[发明专利]无刷直流电动机

说明书

本发明涉及一种无刷直流电动机，更具体的说，涉及采用流体动压轴承来支承轴的过程中，不使转子沿轴线方向窜动，以减少高速旋转时的振动和噪音的无刷直流电动机。

通常，用于办公机械的小型精密电动机，为适应所使用的机械的高速、大容量的要求，要求它具有旋转的速度高，振动小，噪音小的动力特性，所以其中使用的轴承也从滚珠轴承改变为动力性能好的流体粉末冶金轴承，或者流体动压轴承。

图1是以往使用流体动压轴承的电动机的断面图，在支座1上部的中央用压配合的方式装有轴套1a，在轴套1a内装有能够转动的轴2。此外，在底座1上部的外圆周表面上有构成定子的铁芯1b，在轴2的上端有盖状的转子3。在转子3的内圆周表面上有包围着铁芯1b的磁铁3a，当向绕在铁芯1b上的线圈1c通电时，在磁铁3a中便产生磁力，转子3便以轴2为中心产生旋转。

具有这种现有结构的主轴电动机都采用流体动压轴承，在轴2的外圆周表面上有产生动压的沟槽2a。即，当轴2高速旋转时，充填在它与轴套1a之间的润滑油，由于存在产生动压的沟槽2a而产生了压力。因此轴2的旋转受到了半径方向的支承。此外，在轴2旋转的过程中，放在转子3上部的磁盘也一起旋转，同时，回放磁盘中的信息。

可是，当使用流体动压轴承时，轴在半径方向是有了支承，但却没有轴向的支承。因此，需要另外设置轴向的支承轴承，此时，径向和轴向两种轴承的加工和组装是很困难的。

为了改善这种情况，在日本专利文献特开平-110028，和特开昭-56-20828中公开了抑制轴向窜动的技术。这种技术是借助于弹性的流体，在轴向形成垫圈式的构造物，以便在轴向形成动压力，使得轴在轴向得到支承。可是，因为它的生产费用高，不适合大量生产，特别是它具有轴向的动力特性很差，会产生很大的轴向振动的缺点。

本发明就是有鉴于已以往所存在的各种问题而研制出来的，本发明的目的是提供一种无刷直流电动机，它的轴向轴承由电磁轴承所构成，在转子的转动过程中没有轴向的窜动，并且能提高轴向的动力特性，降低高速旋转时的振动和噪音，提高其制造时的工艺性能。

为了达到上述目的，本发明的无刷直流电动机由下列各部分组成：卷绕有线圈的定子；作为上述电动机的旋转轴的轴；转子，该转子由以下各种构件组成：设置成与上述定子同轴线的包围着定子的圆筒形壁，安装在上述圆筒形壁的内部，与定子之间具有空气间隙的磁铁，与上述圆筒形壁连接的支承着轴的衬套，以及设置在上述衬套的一端的第一磁力产生部件；支承上述定子的底座；使得上述底座和轴以能够转动的方式连接起来的轴承装置，该轴承装置由下列各种构件组成：围绕支承着上述轴，保持有使得轴能在其内部转动的流体流动空间的内壁，包围着上述内壁，固定着轴承装置的外壁，位于上述转子附近，设置在轴承装置内部的与上述第一磁力产生部件发生相互作用的第二磁力产生部件，检测上述第一磁力产生部件和第二磁力产生部件所产生的磁力的变化的检测部件，位于上述内壁和外壁之间，产生电磁力以抑制上述转子的轴向窜动的窜动抑制装置，以及连接上述内壁和外壁的上下端壁；响应上述轴承装置的检测部件所检测到的信号，控制上述窜动抑制装置的控制器。

如上所述，按照本发明，在轴承的外圆周表面上设置了能抑制转子的轴向窜动的窜动抑制装置。由于该窜动抑制装置应用了电磁原理，所以轴承能借助于电磁铁的磁力的变化，把转子向下方吸引。而且，借助于构成检测装置的感应线圈中的感应电流的变化，能检测到转子的窜动量，再借助于检测装置所检测到的量来控制窜动抑制装置。因此，能降低高速转动时转子的振动和噪音，具有提高动力特性等等的效果。

下面，参照附图详细描述本发明的实施例。附图中：

图1是以往的电动机的断面图；

图2是按照本发明的第一实施例的电动机的断面图；

图3是本发明的第一实施例的窜动抑制装置的立体图；

图4是按照本发明的第二实施例的电动机的断面图；

图5是按照本发明的第三实施例的电动机的断面图；

图6是按照本发明的第四实施例的电动机的断面图；

图7是按照本发明的第五实施例的电动机的断面图；

图8是按照本发明的第六实施例的电动机的断面图。

图2是按照本发明的第一实施例的电动机的断面图，图3是本发明的第一实施例的窜动抑制装置的立体图。如图所示，该电动机具有一个底座10，在底座上部中央设有圆筒形的支承部件10a。在支承部件10a的内部装有构成轴承装置的轴承11。此外，在底座10的支承部件10a的外圆周表面上装有被线圈15围绕着的定子14。