JP4708228B2 - 流体軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体軸受装置に関するものである。

流体軸受装置は、軸受隙間に生じる流体の潤滑膜で支持すべき軸を回転自在に支持する軸受装置である。この流体軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器、例えばＨＤＤ、ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置等に搭載するスピンドルモータ用、また、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などに搭載され、発熱源の冷却を行うファンモータ用、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ用等の軸受として広く用いられている。

例えば、ＨＤＤ等のディスク装置のスピンドルモータに組み込まれる流体軸受装置では、図８に示すように、軸部材２０をラジアル方向に回転自在に支持するラジアル軸受部Ｒと、軸部材２０をスラスト方向に回転自在に支持するスラスト軸受部Ｔとが設けられる。ラジアル軸受部Ｒの軸受としては、軸部材２０を構成する軸部２１の外周面または軸受スリーブ８０の内周面に動圧溝等の動圧発生部を設けた動圧軸受が用いられる場合が多い。スラスト軸受部Ｔとしては、例えば、軸部材２０のフランジ部２２の両端面、または、これに対向する面（例えば、軸受スリーブの端面８１や、ハウジング７０に固定されるスラスト部材７１の端面７１ａ等）に動圧溝等を設けた動圧軸受が用いられる場合と、軸部材の一端を接触支持する、いわゆるピボット軸受が用いられる場合（図示省略）とがある。

通常、軸受スリーブ８０はハウジング７０の所定箇所に固定され、また、軸受スリーブ８０よりもハウジング７０の開口部側には、軸受装置内部を満たす潤滑流体（例えば、潤滑油）の外部への漏れ出しを防止するためのシール空間Ｓが設けられる。シール空間Ｓは、例えば、ハウジング７０の開口部に固定されたシール部材１００の内周面と軸部２１の外周面との間に設けられ、このシール空間Ｓは、対向する二面の何れか一方を傾斜させるのが一般的で、例えば回転側となる軸部２１の外周面が軸端に向けて漸次縮径したテーパ面に形成される。このシール空間Ｓの容積は、軸受の内部空間に充満された潤滑油が使用温度範囲内での熱膨張・収縮によって容積変化する量よりも大きくなるように設定される。従って、温度変化に伴う潤滑油の容積変化があった場合でも、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ内に維持される（以上、例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３６６３６号公報

上述のように、従来の流体軸受装置では、ハウジングの開口部に固定されたシール部材の内周面と軸部材の外周面との間にシール空間を形成しているが、このシール空間に、温度変化に伴う潤滑油の容積変化量を吸収する機能（バッファ機能）を持たせようとすると、シール空間の軸方向寸法を比較的大きく確保する必要がある。そのために、設計上、ハウジングの内部において、軸受スリーブの軸方向中心位置を相対的にハウジングの底部側に下げる必要があり、これにより、ラジアル軸受部の軸受中心と回転体重心との離間距離が大きくなり、使用条件等によっては、モーメント剛性が不足する場合が起こり得る。

本発明の課題は、この種の流体軸受装置におけるシール空間の軸方向寸法を一層小さくすることを可能にし、これにより、流体軸受装置のコンパクト化を図ること、あるいはモーメント剛性を高めることにある。

前記課題を解決するため、本発明にかかる流体軸受装置は、ハウジングと、該ハウジングの内周に固定された多孔質の軸受スリーブと、前記ハウジングおよび前記軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、大気に開放されたシール空間と、前記軸受スリーブと前記軸部材の間のラジアル軸受隙間に生じる油膜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、スラスト軸受隙間に生じる油膜で前記軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とを備え、潤滑油の油面が前記シール空間内に維持されるものであって、前記シール空間が、開口部に向けて、漸次縮径する内径側の第１テーパ面と漸次拡径する外径側の第２テーパ面との間に形成され、前記第１及び第２テーパ面が、前記軸部材の外径側に突出させて設けられたシール部材及び前記ハウジングに夫々設けられ、前記スラスト軸受隙間が、前記軸受スリーブの端面の外径側に隣接した前記ハウジングの端面で形成されることを特徴とするものである。

上記のように本発明では、シール空間が、開口部に向けて、漸次縮径する第１テーパ面と漸次拡径する第２テーパ面との間に形成される。これにより、シール空間を形成する二面の何れか一方をテーパ面とした従来構成と比べ、シール空間の軸方向寸法を長大化することなくその容積を拡大させることができる。したがって、シール空間の軸方向寸法を縮小して、流体軸受装置を軸方向にコンパクト化することができ、あるいは軸受スリーブの軸方向寸法を大きくし、ラジアル軸受部間の離間距離を大きくしてモーメント剛性を高めることができる。

上記の具体的な構成として、軸部材に、その外径側に突出させてシール部材を設け、該シール部材に前記第１テーパ面を設けると共に第２テーパ面をハウジングに設けた構成を挙げることができる。この構成であれば、シール空間を軸部材の外周面とハウジングに固定されたシール部材の内周面との間に設けた構成（例えば、図８参照）に比べ、シール空間を外径側に設けることができる分、シール空間の軸方向寸法を一層縮小しても、シール空間の必要容積を確保することが可能となる。これにより、流体軸受装置を一層コンパクト化することができ、あるいは一層モーメント剛性を高めることができる。

ところで、上記のようなシール空間形状の場合、衝撃荷重が付加された場合等にシール空間から潤滑流体が漏出し易くなるおそれがある。そこで、本発明では、前記ハウジングの端面とこれに対向する前記シール部材の端面との間に外径側でシール空間に接続したスラスト軸受隙間を設け、該スラスト軸受隙間を介して対向する二面の何れか一方に、潤滑流体を内径側に引き込む動圧発生部を設けた。この構成とすることにより、シール空間を満たす潤滑油には、毛細管力による引き込み力に加え、動圧発生部（スラスト動圧発生部）による引き込み力が作用するので、シール空間からの潤滑流体の漏れ出しを効果的に防止することができる。

スラスト動圧発生部の形状は、外径側から内径側に潤滑油を流動させる機能（ポンプイン機能）を有するものであれば特に問わず、代表例としてスパイラル形状に配列した動圧溝を挙げることができる。この他、例えばへリングボーン形状の動圧溝のようにポンプイン機能とポンプアウト機能とを併有するものであっても、ポンプアウト機能による外径側への流れよりもポンプイン機能による内径側への流れが支配的となるのであれば、スラスト軸受隙間の全体では外径側から内径側へ潤滑油が流動するので、この種の動圧発生部を採用することも可能となる。

シール空間は、ハウジングの両端を開口させ、その両端開口部に設けることも可能である。このようにシール空間を軸方向の両端に設ければ、ハウジングの一端側開口部にのみシール空間を設けた構成に比べ、軸受装置全体でのバッファ機能を高めることができるので、一層シール空間の軸方向寸法を縮小することが可能となり、流体軸受装置を一層コンパクト化することが、あるいは軸受スリーブを長大化させてモーメント剛性を高めることが可能となる。

上記構成の流体軸受装置は、該流体軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを有するモータに好ましく用いることができる。

以上より、本発明によれば、シール空間の軸方向寸法を一層小さくすることができ、これにより、流体軸受装置の一層のコンパクト化を図ること、あるいはモーメント剛性を高めることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る流体軸受装置１を組み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を回転自在に支持する流体軸受装置１と、軸部材２に装着されたロータ（ディスクハブ）３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を備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３の内周に取付けられる。流体軸受装置１のハウジング７は、ブラケット６の内周に装着される。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが一又は複数枚保持される。ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、それによって、ディスクハブ３および軸部材２が一体となって回転する。

図２は、上記スピンドルモータで使用される流体軸受装置１の一例を示すものである。この流体軸受装置１は、回転側の軸部材２、および軸部材２に固定されたシール部材９、１０と、固定側のハウジング７、およびハウジング７の内周に固定される軸受スリーブ８とを主要な構成部材として備える。なお、以下説明の便宜上、ハウジング７の開口部から軸部材２が突出している側を上側、その軸方向反対側を下側として説明を進める。

軸部材２は、ステンレス鋼等の金属材料で形成される。軸部材２は全体として概ね同径の軸状をなし、その中間部分には、他所よりも僅かに小径に形成した逃げ部２ｂが形成されている。軸部材２の外周面２ａのうち、第１および第２シール部材９、１０の固定位置には、凹部、例えば円周溝２ｃが形成されている。

軸受スリーブ８は、例えば、焼結金属からなる多孔質体、特に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７の所定位置に接着、圧入、あるいは圧入接着等の手段で固定される。なお、軸受スリーブ８は、焼結金属以外にも黄銅等の軟質金属材料で形成することもできる。

軸受スリーブ８の内周面８ａには、第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面Ａとなる上下２つの領域が軸方向に離隔して設けられ、該２つの領域には動圧発生部（ラジアル動圧発生部）として例えば図３に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成される。なお、例えば上側の動圧溝８ａ１における上側領域の溝の軸方向幅を下側領域の溝よりも長大化させた形状とすることにより、軸部材２の回転時、潤滑流体に軸方向下方への押し込み力（ポンピング力）を付与することもできる。動圧溝８ａ１、８ａ２は、公知のその他の形状、例えばスパイラル形状等に形成することもできる。

第１シール部材９および第２シール部材１０は、何れも黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは樹脂材料でリング状に形成され、軸受スリーブ８の両端側で軸部材２の外周面２ａに例えば接着固定される。接着固定時には、軸部材２に塗布した接着剤が、接着剤溜りとしての円周溝２ｃに充填されて固化することにより、シール部材９、１０の軸部材２に対する接着強度が向上する。

ハウジング７は、例えば、アルミニウム合金や黄銅等の軟質金属で、両端を開口させた略円筒状に形成され、その内周面は、軸受スリーブ８との固定面を有する第１内周面７ａと、第１内周面７ａの軸方向上側に設けられ、第１内周面７ａよりも大径の第２内周面７ｂと、第１内周面７ａの軸方向下側に設けられ、第１内周面７ａよりも大径の第３内周面７ｃとに区画される。ハウジング７は、図１に示すブラケット６の内周面に圧入、接着、圧入接着、溶着等適宜の手段で固定される。

ハウジング７は、金属材料の他、例えば樹脂で形成することもでき、この場合、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、あるいはポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物を用いて射出成形することができる。前記ベース樹脂には、要求特性に応じて、強化材や導電材、および潤滑材等の各種充填材が一種又は二種以上配合される。

ハウジング７の第１内周面７ａと第２内周面７ｂを繋ぐ上側端面７ｄの一部または全部環状領域には、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面が形成され、該スラスト軸受面には動圧発生部（スラスト動圧発生部）として、スパイラル形状に配列した複数の動圧溝がポンプイン機能を奏するように形成される。また、ハウジング７の第１内周面７ａと第３内周面７ｃを繋ぐ下側端面７ｅの一部または全部環状領域には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面が形成され、該スラスト軸受面にはスラスト動圧発生部として、スパイラル形状に配列した複数の動圧溝がポンプイン機能を奏するように形成される。なお、スラスト動圧発生部は軸方向に対向する第１シール部材９の下側端面９ｂ、および第２シール部材１０の上側端面１０ｂに形成することもできる。

スラスト動圧発生部としては、上記のスパイラル形状の動圧溝のようにポンプイン機能を有する他の形状を採用することもでき、この種の形状として例えばヘリングボーン形状を挙げることができる。ヘリングボーン形状の動圧溝は、ポンプイン機能とポンプアウト機能を併有するものであるが、ポンプイン機能による内径側への潤滑油の流れがポンプアウト機能による外径側への潤滑油の流れよりも支配的になるのであれば、スラスト軸受隙間の全体で外径側から内径側へ潤滑油が流動するので、この種の形状のスラスト動圧発生部を採用することもできる。

ハウジング７の第２内周面７ｂは、軸部材２に固定された第１シール部材９の外周面９ａとの間に所定容積の第１シール空間Ｓ１を形成し、ハウジング７の第３内周面７ｃは、第２シール部材１０の外周面１０ａとの間に所定容積の第２シール空間Ｓ２を形成する。本実施形態において、第１シール部材９の外周面９ａおよび第２シール部材１０の外周面１０ａは、それぞれ軸受装置の外部側（開口部）に向かって漸次縮径した第１テーパ面１１を構成し、ハウジング７の第２内周面７ｂおよび第３内周面７ｃは、それぞれ軸受装置の外部側（開口部）に向かって漸次拡径した第２テーパ面１２を構成する。そのため、両シール空間Ｓ１、Ｓ２は、互いに接近する方向に漸次縮小したテーパ形状をなし、軸部材２の回転時には、両シール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用によってシール空間が狭くなる方向（ハウジング７の内部方向）に引き込まれる。なお、潤滑油の漏れ出しを防止するため、ハウジング７の上下端面、第１シール部材９の上側端面９ｃ、および第２シール部材１０の下側端面１０ｃにそれぞれ撥油剤からなる被膜を形成することもできる（図示省略）。

第１および第２シール空間Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング７の内部空間に充満される潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有する。想定される温度変化の範囲内で、油面は常時両シール空間Ｓ１、Ｓ２内にある。これを実現するために、両シール空間Ｓ１、Ｓ２の容積の総和は、少なくとも内部空間に充満される潤滑油の温度変化に伴う容積変化量よりも大きく設定される。

上記構成において、軸受スリーブ８の両端面との間に所定幅のスラスト軸受隙間を形成できるように第１シール部材９および第２シール部材１０を軸受スリーブ８の両端に配置した状態で、第１、第２シール部材９、１０を軸部材２の所定箇所に接着固定する。このようにして流体軸受装置１の組立が完了すると、両シール部材９、１０で密閉されたハウジング７の内部空間に、軸受スリーブ８の内部気孔も含め、潤滑流体として例えば潤滑油を充満させる。

潤滑油の注油は、例えば未注油状態の流体軸受装置を潤滑油中に浸漬した後、大気圧に開放することにより行われる。このとき、本実施形態の流体軸受装置１ではハウジング７の両端が開放されているので、ハウジング７の一端を閉じた構成（例えば、図８参照）に比べ、内部空間のエアを確実に潤滑油で置換することができ、残存エアによる弊害、例えば高温時の油漏れを確実に回避することができる。また、このような減圧を利用した注油方法だけでなく、常圧下で注油（例えば潤滑油の加圧注油）も可能となり、注油装置および工程の簡略化を通じて製造コストの低廉化を図ることもできる。

上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の上下二箇所に離隔形成されたラジアル軸受面Ａとなる領域が、それぞれ軸部材２の外周面２ａとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして軸部材２の回転に伴って、前記ラジアル軸受隙間に生じる油膜は、両ラジアル軸受面にそれぞれ形成された動圧溝８ａ１、８ａ２の動圧作用によってその油膜剛性が高められ、軸部材２がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とが軸方向に離隔して形成される。

また、軸部材２が回転すると、ハウジング７の上側端面７ｄのスラスト軸受面となる領域が、第１フランジ部９の下側端面９ｂと所定のスラスト軸受隙間を介して対向し、またハウジング７の下側端面７ｅのスラスト軸受面となる領域が、第２フランジ部１０の上側端面１０ｂと所定のスラスト軸受隙間を介して対向する。そして軸部材２の回転に伴い、各スラスト軸受隙間に生じる油膜は、スラスト軸受面にそれぞれ形成された動圧溝の動圧作用によってその油膜剛性が高められ、軸部材２が両スラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２を両スラスト方向に回転自在に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２とが形成される。なお、両スラスト軸受隙間は、その外径側でそれぞれ第１シール空間Ｓ１および第２シール空間に連通している。

上記のように、本発明では、シール空間Ｓ１、Ｓ２が、ハウジング７の開口部に向けて漸次縮径する第１テーパ面１１と漸次拡径する第２テーパ面１２との間に形成される。このように、本発明ではシール空間が、その径方向寸法を開口部に向かって漸次拡大させる方向に傾斜した第１、第２テーパ面１１、１２間に形成されるので、シール空間を形成する何れか一方の面をテーパ面とした従来構成に比べ、シール空間の軸方向寸法を縮小しつつシール空間の必要容積を確保することができる。特に本実施形態では、第１テーパ面１１を軸部材２から外径側に張り出した第１シール部材９の外周面９ａおよび第２シール部材１０の外周面１０ａに、第２テーパ面１２をハウジング７の第２および第３内周面７ｂ、７ｃに形成したので、軸部材の外周面とハウジングに固定されたシール部材との間にシール空間を形成する場合（図８参照）に比べ、シール部材９、１０の軸方向寸法を一層縮小しつつもシール空間の必要容積を確保することができる。

さらに本実施形態では、ハウジング７の両端を開口させ、この両端開口部にシール空間Ｓ１、Ｓ２を設けているので、ハウジングの一端開口部にのみシール空間を形成する構成に比べ、軸受装置全体でシール空間による潤滑油のバッファ機能を高めることができ、これによりシール空間Ｓ１、Ｓ２の容積をシール空間Ｓの容積よりも減じることができる。以上のことから、本発明によればシール空間Ｓ１、Ｓ２（シール部材９，１０）の軸方向寸法を縮小して、流体軸受装置１を軸方向にコンパクト化することができ、あるいは軸受スリーブ８を軸方向に大きくして第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２の軸方向離間距離を大きくして流体軸受装置１のモーメント剛性を高めることが可能になる。

なお、上記のようにシール空間Ｓ１、Ｓ２の径方向寸法をハウジング開口部に向かって漸次拡大させる方向に傾斜した２つのテーパ面１１、１２でシール空間を形成した場合、衝撃荷重が付加された場合等に潤滑油が漏出し易くなるおそれがある。これに対し本発明では、内径側へ潤滑油の流動力が生じているスラスト軸受隙間の外径側をシール空間Ｓ１、Ｓ２に繋げているので、シール空間Ｓ１、Ｓ２の潤滑油には、毛細管力による引き込み力に加え、スラスト動圧発生部による引き込み力が作用するので、シール空間Ｓ１、Ｓ２からの潤滑油の漏れ出しを効果的に防止することができる。

ところで、スラスト軸受隙間は、軸受スリーブの端面とこれに対向する部材端面間に形成される場合があるが、本実施形態の流体軸受装置１のようにシール部材の外周面とハウジングの内周面との間にシール空間を設けた場合にその構成を採用すると、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の軸方向の位置決めを高精度に行いつつ、両シール部材９、１０をハウジング７および軸受スリーブ８の双方に配慮しながら位置決めしなければならず、組立工程が煩雑化して製造コストの高騰を招く。これに対し、上記のようにスラスト軸受隙間を両シール部材９、１０とハウジング７との間に形成すれば、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の位置決めをラフに行うことができ、またシール部材９、１０の位置決めを、ハウジング７との位置関係にのみ配慮して行えば足りるので、かかる組立工程の煩雑化を回避して、製造コストの低廉化を図ることができる。

なお、かかる組立工程の煩雑化を回避するため、図示は省略するが、ハウジング７と軸受スリーブ８を一体に形成することも可能である。この場合、この一体品を樹脂等で射出成形すれば、ラジアル軸受面Ａ、および両スラスト軸受面の動圧発生部も成形と同時に形成可能であり、低コスト化を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明を行ったが、本発明は上記形態の流体軸受装置１のみならず、他の構成の流体軸受装置にも好ましく適用することができる。以下、流体軸受装置の他の構成例を図面に基づいて説明するが、図２に示すものと同一の機能・作用を有する構成部材・要素には同一の参照番号を付与して重複説明を省略する。

図４は、本発明にかかる流体軸受装置１の第２実施形態を示している。この形態は、成形上の問題等から、一つの軸受スリーブだけでは必要とされるモーメント剛性を確保し得る軸方向寸法が得にくい場合に用いられる構成で、主に、ハウジング７の内周に２つの軸受スリーブ８１、８２を軸方向に並べて配置した点で図２に示す流体軸受装置１と構成を異にしている。同図に示す流体軸受装置１では、第１ラジアル軸受部Ｒ１が上側の軸受スリーブ８１の内周面８１ａと軸部材２の外周面２ａとの間に形成され、第２ラジアル軸受部Ｒ２が下側の軸受スリーブ８２の内周面８２ａと軸部材２の外周面２ａとの間に形成されている。

この構成の流体軸受装置１では、内部空間が大きくなる分、油量も多くなるためシール空間の軸方向寸法が長大化する傾向にあるが、上述した本発明の構成を適用することにより、シール空間の軸方向寸法を縮小して、高いモーメント剛性を有しつつ比較的コンパクトな流体軸受装置１を得ることが、あるいは軸受スリーブ８１、８２の軸方向寸法を長大化させて一層高いモーメント剛性を有する流体軸受装置１を得ることができる。

なお、この形態の流体軸受装置１では、モーメント剛性を確保する観点から、第１軸受スリーブ８１のラジアル軸受面は第２軸受スリーブ８２から離反する側（上側）の端部に、また第２軸受スリーブ８２のラジアル軸受面は第１軸受スリーブ８１から離反する側（下側）の端部に形成した形態とするのが通例である。しかしながらこの場合、軸受スリーブの内径寸法が上側領域と下側領域とで異なるため、個々の軸受スリーブの上下端面間、および両軸受スリーブ間での同軸度確保が困難な場合がある。この場合、図示は省略するが、ラジアル軸受面の動圧溝を区画する丘部と略同径の凸部を、それぞれラジアル軸受面から軸方向に離隔した領域に設けることにより、上記の問題を解消することができる。この場合の凸部は、トルクアップを回避する観点から、動圧発生機能を有さない帯状等に形成するのが望ましい。

また、この形態の流体軸受装置１のように複数の軸受スリーブを軸方向に並べる構成で、軸受スリーブの端面とこれに対向する部材端面間にスラスト軸受隙間を設ける場合には、部材点数が増加し、組み付け精度の要管理部位が増加する分、各部材の組み付けが図２に示す構成の流体軸受装置１に比べて一層煩雑化する。これに対し、スラスト軸受隙間をハウジング７とシール部材９、１０との間に設ければ、組み付け工程の簡略化によるコストメリットが一層顕著に得られる。

図示例のように第１および第２軸受スリーブ８１、８２の軸方向長さを同じにした場合、両者の外観上の差異が少ないため、組立時に両スリーブの上下位置を取り違えて組み込むおそれがある。そこで、図示は省略するが、この種の人為的なミスを防止するため、第１軸受スリーブ８１と第２軸受スリーブ８２の軸方向長さを異ならせることもできる。

図５は、本発明に係る流体軸受装置１の第３の実施形態を示している。この実施形態の流体軸受装置１では、ハウジング７の内周に固定される第１および第２の軸受スリーブ８１、８２の間にリング状のスペーサ部材８３を介装させている。この場合、スペーサ部材８３を、黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは樹脂材料等、焼結金属（多孔質体）とは異なる非孔質体で形成すれば、スペーサ部材８３に潤滑油を含浸させなくてよい分だけ油量を減少させることができるので、シール空間Ｓ１、Ｓ２の軸方向幅を縮小して、流体軸受装置１を軸方向にコンパクト化することができる。

なお、図示は省略するが、以上で説明を行った実施形態において、第１シール部材９または第２シール部材１０の何れか一方を、軸部材２と一体に形成することもでき、これにより、部材点数および組立工数を低減して、流体軸受装置１の更なる低コスト化を図ることができる。

以上の説明では、シール空間をハウジング７の両端開口部に設けた構成を示したが、本発明の構成は、図６に示すような、シール空間をハウジング７の一端開口部に設けた構成の流体軸受装置１にも好ましく適用することができる。同図に示す流体軸受装置１は、軸部材２が、軸部２１および軸部２１と一体または別体のフランジ部２２とで構成され、フランジ部２２の上側端面２２ａとハウジング７の下側端面７ｅとの間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。この構成であっても、図８に示す従来構成と比べ、シール空間Ｓの軸方向寸法を小さくして、流体軸受装置１を軸方向にコンパクト化することができ、あるいは軸受スリーブ８の軸方向寸法を大きくし、ラジアル軸受部間の離間距離を大きくしてモーメント剛性を高めることができる。なお、本実施形態の場合、図２に流体軸受装置１と同様、ハウジング７と軸受スリーブ８を一体に形成することもできる。

以上の説明では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、ヘリングボーン形状やスパイラル形状等の動圧溝によって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。

例えば、図示は省略するが、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方は、例えば、ラジアル軸受面Ａとなる領域に複数の軸方向溝を円周方向等間隔に設けた、いわゆるステップ軸受や、ラジアル軸受面Ａとなる領域に複数の円弧面を設けた、いわゆる多円弧軸受を採用しても良い。また、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の一方又は双方は、例えば、スラスト軸受面となる領域に、複数の半径方向溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、いわゆる波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等を採用しても良い。

また、以上の説明では、第１ラジアル軸受部Ｒ１および第２ラジアル軸受部Ｒ２の双方を動圧軸受で構成する形態を例示したが、第１のラジアル軸受部Ｒ１および第２のラジアル軸受部Ｒ２の一方又は双方を真円軸受で構成することもできる。

また、以上の説明では、軸受スリーブを、軸方向の一又は二箇所に配置した形態について説明を行ったが、軸受スリーブを軸方向の三箇所以上に配置することもできる。

また、以上の説明では、流体軸受装置１の内部に充満する流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧を発生させることができる流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等を使用することもできる。

以上では、流体軸受装置をディスク装置用のスピンドルモータに組み込んで使用する形態を例示したが、本発明の構成を有する流体軸受装置は、情報機器用のスピンドルモータ以外にも、高速回転し、高いモーメント剛性が要求されるモータ、例えばファンモータにも好ましく用いることができる。

図７は、本発明に係る流体軸受装置１を組み込んだファンモータ、その中でも半径方向（ラジアル方向）のギャップを介してステータコイル４およびロータマグネット５を対向させた、いわゆるラジアルギャップ型ファンモータの一例を概念的に示すものである。図示例のモータは、主に、軸部材２の上端外周に固定されるロータ３３が外周面に羽根を有する点、およびブラケット３６がモータの各構成部品を収容するケーシングとしての機能を果たす点で、図１に示すスピンドルモータと構成を異にする。なお、その他の構成部材は、図１に示すモータの各構成部材と機能・作用を同一にするため、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

流体軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの断面図である。 本発明の構成を有する流体軸受装置の断面図である。 軸受スリーブの縦断面図である。 流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。 流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。 流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。 流体軸受装置を組み込んだファンモータの断面図である。 従来の流体軸受装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 流体軸受装置
２ 軸部材
３ ディスクハブ
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
６ ブラケット
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
９ 第１シール部材
１０ 第２シール部材
１１ 第１テーパ面
１２ 第２テーパ面
８ａ１、８ａ２ 動圧溝
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ１、Ｓ２ シール空間

Claims (4)

1. ハウジングと、該ハウジングの内周に固定された多孔質の軸受スリーブと、前記ハウジングおよび前記軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、大気に開放されたシール空間と、前記軸受スリーブと前記軸部材の間のラジアル軸受隙間に生じる油膜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、スラスト軸受隙間に生じる油膜で前記軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とを備え、潤滑油の油面が前記シール空間内に維持される流体軸受装置において、
   前記シール空間が、開口部に向けて、漸次縮径する内径側の第１テーパ面と漸次拡径する外径側の第２テーパ面との間に形成され、
   前記第１及び第２テーパ面が、前記軸部材の外径側に突出させて設けられたシール部材及び前記ハウジングに夫々設けられ、
   前記スラスト軸受隙間が、前記軸受スリーブの端面の外径側に隣接した前記ハウジングの端面で形成されることを特徴とする流体軸受装置。
2. 前記スラスト軸受隙間は、互いに対向する前記ハウジングの端面と前記シール部材の端面との間に形成されると共に、その外径側が前記シール空間に接続され、該スラスト軸受隙間を介して対向する二面の何れか一方に、潤滑油を内径側に引き込む動圧発生部を設けた請求項１記載の流体軸受装置。
3. 前記シール空間を、軸方向の両端に設けた請求項１記載の流体軸受装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の流体軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを有するモータ。

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