(57)【要約】【課題】高い動圧作用を発揮し得る動圧軸受装置用の軸部材を低コストに提供する。【解決手段】  軸素材１１に転写形成すべき凹部７に対応した形状の凸部１２ｂを設けた一対の転造ダイス１２、１３で、軸素材１１の外周面１１ａに動圧発生用の凹部７を転造形成する。この転造に伴い、元々凹部７にあった肉が周囲に押し出され、周囲領域８の凹部７近傍に隆起部１５が生じる。次に、一方の転造ダイス１６の対向面１６ａに平面部１６ｂを設けた転造ダイス１６、１７で、凹部７を形成した軸素材１１に対して平面転造を行う。これにより、凹部７の周囲領域８に生じた隆起部１５が平面部１６ｂにより平坦化され、周囲領域８の表面８ａが平滑な状態に均される。押し潰された隆起部１５の下層部には、平面転造による第２の加工硬化層１８が形成される。【選択図】図４
2007218379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための凹部が転造で形成された動圧軸受装置用軸部材において、
前記転造により前記凹部の周囲領域に生じた隆起部が平面転造により平坦化されていることを特徴とする動圧軸受装置用軸部材。
【請求項２】
前記凹部の深さｄに対する前記隆起部の高さｈの比ｈ／ｄが０.１以下である請求項１記載の動圧軸受装置用軸部材。
【請求項３】
前記凹部の深さｄに対する前記隆起部の高さｈの比ｈ／ｄが０．０１以上である請求項１又は２記載の動圧軸受装置用軸部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の動圧軸受装置用軸部材を備えた動圧軸受装置。
【請求項５】
軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための凹部を転造で形成する第１転造工程と、前記第１転造工程により前記凹部の周囲に生じる隆起部を平面転造で平坦化する第２転造工程とを含む動圧軸受装置用軸部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧軸受装置用軸部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動圧軸受装置は、軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材を相対回転自在に支持するものであり、最近では、その優れた回転精度、高速回転性、静粛性等を活かして、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、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に搭載されるスピンドルモータ用の軸受装置として、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、あるいはファンモータなどのモータ用軸受装置として使用されている。
【０００３】
例えば、ＨＤＤ用スピンドルモータに組み込まれる動圧軸受装置において、軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部又はスラスト方向に支持するスラスト軸受部の双方を動圧軸受で構成したものが知られている。この場合、軸受スリーブの内周面と、これに対向する軸部材の外周面との何れか一方に動圧発生部としての動圧溝が形成されると共に、両面間のラジアル軸受隙間にラジアル軸受部が形成されることが多い。また、軸部材に設けたフランジ部の一端面と、これに対向する軸受スリーブの端面との何れか一方に動圧溝が形成されると共に、両面間のスラスト軸受隙間にスラスト軸受部が形成されることが多い（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
上記動圧溝は、例えば軸部材の外周面にへリングボーン形状やスパイラル形状等に配列した状態で形成される。この種の動圧溝を形成するための方法として、例えば切削加工（例えば、特許文献２を参照）や、エッチング（例えば、特許文献３を参照）などが知られている。
【０００５】
また、上記切削加工やエッチングに比べて廉価に動圧溝を形成可能な加工手段として、例えば転造加工が知られている。この場合、転造加工後に研削を行い、素材の表面仕上げを行うことが多い（例えば、特許文献４を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３９９５１号公報
【特許文献２】特開平０８−１９６０５６号公報
【特許文献３】特開平０６−１５８３５７号公報
【特許文献４】特開平０７−１１４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の研削は、被加工物（軸部材）のサイズ上、センタレス加工で行われることが多いが、この方法だと、研削時の加工中心（研削加工中心）と、動圧溝転造時の加工中心（転造加工中心）とが必ずしも一致せず、加工条件によっては相当量ずれることもある。この場合、研削面の真円度は保たれるものの、外周面の研削代は場所によって大きく異なる。そのため、外周面上に転造形成される動圧溝の深さが大きくばらつき、十分な動圧作用を発揮できない可能性がある。
【０００７】
また、研削等の機械加工では、切粉の発生が避けられない。そのため、動圧溝内に残った切粉を除去するための洗浄工程を入念に行う必要が生じ、コストアップを招く。
【０００８】
本発明の課題は、高い動圧作用を発揮し得る動圧軸受装置用の軸部材を低コストに提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための凹部が転造で形成されたものにおいて、転造により凹部の周囲領域に生じた隆起部が平面転造により平坦化されていることを特徴とする動圧軸受装置用軸部材を提供する。また、本発明は、軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための凹部を転造で形成する第１転造工程と、第１転造工程により凹部の周囲領域に生じる隆起部を平面転造で平坦化する第２転造工程とを含む動圧軸受装置用軸部材の製造方法を提供する。ここでいう凹部は、軸受隙間に流体の動圧作用を生じるためのものであればよく、その形状は問わない。例えば軸方向溝状、円周方向溝状、傾斜溝状、交差溝状、軸方向又は円周方向の断続的な溝形状、くぼみ状（ディンプル状）等が凹部に含まれる。
【００１０】
動圧発生用の凹部を軸部材の表面に転造で形成した場合、かかる凹部とその周囲領域との間には転造に伴い凹部の周囲に押し出された肉が隆起部として残る。この種の隆起部は、本来軸受面となるべき周囲領域の表面上に形成されるため、隆起部の表面があたかも軸受面の如く機能し、支持面積の減少（接触面圧の増加）を招く。これでは、隆起部へ負荷が集中し、かかる箇所が損傷することで、軸受面の形状が損なわれ、結果として軸受性能の低下あるいは軸部材の耐久性低下につながる恐れがある。
【００１１】
これに対して、本発明では、転造形成された凹部の周囲領域に生じた隆起部を平面転造により平坦化するようにした。平面転造は、平面を有する一対の転造型を所定の対向間隔に保った状態で被加工物の転動成形を行うものであるから、その対向間隔を高精度に管理することは比較的容易であり、研削加工に比べてその加工中心が凹部の転造加工中心とあまりずれることはない。従って、隆起部を確実に除去しつつも、周囲領域の表面および凹部形状を高精度に保って、特に動圧発生用凹部の深さを均一に保って、高い軸受性能を発揮し得る軸部材を得ることができる。また、対向間隔を一定に保った状態で、軸部材の外周面を順次かつ部分的に押圧することで、軸受面となる周囲領域の表面を過度に押圧することなく、隆起部のみを確実に押し潰して平坦化することができる。また、切粉がほとんど発生しないので、研削等の機械加工のように、切粉を除去するための洗浄工程を入念に行わずに済む。従って、洗浄工程を簡略化して、加工コストの低減を図ることができる。
【００１２】
上述のように、隆起部が平坦化された軸部材において、凹部の深さｄに対する隆起部の高さｈの比ｈ／ｄは０.１以下であることが好ましい。一般に、動圧発生用凹部の深さは、その軸受隙間の大きさに応じて決定するのが好ましく、また、要求される軸受隙間が小さくなるにつれて該軸受隙間を形成する軸受面にも高い面精度（例えば真円度や円筒度）が求められる。上記比ｈ／ｄはかかる観点から設定されたもので、凹部の深さｄに対する隆起部の高さｈの比が上記範囲内となるよう平面転造で隆起部を除去することで、高い動圧作用を発揮し得る凹部および軸受面を得ることができる。
【００１３】
隆起部が完全に除去されていることが望ましいことから、上記の比ｈ／ｄは０であることが当然に望ましいが、実際には、加工精度上の問題から、あまりにｈ／ｄ＝０に近い精度を狙い過ぎると、却って周囲領域の表面を変形させ、軸受面精度の低下を招く。そのため、比ｈ／ｄの下限を０.０１と定めて、あるいはこの値を狙って加工するのがよい。もちろん、動圧軸受に要求される機能、精度、コストなども考慮してｈ／ｄを上記範囲内で設定するのがよい。
【００１４】
上記構成の動圧軸受装置用軸部材は、例えばこの軸部材を備えた動圧軸受装置として好適に提供可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば高い動圧作用を発揮し得る動圧軸受装置用の軸部材を低コストに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】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置１の断面図を示す。同図において、動圧軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２を内周に挿入可能な軸受部材３とを備える。
【００１８】
軸受部材３は、この実施形態では、電鋳部４と成形部５とからなる有底筒体で、マスターと一体又は別体の電鋳部４をインサート部品として樹脂で一体に射出成形される。軸部材２の外周面２ａと対向する電鋳部４の内周面４ａは真円形状をなしている。
【００１９】
軸部材２は径一定の軸状をなすもので、例えば各種炭素鋼、クロム鋼、ステンレス鋼や各種合金鋼など、比較的加工性の高い金属材料（硬度でいえば、２００Ｈｖ〜４００Ｈｖ程度）から製作される。もちろん、素材全体の硬度を焼入れ等により上記数値範囲にまで高めたものを使用することもできる。
【００２０】
軸部材２の外周面２ａの全面あるいは一部領域には、外周面２ａと電鋳部４の内周面４ａとの間のラジアル軸受隙間６に潤滑油の動圧作用を生じるための複数の凹部７が形成されている。この実施形態では、凹部７は、円周方向一端側で連続し、かつ円周方向他端側に向けて互いに離隔する方向に傾斜した傾斜溝９ａと傾斜溝９ｂとからなる。かかる形状をなす複数の凹部７は、いわゆるへリングボーン形状となるように、円周方向に所定の間隔を置いて配列されている。この場合、各凹部７（傾斜溝９ａ、９ｂ）とこれらの周囲領域８とで、ラジアル軸受隙間６に潤滑油の動圧作用を生じる動圧発生部１０が構成される。また、上記構成の動圧発生部１０は、この実施形態では、軸方向上下に離隔して２箇所設けられている。
【００２１】
軸部材２の一端面２ｂは略球面状をなし、軸部材２を軸受部材３の内周に挿入した状態では、対向する電鋳部４の底部４ｂの上端面４ｂ１に当接する。
【００２２】
軸受部材３と軸部材２との間のラジアル軸受隙間６の大気解放側から潤滑油が注油される。これにより、ラジアル軸受隙間６を含む軸受内部空間を潤滑油で充満した動圧軸受装置１が完成する。
【００２３】
上記構成の動圧軸受装置１において、軸部材２の相対回転時、軸部材２の外周面２ａに設けられた動圧発生部１０、１０と、これらに対向する電鋳部４の内周面４ａとの間のラジアル軸受隙間６に潤滑油の動圧作用が生じる。これにより、軸部材２をラジアル方向に相対回転自在に支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とがそれぞれ形成される。
【００２４】
また、軸部材２の相対回転時、軸部材２の一端面２ｂが底部４ｂの上端面４ｂ１に接触支持（ピボット支持）される。これにより、軸部材２をスラスト方向に相対回転自在に支持するスラスト軸受部Ｔ１が形成される。
【００２５】
以下、軸部材２の製造工程の一例を、図２〜図４に基づいて説明する。
【００２６】
図２は、上記材料からなる軸素材１１の外周面１１ａに、図１に示す形状の凹部７を転造で形成する工程（凹部転造工程）を概念的に示したものである。一対の転造ダイス１２、１３（この図示例では平ダイス）のうち、一方の転造ダイス１２の対向面１２ａには、軸素材１１に転写形成すべき凹部７に対応した形状の凸部１２ｂが設けられている。図３（ａ）に示すように、転造前の状態では、軸素材１１の外周面１１ａは平滑である。
【００２７】
軸素材１１を、転造ダイス１２、１３間に導入し、他方の転造ダイス１３を一方の転造ダイス１２に対して相対摺動させることで、軸素材１１が転造ダイス１２の凸部１２ｂ形成領域上を押圧転動する。これにより、一方の転造ダイス１２側から、軸素材１１に例えば図１に示す形状の凹部７（動圧発生部１０）が転造形成される。
【００２８】
この際、軸素材１１の外周面１１ａに形成される凹部７の表層部１４には、図３（ｂ）に示すように、転造による第１の加工硬化層１４ａが形成される。また、転造に伴い、元々凹部７にあった肉が周囲に押し出される。その結果、図３（ｂ）に示すように、周囲領域８の凹部７近傍に盛り上がり（隆起部１５）が生じる。
【００２９】
軸素材１１に転造で凹部７を形成した後、かかる軸素材１１に平面転造を行う（平面転造工程）。ここで使用する転造ダイス１６、１７は、例えば図４に示すように、転造ダイス１２、１３と同形であり、かつ一方の転造ダイス１６の対向面１６ａには、凹部７に対応した形状の凸部１２ｂに代えて、平面部１６ｂが設けられている。
【００３０】
軸素材１１を、図４に示すように、転造ダイス１６、１７間に導入し、他方の転造ダイス１７を一方の転造ダイス１６に対して相対摺動させることで、軸素材１１が一方の転造ダイス１６の平面部１６ｂ形成領域上を押圧転動する。これにより、凹部７の周囲領域８に生じた隆起部１５が対向面１６ａに設けられた平面部１６ｂにより押し潰され、周囲領域８の表面８ａが、例えば図３（ｃ）に示すように平滑な状態に均される（平坦化される）。この場合、押し潰された隆起部１５の下層部には、平面転造による第２の加工硬化層１８が形成される。
【００３１】
このように、凹部７を転造で形成した軸素材１１を平面部１６ｂで転造成形することで、軸素材１１の外周面１１ａが順次かつ部分的に押圧される。そのため、軸受面となる周囲領域８の表面８ａを過度に押圧することなく、必要箇所すなわち隆起部１５のみを確実に押し潰して平坦化することができる。また、転造ダイス１６、１７間の対向間隔が高精度に管理可能であることから、従来の加工手段（研削加工など）に比べ、平面転造時の加工中心が凹部７転造時の加工中心とずれるのを極力防ぐことができる。従って、軸受面（表面８ａ）や凹部７の形状精度を高く保ちつつ、特に凹部７の深さを均一に保ちつつ、隆起部１５を除去することができ、ラジアル軸受隙間６、６で十分な大きさの潤滑油の動圧作用を安定して発揮することができる。特に、この実施形態のように、比較的加工性に優れた金属材料（硬度でいえば２００Ｈｖ〜４００Ｈｖ）から製作される軸素材１１を使用することで、凹部７の転造時に生じる隆起部１５を平面転造加工により容易に除去することができる。また、全面プレス等と比べて軸素材１１の変形抵抗が小さいため、転造型（ダイス１６、１７）にかかる負担も小さくて済み、型の長寿命化を図ることができる。
【００３２】
また、上記隆起部１５の除去を研削等の機械加工で行う場合には切粉の発生が避けられないが、本発明のように、隆起部１５の除去を平面転造で行うことで、切粉の発生を極力減じることができる。これにより、その後の洗浄工程を簡略化することができ、コストダウンが達成可能となる。
【００３３】
上記平面転造を施した後の軸素材１１（軸部材２）において、例えば図３（ｄ）に示すように、凹部７の深さｄに対する隆起部１５の高さｈの比ｈ／ｄが０.１以下であることが好ましい。この図示例では、凹部７の深さｄは、軸受面となる表面８ａから凹部７の底面７ａまでの半径方向距離で表され、また、隆起部１５の高さｈは、表面８ａから平坦化された隆起部１５の頂部１５ａまでの半径方向距離で表される。上記比ｈ／ｄが上記範囲内となるよう平面転造で隆起部１５を平坦化することで、隆起部１５の頂部１５ａのみが軸受面となり、実質的に軸受面積が減少するのを防いで、高い動圧作用を発揮し得る凹部７および軸受面（表面８ａ）を得ることができる。その一方で、あまりにｈ／ｄの値を０に近づけようとすると、すなわち完全に隆起部１５を除去しようとすると、加工精度上の問題から、隆起部１５だけでなく周囲領域８の表面８ａを変形させる恐れがあり、これにより軸受面精度の低下が懸念される。そのため、実際には、比ｈ／ｄの下限を０.０１と定め、この値を狙って加工するのがよい。
【００３４】
もちろん、軸受面の矯正を兼ねる目的であって、加工上特に問題がないのであれば、上記比ｈ／ｄが０となるように、すなわち隆起部１５のみならず、軸受面となる周囲領域８の表面８ａも積極的に押圧するように転造ダイス１６、１７の対向間隔を調整して転造を行うことも可能である。
【００３５】
なお、上記平面転造後、必要に応じて、熱処理等の後処理を施すことも可能である。これは、軸部材２の回転時、特に起動停止時、凹部７の周囲領域８の表面８ａは、対向する電鋳部４の内周面４ａと摺動接触する場合があるためで、例えば上述のように熱処理を施すことで、かかる軸受面（表面８ａ）を含む表層部の硬度を高めることができる。これにより、凹部７や軸受面となる表面８ａの磨り減りを抑えて、高い動圧作用を長期に亘って安定的に発揮することができる。なお、熱処理としては、種々の手段が使用可能であるが、熱処理時の変形を極力避ける目的から、できるだけ低温で実施可能な熱処理、例えば窒化処理を使用するのが好ましい。
【００３６】
また、この実施形態では、一方の対向面１２ａに凹部７を転造するための凸部１２ｂを設けた転造ダイス１２、１３と、同じく一方の対向面１６ａに凹部７の転造により生じる隆起部１５を平坦化するための平面部１６ｂを設けた転造ダイス１６、１７とをそれぞれ用いた場合を説明したが、これらを一体化したものを使用して一連の転造成形を行うこともできる。図５はその一例を示すもので、例えば一方の転造ダイス１９の、他方の転造ダイス２０との対向面に、凹部７を転造するための凸部１２ｂと、隆起部１５を平坦化するための平面部１６ｂとがそれぞれ設けられている。この場合、凸部１２ｂおよび平面部１６ｂは、被加工物（軸素材１１）の押圧転動に伴い、凸部１２ｂが平面部１６ｂより先に軸素材１１の外周面１１ａを押圧するように配設されている。
【００３７】
かかる転造型（転造ダイス１９、２０）を用いて軸素材１１の転造を行うことで、軸素材１１の外周面１１ａにまず凹部７が転造形成され、続いて転動方向前方に設けられた平面部１６ｂにより、周囲領域８の凹部７周辺に生じた隆起部１５が押し潰され、平坦化される。従って、凹部７の転造形成と隆起部１５の除去（軸受面となる周囲領域表面８ａの平滑化）とを一の工程で行うことができ、工程の簡略化が図られる。加えて、共通の転造型で凹部７の転造形成と、隆起部１５の除去とを行うことで、使用する転造型１９、２０の対向間隔を変えることなく両工程を行うことができる。そのため、凹部７転造時の加工中心と、平面転造時の加工中心とをずらすことなく一連の転造を行うことができる。従って、隆起部１５を除去した後の凹部７深さをばらつきなく一定に保って、高い動圧作用を発揮し得る軸部材２を製造することができる。
【００３８】
また、この実施形態のように、溝状の凹部７（傾斜溝９ａ、９ｂ）を転造で形成することで凹部７の周縁部にバリが発生することもあるが、平面部１６ｂを有する転造型で転造を行うことで、かかるバリを除去して、あるいは凹部７の周縁部を適度に面取りすることができる。これにより、軸部材２の相対回転時、摺動相手面となる電鋳部４の内周面４ａの摩耗を極力避け、あるいはかじり等の損傷を避けて、軸受の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、この実施形態では、軸部材２に転造で形成された凹部７（傾斜溝９ａ、９ｂ）との間にラジアル軸受隙間６を形成する軸受部材３の内周面を、電鋳部４の内周面４ａで形成したので、かかる内周面４ａを高精度に形成でき、これにより、ラジアル軸受隙間６をより狭小に設定することができる。むしろ、必要とされる軸受性能にもよるが、ラジアル軸受隙間６の幅を小さくかつ高精度に管理できるのであれば、複数の凹部７を複雑な形状（へリングボーン形状など）に配列させる必要はない。例えば後述する軸方向溝２２や、ディンプル３２のようなシンプルな形状の（より加工が容易な形状の）凹部７で構成される動圧発生部であっても、ラジアル軸受隙間に高い動圧作用をもたらすことが可能となる。
【００４０】
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ことなく、他の構成を採ることもできる。以下、本発明の他構成を、図６〜図９に基づいて説明する。
【００４１】
上記実施形態では、凹部７を傾斜溝９ａと傾斜溝９ｂとで構成し、かかる形状の凹部７をへリングボーン状に配列形成した場合を例示したが、例えば図６（ａ）に示すように、軸部材２１の外周面２１ａに、凹部７としての軸方向溝２２を形成することもできる。この場合、複数の軸方向溝２２は、図６（ｂ）に示すように、円周方向に所定間隔おきに形成される。これら軸方向溝２２と、その周囲領域２３とで動圧発生部２４が構成される。従って、図示は省略するが、この軸部材２１を、図１に示す軸受部材３の内周に挿入し、軸部材２１を軸受部材３に対して相対回転させた状態では、潤滑油で満たされたラジアル軸受隙間に、動圧発生部２４による潤滑油の動圧作用が生じ、これにより軸部材２１を軸受部材３に対してラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部が形成される。
【００４２】
軸方向溝２２を有する軸部材２１は、上記実施形態と同様に、凹部転造工程および平面転造工程を経て形成される。これにより、例えば図７（ａ）に示すように、軸方向溝２２の表層部２５に、凹部転造工程による第１の加工硬化層２５ａが形成される。また、周囲領域２３の表面２３ａの軸方向溝２２周辺に生じる隆起部２６（同図中破線部分）が平面転造により平坦化され、かかる隆起部１５の下層部に、平面転造による第２の加工硬化層２７が形成される。この場合、例えば図２や図４に示す転造ダイス１２、１３、１６、１７の他、図５に示す転造ダイス１９、２０を使用することもできる。
【００４３】
この実施形態においても、凹部７（軸方向溝２２）の転造により周囲領域２３に生じる隆起部２６を平面転造で平坦化することで、軸受面（表面２３ａ）や凹部７（軸方向溝２２）の形状精度を高く保ちつつ、特に軸方向溝２２の溝深さｄを均一に保ちつつ、隆起部２６を除去することができ、高い動圧作用を発揮することができる。
【００４４】
形成可能な軸方向溝２２としては、図７（ａ）に示すように、断面形状が軸方向中心に向けて凸となる断面円弧状の曲面２２ａの他、例えば図７（ｂ）に示すように、断面形状が外周面２１ａの円弧に対して弦となる平面２２ｂで構成される軸方向溝２２が考えられる。あるいは、図７（ｃ）に示すように、平面２２ｂと外周面２１ａとの間に段差が形成されるように、平面２２ｂの円周方向両端に立ち上がり部２２ｃを設けた構成の軸方向溝２２や、図７（ｄ）に示すように、溝深さが軸方向および円周方向に一定で、外径側に向けて凸となる断面形状の曲面２２ｄで構成される軸方向溝２２などが形成可能である。
【００４５】
軸部材２１の外周に形成される軸方向溝２２の本数は、潤滑油の動圧作用を考慮すると、３本以上が好ましい。同様の理由で、軸方向溝２２の円周方向幅を示す円周角αは１０°以上６０°以下、軸方向溝２２の溝深さｄは２μｍ〜２０μｍとするのが好ましい。また、低トルク化と高剛性化の両面から見た場合、周囲領域２３の表面２３ａの全面積に対する、軸方向溝２２の全面積の比（軸方向溝２２の軸方向長さが均一とすると、上記面積比は｛α／（３６０°−α）｝となる。）は１５％〜７０％とするのが好ましい。
【００４６】
また、図６では、ラジアル軸受部を形成すべき領域（動圧発生部２４）全体に亘って軸方向に延びた複数の軸方向溝２２を円周方向に並列配置した構成を例示したが、この他にも、例えば図８に示すように、軸方向溝２２を軸方向に断続的に設けた構成を採ることもできる。この他の構成は、動圧発生部２４の軸方向全長に亘って延びる軸方向溝２２を設ける場合に準じるので説明を省略する。
【００４７】
上記実施形態では、凹部７として傾斜溝９ａ、９ｂや軸方向溝２２を例示したが、もちろん溝以外の形状をなす凹部７を形成することも可能である。図９（ａ）は、その一例を示すもので、軸部材３１の外周面３１ａの一部領域に、凹部７としての複数のディンプル３２が分散して配列されている。この場合、複数のディンプル３２とそれらの周囲領域３３とで動圧発生部３４が構成される。従って、図示は省略するが、この軸部材３１を、図１に示す軸受部材３の内周に挿入し、軸部材３１を軸受部材３に対して相対回転させた状態では、潤滑油で満たされたラジアル軸受隙間に、動圧発生部３４による潤滑油の動圧作用が生じ、これにより軸部材３１を軸受部材３に対してラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部が形成される。
【００４８】
ディンプル３２を有する軸部材３１は、上記実施形態と同様に、凹部転造工程および平面転造工程を経て形成される。これにより、例えば図９（ｂ）に示すように、ディンプル３２の表層部３５に、凹部転造工程による第１の加工硬化層３５ａが形成される。また、周囲領域３３の表面３３ａのディンプル３２周辺に生じる隆起部３６（同図中破線部分）が平面転造により平坦化され、かかる隆起部３６の下層部に、平面転造による第２の加工硬化層３７が形成される。この場合、例えば図２や図４に示す転造ダイス１２、１３、１６、１７の他、図５に示す転造ダイス１９、２０を使用可能な点は軸方向溝２２の場合と同じである。
【００４９】
この実施形態においても、凹部７（ディンプル３２）の転造により周囲領域３３に生じる隆起部３６を平面転造で平坦化することで、軸受面（表面３３ａ）や凹部７（ディンプル３２）の形状精度を高く保ちつつ、特にディンプル３２の深さｄを均一に保ちつつ、隆起部３６を除去することができ、高い動圧作用を発揮することができる。
【００５０】
ディンプル３２の大きさとしては、例えば図９（ａ）や図９（ｂ）に示すように、ディンプル３２の長軸方向の幅ａの、軸径Ａに対する比ａ／Ａを０.１以上０.４以下とするのが好ましい。また、ディンプル３２の深さｄは、例えば軸部材３１の外周面３１ａが臨むラジアル軸受隙間の幅の１〜１０倍程度であることが好ましい。このサイズのディンプル３２であれば、従来、軸部材に設けられる類のディンプルとは異なり、高い動圧作用を生じる動圧発生部３４を構成可能であり、かつラジアル軸受隙間の幅が小さい場合でも、油溜りとして有効に作用する。また、低トルク化と高剛性化との観点から、周囲領域３３の表面３３ａの全面積に対する、ディンプル３２形成領域の総面積の比は１０％〜７０％とするのが好ましい。また、ディンプル３２の形状として、例えば図９（ｃ）に示すように、短軸幅ｂに対する長軸幅ａの比ａ／ｂは、１.０（真円形状）以上２.０以下の範囲内であるのが実用上好ましいが、特に上記範囲外の形状をなすディンプル３２であっても問題なく形成可能である。
【００５１】
上記実施形態では、凹部７として、傾斜溝９ａ、９ｂや軸方向溝２２、ディンプル３２などを例示したが、本発明は、ラジアル軸受隙間６などの軸受隙間に、潤滑油の動圧作用を生じるための凹部である限り、上記以外の形状をなす凹部７についても同様に適用することができる。
【００５２】
以上説明した動圧軸受装置用軸部材およびこれを備えた動圧軸受装置は、例えば情報機器用のスピンドルモータに組み込んで使用可能である。以下、動圧軸受装置用軸部材３１を上記モータ用のスピンドルに適用した構成例を、図１０に基づいて説明する。なお、図１〜図９に示す実施形態と構成・作用を同一にする部位および部材については、同一の参照番号を付し、重複説明を省略する。
【００５３】
図１０は、動圧軸受装置４１を組み込んだモータ４０の断面図を示している。このモータ４０は、例えばＨＤＤ等のディスク駆動装置用のスピンドルモータとして使用されるものであって、軸部材３１を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置４１と、軸部材３１に装着されたロータ（ディスクハブ）４２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４３およびロータマグネット４４と、ブラケット４５とを備えている。ステータコイル４３は、ブラケット４５の外周に取付けられ、ロータマグネット４４はディスクハブ４２の内周に取付けられている。ディスクハブ４２には、磁気ディスク等のディスクＤが一又は複数枚（図１０では２枚）保持されている。ステータコイル４３に通電すると、ステータコイル４３とロータマグネット４４との間の電磁力でロータマグネット４４が回転し、それによって、ディスクハブ４２及びディスクハブ４２に保持されたディスクＤが軸部材３１と一体に回転する。
【００５４】
この実施形態において、動圧軸受装置４１は、軸受部材４６と、軸受部材４６の内周に挿入される軸部材３１とを備えている。軸受部材４６は、一端を開口した有底筒状の電鋳部４７と、電鋳部４７と一体に形成される成形部４８とからなる。軸受部材４６は、例えばマスターと一体又は別体の電鋳部４７をインサート部品として樹脂で成形部４８と一体に射出成形される。
【００５５】
軸部材３１の外周面３１ａには、図１０に示すように、凹部７としての複数のディンプル３２が形成されている。また、軸部材３１の一端面３１ｂは球面状をなし、軸部材３１を軸受部材４６の内周に挿入した状態では、対向する電鋳部４７の底部４７ｂの上端面４７ｂ１に当接する。また、軸部材３１の外周面３１ａのうち、ディスクハブ４２の固定領域となる端部領域には円環溝３１ｃが形成される。円環溝３１ｃを有する軸部材３１は、例えば軸部材３１をインサート部品とする型成形によりディスクハブ４２と一体に形成される。この場合、円環溝３１ｃは、ディスクハブ４２の軸部材３１に対する抜止めとして作用する。円環溝３１ｃの他、軸部材の外周面に加工が必要なもので、上述の転造工程で転造加工できる形状のものは、同時に加工することも可能である。これ以外の構成は、上記実施形態における記載に準じるので説明を省略する。
【００５６】
上記構成の軸部材３１を軸受部材４６の内周に挿入し、軸受部材４６の内部空間に潤滑油を注油する。これにより、電鋳部４７の内周面４７ａや底部４７ｂの上端面４７ｂ１と、これらに対向する軸部材３１の外周面３１ａとの間の隙間空間、および軸部材３１に形成されたディンプル３２を含む軸受内部空間を潤滑油で充満した動圧軸受装置４１が完成する。
【００５７】
上記構成の動圧軸受装置４１において、軸部材３１の回転時、軸部材３１の外周面３１ａに形成された動圧発生部３４は、対向する軸受部材４６の内周面（電鋳部４７の真円内周面４７ａ）との間にラジアル軸受隙間４９を形成する。そして、軸部材３１の回転に伴い、ラジアル軸受隙間４９の潤滑油が動圧発生部３４による動圧作用を生じ、その圧力が上昇する。これにより、軸部材３１をラジアル方向に回転自在に支持するラジアル軸受部Ｒ１１が形成される。同時に、軸部材３１の一端面３１ｂと、これに対向する電鋳部４７の上端面４７ｂ１との間に、軸部材３１をスラスト方向に回転自在に支持するスラスト軸受部Ｔ１１が形成される。
【００５８】
このように、隆起部３６が平坦化され、高い面精度を有する軸受面（表面３３ａ）を設けた軸部材３１を動圧軸受装置４１の軸部材として使用することにより、かかる軸部材３１と軸受部材４６との間の摺動摩耗を低減することができ、またラジアル軸受隙間４９の幅が高精度に管理できる。従って、軸部材３１に設けられたディンプル３２あるいはその周囲領域３３の摩耗によりラジアル軸受隙間４９に生じる動圧作用が低下するといった事態を極力避けて、安定した軸受性能を長期に亘って発揮することが可能となる。
【００５９】
また、軸部材３１の側に動圧発生部３４（動圧作用を生じるための凹部７）を設けることで、かかる動圧発生部３４を軸受部材４６の側に設ける場合と比べ加工（特に、転造加工）が容易である。そのため、上記モータの小サイズ化に対する要求にも容易に対応することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、軸受部材３、４６を、電鋳部４、４７と樹脂製の成形部５、４８とで構成した場合を例示したが、特にこの構成に限る必要はない。例えば、電鋳部４、４７の代わりに、焼結金属製のスリーブ体を使用して軸受部材を構成することもできる。また、金属材料で軸受部材３、４７を一体に形成したり、摺動性や耐摩耗性を高めた樹脂組成物で軸受部材３、４７を一体に形成することも可能である。あるいは、モータ４０側の部材であるブラケット４５を、軸受部材４６と同一の材料（金属又は樹脂など）で一体に形成することも可能である。また、形成方法も特に問わず、機械加工や塑性加工、あるいは射出成形等種々の成形手段を採ることが可能である。
【００６１】
なお、図１や図１０では、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ１１をいわゆるピボット軸受で構成した場合を例示しているが、本発明は、上記ピボット軸受を、動圧溝等の凹部とその周囲領域とで構成される動圧発生部で軸部材２をスラスト方向に非接触支持する動圧軸受としたものにも適用可能である。この場合、軸部材２に、図示は省略するが、例えば軸部材２の外径側に張り出すフランジ部を設け、フランジ部の端面に、傾斜溝やディンプル等の動圧発生用の凹部を転造で形成し、次いで端面を、例えば平滑な円筒面を有する丸ダイスなどで転造成形することで、凹部の転造により生じる隆起部を平坦化して、スラスト軸受面となる面（凹部の周囲領域の表面）の面精度を高めることができる。
【００６２】
また、以上の実施形態では、動圧軸受装置１、４１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間等に動圧作用を発生させる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも軸受隙間に動圧作用を生じ得る流体、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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。
【図２】動圧軸受装置用軸部材に凹部を転造する工程を概念的に示す図である。
【図３】（ａ）は転造前の軸部材の外周面表層部付近の断面図、（ｂ）は凹部転造後の凹部およびその周辺領域の表層部付近の断面図、（ｃ）は平面転造後の凹部およびその周辺領域の表層部付近の断面図、（ｄ）は平面転造後の隆起部周辺の拡大断面図である。
【図４】動圧軸受装置用軸部材の外周面を平面で転造成形する工程を概念的に示す図である。
【図５】他形態に係る平面転造工程を概念的に示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の他実施形態に係る軸部材の側面図、（ｂ）は軸部材の軸直交断面図である。
【図７】（ａ）は軸部材に形成された軸方向溝の一形状を示す拡大断面図、（ｂ）〜（ｄ）は何れも軸方向溝の他形状を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の他実施形態に係る軸部材の側面図である。
【図９】（ａ）は他実施形態に係る軸部材の側面図、（ｂ）は軸部材に形成されたディンプルの断面形状を示す拡大図、（ｃ）はディンプルの平面形状を示す拡大図である。
【図１０】本発明に係る動圧軸受装置を組込んだ情報機器用モータの一構成例を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、４１  動圧軸受装置
２      動圧軸受装置用軸部材
３      軸受部材
４      電鋳部
６      ラジアル軸受隙間
７      凹部
８      周囲領域
９ａ、９ｂ  傾斜溝
１０    動圧発生部
１１    軸素材
１２、１３  転造ダイス
１２ｂ  凸部
１４ａ  第１の加工硬化層
１５    隆起部
１６、１７  転造ダイス
１６ｂ  平面部
１８    第２の加工硬化層
２１    軸部材
２２    軸方向溝
２３    周囲領域
２６    隆起部
３１    軸部材
３２    ディンプル
３３    周囲領域
３６    隆起部
４０    モータ
ｄ、ｄ、ｄ  凹部の深さ
ｈ      隆起部の高さ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ１１  スラスト軸受部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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