JP2005226780A - 軸受ユニット、軸受ユニットを有するモータ及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 軸受ユニットの軸方向の長さを縮小し、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高める。
【解決手段】 軸３１と、軸３１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受３３と、軸３１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受３４と、ラジアル軸受３３とスラスト軸受３４とが内部に配設されるとともに、軸３１が挿通される軸挿通孔４５を除いて密閉された構造とされるハウジング３７と、ハウジング３７内に充填される粘性流体３８とを備え、ハウジング３７の内面側であって軸挿通孔４５の周縁部には、軸３１の一部と当接して軸３１の抜け止めを図る係止部５２が設けられる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、回転軸を回転可能に支持し、あるいは軸に対し回転体を回転可能に支持する軸受ユニット、軸受ユニットを有するモータ及び電子機器に関する。
従来、回転軸を回転可能に支持する軸受ユニットとして、図２１に示すように構成されたものが知られている。
図２１に示す軸受ユニット１００は、回転軸１０１を回転可能に支持するものであり、回転軸１０１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受１０４と、回転軸１０１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受１１０が一体に形成された空間形成部材１１９と、このラジアル軸受１０４及び空間形成部材１１９を収納したハウジング１０５とを備える。
この軸受ユニット１００において、ラジアル軸受１０４は、ハウジング１０５に充填される粘性流体である潤滑油と共に動圧流体軸受を構成するものであって、回転軸１０１が挿通される内周面には、動圧を発生させるための動圧発生溝１１１が形成されている。
回転軸１０１のスラスト方向の一端側に設けられた空間形成部材１１９は、図２１に示すように、回転軸１０１の下部、即ち、閉塞される側の一端を囲むように形成され、例えば合成樹脂により形成されている。この空間形成部材１１９の内側には、潤滑油が回転軸１０１の軸受支持部１０２の周囲に充填される。
空間形成部材１１９の底面の内面側の中央部には、ラジアル軸受１０４に支持された回転軸１０１のスラスト方向の一端側に設けた軸受支持部１０２を回転可能に支持するスラスト軸受１１０が一体に形成されている。スラスト軸受１１０は、空間形成部材１１９を樹脂により形成し、スラスト軸受１１０と共用している。スラスト軸受１１０は、円弧状若しくは先端先細り状に形成された回転軸１０１の軸受支持部１０２を点で支持するピボット軸受として形成されている。
ラジアル軸受１０４、空間形成部材１１９を収納したハウジング１０５は、図２１に示すように、円筒状に形成されたラジアル軸受１０４を収容して囲むような形状を有し、合成樹脂を一体成形して形成された一つの部材である。
ハウジング１０５は、筒状をなすハウジング本体１０６と、ハウジング本体１０６の一端側を閉塞するようにハウジング本体１０６と一体に形成された一端部側部分を構成する底部閉塞部１０７と、ハウジング本体１０６の他端部側を構成するハウジング本体１０６と一体に形成された上部閉塞部１０８とからなる。上部閉塞部１０８の中央部には、ハウジング１０５に収納されたラジアル軸受１０４に回転自在に支持された回転軸１０１が挿通される軸挿通孔１０９が設けられている。
このように構成されたハウジング１０５は、筒状をなすラジアル軸受１０４及び空間形成部材１１９を取り囲むようにして合成樹脂材料をアウトサート成型することにより、ラジアル軸受１０４がハウジング本体１０６の内周側に配されて一体に形成される。
回転軸１０１は、一端側の軸受支持部１０２をスラスト軸受１１０によって支持され、軸部本体１０３の外周面をラジアル軸受１０４により支持され、他端側に設けた取付部１２０側をハウジング本体１０６の上部閉塞部１０８に設けた軸挿通孔１０９から突出されてハウジング１０５に支持される。
また、回転軸１０１には、軸受支持部１０２と軸部本体１０３との間に、軸抜け止め用の溝部１１６が設けられている。この軸抜け止め用溝部１１６と対応するように、空間形成部材１１９には、軸抜け止め部材として環状のワッシャ１１５が設けられている。ワッシャ１１５は、回転軸１０１がハウジング１０５から抜け出てしまうことを防止する。このワッシャ１１５は、回転軸１０１の軸受支持部１０２に押圧され、スラスト方向に撓むことにより、軸受支持部１０２を挿入させて軸抜け止め用溝部１１６に取り付けられる。
ところで、軸挿通孔１０９は、この軸挿通孔１０９に挿通された回転軸１０１が軸挿通孔１０９の内周面に摺接することなく回転するように、軸部本体１０３の外形よりやや大きな内径をもって形成されている。このとき、軸挿通孔１０９は、その周面と軸部本体の外周面との間にハウジング内に充填された潤滑油１１３がハウジング１０５内から漏れを防止するに足る間隔ｘ１の空隙１１２を有するように形成される。
回転軸１０１の軸挿通孔１０９の内周面と対向する外周面には、テーパ部１１４が設けられている。このテーパ部１１４は、回転軸１０１の外周面と軸挿通孔１０９の内周面との間に形成される空隙１１２をハウジング１０５の外側に向かって拡大させるように傾斜されている。このテーパ部１１４は、回転軸１０１の外周面と軸挿通孔１０９の内周面との間に形成される空隙１１２に圧力勾配を形成し、ハウジング１０５内に充填された潤滑油１１３をハウジング１０５の内部に引き込む力が発生する。回転軸１０１の回転時に、潤滑油１１３がハウジング１０５の内部に引き込まれるようになるので、動圧流体軸受により構成されたラジアル軸受１０４の動圧発生溝１１１に潤滑油１１３が確実に浸入して動圧を発生させ、回転軸１０１の安定した支持が実現され、しかもハウジング１０５に充填された潤滑油１１３の漏洩を防止できる。
図２１に示すように構成された軸受ユニット１００は、回転軸１０１の露出が軸挿通孔１０９側の一端のみで、軸挿通孔１０９の僅かな間隙以外は、ハウジング部材によりシームレスに覆われている。よって、この軸受ユニット１００は、潤滑油１１３のハウジング１０５外部への漏出を防止できるものである。また、外部との連通部分も軸挿通孔１０９の間隙のみであるので、衝撃による潤滑油の飛散を防止できる。更に、軸受ユニット１００は、ワッシャ１１５により回転軸１０１がハウジング１０５から脱落することを防止できる。
しかしながら、上述した軸受ユニット１００は、軸の抜け止め部材であるワッシャ１１５をハウジングの閉塞部側である底部閉塞部１０７側に設けていること、及び、ワッシャ１１５を設けるための空間形成部材１１９を備えることにより、軸受ユニット１００の軸方向の長さを縮小させることが困難である。
また、回転軸を回転可能に支持する他の軸受ユニットとして、図２２に示すように構成されたものが知られている。
図２２に示す軸受ユニット１３０は、回転軸１３１を回転可能に支持するものであり、回転軸１３１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受１３４と、回転軸１３１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受１４０と、このラジアル軸受１３４及びスラスト軸受１４０を収納したハウジング１３５とを備える。
この軸受ユニット１３０において、ラジアル軸受１３４は、ハウジング１３５に充填される粘性流体である潤滑油と共に動圧流体軸受を構成するものであって、回転軸１３１が挿通される内周面には、動圧を発生させるための動圧発生溝１４１が形成されている。
ラジアル軸受１３４及びスラスト軸受１４０を収納したハウジング１３５は、図２２に示すように、筒状をなすハウジング本体１３６と、ハウジング本体１３６の一端側を閉塞するようにハウジング本体１３６と一体に形成された一端部側部分を構成する底部閉塞部１３７と、このハウジング本体１３６の開放された他端部側に設けられる上部閉塞部材１３８とからなる。
上部閉塞部１３８の中央部には、ハウジング１３５に収納されたラジアル軸受１３４に回転自在に支持された回転軸１３１が挿通される軸挿通孔１３９が設けられている。ハウジング本体１３６の底部閉塞部１３７の内面側には、ラジアル軸受１３４に支持された回転軸１３１のスラスト方向の一端部に設けた軸受支持部１３２を回転可能に支持するスラスト軸受１４０が設けられる。
スラスト軸受１４０は、円弧状若しくは先端先細り状に形成された回転軸１３１の軸受支持部１３２を点で支持するピボット軸受として形成されている。
このように構成されたハウジング１３５は、ハウジング本体１３６にラジアル軸受１３４、スラスト軸受１４０及び回転軸１３１を取り付けた後に、上部閉塞部１３８を溶着することにより一体化されて形成される。
回転軸１３１は、一端側の軸受支持部１３２をスラスト軸受１４０によって支持され、軸部本体１３３の外周面をラジアル軸受１３４により支持され、他端側に設けた取付部１５０側をハウジング１３５の上部閉塞部１３８に設けた軸挿通孔１３９から突出されてハウジング１３５に支持される。
また、回転軸１３１には、軸受支持部１３２と軸部本体１３３との間に、軸抜け止め用の溝部１４６が設けられている。この軸抜け止め用溝部１４６と対応するように、底部閉塞部１３７には、軸抜け止め部材として環状のワッシャ１４５が設けられている。ワッシャ１４５は、回転軸１３１がハウジング１３５から抜け出てしまうことを防止する。このワッシャ１４５は、回転軸１３１の軸受支持部１３２に押圧され、スラスト方向に撓むことにより、軸受支持部１３２を挿入させ、軸抜け止め用溝部１４６に取り付けられる。
ところで、軸挿通孔１３９は、この軸挿通孔１３９に挿通された回転軸１３１が軸挿通孔１３９の内周面に摺接することなく回転するように、軸部本体１３３の外形よりやや大きな内径をもって形成されている。このとき、軸挿通孔１３９は、その周面と軸部本体の外周面との間にハウジング内に充填された潤滑油１４３がハウジング１３５内から漏れを防止するに足る間隔ｘ２の空隙１４２を有するように形成される。
回転軸１３１の軸挿通孔１３９の内周面と対向する外周面には、テーパ部１４４が設けられている。このテーパ部１４４は、回転軸１３１の外周面と軸挿通孔１３９の内周面との間に形成される空隙１４２をハウジング１３５の外側に向かって拡大させるように傾斜されている。このテーパ部１４４は、回転軸１３１の外周面と軸挿通孔１３９の内周面との間に形成される空隙１４２に圧力勾配を形成し、ハウジング１３５内に充填された潤滑油１４３をハウジング１３５の内部に引き込む力が発生する。回転軸１３１の回転時に、潤滑油１４３がハウジング１３５の内部に引き込まれるようになるので、動圧流体軸受により構成されたラジアル軸受１３４の動圧発生溝１４１に潤滑油１４３が確実に浸入して動圧を発生させ、回転軸１３１の安定した支持が実現され、しかもハウジング１３５に充填された潤滑油１４３の漏洩を防止できる。
図２２に示すように構成された軸受ユニット１３０は、回転軸１３１の露出が軸挿通孔１３９側の一端のみで、軸挿通孔１３９の僅かな間隙以外は、ハウジング部材により覆われている。よって、この軸受ユニット１３０は、潤滑油１４３のハウジング１３５外部への漏出を防止できるものである。また、外部との連通部分も軸挿通孔１３９の間隙のみであるので、衝撃による潤滑油の飛散を防止できる。更に、軸受ユニット１３０は、ワッシャ１４５により回転軸１３１がハウジング１３５から脱落することを防止できる。
しかしながら、上述した軸受ユニット１３０は、軸の抜け止め部材であるワッシャ１４５をハウジング１３５の閉塞部側である底部閉塞部１３７側に設けていること、及び、ワッシャ１４５を設けるためのハウジング本体１３５の底部閉塞部１３７の構造により、軸受ユニット１３０の軸方向の長さを縮小させることが困難である。
また、回転軸を回転可能に支持するさらに他の軸受ユニットとして、図２３に示すように構成されたものが知られている。
図２３に示す軸受ユニット１６０は、回転軸１６１を回転可能に支持するものであり、回転軸１６１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受１６４と、このラジアル軸受１６４を収納したハウジング１６５とを備える。
この軸受ユニット１６０において、ラジアル軸受１６４は、ハウジング１６５に充填される粘性流体である潤滑油と共に動圧流体軸受を構成するものであって、回転軸１６１が挿通される内周面には、動圧を発生させるための動圧発生溝１７１が形成されている。
ラジアル軸受１６４及びスラスト軸受１７０を収納したハウジング１６５は、図２３に示すように、筒状をなすハウジング本体１６６と、ハウジング本体１６６の一端側を閉塞するようにハウジング本体１６６と一体に形成された一端部側部分を構成する底部閉塞部１６７と、このハウジング本体１６６の開放された他端部側に設けられる上部閉塞部材１６８とからなる。
上部閉塞部１６８の中央部には、ハウジング１６５に収納されたラジアル軸受１６４に回転自在に支持された回転軸１６１が挿通される軸挿通孔１６９が設けられている。ハウジング本体１６６の底部閉塞部１６７の内面側には、ラジアル軸受１６４に支持された回転軸１６１のスラスト方向の一端部に設けた軸受支持部１６２を回転可能に支持するスラスト軸受１７０が設けられる。
スラスト軸受１７０は、円弧状若しくは先端先細り状に形成された回転軸１６１の軸受支持部１６２を点で支持するピボット軸受として形成されている。
このように構成されたハウジング１６５は、ハウジング本体１６６にラジアル軸受１６４、スラスト軸受１７０及び回転軸１６１を取り付けた後に、上部閉塞部１６８を溶着することにより一体化されて形成される。
回転軸１６１は、一端側の軸受支持部１６２をスラスト軸受１７０によって支持され、軸部本体１６３の外周面をラジアル軸受１６４により支持され、他端側に設けた取付部１８０側をハウジング１６５の上部閉塞部１６８に設けた軸挿通孔１６９から突出されてハウジング１６５に支持される。
また、回転軸１６１には、底部閉塞部側１６７の一端部側であって、軸部本体１６３と軸受支持部１６２との間に、軸抜け止め機構として、軸部本体１６３より面の広い大径部を形成するように突出片１７７が設けられている。突出片１７７は、円盤状に形成され、回転軸１６１が上方に移動したときに、ラジアル軸受１６４と係合する突出部１７８を有している。突出片１７７の突出部１７８は、回転軸１６１がハウジング１６５から抜け出てしまうことを防止する。
ところで、軸挿通孔１６９は、この軸挿通孔１６９に挿通された回転軸１６１が軸挿通孔１６９の内周面に摺接することなく回転するように、軸部本体１６３の外形よりやや大きな内径をもって形成されている。このとき、軸挿通孔１６９は、その周面と軸部本体の外周面との間にハウジング内に充填された潤滑油１６３がハウジング１６５内から漏れを防止するに足る間隔ｘ３の空隙１７２を有するように形成される。
回転軸１６１の軸挿通孔１６９の内周面と対向する外周面には、テーパ部１７４が設けられている。このテーパ部１７４は、回転軸１６１の外周面と軸挿通孔１６９の内周面との間に形成される空隙１７２をハウジング１６５の外側に向かって拡大させるように傾斜されている。このテーパ部１７４は、回転軸１６１の外周面と軸挿通孔１６９の内周面との間に形成される空隙１７２に圧力勾配を形成し、ハウジング１６５内に充填された潤滑油１７３をハウジング１６５の内部に引き込む力が発生する。回転軸１６１の回転時に、潤滑油１７３がハウジング１６５の内部に引き込まれるようになるので、動圧流体軸受により構成されたラジアル軸受１６４の動圧発生溝１７１に潤滑油１７３が確実に浸入して動圧を発生させ、回転軸１６１の安定した支持が実現され、しかもハウジング１６５に充填された潤滑油１７３の漏洩を防止できる。
図２３に示すように構成された軸受ユニット１６０は、回転軸１６１の露出が軸挿通孔１６９側の一端のみで、軸挿通孔１６９の僅かな間隙以外は、ハウジング部材により覆われている。よって、この軸受ユニット１６０は、潤滑油１７３のハウジング１６５外部への漏出を防止できるものである。また、外部との連通部分も軸挿通孔１６９の間隙のみであるので、衝撃による潤滑油の飛散を防止できる。更に、軸受ユニット１６０は、突出片１７７の突出部１７８により、回転軸１６１がハウジング１６５から脱落することを防止できる。
しかしながら、上述した軸受ユニット１６０は、軸の抜け止め用として突出片１７７をハウジング１６５の閉塞部側である底部閉塞部１６７側に設けている構造により、軸受ユニット１６０の軸方向の長さを縮小させることが困難である。
そのため、これら軸受ユニット１００、軸受ユニット１３０及び軸受ユニット１６０では、軸受ユニットの軸方向の長さにより、汎用性、選択性に制限があり、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度にも制限を加えている。
特開２００３−１３００４３号公報
本発明の目的は、軸の抜け止め機能を有したまま軸受ユニットの軸方向の長さを縮小し、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高めるとともに、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高め、この製品の大きさを縮小することができる軸受ユニット、軸受ユニットを有するモータ及び電子機器を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明に係る軸受ユニットは、軸と、軸の周回り方向の支持を行うラジアル軸受と、軸のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受と、ラジアル軸受とスラスト軸受とが内部に配設されるとともに、軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、ハウジング内に充填される粘性流体とを備え、ハウジングの内面側であって軸挿通孔の周縁部には、軸の一部と当接して軸の抜け止めを図る係止部が設けられていることを特徴とする。
以上のように、本発明に係る軸受ユニットでは、ハウジングの内面側であって軸挿通孔の周縁部に軸が抜けることを防止する抜け止め機構として軸と当接し軸を係止する係止部が設けられているので、この軸開放側に設けられた係止部により軸がラジアル軸受から抜けることを防止する。この軸受ユニットでは、この係止部を設けることにより、従来の軸の抜け止めを考慮した軸受ユニットではハウジング閉塞部側に必要であった抜け止め部材や、ラジアル軸受に支持されている部分よりも大径に形成された突出片等の抜け止め機構を設けることなく、軸の抜け止めを図ることが可能となる。
したがって、この軸受ユニットでは、ハウジングの軸挿通孔の周辺部に設けられた係止部により、軸受ユニットの軸方向の長さを縮小することが可能となる。さらに、この軸受ユニットでは、軸方向の長さを縮小することで、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高め、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高めることが可能となり、その製品のサイズを小さくすることが可能となる。
上述したような目的を達成するために提案される本発明に係るモータは、ステータに対してロータを回転可能に支持する軸受ユニットを有するモータであり、このモータに用いる軸受ユニットとして、上述したようなものを用いたものである。
更に、上述したような目的を達成するために提案される本発明に係る電子機器は、ステータに対してロータを回転可能に支持する軸受ユニットを有するモータを備えるものであり、この軸受ユニットとして、上述したようなものを用いたものである。
本発明によれば、ハウジングの軸挿通孔の周縁部に軸の一部と当接して軸を係止し軸の抜け止めを図る係止部を設けたので、軸の抜け止め防止機能を有したまま、従来設けられていたハウジング閉塞部側の抜け止め部材を省くことができる。よって、従来必要であったハウジング閉塞部側の抜け止め部材等の部品を削除できコストを低減化するとともに、この軸受ユニット自体の軸方向の長さを縮小することが可能となる。よって、軸受ユニットの汎用性、選択性を高め、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高めるとともに、回転性能を維持したままサイズの縮小化を可能とする。
以下、本発明を適用した情報処理装置について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明を適用した情報処理装置は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、情報処理の結果等を表示する表示部２と、各種の情報の演算処理を行う情報処理部を内蔵したコンピュータ本体３とを備えている。コンピュータ本体３の上面側には、コンピュータ１の動作指令を入力し、あるいは各種の情報の入力するためのキーボード５が設けられ、その内部には放熱装置４が設けられている。放熱装置４は、コンピュータ本体３の内部に配設されたＣＰＵ等の情報処理回路やディスク装置等から発生する熱をコンピュータ本体３の外部に放熱し、コンピュータ本体３の内部を冷却する冷却装置としても機能する。
コンピュータ本体３に内蔵される放熱装置４は、図２に示すように、コンピュータ本体を構成する筐体６内に収納されている。放熱装置４は、図３に示すように、金属製のベース７と、このベース７に取り付けられたモータ１０と、このモータ１０によって回転操作されるファン８と、ファン８を収納したファンケース９と、ヒートシンク１１を有している。
ベース７は、図３に示すように、略Ｌ字状に形成されている。略Ｌ字状に形成されたベース７の一端側の一方の面７ａには、ＣＰＵ（中央処理装置）の如く通電されて駆動することによって発熱する発熱素子１２が取り付けられている。発熱素子１２は、熱伝達シール１２ａを介してベース７の一方の面７ａ側に取り付けられている。
ベース７の一方の面７ａ側の略中央部には、モータ１０が取り付けられると共に、このモータ１０によって回転操作されるファン８を収納するファンケース９が取り付けられている。ファンケース９には、モータ１０によって回転されるファン８の中央部に対応する位置を開放する円形の吸気口１３が設けられている。筐体６の底面側のファンケース９に設けた吸気口１３に対向する位置には、この吸気口１３に連通するように開口１４が設けられている。更に、ファンケース９には、吸気口１３から吸引したエアーを外部に排気するための排気口１５が設けられている。
ベース７の他端側の一方の面７ａには、ヒートシンク１１が固定されている。ヒートシンク１１は、コルゲート状若しくはフィン状のヒートシンクであり、放熱性に優れた金属、例えばアルミニウムにより作製されている。ベース７及びファンケース９も、放熱性に優れた金属であるアルミニウムや鉄により作製することが望ましい。
発熱素子１２が取り付けられ、この発熱素子１２から発生する熱を放熱する放熱装置４及びヒートシンク１１を取り付けたベース７には、筐体６内に取り付けられるときに用いられるねじが挿通される複数の取付孔７ｂが設けられている。ベース７は、取付孔７ｂに挿通される固定用のねじを、図２に示すように筐体６の内部に設けたボス１６に固定することによって、筐体６内に取り付けられる。
ヒートシンク１１は、ベース７が筐体６内に取り付けられたとき、図２及び図３に示すように、筐体６の側面に設けた貫通口１７に対向する位置に配置される。
上述したように構成された放熱装置４は、モータ１０が駆動され、ファン８がモータ１０により図３中矢印Ｒ１方向に回転されると、筐体６に設けた開口１４を介して装置外部のエアーを図２及び図３中矢印Ｄ１方向に吸引し、更に吸気口１３を介してファンケース９内に吸引する。ファン８の回転によってファンケース９内に吸引されたエアーは、図２及び図３中矢印Ｄ２方向に流通し、更にヒートシンク１１中を流通するように図３中矢印Ｄ３方向に流通し、貫通口１７を介して筐体６の外部に排気される。
ところで、ベース７に取り付けられた発熱素子１２が駆動されて発生する熱は、放熱性に優れた金属により形成されたベース７を介して、このベース７に取り付けられたヒートシンク１１に伝達される。このとき、放熱装置４のファン８がモータ１０により回転され筐体６の外部から吸引されたエアーが、ヒートシンク１１の複数のフィン中を流通することにより、ヒートシンク１１に伝達されている熱を、貫通口１７を介して筐体６の外部に放熱する。
この放熱装置に用いられる本発明を適用したモータ１０は、図４に示すように、ロータ１８とステータ１９とを備える。
ステータ１９は、モータ１０と共にこのモータ１０によって回転されるファン８を収納したファンケース９の上面板９ａ側に一体に設けられている。ステータ１９は、ステータヨーク２０と、本発明を適用した軸受ユニット３０と、コイル２１とこのコイル２１が巻回されるコア２２とを備える。ステータヨーク２０は、ファンケース９の上面部９ａと一体に形成されたもの、即ち、ファンケース９の一部によって構成したものでもよく、別体に形成したものであってもよい。ステータヨーク２０は、例えば鉄により形成されている。軸受ユニット３０は、ステータヨーク２０の中心部に筒状に形成されたホルダー２３中に圧入若しくは接着、更には圧入と共に接着により固定されている。
なお、軸受ユニット３０が圧入されるホルダー２３は、ステータヨーク２０と一体に円筒状に形成されている。
ステータヨーク２０に一体に形成されたホルダー２３の外周部には、図４に示すように、駆動電流が供給されるコイル２１が巻回されたコア２２が取り付けられている。
ステータ１９と共にモータ１０を構成するロータ１８は、軸受ユニット３０に回転可能に支持された回転軸３１に取り付けられ、回転軸３１と一体に回転する。ロータ１８は、ロータヨーク２４と、このロータヨーク２４と一体に回転する複数の羽根２５を有するファン８とを有する。ファン８の羽根２５は、ロータヨーク２４の外周面にアウトサート成型することにより、ロータヨーク２４と一体に形成される。
ロータヨーク２４の筒状部２４ａの内周面には、ステータ１９のコイル２１と対向するように、リング状のロータマグネット２６が設けられている。このマグネット２６は、周回り方向にＳ極とＮ極が交互に着磁されたプラスチックマグネットであり、接着剤によりロータヨーク２４の内周面に固定されている。
ロータヨーク２４は、軸受ユニット３０に支持された回転軸３１の先端側に設けた取付部３２に、平板部２４ｂの中心部に設けた貫通孔２７ａが設けられたボス部２７を圧入することによって回転軸３１と一体に回転可能に取り付けられる。
上述のような構成を備えたモータ１０は、ステータ１９側のコイル２１に、モータ１０の外部に設けた駆動回路部から所定の通電パターンにより駆動電流が供給されると、コイル２１に発生する磁界とロータ１８側のロータマグネット２６からの磁界との作用によって、ロータ１８が回転軸３１と一体に回転する。ロータ１８が回転することにより、このロータ１８に取り付けられた複数の羽根２５を有するファン８もロータ１８と一体に回転する。ファン８が回転されることにより、筐体６に設けた開口１４を介して装置外部のエアーが図２及び図３中矢印Ｄ１方向に吸引され、更に矢印Ｄ２方向に流通し、ヒートシンク１１中を流通しながら貫通口１７を介して筐体６の外部に排気されることにより、発熱素子１２から発生する熱をコンピュータ本体３の外部に放熱し、コンピュータ本体３内を冷却する。
上述したモータ１０の回転軸３１を回転自在に支持する軸受ユニット３０は、図４及び図５に示すように、回転軸３１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受３３と、このラジアル軸受３３を収納したハウジング３７とを備える。
ラジアル軸受３３は、焼結メタルにより円筒状に形成されている。ラジアル軸受３３は、ハウジング３７に充填される粘性流体である潤滑油３８と共に動圧流体軸受を構成するものであって、回転軸３１が挿通される内周面には、動圧発生溝３９が形成されている。
動圧発生溝３９は、図６に示すように、ラジアル軸受３３の内周面にＶ字状をなす一対の溝３９ａを周回り方向に連結溝３９ｂにより連続するように形成して構成されている。動圧発生溝３９は、Ｖ字状をなす一対の溝３９ａの先端側が回転軸３１の回転方向Ｒ２に向くように形成されている。本例にあっては、動圧発生溝３９は、円筒状をなすラジアル軸受３３の軸方向に上下に並列して一対形成されている。ラジアル軸受３３に設けられる動圧発生溝の数や大きさは、ラジアル軸受３３の大きさや長さ等により適宜選択される。なお、このラジアル軸受３３は、真鍮、ステンレス又は高分子材料でもよい。
動圧流体軸受として形成されたラジアル軸受３３は、このラジアル軸受３３に挿通された回転軸３１が、中心軸ＣＬを中心に図６中矢印Ｒ２方向に連続して回転すると、ハウジング３７内に充填された潤滑油３８が動圧発生溝３９内を流通し、回転軸３１の外周面とラジアル軸受３３の内周面との間に動圧を発生させて回転する回転軸３１を支持する。このとき発生する動圧は、回転軸３１とラジアル軸受３３との間の摩擦係数を極めて小さくするものであって、回転軸３１の円滑な回転を実現する。
回転軸３１を支持したラジアル軸受３３を収納したハウジング３７は、図５に示すように、円筒状に形成されたラジアル軸受３３を収容して囲むような形状を有し、上部閉塞部４４が一体に形成されたハウジング本体４２と、このハウジング本体４２の上部閉塞部４４と対向する側に形成された下部開口部を閉塞する底部閉塞部４３とからなる。ハウジング本体４２は、筒状の形状を有しており、その一端側に上部閉塞部４４が一体に形成されており、樹脂により形成されている。上部閉塞部４４の中央部には、ハウジング３７に収納されたラジアル軸受３３に回転自在に支持された回転軸３１が挿通される軸挿通孔４５が設けられている。
底部閉塞部４３の内面側の中央部には、ラジアル軸受３３に支持された回転軸３１のスラスト方向の一端部に設けた軸受支持部３１ａを回転可能に支持するスラスト軸受３４が一体に形成されている。スラスト軸受３４は、底部閉塞部４３を樹脂により形成し、スラスト軸受３４と共用している。スラスト軸受３４は、円弧状若しくは先細り状に形成された回転軸３１の軸受支持部３１ａを点で支持するピボット軸受として形成されている。
ハウジング３７の上部閉塞部４４には、ハウジング３７の内面側であって軸挿通孔４５の周縁部には回転軸３１がラジアル軸受３３及びハウジング３７から抜けることを防止する軸抜け止め機構が設けられている。この軸抜け止め機構として、上部閉塞部４４の軸挿通孔４５の内面側には、段状に形成される係止部５２となるステップ部を有した段差凹部５１が設けられている。すなわち、この段差凹部５１は、軸挿通孔４５の周縁部に円柱状の凹部を形成したものであり、上部閉塞部の内面からハウジング外部に向かって係止部５２となる段状のステップ部を有している。
この段差凹部５１の係止部５２は、回転軸３１がハウジング内部から引き上げられたとき後述する回転軸３１の一部である当接部５３と係止し、回転軸３１がハウジング３７から飛び出すこと、すなわち、回転軸３１の脱落を防止する。この係止部５２となるステップ部は、環状に形成され、その外径が段差凹部の内径ｄ３であり、その内径が軸挿通孔の内径ｄ１である。
上述のように構成されたハウジング３７は、筒状をなすラジアル軸受３３を収納したハウジング本体４２と、底部閉塞部４３とを溶着することにより一体化されて形成される。ハウジング３７は、軸挿通孔４５を除いて内部を密閉した構造とされる。
ハウジング３７を構成する合成樹脂材料は、特に限定されるものではないが、ハウジング３７内に充填される潤滑油３８を弾く潤滑油３８に対する接触角を大きくするような材料を用いることが望ましい。更に、ハウジング３７には、潤滑性に優れた合成樹脂材料を用いることが好ましい。ハウジング３７は、例えば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）からなるが、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール等のフッ素系の合成樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））、ナイロン等の合成樹脂を用いて形成してもよい。更には、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）などの合成樹脂を用いてもよい。更にまた、極めて高精度の成形が可能な液晶ポリマーによって形成する。特に、ハウジング３７として液晶ポリマーを使用する場合は、潤滑油を保持し、耐摩耗性に優れる。
ハウジング３７内に配設されたラジアル軸受３３及びハウジング３７と一体に設けられたスラスト軸受３４によって回転自在に支持される回転軸３１は、ラジアル軸受により支持される軸部本体３１ｂと、軸部３１ｂに連続して円弧状若しくは先端先細り状に形成され、スラスト軸受３４によって支持される軸受支持部３１ａと、他端側に回転体である例えばモータ１０のロータ１８が取り付けられる取付部３２とからなる。
また、図５、図７に示すように、回転軸３１には、軸部本体３１ｂから軸抜け止め防止用の当接部５３となる段部を有して、軸挿通孔４５の内面に対向するテーパ状の挿通部３１ｃが設けられる。ここで、取付部３２の内径ｄ４は、軸部本体３１ｂの外径ｄ２より僅かに小さく形成されている。これは、ハウジング３７の上部閉塞部４４に設けられた係止部５２が回転軸３１の軸抜け止めとなるためである。すなわち、軸挿通孔４５の内径ｄ１は、軸部本体３１ｂが軸挿通孔４５を挿通して抜けないように、軸部本体３１ｂの外径ｄ２より小さく形成される。ここで、軸部本体３１ｂの外径ｄ２とは、当接部５３の外径と同じである。そして、取付部３２は、組立の際にこの軸挿通孔４５に挿通されるため、取付部３２の内径ｄ４は、軸挿通孔４５の内径ｄ１より小さいので、軸部本体３１ｂの外径ｄ２よりも小さく形成されることになるからである。
回転軸３１は、図５に示すように、一端側の軸受支持部３１ａをスラスト軸受３４によって支持され、軸部本体３１ｂの外周面をラジアル軸受３３により支持され、他端側に設けた取付部３２側をハウジング本体４２の上部閉塞部４４に設けた軸挿通孔４５から突出されてハウジング３７に支持されている。
上部閉塞部４４に設けられた軸挿通孔４５の内径ｄ１は、ラジアル軸受３３に支持された軸部本体３１ｂの外径ｄ２より小さく形成されている。また、軸挿通孔４５に設けられた段差凹部５１の内径ｄ３は、軸部本体３１ｂの外径ｄ２より大きく形成されている。ここで、段差凹部５１の内径ｄ３とは、上部閉塞部４４に形成された円柱状の凹部の内径である。
よって、軸部本体３１ｂは、ハウジング３７から引き上げられたとき、軸部本体３１ｂの軸開放側に設けられた当接部５３が、ハウジングの段差凹部５１に形成された係止部５２に当接し係止されることにより、回転軸３１の軸方向の移動を規制し、それ以上回転軸３１が引き上げられることを防止する。
尚、この軸受ユニット３０においては、回転軸３１の軸部本体３１ｂの上方に段状の
当接部５３を設け、この当接部５３とハウジング３７の係止部５２を当接させることにより、軸の抜け止め機能を有するものとしたが、回転軸の形状はこれに限られるものではなく、例えば円錐状のテーパを当接部として設けるように構成してもよい。すなわち、ハウジングの係止部と回転軸のテーパ部を当接させることにより、軸の抜け止め機能を持たせるように構成してもよい。また、ハウジングの形状は、これに限られるものではなく、例えば、ハウジング３７に段差凹部５１を設けなくてもよい、すなわち、回転軸外径をハウジングの軸挿通孔の内径よりも大きく形成し、回転軸の当接部とハウジングの軸挿通孔周縁部とを当接させることにより、軸の抜け止め機能をもたせるように構成してもよい。
したがって、この軸受ユニット３０は、組立時にこの回転軸３１を持ち上げられた場合又は、衝撃等により回転軸３１が上方に持ち上がってしまった場合にも、このハウジング３７の係止部５２と、軸部本体３１ｂの当接部５３が当接することにより回転軸３１がハウジング３７から抜けることを防止する。
ところで、ハウジング３７の軸挿通孔４５は、この軸挿通孔４５に挿通された部分である回転軸３１の挿通部３１ｃが軸挿通孔４５の内周面に摺接することなく回転するように、回転軸３１の挿通部３１ｃの外径よりやや大きな内径をもって形成されている。このとき、軸挿通孔４５は、その内周面と回転軸３１の挿通部３１ｃの外周面との間にハウジング３７内に充填された潤滑油３８がハウジング３７内から漏れを防止するに足る間隔ｃの空隙４７を有するように形成される。このように、回転軸３１との間にハウジング３７内に充填された潤滑油３８の漏れを防止するようにした空隙４７が形成されるように軸挿通孔４５を形成した上部閉塞部４４は、オイルシール部を構成している。
ハウジング３７に一体に形成された上部閉塞部４４は、ポリイミド、ポリアミドあるいはナイロンなどの合成樹脂により形成されているので、軸挿通孔４５の内周面の潤滑油３８に対する接触角として６０度程度が確保できる。本発明を適用した軸受ユニット３０は、オイルシール部を構成する軸挿通孔４５の内周面を含んで上部閉塞部４４に、界面活性剤を塗布することなく潤滑油３８の上部閉塞部４４に対する接触角を大きくすることができるので、回転軸３１が回転することによって発生する遠心力により潤滑油３８が軸挿通孔４５を介してハウジング３７の外部へ移動することを防止できる。
更に、回転軸３１の軸挿通孔４５の内周面と対向する外周面には、テーパ部４８が設けられている。テーパ部４８は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される空隙４７をハウジング３７の外方に向かって拡大させるように傾斜されている。このテーパ部４８は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とによって形成される空隙４７に圧力勾配を形成し、ハウジング３７内に充填された潤滑油３８をハウジング３７の内部に引き込む力が発生する。回転軸３１の回転時に、潤滑油３８がハウジング３７の内部に引き込まれるようになるので、動圧流体軸受により構成されたラジアル軸受３３の動圧発生溝３９に潤滑油３８が確実に浸入して動圧を発生させ、回転軸３１の安定した支持が実現され、しかもハウジング３７に充填された潤滑油３８の漏洩を防止できる。
本発明を適用した軸受ユニット３０において、動圧流体軸受を構成するラジアル軸受３３に設けた動圧発生溝３９に浸入して動圧を発生させる潤滑油３８は、図５及び図７に示すように、ハウジング３７内から回転軸３１に形成されたテーパ部４８と軸挿通孔４５の内周面とによって形成された空隙４７に臨むように充填される。即ち、潤滑油３８は、ハウジング３７内の隙間に充填され、更に燒結金属からなるラジアル軸受３３に含浸される。
ここで、回転軸３１に形成されたテーパ部４８と軸挿通孔４５の内周面との間に形成された空隙４７について説明する。この空隙４７の最小の間隔は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される間隔ｃに相当し、この間隔ｃは２０μｍ〜２００μｍが好ましく、１００μｍ程度が最も好ましい。間隔ｃが２０μｍよりも小さいと、軸受ユニット３０のハウジング３７を合成樹脂により一体成形で作る際の成形精度を確保することが難しい。空隙４７の間隔ｃが２００μｍよりも大きいと、軸受ユニット３０に衝撃が加えられたとき、ハウジング３７に充填された潤滑油３８がハウジング３７の外部に飛散してしまう耐衝撃性が低下してしまう。
ハウジング３７に充填された潤滑油３８が衝撃によりハウジング３７の外部に飛散する
耐衝撃性は、空隙４７の間隔ｃの２乗に反比例する。また、熱膨張による油面上昇量は、間隔ｃの大きさに反比例するので、間隔ｃを狭くすれば、耐衝撃性は向上するが、温度の上昇による潤滑油３８の油面高さの上昇は激しくなり、軸挿通孔４５の軸方向の厚さが必要になってしまう。
例えば、直径２ｍｍ〜直径３ｍｍの軸径の回転軸３１を有する軸受ユニット３０では、回転軸３１と軸挿通孔４５との間に形成される空隙４７の間隔ｃを１００μｍ程度とし、軸挿通孔４５の高さＨ１、即ちハウジング３７の上部閉塞部４４の厚みが１ｍｍ程度であると、耐衝撃性は１０００Ｇ以上であり、耐温度特性８０℃に耐えることができ、ハウジング３７内に充填した潤滑油３８の飛散を防止した信頼性の高い軸受ユニット３０を構成できる。
更に、本発明を適用した軸受ユニット３０は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とに間に形成される空隙４７の間隔ｃをハウジング３７の外方に向かって拡大させるように傾斜させたテーパ部４８が設けられるので、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とによって形成される空隙４７の間隔ｃに圧力勾配が形成され、回転軸３１が回転したときに発生する遠心力により、ハウジング３７内に充填された潤滑油３８をハウジング３７の内部に引き込む力が発生する。
即ち、本発明を適用した軸受ユニット３０において、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とに間に形成される空隙４７は、表面張力シールにより、潤滑油３８の飛散を防止している。
ここで表面張力シールについて説明する。表面張力シールは、流体の毛細管現象を利用したシール方法である。一般的に、毛細管による液体の上昇高さの式、圧力と流体高さとの関係式から引き込み圧力は、毛細管が細い程大きくなることが知られている。ところで、本発明を適用した軸受ユニット３０は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される空隙４７に浸入した潤滑油３８は、円環状となっている。この場合の引き込み圧力は、同様に、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とに間に形成される空隙４７の間隔ｃが狭い程大きくなる。尚、具体的な計算例としては、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とに間に形成される空隙４７の間隔ｃを０．０２ｃｍ（０．２ｍｍ）、粘性流体の表面張力γを３０ｄｙｎ／ｃｍ２、潤滑油３８の接触角θを１５°としたとき、引き込み圧力は、２．８６×１０−３気圧（ａｔｍ）となる。引き込み圧力は、空隙４７の間隔ｃが狭いほど増大するので、回転軸３１にテーパ部４８を設けることは、粘性流体としての潤滑油３８を空隙４７の間隔ｃが狭い方向、即ちハウジング３７の内部方向へと引き込むことを可能とする。
このように、ハウジング３７に充填した潤滑油３８のハウジング３７外部への漏れを防止するシール部を構成する回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される空隙４７の間隔ｃがハウジング３７の内方に向かって小さくなるようなテーパ部４８を設けることにより、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面とによって形成される空隙４７に位置する潤滑油３８に圧力勾配を生じさせる。即ち、潤滑油３８に付与される圧力勾配は、空隙４７の間隔ｃが小さくなるハウジング３７の内方に向かって大きくなる。潤滑油３８にこのような圧力勾配が発生することにより、潤滑油３８は、常時ハウジング３７の内方に引き込まれる圧力が作用しているので、回転軸３１が回転した場合であっても、空隙４７に存在する潤滑油３８中に空気を巻き込むようなことがない。
上述したようなテーパ部４８を設けない場合、即ち、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間の空隙４７の間隔ｃが、軸挿通孔４５の高さ方向で一定である場合には、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間の空隙４７に浸入した潤滑油３８に圧力勾配が発生しないので、潤滑油３８は空隙４７中に均一に存在する。即ち、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間の間隔ｃを狭めることによってシール部として機能する空隙４７に浸入した潤滑油３８は、回転軸３１の回転によって空隙４７内を移動して空気を巻き込んでしまうことがある。このように、潤滑油３８中に空気を巻き込むと、温度変化、気圧変化等により空気が膨張し、潤滑油３８がシール部を構成する空隙４７からハウジング３７の外部に飛散してしまう。
これに対して、本発明を適用した軸受ユニット３０のように、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される空隙４７の間隔ｃがハウジング３７の内方に向かって小さくなるようなテーパ部４８を設けることにより、空隙４７に浸入した潤滑油３８に、ハウジング３７の内方に向かって圧力が大きくなるように圧力勾配が発生するので、回転軸３１が回転したとき、潤滑油３８中に空気を巻き込むことを防止できる。
更に、上述したようなテーパ部４８を設けることは、ハウジング３７に設けた軸挿通孔４５に対し回転軸３１が偏芯した際にも、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される空隙４７に浸入した潤滑油３８のハウジング３７の外方への飛散を防止できるばかりか、回転軸３１の全周に亘って潤滑油３８を浸入させることができ、回転軸３１周囲の潤滑油３８が切れることを防止でき、回転軸３１の安定した回転を保証できる。
ハウジング３７に設けた軸挿通孔４５に対し回転軸３１が偏芯した際に、上述したようなテーパ部４８が設けられていない場合には、潤滑油３８は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間の間隔ｃが狭い方へと集中し、その反対側の間隔ｃの広い部分では潤滑油３８が切断され、空気を巻き込んでしまう。潤滑油３８中に空気が巻き込まれると、温度変化、気圧変化等により空気が膨張し、潤滑油３８がシール部を構成する空隙４７からハウジング３７の外部に飛散してしまう。
これに対し、本発明を適用した軸受ユニット３０のように、回転軸３１にテーパ部４８を設けることにより、ハウジング３７に設けた軸挿通孔４５に対し回転軸３１が偏芯した際にも、偏心した回転軸３１が回転する楕円軌道上に必ず同じ間隔ｃの空隙４７が存在し、その楕円軌道上での回転軸３１の外周面と軸挿通孔４５の内周面との間に形成される空隙４７の間隔ｃは、回転軸３１の全周に亘って一定となるので、潤滑油３８が間隔ｃの狭い方へと集中するような現象が発生しないので、潤滑油３８の空隙４７、ひいてはハウジング３７内からの放出を防止することが可能となる。上述した軸受ユニット３０は、テーパ部４８を回転軸３１側に設けているが、ハウジング３７側の軸挿通孔４５の内周面にテーパ部４８を設けるようにしてもよい。
上述したように構成された本発明を適用した軸受ユニット３０を製造する工程を説明する。
本発明を適用した軸受ユニット３０を製造するには、図８に示すように、ラジアル軸受３３を収納したハウジング本体４２に回転軸３１を挿入する。このとき、回転軸３１は、その取付部３２側が先に挿入されるように、ハウジング本体４２の開口部側から挿入される。回転軸３１の取付部３２は、その内径が軸挿通孔４５の内径より小さく形成されているので、軸挿通孔４５より挿通されハウジング３７の外部に突出する。そして、回転軸３１の軸部本体３１ｂは、その外径ｄ２が軸挿通孔４５の内径ｄ１より大きく形成されるので、軸挿通孔４５から突出されることはない。さらに、軸部本体３１ｂの外径ｄ２が段差凹部５１の内径ｄ３より小さく形成されるので、軸部本体３１ｂに形成された当接部５３が段差凹部５１の係止部５２と当接する。
次に、図９に示すように、この回転軸３１及びラジアル軸受３３を収納したハウジング本体４２の開口部に、スラスト軸受３４が一体に形成された底部閉塞部４３を溶着することにより一体化する。
尚、ハウジング本体４２及び上部閉塞部材４４の一体化は、熱融着又は超音波融着等の手法を用いて一体化されるようにしてもよい。
そして、図１０に示すように、回転軸３１及びラジアル軸受３３を収納したハウジング本体４２と、底部閉塞部４３とを溶着により一体化したところで、ハウジング３７に潤滑油３８を充填する。潤滑油３８の充填は、潤滑油が収容されている図示しない充填槽に回転軸３１を挿入したハウジング３７を投入する。次に、ハウジングが投入された充填槽を真空装置により真空吸引する。その後、真空吸引された充填槽を大気中に取り出すことにより、ハウジング３７内に潤滑油３８が充填される。
このとき、潤滑油３８は、温度変化により膨張した場合に、軸挿通孔４５内からハウジング３７の外部に漏洩することを防止し、また温度変化により収縮した場合には、回転軸３１と軸挿通孔４５との間に形成された空隙４７への充填不足が発生しないように充填される。即ち、温度変化による潤滑油３８の油面高さの変化は、軸挿通孔４５内の範囲にあるように設定される。
潤滑油３８のハウジング３７への充填を真空装置を用いて真空吸引して行うことにより、ハウジング３７の内部の圧力が外部より低い状態になる。その結果、潤滑油３８は、容易にハウジング３７から漏洩することが防止される。
本発明を適用した軸受ユニット３０は、ラジアル軸受３３を焼結メタルにより形成しているので、このラジアル軸受３３に潤滑油３８が充填され、更に、回転軸３１の回転により動圧を発生させる動圧発生溝３９中にも潤滑油３８が充填される。即ち、潤滑油３８は、ハウジング３７内の全ての空隙に充填される。
上述した軸受ユニット３０は、ハウジングを合成樹脂により形成しているが、合成樹脂に限られず、真鍮、ＳＵＳ、アルミ等の金属材料により形成してもよく、また、これらの金属材料を混合した合成樹脂を用いて形成したものであってもよい。なお、ハウジングを合成樹脂以外の材料により形成したとき、ハウジングに充填された潤滑油の軸挿通孔内周面との接触角が十分に維持できなくなる場合がある、このように潤滑油の接触角を大きく維持できなくなるおそれがある場合には、軸挿通孔の内周面、更には軸挿通孔の内周面を含んで上部閉塞部の外周面に、界面活性剤を塗布して接触角を大きくするようにすればよい。
以上のように構成された軸受ユニット３０は、ハウジングの開放端側である上部閉塞部に設けた係止部と回転軸の当接部とを当接させることにより軸の抜け止め防止を行うので、従来の軸受ユニットのように、ハウジングの閉塞部側である下部閉塞部側にワッシャ等の抜け止め部材を備える構成とする必要がない。よって、軸受ユニット３０は、この抜け止め部材の部品を削減することにより、コストを削減し、さらに、軸受ユニット自体の軸方向の高さを縮小することができる。その結果、この軸受ユニット３０は、潤滑油の漏洩、飛散等がなく良好な潤滑性能、回転性能を維持することができ、且つ、従来の軸受ユニットの問題を解決でき、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高めるとともに、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高めることができる。
上述した軸受ユニット３０は、スラスト軸受をハウジングの一部として形成されているが、スラスト軸受を底部閉塞部とは独立して形成してもよい。
スラスト軸受を底部閉塞部と独立して形成する軸受ユニットは、図１１に示すように構成してもよい。なお、以下の説明において、図５に示す軸受ユニット３０と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１１に示す軸受ユニット６０は、回転軸３１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受３３と、回転軸３１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受６２と、このラジアル軸受３３及びスラスト軸受６２を収納したハウジング６３とを備える。
回転軸３１を支持したラジアル軸受３３を収納したハウジング６３は、図１１に示すように、円筒状に形成されたラジアル軸受３３を収容して囲むような形状を有し、上部閉塞部６６が一体に形成されたハウジング本体６４と、このハウジング本体６４の上部閉塞部６６と対向する側に形成された下部開口部を閉塞する底部閉塞部６５とからなる。ハウジング本体６４は、筒状の形状を有しており、その一端側に上部閉塞部６６が一体に形成されており、樹脂により形成されている。上部閉塞部６６の中央部には、ハウジング６３に収納されたラジアル軸受３３に回転自在に支持された回転軸３１が挿通される軸挿通孔４５が設けられている。
底部閉塞部６５の内面側の中央部には、ラジアル軸受３３に支持された回転軸３１のスラスト方向の一端部に設けた軸受支持部３１ａを回転可能に支持するスラスト軸受６２が設けられる。スラスト軸受６２は、樹脂により形成され、円弧状若しくは先細り状に形成された回転軸３１の軸受支持部３１ａを点で支持するピボット軸受として形成されている。
上述のように構成されたハウジング６３は、筒状をなすラジアル軸受３３を収納したハウジング本体６４と、底部閉塞部６５とを圧入・接着することにより一体化されて形成される。ハウジング６３は、軸挿通孔４５を除いて内部を密閉した構造とされる。
回転軸３１は、図１１に示すように、一端側の軸受支持部３１ａをスラスト軸受６２によって支持され、軸部本体３１ｂの外周面をラジアル軸受３３により支持され、他端側に設けた取付部３２側をハウジング本体６４の上部閉塞部６６に設けた軸挿通孔４５から突出されてハウジング６３に支持されている。
ハウジング６３の上部閉塞部６６には、ハウジング６３の内面側であって軸挿通孔４５の周縁部には回転軸３１がラジアル軸受３３及びハウジング３７から抜けることを防止する軸抜け止め機構が設けられている。この軸抜け止め機構として、上部閉塞部４４の軸挿通孔４５の内面側には、段状に形成されるステップ部を有した段差凹部５１が設けられている。この段差凹部５１は、軸挿通孔４５の周縁部に円柱状の凹部を形成したものであり、上部閉塞部の内面からハウジング外部に向かって段状のステップ部を有している。この段差凹部５１のステップ部は、回転軸３１がハウジング内部から引き上げられたとき回転軸３１の当接部５３と係止し、回転軸３１がハウジング３７から飛び出すこと、すなわち、回転軸３１の脱落を防止する係止部５２となる。
したがって、この軸受ユニット６０は、軸受ユニット３０と同様に、組立時にこの回転軸３１を持ち上げられた場合又は、衝撃等により回転軸３１が上方に持ち上がってしまった場合にも、このハウジング６３の係止部５２と、軸部本体３１ｂの当接部５３が当接することにより回転軸３１がハウジング６３から抜けることを防止する。
上述したように構成された本発明を適用した軸受ユニット６０を製造する工程を説明する。
この軸受ユニット６０を製造するには、図１２に示すように、ラジアル軸受３３を収納したハウジング本体６４に回転軸３１を挿入する。このとき、回転軸３１は、その取付部３２側が先に挿入されるように、ハウジング本体６４の開口部側から挿入される。回転軸３１の取付部３２は、その内径が軸挿通孔４５の内径より小さく形成されているので、軸挿通孔４５より挿通されハウジング３７の外部に突出する。そして、回転軸３１の軸部本体３１ｂは、その外径ｄ２が軸挿通孔４５の内径ｄ１より大きく形成されるので、軸挿通孔４５から突出されることはない。さらに、軸部本体３１ｂの外径ｄ２が段差凹部５１の内径ｄ３より小さく形成されるので、軸部本体３１ｂに当接部５３が段差凹部５１の係止部５２と当接する。
次に、図１３に示すように、この回転軸３１及びラジアル軸受３３を収納したハウジング本体６４の開口部からスラスト軸受６２を取り付け、ハウジング本体６４に底部閉塞部６５を圧入・接着することにより一体化する。
そして、図１３に示すように、回転軸３１及びラジアル軸受３３を収納したハウジング本体６４に、底部閉塞部６５を圧入・接着により一体化したところで、ハウジング６３に潤滑油３８を充填する。潤滑油３８の充填は、潤滑油が収容されている図示しない充填槽に回転軸３１を挿入したハウジング６３を投入する。次に、ハウジングが投入された充填槽を真空装置により真空吸引する。その後、真空吸引された充填槽を大気中に取り出すことにより、ハウジング６３内に潤滑油３８が充填される。
本発明を適用した軸受ユニット６０は、ラジアル軸受３３を焼結メタルにより形成しているので、このラジアル軸受３３に潤滑油３８が充填され、更に、回転軸３１の回転により動圧を発生させる動圧発生溝３９中にも潤滑油３８が充填される。即ち、潤滑油３８は、ハウジング６３内の全ての空隙に充填される。
上述した軸受ユニット６０は、ハウジングを合成樹脂により形成しているが、合成樹脂に限られず、真鍮、ＳＵＳ、アルミ等の金属材料により形成してもよく、また、これらの金属材料を混合した合成樹脂を用いて形成したものであってもよい。なお、ハウジングを合成樹脂以外の材料により形成したとき、ハウジングに充填された潤滑油の軸挿通孔内周面との接触角が十分に維持できなくなる場合がある、このように潤滑油の接触角を大きく維持できなくなるおそれがある場合には、軸挿通孔の内周面、更には軸挿通孔の内周面を含んで上部閉塞部の外周面に、界面活性剤を塗布して接触角を大きくするようにすればよい。
以上のように構成された軸受ユニット６０は、軸受ユニット３０と同様に、ハウジングの開放端側である上部閉塞部に設けた係止部と回転軸の当接部とを当接させることにより軸の抜け止め防止を行うので、従来の軸受ユニットのように、ハウジングの閉塞部側である下部閉塞部側にワッシャ等の抜け止め部材を備える構成とする必要がない。よって、軸受ユニット６０は、この抜け止め部材の部品を削減することにより、コストを削減し、さらに、軸受ユニット自体の軸方向の高さを縮小することができる。その結果、この軸受ユニット６０は、潤滑油の漏洩、飛散等がなく良好な潤滑性能、回転性能を維持することができ、且つ、従来の軸受ユニットの問題を解決でき、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高めるとともに、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高めることができる。
また、上述した軸受ユニット３０及び軸受ユニット６０は、底部閉塞部をハウジング本体と独立して形成されているが、上部閉塞部をハウジング本体とは独立して形成し、この上部閉塞部をハウジング本体に接着して一体化するようにしてもよい。
上部閉塞部をハウジング本体と独立して形成する軸受ユニットは、図１４に示すように構成してもよい。なお、以下の説明において、図５に示す軸受ユニット３０と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１４に示す軸受ユニット７０は、回転軸３１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受３３と、回転軸３１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受７２と、このラジアル軸受３３及びスラスト軸受７２を収納したハウジング７３とを備える。
回転軸３１を支持したラジアル軸受３３を収納したハウジング７３は、図１４に示すように、円筒状に形成されたラジアル軸受３３を収容して囲むような形状を有し、底部閉塞部７５が一体に形成されたハウジング本体７４と、このハウジング本体７４の底部閉塞部７５と対向する側に形成された上部開口部を閉塞する上部閉塞部７６とからなる。ハウジング本体７４は、筒状の形状を有しており、その一端側に底部閉塞部７５が一体に形成されており、樹脂により形成されている。上部閉塞部７６の中央部には、ハウジング７３に収納されたラジアル軸受３３に回転自在に支持された回転軸３１が挿通される軸挿通孔４５が設けられている。
ハウジング本体７４の底部閉塞部７５の内面側の中央部には、ラジアル軸受３３に支持された回転軸３１のスラスト方向の一端部に設けた軸受支持部３１ａを回転可能に支持するスラスト軸受７２が設けられる。スラスト軸受７２は、樹脂により形成され、円弧状若しくは先細り状に形成された回転軸３１の軸受支持部３１ａを点で支持するピボット軸受として形成されている。
上述のように構成されたハウジング７３は、筒状をなすラジアル軸受３３を収納したハウジング本体７４に、上部閉塞部７６を圧入・接着することにより一体化されて形成される。ハウジング６３は、軸挿通孔４５を除いて内部を密閉した構造とされる。
回転軸３１は、図１４に示すように、一端側の軸受支持部３１ａをスラスト軸受７２によって支持され、軸部本体３１ｂの外周面をラジアル軸受３３により支持され、他端側に設けた取付部３２側をハウジング７３の上部閉塞部７６に設けた軸挿通孔４５から突出されてハウジング７３に支持されている。
ハウジング７３の上部閉塞部７６には、ハウジング７３の内面側であって軸挿通孔４５の周縁部には回転軸３１がラジアル軸受３３及びハウジング３７から抜けることを防止する軸抜け止め機構が設けられている。この軸抜け止め機構として、上部閉塞部４４の軸挿通孔４５の内面側には、段状に形成されるステップ部を有した段差凹部５１が設けられている。この段差凹部５１は、軸挿通孔４５の周縁部に円柱状の凹部を形成したものであり、上部閉塞部の内面からハウジング外部に向かって段状のステップ部を有している。この段差凹部５１のステップ部は、回転軸３１がハウジング内部から引き上げられたとき回転軸３１の当接部５３と係止し、回転軸３１がハウジング３７から飛び出すこと、すなわち、回転軸３１の脱落を防止する係止部５２となる。
したがって、この軸受ユニット７０は、軸受ユニット３０及び軸受ユニット６０と同様に、組立時にこの回転軸３１を持ち上げられた場合又は、衝撃等により回転軸３１が上方に持ち上がってしまった場合にも、このハウジング７３の係止部５２と、軸部本体３１ｂの当接部５３が当接することにより回転軸３１がハウジング７３から抜けることを防止する。
上述したように構成された本発明を適用した軸受ユニット７０を製造する工程を説明する。
この軸受ユニット７０を製造するには、図１５に示すように、ラジアル軸受３３及びスラスト軸受７２を収納したハウジング本体７４に回転軸３１を挿入する。このとき、回転軸３１は、その回転支持部３１ａ側が先に挿入されるように、ハウジング本体７４の開口部側から挿入される。
次に、図１６に示すように、この回転軸３１、ラジアル軸受３３及びスラスト軸受７２を収納したハウジング本体７４の開口部に、上部閉塞部７６を圧入・接着することにより一体化する。
このとき、回転軸３１の取付部３２は、その内径が軸挿通孔４５の内径ｄ１より小さく形成されているので、軸挿通孔４５より挿通されハウジング３７の外部に突出する。そして、回転軸３１の軸部本体３１ｂは、その外径ｄ２が軸挿通孔４５の内径ｄ１より大きく形成されるので、軸挿通孔４５から突出されることはない。さらに、軸部本体３１ｂの外径ｄ２が段差凹部５１の内径ｄ３より小さく形成されるので、軸部本体３１ｂに当接部５３が段差凹部５１の係止部５２と当接する。
そして、図１６に示すように、回転軸３１及びラジアル軸受３３を収納したハウジング本体７４と、上部閉塞部７６とを圧入・接着により一体化したところで、ハウジング７３に潤滑油３８を充填する。潤滑油３８の充填は、潤滑油が収容されている図示しない充填槽に回転軸３１を挿入したハウジング７３を投入する。次に、ハウジングが投入された充填槽を真空装置により真空吸引する。その後、真空吸引された充填槽を大気中に取り出すことにより、ハウジング７３内に潤滑油３８が充填される。
本発明を適用した軸受ユニット７０は、ラジアル軸受３３を焼結メタルにより形成しているので、このラジアル軸受３３に潤滑油３８が充填され、更に、回転軸３１の回転により動圧を発生させる動圧発生溝３９中にも潤滑油３８が充填される。即ち、潤滑油３８は、ハウジング７３内の全ての空隙に充填される。
上述した軸受ユニット７０は、ハウジングを合成樹脂により形成しているが、合成樹脂に限られず、真鍮、ＳＵＳ、アルミ等の金属材料により形成してもよく、また、これらの金属材料を混合した合成樹脂を用いて形成したものであってもよい。なお、ハウジングを合成樹脂以外の材料により形成したとき、ハウジングに充填された潤滑油の軸挿通孔内周面との接触角が十分に維持できなくなる場合がある、このように潤滑油の接触角を大きく維持できなくなるおそれがある場合には、軸挿通孔の内周面、更には軸挿通孔の内周面を含んで上部閉塞部の外周面に、界面活性剤を塗布して接触角を大きくするようにすればよい。
以上のように構成された軸受ユニット７０は、軸受ユニット３０及び軸受ユニット６０と同様に、ハウジングの開放端側である上部閉塞部に設けた係止部と回転軸の当接部とを当接させることにより軸の抜け止め防止を行うので、従来の軸受ユニットのように、ハウジングの閉塞部側である下部閉塞部側にワッシャ等の抜け止め部材を備える構成とする必要がない。よって、軸受ユニット７０は、この抜け止め部材の部品を削減することにより、コストを削減し、さらに、軸受ユニット自体の軸方向の高さを縮小することができる。その結果、この軸受ユニット７０は、潤滑油の漏洩、飛散等がなく良好な潤滑性能、回転性能を維持することができ、且つ、従来の軸受ユニットの問題を解決でき、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高めるとともに、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高めることができる。
また、上述した軸受ユニット３０は、軸のスラスト方向の支持を行うスラスト軸受は、軸の一端部側に形成した円弧状又は先端先細り状の軸受支持部を支持するピボット軸受として形成されているが、本発明を適用した軸受ユニットは、上述したピボット軸受を用いたものに限られるものではなく、軸の一端部を面で支持するようにした軸受で支持するようにしたものであってもよい。
軸のスラスト方向の支持を面により行うスラスト軸受を用いた軸受ユニットの例を図１７を用いて説明する。上述した図５に示す軸受ユニット３０と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
図１７に示す軸受ユニット８０は、回転軸８１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受８３と、回転軸８１のスラスト方向の一端を支持する第１のスラスト軸受８２と、このラジアル軸受８３及び第１のスラスト軸受８２とが内部に配設されるハウジング８４とを備える。
ハウジング８４は、図１７に示すように、回転軸８１を収容するように円筒状に形成され、その内周面側には、回転軸８１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受８３が一体に形成されるハウジング本体８５と、このハウジング本体８５の底部を閉塞するように円盤状に形成され、その内面側の中央部に回転軸８１のスラスト方向の一端側を支持する第１のスラスト軸受８２が一体に形成される底部閉塞部８６と、この底部閉塞部８６に対向する側に形成される上部閉塞部８７とからなる。
ハウジング本体８５の両端の開口部には、上部閉塞部８７及び底部閉塞部８８を係合して取り付けるための上部係合凹部８５ａ及び底部係合凹部８５ｂが円盤状の凹部として形成されている。
ハウジング８４の上部閉塞部８７には、回転軸８１の取付部８１ｄをハウジング８３から突出させる軸挿通孔８８が形成されている。軸挿通孔８８の内径は、テーパ部８１ｃの外径より大きく、軸部本体８１ｂの外径より小さくなるように形成される。
ハウジング８４の上部閉塞部８７には、ハウジング８４の内面側であって軸挿通孔８８の周縁部に回転軸８１がラジアル軸受８３及びハウジング８４から抜けることを防止する軸抜け止め機構が設けられている。この軸抜け止め機構として、ハウジング８４の上部閉塞部８７の内面側であって軸挿通孔８８の周縁部には、回転軸３１が軸開放側すなわち上部に移動しようとすることを規制するとともに、当接部９０に摺接される係止部８９が設けられている。
ハウジング８４内部に配設されたラジアル軸受８３及び第１のスラスト軸受８２によって回転自在に支持される回転軸８１は、第１のスラスト軸受８２により支持される軸受支持部８１ａと、ラジアル軸受８３により支持される軸部本体８１ｂと、軸受支持部８１ａの他端側に回転体である例えばモータ１０のロータ１８が取り付けられる取付部８１ｄと、軸部本体８１ｂと取付部８１ｄの間に設けられ軸挿通孔８８の内面に対向するテーパ状の挿通部８１ｃとが形成されている。軸部本体８１ｂは、テーパ部８１ｃに比べて大径に形成されており、回転軸８１には、軸部本体８１ｂと挿通部８１ｃとの間には、軸抜け止め防止用の当接部９０となる段部が設けられる。
すなわち、回転軸８１の軸部本体８１ｂは、テーパ部及び取付部に比べて大径に形成されており、この軸部本体８１ｂの上面側のこの係止部８９に対向する位置に、この係止部８９に摺接する摺接部９０が設けられている。この回転軸８１の摺接部９０は、ハウジングの上部閉塞部８７の係止部８９と摺接しているので、回転軸８１が上方側に移動することを規制するので、回転軸８１の脱落を防止する。
ラジアル軸受８３は、ハウジング本体を焼結メタルにより形成することでハウジング本体に一体に形成される。ラジアル軸受８２は、ハウジング８４に充填される粘性流体である潤滑油９１と共に動圧流体軸受を構成するものであって、回転軸８１が挿通される内周面には、動圧発生溝９２が形成されている。
動圧発生溝９２は、図１８に示すように、ラジアル軸受８３の内周面にＶ字状をなす一対の溝９２ａを周回り方向に連結溝９２ｂにより連続するように形成して構成されている。動圧発生溝９２は、Ｖ字状をなす一対の溝９２ａの先端側が回転軸８１の回転方向Ｒ３に向くように形成されている。本例にあっては、動圧発生溝９２は、ラジアル軸受８３の軸方向に上下に並列して一対形成されている。ラジアル軸受８３に設けられる動圧発生溝の数や大きさは、ラジアル軸受８３の大きさや長さ等により適宜選択される。
動圧流体軸受として形成されたラジアル軸受８３は、このラジアル軸受８３に挿通された回転軸８１が、中心軸ＣＬを中心に図中矢印Ｒ３方向に連続して回転すると、ハウジング８４内に充填された潤滑油９１が動圧発生溝９２内を流通し、回転軸８１の外周面とラジアル軸受８３の内周面との間に動圧を発生させて回転する回転軸８１を支持する。このとき発生する動圧は、回転軸８１とラジアル軸受８３との間の摩擦係数を極めて小さくするものであって、回転軸８１の円滑な回転を実現する。
第１のスラスト軸受８２は、底部閉塞部８６を焼結メタルにより形成することで底部閉塞部８６の内面側の中央部に、底部閉塞部８６と一体に形成される。第１のスラスト軸受８２は、円柱状に形成された軸部本体８１ｂの端部に形成された面状の軸受支持部８１ａを支持する。
第１のスラスト軸受８２の回転軸８１の軸受支持部８１ａと対向する面には、図１９に示すように、動圧発生溝９３が設けられ、動圧軸受として構成されている。動圧発生溝９３は、第１のスラスト軸受８２の回転軸と対向する面にＶ字状をなす一対の溝９３ａを周回り方向に連結溝９３ｂにより連続するように形成して構成されている。動圧発生溝９３は、Ｖ字状をなす一対の溝９３ａの先端側が回転軸８１の回転方向Ｒ４に向くように形成されている。
動圧流体軸受として形成された第１のスラスト軸受８２は、回転軸８１が回転すると、ハウジング８４内に充填された潤滑油９１が動圧発生溝９３内を流通し、回転軸８１の外周面とラジアル軸受８３の内周面との間に動圧を発生させて回転する回転軸８１の一端部に設けられた軸受支持部８１ａを支持する。このとき発生する動圧は、回転軸８１と第１のスラスト軸受８２との間の摩擦係数を極めて小さくするものであって、回転軸８１の円滑な回転を実現する。
軸受ユニット８０には、第１のスラスト軸受８２に対向する面に第１のスラスト軸受８２と協同して回転軸８１をスラスト方向に支持する第２のスラスト軸受が設けられる。
第２のスラスト軸受９５は、回転軸８１の軸部本体８１ｂの上面に形成された当接部９０に摺接されるハウジング８４の上部閉塞部８７に形成された係止部８９が、回転軸８１のスラスト方向に支持することによりなる。
上部閉塞部８７に設けられた係止部８９の回転軸８１の摺接部９０と対向する面には、図２０に示すように、動圧発生溝９４が設けられ、動圧軸受として構成されている。動圧発生溝９４は、係止部８９の回転軸８１と対向する面にＶ字状をなす一対の溝９４ａを周回り方向に連結溝９４ｂにより連続するように形成されて構成されている。動圧発生溝９４は、Ｖ字状をなす一対の溝９４ａの先端側が回転軸８１の回転方向Ｒ５に向くように形成されている。
また、この軸受ユニット８０は、回転軸８１が、ラジアル軸受８３、第１のスラスト軸受８２及び第２のスラスト軸受９５によって、支持されているため、安定した回転を実現することができる。特に、本例においては、ラジアル軸受８３、第１のスラスト軸受８２及び第２のスラスト軸受９５を動圧流体軸受により形成しているので、回転軸８１は潤滑油９１が介在された状態でラジアル軸受８２、第１のスラスト軸受８３及び第２のスラスト軸受に支持されて回転するので、軸受と摺接することによって発生する摺動音の発生や振動を抑えることができ、極めて騒音の低い軸受ユニット８０を構成することができる。また、スラスト軸受８２は、回転軸８１の取付部８１ｄより大径に形成されているので、回転軸８１の安定した支持を実現できる。
尚、ラジアル軸受及びスラスト軸受８３は、ハウジング本体８５及び底部閉塞部８６と一体に形成し、焼結メタルにより形成したが、焼結メタルに限られるものではなく、真鍮、ステンレス又は高分子材料でもよい。
ところで、ハウジング８４の軸挿通孔８８は、この軸挿通孔８８に挿通された部分である回転軸８１の挿通部８１ｃが軸挿通孔８８の内周面に摺接することなく回転するように、回転軸８１の挿通部８１ｃの外径よりやや大きな内径をもって形成されている。このとき、軸挿通孔８８は、その内周面と回転軸８１の挿通部８１ｃの外周面との間にハウジング８４内に充填された潤滑油９１がハウジング８４内から漏れを防止するに足る間隔ｃの空隙９６を有するように形成される。このように、回転軸８１との間にハウジング８４内に充填された潤滑油９１の漏れを防止するようにした空隙９６形成されるように軸挿通孔８８を形成した上部閉塞部８７は、オイルシール部を構成している。
また、回転軸８１の軸挿通孔８８の内周面と対向する外周面には、テーパ部９７が設けられている。テーパ部９７は、回転軸８１の外周面と軸挿通孔８８の内周面との間に形成される空隙９６をハウジング８４の外方に向かって拡大させるように傾斜されている。このテーパ部９７は、回転軸８１の外周面と軸挿通孔８８の内周面とによって形成される空隙９６に圧力勾配を形成し、ハウジング８４内に充填された潤滑油９１をハウジング８４の内部に引き込む力が発生する。回転軸８１の回転時に、潤滑油９１がハウジング８４の内部に引き込まれるようになるので、動圧流体軸受により構成されたラジアル軸受８３の動圧発生溝９２に潤滑油９１が確実に浸入して動圧を発生させ、回転軸８１の安定した支持が実現され、しかもハウジング８４に充填された潤滑油９１の漏洩を防止できる。
本発明を適用した軸受ユニット８０においては、軸受ユニット３０と同様に、回転軸８１の外周面と軸挿通孔８８の内周面とに間に形成される空隙９６は、表面張力シールにより、潤滑油９１の飛散を防止している。
さらに、軸受ユニット８０においては、軸受ユニット３０と同様に、ハウジング８４に充填した潤滑油９１のハウジング８４外部への漏れを防止するシール部を構成する回転軸８１の外周面と軸挿通孔８８の内周面との間に形成される空隙９６の間隔ｃがハウジング８４の内方に向かって小さくなるようなテーパ部９７を設けることにより、回転軸８１の外周面と軸挿通孔８８の内周面とによって形成される空隙９６に位置する潤滑油９１に圧力勾配を生じさせる。即ち、潤滑油９１に付与される圧力勾配は、空隙９６の間隔ｃが小さくなるハウジング８４の内方に向かって大きくなる。潤滑油９１にこのような圧力勾配が発生することにより、潤滑油９１は、常時ハウジング８４の内方に引き込まれる圧力が作用しているので、回転軸８１が回転した場合であっても、空隙９６に存在する潤滑油９１中に空気を巻き込むようなことがない。
更に、上述したようなテーパ部９７を設けることは、ハウジング８４に設けた軸挿通孔８８に対し回転軸８１が偏芯した際にも、回転軸８１の外周面と軸挿通孔８８の内周面との間に形成される空隙９６に浸入した潤滑油９１のハウジング８４の外方への飛散を防止できるばかりか、回転軸８１の全周に亘って潤滑油９１を浸入させることができ、回転軸８１周囲の潤滑油９１が切れることを防止でき、回転軸８１の安定した回転を保証できる。
本発明を適用した軸受ユニット８０を製造するには、ラジアル軸受８３が一体に形成されたハウジング本体８５と、第１のスラスト軸受８２が一体に形成された底部閉塞部８６とを溶着し、その内部に回転軸８１を収容する。そして、ハウジング本体８５と底部閉塞部８６に収容された回転軸８１の取付部８１ｄを軸挿通孔８８に挿通しながら第２のスラスト軸受９５が一体に形成された上部閉塞部８７をハウジング本体に溶着する。
そして、回転軸３１を収納した状態で、ハウジング本体８５、底部閉塞部８６及び上部閉塞部８７が一体化されたところで、ハウジング８４に潤滑油９１を充填する。潤滑油９１の充填は、潤滑油が収容されている図示しない充填槽に回転軸８１を挿入したハウジング８４を投入する。次に、ハウジング８４が投入された充填槽を真空装置により真空吸引する。その後、真空吸引された充填槽を大気中に取り出すことにより、ハウジング８４内に潤滑油９１が充填される。
潤滑油９１のハウジング８４への充填を真空装置を用いて真空吸引して行うことにより、ハウジング８４の内部の圧力が外部より低い状態になる。その結果、潤滑油９１は、容易にハウジング８４から漏洩することが防止される。
本発明を適用した軸受ユニット８０は、ラジアル軸受８３、第１のスラスト軸受８２及び第２のスラスト軸受９５を焼結メタルにより形成しているので、このラジアル軸受８３に潤滑油９１が充填され、更に、回転軸８１の回転により動圧を発生させる動圧発生溝９２、９３、９４中にも潤滑油９１が充填される。即ち、潤滑油９１は、ハウジング８４内の全ての空隙に充填される。
以上のように構成された軸受ユニット８０は、ハウジングの開放端側である上部閉塞部に設けた係止部と回転軸の当接部とを当接させることにより軸の抜け止め防止を行うので、従来の軸受ユニットのように、ハウジングの閉塞部側である下部閉塞部側にワッシャ等の抜け止め部材を備える構成とする必要がない。よって、軸受ユニット８０は、この抜け止め部材の部品を削減することにより、コストを削減し、さらに、軸受ユニット自体の軸方向の高さを縮小することができる。さらに、この軸受ユニット８０は、第１及び第２のスラスト軸受を設けることにより、回転軸の安定した支持を実現できるとともに、回転軸の軸部本体の上下から支持することによりラジアル軸受の軸方向の長さを縮小させることができ、さらに軸受ユニット自体の軸方向の高さを縮小することができる。その結果、この軸受ユニット８０は、潤滑油の漏洩、飛散等がなく良好な潤滑性能、回転性能を維持することができ、且つ、従来の軸受ユニットの問題を解決でき、この軸受ユニットの汎用性、選択性を高めるとともに、この軸受ユニットを用いた製品の設計の自由度を高めることができる。
上述した軸受ユニットは、ハウジングに充填される粘性流体として潤滑油を用いているが、一定の粘性を有し、一定の表面張力が得られるものであれば、各種の粘性流体を適宜選択することができる。
本発明を適用した軸受ユニットは、放熱装置のモータやディスクドライブのスピンドルモータの軸受として用いられるのみならず、各種のモータの軸受として用いることができる。
更に、本発明を適用した軸受ユニットは、モータに限らず、回転軸を備える機構や軸に対し回転する部品を支持する機構に広く用いることができる。
本発明を適用した情報処理装置を示す斜視図である。 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。 本発明を適用したモータを用いた放熱装置を示す斜視図である。 本発明を適用したモータの構成を示す断面図である。 本発明を適用した軸受ユニットを示す断面図である。 ラジアル軸受の内周面に形成された動圧発生溝を示す斜視図である。 回転軸の外周面とハウジングに設けた軸挿通孔の内周面とによって形成される空隙を示す断面図である。 本発明を適用した軸受ユニットの組立する工程を説明する図である。 本発明を適用した軸受ユニットの組立工程において下部閉塞部をハウジング本体に一体化することを説明する図である。 本発明を適用した軸受ユニットの組立工程において組立が完了したことを示す図である。 本発明を適用した他の軸受ユニットを示す断面図である。 本発明を適用した他の軸受ユニットの組立する工程を説明する図である。 本発明を適用した他の軸受ユニットの組立工程において底部閉塞部をハウジング本体に一体化することを説明する図である。 本発明を適用したさらに他の軸受ユニットを示す断面図である。 本発明を適用したさらに他の軸受ユニットの組立する工程を説明する図である。 本発明を適用したさらに他の軸受ユニットの組立工程において上部閉塞部をハウジング本体に一体化することを説明する図である。 スラスト軸受を動圧軸受で構成した例を示す断面図である。 スラスト軸受を動圧軸受で構成した軸受ユニットのラジアル軸受の内周面に形成された動圧発生溝を示す斜視図である。 スラスト軸受を動圧軸受で構成した軸受ユニットの底部閉塞部側の内周面に形成された動圧発生溝を示す平面図である。 スラスト軸受を動圧軸受で構成した軸受ユニットの上部閉塞部側の内周面に形成された動圧発生溝を示す平面図である。 従来用いられている軸受ユニットを示す断面図である。 従来用いられている他の軸受ユニットを示す断面図である。 従来用いられているさらに他の軸受ユニットを示す断面図である。
符号の説明
１ モータ、１８ ロータ、１９ ステータ、２０ ステータヨーク、２４ ロータヨーク、３０ 軸受ユニット、３１ 回転軸、３３ ラジアル軸受、３４ スラスト軸受、３７ ハウジング、３８ 潤滑油、３９ 動圧発生溝、４２ ハウジング本体、４３ 底部閉塞部、４４ 上部閉塞部、４５ 軸挿通孔、４７ 空隙、４８ テーパ部、５１ 段差凹部、５２ 係止部、５３ 当接部

Claims (6)

  1. 軸と、
    上記軸の周回り方向の支持を行うラジアル軸受と、
    上記軸のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受と、
    上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、
    上記ハウジング内に充填される粘性流体とを備え、
    上記ハウジングの内面側であって軸挿通孔の周縁部には、上記軸の一部と当接して上記軸の抜け止めを図る係止部が設けられていることを特徴とする軸受ユニット。
  2. 上記ハウジングの上記軸挿通孔の内面側には、段差凹部が設けられ、
    上記係止部は、上記段差凹部に設けられたステップ部であることを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
  3. 上記軸には、上記係止部に係止されて上記軸の軸方向の移動を規制する当接部が設けられ、
    上記軸の当接部の外径は、上記軸挿通孔の内径より大きく、かつ上記段差凹部の内径より小さく形成されることを特徴とする請求項２記載の軸受ユニット。
  4. 上記軸には、上記ハウジングの上記係止部に摺接される当接部が設けられ、
    上記ラジアル軸受の上記軸の外周面と対向する内周面には、上記粘性流体による動圧を発生させる動圧発生溝が形成され、
    上記スラスト軸受の上記軸のスラスト方向の一端と対向する面には、上記粘性流体による動圧を発生させる動圧発生溝が形成され、
    上記係止部の上記当接部と対向する面には、上記粘性流体による動圧を発生させる動圧発生溝が形成されることを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
  5. ステータに対してロータを回転可能に支持する軸受ユニットを有するモータにおいて、
    上記軸受ユニットは、軸と、上記軸の周回り方向の支持を行うラジアル軸受と、上記軸のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受と、上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、上記ハウジング内に充填される粘性流体とを備え、
    上記ハウジングの軸挿通孔が設けられた軸開放側の閉塞部には、上記軸と当接し上記軸が上記ハウジングから抜けることを防止する当接部が設けられることを特徴とするモータ。
  6. ステータに対してロータを回転可能に支持する軸受ユニットを有するモータを備える電子機器であり、
    上記軸受ユニットは、軸と、上記軸の周回り方向の支持を行うラジアル軸受と、上記軸のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受と、上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、上記ハウジング内に充填される粘性流体とを備え、
    上記ハウジングの軸挿通孔が設けられた軸開放側の閉塞部には、上記軸と当接し上記軸が上記ハウジングから抜けることを防止する当接部が設けられることを特徴とする電子機器。
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