(57)【要約】【課題】流体軸受装置からの油漏れを確実に防止する。【解決手段】流体軸受装置１は、第１シール部１４を構成する軸部材２と、内周に軸部材２を挿入した軸受部材１７と、軸受部材１７に固定され、第２シール部１５を構成するシール部材９と、潤滑油の漏れ出しを防止するためのシール空間Ｓとを備える。シール部材９の上側端面９ｃには、凹部１３と撥油膜１１とを形成し、かつ撥油膜１１は凹部１３の部分で最大厚さとなる。【選択図】図２
2007040527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、ラジアル軸受隙間に形成した油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、外気に開放され、一対のシール面を対向させて形成されたシール空間と、一方のシール面を有する第１シール部と、他方のシール面を有する第２シール部とを備えた流体軸受装置であって、
第１シール部および第２シール部のうち、少なくとも何れか一方の表面に凹部と撥油膜とを形成し、かつ凹部で撥油膜を他所より厚く形成したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
さらに、内周に軸部材を挿入した軸受部材と、軸受部材に固定されたシール部材とを備え、軸部材で第１シール部を構成すると共に、シール部材で第２シール部を構成する請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
さらに、内周に軸部材を挿入した軸受部材を備え、軸部材で第１シール部を構成すると共に、軸受部材で第２シール部を構成する請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項４】
さらに、軸部材に設けられた半径方向の突出部と、内周に軸部材を挿入した軸受部材とを備え、軸部材の突出部で第１シール部を構成すると共に、軸受部材で第２シール部を構成する請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項５】
請求項２〜４の何れかに記載した軸受部材が、内周に軸部材を挿入した軸受スリーブと、軸受スリーブを収容したハウジングとからなる流体軸受装置。
【請求項６】
凹部の深さが３μｍ以上である請求項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ものである。流体軸受装置は、情報機器、例えば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のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ用、プロジェクタのカラーホイールモータ用、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の軸受装置として好適である。
【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付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流体軸受装置の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。
【０００３】
この種の流体軸受装置は、軸受隙間内の潤滑油に動圧を発生させるための動圧発生部を備えた動圧軸受と、動圧発生部を備えていない、いわゆる真円軸受（軸受断面が真円形状である軸受）とに大別される。
【０００４】
例えば、ＨＤＤ等のディスク装置用のスピンドルモータに組み込まれる流体軸受装置では、ラジアル方向およびスラスト方向の双方で軸部材を回転自在に非接触支持する動圧軸受が用いられる。この他、スラスト軸受部としては、軸部材を接触支持するピボット軸受が用いられる場合もある。これらの軸受装置では、内部に供給した潤滑油で軸受隙間が満たされる。ＨＤＤ等のディスク装置では製品の性質上、油（潤滑油）による汚染を極度に嫌うので、通常は、軸受隙間からの潤滑油の漏れ出しを防止するため、軸受部材の開口部にシール部材を設け、当該シール部材の内周面と軸部材の外周面との間に、毛細管力を利用して潤滑油を保持するシール空間を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７６８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示す発明においては、潤滑油の漏れ出しを確実に防止するため、シール部材の端面等にフッ素樹脂等の撥油剤を塗布して撥油膜を形成している。この種の撥油剤は一般に濡れ性が良好であるため、固化後の撥油膜の膜厚は薄くなり易く、撥油剤成分である高分子の数層分（０．０１μｍ程度）の極薄膜となる場合もある。
【０００６】
このような極端に薄い撥油膜では、母材と被膜との密着強度が低下し、界面に油が浸透しやすくなって被膜の親油性が増す。また、母材には表面粗さが存在することから、母材表面を完全に撥油膜で被覆することが難しくなる。したがって、単に撥油膜を形成するだけでは、撥油効果が十分とは言えず、軸受装置の使用条件や設計仕様等によっては、油漏れを招くおそれがある。
【０００７】
また、極端に薄い撥油膜では、検査工程等において撥油膜の存在の有無を目視で識別することも難しくなる。識別性を改善するため、蛍光剤を含む撥油剤で撥油膜を形成し、その後の検査工程でＵＶ光を照射して撥油膜の有無を目視確認する手法も提案されているが、極薄膜であるが故に視認性が不十分で現状では必ずしも有効な判別方法とはいえない。
【０００８】
そこで、本発明は、油漏れを確実に防止することを第１の目的とする。また、撥油剤の存在の有無を容易に判別可能とすることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明にかかる流体軸受装置は、軸部材と、ラジアル軸受隙間に形成した油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、外気に開放され、一対のシール面を対向させて形成されたシール空間と、一方のシール面を有する第１シール部と、他方のシール面を有する第２シール部とを備えたものであって、第１シール部および第２シール部のうち、少なくとも何れか一方の表面に凹部と撥油膜とを形成し、かつ凹部で撥油膜を他所より厚く形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
この流体軸受装置の具体的な構成例として、上記構成要素に加えて、
（１）内周に軸部材を挿入した軸受部材と、軸受部材に固定されたシール部材とを備え、軸部材で第１シール部を構成すると共に、シール部材で第２シール部を構成したもの：
（２）内周に軸部材を挿入した軸受部材を備え、軸部材で第１シール部を構成すると共に、軸受部材で第２シール部を構成したもの：
（３）軸部材に設けられた半径方向の突出部と、内周に軸部材を挿入した軸受部材とを備え、軸部材の突出部で第１シール部を構成すると共に、軸受部材で第２シール部を構成したもの：を挙げることができる。
【００１１】
（１）の構成では、第１シール部となる軸部材の外周面、あるいは第２シール部となるシール部材の内周面や端面に撥油膜が形成され、（２）の構成では、第１シール部となる軸部材の外周面、あるいは第２シール部となる軸受部材の端面や内周面に撥油膜が形成され、（３）の構成では、第１シール部となる突出部の端面や内・外周面、あるいは第２シール部となる軸受部材の端面や内・外周面に撥油膜が形成される。なお、何れの構成においても、「軸受部材」は、それ自身が一体成形されている場合のみならず、二以上の部材を組み合わせた複合品である場合、例えば内周に軸部材を挿入した軸受スリーブと、軸受スリーブを収容したハウジングとで構成されている場合も含む概念である。
【００１２】
このように、本発明では、第１シール部あるいは第２シール部の何れか一方または双方の表面に凹部を形成し、この凹部でフッ素樹脂等からなる撥油膜を他所よりも厚く形成している。そのため、撥油膜の厚い部分では接触面積の増大により母材に対する撥油膜の密着力を高めることができ、従って、界面への潤滑油の浸透を防止することが可能となる。また、少なくとも撥油膜の厚い部分では母材表面を完全に被膜で被覆することができる。以上の理由から、撥油膜の撥油性を高め、ラジアル軸受隙間からの油漏れを確実に防止することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のように撥油膜を部分的に厚くした場合、撥油膜の有無をより確認し易くなる。特に、撥油剤に蛍光剤を含有させると、厚い部分で蛍光作用が強まるため、検査工程等で母材表面にＵＶ光等を照射した際、撥油膜の有無を容易に目視確認することが可能となる。
【００１４】
さらに、凹部は、表面に撥油剤を塗布して撥油膜を形成する際、余剰の撥油剤を堰き止める効果も有する。従って、凹部の形成位置を適宜定めることで、流動性に富む撥油剤の塗布した際、これが広がる範囲を規制し、意図しない箇所での撥油膜の形成を防止することができる。例えば、塗布した余剰の撥油剤が他部材との接着箇所に流れ込めば接着強度の低下を招くし、シール空間の油溜り部分に流れ込めば、その撥油性から油溜りに空気が進入し、これが潤滑油中に気泡として混入して軸受性能を低下させる恐れがあるが、凹部の形成位置を適切に設定することで、これらの不具合を防止することが可能となる。
【００１５】
本願発明者の検証によれば、以上の作用効果を得るためには、凹部の深さが３μｍ以上必要であることが判明した。従って、凹部の深さは、３μｍ以上、望ましくは１５μｍ以上に設定するのが望ましい。上記の効果を奏する上で凹部の深さに上限はないが、凹部が深すぎると撥油剤の使用量が増して不経済となり、また、凹部を形成した部材の強度にも悪影響を与える可能性があるので、かかる観点からは、凹部の深さを１ｍｍ以下とするのが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、簡易な手段で撥油膜の撥油効果を高めることができ、油漏れを確実に防止することが可能となる。また、撥油膜の有無を容易に判別可能となり、製造ラインにおける検査工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体軸受装置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。この情報機器用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、流体軸受装置（動圧軸受装置）１と、流体軸受装置１の軸部材２に取り付けられたディスクハブ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、流体軸受装置１をモータに固定するためのブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取り付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ３の内周に取り付けられている。ディスクハブ３は、その外周に磁気ディスク等のディスクＤを一枚または複数枚保持する。ブラケット６の内周に流体軸受装置１のハウジング７が装着されている。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との間に発生する電磁力でロータマグネット５が回転し、それに伴ってディスクハブ３およびディスクハブ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。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態にかかる流体軸受装置１は、軸受部材１７と、軸受部材１７の内周に挿入された軸部材２と、軸受部材１７に固定され、軸受部材１７の一端開口をシールするシール部材９と、軸受部材１７の他端開口を封口する蓋部材１０とを主要な構成部材として備える。なお、本実施形態において軸受部材１７は、内周に軸部材２を挿入した軸受スリーブ８と、当該軸受スリーブ８を収容したハウジング７とで構成されている。また、以下では、説明の便宜上、シール部材９の側を上側、これと軸方向反対側を下側として説明を行う。
【００２０】
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た軸部２ａと、軸部２ａの外径側に張り出し、軸部２ａと一体又は別体のフランジ部２ｂとで構成される。また、軸部材２は金属部分と樹脂部分からなるハイブリッド構造とすることもできる（例えば、軸部２ａを金属材料で形成し、フランジ部２ｂの全体又はその両端面２ｂ１、２ｂ２のみを樹脂材料で形成する）。軸部２ａの外周面２ａ１は、動圧発生部としての動圧溝等を有さない真円状に形成される。また、フランジ部２ｂの両端面２ｂ１、２ｂ２は、動圧発生部としての動圧溝等を有さない平滑な平坦面に形成されている。
【００２１】
ハウジング７は、樹脂材料あるいは金属材料で両端を開口させた略円筒状に形成される。
【００２２】
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焼結金属に潤滑油（または潤滑グリース）を含浸させた含油焼結金属の多孔質体で円筒状に形成される。この他、中実の金属材料、例えば黄銅等の軟質金属で軸受スリーブ８を形成することもできる。軸受スリーブ８の内周面８ａには、図３（ａ）に示すように、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Ａとなる上下２つの領域が軸方向に離隔して設けられている。上記２つの離隔した領域には、動圧発生部として、例えばヘリングボーン状に配列された動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成され、各動圧溝８ａ１、８ａ２の間に背部（図中クロスハッチングで示す）が形成されている。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。そのため、軸部材２の回転時、上側の動圧溝８ａ１による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は下側の対称形の動圧溝８ａ２に比べ相対的に大きくなる。
【００２３】
また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂの一部環状領域は、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面Ｂとなり、このスラスト軸受面Ｂには、例えば図３（ｂ）に示すようにスパイラル状に配列された複数の動圧溝８ｂ１が形成される。各動圧溝８ｂ１の間には背部（図中クロスハッチングで示す）が形成され、この背部の内径端は環状につながっている。なお、動圧溝形状としては、スパイラル状の他、ヘリングボーン状、あるいは放射状等にすることもできる。また、スラスト軸受面Ｂは、軸受スリーブ８の下側端面８ｂとスラスト軸受隙間を介して対向するフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に形成してもよい。
【００２４】
そして、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８を接着、圧入等適宜の手段で固定することにより軸受部材１７が形成される。
【００２５】
軸受部材１７（ハウジング７）の下端開口には金属製の蓋部材１０が配置され、この蓋部材１０によってハウジング７の下端側開口が封口される。この蓋部材１０は、円筒状の側部１０ｂと、側部１０ｂの下端開口を封口する底部１０ａとを一体に備えた有底円筒状に形成される。底部１０ａの上側端面１０ａ１の一部環状領域は、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面Ｃとなり、このスラスト軸受面Ｃには、図示は省略するが、例えばスパイラル状に配列された複数の動圧溝が形成される。もちろん、動圧溝形状はスパイラル状の他、上記のスラスト軸受面Ｂと同様にヘリングボーン状、あるいは放射状等にすることもできる。なお、スラスト軸受面Ｃは、蓋部材１０の上側端面１０ａ１とスラスト軸受隙間を介して対向するフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に形成してもよい。
【００２６】
上記構成の蓋部材１０は、ハウジング７の下端内周面に接着等の適宜の手段で固定される。このとき、軸部材２のフランジ部２ｂは、軸受スリーブ８の下側端面８ｂと蓋部材１０の底部１０ａの上側端面１０ａ１との間に形成された空間に収容される。蓋部材１０の側部１０ｂの上側端面１０ｂ１を軸受スリーブ８の下側端面８ｂに当接させることで、スラスト軸受隙間幅が高精度に管理される。
【００２７】
ハウジング７の上端開口部７ａには、金属材料や樹脂材料で形成された環状のシール部材９が配置され、例えば接着等の手段でハウジング７の内周に固定される。
【００２８】
以上に述べた流体軸受装置１の内部空間は、微小幅のシール空間Ｓを介して外気に開放されている。流体軸受装置の組立完了後、その内部空間にシール空間Ｓを介して潤滑油が充満される。シール空間Ｓは、第１シール部１４に形成された一方のシール面と、第２シール部１５に形成された他方のシール面とを対向させることで形成される。図２に示す例では、軸部材２で第１シール部１４を構成し、軸部２ａに形成されたテーパ面２ａ２が一方のシール面となる。また、シール部材９で第２シール部１５を構成し、その内周面９ａが他方のシール面となる。
【００２９】
第１シール部１４を構成する軸部材２の軸部２ａの外周面には、上方を縮径させたテーパ面２ａ２が形成され、これによりシール空間Ｓには下方側を漸次縮径させたテーパ状の部分が形成される。このシール空間Ｓが奏する毛細管力で潤滑油がハウジング７の内部側に引き込まれ、外部への油の漏れ出しが防止される。図示のように、テーパ面２ａ２を回転側の軸部２ａに設けることで、このシール空間Ｓを、遠心力により潤滑油をハウジング７の内部側に押し込む遠心力シールとして機能させることもできる。遠心力シールとしての機能が不要である場合、テーパ面はシール部材９の内周面に形成してもよい。シール空間Ｓは、温度変化による潤滑油の容積変化量を吸収する機能（バッファ機能）をも有しており、そのため油面は軸受装置の運転状態（停止中もしくは回転中）を問わず、常時シール空間Ｓの範囲内に維持される。
【００３０】
上記構成の流体軸受装置１において、軸受部材１７と軸部材２とが相対回転すると（本実施形態では、軸部材２が回転する）、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成されたラジアル軸受面Ａとなる上下２つの領域は、それぞれ軸部材２の外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。軸部材２の回転に伴い、ラジアル軸受隙間を満たす潤滑油の動圧が発生し、ラジアル軸受隙間に形成される潤滑油の油膜によって軸部材２が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とが形成される。
【００３１】
また、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の下側端面８ｂに形成されたスラスト軸受面Ｂ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。軸部材２の回転に伴い、スラスト軸受隙間を満たす潤滑油の動圧が発生し、スラスト軸受隙間に形成される潤滑油の油膜によって軸部材２が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をスラスト方向に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１が形成される。同様に、蓋部材１０の底部１０ａの上側端面１０ａ１に形成されたスラスト軸受面Ｃは、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２とスラスト軸受隙間を介して対向する。軸部材２の回転に伴い、スラスト軸受隙間を満たす潤滑油の動圧が発生し、スラスト軸受隙間に形成される潤滑油の油膜によって軸部材２が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２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。
【００３２】
流体軸受装置１の運転中に、内部空間に満たされた潤滑油がその一部領域で負圧になると、気泡の発生や潤滑油の漏れ、あるいは振動の発生等の要因となる。かかる局所的な負圧の発生を防止するため、本発明では、上述のように上側のラジアル軸受面Ａの動圧溝形状を軸方向非対称として、軸部２ａの外周面２ａ１と軸受スリーブ８の内周面８ａとの間の半径方向隙間（ラジアル軸受隙間）を満たす潤滑油に軸方向下向きのポンピング能力を付与すると共に、下側に押し込まれた潤滑油を前記半径方向隙間の上端に戻す循環路１２を設け、潤滑油を流体軸受装置１の内部で強制的に循環させる構成を採用している。
【００３３】
図２に例示する循環路１２は、ハウジング７の内周面と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に形成された軸方向流路１２ａと、シール部材９の下側端面９ｂと軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間に形成された第１の半径方向流路１２ｂと、蓋部材１０の上側端面１０ｂ１と軸受スリーブ８の下側端面８ｂとの間に形成された第２の半径方向流路１２ｃとで構成されている。図示例では、軸方向流路１２ａを軸受スリーブ８の外周面８ｄ、第１の半径方向流路１２ｂをシール部材９の下側端面９ｂ、第２の半径方向流路１２ｃを蓋部材１０の上側端面１０ｂ１に形成した場合をそれぞれ例示しているが、これらの流路１２ａ〜１２ｃは、その対向面（ハウジング７の内周面７ｂ、軸受スリーブの上下端面８ｃ、８ｂ）に形成しても構わない。
【００３４】
このように、循環路１２を設けることで、流体軸受装置１の運転中には、スラスト軸受隙間→第２の半径方向流路１２ｃ→軸方向流路１２ａ→第１の半径方向流路１２ｂ→半径方向隙間の上端、という経路を経て軸受装置内部を潤滑油が循環する。これにより、軸受装置の内部空間における潤滑油の局所的な負圧発生を防止することができる。
【００３５】
本実施形態において、第１シール部１４および第２シール部１５のうち、何れか一方の表面、例えば第２シール部１５を構成するシール部材９の上側端面９ｃには、凹部１３および撥油膜１１が形成される。このうち、凹部１３は例えば矩形状の断面形状をなし、上側端面９ｃの全周にわたって環状に形成されている。撥油膜１１は、予め凹部１３を形成した上側端面９ｃに、例えばスプレー塗布等の手段で撥油剤を塗布した後、これを固化させることにより帯状に形成される。図示のように上側端面９ｃの全面を撥油膜１１で被覆する他、少なくとも凹部１３を含む半径方向の一部環状領域のみを撥油膜１１で被服してもよい。凹部１３の形成方法は任意であり、例えばシール部材９の成形後に機械加工やプレス加工で凹部１３を形成し、あるいはシール部材９を樹脂等で射出成形する際には、その射出成形と同時に凹部１３を形成することもできる。
【００３６】
撥油膜１１を形成する際、上側端面９ｃに塗布した撥油剤は、その表面張力で半径方向中央部が盛り上がり、その内径側および外径側ほど薄くなった形態をとる。これがそのまま固化することにより、図２の拡大図に示す撥油膜１１が形成される（図２は理解の容易化のため、撥油膜１１の厚さの相違を誇張して描いている）。凹部１３は、撥油膜１１の幅方向（半径方向）中央部の最も盛り上がった部分の直下に形成されている。
【００３７】
撥油膜１１を形成する撥油剤は、例えば撥油性を有する樹脂材料を主成分とし、これを有機溶媒に溶解させて生成される。撥油性を有する樹脂材料としては例えばフッ素系樹脂あるいはシリコーン系樹脂を使用することができる。フッ素系樹脂としては、例えばパーフルオロアクリレートを主成分とする重合体や非晶質パーフルオロ樹脂（例えば、旭硝子（株）社製  サイトップ（登録商標））等を、シリコーン系樹脂としては、例えば、シロキサンやアルコキシシラン等を使用することができる。なお、本実施形態で用いる撥油剤には蛍光剤を含有させている。蛍光剤としては、例えばＵＶ光を照射すると発光するタイプのもの等を使用することができる。
【００３８】
本発明では、上記のように第２シール部１５を構成するシール部材９の上側端面９ｃに凹部１３を形成し、当該凹部１３を満たす形で撥油膜１１を形成しているので、少なくとも凹部１３では撥油膜１１が他所よりも厚くなる。そのため、当該凹部１３が形成された部分では、撥油膜１１との接触面積が増大するため、シール部材９に対する撥油膜１１の密着力を高めることができ、従って、界面への潤滑油の浸透を防止することができる。また、少なくとも凹部１３が形成された部分では、上側端面９ｃの表面粗さの影響を受けることなく、表面を完全に撥油膜１１で被覆することができる。以上の理由から、本発明によれば、撥油膜１１の撥油性能を高め、シール空間Ｓからの潤滑油の漏れ出しを確実に防止することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、例えば検査工程でＵＶ光を照射して撥油膜１１の存在有無を目視確認する場合でも、撥油膜１１の厚さは凹部１３が形成された幅方向領域で部分的に厚くなり、当該部分では蛍光作用が強まるので、撥油膜１１の有無を容易に目視確認することができる。
【００４０】
これに加えて、本実施形態では、帯状に形成された撥油膜１１の幅方向中央部に凹部１３を形成することにより、撥油膜１１の盛り上がりが最大となる部分と凹部１３とを半径方向で一致した位置に形成しているので、より厚い膜厚を得ることができ、上記効果がより一層顕著に得られる。
【００４１】
ところで、本願発明者の検証によれば、凹部１３の深さが浅すぎる場合、例えば３μｍ未満であると、上記作用効果を得られなかった。一方、凹部１３の深さが深すぎる場合、例えば１ｍｍよりも深いと、撥油剤の使用量が増して不経済となり、また、シール部材９の強度にも悪影響を与える可能性があることが判明した。したがって、凹部１３の深さは３μｍ以上１ｍｍ以下、望ましくは１５μｍ以上１ｍｍ以下に設定するのが望ましい。
【００４２】
なお、図２では、凹部１３および撥油膜１１（以下、「撥油膜等」という）を、シール部材９の上側端面９ｃに形成した場合を例示しているが、これ以外の箇所、例えばシール部材９の内周面９ａに撥油膜等を形成することもできる。また、第２シール部１５を構成するシール部材９のみならず、第１シール部１４を構成する軸部材２の軸部２ａにも撥油膜等を形成してもよい。この場合、撥油膜等は、図４に示すように、軸部２ａの外周面２ａ１のうち、例えばテーパ面２ａ２の上方に隣接した円筒状の隣接外周面２ａ３に形成することができる。このように第１シール部１４と第２シール部１５の双方に撥油膜等を形成することにより、さらに油漏れ防止効果が高まる。もちろん第１シール部１４を構成する軸部２ａの外周面２ａ１にのみ撥油膜等を形成しても構わない。
【００４３】
凹部１３の形状として、断面矩形状を例示したが、凹部１３の断面形状は任意であり、これ以外にも例えば三角形状とすることもできる。また、図２では凹部１３を上側端面９ｃの一箇所にのみ形成する場合を例示しているが、母材表面を粗面化する等の手段で、上側端面９ｃに多数の凹部１３を分散状態で形成することもできる。
【００４４】
また、凹部１３は、余剰の撥油剤を堰き止める効果も有する。従って、凹部１３の形成位置を適宜定めることで、流動性に富む撥油剤を塗布した際、これが広がる範囲を規制し、意図しない箇所での撥油膜の形成を防止することができる。例えば、塗布した余剰の撥油剤がシール部材９の外周まで達し、ハウジング７の内周面７ｂとの接着箇所に流れ込めば、接着強度の低下を招く。あるいは、撥油剤がシール部材９の内周面９ａまで達し、シール空間Ｓを形成するシール面に撥油膜が形成されれば、その撥油性からシール空間Ｓの油溜り部分に空気が侵入し、これが潤滑油中に気泡として混入し、軸受性能を低下させる恐れがある。図５に示すように、シール部材９の上側端面９ｃの内径側および外径側に環状の凹部１３（図中にクロスハッチングで示す）を形成すると、この凹部１３で撥油剤が堰き止められ、上記のような不具合を防止することができる。尚、このシール部材９の上側端面９ｃの内径側および外径側に形成された環状の凹部１３のうち、何れか一方のみを形成することもできる。
【００４５】
また、シール部材９の上側端面９ｃの内径側および外径側に形成された環状の凹部１３の両方に跨るように撥油剤を塗布しておけば、両凹部１３で撥油膜の存在を確認することにより、撥油膜が凹部１３で挟まれた領域、すなわちシール部材９の上側端面９ｃのほぼ全面に形成されているか否かが判別可能となる。同様の効果は、図６に示すように、端面に放射状の凹部１３を形成した場合、図７に示すように、端面に螺旋状の凹部１３を形成した場合、図８に示すように、複数のスパイラル状の凹部１３を形成した場合にも得られる。
【００４６】
以上、本発明の一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く、以下示すような流体軸受装置１においても好ましく用いることができる。なお、以下の説明では、図２に示す実施形態と同一機能を有する部材および要素には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００４７】
図９に示す流体軸受装置１は、図２に示す流体軸受装置１において、ハウジング７および軸受スリーブ８を一体化して軸受部材１７を構成したものである。この場合、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受面Ａは、例えば軸受部材１７の内周面１７ａに形成され、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面Ｂは、例えば軸受部材１７の下側端面１７ｂに形成される。この軸受部材１７は、樹脂材料や金属材料の射出成形、あるいは金属材料（焼結金属も含む）の塑性加工によって形成することができる。
【００４８】
図９に示す流体軸受装置１では、軸受部材１７のうち、ハウジング７に相当する部分の上端開口部に第２シール部１５を構成するシール部材９が固定される。この第２シール部１５としてのシール部材９の内周面９ａ（他方のシール面）と、第１シール部を構成する軸部材２の軸部２ａのテーパ面２ａ２（一方のシール面）との間にシール空間Ｓが形成される。この場合も、第１シール部の表面（例えば軸部２ａの外周面）と第２シール部の表面（例えばシール部材９の内周面９ａや上側端面９ｃ）の何れか一方または双方に上記撥油膜等を形成することにより、図２に示す実施形態と同様に、撥油効果を高め、さらには撥油膜１１の有無の視認性向上を図ることができる。
【００４９】
図１０に示す流体軸受装置１は、図９に示す流体軸受装置１において、さらにシール部材９を軸受部材１７に一体化したものである。この流体軸受装置１では、軸受部材１７のうち、シール部材９に相当する部分が第２シール部１５を構成する。この第２シール部１５のテーパ状の内周面１５ａ（他方のシール面）と、第１シール部１４を構成する軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１（一方のシール面）との間にシール空間Ｓが形成されている。この場合も、第１シール部１４の表面（例えば軸部２ａの外周面）と、第２シール部１５の表面（例えば軸受部材１７のシール部材に相当する部分の内周面や上側端面１７ｃ）の何れか一方または双方に上記撥油膜等を形成することにより、同様の効果を得ることができる。この他、図２に示す流体軸受装置１において、軸受スリーブ８とシール部材９に相当する部分のみを一体化して軸受部材１７を構成した場合（ハウジング７に相当する部分を軸受部材１７とは別体に構成した場合）にも、第１シール部１４の表面（例えば軸部２ａの外周面）と、軸受部材１７のうち、第２シール部１５の表面（例えばシール部材９に相当する部分の内周面）とに撥油膜等を形成することができる。
【００５０】
図１１に示す流体軸受装置１は、軸部材２に、フランジ状の突出部１９、２０を軸方向に離隔させて設けている。突出部１９の下側端面１９ｂおよび突出部２０の上側端面２０ｃは、それぞれ軸受スリーブ８の上下端面８ｃ、８ｂと対向し、第１および第２のスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の各スラスト軸受隙間を形成する。例えば軸受スリーブ８の上下端面８ｃ、８ｂに、第１および第２スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の各スラスト軸受面Ｂ、Ｃが形成される。
【００５１】
図１１に示す流体軸受装置１では、突出部１９、２０が第１シール部１４を構成し、ハウジング７のうち、突出部１９と対向する上下の端部が第２シール部１５を構成する。突出部１９、２０の外周面１９ａ、２０ａ（一方のシール面）とハウジング７の内周面７ｂ（他方のシール面）との間に、それぞれシール空間Ｓ１、Ｓ２が形成される。この場合も、第１シール部１４の表面、例えば突出部１９の外周面１９ａ、２０ａや外気開放側の端面１９ｃ、２０ｂと、第２シール部１５の表面、例えばハウジング７の内周面７ｂや上下の端面７ｃ、７ｄの何れか一方または双方に上記撥油膜等を形成することにより、上記と同様の効果を得ることができる。この実施形態では、軸部材２に軸方向に離隔する二つの突出部１９、２０を設けることにより、軸受装置１の軸方向両端にシール空間Ｓを形成した場合を例示しているが、一方の突出部で軸方向の一端部にのみシール空間Ｓを形成すると共に、他端部では、図２に示す実施形態と同様にハウジング７の開口部を蓋部材１０で封口した軸受装置においても同様の構成を採用することができる。また、図９に示す実施形態と同様に、ハウジング７と軸受スリーブ８を一体化して軸受部材１７を構成することもできる。
【００５２】
図１２に示す流体軸受装置１は、軸部材２に設けられた突出部としてのディスクハブ３が回転側の第１シール部１４を、また、ハウジング７が固定側の第２シール部１５を構成する。ディスクハブ３は、ハウジング７の上側開口部を覆う円盤部３ａ及び円盤部３ａの外径端から下方へ延びた円筒部３ｂを有する。第１シール部１４としてのディスクハブ３の円筒部３ｂの内周面３ｂ１（一方のシール面）と、第２シール部１５としてのハウジング７の外周面に形成されたテーパ面７ｄ（他方のシール面）との間にシール空間Ｓを形成する。この場合も、第１シール部１４の表面、例えばディスクハブ３の円筒部３ｂの内周面と、第２シール部１５の表面、例えばハウジング７の外周面のテーパ面７ｄの何れか一方または双方に上記撥油膜等を形成することにより、上記と同様の効果を得ることができる。なお、この実施形態では、第２のスラスト軸受部Ｔ２が、ディスクハブ３を構成する円盤部３ａの下側端面３ａ１と、ハウジング７の上側端面７ｃとの間に形成される。また、図５に示す実施形態と同様に、ハウジング７と軸受スリーブ８を一体化して軸受部材１７を構成することもできる。
【００５３】
また、以上の説明では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を構成する軸受として、へリングボーン状やスパイラル状に配列された複数の動圧溝からなる動圧発生部を有する軸受を例示しているが、動圧発生部の構成はこれに限定されるものではない。
【００５４】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、円周方向複数箇所で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形状とした、いわゆる多円弧軸受や非真円軸受の他、軸方向に延びる動圧溝を円周方向等間隔に配した、いわゆるステップ軸受を採用しても良い。
【００５５】
図１３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８ａ３、８ａ４、８ａ５で構成されている（いわゆる３円弧軸受）。３つの円弧面８ａ３、８ａ４、８ａ５の曲率中心は、それぞれ、軸受スリーブ８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８ａ３、８ａ４、８ａ５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流体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。このような潤滑流体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８ａ３、８ａ４、８ａ５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。
【００５６】
図１４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８ａ６、８ａ７、８ａ８で構成されているが（いわゆる３円弧軸受）、３つの円弧面８ａ６、８ａ７、８ａ８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８ａ６、８ａ７、８ａ８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８ａ９、８ａ１０、８ａ１１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流体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。このような潤滑流体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。
【００５７】
図１５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１４に示す構成において、３つの円弧面８ａ６、８ａ７、８ａ８の最小隙間側の所定領域θが、それぞれ、軸受スリーブ８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。
【００５８】
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。
【００５９】
上記のラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方は、ステップ軸受で構成することもできる（図示省略）。ステップ軸受は、例えば軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面Ａとなる領域に、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ものである。
【００６０】
なお、以上の説明では、ラジアル軸受部を、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、軸方向２箇所に離隔して設けた構成を例示しているが、軸方向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。また、ラジアル軸受部を軸方向３箇所以上に離隔して設けることもできる。
【００６１】
また、図示は省略するが、スラスト軸受部Ｔ１およびＴ２のうち何れか一方又は双方は、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。
【００６２】
また、以上の説明では、ラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させるための動圧発生部を、軸受スリーブ８の内周面８ａ（軸受部材１７の内周面１７ａ）に形成する形態を例示したが、動圧発生部はラジアル軸受隙間を介して対向する軸部２ａの外周面２ａ１に、例えば切削加工、プレス加工、印刷等の手段を用いて形成することもできる。
【００６３】
また、以上の説明では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を動圧軸受で構成した場合を例示したが、これ以外の軸受で構成することもできる。例えば図示は省略するが、軸受スリーブ８の内周面８ａを動圧溝や円弧面を有さない真円状内周面に形成すると共に、この内周面とラジアル軸受隙間を介して対向する軸部２ａの外周面２ａ１を真円状外周面とすることで、いわゆる真円軸受を構成することもできる。
【００６４】
また、以上の説明では、スラスト軸受部を動圧軸受で構成した場合を例示したが、スラスト軸受部を、いわゆるピボット軸受で構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】流体軸受装置を組み込んだスピンドルモータの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の構成を有する流体軸受装置の断面図である。
【図３】（ａ）図は軸受スリーブの縦断面図、（ｂ）図は軸受スリーブの下側端面を示す図である。
【図４】本発明の構成を示す要部拡大断面図である。
【図５】他の例の凹部１３が形成されたシール部９の上面図である。
【図６】他の例の凹部１３が形成されたシール部９の上面図である。
【図７】他の例の凹部１３が形成されたシール部９の上面図である。
【図８】他の例の凹部１３が形成されたシール部９の上面図である。
【図９】本発明の構成を有する流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の構成を有する流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。
【図１１】本発明の構成を有する流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。
【図１２】本発明の構成を有する流体軸受装置の他の形態を示す断面図である。
【図１３】ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。
【図１４】ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。
【図１５】ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１        流体軸受装置
２        軸部材
２ａ      軸部
３        ディスクハブ
７        ハウジング
８        軸受スリーブ
９        シール部材
１１      撥油膜
１２      循環路
１３      凹部
１４      第１シール部
１５      第２シール部
１７      軸受部材
Ｓ        シール空間
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
【図１】
2007040527.tif 000003
【図２】
2007040527.tif 000004
【図３】
2007040527.tif 000005
【図４】
2007040527.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007040527.tif 000008
【図７】
2007040527.tif 000009
【図８】
2007040527.tif 000010
【図９】
2007040527.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2007040527.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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