(57)【要約】【課題】起動時ないし停止時における摺動摩耗を確実に低減し得る流体動圧軸受装置を提供する。【解決手段】ハウジング７および軸受スリーブ８により回転自在に支持される軸部材２は、軸部２１と、軸部２１の下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２２とで構成される。フランジ部２２の一部をなす一方の磁極２３が永久磁石で構成されると共に、一方の磁極２３との間でスラスト方向の磁力を発生できる位置、例えばハウジング７の底部７ｂの下端面側に他方の磁極１１が取り付けられている。他方の磁極１１は、いわゆる電磁石をなすもので、磁心１２と、磁心１２の周囲に巻き付けられたコイル部１３とで構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部を有する軸部材と、軸部材を相対回転支持する軸受部材と、フランジ部の少なくとも一方の端面と軸受部材の端面との間に形成されるスラスト軸受隙間とを備えた流体動圧軸受装置において、
フランジ部もしくはその一部を一方の磁極とし、かつ、この磁極との間でスラスト方向の磁力を発生可能な他方の磁極をさらに備えたことを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項２】
軸部材と軸受部材との相対回転開始時、双方の磁極間に磁力による反発力が生じるように制御されている請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項３】
軸部材又は軸受部材への回転力の付与を停止した際、双方の磁極間に磁力による引力が生じるように制御されている請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項４】
何れかの磁極の向きを逆転させることで、軸部材と軸受部材との相対回転開始時には双方の磁極間に磁力による反発力を発生させ、軸部材又は軸受部材への回転力の付与を停止した際には磁力による引力を発生させるように制御されている請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項５】
スラスト軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための動圧発生部を備えた請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項６】
双方の磁極間に生じる磁力がフランジ部の回転浮上もしくは接地停止を補助する程度の大きさに制御されている請求項１〜５の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項７】
双方の磁極の少なくとも一方が電磁石で構成されている請求項１〜６の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
他方の磁極は、フランジ部とスラスト方向に対峙する位置に配置されている請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項９】
他方の磁極は、フランジ部の外径側に配置されている請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
軸受部材のうち少なくとも双方の磁極間に位置する部分が非磁性体で構成されている請求項１〜９の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の流体動圧軸受装置と、流体動圧軸受装置における相対回転動作およびその停止動作のための動力を付与する駆動部とを備えたモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体動圧軸受装置およびこの軸受装置を備えたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体動圧軸受装置は、軸受隙間に生じる流体の膜を介して軸部材あるいは軸受部材を相対回転自在に支持するものである。この種の軸受装置は、特に高速回転時における回転精度、静粛性等に優れており、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好適に使用される。具体的には、ＨＤＤ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おけるスピンドルモータ用の軸受装置として、あるいは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、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る。
【０００３】
この種の軸受装置においては、軸部材が軸受スリーブの内周に挿入され、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間にラジアル軸受隙間が形成されることがある。また、フランジ部を有する軸部材の場合には、フランジ部の一方の端面と、この端面と相対向する面（例えば軸受スリーブの端面）との間、もしくは他方の端面と、この端面と相対向する面（例えばハウジングの底面）との間にスラスト軸受隙間が形成されることがある（例えば、何れも下記特許文献１を参照）。
【０００４】
また、最近では、ＨＤＤなどの容量増加に伴いディスク枚数が増加する傾向にある。そのため、これらディスクを回転制御すべき流体動圧軸受装置にも回転体重量の増加に対応した構成が要求される。具体的に述べると、軸部材を含めた回転体の重量増加に応じて、起動・停止時における摺動摩耗を減らすための対策が求められている。
【０００５】
上記対策の一例として、例えば下記特許文献２には、動圧軸受ユニットを組み込んだスピンドルモータのステータコイルの磁気的中心とロータマグネットの磁気的中心を、負荷荷重（例えば自重による負荷）とは反対方向に磁気による吸引力が作用するように、スラスト方向に所定距離だけずらした構成が開示されている。また、この構成を採用することで、ラジアル円筒部を介して主軸に固定された２枚のスラスト板の対向面がラジアルスリーブの両端面を回転自在に支持する際、自重によるスラスト方向の荷重を軽減して、スラスト板とラジアルスリーブとの間の摩耗が低減される旨が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２３９９５１号公報
【特許文献２】特許第３０９９０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２の構成は、モータの回転駆動に用いるマグネットとコイルを回転体の浮上力付与に兼用するものであるから、回転力と浮上力とを異なるタイミングで付与することができず、適切な浮上力の付与を図ることができない。特に回転停止時にはコイルへの電力供給が停止するため、フランジ部を早期に接地停止させるための力を付与することができない。また、上記特許文献２のように回転体中心から外径側に離れた位置で浮上力を付与した場合には、回転体の姿勢が不安定になり易く、当該姿勢が大きく崩れた場合には、回転体が部分的に軸受面と接触するおそれが生じる。しかも、上記問題は、特に、回転力が不十分でその姿勢が不安定となり易い回転開始時ないし停止時に顕著に現れる。
【０００７】
以上の事情に鑑み、本明細書では、起動時ないし停止時における摺動摩耗を確実に低減し得る流体動圧軸受装置を提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題の解決は、本発明に係る流体動圧軸受装置によって達成される。すなわち、この流体動圧軸受装置は、フランジ部を有する軸部材と、軸部材を相対回転支持する軸受部材と、フランジ部の少なくとも一方の端面と軸受部材の端面との間に形成されるスラスト軸受隙間とを備えた流体動圧軸受装置において、フランジ部もしくはその一部を一方の磁極とし、かつ、この磁極との間でスラスト方向の磁力を発生可能な他方の磁極をさらに備えた点をもって特徴づけられる。
【０００９】
このように、フランジ部を一方の磁極とし、このフランジ部と他方の磁極との間で磁力を発生させるようにしたので、例えば磁力により互いに反発する力を双方の磁力間に生じさせる場合、回転力と浮上力とを異なるタイミングで付与して、適切な浮上力の付与を図ることができる。また、上記構成によれば、軸部材に対する浮上力がフランジ部に対して直接的にかつその回転中心に近い位置に付与される。そのため、軸部材（フランジ部）の水平姿勢を保って当該フランジ部を早期に浮上させることができる。
【００１０】
また、軸部材に対して回転力を付与するモータの駆動部（コイルとマグネット）とは別に一対の磁極を配設することで、例えば磁力により互いに引き合う向きの力を双方の磁極間に生じさせる場合、モータ駆動部への電力供給が停止された後においても、フランジ部に引力を付与することができる。これにより、惰性で回転する軸部材を迅速に軸受面に当接させて停止させることができ、停止するまでの時間を短縮することで、当該時間中に生じる摺動摩耗を低減することができる。
【００１１】
上記一対の磁極は、フランジ部の浮上に要する時間を効率よく短縮する観点からは、軸部材と軸受部材との相対回転開始時、双方の磁極間に磁力による反発力が生じるように制御されていてもよい。また、フランジ部の接地停止に要する時間を効率よく短縮する観点からは、軸部材又は軸受部材への回転力の付与を停止した際、双方の磁極間に磁力による引力が生じるように制御されていてもよい。
【００１２】
あるいは、浮上時間と停止時間双方の短縮を共に図るのであれば、何れかの磁極の向きを逆転させることで、軸部材と軸受部材との相対回転開始時には双方の磁極間に磁力による反発力を発生させ、軸部材又は軸受部材への回転力の付与を停止した際には磁力による引力を発生させるように制御されていてもよい。
【００１３】
ここで、本発明に係る流体動圧軸受装置は、スラスト軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための動圧発生部を備えたものでもよい。また、双方の磁極間に生じる磁力がフランジ部の回転浮上もしくは接地停止を補助する程度の大きさに制御されていてもよい。スラスト軸受隙間に生じる流体の膜あるいは動圧作用によりフランジ部が浮上にするのに十分な力を付与できるためである。また、これらの構成を組合せてフランジ部を回転浮上させる場合には、個々の構成要素（一対の磁極、スラスト動圧発生部）に求められる浮上力が小さくて済むため、例えば一対の磁極を大型化する必要はなく当該軸受装置のサイズを維持できる。
【００１４】
なお、上記のように、磁力の大きさの調整を図る必要がある場合、双方の磁極の少なくとも一方は電磁石で構成されていることが望ましい。これによれば、供給する電流の大きさに応じて双方の磁極間に発生する磁力、ひいては反発力ないし引力の大きさを制御することができる。また、電力供給の容易性を考慮すると、固定側の磁極（軸回転の場合には軸受部材の側に設けた他方の磁極、軸固定の場合にはフランジ部あるいはその一部を構成する一方の磁極）を電磁石で構成し、回転側の磁極を永久磁石で構成してもよい。
【００１５】
また、他方の磁極の配置位置に関し、例えばフランジ部とスラスト方向に対峙する位置に他方の磁極が配置されていてもよい。フランジ部の形状を考えた場合、かかる位置に他方の磁極を配置するのが磁力効率の面で良い。あるいは、フランジ部の外径側に他方の磁極が配置されていてもよい。外径側に配置できれば、装置の軸方向寸法を大きくせずに済む利点がある。また、軸受部材のうち少なくとも双方の磁極間に位置する部分が非磁性体で構成されるものであってもよい。この構成によれば磁極間に他物体が存在しても当該磁極間に発生する磁力（磁束）は容易に当該物体を通過する。そのため、磁力を逃がすことなくフランジ部の反発力ないし引力に反映することができる。
【００１６】
以上の説明に係る流体動圧軸受装置は、例えば当該流体動圧軸受装置と、流体動圧軸受装置における相対回転動作およびその停止動作のための駆動力を付与する駆動部とを備えたモータとして提供することができる。よって、この場合、モータは、回転力付与のための駆動部（例えばコイルおよびマグネット）と、フランジ部に浮上力ないし引力を付与するための一対の磁極とを具備する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、起動時ないし停止時における摺動摩耗を確実に低減し得る流体動圧軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づき説明する。なお、以下の説明における『上下』方向は、単に各図における構成要素間の位置関係を容易に理解するために規定したものに過ぎず、流体動圧軸受装置の設置方向や使用態様、製造方法等を特定するものではない。後述する他の実施形態に関しても同様である。
【００１９】
図１は、本発明に係る流体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要部断面図を示す。このスピンドルモータは、例えばＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるもので、ハブ３を取り付けた軸部材２を回転支持する流体動圧軸受装置１と、半径方向のギャップを介して対向させた複数対のステータコイル４およびロータマグネット５（モータ駆動部）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に固定され、ロータマグネット５はハブ３に固定される。流体動圧軸受装置１のハウジング７は、ブラケット６の内周に固定される。また、同図に示すように、ハブ３には１又は複数枚のディスクＤ（図１では２枚）が保持される。このように構成されたスピンドルモータにおいて、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との間に発生する半径方向の磁力によってロータマグネット５を取り付けたハブ３に回転力が付与され、これに伴って、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。
【００２０】
図２は、流体動圧軸受装置１を示している。同図に示す流体動圧軸受装置１は例えば縦置きで使用されるもので、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、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部材２と、ハウジング７の他端開口側をシールするシール部材１０と、軸部材２のフランジ部２２の一部をなす一方の磁極２３と、他方の磁極１１とを備える。この場合、軸部材２の回転軸方向が鉛直方向に一致している。また、ハウジング７および軸受スリーブ８が上述の軸受部材に相当する。
【００２１】
ハウジング７は、例えば真ちゅう等の金属材料や樹脂材料で有底筒状に形成される。詳細には、ハウジング７は、筒部７ａと、筒部７ａの下端に一体に形成される底部７ｂと、他方の磁極１１を取り付ける磁極取り付け部７ｃとを有する。この場合、筒部７ａの内周面７ａ１には、軸受スリーブ８の外周面８ｄが、例えば接着（ルーズ接着や圧入接着を含む）、圧入、溶着（超音波溶着やレーザ溶着を含む）など適宜の手段で固定される。また、底部７ｂは略円盤形状をなし、その上端面７ｂ１の全面又は一部の領域には、例えば図４と同様の配列態様（スパイラルの方向は逆）をなす動圧溝配列領域が形成される。この動圧溝配列領域は、図２に示す完成品の状態ではフランジ部２２の下端面２２ｂと対向し、軸部材２の回転時、下端面２２ｂとの間に後述する第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する。なお、図示は省略するが、底部７ｂは、筒部７ａと別体に形成し、この別体の底部を、圧入、接着、溶着等適宜の手段で筒部７ａの下端に固定するようにしてもよい。
【００２２】
軸受スリーブ８は、例えば鉄や銅（それぞれ合金化されたものを含む）、あるいは双方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材料や焼結金属ではない他の多孔質体（例えば、多孔質樹脂）で形成することも可能である。また、上述の如く底部７ｂを筒部７ａと別体に形成するのであれば、軸受スリーブ８をインサート部品としてハウジング７と一体的に形成し、あるいは、両者７，８を同材料で一体に形成することも可能である。
【００２３】
軸受スリーブ８の内周面８ａの全面又は一部には、ラジアル動圧発生部として複数の動圧溝を配列した領域が形成される。この実施形態では、例えば図３に示すように、互いに傾斜角の異なる複数の動圧溝８ａ１，８ａ２をヘリングボーン形状に配列した領域が、軸方向に離隔して２ヶ所に形成される。また、この実施形態では、軸受内部における潤滑油の循環を意図的に作り出す目的で、一方側（ここでは上側）の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域を軸方向非対称に形成している。図３に例示の形態で説明すると、軸方向に隣接する動圧溝８ａ１，８ａ２間の領域（いわゆる帯部）の軸方向中心ｍより上側（シール部材１０の側）の動圧溝８ａ１配列領域の軸方向寸法Ｘ1が、下側の動圧溝８ａ２配列領域の軸方向寸法Ｘ2よりも大きくなるように形成されている。なお、内周面８ａの下側（後述するスラスト軸受隙間に近い側）に位置する動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、その軸方向中心を境に軸方向対称に形成されている。
【００２４】
軸受スリーブ８の下端面８ｂの全面または一部の領域には、図４に示すように、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝８ｂ１をスパイラル形状に配列した領域が形成される。この動圧溝８ｂ１配列領域は、完成品の状態ではフランジ部２２の上端面２２ａと対向し、軸部材２の回転時、上端面２２ａとの間に後述する第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。
【００２５】
軸受スリーブ８の上端面８ｃの半径方向中間位置には、図３に示すように、断面楔状の環状溝８ｃ１が形成される。また、上端面８ｃの環状溝８ｃ１より内径側には、環状溝８ｃ１と内周面８ａとをつなぐ半径方向溝８ｃ２が円周方向複数箇所に形成される。これら環状溝８ｃ１や半径方向溝８ｃ２は後述の軸方向溝８ｄ１と共に軸受内部空間における潤滑油の循環路を形成し、これにより円滑な潤滑油の供給状態を確保するようにしている。
【００２６】
軸受スリーブ８の外周面８ｄには、軸方向に伸びる複数本（例えば３本）の軸方向溝８ｄ１が形成される。これら軸方向溝８ｄ１は、相互に円周方向で等間隔だけ離れた位置に形成されている。
【００２７】
シール手段としてのシール部材１０は、この実施形態ではハウジング７と別体に形成され、ハウジング７の上端内周に圧入、接着、溶着、溶接等適宜の手段で固定される。ここでは、シール部材１０の下端面１０ｂを軸受スリーブ８の上端面８ｃに当接させた状態でハウジング７に固定される。なお、シール部材１０の材質は特に問わず、多孔質材のように油漏れが生じるおそれのある材料でない限り、種々の金属材料もしくは樹脂材料等を使用することができる。もちろん、シール部材１０をハウジング７と同材料で一体に形成することも可能である。
【００２８】
シール部材１０の内周にはテーパ形状をなすシール面１０ａが形成されており、このシール面１０ａと、軸部２１の上部外周面との間にシール空間Ｓが形成される。潤滑油を流体動圧軸受装置１の内部に充填した状態では、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓの内部に維持される。
【００２９】
軸部材２は、軸部２１と、軸部２１の下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２２とで構成される。この実施形態では、軸部２１とは別体に形成された環状のフランジ部２２を圧入、接着、加締め等の適当な固定手段を用いて軸部２１の下端に固定することで軸部材２が構成される。
【００３０】
軸部２１は、例えばステンレス鋼で形成され、図２に示すように、その外周に、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けられた動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域とラジアル方向に対向するラジアル軸受面２１ａを有する。この実施形態では、軸方向全長にわたって真円状の断面輪郭形状をなす円筒状のラジアル軸受面２１ａが軸方向に離隔して２ヶ所に設けられる。これらラジアル軸受面２１ａ，２１ａ間には、ラジアル軸受面２１ａより小径のヌスミ部が設けられる。なお、ラジアル軸受面２１ａは面精度（形状精度）に優れていることが望ましく、必要に応じて適当な熱処理ないし研削加工などの適当な仕上げ加工をラジアル軸受面２１ａに対して施しておいてもよい。
【００３１】
一方の磁極２３は、この実施形態では永久磁石で構成されており、また、略環状に形成された状態で軸部２１の下端に固定されることで、フランジ部２２の一部をなしている。この実施形態では、上端面２２ａの側がＮ極、下端面２２ｂの側がＳ極となるように一方の磁極２３が配設されている。すなわち、下端面２２ｂの側から上端面２２ａの側へ抜ける向きの磁力線を示すように、一方の磁極２３まわりの磁場が設定されている。
【００３２】
材質については特に限定されることはなく、磁化可能な限りにおいて、すなわち磁性材料である限りにおいて任意の材料を使用することができる。例えば、磁性材料それ自体でフランジ部２２を構成するのであれば、その両端面２２ａ，２２ｂでスラスト軸受面を構成することを考慮して、例えばフェライト系のＳＵＳなど比較的硬度や耐摩耗性に優れた磁性材料を使用することができる。もちろん、この実施形態のように、その表面に摺動性に優れた摺動層２４（耐摩耗性にも優れたものであればなおよい）を形成する場合には、硬度や耐摩耗性を考慮することなく、一般的な磁性材料を使用でき、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ5、Ｓｍ2Ｃｏ17）磁石、ネオジム（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ）磁石、サマリウム鉄窒素（Ｓｍ2Ｆｅ17Ｎ3）磁石などの既知の永久磁石を環状に形成したものを一方の磁極２３として使用することができる。
【００３３】
また、その製造方法についても特に限定されることはなく、例えば切り出し、鋳造、あるいは焼結で形成することができる。なお、一方の磁極２３を焼結金属からなる永久磁石で構成する場合、後述する摺動層２４を一方の磁極２３のインサート成形で形成することで摺動層２４の密着力が増す。焼結金属製であれば、その表面に多数の細孔が開孔しており、当該開孔から溶融状態の樹脂（あるいは金属）が一方の磁極２３の内部に入り込むためである。
【００３４】
一方の磁極２３の周囲には、一方の磁極２３よりも摺動性に優れた摺動層２４が形成されている。よって、この場合、フランジ部２２の上端面２２ａおよび下端面２２ｂは共に摺動層２４で構成される。摺動層２４の材質については特に限定されることはなく種々の材質が使用可能である。具体的には、フッ素系樹脂など摺動性に優れた材料で摺動層２４を形成することができ、被膜として一方の磁極２３の表面を覆うようにして形成される。この場合、例えば一方の磁極２３をインサート部品とする樹脂の射出成形を行うことで一方の磁極２３と一体的に摺動層２４が形成される。もちろん、樹脂被膜以外の被膜等で摺動層２４を形成することもでき、例えばセラミックス被膜や、ＤＬＣ被膜等の炭化水素系被膜などを蒸着やめっきにより一方の磁極２３上に形成することもできる。
【００３５】
他方の磁極１１は、上記一方の磁極２３との間でスラスト方向の磁力を発生できる位置、例えば図２に示すように、ハウジング７の底部７ｂの下端面側に他方の磁極１１が取り付けられている。詳細には、他方の磁極１１は、いわゆる電磁石をなすもので、磁心１２と、磁心１２の周囲に巻き付けられたコイル部１３とで構成されている。そして、底部７ｂの下端面側に設けた磁極取り付け部７ｃに磁心１２を嵌合することで、磁心１２にコイル部１３を巻き付けてなる他方の磁極１１が位置決め固定される。この場合、略円盤状をなす磁心１２の上端面とフランジ部２２を構成する一方の磁極２３の下端面とがハウジング７の底部７ｂを介してスラスト方向に対向する。また、その中心軸線（法線）は一致している。
【００３６】
また、他方の磁極１１を構成するコイル部１３には、導線を介して電源ないし制御手段（共に図示は省略）が接続されており、コイル部１３に正負何れかの向きの電流を供給することでコイル部１３の巻き芯方向、ここではスラスト方向の磁力が発生するようになっている。また、制御手段によりコイル部１３への電力供給態様が制御されるようになっている。具体的には、軸部材２の相対回転開始時には、コイル部１３の上端側がＳ極、下端側がＮ極となるようにコイル部１３に正負何れかの向きの電流が供給され、これにより双方の磁極１１，２３間に磁力による反発力が生じるように制御できるようになっている。また、モータ駆動部（ステータコイル４およびロータマグネット５）による軸部材２への回転力の付与を停止した際には、コイル部１３の上端側がＮ極、下端側がＳ極となるようにコイル部１３に回転開始時とは逆向きの電流が供給され、これにより双方の磁極１１，２３間に磁力による引力が生じるように制御できるようになっている。
【００３７】
上述の構成部品を、所定の手順および図２に準じる形態に組立てた後、軸受内部空間（図２中、散点模様で示す領域）に潤滑油を充填することで、完成品としての流体動圧軸受装置１を得る。流体動圧軸受装置１の内部に充満される潤滑油としては、種々の油が使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用に提供される場合、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等が好適に使用可能である。
【００３８】
上記構成の流体動圧軸受装置１において、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の双方の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、軸部２１のラジアル軸受面２１ａ，２１ａ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、上下何れの動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域においても潤滑油が動圧溝８ａ１，８ａ２の軸方向中心に向けて押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝８ａ１，８ａ２の動圧作用によって、軸部材２を回転自在にラジアル方向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とがそれぞれ軸方向に離隔して２ヶ所に構成される（何れも図２を参照）。
【００３９】
また、軸受スリーブ８の下端面８ｂに設けた動圧溝８ｂ１配列領域とこれに対向するフランジ部２２の上端面２２ａとの間のスラスト軸受隙間、および、ハウジング７の底部７ｂの上端面７ｂ１に設けた動圧溝配列領域とこれに対向するフランジ部２２の下端面２２ｂとの間のスラスト軸受隙間に、動圧溝の動圧作用により潤滑油の油膜がそれぞれ形成される。そして、これら油膜の圧力によって、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と第２スラスト軸受部Ｔ２とがそれぞれ構成される（何れも図２を参照）。
【００４０】
以下、双方の磁極１１，２３が軸部材２に及ぼす作用を説明する。まず、図５に示すように、モータ駆動部（ステータコイル４およびロータマグネット５）によりハブ３および軸部材２に回転力が付与された場合、フランジ部２２の下端面２２ｂはその自重によりハウジング底部７ｂの上端面７ｂ１と当接した状態から回転を開始する。そして、回転速度を増していくことで、フランジ部２２の下端面２２ｂと底部７ｂの上端面７ｂ１との隙間に潤滑油の油膜を生じ、その結果、フランジ部２２が底部７ｂから完全に浮上する。この間、すなわち、フランジ部２２が回転を開始してから所定隙間分だけ浮上するまでの間に、コイル部１３の上端側がＳ極、下端側がＮ極となるようにコイル部１３に正負所定の向きの電流を供給することで、双方の磁極１１，２３間に磁力による反発力が生じる。これにより、フランジ部２２が回転を開始してから完全に浮上するまでに要する時間を短縮して、その間にフランジ部２２に生じる摺動摩耗を低減することができる。また、この実施形態では、フランジ部２２の接地側の端面２２ｂと対向する底部７ｂの上端面７ｂ１に所定形状の動圧溝配列領域を形成しているので、両面２２ｂ，７ｂ１間のスラスト軸受隙間に潤滑油の動圧作用を生じる。よって、この動圧作用と磁力による反発力との組合せにより、フランジ部２２が浮上に要する時間をさらに短縮することができる。
【００４１】
次に、図６に示すように、モータ駆動部から回転力を受けて軸部材２が回転している状態から、例えばステータコイル４への通電を止めて軸部材２への回転力の付与を停止した場合、フランジ部２２は惰性で回転し続けると共に、自重により徐々に底部７ｂの上端面７ｂ１に向けて下降していき、やがて上端面７ｂ１に接地し停止する。この間、すなわち、フランジ部２２へ回転力が付与されなくなってから上端面７ｂ１に接地して停止するまでの間に、コイルの上端側がＮ極、下端側がＳ極となるように回転開始時とは正負逆向きの電流を供給することで、双方の磁極１１，２３間に磁力による引力が生じる。これにより、フランジ部２２が接地して完全に停止するまでに要する時間を短縮して、その間にフランジ部２２に生じる摺動摩耗を低減することができる。特に、この実施形態のように、フランジ部２２の主部をなす一方の磁極２３とスラスト方向に対峙する位置に他方の磁極１１（ここでは磁心１２）を配置することで、回転力を排除してスラスト方向の反発力ないし引力のみを付与することができる。従って、不要な回転力をフランジ部２２に与えることなくその回転停止に要する時間、または接地してから完全に停止するまでの時間をさらに短縮することができる。
【００４２】
なお、回転開始時から回転停止時まで継続してコイル部１３に電流を供給する場合、フランジ部２２の浮上後にフランジ部２２に与える反発力が過度にならないよう、その反発力の大きさをコイル部１３に供給する電流の大きさでもって制御するのがよい。また、この実施形態のように、フランジ部２２の両端面２２ａ，２２ｂ側にスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２を構成する場合には、双方の磁極１１，２３間に生じた磁力による反発力もしくは引力が、フランジ部２２の浮上期間中もしくは下降停止期間中のみに付与されるように制御することも可能である。すなわち、フランジ部２２の両端側にスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２を構成する場合、フランジ部２２が浮上した後、さらに反発力を付与すると、設計位置よりも軸受スリーブ８の下端面８ｂに近い位置でフランジ部２２が非接触支持される可能性がある。この場合には、所要のスラスト軸受隙間が得られないため、上下の流体圧のバランスが崩れ、フランジ部２２を安定して非接触支持できないおそれが生じる。かかる事情から、この支持形態では、フランジ部２２が所定位置（例えば下端面８ｂと上端面７ｂ１との中間位置）に至った段階で、コイル部１３への通電を停止し、フランジ部２２を適当な高さで非接触支持するようにしても構わない。軸部材２への回転力の付与を停止して、フランジ部２２を上端面７ｂ１に接地させる際についても同様に、接地後の引力付与はフランジ部２２を上端面７ｂ１に単に押し付けるに過ぎないため、過度の押圧による摺動摩耗を回避するべく、接地時あるいは接地直前にコイル部１３への通電を停止するようにしても構わない。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態にに限定適用されるものでないことはもちろんである。以下、本発明を適用可能な流体動圧軸受装置ないしこの軸受装置を具備したモータの他の実施形態を図７および図８に基づいて説明する。
【００４４】
例えば双方の磁極１１，２３の位置関係に関し、上記実施形態では、他方の磁極１１を、ハウジング７を介してフランジ部２２（一方の磁極２３）とスラスト方向に対峙する位置に配置した場合を説明したが、もちろんこれには限定されない。例えば、他方の磁極１１を、ハウジング７などの固定側部材を介してフランジ部２２の外径側に配置することも可能である。
【００４５】
図７はその一例を示すもので、同図に係る流体動圧軸受装置１では、他方の磁極１１が、フランジ部２２の外径側で、かつ、ハウジング７の外周に設けられている。詳細には、ハウジング７の筒部７ａの下端外周には、他方の磁極１１を取り付けるための小径部７ｄが形成されており、この小径部７ｄに他方の磁極１１（ここでは空芯コイル部）を取り付けることで、そのコイル内部にスラスト方向の磁力を発生させるようになっている。従い、図７に示すように、他方の磁極１１の内側にフランジ部２２を配置することで、フランジ部２２を構成する一方の磁極２３と他方の磁極１１との間に磁力による反発力ないし引力を発生させることが可能となる。
【００４６】
図８はその他の例を示すもので、同図に係る流体動圧軸受装置１を備えたモータでは、他方の磁極１１が、流体動圧軸受装置１を内周に保持するモータのブラケット６の内周所定位置に設けられている。詳細には、ブラケット６の内周面には、他方の磁極１１を取り付けるための大径部６ａが形成されており、この大径部６ａに他方の磁極１１（ここでも空芯コイル部）を取り付けることで、そのコイル内部にスラスト方向の磁力を発生させるようになっている。従い、図８に示すように、他方の磁極１１の内径側にフランジ部２２を配置することで、フランジ部２２を構成する一方の磁極（図示は省略）と他方の磁極１１との間に磁力による反発力ないし引力を発生させることが可能となる。
【００４７】
なお、図７と図８何れの形態においても、双方の磁極１１，２３間に介在するハウジング７はアルミニウムや銅（合金を含む）、樹脂などの非磁性材料で構成されていることが望ましい。他方の磁極１１で生じた磁力の逃げを極力減らして、一方の磁極２３との反発力ないし引力の増大に寄与させるためである。同様の観点から、図２に示す形態において、ハウジング７の少なくとも底部７ｂは非磁性材料で形成されていることが望ましい。
【００４８】
また、以上の説明では、フランジ部２２もしくはその一部をなす一方の磁極２３を永久磁石で、他方の磁極１１を電磁石でそれぞれ構成した場合を例示したが、もちろん、磁石の組合せはこの組合せに限られるものではない。例えば一方の磁極２３を電磁石、他方の磁極１１を永久磁石とすることもでき、あるいは、双方の磁極１１，２３を共に電磁石で構成することも可能である。例えば、一方の磁極２３を電磁石とする場合、図７や図８に例示の如く、一方の磁極２３の外径側に適当なコイル部を配置し、かつ、一方の磁極２３を比較的簡単に磁極の発生・消失を繰り返し生じさせることのできる軟磁性体で形成することで、当該一方の磁極をコイル部との組合せで電磁石として使用することができる。もちろん、フランジ部の回転開始時の浮上ないし接地停止を補助するのみで構わなければ、双方の磁極１１，２３を共に永久磁石で構成することも可能である。
【００４９】
また、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潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明を適用可能な構成はこれに限定されるものではない。
【００５０】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２として、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部材２の外周面（ラジアル軸受面２１ａ，２１ａ）との間に、くさび状の半径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。
【００５１】
あるいは、ラジアル軸受面となる軸受スリーブ８の内周面８ａを、動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円状内周面とし、この内周面と対向する真円状の外周面とで、いわゆる真円軸受を構成することができる。
【００５２】
また、スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、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、あるいは波型軸受（端面が調和波形などの波型になったもの）等で構成することもできる。
【００５３】
また、以上の実施形態では、動圧発生部を何れも固定側（ハウジング７や軸受スリーブ８など）に設けた場合を説明したが、その一部あるいは全てを回転側（軸部２１やフランジ部２２など）に設けることも可能である。具体的には、軸部材２の外周面（ラジアル軸受面２１ａ，２１ａ）やフランジ部２２の両端面２２ａ，２２ｂのうち、１ヶ所以上に既述の動圧発生部を設けることが可能である。
【００５４】
また、以上の実施形態では、軸部２１の端部にフランジ部２２を設けた場合を説明したが、フランジ部２２の固定位置は特にこれに限るものではない。例えば図示は省略するが、軸部２１の軸方向中間位置にフランジ部２２を固定した形態の流体動圧軸受装置に対しても本発明を適用することは可能である。また、必ずしもフランジ部２２の両端面２２ａ，２２ｂでスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２（スラスト軸受隙間）を形成することを要するものではなく、自重落下による接地の可能性がある何れか一方の端面の側のみにスラスト軸受部（スラスト軸受隙間）を形成するものであってもよい。また、同様に図示は省略するが、フランジ部の外周面をシール面とし、このシール面とラジアル方向に対向する面との間にシール空間を形成する形態の流体動圧軸受装置に対して本発明を適用することも可能である。
【００５５】
また、以上の実施形態では、軸部材２が回転して、それを軸受スリーブ８で支持する構成を説明したが、これとは逆に、軸受スリーブ８の側が回転して、それを軸部材２の側で支持する構成に対しても本発明を適用することが可能である。この場合、図示は省略するが、軸受スリーブ８はその外側に配設される部材に接着固定され、当該外側部材と一体に回転し、固定側の軸部によって支持される。
【００５６】
また、以上の実施形態では、流体動圧軸受装置１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間に流体膜を形成するための流体として潤滑油を例示したが、これ以外にも流体膜を形成可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータの要部断面図である。
【図２】流体動圧軸受装置の断面図である。
【図３】軸受スリーブの断面図である。
【図４】軸受スリーブの底面図である。
【図５】フランジ部等に設けた双方の磁極による作用を説明するための部分拡大断面図である。
【図６】フランジ部等に設けた双方の磁極による作用を説明するための部分拡大断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るモータの要部断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１      流体動圧軸受装置
２      軸部材
３      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    筒部
７ａ１  内周面
７ｂ    底部
７ｂ１  上端面
７ｃ    磁極取り付け部
７ｄ    小径部
８      軸受スリーブ
８ａ１，８ａ２  動圧溝
８ｂ１  動圧溝
１０    シール部材
１１，２３  磁極
１２    磁心
１３    コイル部
２１    軸部
２１ａ，２１ａ  ラジアル軸受面
２２    フランジ部
２２ａ  上端面
２２ｂ  下端面
２４    摺動層
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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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