Ｒ）を駆動するステータ電機子（２４）とを備え、 更に、前記回転周面セラミックス部材（１７）及び前記
固定周面セラミックス部材（２３）の対向面の何れか一
方、並びに、前記回転端面セラミックス部材（２１、２
２）及び固定端面セラミックス部材（９、１０）の対向
面の何れか一方に、回転体（Ｒ）の回転に伴い動圧を発
生させる動圧溝（１８、２０）が形成されていることを
特徴とするスピンドルモータ。 ２ 前記バランス調整体（１３）は、前記界磁マグネッ
ト（１４）の軸方向の漏洩磁束を防止する磁性体からな
る漏洩磁束防止体であることを特徴とする請求項１に記
載のスピンドルモータ。 ３ 前記バランス調整体（１３）には、バランサーを着
脱可能に装着するための凹部（１９）が形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピンドルモ
ータ。 ４ 前記界磁マグネット（１４）の磁極を検出する検出
素子（２５）を備え、この磁極の検出に基づき、前記ス
テータ電機子（２４）への通電制御を行うことを特徴と
する請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065182A JP2826156B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | スピンドルモータ |
| US07/757,341 US5168186A (en) | 1990-03-15 | 1991-09-10 | Spindle motor |
| EP91308272A EP0531588B1 (en) | 1990-03-15 | 1991-09-11 | Spindle motor |
| DK91308272.3T DK0531588T3 (da) | 1990-03-15 | 1991-09-11 | Spindelmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065182A JP2826156B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | スピンドルモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265452A true JPH03265452A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2826156B2 JP2826156B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13279519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065182A Expired - Lifetime JP2826156B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | スピンドルモータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5168186A (ja) |
| EP (1) | EP0531588B1 (ja) |
| JP (1) | JP2826156B2 (ja) |
| DK (1) | DK0531588T3 (ja) |
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