JP4835202B2

JP4835202B2 - 軸受ユニット及びこの軸受ユニットを用いたモータ

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Publication number: JP4835202B2
Application number: JP2006053809A
Authority: JP
Inventors: 義昭柿沼; 健一郎矢澤; 弘史佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007232073A

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及びこの軸受ユニットを用いるモータに関する。

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１２０と、このラジアル軸受１０４及び空間形成部材１２０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１２０は、図２２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１２０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１２０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１２０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１２０を収納したハウジング１０５は、図２２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１２０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１２０には、軸抜け止め部材として平板状で且つ円環状のワッシャ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。

ところで、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を発生させて、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２２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。すなわち、この軸受ユニット１００は、ハウジングを二部材以上のハウジング部品を接着剤等のシール剤により接着して組み立てた場合に比べて、確実な漏洩防止を可能とするものである。また、外部との連通部分も軸挿通孔１０９の間隔のみであるので、衝撃による潤滑油の飛散を防止できる。

しかしながら、上述した軸受ユニット１００では、回転軸１０１とハウジング１０５とが相対的に回転し、動圧を発生すると、軸受ユニット１００内部の静圧が極端に低下する。ハウジング１０５内部の圧力が低下することにより、ハウジング１０５内部に僅かに残っている空気や、潤滑油等の粘性流体中に溶解される空気等の残留空気が膨張される。このハウジング内部の空気や、粘性流体中に溶解された空気が膨張されることにより、粘性流体が軸の露出側へ押し出され、漏洩してしまうおそれがある。この軸受ユニット１００において、潤滑油が漏洩し、保持できなくなることにより、良好な潤滑が得られなくなる。

このように、図２２に示す軸受ユニット１００は、回転軸とハウジングとの相対的な回転による動圧の発生により、ハウジング内部の残留空気が膨張し、潤滑油が漏洩してしまうおそれがある。

かかる問題を解消するために、例えば、特開２００５−２１４２３９号公報には、上述の軸受ユニットの構成に加えて、ラジアル軸受から突出した軸のスラスト方向の一端側と他端側を連通する通路と、この通路を形成するための通路形成部材の底面部のコーナー部に設けられるコーナー溝からなる空間とを連通することにより形成される流通通路を備える軸受ユニットが記載されており、この流通通路により、非軸開放側の圧力低下を防止するとともに、ハウジング内の残留空気を軸挿通孔から外部に放出することで、潤滑油の漏洩の防止を図ることについて記載されている。

しかしながら、かかる軸受ユニットにおいても、回転軸の軸抜け止め用のワッシャのスラスト軸受側、すなわちワッシャの底面側に残留空気が溜まることがあり、この残留空気の影響で潤滑油が漏洩してしまうことがあった。

特開２００５−２１４２３９号公報

本発明の目的は、軸とハウジングとの相対的な回転によるハウジング内の圧力の低下を防止するとともに、抜け止め部材よりスラスト軸受側の空間を含めたハウジング内に充填された潤滑油等の粘性流体中の残留空気の排出を良好に行うことを可能とし、ハウジング内の圧力の低下による残留空気の膨張により、ハウジング内部の粘性流体が軸受ユニット外部に押し出されてしまう漏洩現象を防止し、長期間にわたって潤滑油を確実に保持できる軸受ユニット及びこの軸受ユニットを用いたモータを提供することにある。

本発明に係る軸受ユニットは、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、上記ラジアル軸受及び上記スラスト軸受の外側に設けられる通路形成部材と、上記通路形成部材を密閉して収容するように形成されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を有するハウジングと、上記ラジアル軸受の上記スラスト軸受が設けられた一端側に設けられ、上記軸が上記ラジアル軸受から抜けることを防止する軸抜け止め部材と、上記ハウジング内に充填された粘性流体と、上記通路形成部材と上記ラジアル軸受との間に形成され、上記ラジアル軸受から突出した軸のスラスト方向の上記一端側と他端側とを連通する連通路とを備え、上記軸は、上記軸抜け止め部材に対応する位置に、該軸抜け止め部材と係合する軸抜け止め用溝部を有し、上記軸抜け止め部材は、平板状且つ円環状に形成され、外周部の上記連通路に対応する位置に複数の切り欠き部が設けられ、上記軸抜け止め部材の内周部は、上記軸のスラスト方向の移動を上記軸抜け止め用溝部と係合することにより規制し、上記軸抜け止め部材の切り欠き部が設けられなかった外周部は、該軸抜け止め部材を支持して、上記軸抜け止め部材の内周部の上記通路形成部材内での位置を規制し、上記軸抜け止め部材の切り欠き部は、上記粘性流体を該軸抜け止め部材のスラスト方向の両側に流通させる。

また、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備えたモータであり、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。

本発明に係る軸受ユニット及びこの軸受ユニットを用いたモータは、軸とハウジングとの相対的な回転によるハウジング内の圧力の低下を防止するとともに、抜け止め部材よりスラスト軸受側の空間を含めたハウジング内に充填された潤滑油等の粘性流体中の残留空気の排出を良好に行うことを可能とし、ハウジング内の圧力低下による残留空気の膨張により、ハウジング内部の粘性流体が軸受ユニット外部に押し出されてしまう漏洩現象を防止し、長期間にわたって潤滑油を確実に保持して良好な潤滑性能を維持できる。

以下、本発明が適用された軸受ユニット及びこの軸受ユニットを用いたモータの実施の形態を図面を参照して説明する。

ここでは、各種情報の演算処理等を行う情報処理装置である携帯型コンピュータ等の電子機器に設けられる放熱装置に用いるモータについて説明する。この携帯型コンピュータ等の内部には放熱装置が設けられている。この放熱装置は、金属製のベースと、このベースに取り付けられたモータ１と、このモータ１によって回転操作されるファン３と、ファン３を収納したファンケース４と、ヒートシンクを有している。この放熱装置のファン３を回転駆動するモータ１について詳細に説明する。

本発明を適用した軸受ユニット３０を用いたモータ１は、図１に示すように、ロータ１１とステータ１２とを備える。

ステータ１２は、モータ１と共にこのモータ１によって回転操作されるファン３を収納したファンケース４の上面板４ａ側に一体に設けられている。ステータ１２は、ステータヨーク１３と、本発明を適用した軸受ユニット３０と、コイル１４とこのコイル１４が巻回されるコア１５とを備える。ステータヨーク１３は、ファンケース４の上面部４ａと一体に形成されたもの、即ち、ファンケース４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１３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１３の中心部に筒状に形成されたホルダー１６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。軸受ユニット３０が圧入されるホルダー１６は、ステータヨーク１３と一体に円筒状に形成されている。尚、軸受ユニット３０のホルダー１６への固定は、上述に限られるものではなく、例えば、カシメによる固定、弾性のある突起部等を係合させることによる固定であってもよい。

ステータヨーク１３に一体に固定された軸受ユニット３０の外周部には、図１に示すように、駆動電流が供給されるコイル１４が巻回されたコア１５が取り付けられている。

ステータ１２と共にモータ１を構成するロータ１１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１１は、ロータヨーク１７と、このロータヨーク１７と一体に回転する複数の羽根１９を有するファン３とを有する。ファン３の羽根１９は、ロータヨーク１７の外周面にアウトサート成形することにより、ロータヨーク１７と一体に形成される。

ロータヨーク１７の筒状部１７ａの内周面には、ステータ１２のコイル１４と対向するように、リング状のロータマグネット２０が設けられている。このマグネット２０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１７の内周面に固定されている。マグネット２０は、ゴムマグネット、燒結マグネット等であってもよい。

ロータヨーク１７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１７ｂの中心部に設けた貫通孔２１ａが設けられたボス部２１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１は、ステータ１２側のコイル１４に、モータ１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１４に発生する磁界とロータ１１側のロータマグネット２０からの磁界との作用によって、ロータ１１が回転軸３１と一体に回転する。ロータ１１が回転することにより、このロータ１１に取り付けられた複数の羽根１９を有するファン３もロータ１１と一体に回転する。ファン３が回転されることにより、コンピュータを構成する筐体に設けた開口を介して装置外部のエアーを吸引し、更に、筐体内を流通させ、筐体内に設けたヒートシンク中を流通しながら貫通口を介して筐体の外部に排気されることにより、発熱素子から発生する熱をコンピュータ本体の外部に放熱し、コンピュータ本体を冷却する。

次に、このモータ１に用いられる軸受ユニット３０を更に詳細に説明する。

上述したモータ１の回転軸３１を回転自在に支持する軸受ユニット３０は、図１、図２及び図３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の外側に形成される通路形成部材３４と、この通路形成部材３４を収納したハウジング３７と、通路形成部材３４とラジアル軸受３３との間に形成される連通路５０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４２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４３，４４が形成されている。

動圧発生溝４３，４４は、図４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４３ａ，４４ａを周回り方向に複数形成して構成されている。動圧発生溝４３，４４は、Ｖ字状をなす一対の溝４３ａ，４４ａの先端側が回転軸３１の回転方向Ｒ１に向くように形成されている。ここでは、動圧発生溝４３，４４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形成されていて、動圧発生溝４３が軸が開放されている軸露出側、動圧発生溝４４が軸が開放されない非軸露出側即ち後述するスラスト軸受側に形成されている。ラジアル軸受３３に設けられる動圧発生溝４３，４４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。また、ここでは、動圧発生溝をＶ字状に複数形成するように構成したが、これに限られるものではなく、内周面にＶ字状をなす複数の溝を周回り方向に連結溝により連続するように形成される、所謂へリングボーン形状に形成するように構成してもよい。

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４中矢印Ｒ１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４２が動圧発生溝４３，４４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の円滑な回転を実現する。

ラジアル軸受３３の外側に設けられる通路形成部材３４は、図３及び図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、例えば合成樹脂により形成されている。

通路形成部材３４は、図３及び図５に示すように、ラジアル軸受３３の側面部３３ａ及び底面部３３ｂを囲むように形成された通路形成部材本体３５と、ラジアル軸受３３の上面部３３ｃを囲むように形成された通路形成部材蓋部３６とからなる。通路形成部材蓋部３６の中央部には、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３６ａが設けられている。

通路形成部材本体３５の底面部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の軸方向である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４６が一体に形成されている。スラスト軸受４６は、通路形成部材３４を樹脂により形成し、スラスト軸受として共用している。スラスト軸受４６は、円弧状若しくは先端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。

尚、ここでは、スラスト軸受４６を通路形成部材３４の一部として形成されているが、スラスト軸受を通路形成部材とは独立して形成して、この通路形成部材の底面部上に配置して構成するようにしてもよい。

通路形成部材本体３５の上部には、通路形成部材蓋部３６をラジアル軸受３３の上面部３３ｃを覆うように固定する爪状の規制爪部３５ａが円周上に設けられている。

なお、通路形成部材３４は、樹脂製としたが、金属製でもよく、更に、樹脂及び金属の組合せでもよく、材質に制限はない。ここで、通路形成部材３４を樹脂製とした場合は、ラジアル軸受との位相インデックスなど、形状に工夫を凝らすことができ、しかも安価であるという利点がある。例えば、通路形成部材３４に用いられる樹脂材料としては、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、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）等の合成樹脂を用いてもよい。

通路形成部材３４とラジアル軸受３３の間には連通路５０が形成される。この連通路５０は、ラジアル軸受３３から突出した回転軸３１のスラスト方向の一端部と他端部とを連通する。即ち、連通路５０は、スラスト軸受４６が設けられた底面側である一端側と通路形成部材蓋部３６の軸挿通孔３６ａが形成された上面側である他端側とを連通する。

この連通路５０は、図５及び図６に示すように、ラジアル軸受３３の外周面３３ａのスラスト方向に形成された第１の溝５１と、ラジアル軸受３３のスラスト軸受４６側の一端側の面である底面３３ｂに形成された第２の溝５２と、ラジアル軸受３３の他端側の面である上面３３ｃに形成された第３の溝５３とからなり、この第１乃至第３の溝５１，５２，５３により、ラジアル軸受３３と通路形成部材３４との間にラジアル軸受３３の一端側と他端側とを連通するように形成される。尚、ここでは、第１乃至第３の溝５１，５２，５３は、それぞれ略等間隔に２箇所ずつ設けられるように構成したが、これに限られるものではない。

なお、この連通路は、図７，図８に示すように、通路形成部材３４側に設けてもよい。即ち、通路形成部材３４側に設けた連通路６０は、通路形成部材３４の通路形成部材本体３５の内周面のスラスト方向に形成された第１の溝６１と、通路形成部材本体３５の底面部の内面側に形成された第２の溝６２と、通路形成部材蓋部３６の内面側に形成された第３の溝６３とからなるようにしてもよい。更に、上述のラジアル軸受側に設けた第１〜第３の溝５１〜５３と通路形成部材３４に設けた第１〜第３の溝６１〜６３を組み合わせてもよい。

この連通路５０，６０は、ラジアル軸受３３から突出した回転軸３１の開放側、非開放側を連通しているため、回転軸３１とハウジング３７とが相対的に回転し、動圧が発生したときにも、回転軸３１が開放されていない側である非軸開放側の軸端の静圧が低下することを防止できる。よって、連通路５０，６０は、内部の静圧が低下することにより発生するハウジング３７内の残留空気や潤滑油中に溶解する空気の膨張による潤滑油の押し出しを防止することができる。また、換言すると、連通路５０，６０は、ラジアル軸受３３に設けられた動圧発生溝４３，４４の両端の圧力を短絡することができるので、圧力差が生じることがなく、よって軸浮上が発生することもない。

また、この連通路５０，６０は、動圧流体軸受であるラジアル軸受３３により動圧が発生すると、潤滑油４２をハウジング３７内部で循環させることができる。すなわち、潤滑油４２は、ラジアル軸受３３の内周側を上面３３ｃ側から底面３３ｂ側に向けて循環されるとともに、ラジアル軸受３３の外周側の連通路５０，６０を底面３３ｂ側から上面３３ｃ側に向けて循環される。そして、連通路５０，６０は、この外周側の潤滑油の循環とともに、潤滑油内の残留空気をスラスト軸受４６が配置された非軸開放側から軸挿通孔４１が設けられる側である軸開放側に運んで、軸挿通孔４１から外部に排出することができる。

通路形成部材３４を収納したハウジング３７は、図３に示すように、略円筒状の通路形成部材３４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３７は、図３に示すように、筒状をなすハウジング本体３８と、ハウジング本体３８の一端側を閉塞するようにハウジング本体３８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３９と、ハウジング本体３８の他端部側を構成するハウジング本体３８と一体に形成された上部閉塞部４０とからなる。上部閉塞部４０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４１が設けられている。

上述のように構成されたハウジング３７は、略筒状をなす通路形成部材３４を包むようにして合成樹脂材料をアウトサート成形することにより、通路形成部材３４がハウジング本体３８の内周側に配されて一体に形成される。すなわち、ハウジング３７は、ラジアル軸受３３を収容した通路形成部材３４を密閉して収容するように形成されるとともに、回転軸３１が挿通される軸挿通孔４１を有するように形成される。

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には通路形成部材３４が一体に形成されているので、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（ポリアセタール）等からなるが、ポリイミド、ポリアミド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）、液晶ポリマー等の合成樹脂を用いてもよい。

ところで、この軸受ユニット３０では、ハウジング３７がラジアル軸受３３及び通路形成部材３４共に軸挿通孔４１を除いて密閉したシームレス構造とするので、回転軸３１のラジアル軸受３３から突出した軸開放側及び非軸開放側が連通路５０により連通されているが、外部からはハウジング３７に設けられた軸挿通孔４１以外は密閉されている。即ち、この軸受ユニット３０は、連通路５０がシームレスに形成され外部から密閉されたハウジング３７内に設けられたものであるので、衝撃による潤滑油の飛散等が発生することを防止することができる。

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４６によって回転自在に支持される回転軸３１は、軸部本体３１ｂのスラスト軸受４６によって支持される軸受支持部３１ａを円弧状若しくは先端先細り状に形成し、他端側に回転体である例えばモータ１のロータ１１が取り付けられる取付部３２が設けられている。ここで、軸部本体３１ｂと取付部３２は、同径に形成されている。

回転軸３１は、図３に示すように、一端側の軸受支持部３１ａをスラスト軸受４６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３８の上部閉塞部４０に設けた軸挿通孔４１から突出されてハウジング３７に支持されている。

また、回転軸３１には、図３に示すように、ラジアル軸受３３のスラスト軸受４６が設けられた一端側に、すなわち、軸受支持部３１ａと軸部本体３１ｂとの間に、軸抜け止め用の溝部３１ｃが設けられている。この軸抜け止め用溝部３１ｃに対応する位置であって、通路形成部材３４内には、その底面部付近に、回転軸３１がラジアル軸受３３及びハウジング３７から引き上げられることを防止する、抜け止め機構として、軸抜け止め部材４８が設けられている。

すなわち、図９及び図１０に示すように、通路形成部材３４には、そのスラスト軸受４６が形成された底面部３４ａからスラスト方向に所定間隔を有して、軸抜け止め用溝部３１ｃに対応する位置に形成される段部３４ｂと、この段部３４ｂの周囲に形成される壁面部３４ｃとが形成されており、この壁面部３４ｃの内側且つ段部３４ｂの上面側に軸抜け止め部材４８が配置される。

この軸抜け止め部材４８は、回転軸３１がスラスト方向に引き上げられたときに軸抜け止め用溝部３１ｃに係合することで、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とともに、ハウジング３７内部の潤滑油４２、残留空気等の内部流体がこの軸抜け止め部材４８のスラスト方向の両側に流通可能な構造とされている。

軸抜け止め部材４８は、図９及び図１０に示すように、回転軸３１の軸方向の移動を軸抜け止め用溝部３１ｃと係合することにより規制する規制部４８ｂと、この規制部４８ｂを支持して軸抜け止め部材４８のハウジング３７と一体に形成された通路形成部材３４内での位置を規制する支持部４８ａと、規制部４８ｂの外側に内部流体を軸抜け止め部材４８のスラスト方向の両側に流通させる流通部４８ｃとを有する。

この軸抜け止め部材４８は、図９及び図１１に示すように、平板状且つ円環状の外周部に複数の切り欠き部４８ｄが設けられた形状を有している。そして、軸抜け止め部材４８の内周部は、上述の規制部４８ｂとして機能して、回転軸３１の軸方向の移動を軸抜け止め用溝部３１ｃと係合することにより規制する。また、軸抜け止め部材４８の外周部は、その切り欠きが設けられなかった部分が、上述の支持部４８ａとして機能して、軸抜け止め部材４８を支持して内周部である規制部４８ｂのハウジング３７内での位置を規制する。複数の切り欠き部４８ｄは、抜け止め部材４８をスラスト方向に貫通する切り欠きであり、上述の流通部４８ｃとして機能して、内部流体を軸抜け止め部材４８のスラスト方向の両側に流通させる。

この支持部４８ａは、ハウジング３７と一体にされた通路形成部材３４に設けられたこの軸抜け止め部材４８を配置するための段部３４ｂ上に載置され、壁部３４ｃに当接することにより、軸抜け止め部材４８の通路形成部材３４内での位置を規制し、軸抜け止め用溝部３１ｃと軸抜け止め部材の規制部４８ｂを適正な位置関係に保つ。

ここで、この軸抜け止め部材４８は、軸抜け止め用溝部３１ｃと規制部４８ｂとが係合したときに、規制部４８ｂを支持できる強度に形成されており、この強度が保持できる程度に、流通部４８ｃとなる切り欠き部４８ｄが形成される。

規制部４８ｂは、回転軸３１がスラスト方向に引き上げられたとき軸抜け止め用溝部３１ｃに係合することで、回転軸３１のラジアル軸受３３から抜ける方向への移動を規制する。

流通部４８ｃは、上述のように、回転軸３１に対して規制部４８ｂの外側に設けられており、換言すると、規制部４８ｂに対して回転軸３１と反対側に形成されている。この流通部４８ｃは、内部流体を軸抜け止め部材４８のスラスト方向の両側、すなわち、スラスト軸受４６が形成される空間において、軸抜け止め部材４８の上下を流通させることを可能とする。流通部４８ｃは、この軸抜け止め部材４８と、回転軸３１の軸抜け止め用溝部３１ｃとの間の隙間以外に内部流体が軸抜け止め部材４８の上下に流通できる領域となる。

尚、この軸抜け止め部材４８は、上述のように外周部の４箇所に切り欠き部４８ｄを設けるように構成したが、これに限られるものではなく、平板状且つ円環状の外周部に１又は複数の切り欠き部を設けられた形状を有するように構成すればよく、例えば、図１２に示すような軸抜け止め部材４９であってもよい。尚、以下の説明において、図９、図１０及び図１１に示す軸抜け止め部材４８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１２に示す軸抜け止め部材４９も上述した軸抜け止め部材４８と同様に、回転軸３１の軸方向の移動を軸抜け止め用溝部３１ｃと係合することにより規制する規制部４８ｂと、この規制部４８ｂを支持して軸抜け止め部材４９の通路形成部材３４内での位置を規制する支持部４８ａと、規制部４８ｂの外側に内部流体を軸抜け止め部材４９のスラスト方向の両側に流通させる流通部４８ｃとを有する。

この軸抜け止め部材４９は、上述した軸抜け止め部材４８と同様に、平板状且つ円環状の外周部に複数の切り欠き部４８ｄが設けられた形状を有している。そして、軸抜け止め部材４８の内周部は、上述の規制部４８ｂとして機能する。また、外周部は、その切り欠きが設けられなかった部分が、上述の支持部４８ａとして機能する。複数の切り欠き部４８ｄは、抜け止め部材４９をスラスト方向に貫通する切り欠きであり、上述の流通部４８ｃとして機能する。

軸抜け止め部材４８，４９は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）等の熱変形温度の高い材料からなるワッシャ等の外周部に、上述した流通部４８ｃとなる切り欠き部を設けることで形成される。尚、軸抜け止め部材４８，４９は、ナイロンやステンレス等の金属により形成するように構成してもよい。

軸抜け止め部材４８，４９は、回転軸３１をハウジング３７内に挿入する際には、軸方向に撓ませられることで回転軸３１が挿入され、上述のように、軸抜け止め用溝部３１ｃと軸抜け止め手段４８，４９とを係合させることにより、組み付け時のハンドリングが向上する。

以上のように構成された軸抜け止め部材４８，４９は、回転軸３１がスラスト方向に引き上げられたとき軸抜け止め用溝部３１ｃに規制部４８ｂを係合させることで、回転軸３１のラジアル軸受３３から抜けることを防止するとともに、軸抜け止め部材４８，４９の底面側の空間、すなわち軸抜け止め部材４８，４９と通路形成部材３４のスラスト軸受４６が形成された底面部３４ａとの間の空間の潤滑油４２中の残留空気を軸抜け止め部材４８，４９の下部に留めることなく軸抜け止め部材４８，４９の上部側に流通させて、上述した連通路５０を経由して軸挿通孔４１からハウジング３７外部へ排出することを可能とする。

ところで、図３に示すように、軸挿通孔４１は、この軸挿通孔４１に挿通された回転軸３１が軸挿通孔４１の内周面に摺接することなく回転するように、軸部本体３１ｂ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４１は、その内周面と軸部本体３１ｂの外周面との間にハウジング３７内に充填された潤滑油４２がハウジング３７内から漏れを防止するに足る間隔の空隙４５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４２の漏れを防止するようにした空隙４５が形成されるように軸挿通孔４１を形成した上部閉塞部４０は、オイルシール部を構成している。

回転軸３１の軸挿通孔４１の内周面と対向する外周面には、テーパ部４７が設けられている。テーパ部４７は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４１の内周面との間に形成される空隙４５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４７は、回転軸３１の外周面と軸挿通孔４１の内周面とによって形成される空隙４５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４２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４２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４３，４４に潤滑油４２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４２の漏洩を防止できる。

本発明に係る軸受ユニット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４３，４４に浸入して動圧を発生させる潤滑油４２は、図３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４７と軸挿通孔４１の内周面とによって形成された空隙４５に臨むように充填される。即ち、潤滑油４２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。

本発明が適用された軸受ユニット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４３，４４に浸入して動圧を発生させる潤滑油４２は、図３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４７と軸挿通孔４１の内周面とによって形成された空隙４５に臨むように充填される。即ち、潤滑油４２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。

軸受ユニット３０は、空隙４５の間隔ｃ及び軸挿通孔４１の高さＨ_１を調整することで表面張力シールにより潤滑油４２の飛散を防止でき、テーパ部４７を設けることで空隙４５に位置する潤滑油４２に圧力勾配を発生させて潤滑油４２をハウジング３７の内部に引き込む力を発生でき、潤滑油４２中に空気を巻き込むことを防止するとともに潤滑油４２の漏洩を防止して、さらに回転軸３１の安定した回転を保証できる。上述した軸受ユニット３０は、テーパ部４７を回転軸３１側に設けているが、ハウジング３７の軸挿通孔４１の内周面にテーパ部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が適用された軸受ユニット３０を製造する工程を説明する。

本発明に係る軸受ユニット３０を製造するには、ラジアル軸受３３の外側に、通路形成部材３４を取り付けることで仮組立をする。ラジアル軸受３３及び通路形成部材３４は、仮組立するとき、図１３に示すように、通路形成部材本体３５の段部３４ｂの上面側及び壁面部３４ｃの内側に、回転軸３１の軸抜け止め手段である軸抜け止め部材４８を取り付ける。次に、動圧流体軸受であるラジアル軸受３３に、通路形成部材本体３５及び通路形成部材蓋部３６を取り付ける。このとき、通路形成部材本体３５の内部にはスラスト軸受４６が一体に形成されている。また、通路形成部材３４とラジアル軸受３３の間には、連通路５０が形成される。

次に、仮組立したラジアル軸受３３及び通路形成部材３４を金型に取り付け、図１４に示すように、この仮組立したラジアル軸受３３及び通路形成部材３４の外周囲に上述した何れかの合成樹脂をアウトサート成形してハウジング３７を形成する。このとき、通路形成部材３４は、ハウジング３７がアウトサート成形されるとき、ハウジング３７の内部に一体化され、筒状のハウジング本体３８の上下に一体的に形成された上部閉塞部４０と底部閉塞部３９とによって挟持され、その取付位置が固定される。また、通路形成部材３４とラジアル軸受３３との間の連通路５０には、ハウジング３７がアウトサート成形されるとき、通路形成部材３４に遮断されているので、合成樹脂が流入することはない。

ハウジング３７がポリアセタール（ＰＯＭ）等をアウトサート成形される際に発生する熱がラジアル軸受３３及び通路形成部材３４を介して軸抜け止め部材４８に伝導し、この軸抜け止め部材４８の温度は上昇する。ここで、軸抜け止め部材４８は、この成型温度により軸抜け止め部材４８に加わる温度よりも高い熱変形温度を有する材料、即ち、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）等が用いられているので、熱変形することがない。

次に、回転軸３１を上部閉塞部４０に設けた軸挿通孔４１に挿通してハウジング３７内に挿入する。このとき、回転軸３１は、軸受支持部３１ａをスラスト軸受４６に当接させてラジアル軸受３３に挿通させてハウジング３７内に挿入される。スラスト軸受４６及びラジアル軸受３３によって支持された回転軸３１は、ハウジング３７内で回転可能に支持される。

回転軸３１をハウジング３７に挿入したところで、ハウジング３７に潤滑油４２を充填する。潤滑油４２の充填は、潤滑油が収容されている充填槽に回転軸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４２が充填される。

このとき、潤滑油４２は、温度変化により膨張した場合に、軸挿通孔４１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４１との間に形成された空隙４５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４２の油面高さの変化は、軸挿通孔４１内の範囲にあるように設定される。

潤滑油４２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４２は、容易にハウジング３７から漏洩することが防止される。

本発明に係る軸受ユニット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４２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４３，４４中にも潤滑油４２が充填される。即ち、潤滑油４２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３７を合成樹脂の成型体により形成しているが、合成樹脂に限られず、金型装置を用いて成形可能な金属材料を混合した合成樹脂やその他の成形材料を用いて形成したものであってもよい。

以上のように構成された軸受ユニット３０は、潤滑油の漏洩防止に非常に有用であるが軸が回転すると同時に発生する、潤滑油中の残留空気や溶解された空気の膨張による潤滑油の押し出しが生じやすいという欠点をもつ、シームレスな樹脂製ハウジングを備えた、所謂軸片開放型動圧流体軸受ユニットの問題を解決する。

すなわち、この軸受ユニット３０は、ラジアル軸受の両端の圧力を短絡する連通路５０を設けるとともに、この通路が非軸開放側−通路−ハウジング外部−軸開放側とすることなく、通路を非軸開放側−連通路−軸開放側とし、この連通路５０を形成した通路形成部材３４をシームレスなハウジング３７により周囲を覆う構造としたものである。

即ち、この軸受ユニット３０は、通路形成部材３４を設けて、ラジアル軸受３３の上端と下端に、経路が軸受下端−通路−軸受上端となる連通路５０を設け、密閉された側の下端である非軸開放側の静圧低下を緩和することができるので残留空気の押し上げによる潤滑油の漏洩を防止できる。

また、軸受ユニット３０は、回転軸３１の抜け止めを防止する軸抜け止め部材４８，４９が、内部流体が軸抜け止め部材４８，４９のスラスト方向の両側に流通可能な構造、すなわち、軸抜け止め部材４８，４９が、その内周部に軸抜け止め用溝部３１ｃと係合する規制部４８ｂが設けられ、その外周部に規制部４８ｂを支持する支持部４８ａと、内部流体を流通させる流通部４８ｃとが設けられる構成とすることで、軸抜け止め部材４８，４９の底面側、すなわち、軸抜け止め部材４８，４９と通路形成部材３４の底面部３４ａとの間の空間に残留空気が留まることを防止して、残留空気を流通部４８ｃから連通路５０を経由して排出することができるので、この軸抜け止め部材４８，４９の底面側の空間を含めたハウジング３７内に充填された潤滑油４２に混入した残留空気をこの連通路５０から軸挿通孔４１が設けられた軸開放側に送って、軸挿通孔４１からハウジング３７外部へ良好に排出することができる。

さらに、軸受ユニット３０は、回転軸３１の露出を軸挿通孔４１側の一端のみとし、この軸挿通孔４１の僅かな間隙以外は、ハウジング３７によりシームレスに覆われている構成とし、ハウジング外部への経路を、回転軸３１とハウジング３７との僅かな空隙のみである状態を維持しているので、潤滑油４２を充填する部材を接合した場合の接合部から潤滑油が滲み出す等により漏出するおそれを防止でき、衝撃による潤滑油の飛散を防止して、良好な潤滑性能を得ることができる。

本発明が適用された軸受ユニット３０は、回転軸３１とハウジング３７との相対的な回転によるハウジング３７内の圧力の低下を防止できるとともに、軸抜け止め部材４８，４９よりスラスト軸受４６側、すなわち底面側の空間を含めたハウジング３７内に充填された潤滑油４２等の粘性流体に混入した残留空気の排出を良好に行うことができるので、ハウジング３７内の圧力の低下により残留空気が膨張してしまうことによるハウジング３７内部の潤滑油４２が軸受ユニット外部に押し出されてしまう漏洩現象の発生を防止し、長期間にわたり潤滑油を確実に保持でき、良好な潤滑性能を維持できる。

さらに、本発明が適用された軸受ユニット３０は、ラジアル軸受３３としてポーラスを有する焼結金属を用いた場合にも、従来ではこの焼結金属の周囲に充填される潤滑油中に溶解する残留空気を完全に排出することは困難であったのに対し、このラジアル軸受３３の周囲に充填される潤滑油中に溶解する残留空気を良好に排出することを可能とし、上述したような潤滑油の漏洩現象を防止できるので、ポーラスを有する焼結金属等を用いても良好な潤滑性能を長期間にわたって維持することを可能とし、安価な構成にすることを可能とする。

尚、上述の軸受ユニット３０では、軸抜け止め部材４８，４９を平板状且つ円環状の外周部に複数の切り欠き部４８ｄが設けられた形状を有するように構成したが、本発明が適用される軸受ユニット３０を構成する軸抜け止め部材として、図１５に示す軸抜け止め部材７８を用いても良い。

図１５に示すように、軸抜け止め部材７８は、回転軸３１の軸方向の移動を軸抜け止め用溝部３１ｃと係合することにより規制するとともに、軸抜け止め部材７８が軸円周方向に回転することを規制する移動方向規制部７８ｂと、この移動方向規制部７８ｂを支持して軸抜け止め部材７８のハウジング３７内での位置を規制する支持部７８ａとからなる。この軸抜け止め部材７８は、支持部７８ａが略円弧状に形成され、移動方向規制部７８ｂが、弾性を有しこの支持部７８ａの一方の端部から連続して直線状に形成されるいわゆるＤ型形状とされる。また、軸抜け止め部材７８は、回転軸３１をハウジング３７内に挿入する際回転軸３１の径方向にのみ弾性変形し、軸方向には変形が困難とされた弾性部材よりなる。

そして、軸抜け止め部材７８の移動方向規制部７８ｂの外側の領域、すなわち、移動方向規制部７８ｂに対して回転軸３１と反対側の領域は、内部流体をこの軸抜け止め部材７８のスラスト方向の両側に流通させる流通部として機能する。さらに、軸抜け止め部材７８の支持部７８ａの内側の領域、すなわち、支持部７８ａと回転軸３１の軸抜け止め溝部３１ｃとの間の領域は、内部流体をこの軸抜け止め部材７８のスラスト方向の両側に流通させる流通部として機能する。

このように、軸抜け止め部材７８は、上述した軸抜け止め部材４８，４９と同様に、通路形成部材３４の壁面部３４ｃの内側且つ段部３４ｂの上面側に配置され、回転軸３１がスラスト方向に引き上げられたときに軸抜け止め用溝部３１ｃに係合することで、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とともに、ハウジング３７内部の潤滑油４２、残留空気等の内部流体がこの軸抜け止め部材７８のスラスト方向の両側に流通可能な構造とされている。

この軸抜け止め部材７８が配置される通路形成部材３４の底面部３４ａの内面側から段差を有して形成された段部３４ｂには、図１７及び図１８に示すように、軸抜け止め部材７８の軸円周方向の回転を規制するとともに、軸抜け止め部材７８のハウジング３７と一体に形成された通路形成部材３４内の位置を規制する規制突部７３が設けられている。

この支持部７８ａは、ハウジング３７と一体にされた通路形成部材３４に設けられた規制突部７３と係合しＹ_１方向に当接することにより、軸抜け止め部材７８の通路形成部材３４内での位置を規制し、軸抜け止め用溝部３１ｃと軸抜け止め部材７８の移動方向規制部７８ｂを適正な位置関係に保つ。

また、移動方向規制部７８ｂは、図１５に示すように、規制突部７３とＹ_２方向に当接することにより、回転軸３１が回転することにより発生する粘性流体の流れにより、移動方向規制部７８ｂが回転軸３１に接近する側に弾性変位して、移動方向規制部７８ｂと回転軸３１が接触することを防止し、軸受ユニットの回転性能が低下することを防止する。

軸抜け止め部材７８は、例えば、断面丸形の丸鋼等の弾性を備える鋼材を折り曲げることにより、支持部７８ａ及び移動方向規制部７８ｂを形成して、一連のリング状に形成される。軸抜け止め部材７８の断面形状を円形にしたことにより、軸受支持部３１ａと滑らか且つ確実に摺接できる。この軸抜け止め部材７８の断面形状は、軸受支持部３１ａと摺接する際に滑らか且つ確実に摺接できるような構造であればよく、楕円形状としても良く、また、矩形状のものを用いる場合には、滑らかに摺接できるように、角部に適度な面取りを行えば問題ない。尚、ここでは、軸抜け止め部材７８の断面形状を円形にしたことにより、軸受支持部３１ａと滑らか且つ確実に摺接できると共に、加工が容易となる。

軸抜け止め部材７８は、回転軸３１をハウジング３７内に挿入する際には、図１６に示すように、回転軸３１の軸受支持部３１ａに移動方向規制部７８ｂが摺接されて軸の径方向の外側に弾性変形し、回転軸３１がハウジング３７に挿入された後には移動方向規制部７８ｂが元の位置に戻り、回転軸３１が軸方向に移動してハウジング３７から引き上げられることを防止する。ここで、軸抜け止め部材７８の断面形状は、円形とされているので、軸受支持部３１ａの略円弧状部と滑らか且つ確実に摺接し、確実に軸径方向の外側に弾性変形される。

軸抜け止め部材７８が、従来のように、軸方向に撓ませられることにより、回転軸３１が挿通される構造ではないので、上述の通路形成部材３４の段部３４ｂとラジアル軸受３３の底面部３３ｂとの間の空間の軸方向の高さは、移動方向規制部７８ｂが軸受支持部３１ａ摺接時に開閉できるたけの隙間ですみ、軸抜け止め部材７８の軸方向の厚みと略同じ大きさにすることができる。

この軸抜け止め部材７８では、図１９に示すように、通路形成部材３４の段部３４ｂとラジアル軸受３３の底面部３３ｂとの間の空間の高さ方向の隙間を小さくでき、すなわち軸抜け止め部材７８とラジアル軸受３３との隙間ｘ１、及び、軸抜け止め部材７８と軸抜け止め用溝部３１ｃとの隙間ｘ２を極小にできるので、回転軸３１がハウジング３７から引き上げられる方向に力が働いたときも、回転軸３１が軸抜け止め部材７８に係合し、回転軸３１が引き上げられることを防止するので、回転軸３１がハウジング３７中の潤滑油４２から引き上げられた分だけ潤滑油４２の液面が下がることを防止して、ラジアル軸受３３と回転軸３１の軸受面の潤滑油がなくなってしまうことや、この軸受面の潤滑油中に空気が混入すること等の問題が発生するおそれを防止することができる。

また、この軸受ユニット３０に用いられる軸抜け止め部材として、図１５に示すような、支持部７８ａと一つの移動方向規制部７８ｂからなるＤ型形状のものについて説明したが、軸抜け止め部材の形状としては図２０に示すような、支持部と二つの移動方向規制部からなるＵ型形状のものでもよい。

図２０に示す軸抜け止め部材７９は、回転軸３１の軸方向の移動を軸抜け止め用溝部３１ｃと係合することにより規制するとともに、軸抜け止め部材７９が軸円周方向に回転することを規制する移動方向規制部７９ｂ、７９ｃと、この移動方向規制部７９ｂ、７９ｃを連結して支持して軸抜け止め部材７９のハウジング３７内での位置を規制する支持部７９ａとからなる。この抜け止め部材７９は、支持部７９ａが略円弧状に形成され、移動方向規制部７９ｂ、７９ｃが弾性を有しこの支持部７９ａの両端部から連続して一対に形成され、一対の移動方向規制部７９ｂ、７９ｃが回転軸３１の軸抜け止め用溝部３１ｃを間にして相対向する位置に直線状に形成される、いわゆるＵ型形状とされる。また、軸抜け止め部材７９は、回転軸３１がハウジング３７内に挿入する際回転軸３１の径方向にのみ弾性変形し、軸方向には変形が困難とされた弾性部材よりなる。

そして、軸抜け止め部材７９の移動方向規制部７９ｂ、７９ｃのそれぞれの外側の領域、すなわち、移動方向規制部７９ｂ、７９ｃのそれぞれに対して回転軸３１と反対側の領域は、内部流体をこの軸抜け止め部材７９のスラスト方向の両側に流通させる流通部として機能する。

このように、軸抜け止め部材７９は、上述した軸抜け止め部材４８，４９，７８と同様に、通路形成部材３４の壁面部３４ｃの内側且つ段部３４ｂの上面側に配置され、回転軸３１がスラスト方向に引き上げられたときに軸抜け止め用溝部３１ｃに係合することで、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とともに、ハウジング３７内部の潤滑油４２、残留空気等の内部流体がこの軸抜け止め部材７９のスラスト方向の両側に流通可能な構造とされている。

この支持部７９ａは、支持部７８ａと同様に、ハウジングと一体にされた通路形成部材３４に設けられた規制突部７３と係合してＹ_３方向に当接することにより、軸抜け止め部材７９の通路形成部材３４内での位置を規制し軸抜け止め用溝部３１ｃと軸抜け止め部材７９の移動方向規制部７９ｂ、７９ｃを適正な位置関係に保つ。

また、移動方向規制部７９ｂ、７９ｃは、規制突部７３にＹ_４方向に当接することにより、回転軸３１が回転することにより発生する粘性流体の流れにより、移動方向規制部７９ｂ、７９ｃが回転軸３１に接近する側に弾性変位して、移動方向規制部７９ｂ、７９ｃと回転軸３１が接触することを防止し、軸受ユニットの回転性能が低下することを防止する。この軸抜け止め部材７９は、例えば、断面丸形の丸鋼等の弾性を備える鋼材を折り曲げることにより、支持部７９ａ及び移動方向規制部７９ｂ、７９ｃを形成する。

軸抜け止め部材７９は、回転軸３１をハウジング３７に挿入する際には、図２１に示すように、移動方向規制部７９ｂ、７９ｃが軸の径方向にのみ弾性変形し、回転軸３１がハウジング３７に挿入された後には移動方向規制部７９ｂ、７９ｃが元の位置に戻り、回転軸３１が軸方向に移動してハウジング３７から引き上げられることを防止する。

この軸抜け止め部材７９では、上述の軸抜け止め部材７８と同様に、通路形成部材３４の段部３４ｂとラジアル軸受３３の底面部３３ｂとの間の空間の高さ方向の隙間を小さくでき、すなわち軸抜け止め部材７９とラジアル軸受３３との隙間、及び、軸抜け止め部材７９と軸抜け止め用溝部３１ｃとの隙間を極小にできるので、回転軸３１がハウジング３７から引き上げられる方向に力が働いたときも、回転軸３１が軸抜け止め部材７９に係合し、回転軸３１が引き上げられることを防止するので、回転軸３１がハウジング３７中の潤滑油４２から引き上げられた分だけ潤滑油４２の液面が下がることを防止して、ラジアル軸受３３と回転軸３１の軸受面の潤滑油がなくなってしまうことや、この軸受面の潤滑油中に空気が混入すること等の問題が発生するおそれを防止することができる。

さらに、Ｕ型形状とされた軸抜け止め部材７９では、２箇所に移動方向規制部７９ｂ、７９ｃが設けられているので、上述の移動方向規制部が１箇所に設けられたＤ型形状のものに比べ、回転軸３１に衝撃等で軸方向の負荷がかかった際、抜け止め部材の変形や破断を低減することができる。

以上のような軸抜け止め部材７８，７９を有する軸受ユニット３０は、上述した軸抜け止め部材４８，４９を有する場合と同様に、回転軸３１の抜け止めを防止する軸抜け止め部材７８，７９が、内部流体が軸抜け止め部材７８，７９のスラスト方向の両側に流通可能な構造、すなわち、軸抜け止め部材７８，７９が、軸抜け止め用溝部３１ｃと係合する移動方向規制部７８ｂ，７９ｂ，７９ｃと、この移動方向規制部を支持する支持部７８ａ，７９ａとを有し、移動方向規制部７８ｂ，７９ｂ，７９ｃの外側の領域と、支持部７８ａの内側の領域とが内部流体を流通させる流通部として機能する構成とすることで、軸抜け止め部材７８，７９の底面側、すなわち、軸抜け止め部材７８，７９と通路形成部材３４の底面部３４ａとの間の空間に残留空気が留まることを防止して、残留空気を流通部から連通路５０を経由して排出することができるので、この軸抜け止め部材７８，７９の底面側の空間を含めたハウジング３７内に充填された潤滑油４２に混入した残留空気をこの連通路５０から軸挿通孔４１が設けられた軸開放側に送って、軸挿通孔４１からハウジング３７外部へ良好に排出することができる。

また、軸抜け止め部材は、上述の軸抜け止め部材４８，４９、並びに、上述のＵ型形状、Ｄ型形状の軸抜け止め部材７８，７９に限られるものではなく、例えば、Ｕ型形状の軸抜け止め部材７９の円弧状の支持部７９ａを直線状に形成するようにしたようなＵ型形状の変形例であるいわゆるコ字型の形状でもよい。このＵ型形状の変形例である軸抜け止め部材では、上述のＵ型の軸抜け止め部材７９と同様の効果が得られるとともに、さらに、支持部及び移動方向規制部を形成する際、円弧状に形成する加工が省略できる。尚、この軸抜け止め部材を使用する際には、規制突部７３の形状を支持部の形状に対応するように変更することで、軸抜け止め部材の通路形成部材内での位置を規制し軸抜け止め用溝部と軸抜け止め部材の抜け止め規制部かつ回転規制部を適正な位置関係に保つ。

さらに、軸抜け止め部材は、折り曲げ箇所を１箇所だけ設けたＶ型形状のものでもよい。このＶ型形状の軸抜け止め部材では、Ｖ型形状の支持部と、その両端から連続して形成される一対の直線状の移動方向規制部からなり、その一対の移動方向規制部のそれぞれの外側の領域が流通部として機能する。Ｖ型形状の軸抜け止め部材では、上述のＵ型の軸抜け止め部材７９と同様の効果が得られるとともに、さらに、支持部及び移動方向規制部を形成する際の加工工程が短縮できる。尚、この軸抜け止め部材を使用する際には、規制突部７３の形状を支持部の形状に対応するように変更することで、軸抜け止め部材が軸円周方向に回転することを防止できる。

以上のような軸抜け止め部材を設けるように構成した軸受ユニットは、回転軸３１とハウジング３７との相対的な回転によるハウジング３７内の圧力の低下を防止できるとともに、軸抜け止め部材よりスラスト軸受４６側、すなわち底面側の空間を含めたハウジング３７内に充填された潤滑油４２等の粘性流体に混入した残留空気の排出を良好に行うことができるので、ハウジング３７内の圧力の低下により残留空気が膨張してしまうことによるハウジング３７内部の潤滑油４２が軸受ユニット外部に押し出されてしまう漏洩現象の発生を防止し、長期間にわたり潤滑油を確実に保持でき、良好な潤滑性能を維持できる。

また、本発明を適用したモータ１は、ステータ１２に対してロータ１１を回転可能に支持する軸受ユニット３０を備えることにより、潤滑油の漏洩を防止して良好な潤滑性能を長期間にわたって維持することを可能とする。

本発明に係る軸受ユニットは、放熱装置の冷却ファン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、本発明に係る軸受ユニットは、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の図３に示すＹ−Ｙ’断面図である。本発明を適用した軸受ユニットの図２に示すＸ−Ｘ’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。通路形成部材とラジアル軸受との間に形成された連通路を説明するための分解斜視図である。ラジアル軸受の底面部に形成された連通路となる第２の溝を示す図であり、ラジアル軸受の底面図である。通路形成部材とラジアル軸受との間に形成される連通路の他の形状を示す図であり、通路形成部材及びラジアル軸受の斜視図である。通路形成部材の底面側に設けられた連通路となる第２の溝を示す図であり、通路形成部材の平面図である。本発明を適用した軸受ユニットを構成する通路形成部材及び軸抜け止め部材を示す断面図であり、図３に示すＹ’’−Ｙ’’’断面図である。本発明を適用した軸受ユニットを構成する通路形成部材及び軸抜け止め部材を示す拡大断面図であり、図９に示すＸ−Ｘ’断面図である。本発明を適用した軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材を示す平面図である。本発明を適用した軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材の他の例を示す平面図である。本発明に係る軸受ユニットを製造する工程において、仮組立をする工程を説明する図である。本発明に係る軸受ユニットを製造する工程において、ハウジングをアウトサート成形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を構成する軸抜け止め部材の更に他の例を示す断面図である。図１５に示す軸抜け止め部材を用いた軸受ユニットの回転軸が挿入されたとき、軸抜け止め部材の移動方向規制部が軸の径方向に弾性変形する状態を示す図である。図１５に示す軸抜け止め部材を用いた軸受ユニットの通路形成部材に設けられた規制突部を示す図であり、通路形成部材の平面図である。図１７に示す通路形成部材の図１７に示すＡ−Ａ’断面図である。図１５に示す軸抜け止め部材を用いた軸受ユニットの軸抜け止め部材とラジアル軸受との隙間、及び、軸抜け止め部材と軸抜け止め用溝部との隙間を示す図である。本発明を適用した軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材の更に他の例を示す断面図である。図２０に示す軸抜け止め部材を用いた軸受ユニットの回転軸が挿入されたとき、軸抜け止め部材の移動方向規制部が軸の径方向に弾性変形する状態を示す図である。従来用いられている軸受ユニットを示す断面図である。

符号の説明

１モータ、１１ロータ、１２ステータ、１３ステータヨーク、１７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通路形成部材、３７ハウジング、３８ハウジング本体、３９底部閉塞部、４０上部閉塞部、４１軸挿通孔、４２潤滑油、４３，４４動圧発生溝、４５空隙、４６スラスト軸受、４７テーパ部、４８軸抜け止め部材、４８ａ支持部、４８ｂ規制部、４８ｃ流通部、４８ｄ切り欠き部、５０連通路、５１第１の溝、５２第２の溝、５３第３の溝

Claims

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、
上記ラジアル軸受及び上記スラスト軸受の外側に設けられる通路形成部材と、
上記通路形成部材を密閉して収容するように形成されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を有するハウジングと、
上記ラジアル軸受の上記スラスト軸受が設けられた一端側に設けられ、上記軸が上記ラジアル軸受から抜けることを防止する軸抜け止め部材と、
上記ハウジング内に充填された粘性流体と、
上記通路形成部材と上記ラジアル軸受との間に形成され、上記ラジアル軸受から突出した軸のスラスト方向の上記一端側と他端側とを連通する連通路とを備え、
上記軸は、上記軸抜け止め部材に対応する位置に、該軸抜け止め部材と係合する軸抜け止め用溝部を有し、
上記軸抜け止め部材は、平板状且つ円環状に形成され、外周部の上記連通路に対応する位置に複数の切り欠き部が設けられ、
上記軸抜け止め部材の内周部は、上記軸のスラスト方向の移動を上記軸抜け止め用溝部と係合することにより規制し、
上記軸抜け止め部材の切り欠き部が設けられなかった外周部は、該軸抜け止め部材を支持して、上記軸抜け止め部材の内周部の上記通路形成部材内での位置を規制し、
上記軸抜け止め部材の切り欠き部は、上記粘性流体を該軸抜け止め部材のスラスト方向の両側に流通させる軸受ユニット。
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備えたモータにおいて、
上記軸受ユニットは、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、
上記ラジアル軸受及び上記スラスト軸受の外側に設けられる通路形成部材と、
上記通路形成部材を密閉して収容するように形成されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を有するハウジングと、
上記ラジアル軸受の上記スラスト軸受が設けられた一端側に設けられ、上記軸が上記ラジアル軸受から抜けることを防止する軸抜け止め部材と、
上記ハウジング内に充填された粘性流体と、
上記通路形成部材と上記ラジアル軸受との間に形成され、上記ラジアル軸受から突出した軸のスラスト方向の上記一端側と他端側とを連通する連通路とを備え、
上記軸は、上記軸抜け止め部材に対応する位置に、該軸抜け止め部材と係合する軸抜け止め用溝部を有し、
上記軸抜け止め部材は、平板状且つ円環状に形成され、外周部の上記連通路に対応する位置に複数の切り欠き部が設けられ、
上記軸抜け止め部材の内周部は、上記軸のスラスト方向の移動を上記軸抜け止め用溝部と係合することにより規制し、
上記軸抜け止め部材の切り欠き部が設けられなかった外周部は、該軸抜け止め部材を支持して、上記軸抜け止め部材の内周部の上記通路形成部材内での位置を規制し、
上記軸抜け止め部材の切り欠き部は、上記粘性流体を該軸抜け止め部材のスラスト方向の両側に流通させる軸受ユニットであるモータ。