JP2002142406A - 有限回転電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転子を回転自由に支持する軸受の長寿命化
が可能な有限回転電動機を提供する。 【解決手段】 固定子２、この固定子との間の電磁力に
より駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転子
１、およびこの回転子を回転自由に支持する軸受８を備
えた有限回転電動機において、上記軸受は、上記回転子
に固定された第１の円筒部材９と、第１の円筒部材の内
周または外周に配置され第１の円筒部材に対して相対回
転可能な第２の円筒部材１１とを有するものであり、第
２の円筒部材を回転自由に支持する第２の円筒部材用軸
受１３と、第２の円筒部材を回転駆動するアクチュエー
タ１７とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転子に有限回転
角の回転力を生ずる有限回転電動機に関するものであ
り、特に回転子を回転自由に支持する構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来技術１．図１２は例えば特開２００
０−２１７３２７号公報に記載されている従来の有限回
転電動機の構成を示す断面図であり、図において、１は
回転子（ロータ）、２は固定子（ステータ）、３は固定
子２に巻かれたステータ巻線、４は回転子１に取りつけ
られたミラー、６はコアバッグ、７は回転子１のコアバ
ッグ６に対する回転角を測定する角度センサ、１００は
回転子１をその両端部でコアバック６に対して回転自由
に保持する軸受である。

【０００３】次に動作について説明する。回転子１と固
定子２は軸受１００によって、回転自由に支持（回転支
持）されており、回転子１は固定子２との間の電磁力に
より駆動されて有限回転角の範囲内で回転する。すなわ
ち、回転子１はその回転角を角度センサ７で検出でき、
その検出角度に基づいて固定子（ステータ）２に巻かれ
たステータ巻線３に電流を流すことで、高速・高精度に
位置決め制御される。

【０００４】なお、上記特開２０００−２１７３２７号
公報には軸受１００としてどのようなものを用いるかに
ついて特には記載されていないが、例えば特開平１１−
４４３２４号公報には図１３に示すような遥動軸受が記
載されている。図１３において、２０１はホルダ、２０
２は内輪、２０３は外輪、２０４は駆動軸、２０５は環
状空間、２０６は転動体、２０８は振動器であり、ホル
ダ２０１の内部には内輪２０２と外輪２０３が配設され
ており、内輪２０２に駆動軸２０４が挿入されている。
内輪２０２と外輪２０３との間の環状空間２０５には転
動体２０６とグリース（図示せず）が封入されている。
ホルダ２０１の壁部には振動器２０８が装着されてお
り、ホルダ２０１に１０〜１００ＫＨｚ程度の高周波
（超音波）振動を付与し、これにより駆動軸２０４の周
囲の環状空間２０５を含む遥動軸受全体を振動させる。

【０００５】転動体として玉を用いた軸受の場合、一般
に、転動体の回転角が全周の１／３回転以下だとフレッ
チングが発生しやすいことが知られている。例えば、回
転子の軸外形＝φ８ｍｍで、遥動角度θ＝±１０ｄｅｇ
の場合、用いる軸受の転動体の回転角は、軸受内径＝φ
８ｍｍ、軸受外形＝φ１８ｍｍ、内外輪厚さ＝１ｍｍ、
転動体直径＝３ｍｍとして、転動体の回転角θｔ＝±１
０ｄｅｇ×（５／１．５）＝±３３．３ｄｅｇ＝６６．
７ｄｅｇp-pとなり、全周３６０ｄｅｇの１／３（＝１
２０ｄｅｇ）より１／２程度と小さく、フレッチングが
生じやすいことがわかる。

【０００６】例えば、有限回転電動機をレーザ光でプリ
ント基板に穴加工するプリント基板穴あけ用レーザ加工
機に用いる場合、１秒間に５００から１０００回の位置
決め制御を行う必要がある。その１ステップ当たりの可
動角は約０．３ｄｅｇ程度と小さく、これらを繰り返
し、最大±１０ｄｅｇ程度の範囲を走査する。さらに、
加工機の稼動率を高めるため、スキャナの位置決め駆動
は、停止されること無く、１年以上にわたり連続で動き
続ける必要がある。このため、回転支持に玉軸受を用い
た場合、転動体の材質と潤滑剤を最良に選択しても、通
常は１年程度でフレッチング等の偏磨耗が生じ、回転に
おける外乱力が急激に増大し位置決めに大きな誤差を生
じるという問題があった。

【０００７】そこで、上記特開平１１−４４３２４号公
報に記載された遥動軸受では、振動器２０８でホルダ２
０１に高周波振動を与えることで玉軸受のグリースを転
動体２０６の全表面に回り込ませて十分な油膜を形成す
ることでフレッチングを防止しようとしている。

【０００８】しかしながら、十分な油膜が形成されて
も、転動体２０６の回転が１／３以下だと転動体２０６
の偏磨耗が生じやすく、しかも、内輪２０２と外輪２０
３とは回転子１の荷重により両輪の対向面における所定
の領域のみが常に互いに押さえつけられた状態で相対的
に回転するので、この領域が偏摩耗しやすく、軸受の長
寿命化にはまだまだ限界があった。

【０００９】従来技術２．刊行物（Matsushita Technic
al Journal Vol.46 No. Feb.2000、「動圧流体軸受とそ
の応用技術」）には、図１４に示すような動圧軸受を用
いたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）が記載されてい
る。図１４において、４５は固定軸、４６は固定軸４５
に設けられた上側ラジアルグルーブ、４７は固定軸４５
に設けられた下側ラジアルグルーブ、４８は固定軸４５
の上端に設けられたにスラストグルーブ、４９は回転体
５０を回転させる平面型モータ、５０はスリーブ付き回
転体、５１は回転体５０の外周に取りつけられた円盤状
の磁気ディスクメディアである。

【００１０】次に、従来の動圧軸受の動作について図１
４を用いて説明する。図１４のハードディスク（ＨＤ
Ｄ）用の動圧軸受では、固定軸４５の外周に上側ラジア
ルグルーブ４６および下側ラジアルグルーブ４７が加工
されている。グルーブとは軸受面に高精度に加工され、
動圧を発生させるために設けられた浅い溝のことであ
る。さらに、固定軸４５の上端には、スラストグルーブ
４８が設けられている。このように固定軸４５に３つの
グルーブ４６，４７，４８を設けて、回転体５０を平面
型モータ４９により高速に連続回転させる。回転が高速
になるに伴い回転体５０のスリーブ部と固定軸４５グル
ーブとの間に潤滑流体である、例えば油（オイル）、グ
リス、あるいは気体などを供給することで、グルーブの
ポンピング作用により潤滑流体がかきあつまり、圧力を
発生し、この圧力で回転体５０を浮上させることができ
る。これにより、非接触で回転する高精度な軸受を実現
する。上側グルーブ４６、下側グルーブ４７、およびス
ラストグルーブ４８により力を発生できるので、回転体
５０をラジアルとスラストの２方向に対し非接触に支持
することができる。このようにして、回転体５０の外周
に設けられた磁気ディスクメディア５１は高速・高精度
に回転される。なお、各グルーブ４６，４７，４８は外
接する回転側の内周面（スリーブの内周）に加工されて
いても同様の効果が得られる。

【００１１】図１４に示したＨＤＤ用の動圧軸受など
は、流体が荷重を支える非接触式の軸受であるため、通
常の玉軸受などの接触式の軸受に比べ、回転振れが少な
く、かつ、高速回転を連続した場合の寿命も長く、ま
た、回転体の振動の一部を流体が吸収して機器の振動を
低減する特徴も有している。

【００１２】しかしながら、動圧を発生するためには軸
あるいはスリーブ（図１４では回転体５０）を高速で連
続回転する必要があり、このような、動圧軸受を回転子
（ロータ）１が±１０ｄｅｇ程度の遥動しかしない上述
のような有限回転電動機に適用した場合、回転子１が必
ず反転運動するため、いくら高速で遥動しても動圧によ
る圧力が著しく低下する瞬間があり、動圧軸受として機
能せず、非接触な回転支持を実現できないという問題が
あった。

【００１３】従来技術３．特願平１２−１０７９０６号
公報には、図１５〜図１７に示すような従来の２自由度
の有限回転電動機（ミラースキャナ）が記載されてい
る。図１５、図１６、および図１７は従来の２自由度の
有限回転電動機の構成を説明する図であり、それぞれ上
面図、側面断面図、および要部の拡大断面図である。図
１５〜図１７において、１０１は２つの軸（Ｘ軸とＹ
軸）の周りに回転する２自由度回転子（ロータ）、１０
２は６個の磁極を有した固定子（ステータ）、１０３は
固定子１０２の磁極に巻いたステータ巻線、１０４は回
転子１０１に取り付けたミラー、１０５は回転子１０１
をステータ１０２の磁極側に引っ張るばね、１０６は固
定子１０２を固定するコアバッグ、１０７は回転子１０
１を一点で支えるピボット軸受である。また、ばね１０
５は回転子１０１をピボット軸受１０７に押し付けるば
ねであり、ここでは、図１５の上面図に示すように、１
２０ｄｅｇの間隔で回転子１０１の外周を３個のばね１
０５でコアバッグ１０６とつなぐことで、回転子１０１
の支持点をピボット軸受１０７に押さえつけている。

【００１４】なお、ここでは一例としてステータ１０２
の磁極が６個である場合を示しているが、それ以外の磁
極数でも２自由度の有限回転電動機（ミラースキャナ）
は構成可能である。

【００１５】従来の２自由度の有限回転電動機（ミラー
スキャナ）における回転子１０１の支持は図１５〜図１
７に示すようなピボット軸受か、あるいは、玉軸受など
の回転軸受を２自由度組み合わせたジンバル構造にする
必要があった。しかしながら、このような２自由度の有
限回転電動機においても、回転子１０１を高速・高精度
に遥動させた位置決め制御を連続で行うと、軸受寿命が
極めて短くなるという問題が、１軸回転の有限回転電動
機の場合と同様にあった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の有限回転電動機
は以上のように構成されており、従来技術１のように遥
動軸受を、回転子を回転自由に支持する軸受として用い
た場合には、単に軸受外輪のホルダに振動を与えるだけ
なので、潤滑油が全体に回りこむ可能性は高いが、転動
体自体は１／３以下の回転となり偏磨耗が生じやすいた
め、寿命が本来の軸受寿命より短いという問題点があっ
た。また、従来技術２による動圧軸受などの流体を応用
した軸受は、非接触な回転支持が可能であり、軸受寿命
が長いことで知られているが、回転子が連続回転するこ
とで軸受の隙間に動圧を発生させる必要があり、回転子
が往復の遥動運動をしていると、必ず静止点があり動圧
が上手く発生しないため、このままでは有限回転電動機
の回転子を支持する軸受として利用できないといった問
題点があった。また、従来技術３による２自由度の有限
回転電動機においても同様に、回転子が有限回転角の範
囲内で回転する場合には偏磨耗が生じやすいため、寿命
が本来の軸受寿命より短いという問題点があった。

【００１７】本発明は、上記のような従来のものの問題
点を解決するためになされたものであり、回転子を回転
自由に支持する軸受の長寿命化が可能な有限回転電動機
を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る有限回転電
動機は、固定子、この固定子との間の電磁力により駆動
されて有限回転角の範囲内で回転する回転子、およびこ
の回転子を回転自由に支持する軸受を備えた有限回転電
動機において、上記軸受は、上記回転子に固定された第
１の円筒部材と、第１の円筒部材の内周または外周に配
置され第１の円筒部材に対して相対回転可能な第２の円
筒部材とを有するものであり、第２の円筒部材を回転自
由に支持する第２の円筒部材用軸受と、第２の円筒部材
を回転駆動するアクチュエータとを備えたものである。

【００１９】さらに、上記アクチュエータとしてモータ
を用い、このモータの回転を減速して第２の円筒部材に
伝達する手段を備えたものである。

【００２０】また、固定子、この固定子との間の電磁力
により駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転
子、およびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備え
た有限回転電動機において、上記軸受は上記回転子の軸
受支持部と間隙を介して対向配置された軸受部材と上記
間隙に流体を加圧注入する手段とを有する静圧軸受であ
るものである。

【００２１】また、固定子、この固定子との間の電磁力
により駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転
子、およびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備え
た有限回転電動機において、上記軸受は、上記回転子の
軸受支持部と間隙を介して対向配置された軸受部材と、
上記回転子の軸受支持部と軸受部材の対向面の少なくと
も一方に設けられた動圧発生用の溝とを有する動圧軸受
であり、上記軸受部材を回転支持する動圧軸受用軸受
と、上記軸受部材を回転駆動するアクチュエータとを備
えたものである。

【００２２】さらに、軸受部材は、回転子の軸受支持部
と間隙を介して対向する円筒部とこの円筒部の一端部に
固定されて円筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円
板部とを有するものであり、回転子の軸受支持部には、
内面が上記円筒部の外周および他端部と間隙を介して対
向する断面コ字状の有底円筒部材が固定され、動圧発生
用の溝は、上記軸受部材の円筒部と有底円筒部材の対向
面の少なくとも一方に設けられているものである。

【００２３】さらに、軸受部材は、回転子の軸受支持部
と間隙を介して対向する円筒部とこの円筒部の一端部に
固定されて円筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円
板部とを有するものであり、上記回転子の軸受支持部に
は上記中抜円板部の反円筒部側の面と間隙を介して対向
する円板部材が固定され、動圧発生用の溝は、上記回転
子の軸受支持部と円筒部の対向面の少なくとも一方およ
び上記中抜円板部と円板部材の対向面の少なくとも一方
にそれぞれ設けられているものである。

【００２４】さらに、回転子は２つの軸の周りに回転す
るものであり、軸受は２自由度の静圧または動圧軸受で
あるものである。

【００２５】さらに、軸受部材および回転子の軸受支持
部は互いに間隙を介して対向配置された球面を有するも
のであり、上記間隙に流体を加圧注入する手段を有する
か、または、上記対向配置された球面の少なくとも一方
で上記球面の上半分および下半分の両方に動圧発生用の
溝を有するものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１および図２
は、本発明の実施の形態１による有限回転電動機を説明
するための図であり、図１は側面断面図、図２は回転子
の軸方向から見た正面図である。図１および図２におい
て、１は回転子（ロータ）、２は固定子（ステータ）、
３は固定子２に巻かれたステータ巻線、４は回転子１に
取り付けられたミラー、５は回転子１とミラー４を結合
するために設けられたミラーホルダ、６はコアバッグ、
７は回転子１のコアバッグ６に対する回転角を測定する
角度センサである。

【００２７】８は回転子１をその両端部で回転自由に支
持する回転子支持用軸受、９は回転子１に固定された第
１の円筒部材に相当する回転子支持用軸受８の内輪、１
０は回転子支持用軸受８の転動体、１１は第１の円筒部
材（内輪９）の内周または外周に配置され第１の円筒部
材（内輪９）に対して相対回転可能な第２の円筒部材に
相当する回転子支持用軸受８の外輪であり、図では第１
の円筒部材（内輪９）の外周に配置されている場合を示
している。１２は回転子支持用軸受８の外輪１１に剛に
固定された軸受外輪固定用リング、１３は第２の円筒部
材（外輪１１）を回転自由に支持する第２の円筒部材用
軸受に相当する外輪支持用軸受であり、図では軸受外輪
固定用リング１２を回転自由に支持している。１４は外
輪支持用軸受１３の内輪、１５は外輪支持用軸受１３の
転動体、１６は外輪支持用軸受１３の外輪である。

【００２８】１７は第２の円筒部材（外輪１１）を回転
駆動するアクチュエータに相当する外輪回転用アクチュ
エータであり、本実施の形態では軸受外輪固定用リング
１２を連続回転することによりこれに固定された外輪１
１を回転駆動する。１８は軸受外輪固定用リング１２に
固定されたアクチュエータ用磁石、１９はアクチュエー
タ用巻線、２０はアクチュエータ用巻線１９をコアバッ
グ６に固定する巻線固定用冶具であり、これらアクチュ
エータ用磁石１８、アクチュエータ用巻線１９、および
巻線固定用冶具２０により外輪回転用アクチュエータ１
７を構成している。

【００２９】次に、動作について説明する。回転子１と
固定子２は回転子支持用軸受８によって、回転自由に支
持されており、回転子１は固定子２との間の電磁力によ
り駆動されて有限回転角の範囲内で回転する。すなわ
ち、回転子１はその回転角度を角度センサ７で検出で
き、その検出角度に基づいて固定子（ステータ）２に巻
かれたステータ巻線３に電流を流すことで、高速・高精
度に位置決め制御される。また、アクチュエータ１７の
巻線１９に電流を流すことにより、アクチュエータ用磁
石１８、軸受外輪固定用リング１２、外輪１１、および
外輪支持用軸受１３の内輪１４を、例えば一方向に連続
的に回転させる。

【００３０】このように、本実施の形態によれば、回転
子支持用軸受８をさらに外輪支持用軸受１３により回転
自由に支持し、回転子１が往復の遥動運動しかしなくて
も、回転子１およびミラー４の位置決め角度とは無関係
に、アクチュエータ１７により回転子支持用軸受８の外
輪１１を例えば一方向に連続的に回転することができ、
回転子支持用軸受８の転動体１０を常に回転させるとと
もに潤滑油も転動体１０の全周に行き渡らせることがで
きる。従って、回転子１が微小角度の往復の遥動回転し
かしなくても、回転子１を支持する回転子支持用軸受８
の外輪１１をアクチュエータ１７で常に連続で回転する
ことにより、各軸受の転動体１０を常に回転させること
ができ、潤滑も良好に行え、偏磨耗等の不具合による軸
受寿命の低下を防止することが可能である。また更に、
回転子支持用軸受８の外輪１１が回転するのでこれら外
輪１１自体の偏摩耗による軸受寿命の低下も防止するこ
とが可能である。

【００３１】なお、アクチュエータ１７は、例えば、軸
受外輪固定用リング１２に配した永久磁石１８とコアバ
ッグ６に固定された冶具２０に設けられた巻線１９によ
り構成されるブラシレスＤＣモータにより薄い厚さで構
成可能である。勿論、他の駆動方式のアクチュエータで
あってもよい。また、アクチュエータ１７の回転運動は
回転子支持用軸受８の転動体１０が１／３回転以上大き
く回転すればよく、一方向の連続回転でも１回転あるい
は何回転か毎に向きが変わる往復回転でも実現可能であ
る。さらに、１回転してから次に回転するまでの間に時
間間隔があってもよい。

【００３２】なお、上記実施の形態１では、軸受８およ
び１３として転動体１０および１５が球形状である玉軸
受を用いた場合について説明したが、転動体がローラ型
のコロ軸受など、他の転がり軸受であってもよく、上記
実施の形態１と同様の効果が得られる。また、転動体を
有さない固体潤滑や樹脂等によるすべり軸受であっても
よく、この場合にも、回転子１が遥動運動を繰返して
も、回転子支持用軸受８の外輪１１はアクチュエータ１
７によって回転駆動されるので偏摩耗が生じにくく、軸
受寿命の低下を防止することが可能である。

【００３３】なお、上記実施の形態では、内輪９が回転
子１に固定され、外輪１１がアクチュエータ１７により
回転駆動される場合について説明したが、逆に、外輪１
１が回転子１に固定され、内輪９がアクチュエータ１７
により回転駆動されてもよく、この場合にも上記実施の
形態と同様の効果が得られる。

【００３４】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２による有限回転電動機を説明するための図であり、
回転子の軸方向から見た正面図である。図３において、
３４はウォームギア、３５は軸受外輪固定用リング１２
にこれから突出して固定されたウォームホイール、３６
はウォームギア３４を回転する小型モータであり、ウォ
ームギア３４の回転はウォームホイール３５に伝達さ
れ、軸受外輪固定用リング１２を回転駆動する。本実施
の形態の特徴は、アクチュエータとしてモータ３６を用
い、このモータ３６の回転を外輪１１に減速して伝達す
る手段（ウォームギア３４とウォームホイール３５）を
備えたところにあり、他の構成は実施の形態１の場合と
同様である。

【００３５】実施の形態１においては、アクチュエータ
１７は軸受外輪固定用リング１２を直接駆動するダイレ
クトドライブの構成であったが、軸受外輪固定用リング
１２は高速に回転する必要は無く、例えば数分間あるい
は数時間に１回転程度の非常に遅い回転であっても有効
である。さらに、回転速度に多少のむらがあっても影響
がない。そこで、ダイレクトドライブのような駆動回路
が高価な（回転させるために複雑な電子回路やセンサが
必要である）アクチュエータを用いなくても、図３のよ
うな量販されている低コストの小型モータ３６を用い、
減速比が大きくなるようにウォームギア３４とウォーム
ホイール３５を設けた構成にすることで、小型のアクチ
ュエータでも小さな力（トルク）で効率良く、軸受外輪
固定用リング１２（回転子支持用軸受８の外輪１１）を
回転することができる。

【００３６】図４は、本発明の実施の形態２による別の
有限回転電動機を説明するための図であり、回転子の軸
方向から見た正面図である。図４において、３７は軸受
外輪固定用リング１２にこれから突出して固定された平
歯車、３８はこの平歯車３７と噛み合う平歯車であり、
平歯車３８を図示していないが小型モータなどのアクチ
ュエータで回転することで、平歯車３７に回転が伝わ
り、平歯車３７に連結された軸受外輪固定用リング１２
が回転する。このように構成されたものにおいても、ア
クチュエータとしてモータを用い、このモータの回転を
減速して外輪１１に伝達する手段（平歯車３７，３８）
を備えたので、小型のアクチュエータ（モータ）でも小
さな力（トルク）で効率良く、外輪１１を回転すること
ができる。

【００３７】なお、モータの回転を減速して外輪１１に
伝達する手段（減速機構）は上記のものに限らず、ベル
トやプーリを用いたものなどいかなる形式のものでも適
用可能であり、また、小型のモータ３６もこれに限るも
のではなく、他の駆動形式のアクチュエータを用いるこ
とも可能である。

【００３８】実施の形態３．上記実施の形態１および２
における有限回転電動機は回転子支持用軸受８の外輪１
１を連続回転することで回転支持部（回転子支持用軸受
８）の長寿命化の効果を得た。同様の効果は、回転支持
部に静圧軸受を用い、非接触な回転支持を実現すること
でも得られる。図５は、本発明の実施の形態３による有
限回転電動機の側面断面図である。図５において、４０
は回転子１の両端部である軸受支持部と間隙を介して対
向配置された軸受部材であり、静圧軸受回転子３９の軸
受支持部との対向面に周状に作動流体導入用の溝が設け
られている。４１は軸受部材４０と回転子１の軸受支持
部との間隙に加圧された作動流体を導入するための固定
子内配管、４２は固定子内配管４１を外部の配管とつな
ぐ配管連結器、４３は作動流体を加圧するための圧縮機
（コンプレッサー）、４４は圧縮機４３と配管連結器４
２とをつなぐ配管であり、これら固定子内配管４１、配
管連結器４２、圧縮機４３、および配管４４により、回
転子１の軸受支持部と軸受部材４０との間隙に流体を加
圧注入する手段を構成している。なお、他の構成は実施
の形態１の場合と同様であるので、実施の形態１と重複
する要素の説明は省いている。

【００３９】以上のような構成により、圧縮機４３によ
り発生する高圧な作動流体を配管４４、配管連結器４
２、および固定子内配管４１に通じることで、軸受部材
４０の内周に高圧力を発生できるので、軸受部材４０の
内周に位置する回転子１の軸受支持部を非接触に回転自
由に支持することができる。このため、回転子１が高
速、高精度な位置決め制御による遥動を繰り返しても、
金属同士が接触する個所が無く、滑らかな回転支持を長
い期間にわたり良好に保つことができる効果がある。

【００４０】ただし、外部に、作動流体を加圧するため
の圧縮機４３が必要であるため、高価になったり、圧縮
機４３を設置するのに場所を取るという課題があるが、
軸受部材４０などの製作は容易であるという利点があ
る。

【００４１】なお、静圧軸受に用いる作動流体について
特に明記しなかったが、空気などの気体、オイルや水な
どの液体等、様々な流体を適用可能であり、圧縮機４３
の特性、コスト、求められる性能などに応じて適した作
動流体を適宜選択することができる。

【００４２】実施の形態４．実施の形態３では、静圧軸
受を用いることで回転子１の非接触な支持を実現し長寿
命化の効果を得た。同様な効果は動圧軸受を用いること
でも実現できる。図６および図７は、本発明の実施の形
態４による有限回転電動機を説明するための図であり、
図６は側面断面図、図７は図６の要部を拡大して示す分
解斜視図である。

【００４３】図６および図７において、５２は回転子１
の軸受支持部に固定された断面コ字状の有底円筒部材で
ある。５３は回転子１の両端部である軸受支持部と間隙
を介して対向配置された軸受部材（動圧軸受用スリー
ブ）であり、回転子１の軸受支持部と間隙を介して対向
する円筒部５３ａとこの円筒部５３ａの一端部に固定さ
れて円筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円板部５
３ｂとを有する。回転子１の軸受支持部に固定された断
面コ字状の有底円筒部材５２は、内面が軸受部材５３の
円筒部５３ａの外周および他端部と間隙を介して対向し
ており、この間隙に潤滑流体として例えば油（オイル）
を供給する。本実施の形態では円筒部５３ａの有底円筒
部材５２との対向面に動圧発生用の溝である上側ラジア
ルグルーブ４６、下側ラジアルグルーブ４７、およびス
ラストグルーブ４８がそれぞれ設けられている。５４は
軸受部材５３を回転支持する軸受部材支持用軸受（スリ
ーブ支持用軸受）であり、本実施の形態では玉軸受が用
いられている。５５は軸受部材（動圧軸受用スリーブ）
５３を回転駆動する軸受部材回転用アクチュエータ（ス
リーブ回転用アクチュエータ）である。なお、他の構成
は実施の形態１の場合と同様であるので、実施の形態１
と重複する要素の説明は省いている。

【００４４】回転子１の軸方向の前後に断面形状がコ字
状になる有底円筒部材５２が設けられ、この有底円筒部
材５２の内側に動圧軸受用スリーブ５３の円筒部５３ａ
が入れ込まれる。動圧軸受用スリーブ５３はスリーブ支
持用軸受５４により回転支持されており、スリーブ回転
用アクチュエータ５５により高速で連続回転可能であ
る。

【００４５】以上のような構造により、回転子１が往復
の遥動運動しかしなくても、回転子１およびミラー４の
位置決め角度とは無関係に、動圧軸受用スリーブ５３を
常に高速に一方向に連続回転させることで、動圧も連続
的に発生させることが可能となる。すなわち、図８に示
すように、動圧軸受用スリーブ５３には上側ラジアルグ
ルーブ４６、下側ラジアルグルーブ４７およびスラスト
グルーブ４８がそれぞれ設けられており、これと回転子
（ロータ）１の有底円筒部材５２との隙間に動圧が発生
し、ラジアルとスラストの両方向に回転子１を非接触に
支持することが可能となり、回転子１が遥動運動しかし
なくても、高寿命な軸受性能を実現できる。

【００４６】なお、有底円筒部材５２と軸受部材５３の
円筒部５３ａとの隙間を狭くしたり、軸受部材５３の回
転をより高速にしたりすることで、発生する動圧は高く
なり、ロータ１をラジアル方向に支持する剛性も、玉軸
受などの機械接触による軸受と同等程度に高くすること
が可能である。

【００４７】なお、上記実施の形態では動圧発生用の溝
である上側ラジアルグルーブ４６、下側ラジアルグルー
ブ４７、およびスラストグルーブ４８を軸受部材５３の
円筒部５３ａに設けた場合について示したが、有底円筒
部材５２の円筒部５３ａとの対向面に設けてもよく、ま
た、円筒部５３ａと有底円筒部材５２の対向面の両方に
設けてもよい。

【００４８】なお、動圧軸受用スリーブ５３の回転に用
いるスリーブ回転用アクチュエータ５５はいかなる形式
のものでも適用可能であり、例えば電気以外を駆動源と
する駆動形式のアクチュエータでも適用できる。

【００４９】また、図６では、スリーブ支持用軸受５４
を玉軸受として図示しているが、転動体がローラ型のコ
ロ軸受など、他の転がり軸受であってもよく、また、転
動体を有さない固体潤滑や樹脂等によるすべり軸受であ
ってもよい。

【００５０】実施の形態５．上記実施の形態４では回転
子１に有底円筒部材５２を設け、動圧発生用の溝を軸受
部材５３の外周に設けたが、動圧発生用の溝を軸受部材
の内周に設けることでも同様の動圧軸受を構成すること
ができる。図８および図９は、本発明の実施の形態５に
よる有限回転電動機を説明するための図であり、図８は
側面断面図、図９は図８の要部を拡大して示す一部破断
斜視図である。

【００５１】図８および図９において、５７は回転子１
の両端部である軸受支持部と間隙を介して対向配置され
た軸受部材（動圧軸受用スリーブ）であり、回転子１の
軸受支持部と間隙を介して対向する円筒部５７ａとこの
円筒部５７ａの一端部に固定されて円筒の中心軸と直行
する方向に延びる中抜円板部５７ｂとを有する。５８は
回転子１の軸受支持部に固定された円板部材（スラスト
円板）であり、中抜円板部５７ｂの反円筒部５７ａ側の
面と間隙を介して対向しており、本実施の形態では円筒
部５７ａにおける回転子１の軸受支持部との対向面に上
側ラジアルグルーブ４６と下側ラジアルグルーブ４７が
設けられ、中抜円板部５７ｂの円板部材５８との対向面
にスラストグルーブ４８が設けられている。なお、他の
構成は実施の形態４の場合と同様であるので、実施の形
態４と重複する要素の説明は省いている。

【００５２】このように構成されたものにおいても、上
記実施の形態４の場合と同様に、回転子１が往復の遥動
運動しかしなくても、回転子１およびミラー４の位置決
め角度とは無関係に、動圧軸受用スリーブ５７を常に高
速に一方向に連続回転させることで、動圧も連続的に発
生させることが可能となり、回転子１のラジアルおよび
スラスト両方向の非接触な支持が可能となる。さらに、
上記実施の形態４では回転子１に有底円筒部材５３を固
定したのに比べて、円板部材５８を固定するだけである
ので、回転子１の回転慣性を小さくすることが可能であ
り、ロータ１のねじりと曲げの固有振動数を高く設計す
ることが可能となり、有限回転電動機の必要トルクを小
さくし、消費電力も低減できるという利点がある。ま
た、低慣性であるため回転子１のねじり固有振動数が高
くなり、回転子のより高速、高精度な位置決め制御を実
現することができる。

【００５３】なお、上記実施の形態では動圧発生用の溝
である上側ラジアルグルーブ４６、下側ラジアルグルー
ブ４７、およびスラストグルーブ４８を軸受部材５７の
側に設けた場合について示したが、回転子１の側、すな
わち円板部材５８および回転子１の軸受支持部の軸受部
材５７との対向面に設けてもよく、また、軸受部材５７
の側と回転子１の側の両方に設けてもよい。

【００５４】なお、上記各実施の形態１〜５では、回転
子１を回転自由に支持する軸受が、回転子１の両端部に
設けられている場合について示したが、軸受は回転子１
の一端部のみに設けられており、他端部は例えばばね等
で回転自由に支持するように構成された有限回転電動機
においても、上記各実施の形態１〜５で説明した軸受部
の構成は適用でき、その場合にも上記各実施の形態の場
合と同様の効果が得られる。

【００５５】実施の形態６．図１０は、本発明の実施の
形態６による有限回転電動機の要部の構成を示す側面断
面図であり、全体的な構成は図１５や図１６で示した従
来の２自由度の有限回転電動機と同様である。図１０は
図１７に相当する回転子の軸受支持部を拡大して示して
いる。本実施の形態は実施の形態３で説明した静圧軸受
による回転子の支持構造を、回転子が２つの軸の周りに
回転遥動する２自由度の有限回転電動機に適用したもの
である。

【００５６】図１０において、１０８は回転子１０１の
軸受支持部であり、内面が球状に形成されている。１０
９は回転子１０１の軸受支持部１０８と間隙を介して対
向配置された球面を有する球状の軸受部材であり、軸受
支持部１０８に高精度な隙間を隔てて内接している。１
１０は軸受部材１０９の中心に空けられた細管状の配管
である。なお、軸受部材１０９はコアバッグ１０６に固
定されており、配管１１０はコアバッグ１０６を通って
圧縮機（図示せず）につながっている。

【００５７】以上のような構成により、圧縮機により発
生する高圧な作動流体（例えば空気や油など）を配管１
１０に通じることで軸受部材１０９の外周に高圧力を発
生できるので、軸受部材１０９の外周面と間隙を介して
対向する回転子１の軸受支持部１０８を非接触に、図１
０に示すＸ軸回りのθｘの回転とＹ軸回りのθｙの回転
との２自由度の回転自由に支持することができる。この
ため、回転子１０１が高速かつ高精度な位置決め制御に
よる遥動を繰り返しても、金属同士が接触する個所が無
く、滑らかな回転支持を長い期間にわたり良好に保つこ
とができる。

【００５８】ただし、外部に、作動流体を加圧するため
の圧縮機が必要であるため、高価になったり、圧縮機を
設置するのに場所を取るという課題があるが、軸受部材
４０などの製作は比較的容易であるという利点がある。

【００５９】なお、静圧軸受に用いる作動流体について
特に明記しなかったが、空気などの気体、オイルや水な
どの液体等、様々な流体を適用可能であり、圧縮機の特
性、コスト、求められる性能などに応じて適した作動流
体を適宜選択することができる。

【００６０】実施の形態７．図１１は、本発明の実施の
形態７による有限回転電動機の要部の構成を示す側面断
面図であり、全体的な構成は図１５や図１６で示した従
来の２自由度の有限回転電動機と同様である。図１１は
図１７に相当する回転子の軸受支持部を拡大して示して
いる。本実施の形態は実施の形態４および５で説明した
動圧軸受による回転子の支持構造を、回転子が２つの軸
の周りに回転遥動する２自由度の有限回転電動機に適用
したものである。

【００６１】図１１において、１１１は回転子１０１の
軸受支持部であり、内面が球状に形成されている。１１
２は回転子１０１の軸受支持部１１１と間隙を介して対
向配置された球面を有する球状の軸受部材であり、軸受
支持部１１１に高精度な隙間を隔てて内接している。１
１３は球状の軸受部材１１２の上半球に刻まれた上側グ
ルーブ、１１４は球状の軸受部材１１３の下半球に刻ま
れた下側グルーブ、１１５は軸受支持部１１１と軸受部
材１１２との間隙に潤滑流体として例えば油を供給する
ために回転子１０１の内部に細管状に開けられた油路、
１１６は回転子１０１に設けられた油受け、１１７は油
受け１１６に潤滑油を供給する給油管、１１８は球状の
軸受部材１１３を回転中心に固定した回転ディスク、１
１９は回転ディスク１１８を回転支持する回転ディスク
支持用軸受、１２０は回転ディスク１１８に固定された
回転ディスク回転用アクチュエータのロータ、１２１は
コアバッグ１０６に固定された回転ディスク用回転アク
チュエータのステータである。なお、２自由度の回転子
（ロータ）１０１は実線と破線で遥動する様子を示して
いる。

【００６２】実施の形態４および５では、±１０ｄｅｇ
程度の遥動運動しかしない回転子（ロータ）１の１自由
度の回転支持を行う動圧軸受に動圧を発生するために、
軸受部材５３，５７を高速で連続回転した。同様に、動
圧軸受を回転子（ロータ）１０１が±１０ｄｅｇ程度の
遥動運動しかしない２自由度の有限回転電動機に適用す
る場合も、軸受部材１１２を高速で連続回転する必要が
ある。そこで、本実施の形態では、実施の形態４および
５と同じ考えに基づき、図１１に示すように、回転ディ
スク支持用軸受１１９によって回転自由に支持され、回
転ディスク回転用アクチュエータ１２０，１２１によっ
て回転駆動される球状の軸受部材１１２を２自由度の回
転支持に用いることで、回転子１０１のＸ軸回りのθｘ
の回転とＹ軸回りのθｙの回転との２自由度の遥動回転
を非接触とする動圧軸受を実現する。

【００６３】２自由度の回転子（ロータ）１０１は、従
来技術３で示した回転子１０１の回転支持に用いるピン
状のピボット部を内面が球状の軸受支持部１１１として
構成したものである。この内面が球状になった回転子１
０１の軸受支持部１１１の内側に、球状の軸受部材１１
２を入れ込む。球状の軸受部材１１２の上半球には上側
グルーブ１１３がリング状に刻まれており、下半球には
下側グルーブ１１４がリング状に刻まれている。球状の
軸受部材１１２は回転ディスク１１８に固定されてお
り、回転ディスク１１８は回転ディスク支持用軸受１１
９により回転自由に支持されている。回転ディスク１１
８は回転ディスク回転用アクチュエータ１２０、１２１
により、コアバッグ１０６に対して高速で連続回転可能
に構成されている。

【００６４】以上のような構造により、２自由度の回転
子（ロータ）１０１が図１１の破線に示すようなθｘ、
θｙ回転の往復の遥動運動しかしなくても、２自由度の
回転子（ロータ）１０１およびミラー１０４の位置決め
角度とは無関係に、球状の軸受部材１１２を常に高速に
一方向に連続回転させることで、上側グルーブ１１３と
下側グルーブ１１４に動圧を連続的に発生することが可
能となるので、２自由度の回転子（ロータ）１０１をＸ
軸およびＹ軸回りに２自由度で非接触に回転支持可能と
なり、回転子１０１が遥動運動しかしなくても、高精
度、高寿命な軸受性能を実現できる。

【００６５】なお、回転子１０１の軸受支持部１１１と
軸受部材１１２との隙間を狭くしたり、軸受部材１１２
の回転を高速にしたりすることで、発生する動圧は高く
なり、ロータ１をラジアル方向に支持する剛性も、玉軸
受などの機械接触による軸受と同等程度に高くすること
が可能である。

【００６６】なお、上記実施の形態では動圧発生用の溝
であるグルーブ１１５，１１６を軸受部材１１２に設け
た場合について示したが、回転体１０１の軸受支持部１
１１の軸受部材１１２との対向面に設けてもよく、ま
た、軸受支持部１１１と軸受部材１１２の対向面の両方
に設けてもよい。

【００６７】なお、回転ディスク１１８の回転に用いる
アクチュエータ１２０、１２１はいかなる形式のもので
も適用可能であり、例えば電気以外を駆動源とする駆動
形式のアクチュエータでも適用できる。

【００６８】なお、上記実施の形態では潤滑流体として
油を用いた場合について示したが、例えばグリス、潤滑
用水溶液などの液体、あるいは気体などであってもよ
い。

【００６９】また、図１１では、回転ディスク支持用軸
受１１９を玉軸受として図示しているが、転動体がロー
ラ型のコロ軸受など、他の転がり軸受であってもよく、
また、転動体を有さない固体潤滑や樹脂等によるすべり
軸受であってもよい。

【００７０】なお、上記実施の形態６および７では回転
子１０１の軸受支持部１０８，１１１の内面が球状に形
成されていわゆる球面受座となっており、軸受部材１０
９，１１５がいわゆる球面座となっている場合について
示したが、逆に、回転子１０１の軸受支持部１０８，１
１１がいわゆる球面座となっており、軸受部材１０９，
１１５がいわゆる球面受座となっていてもよく、この場
合にもそれぞれ上記実施の形態６および７と同様の効果
が得られる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固定
子、この固定子との間の電磁力により駆動されて有限回
転角の範囲内で回転する回転子、およびこの回転子を回
転自由に支持する軸受を備えた有限回転電動機におい
て、上記軸受は、上記回転子に固定された第１の円筒部
材と、第１の円筒部材の内周または外周に配置され第１
の円筒部材に対して相対回転可能な第２の円筒部材とを
有するものであり、第２の円筒部材を回転自由に支持す
る第２の円筒部材用軸受と、第２の円筒部材を回転駆動
するアクチュエータとを備えたので、回転子が遥動運動
を繰返した場合にも、第２の円筒部材はアクチュエータ
によって回転駆動されるので偏摩耗が生じにくく、さら
に、両円筒部材間に転動体や潤滑剤がある場合には、転
動体に連続回転を与えたり潤滑剤を全体にいきわたらせ
たりすることが可能となり、偏磨耗を防止することがで
きる結果、軸受の長寿命化を図ることができる。

【００７２】さらに、上記アクチュエータとしてモータ
を用い、このモータの回転を減速して第２の円筒部材に
伝達する手段を備えたので、小型のアクチュエータでも
小さな力（トルク）で効率良く、第２の円筒部材を回転
することができる。

【００７３】また、固定子、この固定子との間の電磁力
により駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転
子、およびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備え
た有限回転電動機において、上記軸受は上記回転子の軸
受支持部と間隙を介して対向配置された軸受部材と上記
間隙に流体を加圧注入する手段とを有する静圧軸受であ
るので、回転子の非接触な回転支持が実現でき、回転子
が高速で遥動運動をする場合にも、偏磨耗を防いで軸受
の長寿命化を図ることができる。

【００７４】また、固定子、この固定子との間の電磁力
により駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転
子、およびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備え
た有限回転電動機において、上記軸受は、上記回転子の
軸受支持部と間隙を介して対向配置された軸受部材と、
上記回転子の軸受支持部と軸受部材の対向面の少なくと
も一方に設けられた動圧発生用の溝とを有する動圧軸受
であり、上記軸受部材を回転支持する動圧軸受用軸受
と、上記軸受部材を回転駆動するアクチュエータとを備
えたので、回転子が高速で遥動運動をする場合にも、軸
受部材に高速で連続回転を与えることが可能となり、軸
受部材と回転子との隙間に動圧を発生できるため、回転
子の非接触な回転支持が実現され、偏磨耗を防ぎ軸受の
寿命を長くできる。さらに、静圧軸受で必要な圧縮機な
どの圧力発生装置などが不要となり、軸受装置の小型化
が実現される。

【００７５】さらに、軸受部材は、回転子の軸受支持部
と間隙を介して対向する円筒部とこの円筒部の一端部に
固定されて円筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円
板部とを有するものであり、回転子の軸受支持部には、
内面が上記円筒部の外周および他端部と間隙を介して対
向する断面コ字状の有底円筒部材が固定され、動圧発生
用の溝は、上記軸受部材の円筒部と有底円筒部材の対向
面の少なくとも一方に設けられているので、回転子のラ
ジアルおよびスラスト両方向の非接触な支持が可能とな
る。

【００７６】さらに、軸受部材は、回転子の軸受支持部
と間隙を介して対向する円筒部とこの円筒部の一端部に
固定されて円筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円
板部とを有するものであり、上記回転子の軸受支持部に
は上記中抜円板部の反円筒部側の面と間隙を介して対向
する円板部材が固定され、動圧発生用の溝は、上記回転
子の軸受支持部と円筒部の対向面の少なくとも一方およ
び上記中抜円板部と円板部材の対向面の少なくとも一方
にそれぞれ設けられているので、回転子のラジアルおよ
びスラスト両方向の非接触な支持が可能となる。さら
に、上述の構成では回転子に有底円筒部材を固定したの
に比べて、本構成では円板部材を固定するだけであり、
回転子の回転慣性を小さくできるという利点を有するの
で、有限回転電動機の消費電力を抑えることができると
ともに、回転子のより高速、高精度な位置決め制御を実
現することができる。

【００７７】さらに、回転子は２つの軸の周りに回転す
るものであり、軸受は２自由度の静圧または動圧軸受で
あるので、回転子が２つの軸の周りに遥動運動をする場
合にも、回転子の非接触な２自由度の回転支持が実現さ
れ、偏磨耗を防いで軸受の長寿命化を図ることができ
る。

【００７８】さらに、軸受部材および回転子の軸受支持
部は互いに間隙を介して対向配置された球面を有するも
のであり、上記間隙に流体を加圧注入する手段を有する
か、または、上記対向配置された球面の少なくとも一方
で上記球面の上半分および下半分の両方に動圧発生用の
溝を有するので、回転子が２つの軸の周りに遥動運動を
する場合にも、回転子の非接触な２自由度の回転支持が
実現され、偏磨耗を防いで軸受の長寿命化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による有限回転電動機
を示す側面断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１による有限回転電動機
を示す正面図である。

【図３】 本発明の実施の形態２による有限回転電動機
を示す正面図である。

【図４】 本発明の実施の形態２による別の有限回転電
動機を示す正面図である。

【図５】 本発明の実施の形態３による有限回転電動機
を示す側面断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態４による有限回転電動機
を示す側面断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態４による有限回転電動機
の要部を拡大して示す分解斜視図である。

【図８】 本発明の実施の形態５による有限回転電動機
を示す側面断面図である。

【図９】 本発明の実施の形態５による有限回転電動機
の要部を拡大して示す一部破断斜視図である。

【図１０】 本発明の実施の形態６による有限回転電動
機の要部の構成を示す側面断面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態７による有限回転電動
機の要部の構成を示す側面断面図である。

【図１２】 従来の有限回転電動機の構成を示す断面図
である。

【図１３】 従来の遥動軸受の構成を示す斜視図であ
る。

【図１４】 従来の動圧軸受を用いたハードディスクド
ライブの構成を示す断面図である。

【図１５】 従来の２自由度の有限回転電動機の構成を
示す上面図である。

【図１６】 従来の２自由度の有限回転電動機の構成を
示す側面断面図である。

【図１７】 従来の２自由度の有限回転電動機の要部の
構成を拡大して示す側面断面図である。

【符号の説明】

１ 回転子（ロータ）、２ 固定子（ステータ）、３
ステータ巻線、４ ミラー、５ ミラーホルダー、６
コアバッグ、７ 角度センサ、８ 回転子支持用軸受、
９ 内輪、１０ 転動体、１１ 外輪、１２ 軸受外輪
固定用リング、１３ 外輪支持用軸受、１４ 内輪、１
５ 転動体、１６ 外輪、１７ 外輪回転用アクチュエ
ータ、１８ アクチュエータ用磁石、１９ アクチュエ
ータ用巻線、２０ 巻線固定用冶具、３４ ウォームギ
ア、３５ ウォームホイール、３６モータ、３７，３８
平歯車、４０ 軸受部材、４１ 固定子内配管、４２
配管連結器、４３ 圧縮機（コンプレッサー）、４４
配管、４５ 固定軸、４６ 上側ラジアルグルーブ、４
７ 下側ラジアルグルーブ、４８ スラストグルーブ、
４９ 平面型モータ、５０ スリーブ付き回転体、５１
磁気ディスクメディア、５２ 有底円筒部材、５３
軸受部材（動圧軸受用スリーブ）、５３ａ円筒部、５３
ｂ 中抜円板部、５４ 軸受部材支持用軸受（スリーブ
支持用軸受）、５５ 軸受部材回転用アクチュエータ
（スリーブ回転用アクチュエータ）、５７ 軸受部材
（動圧軸受用スリーブ）、５７ａ 円筒部、５７ｂ 中
抜円板部、５８ 円板部材（スラスト円板）、１０１
２自由度回転子（ロータ）、１０２ 固定子（ステー
タ）、１０３ ステータ巻線、１０４ ミラー、１０５
ばね、１０６ コアバッグ、１０７ ピボット軸受、１
０８ 軸受支持部、１０９ 軸受部材、１１０ 配管、
１１１ 軸受支持部、１１２ 軸受部材、１１３上側グ
ルーブ、１１４ 下側グルーブ、１１５ 油路、１１６
油受け、１１７ 給油管、１１８ 回転ディスク、１
１９ 回転ディスク支持用軸受、１２０回転ディスク回
転用アクチュエータ（ロータ）、１２１ 回転ディスク
用回転アクチュエータ（ステータ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 32/06 Ｆ１６Ｃ 32/06 Ｚ Ｈ０２Ｋ 5/167 Ｈ０２Ｋ 5/167 Ａ 5/173 5/173 Ａ (72)発明者 井上 正夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 今城 昭彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA20 BA06 BA10 CA02 3J101 AA02 AA13 AA42 AA63 AA75 FA31 GA24 3J102 AA02 EA01 EA06 GA13 5H605 BB05 CC02 CC08 DD09 EB06 EB10 EB12 EB21 5H607 BB01 BB10 BB14 BB26 DD03 DD09 EE18 GG01 GG08 GG09 GG12 GG13 HH01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子、この固定子との間の電磁力によ
   り駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転子、お
   よびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備えた有限
   回転電動機において、上記軸受は、上記回転子に固定さ
   れた第１の円筒部材と、第１の円筒部材の内周または外
   周に配置され第１の円筒部材に対して相対回転可能な第
   ２の円筒部材とを有するものであり、第２の円筒部材を
   回転自由に支持する第２の円筒部材用軸受と、第２の円
   筒部材を回転駆動するアクチュエータとを備えたことを
   特徴とする有限回転電動機。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の有限回転電動機に
   おいて、上記アクチュエータとしてモータを用い、この
   モータの回転を減速して第２の円筒部材に伝達する手段
   を備えたことを特徴とする有限回転電動機。
3. 【請求項３】 固定子、この固定子との間の電磁力によ
   り駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転子、お
   よびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備えた有限
   回転電動機において、上記軸受は上記回転子の軸受支持
   部と間隙を介して対向配置された軸受部材と上記間隙に
   流体を加圧注入する手段とを有する静圧軸受であること
   を特徴とする有限回転電動機。
4. 【請求項４】 固定子、この固定子との間の電磁力によ
   り駆動されて有限回転角の範囲内で回転する回転子、お
   よびこの回転子を回転自由に支持する軸受を備えた有限
   回転電動機において、上記軸受は、上記回転子の軸受支
   持部と間隙を介して対向配置された軸受部材と、上記回
   転子の軸受支持部と軸受部材の対向面の少なくとも一方
   に設けられた動圧発生用の溝とを有する動圧軸受であ
   り、上記軸受部材を回転支持する動圧軸受用軸受と、上
   記軸受部材を回転駆動するアクチュエータとを備えたこ
   とを特徴とする有限回転電動機。
5. 【請求項５】 上記請求項４に記載の有限回転電動機に
   おいて、軸受部材は、回転子の軸受支持部と間隙を介し
   て対向する円筒部とこの円筒部の一端部に固定されて円
   筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円板部とを有す
   るものであり、回転子の軸受支持部には、内面が上記円
   筒部の外周および他端部と間隙を介して対向する断面コ
   字状の有底円筒部材が固定され、動圧発生用の溝は、上
   記軸受部材の円筒部と有底円筒部材の対向面の少なくと
   も一方に設けられていることを特徴とする有限回転電動
   機。
6. 【請求項６】 上記請求項４に記載の有限回転電動機に
   おいて、軸受部材は、回転子の軸受支持部と間隙を介し
   て対向する円筒部とこの円筒部の一端部に固定されて円
   筒の中心軸と直行する方向に延びる中抜円板部とを有す
   るものであり、上記回転子の軸受支持部には上記中抜円
   板部の反円筒部側の面と間隙を介して対向する円板部材
   が固定され、動圧発生用の溝は、上記回転子の軸受支持
   部と円筒部の対向面の少なくとも一方および上記中抜円
   板部と円板部材の対向面の少なくとも一方にそれぞれ設
   けられていることを特徴とする有限回転電動機。
7. 【請求項７】 上記請求項３または４に記載された有限
   回転電動機において、回転子は２つの軸の周りに回転す
   るものであり、軸受は２自由度の静圧または動圧軸受で
   あることを特徴とする有限回転電動機。
8. 【請求項８】 上記請求項７に記載された有限回転電動
   機において、軸受部材および回転子の軸受支持部は互い
   に間隙を介して対向配置された球面を有するものであ
   り、上記間隙に流体を加圧注入する手段を有するか、ま
   たは、上記対向配置された球面の少なくとも一方で上記
   球面の上半分および下半分の両方に動圧発生用の溝を有
   することを特徴とする有限回転電動機。