(57)【要約】【課題】軸受部内に破片等の侵入を防止でき、その上、外部衝撃等においても軸線方向の移動を規制できる軸受の信頼性が高いモータを提供すること。【解決手段】回転ユニット２０のロータハブ２２の円環円筒部２２ｅと摺動シール１７との軸線方向の間隙Ｇ１は、シャフト１１の軸線方向の上面とロータハブ２２の蓋面２２ｂとの軸線方向の間隙Ｇ２およびスリーブ２１の軸線方向の下端面とブッシュ１２の径方向拡大部の軸線方向の上面との軸線方向の間隙Ｇ３よりも小さく設定される。これにより、回転ユニット２０が軸線方向の下側に移動したとしても、円環突起部２２ｅと摺動シール１７との接触のみにて当接する。【選択図】図４
2007244048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略円筒形状のロータハブ、および該ロータハブの内周面に固定された略円筒形状のスリーブ、
を有する回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定するブッシュ、およびブッシュの中央に固定され前記スリーブの内周面との間に径方向に微小間隙を形成する外周面を有するシャフト、
を有する固定ユニットと、
前記スリーブと前記シャフトとの前記微小間隙に形成され、前記スリーブを気体動圧にて回転自在に支持する軸受機構と、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記ブッシュの前記回転ユニットに対し軸線方向に近接対向する部分の一部には、摺動性の良い材料にて形成された移動規制部が設けられ、前記回転ユニットの軸方向下側への移動は、該移動規制部によって規制されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略円筒形状のロータハブ、および該ロータハブに固定され前記回転軸心と同軸に配置されるシャフト、
を有する回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定する円筒部を有するブッシュ、および該円筒部の内周面に固定され、前記シャフトの外周面と径方向に微小間隙を介して対向する内周面を有するスリーブ、
を有する固定ユニットと、
前記シャフトと前記スリーブとの前記微小間隙に形成され、前記スリーブを気体動圧にて回転自在に支持する軸受機構と、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記ブッシュの前記回転ユニットに対し軸線方向に近接対向する部分の一部には、摺動性の良い材料にて形成された移動規制部が設けられ、前記回転ユニットの軸方向下側への移動は、該移動規制部によって規制されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
前記ブッシュにおける前記移動規制部には、摺動性の良い材料にて形成された円環形状の摺動部材が固定されることによって形成されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記移動規制部の軸線方向の上面と前記ステータコアの前記コアバック部の軸線方向の上面とは軸線方向の高さが略一致しており、
前記摺動部材は、前記移動規制部と前記コアバック部とに跨って固定されていることを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ブッシュにおける前記摺動部材より内周側には、前記摺動部材の軸線方向の上面より高い円筒壁が形成されることを特徴とする請求項３および請求項４のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記ブッシュには、前記スリーブと径方向に微小間隙を介して対向する径方向拡大部を有し、
前記ロータハブは、前記スリーブおよび前記シャフトの軸線方向の上端面を覆う蓋面を有し、
前記径方向拡大部と前記スリーブとから構成される前記微小間隙は、外気と連通することを特徴とする請求項１および請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項７】
前記ロータハブには、前記スリーブの軸線方向の上端面を覆う蓋面が形成され、
前記スリーブの軸線方向の上端面と前記蓋面との軸線方向には、間隙が設けられることを特徴とする請求項１もしくは請求項３乃至請求項６のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項８】
前記ロータハブの前記蓋面における前記スリーブの上端面との対向面には、径方向に前記間隙を狭くする内周側円筒部が形成されることを特徴とする請求項７に記載のブラシレスモータ。
【請求項９】
前記ロータハブの前記蓋面には、前記シャフトと微小間隙を介して径方向に対向する内周側円筒部が形成されていることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項１０】
回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略有蓋円筒形状のロータハブ、および該ロータハブの内周面に固定された略円筒形状のスリーブ、
を有する回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定するブッシュ、およびブッシュの中央に固定され、および前記スリーブの内周面と径方向に微小間隙を形成する外周面を有するシャフト、
を有する固定ユニットと、
前記スリーブと前記シャフトとの前記微小間隙に形成され、前記スリーブを気体動圧にて回転自在に支持する軸受機構と、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記ブッシュには、前記スリーブと径方向に微小間隙を介して対向する外周円筒部を有し、
前記ロータハブの蓋部は、前記シャフトの軸線方向の上端面を覆い、
前記外周円筒部と前記スリーブとから構成される前記微小間隙は、外気と連通することを特徴とすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１１】
回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略円筒形状のロータハブ、および該ロータハブに固定され、前記回転軸心と同軸に配置されるシャフト、
を有する回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定する円筒部を有するブッシュ、および該円筒部の内周面に固定され、前記シャフトの外周面と径方向に微小間隙を介して対向する内周面を有するスリーブ、
前記シャフトと前記スリーブとの前記微小間隙に形成され、前記スリーブを気体動圧にて回転自在に支持する軸受機構と、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記ロータハブは、前記シャフトの軸線方向の上端面に蓋をする蓋面、および前記スリーブを保持するハブ円筒部を有し、
前記蓋部は、前記スリーブの軸線方向の上端面を覆い、且つ前記ハブ円筒部は、前記スリーブの外周面を覆い、
前記ハブ円筒部と前記スリーブとから構成される前記微小間隙は、外気と連通することを特徴とすることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１２】
回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略有蓋円筒形状のロータハブ、および該ロータハブの内周面に固定された略円筒形状のスリーブ、
を有する回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定するブッシュ、およびブッシュの中央に固定され、および前記スリーブの内周面と径方向に微小間隙を形成する外周面を有するシャフト、
を有する固定ユニットと、
前記スリーブと前記シャフトとの前記微小間隙に形成され、前記スリーブを気体動圧にて回転自在に支持する軸受機構と、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記ロータハブには、前記スリーブの軸線方向の上端面を覆う蓋面が形成され、
前記スリーブの軸線方向の上端面と前記蓋面との軸線方向には、間隙が設けられることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項１３】
回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略円筒形状のロータハブ、および該ロータハブの内周面に固定された略円筒形状のスリーブ、
を有する回転ユニットと、
前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定するブッシュ、およびブッシュの中央に固定され、および前記スリーブの内周面と径方向に微小間隙を形成する外周面を有するシャフト、
を有する固定ユニットと、
前記スリーブと前記シャフトとの前記微小間隙に形成され、前記スリーブを気体動圧にて回転自在に支持する軸受機構と、
を備えるブラシレスモータの製造方法において、
前記ロータハブには、前記軸受機構を外囲する円筒部、および前記ロータマグネットを保持する円筒形状のロータマグネット保持部が形成され、
前記スリーブと前記ロータマグネットとの同軸を高精度に図る第一治具に配置し、
前記ロータハブの前記円筒部の内周面および前記ロータマグネット保持部の内周面に接着剤を塗布した後に、
前記第一治具に配置された前記スリーブと前記ロータマグネットとの軸線方向上側に配置され、前記ロータハブを保持した前記第一治具と同軸となる第二治具を軸線方向下側に移動させることによって、前記ロータハブの前記円筒部の内周面と前記スリーブの外周面と、および前記ロータハブの前記ロータマグネット保持部の内周面と前記ロータマグネットの外周面と、を同時に固定することを特徴とするブラシレスモータの製造方法。
【請求項１４】
前記ロータハブは、前記スリーブと固定するハブ円筒部、および該ハブ円筒部の軸線方向の下面より径方向の外側に延長する径方向延長部を有し、
前記第一治具は、前記径方向延長部の軸線方向の下面と当接する位置決め突起部、前記スリーブの径方向および軸方向の位置を決定するスリーブ位置決め部、および前記ロータマグネットの径方向および軸線方向の位置を決定するマグネット位置決め部を有し、
前記第二治具によって前記ロータハブの前記径方向延長部と前記位置決め突起部とを当接させることによって、前記ロータハブに対する前記スリーブおよび前記ロータマグネットの軸線方向の位置を決定することを特徴とする請求項１３に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受に気体動圧軸受を用いたブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの高速化、長寿命化および低騒音化の観点から軸受にボールベアリングや流体軸受に代わり、空気動圧を使用したモータの開発がされている。この空気動圧軸受は、軸受内の動圧媒体が空気であるために、耐衝撃による回転部材の軸方向の移動が大きい。特に軸受が径方向のみを支持するような構造においては、軸線方向の支持は、球面の接触によって構成されていた（このような従来の回転部材の軸線方向の支持の例として、例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７１８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような従来の回転部材の軸線方向の支持構造を図に示す。図は軸線方向に切った模式断面図である。
【０００５】
図を参照して、回転部材１は、回転軸心と同軸に配置されるシャフト２に対して径方向に間隙を介して対向する円筒形状のロータハブ１ａと、このロータハブ１ａの外周面に固定されるロータマグネット１ｂと、ロータハブ１ａの上端部に固定され、シャフト２の上端面と軸線方向に間隙を介して対向する蓋部材１ｃと、から構成される。この蓋部材１ｃには、回転軸心と同軸に先端が球面の軸線方向支持部１ｃ１が形成される。そしてこの軸線方向支持部１ｃ１がシャフト２の上端面と接触することによって軸線方向の回転支持を行う。軸線方向支持部１ｃ１は、シャフト２の外周面とロータハブ１ａの円筒部内周面との間に形成された軸受部３と隣接した位置に設けられる。
【０００６】
しかしながら、軸線方向支持部１ｃ１とシャフト２の上端面との接触は、点接触であるために、外部衝撃等によって軸線方向下側に急激な力が働いた場合、軸線方向支持部１ｃ１とシャフト２の上端面との接触による圧力が大きくなる。したがって、軸線方向支持部１ｃ１およびシャフト２の上端面の一部が破損してしまう可能性がある。そしてこの破損した破片は、軸線方向支持部１ｃ１と隣接する軸受部３内に侵入してしまう可能性が高い。その結果、破片がシャフト２の外周面およびロータハブ１ａの円筒内周面に接触することによって焼き付きを生じてしまう可能性がある。
【０００７】
したがって、本発明は、上記のような問題に鑑み、なされたものであり、その目的とするところは、軸受部内に破片等の侵入を防止でき、その上、外部衝撃等においても軸線方向の移動を規制できる軸受の信頼性が高いモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のブラシレスモータは、回転ユニット、固定ユニット、および軸受機構から構成される。そして回転ユニットは、回転軸心の周りを回転するロータマグネット、該ロータマグネットを直接的もしくは間接的に保持する略円筒形状のロータハブ、および該ロータハブの内周面に固定された略円筒形状のスリーブを有する。また固定ユニットは、前記ロータマグネットと対向する面を有するステータ、該ステータを固定するブッシュ、およびブッシュの中央に固定され前記スリーブの内周面との間に径方向に微小間隙を形成する外周面を有するシャフトを有する。軸受機構は、スリーブとシャフトとの微小間隙に形成され、スリーブを空気動圧にて回転自在に支持する。
【０００９】
本発明は、ブッシュの回転ユニットに対し軸線方向に近接対向する部分の一部には、摺動性の良い材料にて形成された移動規制部が設けられ、回転ユニットの軸方向下側への移動は、該移動規制部によって規制されることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、軸受機構より外側において、移動規制部が形成される。したがって、移動規制部にて発生した破片が軸受機構内に侵入する可能性を低くすることができる。
【００１１】
また本発明のブラシレスモータは、シャフトがロータハブに固定され、スリーブがブッシュに固定される構造であってもよい。また移動規制部では、摺動性の良い材料にて円環形状に成形された摺動部材をブッシュの軸線方向の上面に配置してもよい。
【００１２】
さらにこの摺動部材は、ステータコアのコアバック部まで径方向に延出した構造であることが望ましい。この構成によって、ロータハブと接触する摺動部材の面積を増加させることができる。したがって、ロータハブと摺動部材との接触の圧力を低下させることができ、ロータハブもしくは摺動部材の接触による破片の発生を抑えることができる。
【００１３】
本発明の移動規制部では、移動規制部の径方向の内側に、軸線方向の上側に延びる円周壁が設けられる。この円周壁によって、移動規制部にて発生した破片を軸受機構内に入るのを防ぐことができる。
【００１４】
また本発明のブラシレスモータは、ロータハブは、シャフトの軸線方向の上端面を覆う蓋面が形成され、そしてブッシュにスリーブを収容する径方向拡大部が形成され、スリーブの外周面と径方向拡大部の内周面とは径方向に微小間隙を介して対向することを特徴とする。その上、微小間隙は、外気と連通する。
【００１５】
この構成により、シャフトの外周面および軸線方向の上端面、ロータハブの蓋面、スリーブの内周面、ブッシュの径方向拡大部の軸線方向の上面によって囲まれた空間にスリーブの外周面と外側円筒部の内周面とで形成された微小間隙を加えた空間は、微小空間を介して外気と連通する略密閉空間を形成することができる。したがって、回転ユニットを固定ユニットから離間する方向、すなわち、空間の体積を増大させる方向に移動させた場合、空間内の気圧は外気と比較して気圧が低くなる。通常、空間と外気とが連通する部分に微小間隙が形成されなければ、空間に外気が侵入することによって外気と空間内とは気圧が平衡となるが、微小間隙によって外気の空気が空間内に侵入することを防ぐことによって空間内の空気量が変化せずに体積のみ増大してしまう。その結果、空間内の気圧が低くなる。したがって、空間内の気圧は、体積増大前の状態に戻ろうとする復元力が働くことによって、回転ユニットを固定ユニット側に引き戻す力が働く。この復元力によって、モータをあらゆる姿勢に対しても回転ユニットが固定ユニットに対して軸線方向にずれることなく回転することができる。
【００１６】
また本発明のブラシレスモータのロータハブとスリーブとの固定に関して、ロータハブの蓋面とスリーブの軸線方向の上端面との軸線方向に間隙が設けられる。
【００１７】
この構成により、スリーブの外周面と軸線方向の上端面とで形成される直角度の精度を考慮に入れることなく、ロータハブとスリーブとの固定を行うことができる。したがって、ロータハブに対してスリーブが径方向に傾いて固定されることを防ぐことができる。また軸受機構内に発生した磨耗粉をこの間隙に収容することができるので、軸受機構に磨耗粉を残すことを防ぐことができる。その結果、軸受機構の磨耗粉による焼き付きを防ぐことができる。
【００１８】
本発明のブラシレスモータのロータハブとシャフトとの関係に関して、ロータハブの蓋面には内周側円筒部が形成され、この内周側円筒部の内周面とシャフトの外周面とは径方向に微小間隙を介して対向する。
【００１９】
この構成により、蓋面もしくはシャフトの軸線方向の上端面に異物や切削粉等が残留していたとしても、内周側円筒部とシャフトとの間にて微小間隙を形成することによって、これら異物や切削粉等が軸受機構内に侵入することを防ぐことができる。
【００２０】
本発明のブラシレスモータの製造方法は、回転ユニットを作製する際に、スリーブとロータマグネットとの同軸を高精度に図る第一治具に配置し、ロータハブのハブ円筒部の内周面およびロータマグネット保持部の内周面に接着剤を塗布した後に、位置決め治具に配置されたスリーブとロータマグネットとの軸線方向上側に配置され、ロータハブを保持した第一治具と同軸となる第二治具を軸線方向下側に移動させることによって、ロータハブのハブ円筒部の内周面とスリーブの外周面と、およびロータハブのロータマグネット保持部の内周面とロータマグネットの外周面と、を同時に固定することを特徴とする。
【００２１】
この製造方法によって、回転ユニットを作製する際に、スリーブとロータマグネットとの同軸度を高精度に確保することができる。したがって、回転ユニットの回転振れを抑えることができる。
【００２２】
また本発明のブラシレスモータの製造方法は、第一治具に、ロータハブの径方向延長部の軸線方向の下面と当接する位置決め突起部、スリーブの径方向および軸線方向の位置決めを行うスリーブ位置決め部、およびロータマグネットの径方向および軸線方向の位置決めを行うロータマグネット位置決め部を有し、位置決め突起部とロータハブの径方向延長部とが当接した位置にて、ロータハブに対するスリーブとロータマグネットとの軸線方向の位置が決定することを特徴とする。
【００２３】
この第一治具の構成により、ロータハブに対するスリーブおよびロータマグネットの径方向および軸線方向の位置決めを高精度且つ容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、軸受部内に破片等の侵入を防止でき、その上、外部衝撃等においても軸線方向の移動を規制できる軸受の信頼性が高いモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜ブラシレスモータの全体構造＞
本発明のブラシレスモータの実施形態の一例について図１および図２を参照して説明する。図１はブラシレスモータの軸線方向に切った模式断面図である。図２は、図１の一点鎖線円の拡大図である。
【００２６】
図１を参照して、本実施例のブラシレスモータは、固定ユニット１０と、固定ユニット１０と相対的に回転する回転ユニット２０、および固定ユニット１０と回転ユニット２０との間に形成され、回転ユニット２０を固定ユニット１０に対して回転自在に支持する軸受機構３０から構成されている。
【００２７】
１）固定ユニット１０について
固定ユニット１０は、回転軸心Ｊ１と同軸に配置された円柱形状のシャフト１１、シャフト１１の軸線方向の下部に固定された略円筒形状のブッシュ１２、ブッシュ１２の外周面の軸線方向の上部に固定されたステータ１３、ブッシュ１２の外周面の軸線方向の下部に固定された取付板１４から構成される。
【００２８】
回転軸Ｊ１に固定されたシャフト１１は、セラミック材料にて成形される。そしてシャフト１１の外周面には、動圧を発生させる動圧発生溝（不図示）が形成される。
【００２９】
ブッシュ１２は、シャフト１１の軸線方向の下部を固定する軸線方向に貫通した円筒形状のシャフト固定部１２ａが設けられる。このシャフト固定部１２ａの軸線方向下端部には、シャフト１１の軸線方向の位置決めを行う円環突起部１２ａ１がシャフト固定部１２ａの内周側に形成される。ここで、シャフト１１の外周面とシャフト固定部１２ａとの固定には圧入が望ましい。さらにシャフト１１とシャフト固定部１２ａとの固定強度を向上させるために接着剤をさらに塗布しても良い。
【００３０】
ブッシュ１２のシャフト固定部１２ａの上端部には、径方向外側に延びる径方向拡大部１２ｂが形成される。そしてこの径方向拡大部１２ｂと連続するように軸線方向の上側に延びる外周円筒部１２ｃが形成される。この外周円筒部１２ｃの外周面の上部には、ステータ１３を配置するための上側段部１２ｃ１が形成される。また外周円筒部１２ｃと連続するブッシュ１２の外周面の下部には、取付板１４を固定するための下側段部１２ｃ２が形成される。
【００３１】
ステータ１３は、薄板の磁性鋼板を複数（本実施例では４枚）積層して形成されたステータコア１３ａと、このステータコア１３ａに巻回した巻線１３ｂとから構成される。ステータコア１３ａは、内周側に円環形状のコアバック部１３ａ１とコアバック部１３ａ１から径方向外側に複数放射状に形成したティース部１３ａ２とから構成される。そして巻線１３ｂは、ティース部１３ａ２の周囲を巻回する。またコアバック部１３ａ１は、ブッシュ１２の上側段部１２ｃ１の軸線方向の上面および上側段部１２ｃ１と連続する外周面とによって、軸線方向および径方向の位置決めを行う。またこのブッシュ１２とステータ１３との固定には、接着剤をブッシュ１２の外周面とステータ１３のコアバック部１３ａ１の内周面とに介在させることによって固定する。
【００３２】
取付板１４は、鋼板をプレス加工等の塑性加工によって形成され、ブッシュ１２の下側段部１２ｃ２と係合する開口穴１４ａが形成されている。取付板１４は、下側段部１２ｃ２によって、軸線方向および径方向の位置決めを行う。そして取付板１４とブッシュ１２とはカシメ等の塑性加工によってブッシュ１２の下端面の一部を変形させて取付板１４の外周縁を挟むように固定する。
【００３３】
取付板１４の軸線方向の下面には、巻線１３ｂの引き出し線が半田等にて固定され、電気的導通を図る回路基板１５が例えば、接着にて固定されている。そしてこの回路基板１５の軸線方向の下面には、外部電源（不図示）との接続を行うコネクタ１６が半田等にて固定される。
【００３４】
２）回転ユニット２０について
回転ユニット２０は、シャフト１１の外周面と径方向に微小間隙を介して対向する略円筒形状のスリーブ２１、スリーブ２１の外周面に固定される略有蓋円筒形状のロータハブ２２、ロータハブ２２に固定されたロータマグネット保持部であるヨーク２３、およびヨーク２３の内周面に固定されたロータマグネット２４から構成される。
【００３５】
スリーブ２１は、セラミック材料にて成形される。これにより、シャフト１１の外周面と接触しても破損を防止することができる。そして、スリーブ２１の軸線方向の下部の外周面は、ブッシュ１２の外周円筒部１２ｃの内周面と微小間隙Ｒ１を介して対向する。またスリーブ２１の軸線方向の下端面は、ブッシュ１２の径方向拡大部１２ｂの軸線方向の上面と間隙を介して対向する。
【００３６】
ロータハブ２２は、スリーブ２１の外周面と接着にて固定する内周面を有するハブ円筒部２２ａ、このハブ円筒部２２ａの軸線方向の上端部に蓋をするように形成された蓋部２２ｂ、およびハブ円筒部２２ａの軸線方向の下端部に径方向外側に延びるように形成された径方向延長部２２ｃから構成される。
【００３７】
ロータハブ２２のハブ円筒部２２ａの内周面におけるスリーブ２１の軸線方向の上端面より上側には、スリーブ２１を固定しているハブ円筒部２２ａの径方向の肉厚よりも厚い肉厚にて形成されている内周側円筒部２２ｄが形成されている。この内周側円筒部２２ｄの内周面は、シャフト１１と径方向に重なり、シャフト１１の外周面と径方向に微小間隙を介して対向するように設けられる。そしてこの内周側円筒部２２ｄに蓋をするように蓋部２２ｂが内周側円筒部２２ｄと連続して形成されている。この蓋部２２ｂは、シャフト１１の軸線方向の上端面と軸線方向に間隙を介して対向するように形成されている。内周側円筒部２２ｄの内周面とシャフト１１の外周面と径方向に形成される微小間隙によって、ロータハブ２２の加工の際に蓋面２２ｂに異物が付着していたとしても、軸受機構３０へ侵入することを防ぐことができる。したがって、異物によって軸受機構３０が焼き付きを起こすことがない信頼性の高いモータを提供することができる。
【００３８】
径方向延長部２２ｃの外周部には、磁性材料をプレス加工等の塑性加工にて形成されたヨーク２３がカシメ等の塑性加工にて固定されている。そしてヨーク２３の内周面の軸線方向中央部には、ロータマグネット２４が固定されている。このロータマグネット２４の内周面とステータ１３のステータコア１３ａの外周面とは径方向に間隙を介して対向するように配置される。
【００３９】
３）軸受機構３０について
シャフト１１の外周面に形成された複数の動圧発生溝は、スリーブ２１を含む回転ユニット２０が回転することによって、空気の圧力が高まる点を形成する。この空気の圧力によって回転ユニット２０を径方向に回転自在に支持している。
【００４０】
ここで図２を参照して、軸受機構３０の上部付近の構造を説明する。
【００４１】
ロータハブ２２の内周側円筒部２２ｄの軸線方向の下面とスリーブ２１の軸線方向の上端面とは、微小間隙Ｈ１を介して対向している。この構成により、スリーブ２１の外周面と軸線方向の上端面とから形成される直角度の精度に関係なく、スリーブ２１をロータハブ２２のハブ円筒部２２ａに固定することができる。したがって、スリーブ２１の内周面とシャフト１１の外周面との軸線方向に精度良く平行に配置することができる。これは軸受機構３０におけるシャフト１１の外周面とスリーブ２１の内周面との径方向の間隙が数μｍであり、径方向の支持力が弱い空気軸受には好適である。
【００４２】
さらにスリーブ２１の外周面とハブ円筒部２２ａの内周面とに介在する接着剤がスリーブ２１の軸線方向の上端面側に侵入したとしてもこの微小間隙Ｈ１によって接着剤を収容することができる。したがって、スリーブ２１がハブ円筒部２２ａに対して接着剤の影響で径方向に傾くことがなくなる。その上、高温環境下において接着剤が膨張したとしても、この微小間隙Ｈ１にて接着剤の膨張体積分を収容することができる。したがって、高温環境下においてもスリーブ２１が径方向に傾くことがなくなる。さらに、この微小間隙Ｈ１は、軸受機構３０に隣接して径方向外側に形成されているので軸受機構３０にて発生した磨耗粉が遠心力によって微小間隙Ｈ１内に収容することができる。その結果、環境変化によっても軸受精度に変化がなく、磨耗粉を外部に放出することによって焼き付きを防ぐ信頼性の高い軸受機構３０およびモータを提供することができる。
【００４３】
また内周側円筒部２２ｄの外周部には、スリーブ２１の軸線方向の上端面と内周側円筒部２２ｄの軸線方向の下面との微小間隙Ｈ１をさらに狭く形成する外側段部２２ｄ１が形成される。この外側段部２２ｄ１により、スリーブ２１とハブ円筒部２２ａとの接着による固定の際に、接着剤の収縮もしくは膨張によりスリーブ２１が軸線方向上側に移動したとしてもこの外側段部２２ｄ１と当接することによってスリーブ２１の軸線方向の移動を規制することができる。したがって、スリーブ２１の軸線方向の位置決め精度を向上させることができる。
【００４４】
内周円筒部２２ｄにおける外側段部２２ｄ１からハブ円筒部２２ａにかけて径方向の外側に向かい拡径する径方向凹部２２ｄ２が形成される。この径方向凹部２２ｄ２によって、スリーブ２１とロータハブ２２との固定の際に使用される接着剤が余剰したとしても、微小間隙Ｈ１の前に、まず径方向凹部２２ｄ２にて収容することができる。
【００４５】
＜軸線方向の移動規制構造＞
次に本発明の回転ユニット２０の軸線方向の移動規制構造について図３乃至図５を参照して説明する。図３は、図１の点線円の拡大図である。また図４は、モータの固定ユニット１０と回転ユニット２０との軸受機構３０付近の軸線方向の間隙の大きさを示した図である。そして図５は、軸受機構３０付近の構造を示した拡大図である。
【００４６】
まず、図３および図４を参照して、回転ユニット２０が固定ユニット１０に対して軸線方向の下側に移動する際の移動規制構造を説明する。
【００４７】
図３を参照して、ブッシュ１２の外周円筒部１２ｃの軸線方向の上端面の内周側には、円環形状の円周壁１２ｃ３が形成されている。また外周円筒部１２ｃの軸線方向の上端面の外周側とステータ１３のコアバック部１３ａ１の軸線方向の上端面とは、軸線方向の高さが略一致している。そして、外周縁筒部１２ｃの軸線方向の上端面の円周壁１２ｃ３の外周側には、摺動性の良い部材にて形成された円環形状の摺動部材である摺動シール１７が固定されている。
【００４８】
また摺動シール１７と軸線方向に対向するロータハブ２２には、円環突起部２２ｅが形成される。この円環突起部２２ｅは、円周壁１２ｃ３よりも径方向外側、且つ巻線１３ｂの径方向の内周側よりも径方向内側に設けられる。またハブ円筒部２２ａの軸線方向の下端面から円環突起部２２ｅの軸線方向の下端面までの長さＬ１は、摺動シール１７の軸線方向の上面から円周壁１２ｃ３の軸線方向の上端面までの長さＬ２よりも長く形成される。このＬ１＞Ｌ２の構成により、外部衝撃等によってロータハブ２２が軸線方向の下側に移動したとしても、円環突起部２２ｅの軸線方向の下端面が摺動シール１７の軸線方向の上面に当接することによって、ハブ円筒部２２ａの軸線方向の下端面と円周壁１２ｃ３の軸線方向の上端面との接触を防ぐことができる。
【００４９】
また摺動シール１７の内周縁と外周縁とから形成される径方向の幅および円環突起部２２ｅの軸線方向の下端面の径方向の幅が互いに大きく形成されることが望ましい。この構成によって、ロータハブ２２が軸線方向下側に移動した際の円環突起部２２ｅと摺動シール１７との当接における圧力を低減することができる。したがって、円環突起部２２ｅと摺動シール１７との当接による破損を防ぐことができる。この摺動シール１７の外周縁は、ステータ１３のコアバック部１３ａ１に跨ってもよい。摺動シール１７の外周縁をコアバック部１３ａ１まで延ばすことによって、摺動シール１７の径方向の幅を広げることができる。したがって、円環突起部２２ｅの軸線方向の下端面との当接面積を増やすことができる。
【００５０】
また円周壁１２ｃ３の軸線方向の上端面は摺動シール１７の軸線方向の上面よりも軸線方向の上側となるように形成される。万が一円環突起部２２ｅと摺動シール１７との当接によってどちらかの部材が破損したとしても、円周壁１２ｃ３により、破損した破片は、軸受機構３０内に侵入することを防ぐことができる。したがって、軸受機構３０の焼き付きが生じない信頼性の高いモータを提供することができる。
【００５１】
図４を参照して、摺動シール１７の軸線方向の上面とロータハブ２２のハブ円筒部２２ａにおける円環突起部２２ｅの軸線方向の下端面との軸線方向の間隙Ｇ１の大きさは、シャフト１１の軸線方向の上端面とロータハブ２２の蓋面２２ｂの軸線方向の下面との軸線方向の間隙Ｇ２の大きさおよびスリーブ２１の軸線方向の下端面とブッシュ１２の径方向拡大部１２ｂの軸線方向の上面との軸線方向の間隙Ｇ３の大きさより小さいことが必須である。Ｇ１＜Ｇ２、且つＧ１＜Ｇ３であることにより、ロータハブ２２およびスリーブ２１を有する回転ユニット２０が軸線方向の下側に移動したとしても、固定ユニット１０と回転ユニット２０との接触は、軸受機構３０から径方向外側に形成される円環突起部２２ｅと摺動シール１７との当接のみとなる。したがって、軸受機構３０に隣接するシャフト１１とロータハブ２２の蓋面２２ｂとの接触およびスリーブ２１とブッシュ１２との接触を防ぐことができる。したがって、軸受機構３０内に侵入しやすい部位での接触を防ぐことにより、焼き付きを防止することができるので、信頼性の高いモータを提供することができる。
【００５２】
次に、図５を参照して、回転ユニット２０が固定ユニット１０に対して軸線方向の上側に移動する際の移動規制構造を説明する。
【００５３】
ロータハブ２２はハブ円筒部２２ａおよび蓋面２２ｂから袋状に形成され、且つハブ円筒部２２ａの内周面に固定されたスリーブ２１の軸線方向の下部の外周面とブッシュ１２の外周円筒部１２ｃの内周面との間に微小間隙Ｒ１が形成されることによって、軸受機構３０付近の外気への空気の流れを低下させることができる。この構成により、軸受機構３０付近は略密閉空間となる。ここで軸受機構３０付近の軸受空間３１は、ロータハブ２２の蓋面２２ｂの軸線方向の下面、スリーブ２１の内周面、およびスリーブ２１の軸線方向の下端面と、シャフト１１の軸線方向の上端面、シャフト１１の外周面、およびブッシュ１２の径方向拡大部１２ｂの軸線方向の上面と、によって囲まれた空間に微小間隙Ｒ１を加えた空間である（図５の網掛け部分）。
【００５４】
軸受空間３１の体積が、ロータハブ２２およびスリーブ２１の軸線方向の上側への移動により大きくなると、軸受空間３１内の気圧が外気と比較して低くなる。これは外気に連通した微小間隙Ｒ１が外気からの空気の流れを低下させているので、軸受空間３１の体積の増加に対して外気から軸受空間３１内に流入する空気の量を抑えることによって生じる現象である。したがって、軸受空間３１は、外気と平衡状態を保とうとする力が働く。その結果、大きくなった軸受空間３１の体積を元に戻そうとする力が働く。すなわち、ロータハブ２２およびスリーブ２１を軸線方向の下側へ移動させる力が働く。これにより、回転ユニット２０が軸線方向の上側への移動を規制することができる。例えば、微小間隙Ｒ１が回転ユニット２０の軸線方向の移動と垂直方向に形成したとすると、回転ユニット２０が軸線方向の上側に移動した場合、微小間隙Ｒ１の間隙の幅が大きくなってしまう。その結果、外気から軸受空間３１への空気の流入量が多くなってしまい、回転ユニット２０が軸線方向の上側に移動した状態にて、軸受空間３１の気圧と外気の気圧とが平衡状態となってしまう。したがって、回転ユニット２０を軸線方向の下側へ移動させる力が働かず、回転ユニット２０の軸線方向の上側への移動を規制する効果が働かない。しかしながら、本発明の微小間隙Ｒ１は回転ユニット２０の軸線方向の上側への移動に対して、微小間隙Ｒ１の外気からの空気の流入を低下させる効果を保つように径方向の幅を変更することなく、すなわち、回転ユニット２０の軸線方向の上側への移動と略平行に形成することにより、軸受空間３１の気圧は体積の増加に伴って低くなるので、回転ユニット２０の軸線方向の上側への移動を規制する効果を発揮することができる。したがって、部品点数を増やすことなく、回転ユニット２０の軸線方向の上側への移動規制を図ることができる。したがって、モータの低価格化を実現することができる。
【００５５】
＜他の実施例＞
次に本発明のブラシレスモータの他の実施例について図６および図７を参照して説明する。以下、上記実施例と異なる点について説明する。
【００５６】
図６を参照して、ロータハブ５０の蓋面５１には、開口穴５１ａが形成され、この開口穴５１ａにシャフト６０が固定される。ブッシュ７０には、スリーブ８０を固定するスリーブ固定凹部７１が形成される。そしてシャフト６０がスリーブ８０に対して回転自在に支持されて回転する。そしてブッシュ７０は、シャフト６０の軸線方向の下端面と軸線方向に間隙を介して対向して底面部７２が形成される。
【００５７】
ここで、回転ユニット９０は、ロータハブ５０、シャフト６０、ヨーク２３、およびロータマグネット２４から構成される。そして固定ユニット１００は、ブッシュ７０、スリーブ８０、ステータ１３および取付板１４から構成される。一般的に軸回転と呼称される構造である。
【００５８】
またスリーブ８０の外周面とロータハブ５０のハブ円筒部５２の内周面との径方向には微小間隙Ｒ２を介して対向する。そしてこの微小間隙Ｒ２は外気と連通する。
【００５９】
次に図７を参照して、軸受空間１１０は、ブッシュ７０の底面部７２、スリーブ８０の内周面、およびスリーブ８０の軸線方向の上端面と、ロータハブ５０の蓋面５１の軸線方向の下面、シャフト６０の外周面、およびシャフト６０の軸線方向の下端面と、にて囲まれた空間に微小間隙Ｒ２を加えた空間から構成される（図７の網掛け斜線部）。微小間隙Ｒ２が回転ユニット９０の軸線方向の上側への移動に対して、径方向への間隙幅が増加しないことから、先の実施例と同様の効果を発揮することができる。
【００６０】
＜モータの製造方法＞
次に本発明に係わるモータの製造方法について図８乃至図１２を参照して説明する。図８は、モータの製造工程を示すフロー図である。また図９乃至図１２は、モータの組立過程を示す図である。
【００６１】
まず固定ユニット１０を作製する（図８のステップＳ１、図９参照）。
【００６２】
ブッシュ１２のシャフト固定部１２ａにシャフト１１を圧入する。シャフト１１の軸線方向の下端面が、ブッシュ１２の円環突起部１２ａ１に当接することによって決定される。これにより、ブッシュに対してシャフト１１を径方向および軸線方向に精度良く固定することができる。さらにシャフト１１とシャフト固定部１２ａとの間に接着剤を入れるので固定強度を向上させることができる。ブッシュ１２の外周面の下側段部１２ｃ２には、回路基板１５およびコネクタ１６を搭載した取付板１４がカシメ等の塑性加工によって固定されている。またブッシュ１２の上側段部１２ｃ１には、ステータ１３が接着剤によって固定されている。そしてブッシュ１２の軸線方向の上面とステータ１３のコアバック部１３ａ１の軸線方向の上面とは軸線方向の高さが略一致している。そのブッシュ１２の軸線方向の上面およびコアバック部１３ａ１の軸線方向の上面を跨るように摺動シール１７が固定される。
【００６３】
次にロータハブ２２とヨーク２３とをカシメ等の塑性加工にて固定する。そして円環形状に形成されているスリーブ２１およびロータマグネット２４を各中心が精度良く確保できる第一治具１２０に固定する（図８のステップＳ２、図１０参照）。
【００６４】
この第一治具１２０は、スリーブ２１の軸線方向の下端面からロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの軸線方向の下面までの高さおよびロータマグネット２４の軸線方向の下端面からロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの軸線方向の下面までの高さを精度良く決定することができるスリーブ位置決め部１２１およびマグネット位置決め部１２２がそれぞれ形成されている。また、スリーブ位置決め部１２１およびマグネット位置決め部１２２の径方向の間には、ロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの軸線方向の下面と当接することによってロータハブ２２の軸線方向の位置を決定する位置決め突起１２３が形成されている。すなわち、スリーブ位置決め部１２１およびマグネット位置決め部１２２の軸線方向の上面から第一治具１２０の位置決め突起１２３の軸線方向の上面までの軸線方向の高さが、スリーブ２１の軸線方向の下端面からロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの軸線方向の下面までの高さおよびロータマグネット２４の軸線方向の下端面からロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの軸線方向の下面までの高さとそれぞれ一致する。またスリーブ２１とロータマグネット２４との径方向の配置位置に関しても第一治具１２０の精度にて決定することができる。したがって、スリーブ２１とロータマグネット２４との各回転中心を精度良く一致させることができる。
【００６５】
次にヨーク２３を固定したロータハブ２２を第二治具１３０によって、スリーブ２１およびロータマグネット２４をヨーク２３の内周面およびロータハブ２２の内周面にそれぞれ塗布された接着剤によって固定する（図８のステップＳ３、図１１参照）。これによって回転ユニット２０を作製することができる。
【００６６】
第二治具１３０は、第一治具１２０と同軸となるように配置された治具であり、その中心にロータハブ２２を固定する固定部１３１を有する。第二治具１３０が軸線方向の下側に移動することによってロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの軸線方向の下面を第一治具１２０の位置決め突起１２３の軸線方向の上面に当接させることによって、スリーブ２１およびロータマグネット２４のロータハブ２２に対する軸線方向の位置を精度良く決定することができる。これにより、摺動シール１７の軸線方向の上面から円環突起部２２ｅの軸線方向の下面までの間隙Ｇ１とスリーブ１２の径方向拡大部１２ｂの軸線方向の上面とスリーブ２１の軸線方向の下端面までの間隙Ｇ３とを精度良く管理することができる。
【００６７】
また第一治具１２０のスリーブ位置決め部１２１の外周側に隣接した部分には、外気と連通する第一空気抜き穴１２１ａが形成される。そしてスリーブ位置決め部１２１の内周側にも同様に第二空気抜き穴１２１ｂが形成される。
【００６８】
ステップＳ３において、ロータハブ２２をスリーブ２１に固定する際に、スリーブ２１の外周面、位置決め突起１２３およびロータハブ２２の径方向延長部２２ｃによって囲まれた空間は第一空気抜き穴１２１ａによって外気と連通するので、この空間内の気圧を調節することができる。また第二空気抜き穴１２１ｂも同様の効果を発揮する。
【００６９】
また第二治具１３０の中央には、第三空気抜き穴１３１ａが形成される。この第三空気抜き穴１３１ａによって、ロータハブ２２の蓋面２２ｂおよび第二治具１３０にて空間は外気と連通するので、この空間内の気圧を調節することができる。
【００７０】
次に固定ユニット１０に回転ユニット２０を挿通する（図８のステップＳ４、図１２参照）。
【００７１】
第二治具１３０によって、ロータハブ２２のハブ円筒部２２ａの外周面を保持することによって回転ユニット２０を保持する。そして、ブッシュ１３を軸線方向の下側の外周面を固定するブッシュ位置決め部１４１を有する第三治具１４０によって固定ユニット１０を保持する。また第二治具１３０と第三治具１４０とは図示しない連結部によって同軸度を精度良く確保している。これにより、固定ユニット１０および回転ユニット２０の同軸度を第二治具１３０と第三治具１４０との治具精度によって確保することができる。そしてシャフト１１にスリーブ２１を挿通することによって固定ユニット１０および回転ユニット２０とは組み合わさる。そして摺動シール１７の軸線方向の上面にロータハブ２２の円環突起部２２ｅの軸線方向の下面が当接する位置まで挿入する。その後、第二治具１３０を軸線方向の上側に上げることによって、ロータハブ２２は、ロータマグネット２４とステータ１３との磁気中心まで軸線方向の上側まで移動する。
【００７２】
以上、本実施例について説明してきたが、本発明は上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲の範囲内において変形することが可能である。
【００７３】
例えば、本実施例においては、ブッシュ１２の軸線方向の上面に摺動シール１７を固定した構造であったが、これに限定されることはない。ロータハブ２２の円環突起部２２ｅと当接する部位に関して摺動性が良ければよい。例えば、ブッシュ１２自体を摺動性の良い部材にて形成してもよい。
【００７４】
また例えば、本実施例においては、ロータハブ２２の径方向延長部２２ｃの外周部に、磁性体のヨーク２３を固定していたが、これに限定されることはない。しかし、ロータマグネット２４の磁気効率を高めるために、ロータマグネット２４を固定する部位に磁性材料が必要である。したがって、例えば、ロータハブ２２自体を磁性材料から形成してもよい。その場合、ヨーク２３の部分を径方向延長部２２ｃの外周部から軸線方向の下側に延びるマグネット保持部として形成してもよい。
【００７５】
また例えば、本実施例において、シャフト１１の下端面をブッシュ１２の円環突起部１２ａ１に当接することによって軸線方向の位置決めを行っていたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、シャフト１１とブッシュ１２とを固定する治具（不図示）にシャフト１１の軸線方向の位置決めを行う位置決め突起を設けることによって、ブッシュ１２に対するシャフト１１の軸線方向の位置を決定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係わるモータの軸線方向に切った模式断面図である
【図２】図１の一点鎖線円の拡大図である
【図３】図１の移動規制部を示した点線円の拡大図である
【図４】図１の固定ユニットと回転ユニットとの間隙の関係を示した図である
【図５】図１の軸受機構付近の拡大図である
【図６】本発明に係わる他の実施例におけるモータの軸線方向に切った模式断面図である
【図７】図５の軸受機構付近の拡大図である
【図８】本発明のモータの製造工程に係わるフロー図である
【図９】本発明のモータの組立図である
【図１０】本発明のモータの組立図である
【図１１】本発明のモータの組立図である
【図１２】本発明のモータの組立図である
【図１３】従来例に係わるモータの軸線方向に切った模式断面図である
【符号の説明】
【００７７】
１０、１００  固定ユニット
１１、６０  シャフト
１２、７０  ブッシュ
１２ｂ      径方向拡大部
１２ｃ      外側円筒部
１２ｃ３    円周壁
１３        ステータ
１３ａ      ステータコア
１３ａ１    コアバック部
１３ａ２    ティース部
１３ｂ      巻線
１４        取付板
１７        摺動シール（摺動部材）
２０、９０  回転ユニット
２１、８０  スリーブ
２２、５０  ロータハブ
２２ａ      ハブ円筒部
２２ｂ、５１  蓋面
２２ｃ      径方向延長部
２２ｄ      内側円筒部
２２ｅ      円環突起部
２３        ヨーク（マグネット保持部）
２４        ロータマグネット
３０        軸受機構
３１、１１０  軸受空間
１２０      第一治具
１２１      スリーブ位置決め部
１２２      ロータマグネット位置決め部
１３０      第二治具
Ｒ１、Ｒ２  微小間隙
【図１】
2007244048.tif 000003
【図２】
2007244048.tif 000004
【図３】
2007244048.tif 000005
【図４】
2007244048.tif 000006
【図５】
2007244048.tif 000007
【図６】
2007244048.tif 000008
【図７】
2007244048.tif 000009
【図８】
2007244048.tif 000010
【図９】
2007244048.tif 000011
【図１０】
2007244048.tif 000012
【図１１】
2007244048.tif 000013
【図１２】
2007244048.tif 000014
【図１３】
2007244048.tif 000015