(57)【要約】【課題】コンタミの発生に起因する軸受性能の低下を可及的に抑制し、高い信頼性を誇る動圧軸受装置を提供する。【解決手段】動圧軸受装置１は、軸部材５と、軸部材５の外径側に配置された軸受スリーブ３、４と、軸部材５の外周面５ａと両軸受スリーブ３、４の内周面３ａ、４ａとの間のラジアル軸受隙間と、ラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させるラジアル動圧発生部とを備えている。軸受スリーブ３、４の間には多孔質体のスペーサ部材８が配置されると共に、ラジアル動圧発生部はスペーサ部材８へ向けて潤滑油が流動する形状に形成されている。これにより、多孔質体からなるスペーサ部材８を通る潤滑油の循環通路が形成され、潤滑油の流動と共に、潤滑油中に混入したコンタミはスペーサ部材８の内部空孔で捕捉される。【選択図】図１
2007327545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、該軸部材の外径側に配置された軸受スリーブと、前記軸部材の外周面と前記軸受スリーブの内周面との間に形成されるラジアル軸受隙間と、該ラジアル軸受隙間を満たす潤滑流体に動圧作用を発生させるラジアル動圧発生部とを備える動圧軸受装置において、
前記軸受スリーブと別体の多孔質部材を設けると共に、前記ラジアル動圧発生部を前記多孔質部材へ向けて潤滑流体が流動する形状に形成し、前記多孔質部材を通る潤滑流体の循環通路を形成したことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項２】
さらに、スラスト軸受隙間と、該スラスト軸受隙間を満たす潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを備え、該スラスト動圧発生部を、前記多孔質部材へ向けて潤滑流体が流動する形状に形成した請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】
前記多孔質部材の表面開孔径を、潤滑流体の流入部となる領域で最大とした請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項４】
前記軸受スリーブが多孔質体からなり、少なくとも内周面の表面開孔径を、前記多孔質部材における潤滑流体の流入部の表面開孔径よりも小さく設定した請求項３記載の動圧軸受装置。
【請求項５】
前記多孔質部材を前記軸受スリーブと当接させた請求項１又は４に記載の動圧軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動圧軸受装置は、軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で軸部材を非接触支持する軸受装置である。この動圧軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、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、より具体的には、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、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】
例えば、ＨＤＤ等のディスク装置のスピンドルモータに組み込まれる動圧軸受装置として、図８に示す構成が知られている。同図に示す動圧軸受装置では、軸部材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Ｒと、軸部材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Ｔ、Ｔとが設けられる。ラジアル軸受部Ｒは、軸部２１の外周面、あるいはラジアル軸受隙間を介して対向する軸受スリーブ２４の内周面に動圧溝等の動圧発生部を設けることによって形成される。また、スラスト軸受部Ｔ、Ｔは、例えば、軸部材２０のフランジ部２２の両端面、あるいは、スラスト軸受隙間を介してこれに対向する面（例えば、軸受スリーブ２４の端面２４ｂや、ハウジング２３の内底面２３ａ等）に動圧溝等の動圧発生部を設けることによって形成される。
【０００４】
また、上記の動圧軸受装置において、軸受スリーブ２４にはその外周面２４ａに両端面を連通する連通溝２５と反スラスト軸受端面側に軸受スリーブ２４の外周面２４ａと内周面を連通させる連通溝２６が設けられている。この連通溝２５、２６を設けることにより、ラジアル軸受隙間→スラスト軸受隙間→連通溝２５→連通溝２６→各軸受隙間という一連の循環通路が構築され、軸受運転時、潤滑流体は主にこの循環通路を辿って軸受内部を流動する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３２３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の動圧軸受装置の運転時、特に起動・停止時には、軸部材と軸受スリーブおよび軸部材とハウジングの摺動接触に伴って、接触領域が摩耗する場合がある。特に近年のディスク装置では、大容量化を目的として、軸部材（厳密には、軸部材に設けられるディスクハブ）に搭載されるディスク枚数、すなわち回転体の重量が増加し、摩耗量が増加する傾向にある。そのため、発生した摩耗粉がコンタミとして潤滑油に混入し、上記の循環通路を通じて軸受内部の各所に分配される結果、潤滑性能の低下、ひいては軸受性能の低下を招く恐れが高まる。また、摩耗粉等のコンタミが軸受隙間内に堆積すると、回転停止を引き起こす可能性もあり、信頼性の低下が懸念される。
【０００６】
本発明の課題は、コンタミの発生に起因する軸受性能の低下を可及的に抑制し、高い信頼性を誇る動圧軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、軸部材と、軸部材の外径側に配置された軸受スリーブと、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間に形成されるラジアル軸受隙間と、ラジアル軸受隙間を満たす潤滑流体に動圧作用を発生させるラジアル動圧発生部とを備える動圧軸受装置において、軸受スリーブと別体の多孔質部材を設けると共に、ラジアル動圧発生部を多孔質部材へ向けて潤滑流体が流動する形状に形成し、多孔質部材を通る潤滑流体の循環通路を形成したことを特徴とする動圧軸受装置を提供する。
【０００８】
上記のように、本発明では、軸受スリーブとは別体に設けられ、焼結金属、多孔質樹脂等からなる多孔質部材を通る潤滑流体の循環通路が形成される。かかる構成によれば、軸受運転時、潤滑流体は多孔質部材を通って軸受内部を流動するので、潤滑流体中に摩耗粉等のコンタミが混入した場合でも、コンタミを、潤滑流体と共に多孔質部材の内部に流れ込ませて内部空孔で捕捉することができ、潤滑流体を清浄な状態に保つことができる。従って、コンタミに起因する上記の不具合を回避することが可能となる。
【０００９】
上記構成の動圧軸受装置には、さらに、スラスト軸受隙間と、スラスト軸受隙間を満たす潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを設けることもできる。これにより、スラスト軸受部を回転精度に優れる動圧軸受で構成することが可能となり、例えばスラスト軸受部をピボット軸受で構成する場合に比べ摩耗粉の発生を抑制することができる。このとき、スラスト動圧発生部を、多孔質部材へ向けて潤滑流体が流動する形状に形成すれば、スラスト軸受隙間を満たす潤滑流体中に摩耗粉等のコンタミが混入した場合でも、上記同様、軸受の運転に伴って、コンタミを潤滑流体と共に多孔質部材に流れ込ませ、コンタミを多孔質部材の内部空孔で捕捉することができる。
【００１０】
多孔質部材の表面開孔径は、潤滑流体の流入部となる領域で最大としておくのが望ましい。かかる構成とすることにより、一旦多孔質部材に流れ込んだコンタミが外部流出する可能性を低減することができ、上述した不具合が一層発生しにくくなる。なお、ここで言う表面開孔径は、単位面積当たりに存在する各開孔の面積の総和を平均したものを言う。
【００１１】
軸受スリーブは、潤滑性や成形性を考慮すると焼結金属等の多孔質体で形成するのが望ましい。このように、軸受スリーブを多孔質体で形成する場合、少なくともラジアル軸受隙間に面する内周面の表面開孔径は、多孔質部材における潤滑流体の流入部となる領域の表面開孔径よりも小さく設定しておくのが望ましい。かかる構成とすることにより、例えば、摩耗粉等のコンタミが内周面の表面開孔に入り込み、軸受隙間に滲み出す潤滑流体量を減少させる事態（潤滑不良）を極力回避することができる。なお、軸受スリーブの端部側にスラスト軸受隙間を設ける場合には、内周面と同様に、端面の表面開孔径を、多孔質部材における潤滑流体の流入部となる領域の表面開孔径よりも小さく設定しておくのが望ましい。このような構成は、軸受スリーブと多孔質部材とが別体であることから、例えば、両者を形成する金属粉末の粒径等を異ならせることにより、比較的容易に得ることができる。
【００１２】
多孔質部材は軸受スリーブと離隔して設けることもできるが、これだと多孔質部材に向けて潤滑流体を流動させるのが難しくなり、コンタミが軸受内部に拡散する恐れが高まる。そのため、多孔質部材は軸受スリーブと当接させて設けるのが望ましく、これにより、摩耗粉等のコンタミの主要な発生源である各軸受隙間に比較的近い箇所でコンタミを捕捉することができ、コンタミが軸受内部の各所に拡散するのを抑制することが可能となる。その一方で、特に軸受スリーブが多孔質体で形成されている場合には、両者の内部空孔を通じて、コンタミが排除された清浄な潤滑流体を軸受スリーブへ円滑に供給することができ、良好な潤滑性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、コンタミの発生に起因する軸受性能の低下を可及的に抑制し、高い信頼性を誇る動圧発生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】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態に係る動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、スピンドルモータ、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータに組み込んで用いられるものである。この動圧軸受装置１は、軸部材５と、軸方向に離隔して軸部材５の外径側に配置された複数、例えば２つの軸受スリーブ（第１軸受スリーブ３、第２軸受スリーブ４）と、該第１、第２軸受スリーブ３、４間に配設されたスペーサ部材８と、第１、第２軸受スリーブ３、４、およびスペーサ部材８を内周に固定可能なハウジング２とを主要な構成部品として備えている。なお、以下説明の便宜上、ハウジング２から軸部材５の端部が突出している側を上側、その軸方向反対側を下側として説明を進める。
【００１６】
ハウジング２は、例えば、樹脂材料を射出成形して略円筒状に形成され、軸受スリーブ３、４およびスペーサ部材８が固定される第１内周面２ａはストレートな円筒面に形成されている。また、第１内周面２ａの両端側には、第１内周面２ａよりも大径の第２、第３内周面２ｂ、２ｃが設けられており、第２、第３内周面２ｂ、２ｃは段面２ｄ、２ｅを介してそれぞれ第１内周面２ａに繋がっている。
【００１７】
ハウジング２を形成する樹脂材料に用いるベース樹脂としては、射出成形可能なものであれば非晶性樹脂・結晶性樹脂を問わず使用可能で、例えば、非晶性樹脂として、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、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。もちろんこれらは一例にすぎず、使用環境等を考慮してその他のベース樹脂を使用することもできる。また、上記のベース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。
【００１８】
この他、黄銅やアルミニウム合金等の軟質金属材料、その他の金属材料でハウジング２を形成することもできる。
【００１９】
軸部材５は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、全体として概ね同径の軸状をなしている。さらに、この実施形態では、軸部材５に環状のシール部材６、７が適宜の固定手段、例えば接着又は圧入接着（圧入と接着の併用）により固定されている。これらシール部材６、７は、軸部材５の外周面５ａから外径側に突出した形態となり、それぞれハウジング２の第２、第３内周面２ｂ、２ｃの内周側に収容される。また、接着剤による固定強度を高めるため、シール部材６、７の固定位置となる軸部材５の外周面５ａに接着剤溜まりとなる円周溝５ａ１、５ａ２が設けられている。なお、シール部材６、７は、真ちゅう（黄銅）等の軟質金属材料やその他の金属材料で形成しても良いし、樹脂材料で形成しても良い。また、シール部材６、７のうち何れか一方は、軸部材５に一体形成しても良い。
【００２０】
シール部材６の外周面６ａはハウジング２の第２内周面２ｂとの間に所定容積のシール空間Ｓ１を形成し、シール部材７の外周面７ａはハウジング２の第３内周面２ｃとの間に所定容積のシール空間Ｓ２を形成する。この実施形態において、シール部材６の外周面６ａ及びシール部材７の外周面７ａは、それぞれハウジング２の外部側に向かって漸次縮径したテーパ面状に形成されている。そのため、シール空間Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング２の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈する。
【００２１】
第１、第２軸受スリーブ３、４は共に、例えば、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の多孔質体、あるいは銅合金等の金属材料で円筒状に形成され、本実施形態では、双方共に焼結金属で形成されている。両軸受スリーブ３、４は、それぞれ、ハウジング２の第１内周面２ａに圧入、接着、あるいは圧入接着等の手段で固定される。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、第１軸受スリーブ３の内周面３ａには、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受面Ａ１となる領域が形成され、該ラジアル軸受面Ａ１にはラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝３ａ１が形成されている。また、第２軸受スリーブ４の内周面４ａには、第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面Ａ２となる領域が形成され、該ラジアル軸受面Ａ２にはラジアル動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝４ａ１が形成されている。なお、動圧溝３ａ１、４ａ１は、ラジアル軸受隙間を介して対向する軸部材５の外周面５ａに設けてもよい。
【００２３】
本実施形態において、動圧溝３ａ１、４ａ１は、それぞれ、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、動圧溝３ａ１は軸方向中心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、一方、動圧溝４ａ１は軸方向中心ｍより下側領域の軸方向寸法Ｘ２が上側領域の軸方向寸法Ｘ１よりも大きく形成されている。そのため、軸部材５の回転時、動圧溝３ａ１による潤滑流体の引き込み力（ポンピング力）は、下向きが上向きよりも大きくなり、動圧溝４ａ１による潤滑流体のポンピング力は、上向きが下向きよりも大きくなる。従って、第１軸受スリーブ３の内周面３ａと軸部材５の外周面５ａとの間に形成されるラジアル軸受隙間では潤滑流体が下向きに流れ、第２軸受スリーブ４の内周面４ａと軸部材５の外周面５ａとの間に形成されるラジアル軸受隙間では潤滑流体が上向きに流れる。
【００２４】
また、図２（ａ）に示すように、第１軸受スリーブ３の上側端面３ｂの一部又は全部環状領域には、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる領域が形成され、該スラスト軸受面にはスラスト動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝３ｂ１が、内径側へのポンピング力を奏するように形成されている。さらに外周面３ｄには、円周方向等間隔に配された複数（図示例は３本）の軸方向溝３ｄ１が形成されている。
【００２５】
また、図２（ｃ）に示すように、第２軸受スリーブ４の下側端面４ｂの一部又は全部環状領域には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる領域が形成され、該スラスト軸受面にはスラスト動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝４ｂ１が、内径側へのポンピング力を奏するように形成されている。さらに外周面４ｄには、円周方向等間隔に配された複数（図示例では３本）の軸方向溝４ｄ１が形成されている。動圧溝３ｂ１、４ｂ１の何れか一方又は双方は、スラスト軸受隙間を介して対向するシール部材６、７の端面６ｂ、７ｂに設けてもよい。
【００２６】
第１、第２軸受スリーブ３、４の間には、本願でいう多孔質部材としての、円筒状のスペーサ部材８が、上側端面８ｂを第１軸受スリーブ３の下側端面３ｃと、また下側端面８ｃを第２軸受スリーブ４の上側端面４ｃと当接させた状態で、ハウジング２の第１内周面２ａに圧入、接着、あるいは圧入接着等の手段で固定されている。スペーサ部材８の内周面８ａは両軸受スリーブ３、４の内周面３ａ、４ａよりも大径に形成されており、軸部材５の回転時、軸部材５との間にラジアル軸受隙間は形成されない。このスペーサ部材８の形成材料としては、焼結金属、多孔質樹脂、あるいはセラミック等、公知の多孔質組織を有する材料が選択可能で、本実施形態では焼結金属で形成されている。外周面８ｄには円周方向等間隔に配された複数（例えば、３本）の軸方向溝８ｄ１が形成されている。なお、両軸受スリーブ３、４およびスペーサ部材８の各軸方向溝３ｄ１、４ｄ１、８ｄ１は、両軸受スリーブ３、４の両端外周縁に設けられた面取り部で連通させることができるため、あえて円周方向の位置決めをする必要はない。
【００２７】
スペーサ部材８の内周面８ａの表面開孔径は、スペーサ部材８の表面開孔径のうちで最大となるよう形成されている。また、本実施形態で内周面８ａの表面開孔径は、第１軸受スリーブ３の内周面３ａおよび上側端面３ｂ、第２軸受スリーブ４の内周面４ａおよび下側端面４ｂの表面開孔径よりも大きく形成されている。上記構成のスペーサ部材８は、例えば、両軸受スリーブ３、４よりも粒径の大きな金属粉末を用いて圧縮成形し、その後、内周面８ａ以外の領域をサイジング（例えば、回転サイジング）するなどして形成することができる。この他、軸受スリーブ３、４と同一粒径の金属粉末を用いた場合でも、その圧縮率を小さくし、その後サイジングすれば上記同様の構成が得られる。
【００２８】
上記の構成部材からなる動圧軸受装置１は、例えば次のような工程で組み立てられる。
【００２９】
まず、第１軸受スリーブ３の下側端面３ｃとスペーサ部材８の上側端面８ｂ、および第２軸受スリーブ４の上側端面４ｃとスペーサ部材８の下側端面８ｃをそれぞれ当接させた状態で、ハウジング２の第１内周面２ａに固定する。これらを固定した状態で、第１軸受スリーブ３の上側端面３ｂがハウジング２の上側の段面２ｄと面一になるか、あるいは、段面２ｄから僅かな寸法だけ突出した状態となるように、また、第２軸受スリーブ４の下側端面４ｂがハウジング２の下側の段面２ｅと面一になるか、あるいは段面２ｅから僅かな寸法だけ突出した状態となるように、各部材は所定の軸方向寸法に形成されている。なお、両軸受スリーブ３、４は、その内周面３ａ、４ａ相互間の同軸度が回転性能に大きく影響を及ぼすので、所定の同軸度（例えば、３μｍ以下）となるように芯出しをした状態で固定される。
【００３０】
つぎに、軸部材５を第１、第２軸受スリーブ３、４及びスペーサ部材８の内周に挿入し、シール部材６、７を第１、第２軸受スリーブ３、４との間に所定のアキシャル隙間を確保した状態で軸部材５の所定位置（円周溝５ａ１、５ａ２の外径側）に固定する。なお、組立を簡略化するため、シール部材６、７のうちの何れか一方は、挿入前に予め軸部材５に固定しておくか、あるいは軸部材５に一体形成しておくこともできる。
【００３１】
上記の工程を経て組立が完了した後、シール部材６、７でシールされたハウジング２の内部空間に、両軸受スリーブ３，４およびスペーサ部材８の内部空孔も含め、潤滑流体として例えば潤滑油を充填する。潤滑油の充填は、例えば組立が完了した動圧軸受装置１を真空槽内で潤滑油中に浸漬した後、大気圧に開放することにより行うことができる。
【００３２】
上記構成の動圧軸受装置１において、軸部材５が回転すると、第１軸受スリーブ３のラジアル軸受面Ａ１および第２軸受スリーブ４のラジアル軸受面Ａ２は、それぞれ軸部材５の外周面５ａとラジアル軸受隙間を介して対向する。軸部材５の回転に伴って、各ラジアル軸受隙間に充満された潤滑油は、ラジアル軸受面Ａ１、Ａ２にそれぞれ形成された動圧溝３ａ１、４ａ１の動圧作用によってその圧力を高められ、この圧力によって軸部材５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５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。
【００３３】
また、軸部材５が回転すると、第１軸受スリーブ３の上側端面３ｂのスラスト軸受面がシール部材６の下側端面６ｂと所定のスラスト軸受隙間を介して対向し、第２軸受スリーブ４の下側端面４ｂのスラスト軸受面がシール部材７の上側端面７ｂと所定のスラスト軸受隙間を介して対向する。そして軸部材５の回転に伴い、各スラスト軸受隙間に充満された潤滑油は、動圧溝３ｂ１、４ｂ１の動圧作用によってその圧力が高められ、軸部材５が両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５を両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とが形成される。
【００３４】
なお、本実施形態の動圧軸受装置１は、図８に示す構成の動圧軸受装置に比べ、両ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２、および両スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の軸方向離間距離を比較的大きくとることができる。そのため、図８に示す構成の動圧軸受装置に比べ、モーメント荷重に対する負荷能力（モーメント剛性）に優れた構造となる。
【００３５】
上記構成の動圧軸受装置１では、両ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２および両スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２で潤滑油に軸受内部方向のポンピング力が付与される結果、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間、スペーサ部材８の内周面８ａと軸部材５の外周面５ａとの間の隙間、スペーサ部材８（の内部空孔）、スペーサ部材８の軸方向溝８ｄ１、および第１軸受スリーブ３の軸方向溝３ｄ１で第１の循環通路が構築される。また、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間、第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受隙間、スペーサ部材８の内周面８ａと軸部材５の外周面５ａとの間の隙間、スペーサ部材８（の内部空孔）、スペーサ部材８の軸方向溝８ｄ１、および第２軸受スリーブ４の軸方向溝４ｄ１で第２の循環通路が構築される。
【００３６】
そして軸部材５の回転に伴って、潤滑油が上記の循環通路を辿って軸受内部を循環すると、摩耗粉等のコンタミが潤滑油中に混入した場合でも、コンタミはスペーサ部材８の内部空孔で捕捉され、スペーサ部材８を通った潤滑油は清浄なものとなる。このとき、スペーサ部材８の表面開孔径が、潤滑油の流入部となる内周面８ａで最大となるように形成されていることから、一旦スペーサ部材８の内部に潤滑油と共に流入したコンタミは、スペーサ部材８の外部に流出することなく、スペーサ部材８の内部空孔で確実に捕捉される。従って、動圧軸受装置１の運転時、例えば起動・停止等の摺動接触の繰り返しによって軸受隙間で生じる摩耗粉が潤滑油にコンタミとして混入した場合、そのコンタミを潤滑油中から排除することができ、これにより、コンタミに起因する潤滑性能の低下等に起因した軸受性能の低下を抑制することが可能となる。
【００３７】
なお、上述のとおり、軸受隙間に面する第１軸受スリーブ３の内周面３ａと上側端面３ｂ、および第２軸受スリーブ４の内周面４ａと下側端面４ｂの表面開孔径は、スペーサ部材８の内周面８ａの表面開孔径よりも小さく形成されているので、潤滑油は軸受スリーブ３、４のラジアル軸受面Ａ１、Ａ２やスラスト軸受面に比べ、スペーサ部材８（多孔質部材）の内部に流れ込み易くなっている。そのため、摩耗粉等のコンタミが潤滑油の流動循環に伴ってラジアル軸受面Ａ１、Ａ２やスラスト軸受面の表面開孔に入り込み、軸受隙間に滲み出す潤滑油量を減少させる事態を回避することができる。
【００３８】
また、ハウジング２の内部空間に充満された潤滑油が上記の循環通路を介して流動循環することにより、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、局部的な負圧の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が防止される。特に本実施形態では、スペーサ部材８と両軸受スリーブ３、４とが端面を相互に当接させた状態で固定されているので、上記の循環通路の他、スペーサ部材８から両軸受スリーブ３、４へ直接清浄な潤滑油を供給することができ、かかる不具合は一層効果的に防止される。また、第１軸受スリーブ３の軸方向溝３ｄ１の一端と、第２軸受スリーブ４の軸方向溝４ｄ１の一端は、それぞれ、大気開放側となるシール空間Ｓ１、Ｓ２に通じている。そのため、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外気開放側に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。
【００３９】
また、軸部材５の回転時には、上述のように、シール部材６の外周面６ａの側とシール部材７の外周面７ａの側に形成されるシール空間Ｓ１、Ｓ２が、ハウジング２の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、両シール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油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とにより、シール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング２の内部側に向けて引き込まれる。これにより、ハウジング２の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。また、シール空間Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング２の内部空間に充填された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内では、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ１、Ｓ２内にある。
【００４０】
また、軸受スリーブ３、４とスペーサ部材８とが別体構造なので、軸受スリーブ３、４およびスペーサ部材８の空孔率を相互に異ならせることもでき、これにより、ハウジング２の内部空間に充満させる潤滑油量を低減することもできる。この場合、シール空間Ｓ１、Ｓ２の容積を小さく、換言すると、シール空間Ｓ１、Ｓ２の軸方向寸法を縮小して動圧軸受装置１の軸方向寸法をコンパクト化することが、あるいは、両軸受スリーブ３、４の軸方向寸法を長大化して、動圧軸受装置１のモーメント剛性を高めることも可能である。
【００４１】
上記実施形態では、多孔質部材としてのスペーサ部材８を焼結金属で形成した場合を説明したが、スペーサ部材８は、例えば多孔質樹脂で形成することもできる。この場合、例えば多孔質部材としてのスペーサ部材８を、互いに開孔径（空孔径）の異なる２つの多孔質樹脂部で構成し、かつ相対的に表面開孔径が大きい方を内径側に設けた構成とすることにより上記同様の構成が得られる。
【００４２】
この場合、各多孔質樹脂部は、例えば、気孔形成材を配合した樹脂組成物を射出成形などにより所定の形状に成形した後、気孔形成材を水、アルコール等の溶媒で除去することで形成される。上記構成の多孔質部材（スペーサ部材８）でいえば、例えば予めリング状に形成しておいた何れか一方をインサート部品として用い、他方を射出成形する（インサート成形）ことで形成することができる。かかる構成であれば、潤滑油の流入部となる領域（内周面８ａ）と、これ以外の領域の開孔径を比較的容易に調整することが可能である。
【００４３】
スペーサ部材８を多孔質樹脂で形成する場合、そのベース樹脂としては、射出成形可能で、かつ求められる耐熱性、耐油性、機械的強度等を満足するものであれば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を問わず使用可能で、例えば、以下例示する材料群から選定された一または複数種からなるものが使用可能である。かかるベース樹脂には、強化材や潤滑剤、導電材等の各種充填材を一または複数種配合させることもできる。なお、上記のようにして多孔質樹脂からなるスペーサ部材８を形成する場合、インサートされる側のベース樹脂には、インサート成形に使用するベース樹脂よりも高融点のものが使用される。
【００４４】
ここで、ベース樹脂として使用可能な樹脂材料として、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、熱硬化性ポリイミド、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ等の芳香族ポリアミド、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系共重合体樹脂等が挙げられる。
【００４５】
上記のベース樹脂に、ドライブレンド、溶融混錬等、樹脂の混合に一般に使用する混錬法で気孔形成材、充填材を混合させることにより、スペーサ部材８の各部の成形に用いる樹脂組成物が得られる。気孔形成材としては、成形時の融解を防止するため、選定されるベース樹脂の溶融温度よりも高い融点を有し、かつベース樹脂に配合してスペーサ部材８を成形した後、ベース樹脂を溶解させない溶媒を用いて除去可能なものが使用される。この中でも、特に、成形後の除去作業を容易に行い得る（例えば水溶性の）もので、かつ防錆剤として使用できる弱アルカリ性物質などが好適に使用可能である。
【００４６】
気孔形成材としては、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、セバシン酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、あるいはステアリン酸ナトリウムに代表される有機アルカリ金属塩や、炭酸カリウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、タングステン酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムに代表される無機アルカリ金属塩等を使用することができる。この中でも、高融点で、ベース樹脂の選定自由度を高められ、かつ優れた水溶性を示す安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、セバシン酸ナトリウムが特に好ましい。これらの金属塩は一種のみ使用する他、二種以上混合して使用しても良い。このように多孔質樹脂でスペーサ部材８を形成する場合、使用する気孔形成材の粒径で摩耗粉等のコンタミを捕捉する機能が決定付けられるので、気孔形成材の粒径は、磨耗粉の大きさを考慮した適切なものが選択使用される。
【００４７】
なお、多孔質部材としてのスペーサ部材８は、上記の焼結金属や多孔質樹脂の他、セラミックを用いて形成することもできる。
【００４８】
また、以上の説明では両軸受スリーブ３，４を焼結金属で形成する場合について説明を行ったが、軸受スリーブ３、４を多孔質体とする場合にはスペーサ部材８と同様に、多孔質樹脂やセラミックで形成することもできる。軸受スリーブ３、４は、多孔質体の他、金属や樹脂の非多孔質体（非孔質体）で形成してもよい。
【００４９】
以上、本発明に係る動圧軸受装置の一実施形態について説明を行ったが、本発明は上記の動圧軸受装置１のみならず、他形態の動圧軸受装置についても同様に適用することが可能である。以下、その動圧軸受装置について、図３〜図５に基づいて説明を行うが、同一の機能・作用を奏する部材・要素には共通の参照番号を付与し、重複説明を省略する。
【００５０】
図３は、第２の実施形態に係る動圧軸受装置１１を示している。この動圧軸受装置１１では、第１、第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が、ハウジング２の軸方向略中央部に設けられた焼結金属製の軸受スリーブ１３の内周面１３ａと軸部材５の外周面５ａとの間に形成される。軸受スリーブ１３の軸方向両側には、焼結金属、多孔質樹脂、あるいはセラミック等の多孔質体で形成された円筒状の第１スリーブ部材１２、第２スリーブ部材１４が設けられる。軸受スリーブ１３の上側端面１３ｂと第１スリーブ部材１２の下側端面１２ｃ、および軸受スリーブ１３の下側端面１３ｃと第２スリーブ部材１４の上側端面１４ｃは当接されている。第１スリーブ部材１２の上側端面１２ｂとシール部材６の下側端面６ｂとの間に第１スラスト軸受部Ｔ１が、第２スリーブ部材１４の下側端面１４ｂとシール部材７の上側端面７ｂとの間に第２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。第１、第２スリーブ部材１２、１４の内周面１２ａ、１４ａは、軸受スリーブ１３の内周面１３ａよりも大径に形成され、従って、第１、第２スリーブ部材１２，１４の内周面１２ａ、１４ａと軸部材５の外周面５ａとの間にラジアル軸受隙間は形成されない。本実施形態では、第１、第２スリーブ部材１２、１４が、本願でいう多孔質部材を構成する。
【００５１】
図４（ｂ）に示すように、軸受スリーブ１３の内周面１３ａには、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受面Ａ１、Ａ２となる領域が軸方向の二箇所に離隔して設けられ、ラジアル軸受面Ａ１、Ａ２にはラジアル動圧発生部として、それぞれヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝１３ａ１、１３ａ２が形成されている。動圧溝１３ａ１、１３ａ２は、それぞれ、軸方向中心ｍに対して軸方向非対称に形成され、上側の動圧溝１３ａ１は軸方向中心ｍより下側領域の軸方向寸法Ｘ２が上側領域の軸方向寸法Ｘ１よりも大きく、一方、下側の動圧溝１３ａ２は軸方向中心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よりも大きく形成されている。そのため、軸部材５の回転時、ラジアル軸受面Ａ１と軸部材５の外周面５ａの間に形成されるラジアル軸受隙間では潤滑油が上向きに流れ、ラジアル軸受面Ａ２と軸部材５の外周面５ａとの間に形成されるラジアル軸受隙間では潤滑油が上向きに流れる。
【００５２】
また、図４（ａ）に示すように、第１スリーブ部材１２の上側端面１２ｂの一部又は全部環状領域には、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる領域が形成され、該スラスト軸受面にはスラスト動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝１２ｂ１が内径側へのポンピング力を奏するように形成されている。さらに外周面１２ｄには、円周方向等間隔に配された複数（図示例は３本）の軸方向溝１２ｄ１が形成されている。
【００５３】
また図４（ｃ）に示すように、第２スリーブ部材１４の下側端面１４ｂの一部又は全部環状領域には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる領域が形成され、該スラスト軸受面にはスラスト動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝１４ｂ１が内径側へのポンピング力を奏するように形成されている。さらに外周面１４ｄには、円周方向等間隔に配された複数（図示例では３本）の軸方向溝１４ｄ１が形成されている。動圧溝１２ｂ１、１４ｂ１は、スラスト軸受隙間を介して対向するシール部材６、７の端面６ｂ、７ｂに形成してもよい。
【００５４】
本実施形態では、軸部材５の回転に伴って、第１スラスト軸受部Ｔ１および第１ラジアル軸受部Ｒ１で生じるポンピング力によって、例えば、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間および第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間、第１スリーブ部材１２の内周面１２ａと軸部材５の外周面５ａとの間の隙間、第１スリーブ部材１２（の内部空孔）、第１スリーブ部材１２の軸方向溝１２ｄ１、軸受スリーブ１３の軸方向溝１３ｄ１からなる循環通路を辿って潤滑油が循環する。このとき、第１スリーブ部材１２の内周面１２ａの表面開孔径を、第１スリーブ部材１２の表面空孔径のうちで最大となるように、かつ軸受スリーブ１３の内周面１３ａの表面開孔径よりも大きくなるように形成しておけば、第１実施形態の動圧軸受装置１と同様に、潤滑油の流動循環に伴って、潤滑油に混入した摩耗粉等のコンタミを第１スリーブ部材１２の内部で捕捉することが可能となる。
【００５５】
また、軸受スリーブ１３および第２スリーブ部材１４の間にも、上記同様、潤滑油が流動する一連の循環通路が構築され、潤滑油の流動循環に伴って、潤滑油に混入した摩耗粉等のコンタミは、第２スリーブ部材１４の内部で捕捉される。
【００５６】
図５は、第３の実施形態に係る動圧軸受装置３１を示している。この動圧軸受装置３１は、上述した第１の実施形態に係る動圧軸受装置１において、ハウジング２の内周面２ａが均一径でハウジング２の端面まで延びている点、それに伴ってシール部材６、７が比較的小径になっている点にある。第１の実施形態の動圧軸受装置１に比べて、ハウジング２の形状を簡素化し、かつ、小径化することができるという利点がある。もちろんこの構成を、図３、４に示す第２の実施形態に係る動圧軸受装置１１に適用することもできる。
【００５７】
以上の説明では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させるラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝を例示したが、スパイラル形状やその他の形状の動圧溝でも良い。同様に、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２のスラスト軸受隙間に流体動圧を発生させるスラスト動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝を例示したが、スパイラル形状やその他の形状の動圧溝でもよい。
【００５８】
また、以上の説明では、動圧軸受装置の内部に充満し、ラジアル軸受隙間や、スラスト軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧作用を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、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。
【００５９】
図６は、本発明の一実施形態、特に図１に示す実施形態に係る動圧軸受装置１を組込んだＨＤＤ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、動圧軸受装置１と、動圧軸受装置１の軸部材５に装着されたロータ（ディスクハブ）１７と、例えば半径方向（ラジアル方向）のギャップを介して対向させたステータコイル１５およびロータマグネット１６とを備えている。ステータコイル１５はブラケット９の外周に取付けられ、ロータマグネット１６はディスクハブ１７の内周に取付けられている。動圧軸受装置１のハウジング２は、ブラケット９の内周に装着される。ディスクハブ１７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。ステータコイル１５に通電すると、ステータコイル１５とロータマグネット１６との間の電磁力でロータマグネット１６が回転し、それによって、ディスクハブ１７およびディスクハブ１７に保持されたディスクＤが軸部材５と一体に回転する。
【００６０】
上記構成の動圧軸受装置１は、上述したＨＤＤ用のスピンドルモータだけでなく、例えば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情報機器に搭載されるスピンドルモータ用など、情報機器をはじめとする電気機器用の軸受装置として好適に適用可能である。また、本発明のように、摩耗粉をはじめとするコンタミを潤滑油中から除去可能な動圧軸受装置であれば、連続運転中、摩耗粉等の堆積に起因してロックが発生するのを確実に避けることができる。そのため、例えばサーバ用ＨＤＤなど、長期間に亘って安定した回転性能を要求される機器に対しても、高い信頼性を有する軸受装置として好適に用いることができる。また、情報機器の大容量化に対応して複数枚のディスクＤを搭載したディスク駆動装置に対しても、あるいは高速回転下での高い回転性能を要求されるモータに対しても、好適に用いることができる。
【００６１】
上記の理由から、本発明にかかる動圧軸受装置はスピンドルモータに限らず、長期間に亘って安定した回転性能を要求される他のモータ、例えばファンモータにも好ましく用いることができる。
【００６２】
図７は、本発明の第１実施形態に係る動圧軸受装置１を組み込んだファンモータ、その中でも半径方向（ラジアル方向）のギャップを介してステータコイル１５およびロータマグネット１６を対向させた、いわゆるラジアルギャップ型ファンモータの一例を概念的に示すものである。図示例のモータは、主に、軸部材５の上端外周に固定されるロータ１８が外周面に羽根を有する点、およびブラケット９がモータの各構成部品を収容するケーシングとしての機能を果たす点で、図５に示すスピンドルモータと構成を異にする。なお、その他の構成部材は、図６に示すスピンドルモータの各構成部材と機能・作用を同一にするため、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【図２】（ａ）図はハウジングに軸受スリーブを固定した状態を示す上面図、（ｂ）図はその断面図、（ｃ）図はその下面図である。
【図３】第２の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【図４】（ａ）図は、第２実施形態においてハウジングに軸受スリーブを固定した状態を示す上面図、（ｂ）図はその断面図、（ｃ）図はその下面図である。
【図５】第３の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【図６】動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータを概念的に示す断面図である。
【図７】動圧軸受装置を組み込んだファンモータを概念的に示す断面図である。
【図８】従来構成の動圧軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、１１、２１    動圧軸受装置
２    ハウジング
３    第１軸受スリーブ
４    第２軸受スリーブ
５    軸部材
６    シール部材
７    シール部材
８    スペーサ部材（多孔質部材）
１３  軸受スリーブ
１２、１４  スリーブ部材（多孔質部材）
Ｒ１    第１ラジアル軸受部
Ｒ２    第２ラジアル軸受部
Ｔ１    第１スラスト軸受部
Ｔ２    第２スラスト軸受部
Ｓ１、Ｓ２    シール空間
【図１】
2007327545.tif 000003
【図２】
2007327545.tif 000004
【図３】
2007327545.tif 000005
【図４】
2007327545.tif 000006
【図５】
2007327545.tif 000007
【図６】
2007327545.tif 000008
【図７】
2007327545.tif 000009
【図８】
2007327545.tif 000010