流体軸受装置及びその製造方法
【課題】クランパ装着用の廻り止め穴を有する樹脂製のディスクハブの強度及び耐久性の向上を図る
【解決手段】廻り止め穴１０ａ２０が、射出ゲート跡２４ａの除去により形成される。これにより、ディスクハブ１０の成形金型に廻り止め穴１０ａ２０を形成するための成形部を設ける必要がない。従って、キャビティ２５内における溶融樹脂の流動性が確保され、キャビティ２５の端部まで樹脂が充填されるため、ディスクハブ１０を高い寸法精度で成形することができる。また、ゲート跡２４ａの除去加工と、廻り止め穴１０ａ２０の形成とを同一工程で行うことができるため、工程数が削減され、生産効率の向上を図ることができる。
【解決手段】廻り止め穴１０ａ２０が、射出ゲート跡２４ａの除去により形成される。これにより、ディスクハブ１０の成形金型に廻り止め穴１０ａ２０を形成するための成形部を設ける必要がない。従って、キャビティ２５内における溶融樹脂の流動性が確保され、キャビティ２５の端部まで樹脂が充填されるため、ディスクハブ１０を高い寸法精度で成形することができる。また、ゲート跡２４ａの除去加工と、廻り止め穴１０ａ２０の形成とを同一工程で行うことができるため、工程数が削減され、生産効率の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受隙間に生じる潤滑膜で、軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体軸受装置は、情報機器、例えばＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク駆動装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク駆動装置等のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、あるいはプロジェクタのカラーホイールとして好適に使用可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１の図３に示されている流体軸受装置では、軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材及びディスクハブが回転自在に支持されている。ディスクハブにはディスクが載置され、このディスクを軸部材の上端部にねじ結合したクランパで固定している。
【０００４】
また、特許文献２の図５には、ディスクハブが芯金をインサート部品とした樹脂の射出成形品である流体軸受装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０５３９０号公報（第３図）
【特許文献２】特開２００５−３３７３４２号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の軸受装置において、ディスクを固定するためのクランパを軸部材にねじ結合する際、ねじの回転と共にディスクハブ及び軸部材が回転すると、ねじを締め付けることができない。このため、ディスクハブの上面にはクランパ装着時の廻り止めとして機能する穴（以下、「廻り止め穴」と称す）が設けられることがある。
【０００７】
このような廻り止め穴は、例えばディスクハブの射出成形と同時に形成することができる。図８（ａ）に、ディスクハブを成形する金型の一例を示す。この金型は、可動型１２１と固定型１２２とからなり、可動型１２１に廻り止め穴を形成するための成形部としての突起部１２６が形成される。固定型１２２は、軸心に軸部材１２７を挿入するための固定穴１２３を備えると共に、成形面の外径端付近にゲート１２４を備える。この可動型１２１と固定型１２２とで形成されるキャビティ１２５内に、ゲート１２４を介して溶融樹脂が射出される。ゲート１２４から射出された溶融樹脂は、キャビティ１２５内を図中の矢印で示すように流動する。
【０００８】
このとき、成形部１２６がキャビティ１２５に突出して設けられることにより、樹脂の流動性が悪化する。特に、ディスクハブに芯金がインサートされる場合、キャビティ内に芯金が配されることにより溶融樹脂の流路面積が狭くなるため、樹脂の流動性がさらに悪化し、キャビティの端部まで樹脂が充填されない恐れがある。例えば、軸部材１２７と接する内径端まで樹脂が充填されないと、軸部材１２７と間に隙間が形成されるため、軸部材１２７とディスクハブとの固定強度が低下したり、この隙間から軸受内部の油が漏れ出したりする恐れがある。
【０００９】
また、成形部１２６により、以下のような不具合を生じる恐れもある。図８（ｂ）に、突起部１２６付近の軸直交平面における溶融樹脂の流れを示す。矢印で示すように、射出された樹脂は、突起部１２６を回り込んでキャビティの内径端へ向けて流動する。このとき、突起部１２６の外径側（図中右側）で二手に分かれた樹脂が、突起部１２６の内径側（図中左側）で合流する際、この合流部分Ａでウェルドラインが形成される。このウェルドラインの形成により、ディスクハブの強度が低下し、軸受装置の耐久性が低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は、クランパ装着用の廻り止め穴を有する樹脂製のディスクハブの成形性を高めることにより、ディスクハブの寸法精度、強度及び耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は、軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置において、ディスクハブが、ディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を有し、この廻り止め穴が、樹脂成形部の射出ゲート跡を除去して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明は、軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置を製造するための方法であって、ディスクハブに形成された射出ゲート跡の除去加工でディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を形成することを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明では、廻り止め穴を射出ゲート跡の除去加工で形成するため、ディスクハブの成形金型に廻り止め穴を形成するための成形部を設ける必要がない。従って、キャビティ内における溶融樹脂の流動性が確保され、ディスクハブの端部まで確実に樹脂を充填することができるため、ディスクハブの寸法精度を高めることができる。また、成形部を省略することにより、樹脂が成形部を回り込むことによるウェルドラインの形成が回避されるため、ディスクハブの強度及び耐久性を高めることができる。
【００１４】
ディスクハブが芯金をインサート部品とした樹脂の射出成形品である場合、すなわち、ディスクハブを成形するキャビティ内に芯金が配される場合、本発明を適用してキャビティ内の溶融樹脂の流動性を確保することが特に有効となる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、ゲート跡の除去加工と、廻り止め穴の形成とを同一工程で行うことができるため、軸受装置の製造工程数を削減し、生産効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によると、クランパ装着用の廻り止め穴を有する樹脂製のディスクハブの成形性を高めることができるため、ディスクハブの寸法精度、強度及び耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明が適用される流体軸受装置１を組込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。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、軸部材２及びディスクハブ１０を相対回転自在に非接触支持する流体軸受装置（動圧軸受装置）１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、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外径側内周面に取付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ１０の外径側に設けられたヨーク１２に固定されている。流体軸受装置１は、ブラケット６の内周に固定される。また、ディスクハブ１０には、情報記録媒体としてのディスクＤがクランパ３により固定される。このように構成されたスピンドルモータにおいて、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との間に発生する励磁力でロータマグネット５が回転し、これに伴って、ディスクハブ１０およびディスクハブ１０に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。尚、図２では、ディスクハブ１０にディスクＤが１枚固定されているが、これに限らず、複数枚のディスクＤを固定する場合もある。
【００１９】
図２は、流体軸受装置１を示している。この流体軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２に外径方向へ突出して設けたディスクハブ１０と、内周に軸部材２を挿入した軸受スリーブ８と、内周に軸受スリーブ８を保持したハウジング９と、ハウジング９の一端を閉口する蓋部材１１とを主に備える。なお、説明の便宜上、軸方向両端に形成されるハウジング９の開口部のうち、蓋部材１１で閉口される側を下側、閉口側と反対の側を上側として以下説明する。
【００２０】
この流体軸受装置１では、軸部材２の外周面２ａと軸受スリーブ８の内周面８ａとの間に、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向に離隔して設けられる。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂと軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に第１スラスト軸受部Ｔ１が設けられると共に、ハウジング９の上端面９ａとディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１との間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。
【００２１】
軸受スリーブ８は、例えば銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、ハウジング９の内周面９ｃに、接着（ルーズ接着を含む）、圧入（圧入接着を含む）、溶着（超音波溶着を含む）等、適宜の手段で固定される。
【００２２】
軸受スリーブ８の内周面８ａの全面又は一部円筒領域には、図３に示すように、複数の動圧溝８ａ１、８ａ２をヘリングボーン形状に配列した領域が軸方向に離隔して形成される。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂの全面又は一部環状領域には、図４に示すように、複数の動圧溝８ｂ１をスパイラル状に配列した領域が形成される。
【００２３】
ハウジング９は、金属材料又は樹脂材料で軸方向両端を開口した略円筒状に形成され、その一端側の開口部を蓋部材１１で封口している。ハウジング９の上端面９ａの全面または一部環状領域には、図５に示すように、複数の動圧溝９ａ１をスパイラル形状に配列した領域が形成される。ハウジング９の上方部外周には、上方に向かって漸次拡径する第１テーパ面９ｂが形成される。ハウジング９の下方部外周には円筒面９ｅが形成され、この円筒面９ｅがブラケット６の内周に、接着、圧入、溶着等の手段で固定される。ハウジング９の下端側を封口する蓋部材１１は、金属あるいは樹脂で形成され、ハウジング９の下端内周側に設けられた段部９ｄに、接着、圧入、溶着、あるいは溶接等の手段で固定される。
【００２４】
軸部材２は、例えば金属で形成される。軸部材２の下端には、抜止めとしてフランジ部２ｂが別体に設けられる。フランジ部２ｂは金属製で、例えばねじ結合や接着等の手段により軸部材２に固定される。軸部材２の上端にはディスクハブ１０が設けられ、これらの界面は、一端が軸受内部の潤滑剤で満たされた空間に面すると共に、他端が大気に開放している。
【００２５】
ディスクハブ１０は、金属部としての芯金１３と、樹脂成形部１４とからなり、その形状は、ハウジング９の上端開口部を覆う円盤部１０ａと、円盤部１０ａの外周部から軸方向下方に延びる筒状部１０ｂと、筒状部１０ｂから外径側に突出する鍔部１０ｃとを備える。鍔部１０ｃの上側端面には、ディスク搭載面１０ｄが形成されると共に、円盤部１０ａの上側端面１０ａ２には、後述するクランパ１３装着用の廻り止め穴１０ａ２０が形成される。廻り止め穴１０ａ２０の形成箇所や数は、上側端面１０ａ２上であれば特に限定されず、例えば上側端面１０ａ２の径方向中央部の円周方向等間隔の３箇所に形成される。
【００２６】
ディスクハブ１０には、ディスクＤが固定される。詳しくは、ディスクＤを円盤部１０ａの外周に外嵌すると共に、ディスク搭載面１０ｄに載置し、さらにその上に載置したクランパ３をねじ７で軸部材２の上端部に設けたねじ穴に締め付けることにより、ディスクＤを固定する。この際、図２に点線で示す治具Ｇを、クランパ３に形成された貫通穴３ａを介して、ディスクハブ１０に設けられた廻り止め穴１０ａ２０に挿入する。これにより、クランパ３及びディスクハブ１０の相対回転が規制されるので、ねじ７を確実に締め付けることができる。また、上記のように、ディスクハブ１０が芯金１３を有することによりディスクハブ１０の強度が高められるため、クランパ３の締め付け力によるディスクハブ１０の変形を防止できる。
【００２７】
ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１は、ハウジング９の上端面９ａの動圧溝形成領域とスラスト軸受隙間を介して対向する。これらの面は、軸受装置の起動、停止時等の低速回転時に接触摺動するため、高い耐摩耗性が要求される。本実施形態では、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１に芯金１３が露出することにより、樹脂と比べて耐摩耗性の向上を図ることができる。
【００２８】
筒状部１０ｂの内周面のうち、ハウジング９の外周上端に設けられた第１テーパ面９ｂと対向する部分には、上方へ向けて拡径した第２テーパ面１０ｂ１が形成される。この第２テーパ面１０ｂ１の軸方向に対するテーパ角は、第１テーパ面９ｂのテーパ角よりも小さく設定される。これにより、第１テーパ面９ｂと第２テーパ面１０ｂ１との間に、径方向寸法が上方に向かって漸次縮小するテーパ状のシール空間Ｓが形成される。このシール空間Ｓは、ディスクハブ１０（軸部材２）の回転時、スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間の外径側と連通する。後述する潤滑油を流体軸受装置１内部に充満させた状態では、潤滑油は毛細管力によりシール空間Ｓの幅狭側に引き込まれるため、油面は常時シール空間Ｓの範囲内に保持される。また、シール空間Ｓの外周部が第２テーパ面１０ｂ１で形成されることで、シール空間Ｓ内の潤滑油に遠心力が加わった際、潤滑油がテーパ面１０ｂ１により上方へ向けて押し込まれるため、より確実に潤滑油をシール空間Ｓの内部に保持することができる。
【００２９】
上記のような構成を有する流体軸受装置１の内部に、潤滑流体として例えば潤滑油が充満される。具体的には、シール空間Ｓよりも軸受内部側の空間が全て潤滑油で満たされ、油面は常にシール空間Ｓ内に保持される。この潤滑油としては、種々のものが使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用の流体軸受装置に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等を基油として使用した潤滑油が好適に使用可能である。
【００３０】
上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域は、対向する軸部材２の外周面２ａとの間にラジアル軸受隙間を形成する。そして、軸部材２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝８ａ１、８ａ２の軸方向中心側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このように、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２に形成された動圧溝８ａ１、８ａ２によって生じる潤滑油の動圧作用によって、軸部材２をラジアル方向に非接触支持する。
【００３１】
これと同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｂの動圧溝８ｂ１形成領域とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間、およびハウジング９の上端面９ａの動圧溝９ａ１形成領域とディスクハブ１０の下側端面１０ａ１との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。これらのスラスト軸受隙間に形成される潤滑油膜の圧力が、第１スラスト軸受部Ｔ１及び第２スラスト軸受部Ｔ２に形成された動圧溝８ｂ１、９ａ１の動圧作用により高められることにより、軸部材２及びディスクハブ１０を両スラスト方向に非接触支持する。
【００３２】
また、この実施形態では、軸受スリーブ８の外周面８ｄに軸方向溝８ｄ１が形成される。これにより、軸受内部に充満された潤滑油を循環させることが可能となり、局所的な負圧の発生に伴う気泡の生成等を回避できる。具体的には、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間の隙間、第１、第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の軸受隙間、および第１スラスト軸受部Ｔ１の軸受隙間にそれぞれ充填された潤滑油が循環可能となる。この実施形態では、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１が軸方向で上下非対称に形成される。具体的には、図３に示すように、動圧溝８ａ１のうち、軸方向中間部に形成された環状の平滑部よりも上側の溝が、下側の溝よりも長く形成される。これにより、軸部材２の回転時には、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間の潤滑油が下方へ押し込まれ、軸受内部の潤滑油を強制的に循環させることができる。尚、このような強制的な循環が特に必要なければ、動圧溝８ａ１を軸方向で上下対称に形成してもよい。
【００３３】
以下、ディスクハブ１０の形成工程を、図６を用いて説明する。
【００３４】
ディスクハブ１０に配される芯金１３は、例えばステンレス鋼の塑性加工（例えばプレス加工）で略円盤状に形成される。この芯金１３の内周面１３ａを、軸部材２の外周面２ａに固定する（図６（ａ）参照）。具体的には、芯金１３の内周面１３ａと軸部材２とを圧入嵌合し、さらにこの嵌合面を溶接することにより両者が固定される。
【００３５】
上記のようにして固定された芯金１３及び軸部材２をインサートして樹脂で射出成形することにより、ディスクハブ１０の樹脂成形部１４が形成される。樹脂成形部１４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）等の結晶性樹脂や、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）等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の射出成形で成形される。また、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状充填材、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、各種金属粉等の繊維状または粉末状の導電性充填材を、目的に応じて上記ベース樹脂に適量配合したものを使用することもできる。
【００３６】
樹脂成形部１４を形成するため成形金型を図６（ａ）に示す。この金型は、可動型２１と固定型２２とからなる。固定型２２の軸心には、軸部材２を挿入するための固定穴２３が設けられる。可動型２１は、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの上側端面１０ａ２を成形する成形面２１ａと、成形面２１ａに設けられたゲート２４とを有する。ゲート２４は、円周方向等間隔の３箇所に配された点状ゲートであり、後に形成される廻り止め穴１０ａ２０の形成予定位置、すなわち成形面２１ａの所定位置に設けられる。このゲート２４を介して、可動型２１及び固定型２２で形成されるキャビティ２５に溶融樹脂が射出される。
【００３７】
キャビティ２５内に充填した溶融樹脂が固化した後、成形金型を型開きして軸部材２と一体に成形したディスクハブ１０を取り出す（図６（ｂ）参照）。型開きに伴い、ゲート２４内に形成されたゲート固化部が自動的に切断され（あるいはゲートカット機構によってゲート固化部が切断され）、ディスクハブ１０のゲート対応位置にゲート固化部の一部がゲート跡２４ａとして残る。
【００３８】
このゲート跡２４ａは機械加工により除去され、このゲート跡２４ａの除去加工と同時に廻り止め穴１０ａ２０が形成される。具体的には、例えば、図６（ｃ）に示すように、フライス盤（図示せず）に取付けたエンドミル２６を回転させ、その状態で下降させてディスクハブ１０の円盤部１０ａの上側端面１０ａ２の所定位置を削ることにより、ゲート跡２４ａを除去する。その後、さらにエンドミル２６を下降させ、エンドミル２６が芯金１３と接触したとき、若しくは接触する直前でエンドミル２６の下降を停止する。これにより、樹脂成形部１４に軸方向の廻り止め穴１０ａ２０が形成される。このように、ゲート跡の除去加工と廻り止め穴１０ａ２０の形成とを同一工程で行うことにより、工程数が削減され、ディスクハブ１０の形成が簡略化される。尚、廻り止め穴１０ａ２０は、必ずしも図２のように樹脂成形部１４を貫通させる必要はなく、クランパ装着時の廻り止めとして機能する深さを有していれば良い。
【００３９】
尚、固定型２２のうち、ディスクハブ１０の円筒部１０ｂの内周面に第２テーパ面１０ｂ１を成形する成形面２２ａは、成形品の脱型方向へ向けて縮径したいわゆるアンダーカット形状を呈する。このため、樹脂の固化後に成形品を脱型する際、ディスクハブ１０の第２テーパ面１０ｂ１と固定型２２の成形面２２ａとが干渉し、第２テーパ面１０ｂ１が損傷する恐れがある。しかし、第２テーパ面１０ｂ１のテーパ角の大きさは微小であるため、第２テーパ面１０ｂ１と成形面２２ａとの干渉は極僅かである。従って、無理抜きによりディスクハブ１０を脱型しても、樹脂材料のすべり性及び弾性により第２テーパ面１０ｂ１が損傷することはない。
【００４０】
このように本実施形態では、ディスクハブ１０に形成される廻り止め穴１０ａ２０を、ディスクハブ１０の成形後のゲート跡２４ａの除去加工で形成する。従って、ディスクハブ１０の成形金型に廻り止め穴を形成するための成形部を設ける必要がないため、キャビティに射出された溶融樹脂の流動性を確保することができる。これにより、図６（ａ）に示すように、キャビティ２５に芯金１３が配される場合でも、キャビティ２５の端部まで確実に樹脂が充填されるため、ディスクハブ１０を高い寸法精度で成形することができる。よって、ディスクハブ１０と軸部材２との固定強度が高められると共に、両者の界面の密着性も向上するため、この界面からの油の漏れ出し等の不具合を確実に防止することができる。また、溶融樹脂が成形部を回りこむことによるウェルドラインの形成も回避できるため、ディスクハブ１０の強度及び耐久性を向上させることができる。
【００４１】
本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記の実施形態と同様の構成、機能を有する箇所には同一符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
上記の実施形態では、軸部材２の下端に設けられたフランジ部２ｂで軸部材２の抜け止めを行っていたが、これに限られない。例えば、図７に示す流体軸受装置１では、ディスクハブ１０の内周に抜け止め部材１５を固定し、この抜け止め部材１５とハウジングとが軸方向で係合することにより、軸部材２及びディスクハブ１０の抜け止めが行われる。この抜け止め部材１５は、例えば金属材料のプレス加工で断面略Ｌ字型に形成され、ディスクハブ１０の筒状部１０ｂの内周面の上端に設けられた段部１０ｅに固定される。抜け止め部材１５の内周面１５ａは、対向するハウジング９の外周面上方の第１テーパ面９ｂとの間にシール空間Ｓを形成する。この内周面１５ａは、上方へ向けて拡径したテーパ状に形成され、上記実施形態の第２テーパ面１０ｂ１と同様の機能を果たす。
【００４３】
この流体軸受装置１では、スラスト軸受部は一箇所のみに設けられ、具体的には、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１とハウジング９の上端面９ａとの間にスラスト軸受部Ｔが設けられる。ハウジング９はコップ状に形成され、その内底面９ｆには、径方向溝９ｆ１が設けられる。この径方向溝９ｆ１と、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けられた軸方向溝８ｄ１とで、軸部材２の下端面２ｃとハウジング９の内底面９ｆとの間の隙間と、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間の隙間とを連通している。尚、図７に示す流体軸受装置１において、ディスクＤ、クランパ３、及びねじ７の図示は省略している。
【００４４】
以上の実施形態では、ディスクハブ１０が金属部をインサートした樹脂成形品である場合を示したが、これに限らず、ディスクハブ１０全体を樹脂の射出成形で形成してもよい。この場合、廻り止め穴１０ａ２０はディスクハブ１０を貫通しない深さに形成される。
【００４５】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２、及びスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２（あるいはスラスト軸受部Ｔ、以下省略）として、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部材２の真円状外周面２ａとの間に、くさび状の径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。
【００４７】
あるいは、軸受スリーブ８の内周面８ａを、動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円内周面とし、この内周面８ａと対向する軸部材２の真円状外周面２ａとで、いわゆる真円軸受を構成することができる。
【００４８】
また、第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、動圧発生部が形成される領域（例えば軸受スリーブ８の下側端面８ｂ、ハウジング９の上端面９ａ）に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等で構成することもできる。
【００４９】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向で離隔して設けられているが、これに限らず、これらを軸方向で連続的に設けても良い。あるいは、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の何れか一方のみを設けても良い。
【００５０】
また、以上の実施形態では、軸受スリーブ８の側にラジアル動圧発生部（動圧溝８ａ１、８ａ２）が、また、軸受スリーブ８やハウジング９の側にスラスト動圧発生部（動圧溝８ｂ１、９ａ１）がそれぞれ形成される場合を説明したが、これら動圧発生部が形成される領域は、例えばこれらに対向する軸部材２の外周面２ａやフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１、あるいはディスクハブ１０の下側端面１０ａ１の側に設けることもできる。
【００５１】
また、以上の説明では、流体軸受装置１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間や、スラスト軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧作用を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【００５２】
また、上記の実施形態では、ディスクハブ１０にディスクを載置し、流体軸受装置１をＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータとして使用しているが、これに限られない。例えば、ディスクハブ１０にポリゴンミラーを装着し、流体軸受装置１をレーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータの回転軸支持用に使用することもできる。あるいは、ディスクハブ１０にカラーホイールを装着し、流体軸受装置１をプロジェクタのカラーホイールの回転軸支持用に使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】流体軸受装置１を組込んだスピンドルモータの断面図である。
【図２】流体軸受装置１の断面図である。
【図３】軸受スリーブ８の断面図である。
【図４】軸受スリーブ８の下面図である。
【図５】ハウジング９の上面図である。
【図６】ディスクハブ１０の射出成形工程を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す流体軸受装置１の断面図である。
【図８】（ａ）は、従来のディスクハブの射出成形工程を示す断面図である。（ｂ）はその拡大平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 流体軸受装置
２ 軸部材
３ クランパ
７ ねじ
８ 軸受スリーブ
９ ハウジング
１０ ディスクハブ
１０ａ 円盤部
１０ａ２０ 廻り止め穴
１０ｂ 筒状部
１０ｃ 鍔部
１０ｄ ディスク搭載面
１１ 蓋部材
１２ ヨーク
１３ 芯金
１４ 樹脂部
２１ 可動型
２２ 固定型
２４ ゲート
２５ キャビティ
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受隙間に生じる潤滑膜で、軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体軸受装置は、情報機器、例えばＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク駆動装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク駆動装置等のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、あるいはプロジェクタのカラーホイールとして好適に使用可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１の図３に示されている流体軸受装置では、軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材及びディスクハブが回転自在に支持されている。ディスクハブにはディスクが載置され、このディスクを軸部材の上端部にねじ結合したクランパで固定している。
【０００４】
また、特許文献２の図５には、ディスクハブが芯金をインサート部品とした樹脂の射出成形品である流体軸受装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０５３９０号公報（第３図）
【特許文献２】特開２００５−３３７３４２号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の軸受装置において、ディスクを固定するためのクランパを軸部材にねじ結合する際、ねじの回転と共にディスクハブ及び軸部材が回転すると、ねじを締め付けることができない。このため、ディスクハブの上面にはクランパ装着時の廻り止めとして機能する穴（以下、「廻り止め穴」と称す）が設けられることがある。
【０００７】
このような廻り止め穴は、例えばディスクハブの射出成形と同時に形成することができる。図８（ａ）に、ディスクハブを成形する金型の一例を示す。この金型は、可動型１２１と固定型１２２とからなり、可動型１２１に廻り止め穴を形成するための成形部としての突起部１２６が形成される。固定型１２２は、軸心に軸部材１２７を挿入するための固定穴１２３を備えると共に、成形面の外径端付近にゲート１２４を備える。この可動型１２１と固定型１２２とで形成されるキャビティ１２５内に、ゲート１２４を介して溶融樹脂が射出される。ゲート１２４から射出された溶融樹脂は、キャビティ１２５内を図中の矢印で示すように流動する。
【０００８】
このとき、成形部１２６がキャビティ１２５に突出して設けられることにより、樹脂の流動性が悪化する。特に、ディスクハブに芯金がインサートされる場合、キャビティ内に芯金が配されることにより溶融樹脂の流路面積が狭くなるため、樹脂の流動性がさらに悪化し、キャビティの端部まで樹脂が充填されない恐れがある。例えば、軸部材１２７と接する内径端まで樹脂が充填されないと、軸部材１２７と間に隙間が形成されるため、軸部材１２７とディスクハブとの固定強度が低下したり、この隙間から軸受内部の油が漏れ出したりする恐れがある。
【０００９】
また、成形部１２６により、以下のような不具合を生じる恐れもある。図８（ｂ）に、突起部１２６付近の軸直交平面における溶融樹脂の流れを示す。矢印で示すように、射出された樹脂は、突起部１２６を回り込んでキャビティの内径端へ向けて流動する。このとき、突起部１２６の外径側（図中右側）で二手に分かれた樹脂が、突起部１２６の内径側（図中左側）で合流する際、この合流部分Ａでウェルドラインが形成される。このウェルドラインの形成により、ディスクハブの強度が低下し、軸受装置の耐久性が低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は、クランパ装着用の廻り止め穴を有する樹脂製のディスクハブの成形性を高めることにより、ディスクハブの寸法精度、強度及び耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は、軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置において、ディスクハブが、ディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を有し、この廻り止め穴が、樹脂成形部の射出ゲート跡を除去して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明は、軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置を製造するための方法であって、ディスクハブに形成された射出ゲート跡の除去加工でディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を形成することを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明では、廻り止め穴を射出ゲート跡の除去加工で形成するため、ディスクハブの成形金型に廻り止め穴を形成するための成形部を設ける必要がない。従って、キャビティ内における溶融樹脂の流動性が確保され、ディスクハブの端部まで確実に樹脂を充填することができるため、ディスクハブの寸法精度を高めることができる。また、成形部を省略することにより、樹脂が成形部を回り込むことによるウェルドラインの形成が回避されるため、ディスクハブの強度及び耐久性を高めることができる。
【００１４】
ディスクハブが芯金をインサート部品とした樹脂の射出成形品である場合、すなわち、ディスクハブを成形するキャビティ内に芯金が配される場合、本発明を適用してキャビティ内の溶融樹脂の流動性を確保することが特に有効となる。
【００１５】
また、本発明の製造方法では、ゲート跡の除去加工と、廻り止め穴の形成とを同一工程で行うことができるため、軸受装置の製造工程数を削減し、生産効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によると、クランパ装着用の廻り止め穴を有する樹脂製のディスクハブの成形性を高めることができるため、ディスクハブの寸法精度、強度及び耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明が適用される流体軸受装置１を組込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。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、軸部材２及びディスクハブ１０を相対回転自在に非接触支持する流体軸受装置（動圧軸受装置）１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、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外径側内周面に取付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ１０の外径側に設けられたヨーク１２に固定されている。流体軸受装置１は、ブラケット６の内周に固定される。また、ディスクハブ１０には、情報記録媒体としてのディスクＤがクランパ３により固定される。このように構成されたスピンドルモータにおいて、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との間に発生する励磁力でロータマグネット５が回転し、これに伴って、ディスクハブ１０およびディスクハブ１０に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。尚、図２では、ディスクハブ１０にディスクＤが１枚固定されているが、これに限らず、複数枚のディスクＤを固定する場合もある。
【００１９】
図２は、流体軸受装置１を示している。この流体軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２に外径方向へ突出して設けたディスクハブ１０と、内周に軸部材２を挿入した軸受スリーブ８と、内周に軸受スリーブ８を保持したハウジング９と、ハウジング９の一端を閉口する蓋部材１１とを主に備える。なお、説明の便宜上、軸方向両端に形成されるハウジング９の開口部のうち、蓋部材１１で閉口される側を下側、閉口側と反対の側を上側として以下説明する。
【００２０】
この流体軸受装置１では、軸部材２の外周面２ａと軸受スリーブ８の内周面８ａとの間に、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向に離隔して設けられる。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂと軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に第１スラスト軸受部Ｔ１が設けられると共に、ハウジング９の上端面９ａとディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１との間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。
【００２１】
軸受スリーブ８は、例えば銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、ハウジング９の内周面９ｃに、接着（ルーズ接着を含む）、圧入（圧入接着を含む）、溶着（超音波溶着を含む）等、適宜の手段で固定される。
【００２２】
軸受スリーブ８の内周面８ａの全面又は一部円筒領域には、図３に示すように、複数の動圧溝８ａ１、８ａ２をヘリングボーン形状に配列した領域が軸方向に離隔して形成される。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂの全面又は一部環状領域には、図４に示すように、複数の動圧溝８ｂ１をスパイラル状に配列した領域が形成される。
【００２３】
ハウジング９は、金属材料又は樹脂材料で軸方向両端を開口した略円筒状に形成され、その一端側の開口部を蓋部材１１で封口している。ハウジング９の上端面９ａの全面または一部環状領域には、図５に示すように、複数の動圧溝９ａ１をスパイラル形状に配列した領域が形成される。ハウジング９の上方部外周には、上方に向かって漸次拡径する第１テーパ面９ｂが形成される。ハウジング９の下方部外周には円筒面９ｅが形成され、この円筒面９ｅがブラケット６の内周に、接着、圧入、溶着等の手段で固定される。ハウジング９の下端側を封口する蓋部材１１は、金属あるいは樹脂で形成され、ハウジング９の下端内周側に設けられた段部９ｄに、接着、圧入、溶着、あるいは溶接等の手段で固定される。
【００２４】
軸部材２は、例えば金属で形成される。軸部材２の下端には、抜止めとしてフランジ部２ｂが別体に設けられる。フランジ部２ｂは金属製で、例えばねじ結合や接着等の手段により軸部材２に固定される。軸部材２の上端にはディスクハブ１０が設けられ、これらの界面は、一端が軸受内部の潤滑剤で満たされた空間に面すると共に、他端が大気に開放している。
【００２５】
ディスクハブ１０は、金属部としての芯金１３と、樹脂成形部１４とからなり、その形状は、ハウジング９の上端開口部を覆う円盤部１０ａと、円盤部１０ａの外周部から軸方向下方に延びる筒状部１０ｂと、筒状部１０ｂから外径側に突出する鍔部１０ｃとを備える。鍔部１０ｃの上側端面には、ディスク搭載面１０ｄが形成されると共に、円盤部１０ａの上側端面１０ａ２には、後述するクランパ１３装着用の廻り止め穴１０ａ２０が形成される。廻り止め穴１０ａ２０の形成箇所や数は、上側端面１０ａ２上であれば特に限定されず、例えば上側端面１０ａ２の径方向中央部の円周方向等間隔の３箇所に形成される。
【００２６】
ディスクハブ１０には、ディスクＤが固定される。詳しくは、ディスクＤを円盤部１０ａの外周に外嵌すると共に、ディスク搭載面１０ｄに載置し、さらにその上に載置したクランパ３をねじ７で軸部材２の上端部に設けたねじ穴に締め付けることにより、ディスクＤを固定する。この際、図２に点線で示す治具Ｇを、クランパ３に形成された貫通穴３ａを介して、ディスクハブ１０に設けられた廻り止め穴１０ａ２０に挿入する。これにより、クランパ３及びディスクハブ１０の相対回転が規制されるので、ねじ７を確実に締め付けることができる。また、上記のように、ディスクハブ１０が芯金１３を有することによりディスクハブ１０の強度が高められるため、クランパ３の締め付け力によるディスクハブ１０の変形を防止できる。
【００２７】
ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１は、ハウジング９の上端面９ａの動圧溝形成領域とスラスト軸受隙間を介して対向する。これらの面は、軸受装置の起動、停止時等の低速回転時に接触摺動するため、高い耐摩耗性が要求される。本実施形態では、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１に芯金１３が露出することにより、樹脂と比べて耐摩耗性の向上を図ることができる。
【００２８】
筒状部１０ｂの内周面のうち、ハウジング９の外周上端に設けられた第１テーパ面９ｂと対向する部分には、上方へ向けて拡径した第２テーパ面１０ｂ１が形成される。この第２テーパ面１０ｂ１の軸方向に対するテーパ角は、第１テーパ面９ｂのテーパ角よりも小さく設定される。これにより、第１テーパ面９ｂと第２テーパ面１０ｂ１との間に、径方向寸法が上方に向かって漸次縮小するテーパ状のシール空間Ｓが形成される。このシール空間Ｓは、ディスクハブ１０（軸部材２）の回転時、スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間の外径側と連通する。後述する潤滑油を流体軸受装置１内部に充満させた状態では、潤滑油は毛細管力によりシール空間Ｓの幅狭側に引き込まれるため、油面は常時シール空間Ｓの範囲内に保持される。また、シール空間Ｓの外周部が第２テーパ面１０ｂ１で形成されることで、シール空間Ｓ内の潤滑油に遠心力が加わった際、潤滑油がテーパ面１０ｂ１により上方へ向けて押し込まれるため、より確実に潤滑油をシール空間Ｓの内部に保持することができる。
【００２９】
上記のような構成を有する流体軸受装置１の内部に、潤滑流体として例えば潤滑油が充満される。具体的には、シール空間Ｓよりも軸受内部側の空間が全て潤滑油で満たされ、油面は常にシール空間Ｓ内に保持される。この潤滑油としては、種々のものが使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用の流体軸受装置に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等を基油として使用した潤滑油が好適に使用可能である。
【００３０】
上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域は、対向する軸部材２の外周面２ａとの間にラジアル軸受隙間を形成する。そして、軸部材２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝８ａ１、８ａ２の軸方向中心側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このように、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２に形成された動圧溝８ａ１、８ａ２によって生じる潤滑油の動圧作用によって、軸部材２をラジアル方向に非接触支持する。
【００３１】
これと同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｂの動圧溝８ｂ１形成領域とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間、およびハウジング９の上端面９ａの動圧溝９ａ１形成領域とディスクハブ１０の下側端面１０ａ１との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。これらのスラスト軸受隙間に形成される潤滑油膜の圧力が、第１スラスト軸受部Ｔ１及び第２スラスト軸受部Ｔ２に形成された動圧溝８ｂ１、９ａ１の動圧作用により高められることにより、軸部材２及びディスクハブ１０を両スラスト方向に非接触支持する。
【００３２】
また、この実施形態では、軸受スリーブ８の外周面８ｄに軸方向溝８ｄ１が形成される。これにより、軸受内部に充満された潤滑油を循環させることが可能となり、局所的な負圧の発生に伴う気泡の生成等を回避できる。具体的には、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間の隙間、第１、第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の軸受隙間、および第１スラスト軸受部Ｔ１の軸受隙間にそれぞれ充填された潤滑油が循環可能となる。この実施形態では、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１が軸方向で上下非対称に形成される。具体的には、図３に示すように、動圧溝８ａ１のうち、軸方向中間部に形成された環状の平滑部よりも上側の溝が、下側の溝よりも長く形成される。これにより、軸部材２の回転時には、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間の潤滑油が下方へ押し込まれ、軸受内部の潤滑油を強制的に循環させることができる。尚、このような強制的な循環が特に必要なければ、動圧溝８ａ１を軸方向で上下対称に形成してもよい。
【００３３】
以下、ディスクハブ１０の形成工程を、図６を用いて説明する。
【００３４】
ディスクハブ１０に配される芯金１３は、例えばステンレス鋼の塑性加工（例えばプレス加工）で略円盤状に形成される。この芯金１３の内周面１３ａを、軸部材２の外周面２ａに固定する（図６（ａ）参照）。具体的には、芯金１３の内周面１３ａと軸部材２とを圧入嵌合し、さらにこの嵌合面を溶接することにより両者が固定される。
【００３５】
上記のようにして固定された芯金１３及び軸部材２をインサートして樹脂で射出成形することにより、ディスクハブ１０の樹脂成形部１４が形成される。樹脂成形部１４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）等の結晶性樹脂や、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）等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物の射出成形で成形される。また、炭素繊維やガラス繊維等の繊維状充填材、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、各種金属粉等の繊維状または粉末状の導電性充填材を、目的に応じて上記ベース樹脂に適量配合したものを使用することもできる。
【００３６】
樹脂成形部１４を形成するため成形金型を図６（ａ）に示す。この金型は、可動型２１と固定型２２とからなる。固定型２２の軸心には、軸部材２を挿入するための固定穴２３が設けられる。可動型２１は、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの上側端面１０ａ２を成形する成形面２１ａと、成形面２１ａに設けられたゲート２４とを有する。ゲート２４は、円周方向等間隔の３箇所に配された点状ゲートであり、後に形成される廻り止め穴１０ａ２０の形成予定位置、すなわち成形面２１ａの所定位置に設けられる。このゲート２４を介して、可動型２１及び固定型２２で形成されるキャビティ２５に溶融樹脂が射出される。
【００３７】
キャビティ２５内に充填した溶融樹脂が固化した後、成形金型を型開きして軸部材２と一体に成形したディスクハブ１０を取り出す（図６（ｂ）参照）。型開きに伴い、ゲート２４内に形成されたゲート固化部が自動的に切断され（あるいはゲートカット機構によってゲート固化部が切断され）、ディスクハブ１０のゲート対応位置にゲート固化部の一部がゲート跡２４ａとして残る。
【００３８】
このゲート跡２４ａは機械加工により除去され、このゲート跡２４ａの除去加工と同時に廻り止め穴１０ａ２０が形成される。具体的には、例えば、図６（ｃ）に示すように、フライス盤（図示せず）に取付けたエンドミル２６を回転させ、その状態で下降させてディスクハブ１０の円盤部１０ａの上側端面１０ａ２の所定位置を削ることにより、ゲート跡２４ａを除去する。その後、さらにエンドミル２６を下降させ、エンドミル２６が芯金１３と接触したとき、若しくは接触する直前でエンドミル２６の下降を停止する。これにより、樹脂成形部１４に軸方向の廻り止め穴１０ａ２０が形成される。このように、ゲート跡の除去加工と廻り止め穴１０ａ２０の形成とを同一工程で行うことにより、工程数が削減され、ディスクハブ１０の形成が簡略化される。尚、廻り止め穴１０ａ２０は、必ずしも図２のように樹脂成形部１４を貫通させる必要はなく、クランパ装着時の廻り止めとして機能する深さを有していれば良い。
【００３９】
尚、固定型２２のうち、ディスクハブ１０の円筒部１０ｂの内周面に第２テーパ面１０ｂ１を成形する成形面２２ａは、成形品の脱型方向へ向けて縮径したいわゆるアンダーカット形状を呈する。このため、樹脂の固化後に成形品を脱型する際、ディスクハブ１０の第２テーパ面１０ｂ１と固定型２２の成形面２２ａとが干渉し、第２テーパ面１０ｂ１が損傷する恐れがある。しかし、第２テーパ面１０ｂ１のテーパ角の大きさは微小であるため、第２テーパ面１０ｂ１と成形面２２ａとの干渉は極僅かである。従って、無理抜きによりディスクハブ１０を脱型しても、樹脂材料のすべり性及び弾性により第２テーパ面１０ｂ１が損傷することはない。
【００４０】
このように本実施形態では、ディスクハブ１０に形成される廻り止め穴１０ａ２０を、ディスクハブ１０の成形後のゲート跡２４ａの除去加工で形成する。従って、ディスクハブ１０の成形金型に廻り止め穴を形成するための成形部を設ける必要がないため、キャビティに射出された溶融樹脂の流動性を確保することができる。これにより、図６（ａ）に示すように、キャビティ２５に芯金１３が配される場合でも、キャビティ２５の端部まで確実に樹脂が充填されるため、ディスクハブ１０を高い寸法精度で成形することができる。よって、ディスクハブ１０と軸部材２との固定強度が高められると共に、両者の界面の密着性も向上するため、この界面からの油の漏れ出し等の不具合を確実に防止することができる。また、溶融樹脂が成形部を回りこむことによるウェルドラインの形成も回避できるため、ディスクハブ１０の強度及び耐久性を向上させることができる。
【００４１】
本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記の実施形態と同様の構成、機能を有する箇所には同一符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
上記の実施形態では、軸部材２の下端に設けられたフランジ部２ｂで軸部材２の抜け止めを行っていたが、これに限られない。例えば、図７に示す流体軸受装置１では、ディスクハブ１０の内周に抜け止め部材１５を固定し、この抜け止め部材１５とハウジングとが軸方向で係合することにより、軸部材２及びディスクハブ１０の抜け止めが行われる。この抜け止め部材１５は、例えば金属材料のプレス加工で断面略Ｌ字型に形成され、ディスクハブ１０の筒状部１０ｂの内周面の上端に設けられた段部１０ｅに固定される。抜け止め部材１５の内周面１５ａは、対向するハウジング９の外周面上方の第１テーパ面９ｂとの間にシール空間Ｓを形成する。この内周面１５ａは、上方へ向けて拡径したテーパ状に形成され、上記実施形態の第２テーパ面１０ｂ１と同様の機能を果たす。
【００４３】
この流体軸受装置１では、スラスト軸受部は一箇所のみに設けられ、具体的には、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１とハウジング９の上端面９ａとの間にスラスト軸受部Ｔが設けられる。ハウジング９はコップ状に形成され、その内底面９ｆには、径方向溝９ｆ１が設けられる。この径方向溝９ｆ１と、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けられた軸方向溝８ｄ１とで、軸部材２の下端面２ｃとハウジング９の内底面９ｆとの間の隙間と、ディスクハブ１０の円盤部１０ａの下側端面１０ａ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間の隙間とを連通している。尚、図７に示す流体軸受装置１において、ディスクＤ、クランパ３、及びねじ７の図示は省略している。
【００４４】
以上の実施形態では、ディスクハブ１０が金属部をインサートした樹脂成形品である場合を示したが、これに限らず、ディスクハブ１０全体を樹脂の射出成形で形成してもよい。この場合、廻り止め穴１０ａ２０はディスクハブ１０を貫通しない深さに形成される。
【００４５】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２、及びスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２（あるいはスラスト軸受部Ｔ、以下省略）として、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部材２の真円状外周面２ａとの間に、くさび状の径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。
【００４７】
あるいは、軸受スリーブ８の内周面８ａを、動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円内周面とし、この内周面８ａと対向する軸部材２の真円状外周面２ａとで、いわゆる真円軸受を構成することができる。
【００４８】
また、第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、動圧発生部が形成される領域（例えば軸受スリーブ８の下側端面８ｂ、ハウジング９の上端面９ａ）に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等で構成することもできる。
【００４９】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向で離隔して設けられているが、これに限らず、これらを軸方向で連続的に設けても良い。あるいは、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の何れか一方のみを設けても良い。
【００５０】
また、以上の実施形態では、軸受スリーブ８の側にラジアル動圧発生部（動圧溝８ａ１、８ａ２）が、また、軸受スリーブ８やハウジング９の側にスラスト動圧発生部（動圧溝８ｂ１、９ａ１）がそれぞれ形成される場合を説明したが、これら動圧発生部が形成される領域は、例えばこれらに対向する軸部材２の外周面２ａやフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１、あるいはディスクハブ１０の下側端面１０ａ１の側に設けることもできる。
【００５１】
また、以上の説明では、流体軸受装置１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間や、スラスト軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧作用を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【００５２】
また、上記の実施形態では、ディスクハブ１０にディスクを載置し、流体軸受装置１をＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータとして使用しているが、これに限られない。例えば、ディスクハブ１０にポリゴンミラーを装着し、流体軸受装置１をレーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータの回転軸支持用に使用することもできる。あるいは、ディスクハブ１０にカラーホイールを装着し、流体軸受装置１をプロジェクタのカラーホイールの回転軸支持用に使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】流体軸受装置１を組込んだスピンドルモータの断面図である。
【図２】流体軸受装置１の断面図である。
【図３】軸受スリーブ８の断面図である。
【図４】軸受スリーブ８の下面図である。
【図５】ハウジング９の上面図である。
【図６】ディスクハブ１０の射出成形工程を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す流体軸受装置１の断面図である。
【図８】（ａ）は、従来のディスクハブの射出成形工程を示す断面図である。（ｂ）はその拡大平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 流体軸受装置
２ 軸部材
３ クランパ
７ ねじ
８ 軸受スリーブ
９ ハウジング
１０ ディスクハブ
１０ａ 円盤部
１０ａ２０ 廻り止め穴
１０ｂ 筒状部
１０ｃ 鍔部
１０ｄ ディスク搭載面
１１ 蓋部材
１２ ヨーク
１３ 芯金
１４ 樹脂部
２１ 可動型
２２ 固定型
２４ ゲート
２５ キャビティ
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置において、
ディスクハブが、ディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を有し、この廻り止め穴が、樹脂成形部の射出ゲート跡を除去して形成されていることを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
ディスクハブが、芯金をインサート部品とした樹脂の射出成形品である請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置を製造するための方法であって、
ディスクハブに形成された射出ゲート跡の除去加工でディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を形成することを特徴とする流体軸受装置の製造方法。
【請求項１】
軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置において、
ディスクハブが、ディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を有し、この廻り止め穴が、樹脂成形部の射出ゲート跡を除去して形成されていることを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
ディスクハブが、芯金をインサート部品とした樹脂の射出成形品である請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
軸部材と、軸部材に外径方向へ突出して設けられ、ディスク搭載面を有し、且つ樹脂で射出成形されたディスクハブとを備え、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する流体軸受装置を製造するための方法であって、
ディスクハブに形成された射出ゲート跡の除去加工でディスクを固定するクランパ装着用の廻り止め穴を形成することを特徴とする流体軸受装置の製造方法。
【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２００８−１３０２０８（Ｐ２００８−１３０２０８Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１７３４２（Ｐ２００６−３１７３４２）
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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