(57)【要約】【課題】動圧軸受装置のスラスト方向の回転精度を一層高める。【解決手段】動圧軸受装置１は、軸部２ａおよびフランジ部２ｂを有する軸部材２と、軸部２ａの外周に配設された軸受スリーブ８と、側部および底部７ｃを有し、軸受スリーブ８を内周に固定したハウジング７とを備え、軸部材２とハウジング７の相対回転時には、フランジ部２ｂの軸方向両側に第１および第２スラスト軸受隙間が形成される。ハウジング７には、軸受スリーブ８の下側端面８ｂと軸方向に係合する肩面７ｄ１が一体に設けられている。この肩面７ｄ１の軸方向位置は、第２スラスト軸受隙間の隙間幅を０にした時のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１を基準として管理される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸部の外周に配設された軸受スリーブと、側部および底部を一体に有し、内周に軸受スリーブを固定したハウジングとを備え、軸部材とハウジングの相対回転時、フランジ部の一端面とこれに対向する軸受スリーブの端面との間、およびフランジ部の他端面とこれに対向するハウジングの内底面との間にそれぞれ形成される第１および第２スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材がスラスト両方向に支持される動圧軸受装置において、
ハウジングに、軸受スリーブの前記端面と軸方向に係合する肩面を一体に形成し、第２スラスト軸受隙間の隙間幅を０にした時のフランジ部の前記一端面を基準として、肩面の軸方向位置を管理したことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
フランジ部の前記一端面を基準とした肩面の軸方向位置のばらつきが、１４μｍ以上２５μｍ以下の範囲内にある請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
ハウジングの内底面にスラスト動圧発生部が設けられ、スラスト動圧発生部の丘部に対する肩面の平行度が１０μｍ以下とされた請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
段部を塑性加工で形成した請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項５】
肩面に隣接して、塑性加工に伴って生じる肉の変形を吸収する変形吸収部が設けられている請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項６】
ハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に、軸受スリーブの両端に開口した流体通路が設けられ、肩面に、前記流体通路の底部側一端を、軸受スリーブの前記端面とハウジングの内底面との間の空間に連通させる径方向溝が設けられた請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項７】
軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸部の外周に配設された軸受スリーブと、側部および底部を一体に有し、内周に軸受スリーブを固定したハウジングとを備え、軸部材とハウジングの相対回転時、フランジ部の一端面とこれに対向する軸受スリーブの端面との間、およびフランジ部の他端面とこれに対向するハウジングの内底面との間にそれぞれ形成される第１および第２スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材がスラスト両方向に支持され、ハウジングに一体に設けた肩面と軸受スリーブの前記端面を軸方向で係合させた動圧軸受装置の製造方法において、
側部および底部を一体に有し、かつ内周隅部に肉盛り部が設けられたハウジング素材の内周に前記軸部材を配設し、前記軸部材のフランジ部に当接する金型で肉盛り部を塑性加工することにより、前記肩面を成形することを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項８】
軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸部の外周に配設された軸受スリーブと、側部および底部を一体に有し、内周に軸受スリーブを固定したハウジングとを備え、軸部材とハウジングの相対回転時、フランジ部の一端面とこれに対向する軸受スリーブの端面との間、およびフランジ部の他端面とこれに対向するハウジングの内底面との間にそれぞれ形成される第１および第２スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材がスラスト両方向に支持され、ハウジングに一体に設けた肩面と軸受スリーブの前記端面を軸方向で係合させた動圧軸受装置の製造方法において、
側部および底部を一体に有し、かつ内周隅部に肉盛り部が設けられたハウジング素材の内底面上に治具を配設し、治具に当接する金型で肉盛り部を塑性加工することにより、前記肩面を成形することを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項９】
治具にスラスト動圧発生部の形状に対応した成形型を形成し、前記金型を治具に当接させた際に、成形型でハウジング素材の内底面にスラスト動圧発生部を成形する請求項８記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
ハウジング素材の外周面を拘束した状態で、肉盛り部を塑性加工する請求項７又は８記載の動圧軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧軸受装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動圧軸受装置は、軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持するものである。この動圧軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的には、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置やＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク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、ＰＣ等のファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用されている。
【０００３】
上記モータのうち、例えばディスク装置用のスピンドルモータに組み込まれる動圧軸受装置として、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸部の外周に配設された軸受スリーブと、側部および底部を一体に有し、軸受スリーブを内周に固定したハウジングとを備え、軸部材とハウジングの相対回転時、フランジ部の一端面とこれに対向する軸受スリーブの端面との間、およびフランジ部の他端面とハウジングの内底面との間にそれぞれ形成される第１および第２スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材がスラスト両方向に支持されるものが公知である。この種の動圧軸受装置では、ハウジングに対する軸受スリーブの固定位置によって両スラスト軸受隙間の隙間幅、すなわちスラスト方向の回転精度が決定付けられることから、ハウジングに対する軸受スリーブの相対的な位置決めは精度良く行う必要がある。
【０００４】
この位置決めを簡易にかつ精度良く行うべく、ハウジングの内周隅部に、軸受スリーブと軸方向に係合する段部を一体に設けたものがある。かかる構成を採用した場合、段部の軸方向寸法（段部の肩面とハウジングの内底面との間の軸方向離間距離）を、段部の内周に収容されるフランジ部の厚みと、軸部材の回転時にフランジ部の軸方向両側にそれぞれ形成される第１および第２スラスト軸受隙間の隙間幅との合計量に等しく形成しておけば、軸受スリーブを段部の肩面と軸方向に係合させることにより、所定幅のスラスト軸受隙間を容易に形成することができる（以上、例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１におけるハウジングは、側部、底部および段部が樹脂で一体に射出成形されたものである。この場合、段部は、その軸方向寸法が、フランジ部の厚みと、両スラスト軸受隙間の隙間幅との合計量に等しくなるように設計された成形型を用いて射出成形されるわけであり、従って、段部の軸方向寸法は、ハウジングの内底面を基準として決定付けられることとなる。しかしながら、フランジ部の全てを設計値どおりの均一厚みに製作するのは困難で、個体間で多少のばらつきが生じるのは避けられない。そのため、従来の動圧軸受装置では、個体間でスラスト軸受隙間の隙間幅、すなわちスラスト方向の回転精度にばらつきが生じているのが実情である。ディスク装置の高容量化が急速に進展し、動圧軸受装置に対する益々の高回転精度化の要請が厳しくなっている昨今、上記の問題を解消することが望まれている。
【０００６】
本発明の課題は、この種の動圧軸受装置において、スラスト軸受隙間の幅精度を安定的に高め、スラスト方向の回転精度向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸部の外周に配設された軸受スリーブと、側部および底部を一体に有し、内周に軸受スリーブを固定したハウジングとを備え、軸部材とハウジングの相対回転時、フランジ部の一端面とこれに対向する軸受スリーブの端面との間、およびフランジ部の他端面とこれに対向するハウジングの内底面との間にそれぞれ形成される第１および第２スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材がスラスト両方向に支持される動圧軸受装置において、ハウジングに、軸受スリーブの前記端面と軸方向に係合する肩面を一体に形成し、第２スラスト軸受隙間の隙間幅を０にした時のフランジ部の前記一端面を基準として、肩面の軸方向位置を管理したことを特徴とする動圧軸受装置を提供する。
【０００８】
上記のように、本発明に係る動圧軸受装置では、第２スラスト軸受隙間の隙間幅を０にした時、換言すると静止状態のフランジ部の前記一端面を基準として、肩面の軸方向位置が管理されることから、フランジ部の厚みによって両スラスト軸受隙間の隙間幅が増減するような事態は効果的に防止される。また、肩面（段部）をハウジングと一体に設けていることから、段部の取り付け精度の良否によってスラスト軸受隙間の隙間幅が左右されることもない。従って、スラスト軸受隙間の幅精度を安定的に高めることができ、スラスト方向の回転精度向上を図ることができる。また、スラスト軸受隙間の隙間幅がフランジ部の厚みによって左右されない分、フランジ部の製作精度誤差をある程度許容することができるので、フランジ部（軸部材）の製造コストを低廉化することもできる。
【０００９】
上記構成において、フランジ部の前記一端面を基準とした肩面の軸方向位置のばらつきは、１４μｍ以上２５μｍ以下の範囲内とすることが、換言すると、第１スラスト軸受隙間の隙間幅と第２スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量は、１４μｍ以上２５μｍ以下の範囲内とすることができる。
【００１０】
ハウジングの内底面には、第２スラスト軸受隙間に流体動圧を発生させるスラスト動圧発生部を設けることができる。スラスト動圧発生部は、複数の動圧溝と、該動圧溝を区画形成する丘部とからなるものとすることができ、このとき、丘部に対する肩面の平行度は１０μｍ以下とするのが望ましい。第１スラスト軸受隙間を形成する一方の面となる軸受スリーブの前記端面がハウジングの肩面と軸方向に係合する本発明の構成上、第１スラスト軸受隙間の精度は肩面の精度に左右され、また、スラスト方向の回転精度も、両スラスト軸受隙間間の平行度によって左右されるからである。
【００１１】
肩面（段部）は、塑性加工で形成することができる。ハウジングの段部を、側部および底部と一体に射出成形したのでは、成形収縮時に生じるヒケの影響により、相対的に厚肉となる肩面を有する段部を所定の軸方向寸法に形成するのは特に困難である。これに対し、上記構成とすることで、このような問題が生じるのを効果的に回避することができ、望ましい。
【００１２】
塑性加工は、肉の変形を伴って所定形状を得る手法である。本発明の構成上、軸受スリーブとの当接面（係合面）となる肩面に肉の変形が生じると、ハウジングに対する軸受スリーブの固定精度が悪化して所定のスラスト軸受隙間を形成することができなくなるおそれがある。かかる事態が生じるのを極力防止すべく、肩面に隣接して、塑性加工に伴って生じる肉の変形を吸収する変形吸収部を設けるのが望ましい。変形吸収部の形態は上記の不都合が生じるのを防止し得る限り任意に設定可能であるが、例えば、肩面の外径側に設けた環状溝で構成することができる。
【００１３】
ところで、動圧軸受装置の運転中には、何らかの要因で内部空間を満たす流体の圧力バランスに不均衡が生じ、流体の漏れ出しや振動の発生等、軸受性能上好ましくない事態が生じる場合がある。このような問題は、流体を軸受内部で流動循環させることによって解消することができ、従って、軸受内部には一連の循環経路を形成するのが望ましい。本発明に係る動圧軸受装置においては、例えば、ハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に軸受スリーブの両端に開口した流体通路を設けると共に、肩面に、前記流体通路の底部側一端を、軸受スリーブの前記端面とハウジングの内底面との間の空間に連通させる径方向溝を設けることで、前記の循環経路を構築することができる。
【００１４】
以上の構成を有する動圧軸受装置におけるハウジングの肩面は、例えば、側部および底部を一体に有し、かつ内周隅部に肉盛り部が設けられたハウジング素材の内周に軸部材を配設し、軸部材のフランジ部に当接する金型で肉盛り部を塑性加工することにより成形することができる。具体的には、例えば加圧面間の軸方向離間距離を両スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量に等しい値に保持した金型で、フランジ部と肉盛り部とを同時に加圧するようにすればよい。このようにすれば、実使用する軸部材のフランジ部の厚みに応じて肩面の軸方向位置を決定付けることができるから、設計値どおりのスラスト軸受隙間を形成することが可能となる。
【００１５】
上記のようにして肩面を成形する際、ハウジング素材の内底面に、例えば、複数の動圧溝と、これを区画形成する丘部とからなるスラスト動圧発生部を予め設けておけば、肩面を成形するのと同時にフランジ部の端面で丘部を加圧して、丘部の平面度を矯正することが、また丘部（の丘面）に対する肩面の平行度を高めることもできる。
【００１６】
上記のように、実使用する軸部材を用いてハウジングの内周隅部に肩面を成形する方法では、設計値どおりのスラスト軸受隙間を確実に形成することができるというメリットはあるものの、量産性の点で不利となる場合がある。この点に鑑み、軸部材に替えて、治具（ダミーフランジ）をハウジング素材の内底面上に配設し、治具に当接する金型で肉盛り部を塑性加工することにより、軸方向の所定位置に肩面を成形することもできる。一般に、同一ロット内でフランジ部の厚みにばらつきが生じることは殆ど無く、フランジ部の厚みのばらつきはロット間で生じる場合が多い。そのため、例えば、ロット間で生じる厚みのばらつきを考慮して厚みの異なる複数の治具を予め準備し、製作したフランジ部の厚みに適合した治具を用いるようにすれば、所定の肩面を有するハウジングを容易に量産することができる。
【００１７】
上記治具の端面にスラスト動圧発生部形状に対応した成形型を形成しておけば、金型を治具に当接させた際に（肩面の成形と同時に）、成形型でハウジング素材の内底面にスラスト動圧発生部を成形することができる。
【００１８】
また、ハウジング素材の内周に軸部材あるいは治具の何れを配設した場合であっても、肩面の成形と同時に、肩面に径方向溝を成形することができる。つまり、ハウジング素材の内周に治具を配設する場合にあっては、肩面、スラスト動圧発生部および径方向溝を同時成形することもできる。
【００１９】
肉盛り部を塑性変形させて肩面を成形する際、ハウジング素材の外周面を拘束しておくのが望ましい。これにより、肉盛り部の塑性変形（肉の移動）に伴い、ハウジング素材の外周面精度が低下するのを極力防止することができるので、モータブラケット等に対するハウジングの固定精度が低下するような事態を可及的に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上より、本発明によれば、この種の動圧軸受装置におけるスラスト軸受隙間の幅精度を安定的に高めることができ、スラスト方向の回転精度向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、動圧軸受装置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あり、動圧軸受装置１と、動圧軸受装置１の軸部材２に固定されたディスクハブ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には一又は複数枚（図示例は２枚）のディスクＤが搭載される。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。
【００２３】
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１の一実施形態を示すものである。この動圧軸受装置１は、軸部材２と、有底筒状のハウジング７と、ハウジング７の内周に固定された軸受スリーブ８と、ハウジング７の開口部をシールするシール部材９とを構成部材として備える。なお、以下では、便宜上、シール部材９を設けた側を上側、その軸方向反対側を下側として説明を進める。
【００２４】
軸部材２は、金属材料、例えばＳＵＳ４２０Ｊ２で形成された軸部２ａと、同じくＳＵＳ４２０Ｊ２で形成され、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。本実施形態において、軸部２ａの外周面２ａ１は平滑な円筒面とされ、フランジ部２ｂの両端面２ｂ１，２ｂ２は平滑な平坦面とされる。
【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。軸受スリーブ８は、焼結金属以外にも、例えば黄銅等の軟質金属で形成することもできる。
【００２６】
軸受スリーブ８の内周面８ａには、第１および第２ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受面となる円筒状領域（図２の黒塗り部分）が軸方向の二箇所に離隔して設けられ、該二つの領域には、それぞれ、図３（ａ）に示すように複数の動圧溝Ａａ１，Ａａ２をヘリングボーン形状に配列してなるラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２が形成されている。上側の動圧溝Ａａ１は、軸方向中心ｍ（上下の傾斜溝間領域の軸方向中央）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。一方、下側の動圧溝Ａａ２は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法は上記軸方向寸法Ｘ２と等しくなっている。
【００２７】
軸受スリーブ８の下側端面８ｂには、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる環状領域（図２の黒塗り部分）が設けられ、該領域には、図３（ｂ）に示すように、スパイラル形状に配列された複数の動圧溝Ｂａと、この動圧溝Ｂａを区画形成する丘部Ｂｂとからなるスラスト動圧発生部Ｂが形成されている。
【００２８】
軸受スリーブ８の外周面８ｄには、両端面に開口した１又は複数本の軸方向溝８ｄ１が形成され、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、周方向の３箇所に等配されている。
【００２９】
ハウジング７は、黄銅、アルミニウム合金、あるいはステンレス鋼等の金属材料で形成され、略円筒状の側部と、該側部の下端開口を閉塞する円盤状の底部７ｃとを一体に有する有底筒状をなす。側部は、小径部７ａと、小径部７ａの上側に配置された大径部７ｂとで構成され、小径部７ａの内周面７ａ１は大径部７ｂの内周面７ｂ１よりも小径で、また小径部７ａの外周面は大径部７ｂの外周面よりも小径とされる。小径部７ａの内周面７ａ１と大径部７ｂの内周面７ｂ１とは、軸線と直交する方向に延びる段差面７ｅで繋がっている。
【００３０】
ハウジング７の内周隅部（小径部７ａと底部７ｃの境界部内周）には側部および底部７ｃと一体に段部７ｄが設けられており、軸受スリーブ８はこの段部７ｄの肩面７ｄ１と軸方向に係合した状態でハウジング７の内周に固定されている。段部７ｄの肩面７ｄ１は、段部７ｄの内周に収容されたフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１（厳密には静止状態、すなわち軸部材２の回転時にフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２で形成される第２スラスト軸受隙間の隙間幅を０にした時のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１）を基準として、その軸方向位置が管理される。詳細に述べると、肩面７ｄ１は、静止状態におけるフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１を基準として、軸部材２の回転時に形成される第１および第２スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量ｙ１だけ上側に位置している。隙間幅の合計量ｙ１は、１４μｍ以上２５μｍ以下の範囲内とされる。段部７ｄの肩面７ｄ１の周方向一又は複数箇所には放射状に延びる径方向溝７ｄ１１が形成されている。
【００３１】
詳細は後述するが、径方向溝７ｄ１１も含め、肩面７ｄ１は塑性加工、ここではプレス加工を受けて成形され、肩面７ｄ１に隣接して環状溝７ｄ２が設けられている。この環状溝７ｄ２は、段部７ｄをプレス加工で成形する際に生じる肉の変形を吸収する変形吸収部として機能する環状溝１９の容積が縮小することによって形成されたものであり、軸受スリーブ８をハウジング７に接着固定する場合には、接着剤溜りとしても機能する。
【００３２】
ハウジング７の内底面７ｃ１には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる環状領域（図２の黒塗り部分）が設けられ、該環状領域には、スパイラル形状に配列された複数の動圧溝Ｃａと、動圧溝Ｃａを区画形成する丘部Ｃｂとからなるスラスト動圧発生部Ｃが形成されている。本実施形態において、スラスト動圧発生部Ｃを構成する各丘部Ｃｂの端面（丘面）Ｃｂ１はプレス加工を受けて成形された面とされ、各丘面Ｃｂ１間の平面度は２μｍ以下に設定されると共に、丘面Ｃｂ１に対する肩面７ｄ１の平行度は１０μｍ以下に設定されている。
【００３３】
シール部材９は、例えば、黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは樹脂材料で、円盤状の第１シール部９ａと、第１シール部９ａの外径端から下方に延びる円筒状の第２シール部９ｂとを一体に有する断面逆Ｌ字形状に形成される。このシール部材９は軸受スリーブ８の上端外周に固定され、固定された状態で、第２シール部９ｂの下端面とハウジング７の段差面７ｅとの間に軸方向隙間１０を形成する。第１シール部９ａの下側端面９ａ１には、放射状に延びる一又は複数の径方向溝９ａ１１が形成されている。
【００３４】
第１シール部９ａの内周面９ａ２は、軸部２ａの外周面２ａ１との間に所定容積の第１シール空間Ｓ１を形成する。また、第２シール部９ｂの外周面９ｂ１は、ハウジング７の大径部７ｂの内周面７ｂ１との間に所定容積の第２シール空間Ｓ２を形成する。第１シール部９ａの内周面９ａ２およびハウジング７の大径部７ｂの内周面７ｂ１は何れも上方に向かって内径寸法を漸次拡大させたテーパ面状に形成されているため、両シール空間Ｓ１，Ｓ２は下方（ハウジング７の内部側）に向かって漸次縮径したテーパ形状を呈する。
【００３５】
以上の構成からなる動圧軸受装置１の内部空間には軸受スリーブ８の内部気孔も含め、流体としての潤滑油が充満される。この動圧軸受装置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のラジアル軸受面となる上下２箇所の領域と、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。そして軸部材２の回転に伴い、両ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝Ａａ１，Ａａ２の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材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ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が軸方向の二箇所に離隔形成される。
【００３６】
また、これと同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｂのスラスト軸受面となる環状領域とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間、およびハウジング７の内底面７ｃ１のスラスト軸受面となる環状領域とフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に、それぞれ第１および第２スラスト軸受隙間が形成される。そして、軸部材２の回転に伴い、両スラスト軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材２がスラスト両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をスラスト一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と、軸部材２をスラスト他方向に回転自在に非接触支持する第２スラスト軸受部Ｔ２とが形成される。
【００３７】
また、上述のように、第１および第２のシール空間Ｓ１、Ｓ２が、ハウジング７の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、両シール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用によってシール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング７の内部側に向けて引き込まれる。これにより、ハウジング７の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。また、シール空間Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング７の内部空間に充填された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内では、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ１、Ｓ２内にある。
【００３８】
また、上述したように、上側の動圧溝Ａａ１は、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ため、軸部材２の回転時、動圧溝Ａａ１による潤滑油の引き込み力は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。このような引き込み力の差圧により、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間の隙間に充満された潤滑油は下方に流動し、第１スラスト軸受部Ｔ１の第１スラスト軸受隙間→ハウジング７の段部７ｄに設けた径方向溝７ｄ１１で形成される流体通路→軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１で形成される流体通路→第１シール部９ａの径方向溝９ａ１１で形成される流体通路という一連の循環経路を通過して、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。
【００３９】
このような構成とすることで、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、局部的な負圧の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。上記の循環経路には、第１のシール空間Ｓ１が連通し、さらに軸方向隙間１０を介して第２のシール空間Ｓ２が連通しているので、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Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出される。従って、気泡による悪影響は一層効果的に防止される。
【００４０】
以下、上述した動圧軸受装置１の製造方法を、ハウジング７の製造工程を中心に図面に基づいて説明する。
【００４１】
図５は、ハウジング７の製造工程、特にハウジング７の肩面７ｄ１を成形する工程を概念的に示すものである。同図に示す成形金型１２は、ハウジング素材１７（以下示す手順を踏んで図２に示す所定形状のハウジング７に成形される部材）の下端を支持する第１金型１３と、素材１７の外周に配設され、図示しない適当な駆動機構で縮拡径可能に構成された第２金型１４と、素材１７の上方に配設された第３金型１５とで主要部が構成される。素材１７の内底面上には実使用される軸部材２が載置され、第３金型１５は図示しない適当な駆動機構により、軸部材２の軸部２ａの外周面および素材１７の内周面に沿って昇降可能に構成されている。
【００４２】
第３金型１５は、図５中の上部拡大断面図にも示すように、当該第３金型１５の下降時に、素材１７の内周隅部に設けられた肉盛り部１８を加圧する加圧面１５ａ１を有する外型部１５ａと、軸部材２のフランジ部２ｂを加圧する加圧面１５ｂ１を有する内型部１５ｂとを備える。本実施形態において両型部１５ａ，１５ｂは、加圧面１５ａ１，１５ｂ１の軸方向位置を互いに異ならせるようにして一体に設けられている。外型部１５ａの加圧面１５ａ１は内型部１５ｂの加圧面１５ｂ１よりも所定量上方に後退しており、両加圧面１５ａ１，１５ｂ１間の軸方向離間距離ｙ２は、第１および第２スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量、すなわち、ハウジング７の段部７ｄの肩面７ｄ１とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間の軸方向離間距離ｙ１に等しい値とされる（ｙ１＝ｙ２）。従い、両加圧面１５ａ１，１５ｂ１間の軸方向離間距離ｙ２は、１４μｍ以上２５μｍ以下の範囲内とされる。また、両加圧面１５ａ１，１５ｂ１間の平行度は１０μｍ以下に形成される。さらに、詳細な図示は省略するが、外型部１５ａの加圧面１５ａ１には、肩面７ｄ１に設けられる径方向溝７ｄ１１を成形するための凸型が設けられている。
【００４３】
ここで、当該工程に供される素材１７は、図２に示す段部７ｄを除いた部分が鍛造や切削等の手段でほぼ所定形状に形成されたものであり、その内周隅部にはプレス加工によって所定形状の段部７ｄに成形される肉盛り部１８が設けられると共に、その内底面には完成形状に略等しいスラスト動圧部Ｃが設けられる（図６（ａ）を参照）。肉盛り部１８の外径端部には、全周に亘って延びる環状溝１９が設けられる。肉盛り部１８の軸方向寸法ｙ３は、完成品としてのハウジング７における段部７ｄの軸方向寸法（肩面７ｄ１と内底面７ｃ１間の軸方向離間距離）よりも所定量大きく設定される。
【００４４】
なお、後述するように、本実施形態では、段部７ｄを成形するのと同時に、スラスト動圧発生部Ｃを構成する丘部Ｃｂの丘面Ｃｂ１の平面度を、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２を押し当てることで矯正するようにしている。そのため、素材１７（ハウジング７）の形成材料としては、フランジ部２ｂの形成材料（ここではＳＵＳ４２０Ｊ２）よりも低硬度の金属材料が選択使用される。
【００４５】
以上の構成からなる成形金型１２において、まず第２金型１４を縮径させて素材１７の外周面を拘束し、その状態で第３金型１５を下降させると、図６（ａ）に示すように、第３金型１５のうち、外型部１５ａの加圧面１５ａ１が肉盛り部１８の肩面に当接する。この状態から第３金型１５を徐々に下降させると、外型部１５ａの加圧面１５ａ１によって肉盛り部１８が軸方向に加圧（圧縮）される結果、肉盛り部１８が塑性変形を起こしてその軸方向寸法が徐々に縮小する。肉盛り部１８の軸方向寸法は、加圧された肉盛り部１８の肉が、環状溝１９内に入り込んで、環状溝１９の容積を縮小させるように塑性変形することで縮小する。そして、図６（ｂ）に示すように、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に内型部１５ｂの加圧面１５ｂ１が当接するまで第３金型１５を下降させると、素材１７内周の軸方向所定位置に肩面７ｄ１が成形される。
【００４６】
この状態から第３金型１５をさらに下降させると、スラスト動圧発生部Ｃを構成する丘部Ｃｂの丘面Ｃｂ１がフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２によって加圧される結果、その平面度がフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に倣って矯正され、また、丘面Ｃｂ１（ハウジング７の内底面７ｃ１）と肩面７ｄ１との間の平行度が所定値に形成される。本実施形態で用いる外型部１５ａの加圧面１５ａ１には、径方向溝７ｄ１１形状に対応した図示しない凸型が設けられていることから、所定の肩面７ｄ１（段部７ｄ）が成形されるのと同時に、肩面７ｄ１に径方向溝７ｄ１１が成形される。
【００４７】
以上のようにして、各部が所定形状に成形されたハウジング７が得られる。そして、例えば、外周面８ｄに接着剤を間欠的に塗布した軸受スリーブ８を、その下側端面８ｂが肩面７ｄ１と軸方向に係合する位置までハウジング７内周に挿入した後、接着剤を固化させることによりハウジング７の内周に軸受スリーブ８を固定する。このとき、段部７ｄの外径端部には環状溝１９の容積が縮小することによって形成された環状溝７ｄ２が存在することから、軸受スリーブ８とハウジング７の相対移動に伴って底部７ｃ側に接着剤がかき出されたとしても、環状溝７ｄ２で接着剤を捕捉することができる。従って、かき出された接着剤が軸受スリーブ８の下側端面８ｂ、特にスラスト軸受面等に回り込むことにより、第１スラスト軸受部Ｔ１の軸受性能が低下等する事態は可及的に防止される。
【００４８】
次いで、軸受スリーブ８にシール部材９を適宜の手段で固定し、その後、軸受スリーブ８の内部気孔も含めハウジング７の内部空間に潤滑油を充満させれば、図２に示す動圧軸受装置１が完成する。
【００４９】
なお、上述したハウジング７の製造工程においては、段部７ｄの成形に用いる第３金型１５として、外型部１５ａと内型部１５ｂとが一体に設けられたものを用いたが、第３金型１５は、これらが別体に設けられたものであっても良い。具体的には、例えば図７に示すように、原点位置（肉盛り部１８やフランジ部２ｂを加圧していない状態）では、相対スライド可能に設けられた両型部１５ａ，１５ｂの加圧面１５ａ１，１５ｂ１を同一平面上に位置させると共に、両型部１５ａ，１５ｂ間に、両型部１５ａ，１５ｂの最大スライド量を両スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量と等しい値に規制するような弾性体１５ｃを介在させれば良い。
【００５０】
第３金型１５をかかる構成とした場合、第３金型１５を下降させると、まず、外型部１５ａの加圧面１５ａ１が素材１７の肉盛り部１８に当接する。第３金型１５を引き続き下降させると、弾性体１５ｃが軸方向に圧縮される結果、外型部１５ａと内型部１５ｂとが相対スライドし、両者の相対スライドが停止すると、内型部１５ｂの加圧面１５ｂ１がフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に当接する。この状態で第３金型１５をさらに下降させて肉盛り部１８とフランジ部２ｂとを加圧すれば、上記同様にして軸方向の所定位置に肩面７ｄ１が成形されると共に、肩面７ｄ１に径方向溝７ｄ１１が成形されたハウジング７が得られる。
【００５１】
以上に示すように、本発明に係る動圧軸受装置１では、第２スラスト軸受隙間の隙間幅を０にした時、すなわち静止状態のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１を基準として、肩面７ｄ１の軸方向位置が管理されることから、フランジ部２ｂの厚みによって両スラスト軸受隙間の隙間幅が増減するような事態が生じるのを効果的に防止することができる。また、肩面７ｄ１（段部７ｄ）をハウジング７と一体に設けていることから、これを別体に設けた場合に生じる段部７ｄの取り付け精度の良否によってスラスト軸受隙間の隙間幅が左右されることもない。
【００５２】
また、ハウジング７を側部、底部７ｃおよび段部７ｄが一体の射出成形品とした場合には、成形収縮に伴って生じるヒケの影響により、特に厚肉である段部７ｄ（肩面７ｄ１）の精度低下が懸念されるが、本発明では肩面７ｄ１を塑性加工（プレス加工）で成形するようにしたので、この種の問題も考慮しなくて良い。プレス加工に伴って生じる肉の変形によって肩面７ｄ１の成形精度が低下し、軸受スリーブ８を所定の態様でハウジング７に固定できなくなるおそれがあるが、肉盛り部１８に、変形吸収部として機能する環状溝１９（７ｄ２）を設けておいたので、この種の問題も考慮しなくて良い。
【００５３】
また、本実施形態では、実使用する軸部材２（のフランジ部２ｂ）を配設した状態で肉盛り部１８にプレス加工を施すことによって肩面７ｄ１を成形するようにしたので、設計値どおりのスラスト軸受隙間を形成することができる。さらに、肩面７ｄ１の成形時には、スラスト動圧発生部Ｃを構成する丘部Ｃｂの丘面Ｃｂ１もフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２によって加圧されることから、その平面度、および段部７ｄの肩面７ｄ１に対する平行度も同時に高められる。以上のことから、本発明によれば、スラスト方向の回転精度を最大限に高めることができる。
【００５４】
なお、本実施形態において、丘部Ｃｂの丘面Ｃｂ１は加圧されることによって、すなわち多少の塑性変形を伴ってその平面度等が高められることから、丘部Ｃｂは、その硬度も同時に高められる。従って、スラスト動圧発生部Ｃの耐摩耗性を高めることができ、第２スラスト軸受部Ｔ２における軸受性能を長期に亘って高精度に維持することができる。
【００５５】
また、素材１７の外周面を第２金型１４で拘束した状態で肉盛り部１８にプレス加工を施すことによって肩面７ｄ１を成形するようにしたので、肉盛り部１８の肉の移動に伴い、素材１７の外周面精度が低下するような事態を極力防止することができる。これにより、ブラケット６（図１を参照）に対する固定面となるハウジング７の外周面精度を適正に保ち、動圧軸受装置１を、モータに対して精度良く固定することができる。
【００５６】
以上では、実使用する軸部材２を素材１７の内周に配設した状態で肉盛り部１８を加圧することにより、所定の段部７ｄを成形するようにした。このようにすれば、設計値どおりのスラスト軸受隙間を形成することができるというメリットはあるものの、量産性の面で難が生じる場合がある。この点を改善すべく、軸部材２に替わる治具（ダミーフランジ）を素材１７の内周に配設した状態で、上記同様の手順を採用するようにしても良い（図示は省略する）。一般に、同一ロット内でフランジ部２ｂの厚みにばらつきが生じることは殆ど無く、フランジ部２ｂの厚みのばらつきはロット間で生じる場合が多い。そのため、例えば、ロット間で生じる厚みのばらつきを考慮して厚みの異なる複数の治具を予め準備し、製作したフランジ部２ｂの厚みに適合した治具を用いるようにすれば、上記同様に、所定の肩面７ｄ１を有するハウジング７を容易に量産することができる。
【００５７】
このような治具を用いる場合には、治具の端面にスラスト動圧発生部Ｃ形状に対応した成形型を形成しておくことで、金型を治具に当接させた際に、素材１７の内底面にスラスト動圧発生部Ｃを成形することができる。
【００５８】
図８は、本発明に係る動圧軸受装置１の第２実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置１は、シール部材９をリング状に形成すると共にこれをハウジング７の内周上端に固定し、シール部材９の内周面とこれに対向する軸部２ａの外周面２ａ１との間にシール空間Ｓを形成した点において、図２に示す動圧軸受装置１と構成を異にしている。なお、これ以外の構成については、図２に示す動圧軸受装置１と実質的に同一であるから、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００５９】
以上では、ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間に流体動圧を発生させる動圧発生部を、静止側を構成するハウジング７や軸受スリーブ８に設けた場合を例示しているが、動圧発生部の何れか又は全部は、回転側を構成する軸部材２に設けることもできる。
【００６０】
また、以上では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、ヘリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により軸受隙間内を充満する潤滑油に動圧を発生させる構成を例示しているが、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受、多円弧軸受、あるいは非真円軸受を、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、いわゆるステップ軸受や波型軸受を採用しても良い。また、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の内周側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。さらには、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２として動圧発生部を有しない真円軸受を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ディスク装置用のスピンドルモータを概念的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る動圧軸受装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図３】（ａ）図は軸受スリーブの断面図、（ｂ）図は軸受スリーブの下側端面を示す図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ断面を示す図で、ハウジングの内底面を示す図である。
【図５】ハウジングに段部を成形する工程を概念的に示す断面図である。
【図６】（ａ）図は、段部を加圧する直前の状態を概念的に示す拡大断面図、（ｂ）図は、段部を成形している最中の状態を概念的に示す拡大断面図である。
【図７】ハウジングに段部を成形する工程の他例を概念的に示す断面図である。
【図８】本発明に係る動圧軸受装置の第２実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      動圧軸受装置
２      軸部材
２ａ    軸部
２ｂ    フランジ部
７      ハウジング
７ｃ    底部
７ｃ１  内底面
７ｄ    段部
７ｄ１  肩面
１２    成形金型
１５    第３金型
１５ａ  外型部
１５ａ１  外型部の加圧面
１５ｂ  内型部
１５ｂ１  内型部の加圧面
１７    素材
１８    肉盛り部
１９    環状溝（変形吸収部）
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010031973.tif 000007
【図６】
2010031973.tif 000008
【図７】
2010031973.tif 000009
【図８】
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