(57)【要約】【課題】潤滑油が漏洩することなく、内部で発生した空気を外部に放出できる構造の動圧流体軸受けユニット及びこの動圧流体軸受けユニットを用いた回転装置を得ること。【解決手段】本発明の動圧流体軸受けユニット１Ａは、軸Ｓを中央の軸挿通孔２６で動圧により回転自在に軸支するラジアル軸受２０と、軸Ｓの下端を軸支するスラスト軸受け４０と、ラジアル軸受２０を底部３２に収容できるハウジング３０と、中央部に軸挿通孔５１が形成されており、ハウジング３０の開口部３１を閉鎖できるオイルシール５０Ａとを備え、スラスト軸受け４０に通じるラジアル軸受２０の外周面２４に形成された連通通路２５とこの連通通路２５に連通する気道５４ａがオイルシール５０Ａの外周面に形成されて組み立てられている。【選択図】図１
2008025789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を動圧により回転自在に軸支できる動圧発生溝が形成された円筒状の軸挿通孔が形成されている動圧流体軸受け手段と、
前記軸の下端を軸支するスラスト軸受け手段と、
前記動圧流体軸受け手段を収容できる直径の開口部と底部を備えたハウジングと、
中央部に軸挿通孔が形成されており、前記ハウジングの前記開口部に嵌合されるオイルシール手段と
を備え、
該ハウジング内に前記動圧流体軸受け手段と該動圧流体軸受け手段の上方に前記オイルシールを嵌合することにより前記ハウジングの内周面と前記動圧流体軸受け手段の外周面との間に軸方向に形成された複数の連通通路と、前記ハウジングの内周面と前記オイルシールとの外周面との間に軸方向に形成された複数の気道と、該気道が前記連通通路と連通するように形成されていること
を特徴とする動圧流体軸受けユニット。
【請求項２】
ケースと、該ケースの回転中心で予め回転面に対して垂直に取り付けられた軸と、前記回転中心から所定の距離を離して予め固定されているマグネットとを備えたロータアセンブリの前記軸を、ケースの平面に対して予め垂直に動圧流体軸受けユニットが固定され、該動圧流体軸受けユニットの周りに配設された鉄心とコイルとを備えたステータアセンブリの前記動圧流体軸受け手段に挿入して回転自在に支持できるように構成されている回転装置において、
前記動圧流体軸受けユニットは、
軸を動圧により回転自在に軸支できる動圧発生溝が形成された円筒状の軸挿通孔が形成されている動圧流体軸受け手段と、
前記軸の下端を軸支するスラスト軸受け手段と、
前記動圧流体軸受け手段を収容できる直径の開口部と底部を備えたハウジングと、
中央部に軸挿通孔が形成されており、前記ハウジングの前記開口部に嵌合されるオイルシール手段と
を備え、
該ハウジング内に前記動圧流体軸受け手段と該動圧流体軸受け手段の上方に前記オイルシールを嵌合することにより前記ハウジングの内周面と前記動圧流体軸受け手段の外周面との間に軸方向に形成された複数の連通通路と、前記ハウジングの内周面と前記オイルシールとの外周面との間に軸方向に形成された複数の気道と、該気道が前記連通通路と連通するように形成されていること
を特徴とする回転装置。
【請求項３】
前記連通通路は、前記動圧流体軸受け手段の外周面に軸方向に複数本の溝が形成されていて、該動圧流体軸受け手段と前記ハウジングの内周面との間で形成されており、
前記気道は、前記オイルシールの外周面に軸方向に形成された複数の凹部が形成されていて、該動圧流体軸受け手段と前記ハウジングの内周面との間で形成されていること
を特徴とする請求項１、請求項２に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項４】
前記連通通路及び前記気道は、前記ハウジングの内周面に軸方向に形成された複数本の溝と該ハウジングに嵌め込まれた前記動圧流体軸受け手段及び前記オイルシールの外周面との間で形成されていること
を特徴とする請求項１、請求項２に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項５】
前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の平面と前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の平面との間に、前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、または請求項４に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項６】
前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の平面と前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の平面とが密着して両者間に、前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項７】
前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の平面に溝が形成されていて、前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の面が平面で、前記両面を密着することによって両者間に前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項８】
前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の面が平面で、前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の平面に溝が形成されていて、前記両面を密着することにより前記両者間に前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項９】
前記オイルシールの少なくとも前記動圧流体軸受け手段側の面が撥油処理されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、または請求項８に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項１０】
少なくとも前記動圧流体軸受け手段及びスラスト軸受け部が潤滑油で被覆されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、または請求項９に記載の動圧流体軸受けユニット。
【請求項１１】
前記動圧流体軸受け手段が焼結金属で形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、または請求項１０に記載の動圧流体軸受けユニット。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油の漏洩をほぼ完全に防止できる信頼性に優れた動圧流体軸受けユニット（以下、単に「軸受けユニット」と記す）及びこの軸受けユニットを用いた回転装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、図６至図１４を用いて、従来技術の軸受けユニットを説明する。
【０００３】
図６は従来技術の第１形態の軸受けユニットの構成を示す断面側面図、図７は図６に示した軸受けユニットの一構成部品であるラジアル軸受け部材の斜視図、図８は図７に示したラジアル軸受の断面図、図９は図６に示した軸受けユニットの一構成部品を示していて、同図Ａはその斜視図、同図Ｂはその上面図、そして同図Ｃは同図ＢのＣ−Ｃ線上における断面図、図１０は図６に示した軸受けユニットの組立方法を説明するための各構成部品の斜視図、図１１は従来技術の第２形態の軸受けユニットの構成を示す断面側面図、図１２は回転装置の一つであるモータのステータアセンブリに組み込んだ図６に示した軸受けユニットに前記モータのロータアセンブリの軸を挿入して前記モータを組み立てる組立方法を説明するためのステータアセンブリ及びロータアセンブリの断面図、図１３は図１２に示したステータアセンブリとロータアセンブリとを組み立てて構成された従来技術の前記一形態のモータの断面図、そして図１４は前記ステータアセンブリと前記ロータアセンブリとの組み立て時に軸受けユニットの上端部分に生じやすい好ましくない状態を説明するための断面図である。
【０００４】
先ず、図６乃至図１０を用いて、従来技術の第１形態の軸受けユニットの構成、構造を説明する。
【０００５】
図６において、符号１Ｃはこの軸受けユニットを指す。この軸受けユニット１Ｃは、図７乃至図１０に示したように、軸Ｓの周回り方向の支持を行う動圧流体軸受けであるラジアル軸受け２０と、このラジアル軸受け２０の外側に形成されるハウジング３０と、このハウジング３０の底部に形成されたスラスト軸受け４０とオイルシール５０などとから構成されている。
【０００６】
ラジアル軸受け２０は、図７及び図８に示したように、回転軸支しようとする回転装置に適した所定の直径と長さを備えた筒状部材２１であって、その筒状部材２１の上端面２２から外周面２４、そして下端面２３にわたって複数本の溝２５、図７では３本の溝２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が所定の等角間隔で形成されている。
【０００７】
また、ラジアル軸受け２０の中心部には、軸Ｓの直径より僅かに太い同一直径の貫通孔
２６が形成されており、その貫通孔２６の内周面２７には、図８に示したような動圧発生溝２８が軸方向に所定の間隔を開けて形成されている。動圧発生溝２８はＶ字状の溝で前記内周面の全周に連続的に形成して構成されており、更に、その動圧発生溝２８が動圧軸受けの軸方向に所定の間隔を開けて２段以上の連続溝として形成されている。
【０００８】
ラジアル軸受け２０の材料としては、焼結金属を用いるのが望ましいが、真鍮、ステンレスなどの金属または樹脂などを用いることができる。
【０００９】
ラジアル軸受２０が焼結金属で構成されている場合、このラジアル軸受け２０のみを高温の潤滑油Ｌ内に漬けて真空引きし、ラジアル軸受け２０の材料である焼結金属内に潤滑油Ｌを含浸させておく。
【００１０】
ハウジング３０は、有底の円筒状カップ構造で形成されており、開口部３１から底部３２に近い部分は前記ラジアル軸受け２０を収容する空間３３で、その直径は隙間バメ、圧入などによりラジアル軸受け２０が嵌合できる寸法である。また、底部３２はその中央部にスラスト軸受け４０を配設するスラスト空間３４で、その直径は前記ラジアル軸受け２０の空間３３のそれより大幅に小さく、両空間３３、３４に段差３５が形成されている（図９Ｃ）。
【００１１】
ハウジング３０の材質は、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ナイロン、ＬＣＰ（液晶ポリマー）などの樹脂であって、成形により形成されている。
【００１２】
また、スラスト軸受け手段は動圧流体軸受けでもピヴォット型軸受けでもよい。図６に図示の軸受けユニット１Ｃでは軸Ｓの下端を球状とし、スラスト軸受け４０を樹脂としてピヴォット型のスラスト軸受け手段としている。スラスト軸受け４０は軸Ｓの下端部を軸支できるようにスラスト空間３４に配設される板状の部材である。
【００１３】
オイルシール５０は、図１０に示したように、所定の厚みで形成されたドーナツ状円板構造の部材であって、中央部にはラジアル軸受け２０の軸挿通孔２６と同軸の軸挿通孔５１が形成されており、外径もラジアル軸受け２０の外径と同一の寸法で形成されている。従って、オイルシール５０は軸挿通孔５１を除いてハウジング３０を密閉した構造となっている。
この軸受けユニット１Ｃを組み立てるには、ハウジング３０の開口部３１から内部に、予め、潤滑油Ｌが含浸されたラジアル軸受２０を嵌め込み、そのスラスト空間３４の底部３２にスラスト受け４０を配設し、ハウジング３０の開口部３１をオイルシール５０で閉鎖する。その後、軸Ｓ挿入前にオイルシール５０の軸挿通孔５１からスラスト受け４０に対して所定の少量の潤滑油Ｌを滴下する。
【００１４】
そしてテーパーＳｔが予め形成されている軸Ｓをこのように組み立てられた軸受けユニット１Ｃのオイルシール５０の軸挿通孔５１からラジアル軸受け２０の軸挿通孔２６に挿入する。この場合、軸ＳのテーパーＳｔ部分がオイルシール５０の軸挿通孔５１に対面する位置に留まるように軸Ｓが形成されている。
【００１５】
このように組み立てることによって、図６に示した軸受けユニット１Ｃが得られる。従って図８に示したように、軸Ｓを矢印Ｒの方向に回転させると、動圧が発生し、図１３に示したような回転装置の一つであるモータ９０を円滑に回転させることができる。
【００１６】
そしてこの軸受けユニット１Ｃにおいては、ラジアル軸受け２０の上端面２２に形成されている３本の溝２５ａをオイルシール５０が塞ぐことにより管状の空間通路が形成され、ラジアル軸受け２０の外周面２４に形成されている３本の溝２５ｂをハウジング３０の円筒部内周面で塞ぐことにより管状の空間通路が形成され、そしてラジアル軸受け２０の下端面２３に形成されている３本の溝２５ｃはスラスト空間３４に解放されて、これらの空間通路からなる連通通路２５を通じて軸Ｓの動圧発生溝２８に潤滑油Ｌを供給、循環させることができる。また、潤滑油Ｌが循環する場合、このテーパーＳｔの存在により通常の回転状態では潤滑油Ｌの表面張力で、この軸受けユニット１Ｃの唯一の開口部分である軸挿通孔５１からその潤滑油Ｌが漏洩することを防止できる。
【００１７】
図１１に示した従来技術の第２形態の軸受けユニット１Ｄの構造のものもある。前記軸受けユニット１Ｃが軸Ｓが上方に抜け易い難点を解決した構造のもので、この軸受けユニット１Ｄは、軸Ｓの下端部から少し上方の外周に溝Ｓｃを形成し、下端部をピボット状に形成して、これらの部分がスラスト空間３４内に納まるような構造を採っている。そしてスラスト空間３４の底部には、中央部に軸Ｓを差し込んで押し広げられる柔軟性のある抜止ワッシャＷを収容できる空間３４ａと軸Ｓの下端部Ｓｂを収容できる空間３４ｂとが同心円的に形成されているスラスト空間３４が構成されている。これらの空間３４ａ、３４ｂは連通通路２５とも連通し、潤滑油Ｌが循環することができるスラスト空間でもある。
【００１８】
その他の構成、構造は軸受けユニット１Ｃと同一であるので、それらの部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１９】
このように軸Ｓの先端に形成した溝Ｓｃと抜止ワッシャＷの存在により、一旦組み立てれば、軸Ｓは軸受けユニット１Ｄから容易に抜け出ることはない。
【００２０】
このような軸受けユニット１Ｃ、１Ｄ（以下、「軸受けユニット１Ｃ」を用いて説明する）の一組立方法としては、軸Ｓを挿入した後、その軸Ｓ付きの軸受けユニット１Ｃを前記のように予め別工程で高温の潤滑油Ｌ内に漬けて真空引きし、ラジアル軸受け２０の材料である焼結金属内に潤滑油Ｌを含浸させ、その後、そのような軸受けユニット１Ｃを回転装置、例えば、モータ９０のステータアセンブリの中央部に装着し、そのような構造で構成された軸Ｓの上端部にロータアセンブリを装着してモータ９０を組み立てていた。
【特許文献１】特開２００５−６９３８２号（第９〜１８頁、図３〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
モータ９０の他の組立方法としては、図１２及び図１３に示したような方法がある。図１２Ａにおいて、符号７０はロータアセンブリを指し、同図Ｂにおいて符号８０はステータアセンブリを指す。
【００２２】
ロータアセンブリ７０は、円筒状カップ構造のケース７１からなり、平面部７２とこれに垂直な筒部７３を備え、ケース７１の平面部７２の回転中心部に軸装着部７４が垂直に形成されており、この軸装着部７４に軸Ｓが垂直に圧入されていて、筒部７３の内周面にマグネット７５が取り付けられているアセンブリである。
【００２３】
一方のステータアセンブリ８０は、板状のケーシング８１の所定の位置に、このケーシング８１の平面に対して垂直に軸受けユニット取付兼鉄心取付用の円筒８２が形成されており、この円筒８２の内部に前記軸受けユニット１Ｃが固定されており、円筒８２の外周面には鉄心８３とコイル８４とが固定されて構成されたアセンブリである。符号８５は回路基板である。
【００２４】
このモータ９０の組立方法は、ステータアセンブリ８０のケーシング８１に固定された軸受けユニット１Ｃに、軸Ｓがロータアセンブリ７０の中心に固定された軸Ｓを挿入する方法であり、その結果、図１３に示した状態のモータ９０に組み立てることができる。
【００２５】
ロータアセンブリ７０の軸Ｓを軸受けユニット１Ｃに挿入する際には、予め、ラジアル軸受け２０のスラスト軸受け４０側に所定量の潤滑油Ｌを点滴しておく。
【００２６】
また、軸Ｓの先端に所定量の潤滑油Ｌを付着させておくこともある。これによって、軸Ｓがラジアル軸受け２０の内部を通過する際に軸Ｓを円滑に挿入させることができる。
【００２７】
軸Ｓを軸受けユニット１Ｃに挿入する時に軸受けユニット１Ｃの内部の空気は、スラスト軸受け４０側のラジアル軸受け２０の下端面２３からラジアル軸受け２０の外周面２４、そしてラジアル軸受け２０の上端面２２に形成されている連通通路２５を通じてオイルシール５０の軸挿通孔５１と軸ＳのテーパーＳｔとの間で唯一開口している軸開放端から軸受けユニット１Ｃの外部に吐き出される。この時、図１４に示すように前記軸開放端側のオイルシール５０の軸挿通孔５１と軸ＳのテーパーＳｔ部には潤滑油Ｌが溢れ出た状態となる。
【００２８】
また、軸ＳにはテーパーＳｔが付されていることにより表面張力で潤滑油Ｌの漏洩を防ぐ構造となっているが、軸Ｓが回転するとラジアル軸受け２０の動圧発生溝２８で動圧が発生し、周囲の静圧、即ち、圧力は低下する。もし、この時、軸受けユニット１Ｃの空間内に潤滑油Ｌを完全に充填できずに軸挿入時に空気が残留していると、この空気の体積が膨張し、前記軸開放端側の潤滑油Ｌの油面が上昇する。更に軸Ｓの回転と共に遠心力が発生し、前記軸開放端側の潤滑油Ｌは軸受けユニット１Ｃの外部へ飛散し易くなる。
【００２９】
この現象により軸受けユニット１Ｃの内部の潤滑油Ｌが飛散により消費されることになり、良好な潤滑が得られない問題が生じ、信頼性が低下するという課題がある。
【００３０】
本発明は、このような課題を解決しようとするものであって、潤滑油の飛散、漏洩を極度に防止できて信頼性に優れた軸受けユニット及びこの軸受けユニットを用いた回転装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
それ故、本発明の動圧流体軸受けユニットは、軸を動圧により回転自在に軸支できる動圧発生溝が形成された円筒状の軸挿通孔が形成されている動圧流体軸受け手段と、前記軸の下端を軸支するスラスト軸受け手段と、前記動圧流体軸受け手段を収容できる直径の開口部と底部を備えたハウジングと、中央部に軸挿通孔が形成されており、前記ハウジングの前記開口部に嵌合されるオイルシール手段とを備え、該ハウジング内に前記動圧流体軸受け手段と該動圧流体軸受け手段の上方に前記オイルシールを嵌合することにより前記ハウジングの内周面と前記動圧流体軸受け手段の外周面との間に軸方向に形成された複数の連通通路と、前記ハウジングの内周面と前記オイルシールとの外周面との間に軸方向に形成された複数の気道と、該気道が前記連通通路と連通するように形成されていることを特徴とする。
【００３２】
そして、本発明の回転装置は、ケースと、該ケースの回転中心で予め回転面に対して垂直に取り付けられた軸と、前記回転中心から所定の距離を離して予め固定されているマグネットとを備えたロータアセンブリの前記軸を、ケースの平面に対して予め垂直に動圧流体軸受けユニットが固定され、該動圧流体軸受けユニットの周りに配設された鉄心とコイルとを備えたステータアセンブリの前記動圧流体軸受け手段に挿入して回転自在に支持できるように構成されている回転装置において、前記動圧流体軸受けユニットは、軸を動圧により回転自在に軸支できる動圧発生溝が形成された円筒状の軸挿通孔が形成されている動圧流体軸受け手段と、前記軸の下端を軸支するスラスト軸受け手段と、前記動圧流体軸受け手段を収容できる直径の開口部と底部を備えたハウジングと、中央部に軸挿通孔が形成されており、前記ハウジングの前記開口部に嵌合されるオイルシール手段とを備え、該ハウジング内に前記動圧流体軸受け手段と該動圧流体軸受け手段の上方に前記オイルシールを嵌合することにより前記ハウジングの内周面と前記動圧流体軸受け手段の外周面との間に軸方向に形成された複数の連通通路と、前記ハウジングの内周面と前記オイルシールとの外周面との間に軸方向に形成された複数の気道と、該気道が前記連通通路と連通するように形成されていることを特徴とする。
【００３３】
前記軸受けユニットの前記連通通路は、前記動圧流体軸受け手段の外周面に軸方向に複数本の溝が形成されていて、該動圧流体軸受け手段と前記ハウジングの内周面との間で形成されており、前記気道は、前記オイルシールの外周面に軸方向に形成された複数の凹部が形成されていて、該動圧流体軸受け手段と前記ハウジングの内周面との間で形成されていることを特徴とする。
【００３４】
また、前記軸受けユニットの前記連通通路及び前記気道は、前記ハウジングの内周面に軸方向に形成された複数本の溝と該ハウジングに嵌め込まれた前記動圧流体軸受け手段及び前記オイルシールの外周面との間で形成されていることを特徴とする。
【００３５】
そしてまた、前記軸受けユニットは、前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の平面と前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の平面との間に、前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする。
【００３６】
更に、前記軸受けユニットは、前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の平面と前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の平面とが密着していて、両者間に前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする。
【００３７】
そして更に、前記軸受けユニットは、前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の平面に溝が形成されていて、前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の面が平面で、前記両面を密着させることによって両者間に前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする。
【００３８】
更にまた、前記軸受けユニットは、前記動圧流体軸受け手段の前記オイルシール面側の面が平面で、前記オイルシールの前記動圧流体軸受け手段面側の平面に溝が形成されていて、前記両面を密着させることにより前記両者間に前記連通通路に連通する第２の連通通路が形成されていることを特徴とする。
【００３９】
そして更にまた、前記軸受けユニットにおいては、前記オイルシールの少なくとも前記動圧流体軸受け手段側の面が撥油処理されていることを特徴とする。
【００４０】
そして更にまた、前記軸受けユニットにおいては、少なくとも前記動圧流体軸受け手段及びスラスト軸受け部が潤滑油で被覆されていることを特徴とする。
【００４１】
そして更にまた、前記軸受けユニットにおいては、前記動圧流体軸受け手段が焼結金属で形成されていることを特徴とする。
【００４２】
それ故、本発明の軸受けユニット及びこの軸受けユニットを用いた回転装置によれば、ハウジングの開口部とオイルシールの外周面との間に所要の気道を設けたことにより、この気道から内部の空気を排気することができ、また、上面連通通路を設けたことにより潤滑油が前記オイルシールの軸挿通孔の軸開放端から漏れることを防止している。
【発明の効果】
【００４３】
従って、本発明によれば、気道を設けたことから、軸受けユニット内部の空気は常に大気圧に短絡されていること、そして使用中、軸受けユニット内の潤滑油が温度、気圧により膨張したとしても、その潤滑油は飛散することが無く、軸受けユニットの寿命の低下を防止することができる信頼性に優れた動圧流体軸受けユニット及びこの動圧流体軸受けユニットを用いたモータなどの回転装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明は、ハウジングの開口部とオイルシールの外周面との間に所要の気道を設け、これらの気道から内部の空気を排気することができる軸受けユニット及びこの軸受けユニットを用いた回転装置に関するものである。
【００４５】
以下、図を用いて、本発明の軸受けユニット及びこの軸受けユニットを用いた回転装置を説明する。
【００４６】
なお、本明細書の記述を簡素化する観点から、従来技術の軸受けユニット１Ｃ、１Ｄの構成、構造と同一の部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。また、それら構成、構造を示す図面の図示も省略する。
【実施例１】
【００４７】
先ず、図１乃至図４を用いて、本発明の第１実施例の軸受けユニット及びこれを用いた回転装置の一つであるモータを説明する。
【００４８】
図１は本発明の第１実施例の軸受けユニットの断面図、図２は図１に示した軸受けユニットを上方から見た上面図であって、同図Ａは第１実施例のオイルシールを用いた構造のの軸受ユニットの上面図、同図Ｂは第２実施例のオイルシールを用いた構造の軸受ユニットの上面図、図３は本発明の一実施例のモータの断面図、そして図４は本発明の第１実施例の軸受けユニットの変形である軸受けユニットに用いるハウジングの断面図である。
【００４９】
この軸受けユニット１Ａも、軸受けユニット１Ｃと同様に、軸Ｓの周回り方向の支持を行う動圧流体軸受け部材であるラジアル軸受け２０と、このラジアル軸受け２０の外側に形成されるハウジング３０と、このハウジング３０の底部に形成されたスラスト軸受け４０とオイルシール５０Ａなどとから構成されている。
【００５０】
ラジアル軸受け２０の構造は、図７及び図８に示したものと同様の構造であり、その構造の説明は省略する。材料としては、焼結金属を用いていて、高温の潤滑油Ｌ内に漬けて真空引きし、焼結金属内に潤滑油Ｌを含浸させている。
【００５１】
ハウジング３０は、これも図９に示した構造のものと同一の構造のものである。その材質としては、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ナイロン、ＬＣＰ（液晶ポリマー）などの樹脂を用いてることができ、成形により形成することができる。
【００５２】
また、スラスト軸受け４０も、動圧流体軸受けでもピヴォット型軸受けでもよく、図６に図示の軸受けユニット１Ｃに用いられているように、軸Ｓの下端を球状とし、スラスト軸受け４０を樹脂としてピヴォット型のスラスト軸受け手段としている。スラスト軸受け４０は軸Ｓの下端部を軸支できるようにスラスト空間３４に配設される板状の部材である。
【００５３】
従来技術の軸受けユニット１Ｃと唯一異なる点は、オイルシール５０Ａの構造である。オイルシール５０Ａの構造は、先ず図１及び図２Ａに示したように、所定の厚みで形成されたドーナツ状円板構造の部材であって、中央部にはラジアル軸受け２０の軸挿通孔２６とよりやや大きめの口径の軸挿通孔５１が同心になるように形成されており、外径はハウジング３０の開口部３１の内周部分に嵌め込められる大きさの寸法で形成されている。
【００５４】
ただし、図２Ａに示したオイルシール５０Ａには、その外周面に等角間隔で断面半円形状の微細な溝５２が多数形成されていて、あたかも歯車のような構造のものである。
【００５５】
図２Ｂに示したオイルシール５０Ｂは、その外周面の相対向する４箇所の円弧部分を平行に切断して切り込み５３を形成したものである。
【００５６】
この軸受けユニット１Ａの組立は、軸受けユニット１Ｃのそれと同様である。ハウジング３０の開口部３１にオイルシール５０Ａ或いは５０Ｂを嵌め込むと、図１及び図２に示したように、オイルシール５０の開口部３１の内周面と前記溝５２或いは切り込み５３とで複数の気道５４ａ、５４ｂが形成される。
【００５７】
前者の気道５４ａは多数形成されるため、それらの一部分が潤滑油Ｌにより封鎖されても他の気道５４ａで通路を確保することができる。また、後者の気道５４ｂは円弧状であるため、この気道５４ｂに潤滑油Ｌが浸入しても、くさび効果により隙間の狭い両端に潤滑油Ｌが集中し、潤滑油Ｌが分断されるので空間通路は確保できる。
【００５８】
図２Ａに示したオイルシール５０Ａをハウジング３０の開口部３１に嵌め込む場合には、そのオイルシール５０Ａの外周面に歯車のように多数の溝５２を形成してあることから、図７に示したようなラジアル軸受２０の外周面２４に形成されている数本の溝２５ｂとハウジング３０の内周面とで形成されている連通通路２５と回転位相を考えることなく連通させることができ、複数本の連通通路２５と連通する気道５４ａを形成することができる。
【００５９】
また、図２Ｂに示したオイルシール５０Ｂの場合は、オイルシール５０Ａの外周面が複数本の連通通路２５を開口させる切り込み５３が形成されているため、このオイルシール５０Ｂをハウジング３０の開口部３１に嵌め込む時に連通通路２５と切り込み５３との回転位相を考えることなくハウジング３０の開口部３１にオイルシール５０Ｂを嵌めることができ、複数本の連通通路２５が開口する気道５４ｂを形成することができる。
【００６０】
これらのオイルシール５０Ａ、５０Ｂをハウジング３０の開口部３１に嵌め込む場合には、ラジアル軸受２０の外周面２４に形成されているそれぞれの溝２５ｂとハウジング３０の内周面とで形成されている連通通路２５と連通するように一致させるように組み立てる必要がある。
【００６１】
このような構成、構造で組み立てられた本発明の軸受けユニット１Ａは、図１２Ｂに示したと同様に、ステータアセンブリ８０Ａのケーシング８１に組み込まれ、上方からロータアセンブリ７０の軸Ｓを軸受けユニット１Ａの軸挿通孔５１、２６に挿入することにより図３に示したような本発明の一実施例のモータ９０Ａが得られる。
【００６２】
従って、本発明の第１実施例の軸受けユニット１Ａは、多数の気道５４ａが形成されているため、軸受けユニット１Ａの内部の空気は常に大気圧に短絡され、内部の空気が温度、気圧により膨張したとしても、気道５４ａから吐き出され、軸受けユニット１Ａの内部の潤滑油Ｌは飛散することが無く、回転装置９０Ａの寿命の低下を防止することができる。
【００６３】
一例として軸受けユニット１Ａの主な寸法を挙げると、ラジアル軸受２０の軸挿通孔２６の直径は１．５〜３．０ｍｍ程度、ラジアル軸受２０の最大外径は２．６〜２．８ｍｍ程度、４．５〜８．０ｍｍ程度、気道５４ａの太さは０．１〜０．２ｍｍ程度である。
【００６４】
軸受けユニット１Ａにおける気道５４ａ、５４ｂはオイルシール５０の外周面に複数の溝５２或いは切り込み５３を形成し、ハウジング３０の開口部の内周面との間で連通通路２５及び気道５４ａ、５４ｂを形成したが、図４に示したように、内周面の軸方向に複数の溝３６を平行に開口部３１まで形成されたハウジング３０Ａを用い、一方、ラジアル軸受２０の外周面２４には溝５２ａ或いは５２ｂを形成せず（不図示）、そしてまたオイルシール５０の外周面（不図示）にも溝５２を形成せず（不図示）、前記ラジアル軸受２０及びオイルシール５０を嵌め込むことにより連通通路２５及び気道５４ａ、５４ｂを形成する構造を採るようにしてもよい。
【００６５】
また、軸Ｓの抜けを防ぐために、図１２に示したように、軸Ｓの先端に溝Ｓｃを形成し、抜止ワッシャＷを用いることにより軸受けユニット組み立てれば、軸Ｓは軸受けユニットから抜け出ることはない。
【実施例２】
【００６６】
次に、図５を用いて、本発明の第２実施例の軸受けユニットを説明する。なお、図１に示した第１実施例の軸受けユニット１Ａと同一の構成、構造の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
符号１Ｂは本発明の第２実施例の軸受けユニットを指す。この軸受けユニット１Ｂも、軸受けユニット１Ｃと同様に、構成部品は同じである。ただし、オイルシール５０Ａの厚みは、図１に示した軸受けユニット１Ａのオイルシール５０の厚みより僅かに薄いものである。
【００６８】
そのような比較的薄いオイルシール５０Ａをハウジング３０の開口部３１（図７）の内周面に圧入により嵌め込めば、図５に示したように、ラジアル軸受２０のオイルシール５０Ａ側平面とオイルシール５０Ａのラジアル軸受２０側平面との間に、例えば、０．２ｍｍ程度の隙間（上面連通通路Ｇ）を形成することができる。
【００６９】
このように軸受けユニット１Ｂを図１０Ｂで説明したようにステータアセンブリ８０に組み込み、ロータアセンブリ７０の軸Ｓをこの軸受けユニット１Ｂに挿入し、モータに組み立てる場合には、軸受けユニット１Ｂのスラスト軸受け４０側には、予め、潤滑油Ｌを点滴し、また、軸Ｓの挿入時に軸Ｓとラジアル軸受け２０の内周面とが金属接触を起こさないよう円滑に挿入させるために、軸Ｓの先端に潤滑油Ｌを塗布しておくとよい。
【００７０】
軸Ｓを軸受けユニット１Ｂに挿入すると、軸受けユニット１Ｂの内部の空気は連通通路２５からオイルシール５０Ａの外周部に形成されている気道５４ａを通り、軸受けユニット１Ｂの外部へ吐き出される。そして同時に、潤滑油Ｌは軸Ｓとラジアル軸受け２０の僅かな空隙及びスラスト空間３４に溜まっていく。
【００７１】
この時、ラジアル軸受け２０の上側に潤滑油Ｌが溢れ出ても、上面連通通路Ｇに進入し、オイルシール５０Ａの内径部の軸挿通孔（軸開放端）５１側に潤滑油Ｌが溢れ出すことがない。
「ここで注意しなければならないことは、上面連通通路Ｇの隙間が狭いと、軸Ｓの挿入時に潤滑油Ｌは毛細管現象により連通通路Ｇに引き込まれ、その引き込まれた潤滑油Ｌが側面部の連通通路２５の上方部を塞ぐことがある。従って、上面連通通路Ｇは適度な隙間を必要とすることである。
【００７２】
この現象を防止するための一方法としては、オイルシール５０Ａ、５０Ｂの下面に撥湯処理をしておくか、オイルシール５０Ａ、５０Ｂの材料そのものを撥湯性を備えたもので形成しておけば、軸Ｓ挿入時の潤滑油Ｌが上面連通通路Ｇを通って連通通路２５に達することを阻止することができる。
【００７３】
このため、図５に示したように、ラジアル軸受２０の上端面２２の直上のハウジング３０の開口部３１の内周面に段差３６を設け、この段差位置までオイルシール５０Ａを嵌め込んで前記上面連通通路Ｇを精密に確保する構造を採ってもよい。
【００７４】
また、前記段差３６を設けず、ハウジング３０の内周面は同一面とし、内部に収容するスラスト軸受け４０の厚み、ラジアル軸受２０の長さ、上面連通通路Ｇの隙間、オイルシール５０Ａの厚みを精密に加工し、これら全体の長さからハウジング３０の内部の深さを割り出し、その開口部３１にオイルシール５０Ａを嵌め込み、その上面がハウジング３０の開口部３１の上縁と同一面となるように圧入するようにすれば上面連通通路Ｇの隙間を精密に確保することができる。
【００７５】
上面連通通路Ｇの隙間が常に空間に保たれていることにより、軸Ｓの挿入時及び軸Ｓの回転時にオイルシール５０Ａの外径部の気道５４ａと共に内径部の軸挿通孔（軸開放端）５１側が軸受けユニット１Ｂの内部の空気排出用の隙間としてより効率良く機能する。
【００７６】
以上のことにから、オイルシール５０Ａの内径部の軸開放端５１側に潤滑油Ｌは溢れることなく、軸Ｓの回転時、潤滑油Ｌが軸受けユニット１Ｂの外部へ飛散による漏洩が無くなるため、軸受けユニット１Ｂの内部に潤滑油Ｌが保たれ、常に良好な潤滑が得られ、より一層信頼性の高い軸受けユニットを得ることができる。
【００７７】
なお、前記各実施例では、回転装置としてモータを採り上げて説明したが、本発明の軸受けユニットは、モータの回転軸の軸受け用の軸受けユニットに限定されるものではなく、糸、ワイヤなどの線状物、幅広フィルム、磁気テープなどの帯状物などの巻き取りを行う装置に用いられるガイロローラ、アイドラー、キャプスタン、ピンチローラ等々の軸受けにも適用できることを付言しておく。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は電子・電気産業分野、精密機械産業分野、自動車産業分野などで利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施例の動圧流体軸受けユニットの断面図である。
【図２】図１に示した動圧流体軸受けユニットを上方から見た上面図であって、同図Ａは第１実施例のオイルシールを用いた構造の動圧流体軸受けユニットの上面図、同図Ｂは第２実施例のオイルシールを用いた構造の動圧流体軸受けユニットの上面図である。
【図３】本発明の一実施例のモータの断面図である。
【図４】本発明の第１実施例の動圧流体軸受けユニットの変形である動圧流体軸受けユニットに用いるハウジングの断面図である。
【図５】本発明の第２実施例の動圧流体軸受けユニットの断面図である。
【図６】従来技術の第１形態の動圧流体軸受けユニットの構成を示す断面側面図である。
【図７】図６に示した動圧流体軸受けユニットの一構成部品であるラジアル軸受け部材の斜視図である。
【図８】図７に示したラジアル軸受の断面図である。
【図９】図６に示した動圧流体軸受けユニットの一構成部品を示していて、同図Ａはその斜視図、同図Ｂはその上面図、同図Ｃは同図ＢのＣ−Ｃ線上における断面図である。
【図１０】図６に示した動圧流体軸受けユニットの組立方法を説明するための各構成部品の斜視図である。
【図１１】従来技術の第２形態の動圧流体軸受けユニットの構成を示す断面側面図である。
【図１２】回転装置の一つであるモータのステータアセンブリに組み込んだ図６に示した動圧流体軸受けユニットに前記モータのロータアセンブリの軸を挿入して前記モータを組み立てる組立方法を説明するためのステータアセンブリ及びロータアセンブリの断面図である。
【図１３】図１２に示したステータアセンブリとロータアセンブリとを組み立てて構成された従来技術の前記一形態のモータの断面図である。
【図１４】前記ステータアセンブリと前記ロータアセンブリとの組み立て時に動圧流体軸受けユニットの上端部分に生じやすい好ましくない状態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１Ａ…本発明の第１実施例の動圧流体軸受けユニット、１Ｂ…本発明の第２実施例の動圧流体軸受けユニット、２０…ラジアル軸受、２５…連通通路、２８…動圧発生溝、３０…ハウジング、４０…スラスト軸受け、５０Ａ…オイルシール、５１…軸挿通孔（軸開放端）、５２…溝、５３…切り込み、５４ａ，５４ｂ…気道、９０Ａ…本発明の一実施例のモータ、Ｓ…軸、Ｓｔ…軸Ｓのテーパー、Ｌ…潤滑油
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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