JPS63121462A - ブラシレスモ−タ - 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 本発明は回転多面鏡偏向器等に用いられる高速回転のモ
ータであって薄型かつ安価で信頼性の高い偏平のブラシ
レスモータに関するものである。

従来の技術 ブラシスレスモークは一般に周対向モータと平面対向モ
ータの二つの形状に分類される。この中で平面対向モー
タは薄型かつ安価であり、コギングが少ないため回転ム
ラが少なく、また重量も軽いという多くの利点を有して
いるため現在のブラシレスモータの主流となっている。

（特開昭６１−１４３７１４号公報） 第３図は平面対向モータの一例の断面図であり、１は軸
方向に多極着磁されたリング状のロータ磁石、２は前記
ロータ磁石と軸方向にある空隙をもって配置されロータ
磁石と一体で回転するサブロータ、３は前記ロータ磁石
と前記サブロータを保持するロータ、４は前記ロータ磁
石と前記サブロータ間の磁束仲に配置された複数個のコ
アレス偏平コイルを有する固定電機子、５はラジアル軸
受部、６はシャフト、７はスラスト軸受部である。

この例では、シャフトが中心に固定されシャフトにはめ
合わされたロータが回転するようになっている。

このモータは高速回転であるので軸受部は空気圧による
流体軸受を使用しており、静止状態及び低速回転では軸
受部のシャフトとロータは接触しているが、回転数が高
くなるとラジアル軸受、スラスト軸受は軸受すきま内に
空気膜が発生し非接触で回転する流体潤滑状態となり損
失が非常に少なくまた非常に軸振れ等が少なく高精度で
回転する。

発明が解決しようとする問題点 空気膜による軸受を使用したこのようなモータでは静止
状態及び回転数が低い状態ではラジアル軸受、スラスト
軸受のシャフトとロータが接触しているため損失が大き
く、特に自重をささえるスラスト軸受の部分は摩耗が大
きく、焼き付きなどが発生しやすい。このようにしてロ
ータの自重を受ける軸受はモータの起動時、及び停止時
に接触して回転するため耐摩耗性に優れた非常に高価な
材料を使用しなければならなかった。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のモータは軸方向に多
極着磁されたリング状のロータ磁石と、前記ロータ磁石
と軸方向にある空隙をもって配置されロータ磁石と一体
で回転するサブロータと、前記ロータ磁石と前記サブロ
ータ間の磁束中に配置された複数個のコアレス偏平コイ
ルを有する固定電機子から成り、前記固定電機子の外周
部にはロータ磁石と前記サブロータの両者に対して半径
方向の空隙をもって磁性体を対向させて配置していると
いう構成を備えている。

作用 本発明は、上記の構成により次のような作用を有する。

軸方向に多極着磁されたリング状のロータ磁石と、ロー
タ磁石と軸方向にある空隙をもって配置されロータ磁石
と一体で回転するサブロータの両者に対して半径方向の
空隙をもって磁性体を対向させて配置しているため、ロ
ータ磁石の磁束の一部が前記磁性体を経由してサブロー
タへ流れる。

このとき前記対向部の面積が最も大きくなる状態、つま
り磁気抵抗が最も小さくなる状態が安定点でありロータ
はこの状態を保とうとする。すなわち、ロータを安定点
の状態から軸方向へ変位させると、ロータを安定点へ復
帰させるスラスト力が発生するので、スラスト軸受が不
要となる。

実施例 以下本発明の一実施例のブラシレスモーフについて、図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例のブラシスレスモータの断面
図である。第１図において、１は軸方向に多極着磁され
たリング状のロータ磁石、２は前記ロータ磁石と軸方向
にある空隙をもって配置されロータ磁石と一体で回転す
るサブロータ、３は前記ロータ磁石と前記サブロータを
保持するロータ、４は前記ロータ磁石と前記サブロータ
間の磁束中に配置された複数個のコアレス偏平コイルを
有する固定電機子、５はラジアル軸受部、６はシャフト
、８は前記固定電機子の外周部にロータ磁石と前記サブ
ロータの両者に対して半径方向の空隙をもって対向させ
て配置された珪素鋼板の積層板で構成した磁性体である
。第２図は本発明の一実施例のブラシレスモーフの主要
部の断面図であり、ロータ磁石の磁束の多くは矢印１０
に示すように固定電機子の偏平コイルを鎖交してサブロ
ータへ流れるが、一部は矢印１１に示すように前記磁性
体を経由してサブロータへ流れている。このとき前記対
向部の面積が最も大きくなる状態、つまり磁気抵抗が最
も小さくなる状態が安定点でありロータはこの状態を保
とうとしている。

この実施例ではラジアル軸受は空気圧による流体軸受を
使用しており、回転数が低い状態ではラジアル軸受部の
シャフトとロータは接触しているが、ラジアル軸受にか
かる荷重は小さいので摩耗は少なく、焼き付き等の生じ
ることはない。回転数が高くなるとラジアル軸受は軸受
すきま内に空気膜が発生し非接触で回転する流体潤滑状
態となり損失が非常に少なくまた非常に軸振れ等が少な
く高精度で回転する。

以上のように本実施例によれば、軸方向に多極着磁され
たリング状のロータ磁石と、ロータ磁石と軸方向にある
空隙をもって配置されロータ磁石と一体で回転するサブ
ロータの両者に対して半径方向の空隙をもって磁性体を
対向させて配置しているので、ロータ磁石の磁束の一部
が前記磁性体を経由してサブロータへ流れており、この
とき前記対向部の面積が最も大きくなる状態、つまり磁
気抵抗が最も小さくなる状態が安定点でありロータはこ
の状態を保とうとしている。すなわち、ロータを安定点
の状態から軸方向へ変位させると、ロータを安定点へ復
帰させるスラスト力が発生するので、スラスト軸受が不
要となる。

なお本実施例では磁性体を珪素鋼板の積層板によって構
成したがこれらは純鉄あるいは低炭素鋼などの軟磁性体
で構成してもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、軸方向に多極着磁されたリング
状のロータ磁石と、ロータ磁石と軸方向にある空隙をも
って配置されロータ磁石と一体で回転するサブロータの
両者に対して半径方向の空隙をもって磁性体を対向させ
て配置しているので、ロータ磁石の磁束の一部が前記磁
性体を経由してサブロータへ流れており、このとき前記
対向部の面積が最も大きくなる状態、つまり磁気抵抗が
最も小さくなる状態が安定点でありロータはこの状態を
保とうとしている。すなわち、ロータを安定点の状態か
ら軸方向へ変位させると、ロータを安定点へ復帰させる
スラスト力が発生するので、スラスト軸受が不要となり
、構成が非常に簡単で、しかも信頼性の非常に高いブラ
シレスモータを極めて安価に提供できるという優れた効
果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のブラシレスモータの一実施例の断面
図、第２゛図はこの発明のブラシレスモータの一実施例
のロータ磁石、サブロータ、及び磁性体の主要部の断面
図、第３図は従来のブラシレスモータの一例の断面図で
ある。 １・・・・・・ロータ磁石、２・・・・・・サブロータ
、３・・・・・・ロータ、４・・・・・・複数個のコア
レス偏平コイルを有する固定電機子、５・・・・・・ラ
ジアル軸受、６・・・・・・シャフト、７・・・・・・
スラスト軸受、８・・・・・・磁性体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に多極着磁されたリング状のロータ磁石と
   、前記ロータ磁石と軸方向にある空隙をもって配置され
   ロータ磁石と一体で回転するサブロータと、前記ロータ
   磁石と前記サブロータ間の磁束中に配置された複数個の
   コアレス偏平コイルを有する固定電機子から成り、前記
   固定電機子の外周部には前記ロータ磁石と前記サブロー
   タの両者に対して半径方向の空隙をもって磁性体を対向
   させて配置していることを特徴とするブラシレスモータ
   。
2. （２）固定電機子の外周部の磁性体が珪素鋼などの軟磁
   性体で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載のブラシレスモータ。