JP2017180673A - 流体動圧軸受装置用ハウジング及び流体動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向にコンパクトで、かつ所望の軸受性能を安定的に発揮することのできる流体動圧軸受装置を実現可能とする。【解決手段】筒部７ａと、筒部７ａの軸方向一方側の端部開口を閉塞する底部７ｂとを一体に有する樹脂の射出成形品からなり、底部７ｂの下端面（外底面）７ｂ３にゲート跡７ｅを有する流体動圧軸受装置用のハウジング７であって、底部７ｂのうち、ゲート跡７ｅが設けられた部分（薄肉部７ｃ）の肉厚が０．５ｍｍ以下であり、かつ、一切の充填材を含まない樹脂成分１００％の樹脂材料で形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、流体動圧軸受装置用のハウジング及びこれを備える流体動圧軸受装置に関する。

周知のように、流体動圧軸受装置は、高速回転、高回転精度および低騒音等の特長を有することから、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に組み込まれるスピンドルモータ、ＰＣ等に組み込まれるファンモータ、あるいはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）に組み込まれるポリゴンスキャナ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。

例えば、下記の特許文献１には、有底筒状のハウジングと、ハウジングの内周面に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材とを備えた流体動圧軸受装置において、その軽量化や低コスト化を図るべく、有底筒状のハウジングを樹脂の射出成形品とすることが記載されている。有底筒状の樹脂ハウジング（以下、単に「ハウジング」ともいう）は、図８に模式的に示すように、キャビティ１０１のうち、成形すべきハウジング１０７の底部１０７ｂの端面中央に対応する位置にゲート（ピン状ゲート）１０２が開口した成形金型１００を用いて射出成形される場合が多い。ウェルドラインの形成防止、およびキャビティ１０１各所への樹脂材料の均一充填などを同時に実現し、高強度かつ高精度のハウジング１０７を得るためである。上記のような成形金型１００を用いる場合、図８に示す型開き前の状態では、ランナ１０３内で固化した樹脂材料（ランナ樹脂部１０３Ａ）と成形品（ハウジング１０７）とがゲート１０２内で固化した樹脂材料（ゲート樹脂部１０２Ａ）を介して繋がっており、図９に示すように、型開きに伴ってゲート樹脂部１０２Ａが分断されると、ハウジング１０７がランナ樹脂部１０３Ａから分離する。

上記の樹脂材料としては、ハウジング１０７の寸法安定性や機械的強度等を高めるため、通常、ベース樹脂に種々の充填材を添加・混合したものが使用される。特に、炭素繊維やガラス繊維などの繊維状充填材をベース樹脂に添加・混合しておけば、ハウジング１０７の機械的強度を効果的に高め得る。

特許第４８０８４５７号公報

ところで、ハウジング１０７成形用の樹脂材料に繊維状充填材が含まれていると、型開きに伴ってゲート樹脂部１０２Ａが分断された際に、ハウジング１０７（を構成する樹脂材料）に含まれる繊維状充填材１１０がランナ樹脂部１０３Ａとともに引き抜かれることがある。近年、流体動圧軸受装置を軸方向にコンパクト化することなどを目的として、ハウジング１０７の底部１０７ｂの肉厚を１ｍｍ以下程度にまで薄くすることが検討されており、このような場合に、上述したような繊維状充填材１１０の引き抜きが生じると、底部１０７ｂの両端面に開口した貫通穴１０８が形成され易くなる（以上、図９を参照）。

上記の貫通穴１０８は、繊維状充填材１１０の引き抜きに伴って形成される関係上、その直径が数μｍ程度の微小穴であるため、ハウジング１０７の成形後に通常実施されるような外観検査（目視検査）では発見することが難しい。しかしながら、底部１０７ｂに貫通穴１０８が存在するハウジング１０７を用いると、ハウジング１０７（流体動圧軸受装置）の内部空間に充填された潤滑油が貫通穴１０８を介して外部に漏れ出すという致命的な問題が生じるおそれがある。このような問題発生を可及的に防止すべく、例えば、ハウジング１０７の成形後に高精密な油漏れ検査等を別途実施することが考えられるが、ハウジング１０７、ひいては流体動圧軸受装置の高コスト化が避けられないものとなる。

以上の実情に鑑み、本発明の課題は、樹脂で有底筒状に射出成形される流体動圧軸受装置用のハウジングにおいて、底部の薄肉化による軸方向のコンパクト化と、意図せぬ油漏れの発生原因となり得る底部貫通穴の形成防止とを同時に実現し、これを通じて、軸方向にコンパクトでありながら、所望の軸受性能を安定的に発揮し得る流体動圧軸受装置を低コストに提供可能とすることにある。

上記の課題を解決するために創案された本願の第１発明は、筒部と、筒部の軸方向一方側の端部開口を閉塞する底部とを一体に有する樹脂の射出成形品からなり、底部の軸方向一方側又は他方側の端面にゲート跡を有する流体動圧軸受装置用のハウジングにおいて、底部のうち、ゲート跡が設けられた部分の肉厚が０．５ｍｍ以下であり、かつ、充填材を含まないことを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために創案された本願の第２発明は、筒部と、筒部の軸方向一方側の端部開口を閉塞する底部とを一体に有する樹脂の射出成形品からなり、底部の軸方向一方側又は他方側の端面にゲート跡を有する流体動圧軸受装置用のハウジングにおいて、底部のうち、ゲート跡が設けられた部分の肉厚が０．５ｍｍ以下であり、かつ、繊維状充填材を含まないことを特徴とする。

本願の第１および第２発明に係る有底筒状の樹脂ハウジングは、繊維状充填材をはじめとする充填材を一切含まない樹脂の射出成形品、あるいは繊維状充填材を含まない樹脂の射出成形品であることから、底部の端面にゲート跡を有するものであっても、離型時における繊維状充填材の引き抜きに由来した貫通穴が形成される可能性はない。このため、底部を薄肉化することが、具体的には、底部のうち、ゲート跡が設けられた部分の肉厚を０．５ｍｍ以下にまで薄くすることでき、しかも高精密な別途の油漏れ検査等を実施する必要もない。

本発明に係るハウジング（ハウジングの成形用樹脂材料）が、強度向上に有効に寄与する繊維状充填材を含まないものである関係上、底部に必要とされる機械的強度等を確保できない懸念があるが、底部が十分に薄肉化されると、少なくとも底部においてはいわゆるスキン層の占有割合が支配的となる。スキン層は、いわゆるコア層よりも機械的強度等に優れることから、ハウジングが、一切の充填材を含まない、あるいは繊維状充填材を含まない場合であっても、底部に必要とされる機械的強度等を確保することができる。従って、本発明によれば、有底筒状の樹脂ハウジングにおいて、底部に必要とされる機械的強度を確保しつつ、底部の薄肉化を通じた軸方向のコンパクト化と、底部貫通穴が形成される可能性の排除とを同時に実現することができる。

本願の第２発明に係るハウジングは、繊維状以外の充填材を含むものとすることができる。ここでいう繊維状以外の充填材としては、例えば、球状、鱗片状、不定形状の充填材を挙げることができ、これらの充填材は一種又は二種以上使用することができる。このようにすれば、ハウジングの成形性、寸法安定性、機械的強度等を効果的に高めることができる。

ハウジングを軸方向にコンパクト化する上では、ハウジングの底部の最大肉厚を０．８ｍｍ以下とするのが好ましい。但し、底部が過剰に薄肉化されると、ハウジングを所定精度に成形することが難しくなり、また、必要強度を確保できないおそれがある。そのため、ハウジングの底部の最小肉厚は０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。

上記構成のハウジングは、底部の中央部（軸心上）にゲート跡を有するものとするのが好ましい。この場合、ハウジングの射出成形時に、ハウジングの強度低下を招来するウェルドラインが形成されるのを回避することができる。

上記構成のハウジングは、底部の軸方向他方側の端面に動圧発生部を有するものとすることができ、この動圧発生部は、その画成面が成形面であるのが好ましい。

上記構成のハウジングは、さらに、モータベース部を一体に有するものとすることができる。ここでいうモータベース部とは、少なくともステータコイルの取付部を備えたモータの静止側を構成する部分であり、場合によってはモータの各種構成部品を収容するケーシングとしても機能する。

本発明に係るハウジングと、ハウジングの内周に挿入された軸部材と、軸部材をハウジングに対してラジアル方向に相対回転自在に非接触支持するラジアル軸受部と、軸部材をハウジングに対してスラスト方向に相対回転自在に非接触支持するスラスト軸受部と、を備えた流体動圧軸受装置は、本発明に係るハウジングが上記の特徴を有することにより、軸方向にコンパクトでありながら、所望の軸受性能を安定的に発揮することができるものとなる。また、この流体動圧軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えるモータは、例えばＰＣ用のファンモータや、ディスク駆動装置用のスピンドルモータなどとして好適に使用することができる。

以上より、本発明によれば、有底筒状の樹脂製ハウジングにおいて、底部の薄肉化による軸方向のコンパクト化と、意図せぬ油漏れの発生原因となり得る底部貫通穴の形成防止とを同時に実現することができる。そのため、このハウジングを用いれば、軸方向にコンパクトで、かつ低コストに作製可能でありながら、所望の軸受性能を安定的に発揮することができる流体動圧軸受装置を実現することが可能となる。

スピンドルモータの一構成例を概念的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係るハウジングを備えた流体動圧軸受装置の断面図である。 図２に示す軸受スリーブの断面図である。 図２に示す軸受スリーブの下端面を示す平面図である。 図２に示すハウジングの底部の上端面の平面図である。 本発明の実施形態に係るハウジングを備えた流体動圧軸受装置の変形例を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係るハウジングを備えた流体動圧軸受装置を構成部品とするファンモータを概念的に示す断面図である。 ハウジングを成形する際に一般的に使用される成形金型において、キャビティに樹脂材料を充填した状態を示す断面図である。 図８に示す成形金型を型開きした状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、流体動圧軸受装置１を構成部品とするスピンドルモータを概念的に示す。同図に示す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あって、流体動圧軸受装置１と、流体動圧軸受装置１の軸部材２に固定されたディスクハブ３と、半径方向隙間を介して対向するステータコイル４およびロータマグネット５と、モータの静止側を構成し、内周にハウジング７が固定されたモータベース６とを備える。ロータマグネット５はディスクハブ３に固定され、ステータコイル４はモータベース６に固定されている。ディスクハブ３には、所定枚数（図示例では２枚）のディスクＤが保持されている。このような構成を有するスピンドルモータにおいて、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、これに伴って軸部材２、ディスクハブ３及びディスクＤが一体的に回転する。

流体動圧軸受装置１は、図２に示すように、有底筒状のハウジング７と、ハウジング７の開口部に配置されたシール部材９と、ハウジング７の内周に固定された軸受スリーブ８と、ハウジング７（軸受スリーブ８）の内周に挿入された軸部材２とを備える。ハウジング７の内部空間には、焼結金属の多孔質体で形成される軸受スリーブ８（詳細は後述する）の内部空孔を含め、潤滑油（密な散点ハッチングで示す）が充填されている。なお、以下では、説明の便宜上、シール部材９が配置された側を上側、その軸方向反対側を下側とするが、流体動圧軸受装置１の使用態様を限定するわけではない。

軸部材２は、上端部にディスクハブ３が固定される軸部２ａと、軸部２ａの下端に設けられたフランジ部２ｂとを備え、軸部２ａおよびフランジ部２ｂはステンレス鋼等の金属材料で一体又は別体に形成される。軸部２ａの外周面は、軸方向の二箇所に離間して設けられた大径円筒面２ａ１，２ａ２と、両大径円筒面２ａ１，２ａ２間に設けられた小径円筒面（中逃げ部）２ａ３とを有する。軸部２ａの最大外径（ここでは大径円筒面２ａ１，２ａ２の外径寸法）は、例えば１〜４ｍｍの範囲内とされ、用途や要求特性に応じて適宜設定される。

軸受スリーブ８は、銅系、鉄系あるいは銅鉄系の焼結金属で円筒状に形成され、ハウジング７（筒部７ａ）の内周面に、接着、圧入、圧入接着、溶着等の適宜の手段で固定される。軸受スリーブ８は、焼結金属以外の多孔質体、例えば多孔質樹脂で形成することができる他、黄銅等の非多孔質材料で形成することも可能である。

軸受スリーブ８の内周面８ａの軸方向に離間した二箇所には、軸部材２と軸受スリーブ８の相対回転時（本実施形態では軸部材２の回転時）に、対向する軸部材２の外周面との間にラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間を形成する円筒状のラジアル軸受面が設けられている。２つのラジアル軸受面のそれぞれには、図３に示すように、ラジアル軸受隙間内の潤滑油に動圧作用を発生させるためのラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２が形成されている。図示例のラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２は、何れも、互いに反対方向に傾斜した複数の上側動圧溝Ａａ１および下側動圧溝Ａａ２と、動圧溝Ａａ１，Ａａ２を区画する凸状の丘部（図３中、クロスハッチングで示す）とで構成され、動圧溝Ａａ１，Ａａ２は全体としてヘリングボーン形状に配列されている。丘部は、周方向で隣り合う動圧溝間に設けられた傾斜丘部Ａｂと、上下の動圧溝Ａａ１，Ａａ２間に設けられ、傾斜丘部Ａｂと略同一高さの環状丘部Ａｃとからなる。

本実施形態において、上側のラジアル動圧発生部Ａ１を構成する動圧溝Ａａ１，Ａａ２は、上側動圧溝Ａａ１の方が下側動圧溝Ａａ２よりも軸方向寸法が大きく形成され、下側のラジアル動圧発生部Ａ２を構成する動圧溝Ａａ１，Ａａ２は、両動圧溝Ａａ１，Ａａ２の軸方向寸法が等しく形成されている。

軸受スリーブ８の下端面８ｂには、軸部材２の回転時に、対向するフランジ部２ｂの上端面２ｂ１との間にスラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する円環状のスラスト軸受面が設けられている。このスラスト軸受面には、図４に示すように、スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間内の潤滑油に動圧作用を発生させるための動圧発生部（スラスト動圧発生部）Ｂが形成されている。図示例のスラスト動圧発生部Ｂは、スパイラル形状をなした複数の動圧溝Ｂａと、動圧溝Ｂａを区画する凸状の丘部Ｂｂとで構成される。

図３および図４に示すように、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、複数本（図示例では３本）の軸方向溝８ｄ１が円周方向等間隔で設けられている。

ハウジング７は、樹脂の射出成形品とされ、図２に示すように、円筒状の筒部７ａと、筒部７ａの下端開口を閉塞する円盤状の底部７ｂとを一体に有する有底筒状をなす。本実施形態の底部７ｂは、その中央領域に設けられた相対的に薄肉の薄肉部７ｃと、薄肉部７ｃの外径側に設けられた相対的に厚肉の厚肉部７ｄとを有する。薄肉部７ｃは、底部７ｂの上端面（内底面）７ｂ１および下端面（外底面）７ｂ３の中央領域に凹部７ｂ２，７ｂ４をそれぞれ設けることで形成されている。

底部７ｂの上端面７ｂ１には、軸部材２の回転時に、対向するフランジ部２ｂの下端面２ｂ２との間にスラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する円環状のスラスト軸受面が設けられており、スラスト軸受面には、スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間内の潤滑油に動圧作用を発生させるための動圧発生部（スラスト動圧発生部）Ｃが形成されている。本実施形態のスラスト動圧発生部Ｃは、図５に示すように、スパイラル形状をなした複数の動圧溝Ｃａと、動圧溝Ｃａを区画する凸状の丘部Ｃｂとで構成される。このスラスト動圧発生部Ｃは、ハウジング７を射出成形するのと同時に型成形されている。従って、スラスト動圧発生部Ｃを画成する面（動圧溝Ｃａの溝底面、丘部Ｃｂの側面および頂面）は、成形金型により成形された成形面である。

図２に示すように、ハウジング７の底部７ｂは、図示しない成形金型のゲート（ここでは、点状ゲート）内で固化した樹脂材料が型開きに伴って分断されることにより形成されたゲート跡７ｅを有する。ゲート跡７ｅは、底部７ｂの下端面７ｂ３の中央部、すなわち、凹部７ｂ４の底面中央に設けられている。以上の構成から、本実施形態では、薄肉部７ｃが本発明でいう「ゲート跡が設けられた部分」に相当する。

ハウジング７の底部７ｂの最大肉厚は０．８ｍｍ以下とされ、本実施形態のように、底部７ｂに薄肉部７ｃと厚肉部７ｄとが設けられる場合、厚肉部７ｄの肉厚が０．８ｍｍ以下とされる。本実施形態では、薄肉部７ｃおよび厚肉部７ｄの肉厚が、それぞれ、０．３ｍｍおよび０．５ｍｍに形成されている。なお、底部７ｂが過剰に薄肉であると、樹脂材料を成形金型のキャビティ各所に万遍なく充填するのが難しくなり、所定形状のハウジング７を得ることができない可能性が高まることから、底部７ｂの最小肉厚（本実施形態では薄肉部７ｃの肉厚）は０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。また、筒部７ａと底部７ｂの肉厚差があまりに大きくなると、成形収縮等に伴う筒部７ａと底部７ｂの変形量に大きな差が生じ、ハウジング７の形状精度に悪影響が及ぶ可能性があることから、筒部７ａの肉厚（最大肉厚）は、底部７ｂの最大肉厚と同程度とするのが好ましい。

本実施形態において、ハウジング７は、樹脂成分が１００％の樹脂材料、すなわち、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状充填材や、ガラスフレーク、ガラスビーズ、金属粉等の鱗片状、球状あるいは不定形状の充填材を一切含まない、いわゆるニートレジンで形成される。上記の樹脂材料としては、射出成形可能な熱可塑性樹脂の中でも、成形性（成形金型内での流動性）、寸法安定性、機械的強度、耐油性などに優れたものが好ましく使用される。具体例を挙げると、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）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリサルフォン（ＰＦＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を使用することができる。以上で例示した各種樹脂は、一種のみを使用しても良いし、二種以上を混合して使用しても良い。なお、本実施形態では、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が１００％の樹脂材料でハウジング７が射出成形されている。

シール部材９は、樹脂又は金属で円環状に形成され、ハウジング７（筒部７ａ）の内周面７ａ１の上端部に適宜の手段で固定される。シール部材９の内周面９ａは、径一定の円筒面に形成されており、対向する軸部２ａのテーパ状外周面２ａ４との間に下方に向けて径方向寸法を漸次縮小させたくさび状のシール空間Ｓを形成する。シール空間Ｓ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潤滑油の油面を常にシール空間Ｓの軸方向範囲内に保持する。

以上の構成を有する流体動圧軸受装置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に設けた二つのラジアル軸受面と、これらに対向する軸部２ａの外周面（大径円筒面２ａ１，２ａ２）との間にラジアル軸受隙間がそれぞれ形成される。そして軸部材２の回転に伴い、両ラジアル軸受隙間に形成される油膜の圧力がラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２の動圧作用によって高められ、その結果、軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が形成される。このとき、軸部２ａの外周面に小径円筒面２ａ３を設けたことにより、二つのラジアル軸受隙間間には円筒状の潤滑油溜りが形成される。そのため、両ラジアル軸受隙間における油膜切れを可及的に防止することができる。

軸部材２の回転時には、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間が形成されるのと同時に、軸受スリーブ８の下端面８ｂに設けたスラスト軸受面とこれに対向するフランジ部２ｂの上端面２ｂ１との間、および、ハウジング７の底部７ｂの上端面７ｂ１に設けたスラスト軸受面とこれに対向するフランジ部２ｂの下端面２ｂ２との間にスラスト軸受隙間がそれぞれ形成される。そして、軸部材２の回転に伴い、両スラスト軸受隙間に形成される油膜の圧力がスラスト動圧発生部Ｂ，Ｃの動圧作用によってそれぞれ高められ、その結果、軸部材２をスラスト一方向および他方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２が形成される。

本実施形態では、軸部材２のフランジ部２ｂの外径側の空間が、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１とこれに対向するハウジング７の内周面７ａ１とで形成される流体通路、および互いに対向する軸受スリーブ８の上端面８ｃとシール部材９の下端面９ｂとの間に形成される流体通路を介してシール空間Ｓと連通している。これにより、フランジ部２ｂの外径側の空間が常に大気圧に近い状態となり、上記空間における負圧の発生を防止することができる。特に、本実施形態では、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けた上側のラジアル動圧発生部Ａ１を構成する動圧溝Ａａ１，Ａａ２が軸方向で非対称形状に形成されているため、軸部材２の回転時には、ラジアル動圧発生部Ａ１に面する潤滑油が下側に押し込まれる。これにより、軸部２ａの外周面と軸受スリーブ８の内周面８ａとの間の径方向隙間（ラジアル軸受隙間）に介在する潤滑油は、スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間と、上記の流体通路とを介して再度ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間に流れ込む。このように、本実施形態では、軸部材２の回転時に、ハウジング７の内部空間を満たす潤滑油が積極的に流動循環するため、ハウジング７の内部空間を満たす潤滑油に局部的な負圧が発生するのを確実に防止できる。

以上で説明したように、本実施形態では、有底筒状のハウジング７が、繊維状充填材をはじめとする各種充填材を一切含まない樹脂材料、すなわち樹脂成分が１００％の樹脂材料（ニートレジン）で射出成形されているため、底部７ｂの下端面７ｂ３にゲート跡７ｅが設けられていても、離型時における繊維状充填材の引き抜きに由来した貫通穴１０８（図９を参照）が形成される可能性が確実に排除される。このため、底部７ｂを薄肉化することが、具体的には、底部７ｂの最大肉厚（厚肉部７ｄの肉厚）を０．８ｍｍ以下に、また、ゲート跡７ｅを有する薄肉部７ｃの肉厚を０．５ｍｍ以下にまで薄くすることができ、しかもハウジング７の成形後に、高精密な別途の油漏れ検査等を実施する必要もない。

ハウジング７の底部７ｂは、肉厚が０．５ｍｍ以下にまで減じられた薄肉部７ｃを有し、かつ強度向上に有効に寄与する繊維状充填材を含まないものである関係上、必要とされる機械的強度や耐摩耗性を確保できない懸念がある。しかしながら、底部７ｂが上述した程度にまで薄肉化されると、底部７ｂにおいてはいわゆるスキン層の占有割合が支配的となる。スキン層は、いわゆるコア層よりも機械的強度等に優れることから、ハウジング７が、一切の充填材を含まない本実施形態においても、底部７ｂに必要とされる機械的強度や耐摩耗性を確保することができる。従って、本発明によれば、有底筒状の樹脂製ハウジング７において、底部７ｂに必要とされる機械的強度等を確保しつつ、底部７ｂの薄肉化を通じた軸方向のコンパクト化と、底部７ｂを貫通する貫通穴１０８（図９を参照）が形成される可能性の排除とを同時に実現することができる。以上のことから、軸方向にコンパクトでありながら、所望の軸受性能を安定的に発揮し得る流体動圧軸受装置１を低コストに提供することが可能となる。

なお、詳細な図示は省略するが、本実施形態のハウジング７は、例えば図８，９に模式的に示したような成形金型１００を用いて射出成形することができるが、ハウジング７の底部７ｂに設けられるゲート跡７ｅは、型開きに伴ってゲート内で固化した樹脂材料が分断されることにより形成されるものであるため、その分断面は不規則でかつ鋭尖な凹凸形状部を有する場合がある。本実施形態のハウジング７は、繊維状充填材をはじめとする一切の充填材を含まず、分断面から充填材が脱落することに由来する不具合（例えば、ディスクＤへの異物の付着）が生じる可能性は実質的にゼロであることから、ゲート跡７ｅを平坦化・平滑化するための仕上げ処理は省略しても構わない。要するに、ゲート跡７ｅは、ハウジング７が離型された状態をそのまま保持したものとしても構わない。この場合、ゲート跡７ｅの仕上げ処理コストが不要となり、ハウジング７の製造コストを低廉化することができる。もちろん、例えば、ゲート跡７ｅがその外径側に隣接した領域（凹部７ｂ４の底面）と同一平面上に位置するように、ゲート跡７ｅ（の分断面）を平坦化・平滑化するための仕上げ処理を実施しても良い。

以上では、有底筒状のハウジング７を、一切の充填材を含まない樹脂材料、すなわち樹脂成分が１００％の樹脂材料の射出成形品としたが、有底筒状のハウジング７は、繊維状充填材を含まないが、繊維状以外の充填材、例えば、球状、鱗片状、不定形状等の充填材を含む樹脂材料で射出成形することもできる。後述する他の実施形態に係るハウジング７についても同様である。

ここで、ハウジング７を成形する際のベース樹脂として採用し得るものの中でも、液晶ポリマー（ＬＣＰ）は、比較的安価でありながら、機械的強度、流動性、清浄度、耐油性等に優れることから、量産部品であるハウジング７に必要とされる諸特性を確保する上で好ましいものであると言える。しかしながら、液晶ポリマーは、強い分子配向性を示し、この分子配向に起因する異方性のために、それ単体では成形品に好ましくないレベルの変形が生じる可能性が高いという問題がある。より具体的には、液晶ポリマーが１００％の樹脂材料で有底筒状のハウジング７を射出成形すると、底部７ｂに大きな反りが生じ、底部７ｂの上端面７ｂ１（スラスト軸受面）に必要とされる平面度を確保できない可能性が高い、という問題がある。

そこで、このような問題発生を防止するための技術手段として、ベース樹脂としての液晶ポリマーに、上記のように、繊維状充填材以外の充填材、例えば、球状、鱗片状あるいは不定形状の充填材を一種又は二種以上添加することが有効となる。これは、球状や鱗片状の充填材は、それ自体に異方性がなく、異方性の緩和効果（液晶ポリマーが有する異方性の緩和効果）が大きいためである。従って、例えば、液晶ポリマーをベース樹脂とし、これに、球状のガラスビーズ、および／または鱗片状のガラスフレークを添加・混合した樹脂材料を用いてハウジング７を射出成形すれば、上述した作用効果を有効に享受しつつ、形状精度や寸法安定性、さらには機械的強度や耐油性等に一層優れたハウジング７を実現することができる。

図６に、筒部７ａと底部７ｂを一体に有する樹脂ハウジング７を構成部品とする流体動圧軸受装置１の変形例を示す。同図に示す流体動圧軸受装置１が、図２等に示す流体動圧軸受装置１と異なる主な点は、
（１）焼結金属製の軸受スリーブ８が、フランジ部を有さない軸部材１２（実質的に軸部のみからなる軸部材１２）の外周面１２ａに固定される点、
（２）軸受スリーブ８の外周面８ｄとこれに対向するハウジング７の筒部７ａの内周面７ａ１との間に形成されるラジアル軸受部Ｒにより、軸部材１２がラジアル方向に回転自在に非接触支持される点、
（３）軸受スリーブ８の下端面８ｂとこれに対向するハウジング７の底部７ｂの上端面７ｂ１との間に形成されるスラスト軸受部Ｔにより、軸部材１２がスラスト一方向に回転自在に非接触支持される点、および、
（４）軸受スリーブ８の上端面８ｃとこれに対向するシール部材９の下端面９ｂとの間に、空気を含む軸方向隙間１０が設けられる点（ハウジング７の内部空間に充填された潤滑油の油面が、シール空間Ｓの軸方向範囲内ではなく、上記の軸方向隙間１０の範囲内に存在する点）、
などにある。

上記（１）の構成によれば、図２に示した流体動圧軸受装置１に比べ、フランジ部２ｂ（図２を参照）が省略される分だけ、流体動圧軸受装置１を軸方向にコンパクト化することができる。また、上記（２）の構成によれば、図２に示した流体動圧軸受装置１に比べ、ラジアル荷重の支持能力（ラジアル軸受部の軸受剛性）を高めることができる。なお、本実施形態では、軸受スリーブ８の外周面８ｄの略全域に、ラジアル動圧発生部Ａを有する円筒状のラジアル軸受面を設け、このラジアル軸受面とこれに対向するハウジング７の筒部７ａの内周面７ａ１との間にラジアル軸受部Ｒのラジアル軸受隙間を形成している。図示例のラジアル動圧発生部Ａは、互いに反対方向に傾斜した複数の上側動圧溝Ａａ１および下側動圧溝Ａａ２（図中、クロスハッチングで示す）と、動圧溝Ａａ１，Ａａ２を区画する凸状の丘部とで構成され、丘部は、周方向で隣り合う動圧溝間に設けられた傾斜丘部Ａｂと、上下の動圧溝Ａａ１，Ａａ２間に設けられ、傾斜丘部Ａｂと略同一高さの環状丘部Ａｃとからなる。

図示は省略しているが、本実施形態では、軸受スリーブ８の下端面８ｂに、図４に示すようなスラスト動圧発生部Ｂを有する円環状のスラスト軸受面を設け、このスラスト軸受面とこれに対向するハウジング７の底部７ｂの上端面７ｂ１との間にスラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間を形成している。

また、上記（４）の構成によれば、例えばマイクロピペット等の給油具を用いてハウジング７の内部空間に注油するだけでも、ハウジング７の内部空間に必要量の潤滑油を介在させることができる。そのため、図２に示す流体動圧軸受装置１の製造時に必要となる高精密な油面の調整・管理作業が不要となり、これを通じて流体動圧軸受装置１の製造コストを低廉化することが可能となる。

本実施形態の流体動圧軸受装置１は、上述したような種々の利点を有する反面、図２に示す流体動圧軸受装置１におけるスラスト軸受部Ｔ１が実質的に省略される分、何らかの要因でスラスト軸受部Ｔの荷重支持能力が過大となった場合には、スラスト他方向の支持精度が不安定化するおそれがある。このような問題は、例えば、軸部材１２に、該軸部材１２をハウジング７の底部７ｂ側に押し付ける外力を作用させることで可及的に解消し得る。すなわち、軸部材１２をハウジング７の底部７ｂ側に押し付ける外力を作用させれば、軸部材１２をスラスト両方向に支持することが可能となるので、スラスト方向の支持精度が不安定化するような事態を可及的に回避することができる。

図示は省略するが、上記外力は、例えば磁力で与えることができる。この磁力は、例えば、モータの静止側に設けられるステータコイル４（図１を参照）と、モータの回転側に設けられるロータマグネット５（図１を参照）とを軸方向にずらして配置することによって与えることができる。この種の流体動圧軸受装置１が組み込まれる各種モータは、通常、ロータマグネット５とステータコイル４とを必須の構成部材として備える。従って、上記外力を特段のコスト増を招くことなく安価に付与することができる。

また、本実施形態の流体動圧軸受装置１では、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成した軸方向溝８ａ１と、平滑な円筒面状をなす軸部材１２の外周面１２ａとで、スラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間と軸方向隙間１０とを連通させる連通路を形成している。そのため、軸部材１２の回転時には、ハウジング７の内部空間に介在する潤滑油を、軸受スリーブ８の外周面８ｄとハウジング７の内周面７ａ１との間の半径方向隙間（ラジアル軸受部Ｒのラジアル軸受隙間）→スラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間→連通路→軸方向隙間１０という経路で循環させることができる。これにより、ハウジング７の内部空間の圧力バランスが保たれると同時に、ラジアル軸受部Ｒのラジアル軸受隙間及びスラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間における油膜切れを防止することができるので、軸受性能の安定化を図ることができる。

以上で説明した実施形態では、筒部７ａと底部７ｂを一体に有する有底筒状の樹脂ハウジング７に本発明を適用したが、本発明は、図７に模式的に示すように、筒部７ａおよび底部７ｂに加え、モータベース部７ｆを一体に有するハウジング７に適用することも可能である。図７は、モータベース部７ｆを一体に有するハウジング７を構成部品とする流体動圧軸受装置１であって、図６に示す構造を採用した流体動圧軸受装置１を、軸部材１２に羽根を有するロータ１３が固定されるファンモータに組み込んだものである。このような構成によれば、流体動圧軸受装置１を構成部品とする各種モータの低コスト化を実現することができる。なお、ここでいうモータベース部７ｆとは、少なくともステータコイル４の取付部を有する部分であり、図７では、モータの構成部品を収容するケーシングに相当する部分をも一体に有する。

以上、本発明の実施形態に係るハウジング７、およびこれを備えた流体動圧軸受装置１について説明を行ったが、流体動圧軸受装置１の各部には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。

例えば、以上で説明した各実施形態では、焼結金属の多孔質体からなる軸受スリーブ８の良好な加工性に鑑み、軸受スリーブ８の内周面８ａ（図２）や外周面８ｄ（図６）にラジアル動圧発生部を形成したが、ラジアル動圧発生部は、ラジアル軸受隙間を介して対向する面に形成しても良い（図示省略）。同様に、軸受スリーブ８の下端面８ｂに形成したスラスト動圧発生部Ｂも、スラスト軸受隙間を介して対向する面に形成しても良い（図示省略）。

また、以上（特に図２および図６に示す実施形態）では、ハウジング７の底部７ｂの肉厚を中央領域とその外径側の環状領域とで互いに異ならせた（底部７ｂに薄肉部７ｃと厚肉部７ｄとを設けた）が、ハウジング７の底部７ｂは均一肉厚としても構わない。また、以上では、底部７ｂの下端面７ｂ３（の中央部）にゲート跡７ｅが設けられるハウジング７に本発明を適用したが、本発明は、底部７ｂの上端面７ｂ１（の中央部）にゲート跡７ｅが設けられるハウジング７にも適用することができる。

また、以上では、軸部材２，１２が回転側を構成し、ハウジング７が静止側を構成する流体動圧軸受装置１に本発明を適用したが、本発明は、ハウジング７が回転側を構成し、軸部材２，１２が静止側を構成する流体動圧軸受装置１にも好ましく適用することができる。

また、以上では、ディスクＤを保持したディスクハブ３（図１参照）、あるいは羽根を有するロータ１３（図７参照）が軸部材に固定される流体動圧軸受装置１に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、例えば、ポリゴンミラーが軸部材に固定される流体動圧軸受装置１にも好ましく適用することができる。要するに、本発明は、図１に示すディスク駆動装置用のスピンドルモータや、図７に示すＰＣ用のファンモータのみならず、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）用のポリゴンスキャナモータ等、その他の電気機器用モータに組み込まれる流体動圧軸受装置用のハウジング７にも好ましく適用することができる。

１ 流体動圧軸受装置
２ 軸部材
７ ハウジング
７ａ 筒部
７ｂ 底部
７ｅ ゲート跡
７ｆ モータベース部
８ 軸受スリーブ
Ａ ラジアル動圧発生部
Ｂ スラスト動圧発生部
Ｃ スラスト動圧発生部
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２ スラスト軸受部

Claims (9)

1. 筒部と、該筒部の軸方向一方側の端部開口を閉塞する底部とを一体に有する樹脂の射出成形品からなり、前記底部の軸方向一方側又は他方側の端面にゲート跡を有する流体動圧軸受装置用のハウジングにおいて、
   前記底部のうち、前記ゲート跡が設けられた部分の肉厚が０．５ｍｍ以下であり、かつ、充填材を含まないことを特徴とする流体動圧軸受装置用ハウジング。
2. 筒部と、該筒部の軸方向一方側の端部開口を閉塞する底部とを一体に有する樹脂の射出成形品からなり、前記底部の軸方向一方側又は他方側の端面にゲート跡を有する流体動圧軸受装置用のハウジングにおいて、
   前記底部のうち、前記ゲート跡が設けられた部分の肉厚が０．５ｍｍ以下であり、かつ、繊維状充填材を含まないことを特徴とする流体動圧軸受装置用ハウジング。
3. 繊維状以外の充填材を含む請求項２に記載の流体動圧軸受装置用ハウジング。
4. 前記底部の最大肉厚が０．８ｍｍ以下である請求項１〜３の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置用ハウジング。
5. 前記底部の中央部に前記ゲート跡を有する請求項１〜４の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置用ハウジング。
6. 前記底部は、その軸方向他方側の端面に動圧発生部を有し、該動圧発生部を画成する面が成形面である請求項１〜５の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置用ハウジング。
7. さらに、モータベース部を一体に有する請求項１〜６の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置用ハウジング。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置用ハウジングと、該ハウジングの内周に挿入された軸部材と、前記軸部材を前記ハウジングに対してラジアル方向に相対回転自在に非接触支持するラジアル軸受部と、前記軸部材を前記ハウジングに対してスラスト方向に相対回転自在に非接触支持するスラスト軸受部と、を備える流体動圧軸受装置。
9. 請求項８に記載の流体動圧軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えるモータ。

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