JP2001107966A - オイル動圧軸受装置およびオイル動圧軸受装置へのオイル注油方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スリーブ隅部に気泡が混入し、動作時にオイ
ルが漏れ出すことを防止することができるオイル動圧軸
受装置およびオイル動圧軸受装置へのオイル注油方法を
提供する。 【構成】 オイル動圧軸受装置において、スリーブにオ
イルを注入する際に、先に低粘度で流性の良い揮発性オ
イルを注入してスリーブ内の隅部をオイルで満たした状
態にして、次に潤滑剤としての不揮発性オイルを注入す
ることで、軸受内に空気が混入することなく組み立てら
れて、オイルの漏れ出し現象が発生することを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オイル動圧軸受装置に
関し、例えばＬＢＰ、ＦＡＸ等に使用される偏向ミラー
の駆動モータの軸受として適用される。本発明は、ま
た、オイル動圧軸受装置へのオイル注油方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオイル動圧軸受装置としては、図
３、図４に示すように軸が嵌合するスリーブの内径面
に、軸方向に間隔をおいて２ヵ所の軸受面Ａ、Ｂを設け
ている。２ヵ所の軸受面にはヘリングボーン状の動圧発
生用の溝が設けられ、軸とスリーブとの隙間には潤滑用
のオイル２０が充填されている。充填されるオイルは、
耐久性を向上させる目的から不揮発性のものであり、オ
イル注入量は図３に示すようにスリーブの下端部１１か
ら軸受面Ａの端面１２までの高さに相当する部分の体積
と同じ量である。軸とスリーブのいずれか一方が回転す
ると動圧発生用の溝と軸との間に圧力が発生して流体動
圧潤滑がなされる。また２ヵ所の軸受面の間と、スリー
ブ開口部の近くには軸受面の隙間よりも大きな隙間のリ
セス部Ｃ、Ｄ、Ｅがそれぞれ設けられている。なお、図
１はオイル動圧軸受装置を適用したブラシレスモータを
示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オイル動圧軸受装置においては、スリーブにオイルが注
入される組み立て時、スリーブ隅部に空気が混入して軸
受内に気泡として存在する場合がある。その状態で軸が
高速回転をすると、軸とオイルの粘性抵抗による摩擦が
発生することにより気泡が膨張し、軸受面あるいはリセ
ス部に存在するオイルを押し出すように作用する。押し
出されたオイルはスリーブ開口部近くのリセス部に溜ま
るが、リセス部の体積が充分な容積を持たない場合に
は、リセス部内のオイルが更に押し出されスリーブのと
ば口（開口部）に達する。とば口（開口部）に付着した
オイルは、高速回転による遠心力の作用によりさらにス
リーブの外部へと押し出されオイルの漏れ出し現象が発
生する。漏れ出し現象が長時間に及ぶと軸受装置内のオ
イルが減少し、軸受装置としての精度の劣化、あるいは
耐久性の低下等の問題があった。

【０００４】したがって、本発明の目的は、スリーブ隅
部に気泡が混入し、動作時にオイルが漏れ出すことを防
止することができるオイル動圧軸受装置およびオイル動
圧軸受装置へのオイル注油方法を提供することにある。

【０００５】

【課題と解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においてはスリーブにオイルを注入する際
に、先に低粘度で流性の良い揮発性オイルを注入してス
リーブ内の隅部をオイルで満たした状態にして、次に潤
滑剤としての不揮発性オイルを注入することで、軸受内
に空気が混入することなく組み立てられて、オイルの漏
れ出し現象が発生することを防止することができる。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１はオイル動圧軸受装置を適用したブラシレスモータ
の実施例である。図２は本発明のオイル動圧軸受装置の
実施例である。図３は従来のオイル動圧軸受装置の実施
例である。図４は従来のオイル動圧軸受装置の断面図で
ある。図５、図６、図７は従来のオイル動圧軸受装置の
説明図である。図８は本発明のオイル動圧軸受装置の説
明図である。

【０００７】図１に示すように、回転軸２は、永久磁石
６が固定されたヨーク５と取付け部材４とで一体化され
ロータ部を構成する。スリーブ１は、ステータコア７が
固定された回路基板８と一体化されステータ部を構成す
る。軸２はスリーブ１に対して回転可能に嵌合されてい
る。多極に磁化された永久磁石６の回転位置により順次
通電が切り替えられ、永久磁石６とステータコア７との
間に回転力が発生する。駆動コイル９が巻回されたステ
ータコア７は駆動回路を構成する回路部品とともに回路
基板に固定されている。さらに回路基板８はスリーブ１
と一体化されているロータ部とステータ部がそれぞれ形
成された後、モータとしての組み立てが行われる。

【０００８】モータの組み立ては、図５に示すように、
最初にスリーブ１の内面にオイル注入装置（注油ノズル
だけを示す）により規定の量のオイルが注油された後、
スリーブ１の内径に回転可能に嵌合されるように回転軸
２が挿入されてモータが完成する。

【０００９】次に、図４により図１のブラシレスモータ
の実施例に適用されたオイル動圧軸受装置について説明
する。図４に示すように貫通孔を有する円筒形状をした
スリーブ１の内面に軸方向に間隔をおいて２ヵ所の軸受
面Ａ、Ｂと、軸受面Ａ、Ｂの内径寸法を有するオイル溜
り部（リセス部）Ｃ、Ｄ、Ｅを設ける。前記軸受面Ａ、
Ｂの表面にはヘリングボーン状の深さ寸法が数ミクロン
の溝がそれぞれ複数本加工されている。さらにスリーブ
１の下端部開口部を塞ぐための円板１０が固定され、前
記円板１０には軸２を受けるためのスラスト板３が配置
されている。

【００１０】図３はスリーブ１の内面にオイルを注入
後、軸２が挿入された状態を示している。軸２とスリー
ブ１の内径との隙間を充填するようにオイル２０が注入
されている。注入量は軸の端面から軸受面Ａの上端部ま
での高さに相当する隙間を充填するように規定されてい
る。

【００１１】次に、オイル動圧軸受装置の動作について
説明する。モータが停止している状態では軸２とスリー
ブ１の内面部は接触しているが、軸２が回転を始めると
軸受面Ａ、Ｂの表面に設けられたヘリングボーン状の溝
と軸との間に動圧力が発生することにより軸２をスリー
ブ１と接触することなしに支持する状態となる。しかし
ながら従来のオイル動圧軸受装置においては、長時間に
渡る駆動を行うとオイル漏れ出しという問題点があっ
た。

【００１２】次に、このオイル漏れ出し問題について説
明する。図３にはスリーブ１の内面にオイルを注入後、
軸２が挿入された状態を示していると前述したが、実際
の組み込み状態は、図５に示すようにオイルをスリーブ
１に注入する際、スリーブ１の下端隅部に空気２１が混
入して、オイル中に気泡として存在している。この状態
で軸２が高速回転を始めると、オイルの粘性抵抗による
摩擦力でオイル及び気泡が発熱状態となる。発熱した気
泡は膨張して体積がさらに大きくなりオイルを外部へ押
し出すように作用する。押し出されたオイルはリセス部
Ｃに保持されるが、リセス部Ｃの体積が十分な大きさで
ない場合には、図６に示すようにオイルはスリーブの開
口部まで押し出されて軸と開口部に付着した状態とな
る。

【００１３】この状態で軸が高速回転を続けると軸に付
着したオイルは遠心力により図７に示すように開口部の
端面からさらに押し出されてスリーブの側面まで達して
オイル漏れ出しの状態となる。長時間に渡る駆動を行う
と図７の状態が維持され、オイル漏れが進行して、つい
にはオイル量が減少してオイル動圧軸受装置としての精
度を維持することが不可能になると共に耐久性の低下と
いう問題が生じる。

【００１４】本発明ではオイル注入の際、空気が混入し
ないように、先ず低粘度で流動性の良い揮発性オイルで
スリーブ下端隅部を満たしておき、その後本来の潤滑剤
としての不揮発性オイルを注入することで、オイル中の
気泡を無くし、オイル漏れ出しを防止するものである。

【００１５】図２、図８により本発明のオイル動圧軸受
装置について説明する。本発明においてはモータ組み立
て時のオイル注入の際に、先ず低粘度で流動性の良い揮
発性オイル２２が注入される（特に、図８の注油（１）
参照）。このオイル２２は、その流動性の良さから空気
が混入し易いとされるスリーブ下端隅部と充填するよう
に流れ込む。その後、本来の不揮発性潤滑オイル２０が
注入されるので（特に、図８の注油（２）参照）、従
来、オイル漏れの原因とされていた空気の混入が防止さ
れる。

【００１６】先に注入される揮発性オイル２２の注油量
は、スリーブ下端隅部を満たす程度で良く、その後に不
揮発性オイル２０が、図３で説明した注油規定量だけ注
入されるため、図２に示すように初期の全体の注油量と
しては、従来の注入量よりも多くなるが、軸が回転した
時にオイルの熱膨張等でスリーブのとば口（開口部）に
オイルが付着しないように、オイル上面と、とば口（開
口部）の距離は充分保たれており、また揮発性オイルを
採用しているため耐久時間初期の段階で、この揮発性オ
イルは全て揮発してしまい（図２に右図参照）、その後
不揮発性潤滑オイルのみが残り、尚且つオイル中には気
泡が存在しない状態となる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
初期にスリーブ下端隅部へ低粘度な揮発性オイルを流し
込むことで、オイル中に気泡が存在しない軸受装置を達
成することができ、これにより長時間の高速回転を続け
る場合においてもオイル漏れ出しという問題はなく、軸
受として精度や耐久性の劣化もなく、信頼性の高いオイ
ル動圧軸受装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、オイル動圧軸受装置を適用したブラシ
レスモータを示す断面図である。

【図２】図２は、本発明のオイル動圧軸受装置を説明す
るための断面図である。

【図３】図３は、従来のオイル動圧軸受装置を示す断面
図である。

【図４】図４は、従来のオイル動圧軸受装置の断面図で
ある。

【図５】図５は従来のオイル動圧軸受装置の説明図であ
る。

【図６】図６は従来のオイル動圧軸受装置の説明図であ
る。

【図７】図７は従来のオイル動圧軸受装置の説明図であ
る。

【図８】図８は、本発明のオイル動圧軸受装置の説明図
である。

【符号の説明】

１ スリーブ ２ 回転軸 ３ スラスト受け ４ 取付具 ５ ロータヨーク ６ マグネット ７ コア ８ 回路基板 ９ コイル １０ 円板 １１ スリーブ下端面 １２ 動圧発生溝Ａ部上端面 Ａ 動圧発生溝部 Ｂ 動圧発生溝部 Ｃ リセス Ｄ リセス Ｅ リセス ２０ 不揮発性潤滑オイル ２１ 空気（気泡） ２２ 揮発性低粘度オイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 伸夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 浅見 政義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 西田 秀之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 前川 一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 滝沢 正一 東京都目黒区中根２−４−19 キヤノン精 機株式会社内 (72)発明者 増田 博雅 東京都目黒区中根２−４−19 キヤノン精 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA07 AA12 BA04 CA02 DA01 DA02 JA02 KA02 MA22 MA23 RA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸と該軸を回転可能に嵌合するスリーブ
   とを有し、軸またはスリーブの少なくとも一方にヘリン
   グボーン状の動圧発生用の溝が設けられ、軸とスリーブ
   の隙間部にオイルが充填されるオイル動圧軸受装置にお
   いて、前記スリーブ内に充填されるオイルが、先に低粘
   度な揮発性オイルが注入され、次に不揮発性オイルが注
   入された２種類の構成からなることを特徴とするオイル
   動圧軸受装置。
2. 【請求項２】 軸と該軸を回転可能に嵌合するスリーブ
   とを有し、軸またはスリーブの少なくとも一方にヘリン
   グボーン状の動圧発生用の溝が設けられ、軸とスリーブ
   の隙間部にオイルが充填されるオイル動圧軸受装置への
   オイル注油方法において、先に低粘度な揮発性オイルを
   注入し、次に不揮発性オイルを注入することを特徴とす
   るオイル動圧軸受装置へのオイル注油方法。