轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置的制作方法

专利名称：轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可旋转地支承轴的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置。
本申请案是以在日本国于2003年8月25日申请的日本发明专利申请号2003-300529、2003年2月28日申请的日本发明专利申请号2003-053231、以及2003年1月10日申请的日本发明专利申请号2003-004928为基础要求优先权的，在本申请案中引用了这些申请案。
背景技术：
轴承单元可旋转地支承轴，该轴承单元例如设置在风扇马达等旋转驱动装置中。
这种结构的轴承单元的轴的形状为I字形(也称作直线型)，使用润滑油使之可旋转地进行支承。具体地说，有日本发明专利第3265906号公报所记载的例子。该公报所记载的轴承单元540具有图1所示的结构。如图1所示，该轴承单元540以向心轴承542和推力轴承543可旋转地支承轴541。向心轴承542由保持部件544支承；推力轴承543由底板545支承。轴541上安装有轴脱落防止部件546。
这种轴承单元540由于其结构上的原因而不能最后插装轴脱落防止部件546，因此，最后需要采用将推力轴承543和底板545组装到保持部件544上去的组装工艺。由于采用这种组装工艺，因此，为了安装轴541的轴脱落防止部件546，必须使轴承单元540的轴承套由保持部件544和底板545等多个部件构成。在这种情况下，要使保持部件544和底板545二者的接合部548达到完全密封是困难的，因此，存在着填充于内部的润滑油发生泄漏的可能性。
此外，向心轴承542的端面547是向外露出的，从这里发生润滑油飞溅、蒸发的可能性也很大。
如上所述，现有的轴承单元540因设置有轴541的轴脱落防止部件546，因此，起着将四周围起来以防止润滑油泄漏、飞溅的作用的轴承套是由多个部件构成。因此，存在着容易从构成轴承套的各部件的接合部发生润滑油泄漏的问题，而且，存在着工艺复杂导致成本增加的问题。
作为以往提出的其它轴承单元，例如有这样一种方案，即，支承不锈钢等金属制造的轴的轴承机构中采用的是使用烧结含油轴承或动压流体轴承等形式的向心轴承、以及由高分子材料制成的推力轴承，以黄铜等金属制造的轴承套部件对各轴承进行支承，为了防止填充于向心轴承内周部的润滑油泄漏，设置有密封件。这种轴承单元由于是以向心轴承和推力轴承可自由旋转地支承轴，因而可相对于轴承套部件旋转地支承轴。
这种轴承单元必须使用润滑油以使轴良好旋转，而通过密封件防止润滑油向外泄漏。润滑油有可能从任何缝隙渗出而泄漏到轴承单元的外部，这成为使用寿命缩短的原因，因此，使各部件的接合部完全密封是必要的。为此，本发明人在日本发明专利申请2001-289568号中，提出了将金属制造的轴承套部件与密封件之间的接合部用紫外线固化型粘接剂等进行密封的方案，此外，在日本发明专利申请2002-34331号中，提出了用树脂制造轴承套部件而将密封件一体成形的方案。
即便是这样的轴承装置，要维持充分的稳定性和可靠性也是困难的。
例如，在轴承套部件和密封件为单独部件的结构形式中，要使二者之间实现完全衔接或接合是困难的，难以切实防止润滑油的泄漏。此外，将粘接剂等高分子密封材料沿接合部整周无遗漏地进行涂布是很复杂且难度很高的作业，而且很难确认缝隙是否完全被密封。因此，或者无法获得足够的可靠性，或者成本非常高。
润滑油的泄漏将导致无法保证稳定的使用寿命，是轴承单元可靠性降低的重要原因，而且，还可能对设置在轴承单元外部的部件造成不良影响(化学侵蚀现象等)。当应用于例如硬盘驱动器(HDD)中时，由有机材料组成的润滑油的泄漏是产生变形或雾化(盘面雾化)等的原因。
而在轴承套部件与密封件二者一体成形的结构形式中，虽然二者之间不存在缝隙，但在以轴承对轴进行支承的状态下成形轴承套部件时，形成于作为轴承套部件的一部分的密封部与轴之间的空隙必须很小的场合，要保证其精度是很困难的。例如，密封件与轴之间的空隙量的离散性将影响油面的位置(高度)，因此，若油量较多则有可能因温度升高或压力改变而导致润滑油向外飞溅。
作为可旋转地支承旋转轴的另一种轴承单元，有国际公开第WO03/027521号出版物所记载的例子。这种轴承单元660如图2所示，即使在气压变化或温度变化等环境变化引起填充有粘性流体的轴承套内的压力发生变化的场合，也能够切实防止粘性流体向轴承套外泄漏。
这种轴承单元660设有向心轴承644和推力轴承650，可旋转地支承旋转轴641，填充有润滑油653，在轴承套661的外周面与将该轴承套661围起来的外筒667的内周面之间设置有排气通路662。
排气通路662是为了防止轴承单元660的轴承套661内的空气随着气压因高度变化等原因降低而膨胀，润滑油653向轴承单元660的外部泄漏而设置的。排气通路662在轴承套661上例如可设置一个或多个。比如说，在这种轴承单元660中，在轴承套661的外周相隔既定角度形成有3个。排气通路662可以简单地在轴承套661容纳有向心轴承644的状态下与推力轴承650一起一体地外包成形时同时成形。即，即使排气通路662具有复杂的形状，也可以在树脂成形出轴承套661以及推力轴承650的同时成形。
由于设置了这种排气通路662，在将旋转轴641插入向心轴承644中进行安装时，空气可随着其插入而排出。
在这种轴承单元660中，排气通路662具有第1通路663和第2通路664。第1通路663是从推力轴承650附近的内部空间665起沿轴承套661的径向形成的通路。第1通路663的内侧与从轴承套661的底部封闭部647突出而形成的推力轴承650所在的内部空间665相连。第1通路663的外侧与第2通路664相连。第2通路664是从轴承套661的外周面露出且与轴承套661的轴向相平行地形成的。即便如上所述具有第1通路663和第2通路664那样复杂的形状的排气通路662，也能够简单地在成形出合成树脂制的轴承套661和推力轴承650的同时成形。
作为轴承单元660，由于如上所述设置了排气通路662，因而轴承套661的内部并不密闭，因此，即使旋转轴641与轴承套661相对旋转，轴承套661内的静压也不会降低，因而不会发生残留的空气膨胀而将润滑油挤出的现象。
这种轴承单元660由于其与外部连通的部分有排气通路662和旋转轴641的露出部等多个部分，因而其一个部分成为空气吸入口，而另一个部分成为润滑油排出口，因此，受到冲击时润滑油有可能发生飞溅。如上所述，轴承单元660的抗冲击性差。
另外，作为可旋转地支承旋转轴的另一种轴承单元，有日本发明专利公开2000-352414号公报所记载的例子。该公报记载的轴承单元680如图3所示，是可旋转地支承旋转轴681的轴承单元，具有在旋转轴681的外周方向上进行支承的向心轴承682、在推力方向上进行支承的推力轴承683、以及容纳该向心轴承682和推力轴承683的轴承套685。
在这种轴承单元680中，向心轴承682与作为填充于轴承套685内的粘性流体的润滑油一起构成了动压流体轴承，在旋转轴681穿过的内周面上形成有旨在产生动压的动压产生槽684。
在向心轴承682的外周面上设置有为了在向轴承本体的内径部位插入轴件时将空气排放的槽形的轴向通气路径686以及径向通气路径687。
如图3所示，容纳支承旋转轴681的向心轴承682的轴承套685形成为有底的圆筒状，以便呈圆筒状形成的向心轴承682的侧面部分以及底面部分围起来。
在轴承套685的上方敞开部中，设置有成被压缩状态铆固在内径上的弹性体688。
对于轴承单元680，旋转轴681插在铆固有弹性体688的轴承套685中。此时，轴承套685内的空气通过轴向通气路径686和径向通气路径687向轴承套685之外排出，因此，旋转轴681的插入作业能够顺畅地进行。
图3所示的轴承单元680由于是以轴承套685以及弹性体688两个部件将轴承本体周围围起来的结构，因此，存在着润滑油从该轴承套685与弹性体688之间的接合部渗出的可能性。

发明内容
本发明的目的是提供一种可解决现有方案的轴承单元所存在的问题的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置。
本发明的另一个目的是提供一种小型且使用寿命长的具有很高可靠性的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置。
本发明的另一个目的是提供一种能够做到防止轴承所支承的轴脱落、能够防止润滑油泄漏的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置。
为此，本发明的另一个目的是提供一种防止由于轴与轴承套二者相对旋转，轴承套内压力降低引起残留空气膨胀，从而导致填充于轴承套内部的润滑油等粘性流体被挤到轴承单元之外的泄漏现象，能够获得良好的润滑的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装。
本发明的另一个目的是提供一种润滑油等粘性流体不易因冲击等原因发生飞溅的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置。
本发明的另一个目的是提供一种可防止润滑油等粘性流体从将轴承围起来的轴承套渗出的轴承单元以及使用该轴承单元的旋转驱动装置。
本发明属于一种可旋转地支承轴的轴承单元，具有留出用来使轴的端部向外部伸出的空隙而呈无缝形状的保持部件；配置在保持部件的内部，在向心方向上可旋转地支承轴的轴承；安装在轴上，通过与轴承相抵接而防止轴在推力方向上脱落的轴脱落防止部件；以及配置在保持部件的内部，用于在轴脱落防止部件的周围确保空间的空间形成部件。
本发明所涉及的轴承单元配置在保持部件的内部。该轴承单元在向心方向上可旋转地支承轴。轴的脱落防止部件安装在轴上，通过与轴承相抵触而防止轴沿推力方向脱落。空间形成部件配置在保持部件的内部。该空间形成部件是用于在轴脱落防止部件的周围确保空间的部件。于是，通过设置空间形成部件，可将轴脱落防止部件设置在轴承单元的保持部件的内部，因而体积较小。其结果，可实现安装轴承单元的马达等旋转驱动装置的小型化。作为轴承单元，因设置有轴脱落防止部件，故可防止处于组装状态的轴脱落，因此，在安装到旋转驱动装置上时，具有很好的操作方便性。
保持部件是留出用来使轴的端部向外部突出的空隙而呈无缝形状形成的，因此，不会发生润滑油泄漏，能够构成小型且使用寿命长的具有很高可靠性的轴承单元。
使轴脱落防止部件与轴一体形成，便可减少零部件的数量。
此外，保持部件由高分子材料形成，在向保持部件的外部突出的位置上具有与轴之间形成的空隙。
在本发明所涉及的轴承单元中，空间形成部件由高分子材料形成，兼作在推力方向上可旋转地支承轴的端部的推力轴承，轴的端部为球形，推力轴承为枢轴轴承。
这样，空间形成部件不仅能够在轴脱落防止部件的周围确保空间，而且能够以枢轴轴承的形式在推力方向上可旋转地支承轴的端部，可实现零部件数量的减少和小型化。
本发明所涉及的轴承单元在轴的外周面或轴承的内周面上设置有动压产生槽，因而可通过轴的旋转产生动压。
本发明所涉及的轴承单元还在轴脱落防止部件的表面或与轴脱落防止部件相对的空间形成部件的表面上设置有动压产生槽，因此，可随着轴的旋转产生动压。
在本发明所涉及的轴承单元中，轴和空间形成部件由导电部件构成，空间形成部件从保持部件中向外露出。这样，可使静电从轴经由空间形成部件在外部入地。
此外，本发明属于一种具有可旋转地支承轴的轴承单元的旋转驱动装置，具有留出用来使轴的端部向外部伸出的空隙而呈无缝形状的保持部件；配置在保持部件的内部，在向心方向上可旋转地支承轴的轴承；安装在轴上，通过与轴承相抵触而防止轴在推力方向上脱落的轴脱落防止部件；以及配置在保持部件的内部，用于在轴脱落防止部件的周围确保空间的空间形成部件。
轴承配置在保持部件的内部。该轴承在向心方向上可旋转地支承轴。轴脱落防止部件安装在轴上，通过与轴承相抵触而防止轴在推力方向上脱落。
空间形成部件配置在保持部件的内部。该空间形成部件是为了在轴脱落防止部件的周围确保空间的部件。通过设置空间形成部件，可将轴脱落防止部件设置在轴承单元的保持部件的内部，因而能够实现轴承单元的小型化，使得安装该轴承单元的马达等旋转驱动装置的小型化成为可能。
本发明所涉及的另一种轴承单元除了空间形成部件之外，还具有与轴之间隔着空隙配置的润滑油密封用部件、以及从外周保持该部件以及轴承机构的树脂制造的轴承套部件。
根据本发明所涉及的轴承单元，通过以树脂制造的轴承套从外周对密封用部件进行保持，可实现使二者无间隙地结合的无缝结构。因此，不需要将密封用部件与轴承套之间的间隙用粘接剂等进行密封。此外，关于密封用部件与轴之间的空隙量，由于可通过该部件的加工精度和成形精度等得到保证，因此，能够使空隙的离散性降低到足够低。
本发明所涉及的另一种轴承单元具有轴；在周向上支承轴的向心轴承；对轴的推力方向上的一端进行支承的推力轴承；设置在向心轴承及推力轴承的外侧的空间形成部件；空间形成部件配置在其内部的、具有除了使轴穿过的穿轴孔之外被密闭起来的结构的轴承套；填充于轴承套内的粘性流体；以及形成于空间形成部件与向心轴承之间、使从向心轴承中突出的轴的推力方向上的一端与另一端连通的通路。
在这样一种本发明所涉及的轴承单元中，作为被密闭在轴承套内的非轴开放一侧的、从向心轴承中突出的轴的推力方向上的一端、与作为设有穿轴孔的轴开放侧的、从向心轴承中突出的轴的推力方向上的另一端二者是通过连通通路相连通的。因此，在轴与轴承套相对旋转时，由于非轴开放侧是与轴开放侧连通的，因此，能够抑制非轴开放侧压力的降低。由于能够抑制非轴开放侧压力的降低，因而能够抑制轴承套内残留空气的膨胀，不会发生润滑油等粘性流体受到挤压而泄漏的情况。
在本发明所涉及的另一种轴承单元中，虽然非轴开放侧与轴开放侧相连通，但只有其中作为非轴开放一侧的从向心轴承中突出的轴的推力方向上的另一端是仅通过极小的穿轴孔的间隙与外部连通的。即，连通通路形成于轴承套内，轴承套具有除了穿轴孔之外被密闭起来的结构，因此，能够防止润滑油等粘性流体因冲击而飞溅，还能够防止粘性流体渗出。
关于本发明的其它目的、本发明所具有的优点等，可通过在下面结合附图进行说明的具体的实施方式进行进一步的了解。


图1是展示现有轴承单元的剖视图。
图2是展示现有的另一种轴承单元的剖视图。
图3是展示现有的又一种轴承单元的剖视图。
图4是对使用本发明所涉及的轴承单元的电子设备的一个例子进行展示的立体图。
图5是对图4所涉及的电子设备中所使用的风扇马达进行展示的V-V向剖视图。
图6是展示风扇马达的一个例子的立体图。
图7是展示风扇马达的转子和定子的剖视图。
图8是展示图7中使用的轴承单元的剖视图。
图9A～图9C是对图8所示轴承单元的组装步骤进行展示的剖视图。
图10是对本发明所涉及的轴承单元的另一个例子进行展示的剖视图。
图11是对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子进行展示的剖视图。
图12A、图12B是对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子进行展示的剖视图。
图13A～图13D是按照工序的顺序对图12所示轴承单元的制造方法进行展示的剖视图。
图14是对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子进行展示的剖视图。
图15是对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子进行展示的剖视图。
图16是对使用本发明所涉及的轴承单元的旋转驱动装置的结构例概略加以展示的剖视图。
图17是就作为使用本发明所涉及的轴承单元的旋转驱动装置的马达的例子加以展示的剖视图。
图18是对图19所示轴承单元进行展示的Y-Y’向剖视图。
图19是图18的X-X’向剖视图。
图20是对向心轴承的内周面上所形成的动压产生槽进行展示的立体图。
图21是对形成于空间形成部件与向心轴承之间的连通通路的形状进行展示的立体图。
图22是对形成于向心轴承的底面部分上的作为连通通路的第2槽进行展示的仰视图。
图23是对形成于空间形成部件与向心轴承之间的连通通路的另一种形状进行展示的立体图。
图24是对设置在空间形成部件的底面上的作为连通通路的第2槽进行展示的俯视图。
图25是对由旋转轴的外周面与设置在轴承套上的穿轴孔的内周面形成的空隙进行展示的剖视图。
图26是对流体的毛细管现象进行说明的附图。
图27是对进入形成于旋转轴的外周面与穿轴孔的内周面之间的空隙中的润滑油的状态进行展示的横向剖视图。
图28是用来对旋转轴上所设置的锥形部的不同直径处的吸入压力之差进行说明的、对形成于旋转轴的外周面与穿轴孔的内周面之间的空隙进行展示的纵向剖视图。
图29是对进入形成于旋转轴的外周面与穿轴孔的内周面之间的空隙中的润滑油中空气混入的状态进行展示的纵向剖视图。
图30是对进入形成于旋转轴的外周面与穿轴孔的内周面之间的空隙中的润滑油中断时的状态进行展示的横向剖视图。
图31是对旋转轴相对于轴承套上所设置的穿轴孔存在偏心的状态进行展示的纵向剖视图。
图32是对旋转轴相对于轴承套上所设置的穿轴孔存在偏心时进入空隙中的润滑油的状态进行展示的剖视图。
图33是对轴承套上所设置的穿轴孔上设置有锥形部的、本发明第3实施方式所涉及的轴承单元的另一个例子进行说明的剖视图。
图34是对图19所示轴承单元的制造工序之中的、进行临时组装的工序进行说明的附图。
图35是对本发明所涉及的轴承单元的制造工序之中的、以外包成形方式成形轴承套的工序进行说明的附图。
图36是对本发明所涉及的轴承单元的制造工序之中的、将旋转轴插入轴承套内的工序进行说明的附图。
图37是对本发明所涉及的轴承单元的制造工序之中的、填充润滑油的工序进行说明的附图。
图38是对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子进行展示的剖视图。
具体实施例方式
下面，对本发明的优选实施方式结合附图进行说明。
本发明所涉及的轴承单元可用于安装在图4所示笔记本电脑1中的马达中。
如图4所示，电脑1具有显示部2和主机3，显示部2通过连接部4连接在主机3上而能够旋转。主机3具有键盘5和壳体12。壳体12内设置有散热装置10。
图5是图4的壳体12的V-V向剖视图，图6是对设置在图5所示壳体12内的散热装置10进行展示的立体图。
如图5所示，壳体12内容纳有散热装置10。该散热装置10具有图6所示的结构。散热装置10也被称作冷却装置，具有金属制造的底座20、马达30、作为旋转体的风扇34、风扇外壳36、散热器38。
底座20的一面21具有第1安装面50、第2安装面52以及第3安装面54。从整体上看，第1安装面50、第2安装面52以及第3安装面54形成了大约呈L型的面，在第1安装面50上，中间衬着导热片44安装有发热元件40。该发热元件40例如是CPU(中央处理器)，是通电工作时产生热量的元件。
第2安装面52上固定有风扇外壳36和马达30。在风扇外壳36的内部容纳有风扇34和马达30。风扇外壳36具有圆形的孔48。如图5所示，该圆形的孔48形成于与壳体12的下面的孔60相对的位置上。风扇外壳36在作为被冷却的对象的散热器38一侧具有供给冷却风的孔37。
第3安装面54上固定有散热器38。该散热器38，例如是波纹形状或散热片形状的散热器，由具有优良散热性的金属例如铝制成。底座20和风扇外壳36可以由作为具有优良散热性的金属的铝或铁制造。在底座20的必要的部位设置有安装用的孔70，底座20是通过这些安装孔70由螺钉固定在设置在壳体12内面的突起72上的。
如图5和图6所示，散热器38配置在与壳体12的侧面的孔76相对应的位置上。于是，随着马达30工作，风扇34向图6中的R方向连续旋转，从而将壳体12内部的空气从孔60和孔48沿箭头D1、D2、D3的方向自侧面的孔76向外部排放。此时，发热元件40所产生的热量通过底座20的安装面50、52传递到安装面54上，因此，发热元件40的热量将传递到散热器38上。由于风扇34旋转所产生的气流沿箭头D1、D2、D3的方向流动，因而传递到散热器38上的热量能够通过壳体侧面的孔76排放到外部。
图7示出图6所示马达30的断面结构的例子。该马达30具有转子80和定子84。
风扇外壳36中容纳有该马达30和风扇34，定子84一体地设置在风扇外壳36的顶面部分36A一侧。定子84具有定子轭铁88和轴承单元90、线圈164及铁心160。
定子轭铁88既可以与风扇外壳36的顶面部分36A做成一体，也可以是单独的部件，是例如由铁或不锈钢制成的。轴承单元90的轴承套120通过压入或粘接或者这两种方式固定在定子轭铁88的保持器92中。保持器92是圆筒状部分。
轴承单元90大体上具有向心轴承130、空间形成部件113、保持部件120以及润滑油150。
图8将图7所示的轴承单元90的结构放大示出。
下面，结合图8对轴承单元90的结构进行更详细的说明。
轴100是所谓I字形的、也被称作直线型的轴。该轴100例如由不锈钢制成。该轴100具有外露端部160、内端部161、锥形部100A。外露端部160与轴外周部162的各外径尺寸可以相同。锥形部100A是位于外露端部160与轴外周部162之间的呈锥形的部分。该锥形部100A从轴外周部162向外露端部160一侧变细。外露端部160是自保持部件120的空隙S向外露出的部分。该锥形部100A位于与该空隙S相对应的位置上。
其次，图8中的向心轴承130是由烧结金属或动压流体轴承构成的圆筒形轴承。向心轴承130在其内周面上具有两个动压产生槽190、190。动压产生槽190、190是隔开间隔设置的。一个动压产生槽190位于靠近空隙S的位置上。另一个动压产生槽190位于内端部161一侧。动压产生槽190、190，例如可采用人字形的槽。该向心轴承130在向心方向上对轴100使之可旋转地进行支承。
图8中的轴脱落防止部件115是尼龙等高分子材料部件或E型环等金属部件。轴脱落防止部件115通过机械镶嵌方式固定在设置在轴100的内端部161一侧的凹部169中。该轴脱落防止部件115是防止轴100从向心轴承130中沿中心线CL向E方向脱落的部件。
图8中的空间形成部件113是为了确保在轴脱落防止部件115的周围形成空间的部件。空间形成部件113配置在保持部件120中。空间形成部件113是从断面上看具有约为U字形形状的笼形部件。空间形成部件113例如由尼龙等高分子材料或黄铜等金属部件制成。
图8中的保持部件120是用来将上述向心轴承130、轴100、轴脱落防止部件115以及空间形成部件113以无缝状态封闭在里面的部件。保持部件120又称作轴承套，只设置有一个与锥形部100A相对应地设置的空隙S。保持部件120例如由尼龙、LCP(液晶聚合物)、特福隆(注册商标)等高分子材料制成。
在向心轴承130、轴100的轴外周部162、轴脱落防止部件115、空间形成部件113之间填充有润滑油。
图8所示轴承单元90在轴100的外露端部160附近、沿径向设置有很小的空隙S。由于做成该空隙S之外的外周被保持部件120呈无缝状态围起来的结构，因此，润滑油不会泄漏到保持部件120的外部，具有很高的可靠性。
作为轴承单元90，为了防止轴100脱落而在内部设置有轴脱落防止部件115，因此，在对具有轴承单元90的马达30进行手工处理时，可随意进行操作。
在面对空隙S的轴100上设置有锥形部100A。该锥形部100A与空隙S构成了表面张力密封。表面张力密封是利用了毛细管现象的润滑油保持机构，就轴承单元90而言，可将润滑油向间隙变窄的方向、即轴承单元90的内部方向吸入，因而润滑油不会向外泄漏。即，表面张力密封的原理是通过设置锥形部100A形成压力梯度，将润滑油吸住的，只要将锥形部100A或者设置在轴100上或者设置在保持部件120上即可。
在这里，对设置轴脱落防止部件115的必要性进行说明。
对于图7所示安装有本发明所涉及的轴承单元90的马达30来说，若不采取措施防止包括轴100的转子80脱落，则在马达30受到冲击时，转子80会脱落，因此，防脱落对于抗冲击性能来说是必不可少的。
此外，即便是光盘用的主轴马达，也需要采取防脱落措施以保证在取放光盘时转子80不会脱落。
在现有技术中，必不可少的转子部的脱落防止部件或者设置在轴承单元的外部，或者使轴承单元的保持部件由多个部件组装而成以便将其安装到轴承内部；而前者存在着导致马达外形尺寸大、组装复杂的缺点，后者则存在着保持部件具有接合部、润滑油容易泄漏的问题。
本发明所涉及的轴承单元90中，其轴脱落防止部件115配置在轴承单元90的内部，而且保持部件120为无缝结构。因此，轴承单元90成为一种容易组装到马达30中、便于进行处理、并且润滑油不会泄漏、可保证很长的使用寿命的具有很高可靠性的轴承单元。
图9A～图9C示出图8所示轴承单元90的组装步骤的例子。
首先，如图9A所示，将安装有轴脱落防止部件115的轴100插入向心轴承130中。
其次，如图9B所示，将空间形成部件113安装在向心轴承130上。之后，如图9C所示，通过外包成形等形成保持部件120。
之后，以真空浸含等方式填充润滑油并对润滑油的量进行调整，便可得到轴承单元90。
通过设置空间形成部件113，即便保持部件120是由树脂外包成形而形成，也能够保证在轴脱落防止部件115周围形成空隙，轴100以能够与轴脱落防止部件115一起自由旋转地得到支承。
在图8所示的例子中，空间形成部件113的内底面兼作在推力方向上对轴100的内端部161使之可旋转地进行支承的推力轴承。该空间形成部件113以所谓枢轴方式对内端部161进行支承使之能够旋转。
本发明所涉及的轴承单元也可以如图10所示地构成。图10所示轴承单元490具有轴400、轴脱落防止部件415、向心轴承430、空间形成部件413以及保持部件420。
图10所示轴承单元490是其圆板状的轴脱落防止部件415在轴400的内端部461上与之一体形成。即，轴400与轴脱落防止部件415一起构成断面形状约为T形的轴。
在轴脱落防止部件415的一个面和另一个面上分别形成有动压产生槽428。这些动压产生槽428在空间形成部件413的空间中对轴脱落防止部件415使之可旋转地进行支承时产生动压。
为了能够在轴脱落防止部件415的周围以良好的精度形成空隙，空间形成部件413例如是由黄铜或不锈钢等金属、或者LCP、聚酰胺、聚酰亚胺等树脂制成的。保持部件420例如由LCP、尼龙、聚酰胺、聚酰亚胺、特福隆(注册商标)等树脂制成。保持部件420制作成除了空隙S之外为无缝的结构。
如上所述，轴脱落防止部件415是防止轴400从向心轴承430中沿E方向脱落的部件。而且，该轴脱落防止部件415不仅起着防止轴脱落的作用，还起着设置有动压产生槽428的动压流体轴承型推力轴承机构的作用。
动压产生槽480可形成于向心轴承430的内周面上。动压产生槽480并不仅限于在向心轴承430的内周面上形成，也可以在轴400的轴外周面462上形成。
动压产生槽428不仅可以在轴脱落防止部件415的一个面和另一个面上形成，也可以在向心轴承430的内端部431和空间形成部件413的内端面414上形成。
轴脱落防止部件由不锈钢等构成，既可以与轴400完全为一体，也可以作为单独的部件预先进行制造。轴400是由不锈钢等制成的，但也可以由LCP、聚酰胺、聚酰亚胺、PC(聚碳酸酯)等树脂以外包成形方式制造。
图10所示的轴承单元490能够很方便地做成向心方向和推力方向上均为动压轴承的结构。因此，图10所示的轴承单元490与图8所示轴承单元90相比，其使用寿命更长、可靠性更高。
图11示出本发明所涉及的轴承单元的又一个例子。
图11所示的轴承单元590具有与图10所示轴承单元490大体相同的结构。因此，在图11所示的轴承单元590中，与图10所示轴承单元490相同的部分赋予相同的编号，省略其详细说明。
图11所示的轴承单元590与图10所示轴承单元490的不同之处在于保持部件520的形状、以及轴脱落防止部件415和空间形成部件413的作用。
保持部件520具有空隙S以及另外的开口部530。空间形成部件413从该开口部530向外露出。
轴400例如由不锈钢等导电材料制成。空间形成部件413由黄铜或不锈钢等导电材料制成。而且，空间形成部件413从开口部530向外露出。
这样一来，图11所示马达在工作时产生的静电能够如图中的箭头E所示，经由轴400、轴脱落防止部件415以及空间形成部件413在外部入地。
因此，在本发明所涉及的轴承单元安装在硬盘驱动器那样的装置中的场合，即使产生例如30V的静电，该静电也能够通过上述入地路径向外释放。因此，能够防止硬盘驱动器中所使用的磁头因该静电而受到破坏的现象发生。
在这种场合，润滑油填充于空间形成部件413、轴脱落防止部件415、轴400的轴外周面462以及向心轴承430之间。若该填充的润滑油具有导电性，则能够提高放电性能。
图8、图10以及图11所示的轴承单元90、490、590不仅适用于图5所示的马达30，而且还能够作为使上述硬盘驱动器等信息记录重放装置中的信息记录介质旋转的轴承单元使用。
本发明所涉及的轴承单元，由于设置有空间形成部件，因而能够将轴脱落防止部件设置在轴承单元内部，故体积小，可使安装轴承单元的马达实现小型化，而且进行装配时轴不会脱落，因此，成为手工处理起来非常轻松的轴承单元，此外，由于在轴突出的一侧仅留有很小的空隙，而在周围设置无缝的保持部件，因此，成为润滑油不会泄漏的、使用寿命长、可靠性很高的轴承单元。
进而，安装有本发明所涉及的轴承单元的马达等旋转驱动装置可实现小型化，而且，由于不需要在马达外部设置脱落防止部件，因而能够获得工序得到简化、价格低廉的旋转驱动装置。
下面，对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子结合图12和图13进行说明。
在下面的例子中，作为对轴或旋转轴进行支承的轴承机构，设置有向心轴承机构及推力轴承机构，对于轴端部的推力轴承机构，列举的是使用枢轴(pivot)型轴承的例子、以及使用动压流体轴承的例子。
图12A是对使用向心轴承机构及推力轴承机构的轴承单元的例子进行展示的剖视图。在本例中，轴的端部被加工成球形部，通过以高分子材料形成的部件支承该部分而构成了推力轴承机构。
轴承单元201具有由不锈钢等金属材料或树脂材料等材料呈圆棒状形成的轴202、以及对该轴202进行支承的轴承机构203。即，作为轴承机构203，设置有承受向心载荷的向心轴承机构204以及承受推力载荷的推力轴承机构205。
在向心方向上对轴202使之可自由旋转地进行支承的向心轴承机构204使用烧结含油轴承或动压流体轴承等。作为一个例子，就使用动压流体轴承的例子进行说明。该轴承例如具有在铜类或铜·铁类烧结金属上形成产生动压用的槽的结构，利用烧结金属所特有的多孔性结构贮存润滑油。产生动压用的槽在本例中是由呈V形的所谓人字形槽构成的。本例中使用的是，在呈圆筒状的向心轴承机构204的内周部，两组动压产生槽204a、204a、...、以及204b、204b、...分别在顺沿于轴旋转的方向的周向上形成的动压流体轴承，但也可以是在轴202的周面上形成动压产生用槽的。此外，在本发明中，并不仅限于动压流体轴承，还能够以使用金属轴承等其它形式加以实施。
在轴202的靠近前端的位置上形成有环状的卡合槽202a，环状的脱落防止部件206安装于其中。脱落防止部件206例如由尼龙(直链脂肪族聚酰胺)等高分子材料形成或使用E型环等金属部件，在因振动等原因有外力沿轴向作用或者气压等发生变化的场合，作为防止轴202在其中心线方向上移动而脱落的止挡发挥功能。
在脱落防止部件206的周围设置有用尼龙、聚酰亚胺、液晶聚合物(LCP)等高分子材料或黄铜等金属形成的部件(以下称作“空间形成部件”)207。该空间形成部件207是从脱落防止部件206要固定在轴202上一起进行旋转的角度考虑，为了在脱落防止部件206的周围形成预定的空间而设置的。
在本例中，树脂制造的空间形成部件207形成为具有凹部207a的有底的筒状，轴202的端面呈球面状而与凹部207a的平坦的底面进行点接触。如上所述，对于在推力方向上对轴202进行支承的推力轴承机构205来说，若采用例如在轴端202b上形成凸曲面，使之与空间形成部件207进行接触的形式，则不需要用来支承轴端的支承部件。这是由于空间形成部件207兼作支承部件的缘故。此外，并不仅限于本例，也能够以在空间形成部件上与之成一体地形成突部或支承部而使之与轴端接触等其它形式加以实施。
本例所示的空间形成部件207上形成有台阶207b。台阶构成了可使向心轴承机构204局部嵌入于其中的嵌入用凹部。其理由将在后面的制造方法中进行说明。
润滑油密封用部件(以下称作“密封件”)208是以在其内周面208a与轴202之间形成很小的空隙G、即在轴202的外露端一侧在径向上形成空隙的状态配置的，用树脂材料例如尼龙或聚四氟乙烯等高分子材料或者金属呈圆筒状形成。在该密封件208上形成有台阶208b。该台阶构成了可使向心轴承机构204局部嵌入于其中的嵌入用凹部。其理由将在后面的制造方法中进行说明。填充于装置内部的润滑油的一部分209如图12B所示地存在于空隙G中。此外，密封件208上所形成的低凹208c是与向心轴承机构204的端部上所形成的突部相对应地形成的，该突部是用来识别轴向上的朝向的标志。
轴承套部件或者保持部件210是从外周对密封件208和向心轴承机构204进行保持的部件，用树脂材料、例如聚酰亚胺、聚酰胺、尼龙、LCP等高分子材料形成。在本例中，轴承套部件210具有使向心轴承机构204与空间形成部件207与密封件208无间隙地完全无缝地接合的作用。因此，能够防止润滑油泄漏。
此外，在本例中，为防止润滑油从轴202向外露出的部分泄漏采取了措施。
即，如图12B的放大图所示，在轴202的向外露出部分的附近，与密封件208之间形成空隙G的部分为锥形部202c，是以沿轴202向内部方向、即随着向向心轴承机构204靠近轴径逐渐变大的形状形成的。
空隙G形成于朝向内部轴径逐渐变大的锥形部202c和与之相向的密封件208的内周面208a之间，因此，越往装置内部空隙量逐渐变小。若设毛细管现象所产生的吸入压力为“p”，则有“p＝2γcosθ/c”(其中，γ润滑油的表面张力，θ润滑油的接触角，c空隙量)的关系，p与空隙量c成反比(p∝1/c)。因此，空隙量c越小，所产生的吸入压力越大，可将润滑油209向空隙量c小的内部方向吸入，因而润滑油不会向外部移动而漏出。此外，当轴径一定时，若存在偏心则从轴向上看存在着空隙量小的部分与空隙量大的部分，润滑油将偏移到空隙量小的部分处；而当轴上形成有锥形部202c时，空隙量是沿轴向变化的，在相对于轴倾斜的呈椭圆面的剖切面内存在有间隙相等的部分，因此，可减小偏心引起的润滑油的偏移。此外，还能够得到轴旋转时的离心力的作用难以使润滑油飞溅到外部的密封效果。
此外，可以列举出为了防止润滑油泄漏，在轴202的露出部和密封件208的表面等处涂布界面活性剂的方法。通过涂布界面活性剂，可使与润滑油的接触角θ增加，其结果，吸入压力p减弱。即，减小外部的吸入压力p，可使得内部的吸入压力p相对提高，因此，能够防止润滑油的泄漏和移动。
下面，结合图13A～图13D对本发明所涉及的轴承装置的制造方法进行说明。本图是就轴承单元201的组装工序对其一个例子进行展示的工序图，可按照下述工序制造轴承单元。
(1)轴插入工序(2)空间形成部件以及密封件的安装工序(3)轴承套部件形成工序(4)润滑油的填充与油量调整工序首先，在图13A所示的工序(1)中，将安装有脱落防止部件206的轴202插入向心轴承机构204中。之后，在图13B所示的工序(2)中，将空间形成部件207以及密封件208安装在向心轴承机构204上。即，将空间形成部件207的台阶207b和密封件208的台阶208b外嵌在向心轴承机构204的轴向上的各个端部的外周缘上，使得向心轴承机构204处于局部嵌在空间形成部件207以及密封件208的各凹部中的状态。
在本工序结束时，轴202已处于得到轴承机构203的支承而能够旋转的状态。
其次，在图13C所示的工序(3)中，使用尼龙等高分子材料通过外包成形而形成轴承套部件210。
之后，在图13D所示的工序(4)中，将润滑油通过真空浸含方式填充到装置内部，并调整油量。例如将在既定温度条件下因热膨胀而流到外部的多余的油量去除。
如上制成的轴承单元201中，通过进行轴承套部件210的外包成形，可使得向心轴承机构204、空间形成部件207、密封件208呈无缝状态接合，因此，部件与部件之间不存在间隙，能够完全防止润滑油的泄漏。此外，不像现有技术那样需要对接合部上实施的填料进行管理，可使工序的管理得到简化。
虽然在图13B所示的工序(2)中也可以进行密封件208的成形，但在密封件与轴之间的空隙量小的场合，最好是如上所述，采用预先制造密封件208再将其安装在向心轴承机构204上的方法。其理由是为了保证空隙有足够的精度。例如在空隙量c大于允许值时，毛细管现象所产生的吸入压力p会变得过小，因此，空隙量存在着上限。因此，在有必要增加油量的场合，需要增加空隙G在轴向上的长度。其结果，不得不将用来形成空隙G的模具部分做成壁厚很薄且轴向上较长的形状，导致模具的制造在技术上变得困难。而若达不到足够的成形精度，则空隙量的离散性将增大。为此，如果在图13B所示的工序(2)之前制成密封件，便能够保证其达到足够的精度，空隙的精度可得到保证。此外，抗冲击性是与空隙量C的平方成反比的，因此，减小空隙量和降低其离散性，关系到能否防止润滑油因冲击而发生飞溅。但是，若空隙量过小，则需要注意温度升高引起的热膨胀会导致油面位置的变化量增大的问题。
构成轴承单元的空间形成部件并非只限于合成树脂材料，也可以用金属材料形成。这种例子示于图14。
图14所示的轴承单元201A与上述轴承单元201的不同之处如下所述。在下面的说明中，对于与轴承单元201相同的部分赋予相同的编号，将其详细说明省略。
即，图14所示的轴承单元201A是其空间形成部件207A例如由不锈钢、黄铜、压力加工材料、烧结材料等形成，推力轴承机构205A具有支承被加工成球状的轴端202b的推力轴承部件211，该推力轴承部件211是配置在空间形成部件207A的凹部207a中进行安装的。此外，推力轴承部件211是用尼龙、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物等树脂材料或铷等低摩擦材料，与空间形成部件207A分体形成的。
在该轴承单元201A中，空间形成部件207A用金属制造，因此，从延长使用寿命考虑，设置了使用树脂材料或低摩擦材料的推力轴承部件211。此外，增加空间形成部件207A的刚性而制成可耐受高温的结构，可使得在作为安装空间形成部件207A之后进行的成形工序的、轴承套部件210的外包成形工序中，树脂的注射温度和压力条件等变得宽松。即，在本例中，虽然设置推力轴承部件211有成本增加之虞，但由于不选择树脂材料、成形条件变得宽松，可使总体成本降低。
下面，对本发明所涉及的轴承单元的又一个例子结合图15进行说明。本例的轴承单元201B与图12A所示轴承单元201的不同之处在于，从侧方看过去轴端部呈T形，并且是利用轴的脱落防止部件构成由动压流体轴承构成的推力轴承机构的。因此，在下面的说明中，对于与轴承单元201相同的部分赋予相同的编号，将其详细说明省略。
在图15所示的轴承单元201B中，设在轴202前端的脱落防止部件212呈具有既定厚度的圆板状，由黄铜或不锈钢等金属、或者尼龙或LCP等高分子材料等形成。此外，在脱落防止部件212的轴向的两个端面上、即与向心轴承机构204相向的面213以及与空间形成部件207相向的面214上，分别形成有动压产生用槽213a、213a、...或214a、214a、...。
在空间形成部件207上形成有脱落防止部件212可嵌入于其中的凹部207a，由此在脱落防止部件212的周围形成了空间。此外，在形成于脱落防止部件212与空间形成部件207之间的间隙、或形成于脱落防止部件212与向心轴承机构204之间的间隙中填充有润滑油。
如上所述，在轴承单元201B中，作为推力轴承机构205，具有使用脱落防止部件212以及空间形成部件207的动压流体轴承型结构，轴202得到动压流体轴承的支承而能够相对自由旋转，因此，振动小，适合在例如光盘驱动器和硬盘驱动器等的记录装置用马达中使用。
关于轴承单元201B的制造方法，虽然与图13A～图13D所示的(1)至(4)的工序基本相同，但需要向脱落防止部件212上形成有动压产生用槽213a、214a的部分与向心轴承机构204和空间形成部件207之间供给润滑油，以使得轴旋转时产生既定的动压。这一点，由脱落防止部件212和空间形成部件207的精度决定。
此外，本例所列举的是动压产生用槽213a、214b形成于脱落防止部件212上的结构形式，但并不仅限于此，也可以采用在向心轴承机构204的与脱落防止部件212相向的端面、或空间形成部件207的与脱落防止部件212相向的面上形成动压产生用槽等其它形式。
下面，对本发明所涉及的旋转驱动装置进行说明。
图16示出使用本发明所涉及的轴承单元201的旋转驱动装置的一个例子，是对在风扇马达中的应用进行展示的剖视图。也可以是替代轴承单元201而使用轴承单元201A、201B的装置。
旋转驱动装置215包括转子部216、以及具有轴承单元201的定子部217。
构成旋转体(转子)的转子部216具有转子轭铁218和磁铁219、叶片220、220、...，作为旋转轴而发挥功能的轴202的端部通过压入等方式固定在形成于转子部216的旋转中心位置上的凸缘221上。此外，在转子轭铁218的内周面上粘接固定有沿其周向磁化了的环形的磁铁(塑料磁铁等)219，在构成转子部216的圆筒部216a的外周面上沿周向隔着既定角度地设置有多个叶片220、220、...。
轴承单元201作为与转子部216一起对进行旋转的轴202使之可自由旋转地进行支承的轴支承机构而配置在定子部217中。即，轴承单元201被装入构成定子部217的定子轭铁222上所形成的圆筒状的支承部222a的凹部223内，通过压入或粘接等方式得到固定。此外，在支承部222a的外周部上的、与磁铁219的内周面相向的部位上设置有包括铁心224和线圈225的线圈部226，与磁铁219以及转子轭铁218一起构成了旋转体的驱动机构227。
在旋转驱动装置215的外壳228上形成有孔228a，当对线圈部226通电使转子部216旋转时，将如图16的箭头A所示，空气从孔228a流入后，从外壳228上所形成的出风口(未图示)向外部排放。
通过在这种风扇马达中安装轴承单元201，能够得到润滑油不会泄漏、使用寿命长且具有很高的可靠性的结构。此外，作为向心轴承机构204，采用了动压流体轴承型结构，因此，能够制造出具有很高的可靠性和可高速旋转的马达。因此，适用于例如冷却性能要求很高的设备的冷却风扇中。作为在电脑中使用的对CPU等发热体进行冷却的冷却系统中的应用，可列举出使发热体产生的热量向散热器传递，以风扇对该散热器进行空气冷却的结构例。
关于旋转驱动装置215的安装姿态，就轴202的顺延方向而言朝向何方均可，因此，以与图16所示的方向上下颠倒的状态使用也无妨碍，安装时受到的制约小。
此外，本发明所涉及的旋转驱动装置并不仅限于风扇马达，还能够广泛应用于盘片类记录介质的旋转装置和旋转式磁头磁鼓装置等各种电子设备的马达等之中。
如上所述，本发明所涉及的轴承单元采用的是这样一种结构，即，空间形成部件以及密封件等必要的部件安装在向心轴承等旋转轴支承机构上之后，仅在轴的露出部分处留出很小的空隙G，对各部件的周围以高分子材料等形成的轴承套部件无间隙地进行保持的结构，因此，从轴承装置内部不会有润滑油泄漏。因此，根据本发明，能够获得使用寿命长且具有很高的可靠性的轴承单元。
此外，本发明所涉及的轴承单元其制造工序简单，不需要进行粘接剂等填料的管理和对密封状况的检查等作业。
此外，本发明所涉及的轴承单元在使用了采用烧结金属的动压流体轴承的同时以树脂成形轴承套，因此，不仅成本低，而且使用寿命长、可靠性高。
此外，本发明所涉及的轴承单元即使在密封件与轴之间的空隙量较小时也能够保证必要的精度，可降低空隙G的离散性。
下面，对本发明所涉及的轴承单元以及作为使用该轴承单元的旋转驱动装置的马达的又一个例子结合附图进行说明。
在这里，列举在作为进行各种信息的运算处理的信息处理装置的笔记本电脑等电子设备中所设置的散热装置中所使用的马达的例子进行说明。在该笔记本电脑等的内部设置有散热装置。该散热装置具有金属制造的底座、安装在该底座上的马达301、在该马达301的驱动下旋转的风扇303、容纳风扇303的风扇外壳304、以及散热器。下面对驱动该散热装置的风扇303旋转的马达301进行详细说明。
使用本发明所涉及的轴承单元330的马达301如图17所示，具有转子311和定子312。
定子312一体地设置在用来容纳在该马达301的驱动下与马达301一起旋转的风扇303的风扇外壳304的上面板304a一侧。定子312具有定子轭铁313、本发明所涉及的轴承单元330、线圈314、以及卷绕该线圈314的铁心315。定子轭铁313既可以与风扇外壳304的上面板304a成一体形成、即由风扇外壳304的一部分构成，也可以另外单独形成。定子轭铁313例如由铁形成。轴承单元330，通过压入或粘接、进而压入的同时进行粘接而固定在定子轭铁313的中心部位呈筒状形成的保持器316中。
轴承单元330被压入于其中的保持器316与定子轭铁313成一体地呈圆筒状形成。
在与定子轭铁313成一体形成的保持器316的外周部上，如图17所示，安装有铁心315，而该铁心315上卷绕有需向其供给工作电流的线圈314。
与定子312一起构成马达301的转子311安装在得到轴承单元330的支承而能够旋转的旋转轴331上，可与旋转轴331一体旋转。转子311具有转子轭铁317、以及具有与该转子轭铁317一体旋转的多个叶片319的风扇303。风扇303的叶片319可通过在转子轭铁317的外周面上进行外包成形而与转子轭铁317成一体形成。
在转子轭铁317的筒状部317a的内周面上与定子312的线圈314相向地设置有环状的转子磁铁320。该转子磁铁320是在周向上交替磁化为S极和N极的塑料磁铁，靠粘接剂固定在转子轭铁317的内周面上。
转子轭铁317，可这样进行安装，即，通过将设置在平板部317b的中心部位的、设置有通孔321a的凸缘321压入设置在得到轴承单元330支承的旋转轴331的前端的安装部332上，而能够与旋转轴331一体旋转。
具有上述结构的马达301，当由设在马达301外部的驱动电路单元以既定的通电模式向定子312侧线圈314供给工作电流时，通过线圈314所产生的磁场与转子311侧转子磁铁320所形成的磁场相互作用，可使转子311与旋转轴331一体旋转。随着转子311的旋转，安装在该转子311上的具有多个叶片319的风扇303也与转子311一体旋转。当风扇303旋转时，通过设在构成电脑的壳体上的开口将装置外部的空气吸进来，进而使之在壳体内流动，从设在壳体内的散热器中流过并通过贯通口向壳体外部排出，从而使发热元件产生的热量向电脑本体之外散发，对电脑本体进行冷却。
下面，对该马达301中所使用的轴承单元330进行更详细的说明。
如图17、图18以及图19所示，对上述马达301的旋转轴331使之可自由旋转地进行支承的轴承单元330具有对旋转轴331在周向上进行支承的向心轴承333、形成于该向心轴承333的外侧的空间形成部件334、容纳该空间形成部件334的轴承套337、以及形成于空间形成部件334与向心轴承333之间的连通通路350。
向心轴承333由烧结金属呈圆筒状形成。向心轴承333与作为填充于轴承套337中的粘性流体的润滑油342一起构成动压流体轴承，在旋转轴331穿过的内周面上形成有动压产生槽343、344。
动压产生槽343、344如图20所示，是在向心轴承333的内周面上呈V形形成的一对槽343a、344a通过连接槽343b、344b在周向上相连而形成的。动压产生槽343、344是以呈V形的一对槽343a、344a的前端侧朝向旋转轴331的旋转方向R1地形成的。在本例中，动压产生槽343、344是在呈圆筒状的向心轴承333的轴向上上下排列着形成，动压产生槽343形成于轴开放的轴露出侧，动压产生槽344形成于轴非开放的非轴露出侧、即后述的推力轴承一侧。向心轴承333上所设置的动压产生槽343、344的数量和大小可根据向心轴承333的大小和长度等进行适当的选择。该向心轴承333也可以由黄铜、不锈钢或高分子材料制成。
作为动压流体轴承而形成的向心轴承333，当从该向心轴承333中穿过的旋转轴331围绕中心线CL向图20中箭头R1的方向连续旋转时，是在填充于轴承套337内的润滑油342在动压产生槽343、344内流通，在旋转轴331的外周面与向心轴承333的内周面之间产生动压的状况下对旋转轴331进行支承的。此时产生的动压可使旋转轴331与向心轴承333之间的摩擦系数变得很小，使旋转轴331圆滑地旋转。
但是，在该轴承单元330中，动压产生槽344在推力方向上的宽度比动压产生槽343在推力方向上的宽度要宽。因此，轴露出侧动压产生槽343所产生的动压量P343、与非轴露出侧动压产生槽344所产生的动压量P344之间的关系是P343＜P344。
下面，就使得非轴露出侧动压量P344大于轴露出侧动压量P343这个问题进行说明。动压的产生会同时带来静压的变化。在这里，当所形成的动压产生槽产生的是与上述关系相反的P343＞P344的关系时，即，轴露出侧动压量大于非轴露出侧动压量时，静压的分布将与动压的分布相反，因此，与轴露出侧相比，作为非轴露出侧的被密封了的轴端一侧的静压上升。与该轴的旋转同时产生的静压压力会导致将轴向上方推压的现象、即轴上浮现象的发生。
为了防止这种轴上浮现象的发生，在该轴承单元330中，动压产生槽343以宽于动压产生槽344的宽度形成，使得轴露出侧的动压量P343与非轴露出侧的动压量P344为P343＜P344，轴露出侧的静压大于非轴露出侧静压，从而造成倾向于将轴带向非轴露出侧、即后述的推力轴承侧吸入的状况。
设在向心轴承333的外侧的空间形成部件334如图19和图21所示，呈圆筒状形成而具有将向心轴承333包容起来的形状，例如是由合成树脂形成的。
如图18和图21所示，空间形成部件334由将向心轴承的侧面部分及底面部分围起来的空间形成部件本体335、以及将向心轴承的顶面部分围起来的空间形成部件盖部336构成。在空间形成部件盖部336的中央部位，设有可使得到向心轴承333支承而能够自由旋转的旋转轴331穿过的穿轴孔336a。
在空间形成部件本体335的底面部分的内面的中央部位一体地形成有推力轴承346，该推力轴承346对得到向心轴承333支承的旋转轴331在推力方向上的一个端部上所设置的轴承支承部331a进行支承而使之能够旋转。推力轴承346是用合成树脂形成空间形成部件334而使之兼作该推力轴承的。推力轴承346，是作为一种对呈圆弧形或前端尖细状形成的旋转轴331的轴承支承部331a进行点支承的枢轴轴承形成的。
在空间形成部件本体335的上部，沿圆周设置有可将空间形成部件盖部336以其将向心轴承的顶面部分覆盖的状态固定住的爪形的卡爪335a。此外，在空间形成部件本体335的侧面部分上，设有在容纳向心轴承后使向心轴承的外周面向外露出的开口部335b。
空间形成部件334由合成树脂形成，但也可以使用由金属形成的，还可以使用合成树脂与金属的组合材料，对于材质并无特殊限制。在这里，当空间形成部件334由合成树脂形成时，具有便于对其形状进行精心设计而解决与向心轴承之间的相位定位等问题而且价格低廉等优点。例如，作为空间形成部件334所使用的树脂材料，可以使用聚酰亚胺、聚酰胺、聚缩醛等氟类合成树脂、聚四氟乙烯特福隆(注册商标)、尼龙等合成树脂、以及PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)等合成树脂。
在空间形成部件334与向心轴承333之间形成有连通通路350。该连通通路350使从向心轴承333内突出的轴的、推力方向上的一个端部与另一个端部连通。即，连通通路350使形成推力轴承346一侧的一端与空间形成部件盖部336的穿轴孔336a一侧的另一端连通。
该连通通路350如图21和图22所示，由形成于向心轴承333的外周面上的推力方向上的第1槽351、形成于向心轴承333的推力轴承346那一侧的端面上的第2槽352、以及形成于向心轴承333的另一个端面上的第3槽353构成。
该连通通路也可以如图23和图24所示，设置在空间形成部件334一侧。即，设在空间形成部件334一侧上的连通通路360也可以由形成于空间形成部件334的空间形成部件本体335的内周面上的推力方向上的第1槽361、形成于空间形成部件本体335的底面部分的内面上的第2槽362、以及形成于空间形成部件盖部336的内面上的第3槽363构成。还可以由上述设在向心轴承上的第1～第3槽351～353和设在空间形成部件334上的第1～第3槽361～363组合而成。
如上所述，在该轴承单元330中，虽然动压产生槽344的宽度以宽于动压产生槽343的宽度形成，非轴露出侧的动压量P344大于轴露出侧的动压量P343，因而能够抑制因轴旋转而引起的轴上浮现象的产生，但由于非轴露出侧轴端的静压降低，会产生残留的空气在密封的轴端膨胀将润滑油挤出而发生泄漏现象的新的问题。
由于该连通通路350或者连通通路360使得从向心轴承333中突出的旋转轴331的开放侧与非开放侧连通，因而上述非轴露出侧轴端的静压不会降低，因此，能够防止因轴承套内残留的空气或溶解在润滑油中的空气膨胀而将润滑油挤出。换言之，由于连通通路350、360能够使设在向心轴承333上的动压产生槽343、344的两端的压力短路，因此，不会形成压力差，因而也不会发生轴上浮现象。
容纳有空间形成部件334的轴承套337如图19所示，具有将约呈圆筒状的空间形成部件334包容起来的形状，是通过进行合成树脂的一体成形而形成的一个部件。
如图19所示，轴承套337由呈筒状的轴承套本体338，与轴承套本体338成一体形成而将轴承套本体338的一端封闭的、构成其一端部分的底部封闭部339，以及构成轴承套本体338的另一端部分的、与轴承套本体338成一体形成的顶部封闭部340构成。在顶部封闭部340的中央部位，设有可使得到容纳在轴承套337中的向心轴承333支承而能够自由旋转的旋转轴331穿过的穿轴孔341。
如上构成的轴承套337是采用外包成形方法使合成树脂材料以将大约呈筒状的空间形成部件334包住的形状成形，从而使空间形成部件334位于轴承套本体338的内周侧而一体形成的。
此时，向心轴承333的外周面的一部分，从空间形成部件本体335的开口部335b向外露出，因此，将与外包成形而成的轴承套337成为一体。
对于构成轴承套337的合成树脂材料，虽无特别限定，但最好是使用对于填充于轴承套337内的润滑油342具有弹性的、相对于润滑油342具有较大接触角的材料。由于在轴承套337上一体地形成空间形成部件334，因此，最好是使用具有良好的润滑性的合成树脂材料。例如，轴承套337最好是使用聚酰亚胺、聚酰胺、聚缩醛等氟类合成树脂、聚四氟乙烯特福隆、尼龙等合成树脂形成。此外，也可以使用PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)等合成树脂。甚至可以由能够以极高的精度成形的液晶聚合物形成。特别是在轴承套337使用液晶聚合物的场合，能够保持住润滑油，获得优异的耐磨性能。
但是，这种轴承单元330中，是通过设置连通通路350而使得从向心轴承333内突出的轴331的两端连通的所谓轴两端开放型。而现有的轴两端开放型轴承单元中，存在着受到冲击时润滑油容易发生飞溅的问题。而这种轴承单元330中，由于其轴承套337与向心轴承333及空间形成部件334一起构成除了穿轴孔336a之外均密闭的无缝结构，因此，尽管轴的从向心轴承中突出的轴开放侧与非轴开放侧经连通通路350相连通，但相对于外部，除了轴承套337上设置的穿轴孔336a之外是密闭的。即，这种轴承单元330由于是连通通路350设置在呈无缝状态形成、相对于外部是密闭的轴承套内，因此，能够防止润滑油在受到冲击时飞溅。
得到设置在轴承套337内的向心轴承333、以及与轴承套337成一体设置的推力轴承346的支承而能够自由旋转的旋转轴331，其轴部本体331b的、得到推力轴承346支承的轴承支承部331a呈圆弧形或前端尖细状形成，另一端设有可安装作为旋转体的例如马达312的转子331的安装部332。在这里，轴部本体331b与安装部332以相同的直径形成。
如图19所示，旋转轴331是以如下状态得到轴承套337的支承的，即，其一端的轴承支承部331a得到推力轴承346的支承，轴部本体331b的外周面得到向心轴承333的支承，设在另一端的安装部332从设置在轴承套本体338的顶部封闭部340上的穿轴孔341突出出来。
此外，在旋转轴331上，在轴承支承部331a与轴部本体331b之间设置有防止轴脱落用的槽部331c。与该轴防脱落用槽部331c相对应地，在空间形成部件334上，作为轴防脱落用机构设置有垫片349。轴防脱落用槽部331c和垫片349二者可相卡合，因而手工组装时非常方便。该垫片349由尼龙、聚酰胺、聚酰亚胺等高分子材料或不锈钢、磷青铜等金属制成。
但是，作为穿轴孔341，为了使贯穿于该穿轴孔341中的旋转轴331不与穿轴孔341的内周面滑动接触地旋转，是以比轴部本体331b的外径大的内径形成的。此时，穿轴孔341形成为具有可在其内周面与轴部本体331b的外周面之间形成足以防止填充于轴承套337内的润滑油342从轴承套337内泄漏的间隔c的空隙345。形成有如上所述可在其与旋转轴331之间形成可防止填充于轴承套337内的润滑油342泄漏的空隙345的穿轴孔341的顶部封闭部340构成了油密封部。
在轴承套337上与之成一体形成的顶部封闭部340是由聚酰亚胺、聚酰胺或尼龙等合成树脂形成的，因此，能够保证穿轴孔341的内周面相对于润滑油342的接触角达到60度的程度。本发明所涉及的轴承单元330由于不必在包括构成油密封部的穿轴孔341的内周面在内的顶部封闭部340上涂布界面活性剂便可使润滑油342相对于顶部封闭部340具有较大的接触角，因此，能够防止润滑油342在旋转轴331旋转所产生的离心力的作用下经由穿轴孔341向轴承套337之外移动。
此外，在旋转轴331的与穿轴孔341的内周面相向的外周面上设有锥形部347。锥形部347倾斜成使得形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345向轴承套337的外方扩大。该锥形部347使得在由旋转轴331的外周面和穿轴孔341的内周面形成的空隙345中形成压力梯度，产生将填充于轴承套337内的润滑油342向轴承套337的内部进行吸引的力。在旋转轴331旋转时，润滑油342处在倾向于被吸入轴承套337内部的状态，因此，可使润滑油342可靠进入由动压流体轴承构成的向心轴承333的动压产生槽358而产生动压，实现对旋转轴331的稳定的支承，而且还能够防止填充于轴承套337内的润滑油342泄漏。
在本发明所涉及的轴承单元330中，进入构成动压流体轴承的向心轴承333上所设置的动压产生槽358中产生动压的润滑油342，是如图19和图25所示，在轴承套337内从由形成于旋转轴331上的锥形部347与穿轴孔341的内周面所形成的空隙345露出的状况填充的。即，润滑油342，可被填充至轴承套337内的间隙中，进而浸含在由烧结金属制成的向心轴承333中。
在这里，对在旋转轴331上形成的锥形部347与穿轴孔341的内周面之间所形成的空隙345进行说明。该空隙345的最小间隔相当于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间所形成的间隔c，该间隔c以20μm～200μm为宜，最好在100μm左右。若间隔c小于20μm，则在以合成树脂通过一体成形制造轴承单元330的轴承套337时难以保证成形精度。若空隙345的间隔c大于200μm，则在轴承单元330受到冲击时，填充于轴承套337内的润滑油342会飞溅到轴承套337之外，其抗冲击性降低。
防止填充于轴承套337内的润滑油342在受到冲击时飞溅到轴承套337之外的抗冲击性G可由下面的式(1)表示。
G＝(12γcosβ/2ρc2)/g......(1)其中，γ润滑油的表面张力β润滑油的接触角ρ润滑油的密度c旋转轴与穿轴孔之间的间隔g自由落体加速度由式(1)可知，抗冲击性G与空隙345的间隔c的平方成反比。
此外，热膨胀引起的油面的上升量h可由下面的式(2)表示。
h＝VαΔt/2πRc......(2)其中，V润滑油填充量α热膨胀系数Δt温度变化量R轴半径由式(2)可知，油面上升量h与间隔c的大小成反比，因此，减小间隔c虽然可提高抗冲击性G，但温度升高时将引起润滑油342的油面高度h急剧升高，需要增加穿轴孔341在轴向上的厚度。
根据计算，在具有轴径为直径2mm～直径3mm的旋转轴331的轴承单元330中，若使得旋转轴331与穿轴孔341之间所形成的空隙345的间隔c达到100μm的程度，穿轴孔341的高度H1、即轴承套337的顶部封闭部340的厚度为1mm左右，则可使抗冲击性达到1000G以上，耐高温特性达到80℃，可构成能够防止填充于轴承套337内的润滑油342飞溅的高可靠性的轴承单元330。
此外，本发明所涉及的轴承单元330设置有倾斜成使得形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c向轴承套337的外方扩大的锥形部347，因此，可在由旋转轴331的外周面和穿轴孔341的内周面形成的空隙345的间隔c中形成压力梯度，在旋转轴331旋转时所产生的离心力的作用下，产生将填充于轴承套337内的润滑油342向轴承套337的内部吸入的力。
即，在本发明所涉及的轴承单元330中，形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345，是靠表面张力密封防止润滑油342飞溅的。
在这里，对表面张力密封进行说明。表面张力密封是利用液体的毛细管现象的密封方法。如图26所示的毛细管可使液体上升的高度h可如下求出。
2πrγcosθ＝mg......(3)m由下面的式(4)表示。
m＝πr2hρ......(4)其中，m管内的h范围内的流体质量r毛细管半径
γ粘性流体的表面张力θ粘性流体的接触角ρ粘性流体的密度g重力加速度由式(3)、式(4)可导出下面的式(5)。
h＝2γcosθ/rρg......(5)一般来说，压力P与流体高度二者的关系可用下面的式(6)表示。
P＝ρgh......(6)在这里，从式(5)、式(6)可得到关于压力P的式(7)P＝2γcosθ/r......(7)在式(7)中，压力P意味着对流体进行吸引的吸入压力。由式(7)可知，毛细管越细压力P则越大。
在上面的说明中，列举的是毛细管断面形状为圆形时的公式，而本发明所涉及的轴承单元330是进入形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345中的润滑油342如图27所示呈圆环状。这种场合下作为液体的润滑油342的上升高度h1可从下面的式(8)求得。
2π(R+r)γcosθ＝mg......(8)m可由下面的式(9)表示。
m＝π(R2·r2)hρ......(9)由式(8)、式(9)可得到下面的式(10)h1＝(2γcosθ)/((R·r)ρg)......(10)若设(R·r)为形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c，则式(10)将变成式(11)。
h＝(2γcosθ)/(cρg)......(11)因此，在润滑油342的断面形状为圆环形的场合，吸入压力可由式(12)表示。
P＝2γcosθ/c......(12)在这里，列举进行计算的具体例子。
当形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c为0.02cm(0.2mm)、粘性流体的表面张力γ为30dyn/cm2、润滑油342的接触角θ为15°时，从式(13)得到的吸入压力为2.86×10·3气压(atm)。
P＝2×30×cos15°/0.02＝3.00×103dyn/cm2＝2.86×10·3气压(atm)......(13)由式(12)可知，空隙345的间隔c越窄吸入压力P越大。因此，在旋转轴331上设置锥形部347可将作为粘性流体的润滑油342向空隙345的间隔c变窄的方向、即轴承套337内部方向吸入。
例如，如图28所示，作为旋转轴331上所设置的锥形部347的直径不同的部位t1和t2的吸入压力P1、P2，由于t1处的旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的间隔c1、与t2处的旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的间隔c2的关系为c1＜c2，因此，由式(12)可知，P1＞P2，将润滑油342向轴承套337内部吸入的吸入压力P随着形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c变窄而增大。
如上所述，通过以构成防止填充于轴承套337内的润滑油342向轴承套337外部泄漏的密封部的、形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c朝向轴承套337的内部方向变小的方式设置锥形部347，可在位于由旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面所形成的空隙345中的润滑油342上产生压力梯度。即，施加在润滑油342上的压力梯度是朝向空隙345的间隔c变小的轴承套337的内部方向逐渐变大的。通过在润滑油342上产生这种压力梯度，使得润滑油342始终受到将其吸入轴承套337内的压力P的作用，因此，即便是在旋转轴331旋转的情况下，空气也不会混入存在于空隙345中的润滑油342中。
在不设置上述锥形部347的场合，即，如图27所示，旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c在穿轴孔341的高度方向上固定不变的场合，进入旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345中的润滑油342上不会产生压力梯度，因此，润滑油342将均匀地存在于空隙345中。即，进入通过使旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的间隔c变窄而使其作为密封部发挥作用的空隙345中的润滑油342有时会由于旋转轴331旋转而在空隙345内移动从而使空气E混进来。若如上所述空气E混入润滑油342中，则空气会随着温度的变化、气压的变化而膨胀，导致润滑油342从构成密封部的空隙345中飞溅到轴承套337之外。
相对于此，如本发明所涉及的轴承单元330那样，通过设置可使形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c朝向轴承套337内部方向变小的锥形部347，可在进入空隙345中的润滑油342上产生朝向轴承套337内部方向压力增大的压力梯度，因此，能够防止旋转轴331旋转时将空气E带入润滑油342中。
此外，当设置有如上所述的锥形部347时，即使旋转轴331相对于轴承套337上所设置的穿轴孔341存在偏心时，也能够防止进入形成于旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345中的润滑油342飞溅到轴承套337之外，不仅如此，还能够使润滑油342进入到旋转轴331的整周上，防止旋转轴331周围的润滑油342发生中断，保证旋转轴331稳定旋转。
当旋转轴331相对于轴承套337上所设置的穿轴孔341存在偏心时，若未设置如上所述的锥形部347，则如图30所示，润滑油342会向旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的间隔c较窄的部位集中，而在与之相反一侧的间隔c较宽的部位润滑油342出现中断，使空气E混入。若空气E混入润滑油342中，则空气E会随着温度的变化、气压的变化而膨胀，导致润滑油342从构成密封部的空隙345中飞溅到轴承套337之外。
相对于此，如本发明所涉及的轴承单元330那样，通过在旋转轴331上设置锥形部347，即便是在旋转轴331相对于轴承套337上所设置的穿轴孔341存在偏心的情况下，也能够如图31所示，在偏心的旋转轴331进行旋转的椭圆轨道上必定存在有间隔c相同的空隙345，形成于该椭圆轨道上的旋转轴331的外周面与穿轴孔341的内周面之间的空隙345的间隔c如图32所示在旋转轴331的整周范围内是一定的，因而不会发生润滑油342向间隔c较窄的部位集中的现象，因此，能够防止润滑油342从空隙345、以至于从轴承套337内飞溅出来。
上述轴承单元330虽然在旋转轴331上设置有锥形部347，但也可以如图33所示，在轴承套337的穿轴孔341的内周面上设置锥形部348。
下面，对如上构成的本发明所涉及的轴承单元330的制造工序进行说明。
在制造本发明所涉及的轴承单元330时，将空间形成部件334安装在向心轴承333的外侧进行临时组装。向心轴承333和空间形成部件334在进行临时组装时如图34所示，要在空间形成部件本体335上安装可嵌入设置在旋转轴331的轴承支承部331a和轴本体331b之间的轴防脱落用槽部331c中的、作为轴防脱落机构的垫片349。其次，在作为动压流体轴承的向心轴承333上安装空间形成部件本体335以及空间形成部件盖部336。此时，在空间形成部件本体335的内部一体地形成有推力轴承346。此外，在空间形成部件334与向心轴承333之间形成连通通路350。
其次，将临时组装的向心轴承333和空间形成部件334安装在模具中，如图35所示，在该临时组装的向心轴承333和空间形成部件334的外周，进行上述某种合成树脂的外包成形而形成轴承套337。此时，在外包成形轴承套337时，空间形成部件334在轴承套337的内部与之成为一体，被夹在在筒状的轴承套本体338的上下成一体形成的顶部封闭部340和底部封闭部339之间，使其安装位置得以固定。而向心轴承333在外包成形轴承套337时，通过空间形成部件334的开口部335b与轴承套337成为一体，被夹在在筒状的轴承套本体338的上下成一体形成的顶部封闭部340和底部封闭部339之间，使其安装位置得以固定。此外，在外包成形轴承套337时，由于受到空间形成部件334的阻挡，因而合成树脂不会流入空间形成部件334与向心轴承333之间的连通通路350中。
其次，如图36所示，使旋转轴331穿过顶部封闭部340上所设置的穿轴孔341并插入轴承套337内。此时，作为轴防脱落机构的垫片349靠弹性变形嵌入轴防脱落用槽部331c中，旋转轴331以其轴承支承部331a与推力轴承346接触的状态，穿过向心轴承333插在轴承套337内。得到推力轴承346和向心轴承333支承的旋转轴331可在轴承套337内旋转。
在将旋转轴331插入轴承套337中之后，向轴承套337内填充润滑油342。润滑油342的填充如图37所示，将已插入旋转轴331的轴承套337投入容纳有润滑油356的填充槽355中。其次，以真空装置对轴承套投放于其中的填充槽355抽真空。之后，将经过抽真空的填充槽取出放在大气中，润滑油342便可填充到轴承套337内。
此时，润滑油342要填充到这样的程度，即，在温度变化而膨胀时，防止从穿轴孔341内泄漏到轴承套337之外，而在温度变化而收缩时，不会使形成于旋转轴331与穿轴孔341之间的空隙345填充不足。即，要设计成温度变化引起的润滑油342的油面高度的变化在穿轴孔341内的范围内。
通过使用真空装置抽真空进行润滑油润滑油342向轴承套337内的填充，轴承套337内部的压力将低于外部。其结果，能够防止润滑油342轻易从轴承套337中泄漏。
本发明所涉及的轴承单元330是其向心轴承333由烧结金属形成，因此，润滑油342可填充于该向心轴承333中，此外，随着旋转轴331的旋转，润滑油342也能够填充至产生动压的动压产生槽358中。即，润滑油342可填充至轴承套337内的所有空隙中。
上述轴承单元虽然是其轴承套由合成树脂的成形体形成，但并不仅限于合成树脂，也可以是使用混合有可通过模具进行成形的金属材料的合成树脂或其它成形材料形成的轴承套。在轴承套由合成树脂之外的材料形成时，填充于轴承套内的润滑油与穿轴孔内周面的接触角有时无法得到保证，而在这种有可能无法保证较大的润滑油接触角的场合，只要在穿轴孔的内周面、甚至包括穿轴孔的内周面在内在顶部封闭部的外周面涂布界面活性剂以增大接触角即可。
上述轴承单元是其推力轴承作为轴承套的一部分而形成的，但也可以设计成设置有推力轴承的底部封闭部与轴承套本体单独形成，通过热融合或超声波融合等方法使该底部封闭部与轴承套本体成为一体。
如上构成的轴承单元330解决了虽然对于防止润滑油泄漏非常有用、但存在着轴旋转时容易出现因与此同时发生的残留空气或溶解于润滑油中的空气的膨胀(气穴现象)而将润滑油挤出的现象等缺点，具备树脂制造的无缝轴承套的轴两端开放型动压流体轴承单元所存在的问题。
过去，轴承套部件由多个部件构成，为使向心轴承两端的压力短路而设置的通路，以非轴开放侧-通路-轴承套外部-轴开放侧的形式形成，相对于此，该轴承单元330是以通路设计成非轴开放侧-连通通路-轴开放侧，对于形成该连通通路的空间形成部件334以无缝的轴承套337将其周围围起来而构成的。
即，该轴承单元330设置有空间形成部件334，在向心轴承333的上端和下端设置路径为轴承下端·通路·轴承上端的连通通路350，可减缓作为被密闭一侧的下端的非轴开放侧的静压的降低，因而能够防止因残留空气上挤而导致润滑油泄漏，而且，通往轴承套之外的路径维持轴与轴承套之间为很小的空隙的状态，因而能够防止受到冲击时润滑油飞溅，还能够防止粘性流体渗出。其结果，该轴承单元330能够长期维持良好的润滑性能。
此外，空间形成部件的形状不同的轴承单元也可以如图38那样构成。在下面的说明中，对于与图19所示轴承单元330相同的部分赋予相同的编号，将其详细说明省略。
图38所示轴承单元370与图19所示轴承单元330相比，空间形成部件的形状不同。在该轴承单元370中，空间形成部件371由以将向心轴承333的侧面部分的上部和顶面部分围起来的形状形成的第1空间形成部件372、以及以将向心轴承333的侧面部分的下部和底面部分围起来的形状形成的第2空间形成部件373构成。在该第1空间形成部件372的中央部位，设置有得到向心轴承333的支承而能够自由旋转的旋转轴331可穿过的穿轴孔372a。
在第2空间形成部件373的底面部分的内面上的中央部位，与之成一体地形成有可旋转地支承得到向心轴承333的支承的旋转轴331的推力方向上的一个端部上所设置的轴承支承部331a的推力轴承346。推力轴承346是以合成树脂形成空间形成部件371，作为推力轴承而共用。推力轴承346是作为对呈圆弧形或前端尖细状形成的旋转轴331的轴承支承部331a进行点支承的枢轴轴承形成的。
在该空间形成部件371与向心轴承333之间，与轴承单元330同样可形成连通通路。该连通通路使从向心轴承333中突出的力方向上的一个端与另一端连通。即，连通通路350使作为形成有推力轴承346之一端的非轴开放侧与作为第1空间形成部件372的穿轴孔372a一侧之另一端的轴开放侧连通。
如上构成的轴承单元370与轴承单元330同样，设置有空间形成部件，在向心轴承的上端和下端，设置路径为轴承下端·通路·轴承上端的连通通路，能够减缓作为被密闭的下端的非轴开放侧的静压的降低，因而能够防止因残留空气上挤而导致润滑油泄漏，而且，通往轴承套之外的路径仅维持轴与轴承套之间为很小的空隙的状态，因而能够防止受到冲击时润滑油飞溅，还能够防止粘性流体渗出。其结果，该轴承单元370能够长期维持良好的润滑性能。
如上所述，在应用本发明的轴承单元中，作为空间形成部件的形状，只要能够在外包成形上述轴承套部件时，树脂不会流入形成于空间形成部件与向心轴承之间的连通通路内即可，对于其它的形状并无限制。
以上所述的轴承单元作为向轴承套内填充的粘性流体使用的是润滑油，但只要具有一定的粘性、可得到一定的表面张力，也可以适当选择其它粘性流体。
本发明并不限于上述例子，还包括在权利要求书记载的范围内本行业人员能够在可改变设计的范围内实现的方案。
产业上利用的可能性如以上所说明的，根据本发明，可构成装配时不会发生轴的脱落，不会发生润滑油泄漏、小型且使用寿命长的、具有很高的可靠性的轴承单元。
此外，根据本发明所涉及的轴承单元，不会发生润滑油泄漏等现象，可获得很长的使用寿命以及很高的可靠性。而且，不会因此而导致装置的构成和制造工序变得非常复杂等不希望出现的情况发生。
此外，根据本发明所涉及的轴承单元，通过设置轴脱落防止部件、以及旨在在该部件的周围形成必要的空间的部件，能够防止因冲击、气压和内部压力的变化等原因导致轴脱落。
此外，根据本发明所涉及的轴承单元，通过使用高分子材料成形轴承套部件，对于密封件等可在外周对其无间隙地进行保持，因而能够防止润滑油泄漏。
此外，根据本发明所涉及的轴承单元，是以使用动压流体轴承作为向心轴承机构而构成，因此，能够对轴高精度地进行支承，能够防止因润滑油泄漏造成不良影响，而且，由于推力轴承机构的结构简化，因而有利于减少零部件数量和工时以及降低成本。
此外，根据本发明所涉及的轴承单元，越接近内部吸入压力越大，因此，空隙内的润滑油不易向外泄漏，轴的偏心引起润滑油偏移的程度减轻，可靠性提高。
此外，根据本发明所涉及的轴承单元，能够有效降低振动，而且通过利用脱落防止部件以及旨在保证在其周围形成空间的部件，可使推力轴承机构的结构得以简化。
此外，本发明所涉及的轴承单元，不仅能够作为散热装置的马达和硬盘驱动器的主轴马达的轴承使用，还能够作为其它各种马达的轴承使用，并且，能够在具有旋转轴的机构和对相对于轴进行旋转的部件进行支承的机构中得到广泛的应用。
权利要求
1.一种可旋转地支承轴的轴承单元，其特征是，具有留出用来使所说轴的端部向外部伸出的空隙而呈无缝形状的保持部件；配置在所说保持部件的内部，在向心方向上可旋转地支承所说轴的轴承；安装在所说轴上，通过与所说轴承相抵接而防止所说轴在推力方向上脱落的轴脱落防止部件；配置在所说保持部件的内部，用于在所说轴脱落防止部件的周围确保空间的空间形成部件。
2.如权利要求1所说的轴承单元，其特征是，所说轴脱落防止部件是与所说轴一体地形成的。
3.如权利要求1所说的轴承单元，其特征是，所说保持部件由高分子材料形成，所说保持部件在所说轴向所说保持部件之外伸出的位置上具有与所说轴之间形成的所说空隙。
4.如权利要求1所说的轴承单元，其特征是，所说空间形成部件由高分子材料形成，所说空间形成部件兼作在推力方向上可旋转地支承所说轴的端部的推力轴承，所说轴的所说端部为球形，所说推力轴承是枢轴轴承。
5.如权利要求1所说的轴承单元，其特征是，在所说轴的外周面或所说轴承的内周面上具有动压产生槽。
6.如权利要求2所说的轴承单元，其特征是，在所说轴脱落防止部件的表面或与所说轴脱落防止部件相对的空间形成部件的表面上具有动压产生槽。
7.如权利要求1所说的轴承单元，其特征是，所说轴和所说空间形成部件由导电部件构成，所说空间形成部件从所说保持部件中向外露出。
8.一种具有可旋转地支承轴的轴承单元的旋转驱动装置，其特征是，具有留出用来使所说轴的端部向外部伸出的空隙而呈无缝形状的保持部件；配置在所说保持部件的内部，在向心方向上可旋转地支承所说轴的轴承；安装在所说轴上，通过与所说轴承相抵触而防止所说轴在推力方向上脱落的轴脱落防止部件；配置在所说保持部件的内部，用于在所说轴脱落防止部件的周围确保空间的空间形成部件。
9.一种具有轴以及为了可自由旋转地支承该轴的轴承机构的轴承单元，其特征是，设置有与所说轴之间隔着空隙配置的润滑油密封用部件，从外周保持所说润滑油密封用部件以及所说轴承机构的合成树脂制造的轴承套部件。
10.如权利要求9所说的轴承单元，其特征是，作为所说轴承机构，设置有承受施加在所说轴上的向心载荷的向心轴承机构以及承受施加在所说轴上的推力载荷的推力轴承机构，设置有所说轴的脱落防止部件、以及为了在该脱落防止部件的周围确保空间而配置且作为与所说润滑油密封用部件为不同部件形成的空间形成部件，以所说轴承套部件保持所说向心轴承机构和所说润滑油密封部件和所说空间形成部件。
11.如权利要求9所说的轴承单元，其特征是，所说轴承套部件使用了高分子材料。
12.如权利要求10所说的轴承单元，其特征是，作为所说向心轴承机构使用了动压流体轴承。
13.如权利要求10所说的轴承单元，其特征是，作为所说推力轴承，具有所说轴的端面呈曲面形状形成并且该端面与所说第2部件接触的结构。
14.如权利要求9所说的轴承单元，其特征是，所说轴上的与所说润滑油密封用部件之间形成空隙的部分呈锥形形状，随着沿该轴向内部接近，其轴径逐渐变大。
15.如权利要求10所说的轴承单元，其特征是，作为所说推力轴承机构，使用所说脱落防止部件以及所说空间形成部件构成了动压流体轴承。
16.一种旋转驱动装置，具有旋转体和与该旋转体一起旋转的轴、以及可自由旋转地支承该轴的轴承机构和用来驱动旋转体旋转的驱动机构，其特征是，设置有与所说轴之间隔着空隙配置的润滑油密封用部件，以及从外周保持该部件以及所说轴承机构的树脂制造的轴承套部件。
17.如权利要求16所说的旋转驱动装置，其特征是，作为所说轴承机构，设置有承受施加在所说轴上的向心载荷的向心轴承机构以及承受施加在所说轴上的推力载荷的推力轴承机构，设置有所说轴的脱落防止部件、以及为了在该脱落防止部件的周围确保空间而配置且作为与所说润滑油密封用部件为不同的部件形成的空间形成部件，以所说轴承套部件保持所说向心轴承机构和所说润滑油密封部件和所说空间形成部件。
18.如权利要求16所说的旋转驱动装置，其特征是，对所说轴承套部件使用了高分子材料。
19.如权利要求17所说的旋转驱动装置，其特征是，作为所说向心轴承机构使用了动压流体轴承。
20.如权利要求17所说的旋转驱动装置，其特征是，作为所说推力轴承，具有所说轴的端面呈曲面形状形成并且该端面与所说空间形成部件相接触的结构。
21.如权利要求16所说的旋转驱动装置，其特征是，所说轴上的与所说润滑油密封用部件之间形成空隙的部分呈锥形形状，随着沿该轴向内部接近，其轴径逐渐变大。
22.如权利要求17所说的旋转驱动装置，其特征是，作为所说推力轴承机构，使用所说脱落防止部件以及所说空间形成部件构成了动压流体轴承。
23.一种轴承单元，其特征是，具有轴；在周向上对所说轴进行支承的向心轴承；对所说轴的推力方向上的一端进行支承的推力轴承；设置在所说向心轴承及所说推力轴承的外侧的空间形成部件；所说空间形成部件配置在其内部、以除了使所说轴穿过的穿轴孔之外被密闭起来而构成的轴承套；填充于所说轴承套内的粘性流体；形成于所说空间形成部件与所说向心轴承之间、使从所说向心轴承中突出的轴的推力方向上的所说一端与另一端连通的连通通路。
24.如权利要求23所说的轴承单元，其特征是，所说连通通路是在所说向心轴承的外周面上在推力方向上形成的槽。
25.如权利要求23所说的轴承单元，其特征是，所说连通通路由形成于所说向心轴承的外周面上的向心方向上的第1槽、形成于所说向心轴承的所说向心轴承一侧的一个端面上的第2槽、以及形成于所说向心轴承的另一个端面上的第3槽构成。
26.如权利要求23所说的轴承单元，其特征是，所说轴承套由合成树脂的成形体成一体形成。
27.如权利要求26所说的轴承单元，其特征是，所说轴承套与所说向心轴承二者通过设置在所说空间形成部件上的开口部成为一体。
28.一种旋转驱动装置，具有能够相对于定子旋转地支承转子的轴承单元，其特征是，所说轴承单元具有轴；在周向上对所说轴进行支承的向心轴承；对所说轴的推力方向上的一端进行支承的推力轴承；设置在所说向心轴承及所说推力轴承的外侧的空间形成部件；所说空间形成部件配置在其内部、以除了使所说轴穿过的穿轴孔之外被密闭起来而构成的轴承套；填充于所说轴承套内的粘性流体；形成于所说空间形成部件与所说向心轴承之间、使从所说向心轴承中突出的轴的推力方向上的所说一端与另一端连通的连通通路。
29.如权利要求28所说的旋转驱动装置，其特征是，所说轴承单元的轴承套由合成树脂的成形体成一体形成。
全文摘要
一种可旋转地支承轴(100)的轴承单元(90)，具有留出用来使轴的端部向外部伸出的空隙S呈无缝形状形成的保持部件(120)，配置在保持部件的内部、在向心方向上可旋转地支承轴的轴承(130)，安装在轴上、通过与轴承相抵触而防止轴在推力方向上脱落的轴脱落防止部件(115)，以及配置在保持部件的内部、用来在轴脱落防止部件的周围确保空间的空间形成部件(113)。此外，通过设置润滑油密封件、将空间形成部件设计成可形成润滑油的通路的空间形成部件，以防止润滑油泄漏。
文档编号F16C35/02GK1697936SQ200480000090
公开日2005年11月16日 申请日期2004年1月8日 优先权日2003年1月10日
发明者宍户祐司, 矢泽健一郎, 金子猛, 高田清幸, 佐藤弘史, 柿沼义昭, 中村一郎 申请人:索尼株式会社