(57)【要約】  【課題】  軸受面の真円度を損なうことなく、軸受スリーブをハウジングに容易に組み付けることのできるすべり軸受装置を提供する。  【解決手段】  底部３ｂより軸方向に距離を空けた位置に、周方向に等配となる３箇所以上の突起３ｄ，３ｄ，・・・が設けられたハウジング３の内周に、これら突起３ｄとハウジング底部３ｂとの間に係合する同数のくさび状フランジ部２ｄを備える軸受スリーブ２を嵌め入れ、これらフランジ部３ｄが前記突起３ｄと底部３ｂの間に噛み込む方向に回転させることにより、スリーブ内周面２ｂ（軸受面）の真円度を損なうことなく、軸受スリーブ２を容易にかつ確実にハウジング３に固定することができる。【選択図】  図１
2006057812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、この軸部材の周囲に配置された軸受スリーブと、この軸受スリーブを収納する有底円筒状のハウジングとを備えるすべり軸受装置において、
前記ハウジングの内周面と前記軸受スリーブの外周面との間には、軸方向に略筒状の空間が形成され、このハウジング内周面には、その底部より軸方向に距離を空けた位置に、周方向に等配となる３箇所以上の突起が設けられているとともに、前記軸受スリーブにおける前記ハウジング底部側端部には、前記突起とハウジング底部との間に係合するくさび形状の断面を有するフランジ部が、これら突起と同数形成されていることを特徴とするすべり軸受装置。
【請求項２】
軸部材と、この軸部材の周囲に配置された軸受スリーブと、この軸受スリーブを収納する有底円筒状のハウジングとを備えるすべり軸受装置において、
前記ハウジングの内周面と前記軸受スリーブの外周面との間には、軸方向に略筒状の空間が形成されているとともに、この略筒状の空間内には、前記軸受スリーブの外周面より大きな内径と前記ハウジングの内周面より大きな外径とを有し、この軸受スリーブを該ハウジングの底部に向かって押し付ける筒状体が圧入固定されていることを特徴とするすべり軸受装置。
【請求項３】
前記筒状体が、焼結材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項２に記載のすべり軸受装置。
【請求項４】
前記筒状体の軸方向一端部には、径方向内側に突出する鍔部が形成されているとともに、この筒状体は、前記鍔部により前記軸受スリーブのハウジング開口側端部を底部側に押圧していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のすべり軸受装置。
【請求項５】
前記軸受スリーブの内周面または前記軸部材の外周面のいずれか一方に、動圧発生溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のすべり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内に軸受スリーブを収納したすべり軸受装置に関し、更に詳しくは、ハードディスクドライブに用いられる動圧軸受等、高速で回転する軸の支持に適した小型でかつ軽量のすべり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータやファンモータ等に使用される動圧型すべり軸受装置（動圧軸受あるいは流体軸受）には、主としてステンレス鋼製の軸部材と金属（合金）製の軸受スリーブとが使用されている。また、近年のコンピュータの低価格化に伴って、軸受装置も低コスト化が求められており、軸受スリーブとして、形状加工が容易で、かつ、材料コストも安価な合成樹脂製の軸受スリーブも用いられ始めている。
【０００３】
これらの軸受スリーブは、通常、有底円筒状のハウジング内に固定され、その内周に僅かのすきまを空けて配置された軸部材の回転を支持する。また、その際の軸受スリーブの固定方法としては、圧入あるいは接着が用いられている。
【０００４】
圧入は、動圧溝の無いすべり軸受において、最も一般的なスリーブ固定方法である。しかしながら、圧入による方法は、ハウジングの内径と軸受スリーブ外径との間に「締めしろ」があるため、軸受面（スリーブ内周面）が部分的に変形してしまい、この軸受面の真円度が充分に確保できない場合がある。特に、軸受面に動圧溝を有する動圧型すべり軸受装置においては、軸受スリーブと軸部材とが接触したり、スリーブと軸部材の間の軸受すきまが大きくなり過ぎたりして、所要の性能を充分に発揮できない恐れがあった。
【０００５】
そこで、軸受スリーブに大径の固定部を設け、この固定部のみが圧入に関与するようにして、寸法精度の必要な軸受部がハウジングに直接接触しない固定方法が提案されている（例えば、特許文献１等を参照。）。また、本出願人らも、軸受スリーブに実質的に歪を与えない緩衝部材を、このスリーブとハウジングとの間に介在配置させる方法、および、軸受スリーブの外側に一体に形成された円筒部をハウジングに圧入する固定方法等を提案している（特許文献２を参照）。
【０００６】
一方、接着によって軸受スリーブをハウジングに固定する方法は、スリーブとハウジングとの嵌め合いがすきま嵌めとなり、ハウジングが軸受スリーブを押圧しないため、スリーブが変形することはない。従って、上述の軸受面（軸受スリーブ内周面）の真円度の問題は解消される（特許文献３等を参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４８６４４号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５１５０号公報
【特許文献３】特開２０００−３２０５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、軸受スリーブを接着によってハウジングに固定する方法は、接着剤の塗布工程や加熱乾燥工程等、作業の増加によるコストアップが避けられないうえ、接着剤の取り扱いにも注意を要する。特に、樹脂製軸受スリーブの場合は、軸受回転時に起こる温度上昇による軸受すきまの変動を避けるべく、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のいわゆるスーパーエンプラや熱硬化性のフェノール樹脂等、その線膨張係数が軸部材を形成する金属（ステンレス鋼等）の線膨張係数に近い樹脂材料が用いられるが、樹脂であるために接着強度が得難いという問題があった。
【０００９】
また、このすべり軸受装置を含めたスピンドル全体の小型・軽量化が求められる中、前述の圧入を用いた種々の軸受スリーブ固定方法では、ますますサイズの小さくなる部品のハンドリング（取り扱いや組み付け作業等）が容易でなく、スリーブを含めた部品形状の複雑化あるいは部品点数の増加等によるコストアップも問題となってくる。
【００１０】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、軸受面の真円度を損なうことなく、軸受スリーブをハウジングに容易に組み付けることのできるすべり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、軸部材と、この軸部材の周囲に配置された軸受スリーブと、この軸受スリーブを収納する有底円筒状のハウジングとを備えるすべり軸受装置において、前記ハウジングの内周面と前記軸受スリーブの外周面との間には、軸方向に略筒状の空間が形成され、このハウジング内周面には、その底部より軸方向に距離を空けた位置に、周方向に等配となる３箇所以上の突起が設けられているとともに、前記軸受スリーブにおける前記ハウジング底部側端部には、前記突起とハウジング底部との間に係合するくさび形状の断面を有するフランジ部が、これら突起と同数形成されていることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項１の発明によれば、底部より軸方向に距離を空けた位置に周方向に等配となる３箇所以上の突起が設けられたハウジングの内周に、これら突起と係合する同数のくさび状フランジ部を備える軸受スリーブを嵌め入れ、この軸受スリーブを前記フランジ部が前記突起と底部との間に噛み込む方向に回転させることにより、スリーブ内周面（軸受面）の真円度を損なうことなく、この軸受スリーブをハウジングに固定することができる。
【００１３】
また、このスリーブ固定方法は、部品数や工程上の手間を増やすことなく、軸受スリーブを容易に固定することができるとともに、この軸受スリーブの外周面とハウジングの内周面の間に、略円筒形のすきまが形成されることにより、軸受スリーブにおけるフランジ部が形成されていない他端側の可動域が広がる。従って、この軸受スリーブは、軸部材の回転軸のずれや振れ回りに対する追随性（すなわち調心性）を有するようになる。
【００１４】
次に、同じ目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、軸部材と、この軸部材の周囲に配置された軸受スリーブと、この軸受スリーブを収納する有底円筒状のハウジングとを備えるすべり軸受装置において、前記ハウジングの内周面と前記軸受スリーブの外周面との間には、軸方向に略筒状の空間が形成されているとともに、この略筒状の空間内には、前記軸受スリーブの外周面より大きな内径と前記ハウジングの内周面より大きな外径とを有し、この軸受スリーブを該ハウジングの底部に向かって押し付ける筒状体が圧入固定されていることを特徴とする。
【００１５】
以上の構成によれば、筒状体の外周面はハウジングの内周に圧入されるものの、この筒状体の内周面と軸受スリーブの外周面と間には、前記請求項１と同様の略円筒形のすきまが形成され、スリーブ内周面（軸受面）の真円度を損なうことなく、この軸受スリーブをハウジングに固定することが可能になる。
【００１６】
ここで、前記筒状体を形成する材料としては、焼結材料が好ましい（請求項３）。これは、筒状体を構成する粒子（焼結材）による表面の荒れが、ハウジング内周面あるいは軸受スリーブに対するアンカーとなるためであり、この作用により、十分な固定・回転防止効果を得ることができる。また、焼結材料は、すべり軸受面から漏れ出た余分な潤滑剤等を吸収するため、軸受装置周辺の油による汚染を防止する効果もある。
【００１７】
また、前記筒状体の形状として、軸方向一端部に、径方向内側に突出する鍔部を形成し、この鍔部により前記軸受スリーブのハウジング開口側端部をハウジング底部側に押圧する構成としても良い（請求項４）。
【００１８】
この構成により、軸受スリーブを複雑な形状とする必要がなく、軸受スリーブの加工費の上昇を抑えることができる。ただし、この筒状体の内径は、軸受スリーブの外径より大きな径に形成する必要があり、この形状よって、筒状体の内周面と軸受スリーブの外周面との間に、前記と同様の略円筒形のすきまが形成される。
【００１９】
なお、前記軸受スリーブの内周面または前記軸部材の外周面のいずれか一方に、動圧発生溝を形成すれば、動圧型すべり軸受（動圧軸受）装置として、軸部材の回転を非接触に支持することができる（請求項５）。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、本発明のすべり軸受装置によれば、軸受スリーブの筒状部をハウジングに直接圧入することがないため、スリーブ内周面の真円度が維持される。また、このすべり軸受装置は、軸受組み立て時の手間が少なく、コストの上昇を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるすべり軸受装置の構造を示す軸方向断面図である。また、図２は、このすべり軸受装置における軸受スリーブの固定方法を説明する説明図であり、図３は、このすべり軸受装置に用いられている軸受スリーブの外観斜視図である。
【００２２】
本実施形態におけるすべり軸受装置は、動圧発生溝のポンピング作用によって発生する動圧により、ラジアル方向の荷重を負荷するタイプの動圧型すべり軸受であり、円柱状のシャフト１と、このシャフト１の周囲に配置された軸受スリーブ２（以下、単に「スリーブ」とする）とを主体として構成されている。なお、これらシャフト１とスリーブ２とは、有底円筒状のハウジング３に収納されている。
【００２３】
シャフト１は、例えばステンレス鋼からなり、半球状に形成された端部１ａによってアキシャル（スラスト）方向の荷重を負荷するピボット軸受として構成されている。また、スリーブ２は、樹脂材料等を射出成形することによって形成されており、筒状部２ａと、その一端（図示下方側端部）から径方向外側に突出するように形成されたフランジ部２ｄとからなる。筒状部２ａの内周面２ｂの直径は、嵌合されるシャフト１の外径より僅かに大きく形成されているとともに、その内周面２ｂの軸方向に距離を開けた位置には、２ヶ所のラジアル動圧溝２ｖ，２ｖが形成されている。
【００２４】
ハウジング３は、前記シャフト１とスリーブ２を収納する円筒部３ａおよび底部３ｂとからなり、この円筒部３ａの内周（非貫通穴）には、前記スリーブ２が、そのフランジ部２ｄを底部３ｂに接するように配置されているとともに、このスリーブ２の外周面２ｃとハウジング３の内周面３ｃとの間には、軸方向に略円筒形の空間（すきまＳ）が形成されている。なお、これらシャフト１とスリーブ２との間の空間には、図示しない潤滑流体（潤滑剤）が充填され、ハウジング３の開口は、蓋部材あるいはキャピラリシール等によりシールされる。また、シャフト１とスリーブ２との相対回転によってこの潤滑流体に発生する動圧により、シャフト１の回転が非接触に支持されることとなる。
【００２５】
本実施形態におけるすべり軸受装置の特徴は、スリーブ２の固定方法にある。このスリーブ２におけるハウジング底部３ｂ側端部には、図３のように、周方向にくさび形状の断面を有するフランジ部２ｄ，２ｄ，・・・が、周方向に等配となる位置に４個形成されており、ハウジング円筒部３ａの内周面３ｃには、その底部３ｂより軸方向に距離を空けた位置に、周方向に等配となる４箇所の突起３ｄ，３ｄ，・・・が設けられている。そのため、このスリーブ２は、図２のように、各フランジ部２ｄの位相を突起３ｄとずらした状態でハウジング３の内周に嵌め入れ、これらくさび状フランジ部２ｄが前記突起３ｄとハウジング底部３ｂとの間に噛み込む方向（矢印Ａ方向）に回転させることにより、容易にかつ確実に固定することができる。
【００２６】
以上の構成より、本実施形態のすべり軸受装置は、スリーブ内周面２ｂ（軸受面）の真円度を損なうことなく、軸受スリーブ２をハウジング３に固定することが可能で、この軸受面の部分的な変形に起因する不具合を防止することができる。
【００２７】
また、このすべり軸受装置は、スリーブ２のフランジ部２ｄをハウジング３の底部３ｂに置いて位置決めし、所定の方向に回転させるだけでスリーブ２を固定することができることから、工程上の手間をほとんど増やすことなく、コストの上昇を最小限に抑えることが可能である。
【００２８】
なお、このスリーブ２とハウジング３との間にすきまＳを設けたことにより、スリーブ２におけるフランジ部２ｄが形成されていない他端（図示上方側）が、シャフト１の回転軸のずれや振れ回りに対して追随することが可能になる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態におけるすべり軸受装置の構造を示す軸方向断面図である。
【００３０】
本実施形態におけるすべり軸受装置も、基本的な構成は第１実施形態と同様であり、ステンレス鋼からなる円柱状のシャフト１と、このシャフト１の周囲に配置された樹脂製スリーブ１２とを主体として構成されている。また、これらシャフト１とスリーブ１２とは、有底円筒状のハウジング３に収納されている。
【００３１】
また、スリーブ１２は、樹脂材料を射出成形することによって形成されており、第１実施形態と同様、その内周面１２ａの軸方向に距離を開けた位置には、２ヶ所のラジアル動圧溝１２ｖ，１２ｖが形成されている。
【００３２】
本実施形態におけるすべり軸受装置の特徴は、スリーブ１２が、ハウジング３の円筒部３ａ内側に配置された筒状体４によって固定されている点である。この筒状体４は、金属材料を用いて焼結により形成されており、その内周面４ａの径がスリーブ１２の外径より大きい形状のため、このスリーブ１２の外周面１２ｂとの間には、略円筒形の空間（すきまＳ）が形成されている。
【００３３】
また、この筒状体４は、その外周面４ｂの径がハウジング内周面３ｃの径より大きく形成されており、この外周をハウジング円筒部３ａの内周に圧入して固定されているとともに、ハウジング開口側端部４ｃに径方向内側に向けて形成された鍔部４ｄにより、スリーブ１２のハウジング開口側端部１２ｃをハウジング底部３ｂ側に押圧している。
【００３４】
以上の構成により、本実施形態におけるすべり軸受装置も、スリーブ１２の筒状部１２ａを直接ハウジング３に圧入することなく、スリーブ内周面（軸受面）１２ａの真円度が維持される。しかも、本実施形態におけるスリーブ１２は、複雑な形状を伴わず、スリーブ１２をハウジング３の底部３ｂに置いて位置決めし、筒状体４を嵌め入れるだけで固定できることから、工程上の手間をほとんど増やすことなく、コストの上昇を最小限に抑えることが可能である。
【００３５】
また、本実施形態におけるすべり軸受装置の筒状体４は、構成する焼結材による表面の荒れによって、十分な固定・回転防止効果を得ることができるとともに、すべり軸受面から漏れ出た余分な潤滑剤等を吸収するため、軸受装置周辺の油による汚染を防止する効果もある。
【００３６】
なお、以上２つの実施形態においては、樹脂製の軸受スリーブを例に説明したが、本発明における軸受スリーブの材料は、樹脂に限定されるものではなく、一般的なすべり軸受に用いられる金属等でも良い。ただし、軸受回転時に起こる温度上昇による軸受すきまの変動を避けるため、樹脂を用いる場合は、その線膨張係数が、シャフトを形成する金属（ステンレス鋼等）の線膨張係数に近い樹脂材料が好ましい。その例としては、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），ポリアミドイミド（ＰＡＩ），ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等のスーパーエンプラや、熱硬化性のフェノール樹脂やエポキシ樹脂等、あるいはこれらに強化繊維等を混合した樹脂材料などが挙げられる。
【００３７】
また、これらの樹脂材料を用いた軸受スリーブの形成手段は、射出成形に限られず、軸受スリーブの寸法や材料の性質等に合わせて適宜選択すれば良く、動圧発生溝も、軸受スリーブの内周面か、あるいは対向するシャフトの外周面のどちらに形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態におけるすべり軸受装置の構造を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のすべり軸受装置における軸受スリーブの固定方法を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態のすべり軸受装置に用いられている軸受スリーブの外観斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態におけるすべり軸受装置の構造を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    シャフト
１ａ  端部
２    スリーブ
２ａ  筒状部
２ｂ  内周面
２ｃ  外周面
２ｄ  フランジ部
３    ハウジング
３ａ  円筒部
３ｂ  底部
３ｃ  内周面
４    筒状体
４ａ  内周面
４ｂ  外周面
４ｃ  端部
４ｄ  鍔部
１２  スリーブ
１２ａ  内周面
１２ｂ  外周面
１２ｃ  端部
【図１】
2006057812.tif 000003
【図２】
2006057812.tif 000004
【図３】
2006057812.tif 000005
【図４】
2006057812.tif 000006