JP2000333405A

JP2000333405A - 空気軸受けモータ

Info

Publication number: JP2000333405A
Application number: JP2000132138A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sawada; 潔沢田; Tomohiko Kawai; 知彦河合
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JP3568453B2

Abstract

(57)【要約】【課題】巻き線に位置精度を高めて巻き線の厚みを均
一なものとし、機械的剛性を低下させることなく小型化
が可能な空気軸受けを備える空気軸受けモータを提供す
る。【解決手段】ステータ１０、ステータ１０に対して可
動な可動要素２０と、ステータ１０に対して可動要素２
０を非接触支持する空気軸受けとを備える空気軸受けモ
ータにおいて、スロットレスのステータコア１１に線材
をトロイダル状に巻回してコア１１の軸方向に形成した
巻き線３を備え、各巻き線部分は、隣接する層間におい
て交差部分と非交差部分を区分し、かつ互いに隣接して
整列するように、線材を多層に重ねて巻回し、非交差部
分はステータコアに可動要素と対向する面に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ、特に空気
軸受け構造の空気軸受けモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】光学機器，電子機器などの各種の精密機
器では、高精度，高密度，高集積化の伴って、これらの
構成部品にはナノメーターオーダーの加工精度が要求さ
れてきている。これら高精度の部品を加工する工作機械
やステッパー、電子ビーム描写装置には、非常に高分解
能の精度が要求される。一般に、これら加工装置や製造
装置において、位置決めは位置決め装置によって行われ
る。この位置決め装置の位置制御は、ＣＮＣで制御され
る回転サーボモータやリニアモータによって行われるこ
とが多い。したがって、構成部品の加工精度を高めるた
めには、回転サーボモータやリニアモータを高精度に制
御する必要がある。

【０００３】しかしながら、通常、回転サーボモータや
リニアモータはトルクリップルを有しているため、モー
タを高精度に制御するには、このトルクリップルを減少
させる必要がある。

【０００４】トルクリップルは、大別すると、機械構造
的なトルクリップルと電磁気的なトルクリップルとに区
分することができる。たとえば、回転サーボモータの場
合では、ロータ軸のベアリング等に生じる摩擦抵抗は機
械構造的なトルクリップルの要因となり、また、ロータ
とステータ間に生じる磁気的ひずみは電磁気的なトルク
リップルの要因となる。

【０００５】従来、機械構造的なトルクリップルを低減
するために、軸受けを空気軸受けや磁気軸受け等によっ
て、非接触な軸支持を行う等によって摩擦抵抗を減少さ
せるものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１７は従来のモータ
構造を説明するための概略断面図である。図１７に示す
ように、モータのステータ１１０では、符号１０４で示
すような巻き線の耳と呼ばれるモータの軸方向にステー
タコア１１１から突出した巻き線部分が存在する。この
部分は、電磁気的にロータに寄与しない部分である。そ
のため、巻き数が多くなるとモータの大きさが大きくな
り、小型化に支障が生じるという問題がある。ステータ
等を支持する支持部材側のハウジング１３１において、
突出した巻き線部分である巻き線の耳１０４に対応する
部分を削ってザグリ溝１３２を形成し、このザグリ溝１
３２内に巻き線の耳１０４を納めることによって小型化
を行う構成が知られている。

【０００７】しかしながら、このザグリ溝１３２はモー
タの機械的剛性を低下させるという問題がある。特に、
空気軸受け構造では、ロータ１２０とステータ１１０と
の間の間隙１４０ｂや、ロータ１２０とハウジング１３
１との間の間隙１４０ａに気体を供給し、これによって
ロータ１２０の非接触で支持する構造であるため、ステ
ータ１１０及びハウジング１３１は、この供給気体によ
って外側に向かう力Ｆｂ，Ｆａを受ける。この力Ｆｂ，
Ｆａによって、ハウジング１３１のザグリ溝１３２の近
傍（図１７中のＡ付近）に応力集中が発生してひずみが
生じる。このひずみによって、間隙の間隔が変化して、
ロータ１２０の支持が不安定となったり、また、ひずみ
が大きくなるとハウジング１３１は破損するおそれも生
じることになる。

【０００８】したがって、従来の空気軸受けモータで
は、機械的剛性を高めるためにハウジングの厚さを厚く
する構成が採用されており、空気軸受けモータの小型化
を困難とする要因ともなっている。

【０００９】そこで、本発明は従来の問題点を解決し、
空気軸受けモータにおいて、巻き線に位置精度を高めて
巻き線の厚みを均一なものとし、機械的剛性を低下させ
ることなく小型化が可能な空気軸受けモータを提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータと、
該ステータに対して可動な可動要素と、ステータに対し
て可動要素を非接触支持する空気軸受けとを備える空気
軸受けモータにおいて、スロットレスのステータコアに
線材をトロイダル状に巻回してコアの軸方向に形成した
巻き線を備え、各巻き線部分は、隣接する層間において
交差部分と非交差部分を区分し、かつ互いに隣接して整
列するように、線材を多層に重ねて巻回し、非交差部分
はステータコアに可動要素と対向する面に形成する構成
とするものである。

【００１１】ここで、トロイダル状の巻回は、線材をら
せん状に回転させながら巻回する場合に、該巻回動作に
よって巻き線が形成されていく一方向において、巻回し
た線材に交差部分がなく巻回することであり、これによ
って、ステータコアの面に対して接線方向の巻き線の位
置精度を高めることができる。

【００１２】また、整列巻きの巻回は、巻き線を層単位
に形成し、形成した各層を積み重ねて巻回することであ
り、これによって、ステータコアの面に対して法線方向
の巻き線の位置精度を高めることができる。この法線方
向の巻き線の位置精度を高めることによって、巻き線全
体の厚みの均一なものとすることができる。

【００１３】したがって、スロットレスのステータコア
に、線材をトロイダル状、かつ整列巻きで巻回すること
によって、ステータコアの面に対して接線方向及び法線
方向の両方向について、巻き線の位置精度を高めること
ができるとともに、巻き線全体の厚みの均一なものとし
て、従来の巻き線の耳にあたる突出部分を除くことがで
きる。

【００１４】本発明の空気軸受けモータは、前記巻き線
構造によって、ステータは従来のような突出部分を有し
ないため、ハウジングはザグリ溝を形成する必要が無
く、応力集中に対応して肉厚を厚くする必要がない。そ
のため、空気軸受けモータのハウジングの肉厚を薄い構
造とすることができ、ハウジングを小型化することがで
きる。

【００１５】また、接線方向及び法線方向について高い
位置精度で巻き線を形成することによって、巻き線の電
気抵抗やインダクタンスを均一なものとすることがで
き、均一な磁場を形成することができるという効果を奏
することもできる。

【００１６】なお、トロイダル状の巻回において、線材
を一定の巻回ピッチで重ねて巻回することによって、ト
ロイダル状、かつ整列巻きで巻回した巻き線と同様の効
果をそうすることができる。

【００１７】また、ステータにおいて、ロータと対向す
るラジアル面に樹脂モールドを備える構成や、ロータに
おいて、ステータと対向するラジアル面に樹脂モールド
を備える構成とすることができ、これによって、巻き線
や磁石の凹凸面を整形し、空気圧の均一化させて、安定
した支持を可能とすることができる。

【００１８】また、ステータとロータ間のラジアル面、
及びロータとハウジング間のスラスト面の間隙に気体を
供給する機構とすることによって、軸受け面積を大きく
することができ、軸受けの剛性を高めて、ロータを安定
して支持することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の空気軸受
けモータを説明するための概略断面図であり、回転式モ
ータを例として場合で示している。図１において、空気
軸受けモータ１は、シャフト３０の取り付けられたロー
タ２０が、ステータ１０に対して回転する。ステータ１
０は、ステータコア１１と線材をトロイダル状、かつ整
列巻きで巻回した巻き線３を備える構成である。空気軸
受けは、ロータ２０とステータ１０との間の間隙、及び
ロータ２０とハウジング３１と間の間隙４０に空気等の
気体を供給し、この空気圧によって、ロータ２０をステ
ータ１０及びハウジング３１に対して非接触で支持す
る。

【００２０】本発明の空気軸受けモータは、ステータの
構成において、線材をトロイダル状、かつ整列巻きで巻
回した巻き線を用いることによって、従来のステータが
備える巻き線の耳と呼ばれる突出部を有さない構造とす
ることができ、これによって、モータの軸方向の長さを
短くすることができるとともに、ハウジング３１の肉厚
を薄くすることができ、モータ全体を小型化することが
できる。

【００２１】間隙４０内には、図示しない機構によっ
て、圧縮空気を間隙４０内に供給する。圧縮空気は、ロ
ータのスラスト面に対してはハウジング３１内に形成し
た通路（図示していない）を通して導入し、ロータのラ
ジアル面に対してはステータ１０内及び巻き線内に形成
した通路（図示していない）を通して導入することがで
きる。

【００２２】以下、本発明の空気軸受けモータに用いる
ステータの構成について、図２〜図９を用いて説明す
る。図２〜図９は、本発明の巻回方法を三相ＡＣサーボ
モータのステータに適用した場合の例である。図２〜図
５は、巻き線１をロータ側から見た図であり、図２は斜
視図、図３はロータ側から見た平面図、図４，５はＡ−
Ａの断面図である。また、図６〜図９は、巻き線１をス
テータ側から見た図であり、図６は斜視図、図７はステ
ータ側から見た平面図、図８，９はＢ−Ｂの断面図であ
る。

【００２３】ステータコア１１の軸方向の両端面にプリ
ント基板１２，１３を密着させて配置し、該プリント基
板１２，１３とステータコア１１との周囲に、これらを
一体にとして包むように線材２を巻回する。

【００２４】この線材２の巻回において、トロイダル状
で整列巻きを行う。線材２をステータコア１１及びプリ
ント基板１２，１３に対してトロイダル状に巻回するに
は、線材２をステータコア１１及びプリント基板１２，
１３の軸方向に向かってらせん状に回転させながら巻回
する。巻回動作によって巻き線が形成されてる一層分に
ついては、トロイダル状とすることによって、図３に示
すように、線材２は互いに交差することなく巻回され
る。

【００２５】線材２をステータコア１１及びプリント基
板１２，１３の軸方向に向かって一層分の巻回を終了し
た後、端部で折り返し、前回の巻回で形成した層の上に
重ねて巻回を行う。次層においても、前回と同様にトロ
イダル状に巻回を行う。これによって、巻き線を層単位
に形成し、形成した各層を積み重ねて巻回する整列巻き
を行う。図４，５はこの整列巻きを説明するための図で
ある。図４は、断面形状が円形の線材２ａの場合であ
り、トロイダル状に巻回される線材２ａは各層間で線材
２ａの間に配置され、各層は順に法線方向に積み重ねら
れる。図５は、断面形状が矩形の平角線の線材２ｂの場
合であり、トロイダル状に巻回される線材２ｂは各層を
形成し、該層は順に法線方向に積み重ねられる。この巻
回において、隣接する線材２ｂの隣接する平角線の隣接
辺が平行となるように巻回すると、巻き線の折り返し部
分の端部においても、均一な磁場を形成することができ
る。

【００２６】また、このとき平角線の断面の各辺の縦横
比を適宜定めることによって、巻き線全体のサイズの拡
大を抑制することができる。たとえば、短い辺が法線方
向となるように平角線を積層することによって、全体の
法線方向の厚さを薄く構成することができる。

【００２７】また、トロイダル状で巻回する場合、巻回
動作によって巻き線が形成されていく一方向の各層内で
は、巻回した線材が交差する部分は形成されないが、巻
回動作を折り返して次の層を巻回する場合には、隣接す
る層間で巻き線が交差する部分が発生する。この巻き線
が交差する部分を、図６に示すように、ステータにおい
て、ステータにより形成される磁場のうちロータの回転
に影響が少ない磁場位置側に配置する。図５では、交差
部分をロータと反対側に配置する。また、ステータの軸
方向の端面側に配置することもできる。

【００２８】図７は巻き線の交差部分をステータ側から
見た図を示しており、巻き線のステータコアの軸方向に
対する角度は、隣接する層間で異なることになる。図
８，９はこの整列巻きの状態を説明するための図であ
る。図８は、断面形状が円形の線材２ａの場合であり、
トロイダル状に巻回される線材２ａは各層間で互いに線
材２ａ上に配置され、各層は順に法線方向に積み重ねら
れる。図９は、断面形状が矩形の平角線の線材２ｂの場
合であり、トロイダル状に巻回される線材２ｂは各層を
形成し、該層は順に法線方向に積み重ねられる。

【００２９】本発明の空気軸受けモータに用いるステー
タの巻き線によれば、従来の巻き線に形成された耳部が
形成されず、モータの軸方向の長さを抑えることがで
き、小型化を行うことができる。また、図１に示すよう
に、ハウジング３１にザグリ溝を形成することなく、巻
き線セグメント３をモータ内に収納することができる。
そのため、ハウジング３１の肉厚を厚くすることなく、
空気軸受けの空気圧に耐えることができる。

【００３０】次に、本発明の空気軸受けモータの実施の
形態について、図１０〜図１６を用いて説明する。一般
に、回転モータはロータの形状は、モータの使用目的に
応じてアウター型、インナー型、及びサイド型に分けら
れる。図１０に示す空気軸受けモータはインナーロータ
型モータの構成例であり、図１１に示す空気軸受けモー
タはアウターロータ型モータの構成例であり、図１２に
示す空気軸受けモータはサイドロータ型モータの構成例
である。また、図１３〜図１５はステータにおいて、ロ
ータと多面で対向する構成を示すものであり、図１３、
１４は２面を用いた構成例であり、図１５は３面を用い
た構成例である。また、図１６はリニアモータに適用し
た構成例である。

【００３１】図１０に示す第１の形態はインナーロータ
型モータに適用したであり、ロータ２０及びシャフト３
０をステータの内側に設け、回転軸Ｃを中心として回転
させるものである。ステータは、ステータコア１１の軸
方向の両端にプリント基板１２、１３を配置し、このス
テータコア１１とプリント基板１２、１３とを一体とし
て包むように線材を巻回して巻き線３を形成している。
巻き線３の少なくともロータ２０と対向する面側には樹
脂モールド１４が施され、空気軸受けのための間隙４０
の内壁面を、所定の平滑度に整形している。なお、この
樹脂モールド１４は巻き線３の周囲全体に設けることが
できる。

【００３２】また、ロータは２０はロータコア２１に磁
石２２を取り付けて形成され、少なくともステータ１０
と対向する面側には樹脂モールド２４が施され、空気軸
受けのための間隙４０の内壁面を、所定の平滑度に整形
している。なお、樹脂モールド１４、２４の外面の整形
は、空気軸受け面として必要な面精度が得られるよう研
磨加工により行うことができる。

【００３３】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１０において、
空気通路４２ａはハウジング３１のロータ２０を挟んだ
軸方向の両側に形成され、ロータ２０とハウジング３１
間の２つのスラスト面への圧縮空気の導入が行われる。
また、空気通路４２ｂはステータコア１１及び巻き線３
を通ってロータ２０側に貫通され、ロータ２０とステー
タ１０間のラジアル面への圧縮空気の導入が行われる。
これによって、ロータ２０と、ハウジング３１及びステ
ータ１０との間の間隙４０内への圧縮空気の導入が行わ
れる。この圧縮空気の導入によって、ロータ２０はハウ
ジング３１及びステータ１０に対して非接触で支持され
る。

【００３４】図１１に示す第２の形態はアウターロータ
型モータであり、ロータ２０及びシャフト３０をステー
タの外側に設け、回転軸Ｃを中心として回転させるもの
である。第２の形態のステータ及びロータは、前記第１
の形態と同様とすることができる。そこで、ここでの説
明は重複するため省略する。

【００３５】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１１において、
空気通路４２ａはハウジング３１のロータ２０を挟んだ
軸方向の両側に形成され、ロータ２０とハウジング３１
間の２つのスラスト面への圧縮空気の導入が行われる。
また、空気通路４２ｂはステータコア１１及び巻き線３
を通ってロータ２０側に貫通され、ロータ２０とステー
タ１０間のラジアル面への圧縮空気の導入が行われる。
これによって、ロータ２０と、ハウジング３１及びステ
ータ１０との間の間隙４０内への圧縮空気の導入が行わ
れる。

【００３６】なお、ロータ２０及びシャフト３０はハウ
ジング３１の外側に配置される構成であるため、図１１
において、ハウジング３１とシャフト３０との間には間
隙４０と連通する連通部４３が形成され、シャフト３０
はこの連通部４３を挟んでハウジング３１に対して回転
する。この圧縮空気の導入によって、ロータ２０はハウ
ジング３１及びステータ１０に対して非接触で支持され
る。

【００３７】図１２に示す第３の形態はサイドロータ型
モータであり、ロータ２０及びシャフト３０とステータ
とを回転軸Ｃの軸方向に沿って配置し、ロータ２０とス
テータ１０とは回転軸Ｃの軸方向に対向するものであ
り、回転軸Ｃを中心として回転させるものである。第３
の形態のステータ及びロータは、前記第１の形態と同様
とすることができる。そこで、ここでの説明は重複する
ため省略する。

【００３８】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１２において、
空気通路４２ａの一方は空気通路４２ｂに連通し、他方
はロータ２０の側面方向、及びロータ２０を挟んだ反対
方向に形成される。ロータ２０の側面側に設けられた空
気通路４２ａは、ロータ２０とハウジング３１のラジア
ル面側の間隙４０内に圧縮空気を導入する。また、ロー
タ２０を挟んだ反対方向に設けられた空気通路４２ａ
は、シャフト３０を介してロータ２０とハウジング３１
の一方のスラスト面側の間隙４０内に圧縮空気を導入を
行う。

【００３９】また、空気通路４２ｂはステータコア１１
及び巻き線３を通ってロータ２０側に貫通され、ロータ
２０とステータ１０間の他方のスラスト面への圧縮空気
の導入を行う。これによって、ロータ２０と、ハウジン
グ３１及びステータ１０との間の間隙４０内への圧縮空
気の導入が行われる。この圧縮空気の導入によって、ロ
ータ２０はハウジング３１及びステータ１０に対して非
接触で支持される。

【００４０】第４，５，６の形態は、ステータがロータ
に対して多面で対向する構成である。ステータコアがた
とえば４角形の場合には、４面の内で、ステータを固定
するための１面を除いた３面に電磁気回路を形成してロ
ータの対向面とすることができる。これによって、大き
なトルクを形成することができる。

【００４１】図１３に示す第４の形態はステータコアの
２面を用いた構成であり、ステータコアの対向する２面
を回転軸Ｃの軸方向に沿って配置し、該ステータコアの
各面に対して、ロータの磁極面を挟むように配置するも
のであり、回転軸Ｃを中心として回転させるものであ
る。

【００４２】したがって、ロータ２０は対向する２つの
磁極間にステータコアを挟み、各磁極との間でトルクが
発生する。また、ロータは、ステータコアに対して、２
つの磁極との間、及びシャフト３０との間の計３つの間
隙４０に導入される圧縮空気によって支持される。な
お、第４の形態のステータ及びロータは、前記第１の形
態と同様とすることができる。そこで、ここでの説明は
重複するため省略する。

【００４３】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１３において、
空気通路４２ａはハウジング３１内を通って空気通路４
２ｂに連通する。空気通路４２ｂは、ロータの対向する
２つの磁極面とシャフト３０側の３方向に別れ、ステー
タコア側と２つの磁極との間、及びステータコア側とシ
ャフト３０との間の計３つの間隙４０に圧縮空気を導入
する。この圧縮空気の導入によって、ロータ２０はハウ
ジング３１及びステータ１０に対して非接触で支持され
る。

【００４４】図１４に示す第５の形態は、ステータを２
つ用いた構成であり、各面は２つのステータコアの１面
をそれぞれ用いる構成である。この構成では、２つのス
テータコアの電磁回路を対向させて、回転軸Ｃの軸方向
に沿って配置し、該２つのステータコアの対向する電磁
回路の間に、ロータのに磁極面を挟むように配置するも
のであり、回転軸Ｃを中心として回転させるものであ
る。

【００４５】したがって、２つのステータは１つのステ
ータコアを挟み、２つの対向面間でトルクが発生する。
また、ロータは、２つのステータコアとの間、及びハウ
ジング３１との間の計３つの間隙４０に導入される圧縮
空気によって支持される。なお、第５の形態のステータ
及びロータは、前記第１の形態と同様とすることができ
る。そこで、ここでの説明は重複するため省略する。

【００４６】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１４において、
空気通路４２ａはハウジング３１内を通って空気通路４
２ｂに連通するとともに、ロータ２０のスラスト面側の
間隙につながっている。また、各ステータコアに形成さ
れた空気通路４２ｂは、ステータコア側と磁極との間の
間隙４０に圧縮空気を導入する。この圧縮空気の導入に
よって、ロータ２０はハウジング３１及びステータ１０
に対して非接触で支持される。

【００４７】図１５に示す第６の形態はステータコアの
３面を用いた構成であり、ステータコアの対向する２面
を回転軸Ｃの軸方向に沿って配置し、該ステータコアの
各３面に対して、ロータの磁極面を３方から囲むように
配置するものであり、回転軸Ｃを中心として回転させる
ものである。

【００４８】したがって、ロータ２０は、断面形状がコ
の字状に配置された３つの磁極によってステータコアを
囲み、各磁極との間でトルクを発生する。また、ロータ
２０は、ステータコアに対して、対向する２つの磁極と
の間、及びシャフト３０側の磁極との間の計３つの間隙
４０に導入される圧縮空気によって支持される。なお、
第６の形態のステータ及びロータは、前記第１の形態と
同様とすることができる。そこで、ここでの説明は重複
するため省略する。

【００４９】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１５において、
空気通路４２ａはハウジング３１内を通って空気通路４
２ｂに連通する。空気通路４２ｂは、ロータの対向する
２つの磁極面とシャフト３０側の３方向に別れ、ステー
タコア側と２つの磁極との間、及びステータコア側とシ
ャフト３０との間の計３つの間隙４０に圧縮空気を導入
する。

【００５０】この圧縮空気の導入によって、ロータ２０
はハウジング３１及びステータ１０に対して非接触で支
持される。図１６に示す第７の形態はリニアモータに適
用した構成例であり、ステータ１０とハウジング３１を
移動方向に配置するとともに、該ステータ１０とハウジ
ング３１に対して可動部５０を、図面の表裏方向に移動
させるものである。

【００５１】したがって、可動部５０は、ステータコア
１１と対向配置されたハウジング３１とのコの字状配置
内に移動可能に配置され、可動部５０に設けられた磁極
とステータ側との間でトルクを発生する。また、可動部
５０は、ステータコア１１との間、及び対向配置された
ハウジング３１との間の計３つの間隙４０に導入される
圧縮空気によって支持される。

【００５２】なお、第７の形態のステータ及び可動部
は、前記第１の形態と同様とすることができる。そこ
で、ここでの説明は重複するため省略する。なお、可動
コア５０ロータコア２１に対応し、磁石５２は磁石２２
に対応し、樹脂モールド５４は樹脂モールド２４に対応
している。

【００５３】空気軸受けを構成するための圧縮空気は、
空気流入口４１からモータ側に導入される。圧縮空気の
導入は、ハウジング３１内に形成した空気通路４２ａ
と、ステータコア１１及び巻き線３内に形成した空気通
路４２ｂを通して行うことができる。図１６において、
空気通路４２ａはハウジング３１内を通って空気通路４
２ｂに連通するとともに、移動部５０の２つの側面部方
向に形成され、移動部５０とハウジング３１との間の間
隙４０内に圧縮空気を導入する。空気通路４２ｂは、ス
テータコア１１及び巻き線３を通って、ステータコア側
と移動部５０側の磁極との間の間隙４０に圧縮空気を導
入する。この圧縮空気の導入によって、移動部５０はハ
ウジング３１及びステータ１０に対して非接触で支持さ
れる。

【００５４】なお、前記形態では、ステータコアが４面
の場合について説明しているが、コアの形状の面数は任
意に定めることができる。また、ステータの個数を複数
とし、各ステータに供給する電流の位相をずらすことに
よって、電磁気回路で形成される磁界分布を調整して、
回転及び移動を円滑に制御することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
巻き線に位置精度を高めて巻き線の厚みを均一なものと
し、機械的剛性を低下させることなく小型化が可能な空
気軸受けを備える空気軸受けモータを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気軸受けモータの概略を説明するた
めのモータ断面図である。

【図２】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線を
ロータ側から見た斜視図である。

【図３】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線を
ロータ側から見た平面図である。

【図４】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線の
Ａ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線の
Ａ−Ａ断面図である。

【図６】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線を
ステータ側から見た斜視図である。

【図７】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線を
ステータ側から見た平面図である。

【図８】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線の
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図９】本発明の空気軸受けモータに適用する巻き線の
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図１０】本発明の空気軸受けモータのインナーロータ
型モータの構成例を説明するための断面図である。

【図１１】本発明の空気軸受けモータのアウターロータ
型モータの構成例を説明するための断面図である。

【図１２】本発明の空気軸受けモータのサイドロータ型
モータの構成例を説明するための断面図である。

【図１３】本発明の空気軸受けモータにおいて、ステー
タの２面を用いた構成例を説明するための断面図であ
る。

【図１４】本発明の空気軸受けモータにおいて、ステー
タを２つ用いた構成例を説明するための断面図である。

【図１５】本発明の空気軸受けモータにおいて、ステー
タの３面を用いた構成例を説明するための断面図であ
る。

【図１６】本発明の空気軸受けモータをリニアモータに
適用した構成例を説明するための断面図である。

【図１７】従来のモータ構造を説明するための概略断面
図である。

【符号の説明】

１モータ２，２ａ，２ｂ線材３，１０３巻き線４巻回開始接点５巻回終了接点６配線１０，１１０ステータ１１，１１１ステータコア１２，１３プリント基板１４，２４，５４樹脂モールド２０ロータ２１ロータコア２２，５２磁石３０，１３０シャフト３１，１３１ハウジング４０，１４０ａ，１４０ｂ間隙４１空気流入口４２ａ，４２ｂ空気通路５０可動部５１可動部コア１０４巻き線の耳１３２ザグリ溝

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０２Ｋ 3/44 Ｈ０２Ｋ 3/44 Ｂ 5/16 5/16 Ｚ 16/02 16/02 16/04 16/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータと、該ステータに対して可動な
可動要素と、ステータに対して可動要素を非接触支持す
る空気軸受けとを備える空気軸受けモータにおいて、ス
ロットレスのステータコアに線材をトロイダル状に巻回
してコアの軸方向に形成した巻き線を備え、各巻き線部
分は、隣接する層間において交差部分と非交差部分を区
分し、かつ互いに隣接して整列するように、線材を多層
に重ねて巻回し、前記非交差部分はステータコアに可動
要素と対向する面に形成することを特徴とする空気軸受
けモータ。
【請求項２】ステータは、ロータと対向するラジアル
面に樹脂モールドを備える、請求項１記載の空気軸受け
モータ。
【請求項３】ロータは、ステータと対向するラジアル
面に樹脂モールドを備える、請求項１、又は２記載の空
気軸受けモータ。
【請求項４】空気軸受けは、ステータとロータ間のラ
ジアル面、及びロータとハウジング間のスラスト面の間
隙に気体を供給する機構を備える、請求項１，２又は３
記載の空気軸受けモータ。