動圧軸受装置
【課題】 摺動特性に優れ、長期間安定した軸受性能を発揮できる動圧軸受装置を低コストに提供する。
【解決手段】 動圧軸受装置１において、スラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間が、軸受スリーブ８の上側端面８ａとこれに対向するフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に形成されている。さらに、軸部材２のフランジ部２ｂは樹脂で形成されている。
【解決手段】 動圧軸受装置１において、スラスト軸受部Ｔのスラスト軸受隙間が、軸受スリーブ８の上側端面８ａとこれに対向するフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に形成されている。さらに、軸部材２のフランジ部２ｂは樹脂で形成されている。
【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）の動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置に関する。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等に搭載するスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）などに搭載するポリゴンスキャナモータ用、あるいは軸流ファンなどの電気機器に搭載する小型モータ用として好適である。
【背景技術】
【０００２】
この種の動圧軸受装置は、軸部材をラジアル方向で回転自在に支持するラジアル軸受部と、スラスト方向で回転自在に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、ラジアル軸受隙間に生じた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動圧軸受で構成される。スラスト軸受部としては、ラジアル軸受部と同様に、軸受隙間（スラスト軸受隙間）に生じた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動圧軸受が使用される場合が多い。
【０００３】
スラスト軸受部に動圧軸受を使用した動圧軸受装置では、軸部材を、軸部と軸部の外径方向に張り出したフランジ部とで構成する場合があり、このようなフランジ付軸部材の一例として、金属製の軸部とフランジ部とを別体に成形した後、圧入固定により一体化した軸部材が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１７５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸部材を上記特許文献１に記載されているように製造する場合、両者を一体に連結する作業が必要となる。さらに、フランジ部の端面に動圧発生手段として例えば動圧溝を形成する場合、動圧溝の形成作業が別途必要になる。このように軸部材の製作工程で多くの工程が必要となることから、軸部材の製作コストが高騰する傾向にある。また、軸部材の重量が嵩むので特に軸部材側を回転させる場合には、起動時のトルクが大きくなって始動時間が長期化する、定常回転時にも必要トルクが増大するために高速回転が困難となり、電源の消費電力が増大するなどの点も問題となる場合がある。
【０００５】
そこで本発明は、摺動特性に優れ、長期間安定した軸受性能を発揮できる動圧軸受装置を低コストに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明にかかる動圧軸受装置は、一端が開口したハウジングと、ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転し、軸部とその外径側に張り出したフランジ部とを有する軸部材と、軸受スリーブと軸部材との間の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、前記スラスト軸受部のスラスト軸受隙間が、前記軸受スリーブのハウジング開口側の端面とこれに対向するフランジ部の端面との間に形成され、前記軸部材のフランジ部が樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
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）、磁性流体等の液体の他、エアー等の気体を用いることができる。
【０００８】
上記のように、本発明におけるスラスト軸受部はハウジングの開口側に設けられ、スラスト軸受隙間は、フランジ部の端面と、これに対向する軸受スリーブのハウジング開口側の端面との間に形成される。
【０００９】
軸部材を構成するフランジ部を樹脂材料で形成することで、軸部材の軽量化を図ることができる。従って、軸部材が回転するに際して必要なトルクを減じ、起動時間の短縮や高速回転化を図ることができる。また、樹脂材料は摺動特性に優れるため、焼結金属等からなる金属製軸受スリーブとの間に形成されるスラスト軸受部での摩擦係数を減じて、良好な摺動性能を有する動圧軸受装置を提供することができる。
【００１０】
ハウジングの内部には流体（例えば、潤滑油）が充満され、この潤滑油を密封するため、ハウジングには、軸部材との間でシール空間を形成するシール部材を設けるのが望ましい。この場合、スラスト方向での軸部材の抜けを防止するため、シール部材がフランジ部と軸方向で係合可能となるように構成するのが望ましい。
【００１１】
前記シール空間は、直線状に形成する他、ハウジングの内部側に向かって漸次縮小するテーパ状に形成することもできる。シール空間をテーパ状にすることで、シール空間による流体の保持力（毛細管力や遠心力等による保持作用）を高めると共に、シール空間の容積を大きくすることができるため、動圧軸受装置内の温度変化や圧力変化等に伴う流体の容積変化への対応力を向上させることができる。なお、シール空間をテーパ状に形成する手段として、シール空間に臨む軸部材の表面及びシール部材の表面のうち少なくとも一方をテーパ面に形成することができる。
【００１２】
軸部材は、金属製の軸部と樹脂製のフランジ部との複合品とすることができる。この場合、樹脂製のフランジ部は、金属製の軸部をアウトサート部品として、樹脂材料の射出成形により軸部に一体成形することができる（アウトサート成形）。このように軸部材をアウトサート成形すれば、型精度を高め、かつ型内でアウトサート部品としての軸部を精度良く位置決めするだけで、接着や圧入等の固着作業を排除し、高精度な軸部材を低コストに形成することができる。軸部材は、その特性上、軸部とフランジ部の直角度をはじめ、高い寸法精度が要求されるが、アウトサート成形であれば、この種の要求にも十分対応することができる。なお、金属と樹脂の接合強度を高めるために、軸部のフランジ部の固定部分となる領域には円周方向溝等の凹部を形成したり、ローレット加工等の粗面加工を施したりしておくことがより望ましい。
【００１３】
前記軸部材において、スラスト軸受隙間に面するフランジ部の端面に動圧発生手段、例えば動圧溝を設けることで、スラスト軸受部を動圧軸受で構成することができる。この場合、フランジ部の動圧溝は、動圧溝形状に対応した溝型を用いることでフランジ部の射出成形と同時に成形することができ、動圧溝を高精度かつ低コストに成形することができる。
【００１４】
ラジアル軸受部は、流体の動圧作用により圧力を発生させることができれば特にその形態を問わず、例えばラジアル軸受隙間に複数のくさび状隙間を有する動圧軸受（多円弧軸受）の他、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等間隔に設けた動圧軸受（ステップ軸受）で構成することができる。
【００１５】
以上の構成を有する動圧軸受装置は、例えばＨＤＤ等のディスク装置用のスピンドルモータに好ましく使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、軸部材のフランジ部を樹脂材料で形成しているので、軸部材を軽量化し、摺動特性に優れた動圧軸受装置を提供することができる。このような軸部材は、金属からなる軸部をアウトサート部品とした樹脂の射出成形で成形することができ、さらにこのときフランジ部には、スラスト軸受隙間に流体動圧を発生させるための動圧発生手段としての例えば動圧溝を、型成形により高精度かつ低コストに成形することができる。以上のことから、本発明によれば、動圧軸受装置を高精度かつ低コストに製造することができ、この動圧軸受装置を備えた情報機器、例えばディスク装置のスピンドルモータの動作安定性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、この実施形態にかかる動圧軸受装置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を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に装着されたロータ（ディスクハブ）３と、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る。動圧軸受装置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が一また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。
【００１９】
図２は、動圧軸受装置１の拡大断面図である。図示のように、この動圧軸受装置１は、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、軸部材２と、シール部材１０とを主要な構成部品としている。この実施形態では、軸部材２が回転側の部材となり、ハウジング７、軸受スリーブ８、およびシール部材１０が固定側の部材となる。
【００２０】
ハウジング７は、軟質金属（黄銅等）やステンレス鋼等の金属材料、または、熱可塑樹脂等の樹脂材料で、一端に開口部７ａを有すると共に、他端を封口した有底円筒状に形成され、円筒状の側部７ｂと、側部７ｂの他端側に一体に連続した底部７ｃとを備えている。軸受スリーブ８をインサート部品としてハウジング７を型成形（インサート成形）してもよい。この他、側部７ｂと底部７ｃとを別体に形成し、両者を接着、溶着（レーザ溶接や超音波溶着等）の手段で相互に結合することもできる。なお、以下の説明では、便宜上、ハウジング７の底部７ｃの側を下側、開口部７ａの側を上側として説明を進める。
【００２１】
軸部材２は、後に詳述するが、金属材料からなる軸部２ａと、樹脂材料からなり軸部２ａの外径側に張り出したフランジ部２ｂとを一体成形した複合品である。フランジ部２ｂは軸部２ａの下端よりも上方に設けられている。フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２のスラスト軸受面となる領域には、図示は省略するが、動圧発生手段としての例えばスパイラル形状等に配列した複数の動圧溝が形成され、軸受スリーブ８の上側端面８ａと対向し、軸部材２の回転時には、両面２ｂ２、８ａ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。
【００２２】
フランジ部２ｂに使用する樹脂として熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、非結晶性樹脂として、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、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、結晶性樹脂として、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）等を用いることができる。
【００２３】
また、この樹脂には必要に応じて充填材を添加することもできる。充填材の種類は特に限定されないが、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ー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、あるいは、二種以上を混合して使用しても良い。
【００２４】
軸受スリーブ８は、ハウジング７の内周に固定される。この時、軸受スリーブ８の下側端面８ｂをハウジング７の底部７ｃに当接させることにより、軸受スリーブ８の軸方向での位置決めが行なわれる。軸受スリーブ８のハウジング内周への固定方法は、圧入、接着、圧入と接着の併用、あるいは溶着等の固定手段が設計条件に応じて選択される。
【００２５】
軸受スリーブ８は、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る。このような焼結金属は、内部に多数の気孔（内部組織としての気孔）を備えていると共に、これら気孔が外表面に通じて形成される多数の開孔を備えている。この焼結金属は、潤滑油や潤滑グリースを含浸させた含油焼結金属として用いられる。なお、焼結金属に限らず、例えば黄銅等の軟質金属で軸受スリーブ８を形成することも可能である。
【００２６】
本実施形態において、軸受スリーブ８の内周面の上下に離隔した２つの領域には、図３に示すように、第一ラジアル軸受部Ｒ１および第二ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面となる複数の円弧面１３がそれぞれ形成される。各円弧面１３は、回転軸芯Ｏから等距離オフセットした点を中心とする偏心円弧面であり、円周方向で等間隔に形成される。各偏心円弧面１３の間に軸方向の分離溝１４が形成されている。
【００２７】
軸受スリーブ８の内周面に軸部材２の軸部２ａを挿入することにより、軸受スリーブ８の偏心円弧面１３と軸部２ａの真円状外周面との間に、第一および第二ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の各ラジアル軸受隙間がそれぞれ形成される。ラジアル軸受隙間（偏心した円弧面１３と対向する領域）は、隙間幅を円周方向の一方で漸次縮小させたくさび状隙間１５となる。くさび状隙間１５の縮小方向は軸部材２の回転方向に一致している。
【００２８】
シール部材１０は、黄銅等の金属材料や樹脂材料で形成された円環状をなす部材であり、接着、圧入、あるいは溶着等の固定手段でハウジング７（側部７ｂ）の開口部７ａ内周に固定される。シール部材１０の円筒状の内周面１０ａは、軸部２ａの外周面と所定のシール空間Ｓを介して対向し、毛細管シールを構成する。シール部材１０で密封されたハウジング７の内部空間には、軸受スリーブ８の内部気孔も含めて、潤滑流体としての潤滑油が充満されている。この潤滑油の油面は、シール空間Ｓの範囲内に維持される。
【００２９】
なお、シール空間Ｓは、図４に示すように、上側（ハウジング７に対して外部側）に向かって漸次隙間幅を拡大させたテーパ状のシール空間Ｓ’とすることもできる。このようなテーパ状のシール空間Ｓ’を設けることにより、シール空間Ｓ’による潤滑油の保持力（毛細管力等）を高めると共に、シール空間Ｓ’の容積を大きくすることができるため、動圧軸受装置内の温度変化や圧力変化等に伴う潤滑油の容積変化への対応力を向上させることができる。なお、図４では、シール部材１０の内周面１０ａをテーパ面状に形成する場合を例示しているが、軸部２ａの外周面をテーパ面状に形成して（図示省略）、テーパ状のシール空間Ｓ’を形成することもできる。
【００３０】
シール部材１０の下側端面１０ｂは、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸方向の隙間を介して対向している。軸部材２が軸方向上方へ変位すると、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１がシール部材１０の下側端面１０ｂと軸方向で係合し、軸部材２の抜け止めがなされる。このように本実施形態におけるシール部材１０は、シールとしてだけでなく、抜け止めとしての機能も併せ持つものである。よって、抜け止めのための別部材を設ける必要はなく、部品点数を低減して動圧軸受装置の低コスト化を図ることができる。
【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の内周面のラジアル軸受面となる領域（上下二箇所の領域）は、それぞれ軸部材２の外周面とラジアル軸受隙間を介して対向し、それぞれ多円弧軸受（テーパ軸受とも称される）を構成する。軸部材２の回転に伴い、ラジアル軸受隙間内の潤滑油がくさび状隙間１５の縮小側に押し込まれて、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、軸受スリーブ８と軸部２ａを非接触支持する第一ラジアル軸受部Ｒ１と第二ラジアル軸受部Ｒ２がそれぞれ構成される。
【００３２】
同時に、スラスト軸受隙間にも動圧溝の動圧作用によって潤滑油の圧力が発生し、スラスト軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって、軸部材２のフランジ部２ｂが一方のスラスト方向に回転自在に非接触支持され、軸部材２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Ｔが構成される。
【００３３】
以下、上記軸部材２の構成例を図５および図６に基づいて説明する。
【００３４】
軸部材２は、軸部２ａを金属製とすると共に、フランジ部２ｂを樹脂製とし、両者を一体成形したものである。軸部２ａを金属製にすることで、軸受剛性を高め、ラジアル軸受隙間の寸法管理を容易に行えると共に、軸部外周面の摺動性能のばらつきを抑えることができる。また、フランジ部２ｂを樹脂製とすることで、軸部材２を軽量化できるため、回転に必要なトルクを減じ、起動時間の短縮や高速回転化を図ることができる。さらに樹脂製のフランジ部２ｂは、摺動特性に優れるという特徴も有する。図５は、上記軸部材２の第１の実施形態を示すもので、（ａ）図は軸部２ａを構成する軸状部材２０の斜視図を、（ｂ）図はフランジ付き軸部材２の斜視図を、（ｃ）図はフランジ付き軸部材２の縦断面図をそれぞれ表す。
【００３５】
軸状部材２０はステンレス鋼等の金属材で円柱状に形成されている。このとき、軸状部材２０の外周の一部領域（フランジ部２ｂの固定領域）には、フランジ部２ｂの固着力強化および回り止めを図るための連結部１１が形成されていることが望ましい。連結部１１の形態としては種々の形態が考えられる。図５（ａ）〜（ｃ）はその一例を示すものであり、円周方向溝２６と、この溝の少なくとも一箇所以上に設けた軸方向の突条２７とからなる連結部１１を例示している。なお、上記のような連結部１１を設けなくとも、軸部材２に要求される性能に応じて、その他の適宜の手段、例えばローレット加工等の粗面加工を施すことで、固着力を向上させてもよい。
【００３６】
上記の軸部材２は、図示は省略するが、例えば上型と下型を備えた射出成形型を用い、連結部１１を設けた円柱状の軸状部材２０をアウトサート部品として、樹脂材１９を射出成形（アウトサート成形）することにより、軸部２ａとフランジ部２ｂとが一体に成形される。連結部１１を設けた場合、樹脂が円周方向溝２６に入り込み、軸状部材２０と樹脂材１９とが軸方向及び半径方向で係合することで固着力が強化され、突条２７が回り止めとなる。射出成形型には、樹脂を充填するゲートが設けられている。ゲートとしては点ゲートが一般的であるが、射出成形後のゲート跡がフランジ部２ｂの両端面２ｂ１、２ｂ２および側面の何れの面に残った場合でも、軸受性能を低下させる恐れがあることから、フランジ部２ｂの外径形状に対応したフィルムゲートを設け樹脂を充填するのが望ましい。このとき、射出成形型に動圧溝形状を形成しておけば、軸部材２の成形と同時にフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に動圧溝を形成することができる。このように動圧溝を型成形すれば高精度な溝形状が安定して確保でき、かつ成形コストの低減を図ることができる。
【００３７】
図６（ａ）〜（ｃ）に示す第２の実施形態の軸部材２は、軸状部材２０の外周の一部領域に軸状部材２０の外径よりも小径な凹部２８を設け、この凹部２８の外周に連結部１１を形成したもので、連結部１１は、凹部２８の外周面に設けた回り止めのための軸方向溝３１と、固着力強化のための一又は複数の円周方向溝３２とで構成されている。この形態では、図５に示す第１の実施形態よりも、軸状部材２０と樹脂材１９の係合面積が大きくなるため、より強固な固着力を得ることができる。
【００３８】
上記の軸部材２において、金属製の軸部２ａと樹脂製のフランジ部２ｂとはアウトサート成形により一体成形されているので、型精度を高め、アウトサート部品としての軸状部材２０を精度良く位置決めするだけで、高精度な軸部材２を低コストに成形することができる。さらに、アウトサート成形時には、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に動圧溝が同時に成形される。以上のことから、軸部材２に要求される剛性や強度を確保しつつ、軽量化を図ることができるため、摺動特性に優れ、安定した回転精度を長期間にわたって発揮できる動圧軸受装置を低コストに提供することが可能となる。
【００３９】
図７に、動圧軸受装置１の他の実施形態を示す。この動圧軸受装置１は、図２に示す実施形態と異なり、シール部材１０の内周面１０ａと、フランジ部２ｂの外周面との間にシール空間Ｓを形成したものである。シール部材１０に抜け止めとしての機能はないので、必要があれば、別途適当な手段で軸部材２の抜け止めを図る必要がある。シール空間Ｓは、図８に示すように、テーパ状のシール空間Ｓ’とすることもでき、この場合、図示のように、シール部材１０の内周面１０ａをテーパ面状に形成する他、軸部２ａの外周面をテーパ面状に形成することもできる。これ以外の構成は、図２に示す実施形態と共通するので、構成および機能が共通する部材には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
さらに、軸部材２の抜止めを考慮したものとして、例えば図９に示すような構成を挙げることができる。同図におけるシール空間Ｓ’は、フランジ部２ｂに設けられた軸方向の段差によって区画形成された外周面のうち、上側の外周面２ｂ３と、これに対向するシール部材１０の内周面１０ａとの間に形成される。また、段によって区画形成された上側端面２ｂ１のうち外径側の端面２ｂ４は、シール部材１０の下側端面１０ｂと対向する。
【００４１】
このような構成とすることで、シール空間Ｓ’には遠心力および毛細管力によるシール作用とが生じ、さらにはシール空間の容積拡大により、潤滑油の外部への漏れ出しが防止される。また、軸部材２の上方への相対変位時、フランジ部２ｂの外径側端面２ｂ４がシール部材１０の下側端面１０ｂと軸方向で係合することで、軸部材２の抜止めがなされる。
【００４２】
また、この図示例では、シール部材１０は、その下側端面１０ｂの、外径側端面２ｂ４と対向しない箇所を下方に向けて突出させた形態をなす。そのため、シール部材１０の下方突出部１０ｃをスリーブ部材８の上側端面８ｂに当接させることで、シール部材１０の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。
【００４３】
図１０は、第一および第二ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を構成する多円弧軸受の他の実施形態を示すものである。この実施形態では、図３に示す構成において、各偏心円弧面１３の最小隙間側の所定領域θが、それぞれ回転軸心Ｏを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θにおいて、ラジアル軸受隙間（最小隙間）は一定となる。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。
【００４４】
図１１では、軸受スリーブ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１３で形成されると共に、３つの円弧面１３の中心は、回転軸心Ｏから等距離オフセットされている。３つの偏心円弧面１３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漸次縮小した形状を有している。
【００４５】
以上に説明したラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の多円弧軸受は、何れもいわゆる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、さらには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よい。また、ラジアル軸受部は以上のように、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ほか、軸受スリーブ８の内周面の上下領域にわたって１つのラジアル軸受部を設けた構成としても良い。
【００４６】
以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、複数の円弧面からなる多円弧軸受を例示したが、ラジアル軸受部の形態はこれに限定されず、軸受スリーブ８の内周面のラジアル軸受面となる領域に、ヘリングボーン形状やスパイラル形状等に配列した複数の動圧溝からなる動圧軸受の他、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を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受で構成することもできる。また、これらの円弧面や動圧溝は、軸部２ａの外周面に形成することもできる。
【００４７】
さらに、スラスト軸受部Ｔとして、以上の実施形態ではスパイラル形状等に配列された複数の動圧溝からなる動圧軸受を例示したが、これ以外にも例えば、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２の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）。
【００４８】
なお、以上の実施形態では、動圧軸受装置１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、例えば磁性流体や空気等の気体を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の動圧軸受装置を備えるＨＤＤ用スピンドルモータの断面図である。
【図２】上記動圧軸受装置の断面図である。
【図３】ラジアル軸受部の断面図である。
【図４】シール空間の他の構成例を示す拡大断面図である。
【図５】（ａ）図は軸部材を構成する軸状部材の斜視図、（ｂ）図はフランジ付き軸部材の斜視図、（ｃ）図はフランジ付き軸部材の縦断面図である。
【図６】（ａ）図は軸部材を構成する他の軸状部材の斜視図、（ｂ）図は他のフランジ付き軸部材の斜視図、（ｃ）図は他のフランジ付き軸部材の縦断面図である。
【図７】動圧軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】シール空間の他の構成例を示す拡大断面図である。
【図９】シール空間の他の構成例を示す拡大断面図である。
【図１０】ラジアル軸受部の他の構成例を示す断面図である。
【図１１】ラジアル軸受部の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 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
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
１０ シール部材
１３ 円弧面
１５ くさび状隙間
Ｒ１ 第一ラジアル軸受部
Ｒ２ 第二ラジアル軸受部
Ｓ シール空間
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）の動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置に関する。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等に搭載するスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）などに搭載するポリゴンスキャナモータ用、あるいは軸流ファンなどの電気機器に搭載する小型モータ用として好適である。
【背景技術】
【０００２】
この種の動圧軸受装置は、軸部材をラジアル方向で回転自在に支持するラジアル軸受部と、スラスト方向で回転自在に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、ラジアル軸受隙間に生じた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動圧軸受で構成される。スラスト軸受部としては、ラジアル軸受部と同様に、軸受隙間（スラスト軸受隙間）に生じた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動圧軸受が使用される場合が多い。
【０００３】
スラスト軸受部に動圧軸受を使用した動圧軸受装置では、軸部材を、軸部と軸部の外径方向に張り出したフランジ部とで構成する場合があり、このようなフランジ付軸部材の一例として、金属製の軸部とフランジ部とを別体に成形した後、圧入固定により一体化した軸部材が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１７５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸部材を上記特許文献１に記載されているように製造する場合、両者を一体に連結する作業が必要となる。さらに、フランジ部の端面に動圧発生手段として例えば動圧溝を形成する場合、動圧溝の形成作業が別途必要になる。このように軸部材の製作工程で多くの工程が必要となることから、軸部材の製作コストが高騰する傾向にある。また、軸部材の重量が嵩むので特に軸部材側を回転させる場合には、起動時のトルクが大きくなって始動時間が長期化する、定常回転時にも必要トルクが増大するために高速回転が困難となり、電源の消費電力が増大するなどの点も問題となる場合がある。
【０００５】
そこで本発明は、摺動特性に優れ、長期間安定した軸受性能を発揮できる動圧軸受装置を低コストに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明にかかる動圧軸受装置は、一端が開口したハウジングと、ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転し、軸部とその外径側に張り出したフランジ部とを有する軸部材と、軸受スリーブと軸部材との間の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、前記スラスト軸受部のスラスト軸受隙間が、前記軸受スリーブのハウジング開口側の端面とこれに対向するフランジ部の端面との間に形成され、前記軸部材のフランジ部が樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
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）、磁性流体等の液体の他、エアー等の気体を用いることができる。
【０００８】
上記のように、本発明におけるスラスト軸受部はハウジングの開口側に設けられ、スラスト軸受隙間は、フランジ部の端面と、これに対向する軸受スリーブのハウジング開口側の端面との間に形成される。
【０００９】
軸部材を構成するフランジ部を樹脂材料で形成することで、軸部材の軽量化を図ることができる。従って、軸部材が回転するに際して必要なトルクを減じ、起動時間の短縮や高速回転化を図ることができる。また、樹脂材料は摺動特性に優れるため、焼結金属等からなる金属製軸受スリーブとの間に形成されるスラスト軸受部での摩擦係数を減じて、良好な摺動性能を有する動圧軸受装置を提供することができる。
【００１０】
ハウジングの内部には流体（例えば、潤滑油）が充満され、この潤滑油を密封するため、ハウジングには、軸部材との間でシール空間を形成するシール部材を設けるのが望ましい。この場合、スラスト方向での軸部材の抜けを防止するため、シール部材がフランジ部と軸方向で係合可能となるように構成するのが望ましい。
【００１１】
前記シール空間は、直線状に形成する他、ハウジングの内部側に向かって漸次縮小するテーパ状に形成することもできる。シール空間をテーパ状にすることで、シール空間による流体の保持力（毛細管力や遠心力等による保持作用）を高めると共に、シール空間の容積を大きくすることができるため、動圧軸受装置内の温度変化や圧力変化等に伴う流体の容積変化への対応力を向上させることができる。なお、シール空間をテーパ状に形成する手段として、シール空間に臨む軸部材の表面及びシール部材の表面のうち少なくとも一方をテーパ面に形成することができる。
【００１２】
軸部材は、金属製の軸部と樹脂製のフランジ部との複合品とすることができる。この場合、樹脂製のフランジ部は、金属製の軸部をアウトサート部品として、樹脂材料の射出成形により軸部に一体成形することができる（アウトサート成形）。このように軸部材をアウトサート成形すれば、型精度を高め、かつ型内でアウトサート部品としての軸部を精度良く位置決めするだけで、接着や圧入等の固着作業を排除し、高精度な軸部材を低コストに形成することができる。軸部材は、その特性上、軸部とフランジ部の直角度をはじめ、高い寸法精度が要求されるが、アウトサート成形であれば、この種の要求にも十分対応することができる。なお、金属と樹脂の接合強度を高めるために、軸部のフランジ部の固定部分となる領域には円周方向溝等の凹部を形成したり、ローレット加工等の粗面加工を施したりしておくことがより望ましい。
【００１３】
前記軸部材において、スラスト軸受隙間に面するフランジ部の端面に動圧発生手段、例えば動圧溝を設けることで、スラスト軸受部を動圧軸受で構成することができる。この場合、フランジ部の動圧溝は、動圧溝形状に対応した溝型を用いることでフランジ部の射出成形と同時に成形することができ、動圧溝を高精度かつ低コストに成形することができる。
【００１４】
ラジアル軸受部は、流体の動圧作用により圧力を発生させることができれば特にその形態を問わず、例えばラジアル軸受隙間に複数のくさび状隙間を有する動圧軸受（多円弧軸受）の他、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等間隔に設けた動圧軸受（ステップ軸受）で構成することができる。
【００１５】
以上の構成を有する動圧軸受装置は、例えばＨＤＤ等のディスク装置用のスピンドルモータに好ましく使用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、軸部材のフランジ部を樹脂材料で形成しているので、軸部材を軽量化し、摺動特性に優れた動圧軸受装置を提供することができる。このような軸部材は、金属からなる軸部をアウトサート部品とした樹脂の射出成形で成形することができ、さらにこのときフランジ部には、スラスト軸受隙間に流体動圧を発生させるための動圧発生手段としての例えば動圧溝を、型成形により高精度かつ低コストに成形することができる。以上のことから、本発明によれば、動圧軸受装置を高精度かつ低コストに製造することができ、この動圧軸受装置を備えた情報機器、例えばディスク装置のスピンドルモータの動作安定性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、この実施形態にかかる動圧軸受装置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を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に装着されたロータ（ディスクハブ）３と、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る。動圧軸受装置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が一また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。
【００１９】
図２は、動圧軸受装置１の拡大断面図である。図示のように、この動圧軸受装置１は、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、軸部材２と、シール部材１０とを主要な構成部品としている。この実施形態では、軸部材２が回転側の部材となり、ハウジング７、軸受スリーブ８、およびシール部材１０が固定側の部材となる。
【００２０】
ハウジング７は、軟質金属（黄銅等）やステンレス鋼等の金属材料、または、熱可塑樹脂等の樹脂材料で、一端に開口部７ａを有すると共に、他端を封口した有底円筒状に形成され、円筒状の側部７ｂと、側部７ｂの他端側に一体に連続した底部７ｃとを備えている。軸受スリーブ８をインサート部品としてハウジング７を型成形（インサート成形）してもよい。この他、側部７ｂと底部７ｃとを別体に形成し、両者を接着、溶着（レーザ溶接や超音波溶着等）の手段で相互に結合することもできる。なお、以下の説明では、便宜上、ハウジング７の底部７ｃの側を下側、開口部７ａの側を上側として説明を進める。
【００２１】
軸部材２は、後に詳述するが、金属材料からなる軸部２ａと、樹脂材料からなり軸部２ａの外径側に張り出したフランジ部２ｂとを一体成形した複合品である。フランジ部２ｂは軸部２ａの下端よりも上方に設けられている。フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２のスラスト軸受面となる領域には、図示は省略するが、動圧発生手段としての例えばスパイラル形状等に配列した複数の動圧溝が形成され、軸受スリーブ８の上側端面８ａと対向し、軸部材２の回転時には、両面２ｂ２、８ａ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。
【００２２】
フランジ部２ｂに使用する樹脂として熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、非結晶性樹脂として、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、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、結晶性樹脂として、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）等を用いることができる。
【００２３】
また、この樹脂には必要に応じて充填材を添加することもできる。充填材の種類は特に限定されないが、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ー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、あるいは、二種以上を混合して使用しても良い。
【００２４】
軸受スリーブ８は、ハウジング７の内周に固定される。この時、軸受スリーブ８の下側端面８ｂをハウジング７の底部７ｃに当接させることにより、軸受スリーブ８の軸方向での位置決めが行なわれる。軸受スリーブ８のハウジング内周への固定方法は、圧入、接着、圧入と接着の併用、あるいは溶着等の固定手段が設計条件に応じて選択される。
【００２５】
軸受スリーブ８は、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る。このような焼結金属は、内部に多数の気孔（内部組織としての気孔）を備えていると共に、これら気孔が外表面に通じて形成される多数の開孔を備えている。この焼結金属は、潤滑油や潤滑グリースを含浸させた含油焼結金属として用いられる。なお、焼結金属に限らず、例えば黄銅等の軟質金属で軸受スリーブ８を形成することも可能である。
【００２６】
本実施形態において、軸受スリーブ８の内周面の上下に離隔した２つの領域には、図３に示すように、第一ラジアル軸受部Ｒ１および第二ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面となる複数の円弧面１３がそれぞれ形成される。各円弧面１３は、回転軸芯Ｏから等距離オフセットした点を中心とする偏心円弧面であり、円周方向で等間隔に形成される。各偏心円弧面１３の間に軸方向の分離溝１４が形成されている。
【００２７】
軸受スリーブ８の内周面に軸部材２の軸部２ａを挿入することにより、軸受スリーブ８の偏心円弧面１３と軸部２ａの真円状外周面との間に、第一および第二ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の各ラジアル軸受隙間がそれぞれ形成される。ラジアル軸受隙間（偏心した円弧面１３と対向する領域）は、隙間幅を円周方向の一方で漸次縮小させたくさび状隙間１５となる。くさび状隙間１５の縮小方向は軸部材２の回転方向に一致している。
【００２８】
シール部材１０は、黄銅等の金属材料や樹脂材料で形成された円環状をなす部材であり、接着、圧入、あるいは溶着等の固定手段でハウジング７（側部７ｂ）の開口部７ａ内周に固定される。シール部材１０の円筒状の内周面１０ａは、軸部２ａの外周面と所定のシール空間Ｓを介して対向し、毛細管シールを構成する。シール部材１０で密封されたハウジング７の内部空間には、軸受スリーブ８の内部気孔も含めて、潤滑流体としての潤滑油が充満されている。この潤滑油の油面は、シール空間Ｓの範囲内に維持される。
【００２９】
なお、シール空間Ｓは、図４に示すように、上側（ハウジング７に対して外部側）に向かって漸次隙間幅を拡大させたテーパ状のシール空間Ｓ’とすることもできる。このようなテーパ状のシール空間Ｓ’を設けることにより、シール空間Ｓ’による潤滑油の保持力（毛細管力等）を高めると共に、シール空間Ｓ’の容積を大きくすることができるため、動圧軸受装置内の温度変化や圧力変化等に伴う潤滑油の容積変化への対応力を向上させることができる。なお、図４では、シール部材１０の内周面１０ａをテーパ面状に形成する場合を例示しているが、軸部２ａの外周面をテーパ面状に形成して（図示省略）、テーパ状のシール空間Ｓ’を形成することもできる。
【００３０】
シール部材１０の下側端面１０ｂは、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸方向の隙間を介して対向している。軸部材２が軸方向上方へ変位すると、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１がシール部材１０の下側端面１０ｂと軸方向で係合し、軸部材２の抜け止めがなされる。このように本実施形態におけるシール部材１０は、シールとしてだけでなく、抜け止めとしての機能も併せ持つものである。よって、抜け止めのための別部材を設ける必要はなく、部品点数を低減して動圧軸受装置の低コスト化を図ることができる。
【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の内周面のラジアル軸受面となる領域（上下二箇所の領域）は、それぞれ軸部材２の外周面とラジアル軸受隙間を介して対向し、それぞれ多円弧軸受（テーパ軸受とも称される）を構成する。軸部材２の回転に伴い、ラジアル軸受隙間内の潤滑油がくさび状隙間１５の縮小側に押し込まれて、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、軸受スリーブ８と軸部２ａを非接触支持する第一ラジアル軸受部Ｒ１と第二ラジアル軸受部Ｒ２がそれぞれ構成される。
【００３２】
同時に、スラスト軸受隙間にも動圧溝の動圧作用によって潤滑油の圧力が発生し、スラスト軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって、軸部材２のフランジ部２ｂが一方のスラスト方向に回転自在に非接触支持され、軸部材２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Ｔが構成される。
【００３３】
以下、上記軸部材２の構成例を図５および図６に基づいて説明する。
【００３４】
軸部材２は、軸部２ａを金属製とすると共に、フランジ部２ｂを樹脂製とし、両者を一体成形したものである。軸部２ａを金属製にすることで、軸受剛性を高め、ラジアル軸受隙間の寸法管理を容易に行えると共に、軸部外周面の摺動性能のばらつきを抑えることができる。また、フランジ部２ｂを樹脂製とすることで、軸部材２を軽量化できるため、回転に必要なトルクを減じ、起動時間の短縮や高速回転化を図ることができる。さらに樹脂製のフランジ部２ｂは、摺動特性に優れるという特徴も有する。図５は、上記軸部材２の第１の実施形態を示すもので、（ａ）図は軸部２ａを構成する軸状部材２０の斜視図を、（ｂ）図はフランジ付き軸部材２の斜視図を、（ｃ）図はフランジ付き軸部材２の縦断面図をそれぞれ表す。
【００３５】
軸状部材２０はステンレス鋼等の金属材で円柱状に形成されている。このとき、軸状部材２０の外周の一部領域（フランジ部２ｂの固定領域）には、フランジ部２ｂの固着力強化および回り止めを図るための連結部１１が形成されていることが望ましい。連結部１１の形態としては種々の形態が考えられる。図５（ａ）〜（ｃ）はその一例を示すものであり、円周方向溝２６と、この溝の少なくとも一箇所以上に設けた軸方向の突条２７とからなる連結部１１を例示している。なお、上記のような連結部１１を設けなくとも、軸部材２に要求される性能に応じて、その他の適宜の手段、例えばローレット加工等の粗面加工を施すことで、固着力を向上させてもよい。
【００３６】
上記の軸部材２は、図示は省略するが、例えば上型と下型を備えた射出成形型を用い、連結部１１を設けた円柱状の軸状部材２０をアウトサート部品として、樹脂材１９を射出成形（アウトサート成形）することにより、軸部２ａとフランジ部２ｂとが一体に成形される。連結部１１を設けた場合、樹脂が円周方向溝２６に入り込み、軸状部材２０と樹脂材１９とが軸方向及び半径方向で係合することで固着力が強化され、突条２７が回り止めとなる。射出成形型には、樹脂を充填するゲートが設けられている。ゲートとしては点ゲートが一般的であるが、射出成形後のゲート跡がフランジ部２ｂの両端面２ｂ１、２ｂ２および側面の何れの面に残った場合でも、軸受性能を低下させる恐れがあることから、フランジ部２ｂの外径形状に対応したフィルムゲートを設け樹脂を充填するのが望ましい。このとき、射出成形型に動圧溝形状を形成しておけば、軸部材２の成形と同時にフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に動圧溝を形成することができる。このように動圧溝を型成形すれば高精度な溝形状が安定して確保でき、かつ成形コストの低減を図ることができる。
【００３７】
図６（ａ）〜（ｃ）に示す第２の実施形態の軸部材２は、軸状部材２０の外周の一部領域に軸状部材２０の外径よりも小径な凹部２８を設け、この凹部２８の外周に連結部１１を形成したもので、連結部１１は、凹部２８の外周面に設けた回り止めのための軸方向溝３１と、固着力強化のための一又は複数の円周方向溝３２とで構成されている。この形態では、図５に示す第１の実施形態よりも、軸状部材２０と樹脂材１９の係合面積が大きくなるため、より強固な固着力を得ることができる。
【００３８】
上記の軸部材２において、金属製の軸部２ａと樹脂製のフランジ部２ｂとはアウトサート成形により一体成形されているので、型精度を高め、アウトサート部品としての軸状部材２０を精度良く位置決めするだけで、高精度な軸部材２を低コストに成形することができる。さらに、アウトサート成形時には、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に動圧溝が同時に成形される。以上のことから、軸部材２に要求される剛性や強度を確保しつつ、軽量化を図ることができるため、摺動特性に優れ、安定した回転精度を長期間にわたって発揮できる動圧軸受装置を低コストに提供することが可能となる。
【００３９】
図７に、動圧軸受装置１の他の実施形態を示す。この動圧軸受装置１は、図２に示す実施形態と異なり、シール部材１０の内周面１０ａと、フランジ部２ｂの外周面との間にシール空間Ｓを形成したものである。シール部材１０に抜け止めとしての機能はないので、必要があれば、別途適当な手段で軸部材２の抜け止めを図る必要がある。シール空間Ｓは、図８に示すように、テーパ状のシール空間Ｓ’とすることもでき、この場合、図示のように、シール部材１０の内周面１０ａをテーパ面状に形成する他、軸部２ａの外周面をテーパ面状に形成することもできる。これ以外の構成は、図２に示す実施形態と共通するので、構成および機能が共通する部材には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
さらに、軸部材２の抜止めを考慮したものとして、例えば図９に示すような構成を挙げることができる。同図におけるシール空間Ｓ’は、フランジ部２ｂに設けられた軸方向の段差によって区画形成された外周面のうち、上側の外周面２ｂ３と、これに対向するシール部材１０の内周面１０ａとの間に形成される。また、段によって区画形成された上側端面２ｂ１のうち外径側の端面２ｂ４は、シール部材１０の下側端面１０ｂと対向する。
【００４１】
このような構成とすることで、シール空間Ｓ’には遠心力および毛細管力によるシール作用とが生じ、さらにはシール空間の容積拡大により、潤滑油の外部への漏れ出しが防止される。また、軸部材２の上方への相対変位時、フランジ部２ｂの外径側端面２ｂ４がシール部材１０の下側端面１０ｂと軸方向で係合することで、軸部材２の抜止めがなされる。
【００４２】
また、この図示例では、シール部材１０は、その下側端面１０ｂの、外径側端面２ｂ４と対向しない箇所を下方に向けて突出させた形態をなす。そのため、シール部材１０の下方突出部１０ｃをスリーブ部材８の上側端面８ｂに当接させることで、シール部材１０の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。
【００４３】
図１０は、第一および第二ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を構成する多円弧軸受の他の実施形態を示すものである。この実施形態では、図３に示す構成において、各偏心円弧面１３の最小隙間側の所定領域θが、それぞれ回転軸心Ｏを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θにおいて、ラジアル軸受隙間（最小隙間）は一定となる。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。
【００４４】
図１１では、軸受スリーブ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１３で形成されると共に、３つの円弧面１３の中心は、回転軸心Ｏから等距離オフセットされている。３つの偏心円弧面１３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漸次縮小した形状を有している。
【００４５】
以上に説明したラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の多円弧軸受は、何れもいわゆる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、さらには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よい。また、ラジアル軸受部は以上のように、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ほか、軸受スリーブ８の内周面の上下領域にわたって１つのラジアル軸受部を設けた構成としても良い。
【００４６】
以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、複数の円弧面からなる多円弧軸受を例示したが、ラジアル軸受部の形態はこれに限定されず、軸受スリーブ８の内周面のラジアル軸受面となる領域に、ヘリングボーン形状やスパイラル形状等に配列した複数の動圧溝からなる動圧軸受の他、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を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受で構成することもできる。また、これらの円弧面や動圧溝は、軸部２ａの外周面に形成することもできる。
【００４７】
さらに、スラスト軸受部Ｔとして、以上の実施形態ではスパイラル形状等に配列された複数の動圧溝からなる動圧軸受を例示したが、これ以外にも例えば、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２の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）。
【００４８】
なお、以上の実施形態では、動圧軸受装置１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、例えば磁性流体や空気等の気体を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の動圧軸受装置を備えるＨＤＤ用スピンドルモータの断面図である。
【図２】上記動圧軸受装置の断面図である。
【図３】ラジアル軸受部の断面図である。
【図４】シール空間の他の構成例を示す拡大断面図である。
【図５】（ａ）図は軸部材を構成する軸状部材の斜視図、（ｂ）図はフランジ付き軸部材の斜視図、（ｃ）図はフランジ付き軸部材の縦断面図である。
【図６】（ａ）図は軸部材を構成する他の軸状部材の斜視図、（ｂ）図は他のフランジ付き軸部材の斜視図、（ｃ）図は他のフランジ付き軸部材の縦断面図である。
【図７】動圧軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】シール空間の他の構成例を示す拡大断面図である。
【図９】シール空間の他の構成例を示す拡大断面図である。
【図１０】ラジアル軸受部の他の構成例を示す断面図である。
【図１１】ラジアル軸受部の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 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
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
１０ シール部材
１３ 円弧面
１５ くさび状隙間
Ｒ１ 第一ラジアル軸受部
Ｒ２ 第二ラジアル軸受部
Ｓ シール空間
Ｔ スラスト軸受部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口したハウジングと、ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転し、軸部とその外径側に張り出したフランジ部とを有する軸部材と、軸受スリーブと軸部材との間の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た動圧軸受装置において、
前記スラスト軸受部のスラスト軸受隙間が、前記軸受スリーブのハウジング開口側の端面とこれに対向する前記軸部材のフランジ部の端面との間に形成され、
前記軸部材のフランジ部が樹脂で形成されていることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記ハウジングに、軸部材との間でシール空間を形成するシール部材を設け、前記軸部材のフランジ部と軸方向で係合可能とした請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
前記シール空間が、前記ハウジングの内部側に向かって漸次縮小するテーパ状に形成されている請求項１又は２に記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
前記軸部材の軸部が金属で形成され、前記フランジ部が、前記軸部に樹脂でアウトサート成形されている請求項１〜３の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項５】
前記スラスト軸受隙間に面するフランジ部の端面に動圧発生手段を設けた請求項１〜４の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項６】
前記フランジ部の動圧発生手段が、該形状に対応した型を用いて該フランジ部と同時に射出成形されている請求項５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請求項１〜６の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載された動圧軸受装置を有するディスク装置のスピンドルモータ。
【請求項１】
一端が開口したハウジングと、ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転し、軸部とその外径側に張り出したフランジ部とを有する軸部材と、軸受スリーブと軸部材との間の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た動圧軸受装置において、
前記スラスト軸受部のスラスト軸受隙間が、前記軸受スリーブのハウジング開口側の端面とこれに対向する前記軸部材のフランジ部の端面との間に形成され、
前記軸部材のフランジ部が樹脂で形成されていることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記ハウジングに、軸部材との間でシール空間を形成するシール部材を設け、前記軸部材のフランジ部と軸方向で係合可能とした請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
前記シール空間が、前記ハウジングの内部側に向かって漸次縮小するテーパ状に形成されている請求項１又は２に記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
前記軸部材の軸部が金属で形成され、前記フランジ部が、前記軸部に樹脂でアウトサート成形されている請求項１〜３の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項５】
前記スラスト軸受隙間に面するフランジ部の端面に動圧発生手段を設けた請求項１〜４の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項６】
前記フランジ部の動圧発生手段が、該形状に対応した型を用いて該フランジ部と同時に射出成形されている請求項５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請求項１〜６の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載された動圧軸受装置を有する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１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２００５８４（Ｐ２００６−２００５８４Ａ）
【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２００５−１０７５６（Ｐ２００５−１０７５６）
【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）】
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