JP2006046431A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この種の動圧軸受装置におけるハウジングを、高耐油性と低アウトガス性を有する樹脂材料で形成することで、軸受装置の清浄度を確保する。
【解決手段】 動圧軸受装置１の内部に充満させる潤滑油としてエステル系潤滑油を使用し、かつハウジング７を、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の何れかをベースとする樹脂材料で形成した。
【選択図】図７

Description

本発明は、動圧軸受装置に関するものである。この軸受装置は、情報機器、例えばＨＤＤ等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、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に適している。

上記各種モータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化等が求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の１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、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。

例えば、ハードディスク等の記録ディスク駆動装置用のスピンドルモータには、回転部材と軸受スリーブとの間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用によって回転部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、ハウジングと回転部材との間のスラスト軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用によって回転部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
また、上記ハードディスク等の記録ディスク駆動装置は比較的幅広い温度範囲で使用されるため、上記記録ディスク駆動装置のスピンドルモータに使用される動圧軸受装置には、低蒸発率及び低粘度性を有する潤滑流体が好適であり、例えばエステル系の潤滑油が使用される（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２９１６４８号公報 特開２００３−１７２３３６号公報

上記構成の動圧軸受装置は、ハウジング、軸受スリーブ、回転部材といった部品で構成され、情報機器の益々の高性能化に伴って必要とされる高い回転性能を確保すべく、各部品の加工精度や組立て精度を高める努力がなされている。その一方で、情報機器の低価格化の傾向に伴い、この種の動圧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。これらの要求を受けて、最近では、ハウジングの低コスト化を目的として、ハウジングを樹脂材料で成形することが検討されている。

ところで、この種の動圧軸受装置に使用されるエステル系潤滑油は、エステル基を含有しているため他部材との高い反応性を有する。そのため、ハウジングを形成する樹脂材料と潤滑油との反応により生成された生成物が、潤滑油の変性劣化あるいは軸受装置の清浄度低下を引き起こす恐れがある。

また、樹脂製のハウジングは、通常樹脂材料を射出成形することで形成されるが、樹脂材料は高温雰囲気下でガス（アウトガス）を発生させる。特にハードディスク等の記録ディスク駆動装置に使用する軸受装置の場合、高温雰囲気下で発生したアウトガスにより、例えばハードディスク等のディスク表面が汚染される等、軸受装置、あるいは記録ディスク駆動装置の清浄度低下を招く。

そこで、本発明は、この種の動圧軸受装置におけるハウジングを、高耐油性と低アウトガス性を有する樹脂材料で形成することで、軸受装置の清浄度を確保することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、底部を一体または別体に有するハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブおよびハウジングに対して相対回転する回転部材とを備え、軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用によって回転部材をラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持する動圧軸受装置において、潤滑流体としてエステル系潤滑油を使用し、かつハウジングを、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の何れかをベースとする樹脂材料で形成した。

本発明では、ハウジング用のベース樹脂材料として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を選定した。これらの樹脂は、高い結晶化度を有する結晶性樹脂であるため、分子鎖間の相互作用が強く、低粘度のエステル系潤滑油を樹脂内に侵入させ難い。そのため、これらの樹脂をベースとする樹脂材料でハウジングを形成すれば、エステル系潤滑油に対する高い耐油性をハウジングに付与することができる。また、上記樹脂材料は、主に固化時のアウトガス発生量が少ないという利点を有するが、それ以外にも吸水性が低い、高い耐熱性を有する、等の優れた特性を有するので、上記樹脂材料でハウジングを形成することにより、ハウジング成形時あるいは成形後のアウトガス発生量を抑えることができるとともに、吸水によるハウジングの寸法変化を抑えることができる。さらには、モータの駆動中における軸受内部の温度上昇にも耐え得るハウジングとすることができる。

ハウジング７を上記樹脂材料で形成する場合、どうしても補強のために充填材を上記樹脂材料に配合する必要が生じる。特にハードディスク等の記録ディスク駆動装置が幅広い温度範囲下で使用されることを考慮すると、温度変化に伴う寸法変化を最小限に抑えることが重要となる。そこで、本発明では、ハウジングを形成する樹脂材料に充填する充填材として、炭素繊維と無機繊維を選定した。炭素繊維や無機繊維は、樹脂材料に比べて低い線膨張係数を有するため、これら炭素繊維や無機繊維を充填材として配合した樹脂成形品（ハウジング）の温度変化に伴う寸法変化を抑制し、寸法安定性を高めることができる。もちろん、炭素繊維や無機繊維は、強化材としても作用するので、これらを樹脂材料に配合することで樹脂製ハウジングに対する補強効果が得られる。これら寸法安定効果や補強効果は、上記充填材を総量で１５ｗｔ％以上樹脂材料に配合することで充分に発揮される。また充填材の総量が５０ｗｔ％を超えると、成形金型中の樹脂材料の流動性が不充分になる等、樹脂成形品（ハウジング）の成形性に悪影響を及ぼす。そのため充填材の総量は、５０ｗｔ％以下に抑えるのがよい。

充填材として炭素繊維を使用した場合、耐摩耗性の向上に顕著な効果が認められるので、ハウジングのうち、特に回転部材との摺動性が要求される部材（摺動部材）、例えばハウジングの底部や開口部を形成する樹脂材料には、充填材に炭素繊維を配合するのが望ましい。必要な耐摩耗性を得るためには、少なくとも炭素繊維の配合割合を５ｗｔ％以上とする必要がある。

ところで、ハウジングは、樹脂材料を射出成形することで形成されるが、成形金型内に樹脂材料を流し込む際、金型内の空気を巻き込む場合がある。通常、金型には、金型内の空気を抜いて充填を容易にするためのガスベントが設けられているが、このガスベントでは、樹脂材料内部に巻き込まれた空気を外部に排出させることができない。そのため、樹脂材料内部に残った空気は、樹脂成形品の内部に留まり、成形品のボイド、ふくれを引き起こす。この問題を解決するためには、炭素繊維をハウジング中に１ｗｔ％以上含有させればよい。これによれば、樹脂材料内部の空気が、樹脂成形品の成形面に露出した炭素繊維と、この炭素繊維の周囲の樹脂との間の界面部分を伝って成形品外部に放出されるので、成形品内部のボイド発生や成形品のふくれを避けて、樹脂成形品の成形性を高めることができる。

以上から充填材における炭素繊維の配合量は、少なくとも１ｗｔ％以上、特に耐摩耗性を考慮する場合は５ｗｔ％以上とするのが望ましい。

その一方、炭素繊維の配合割合が３５％を超えると、ハウジングの延伸性が低下するので、例えばハウジングに他部材（底板やシール部材など）を圧入する場合にハウジングが伸びにくくなって、作業性を害する。従って、このような用途では、ハウジングに含まれる炭素繊維の割合を３５％以下とするのが望ましい。ハウジングの伸びが問題とならない場合でも、炭素繊維の配合割合が４０ｗｔ％を超えると、成形性が大きく低下するので、炭素繊維の配合量は４０ｗｔ％以下に抑えるのが望ましい。

充填材として、炭素繊維のみを使用することもできるが、これでは高価な炭素繊維の使用量が増えて経済性を害する。従って、経済性の観点からも、充填材には炭素繊維の他に無機繊維、例えば針状単結晶であるウィスカを配合するのが望ましい。特にハウジングのうち、上記摺動性が要求されない部材（構造材）の充填材には、炭素繊維を含有しない、無機繊維を主成分とする充填材を使用することもできる。無機繊維の配合割合が４０ｗｔ％を超えると、同様に成形性の低下を招くので、無機繊維の配合量は４０ｗｔ％以下とするのが望ましい。

上記充填材のうち無機繊維は、ケイ素（Ｓｉ）を含まないものが好ましい。ケイ素を含む場合、ガス化した有機Ｓｉが、軸受装置内部あるいは軸受装置周辺で再結晶化して、例えばディスク表面やヘッド部に付着する恐れがあるが、ケイ素を含まない無機繊維であれば、このような不都合はなく、軸受装置や、軸受装置周辺の清浄度をより高度に保つことができる。

ハードディスク等の記録ディスク駆動装置用のスピンドルモータに使用する軸受装置のハウジングには、モータの駆動中に発生する静電気をハウジングを介して接地側に逃がすための導電性が要求される。上述のように充填材が炭素繊維を含有する場合、その平均繊維長が５００μｍ以上あれば、炭素繊維自体が充分な導電性を有するので、ハウジングの導電性を確保することができるが、５００μｍを超える平均繊維長は、リサイクル使用時（金型のランナやスプールに残存固化した樹脂材料の再使用時）にスクリューで再溶融させる際に炭素繊維が細断されるために、補強機能の低下を招く。この問題は、充填材として、粉末状の導電化剤を配合することで解消することができる。

粉末状の導電化剤としては、例えばカーボンブラックやカーボンナノマテリアルの他、金属粉末等を用いることができるが、樹脂材料内部での分散性の良さ、低アウトガス性、そしてリサイクルによる導電性の低劣化性等の点から、この中でも特に、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックは、例えばハウジング等の樹脂成形品中に２〜１０ｗｔ％配合されるのがよい。これは、カーボンブラックの配合量が２ｗｔ％未満だと、カーボンブラックが、樹脂成形品中で導電化剤として充分に機能せず、上記配合量が１０ｗｔ％を超えると、樹脂成形品の成形性に不具合を生じるためである。

また、これら充填材を配合した樹脂材料で形成された樹脂成形品が、他の部材との溶着部を含む場合には、充填材総量の上限値を３５ｗｔ％とすればよい。これにより、樹脂成形品の成形性と寸法安定性を保ちつつも、他の部材との溶着力を充分に確保することができる。

以上のように、本発明によれば、高耐油性と低アウトガス性を有する樹脂をベースとする樹脂材料でハウジングを形成することができ、これにより、軸受装置およびこの軸受装置を組込んだディスク駆動装置の清浄度を高く保つことができる。また、用途に応じて炭素繊維や無機繊維、あるいはカーボンブラック等の充填材を適量配合した樹脂材料でハウジングを形成することで、成形性、寸法安定性、静電除去性に優れたハウジングを得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置１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、ハードディスク等の記録ディスク駆動装置に用いられるもので、軸部２を備えた回転部材３を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１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、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の外周に取り付けられ、ロータマグネット５は回転部材３の外周に取り付けられている。動圧軸受装置１のハウジング７は、モータブラケット６の内周に接着固定される。回転部材３には、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体が一又は複数枚保持される。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、それによって回転部材３および軸部２が一体となって回転する。

動圧軸受装置１は、例えば図２に示すように、ハウジング７と、ハウジング７の内部に固定された軸受スリーブ８と、ハウジング７および軸受スリーブ８に対して相対回転する回転部材３とを備えている。なお、説明の便宜上、ハウジング７の開口側を上方向、開口側と反対の側を下方向として以下説明する。

回転部材３は、例えばハウジング７の開口側を被冠するハブ部９と、軸受スリーブ８の内周に挿入される軸部２とで構成される。

ハブ部９は、ハウジング７の開口側を覆う円盤部９ａと、円盤部９ａの外周部から軸方向下方に延びた筒状部９ｂと、筒状部９ｂの外周に設けられたディスク搭載面９ｃおよび鍔部９ｄとを備えている。図示されていないディスク状情報記録媒体は、円盤部９ａの外周に外嵌され、ディスク搭載面９ｃに載置される。そして、図示しない適当な保持手段によってディスク状情報記録媒体がハブ部９に保持される。

軸部２は、この実施形態ではハブ部９と一体に形成され、その下端に抜止めとしてフランジ部１０を別体に備えている。フランジ部１０は、金属製で、例えばねじ結合等の手段により軸部２に固定される。

軸受スリーブ８は、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で円筒状に形成される。

軸受スリーブ８の内周面８ａには、図２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つの領域には、例えば、図３（ａ）に示すようなへリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２がそれぞれ形成されている。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。また、軸受スリーブ８の外周面８ｂには、１本又は複数本の軸方向溝８ｂ１が軸方向全長に亘って形成されている。この実施形態では、３本の軸方向溝８ｂ１を円周方向等間隔に形成している。

軸受スリーブ８の下側端面８ｃの、スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる領域には、例えば、図３（ｂ）に示すような動圧溝８ｃ１が形成される。

ハウジング７は、円筒状の側部７ａと、側部７ａの下端側に位置する底部７ｂとを備えたものであり、少なくとも側部７ａは樹脂材料で形成される。側部７ａの上側端面７ａ１の、スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる領域には、例えば図４に示すような動圧溝７ａ１１が形成される。この動圧溝７ａ１１は、ハウジング７の側部７ａを成形する金型の表面に動圧溝７ａ１１の成形型を形成しておき、側部７ａの成形時に前記成形型の形状を側部７ａの上側端面７ａ１に転写することによって、側部７ａの成形と同時に成形される。

側部７ａの下部には、側部７ａと別体に形成された底部７ｂが後付けで取り付けられる。底部７ｂは、金属材料または樹脂材料で形成される。前者の場合、底部７ｂは接着等の手段（圧入接着を含む）で側部７ａに固定され、後者の場合、底部７ｂは接着の他、超音波溶着やレーザ溶着等の手段によって側部７ａに固定される。

また、側部７ａの外周には、上方に向かって漸次拡径するテーパ状の外壁７ｃが形成されている。このテーパ状の外壁７ｃは、筒状部９ｂの内周面９ｂ１との間に、ハウジング７の底部７ｂ側から上方に向けて半径方向寸法が漸次縮小した環状のシール空間Ｓを形成する。このシール空間Ｓは、軸部２およびハブ部９の回転時、スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間の外径側と連通している。

動圧軸受装置１の内部には、軸受スリーブ８の内部気孔（多孔質体組織の気孔）を含め、潤滑油が充填される。潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ内に維持される。潤滑油としては、種々のものが使用可能であるが、特にハードディスク等の記録ディスク駆動装置用の動圧軸受装置に提供される潤滑油には、低蒸発率及び低粘度性が要求され、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼテート（ＤＯＺ）等のエステル系潤滑油が好適である。

上記ハウジング７（この実施形態では側部７ａ）には、上記エステル系潤滑油に対する高い耐油性（低吸油性）が要求されるが、この他にも、固化時のアウトガス発生量や吸水量を低く抑えることが必要となる。さらには、高い耐熱性も要求される。

上記要求特性を満足する樹脂として、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が使用可能であり、これによれば、清浄度や寸法安定性、さらには耐熱性に優れたハウジング７が得られる。この中でも、特にコスト面や成形時の流動性（粘度）を考慮すると、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）がより好ましく使用できる。また、ポリアミドの中でも、芳香族系ポリアミドは、特に低吸水性で良好な寸法安定性を有することから、より好適な樹脂といえる。芳香族系ポリアミドとしては、（株）クラレ製ジェネスタのＰＡ９Ｔを一例として挙げることができる。

上記樹脂の中から選択される一の樹脂をベースとする樹脂材料には、炭素繊維と無機繊維のうち少なくとも何れか一方が充填材として配合される。これによれば、ハウジング７を補強することができ、かつハウジング７の温度変化に伴う寸法変化を抑えて高い寸法安定性を得ることができる。なお、これら充填材は、総量でハウジング７中に１５〜５０ｗｔ％含まれるのが好ましい。この理由は、上記数値範囲の下限値以下だと、寸法安定効果が充分に発揮されず、上限値を超えると、成形金型中の樹脂の流動性が低下し、ハウジング７の成形性に悪影響を及ぼすためである。

無機繊維としては、特にケイ素（Ｓｉ）を含まないものが好ましく、例えば、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ等が好適である。これは、ケイ素（Ｓｉ）を含む無機繊維を充填材として使用した場合、ガス化した有機Ｓｉが、軸受装置や、例えばハードディスクのディスク表面に再結晶化して付着し、軸受装置や、軸受装置周辺の清浄度を低下させる恐れがあるためである。なお、無機繊維の配合量は、成形金型中の樹脂材料の流動性を良好に保つ観点から、４０ｗｔ％以下に抑えるのが好ましい。

炭素繊維を充填材としてハウジングを成形した場合、ハウジング７の成形面に、炭素繊維が一部突出あるいは露出する。そのため、炭素繊維をハウジング７中に含有させておくことで、成形金型内に樹脂材料を流し込む際に、樹脂材料内部に巻き込まれた金型内の空気が、樹脂成形品の成形面に露出した炭素繊維と、この炭素繊維の周囲の樹脂との間の界面部分を伝って成形品外部に放出される。これにより、ハウジング７内部のボイド発生やハウジング７のふくれを避けて、ハウジング７の成形性を高めることができる。この炭素繊維によるガス抜き作用は、炭素繊維をハウジング７中に１ｗｔ％以上含有させることで充分に発現される。また、炭素繊維の配合量が４０ｗｔ％を超えると、ハウジング７の成形性や寸法安定性を良好に保つのが困難となるため、炭素繊維の配合量は４０ｗｔ％以下に抑えるのがよい。

また、スラスト軸受面を構成するハウジング７の上側端面７ａ１とハブ部９（回転部材３）の下側端面９ａ１とは、動圧軸受装置１の回転始動時あるいは停止時に摺接するが、この際の耐摩耗性を考慮した場合、ハウジング７中の炭素繊維の含有量は５〜３５ｗｔ％であるのが好ましい。これは、ハウジング７の耐摩耗性向上効果を充分に発揮させるためには、少なくとも炭素繊維が５ｗｔ％必要であり、また、他部材（例えば底部７ｂなど）のハウジング７への圧入時に充分な伸びを確保するためには上記含有量を３５ｗｔ％以内に抑える必要があるためである。

ハウジング７を形成する樹脂材料に配合可能な充填材としては、上記炭素繊維や無機繊維の他に粉末状の導電化剤、例えばカーボンブラックを挙げることができる。カーボンブラックはハウジング７中に２〜１０ｗｔ％含まれるのが好ましく、これによれば、例えば回転部材３の回転時に生じる静電気をハウジング７を介して接地側部材（この実施形態ではモータブラケット６）に逃がすことで、他部材（例えばハードディスクのヘッド）への帯電を防ぐことができる。また、動圧軸受装置１の組立作業中、ハウジング７等の構成部品に静電気が帯電し、これら構成部品にゴミが付着することがあるが、上述のように、ハウジング７に静電除去性を付与すれば、上記構成部品にゴミが付着するのを防ぎ、動圧軸受装置１の清浄度を保つことができる。なお、カーボンブラックは、通常ハウジング７中に微粒子同士が凝集した形態で含まれており、例えばリサイクルのためにハウジング７成形時のスプール、ランナ部を溶融混練させることで、凝集状態の微粒子が分散する。そのため、ハウジング７の廃材のリサイクルを繰り返してもハウジング７の導電性が劣化することはない。

また、ハウジング７が、他部材（例えば底部７ｂ等）との溶着部を含む場合には、ハウジング７に含有される充填材総量を３５ｗｔ％以下に抑えることで、ハウジング７の成形性と寸法安定性を保ちつつも、他部材との溶着力を充分に確保することができる。

このように、ハウジング７を上述の樹脂材料で形成すれば、高耐油性や低アウトガス性、低吸水性、高耐熱性を備えたハウジングを形成することができ、これによれば、動圧軸受装置１およびこの軸受装置を組込んだディスク駆動装置の清浄度を高く保つことができる。さらには、炭素繊維や無機繊維、あるいはカーボンブラックなどの導電化剤を用途に応じて適量配合した樹脂材料を例えば射出して型成形することで、成形性、寸法安定性、静電除去性にも優れたハウジング７を得ることができる。

動圧軸受装置１の回転部材３（軸部２）が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる上下２つの領域は、それぞれ軸部２の外周面２ａとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧作用を発生し、その圧力によって軸部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、回転部材３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とが構成される。また、ハウジング７の側部７ａの上側端面７ａ１と、軸部２と一体に成形されたハブ部９の下側端面９ａ１との間にはスラスト軸受隙間が形成されており、回転部材３の回転に伴い、上記スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧作用を発生し、その圧力によって回転部材３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、回転部材３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Ｔ１が構成される。同様に、軸受スリーブ８の下側端面８ｃと軸部２のフランジ部１０の上側端面１０ａとの間にスラスト軸受隙間が形成され、このスラスト軸受隙間に潤滑油の動圧作用が生じて回転部材３をスラスト方向に非接触支持する第２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。

以上、本発明の第１の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い。

上記第１の実施形態では、ハウジング７の側部７ａの上側端面７ａ１に動圧溝７ａ１１を有するスラスト軸受面を設けるとともに（スラスト軸受部Ｔ１）、軸受スリーブ８の下側端面８ｃに動圧溝８ｃ１を有するスラスト軸受面を設けるようにしていたが（スラスト軸受部Ｔ２）、本発明は、スラスト軸受部Ｔ１のみを設けた動圧軸受装置にも同様に適用することができる。この場合、軸部２は、フランジ部１０を有しないストレートな形状になる。したがって、ハウジング７は、底部７ｂを側部７ａと一体に樹脂材料で形成することで、有底円筒形の形態にすることができる。

図５は、第２の実施形態に係る動圧軸受装置１１を示している。この実施形態において、軸部（回転部材）１２は、その下端に一体または別体に設けられたフランジ部２０を備えている。また、ハウジング１７は、円筒状の側部１７ａと、側部１７ａと別体構造を成し、側部１７ａの下端部に位置する底部１７ｂとを備えている。ハウジング１７の側部１７ａの上端部には内周側に突出したシール部１３が形成される。ハウジング１７の底部１７ｂの内底面１７ｂ１には、図示は省略するが、例えばスパイラル形状の動圧溝が形成されるとともに、軸受スリーブ１８の下側端面１８ｃにも、同様の形状の動圧溝が形成される。そして、軸受スリーブ１８の下側端面１８ｃと軸部１２のフランジ部２０の上側端面２０ａとの間にスラスト軸受部Ｔ１１が形成され、ハウジング１７の底部１７ｂの内底面１７ｂ１とフランジ部２０の下側端面２０ｂとの間にスラスト軸受部Ｔ１２が形成される。

この実施形態において、ハウジング１７の側部１７ａは、シール部１３と共に樹脂材料で形成される。そのため、ハウジング１７の側部１７ａに上記第１の実施形態と同様の樹脂材料および充填材を選定すれば、清浄度、寸法安定性、成形性、静電除去性に優れたハウジング１７を得ることができる。また、底部１７ｂを樹脂材料で形成する場合には、側部１７ａと同様の材料組成とすることができる。この場合には、底部１７ｂは超音波溶着等の手段で側部１７ａに固定されるので、ハウジング１７の側部１７ａ中の充填材総量は溶着性を考慮して３５ｗｔ％以下とするのが好ましい。

図６は、第３の実施形態に係る動圧軸受装置２１を示している。この実施形態において、シール部２３は、ハウジング２７の側部２７ａと別体に形成され、ハウジング２７の上端部内周に圧入、あるいは溶着等の手段により固定される。また、ハウジング２７の底部２７ｂは、ハウジング２７の側部２７ａと一体に樹脂材料で型成形され、有底円筒状の形態を成している。なお、これ以外の構成は、第２の実施形態に準じるので説明を省略する。

この実施形態において、ハウジング２７は、側部２７ａと底部２７ｂを一体に樹脂材料で形成される。そのため、ハウジング２７に上記第１の実施形態と同様の樹脂材料および充填材を選定すれば、清浄度、寸法安定性、成形性、静電除去性に優れたハウジング２７を得ることができる。

本発明の有用性を立証するため、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）のうち何れか一を母材として、炭素繊維、無機繊維（ホウ酸アルミニウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ）、カーボンブラックについて各々の配合比を変えたものを充填材としてハウジング７を形成し、ハウジング７に対する要求特性について比較を行った。

なお、この実施例では、エステル系潤滑油として新日鐵化学（株）製のＨ３１１０を、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）としてビクトレックスＭＣ（株）製のＰＥＥＫ１５０Ｐを、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）としてポリプラスチックス（株）製のフォートロン０２２０Ａ９を、ポリアミド（ＰＡ）として（株）クラレ製のジェネスタＮ１０００を、炭素繊維として東邦テナック（株）製のベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−Ｅを、ホウ酸アルミニウムウィスカとして四国化成工業（株）製のアルボレックスＹを、酸化亜鉛ウィスカとして松下電器産業（株）製のパナテトラＷＺ−０５０１を、カーボンブラックとしてライオン（株）製のケッチェンブラックＥＣをそれぞれ使用した。また、この実施例では離型剤としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を配合しており、具体的には（株）喜多村製のＫＴ−３００Ｍを使用した。

図７は、充填材として主に無機繊維（ホウ酸アルミニウムウィスカあるいは酸化亜鉛ウィスカ）とカーボンブラックを、配合比を変えて配合したハウジング７についての試験結果を示す。比較例３、４、６のように、充填材の総量が５０ｗｔ％を超えると、樹脂や充填材の種類に依らず成形性や伸びに問題が生じる。これに対して、本発明に係る配合例１〜５では、成形性、寸法安定性（低線膨張係数）、静電除去性、伸びの全ての面において、比較例と比較して優れた結果が得られた。また、配合例６については、樹脂材料内部のガス抜き効果が認められた。

図８は、充填材として炭素繊維と無機繊維（ホウ酸アルミニウムウィスカ）、およびカーボンブラックを、配合比を変えて配合したハウジング７についての試験結果を示す。比較例７〜１０のように、炭素繊維が含まれていないものについては、耐摩耗性に乏しい。また、比較例１２のように、炭素繊維の配合量が多すぎると（３５ｗｔ％を超えると）相手材（回転部材３等）を傷付けるため、却って耐摩耗性が低下する。これに対して、配合例７〜１０のように、炭素繊維が５ｗｔ％以上含まれているものについては、良好な耐摩耗性を示した。

本発明の第１の実施形態に係る動圧軸受装置を組込んだスピンドルモータの断面図である。 第１の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。 （ａ）は軸受スリーブの縦断面図、（ｂ）は軸受スリーブを矢印Ａの方向から見た図である。 ハウジングを矢印Ｂの方向から見た図である。 本発明の第２の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。 ハウジングの要求特性に関する比較試験結果である。 ハウジングの要求特性に関する比較試験結果である。

符号の説明

１、１１、２１ 動圧軸受装置
２、１２、２２ 軸部
３ 回転部材
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
６ モータブラケット
７、１７、２７ ハウジング
７ａ、１７ａ、２７ａ 側部
７ａ１ 上側端面
７ａ１１ 動圧溝
７ｂ、１７ｂ、２７ｂ 底部
８、１８、２８ 軸受スリーブ
８ａ１、８ａ２ 動圧溝
８ｃ、１８ｃ、２８ｃ 下側端面
９ ハブ部
９ａ 円盤部
９ａ１ 下側端面
９ｂ 筒状部
９ｃ ディスク搭載面
９ｄ 鍔部
１０、２０、３０ フランジ部
１０ａ、２０ａ、３０ａ 上側端面
１３，２３ シール部
１７ｂ１、２７ｂ１ 内底面
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２ スラスト軸受部

Claims (8)

1. 底部を一体または別体に有するハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブおよびハウジングに対して相対回転する回転部材とを備え、軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用によって回転部材をラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持する動圧軸受装置において、
   潤滑流体がエステル系潤滑油であり、かつハウジングが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の何れかをベースとする樹脂材料で形成されることを特徴とする動圧軸受装置。
2. ハウジングを形成する樹脂材料に炭素繊維または無機繊維のうち少なくとも何れか一方を充填材として配合し、かつ充填材の総量が１５〜５０ｗｔ％である請求項１記載の動圧軸受装置。
3. 充填材が、１ｗｔ％以上の炭素繊維を含む請求項２記載の動圧軸受装置。
4. 無機繊維がケイ素（Ｓｉ）を含まないものである請求項２記載の動圧軸受装置。
5. 無機繊維がウィスカである請求項２記載の動圧軸受装置。
6. 充填材に粉末状の導電化剤を配合した請求項２記載の動圧軸受装置。
7. 粉末状の導電化剤が２〜１０ｗｔ％のカーボンブラックである請求項６記載の動圧軸受装置。
8. 充填材総量の上限値が３５ｗｔ％であることを特徴とする請求項２記載の動圧軸受装置。

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