(57)【要約】【課題】ラジアル軸受部の軸受性能に優れた流体動圧軸受装置を低コストに提供する。【解決手段】支持すべき軸部材２の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面Ａ１，Ａ２を内周に有する軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８を内周に保持したハウジング７とを備えた流体動圧軸受装置１において、軸受スリーブ８をインサートしてハウジング７を型成形するに際し、軸受スリーブ８の下端外周をハウジング７の成形型３０に設けた拘束部３３で拘束することにより成形型３０に対する軸受スリーブ８の位置決めを行い、その状態で成形型３０内に画成したキャビティ３４に溶融状態のホットメルト樹脂Ｐを射出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持すべき軸の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面を内周に有する軸受スリーブと、軸受スリーブを内周に保持したハウジングと、ラジアル軸受隙間に形成される油膜で支持すべき軸をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備え、ハウジングが軸受スリーブをインサートして型成形された流体動圧軸受装置において、
軸受スリーブが、その一端外周に、ハウジングの成形型で拘束されることにより形成された、ハウジングで被覆されていない非被覆部を有し、ハウジングが、ホットメルト樹脂で円筒状に型成形されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項２】
ハウジングが、少なくとも軸方向で軸受スリーブと係合する係合部を一体に有する請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項３】
ハウジングの一端開口部が、前記非被覆部に固定した有底筒状の蓋部材により閉塞されている請求項１又は２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項４】
前記非被覆部と蓋部材の内周面との間に接着隙間を設け、この接着隙間に形成した接着剤層を介して蓋部材が軸受スリーブに固定されている請求項３に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項５】
ハウジングが、周方向の複数箇所に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。
【請求項６】
軸受スリーブの両端面のうち、少なくとも一端面で、支持すべき軸をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部のスラスト軸受隙間が形成される請求項１〜５の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項７】
軸受スリーブのラジアル軸受面に動圧発生部が設けられた請求項１〜６の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
支持すべき軸の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面を内周に有する軸受スリーブと、軸受スリーブを内周に保持したハウジングと、ラジアル軸受隙間に形成される油膜で支持すべき軸をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備える流体動圧軸受装置を製造するための方法であって、軸受スリーブをインサートしてハウジングを型成形する成形工程を含み、
前記成形工程では、軸受スリーブの一端外周をハウジングの成形型で拘束することにより前記成形型に対する軸受スリーブの位置決めを行い、その状態で前記成形型にホットメルト樹脂を射出することを特徴とする流体動圧軸受装置の製造方法。
【請求項９】
軸受スリーブの両端開口部を前記成形型により閉塞した状態で、前記成形型に前記ホットメルト樹脂を射出する請求項８に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
前記成形型が、その内壁面に軸受スリーブを密着させた状態で保持する保持手段を有する請求項８又は９に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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徴を有する。このため、流体動圧軸受装置は、情報機器をはじめとする種々の電気機器に搭載されるモータ、例えば、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。
【０００３】
この種の流体動圧軸受装置の一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された流体動圧軸受装置は、支持すべき軸の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面を内周に有する軸受スリーブと、軸受スリーブを内周に保持したハウジングとを備えており、ハウジングが、軸受スリーブをインサート部品として樹脂で型成形（インサート成形）されている。この流体動圧軸受装置において、ハウジングは、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックをベース樹脂とし、これに各種充填材を配合した樹脂材料で型成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、軸受スリーブをインサート部品として上記の樹脂材料でハウジングを型成形する際には、樹脂材料を射出するのに伴って、成形型内にインサートされた軸受スリーブに比較的大きな圧力（射出圧力）が作用する。この射出圧力は、成形すべきハウジングの形状や、使用する樹脂材料の粘度等によって増減するが、少なくとも数十〜百数十ＭＰａ程度とされる。このような高圧力の作用下においても成形型内に配置された軸受スリーブの姿勢変化や位置ずれ等を可及的に防止し、所定形状のハウジングを型成形可能とするため、成形型に設けたコアを軸受スリーブの内周に挿入することで軸受スリーブの内周面を拘束し、その状態で成形型内に樹脂材料を射出するのが一般的である。
【０００６】
しかしながら、このような技術手段を採用すると、軸受スリーブの内周にコアを挿入する際、および軸受スリーブからコアを抜き取る際（離型時）の双方において、軸受スリーブの内周面に沿ってコアが摺動移動するため、軸受スリーブの内周面に設けたラジアル軸受面が変形・損傷等するおそれがある。特に、上記樹脂材料でハウジングを型成形した後には、ハウジングに縮径方向の成形収縮が生じてコアに対する軸受スリーブの密着力が高まるため、離型時にラジアル軸受面が損傷等し易くなる。また、ハウジングの型成形時には、上述のとおり、軸受スリーブに高い圧力が作用するため、特に、軸受スリーブが比較的径方向に圧縮変形し易い材料で形成されている場合には、軸受スリーブの内周面がコアの外周面に押し付けられる。これによっても、ラジアル軸受面が変形等するおそれがある。
【０００７】
このような問題を解消するための技術手段として、上記樹脂材料の射出圧力を低くすることが考えられる。射出圧力を低くすれば、ハウジングの成形型内に配置される軸受スリーブに作用する圧力も当然に小さくなるので、軸受スリーブの内周面を拘束せずとも、成形型内における軸受スリーブの姿勢変化等が生じ難くなると考えられるからである。しかしながら、上記樹脂材料は、ベース樹脂の溶融粘度が高く、しかも充填材を含んでいる関係上、流動性が低い。そのため、上記樹脂材料の射出圧力を低くすると、キャビティ全域に上記樹脂材料を充足することが、すなわち、所定形状のハウジングを型成形することが難しくなる。
【０００８】
以上の実情に鑑み、本発明は、軸受スリーブの内周に設けたラジアル軸受面を損傷・変形等させることなく、高精度のハウジングを軸受スリーブと一体に型成形することを可能にし、これにより、ラジアル軸受部の軸受性能に優れた流体動圧軸受装置を低コストに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、支持すべき軸の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面を内周に有する軸受スリーブと、軸受スリーブを内周に保持したハウジングと、ラジアル軸受隙間に形成される油膜で支持すべき軸をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備え、ハウジングが軸受スリーブをインサートして型成形された流体動圧軸受装置において、軸受スリーブが、その一端外周に、ハウジングの成形型で拘束されることにより形成された、ハウジングで被覆されていない非被覆部を有し、ハウジングが、ホットメルト樹脂で円筒状に型成形されていることを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明でいうホットメルト樹脂（ホットメルトタイプの樹脂）とは、融点が２２０〜２８０℃程度で、射出時における溶融粘度が１〜２００Ｐａ・ｓ程度の樹脂を言い、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系およびポリオレフィン系の群から選択される少なくとも一種の化合物で形成されたものを使用できる。
【００１１】
上記の流体動圧軸受装置は、支持すべき軸の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面を内周に有する軸受スリーブと、軸受スリーブを内周に保持したハウジングと、ラジアル軸受隙間に形成される油膜で支持すべき軸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、軸受スリーブをインサートしてハウジングを型成形する成形工程を含み、この成形工程において、軸受スリーブの一端外周をハウジングの成形型で拘束することにより成形型に対する軸受スリーブの位置決めを行い、その状態で成形型内にホットメルト樹脂を射出することにより得ることができる。
【００１２】
上記のように、本発明に係る流体動圧軸受装置において、軸受スリーブは、その一端外周に、ハウジングの成形型で拘束されることにより形成された、ハウジングで被覆されていない非被覆部を有する。これはすなわち、ハウジングの成形型に対する軸受スリーブの位置決めが、軸受スリーブの一端外周を拘束することで行われ、その結果、軸受スリーブの一端外周が型成形されたハウジングで被覆されていないことを意味する。また、本発明において、ハウジングの型成形（インサート成形）に用いるホットメルト樹脂は、ＰＰＳ等をベース樹脂とした樹脂材料に比べて溶融粘度（射出時における粘度）が低く流動性に優れるため、射出圧力を低くすることができる。そのため、ハウジングをホットメルト樹脂で型成形すれば、コアによる軸受スリーブの内周面（ラジアル軸受面）の拘束を省略し、ハウジングの成形型で軸受スリーブの一端外周を拘束するだけでも、ハウジングの型成形中に軸受スリーブを成形型内に正確に位置決め配置することが、すなわち、樹脂の射出圧力を受けた軸受スリーブの姿勢等が成形型内で変化等するような事態を可及的に防止することができる。これにより、高精度のハウジングを軸受スリーブと一体に型成形することができる。そして、ハウジングの型成形時における軸受スリーブの内周面の拘束を省略すれば、ラジアル軸受面の変形・損傷等を確実に防止することができる。
【００１３】
また、上述のとおり、ホットメルト樹脂は流動性が良好で、成形型（キャビティ）に対する充填性も優れるため、各部の肉厚が減じられた薄肉のハウジングを高精度に型成形することができる。そして、ハウジングが薄肉化されれば、肉厚に比例して大きくなる成形収縮量も減じることができるので、この点からも高精度のハウジングを型成形することができる。
【００１４】
コアによる軸受スリーブ内周面の拘束を省略した場合、ハウジングの型成形時には、軸受スリーブの両端開口部を何らかの手段で閉塞する必要がある。軸受スリーブの両端開口部を閉塞しなければ、ハウジングの型成形に伴って軸受スリーブの内周に樹脂が流れ込むからである。かかる事態と、ハウジングの成形工程の煩雑化とを同時に回避するため、本発明では、軸受スリーブの両端開口部をハウジングの成形型により閉塞した状態でホットメルト樹脂を成形型に射出する。これにより、軸受スリーブ内周への樹脂の流れ込みを効果的に防止しつつ、高精度のハウジングを効率良く型成形することができる。
【００１５】
上述した本発明に係る流体動圧軸受装置の製造方法において、成形型には、その内壁面に軸受スリーブを密着させた状態で保持する保持手段を設けることができる。このようにすれば、いわゆる縦型成形機又は横型成形機の何れを用いてハウジングの型成形が実行されるかに関わらず、また、ラジアル軸受面を損傷等することなく、成形型に対する軸受スリーブの姿勢を適当な状態に保つことができる。これにより、所定形状のハウジングを安定的に量産することができる。なお、保持手段としては、例えば、真空吸引により軸受スリーブを保持するものや、磁力により軸受スリーブを保持するものなどを採用することができる。
【００１６】
ハウジングには、少なくとも軸方向で軸受スリーブと係合する係合部を一体に設けることができる。このようにすれば、ハウジングと軸受スリーブの軸方向相対移動を規制することができるので、流体動圧軸受装置の信頼性が向上する。係合部は、例えば、軸受スリーブの外周に面取り部や段差部を設け、これらの部分を被覆するようにハウジングを型成形することで得ることができる。
【００１７】
但し、ホットメルトタイプの樹脂は、接着力が基本的に高く、また接着力を増強することもできる。そのため、要求特性によっては上記の係合部を省略することも可能である。
【００１８】
円筒状に型成形されたハウジングの一端開口部は、軸受スリーブの非被覆部に固定した有底筒状の蓋部材により閉塞することができる。この場合、蓋部材が圧入を伴って軸受スリーブの非被覆部に対して固定されていると、軸受スリーブのラジアル軸受面精度に悪影響が及ぶ可能性がある。このような問題は、例えば、軸受スリーブの非被覆部と蓋部材の内周面との間に径方向の隙間を設け、この隙間に形成した接着剤層を介して蓋部材と軸受スリーブを固定することで回避することができる。
【００１９】
ハウジングは、周方向の複数箇所にゲート跡を有するものとすることができる。すなわち、ハウジングは、成形型内に画成されるキャビティの周方向複数箇所に開口したゲートを有する成形型を用いて型成形することができる。このようにすれば、キャビティ内における樹脂の流動バランスをとることができるので、成形型内にインサートされた軸受スリーブの姿勢や位置が一層変化し難くなる。そのため、ハウジングを一層高精度に型成形することができる。
【００２０】
上記のとおり、本発明の構成上、ハウジングは径方向に薄肉化することができ、この場合には、ハウジングを径方向に薄肉化した分だけ軸受スリーブを径方向に厚肉化することができる。そのため、軸受スリーブの両端面のうち、少なくとも一端面で、支持すべき軸をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部のスラスト軸受隙間を形成する場合には、スラスト軸受部の支持面積を増加させることができる。これにより、支持すべき軸をスラスト方向に高精度に非接触支持することができる。
【００２１】
軸受スリーブのラジアル軸受面には、ラジアル軸受隙間に介在する潤滑流体に動圧作用を発生させる動圧発生部を設けることができる。上記のとおり、本発明の構成上、ハウジング成形時における軸受スリーブの内周面の損傷等が効果的に防止できるので、上記動圧発生部の損傷等も効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上より、本発明によれば、軸受スリーブのラジアル軸受面を損傷・変形等させることなく、高精度のハウジングを軸受スリーブと一体に型成形することができる。これにより、特にラジアル軸受部の軸受性能に優れた流体動圧軸受装置を低コストに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】流体動圧軸受装置を組み込んだ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。
【図２】本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置を示す断面図である。
【図３】図２に示す軸受スリーブの概略断面図である。
【図４】図２に示す軸受スリーブの下端面を示す図である。
【図５】図２に示す流体動圧軸受装置の部分拡大図である。
【図６】図２に示すハウジングの成形工程を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置を示す断面図である。
【図８】図７に示すハウジングの成形工程を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、流体動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータの概略断面図である。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あり、いわゆる軸回転型の流体動圧軸受装置１と、流体動圧軸受装置１の軸部材２に設けられたハブ部としてのディスクハブ３と、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４およびロータマグネット５と、流体動圧軸受装置１を内周に保持したモータベース６とを備えている。ステータコイル４はモータベース６に取付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３に取付けられる。ディスクハブ３には図示しないディスク（ディスク状情報記録媒体）が一又は複数枚保持される。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３およびこれに保持されたディスクが軸部材２と一体に回転する。
【００２６】
図２に、本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置１を示す。この流体動圧軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２の軸部２１を内周に挿入した円筒状の軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８を内周に保持した略円筒状のハウジング７と、ハウジング７の一端開口部を閉塞する蓋部材１０とを備えており、内部空間には潤滑流体としての潤滑油（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、蓋部材１０が配置された側を下側、その軸方向反対側を上側とするが、流体動圧軸受装置１の使用態様を限定するものではない。
【００２７】
軸部材２は、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部２１と、軸部２１の下端から径方向外側に突出し、軸受スリーブ８と蓋部材１０の間の空間に収容されたフランジ部２２とを備え、図示例ではフランジ部２２が軸部２１の下端にねじ止め固定されている。軸部２１とフランジ部２２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成される。
【００２８】
軸部２１の上端部には、軸部２１と一体又は別体（本実施形態では別体）にディスクハブ３が設けられる。ディスクハブ３は、ハウジング７の上方に配置された円盤部３ａと、円盤部３ａの外径端部から下方に延びた筒状部３ｂと、図示しないディスクを載置するためのディスク搭載面３ｃとを一体に備える。
【００２９】
軸受スリーブ８は、銅または鉄を主成分とする焼結金属の多孔質体で略円筒状に形成される。軸受スリーブ８は、焼結金属に限らず、多孔質樹脂に代表されるその他の多孔質体、あるいは黄銅等の軟質金属で形成することも可能である。
【００３０】
軸受スリーブ８の内周面８ａには、対向する軸部２１の外周面２１ａ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Ａ１，Ａ２が上下二箇所に離間して設けられる。図３に示すように、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２には、それぞれ、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動圧発生部（ラジアル動圧発生部）が形成されている。上側のラジアル軸受面Ａ１に設けられたラジアル動圧発生部は、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝Ａａ１と、動圧溝Ａａ１を区画形成する丘部とで構成され、下側のラジアル軸受面Ａ２に設けられたラジアル動圧発生部は、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝Ａａ２と、動圧溝Ａａ２を区画形成する丘部とで構成される。これらラジアル動圧発生部の何れか一方又は双方は、対向する軸部２１の外周面２１ａに設けても良い。
【００３１】
本実施形態において、軸受スリーブ８の下端面８ｂには、対向するフランジ部２２の上端面２２ａとの間に第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間（第１スラスト軸受隙間）を形成する環状のスラスト軸受面Ｂが設けられる。このスラスト軸受面Ｂには、第１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スラスト動圧発生部が形成されている。本実施形態のスラスト動圧発生部は、図４に示すように、スパイラル形状の動圧溝Ｂａと、動圧溝Ｂａを区画形成する丘部とを周方向に交互に設けて構成される。このスラスト動圧発生部は、フランジ部２２の上端面２２ａに設けても良い。
【００３２】
また、軸受スリーブ８の上端面８ｃには、対向するディスクハブ３の円盤部３ａの下端面３ａ１との間に第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間（第２スラスト軸受隙間）を形成する環状のスラスト軸受面Ｃが設けられる。詳細な図示は省略するが、このスラスト軸受面Ｃには、例えば、スパイラル形状の動圧溝と、この動圧溝を区画形成する丘部とを円周方向で交互に設けて構成されたスラスト動圧発生部が設けられている。このスラスト動圧発生部は、ディスクハブ３の下端面３ａ１に設けても良い。
【００３３】
軸受スリーブ８の外周面は、上方に向かって漸次拡径したテーパ状外周面８ｄ１と、軸方向に延びた径一定の円筒状外周面８ｄ２とを有する。テーパ状外周面８ｄ１の上端部は、上部外周チャンファ８ｅを介して上端面８ｃの外径端部に繋がり、また、テーパ状外周面８ｄ１の下端部は、段差面（段部）８ｆを介して円筒状外周面８ｄ２の上端部に繋がっている。
【００３４】
以上の構成を有する軸受スリーブ８は、略円筒状をなしたハウジング７の内周に保持されている。但し、軸受スリーブ８の下端外周（円筒状外周面８ｄ２の下側領域）は、ハウジング７で被覆されていない。これは、軸受スリーブ８の下端外周が、軸受スリーブ８をインサートしてハウジング７を型成形する際にハウジング７の成形型によって拘束される、すなわち、軸受スリーブ８の下端外周を基準面としてハウジング７の成形型内に軸受スリーブ８が位置決めされるからである（詳細は後述する）。軸受スリーブ８の下端外周に設けられたハウジング７で被覆されていない部分（非被覆部Ｎ）の軸方向寸法は、軸受スリーブ８の軸方向の全長寸法の１０％以下程度とされる。これは、ハウジング７が射出圧の小さいホットメルト樹脂で型成形される関係上、成形型による軸受スリーブ８の拘束面積が小さくても、ハウジングの型成形時における軸受スリーブの位置ずれ等を可及的に防止し得るからである。
【００３５】
ハウジング７は、軸受スリーブ８をインサートしてホットメルトタイプの樹脂（ホットメルト樹脂）で略円筒状に型成形されており、ゲート内で固化した樹脂が離型に伴って分断されることで形成されたゲート跡Ｍを有する。本実施形態では、ゲート跡Ｍがハウジング７の上端外周縁部の周方向三か所に等配されている。
【００３６】
ハウジング７は、上方に向かって漸次拡径したテーパ状外周面７ａと、軸方向に延びた径一定の円筒状外周面７ｂとを有し、テーパ状外周面７ａは、径方向で対向するディスクハブ３の筒状部３ｂの内周面３ｂ１との間に、上方に向かって半径方向寸法が漸次縮小したくさび状のシール空間Ｓを形成する。このシール空間Ｓは、流体動圧軸受装置１の運転時、第２スラスト軸受隙間の外径側と連通する。また、シール空間Ｓは、流体動圧軸受装置１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。
【００３７】
ハウジング７は、軸受スリーブ８と軸方向で係合した係合部７１，７２を一体に有する。係合部７１は、軸受スリーブ８の上部外周チャンファ８ｅを被覆するようにハウジング７の上端内周に円環状に形成され、また、係合部７２は、軸受スリーブ８の段部および円筒状外周面８ｄ２の上側領域を被覆するようにハウジング７の下端内周に円環状に形成されている。さらに、本実施形態では、ハウジング７で被覆される軸受スリーブ８の外周面にテーパ状外周面８ｄ１が設けられているので、ハウジング７の上側部分が軸受スリーブ８と軸方向で係合する。かかる構成により、ハウジング７と軸受スリーブ８の軸方向における相対移動が可及的に防止されるので、流体動圧軸受装置１の信頼性が向上する。なお、本実施形態では、軸受スリーブ８が焼結金属の多孔質体で形成されていることから、ハウジング７の型成形に伴って、ハウジング７の成形用樹脂（ホットメルト樹脂）が軸受スリーブ８の表面開孔に入り込む。従って、ハウジング７（係合部７１，７２）は、軸方向のみならず、周方向においても軸受スリーブ８と係合する。さらに言うと、本実施形態のハウジング７は、その内周全域に、軸方向および周方向で軸受スリーブ８と係合する微小な係合部を無数に有する。
【００３８】
図示例のハウジング７は、その上端面７ｃが軸受スリーブ８の上端面８ｃと面一となるように型成形されているが、軸部材２の回転時には、軸受スリーブ８の上端面８ｃとディスクハブ３の下端面３ａ１との間に第２スラスト軸受隙間が形成される。そのため、軸部材２の回転時にディスクハブ３とハウジング７とが摺動接触するのを可及的に回避すべく、ハウジング７の上端面７ｃは軸受スリーブ８の上端面８ｃよりも若干量下方に配置しても良い。
【００３９】
蓋部材１０は、フランジ部２２の下側に配置される円盤状の底部１０ａと、底部１０ａの外径端部から軸方向に延びた円筒状の筒部１０ｂとを一体に有する有底筒状をなし、例えば、導電性を有する金属板にプレス加工を施すことで形成される。この蓋部材１０は、筒部１０ｂの内周面１０ｂ１を軸受スリーブ８の下端外周（円筒状外周面８ｄ２の下側領域）の非被覆部Ｎに固定することにより、軸受スリーブ８に固定されている。筒部１０ｂは、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けた下側のラジアル軸受面Ａ２の一部と軸方向でオーバーラップしている。
【００４０】
所望の固定力が得られ、かつ、軸受スリーブ８の非被覆部Ｎにおける表面開孔を封止し得る限りにおいて軸受スリーブ８に対する蓋部材１０の固定方法に特段の制約はないが、本実施形態では、図５に拡大して示すように、互いに対向する筒部１０ｂの内周面１０ｂ１と軸受スリーブ８の小径外周面８ｄ２の下側領域との間に半径方向の隙間１１を設け、この半径方向隙間１１内に形成した接着剤層１２を介して蓋部材１０と軸受スリーブ８とを固定している（隙間接着）。これにより、軸受スリーブ８の非被覆部Ｎにおける表面開孔を封止しつつ、ハウジング７の下端開口部が閉塞される。このように、隙間接着により軸受スリーブ８と蓋部材１０を採用したのは、上記のように、蓋部材１０の筒部１０ｂが軸受スリーブ８の内周面８ａに設けたラジアル軸受面Ａ２の一部と軸方向でオーバーラップしているためである。すなわち、圧入を伴う方法で蓋部材１０の筒部１０ｂを軸受スリーブ８に固定すると、蓋部材１０の圧入に伴って軸受スリーブ８の小径外周面８ｄ２が変形し、この変形がラジアル軸受面Ａ２の形状精度、ひいてはラジアル軸受部Ｒ２の軸受性能に悪影響を及ぼす可能性があるからである。
【００４１】
図５に拡大して示すように、蓋部材１０の筒部１０ｂの上端面１０ｂ２とハウジング７の下端面７ｄとは、軸方向の隙間を介して互いに対向している。この軸方向隙間１３は、例えば、蓋部材１０と軸受スリーブ８を接着固定するのと同時に、両者を接着固定した接着剤で封止される。なお、筒部１０ｂの上端面１０ｂ２とハウジング７の下端面７ｄとが当接し、上記の軸方向隙間１３が形成されない場合もある。この場合においても、両面１０ｂ２，７ｄの当接部に接着剤を塗布するのが好ましい。焼結金属製の軸受スリーブ８の内部空孔に保持された潤滑油が、軸受装置外部に漏れ出すのを確実に防止するためである。
【００４２】
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に設けた上下２つのラジアル軸受面Ａ１，Ａ２と、これに対向する軸部２１の外周面２１ａ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、ラジアル軸受隙間に形成される油膜圧力がラジアル動圧発生部の動圧作用によって高められ、軸部材２をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が上下に離間した二箇所に形成される。
【００４３】
これと同時に、軸受スリーブ８の上端面８ｃに設けたスラスト軸受面Ｂとこれに対向するディスクハブ３の円盤部３ａの下端面３ａ１との間、および軸受スリーブ８の下端面８ｂに設けたスラスト軸受面Ｃとこれに対向するフランジ部２２の上端面２２ａとの間に第１および第２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の油膜圧力がスラスト動圧発生部の動圧作用によって高められ、軸部材２をスラスト一方向およびスラスト他方向に非接触支持するスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２が形成される。
【００４４】
以上の構成を有する流体動圧軸受装置１は、蓋部材１０の外周面およびハウジング７の外周に設けた円筒面７ｂを、アルミ合金等の金属材料で形成されたモータベース６（図１参照）の円筒状内周面に例えば接着固定することでモータに組み込まれる。蓋部材１０とモータベース６は何れも金属製とされるから、流体動圧軸受装置１はモータベース６に対して高い接着強度でもって固定することができる。蓋部材１０とモータベース６との間で十分な接着強度を確保できるのであれば、ハウジング７をモータベース６に対して必ずしも接着固定する必要はない。
【００４５】
ここで、流体動圧軸受装置１が図１に示すスピンドルモータに組み込まれた状態で運転され、ディスクハブ３およびこれに保持した図示しないディスクが軸部材２と一体に回転すると、ディスクには、空気との摩擦によって静電気が帯電する。本実施形態の流体動圧軸受装置１では軸部材２および蓋部材１０が金属材料で形成されているので、ディスクに帯電した静電気を、軸部材２→蓋部材１０→モータベース６という経路を介して確実に接地側に放電することができる。但し、蓋部材１０とモータベース６とを接着固定する場合、一般的には絶縁体である接着剤によって導電経路が遮断されるおそれがある。このような場合には、必要に応じて蓋部材１０とモータベース６とにまたがって適当な導電材を塗布しておくのが望ましい。
【００４６】
次に、以上で説明した流体動圧軸受装置１の製造方法について、ハウジング７の成形工程を中心に説明する。
【００４７】
図６は、ハウジング７の成形工程（インサート成形工程）で使用する成形型の一例を概念的に示す断面図である。同図に示す成形型３０は、固定型３１と、固定型３１に対して接近および離反移動可能に同軸配置された可動型３２とを備えるが、軸受スリーブ８の内周に挿入（圧入）可能なコアは有していない。図示は省略するが、本実施形態の成形型３０はいわゆる縦型成形機にセットされており、固定型３１および可動型３２は、それぞれ上方および下方に配置されている。
【００４８】
可動型３２は、成形型３０内にインサート部品として配置される軸受スリーブ８の下端外周（円筒状外周面８ｄ２の下側領域）を拘束する拘束部３３を有し、図６に示す型締め状態では、固定型３１の下端面３１ａと協働して、軸受スリーブ８の周囲にハウジング７の形状に対応したキャビティ３４を画成する。また、可動型３２は、キャビティ３４に溶融状態のホットメルト樹脂Ｐを射出するためのゲート３５を有する。本実施形態のゲート３５は点状ゲートであり、キャビティ３４のうち、ハウジング７の上端外周縁部を成形する部分に開口するように周方向の三箇所に等配されている。かかる態様でゲート３５を配置することにより、キャビティ３４内での樹脂Ｐの流動バランスをとることができる。
【００４９】
なお、ゲート３５の配置態様は適宜変更可能であり、例えば、キャビティ３４のうち、ハウジング７の上端面７ｃを成形する部分に開口するようにゲート３５を設けても良い（図示省略）。
【００５０】
また、図示は省略するが、成形型３０には、その内壁面（例えば可動型３２の内底面３２ｂ）に軸受スリーブ８を密着させた状態で保持する保持手段を設けることもできる。このようにすれば、いわゆる横型成形機を用いてハウジング７の型成形が実行される場合（すなわち、軸受スリーブ８が横姿勢で成形型３０内に配置される場合）であっても、軸受スリーブ８を適当な姿勢に保持することができるので、所定形状のハウジング７を安定的に量産することができる。保持手段としては、例えば、真空吸引により軸受スリーブ８を保持するもの、磁力により軸受スリーブ８を保持するものなどを採用することができる。
【００５１】
以上の構成を有する成形型３０が型開きされた状態において、円筒状外周面８ｄ２の下側領域を拘束部３３で拘束するようにして、軸受スリーブ８を可動型３２内に配置する。その後、可動型３２を上昇移動させ、可動型３２の上端面３２ａと固定型３１の下端面３１ａとを衝合させると、軸受スリーブ８の周囲にキャビティ３４が画成される。また、これと同時に、固定型３１の下端面３１ａで軸受スリーブ８の上端開口部が閉塞されると共に、可動型３２の内底面３２ｂで軸受スリーブ８の下端開口部が閉塞される。そして、溶融状態のホットメルト樹脂Ｐをゲート３５を介してキャビティ３４に射出し、これを硬化させると、略円筒状をなしたハウジング７が軸受スリーブ８と一体にホットメルト樹脂Ｐで型成形される。
【００５２】
ここで、ハウジング７の型成形に用いるホットメルト樹脂Ｐとしては、融点が２２０〜２８０℃程度、射出時における溶融粘度が１〜２００Ｐａ・ｓであると共に、さらに、流体動圧軸受装置１の各所に介在する潤滑油（例えば、エステル系潤滑油）に対する耐油性と、流体動圧軸受装置１の運転に伴う潤滑油の油温上昇時においても熱変形や特性変化が生じない程度の耐熱性とを具備するものが選択使用される。具体的には、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系およびポリオレフィン系の群から選択される少なくとも一種の化合物で形成されたホットメルト樹脂Ｐが使用可能である。ホットメルト樹脂Ｐには、その流動性に悪影響を及ぼさない範囲（その溶融粘度を大幅に高めない範囲）で、ハウジング７に種々の特性を付与するための充填材を一種又は二種以上配合しても良い。
【００５３】
以上のようにしてハウジング７を軸受スリーブ８と一体に型成形した後、可動型３２を下降移動させて型開きする。そして、例えば、可動型３２に設けた図示しないイジェクトピンを前進移動させることにより、軸受スリーブ８と一体に型成形されたハウジング７を可動型３２から取り出す。
【００５４】
可動型３２からのハウジング７の取り出しに伴い、ゲート３５内で固化したホットメルト樹脂Ｐ（ゲート内樹脂）が分断される。ゲート内樹脂が分断されると、その一部がゲート跡Ｍとしてハウジング７の上端外周縁部に残るが、点状ゲート内に形成されるゲート内樹脂の強度は一般に弱い。そのため、ゲート３５として点状ゲートを採用すれば、除去加工等のゲート処理を必要とするほどのゲート跡Ｍが残り難くなる。仮に、ゲート処理が必要な程度のゲート跡Ｍが形成されたとしても、ゲート跡Ｍはハウジング７の周方向に離間した三箇所に形成されることから、ゲート処理はハウジング７の一部に施せば足りる。従って、ゲート処理を簡便に実行することができる。ゲート処理の方法は任意であり、例えば、ゲート跡Ｍを機械加工で切除する、塑性加工によりゲート跡Ｍを平滑化する等の方法を採用することができる。
【００５５】
そして、軸受スリーブ８の内周に軸部材２の軸部２１を挿入してから、軸部２１に対してディスクハブ３を固定すると共に、軸受スリーブ８の下端外周に形成された、ハウジング７で被覆されていない部分（非被覆部Ｎ）に対して蓋部材１０を接着固定する。その後、軸受スリーブ８の内部気孔、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間およびスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２のスラスト軸受隙間等を満たすように流体動圧軸受装置１の内部空間に潤滑油（ここではエステル系潤滑油）を充填すると、図２に示す流体動圧軸受装置１が完成する。
【００５６】
上述したように、ハウジング７の型成形に用いるホットメルト樹脂Ｐは、ＰＰＳ等をベース樹脂とした樹脂材料に比べて溶融粘度が低く流動性に優れるため、射出圧力を低くすることができる。そのため、ハウジング７をホットメルト樹脂Ｐで型成形すれば、コアによる軸受スリーブ８の内周面８ａ（ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２）の拘束を省略し、軸受スリーブ８の下端外周を成形型３０に設けた拘束部３３で拘束するだけでも、ハウジング７の型成形中に軸受スリーブ８を成形型３０内に正確に位置決め配置することが、すなわち、樹脂Ｐの射出圧力を受けた軸受スリーブ８の姿勢等が成形型３０内で変化するような事態を可及的に防止することができる。特に、本実施形態では、周方向の三箇所に等配したゲート３５からホットメルト樹脂Ｐを射出し、キャビティ３４内でのホットメルト樹脂Ｐの流動バランスをとるようにしたので、成形型３０内に配置された軸受スリーブ８の姿勢や位置が一層変化し難くなる。従って、高精度のハウジング７を軸受スリーブ８と一体に型成形することができる。また、ハウジング７の型成形時に、コアによる軸受スリーブ８の内周面８ａの拘束を省略すれば、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の変形・損傷等を確実に防止することができる。
【００５７】
また、上述のとおり、ホットメルト樹脂Ｐは流動性に優れるため、各部の肉厚が減じられた薄肉のハウジング７を高精度に型成形することができる。具体的には、ハウジング７のうち、内周に軸受スリーブ８を保持する部分の最大肉厚が、ハウジング７の最大外径の１０％以下であるような薄肉のハウジング７であっても、高精度に型成形することができる。そして、ハウジング７が薄肉化されれば、肉厚に比例して大きくなる成形収縮量も減じることができるので、この点からも高精度のハウジング７を得ることができる。
【００５８】
コアによる軸受スリーブ８の内周面８ａの拘束を省略した場合、ハウジング７の型成形時には、軸受スリーブ８の両端開口部を何らかの手段で閉塞する必要がある。軸受スリーブ８の両端開口部を閉塞しなければ、ハウジング７の型成形に伴って軸受スリーブ８の内周に樹脂Ｐが流れ込むからである。かかる事態と、ハウジ７ングの成形工程の煩雑化とを同時に回避すべく、本発明では、軸受スリーブ８の両端開口部をハウジング７の成形型３０で閉塞した状態でホットメルト樹脂Ｐを成形型３０（キャビティ３４）に射出することにした。これにより、軸受スリーブ８内周へのホットメルト樹脂Ｐの流れ込みを効果的に防止しつつ、効率良くハウジング７を型成形することができる。
【００５９】
以上より、本発明によれば、軸受スリーブ８のラジアル軸受面Ａ１，Ａ２を損傷・変形等させることなく、高精度のハウジング７を軸受スリーブ８と一体に型成形することができる。これにより、特にラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の軸受性能に優れた流体動圧軸受装置を低コストに提供することができる。
【００６０】
図７に、本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置１を示す。この実施形態の流体動圧軸受装置１が、図２に示した流体動圧軸受装置と異なる主な点は、ハウジング７の上端内周に設けた係合部７１を軸受スリーブ８の上端面８ｃを被覆するように設けると共に、この係合部７１の内周面７１ａとこれに対向する軸部２１の外周面２１ａとの間にくさび状のシール空間Ｓを形成した点、軸受スリーブ８の外周面８ｄを径一定の円筒面に形成すると共に、図２に示す実施形態で設けていたハウジング７の下端内周の係合部７２を省略した点、および、軸部材２をスラスト他方向に支持するスラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を、蓋部材１０の円盤部１０ａの上端面１０ａ１に設けたスラスト軸受面Ｃとこれに対向するフランジ部２２の下端面２２ｂとの間に形成した点にある。
【００６１】
この実施形態においても、ハウジング７は、焼結金属製の軸受スリーブ８をインサートしてホットメルト樹脂で射出成形されている。そのため、上記のように、ハウジング７の下端内周に設けていた係合部７２を省略しても、ハウジング７と軸受スリーブ８の間には所望の固定力を確保することができる。もちろん、第１実施形態に係る流体動圧軸受装置１と同様に、軸受スリーブ８の外周に段部を設けると共に、この段部を被覆するようにハウジング７を射出成形することにより、ハウジング７の下端内周に軸受スリーブ８と軸方向で係合する係合部７２を設けても構わない。
【００６２】
図７に示すハウジング７は、例えば図８に示す成形型３０を用いて型成形することができる。図８に示す成形型３０は、成形型３０内にインサートされた軸受スリーブ８の内周に圧入されるコアを有していない点、および可動型３２が軸受スリーブ８の下端外周を拘束する拘束部３３を有している点においては図６に示す成形型３０と共通しているが、固定型３１が軸受スリーブ８の上端内周チャンファ８ｇに嵌合して軸受スリーブ８の上端開口部を閉塞する突状部３７を有する点、および可動型３２が軸受スリーブ８の下端内周チャンファ８ｈに嵌合して軸受スリーブ８の下端開口部を閉塞する突状部３６を有する点において、図６に示す成形型３０と構成を異にしている。
【００６３】
そして、図８に示すように、軸受スリーブ８の下端外周を成形型３０（可動型３２）の拘束部３３で拘束すると共に、軸受スリーブ８の両端開口部を成形型３０に設けた突状部３７，３６で閉塞した状態でホットメルト樹脂Ｐを射出することにより、図７に示すハウジング７が、軸受スリーブ８と一体に型成形される。
【００６４】
以上、本発明の実施形態に係る流体動圧軸受装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明を行ったが、本発明は、以上で説明した流体動圧軸受装置に限定適用されるわけではない。
【００６５】
例えば、図示は省略するが、図２に示す流体動圧軸受装置１において、軸部材２のフランジ部２２を省略し、軸受スリーブ８の上端面８ｃとディスクハブ３の円盤部３ａの下端面３ａ１との間にのみスラスト軸受部のスラスト軸受隙間が形成されるタイプの流体動圧軸受装置１にも、本発明は好ましく適用できる。
【００６６】
また、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の何れか一方又は双方が、いわゆる多円弧軸受、ステップ軸受、および波型軸受等、公知のその他の動圧軸受で構成された流体動圧軸受装置や、スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２の何れか一方又は双方が、いわゆるステップ軸受や波型軸受等、公知のその他の動圧軸受で構成された流体動圧軸受装置にも本発明は好ましく適用できる。さらに、本発明は、スラスト軸受部がいわゆるピボット軸受で構成される流体動圧軸受装置にも好ましく適用することができる。
【００６７】
また、以上では、軸部材２にディスクを保持するディスクハブ３が一体又は別体に設けられる流体動圧軸受装置１に本発明を適用したが、本発明は、軸部材２に、例えば、羽根を有するロータ、あるいはポリゴンミラーが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。すなわち、本発明は、図１に示すようなスピンドルモータのみならず、ＰＣ用のファンモータや、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１にも好ましく適用することができる。
【００６８】
また、以上では、軸部材２を回転側とし、軸受スリーブ８等を静止側としたいわゆる軸回転型の流体動圧軸受装置に本発明を適用したが、本発明は、軸部材２を静止側とし、軸受スリーブ８等を回転側としたいわゆる軸固定型の流体動圧軸受装置にも好ましく適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１        流体動圧軸受装置
２        軸部材
２１      軸部
２２      フランジ部
７        ハウジング
７１      係合部
７２      係合部
８        軸受スリーブ
１０      蓋部材
３０      成形型
３３      拘束部
３４      キャビティ
３５      ゲート
Ａ１，Ａ２  ラジアル軸受面
Ｂ，Ｃ    スラスト軸受面
Ｍ        ゲート跡
Ｎ        非被覆部
Ｐ        ホットメルト樹脂
Ｓ        シール空間
Ｒ１，Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１，Ｔ２  スラスト軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015098921.tif 000009
【図８】
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