流体軸受装置
【課題】ハウジングの材質によらず、また、コストの高騰を招くことなく、十分な蓋部材の抜け耐力を得ることのできる流体軸受装置を提供する。
【解決手段】蓋部材１０をブラケット６に固定し、あるいは、蓋部材１０とブラケット６を一体成形し、蓋部材１０の抜け耐力をブラケット６で受け持つ。これにより、ハウジング７と蓋部材１０との間に要求される固定力を軽減し、あるいはこれらの固定を不要とすることができるため、ハウジング７の材質に関わらず蓋部材１０の抜け耐力を維持することができる。
【解決手段】蓋部材１０をブラケット６に固定し、あるいは、蓋部材１０とブラケット６を一体成形し、蓋部材１０の抜け耐力をブラケット６で受け持つ。これにより、ハウジング７と蓋部材１０との間に要求される固定力を軽減し、あるいはこれらの固定を不要とすることができるため、ハウジング７の材質に関わらず蓋部材１０の抜け耐力を維持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアル軸受隙間に形成される流体膜で軸部材を回転可能に支持する流体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、情報機器、例えばＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク駆動装置、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、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モータ、あるいは電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータなどの小型モータ等に利用される。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されている流体軸受装置（動圧軸受装置）は、軸方向両端に開口したハウジングと、ハウジングの内周に配された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、ハウジングの一端開口部を閉塞する蓋部材とを備える。蓋部材は略円盤状に形成され、その外周面がハウジングの内周面に固定される。このような流体軸受装置は、ハウジングの外周面をブラケットの内周面に固定することによりモータに組み込まれる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ＨＤＤのスピンドルモータに用いられる流体軸受装置では、スピンドルモータに衝撃荷重が加わると、ディスクを搭載した軸部材がハウジングの開口部を閉塞する蓋部材に突き当たり、蓋部材に大きな衝撃が加わる。このような衝撃により蓋部材がハウジング開口部から外れることを防止するため、蓋部材には一定以上の抜け耐力（蓋部材をハウジング開口部から外そうとする力に対する耐力）が要求される。
【０００６】
しかし、上記のように蓋部材をハウジングに固定する構成において、ハウジングを樹脂で形成し、蓋部材を金属で形成した場合、一般に樹脂と金属との接着等による固定力は金属同士や樹脂同士の場合と比べて低いため、蓋部材とハウジングとの間で十分な固定力が得られず、蓋部材の抜け耐力が不足する恐れが高い。
【０００７】
また、蓋部材とハウジングとの固定面を高精度に加工し、両者の嵌合精度を高めることにより、蓋部材の抜け耐力を向上させることも考えられるが、このような高精度な加工は蓋部材及びハウジングの加工コストの高騰につながる。
【０００８】
上記のような事情より、本発明は、ハウジングの材質によらず、また、コストの高騰を招くことなく、十分な蓋部材の抜け耐力を得ることのできる流体軸受装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、ブラケットの内周面に固定され、軸方向両側に開口した外側部材と、外側部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材と、外側部材の内周に収容された軸部材と、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間とを備えた流体軸受装置において、蓋部材をブラケットに固定したことを特徴とするものである。あるいは、上記の流体軸受装置において、蓋部材とブラケットを一体成形したことを特徴とするものである。
【００１０】
このように、本発明の流体軸受装置では、蓋部材をブラケットに固定することにより、あるいは、蓋部材とブラケットを一体成形することにより、蓋部材の抜け耐力をブラケットで受け持つこととした。これにより、十分な蓋部材の抜け耐力を得るために、ハウジングと蓋部材との間に要求される固定力を軽減し、あるいはこれらの固定を不要とすることができるため、ハウジングの材質に関わらず蓋部材の抜け耐力を維持することができる。また、ハウジングと蓋部材との固定力の負担を軽減することで、両部材の固定面の加工精度が緩和することができ、これらの部材の加工コストを低減することができる。このような流体軸受装置において、さらに蓋部材を外側部材に固定すれば、蓋部材の抜け耐力をより一層高めることができる。
【００１１】
また、蓋部材に、外側部材の開口部を覆うプレート部と、プレート部の外径端から軸方向に延びた固定部を設け、この固定部の外周面をブラケットに固定すれば、プレート部を薄肉化して装置の軽量化を図った場合でも、蓋部材と外側部材との固定面の面積を確保することができる。すなわち、軸受装置の軽量化と蓋部材の抜け耐力の向上とを同時に達成することができる。
【００１２】
上記に示したような流体軸受装置と、ブラケットの外周面に固定されたステータコイルと、ステータコイルの電磁力で相対回転するロータマグネットとを備えたモータは、蓋部材の抜け耐力に優れているため、複数枚のディスクを搭載したＨＤＤのスピンドルモータ等のように、軸部材側の重量が大きい用途に好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の流体軸受装置によると、ハウジングの材質によらず、また、コストの高騰を招くことなく、蓋部材の十分な抜け耐力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る流体軸受装置１（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に装着されたディスクハブ３と、動圧軸受装置１の外周に取り付けられるブラケット６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とを備えている。ステータコイル４は、ブラケット６の外周面に設けられた取り付け部に取り付けられ、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。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが複数枚（図示例では２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が相対回転し、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。
【００１６】
図２は、動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、軸方向両端を開口した外側部材Ａとしてのハウジング７と、ハウジング７の一端開口部を閉塞する蓋部材１０と、ハウジング７の内周面７ａに固定される軸受スリーブ８と、ハウジング７の内周に挿入される軸部材２とで構成される。尚、説明の便宜上、ハウジング７の開口側を上側、ハウジング７が蓋部材１０で閉塞されている側を下側として説明を進める。
【００１７】
軸部材２は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２ａと軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２ｂとを備えている。軸部材２の全体を金属で形成する他、例えばフランジ部２ｂの全体あるいはその一部（例えば両端面）を樹脂で構成することにより、金属と樹脂のハイブリッド構造とすることもできる。
【００１８】
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の内周面７ａの所定位置に、圧入、接着、接着剤介在の下での圧入等により固定される。
【００１９】
軸受スリーブ８の内周面８ａの軸方向に離隔した２箇所の領域には、例えば図３（ａ）に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２が形成される。図３（ａ）のクロスハッチングで示す領域は、周辺領域より内径向きに突出した丘部を示し、この丘部のうち、環状の平滑部から軸方向両側に斜めに延びた部分の円周方向間に前記動圧溝８ａ１、８ａ２が設けられる。上側の動圧溝８ａ１は、上側の丘部の軸方向略中央部に設けられた環状の平滑部に対して軸方向非対称に形成されており、環状平滑部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。下側の動圧溝８ａ２は、軸方向対称に形成されている。上下に離隔した動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域の軸方向間の領域は、動圧溝８ａ１、８ａ２と同一径に形成され、これらと連続している。
【００２０】
軸受スリーブ８の下側端面８ｃには、例えば図３（ｂ）に示すようなスパイラル形状の動圧溝８ｃ１が形成される。また、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、任意の本数の軸方向溝８ｄ１が軸方向全長に亙って形成され、図示例では３本の軸方向溝８ｄ１を円周等間隔に形成している。
【００２１】
図３（ｃ）に示すように、軸受スリーブ８の上側端面８ｂは、半径方向の略中央部に設けられた円周溝８ｂ１により内径側領域８ｂ２と外径側領域８ｂ３に区画され、内径側領域８ｂ２には１本又は複数本の半径方向溝８ｂ２１が形成される。図示例では、３本の半径方向溝８ｂ２１が円周等間隔に形成されている。
【００２２】
ハウジング７は、略円筒状に形成され、ハウジング７の上端開口部をシールするシール部９が一体に設けられている。ハウジング７の外周面には、大径外周面７ｄと、下端開口部に設けられた小径外周面７ｅと、大径外周面７ｄと小径外周面７ｅとの間に形成される段部７ｆとが設けられる。段部７ｆは、下方へ向けて漸次縮径したテーパ状に形成される。小径外周面７ｅの上端部の軸方向位置は、下側のラジアル軸受部Ｒ２を越えて上方まで達している。ハウジング７の小径外周面７ｅには蓋部材１０が固定され、内周面７ａには軸受スリーブ８が固定される。なお、シール部９は、ハウジング７と別体に構成することもできる。
【００２３】
ハウジング７及びシール部９は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）や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を射出成形することで形成される。上記の樹脂に充填する充填材の種類は特に限定されないが、例えば、充填材として、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】
蓋部材１０は、略円盤状を成し、ハウジング７の下端開口部を覆うプレート部１０ａと、プレート部１０ａの外径端から軸方向に延びた円筒状の固定部１０ｂとを有し、例えば、黄銅等の金属材料のプレス加工で一体に形成される。プレート部１０ａの上側端面１０ａ１には、例えば図４に示すようなスパイラル形状の動圧溝１０ａ１１が形成される。蓋部材１０の固定部１０ｂの端面１０ｂ３とハウジング７の段部７ｆとの間には、外径へ向けて軸方向寸法を漸次拡大した楔状の空間Ｇが設けられ、この空間Ｇはハウジング７の外周に開口している。固定部１０ｂの上端部の軸方向位置は、下側のラジアル軸受部Ｒ２を越えてその上方まで達している。プレート部１０ａの上側端面１０ａ１とハウジング７の下端部７ｇとの間には、スラスト軸受隙間を設定するための調整代となる軸方向隙間が形成される。
【００２５】
蓋部材１０の固定部１０ｂの内周面１０ｂ２は、ハウジング７の小径外周面７ｅに隙間嵌めで嵌合し、例えば接着により固定される（この固定部を内側固定部Ｂと称す）。また、蓋部材１０の固定部１０ｂの外周面１０ｂ１は、ブラケット６の内周面に、例えば接着により固定される（この固定部を外側固定部Ｃと称す）。
【００２６】
このように、蓋部材１０をブラケット６に固定することにより、蓋部材１０の抜け耐力をハウジング７と間の内側固定部Ｂだけでなくブラケット６との間の外側固定部Ｃで受け持つことができるため、内側固定部Ｂに要求される固定力を軽減することができる。これにより、内側固定部Ｂの固定方法の選択の幅が広がり、接着以外にも、例えばねじ結合、加締め、あるいは溶接等による固定が可能となる。また、内側固定部Ｂに要求される固定力が軽減されることで、内側固定部Ｂの固定面、すなわち蓋部材１０の固定部１０ｂの内周面１０ｂ２及びハウジング７の小径外周面７ｅの加工精度を緩和することができるため、蓋部材１０及びハウジング７の加工コストを低減することができる。尚、外側固定部Ｃのみで蓋部材１０の抜け耐力が十分に得られる場合は、内側固定部Ｂを省略することもできる。また、外側固定部Ｃにおける固定方法は上記に限らず、圧入、圧入接着、あるいは溶接等の手段を採用することができる。
【００２７】
また、蓋部材１０に、プレート部１０ａから上方に延びた固定部１０ｂを設け、この固定部１０ｂの外周面１０ｂ１をブラケット６に固定することで、蓋部材１０とブラケット６との固定面（外側固定部Ｃ）の軸方向寸法をプレート部１０ａの肉厚よりも大きくすることができる。これにより、蓋部材１０とブラケット６との固定力が高められ、蓋部材１０の抜け耐力のさらなる向上が図られる。また、蓋部材１０のブラケット６への固定面を固定部１０ｂに設けることで、プレート部１０ａを薄型化した場合でも蓋部材１０とブラケット６との固定力を維持（あるいは増大）することができる。このようにプレート部１０ａを薄型化することにより、動圧軸受装置１の薄型化が図られ、あるいは、動圧軸受装置１の軸方向寸法を拡大することなく、蓋部材１０を薄型化した分だけ軸受スリーブ８の軸方向寸法を拡大することができるため、ラジアル軸受部Ｒ１およびＲ２の軸方向間隔を拡大することで、ラジアル方向の軸受剛性を高めることができる。
【００２８】
また、蓋部材１０の固定部１０ｂの上端面１０ｂ３とハウジング７の段部７ｆとの間に楔状の空間Ｇが設けられることにより、内側固定部Ｂの接着剤がこの空間Ｇまではみ出した場合でも、毛細管力により内側固定部Ｂ側に引き込むことができる。また、外径へ向けて軸方向間隔を拡大することで、空間Ｇの容積を大きく取ることができるため、ブラケット６と動圧軸受装置１の間の接着剤溜りとして機能し、これらの固定力を高めることができる。尚、このような効果は、ハウジング７の段部７ｆを平坦に形成すると共に、蓋部材１０の固定部１０ｂの上端部を下方へ向けて漸次拡径したテーパ状に形成することによっても得ることができる。
【００２９】
ところで、例えば内側固定部Ｂの上端部を下側のラジアル軸受部Ｒ２の軸方向領域内に配した場合、ラジアル軸受部Ｒ２の外周には、ハウジング７のうち、蓋部材１０に接着固定される部分（小径外周面７ｅ）と、楔状の空間Ｇに臨む部分（段部７ｆ）とが配され、さらにブラケット６に接着固定される部分（大径外周面７ｄ）が配されることもある。これらの各部分では、径方向の肉厚や塗布される接着剤の量、あるいは接着される相手材から受ける締付力等が異なるため、ハウジング７の縮径量に差が生じる恐れがある。このようなハウジング７の収縮量差の影響が軸受スリーブ８の内周面８ａに及ぶと、ラジアル軸受部Ｒ２の軸受隙間の幅精度が悪化して軸受性能を低下させることとなる。これに対し本実施形態では、内側固定部Ｂの上端部の軸方向位置が下側のラジアル軸受部Ｒ２の上方まで達しているため、ラジアル軸受部Ｒ２の軸方向領域全体にハウジング７の小径外周面７ｅが配され、この面が蓋部材１０に接着固定される。これにより、ラジアル軸受部Ｒ２の軸方向領域において、ハウジング７の径方向の肉厚や接着剤の塗布量が均一化されると共に、この領域のハウジング７が円筒面状の蓋部材１０の内周面１０ｂ２に接着固定されるため、この領域においてハウジング７を均一に収縮させることができ、ラジアル軸受部Ｒ２の軸受性能の低下を回避できる。尚、このような効果は、内側固定部Ｂの上端部を下側のラジアル軸受部Ｒ２よりも下方に配することによっても得ることができる。
【００３０】
シール部９の内周面９ａは、軸部２ａの外周に設けられたテーパ面２ａ２と所定のシール空間Ｓを介して対向し、毛細管力で潤滑油を保持する毛細管シールを構成する。尚、図示のように、軸部２ａのテーパ面２ａ２を上側に向かって漸次縮径させておけば、軸部材２の回転時にシール空間Ｓを遠心力シールとしても機能させることができる。シール空間Ｓの容積は、軸受装置の使用温度範囲内において、軸受装置の内部に保持された潤滑油の熱膨張量よりも大きくする。これにより、軸受装置の使用温度範囲内では、潤滑油がシール空間Ｓから漏れ出すことはなく、油面が常時シール空間Ｓ内に保持される（バッファ機能）。
【００３１】
軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材２の外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成されると共に、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、及び蓋部材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。そして、軸受スリーブ８の内周面８ａの動圧溝８ａ１、８ａ２が上記ラジアル軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させることにより、軸部材２の軸部２ａ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Ｒ１、Ｒ２が構成される。同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｃの動圧溝８ｃ１、及び蓋部材１０のプレート部１０ａの上側端面１０ａ１の動圧溝１０ａ１１が、上記各スラスト軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させることにより、軸部材２のフランジ部２ｂ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及び第２スラスト軸受部Ｔ２が構成される。このとき、ラジアル軸受隙間の下端は、第１スラスト軸受部Ｔ１の軸受隙間の外径端につながる。
【００３２】
前述したように、軸受スリーブ８の内周面８ａの動圧溝８ａ１は、軸方向略中央部の環状平滑部に対して軸方向非対称に形成されており、環状平滑部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（図３（ａ）参照）。そのため、軸部材２の回転時、動圧溝８ａ１による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は上側領域が下側領域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、ラジアル軸受隙間の潤滑油が下方に流動し、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間→軸方向溝８ｄ１→シール部９の下側端面９ｂと軸受スリーブ８の上側端面８ｂとの間の空間、という経路を循環して、ラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。このように、潤滑油がハウジング７の内部空間を流動循環するように構成することで、内部空間内の潤滑油の圧力が局部的に負圧になる現象を防止して、負圧発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや振動の発生等の問題を解消することができる。また、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油に伴って循環する際にシール空間Ｓ内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。
【００３３】
以上の構成を有する流体軸受装置の組立は、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８を挿入してハウジング７と軸受スリーブ８を接着等により固定した後、軸受スリーブ８の内周に軸部材２を挿入し、さらにハウジング７の開口部に蓋部材１０を固定することにより行われる。この際、蓋部材１０のハウジング７に対する軸方向位置を調整することで、スラスト軸受隙間の隙間幅が規定値に管理される。このとき、蓋部材１０の固定部１０ｂの内周面１０ｂ２とハウジング７の小径外周面ｅとが隙間嵌めで嵌合していることにより、蓋部材１０とハウジング７との相対移動を容易に行うことができるため、スラスト軸受隙間の幅設定作業がしやすくなり、幅設定を精度良く行うことができる。その後、シール空間Ｓから軸受装置の内部に潤滑油を注入し、軸受スリーブ８の内部気孔を含めてハウジングの内部空間を全て潤滑油で満たすことにより、動圧軸受装置１が完成する。この動圧軸受装置１のハウジング７の大径外周面７ｄ及び蓋部材１０の外周面１０ｂ１をブラケット６の内周面に固定することにより、動圧軸受装置１がモータに組み込まれる。
【００３４】
本発明の実施形態は上記に限られない。なお、以下の説明において、上記実施形態と同一の機能を有する箇所には、同一の符合を付し、説明を省略する。
【００３５】
図５に、本発明の第２の実施形態に係る動圧軸受装置２１を示す。この動圧軸受装置２１では、ハウジング７と軸受スリーブ８とが軸受部材１１として樹脂材料一体成形され、この軸受部材１１が外側部材Ａとなる。シール部９はハウジング７と別体に形成され、軸受部材１１の上端開口部に固定され、その下側端面９ｂは軸受スリーブ８の上側端面８ｂと当接する。シール部９の内周面９ａは、上方へ向けて漸次拡径したテーパ面を有し、この内周面９ａと軸部２ａの円筒状外周面２ａ１との間にシール空間Ｓを形成する。軸部２ａの外周面２ａ１には、ヘリングボーン形状の動圧溝２ａ１１、２ａ１２が軸方向に離隔した２箇所に形成され、軸部材２の回転時には、該動圧溝形成領域がラジアル軸受隙間Ｒ１、Ｒ２の潤滑油に動圧作用を発生させる。蓋部材１０は、軸受部材１１の下端に設けられた小径外周面７ｅに固定される。このように、軸受部材１１を樹脂で形成した場合、軸受部材１１と金属製のブラケット６との接着固定力が十分に得られない恐れがあるが、図示例のように金属製の蓋部材１０の外周面１０ｂ１とブラケット６とを固定することで、ブラケット６と動圧軸受装置１とを強固に固定することができる。
【００３６】
図６に、本発明の第３の実施形態に係る動圧軸受装置３１を示す。この動圧軸受装置３１は、蓋部材１０とブラケット６を一体成形した点で上記実施形態と異なる。この一体成形品１２は、蓋部材１０のプレート部１０ａに相当する部分と、ブラケット６に相当する部分とを一体に備え、例えば樹脂材料で射出成形される。この一体成形品１２のブラケット６相当部分の内周面がハウジング７の外周面７ｄに接着等により固定される。こうして、蓋部材１０とブラケット６とが一体成形されることにより、蓋部材１０の抜け耐力をより一層高めることができる。この動圧軸受装置３１の組立は、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８及び軸部材２を収容した状態で、ハウジング７の外周面７ｄに上記の一体成形品１２を固定することにより行われる。
【００３７】
尚、上記の第２及び第３実施形態に係る動圧軸受装置２１、３１では、ハウジング７の下端面７ｇをプレート部１０ａ相当部分の上側端面１０ａ１と当接させ、これによりスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２のスラスト軸受隙間の幅設定を行っている。これらの動圧軸受装置２１、３１においても、上記第１の実施形態に係る動圧軸受装置１と同様にハウジング７の下端面７ｇとプレート部１０ａの上側端面１０ａ１との間に、スラスト軸受隙間の幅設定を行うための調整代となる軸方向隙間を設けても良い。
【００３８】
また、上記の第１の実施形態及び第２の実施形態では、動圧軸受装置を組み立ててからブラケット６の内周に固定しているが、これに限られない。例えば、ブラケット６とハウジング７を固定した後、蓋部材１０の固定や注油を行っても良い。あるいは、ブラケット６と蓋部材１０を固定した後、ハウジング７の固定や注油を行っても良い。
【００３９】
以上の実施形態では、ハウジング７が樹脂で形成されているが、これに限らず、例えば金属材料で形成してもよい。また、以上では、蓋部材１０やブラケット６が金属材料で形成されているが、これを樹脂材料で形成してもよい。以上では、軸受スリーブ８が焼結金属で形成されているが、その他の金属材料や、樹脂材料で形成してもよい。
【００４０】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の潤滑油に動圧作用を発生させる動圧発生部（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８ａ１、８ａ２が形成され、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の潤滑油に動圧作用を発生させる動圧発生部（スラスト動圧発生部）として、スパイラル形状の動圧溝８ｃ１、１０ａ１１が形成されているが、これに限らない。例えばラジアル動圧発生部として、スパイラル形状の動圧溝や、ステップ軸受、あるいは多円弧軸受等を形成することもできる。また、スラスト軸受発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝や、ステップ軸受、波型軸受（ステップ軸受が波型形状となったもの）等を形成することもできる。
【００４１】
また、ラジアル動圧発生部は、軸受スリーブ８の内周面８ａおよび軸部２ａの外周面２ａ１の何れに設けてもよい。また、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト動圧発生部は、軸受スリーブ８の下側端面８ｃおよびフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１の何れに設けてもよく、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト動圧発生部は、蓋部材１０の端面１０ａ１およびフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２の何れに設けても良い。
【００４２】
また、以上の実施形態では、軸部材２がフランジ部２ｂを備えているが、フランジ部を有さない円筒状の軸部材を使用することもできる。例えば、軸部材２が下端面を有し、この下端面と蓋部材１０の端面１０ａ１との間に形成されるスラスト軸受隙間の潤滑油の動圧作用で、スラスト軸受部を形成することができる。あるいは、下端に球面状凸部を有する軸部材２を使用し、この球面状凸部と蓋部材の端面とで、いわゆるピボット軸受を構成することもできる。このとき、ラジアル軸受隙間の一端は、蓋部材１０で密閉された空間、すなわちスラスト軸受隙間や、球面状凸部と蓋部材１０との間に形成される空間につながる。
【００４３】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向で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よい。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。
【００４４】
また、軸受スリーブ８の内周面８ａおよび軸部２ａの外周面を何れも真円形状とし、ラジアル軸受部を、いわゆる真円軸受で構成することもできる。
【００４５】
また、以上の実施形態では、軸受装置内部に充満される潤滑流体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や、磁性流体、あるいは空気等の気体も使用可能である。
【００４６】
また、本発明の動圧軸受装置は、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、あるいは電気機器の冷却ファン用のファンモータにも好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】動圧軸受装置を組込んだスピンドルモータの断面図である。
【図２】動圧軸受装置の断面図である。
【図３】軸受スリーブの（ａ）断面図（（ｃ）のａ−ａ方向）、（ｂ）下面図、（ｃ）上面図である。
【図４】蓋部材の上面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 動圧軸受装置（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
７ａ 内周面
７ｄ 大径外周面
７ｅ 小径外周面
７ｆ 段部
８ 軸受スリーブ
９ シール部
１０ 蓋部材
１０ａ プレート部
１０ｂ 固定部
Ａ 外側部材
Ｂ 内側固定部
Ｃ 外側固定部
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアル軸受隙間に形成される流体膜で軸部材を回転可能に支持する流体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、情報機器、例えばＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク駆動装置、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、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モータ、あるいは電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータなどの小型モータ等に利用される。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されている流体軸受装置（動圧軸受装置）は、軸方向両端に開口したハウジングと、ハウジングの内周に配された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、ハウジングの一端開口部を閉塞する蓋部材とを備える。蓋部材は略円盤状に形成され、その外周面がハウジングの内周面に固定される。このような流体軸受装置は、ハウジングの外周面をブラケットの内周面に固定することによりモータに組み込まれる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ＨＤＤのスピンドルモータに用いられる流体軸受装置では、スピンドルモータに衝撃荷重が加わると、ディスクを搭載した軸部材がハウジングの開口部を閉塞する蓋部材に突き当たり、蓋部材に大きな衝撃が加わる。このような衝撃により蓋部材がハウジング開口部から外れることを防止するため、蓋部材には一定以上の抜け耐力（蓋部材をハウジング開口部から外そうとする力に対する耐力）が要求される。
【０００６】
しかし、上記のように蓋部材をハウジングに固定する構成において、ハウジングを樹脂で形成し、蓋部材を金属で形成した場合、一般に樹脂と金属との接着等による固定力は金属同士や樹脂同士の場合と比べて低いため、蓋部材とハウジングとの間で十分な固定力が得られず、蓋部材の抜け耐力が不足する恐れが高い。
【０００７】
また、蓋部材とハウジングとの固定面を高精度に加工し、両者の嵌合精度を高めることにより、蓋部材の抜け耐力を向上させることも考えられるが、このような高精度な加工は蓋部材及びハウジングの加工コストの高騰につながる。
【０００８】
上記のような事情より、本発明は、ハウジングの材質によらず、また、コストの高騰を招くことなく、十分な蓋部材の抜け耐力を得ることのできる流体軸受装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、ブラケットの内周面に固定され、軸方向両側に開口した外側部材と、外側部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材と、外側部材の内周に収容された軸部材と、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間とを備えた流体軸受装置において、蓋部材をブラケットに固定したことを特徴とするものである。あるいは、上記の流体軸受装置において、蓋部材とブラケットを一体成形したことを特徴とするものである。
【００１０】
このように、本発明の流体軸受装置では、蓋部材をブラケットに固定することにより、あるいは、蓋部材とブラケットを一体成形することにより、蓋部材の抜け耐力をブラケットで受け持つこととした。これにより、十分な蓋部材の抜け耐力を得るために、ハウジングと蓋部材との間に要求される固定力を軽減し、あるいはこれらの固定を不要とすることができるため、ハウジングの材質に関わらず蓋部材の抜け耐力を維持することができる。また、ハウジングと蓋部材との固定力の負担を軽減することで、両部材の固定面の加工精度が緩和することができ、これらの部材の加工コストを低減することができる。このような流体軸受装置において、さらに蓋部材を外側部材に固定すれば、蓋部材の抜け耐力をより一層高めることができる。
【００１１】
また、蓋部材に、外側部材の開口部を覆うプレート部と、プレート部の外径端から軸方向に延びた固定部を設け、この固定部の外周面をブラケットに固定すれば、プレート部を薄肉化して装置の軽量化を図った場合でも、蓋部材と外側部材との固定面の面積を確保することができる。すなわち、軸受装置の軽量化と蓋部材の抜け耐力の向上とを同時に達成することができる。
【００１２】
上記に示したような流体軸受装置と、ブラケットの外周面に固定されたステータコイルと、ステータコイルの電磁力で相対回転するロータマグネットとを備えたモータは、蓋部材の抜け耐力に優れているため、複数枚のディスクを搭載したＨＤＤのスピンドルモータ等のように、軸部材側の重量が大きい用途に好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の流体軸受装置によると、ハウジングの材質によらず、また、コストの高騰を招くことなく、蓋部材の十分な抜け耐力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る流体軸受装置１（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に装着されたディスクハブ３と、動圧軸受装置１の外周に取り付けられるブラケット６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とを備えている。ステータコイル４は、ブラケット６の外周面に設けられた取り付け部に取り付けられ、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。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが複数枚（図示例では２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が相対回転し、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。
【００１６】
図２は、動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、軸方向両端を開口した外側部材Ａとしてのハウジング７と、ハウジング７の一端開口部を閉塞する蓋部材１０と、ハウジング７の内周面７ａに固定される軸受スリーブ８と、ハウジング７の内周に挿入される軸部材２とで構成される。尚、説明の便宜上、ハウジング７の開口側を上側、ハウジング７が蓋部材１０で閉塞されている側を下側として説明を進める。
【００１７】
軸部材２は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２ａと軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２ｂとを備えている。軸部材２の全体を金属で形成する他、例えばフランジ部２ｂの全体あるいはその一部（例えば両端面）を樹脂で構成することにより、金属と樹脂のハイブリッド構造とすることもできる。
【００１８】
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の内周面７ａの所定位置に、圧入、接着、接着剤介在の下での圧入等により固定される。
【００１９】
軸受スリーブ８の内周面８ａの軸方向に離隔した２箇所の領域には、例えば図３（ａ）に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２が形成される。図３（ａ）のクロスハッチングで示す領域は、周辺領域より内径向きに突出した丘部を示し、この丘部のうち、環状の平滑部から軸方向両側に斜めに延びた部分の円周方向間に前記動圧溝８ａ１、８ａ２が設けられる。上側の動圧溝８ａ１は、上側の丘部の軸方向略中央部に設けられた環状の平滑部に対して軸方向非対称に形成されており、環状平滑部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。下側の動圧溝８ａ２は、軸方向対称に形成されている。上下に離隔した動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域の軸方向間の領域は、動圧溝８ａ１、８ａ２と同一径に形成され、これらと連続している。
【００２０】
軸受スリーブ８の下側端面８ｃには、例えば図３（ｂ）に示すようなスパイラル形状の動圧溝８ｃ１が形成される。また、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、任意の本数の軸方向溝８ｄ１が軸方向全長に亙って形成され、図示例では３本の軸方向溝８ｄ１を円周等間隔に形成している。
【００２１】
図３（ｃ）に示すように、軸受スリーブ８の上側端面８ｂは、半径方向の略中央部に設けられた円周溝８ｂ１により内径側領域８ｂ２と外径側領域８ｂ３に区画され、内径側領域８ｂ２には１本又は複数本の半径方向溝８ｂ２１が形成される。図示例では、３本の半径方向溝８ｂ２１が円周等間隔に形成されている。
【００２２】
ハウジング７は、略円筒状に形成され、ハウジング７の上端開口部をシールするシール部９が一体に設けられている。ハウジング７の外周面には、大径外周面７ｄと、下端開口部に設けられた小径外周面７ｅと、大径外周面７ｄと小径外周面７ｅとの間に形成される段部７ｆとが設けられる。段部７ｆは、下方へ向けて漸次縮径したテーパ状に形成される。小径外周面７ｅの上端部の軸方向位置は、下側のラジアル軸受部Ｒ２を越えて上方まで達している。ハウジング７の小径外周面７ｅには蓋部材１０が固定され、内周面７ａには軸受スリーブ８が固定される。なお、シール部９は、ハウジング７と別体に構成することもできる。
【００２３】
ハウジング７及びシール部９は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）や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を射出成形することで形成される。上記の樹脂に充填する充填材の種類は特に限定されないが、例えば、充填材として、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】
蓋部材１０は、略円盤状を成し、ハウジング７の下端開口部を覆うプレート部１０ａと、プレート部１０ａの外径端から軸方向に延びた円筒状の固定部１０ｂとを有し、例えば、黄銅等の金属材料のプレス加工で一体に形成される。プレート部１０ａの上側端面１０ａ１には、例えば図４に示すようなスパイラル形状の動圧溝１０ａ１１が形成される。蓋部材１０の固定部１０ｂの端面１０ｂ３とハウジング７の段部７ｆとの間には、外径へ向けて軸方向寸法を漸次拡大した楔状の空間Ｇが設けられ、この空間Ｇはハウジング７の外周に開口している。固定部１０ｂの上端部の軸方向位置は、下側のラジアル軸受部Ｒ２を越えてその上方まで達している。プレート部１０ａの上側端面１０ａ１とハウジング７の下端部７ｇとの間には、スラスト軸受隙間を設定するための調整代となる軸方向隙間が形成される。
【００２５】
蓋部材１０の固定部１０ｂの内周面１０ｂ２は、ハウジング７の小径外周面７ｅに隙間嵌めで嵌合し、例えば接着により固定される（この固定部を内側固定部Ｂと称す）。また、蓋部材１０の固定部１０ｂの外周面１０ｂ１は、ブラケット６の内周面に、例えば接着により固定される（この固定部を外側固定部Ｃと称す）。
【００２６】
このように、蓋部材１０をブラケット６に固定することにより、蓋部材１０の抜け耐力をハウジング７と間の内側固定部Ｂだけでなくブラケット６との間の外側固定部Ｃで受け持つことができるため、内側固定部Ｂに要求される固定力を軽減することができる。これにより、内側固定部Ｂの固定方法の選択の幅が広がり、接着以外にも、例えばねじ結合、加締め、あるいは溶接等による固定が可能となる。また、内側固定部Ｂに要求される固定力が軽減されることで、内側固定部Ｂの固定面、すなわち蓋部材１０の固定部１０ｂの内周面１０ｂ２及びハウジング７の小径外周面７ｅの加工精度を緩和することができるため、蓋部材１０及びハウジング７の加工コストを低減することができる。尚、外側固定部Ｃのみで蓋部材１０の抜け耐力が十分に得られる場合は、内側固定部Ｂを省略することもできる。また、外側固定部Ｃにおける固定方法は上記に限らず、圧入、圧入接着、あるいは溶接等の手段を採用することができる。
【００２７】
また、蓋部材１０に、プレート部１０ａから上方に延びた固定部１０ｂを設け、この固定部１０ｂの外周面１０ｂ１をブラケット６に固定することで、蓋部材１０とブラケット６との固定面（外側固定部Ｃ）の軸方向寸法をプレート部１０ａの肉厚よりも大きくすることができる。これにより、蓋部材１０とブラケット６との固定力が高められ、蓋部材１０の抜け耐力のさらなる向上が図られる。また、蓋部材１０のブラケット６への固定面を固定部１０ｂに設けることで、プレート部１０ａを薄型化した場合でも蓋部材１０とブラケット６との固定力を維持（あるいは増大）することができる。このようにプレート部１０ａを薄型化することにより、動圧軸受装置１の薄型化が図られ、あるいは、動圧軸受装置１の軸方向寸法を拡大することなく、蓋部材１０を薄型化した分だけ軸受スリーブ８の軸方向寸法を拡大することができるため、ラジアル軸受部Ｒ１およびＲ２の軸方向間隔を拡大することで、ラジアル方向の軸受剛性を高めることができる。
【００２８】
また、蓋部材１０の固定部１０ｂの上端面１０ｂ３とハウジング７の段部７ｆとの間に楔状の空間Ｇが設けられることにより、内側固定部Ｂの接着剤がこの空間Ｇまではみ出した場合でも、毛細管力により内側固定部Ｂ側に引き込むことができる。また、外径へ向けて軸方向間隔を拡大することで、空間Ｇの容積を大きく取ることができるため、ブラケット６と動圧軸受装置１の間の接着剤溜りとして機能し、これらの固定力を高めることができる。尚、このような効果は、ハウジング７の段部７ｆを平坦に形成すると共に、蓋部材１０の固定部１０ｂの上端部を下方へ向けて漸次拡径したテーパ状に形成することによっても得ることができる。
【００２９】
ところで、例えば内側固定部Ｂの上端部を下側のラジアル軸受部Ｒ２の軸方向領域内に配した場合、ラジアル軸受部Ｒ２の外周には、ハウジング７のうち、蓋部材１０に接着固定される部分（小径外周面７ｅ）と、楔状の空間Ｇに臨む部分（段部７ｆ）とが配され、さらにブラケット６に接着固定される部分（大径外周面７ｄ）が配されることもある。これらの各部分では、径方向の肉厚や塗布される接着剤の量、あるいは接着される相手材から受ける締付力等が異なるため、ハウジング７の縮径量に差が生じる恐れがある。このようなハウジング７の収縮量差の影響が軸受スリーブ８の内周面８ａに及ぶと、ラジアル軸受部Ｒ２の軸受隙間の幅精度が悪化して軸受性能を低下させることとなる。これに対し本実施形態では、内側固定部Ｂの上端部の軸方向位置が下側のラジアル軸受部Ｒ２の上方まで達しているため、ラジアル軸受部Ｒ２の軸方向領域全体にハウジング７の小径外周面７ｅが配され、この面が蓋部材１０に接着固定される。これにより、ラジアル軸受部Ｒ２の軸方向領域において、ハウジング７の径方向の肉厚や接着剤の塗布量が均一化されると共に、この領域のハウジング７が円筒面状の蓋部材１０の内周面１０ｂ２に接着固定されるため、この領域においてハウジング７を均一に収縮させることができ、ラジアル軸受部Ｒ２の軸受性能の低下を回避できる。尚、このような効果は、内側固定部Ｂの上端部を下側のラジアル軸受部Ｒ２よりも下方に配することによっても得ることができる。
【００３０】
シール部９の内周面９ａは、軸部２ａの外周に設けられたテーパ面２ａ２と所定のシール空間Ｓを介して対向し、毛細管力で潤滑油を保持する毛細管シールを構成する。尚、図示のように、軸部２ａのテーパ面２ａ２を上側に向かって漸次縮径させておけば、軸部材２の回転時にシール空間Ｓを遠心力シールとしても機能させることができる。シール空間Ｓの容積は、軸受装置の使用温度範囲内において、軸受装置の内部に保持された潤滑油の熱膨張量よりも大きくする。これにより、軸受装置の使用温度範囲内では、潤滑油がシール空間Ｓから漏れ出すことはなく、油面が常時シール空間Ｓ内に保持される（バッファ機能）。
【００３１】
軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材２の外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成されると共に、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、及び蓋部材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。そして、軸受スリーブ８の内周面８ａの動圧溝８ａ１、８ａ２が上記ラジアル軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させることにより、軸部材２の軸部２ａ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Ｒ１、Ｒ２が構成される。同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｃの動圧溝８ｃ１、及び蓋部材１０のプレート部１０ａの上側端面１０ａ１の動圧溝１０ａ１１が、上記各スラスト軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させることにより、軸部材２のフランジ部２ｂ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及び第２スラスト軸受部Ｔ２が構成される。このとき、ラジアル軸受隙間の下端は、第１スラスト軸受部Ｔ１の軸受隙間の外径端につながる。
【００３２】
前述したように、軸受スリーブ８の内周面８ａの動圧溝８ａ１は、軸方向略中央部の環状平滑部に対して軸方向非対称に形成されており、環状平滑部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（図３（ａ）参照）。そのため、軸部材２の回転時、動圧溝８ａ１による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は上側領域が下側領域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、ラジアル軸受隙間の潤滑油が下方に流動し、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間→軸方向溝８ｄ１→シール部９の下側端面９ｂと軸受スリーブ８の上側端面８ｂとの間の空間、という経路を循環して、ラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。このように、潤滑油がハウジング７の内部空間を流動循環するように構成することで、内部空間内の潤滑油の圧力が局部的に負圧になる現象を防止して、負圧発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや振動の発生等の問題を解消することができる。また、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油に伴って循環する際にシール空間Ｓ内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。
【００３３】
以上の構成を有する流体軸受装置の組立は、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８を挿入してハウジング７と軸受スリーブ８を接着等により固定した後、軸受スリーブ８の内周に軸部材２を挿入し、さらにハウジング７の開口部に蓋部材１０を固定することにより行われる。この際、蓋部材１０のハウジング７に対する軸方向位置を調整することで、スラスト軸受隙間の隙間幅が規定値に管理される。このとき、蓋部材１０の固定部１０ｂの内周面１０ｂ２とハウジング７の小径外周面ｅとが隙間嵌めで嵌合していることにより、蓋部材１０とハウジング７との相対移動を容易に行うことができるため、スラスト軸受隙間の幅設定作業がしやすくなり、幅設定を精度良く行うことができる。その後、シール空間Ｓから軸受装置の内部に潤滑油を注入し、軸受スリーブ８の内部気孔を含めてハウジングの内部空間を全て潤滑油で満たすことにより、動圧軸受装置１が完成する。この動圧軸受装置１のハウジング７の大径外周面７ｄ及び蓋部材１０の外周面１０ｂ１をブラケット６の内周面に固定することにより、動圧軸受装置１がモータに組み込まれる。
【００３４】
本発明の実施形態は上記に限られない。なお、以下の説明において、上記実施形態と同一の機能を有する箇所には、同一の符合を付し、説明を省略する。
【００３５】
図５に、本発明の第２の実施形態に係る動圧軸受装置２１を示す。この動圧軸受装置２１では、ハウジング７と軸受スリーブ８とが軸受部材１１として樹脂材料一体成形され、この軸受部材１１が外側部材Ａとなる。シール部９はハウジング７と別体に形成され、軸受部材１１の上端開口部に固定され、その下側端面９ｂは軸受スリーブ８の上側端面８ｂと当接する。シール部９の内周面９ａは、上方へ向けて漸次拡径したテーパ面を有し、この内周面９ａと軸部２ａの円筒状外周面２ａ１との間にシール空間Ｓを形成する。軸部２ａの外周面２ａ１には、ヘリングボーン形状の動圧溝２ａ１１、２ａ１２が軸方向に離隔した２箇所に形成され、軸部材２の回転時には、該動圧溝形成領域がラジアル軸受隙間Ｒ１、Ｒ２の潤滑油に動圧作用を発生させる。蓋部材１０は、軸受部材１１の下端に設けられた小径外周面７ｅに固定される。このように、軸受部材１１を樹脂で形成した場合、軸受部材１１と金属製のブラケット６との接着固定力が十分に得られない恐れがあるが、図示例のように金属製の蓋部材１０の外周面１０ｂ１とブラケット６とを固定することで、ブラケット６と動圧軸受装置１とを強固に固定することができる。
【００３６】
図６に、本発明の第３の実施形態に係る動圧軸受装置３１を示す。この動圧軸受装置３１は、蓋部材１０とブラケット６を一体成形した点で上記実施形態と異なる。この一体成形品１２は、蓋部材１０のプレート部１０ａに相当する部分と、ブラケット６に相当する部分とを一体に備え、例えば樹脂材料で射出成形される。この一体成形品１２のブラケット６相当部分の内周面がハウジング７の外周面７ｄに接着等により固定される。こうして、蓋部材１０とブラケット６とが一体成形されることにより、蓋部材１０の抜け耐力をより一層高めることができる。この動圧軸受装置３１の組立は、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８及び軸部材２を収容した状態で、ハウジング７の外周面７ｄに上記の一体成形品１２を固定することにより行われる。
【００３７】
尚、上記の第２及び第３実施形態に係る動圧軸受装置２１、３１では、ハウジング７の下端面７ｇをプレート部１０ａ相当部分の上側端面１０ａ１と当接させ、これによりスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２のスラスト軸受隙間の幅設定を行っている。これらの動圧軸受装置２１、３１においても、上記第１の実施形態に係る動圧軸受装置１と同様にハウジング７の下端面７ｇとプレート部１０ａの上側端面１０ａ１との間に、スラスト軸受隙間の幅設定を行うための調整代となる軸方向隙間を設けても良い。
【００３８】
また、上記の第１の実施形態及び第２の実施形態では、動圧軸受装置を組み立ててからブラケット６の内周に固定しているが、これに限られない。例えば、ブラケット６とハウジング７を固定した後、蓋部材１０の固定や注油を行っても良い。あるいは、ブラケット６と蓋部材１０を固定した後、ハウジング７の固定や注油を行っても良い。
【００３９】
以上の実施形態では、ハウジング７が樹脂で形成されているが、これに限らず、例えば金属材料で形成してもよい。また、以上では、蓋部材１０やブラケット６が金属材料で形成されているが、これを樹脂材料で形成してもよい。以上では、軸受スリーブ８が焼結金属で形成されているが、その他の金属材料や、樹脂材料で形成してもよい。
【００４０】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の潤滑油に動圧作用を発生させる動圧発生部（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８ａ１、８ａ２が形成され、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の潤滑油に動圧作用を発生させる動圧発生部（スラスト動圧発生部）として、スパイラル形状の動圧溝８ｃ１、１０ａ１１が形成されているが、これに限らない。例えばラジアル動圧発生部として、スパイラル形状の動圧溝や、ステップ軸受、あるいは多円弧軸受等を形成することもできる。また、スラスト軸受発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝や、ステップ軸受、波型軸受（ステップ軸受が波型形状となったもの）等を形成することもできる。
【００４１】
また、ラジアル動圧発生部は、軸受スリーブ８の内周面８ａおよび軸部２ａの外周面２ａ１の何れに設けてもよい。また、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト動圧発生部は、軸受スリーブ８の下側端面８ｃおよびフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１の何れに設けてもよく、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト動圧発生部は、蓋部材１０の端面１０ａ１およびフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２の何れに設けても良い。
【００４２】
また、以上の実施形態では、軸部材２がフランジ部２ｂを備えているが、フランジ部を有さない円筒状の軸部材を使用することもできる。例えば、軸部材２が下端面を有し、この下端面と蓋部材１０の端面１０ａ１との間に形成されるスラスト軸受隙間の潤滑油の動圧作用で、スラスト軸受部を形成することができる。あるいは、下端に球面状凸部を有する軸部材２を使用し、この球面状凸部と蓋部材の端面とで、いわゆるピボット軸受を構成することもできる。このとき、ラジアル軸受隙間の一端は、蓋部材１０で密閉された空間、すなわちスラスト軸受隙間や、球面状凸部と蓋部材１０との間に形成される空間につながる。
【００４３】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向で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よい。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。
【００４４】
また、軸受スリーブ８の内周面８ａおよび軸部２ａの外周面を何れも真円形状とし、ラジアル軸受部を、いわゆる真円軸受で構成することもできる。
【００４５】
また、以上の実施形態では、軸受装置内部に充満される潤滑流体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や、磁性流体、あるいは空気等の気体も使用可能である。
【００４６】
また、本発明の動圧軸受装置は、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、あるいは電気機器の冷却ファン用のファンモータにも好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】動圧軸受装置を組込んだスピンドルモータの断面図である。
【図２】動圧軸受装置の断面図である。
【図３】軸受スリーブの（ａ）断面図（（ｃ）のａ−ａ方向）、（ｂ）下面図、（ｃ）上面図である。
【図４】蓋部材の上面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 動圧軸受装置（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
７ａ 内周面
７ｄ 大径外周面
７ｅ 小径外周面
７ｆ 段部
８ 軸受スリーブ
９ シール部
１０ 蓋部材
１０ａ プレート部
１０ｂ 固定部
Ａ 外側部材
Ｂ 内側固定部
Ｃ 外側固定部
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラケットの内周面に固定され、軸方向両側に開口した外側部材と、外側部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材と、外側部材の内周に収容された軸部材と、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間とを備えた流体軸受装置において、
蓋部材をブラケットに固定したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
さらに、蓋部材を外側部材に固定した請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
蓋部材に、外側部材の開口部を覆うプレート部と、プレート部の外径端から軸方向に延びた固定部を設け、この固定部の外周面をブラケットに固定した請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項４】
ブラケットの内周面に固定され、軸方向両端に開口した外側部材と、外側部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材と、外側部材の内周に収容された軸部材と、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間とを備えた流体軸受装置において、
蓋部材とブラケットを一体成形したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の流体軸受装置と、ブラケットの外周面に固定されたステータコイルと、ステータコイルの電磁力で相対回転するロータマグネットとを備えたモータ。
【請求項１】
ブラケットの内周面に固定され、軸方向両側に開口した外側部材と、外側部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材と、外側部材の内周に収容された軸部材と、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間とを備えた流体軸受装置において、
蓋部材をブラケットに固定したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
さらに、蓋部材を外側部材に固定した請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
蓋部材に、外側部材の開口部を覆うプレート部と、プレート部の外径端から軸方向に延びた固定部を設け、この固定部の外周面をブラケットに固定した請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項４】
ブラケットの内周面に固定され、軸方向両端に開口した外側部材と、外側部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材と、外側部材の内周に収容された軸部材と、軸部材の外周面が面するラジアル軸受隙間とを備えた流体軸受装置において、
蓋部材とブラケットを一体成形したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の流体軸受装置と、ブラケットの外周面に固定されたステータコイルと、ステータコイルの電磁力で相対回転するロータマグネットとを備えたモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１３８８７８（Ｐ２００９−１３８８７８Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１７３８２（Ｐ２００７−３１７３８２）
【出願日】平成１９年１２月７日（２００７．１２．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月７日（２００７．１２．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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