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BEARINGLESS MOTOR meetings

Patent code P160012719
File No. S2014-0602-N0
Posted date Jan 27, 2016
Application number P2014-100222
Publication number P2015-220773A
Patent number P6628388
Date of filing May 14, 2014
Date of publication of application Dec 7, 2015
Date of registration Dec 13, 2019
Inventor
  • (In Japanese)朝間 淳一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人静岡大学
Title BEARINGLESS MOTOR meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearingless motor capable of being applied to a location with a small installation space by achieving miniaturization in a rotation shaft direction while miniaturizing a device including a drive circuit.
SOLUTION: A bearingless motor 1 comprises: a rotor 2 that can rotate around a rotation shaft; and a stator 3 that supports only one end side of both ends in a rotation shaft direction of the rotor 2, by a magnetic force. The rotor 2 has: a shaft member 24 magnetized in the rotation shaft direction; and a plurality of motor magnets 25 arranged along an outer periphery of the shaft member 24. The stator 3 has: a shaft member 32 that is a hollow-shaped member magnetized in the rotation shaft direction, and that houses at least a part of the shaft member 24 therein; and a plurality of coils 33 opposed to the motor magnets 25 in the rotation shaft direction, and divided and provided along the outer periphery of the shaft member 32.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来から、回転子が磁気浮上することにより非接触で支持されるベアリングレスモータが知られている。多くのベアリングレスモータは、固定子に施された回転制御用のコイルに加え、磁気浮上用のコイルが設けられている。この磁気浮上用のコイルに電流が流されることにより、回転子と固定子との間のギャップにおける磁束密度を不均衡にすることで回転子の半径方向に磁気力が作用される。さらに、回転子の半径方向の変位がセンサで計測され、その計測結果を基に磁気力が調整されることで、回転子の半径方向の2自由度運動が能動的に制御される。このようなベアリングレスモータは、摩擦力が生じない、摩耗粉が発生しにくいなどの利点があり、半導体製造工程や医療分野において使用される各種ポンプ、人工衛星に内蔵されるリアクションホイール、及び冷却ファン等への応用が期待されている。

下記特許文献1には、ベアリングレスモータを用いた電磁機械の構成の一例が記載されている。この電磁機械は、2機の従来のベアリングレスモータとスラスト軸部材とが組み合わされており、回転子の主軸に沿ってz軸、主軸に垂直な方向に沿ってx、y軸を設定したときに、x、y、z、θx、θyの方向の5自由度運動を制御可能な構成を有している。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、回転子が磁気浮上することにより非接触で支持されたベアリングレスモータに関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
回転軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子の前記回転軸方向における両端のうち、一端側のみを磁気力により支持する固定子と、を備え、
前記回転子は、
前記回転軸方向に磁化された第1の軸部材と、
前記第1の軸部材の外周に沿って複数配列された永久磁石と、を有し、
前記固定子は、
前記回転軸方向に磁化された中空形状の部材であって、内部に前記第1の軸部材の少なくとも一部を収容する第2の軸部材と、
前記永久磁石と前記回転軸方向において対向し、前記第2の軸部材の外周に沿って複数分割して設けられ、前記回転子の前記回転軸方向の測定された位置と目標位置との差分に応じた、前記回転軸方向における前記回転子の能動支持に係るd軸電流指令値と、前記回転子の測定された回転角度に基づく回転数と目標回転角度との差分に応じた、前記回転軸周りの前記回転子の回転に係るq軸電流指令値と、が前記回転角度を考慮して座標変換されることにより導出される、前記回転軸方向に垂直な方向であるX軸成分のX軸電流目標値及びY軸成分のY軸電流目標値と、供給される三相交流電流夫々のモニタ結果から導出されるX軸成分値及びY軸成分値と、が比較されることにより導出される三相交流電流の位相関係及び電流振幅値に応じて生成された三相交流電流を、一台の三相インバータから供給されるコイルと、を有し、
前記固定子は、前記回転子よりも直径が小さい、
ことを特徴とするベアリングレスモータ。

【請求項2】
 
前記固定子は、前記回転子の前記回転軸方向における下端を非接触で支持する、請求項1記載のベアリングレスモータ。

【請求項3】
 
前記第1の軸部材は、棒状の磁石から構成されており、
前記第2の軸部材は、円筒状の磁石から構成されている、請求項1又は2記載のベアリングレスモータ。

【請求項4】
 
前記永久磁石の極数は6極であり、
前記コイルのスロット数は9スロットである、請求項1~3のいずれか一項記載のベアリングレスモータ。

【請求項5】
 
前記コイル内には、ホール素子が配置されている、請求項1~4のいずれか一項記載のベアリングレスモータ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014100222thum.jpg
State of application right Registered
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