JP2009011018A - 流体軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クランパ装着用の回り止め穴を有するディスクハブの軽量化、低コスト化、および高強度化を同時に達成する。
【解決手段】ディスクハブ１２は、ディスクＤを固定するクランパ３装着用の回り止め穴１６と、芯金１３をインサートして射出成形された樹脂成形部１４とを有する。回り止め穴１６の周方向一部領域は、芯金１３の厚肉部１３ａの外周面１３ａ２で構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体軸受装置およびその製造方法に関するものである。

流体軸受装置は、軸受隙間に形成される油膜で軸部材を回転自在に支持するものである。この流体軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的には、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置等のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、ファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用されている。

上記モータのうち、例えばディスク装置用のスピンドルモータに組込まれる流体軸受装置として、軸部材と、ディスク搭載面を有し、軸部材の外径側に突出して設けられた金属製のディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材（およびディスクハブ）をラジアル方向に支持するものが公知である。ディスクハブのディスク搭載面にはディスクが載置され、ディスクは、ディスクハブと、軸部材の上端部にねじ結合されたクランパとで挟持される（例えば、特許文献１を参照）。

ディスクハブは、上記特許文献１に記載されているように、その全体が金属製とされる他、その一部又は全部が樹脂製とされる場合もある（例えば、特許文献２を参照）。
特開２０００−２３５７６６号公報 特開２００５−３３７３４２号公報

クランパを軸部材にねじ結合する際、ねじの締め付けに伴ってディスクハブや軸部材が回転すると、クランパ、ひいてはディスクを精度良く固定するのが難しくなる。そのため、ディスクハブの一端（反軸受部材側の一端）には、クランパ装着時の回り止め用の穴（回り止め穴）が設けられる場合がある。この回り止め穴は、特許文献２のようにディスクハブの少なくとも前記一端側を樹脂製（樹脂部）とする場合、樹脂部の成形と同時に形成することができる。詳細には、樹脂部を成形するキャビティ内に、回り止め穴形状に対応したピンを配設した状態で溶融樹脂を射出し、樹脂の固化後にピンを取り除くことによって形成することができる。

ところで、ディスクハブの樹脂部の成形時に用いるゲートとしては、円盤状を呈するディスクハブの成形性を考慮すると、円環状のゲートを採用するのが有効である。この場合、ゲートから射出された溶融樹脂は、回り止め穴を成形するピンの外周を回りこむようにしてキャビティの外径側から内径側へ流動するが、成形ピンの内径側で樹脂が合流してウェルド部（ウェルドライン）が形成される。このようなウェルド部が形成されるとディスクハブの強度低下が顕著になり、特にクランパを装着する際のねじ締め時に割れ（破断）等の問題が生じ易くなる。

例えば、特許文献１に記載のようにディスクハブの全体を金属製とし、これに回り止め穴を形成すれば上記の問題は解消されるが、流体軸受装置の軽量化を図るのが困難である他、材料費および加工コストが高騰し、近年益々厳しくなっている流体軸受装置に対する低コスト化の要請に対応するのが難しくなる。

本発明の課題は、クランパ装着用の回り止め穴を有するディスクハブの軽量化、低コスト化、および高強度化を同時に達成することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、軸部材と、ディスク搭載面を有し、軸部材の外径側に突出して設けられたディスクハブと、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材をラジアル方向に支持する流体軸受装置において、ディスクハブが、ディスクを固定するクランパ装着用の回り止め穴と、金属部品をインサートして樹脂で射出成形された樹脂成形部とを有し、回り止め穴の周方向一部領域が、金属部品の外周面で構成されていることを特徴とする流体軸受装置を提供する。

上記のように、本発明では、ディスクハブが金属部品をインサートして樹脂で射出成形された樹脂成形部を有するので、ディスクハブの全体を金属製とする場合に比べて、ディスクハブ、ひいては流体軸受装置を軽量化および低コスト化することができる。その一方で、回り止め穴の周方向一部領域が、金属部品の外周面で構成されているので、樹脂成形部を射出成形した場合に、回り止め穴の周囲にウェルド部が形成されることがない。従って、ウェルド部が形成されることによるディスクハブの強度低下を防止することができ、クランパの装着性を高めることができる。

樹脂成形部の成形時に用いるゲートに特段の限定はないが、環状のゲート、例えばフィルムゲートを用いれば、環状を呈するディスクハブの成形精度向上が図られるため、望ましい。もちろん、かかるフィルムゲートを用いた場合でも、ウェルド部が形成されることはない。

インサート部品として用いる金属部品は、軸部材としても良いし、軸部材に設けられる芯金としても良い。前者の構成は、重量面およびコスト面で後者に比べて有利であり、後者の構成は、強度面で前者に比べて有利である。

樹脂成形部の成形に用いるためのベース樹脂は、射出成形可能なものであれば特段の限定はなく、要求品質に応じて任意に選択可能である。例えば、特に機械的強度を考慮するとポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が、また、特に成形性、寸法安定性、耐油性、熱安定性等を考慮すると液晶ポリマー（ＬＣＰ）がベース樹脂として好適である。しかしながら、液晶ポリマーは、射出成形に好適なその他の熱可塑性樹脂に比してウェルド強度が極端に弱い。そのため、従来のように樹脂成形部にウェルド部が形成される構成では、液晶ポリマーをベース樹脂として用いることが実質的には不可能であった。これに対し、本発明ではウェルド部の形成が回避されるので、液晶ポリマーを樹脂成形部の成形用ベース樹脂として使用することが可能となり、高い形状精度を長期に亘って維持可能な樹脂成形部、すなわちディスクハブを提供することができる。

インサート部品として芯金を用いる場合、芯金の一端面でスラスト軸受隙間を形成することができる。かかる構成とすれば、樹脂成形部でスラスト軸受隙間を形成する場合に比べ、流体軸受装置の起動、停止の繰り返しによる摩耗、および温度変化に伴うスラスト軸受隙間幅の変動を抑制し、スラスト方向の回転精度を高めることが可能となる。

上記構成のディスクハブは、インサートされた金属部品の外周面に成形ピンを接触させた状態でキャビティ内に溶融樹脂を射出することによって形成することができる。前述のとおり、インサート部品（金属部品）として芯金を用いた場合、ディスクハブの高強度化を図る上で有利であるが、芯金に回り止め穴を設けるとその加工コストが高騰するおそれがある。この点、本発明では、芯金の外周面に成形ピンを接触させるだけで高強度な回り止め穴が形成されるので、芯金形状を単純化することができ、流体軸受装置の製造コストを低廉化することができる。

以上より、本発明によれば、クランパ装着用の回り止め穴を有するディスクハブの軽量化、低コスト化、および高強度化を同時に達成することができる。これにより、軽量かつ高い耐久性を誇る流体軸受装置が低コストに提供可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、流体軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材２およびディスクハブ１２を回転自在に支持する流体軸受装置１と、半径方向のギャップを介して対向したステータコイル４およびロータマグネット５と、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外径側円筒部の内周に取り付けられ、ロータマグネット５はヨーク１５を介してディスクハブ１２の外周に取り付けられる。流体軸受装置１のハウジング９は、ブラケット６の内周に固定される。ディスクハブ１２には、情報記録媒体としてのディスクＤが一又は複数枚（図示例は一枚）載置され、ディスクＤは、ディスクハブ１２と、軸部材２の上端にねじ７によって固定されたクランパ３とで挟持される。以上の構成において、ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、それに伴って、ディスクハブ１２、ディスクＤ、およびクランパ３が軸部材２と一体に回転する。

なお、図１では、ステータコイル４をブラケット６の外径側円筒部の内周に、ロータマグネット５をディスクハブ１２の外周に取り付けた構成としているが、ブラケット６やディスクハブ１２の形状によっては、ステータコイル４がブラケット６の外周に、ロータマグネット５がディスクハブ１２の内周に取り付けられる場合もある（図示は省略）。

図２は、図１に示す流体軸受装置１を拡大して示すもので、本発明に係る流体軸受装置の第１実施形態を概念的に示すものである。この流体軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２の外径側に突出して設けられたディスクハブ１２と、内周に軸部材２が挿入された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８を内周に固定したハウジング９と、ハウジング９の一端開口部を封止する蓋部材１０とを主要な構成として備える。なお、以下説明の便宜上、ディスクハブ１２の側を上側、蓋部材１０の側を下側として説明を進める。

軸受スリーブ８は、例えば、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成される。なお、焼結金属に限らず、例えば黄銅等の軟質金属や焼結金属ではない他の多孔質体で軸受スリーブ８を形成することも可能である。

軸受スリーブ８の内周面８ａには、第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面となる円筒状領域が軸方向に離隔して上下二箇所に設けられ、該円筒状領域には、ラジアル動圧発生部として、例えば図３（Ａ）に示すように、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成されている。上側の動圧溝８ａ１は、軸方向中心ｍ（上下の傾斜溝間領域の軸方向中央）に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心ｍより上側領域の軸方向寸法Ｘ１が下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっている。一方、下側の動圧溝８ａ２は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法はそれぞれ上記軸方向寸法Ｘ２と等しくなっている。なお、動圧溝は、軸部材２の外周面２ａに形成することもでき、またその形状は、スパイラル形状等公知のその他の形状とすることもできる。

軸受スリーブ８の下側端面８ｂには、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図３（Ｂ）に示すように、スパイラル形状に配列された複数の動圧溝８ｂ１が形成されている。なお、動圧溝は、後述するフランジ１１の上側端面１１ａに形成することもでき、またその形状は、ヘリングボーン形状等公知のその他の形状とすることもできる。この軸受スリーブ８の外周面８ｄには、両端面８ｂ、８ｃに開口した軸方向溝８ｄ１が１又は複数本（本実施形態では、図３（ｂ）にも示すように３本）形成される。

ハウジング９は、黄銅等の軟質金属材料、あるいは樹脂材料で略円筒状に形成され、ブラケット６の内周に圧入、接着等の適宜の手段で固定される。ハウジング９の内周面は、軸方向で小径内周面９ｃと大径内周面９ｄとに区画される。小径内周面９ｃおよび大径内周面９ｄには、それぞれ、軸受スリーブ８および蓋部材１０が圧入、接着、溶着等適宜の手段で固定される。大径内周面９ｄに蓋部材１０を固定することにより、ハウジング９の下端開口部が封止される。

ハウジング９の上側端面９ａには、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図４に示すようなスパイラル形状に配列された複数の動圧溝９ａ１が形成されている。動圧溝は、対向するディスクハブ１２の円盤部下側端面１２ａ１に形成することもでき、またその形状は、ヘリングボーン形状等、公知のその他の形状とすることもできる。

軸部材２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で略同径の軸状に形成される。軸部材２の下端には、抜け止めとしてのフランジ１１が例えばねじ結合される。また、軸部材２の上端部内周には、クランパ３をねじ結合するためのねじ穴が設けられる。

軸部材２の上端部には段部２ｂが設けられ、この段部２ｂに係合させるようにして外径側に突出したディスクハブ１２が設けられる。ディスクハブ１２は、ステンレス鋼等の金属材料で略円盤状に形成された芯金１３と、芯金１３をインサートして樹脂で射出成形された樹脂成形部１４とからなる金属と樹脂のハイブリッド構造とされる。このディスクハブ１２は、ハウジング９の上端を覆う円盤部１２ａと、円盤部１２ａの外径端から下方に延びる円筒部１２ｂと、円筒部１２ｂから外径側に突出する鍔部１２ｃとを備え、鍔部１２ｃにはディスク搭載面１２ｄが設けられる。円筒部１２ｂの下端外周には、例えばステンレス鋼等の磁性材料からなる円環状のヨーク１５が固定され、該ヨーク１５の外周面には接着等適宜の手段によってロータマグネット５が固定される。

芯金１３は、内径側に厚肉部１３ａ、外径側に薄肉部１３ｂを有する。厚肉部１３ａおよび薄肉部１３ｂの下端面は同一レベルにあり、両下端面でディスクハブ１２の円盤部１２ａの下側端面１２ａ１を構成する。薄肉部１３ｂの上端面は樹脂成形部１４で被覆される一方、厚肉部１３ａの上端面は外部に露出している。

ディスクハブ１２の円盤部１２ａにはクランパ３の装着時に用いる回り止め穴１６が周方向の一又は複数箇所に設けられる。本実施形態で回り止め穴１６は、図５に示すように、芯金１３の厚肉部１３ａの外周面１３ａ２でその周方向一部領域が構成されるようにして円盤部１２ａの周方向３箇所に等配されている。なお、図示例では、回り止め穴１６を略矩形状に形成しているが、この回り止め穴１６は、その周方向一部領域が芯金１３の厚肉部外周面１３ａ２で構成され、かつ後述する回り止めピンＧを挿入することができる限りにおいてその形状は任意であり、真円状、楕円状等としても良い。

上記のディスクハブ１２は、例えば以下示す工程を経て製造される。

図６は、ディスクハブ１２の製造工程を概念的に示すものである。同図に示すディスクハブ１２の成形装置は、軸方向の相対移動可能に同軸配置された上型２１および下型２２で主要部が構成され、上下型２１，２２間に樹脂成形部１４形状に対応したキャビティ２５が形成される。なお、本実施形態では、上型２１が可動型、下型２２が固定型である。

上型２１には、キャビティ２５に溶融樹脂Ｐを射出するゲート２４と、ディスクハブ１２の円盤部１２ａに設けるべき回り止め穴１６形状に対応した成形ピン２３とが設けられる。上下型２１，２２を型締めした状態で、成形ピン２３の外周面は下型２２にインサート部品として配設された芯金１３の厚肉部外周面１３ａ２に接触し、また成形ピン２３の下端面は芯金１３の薄肉部１３ｂの上端面に当接する。なお、ゲート２４としては、公知の各種ゲート、例えば、フィルムゲート、ディスクゲート、点状ゲート（多点ゲートを含む）等を採用することが可能であるが、円盤状をなす樹脂成形部１４（ディスクハブ１２）の形状を考慮して、ここでは環状のフィルムゲートが使用される。

下型２２には、芯金１３の厚肉部１３ａが外嵌される小径部２２ａと、芯金１３の薄肉部１３ｂが外嵌される大径部２２ｂとが設けられている。

上記構成の成形装置において、芯金１３を下型２２に位置決め配置した後、上型２１を下型２２に接近させて型締めする。そして、ゲート２４を介してキャビティ２５内に溶融樹脂Ｐを射出・充填し、芯金１３と一体に樹脂成形部１４を型成形する。溶融樹脂Ｐとしては、熱可塑性樹脂をベース樹脂とした樹脂組成物が用いられる。使用可能な熱可塑性樹脂に特段の限定はなく、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）等に代表される結晶性樹脂や、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等に代表される非晶性樹脂を挙げることができ、これらは一種又は二種以上混合して使用される。本実施形態では、上記熱可塑性樹脂の中でも、特に成形性、寸法安定性、耐油性、および熱安定性等に優れる液晶ポリマー（ＬＣＰ）をベース樹脂としている。

上記のベース樹脂には、必要に応じて、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の各種充填材を一又は複数種充填（添加）することもできる。

溶融樹脂Ｐの固化後、型開きすると、芯金１３と樹脂成形部１４とが一体となり、円盤部１２ａに回り止め穴１６が成形された図５に示すディスクハブ１２が得られる。なお、前述のとおり、上下型２１，２２を型締めした状態で成形ピン２３の外周面および下端面は、それぞれ芯金１３の厚肉部外周面１３ａ２および薄肉部１３ｂの上端面に当接するため、成形ピン２３の内径側への溶融樹脂Ｐの流れ込みは効果的に防止される。従って、溶融樹脂Ｐが成形ピン２３を回り込むことによるウェルド部（ウェルドライン）の形成が回避される。

以上のようにして形成されたディスクハブ１２は、芯金１３（厚肉部１３ａ）の内周面１３ａ１を軸部材２の上端部に外嵌するようにして軸部材２に固定され、その後、ディスクハブ１２には、ディスクＤが固定される。詳細には、ディスクＤをディスク搭載面１２ｄに載置すると共にディスクＤにクランパ３を載置し、その後、ねじ７を軸部材２の上端部内周に設けたねじ穴に締結することにより、ディスクハブ１２とクランパ３とで挟持されるようにしてディスクＤが固定される。この際、図２に点線で示す回り止めピンＧを、クランパ３に設けた貫通孔３ａを介してディスクハブ１２の回り止め穴１６に挿入する。これにより、クランパ３とディスクハブ１２との間の相対回転が規制され、ねじ７を確実に締め付けることが、すなわちディスクＤを確実に固定することができる。

ハウジング９の外周面のうち、上部側には、上方に向かって漸次拡径するテーパ面９ｂが形成され、このテーパ面９ｂは、ディスクハブ１２の円筒部１２ｂの内周面１２ｂ１との間に、上方に向かって半径方向寸法が漸次縮小する環状のシール空間Ｓを形成する。シール空間Ｓは、軸部材２の回転時、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間の外径側と連通する。

以上の構成部材からなる流体軸受装置１の内部空間には、軸受スリーブ８の内部気孔も含め潤滑油が充満される。潤滑油としては種々のものが使用可能であるが、流体軸受装置の運転時や輸送時における温度変化を考慮すると、蒸発率が低く低粘度のエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）やジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等を基油とする潤滑油が好適である。なお、上記のシール空間Ｓは、ハウジング７の内部空間に充満された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内で潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ内にある。

上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａの上下２箇所に離隔して形成されたラジアル軸受面となる領域が、それぞれ軸部材２の外周面２ａとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴って、両ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、軸受スリーブ８の両ラジアル軸受面に形成された動圧溝８ａ１，８ａ２の動圧作用によってその油膜剛性が高められ、軸部材２がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２およびディスクハブ１２をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とが形成される。

また、軸部材２が回転すると、ハウジング９の上側端面９ａに形成されたスラスト軸受面となる領域が、ディスクハブ１２の下側端面１２ａ１と所定のスラスト軸受隙間を介して対向する。これと同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｂに形成されたスラスト軸受面となる領域が、軸部材２に設けられたフランジ１１の上側端面１１ａと所定のスラスト軸受隙間を介して対向する。そして軸部材２の回転に伴って、両スラスト軸受隙間に形成される油膜は、両スラスト軸受面に形成された動圧溝９ａ１、８ｂ１の動圧作用によってその油膜剛性が高められ、軸部材２が両スラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２を両スラスト方向に回転自在に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２とが形成される。

また上述のように、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１は、軸方向中心ｍに対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心より上側領域の軸方向寸法Ｘ１が下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっている。そのため、軸部材２の回転時、動圧溝８ａ１による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差圧によって、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材２の外周面２ａとの間の隙間に満たされた潤滑油が下方に流動し、軸受スリーブ８の下側端面８ｂとフランジ１１の上側端面１１ａとの間の隙間→軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１によって形成される流体通路→ディスクハブ１２の下側端面１２ａ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間の隙間という経路を循環して、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。

このように、潤滑油が軸受内部を流動循環するように構成することで、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、軸受内部における局部的な負圧の発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや振動の発生等が防止される。また、軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１によって形成される流体通路の上端が、外気に開放されたシール空間Ｓに第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を介して通じている。そのため、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡は潤滑油が流動循環する際に外気に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。

また、潤滑油の外部への漏れは、シール空間Ｓの毛細管力と、第１スラスト軸受部Ｔ１の動圧溝９ａ１による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）とによって、一層効果的に防止される。

以上に示すように、本発明では、ディスクハブ１２が樹脂で射出成形された樹脂成形部１４を有し、この樹脂成形部１４は芯金１３をインサートして射出成形されるので、ディスクハブを全て金属で形成した場合に比べて軽量化および低コスト化を図りつつも、所定の強度を確保することができる。また、クランパ３装着用の回り止め穴１６を従来の態様で樹脂成形部１４に形成すると、回り止め穴１６の周囲でウェルド部が形成されることによってディスクハブの強度が低下する事態が懸念されるが、本発明のように、芯金１３の外周面１３ａ２で回り止め穴１６の周方向一部領域を構成すれば、上記のとおり樹脂成形部１４の射出成形に伴って回り止め穴１６の周囲にウェルド部が形成されることがない。そのため、ウェルド部が形成されることによるディスクハブ１２の強度低下を防止することができる。またこれにより、クランパ３装着時における樹脂成形部１４の割れ等が防止され、流体軸受装置１の組立性が向上する。

また、従来のようにウェルド部の形成が避けられない構成の場合、ウェルド強度が極端に低い液晶ポリマーをベース樹脂として樹脂成形部１４を形成することが実質的には不可能であったが、ウェルド部が形成されない本発明の構成にあっては、液晶ポリマーを主成分とする樹脂組成物（溶融樹脂Ｐ）を用いて樹脂成形部１４を形成することができる。従って、液晶ポリマーが有する高い成形性や寸法安定性、さらには耐油性、熱安定性等を享受することができ、これにより高い形状精度を長期に亘って維持可能な樹脂成形部１４（ディスクハブ１２）が得られる。また、フィルムゲートを用いて樹脂成形部１４が射出成形されるので、高精度な樹脂成形部１４（ディスクハブ１２）が得られる。

また、芯金１３に成形ピン２３を外接させるだけで回り止め穴１６が得られるので、この種の回り止め穴１６を芯金１３に設ける場合に比べて芯金１３形状を単純化することができ、この点からもディスクハブ１２の低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態では、芯金１３の下端面で第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成したので、起動・停止の繰り返しによる摩耗や、温度変化による隙間幅の変動を抑制して、高い回転精度を長期に亘って維持することが可能となる。

以上、本発明に係る流体軸受装置の一実施形態について説明を行ったが、本発明は上記構成の流体軸受装置１に限定適用されるものではない。

図７は、本発明に係る流体軸受装置の第２実施形態を示している。同図に示す流体軸受装置２１が図２に示す流体軸受装置１と異なる主な点は、ハウジング９が側部９１および底部９２を一体に有する有底筒状に形成される点、またスラスト軸受部Ｔ１が、ディスクハブ１２の下側端面１２ａ１とハウジング９の側部上端面９１ａとの間のみに設けられる点、および軸部材２の下端に抜け止めとしてのフランジが設けられず、ハウジング９の側部９１とディスクハブ１２の円筒部１２ｂとの間に環状の抜け止め部材３０が配設されている点にある。これ以外の点は、以上で説明を行った構成に準ずるので、同一の参照番号を付して、重複説明を省略する。

以上では、芯金１３をハウジング９の上端開口部を覆うような略円盤状に形成したディスクハブ１２を用いる場合について説明を行ったが、芯金１３の形状は上記のものに限定されるわけではない。例えば、以上の構成では樹脂成形部１４によって構成したディスクハブ１２の円筒部１２ｂを芯金１３で構成することも可能である。さらに、ロータマグネット５の取付け部を芯金１３で構成することもできる。この場合、芯金１３を磁性材料で形成すればヨーク１５を省略して部品点数および組立工数を削減することができ、流体軸受装置１の低コスト化が図られる。

なお、以上では、芯金１３をインサートして樹脂成形部１４を射出成形してディスクハブ１２を形成した後、このディスクハブ１２を軸部材２に固定する構成としたが、軸部材２に予め芯金１３を固定したアセンブリを、またあるいは芯金１３となる部分を一体的に有する軸部材２をインサート部品として樹脂成形部１４を射出成形することも可能である。

また、ディスクハブ１２は、金属部品としての軸部材２をインサートして射出成形された樹脂成形部１４のみからなる構成とすることもできる。この場合でも、成形ピン２３を軸部材２の外周面に接触させた状態で樹脂成形部１４を射出成形すれば、上記同様に、回り止め穴１６の周方向一部領域が軸部材２の外周面で構成され、樹脂成形部１４の形成に伴って回り止め穴１６の外周にウェルド部が形成されるのを回避することができる（以上、図示は省略）。かかる構成は、ディスクハブ１２（流体軸受装置１）のより一層の軽量化および低コスト化を図る上で上述した構成よりも有利であるが、強度面では不利となる。そのため、かかる構成は、ディスクハブ１２に特段の強度（剛性）を要求されない場合に有効である。

また、以上では、ハウジング７と、軸受スリーブ８とを別体構造としたが、両者を樹脂や金属で一体化した構成としても良い。かかる構成とすれば、部品点数および組立工数を減じることができ、流体軸受装置の低コスト化を図ることができる。

また、以上では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、ヘリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により軸受隙間内を充満する潤滑油に動圧を発生させる構成を例示しているが、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受、多円弧軸受、あるいは非真円軸受を、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、いわゆるステップ軸受や波型軸受を採用しても良い。また、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、２つのラジアル軸受部を軸方向に離隔して設けた構成とする他、軸受スリーブ８の内周側の上下領域に亘って１つのラジアル軸受部を設けた構成としても良い。さらには、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２として動圧発生部を有しない真円軸受を採用することもできる。

ディスク装置用のスピンドルモータを概念的に示す断面図である。 本発明に係る流体軸受装置の第１実施形態を示す断面図である。 （Ａ）図は軸受スリーブの断面図、（Ｂ）図は軸受スリーブの下側端面を示す図である。 ハウジングの上側端面を示す図である。 ディスクハブの平面図である。 ディスクハブの製造工程を概念的に示す断面図である。 本発明に係る流体軸受装置の第２実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 流体軸受装置
２ 軸部材
３ クランパ
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
７ ねじ
８ 軸受スリーブ
９ ハウジング
１２ ディスクハブ
１３ 芯金
１３ａ 厚肉部
１３ａ２ 外周面
１４ 樹脂成形部
１６ （クランパ装着用の）回り止め穴
２３ 成形ピン
２４ ゲート（フィルムゲート）
２５ キャビティ
Ｐ 溶融樹脂
Ｄ ディスク
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間

Claims (6)

1. 軸部材と、ディスク搭載面を有し、軸部材の外径側に突出して設けられたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材をラジアル方向に支持する流体軸受装置において、
   ディスクハブが、ディスクを固定するクランパ装着用の回り止め穴と、金属部品をインサートして樹脂で射出成形された樹脂成形部とを有し、回り止め穴の周方向一部領域が、金属部品の外周面で構成されていることを特徴とする流体軸受装置。
2. 樹脂成形部が、環状のゲートを用いて射出成形されたものである請求項１記載の流体軸受装置。
3. 金属部品が、軸部材に設けられた芯金である請求項１記載の流体軸受装置。
4. 樹脂成形部が、液晶ポリマーをベース樹脂とする樹脂組成物で射出成形されたものである請求項１記載の流体軸受装置。
5. 芯金の一端面でスラスト軸受隙間を形成した請求項３記載の流体軸受装置。
6. 軸部材と、ディスク搭載面を有し、軸部材の外径側に突出して設けられたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材をラジアル方向に支持する流体軸受装置において、ディスクハブを製造するに際し、
   インサートされた金属部品の外周面に成形ピンを接触させた状態でキャビティ内に溶融樹脂を射出することにより、ディスクハブに、ディスクを固定するクランパ装着用の回り止め穴と、樹脂成形部とを同時形成することを特徴とする流体軸受装置の製造方法。

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