JP2007016849A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受内部における流体の流通を確保し、安定した軸受性能を発揮し得る動圧軸受装置を提供する。
【解決手段】 軸受スリーブ８の外周面８ｂに、軸受スリーブ８の両端面８ｃ、８ｄ間で潤滑油を流通可能とする軸方向溝１０ｂを形成すると共に、ハウジング７の小径部７ｄに、動圧溝８ｃ１を設けた軸受スリーブ８の下端面８ｃと軸方向で当接する当接面７ｅを設け、かつこの当接面７ｅに、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間と軸方向溝１０ｂとを連通させる径方向溝１０ａを形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材を非接触支持する動圧軸受装置に関するものである。この動圧軸受装置は、情報機器、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、その他の小型モータ用として好適である。

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、ＨＤＤ等のディスク駆動装置のスピンドルモータに組み込まれる動圧軸受装置では、軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部および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する場合がある。この種の動圧軸受装置におけるスラスト軸受部としては、例えば軸受スリーブの端面に、動圧発生部としての動圧溝を形成すると共に、この軸受スリーブの端面と、これに対向するフランジ部の端面との間にスラスト軸受隙間を形成するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、軸受スリーブの両端面間で潤滑油等の流体を流通させ、上記スラスト軸受隙間を含む軸受内部の圧力バランスを保つ等の目的で、軸受スリーブの外周面に軸方向の溝を形成したものが知られている（例えば、特許文献２を参照）。

その一方で、上記スラスト軸受隙間を適正に管理して、安定したスラスト支持力を得る目的で、軸受スリーブを固定するハウジングの内周に段部を設けたものが知られている。これによれば、軸受スリーブをハウジングの内周に例えば圧入、接着等の手段により固定する際、軸受スリーブの一端面がハウジングに設けた当接面と軸方向に当接するまで軸受スリーブをハウジングの内周に押し込むことで、軸受スリーブのハウジングに対する軸方向の位置決めが精度良くかつ簡便に行われる（例えば、特許文献３を参照）。
特開２００３−２３９９５１号公報 特開２００３−２３２３５３号公報 特開２００２−０６１６３７号公報

ところで、この種の当接面を備えた動圧軸受装置では、当接面に当接する軸受スリーブの一端面に設けられた動圧発生部、例えば所定形状に配列された複数の動圧溝が、この動圧発生部を設けた軸受スリーブの一端面とこれに対向するフランジ部の端面との間のスラスト軸受隙間と、流体流路とを連通させる機能を果たしている。

しかしながら、上述のように、軸受スリーブの軸方向位置決めは、多少の圧入力（押込み力）を伴って行われるのが通常であるから、その押込み力によっては、当接面が弾性変形を生じ、これに当接する軸受スリーブ端面の動圧溝を塞ぐ場合がある。

これでは、たとえ上記流体流路で軸方向の流通が確保されていても、動圧溝部が塞がれることによって、例えば上記スラスト軸受隙間と流体流路との間で半径方向の流体の流通が遮られ、軸受内部における流体の円滑な流通が妨げられる恐れがある。この種の問題は、当接面を、金属製の軸受スリーブに比して軟質な材料、例えば樹脂材料で形成する場合に特に顕著となる。

本発明の課題は、軸受内部における流体の流通を確保し、高い軸受性能を安定的に発揮し得る動圧軸受装置を提供することである。

前記課題を解決するため、本発明は、底部を一体又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、一端面に動圧発生部を設けた軸受スリーブと、ハウジングおよび軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、軸受スリーブの一端面とこれに対向する軸部材との間のスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸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、ハウジングの内周と軸受スリーブの外周との間に設けられ、軸受スリーブの両端面間で流体を流通可能とする流体流路とを備えたものにおいて、ハウジングに、軸受スリーブの一端面と当接する当接面が設けられ、かつこの当接面に、スラスト軸受隙間と流体流路とを連通させる径方向溝が形成されることを特徴とする動圧軸受装置を提供する。

このように、本発明では、ハウジングの当接面に、スラスト軸受隙間と流体流路との間を連通させる径方向溝を形成するようにした。これによれば、上述のように、軸受スリーブ端面の動圧溝（動圧発生部）が、押込み力に伴い弾性変形した当接面によって塞がれるといった事態を避け、軸受内部における流体の円滑な流通を確保することができる。従って、軸受内部における流体の圧力バランスが適正に保たれ、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。

また、この種の径方向溝は、ハウジングと一体に型成形、例えば樹脂や金属の射出成形で形成することができる。これにより、径方向溝を高精度かつ低コストに形成することができる。また、ハウジング本体の成形後に、別途切削等の機械加工を施す手間を省き、かつ切粉の発生を避けることで、成形後の洗浄作業を簡素化し、かかる作業効率の向上およびコンタミの発生防止とを図ることができる。

上記径方向溝は、軸受スリーブの一端面に設けられた動圧発生部が所定形状に配列された複数の動圧溝からなる場合に特に有効である。すなわち、動圧発生部として形成される動圧溝は、その溝深さが数μｍ〜数十μｍとそれほど深くないので、弾性変形を生じた当接面によって容易に塞がれる可能性がある。これに対して、本発明のように、径方向溝をハウジングの当接面に形成すれば、動圧溝に比べて溝深さを大きくとることができる。従って、当接面の弾性変形によって、動圧溝が塞がれるといった事態を確実に回避し、かつ軸受内部の流体の流通量に合わせて、適宜径方向溝のサイズ（溝深さ）を設定することができる。

ハウジングの内周と軸受スリーブの外周との間に形成される流体流路は、例えば軸受スリーブの外周に形成された軸方向溝で構成することができ、またハウジングの内周に形成された軸方向溝で構成することもできる。後者の場合、軸方向溝および径方向溝を共にハウジングと一体に型成形することにより、加工工程を簡略化して、さらなる低コスト化を図ることができる。また、これら軸方向溝の形成位置と、径方向溝の形成位置とを円周方向で一致させることで、流体の流体流路が遮断され、あるいは迂回するといった事態を避け、より効率的に流体の流通を図ることができる。

上記構成の動圧軸受装置は、この動圧軸受装置を備えたディスク装置のスピンドルモータとして提供することもできる。

このように、本発明によれば、軸受内部における流体の流通を確保し、高い軸受性能を安定的に発揮し得る動圧軸受装置を低コストに提供することができる。

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。

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、ディスクハブ３を取付けた軸部材２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の外周に取付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３の外周に取付けられている。動圧軸受装置１のハウジング７は、モータブラケット６の内周に固定される。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体（以下、単にディスクという。）Ｄが１又は複数枚保持される。このように構成された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およびディスクハブ３に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。

図２は、動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、底部７ｂを有するハウジング７と、ハウジング７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軸部材２とを主な構成要素として構成される。なお、説明の便宜上、ハウジング７の底部７ｂの側を下側、底部７ｂと反対の側を上側として以下説明する。

軸部材２は、例えばＳＵＳ鋼などの金属材料で形成され、軸部２ａと、軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられるフランジ部２ｂとを備える。なお、軸部材２は、金属材料と樹脂材料とのハイブリッド構造とすることもでき、その場合、軸部２ａの少なくとも外周面２ａ１を含む鞘部が上記金属で形成され、残りの箇所（例えば軸部２ａの芯部やフランジ部２ｂ）が樹脂で形成される。なお、フランジ部２ｂの強度を確保するため、フランジ部２ｂを樹脂・金属のハイブリッド構造とし、軸部２ａの鞘部と共に、フランジ部２ｂの芯部を金属製とすることもできる。

軸受スリーブ８は、例えば金属製の非孔質体あるいは焼結金属からなる多孔質体で円筒状に形成される。この実施形態では、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。もちろん、非孔質と多孔質とを問わず、軸受スリーブ８を樹脂やセラミック等、金属以外の材料で形成することも可能である。

軸受スリーブ８の内周面８ａの全面又は一部円筒領域には、ラジアル動圧発生部として、例えば図３（ａ）に示すように、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軸方向に離隔して２箇所形成される。この動圧溝８ａ１、８ａ２の形成領域はラジアル軸受面として、軸部２ａの外周面２ａ１と対向し、軸部材２の回転時には、外周面２ａ１との間に後述するラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受隙間を形成する（図２を参照）。また、上側の動圧溝８ａ１の形成領域では、動圧溝８ａ１が、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。

軸受スリーブ８の外周面８ｂには、軸方向に延びる溝１０ｂが軸方向全長に亘って１又は複数本形成される。この実施形態では、３本の軸方向溝１０ｂを円周方向等間隔に形成している。これら軸方向溝１０ｂは、軸受スリーブ８をハウジング７の内周に固定した状態では、対向するハウジング７の内周面７ｃとの間に潤滑油の流体流路を構成する（図２を参照）。また、これら軸方向溝１０ｂは、例えば軸受スリーブ８本体をなす圧粉体の成形型に予め軸方向溝１０ｂに対応する箇所を設けておくことで、軸受スリーブ８本体の圧粉体成形と同時に成形することができる。

軸受スリーブ８の下端面８ｃの全面または一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、図３（ｂ）に示すように、複数の動圧溝８ｃ１をスパイラル形状に配列した領域が形成される。この動圧溝８ｃ１の形成領域はスラスト軸受面として、フランジ部２ｂの上端面２ｂ１と対向し、軸部材２の回転時には、上端面２ｂ１との間に後述する第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。

軸受スリーブ８の上端面８ｄの、径方向の略中央部には、図３（ａ）に示すように、Ｖ字断面の周方向溝８ｄ１が全周に亘って形成される。周方向溝８ｄ１によって区画された上端面８ｄの内径側領域には、１又は複数本の半径方向溝８ｄ２が形成される。この半径方向溝８ｄ２は、図２に示すように、軸受スリーブ８にシール部９を当接させた状態では、周方向溝８ｄ１と軸受スリーブ８の内周面８ａ上端との間を連通する。

ハウジング７は、ＬＣＰやＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂、あるいはＰＳＵ、ＰＥＳ、ＰＥＩ等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物で射出成形され、例えば図２に示すように、側部７ａと、側部７ａの下端に一体に形成された底部７ｂとを有する。ハウジング７を形成する上記樹脂組成物としては、例えば、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を、目的に応じて上記ベース樹脂に適量配合したものが使用可能である。

底部７ｂの上端面７ｂ１の全面又は一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図４に示すように、複数の動圧溝７ｂ１１をスパイラル形状に配列した領域が形成される。この動圧溝７ｂ１１の形成領域はスラスト軸受面として、フランジ部２ｂの下端面２ｂ２と対向し、軸部材２の回転時には、下端面２ｂ２との間に後述する第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。

ハウジング７の内周面７ｃには、軸受スリーブ８の外周面８ｂが、例えば接着（ルーズ接着や圧入接着を含む）、圧入、溶着等の適宜の手段で固定される。

内周面７ｃの下端には、側部７ａよりも小径な小径部７ｄが形成される。この実施形態では、小径部７ｄの内周面７ｄ１と側部７ａの内周面７ｃとの間の段差が、軸受スリーブ８の動圧発生部を設けた下端面８ｃと当接する当接面７ｅとなる。これにより、小径部７ｄの軸方向寸法は、当接面７ｅに軸受スリーブ８の下端面８ｃを当接させた状態では、軸受スリーブ８の下端面８ｃから底部７ｂの上端面７ｂ１までの軸方向幅に一致する。

小径部７ｄの上端面となる当接面７ｅには、放射状に延びる径方向の溝１０ａが１又は複数本形成される。径方向溝１０ａは、この実施形態では、図４に示すように、円周方向等間隔に３箇所設けられる。これら径方向溝１０ａは、軸受スリーブ８の下端面８ｃを当接面７ｅに当接させた状態では、その外径端が軸方向溝１０ｂを介して軸受スリーブ８の上端面８ｄと連通する。また、径方向溝１０ａの内径端が、小径部７ｄとフランジ部２ｂとの径方向隙間を介して、軸受スリーブ８の下端面８ｃとフランジ部２ｂの上端面２ｂ１との軸方向隙間（第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間となる領域）にも連通する（何れも図２を参照）。これら径方向溝１０ａは、例えば底部７ｂの上端面７ｂ１の動圧溝７ｂ１１と共に、ハウジング７を成形する成形型の所要部位（当接面７ｅや上端面７ｂ１を成形する部位）に、径方向溝１０ａおよび動圧溝７ｂ１１を成形する溝型を加工しておくことで、ハウジング７と同時に型成形することができる。

上記構成の小径部７ｄおよび当接面７ｅが形成されたハウジング７の内周に軸受スリーブ８を、その内周に軸部材２を挿入した状態で、ハウジング７の内周に所定の圧入代でもって押し込んで行き、軸受スリーブ８の下端面８ｃが小径部７ｄの上端面、すなわち当接面７ｅと当接したところで軸受スリーブ８のハウジング７に対する軸方向位置を決定する。その後、例えばハウジング７の内周面７ｃに予め塗布しておいた接着剤を固化させることで、軸受スリーブ８の外周面８ｂをハウジング７の内周面７ｃに接着固定する。この際、軸受スリーブ８の下方への押込みに伴い、樹脂製の当接面７ｅが弾性変形し、当接する下端面８ｃに設けた動圧溝８ｃ１を塞いだ場合であっても、当接面７ｅの側に設けた径方向溝１０ａによって、軸方向溝１０ｂと、上記スラスト軸受隙間となる領域との間で連通状態が確保される。また、上述の理由から、軸受スリーブ８の下端面８ｃの、当接面７ｅとの当接部位に位置する動圧溝８ｃ１は省略することもできる。

また、この実施形態では、径方向溝１０ａと軸方向溝１０ｂの位置が周方向で一致するように、軸受スリーブ８をハウジング７の内周に固定しているが、軸方向溝１０ｂと径方向溝１０ａの円周方向位置は必ずしも一致させる必要はなく、円周方向にずれていてもよい。この場合、径方向溝１０ａと軸方向溝１０ｂ間での流体（潤滑油）の流通は、軸受スリーブ８の下端外周に設けられたチャンファ８ｅと、当接面７ｅ、および側部７ａの内周面７ｃとの間の隙間を介して行われる（図２を参照）。

シール手段としてのシール部９は、図２に示すように、例えば金属材料や樹脂材料でハウジング７とは別体に形成され、ハウジング７の側部７ａの上端部内周に圧入、接着、溶着、溶接等の手段で固定される。この実施形態では、シール部９の固定は、シール部９の下端面９ｂを軸受スリーブ８の上端面８ｄに当接させた状態で行われる（図２を参照）。

シール部９の内周面９ａにはテーパ面が形成されており、このテーパ面と、テーパ面に対向する軸部２ａの外周面２ａ１との間には、上方に向けて半径方向寸法が漸次拡大する環状のシール空間Ｓが形成される。シール部９で密封されたハウジング７の内部空間には、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）。この状態では、潤滑油の油面はシール空間Ｓの範囲内に維持される。

上記構成の動圧軸受装置１において、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８のラジアル軸受面（内周面８ａの動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域）は、軸部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝８ａ１、８ａ２の軸方向中心ｍ側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝８ａ１、８ａ２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、軸受スリーブ８のスラスト軸受面（下端面８ｃの動圧溝８ｃ１形成領域）とこれに対向するフランジ部２ｂの上端面２ｂ１との間のスラスト軸受隙間、およびハウジング７のスラスト軸受面（上端面７ｂ１の動圧溝７ｂ１１形成領域）とこれに対向するフランジ部２ｂの下端面２ｂ２との間のスラスト軸受隙間に、動圧溝７ｂ１１、８ｃ１の動圧作用により潤滑油の油膜がそれぞれ形成される。そして、これら油膜の圧力によって、軸部材２をスラスト方向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とが構成される。この際、第１、第２スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２のスラスト軸受隙間（の総和）は、常に小径部７ｄの軸方向幅からフランジ部２ｂの軸方向幅を減じた値に設定される。これにより、両スラスト軸受隙間（の総和）が精度良く管理される。

上述のように、軸受スリーブ８の外周に軸受スリーブ８両端面間の流体流路となる軸方向溝１０ｂを、ハウジング７の当接面７ｅに径方向溝１０ａをそれぞれ設けることで、これら軸方向溝１０ｂ、径方向溝１０ａを介して、ハウジング７の下端内部に位置するスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２のスラスト軸受隙間と、ハウジング７の開口側に形成されるシール空間Ｓとの間が連通状態となる。これによれば、例えば何らかの理由でスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の側の流体（潤滑油）圧力が過度に高まり、あるいは低下するといった事態を避けて、軸部材２をスラスト方向に安定して非接触支持することが可能となる。

また、この実施形態では、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１は、軸方向中心ｍに対して軸方向非対称（Ｘ１＞Ｘ２）に形成されているため（図３参照）、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２ａの外周面２ａ１との間の隙間に満たされた潤滑油が下方に流動し、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間→径方向溝１０ａ→軸方向溝１０ｂ→上端面８ｄと下端面９ｂ外径側領域との間の軸方向隙間→周方向溝８ｄ１→半径方向溝８ｄ２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。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、各軸受隙間をはじめとする軸受内部の圧力バランスが適正に保たれる。また、軸受内部空間の潤滑油の好ましくない流れ、例えば潤滑油の圧力が局部的に負圧になる現象を防止して、負圧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。

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ず、他の構成にも適用することができる。

上記実施形態では、軸方向溝１０ｂを、軸受スリーブ８の外周面８ｂに設けた場合を説明したが、軸方向溝１０ｂは流体流路としてハウジング７の内周と軸受スリーブ８の外周との間に形成されていればよく、例えば図５に示すように、ハウジング７の内周面７ｃに形成することもできる。この場合には、軸受内部の流体を循環流通させるための径方向溝１０ａおよび軸方向溝１０ｂを、何れもハウジング７の側に形成することができるので、軸受スリーブ８の外周面８ｂに軸方向溝１０ｂを形成する手間が省ける。特に、軸受スリーブ８を焼結金属で形成する場合、この種の溝の成形は、圧粉体の成形と同時に行われるため、圧粉成形金型のダイやパンチには軸方向溝１０ｂに対応したものが必要とされるが、ハウジング７の側に設けることで当該金型を簡素化でき、かかるコストの低減化が可能となる。

また、上記実施形態では、径方向溝１０ａが形成される当接面７ｅを、ハウジング７と一体に設けた場合を説明したが、特にこの形態に限ることはなく、例えば当接面７ｅをハウジング７と別体に設けることも可能である。例えば図６は、ハウジング７の底部７ｂをハウジング７の側部７ａと別体に形成し、かつ底部７ｂの側に当接面７ｅを設けた場合を図示している。同図において、当接面７ｅは、別体としての底部７ｂの外周から軸受スリーブ８側（図中上方向）に突出した円筒状の突出部７ｆの上端面を構成する。また、シール部９は、例えば樹脂の射出成形などでハウジング７と一体に形成される。

この場合、予め軸受スリーブ８を、上端面８ｄを側部７ａと一体形成されたシール部９の下端面９ｂと当接させた状態でハウジング７の内周に固定する。そして、別体としての底部７ｂをハウジング７の内周に押し込んで行き、軸受スリーブ８の下端面８ｃが底部７ｂの当接面７ｅと当接したところで軸受スリーブ８のハウジング７に対する軸方向位置を決定する。その後、例えばハウジング７の内周面７ｃに予め塗布しておいた接着剤を固化させることで、底部７ｂをハウジング７の内周に接着固定する。

このように、別体としての底部７ｂをハウジング７に固定する場合であっても、当接面７ｅの側に径方向溝１０ａを設けることで、底部７ｂの押込みに伴う動圧溝８ｃ１の閉塞の有無に依らず、軸方向溝１０ｂと、各スラスト軸受隙間となる領域との間での連通状態を確保することができる。従って、常に軸受内部の圧力バランスを保ち、安定した軸受性能を発揮することができる。

また、以上の実施形態では、軸受スリーブ８の側に周方向溝８ｄ１や半径方向溝８ｄ２を設けた場合を例示したが、これらの溝を対向するシール部９の側に設けることもできる。これによれば、軸受スリーブ８の、内周面８ａおよび下端面８ｃを除く外表面を全て平滑な面とすることができるので、成形金型をさらに簡素化して、かかるコストをより一層低減することができる。さらには、内周面８ａや下端面８ｃに形成される動圧溝８ａ１、８ａ２、８ｃ１を対向する軸部材２の側に設けることで、軸受スリーブ８の外表面を全て平滑な面とすることもできる。

また、以上の実施形態では、ハウジング７に形成される径方向溝１０ａを、断面Ｖ字状としたものを例示したが、もちろんこれ以外の溝形状（溝断面形状）とすることも可能である。また、径方向溝１０ａの本数についても、図示のように３本に限ることなく、２本あるいは４本以上設けることも可能である。また、径方向溝１０ａを設ける箇所は、樹脂製あるいは金属製とすることもでき、成形方法として、例えば樹脂や金属の射出成形、あるいは金属のプレス成形、鍛造成形等を採用することができる。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、へ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流体の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受や多円弧軸受を採用してもよい。なお、以下に示す図示例は、何れも軸受スリーブ８の内周面８ａに動圧発生部を設けた場合を例示しているが、上述のように、これら動圧発生部を、内周面８ａと対向する軸部２ａの外周面２ａ１に設けても構わない。

図７は、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の一方又は双方を多円弧軸受で構成した場合の一例を示している。同図において、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域は、複数の円弧面８ａ３（この図では３円弧面）で構成されている。各円弧面８ａ３は、回転軸心Ｏからそれぞれ等距離オフセットした点を中心とする偏心円弧面であり、円周方向で等間隔に形成される。各偏心円弧面８ａ３の間には軸方向の分離溝８ａ４がそれぞれ形成される。

軸受スリーブ８の内周面８ａに軸部材２の軸部２ａを挿入することにより、軸受スリーブ８の偏心円弧面８ａ３および分離溝８ａ４と、軸部２ａの真円状外周面２ａ１との間に、第１および第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の各ラジアル軸受隙間がそれぞれ形成される。ラジアル軸受隙間のうち、偏心円弧面８ａ３と真円状外周面２ａ１とで形成される領域は、隙間幅を円周方向の一方で漸次縮小させたくさび状隙間８ａ５となる。くさび状隙間８ａ５の縮小方向は軸部材２の回転方向に一致している。

図８は、第１および第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２を構成する多円弧軸受の他の実施形態を示すものである。この実施形態では、図７に示す構成において、各偏心円弧面８ａ３の最小隙間側の所定領域θが、それぞれ回転軸心Ｏを中心とする同心の円弧で構成されている。従って、各所定領域θにおけるラジアル軸受隙間（最小隙間）８ａ６は一定となる。このような構成の多円弧軸受は、テーパ・フラット軸受と称されることもある。

図８では、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる領域が３つの円弧面８ａ７で形成されると共に、３つの円弧面８ａ７の中心は、回転軸心Ｏから等距離オフセットされている。３つの偏心円弧面８ａ７で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間８ａ８は、円周方向の両方向に対してそれぞれ漸次縮小した形状を有している。

以上説明した第１および第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の多円弧軸受は、何れもいわゆる３円弧軸受であるが、これに限らず、いわゆる４円弧軸受、５円弧軸受、さらには６円弧以上の数の円弧面で構成された多円弧軸受を採用してもよい。また、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、２つのラジアル軸受部を軸方向に離隔して設けた構成とする他、軸受スリーブ８の内周面８ａの上下領域に亘って１つのラジアル軸受部を設けた構成としてもよい。

また、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の一方又は双方は、例えば図示は省略するが、スラスト軸受面となる領域に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等で構成することもできる。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２やスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２を動圧軸受で構成した場合を説明したが、これ以外の軸受で構成することもできる。例えば、ラジアル軸受面となる軸受スリーブ８の内周面８ａを、動圧発生部としての動圧溝８ａ１や円弧面８ａ３を設けない真円内周面とし、この内周面と対向する軸部２ａの真円状外周面２ａ１とで、いわゆる真円軸受を構成することができる。

また、以上の実施形態では、動圧軸受装置１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。

本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置を組込んだ情報機器用スピンドルモータの断面図である。 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）は下端面図である。 ハウジングのＡ−Ａ断面図である。 動圧軸受装置の他の構成例を示す図である。 動圧軸受装置の他の構成例を示す図である。 ラジアル軸受部の他の構成例を示す図である。 ラジアル軸受部の他の構成例を示す図である。 ラジアル軸受部の他の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 動圧軸受装置
２ 軸部材
２ａ 軸部
２ｂ フランジ部
３ ディスクハブ
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
７ ハウジング
７ａ 側部
７ｂ 底部
７ｃ 内周面
７ｄ 小径部
７ｅ 当接面
８ 軸受スリーブ
８ａ 内周面
８ａ１、８ａ２ 動圧溝
８ａ３、８ａ７ 偏心円弧面
８ｂ 外周面
８ｃ 下端面
８ｃ１ 動圧溝
８ｄ 上端面
８ｄ１ 周方向溝
８ｄ２ 半径方向溝
９ シール部
１０ａ 径方向溝
１０ｂ 軸方向溝
Ｓ シール空間
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部

Claims (8)

1. 底部を一体又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、一端面に動圧発生部を設けた軸受スリーブと、ハウジングおよび軸受スリーブに対して相対回転する軸部材と、軸受スリーブの一端面とこれに対向する軸部材との間のスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸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、ハウジングの内周と軸受スリーブの外周との間に設けられ、軸受スリーブの両端面間で流体を流通可能とする流体流路とを備えたものにおいて、
   ハウジングに、軸受スリーブの一端面と軸方向で当接する当接面が設けられ、かつこの当接面に、スラスト軸受隙間と流体流路とを連通させる径方向溝が形成されることを特徴とする動圧軸受装置。
2. 流体流路は、軸受スリーブの外周に形成される軸方向溝で構成される請求項１記載の動圧軸受装置。
3. 流体流路は、ハウジングの内周に形成される軸方向溝で構成される請求項１記載の動圧軸受装置。
4. 軸方向溝と径方向溝の位置が周方向で一致している請求項２又は３記載の動圧軸受装置。
5. 径方向溝はハウジングと一体に型成形される請求項１記載の動圧軸受装置。
6. ハウジングは、樹脂の射出成形で形成される請求項５記載の動圧軸受装置。
7. 動圧発生部は、複数の動圧溝を配列してなる請求項１記載の動圧軸受装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の動圧軸受装置を備えたディスク装置のスピンドルモータ。

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