(57)【要約】【課題】流体軸受装置の軸受性能を低下させることなく、製造コストを低減する。【解決手段】スリーブ部８に、ラジアル軸受面（大径内周面８ａ１）及び第１シール面（小径内周面８ａ２）を形成することにより、従来品では軸受スリーブ及びシール部材の２部材で果たされていた機能を一部材で果たすことができる。【選択図】図２
2009228873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、内周に軸部材を挿入したスリーブ部と、スリーブ部の内周面に設けられたラジアル軸受面と軸部材の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙間と、スリーブ部の内周面に設けられた第１シール面と軸部材の外周面との間に形成され、軸受内部に満たされた潤滑流体の気液界面を毛細管力の引き込み作用で内部に保持する第１シール空間と、ラジアル軸受隙間に生じる流体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、軸部材の端部と接触して軸部材をスラスト方向で支持するスラスト軸受部とを備えた流体軸受装置。
【請求項２】
軸部材に、大径部、小径部、及びこれらの間の肩面を設け、この肩面とスリーブ部とを軸方向で係合可能とした請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
スリーブ部の内周面に、軸部材の肩面と係合可能な段差面を設けた請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項４】
スリーブ部の段差面が成形面である請求項３記載の流体軸受装置。
【請求項５】
スリーブ部のスラスト軸受部側の端面を、スラスト方向で対向する面と非接触とした請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項６】
スリーブ部のうち、軸部材の肩面と係合する部分に表面硬化処理を施した請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項７】
スリーブ部の外周面に設けた第２シール面で第２シール空間を形成した請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項８】
軸部材のスラスト軸受部側の端部が面する空間と第２シール空間とを連通する連通路を設けた請求項７記載の流体軸受装置。
【請求項９】
スリーブ部に、ラジアル軸受面としての大径内周面と、第１シール面としての小径内周面とを設けると共に、軸部材に、肩面から小径部へ向けて漸次縮径したテーパ面を設け、スリーブ部の小径内周面と軸部材のテーパ面との間に第１シール空間を形成した請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項１０】
スリーブ部に、ラジアル軸受面としての小径内周面と、軸部材の大径部の外周面と対向する大径内周面とを設けた請求項２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、ラジアル軸受隙間に形成される流体膜で、軸部材をラジアル方向で回転自在に支持する流体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、情報機器（例えばＨＤＤ）の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク駆動装置、若しくはＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク駆動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、又は電気機器の冷却等に使用されるファンモータなどの小型モータ用として使用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に示されている流体軸受装置は、下端に球面状凸部を有する軸部材と、内周に軸部材を挿入した軸受スリーブと、内周面に軸受スリーブを固定したコップ状のハウジングと、ハウジング開口部に設けられたシール部材とを備える。この流体軸受装置では、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体膜で、軸部材をラジアル方向に非接触支持すると共に、軸部材の球面状凸部とハウジングの内底面に設けたスラストプレートとを接触摺動させることで、軸部材をスラスト方向に支持している。シール部材の内周面と軸部材の外周面との間には、軸受内部に満たされた潤滑油の外部への漏れ出しを防止するためのシール空間が形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４０１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の情報機器の高性能化、高容量化に伴って、上記のような流体軸受装置の軸受剛性や回転精度等の軸受性能の向上が求められている。その一方で、情報機器の低価格化に伴って、上記のような流体軸受装置に対するコスト低減の要求も益々厳しくなっている。
【０００６】
本発明の課題は、流体軸受装置の軸受性能を低下させることなく、製造コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の流体軸受装置は、軸部材と、内周に軸部材を挿入したスリーブ部と、スリーブ部の内周面に設けられたラジアル軸受面と軸部材の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙間と、スリーブ部の内周面に設けられた第１シール面と軸部材の外周面との間に形成され、軸受内部に満たされた潤滑流体の気液界面を毛細管力の引き込み作用で内部に保持する第１シール空間と、ラジアル軸受隙間に生じる流体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、軸部材の端部と接触して軸部材をスラスト方向で支持するスラスト軸受部とを備える。
【０００８】
このように、本発明の流体軸受装置では、従来品（例えば上記特許文献１の流体軸受装置）の軸受スリーブ及びシール部材に相当する部材を、スリーブ部として一体化している。これにより、部品数を削減することができると共に、流体軸受装置の組立工数を削減することができるため、流体軸受装置の製造コストを低減することができる。
【０００９】
この流体軸受装置では、例えば、軸部材に、大径部、小径部、及びこれらの間の肩面を設け、この肩面とスリーブ部とを軸方向で係合させることにより軸部材の抜け止めを行うことができる。また、スリーブ部の内周面に段差面を設け、この段差面と軸部材の肩面とを係合させることもできる。
【００１０】
この場合、軸部材の肩面とスリーブ部との係合部における軸方向隙間δが、軸部材に許容される軸方向移動量となる。すなわち、軸方向隙間δが大きいと、軸部材の軸方向移動量が大きくなり、軸部材のガタツキが大きくなるため、軸方向隙間δはなるべく小さく設定することが好ましい。軸方向隙間δの設定は、例えば以下のように行われる。まず、軸部材の端部をスラスト軸受部と接触させた状態で、軸部材の肩面にスリーブ部を当接させる（図５参照）。その後、軸部材をスラスト軸受部から離反する方向に引っ張ることで、軸部材の肩面と係合させたスリーブ部を同方向に移動させる。こうして軸部材の引っ張り量で軸方向隙間δを設定することにより、スリーブ部や軸部材の寸法精度によらず、軸方向隙間δを高精度に設定することができる。例えば、上記のようにスリーブ部の内周面に段差面を設ける場合、この段差面を成形面とすれば、段差面の加工精度が高められ、軸方向隙間δをより高精度に設定することができる。上記のようにして軸方向隙間δを設定した場合、スリーブ部のスラスト軸受部側の端面は、スラスト方向で対向する面と非接触になっている（図２参照）。
【００１１】
このような流体軸受装置に衝撃荷重が加わると、軸部材の肩面とスリーブ部との接触部に大きな負荷が加わる。従って、スリーブ部のうち、軸部材の肩面と係合する部分には、表面硬化処理を施すことが望ましい。
【００１２】
上記の流体軸受装置では、例えば、スリーブ部の外周面に第２シール面を設け、この第２シール面で第２シール空間を形成することができる。このように、スリーブ部の内周側の第１シール空間に加えて、スリーブ部の外周側に第２シール空間を形成することで、各シール空間の容積を縮小することができる。こうしてシール空間の軸方向寸法を縮小した分だけ、流体軸受装置を小型化することができる。あるいは、シール空間の軸方向寸法を縮小した分だけ、ラジアル軸受部の軸方向寸法を拡大して軸受剛性を高めることができる。
【００１３】
軸部材のスラスト軸受部側の端部が面する空間における圧力が、何らかの原因により過度に高まったり低下したりすると、軸受性能に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、この空間を、連通路を介して第２シール空間と連通すれば、圧力バランスを適性に保ち、上記不具合を回避することができる。
【００１４】
ところで、図７に示すスリーブ部８’は、ラジアル軸受面としての大径内周面８ａ１’、第１シール面としての小径内周面８ａ２’、及び段差面８ａ３’を有する。小径内周面８ａ２’は上方へ向けて漸次拡径したテーパ面であり、軸部材（図示省略）の外周面との間に楔形の第１シール空間を形成する第１シール面として機能する。このようなスリーブ部８’の内周面をコアロッド１１’で成形しようとすると、図示のように両者の間にアンダーカットが生じるため、スリーブ部８’とコアロッド１１’とを分離することが極めて困難となり、成形不能となる恐れがある。従って、このテーパ面状の小径内周面８ａ２’は、コアロッド以外の金型（例えば上パンチ）で成形したり、あるいは機械加工により形成せざるを得ず、加工精度の低下や加工コストの高騰を招くこととなる。
【００１５】
そこで、本発明の流体軸受装置では、スリーブ部に、ラジアル軸受面としての大径内周面と、第１シール面としての小径内周面とを設けると共に、軸部材に、肩面から小径部へ向けて漸次縮径したテーパ面を設け、スリーブ部の小径内周面と軸部材のテーパ面との間に第１シール空間を形成する。これにより、スリーブ部の小径内周面を円筒面とすることができるため、スリーブ部の内周面をコアロッドで成形することができ、スリーブ部を高精度且つ低コストに加工することができる。
【００１６】
また、上記の流体軸受装置において、軸受の内部空間の容積が増すと、軸受内部に満たされる潤滑流体の総量が増し、温度変化に伴う潤滑流体の体積変化が増大する。このため、潤滑流体の体積変化を吸収するシール空間の容積を拡大する必要が生じ、流体軸受装置の大型化を招くこととなる。そこで、本発明の流体軸受装置では、スリーブ部に、ラジアル軸受面としての小径内周面と、軸部材の大径部の外周面と対向する大径内周面とを設けている。すなわち、スリーブ部のスラスト軸受部側の端部を、軸部材の大径部の外径側まで延ばしている（図６参照）。これにより、軸受内部の空間の一部を埋め、軸受内部に満たされる潤滑流体を減らすことができるため、流体軸受装置の大型化を回避できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、流体軸受装置の軸受性能を低下させることなく、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る流体軸受装置１を組込んだ情報機器用スピンドルモータである。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に取付けられたディスクハブ３と、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、モータブラケット６とを備えている。ステータコイル４はモータブラケット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ている。流体軸受装置１は、モータブラケット６の内周に固定される。ディスクハブ３には、情報記録媒体としてのディスクＤが１又は複数枚（図１では２枚）保持される。このスピンドルモータにおいて、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、これに伴ってディスクハブ３およびディスクＤが軸部材２と一体に回転する。
【００２０】
流体軸受装置１は、図２に示すように、軸部材２と、内周に軸部材２を挿入したスリーブ部８と、スリーブ部８を内周に保持したハウジング７とを主に備える。尚、以下の説明において、軸方向でハウジング７の開口側を上側、閉口側を下側とする。
【００２１】
軸部材２は、例えばＳＵＳ鋼などの金属材料の旋削加工により形成される。本実施形態では、軸部材２は、大径部２ａと、大径部２ａの上側に設けられた小径部２ｂと、大径部２ａと小径部２ｂとの間に設けられた肩面２ｃと、肩面２ｃから小径部２ｂに延び、上方へ向けて漸次縮径したテーパ面２ｄとを一体に有する。軸部材２の下端部には球面状凸部２ａ２が設けられる。
【００２２】
スリーブ部８は、例えば銅を主成分とする焼結金属で形成され、大径内周面８ａ１と、小径内周面８ａ２と、これらの間に設けられた段差面８ａ３とを一体に有する。スリーブ部８の外周面８ｄはハウジング７の内周面７ａ１に圧入、接着、圧入接着、溶着等の適宜の手段で固定される。尚、スリーブ部８は焼結金属に限らず、他の金属や樹脂、あるいはセラミック等で形成することも可能である。
【００２３】
スリーブ部８の大径内周面８ａ１はラジアル軸受面として機能し、軸部材２の大径部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。大径内周面８ａ１には、ラジアル動圧発生部として、例えば図３に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１１、８ａ１２が軸方向に離隔した２箇所の領域に形成される。上側の動圧溝８ａ１１は、丘部（図３にクロスハッチングで示す）の軸方向中間部の帯状部分に対して軸方向非対称に形成されており、帯状部分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（Ｘ１＞Ｘ２）。
【００２４】
スリーブ部の小径内周面８ａ２は円筒面状に形成され、この面が第１シール面として機能する。小径内周面８ａ２は、軸部材２のテーパ面２ｄと対向し、これらの面の間に下方へ向けて半径方向寸法を漸次縮小させた断面楔形の第１シール空間Ｓ１が形成される。
【００２５】
スリーブ部８の段差面８ａ３は、軸部材２の肩面２ｃと軸方向隙間δを介して対向し、この軸方向隙間δが軸部材２の軸方向移動可能量となる。この段差面８ａ３と軸部材２の肩面２ｃとが軸方向で係合することにより、軸部材２の抜け止めが行われる。本実施形態のように、流体軸受装置１をＨＤＤのスピンドルモータ用として使用する場合は、ディスクとヘッドとの干渉を防止するために、軸方向隙間δを３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下に設定することが望ましい。尚、段差面８ａ３と軸部材２の肩面２ｃとの係合によるスリーブ部８の損傷を回避するために、スリーブ部８のうち、少なくとも段差面８ａ３に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜やＭＨ（メタルハーディング）処理等による表面硬化処理を施すことが好ましい。
【００２６】
スリーブ部８の下側端面８ｃは、スラスト方向で対向するハウジング７の内底面７ｂ１と非接触となっている。スリーブ部８の上側端面８ｂには、撥油剤（例えば、含フッ素重合体）が塗布される。軸受内部に満たされた潤滑油が温度上昇により第１シール空間Ｓ１から溢れ出そうになった場合、撥油剤により潤滑油がスリーブ部８の上側端面８ｂ側へ侵出することを防止できるため、潤滑油を第１シール空間Ｓ１内に保持できる。このとき、ハウジング７の側部７ａの上端面７ａ２や、軸部材２の外周面にも撥油剤を塗布してもよい。また、スリーブ部８の上側端面８ｂに封孔処理を施せば、スリーブ部８の内部に含浸した潤滑油が、上側端面８ｂの表面開孔から外部へ漏れ出す事態を防止できる。
【００２７】
スリーブ部８は、例えば以下のようにして形成される。
【００２８】
まず、金属粉末を圧粉成形した後、焼結することにより、およそスリーブ部８の形状をなした焼結体８０を得る。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、焼結体８０の内周面に、大径内周面８０ａ１、小径内周面８０ａ２、及び段差面８０ａ３が形成される。この焼結体８０にサイジングを施すことにより、所定の寸法に成形される。具体的には、図４（ａ）に示すように、焼結体８０の内周にコアロッド１１を挿入する。コアロッド１１は、大径外周面１１ａと、小径外周面１１ｂと、肩面１１ｃとを有する。コアロッド１１の大径外周面１１ａには、スリーブ部８の大径内周面８ａ１に形成される動圧溝８ａ１１、８ａ１２に対応した成形部が設けられる（図示省略）。図４（ａ）に示す状態で、焼結体８０とコアロッド１１とは隙間嵌めの状態になっており、焼結体８０の段差面８０ａ３とコアロッド１１の肩面１１ｃは軸方向で係合している。尚、図４（ａ）では、理解の容易化のため、焼結体８０とコアロッド１１との間の隙間を誇張して示している。
【００２９】
この焼結体８０の上側端面８０ｂを上方から上パンチ１２で押さえ、この状態で焼結体８０をダイ１３の内周に圧入する（図４（ｂ）参照）。これにより、焼結体８０の大径内周面８０ａ１、小径内周面８０ａ２、及び段差面８０ａ３が、それぞれコアロッド１１の大径外周面１１ａ、小径外周面１１ｂ、及び肩面１１ｃに押し付けられ、ラジアル軸受面としての大径内周面８ａ１、第１シール面としての小径内周面８ａ２、及び段差面８ａ３が成形される。これと同時に、コアロッド１１の大径外周面１１ａの成形部により、スリーブ部８の大径内周面８ａ１に動圧溝８ａ１１、８ａ１２が成形される。さらに、ダイ１３、上パンチ１２、及び下パンチ１４により、それぞれスリーブ部８の外周面８ｄ、上側端面８ｂ、及び下側端面８ｃが成形される。その後、スリーブ部８、コアロッド１１、及び上パンチ１２をダイ１３の内周から引き上げる。このとき、スリーブ部８の内周面がスプリングバックにより僅かに拡径し、スリーブ部８の内周面とコアロッド１１の外周面との間に微小隙間が形成される。これにより、スリーブ部８に成形されたラジアル軸受面や動圧溝８ａ１１、８ａ１２を損傷することなく、スリーブ部８とコアロッド１１とを分離することができる。
【００３０】
本実施形態では、上記のように、軸部材２にテーパ面２ｄを設けることで楔形の第１シール空間Ｓ１を設けている。従って、スリーブ部８の小径内周面８ａ２は円筒面状とすることができ、スリーブ部８とコアロッド１１との間にアンダーカットは生じない（図４参照）。このため、スリーブ部８の大径内周面８ａ１、小径内周面８ａ２、及び段差面８ａ３をコアロッド１１で一括成形することができ、これらの面を簡易且つ高精度に加工することができる。このように、ラジアル軸受面としての大径内周面８ａ１が高精度に加工されるため、ラジアル軸受隙間の幅精度が向上し、優れた軸受性能を得ることができる。また、第１シール面としての小径内周面８ａ２が高精度に加工されるため、第１シール空間Ｓ１の容積が高精度に設定され、シール性能を高めることができる。さらに、段差面８ａ３が高精度に加工されるため、軸方向隙間δを精度良く設定することができ、軸部材２の軸方向許容移動量を精度良く設定することができる。また、これらの面がコアロッド１１で一括成形されることで、各面の相対的な位置も高精度に設定される。
【００３１】
ところで、軸受スリーブとシール部材とを別体に設け、これらをハウジングの内周面に固定した場合、それぞれの固定精度を高精度に設定する必要があるため、組立コストの高騰を招く恐れがある。また、各部材とハウジングとの接触面積は比較的小さいため、ハウジングへの固定精度や固定力を高めることが困難となる。さらに、例えば軸受スリーブを焼結金属で、シール部材を樹脂材料した場合、焼結金属製の軸受スリーブは表面開孔から接着剤が浸入することによりハウジングと強固に固定されるが、シール部材とハウジングとの固定力は弱くなる。これに対し、本発明のように、軸受スリーブとシール部材とをスリーブ部８として一体に設けると、これらを別体に設けた場合よりも組立工程が簡略化され、コスト低減を図ることができる。また、軸受スリーブとシール部材とを一体化することで、スリーブ部８とハウジング７との接触面積を大きくすることができ、ハウジング７への固定精度や固定力を高めることができる。また、スリーブ部８をハウジング７との固定強度の高い材料（例えば焼結金属）で形成することにより、スリーブ部８とハウジング７との固定力をさらに高めることができる。
【００３２】
ハウジング７は、例えば樹脂材料で形成され、側部７ａ及び底部７ｂを一体に有するコップ状を成している。ハウジング７の樹脂材料としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の結晶性樹脂、あるいはポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂材料が使用可能である。また、この樹脂材料に、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状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボン繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、各種金属粉等の繊維状または粉末状の導電性充填材などの各種充填剤を、目的に応じて適量配合してもよい。
【００３３】
ハウジング７の材料は上記に限らず、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属材料を使用してもよい。また、金属紛とバインダーの混合物で射出成形した後、脱脂・焼結するいわゆるＭＩＭ成形や、金属材料、例えば真ちゅう等の軟質金属のプレス成形でハウジング７を形成することもできる。また、ハウジング底部７ｂは、必ずしも側部７ａと一体に形成する必要はなく、側部７ａと別体に形成することもできる。
【００３４】
ハウジング７の内底面７ｂ１は、軸部材２の下端部の球面状凸部２ａ２と接触して軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部Ｔを有する。本実施形態では、このようにハウジング７に直接スラスト軸受部Ｔを形成しているが、これに限らず、例えば耐摩耗性、摺動特性が良好な樹脂材料や焼結材料等で別途形成したスラストワッシャをハウジング７の内底面に配し、このスラストワッシャにスラスト軸受部Ｔを形成しても良い。この場合、ハウジング７は軸部材２と接触摺動することがなくなるため、ハウジング７に耐摩耗性が不要となり、ハウジング７の材料選択の幅が広がる。
【００３５】
上記構成の流体軸受装置１の内部空間、すなわち第１シール空間Ｓ１で密封されたハウジング７の内部空間には、潤滑流体として例えば潤滑油が注油され、ハウジング７内が潤滑油で満たされる（図２中の散点領域）。この状態で、潤滑油の油面は第１シール空間Ｓ１の範囲内に維持される。このとき、ハウジング閉塞側の空間Ｐ、すなわち軸部材２の下端の球面状凸部２ａ２及びスリーブ部８の下側端面８ｃと、ハウジング７の内底面７ｂ１との間に形成される空間や、軸部材２の肩面２ｃとスリーブ部８の段差面８ａ３との間の軸方向隙間δも、潤滑油で満たされている。
【００３６】
以下、軸部材２の肩面２ｃとスリーブ部８の段差面８ａ３との間の軸方向隙間δの設定方法を説明する。
【００３７】
まず、図５に示すように、スリーブ部８及び軸部材２をハウジング７の内周に収容する。このとき、軸部材２の下端の球面状凸部２ａ２とハウジング７の内底面７ｂ１とを当接させると共に、軸部材２の肩面２ｃとスリーブ部８の段差面８ａ３とを当接させる。この状態で、スリーブ部８の下側端面８ｃとハウジング７の内底面７ｂ１とが非接触となるように、スリーブ部８及び軸部材２を予め設定しておく。すなわち、スリーブ部８の下側端面８ｃから段差面８ａ３までの軸方向寸法Ｌ１が、軸部材２の下端部から肩面２ｃまでの軸方向寸法Ｌ２よりも小さくなるように、これらが設計される（Ｌ１＜Ｌ２）。
【００３８】
次いで、図５の矢印で示すように軸部材２を上方へ引っ張り、軸部材２の肩面２ｃと係合したスリーブ部８をハウジング７に対して上方へ移動させる。この作業は、軸部材２の引き上げ量、あるいはスリーブ部８のハウジング７に対する移動量を管理しながら行われる。軸部材２の引き上げ量（あるいはスリーブ部８の移動量、以下同様）が、軸部材２の肩面２ｃとスリーブ部８の段差面８ａ３との間の軸方向隙間δ（図２参照）の設定値に達したら、軸部材２の引き上げを止め、スリーブ部８をハウジング７の内周面７ａ１に固定する。スリーブ部８とハウジング７とを圧入により固定する場合、軸部材２を所定量だけ引き上げた時点でスリーブ部８の位置決め及び固定が完了する。また、スリーブ部８とハウジング７との嵌合面に接着剤を介在させれば、接着剤が潤滑剤として機能することでスリーブ部８の移動を容易化することができると共に、接着剤により両者の固定強度を高めることができる。
【００３９】
以上により、軸方向隙間δが所定の値に設定される。この方法によると、軸部材２の軸方向移動可能量となる軸方向隙間δを、軸部材２の引き上げ量により設定することができる。すなわち、スリーブ部８や軸部材２の寸法精度に関わらず、スリーブ部８の位置決めを高精度に行うことができるため、スリーブ部８や軸部材２の寸法精度が緩和され、これらの部材の加工コストを低減することができる。
【００４０】
ところで、従来品のように軸受スリーブとシール部材とを別体に形成した流体軸受装置において、上記のような方法で軸方向隙間δを設定すると、シール部材のみをハウジングに対して移動させることとなる。このとき、シール部材とハウジングとの接触面積が小さいため、シール部材がハウジングに対してずれた状態で固定される恐れがある。これに対し、本発明のように軸受スリーブ及びシール部材を一体化すれば、スリーブ部８とハウジング７の接触面積を大きくすることができるため、スリーブ部８のハウジング７に対して高精度に位置決めすることができる。
【００４１】
上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２が回転すると、スリーブ部８の大径内周面８ａ１と軸部材２の大径部２ａの外周面２ａ１との間に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、ラジアル軸受隙間の潤滑油が各動圧溝８ａ１１、８ａ１２の軸方向中心の丘部の帯状部分側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝８ａ１１、８ａ１２の動圧作用によって、軸部材２をラジアル方向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。これと同時に、軸部材２の下端に設けられた球面状凸部２ａ２とスラスト軸受部Ｔとしてのハウジング７の内底面７ｂ１とが接触摺動することにより、軸部材２がスラスト方向に接触支持される。
【００４２】
また、この実施形態では、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１１は、軸方向中間部の丘部の帯状部分に対して軸方向非対称（Ｘ１＞Ｘ２）に形成されている（図３参照）。このため、軸部材２の回転に伴う動圧溝８ａ１１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大きくなる。この引き込み力の差圧によって、ラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油が下方に流動し、ハウジング閉塞側の空間Ｐ（図２参照）で負圧が発生する事態を防止できる。尚、このようにラジアル軸受隙間の潤滑油を強制的に下方へ押込むことにより、ハウジング閉塞側の空間Ｐの圧力が高まり、軸部材２に上向きの力が生じることがある。この軸部材２に生じる上向きの力と、ディスクハブ３やディスクＤの重量による下向きの力とのバランスを考慮して、動圧溝８ａ１１の上側領域と下側領域のアンバランス量（Ｘ１とＸ２との差）を適宜設定すればよい。
【００４３】
本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記の実施形態と同様の構成、機能を有する部位には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図６に示す流体軸受装置１０は、軸部材２が、小径部としての軸部２ｂと、軸部２ｂの下端に設けられた大径部としてのフランジ部２ａとを有する。軸部２ｂの外周面２ｂ１は円筒面状に形成され、フランジ部２ａの下側端面には、下方へ向けて突出した球面状凸部２ａ２が形成される。スリーブ部８は、軸部材２の大径外周面２ａ１と対向する大径内周面８ａ１と、ラジアル軸受面としての小径内周面８ａ２とを有する。軸部材２の肩面２ｃとしてのフランジ部２ａの上側端面と、スリーブ部８の段差面８ａ３とは、軸方向隙間δを介して対向する。
【００４５】
スリーブ部８の小径内周面８ａ２の上側には、上方へ向けて漸次拡径し、第１シール面として機能する内周テーパ面８ｅが設けられる。この内周テーパ面８ｅと軸部材２の軸部２ａの外周面２ａ１との間に、第１シール空間Ｓ１が形成される。また、スリーブ部８の外周面８ｄの上側には、上方へ向けて漸次縮径し、第２シール面として機能する外周テーパ面８ｆが形成される。この外周テーパ面８ｆとハウジング７の内周面７ａ１との間に、第２シール空間Ｓ２が形成される。このように２つのシール空間Ｓ１及びＳ２を設けることにより、軸受内部の潤滑油の体積変化を吸収するバッファ機能を維持したまま、シール空間Ｓ１、Ｓ２の容積を減じることができる。従って、シール空間Ｓ１、Ｓ２の軸方向寸法を縮小することが可能となり、この縮小した分だけラジアル軸受隙間の軸方向寸法を拡大してラジアル方向の軸受剛性を向上させることができる。あるいは、シール空間Ｓ１、Ｓ２の軸方向寸法を縮小した分だけ、流体軸受装置１を薄型化することができる。
【００４６】
尚、第１シール空間Ｓ１は、ラジアル軸受隙間と軸方向に並べて配されているため、第１シール空間Ｓ１の軸方向寸法を大きくすると、ラジアル軸受隙間の軸方向寸法の縮小や、流体軸受装置１０の大型化を招く。これに対し、第２シール空間Ｓ２はラジアル軸受隙間と径方向で異なる位置に配されているため、ラジアル軸受隙間に関係なく、軸方向寸法を拡大することができる。従って、第２シール空間Ｓ２の容積を第１シール空間Ｓ１の容積よりも大きくすることで、第１シール空間Ｓ１をさらに縮小することができる。
【００４７】
スリーブ部８の外周面８ｄには、円周方向等間隔の複数箇所（例えば３箇所）に軸方向溝８ｄ１が形成される。この軸方向溝８ｄ１は、例えばスリーブ部８の成形型に予め軸方向溝８ｄ１に対応する成形部を設けておくことで、スリーブ部８の圧粉成形と同時に成形することができる。この軸方向溝８ｄ１とハウジング７の内周面７ａ１とで形成される連通路により、第２シール空間Ｓ２と、ハウジング閉塞側の空間Ｐとが連通される。これにより、空間Ｐに満たされた潤滑油の圧力バランスを適正に保つことができる。
【００４８】
スリーブ部８の小径内周面８ａ２に、図３に示すようなアンバランスを有する動圧溝を形成すると、上記実施形態と同様に、ラジアル軸受隙間の潤滑油が下方へ強制的に押し込まれる。この場合、例えば、第１シール空間Ｓ１と第２シール空間Ｓ２とを連通する径方向の連通路を設ければ、ラジアル軸受隙間の下方へ押し込まれた潤滑油が、ハウジング７の閉塞側の空間Ｐ→軸方向溝８ｄ１→第２シール空間Ｓ２→径方向の連通路→第１シール空間Ｓ１を循環して、ラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。このように、軸受内部の潤滑油を強制的に流動循環させることで、潤滑油に局部的な負圧が発生する事態をより効果的に防止することができる。特に、本発明のように、従来品におけるシール部材と軸受スリーブをスリーブ部８として一体化することにより、潤滑油をシール空間を含めた広域な経路を循環させることが可能となるため、負圧の発生を確実に防止できる。第１シール空間Ｓ１と第２シール空間Ｓ２とを連通する径方向の連通路は、例えばスリーブ部８に径方向の貫通孔で構成することができる。あるいは、スリーブ部８のうち、第１シール空間Ｓ１と第２シール空間Ｓ２との間の領域における内部空孔率を他の領域よりも高くすることにより、径方向の連通路を構成することができる。尚、潤滑油を上記経路と逆向きに循環させたい場合は、例えば動圧溝のアンバランスを図３に示す例とは反対向き、すなわちＸ１＜Ｘ２となるように形成すればよい。また、上記のように軸受内部の潤滑油を強制的に循環させる必要がない場合は、動圧溝を軸方向対称に形成してもよい。
【００４９】
また、図６に示す流体軸受装置１０では、スリーブ部８の下端部を軸部材２のフランジ部２ａ（大径部）の外径側まで延ばし、スリーブ部８の大径内周面８ａ１を軸部材２の大径外周面２ａ１と対向させている。これにより、軸受スリーブ８のスラスト軸受部Ｔ側に設けられた、ハウジング７の閉塞側の空間Ｐの一部が埋められ、空間Ｐに満たされる潤滑油量を減じることができ、シール空間Ｓ１及びＳ２の容積をさらに縮小することが可能となる。
【００５０】
また、図２や図６に示す流体軸受装置１、１０において、スリーブ部８の下側端面８ｃをもっと下方へ延ばし、前記空間Ｐの容積をさらに減じてもよい。但し、図５に示す組立途中の状態において、スリーブ部８の下側端面８ｃがハウジング７の内底面７ｂ１と接触しない範囲内に限られる。また、ハウジング７の内底面７ｂ１の外径部に段部を設け、この段部で前記空間Ｐの容積を減じることもできる。あるいは、別途設けた部材を空間Ｐに配することで、空間Ｐの容積を減じることもできる。
【００５１】
また、上記の実施形態では、軸部材２の球面状凸部２ａ２をハウジング７の内底面７ｂ１と接触させることでピボット軸受を構成しているが、これとは逆に、ハウジング７の内底面側に凸部を設けると共に、軸部材２の下端面を平坦面とし、これらを接触させてもよい。あるいは、両者に凸部を設け、この凸部同士を接触させてもよい。また、これらの凸部は、スラスト方向に対向する部材と接触する限り形状は問わず、上記のように球面状に形成する他、断面楕円状の曲面状に形成してもよい。また、上記の実施形態では、軸部材２の下端部全体を球面状凸部としているが、これに限らず、例えば軸部材の下端面やハウジングの内底面の一部を突出させて凸部を形成してもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、ラジアル軸受隙間の潤滑流体に動圧作用を発生させる動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝が形成されているが、これに限らず、例えばスパイラル形状の動圧溝やステップ軸受、あるいは多円弧軸受を採用してもよい。あるいは、ラジアル軸受隙間を介して対向するスリーブ部の内周面及び軸部材の外周面を共に円筒面状に形成し、いわゆる真円軸受を構成してもよい。
【００５３】
また、上記の実施形態では、スリーブ部８側にラジアル動圧発生部を形成しているが、この面とラジアル軸受隙間を介して対向する軸部材側に動圧溝を形成してもよい。
【００５４】
また、上記の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向で離隔して設けられているが、これらを軸方向で連続的に設けてもよい。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。
【００５５】
また、上記の実施形態では、流体軸受装置１、１０の内部に充満し、ラジアル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、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【００５６】
また、本発明の流体軸受装置は、上記のようにＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに限らず、光ディスクの光磁気ディスク駆動用のスピンドルモータ等、高速回転下で使用される情報機器用の小型モータ、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ等における回転軸支持用、あるいは電気機器の冷却ファン用のファンモータとしても好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】流体軸受装置を組み込んだスピンドルモータの断面図である。
【図２】流体軸受装置の断面図である。
【図３】スリーブ部の断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、スリーブ部の成形工程を示す断面図である。
【図５】軸方向隙間δの設定方法を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
【図７】スリーブ部とコアロッドとの間でアンダーカットが生じる場合を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１     流体軸受装置
２     軸部材
２ａ   大径部
２ａ２ 球面状凸部
２ｂ   小径部
２ｃ   肩面
２ｄ   テーパ面
７     ハウジング
８     スリーブ部
８ａ１ 大径内周面（ラジアル軸受面）
８ａ１１、８ａ１２   動圧溝
８ａ２ 小径内周面（第１シール面）
８ａ３ 段差面
８ｅ   内周テーパ面（第１シール面）
８ｆ   外周テーパ面（第２シール面）
Ｒ１   第１ラジアル軸受部
Ｒ２   第２ラジアル軸受部
Ｔ     スラスト軸受部
Ｓ１   第１シール空間
Ｓ２   第２シール空間
δ     軸方向隙間
【図１】
2009228873.tif 000003
【図２】
2009228873.tif 000004
【図３】
2009228873.tif 000005
【図４】
2009228873.tif 000006
【図５】
2009228873.tif 000007
【図６】
2009228873.tif 000008
【図７】
2009228873.tif 000009