動圧軸受装置
【課題】 回転部材を軸部材に圧入するに際し、スラスト面の塑性変形を防止して、良好なスラスト軸受機能を確保する。
【解決手段】 軸部材の上端に、回転部材としてのディスクハブを圧入する際のガイドとなるガイド面２ｃを形成する。また、ガイド面２ｃと、ガイド面２ｃに隣接する軸部材２の外周面２ａ３と、ガイド面２ｃと外周面２ａ３の境界部とを同時研削し、境界部に半径ｒの鈍化部２ｄを形成する。これにより、ディスクハブを軸部材の軸端に圧入する際の圧入抵抗を低減して、スラスト軸受部を構成する部材表面の降伏応力未満の圧入力でディスクハブを圧入固定することができる。
【解決手段】 軸部材の上端に、回転部材としてのディスクハブを圧入する際のガイドとなるガイド面２ｃを形成する。また、ガイド面２ｃと、ガイド面２ｃに隣接する軸部材２の外周面２ａ３と、ガイド面２ｃと外周面２ａ３の境界部とを同時研削し、境界部に半径ｒの鈍化部２ｄを形成する。これにより、ディスクハブを軸部材の軸端に圧入する際の圧入抵抗を低減して、スラスト軸受部を構成する部材表面の降伏応力未満の圧入力でディスクハブを圧入固定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受隙間に生じる流体（潤滑流体）の動圧作用によって軸部材を非接触支持する動圧軸受装置に関するものである。この軸受装置は、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など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、プロジェクタのカラーホイール、あるいは電気機器、例えば軸流ファンなどの小型モータ用の軸受装置として好適である。
【背景技術】
【０００２】
上記各種モータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化などが求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の一つに当該モータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、この種の軸受として、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受（流体動圧軸受）の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。
【０００３】
例えば、ＨＤＤ等のディスク装置のスピンドルモータに組込まれる動圧軸受装置では、軸部材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と、軸部材をスラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部とが設けられる。ラジアル軸受部は軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間に形成したラジアル軸受隙間に、軸部材と軸受スリーブの相対回転による流体の動圧作用により、ラジアル方向で回転自在に非接触支持する。スラスト軸受部は、軸部材に設けたフランジ部の端面と、これに対向する軸受スリーブの端面等との間に形成したスラスト軸受隙間に、軸部材と軸受スリーブ等の相対回転による流体の動圧作用により、スラスト方向で回転自在に非接触支持する。
【０００４】
この種の動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータでは、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体（以下、ディスクという。）を載置するための回転部材（ディスクハブ）が動圧軸受装置の軸部材上部に、例えば、圧入等により固定されている（例えば、特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開２０００−２３５７６６号公報
【特許文献２】特開２００１−５４６２８号公報
【特許文献３】特開２００３―１７４７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に回転部材は動圧軸受装置の完成後に軸部材に固定されるが、固定手段として圧入を採用する場合、圧入時の圧入力によって動圧軸受装置の各所、特にスラスト軸受部を構成する部材の表面（例えば、軸部材に設けられるフランジ部の端面、軸受スリーブの端面、スラスト部材の端面やハウジングの内底面等。以下、「スラスト面」と称す。）には大きな荷重が付加され、ときにはスラスト面の塑性変形を招く可能性がある。特に、回転部材が傾いて圧入されると、圧入抵抗がさらに大きくなるためその傾向は益々顕著になる。スラスト面は、スラスト軸受隙間を高精度に管理できるよう、高い平面度を有し、かつ、スラスト軸受隙間を介して相対向するスラスト面のうち一方には高精度に形成された動圧発生手段、例えば動圧溝が設けられている。そして、回転部材の圧入に伴う荷重によりスラスト面の塑性変形が起こると、スラスト軸受機能の低下、つまり動圧軸受装置の回転精度の低下を招く可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明では、ディスクハブ等の回転部材を軸部材に圧入するに際し、スラスト面の塑性変形を防止して、良好なスラスト軸受機能を確保した動圧軸装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明で提供する動圧軸受装置は、軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、軸部材の外周に圧入された回転部材と、ラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部とを備え、回転部材は、スラスト軸受部を構成する部材表面の降伏応力未満の圧入力で圧入されたことを特徴とするものである。
【０００８】
このように、回転部材を軸部材にスラスト軸受部を構成する部材表面（スラスト面）の降伏応力未満の圧入力で圧入することにより、圧入時におけるスラスト面の塑性変形を防止して、スラスト面の面精度やスラスト面に設けられる動圧発生手段の形状精度を維持することができる。これにより、良好なスラスト軸受機能を確保することができる。
【０００９】
ここで、上記の流体（潤滑流体）としては、潤滑油（又は潤滑グリース）、磁性流体、エアー等の気体を用いることができる。
【００１０】
回転部材をスラスト面の降伏応力未満の圧入力で圧入するための手段として、例えば、圧入時における回転部材の傾きを抑える手段を採用することができる。より具体的には、軸部材の軸端（回転部材の挿入側の端部）にテーパ状のガイド面を形成する手段を採用することができる。通常、軸部材は研削加工により高精度に仕上げられるが、このガイド面は軸部材の回転精度には直接影響しないから、ガイド面を精度よく仕上げる必要はない。従って、軸部材の研削工程においては、例えば図１０に示すように、砥石３０で軸部材２０の外周面２１のみを研削し、ガイド面２２を未研削の旋削面の状態で放置すれば足りる。
【００１１】
しかしながら、外周面２１のみを研削すると、軸部材の外周面２１とガイド面２２の境界２３がピン角と呼ばれるエッジとなり、このエッジがディスクハブを軸端に圧入固定する際の抵抗となる。このエッジを除去するため、外周面の研削後に軸部材にバレル加工等を施すことも考えられるが、バレル加工では、研削面が荒れ、かつ傷の発生が懸念されるために軸受の性能上好ましくない。
【００１２】
以上の検証に基づき、軸部材の軸端に、回転部材を圧入する際のガイドとなるガイド面と、このガイド面に隣接する軸部材の外周面との間に、エッジを鈍化させた形状の鈍化部を設けることが好ましい。
【００１３】
ガイド面は、その機能上、これに隣接する軸部材の外周面よりも縮径した形状、例えば上方ほど縮径させたテーパ面状に形成される。ガイド面の位置は特に問わないが、通常は軸部材の上端に形成される。なお、軸部材に固定する回転部材の一例としては、ディスクを載置するディスクハブを挙げることができる。
【００１４】
上記のように、軸部材に回転部材を圧入する際のガイドとなるガイド面を設けることで、圧入の際には、回転部材が軸部材のガイド面にテーパ案内されるため、圧入に伴う当該回転部材の傾きが抑制される。また、ガイド面とこれに隣接する軸部材の外周面との間に、エッジを鈍化させた形状を有する鈍化部を設けているので、両面を、エッジを介することなく滑らかに連続させることができる。従って、回転部材を圧入する際の圧入抵抗が抑制され、回転部材を傾斜させることなくスムーズに圧入固定することが可能となる。これにより、回転部材の圧入時、スラスト面にその降伏応力以上の過大な負荷が加わる現象を回避することができる。
【００１５】
また、ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部を研削加工で仕上げることにより、圧入抵抗のさらなる低減を図ることができる。なお、加工能率を考慮すると、ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部は同時研削することが望ましい。
【００１６】
さらに、圧入抵抗をより一層低減させるためには、ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部の母線形状は極力滑らかに連続させるのがよい。かかる連続性を容易に実現可能とするため、鈍化部は曲面状に形成するのが望ましい。
【００１７】
上記構成の動圧軸受装置において、ラジアル軸受部は、ヘリングボーン形状等の軸方向に傾斜した形状の動圧溝を設けた動圧軸受、複数の軸方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた動圧軸受（ステップ軸受）、ラジアル軸受面を多円弧面で構成した動圧軸受（多円弧軸受）で構成することができる。
【００１８】
本発明の動圧軸受装置は、特にディスク装置のスピンドルモータに好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転部材の圧入時におけるスラスト面の塑性変形を防止して、スラスト面の面精度やスラスト面に設けられる動圧発生手段の形状精度を維持することができ、これにより、良好なスラスト軸受機能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態にかかる動圧軸受装置（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。この情報機器用スピンドルモータは、ＨＤＤ等のディスク装置に用いられるもので、軸部材２を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に取り付けられた回転部材としてのディスクハブ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と、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取り付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ３の内周に取り付けられている。ブラケット６は、その内周に動圧軸受装置１を装着している。また、ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが一枚または複数枚装着されている。この情報機器用スピンドルモータは、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との間に発生する電磁力でロータマグネット５が回転し、それに伴って軸部材２及びディスクハブ３、さらにはディスクハブ３に保持されたディスクＤが一体となって回転する。
【００２２】
図２は、上記スピンドルモータで使用される動圧軸受装置の第一の実施形態を示すものである。この実施形態にかかる動圧軸受装置１は、一端に底部７ｃを有するハウジング７と、ハウジング７に固定された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入される軸部材２と、シール部材９とを主要な構成部材として具備する。なお、説明の便宜上、ハウジング７の底部７ｃの側を下側、これと軸方向反対の側を上側として説明を進める。
【００２３】
軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間に第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設けられる。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｃと軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に第１スラスト軸受部Ｔ１が設けられ、ハウジング７の底部７ｃの上側端面７ｃ１とフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。
【００２４】
ハウジング７は、略円筒状の側部７ｂと、側部７ｂの一端開口を封口する略円盤状の底部７ｃとで構成されている。側部７ｂと底部７ｃは、例えば、ステンレス鋼や黄銅等の金属材料、あるいは樹脂材料で一体又は別体に形成される。この実施形態で側部７ｂと底部７ｃとは金属材料で別体として形成され、底部７ｃは側部７ｂの下端部に接着、圧入、レーザ溶接等の適宜の手段で固定されている。第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる底部７ｃの上側端面７ｃ１の一部領域には動圧発生手段が設けられており、図示は省略するが、例えばスパイラル形状に配列された動圧溝が形成されている。なお、側部７ｂと底部７ｃとを金属材料や樹脂材料で一体に型成形することもできる。その際、上側端面７ｃ１に設けられる動圧溝は、側部７ｂおよび底部７ｃからなるハウジング７の成形と同時に型成形することができ、これにより別途底部７ｃに動圧溝を成形する手間を省くことができる。動圧溝の形状としては、上記の他ヘリングボーン形状等を採用しても良い。
【００２５】
軸受スリーブ８は、例えば、黄銅やアルミ（アルミ合金）等の軟質金属材料、あるいは、焼結金属材料で円筒状に形成される。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のラジアル軸受面となる上下２つの領域に動圧発生手段が設けられており、該２つの領域には、例えばヘリングボーン形状の動圧溝が形成されている。具体的には、例えば図３に示すように、軸方向に離隔した上下２箇所の領域にヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成されており、上側領域の動圧溝８ａ１は、軸方向中心（上下の傾斜溝間領域の軸方向中心）に対して軸方向非対称に形成されており、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。また、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、１本又は複数本の軸方向溝８ｄ１が軸方向全長に亘って形成されている。なお、この実施形態では、３本の軸方向溝８ｄ１が円周方向等間隔に形成されている。
【００２６】
さらに、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる軸受スリーブ８の下側端面８ｃの一部領域には、図示は省略するが、動圧発生手段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。
【００２７】
軸部材２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料を旋削あるいは鍛造で粗成形した後、研削を施して形成される。図示例の軸部材２は、軸部２ａと、軸部２ａの下端に一体に設けられたフランジ部２ｂとで構成されている。なお、軸部２ａとフランジ部２ｂを別体とすることもでき、その場合、フランジ部２ｂを軸部２ａに圧入、溶接等することによって軸部材２が構成される。軸部材２の形態としては、上記の他、金属部分と樹脂部分からなるハイブリッド構造（例えば、軸部２ａを金属材料で形成し、フランジ部２ｂを樹脂材料で形成する。）とすることもできる。軸部２ａは軸受スリーブ８の内周に挿入され、軸部２ａの外周面２ａ１は、軸受スリーブ８の内周面８ａと対向する。
【００２８】
図４に拡大して示すように、軸部２ａの上端には、テーパ状のガイド面２ｃが形成される。ガイド面２ｃのテーパ角θ（軸心に対する傾斜角度）は５°〜２０°程度に形成される。このガイド面２ｃとガイド面２ｃに隣接する軸部材２の外周面２ａ３（以下、「隣接外周面」と称す。）との間の境界部ではエッジが消失しており、両面間にはエッジを鈍化させた形状の鈍化部２ｄが形成されている。この実施形態において、鈍化部２ｄは半径ｒの曲面状をなし、ガイド面２ｃと隣接外周面２ａ３とを滑らかに連続している。
【００２９】
本実施形態において、鈍化部２ｄは、上述した境界部をガイド面２ｃおよび隣接外周面２ａ３と同時研削することによって成形される。同時研削は、図４に示すように、隣接外周面２ａ３に対応するストレート部１１ａ、ガイド面２ｃに対応するテーパ部１１ｂ、鈍化部２ｄに対応する曲面部１１ｃを有する砥石１１によって行われる。砥石１１の曲面部１１ｃは、Ｒ０．１〜Ｒ０．５の範囲に形成され、この曲面部１１ｃを介して砥石１１のストレート部１１ａとテーパ部１１ｂを滑らかに連続させておく。この砥石１１を用いて軸部材２の外周を研削することにより、ガイド面２ｃ、鈍化部２ｄ、および隣接外周面２ａ３がエッジのない連続面となる。
【００３０】
ハウジング７の開口部７ａの内周には、金属材料あるいは樹脂材料で形成された環状のシール部材９が圧入、接着等の手段で固定されている。シール部材９の内周面９ａは、軸部２ａのテーパ面２ａ２と所定容積のシール空間Ｓを介して対向する。テーパ面２ａ２は上側に向かって漸次縮径し、軸部材２の回転により遠心力シールとしても機能する。また、シール部材９の下側端面９ｂは軸受スリーブ８の上側端面８ｂと当接している。動圧軸受装置の組立後、シール部材９で密封された動圧軸受装置１の内部空間には、流体として例えば潤滑油が充満され、この状態では、潤滑油の油面はシール空間Ｓの範囲内に維持される。なお、部品点数の削減および組立工数の削減のため、シール部材９をハウジング７と一体形成することもできる。あるいは、軸受スリーブ８の内周面８ａの上端部側領域をラジアル軸受面となる領域よりもわずかに大径に形成し、この大径に形成した領域の内径側に所定容積のシール空間が形成されるようにしても良い。
【００３１】
動圧軸受装置１は以上のように構成され、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる上下二つの領域は、それぞれ軸部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、その圧力によって軸部材２の軸部２ａ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とが形成される。
【００３２】
また、軸受スリーブ８の下側端面８ｃのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１とスラスト軸受隙間を介して対向し、底部７ｃの上側端面７ｃ１のスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と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、スラスト軸受隙間にも潤滑油の動圧が発生し、その圧力によって軸部材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および第２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。
【００３３】
上記構成の動圧軸受装置１の組立完了後、モータの組立時には、軸部材２の軸部２ａ上端に回転部材としてのディスクハブ３が圧入固定される。この圧入時には、軸部２ａの上端に設けたガイド面２ｃがディスクハブ３を圧入する際のガイドとなるので、ディスクハブ３がガイド面２ｃによってテーパ案内され、圧入に伴うディスクハブ３の傾きが抑制される。また、隣接外周面２ａ３とガイド面２ｃとの間にＲ形状の鈍化部２ｄを設けているので、圧入抵抗も低減される。従って、ディスクハブ３を傾斜させることなくスムーズに圧入することが可能となる。これにより、ディスクハブ３を軸部材２の軸部２ａ上端に圧入する際の圧入力を、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２を構成する部材の表面、すなわち、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１及び下側端面２ｂ２、軸受スリーブ８の下側端面８ｃ、底部７ｃの上側端面７ｃ１の降伏応力未満に規制することが可能となる。また、ディスクハブ３の圧入に際し、特別な装置等を必要とせず容易に圧入が可能であるため、モータの組立コストを低減することもできる。
【００３４】
本発明は、図２に示す動圧軸受装置１のみならず、以下に例示する他の動圧軸受装置にも同様に適用することができる。なお、以下の説明では、基本的に図２に示す実施形態と同一機能を有する部材および要素には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００３５】
図５は、動圧軸受装置の他の実施形態を示すものである。この動圧軸受装置１のスラスト軸受部Ｔは、ハウジング７の開口部側に位置し、一方のスラスト方向で軸部材２を軸受スリーブ８に対して非接触支持する。軸部材２の下端よりも上方にフランジ部２ｂが設けられ、このフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と軸受スリーブ８の上側端面８ｂとの間にスラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間が形成される。ハウジング７の開口部内周にはシール部材９が装着され、シール部材９の内周面９ａと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間にシール空間Ｓが形成される。シール部材９の下側端面９ｂはフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸方向隙間を介して対向しており、軸部材２が上方へ変位した際には、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１がシール部材９の下側端面９ｂと係合し、軸部材２の抜け止めがなされる。本実施形態においても、ディスクハブ３の圧入時に、その圧入力がスラスト軸受部Ｔを構成する部材の表面、すなわち、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２、軸受スリーブ８の上側端面８ｂの降伏応力未満となるように、図４に示すものと同様のガイド面２ｃ、隣接外周面２ａ３、鈍化部２ｄを設けている。
【００３６】
なお、上記実施形態において、ラジアル軸受部（Ｒ１、Ｒ２）の動圧溝は軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１に形成することもできる。また、スラスト軸受部（Ｔ、Ｔ１、Ｔ２）の動圧溝は、軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１および下側端面２ｂ２（図５に示す実施形態の場合、下側端面２ｂ２）に形成することもできる。
【００３７】
さらに、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Ｔ、Ｔ１、Ｔ２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。
【００３８】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受や多円弧軸受を採用しても良い。
【００３９】
図６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、軸受スリーブ８の内周面８ａ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８ａ３が円周方向所定間隔に設けられている。
【００４０】
図７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、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６で構成されている（いわゆる３円弧軸受）。３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６の曲率中心は、それぞれ、軸受スリーブ８（軸部２ａ）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８ａ４、８ａ５、８ａ６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形状を有している。そのため、軸受スリーブ８と軸部２ａ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流体が楔状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑流体の動圧作用によって、軸受スリーブ８と軸部２ａとが非接触支持される。尚、３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６の相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝を形成しても良い。
【００４１】
図８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、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９で構成されているが（いわゆる３円弧軸受）、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９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形状を有している。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８ａ７、８ａ８、８ａ９の相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝８ａ１０、８ａ１１、８ａ１２が形成されている。そのため、軸受スリーブ８と軸部２ａ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流体が楔状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑流体の動圧作用によって、軸受スリーブ８と軸部２ａとが非接触支持される。
【００４２】
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他の例を示している。この例では、図８に示す構成において、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９の最小隙間側の所定領域αが、それぞれ、軸受スリーブ８（軸部２ａ）の軸中心Ｏを曲率中心とする同心の円弧で構成されている。従って、各所定領域α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。
【００４３】
以上の各例における多円弧軸受は、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、ラジアル軸受部をステップ軸受や多円弧軸受で構成する場合、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、２つのラジアル軸受部を軸方向に離隔して設けた構成とする他、軸受スリーブ８の内周面８ａの上下領域に亘って１つのラジアル軸受部を設けた構成としても良い。
【００４４】
また、スラスト軸受部Ｔ、スラスト軸受部Ｔ１およびＴ２のうち一方又は双方は、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。
【００４５】
また、以上の実施形態では、動圧軸受装置１の内部に充満し、軸受スリーブ８と軸部材２との間のラジアル軸受隙間や、軸受スリーブ８およびハウジング７と軸部材２との間のスラスト軸受隙間に動圧を発生させる流体として、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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】スピンドルモータの概要を示す断面図である。
【図２】本発明にかかる動圧軸受装置の一構成例を示す断面図である。
【図３】軸受スリーブの縦断面図である。
【図４】軸部材の研削工程を示す概略図である。
【図５】動圧軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】従来の軸部材の研削工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 動圧軸受装置
２ 軸部材
２ａ 軸部
２ｂ フランジ部
２ａ３ ガイド面に隣接する外周面（隣接外周面）
２ｃ ガイド面
２ｄ 鈍化部
３ ディスクハブ（回転部材）
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
Ｒ１ 第１ラジアル軸受部
Ｒ２ 第２ラジアル軸受部
Ｔ１ 第１スラスト軸受部
Ｔ２ 第２スラスト軸受部
Ｔ スラスト軸受部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受隙間に生じる流体（潤滑流体）の動圧作用によって軸部材を非接触支持する動圧軸受装置に関するものである。この軸受装置は、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など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、プロジェクタのカラーホイール、あるいは電気機器、例えば軸流ファンなどの小型モータ用の軸受装置として好適である。
【背景技術】
【０００２】
上記各種モータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化などが求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の一つに当該モータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、この種の軸受として、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受（流体動圧軸受）の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。
【０００３】
例えば、ＨＤＤ等のディスク装置のスピンドルモータに組込まれる動圧軸受装置では、軸部材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と、軸部材をスラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部とが設けられる。ラジアル軸受部は軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間に形成したラジアル軸受隙間に、軸部材と軸受スリーブの相対回転による流体の動圧作用により、ラジアル方向で回転自在に非接触支持する。スラスト軸受部は、軸部材に設けたフランジ部の端面と、これに対向する軸受スリーブの端面等との間に形成したスラスト軸受隙間に、軸部材と軸受スリーブ等の相対回転による流体の動圧作用により、スラスト方向で回転自在に非接触支持する。
【０００４】
この種の動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータでは、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体（以下、ディスクという。）を載置するための回転部材（ディスクハブ）が動圧軸受装置の軸部材上部に、例えば、圧入等により固定されている（例えば、特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開２０００−２３５７６６号公報
【特許文献２】特開２００１−５４６２８号公報
【特許文献３】特開２００３―１７４７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般的に回転部材は動圧軸受装置の完成後に軸部材に固定されるが、固定手段として圧入を採用する場合、圧入時の圧入力によって動圧軸受装置の各所、特にスラスト軸受部を構成する部材の表面（例えば、軸部材に設けられるフランジ部の端面、軸受スリーブの端面、スラスト部材の端面やハウジングの内底面等。以下、「スラスト面」と称す。）には大きな荷重が付加され、ときにはスラスト面の塑性変形を招く可能性がある。特に、回転部材が傾いて圧入されると、圧入抵抗がさらに大きくなるためその傾向は益々顕著になる。スラスト面は、スラスト軸受隙間を高精度に管理できるよう、高い平面度を有し、かつ、スラスト軸受隙間を介して相対向するスラスト面のうち一方には高精度に形成された動圧発生手段、例えば動圧溝が設けられている。そして、回転部材の圧入に伴う荷重によりスラスト面の塑性変形が起こると、スラスト軸受機能の低下、つまり動圧軸受装置の回転精度の低下を招く可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明では、ディスクハブ等の回転部材を軸部材に圧入するに際し、スラスト面の塑性変形を防止して、良好なスラスト軸受機能を確保した動圧軸装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明で提供する動圧軸受装置は、軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、軸部材の外周に圧入された回転部材と、ラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部とを備え、回転部材は、スラスト軸受部を構成する部材表面の降伏応力未満の圧入力で圧入されたことを特徴とするものである。
【０００８】
このように、回転部材を軸部材にスラスト軸受部を構成する部材表面（スラスト面）の降伏応力未満の圧入力で圧入することにより、圧入時におけるスラスト面の塑性変形を防止して、スラスト面の面精度やスラスト面に設けられる動圧発生手段の形状精度を維持することができる。これにより、良好なスラスト軸受機能を確保することができる。
【０００９】
ここで、上記の流体（潤滑流体）としては、潤滑油（又は潤滑グリース）、磁性流体、エアー等の気体を用いることができる。
【００１０】
回転部材をスラスト面の降伏応力未満の圧入力で圧入するための手段として、例えば、圧入時における回転部材の傾きを抑える手段を採用することができる。より具体的には、軸部材の軸端（回転部材の挿入側の端部）にテーパ状のガイド面を形成する手段を採用することができる。通常、軸部材は研削加工により高精度に仕上げられるが、このガイド面は軸部材の回転精度には直接影響しないから、ガイド面を精度よく仕上げる必要はない。従って、軸部材の研削工程においては、例えば図１０に示すように、砥石３０で軸部材２０の外周面２１のみを研削し、ガイド面２２を未研削の旋削面の状態で放置すれば足りる。
【００１１】
しかしながら、外周面２１のみを研削すると、軸部材の外周面２１とガイド面２２の境界２３がピン角と呼ばれるエッジとなり、このエッジがディスクハブを軸端に圧入固定する際の抵抗となる。このエッジを除去するため、外周面の研削後に軸部材にバレル加工等を施すことも考えられるが、バレル加工では、研削面が荒れ、かつ傷の発生が懸念されるために軸受の性能上好ましくない。
【００１２】
以上の検証に基づき、軸部材の軸端に、回転部材を圧入する際のガイドとなるガイド面と、このガイド面に隣接する軸部材の外周面との間に、エッジを鈍化させた形状の鈍化部を設けることが好ましい。
【００１３】
ガイド面は、その機能上、これに隣接する軸部材の外周面よりも縮径した形状、例えば上方ほど縮径させたテーパ面状に形成される。ガイド面の位置は特に問わないが、通常は軸部材の上端に形成される。なお、軸部材に固定する回転部材の一例としては、ディスクを載置するディスクハブを挙げることができる。
【００１４】
上記のように、軸部材に回転部材を圧入する際のガイドとなるガイド面を設けることで、圧入の際には、回転部材が軸部材のガイド面にテーパ案内されるため、圧入に伴う当該回転部材の傾きが抑制される。また、ガイド面とこれに隣接する軸部材の外周面との間に、エッジを鈍化させた形状を有する鈍化部を設けているので、両面を、エッジを介することなく滑らかに連続させることができる。従って、回転部材を圧入する際の圧入抵抗が抑制され、回転部材を傾斜させることなくスムーズに圧入固定することが可能となる。これにより、回転部材の圧入時、スラスト面にその降伏応力以上の過大な負荷が加わる現象を回避することができる。
【００１５】
また、ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部を研削加工で仕上げることにより、圧入抵抗のさらなる低減を図ることができる。なお、加工能率を考慮すると、ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部は同時研削することが望ましい。
【００１６】
さらに、圧入抵抗をより一層低減させるためには、ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部の母線形状は極力滑らかに連続させるのがよい。かかる連続性を容易に実現可能とするため、鈍化部は曲面状に形成するのが望ましい。
【００１７】
上記構成の動圧軸受装置において、ラジアル軸受部は、ヘリングボーン形状等の軸方向に傾斜した形状の動圧溝を設けた動圧軸受、複数の軸方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた動圧軸受（ステップ軸受）、ラジアル軸受面を多円弧面で構成した動圧軸受（多円弧軸受）で構成することができる。
【００１８】
本発明の動圧軸受装置は、特にディスク装置のスピンドルモータに好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転部材の圧入時におけるスラスト面の塑性変形を防止して、スラスト面の面精度やスラスト面に設けられる動圧発生手段の形状精度を維持することができ、これにより、良好なスラスト軸受機能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態にかかる動圧軸受装置（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。この情報機器用スピンドルモータは、ＨＤＤ等のディスク装置に用いられるもので、軸部材２を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に取り付けられた回転部材としてのディスクハブ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と、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取り付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ３の内周に取り付けられている。ブラケット６は、その内周に動圧軸受装置１を装着している。また、ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが一枚または複数枚装着されている。この情報機器用スピンドルモータは、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との間に発生する電磁力でロータマグネット５が回転し、それに伴って軸部材２及びディスクハブ３、さらにはディスクハブ３に保持されたディスクＤが一体となって回転する。
【００２２】
図２は、上記スピンドルモータで使用される動圧軸受装置の第一の実施形態を示すものである。この実施形態にかかる動圧軸受装置１は、一端に底部７ｃを有するハウジング７と、ハウジング７に固定された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入される軸部材２と、シール部材９とを主要な構成部材として具備する。なお、説明の便宜上、ハウジング７の底部７ｃの側を下側、これと軸方向反対の側を上側として説明を進める。
【００２３】
軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間に第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設けられる。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｃと軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に第１スラスト軸受部Ｔ１が設けられ、ハウジング７の底部７ｃの上側端面７ｃ１とフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。
【００２４】
ハウジング７は、略円筒状の側部７ｂと、側部７ｂの一端開口を封口する略円盤状の底部７ｃとで構成されている。側部７ｂと底部７ｃは、例えば、ステンレス鋼や黄銅等の金属材料、あるいは樹脂材料で一体又は別体に形成される。この実施形態で側部７ｂと底部７ｃとは金属材料で別体として形成され、底部７ｃは側部７ｂの下端部に接着、圧入、レーザ溶接等の適宜の手段で固定されている。第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる底部７ｃの上側端面７ｃ１の一部領域には動圧発生手段が設けられており、図示は省略するが、例えばスパイラル形状に配列された動圧溝が形成されている。なお、側部７ｂと底部７ｃとを金属材料や樹脂材料で一体に型成形することもできる。その際、上側端面７ｃ１に設けられる動圧溝は、側部７ｂおよび底部７ｃからなるハウジング７の成形と同時に型成形することができ、これにより別途底部７ｃに動圧溝を成形する手間を省くことができる。動圧溝の形状としては、上記の他ヘリングボーン形状等を採用しても良い。
【００２５】
軸受スリーブ８は、例えば、黄銅やアルミ（アルミ合金）等の軟質金属材料、あるいは、焼結金属材料で円筒状に形成される。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のラジアル軸受面となる上下２つの領域に動圧発生手段が設けられており、該２つの領域には、例えばヘリングボーン形状の動圧溝が形成されている。具体的には、例えば図３に示すように、軸方向に離隔した上下２箇所の領域にヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成されており、上側領域の動圧溝８ａ１は、軸方向中心（上下の傾斜溝間領域の軸方向中心）に対して軸方向非対称に形成されており、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。また、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、１本又は複数本の軸方向溝８ｄ１が軸方向全長に亘って形成されている。なお、この実施形態では、３本の軸方向溝８ｄ１が円周方向等間隔に形成されている。
【００２６】
さらに、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる軸受スリーブ８の下側端面８ｃの一部領域には、図示は省略するが、動圧発生手段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。
【００２７】
軸部材２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料を旋削あるいは鍛造で粗成形した後、研削を施して形成される。図示例の軸部材２は、軸部２ａと、軸部２ａの下端に一体に設けられたフランジ部２ｂとで構成されている。なお、軸部２ａとフランジ部２ｂを別体とすることもでき、その場合、フランジ部２ｂを軸部２ａに圧入、溶接等することによって軸部材２が構成される。軸部材２の形態としては、上記の他、金属部分と樹脂部分からなるハイブリッド構造（例えば、軸部２ａを金属材料で形成し、フランジ部２ｂを樹脂材料で形成する。）とすることもできる。軸部２ａは軸受スリーブ８の内周に挿入され、軸部２ａの外周面２ａ１は、軸受スリーブ８の内周面８ａと対向する。
【００２８】
図４に拡大して示すように、軸部２ａの上端には、テーパ状のガイド面２ｃが形成される。ガイド面２ｃのテーパ角θ（軸心に対する傾斜角度）は５°〜２０°程度に形成される。このガイド面２ｃとガイド面２ｃに隣接する軸部材２の外周面２ａ３（以下、「隣接外周面」と称す。）との間の境界部ではエッジが消失しており、両面間にはエッジを鈍化させた形状の鈍化部２ｄが形成されている。この実施形態において、鈍化部２ｄは半径ｒの曲面状をなし、ガイド面２ｃと隣接外周面２ａ３とを滑らかに連続している。
【００２９】
本実施形態において、鈍化部２ｄは、上述した境界部をガイド面２ｃおよび隣接外周面２ａ３と同時研削することによって成形される。同時研削は、図４に示すように、隣接外周面２ａ３に対応するストレート部１１ａ、ガイド面２ｃに対応するテーパ部１１ｂ、鈍化部２ｄに対応する曲面部１１ｃを有する砥石１１によって行われる。砥石１１の曲面部１１ｃは、Ｒ０．１〜Ｒ０．５の範囲に形成され、この曲面部１１ｃを介して砥石１１のストレート部１１ａとテーパ部１１ｂを滑らかに連続させておく。この砥石１１を用いて軸部材２の外周を研削することにより、ガイド面２ｃ、鈍化部２ｄ、および隣接外周面２ａ３がエッジのない連続面となる。
【００３０】
ハウジング７の開口部７ａの内周には、金属材料あるいは樹脂材料で形成された環状のシール部材９が圧入、接着等の手段で固定されている。シール部材９の内周面９ａは、軸部２ａのテーパ面２ａ２と所定容積のシール空間Ｓを介して対向する。テーパ面２ａ２は上側に向かって漸次縮径し、軸部材２の回転により遠心力シールとしても機能する。また、シール部材９の下側端面９ｂは軸受スリーブ８の上側端面８ｂと当接している。動圧軸受装置の組立後、シール部材９で密封された動圧軸受装置１の内部空間には、流体として例えば潤滑油が充満され、この状態では、潤滑油の油面はシール空間Ｓの範囲内に維持される。なお、部品点数の削減および組立工数の削減のため、シール部材９をハウジング７と一体形成することもできる。あるいは、軸受スリーブ８の内周面８ａの上端部側領域をラジアル軸受面となる領域よりもわずかに大径に形成し、この大径に形成した領域の内径側に所定容積のシール空間が形成されるようにしても良い。
【００３１】
動圧軸受装置１は以上のように構成され、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる上下二つの領域は、それぞれ軸部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、その圧力によって軸部材２の軸部２ａ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とが形成される。
【００３２】
また、軸受スリーブ８の下側端面８ｃのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１とスラスト軸受隙間を介して対向し、底部７ｃの上側端面７ｃ１のスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と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、スラスト軸受隙間にも潤滑油の動圧が発生し、その圧力によって軸部材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および第２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。
【００３３】
上記構成の動圧軸受装置１の組立完了後、モータの組立時には、軸部材２の軸部２ａ上端に回転部材としてのディスクハブ３が圧入固定される。この圧入時には、軸部２ａの上端に設けたガイド面２ｃがディスクハブ３を圧入する際のガイドとなるので、ディスクハブ３がガイド面２ｃによってテーパ案内され、圧入に伴うディスクハブ３の傾きが抑制される。また、隣接外周面２ａ３とガイド面２ｃとの間にＲ形状の鈍化部２ｄを設けているので、圧入抵抗も低減される。従って、ディスクハブ３を傾斜させることなくスムーズに圧入することが可能となる。これにより、ディスクハブ３を軸部材２の軸部２ａ上端に圧入する際の圧入力を、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２を構成する部材の表面、すなわち、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１及び下側端面２ｂ２、軸受スリーブ８の下側端面８ｃ、底部７ｃの上側端面７ｃ１の降伏応力未満に規制することが可能となる。また、ディスクハブ３の圧入に際し、特別な装置等を必要とせず容易に圧入が可能であるため、モータの組立コストを低減することもできる。
【００３４】
本発明は、図２に示す動圧軸受装置１のみならず、以下に例示する他の動圧軸受装置にも同様に適用することができる。なお、以下の説明では、基本的に図２に示す実施形態と同一機能を有する部材および要素には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００３５】
図５は、動圧軸受装置の他の実施形態を示すものである。この動圧軸受装置１のスラスト軸受部Ｔは、ハウジング７の開口部側に位置し、一方のスラスト方向で軸部材２を軸受スリーブ８に対して非接触支持する。軸部材２の下端よりも上方にフランジ部２ｂが設けられ、このフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と軸受スリーブ８の上側端面８ｂとの間にスラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間が形成される。ハウジング７の開口部内周にはシール部材９が装着され、シール部材９の内周面９ａと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間にシール空間Ｓが形成される。シール部材９の下側端面９ｂはフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸方向隙間を介して対向しており、軸部材２が上方へ変位した際には、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１がシール部材９の下側端面９ｂと係合し、軸部材２の抜け止めがなされる。本実施形態においても、ディスクハブ３の圧入時に、その圧入力がスラスト軸受部Ｔを構成する部材の表面、すなわち、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２、軸受スリーブ８の上側端面８ｂの降伏応力未満となるように、図４に示すものと同様のガイド面２ｃ、隣接外周面２ａ３、鈍化部２ｄを設けている。
【００３６】
なお、上記実施形態において、ラジアル軸受部（Ｒ１、Ｒ２）の動圧溝は軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１に形成することもできる。また、スラスト軸受部（Ｔ、Ｔ１、Ｔ２）の動圧溝は、軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１および下側端面２ｂ２（図５に示す実施形態の場合、下側端面２ｂ２）に形成することもできる。
【００３７】
さらに、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Ｔ、Ｔ１、Ｔ２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。
【００３８】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受や多円弧軸受を採用しても良い。
【００３９】
図６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、軸受スリーブ８の内周面８ａ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８ａ３が円周方向所定間隔に設けられている。
【００４０】
図７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、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６で構成されている（いわゆる３円弧軸受）。３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６の曲率中心は、それぞれ、軸受スリーブ８（軸部２ａ）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８ａ４、８ａ５、８ａ６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形状を有している。そのため、軸受スリーブ８と軸部２ａ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流体が楔状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑流体の動圧作用によって、軸受スリーブ８と軸部２ａとが非接触支持される。尚、３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６の相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝を形成しても良い。
【００４１】
図８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、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９で構成されているが（いわゆる３円弧軸受）、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９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形状を有している。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８ａ７、８ａ８、８ａ９の相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝８ａ１０、８ａ１１、８ａ１２が形成されている。そのため、軸受スリーブ８と軸部２ａ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流体が楔状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑流体の動圧作用によって、軸受スリーブ８と軸部２ａとが非接触支持される。
【００４２】
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他の例を示している。この例では、図８に示す構成において、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９の最小隙間側の所定領域αが、それぞれ、軸受スリーブ８（軸部２ａ）の軸中心Ｏを曲率中心とする同心の円弧で構成されている。従って、各所定領域α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。
【００４３】
以上の各例における多円弧軸受は、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、ラジアル軸受部をステップ軸受や多円弧軸受で構成する場合、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、２つのラジアル軸受部を軸方向に離隔して設けた構成とする他、軸受スリーブ８の内周面８ａの上下領域に亘って１つのラジアル軸受部を設けた構成としても良い。
【００４４】
また、スラスト軸受部Ｔ、スラスト軸受部Ｔ１およびＴ２のうち一方又は双方は、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。
【００４５】
また、以上の実施形態では、動圧軸受装置１の内部に充満し、軸受スリーブ８と軸部材２との間のラジアル軸受隙間や、軸受スリーブ８およびハウジング７と軸部材２との間のスラスト軸受隙間に動圧を発生させる流体として、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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】スピンドルモータの概要を示す断面図である。
【図２】本発明にかかる動圧軸受装置の一構成例を示す断面図である。
【図３】軸受スリーブの縦断面図である。
【図４】軸部材の研削工程を示す概略図である。
【図５】動圧軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】従来の軸部材の研削工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 動圧軸受装置
２ 軸部材
２ａ 軸部
２ｂ フランジ部
２ａ３ ガイド面に隣接する外周面（隣接外周面）
２ｃ ガイド面
２ｄ 鈍化部
３ ディスクハブ（回転部材）
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
Ｒ１ 第１ラジアル軸受部
Ｒ２ 第２ラジアル軸受部
Ｔ１ 第１スラスト軸受部
Ｔ２ 第２スラスト軸受部
Ｔ スラスト軸受部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受スリーブと、該軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、該軸部材の外周に圧入された回転部材と、ラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置において、
前記回転部材は、スラスト軸受部を構成する部材表面の降伏応力未満の圧入力で軸部材に圧入されたことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記軸部材に、前記回転部材を圧入する際のガイドとなるガイド面を設け、このガイド面とこれに隣接する軸部材の外周面との間に、エッジを鈍化させた形状の鈍化部を設けたことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
前記ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部が研削加工されている請求項１又は２何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
前記鈍化部が曲面状に形成されている請求項１〜３何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項５】
前記回転部材が、ディスクを載置するディスクハブであることを特徴とする請求項１〜４何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項６】
前記ラジアル軸受部が、動圧発生手段として動圧溝を有することを特徴とする請求項１〜５何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項７】
前記ラジアル軸受部が、多円弧軸受で構成されていることを特徴とする請求項１〜５何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項８】
請求項１〜７何れか記載の動圧軸受装置を備えたディスク装置のスピンドルモータ。
【請求項１】
軸受スリーブと、該軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、該軸部材の外周に圧入された回転部材と、ラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置において、
前記回転部材は、スラスト軸受部を構成する部材表面の降伏応力未満の圧入力で軸部材に圧入されたことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記軸部材に、前記回転部材を圧入する際のガイドとなるガイド面を設け、このガイド面とこれに隣接する軸部材の外周面との間に、エッジを鈍化させた形状の鈍化部を設けたことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
前記ガイド面、ガイド面に隣接する軸部材の外周面、および鈍化部が研削加工されている請求項１又は２何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
前記鈍化部が曲面状に形成されている請求項１〜３何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項５】
前記回転部材が、ディスクを載置するディスクハブであることを特徴とする請求項１〜４何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項６】
前記ラジアル軸受部が、動圧発生手段として動圧溝を有することを特徴とする請求項１〜５何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項７】
前記ラジアル軸受部が、多円弧軸受で構成されていることを特徴とする請求項１〜５何れか記載の動圧軸受装置。
【請求項８】
請求項１〜７何れか記載の動圧軸受装置を備えたディスク装置のスピンドルモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２００５８３（Ｐ２００６−２００５８３Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０７５１（Ｐ２００５−１０７５１）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]