動圧軸受式モータ
【課題】動圧軸受式モータにおいて、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を固定すること。
【解決手段】一端に開口部を有する樹脂製のハウジング１１０内に、動圧軸受部１５０を配し、この動圧軸受部１５０にロータシャフト１４０を回転自在に支承させる。動圧軸受部１５０の内周面にはヘリングボーン溝部が形成され、動圧軸受部１５０とロータシャフト１４０のとの間には潤滑油が配させる。ハウジング１１０内の動圧軸受部１５０の上端部を覆うようにキャップ１９０が取り付けられている。キャップ１９０は、開口部を閉塞する蓋上面部の外周縁から垂下する筒状壁部の内周面で、動圧軸受部１５０の上端部の外周面に圧入により外嵌され、外周面でハウジング１１０の開口部の内周面に内嵌されて固定させる。
【解決手段】一端に開口部を有する樹脂製のハウジング１１０内に、動圧軸受部１５０を配し、この動圧軸受部１５０にロータシャフト１４０を回転自在に支承させる。動圧軸受部１５０の内周面にはヘリングボーン溝部が形成され、動圧軸受部１５０とロータシャフト１４０のとの間には潤滑油が配させる。ハウジング１１０内の動圧軸受部１５０の上端部を覆うようにキャップ１９０が取り付けられている。キャップ１９０は、開口部を閉塞する蓋上面部の外周縁から垂下する筒状壁部の内周面で、動圧軸受部１５０の上端部の外周面に圧入により外嵌され、外周面でハウジング１１０の開口部の内周面に内嵌されて固定させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸と軸受けの間に油や空気等の流体を介在させた流体動圧軸受式モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＤＤ、ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置などのアウタロータ型のスピンドルモータでは、動圧軸受け式のモータが使用されている。
【０００３】
動圧軸受けの構造では、ステータ側のハウジングに圧入されることで固定され、ロータシャフトが挿入される軸受け部として、内周面に動圧溝が形成された軸受け部が用いられる。この軸受け部は、ロータシャフトとの間に形成される軸受け隙間内に潤滑油を保持することによって、回転時に動圧溝によって潤滑油に生じる動圧作用を利用して、ロータシャフトを支持する。動圧軸受け式は、潤滑油膜によってロータシャフトを非接触状態で回動自在に支持でき、従来からスピンドルモータに適用されてきた転がり軸受け式のモータと比較して振動や騒音特性の点で優れている。
【０００４】
動圧軸受け式のモータでは、軸受け部を保持する筒状のハウジングは、一般的に、モータ駆動時のロータシャフトの回転による軸受け部の温度範囲（モータ使用温度範囲、軸受け温度ともいう）に耐えうる強度の必要性等から、真鍮などの軟質金属材又は鉛レス黄銅などの金属材により形成される（特許文献１または特許文献２参照）。なお、特許文献１または特許文献２では、ハウジング内には、オイル漏れを防ぐシール材が、軸受け部の上部に、ロータシャフトを挿通させた状態で配置されている。
【特許文献１】特開２００５−１７２２４４号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１又は特許文献２に示す従来の動圧軸受け式の構造のモータにおいて、製作コスト削減を図るため、ハウジングを金属に変えて樹脂により成形したいという要望がある。
【０００６】
圧入により軸受け部を保持するハウジングを備える従来の動圧軸受け式のモータ構造において、ハウジングを樹脂製とした場合、ロータシャフトが回転した際に、軸受け部の温度上昇に伴い樹脂製のハウジング自体の温度が上昇する。これによりハウジング自体が変形して、ハウジングの内周面と軸受け部の外周面との圧入部分に隙間が形成され、軸受け部の保持力が低下する恐れがある。
【０００７】
これに対して、軸受け部のハウジングに対する圧入力を高くしてハウジングの保持力を高める場合、軸受け部に外周面から応力が加わり、内径寸法を変化させ、内周面に形成された動圧溝による動圧作用に支障を来す恐れがあるという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を固定する動圧軸受式モータを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】
本発明の動圧軸受式モータは、一端に開口部を有する樹脂製のハウジングと、円筒状の内周面を有し、前記開口部から前記ハウジングに嵌入される軸受け部と、前記軸受け部に回転自在に挿入されるロータシャフトと、前記軸受け部の内周面及び前記内周面に対向するロータシャフトの外周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝と、前記軸受け部の内周面と前記ロータシャフトの外周面との間に保持される動圧発生用潤滑油と、ロータシャフトを回動自在に挿通して、前記ハウジングの開口部側に固定され、前記軸受け部の嵌入方向と逆側の上端部に、当該上端部を覆うように取り付けられて、前記前記軸受け部のスラスト方向への移動を規制するキャップとを備え、前記キャップは、前記ロータシャフトが挿通され、前記開口部を閉塞する蓋上面部と、前記蓋上面部の外周縁から垂下してなる筒状をなし、内周面で、前記軸受け部の上端部の外周面に圧入により外嵌されるとともに、外周面で、前記開口部の内周面に内嵌される筒状壁部とを有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る動圧軸受式モータの構成を示す要部断面図である。なお、図１では、回転軸線Ｃを挟み左右で異なる部位の要部断面を示している。
【００１３】
本実施の形態に係る動圧軸受式モータ１００は、例えば、プロジェクタ、ＰＣ等の電子機器に取り付けられる排気ファンモータとして用いられるものとして説明するが、動圧軸受式であればどのモータに適用されてもよく、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disc Drive）のディスク（円盤部分）を回転させるスピンドルモータ等として用いても良い。
【００１４】
動圧軸受式モータ１００では、平板状の台座の中央部から立設する一端に開口部が形成された有底筒状のハウジング１１０の外周にステータ１２０が設けられている。また、ハウジング１１０内には、ハウジング１１０内に嵌入された動圧軸受部１５０を介して、インペラ１３２を備えるロータ１３０のロータシャフト１４０が回転自在に挿入されている。
【００１５】
ハウジング１１０は樹脂製のものであり、台座は、ハウジング１１０の基端部１１０ａの外周面からラジアル方向外方に張り出すフランジ１０２により形成され、ハウジング１１０と一体成形により形成されている。台座の底面とハウジング１１０の底面とは同一平面である。台座（フランジ）１０２の上面には、筒状のハウジング１１０の外周面に沿って、動圧軸受式モータ１００を制御するための基板１０３が配設されている。
【００１６】
ハウジング１１０では、動圧軸受部１５０の外周に配置された内周面は、軸心に対して、底面側から上方に向かって段階的に後退するように形成され、底面側から順に、シャフト先端部収容部１１１、軸受収容部１１２、キャップ収容部１１３、接着層形成部１１４を画成している。ハウジング１１０の底面、言い換えれば、シャフト先端収容部１１１の内底面１１５には、ロータシャフト１４０の先端１４１が当接するシャフト受けワッシャ１１６が配置されている。
【００１７】
ハウジング１１０の底部１１７は軸方向の厚みを有し、この底部１１７内には、ロータシャフト１４０の軸線Ｃ上に配置され、ロータシャフト１４０を底面側に吸着させる吸着マグネット１７０が配設されている。吸着マグネット１７０において、ハウジング１１０の内底面１１５に対向する面とは逆側の面（背面）には、磁性体のバックヨーク１７２が取り付けられている。なお、吸着マグネット１７０は、動圧軸受式モータ１００を上下逆にした場合でも、ストッパ１８０とともにロータシャフト１４０が動圧軸受部１５０から抜けることを防止する。
【００１８】
また、ハウジング１１０の外周には、ステータ１２０が、基板上方に所定間隔を空けた位置で外嵌されている。
【００１９】
ステータ１２０では、ハウジング１１０に外嵌される筒状のステータコア１２１の外周面からラジアル方向に所定間隔を空けて突極（磁極、スロットともいう）１２２が突設されており、この突極１２２にコイル部１２３が巻回されている。なお、ステータコア１２１では、突極１２２以外の部位が、絶縁樹脂からなるコアカバー１２４により覆われている。このコアカバー１２４には、一端部で基板に接続された引出棒１２５が取り付けられ、この引出棒１２５の他端部にコイル部１２３のマグネットワイヤが絡げられることで、基板の配線とコイル部１２３とは導通している。
【００２０】
コイル部１２３のラジアル方向の外側には、所定間隔を空けて、ステータ１２０の周囲を周方向に回転する環状のロータマグネット１３３が配置されている。
【００２１】
ロータマグネット１３３は、ここでは、ステータ１２０の周囲を囲むように配置された円筒状をなし、ロータヨーク１３４に外周側から保持されている。
【００２２】
ロータヨーク１３４は、筒状の周壁部１３４ａの一方（上方）の開口部縁部から軸心方向に突出する平板環状の上面部１３４ｂが設けられており、これら周壁部１３４ａの内周面及び上面部の内面にロータマグネット１３３が取り付けられている。つまり、ロータヨーク１３４は底部（上面部１３４ｂに相当）の中央部分を開口させ、開口側からステータ１２０を覆うように配置されたカップ状に形成されている。
【００２３】
このロータヨーク１３４は、外側から被さるように設けられたカップ状のインペラ本体１３２ａ内に固定されている。なお、ロータヨーク１３４は、インペラ本体１３２ａ内に、インペラ本体１３２ａの内周面から突出したリブ１３２ｂを介して部分的に圧入されることによって固定されている。
【００２４】
カップ状のインペラ本体１３２ａでは、底面１３２ｃの中央部にハブ１３６が形成され、このハブ１３６を介してロータシャフト１４０がインペラ本体１３２ａの底面１３２ｃと直交して取り付けられている。
【００２５】
ロータシャフト１４０は、基端部１４０ａ側でインペラ１３２のハブ１３６にインサート成形によって一体的に取り付けられ、ハウジング１１０に嵌入された動圧軸受部１５０の一端側（上側）の開口部から挿入されている。
【００２６】
ロータシャフト１４０において、動圧軸受部１５０の他端側から突出した先端部１４２には周方向に延在するストッパ取り付け溝部１４４が形成されている。このストッパ取り付け溝部１４４には、ラジアル方向外方に張り出し、動圧軸受部１５０の他端側（下側）の下面部に対向して配置する略円盤環状のストッパ１８０が取り付けられている。
【００２７】
ストッパ１８０は、ロータシャフト１４０が動圧軸受部１５０から抜ける方向（上方）に移動した際に、動圧軸受部１５０の下面部に掛止して、ロータシャフト１４０の抜脱方向への抜けを防止する。
【００２８】
図２は、本発明に係る動圧軸受式モータおけるストッパの斜視図である。
【００２９】
ストッパ１８０は、平板円環状に形成されたストッパ本体部１８２と、ストッパ本体部１８２の内周縁から軸心方向に突出し、ロータシャフト１４０の先端部のストッパ取付溝部１４４（図１参照）内に配置される内周環部１８４とを有する。
【００３０】
内周環部１８４は、ストッパ本体部１８２よりも厚みが薄くなるように形成され、少なくともロータシャフト１４０の基端部１４０ａ（図１参照）側の面、言い換えれば、動圧軸受部１５０の底面（下面部）１５２に対向する側の面１８４ａは、ストッパ本体部１８２の面１８２ａよりも動圧軸受部１５０の底面（下面部１５２）から離間している。
【００３１】
ストッパ１８０では、内周環部１８４を含む内周縁部１８２ｂに所定間隔をあけて切り欠き部１８６が形成されている。
【００３２】
この切り欠き部１８６により周方向に延在する内周環部１８４は分割される。これにより、ストッパ１８０をロータシャフト１４０に取り付ける際に、内周環部１８４の中央部の開口部にロータシャフト１４０を先端側から挿入することで、内周環部１８４は変形してストッパ取付溝部１４４に嵌合する。
【００３３】
また、ストッパ１８０の内周環部１８４の厚みは、ストッパ取付溝部１４４内の溝幅（溝１１４の底面の軸方向の長さ）よりも短い。これにより、ストッパ１８０はストッパ取付溝部１４４内に遊嵌された状態で取り付けられており、ロータシャフト１４０が回転しても、その回転力を妨げることがない。なお、動圧軸受式モータ１００では、ロータシャフト１４０は、吸着マグネット１７０によりハウジング１１０の内底面１１５側に吸着されているため、ストッパ１８０をロータシャフト１４０から外した構成としてもよい。
【００３４】
図３は、本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部を説明する側断面図である。
【００３５】
図３に示すように、動圧軸受部１５０は、銅を主成分とする焼結金属などの焼結金属により円筒状に形成されている。なお、動圧軸受部１５０は、潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた含油焼結金属の多孔質体により円筒状に形成されてもよい。
【００３６】
この動圧軸受部１５０の軸受け面である内周面１５３には、両開口側端部において、動圧発生溝としてのヘリングボーン形状の動圧溝部（ヘリングボーン溝部）１５４が形成されている。
【００３７】
ヘリングボーン溝部１５４は、内周面の両開口側端部に、内周面から軸心側に突出するヘリングボーン溝形成部１５５（図ではハッチングで示す）により形成されている。
【００３８】
ヘリングボーン溝形成部１５５は、円周方向に配置された帯状領域１５５ａと、帯状領域において円周方向に延在する両端縁部から、帯状領域１５５ａの内面と同じ内面レベルで軸方向の一方側に傾斜して延びるように、複数所定間隔をあけて設けられた骨部１５５ｂとにより形成されている。
【００３９】
骨部１５５ｂ間に形成されたヘリングボーン溝部１５４は、動圧軸受部１５０内における潤滑油の補油量を多くすることができ、ポンピング作用で動圧を発生させることによって、ロータシャフト１４０を精度良く支持している。
【００４０】
また、動圧軸受部１５０の外周面１５６には、軸方向に沿って形成され、上面部１５７及び下面部１５２の外縁部分に接続される外溝１５６ａが形成されている。なお、外溝１５６ａは、外周面１５６に、ここでは軸心を中心にして対称の位置に複数本形成されている。
【００４１】
動圧軸受部１５０には、ハウジング１１０内に配置された状態において、内周面１５３、外周面１５６、下面部１５２及び上面部１５７にはエアの流路が形成されている。具体的には、図に示すように、環状の上面部１５７及び下面部１５２のそれぞれにおいて、内周縁及び外周縁にＣ面加工されてなる環状の内縁流路１５２ａ、１５７ａ及び外縁流路１５２ｂ、１５７ｂが形成されている。それぞれの外縁流路１５２ｂ、１５７ｂは、外溝１５６ａと連通している。
【００４２】
図４は動圧軸受部の底面図であり、図５は動圧軸受部の上面図である。
【００４３】
図４に示すように、動圧軸受部１５０の下面部１５２には、内縁流路１５２ａ及び外縁流路１５２ｂ間を連通させる連絡流路１５２ｃが形成されている。
【００４４】
図５に示すように動圧軸受部１５０の上面部１５７には、内縁流路１５７ａ及び外縁流路１５７ｂ間を連通させる連絡流路１５７ｃが形成されている。また、上面部１５７において外縁流路１５７ｂ及び内縁流路１５７ａ間の中央部分を軸周りに切り欠いてなり、周方向に延在するとともに、連絡流路１５７ｃに連通する環状溝部１５７ｄが形成されている。
【００４５】
このように、動圧軸受部１５０では、下面部１５２及び上面部１５７のそれぞれにおいて、内周面１５３と外周面１５６とを連絡するエアの流路が形成され、外溝１５６ａにより下面部１５２及び上面部１５７の流路は、外周面１５６でも連結されている。
【００４６】
これにより動圧軸受部１５０では、ハウジング１１０内に嵌入された状態でも、下面部１５２、外周面１５６、内周面１５３及び上面部１５７を連絡するエア及び潤滑油の流路が形成されている。
【００４７】
この動圧軸受部１５０において上面部１５７を含む上端部には、ハウジング１１０に軽圧入により内嵌されるキャップ１９０が被せられている。動圧軸受部１５０は、キャップ１９０と、キャップ１９０をハウジング１１０に固定する接着層２００と、自身のハウジング１１０への軽圧入によって、ハウジング１１０に固定されている。動圧軸受部１５０は、キャップ１９０によってスラスト方向への移動が規制された状態で固定される。
【００４８】
図６〜図８は本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図であり、図６はキャップの上面図、図７は同キャップの底面図、図８は同キャップを下側からみた図である。
【００４９】
キャップ１９０は、動圧軸受部１５０の上面部１５７上に配置され、中央の開口部１９０ａにロータシャフト１４０が回転自在に挿通される円盤状の蓋上面部１９２と、蓋上面部１９２の外周縁から垂下され、動圧軸受部１５０の上端部の外周面を覆う筒状壁部１９４とを有する。
【００５０】
キャップ１９０では、筒状壁部１９４の下端面の角部及び蓋部の外周縁部及び、開口部の縁部を形成する内周縁部はＣ面加工が施されている。
【００５１】
図７及図８に示すように、蓋上面部１９２の裏面１９２ａには、下方に突出し、筒状壁部１９４の内周面１９４ａに沿って配置されたリブ１９５が形成されている。リブ１９５により、動圧軸受部１５０に被さるキャップ１９０の蓋上面部１９２は、図１に示すように、動圧軸受部１５０の上面部１５７上にリブ１９５を介して離間した状態で配置され、蓋上面部１９２の裏面１９２ａと動圧軸受部１５０の上面部１５７との間に空気溜まり部１９６を形成している。
【００５２】
また、蓋上面部１９２の上面の外周縁には、所定間隔をあけて切り欠き部１９７が形成されている。
【００５３】
このように形成されたキャップ１９０は、軸受収容部１１２内に嵌入されて、キャップ収容部１１３内に突出した動圧軸受部１５０の上端部（ハウジング１１０のキャップ収容部１１３内に位置する動圧軸受部１５０の外周面１５６及び上面部１５７）を覆うように取り付けられている。
【００５４】
言い換えれば、キャップ１９０は、ハウジング１１０内にて、ハウジング１１０のキャップ収容部１１３を形成する内周部分と、キャップ収容部１１３内に下方から突出する動圧軸受部１５０の上端部との間に、筒状壁部１９４を介在させて、動圧軸受部１５０の上端部に軽圧入により取り付けられている。
【００５５】
また、キャップ１９０は、ハウジング１１０に対しても軽圧入により取り付けられる。具体的には、キャップ１９０の外周面、つまり、筒状壁部１９４の外周面は、当該筒状壁部１９４の外径に対応して形成されたキャップ収容部１１３の内周面に、押圧した状態で当接している。また、キャップ１９０の上面（蓋部の上面）は、ハウジング１１０の上端部よりも低い高さ位置となっている。
【００５６】
また、キャップ１９０は、蓋上面部１９２の外周縁部分に形成された接着層２００によってハウジング１１０に固定されている。
【００５７】
接着層２００は、ハウジング１１０に動圧軸受部１５０とともに取り付けられたキャップ１９０の外面と、ハウジング１１０の内周面の上端部分との間の隙間（接着層形成部）に例えば、ＵＶ系の熱硬化する接着剤を充填することにより形成される。なお、接着層形成部１１４は、ハウジング１１０のキャップ収容部１１３に上方で連通し当該キャップ収容部１１３を囲む内周面よりも、軸心に対して後退した部分と、ハウジング１１０の上端開口部の内側開口縁に形成されたＣ面により形成されている。このように接着層２００は、ハウジング１１０における上端部の内周縁のＣ面部分及び接着層形成部１１４を画成する内周面と、接着層形成部１１４内に突出するキャップ１９０の外面との間に渡って形成されている。
【００５８】
また、キャップ１９０の蓋上面部１９２には切り欠き部１９７が形成されているため、蓋上面部１９２の外縁に沿って形成される接着層２００となる接着剤が充填される。これにより、切り欠き部１９７内に充填される接着剤は、キャップ１９０を固定する爪部の機能を有することとなり、接着層２００は、キャップ１９０とキャップ１９０のラジアル方向外側に配置されるハウジング１１０との間を密閉しつつ、キャップ１９０及び動圧軸受部１５０をハウジング１１０に強固に固定している。
【００５９】
また、キャップ１９０の蓋上面部１９２の上面は、ハウジング１１０の上端部よりも高さ位置が低い。このため、ハウジング１１０の上端部の内周に沿って接着剤を充填すると、キャップ１９０の蓋部の外周縁部分に接着剤が流れることで、接着領域が大きくなっている。
【００６０】
ハウジング１１０内において動圧軸受部１５０に被さることで形成されるキャップ１９０内の空気溜まり部１９６は、動圧軸受部１５０の上面部１５７の内縁流路１５７ａ、外縁流路１５７ｂ、連絡流路１５７ｃ及び環状溝部１５７ｄに連通している。外縁流路１５７ｂは、外溝１５６ａに連通している。よって、空気溜まり部１９６は、動圧軸受部１５０に形成されたエア経路Ａ１〜Ａ３（図３〜図５参照）に連通している。
【００６１】
このようにロータシャフト１４０が挿入された動圧軸受部１５０を固定して保持するハウジング１１０内では、動圧軸受部１５０の上面部１５７までオイルが充填されている。
【００６２】
ここで、動圧軸受式モータ１００の組立方法について説明する。
【００６３】
動圧軸受式モータ１００では、ハウジング１１０内の底面にシャフト受けワッシャ１１６を配置し、ストッパ１８０を、当該ストッパ１８０の中央部分を軸心に合わせて、軸受収容部１１２の底面部分に配置して、動圧軸受部１５０を軸受収容部１１２内に嵌入する。
【００６４】
このとき動圧軸受部１５０は、ハウジング１１０の内周面において軸受収容部１１２を囲む部分を押圧した状態、つまり、動圧軸受部１５０は、ハウジング１１０に対して軽圧入状態で取り付けられる。
【００６５】
そして動圧軸受部１５０内に所定量のオイルを充填させて、キャップ１９０をハウジング１１０内に取り付けられた動圧軸受部１５０の上面部１５７を含む上端部分に被せる。このとき、キャップ１９０は、ハウジング１１０の上面部１５７の外周面に対して筒状壁部１９４の内周面が互いに押圧する状態となり、キャップ１９０はハウジング１１０に軽圧入により取り付けられる。このキャップ１９０は、ハウジング１１０に接着層２００により固定する。
【００６６】
キャップ１９０では、筒状壁部１９４を、動圧軸受部１５０の略真円の外周に被せる。筒状壁部１９４には、当該筒状壁部１９４の一方（上方）の開口を閉塞するように、中央にロータシャフト１４０が挿通される円形の開口部が形成された円盤状の蓋上面部１９２が設けられている。このため、動圧軸受部１５０に取り付けるだけで、蓋上面部１９２の開口部１９０ａを動圧軸受部１５０の円形の開口部に対応して、同一軸心で位置させることができる。
【００６７】
これにより、動圧軸受部１５０の上端部にキャップ１９０が取り付けられた構成であっても、動圧軸受部１５０に挿入されるロータシャフト１４０を正確な軸線Ｃ上に位置するように、キャップ１９０の上方から動圧軸受部１５０に挿入させることができる。
【００６８】
そして、挿入されたロータシャフト１４０は、その先端部で、ハウジング１１０内において、ストッパ１８０に係合させる。
【００６９】
このように、ロータシャフト１４０を、内部にオイルを充填させた状態で固定された動圧軸受部１５０及びキャップ１９０に挿入すると、動圧軸受部１５０内のエアが下方に押し出される。
【００７０】
動圧軸受部１５０内において、ロータシャフト１４０がスラスト方向先端側に移動した際のエアの流れを図１と、図３〜図５のエア経路Ａ１〜Ａ３を参照して説明する。
【００７１】
動圧軸受部１５０の内部にオイルを充填して、上面側からロータシャフト１４０を挿入して取り付ける際に、動圧軸受部１５０の底面側に存在するエアは、挿入されるロータシャフト１４０より挿入方向（ハウジング１１０の底面方向）に押圧される。押圧されたエアは、下面部１５２の内縁流路１５２ａ、連絡流路１５２ｃ、外縁流路１５２ｂを経て、動圧軸受部１５０の外面１５６の外溝１５６ａを通って、上面部１５７側に抜ける。上面部１５７に抜けたエアは、上面部１５７において、外縁流路１５７ｂと、連絡流路１５７ｃと、環状溝部１５７ｄと、内縁流路１５７ａとにより上方に抜ける。
【００７２】
上方に抜けたエアはキャップ１９０内側の空気溜まり部１９６を通り、キャップ１９０の蓋上面部１９２の開口部１９０ａを形成する周面とロータシャフト１４０の外面との間から上方に抜ける。なお、キャップ１９０の開口部１９０ａを形成する周面に対向するロータシャフト１４０の外面部分には撥油剤が塗布されている。
【００７３】
空気溜まり部１９６は、エア抜けのバッファとなり、ロータシャフト１４０を動圧軸受部１５０に挿入させた際等、ロータシャフト１４０が動圧軸受部１５０に対してスラスト方向に移動する場合でも、動圧式の動圧軸受部１５０内の潤滑油が動圧軸受部１５０の上方に飛び出すことがない。
【００７４】
このように構成された動圧軸受式モータ１００の備える軸受け装置は、一端に開口部を有する樹脂製のハウジング１１０と、円筒状の内周面を有し、開口部からハウジング１１０に嵌入される動圧軸受部１５０と、動圧軸受部１５０に回転自在に挿入されるロータシャフト１４０と、動圧軸受部１５０の内周面及び内周面に対向するロータシャフト１４０の外周面の少なくとも一方に形成されたヘリングボーン溝部１５４と、動圧軸受部１５０の内周面とロータシャフト１４０の外周面との間に保持される動圧発生用潤滑油と、ロータシャフト１４０を回動自在に挿通して、ハウジング１１０の開口部側に固定され、動圧軸受部１５０の嵌入方向と逆側の上端部に、当該上端部を覆うように取り付けられて、動圧軸受部１５０のスラスト方向への移動を規制するキャップ１９０とを備える。このキャップ１９０は、ロータシャフト１４０が挿通され、ハウジング１１０の開口部を閉塞する蓋上面部１９２と、蓋上面部１９２の外周縁から垂下してなる筒状をなし、内周面で、動圧軸受部１５０の上端部の外周面に圧入により外嵌されるとともに、外周面で、ハウジング１１０の開口部の内周面に内嵌される筒状壁部１９４とを有する。
【００７５】
すなわち、動圧軸受式モータ１００では、樹脂製のハウジング１１０に嵌入されて、ロータシャフト１４０を受ける動圧軸受部１５０は、上端部分に被さるキャップ１９０を介してハウジング１１０に固定されている。また、キャップ１９０は、ハウジング１１０への圧入力とともに、ハウジング１１０と接着する接着層２００によって動圧軸受部１５０に対する固定の強度向上が図られている。
【００７６】
このため、動圧軸受式モータ１００では、モータ駆動時のロータシャフト１４０の回転による動圧軸受部１５０の軸受け温度によって、動圧軸受部１５０を外側で保持する樹脂製のハウジング１１０が変形し、動圧軸受部１５０の外周面１５６との間に隙間ができる場合でも、動圧軸受部１５０のスラスト方向への移動は、ハウジング１１０に固定されたキャップ１９０により規制される。これにより、ハウジング１１０は、キャップ１９０を介して、動圧軸受部１５０をスラスト方向に移動させることなく保持できる。
【００７７】
よって、動圧軸受部１５０が嵌入される筒状のハウジング１１０を、従来の真鍮等の金属筒体に代えて、樹脂製筒状体により形成しても、軸受け温度（モータ使用時の温度範囲）を考慮することなく、動圧軸受部１５０を安定して固定することができる。
【００７８】
また、空気溜まり部１９６を有するキャップ１９０によりハウジング１１０の開口部は閉塞されるため、外部に潤滑油が漏洩することがなく、動圧軸受式モータ１００自体の耐久性及び信頼性を確保できる。
【００７９】
本実施の形態では、樹脂製のハウジング１１０に動圧軸受部１５０を挿入して固定する場合に、従来と異なり、モータ使用時における温度範囲（軸受け温度に耐えうる使用温度範囲）を想定して、ハウジング１１０に対する動圧軸受部１５０の圧入力を高めて固定する必要がなく、高い圧入力により動圧軸受部１５０を変形させることがない。つまり、外周面側からの圧力により動圧軸受部１５０の内径寸法を変化させることなく動圧軸受部１５０のハウジング１１０に固定できる。よって、ハウジング１１０においてモータ使用時の耐熱温度範囲（軸受け温度に耐えうる範囲）を考慮することなく、動圧軸受式モータ１００を組み立てることができる。
【００８０】
このように本実施の形態の動圧軸受式モータ１００では、樹脂製のハウジング１１０を用いてコストの低廉化が図られた構造において、ロータ１３０の回転時の軸受け温度によるハウジング１１０の温度上昇（モータ使用時の耐熱温度範囲）を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部１５０を固定できる。
【００８１】
また、動圧軸受部１５０単品の精度を維持した状態で動圧式モータを組み立てることができる。
【００８２】
さらに、ハウジング１１０内において、ロータシャフト１４０の先端部１４２に形成されたストッパ取り付け溝部１４４に、ラジアル方向外方に張り出し、動圧軸受部１５０の他端側（下側）の下面部に対向して位置する略円盤環状のストッパ１８０が取り付けられている。
【００８３】
これにより、ロータシャフト１４０自体は、スラスト方向の衝撃に対して、スラスト方向への移動が規制される。したがって、輸送時などに衝撃や振動が加わった場合、シャフトがスラスト方向へ移動することによるポンピング動作が起こりにくく、ハウジング１１０内からの潤滑油の漏洩を防止することができる。
【００８４】
以上、本発明の一実施の形態について説明した。なお、上記本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、種々の改変をなすことができ、そして本発明が該改変させたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る動圧軸受式モータは、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を保持する効果を有し、排気ファンモータ、スピンドルモータ、ポリゴンスキャナモータとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る動圧軸受式モータの構成を示す要部断面図
【図２】本発明に係る動圧軸受式モータおけるストッパの斜視図
【図３】本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部を説明する側断面図
【図４】本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部の底面図
【図５】本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部の上面図
【図６】本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図
【図７】本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図
【図８】本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図
【符号の説明】
【００８７】
１００ 動圧軸受式モータ
１１０ ハウジング
１４０ ロータシャフト
１５０ 動圧軸受部
１５４ ヘリングボーン溝部
１９０ キャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸と軸受けの間に油や空気等の流体を介在させた流体動圧軸受式モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＤＤ、ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置などのアウタロータ型のスピンドルモータでは、動圧軸受け式のモータが使用されている。
【０００３】
動圧軸受けの構造では、ステータ側のハウジングに圧入されることで固定され、ロータシャフトが挿入される軸受け部として、内周面に動圧溝が形成された軸受け部が用いられる。この軸受け部は、ロータシャフトとの間に形成される軸受け隙間内に潤滑油を保持することによって、回転時に動圧溝によって潤滑油に生じる動圧作用を利用して、ロータシャフトを支持する。動圧軸受け式は、潤滑油膜によってロータシャフトを非接触状態で回動自在に支持でき、従来からスピンドルモータに適用されてきた転がり軸受け式のモータと比較して振動や騒音特性の点で優れている。
【０００４】
動圧軸受け式のモータでは、軸受け部を保持する筒状のハウジングは、一般的に、モータ駆動時のロータシャフトの回転による軸受け部の温度範囲（モータ使用温度範囲、軸受け温度ともいう）に耐えうる強度の必要性等から、真鍮などの軟質金属材又は鉛レス黄銅などの金属材により形成される（特許文献１または特許文献２参照）。なお、特許文献１または特許文献２では、ハウジング内には、オイル漏れを防ぐシール材が、軸受け部の上部に、ロータシャフトを挿通させた状態で配置されている。
【特許文献１】特開２００５−１７２２４４号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１又は特許文献２に示す従来の動圧軸受け式の構造のモータにおいて、製作コスト削減を図るため、ハウジングを金属に変えて樹脂により成形したいという要望がある。
【０００６】
圧入により軸受け部を保持するハウジングを備える従来の動圧軸受け式のモータ構造において、ハウジングを樹脂製とした場合、ロータシャフトが回転した際に、軸受け部の温度上昇に伴い樹脂製のハウジング自体の温度が上昇する。これによりハウジング自体が変形して、ハウジングの内周面と軸受け部の外周面との圧入部分に隙間が形成され、軸受け部の保持力が低下する恐れがある。
【０００７】
これに対して、軸受け部のハウジングに対する圧入力を高くしてハウジングの保持力を高める場合、軸受け部に外周面から応力が加わり、内径寸法を変化させ、内周面に形成された動圧溝による動圧作用に支障を来す恐れがあるという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を固定する動圧軸受式モータを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】
本発明の動圧軸受式モータは、一端に開口部を有する樹脂製のハウジングと、円筒状の内周面を有し、前記開口部から前記ハウジングに嵌入される軸受け部と、前記軸受け部に回転自在に挿入されるロータシャフトと、前記軸受け部の内周面及び前記内周面に対向するロータシャフトの外周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝と、前記軸受け部の内周面と前記ロータシャフトの外周面との間に保持される動圧発生用潤滑油と、ロータシャフトを回動自在に挿通して、前記ハウジングの開口部側に固定され、前記軸受け部の嵌入方向と逆側の上端部に、当該上端部を覆うように取り付けられて、前記前記軸受け部のスラスト方向への移動を規制するキャップとを備え、前記キャップは、前記ロータシャフトが挿通され、前記開口部を閉塞する蓋上面部と、前記蓋上面部の外周縁から垂下してなる筒状をなし、内周面で、前記軸受け部の上端部の外周面に圧入により外嵌されるとともに、外周面で、前記開口部の内周面に内嵌される筒状壁部とを有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る動圧軸受式モータの構成を示す要部断面図である。なお、図１では、回転軸線Ｃを挟み左右で異なる部位の要部断面を示している。
【００１３】
本実施の形態に係る動圧軸受式モータ１００は、例えば、プロジェクタ、ＰＣ等の電子機器に取り付けられる排気ファンモータとして用いられるものとして説明するが、動圧軸受式であればどのモータに適用されてもよく、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disc Drive）のディスク（円盤部分）を回転させるスピンドルモータ等として用いても良い。
【００１４】
動圧軸受式モータ１００では、平板状の台座の中央部から立設する一端に開口部が形成された有底筒状のハウジング１１０の外周にステータ１２０が設けられている。また、ハウジング１１０内には、ハウジング１１０内に嵌入された動圧軸受部１５０を介して、インペラ１３２を備えるロータ１３０のロータシャフト１４０が回転自在に挿入されている。
【００１５】
ハウジング１１０は樹脂製のものであり、台座は、ハウジング１１０の基端部１１０ａの外周面からラジアル方向外方に張り出すフランジ１０２により形成され、ハウジング１１０と一体成形により形成されている。台座の底面とハウジング１１０の底面とは同一平面である。台座（フランジ）１０２の上面には、筒状のハウジング１１０の外周面に沿って、動圧軸受式モータ１００を制御するための基板１０３が配設されている。
【００１６】
ハウジング１１０では、動圧軸受部１５０の外周に配置された内周面は、軸心に対して、底面側から上方に向かって段階的に後退するように形成され、底面側から順に、シャフト先端部収容部１１１、軸受収容部１１２、キャップ収容部１１３、接着層形成部１１４を画成している。ハウジング１１０の底面、言い換えれば、シャフト先端収容部１１１の内底面１１５には、ロータシャフト１４０の先端１４１が当接するシャフト受けワッシャ１１６が配置されている。
【００１７】
ハウジング１１０の底部１１７は軸方向の厚みを有し、この底部１１７内には、ロータシャフト１４０の軸線Ｃ上に配置され、ロータシャフト１４０を底面側に吸着させる吸着マグネット１７０が配設されている。吸着マグネット１７０において、ハウジング１１０の内底面１１５に対向する面とは逆側の面（背面）には、磁性体のバックヨーク１７２が取り付けられている。なお、吸着マグネット１７０は、動圧軸受式モータ１００を上下逆にした場合でも、ストッパ１８０とともにロータシャフト１４０が動圧軸受部１５０から抜けることを防止する。
【００１８】
また、ハウジング１１０の外周には、ステータ１２０が、基板上方に所定間隔を空けた位置で外嵌されている。
【００１９】
ステータ１２０では、ハウジング１１０に外嵌される筒状のステータコア１２１の外周面からラジアル方向に所定間隔を空けて突極（磁極、スロットともいう）１２２が突設されており、この突極１２２にコイル部１２３が巻回されている。なお、ステータコア１２１では、突極１２２以外の部位が、絶縁樹脂からなるコアカバー１２４により覆われている。このコアカバー１２４には、一端部で基板に接続された引出棒１２５が取り付けられ、この引出棒１２５の他端部にコイル部１２３のマグネットワイヤが絡げられることで、基板の配線とコイル部１２３とは導通している。
【００２０】
コイル部１２３のラジアル方向の外側には、所定間隔を空けて、ステータ１２０の周囲を周方向に回転する環状のロータマグネット１３３が配置されている。
【００２１】
ロータマグネット１３３は、ここでは、ステータ１２０の周囲を囲むように配置された円筒状をなし、ロータヨーク１３４に外周側から保持されている。
【００２２】
ロータヨーク１３４は、筒状の周壁部１３４ａの一方（上方）の開口部縁部から軸心方向に突出する平板環状の上面部１３４ｂが設けられており、これら周壁部１３４ａの内周面及び上面部の内面にロータマグネット１３３が取り付けられている。つまり、ロータヨーク１３４は底部（上面部１３４ｂに相当）の中央部分を開口させ、開口側からステータ１２０を覆うように配置されたカップ状に形成されている。
【００２３】
このロータヨーク１３４は、外側から被さるように設けられたカップ状のインペラ本体１３２ａ内に固定されている。なお、ロータヨーク１３４は、インペラ本体１３２ａ内に、インペラ本体１３２ａの内周面から突出したリブ１３２ｂを介して部分的に圧入されることによって固定されている。
【００２４】
カップ状のインペラ本体１３２ａでは、底面１３２ｃの中央部にハブ１３６が形成され、このハブ１３６を介してロータシャフト１４０がインペラ本体１３２ａの底面１３２ｃと直交して取り付けられている。
【００２５】
ロータシャフト１４０は、基端部１４０ａ側でインペラ１３２のハブ１３６にインサート成形によって一体的に取り付けられ、ハウジング１１０に嵌入された動圧軸受部１５０の一端側（上側）の開口部から挿入されている。
【００２６】
ロータシャフト１４０において、動圧軸受部１５０の他端側から突出した先端部１４２には周方向に延在するストッパ取り付け溝部１４４が形成されている。このストッパ取り付け溝部１４４には、ラジアル方向外方に張り出し、動圧軸受部１５０の他端側（下側）の下面部に対向して配置する略円盤環状のストッパ１８０が取り付けられている。
【００２７】
ストッパ１８０は、ロータシャフト１４０が動圧軸受部１５０から抜ける方向（上方）に移動した際に、動圧軸受部１５０の下面部に掛止して、ロータシャフト１４０の抜脱方向への抜けを防止する。
【００２８】
図２は、本発明に係る動圧軸受式モータおけるストッパの斜視図である。
【００２９】
ストッパ１８０は、平板円環状に形成されたストッパ本体部１８２と、ストッパ本体部１８２の内周縁から軸心方向に突出し、ロータシャフト１４０の先端部のストッパ取付溝部１４４（図１参照）内に配置される内周環部１８４とを有する。
【００３０】
内周環部１８４は、ストッパ本体部１８２よりも厚みが薄くなるように形成され、少なくともロータシャフト１４０の基端部１４０ａ（図１参照）側の面、言い換えれば、動圧軸受部１５０の底面（下面部）１５２に対向する側の面１８４ａは、ストッパ本体部１８２の面１８２ａよりも動圧軸受部１５０の底面（下面部１５２）から離間している。
【００３１】
ストッパ１８０では、内周環部１８４を含む内周縁部１８２ｂに所定間隔をあけて切り欠き部１８６が形成されている。
【００３２】
この切り欠き部１８６により周方向に延在する内周環部１８４は分割される。これにより、ストッパ１８０をロータシャフト１４０に取り付ける際に、内周環部１８４の中央部の開口部にロータシャフト１４０を先端側から挿入することで、内周環部１８４は変形してストッパ取付溝部１４４に嵌合する。
【００３３】
また、ストッパ１８０の内周環部１８４の厚みは、ストッパ取付溝部１４４内の溝幅（溝１１４の底面の軸方向の長さ）よりも短い。これにより、ストッパ１８０はストッパ取付溝部１４４内に遊嵌された状態で取り付けられており、ロータシャフト１４０が回転しても、その回転力を妨げることがない。なお、動圧軸受式モータ１００では、ロータシャフト１４０は、吸着マグネット１７０によりハウジング１１０の内底面１１５側に吸着されているため、ストッパ１８０をロータシャフト１４０から外した構成としてもよい。
【００３４】
図３は、本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部を説明する側断面図である。
【００３５】
図３に示すように、動圧軸受部１５０は、銅を主成分とする焼結金属などの焼結金属により円筒状に形成されている。なお、動圧軸受部１５０は、潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた含油焼結金属の多孔質体により円筒状に形成されてもよい。
【００３６】
この動圧軸受部１５０の軸受け面である内周面１５３には、両開口側端部において、動圧発生溝としてのヘリングボーン形状の動圧溝部（ヘリングボーン溝部）１５４が形成されている。
【００３７】
ヘリングボーン溝部１５４は、内周面の両開口側端部に、内周面から軸心側に突出するヘリングボーン溝形成部１５５（図ではハッチングで示す）により形成されている。
【００３８】
ヘリングボーン溝形成部１５５は、円周方向に配置された帯状領域１５５ａと、帯状領域において円周方向に延在する両端縁部から、帯状領域１５５ａの内面と同じ内面レベルで軸方向の一方側に傾斜して延びるように、複数所定間隔をあけて設けられた骨部１５５ｂとにより形成されている。
【００３９】
骨部１５５ｂ間に形成されたヘリングボーン溝部１５４は、動圧軸受部１５０内における潤滑油の補油量を多くすることができ、ポンピング作用で動圧を発生させることによって、ロータシャフト１４０を精度良く支持している。
【００４０】
また、動圧軸受部１５０の外周面１５６には、軸方向に沿って形成され、上面部１５７及び下面部１５２の外縁部分に接続される外溝１５６ａが形成されている。なお、外溝１５６ａは、外周面１５６に、ここでは軸心を中心にして対称の位置に複数本形成されている。
【００４１】
動圧軸受部１５０には、ハウジング１１０内に配置された状態において、内周面１５３、外周面１５６、下面部１５２及び上面部１５７にはエアの流路が形成されている。具体的には、図に示すように、環状の上面部１５７及び下面部１５２のそれぞれにおいて、内周縁及び外周縁にＣ面加工されてなる環状の内縁流路１５２ａ、１５７ａ及び外縁流路１５２ｂ、１５７ｂが形成されている。それぞれの外縁流路１５２ｂ、１５７ｂは、外溝１５６ａと連通している。
【００４２】
図４は動圧軸受部の底面図であり、図５は動圧軸受部の上面図である。
【００４３】
図４に示すように、動圧軸受部１５０の下面部１５２には、内縁流路１５２ａ及び外縁流路１５２ｂ間を連通させる連絡流路１５２ｃが形成されている。
【００４４】
図５に示すように動圧軸受部１５０の上面部１５７には、内縁流路１５７ａ及び外縁流路１５７ｂ間を連通させる連絡流路１５７ｃが形成されている。また、上面部１５７において外縁流路１５７ｂ及び内縁流路１５７ａ間の中央部分を軸周りに切り欠いてなり、周方向に延在するとともに、連絡流路１５７ｃに連通する環状溝部１５７ｄが形成されている。
【００４５】
このように、動圧軸受部１５０では、下面部１５２及び上面部１５７のそれぞれにおいて、内周面１５３と外周面１５６とを連絡するエアの流路が形成され、外溝１５６ａにより下面部１５２及び上面部１５７の流路は、外周面１５６でも連結されている。
【００４６】
これにより動圧軸受部１５０では、ハウジング１１０内に嵌入された状態でも、下面部１５２、外周面１５６、内周面１５３及び上面部１５７を連絡するエア及び潤滑油の流路が形成されている。
【００４７】
この動圧軸受部１５０において上面部１５７を含む上端部には、ハウジング１１０に軽圧入により内嵌されるキャップ１９０が被せられている。動圧軸受部１５０は、キャップ１９０と、キャップ１９０をハウジング１１０に固定する接着層２００と、自身のハウジング１１０への軽圧入によって、ハウジング１１０に固定されている。動圧軸受部１５０は、キャップ１９０によってスラスト方向への移動が規制された状態で固定される。
【００４８】
図６〜図８は本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図であり、図６はキャップの上面図、図７は同キャップの底面図、図８は同キャップを下側からみた図である。
【００４９】
キャップ１９０は、動圧軸受部１５０の上面部１５７上に配置され、中央の開口部１９０ａにロータシャフト１４０が回転自在に挿通される円盤状の蓋上面部１９２と、蓋上面部１９２の外周縁から垂下され、動圧軸受部１５０の上端部の外周面を覆う筒状壁部１９４とを有する。
【００５０】
キャップ１９０では、筒状壁部１９４の下端面の角部及び蓋部の外周縁部及び、開口部の縁部を形成する内周縁部はＣ面加工が施されている。
【００５１】
図７及図８に示すように、蓋上面部１９２の裏面１９２ａには、下方に突出し、筒状壁部１９４の内周面１９４ａに沿って配置されたリブ１９５が形成されている。リブ１９５により、動圧軸受部１５０に被さるキャップ１９０の蓋上面部１９２は、図１に示すように、動圧軸受部１５０の上面部１５７上にリブ１９５を介して離間した状態で配置され、蓋上面部１９２の裏面１９２ａと動圧軸受部１５０の上面部１５７との間に空気溜まり部１９６を形成している。
【００５２】
また、蓋上面部１９２の上面の外周縁には、所定間隔をあけて切り欠き部１９７が形成されている。
【００５３】
このように形成されたキャップ１９０は、軸受収容部１１２内に嵌入されて、キャップ収容部１１３内に突出した動圧軸受部１５０の上端部（ハウジング１１０のキャップ収容部１１３内に位置する動圧軸受部１５０の外周面１５６及び上面部１５７）を覆うように取り付けられている。
【００５４】
言い換えれば、キャップ１９０は、ハウジング１１０内にて、ハウジング１１０のキャップ収容部１１３を形成する内周部分と、キャップ収容部１１３内に下方から突出する動圧軸受部１５０の上端部との間に、筒状壁部１９４を介在させて、動圧軸受部１５０の上端部に軽圧入により取り付けられている。
【００５５】
また、キャップ１９０は、ハウジング１１０に対しても軽圧入により取り付けられる。具体的には、キャップ１９０の外周面、つまり、筒状壁部１９４の外周面は、当該筒状壁部１９４の外径に対応して形成されたキャップ収容部１１３の内周面に、押圧した状態で当接している。また、キャップ１９０の上面（蓋部の上面）は、ハウジング１１０の上端部よりも低い高さ位置となっている。
【００５６】
また、キャップ１９０は、蓋上面部１９２の外周縁部分に形成された接着層２００によってハウジング１１０に固定されている。
【００５７】
接着層２００は、ハウジング１１０に動圧軸受部１５０とともに取り付けられたキャップ１９０の外面と、ハウジング１１０の内周面の上端部分との間の隙間（接着層形成部）に例えば、ＵＶ系の熱硬化する接着剤を充填することにより形成される。なお、接着層形成部１１４は、ハウジング１１０のキャップ収容部１１３に上方で連通し当該キャップ収容部１１３を囲む内周面よりも、軸心に対して後退した部分と、ハウジング１１０の上端開口部の内側開口縁に形成されたＣ面により形成されている。このように接着層２００は、ハウジング１１０における上端部の内周縁のＣ面部分及び接着層形成部１１４を画成する内周面と、接着層形成部１１４内に突出するキャップ１９０の外面との間に渡って形成されている。
【００５８】
また、キャップ１９０の蓋上面部１９２には切り欠き部１９７が形成されているため、蓋上面部１９２の外縁に沿って形成される接着層２００となる接着剤が充填される。これにより、切り欠き部１９７内に充填される接着剤は、キャップ１９０を固定する爪部の機能を有することとなり、接着層２００は、キャップ１９０とキャップ１９０のラジアル方向外側に配置されるハウジング１１０との間を密閉しつつ、キャップ１９０及び動圧軸受部１５０をハウジング１１０に強固に固定している。
【００５９】
また、キャップ１９０の蓋上面部１９２の上面は、ハウジング１１０の上端部よりも高さ位置が低い。このため、ハウジング１１０の上端部の内周に沿って接着剤を充填すると、キャップ１９０の蓋部の外周縁部分に接着剤が流れることで、接着領域が大きくなっている。
【００６０】
ハウジング１１０内において動圧軸受部１５０に被さることで形成されるキャップ１９０内の空気溜まり部１９６は、動圧軸受部１５０の上面部１５７の内縁流路１５７ａ、外縁流路１５７ｂ、連絡流路１５７ｃ及び環状溝部１５７ｄに連通している。外縁流路１５７ｂは、外溝１５６ａに連通している。よって、空気溜まり部１９６は、動圧軸受部１５０に形成されたエア経路Ａ１〜Ａ３（図３〜図５参照）に連通している。
【００６１】
このようにロータシャフト１４０が挿入された動圧軸受部１５０を固定して保持するハウジング１１０内では、動圧軸受部１５０の上面部１５７までオイルが充填されている。
【００６２】
ここで、動圧軸受式モータ１００の組立方法について説明する。
【００６３】
動圧軸受式モータ１００では、ハウジング１１０内の底面にシャフト受けワッシャ１１６を配置し、ストッパ１８０を、当該ストッパ１８０の中央部分を軸心に合わせて、軸受収容部１１２の底面部分に配置して、動圧軸受部１５０を軸受収容部１１２内に嵌入する。
【００６４】
このとき動圧軸受部１５０は、ハウジング１１０の内周面において軸受収容部１１２を囲む部分を押圧した状態、つまり、動圧軸受部１５０は、ハウジング１１０に対して軽圧入状態で取り付けられる。
【００６５】
そして動圧軸受部１５０内に所定量のオイルを充填させて、キャップ１９０をハウジング１１０内に取り付けられた動圧軸受部１５０の上面部１５７を含む上端部分に被せる。このとき、キャップ１９０は、ハウジング１１０の上面部１５７の外周面に対して筒状壁部１９４の内周面が互いに押圧する状態となり、キャップ１９０はハウジング１１０に軽圧入により取り付けられる。このキャップ１９０は、ハウジング１１０に接着層２００により固定する。
【００６６】
キャップ１９０では、筒状壁部１９４を、動圧軸受部１５０の略真円の外周に被せる。筒状壁部１９４には、当該筒状壁部１９４の一方（上方）の開口を閉塞するように、中央にロータシャフト１４０が挿通される円形の開口部が形成された円盤状の蓋上面部１９２が設けられている。このため、動圧軸受部１５０に取り付けるだけで、蓋上面部１９２の開口部１９０ａを動圧軸受部１５０の円形の開口部に対応して、同一軸心で位置させることができる。
【００６７】
これにより、動圧軸受部１５０の上端部にキャップ１９０が取り付けられた構成であっても、動圧軸受部１５０に挿入されるロータシャフト１４０を正確な軸線Ｃ上に位置するように、キャップ１９０の上方から動圧軸受部１５０に挿入させることができる。
【００６８】
そして、挿入されたロータシャフト１４０は、その先端部で、ハウジング１１０内において、ストッパ１８０に係合させる。
【００６９】
このように、ロータシャフト１４０を、内部にオイルを充填させた状態で固定された動圧軸受部１５０及びキャップ１９０に挿入すると、動圧軸受部１５０内のエアが下方に押し出される。
【００７０】
動圧軸受部１５０内において、ロータシャフト１４０がスラスト方向先端側に移動した際のエアの流れを図１と、図３〜図５のエア経路Ａ１〜Ａ３を参照して説明する。
【００７１】
動圧軸受部１５０の内部にオイルを充填して、上面側からロータシャフト１４０を挿入して取り付ける際に、動圧軸受部１５０の底面側に存在するエアは、挿入されるロータシャフト１４０より挿入方向（ハウジング１１０の底面方向）に押圧される。押圧されたエアは、下面部１５２の内縁流路１５２ａ、連絡流路１５２ｃ、外縁流路１５２ｂを経て、動圧軸受部１５０の外面１５６の外溝１５６ａを通って、上面部１５７側に抜ける。上面部１５７に抜けたエアは、上面部１５７において、外縁流路１５７ｂと、連絡流路１５７ｃと、環状溝部１５７ｄと、内縁流路１５７ａとにより上方に抜ける。
【００７２】
上方に抜けたエアはキャップ１９０内側の空気溜まり部１９６を通り、キャップ１９０の蓋上面部１９２の開口部１９０ａを形成する周面とロータシャフト１４０の外面との間から上方に抜ける。なお、キャップ１９０の開口部１９０ａを形成する周面に対向するロータシャフト１４０の外面部分には撥油剤が塗布されている。
【００７３】
空気溜まり部１９６は、エア抜けのバッファとなり、ロータシャフト１４０を動圧軸受部１５０に挿入させた際等、ロータシャフト１４０が動圧軸受部１５０に対してスラスト方向に移動する場合でも、動圧式の動圧軸受部１５０内の潤滑油が動圧軸受部１５０の上方に飛び出すことがない。
【００７４】
このように構成された動圧軸受式モータ１００の備える軸受け装置は、一端に開口部を有する樹脂製のハウジング１１０と、円筒状の内周面を有し、開口部からハウジング１１０に嵌入される動圧軸受部１５０と、動圧軸受部１５０に回転自在に挿入されるロータシャフト１４０と、動圧軸受部１５０の内周面及び内周面に対向するロータシャフト１４０の外周面の少なくとも一方に形成されたヘリングボーン溝部１５４と、動圧軸受部１５０の内周面とロータシャフト１４０の外周面との間に保持される動圧発生用潤滑油と、ロータシャフト１４０を回動自在に挿通して、ハウジング１１０の開口部側に固定され、動圧軸受部１５０の嵌入方向と逆側の上端部に、当該上端部を覆うように取り付けられて、動圧軸受部１５０のスラスト方向への移動を規制するキャップ１９０とを備える。このキャップ１９０は、ロータシャフト１４０が挿通され、ハウジング１１０の開口部を閉塞する蓋上面部１９２と、蓋上面部１９２の外周縁から垂下してなる筒状をなし、内周面で、動圧軸受部１５０の上端部の外周面に圧入により外嵌されるとともに、外周面で、ハウジング１１０の開口部の内周面に内嵌される筒状壁部１９４とを有する。
【００７５】
すなわち、動圧軸受式モータ１００では、樹脂製のハウジング１１０に嵌入されて、ロータシャフト１４０を受ける動圧軸受部１５０は、上端部分に被さるキャップ１９０を介してハウジング１１０に固定されている。また、キャップ１９０は、ハウジング１１０への圧入力とともに、ハウジング１１０と接着する接着層２００によって動圧軸受部１５０に対する固定の強度向上が図られている。
【００７６】
このため、動圧軸受式モータ１００では、モータ駆動時のロータシャフト１４０の回転による動圧軸受部１５０の軸受け温度によって、動圧軸受部１５０を外側で保持する樹脂製のハウジング１１０が変形し、動圧軸受部１５０の外周面１５６との間に隙間ができる場合でも、動圧軸受部１５０のスラスト方向への移動は、ハウジング１１０に固定されたキャップ１９０により規制される。これにより、ハウジング１１０は、キャップ１９０を介して、動圧軸受部１５０をスラスト方向に移動させることなく保持できる。
【００７７】
よって、動圧軸受部１５０が嵌入される筒状のハウジング１１０を、従来の真鍮等の金属筒体に代えて、樹脂製筒状体により形成しても、軸受け温度（モータ使用時の温度範囲）を考慮することなく、動圧軸受部１５０を安定して固定することができる。
【００７８】
また、空気溜まり部１９６を有するキャップ１９０によりハウジング１１０の開口部は閉塞されるため、外部に潤滑油が漏洩することがなく、動圧軸受式モータ１００自体の耐久性及び信頼性を確保できる。
【００７９】
本実施の形態では、樹脂製のハウジング１１０に動圧軸受部１５０を挿入して固定する場合に、従来と異なり、モータ使用時における温度範囲（軸受け温度に耐えうる使用温度範囲）を想定して、ハウジング１１０に対する動圧軸受部１５０の圧入力を高めて固定する必要がなく、高い圧入力により動圧軸受部１５０を変形させることがない。つまり、外周面側からの圧力により動圧軸受部１５０の内径寸法を変化させることなく動圧軸受部１５０のハウジング１１０に固定できる。よって、ハウジング１１０においてモータ使用時の耐熱温度範囲（軸受け温度に耐えうる範囲）を考慮することなく、動圧軸受式モータ１００を組み立てることができる。
【００８０】
このように本実施の形態の動圧軸受式モータ１００では、樹脂製のハウジング１１０を用いてコストの低廉化が図られた構造において、ロータ１３０の回転時の軸受け温度によるハウジング１１０の温度上昇（モータ使用時の耐熱温度範囲）を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部１５０を固定できる。
【００８１】
また、動圧軸受部１５０単品の精度を維持した状態で動圧式モータを組み立てることができる。
【００８２】
さらに、ハウジング１１０内において、ロータシャフト１４０の先端部１４２に形成されたストッパ取り付け溝部１４４に、ラジアル方向外方に張り出し、動圧軸受部１５０の他端側（下側）の下面部に対向して位置する略円盤環状のストッパ１８０が取り付けられている。
【００８３】
これにより、ロータシャフト１４０自体は、スラスト方向の衝撃に対して、スラスト方向への移動が規制される。したがって、輸送時などに衝撃や振動が加わった場合、シャフトがスラスト方向へ移動することによるポンピング動作が起こりにくく、ハウジング１１０内からの潤滑油の漏洩を防止することができる。
【００８４】
以上、本発明の一実施の形態について説明した。なお、上記本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、種々の改変をなすことができ、そして本発明が該改変させたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明に係る動圧軸受式モータは、コストの低廉化を図ることができるとともに、モータ使用時の軸受け温度を考慮することなく、高精度及び安定した強度で動圧軸受部を保持する効果を有し、排気ファンモータ、スピンドルモータ、ポリゴンスキャナモータとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る動圧軸受式モータの構成を示す要部断面図
【図２】本発明に係る動圧軸受式モータおけるストッパの斜視図
【図３】本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部を説明する側断面図
【図４】本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部の底面図
【図５】本発明に係る動圧軸受式モータおける動圧軸受部の上面図
【図６】本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図
【図７】本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図
【図８】本発明に係る動圧軸受式モータおけるキャップの構成に供する図
【符号の説明】
【００８７】
１００ 動圧軸受式モータ
１１０ ハウジング
１４０ ロータシャフト
１５０ 動圧軸受部
１５４ ヘリングボーン溝部
１９０ キャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有する樹脂製のハウジングと、
円筒状の内周面を有し、前記開口部から前記ハウジングに嵌入される軸受け部と、
前記軸受け部に回転自在に挿入されるロータシャフトと、
前記軸受け部の内周面及び前記内周面に対向するロータシャフトの外周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝と、
前記軸受け部の内周面と前記ロータシャフトの外周面との間に保持される動圧発生用潤滑油と、
ロータシャフトを回動自在に挿通して、前記ハウジングの開口部側に固定され、前記軸受け部の嵌入方向と逆側の上端部に、当該上端部を覆うように取り付けられて、前記前記軸受け部のスラスト方向への移動を規制するキャップとを備え、
前記キャップは、前記ロータシャフトが挿通され、前記開口部を閉塞する蓋上面部と、
前記蓋上面部の外周縁から垂下してなる筒状をなし、内周面で、前記軸受け部の上端部の外周面に圧入により外嵌されるとともに、外周面で、前記開口部の内周面に内嵌される筒状壁部と、
を有する動圧軸受式モータ。
【請求項２】
前記キャップの筒状壁部の内周面の一部には、軸心方向に突出して設けられ、前記上端部に取り付けされた際に、前記蓋上面部と前記前記軸受け部との間を離間させるリブが形成されている請求項１記載の動圧軸受式モータ。
【請求項３】
前記キャップの上面は、前記ハウジングの開口縁よりも低い位置に配置されており、
前記キャップの上面の外周縁と前記開口縁との間には、前記外周縁と前記開口縁とに跨って接着剤を充填してなる接着層が設けられている請求項１記載の動圧軸受式モータ。
【請求項１】
一端に開口部を有する樹脂製のハウジングと、
円筒状の内周面を有し、前記開口部から前記ハウジングに嵌入される軸受け部と、
前記軸受け部に回転自在に挿入されるロータシャフトと、
前記軸受け部の内周面及び前記内周面に対向するロータシャフトの外周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝と、
前記軸受け部の内周面と前記ロータシャフトの外周面との間に保持される動圧発生用潤滑油と、
ロータシャフトを回動自在に挿通して、前記ハウジングの開口部側に固定され、前記軸受け部の嵌入方向と逆側の上端部に、当該上端部を覆うように取り付けられて、前記前記軸受け部のスラスト方向への移動を規制するキャップとを備え、
前記キャップは、前記ロータシャフトが挿通され、前記開口部を閉塞する蓋上面部と、
前記蓋上面部の外周縁から垂下してなる筒状をなし、内周面で、前記軸受け部の上端部の外周面に圧入により外嵌されるとともに、外周面で、前記開口部の内周面に内嵌される筒状壁部と、
を有する動圧軸受式モータ。
【請求項２】
前記キャップの筒状壁部の内周面の一部には、軸心方向に突出して設けられ、前記上端部に取り付けされた際に、前記蓋上面部と前記前記軸受け部との間を離間させるリブが形成されている請求項１記載の動圧軸受式モータ。
【請求項３】
前記キャップの上面は、前記ハウジングの開口縁よりも低い位置に配置されており、
前記キャップの上面の外周縁と前記開口縁との間には、前記外周縁と前記開口縁とに跨って接着剤を充填してなる接着層が設けられている請求項１記載の動圧軸受式モータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１８０２９４（Ｐ２００９−１８０２９４Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９８４９（Ｐ２００８−１９８４９）
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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