JP2015169228A - 流体動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体動圧軸受装置の軸方向寸法の縮小を図ると共に、油漏れを防止する。
【解決手段】本発明の流体動圧軸受装置は、軸部材２と、内周に軸部材２が挿入された軸受部材（ハウジング７）と、ハウジング７の開口部から内径側に突出した第１シール部材８と、第１シール部材８の下方に設けられ、軸部材２の外周面２１ａから外径側に突出し、外径端が第１シール部材８の内径端よりも外径側に配された第２シール部材９とを備える。第２シール部材９の下側端面９ｄが面する第１バッファ空間Ｓ１を形成すると共に、第２シール部材９の上側端面９ｃと第１シール部材８の下側端面８ａとの間に第２バッファ空間Ｓ２を形成し、両バッファ空間Ｓ１，Ｓ２を第２シール部材９の外径側で連通する。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体動圧軸受装置に関する。

流体動圧軸受装置は、軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる油膜の圧力（動圧作用）により、軸部材を相対回転自在に非接触支持するものである。流体動圧軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、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、ブルーレイディスク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）のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイール、あるいは電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータなどの小型モータ用として好適に使用可能である。

上記の流体動圧軸受装置では、通常、軸受部材の開口部に油漏れを防止するためのシール機構が設けられる。例えば下記の特許文献１に示されている流体動圧軸受装置では、ハウジングの開口部にシール部材を設け、シール部材の内周面と軸部の外周面との間に、下方へ向けて隙間幅を徐々に狭くした断面楔形状のシール空間（いわゆるテーパシール）を形成することで、油漏れを防止している。

特開２００７−２４０８９号公報

近年、ノートパソコンやタブレット型モバイル端末の薄型化が進み、これらの情報機器に使用される冷却用ファンモータにはさらなる薄型化が要求されているため、この種のモータに組み込まれる流体動圧軸受装置に対しても薄型化（軸方向寸法の縮小）が求められている。

例えば、上記特許文献１の流体動圧軸受装置において、ラジアル軸受面（ラジアル軸受隙間を形成する面。以下同様。）が設けられる軸受スリーブの軸方向寸法を縮小すれば、その分、流体動圧軸受装置の軸方向寸法を縮小することができる。しかし、この場合、ラジアル軸受面の面積が縮小されるため、軸受剛性が低下してしまう。

あるいは、ハウジングの開口部に設けられたシール部材の軸方向寸法を縮小すれば、その分、流体動圧軸受装置の軸方向寸法を縮小することができる。しかし、上記特許文献１では、シール部材の内周面でテーパシールを形成しているため、シール部材の軸方向寸法を縮小すると、シール空間の容積が大幅に減少し、ハウジングの内部に満たされた油の体積変化を吸収できず、油漏れが生じる恐れがある。

そこで、例えば図１０に示すように、軸受部材１０７の開口部にシール部材１０９を固定し、このシール部材１０９とスリーブ１２２（図１０では、軸部１２１の外周に固定されている）との軸方向間にバッファ空間Ｓ’を設ければ、テーパシールよりも小さい軸方向寸法で所望の容積を確保することができる。これにより、バッファ空間の容積を確保しながら、流体動圧軸受装置の軸方向寸法を縮小することが可能となる。しかし、テーパシールを廃止することで油の保持機能が低下するため、流体動圧軸受装置を倒立姿勢（シール部材１０９が下方に配される姿勢）にしたときや、流体動圧軸受装置に衝撃が加わったとき、あるいは高温により油の粘度が低下したときに、シール部材１０９と軸部１２１との間の隙間Ｇ’から油漏れが生じる恐れがある。

以上のような事情より、本発明が解決すべき課題は、流体動圧軸受装置の軸方向寸法の縮小を図ると共に、油漏れを確実に防止することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、軸部材と、内周に前記軸部材が挿入され、少なくとも軸方向一方側の端部に開口部を有する軸受部材と、前記軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間の油膜に生じる動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、前記軸受部材の開口部から内径側に突出し、前記軸部材の外周面と半径方向隙間を介して対向した第１シール部材と、前記第１シール部材の軸方向他方側に設けられ、前記軸部材の外周面から外径側に突出し、外径端が前記第１シール部材の内径端よりも外径側に配された第２シール部材と、前記第２シール部材の軸方向他方側の端面が面する第１バッファ空間と、前記第２シール部材の軸方向一方側の端面と前記第１シール部材の軸方向他方側の端面との間に形成され、前記第２シール部材の外径側で前記第１バッファ空間と連通した第２バッファ空間とを備えた流体動圧軸受装置を提供する。

このように、第１シール部材の軸方向他方側にバッファ空間（第１バッファ空間及び第２バッファ空間）を設けることにより、テーパシールと比べて小さい軸方向寸法で所望の容積を確保できるため、その分だけ流体動圧軸受装置の軸方向寸法を縮小することができる。この場合、バッファ空間に保持された油が、第１シール部材と軸部材の外周面との間の半径方向隙間から漏れ出す恐れが懸念される。そこで、上記のように、第１シール部材の軸方向他方側に、軸部材の外周面から外径に突出した第２シール部材を設けることで、第２のシール部材の外径側を回り込むラビリンスシールが形成される。具体的には、第２シール部材の軸方向他方側の端面が面する第１バッファ空間と、第１シール部材の軸方向他方側の端面と第２シール部材の軸方向一方側の端面との間の第２バッファ空間とが形成され、第１バッファ空間と第２バッファ空間とが第２シール部材の外径側連通することで、ラビリンスシールが構成される。このラビリンスシールにより、前記半径方向隙間から外部への油漏れを防止できる。

軸部材は、例えば、軸部及びその外径側に設けられたスリーブ部を備えた構成とすることができる。この場合、前記スリーブ部の外周面と前記軸受部材の内周面との間に前記ラジアル軸受隙間が形成され、前記軸部の外周面に前記第２シール部材が固定され、前記軸部の外周面と前記第１シール部材との間に前記半径方向隙間が形成され、前記スリーブ部の軸方向一方側の端面と前記第２シール部材の軸方向他方側の端面との間に前記第１バッファ空間が形成される。このように、スリーブ部の外周面にラジアル軸受面を設けることで、軸部の外周面にラジアル軸受面を設ける場合と比べて、ラジアル軸受面が大径化されて面積が拡大されるため、軸受剛性を確保しながら、スリーブ部の軸方向寸法、ひいては流体動圧軸受装置の軸方向寸法を縮小することが可能となる。しかし、この場合、衝撃荷重によりスリーブ部が第１シール部材側に軸方向移動することで、スリーブ部の端面全体で油が第１シール部材側に押し込まれるため、第１シール部材と軸部との間の半径方向隙間から油漏れが生じる恐れが高い。従って、このような構成の流体動圧軸受装置では、上記のようにラビリンスシールを形成して油漏れの防止を図ることが特に望ましい。

上記のバッファ空間のうち、第２バッファ空間は、第１シール部材と軸部材との間の半径方向隙間に隣接しているため、第２バッファ空間まで油が達すると、第１バッファ空間に油が留まっている場合と比べて、前記半径方向隙間から外部への油漏れの懸念が高まる。そこで、上記の流体動圧軸受装置において、前記軸受部材を固定側、前記軸部材を回転側とすれば、軸部材と共に第２シール部材が回転するため、前記第２バッファ空間に達した油が、遠心力により外径側、すなわち前記半径方向隙間から離反する側に誘導され、前記半径方向隙間から外部への油漏れをより確実に防止できる。この場合、第２シール部材の端面に外径側に向けて延びる溝を形成すれば、溝に入った油が遠心力で外径側に飛ばされるため、第２バッファ空間の油を外径側に誘導する効果が高められる。

また、第１シール部材の軸方向他方の端面（第２シール部材と対向する端面）に、外径へ向けて周方向幅が徐々に狭くなる溝を形成すれば、この半径方向溝の毛細管力により、第２バッファ空間の油を外径側に誘導することができるため、油漏れをより一層確実に防止することができる。

軸部材は、例えば、スリーブ部の内周に、これと別体に形成された軸部を固定することで形成される。この場合、スリーブ部の内周面の軸方向一方（第２シール部材側）の端部に、半径方向寸法より軸方向寸法の方が大きい面取り部を設ければ、この面取り部と軸部との間に、軸方向一方側へ向けて半径寸法を徐々に大きくした断面楔形状の空間が形成される。これにより、毛細管力で断面楔形状の空間の奥側（幅狭側）に油が引き込まれるため、第１シール部材と軸部との間の半径方向隙間からの油漏れをより確実に防止できる。

以上のように、本発明によれば、第１シール部材の軸方向他方側にバッファ空間を設けることで、流体動圧軸受装置の軸方向寸法を縮小することができる。また、バッファ空間に第２シール部材を設けてラビリンスシールを形成することにより、油漏れを確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受装置が組み込まれたファンモータの断面図である。 上記流体動圧軸受装置の断面図である。 上記流体動圧軸受装置に設けられた軸部材のスリーブ部の側面図である。 上記スリーブ部の下面図である。 図２を拡大した断面図である。 他の実施形態に係る第２シール部材の上面図である。 （ａ）は、他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の第１シール部材の下面図、（ｂ）は（ａ）図のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）図のＣ−Ｃ線における断面図である。 他の実施形態に係る軸部材の断面図である。 他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 比較例に係る流体動圧軸受装置の断面図である。

図１に、本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受装置１が組み込まれたファンモータを示す。このファンモータは、軸部材２を回転自在に支持する流体動圧軸受装置１と、流体動圧軸受装置１の固定側（軸受部材）に取り付けられたケーシング６と、流体動圧軸受装置１の回転側（軸部材２）に取り付けられたロータ３と、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およびマグネット５とを備えている。ステータコイル４はケーシング６に取り付けられ、マグネット５はロータ３に取り付けられる。ロータ３には、複数のファン３ａが一体に設けられる。ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とマグネット５との間の電磁力でマグネット５及びロータ３が回転し、ファン３ａにより気流が発生する。このようなファンモータは、例えば情報機器、特にノートパソコンやタブレット型端末に組み込まれる冷却用ファンモータとして用いられる。尚、本実施形態のファンモータは、外径方向（例えば紙面奥側あるいは手前側）に向けて気流を発生させる遠心ファンであるが、これに限らず、軸方向の気流を発生させる軸流ファンであってもよい。

流体動圧軸受装置１は、図２に示すように、軸部材２と、軸受部材としてのハウジング７と、第１シール部材８と、第２シール部材９とを備える。尚、以下の説明では、軸方向において、軸部材２がハウジング７から突出している側を上方、その反対側を下方と言うが、これは流体動圧軸受装置１の使用態様を限定する趣旨ではない。

軸部材２は、軸部２１と、軸部２１の外径側に設けられたスリーブ部２２とを備える。図示例では、軸部２１とスリーブ部２２が別体に形成され、軸部２１の外周面２１ａとスリーブ部２２の内周面２２ｄとが、圧入、隙間接着、接着剤介在下での圧入、溶接、溶着等の適宜の手段で固定される。

軸部２１は、例えばステンレス鋼等の溶製材を切削加工することにより、円柱状に形成される。軸部２１の外周面２１ａは、平滑な円筒面とされる。

スリーブ部２２は、金属、例えば焼結金属、具体的には銅鉄系の焼結金属で略円筒状に形成される。この他、スリーブ部２２を、他の焼結金属や、溶製材、あるいは樹脂で形成してもよい。スリーブ部２２の外周面２２ａには、ラジアル軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させるラジアル動圧発生部が形成される。本実施形態では、図３に示すように、スリーブ部２２の外周面２２ａの軸方向に離隔した２箇所に、ラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝２２ａ１，２２ａ２が形成される。動圧溝２２ａ１，２２ａ２は、例えば転造加工により成形される。上側の動圧溝２２ａ１は、軸方向で非対称形状とされ、具体的には、クロスハッチングで示す丘部の軸方向中央の環状領域よりも上側領域の軸方向寸法Ｌ１が下側領域の軸方向寸法Ｌ２よりも大きくなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。これにより、ラジアル軸受隙間の潤滑油を下向きに押し込むポンピング力が発生する。一方、下側の動圧溝２２ａ２は軸方向対称形状とされる。

スリーブ部２２の下側端面２２ｂには、スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部が形成される。本実施形態では、スリーブ部２２の下側端面２２ｂに、スラスト軸受隙間の油を外径側に押し出すポンプアウト型のスラスト動圧発生部が設けられる。具体的には、例えば図４に示すように、スラスト動圧発生部として、ポンプアウト型のスパイラル形状の動圧溝２２ｂ１が形成される。動圧溝２２ｂ１は、例えばプレス加工により型成形される。スリーブ部２２の上側端面２２ｃは、平滑な平坦面とされる。

スリーブ部２２の内周面２２ｄには、軸方向全長にわたって軸方向溝２２ｄ１が形成される（図２参照）。軸方向溝２２ｄ１の本数は任意であり、本実施形態では複数（例えば３本）の軸方向溝２２ｄ１が円周方向等間隔に配される（図４参照）。

ハウジング７は、図２に示すように、内周に軸部材２が挿入された円筒状の側部７ａと、側部７ａの下端開口部を閉塞する底部７ｂとを有する。本実施形態では、ハウジング７の側部７ａ及び底部７ｂが、金属あるいは樹脂で一体に形成される。ハウジング７の側部７ａには、小径内周面７ａ１と、小径内周面７ａ１の上方に設けられた大径内周面７ａ２と、これらを連続する肩面７ａ３とが設けられる。

第１シール部材８は、ハウジング７の側部７ａの開口部に設けられ、側部７ａの大径内周面７ａ２から内径向きに突出して設けられる。第１シール部材８は、内孔を有する円盤状を成し、金属あるいは樹脂で形成される。本実施形態では、第１シール部材８が、外径側に設けられた厚肉部８１と、内径側に設けられた薄肉部８２とを有する。第１シール部材８の外周面８ｂは、ハウジング７の側部７ａの大径内周面７ａ２に、圧入、接着、接着剤介在下での圧入等の適宜の手段で固定される。第１シール部材８の下側端面８ａの外周部は、ハウジング７の側部７ａの肩面７ａ３に当接している。図５に拡大して示すように、第１シール部材８の内周面８ｃには、円筒面８ｃ１と、円筒面８ｃ１の上下両側に設けられた面取り部８ｃ２とが設けられる。第１シール部材８の内周面８ｃと軸部材２の軸部２１の外周面２１ａとの間には、半径方向隙間Ｇが設けられる。第１シール部材８の下側端面８ａと軸部材２のスリーブ部２２の上側端面２２ｃとの間には、バッファ空間Ｓが形成される。

第２シール部材９は、第１シール部材８と軸部材２のスリーブ部２２との軸方向間（バッファ空間Ｓ）に設けられる。第２シール部材９は、軸方向と直交する方向に延びる円盤状を成す。第２シール部材９は、金属あるいは樹脂で形成される。第２シール部材９の内周面９ａは、軸部材２の軸部２１の外周面２１ａに、圧入、接着、溶接等の手段で固定される。第２シール部材９の外径端（外周面９ｂ）は、第１シール部材８の内径端（内周面８ｃ）よりも外径側に配される。第２シール部材９の上側端面９ｃは、第１シール部材８の下側端面８ａと軸方向に対向している。第２シール部材９の下側端面９ｄは、軸部材２のスリーブ部２２の上側端面２２ｃと軸方向に対向している。第２シール部材９の上側端面９ｃ又は下側端面９ｄ、あるいはこれらの双方には、撥油性を有するコーティングを施してもよい。または、第２シール部材９を、撥油性を有する材料（例えばフッ素樹脂）で形成してもよい。

上記の流体動圧軸受装置１は、スリーブ部２２の内部気孔を含めたハウジング７の内部の空間に油が充填され、バッファ空間Ｓ内に油面が形成される（図２において、細かい散点領域が油を示している。）。例えば、低圧雰囲気環境下で、第１シール部材８と軸部材２との間の半径方向隙間Ｇを塞ぐように油を滴下した後、流体動圧軸受装置１を常圧環境に配することで、ハウジング７の内部に油が引き込まれて充填される。流体動圧軸受装置１では、ハウジング７の開口部に設けられたバッファ空間Ｓにより、油の温度変化に伴う体積変化を吸収することで、油漏れが防止される。すなわち、流体動圧軸受装置１の想定温度範囲において油が体積変化したときに、油面が常にバッファ空間Ｓ内に配されるように、バッファ空間Ｓの容積が設定される。

また、上記の流体動圧軸受装置１では、バッファ空間Ｓに第２シール部材９を設けることで、ラビリンスシールが構成される。具体的には、スリーブ部２２の上側端面２２ｃと第２シール部材９の下側端面９ｄとの間に第１バッファ空間Ｓ１が形成され、第１シール部材８の下側端面８ａと第２シール部材９の上側端面９ｃとの間に第２バッファ空間Ｓ２が形成される。これらの第１バッファ空間Ｓ１と第２バッファ空間Ｓ２とを、第２シール部材９の外径側で連通することで、ラビリンスシールが構成される。これにより、第１バッファ空間Ｓ１の油が半径方向隙間Ｇに到達するためには、第２シール部材９の外径側を回り込む複雑な経路（ラビリンスシール）を通る必要があり、これにより半径方向隙間Ｇからの油漏れを防止できる。尚、常温では、油面は第１バッファ空間Ｓ１内に配される。

特に、本実施形態では、軸部材２が軸部２１及びスリーブ部２２を有するため、軸部材２が上向きの衝撃荷重を受けた時、スリーブ部２２の上側端面２２ｃ全体で油が跳ね上げられる。このとき、第２シール部材９が半径方向隙間Ｇの下方を覆っていることで、スリーブ部２２の上側端面２２ｃで跳ね上げられた油が、半径方向隙間Ｇから漏れ出すことを防止できる。さらに、第２シール部材９が軸部２１の外周面２１ａの全周から外径に突出して設けられることで、軸部２１の外周面２１ａを伝って上がろうとする油を第２シール部材９で堰き止めることができるため、半径方向隙間Ｇからの油漏れをより一層確実に防止できる。

上記の流体動圧軸受装置１において、軸部材２が回転すると、ハウジング７のラジアル軸受面（側部７ａの小径内周面７ａ１）と軸部材２のラジアル軸受面（スリーブ部２２の外周面２２ａ）との間にラジアル軸受隙間が形成される。そして、軸部材２のスリーブ部２２の外周面２２ａに形成されたラジアル動圧発生部（動圧溝２２ａ１）により、ラジアル軸受隙間に形成された油膜の圧力が高められ、この圧力（動圧作用）により軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が構成される（図２参照）。

これと同時に、ハウジング７のスラスト軸受面（底部７ｂの上側端面７ｂ１）と軸部材２のスラスト軸受面（スリーブ部２２の下側端面２２ｂ）との間にスラスト軸受隙間が形成される。そして、軸部材２のスリーブ部２２の下側端面２２ｂに形成されたラジアル動圧発生部（動圧溝２２ｂ１）により、スラスト軸受隙間に形成された油膜の圧力が高められ、この圧力（動圧作用）により軸部材２を浮上支持するスラスト軸受部Ｔが構成される。

このとき、図１に示すように、ロータ３に設けられたマグネット５が、ケーシング６に設けられたステータコイル４に対して、図中上方にオフセットして設けられている。このため、ステータコイル４とマグネット５との吸引力により、ロータ３及びこれに固定された軸部材２には、常に、下向きの荷重が加わっている。従って、流体動圧軸受装置１には、スラスト軸受隙間を介して対向するスリーブ部２２の下側端面２２ｂとハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１とを接近させる方向の荷重が加わっている。このステータコイル４とマグネット５との吸着力により軸部材２を押し下げる力と、スラスト軸受部Ｔの圧力で軸部材２を押し上げる力とを調整することにより、軸部材２のハウジング７に対する軸方向位置を安定させることができる。これにより、軸部材２に図中上向きの荷重が加わった場合でも、第１シール部材８と第２シール部材９との接触を回避することができる。

流体動圧軸受装置１の運転中、油が第２バッファ空間Ｓ２に達する場合があるが、軸部材２と共に第２シール部材９が回転することにより、第２バッファ空間Ｓ２の油を遠心力で外径側に誘導することで、半径方向隙間Ｇからの油漏れを防止できる。

本発明は上記の実施形態に限られない。尚、以下の実施形態において、上記の実施形態と同様の機能を有する部位には、同一の符号を付して重複説明を省略する。

図６に示す実施形態では、第２シール部材９の上側端面９ｃに外径側に延びる溝を形成している。図示例では、複数（例えば８本）の半径方向溝９ｃ１が、円周方向等間隔に配されている。半径方向溝９ｃ１は、第２シール部材９の上側端面９ｃの外径端まで達している。軸部材２と共に第２シール部材９が回転すると、半径方向溝９ｃ１に入った油が遠心力により外径側に飛ばされる。これにより、第２バッファ空間Ｓ２の油を外径側に誘導する効果が高められ、半径方向隙間Ｇからの油漏れをより一層確実に防止できる。尚、この溝は、半径方向に対して傾斜させてもよく、例えば、外径側に向けて軸回転方向後方側に傾斜させた、ポンプアウト型のスパイラル形状としてもよい。また、上記のような溝は、第２シール部材９の下側端面９ｄに設けてもよいし、あるいは第２シール部材９の両側端面９ｃ，９ｃに設けてもよい。

図７に示す実施形態では、第１シール部材８の下側端面８ａに溝を形成している。図示例では、第１シール部材８の下側端面８ａに、複数（例えば４本）の半径方向溝８ａ１が円周方向等間隔に配されている。半径方向溝８ａ１は、外径へ向けて円周方向幅が徐々に狭まっている｛図７（ａ）参照｝。これにより、第２バッファ空間Ｓ２に達した油が、半径方向溝８ａ１の毛細管力により外径側に引き込まれるため、半径方向隙間Ｇからの油漏れをより一層確実に防止できる。また、半径方向溝８ａ１は、下方へ向けて円周方向幅が徐々に広がっている｛図７（ｃ）参照｝。尚、本実施形態では、図７（ａ）に示す平面視において、半径方向溝８ａ１の円周方向両側の側壁が直線状であるが、これを曲線状にしてもよい。また、本実施形態では、図７（ｃ）に示す断面において、半径方向溝８ａ１の断面形状が台形であるが、これを三角形や円弧形としてもよい。

図８に示す実施形態では、軸部材２のスリーブ部２２の内周面２２ｄの上端に、半径方向寸法Ｘよりも軸方向寸法Ｙが大きい面取り部２２ｅを設けている。これにより、スリーブ部２２の面取り部２２ｅと軸部２１の外周面２１ａとの間に、下方へ向けて半径方向幅を徐々に狭めた断面楔形状の空間Ｐが形成される。この空間Ｐの毛細管力により空間Ｐの内部に油が引き込まれるため、油漏れをより一層確実に防止できる。

図９に示す実施形態では、軸部材２が軸部２１のみで構成されると共に、軸受部材が、ハウジング７とその内周面７ａ１に固定された軸受スリーブ１０とで構成される。軸部２１の下端には、球面状の凸部２１ｂが形成される。軸受スリーブ１０の内周面１０ａには、ラジアル動圧発生部としての動圧溝１０ａ１，１０ａ２が形成される。軸部２１が回転すると、軸部２１の外周面２１ａと軸受スリーブ１０の内周面１０ａとの間のラジアル軸受隙間に生じる油膜の圧力が動圧溝１０ａ１，１０ａ２により高められ、軸部２１をラジアル方向に支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が構成される。また、軸部２１の下端の凸部２１ｂとハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１とが接触摺動することで、軸部２１を下方から支持するスラスト軸受部Ｔが構成される。

この他、図９に示す軸部２１の下端にフランジ部を設けてもよい（図示省略）。この場合、フランジ部の上側端面と軸受スリーブ１０の下側端面１０ｂとの間、及び、フランジ部の下側端面とハウジング７の底部の上側端面７ｂ１との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。

以上の実施形態では、軸部２１とスリーブ部２２とを別体に形成した場合を示したが、これに限らず、軸部２１及びスリーブ部２２を同一材料（例えば焼結金属）で一体成形してもよい。

また、以上の実施形態では、軸受部材が軸方向一方のみに開口した場合を示したが、これに限らず、例えば軸受部材を軸方向両側に開口させてもよい。この場合、軸方向他方の開口部には、上記と同様の第１バッファ空間Ｓ１及び第２バッファ空間Ｓ２を形成してもよいし、テーパシールを設けてもよい。

また、以上の実施形態では、ラジアル動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝２２ａ１，２２ａ２を形成した場合を示したが、これに限らず、ラジアル動圧発生部としてスパイラル形状等の他の形状の動圧溝を形成してもよい。この他、複数の部分円筒面を円周方向につなげたいわゆる多円弧軸受や、円周方向等間隔に複数の軸方向溝を形成してなるステップ軸受で、ラジアル動圧発生部を構成してもよい。また、軸部材の外周面を円筒面とし、これと対向する軸受部材の内周面にラジアル動圧発生部を形成してもよい。あるいは、軸部材の外周面及び軸受部材の内周面の双方を円筒面として、いわゆる真円軸受を構成してもよい。

また、以上の実施形態では、スラスト動圧発生部としてスパイラル形状の動圧溝２２ｂ１を形成した場合を示したが、これに限らず、ヘリングボーン形状等の他の形状の動圧溝や、ステップ軸受で、スラスト動圧発生部を構成してもよい。また、軸部材の下側端面を平坦面とし、これと対向する面にスラスト動圧発生部を形成してもよい。

また、以上の実施形態では、軸部材を回転側とし、軸受部材を固定側とした場合を示したが、これに限らず、軸部材を固定側とし、軸受部材を回転側とした流体動圧軸受装置や、軸部材及び軸受部材の双方が回転する流体動圧軸受装置に本発明を適用してもよい。

また、上記の流体動圧軸受装置１は、冷却ファンモータに限らず、ＨＤＤ等の情報機器のスピンドルモータや、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイール等に適用することができる。

１ 流体動圧軸受装置
２ 軸部材
２１ 軸部
２２ スリーブ部
７ ハウジング（軸受部材）
８ 第１シール部材
９ 第２シール部材
Ｒ１，Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ スラスト軸受部
Ｇ 半径方向隙間
Ｓ バッファ空間
Ｓ１ 第１バッファ空間
Ｓ２ 第２バッファ空間

Claims (6)

1. 軸部材と、内周に前記軸部材が挿入され、少なくとも軸方向一方側の端部に開口部を有する軸受部材と、前記軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間の油膜に生じる動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、前記軸受部材の開口部から内径側に突出し、前記軸部材の外周面と半径方向隙間を介して対向した第１シール部材と、前記第１シール部材の軸方向他方側に設けられ、前記軸部材の外周面から外径側に突出し、外径端が前記第１シール部材の内径端よりも外径側に配された第２シール部材と、前記第２シール部材の軸方向他方側の端面が面する第１バッファ空間と、前記第２シール部材の軸方向一方側の端面と前記第１シール部材の軸方向他方側の端面との間に形成され、前記第２シール部材の外径側で前記第１バッファ空間と連通した第２バッファ空間とを備えた流体動圧軸受装置。
2. 前記軸部材が、軸部と、前記軸部の外径側に設けられたスリーブ部とを備え、
   前記スリーブ部の外周面と前記軸受部材の内周面との間に前記ラジアル軸受隙間を形成し、前記軸部の外周面に前記第２シール部材を固定し、前記軸部の外周面と前記第１シール部材との間に前記半径方向隙間を形成し、前記スリーブ部の軸方向一方側の端面と前記第２シール部材の軸方向他方側の端面との間に前記第１バッファ空間を形成した請求項１記載の流体動圧軸受装置。
3. 前記軸受部材を固定側、前記軸部材を回転側とした請求項１又は２に記載の流体動圧軸受装置。
4. 前記第２シール部材の端面に、外径側に向けて延びる溝を形成した請求項３記載の流体動圧軸受装置。
5. 前記第１シール部材の軸方向他方側の端面に、外径側へ向けて円周方向幅が徐々に狭くなる溝を形成した請求項１〜４の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
6. 前記スリーブ部の内周に、これと別体に形成された前記軸部が固定され、前記スリーブの内周面の軸方向一方の端部に、半径方向寸法より軸方向寸法の方が大きい面取り部を設けた請求項２に記載の流体動圧軸受装置。

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