JP7245599B2

JP7245599B2 - モータ

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Publication number: JP7245599B2
Application number: JP2016160302A
Authority: JP
Inventors: 順也水上; 洋一関井; 武之首藤; 直裕長澤
Original assignee: バルブコーポレーション
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2036-08-18
Also published as: US20180054102A1; US11146130B2; CN206712639U; DE102017213675A1; US10476329B2; JP2018029438A; CN206775258U; US20200014263A1

Description

本発明は、モータに関する。

特開２００５－２７８３０９号公報には、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）方式の単板式プロジェクタに用いられるモータが記載されている。当該公報では、光源から出射された光が、モータの回転に伴って回転するカラーホイールを通過する。そして、カラーホイールを通過した光は、ＲＧＢのうちいずれかの周波数帯を有する光となる。当該光は、デジタルマイクロミラーデバイスに照射された後、デジタルマイクロミラーデバイスからの反射光が所定のスクリーンに導かれて、当該スクリーンに画像が表示される。
特開２００５－２７８３０９号公報

特開２００５－２７８３０９号公報のように、光を操作する装置に用いられるモータでは、光源から出射された光がモータの外周面で反射した場合に、乱反射を発生させる要因となる。このような乱反射が生じると、装置の本来の出力光にノイズが発生する。特に、特開２００５－２７８３０９号公報に記載のモータにおいては、ロータハブの表面が金属製の部材により構成されている。このため、光源から出射された光がロータハブの金属面に反射することで、光の乱反射が発生しやすい。

本発明の目的は、モータの回転部の外周面における光の反射を抑制することである。

本願の例示的な第１発明は、モータであって、ステータを有する静止部と、前記静止部に対して、上下に延びる中心軸の周りに回転可能に支持され、前記中心軸に沿って配置されるシャフトを含む、回転部と、を有し、前記静止部は、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記ステータを保持するベース部と、を有し、前記回転部は、前記シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部と、前記ロータハブ部に直接または間接的に固定され、前記ステータと対向するマグネットと、前記ロータハブ部よりも軸方向上側に配置されたフライホイールと、厚さが前記マグネットの厚さよりも薄いシール部と、を有し、前記ロータハブ部の外周面の少なくとも一部は、金属面であり、前記金属面の反射率は、前記フライホイールの外周面の反射率および前記シール部の表面の反射率よりも高く、
前記金属面は、前記シール部に覆われる。

本願の例示的な第１発明によれば、回転部の外周面における光の反射を抑制することができる。また、シール部が薄いため、回転部の重心を径方向内側に維持することができ、回転を安定させることができる。

図１は、第１実施形態に係るモータの縦断面図である。図２は、第２実施形態に係るモータの縦断面図である。図３は、第２実施形態に係るモータの部分縦断面図である。図４は、第２実施形態に係るモータの部分縦断面図である。図５は、第２実施形態に係る軸受の縦断面図である。図６は、第２実施形態に係るスリーブの下面図である。図７は、変形例に係るモータの縦断面図である。図８は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。図９は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。図１０は、変形例に係るモータの縦断面図である。図１１は、変形例に係るモータの縦断面図である。

以下に、モータの例を開示する。なお、本開示では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本開示では、軸方向を上下方向とし、ロータハブ部に対してフライホイール側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、モータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るモータ１Ａの縦断面図である。図１に示すように、モータ１Ａは、ステータ２３Ａを有する静止部２Ａと回転部３Ａとを有する。回転部３Ａは、静止部２Ａに対して、上下に延びる中心軸９Ａの周りに回転可能に支持される。

静止部２Ａは、後述するシャフト３１Ａを回転可能に支持する軸受２４Ａと、ステータ２３Ａを保持するベース部２０Ａとを有する。

回転部３Ａは、ロータハブ部３２Ａと、マグネット３４Ａと、フライホイール３５Ａと、シール部６０Ａとを有する。なお、回転部３Ａは、中心軸９Ａに沿って配置される円柱状のシャフト３１Ａを含む。シャフト３１Ａは、ロータハブ部３２Ａと一体であってもよい。ロータハブ部３２Ａは、シャフト３１Ａの周囲において環状に拡がる。マグネット３４Ａは、ロータハブ部３２Ａに固定され、ステータ２３Ａと径方向に対向する磁極面を有する。なお、マグネット３４Ａは、ロータハブ部３２Ａに直接的に固定されても、または別の部材を介して間接的に固定されてもよい。フライホイール３５Ａは、ロータハブ部３２Ａよりも軸方向上側に配置される。シール部６０Ａの厚さは、マグネット３４Ａの厚さよりも薄い。

ロータハブ部３２Ａの外周面の少なくとも一部は、金属面３４０Ａである。当該金属面３４０Ａは、シール部６０Ａに覆われている。なお、金属面３４０Ａの反射率はフライホイール３５Ａの外周面の反射率およびシール部６０Ａの表面の反射率よりも高い。つまり、反射率の高い金属面３４０Ａが、金属面３４０Ａよりも反射率の低いシール部６０Ａに覆われる。これにより、回転部３Ａの外周面における光の反射を抑制できる。また、シール部６０Ａが薄いため、回転部３Ａの重心を径方向内側に維持することができ、回転を安定させることができる。

＜２．第２実施形態＞
＜２－１．モータの構造について＞
図２は、第２実施形態に係るモータ１の縦断面図である。図２に示すように、モータ１は、ステータ２３を有する静止部２と、回転部３とを有する。回転部３は、静止部２に対して、上下に延びる中心軸９の周りに回転可能に支持される。

静止部２は、後述するシャフト３１を回転可能に支持する軸受２４と、ステータ２３を保持するベース部２０とを有する。ベース部２０は、取付板２１と、ステータホルダ２２とを有する。

取付板２１は、ステータホルダ２２を支持する板状の部材である。取付板２１の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。取付板２１は、中心軸９に対して略垂直に配置される。また、取付板２１は、ステータホルダ２２の下端部が嵌る円形の貫通孔２１０を有する。モータ１の使用時には、機器の枠体に取付板２１がねじ止め等で固定される。なお、後述するステータ２３のコイル４２に駆動電流を供給するための回路基板が、取付板２１の表面に配置されていてもよい。

ステータホルダ２２は、軸方向に延びる円筒状の部材である。ステータホルダ２２の下端部は、取付板２１の貫通孔２１０内に挿入され、取付板２１に対してかしめにより固定される。ただし、取付板２１に対するステータホルダ２２の固定方法は、溶接等の他の方法であってもよい。また、取付板２１とステータホルダ２２とが、一繋がりの部材となっていてもよい。

ステータ２３は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する。ステータコア４１には、例えば、磁性体である積層鋼板が用いられる。ステータコア４１は、円環状のコアバック４１１と、複数のティース４１２とを有する。コアバック４１１は、ステータホルダ２２の外周面に固定される。複数のティース４１２は、コアバック４１１から径方向外側へ向けて突出する。各ティース４１２の表面には、絶縁塗装が施される。また、各ティース４１２の周囲に導線が巻き付けられることにより、コイル４２が形成される。なお、ティース４１２とコイル４２との間に、樹脂製のインシュレータが介在していてもよい。

軸受２４は、後述するシャフト３１を回転可能に支持する部材である。軸受２４は、シャフト３１の周囲において、軸方向に円筒状に延びるスリーブ２５と、スリーブ２５の下端部の開口を塞ぐ円盤状のキャップ２６とを有する。スリーブ２５の下部は、ステータホルダ２２の径方向内側に挿入され、例えば接着剤で、ステータホルダ２２に固定される。スリーブ２５の上端部は、ステータホルダ２２の上端部およびステータ２３の上端部よりも、軸方向上側に位置する。

回転部３は、ロータハブ部３２、ヨーク３３、マグネット３４、フライホイール３５、および後述するシール部６０を有する。なお、回転部３は、中心軸９に沿って配置される円柱状のシャフト３１を含む。シャフト３１は、ロータハブ部３２と一体であっても、別の部材であってもよい。ロータハブ部３２は、ハブ３２０およびイナーシャ３６を有する。ただし、ロータハブ部３２は、ハブ３２０のみから構成されてもよい。詳細は後述する。

シャフト３１の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。シャフト３１の下部は、スリーブ２５の径方向内側に配置される。一方、シャフト３１の上端部３１１は、スリーブ２５の上端部よりも軸方向上側に位置する。シャフト３１の外周面と、スリーブ２５の内周面とは、僅かな間隙を介して径方向に対向する。

また、シャフト３１の下端部には、円盤状の環状部３７が固定されている。環状部３７は、シャフト３１の下端から径方向外側へ拡がる。環状部３７の上面とスリーブ２５の下面とは、僅かな間隙を介して軸方向に対向する。また、環状部３７の下面とキャップ２６の上面とは、僅かな間隙を介して軸方向に対向する。なお、シャフト３１と環状部３７とは、単一の部材であってもよい。

ロータハブ部３２は、シャフト３１の周囲において環状に拡がる。ロータハブ部３２は、後述するフライホイール３５よりも比重の大きい環状の金属製のイナーシャ３６と、イナーシャ３６が固定されたハブ３２０とを有する。ハブ３２０の材料には、例えば、ステンレス系金属またはアルミニウム合金等の金属が用いられる。図２に示すように、ハブ３２０は、締結部３２１、円筒部３２２、およびフランジ部３２３を有する。締結部３２１は、ロータハブ部３２の最も径方向内側に位置し、シャフト３１の外周面に固定される。すなわち、締結部３２１は、シャフト３１の上部から環状に拡がる。締結部３２１の径方向内側には、ロータハブ部３２を軸方向に貫く貫通孔３３０が設けられている。シャフト３１の上端部３１１は、ロータハブ部３２の当該貫通孔３３０に圧入される。

さらに、シャフト３１の上端部３１１の外周面と、締結部３２１の内周面との間には、接着剤（図示省略）が介在する。このように、このモータ１では、シャフト３１とロータハブ部３２とが、圧入および接着剤によって、互いに固定される。ただし、シャフト３１とロータハブ部３２とは、圧入のみまたは接着剤のみで固定されていてもよい。また、シャフト３１とロータハブ部３２とが、焼き嵌め等の他の方法で固定されていてもよい。

ロータハブ部３２の円筒部３２２は、締結部３２１よりも径方向外側かつイナーシャ３６よりも径方向内側において軸方向に円筒状に延びる。フランジ部３２３は、円筒部３２２の下部から径方向外側へ拡がる。フランジ部３２３は、イナーシャ３６よりも軸方向下側に位置する。

イナーシャ３６は、円筒部３２２の径方向外側、フランジ部３２３の軸方向上側、かつ、後述するフライホイール３５の軸方向下側に配置された環状の部材である。イナーシャ３６の下面は、フランジ部３２３の上面に接触する。また、イナーシャ３６は、例えば接着剤で、円筒部３２２またはフランジ部３２３に固定される。したがって、イナーシャ３６は、モータ１の駆動時には、ハブ３２０およびフライホイール３５とともに回転する。

イナーシャ３６を含むロータハブ部３２の少なくとも一部の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。イナーシャ３６の比重は、後述するフライホイール３５の比重よりも大きい。このため、イナーシャ３６を設けると、イナーシャ３６が無い場合よりも、モータ１の駆動時における回転部３の慣性力が増加する。したがって、回転部３の姿勢を安定させることができる。特に、このモータ１では、ロータハブ部３２全体の質量が、フライホイール３５の質量よりも大きい。これにより、回転部３の重心をより低くできるので、回転部３の姿勢をより安定させることができる。ただし、イナーシャ３６の質量は、必ずしもフライホイール３５の質量より大きくなくてもよい。すなわち、イナーシャ３６の質量は、フライホイール３５の質量より小さくてもよい。

上述のとおり、このモータ１では、イナーシャ３６の下面が、フランジ部３２３の上面に接触する。これにより、イナーシャ３６の軸方向の位置が安定する。また、このモータ１では、フランジ部３２３の上側かつフライホイール３５の下側に、イナーシャ３６が配置される。すなわち、イナーシャ３６が、ロータハブ部３２とフライホイール３５との間に挟み込まれる。これにより、イナーシャ３６の軸方向の位置が、より安定する。イナーシャ３６の軸方向の位置が安定すれば、イナーシャ３６の傾きが抑制される。したがって、モータ１の駆動時における回転部３の姿勢が、さらに安定する。

ヨーク３３は、後述するマグネット３４の径方向外側に固定され、マグネット３４を保持し、少なくとも外周面が黒色、灰色、または緑色等の円筒状の部材である。ヨーク３３の内周面には、マグネット３４の外周面が固定される。ヨーク３３は、中心軸９と略同軸に配置される。ヨーク３３の上端部は、ロータハブ部３２のフランジ部３２３の下面に、例えば接着剤またはかしめによって固定される。ヨーク３３の材料には、鉄などの磁性体が用いられる。このため、ヨーク３３の比重は、ロータハブ部３２がアルミニウム等の金属で構成された場合において、ロータハブ部３２の比重よりも大きい。これにより、ヨーク３３の質量によって、回転部３の慣性力を増加させることができる。その結果、モータ１の駆動時における回転部３の姿勢が、さらに安定する。

マグネット３４は、ヨーク３３の内周面に、例えば接着剤で固定される。このモータ１では、マグネット３４に、円環状の永久磁石が用いられている。マグネット３４は、略円筒形状であり、ステータ２３の径方向外側に配置される。マグネット３４の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。また、マグネット３４の内周面は、ステータ２３の複数のティース４１２の径方向外側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち、マグネット３４は、ステータ２３と径方向に対向する磁極面を有する。ただし、円環状のマグネット３４に代えて、複数のマグネットを用いてもよい。複数のマグネットを用いる場合には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶように、複数のマグネット３４を、ヨーク３３の内周面に配置すればよい。なお、本実施形態において、マグネット３４は、ヨーク３３を介して、ロータハブ部３２に間接的に固定されている。しかし、マグネット３４は、ヨーク３３を介さず、ロータハブ部３２に直接的に固定されてもよい。

ステータ２３のコイル４２に駆動電流を供給すると、ステータコア４１の複数のティース４１２に回転磁界が生じる。そして、ティース４１２とマグネット３４との間の磁束の作用によって、周方向のトルクが発生する。これにより、マグネット３４を含む回転部３が、中心軸９の周りを回転する。

フライホイール３５は、ロータハブ部３２よりも軸方向上側に配置される。フライホイール３５は、例えば接着剤で、ロータハブ部３２に固定される。したがって、フライホイール３５は、ロータハブ部３２とともに回転する。フライホイール３５の材料には、例えば、熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂が用いられる。ただし、ＡＢＳ樹脂に代えて、熱硬化性樹脂や金属等の他の材料を用いてもよい。フライホイール３５を樹脂製にすれば、金属製とする場合よりもフライホイール３５を軽量化できる。したがって、モータ１の回転時の負荷を減らすことができる。なお、フライホイール３５の軸方向の長さは、静止部２の下端面からロータハブ部３２の上端面までの軸方向の長さより長くてもよい。上述のとおり、フライホイール３５よりも比重の大きいイナーシャ３６を、フライホイール３５よりも下側に配置することによって、モータ１の駆動時における回転部３の姿勢を安定させることができる。

また、このモータ１では、軸方向に見たときのフライホイール３５の外形が、中心軸９を中心とする円形となっている。このため、フライホイール３５が円形でない場合よりも、モータ１の駆動時における回転部３の振れを抑制できる。

＜２－２．回転部の外周面の詳細な構造について＞
続いて、モータ１の回転部３の外周面の詳細な構造について説明する。

図３は、第２実施形態に係るモータ１の部分縦断面図である。図３に示すように、ロータハブ部３２における、フランジ部３２３の外周面は、少なくとも一部が金属面３４０となっている。なお、ロータハブ部３２の外周面とは、ロータハブ部３２が後述するシール部６０に覆われていない状態において、モータ１の外部に露出している全ての面を示し、側面、上面、下面、または傾斜面を含む。本実施形態では、金属面３４０はフランジ部３２３の径方向外側の側面に設けられている。

金属面３４０は、好ましくは表面処理加工が行われていない切削加工面である、金属面３４０の反射率は、フライホイール３５の外周面の反射率および後述するシール部６０の表面の反射率よりも高い。例えば、フライホイール３５は樹脂製であり、金属面３４０がステンレス系金属またはアルミニウム等の金属製であることにより、フライホイール３５の外周面の反射率を、金属面３４０の反射率よりも低く抑えることができる。なお、フライホイール３５を樹脂製にする代わりに、またはフライホイール３５を樹脂製にすることに加えて、フライホイール３５の外周面に、金属面３４０の反射率よりも低い反射率を有する塗料を塗布してもよい。また、フライホイール３５の外周面に反射率の低い材料を用いたテープを貼付してもよい。

さらに、ロータハブ部３２の外径は、フライホイール３５の外径と同一または同一程度であることが好ましい。つまり、ロータハブ部３２の金属面３４０の少なくとも一部と、フライホイール３５の外周面の少なくとも一部とが、軸方向に重なることが望ましい。このように、ロータハブ部３２の外径を拡げることによって、比重の大きいロータハブ部３２を含む回転部３の質量を大きくすることができる。したがって、回転部３の慣性力を増加させることができ、回転が安定する。また、外径が揃うことによって、後述するシール部６０を固定しやすくなる。ただし、ロータハブ部３２の外径と、フライホイール３５の外径とが、若干ずれていてもよい。

このモータ１は、筐体内に設置され、光源から出射された光を反射させるために、図示を省略したミラーが用いられる。仮に、反射率の高い金属面３４０が露出していると、光源から出射された光の一部は、金属面３４０で反射する。この場合、反射した光は、筐体内で乱反射を生じさせる。これにより、ミラーで反射する光と、金属面３４０で反射する光とが混在し、反射光による本来の機能を損ねる虞がある。

図３に示すように、本実施形態において金属面３４０は、厚さがマグネット３４の厚さよりも薄いシール部６０に覆われている。そのため、光源から出射された光は、シール部６０によって遮られるため、金属面３４０に到達することを免れる。また、シール部６０の反射率は金属面３４０の反射率よりも低い。これにより、入射した光がシール部６０の表面で吸収されることにより、筐体内で乱反射が生じることを抑制できる。また、シール部６０の厚さを薄くすることにより、回転部３の重心を径方向内側に維持できる。これにより、回転をさらに安定させることができる。

ここで、シール部６０は、表面が黒色、深緑色、グレー等の反射しにくい色で、樹脂製のテープ状で、３０μｍ以上の厚さと十分な強度を有する透けない素材であることが望ましい。また、金属面３４０は、シール部６０によって周方向に全周に亘って覆われていればよく、シール部６０の周方向の端部同士が互いに重なっていても、僅かにずれていてもよい。また、周方向に亘って複数周分覆われていてもよい。

なお、本実施形態では、シール部６０の上端はフライホイール３５の外周面に、例えば接着剤で固定され、フライホイール３５の外周面の下端を含む少なくとも一部がシール部６０に覆われている。また、シール部６０の下端はヨーク３３の外周面に、例えば接着剤で固定され、ヨーク３３の外周面の上端を含む少なくとも一部がシール部６０に覆われている。これにより、反射率の高いロータハブ部３２の金属面３４０と、イナーシャ３６とがシール部６０によってしっかりと覆われる。また、フランジ部３２３とイナーシャ３６との隙間、またはフランジ部３２３とヨーク３３との隙間に光が到達し、乱反射が生じることを抑制できる。ただし、シール部６０は金属面３４０を覆っていればよく、必ずしも上端がフライホイール３５の外周面に、下端がヨーク３３の外周面に固定されている必要はない。例えば、上端はイナーシャ３６の上部付近の外周面に固定されてもよい。

なお、シール部６０の表面、およびフライホイール３５とヨーク３３の外周面に入射光が当たり、周囲へ乱反射することを抑制するためには、少なくともシール部６０の表面、およびフライホイール３５とヨーク３３の外周面において、光の反射率が低いことが望ましい。このため、ヨーク３３の外周面は、粗面化されていることが望ましい。粗面化する際には、切削加工やプレス加工によって加工跡をつける方法、砂などの研磨剤を吹き付けるショット・ブラスト加工を行う方法、微粒子を分散させた樹脂を塗布して樹脂を硬化させる方法、外周面に化学溶剤を塗布して表面を溶かす方法、またはスプレーを用いて化学溶剤を噴霧する方法等を用いることができる。

なお、反射率を低く抑えるため、ヨーク３３の外周面を粗面化する他に、メッキ加工および酸化処理を行ってもよい。さらに、ヨーク３３の外周面に、ロータハブ部３２の金属面３４０の反射率よりも低い反射率を有する金属製または樹脂製の部材を固定、塗料を塗布、またはこれらの材料を用いたテープを貼付してもよい。

＜２－３．流体動圧軸受について＞
続いて、モータ１に含まれる流体動圧軸受５について説明する。図４は、モータ１の部分縦断面図である。図４に示すように、スリーブ２５およびキャップ２６を有する軸受２４と、シャフト３１および環状部３７との間には、潤滑オイル５０が介在する。潤滑オイル５０には、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイルが使用される。

図５は、軸受２４の縦断面図である。図５に示すように、スリーブ２５は、その内周面に、上ラジアル溝列５１１と下ラジアル溝列５１２とを有する。下ラジアル溝列５１２は、上ラジアル溝列５１１よりも軸方向下側に位置する。上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２は、いずれも、いわゆるヘリングボーン状の溝列である。モータ１の駆動時には、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２によって、スリーブ２５の内周面とシャフト３１の外周面との間に介在する潤滑オイル５０に、動圧が誘起される。これにより、スリーブ２５に対するシャフト３１の径方向の支持力が発生する。

すなわち、このモータ１では、スリーブ２５の内周面と、シャフト３１の外周面とが、潤滑オイル５０を介して径方向に対向することにより、ラジアル軸受部５１が構成される。また、ラジアル軸受部５１は、上ラジアル溝列５１１により動圧を発生させる上ラジアル軸受部５０１と、下ラジアル溝列５１２により動圧を発生させる下ラジアル軸受部５０２とを有する。下ラジアル軸受部５０２は、上ラジアル軸受部５０１よりも軸方向下側に位置する。なお、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２は、スリーブ２５の内周面およびシャフト３１の外周面のいずれか一方に設けられていればよい。また、ラジアル動圧溝列の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

また、図５に示すように、このモータ１では、上ラジアル溝列５１１の軸方向の長さｈ１が、下ラジアル溝列５１２の軸方向の長さｈ２よりも長い。したがって、上ラジアル軸受部５０１の軸方向の長さが、下ラジアル軸受部５０２の軸方向の長さよりも長い。このため、回転部３の重心に近い位置において、潤滑オイル５０により強い動圧を発生させることができる。これにより、回転時における回転部３の姿勢を、より安定させることができる。したがって、回転部３の振れによる締結部３２１の損傷を抑制できる。

また、このモータ１では、イナーシャ３６の少なくとも一部分と、ラジアル軸受部５１の少なくとも一部分とが、径方向に重なる。具体的には、図４に示すように、イナーシャ３６が存在する軸方向の範囲Ａ１のうち、下部付近の一部分と、上ラジアル軸受部５０１が存在する軸方向の範囲Ａ２のうち、上部付近の一部分とが重なる。したがって、上ラジアル軸受部５０１は、比重の大きいイナーシャ３６と同等の高さ位置において、潤滑オイル５０に強い動圧を発生させ、回転部３を支持することができる。これにより、回転部３の回転時の姿勢をより安定させることができる。回転部３の姿勢が安定すれば、回転部３の振れによる締結部３２１の損傷を、さらに抑制できる。

図６は、スリーブ２５の下面図である。図６に示すように、スリーブ２５は、その下面に、スラスト溝列５２１を有する。スラスト溝列５２１は、周方向に配列された複数のスラスト溝を有する。各スラスト溝は、径方向内側から径方向外側へ向けて螺旋状に延びる。ただし、スラスト溝列５２１の形状は、ヘリングボーン状であってもよい。モータ１の駆動時には、スラスト溝列５２１によって、スリーブ２５の下面と環状部３７の上面との間に介在する潤滑オイル５０に、流体動圧が誘起される。これにより、スリーブ２５に対する環状部３７の軸方向の支持力が発生し、回転部３の回転が安定する。

すなわち、このモータ１では、静止部２のスリーブ２５の下面と、回転部３の環状部３７の上面とが、潤滑オイル５０が存在する間隙を介して軸方向に対向することにより、スラスト軸受部５２が構成される。なお、スラスト溝列５２１は、スリーブ２５の下面および環状部３７の上面のいずれか一方に設けられていればよい。また、スラスト軸受部５２の数は、２つ以上であってもよい。また、スラスト軸受部５２は、キャップ２６の上面と環状部３７の下面との間に設けられていてもよい。

上述のとおり、スリーブ２５およびキャップ２６と、シャフト３１および環状部３７との間には、ラジアル軸受部５１およびスラスト軸受部５２を含む袋状の間隙が存在する。なお、当該間隙は、環状部３７の上面または下面と、スリーブ２５またはキャップ２６における環状部３７と軸方向に対向する面との間のスラスト間隙と、シャフト３１の外周面と、スリーブ２５におけるシャフト３１と径方向に対向する面との間のラジアル間隙とを有する。ラジアル軸受部５１は、ラジアル間隙に構成され、スラスト軸受部５２は、スラスト間隙に構成される。潤滑オイル５０は、当該スラスト間隙およびラジアル間隙を含む間隙に連続して満たされる。シャフト３１は、スリーブ２５およびキャップ２６に対して、潤滑オイル５０を介して回転可能に支持される。潤滑オイル５０の液面は、間隙に潤滑オイル５０が満たされた状態において、スリーブ２５の上端部付近の内周面と、シャフト３１の外周面との間、つまり、ラジアル間隙の上端または上端付近のみにおいて、形成される。すなわち、このモータ１の流体動圧軸受５は、潤滑オイル５０の液面が１箇所のみとなる、いわゆるフルフィル構造となっている。フルフィル構造を採れば、静止部２と回転部３との間に潤滑オイル５０が満たされ、モータ１の設置の向きや振動に起因する回転部３の振れを、より抑制でき、また、モータ１の回転時に衝撃がかかった場合の静止部２と回転部３との接触を防止できる。

静止部２におけるスリーブ２５およびキャップ２６と、回転部３における環状部３７を有するシャフト３１と、これらの間に介在する潤滑オイル５０とで、流体動圧軸受５が構成されている。回転部３は、流体動圧軸受５に支持され、中心軸９を中心として回転する。なお、流体動圧軸受５を用いる代わりに、回転部３は、ボール軸受やすべり軸受など他の軸受によって、静止部２に対して回転可能に支持されてもよい。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。

図７は、一変形例に係るモータ１Ｂの縦断面図である。図７の例では、シール部６０Ｂは、フライホイール３５Ｂの外周面の少なくとも一部から、ロータハブ部３２Ｂに固定される円筒状のヨーク３３Ｂの外周面の下端までを覆っている。これにより、反射率の高いロータハブ部３２Ｂの金属面３４０Ｂがシール部６０Ｂによってさらにしっかりと覆われる。このため、ロータハブ部３２Ｂとヨーク３３Ｂとの隙間において光が到達し、乱反射が生じることをさらに抑制できる。なお、シール部６０Ｂがヨーク３３Ｂの外周面の下端までを覆っている場合は、ヨーク３３Ｂの外周面の粗面化、メッキ加工、および酸化処理等の加工を省略してもよい。

図８は、他の変形例に係るモータ１Ｃの部分縦断面図である。図８の例では、ロータハブ部３２Ｃは、フランジ部３２３Ｃまたはイナーシャ３６Ｃの外周面の少なくとも一部において、径方向内側に凹む溝部３２４Ｃを有する。モータ１Ｃは、溝部３２４Ｃ内の周方向の一部に、十分な質量を有して回転部３Ｃのバランスを修正する役割を果たすバランス修正部材３２５Ｃをさらに有してもよい。これにより、フライホイール３５Ｃをロータハブ部３２Ｃに固定した後に、回転部３Ｃを有するモータ１Ｃのバランスを修正することが出来るため、フライホイール３５Ｃを搭載したモータ１Ｃの回転がさらに安定する。特に、バランス修正部材３２５Ｃを配置した後にシール部６０Ｃでロータハブ部３２Ｃを覆うことで、バランス修正部材３２５Ｃをさらにしっかり固定することができる。

溝部３２４Ｃは、ロータハブ部３２Ｃの外周面において周方向に全周に亘って設けられることが望ましい。これにより、バランス修正部材３２５Ｃの位置および配置数を自由に選択することができ、作業の効率が向上する。ただし、溝部３２４Ｃは、ロータハブ部３２Ｃの外周面において、周方向の一部のみにおいて切欠状に設けられてもよい。

図９は、他の変形例に係るモータ１Ｄの部分縦断面図である。図９の例では、ロータハブ部３２Ｄが、シャフト３１Ｄの上端部の周囲に固定される。そして、締結部３２１Ｄの下面と、スリーブ２５Ｄの上面とは、僅かな間隙（第２スラスト間隙）を介して軸方向に対向する。また、図９の例では、当該第２スラスト間隙にも、潤滑オイル５０Ｄが介在する。また、締結部３２１Ｄの下面とスリーブ２５Ｄの上面のいずれか一方に、第２スラスト溝列（図示省略）が設けられる。モータ１Ｄの駆動時には、第２スラスト溝列によって、締結部３２１Ｄの下面とスリーブ２５Ｄの上面との間に介在する潤滑オイル５０Ｄに、動圧が誘起される。これにより、スリーブ２５Ｄに対するロータハブ部３２Ｄの軸方向の支持力が発生する。

なお、潤滑オイル５０Ｄの液面は、間隙に潤滑オイル５０Ｄが満たされた状態において、スリーブ２５Ｄの上端部付近の外周面と、ロータハブ部３２Ｄの円筒部３２２Ｄの内周面との間に位置する。すなわち、このモータ１Ｄの流体動圧軸受５Ｄは、潤滑オイル５０Ｄの液面が１箇所のみとなる、いわゆるフルフィル構造となっている。

すなわち、図９のモータ１Ｄでは、第２スラスト間隙において、締結部３２１Ｄの下面とスリーブ２５Ｄの上面とが、潤滑オイル５０Ｄを介して軸方向に対向することにより、第２スラスト軸受部５２Ｄが構成される。そして、ラジアル軸受部５１Ｄおよび第２スラスト軸受部５２Ｄを含む間隙に、潤滑オイル５０Ｄが連続して満たされる。これにより、モータ１Ｄの回転がより安定する。

なお、軸受２４Ｄとして、潤滑油を含浸したすべり軸受（焼結軸受）を用いてもよい（図示省略）。この場合、漏油を防止するため、スリーブ２５Ｄの径方向外側にハウジング（図示省略）をさらに設けることが望ましい。この場合、潤滑オイル５０Ｄの液面は、間隙に潤滑オイル５０Ｄが満たされた状態において、当該ハウジングの上端部付近の外周面と、ロータハブ部３２Ｄの円筒部３２２Ｄの内周面との間に位置する。同様に、第２スラスト間隙において、締結部３２１Ｄの下面とスリーブ２５Ｄの上面とが、潤滑オイル５０Ｄを介して軸方向に対向することにより、第２スラスト軸受部５２Ｄが構成される。

図１０は、他の変形例に係るモータ１Ｅの縦断面図である。図１０の例では、回転部３Ｅがミラー４０Ｅを有する。ミラー４０Ｅは、フライホイール３５Ｅに支持されている。モータ１Ｅを駆動させると、フライホイール３５Ｅとともに、ミラー４０Ｅも回転する。したがって、フライホイール３５Ｅに入射される光を、一定の周期で偏向させながら反射させることができる。

図１１は、他の変形例に係るモータ１Ｆの縦断面図である。図１１に示すように、モータ１Ｆのロータハブ部３２Ｆは、イナーシャを有さず、ハブ３２０Ｆのみから構成されてもよい。

なお、フライホイールは、イナーシャをインサート部品とする射出樹脂成型品であってもよい。すなわち、金型内にイナーシャを配置した状態で、金型内の空洞へ溶融樹脂を流し込み、当該樹脂を固化させることで、フライホイールを製造する。このようにすれば、フライホイールの成型と、イナーシャに対するフライホイールの固定とを、同時に行うことができる。したがって、モータの製造時の工数を低減できる。また、フライホイールとイナーシャとを、より強固に固定できる。

なお、モータの細部の形状は、本願の各図に示された構成および形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅモータ
２，２Ａ静止部
３，３Ａ，３Ｃ，３Ｅ回転部
５，５Ｄ流体動圧軸受
９，９Ａ中心軸
２０，２０Ａベース部
２１取付板
２２ステータホルダ
２３，２３Ａステータ
２４，２４Ａ，２４Ｄ軸受
２５，２５Ｄスリーブ
２６キャップ
３１，３１Ａ，３１Ｄシャフト
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄロータハブ部
３３，３３Ｂヨーク
３４，３４Ａマグネット
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｅフライホイール
３６，３６Ｃイナーシャ
３７環状部
４０Ｅミラー
４１ステータコア
４２コイル
５０，５０Ｄ潤滑オイル
５１，５１Ｄラジアル軸受部
５２スラスト軸受部
５２Ｄ第２スラスト軸受部
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃシール部
２１０貫通孔
３１１上端部
３２０ハブ
３２１，３２１Ｄ締結部
３２２，３２２Ｄ円筒部
３２３，３２３Ｃフランジ部
３２４Ｃ溝部
３２５Ｃバランス修正部材
３３０貫通孔
３４０，３４０Ａ，３４０Ｂ金属面
４１１コアバック
４１２ティース
５０１上ラジアル軸受部
５０２下ラジアル軸受部
５１１上ラジアル溝列
５１２下ラジアル溝列
５２１スラスト溝列

Claims

モータであって、
軸受を有する静止部と、
前記静止部に対して、上下に延びる中心軸の周りに回転可能な回転部であって、前記軸受によって回転可能に支持され、前記中心軸に沿って配置されるシャフトを含む、回転部と、
を有し、
前記回転部は、
前記シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部と、
前記ロータハブ部に直接または間接的に固定されるマグネットと、
前記ロータハブ部よりも軸方向上側に配置され、前記ロータハブ部に接着剤で固定されたフライホイールと、
厚さが前記マグネットの厚さよりも薄いシール部と、
を有し、
前記ロータハブ部の外周面の少なくとも一部は、金属面であり、
前記金属面の反射率は、前記フライホイールの外周面の反射率および前記シール部の表面の反射率よりも高く、
前記金属面は、前記シール部に覆われ、
前記フライホイールの外径は、前記ロータハブ部の外径と同一であるモータ。
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ロータハブ部は、
前記フライホイールよりも比重の大きい環状の金属製のイナーシャと、
ハブと、
を有し、
前記ハブは、
前記シャフト上部から環状に拡がる締結部と、
前記締結部の外周部から、軸方向に延びる円筒部と、
前記円筒部の下部から径方向外側へ拡がるフランジ部と、
を有し、
前記イナーシャは、前記円筒部または前記フランジ部に固定されるモータ。
請求項１または請求項２に記載のモータであって、
前記ロータハブ部の質量は、前記フライホイールの質量よりも大きいモータ。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記フライホイールは樹脂製であり、前記ロータハブ部の少なくとも一部はステンレス系金属製であるモータ。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記ロータハブ部は、外周面の少なくとも一部に、径方向内側に凹む溝部を有し、
前記溝部にさらにバランス修正部材を有するモータ。
請求項５に記載のモータであって、
前記溝部は、前記ロータハブ部の外周面において、周方向に全周に亘って設けられるモータ。
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータであって、さらに
前記フライホイールの外周面の少なくとも一部が前記シール部に覆われるモータ。
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記マグネットは、前記静止部に含まれるステータの径方向外側に位置し、
前記回転部は、さらに
前記マグネットの径方向外側に固定される円筒状のヨーク
を有し、
前記ヨークは、前記ロータハブ部に固定され、
前記シール部の上端は、前記フライホイールの外周面に固定され、
前記シール部の下端は、前記ヨークの外周面に固定されるモータ。
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記マグネットは、前記静止部に含まれるステータの径方向外側に位置し、
前記回転部は、さらに
前記マグネットの径方向外側に固定される円筒状のヨーク
を有し、
前記ヨークは、前記ロータハブ部に固定され、
前記シール部は、前記フライホイールの外周面の少なくとも一部から、前記ヨークの外周面の下端までを覆うモータ。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記静止部と前記回転部とが潤滑オイルが存在する間隙を介して軸方向に対向するスラスト動圧軸受部
をさらに有し、
前記潤滑オイルに流体動圧が誘起されるモータ。
請求項１０に記載のモータであって、
前記静止部は、さらに
スリーブと、
前記スリーブの下端部を塞ぐ円盤状のキャップと、
を有し、
前記回転部は、さらに
前記シャフトの下端から径方向外側へ拡がり、前記キャップと軸方向に対向する円盤状の環状部
を有し、
前記間隙は、
前記環状部の上面または下面と、前記スリーブまたは前記キャップにおける前記環状部と軸方向に対向する面との間のスラスト間隙と、
前記シャフトの外周面と、前記スリーブにおける前記シャフトと径方向に対向する面との間のラジアル間隙と、
を有し、
前記スラスト間隙に、前記スラスト動圧軸受部は、構成され、
前記間隙に、前記潤滑オイルが連続して満たされ、
前記間隙に潤滑オイルが満たされた状態において、前記潤滑オイルの液面が前記ラジアル間隙の上端のみにおいて形成されるモータ。
請求項１０に記載のモータであって、
前記静止部は、さらに
スリーブと、
前記スリーブの下端部を塞ぐ円盤状のキャップと、
を有し、
前記回転部は、さらに
前記シャフトの下端から径方向外側へ拡がり、前記キャップと軸方向に対向する円盤状の環状部
を有し、
前記間隙は、
前記環状部の上面または下面と、前記スリーブまたは前記キャップにおける前記環状部と軸方向に対向する面との間の第１スラスト間隙と、
前記シャフトの外周面と、前記スリーブにおける前記シャフトと径方向に対向する面との間のラジアル間隙と、
前記スリーブの上面と、前記ロータハブ部の下面との間の第２スラスト間隙と、
を有し、
前記第１スラスト間隙に、第１スラスト動圧軸受部は、構成され、
前記第２スラスト間隙に、第２スラスト動圧軸受部は、構成され、
前記間隙に、前記潤滑オイルが連続して満たされ、
前記間隙に潤滑オイルが満たされた状態において、前記潤滑オイルの液面が前記スリーブの上端部の外周面と、前記ロータハブ部の円筒部の内周面との間に位置するモータ。
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記回転部は、
前記フライホイールに支持され、前記フライホイールに入射した光を反射させるミラーを有するモータ。
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記シール部は樹脂製であるモータ。
請求項２に記載のモータであって、
前記フライホイールは、前記イナーシャをインサート部品とする射出成型品であるモータ。
請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記フライホイールの軸方向の長さは、前記静止部の下端面から前記ロータハブ部の上端面までの軸方向の長さよりも長いモータ。
請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記金属面は、前記シール部によって周方向に全周に亘って覆われ、
前記シール部の周方向の端部同士が互いに重なっているモータ。
請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載のモータであって、
前記シール部の表面は黒色であるモータ。
請求項８に記載のモータであって、
前記ヨークは、少なくとも外周面が粗面加工されているモータ。
請求項８に記載のモータであって、
前記ヨークは、少なくとも外周面が黒色であるモータ。