軸受検査方法及びモータの製造方法
【課題】接触式ながらモータへの負荷が少なく、簡易かつ正確に流体軸受モータの浮上回転数を検査できる軸受検査方法、及び、当該軸受検査方法による浮上回転数検査を有するモータの製造方法を提供する
【解決手段】流体軸受モータの回転子に固定された回転電極２１と固定電極２３との間に導電性液状物質２２を介在させることで、固定電極２３からの回転子への負荷による、モータ回転数の減少やモータの回転停止は発生せず、正確にモータの浮上回転数の検査を行うことが可能となる。また、流体軸受モータ検査工程の浮上回転数検査で、正確にモータの浮上回転数の検査を行うことができるため、最適な合格判定基準値を用い信頼性の高い浮上回転数の検査を行うことができる。
【解決手段】流体軸受モータの回転子に固定された回転電極２１と固定電極２３との間に導電性液状物質２２を介在させることで、固定電極２３からの回転子への負荷による、モータ回転数の減少やモータの回転停止は発生せず、正確にモータの浮上回転数の検査を行うことが可能となる。また、流体軸受モータ検査工程の浮上回転数検査で、正確にモータの浮上回転数の検査を行うことができるため、最適な合格判定基準値を用い信頼性の高い浮上回転数の検査を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受モータの接触あるいは非接触の検査を行うための軸受検査方法、ならびにモータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受モータとは、例えば回転子の中心に固定された回転軸が、固定子に形成されたスリーブに挿入され、回転軸とスリーブとの間にオイル、空気等の流体を介在させる構造を有しており、回転軸の回転に伴って前記流体に流体動圧が生じ、所定の回転数を超えると回転軸とスリーブとが非接触状態となって回転を行うものである。このように、流体軸受モータは回転軸とスリーブとが非接触状態で回転するため、回転軸とスリーブ間の摩擦、磨耗が少なく高耐久性を有する他、回転音が小さい、高速回転に対応できる等の多くの利点があり、ハードディスクの回転用に用いられる他、特に各種記録媒体等の回転用モータとして多く使用されている。
【０００３】
図５Ａ、図５Ｂは公知の流体軸受モータの構成の概略を示す断面図である。尚、図５Ａはスラスト方向にはすべり軸受を用いた流体軸受モータの例を、また、図５Ｂはスラスト方向、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータの例を示している。
【０００４】
図５Ａに示す、スラスト方向にすべり軸受を用いた流体軸受モータ６０を構成する回転子４０は、下方に開口した略カップ状のハブ４４と、ハブ４４の中心に設けられた孔に一端が圧入固定された回転軸４５とを有している。回転軸４５のハブ４４に圧入固定された一端側には回転軸４５と同軸にハードディスク等の部材を取り付けるためのネジ穴４９が形成され、更に回転軸４５の外周面には所定の形状のラジアル動圧溝４８が形成される。ハブ４４の底面にはリング状のヨーク４６がハブ４４と同軸かつ、ハブ４４の外周に沿うように固定され、ヨーク４６の内周面には永久磁石４７が接着固定される。
【０００５】
流体軸受モータ６０を構成する固定子５０は、ベース板５１と、ベース板５１に形成され、回転軸４５を軸支するスリーブ５２とを有している。スリーブ５２の内周面にはラジアル動圧溝５６が形成され、スリーブ５２の外周面下部の延在部５７には、回転子４０に接着固定された永久磁石４７と対向するように、コイル５３が巻回されたコア５４が固着される。
【０００６】
流体軸受モータ６０は回転子４０の回転軸４５が固定子５０のスリーブ５２に回転自在に挿入され、回転軸４５とスリーブ５２、及びスリーブ５２の底に配置された絶縁性を有するスラストプレート７１との間隙にオイル等の潤滑剤５５が充填されることで形成される。尚、回転軸４５の先端は曲面とされ、スラストプレート７１に当接して回転子４０は軸方向に支持されている。
【０００７】
図５Ｂに示す、スラスト方向、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａは、前述の流体軸受モータ６０の回転子４０とほぼ同等の構成を有しているが、回転軸４５ａの下端にその上面と下面とに図示しないスラスト動圧溝が形成されたリング状フランジ２０１が圧入固定されている点で異なっている。
【０００８】
また、流体軸受モータ６０ａの固定子５０ａも、前述の流体軸受モータ６０の固定子５０とほぼ同等の構成を有しているが、ベース板５１ａに形成された孔に回転軸４５ａを軸支するためのスリーブ５２ａが圧入固定される点と、このスリーブ５２ａの下端面と対向すると共にリング状フランジ２０１が可動となるような間隔を空けてスラストプレート７１ａが固定される点で異なっている。尚、スラストプレート７１ａやスリーブ５２ａには、リング状フランジ２０１と対向する面に所定のスラスト動圧溝を設けても良い。
【０００９】
上記の流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａは、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１が固定子５０ａに対して回転自在な状態になるように取り付けられる。そして、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１とそれらを囲むスリーブ５２ａ、スラストプレート７１ａ等との間隙にオイル等の潤滑剤５５が充填されることで流体軸受モータ６０ａは形成される。尚、流体軸受モータ６０ａは、回転軸４５ａ及びスリーブ５２ａに形成されたラジアル動圧溝４８、５６により、その回転時には潤滑剤５５に動圧が発生する。これにより、回転子４０ａは回転時に径方向に支持される。またこれと同時に、回転軸４５ａ先端のリング状フランジ２０１の上下面に形成されたスラスト動圧溝により、潤滑剤５５には回転軸４５ａを浮上させるような動圧が発生する。これにより、回転子４０ａは回転時に軸方向にも支持される。
【００１０】
上記のような流体軸受モータ６０ａは、回転子４０ａの回転数が所定の回転数（浮上回転数）を超えると、ラジアル動圧溝４８、５６及びリング状フランジ２０１のスラスト動圧溝により発生する動圧により、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１がスリーブ５２ａ及びスラストプレート７１ａに対して非接触状態で回転するものであり、通常はこの非接触回転の状態で使用される。また、上記の流体軸受モータ６０は、回転子４０の回転数が所定の回転数（浮上回転数）を超えると、ラジアル動圧溝４８、５６により発生する動圧により、回転軸４５がスラストプレート７１と点接触の状態のまま、スリーブ５２に対しては非接触状態で回転するものであり、通常はこの状態で使用される。尚、以後の説明において、回転時に回転軸４５がスリーブ５２に対して非接触状態となること、及び回転軸４５ａが固定子５０ａに対して径方向にも軸方向にも、非接触状態となることを便宜的に浮上と称することとする。また、以後の回転軸と固定子との接触、非接触に関する説明において、回転軸４５ａとは回転軸４５ａとリング状フランジ２０１とを含めたものを意味し、また、スリーブ５２ａとはスリーブ５２ａとスラストプレート７１ａとを含めたものを意味することとする。即ち、回転軸４５ａとスリーブ５２ａとが接触した状態とは、回転軸４５ａもしくはリング状フランジ２０１が、スリーブ５２ａもしくはスラストプレート７１ａに接触した状態のことを示す。
【００１１】
ここで、製造したモータの浮上回転数があらかじめ設定された所定の値よりも何らかの不具合により高い場合には、流体軸受モータ６０、６０ａは起動時からの接触状態での回転が長く続き、回転軸の磨耗等により寿命が短くなる他、流体軸受モータ６０、６０ａの動作自体にも支障をきたす可能性がある。故に、この浮上回転数は流体軸受モータ６０、６０ａの重要な特性の一つであり、流体軸受モータ６０、６０ａを製造する工程における主要な検査工程の一つとされている。尚、流体軸受モータ６０の回転軸４５は、スラストプレート７１と常に接触状態で回転するものであるが、この接触状態は前述のように点接触であることに加え、通常スラストプレート７１には耐摩耗性の極めて高い樹脂が用いられるため、この接触状態による磨耗はほとんど生じない。従って、この接触状態が流体軸受モータ６０への寿命や動作に悪影響を及ぼすことはない。
【００１２】
流体軸受モータの浮上回転数を検査する方法として、下記［特許文献１］には、流体軸受（特許文献１では動圧軸受）モータの軸要素と軸受要素間のインピーダンスが接触回転時と非接触回転時で変化することに基づき、流体軸受モータの浮上回転数を検査する軸受検査方法及び軸受検査装置に関する発明が開示されている。ここで、図６に［特許文献１］に記載されている従来の軸受検査装置を説明する図を示す。図６に示される軸受検査装置は、流体軸受モータ６０ａのハブ４４（特許文献１ではディスクハブ）の側面に励振用電極１１を、またハブ４４の上端面には測定用の検出用電極１２を近接配置し、励振用電極１１は交流電圧電源１３からの交流電圧によりハブ４４に電気力線を生じさせ、検出電極１２はハブ４４の電気力線をインダクタＬ１に伝達している。インダクタＬ１の両端にはオシロスコープ１４が接続され、インダクタＬ１の両端の電圧を検出する。尚、ハブ４４と励振用電極１１、励振用電極１１と検出用電極１２、ベース板５１ａと励振用電極１１、及び、ハブ４４と検出用電極１２の間は、各々所定の静電容量を持ったコンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ４に置き換えられて記載されている。オシロスコープ１４で検出される電圧は、流体軸受モータ６０ａの回転軸４５ａがスリーブ５２ａと接触状態で回転している時と非接触状態で回転している時とでは異なるため、上記の軸受検査装置はこの電圧の差から浮上回転数を測定し、流体軸受モータ６０ａの浮上回転数の検査を行っている。また、［特許文献１］には、変形例として検出電極１２を用いずに励振用電極に接続された抵抗の両端の検出電圧から浮上回転数の検査を行う構成や、電極を直接ハブ４４に接触させて浮上回転数の検査を行う構成の記載も存在する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１３１１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
［特許文献１］記載の発明では、流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａを構成するハブ４４に励振用電極１１、検出用電極１２を近接配置して電気的に流体軸受モータ６０ａの浮上回転数の検査を行っているが、浮上回転数の検査を行うに十分な検出電圧を得るためには、ハブ４４と励振用電極１１及び検出用電極１２との間隔を極めて狭くする必要がある。しかしながら流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａが回転する際にはある程度の機械的振れが発生するため、この機械的振れにより回転子４０ａと励振用電極１１もしくは検出用電極１２とが接触してしまい測定を行うことができない。
【００１５】
また、流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａに電極を直接接触させて浮上回転数を検査する方法では、電極を回転子４０ａに押し付ける負荷により、回転子４０ａの回転数が減少したり、トルクの小さなモータでは回転が止まるなどして、正確に浮上回転数の測定を行うことが困難である。
【００１６】
上記のような検査方法による浮上回転数の検査をモータの製造方法の検査工程に用いれば、流体軸受モータの浮上回転数の測定が正確に行えないために、必要以上に厳しい合格判定基準値を設定する必要があり、これによる歩留まりの低下が懸念される他、不良品が流出する可能性も否めない。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、モータへの負荷が少なく、簡易かつ正確に流体軸受モータの浮上回転数を検査できる軸受検査方法、及び、当該軸受検査方法を用いて浮上回転数検査を行うモータの製造方法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】
【００１８】
本発明は、回転子４０ａが固定子５０ａに対して流体軸受により回転自在に支持されたモータにおける前記回転子４０ａと前記固定子５０ａとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０ａに対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０ａとの間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１９】
また、軸（回転軸４５）を有する回転子４０が、前記軸（回転軸４５）が挿通されたスリーブ５２を有する固定子５０に対して、スラスト方向にはすべり軸受により絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受により支持されたモータにおける、前記軸（回転軸４５）と前記スリーブ５２とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００２０】
また、回転子４０ａと固定子５０ａとを、前記回転子４０ａが前記固定子５０ａに対して流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０ａに対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０ａとの間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記回転子４０ａと前記固定子５０ａとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００２１】
また、軸（回転軸４５）を有する回転子４０と前記軸（回転軸４５）を挿通するスリーブ５２を有する固定子５０とを、前記回転子４０が前記固定子５０に対して、スラスト方向にはすべり軸受を介して絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記軸（回転軸４５）と前記スリーブ５２とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る軸受検査方法及びモータの製造方法は上記のような構成のため、
（１）流体軸受モータの回転子にモータの浮上回転数の測定をするための電極等を近接配置する必要が無く、回転子に機械的振れが生じても流体軸受モータの浮上回転数の測定が可能となる。
（２）流体軸受モータの回転子と固定電極との間に導電性液状物質を介在させることで、回転子への負荷が少なく、モータ回転数の減少やモータの回転停止は生じないため、正確に流体軸受モータの浮上回転数の測定が可能となる。
（３）流体軸受モータの浮上回転数の測定が正確にできるため、必要以上に厳しい合格判定基準値を設定する必要がなく、歩留まりが向上する他、不良品の流出も発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る軸受検査方法及びモータの製造方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１Ａは本発明に係る軸受検査方法をスラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。図１Ｂは本発明に係る軸受検査方法をスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。図２は本発明に係る軸受検査方法の実施例における模式的な回路図である。図３は本発明に係る軸受検査方法の実施例における回転数と測定電圧の関係を示す図である。図４Ａは流体軸受モータの製造方法の概略を示すフローチャートである。図４Ｂ、図４Ｃは流体軸受モータの製造方法の概略を説明する図である。また、繰り返しとなるが、以下の説明においては、回転軸４５、４５ａ（図１Ｂではリング状フランジ２０１を含めて）とスリーブ５２、５２ａ（図１Ｂではスラストプレート７１ａを含めて）とが、回転時に非接触状態となることを便宜的に浮上と称することにする。
【００２５】
図１Ａ、図１Ｂより、浮上回転数の検査を行なう流体軸受モータ６０、６０ａの回転軸４５、４５ａの上面には、上方に開口した略カップ形状の収容部２８を有する回転電極２１が、回転軸４５、４５ａと同軸に固定される。尚、回転電極２１と回転子４０、４０ａとの固定方法としては、回転電極２１の底面に屹立するようにネジ部２７を形成し、ネジ部２７を回転軸４５、４５ａに形成されたネジ穴４９に螺合させることで行うことが好ましい。回転電極２１の収容部２８には導電性液状物質２２が所定量充填され、導電性液状物質２２が充填された収容部２８には、収容部２８の内周よりも小さい外形寸法の固定電極２３が、回転電極２１と同軸、かつ回転電極２１に接触しないように挿入、固定される。このときの固定電極２３の固定位置は、固定電極２３が導電性液状物質２２に浸漬すると共に、回転子４０、４０ａが回転し浮上した場合でも固定電極２３と収容部２８の底面とが接触しない位置とする。固定電極２３は可変抵抗Ｒを介して直流電源２４の正極に接続され、直流電源２４の負極（ＧＮＤ）は流体軸受モータ６０、６０ａの固定子５０、５０ａに接続される。固定電極２３と可変抵抗Ｒの間には測定端子２５が設けられ、測定端子２５は測定機器である電圧計２６の正極に、電圧計２６の負極はＧＮＤに接続される。可変抵抗Ｒの値は、回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａと接触状態で回転しているときに電圧計２６で得られる測定電圧と、回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａと非接触状態で回転しているときに電圧計２６で得られる測定電圧とが、容易に判定可能な差を生じるような値（導電性液状物質２２と同程度の抵抗値が好ましい。）に予め調整される。また、図示しないが、流体軸受モータ６０、６０ａにはタコメータ等の回転数計測計が設置され流体軸受モータ６０、６０ａの回転子４０、４０ａの回転数を測定する。
【００２６】
実施例の軸受検査方法は、回転軸４５、４５ａに固定され回転子４０、４０ａが回転する際には回転子４０、４０ａと共に回転する回転電極２１と固定電極２３とが導電性液状物質２２を介して電気的に接続される構成をとっており、導電性液状物質２２には導電性を有する液体もしくはペースト状、ゲル状等の物質が用いられる。導電性液状物質２２の例としては、水：１００μＳ／ｃｍ（μＳ：マイクロジーメンス）、希薄電解液：１０００μＳ／ｃｍ、導電性グリス：５０００μＳ／ｃｍ、などがある。このような液体等の導電性液状物質２２と回転電極２１、固定電極２３との間の摩擦係数は、従来のように回転子４０、４０ａに直接電極を接触させる場合の回転子４０、４０ａと接触電極との間の摩擦係数よりもはるかに小さい。従って、回転電極２１と固定電極２３との間に導電性液状物質２２を介在させることにより、従来の回転子４０、４０ａに電極等を直接接触させて検査を行う接触式の検査方法よりも回転子４０、４０ａにかかる負荷は極めて小さいものとなる。よって、上記の軸受検査方法によれば回転子４０、４０ａへの負荷によるモータ回転数の減少やモータの回転停止は発生せず、正確にモータの浮上回転数の測定を行うことが可能となる。
【００２７】
更に、回転電極２１と固定電極２３との間には十分な間隔が存在するため、モータの機械的振れによって回転電極２１と固定電極２３とが接触することもない。
【００２８】
図２に本発明に係る軸受検査方法の実施例における模式的な回路図を示す。図２中において、抵抗Ｒ２２は導電性液状物質２２の電気抵抗を、抵抗Ｒ４０は回転子４０、４０ａの電気抵抗を、抵抗Ｒ５０は固定子５０、５０ａの電気抵抗を、それぞれ表している。また、破線で囲われた部分は流体軸受モータ６０、６０ａの軸受部分の模式的な等価回路を示しており、抵抗Ｒ５５は流体軸受に使用されている潤滑剤５５の電気抵抗を、スイッチＳＷは回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａとの接触、非接触を表し、回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａとが接触状態の場合にはスイッチＳＷは閉じた状態と等価であり、回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａとが非接触状態の場合にはスイッチＳＷは開いた状態と等価となる。
【００２９】
流体軸受モータ６０、６０ａの所定の端子に電気が通電されると回転子４０、４０ａが回転する。回転子４０、４０ａの回転数が浮上回転数よりも低い場合、回転軸４５、４５ａはスリーブ５２、５２ａと接触状態で回転しているため、スイッチＳＷは閉じた状態と等価となり、電圧計２６は抵抗Ｒ２２、抵抗Ｒ４０、抵抗Ｒ５０とにかかる電位を測定電圧として表す。
【００３０】
また、回転子４０、４０ａの回転数が浮上回転数よりも高い場合、流体軸受部には回転子４０、４０ａを浮上させるに足る流体動圧が生じ、回転軸４５、４５ａはスリーブ５２、５２ａに非接触状態で回転する。このため、スイッチＳＷは開いた状態と等価となり、電圧計２６は抵抗Ｒ２２、抵抗Ｒ４０、抵抗Ｒ５０とに加え、回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａの間の潤滑剤５５の抵抗Ｒ５５をも含めた電位を測定電圧として表す。
【００３１】
回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａに非接触状態で回転している場合の電圧計２６の測定電圧は、潤滑剤５５の抵抗Ｒ５５が加わるために、回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａに接触状態で回転している場合の電圧計２６の測定電圧よりも高い値を示す。一般に、金属で形成された回転子４０、４０ａの抵抗Ｒ４０、固定子５０、５０ａの抵抗Ｒ５０、及び導電性液状物質２２の抵抗Ｒ２２とを合わせた抵抗値は数十ｋΩであるのに対し、潤滑剤５５の抵抗Ｒ５５の抵抗値は約１ＭΩという大きな値を有しており、このため、非接触状態で回転している場合の測定電圧と接触状態で回転している場合の測定電圧との間には、容易に判別可能な大きな差が生じる。よって、この電圧計２６の測定電圧の値から、流体軸受モータ６０、６０ａが接触状態で回転しているか、非接触状態で回転しているかの判定が可能となり、図示しない回転数計測計の回転数とから、電圧計２６の測定電圧値が急激に変化する回転数を読み取ることで、流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数を得ることができる。尚、回転子４０はスラストプレート７１と点接触の状態で回転しているが、スラストプレート７１は絶縁性を有しているため、上記の測定方法に支障をきたすことは無い。
【００３２】
図３に本発明に係る軸受検査方法の実施例における回転数と測定電圧の関係を示す。尚、ここでは、測定する流体軸受モータとしてスラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータ６０を用い、導電性液状物質２２として水を、可変抵抗Ｒの値を５００ｋΩ、直流電源２４の電源電圧を５Ｖとした。図３より、流体軸受モータ６０の回転子４０の回転数が２５０ｒｐｍ以下の範囲では、測定電圧は約０．３Ｖと小さい値を示している。このことは、回転軸４５がスリーブ５２に接触状態で回転していることを意味している。また、回転子４０の回転数が３００ｒｐｍ以上の範囲では、測定電圧は約３．５Ｖと大きい値を示している。このことは、回転軸４５がスリーブ５２に非接触状態で回転していることを意味している。回転子４０の回転数が約２５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの範囲では、測定電圧の急激な増減がみられる。これは、回転軸４５がスリーブ５２と接触、非接触とを繰り返していることを意味しており、回転軸４５とスリーブ５２とが接触状態での回転から非接触状態での回転へ移行する回転数、もしくは非接触状態の回転から接触状態の回転へ移行する回転数、即ち浮上回転数を表している。ここで、流体軸受モータ６０の浮上回転数の合否判定基準値を所定の値に設定し、上記の軸受検査方法により得られた浮上回転数が、前記合格判定基準値を満たしているか否かを判定することで、前記流体軸受モータ６０の浮上回転数の検査を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明に係る流体軸受モータの製造方法の実施例について説明する。図４Ａは流体軸受モータの製造方法の概略を示すフローチャートである。流体軸受モータの製造方法は、図４Ａに示すように流体軸受モータ組み立て工程（ステップＳ４３）と流体軸受モータ検査工程（ステップＳ４４）とを有する流体軸受モータ製造工程からなっている。
【００３４】
次に、より具体的な製造方法の概略を、スラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａを用いて図４Ｂ、図４Ｃにより説明する。先ず、図４Ｂ（ａ）に示すように、流体軸受モータ６０ａの固定子５０ａを構成する所定の形状のスリーブ５２ａとベース板５１ａとを切削加工等により作製する。このとき、スリーブ５２ａの内周面には、ラジアル動圧溝５６が形成される。（ただし、図４Ｂ、図４Ｃにおいてはラジアル動圧溝５６は図示しないものとする。）また、これとは別に、回転子４０ａを構成する所定の形状の回転軸４５ａとリング状フランジ２０１とを切削加工等により作製する。このとき、回転軸４５ａの上端には回転軸４５ａと同軸にネジ穴４９が形成され、回転軸４５ａの外周面には所定の形状のラジアル動圧溝４８が形成される。また、リング状フランジ２０１の上面と下面とには、所定の形状の図示しないスラスト動圧溝が形成される。
【００３５】
そして、図４Ｂ（ｂ）に示すように、ベース板５１ａの所定の位置にスリーブ５２ａが圧入固定され、リング状フランジ２０１の中心に形成された孔に回転軸４５ａが圧入固定される。
【００３６】
次に、図４Ｂ（ｃ）に示すように、リング状フランジ２０１が圧入固定された回転軸４５ａを、回転が可能な状態でスリーブ５２ａに挿入する。
【００３７】
次に、図４Ｃ（ａ）に示すように、ベース板５１ａの所定の位置にスラストプレート７１ａを圧入固定する。これにより、リング状フランジ２０１はスリーブ５２ａとスラストプレート７１ａとの間に、可動な状態で封入される。
【００３８】
次に、図４Ｃ（ｂ）に示すように、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１とそれらを囲むスリーブ５２ａ、スラストプレート７１ａとの間隙にオイル等の潤滑剤５５を充填する。更に、スリーブ５２ａ下部の外周部分に設けられた延在部５７に、コイル５３が巻回されたコア５４を固着する。これにより、回転子４０ａの一部である回転軸４５ａが回転可能な状態で取り付けられた固定子５０ａが形成される。以上が、図４ＡにおけるステップＳ４２に相当する。
【００３９】
またこれとは別に、流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａを構成するハブ４４を、所定の寸法の略カップ状に切削加工等により作製する。このとき、ハブ４４の略カップ状の開口部中心に回転軸４５ａを固定するための孔を形成する。更に、ハブ４４の底面にはリング状のヨーク４６をハブ４４と同軸かつ、ハブ４４の外周に沿うように固定し、そしてヨーク４６の内周面には永久磁石４７を接着固定する。以上が、図４ＡにおけるステップＳ４１に相当する。
【００４０】
そして、図４Ｃ（ｃ）に示すように、この各部材が固定されたハブ４４の開口部中心の孔に、回転軸４５ａの上端を圧入固定する。これにより、図４Ｃ（ｄ）に示すように、回転子４０ａと固定子５０ａとからなるスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａが作製される。以上が、図４ＡにおけるステップＳ４３に相当する。
【００４１】
次に、流体軸受モータ検査工程（ステップＳ４４）において完成した流体軸受モータ６０、６０ａの検査を行う。流体軸受モータ６０、６０ａの検査項目はトルク検査、寸法検査等、多岐に亘るが、その検査項目の一つに軸受検査工程として浮上回転数検査がある。流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数検査は、前述した軸受検査方法を用いて行われる。前述した軸受検査方法を用いて流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数検査を行うことで、流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数を正確に測定することが可能となり、最適な合格判定基準に基づいて信頼性の高い浮上回転数の検査を行うことができる。
【００４２】
次に、モータの汚れのチェックと清浄をする清浄工程（ステップＳ４５）を経て、梱包される（ステップＳ４６）。
【００４３】
以上のことから、本発明の軸受検査方法よれば、流体軸受モータの回転子に固定された回転電極２１と固定電極２３との間に導電性液状物質２２を介在させることで、回転子への負荷を極めて小さくすることができるため、モータ回転数の減少やモータの回転停止は発生せず、正確に流体軸受モータの浮上回転数の検査を行うことが可能となる。
【００４４】
また、本発明のモータの製造方法によれば、流体軸受モータ検査工程の浮上回転数検査に本発明の軸受検査方法を用いることで、正確に流体軸受モータの浮上回転数の測定を行うことが可能となり、最適な合格判定基準値を用い信頼性の高い浮上回転数の検査を行うことができる。これにより、流体軸受モータの製造歩留まりが向上する他、不良品の流出も発生することはない。
【００４５】
尚、本発明の実施の形態では、測定電圧の変化により浮上回転数を測定する例を用いたが、特にこれに限定するものではなく、例えば電気抵抗の変化や、静電容量の変化により浮上回転数の測定を行ってもよい。また、本発明の実施の形態では導電性液状物質２２に水を用いた例を示したが、導電性液状物質２２としては水銀、導電性グリス等、導電性を有する液体、ペースト状、ゲル状物質を用いることができる。また、本発明の実施の形態では、スラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータ６０とスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａとを用いて説明を行ったが、これ以外の流体軸受モータにも適用が可能な他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。また、ラジアル動圧溝及びスラスト動圧溝は、固定子側と回転子側の双方に設けても良いし、固定子側、回転子側のいずれか一方に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明に係る軸受検査方法をスラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。
【図１Ｂ】本発明に係る軸受検査方法をスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。
【図２】本発明に係る軸受検査方法の実施例における模式的な回路図である。
【図３】本発明に係る軸受検査方法の実施例における回転数と測定電圧の関係を示す図である。
【図４Ａ】流体軸受モータの製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】流体軸受モータの製造方法の概略を説明する図である。
【図４Ｃ】流体軸受モータの製造方法の概略を説明する図である。
【図５Ａ】スラスト方向にすべり軸受を用いた流体軸受モータの構成の概略を示す断面図である。
【図５Ｂ】スラスト方向、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータの構成の概略を示す断面図である。
【図６】従来の軸受検査装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
２１ 回転電極
２２ 導電性液状物質
２３ 固定電極
２４ 直流電源
２５ 測定端子
２６ 電圧計
２７ ネジ部
２８ 収容部
４０、４０ａ 回転子
４５、４５ａ 回転軸
５０、５０ａ 固定子
５２、５２ａ スリーブ
５５ 潤滑剤
６０、６０ａ 流体軸受モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受モータの接触あるいは非接触の検査を行うための軸受検査方法、ならびにモータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受モータとは、例えば回転子の中心に固定された回転軸が、固定子に形成されたスリーブに挿入され、回転軸とスリーブとの間にオイル、空気等の流体を介在させる構造を有しており、回転軸の回転に伴って前記流体に流体動圧が生じ、所定の回転数を超えると回転軸とスリーブとが非接触状態となって回転を行うものである。このように、流体軸受モータは回転軸とスリーブとが非接触状態で回転するため、回転軸とスリーブ間の摩擦、磨耗が少なく高耐久性を有する他、回転音が小さい、高速回転に対応できる等の多くの利点があり、ハードディスクの回転用に用いられる他、特に各種記録媒体等の回転用モータとして多く使用されている。
【０００３】
図５Ａ、図５Ｂは公知の流体軸受モータの構成の概略を示す断面図である。尚、図５Ａはスラスト方向にはすべり軸受を用いた流体軸受モータの例を、また、図５Ｂはスラスト方向、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータの例を示している。
【０００４】
図５Ａに示す、スラスト方向にすべり軸受を用いた流体軸受モータ６０を構成する回転子４０は、下方に開口した略カップ状のハブ４４と、ハブ４４の中心に設けられた孔に一端が圧入固定された回転軸４５とを有している。回転軸４５のハブ４４に圧入固定された一端側には回転軸４５と同軸にハードディスク等の部材を取り付けるためのネジ穴４９が形成され、更に回転軸４５の外周面には所定の形状のラジアル動圧溝４８が形成される。ハブ４４の底面にはリング状のヨーク４６がハブ４４と同軸かつ、ハブ４４の外周に沿うように固定され、ヨーク４６の内周面には永久磁石４７が接着固定される。
【０００５】
流体軸受モータ６０を構成する固定子５０は、ベース板５１と、ベース板５１に形成され、回転軸４５を軸支するスリーブ５２とを有している。スリーブ５２の内周面にはラジアル動圧溝５６が形成され、スリーブ５２の外周面下部の延在部５７には、回転子４０に接着固定された永久磁石４７と対向するように、コイル５３が巻回されたコア５４が固着される。
【０００６】
流体軸受モータ６０は回転子４０の回転軸４５が固定子５０のスリーブ５２に回転自在に挿入され、回転軸４５とスリーブ５２、及びスリーブ５２の底に配置された絶縁性を有するスラストプレート７１との間隙にオイル等の潤滑剤５５が充填されることで形成される。尚、回転軸４５の先端は曲面とされ、スラストプレート７１に当接して回転子４０は軸方向に支持されている。
【０００７】
図５Ｂに示す、スラスト方向、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａは、前述の流体軸受モータ６０の回転子４０とほぼ同等の構成を有しているが、回転軸４５ａの下端にその上面と下面とに図示しないスラスト動圧溝が形成されたリング状フランジ２０１が圧入固定されている点で異なっている。
【０００８】
また、流体軸受モータ６０ａの固定子５０ａも、前述の流体軸受モータ６０の固定子５０とほぼ同等の構成を有しているが、ベース板５１ａに形成された孔に回転軸４５ａを軸支するためのスリーブ５２ａが圧入固定される点と、このスリーブ５２ａの下端面と対向すると共にリング状フランジ２０１が可動となるような間隔を空けてスラストプレート７１ａが固定される点で異なっている。尚、スラストプレート７１ａやスリーブ５２ａには、リング状フランジ２０１と対向する面に所定のスラスト動圧溝を設けても良い。
【０００９】
上記の流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａは、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１が固定子５０ａに対して回転自在な状態になるように取り付けられる。そして、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１とそれらを囲むスリーブ５２ａ、スラストプレート７１ａ等との間隙にオイル等の潤滑剤５５が充填されることで流体軸受モータ６０ａは形成される。尚、流体軸受モータ６０ａは、回転軸４５ａ及びスリーブ５２ａに形成されたラジアル動圧溝４８、５６により、その回転時には潤滑剤５５に動圧が発生する。これにより、回転子４０ａは回転時に径方向に支持される。またこれと同時に、回転軸４５ａ先端のリング状フランジ２０１の上下面に形成されたスラスト動圧溝により、潤滑剤５５には回転軸４５ａを浮上させるような動圧が発生する。これにより、回転子４０ａは回転時に軸方向にも支持される。
【００１０】
上記のような流体軸受モータ６０ａは、回転子４０ａの回転数が所定の回転数（浮上回転数）を超えると、ラジアル動圧溝４８、５６及びリング状フランジ２０１のスラスト動圧溝により発生する動圧により、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１がスリーブ５２ａ及びスラストプレート７１ａに対して非接触状態で回転するものであり、通常はこの非接触回転の状態で使用される。また、上記の流体軸受モータ６０は、回転子４０の回転数が所定の回転数（浮上回転数）を超えると、ラジアル動圧溝４８、５６により発生する動圧により、回転軸４５がスラストプレート７１と点接触の状態のまま、スリーブ５２に対しては非接触状態で回転するものであり、通常はこの状態で使用される。尚、以後の説明において、回転時に回転軸４５がスリーブ５２に対して非接触状態となること、及び回転軸４５ａが固定子５０ａに対して径方向にも軸方向にも、非接触状態となることを便宜的に浮上と称することとする。また、以後の回転軸と固定子との接触、非接触に関する説明において、回転軸４５ａとは回転軸４５ａとリング状フランジ２０１とを含めたものを意味し、また、スリーブ５２ａとはスリーブ５２ａとスラストプレート７１ａとを含めたものを意味することとする。即ち、回転軸４５ａとスリーブ５２ａとが接触した状態とは、回転軸４５ａもしくはリング状フランジ２０１が、スリーブ５２ａもしくはスラストプレート７１ａに接触した状態のことを示す。
【００１１】
ここで、製造したモータの浮上回転数があらかじめ設定された所定の値よりも何らかの不具合により高い場合には、流体軸受モータ６０、６０ａは起動時からの接触状態での回転が長く続き、回転軸の磨耗等により寿命が短くなる他、流体軸受モータ６０、６０ａの動作自体にも支障をきたす可能性がある。故に、この浮上回転数は流体軸受モータ６０、６０ａの重要な特性の一つであり、流体軸受モータ６０、６０ａを製造する工程における主要な検査工程の一つとされている。尚、流体軸受モータ６０の回転軸４５は、スラストプレート７１と常に接触状態で回転するものであるが、この接触状態は前述のように点接触であることに加え、通常スラストプレート７１には耐摩耗性の極めて高い樹脂が用いられるため、この接触状態による磨耗はほとんど生じない。従って、この接触状態が流体軸受モータ６０への寿命や動作に悪影響を及ぼすことはない。
【００１２】
流体軸受モータの浮上回転数を検査する方法として、下記［特許文献１］には、流体軸受（特許文献１では動圧軸受）モータの軸要素と軸受要素間のインピーダンスが接触回転時と非接触回転時で変化することに基づき、流体軸受モータの浮上回転数を検査する軸受検査方法及び軸受検査装置に関する発明が開示されている。ここで、図６に［特許文献１］に記載されている従来の軸受検査装置を説明する図を示す。図６に示される軸受検査装置は、流体軸受モータ６０ａのハブ４４（特許文献１ではディスクハブ）の側面に励振用電極１１を、またハブ４４の上端面には測定用の検出用電極１２を近接配置し、励振用電極１１は交流電圧電源１３からの交流電圧によりハブ４４に電気力線を生じさせ、検出電極１２はハブ４４の電気力線をインダクタＬ１に伝達している。インダクタＬ１の両端にはオシロスコープ１４が接続され、インダクタＬ１の両端の電圧を検出する。尚、ハブ４４と励振用電極１１、励振用電極１１と検出用電極１２、ベース板５１ａと励振用電極１１、及び、ハブ４４と検出用電極１２の間は、各々所定の静電容量を持ったコンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ４に置き換えられて記載されている。オシロスコープ１４で検出される電圧は、流体軸受モータ６０ａの回転軸４５ａがスリーブ５２ａと接触状態で回転している時と非接触状態で回転している時とでは異なるため、上記の軸受検査装置はこの電圧の差から浮上回転数を測定し、流体軸受モータ６０ａの浮上回転数の検査を行っている。また、［特許文献１］には、変形例として検出電極１２を用いずに励振用電極に接続された抵抗の両端の検出電圧から浮上回転数の検査を行う構成や、電極を直接ハブ４４に接触させて浮上回転数の検査を行う構成の記載も存在する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１３１１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
［特許文献１］記載の発明では、流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａを構成するハブ４４に励振用電極１１、検出用電極１２を近接配置して電気的に流体軸受モータ６０ａの浮上回転数の検査を行っているが、浮上回転数の検査を行うに十分な検出電圧を得るためには、ハブ４４と励振用電極１１及び検出用電極１２との間隔を極めて狭くする必要がある。しかしながら流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａが回転する際にはある程度の機械的振れが発生するため、この機械的振れにより回転子４０ａと励振用電極１１もしくは検出用電極１２とが接触してしまい測定を行うことができない。
【００１５】
また、流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａに電極を直接接触させて浮上回転数を検査する方法では、電極を回転子４０ａに押し付ける負荷により、回転子４０ａの回転数が減少したり、トルクの小さなモータでは回転が止まるなどして、正確に浮上回転数の測定を行うことが困難である。
【００１６】
上記のような検査方法による浮上回転数の検査をモータの製造方法の検査工程に用いれば、流体軸受モータの浮上回転数の測定が正確に行えないために、必要以上に厳しい合格判定基準値を設定する必要があり、これによる歩留まりの低下が懸念される他、不良品が流出する可能性も否めない。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、モータへの負荷が少なく、簡易かつ正確に流体軸受モータの浮上回転数を検査できる軸受検査方法、及び、当該軸受検査方法を用いて浮上回転数検査を行うモータの製造方法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】
【００１８】
本発明は、回転子４０ａが固定子５０ａに対して流体軸受により回転自在に支持されたモータにおける前記回転子４０ａと前記固定子５０ａとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０ａに対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０ａとの間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１９】
また、軸（回転軸４５）を有する回転子４０が、前記軸（回転軸４５）が挿通されたスリーブ５２を有する固定子５０に対して、スラスト方向にはすべり軸受により絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受により支持されたモータにおける、前記軸（回転軸４５）と前記スリーブ５２とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００２０】
また、回転子４０ａと固定子５０ａとを、前記回転子４０ａが前記固定子５０ａに対して流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０ａに対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０ａとの間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記回転子４０ａと前記固定子５０ａとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００２１】
また、軸（回転軸４５）を有する回転子４０と前記軸（回転軸４５）を挿通するスリーブ５２を有する固定子５０とを、前記回転子４０が前記固定子５０に対して、スラスト方向にはすべり軸受を介して絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部２８を有する回転電極２１を前記回転子４０に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部２８に導電性液状物質２２を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質２２に前記回転電極２１と非接触に固定電極２３を浸漬させた状態で、前記固定電極２３と前記固定子５０との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記軸（回転軸４５）と前記スリーブ５２とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る軸受検査方法及びモータの製造方法は上記のような構成のため、
（１）流体軸受モータの回転子にモータの浮上回転数の測定をするための電極等を近接配置する必要が無く、回転子に機械的振れが生じても流体軸受モータの浮上回転数の測定が可能となる。
（２）流体軸受モータの回転子と固定電極との間に導電性液状物質を介在させることで、回転子への負荷が少なく、モータ回転数の減少やモータの回転停止は生じないため、正確に流体軸受モータの浮上回転数の測定が可能となる。
（３）流体軸受モータの浮上回転数の測定が正確にできるため、必要以上に厳しい合格判定基準値を設定する必要がなく、歩留まりが向上する他、不良品の流出も発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る軸受検査方法及びモータの製造方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１Ａは本発明に係る軸受検査方法をスラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。図１Ｂは本発明に係る軸受検査方法をスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。図２は本発明に係る軸受検査方法の実施例における模式的な回路図である。図３は本発明に係る軸受検査方法の実施例における回転数と測定電圧の関係を示す図である。図４Ａは流体軸受モータの製造方法の概略を示すフローチャートである。図４Ｂ、図４Ｃは流体軸受モータの製造方法の概略を説明する図である。また、繰り返しとなるが、以下の説明においては、回転軸４５、４５ａ（図１Ｂではリング状フランジ２０１を含めて）とスリーブ５２、５２ａ（図１Ｂではスラストプレート７１ａを含めて）とが、回転時に非接触状態となることを便宜的に浮上と称することにする。
【００２５】
図１Ａ、図１Ｂより、浮上回転数の検査を行なう流体軸受モータ６０、６０ａの回転軸４５、４５ａの上面には、上方に開口した略カップ形状の収容部２８を有する回転電極２１が、回転軸４５、４５ａと同軸に固定される。尚、回転電極２１と回転子４０、４０ａとの固定方法としては、回転電極２１の底面に屹立するようにネジ部２７を形成し、ネジ部２７を回転軸４５、４５ａに形成されたネジ穴４９に螺合させることで行うことが好ましい。回転電極２１の収容部２８には導電性液状物質２２が所定量充填され、導電性液状物質２２が充填された収容部２８には、収容部２８の内周よりも小さい外形寸法の固定電極２３が、回転電極２１と同軸、かつ回転電極２１に接触しないように挿入、固定される。このときの固定電極２３の固定位置は、固定電極２３が導電性液状物質２２に浸漬すると共に、回転子４０、４０ａが回転し浮上した場合でも固定電極２３と収容部２８の底面とが接触しない位置とする。固定電極２３は可変抵抗Ｒを介して直流電源２４の正極に接続され、直流電源２４の負極（ＧＮＤ）は流体軸受モータ６０、６０ａの固定子５０、５０ａに接続される。固定電極２３と可変抵抗Ｒの間には測定端子２５が設けられ、測定端子２５は測定機器である電圧計２６の正極に、電圧計２６の負極はＧＮＤに接続される。可変抵抗Ｒの値は、回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａと接触状態で回転しているときに電圧計２６で得られる測定電圧と、回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａと非接触状態で回転しているときに電圧計２６で得られる測定電圧とが、容易に判定可能な差を生じるような値（導電性液状物質２２と同程度の抵抗値が好ましい。）に予め調整される。また、図示しないが、流体軸受モータ６０、６０ａにはタコメータ等の回転数計測計が設置され流体軸受モータ６０、６０ａの回転子４０、４０ａの回転数を測定する。
【００２６】
実施例の軸受検査方法は、回転軸４５、４５ａに固定され回転子４０、４０ａが回転する際には回転子４０、４０ａと共に回転する回転電極２１と固定電極２３とが導電性液状物質２２を介して電気的に接続される構成をとっており、導電性液状物質２２には導電性を有する液体もしくはペースト状、ゲル状等の物質が用いられる。導電性液状物質２２の例としては、水：１００μＳ／ｃｍ（μＳ：マイクロジーメンス）、希薄電解液：１０００μＳ／ｃｍ、導電性グリス：５０００μＳ／ｃｍ、などがある。このような液体等の導電性液状物質２２と回転電極２１、固定電極２３との間の摩擦係数は、従来のように回転子４０、４０ａに直接電極を接触させる場合の回転子４０、４０ａと接触電極との間の摩擦係数よりもはるかに小さい。従って、回転電極２１と固定電極２３との間に導電性液状物質２２を介在させることにより、従来の回転子４０、４０ａに電極等を直接接触させて検査を行う接触式の検査方法よりも回転子４０、４０ａにかかる負荷は極めて小さいものとなる。よって、上記の軸受検査方法によれば回転子４０、４０ａへの負荷によるモータ回転数の減少やモータの回転停止は発生せず、正確にモータの浮上回転数の測定を行うことが可能となる。
【００２７】
更に、回転電極２１と固定電極２３との間には十分な間隔が存在するため、モータの機械的振れによって回転電極２１と固定電極２３とが接触することもない。
【００２８】
図２に本発明に係る軸受検査方法の実施例における模式的な回路図を示す。図２中において、抵抗Ｒ２２は導電性液状物質２２の電気抵抗を、抵抗Ｒ４０は回転子４０、４０ａの電気抵抗を、抵抗Ｒ５０は固定子５０、５０ａの電気抵抗を、それぞれ表している。また、破線で囲われた部分は流体軸受モータ６０、６０ａの軸受部分の模式的な等価回路を示しており、抵抗Ｒ５５は流体軸受に使用されている潤滑剤５５の電気抵抗を、スイッチＳＷは回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａとの接触、非接触を表し、回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａとが接触状態の場合にはスイッチＳＷは閉じた状態と等価であり、回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａとが非接触状態の場合にはスイッチＳＷは開いた状態と等価となる。
【００２９】
流体軸受モータ６０、６０ａの所定の端子に電気が通電されると回転子４０、４０ａが回転する。回転子４０、４０ａの回転数が浮上回転数よりも低い場合、回転軸４５、４５ａはスリーブ５２、５２ａと接触状態で回転しているため、スイッチＳＷは閉じた状態と等価となり、電圧計２６は抵抗Ｒ２２、抵抗Ｒ４０、抵抗Ｒ５０とにかかる電位を測定電圧として表す。
【００３０】
また、回転子４０、４０ａの回転数が浮上回転数よりも高い場合、流体軸受部には回転子４０、４０ａを浮上させるに足る流体動圧が生じ、回転軸４５、４５ａはスリーブ５２、５２ａに非接触状態で回転する。このため、スイッチＳＷは開いた状態と等価となり、電圧計２６は抵抗Ｒ２２、抵抗Ｒ４０、抵抗Ｒ５０とに加え、回転軸４５、４５ａとスリーブ５２、５２ａの間の潤滑剤５５の抵抗Ｒ５５をも含めた電位を測定電圧として表す。
【００３１】
回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａに非接触状態で回転している場合の電圧計２６の測定電圧は、潤滑剤５５の抵抗Ｒ５５が加わるために、回転軸４５、４５ａがスリーブ５２、５２ａに接触状態で回転している場合の電圧計２６の測定電圧よりも高い値を示す。一般に、金属で形成された回転子４０、４０ａの抵抗Ｒ４０、固定子５０、５０ａの抵抗Ｒ５０、及び導電性液状物質２２の抵抗Ｒ２２とを合わせた抵抗値は数十ｋΩであるのに対し、潤滑剤５５の抵抗Ｒ５５の抵抗値は約１ＭΩという大きな値を有しており、このため、非接触状態で回転している場合の測定電圧と接触状態で回転している場合の測定電圧との間には、容易に判別可能な大きな差が生じる。よって、この電圧計２６の測定電圧の値から、流体軸受モータ６０、６０ａが接触状態で回転しているか、非接触状態で回転しているかの判定が可能となり、図示しない回転数計測計の回転数とから、電圧計２６の測定電圧値が急激に変化する回転数を読み取ることで、流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数を得ることができる。尚、回転子４０はスラストプレート７１と点接触の状態で回転しているが、スラストプレート７１は絶縁性を有しているため、上記の測定方法に支障をきたすことは無い。
【００３２】
図３に本発明に係る軸受検査方法の実施例における回転数と測定電圧の関係を示す。尚、ここでは、測定する流体軸受モータとしてスラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータ６０を用い、導電性液状物質２２として水を、可変抵抗Ｒの値を５００ｋΩ、直流電源２４の電源電圧を５Ｖとした。図３より、流体軸受モータ６０の回転子４０の回転数が２５０ｒｐｍ以下の範囲では、測定電圧は約０．３Ｖと小さい値を示している。このことは、回転軸４５がスリーブ５２に接触状態で回転していることを意味している。また、回転子４０の回転数が３００ｒｐｍ以上の範囲では、測定電圧は約３．５Ｖと大きい値を示している。このことは、回転軸４５がスリーブ５２に非接触状態で回転していることを意味している。回転子４０の回転数が約２５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの範囲では、測定電圧の急激な増減がみられる。これは、回転軸４５がスリーブ５２と接触、非接触とを繰り返していることを意味しており、回転軸４５とスリーブ５２とが接触状態での回転から非接触状態での回転へ移行する回転数、もしくは非接触状態の回転から接触状態の回転へ移行する回転数、即ち浮上回転数を表している。ここで、流体軸受モータ６０の浮上回転数の合否判定基準値を所定の値に設定し、上記の軸受検査方法により得られた浮上回転数が、前記合格判定基準値を満たしているか否かを判定することで、前記流体軸受モータ６０の浮上回転数の検査を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明に係る流体軸受モータの製造方法の実施例について説明する。図４Ａは流体軸受モータの製造方法の概略を示すフローチャートである。流体軸受モータの製造方法は、図４Ａに示すように流体軸受モータ組み立て工程（ステップＳ４３）と流体軸受モータ検査工程（ステップＳ４４）とを有する流体軸受モータ製造工程からなっている。
【００３４】
次に、より具体的な製造方法の概略を、スラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａを用いて図４Ｂ、図４Ｃにより説明する。先ず、図４Ｂ（ａ）に示すように、流体軸受モータ６０ａの固定子５０ａを構成する所定の形状のスリーブ５２ａとベース板５１ａとを切削加工等により作製する。このとき、スリーブ５２ａの内周面には、ラジアル動圧溝５６が形成される。（ただし、図４Ｂ、図４Ｃにおいてはラジアル動圧溝５６は図示しないものとする。）また、これとは別に、回転子４０ａを構成する所定の形状の回転軸４５ａとリング状フランジ２０１とを切削加工等により作製する。このとき、回転軸４５ａの上端には回転軸４５ａと同軸にネジ穴４９が形成され、回転軸４５ａの外周面には所定の形状のラジアル動圧溝４８が形成される。また、リング状フランジ２０１の上面と下面とには、所定の形状の図示しないスラスト動圧溝が形成される。
【００３５】
そして、図４Ｂ（ｂ）に示すように、ベース板５１ａの所定の位置にスリーブ５２ａが圧入固定され、リング状フランジ２０１の中心に形成された孔に回転軸４５ａが圧入固定される。
【００３６】
次に、図４Ｂ（ｃ）に示すように、リング状フランジ２０１が圧入固定された回転軸４５ａを、回転が可能な状態でスリーブ５２ａに挿入する。
【００３７】
次に、図４Ｃ（ａ）に示すように、ベース板５１ａの所定の位置にスラストプレート７１ａを圧入固定する。これにより、リング状フランジ２０１はスリーブ５２ａとスラストプレート７１ａとの間に、可動な状態で封入される。
【００３８】
次に、図４Ｃ（ｂ）に示すように、回転軸４５ａ及びリング状フランジ２０１とそれらを囲むスリーブ５２ａ、スラストプレート７１ａとの間隙にオイル等の潤滑剤５５を充填する。更に、スリーブ５２ａ下部の外周部分に設けられた延在部５７に、コイル５３が巻回されたコア５４を固着する。これにより、回転子４０ａの一部である回転軸４５ａが回転可能な状態で取り付けられた固定子５０ａが形成される。以上が、図４ＡにおけるステップＳ４２に相当する。
【００３９】
またこれとは別に、流体軸受モータ６０ａの回転子４０ａを構成するハブ４４を、所定の寸法の略カップ状に切削加工等により作製する。このとき、ハブ４４の略カップ状の開口部中心に回転軸４５ａを固定するための孔を形成する。更に、ハブ４４の底面にはリング状のヨーク４６をハブ４４と同軸かつ、ハブ４４の外周に沿うように固定し、そしてヨーク４６の内周面には永久磁石４７を接着固定する。以上が、図４ＡにおけるステップＳ４１に相当する。
【００４０】
そして、図４Ｃ（ｃ）に示すように、この各部材が固定されたハブ４４の開口部中心の孔に、回転軸４５ａの上端を圧入固定する。これにより、図４Ｃ（ｄ）に示すように、回転子４０ａと固定子５０ａとからなるスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａが作製される。以上が、図４ＡにおけるステップＳ４３に相当する。
【００４１】
次に、流体軸受モータ検査工程（ステップＳ４４）において完成した流体軸受モータ６０、６０ａの検査を行う。流体軸受モータ６０、６０ａの検査項目はトルク検査、寸法検査等、多岐に亘るが、その検査項目の一つに軸受検査工程として浮上回転数検査がある。流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数検査は、前述した軸受検査方法を用いて行われる。前述した軸受検査方法を用いて流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数検査を行うことで、流体軸受モータ６０、６０ａの浮上回転数を正確に測定することが可能となり、最適な合格判定基準に基づいて信頼性の高い浮上回転数の検査を行うことができる。
【００４２】
次に、モータの汚れのチェックと清浄をする清浄工程（ステップＳ４５）を経て、梱包される（ステップＳ４６）。
【００４３】
以上のことから、本発明の軸受検査方法よれば、流体軸受モータの回転子に固定された回転電極２１と固定電極２３との間に導電性液状物質２２を介在させることで、回転子への負荷を極めて小さくすることができるため、モータ回転数の減少やモータの回転停止は発生せず、正確に流体軸受モータの浮上回転数の検査を行うことが可能となる。
【００４４】
また、本発明のモータの製造方法によれば、流体軸受モータ検査工程の浮上回転数検査に本発明の軸受検査方法を用いることで、正確に流体軸受モータの浮上回転数の測定を行うことが可能となり、最適な合格判定基準値を用い信頼性の高い浮上回転数の検査を行うことができる。これにより、流体軸受モータの製造歩留まりが向上する他、不良品の流出も発生することはない。
【００４５】
尚、本発明の実施の形態では、測定電圧の変化により浮上回転数を測定する例を用いたが、特にこれに限定するものではなく、例えば電気抵抗の変化や、静電容量の変化により浮上回転数の測定を行ってもよい。また、本発明の実施の形態では導電性液状物質２２に水を用いた例を示したが、導電性液状物質２２としては水銀、導電性グリス等、導電性を有する液体、ペースト状、ゲル状物質を用いることができる。また、本発明の実施の形態では、スラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータ６０とスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータ６０ａとを用いて説明を行ったが、これ以外の流体軸受モータにも適用が可能な他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。また、ラジアル動圧溝及びスラスト動圧溝は、固定子側と回転子側の双方に設けても良いし、固定子側、回転子側のいずれか一方に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】本発明に係る軸受検査方法をスラスト方向の支持にすべり軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。
【図１Ｂ】本発明に係る軸受検査方法をスラスト、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータに適用したときの概略構成を示す半断面図である。
【図２】本発明に係る軸受検査方法の実施例における模式的な回路図である。
【図３】本発明に係る軸受検査方法の実施例における回転数と測定電圧の関係を示す図である。
【図４Ａ】流体軸受モータの製造方法の概略を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】流体軸受モータの製造方法の概略を説明する図である。
【図４Ｃ】流体軸受モータの製造方法の概略を説明する図である。
【図５Ａ】スラスト方向にすべり軸受を用いた流体軸受モータの構成の概略を示す断面図である。
【図５Ｂ】スラスト方向、ラジアル方向共に流体動圧軸受を用いた流体軸受モータの構成の概略を示す断面図である。
【図６】従来の軸受検査装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
２１ 回転電極
２２ 導電性液状物質
２３ 固定電極
２４ 直流電源
２５ 測定端子
２６ 電圧計
２７ ネジ部
２８ 収容部
４０、４０ａ 回転子
４５、４５ａ 回転軸
５０、５０ａ 固定子
５２、５２ａ スリーブ
５５ 潤滑剤
６０、６０ａ 流体軸受モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子が固定子に対して流体軸受により回転自在に支持されたモータにおける前記回転子と前記固定子とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法。
【請求項２】
軸を有する回転子が、前記軸が挿通されたスリーブを有する固定子に対して、スラスト方向にはすべり軸受により絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受により支持されたモータにおける、前記軸と前記スリーブとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法。
【請求項３】
回転子と固定子とを、前記回転子が前記固定子に対して流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記回転子と前記固定子とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法。
【請求項４】
軸を有する回転子と前記軸を挿通するスリーブを有する固定子とを、前記回転子が前記固定子に対して、スラスト方向にはすべり軸受を介して絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記軸と前記スリーブとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法。
【請求項１】
回転子が固定子に対して流体軸受により回転自在に支持されたモータにおける前記回転子と前記固定子とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法。
【請求項２】
軸を有する回転子が、前記軸が挿通されたスリーブを有する固定子に対して、スラスト方向にはすべり軸受により絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受により支持されたモータにおける、前記軸と前記スリーブとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査方法であって、
液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記接触状態を判定することを特徴とする軸受検査方法。
【請求項３】
回転子と固定子とを、前記回転子が前記固定子に対して流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記回転子と前記固定子とが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法。
【請求項４】
軸を有する回転子と前記軸を挿通するスリーブを有する固定子とを、前記回転子が前記固定子に対して、スラスト方向にはすべり軸受を介して絶縁状態で支持されると共にラジアル方向には流体軸受を介して回転自在に支持されるよう組み立てる組み立て工程と、
該組み立て工程後に、液状物質を収容する収容部を有する回転電極を前記回転子に対して電気的に接続させると共に一体的に回転するよう固定する一方、前記収容部に導電性液状物質を収容させると共に収容させた前記導電性液状物質に前記回転電極と非接触に固定電極を浸漬させた状態で、前記固定電極と前記固定子との間の電圧、電気抵抗、静電容量のいずれかに基づいて前記軸と前記スリーブとが接触しているか否かの接触状態を判定する軸受検査工程と、を有するモータの製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２９２７３１（Ｐ２００７−２９２７３１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３５２２１（Ｐ２００７−３５２２１）
【出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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