JP2005054818A - 流体動圧軸受装置、モータ及び流体動圧軸受装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付けによる精度の悪化を防止し、またモータの小型化によるコア内径の小径化にも対応可能な流体動圧軸受装置、モータ及び流体動圧軸受装置の製造方法を提供する。
【解決手段】永久磁石６が備えられたヨーク５に固定された回転軸２と、この回転軸２に嵌合し、動圧発生溝が形成されたスリーブ１と、このスリーブ１が嵌合されるケースであって、ステータコア７が取り付けられた回路基板８に固定されたケース１２とを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体動圧軸受装置、モータ及び流体動圧軸受装置の製造方法に関し、特に好適には、例えばＬＢＰ、ＦＡＸ等に使用される偏向ミラーの駆動モータ（ブラシレスモータ）に適用される流体動圧軸受装置、モータ及び流体動圧軸受装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流体動圧軸受装置としてのオイル動圧軸受装置について図５及び図６を参照して説明する。図５は、従来のオイル動圧軸受装置の断面図、図６は、図５に示されるオイル動圧軸受装置が備えるスリーブ１００の断面図である。
【０００３】
図５に示されるように、スラスト方向には摺動材料の円板１０００が挿入されており、摺動材料の円板１０００は固定用円板３００をスリーブ下端に加締める事で固定されている。
【０００４】
また、図６に示すように、回転軸２００が嵌合するスリーブ１００の内径面には、軸方向に間隔をおいて２ヵ所の動圧発生溝１２００ａ，１２００ｂが設けられている。
【０００５】
また、スリーブ１００は回路基板８００に加締め固定されている。また、図５において、４００は固定用円板、５００はヨーク、６００は永久磁石、７００はステータコア、９００は駆動コイルである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の流体動圧軸受装置を有するモータにおいては、スリーブの円筒度が悪化する場合があった。
【０００７】
この点について、前述の図５及び図６に示される図面を参照して説明する。従来のオイル動圧軸受装置は、スリーブ１００の下側を密閉する為に固定用円板３００を加締めているが、それによりスリーブ下側の内径が広がり円筒度が悪化する。
【０００８】
また、スリーブ１００を回路基板８００に加締める事でもスリーブ内径の円筒度を悪化させてしまう。
【０００９】
すなわち、従来のオイル動圧軸受装置では、図５に示すように動圧発生溝を具備したスリーブ１００を回路基板８００に加締め固定するため、スリーブ１００の内径が変形する。
【００１０】
また、従来の摺動材料の固定用の円板１０００を投入した後に固定用円板３００を加締めている為、スリーブ１００内径の円筒度が裾広がりとなってしまう。
【００１１】
この点についてさらに説明する。従来のオイル動圧軸受装置では、回路基板８００にスリーブ１００を加締める事で、スリーブ１００の加締め部分（中央部）の内径が外から押される事で細くなる。
【００１２】
また、従来のオイル動圧軸受装置は、固定用円板３００を加締める事で、スリーブ１００の固定用円板側の内径が内側から押される事で、内径が広がる。
【００１３】
以上から、従来のオイル動圧軸受装置のスリーブ１００の円筒度が悪化する。
【００１４】
このように、流体動圧軸受装置のスリーブの円筒度が悪化した場合、スリーブの下側は密閉されている為、上記円筒度の悪化により、オイルの圧力が下方向へ発生した場合、行き場のないオイルが軸を押し上げる事でポリゴンミラーの反射面の高さが安定しないという問題が発生する。
【００１５】
また、軸受内部の空気の熱膨張により、動圧発生用のオイルがスリーブの外に押し出され、軸受寿命の低下となってしまう。
【００１６】
例えば図５に示されるようなオイル動圧軸受装置において、固定用円板４００に切り欠きを設ける事で軸受内部と外部を呼吸させている例もあるが、呼吸する際に動圧発生用のオイルが滲み出る事で上記と同様に軸受寿命を低下させてしまう。
【００１７】
さらに、図５に示されるような従来のオイル動圧軸受装置では、回路基板８００にスリーブ１００を固定する工程は回路基板８００に電気部品とコアが実装された後であり、コアの内径にはスリーブ１００を加締める為のパンチの逃げが必要となる。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、組み付けによる精度の悪化を防止し、またモータの小型化によるコア内径の小径化にも対応可能な流体動圧軸受装置、モータ及び流体動圧軸受装置の製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る流体動圧軸受装置は、永久磁石が備えられたヨークに固定された軸と、該軸に嵌合し、動圧発生部が形成されたスリーブと、前記スリーブが嵌合されるケースであって、ステータコアが取り付けられた基板に固定されたケースとを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る流体動圧軸受装置は、前記スリーブの外形はストレート形状であり、前記スリーブは、互いに逆方向からであっても前記ケースに挿入可能であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る流体動圧軸受装置は、前記ケースは袋形状であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る流体動圧軸受装置は、前記ケースの内径に、軸受内部の呼吸用の溝が設けてあることを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明に係るモータは、上記の流体動圧軸受装置を備えることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明に係る流体動圧軸受装置の製造方法は、永久磁石が備えられたヨークに軸を固定する工程と、該軸と動圧発生部が形成されたスリーブとを嵌合する工程と、前記スリーブが嵌合されるケースを、ステータコアが取り付けられた基板に固定する工程とを備え、前記ケースを基板に固定した後に、前記スリーブと前記ケースとを嵌合する工程を備えることを特徴とする。
【００２５】
このように、本発明は、流体動圧軸受装置を動圧発生部であるスリーブと動圧発生部を収納するケースの２部品に分け、組付けによる動圧発生部の円筒度の悪化を防止し、且つ組付け性を向上させた流体動圧発生装置を提供する。
【００２６】
なお、本発明における円筒度とは、正確な円筒形の度合い、という意味であり、その円筒度が高い程、円筒形状に近いと考えて良い。
【００２７】
また、本発明におけるストレート形状とは、ケースに嵌合するスリーブの、最外周の軸中心からの距離が略一定である形状のことをいう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２９】
また、以下の図面において、既述の図面に記載された部品と同様の部品には同じ番号を付す。また、以下に説明する、本発明に係るモータの各実施形態の説明は、本発明に係る流体動圧軸受装置及び流体動圧軸受装置の製造方法の各実施形態の説明を兼ねる。
【００３０】
（モータの第１の実施形態）
まず、本発明に係るモータの第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るモータの第１の実施形態としてのブラシレスモータの断面図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態のブラシレスモータは、回転軸２が永久磁石６が固定されたヨーク５と取付部材４とで一体化されることにより、ロータ部が構成される。
【００３２】
また、スリーブ１は、ステータコア７とスリーブ１を取り付ける為のケース１２が固定された回路基板８と一体化されており、ステータ部を構成する。
【００３３】
ロータ部とステータ部がそれぞれ形成された後、予め組み付けられたロータ部、ステータ部等の各ユニットを最終的に組付けてモータを完成させる工程（最終工程）が行われる。この際、回転軸２はスリーブ１に対して回転可能に嵌合されている。
【００３４】
ステータコア７は多極のポールシュウを有し、各ポールシュウには駆動コイル９が巻回されている。
【００３５】
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との間に回転力を発生する。
【００３６】
次に図２を参照して、図１に示されるブラシレスモータに適用されたオイル動圧軸受装置について説明する。図２は、図１に示されるブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置の断面図である。なお、この図２に示されるオイル動圧軸受装置が、本発明に係る流体動圧軸受装置の第１の実施形態の一部である。
【００３７】
図２に示されるように、本実施形態のブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置は、スリーブ１とケース１２の２部品で構成されている。
【００３８】
また、図２に示されるように、スリーブ１には、動圧発生溝１３ａ，１３ｂが形成されている。
【００３９】
なお、図２に示されるスリーブ１は、ケース１２に対して上下を逆にして挿入することができる。
【００４０】
そのため、従来の動圧軸受ではモータの回転方向により溝形状が決定されてしまう為、回転方向の違いにより２種類の軸受が必要であったが、本実施形態に使用されるオイル動圧軸受装置では、動圧発生部材としてのスリーブ１の上下を入れ替える事で、１部品で、モータの回転方向の両方向に対応可能である。ただし、モータの使用上で両回転が必要な場合は対応することはできない。
【００４１】
次に、図１に示されるモータの製造方法について説明する。以下に説明するモータの製造方法は、本発明に係るモータの製造方法の第１の実施形態となる。
【００４２】
図１に示されるように、回転軸２は、永久磁石６が設けられたヨーク５に対して取り付け部材４によって取り付けられる（ヨークに軸を固定する工程）。
【００４３】
次に、回転軸２とスリーブ１とは嵌合される（軸とスリーブとを嵌合する工程）。
【００４４】
次に、予め回路基板８にケース１２を固定（基板にケースを固定する工程）し、その後にステータコア７と電気部品を実装する。
【００４５】
そして、ケース１２とステータコア７、回路基板８が一体化された後、ケース１２の底面に摺動材料のスラスト板１０を投入し、スリーブ１をケース１２に固定する（スリーブとケースを嵌合する工程）。
【００４６】
本実施形態のブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置は、図２に示すように、回路基板８にケース１２を取り付けた後にスリーブ１を取り付ける為、スリーブ１の円筒度を悪化させることなく組み付けを行うことが可能である。
【００４７】
また、本実施形態のブラシレスモータでは、また、スリーブ１の外形がストレート形状の為、動圧発生用の溝加工の際にチャック圧の影響も受け難くなる。よって、軸受の内径精度の高い流体動圧軸受装置を提供する事ができる。
【００４８】
この点についてさらに説明する。上記チャック圧とは加工機で掴む時の圧力であり、人間で言う握力のようなものである。
【００４９】
そして、動圧発生用溝の加工は、外径を加工機でチャック（掴み）し内径側からボールを押し付けて潰しながら加工するが、従来の軸受の様に外形が太い径と細い径がある形状の場合、チャックされていない細い部分の内径は、ボールを押し付ける事で外側に逃げる為、ボールを押し付けた時の圧力は、外径の太い部分と細い部分で差が出てしまい、溝の深さが均一にならない。
【００５０】
本実施形態のブラシレスモータに使用されるオイル動圧軸受装置のように、外形がストレートであれば、上記の様な圧力差がなく、溝の深さを均一にすることができる。
【００５１】
その結果、スリーブ１の外形がストレート形状であると、動圧発生用の溝加工の際にチェック圧の影響も受け難くなる。
【００５２】
また、本実施形態では、ステータコア７の内径はスリーブ１の外形程度まで小さくする事が可能となる。
【００５３】
なぜなら、従来の軸受ではスリーブ内部の汚れを防ぐ為、ステータコアを実装後にスリーブと回路基板を加締め固定する。
【００５４】
よって、ステータコアとスリーブ外形の間に加締めパンチが入る為のギャップが必要であった。
【００５５】
一方、本実施形態のブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置においては、ケース１２を予め回路基板８に加締め固定した後にステータコア７を実装し、スリーブ１をケース１２に押し込む為、上記の様なステータコアとスリーブ外形のギャップは不要となる。
【００５６】
よって、本実施形態では、ステータコア７の内径はスリーブ１の外形程度まで小さくする事が可能となる。
【００５７】
また、本実施形態のブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置においては、ケース１２が袋形状となっているため、スラスト方向の抑え用の別部材（例えば従来技術の図５に示される固定用円板３００）が不要になる。
【００５８】
なぜなら、従来の軸受では貫通穴の為、スラスト受け方向に蓋をする為に固定用円板３００が必要であるが、本実施形態では、ケース１２が袋形状の為、蓋（固定用円板３００）は不要となるからである。
【００５９】
従来の一体型の軸受でも袋形状の加工は可能である。但し、スラスト板１０００を固定する事ができない。
【００６０】
本実施形態では、スリーブ１とケース１２との２つの部材に分ける事で、スラスト方向の抑え用の別部材が不要となる。
【００６１】
また、本実施形態では、スラスト板１０を挟み込んで固定する事ができ、袋形状内部の形状が簡素化され、加工も簡単になる。
【００６２】
（モータの第２の実施形態）
次に、本発明に係るモータの第２の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。図３は、本発明に係るモータの第２の実施形態としてのブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置の断面図である。図４は、図３に示されるオイル動圧軸受装置の上視図である。なお、図３に示されるオイル動圧軸受装置が、本発明に係る流体動圧軸受装置の第２の実施形態を示す。
【００６３】
なお、本実施形態のブラシレスモータの全体構成は、後述のように、ケース１２の構造を除けば、前述の図１を示して説明した、本発明に係るモータの第１の実施形態の全体構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
また、本実施形態のブラシレスモータの製造方法は、前述の本発明に係るモータの第１の実施形態の製造方法と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
図３及び図４に示す様に、本実施形態に使用されるオイル動圧軸受装置では、ケース１２の底面と内径に呼吸用の溝１４ａ，１４ｂを設ける。
【００６６】
これにより、本実施形態のブラシレスモータでは、前述の本発明に係るモータの第１の実施形態と同様の効果を得ることができると共に、本実施形態のオイル動圧軸受装置の内部の圧力バランスを均等に保つことが可能である。
【００６７】
ただし、本実施形態では、溝１４ａ，１４ｂはそれぞれ、８組形成される場合を示したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、その数は増減することができる。
【００６８】
なお、上記本発明に係るモータの各実施形態においては、使用される流体動圧軸受装置として、オイル動圧軸受装置を例に挙げて説明したが、本発明に適用される流体動圧軸受装置はオイル動圧軸受装置に限定されるものではなく、その他の流体動圧軸受装置であっても良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、流体動圧軸受装置をスリーブとケースとの２部品に分けることで、円筒度を悪化させることなく組付けが可能となる。
【００７０】
また、スリーブの挿入方向を変えることによって、共通部品でモータの両回転に対応が可能となる。
【００７１】
また、スリーブの外形がストレート形状の為、動圧発生用の溝加工の際にチャック圧の影響も受け難くなる。よって、軸受の内径精度の高い流体動圧軸受装置を提供する事ができる。
【００７２】
また、ケースが袋形状であることから、スラスト方向の抑え用の別部材が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【００７３】
また、ケースの内径に呼吸用の溝が設けられていることから、流体動圧軸受装置の内部の圧力バランスを均等に保つことが可能となる。
【００７４】
また、ステータコアの内径を小径化する事が可能であり、設計の自由度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータの第１の実施形態としてのブラシレスモータの断面図である。
【図２】図１に示されるブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置の断面図である。
【図３】本発明に係るモータの第２の実施形態としてのブラシレスモータに適用されるオイル動圧軸受装置の断面図である。
【図４】図３に示されるオイル動圧軸受装置の上視図である。
【図５】従来のオイル動圧軸受装置の断面図である。
【図６】図５に示されるオイル動圧軸受装置が備えるスリーブ１００の断面図である。
【符号の説明】
１ スリーブ（本発明に係るスリーブ）
２ 回転軸（本発明に係る軸）
４ 取り付け部材
５ ヨーク（本発明に係るヨーク）
６ 永久磁石（本発明に係る永久磁石）
７ ステータコア（本発明に係るステータコア）
８ 回路基板（本発明に係る基板）
９ 駆動コイル
１０ スラスト板
１２ ケース（本発明に係るケース）
１３ａ，１３ｂ 動圧発生溝（本発明に係る動圧発生部）
１４ａ，１４ｂ 溝（本発明に係る溝）
１００ スリーブ
２００ 回転軸
３００，４００ 固定用円板
５００ ヨーク
６００永久磁石
７００ ステータコア
８００ 回路基板
９００ 駆動コイル
１０００ 円板
１２００ａ，１２００ｂ 動圧発生溝

Claims (6)

1. 永久磁石が備えられたヨークに固定された軸と、
   該軸に嵌合し、動圧発生部が形成されたスリーブと、
   前記スリーブが嵌合されるケースであって、ステータコアが取り付けられた基板に固定されたケースとを備えることを特徴とする流体動圧軸受装置。
2. 前記スリーブの外形はストレート形状であり、
   前記スリーブは、互いに逆方向からであっても前記ケースに挿入可能であることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
3. 前記ケースは袋形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体動圧軸受装置。
4. 前記ケースの内径に、
   軸受内部の呼吸用の溝が設けてあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の流体動圧軸受装置。
5. 上記請求項１から４のいずれか１項に記載の流体動圧軸受装置を備えることを特徴とするモータ。
6. 永久磁石が備えられたヨークに軸を固定する工程と、
   該軸と動圧発生部が形成されたスリーブとを嵌合する工程と、
   前記スリーブが嵌合されるケースを、ステータコアが取り付けられた基板に固定する工程とを備え、
   前記ケースを基板に固定した後に、
   前記スリーブと前記ケースとを嵌合する工程を備えることを特徴とする流体動圧軸受装置の製造方法。

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