(57)【要約】【課題】  シール空間の軸方向寸法を小さくすることを可能にする。【解決手段】  シール部材９は、軸部２ａの外周面２ａ１の所定位置に固定される。軸部材２の回転時、シール部材９の下側端面９ｂは、軸受スリーブ８の上側端面８ｂと所定のスラスト軸受隙間を介して対向し、第２スラスト軸受部Ｔ２を構成する。また、シール部材９の外周面９ａは、ハウジング７の上端部内周面７ａ１と間との間に所定の容積をもったシール空間Ｓを形成する。【選択図】図２
2005321089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、前記ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、前記ハウジングの一端部の側に位置するシール部材と、前記軸受スリーブと前記軸部材との間のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、
前記軸部材は、前記軸受スリーブの内周面に挿入される軸部と、該軸部に設けられたフランジ部とを有し、
前記シール部材は前記軸部材に固定され、前記シール部材の外周面の側にシール空間が形成され、
前記シール部材の一端面とこれに対向する前記軸受スリーブの一端面との間に第１スラスト軸受部が設けられ、該第１スラスト軸受部はスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記シール部材及び軸部材をスラスト方向に非接触支持し、
前記フランジ部の一端面とこれに対向する前記軸受スリーブの他端面との間に第２スラスト軸受部が設けられ、該第２スラスト軸受部はスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をスラスト方向に非接触支持することを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
前記シール部材の外周面に、前記ハウジングの外部方向に向かって漸次縮径したテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
前記シール部材は前記軸部材に接着材で固定され、前記シール部材及び前記軸部材のうち少なくとも一方の接着部位に接着剤が充填される凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
ハウジングと、該ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、前記ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、前記ハウジングの一端部の側に位置するシール部材と、前記軸受スリーブと前記軸部材との間のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、
前記シール部材は前記軸部材に設けられており、
前記シール部材の一端面は、前記軸受スリーブの一端面とスラスト軸受隙間を介して対向し、
前記シール部材の外周面は、前記ハウジングの外部方向に向かって漸次縮径し、かつ、シール空間に臨むテーパ面を備えていることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項５】
前記ラジアル軸受部が、動圧発生手段として動圧溝を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項６】
前記ラジアル軸受部が、多円弧軸受で構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の動圧軸受装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の動圧軸受装置を備えたディスク装置のスピンドルモータ。
【請求項８】
ハウジングと、該ハウジングの内部に固定される軸受スリーブと、該軸受スリーブの内周面に挿入される軸部、及び、該軸部に設けられたフランジ部とを有する軸部材と、該軸部材に固定されるシール部材と、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、前記シール部材の一端面と前記軸受スリーブの一端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記シール部材及び軸部材をスラスト方向に非接触支持する第１スラスト軸受部と、前記フランジ部の一端面と前記軸受スリーブの他端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で前記軸部材をスラスト方向に非接触支持する第２スラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置の製造方法であって、
前記軸部材の軸部を前記軸受スリーブの内周面に挿入すると共に、前記軸部に前記シール部材を装着し、これにより、前記軸受スリーブを前記シール部材の一端面と前記フランジ部の一端面との間に介装する工程と、
前記工程の後、前記軸部と前記シール部材との軸方向相対位置を調整して、前記軸受スリーブと前記シール部材の一端面及びフランジ部の一端面との間に、前記第１スラスト軸受部及び第２スラスト軸受部のスラスト軸受隙間の合計量に相当する量の隙間を形成する工程と、
前記工程の後、前記シール部材を前記軸部に固定する工程と、
前記工程により組付けられた、前記軸受スリーブ、前記軸部材、及び前記シール部材を含む組付け体を前記ハウジングの内部に収容する工程とを含むことを特徴とする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、軸受隙間に生じる流体（潤滑流体）の動圧作用によって回転部材を非接触支持する動圧軸受装置に関する。この軸受装置は、情報機器、例えばＨＤＤ、ＦＤＤ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など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、あるいは電気機器、例えば軸流ファンなどの小型モータ用として好適である。
【背景技術】
【０００２】
上記各種モータには、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】
例えば、ＨＤＤ等のディスク駆動装置のスピンドルモータに組込まれる動圧軸受装置では、軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部とが設けられ、ラジアル軸受部として、軸受スリーブの内周面又は軸部材の外周面に動圧発生用の溝（動圧溝）を設けた動圧軸受が用いられる。スラスト軸受部としては、例えば、軸部材のフランジ部の両端面、又は、これに対向する面（軸受スリーブの端面や、ハウジングに固定されるスラスト部材の端面等）に動圧溝を設けた動圧軸受が用いられる（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００４】
通常、軸受スリーブはハウジングの内周の所定位置に固定され、また、ハウジングの内部空間に注入した流体（例えば、潤滑油）が外部に漏れるのを防止するために、ハウジングの開口部にシール部材を配設する場合が多い。シール部材の内周面は、軸部材の外周面との間にシール空間を形成し、このシール空間の容積は、ハウジングの内部空間に充満された潤滑油が使用温度範囲内での熱膨張・収縮によって容積変化する量よりも大きくなるように設定される。従って、温度変化に伴う潤滑油の容積変化があった場合でも、潤滑油の油面は常にシール空間内に維持される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３―６５３２４号公報
【特許文献２】特開２００３−３３６６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来の動圧軸受装置では、ハウジングの開口部に固定したシール部材の内周面と軸部材の外周面との間にシール空間を形成しているが、このシール空間に、温度変化に伴う潤滑油の容積変化量を吸収する機能を持たせようとすると、シール空間（シール部材）の軸方向寸法を比較的大きく確保する必要がある。そのために、設計上、ハウジングの内部において、軸受スリーブの軸方向中心位置を相対的にハウジングの底部側に下げる必要があり、これにより、ラジアル軸受部の軸受中心と回転体重心との離間距離が大きくなり、使用条件等によっては、モーメント荷重に対する負荷能力が不足する場合が起こり得る。また、軸部材のフランジ部の両側にスラスト軸受部を設けた構成では、両スラスト軸受部間の軸方向距離が比較的小さくなるので、その分、スラスト軸受部によるモーメント荷重の負荷能力が低くなる傾向がある。特に、ディスク駆動装置に用いられる動圧軸受装置の場合、ロータ（ロータハブ、ロータマグネット、ディスク、クランパ等が組み付けられた回転体）の回転に伴って比較的大きなモーメント荷重が軸部材に作用するので、耐モーメント荷重性は重要な特性である。
【０００６】
また、この種の動圧軸受装置において、スラスト軸受部のスラスト軸受隙間は部品精度や組立精度等の影響を受けることから、所望値に管理することが難しく、そのために、複雑な組立作業が強いられているのが実状である。
【０００７】
本発明の課題は、この種の動圧軸受装置において、上記のシール空間の軸方向寸法を小さくすることを可能にし、これにより、動圧軸受装置のモーメント荷重に対する負荷能力を高め、あるいは、動圧軸受装置の軸方向寸法をコンパクトにすることである。
【０００８】
本発明の他の課題は、スラスト軸受部によるモーメント荷重の負荷能力を高めることである。
【０００９】
本発明の更なる課題は、この種の動圧軸受装置におけるスラスト軸受隙間を簡易にかつ精度良く設定することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、ハウジングと、ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、ハウジングの一端部の側に位置するシール部材と、軸受スリーブと軸部材との間のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、軸部材は、軸受スリーブの内周面に挿入される軸部と、軸部に設けられたフランジ部とを有し、シール部材は軸部材に固定され、シール部材の外周面の側にシール空間が形成され、シール部材の一端面とこれに対向する軸受スリーブの一端面との間に第１スラスト軸受部が設けられ、第１スラスト軸受部はスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用でシール部材及び軸部材をスラスト方向に非接触支持し、フランジ部の一端面とこれに対向する軸受スリーブの他端面との間に第２スラスト軸受部が設けられ、第２スラスト軸受部はスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持する構成を提供する。
【００１１】
ここで、上記の流体（潤滑流体）としては、潤滑油（又は潤滑グリース）、磁性流体等の液体の他、エアー等の気体を用いることができる。
【００１２】
上記構成によれば、軸部に設けられたシール部材の外周面の側にシール空間を設けているので、ハウジングの内部空間に充満された流体の温度変化に伴う容積変化量を吸収しうる容積をシール空間において確保するにあたり、シール空間（シール部材）の軸方向寸法を従来よりも小さくすることが可能となる。そのため、ハウジングの内部において、軸受スリーブの軸方向中心位置を従来よりも相対的にハウジングの一端部側に近づけて設定することができ（軸受スリーブを従来よりもハウジングの一端部の側に近づけて配置する、あるいは、軸受スリーブの軸方向寸法を従来よりも大きくする。）、これにより、ラジアル軸受部の軸受中心と回転体重心との離間距離を小さくして、モーメント荷重に対する負荷能力を高めることができる。また、軸受スリーブを従来よりもハウジングの一端部側に近づけて配置する場合、動圧軸受装置の軸方向寸法を従来よりも小さくすることが可能である。
【００１３】
また、第１スラスト軸受部と第２スラスト軸受部とが、軸受スリーブを軸方向両側から挟み込むように設けられているため、フランジ部の両側にスラスト軸受部を設けた構成に比べて、両スラスト軸受部間の軸方向離間距離が大きくなり、その分、スラスト軸受部によるモーメント荷重の負荷能力が高くなる。
【００１４】
シール空間の幅（半径方向寸法）は軸方向に均一であっても良いが、シール性を高める観点から、シール空間はハウジング内部方向に向かって漸次縮小したテーパ形状を有していることが好ましい。すなわち、シール空間が上記のテーパ形状を有していると、シール空間内の流体はシール空間が狭くなる方向（ハウジングの内部方向）に向けて毛細管力によって引き込まれる。そのため、ハウジング内部から外部への流体の漏れ出しが効果的に防止される。このような構成を実現する手段として、シール部材の外周面に、ハウジングの外部方向に向かって漸次縮径したテーパ面を形成する手段、シール部材の外周面とシール空間を介して対向する面、例えばハウジングの一端部の内周面に、ハウジングの外部方向に向かって漸次拡径したテーパ面を形成する手段がある。特に、前者の手段によれば、シール部材が軸部材と伴に回転することにより、上記の毛細管力によるよる引き込み作用に加え、回転時の遠心力による引き込み作用も得られるので（いわゆる遠心力シール）、ハウジング内部から外部への流体の漏れ出しがより一層効果的に防止される。
【００１５】
シール部材の軸部材に対する固定は、接着、接着と圧入の併用、溶着（超音波溶着）等の適宜の固定手段によって行うことができる。固定手段として、接着（又は接着と圧入の併用）を採用する場合は、シール部材及び軸部材のうち少なくとも一方の接着部位に接着剤が充填される凹部を設けても良い。この凹部は、円周溝の形態で設けても良いし、あるいは、円周方向の１箇所又は複数箇所に窪み状の形態で設けても良い。接着剤が接着部位の凹部にも充填されて固化することにより、シール部材の軸部材に対する固定強度が向上する。
【００１６】
また、本発明は、上記課題を解決するため、ハウジングと、ハウジングの内部に固定された軸受スリーブと、ハウジング及び軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、ハウジングの一端部の側に位置するシール部材と、軸受スリーブと軸部材との間のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、シール部材は軸部材に設けられており、シール部材の一端面は、軸受スリーブの一端面とスラスト軸受隙間を介して対向し、シール部材の外周面は、ハウジングの外部方向に向かって漸次縮径し、かつ、シール空間に臨むテーパ面を備えている構成を提供する。
【００１７】
上記構成を備えた動圧軸受装置において、ラジアル軸受部は、ヘリングボーン形状やスパイラル形状等の軸方向に傾斜した形状の動圧溝を設けた動圧軸受、ラジアル軸受隙間を円周方向の一方又は双方にくさび状に縮小させた動圧軸受（多円弧軸受）、複数の軸方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた動圧軸受（ステップ軸受）で構成することができる。
【００１８】
以上の構成を備える動圧軸受装置は、情報機器、例えばディスク装置等に用いられるスピンドルモータ用の動圧軸受装置として、好ましく用いることができる。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明は、ハウジングと、ハウジングの内部に固定される軸受スリーブと、軸受スリーブの内周面に挿入される軸部、及び、軸部に設けられたフランジ部とを有する軸部材と、軸部材に固定されるシール部材と、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、シール部材の一端面と軸受スリーブの一端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用でシール部材及び軸部材をスラスト方向に非接触支持する第１スラスト軸受部と、フランジ部の一端面と軸受スリーブの他端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持する第２スラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置の製造方法であって、軸部材の軸部を軸受スリーブの内周面に挿入すると共に、軸部にシール部材を装着し、これにより、軸受スリーブをシール部材の一端面とフランジ部の一端面との間に介装する工程と、前記工程の後、軸部とシール部材との軸方向相対位置を調整して、軸受スリーブとシール部材の一端面及びフランジ部の一端面との間に、第１スラスト軸受部及び第２スラスト軸受部のスラスト軸受隙間の合計量に相当する量の隙間を形成する工程と、前記工程の後、シール部材を軸部に固定する工程と、前記工程により組付けられた、軸受スリーブ、軸部材、及びシール部材を含む組付体をハウジングの内部に収容する工程とを有する構成を提供する。
【００２０】
上記構成によれば、軸受スリーブ、軸部材、及びシール部材を予め組付ける段階でスラスト軸受隙間を設定するので、スラスト軸受隙間を簡易にかつ精度良く設定することができる。そして、スラスト軸受隙間を設定した後は、軸受スリーブ、軸部材、及びシール部材を含む組付体をハウジングの内部に収容すると、部材同士の組付作業が完了するので、組付け作業も簡素化される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、動圧軸受装置のモーメント荷重に対する負荷能力を高め、あるいは、動圧軸受装置の軸方向寸法をコンパクトにすることができる。従って、この動圧軸受装置を備えた情報機器、例えばディスク装置に用いるスピンドルモータの小型化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、スラスト軸受部によるモーメント荷重の負荷能力を高めることができる。
【００２３】
さらに、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を簡易にかつ精度良く設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、この実施形態に係る動圧軸受装置（流体動圧軸受装置）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、軸部材２を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に装着されたロータ（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、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。
【００２６】
図２は、動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、ハウジング７と、ハウジング７に固定された軸受スリーブ８と、軸部材２と、軸部材２に固定されたシール部材９とを構成部品して構成される。
【００２７】
軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間に第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とが軸方向に離隔して設けられる。また、軸受スリーブ８の上側端面８ｂとシール部材９の下側端面９ｂとの間に第１スラスト軸受部Ｔ１が設けられ、軸受スリーブ８の下側端面８ｃと軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。尚、説明の便宜上、ハウジング７の底部７ｂの側を下側、ハウジング７の開口部の側（底部７ｂと反対の側）を上側として説明を進める。
【００２８】
ハウジング７は、例えば、樹脂材料を射出成形して有底筒状に形成され、円筒状の側部７ａと、側部７ａの下端に一体に設けられた底部７ｂとを備えている。また、底部７ｂの内底面から軸方向上方に所定寸法だけ離れた位置に段部７ｄが一体に形成されている。
【００２９】
ハウジングを形成する樹脂は主に熱可塑性樹脂であり、例えば、非晶性樹脂として、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等、結晶性樹脂として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。また、上記の樹脂に充填する充填材の種類も特に限定されないが、例えば、充填材として、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、あるいは、二種以上を混合して使用しても良い。この実施形態では、ハウジング７を形成する材料として、結晶性樹脂としての液晶ポリマー（ＬＣＰ）に、導電性充填材としてのカーボンファイバー又はカーボンナノチューブを２〜８ｗｔ％配合した樹脂材料を用いている。
【００３０】
軸部材２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、あるいは、金属と樹脂とのハイブリッド構造とされ、軸部２ａと、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。また、この実施形態において、シール部材９が固定される軸部２ａの外周面２ａ１の所定位置には、凹部、例えば円周溝２ａ２が形成されている。
【００３１】
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燒結金属の多孔質体で円筒状に形成され、ハウジング７の内周面７ｃの所定位置に固定される。なお、焼結金属に限らず、多孔質体ではない他の金属材料、例えば黄銅等の軟質金属で軸受スリーブ８を形成することも可能である。
【００３２】
軸受スリーブ８の内周面８ａには、第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面となる上下２つの領域が軸方向に離隔して設けられ、該２つの領域には、例えば図３に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成される。上側の動圧溝８ａ１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。また、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、１又は複数本の軸方向溝８ｄ１が軸方向全長に亙って形成される。この例では、３本の軸方向溝８ｄ１を円周方向等間隔に形成している。
【００３３】
第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる、軸受スリーブ８の上側端面８ｂには、例えば図３に示すようなスパイラル形状の動圧溝８ｂ１が形成される。同様に、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる、軸受スリーブ８の下側端面８ｃには、例えば図３に示すようなスパイラル形状の動圧溝８ｃ１が形成される。
【００３４】
シール部材９は、例えば、真ちゅう（黄銅）等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは、樹脂材料でリング状に形成され、軸部２ａの外周面２ａ１の所定位置に、例えば接着剤で固定される。軸部材２の回転時、シール部材９の下側端面９ｂは、軸受スリーブ８の上側端面８ｂと所定のスラスト軸受隙間を介して対向し、第１スラスト軸受部Ｔ１を構成する。また、シール部材９の外周面９ａは、ハウジング７の上端部（開口部）内周面７ａ１との間に所定の容積をもったシール空間Ｓを形成する。シール部材９の外周面９ａの側にシール空間Ｓを形成しているので、ハウジング７の内部空間に充満された流体の温度変化に伴う容積変化量を吸収しうる容積をシール空間Ｓにおいて確保するにあたり、シール空間Ｓ（シール部材９）の軸方向寸法を従来よりも小さくすることが可能である。そのため、例えば、軸受スリーブ８の軸方向長さを従来よりも大きくして、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１の軸方向中心ｍを上側端面８ｂの側に移行させ、あるいは、軸受スリーブ８の軸方向寸法を従来よりも縮小することが可能となる。前者によれば、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１の軸方向中心ｍと第２ラジアル軸受部Ｒ２の動圧溝８ａ２の軸方向中心との軸方向離間距離が大きくなるので、モーメント荷重に対する負荷能力を高めることができる。一方、後者によれば、動圧軸受装置の軸方向寸法を従来よりも小さくすることができる。
【００３５】
この実施形態において、シール部材９の外周面９ａは、ハウジング７の外部方向に向かって漸次縮径したテーパ面９ａ１を備えており、そのため、シール空間Ｓは、ハウジング７の内部方向に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈する。軸部材２の回転時、シール空間Ｓ内の流体は毛細管力による引き込み作用と、回転時の遠心力による引き込み作用により、シール空間Ｓが狭くなる方向（ハウジングの内部方向）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。
【００３６】
この実施形態の動圧軸受装置１は、例えば、次のような工程で組立てる。
【００３７】
まず、軸部材２と、軸受スリーブ８と、シール部材９とをアッセンブリする。例えば図４に示すように、基台１０の上面に載置した軸部材２の軸部２ａに軸受スリーブ８を装着し、軸受スリーブ８の下側端面８ｃをフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に当接させる。そして、軸部２ｂに接着剤、例えば熱硬化性接着剤を塗布した後、軸部２ａにシール部材９を装着し、シール部材９の下側端面９ｂを軸受スリーブ８の上側端面８ｂに当接させる。これにより、軸受スリーブ８がシール部材９の下側端面９ｂとフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に介装された状態になる。
【００３８】
つぎに、スラスト軸受隙間を設定する。スラスト軸受隙間の設定は、軸部材２とシール部材９との軸方向相対位置を調整することによって行う。例えば、上記の状態、すなわち、軸受スリーブ８の下側端面８ｃをフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に当接させ、かつ、シール部材９の下側端面９ｂを軸受スリーブ８の上側端面８ｂに当接させた状態（スラスト軸受隙間がゼロの状態）から、軸部材２を軸受スリーブ８及びシール部材９に対して、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間（大きさをδ１とする。）と第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間（大きさをδ２とする。）との合計量δ（＝δ１＋δ２）に相当する量だけ軸方向に相対移動させる。
【００３９】
具体的には、例えば図５に示すように、所定深さＷ２の段差部１１ａを設けた冶具１１の上面に、上記の状態で組付けた組付体を載置し、軸受スリーブ８の下側端面８ｃが冶具１１の上面に当接し、フランジ部２ｂが段差部１１ａに収容された状態にする。そして、この状態で、軸部材２を上方から押圧して、軸受スリーブ８及びシール部材９に対して所定量δだけ軸方向に相対移動させる。この場合、段差部１１ａの深さＷ２を、フランジ部２ｂの軸方向寸法Ｗ１に対して、Ｗ２＝Ｗ１＋δとなるように精度良く管理しておくと、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２が段差部１１ａの底面１１ａ１に当接するまで、軸部材２を押し進めるだけで、スラスト軸受隙間δ（＝δ１＋δ２）を簡易にかつ精度良く設定することができる。したがって、スラスト軸受隙間の設定に関する作業及び装置が簡素になる。あるいはＷ２＞Ｗ１＋δにし、軸部材２の軸方向相対移動量を管理することによって、スラスト軸受隙間δ（＝δ１＋δ２）を設定することもできる。
【００４０】
あるいは、スラスト軸受隙間の設定は、軸受スリーブ８の下側端面８ｃをフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に当接させ、この時の軸受スリーブ８の上側端面８ｂを基準として、シール部材９の下側端面９ｂが、上記合計量δ（＝δ１＋δ２）に相当する量だけ上側端面８ｂから軸方向に離隔した位置に来るように、シール部材９の軸方向位置を調整することによって行うこともできる。このようなシール部材９の軸方向位置調整は、例えば、幅寸法が上記合計量δに等しい寸法に精度良く管理されたスペーサを、軸受スリーブ８の上側端面８ｂとシール部材９の下側端面９ｂとの間に介装することによって簡易にかつ精度良く行うことができる。
【００４１】
上記のようにして、軸部２とシール部材９との軸方向相対位置を調整して、スラスト軸受隙間（δ）を設定した後、シール部材９をその位置で軸部２ａに固定する。この実施形態では、軸部２ａに塗布した熱硬化性接着剤を加熱処理（ベーキング）することによって、シール部材９を軸部２ａに接着固定する。このとき、軸部２ａに塗布した接着剤が外周面２ａ１の円周溝２ａ２にも充填されて固化することにより、シール部材９の軸部材２に対する接着強度が向上する。
【００４２】
つぎに、図６に示すように、上記工程により組付けた、軸部材２、軸受スリーブ８、及びシール部材９からなる組付体をハウジング７の内周面７ｃに挿入し、軸受スリーブ８の下側端面８ｃをハウジング７の段部７ｄに当接させ、この状態で、軸受スリーブ８の外周面８ｄをハウジング７の内周面７ｃに固定する。軸受スリーブ８のハウジング７に対する固定は、接着、圧入、接着と圧入の併用、溶着（超音波溶着等）等の適宜の手段によって行うことができる。尚、同図では、δの大きさはかなり誇張して図示されている。
【００４３】
上記のようにして組立が完了すると、軸部材２の軸部２ａは軸受スリーブ８の内周面８ａに挿入され、フランジ部２ｂは軸受スリーブ８の下側端面８ｃとハウジング７の底部７ｂの内底面との間の空間部に収容された状態となる。また、シール部材９の外周面９ａと、ハウジング７の上端部内周面７ａ１との間に所定の容積をもったシール空間Ｓが形成される。その後、シール部材９で密封されたハウジング７の内部空間に、軸受スリーブ８の内部気孔を含め、流体として、例えば潤滑油を充満させる。潤滑油の油面は、シール空間Ｓの範囲内に常に維持される。
【００４４】
軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域（上下２箇所の領域）は、それぞれ、軸部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。また、軸受スリーブ８の上側端面８ｂのスラスト軸受面となる領域は、シール部材９の下側端面９ｂとスラスト軸受隙間を介して対向し、軸受スリーブ８の下側端面８ｃのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１とスラスト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、上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材２の軸部２ａが上記ラジアル軸受隙間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、軸部材２をラジアル方向に回転自在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とが構成される。同時に、上記スラスト軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材２及びシール部材９が上記スラスト軸受隙間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、軸部材２をスラスト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と第２スラスト軸受部Ｔ２とが構成される。第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間（δ１）と第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間（δ２）は、上記の組立工程において、δ＝δ１＋δ２として精度良く管理されているので、安定したスラスト軸受機能が得られる。
【００４５】
また、前述したように、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１は、軸方向中心ｍ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（図３参照）。そのため、軸部材２の回転時、動圧溝８ａ１による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差圧によって、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間の隙間に満たされた潤滑油が下方に流動し、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間→軸方向溝８ｄ１→第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間という経路を循環して、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。このように、潤滑油がハウジング７の内部空間を流動循環するように構成することで、内部空間内の潤滑油の圧力が局部的に負圧になる現象を防止して、負圧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。また、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Ｓ内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。
【００４６】
さらに、第１スラスト軸受部Ｔ１の動圧溝８ｂ１による潤滑油の内径側への引き込み力（ポンピング力）が第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間の潤滑油にも作用するので、第１ラジアル軸受部Ｒ１における上記の引き込み力の差圧は相対的に低いものであっても、潤滑油の良好な流動循環は確保される。その結果、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１における軸方向非対称を従来よりも小さくすることができ、例えば、動圧溝８ａ１の上側領域の軸方向寸法Ｘ１を従来よりも縮小して、動圧溝８ａ１の軸方向中心ｍを上側端面８ｂの側に移行させ、あるいは、軸受スリーブ８の軸方向寸法を縮小することが可能となる。前者によれば、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１の軸方向中心ｍと第２ラジアル軸受部Ｒ２の動圧溝８ａ２の軸方向中心との軸方向離間距離が大きくなるので、モーメント荷重に対する負荷能力を高めることができる。一方、後者によれば、動圧軸受装置の軸方向寸法を従来よりも小さくすることができる。
【００４７】
図７は、他の実施形態に係る動圧軸受装置（流体動圧軸受装置）２１を示している。この実施形態の動圧軸受装置２１が上述した実施形態の動圧軸受装置１と異なる点は、軸受スリーブを上側軸受スリーブ８１と下側軸受スリーブ８２で構成し、両者の間にスペーサ部材８３を介装した点にある。スペーサ部材８３は、真ちゅう（黄銅）等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは、樹脂材料でリング状に形成され、上側軸受スリーブ８１や下側軸受スリーブ８２のような多孔質組織は有していない。
【００４８】
上側軸受スリーブ８１の内周面８１ａと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間に第１ラジアル軸受部Ｒ１が設けられ、下側軸受スリーブ８２の内周面８２ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間に第２ラジアル軸受部Ｒ２が設けられる。また、上側軸受スリーブ８１の上側端面８１ｂとシール部材９の下側端面９ｂとの間に第１スラスト軸受部Ｔ１が設けられ、下側軸受スリーブ８２の下側端面８２ｃと軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間に第２スラスト軸受部Ｔ２が設けられる。尚、上側軸受スリーブ８１の下側端面には、下側軸受スリーブ８２との識別に供される環状溝（Ｖ溝）が形成されている。また、上側軸受スリーブ８１の外周面８１ｄ、下側軸受スリーブ８２の外周面８２ｄ、スペーサ部材８３の外周面には、それぞれ、１又は複数本の軸方向溝８１ｄ１、８２ｄ１、８３ｄが軸方向全長に亙って形成される。これらの軸方向溝８１ｄ１、８２ｄ１、８３ｄは円周方向の位相を揃えて形成され、軸方向に相互に連通する。
【００４９】
上側軸受スリーブ８１と下側軸受スリーブ８２との間に、多孔質組織を有さないスペーサ部材８３を介装しているので、上述した実施形態の動圧軸受装置１に比べて、ハウジング７の内部空間に充満される潤滑油の総油量が少なくて済む（スペーサ部材８３の内部には潤滑油が含浸されないため）。一方、潤滑油の熱膨張・収縮に伴う容積変化量は、ハウジング７の内部空間に充満された潤滑油の総油量に比例するので、総油量が少なくなる分、シール空間Ｓの容積を小さくすることができる。したがって、この実施形態の動圧軸受装置２１は、シール空間Ｓ（シール部材９）の軸方向寸法をさらに小さくすることが可能である。その他の事項は、上述した実施形態に準じるので、重複する説明を省略する。
【００５０】
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、ヘ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、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５１】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受や多円弧軸受を採用しても良い。
【００５２】
図８は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方をステップ軸受で構成した場合の一例を示している。この例では、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域に、複数の軸方向溝形状の動圧溝８ａ３が円周方向所定間隔に設けられている。
【００５３】
図９は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の一例を示している。この例では、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６で構成されている（いわゆる３円弧軸受）。３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６の曲率中心は、それぞれ、軸受スリーブ８（軸部２ａ）の軸中心Ｏから等距離オフセットされている。３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間は、円周方向の両方向に対して、それぞれ楔状に漸次縮小した形状を有している。そのため、軸受スリーブ８と軸部２ａとが相対回転すると、その相対回転の方向に応じて、ラジアル軸受隙間内の潤滑油が楔状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑油の動圧作用によって、軸受スリーブ８と軸部２ａとが非接触支持される。尚、３つの円弧面８ａ４、８ａ５、８ａ６の相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝を形成しても良い。
【００５４】
図１０は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の他の例を示している。この例においても、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９で構成されているが（いわゆる３円弧軸受）、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間は、円周方向の一方向に対して、それぞれ楔状に漸次縮小した形状を有している。このような構成の多円弧軸受は、テーパ軸受と称されることもある。また、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９の相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝８ａ１０、８ａ１１、８ａ１２が形成されている。そのため、軸受スリーブ８と軸部２ａとが所定方向に相対回転すると、ラジアル軸受隙間内の潤滑油が楔状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑油の動圧作用によって、軸受スリーブ８と軸部２ａとが非接触支持される。
【００５５】
図１１は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の他の例を示している。この例では、図１０に示す構成において、３つの円弧面８ａ７、８ａ８、８ａ９の最小隙間側の所定領域θが、それぞれ、軸受スリーブ８（軸部２ａ）の軸中心Ｏを曲率中心とする同心の円弧で構成されている。従って、各所定領域θにおいて、ラジアル軸受隙間（最小隙間）は一定になる。このような構成の多円弧軸受は、テーパ・フラット軸受と称されることもある。
【００５６】
以上の各例における多円弧軸受は、いわゆる３円弧軸受であるが、これに限らず、いわゆる４円弧軸受、５円弧軸受、さらに６円弧以上の数の円弧面で構成された多円弧軸受を採用しても良い。また、ラジアル軸受部をステップ軸受や多円弧軸受で構成する場合、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の内周面８ａ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。
【００５７】
また、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の一方又は双方は、例えば、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、いわゆる波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等で構成することもできる。
【００５８】
以上の実施形態では、動圧軸受装置１の内部に充満し、軸受スリーブ８と軸部材２との間のラジアル軸受隙間や、軸受スリーブ８と軸部材２及びシール部材９との間のスラスト軸受隙間に動圧を発生させる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧を発生させることができる流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等を使用することもできる。
【００５９】
さらに、以上の説明では、ラジアル軸受面を軸受スリーブ８の内周面８ａに形成する場合を例示したが、ラジアル軸受隙間を介して対向する面、すなわち軸部２ａの外周面２ａ１に形成することもできる。さらに、スラスト軸受面を軸受スリーブの両端面８ｂ、８ｃに形成する場合を例示したが、スラスト軸受隙間を介して対向する面、すなわちシール部材９の下側端面９ｂおよび軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る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断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動圧軸受装置を示す断面図である。
【図３】軸受スリーブの断面図、下側端面と上側端面を示す図である。
【図４】組立工程を示す図である。
【図５】組立工程を示す図である。
【図６】組立工程を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る動圧軸受装置を示す断面図である。
【図８】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】ラジアル軸受部の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
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
８    軸受スリーブ
８ａ  内周面
８ｂ  上側端面
８ｃ  下側端面
９    シール部材
９ａ  外周面
９ａ１  テーパ面
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
Ｓ    シール空間
【図１】
2005321089.tif 000003
【図２】
2005321089.tif 000004
【図３】
2005321089.tif 000005
【図４】
2005321089.tif 000006
【図５】
2005321089.tif 000007
【図６】
2005321089.tif 000008
【図７】
2005321089.tif 000009
【図８】
2005321089.tif 000010
【図９】
2005321089.tif 000011
【図１０】
2005321089.tif 000012
【図１１】
2005321089.tif 000013