JP4937588B2 - 軸受装置およびこれを備えたモータ - Google Patents

Description

本発明は、軸受部材と、軸受部材の内周に挿入された軸部材とからなる軸受装置に関するものである。

滑り軸受装置の一種である流体軸受装置は、軸受部材と軸部材の間の軸受隙間に生じる流体の潤滑膜で軸部材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、低騒音等の特徴を備えるものであり、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おけるディスクドライブ用のスピンドルモータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のファンモータ、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、あるいは軸流ファンなどの小型モータ用として好適で、近年その用途を拡大させている。

この種の流体軸受は、軸受隙間内の流体（例えば、潤滑油）に動圧を発生させる動圧発生手段を備えた、いわゆる動圧軸受と、動圧発生手段を備えていない、いわゆる真円軸受（軸受面が真円形状である軸受）とに大別される。

流体軸受装置では、軸部材をラジアル方向に回転自在に支持するラジアル軸受部と、スラスト方向に回転自在に支持するスラスト軸受部とが設けられる。例えば、ファンモータや磁気ディスク用のスピンドルモータに組み込まれる流体軸受装置では、ラジアル軸受部として軸部材をラジアル方向に非接触支持する動圧軸受を、またスラスト軸受部として軸部材の一端を接触支持するピボット軸受を用いる構成が知られている。このような軸受構造を有する流体軸受装置では、各種モータの低価格化に対応するため、軸受部材を金属から樹脂に置換したものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２０００−４６０５７号公報 特開平１０−３０６８２２号公報

軸受運転時には、軸部材と流体間で生じる摩擦熱等によって、軸受装置の内部温度が上昇する。しかしながら、一般に樹脂材料は熱伝導率が小さいため、上記特許文献１、２に開示された軸受装置のように樹脂で軸受部材を形成すると、軸受外部への放熱を円滑に行うことが困難で、特にラジアル軸受隙間近傍で熱が蓄積し易い。この場合、一般に樹脂材料は線膨張係数が大きく温度変化の影響を受け易いため、昇温に伴って軸受部材の内周面形状が変化し、軸受性能に悪影響を与えるおそれがある。

そこで本発明は、安定した軸受性能を発揮可能な軸受装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる軸受装置は、軸受部材と、軸受部材の内周に挿入された軸部材とからなる軸受装置において、軸受部材が、電鋳加工でマスター部材の外表面に目的の金属を析出させることにより形成された電鋳部、および電鋳部をインサートして射出成形された樹脂部からなり、電鋳部の析出開始面に軸部材を支持する軸受面が形成され、軸受面がマスター部材の外表面から分離された状態の表面精度を維持しており、電鋳部に、樹脂部および軸部材以外の他部材との接触部が形成され、他部材は、樹脂部よりも高い熱伝導率を有することを特徴とするものである。

なお、上記でいう「軸受面」は、ラジアル方向に支持するラジアル軸受面およびスラスト方向に支持するスラスト軸受面を含み、少なくとも何れか一方が電鋳部に形成されていればよい。また、上記の「他部材」としては、例えば、モータの必須構成部材であり、軸受部材の外周を保持する保持部材等が挙げられる。

電鋳部は、電鋳加工でマスター部材の表面にＣｕやＮｉ等の金属を多数析出させることにより形成される金属層であるため、樹脂（樹脂部）よりも熱伝導性に優れる。従って、これを軸部材以外の他部材（特に、外気に触れる他部材）に接触させれば、軸受装置の運転に伴って軸受内部で生じる熱を、電鋳部→他部材を介して外気に放熱することができ、軸受内部の温度上昇を抑制することができる。これにより、温度上昇に伴う軸受隙間の変動を抑制し、軸受性能の安定化を図ることができる。

このとき、上記他部材が、軸受部材の樹脂部よりも高い熱伝導率を有していれば、軸受内部で発生した熱を、他部材を介して一層効率良く外気に放熱することができるため、より一層の軸受性能の安定化を図ることができる。

ところで、軸受部材を樹脂で形成した従来の軸受装置を、例えば、磁気ディスク装置用のスピンドルモータに使用すると、磁気ディスク等の回転体と空気との摩擦によって発生した静電気を逃がすことができず、回転体に帯電しやすくなる。この帯電を放置すると、磁気ディスクと磁気ヘッド間での電位差の発生や、静電気の放電による周辺機器の損傷等の不具合を招くおそれがある。

この場合、上記他部材が樹脂部よりも高い導電性を有していれば、静電気の帯電を防止することができる。すなわち、上記構成とすることにより、ディスク等に蓄積された静電気を、軸部材→軸受部材の電鋳部→他部材という経路を経て、放電させることが可能となり、静電気の帯電による電位差の発生や周辺機器の損傷を確実に防止することができる。

上記電鋳部には、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間の何れか一方又は双方に流体動圧を発生させる動圧発生部を設けることができ、これにより軸受部を回転精度に優れた動圧軸受で構成することができる。電鋳加工の特性上、電鋳部には、マスター部材の表面形状が精度良く転写されるため、予めマスター部材（特に、動圧発生部の成形部）の表面精度を高めておけば、動圧発生部を高精度に成形することができる。

以上の構成を有する軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータ、例えばパーソナルコンピュータに搭載されるファンモータや磁気ディスク等のディスクドライブ装置に搭載されるスピンドルモータ等に好ましく用いることができる。

以上のように本発明の構成によれば、温度変化に影響されることなく、安定した軸受性能を発揮可能な軸受装置を提供することができる。またこれにより、この軸受装置を搭載したモータの動作安定性を高めることができる。

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、本発明の一実施形態に係る軸受装置１を組込んだファンモータを概念的に示すものである。このファンモータは、軸部材２を回転自在に支持する軸受装置１と、軸部材２と共に回転する羽根と、軸部材２に固定されたロータ３と、例えば半径方向（ラジアル方向）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とを備えるものであり、一般的にはラジアルギャップ型ファンモータと称される。ステータコイル４はブラケット（保持部材）６の外周に取付けられ、ロータマグネット５はロータ３に取付けられている。保持部材６の内周には軸受装置１の軸受部材７が固定される。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との間の電磁力で羽根（ロータ３）が軸部材２と一体に回転する。なお、図示は省略するが、ファンモータの形態として、ステータコイル４とロータマグネット５とを軸方向（アキシャル方向）のギャップを介して対向させる、いわゆるアキシャルギャップ型ファンモータとすることもできる。

羽根の回転中は、その送風作用の反力として軸部材２に図中の矢印Ｙと逆方向の推力が作用する。ステータコイル４とロータマグネット５との間には、この推力を打ち消す方向（矢印Ｙ方向）の磁力（斥力）を作用させており、この推力と磁力の大きさの差により生じたスラスト荷重が軸受装置１のスラスト軸受部Ｔで支持される。軸部材２に作用するラジアル荷重は、軸受装置１のラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２によって支持される。

図２は、図１に示す軸受装置１の拡大断面図である。この軸受装置１は、軸部材２と、内周に軸部材２を挿入した軸受部材７とを主要な構成要素として備えている。なお、説明の便宜上、軸受部材７の開口した側を上側、これと軸方向反対側を下側として以下説明を進める。

軸部材２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で一端が凸球状をなす中実軸状に形成され、本実施形態では下側端面２ｂが凸球状に形成されている。軸部材２の外周面２ａは、凹凸のない断面真円状に形成されている。

軸部材２の上端外周には、例えば外周面に羽根を有するロータ３が固定される。ロータ３は、円盤状の円盤部３ａと、円盤部３ａの外径側から下方に伸びる円筒状の円筒部３ｂとで構成され、円筒部３ｂの内周面には図１に示すロータマグネット５が取付けられる。ロータ３は、例えば、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軸部材２と一体に形成することができる。ロータ３が軸部材２と一体回転可能である限り、ロータ３の形状や取付け方法は任意であり、例えば別途製作されたロータ３を接着や圧入で軸部材２に固定することもできる。またロータ３は樹脂材料に限らず、金属材料やセラミックで形成することもできる。

軸受部材７は、電鋳部８をインサートして成形された樹脂の射出成形品で、電鋳加工で形成される電鋳部８と、樹脂材料からなる樹脂部９とで有底筒状に形成される。

軸受部材７の内周面７ａ（電鋳部８の内周面）には、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受面となる上下２つの領域が軸方向に離隔して設けられ、これら２つの領域には、図３に示すように、動圧発生部として、例えばヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝７ａ１、７ａ２がそれぞれ形成されている。上側の動圧溝７ａ１は、軸方向中心（上下の傾斜溝間領域の軸方向中心）ｍに対して軸方向非対称に形成され、軸方向中心ｍより上側領域の軸方向寸法Ｘ１が下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっている。一方、下側の動圧溝７ａ２は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法はそれぞれ上記軸方向寸法Ｘ２と等しくなっている。この場合、軸部材２の回転時には、動圧溝による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は下側の対称形の動圧溝７ａ２に比べ、上側の動圧溝７ａ１で相対的に大きくなる。

また、軸受部材７の内底面７ｂ（電鋳部８の内底面）は、スラスト軸受部Ｔのスラスト軸受面となり、本実施形態では平滑平面に形成されている。

軸受装置１は以上の構成部材からなり、軸受部材７のラジアル軸受隙間を含む内部空間には、流体（潤滑流体）として、例えば潤滑油が充満される。

軸受装置１は、以上のようにして形成された後、モータに組み込まれる。軸受装置１のモータへの組み込みは、例えばアルミ合金やステンレス鋼等の金属材料で形成された保持部材６の内周に軸受装置１の軸受部材７を接着、圧入、あるいは圧入接着等することにより行われる。

図示例における保持部材６は、略円筒状の側部６ａと、側部６ａの上端から内径側に伸びる円盤状の円盤部６ｂと、側部６ａの下端から外径側に伸びるベース部６ｃと、ベース部６ｃの外径端から上方に伸びる円筒部６ｄとで構成される。各部６ａ〜６ｄは界面のない一体品として形成されている。この保持部材６は、ファン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も果たしており、ベース部６ｃがファンモータの底部を、円筒部６ｄがファンモータの側部を構成する。

軸受部材７は、上記構成の保持部材６の下方側から保持部材６の側部６ａの内周に挿入され、円盤部６ｂの下側端面６ｂ１に軸受部材７の上側端面７ｃを当接させた状態で側部６ａの内周面６ａ１に接着や圧入で固定される。保持部材６に固定された状態で、電鋳部８の上端部は、円盤部６ｂの下側端面６ｂ１と接触しており、これにより電鋳部６と保持部材６との接触部１０が構成される。なお、電鋳部８は、後述するマスター部材や射出成形型を変更することで任意形状とすることができる。そのため、図示した形態以外の任意の接触部１０を構成することもでき、例えば電鋳部８を樹脂部９の上端よりも突出させて形成し、この突出した部分で保持部材６との接触部１０を構成してもよい。

上記構成の軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受部材７を構成する電鋳部８の内周面の上下２箇所に離隔形成されたラジアル軸受面となる領域は、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。軸部材２の回転に伴って、ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、その圧力によってラジアル軸受隙間に生じる潤滑膜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のラジアル軸受部Ｒ１と第２のラジアル軸受部Ｒ２とが形成される。
また、これと同時に、軸部材２の下側端面２ｂと軸受部材７の内底面７ｂとの間に、軸部材２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が形成される。

次に、上記軸受装置１の製造工程を、軸受部材７の製造工程を中心に図面に基づいて説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）は、上記軸受装置１における軸受部材７の製造工程の一部を示すものである。詳述すると、図４（ａ）はマスター部材１１を製作する工程（マスター部材製作工程）、図４（ｂ）はマスター部材１１の所要箇所をマスキングする工程（マスキング工程）、図４（ｃ）は電鋳加工により電鋳部材１３を形成する工程（電鋳加工工程）を示すものである。これらの工程を経た後、電鋳部材１３の電鋳部８を樹脂材料でモールドする工程、および電鋳部８とマスター部材１１とを分離する工程を経て軸受部材７が製作される。

図４（ａ）に示すマスター部材製作工程では、導電性材料、例えば焼入処理を施したステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、その他のニッケル合金、あるいはクロム合金等で形成された中実軸状のマスター部材１１が形成される。マスター部材１１は、これら金属材料以外にも、導電処理（例えば、表面に導電性の被膜を形成する）を施されたセラミック等の非金属材料で形成することもできる。

マスター部材１１には、軸受部材７の電鋳部８を成形する成形部Ｎが形成される。本実施形態において成形部Ｎは、マスター部材１１の外周面１１ａの一部領域および下側端面１１ｂに形成され、このうち外周面１１ａは電鋳部内周面の凹凸パターンが反転した形状をなし、その軸方向二箇所には、動圧溝７ａ１、７ａ２間の丘部を成形するヘリングボーン形状をなす凹部１１ａ１、１１ａ２の列が円周方向に形成されている。もちろん凹部１１ａ１、１１ａ２の形状は動圧溝形状に対応させ、スパイラル形状等に形成してもよい。

図４（ｂ）に示すマスキング工程では、成形部Ｎを除いてマスター部材１１の外表面にマスキング１２（図中、散点模様で示す）が施される。マスキング１２用の被覆材としては、非導電性、および電解質溶液に対する耐食性を有する既存品が選択使用される。

電鋳加工は、ＮｉやＣｕ等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター部材１１を浸漬させた後、マスター部材１１に通電して、マスター部材１１の外表面のうち、マスキング１２が施されていない領域（成形部Ｎ）に目的の金属を電着（電解析出）させることにより行われる。電解質溶液には、カーボンなどの摺動材、あるいはサッカリン等の応力緩和材を必要に応じて含有させてもよい。電着金属の種類は、軸受装置の軸受面に求められる硬度、疲れ強さ等の物理的性質や、化学的性質に応じて適宜選択される。

電鋳部８は、以上に述べた電解メッキに準じた方法の他、無電解メッキに準じた方法で形成することもできる。その場合、マスター部材１１の導電性やマスキング１２の絶縁性は不要となる。

以上の工程を経ることにより、図４（ｃ）に示すように、マスター部材１１の成形部Ｎに電鋳部８を被着した電鋳部材１３が形成される。このとき、電鋳部８の内周面には、成形部Ｎに形成された凹部１１ａ１、１１ａ２の形状が転写され、図３に示す複数の動圧溝７ａ１、７ａ２が軸方向に離隔して形成される。なお、電鋳部８の厚みは、これが厚すぎるとマスター部材１１からの剥離性が低下し、逆に薄すぎると電鋳部８の耐久性低下につながるので、求められる軸受性能や軸受サイズ、さらには用途等に応じて最適な厚み（１０μｍ〜２００μｍ程度）に設定される。

次に、上記工程を経て形成された電鋳部材１３は、モールド工程に移送される。図示は省略するが、モールド工程では、電鋳部材１３をインサート部品として所定の金型（射出成形型）にセットした後、軸受部材７を構成する樹脂部９が射出成形される。樹脂材料の射出後、樹脂材料を固化させて型開きを行うと、図５に示すように、マスター部材１１および電鋳部８からなる電鋳部材１３と、樹脂部９とが一体となった成形品が得られる。

なお、上記モールド工程で用いられ、樹脂部９を形成する樹脂材料は、射出成形可能なものであれば特に限定はなく、例えば、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）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性樹脂の他、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の結晶性樹脂が使用可能である。これらは、あくまでも使用可能な樹脂材料を例示したものであり、もちろん、この他の樹脂材料を使用することもできる。樹脂材料には、必要に応じて強化材（繊維状、粉末状等の形態は問わない）や導電材、および潤滑剤等の各種充填材を一種または二種以上配合してもよい。

この成形品は、その後分離工程に移送され、電鋳部８および樹脂部９が一体化したもの（軸受部材７）と、マスター部材１１とに分離される。この分離工程では、例えばマスター部材１１あるいは軸受部材７に衝撃を与え、電鋳部８の内面を半径方向および軸方向に拡大させてマスター部材１１の外表面との間に微小隙間（１μｍ〜数μｍ程度）を形成し、マスター部材１１を電鋳部８の内面から引き抜く。この他、電鋳部８とマスター部材１１との熱膨張量差を利用してマスター部材１１を分離することもできる。

上記のようにしてマスター部材１１と分離された軸受部材７に、マスター部材１１とは別に製作された軸部材２を挿入し、軸受部材７の内部空間に潤滑油を充満させることにより、図２に示す軸受装置１が完成する。一方、分離されたマスター部材１１は、繰り返し電鋳加工に用いることができるので、高精度な軸受部材７を安定してかつ低コストに量産することができる。なお、図示および詳細な説明は省略するが、マスター部材１１の一端を凸球状に形成すると共に他端側を平坦な平滑面に形成し、該他端側で電鋳加工を行って上記工程を経た後、凸球状に形成された一端を軸受部材７の内周に挿入して、軸部材２として用いることも可能である。

以上に示すように、本発明では軸受部材７の電鋳部８を軸部材２以外の他部材、本実施形態では軸受部材７の外周を保持する保持部材６と接触させて接触部１０を形成した。電鋳部８は、電鋳加工で形成される金属層であり、樹脂よりも熱伝導性に優れる。そのため、軸受部材７を樹脂のみで形成する従来構成と比べ、軸受運転に伴って軸受装置の内部空間に発生する熱は、電鋳部８→保持部材６との接触部１０→保持部材６という経路を辿って保持部材６に伝搬され、軸受外部に放熱される。特に本実施形態における保持部材６は、軸受部材７の樹脂部９よりも高い熱伝導率を有する材料（金属材料）で形成され、かつ大気に触れる面積も大きいため、一層効率的に軸受外部に放熱することができる。これにより、温度上昇に伴う軸受隙間幅の変動を抑制し、軸受性能の安定化を図ることができる。

また、本発明では、（ラジアル軸受隙間に面する）軸受部材７の内周面を電鋳部８で構成した。電鋳加工の特性上、電鋳部の表面精度はマスター部材の表面精度に倣うので、マスター部材１１の外表面のうち、特に成形部Ｎを高精度に形成しておけば、電鋳部８、その中でも特にラジアル軸受面の動圧溝７ａ１、７ａ２を高精度に形成することができる。したがって本発明の構成によれば、特にラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２における回転精度を高精度に維持・管理することができる。

また、本実施形態では、軸受部材７の内底面７ｂが電鋳部８で形成されているので、軸受部材の内底面を樹脂で形成する場合に比べ、スラスト軸受部における耐摩耗性を高め、長期使用に耐え得る軸受装置１を提供することができる。

以上、本発明の構成を有する軸受装置１の一例について説明を行ったが、本発明の構成は上記形態の軸受装置１に限らず、他の形態の軸受装置にも好ましく用いることができ、以下その構成例を図面に基づいて説明する。なお、説明の簡略化のため、以上に示す形態と構成・作用を同一にする部材、および部位については同一の参照番号を付与し、重複説明を省略する。

図６は、本発明の構成を有する軸受装置１の第２実施形態を示すものである。同図に示す軸受装置１は、図２に示す軸受装置と同様ファンモータに組み込まれて使用されるもので、主に、スラスト軸受部Ｔを、ピボット軸受ではなく動圧軸受で構成した点、および電鋳部８で軸受部材７の上側端面７ｃを構成した点で、図２に示す実施形態と構成を異にする。

同図に示す電鋳部８は、ラジアル軸受隙間に面するラジアル電鋳部８１と、ラジアル電鋳部８１と一体に形成され、ラジアル電鋳部８１の上端から外径側に伸びるスラスト電鋳部８２とで構成される。軸受部材７の上側端面７ｃ（スラスト電鋳部８２の上側端面）の一部あるいは全部環状領域は、スラスト軸受部Ｔのスラスト軸受面となり、該スラスト軸受面には、ロータ３の下側端面３ａ１との間に形成されるスラスト軸受隙間に流体動圧を発生させる動圧発生部として、例えばスパイラル形状に配列された複数の動圧溝が形成されている（図示省略）。
本実施形態においては、スラスト電鋳部８２の外径側端面で金属製の保持部材６と接触させて電鋳部８と他部材との接触部１０を形成している。この構成とすることにより、図２に示す実施形態と同様、軸受内部、特にラジアル軸受隙間で発生する熱を効率的に軸受外部へ放出することができる。

なお、以上では、本発明の構成を有する軸受装置１をファンモータに組み込んで使用する場合について説明を行ったが、本発明の構成を有する軸受装置１はファンモータに限らず、例えば磁気ディスク等のスピンドルモータに組み込んで使用することもできる。

図７は、本発明の構成を有する軸受装置３１を組み込んだＨＤＤ等の磁気ディスク装置用のスピンドルモータの一例を概念的に示すものである。このスピンドルモータでは、図１に示すファンモータと異なり、軸部材２の上端には、一又は複数枚のディスクＤを載置するディスクハブ２３が固定される。

この種の磁気ディスク用のスピンドルモータに組み込まれる軸受装置では、上記ファンモータに組み込まれる軸受装置で問題となった温度変化に伴う軸受性能の低下に加え、磁気ディスク等の回転体と空気との摩擦で発生した静電気によって、ディスクと磁気ヘッドの間で電位差を生じたり、静電気の放電により周辺機器が損傷したりする不具合を招くおそれがある。
この場合でも、保持部材６（のベース部６ｃ）が図示例のように接地していれば、軸部材２の回転に伴いディスクＤに蓄積された静電気が、軸部材２→軸受部材７の電鋳部８を経て保持部材６に放電されるため、静電気の帯電による電位差の発生や周辺機器の損傷を確実に防止することができる。もちろん、保持部材６が直接接地していなくても、接地する部材との間に導電経路が確保されていれば同様の効果が得られる。

図８は、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置用のスピンドルモータに、本発明の構成を有する軸受装置３１を組み込んだ第２の実施形態を示すものである。この軸受装置３１は、主に、軸部材２が、軸部２１と軸部２１の下端から外径側に張り出したフランジ部２２とからなり、スラスト軸受部Ｔがフランジ部２２の両端面とこれに対向する部材との間に動圧軸受で構成される点、および軸受部材７の下端開口部が軸受部材７とは別体の蓋部材２４で封口されている点で図７に示す実施形態と構成を異にする。蓋部材２４は、例えばアルミ等の導電性に優れた金属材料で形成され、その下側端面は接地している。
本実施形態では、電鋳部８と他部材との接触部１０が、蓋部材２４との接触部に設けられる。この場合、内部空間、特にラジアル軸受隙間に発生した熱は、電鋳部８→接触部１０を介して蓋部材２４から放熱され、また、ディスクＤに蓄積された静電気は、軸部材２→電鋳部８→接触部１０という経路を経て蓋部材２４から接地側に放電される。

以上で説明を行った実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２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流体動圧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く、例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆる多円弧軸受やステップ軸受、あるいは非真円軸受を採用することもできる。これらの軸受ではそれぞれ、複数の円弧面、軸方向溝、調和波形面が動圧発生部となる。これらの動圧発生部は、上記の実施形態と同様、軸受部材７の電鋳部８に形成されるが、その形成方法は、動圧溝を形成する場合の各工程に準じるので詳細な説明は省略する。

図９は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の一例を示している。この例では、軸受部材７（電鋳部８）の内周面のラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面３３で構成されている（いわゆる３円弧軸受）。３つの円弧面３３の曲率中心は、それぞれ、軸受部材７（軸部材２）の軸中心Ｏから等距離オフセットされている。３つの円弧面３３で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間は、円周方向の両方向に対して、それぞれ楔状に漸次縮小したくさび状隙間３５である。そのため、軸受部材７と軸部材２とが相対回転すると、その相対回転の方向に応じて、ラジアル軸受隙間内の潤滑油がくさび状隙間３５の最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑油の動圧作用によって、軸受部材７と軸部材２とが非接触支持される。なお、３つの円弧面３３相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝を形成しても良い。

図１０は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の他の例を示している。この例においても、軸受部材７の内周面のラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面３３で構成されているが（いわゆる３円弧軸受）、３つの円弧面３３で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間は、円周方向の一方向に対して、それぞれ楔状に漸次縮小したくさび状隙間３５である。このような構成の多円弧軸受は、テーパ軸受と称されることもある。また、３つの円弧面３３相互間の境界部に、分離溝３４と称される、一段深い軸方向溝が形成されている。そのため、軸受部材７と軸部材２とが所定方向に相対回転すると、ラジアル軸受隙間内の潤滑油がくさび状隙間３５の最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑油の動圧作用によって、軸受部材７と軸部材２とが非接触支持される。

図１１は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の他の例を示している。この例では、図１０に示す構成において、３つの円弧面３３の最小隙間側の所定領域θが、それぞれ、軸受部材７（軸部材２）の軸中心Ｏを曲率中心とする同心の円弧面で構成されている。従って、各所定領域θにおいて、ラジアル軸受隙間（最小隙間）は一定になる。このような構成の多円弧軸受は、テーパ・フラット軸受と称されることもある。

図１２は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方をステップ軸受で構成した場合の一例を示している。この例では、軸受部材７（電鋳部８）の内周面のラジアル軸受面となる領域に、複数の軸方向溝形状の動圧溝３６が円周方向所定間隔に設けられている。

図１３は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を非真円軸受で構成した場合の一例を示している。この例では、軸受部材７（電鋳部８）のラジアル軸受面となる領域が、３つの調和波形面３７で構成されている。３つの調和波形面３７で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間は、円周方向の両方向に対して、それぞれくさび状に漸次縮小したくさび状隙間３８となる。そのため、軸部材２と軸受部材７とが相対回転すると、その相対回転の方向に応じて、ラジアル軸受隙間内の潤滑油がくさび状隙間３８の最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑油の動圧作用によって、軸部材２と軸受部材７とが非接触支持される。なお、くさび状隙間３８の最小幅ｈは、偏心がない場合（軸中心Ｏ）には次式によって近似的に表される。

ｈ＝ｃ＋ａｗ・ｃｏｓ（Ｎｗ・θ）
但し、上式において、ｃ、ａｗ、Ｎｗは定数で、ｃは平均軸受半径隙間、ａｗは波の振幅、θは円周方向の位相、Ｎｗは波数を表す（但し、Ｎｗ≧２とする。本実施形態ではＮｗ＝３である）。なお、図示例では、軸部材２と軸受部材７の軸中心Ｏを同心としているが、軸部材２を軸中心Ｏ’に偏心させて使用することもできる。

以上の説明では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、ラジアル軸受部を軸方向に２箇所離隔して設けた構成としたが、軸受部材７の内周面の上下領域に亘って１箇所、あるいは３箇所以上のラジアル軸受部を設けた構成としても良い。また、図９〜図１１で示した多円弧軸受は、いわゆる３円弧軸受であるが、これに限らず、いわゆる４円弧軸受、５円弧軸受、さらに６円弧以上の数の円弧面で構成された多円弧軸受を採用しても良い。また、図１３に示した非真円軸受は、３つの調和波形面で構成されているが、多円弧軸受同様に、４以上の調和波形面で構成された非真円軸受を採用してもよい。

また、以上説明した実施形態では、軸受部材７の内周面７ａに動圧発生部を形成した場合を例示したが、ラジアル軸受隙間を介して対向する軸部材２の外周面２ａに動圧発生部を設けても良い。この場合、軸受部材７（電鋳部８）の内周面７ａは、以上の説明で示した形状の何れかを選択して組み合わせても良いし、凹凸のない円筒面状に形成しても良い。

また、以上では、軸受部材７の内周面７ａまたは軸部材２の外周面２ａに動圧発生部を設け、当該動圧発生部でラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させてラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を動圧軸受で構成する場合について説明を行ったが、軸受部材７の内周面７ａ（電鋳部８の内周面）を凹凸のない円筒面状に、かつ軸部材２の外周面２ａを凹凸のない断面真円状に形成することで、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を真円軸受で構成することもできる（図示省略）。

さらに、動圧軸受で構成されたスラスト軸受部Ｔとして、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たが、スラスト軸受面となる領域に、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、いわゆる波型軸受（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（図示省略）。

また、以上の実施形態では、軸受装置１、３１の内部に充満する潤滑流体として、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、例えば磁性流体等を使用することもできる。

また、以上の実施形態では、軸受装置１、３１の内部空間に潤滑油等の潤滑流体を注入して、軸受装置１、３１を流体軸受として用いる形態について説明を行ったが、無給油で使用することもできる。

さらに、以上の実施形態では、ラジアル軸受面およびスラスト軸受面の双方を電鋳部８に設けた構成について説明を行ったが、ラジアル軸受面あるいはスラスト軸受面のうちの何れか一方のみを電鋳部８に設けた構成とすることもできる。

本発明の構成を有する軸受装置を組み込んだファンモータの一例を示す断面図である。 図１にかかる軸受装置の要部拡大断面図である。 軸受部材の縦断面図である。 （ａ）図はマスター部材の斜視図、（ｂ）図はマスター部材にマスキングを施した状態を示す斜視図、（ｃ）図は電鋳部材の斜視図である。 インサート成形直後の軸受部材の断面図である。 軸受装置の他の形態を示す断面図である。 本発明の構成を有する流体軸受装置を組み込んだスピンドルモータの一例を示す断面図である。 スピンドルモータの他の構成例を示す断面図である。 ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。 ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。 ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。 ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。 ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。

符号の説明

１、３１ 軸受装置
２ 軸部材
３ ロータ
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
６ 保持部材
７ 軸受部材
８ 電鋳部
９ 樹脂部
１０ 接触部
１１ マスター部材
１３ 電鋳部材
Ｎ 成形部
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ スラスト軸受部

Claims (4)

1. 軸受部材と、軸受部材の内周に挿入された軸部材とからなる軸受装置において、
   軸受部材が、電鋳加工でマスター部材の外表面に目的の金属を析出させることにより形成された電鋳部、および電鋳部をインサートして射出成形された樹脂部からなり、電鋳部の析出開始面に軸部材を支持する軸受面が形成され、軸受面がマスター部材の外表面から分離された状態の表面精度を維持しており、電鋳部に、樹脂部および軸部材以外の他部材との接触部が形成され、他部材は、樹脂部よりも高い熱伝導率を有することを特徴とする軸受装置。
2. 他部材が、樹脂部よりも高い導電性を有する請求項１に記載の軸受装置。
3. 電鋳部が、流体動圧を発生させる動圧発生部を有する請求項１又は２に記載の軸受装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータ。