JP3352554B2 - Spindle device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スピンドル装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】小型で高速回転が可能なスピンドル装置
の駆動源としては、一般に回転子に永久磁石が取り付け
られたモータ（例えばＤＣブラシレスモータ）が使用さ
れている。図６は、回転子に永久磁石を備えたモータの
断面を表したものである。この図に示すように、回転子
１０は永久磁石１２を有しており、この永久磁石１２の
外周には、所定の隙間をおいて固定子鉄心１４が設けら
れている。固定子鉄心１４は、薄い鋼板を積み重ねたも
のであり、図示は省略されているが、この固定子鉄心１
４のポール部１６には、巻線が巻かれている。固定子
は、この巻線と固定子鉄心１４とで構成され、図示しな
い巻線が通電されることで、回転子１０に対して回転磁
界を発生させるようになっている。2. Description of the Related Art As a drive source of a small-sized spindle device capable of rotating at high speed, a motor (for example, a DC brushless motor) having a permanent magnet attached to a rotor is generally used. FIG. 6 shows a cross section of a motor having a permanent magnet on a rotor. As shown in this figure, the rotor 10 has a permanent magnet 12, and a stator core 14 is provided on the outer periphery of the permanent magnet 12 with a predetermined gap. The stator core 14 is formed by stacking thin steel plates, and although not shown, the stator core 1
A winding is wound around the pole 16 of the fourth. The stator includes the windings and the stator core 14, and generates a rotating magnetic field for the rotor 10 when a winding (not shown) is energized.

【０００３】ポール部１６の先端部分は、回転子１０の
外周面に沿ってその幅を広くした鉄心歯１６ａとなって
おり、図示しない巻線によって発生した磁界は、この鉄
心歯１６ａと永久磁石１２との間の隙間を介して、例え
ば、図６に矢印で示すような磁気回路を形成する。図６
に示すような、回転子に永久磁石を有するモータでは、
回転子１０が高速で回転すると、永久磁石１２の磁界に
よって、固定子鉄心１４の鉄損（ヒステリシス損や渦電
流損）が著しくなる。このため、従来では、ポール部１
６の幅を広くし、ポール部１６内の磁束密度を小さくす
ることで、鉄損の低減を図っていた。The tip of the pole portion 16 is a core tooth 16a whose width is widened along the outer peripheral surface of the rotor 10, and a magnetic field generated by a winding (not shown) causes the core tooth 16a and the permanent magnet For example, a magnetic circuit as shown by an arrow in FIG. FIG.
In a motor having a permanent magnet in the rotor as shown in
When the rotor 10 rotates at high speed, iron loss (hysteresis loss and eddy current loss) of the stator core 14 becomes significant due to the magnetic field of the permanent magnet 12. For this reason, conventionally, the pole portion 1
By reducing the magnetic flux density in the pole portion 16 by widening the width of 6, iron loss is reduced.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポール部１６
の幅を広くすると、その間に形成されたスロット１８が
狭くなるので、巻くことができる巻線が少なくなり、出
力特性（トルク特性）を悪くしてしまう。また、近年に
おいては永久磁石の磁気特性が著しく向上しているの
で、特にポール部１６の鉄心歯１６ａでの磁束密度が高
くなり、結果的に鉄損の増加が著しくなっていた。However, the pole portion 16
When the width is increased, the slots 18 formed therebetween become narrower, so that the number of windings that can be wound decreases, and output characteristics (torque characteristics) deteriorate. In recent years, since the magnetic properties of the permanent magnet have been significantly improved, the magnetic flux density particularly at the iron core teeth 16a of the pole portion 16 has increased, and as a result, the iron loss has increased significantly.

【０００５】図７は、鉄心歯１６ａ付近で生じる磁界を
表したものである。回転子１０の回転時に、永久磁石１
２における磁極（Ｎ極、Ｓ極）の境界が、図７に示すよ
うに鉄心歯１６ａの隙間の中間に位置したとき、各鉄心
歯１６ａ、１６ａの歯先間には、空隙を介して図示する
ような磁界が形成され（フリンジング現象）、両歯先に
おける磁束密度が著しく高くなる。従って、この鉄心歯
１６ａで鉄損が生じ、特に、毎分１万回転以上の高速回
転では、この鉄損が非常に大きなものとなるため、回転
子１０の高速回転化を困難にしていた。FIG. 7 shows a magnetic field generated near the iron core teeth 16a. When the rotor 10 rotates, the permanent magnet 1
When the boundary between the magnetic poles (N-pole and S-pole) in the position No. 2 is located in the middle of the gap between the iron core teeth 16a as shown in FIG. A magnetic field is generated (fringing phenomenon), and the magnetic flux density at both tooth tips becomes extremely high. Therefore, iron loss occurs at the iron core teeth 16a, and particularly at high speed rotation of 10,000 revolutions per minute or more, the iron loss becomes very large, making it difficult to rotate the rotor 10 at high speed.

【０００６】例えば、歯科治療に使用される歯用の切削
器具においては、毎分５万や８万、あるいは１０万、３
０万回転といった超高速回転が必要とされているが、従
来のスピンドル装置では、前述した鉄損によりこのよう
な超高速回転に対応することができなかった。このた
め、従来では、回転の駆動源として、装置が大がかりと
なってしまうエアタービンを使用していた。また、レー
ザプリンタやデジタル複写機等では、ポリゴンミラーの
高速回転化が重要な課題となっている。For example, in a tooth cutting tool used for dental treatment, 50,000, 80,000, or 100,000, 3
Ultra-high-speed rotation such as 100,000 rotations is required, but the conventional spindle device cannot cope with such ultra-high-speed rotation due to the iron loss described above. For this reason, conventionally, an air turbine whose apparatus is large is used as a driving source for rotation. Further, in a laser printer, a digital copying machine, and the like, increasing the rotation speed of a polygon mirror is an important issue.

【０００７】そこで、本発明の目的は、高速回転時の鉄
損を減少させることができるスピンドル装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide a spindle device capable of reducing iron loss during high-speed rotation.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、永久磁石が取り付けられた回転子と、磁界を発生さ
せる巻線と、この巻線が巻かれた複数のポール部を有す
る固定子鉄心と、前記ポール部の幅の１／３〜１／１０
の幅を有し互いに隣接する前記ポール部間の前記回転子
側を連結する連結手段とをスピンドル装置に具備させて
前記目的を達成する。請求項２記載の発明では、請求項
１記載のスピンドル装置において、連結手段が、Ｆｅ−
Ｃｏ合金とＦｅ−Ｎｉ合金とアモルファス合金のいずれ
かで構成されたことで前記目的を達成する。請求項３記
載の発明では、請求項１または請求項２記載のスピンド
ル装置において、前記巻線を大電流が通電可能な大径で
低巻数とすることで、前記回転子を毎分１万回転以上の
回転数で回転させることにより前記目的を達成する。According to the first aspect of the present invention, there is provided a rotor having a permanent magnet attached thereto, a winding for generating a magnetic field, and a stator having a plurality of poles on which the winding is wound. 1/3 to 1/10 of the width of the iron core and the pole portion
The above object is achieved by providing a spindle device with a connecting means for connecting the rotor side between the adjacent pole portions having a width of. According to a second aspect of the present invention, in the spindle device according to the first aspect, the connecting means includes an Fe-
The above object is achieved by being formed of any of a Co alloy, an Fe-Ni alloy, and an amorphous alloy. According to a third aspect of the present invention, in the spindle device according to the first or second aspect, the rotor is configured to have a large diameter and a low number of turns capable of conducting a large current, thereby rotating the rotor at 10,000 revolutions per minute. The above object is achieved by rotating at the above-mentioned rotation speed.

【０００９】[0009]

【作用】本発明のスピンドル装置では、固定子鉄心のポ
ール部内を通る磁束の一部が、連結手段において磁気回
路を形成する。これによりポール部の回転子側での磁束
密度が他の部分に比べて高くならず、ポール部全体の磁
束密度が均一となる。In the spindle device according to the present invention, a part of the magnetic flux passing through the pole portion of the stator core forms a magnetic circuit in the connecting means. As a result, the magnetic flux density of the pole portion on the rotor side does not increase as compared with other portions, and the magnetic flux density of the entire pole portion becomes uniform.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、本発明のスピンドル装置における各実
施例を図１から図５を参照して詳細に説明する。図１
は、第１の実施例によるスピンドル装置２０を表したも
のである。本実施例のスピンドル装置２０は、ハウジン
グ２２と、このハウジング２２に固定された固定子とし
てのステータ電磁石２４と、このステータ電磁石２４に
よって回転する回転子２６とを備えている。回転子２６
は、円柱形状のロータ軸３０と、このロータ軸３０の外
周面に取り付けられたロータリターンヨーク３１と、こ
のロータリターンヨーク３１に接着固定された円筒形状
の永久磁石３２とを有している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a spindle device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIG.
5 shows a spindle device 20 according to the first embodiment. The spindle device 20 of the present embodiment includes a housing 22, a stator electromagnet 24 as a stator fixed to the housing 22, and a rotor 26 rotated by the stator electromagnet 24. Rotor 26
Has a cylindrical rotor shaft 30, a rotor return yoke 31 attached to the outer peripheral surface of the rotor shaft 30, and a cylindrical permanent magnet 32 adhered and fixed to the rotor return yoke 31.

【００１１】また、回転子２６は、その上下においてそ
れぞれ軸受４０、４２により回転自在に支持されてい
る。軸受４０、４２は、内輪を有しておらず、転動体と
しての玉４０ａ、４２ａは、ハウジング２２側に固定さ
れた外輪４０ｂ、４２ｂと、ロータ軸３０の外周面に直
接形成された軌道溝３０ａ、３０ｂとの間に保持されて
いる。従って、回転子２６の回転時には、玉４０ａ、４
２ａが直接ロータ軸３０の外周面を転がるようになって
いる。ステータ電磁石２４は、薄い鋼板が積層されるこ
とで構成された固定子鉄心４４と、この固定子鉄心４４
に巻かれた巻線４６とで構成されている。巻線４６の線
径は、大電流が通電可能な大径であり、固定子鉄心４４
に対しては、例えば、２回巻程度の低巻き数となってい
る。The rotor 26 is rotatably supported on its upper and lower sides by bearings 40 and 42, respectively. The bearings 40, 42 do not have an inner ring, and the balls 40a, 42a as rolling elements include outer races 40b, 42b fixed to the housing 22 side, and raceway grooves formed directly on the outer peripheral surface of the rotor shaft 30. 30a and 30b. Therefore, when the rotor 26 rotates, the balls 40a, 4
2a directly rolls on the outer peripheral surface of the rotor shaft 30. The stator electromagnet 24 includes a stator core 44 formed by laminating thin steel plates, and the stator core 44.
And a winding 46 wound around the winding. The wire diameter of the winding 46 is a large diameter through which a large current can flow.
For example, the number of turns is as low as about two turns.

【００１２】図２は、固定子鉄心４４の形状と、回転子
２６との位置関係を表したものである。この図に示すよ
うに、固定子鉄心４４は、巻線４６が巻かれる各ポール
部４８の鉄心歯４８ａが互いに連結された形状を有して
おり、スロット５０は、閉スロット構造を有している。
ここで、「連結された」とは、本明細書において、ある
２つの部位が、他の部材によってつなげられた状態にあ
ることのみならず、１つの部材における２か所が、一体
形成によって互いにつながっている状態をも示す。FIG. 2 shows the positional relationship between the shape of the stator core 44 and the rotor 26. As shown in this figure, the stator core 44 has a shape in which core teeth 48a of each pole portion 48 around which the winding 46 is wound are connected to each other, and the slot 50 has a closed slot structure. I have.
Here, the term “connected” as used herein means not only that a certain two parts are connected to each other by another member, but also that two parts of one member are connected to each other by integral formation. The connected state is also shown.

【００１３】本実施例では、この鉄心歯４８ａ同士の連
結部分における幅Ａが、ポール部４８の幅Ｂの約１／５
であり、また、ポール部４８の長さＣは、その幅Ｂのほ
ぼ２倍である。更に、スロット５０における外側の弧の
長さＤは、ほぼポール部４８の幅Ｂと等しい。なお、本
実施例では、巻線４６の巻き数が少ないので、固定子鉄
心４４に対する巻き付け作業は比較的容易である。ま
た、固定子鉄心４４の鉄心歯４８ａと回転子２６との空
隙は、例えば、０．１〜０．２ｍｍである。In this embodiment, the width A of the connecting portion between the iron core teeth 48a is about 1/5 of the width B of the pole portion 48.
The length C of the pole portion 48 is almost twice the width B thereof. Further, the length D of the outer arc in the slot 50 is approximately equal to the width B of the pole portion 48. In the present embodiment, since the number of windings of the winding 46 is small, the winding work on the stator core 44 is relatively easy. The gap between the core teeth 48a of the stator core 44 and the rotor 26 is, for example, 0.1 to 0.2 mm.

【００１４】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。まず、図示しない駆動回路によって
ステータ電磁石２４の巻線４６に所定の電流が供給さ
れ、これにより回転子２６に対して回転磁界が発生す
る。そして、この回転磁界と永久磁石３２の磁力との相
互作用によってトルクが発生し、このトルクにより回転
子２６が回転駆動を始める。本実施例では、巻線４６が
大電流が通電可能な大径を有し、固定子鉄心４４に対す
る巻き数が少ないので、回転子２６の高速回転化が可能
であり、例えば、回転子２６は毎分１万回転以上の高速
回転を行う。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. First, a predetermined current is supplied to the winding 46 of the stator electromagnet 24 by a drive circuit (not shown), whereby a rotating magnetic field is generated for the rotor 26. Then, a torque is generated by an interaction between the rotating magnetic field and the magnetic force of the permanent magnet 32, and the rotor 26 starts rotating and driven by the torque. In the present embodiment, the winding 46 has a large diameter through which a large current can flow, and the number of windings around the stator core 44 is small, so that the rotor 26 can be rotated at high speed. High-speed rotation of more than 10,000 rotations per minute.

【００１５】図３は、回転子２６が回転駆動されている
ときに形成される磁界を表したものである。本実施例で
は、鉄心歯４８ａ同士が一体形成により連結されている
ので、永久磁石３２における磁極の境界が鉄心歯４８ａ
間の中間に位置したとき、図３に示すような磁気回路が
形成される。すなわち、鉄心歯４８ａと回転子２６との
間の空隙を介してポール部４８と永久磁石３２間に磁路
が形成されると共に、ポール部４８内を通る磁束の一部
が、鉄心歯４８ａ間の連結部分に磁気回路を形成してい
る。FIG. 3 shows a magnetic field generated when the rotor 26 is driven to rotate. In the present embodiment, since the iron core teeth 48a are integrally connected to each other, the boundary between the magnetic poles of the permanent magnet 32 is
When it is located in the middle between them, a magnetic circuit as shown in FIG. 3 is formed. That is, a magnetic path is formed between the pole portion 48 and the permanent magnet 32 through a gap between the iron core teeth 48a and the rotor 26, and a part of the magnetic flux passing through the pole portion 48 is generated between the iron core teeth 48a. A magnetic circuit is formed at the connecting portion of.

【００１６】従って、従来のように鉄心歯の歯先で著し
い磁束密度の上昇がなく、この部分での鉄損が少ない。
なお、本実施例では、ポール部４８内の磁束の一部が鉄
心歯４８ａ同士の連結部分を通るので、その分、永久磁
石３２に対して作用する磁束が減り、トルクの減少を招
く。しかし、回転子２６の回転数が高くなる程、鉄損に
よるトルク損失が、鉄心歯４８ａ同士の連結部分への磁
気漏れによるトルク損失に比して、顕著になるため、本
実施例のスピンドル装置２０のように、鉄損を効果的に
低減させた状態で、毎分１万回転以上の高速回転を行う
場合には、結果的に出力トルクが従来よりも大きくな
る。Therefore, unlike the prior art, there is no significant increase in the magnetic flux density at the tips of the iron core teeth, and there is little iron loss at this portion.
In the present embodiment, since a part of the magnetic flux in the pole portion 48 passes through the connecting portion between the iron core teeth 48a, the magnetic flux acting on the permanent magnet 32 is reduced by that amount, and the torque is reduced. However, as the rotation speed of the rotor 26 increases, the torque loss due to iron loss becomes more remarkable as compared with the torque loss due to magnetic leakage to the connecting portion between the iron core teeth 48a. As shown in 20, when high-speed rotation of 10,000 rotations per minute or more is performed in a state where iron loss is effectively reduced, the output torque becomes larger than before.

【００１７】以上説明したように、本実施例のスピンド
ル装置２０では、ポール部４８同士が連結手段としての
鉄心歯４８ａで連結されており、かつまた、ポール部４
８における各部の寸法が、前述したように、Ａ≒１／
５、Ｄ≒Ｂ、Ｃ≒２Ｂであるので（図２参照）、ポール
部４８内における磁束密度の分布が、鉄心歯４８ａで局
部的に高くなることなく均一となる。従って、回転子２
６が毎分１万回転以上の高速回転を行い、ポール部４８
内における磁束の変化が激しい場合でも、鉄損が少ない
高効率の駆動を行うことができる。また、高効率駆動に
より、例えば、消費電力を従来の１／１０にすることが
でき、これにより、ステータ電磁石２４の発熱も少なく
することができる。更に、磁気的共振点がなくなるの
で、高調波を含めた振動の発生が少なく、特に、前記実
施例のような高速回転を行う場合でも、低振動、低騒音
の駆動を行うことができる。As described above, in the spindle device 20 of the present embodiment, the pole portions 48 are connected to each other by the iron core teeth 48a as connecting means, and the pole portions 4
8, the size of each part is A ≒ 1 /
Since 5, D ≒ B and C ≒ 2B (see FIG. 2), the distribution of the magnetic flux density in the pole portion 48 becomes uniform without being locally increased at the iron core teeth 48a. Therefore, rotor 2
6 rotates at a high speed of 10,000 rpm or more.
Even when the magnetic flux changes greatly in the inside, high-efficiency driving with little iron loss can be performed. In addition, the power consumption can be reduced to, for example, 1/10 of the conventional power consumption by the high-efficiency driving, so that the heat generation of the stator electromagnet 24 can be reduced. Furthermore, since there is no magnetic resonance point, vibrations including harmonics are less likely to occur. In particular, even when high-speed rotation is performed as in the above-described embodiment, driving with low vibration and low noise can be performed.

【００１８】また、本実施例では、転動体である玉４０
ａ、４２ａが、ロータ軸３０の外周面を直接転がるの
で、玉通過振動がロータ軸３０の剛性によって減衰さ
れ、大きな振動の発生を防止することができる。また、
従来と本実施例とで、軸受の直径を等しくすれば、内輪
がない分、本実施例では、ロータ軸３０を太くすること
ができる。従って、剛性が高まり、共振点も高くなるの
で、回転時の振動や騒音を防止することができ、軸受寿
命も長くすることができる。更に、低振動、高効率の駆
動が可能となったことで、従来より更に高速な回転を行
うことができる。従って、歯の切削に使用される歯科治
療用の回転器具に必要な、毎分８万、１０万、１５万、
あるいは３０万回転以上の回転にも、本実施例のスピン
ドル装置２０は対応することができる。また、レーザプ
リンタやデジタル複写機等に本実施例のスピンドル装置
２０を使用すれば、ポリゴンミラーを従来よりも高速で
回転させ、より高速な印字を可能にすることができる。In this embodiment, the ball 40 as a rolling element is used.
Since a and 42a directly roll on the outer peripheral surface of the rotor shaft 30, the ball passing vibration is attenuated by the rigidity of the rotor shaft 30, and the occurrence of large vibration can be prevented. Also,
If the diameters of the bearings are equal in the conventional example and the present embodiment, the rotor shaft 30 can be made thicker in the present embodiment because there is no inner ring. Therefore, the rigidity is increased and the resonance point is also increased, so that vibration and noise during rotation can be prevented, and the life of the bearing can be extended. Furthermore, since low-vibration and high-efficiency driving has become possible, higher-speed rotation can be performed as compared with the conventional case. Therefore, 80,000, 100,000, 150,000 per minute required for a dental treatment rotating device used for tooth cutting,
Alternatively, the spindle device 20 of the present embodiment can cope with rotations of 300,000 or more. Further, if the spindle device 20 of the present embodiment is used in a laser printer, a digital copying machine, or the like, the polygon mirror can be rotated at a higher speed than in the related art, and higher-speed printing can be performed.

【００１９】なお、鉄心歯４８ａ同士の連結部分の幅Ａ
やポール部４８の幅Ｂ、及びポール部４８の長さＣやス
ロット５０の弧の長さＤは、ポール部４８内での磁束密
度の分布が均一となるものであれば、前記実施例におけ
る関係でなくてもよい。特に、鉄心歯４８ａの連結部分
における幅Ａは、回転子２６の回転速度によって、その
最適値が異なるので、例えば、回転子２６を毎分３万回
転以上で回転させる場合には、幅Ａの値がポール部４８
の幅Ｂの１／４、また、毎分５万〜８万回転で回転させ
る場合には、幅Ｂの１／３でもよく、回転子２６の回転
数によって幅Ｂの１／８、あるいは１／１０でもよい。The width A of the connecting portion between the iron core teeth 48a is
The width B of the pole portion 48, the length C of the pole portion 48, and the length D of the arc of the slot 50 are the same as those in the above embodiment as long as the magnetic flux density distribution in the pole portion 48 becomes uniform. It does not need to be related. In particular, since the optimum value of the width A at the connecting portion of the iron core teeth 48a differs depending on the rotation speed of the rotor 26, for example, when the rotor 26 is rotated at 30,000 or more revolutions per minute, The value is the pole part 48
幅 of the width B, or 1/3 of the width B when rotating at 50,000 to 80,000 revolutions per minute, and depending on the number of rotations of the rotor 26, 1/8 of the width B or 1 / 10 may be used.

【００２０】次に、第２の実施例について説明する。な
お、第１の実施例と同様の構成については同一の符号を
付し、その詳細な説明は適宜省略することとする。図４
は、第２の実施例によるスピンドル装置の固定子鉄心等
を表したものである。本実施例では、固定子鉄心５４の
各ポール部５８が、その先端部分で互いにつながってお
らず、スロット６０は従来と同様に回転子２６側で開放
されている。また、ポール部５８の内側には、円筒形状
のリング６２が取り付けられており、このリング６２に
よって各ポール部５８は、回転子２６側で互いに連結さ
れている。Next, a second embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. FIG.
Represents a stator core and the like of the spindle device according to the second embodiment. In the present embodiment, the pole portions 58 of the stator core 54 are not connected to each other at their tip portions, and the slot 60 is opened on the rotor 26 side as in the conventional case. A cylindrical ring 62 is attached to the inside of the pole portion 58, and the pole portions 58 are connected to each other on the rotor 26 side by the ring 62.

【００２１】リング６２は、例えば、Ｆｅ−Ｃｏ合金や
Ｆｅ−Ｎｉ合金、あるいはアモルファス合金等の高透磁
率材料で構成される。回転子２６の回転駆動時には、図
４に矢印で示すようにリング６２を介して各ポール部５
８間を通る磁路が形成される。従って、回転子２６を高
速回転させたときにも、ポール部５８の先端部分での磁
束密度の急激に上昇することがなく、鉄損の上昇を抑制
することができる。特に、本実施例では、リング６２の
材料としてＦｅ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金、あるいは
アモルファス合金等の高透磁率材料を使用するので、よ
り効果的に鉄損を低減させることができる。The ring 62 is made of, for example, a high magnetic permeability material such as an Fe—Co alloy, an Fe—Ni alloy, or an amorphous alloy. When the rotor 26 is driven to rotate, each of the pole portions 5 is connected via a ring 62 as shown by an arrow in FIG.
A magnetic path that passes between the eight is formed. Therefore, even when the rotor 26 is rotated at a high speed, the magnetic flux density at the tip portion of the pole portion 58 does not suddenly increase, and the increase in iron loss can be suppressed. In particular, in the present embodiment, since a high magnetic permeability material such as an Fe—Co alloy, an Fe—Ni alloy, or an amorphous alloy is used as the material of the ring 62, iron loss can be reduced more effectively.

【００２２】その他の構成、動作、及び効果等は、第１
の実施例と同様である。次に、第３の実施例について説
明する。なお、第１及び第２の実施例と同様の構成につ
いては同一の符号を付し、その詳細な説明は適宜省略す
ることとする。図５は、第３の実施例によるスピンドル
装置の固定子鉄心を表したものである。この図に示すよ
うに、固定子鉄心６４のポール部６８は、回転子６６側
で連結されている。また、本実施例では、第１や第２の
実施例よりも、スロット７０の数が多く、かつ、回転子
６６の径が小さいので、スロット７０はほぼ３角形状に
形成されている。本実施例では、極数が多いため、第１
や第２の実施例よりも回転子６６を滑らかに回転駆動さ
せることができる。他の構成、動作、効果等は、第１の
実施例と同様である。Other configurations, operations, effects, and the like are described in the first section.
This is the same as the embodiment of the present invention. Next, a third embodiment will be described. The same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. FIG. 5 shows a stator core of the spindle device according to the third embodiment. As shown in this figure, the pole portion 68 of the stator core 64 is connected on the rotor 66 side. In this embodiment, since the number of slots 70 is larger and the diameter of the rotor 66 is smaller than in the first and second embodiments, the slots 70 are formed in a substantially triangular shape. In this embodiment, since the number of poles is large, the first
In addition, the rotor 66 can be driven to rotate more smoothly than in the second embodiment. Other configurations, operations, effects, and the like are the same as those of the first embodiment.

【００２３】[0023]

【発明の効果】本発明のスピンドル装置によれば、高速
回転時の鉄損を減少させることができる。According to the spindle device of the present invention, iron loss during high-speed rotation can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施例によるスピンドル装置を
示す部分破断正面図である。FIG. 1 is a partially broken front view showing a spindle device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同装置の固定子鉄心を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a stator core of the device.

【図３】同固定子鉄心に形成される磁気回路を示した説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a magnetic circuit formed on the stator core.

【図４】本発明の第２の実施例によるスピンドル装置の
一部を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a part of a spindle device according to a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３の実施例によるスピンドル装置の
一部を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a part of a spindle device according to a third embodiment of the present invention.

【図６】従来のスピンドル装置における固定子鉄心を示
す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a stator core in a conventional spindle device.

【図７】同固定子鉄心に形成される磁気回路を示す説明
図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a magnetic circuit formed on the stator core.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２０ スピンドル装置 ２２ ハウジング ２４ ステータ電磁石 ２６ 回転子 ３０ ロータ軸 ３０ａ、３０ｂ 軌道溝 ３１ ロータリターンヨーク ３２ 永久磁石 ４０、４２ 軸受 ４０ａ、４２ａ 玉 ４０ｂ、４２ｂ 外輪 ４４ 固定子鉄心 ４６ 巻線 ４８ ポール部 ４８ａ 鉄心歯 ５０ スロット Reference Signs List 20 spindle device 22 housing 24 stator electromagnet 26 rotor 30 rotor shaft 30a, 30b raceway groove 31 rotor return yoke 32 permanent magnet 40, 42 bearing 40a, 42a ball 40b, 42b outer ring 44 stator core 46 winding 48 pole part 48a iron core 50 slots for teeth

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−274352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−212360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−211947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−46654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−114717（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−83911（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−124245（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−45450（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−192744（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/00 H02K 1/02 H02K 1/16 H02K 21/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-274352 (JP, A) JP-A-58-212360 (JP, A) JP-A-57-211947 (JP, A) JP-A-56-212947 46654 (JP, A) JP-A-49-114717 (JP, A) JP-A-5-83911 (JP, A) JP-A-3-124245 (JP, A) Japanese Utility Model Publication No. 64-45450 (JP, U) 57-192744 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) H02K 29/00 H02K 1/02 H02K 1/16 H02K 21/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 永久磁石が取り付けられた回転子と、磁
界を発生させる巻線と、この巻線が巻かれた複数のポー
ル部を有する固定子鉄心と、互いに隣接する前記ポール
部間の前記回転子側を連結する連結手段とを具備するス
ピンドル装置において、前記連結手段は、互いに隣接する前記ポール部内を通る
磁束の一部を連通させることにより、少なくとも互いに
隣接する前記ポール部と、回転子に取り付けられた前記
永久磁石とともに一連の磁気回路を形成し、形成した前
記一連の磁気回路の磁束密度分布が均一になるように前
記ポール部の幅の１／３〜１／１０の幅に構成される こ
とを特徴とするスピンドル装置。[1 claim: a rotor having a permanent magnet attached, a winding to generate a magnetic field, a stator core having a plurality of pole portions which the winding is wound, between the pole portion adjacent to each other physician And a connecting means for connecting the rotor side of the spindle device, wherein the connecting means passes through the pole portions adjacent to each other.
By communicating a part of the magnetic flux, at least
The adjacent pole portion and the rotor attached to the rotor
Before and after forming a series of magnetic circuits with permanent magnets
Before the magnetic flux density distribution of the series of magnetic circuits becomes uniform
A spindle device having a width of 1/3 to 1/10 of the width of the pole portion . 【請求項２】 前記連結手段は、Ｆｅ−Ｃｏ合金とＦｅ
−Ｎｉ合金とアモルファス合金のいずれかで構成された
ことを特徴とする請求項１記載のスピンドル装置。2. The method according to claim 1, wherein the connecting means includes an Fe—Co alloy and Fe
2. The spindle device according to claim 1, wherein the spindle device is made of one of a Ni alloy and an amorphous alloy. 【請求項３】 前記巻線を、大電流が通電可能な大径で
低巻数とすることで、前記回転子を毎分１万回転以上の
回転数で回転させることを特徴とする請求項１または請
求項２記載のスピンドル装置。3. The rotor according to claim 1, wherein the winding has a large diameter and a small number of windings through which a large current can flow, thereby rotating the rotor at a rotation speed of 10,000 or more per minute. Or the spindle device according to claim 2.