JP2009041597A - 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 - Google Patents
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Abstract
【課題】 スラスト軸受の回転、位置ズレ等を防止して回転性能を保持するとともに、スラスト軸受の材料の利用効率を高めコスト的に有利な軸受ユニットを提供する。
【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とスラスト軸受とが34内部に配設されるハウジング35とを備え、スラスト軸受34は、スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされている。
【選択図】 図5
【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とスラスト軸受とが34内部に配設されるハウジング35とを備え、スラスト軸受34は、スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされている。
【選択図】 図5
Description
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。
従来より、回転軸を回転可能に支持する軸受ユニットが知られている。この軸受ユニットは、軸と、軸の周回り方向の支持を行うラジアル軸受と、軸の軸方向の支持を行うスラスト軸受と、ラジアル軸受及びスラスト軸受を内部に配設されるハウジングとからなる。
かかる軸受ユニットは、ラジアル軸受と、スラスト軸受とにより回転軸を回転可能に支持する。
ところで、かかる軸受ユニットを構成するスラスト軸受は、一般的に、円弧状若しくは先端先細り状に形成された回転軸の先端部を点で支持するピボット軸受として形成されている。かかるスラスト軸受134は、図14に示すようにポリマー等のシート状素材から円形状に打ち抜くことにより形成されていた。
このような構成とされた軸受ユニットにおいて、スラスト軸受が軸とともに回転してしまったり、ハウジング内で位置がずれたり、移動したりすることが発生すると、軸ブレ等により回転性能に悪影響を与えるという問題が発生するおそれがある。
また、ポリマー等のシート状素材からの切り出しの際に図14に示すように余計な部分Sが発生してしまい、材料の利用効率が十分ではなく、高価なシート状素材を用いる場合には高コスト化の要因となっていた。
本発明の目的は、スラスト軸受の回転、位置ズレ等を防止して回転性能を保持するとともに、スラスト軸受の材料の利用効率を高めコスト的に有利な軸受ユニット、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。
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ハウジングとを備え、上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされている。
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。
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。
本発明は、軸のスラスト方向の一端を支持するスラスト軸受のスラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされていることから、スラスト軸受の回転、位置ズレ等を確実に防止して回転性能の劣化等を防止するとともに、スラスト軸受の材料の利用効率を高めることにより低コスト化を実現できる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、貫通口17を介して筐体6の外部に放熱する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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と、このラジアル軸受33及びスラスト軸受34を収納したハウジング35とを備える。
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35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。
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。
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。
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35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。
スラスト軸受34は、ハウジング35の底面側に配置され、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。
また、このスラスト軸受34は、回転軸31の軸受支持部31aを支持する側の面、すなわち、スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされている。ここで、多角形とは、三角形以上のものを意味し、三つ以上の線分により囲まれた平面図形をいう。具体的に、スラスト軸受34は、例えば上述の形状が、三角形、四角形又は六角形とされている。
スラスト軸受34は、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、6ナイロン、6Tナイロン、ポリオキシメチレン(POM)等のポリマー等の材料からなり、これらの帯状であってシート状の素材又は板状の材料から切り出すことにより形成され、上述の形状が三角形、四角形又は六角形等とされている場合には、材料の利用効率を高め低コスト化を可能とする。すなわち、図7(a)、図7(b)及び図7(c)に示すように、三角形、四角形及び六角形とされている場合には、図14を用いて上述した円形状の場合に比べて、素材のうちスラスト軸受とならない余計な部分Sを大幅に削減し、材料の利用効率を高めることを可能とし、特に四角形の場合には、余計な部分Sをほとんどなくすことができ、材料の利用効率を高めることを可能とする。さらに、三角形、四角形又は六角形の形状からならるスラスト軸受34は、素材のうちスラスト軸受とならない余計な部分を大幅に削減できることにより、一枚のシート状の素材又は板状の材料から切り出すスラスト軸受34の数を増加させることを可能とし、これにより製造工程の短縮化を可能とする。尚、スラスト軸受34の材料としては、上述したポリマーに限られるものではなく、例えば、シリカ、CF、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、グラファイト等を添加してシート状に加工した樹脂素材であってもよい。さらに、スラスト軸受34の材料としては、例えば、各種フィラーを含有したポリマー、セラミック、石英ガラス、人造ルビー、人造サファイア等を用いるように構成してもよい。また、スラスト軸受34は、刃物による打ち抜き、レーザー加工等によりシート状の素材又は板状の材料から切り出されて成型される。
また、スラスト軸受34は、スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされていることから、ハウジング35に設けられた後述する位置規制部36により簡単且つ確実に位置規制を行うことを可能とし、スラスト軸受34の回転、位置ズレ等を防止することを可能とする。
ラジアル軸受33及びスラスト軸受34を収納したハウジング35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、このハウジング本体42の開放された他端部側に設けられる上部閉塞部材44とからなる。このハウジング35は、ハウジング本体42と、上部閉塞部材44とを例えば接着、超音波融着、熱融着等により一体化して形成されている。ハウジング35の内側には、潤滑油38が回転軸31の軸受支持部31a及び軸部本体31bの周囲に充填される。上部閉塞部材44の中央部には、ハウジング35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。このとき、軸挿通孔45は、その内周面と回転軸31の外周面との間にハウジング35内に充填された潤滑油38がハウジング35内から漏れを防止するに足る間隔の空隙を有するように形成されている。このように、ハウジング35は、ラジアル軸受33及びスラスト軸受34とが内部に配設されるとともに、回転軸31が挿通される軸挿通孔45を除いて密閉された構造とされている。
また、ハウジング35の底部閉塞部43には、図8、図9及び図10に示すように、上述したスラスト軸受の位置を規制する位置規制部36が設けられている。この位置規制部36は、スラスト軸受34が載置される基準面となる底面部35aから立ち上げてスラスト軸受34の外側に位置するように壁状に形成され、四角形状とされたスラスト軸受34の各頂部34a,34b,34c,34dの位置を規制する第1乃至第4の係合部36a,36b,36c,36dと、この第1乃至第4の係合部36a〜36dをスラスト軸受34の周囲に壁状に連続的に形成するに際して、スラスト方向に略直交する面内において、この壁状の部分が回転軸31の外周Coに対して逃げるように外側に位置するように形成された逃げ部となる第1乃至第4の凹部37a,37b,37c,37dとを有して形成されている。尚、図8は、ハウジング35のハウジング本体42の図5に示すA1断面を示すものであり、図9は、ハウジング35のハウジング本体42の図8に示すA2断面を示すものであり、図10は、ハウジング35のハウジング本体42の図8に示すA3断面を示すものである。また、図8、図9及び図10中一点鎖線は、ハウジング35と回転軸31との配置関係を示すために回転軸31を示すものである。さらに、図8、図9及び図10中において、35aは、ハウジング35のスラスト軸受34を載置するための載置面としての底面部であり、35bは、ワッシャ46を載置するための第1の載置面であり、35cは、ラジアル軸受33を載置するための第2の載置面である。
換言すると、位置規制部36は、第1乃至第4の係合部36a〜36d及び第1乃至第4の凹部37a〜37dが連続的に形成された壁状部分の、回転軸31の径方向における最も小さい寸法X2が、回転軸31の外周Coの寸法X1より大きくなるように形成されている。さらに換言すると、位置規制部36は、回転軸31の外周の寸法X1より大きい寸法X2を内径とした立ち上がり壁の4箇所の部分を第1乃至第4の係合部36a〜36dとなるように形成することで、残りの部分が第1乃至第4の凹部37a〜37dとされる。尚、ここで、スラスト軸受34の上述の面内における対角線の長さは、回転軸31の外周の寸法X1よりも大きくされている。
ハウジング35の底部に設けられた位置規制部36は、第1乃至第4の係合部36a〜36dが多角形状に形成されたスラスト軸受34の各頂部34a〜34dに係合することで、スラスト軸受34のスラスト方向に略直交する面における位置を規制し、すなわち、回転軸31が回転した場合や軸受ユニット30全体に衝撃が加わった場合等にもスラスト軸受34が軸回り方向に回転したり、位置ズレ等が発生してしまうことを防止して、スラスト軸受34の回転してしまったり、位置ズレが発生してしまったりすることにより回転軸31の軸ブレ等が発生して回転性能に悪影響を起こすといった問題を防止することができる。
また、この位置規制部36は、第1乃至第4の係合部36a〜36dが設けられるとともに、回転軸31の外周に対して逃げるように形成された第1乃至第4の凹部37a〜7dを有して形成されていることにより、長年の使用によりスラスト軸受34が摩耗する等の理由により回転軸31がハウジング35の底面側に移動した場合にも、回転軸31とハウジング35との接触、すなわち、回転軸31とハウジング35の第1乃至第4の係合部36a〜36dを構成する壁状の部分との接触を防止して、回転軸31とハウジング35との接触による回転性能の劣化や、ハウジング35部分が削れることや、このハウジング35の削れた部分が潤滑油中に混入することによりラジアル軸受33又はスラスト軸受34の摺動又は摺接部分に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
尚、上述では、第1乃至第4の係合部36a〜36d、及び第1乃至第4の凹部37a〜37dを有する位置規制部36をスラスト軸受34の位置を規制するために設けるように構成したが、本発明を適用した軸受ユニット30を構成する位置規制部はこれに限られるものではなく、例えば、係合部のみが立ち上がり形成されているように構成してもよく、さらに、スラスト軸受の多角形状の頂部の位置を規制する部分を有するとともに、スラスト方向に略直交する面内において、回転軸31の外周より外側に位置して形成されている位置規制部として構成してもよい。また、上述の位置規制部36は、四角形状のスラスト軸受34の頂部の全てに係合して位置規制をする第1乃至第4の係合部36a〜36dを有するように構成したが、スラスト軸受の多角形状の頂部のうち少なくとも3箇所の位置を規制する部分を有することにより、スラスト方向に略直交する面内における位置を規制するように構成すればよい。
このように、スラスト軸受34は、スラスト方向に略直交する面における形状が四角形等の多角形とされていることから、スラスト軸受34の回転、位置ズレ等を確実に防止でき、さらに、ハウジング35に設けられ上述したようなスラスト軸受34の頂部34a〜34dのうち少なくとも3箇所の位置を規制するとともに、スラスト方向に略直交する面内において、回転軸31の外周Coより外側に形成されている位置規制部36に係合されることにより、回転軸31及びハウジング35との接触を防止して確実にスラスト軸受34の回転、位置ズレ等を確実に防止することを可能とする。このようなスラスト軸受34は、回転軸31のスラスト方向の一端を支持するとともに回転軸31の円滑な回転を実現する。
また、本発明を適用した軸受ユニット30を構成するスラスト軸受は、回転軸31を支持する側の第1の面(表面)の形状と、第1の面と反対側の第2の面(裏面)の形状とがそれぞれ第1及び第2の面であることを識別できる程度に非対称な形状となるように構成してもよい。第1及び第2の面を識別できる構成として、例えば、本発明を適用した軸受ユニット30を構成するスラスト軸受は、スラスト方向に略直交する面における形状が、正多角形以外の多角形とされていてもよい。
ここで、本発明を適用した軸受ユニット30を構成するスラスト軸受の他の例について図11を用いて説明する。図11(a)に示す他の例のスラスト軸受54は、回転軸31の軸受支持部31aを支持する側の面(第1の面)、すなわち、スラスト方向に略直交する面における形状が、長方形である四角形に識別部54cとなる切り欠き部を設けたような、七角形(多角形)の形状とされている。
このスラスト軸受54は、上述したスラスト軸受34と同様に、その多角形とされている形状により、位置規制部36により簡単且つ確実に位置規制を行うことを可能とし、回転、位置ズレ等を防止することを可能とする。
さらに、図11に示すスラスト軸受54は、正多角形以外の多角形とされ、さらには、表面及び裏面の形状がそれぞれ非対称な形状とされている。すなわち、スラスト軸受54は、図11(a)及び図11(b)に示すように、その識別部54cとなる切り欠き部が、長方形の一辺として例えば長辺の真ん中より一方向側にずれた位置に形成されており、その回転軸31を支持する側の第1の面(表面)54aの形状と、第1の面54aと反対側の第2の面(裏面)54bの形状とが非対称な形状となるようにされている。
よって、スラスト軸受54は、軸受ユニットに取り付けられる際に表面(第1の面54a)及び裏面(第2の面54b)を間違えることなく、確実且つ正確に取り付けることができる。すなわち、スラスト軸受54は、例えば、表裏で面粗さが異なる場合に、スラスト軸受として所望の面粗さとされた面を確実に表面に配置でき、また、回転軸31を支持する側の面に研磨が必要とされる場合に、従来では両面研磨が必要であったのに対し、片面研磨にて確実に研磨された面を表面になるように配置することができるので、スラスト軸受としての性能を確実に発揮させるとともに低コスト化を実現する。
尚、上述では、長方形の一辺の一方向側に識別部54cを設けたスラスト軸受54について説明したが、表裏を識別可能なスラスト軸受についてもこれに限られるものではなく、さらに他の例と例えば、図12、図13に示すようなスラスト軸受55,56を用いるように構成してもよい。尚、図12(a)及び図12(b)に示すスラスト軸受55は、正方形の隣接する二辺のそれぞれに頂角からの寸法L1,L2を変えた識別部55c,55dを設けることにより、第1の面(表面)55aの形状と、第2の面(裏面)55bの形状とを非対称な形状となるようにして、表面を識別できるようにされたものである。また、図13(a)及び図13(b)に示すスラスト軸受56は、長方形の位置の頂角を取り除いて識別部56cを設けたような所謂台形状に形成されることにより、第1の面(表面)56aの形状と、第2の面(裏面)56bの形状とを非対称な形状となるようにして、表面を識別できるようにされたものである。
上述したハウジング35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35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35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35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。
尚、上述した軸受ユニット30においては、ハウジング本体42と上部閉塞部材44とを融着等により一体化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35を樹脂をアウトサート成型等により一体成形して形成するように構成してもよい。
ハウジング35内に配設されたラジアル軸受33及びスラスト軸受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。
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の上部閉塞部材44に設けた軸挿通孔45から突出されてハウジング35に支持されている。
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、ハウジング35には、軸抜け止め部材としてワッシャ46が設けられている。軸抜け止め用溝部31cとワッシャ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。
上述した軸受ユニットは、ハウジングを合成樹脂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。
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35とを備え、このスラスト軸受34が、スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされていることにより、スラスト軸受34の回転、移動等の位置ズレ等を確実に防止するとともに、スラスト軸受の材料の利用効率を高めることを可能とする。すなわち、本発明が適用された軸受ユニット30は、スラスト軸受34の回転、移動等の位置ズレ等を確実に防止して回転性能の劣化等を防止するとともに、スラスト軸受の材料の利用効率を高めることにより低コスト化を実現できる。
また、本発明が適用された軸受ユニット30は、ハウジング35のスラスト軸受34を配置する底面側に、スラスト軸受34の位置を規制する第1乃至第4の係合部36a〜36dからなる位置規制部36が設けられているとともに、この位置規制部36が、スラスト方向に略直交する面内において、回転軸31の外周Coに対して逃げ部となる第1乃至第4の凹部37a〜37dを有して形成されていることにより、多角形状とされたスラスト軸受34を確実に位置決めし、スラスト軸受34の回転、移動等の位置ズレ等を確実に防止するとともに、回転軸31とハウジング35の位置規制部36が形成された部分との接触を防止して、回転軸31とハウジング35との接触による回転性能の劣化や、ハウジング35が削れてしまうことによる悪影響を防止することができる。
さらに、本発明が適用された軸受ユニット30は、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として、上述した図11〜図13に示すような、回転軸31を支持する側の第1の面54a,55a,56aの形状と、この第1の面と反対側の第2の面54b,55b,56bの形状とがそれぞれ第1及び第2の面であることを識別できる程度に非対称な形状とされたスラスト軸受54,55,56を用いた場合には、スラスト軸受の表裏面を確実且つ正確に取り付けることを可能とし、さらに、表面(第1の面)となる側の面のみの面粗さを管理するのみ、又は片面研磨をするのみで確実にスラスト軸受としての性能を発揮することができるので、低コスト化を可能とするとともにスラスト軸受としての性能を確実に発揮させることを実現する。
また、本発明が適用されたモータ及び電子機器は、上述のような軸受ユニット30を備えるので、長期間にわたって軸受ユニット30の回転性能の劣化を防止できるので、モータ及び電子機器としての性能を長期間にわたって維持できるとともに、低コスト化を実現できる。
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。
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。
10 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 ハウジング、 36 位置規制部、 38 潤滑油、 39 動圧発生溝、 42 ハウジング本体、 43 底部閉塞部、 44 上部閉塞部材、 45 軸挿通孔、 46 ワッシャ
Claims (8)
- 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ハウジングとを備え、
上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされている軸受ユニット。 - 上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が正多角形以外の多角形とされている請求項1記載の軸受ユニット。
- 上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が、三角形、四角形又は六角形とされている請求項1記載の軸受ユニット。
- 上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が非対称な形状とされ、上記軸を支持する側の第1の面の形状と、上記第1の面と反対側の第2の面の形状とがそれぞれ上記第1及び第2の面であることを識別可能とされている請求項1記載の軸受ユニット。
- 上記ハウジングには、上記スラスト軸受の多角形形状の頂部と係合し上記スラスト軸受の位置を規制する係合部が設けられている請求項1記載の軸受ユニット。
- 上記係合部は、上記スラスト方向に略直交する面内において、上記軸の外周より外側に形成されている請求項5記載の軸受ユニット。
- 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ハウジングとを備え、
上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされているモータ。 - 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ハウジングとを備え、
上記スラスト軸受は、上記スラスト方向に略直交する面における形状が多角形とされている電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007204635A JP2009041597A (ja) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | 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 |
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JP2007204635A JP2009041597A (ja) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | 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 |
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ID=40442559
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013020665A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Panasonic Corp | 光ディスク装置 |
JP2017099255A (ja) * | 2015-11-13 | 2017-06-01 | 東京パーツ工業株式会社 | ブラシレスモータ |
-
2007
- 2007-08-06 JP JP2007204635A patent/JP2009041597A/ja not_active Withdrawn
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