JP5133156B2 - 流体動圧軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体膜の動圧作用で軸部材を回転自在に支持する流体動圧軸受装置に関する。

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）の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ・ＤＶＤ・ブルーレイディスク等の光ディスク駆動装置、若しくはＭＤ・ＭＯ等の光磁気ディスク駆動装置等のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ用、プロジェクタのカラーホイールモータ用、又は電気機器の冷却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使用されている。

例えば、特許文献１には、軸部材と、内周に軸部材を挿入した軸受スリーブと、内周に軸受スリーブを保持した筒状のハウジングと、ハウジングの一方の開口部を閉塞する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置が示されている。蓋部材はハウジングの内周面に接着や圧入、あるいは加締め等の適宜の手段で固定されている。

特開２００３−３３６６３６号公報

上記の流体動圧軸受装置に衝撃荷重が加わると、軸部材の端部が蓋部材に突き当たることがある。特に、ＨＤＤのディスク駆動装置に組み込まれる流体動圧軸受装置では、ＨＤＤの大容量化のためにディスクが複数枚搭載されると、軸部材側の重量が増大して蓋部材に加わる衝撃が大きくなる。このような場合、蓋部材の固定強度が重要となる。上記特許文献１の流体動圧軸受装置のようにハウジングの内周面に蓋部材を固定する場合、蓋部材の肉厚を増せばハウジングと蓋部材との固定面積が拡大され、蓋部材の固定強度を高めることができる。しかし、蓋部材の肉厚を増すと軸受装置の軸方向寸法の拡大やラジアル軸受部の軸受スパンの縮小を招くため、蓋部材をむやみに厚肉化することはできない。

本発明の課題は、大型化や軸受性能の低下を招くことなく、流体動圧軸受装置の蓋部材の固定強度を高めることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、軸部及びフランジ部を有する軸部材と、内周に軸部材を挿入し、多孔質体で形成された軸受スリーブと、軸受スリーブを外周から保持し、軸方向両端を開口し、軸受スリーブをインサート部品とした樹脂の射出成形により形成された保持部材と、軸受スリーブの外周面に固定された筒状部、及び、 軸受スリーブの軸方向一方の開口部を閉塞するプレート部を一体に形成してなる蓋部材と、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、フランジ部の一方の端面と軸受スリーブの端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体膜で軸部材をスラスト方向一方に支持する第１スラスト軸受部と、フランジ部の他方の端面と蓋部材のプレート部との間のスラスト軸受隙間に生じる流体膜で軸部材をスラスト方向他方に支持する第２スラスト軸受部とを有し、保持部材と蓋部材との間に、両者の軸方向の相対的な接近移動を許容する軸方向隙間を設け、前記軸方向隙間から露出した軸受スリーブの外周面を封止し、フランジ部の両端面に軸受スリーブの端面及び蓋部材のプレート部をそれぞれ当接させた状態から、蓋部材を軸受スリーブに対して軸方向一方に移動させることにより、前記第１及び第２スラスト軸受部のスラスト軸受隙間が設定された流体動圧軸受装置を提供する。

このように、本発明の流体動圧軸受装置では、蓋部材を軸受スリーブの外周面に固定しているため、これらの固定面積を拡大して蓋部材の固定強度の向上を図っても、軸受装置の軸方向寸法の拡大やラジアル軸受部の軸受スパンの縮小を招くことはない。すなわち、蓋部材で軸受スリーブの一端開口部を閉塞しつつ、蓋部材を軸受スリーブの外周面に固定しようとすると、開口部を閉塞する部分（例えば図２のプレート部１０ａ参照）と、外周面に固定される部分（例えば図２の円筒部１０ｂ参照）とを要することとなる。両者の固定面積を拡大するには、固定される部分を軸方向に延ばして蓋部材と軸受スリーブ外周面との接触面積を拡大すればよい。従って、軸受装置の軸方向寸法やラジアル軸受部の軸受スパンに影響するプレート部の肉厚を変えることなく、蓋部材と軸受スリーブとの固定強度を高めることができる。

軸部材にフランジ部を設け、フランジ部の両端面が面するスラスト軸受隙間の流体膜で軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部を設けた場合、スラスト軸受隙間の隙間幅は高精度に設定する必要がある。このとき、各部材を高精度に加工すればスラスト軸受隙間の幅精度を高めることができるが、かかる高精度な加工はコスト高を招く。この点に鑑み、保持部材と蓋部材との間に軸方向隙間を設ければ、両者の軸方向の相対的な接近移動が許容されるため、以下のような方法によりスラスト軸受隙間の幅設定を行うことができる。まず、フランジ部の両端面に軸受スリーブ及び蓋部材を当接させて、スラスト軸受隙間の隙間幅を０の状態とし、この状態から軸受スリーブから離隔する方向に蓋部材を所定量だけ移動させる。この方法によれば、各部材の精度に依存することなく、蓋部材の移動量でスラスト軸受隙間の幅設定を行うことができるため、各部品の加工精度が緩和され、加工コストを低減することができる。

例えば、軸受スリーブを多孔質体（例えば焼結金属）で形成すれば、軸受スリーブの内部空孔に含浸した潤滑流体を軸受隙間に逐次供給することができるため、潤滑性を高めることができる。このとき、保持部材と蓋部材との間の前記軸方向隙間から露出した軸受スリーブの外周面を封止すれば、軸受スリーブの表面開孔からにじみ出た潤滑流体が外部へ漏れ出す事態を防止できる。

一般に、金属材料同士の接着強度は、例えば金属材料と樹脂材料との接着強度に比べて高いため、軸受スリーブと蓋部材とを共に金属材料で形成して両者を接着固定すれば、強固に固定することができる。

蓋部材を軸受スリーブの外周面に固定すると、固定による影響（例えば、接着剤の固化による収縮や、圧入による圧迫力）が軸受スリーブの内周面まで及び、内周面が縮径することがある。このとき、ラジアル軸受部の軸方向領域内で軸受スリーブの内周面の縮径量が異なると、ラジアル軸受隙間の隙間幅が軸方向で不均一となり、軸受性能が悪化する恐れがある。そこで、蓋部材の端部をラジアル軸受部の軸方向領域を越えた位置まで延ばせば、ラジアル軸受部の外径側が全て蓋部材で覆われるため、軸受スリーブの内周面をラジアル軸受部の軸方向全域に亘って一律に縮径させることができる。これにより、ラジアル軸受隙間の隙間幅が軸方向で一定となり、優れた軸受性能を得ることができる。また、保持部材の端部をラジアル軸受部の軸方向領域を越えた位置まで延ばすことによっても、上記と同様の効果を得ることができる。

ステータコイルを取り付けるためのブラケットを設ける場合、このブラケットに蓋部材の外周面を固定すれば、蓋部材の固定強度をより一層高めることができる。

以上のように、本発明によれば、軸受装置の大型化や軸受性能の低下を招くことなく、流体動圧軸受装置の蓋部材の固定強度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流体動圧軸受装置１を組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動圧軸受装置１と、軸部材２の上端部に固定されたディスクハブ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およびロータマグネット５と、モータブラケット６とを備えている。ステータコイル４はモータブラケット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ている。流体動圧軸受装置１は、モータブラケット６の内周に固定される。ディスクハブ３には、情報記録媒体としてのディスクＤが１枚又は複数枚（本実施形態では２枚）保持され、図示しないクランプ装置で固定される。ステータコイル４に通電すると、ロータマグネット５が回転し、これに伴って、ディスクハブ３およびディスクハブ３に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。

図２に示す流体動圧軸受装置１は、軸部材２と、内周に軸部材２を挿入した軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８を外周から保持し、軸方向両端を開口した保持部材９と、軸受スリーブ８の軸方向一方の開口部を閉塞する蓋部材１０とを有する。尚、説明の便宜上、軸方向で軸受スリーブ８の開口側を上側、閉塞側を下側と言うものとする。

軸部材２は、略円筒状の軸部２ａと、軸部２ａの下端に設けられたフランジ部２ｂとを有する。軸部２ａ及びフランジ部２ｂは耐摩耗性に富む金属材料（例えばＳＵＳ鋼）でそれぞれ別体に形成された後、例えば溶接により結合される。

フランジ部２ｂには、上側端面２ｂ１と下側端面２ｂ２とに開口した連通孔１１が形成される。詳しくは、連通孔１１は径方向部１１ａ及び軸方向部１１ｂとを有し、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と下側端面２ｂ２とで異なる径方向位置に開口する。さらに詳しくは、図５に示すように、連通孔１１の一端が、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸受スリーブ８の下側端面８ｃの内周チャンファ８ｃ２と軸部２ａの下端部に設けられたヌスミ部２ａ２とで形成される空間に開口し、連通孔の他端が、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と蓋部材１０のプレート部１０ａの上側端面１０ａ１との間の空間Ｐのうち、第２スラスト軸受部Ｔ２の内径側の領域に開口している。図示例では第２スラスト軸受部Ｔ２の内径側に隣接した位置に連通孔１１の他端が開口している。連通孔１１は、予めフランジ部２ｂに、径方向部１１ａとなる径方向溝と軸方向部１１ｂとなる軸方向孔を形成した後、フランジ部２ｂと軸部２ａとを接合することにより形成される。

図３に示すように、軸受スリーブ８は、多孔質体、例えば銅を主成分とする焼結金属で円筒状に形成される。この他、軸受スリーブ８を他の金属や樹脂、あるいはセラミック等で形成することも可能である。軸受スリーブ８の内周面８ａ及び外周面８ｄは、共に軸方向で径方向寸法を一定とした円筒面状に形成される。また、軸受スリーブ８の上側端面８ｂ及び８ｃには、それぞれ内周チャンファ及び外周チャンファが形成される。

軸受スリーブ８の内周面８ａには、ラジアル軸受隙間の流体膜（油膜）に動圧作用を発生させるためのラジアル動圧発生部が形成され、本実施形態では図３（ａ）に示すように、ヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２が、軸方向に離隔した２箇所の領域に形成される。２つの動圧溝領域のうち、動圧溝８ａ１、８ａ２を除くクロスハッチングを付した部分は丘部となる。上側の動圧溝８ａ１は軸方向非対称形状に形成され、具体的には、丘部の軸方向略中央部に形成された帯状部分に対して、上側の溝の軸方向寸法Ｘ１が下側の溝の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっている（Ｘ１＞Ｘ２）。下側の動圧溝８ａ２は軸方向対称形状に形成される。

軸受スリーブ８の下側端面８ｃには、スラスト軸受隙間の油膜に動圧作用を発生させるためのスラスト動圧発生部が形成され、本実施形態では図３（ｂ）に示すように、へリングボーン形状で、Ｖ字状に屈曲した動圧溝８ｃ１と丘部８ｃ２を円周方向に交互に配列した構成を有する。

保持部材９は、軸方向両端を開口した筒状を成し、図示例では肉厚が一定である円筒状を成した円筒部９ａと、円筒部９ａの上端部から内径側に延びたシール部９ｂとを有する。円筒部９ａは軸受スリーブ８を外周から保持し、その下端部９ａ１は第１ラジアル軸受部Ｒ１を越えて下側まで延びている。円筒部９ａの内周面９ａ２および外周面９ａ３は、それぞれ軸方向で一定径の円筒面状を成している。シール部９ｂの内周面９ｂ１は、下方へ向けて漸次縮径したテーパ面状に形成され、このテーパ状内周面９ｂ１と軸部２ａの外周面２ａ１との間に下方へ向けて径方向寸法を漸次縮小した楔状のシール空間Ｓが形成される。シール部９ｂで密封された軸受の内部空間は潤滑油で満たされる。シール空間Ｓには、軸受内部に満たされた潤滑油の油面（気液界面）が形成され、楔状のシール空間Ｓの毛細管力の引き込み作用により、油面は常にシール空間Ｓに保持される。シール空間Ｓの容積は、温度変化に伴って軸受内部に充満した潤滑油が膨張、収縮した場合でも、潤滑油の油面が常にシール空間Ｓの範囲内に保持できるように設定される。

円筒部９ａとシール部９ｂの境界となる保持部材９の上端外径側では、角部が肉取りされている。この肉取り部９ｃによって、円筒部９ａからシール部９ｂにかけての領域で保持部材９の肉厚がほぼ均一化されるので、樹脂の成形収縮によるシール部９ｂの内周面９ｂ１の変形を抑制し、シール空間Ｓの形状精度を確保することができる。

保持部材９は、軸受スリーブ８をインサート部品とした樹脂の射出成形により、円筒部９ａ及びシール部９ｂを一体に形成される。保持部材９の樹脂材料は特に限定されず、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、あるいはポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物が使用可能である。この樹脂材料には、目的に応じて各種充填材を適量配合することができ、例えば、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボン繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、各種金属粉等の繊維状または粉末状の導電性充填材などを配合することができる。

蓋部材１０は、軸受スリーブ８の外周面８ｄに嵌合固定され、軸受スリーブ８の下側開口部を閉塞する。図示例では、蓋部材１０は略円盤状のプレート部１０ａと、プレート部１０ａの外径端から上方へ延びた筒状部１０ｂとを有する。蓋部材１０は、例えば金属材料のプレス加工により、プレート部１０ａ及び筒状部１０ｂとが一体に形成される。

プレート部１０ａの上側端面１０ａ１には、スラスト軸受隙間の油膜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、本実施形態では図４に示すように、へリングボーン形状で、Ｖ字状に屈曲した動圧溝１０ａ１１と丘部１０ａ１２を円周方向に交互に配列した構成を有する。

筒状部１０ｂの内周面１０ｂ１は、軸受スリーブ８の外周面８ｄに、例えば接着により固定される。筒状部１０ｂの上端部１０ｂ２は、第２ラジアル軸受部Ｒ２を越えて上方まで延び、保持部材９の下端部９ａ１と軸方向隙間δを介して対向する（図２の拡大図参照）。この軸方向隙間δは、例えば接着剤Ｇにより全周を封止されている。

蓋部材１０と保持部材９との間に軸方向隙間δを設けることで、両者を軸方向に相対的に接近させることができるため、以下に示すような方法で蓋部材１０を軸受スリーブ８に固定することができる。まず、予め接着剤を塗布した軸受スリーブ８の外周面８ｄに蓋部材１０の筒状部１０ｂの内周面１０ｂ１を嵌合し、フランジ部２ｂの両端面２ｂ１・２ｂ２に軸受スリーブ８及び蓋部材１０のプレート部１０ａを当接させる（すなわちスラスト軸受隙間の隙間幅が０の状態にする）。このとき、蓋部材１０の上端部１０ｂ２と保持部材９の下端部９ａ１とが接触しないように各部品の寸法を設定する。その後、各スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量の分だけ蓋部材１０を保持部材９に対して下方向（保持部材９と離反する方向）に引き戻し、この状態で接着剤を固化させる。このように、蓋部材１０の移動量でスラスト軸受隙間の幅設定を行うことにより、各部品の加工精度が緩和され、加工コストを低減できる。

こうして蓋部材１０を軸受スリーブ８の外周に固定する際、軸受スリーブ８の外周面８ｄに接着剤が塗布されるため、外周面８ｄの表面開孔が封止される。また、蓋部材１０の筒状部１０ｂを下方から嵌合させることで、軸受スリーブ８の外周面８ｄの接着剤の一部を筒状部１０ｂの上端部１０ｂ２で捕捉され、この捕捉された接着剤が保持部材９の下端部９ａ１との間の軸方向隙間δに配される。これにより軸方向隙間δが接着剤で封止され、軸方向隙間δから露出した軸受スリーブ８の外周面の表面開孔から滲み出した潤滑油が外部へ漏れ出す恐れを回避できる。尚、蓋部材１０を軸受スリーブ８に固定したあと、さらに軸方向隙間δを接着剤で埋めて確実に封止するようにしてもよい。また、接着剤による封止に限らず、例えば樹脂材料で封止してもよい。

筒状部１０ｂの外周面１０ｂ３は、モータブラケット６の内周面６ａに、例えば接着により固定される。このように、蓋部材１０を軸受スリーブ８と固定するだけでなく、モータブラケット６とも接着固定することにより、蓋部材１０の固定強度を高め、抜け耐力を向上させることができる。このとき、蓋部材１０の外周面１０ｂ３と保持部材９の外周面９ａ３とを同一径に設定すれば、両者をブラケット６の内周面に固定しやすくなるため、流体動圧軸受装置１とモータブラケット６との固定強度を高めることができる。また、上記のように蓋部材１０を金属材料で形成することで、ディスクＤが回転することにより帯電した静電気を、軸部材２→蓋部材１０→モータブラケット６という経路を介して外部へ放電することができる。これにより、保持部材９を形成する材料に導電性は要求されず、材料選択の幅が広がるため、例えば、保持部材９の樹脂材料に充填剤として加えられるカーボン繊維等を少なくしたり、あるいは省略したりすることができる。このように、比較的高価な材料であるカーボン繊維等の使用量を低減することで、材料コストを抑えることができる。

上記構成の流体動圧軸受装置１の内部空間、すなわち、保持部材９及び蓋部材１０で密閉された空間には、軸受スリーブ８の内部空孔を含め、潤滑流体として例えば潤滑油が満たされる。このとき、導電性を有する潤滑流体を用いれば、軸部材２の回転時に非接触状態となる回転側の軸部材２と固定側の軸受スリーブ８及び蓋部材１０との間で通電することが可能となり、軸部材２側で発生した静電気を蓋部材１０を介して放電することができる。

上記構成の流体動圧軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成される。このラジアル軸受隙間の油膜の圧力が動圧溝８ａ１、８ａ２により高められ、これにより軸部材２をラジアル方向に非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１及び第２ラジアル軸受部Ｒ２が構成される。これと同時に、軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸受スリーブ８の下側端面８ｃとの間、及び、軸部材２のフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と蓋部材１０のプレート部１０ａの上側端面１０ａ１との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。各スラスト軸受隙間の油膜の圧力が動圧溝８ｃ１、１０ａ１１により高められ、これにより軸部材２をスラスト方向に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１及び第２スラスト軸受部Ｔ２が構成される。

ところで、蓋部材１０の筒状部１０ｂを軸受スリーブ８の外周面８ｄに固定すると、接着剤の固化時の収縮や圧入時の圧迫力により軸受スリーブ８が外径側から圧迫され、内周面８ａが縮径することがある。このとき、上記のように、蓋部材１０の上端部１０ｂ２が第２ラジアル軸受部Ｒ２を越えて上方まで達し、第２ラジアル軸受部Ｒ２の外径側が全て蓋部材１０の筒状部１０ｂで覆われているため、第２ラジアル軸受部Ｒ２を構成する軸受スリーブ８のラジアル軸受面（動圧溝８ａ２形成領域）が軸方向で一様に圧迫される。このため、ラジアル軸受隙間の隙間幅が軸方向で異なることはなく、蓋部材１０の固定によるラジアル軸受隙間の幅精度の低下を抑えることができる。

また、保持部材９の成形収縮により軸受スリーブ８が外径側から圧迫され、内周面８ａが縮径することがある。このとき、上記のように、保持部材９の下端部９ａ１が第１ラジアル軸受部Ｒ１を越えて下方まで達し、第１ラジアル軸受部Ｒ１の外径側が全て保持部材９の円筒部９ａで覆われているため、第１ラジアル軸受部Ｒ１を構成する軸受スリーブ８のラジアル軸受面（動圧溝８ａ１形成領域）が軸方向で一様に圧迫される。このため、軸受スリーブ８をインサート部品とした保持部材９の射出成形によるラジアル軸受隙間の幅精度の低下を抑えることができる。特に、図２に示すように、軸受スリーブ８の外径側において円筒部９ａの肉厚が軸方向で一定であることにより、円筒部９ａの成形収縮量が軸方向で一定となるため、軸受スリーブ８が軸方向で一様に圧迫される。

また、この実施形態では、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１が軸方向非対称（Ｘ１＞Ｘ２）に形成されているため（図３参照）、軸部材２の回転時、動圧溝８ａ１の上側の溝による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は、下側の溝の引き込み力に比べて相対的に大きくなる。この引き込み力の差圧によって、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間の潤滑油が下方に押し込まれ、軸受内部の閉塞側の空間、特に、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と蓋部材１０のプレート部１０ａの上側端面１０ａ１との間の空間（底面空間Ｐ、図３参照）の圧力が高められ、この閉塞空間Ｐにおいて負圧による気泡の生成を防止できる。

しかし、底面空間Ｐの圧力が過度に高まると、軸部材２の浮上力が大きくなり過ぎ、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸受スリーブ８の下側端面８ｃとの接触が多くなってこれらの面の早期の摩耗を招くことになる。本実施形態では、図５に示すように、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と下側端面２ｂ２とに開口した連通孔１１を設けることにより、底面空間Ｐをフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸受スリーブ８の下側端面８ｃとの間の空間と連通することができるため、底面空間Ｐの圧力をフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１側の空間に逃がすことができ、底面空間Ｐの圧力を適正範囲内に維持することができる。

上記のように本発明では、底面空間Ｐの圧力が高くなる傾向にあるので、第２スラスト軸受部Ｔ２の動圧溝１０ａ１１を従来品で多用されるポンプインタイプのスパイラル形状にすると、スラスト軸受隙間の油が内径側に押し込まれるため、底面空間Ｐの圧力増大を助長することになる。これを回避するため、第２スラスト軸受部の動圧溝１０ａ１１は、上記のとおりへリングボーン形状（図４参照）にするのが望ましい。上側の第１スラスト軸受部Ｔ１では、この種の問題を生じないので、図３（ｂ）に示すへリングボーン形状の動圧溝８ｃ１に代えて、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝を採用することもできる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成、機能を有する部位には同一の符号を付して、説明を省略する。

上記の実施形態では、保持部材９の射出材料として樹脂を使用しているが、これに限らず、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属材料が使用可能である。また、上記の実施形態では、軸受スリーブ８をインサート部品として保持部材９を射出成形しているが、これらを別体に形成してもよい。この場合、金属紛とバインダーの混合物で射出成形した後、脱脂・焼結するいわゆるＭＩＭ成形や、金属材料、例えば真ちゅう等の軟質金属のプレス成形で保持部材９を形成することもできる。また、保持部材９の円筒部９ａ及びシール部９ｂは必ずしも一体に形成する必要はなく、これらを別体に形成することもできる。

また、上記の実施形態では、蓋部材１０を軸受スリーブ８に固定する際、予め接着剤を塗布した軸受スリーブ８の外周面８ｄに蓋部材１０の筒状部１０ｂを嵌合させた場合を示したが、これに限られない。例えば、先に蓋部材１０と軸受スリーブ８とを嵌合させ、スラスト軸受隙間の幅設定を行った後に、軸方向隙間δから接着剤を供給し、軸受スリーブ８の外周面８ｄと筒状部１０ｂの内周面１０ｂ１との間の微小隙間の毛細管力で接着剤を引き込むことで両者を固定してもよい。この場合、軸方向隙間δから露出した軸受スリーブ８の外周面８ｄが封止されるまで接着剤を供給すればよい。また、上記実施形態では、蓋部材１０と軸受スリーブ８とを接着により固定した場合を示したが、これに限らず、例えば圧入や圧入接着、あるいは溶接等の手段で固定してもよい。接着剤を使用せずに固定する場合は、両者の固定が完了した後に軸方向隙間δから接着剤や樹脂を供給して、軸受スリーブ８の外周面８ｄを封止すればよい。

また、上記の実施形態では、軸部材２のフランジ部２ｂに連通孔１１を設けるために、軸部２ａ及びフランジ部２ｂを別体に形成しているが、連通孔１１を形成する必要がない場合は、例えば軸部２ａ及びフランジ部２ｂを金属材料の鍛造加工等で一体に形成してもよい。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１・Ｒ２及びスラスト軸受部Ｔ１・Ｔ２の動圧発生部がそれぞれ軸受スリーブ８の内周面８ａ、下側端面８ｃ、及び蓋部材１０のプレート部１０ａの上側端面１０ａ１に形成されているが、これらの面と軸受隙間を介して対向する面、すなわち軸部２ａの外周面２ａ１、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１及び下側端面２ｂ２に形成してもよい。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１・Ｒ２の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が例示されているが、これに限らず、例えば、いわゆるステップ軸受や波型軸受、あるいは多円弧軸受を採用することもできる。また、軸受スリーブ８の内周面８ａ及び軸部材２の外周面２ａ１の双方を円筒面とした、いわゆる真円軸受を、ラジアル軸受部Ｒ１・Ｒ２として採用することもできる。この場合、ラジアル軸受隙間の流体膜に積極的に動圧作用を発生させる動圧発生部は有さないが、軸部材の回転時には、潤滑流体の粘性により流体膜に動圧作用が発生し、ラジアル軸受部Ｒ１・Ｒ２が構成される。

また、以上の実施形態では、スラスト軸受部Ｔ１・Ｔ２のスラスト動圧発生部として、スパイラル形状の動圧溝が例示されているが、これに限らず、例えばステップ軸受や波型軸受を採用することもできる。あるいは、スラスト軸受部Ｔ１・Ｔ２として、軸部材の端部を接触支持するピボット軸受を採用することもできる。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１・Ｒ２が軸方向に離隔して設けられているが、これらを軸方向で連続的に設けても良い。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。

また、以上の実施形態では、流体軸受装置の内部空間に充満される潤滑剤として潤滑油が使用されているが、これに限らず、例えば潤滑グリース、磁性流体等を使用することもできる。尚、潤滑流体は導電性を有することが好ましいため空気等の気体は使用しにくいが、スラスト方向の支持をピボット軸受等の接触支持で行う場合は空気等の気体を使用することもできる。

また、本発明の流体動圧軸受装置は、上記のようにＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに限らず、光ディスクの光磁気ディスク駆動用のスピンドルモータ等、高速回転下で使用される情報機器用の小型モータ、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ等における回転軸支持用、あるいは電気機器の冷却用のファンモータとしても好適に使用することができる。

スピンドルモータの断面図である。 流体動圧軸受装置の断面図である。 （ａ）は軸受スリーブの断面図であり、（ｂ）は同下面図である。 蓋部材の上面図である。 連通孔付近を示す断面図である。

符号の説明

１ 流体動圧軸受装置
２ 軸部材
２ａ 軸部
２ｂ フランジ部
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 モータブラケット
８ 軸受スリーブ
９ 保持部材
９ａ 円筒部
９ｂ シール部
１０ 蓋部材
１０ａ プレート部
１０ｂ 筒状部
１１ 連通孔
Ｒ１・Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１・Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間
δ 軸方向隙間

Claims (5)

1. 軸部及びフランジ部を有する軸部材と、内周に軸部材を挿入し、多孔質体で形成された軸受スリーブと、軸受スリーブを外周から保持し、軸方向両端を開口し、軸受スリーブをインサート部品とした樹脂の射出成形により形成された保持部材と、軸受スリーブの外周面に固定された筒状部、及び、 軸受スリーブの軸方向一方の開口部を閉塞するプレート部を一体に形成してなる蓋部材と、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、フランジ部の一方の端面と軸受スリーブの端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体膜で軸部材をスラスト方向一方に支持する第１スラスト軸受部と、フランジ部の他方の端面と蓋部材のプレート部との間のスラスト軸受隙間に生じる流体膜で軸部材をスラスト方向他方に支持する第２スラスト軸受部とを有し、
   保持部材と蓋部材との間に、両者の軸方向の相対的な接近移動を許容する軸方向隙間を設け、前記軸方向隙間から露出した軸受スリーブの外周面を封止し、
   フランジ部の両端面に軸受スリーブの端面及び蓋部材のプレート部をそれぞれ当接させた状態から、蓋部材を軸受スリーブに対して軸方向一方に移動させることにより、前記第１及び第２スラスト軸受部のスラスト軸受隙間が設定された流体動圧軸受装置。
2. 軸受スリーブ及び蓋部材を共に金属材料で形成し、両者を接着固定した請求項１記載の流体動圧軸受装置。
3. 蓋部材の端部を、ラジアル軸受部の軸方向領域を越えた位置まで延ばした請求項１記載の流体動圧軸受装置。
4. 保持部材の端部を、ラジアル軸受部の軸方向領域を越えた位置まで延ばした請求項１記載の流体動圧軸受装置。
5. ステータコイルを取り付けるためのブラケットを有し、このブラケットに蓋部材の外周面を固定した請求項１〜４の何れかに記載の流体動圧軸受装置。

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