(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒マグネットの両端にそれぞれ設けられた２つのシャフトを有する回転子と、
前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を支持する軸受支持部材と、
前記２つのシャフトの１つである反負荷側の前記シャフトを支持する前記軸受を前記軸受支持部材に固定する固定部材と、
を有し、
前記軸受支持部材は、径方向に延びる貫通孔を前記反負荷側においてのみ有し、
前記固定部材が前記貫通孔に設けられることで、前記反負荷側の前記軸受の外輪の一部が前記軸受支持部材に固定され、
前記貫通孔は、前記径方向において、前記軸受と重なるように配置され、
前記軸受支持部材は、前記回転子を回転させるための固定子を支持し、
前記固定部材は、弾性接着剤である、
ことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記固定部材は、前記軸受支持部材の内面における前記貫通孔の開口形状に対応する前記軸受の領域を固定することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記固定部材は、前記軸受を該軸受の全周に亘って固定しないことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記径方向と平行に延びることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記径方向に対し傾斜して延びることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記貫通孔の幅は、前記径方向に沿って一定の幅を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記貫通孔の幅は、前記径方向に沿って変化することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記貫通孔の幅は、前記軸受支持部材の外面から内面に向かって狭くなることを特徴とする請求項７に記載の電動機。
【請求項９】
前記貫通孔は、前記軸受支持部材の外面から内面に向かって、一定の第１の幅を有する第１の凹部と、前記第１の幅よりも狭い一定の第２の幅を有する第２の凹部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の電動機。
【請求項１０】
前記貫通孔は、テーパー形状を有することを特徴とする請求項８に記載の電動機。
【請求項１１】
前記貫通孔は、前記軸受支持部材の外面から内面に向かって、第１の幅から前記第１の幅よりも狭い第２の幅に変化するテーパー形状を有する第１の凹部と、一定の前記第２の幅を有する第２の凹部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の電動機。
【請求項１２】
前記軸受支持部材は、周方向に等間隔に設けられる複数の前記貫通孔を有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
前記弾性接着剤は、シリコン系、ゴム系、ビニル系、ウレタン系の接着剤であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項１４】
前記固定部材の体積は、前記貫通孔の容積と等しいことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関し、特にロータを回転自在に支持する軸受の外輪が接着剤により固定される電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光走査を行う眼底検査装置などの各種装置や、プリンタや複写機等の画像形成装置では、レーザなどの光線から出力された光を反射ミラーで反射させて偏向するモータ（電動機）が用いられている。
【０００３】
モータ１台に対し、レーザを複数照射し印字する方法が主流であり、レーザの照射光についてはレーザに干渉しないようにミラー面のサイズを広げたり、厚くしたりする工夫をしている。しかし、装置の大きさには制限があるため、ミラーを駆動させるモータについては、小型化の要求かつ、製品の長寿命化が必要である。
【０００４】
モータ軸受の多くはボールベアリングを用いており、ボールベアリング外輪と軸受ハウジング間にすきま嵌合を設け、そこに接着剤を充填し接着固定するのが主流である。接着剤の選定については、あらかじめボールベアリング外輪または、軸受ハウジングに塗布して組み込むだけで硬化するため、組付け作業としても効率が良い嫌気性接着剤が用いられている。
【０００５】
しかしながら、組付け途中において軸受と軸受ハウジングの引っ掛かりが発生し、ボールベアリング予圧量の不具合等が起きるため、特許文献１では、軸受に適正な予圧を加えモータを組み立てた後で、反負荷側ブラケットに設けた穴からボールベアリング外輪に接着剤を注入できるようにした構成について開示している。モータを組み立てた後で反負荷側ブラケットに設けた穴から接着剤をボールベアリング外輪に注入することができるため、予圧量の不具合を容易に確認することが可能で、ボールベアリング外輪を接着剤により固定できるため、軸受の長寿命化とクリープ防止することができる。
【０００６】
また、特許文献２には、ボールベアリング外輪とブラケット壁面にシリコン系接着剤を介して接着することで、シリコン接着層でボールベアリング外輪側に温度変化による応力を吸収しクリープ現象を防止したモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６９７８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３００８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、モータ構造の小径・小型化にともないボールベアリングも小径化が必要となってきている。上記特許文献１、２のような従来技術では、ボールベアリング外輪全周に接着剤を行き渡らせて硬化させており、このようにボールベアリング外輪を固定した場合、使用環境の変化（温度変化）による接着剤や外筒や軸の膨張収縮によりボールベアリング外輪に応力が加わり、ボールベアリング内ボールと内外輪間接触抵抗が増え、起動特性の低下や異音が発生し、モータ性能が著しく悪化するといった課題が生じる。また、ボールベアリング自体への負荷が増大することから、ボールベアリングの寿命が短くなり、結果的にモータの寿命が短くなるといった課題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を鑑み、使用環境の変化に伴う軸受への影響を低減することが可能な電動機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての電動機は、円筒マグネットの両端にそれぞれ設けられた２つのシャフトを有する回転子と、前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を支持する軸受支持部材と、前記２つのシャフトの１つである反負荷側の前記シャフトを支持する前記軸受を前記軸受支持部材に固定する固定部材と、を有し、前記軸受支持部材は、径方向に延びる貫通孔を前記負荷側においてのみ有し、前記固定部材が前記貫通孔に設けられることで、前記負荷側の前記軸受けの外輪の一部が前記軸受支持部材に固定され、前記貫通孔は、前記径方向において、前記軸受と重なるように配置され、前記軸受支持部材は、前記回転子を回転させるための固定子を支持し、前記固定部材は、弾性接着剤であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、使用環境の変化に伴う軸受への影響を低減することが可能な電動機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例におけるモータの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における貫通孔の部分断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例におけるモータの部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例における貫通孔の部分断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例におけるモータの部分断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例の第１の変形例におけるモータの部分断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例の第２の変形例におけるモータの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用できる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施例にかかるモータは、インナーロータ型のＤＣブラシレスモータを例示し、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１に、本発明の実施例であるインナーロータ型のＤＣブラシレスモータ（電動機）の断面図を示す。
【００１５】
ＤＣブラシレスモータ１３は、ロータ（回転子）と、該ロータを回転させるためのステータ（固定子）と、を備えている。
【００１６】
ロータは、２つのシャフト１と円筒マグネット５を有し、円筒マグネット５の軸方向（回転軸が延びる方向）の両側にシャフト１がそれぞれ接続されている。シャフト１と円筒マグネット５は同じ回転軸を中心として回転するように構成されている。ステータは、コイル７を有し、本実施例ではロータの外側に配置される。外筒２は、ロータおよびコイル７を内部に収納する中空形状の部材である。負荷側ボールベアリング３（軸受）および反負荷側ボールベアリング４（軸受）は、ロータのシャフト１を回転自在に支持するように、２つのシャフト１のそれぞれ（ロータの両端）に取り付けられる。負荷側ボールベアリング３と反負荷側ボールベアリング４は、コイル７とともに外筒２の内面に固定（固着）される。換言すれば、外筒２（軸受支持部材）は、その内面においてコイル７を支持するとともに、負荷側ボールベアリング３および反負荷側ボールベアリング４（軸受）を支持する。また、外筒２の負荷側の端部には、負荷側ボールベアリング３の位置を規定するためのワッシャ９およびＣリング１１が取り付けられる。また、外筒２の反負荷側の端部には、取付具６が取り付けられる（固定される）。取付具６と外筒２の内部に設けられた反負荷側ボールベアリング４との間には、予圧ばね８およびワッシャ９が設けられ、予圧ばね８のばね圧で反負荷側ボールベアリング４に予圧を与えている。
【００１７】
外筒２には、接着剤（固定部材）を注入するための貫通孔２ａが形成されている。該貫通孔２ａは、外筒２の径方向（ロータの回転軸と垂直な方向）において、反負荷側ボールベアリング４と重なる位置に形成される。少なくとも、外筒２の内面に形成される貫通孔２ａの開口は、反負荷側ボールベアリング４と重なる位置にある。つまり、反負荷側ボールベアリング４は、外筒２に設けられた貫通孔２ａと重なる位置となるように配置される（組み入れられる）。図２は外筒２の円周方向に等間隔で複数個（本実施例では６個）設けた貫通孔２ａを示している。図２から分かるように、複数の貫通孔２ａは外筒２の径方向にそれぞれ延びている。本実施例では、複数の貫通孔２ａは、外筒２の径方向と平行に延びている。なお、本実施例において、貫通孔２ａの幅は、外筒２の径方向に沿って一定の幅を有する。弾性接着剤１０は、貫通孔２ａに設けられ、反負荷側ボールベアリング４を外筒２に固定する固定部材である。
【００１８】
図１に示すように、ワッシャ９とＣリング１１を外筒２の内面溝に取り付けることで負荷側ボールベアリング３の軸方向（ロータの回転軸が延びる方向）での位置決めを行う。負荷側ボールベアリング３の内輪とロータの負荷側のシャフト１は固着されている。もう一方の反負荷側ボールベアリング４の内輪とロータの反負荷側のシャフト１も固着されている。
【００１９】
反負荷側ボールベアリング４の外輪は、径方向に外筒２で支持されている。ワッシャ９と予圧ばね８を支持する取付具６がビス１２により外筒２に固定されると、両方のボールベアリングに軸方向の予圧が付勢された状態となる。このとき、ロータは、予圧が付勢された２つのボールベアリングに回転自在に支持される。なお、弾性接着剤１０は、取付具６が外筒２に取り付けられ、ビス１２により固定された後で、外筒２に形成された貫通孔２ａから注入される。換言すれば、貫通孔２ａは、取付具６が外筒２に取り付けられた後で、外筒２の内部に配置（支持）される反負荷側ボールベアリング４の外輪側面を固着することができるように、設けられている。
【００２０】
上記構成において、外筒２の貫通孔２ａに弾性接着剤１０を反負荷側ボールベアリング外輪側面全周に塗布すると接着剤の温度変化による膨張収縮応力により、ボールベアリング負荷増になる問題が起きるため、注入量は貫通孔２ａと同程度の体積に留める必要がある。
【００２１】
弾性接着剤１０の注入量（体積）が貫通孔２ａの容積（体積）と等しいため、弾性接着剤１０は、外筒２の内面における貫通孔２ａの開口形状に対応する反負荷側ボールベアリング４の領域のみを固定（固着）する。ここで、等しいとは、完全に等しい場合と、許容誤差の範囲内で完全に等しい場合からずれている（すなわち、略等しい）場合とを含む意味である。したがって、弾性接着剤１０は、反負荷側ボールベアリング４を該反負荷側ボールベアリング４の外輪の側面全周に亘って固定（固着）しない。弾性接着剤１０は、反負荷側ボールベアリング４の外輪の側面の一部（のみ）を固定（固着）する。換言すれば、反負荷側ボールベアリング４の外輪側面全周に弾性接着剤１０が塗布されないため、接着剤の温度変化による膨張収縮応力により、ボールベアリング負荷増になる問題を低減することができる。
【００２２】
本実施例ではボールベアリングの厚み２．６ｍｍ、貫通孔φ１．２ｍｍ、接着剤１０はシリコン系接着剤の粘度１００Ｐａ・ｓ、塗布量１．３ｍｇとすることで注入量を貫通孔と同程度の体積に留めた。
【００２３】
また、弾性接着剤１０は、シリコン系の接着剤に限定されず、ゴム系やビニル系、ウレタン系の接着剤を用いてもよい。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例の形態について説明する。第２の実施例の貫通孔２２ａは、第１の実施例では貫通孔２ａが外筒２の径方向と平行に延びているのに対し、図３に示すように貫通孔２２ａは径方向に対し傾斜して延びている。なお、本実施例において、貫通孔２２ａの幅は、外筒２の径方向に沿って一定の幅を有する。図４は外筒２の円周方向に等間隔で複数個（本実施例では６個）設けた貫通孔２２ａを示している。
【００２５】
接着剤の応力をボールベアリングに加わり難くするため外方向に逃がせるような形状を有する貫通孔２２ａが形成されており、該貫通孔２２ａが図４に示すように複数個形成されている。
【００２６】
以上のような構成により、使用環境温度が変化しても、弾性接着剤層により外輪側面への膨張収縮応力を許容し吸収でき、予圧の変化を低減できるため小型化に伴う特殊な軸受や構造を用いることなく、簡易な構造で温度変化に伴うモータ特性への影響を低減するモータ（電動機）を提供することができる。
【実施例３】
【００２７】
次に、本発明の第３の実施例の形態について説明する。第３の実施例の貫通孔４２ａは、第１および第２の実施例では貫通孔の幅が一定の幅を有していたのに対し、図５に示すように貫通孔４２ａの幅は径方向に沿って変化している。具体的には、貫通孔４２ａの幅は、外筒２の外面から内面に向かって狭くなるように変化している。本実施例の貫通孔４２ａは、外筒２の外面から内面に向かって、一定の第１の幅を有する凹部４２ａａ（第１の凹部）と、該第１の幅よりも狭い一定の第２の幅を有する凹部４２ａｂ（第２の凹部）と、を有する。
【００２８】
通常は、接着剤塗布量の管理を塗布装置の圧力・塗布時間・塗布器の先端径・接着剤の粘度を含め行うため、管理方法が複雑となる。そこで、図５に示すように貫通孔４２ａを段付き形状、つまり六角穴付ボルトのような形状で、座面を持つざぐり径形状にすることにより、規定量分になるような穴体積をあらかじめ設け、規定量を超えると手前の穴にあふれる構造にすることで、規定以上の接着量は塗布されない構造となり、必要以上にボールベアリングに応力が加わることは起きない。
【００２９】
また、貫通孔４２ａの形状は、図５に示すざぐり径形状に限定されない。ここで、第３の実施例の変形例を、図６、図７に示す。図６は第３の実施例の第１の変形例を示し、図７は第３の実施例の第２の変形例を示す。第３の実施例の第１の変形例では、図６に示すように外筒２は、テーパー形状を有する貫通孔５２ａを備える。具体的に、外筒２は、円錐形状の貫通孔５２ａを備える。また、第３の実施例の第２の変形例では、図７に示すように外筒２は、該外筒２の外面から内面に向かって、第１の幅から該第１の幅よりも狭い第２の幅に変化するテーパー形状を有する凹部６２ａａ（第１の凹部）と、一定の前記第２の幅を有する凹部６２ａｂ（第２の凹部）と、を有する貫通孔６２ａを備える。具体的に、外筒２は、皿ねじ円錐形状の貫通孔６２ａを備える。
【００３０】
このように、図５に示すざぐり径形状の貫通孔４２ａは、図６に示すようにテーパとなっている円錐形状貫通孔５２ａとしてもよいし、図７に示すように皿ねじ形状貫通孔６２ａとしてもよい。
【００３１】
以上説明したように、上記実施例によれば、ボールベアリング内輪側は回転軸に一体に固定されボールベアリング外輪側が貫通孔にある弾性接着剤で保持されているため、使用環境（温度）が変化しても、弾性接着剤層により外輪側面への膨張収縮応力を許容し吸収できる。したがって、低温環境下になってもモータ負荷が増大することなく、また軸受の小型化に伴い特殊な軸受や構造を用いることなく、簡易な構造で温度変化に伴うモータ特性への影響を低減し、長寿命のモータを提供することができる。このように、本発明によれば、使用環境（温度）の変化に伴う軸受への影響を低減することが可能なモータ（電動機）を提供することができる。
【００３２】
なお、上記実施例では、軸受に関してボールベアリングを用いて説明したが、円筒コロ、円錐コロ、自動調心コロ、ローラーベアリング等の転がり軸受でもよい。
【００３３】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のモータは、光走査を行う眼底検査装置などの各種装置や、プリンタや複写機等の画像形成装置に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    シャフト
２    外筒
２ａ、２２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ  貫通孔
３    負荷側ボールベアリング（負荷側軸受）
４    反負荷側ボールベアリング（反負荷側軸受）
５    マグネット
６    取付具
７    コイル
８    予圧ばね
９    ワッシャ
１０  弾性接着剤
１１  Ｃリング
１２  ビス
１３  モータ
【図１】
0006613031.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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