JPH10322972A - 流体軸受けを備えたモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来例の流体軸受けを備えたモータの諸欠点
（流体が気泡を含むことに起因する回転不安定等）を解
消し、軸受け用流体が実質的に気泡を含まない流体軸受
けを設けたモータを提供する。 【構成】 流体軸受けを備えたモータの構成として、ほ
ぼ円筒形の穴を有する軸受け用スリーブ及び巻線コイル
を備えたステータヨークからなるステータユニットと、
スリーブの穴に挿入され軸およびロータマグネットを備
えたロータユニットと、軸受け用スリーブと軸との間に
形成されたクリアランスおよび溜め部に充填された実質
的に気泡を含まない軸受け用流体と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザビームプ
リンタのポリゴンミラー駆動用スキャナモータとして好
適な流体軸受けを備えたモータに関し、特に、軸受け用
流体に気泡を実質的に含まない流体軸受けを備えたモー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタのポリゴン
ミラー駆動用スキャナモータとして動圧軸受けを備えた
モータが多く用いられている。この動圧軸受けを備えた
モータは高回転精度を得ることができ、スキャナモータ
として非常に適している。しかしながら、この動圧軸受
けを備えたモータとしては空気軸受けが使用されている
ことから高精度の加工が必要となり、高価なものとなっ
ていた。このため、最近はより安価な流体軸受けを備え
たモータが要望されるようになってきている。

【０００３】この流体軸受けは、ステータユニットの軸
受け用スリーブ（以下、単に、スリーブという）と、そ
の中に配置されるロータユニットの軸（回転軸）と、ス
リーブと軸の間に形成される軸受け部分となるクリアラ
ンス（隙間）に充填される流体（潤滑油）とから成る。
流体軸受けの多くは、スリーブの両端が開口されたまま
の円筒形状であるが、片側（組み立てようとする入口側
の反対側）をメクラにした円筒形状とし、組み立ての際
の生産性を考慮してメクラ部分に空気抜け穴を設けたも
のもある。

【０００４】後述する本発明の流体軸受けを備えたモー
タと比較するために、種々ある従来例の流体軸受けの中
で、特に、本発明の流体軸受けを備えたモータと形状的
に近い従来例のモータの構成を、気泡を含む流体および
組立方法に関連して、図１８〜図２２を参照して説明す
る。なお、図１８は、組立前のステータユニットとロー
タユニットの状態を示す断面図であり、図１９は、組立
中のステータユニットとロータユニットの状態を示す断
面図であり、図２０は、組立完成状態の流体軸受けを備
えたモータの断面図であり、図２１は、組立完成状態の
流体軸受けを備えたモータの拡大断面図であり、図２２
は、さらに、図２１の流体軸受けを備えたモータの部分
拡大断面図である。なお、これらの図面では、圧力発生
用の溝（本発明に関連して説明する）は省略してある。

【０００５】図１８において、ステータユニット１００
は、中心にほぼ円筒状の穴１２０を有するスリーブ１０
６と、スリーブ１０６に取付けられたヨーク１０８と、
ヨーク１０８に取付けられている巻線コイル１１０とか
ら成る。スリーブ１０６の穴１２０は、流体が注入さ
れ、ロータユニットの軸が挿入される上部の入口側１０
４と、その入口側の反対側１０２を有し、反対側１０２
は、スラスト受けとなるスラスト受け部材１１２によっ
て塞がれている。また、スラスト受け部材１１２には、
流体を通さないようにして空気を通すような寸法の組立
中の空気の抜け穴１１４が設けられている。

【０００６】スリーブ１０６は、そのほぼ円筒状の穴１
２０の上下２か所に、同一内径の実質的な軸受け部分と
なる下部軸受け部分１０６ａ、上部軸受け部分１０６ｂ
を有し、さらに、下部軸受け部分１０６ａの下側と、下
部軸受け部分１０６ａと上部軸受け部分１０６ｂとの中
間と、上部軸受け部分１０６ｂの上側とに、それぞれ、
流体溜め部分（保持部）（下部流体溜め部１２０ａ、中
間流体溜め部１２０ｂ、上部流体溜め部１２０ｃ）を有
する。なお、符号５００はステータユニット１００が取
付けられている回路基板を示す。

【０００７】ロータユニット２００は、軸（回転軸）２
０２と、軸２０２に取付けられたロータヨーク２０６
と、ロータヨーク２０６と一体に形成されたロータマグ
ネット２０４とから成る。

【０００８】図１８に示すように、組立前に、ステータ
ユニットのスリーブ１０６の穴１２０には、所定の量の
流体が予め注入される。流体の量は、ステータユニット
とロータユニットが組み立てられたとき、スリーブの穴
１２０と軸２０２とで形成するスペースのクリアランス
（隙間）４００（図２２参照）を少なくとも充填するよ
うに選ばれるが、組立中、軸受けの外部に押し出された
り、噴き出したりする量を見込んで選ばれる。

【０００９】次に、図１９に示すように、大気中で、ロ
ータユニット２００をステータユニット１００に挿入し
て組み立てる。なお、この組立は、ロータユニット２０
０の回転軸２０２の先端部をステータユニット１００の
穴１０６に挿入し、その後、ロータユニット２００の自
重落下（引力）により、回転軸２０２が穴１０６に徐々
に挿入されて組立を完了する。このとき、スラスト軸受
け部材１１２には、空気の抜け穴１１４が設けられてい
るので、空気はその穴１１４を通して排出され回転軸２
０２の穴１０６への挿入が行われることになる。

【００１０】図２０に示すように、流体軸受けモータの
組立が完成したときには、ステータユニットのスリーブ
の穴にロータユニットの軸が挿入された状態にあり、軸
の下端はスラスト軸受け部材１１２に着座した状態にあ
る。このとき、穴１２０と軸２０２との間のスペースに
クリアランス４００および溜め部１２０ａ〜１２０ｃが
形成される。なお、穴１２０の内径と軸の外径は、クリ
アランス４００の寸法が２０μｍ以下になるように選ば
れている。流体は、クリアランス（隙間）４００、下部
流体溜め部１２０ａ、中間流体溜め部１２０ｂを充填
し、上部流体溜め部１２０ｃを所定の量だけ充填する。

【００１１】しかし、図２１、図２２に示すように、流
体中に含まれていた気泡（空気）１１６が下部流体溜め
部１２０ａ、中間流体溜め部１２０ｂにかなりの量集ま
り排出されずに残ることになる（気泡は容積で通常２０
％〜３０％の範囲残る）。また、穴１１４からは流体が
漏れる恐れがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来例の流体軸受けを
備えたモータは前述のような構成であるので、モータの
組み立ての際、軸受け用流体を軸受けの外部に押し出し
たり、モータの組み立ての完了時に、軸受け内部に気泡
（または空気）がかなり量残る。この気泡が、モータの
動作中、負荷変動を起こす原因となる。また、軸受け内
部に気泡が残ることで、軸受け内部に充分な軸受け用流
体の量を保持しておくことが難しく、回転寿命を短くす
る。また軸受け内部に気泡が残ることは、別の見方をす
れば、軸受け部分に充分な軸受け用流体の量を供給させ
ることを困難にし、モータの回転精度に対して、流体の
量のバラツキや気泡の混入による粘度負荷のバラツキ、
粘度負荷の不安定によって問題を引き起こしている。

【００１３】従来例の流体軸受けの組立方法は、主要な
ステップとして、軸受け用流体（潤滑油）を入口側から
注入する第１のステップと、注入した状態から軸受けの
軸を入口側から入れる第２のステップがあり、前述のよ
うに、いずれのステップも大気圧（１気圧）の環境下で
行っていた。したがって、組み立ての際に軸受け用流体
を軸受けの外部に押し出さないようにするためには、モ
ータの軸受けの組み立ては自重落下が主であり、２０μ
ｍ以下の狭いクリアランスを部分的に一か所以上（通常
２か所）有する軸受け形状では、軸受け用流体の動粘度
に制約があり、硬い粘度の軸受け用流体については組立
作業に非常に長い時間をかけている。

【００１４】さらに、組み立ての際には、前述のように
大気圧で行っているため、軸受けの組み付け時に軸受け
内部に空気や気泡が混入してしまうため、確保（供給）
すべき軸受け用流体の軸受け内部の残存量の確保が非常
に困難になり、穴１２０の入口側から流体が溢れ出すの
を防止するため軸受け全体の長さを長く（具体的には、
上部軸受けの上の流体の溜め部を必要以上大きく）せざ
るを得ない場合があった。そして、組立完成後に軸受け
内部に残っている気泡（または空気）が流体の粘度負荷
の変動によってモータの回転精度に悪影響を及ぼす結果
となった。また、空気の抜け穴１１４から流体が漏れた
り、スリーブ１０６の穴１２０の入口側１０４から流体
が溢れ出したりしてモータの周辺を汚す恐れがあった。

【００１５】したがって、本発明の目的は、前述の諸欠
点を解消し、特に軸受け用流体が実質的に気泡を含まな
い流体軸受けを備えたモータを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、穴を有する軸受け用スリーブ及び巻線
コイルを備えたステータヨークからなるステータユニッ
トと、該スリーブの穴に挿入される回転軸及びロータマ
グネットを備えたロータユニットと、前記軸受け用スリ
ーブの穴と前記回転軸との間に形成されたスペースに実
質的に気泡を含まないで充填された軸受け用流体と、を
有することを特徴とする流体軸受けを備えたモータを採
用するものである。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例の流体軸受けを備えた
モータを説明する。図１は、本発明の流体軸受けを備え
たモータの一例を示す分解断面図であり、図２は、図１
のモータの組み立てたときの断面図であり、図３は、本
発明の流体軸受けを備えたモータの他の例を示す分解断
面図であり、図４は、図３のモータの組み立てたときの
断面図であり、図５は、流体軸受けを備えたモータの原
理を説明するための拡大断面図であり、図６〜図８は、
モータの組み立てを説明するための図であり、図９、図
１０は、流体軸受け内の流体の充填状態を説明するため
の断面図である。なお、図６〜図１０では、図示の便宜
上、圧力発生用の溝を省略してある。

【００１８】図１、図２、図９、図１０に示すように、
ステータユニット１００は、中心にほぼ円筒状の穴１２
０を有する軸受け用スリーブ１０６と、スリーブ１０６
に取付けられたステータヨーク（アマチュアコア）１０
８と、ステータヨーク１０８に取付けられているコイル
１１０とから成る。スリーブ１０６の穴１２０の表面
は，軸受け部１０６ａ、１０６ｂを構成するが、これら
の軸受け部１０６ａ、１０６ｂには、圧力発生用の溝
（圧力発生部）１０６ｃが形成されている。なお、ステ
ータユニット１００自体は回路基板５００に取付けられ
ている。

【００１９】一方、ロータユニット２００は、軸（回転
軸）２０２と、軸に取付けられたロータヨーク２０６
と、ロータヨーク２０６と一体に形成されたロータマグ
ネット２０４とから成り、ロータヨーク２０６は取付具
によって軸２０２に取付けられている。

【００２０】ステータユニット１００のスリーブ１０６
の穴１２０とロータユニット２００の軸２０２の間のス
ペースには、軸受け部として機能する間隔をおいた２つ
のクリアランス（隙間）４００と溜め部１２０ａ〜１２
０ｃが形成されている。クリアランス４００および溜め
部には、流体が充填されており（流体の量の詳細につい
ては、図９、図１０を参照して後述する）、ロータユニ
ットの軸が挿入される上部の入口側の反対側は、スラス
ト受けとなるスラスト受け部材１１２によって塞がれて
いる。なお、本発明では、スラスト受け部材１１２に
は、従来例の流体を通さないで空気だけを通すような寸
法の組立中の空気の抜け穴は必要ないので、設けられて
いない。

【００２１】ステータユニット１００のスリーブ１０６
のほぼ円筒状の穴１２０は、軸２０２が挿入されて組み
立てられたとき、上下２か所に、クリアランスを形成
し、同一内径の実質的な軸受け部分となる下部軸受け部
分１０６ａ、上部軸受け部分１０６ｂを有し、さらに、
下部軸受け部分１０６ａの下側と、下部軸受け部分１０
６ａと上部軸受け部分１０６ｂとの中間と、上部軸受け
部分１０６ｂの上側とに、それぞれ、流体溜め部分（保
持部）（下部流体溜め部１２０ａ、中間流体溜め部１２
０ｂ、上部流体溜め部１２０ｃ）を有する。

【００２２】次に、図３、図４を参照すると、本発明の
流体軸受けを備えたモータの他の例が示されている。図
３、図４に示すモータでは、間隔をおいた２つの圧力発
生用の溝２０２ａがロータユニット２００の軸２０２に
形成されている。一方、ステータユニット１００のスリ
ーブ１０６の穴１２０には、圧力発生用の溝は形成され
ていない。ステータユニット１００とロータユニット２
００が組み立てられたとき、圧力発生用の溝２０２ａの
各々は、ステータユニットのスリーブ１０６の軸受け部
１０６ａ、１０６ｂに対向した位置にくるようになって
いる。

【００２３】次に、図５を参照して、流体軸受けを備え
たモータの動作原理を説明する。なお、説明では、図
１、図２に示すように、ステータユニット１００のスリ
ーブ１０６の軸受け部１０６ａ、１０６ｂに圧力発生用
の溝１０６ｃが形成された例で説明するが、図３、図４
に示すようなロータユニット２００の軸２０２に溝２０
２ａを形成した場合でも原理的には同一である。溝１０
６ｃは、図５に示すように、頂点を持った形状であり、
軸受けの円周方向にその頂点多数並ぶように配列されて
いる。

【００２４】ロータユニット２００を回転精度良く回転
させるためには、前述したように２つの軸受け部１０６
ａ、１０６ｂを設けている。組み立てられた状態で、ス
リーブの穴と軸との間のクリアランスと軸受け用流体の
溜め部（保持部）に十分な両で、実質的に気泡（空気）
を含まない軸受け用流体が充填されている。ロータユニ
ット２００がそのロータマグネット２０４とステータユ
ニット１００の巻線コイル１１０との磁気による反発力
によって回転を始めると、軸受け用流体も軸との表面張
力で軸の回転方向に最初は動きは始める。動き始めた軸
受け用流体は徐々に圧力発生部（溝）に沿って流れてい
くようになる。即ち、頂点に向かって集中するように移
動することになる。ロータユニット２００の回転スピー
ドが上昇するにつれ、動き始めた軸受け用流体は、圧力
発生部に沿って勢いよく流れる。勢いよく流れている上
下からの軸受け用流体は、やがて頂点で激突することに
なり、その激突したエネルギーが軸受けとしての圧力を
発生し、即ち、軸を支持する力を発生する。

【００２５】次に、本発明の流体軸受けを備えたモータ
の組み立てを説明する。図６に示すように、組立前に、
ステータユニットのスリーブ１０６の穴１２０には、所
定の量の流体が予め注入される。流体の量は、ステータ
ユニットとロータユニットが組み立てられたとき、スリ
ーブの穴１２０と軸２０２とで形成する２つのクリアラ
ンス４００（図９、図１０参照）、下部流体溜め部１２
０ａ、中間流体溜め部１２０ｂを完全に充填し、上部流
体溜め部１２０ｃを所定の量だけ充填するように選ばれ
る。

【００２６】次に、図７に示すように、ロータユニット
２００の軸２０２をステータユニット１００のスリーブ
１０６の穴１２０に挿入して組み立てるが、組立前にス
テータユニット１００およびロータユニットが占める環
境を減圧する。このことによって、流体から実質的に気
泡が排出されて、流体は気泡を含まない状態になる。組
み立ては、部分的にロータユニット２００の軸２０２を
ステータユニット１００のスリーブ１０６の穴１２０に
挿入し、その後は、ロータユニット２００の自重落下
（引力）により、行う。

【００２７】図８に示すように、流体軸受けモータの組
立が完成したときには、ステータユニット１００のスリ
ーブ１０６の穴１２０にロータユニット２００の軸２０
２が挿入された状態にあり、軸２０２の下端はスラスト
受け部材１１２に着座した状態にある。このとき、穴１
２０と軸２０２との間のスペースに２つのクリアランス
４００および溜め部１２０ａ〜１２０ｃが形成される。
なお、穴１２０の内径と軸の外径は、クリアランス４０
０の寸法が２０μｍ以下になるように選ばれている。流
体は、実質的に気泡を含まず、クリアランス（隙間）４
００から成る下部軸受け部分１０６ａ、上部軸受け部分
１０６ｂ、下部流体溜め部１２０ａ、中間流体溜め部１
２０ｂを充填し、上部流体溜め部１２０ｃを所定の量だ
け充填している。

【００２８】次に、図９、図１０を参照して、組み立て
られた流体軸受けの内部に保持される流体の量について
説明する。なお、前述したように、流体は、組立中の減
圧工程によって、気泡を実質的に含まないものである。
流体に含まれる気泡はできるだけ少量であることが望ま
しいが、気泡の除去には物理的に限界がある。気泡の除
去の程度は、減圧の真空度、減圧をかける時間、流体の
性質（粘度、組立時の流体の温度、除去前の気泡の含有
の程度等）等によって異なる。実際には、後述する充填
が必要な全容積に対して、気泡を１％以下にすることが
できる。しかし、気泡の含有の程度を５％以下にすれ
ば、従来例の問題点、例えば、動粘度負荷変動、流体の
保持、回転寿命等の問題を実用上差支えない程度まで解
決できる。したがって、本明細書で、「気泡を実質的に
含まない」等の表現は、流体に含まれる気泡が容積にお
いて５％以下のものであることを意味する。

【００２９】図９に示すように、流体は、下部軸受け部
分１０６ａ、上部軸受け部分１０６ｂ、下部流体溜め部
１２０ａ、中間流体溜め部１２０ｂを充填し、上部流体
溜め部１２０ｃを所定の量だけ充填しているが、容積で
表現すると、充填が必要な上部軸受け部分１０６ｂの上
端までの全容積、即ち、下部軸受け部分１０６ａ、上部
軸受け部分１０６ｂ、下部流体溜め部１２０ａ、中間流
体溜め部１２０ｂの全容積を１００％とすると、充填可
能な上部流体溜め部１２０ｃまでも含めると２００％と
なる。この場合、流体はスペース容積の１００％〜１３
０％になるように充填されている。

【００３０】図１０に示すように、流体は、下部軸受け
部分１０６ａ、上部軸受け部分１０６ｂ、下部流体溜め
部１２０ａ、中間流体溜め部１２０ｂを充填し、上部流
体溜め部１２０ｃを所定の量だけ充填しているが、寸法
の高さ比率で表現すると、充填が必要な上部軸受け部分
１０６ｂの上端までの高さ、即ち、下部軸受け部分１０
６ａ、上部軸受け部分１０６ｂ、下部流体溜め部１２０
ａ、中間流体溜め部１２０ｂの高さを１とすると、充填
可能な上部流体溜め部１２０ｃまでも含めると１．２と
なる。この場合、充填されている流体の高さ比は約１〜
１．１である。

【００３１】次に、図１１〜図１７を参照して、本発明
の流体軸受けを備えたモータの組立装置及び組立方法を
説明する。図１１において、組立装置１０は、以下の主
要な構成部分を有する。即ち、（１）架台１２と、
（２）架台１２の上に配置され、モータのステータユニ
ット１００を取付けるステータユニット取付け部１４
と、（３）ステータユニット取付け部１４に対向するよ
うに配置され（実施例では、上方に配置され）、モータ
のロータユニット２００を取付けてステータユニット取
付け部１４に対して相対的に移動する（実施例では、上
下動する）ロータユニット取付け部１６と、（４）ロー
タユニット取付け部１６を上下動させるための下降ユニ
ット１８と、（５）ステータユニット取付け部１４とロ
ータユニット取付け部１６が占めるスペース（環境）を
密閉する下方位置（密閉位置）とそのスペースの上方の
上方位置（退避位置）との間で上下動するように構成さ
れた減圧環境作成部２０と、（６）減圧環境作成部２０
を支持し上下動するときのガイドとなる支柱２８と、
（７）減圧環境作成部２０が下方の密閉位置にあると
き、密閉されたスペース内を減圧し、また元の気圧に戻
すための空気排出部及び吸入部２２と、（８）空気排出
部及び吸入部２２を通して密閉された環境内を減圧する
ための空気排出及び吸入用ホース２４と、（８）密閉さ
れた環境内の気圧を測定するための減圧環境気圧測定ユ
ニット２６と、を有する。

【００３２】以下に、これらの構成部分の幾つかを補足
説明する。 （ａ）ステータユニット取付け部１４：ステータユニッ
ト取付け部１４には、ステータユニット１００のスリー
ブ部分を受け入れるための穴１４ａが垂直に設けられて
おり、したがって、組立の際には、ステータユニット１
００は、スリーブを垂直に立てた状態で、このステータ
ユニット取付け部１４の穴１４ａに取付けられる。

【００３３】（ｂ）ロータユニット取付け部１６：ロー
タユニット取付け部１６には、ロータユニット２００の
回転軸（軸）２０２を受け入れるための穴１６ａが垂直
に設けられており、したがって、組立の際には、ロータ
ユニットは、軸を垂直に立てた状態で、このロータユニ
ット取付け部１６の穴１６ａに取付けられる。また、ロ
ータユニット取付け部１６は、穴１６ａに取付けられた
ロータユニットの軸の軸線がステータユニット取付け部
１４の穴１４ａに取付けられたスリーブの軸線と一致す
るように、ロータユニット取付け部１４に対して位置決
めされている。したがって、ステータユニット取付け部
１４にステータユニットを取付け、ロータユニット取付
け部１６にロータユニットを取付けた状態で、ロータユ
ニット取付け部１６を下降ユニット１８で下降させる
と、ステータユニットのスリーブにロータユニットの軸
が挿入される。さらに、ロータユニット取付け部１６の
穴１６ａに対して、上方から侵入、後退できるロッド
（図示せず）が設けられている。このロッドは、ロータ
ユニットのロータユニット取付け部１６への取付けの
際、その穴１６ａに上方から侵入して、ロータユニット
の軸の上端に及ぶマグネットの吸引力を利用して、軸の
上端を吸着することによって、ロータユニットを取付
け、また、ステータユニットにロータユニットを組み立
てた後（詳細には、ステータユニットのスリーブにロー
タユニットの軸を強制的に所定量挿入した後）ロータユ
ニットをロータユニット取付け部１６から外す際には、
上方に後退させることにより、ロータユニットの軸の上
端から引き離すのに用いる。

【００３４】（ｃ）減圧環境作成部２０：減圧環境作成
部２０は、架台１２に取付けられた下降ユニット（図示
せず）により、図示の上方の退避位置と下方の密閉位置
の間で上下動されるように構成されており、上部と側部
とが密閉されて下部に開口を有するものである。密閉
は、例えば、シール部材２０ａを介して減圧環境作成部
２０を組み立てることによって作成されている。また、
減圧環境作成部２０が下方の密閉位置にあるときは、架
台１２の上部部材に設けられたシール部材２０ｂに減圧
環境作成部２０の下面が着座することになるので、減圧
環境作成部２０の内部は外部環境に対して完全に密閉が
なされる。

【００３５】（ｄ）減圧環境気圧測定ユニット２６：減
圧環境気圧測定ユニット２６は、ホース２４から分岐し
たホース（図１１には図示せず、図１２に符号２６ａで
示す）によって、密閉位置における減圧環境作成部２０
の内部と連通しており、それによって、減圧環境作成部
２０の内部の気圧を測定する。

【００３６】次に、図１２〜図１７を参照して、本発明
の組立装置で行う組立工程を説明する。図１２は、工程
のうち、初期状態を示し、図１３は、工程のうち、ステ
ータユニットとロータユニットを組立装置に取付けた状
態を示し、図１４は、工程のうち、減圧環境作成部を下
方の密閉位置にもたらした状態を示し、図１５は、工程
のうち、ステータユニットのスリーブにロータユニット
の軸を挿入した状態を示し、図１６は、工程のうち、ロ
ータユニット取付け部を上昇させた状態を示し、図１７
は、工程のうち、減圧環境作成部を上方の退避位置にも
たらした状態を示す。

【００３７】図１２に示すように、組立装置は、ロータ
ユニット取付け部１６が上方の位置にあり、このロータ
ユニット取付け部１６に設けられた前述のロッド（図示
せず）は侵入位置にある。また、減圧環境作成部２０も
上方の退避位置にある。なお、符号２６ａで示すもの
は、ホース２４から分岐されて減圧環境気圧測定ユニッ
ト２６へ接続されているホースである。

【００３８】次に、図１３に示すように、ステータユニ
ット１００（この実施例では、回路基板５００に取付け
られている）をステータユニット取付け部１４に取付
け、なお、ステータユニットのスリーブの穴１２０に
は、前述したように、所定の量の流体が予め注入されて
いる。また、マグネットとロッドの間の吸引力を用い
て、ロータユニット２００をロータユニット取付け部１
６に取付ける。

【００３９】次に、図１４に示すように、減圧環境作成
部２０を上方の退避位置から下方の密閉位置に下降させ
る。減圧環境作成部２０がその内部にステータユニット
１００、ステータユニット取付け部１４、ロータユニッ
ト２００、ロータユニット取付け部１６を包囲した状態
で密閉位置にくると、その内部と外部とは完全に遮断さ
れる。この状態で、ホース２４に接続された真空ポンプ
（図示せず）を作動させ、空気排出部２２を通して減圧
環境作成部２０の内部を減圧させる。減圧環境作成部２
０の内部の気圧は減圧環境気圧測定ユニット２６によっ
て測定されており、所定の気圧になるまで減圧する。

【００４０】この組立前の減圧工程は、本発明の流体軸
受けを備えたモータに対して実施された特徴ある工程で
ある。スリーブ１０６の穴１２０の底部に予め注入され
ていた流体３００は、大気圧の状態では、無視できない
量の気泡を含んでおり、気泡を除かないと、組立後には
気泡の多くは前述の溜め部（溜まり）に保持されること
になり、流体軸受けの動作中、昇温により、膨張し、流
体を軸受け外部に押し出す恐れがあり、このことによ
り、流体の漏れが生ずると、外部環境を損なうと同時
に、軸受けの動作に必要な流体が予想外に早く不足する
ことが起こる。一方、減圧を行うと、大気圧で流体内に
閉じ込められていた気泡が減圧環境に排出され、流体内
には気泡が実質的に存在しなくなる。気泡が存在しない
限りは、前述のような不都合は生じない。組立前に注入
した流体は、スリーブ１０６の穴１２０の底部で浅く広
がっており（図６参照）、その上方の減圧環境に大きな
面積で露呈されているので、気泡の排出が極めてスムー
ズに行われることになる。

【００４１】減圧環境気圧測定ユニット２６により、減
圧環境作成部２０の内部気圧が所定の気圧になり、流体
内に気泡が実質的になくなったと確認した後、図１５に
示すように、ロータユニット取付け部１６を下降ユニッ
ト１８を用いて下降させ、ステータユニット１００にロ
ータユニット２００を部分的に組み込む。その後、ロー
タユニット取付け部１６のロッドを引き上げ、ロータユ
ニットの軸２０２の上端から離す。即ち、ロータユニッ
ト２００をロータユニット取付け部１６から離す。

【００４２】次に、図１６に示すように、下降ユニット
１８を上昇させ、ロータユニット取付け部１６を上昇さ
せる。ロータユニット２００はロータユニット取付け部
１６から離れているので、ロータユニット２００は、自
重落下し、ステータユニット１００に完全に組み込まれ
て、流体軸受けを備えたモータが完成する。この実施例
では、流体軸受けを備えたモータの組立から完成までの
要する時間は約４０秒と短く、従来、空気抜け穴を用い
ずに自然落下により約１日を要して組み立てたものと比
べると、極めて短い時間である。その後、空気排出部２
２を通して減圧環境作成部２０の内部に空気を導入し、
徐々に戻圧し大気圧に戻す。なお、減圧環境作成部２０
の内部を大気圧に戻すのは、この時点より前のロータユ
ニット取付け部１６を下降させる前に行ってもよい。

【００４３】気圧測定ユニット２６で減圧環境作成部２
０の内部が大気圧に戻ったのを確認した後、図１７に示
すように、減圧環境作成部２０を上昇させ、退避位置に
戻し、次の流体軸受けの組立を行える状態にする。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の効果がある。 （１）本発明の流体軸受けを備えたモータは、軸受け用
流体が実質的に気泡を含まないので、モータの動作中、
負荷変動を起こすことはない。 （２）また、軸受け内部に気泡がないので、軸受け内部
に充分な軸受け用流体の量を保持しておくことでき、回
転寿命を短くすることはない。 （３）また、軸受け内部に気泡がないので、軸受け部分
に充分な軸受け用流体の量を供給させることが可能で、
モータの回転精度に対して、流体の量のバラツキや気泡
の混入による粘度負荷のバラツキ、粘度負荷の不安定に
よって問題は生じない。 （４）さらに、空気の抜け穴を形成していないスラスト
軸受け部材を用いているので、流体の漏れる可能性がな
く、また組立時に、漏れる可能性のある流体を受けるた
めの処置を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の流体軸受けを備えたモータの
一例を示す分解断面図である。

【図２】図２は、図１のモータの組み立てたときの断面
図である。

【図３】図３は、本発明の流体軸受けを備えたモータの
他の例を示す分解断面図である。

【図４】図４は、図３のモータの組み立てたときの断面
図である。

【図５】図５は、流体軸受けを備えたモータの原理を説
明するための拡大断面図である。

【図６】図６は、本発明の実施例の流体軸受けを備えた
モータの組み立てを説明するための図である。

【図７】図７は、本発明の実施例の流体軸受けを備えた
モータの組み立てを説明するための図である。

【図８】図８は、本発明の実施例の流体軸受けを備えた
モータの組み立てを説明するための図である。

【図９】図９は、本発明の実施例の流体軸受け内の流体
の充填状態を説明するための断面図である。

【図１０】図１０は、本発明の実施例の流体軸受け内の
流体の充填状態を説明するための断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の実施例の流体軸受けを備
えたモータの組立装置の概略図である。

【図１２】図１２は、組立装置における組立工程のう
ち、初期状態を示す図である。

【図１３】図１３は、組立装置における組立工程のう
ち、ステータユニットとロータユニットを組立装置に取
付けた状態を示す図である。

【図１４】図１４は、組立装置における組立工程のう
ち、減圧環境作成部を下方の密閉位置にもたらした状態
を示す図である。

【図１５】図１５は、組立装置における組立工程のう
ち、ステータユニットのスリーブにロータユニットの軸
を挿入した状態を示す図である。

【図１６】図１６は、組立装置における組立工程のう
ち、ロータユニット取付け部を上昇させた状態を示す。

【図１７】図１７は、組立装置における組立工程のう
ち、減圧環境作成部を上方の退避位置にもたらした状態
を示す図である。

【図１８】図１８は、従来例の流体軸受けを備えたモー
タの組立前のステータユニットとロータユニットの状態
を示す断面図である。

【図１９】図１９は、従来例の流体軸受けを備えたモー
タの組立中のステータユニットとロータユニットの状態
を示す断面図である。

【図２０】図２０は、従来例の流体軸受けを備えたモー
タの組立完成状態の流体軸受けの断面図である。

【図２１】図２１は、従来例の流体軸受けを備えたモー
タの組立完成状態の流体軸受けの拡大断面図である。

【図２２】図２２は、さらに、図２１の流体軸受けの部
分拡大断面図である。

【符号の説明】

１００ ステータユニット １０８ ヨーク １１０ コイル １０６ スリーブ １０６ａ 下部軸受け部分 １０６ｂ 上部軸受け部分 １２０ スリーブの穴 １２０ａ 下部流体溜め部 １２０ｂ 中間流体溜め部 １２０ｃ 上部流体溜め部 ２００ ロータユニット ２０２ 軸 ２０４ ロータマグネット ３００ 流体 ４００ クリアランス ５００ 回路基板 １０６ｃ 圧力発生用の溝 ２０２ａ 圧力発生用の溝 １１６ 軸受け用流体に含まれる気泡 １０ 組立装置 １２ 架台 １４ ステータユニット取付け部 １６ ロータユニット取付け部 １８ 下降ユニット ２０ 減圧環境作成部 ２２ 空気排出部及び空気吸入部 ２４ ホース ２６ 減圧環境気圧測定ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 昌行 東京都目黒区中根２丁目４番19号 キヤノ ン精機株式会社内 (72)発明者 石田 孝純 東京都目黒区中根２丁目４番19号 キヤノ ン精機株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穴を有する軸受け用スリーブ及び巻線コ
   イルを備えたステータヨークからなるステータユニット
   と、 該スリーブの穴に挿入される回転軸及びロータマグネッ
   トを備えたロータユニットと、 前記軸受け用スリーブの穴と前記回転軸との間に形成さ
   れたスペースに実質的に気泡を含まないで充填された軸
   受け用流体と、 を有することを特徴とする流体軸受けを備えたモータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモータにおいて、前記実
   質的に気泡を含まない軸受け用流体は気泡の含有率が５
   ％以下であることを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のモータにおいて、前記軸
   受け用スリーブの穴の底部には空気の抜け穴がないスラ
   スト受け部材が取り付けられていることを特徴とするモ
   ータ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のモータにおいて、前記ス
   ペースは上部軸受け部及び下部軸受け部となる少なくと
   も２つのクリアランスを有し、前記流体の充填が必要な
   上部軸受け部の上端までのスペースの容積を１００％と
   すると、流体はスペースの容積の１００％〜１３０％に
   なるように充填されていることを特徴とする流体軸受け
   を備えたモータ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のモータにおいて、前記ス
   ペースは更に流体溜め部を有し、該流体溜め部は、下部
   軸受け部の下方の下部流体溜め部、下部軸受け部と上部
   軸受け部の中間の中間流体溜め部、上部軸受け部の上方
   の上部流体溜め部を有し、流体により下部軸受け部、上
   部軸受け部、下部流体溜め部、中間流体溜め部は充填さ
   れ、上部流体溜め部には、スペース容積の１００％を越
   えた量の流体が充填されることを特徴とする流体軸受け
   を備えたモータ。
6. 【請求項６】 請求項１記載のモータにおいて、前記ス
   ペースは上部軸受け部及び下部軸受け部となる少なくと
   も２つのクリアランスを有し、前記流体の充填が必要な
   上部軸受け部の上端までの高さを１とすると、充填され
   ている流体の高さが１〜１．１であることを特徴とする
   流体軸受けを備えたモータ。
7. 【請求項７】 請求項６記載のモータにおいて、前記ス
   ペースは更に流体溜め部を有し、該流体溜め部は、下部
   軸受け部の下方の下部流体溜め部、下部軸受け部と上部
   軸受け部の中間の中間流体溜め部、上部軸受け部の上方
   の上部流体溜め部を有し、流体により下部軸受け部、上
   部軸受け部、下部流体溜め部、中間流体溜め部は充填さ
   れ、上部流体溜め部には、流体の高さが１を越えた量の
   流体が充填されることを特徴とする流体軸受けを備えた
   モータ。
8. 【請求項８】 請求項４乃至７のいずれか１つに記載の
   モータにおいて、クリアランスの寸法が２０μｍ以下で
   あることを特徴とするモータ。