JPH06241229A - 磁気軸受 - Google Patents
磁気軸受Info
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- JPH06241229A JPH06241229A JP5048683A JP4868393A JPH06241229A JP H06241229 A JPH06241229 A JP H06241229A JP 5048683 A JP5048683 A JP 5048683A JP 4868393 A JP4868393 A JP 4868393A JP H06241229 A JPH06241229 A JP H06241229A
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- twin
- axial direction
- magnets
- fixed
- axial
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Classifications
-
- 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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
- F16C32/0425—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for radial load mainly
-
- 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
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
-
- 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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0402—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means combined with other supporting means, e.g. hybrid bearings with both magnetic and fluid supporting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回転軸の径方向および軸方向の位置精度が高
く、また全体の外径が小さく構造が簡素な磁気軸受を提
供することを目的とする。 【構成】固定部材と回転部材が入子状態に組み合せら
れ、軸方向に着磁された２個の筒状永久磁石を互いに着
磁方向逆向きに軸方向に接合したツイン磁石体が、両部
材の対峙周面に、それぞれ互いに同じ着磁向きにかつ軸
方向にわずかに位置をずらせてかつ半径方向にわずかな
隙間を有して配置，固着され、この配置関係でこれらの
ツイン磁石体が両部材の対峙周面に軸方向に少なくとも
２組配置されている。ツイン磁石体は軸方向に２体同極
の端部どおしが接するように固着されて復ツイン磁石体
としてもよい。
く、また全体の外径が小さく構造が簡素な磁気軸受を提
供することを目的とする。 【構成】固定部材と回転部材が入子状態に組み合せら
れ、軸方向に着磁された２個の筒状永久磁石を互いに着
磁方向逆向きに軸方向に接合したツイン磁石体が、両部
材の対峙周面に、それぞれ互いに同じ着磁向きにかつ軸
方向にわずかに位置をずらせてかつ半径方向にわずかな
隙間を有して配置，固着され、この配置関係でこれらの
ツイン磁石体が両部材の対峙周面に軸方向に少なくとも
２組配置されている。ツイン磁石体は軸方向に２体同極
の端部どおしが接するように固着されて復ツイン磁石体
としてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は永久磁石間の磁気的反発
力で固定部材に対して回転部材を支承する磁気軸受に関
し、特に磁気ディスク駆動装置のディスクスピンドルや
レーザビームを反射走査するポリゴンミラーの軸支部に
組み込まれる磁気軸受に関する。
力で固定部材に対して回転部材を支承する磁気軸受に関
し、特に磁気ディスク駆動装置のディスクスピンドルや
レーザビームを反射走査するポリゴンミラーの軸支部に
組み込まれる磁気軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転軸の非接触軸受として従来から、回
転軸とその支承側の固定部との間に磁気的反発力を生じ
させ、これによって前記回転軸を浮上支持するものが知
られている。例えば磁性材の回転軸を挟むようにＸＹ方
向に対向配置した直流電磁石と、前記回転軸のＸＹ方向
の偏差を検出するセンサと、前記電磁石の通電を制御す
るサーボ制御装置とを有する磁気軸受、あるいは永久磁
石の同極間の磁気的反発力を利用して回転軸を非接触で
支持するもの等が提案されている。後者の例としては、
回転軸の軸方向片側に軸方向にＮ，Ｓ極をもつマグネッ
トを固着し、該マグネットの両端面に前記回転軸と平行
な周面をもつ磁性体円板を固着し、前記回転軸を囲包す
る固定側の内周面に前記磁性体円板と同極でかつ空隙を
有して対峙する円筒形マグネットを固着し、前記回転軸
の他方の軸方向片側には、同様に軸方向にＮ，Ｓ極をも
つマグネットを固着し、その両端面に円錐状の磁性体円
板を固着し、さらに該磁性体円板の円錐面と同極でかつ
空隙を有して対峙するテーパ状内周面をもつ環状マグネ
ットを固定側に固着した軸承装置が開示されている（特
願昭６３−５３３１５号公報）。
転軸とその支承側の固定部との間に磁気的反発力を生じ
させ、これによって前記回転軸を浮上支持するものが知
られている。例えば磁性材の回転軸を挟むようにＸＹ方
向に対向配置した直流電磁石と、前記回転軸のＸＹ方向
の偏差を検出するセンサと、前記電磁石の通電を制御す
るサーボ制御装置とを有する磁気軸受、あるいは永久磁
石の同極間の磁気的反発力を利用して回転軸を非接触で
支持するもの等が提案されている。後者の例としては、
回転軸の軸方向片側に軸方向にＮ，Ｓ極をもつマグネッ
トを固着し、該マグネットの両端面に前記回転軸と平行
な周面をもつ磁性体円板を固着し、前記回転軸を囲包す
る固定側の内周面に前記磁性体円板と同極でかつ空隙を
有して対峙する円筒形マグネットを固着し、前記回転軸
の他方の軸方向片側には、同様に軸方向にＮ，Ｓ極をも
つマグネットを固着し、その両端面に円錐状の磁性体円
板を固着し、さらに該磁性体円板の円錐面と同極でかつ
空隙を有して対峙するテーパ状内周面をもつ環状マグネ
ットを固定側に固着した軸承装置が開示されている（特
願昭６３−５３３１５号公報）。
【０００３】この軸承装置においては磁気的反発力によ
って前記回転軸の前記軸方向片側で半径方向の移動を抑
止し、前記他方の軸方向片側で軸方向の移動を抑止する
ようにしている。なおこの装置の変形例として前記公報
には、円錐状の磁性体円板の円錐面と固定側マグネット
のテーパ面との対向構造に代えて、軸方向に空隙を有し
て軸方向端面どおしが対峙する回転側磁性体円板と固定
側円筒形マグネットによって軸方向の移動を抑止する構
造も示されている。
って前記回転軸の前記軸方向片側で半径方向の移動を抑
止し、前記他方の軸方向片側で軸方向の移動を抑止する
ようにしている。なおこの装置の変形例として前記公報
には、円錐状の磁性体円板の円錐面と固定側マグネット
のテーパ面との対向構造に代えて、軸方向に空隙を有し
て軸方向端面どおしが対峙する回転側磁性体円板と固定
側円筒形マグネットによって軸方向の移動を抑止する構
造も示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電磁石を利用した磁気
軸受は、装置自体が大がかりとなり、偏差検出センサや
サーボ制御装置等のために高価でエネルギ消費も大とな
る欠点がある。一方、永久磁石の磁気的反発力によって
回転軸の半径方向および軸方向の移動を抑止する上記公
報記載の軸承装置は、筒形のマグネットの両端面に磁性
体円板を貼着するのに手数がかかり、また前記磁性体円
板が前記筒形のマグネットの外径よりも半径方向に大き
く突出するので、前記回転軸の外径に比して軸承装置全
体の形状、特に径方向に形状が大となり、磁気ディスク
駆動装置の狭いスペース内にコンパクトに組み込むには
難点がある。さらに前記回転軸の軸方向の偏位を軸方向
空隙間に生じる磁気的反発力で抑制するようにしている
ので、片方向に大きなスラスト荷重がかかった場合は軸
方向の位置精度が保てない等の問題があった。
軸受は、装置自体が大がかりとなり、偏差検出センサや
サーボ制御装置等のために高価でエネルギ消費も大とな
る欠点がある。一方、永久磁石の磁気的反発力によって
回転軸の半径方向および軸方向の移動を抑止する上記公
報記載の軸承装置は、筒形のマグネットの両端面に磁性
体円板を貼着するのに手数がかかり、また前記磁性体円
板が前記筒形のマグネットの外径よりも半径方向に大き
く突出するので、前記回転軸の外径に比して軸承装置全
体の形状、特に径方向に形状が大となり、磁気ディスク
駆動装置の狭いスペース内にコンパクトに組み込むには
難点がある。さらに前記回転軸の軸方向の偏位を軸方向
空隙間に生じる磁気的反発力で抑制するようにしている
ので、片方向に大きなスラスト荷重がかかった場合は軸
方向の位置精度が保てない等の問題があった。
【０００５】本発明は複数の同様形状の永久磁石を組み
合せて軸方向に配置することにより、回転軸の径方向軸
芯精度および軸方向位置精度をともに高精度に維持でき
る磁気軸受を提供することを目的とする。本発明の他の
目的は、全体の外径が小さく、構造が簡素で構成部品の
種類も少なく、安価に製造できる磁気軸受を提供するこ
とにある。
合せて軸方向に配置することにより、回転軸の径方向軸
芯精度および軸方向位置精度をともに高精度に維持でき
る磁気軸受を提供することを目的とする。本発明の他の
目的は、全体の外径が小さく、構造が簡素で構成部品の
種類も少なく、安価に製造できる磁気軸受を提供するこ
とにある。
【０００６】さらに本発明の他の目的は、回転部分の機
械的摩耗および軸方向の位置変動がなく、また機械的な
騒音，風音およびトルク変動が小さく、動作時の芯振れ
も極小にできる磁気ディスク駆動装置を提供することに
ある。
械的摩耗および軸方向の位置変動がなく、また機械的な
騒音，風音およびトルク変動が小さく、動作時の芯振れ
も極小にできる磁気ディスク駆動装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気軸受
は、固定部材と回転部材が入子状態に組み合せられ、軸
方向に着磁された２個の筒状永久磁石を互いに着磁方向
逆向きに軸方向に接合したツイン磁石体が、前記両部材
の対峙周面に、それぞれ互いに同じ着磁向きにかつ軸方
向にわずかに位置をずらせてかつ半径方向にわずかな隙
間を有して配置，固着され、この配置関係でこれらのツ
イン磁石体が前記両部材の対峙周面に軸方向に少なくと
も２組配置されている。
は、固定部材と回転部材が入子状態に組み合せられ、軸
方向に着磁された２個の筒状永久磁石を互いに着磁方向
逆向きに軸方向に接合したツイン磁石体が、前記両部材
の対峙周面に、それぞれ互いに同じ着磁向きにかつ軸方
向にわずかに位置をずらせてかつ半径方向にわずかな隙
間を有して配置，固着され、この配置関係でこれらのツ
イン磁石体が前記両部材の対峙周面に軸方向に少なくと
も２組配置されている。
【０００８】本発明による磁気ディスク装置は、外周に
複数個の円板形記録媒体が軸方向に離隔して装着されか
つ内周に回転子が固着されたカップ形回転体と、前記カ
ップ形回転体の軸芯に固着された回転軸と、前記カップ
形回転体の開口端部を閉塞しかつ前記回転軸と同芯に該
回転軸を間隙を有して囲包する筒状部をもつ固定部材
と、該固定部材の筒状部は前記カップ形回転体の内部に
その開口端部側から挿入されており、前記カップ形回転
体の回転子に対峙するように前記固定部材の筒状部外周
に固着された固定子コイルと、前記筒状部の内周面に固
着された固定側ツイン磁石体と、該固定側ツイン磁石体
に対して隙間を有して対峙するように前記回転軸の外周
面に固着された回転側ツイン磁石体とを有し、前記固定
側ツイン磁石体と前記回転側ツイン磁石体は、互いに同
じ着磁向きにかつ軸方向にわずかに位置をずらせて配置
され、この配置関係でこれらの両ツイン磁石体が軸方向
に少なくとも２組配置されており、さらに前記回転軸の
軸端と前記固定部材とがその軸芯上で接当され、前記カ
ップ形回転体の外周部に、軸方向に離隔して磁気ディス
クを保持するための環状スペーサが取り付けられてい
る。
複数個の円板形記録媒体が軸方向に離隔して装着されか
つ内周に回転子が固着されたカップ形回転体と、前記カ
ップ形回転体の軸芯に固着された回転軸と、前記カップ
形回転体の開口端部を閉塞しかつ前記回転軸と同芯に該
回転軸を間隙を有して囲包する筒状部をもつ固定部材
と、該固定部材の筒状部は前記カップ形回転体の内部に
その開口端部側から挿入されており、前記カップ形回転
体の回転子に対峙するように前記固定部材の筒状部外周
に固着された固定子コイルと、前記筒状部の内周面に固
着された固定側ツイン磁石体と、該固定側ツイン磁石体
に対して隙間を有して対峙するように前記回転軸の外周
面に固着された回転側ツイン磁石体とを有し、前記固定
側ツイン磁石体と前記回転側ツイン磁石体は、互いに同
じ着磁向きにかつ軸方向にわずかに位置をずらせて配置
され、この配置関係でこれらの両ツイン磁石体が軸方向
に少なくとも２組配置されており、さらに前記回転軸の
軸端と前記固定部材とがその軸芯上で接当され、前記カ
ップ形回転体の外周部に、軸方向に離隔して磁気ディス
クを保持するための環状スペーサが取り付けられてい
る。
【０００９】
【作用】本発明においては、軸方向に着磁された２個の
筒状永久磁石を互いに着磁方向逆向きに軸方向に接合し
た結合磁石をツイン磁石体と定義する。このツイン磁石
体を軸受部の固定側と回転側に同じ着磁向きにして対峙
するように配置しかつ両ツイン磁石体を軸方向にわずか
にずらせて配置することにより、両ツイン磁石体の同極
間の磁気的反発力が軸方向力となって作用し、回転側を
軸方向片側へ押し出そうとするので、この押出側にスト
ッパを設けることで軸方向の位置決めがなされ、また軸
の抜け出しがなくなる。固定側，回転側についてそれぞ
れ前記ツイン磁石体を軸方向に２組以上配置することに
より、軸方向に沿って複数の反発磁界点が生じ、軸方向
に長い同形状のツイン磁石体と相まって高い径方向位置
精度および平行度が確保される。径方向のスペースは小
さくてよく、コンパクトな磁気軸受となる。
筒状永久磁石を互いに着磁方向逆向きに軸方向に接合し
た結合磁石をツイン磁石体と定義する。このツイン磁石
体を軸受部の固定側と回転側に同じ着磁向きにして対峙
するように配置しかつ両ツイン磁石体を軸方向にわずか
にずらせて配置することにより、両ツイン磁石体の同極
間の磁気的反発力が軸方向力となって作用し、回転側を
軸方向片側へ押し出そうとするので、この押出側にスト
ッパを設けることで軸方向の位置決めがなされ、また軸
の抜け出しがなくなる。固定側，回転側についてそれぞ
れ前記ツイン磁石体を軸方向に２組以上配置することに
より、軸方向に沿って複数の反発磁界点が生じ、軸方向
に長い同形状のツイン磁石体と相まって高い径方向位置
精度および平行度が確保される。径方向のスペースは小
さくてよく、コンパクトな磁気軸受となる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明を実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の原理を説明するための軸受
部の縦断面図である。回転軸１の外周に、軸方向に着磁
された筒形の２個のマグネット３，４が端部を接して固
着され、回転軸１を囲包する固定部２の内周面に、前記
マグネット３，４の外周面にわずかな隙間を有して同様
に軸方向に着磁された筒形の２個のマグネット５，６が
端部どおし接して固着されている。これらのマグネット
３，４およびマグネット５，６はその接触端部どおしが
すべて同極性となるように着磁方向が設定されている。
図示の例では回転側マグネット３，４の接触端部どおし
がＮ極、外端側がともにＳ極となっており、同様に固定
側マグネット５，６も接触端部どおしがＮ極、外端側が
Ｓ極となっている。なお回転側，固定側のマグネットの
着磁方向を上述と逆にして接触端部どおしをＳ極、両外
端側をＮ極としてもよい。既述したようにこのような軸
方向に接合された２個のマグネット３，４および５，６
をそれぞれツイン磁石体と称している。
て説明する。図１は本発明の原理を説明するための軸受
部の縦断面図である。回転軸１の外周に、軸方向に着磁
された筒形の２個のマグネット３，４が端部を接して固
着され、回転軸１を囲包する固定部２の内周面に、前記
マグネット３，４の外周面にわずかな隙間を有して同様
に軸方向に着磁された筒形の２個のマグネット５，６が
端部どおし接して固着されている。これらのマグネット
３，４およびマグネット５，６はその接触端部どおしが
すべて同極性となるように着磁方向が設定されている。
図示の例では回転側マグネット３，４の接触端部どおし
がＮ極、外端側がともにＳ極となっており、同様に固定
側マグネット５，６も接触端部どおしがＮ極、外端側が
Ｓ極となっている。なお回転側，固定側のマグネットの
着磁方向を上述と逆にして接触端部どおしをＳ極、両外
端側をＮ極としてもよい。既述したようにこのような軸
方向に接合された２個のマグネット３，４および５，６
をそれぞれツイン磁石体と称している。
【００１１】図示のように回転側マグネット３，４から
成る一方のツイン磁石体（回転側ツイン磁石体）と固定
側マグネット５，６から成る他方のツイン磁石体（固定
側ツイン磁石体）は互いに軸方向にわずかに位置をずら
せて配置されている。この軸方向のずれ量δは例えば片
側で２０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であるが、適用する
軸径その他使用条件により適宜適切なずれ量が設定され
る。いずれも軸方向両端側のずれ量δは同じである。こ
のように軸方向に長い筒形のマグネットを用い、その回
転側のツイン磁石体の両外端部と固定側のツイン磁石体
の両外端部とをともに同極性とすることにより、各ツイ
ン磁石体はその２個の構成マグネットの接合部位置に対
して対称形となり、径方向に偏心を生じることなくその
間の磁気的反発力で回転軸１は非接触で固定部２に支持
される。また、回転側と固定側のツイン磁石体どおしが
軸方向にずれているために、同極性による磁気的反発が
軸方向力となって作用し、固定部２に対して回転軸１が
軸方向片側（図１の矢印Ａ方向）へ偏倚され、したがっ
て回転軸１をその押出側で軸方向に機構的に支持するこ
とにより、回転軸１の軸方向位置決めがなされる。
成る一方のツイン磁石体（回転側ツイン磁石体）と固定
側マグネット５，６から成る他方のツイン磁石体（固定
側ツイン磁石体）は互いに軸方向にわずかに位置をずら
せて配置されている。この軸方向のずれ量δは例えば片
側で２０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であるが、適用する
軸径その他使用条件により適宜適切なずれ量が設定され
る。いずれも軸方向両端側のずれ量δは同じである。こ
のように軸方向に長い筒形のマグネットを用い、その回
転側のツイン磁石体の両外端部と固定側のツイン磁石体
の両外端部とをともに同極性とすることにより、各ツイ
ン磁石体はその２個の構成マグネットの接合部位置に対
して対称形となり、径方向に偏心を生じることなくその
間の磁気的反発力で回転軸１は非接触で固定部２に支持
される。また、回転側と固定側のツイン磁石体どおしが
軸方向にずれているために、同極性による磁気的反発が
軸方向力となって作用し、固定部２に対して回転軸１が
軸方向片側（図１の矢印Ａ方向）へ偏倚され、したがっ
て回転軸１をその押出側で軸方向に機構的に支持するこ
とにより、回転軸１の軸方向位置決めがなされる。
【００１２】このように回転側のツイン磁石体と固定側
のツイン磁石体とが半径方向に隙間を有してかつ軸方向
にずれて対峙している軸受部の組が、両ツイン磁石体の
同じ配置関係で、回転軸１の軸方向に複数組互いに軸方
向に離隔して配置されることにより、軸方向で複数の反
発磁界点が生じ、複数点支持の形態となり、軸方向の平
行度が保たれる。図２は２組の回転側，固定側ツイン磁
石体７，８が軸方向に離隔して配置された例であり、図
３は３組のツイン磁石体７，８が互いに軸方向に離隔し
て配置された例である。これらの各ツイン磁石体７，８
はいずれも２個の構成マグネット３，４および５，６接
合端部どおしが同磁極となっている。
のツイン磁石体とが半径方向に隙間を有してかつ軸方向
にずれて対峙している軸受部の組が、両ツイン磁石体の
同じ配置関係で、回転軸１の軸方向に複数組互いに軸方
向に離隔して配置されることにより、軸方向で複数の反
発磁界点が生じ、複数点支持の形態となり、軸方向の平
行度が保たれる。図２は２組の回転側，固定側ツイン磁
石体７，８が軸方向に離隔して配置された例であり、図
３は３組のツイン磁石体７，８が互いに軸方向に離隔し
て配置された例である。これらの各ツイン磁石体７，８
はいずれも２個の構成マグネット３，４および５，６接
合端部どおしが同磁極となっている。
【００１３】図４はそれぞれ２個のマグネット３，４か
ら成る回転側ツイン磁石体７を２体軸方向に同極の端部
で接合して回転軸１に固着し、同様にそれぞれ２個のマ
グネット５，６から成る固定側ツイン磁石体８を２体軸
方向に同極の端部で接合して固定部２の内周面に固着し
た例である。このような回転側，固定側ともそれぞれ４
個のマグネットから成る多結合磁石体（複ツイン磁石
体）９，１０はともに軸方向両端が同磁極となるように
し、かつ両端側とも互いに軸方向にかつそれぞれ同方向
にδだけずれて配置される。なおこの複ツイン磁石体
９，１０の４個のマグネットの長さはすべて等しくなっ
ている。このような複ツイン磁石体９，１０を図示のよ
うに軸方向に離隔して２組配置することにより、多数の
反発磁界点で回転軸１が支持されることになり、軸受全
体の外径を増大させずに安定した非接触支持がなされ、
回転軸の軸芯精度および軸方向平行度が一層向上する。
その他６個あるいはそれ以上のマグネットをその接合端
部どおしを同極にして軸方向に連結した多結合磁石体
（マルチツイン磁石体）とすることもできるが、この場
合も回転側と固定側で多結合磁石体の全体長さおよび極
性はともに同じ関係となるように設定される。なお上述
の回転軸１を固定側とし、固定部２を回転側としてもよ
いことは勿論である。
ら成る回転側ツイン磁石体７を２体軸方向に同極の端部
で接合して回転軸１に固着し、同様にそれぞれ２個のマ
グネット５，６から成る固定側ツイン磁石体８を２体軸
方向に同極の端部で接合して固定部２の内周面に固着し
た例である。このような回転側，固定側ともそれぞれ４
個のマグネットから成る多結合磁石体（複ツイン磁石
体）９，１０はともに軸方向両端が同磁極となるように
し、かつ両端側とも互いに軸方向にかつそれぞれ同方向
にδだけずれて配置される。なおこの複ツイン磁石体
９，１０の４個のマグネットの長さはすべて等しくなっ
ている。このような複ツイン磁石体９，１０を図示のよ
うに軸方向に離隔して２組配置することにより、多数の
反発磁界点で回転軸１が支持されることになり、軸受全
体の外径を増大させずに安定した非接触支持がなされ、
回転軸の軸芯精度および軸方向平行度が一層向上する。
その他６個あるいはそれ以上のマグネットをその接合端
部どおしを同極にして軸方向に連結した多結合磁石体
（マルチツイン磁石体）とすることもできるが、この場
合も回転側と固定側で多結合磁石体の全体長さおよび極
性はともに同じ関係となるように設定される。なお上述
の回転軸１を固定側とし、固定部２を回転側としてもよ
いことは勿論である。
【００１４】図５は本発明の実施例に係る磁気軸受の軸
端位置決め部の構造例を示した縦断面図である。回転軸
１の片端部１ａの軸芯位置に凹形の溝１２が形成され、
この溝１２内にボール１３が一部分該溝から突出するよ
うに埋め込まれている。さらに回転軸１の軸端には端板
１４がフランジ状に外側へ張り出るように固着され、こ
の端板１４に接して回転軸１の外周に、筒形マグネット
３，４を端部で接合した回転側ツイン磁石体が固着され
ている。回転軸１を囲包するケース１６の一端部には該
ケース１６を片端で閉塞するカバー板１５が固着され、
またケース１６の内周面には前記回転側ツイン磁石体に
わずかな隙間をもって対峙する筒形マグネット５，６か
ら成る固定側ツイン磁石体が固着されている。これらの
回転側，固定側ツイン磁石体は図１で説明したものと同
様の構成を有している。ここで回転軸１の軸端に固着し
た端板１４は外側の固定側（ケース側）ツイン磁石体の
端部までのびているので、回転軸１はカバー板１５と反
対側のケース端部から抜け出ることはない。そして回転
側ツイン磁石体をケースカバー板１５へ向けて固定側ツ
イン磁石体からずらせて配置することにより、回転軸１
は常にカバー板１５側へ押出力が作用し、その結果、軸
端のボール１３がケース１６のカバー板１５に接当し、
回転軸１の軸方向位置決めがなされる。なおボール１３
がカバー板１５に接当した状態で両ツイン磁石体７，８
は軸方向にδのずれが生じている。またボール１３は回
転軸１の軸線１７上でカバー板１５に接触するようにし
てあるので、回転軸１の回転抵抗は極小である。
端位置決め部の構造例を示した縦断面図である。回転軸
１の片端部１ａの軸芯位置に凹形の溝１２が形成され、
この溝１２内にボール１３が一部分該溝から突出するよ
うに埋め込まれている。さらに回転軸１の軸端には端板
１４がフランジ状に外側へ張り出るように固着され、こ
の端板１４に接して回転軸１の外周に、筒形マグネット
３，４を端部で接合した回転側ツイン磁石体が固着され
ている。回転軸１を囲包するケース１６の一端部には該
ケース１６を片端で閉塞するカバー板１５が固着され、
またケース１６の内周面には前記回転側ツイン磁石体に
わずかな隙間をもって対峙する筒形マグネット５，６か
ら成る固定側ツイン磁石体が固着されている。これらの
回転側，固定側ツイン磁石体は図１で説明したものと同
様の構成を有している。ここで回転軸１の軸端に固着し
た端板１４は外側の固定側（ケース側）ツイン磁石体の
端部までのびているので、回転軸１はカバー板１５と反
対側のケース端部から抜け出ることはない。そして回転
側ツイン磁石体をケースカバー板１５へ向けて固定側ツ
イン磁石体からずらせて配置することにより、回転軸１
は常にカバー板１５側へ押出力が作用し、その結果、軸
端のボール１３がケース１６のカバー板１５に接当し、
回転軸１の軸方向位置決めがなされる。なおボール１３
がカバー板１５に接当した状態で両ツイン磁石体７，８
は軸方向にδのずれが生じている。またボール１３は回
転軸１の軸線１７上でカバー板１５に接触するようにし
てあるので、回転軸１の回転抵抗は極小である。
【００１５】図６は本発明による磁気軸受の１つの応用
例である磁気ディスク駆動装置の縦断面図である。カッ
プ形回転体２０は磁気ディスクを保持して回転するディ
スクスピンドルの機能を有しており、該回転体２０の外
周面に複数個の磁気ディスク２２が環状のスペーサ２３
を挟んで離隔配置されるようになっている。このカップ
形回転体２０はその底板中心に該回転体２０内へ同芯状
にのびる回転軸２１が固着されている。カップ形回転体
２０に対して固定部となるシャーシ２４はカップ形回転
体２０の開口側を覆うように配置され、また該開口側か
ら回転軸２１を囲包して回転体２０内へ同芯状にのびる
筒状部２５がシャーシ内面に形成されている。カップ形
回転体２０とシャーシ２４の筒状部２５の径方向間隙部
において該回転体２０の内周面にモータ回転子２６が固
着され、この回転子２６に対峙して筒状部２５の外周面
にコイルおよび磁心をもつ固定子２７が装着されてい
る。
例である磁気ディスク駆動装置の縦断面図である。カッ
プ形回転体２０は磁気ディスクを保持して回転するディ
スクスピンドルの機能を有しており、該回転体２０の外
周面に複数個の磁気ディスク２２が環状のスペーサ２３
を挟んで離隔配置されるようになっている。このカップ
形回転体２０はその底板中心に該回転体２０内へ同芯状
にのびる回転軸２１が固着されている。カップ形回転体
２０に対して固定部となるシャーシ２４はカップ形回転
体２０の開口側を覆うように配置され、また該開口側か
ら回転軸２１を囲包して回転体２０内へ同芯状にのびる
筒状部２５がシャーシ内面に形成されている。カップ形
回転体２０とシャーシ２４の筒状部２５の径方向間隙部
において該回転体２０の内周面にモータ回転子２６が固
着され、この回転子２６に対峙して筒状部２５の外周面
にコイルおよび磁心をもつ固定子２７が装着されてい
る。
【００１６】回転軸２１と筒状部２５との径方向間隙部
で回転軸２１の外周面に２体の筒状の回転側ツイン磁石
体７がそれぞれその同極の端部どおしが接するように固
着され、これらの回転側ツイン磁石体７にわずかのすき
まを有して対峙する２体の筒状の固定側ツイン磁石体８
が同様に同極の端部どおしが接するように筒状部２５の
内周面に固着されている。これらのツイン磁石体の構造
は図１，図５に関連して既に説明したものと同様であ
り、また２体のツイン磁石体７および８の全体の外端は
それぞれ同極（図示の例では共にＳ極）となっている。
この構成は図４に関して説明した復ツイン磁石体と同様
である。回転側ツイン磁石体７は固定側ツイン磁石体８
に対してカップ形回転体２０の開口側へわずかにずれて
配置され、これによって回転軸２１を前記回転体２０の
開口側へ押圧する磁気的な軸方向力が作用している。回
転軸２１の回転体開口側端部の軸芯位置に小ボール２８
が一部突出するように埋設され、該小ボールはシャーシ
２４の筒状部２５を閉塞するストッパ板２９に軸線上で
接当している。
で回転軸２１の外周面に２体の筒状の回転側ツイン磁石
体７がそれぞれその同極の端部どおしが接するように固
着され、これらの回転側ツイン磁石体７にわずかのすき
まを有して対峙する２体の筒状の固定側ツイン磁石体８
が同様に同極の端部どおしが接するように筒状部２５の
内周面に固着されている。これらのツイン磁石体の構造
は図１，図５に関連して既に説明したものと同様であ
り、また２体のツイン磁石体７および８の全体の外端は
それぞれ同極（図示の例では共にＳ極）となっている。
この構成は図４に関して説明した復ツイン磁石体と同様
である。回転側ツイン磁石体７は固定側ツイン磁石体８
に対してカップ形回転体２０の開口側へわずかにずれて
配置され、これによって回転軸２１を前記回転体２０の
開口側へ押圧する磁気的な軸方向力が作用している。回
転軸２１の回転体開口側端部の軸芯位置に小ボール２８
が一部突出するように埋設され、該小ボールはシャーシ
２４の筒状部２５を閉塞するストッパ板２９に軸線上で
接当している。
【００１７】固定子２７のコイルの付勢によりカップ形
回転体２０および回転軸２１が回転し、回転側ツイン磁
石体７と固定側ツイン磁石体８間の径方向の磁気的反発
力で回転軸２１が非接触で支持され、図１〜図５で述べ
たように高い平行度および軸芯精度が確保され、軸方向
には小ボール２８とストッパ板２９との常時接触で正確
に位置決めされる。カップ形回転体２０の停止時にも回
転軸２１の磁気的浮上支持の状態に変化がなく、磁気デ
ィスクの径方向位置は維持される。この実施例では各ツ
イン磁石体７，８はそれぞれ同一形状の４個の筒状のマ
グネットを軸方向に接して配置するだけでよいので、軸
受部の部品数は回転側，固定側についてそれぞれ一種類
でよく、またマグネットは回転軸２１に沿った細長の形
状であるため磁気ディスク装置全体の径寸法は小さくな
る。この例では回転軸２１と筒状部２５の対峙周面全域
に磁気反発力が生じるので、より安定した精度のよい非
接触回転軸支持がなされる。従来のころがり軸受やすべ
り軸受等接触形のものと異なりグリース等は全く不要で
あるため、組付け後の自由な洗浄が可能で無塵室のクリ
ーンベンチで組付け作業をする必要がなく、それだけ製
造コストが低減される。
回転体２０および回転軸２１が回転し、回転側ツイン磁
石体７と固定側ツイン磁石体８間の径方向の磁気的反発
力で回転軸２１が非接触で支持され、図１〜図５で述べ
たように高い平行度および軸芯精度が確保され、軸方向
には小ボール２８とストッパ板２９との常時接触で正確
に位置決めされる。カップ形回転体２０の停止時にも回
転軸２１の磁気的浮上支持の状態に変化がなく、磁気デ
ィスクの径方向位置は維持される。この実施例では各ツ
イン磁石体７，８はそれぞれ同一形状の４個の筒状のマ
グネットを軸方向に接して配置するだけでよいので、軸
受部の部品数は回転側，固定側についてそれぞれ一種類
でよく、またマグネットは回転軸２１に沿った細長の形
状であるため磁気ディスク装置全体の径寸法は小さくな
る。この例では回転軸２１と筒状部２５の対峙周面全域
に磁気反発力が生じるので、より安定した精度のよい非
接触回転軸支持がなされる。従来のころがり軸受やすべ
り軸受等接触形のものと異なりグリース等は全く不要で
あるため、組付け後の自由な洗浄が可能で無塵室のクリ
ーンベンチで組付け作業をする必要がなく、それだけ製
造コストが低減される。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、接
触形軸受のように摩耗や騒音，グリースによる汚れ、機
械的なトルク変動がなく、非接触形流体軸受と異なって
軸受剛性を高くでき、また低速回転が可能で停止時にも
軸芯位置を不変に保持できる。電磁石を用いるものでな
いので電磁石駆動装置や制御装置は不要で、動作中のエ
ネルギ消費がない。軸受部に配置されるマグネットは同
一形状のものを軸方向に接合して固着すればよいので、
部品数が少なく、径方向寸法も小形にでき、軸方向に磁
化するのも容易である。しかも径方向，軸方向に高い精
度を維持でき、平行度も高精度に確保できる等多くの優
れた効果がもたらされる。
触形軸受のように摩耗や騒音，グリースによる汚れ、機
械的なトルク変動がなく、非接触形流体軸受と異なって
軸受剛性を高くでき、また低速回転が可能で停止時にも
軸芯位置を不変に保持できる。電磁石を用いるものでな
いので電磁石駆動装置や制御装置は不要で、動作中のエ
ネルギ消費がない。軸受部に配置されるマグネットは同
一形状のものを軸方向に接合して固着すればよいので、
部品数が少なく、径方向寸法も小形にでき、軸方向に磁
化するのも容易である。しかも径方向，軸方向に高い精
度を維持でき、平行度も高精度に確保できる等多くの優
れた効果がもたらされる。
【図１】本発明の原理を説明するための軸受部の縦断面
図である。
図である。
【図２】２組の回転側ツイン磁石体と２組の固定側ツイ
ン磁石体が軸方向に離隔して配置された本発明の実施例
の縦断面図である。
ン磁石体が軸方向に離隔して配置された本発明の実施例
の縦断面図である。
【図３】３組の回転側および固定側ツイン磁石体が軸方
向に離隔して配列された実施例の縦断面図である。
向に離隔して配列された実施例の縦断面図である。
【図４】２体のツイン磁石体を軸方向に端部どおし接し
て固着した複ツイン磁石体による実施例の縦断面図であ
る。
て固着した複ツイン磁石体による実施例の縦断面図であ
る。
【図５】本発明の実施例に係る磁気軸受の軸端位置決め
部の縦断面図である。
部の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る磁気軸受形磁気ディスク
装置の縦断面図である。
装置の縦断面図である。
１ 回転軸 ２ 固定部 ３，４ 回転側筒形マグネット ５，６ 固定側筒形マグネット ７ 回転側ツイン磁石体 ８ 固定側ツイン磁石体 １３ ボール １５ カバー板 ２０ カップ形回転体 ２１ 回転軸 ２４ シャーシ ２５ 筒状部 ２６ 回転子 ２７ 固定子
Claims (4)
- 【請求項１】固定部材と回転部材が入子状態に組み合せ
られ、軸方向に着磁された２個の筒状永久磁石を互いに
着磁方向逆向きに軸方向に接合したツイン磁石体が、前
記両部材の対峙周面に、それぞれ互いに同じ着磁向きに
かつ軸方向にわずかに位置をずらせてかつ半径方向にわ
ずかな隙間を有して配置，固着され、この配置関係でこ
れらのツイン磁石体が前記両部材の対峙周面に軸方向に
少なくとも２組配置されることを特徴とする磁気軸受。 - 【請求項２】前記ツイン磁石体が前記両部材の軸方向中
央部および軸方向両端部の位置で前記両部材の対峙周面
にそれぞれ互いに同じ着磁向きにかつ軸方向にわずかに
位置をずらせてかつ半径方向にわずかな隙間を有して配
置，固着されることを特徴とする請求項第１項に記載し
た磁気軸受。 - 【請求項３】前記ツイン磁石体が軸方向に２体同極の端
部どおしが接するようにしてそれぞれ前記固定部材と前
記回転部材の対峙周面に配置され、かつ前記固定部材側
の２体のツイン磁石体と前記回転部材側の２体のツイン
磁石体がそれぞれ互いに同じ着磁向きにかつ軸方向にわ
ずかに位置をずらせてかつ半径方向にわずかな隙間を有
して配置，固着されることを特徴とする請求項第１項に
記載した磁気軸受。 - 【請求項４】前記固定部材と前記回転部材が、前記ツイ
ン磁石体の磁気反発力による前記回転部材押出側の軸方
向片端部の軸芯位置で互いに接当し、これによって前記
回転部材の軸方向の位置決めがなされることを特徴とす
る請求項第１項ないし第３項に記載した磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048683A JPH06241229A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048683A JPH06241229A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 磁気軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241229A true JPH06241229A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12810125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5048683A Withdrawn JPH06241229A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241229A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020046895A (ko) * | 2000-12-09 | 2002-06-21 | 이형도 | 자기 베어링 및 이러한 자기 베어링을 이용한 모터 |
| WO2009104376A1 (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | モーターソリューション株式会社 | スラスト力発生装置及び該スラスト力発生装置を適用した電磁機械 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP5048683A patent/JPH06241229A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020046895A (ko) * | 2000-12-09 | 2002-06-21 | 이형도 | 자기 베어링 및 이러한 자기 베어링을 이용한 모터 |
| WO2009104376A1 (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | モーターソリューション株式会社 | スラスト力発生装置及び該スラスト力発生装置を適用した電磁機械 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |