(57)【要約】【課題】軸受けに起因する鉄損を低減する技術を提供する。【解決手段】ブラシレス電気機械（１００）は、回転体（６４）と、回転体を支持する軸受け（６６）と、を備える。軸受けの少なくとも一部は非導電性部材で形成されている。【選択図】図１
2009148088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレス電気機械であって、
回転体と、
前記回転体を支持する軸受けと、
を備え、
前記軸受けの構造部材の少なくとも一部が非導電性部材で形成されている、ブラシレス電気機械。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレス電気機械であって、
前記軸受けは、非導電性部材のボールを含むボールベアリングである、
ブラシレス電気機械。
【請求項３】
請求項１記載のブラシレス電気機械であって、
前記軸受けは、非導電性部材のスリーブを含む滑り軸受けである、
ブラシレス電気機械。
【請求項４】
請求項１〜３のいずかに記載のブラシレス電気機械であって、
前記被導電性部材は、Ｓｉ含有材料である、
ブラシレス電気機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータやブラシレス発電機などのブラシレス電気機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータとしては、例えば下記の特許文献１に記載されたブラシレスモータが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９８９８２号公報
【０００４】
電動モータの軸受けとしては、ステンレス鋼などの金属材料で形成されたものを使用するのが一般的である。金属製の軸受けを使用した場合には、鉄損が大きく、これが回転数の低下やモータ効率の低下の一因となっていた。しかし、従来は、この問題について十分に考慮されていないのが実情であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、軸受けに起因する鉄損を低減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］  ブラシレス電気機械であって、
回転体と、
前記回転体を支持する軸受けと、
を備え、
前記軸受けの構造部材の少なくとも一部が非導電性部材で形成されている、ブラシレス電気機械。
【０００８】
このブラシレス電気機械によれば、軸受けの構造部材の少なくとも一部が非導電性部材で形成されているので、渦電流損を低減することができる。
【０００９】
［適用例２］
適用例１記載のブラシレス電気機械であって、
前記軸受けは、非導電性部材のボールを含むボールベアリングである、
ブラシレス電気機械。
【００１０】
［適用例３］
適用例１記載のブラシレス電気機械であって、
前記軸受けは、非導電性部材のスリーブを含む滑り軸受けである、
ブラシレス電気機械。
【００１１】
［適用例４］
適用例１〜３のいずかに記載のブラシレス電気機械であって、
前記被導電性部材は、Ｓｉ含有材料である、
ブラシレス電気機械。
【００１２】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電動モータ、発電機、アクチュエータ等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の第１実施例としての電動モータの構成を示す断面図である。この電動モータ１００は、ステータ部１０と、上部ロータ部３０Ｕと、下部ロータ部３０Ｌとを有するブラシレスモータである。これらの部材１０，３０Ｕ，３０Ｌは、それぞれ略円盤状の形状を有している。下部ロータ部３０Ｌは、例えば、それぞれ略扇状の形状を有する４つの永久磁石３２Ｌを有するものとして構成することができる。上部ロータ部３０Ｕも、下部ロータ部３０Ｌと同じ構成を有している。但し、上部ロータ３０Ｕの磁石３２Ｕと下部ロータ３０Ｌの磁石３２Ｌは、互いにずれた位置に配置されている。上部ロータ部３０Ｕと下部ロータ部３０Ｌは、回転軸６４に固定されており、同時に回転する。各磁石３２Ｕ，３２Ｌの磁化方向は、回転軸６４と平行な方向である。
【００１４】
ステータ部１０は、複数のＡ相コイル１２Ａと、複数のＢ相コイル１２Ｂと、これらのコイル１２Ａ，１２Ｂを支持する支持部材１４とを有している。例えば、Ａ相コイル１２ＡとＢ相コイル１２Ｂはそれぞれ４つ設けられており、それぞれ略扇状の形状に巻かれている。ステータ部１０は、ケーシング６２に固定されている。なお、各コイルは、コアに磁性体を含まないコアレス構造を有していることが好ましい。
【００１５】
ステータ部１０には、さらに、駆動回路ユニットや磁気センサが設置されているが、ここでは図示が省略されている。駆動回路ユニットは、磁気センサからの信号に応じてコイルに供給する駆動電圧を制御し、これによってロータ部３０Ｕ，３０Ｌを回転させる。モータ１００は、例えばブラシレスＤＣモータとして構成することが可能である。また、駆動回路ユニットに回生回路を設けることによって、モータ１００を発電機として機能させることも可能である。なお、単なる発電機として本発明のブラシレス電気機械を実現することも可能である。
【００１６】
回転軸６４は、軸受け６６で支持されている。軸受け６６は、非導電性部材で形成されている。軸受け６６を非導電性部材で形成するようにすれば、いわゆる渦電流損がほぼゼロになる。従って、導電性部材で軸受けを形成した場合に比べて、ロータの回転数を増大させることができ、また、効率も向上させることが可能である。より詳細に説明すれば、ロータ部３０Ｕ，３０Ｌが回転すると、永久磁石の移動に従って、軸受け６６の位置における磁束密度が変化する。仮に、軸受け６６を導電性部材で形成した場合には、この磁束密度の変化に応じて軸受け６６内に誘起電圧が発生し、渦電流が生じる。一方、本実施例のように、軸受け６６を非導電性部材で形成した場合には、磁束密度が変化しても軸受け６６内に誘起電圧が発生することが無く、渦電流も生じない。この結果、ロータの回転数を増大させることができ、また、効率も向上させることができる。
【００１７】
図２は、本発明の第２実施例としての電動モータの構成を示す断面図である。この電動モータ２００も、ステータ部１０とロータ部３０Ｕ，３０Ｌを有する点は第１実施例と同じである。第２実施例では、中心軸１６４がステータ部１０に固定されており、ケーシング１６２がロータ部３０Ｕ，３０Ｌに固定されている。中心軸１６４とケーシング１６２との間には、軸受け６６が設けられている。なお、中心軸１６４は、軸固定部材１６８によって軸受け６６に固定されている。中心軸１６４の内部は空洞となっており、ステータ部１０に設けられた駆動回路ユニットに接続される配線ＷＲ（電力線と制御線）がこの内部を通過している。
【００１８】
第２実施例のモータにおいても、軸受け６６を非導電性部材で形成しているので、ロータの回転数を増大させることができ、また、効率も向上させることが可能である。
【００１９】
図３（Ａ），（Ｂ）は、軸受けの具体例を示している。図３（Ａ）に示す軸受け６６ａは、外輪３００と内輪３０２との間に複数のボール３０４が設けられたボールベアリングである。ボールベアリング６６ａの前面と後面にはシール材３０６が設けられている。但し、シール材３０６は省略可能である。外輪３００と内輪３０２とボール３０４は、セラミックス材料や、ＰＥＥＫ材などのプラスチック材料などの各種の非導電性部材で形成することができる。特に、Ｓｉ（ケイ素）を含有する非導電性材料（純Ｓｉや、ＳｉＯ2）を使用すれば耐久性を向上させることができる。なお、シール材３０６も非導電性部材で形成することが好ましい。
【００２０】
図３（Ｂ）に示す軸受け６６ｂは、スリーブ材３１０の内面にコーティング層３１２が形成された滑り軸受けである。コーティング層３１２は、軸との摩擦を低減するためのものである。スリーブ材３１０やコーティング層３１２は、非導電材料で形成することが好ましい。
【００２１】
なお、軸受けをすべて非導電部材で形成する必要は無く、軸受けの構造部材の少なくとも一部が非導電部材で構成されていれば、鉄損を低減する効果がある。ここで、「軸受けの構造部材」とは、力学的に軸受けの形状を保持する機能を有す部材を意味しており、シール材などの補助的な部材を含まない。なお、軸受けの全体をすべて非導電部材で形成すれば、鉄損低減の効果が大きいので、より好ましい。
【００２２】
なお、本発明は、上述した２相のブラシレスモータに限らず、任意の相数及び極数のモータに適用することが可能である。
【００２３】
本発明は、ファンモータ、時計（針駆動）、ドラム式洗濯機（単一回転）、ジェットコースタ、振動モータなどの種々の装置のモータに適用可能である。本発明をファンモータに適用した場合には、種々の効果（低消費電力、低振動、低騒音、低回転ムラ、低発熱、高寿命）が特に顕著である。このようなファンモータは、例えば、デジタル表示装置や、車載機器、燃料電池式携帯電話などの各種装置のファンモータとして使用することができる。本発明のモータは、さらに、各種の家電機器や電子機器のモータとしても利用可能である。例えば、光記憶装置や、磁気記憶装置、ポリゴンミラー駆動装置等において、本発明によるモータをスピンドルモータとして使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施例における電動モータの構成を示す断面図である。
【図２】第２実施例における電動モータの構成を示す断面図である。
【図３】軸受けの具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…ステータ部
１２Ａ，１２Ｂ…コイル
１４…支持部材
３０Ｕ，３０Ｌ…ロータ部
３２Ｕ，３２Ｌ…永久磁石
６２…ケーシング
６４…回転軸
１００…電動モータ
１６２…ケーシング
１６４…中心軸
１６８…軸固定部材
２００…電動モータ
３００…外輪
３０２…内輪
３０４…ボール
３０６…シール材
３１０…スリーブ材
３１２…コーティング層
【図１】
2009148088.tif 000003
【図２】
2009148088.tif 000004
【図３】
2009148088.tif 000005