JP2011163516A - 流体動圧軸受装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工コスト高や潤滑油へのコンタミの混入を招くことなく、樹脂の射出成形品であるシール部材のゲート跡がディスクハブ等の他部材と接触する事態を確実に回避する。
【解決手段】シール部材９を、サイドゲートから樹脂を射出することにより形成した射出成形品とする。このサイドゲートによるゲート跡２４’を、シール部材９の外周面９ｂ１に形成し、且つ、シール部材９の外部側端面９ａ３の軸方向位置Ｘを越えない位置に形成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で軸部材を相対回転自在に支持する流体動圧軸受装置、及びその製造方法に関する。

例えば特許文献１に示されている流体動圧軸受装置は、軸部材と、内周に軸部材を挿入した軸受部材と、軸受部材の開口部に設けられ、軸受部材の内部に満たされた潤滑油をシールするシール部材とを備える。この流体動圧軸受装置では、シール部材が樹脂の射出成形により形成されている。

特開２００５−２６５１１９号公報

上記特許文献１には、図１６（ａ）に示すように、シール部材１００の外部側端面１０１（大気接触側の端面）の外周縁部に対応する位置に設けたゲート１０２（フィルムゲート）から溶融樹脂Ｑを射出してシール部材１００を成形する方法が示されている。この方法では、図１６（ｂ）に示すように、シール部材１００の外部側端面１０１から突出したゲート切断跡１０３が形成されるため、このゲート切断跡１０３がディスクハブ等の他部材と接触する恐れがある。特に、同文献に示されていている射出成形方法では、樹脂成形品のゲート部を型開きと同時に引きちぎって切断するため、ゲート部の樹脂が完全に固化しない状態で引き伸ばされる。このため、ゲート跡の突出量を管理することが難しく、シール部材１００の外部側端面１０１からゲート切断跡１０３が突出して回転側の部材（ディスクハブ等）と接触する恐れが高まる。従って、金型からシール部材１００を取り出した後、ゲート切断跡１０３に後処理加工（図中にＸ線に沿った除去加工）を施す必要があり、工数増による加工コスト高を招く。

例えば図１７に示すように、シール部材２００の端面２０１に座繰り部（端面よりも一段低くなった部分）２０３を設け、この座繰り部２０３にゲート跡２０２を形成すれば、ゲート跡２０２がシール部材の端面２０１から突出することを回避できる。しかし、座繰り部２０３を形成すると、シール部材２００を成形する金型形状が複雑になって加工コスト高を招くだけでなく、例えば端面２０１に撥油剤を塗布する場合、座繰り部２０３に撥油剤が溜まってしまい、撥油剤の無駄が多くなる恐れがある。特に、図１７のように座繰り部２０３の外周側がシール部材２００の外周面２０４につながっている場合は、座繰り部２０３に溜まった撥油剤が外周面２０４に流れ落ち、様々な不具合を招く恐れがある。例えばシール部材２００の外周面２０４がシール空間を形成するシール面となる場合、このシール面に撥油剤が流れ落ちると、シール空間内の油が撥油剤ではじかれてシール能力が低下する恐れがある。あるいは、シール部材２００の外周面２０４が他部材との接着固定面となる場合、接着固定面に撥油剤が流れ落ちると接着剤を均一に塗布することができず、シール部材２００の固定力が低下する恐れがある。

また、上記特許文献１には、図１８に示すように、シール部材３００の内部側端面３０１（油接触側の端面）に対応する位置にゲート３０２（ピンゲート）を設けた例が示されている（図１８に示すシール部材３００は、図１６（ａ）に示すシール部材１００と上下が逆になっている）。この場合、シール部材３００の内部側端面３０１にゲート切断跡が形成されるが、ゲート切断跡には細かな樹脂屑が生じているため、ゲート切断跡が潤滑油と接触することにより、樹脂屑が潤滑油にコンタミとして混入する恐れがある。特に、樹脂成形品のゲート部を型開きと同時に引きちぎって切断する場合、ゲート切断跡が毛羽立ったようになって樹脂屑が多量に発生する恐れがあるため、潤滑油にコンタミが混入する恐れが高い。

本発明の解決すべき課題は、樹脂の射出成形品であるシール部材を有する流体動圧軸受装置において、加工コスト高や潤滑油へのコンタミの混入を招くことなく、シール部材のゲート跡と他部材との接触を防止することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、軸部材と、内周に軸部材が挿入された軸受部材と、軸受部材の開口部に固定され、軸受部材の内部に満たされた潤滑油をシールするシール部材と、軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用により軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置であって、シール部材が、サイドゲートから樹脂を射出して形成された射出成形品であり、前記サイドゲートによるゲート跡がシール部材の外部側端面の軸方向位置を越えていないことを特徴とする。

このように、シール部材を、金型の型開き面に形成されるいわゆるサイドゲートから樹脂を射出して形成すれば、樹脂成形品のゲート部が型開きにより引きちぎられず、ゲート跡が引き伸ばされない。これにより、シール部材の外周面に形成されるゲート跡を、シール部材の外部側端面の軸方向位置を越えない位置に設けることができ、ゲート跡がディスクハブ等の他部材と接触する事態を防止できる。

また、ゲート跡を、潤滑油と接触しない位置に設けることで、ゲート跡に生じる樹脂屑がコンタミとして潤滑油に混入する恐れを回避できる。尚、「潤滑油と接触しない位置」とは、シール部材によりシールされた軸受部材の内部の潤滑油と接触しない位置を意味し、軸受部材の内部から漏れ出した潤滑油が接触し得る位置を排除する趣旨ではない。例えば、シール部材の外周面でシール空間を形成する場合、シール部材の外周面のうち、シール空間内の油面よりも大気側にゲート跡を形成すればよい。また、シール部材の内部側端面が潤滑油に接触すると共に、シール部材の外周面が軸受部材に固定される場合、シール部材の外周面のうち、軸受部材との固定面の内部側端部を除く位置に前記ゲート跡を形成すればよい。特に後者の場合、軸受部材との固定面からゲート跡が外径側に突出すると、軸受部材との固定に支障を来たす恐れがあるため、ゲート跡は軸受部材との固定面よりも内径側に形成することが好ましい。

ゲート跡は、例えば、シール部材の外周面の上端に面取り部を形成し、この面取り部に設けることができる。

上記のように、シール部材の外周面にゲート跡を形成することで、シール部材の外部側端面を平坦にすることができるため、この端面に撥油剤を塗布する場合でも、端面に座繰り部を設けた場合（図１７参照）のように、撥油剤の無駄が多くなったり、撥油剤がシール部材の外周面に流れ落ちたりする不具合は生じない。

また、シール部材のゲート部切断後の処理加工を省略すれば、工数減による加工コストの低減が図られる。

ゲートは、キャビティ内に満たされた樹脂に所定以上の圧力（保圧）を加えることができるように、所定以上の面積を確保する必要がある。ゲートの面積を確保するためにゲートの軸方向寸法を大きくすると、シール部材の軸方向寸法が大きくなり、軸受装置の大型化を招くため、ゲートの面積は円周方向寸法で確保することが望ましい。この場合、ゲート跡の円周方向寸法は軸方向寸法よりも大きくなる。

上記のようなシール部材は、シール部材の外周面を成形する成形面に設けたサイドゲートを介して、ランナからキャビティに溶融樹脂を射出するステップと、樹脂が固化した後、ランナ内で固化したランナ樹脂部とシール部材とが一体となった樹脂成形品を金型から取り出すステップと、ランナ樹脂部とシール部材とを分離するステップとを経て製造することができる。

このように、シール部材を成形する金型のうち、シール部材の外周面を成形する成形面にサイドゲートを設けることで、型開きと同時にゲート跡が引き伸ばされず、ゲート跡がシール部材の端面から突出することを防止できる。特に、金型から取り出した樹脂成形品のランナ樹脂部とシール部材との境界部を折り曲げることにより、ランナ樹脂部とシール部材とを分離すれば、ゲート跡が引き伸ばされる事態を確実に防止できる。

このとき、金型から取り出した樹脂成形品のうち、ランナ樹脂部とシール部材の外周面との境界部にＶ字溝を設ければ、このＶ字溝を起点として樹脂成形品をゲート部で正確に切断することができる。

以上のように、本発明によれば、加工コスト高や潤滑油へのコンタミの混入を招くことなく、樹脂の射出成形品であるシール部材のゲート跡がディスクハブ等の他部材と接触する事態を確実に防止することができる。

ＨＤＤ用ディスク駆動装置のスピンドルモータの断面図である。 流体動圧軸受装置の断面図である。 軸受スリーブの断面図である。 軸受スリーブとシール部材とを圧入固定した状態の断面図である。 シール部材のＡ−Ａ線（図６参照）における断面図である。 図５のＢ方向から見たシール部材の平面図である。 シール部材のゲート跡付近の拡大断面図である。 シール部材を射出成形するための金型の断面図である。 図８の金型のゲート付近の拡大断面図である。 図８の金型のＸ−Ｘ線における断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ランナ内で固化した樹脂とシール部材とを分離する工程を示す側面図である。 ランナ内で固化した樹脂及びシール部材の一体品の境界部の拡大断面図である。 他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 図１３の流体動圧軸受装置の拡大断面図である。 図１３のシール部材の拡大断面図である。 （ａ）は従来のシール部材の成形工程を示す断面図、（ｂ）はゲート部切断後の（ａ）図のＡ部分を拡大した図である。 （ａ）はシール部材の参考例を示す上面図、（ｂ）は同断面図である。 従来のシール部材の成形工程を示す断面図である。

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、本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受装置１を組み込んだ情報機器用スピンドルモータを示している。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を回転自在に支持する流体動圧軸受装置１と、軸部材２に装着されたディスクハブ３と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル４ａおよびロータマグネット４ｂとを備えている。ステータコイル４ａはブラケット５の外周面に取付けられ、ロータマグネット４ｂはディスクハブ３の内周面に取付けられる。流体動圧軸受装置１は、ブラケット５の内周に装着される。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが所定の枚数（図示例では２枚）保持される。ステータコイル４ａに通電すると、ステータコイル４ａとロータマグネット４ｂとの間の電磁力でロータマグネット４ｂが回転し、これによってディスクハブ３および軸部材２が一体となって回転する。

図２に示す流体動圧軸受装置１は、軸部材２と、内周に軸部材２を挿入した軸受部材６と、軸受部材６の開口部に設けられたシール部材９とを主要な構成部品としている。本実施形態では、軸受部材６が、一端を開口すると共に他端を閉塞した有底筒状のハウジング７と、ハウジング７の内周面に固定され、内周に軸部材２が挿入された軸受スリーブ８とで構成される。なお、以下では、説明の便宜上、軸方向でハウジング７の開口側を上側、その反対側を下側として説明を進める。

軸部材２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２ａと、軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２ｂとを備えている。軸部材２は、その全体を金属材料で形成する他、例えばフランジ部２ｂの全体あるいはその一部（例えば両端面）を樹脂で構成し、金属と樹脂のハイブリッド構造とすることもできる。

軸受スリーブ８は、例えば銅（あるいは銅及び鉄）を主成分とする焼結金属で円筒状に形成される。この他、黄銅等の軟質金属で軸受スリーブ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上下２つの領域（図２の点線部分）が軸方向に離隔して設けられ、これらの２つの領域には、例えば図３に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成される。上側の動圧溝８ａ１は、丘部（図３にクロスハッチングで示す）の軸方向中央部の帯状部分に対して軸方向非対称に形成されており、具体的には帯状部分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。

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領域（図２の点線部分）が設けられ、該領域には、図示は省略するが、例えばスパイラル形状の動圧溝が形成されている。軸受スリーブ８の外周面８ｄには、両端面８ｂ、８ｃを連通する軸方向溝８ｄ１が形成され、本実施形態では、例えば３本の軸方向溝８ｄ１が円周方向に等配されている（図４参照）。

ハウジング７は、図２に示すように、円筒状の小径部７ａと、小径部７ａの上側に配置された円筒状の大径部７ｂと、小径部７ａの下端開口部を封止する底部７ｃとで構成され、各部７ａ〜７ｃは一体に形成されている。小径部７ａの内周面と大径部７ｂの内周面７ｂ１とは、軸方向と直交する方向の平坦面状に形成された段差面７ｄで連続している。ハウジング７の底部７ｃの内底面７ｃ１には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる領域（図２の点線部分）が設けられ、該領域には、図示は省略するが、例えばスパイラル形状の動圧溝が形成されている。ハウジング７は例えば樹脂で形成され、成形収縮量の差による変形を防止するため、ハウジング７の各部７ａ〜７ｃは略均一厚に形成されている。

シール部材９は、図５及び図６に示すように、円盤状の第１シール部９ａと、第１シール部９ａの外径端から下方に張り出した円筒状の第２シール部９ｂとを備えた断面Ｌ字形に形成される。第１シール部９ａの下側端面９ａ１には、下側端面９ａ１を径方向に横断する所定本数の径方向溝９ａ１０が形成され、第２シール部９ｂの内周面９ｂ２には、内周面９ｂ２を軸方向に縦断する所定本数の軸方向溝９ｂ２０が、前記径方向溝９ａ１０と同じ円周方向位置に形成される。図示例では、径方向溝９ａ１０及び軸方向溝９ｂ２０はそれぞれ３本ずつ形成され、円周方向に等配されている（図６参照）。

第２シール部９ｂの外周面９ｂ１の上端部には、図７に示すように、ゲート跡２４’が形成される。ゲート跡２４’は、シール部材９の外部側端面（図示例では第１シール部９ａの上側端面９ａ３）の軸方向位置Ｘを越えない位置に形成される。また、ゲート跡２４’は、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油と接触しない位置、具体的には、シール部材９の外周面９ｂ１とハウジング７の内周面７ｂ１との間に形成される第２のシール空間Ｓ２に保持された油面よりも大気側（図示例では上方）に設けられる。尚、第２のシール空間Ｓ２内の油面の位置は、温度変化に伴う潤滑油の体積膨張・収縮により変動するため、ゲート跡２４’は油面の上端位置Ｓ₀よりも大気側に設けられる。本実施形態では、第２シール部９ｂの外周面９ｂ１の上端部に面取り部９ｃが形成され、この面取り部９ｃにゲート跡２４’が形成される。

ゲート跡２４’は、図６に示すように、軸方向溝９ｂ２０の円周方向位置に形成され、ゲート跡２４’と軸心を挟んで反対側の位置にウェルドラインＷが形成される。ウェルドラインＷは、第１シール部９ａを径方向に横断し、且つ、第２シール部９ｂを軸方向に縦断して形成される。具体的に、第２シール部９ｂのウェルドラインＷは軸方向溝９ｂ２０の円周方向間の円筒面９ｂ２１の領域に形成され、第１シール部９ａのウェルドラインＷは径方向溝９ａ１０の円周方向間の平坦面９ａ１１の領域に形成される。このように、ウェルドラインＷをシール部材９の薄肉部を避けた位置に形成することで、シール部材９の強度低下を防止している。

上記構成のシール部材９は、樹脂の射出成形で形成される。シール部材９を形成する樹脂は、固化速度が比較的遅く、且つ、耐油性に優れた材料を選択することが好ましく、例えば結晶性樹脂、特に、ＰＰＳ，ＥＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＡ６６，ＰＡ４６，ＰＡ６Ｔ，ＰＡ９Ｔの中から選択された結晶性樹脂が好適に使用できる。具体的には、例えば、ＰＰＳとしてＡＧＣマテックス社製架橋型ＰＰＳ ＲＧ−４０ＪＡ及び直鎖型ＰＰＳ ＲＥ−０４、ＥＴＦＥとしてダイキン工業社製ネオフロンＥＰ−５２１，ＥＰ−５４１、ＰＥＥＫとしてビクトレックス社製ＰＥＥＫ１５０ＧＬ１５，ＰＥＥＫ１５０ＧＬ３０，ＰＥＥＫ４５０ＧＬ１５，ＰＥＥＫ４５０ＧＬ３０、ＰＡ６６としてＢＡＳＦ社製Ａ３ＨＧ５、ＰＡ４６としてＤＳＭ社製ＴＷ３００、ＰＡ６Ｔとして三井化学社製アーレンＲＡ２３０ＮＫ、ＰＡ９Ｔとしてクラレ社製ジェネスタＧＲ２３００を使用することができる。これらのうち、ＰＡ６Ｔは、ウェルドラインＷ形成部の強度及びエステル系潤滑油に対する耐油性に関して最も優れた特性を示すため、シール部材に最適な材料と言える。尚、これらの結晶性樹脂は、単独で使用しても複数種を混ぜて使用してもよい。また、上記の樹脂に、充填材として、例えば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、金属粉末等の導電性充填材などを配合してもよい。

ここで、シール部材９の射出成形について説明する。シール部材９の射出成形に使用される金型は、図８に示すような固定型２１及び可動型２２からなり、型締めした状態でキャビティ２３及びゲート２４が形成される。ゲート２４は、固定型２１及び可動型２２の型締め面に設けられた、いわゆるサイドゲートであり、シール部材９の面取り部９ｃを成形するテーパ状成形面２５に設けられ、且つ、第２シール部９ｂの軸方向溝９ｂ２０を成形する成形部２６の円周方向位置に配される。ゲート２４は、軸方向寸法Ｌ１（図９参照）より円周方向寸法Ｌ２（図１０参照）の方が大きい横長矩形状に形成される。この状態でゲート２４から溶融樹脂を射出すると、第１シール部９ａの中空部を成形する突出部２７により樹脂の流れが二手に分かれ、ゲート２４の反対側で合流する。本実施形態では、第２シール部９ｂの内周面に３本の軸方向溝９ｂ２０が等配されているため、各軸方向溝９ｂ２０の軸心を挟んで反対側は、他の２本の軸方向溝９ｂ２０の円周方向中央部となる。従って、ゲート２４を一つの軸方向溝９ｂ２０の円周方向位置に配することにより、他の軸方向溝９ｂ２０の円周方向中央部にウェルドラインＷが形成される。

その後、金型から樹脂成形品を取り出す。この樹脂成形品は、図１１に示すように、ランナ内で固化したランナ樹脂部２８とシール部材９とが一体になっている。この樹脂成形品のランナ樹脂部２８とシール部材９との境界部（すなわちゲート部Ｐ）には、図１２に示すように、Ｖ字溝２９ａ，２９ｂが形成される。具体的には、ランナ樹脂部２８の上面２８ａのシール部材９側端部に設けられた傾斜部２８ｂと、シール部材９の外周面９ｂ１の上端に形成された面取り部９ｃとで、ゲート部Ｐの上端部にＶ字溝２９ａが形成される。また、ランナ樹脂部２８の下面に設けられた傾斜部２８ｃと、シール部材９の外周面９ｂ１とで、ゲート部Ｐの下端部にＶ字溝２９ｂが形成される。

上記のようなランナ樹脂部２８とシール部材９との一体品を、ゲート部Ｐで切断して分離する。具体的には、ランナ樹脂部２８を固定した状態でシール部材９に下向きの負荷を加え（図１１（ａ）参照）、ゲート部Ｐを折り曲げることにより（図１１（ｂ）参照）、ゲート部Ｐが切断され、ランナ樹脂部２８とシール部材９とが分離される（図１１（ｃ）参照）。このとき、ゲート部Ｐの上端部、すなわちゲート部Ｐを折り曲げたときに引き伸ばされる側にＶ字溝２９ａが形成されることにより、このＶ字溝２９ａを起点としてゲート部Ｐが切断されるため、ランナ樹脂部２８及びシール部材９の一体品をゲート部Ｐで正確に切断することができる。また、ゲート部Ｐの下端部、すなわちゲート部Ｐを折り曲げたときに圧縮される側にもＶ字溝２９ｂが形成されることにより、このＶ字溝２９ｂを起点としてゲート部Ｐが折り曲げられるため、上記一体品をゲート部Ｐでより正確に切断することができる。

ランナ樹脂部２８から分離されたシール部材９には、ゲート部Ｐの切断によるゲート跡２４’が形成される（図７参照）。上記のように、ゲート部Ｐを折り曲げにより切断することで、例えば型開きと同時にゲート部Ｐを引きちぎる場合のように、ゲート跡２４’が引き伸ばされることがない。特に、上記のように成形品を金型から取り出した後にゲートカットを行うことにより、樹脂を完全に固化させた状態でゲート部Ｐを切断することができるため、ゲート跡２４’が引き伸ばされる事態をより確実に防止できる。以上により、ゲート部Ｐで正確に切断することができるため、切断後に後処理加工を施さなくても、ゲート跡２４’がシール部材９の外部側端面（上側端面９ａ３）よりも上方に突出する事態が回避され、ゲート跡２４’とディスクハブ３との干渉を防止できる。尚、ゲート部Ｐを切断した後、ゲート跡２４’に後処理加工を施しても良く、この場合、シール部材９の外周面９ｂ１（面取り部９ｃ）に後処理加工されたゲート跡２４’が残る。

上記のようにして形成されたシール部材９は、図２に示すように、軸受スリーブ８の外周上端に圧入固定される。具体的には、シール部材９の第２シール部９ｂの内周面９ｂ２が軸受スリーブ８の外周面８ｄに上方から圧入される。これにより、第２のシール空間Ｓ２を形成する第２シール部９ｂの外周面９ｂ１を、軸受スリーブ８の外周面８ｄに倣わせることができる。従って、軸受スリーブ８の外周面８ｄを高精度に形成することで、シール部材９の外周面９ｂ１の寸法精度を高めることができ、これにより第２のシール空間Ｓ２の容積を高精度に設定できる。また、上記のように、脆弱なウェルドラインＷ形成部を、シール部材９の薄肉部（第１シール部９ａの径方向溝９ａ１０、及び、第２シール部９ｂの軸方向溝９ｂ２０）を避けた位置に形成することで、シール部材９に、局部的に強度の低い部分が形成されることを回避でき、圧入による損傷を防止できる。

シール部材９を軸受スリーブ８に固定した状態では、シール部材９の第１シール部９ａの下側端面９ａ１は軸受スリーブ８の上側端面８ｃと当接し、第２シール部９ｂの下側端面は所定の軸方向隙間１１を介してハウジング７の段差面７ｄと対向する。また、第１シール部９ａの内周面９ａ２と軸部２ａの外周面２ａ１との間に所定容積の第１のシール空間Ｓ１が形成されると共に、第２シール部９ｂの外周面９ｂ１とハウジング７の大径部７ｂの内周面７ｂ１との間に所定容積の第２のシール空間Ｓ２が形成される。本実施形態では、第１シール部９ａの内周面９ａ２およびハウジング７の大径部７ｂの内周面７ｂ１は、何れも上方を拡径させたテーパ面状に形成され、そのため第１および第２のシール空間Ｓ１，Ｓ２は下方に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈する。

このとき、第１シール部９ａの下側端面９ａ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間、及び、第２シール部９ｂの内周面９ｂ２と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間には、第１のシール空間Ｓ１と第２のシール空間Ｓ２とを連通する連通路１２が形成される。具体的には、第１シール部９ａの下側端面９ａ１に形成された径方向溝９ａ１０と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとで径方向の連通路１２ａが形成される（図２参照）と共に、第２シール部９ｂの内周面９ｂ２に形成された軸方向溝９ｂ２０と軸受スリーブ８の外周面８ｄに形成された軸方向溝８ｄ１とで軸方向の連通路１２ｂが形成される（図４参照）。

連通路１２は、両シール空間Ｓ１，Ｓ２内の潤滑油の圧力バランスを適正範囲に保つために、所定以上の流路面積が必要となる。しかし、上記のように第２シール部９ｂに軸方向溝９ｂ２０を形成すると、部分的に薄肉になって強度低下を招く恐れがあるため、むやみに軸方向溝９ｂ２０の大きさ（深さや円周方向幅）を大きくすることはできない。特に、第２シール部９ｂは軸受スリーブ８に圧入されることにより大きな負荷を受けるため、なるべく強度を確保する必要がある。そこで、上記のように、第２シール部９ｂの軸方向溝９ｂ２０と軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１とで協働して軸方向の連通路１２ｂを形成することで、第２シール部９ｂの軸方向溝９ｂ２０の大きさを抑えてシール部材９の強度を確保しながら、軸方向の連通路１２ｂの流路面積を確保することができる。

以上のようにして、シール部材９で密封されたハウジング７の内部空間に、軸受スリーブ８の内部気孔を含め、潤滑油（例えばエステル系潤滑油）を充満させることにより、図２に示す流体動圧軸受装置１が完成する。

軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面と軸部２ａの外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成される。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂのスラスト軸受面とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間、及び、ハウジング７の内底面７ｃ１のスラスト軸受面とフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。そして、軸部材２の回転に伴い、ラジアル軸受面の動圧溝８ａ１，８ａ２により上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材２の軸部２ａが上記ラジアル軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって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とが構成される。同時に、スラスト軸受面の動圧溝により上記スラスト軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材２が上記スラスト軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって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とが構成される。

また、軸部材２の回転時には、上述のように、第１および第２のシール空間Ｓ１、Ｓ２が、ハウジング７の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、両シール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用により、シール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング７の内部側に向けて引き込まれる。これにより、ハウジング７の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。また、シール空間Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング７の内部空間に充填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は、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ１、Ｓ２内にある。

上述したように、上側の動圧溝８ａ１は軸方向非対称に形成されている（図３参照）ため、軸部材２の回転時、ラジアル軸受隙間の潤滑油を下方に押し込む力が生じ、これにより第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間→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→シール部材９と軸受スリーブ８との間の連通路１２という経路を循環させることができる。これにより、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、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の問題を解消することができる。また、上記の循環経路には、第１のシール空間Ｓ１が連通し、さらに軸方向隙間１１を介して第２のシール空間Ｓ２が連通しているので、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油に伴って循環する際にシール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油の油面から外気に排出されるため、気泡による悪影響をより一層効果的に防止できる。

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記実施形態と同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複説明を省略する。

本発明は、図１３に示すような流体動圧軸受装置３１に適用することもできる。この流体動圧軸受装置３１は、シール部材３９の内周面３９ａと軸部材２の外周面に形成されたテーパ面２ａ２との間にシール空間Ｓが形成され、シール部材３９の外周面３９ｃがハウジング７の内周面７ａ１に固定される。シール部材３９の外周面３９ｃとハウジング７の内周面７ａ１とは、これらを隙間嵌合させた状態で、その嵌合隙間内で接着剤Ｇを固化させる、いわゆる隙間接着により固定される（図１４参照）。シール部材３９の下側端面３９ｂは、軸受スリーブ８の上側端面８ｃに当接し、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油と接触する。軸受スリーブ８の下側端面８ｂは、ハウジング７の内周面７ａ１の下端部に形成された段部７ｅに当接する。軸受スリーブ８の上側端面８ｃには径方向溝８ｃ１が形成され、この径方向溝８ｃ１により潤滑油の連通路が形成される。

シール部材３９は、上記実施形態と同様、サイドゲートによる射出成形で形成され、図１４に示すように、外周面３９ｃにゲート跡４０が形成される。ゲート跡４０は、図１５に示すように、シール部材３９の上側端面３９ｄの軸方向位置Ｘよりも下方で、且つ、シール部材３９の外周面３９ｃの径方向位置Ｙよりも内径側に設けられる。また、ゲート跡４０は、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油と接触しない位置、具体的には、シール部材３９の外周面３９ｃのうち、ハウジング７との固定面の内部側端部（図示例では下端部）を除く位置に形成される。本実施形態では、シール部材３９の外周面３９ｃの上端部に設けられた面取り部３９ｅにゲート跡４０が形成される。このように、ゲート跡４０をシール部材３９の上側端面３９ｄの軸方向位置Ｘよりも下方に設けることで、ゲート跡４０とディスクハブ３との干渉を防止できる。また、ゲート跡４０をシール部材３９の外周面３９ｃよりも内径側に設けることで、ゲート跡４０とハウジング７の内周面７ａ１との干渉を防止できる。

以上の実施形態では、軸受スリーブ８にヘリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝からなる動圧発生部が形成されているが、これに限らず、他の形状の動圧溝を形成したり、軸受スリーブ８の内周面８ａを複数の円弧を組み合わせた多円弧形状とすることにより、動圧発生部を構成してもよい。また、軸受スリーブ８の内周面８ａ及び下側端面８ｂやハウジング７の内底面７ｃ１に動圧発生部を形成する替わりに、これらの面と軸受隙間を介して対向する部材（軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１及びフランジ部２ｂの両端面２ｂ１，２ｂ２）に動圧発生部を形成してもよい。さらには、軸受スリーブ８の内周面８ａ及び軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１の双方を円筒面状とした、いわゆる真円軸受を構成してもよい。この場合、動圧作用を積極的に発生させる動圧発生部は形成されないが、軸部２ａの僅かな振れ回りにより動圧作用が発生する。

１ 流体動圧軸受装置
２ 軸部材
３ ディスクハブ
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
９ シール部材
９ａ 第１シール部
９ａ１０ 径方向溝
９ｂ 第２シール部
９ｂ２０ 軸方向溝
９ｃ 面取り部
２４’ ゲート跡
２１ 固定型
２２ 可動型
２３ キャビティ
２４ ゲート
２９ａ，２９ｂ Ｖ字溝
Ｐ ゲート部
Ｒ１，Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１，Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ１，Ｓ２ シール空間
Ｗ ウェルドライン

Claims (12)

1. 軸部材と、内周に軸部材が挿入された軸受部材と、軸受部材の開口部に固定され、軸受部材の内部に満たされた潤滑油をシールするシール部材と、軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用により軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置であって、
   シール部材が、サイドゲートから樹脂を射出して形成された射出成形品であり、前記サイドゲートによるゲート跡がシール部材の外部側端面の軸方向位置を越えていないことを特徴とする流体動圧軸受装置。
2. シール部材の外周面のうち、潤滑油と接触しない位置に前記ゲート跡が形成された請求項１記載の流体動圧軸受装置。
3. シール部材の外周面で、潤滑油をシールするシール空間を形成し、このシール部材の外周面のうち、シール空間内の油面よりも大気側に前記ゲート跡が形成された請求項２記載の流体動圧軸受装置。
4. シール部材の内部側端面が潤滑油に接触すると共に、シール部材の外周面が軸受部材に固定され、シール部材の外周面のうち、軸受部材との固定面の内部側端部を除く位置に前記ゲート跡が形成された請求項２記載の流体動圧軸受装置。
5. 前記ゲート跡が、軸受部材との固定面よりも内径側に形成された請求項４記載の流体動圧軸受装置。
6. シール部材の外周面の上端に面取り部を形成し、この面取り部に前記ゲート跡を設けた請求項１〜４の何れか記載の流体動圧軸受装置。
7. シール部材の外部側端面に撥油剤が塗布された請求項１〜６の何れか記載の流体動圧軸受装置。
8. 前記ゲート跡に、ゲート部切断後の処理加工が施されていない請求項１〜７の何れか記載の流体動圧軸受装置。
9. 前記ゲート跡の円周方向寸法が軸方向寸法よりも大きい請求項１〜８の何れか記載の流体動圧軸受装置。
10. 軸部材と、内周に軸部材が挿入され、少なくとも軸方向一方を開口した軸受部材と、軸受部材の開口部に固定され、軸受部材の内部空間に満たされた潤滑油をシールするシール部材と、軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用により軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置を製造するための方法であって、
    シール部材を樹脂で射出成形するにあたり、シール部材の外周面を成形する成形面に設けたサイドゲートを介して、ランナからキャビティに溶融樹脂を射出するステップと、樹脂が固化した後、ランナ内で固化したランナ樹脂部とシール部材とが一体となった樹脂成形品を金型から取り出すステップと、ランナ樹脂部とシール部材とを分離するステップとを有する流体動圧軸受装置の製造方法。
11. 金型から取り出した樹脂成形品のランナ樹脂部とシール部材との境界部を折り曲げることにより、ランナ樹脂部とシール部材とを分離する請求項１０記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
12. 金型から取り出した樹脂成形品のうち、ランナ樹脂部とシール部材の外周面との境界部にＶ字溝を設ける請求項１０又は１１記載の流体動圧軸受装置用の製造方法。

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