(57)【要約】      （修正有）【課題】ハウジングの一端開口部が蓋部材で閉塞される流体動圧軸受装置において、所望の軸受性能を確保しつつ、そのコスト低減を図る。【解決手段】軸部材および軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部を内周に収容した円筒状のハウジングと、樹脂材料で射出成形され、ハウジングの一端開口部を封口する蓋部材１０とを備えた流体動圧軸受装置である。蓋部材１０は、キャビティに対する開口径が０．５ｍｍよりも小さいゲートを有する成形金型で円盤状に射出成形され、かつ成形金型内で固化した樹脂材料が蓋部材１０の離型に伴って分断されることで形成された状態のゲート跡１１を有する。【選択図】図４
2015222111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、ラジアル軸受隙間に形成される潤滑油の油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、軸方向の両端が開口した円筒状をなし、軸部材およびラジアル軸受部を内周に収容したハウジングと、充填材を含む樹脂材料で射出成形され、ハウジングの一端開口部を閉塞する蓋部材とを備えた流体動圧軸受装置において、
蓋部材は、キャビティに対する開口径Ｄが０．５ｍｍよりも小さいゲートを有する成形金型で円盤状に射出成形され、かつ前記成形金型内で固化した前記樹脂材料が蓋部材の離型に伴って分断されることで形成された状態のゲート跡を有することを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項２】
前記ゲート跡は、蓋部材の内端面又は外端面に開口した凹状に形成されている請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項３】
蓋部材のうち前記ゲート跡が形成された部分において、前記ゲート跡が存在しない場合における両端面間の離間距離をｔ、前記充填材の平均長をＬａ、前記充填材の長手方向寸法の標準偏差をＬσとしたとき、ｔ＞０．８６Ｄ＋Ｌａ＋６Ｌσの関係式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項４】
前記ゲート跡が、蓋部材の軸心上に配置されている請求項１〜３の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項５】
前記樹脂材料は、繊維状充填材を含むものである請求項１〜４の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項６】
ハウジングの一端内周に蓋部材を固定することにより、ハウジングの一端開口部が閉塞されている請求項１〜５の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項７】
さらに、蓋部材の内端面で形成されるスラスト軸受隙間と、スラスト軸受隙間内の潤滑油に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを有し、
スラスト動圧発生部が、蓋部材を射出成形するのと同時に蓋部材の内端面に型成形された請求項１〜６の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
ハウジングの内周面に、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部が固定されている請求項１〜７の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項９】
軸部材の外周面に、ハウジングの内周面との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部が固定されている請求項１〜７の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受装置およびこれを備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体動圧軸受装置は、軸受隙間に形成される潤滑油の油膜で、回転側の部材（例えば軸部材）と静止側の部材（例えばハウジング）を相対回転自在に非接触支持する軸受装置である。この流体動圧軸受装置は、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、ディスク駆動装置（例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置や、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等の光ディスク駆動装置）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、電気・電子機器の冷却用ファンモータ等のモータ用軸受装置として好適に使用されている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１の図２及び図３には、軸部材と、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ラジアル軸受部と、軸部材およびラジアル軸受部を内周に収容したハウジングとを備えた流体動圧軸受装置が記載されている。この流体動圧軸受装置において、ハウジングは軸方向の両端が開口した円筒状に形成され、その一端開口部は樹脂製の蓋部材で閉塞される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１中に記載されているような樹脂製の蓋部材は、成形金型を用いて射出成形されるのが一般的である。射出成形後には、成形金型の型開きを行い、蓋部材が成形金型から取り出される。成形金型からの蓋部材の取り出しは、成形金型内（実際には、成形金型のゲート内もしくはゲートの出口付近）で固化した樹脂材料を分断するようにして行われるのが一般的である。従って、蓋部材には、成形金型内で固化した樹脂材料の一部がゲート跡として残る場合が多い。
【０００６】
ところで、蓋部材をはじめとする流体動圧軸受装置の構成部品を樹脂で射出成形する際には、成形品の機械的強度や寸法安定性を高めるために充填材（例えば、ガラス繊維等の繊維状充填材）を含む樹脂材料を使用するのが一般的である。そのため、成形品（蓋部材）に残ったゲート跡の分断面には、樹脂材料中に含まれる充填材の一部が露出し易い。この状態を放置したままの蓋部材を使用すると、ゲート跡の分断面に露出した充填材の一部又は全部が脱落等してコンタミとなり、軸受性能、ひいてはモータ性能に悪影響を及ぼすおそれがある。このような問題は、後加工でゲート跡を除去等する（ゲート処理を実行する）ことにより可及的に回避し得るが、ゲート処理を実行すると、加工工数が増加する分、蓋部材を樹脂の射出成形品とすることによるコストメリットを十分に享受することができなくなる。
【０００７】
かかる実情に鑑み、本発明の目的は、ハウジングの一端開口部が蓋部材で閉塞される流体動圧軸受装置において、所望の軸受性能を安定的に維持可能としつつ、そのコスト低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、軸部材と、ラジアル軸受隙間に形成される潤滑油の油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、軸方向の両端が開口した円筒状をなし、軸部材およびラジアル軸受部を内周に収容したハウジングと、充填材を含む樹脂材料で射出成形され、ハウジングの一端開口部を閉塞する蓋部材とを備えた流体動圧軸受装置において、蓋部材は、キャビティに対する開口径Ｄが０．５ｍｍよりも小さいゲートを有する成形金型により円盤状に射出成形され、かつ成形金型内で固化した上記樹脂材料が蓋部材の離型に伴って分断されることで形成された状態のゲート跡を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る流体動圧軸受装置では、充填材を含む樹脂材料で円盤状に射出成形された蓋部材が、当該蓋部材の成形金型内で固化した樹脂材料が蓋部材の離型に伴って分断されることで形成された状態のゲート跡を有する。これはすなわち、樹脂の射出成形品とされる蓋部材が、離型された状態のまま使用されていることを意味する。そのため、離型後のゲート処理を省略した分、蓋部材の製造コストが低減され、その結果流体動圧軸受装置のコスト低減を図ることができる。また、蓋部材は、円盤状に射出成形されることから所定の寸法・形状精度が容易かつ安定的に確保される。さらに、蓋部材が充填材を含む樹脂材料で射出成形されることから、適当な充填材を選択使用すれば、蓋部材に必要とされる機械的強度や寸法安定性を確保することができる。以上のことから、流体動圧軸受装置に必要とされる軸受性能を確保しつつ、そのコスト低減を図ることができる。なお、ゲート跡が、ゲート処理が施されたものであるか否か（離型時の状態を維持しているか否か）は、例えば、ゲート跡が凹凸形状の分断面（分断部）を有するか否かによって判断することができる。
【００１０】
上記のように、離型後のゲート処理を省略可能となったのは、本願発明者が鋭意検討を重ねた結果、キャビティに対する開口径Ｄが０．５ｍｍよりも小さいゲート（点状ゲート）を有する成形金型で蓋部材を円盤状に射出成形すれば良いことを見出したためである。すなわち、キャビティに対するゲートの開口径Ｄが０．５ｍｍよりも小さければ、ゲート跡の分断部（分断面）からの充填材の露出を可及的に防止することができ、また、蓋部材が円盤状をなした単純形状であれば、キャビティに対する開口径Ｄが０．５ｍｍより小さいゲートであっても、キャビティを隙間無く樹脂材料（溶融状態の樹脂材料）で満たし、高精度の成形品を得ることができるからである。但し、ゲートの開口径Ｄが小さすぎると、樹脂の射出性が低下し、所定精度の蓋部材を成形することが難しくなる。そのため、開口径Ｄは０．２ｍｍ以上に設定する（０．２ｍｍ≦Ｄ＜０．５ｍｍ）。
【００１１】
ゲート跡は、蓋部材の内端面又は外端面上で隆起した凸状に形成することもできるが、蓋部材の内端面又は外端面に開口した凹状に形成するのが好ましい。ゲート跡の分断部を凹状部の内周に配置することができるので、ゲート跡の分断部が軸部材等の相手部材と接触し、その結果、蓋部材に含まれる充填材が流体動圧軸受装置の内部空間、もしくは流体動圧軸受装置の周辺に脱落等する可能性を低減することができるからである。この場合、蓋部材のうちゲート跡（凹状のゲート跡）が設けられた部分において、ゲート跡が存在しない場合における両端面間の離間距離をｔ、充填材の平均長をＬａ、充填材長さの標準偏差をＬσとしたとき、ｔ＞０．８６Ｄ＋Ｌａ＋６Ｌσの関係式を満たすのが好ましい。このようにすれば、ゲート跡が凹状に形成され、かつ蓋部材のうちゲート跡が設けられた部分から充填材が脱落等した場合でも、蓋部材の両端面が連通状態となるのを防止することができる。これにより、ハウジングの内部空間に介在する潤滑油の外部漏洩といった致命的な不具合が生じるのを防止することができる。
【００１２】
ゲート跡は、円盤状をなした蓋部材の軸心上に配置（形成）されているのが好ましい。このような蓋部材は、ゲートがキャビティのうちで蓋部材の端面中央に対応する位置に開口した成形金型を用いて射出成形することで得られる。この場合、ゲートを介してキャビティ内に溶融状態の樹脂材料（溶融樹脂）が充填されると、この溶融樹脂はキャビティの中央から半径方向外側に均等に広がる。従って、ウェルドの発生を避けることができ、高強度でかつ高精度の蓋部材が得られる。
【００１３】
蓋部材成形用の樹脂材料としては、繊維状充填材を含むものが好適に使用可能である。高強度の蓋部材を容易に得ることができるからである。使用可能な繊維状充填材としては、ガラス繊維（ＧＦ）や炭素繊維（ＣＦ）を挙げることができる。もちろん、樹脂材料には、蓋部材の要求特性に応じてその他の充填材（例えば、カーボンブラック）を含めることができる。
【００１４】
蓋部材は、ハウジングの一端内周に固定するのが好ましい。このようにすれば、蓋部材をハウジングの一端面に固定する場合に比べ、蓋部材の直径寸法を小さくすることができる分、蓋部材の成形金型としてキャビティの容積が小さいものを使用することができる。キャビティの容積が小さくなれば、その分だけ開口径の小さなゲートを使用することが可能となるので、ゲート跡を小さくすることができ、その結果、ゲート跡から充填材が脱落等する可能性を一層低減することができる。
【００１５】
本発明に係る流体動圧軸受装置は、さらに、蓋部材の内端面で形成されるスラスト軸受隙間と、スラスト軸受隙間内の潤滑油に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを有するものとすることができる。この場合、蓋部材の内端面には、スラスト動圧発生部を、蓋部材を射出成形するのと同時に型成形することができる。これにより、軸部材をスラスト一方向に非接触支持するスラスト軸受部を安価に構築することができる。
【００１６】
ハウジングの内周面には、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部を固定しても良い。また、これに替えて、軸部材の外周面に、ハウジングの内周面との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部を固定しても良い。これら何れかの構成を採用すれば、流体動圧軸受装置の各部に求められる要求特性を最適化し易くなる。
【００１７】
以上で述べた本発明に係る流体動圧軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータ、例えばディスク駆動装置用のスピンドルモータの他、冷却ファン用のファンモータ、レーザビームプリンタ用のポリゴンスキャナモータなどに組み込んで好適に使用可能である。
【発明の効果】
【００１８】
以上に示すように、本発明によれば、ハウジングの一端開口部が蓋部材で閉塞される流体動圧軸受装置において、所望の軸受性能を安定的に維持可能としつつ、そのコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】流体動圧軸受装置が組み込まれたスピンドルモータの概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置の含軸断面図である。
【図３】（ａ）図はスリーブ部の断面図、（ｂ）図はスリーブ部の下側端面を示す平面図である。
【図４】（ａ）図は蓋部材の内底面を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図中のＸ−Ｘ線矢視拡大断面図である。
【図５】蓋部材の成形工程の要部概略断面図である。
【図６】蓋部材の成形工程の終了段階における要部概略断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置の含軸断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置の含軸断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、流体動圧軸受装置が組み込まれた情報機器用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、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、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４およびロータマグネット５と、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の外周に取付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３の内周に取付けられる。流体動圧軸受装置１のハウジング７はモータベース６の内周に固定される。ディスクハブ３にはディスクＤが一又は複数枚（図示例は２枚）保持されている。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、それによって、ディスクハブ３およびディスクハブ３に保持されたディスク９が軸部材２と一体に回転する。
【００２２】
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の外径側に配置されたスリーブ部８と、軸部材２およびスリーブ部８を内周に収容した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とを備える。ハウジング７の内部空間は潤滑油（密な散点ハッチングで示す）で満たされている。なお、以下では、説明の便宜上、蓋部材１０が設けられた側を下側、その軸方向反対側を上側というが、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。
【００２３】
軸部材２は、溶製材（ステンレス鋼に代表される非多孔質の金属材料）で形成され、軸部２１と、軸部２１の下端に一体または別体に設けられたフランジ部２２とを備える。
【００２４】
スリーブ部８は、例えば、焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、ハウジング７の小径内周面７ａ１に固定される。スリーブ部８は、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などで形成することもできる。
【００２５】
スリーブ部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が軸方向の二箇所に離間して設けられている。２つのラジアル軸受面には、図３（ａ）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がそれぞれ形成されている。本実施形態のラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２は、それぞれ、互いに反対方向に傾斜し、かつ軸方向に離間して設けられた複数の上側動圧溝Ａａ１および下側動圧溝Ａａ２と、両動圧溝Ａａ１，Ａａ２を区画する凸状の丘部とを有し、全体としてヘリングボーン形状を呈する。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と略同径の環状丘部Ａｃとからなる。
【００２６】
スリーブ部８の下側端面８ｂには、対向するフランジ部２２の上側端面２２ａとの間に第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する環状のスラスト軸受面が設けられる。このスラスト軸受面には、図３（ｂ）に示すように、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、スパイラル形状の動圧溝Ｂａと、動圧溝Ｂａを区画形成する丘部とを円周方向に交互に配して構成される。このスラスト動圧発生部Ｂは、対向するフランジ部２２の上側端面２２ａに形成しても良い。
【００２７】
ハウジング７は、相対的に薄肉で円筒状をなした側部７ａと、側部７ａの上側に設けられ、相対的に厚肉でリング状をなしたシール部７ｂとを一体に有し、溶製材（黄銅やステンレス鋼等の非多孔質の金属材料）又は樹脂材料で軸方向の両端が開口した略円筒状に形成される。側部７ａは小径内周面７ａ１と大径内周面７ａ２とを有し、両内周面７ａ１，７ａ２には、接着、圧入、圧入接着（圧入と接着の併用）等の適宜の手段により、スリーブ部８および蓋部材１０がそれぞれ固定される。
【００２８】
シール部７ｂの内周面７ｂ１は、下方（ハウジング７の内部側）に向けて漸次縮径したテーパ面状に形成され、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を形成する。シール部７ｂの下側端面７ｂ２の内径側領域には、軸受スリーブ８の上側端面８ｃが当接しており、ハウジング７と軸受スリーブ８の軸方向における相対的な位置決めがなされている。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内に保持する。そのため、ハウジング７内部空間からの潤滑油漏れが効果的に防止される。なお、シール部７ｂと側部７ａとは別体に設けても構わない。
【００２９】
蓋部材１０は、円盤状をなし、ハウジング７の大径内周面７ａ２に適宜の手段で固定されてハウジング７の下端開口部を閉塞している。この蓋部材１０は、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）等の結晶性樹脂、あるいは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）等の非晶性樹脂をベース樹脂とした樹脂材料で射出成形される。上記のベース樹脂は、例えば、一種のみを選択使用しても良いし、二種以上混合して使用しても良く、ここではＬＣＰをベース樹脂とした樹脂材料を用いている。ベース樹脂には、例えば、ガラス繊維（ＧＦ）や炭素繊維（ＣＦ）等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル等の粉末状充填材の群から選択される少なくとも一種が蓋部材１０の要求特性に応じて配合される。本実施形態では、蓋部材１０の強度および寸法安定性を高めると共に、蓋部材１０に高い導電性を付与する観点から、炭素繊維およびカーボンブラックを含む樹脂材料が使用される。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、蓋部材１０の上側端面（内端面）１０ａには、対向するフランジ部２２の下側端面２２ｂとの間に第２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いる。このスラスト軸受面には、第２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スラスト動圧発生部Ｃが形成されている。図示例のスラスト動圧発生部Ｃは、スパイラル形状の動圧溝Ｃａを円周方向に複数配して構成されている。なお、このスラスト動圧発生部Ｃは、対向するフランジ部２２の下側端面２２ｂに形成しても良い。
【００３１】
蓋部材１０は、その上側端面１０ａの軸心上に配置されたゲート跡１１を有する。本実施形態のゲート跡１１は、蓋部材１０の上側端面１０ａの軸心上に開口した凹状をなし、かつ、成形金型３０（図５参照。詳細は後述する）内で固化した樹脂材料が蓋部材１０の離型に伴って分断されることで形成された状態を維持している。すなわち、凹状のゲート跡１１は、蓋部材１０の離型に伴って成形金型３０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た凹凸形状の分断部１２を有している［図４（ｂ）参照］。
【００３２】
ここで、蓋部材１０が上記態様のゲート跡１１（離型後の除去加工等が省略されたゲート跡１１）を有する関係上、蓋部材１０を構成する樹脂材料中に含まれる充填材（特に長寸の繊維状充填材。ここでは炭素繊維）が何らかの拍子に脱落等する可能性がある。この場合、充填材が脱落した箇所に蓋部材１０の両端面１０ａ，１０ｂに開口した孔部が形成され、この孔部を介してハウジング７の内部空間に充填された潤滑油が外部に漏れ出すといった致命的な問題が生じ得る。そこで、蓋部材１０離型後のゲート処理を省略可能としつつ、上記の致命的な問題発生を可及的に防止すべく、蓋部材１０のうちゲート跡１１が形成された部分（蓋部材１０の軸心部）において以下の関係式（１）を満たすようにした。
関係式（１）：ｔ＞０．８６Ｄ＋Ｌａ＋６Ｌσ
但し、ｔ：蓋部材１０のうちゲート跡１１が形成された部分においてゲート跡１１が存在しないとした場合における両端面１０ａ，１０ｂ間の離間距離［単位：ｍｍ］、Ｄ：キャビティ３３に対するゲート３４（図５参照）の開口径、Ｌａ：充填材の平均長、Ｌσ：充填材長さの標準偏差である。ここでいう“充填材”とは、蓋部材１０の成形用樹脂材料中に含めた充填材のうち平均長が最大のものをいう。
【００３３】
上記の関係式（１）における“０．８６Ｄ”は、蓋部材１０の上側端面（内端面）１０ａ又は下側端面（外端面）１０ｂに開口した凹状のゲート跡１１が形成される場合、ゲート跡１１の開口寸法は最大でもゲート３４の開口径程度であること、また、開口径が０．５ｍｍよりも小さいゲート３４を採用した場合、ゲート跡１１の断面形状はゲート跡１１の底部側に向けて開口寸法が漸次縮小した三角形状を呈すると共に、ゲート跡１１の底部を画成する二辺がなす角度θが６０°よりも小さくなることはないこと、を本願発明者が鋭意検討の結果見出したためである。すなわち、“０．８６Ｄ”は、（Ｄ／２）×√３から導き出せる。また、上式において“６Ｌσ”を加算することにしたのは、使用する充填材（繊維状充填材）の長さ寸法のバラツキを考慮したためである。すなわち、長さ寸法のバラツキがない充填材を使用するのは現実的に不可能であり、充填材長さの標準偏差の６倍に相当する値を加算しておけば、使用する充填材に長さのバラツキがあったとしても、上述の致命的な不具合が生じるのを確実に防止することができる。
【００３４】
以上の構成を有する蓋部材１０は、例えば以下の成形工程を経て製造することができる。
【００３５】
図５は、蓋部材１０の成形工程の要部を概念的に示している。同図に示す成形金型３０は、相対的に接近および離反移動可能に同軸配置された第１金型３１および第２金型３２を備えており、両型３１，３２を型締めした状態で、両型３１，３２間に蓋部材１０の形状に対応したキャビティ３３が画成される。第１金型３１は、蓋部材１０の上側端面１０ａを成形するための成形面３１ａと、キャビティ３３に開口したゲートとしての点状ゲート３４とを有し、成形面３１ａにはスラスト動圧発生部Ｃの形状に対応した型部が設けられている（図示せず）。点状ゲート３４は、キャビティ３３のうち、蓋部材１０の上側底面１０ａの軸心部に対応する位置に開口している。点状ゲート３４の開口径Ｄは０．５ｍｍよりも小さく設定され（Ｄ＜０．５ｍｍ）、ここではＤ＝０．３ｍｍに設定されている。また、ゲート跡１１が上述したような凹状に形成される場合があることを考慮し、上述した関係式（１）を変形してなる“Ｄ”についての関係式、すなわち、Ｄ＜{ｔ−（Ｌａ＋６Ｌσ）}／０．８６の関係式をさらに満たすように点状ゲート３４の開口径Ｄが設定される。
【００３６】
具体例を挙げると、ここでは、蓋部材１０のうちゲート跡１１が形成されることとなる部分において、ゲート跡１１が存在しない場合における両端面１０ａ，１０ｂ間の離間距離＝１．０５ｍｍの蓋部材１０を、平均長Ｌａ＝０．０８ｍｍで標準偏差Ｌσ＝０．１ｍｍの炭素繊維を含む樹脂材料で射出成形する。この場合、上記の関係式（１）を変形してなる“Ｄ”についての関係式のうち、{ｔ−（Ｌａ＋６Ｌσ）}／０．８６の値は、{１．０５−（０．０８＋６×０．１）}／０．８６＝０．４３となる。従って、開口径Ｄ＝０．３ｍｍの点状ゲート３４は、Ｄ＜０．５ｍｍの関係式、およびＤ＜{ｔ−（Ｌａ＋６Ｌσ）}／０．８６の関係式の双方を満たす。
【００３７】
以上の構成からなる成形金型において、第１金型３１と第２金型３２とを相対的に接近移動させて型締めを行う。型締め後、図示しない射出成形機から射出された溶融状態の樹脂材料（溶融樹脂Ｐ）は、図示しないスプルーおよびランナ、さらには点状ゲート３４を介してキャビティ３３内に充填される。ゲート３４が上記態様で配置されていることにより、キャビティ３３内に充填された溶融樹脂Ｐは、キャビティ３３の中央から半径方向外側に均等に広がる。従って、ウェルドの発生を避けることができ、高強度かつ高精度の蓋部材１０を成形することができる。そして、キャビティ３３内に充填された溶融樹脂Ｐが固化すると、型開きを行ってから第１金型３１に設けた図示しないイジェクトピンを前進移動させ、成形された蓋部材１０を型外に排出（離型）する。
【００３８】
本実施形態では、キャビティ３３内で固化した樹脂材料の一部（キャビティ３３のうち、ゲート３４の出口付近で固化した樹脂材料）がゲート３４内で固化した樹脂材料と繋がった状態で蓋部材１０が離型される（図６中に示す散点ハッチングを参照）。これにより、上側端面１０ａの軸心上に凹状のゲート跡１１を有する蓋部材１０が得られる。
【００３９】
そして、例えば、ハウジング７の小径内周面７ａ１にスリーブ部８を固定してからスリーブ部８の内周に軸部材２の軸部２１を挿入し、その後、ハウジング７の大径内周面７ａ２の軸方向所定位置（軸部材２のフランジ部２２の上側および下側に所定幅のスラスト軸受隙間を形成し得る位置）に、成形金型３０から離型された状態のままの蓋部材１０を固定する。これにより、流体動圧軸受装置１の組立が完了する。その後、スリーブ部８の内部気孔を含めてハウジング７の内部空間を潤滑油で満たすことにより、図２に示す流体動圧軸受装置１が完成する。
【００４０】
以上の構成からなる流体動圧軸受装置１において、スリーブ部８の内周面８ａの上下二箇所に離間して設けられたラジアル軸受面と、これらに対向する軸部２１の外周面２１ａとの間にそれぞれラジアル軸受隙間が形成される。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をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が軸方向の二箇所に離間して形成される。これと同時に、スリーブ部８の下側端面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２２の上側端面２２ａとの間、および、蓋部材１０の内底面１０ａに設けたスラスト軸受面とこれに対向するフランジ部２２の下側端面２２ｂ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をスラスト一方向に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１および軸部材２をスラスト他方向に支持する第２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。
【００４１】
以上で説明したように、本発明に係る流体動圧軸受装置１では、充填材を含む樹脂材料で円盤状に射出成形された蓋部材１０が、蓋部材１０の成形金型３０内で固化した樹脂材料が蓋部材１０の離型に伴って分断されることで形成された状態のゲート跡１１を有する。これはすなわち、樹脂の射出成形品とされる蓋部材１０が、離型された状態のまま使用されていることを意味する。そのため、離型後のゲート処理を省略した分、蓋部材１０の製造コストが低減され、その結果流体動圧軸受装置１のコスト低減を図ることができる。また、蓋部材１０は、円盤状に射出成形されることから所定の寸法・形状精度が容易かつ安定的に確保される。さらに、蓋部材１０が充填材を含む樹脂材料（本実施形態では、ＬＣＰをベース樹脂とし、これに充填材としての炭素繊維およびカーボンブラックを配合した樹脂材料）で射出成形されることから、蓋部材１０に必要とされる機械的強度や寸法安定性を確保することができる。以上のことから、流体動圧軸受装置１に必要とされる軸受性能を確保しつつ、そのコスト低減を図ることができる。
【００４２】
上記のように、蓋部材１０離型後のゲート処理を省略可能となったのは、本願発明者が鋭意検討を重ねた結果、キャビティ３３に対する開口径Ｄが０．５ｍｍよりも小さい点状ゲート３４を有する成形金型３０で蓋部材１０を円盤状に射出成形すれば良いことを見出したためである。すなわち、キャビティ３３に対する点状ゲート３４の開口径Ｄが０．５ｍｍよりも小さければ（Ｄ＜０．５ｍｍ）、ゲート跡１１の分断部１２からの充填材の露出を可及的に防止することができ、また、蓋部材１０が円盤状をなした単純形状であれば、キャビティ３３に対する開口径Ｄが０．５ｍｍより小さいゲート３４であっても、キャビティ３３を隙間無く樹脂材料（溶融樹脂Ｐ）で満たし、高精度の成形品を得ることができるからである。
【００４３】
また、本実施形態において、ゲート跡１１は、蓋部材１０の上側端面（内底面）１０ａに開口した凹状に形成される。この場合、ゲート跡１１の分断部１２を、凹状をなしたゲート跡１１の内周に配置することができるので、ゲート跡１１の分断部１２が、軸部材２のフランジ部２２と接触するのを可及的に防止することができる。これにより、蓋部材１０に含まれる充填材が流体動圧軸受装置１の内部空間に脱落等する事態を可及的に防止することができる。さらに、蓋部材１０のうち凹状のゲート跡１１が設けられた部分（軸心部）において、ゲート跡１１が存在しない場合における両端面１０ａ，１０ｂ間の離間距離をｔ、充填材の平均長をＬａ、充填材長さの標準偏差をＬσとしたとき、ｔ＞０．８６Ｄ＋Ｌａ＋６Ｌσの関係式を満たすようにしたので、蓋部材１０のうち凹状のゲート跡１１が設けられた部分から充填材が脱落等した場合でも、蓋部材１０の両端面１０ａ，１０ｂが連通状態となるのを防止することができる。これにより、ハウジング７の内部空間に介在する潤滑油の外部漏洩といった致命的な不具合が生じるのを防止することができる。
【００４４】
さらに、蓋部材１０をハウジング７の下端内周に固定したので、例えば蓋部材１０をハウジング７の下端面に固定する場合に比べ、蓋部材１０の直径寸法を小さくすることができる。この場合、蓋部材１０の成形金型３０としてキャビティ３３の容積が小さいものを使用することができる。キャビティ３３の容積が小さくなれば、その分だけ開口径Ｄの小さなゲート３４を使用することが可能となるので、ゲート跡１１を小さくすることができる。従って、ゲート跡１１から充填材が脱落等する可能性を一層低減することができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受装置１について説明を行ったが、本発明は、以上で説明した実施形態に係る流体動圧軸受装置１に限定適用されるものではない。以下、本発明を適用可能な他の実施形態に係る流体動圧軸受装置１について図面を参照しながら説明する。以下に示す他の実施形態においては、説明を簡略化する観点から、上述した実施形態と実質的に同一の構成には同一の参照番号を付し、重複説明を省略する。
【００４６】
図７は、本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置１の含軸断面図である。同図に示す流体動圧軸受装置１が図２に示すものと異なる主な点は、軸部材２をスラスト他方向に支持する第２スラスト軸受部Ｔ２が、軸部材２に一体又は別体に設けられたディスクハブ３の下側端面とこれに対向するハウジング７の上側端面との間に設けられる点、およびシール空間Ｓが、ハウジング７の外周面とこれに対向するディスクハブ３の内周面との間に形成される点にある。この実施形態では、蓋部材１０がスラスト軸受部（スラスト軸受隙間）の形成に関与しないので、蓋部材１０の上側端面１０ａにスラスト動圧発生部Ｃは形成されていない。
【００４７】
図示は省略するが、図２に示す本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置１、および図７に示す第２実施形態に係る流体動圧軸受装置１においては、スリーブ部８に相当する部分をハウジング７に一体的に設けることができる。この場合、部品点数を少なくして、流体動圧軸受装置１のコスト低減を図ることができる。
【００４８】
図２および図７を参照して説明した流体動圧軸受装置１では、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間内の潤滑油に動圧作用を発生させるラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２（動圧溝Ａａ１，Ａａ２）をスリーブ部８の内周面８ａに形成したが、ラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２は、軸部２１の外周面２１ａに形成しても良い。軸部２１の外周面２１ａにラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２（動圧溝Ａａ１，Ａａ２）を設ける場合には、転造や研削等の比較的簡便な手段を組み合わせることで微小な動圧溝Ａａ１，Ａａ２を精度良く形成することができる。この場合、スリーブ部８の内周面８ａを凹凸のない平滑な円筒面に形成することができるので、焼結金属製のスリーブ部８の製造工程は、焼結体に対して内周面および外周面の矯正加工（サイジング）を行うことで完了する。従って、スリーブ部８の形状の単純化を通じて軸受の精度確保が図られ、スリーブ部８、ひいては流体動圧軸受装置１全体としての特性確保が可能となる。
【００４９】
なお、溶製材からなる軸部２１（軸素材）の外周面に転造で動圧溝Ａａ１，Ａａ２を形成する場合、熱処理後の軸素材の外周面に転造加工を施すのが望ましい。転造により生じる肉の盛り上がり量を、未熱処理の軸素材に転造加工を施す場合に比べて小さくすることができるので、その後の仕上げ加工を簡便化することが、あるいは仕上げ加工を省略することができるからである。
【００５０】
図８は、本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置１の含軸断面図である。同図に示す流体動圧軸受装置１が図２に示す流体動圧軸受装置１と異なる主な点は、スリーブ部８を軸部材２（軸部２１）の外周に固定し、スリーブ部８の外周面８ｄとこれに対向するハウジング７（側部７ａ）の小径内周面７ａ１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した点、およびフランジ部２２を省略し、スリーブ部８の上側端面８ｃとこれに対向するシール部７ｂの下側端面７ｂ２との間に第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成すると共に、スリーブ部８の下側端面８ｂとこれに対向する蓋部材１０の上側端面１０ａとの間に第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成した点にある。
【００５１】
以上の実施形態では、蓋部材１０の上側端面１０ａの軸心上に凹状のゲート跡１１が形成されているが、凹状のゲート跡１１は蓋部材１０の下側端面１０ｂの軸心上に形成されるようにしても良い。また、以上の実施形態では、凹状に形成されたゲート跡１１を有する蓋部材１０にてハウジング７の一端開口部（下端開口部）を閉塞するようにしたが、上側端面１０ａ又は下側端面１０ｂに凸状に形成されたゲート跡１１を有する蓋部材１０によりハウジング７の一端開口部が閉塞されるようにしても良い。なお、ゲート跡１１が蓋部材１０の上側端面１０ａに凸状に形成される場合には、軸部材２とゲート跡１１との摺動接触を避ける観点から、蓋部材１０は、ゲート跡１１の周辺部分が他領域よりも下側（軸部材２から離反する側）に後退した窪み部を有する形態に射出成形するのが好ましい（図示省略）。
【００５２】
また、以上で説明した実施形態に係る流体動圧軸受装置１において、動圧軸受からなるラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２は、ラジアル軸受隙間を介して対向する二面の何れか一方に、軸方向溝を円周方向に複数配したステップ面、あるいは多円弧面を形成することで構成することもできる。また、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の何れか一方又は双方は、いわゆる真円軸受で構成することもできる。また、以上で説明した実施形態に係る流体動圧軸受装置１において、動圧軸受からなるスラスト動圧発生部Ｂ，Ｃの何れか一方又は双方は、径方向に延びる放射状の動圧溝を円周方向に複数配列して構成することもできる。
【００５３】
また、以上では、軸部材２を回転側、ハウジング７を静止側とした流体動圧軸受装置１に本発明を適用した場合について説明を行ったが、これとは逆に、軸部材２を静止側、ハウジング７を回転側とした流体動圧軸受装置１にも本発明は好ましく適用することができる。この場合、ディスクＤを保持するディスクハブ３がハウジング７と一体又は別体に設けられ、モータベース６に軸部材２が一体又は別体に設けられる。
【００５４】
また、本発明に係る流体動圧軸受装置１は、ディスク駆動装置用のスピンドルモータのみならず、冷却ファン用のファンモータやレーザビームプリンタ用のポリゴンスキャナモータなどに組み込んで使用することもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１      流体動圧軸受装置
２      軸部材
７      ハウジング
８      スリーブ部
１０    蓋部材
１０ａ  上側端面
１０ｂ  下側端面
１１    ゲート跡
１２    分断部
３０    成形金型
３３    キャビティ
３４    ゲート
ｔ      蓋部材の両端面間の離間距離
Ｄ      ゲートの開口径
Ｌａ    充填材の平均長
Ｌσ    充填材の標準偏差
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１    第１スラスト軸受部
Ｔ２    第２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】
2015222111.tif 000009
【図８】
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