JPH0942292A - Fluid bearing device - Google Patents

Fluid bearing device

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JPH0942292A
JPH0942292A JP19531595A JP19531595A JPH0942292A JP H0942292 A JPH0942292 A JP H0942292A JP 19531595 A JP19531595 A JP 19531595A JP 19531595 A JP19531595 A JP 19531595A JP H0942292 A JPH0942292 A JP H0942292A
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JP
Japan
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bearing
fluid
cooling
flow rate
temperature
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Application number
JP19531595A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Murai
井 史 朗 村
Masaru Owada
優 大和田
Tatsuomi Nakayama
山 達 臣 中
Katsutoshi Miyahara
原 克 敏 宮
Minoru Ota
田 稔 太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippei Toyama Corp
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nippei Toyama Corp
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0942292A publication Critical patent/JPH0942292A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/16—Features relating to cooling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a heat-exchange amount of fluid for cooling to a proper value by accurately detecting a relative displacement amount owing to thermal expansion between a spindle and bearing metals to support the spindle. SOLUTION: Fluid for a bearing is fed from a fluid feeding device 28 for a bearing to baring gaps 26 and 27 between a spindle 18 and bearing metals 16 and 17, and the spindle 18 is rotatably supported at a housing 11. When relative displacement owing to thermal expansion occurs between the spindle 18 and the bearing metals 16 and 17, a flow rate of fluid for a bearing is detected by a flow rate detector 31. A temperature and a flow rate of fluid for cooling to cool the spindle 18 and a stator 20 are respectively controlled by temperature adjusting devices 41 and 42 and flow rate adjusting devices 43 and 44 according to the detecting result of the flow rate detector 31.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、モータなどに使
用される流体軸受装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrodynamic bearing device used for a motor or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の流体軸受装置としては、例えば、
特公昭５７−３３１３９号公報に示すような構成のもの
が知られている。この従来構成においては、回転軸とそ
れを支持する軸受部材との間に、両者間の機械的な相対
変位量を検出して、軸受精度を維持するために、静電容
量型検出器が配設されている。そして、回転軸がその回
転中に温度上昇したとき、検出器により回転軸と軸受部
材との熱膨張に伴う相対変位量が検出され、この検出結
果に応じて、回転軸及び軸受部材を冷却するための冷却
用流体の流量及び温度が制御される。2. Description of the Related Art As a conventional hydrodynamic bearing device, for example,
A structure as shown in Japanese Patent Publication No. 57-33139 is known. In this conventional configuration, a capacitance type detector is arranged between the rotary shaft and the bearing member supporting the rotary shaft to detect the mechanical relative displacement amount therebetween and maintain the bearing accuracy. It is set up. Then, when the temperature of the rotating shaft rises during the rotation, the relative displacement amount due to the thermal expansion between the rotating shaft and the bearing member is detected by the detector, and the rotating shaft and the bearing member are cooled according to the detection result. The cooling fluid flow rate and temperature are controlled.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
流体軸受装置においては、静電容量型検出器により回転
軸と軸受部材との間の変位量をダイレクトに検出するよ
うになっている。このため、回転軸の回転中に、熱膨張
とは異なった振動等の他の要因により、回転軸と軸受部
材との間に機械的な相対変位が生じた場合でも、その変
位が検出器により検出されて、冷却用流体の制御が誤っ
て行われるおそれがある。すなわち、例えば、回転軸の
振動により、その回転軸が径方向に変位した場合には、
回転軸と軸受部材との間の隙間の一部が狭くなって、検
出器が熱膨張による変位と同様な検出信号を出力するお
それがある。However, in this conventional hydrodynamic bearing device, the displacement amount between the rotary shaft and the bearing member is directly detected by the capacitance type detector. Therefore, even if a mechanical relative displacement occurs between the rotating shaft and the bearing member due to other factors such as vibration different from thermal expansion during rotation of the rotating shaft, the displacement is detected by the detector. If detected, the cooling fluid may be erroneously controlled. That is, for example, when the rotating shaft is displaced in the radial direction due to the vibration of the rotating shaft,
A part of the gap between the rotating shaft and the bearing member may be narrowed, and the detector may output a detection signal similar to the displacement due to thermal expansion.

【０００４】このような誤動作に対応するために、前述
した従来の流体軸受装置においては、回転軸と軸受部材
との間の複数箇所に検出器を配設している。そのため、
複数の検出器から検出された相対変位量を演算処理する
ことが必要になって、検出結果の処理が繁雑になるとい
う問題があった。また、このように軸受部に対して軸受
機能に直接関与しない検出器を配設することは、軸受の
精度などに好ましくない結果をもたらすおそれがある。In order to deal with such malfunction, in the above-mentioned conventional hydrodynamic bearing device, detectors are arranged at a plurality of positions between the rotary shaft and the bearing member. for that reason,
There is a problem in that it is necessary to perform arithmetic processing of the relative displacement amounts detected by the plurality of detectors, and the processing of the detection result becomes complicated. Further, arranging the detector that does not directly relate to the bearing function to the bearing portion in this manner may give an unfavorable result to the accuracy of the bearing and the like.

【０００５】しかも、前記公報の検出器は、電極や、そ
の電極を絶縁保持するための絶縁材などが組み込まれ、
複雑な構成を有するものであった。Moreover, the detector of the above publication incorporates an electrode and an insulating material for insulating and holding the electrode,
It had a complicated structure.

【０００６】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その主たる
目的は、冷却用流体の熱交換量を適正に制御することが
できて、軸受精度を維持でき、しかも構成が簡単なもの
となる流体軸受装置を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to the problems existing in such conventional techniques. A main object of the invention is to provide a hydrodynamic bearing device capable of appropriately controlling the amount of heat exchange of the cooling fluid, maintaining the bearing accuracy, and having a simple structure.

【０００７】また、この発明のその他の目的は、回転部
材と静止部材との間に複数の検出器を配設する必要がな
く、検出結果の処理を容易に行うことができる流体軸受
装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device capable of easily processing a detection result without disposing a plurality of detectors between a rotating member and a stationary member. To do.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の流体軸受装置では、回転
部材と静止部材との間のすき間の変化による軸受用流体
の供給流量の変動を検出する検出手段と、その検出手段
の検出結果に応じて、前記すき間が常に一定になるよう
に前記冷却手段を制御し、回転部材側と静止部材側との
間で冷却用流体の熱交換量を調整する制御手段を設けた
ものである。In order to achieve the above object, in the hydrodynamic bearing device according to the invention of claim 1, the flow rate of the bearing fluid is changed by the change in the clearance between the rotating member and the stationary member. Of the cooling fluid between the rotating member side and the stationary member side by controlling the cooling means so that the gap is always constant according to the detection result of the detection means of the detecting means. A control means for adjusting the heat exchange amount is provided.

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記静止部材側にはハウジングを介
してビルトインモータのステータを有するとともに、前
記冷却手段はハウジングからステータに対し冷却用流体
を供給し、前記回転部材側には前記ステータと対応する
ようにロータを有するとともに、前記冷却手段は回転部
材の内部へ冷却用流体を供給するものである。According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the stationary member has a stator of a built-in motor via a housing, and the cooling means cools the housing to the stator. A fluid is supplied, and a rotor is provided on the rotary member side so as to correspond to the stator, and the cooling means supplies a cooling fluid to the inside of the rotary member.

【００１０】請求項３の発明では、請求項１または２に
記載の発明において、軸受用流体の温度を一定にするた
めの温度保持手段を有するものである。According to a third aspect of the present invention, the invention according to the first or second aspect further comprises temperature holding means for keeping the temperature of the bearing fluid constant.

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかに記載の発明において、検出手段は軸受用流
体の流量変動及び流速変動のうちから選ばれる変動を検
出するものである。According to the fourth aspect of the present invention, the first to third aspects are provided.
In any one of the inventions described above, the detecting means detects a fluctuation selected from a fluctuation in the flow rate of the bearing fluid and a fluctuation in the flow velocity.

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれかに記載の発明において、検出手段は軸受用流
体の単位時間当たりの流量を検出するものである。According to the invention described in claim 5, claims 1 to 4 are provided.
In any one of the inventions described above, the detection means detects the flow rate of the bearing fluid per unit time.

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載の発明において、制御手段は、冷却用
流体の温度及び単位時間当たりの流量のうちの少なくと
も一方を制御するものである。According to the sixth aspect of the present invention, the first to fifth aspects are provided.
In the invention described in any one of above, the control means controls at least one of the temperature of the cooling fluid and the flow rate per unit time.

【００１４】従って、請求項１に記載の流体軸受装置に
おいては、回転部材の回転中に、回転部材及び静止部材
が温度上昇して、回転部材と静止部材との間で熱膨張に
より相対変位が生じると、検出手段により軸受用流体の
供給流量の変動が検出される。そして、この検出手段の
検出結果に応じて、制御手段により冷却用流体の熱交換
量が調節制御される。Therefore, in the hydrodynamic bearing device according to the first aspect, the temperature of the rotating member and the stationary member rises during the rotation of the rotating member, and the relative displacement between the rotating member and the stationary member due to thermal expansion. When it occurs, the detecting means detects the fluctuation in the supply flow rate of the bearing fluid. Then, the heat exchange amount of the cooling fluid is adjusted and controlled by the control means according to the detection result of the detection means.

【００１５】請求項２の発明においては、回転部材の回
転中に、回転部材及びハウジングが温度上昇して、それ
らの間に相対変位が生じると、検出手段により軸受用流
体の流量変動が検出される。また、冷却手段により、ハ
ウジングからステータに対し冷却用流体が供給されると
ともに、回転部材の内部へ冷却用流体が供給される。そ
して、制御手段により冷却用流体の熱交換量が調節制御
される。According to the second aspect of the present invention, when the temperature of the rotary member and the housing rises during the rotation of the rotary member and a relative displacement occurs between them, the detecting means detects the flow rate fluctuation of the bearing fluid. It The cooling means supplies the cooling fluid from the housing to the stator and also supplies the cooling fluid to the inside of the rotating member. Then, the heat exchange amount of the cooling fluid is adjusted and controlled by the control means.

【００１６】請求項３の発明においては、温度保持手段
により軸受用流体の温度が一定に保持される。According to the third aspect of the invention, the temperature of the bearing fluid is maintained constant by the temperature maintaining means.

【００１７】請求項４の発明においては、検出手段によ
り軸受用流体の変動が検出される。In the invention of claim 4, the fluctuation of the bearing fluid is detected by the detecting means.

【００１８】請求項５の発明においては、検出手段によ
り軸受用流体の変動に際して、軸受用流体の単位時間当
たりの流量が検出される。In the fifth aspect of the invention, the flow rate of the bearing fluid per unit time is detected by the detecting means when the bearing fluid changes.

【００１９】請求項６の発明においては、冷却用流体の
熱交換率の制御に際して、冷却用流体の温度及び単位時
間当たりの流量のうちの少なくとも一方が制御される。In the sixth aspect of the invention, at the time of controlling the heat exchange rate of the cooling fluid, at least one of the temperature of the cooling fluid and the flow rate per unit time is controlled.

【００２０】[0020]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を、
図１及び図２に基づいて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to FIGS.

【００２１】図１に示すように、モータのハウジング１
１は円筒状に形成され、その両端には端板１２，１３及
び軸受装置１４，１５が取り付けられている。各軸受装
置１４，１５は軸受メタル１６，１７を備え、この軸受
メタル１６，１７間にはスピンドル１８が回転可能に支
持されている。このスピンドル１８の前端部にフランジ
１９を有し、このフランジ１９の周りでスラスト軸受が
形成されている。As shown in FIG. 1, a motor housing 1
1 is formed in a cylindrical shape, and end plates 12 and 13 and bearing devices 14 and 15 are attached to both ends thereof. Each of the bearing devices 14 and 15 includes bearing metals 16 and 17, and a spindle 18 is rotatably supported between the bearing metals 16 and 17. A flange 19 is provided at the front end of the spindle 18, and a thrust bearing is formed around the flange 19.

【００２２】固定子（ステータ）２０は前記ハウジング
１１内に固定配置され、この固定子２０にはコイル２１
が巻装されて、そのコイル２１の一部が固定子２０の両
端に突出されている。回転子（ロータ）２２は固定子２
０に対応してスピンドル１８の外周に同心上に配設さ
れ、コイル２１への通電により、この回転子２２がスピ
ンドル１８と一体的に回転される。そして、前記ハウジ
ング１１、固定子２０及び軸受メタル１６，１７によっ
て静止部材が構成され、スピンドル１８及び回転子２２
によって回転部材が構成されている。A stator (stator) 20 is fixedly arranged in the housing 11, and a coil 21 is provided in the stator 20.
Is wound, and a part of the coil 21 is projected to both ends of the stator 20. The rotor 22 is the stator 2
Corresponding to 0, the rotor 22 is concentrically arranged on the outer circumference of the spindle 18, and the rotor 22 is rotated integrally with the spindle 18 by energizing the coil 21. The housing 11, the stator 20, and the bearing metals 16 and 17 constitute a stationary member, and the spindle 18 and the rotor 22
The rotating member is constituted by.

【００２３】一対の円環状の供給通路２３は前記各軸受
メタル１６，１７の外周面に対向するように、ケーシン
グ１１及び端板１３にそれぞれ形成され、それらの一部
には導入口２４が連通形成されている。絞り（噴出口）
２５は軸受メタル１６，１７にそれぞれ形成され、それ
らは各供給通路２３に連通されるとともに、スピンドル
１８と軸受メタル１６，１７との間のすき間を構成する
軸受間隙２６，２７に開口されている。A pair of annular supply passages 23 are formed in the casing 11 and the end plate 13 so as to face the outer peripheral surfaces of the bearing metals 16 and 17, respectively, and an inlet 24 communicates with a part of them. Has been formed. Aperture (spout)
Reference numeral 25 is formed in the bearing metals 16 and 17, respectively, which are communicated with the respective supply passages 23 and open into bearing gaps 26 and 27 which form a gap between the spindle 18 and the bearing metals 16 and 17. .

【００２４】第１供給手段としての軸受用流体供給装置
２８は供給路２９を介して前記両導入口２４に接続さ
れ、その供給路２９の途中には冷却装置３０が介装され
ている。そして、この軸受用流体供給装置２８から圧送
される軸受用流体が、冷却装置３０により冷却されて、
一定温度にされた後に各供給通路２３内に導入され、複
数の絞り（噴出口）２５を通して各軸受間隙２６，２７
内に供給される。これにより、スピンドル１８の両端が
流体膜を介して軸受メタル１６，１７内に回転可能に支
持される。The bearing fluid supply device 28 as the first supply means is connected to both of the inlets 24 via a supply passage 29, and a cooling device 30 is interposed in the supply passage 29. The bearing fluid pressure-fed from the bearing fluid supply device 28 is cooled by the cooling device 30,
After being kept at a constant temperature, it is introduced into each supply passage 23, and passes through a plurality of throttles (spout holes) 25 and each bearing gap 26, 27.
Supplied within. As a result, both ends of the spindle 18 are rotatably supported in the bearing metals 16 and 17 via the fluid film.

【００２５】検出手段としての流量検出器３１は前記冷
却装置３０と導入口２４との間に位置するように、軸受
用流体の供給路２９に接続されている。そして、前記コ
イル２１への通電に伴って、回転子２２がスピンドル１
８とともに回転されるとき、軸受用流体供給装置２８か
ら各軸受間隙２６，２７に供給される軸受用流体の単位
時間当たりの流量が、この流量検出器３１によって検出
される。従って、回転子２２の回転中に、固定子２０を
含む静止部材及び回転子２２を含む回転部材が温度上昇
し、スピンドル１８と軸受メタル１６，１７とが熱膨張
により相対変位して、軸受間隙２６，２７が変化したと
き、その変化量が軸受用流体の流量変動として、流量検
出器３１からの検出結果に表れる。A flow rate detector 31 as a detecting means is connected to the bearing fluid supply passage 29 so as to be located between the cooling device 30 and the inlet 24. Then, as the coil 21 is energized, the rotor 22 moves to the spindle 1
The flow rate detector 31 detects the flow rate of the bearing fluid supplied from the bearing fluid supply device 28 to the bearing gaps 26 and 27 per unit time when rotated together with the bearing 8. Therefore, during rotation of the rotor 22, the temperature of the stationary member including the stator 20 and the temperature of the rotating member including the rotor 22 rise, and the spindle 18 and the bearing metals 16 and 17 are relatively displaced by thermal expansion, resulting in a bearing gap. When 26 and 27 change, the amount of change appears in the detection result from the flow rate detector 31 as a change in the flow rate of the bearing fluid.

【００２６】第１冷却通路３２は前記スピンドル１８の
内部に軸線方向へ延びるように形成されている。導入パ
イプ３３はスピンドル１８の後端部から第１冷却通路３
２内の軸線上に挿入配設され、その内端が第１冷却通路
３２の奥部に向かって開口されるとともに、外端はハウ
ジング１１内に固定的に設けられた導入口３４に連結さ
れている。すなわち、導入パイプ３３から噴出された冷
却用流体は、第１冷却通路３２の奥部ではねかえって第
１冷却通路３２の内周面を伝って流動し、外部へ排出さ
れる。螺旋状の第２冷却通路３５は固定子２０の外周面
に対向するようにハウジング１１の内周面に形成され、
その両端には導入口３６及び排出口３７が連通形成され
ている。The first cooling passage 32 is formed inside the spindle 18 so as to extend in the axial direction. The introduction pipe 33 extends from the rear end of the spindle 18 to the first cooling passage 3
2 is inserted and arranged on the axis of the first cooling passage 32, and the outer end is connected to an inlet 34 fixedly provided in the housing 11. ing. That is, the cooling fluid ejected from the introduction pipe 33 flows around the inner peripheral surface of the first cooling passage 32 in the inner part of the first cooling passage 32, and flows out, and is discharged to the outside. The spiral second cooling passage 35 is formed on the inner peripheral surface of the housing 11 so as to face the outer peripheral surface of the stator 20,
An introduction port 36 and a discharge port 37 are formed at both ends thereof so as to communicate with each other.

【００２７】第２供給手段としての冷却用流体供給装置
３８は供給路３９，４０を介して前記両導入口３４，３
６にそれぞれ接続され、各供給路３９，４０の途中には
制御手段としての温度調節装置４１，４２及び流量調節
装置４３，４４が介装されている。そして、この冷却用
流体供給装置３８から圧送される冷却用流体としての冷
却油が、温度調節装置４１，４２により冷却されるとと
もに、流量調節装置４３，４４により単位時間当たりの
所定流量に調節されて、各冷却通路３２，３５内に供給
される。これにより、回転子２２を含む回転部材が第１
冷却通路３２の冷却油にて冷却されるとともに、固定子
２０を含む静止部材が第２冷却通路３５の冷却油にて冷
却される。そして、これらの冷却用流体としての冷却油
は適宜循環使用される。The cooling fluid supply device 38 as the second supply means is provided with both the introduction ports 34, 3 via the supply passages 39, 40.
6, and temperature control devices 41 and 42 and flow rate control devices 43 and 44 as control means are provided in the middle of the supply paths 39 and 40, respectively. Then, the cooling oil as the cooling fluid that is pressure-fed from the cooling fluid supply device 38 is cooled by the temperature adjusting devices 41 and 42, and is adjusted to a predetermined flow rate per unit time by the flow rate adjusting devices 43 and 44. And is supplied into the cooling passages 32 and 35. As a result, the rotating member including the rotor 22 becomes the first member.
The stationary member including the stator 20 is cooled by the cooling oil in the cooling passage 32, and the stationary member including the stator 20 is cooled by the cooling oil in the second cooling passage 35. Then, the cooling oil as the cooling fluid is appropriately circulated and used.

【００２８】次に、前記のように構成されたモータの制
御回路について説明する。Next, the motor control circuit configured as described above will be described.

【００２９】図２に示すように、ＣＰＵ（中央処理装
置）４５はモータ全体の動作を制御する。ＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ）４６は全体の動作を制御するためのプ
ログラムを内蔵している。ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）４７は、軸受間隙２６，２７に供給される軸受用
流体の流量検出値と、各冷却通路３２，３５へ供給する
冷却油の調節温度及び調節流量との対照データを記憶し
ている。そして、ＣＰＵ４５は回転子２２の回転中に、
流量検出器３１から軸受用流体の流量検出信号を入力す
ると、ＲＡＭ４７に記憶された対照データに基づいて、
各供給パイプ３９，４０中の温度調節装置４１，４２及
び流量調節装置４３，４４に対し、冷却油の調節温度及
び調節流量の指令信号を出力する。As shown in FIG. 2, a CPU (Central Processing Unit) 45 controls the operation of the entire motor. A ROM (Read Only Memory) 46 contains a program for controlling the entire operation. A RAM (Random Access Memory) 47 stores comparison data between the detected flow rate of the bearing fluid supplied to the bearing gaps 26 and 27 and the adjusted temperature and adjusted flow rate of the cooling oil supplied to the cooling passages 32 and 35. are doing. Then, the CPU 45, while the rotor 22 is rotating,
When the flow rate detection signal of the bearing fluid is input from the flow rate detector 31, based on the reference data stored in the RAM 47,
A command signal of the control temperature and the control flow rate of the cooling oil is output to the temperature control devices 41 and 42 and the flow rate control devices 43 and 44 in the supply pipes 39 and 40.

【００３０】次に、前記のように構成されたモータにつ
いて動作を説明する。Next, the operation of the motor constructed as described above will be described.

【００３１】さて、このモータにおいて、コイル２１に
通電されると、回転子２２がスピンドル１８と一体的に
回転される。この回転子２２の回転中には、軸受用流体
供給装置２８から冷却装置３０を介して両軸受装置１
４，１５の軸受間隙２６，２７内に、一定温度の軸受用
流体が供給される。これにより、スピンドル１８の両端
が軸受用流体の膜を介して軸受メタル１６，１７内に回
転可能に支持される。In this motor, when the coil 21 is energized, the rotor 22 rotates integrally with the spindle 18. While the rotor 22 is rotating, the bearing fluid supply device 28 passes through the cooling device 30 and the dual bearing device 1
A bearing fluid having a constant temperature is supplied into the bearing gaps 26, 27 of the bearings 4, 15. As a result, both ends of the spindle 18 are rotatably supported in the bearing metals 16 and 17 via the bearing fluid film.

【００３２】また、冷却用流体供給装置３８から温度調
節装置４１，４２及び流量調節装置４３，４４を介して
両冷却通路３２，３５内に、冷却用流体としての冷却油
が供給される。これにより、回転子２２を含む回転部材
が第１冷却通路３２の冷却油にてスピンドル１８の中心
側から冷却されるとともに、固定子２０を含む静止部材
が第２冷却通路３５の冷却油にてハウジング１１側から
冷却される。Further, cooling oil as a cooling fluid is supplied from the cooling fluid supply device 38 into the both cooling passages 32, 35 via the temperature control devices 41, 42 and the flow rate control devices 43, 44. As a result, the rotating member including the rotor 22 is cooled from the center side of the spindle 18 by the cooling oil in the first cooling passage 32, and the stationary member including the stator 20 is cooled by the cooling oil in the second cooling passage 35. It is cooled from the housing 11 side.

【００３３】さらに、この回転子２２の回転中には、軸
受用流体供給装置２８から各軸受間隙２６，２７に供給
される軸受用流体の流量が、流量検出器３１によって検
出されて、その検出信号がＣＰＵ４５に入力される。こ
のため、回転子２２の回転に伴い、固定子２０を含む静
止部材及び回転子２２を含む回転部材が温度上昇し、ス
ピンドル１８と軸受メタル１６，１７とが熱膨張により
相対変位して、軸受間隙２６，２７が変化すると、その
変化量が軸受用流体の流量変動として、流量検出器３１
により検出される。Further, while the rotor 22 is rotating, the flow rate of the bearing fluid supplied from the bearing fluid supply device 28 to the bearing gaps 26 and 27 is detected by the flow rate detector 31 and detected. The signal is input to the CPU 45. Therefore, as the rotor 22 rotates, the stationary member including the stator 20 and the rotating member including the rotor 22 rise in temperature, and the spindle 18 and the bearing metals 16 and 17 are relatively displaced by thermal expansion, and the bearing When the gaps 26, 27 change, the amount of change is regarded as the flow rate fluctuation of the bearing fluid, and the flow rate detector 31
Is detected by

【００３４】そして、この流量検出器３１からの検出信
号に応じて、ＣＰＵ４５から各温度調節装置４１，４２
及び流量調節装置４３，４４に指令信号が出力され、各
冷却通路３２，３５に供給される冷却油の温度及び流量
が調節設定される。これにより、両冷却通路３２，３５
への冷却油の熱交換率が変化して、固定子２０を含む静
止部材及び回転子２２を含む回転部材が適切に冷却さ
れ、両軸受装置１４，１５の軸受間隙２６，２７が一定
に保たれる。Then, in response to the detection signal from the flow rate detector 31, the CPU 45 causes the temperature control devices 41 and 42 to operate.
A command signal is output to the flow rate adjusting devices 43 and 44, and the temperature and flow rate of the cooling oil supplied to the cooling passages 32 and 35 are adjusted and set. As a result, both cooling passages 32, 35
The heat exchange rate of the cooling oil to the cooling oil changes, the stationary member including the stator 20 and the rotating member including the rotor 22 are appropriately cooled, and the bearing gaps 26 and 27 of both bearing devices 14 and 15 are kept constant. Be drunk

【００３５】以上のように構成されたこの実施形態のモ
ータは、以下のような利点を有する。The motor of this embodiment configured as described above has the following advantages.

【００３６】 回転子２２を含む回転部材と、固定子
２０を含む静止部材との間の熱膨張による相対変位量
を、振動等の他の要因による相対変位に影響されること
なく正確に検出することができる。すなわち、スピンド
ル１８が振動などにより径方向に変位しても、スピンド
ル１８と軸受メタル１６との間のすき間のボリウムは変
化しない。従って、誤検出が行われることがなく、正確
な検出結果に応じて、冷却用流体としての冷却油の熱交
換量を適正に制御することができる。このため、結果と
して、スピンドル１８と軸受メタル１６との間の相対変
位を抑制できて、高い回転精度を維持できる。The relative displacement amount due to thermal expansion between the rotating member including the rotor 22 and the stationary member including the stator 20 is accurately detected without being affected by the relative displacement due to other factors such as vibration. be able to. That is, even if the spindle 18 is displaced in the radial direction due to vibration or the like, the volume in the gap between the spindle 18 and the bearing metal 16 does not change. Therefore, erroneous detection is not performed, and the heat exchange amount of the cooling oil as the cooling fluid can be appropriately controlled according to the accurate detection result. Therefore, as a result, the relative displacement between the spindle 18 and the bearing metal 16 can be suppressed, and high rotation accuracy can be maintained.

【００３７】 また、この実施形態のモータでは、従
来装置のように回転部材と静止部材との間に、機械的な
相対変位量を検出するための複数の検出器を配設する必
要がなく、軸受用流体としての潤滑油の供給経路中に、
潤滑油の流量変動を検出する１つの流量検出器３１を設
ければよい。このため、検出結果の処理を容易に行うこ
とができるとともに、軸受機能が低下するおそれを防止
することができる。Further, in the motor of this embodiment, it is not necessary to dispose a plurality of detectors for detecting the mechanical relative displacement amount between the rotating member and the stationary member as in the conventional device, In the supply path of the lubricating oil as the bearing fluid,
It suffices to provide one flow rate detector 31 that detects a variation in the flow rate of the lubricating oil. Therefore, it is possible to easily process the detection result and prevent the bearing function from being deteriorated.

【００３８】 軸受メタル１６の電極や絶縁材を設け
る必要がないため、構成が簡単である。Since the electrode of the bearing metal 16 and the insulating material need not be provided, the structure is simple.

【００３９】 ハウジング内に固定子及び回転子とス
ピンドルを有し、熱変形に対して精度低下しやすいビル
トインタイプのモータであっても、冷却用流体の熱交換
量の制御が適切に行われ、高精度を維持できる。Even with a built-in type motor that has a stator, a rotor, and a spindle inside the housing and whose accuracy is easily degraded by thermal deformation, the heat exchange amount of the cooling fluid is appropriately controlled, High accuracy can be maintained.

【００４０】 冷却装置３０により軸受用流体の温度
が一定に保持されるため、軸受用流体の温度変化に起因
した相対変位を防止して、高精度を維持できる。Since the temperature of the bearing fluid is kept constant by the cooling device 30, relative displacement caused by the temperature change of the bearing fluid can be prevented and high accuracy can be maintained.

【００４１】 軸受用流体の変動の検出が、軸受用流
体の単位時間当たりの流量の変化として検出されるた
め、その検出を常時正確に行うことができる。Since the detection of the fluctuation of the bearing fluid is detected as the change of the flow rate of the bearing fluid per unit time, the detection can be always performed accurately.

【００４２】 冷却用流体がスピンドル１８の内部と
固定子２０の外側とに供給されるため、発熱源である固
定子２０及び回転子２２が内外から効率的に冷却され
る。Since the cooling fluid is supplied to the inside of the spindle 18 and the outside of the stator 20, the stator 20 and the rotor 22 that are heat sources are efficiently cooled from inside and outside.

【００４３】 冷却用流体の熱交換量の制御に際し
て、冷却用流体の温度及び単位時間当たりの流量の両方
が制御されるため、その冷却を効率的に行うことができ
る。In controlling the heat exchange amount of the cooling fluid, both the temperature of the cooling fluid and the flow rate per unit time are controlled, so that the cooling can be efficiently performed.

【００４４】[0044]

【別の実施形態】次に、この発明の別の実施形態を、図
３に基づいて説明する。[Other Embodiments] Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００４５】この実施形態においては、第１冷却通路３
２及び第２冷却通路３５に対する冷却油の供給経路に、
温度調節装置及び流量調節装置が各別に配設されること
なく、冷却用流体供給装置３８からの供給路３９中に、
共通の温度調節装置４１及び流量調節装置４３が介装さ
れている。そして、この温度調節装置４１の調節温度及
び流量調節装置４３の調節流量が、流量検出器３１の検
出結果に応じて設定変更されるようになっている。In this embodiment, the first cooling passage 3
2 and the cooling oil supply path to the second cooling passage 35,
In the supply path 39 from the cooling fluid supply device 38, the temperature control device and the flow rate control device are not separately arranged,
A common temperature control device 41 and a common flow rate control device 43 are provided. Then, the adjustment temperature of the temperature adjusting device 41 and the adjustment flow rate of the flow rate adjusting device 43 are set and changed according to the detection result of the flow rate detector 31.

【００４６】従って、この実施形態においては、温度調
節装置４１及び流量調節装置４３が一組であるため、構
成が簡単になる。Therefore, in this embodiment, since the temperature adjusting device 41 and the flow rate adjusting device 43 are one set, the structure is simplified.

【００４７】また、温度調節装置４１を共通使用し、流
量調節装置４３，４４を別使用するようになすこともで
きる。Alternatively, the temperature adjusting device 41 may be commonly used and the flow rate adjusting devices 43 and 44 may be separately used.

【００４８】さらに、この発明は、次のように変更して
具体化することも可能であり、特許請求の範囲の記載に
従って種々の実施形態をとることが可能である。Further, the present invention can be modified and embodied as follows, and various embodiments can be taken according to the description of the claims.

【００４９】（１） 前記実施形態のモータにおいて、
図２に鎖線で示すように、軸受用流体の冷却装置３０を
ＣＰＵ４５に接続し、流量検出器３１の検出結果に応じ
て、冷却装置３０による軸受用流体の冷却温度も調節で
きるように構成すること。(1) In the motor of the above embodiment,
As shown by the chain line in FIG. 2, the bearing fluid cooling device 30 is connected to the CPU 45, and the cooling temperature of the bearing fluid by the cooling device 30 can be adjusted according to the detection result of the flow rate detector 31. thing.

【００５０】（２） 前記実施形態における軸受用流体
の流量変動に代えて、検出手段により軸受用流体の流速
変動、圧力変動または温度変動を検出するように構成す
ること。(2) Instead of the flow rate fluctuation of the bearing fluid in the above-mentioned embodiment, the detecting means may be adapted to detect the flow velocity fluctuation, pressure fluctuation or temperature fluctuation of the bearing fluid.

【００５１】（３） 前記実施形態とは異なり、検出手
段の検出結果に応じて、冷却用流体の温度調節装置４
１，４２による調節温度、または流量調節装置４３，４
４による調節流量のいずれか一方のみを変更して、冷却
用流体の熱交換率を制御するように構成すること。(3) Different from the above embodiment, the temperature adjusting device 4 for the cooling fluid is used according to the detection result of the detecting means.
1, 42 regulated temperature or flow rate regulating device 43, 4
It is configured to control only the heat exchange rate of the cooling fluid by changing only one of the regulated flow rates according to 4.

【００５２】（４） 前記実施形態とは異なり、固定子
２０を含む静止部材と、回転子２２を含む回転部材との
いずれか一方のみに冷却用流体を供給して、一方の部材
のみを冷却するように構成すること。(4) Unlike the above embodiment, the cooling fluid is supplied to only one of the stationary member including the stator 20 and the rotating member including the rotor 22 to cool only one member. Be configured to do so.

【００５３】（５） 軸受用流体として、エアまたは液
体を使用すること。(5) Use air or liquid as the bearing fluid.

【００５４】（６） 冷却用流体として、前記実施形態
の冷却油とは異なった液体または気体を使用すること。(6) As the cooling fluid, a liquid or gas different from the cooling oil of the above-mentioned embodiment is used.

【００５５】また、前記実施形態より把握される技術的
思想について、以下に例示して記載する。Further, the technical idea understood from the above embodiment will be described below by way of example.

【００５６】（イ）制御手段は、検出手段の検出結果に
応じて、回転部材と静止部材との少なくともいずれか一
方を冷却する冷却用流体の温度及び流量を調節設定する
請求項１に記載の流体軸受装置。この構成により、冷却
用流体の熱交換量を制御して軸受精度を維持することが
できる。(A) The control means adjusts and sets the temperature and flow rate of the cooling fluid for cooling at least one of the rotating member and the stationary member according to the detection result of the detecting means. Hydrodynamic bearing device. With this configuration, it is possible to control the amount of heat exchange of the cooling fluid and maintain the bearing accuracy.

【００５７】（ロ）前記温度保持手段を制御装置に接続
し、検出手段の検出結果に応じて、温度保持手段による
軸受用流体の温度を制御する請求項３に記載の流体軸受
装置。このように構成すれば、軸受用流体の温度が一定
に保持できるため、軸受用流体の温度変化に起因する相
対変位を防止して、軸受精度を高めることができる。(B) The hydrodynamic bearing device according to claim 3, wherein the temperature holding means is connected to a control device, and the temperature of the bearing fluid is controlled by the temperature holding means according to the detection result of the detection means. According to this structure, since the temperature of the bearing fluid can be kept constant, relative displacement due to the temperature change of the bearing fluid can be prevented and the bearing accuracy can be improved.

【００５８】[0058]

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【００５９】請求項１及び請求項２に記載の発明によれ
ば、回転部材とそれを支持する静止部材との間の熱膨張
による相対変位量を、振動等の他の要因による相対変位
に影響されることなく正確に検出することができ、その
検出結果に応じて冷却用流体の熱交換量を適正に制御す
ることができる。According to the first and second aspects of the invention, the relative displacement amount due to thermal expansion between the rotary member and the stationary member supporting the rotary member is influenced by the relative displacement due to other factors such as vibration. It is possible to accurately detect the heat exchange amount of the cooling fluid, and to properly control the heat exchange amount of the cooling fluid according to the detection result.

【００６０】また、請求項１及び請求項２に記載の発明
によれば、複数の検出器を配設する必要がなく、軸受用
流体の変動を検出する１つの検出手段を設ければよく、
検出結果の処理を容易に行うことができるとともに、軸
受機能が低下するおそれを防止することができる。ま
た、軸受部に電極や絶縁材を設ける必要がないため、構
成が簡単になる。According to the first and second aspects of the present invention, it is not necessary to provide a plurality of detectors, and only one detecting means for detecting the fluctuation of the bearing fluid may be provided.
It is possible to easily process the detection result and prevent the bearing function from being deteriorated. Moreover, since it is not necessary to provide an electrode or an insulating material on the bearing portion, the structure is simplified.

【００６１】請求項３に記載の発明によれば、温度保持
手段により軸受用流体の温度が一定に保持されるため、
軸受用流体の温度変化に起因した相対変位を防止して、
高精度を維持することができる。According to the third aspect of the invention, since the temperature of the bearing fluid is kept constant by the temperature keeping means,
Prevents relative displacement due to temperature change of bearing fluid,
High accuracy can be maintained.

【００６２】請求項４に記載の発明によれば、軸受用流
体の変動の検出を常時行うことができる。According to the fourth aspect of the invention, the fluctuation of the bearing fluid can be constantly detected.

【００６３】請求項５に記載の発明によれば、軸受用流
体の変動の検出が、軸受用流体の単位時間当たりの流量
の変化として検出されるため、その検出を常時正確に行
うことができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the fluctuation of the bearing fluid is detected as a change in the flow rate of the bearing fluid per unit time, the detection can always be performed accurately. .

【００６４】請求項６に記載の発明によれば、冷却用流
体の熱交換量の制御に際して、冷却用流体の温度及び単
位時間当たりの流量の少なくとも一方が制御されるた
め、一方のみを制御した場合には構成が簡単になり、両
方を制御した場合には、その冷却をより一層効率的に行
うことができる。According to the sixth aspect of the present invention, at the time of controlling the heat exchange amount of the cooling fluid, at least one of the temperature of the cooling fluid and the flow rate per unit time is controlled, so only one of them is controlled. In this case, the structure is simplified, and when both are controlled, the cooling can be performed more efficiently.

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

【図１】 この発明の流体軸受装置を備えたモータの一
実施形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a motor including a hydrodynamic bearing device of the present invention.

【図２】 図１のモータの制御回路を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a control circuit of the motor shown in FIG.

【図３】 この発明の流体軸受装置を備えたモータの別
の実施形態を示す要部構成図である。FIG. 3 is a main part configuration diagram showing another embodiment of a motor including the hydrodynamic bearing device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…静止部材を構成するモータのハウジング、 １４，１５…軸受装置、 １６，１７…軸受メタル、 １８…回転部材を構成するスピンドル、 ２０…静止部材を構成する固定子（ステータ）、 ２２…回転部材を構成する回転子（ロータ）、 ２３…供給通路、 ２５…噴出口、 ２６，２７…回転部材と静止部材との間のすき間を構成
する軸受間隙、 ２８…第１供給手段を構成する軸受用流体供給装置、 ３１…検出手段を構成する流量検出器、 ３２…冷却手段を構成するスピンドル内の第１冷却通
路、 ３３…第１冷却通路内の導入パイプ、 ３５…冷却手段を構成するハウジング内周側の第２冷却
通路、 ３８…第２供給手段を構成する冷却用流体供給装置、 ４１，４２…制御手段を構成する温度調節装置、 ４３，４４…制御手段を構成する流量調節装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Motor housing which comprises a stationary member, 14, 15 ... Bearing device, 16,17 ... Bearing metal, 18 ... Spindle which comprises a rotating member, 20 ... Stator (stator) which comprises a stationary member, 22 ... Rotation Rotor (rotor) constituting member, 23 ... Supply passage, 25 ... Jet port, 26, 27 ... Bearing gap forming gap between rotating member and stationary member, 28 ... Bearing constituting first supply means Fluid supply device, 31 ... Flow rate detector constituting detection means, 32 ... First cooling passage in spindle constituting cooling means, 33 ... Introducing pipe in first cooling passage, 35 ... Housing constituting cooling means Second cooling passage on the inner peripheral side, 38 ... Cooling fluid supply device forming second supply means, 41, 42 ... Temperature adjusting device forming control means, 43, 44 ... Flow forming control means Quantity adjustment device.

フロントページの続き (72)発明者 中 山 達 臣 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 宮 原 克 敏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 太 田 稔 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内Front page continued (72) Inventor Tatsumi Nakayama 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Katsutoshi Miyahara 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Ota 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 回転部材と静止部材との間のすき間に軸
受用流体を供給して、回転部材を静止部材に回転自在に
支持するとともに、回転部材側及び／または静止部材側
へ冷却用流体を供給して冷却を行う冷却手段を有する流
体軸受装置において、 前記すき間の変化による軸受用流体の供給流量の変動を
検出する検出手段と、 その検出手段の検出結果に応じて、前記すき間が常に一
定になるように前記冷却手段を制御し、回転部材側と静
止部材側との間で冷却用流体の熱交換量を調整する制御
手段、を設けた流体軸受装置。1. A bearing fluid is supplied to a gap between a rotating member and a stationary member to rotatably support the rotating member on the stationary member and a cooling fluid to the rotating member side and / or the stationary member side. In a hydrodynamic bearing device having a cooling means for supplying the cooling fluid, a detecting means for detecting a change in the supply flow rate of the bearing fluid due to the change in the clearance, and the clearance is always maintained according to the detection result of the detecting means. A hydrodynamic bearing device comprising: a control unit that controls the cooling unit so as to be constant and adjusts the heat exchange amount of the cooling fluid between the rotating member side and the stationary member side. 【請求項２】 前記静止部材側にはハウジングを介して
ビルトインモータのステータを有するとともに、前記冷
却手段はハウジングからステータに対し冷却用流体を供
給し、前記回転部材側には前記ステータと対応するよう
にロータを有するとともに、前記冷却手段は回転部材の
内部へ冷却用流体を供給する請求項１に記載の流体軸受
装置。2. A stator of a built-in motor is provided on the stationary member side through a housing, the cooling means supplies a cooling fluid from the housing to the stator, and the stator corresponds to the rotating member side. 2. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the cooling means supplies a cooling fluid to the inside of the rotating member. 【請求項３】 軸受用流体の温度を一定にするための温
度保持手段を有する請求項１または２に記載の流体軸受
装置。3. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, further comprising temperature holding means for keeping the temperature of the bearing fluid constant. 【請求項４】 検出手段は軸受用流体の流量変動及び流
速変動のうちから選ばれる変動を検出する請求項１〜３
のいずれかに記載の流体軸受装置。4. The detection means detects a fluctuation selected from a fluctuation in flow rate and a fluctuation in flow velocity of the bearing fluid.
5. The hydrodynamic bearing device according to any one of 1. 【請求項５】 検出手段は軸受用流体の単位時間当たり
の流量を検出する請求項１〜４のいずれかに記載の流体
軸受装置。5. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the detection means detects a flow rate of the bearing fluid per unit time. 【請求項６】 制御手段は、冷却用流体の温度及び単位
時間当たりの流量のうちの少なくとも一方を制御する請
求項１〜５のいずれかに記載の流体軸受装置。6. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the control means controls at least one of the temperature of the cooling fluid and the flow rate per unit time.
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