(57)【要約】【課題】スラスト軸受部のスラスト軸受隙間を簡易かつ精度良く設定する。【解決手段】回転軸２をハウジング７に挿入し、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２を樹脂層１９を介してハウジング７の内底面７ｃ１に当接させる。その後、軸受部材８をハウジング７の内周面７ａに沿ってスラスト板２ｂの上端面２ｂ１に当接するまで押し込むと、軸受部材８のハウジング７に対する固定位置が決まる。この位置で、軸受部材８の固定位置を決めた後、ハウジング７の内部に溶剤を供給して樹脂層１９を溶解して除去する。樹脂層１９を除去すると、スラスト板２ｂの両端面２ｂ１、２ｂ２と、軸受部材８の下端面８ｂおよびハウジング７の内底面７ｃ１との間に、樹脂層１９の厚さδに等しい大きさをもったスラスト軸受隙間が形成される。【選択図】図５
2006342975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面を有する有底筒状のハウジングと、
ハウジングの内周面に固定された軸受部材と、
前記軸受部材の内周面に挿入される軸部と、前記軸部に設けられたスラスト板とを有する軸部材と、
前記軸受部材の内周面と、前記軸部材の軸部の外周面との間に設けられ、前記軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で前記軸部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と、
前記軸部材のスラスト板の両端面と、前記軸受部材の下端面および前記ハウジングの内底面との間にそれぞれ設けられ、前記軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で前記スラスト板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とを備えた動圧型軸受装置であって、
前記動圧型軸受装置の組立て時に、前記ハウジングの内底面と前記スラスト板の下端面との間、および前記軸受部材の下端面と前記スラスト板の上端面との間のうち、少なくとも一の部位に所定厚さの樹脂層を介在させることによって、前記軸受部材の前記ハウジングに対する固定位置を調整し、その後、前記樹脂層を溶剤によって溶解して除去することによって、前記スラスト軸受隙間を所定値に設定したことを特徴とする動圧型軸受装置。
【請求項２】
前記樹脂層を、前記スラスト板の下端面に形成した請求項１記載の動圧型軸受装置。
【請求項３】
前記樹脂層が、前記スラスト板の下端面に滴下した樹脂液を前記軸部材の回転に伴う遠心力で流動させて所定厚さの層状にした後、これを乾燥固化させて形成したものである請求項２記載の動圧型軸受装置。
【請求項４】
前記ハウジングの底部に、前記樹脂層の溶解液を排出するための排出部を設けた請求項１記載の動圧型軸受装置。
【請求項５】
前記軸受部材が多孔質体で形成されている請求項１記載の動圧型軸受装置。
【請求項６】
前記多孔質体が燒結金属である請求項５記載の動圧型軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧型軸受装置に関する。この軸受装置は、特に情報機器、例えばＨＤＤ、ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置などのスピンドルモータ、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などのスピンドル支持用として好適である。
【背景技術】
【０００２】
上記各種情報機器のスピンドルモータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化などが求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の一つに当該モータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、この種の軸受として、上記要求性能に優れた特性を有する動圧型軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。
【０００３】
図７は、ＨＤＤ等のディスク装置のスピンドルモータに組込まれる動圧型軸受装置の一構成例を示している（例えば、特許文献１参照）。この動圧軸受装置には、軸部材としての回転軸２０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２１と、回転軸２０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２２とが設けられ、これらの軸受部２１、２２は何れも軸受面に動圧発生用の溝（動圧溝）を有する動圧型軸受である。ラジアル軸受部２１の動圧溝は、ハウジング２３の内周面（ラジアル軸受面）２３ａ又は回転軸２０の外周面に形成され、スラスト軸受部２２の動圧溝は、回転軸２０の下端に設けられたスラスト板２０ｂの両端面２０ｂ１、２０ｂ２、あるいは、これに対向する面（スラスト軸受面）にそれぞれ形成される。ハウジング２３の側部２３ｂの下方部分には、スラスト板２０ｂの幅寸法にスラスト軸受隙間の大きさ（両側で１０〜２０μｍ程度）を加算した幅寸法の段差部２３ｃが設けられ、この段差部２３ｃに続くインロー部２３ｄに底部（バックメタル）２３ｅを組み込むことによって、スラスト板２０ｂの軸方向両側に所定値のスラスト軸受隙間Ｓ１、Ｓ２が形成される。
【特許文献１】特開平１０−２６９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記軸受装置において、スラスト軸受隙間Ｓ１、Ｓ２を所定値に設定するためには、ハウジング２３の段差部２３ｃの幅寸法（軸方向寸法）とスラスト板２０ｂの幅寸法を精度良く管理する必要があり、段差部２３ｃの幅寸法を精度良く管理することは、ハウジング２３の製造工数や製造コストを増加させる一因となる。
【０００５】
そこで、本発明は、スラスト軸受部のスラスト軸受隙間を簡易かつ精度良く設定することができる構成を提供し、それによって、この種の動圧型軸受装置の優れた軸受性能を確保しつつ、製造コストをさらに低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、円筒状の内周面を有する有底筒状のハウジングと、ハウジングの内周面に固定された軸受部材と、軸受部材の内周面に挿入される軸部と、軸部に設けられたスラスト板とを有する軸部材と、軸受部材の内周面と、軸部材の軸部の外周面との間に設けられ、軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で軸部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と、軸部材のスラスト板の両端面と、軸受部材の下端面およびハウジングの内底面との間にそれぞれ設けられ、軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で前記スラスト板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とを備えた動圧型軸受装置であって、この動圧型軸受装置の組立て時に、ハウジングの内底面とスラスト板の下端面との間、および軸受部材の下端面とスラスト板の上端面との間のうち、少なくとも一の部位に所定厚さの樹脂層を介在させることによって、軸受部材のハウジングに対する固定位置を調整し、その後、樹脂層を溶剤によって溶解して除去することによって、スラスト軸受隙間を所定値に設定した構成を提供する。
【０００７】
上記の部位に樹脂層を介在させることによって、軸受部材はハウジング内で樹脂層の厚さを加えた位置に固定される。従って、樹脂層を除去すると、スラスト板の両端面と、ハウジングの内底面および軸受部材の下端面との間に樹脂層の厚さに等しい隙間ができ、この隙間がスラスト軸受隙間になる。この構成によっても、スラスト軸受隙間を所定値に簡易かつ精度良く設定することができる。
【０００８】
上記構成において、樹脂層はスラスト板の下端面に形成することができ、その場合、樹脂層は、スラスト板の下端面に滴下した樹脂液を軸部材の回転に伴う遠心力で流動させて所定厚さの層状にした後、これを乾燥固化させて形成することができる。これにより、所定厚さの樹脂層を簡易かつ精度良く形成することができる。また、ハウジングの底部に、樹脂層の溶解液を排出するための排出部を設けることにより、溶解液の排出作業が容易になる。
【０００９】
以上の構成において、軸受部材は好ましくは多孔質体で形成され、より好ましくは燒結金属で形成される。これにより、軸受部材に動圧溝を形成する場合の加工が容易になり、また、軸受部材の気孔内に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させて動圧型含油軸受としたり、動圧型気体軸受として、軸受性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スラスト軸受部のスラスト軸受隙間を簡易かつ精度良く設定することができ、それによって、この種の動圧型軸受装置の優れた軸受性能を確保しつつ、製造コストをさらに低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る動圧型軸受装置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、軸部材としての回転軸２を回転自在に非接触支持する動圧型軸受装置１と、回転軸２に装着されたディスクハブ３と、半径方向のギャップを介して対向させたモータステータ４およびモータロータ５とを備えている。ステータ４はケーシング６の外周に取付けられ、ロータ５はディスクハブ３の内周に取付けられる。動圧型軸受装置１のハウジング７は、ケーシング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が一又は複数枚保持される。ステータ４に通電すると、ステータ４とロータ５との間の励磁力でロータ５が回転し、それによって、ディスクハブ３および回転軸２が一体となって回転する。
【００１３】
図２は、動圧型軸受装置１を示している。動圧型軸受装置１は、円筒状の内周面７ａを有する有底筒状のハウジング７と、ハウジング７の内周面７ａに固定された円筒状の軸受部材８と、軸部材としての回転軸２と、軸受部材８の上端面側（ハウジング７の開口側）を密封するシール部材１０とを主要な構成要素とする。
【００１４】
ハウジング７は、円筒状の側部７ｂと、底部７ｃとで構成され、側部７ｂの内周面７ａは上端から下端にかけて同一内径に形成される。ハウジング７の底部７ｃには排出部７ｄが設けられており、この排出部７ｄは適当な栓、例えば図２に示すようなボール栓７ｄ１によって封止される。尚、この実施形態では、ハウジング７の側部７ｂと底部７ｃとを一体構造にしているが、両者を別体構造としても良い。
【００１５】
回転軸２は、軸部２ａと、軸部２ａに一体又は別体に設けられたスラスト板２ｂとを備えている。スラスト板２ｂの幅寸法はＷ１である。軸部２ａは、軸受部材８の内周面８ａに所定のラジアル軸受隙間Ｓ５をもって挿入され、スラスト板２ｂは、軸受部材８の下端面８ｂとハウジング７の内底面７ｃ１との間の空間部に収容される。スラスト板２ｂの上端面２ｂ１と軸受部材８の下端面８ｂとの間、および、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２とハウジング７の内底面７ｃ１との間には、それぞれ、所定の大きさをもったスラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４が設けられる。
【００１６】
軸受部材８は、例えば多孔質材、特に燒結金属で形成され、その内部の気孔に潤滑油又は潤滑グリースが含浸されて含油軸受とされる。軸受部材８の内周面８ａの、ラジアル軸受面となる領域には動圧溝が形成される。この動圧溝は圧縮成形、例えば、コアロッドの外周面にラジアル軸受面の動圧溝形状（図３（ａ）参照）に対応した凹凸パターンを有する溝型を形成し、コアロッドの外周に焼結金属を供給して焼結金属を圧迫し、焼結金属の内周部に溝型形状に対応した動圧溝を転写することによって、低コストにかつ高精度に成形することができる。回転軸２が回転すると、ラジアル軸受隙間Ｓ５に動圧作用が発生し、回転軸２の軸部２ａがラジアル軸受隙間Ｓ５内に形成される潤滑油の油膜によって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、回転軸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１１が構成される。尚、軸受部材８は、燒結金属の他、軟質金属あるいは合金（例えば銅、真鍮等）で形成しても良い。また、ラジアル軸受面の動圧溝は、回転軸２の軸部２ａの外周面に形成しても良い。
【００１７】
スラスト板２ｂの上端面２ｂ１又は軸受部材８の下端面８ｂ、および、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２又はハウジング７の内底面７ｃ１の、スラスト軸受面となる領域には、それぞれ動圧溝が形成される。回転軸２が回転すると、スラスト軸受隙間Ｓ３およびＳ４に動圧作用が発生し、回転軸２のスラスト板２ｂがスラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４内に形成される潤滑油の油膜によってスラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、回転軸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１２が構成される。
【００１８】
ラジアル軸受面およびスラスト軸受面の動圧溝形状は任意に選択することができ、公知のへリングボーン型、スパイラル型、ステップ型、多円弧型等の何れかを選択し、あるいはこれらを適宜組合わせて使用することができる。図３（ａ）（ｂ）は、一例としてへリングボーン型を示すもので、図３（ａ）は軸受部材８の内周面８ａにおけるラジアル軸受面８ａ１に動圧溝１４を設けた例、図３（ｂ）は、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２におけるスラスト軸受面２ｂ２１に動圧溝１６を設けた例を示している。例えば、軸受部材８の内周面８ａには、２つのラジアル軸受面８ａ１が軸方向に離間して設けられている。スラスト軸受面２ｂ１の動圧溝１６は、半径方向のほぼ中心部に屈曲部分を有するほぼＶ字状をなしている。
【００１９】
この実施形態において、スラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４は、例えば以下の手順での設定されている。
【００２０】
まず、図４に示す態様で、回転軸２のスラスト板２ｂの下端面２ｂ２に所定厚さδの樹脂層１９を形成する。樹脂層１９の形成材料となる合成樹脂材料を溶剤で溶かして樹脂液Ｌを作り、その樹脂液Ｌをスラスト板２ｂの下端面２ｂ２に所定量滴下する。その後、回転軸２を所定速度で回転させる。そうすると、滴下された樹脂液Ｌが遠心力で外径側に流動して、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２に均一厚さで広がる。その後、樹脂液Ｌを乾燥固化させると、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２に所定厚さδの樹脂層１９が形成される。この方法によれば、均一厚さの樹脂層１９を精度良く形成することができる。樹脂層１９の厚さδは、スラスト軸受隙間Ｓ３とＳ４の設定値を合計した値（δ＝Ｓ３＋Ｓ４）となるように管理する（１０〜２０μｍ程度）。
【００２１】
つぎに、図５に示すように、回転軸２をハウジング７に挿入し、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２を樹脂層１９を介してハウジング７の内底面７ｃ１に当接させる。その後、軸受部材８をハウジング７の内周面７ａに沿ってスラスト板２ｂの上端面２ｂ１に当接するまで押し込むと、軸受部材８のハウジング７に対する固定位置が決まる。すなわち、軸受部材８の下端面８ｂとハウジング７の内底面７ｃ１との間の間隔（軸方向寸法）が、スラスト板２ｂの幅寸法Ｗ１と樹脂層１９の厚さδによって寸法（Ｗ１＋δ）に決まる。この状態で、軸受部材８をハウジング７の内周面７ａに固定する。固定方法としては、圧入、接着等がある。尚、回転軸２と軸受部材８とを予めアッセンブリしておき、両者を一緒にハウジング７に挿入しても良い。
【００２２】
上記のようにして軸受部材８の固定位置を決めた後、ハウジング７の内部に溶剤を供給して樹脂層１９を溶解する。この溶解液は、ハウジング７の底部７ｃに設けられた排出部７ｄから排出される。溶解液を排出した後、排出部７ｄは適当な栓、例えば図２に示すようなボール栓７ｄ１によって封止される。
【００２３】
上記の態様で樹脂層１９を除去すると、図２に示すように、スラスト板２ｂの両端面２ｂ１、２ｂ２と、軸受部材８の下端面８ｂおよびハウジング７の内底面７ｃ１との間に、樹脂層１９の厚さδに等しい大きさをもったスラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４（δ＝Ｓ３＋Ｓ４）が形成される。その後、軸受部材８の上面側をシール部材１０でシールし、ハウジング７内を潤滑油で満たすと、図２に示す動圧型軸受装置１が得られる。
【００２４】
この実施形態によれば、スラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４の合計値が樹脂層１９の厚さδと等しくなるので（δ＝Ｓ３＋Ｓ４）、樹脂層１９の厚さδを正確に管理すれば、スラスト板２ｂの幅寸法Ｗ１に多少の寸法誤差がある場合でも、スラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４を高精度に設定することができる。
【００２５】
尚、供給した溶剤がスムーズに樹脂層１９まで達するよう、軸受部材８の外周面に溶剤供給用の軸方向溝８ｃを形成しておくのが望ましい。
【００２６】
また、この実施形態では、スラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４の設定工程において、樹脂層１９をスラスト板２ｂの下端面２ｂ２とハウジング７の内底面７ｃ１との間に介在させる構成にしているが、樹脂層１９をスラスト板２ｂの上端面２ｂ１と軸受部材８の下端面８ｂとの間に介在させても良く、あるいは、これらの２つの部位に同時に介在させても良い。
【００２７】
樹脂層１９を形成する合成樹脂材料と溶剤との組合わせは、樹脂層１９を確実に溶解させ得る限り任意に選択することができるが、含塩素樹脂、塩素系溶剤、腐食性溶剤は除外するのが好ましい。樹脂材料と溶剤の具体的な組合わせとしては、例えば図６の○印で示すものが考えられる
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る動圧型軸受装置を有するスピンドルモータの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動圧型軸受装置の断面図である。
【図３】軸受部材の断面図｛図３（ａ）｝、スラスト板の上端面を示す平面図｛図３（ｂ）｝である。
【図４】樹脂層の形成工程を示す概念図である。
【図５】スラスト軸受隙間の設定工程を説明する図である。
【図６】実施形態で適用され得る樹脂材料と溶剤の組合わせを示す図である。
【図７】従来の動圧型軸受装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    動圧型軸受装置
２    回転軸
2ａ   軸部
2ｂ   スラスト板
２ｂ１  上端面
２ｂ２  下端面
７    ハウジング
７ａ  内周面
７ａ１  段部
７ｃ  底部
７ｃ１  内底面
７ｄ  排出部
８    軸受部材
８ｂ  下端面
１１    ラジアル軸受部
１２    スラスト軸受部
１９    樹脂層
Ｓ３  スラスト軸受隙間
Ｓ４  スラスト軸受隙間
Ｓ５  ラジアル軸受隙間
【図１】
2006342975.tif 000003
【図２】
2006342975.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006342975.tif 000006
【図５】
2006342975.tif 000007
【図６】
2006342975.tif 000008
【図７】
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