(57)【要約】【課題】動圧流体軸受けが組み込まれた軸受けユニットの部品点数を削減するとともに、組み立て工数に低減を図ること。【解決手段】本発明は、軸１６が挿入される動圧流体軸受け１１と、動圧流体軸受け１１の外側を覆う外殻とを備えており、外殻が金属射出成形によって構成されている軸受けユニット１０である。具体的には、外殻が、軸１６の挿入方向に沿って第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との２部品によって構成され、この第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との接合部分が溶接によって封止されている。特に、軸１６の挿入側となる第１の外殻部材１２には、軸１６の先端側を保持する抜け止め１５を配置する空間が設けられていたり、第１の外殻部材１２の外周に、軸１６の方向と垂直な方向に延出するフランジ部１２ａが一体的に形成されていたりするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が挿入される動圧流体軸受けと、
前記動圧流体軸受けの外側を覆う外殻とを備えており、
前記外殻が金属射出成形によって構成されている
ことを特徴とする軸受けユニット。
【請求項２】
前記外殻は、前記回転軸の挿入方向に沿って第１の外殻部材と第２の外殻部材との２部品より構成され、
前記第１の外殻部材と前記第２の外殻部材との接合部分が溶接によって封止されている
ことを特徴とする請求項１記載の軸受けユニット。
【請求項３】
前記回転軸の挿入側となる前記第１の外殻部材は、前記回転軸の先端側を保持する抜け止め部材を配置する空間を備えている
ことを特徴とする請求項２記載の軸受けユニット。
【請求項４】
前記回転軸の挿入側となる前記第１の外殻部材の外周には、前記回転軸の軸方向と垂直な方向に延出するフランジ部が一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の軸受けユニット。
【請求項５】
回転軸が挿入される動圧流体軸受けを備えた軸受けユニットと、
前記軸受けユニットの周辺に配置されるコイルと、
前記軸受けユニットに取り付けられた前記回転軸を中心として回転可能に配置され、前記コイルと対向するマグネットを有するロータとを備えたモータにおいて、
前記軸受けユニットとして、
前記動圧流体軸受けの外側を覆う外殻が金属射出成形によって構成されている
ことを特徴とするモータ。
【請求項６】
前記外殻は、前記回転軸の挿入方向に沿って第１の外殻部材と第２の外殻部材との２部品より構成され、
前記第１の外殻部材と前記第２の外殻部材との接合部分が溶接によって封止されている
ことを特徴とする請求項５記載のモータ。
【請求項７】
前記外殻の外周に前記コイルが直接取り付けられている
ことを特徴とする請求項５記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸が挿入される動圧流体軸受けが外殻によって覆われた軸受けユニットおよびその軸受けユニットを用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の軸受けユニットを示す模式断面図である。この軸受けユニット２０は、外殻２５が樹脂により成型されたものである。軸受けユニット２０は動圧流体軸受け２１、空間形成部材２２、抜け止め２３、スラスト受け２４、外殻２５および軸２６より構成されている。軸受けユニット２０の内部には潤滑油が充填されている。
【０００３】
図５は、抜け止めとして金属バネを用いた際の空間形成部材を示す模式図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。金属バネの位置決めおよび回転防止のため、土手部２２ａが設けられている。この形状を金属の切削により作ると高価な部品となるため、樹脂により成型されている。
【０００４】
図６は、従来の軸受けユニットを搭載したファンモータの概略構造図である。このファンモータは、ベースプレート４１、ハウジング４２、回転駆動回路４３、鉄心４４、巻線４５、羽根車４６、マグネットケース４７、マグネット４８、ケース４９、軸受けユニット２０より構成される。
【０００５】
従来の軸受けユニット２０を用いる場合、外殻が樹脂によって成形されていることから、ベースプレート４１への取り付けのために金属製のハウジング４２を介在させる必要がある。すなわち、軸受けユニット２０を金属製のハウジング４２内に組み込み、このハウジング４２をベースプレート４２に固定している。
【０００６】
また、軸受けユニット２０を組み込んだハウジング４２の外周には鉄心４４および巻線４５から成るコイルを取り付け、軸受けユニット２０の軸とともに回転可能なロータ４０のマグネット４８と対向させている。ロータ４０には複数の羽根車４６が取り付けられ、ロータ４０とともに回転する羽根車４６によって空気の流れを発生させる。
【０００７】
このようなファンモータにおいて、ハウジング４２と軸受けユニット２０との固定には接着剤が用いられるが、軸受けユニット２０は回転性能維持のため内部に潤滑油が封入されており、油の漏れを防止する必要性から結晶性樹脂が用いられている。したがって、接着剤の密着性は十分とはいえず、ハウジング４２との隙間を充填すると言った意味合いが強い。そのため通常ではハウジング４２をカシメたり、またはハウジング４２にツメを設けるなどして機械的な締結が併用される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２１０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来の軸受けユニットでは、外殻が樹脂によって成型されていることから、ファンモータのようなモータ機構に組み込む際には金属性のハウジングを介在させて取り付ける必要がある。このため、部品点数の増加を招くという問題が生じている。また、軸受けユニットとハウジングとの取り付け強度不足を補うため、カシメやツメなどによる締結が必要となり、組み立て工数の増加を招いている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、回転軸が挿入される動圧流体軸受けと、動圧流体軸受けの外側を覆う外殻とを備えており、外殻が金属射出成形によって構成されている軸受けユニットである。
【００１１】
このような本発明では、動圧流体軸受けの外側を覆う外殻が金属射出成形によって構成されているため、外殻が金属製でありながら複雑な形状にも対応でき、そのままハウジングとして利用することができるようになる。
【００１２】
具体的には、外殻が、回転軸の挿入方向に沿って第１の外殻部材と第２の外殻部材との２部品によって構成され、この第１の外殻部材と第２の外殻部材との接合部分が溶接によって封止されている。特に、回転軸の挿入側となる第１の外殻部材には、回転軸の先端側を保持する抜け止め部材を配置する空間が設けられていたり、第１の外殻部材の外周に、回転軸の軸方向と垂直な方向に延出するフランジ部が一体的に形成されていたりするものである。
【００１３】
また、本発明は、回転軸が挿入される動圧流体軸受けを備えた軸受けユニットと、軸受けユニットの周辺に配置されるコイルと、軸受けユニットに取り付けられた回転軸を中心として回転可能に配置され、コイルと対向するマグネットを有するロータとを備えたモータにおいて、軸受けユニットとして、動圧流体軸受けの外側を覆う外殻が金属射出成形によって構成されているものである。
【００１４】
このような本発明では、軸受けユニットにおける動圧流体軸受けの外側を覆う外殻が金属射出成形によって構成されているため、外殻が金属製でありながら複雑な形状となるハウジングとしてそのまま利用することができるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、本発明によれば、軸受けユニットの外殻がハウジングを兼用するため、別途ハウジングを用意して接着等の組み付け工程を行う必要がなくなり、部品点数の低減、組み立て工数の削減を図ることが可能となる。また、外殻をそのままハウジングとして利用することから、組み立て性および軸方向の信頼性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る軸受けユニットを説明する模式断面図である。すなわち、この軸受けユニット１０は動圧流体軸受け１１、第１の外殻部材１２、第２の外殻部材１３、抜け止め１４、スラスト受け１５、軸１６により構成される。
【００１７】
本実施形態では、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３とが組み合わされることで一つの外殻が構成され、この外殻の内部に動圧流体軸受け１１が組み込まれるようになっている。
【００１８】
第１の外殻部材１２は軸１６の挿入方向の先端側、第２の外殻部材１３は軸１５の挿入方向の後端側になっており、第１の外殻部材１２の軸１６の先端と対応する部分には、軸１６の先端を受けるスラスト受け１４や、挿入された軸１６が抜け出ることを防止する金属バネや樹脂リングである抜け止め１５を配置するための空間が設けられている。
【００１９】
そして、内部に動圧流体軸受け１１を組み込んだ状態で第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３とを組み合わせ、第２の外殻部材１３の中央孔より軸１６が挿入される。軸１６は外殻内部の動圧流体軸受け１１の中央孔に挿入され、先端がスラスト受け１４まで達することになる。また、軸１６の先端側には凹部が設けられており、軸１６が挿入された際にこの凹部に抜け止め１５がはめ込まれ、軸１６の抜けを防止できるようになっている。
【００２０】
動圧流体軸受け１１には潤滑油が含浸されており、動圧流体軸受け１１の中央孔に挿入された軸１６を低摩擦で支持することができる。また、軸１６の動圧流体軸受け１１から外側に向かう一部分にはテーパが設けられており、動圧流体軸受け１１に含浸している潤滑油が軸１６の回転時に外へ漏れるのを防止している。
【００２１】
このような軸受けユニット１０の外殻を構成するにあたり、第１の外殻部材１２は金属射出成形によって作られている。金属射出成形は、金属粉末と樹脂およびワックスなどを混合・混練して可塑性を持たせ、金型に流入させて成形した後、脱脂および焼結して金属による目的形状とする手法である。金属射出成形では、高密度の焼結部品を得ることができる点、小型で複雑な形状であっても大量生産できる点、良好な寸法精度で成形できる点等に特徴がある。
【００２２】
本実施形態では、特に第１の外殻部材１２の形状が内側、外側ともに複雑となるため、金属射出成形によって構成することで金属材料から成る外殻を容易に構成できることになる。本実施形態では、第１の外殻部材１２の材質として、SUS304またはSUS316相当を用いている。
【００２３】
また、第２の外殻部材１３は、SUS304またはSUS316相当の切削部品もしくは第１の外殻部材１２と同じ金属射出成形によって構成される。第２の外殻部材１３は蓋としての役割を果たすことから、第１の外殻部材１２ほど複雑な形状にはならない。したがって、金属材料を切削加工することによっても成形可能である。当然、生産性等の観点から上記のような金属射出成形によって構成してもよい。
【００２４】
このような第１の外殻部材１２に第２の外殻部材１３が被せられることで一つの外殻が構成され、内部の動圧流体軸受け１１を的確に保持することができる。なお、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との接合部分に凹凸を設けておき、この凹凸の組み合わせによって正確な位置合わせを行うことができる。
【００２５】
また、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との接合部分は、レーザ溶接による溶着によって確実な封止を行うことができる。ここで、レーザ溶接による肉盛りが外形に影響を与えないよう、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との接合部分外周に凹部を設けておくとよい。
【００２６】
さらに、本実施形態の軸受けユニット１０では、第１の外殻部材１２および第２の外殻部材１３によって構成される外形形状が、従来のハウジングと同等の形状となっている。つまり、第１の外殻部材１２および第２の外殻部材１３によって構成される外殻が、内部で動圧流体軸受け１１を保持する役割を果たすとともに、外形形状によってハウジングと同じ役割も果たすことになる。
【００２７】
本構造での組み立て方法としては、例として、先ず、第１の外殻部材１２にスラスト受け１４、抜け止め１５を所定の位置に配置し、そこに動圧流体軸受け１１を挿入する。次いで、その上から第２の外殻部材１３をかぶせる。動圧流体軸受け１１の固定は第１の外殻部材１２に対する圧入組み立てあるいは第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３とによる挟み込みなどが挙げられる。そして、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との接合部分にＹＡＧレーザ等を側面部より照射し、２部品をレーザ溶接して内部を封止する。
【００２８】
その後、第２の外殻部材１３の上部孔より軸１６を挿入する。軸１６は外殻内部の動圧流体軸受け１１の中央孔を貫通する状態で挿入される。ここで、動圧流体軸受け１１の下端面と第１の外殻部材１３との間に金属バネから成る抜け止め１５が配置されている。したがって、軸１６が挿入されることで先端の丸みに沿って抜け止め１５が押し広げられ、さらに軸１６を奥まで押圧していき先端がスラスト受け１４まで達すると、抜け止め１５がそのバネ性によって軸１６に設けた凹部へはまり込む状態となる。これにより、軸１６が抜けずに保持される。
【００２９】
図２は、本実施形態の軸受けユニットを搭載したファンモータの概略構造図である。このファンモータは、ベースプレート４１、回転駆動回路４３、鉄心４４、巻線４５、羽根車４６、マグネットケース４７、マグネット４８、ケース４９、軸受けユニット１０より構成される。
【００３０】
先に説明したように、本実施形態の軸受けユニット１０では、第１の外殻部材１２および第２の外殻部材１３が金属製であり、しかも第１の外殻部材１２および第２の外殻部材１３によって構成される外殻の外形形状がハウジング相当となっているため、そのままベースプレート４１に固定することができる。
【００３１】
また、第１の外殻部材１２および第２の外殻部材１３の外周には鉄心４４および巻線４５から成るコイルが取り付けられ、軸受けユニット１０の軸とともに回転可能なロータ４０のマグネット４８と対向させている。ロータ４０には複数の羽根車４６が取り付けられ、ロータ４０とともに回転する羽根車４６によって空気の流れを発生させる。
【００３２】
本実施形態の軸受けユニット１０をベースプレート４１に取り付けるには、第１の外殻部材１２に一体的に形成されたフランジ部１２ａを利用して正確な固定を行う。すなわち、フランジ部１２ａは、軸の方向に対して垂直なる方向に延出しており、このフランジ部１２ａを基準としてベースプレート４１に取り付けることで軸受けユニット１０の軸方向を正確な位置で取り付けることが可能となる。
【００３３】
本実施形態の軸受けユニット１０を用いることで、別部品としてハウジングを用いる必要がなく、従来問題となっていたハウジングと軸受けユニットとの接着の信頼性を考慮しなくても良いことになる。また、これらの組み付けにカシメ等の機械的締結が不必要となり、組み立て性を大幅に向上させることができる。
【００３４】
さらに、従来の軸受けユニットでは、外殻に空間形成部材２２（図４参照）を別部品として組み込む必要があったが、本実施形態の軸受けユニット１０では第１の外殻部材１２を金属射出成形部品によって製造することで、金属製でありながら複雑な形状にも対応でき、空間形成部材を統合されることができる。このため、部品点数、組立時間の削減が可能となる。また、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３との接合部をレーザ溶着により溶着して封止することから、内部の潤滑油の保持性能も確保でき、安定した回転性能を得ることが可能となる。
【００３５】
なお、上記説明した実施形態では、第１の外殻部材１２と第２の外殻部材１３の２部品を組み合わせて一つの外殻を構成する例を示したが、図３に示すような一体的な外殻１４を金属射出成形によって構成してもよい。この場合、外殻１４の上部から動圧流体軸受け１１を挿入できるよう筒状に開口しておき、動圧流体軸受け１１を挿入後に蓋１５をして接続部分をレーザ溶接等で封止すればよい。
【００３６】
また、上記においては本実施形態の軸受けユニット１０としてファンモータへの適用例を示したが、本発明はこれに限定されず、ファンモータ以外のモータ機器（例えば、各種記憶メディアドライブ）への適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る軸受けユニットを説明する模式断面図である。
【図２】本実施形態の軸受けユニットを搭載したファンモータの概略構造図である。
【図３】本実施形態に係る軸受けユニットの他の例を説明する模式断面図である。
【図４】従来の軸受けユニットを示す模式断面図である。
【図５】抜け止めとして金属バネを用いた際の空間形成部材を示す模式図である。
【図６】従来の軸受けユニットを搭載したファンモータの概略構造図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…軸受けユニット、１１…動圧流体軸受け、１２…第１の外殻部材、１３…第２の外殻部材、１４…スラスト受け、１５…抜け止め、４０…ロータ、４１…ベースプレート、４３…回転駆動回路、４４…鉄心、４５…巻線、４６…羽根車、４７…マグネットケース、４８…マグネット、４９…ケース
【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】
2008051158.tif 000007
【図６】
2008051158.tif 000008