(57)【要約】【課題】高精度かつ高強度な流体軸受装置用軸部材を容易に製造可能とする。【解決手段】軸部材２は、ラジアル軸受面Ａを有する軸部２１と、スラスト軸受面Ｂ、Ｃを有し、軸部２１の一端に設けられたフランジ部２２とを備える。軸部２１とフランジ部２２が、両者間に調心機構１１を介在させ、かつ両者を線接触させた状態で溶接固定されている。【選択図】図２
2009058006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル軸受面を有する軸部と、スラスト軸受面を有し、軸部の一端に設けられたフランジ部とを備える流体軸受装置用軸部材において、
軸部とフランジ部が、両者間に調心機構を介在させて、かつ両者を線接触させた状態で溶接固定されていることを特徴とする流体軸受装置用軸部材。
【請求項２】
調心機構が、軸部とフランジ部の何れか一方に形成され、他方側の部材に向けて縮径した調心面と、他方の部材に設けられ、調心面の先端を収容する凹部とを有する請求項１記載の流体軸受装置用軸部材。
【請求項３】
調心面がテーパ面で形成された請求項２記載の流体軸受装置用軸部材。
【請求項４】
調芯面が凸曲面で形成された請求項２記載の流体軸受装置用軸部材。
【請求項５】
凹部の内部で軸部とフランジ部とが溶接固定された請求項２〜４の何れか一項記載の流体軸受装置用軸部材。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項記載の軸部材と、内周に軸部材を収容した軸受スリーブとを備える流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受装置用軸部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置は、軸受隙間に形成される油膜で軸部材を回転自在に支持する軸受装置である。この流体軸受装置は、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ている。
【０００３】
例えば、スピンドルモータ用の流体軸受装置は、軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入され、軸受スリーブに対して相対回転する軸部材とを備える。軸部材としては、ラジアル軸受面を有する軸部と、スラスト軸受面を有し、軸部の一端に設けられたフランジ部とを備えるものが使用される場合が多い。このフランジ付軸部材としては、軸部およびフランジ部を切削等の機械加工で一体に形成した一体タイプと、個別に製作した軸部およびフランジ部を適宜の手段で一体化した別体タイプとがある。
【０００４】
一体タイプのフランジ付軸部材は、軸部とフランジ部との間に高い締結強度を確保し得る反面、その製作に際しては専用の加工設備が必要であるため、コスト高が問題となる。そのため、近時においては、フランジ付軸部材を別体タイプとする場合がある。
【０００５】
別体タイプのフランジ付軸部材としては種々のものが提案されているが、軸部とフランジ部との間に高い締結強度を確保したものとして、例えば両者を抵抗溶接したものが公知である（例えば、特許文献１を参照）。詳細には、相互に対向する軸部とフランジ部の端面の何れか一方に微小な環状突起と、突起に隣接して凹部とを設け、突起の先端部を他方に接触させた状態で電圧を印加して突起を溶融させることにより、軸部とフランジ部とが溶接固定された軸部材である。かかる軸部材であれば、突起の溶融物が凹部内に収容され、溶接部の外側における軸部とフランジ部との当接面間に前記溶融物が入り込むのを防止することができるので、組み付け精度が高められる。
【特許文献１】特開２００４−３４０３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種のフランジ付軸部材においては、回転時の振れ回りを防止する観点から軸部とフランジ部との間で所定の同軸度を確保することが重要になる。また、フランジ部は、軸受スリーブと軸方向に係合する抜け止めとしての機能を有するので、軸部とフランジ部の間に高い締結強度を確保することも重要である。上記特許文献１では、組立治具で軸部およびフランジ部の外周面を拘束することによって前記の同軸度を確保しているが、たとえ治具で軸部とフランジ部の姿勢を規制したとしても、例えば軸部の端面と外周面の間の直角度が不十分な場合、軸部とフランジ部とが点当たりとなるため、全周に亘って均一な溶接強度を確保するのが難しい。
【０００７】
本発明の課題は、高精度かつ高強度な流体軸受装置用軸部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明では、ラジアル軸受面を有する軸部と、スラスト軸受面を有し、軸部の一端に設けられたフランジ部とを備える流体軸受装置用軸部材において、軸部とフランジ部が、両者間に調心機構を介在させて、かつ両者を線接触させた状態で溶接固定されていることを特徴とする流体軸受装置用軸部材を提供する。なお、ここでいうラジアル軸受面およびスラスト軸受面は、この軸部材を流体軸受装置に組み込んだ際に、対向する面との間にそれぞれラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間を形成する面を意図したものであり、これらの面に動圧溝等の動圧発生部が形成されているか否かは問わない。また、ここでいう調心機構は、軸部とフランジ部の何れか一方が他方に対して首振り揺動可能な関係を実現する機構をいう。
【０００９】
上記のように、本発明は、軸部とフランジ部が、両者間に調心機構を介在させて、かつ両者を線接触、好ましくはリング状に接触させた状態で溶接固定されていることを特徴とするものである。かかる構成とすれば、前述のように、軸部とフランジ部の何れか一方が他方に対して首振り揺動可能となるので、組立治具で軸部とフランジ部の相対姿勢を規制するだけで、軸部とフランジ部の調心を行って両者間の芯出しを精度良く行うことができる。この際、両者が線接触、好ましくはリング状に接触させた状態で溶接されるので、溶接強度を高めることができる。そのため、高精度かつ高強度な軸部材が容易に得られる。
【００１０】
なお、溶接方法としては、特許文献１と同様に抵抗溶接を用いることも可能であるが、レーザ溶接がより望ましい。抵抗溶接は、溶接される部材間の接触面積が小さい程溶接強度が高まる傾向にあり、そのため、軸部とフランジ部とが線接触の状態で溶接固定される本発明の構成においては、溶接強度の点で優位性をもたせることができるからである。また、抵抗溶接では、軸部およびフランジ部の形成材料が導電性金属に限定されるが、レーザ溶接であれば、導電性の強弱あるいは有無を考慮する必要がなく、さらには異種金属同士でも高い溶接強度を確保することができる。従って、軸部およびフランジ部は、その溶接性を考慮することなく、軸部材として求められる品質を満足し得る最適材料で形成することが可能となる。
【００１１】
上記の調心機構の具体的な構成としては、軸部とフランジ部の何れか一方に形成され、他方側の部材に向けて縮径した調心面と、他方の部材に設けられ、調心面の先端を収容する凹部とを有するものが挙げられる。調心機構は、軸部やフランジ部とは異なる別部材を設けることで構成することも可能であるが、別部材を設けることによるコスト増が生じるため望ましくない。この点、上記のように、軸部とフランジ部の何れか一方に形成した調心面と、他方に設けた凹部とで調心機構を形成すれば、前述のコスト増を防止することができ、望ましい。
【００１２】
上記調心面は、テーパ面や凸曲面で形成することが可能である。調心面の加工容易性（加工コスト）を考慮した場合、調心面はテーパ面とする方が有利である。一方、前述のとおり本発明でいう調心機構は、軸部とフランジ部の何れか一方が他方に対して首振り揺動可能な関係を実現する機構、つまり、軸部とフランジ部の芯出しのみならず、両者間の直角度をも修正し得る機構である。そのため、かかる事項を考慮すると、調心面は凸曲面とする方が有利な場合がある。詳細には、調心面を凸曲面とした場合、凹部の内周縁を如何なる形状としても、軸部とフランジ部の線接触状態を確保しつつも、両者間の芯出しおよび直角度修正が同時に行い得る。これに対し、調心面をテーパ面とした場合に軸部とフランジ部の線接触状態を確保しつつも、両者間の芯出しおよび直角度修正を同時に実現しようとすると、凹部の内周縁を凸曲面（Ｒ面）とする必要がある。以上のことから、調心面をテーパ面又は凸曲面とするかは、調心面の加工容易性のみを考慮して一義的に決定するのではなく、軸部とフランジ部の形成材料等、すなわち軸部材全体の加工コスト等を考慮して、任意に選択することができる。
【００１３】
上記構成において、軸部とフランジ部とは、凹部の内部で溶接固定することができる。このように凹部の内部で両者を溶接固定すれば、溶接時の熱影響が軸部のラジアル軸受面やフランジ部のスラスト軸受面に及び難くなり、両軸受面の面精度等が悪化するのを極力回避することができる。また、溶接痕が軸部の外周やフランジ部の一端に突出して軸受性能に悪影響が及ぶのを効果的に回避することができる。さらに、両者をレーザ溶接する場合には、レーザの照射に伴って溶解物が飛散し、これがフランジ部の端面に付着するおそれがあるが、凹部の内部で両者を溶接すれば、溶接部位を凹部で覆うことができるので、溶解物がフランジ部の端面（スラスト軸受面）等へ付着する可能性を減じることができる。
【００１４】
上記の軸部材は、軸部とフランジ部とが高精度かつ高強度に組み付けられたものであるから、この軸部材と、これを内周に収容した軸受スリーブとを備える流体軸受装置は、軸受隙間を高精度に管理することができ、高い回転性能が安定して維持される。
【発明の効果】
【００１５】
以上に示すように、本発明によれば、高精度かつ高強度な流体軸受装置用の軸部材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】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、流体軸受装置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を回転自在に支持する流体軸受装置１と、軸部材２に装着されたディスクハブ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４ａおよびロータマグネット４ｂとを備えている。ステータコイル４ａはブラケット５の外周に取付けられ、ロータマグネット４ｂはディスクハブ３の内周に取付けられる。流体軸受装置１のハウジング７は、ブラケット５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６が一又は複数枚保持される。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との間の電磁力でロータマグネット４ｂが回転し、それによって、ディスクハブ３およびこれに保持されたディスク６が軸部材２と一体に回転する。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施形態に係る流体軸受装置１を示している。同図に示す流体軸受装置１は、軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部材２と、軸受スリーブ８および軸部材２を内周に収容したハウジング７と、ハウジング７の一端開口を封止する蓋部材９と、ハウジング７の他端開口をシールするシール部材１０とを備える。なお、説明の便宜上、シール部材１０の側を上側、これとは軸方向反対側を下側として、以下説明を進める。
【００１９】
ハウジング７は、黄銅等の金属材料あるいは樹脂材料で円筒状に形成される。ハウジング７の内周面は軸方向で相対的に大径の大径内周面７ａと相対的に小径の小径内周面７ｂとに区画され、大径内周面７ａには軸受スリーブ８が、小径内周面７ｂには蓋部材９が、それぞれ例えば、接着、圧入、溶着等の適宜の手段で固定される。
【００２０】
軸受スリーブ８は、例えば銅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る。軸受スリーブ８は、焼結金属以外にも、例えば黄銅等の軟質金属材料や焼結金属ではない他の多孔質体（例えば、多孔質樹脂）で形成することも可能である。
【００２１】
軸受スリーブ８の内周面８ａには、図３（Ａ）に示すように、ラジアル動圧発生部として、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上下二箇所に離隔して形成される。本実施形態において、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。一方、下側の動圧溝８ａ２は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法はそれぞれ上記軸方向寸法Ｘ２と等しくなっている。なお、動圧溝は、後述する軸部２１のラジアル軸受面Ａに形成することもでき、またその形状は、スパイラル形状等公知のその他の形状とすることもできる。
【００２２】
軸受スリーブ８の下側端面８ｂには、図３（Ｂ）に示すように、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝８ｂ１をスパイラル形状に配列した環状領域が形成される。なお、動圧溝（スラスト動圧発生部）は、後述するフランジ部２２のスラスト軸受面Ｂに形成することもでき、またその形状は、ヘリングボーン形状等公知のその他の形状とすることもできる。
【００２３】
軸受スリーブ８の外周面８ｃには、両端面に開口した軸方向溝８ｃ１が１又は複数本形成される。また、軸受スリーブ８の上側端面８ｄには、円環溝８ｄ１と、円環溝８ｄ１の内径側に接続された径方向溝８ｄ２が１又は複数本形成される。
【００２４】
蓋部材９は、例えば金属材料や樹脂材料で円盤状に形成される。この蓋部材９の上側端面９ａには、図示は省略するが、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝をスパイラル形状あるいはヘリングボーン形状に配列した環状領域が形成される。動圧溝は、後述するフランジ部２２のスラスト軸受面Ｃに形成してもよい。
【００２５】
シール部材１０は、例えば、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、ハウジング７の内周面７ａの上端部に接着、圧入等の適宜の手段で固定される。このシール部材１０の内周面１０ａと、軸部２１の外周面２１ａとの間には所定のシール空間Ｓが形成される。シール空間Ｓは、流体軸受装置１に充満される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、潤滑油の油面は常時シール空間Ｓの範囲内にある。
【００２６】
軸部材２は、軸部２１と、軸部２１の外径側に張り出したフランジ部２２とからなり、軸部２１とフランジ部２２の双方は金属材料、ここでは両者共にステンレス鋼で形成される。軸部２１の外周面２１ａには、平滑な円筒面状をなし、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けた動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域とラジアル方向に対向するラジアル軸受面Ａ，Ａが軸方向に離隔して二箇所形成されている。両ラジアル軸受面Ａ，Ａ間には、ラジアル軸受面Ａよりも小径のヌスミ部２１ｂが形成されている。
【００２７】
フランジ部２２の上側端面２２ａには、軸受スリーブ８の下側端面８ｂに設けた動圧溝８ｂ１形成領域とスラスト方向に対向するスラスト軸受面Ｂが設けられ、また、下側端面２２ｂには、蓋部材９の上側端面９ａに設けた動圧溝形成領域とスラスト方向に対向するスラスト軸受面Ｃが設けられる。両スラスト軸受面Ｂ，Ｃは、動圧溝等のない平滑な平坦面とされる。
【００２８】
軸部２１とフランジ部２２とは、両者間に調心機構１１を介在させて、かつ両者を線接触させた状態で溶接固定されている。本実施形態において、調心機構１１は、軸部２１の下端に形成されたフランジ部２２側（下側）に向かって漸次縮径する凸曲面状（球面状）の調心面１２と、フランジ部２２に形成され、軸部２１の調心面１２の先端を収容する凹部１３とで構成される。なお、本実施形態で、凹部１３は、フランジ部２２の両端面２２ａ、２２ｂに開口した貫通孔とされ、軸部２１とフランジ部２２は、フランジ部２２の凹部１３の内部に形成した溶接部１４で溶接固定される。この軸部材２の製造方法は後に詳述する。
【００２９】
流体軸受装置１は以上の構成部材からなり、シール部材１０でシールされたハウジング７の内部空間には、軸受スリーブ８の内部気孔も含め潤滑油が充満される。
【００３０】
以上の構成からなる流体軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の動圧溝８ａ１，８ａ２形成領域と、軸部２１のラジアル軸受面Ａ，Ａとの間にはラジアル軸受隙間が形成される。そして、軸部材２の回転に伴って、ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝８ａ１，８ａ２の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材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ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が軸方向の二箇所に離隔形成される。
【００３１】
また、これと同時に、フランジ部２２のスラスト軸受面Ｂ，Ｃと、軸受スリーブ８の下側端面８ｂおよび蓋部材９の上側端面９ａとの間にはスラスト軸受隙間がそれぞれ形成される。そして、軸部材２の回転に伴って、両スラスト軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材２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２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。
【００３２】
また、軸部材２の回転時には、上述のように、シール空間Ｓが、ハウジング７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、シール空間Ｓ内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用により、シール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング７の内部側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。
【００３３】
また、上述したように、上側の動圧溝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。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２１の外周面２１ａとの間の隙間に満たされた潤滑油は下方に流動し、軸受スリーブ８の下側端面８ｂとフランジ部２２の上側端面２２ａとの間の隙間→軸受スリーブ８の軸方向溝８ｃ１によって形成される流体通路→シール部材１０の径方向溝１０ｂ１によって形成される流体通路→軸受スリーブ８の円環溝８ｄ１および径方向溝８ｄ２によって形成される流体通路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。
【００３４】
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、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の問題を解消することができる。上記の循環経路には、シール空間Ｓが連通しているので、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。従って、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。  
【００３５】
次に、上記軸部材２の製造方法を図４に基づいて詳述する。
【００３６】
図４（Ａ）（Ｂ）は、軸部材２の製造工程を概念的に示している。同図に示す組立装置は、第１治具３１と、第１治具３１に同軸配置された第２治具３２と、第２治具３２の上方からレーザ３３を照射する図示しないレーザ照射装置とを主要な構成として備える。第１治具３１および第２治具３２は、図示しない駆動機構によって軸方向に相対移動可能とされ、本実施形態では、第１治具３１が固定側、第２治具３２が可動側である。
【００３７】
第１治具３１は、軸部２１を挿入可能で、かつ挿入した軸部２１を保持する保持孔３１ａを有する。第２治具３２は、フランジ部２２の下側端面２２ｂ（スラスト軸受面Ｃ）に下端面３２ａ２が当接する小径部３２ａと、内周にフランジ部２２を収容する大径部３２ｂとを有する。レーザ照射装置には、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、半導体レーザ、ファイバレーザ等、公知のレーザを使用可能であるが、照射されるレーザ３３のビーム品質や経済性、さらには溶接強度や溶接容易性等を考慮するとＹＡＧレーザや炭酸ガスレーザが好適である。レーザ３３の照射方式としては、連続式またはパルス式の何れであっても良い。
【００３８】
なお、図示は省略しているが、レーザ照射装置と第２治具３２との間に、レーザ３３のビーム径を調整するためのビーム径調整手段を配設することも可能である。かかるビーム径調整手段を設けることにより、形成すべき溶接部１４の形成範囲等を容易に調整することが可能となる。また同様に図示は省略しているが、溶接作業中に溶接部１４の形成部近傍が酸化するのを防止するため、周囲の空気を遮断するためのアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを吹き付けるシールドガス噴射装置を配設することもできる。
【００３９】
ところで、この種のフランジ付軸部材では、軸部２１のラジアル軸受面Ａに対するフランジ部２２のスラスト軸受面Ｂ，Ｃの直角度が軸受性能を左右する。そのため、これら軸受面間における所定の直角度を確保すべく、第１治具３１の保持孔３１ａの内周面に対する第２治具３２の小径部下端面３２ａ２の直角度、第１治具３１の上端面３１ｂに対する第２治具３２の小径部下端面３２ａ２の平行度等は、予め十分に高めておくのが望ましい。
【００４０】
以上の構成において、まず図４（Ａ）に示すように、第１治具３１の保持孔３１ａに軸部２１を挿入した後、軸部２１に設けた調心面１２の先端部を凹部１３内に収容するようにしてフランジ部２２を軸部２１（の調心面１２上）に載置する。軸部２１に設けた調心面１２は凸曲面に形成されていることから、軸部２１にフランジ部２２を載置すると、両者は全周に亘ってリング状に線接触した状態を保持しつつ、フランジ部２２が軸部２１に対して首振り揺動可能となる。
【００４１】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、第２治具３２を第１治具３１に接近させ、第２治具３２の大径部３２ｂの下端面３２ｂ１を第１治具３１の上端面３１ｂに当接させる。第２治具３２を第１治具３１に接近させる際、フランジ部２２の下側端面２２ｂに第２治具３２の小径部下端面３２ａ２が接触すると、軸部２１の調心面１２上でフランジ部２２が揺動し、軸部２１に対するフランジ部２２の姿勢が規定のものに矯正される。上述のとおり、第１，第２治具３１，３２の各面間では所定の直角度等が確保されていることから、第１治具３１と第２治具３２とが当接した時点において、軸部２１とフランジ部２２の間の芯出しが行われるのと同時に、軸部２１のラジアル軸受面Ａとフランジ部２２のスラスト軸受面Ｂ，Ｃとの間で所定の直角度が確保される。
【００４２】
次いで、図示しないレーザ照射装置から第２治具３２の小径部３２ａ内周を通過させるようにして軸部２１とフランジ部２２の環状接触部にレーザ３３を照射して環状の溶接部１４を形成する。そして、レーザ３３の照射を停止して第２治具３２を原点復帰させた後、軸部２１を第１治具３１から取り出すと、図２に示す完成品としての軸部材２が得られる。
【００４３】
以上に示すように、本発明では、軸部２１とフランジ部２２との間に調心機構１１が介在し、軸部２１に対してフランジ部２２が首振り揺動可能となるので、治具３１，３２で軸部２１およびフランジ部２２の相対姿勢を規制するだけで軸部２１とフランジ部２２の調心を行って両者間の芯出しを精度良く行うことができる。また、このように治具３１，３２で両者の相対姿勢を規制できるので、両者をリング状に線接触させた状態で溶接固定することができ（溶接部１４をリング状に形成することができ）、溶接強度を高めることができる。従って、高精度かつ高強度な軸部材２が容易に製造可能となる。特に本実施形態においては、接触面積によって接合強度に差異（ばらつき）が生じる抵抗溶接ではなく、レーザ溶接で両者を溶接固定したので、安定した溶接強度が得られる。
【００４４】
また、調心機構１１を、軸部２１に設けた調心面１２と、フランジ部２２に設けた凹部１３とで構成したので、両者の調心を別部材で行う場合に懸念されるコスト増の問題を効果的に防止することができる。
【００４５】
また、本実施形態では調心面１２を凸曲面（球面）に形成したので、凹部１３をいかなる形状に形成しても軸部２１とフランジ部２２とが線接触の状態で首振り揺動自在となる。そのため、両治具３１，３２を当接させると、軸部２１とフランジ部２２の間の同軸度のみならず、軸部２１のラジアル軸受面Ａに対するフランジ部２２のスラスト軸受面Ｂ，Ｃの直角度確保も容易に行い得る。
【００４６】
また、軸部２１とフランジ部２２とを、凹部１３の内部で溶接固定したので、溶接時の熱影響により、軸部２１のラジアル軸受面Ａやフランジ部２２のスラスト軸受面Ｂ、Ｃの面精度が悪化するのを極力回避することができる。また、溶接痕が軸部２１の外周やフランジ部２２の端部側、すなわちラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間に突出して、軸受性能に悪影響が生じるのを効果的に回避することができる。さらに、溶接部１４をレーザ３３の照射によって形成する本実施形態の構成では、レーザ３３の照射に伴う溶解物の飛散が懸念されるが、軸部２１とフランジ部２２を凹部１３の内部で溶接すれば、凹部１３の内壁面（フランジ部２２の内周面）で溶接部位を覆うことができので、溶解物が飛散し、これがフランジ部２２の端面２２ａ、２２ｂ等に付着するのを効果的に防止することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、軸部２１およびフランジ部２２を同種のステンレス鋼で形成したが、レーザ溶接であれば、抵抗溶接では高い溶接強度を確保するのが難しい異種金属間においても高い溶接強度を確保することができる。そのため、軸部材２に必要とされる強度を確保し得る限りにおいて、軸部２１とフランジ部２２の形成材料の選択肢を広げることが、すなわち要求品質に応じた最適材料を選択使用することができ、この点から軸部材２の低コスト化を図ることが可能である。例えば、軸部２１をステンレス鋼で形成する一方、フランジ部２３を黄銅等で形成することができる。
【００４８】
軸部２１とフランジ部２２の間の芯出し、および軸受面間の直角度確保を可能とする限りにおいて、軸部２１およびフランジ部２２の形状は任意に変更可能である。
【００４９】
例えば、図５（Ａ）に示すように、軸部２１に、調芯面１２から下方に延び、フランジ部２２の凹部１３（貫通孔）内周に収容される小径部２１ｃをさらに設けることも可能である。かかる構成とすれば、フランジ部２２の内周に形成される空間を小径部２１ｃで埋めることができるため、図２に示す構成に比べて軸受内部に充満すべき潤滑油の油量を低減することができる。そのため、シール空間Ｓの軸方向寸法を縮小して流体軸受装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００５０】
また、例えば、図５（Ｂ）に示すように、フランジ部２２に設けた凹部１３を貫通孔ではなく窪み状に形成することも可能である。この場合、軸部２１とフランジ部２２とは、軸部２１の調心面１２とフランジ部２２の上側端面２２ａとの間に形成される環状隙間に溶接部１３を形成することによって溶接固定することができる。
【００５１】
以上では、軸部２１に設けた調心面１２と、フランジ部２２に設けた凹部１３とで調心機構１１を構成した場合について説明を行ったが、フランジ部２２に設けた調心面１２と、軸部２１に設けた凹部１３とで調心機構１１を構成することも可能である。具体的には、例えば図５（Ｃ）（Ｄ）に示すように、フランジ部２２に、軸部２１側に向かって縮径する凸球面状に形成された調芯面１２を設けると共に、軸部２１に貫通孔もしくは窪み状の凹部１３を設けることにより、軸部２１とフランジ部２２とをリング状に接触させた状態で溶接固定することができる。
【００５２】
なお、図２および図５（Ａ）（Ｃ）では、凹部１３の内部に溶接部１４を形成することによって軸部２１とフランジ部２２とを溶接固定しているが、図５（Ｂ）（Ｄ）と同様に、軸部２１の下端面とフランジ部２２の上側端面２２ａとの間の環状隙間に溶接部１４を形成しても良い。またあるいは、軸部材２の一層の高強度化を目的として、凹部１３の内部と、前記環状隙間の双方に溶接部１４を形成することによって、軸部２１とフランジ部２２を溶接固定することもできる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について説明を行ったが、本発明に係る軸部材２は、上記構成の流体軸受装置に限定適用されるものではない。以下、本発明に係る軸部材２を適用可能な流体軸受装置の他の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、以上で説明したものに準じる構成には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００５４】
図６は、本発明に係る軸部材２を組み込んだ流体軸受装置の第２実施形態を示すものである。同図に示す流体軸受装置が図２に示すものと異なる主な点は、軸部材２のスラスト部材２２の下側端面２２ｂにスラスト軸受面Ｃは形成されず、第２スラスト軸受部Ｔ２が、軸部２１の上端に固定されたディスクハブ３の円盤部３ａの下側端面３ａ１とハウジング７の上側端面７ｃとの間に設けられた点、およびシール空間Ｓが、ハウジング７のテーパ状外周面７ｄとディスクハブ３の円筒部３ｂの内周面３ｂ１との間に設けられる点にある。なお、図示例では、図２と同様の軸部材２を用いた構成としているが、もちろん、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す構成の軸部材２を使用することも可能である。
【００５５】
図７は、本発明に係る軸部材２を組み込んだ流体軸受装置の第３実施形態を示すものである。同図に示す流体軸受装置では、軸部材２が、軸部２１の軸方向略中央部に固定された第２のフランジ部４２をさらに備え、第２スラスト軸受部Ｔ２が、第２のフランジ部４２と軸受スリーブ８の上側端面８ｄとの間に設けられる点、および両フランジ部２２，４２の外周面２２ｃ，４２ｃが、ハウジング７の内周面７ａとの間にシール空間Ｓを形成する点で、図２および図６に示す実施形態と構成を異にする。このように２つのフランジ部２２，４２を軸部２１に設けた軸部材２を用いる場合であっても、軸部２１と、軸部２１の下端に設けたフランジ部２２との一体品に関しては、上記本発明の構成を適用することができる。もちろん、本実施形態においても、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す構成の軸部材２を使用することも可能である。
【００５６】
以上では、凸曲面状（球面状）に形成された調心面１２を有する軸部材２、およびこれを組み込んだ流体軸受装置１について説明を行ったが、調心面１２は、図８に示すようなテーパ面に形成することも可能である。この場合、凹部１３の内周縁、厳密には、少なくとも調心面１２が導入される側の内周縁（図示例では、フランジ部２２の上端内周縁）１３ａは、凸曲面（Ｒ面）に形成するのが望ましい。かかる構成とすることによって、軸部２１とフランジ部２２とが、以上で説明した実施形態と同様に首振り揺動自在な関係となり、軸部２１とフランジ部２２とを溶接する際に、両者間の同軸度のみならず、直角度も同時確保することが可能となる。かかる構成は、以上で説明を行った何れの実施形態においても好適に採用可能である。
【００５７】
なお、調心面１２の加工容易性（加工コスト）を考慮すると、調心面１２は凸曲面に形成するよりもテーパ面に形成した方が有利であるが、軸部２１とフランジ部２２の溶接固定時に、両者の同軸度および直角度を同時に確保しようとすると、上記のとおり凹部１３の内周縁１３ａをＲ面に加工する必要が生じる。加工コストは、軸部２１およびフランジ部２２の形成材料や加工方法等によっても左右されるので、何れの構成を採用するかは、使用材料等によって適宜選択すれば良い。
【００５８】
また、以上で説明を行った流体軸受装置は、何れも、ハウジング７と軸受スリーブ８とを別体品としたものであるが、両者を一体化した流体軸受装置にも本発明に係る軸部材２を好適に採用することができる。また、特に図２に示す流体軸受装置にあっては、さらに、蓋部材９又はシール部材１０をハウジング７に一体化することも可能である。
【００５９】
また、以上では、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、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受、多円弧軸受、あるいは非真円軸受を、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、いわゆるステップ軸受や波形軸受を採用しても良い。また、以上では、ラジアル軸受部を軸方向２箇所に設けた構成を例示しているが、ラジアル軸受部を軸方向の１箇所あるいは３箇所以上に設けることもできる。
【００６０】
また、以上では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の双方を動圧軸受で構成した場合について説明を行ったが、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を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、軸部材２のラジアル軸受面Ａを真円状に形成すると共に、対向する軸受スリーブ８の内周面８ａを真円状内周面とすることで、いわゆる真円軸受を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】流体軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一例を概念的に示す断面図である。
【図２】流体軸受装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図３】（Ａ）図は軸受スリーブの断面図、（Ｂ）図は軸受スリーブの下側端面を示す図である。
【図４】軸部材の製造工程を概念的に示す断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）図は、軸部材の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図６】流体軸受装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】流体軸受装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図８】軸部材の他例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      流体軸受装置
２      軸部材
１１    調心機構
１２    調心面
１３    凹部
１４    溶接部
２１    軸部
２２    フランジ部
３１    第１治具
３２    第２治具
３３    レーザ
Ａ      ラジアル軸受面
Ｂ、Ｃ  スラスト軸受面
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
【図１】
2009058006.tif 000003
【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】
2009058006.tif 000009
【図８】
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