(57)【要約】【課題】低トルク化を図りつつも、使用時の温度変化に起因する軸受機能上の不具合を回避し得る流体軸受装置を提供する。【解決手段】軸部２は大径部２ａと小径部２ｂとからなり、軸方向に離隔して形成された大径部２ａ、２ａの間に小径部２ｂが形成されている。小径部２ｂは、軸部２の大径部２ａと一体に形成される小径部本体１１と、小径部本体１１の周囲に形成され、外周面２ｂ１を含む異材部１２とからなる。ここで、異材部１２は、大径部２ａとは線膨張係数の異なる材料で形成されており、小径部２ｂの外周面２ｂ１は、スリーブ部８の動圧溝８ａ１形成領域と動圧溝８ａ２形成領域との間の領域と向かい合うようになっている。この実施形態では、異材部１２は、大径部２ａに比べて線膨張係数の高い材料（樹脂材料など）で全周にわたって形成される。【選択図】図２
2008138846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに外径寸法の異なる大径部と小径部とを有する軸部と、
大径部の外周面とこの外周面に向かい合う面との間に形成される軸受隙間と、
軸受隙間を満たすと共に小径部と接する潤滑流体とを備え、軸受隙間に形成される潤滑流体の流体膜を介して軸部を相対回転自在に支持する流体軸受装置において、
小径部の外周面を含む領域を、大径部とは線膨張係数の異なる材料で形成したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
小径部の外周面を含む領域を、大径部より線膨張係数の高い材料で形成したことを特徴とする請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
軸受隙間を軸方向に離隔して形成すると共に、各々の軸受隙間を形成する複数の大径部の間に小径部を設けた請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項４】
小径部の外周面を含む領域を、この領域を除く軸部本体をインサート部品とする樹脂の射出成形で形成した請求項１記載の流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置は、軸受隙間に生じる潤滑流体の流体膜で軸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】
最近では、情報機器の更なる高速回転化に対応すべく、これらに組み込まれて使用される流体軸受装置にも、より一層の高回転精度が求められている。また、上記情報機器用のモータの消費電力を低減する目的、あるいはモータの立ち上がり時間の短縮化を図る目的から、回転精度の向上と共に駆動時の更なるトルク低減が要求されている。
【０００４】
トルク低減のための手段としては、例えば、軸部材の外周面のうち、ラジアル軸受隙間と向かい合う領域以外に小径部、いわゆるヌスミ部を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。かかる構成とすることで、ヌスミ部とこれに向かい合う軸受スリーブとの半径方向隙間をラジアル軸受隙間より大きくとることができ、その分のロストルクの低減化を図っている。
【特許文献１】特開２００２−３１０１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、低トルク化を目的としてヌスミ部は設けられるが、このヌスミ部を設けたが故に顕著となる問題もある。例えば、ヌスミ部を設けていない構成であれば、ロストルクは大きいものの、その分、高温時における潤滑油の粘度低下に対しても軸受剛性を確保することができる。これに対して、ヌスミ部を設けた構成では、その半径方向隙間が拡がるために、高温時、十分な大きさの軸受剛性を維持できなくなる可能性がある。このように、ロストルクと軸受剛性とは本来的に相反する関係にあるため、単にヌスミ部を設けただけでは双方の特性を満足することは難しい。
【０００６】
あるいは、ヌスミ部を設けることで、軸受内部に保持される潤滑油の油量が増加することも新たな問題の温床となり得る。すなわち、この種の流体軸受装置では、非常に少量の潤滑油を精密に充填するようにしているため、潤滑油の充填空間となる軸受内部空間が僅かでも増加すると、その増加分に応じて高温時の膨張量が増す。そのため、所定のバッファ容量を超えて潤滑油が膨張することで油漏れを生じる恐れがある。
【０００７】
以上の事情に鑑み、本発明では、低トルク化を図りつつも、使用時の温度変化に起因する軸受機能上の不具合を回避し得る流体軸受装置を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、互いに外径寸法の異なる大径部と小径部とを有する軸部と、大径部の外周面とこの外周面に向かい合う面との間に形成される軸受隙間と、軸受隙間を満たすと共に小径部と接する潤滑流体とを備え、軸受隙間に形成される潤滑流体の流体膜を介して軸部を相対回転自在に支持する流体軸受装置において、小径部の外周面を含む領域を、大径部とは線膨張係数の異なる材料で形成したことを特徴とする流体軸受装置を提供する。
【０００９】
上述のように、本発明では、軸部のうち、軸受隙間を形成する箇所（大径部）とは別に、軸受隙間を満たす潤滑流体と接する小径部を設けることで、この小径部の外周面と向かい合う面との間の半径方向隙間を軸受隙間より大きくとるようにした。これにより、小径部が面する半径方向隙間におけるロストルクを減じ、装置全体としての低トルク化を可能とした。併せて、本発明では、小径部の外周面を含む領域を大径部とは線膨張係数の異なる材料で形成することで、小径部が面する半径方向隙間の温度変動量（温度変化に応じて変動する量）を、軸受隙間の温度変動量とは異ならせた。これにより、例えば（１）小径部の外周面を含む領域を、大径部よりも線膨張係数の高い材料で形成した場合、高温時には、小径部の外周面は、大径部の外周面に比べて大きく外側に拡がる（膨張する）ことで、軸受隙間に比べて、小径部が面する半径方向隙間をより大きく詰めることができる。従って、上述の構成によれば、ロストルクを低減しつつも、軸受剛性の低下を極力小さく抑えることができる。また、低温時には、小径部が面する半径方向隙間の増大量が軸受隙間のそれに比べて大きくなるため、潤滑流体の粘度上昇に伴うロストルクの増加を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、（２）小径部の外周面を含む領域を、大径部よりも線膨張係数の低い材料で形成した場合、高温時には、小径部の外周面は、大径部の外周面に比べて外側に拡がる（膨張する）量が小さい。そのため、小径部とこれに向かい合う面との間に形成される半径方向隙間をなるべく確保して、軸受内部空間に充填された潤滑流体の膨張をこの隙間で吸収（言い換えると、膨張分のスペースを確保）することができる。従って、バッファ容量の増大化を図ることなく、高温時の油漏れを可及的に回避することができる。
【００１１】
また、情報機器の最近の小型化を受けて、これら情報機器に組み込む流体軸受装置にも小型化の要請が強まる中、バッファ容積の増加に伴う流体軸受装置の大型化は当然に回避すべき課題となるところ、本発明によれば、バッファ容量の増大を狙ってシール空間（を形成するシール部）の軸方向寸法を大きく取らずに済む。そのため、流体軸受装置の大型化、特に長尺化を回避することができ、これを組み込むべき情報機器の小型化にも対応することが可能となる。
【００１２】
上記構成の小径部は、例えば、軸受隙間が軸方向に離隔して形成される構成において、各々の軸受隙間を形成する複数の大径部の間に形成することができる。このように、複数の軸受隙間を軸方向に離隔して形成することで、更なる軸受剛性の向上、特にモーメント荷重に対する軸受剛性の向上が図られると共に、必然的に生じる軸受隙間の間のスペースを、ロストルク低減のためのスペースとして有効に利用することができる。
【００１３】
小径部の外周面を含む領域は、大径部とは線膨張係数の異なる材料で形成されていればよく、目的に応じて、小径部および大径部の材料の組み合わせが任意に可能である。例えば、大径部を含む軸部本体を機械的強度、耐食性に比較的優れた金属材料で形成する場合、小径部の外周面を含む領域を樹脂で形成することが可能である。この場合、小径部の外周面を含む領域を、この領域を除く軸部本体をインサート部品とする樹脂の射出成形で形成すれば、双方の部分をそれぞれ別体に形成して一体化する場合と比べて工程数の削減につながるため好ましい。また、小径部の外径寸法と大径部の外径寸法との差を、樹脂の成形収縮でもって得るようにすれば、成形金型をシンプルな形状（例えば軸部を収容するキャビティは径一定のストレートな形状）とすることができ、コストの低減化につながる。また、この場合、軸部に予め設けておいた窪み（小径部よりも外径寸法は小さい）を樹脂で埋めるだけでよいので、小径部の軸方向の位置決めも効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、低トルク化を図りつつも、使用時の温度変化に起因する軸受機能上の不具合を回避し得る流体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】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体軸受装置（動圧軸受装置）１を組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、例えばＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部２を回転自在に支持する流体軸受装置１と、軸部２に固定されたハブ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４ａおよびロータマグネット４ｂとからなる駆動部４と、ブラケット５とを備えている。ステータコイル４ａはブラケット５の側に取付けられ、ロータマグネット４ｂはハブ３の側に取付けられる。流体軸受装置１はブラケット５の内側に固定される。ハブ３には、情報記憶媒体としてのディスクＤが１又は複数枚（図１では２枚）保持される。上述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４ａに通電すると、ステータコイル４ａとロータマグネット４ｂとの間に発生する励磁力でロータマグネット４ｂが回転し、それによってハブ３と、ハブ３に保持されたディスクＤとが軸部２と一体に回転する。
【００１７】
図２は、流体軸受装置１を示している。この流体軸受装置１は、軸受部材６と、軸受部材６の内周に位置し、軸受部材６に対して相対回転する軸部２と、軸受部材６を一部挟む形で軸部２の両端側に固定され、軸受部材６の双方の端面との間にそれぞれスラスト軸受隙間を形成するフランジ部９、１０とを備える。なお、以下の説明では、便宜上、流体軸受装置１から軸部２のハブ３側に突出する側を上側、軸部２の突出側と反対の側を下側としているが、これにより、モータや流体軸受装置の設置方向や使用態様等が特定されるわけではない。
【００１８】
軸受部材６は、ハウジング部７と、ハウジング部７の内周に一体又は別体に配設されるスリーブ部８とで構成される。
【００１９】
ハウジング部７は両端開口の筒状をなし、例えば真ちゅう等の金属で、あるいはＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂をベースとする樹脂組成物の射出成形で形成される。もちろん、ハウジング部７の内部に充填される潤滑油に対して十分な耐浸透性（耐油性）を有するのであれば、ＰＰＳＵ、ＰＥＳ、ＰＥＩ等の非晶性樹脂をベースとする樹脂組成物を射出成形することでハウジング部７を形成することもできる。この実施形態では、ハウジング部７の内周面７ａは径一定の円筒面形状をなし、その軸方向中間位置にスリーブ部８を固定している。
【００２０】
スリーブ部８は、例えば金属製の非孔質体あるいは焼結金属からなる多孔質体で円筒状に形成される。この実施形態では、スリーブ部８は、Ｃｕ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、ハウジング部７の内周面７ａに、例えば接着（ルーズ接着を含む）、圧入（圧入接着を含む）、溶着（超音波溶着を含む）等、適宜の手段で固定される。もちろん、スリーブ部８を樹脂やセラミック等、金属以外の材料で形成することも可能である。また、焼結金属等の多孔質体以外にも、内部空孔を持たない、あるいは潤滑油の出入りができない程度の大きさの空孔を有する構造の材料で形成することもできる。
【００２１】
スリーブ部８の内周面８ａの全面又は一部領域には、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（ａ）に示すように、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箇所形成される。これら動圧溝８ａ１、８ａ２の形成領域はそれぞれラジアル軸受面として軸部２の大径部２ａと対向し、軸部２の回転時には、大径部２ａとの間に後述する第１、第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受隙間をそれぞれ形成する（図２を参照）。
【００２２】
スリーブ部８の上端面８ｂの全面又は一部領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図３（ｂ）に示すように、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形成領域はスラスト軸受面として、第１フランジ部９の下端面９ａと対向し、軸部２の回転時には、下端面９ａ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）。
【００２３】
スリーブ部８の下端面８ｃの全面又は一部領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図３（ｃ）に示すように、複数の動圧溝８ｃ１をスパイラル状に配列した領域が形成される。この動圧溝８ｃ１形成領域はスラスト軸受面として、第２フランジ部１０の上端面１０ａと対向し、軸部２の回転時には、上端面１０ａ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（図２を参照）。
【００２４】
軸部２は、例えばＳＵＳ鋼等の金属材料で形成され、スリーブ部８の内周に挿入される。軸部２は主に大径部２ａと小径部２ｂとからなる。この実施形態では、大径部２ａは軸方向に離隔して形成されると共に、各大径部２ａ、２ａの間に小径部２ｂが形成されている。
【００２５】
上側の大径部２ａの外周面２ａ１は、この実施形態では、部分的にスリーブ部８の動圧溝８ａ１形成領域とラジアル方向に対向し、これら対向面間に、後述する第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間を形成する（後述の図４を参照）。同様に、下側の大径部２ａの外周面２ａ１は、部分的にスリーブ部８の動圧溝８ａ２形成領域とラジアル方向に対向し、これら対向面間に、後述する第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受隙間を形成する。これら外周面２ａ１、２ａ１のうち、スリーブ部８の内周面８ａとの間にラジアル軸受隙間を形成しない箇所には第１フランジ部９および第２フランジ部１０が固定される。
【００２６】
小径部２ｂは、図２に示すように、軸部２の大径部２ａと一体に形成される小径部本体１１と、小径部本体１１の周囲に形成され、外周面２ｂ１を含む異材部１２とからなる。ここで、異材部１２は、大径部２ａとは線膨張係数の異なる材料で形成されており、小径部２ｂの外周面２ｂ１は、スリーブ部８の動圧溝８ａ１形成領域と動圧溝８ａ２形成領域との間の領域と向かい合うようになっている。この実施形態では、異材部１２は、大径部２ａに比べて線膨張係数の高い材料（樹脂材料など）で全周にわたって形成される。一例として、軸部２本体にＳＵＳ鋼（  線膨張係数：１０．４×１０−６）、小径部２ｂの外周面２ｂ１を形成する異材部１２にＬＣＰ（  線膨張係数：３×１０−５）をそれぞれ使用する組み合わせを挙げることができる。
【００２７】
異材部１２は、例えば異材部１２を除く軸部２本体（大径部２ａや小径部本体１１を含む）をインサート部品とする樹脂の射出成形で形成することができる。この場合、異材部１２の半径方向厚みは、所望する温度変動量に応じて設定すればよい。また、異材部１２の半径方向厚みや材料によって小径部２ｂの外周面２ｂ１の内側への成形収縮量が異なるので、逆にこのことを利用して小径部２ｂの外径寸法（大径部２ａの外径寸法から小径部２ｂの外径寸法を引いた値）を所望の値に設定することもできる。
【００２８】
第１フランジ部９および第２フランジ部１０は共に環状をなすもので、例えば何れも真ちゅう等の金属材料や樹脂材料で形成される。第１フランジ部９は、その下端面９ａをスリーブ部８の上端面８ｂと対向させた状態で軸部２の大径部２ａ外周に固定される。同様に、第２フランジ部１０は、その上端面１０ａをスリーブ部８の下端面８ｃと対向させた状態で軸部２の大径部２ａ外周に固定される。なお、この実施形態では、双方のフランジ部９、１０と軸部２（大径部２ａ）との接着強度向上を図るため、接着剤溜りとしての環状溝２ｃ、２ｃがそれぞれ大径部２ａ、２ａの接着固定領域中に形成されている。
【００２９】
第１フランジ部９の外周面９ｂは、上方（スリーブ部８から離れる向き）に向けて漸次縮径するテーパ形状をなす。従い、第１フランジ部９を軸部２に固定した状態では、外周面９ｂと、外周面９ｂに向かい合うハウジング部７の上端内周面７ａ１との間に、半径方向寸法が下方に向けて漸次縮小するテーパ状の第１シール空間Ｓ１が形成される。
【００３０】
同様に、第２フランジ部１０の外周面１０ｂは、下方（スリーブ部８から離れる向き）に向けて漸次縮径するテーパ形状をなす。従い、第２フランジ部１０を軸部２に固定した状態では、外周面１０ｂと、外周面１０ｂに向かい合うハウジング部７の下端内周面７ａ２との間に、半径方向寸法が上方に向けて漸次縮小するテーパ状の第２シール空間Ｓ２が形成される。
【００３１】
上記構成の流体軸受装置１において、軸部２の回転時、スリーブ部８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域（上下２箇所の動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域）は、軸部２の大径部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して向かい合う。そして、軸部２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝８ａ１、８ａ２の軸方向中心側に押し込まれ、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とがそれぞれ構成される。
【００３２】
これと同時に、スリーブ部８の上端面８ｂ（動圧溝８ｂ１形成領域）とこれに向かい合う第１フランジ部９の下端面９ａとの間のスラスト軸受隙間、およびスリーブ部８の下端面８ｃ（動圧溝８ｃ１形成領域）とこれに向かい合う第２フランジ部１０の上端面１０ａとの間のスラスト軸受隙間に、動圧溝８ｂ１、８ｃ２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。
【００３３】
ここで、図４に示すように、小径部２ｂの外周面２ｂ１と、外周面２ｂ１に向かい合うスリーブ部８の内周面８ａとの間の第１環状隙間の半径隙間寸法Ｇ１は、大径部２ａの外周面２ａ１と内周面８ａとの間のラジアル軸受隙間（第２環状隙間）の半径隙間寸法Ｇ２よりも大きく設定されている。そのため、軸部２の回転時、第１環状隙間の隙間寸法Ｇ１から第２環状隙間の隙間寸法Ｇ２を減じた分、ロストルクの低減化が可能となる。
【００３４】
併せて、小径部２ｂの外周面２ｂ１を含む領域を大径部２ａよりも線膨張係数の高い材料で形成することで、小径部２ｂが面する第１環状隙間の温度変動量を、ラジアル軸受隙間の温度変動量より大きくした。これにより、例えば高温時、小径部２ｂの外周面２ｂ１を大きく外側に変位させて、第１環状隙間の隙間寸法Ｇ１をラジアル軸受隙間の隙間寸法Ｇ２に比べて大きく詰めることができる。従って、ロストルクの低減化を図りつつも、高温時、流体軸受装置１全体での軸受剛性を極力確保することができる。また、低温時には、小径部２ｂの外周面２ｂ１を大きく内側に変位させて、ラジアル軸受隙間の隙間寸法Ｇ２に比べて第１環状隙間の隙間寸法Ｇ１を大きく拡げることができる。そのため、潤滑油の粘度上昇に伴うロストルクの増加を抑えて、小径部２ｂを設けたことによるメリット（ロストルクの低減作用）をより生かすことができる。
【００３５】
また、この実施形態のように、焼結金属製のスリーブ部８の内周面８ａに動圧溝８ａ１、８ａ２を形成する場合には、軸部２の側に小径部２ｂを設け、かつ小径部２ｂの外周部を異材部１２で形成することで、隙間寸法Ｇ１の調整を行うようにするのが望ましい。焼結金属製のスリーブ部８であれば、通常、動圧溝サイジングと呼ばれる方法で動圧溝８ａ１、８ａ２を圧迫成形することが可能だが、この際、動圧溝８ａ１、８ａ２の成形性を確保するためには、溝成形前のスリーブ部８の内周面８ａはなるべく径一定の円筒面形状であることが望ましいためである。
【００３６】
また、この実施形態のように、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向に離隔して形成される場合には、必然的に軸方向中間部に、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２に直接関与しない領域が形成される。そのため、かかる領域をロストルク低減のためのスペースとして有効に利用しつつも、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を軸方向に離隔して設けることで、更なる軸受剛性の向上、特にモーメント荷重に対する軸受剛性の向上を図ることができる。特に、この実施形態のように、へリングボーン形状に配列された動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域を軸方向に離隔して形成する場合、小径部２ｂが面する第１環状隙間は、油を軸方向両側に引き込むための油の貯留部として機能する。そのため、隙間寸法Ｇ１の温度変化に伴う変動量を大きくとることは、特に低温時、油不足を招くことなく動圧溝８ａ１、８ａ２による動圧作用を安定して発揮させるのに非常に有効に作用する。なお、内周面８ａのうちラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２に直接関与しない領域の内径寸法を、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２に関与する領域よりもわずかに大きく形成することにより、さらにこの効果を高めることもできる。例えば、この実施形態のように、各動圧溝８ａ１、８ａ２間を区分する領域（図３中クロスハッチングで示す領域）が実質的に軸受面として機能し、かつ、この軸受面として機能する領域と、この領域を除く内周面８ａとの間に動圧溝８ａ１、８ａ２の溝深さ分の径差を設けた構成は、上述の『わずかに大きく形成する』構成に含まれる。
【００３７】
また、この実施形態のように、小径部２ｂの外周面２ｂ１を含む領域（異材部１２）を、この領域を除く軸部２本体をインサート部品とする樹脂の射出成形で形成すれば、双方の部材をそれぞれ別体に形成して一体化する場合と比べて工程数の削減につながるため好ましい。特に、この実施形態のように、複数の大径部２ａを軸方向に離隔して形成し、その間に小径部２ｂ、およびその外周部に異材部１２を設ける場合には、異材部１２を軸部２本体と別体に形成し、一体化する（組み込む）ことは困難であるので、上述のインサート成形は有効である。また、この際、大径部２ａの外径寸法から小径部２ｂの外径寸法を減じた値（外周面２ｂ１の、外周面２ａ１からの内側への後退量）を、樹脂の成形収縮で得るようにすれば、成形金型をシンプルな形状（軸部２を収容するキャビティは径一定のストレートな形状）とすることができ、金型を低コストに製作可能となる。
【００３８】
以上、本発明の第１実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。以下、本発明に係る他の実施形態を説明する。ここで、既述の構成要素と同一の構成、作用を有するものについては、同一の符号を付して当該要素に係る説明を省略する。
【００３９】
図５は、本発明の第２実施形態に係る流体軸受装置２１を示している。この実施形態では、ハウジング部７の上端内周にシール部２５が固定され、その内周面２５ａと、内周面２５ａに向かい合う軸部２２のテーパ面２２ｃとの間に、シール空間Ｓ３が形成されている。ハウジング部７の下端内周には蓋部材２６が固定され、これによりハウジング部７の下端側を閉塞している。また、軸部２２の下端には別体に設けたフランジ部２７が固定され、その上端面２７ａと、この面に向かい合うスリーブ部８の下端面８ｃとの間に第１スラスト軸受部Ｔ１１のスラスト軸受隙間が形成される。また、フランジ部２７の下端面２７ｂと、この面に向かい合う蓋部材２６の上端面２６ａとの間に第２スラスト軸受部Ｔ１２のスラスト軸受隙間が形成されている。
【００４０】
軸部２２は、大径部２２ａと小径部２２ｂ、およびシール部２２ｃとを主として構成される。大径部２２ａは軸方向に離隔して形成されると共に、各大径部２２ａ、２２ａの間に小径部２２ｂが形成されている。このうち、小径部２２ｂは、図５に示すように、軸部２２の大径部２２ａと一体に形成される小径部本体２３と、小径部本体２３の周囲に形成され、外周面２２ｂ１を含む異材部２４とからなる。ここで、異材部２４は、大径部２２ａに比べて線膨張係数の高い材料で全周にわたって形成されており、小径部２２ｂの外周面２２ｂ１は、スリーブ部８の動圧溝８ａ１形成領域と動圧溝８ａ２形成領域との間の領域と向かい合うようになっている。なお、図５中、ラジアル軸受部Ｒ１１、Ｒ１２はそれぞれ第１実施形態におけるラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２に対応している。これ以外の構成は、第１実施形態に準じるので説明を省略する。
【００４１】
この実施形態においても、（１）軸部２２に、向かい合うスリーブ部８との間にラジアル軸受隙間を形成する大径部２２ａと、大径部２２ａに比べて外径寸法を小さくした小径部２２ｂとを設け、小径部２２ｂとスリーブ部８との間の第１環状隙間をラジアル軸受隙間（第２環状隙間）より大きく設定した。また、併せて、（２）小径部２２ｂの外周面２２ｂ１を含む領域を大径部２２ａよりも線膨張係数の高い材料で形成することで、小径部２２ｂが面する第１環状隙間の温度変動量を、ラジアル軸受隙間の変動量より大きくした。従い、前者の構成（１）によれば、軸部２２の回転時、第１環状隙間の隙間寸法からラジアル軸受隙間の隙間寸法を減じた分、ロストルクの低減化が可能となる。また、後者の構成（２）によれば、例えば高温時、異材部２４をなるべく大きく外側に変位させて第１環状隙間を減少させることにより、流体軸受装置２１全体での軸受剛性を高めることができる。また、低温時には、小径部２２ｂの外周面２２ｂ１をなるべく大きく内側に変位させて、ラジアル軸受隙間の隙間寸法に比べて第１環状隙間の隙間寸法を大きく拡げることができる。そのため、潤滑油の粘度上昇に伴うロストルクの増加を抑えることができる。
【００４２】
図６は、本発明の第３実施形態に係る流体軸受装置３１を示している。この実施形態において、軸部３２の上端（フランジ部３７とは反対側）にはハブ部３５が一体あるいは別体に設けられる。ここで、ハブ部３５は、ハウジング部７の開口側（上側）を覆う円盤部３５ａと、円盤部３５ａの外周部から軸方向下方に延びた筒状部３５ｂとを主に有する。また、この実施形態では、ハウジング部７の上端に、例えば図３（ｂ）に示す配列態様をなす動圧溝形成領域７ｂが設けられ、スラスト方向に向かい合うハブ部３５の円盤部３５ａの下端面３５ａ１との間に第１スラスト軸受部Ｔ２１のスラスト軸受隙間を形成する。また、ハウジング部７の外周には、上方に向かって漸次拡径するテーパ状のシール面７ｃが形成される。このテーパ状のシール面７ｃは、筒状部３５ｂの内周面３５ｂ１との間に、ハウジング部７の閉塞側（下方）から開口側（上方）に向けて半径方向寸法が漸次縮小した環状のシール空間Ｓ４を形成する。
【００４３】
軸部３２は、大径部３２ａと小径部３２ｂとを有し、その下端に大径部３２ａおよび小径部３２ｂとは別体に形成したフランジ部３７をねじ止め等で固定してなる。大径部３２ａは軸方向に離隔して形成されると共に、各大径部３２ａ、３２ａの間に小径部３２ｂが形成されている。このうち、小径部３２ｂは、図６に示すように、軸部３２の大径部３２ａと一体に形成される小径部本体３３と、小径部本体３３の周囲に形成され、外周面３２ｂ１を含む異材部３４とからなる。ここで、異材部３４は、大径部３２ａに比べて線膨張係数の高い材料（樹脂材料）で全周にわたって形成されており、小径部３２ｂの外周面３２ｂ１は、スリーブ部８の動圧溝８ａ１形成領域と動圧溝８ａ２形成領域との間の領域と向かい合うようになっている。また、蓋部材３６とフランジ部３７との間には、スリーブ部８とフランジ部３７との間に比べて十分な大きさの軸方向隙間が設けられている。なお、図６中、ラジアル軸受部Ｒ２１、Ｒ２２、第２スラスト軸受部Ｔ２２、フランジ部３７はそれぞれ第２実施形態におけるラジアル軸受部Ｒ１１、Ｒ１２、第１スラスト軸受部Ｔ１１に対応している。これ以外の構成は、第１、第２実施形態に準じるので説明を省略する。
【００４４】
この実施形態においても、（１）軸部３２に、向かい合うスリーブ部８との間にラジアル軸受隙間を形成する大径部３２ａと、大径部３２ａに比べて外径寸法を小さくした小径部３２ｂとを設け、小径部３２ｂとスリーブ部８との間の第１環状隙間をラジアル軸受隙間（第２環状隙間）より大きく設定した。また、併せて、（２）小径部３２ｂの外周面３２ｂ１を含む領域を大径部３２ａよりも線膨張係数の高い材料で形成することで、小径部３２ｂが面する第１環状隙間の温度変動量を、ラジアル軸受隙間の変動量より大きくした。従い、前者の構成（１）によれば、軸部３２の回転時、第１環状隙間の隙間寸法からラジアル軸受隙間の隙間寸法を減じた分、ロストルクの低減化が可能となる。また、後者の構成（２）によれば、例えば高温時、異材部３４を大きく外側に変位させて第１環状隙間を減少させることにより、流体軸受装置３１全体での軸受剛性を高めることができる。また、低温時には、小径部３２ｂの外周面３２ｂ１を大きく内側に変位させて、ラジアル軸受隙間の隙間寸法に比べて第１環状隙間の隙間寸法を大きく拡げることができる。そのため、潤滑油の粘度上昇に伴うロストルクの増加を抑えることができる。
【００４５】
なお、第３実施形態では、ハウジング部７の上端面に複数の動圧溝を配列した領域７ｂを設けると共に、スリーブ部８の下端面８ｃに複数の動圧溝８ｃ１を配列した領域を設けた場合を説明したが、本発明は、同実施形態に係る構成において第１スラスト軸受部Ｔ１のみを設けた流体軸受装置にも同様に適用することができる。この場合、軸部３２を、フランジ部３７を有しない形状とし、かつハウジング部７を、蓋部材３６を底部として一体に形成することで有底円筒形とした形状にすることができる。
【００４６】
また、第２、第３実施形態では、軸部２２、３２とフランジ部２７、３７とをそれぞれ別体に形成した後、一体化（固定）する構成を採っていたが、最初からフランジ部２７、３７を軸部２２、３２と一体に形成したものに対して本発明を適用しても構わない（第３実施形態においては、ハブ部３５が、フランジ部３７および軸部３２と別体構造になる）。また、異材部１２、２４、３４を射出成形可能な材料（例えば樹脂）で形成するのであれば、一部を金属で、異材部１２、２４、３４を含む残部を樹脂で形成してなる軸部を形成することも可能である。
【００４７】
図７はその一例を示すもので、軸部の外周を構成する筒部４２と、筒部４２の一端から半径方向に延び、筒部４２と一体に形成される鍔部４３とからなる金属部４１をインサート部品として、フランジ部および異材部を一体に備えた軸部を射出成形する工程を概念的に示している。ここで、筒部４２の外周には環状の凹部４４が設けられ、この凹部４４と筒部４２の内周とを連通する連通孔４５が円周方向等間隔に複数設けられている。この場合、上記構成をなす金属部４１を例えば図７に示すように完成品に倣った形状のキャビティ４６を有する金型４７、４８内に供給配置する。そして、例えば金型４８のフランジ部底面中央に対応する位置に設けたゲート４９より溶融樹脂をキャビティ４６内に充填し、これを固化することで、樹脂製の異材部を一体に有し、かつ鞘部を金属、芯部を樹脂とするハイブリッド構造の軸部を容易に形成することができる。この場合、ゲート４９より供給された溶融樹脂は連通孔４５を介して環状凹部４４に供給されることで、ピンゲートのような単純な機構で異材部への樹脂の充填を容易に行うことができる。もちろん、樹脂の成形態様はこれに限定されず、完成品としての大径部２ａよりも外側に突出しなければ、（異材部１２形成箇所となる）凹部４４の外側に１もしくは複数の点ゲートを設ける構成、あるいは点以外の任意形状のゲートを設ける構成を採ることもできる。
【００４８】
また、以上の実施形態（第１〜第３実施形態）では、軸受部材６を構成するハウジング部７とスリーブ部８とを別体に形成した場合を説明したが、これに限る必要はなく、ハウジング部７とスリーブ部８とを樹脂又は金属で一体に形成することも可能である。あるいは、ハウジング部７とスリーブ部８との一体化に限らず、ハウジング部７とシール部２５、ハウジング部７と蓋部材２６など、既述の構成部品同士を一体化（同一材料で一体に形成）することも可能である。
【００４９】
また、第１実施形態では、大径部２ａをＳＵＳ鋼等の金属製とし、小径部２ｂの外周面２ｂ１を含む異材部１２をＬＣＰ等の樹脂製とした場合を例示したが、もちろんこれに限る必要はない。異材部１２が、大径部２ａよりも線膨張係数の高い材料で形成されている限り、種々の材料およびその組み合わせが選択可能である（第２、第３実施形態についても同様）。例えば、異材部１２を、樹脂に代えてＣｕなどの金属材料などで形成することもできる。また、形成方法についてもめっき（Ｃｕ、Ｎｉなど）、インクジェット方式など任意の方法が選択できる。また、樹脂等に添加する添加剤の種類、添加量によっても膨張・収縮量（あるいは成形収縮量など）を調整することが可能である。
【００５０】
また、第１実施形態では、小径部２ｂの外周面２ｂ１を含む領域を大径部２ａよりも線膨張係数の高い材料で形成した場合を説明したが、逆に、小径部２ｂの外周面２ｂ１を含む領域を大径部２ａよりも線膨張係数の低い材料で形成することによっても、低トルク化を図りつつ、使用時の温度変化に起因する軸受機能上の不具合を回避することが可能である。すなわち、小径部２ｂの外周面２ｂ１を含む領域を、大径部２ａよりも線膨張係数の低い材料で形成した場合、高温時には、大径部２ａの外周面２ａ１の外側への変位量が、小径部２ｂの外周面２ｂ１のそれに比べて大きくなる。そのため、小径部２ｂの外周面２ｂ１と、外周面２ｂ１に向かい合う内周面８ａとの間に形成される第１環状隙間の隙間寸法Ｇ１が大きくなり、潤滑油の膨張を第１環状隙間に形成される空間で吸収することができる。従って、シール空間におけるバッファ容量の増大化を抑え、高温時の油漏れを可及的に回避することができる。第２、第３実施形態についても同様のことがいえる。例えば大径部２ａ等にＳＵＳ鋼などの金属材料を、異材部１２にセラミックスなどを適用すればこの構成を採ることができる。なお、形成方法としては溶射など任意の方法が適用可能である。
【００５１】
特に、第１、第２実施形態に係る流体軸受装置１、２１であれば、バッファ容量の増大を狙ってシール空間Ｓ１〜Ｓ３（を形成するフランジ部９、１０、およびシール部２５）の軸方向寸法を大きく取らずに済む。そのため、流体軸受装置１、２１の大型化、特に厚肉化を回避することができ、これを組み込むべき情報機器の小型化にも対応することができる。
【００５２】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１〜Ｒ２２およびスラスト軸受部Ｔ１〜Ｔ２２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流体の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
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、向かい合う軸部２の大径部２ａとの間に、くさび状の径方向隙間（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。
【００５４】
あるいは、ラジアル軸受面となるスリーブ部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、この内周面と向かい合う大径部２ａの真円状外周面２ａ１とで、いわゆる真円軸受を構成することができる。もちろん、同様の構成は、他の実施形態に係るラジアル軸受部Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２にも採用可能である。
【００５５】
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。もちろん、他のスラスト軸受部Ｔ１１〜Ｔ２２についても同様に構成することができる。
【００５６】
また、以上の説明では、動圧発生部を何れも固定体（ハウジング部７やスリーブ部８など）の側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体（軸部２やフランジ部９、１０など）の側に設けることも可能である。
【００５７】
また、以上の説明では、流体軸受装置１、２１、３１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間に流体膜を形成可能な潤滑流体として潤滑油を例示したが、それ以外にも当該軸受隙間に流体膜を発生可能な潤滑流体、例えば空気等の気体や、液体、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】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体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】第１実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
【図３】（ａ）はスリーブ部の断面図、（ｂ）はスリーブ部を矢印ａの方向から見た平面図、（ｃ）はスリーブ部の矢印ｂの方向から見た平面図である。
【図４】大径部と小径部との境界周辺を拡大した一部断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
【図７】他の構成例に係る軸部のインサート成形工程を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１、２１、３１  流体軸受装置
２、２２、３２  軸部
２ａ、２２ａ、３２ａ  大径部
２ｂ、２２ｂ、３２ｂ  小径部
２ｂ１、２２ｂ１、３２ｂ１  外周面
８      スリーブ部
８ａ    内周面
８ａ１、８ａ２  動圧溝
１１、２３、３３  小径部本体
１２、２４、３４  異材部
Ｇ１    半径隙間寸法
Ｇ２    半径隙間寸法
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２  スラスト軸受部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  シール空間
【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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