(57)【要約】【課題】  衝撃等が加わった際の軸の抜け止め力を向上させるとともに、軸方向の寸法を小さくでき、小型化を図る。【解決手段】  軸３１と、軸３１の周回り方向の支持を行うラジアル軸受３３と、軸３１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受３４と、ラジアル軸受３３とスラスト軸受３４とが内部に配設されるとともに、軸３１が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジング３７と、ラジアル軸受３３のスラスト軸受３４が設けられた一端側に設けられ、軸３１がラジアル軸受３３から抜けることを防止する抜け止め部材４６と、ハウジング３７内に充填された粘性流体３８とを備え、抜け止め部材４６は、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料よりなる。【選択図】  図５
2009014152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
上記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、
上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、
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を備え、
上記抜け止め部材は、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料よりなる軸受ユニット。
【請求項２】
上記抜け止め部材は、ポリイミド又はポリエーテルエーテルケトンからなることを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項３】
上記抜け止め部材は、２層以上の層構造を有し、
上記各層毎のヤング率が４．１ＧＰａ以上の値を有することを特徴とする請求項１記載の軸受ユニット。
【請求項４】
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有するモータにおいて、
上記軸受ユニットは、軸と、
上記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、
、上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、
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を備え、
上記抜け止め部材は、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料よりなるモータ。
【請求項５】
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有するモータを備える電子機器であり、
上記軸受ユニットは、軸と、
上記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、
上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、
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を備え、
上記抜け止め部材は、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料よりなる電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、軸受ユニットを有するモータ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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１０に示すように構成されたものが知られている。
【０００３】
図１０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、このラジアル軸受１０４を収納したハウジング１０５とを備える。
【０００４】
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。
【０００５】
回転軸１０１を支持したラジアル軸受１０４を収納したハウジング１０５は、図１０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。
【０００６】
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とからなり、ハウジング本体１０６の開放された他端部側には、上部閉塞部材１０８が設けられる。ハウジング１０５及び上部閉塞部材１０８は、熱融着又は超音波融着等の手法を用いて一体化される。
【０００７】
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。
【０００８】
軸挿通孔１０９は、この軸挿通孔１０９に挿通された回転軸１０１が軸挿通孔１０９の内周面に摺接することなく回転するように、軸部本体１０３の外形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。
【０００９】
また、底部閉塞部１０７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部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。
【００１０】
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。
【００１１】
軸受支持部１０２と軸部本体１０３との間には、ワッシャ等の抜け止め部材１１５が設けられている。この抜け止め部材１１５の内径寸法は、回転軸１０１の外径寸法よりも小さく設定され、回転軸１０１の先端部に設けられた溝部１１６に配置されることにより回転軸１０１が抜け方向に移動した際に、回転軸１０１の溝部１１６の下エッジ１１６ａと抜け止め部材１１５が当接、干渉し回転軸１０１がハウジング１０５から抜け出てしまい、脱落してしまうことを防止している。
【００１２】
回転軸１０１の溝部１１６の外径と、抜け止め部材１１５の内径との間には、抜け止め部材１１５が回転軸１０１の回転を阻害することを防止するための隙間Ｙ３が設けられている。また、溝部１１６の下エッジ１１６ａを形成する端面と、抜け止め部材１１５の底面との間には、隙間Ｘ４が設けられ、溝部１１６の上エッジ１１６ｂを形成する端面と、抜け止め部材１１５の上面との間には、隙間Ｘ５が設けられている。
【００１３】
図１０に示すように構成された軸受ユニット１００は、上述のように構成された抜け止め部材１１５により回転軸１０１がハウジング１０５から脱落することを防止できる。
【００１４】
ところで、例えば回転軸１０１の上方部にはロータＡｓｓｙ（ロータアッセンブリ）が取り付けられることとなるが、回転軸１０１の抜け方向への移動時には、この重量が負荷として抜け止め部材１１５に掛かることとなる。特に、衝撃が加わった際には数十倍の負荷が抜け止め部材１１５に掛かることになるため、上述した抜け止め部材１１５には高い強度が求められることとなる。すなわち、抜け止め部材１１５には、回転軸１０１が抜けることを防止する強度（以下、「抜け止め力」ともいう。）が必要とされる。
【００１５】
抜け止め部材１１５の抜け止め力、すなわち耐抜去力を大きくするための方法として、抜け止め部材１１５の軸方向の厚さを厚くする方法や、抜け止め部材１１５の内径寸法を小さくして回転軸１０１の溝部１１６との接触面積を増やし掛かりを大きくする方法等が考えられる。しかしながら、回転軸１０１の溝部１１６に抜け止め部材１１５を取り付ける際に、抜け止め部材１１５を傘状に撓ませるように弾性変形して挿入して溝部１１６に装着したときに元の形状に戻すことで取り付けるが、上述のような方法で抜け止め力（耐抜去力）を大きくした場合には、溝部１１６の下エッジ１１６ａと抜け止め部材１１５との隙間Ｘ４を大きくする必要があり、この隙間Ｘ４が必要な寸法だけ設けられていないときには回転軸１０１の先端部に抜け止め部材１１５が引っ掛かった状態となり回転軸１０１の回転性能を損ない、具体的には不転や異常回転といった問題を発生させるおそれがある。また、隙間Ｘ４を大きくすると軸受ユニット１００の軸方向の寸法が大型化するといった問題や、回転軸１０１の抜き方向への浮き上がりによる潤滑油１１３中に空気が混入してしまうといった問題が発生するおそれがある。
【００１６】
また、抜け止め部材１１５の抜け止め力（耐抜去力）を大きくするために、抜け止め部材１１５の材料として破断強度の高い金属材料を選択するという方法も考えられるが、回転軸１０１に抜け止め部材１１５を取り付ける際に塑性変形を起こしてしまい、やはり回転軸１０１の回転性能を損なうといった問題を発生させるおそれがある。
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−１４７２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、衝撃等が加わった際の抜け止め力を向上させるとともに、抜け止め部材を配置させるための軸の溝部の軸方向の大きさを抑えて軸受ユニット全体及びこれを用いる装置全体の軸方向の寸法を小さくでき、小型化を可能とする軸受ユニット、軸受ユニットを有するモータ及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的を達成するために、本発明に係る軸受ユニットは、軸と、上記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、上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とが内部に配設されるとともに、上記軸が挿通される軸挿通孔を除いて密閉された構造とされるハウジングと、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を備え、上記抜け止め部材が、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料よりなるものである。
【００２０】
上述したような目的を達成するために提案される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有するモータであり、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。
【００２１】
上述したような目的を達成するために提案される本発明に係る電子機器は、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有するモータを備える電子機器であり、この電子機器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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、軸が抜けることを防止する抜け止め部材をヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料により構成することで、抜け止め力を向上させるとともに、抜け止め部材を配置するための軸の溝部の軸方向の大きさを抑えて小型化を実現し、さらに、軸の溝部の端面と、抜け止め部材の端面との隙間を小さくして、軸の上下方向への動きを小さく低減することを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した情報処理装置について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すように、本発明を適用した情報処理装置は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、情報処理の結果等を表示する表示部２と、各種の情報の演算処理を行う情報処理部を内蔵したコンピュータ本体３とを備えている。コンピュータ本体３の上面側には、コンピュータ１の動作指令を入力し、あるいは各種の情報の入力するためのキーボード５が設けられ、その内部には放熱装置４が設けられている。放熱装置４は、コンピュータ本体３の内部に配設されたＣＰＵ等の情報処理回路やディスク装置等から発生する熱をコンピュータ本体３の外部に放熱し、コンピュータ本体３の内部を冷却する冷却装置としても機能する。
【００２５】
コンピュータ本体３に内蔵される放熱装置４は、図２に示すように、コンピュータ本体を構成する筐体６内に収納されている。放熱装置４は、図３に示すように、金属製のベース７と、このベース７に取り付けられたモータ１０と、このモータ１０によって回転操作されるファン８と、ファン８を収納したファンケース９と、ヒートシンク１１を有している。
【００２６】
ベース７は、図３に示すように、略Ｌ字状に形成されている。略Ｌ字状に形成されたベース７の一端側の一方の面７ａには、ＣＰＵ（中央処理装置）の如く通電されて駆動することによって発熱する発熱素子１２が取り付けられている。発熱素子１２は、熱伝達シール１２ａを介してベース７の一方の面７ａ側に取り付けられている。
【００２７】
ベース７の一方の面７ａ側の略中央部には、モータ１０が取り付けられると共に、このモータ１０によって回転操作されるファン８を収納するファンケース９が取り付けられている。ファンケース９には、モータ１０によって回転されるファン８の中央部に対応する位置を開放する円形の吸気口１３が設けられている。筐体６の底面側のファンケース９に設けた吸気口１３に対向する位置には、この吸気口１３に連通するように開口１４が設けられている。更に、ファンケース９には、吸気口１３から吸引したエアーを外部に排気するするための排気口１５が設けられている。
【００２８】
ベース７の他端側の一方の面７ａには、ヒートシンク１１が固定されている。ヒートシンク１１は、コルゲート状若しくはフィン状のヒートシンクであり、放熱性に優れた金属、例えばアルミニウムにより作製されている。ベース７及びファンケース９も、放熱性に優れた金属であるアルミニウムや鉄により作製することが望ましい。
【００２９】
発熱素子１２が取り付けられ、この発熱素子１２から発生する熱を放熱する放熱装置４及びヒートシンク１１を取り付けたベース７には、筐体６内に取り付けられるときに用いられるねじが挿通される複数の取付孔７ｂが設けられている。ベース７は、取付孔７ｂに挿通される固定用のねじを、図２に示すように筐体６の内部に設けたボス１６に固定することによって、筐体６内に取り付けられる。
【００３０】
ヒートシンク１１は、ベース７が筐体６内に取り付けられたとき、図２及び図３に示すように、筐体６の側面に設けた貫通口１７に対向する位置に配置される。
【００３１】
上述したように構成された放熱装置４は、モータ１０が駆動され、ファン８がモータ１０により図３中矢印Ｒ１方向に回転されると、筐体６に設けた開口１４を介して装置外部のエアーを図２及び図３中矢印Ｄ１方向に吸引し、更に吸気口１３を介してファンケース９内に吸引する。ファン８の回転によってファンケース９内に吸引されたエアーは、図２及び図３中矢印Ｄ２方向に流通し、更にヒートシンク１１中を流通するように図３中矢印Ｄ３方向に流通し、貫通口１７を介して筐体６の外部に排気される。
【００３２】
ところで、ベース７に取り付けられた発熱素子１２が駆動されて発生する熱は、放熱性に優れた金属により形成されたベース７を介して、このベース７に取り付けられたヒートシンク１１に伝達される。このとき、放熱装置４のファン８がモータ１０により回転され筐体６の外部から吸引されたエアーが、ヒートシンク１１の複数のフィン中を流通することにより、ヒートシンク１１に伝達されている熱をし、貫通口１７を介して筐体６の外部に放熱する。
【００３３】
この放熱装置に用いられる本発明を適用したモータ１０は、図４に示すように、ロータ１８とステータ１９とを備える。
【００３４】
ステータ１９は、モータ１０と共にこのモータ１０によって回転されるファン８を収納したファンケース９の上面板９ａ側に一体に設けられている。ステータ１９は、ステータヨーク２０と、本発明を適用した軸受ユニット３０と、コイル２１とこのコイル２１が巻回されるコア２２とを備える。ステータヨーク２０は、ファンケース９の上面部９ａと一体に形成されたもの、即ち、ファンケース９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２０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２０の中心部に筒状に形成されたホルダー２３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。
【００３５】
なお、軸受ユニット３０が圧入されるホルダー２３は、ステータヨーク２０と一体に円筒状に形成されている。
【００３６】
ステータヨーク２０に一体に形成されたホルダー２３の外周部には、図４に示すように、駆動電流が供給されるコイル２１が巻回されたコア２２が取り付けられている。
【００３７】
ステータ１９と共にモータ１０を構成するロータ１８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１８は、ロータヨーク２４と、このロータヨーク２４と一体に回転する複数の羽根２５を有するファン８とを有する。ファン８の羽根２５は、ロータヨーク２４の外周面にアウトサート成型することにより、ロータヨーク２４と一体に形成される。
【００３８】
ロータヨーク２４の筒状部２４ａの内周面には、ステータ１９のコイル２１と対向するように、リング状のロータマグネット２６が設けられている。このマグネット２６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２４の内周面に固定されている。
【００３９】
ロータヨーク２４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２４ｂの中心部に設けた貫通孔２７ａが設けられたボス部２７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。
【００４０】
上述のような構成を備えたモータ１０は、ステータ１９側のコイル２１に、モータ１０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２１に発生する磁界とロータ１８側のロータマグネット２６からの磁界との作用によって、ロータ１８が回転軸３１と一体に回転する。ロータ１８が回転することにより、このロータ１８に取り付けられた複数の羽根２５を有するファン８もロータ１８と一体に回転する。ファン８が回転されることにより、筐体６に設けた開口１４を介して装置外部のエアーが図２及び図３中矢印Ｄ１方向に吸引され、更に矢印Ｄ２方向に流通し、ヒートシンク１１中を流通しながら貫通口１７を介して筐体６の外部に排気されることにより、発熱素子１２から発生する熱をコンピュータ本体３の外部に放熱し、コンピュータ本体３内を冷却する。
【００４１】
上述したモータ１０の回転軸３１を回転自在に支持する軸受ユニット３０は、図４及び図５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、回転軸３１のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受３４が一体に形成された空間形成部材３５と、このラジアル軸受３３及び空間形成部材３５を収納したハウジング３７とを備える。
【００４２】
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３８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３９が形成されている。
【００４３】
動圧発生溝３９は、図６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３９ａ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３９は、Ｖ字状をなす一対の溝３９ａの先端側が回転軸３１の回転方向Ｒ２に向くように形成されている。本例にあっては、動圧発生溝３９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一対形成されている。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、所謂ヘリングボーン形状に形成するように構成してもよい。
【００４４】
尚、ここでは、動圧発生溝を有する所謂動圧流体軸受としてラジアル軸受３３を形成するように構成したが、本発明を適用する軸受ユニットを構成するラジアル軸受は、これに限られるものではなく、回転軸３１の周回り方向の支持を行うものであればよく、例えば、滑り軸受、燒結含油軸受等であってもよい。
【００４５】
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６中矢印Ｒ２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３８が動圧発生溝３９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とラジアル軸受３３との間の摩擦係数を極めて小さくするものであって、回転軸３１の円滑な回転を実現する。
【００４６】
回転軸３１のスラスト方向の一端側に設けられた空間形成部材３５は、図５に示すように、回転軸３１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３５の内側には、潤滑油が回転軸３１の軸受支持部３１ａの周囲に充填される。
【００４７】
空間形成部材３５の底面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のスラスト方向の一端側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３４が一体に形成されている。スラスト軸受３４は、空間形成部材３５を樹脂により形成し、スラスト軸受３４と共用している。スラスト軸受３４は、円弧状若しくは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。
【００４８】
なお、空間形成部材３５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。例えば、空間形成部材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、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）などの合成樹脂を用いてもよい。
【００４９】
ラジアル軸受３３、空間形成部材３５を収納したハウジング３７は、図５に示すように、ラジアル軸受３３、空間形成部材３５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。
【００５０】
ハウジング３７は、図５に示すように、筒状をなすハウジング本体４２と、ハウジング本体４２の一端側を閉塞するようにハウジング本体４２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４３と、ハウジング本体４２の他端部側を構成するハウジング本体４２と一体に形成された上部閉塞部４４とからなる。上部閉塞部４４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４５が設けられている。
【００５１】
上述のように構成されたハウジング３７は、ラジアル軸受３３及び空間形成部材３５を包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３３及び空間形成部材３５がハウジング本体４２の内周側に配されて一体に形成される。
【００５２】
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内に充填される潤滑油３８を弾く潤滑油３８に対する接触角を大きくするような材料を用いることが望ましい。更に、ハウジング３７には、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（ポリオキシメチレン）からなるが、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を用いて形成してもよい。更には、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）などの合成樹脂を用いてもよい。更にまた、極めて高精度の成形が可能な液晶ポリマーによって形成する。
【００５３】
尚、上述した軸受ユニット３０においては、ハウジング３７を樹脂を一体成形して形成するように構成したが、本発明を適用する軸受ユニットを構成するハウジングは、これに限られるものではなく、例えば、ハウジングの側部及び底部閉塞部を構成する部材と、ハウジングの上部閉塞部を構成する部材とをそれぞれ金属により形成して融着等により一体化して形成するように構成してもよい。
【００５４】
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３４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３４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１０のロータ１８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。
【００５５】
回転軸３１は、図５に示すように、一端側の軸受支持部３１ａをスラスト軸受３４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４２の上部閉塞部４４に設けた軸挿通孔４５から突出されてハウジング３７に支持されている。
【００５６】
また、回転軸３１には、軸受支持部３１ａと軸部本体３１ｂ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と対応するように、空間形成部材３５には、ワッシャ等の軸抜け止め部材４６が設けられている。軸抜け止め用溝部３１ｃと軸抜け止め部材４６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。
【００５７】
この軸抜け止め部材４６は、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料により形成されており、この樹脂材料として、ポリイミド（ＰＩ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が用いられる。そして、この軸抜け止め部材４６として、例えば、ヤング率が６．７ＧＰａのポリイミドが用いられる。
【００５８】
この軸抜け止め部材４６は、回転軸３１の回転性能を保つために、空間形成部材３５と軸抜け止め部材４６との隙間Ｙ２、及び、軸抜け止め部材４６と回転軸３１との隙間Ｙ１が設けられるように寸法が決定されている。
【００５９】
また、この軸抜け止め部材４６及び回転軸３１は、軸抜け止め部材４６が回転軸３１の軸抜け止め用溝部３１ｃに取り付けられたときに、軸抜け止め部材４６の上側及び下側に所定の隙間Ｘ１，Ｘ２を有するように形成されている。すなわち、軸抜け止め部材４６の底面側であるスラスト軸受３４側の面と、軸抜け止め用溝部３１ｃの下側の端面との間には、所定の隙間Ｘ１が形成されており、軸抜け止め部材４６の上面側である軸開放側の面と、軸抜け止め用溝部３１ｃの上側の端面との間には、所定の隙間Ｘ２が形成されている。この隙間Ｘ１，Ｘ２は、軸抜け止め部材４６が回転軸３１の抜け止め用溝部３１ｃに接触することによる回転軸３１の回転性能の低下を防止する程度に設けられているとともに、以下のように、軸抜け止め部材４６の取り付けの際に必要な寸法を考慮して決定されている。
【００６０】
ここで、軸抜け止め部材４６の回転軸３１への取り付けの際の動作について説明する。図７（ａ）に示すように、軸抜け止め部材４６をハウジング３７内の空間形成部材３５上に配置した状態で回転軸３１を押圧し、図７（ｂ）に示すように、軸抜け止め部材４６を傘状に撓ませるように弾性変形させることで挿入し、図７（ｃ）に示すように、軸抜け止め部材４６が抜け止め用溝部３１ｃの位置まで回転軸３１が挿入された時点で軸抜け止め部材４６が元の形状に戻ることにより、軸抜け止め部材４６を回転軸３１の抜け止め用溝部３１ｃに取り付けることができる。そして、上述した軸抜け止め部材４６の下側の隙間Ｘ１を、図７（ｂ）に示す最大撓み量Ｘ３よりも大きく設定しないと、この軸抜け止め部材４６の回転軸３１への取り付けが適正に行うことができず、不転や異常回転による回転性能の劣化等の問題がある。
【００６１】
上述したように、軸抜け止め部材４６は、ヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料により形成されていることから、ヤング率が３．４ＧＰａ以下の樹脂材料を用いる場合に比較して、この最大撓み量Ｘ３を小さくすることができるとともに、金属材料を用いた場合のような塑性変形を起こすといった問題もない。よって、以上のような軸抜け止め部材４６は、隙間Ｘ１を小さく抑えることを可能とし、すなわち、抜け止め用溝部３１ｃ及び軸受ユニット３０全体の軸方向の大きさを抑えて小型化を可能とするとともに、回転軸３１の抜け止め用溝部３１ｃの下端面と、抜け止め部材４６の下端面との隙間Ｘ１を小さくすることにより、回転軸３１の上下方向への動きを小さく低減することができ、回転軸３１が浮き上がることにより潤滑油の液面が下がり、潤滑油中に空気が混入してしまうといった問題が起きることを防止することを可能とする。
【００６２】
ここで、本発明に係る軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材の隙間Ｘ１と軸挿入の可否との関係についての実験例（以下、「軸挿入可否実験例」ともいう。）について説明する。この軸挿入可否実験例としては、本発明と比較するための比較例として、ヤング率が３．４ＧＰａの樹脂材料からなる軸抜け止め部材と、本発明の実験例１として、上述したヤング率が６．７ＧＰａの樹脂材料（ポリイミド）からなる軸抜け止め部材とについて、隙間Ｘ１を変化させて回転軸を挿入し、回転軸の挿入が可能であるか、回転軸の挿入が不可能であるかについて実験を行った場合の結果を表１に示す。表１において、回転軸の挿入が可能であった場合には「○」で示し、回転軸の挿入が不可能であった場合には「×」で示す。尚、形状、寸法等の他の条件については同条件で行うものとする。
【００６３】
【表１】
2009014152.tif 000003
【００６４】
表１の実験結果に示すように、比較例の軸抜け止め部材では、隙間Ｘ１が０．２７ｍｍ未満では、回転軸の挿入が不可能であるのに対し、本実験例１の軸抜け止め部材では、ヤング率が６．７ＧＰａであることから、隙間Ｘ１が０．２３ｍｍ以上であれば、回転軸の挿入が可能であった。この結果から、本発明を適用する軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材は、ヤング率が大きい樹脂材料により構成されていることにより、抜け止め用溝部及び軸受ユニット全体の軸方向の大きさを抑えて小型化を可能とし、抜け止め用溝部の下端面と軸抜け止め部材の下端面との隙間Ｘ１を小さくすることにより、回転軸の上下方向への動きを小さく低減することを可能とすることを確認できた。そして、回転軸の上下方向への動きを小さく低減できることは、回転軸が浮き上がることにより潤滑油の液面が下がり、潤滑油中に空気が混入してしまうことを防止することを可能とする。
【００６５】
また、本発明を適用した軸受ユニット３０を構成する軸抜け止め部材４６は、ヤング率が大きな樹脂材料よりなることにより、同じ厚みであれば、そのヤング率の高さにより回転軸３１が抜けることを防止する強度（以下、「抜け止め力」ともいう。）を高め、軸受ユニット３０全体としての耐衝撃性を向上させることができる。また、従来のヤング率が低い抜け止め部材の抜け止め力と同じ抜け止め力を得るためには、その厚みを小さくすることができることにより、軸受ユニット全体の軸方向の寸法を小さくすることができ小型化を実現できる。すなわち、軸抜け止め部材の厚さが厚すぎると、抜け止め部材を格納する隙間を大きくする必要があり、ヤング率という物性を高めることにより抜け止め部材の厚みを抑えながら、抜け止め力（耐抜去力）を高めることができる。
【００６６】
また、本発明を適用した軸受ユニット３０を構成する軸抜け止め部材は、２層以上の層構造を有して構成されていてもよい。ここで、上述した軸抜け止め部材４６に換えて本発明を適用した軸受ユニット３０に用いることができる軸抜け止め部材の他の例として軸抜け止め部材５６について説明する。
【００６７】
この軸抜け止め部材５６は、２層以上の層構造を有し、各層毎のヤング率が４．１ＧＰａ以上の値を有する樹脂材料により形成されており、この樹脂材料としては、上述した軸抜け止め部材４６と同様のものが用いられる。そして、この軸抜け止め部材５６として、例えば、図８に示すように、厚さが７５μｍで単層のヤング率が４．１ＧＰａの樹脂材料により形成される第１層５６ａ及び第２層５６ｂと、厚さが２５μｍでこの第１層及び第２層の間に形成されこれらを接着するための接着層５６ｃとからなる軸抜け止め部材が用いられる。以上のように構成される軸抜け止め部材５６は、そのヤング率の高さから上述の軸抜け止め部材４６と略同様の効果を有するとともに、その積層構造により厚さに自由度があることから、厚い材料に頼ることなく、薄い材料を積層することで抜け強度を効率よく向上させ、すなわち、例えば汎用部品として厚さが薄いものしかない場合にも、積層することで所望の厚さの軸抜け止め部材を構成することができ、低コスト化を可能とするものである。
【００６８】
本発明を適用した軸受ユニット３０を構成する軸抜け止め部材５６は、ヤング率が大きな樹脂材料よりなることにより、同じ厚みであれば、そのヤング率の高さにより回転軸３１が抜けることを防止する強度（以下、「抜け止め力」ともいう。）を高め、軸受ユニット３０全体としての耐衝撃性を向上させることができる。また、従来のヤング率が低い抜け止め部材の抜け止め力と同じ抜け止め力を得るためには、その厚みを小さくすることができることにより、軸受ユニット全体の軸方向の寸法を小さくすることができ小型化を実現できる。
【００６９】
ここで、本発明に係る軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材として、単層で構成された軸抜け止め部材４６と、２層で構成された軸抜け止め部材５６とを例として用い、ヤング率と軸の抜去力との関係についての実験例（以下、「軸抜去力実験例」ともいう。）について説明する。この軸抜去力実験例としては、本発明と比較するための比較例として、ヤング率が３．４Ｇｐａの樹脂材料からなり、厚さが０．１２５ｍｍの軸抜け止め部材と、本発明の実験例１として、ヤング率が６．７ＧＰａの樹脂材料からなり、厚さが０．１２５ｍｍの抜け止め部材と、本発明の実験例２として、ヤング率が４．１ＧＰａの樹脂材料からなり、厚さが０．１７５ｍｍの２層積層構造の抜け止め部材とを用いて同条件で、所定の抜去力を与え、回転軸が抜けた頻度に付いて実験し、この結果として度数分布を図９に示す。尚、実験例２の抜け止め部材は、１層毎の厚みが０．０７５ｍｍであり、接着層が０．０２５ｍｍのものを用いた。
【００７０】
ここで、例えば、この軸受ユニットの軸又はハウジングに取り付けられる回転部の重量を３０ｇとし、５０Ｇの衝撃が加わった場合の衝撃力は、約１５Ｎ（１．５ｋｇ）であり、一般的な安全率を７とすると、１０５Ｎ以上の耐抜き去り力が必要とされることとなる。
【００７１】
図９の実験結果に示すように、比較例の軸抜け止め部材では、耐抜去力（抜け止め力）として必要とされる１０５Ｎ付近でも軸が抜ける頻度が相当数あったのに対し、実験例１，２の軸抜け止め部材では、抜去力が１４０Ｎまでは、軸が抜けることはなかった。この結果から、本発明に係る軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材は、ヤング率が大きい樹脂材料により単層又は積層して構成されていることにより、抜け止め力を高め、軸の抜け止めとしての機能を向上させ、軸受ユニット全体としての耐衝撃性を向上させることができ、具体的には、略同一寸法の抜け止め部材に対して耐抜去力を約２０％向上させることができることを確認できた。
【００７２】
以上のように構成された軸抜け止め部材４６，５６は、そのヤング率の高さにより、抜け止め部材自体の厚みを抑えた状態で、軸の抜け止め力を高めることができるのみならず、ヤング率を高めたことにより、軸挿入時に必要となる軸抜け止め部材を格納する隙間をヤング率が低いものを用いた場合に比べて大きくする必要がなくなり、すなわち、隙間を必要以上に大きくすることがなくなり、これにより、軸受ユニット全体の軸方向の寸法を小さくでき小型化を実現する。
【００７３】
上述した軸受ユニットは、ハウジング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。また、金属により例えば上部閉塞部と本体とを別体に形成し融着等により一体化するように構成してもよい。
【００７４】
以上のように構成された軸受ユニット３０は、回転軸３１と、ラジアル軸受３３と、スラスト軸受３４と、ハウジング３７と、粘性流体として潤滑油３８と、このラジアル軸受３３のスラスト軸受３４が設けられた一端側に設けられ、回転軸３１が軸方向に移動したときに回転軸３１の軸抜け止め用溝部３１ｃに係合することにより、回転軸３１がラジアル軸受３３から抜けることを防止する抜け止め部材４６，５６とを備え、この抜け止め部材４６，５６がヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料よりなることにより、同一寸法の抜け止め部材に対して耐抜去力（抜け止め力）を約２０％向上させることができ、また、軸抜け止め用溝部３１ｃの下端面と、抜け止め部材４６，５６の下端面との隙間Ｘ１も小さくすることができ、回転軸３１の上下方向の動きを減らすことができる。
【００７５】
すなわち、本発明が適用された軸受ユニット３０は、軸が抜けることを防止する抜け止め部材４６，５６をヤング率が３．４ＧＰａより大きな値を有する樹脂材料により構成することで、軸の抜け止め力を向上させて耐衝撃性を向上させるとともに、抜け止め部材を配置するための回転軸３１の溝部３１ｃの軸方向の大きさを抑えて小型化を実現し、さらに、回転軸３１の溝部３１ｃの端面と、抜け止め部材４６の端面との隙間Ｘ１を小さくして、軸の上下方向への動きを小さく低減することを実現できる。また、軸受ユニット３０は、隙間Ｘ１を小さくすることを可能とするので、回転軸３１が浮き上がることにより潤滑油の液面が下がり、潤滑油中に空気が混入してしまうといった問題が起きることを防止して、長期間にわたり良好な回転性能を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明を適用した軸受ユニットは、放熱装置の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。
【００７７】
更に、本発明を適用した軸受ユニットは、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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明を適用した情報処理装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示すＩ−Ｉ線に沿った断面を示す断面図である。
【図３】本発明を適用したモータを用いた放熱装置を示す斜視図である。
【図４】本発明を適用したモータの構成を示す断面図である。
【図５】本発明を適用した軸受ユニットを示す断面図である。
【図６】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。
【図７】軸抜け止め部材の回転軸への取り付けの際の動作について説明するための図であり、（ａ）は、挿入前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、挿入中の状態を示す断面図であり、（ｃ）は、挿入後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材の積層構造とされた例の断面図である。
【図９】本発明の軸受ユニットを構成する軸抜け止め部材の軸抜去力実験の結果を示す図である。
【図１０】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】
【００７９】
１  モータ、  １８  ロータ、  １９  ステータ、  ２０  ステータヨーク、  ２４  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  スラスト軸受、  ３５  空間形成部材、  ３７  ハウジング、  ３８  潤滑油、  ３９  動圧発生溝、  ４１  軸挿通孔、  ４２  ハウジング本体、  ４３  底部閉塞部、  ４４  上部閉塞部、  ４５  軸挿通孔、  ４６  軸抜け止め部材、  ４７  空隙、  ４８  テーパ部
【図１】
2009014152.tif 000004
【図２】
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【図３】
2009014152.tif 000006
【図４】
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【図５】
2009014152.tif 000008
【図６】
2009014152.tif 000009
【図７】
2009014152.tif 000010
【図８】
2009014152.tif 000011
【図９】
2009014152.tif 000012
【図１０】
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