JP2007263165A - 流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この種の流体軸受装置における油漏れを可及的に防止する。
【解決手段】流体軸受装置１は、軸受部材７と、軸受部材７の内周に挿入され、軸受部材７に対して相対回転する軸部材２とを備える。軸部材２は、軸部１２と、軸部１２の外周に設けられ、軸受部材７との間に第１のシール空間Ｓ１を形成する第１のシール部８と、第１のシール部８と軸方向に離隔して軸部１２に設けられ、軸受部材７との間に第２のシール空間Ｓ２を形成する第２のシール部９とを有する。第１のシール部８と軸部１２との間には、第１のシール部８よりも高い線膨張係数を有する第１の弾性体１３が設けられる。同様に、第２のシール部９と軸部１２との間には、第２のシール部９よりも高い線膨張係数を有する第２の弾性体１４が設けられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体軸受装置に関するものである。

流体軸受装置は、軸受部材と、軸受部材の内周に挿入した軸部材との相対回転により軸受隙間に生じた流体の潤滑膜で軸部材を回転自在に支持する軸受装置である。この種の軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を備えるものであり、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におけるディスクドライブのスピンドルモータ用の軸受装置として、あるいは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込まれる流体軸受装置では、軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とが設けられる。このラジアル軸受部の軸受としては、軸受部材を構成する軸受スリーブの内周面に動圧発生用の溝（動圧溝）を設けた動圧軸受が公知であり、スラスト軸受部の軸受としては、例えば軸部材のフランジ部の両端面、あるいは、これに対向する面（軸受スリーブの端面や、ハウジングに固定される蓋部材の端面等）に動圧溝を設けた動圧軸受が公知である（例えば、特許文献１や２を参照）。

この種の流体軸受装置（動圧軸受装置）において、通常、軸受スリーブはハウジングの内周の所定位置に固定され、また、ハウジングの内部空間に注油した潤滑油が外部に漏れるのを防止するために、ハウジングの開口部にシール部材を配設する場合が多い。シール部材の内周面は、軸部材の外周面との間にシール空間を形成し、このシール空間の容積は、ハウジングの内部空間に充満された潤滑油が使用温度範囲内での熱膨張・収縮によって容積変化する量よりも大きくなるように設定される。従って、温度変化に伴う潤滑油の容積変化があった場合でも、潤滑油の油面は常にシール空間内に維持される（特許文献１参照）。シール部材はハウジングに設けられる他、軸部材に設けられるものもある。この場合、シール部材の外周面とこれに対向するハウジングの内周面との間にシール空間が形成される（例えば、特許文献３を参照）。
特開２００３−６５３２４号公報 特開２００３−３３６６３６号公報 特開２００５−２９９７７７号公報

しかしながら、上記流体軸受装置を例えば高温雰囲気下で使用する場合、軸部材とシール部材の線膨張係数の大小関係によっては、両部材間にすき間が生じる恐れがある。すなわち、軸部材が、主に軸方向負荷やモーメント荷重に対する耐性を考慮してステンレス鋼などの高強度材で形成されるのに対し、シール部材は、その加工性やコストを考慮して軟質金属や樹脂などで形成されることが多い。そのため、シール部材を形成する材料の線膨張係数が軸部材を形成する材料の線膨張係数を上回ることが少なくない。これでは、高温時、シール部材の内周面と軸部材の外周面との間に半径方向のすき間が生じ、このすき間から軸受内部に充満した潤滑油が漏れ出す恐れがある。

本発明の課題は、この種の流体軸受装置における油漏れを可及的に防止することである。

前記課題を解決するため、本発明は、軸受部材と、軸受部材に対して相対回転する軸部材と、軸受部材と軸部材との間に形成される軸受隙間と、軸受隙間を満たす潤滑流体とを備え、軸部材が、軸部と、軸部の外周に設けられ、軸受部材との間にシール空間を形成するシール部とを有するものにおいて、軸部とシール部との間に、シール部よりも高い線膨張係数を有する弾性体を介在させたことを特徴とする流体軸受装置を提供する。

上述のように、本発明は、軸部とシール部との間に、シール部よりも高い線膨張係数を有する弾性体を介在させたことを特徴とするものであり、高温時、互いに拘束のない状態では、弾性体はシール部に比べて外径側に大きく膨張する。そのため、シール部を弾性体の外径側に配した状態では、高温時、弾性体はシール部により外径側への膨張を制限（拘束）され、かかる拘束を受けて外径側へ膨張できなかった分が内径側のすき間の発生を防止する方向に作用する。従って、シール部が軸部に比べて外径側に大きく膨張する場合であっても、弾性体と軸部との間にすき間が発生する事態を極力避けることができる。

また、低温時における油漏れを防止する観点から、弾性体は軸部材よりも線膨張係数の高い材料で形成されているのが好ましい。かかる構成によれば、低温時、弾性体は軸部により内径側への収縮を制限（拘束）され、かかる拘束を受けて内径側へ収縮できなかった分が外径側のすき間の発生を防止する方向に作用する。従って、弾性体がシール部に比べて内径側に大きく収縮する場合であっても、弾性体とシール部との間にすき間が発生する事態を極力避けることができる。

上記弾性体は、軸部やシール部とそれぞれ別体に形成し、これらをアセンブリすることもできるが、アセンブリ工程の簡略化等を図る目的で、例えば軸部をインサート部品とする射出成形で軸部と一体に形成することができる。あるいは、シール部をインサート部品とする射出成形で弾性体をシール部と一体に形成することができる。

特に後者の場合、シール部を芯部と被覆部とで構成し、かかる芯部と軸部との間に弾性体を配した構造をとることも可能である。この場合には、弾性体が芯部に比べて高い線膨張係数を有することから、シール部の外径寸法を大きくすることなく、弾性体の半径寸法を大きくして、内径側への膨張量を増加させることができる。なお、弾性体と被覆部は別体に形成してもよいが、作業工程の簡略化や固定力を考慮して、例えば芯部をインサート部品とする射出成形で被覆部と弾性体とを一体に成形することも可能である。

また、弾性体と、軸部材とシール部何れか一方の部材との一体品を他方の部材に固定するための手段として、例えば他方の部材と弾性体との間で締め代を持たせた固定手段が有効である。すなわち、例えば軸部材と一体的に設けられた弾性体と、これを固定すべきシール部との間に所定の締め代を持たせて、弾性体とシール部を締結固定する。これによれば、高温時、弾性体がシール部に比べて外径側に大きく膨張しようとすることで、両部材間の締め代を大きくとるのと同様の作用を生じる（締結力が増大する）。そのため、従来のように、軸部材に圧入固定されたシール部が、高温時、軸部材に比べて外径側に大きく膨張することで両部材間の締め代が減少するといった事態を避けて、両部材間で高い固定力を確保することができる。あるいは、両部材間の締め代を高温時の減少分を差し引いて設定する必要がないので、常温時、必要とされる大きさの固定力が得られる程度の締め代があればよい。これにより、弾性体とシール部、あるいは軸部材との間の締め代を小さくすることも可能である。上述の作用効果は、シール部と一体的に設けられた弾性体を軸部材に締結固定する場合にも同様に生じ得る。

また、アセンブリ工程のさらなる簡略化を図るのであれば、軸部材およびシール部をインサート部品とする射出成形で弾性体を軸部材およびシール部と一体に形成することも可能である。

本発明は、例えばシール部の端面とこれに対向する軸受部材の端面との間にスラスト軸受隙間を形成した構成の流体軸受装置に対しても適用可能である。また、軸部に固定されるシール部は１個に限らず、例えば軸方向に離隔させて２個以上のシール部を軸部材に設けた流体軸受装置に対しても本発明が適用可能である。

以上のように、本発明によれば、この種の流体軸受装置における油漏れを可及的に防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る流体軸受装置（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、例えば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に固定されたハブ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４およびロータマグネット５と、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取付けられ、ロータマグネット５はハブ３の内周に取付けられる。流体軸受装置１はブラケット６の内周に固定される。ハブ３には、情報記憶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。上述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との間に発生する励磁力でロータマグネット５が回転し、それによってハブ３およびハブ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、流体軸受装置１を示している。この流体軸受装置１は、軸受部材７と、軸受部材７の内周に挿入され、軸受部材７に対して相対回転する軸部材２とを備える。軸部材２は、軸部１２と、軸部１２の外周に設けられ、軸受部材７との間に第１のシール空間Ｓ１を形成する第１のシール部８と、軸部１２と第１のシール部８との間に介在させた第１の弾性体１３を有する。軸部材２は、この実施形態では、さらに第１のシール部８と軸方向に離隔して軸部１２に設けられ、軸受部材７との間に第２のシール空間Ｓ２を形成する第２のシール部９、および軸部１２と第２のシール部９との間に介在させた第２の弾性体１４を有する。なお、以下の説明では、便宜上、流体軸受装置１から軸部材２（軸部１２）のハブ３側に突出する側を上側、軸部材２の突出側と反対の側を下側としているが、これにより、モータや流体軸受装置の設置方向や使用態様等が特定されるわけではない。

軸受部材７は、ハウジング部１０と、ハウジング部１０の内周に一体又は別体に配設されるスリーブ部１１とで構成される。

ハウジング部１０は両端開口の筒状をなし、例えば真ちゅう等の金属で、あるいはＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂をベースとする樹脂組成物の射出成形で形成される。もちろん、ハウジング部１０の内部に充填される潤滑油に対して十分な耐浸透性（耐油性）を有するのであれば、ＰＰＳＵ、ＰＥＳ、ＰＥＩ等の非晶性樹脂をベースとする樹脂組成物を射出成形することでハウジング部１０を形成することもできる。この実施形態では、ハウジング部１０の内周面１０ａは径一定の円筒面形状をなし、その軸方向中間位置にスリーブ部１１を固定している。

スリーブ部１１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、スリーブ部１１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、ハウジング部１０の内周面１０ａに、例えば接着（ルーズ接着を含む）、圧入（圧入接着を含む）、溶着（超音波溶着を含む）等、適宜の手段で固定される。もちろん、スリーブ部１１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。

スリーブ部１１の内周面１１ａの全面又は一部領域には、ラジアル動圧発生部として複数の動圧溝を配列した領域が形成される。この実施形態では、例えば図３（ａ）に示すように、複数の動圧溝１１ａ１、１１ａ２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。これら動圧溝１１ａ１、１１ａ２の形成領域はそれぞれラジアル軸受面として軸部１２の外周面１２ａと対向し、軸部材２の回転時には、外周面１２ａとの間に後述する第１、第２ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受隙間をそれぞれ形成する（図２を参照）。

スリーブ部１１の上端面１１ｂの全面又は一部領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図３（ｂ）に示すように、複数の動圧溝１１ｂ１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１１ｂ１形成領域はスラスト軸受面として、第１のシール部８の下端面８ａと対向し、軸部材２の回転時には、下端面８ａとの間に後述する第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。

スリーブ部１１の下端面１１ｃの全面又は一部領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図３（ｃ）に示すように、複数の動圧溝１１ｃ１をスパイラル状に配列した領域が形成される。この動圧溝１１ｃ１形成領域はスラスト軸受面として、第２のシール部９の上端面９ａと対向し、軸部材２の回転時には、上端面９ａ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）。

軸部材２を構成する軸部１２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成され、スリーブ部１１の内周に挿入される。軸部１２は全体として概ね同径の軸状をなし、その外周面１２ａの軸方向中間部（動圧溝１１ａ１、１１ａ２形成領域と対向しない箇所）には、他所よりも僅かに小径に形成した逃げ部１２ｂが形成される。外周面１２ａのうち、逃げ部１２ｂの軸方向両側の領域はスリーブ部１１の動圧溝１１ａ１、１１ａ２形成領域との間にラジアル軸受隙間を形成する面（ラジアル軸受面）となるため、例えば研削等で特に高精度に仕上げるのが好ましい。また、この実施形態では、軸部１２の外周面１２ａのうち、第１のシール部８および第２のシール部９の固定領域には環状溝形状をなす凹部１２ｃがそれぞれ形成される。なお、軸部１２の加工方法は特に問わず、削り出し等の機械加工の他、鍛造等の塑性加工によっても形成可能である。軸部１２を金属製の一体加工品とすることもでき、例えば金属と樹脂とからなるハイブリッド軸（鞘部が金属で、芯部が樹脂など）とすることもできる。

第１のシール部８および第２のシール部９は共に環状をなすもので、例えば何れも真ちゅう（黄銅）等の軟質金属材料やその他の金属材料で形成される。第１のシール部８は、その下端面８ａをスリーブ部１１の上端面１１ｂと対向させた状態で軸部１２の外周に固定される。同様に、第２のシール部９は、その上端面９ａをスリーブ部１１の下端面１１ｃと対向させた状態で軸部１２の外周に固定される。

また、この実施形態では、第１のシール部８の外周面８ｂに、上方（スリーブ部１１から第１のシール部８に向けて離隔する方向）に向けて漸次縮径するテーパ面８ｂ１が形成される。従って、第１のシール部８を軸部１２に固定した状態では、テーパ面８ｂ１を含む外周面８ｂと、外周面８ｂに対向するハウジング部１０の上端内周面１０ａ１との間に、半径方向寸法が下方に向けて漸次縮小するテーパ状の第１シール空間Ｓ１が形成される。

同様に、第２のシール部９の外周面９ｂにも、下方（スリーブ部１１から第２のシール部９に向けて離隔する方法）に向けて漸次縮径する環状のテーパ面９ｂ１が形成される。そのため、第２のシール部９を軸部１２に固定した状態では、テーパ面９ｂ１を含む外周面９ｂと、外周面９ｂに対向するハウジング部１０の下端内周面１０ａ２との間に、半径方向寸法が上方に向けて漸次縮小するテーパ状の第２シール空間Ｓ２が形成される。

上記第１のシール部８と軸部１２との間には、第１のシール部８よりも高い線膨張係数を有する第１の弾性体１３が設けられる。同様に、第２のシール部９と軸部１２との間には、第２のシール部９よりも高い線膨張係数を有する第２の弾性体１４が設けられる。この実施形態では、何れの弾性体１３、１４も樹脂で環状に形成される。また、軸部１２をインサート部品とする樹脂の射出成形で両弾性体１３、１４が軸部１２の軸方向所定位置（各シール部８、９の固定位置）と一体に形成される。この際、例えば図２や図４に示すように、各弾性体１３、１４の形成箇所に環状溝等の凹部１２ｃを形成しておくことで、各弾性体１３、１４の軸部１２に対する固定力を高めることも可能である。

この場合、第１のシール部８を、例えば図４に示すように、軸部１２の軸方向所定位置に設けられた第１の弾性体１３との間で締め代を持たせて締結することで、第１のシール部８が軸部１２に対して固定される。同様に、上記第２のシール部９を、軸部１２に設けられた第２の弾性体１４との間で締め代を持たせて締結することで、第２のシール部９が軸部１２に対して固定される。

この際、例えば図４に示すように、第１の弾性体１３の外径Ｄ２から第１のシール部８の内径Ｄ１を減じた値が締め代の半径方向寸法となる。また、第１のシール部８の内径Ｄ１を固定すべき軸部１２の、一端部１２ｄから第１の弾性体１３の固定箇所までの間の最外径Ｄ３より大きくしておくことで、シール部８を軸部１２に対してすきまばめの状態で、軸部１２に設けられた第１の弾性体１３まで導入することができる。これにより、第１のシール部８を軸部１２に直接圧入固定する場合と比べて、固定時に生じる摩耗粉の発生を大幅に抑制することができ、固定工程の後の洗浄工程を簡略化あるいは省略することができる。

上述のようにして、第１のシール部８を第１の弾性体１３を介して軸部１２に固定する。同様に、第２のシール部９を第２の弾性体１４を介して軸部１２に固定する。この際、予め一方のシール部、ここでは第２のシール部９が固定された軸部１２に対して上述の固定を行うことで、後述するスラスト軸受隙間の総和が設定される。すなわち、第１のシール部８の下端面８ａと第２のシール部９の上端面９ａとの軸方向対向間隔から、両面８ａ、９ａ間に配置されるスリーブ部１１の軸方向寸法を減じた値が、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として設定される。

上述のようにしてアセンブリを行った後、各シール部８、９の外周面８ｂ、９ｂの側に形成されるシール空間Ｓ１、Ｓ２の何れか一方の開口側から軸受内部空間に潤滑油を注油する。これにより、各ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間を含む軸受内部空間を潤滑油で充満した流体軸受装置１が完成する。この際、第１および第２シール空間Ｓ１、Ｓ２の容積の総和は、少なくとも流体軸受装置１の内部空間に充満した潤滑油の温度変化に伴う体積変化量よりも大きい。そのため、潤滑油の油面は、常に両シール空間Ｓ１、Ｓ２内に維持される。

また、上記構成の流体軸受装置１であれば、例えば製品輸送時など、高温時あるいは低温時、シール空間Ｓ１、Ｓ２以外の箇所から油漏れが生じるのを可及的に防ぐことができる。以下、第１のシール部８および弾性体１３の熱変形挙動を例に取って説明する。

上述のように、軸部１２と第１のシール部８との間に介在させた第１の弾性体１３は、第１のシール部８よりも高い線膨張係数を有する。そのため、例えば高温時、互いに拘束がないと仮定した状態では、第１の弾性体１３は第１のシール部８に比べて外径側に大きく膨張する。図５（ａ）でいえば、第１のシール部８の内周面８ｃが、図中二点鎖線Ａの位置まで変位（膨張）するのに対し、第１の弾性体１３の外周面１３ａは図中一点鎖線Ｂの位置まで変位（膨張）可能である。そのため、シール部８を弾性体１３の外径側に固定した状態では、図５（ｂ）に示すように、高温時、弾性体１３はシール部８の内周面８ｃの位置までしか外径側に膨張できず、外径側へ膨張できなかった分が内径側（軸部１２の側）のすき間の発生を防止する方向に作用する。例えば図５（ｂ）でいえば、第１の弾性体１３の内周面１３ｂは、自由熱膨張時の半径方向位置（図中一点鎖線Ｃの位置）よりも内径側、すなわち軸部１２の側にシフトする。従って、第１のシール部８が軸部１２に比べて外径側に大きく膨張する場合であっても、両部８、１２間に介在させた第１の弾性体１３がシール部８により外径方向への膨張を拘束されることで、弾性体１３と軸部１２との間にすき間が発生する事態を極力避けることができる。

また、この実施形態のように、第１の弾性体１３を軸部１２よりも線膨張係数の高い材料で形成することで、例えば図示は省略するが、低温時、第１の弾性体１３は軸部１２の外周面１２ａの位置までしか内径側に収縮できず、これにより内径側へ収縮できなかった分が外径側（シール部８の側）のすき間の発生を防止する方向に作用する。従って、弾性体１３がシール部８に比べて内径側に大きく収縮する場合であっても、弾性体１３が軸部１２により内径方向への収縮を拘束されることで、弾性体１３とシール部８との間にすき間が発生する事態を極力避けることができる。

また、この実施形態では、軸部１２と一体に設けられた第１の弾性体１３と、これを固定すべき第１のシール部８との間に所定の締め代Ｄ２−Ｄ１（図４を参照）を持たせて、かかる弾性体１３とシール部８を締結固定している。かかる構成によれば、例えば高温時、第１の弾性体１３の外周面１３ａが第１のシール部８の内周面８ｃに比べて外径側に大きく膨張（変位）しようとすることで、締結時の締め代Ｄ２−Ｄ１に加えて両面８ａ、１３ａ間の膨張差に基づく締め代が付与される。従って、互いに締結固定される第１のシール部８と第１の弾性体１３との間で高い固定力を得ることができる。あるいは、シール部８と弾性体１３との間の締め代を、高温時の減少分を考慮して設定しなくて済むため、両部８、１３間の締め代Ｄ２−Ｄ１を予め小さく設定することもできる。

また、この実施形態では、第１の弾性体１３を、軸部１２をインサート部品とする射出成形で形成したので、弾性体１３の成形と、軸部１２への固定を一工程で行うことができ、作業工程の簡略化を図ることができる。また、この実施形態では、凹部１２ｃとして円環状の溝を軸部１２の全周に亘って設けた場合を例示したが、凹部１２ｃを一部円周領域に設ける等、弾性体１３の固定面の外径寸法を周方向で異ならせることで、かかる弾性体１３（シール部８）の抜止めとしてだけでなく回り止めとしても作用する。以上、第１の弾性体１３および第１のシール部８について述べた作用効果は、第２の弾性体１４に第２のシール部９を締結する場合に対しても同様に生じ得る。

上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２の回転時、スリーブ部１１の内周面１１ａの動圧溝１１ａ１、１１ａ２形成領域は、軸部材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１１ａ１、１１ａ２の軸方向中心側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝１１ａ１、１１ａ２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とがそれぞれ構成される（図２を参照）。

これと同時に、スリーブ部１１の上端面１１ｂに形成された動圧溝１１ｂ１形成領域とこれに対向する第１のシール部８の下端面８ａとの間のスラスト軸受隙間、およびスリーブ部１１の下端面１１ｃに形成された動圧溝１１ｃ１形成領域とこれに対向する第２のシール部９の上端面９ａとの間のスラスト軸受隙間に、動圧溝１１ｂ１、１１ｃ１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とがそれぞれ構成される。

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ることなく、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、第１のシール部８を金属材料で、第１の弾性体１３を樹脂で形成した場合を例示したが、本発明は、第１の弾性体１３の線膨張係数が第１のシール部８のそれを上回る限り、例えば両部８、１３を異種金属あるいは樹脂同士で形成する等、他の材料の組合せを採ることも可能である。また、両部８、１３を何れも樹脂で形成する場合には、繊維状充填材や粒状系充填材など、樹脂に配合する充填材の種類、配合量等（組成）を調整することで、両部８、１３間で線膨張係数に違いを持たせることも可能である。

また、上記実施形態では、第１のシール部８を単一の材料で形成した場合を説明したが、これに限ることなく、例えば複数の材料からなる構成を採ることも可能である。

図６はその一例を示すもので、同図に示す第１のシール部８は、芯部２４と、芯部２４の周囲を被覆する被覆部２５とで構成され、かつ芯部２４と軸部１２との間には第１の弾性体２３を介設されている。同図では、芯部２４の外周面２４ｂおよび下端面２４ｃが被覆部２５で被覆され、スリーブ部１１の上端面１１ｂとの間にスラスト軸受隙間を形成する下端面１８ａやシール面となる外周面１８ｂ（テーパ面１８ｂ１）が被覆部２５で形成されている。また、芯部２４の内周面２４ａが第１の弾性体２３で形成されている。そのため、例えば第１の弾性体２３と被覆部２５とを同一の材料とすれば、例えば芯部２４をインサート部品とする射出成形で、シール部８と弾性体２３とを一体に成形することができる。図６には、例えば作業工程の簡略化を図る目的で、軸部１２および芯部２４をインサート部品とする樹脂の射出成形で、弾性体２３とシール部１８、および軸部１２とを一体に成形した場合を例示している。

また、図６では、被覆部２５の肉厚に比べて第１の弾性体２３の肉厚を大きくした場合を例示しているが、これには以下のメリットがある。

すなわち、弾性体１３の外径側への膨張量はその外径寸法に依存するため、例えば弾性体１３の外径寸法が大きいほど、高温膨張時、第１のシール部８の拘束により内径側に押し出される量が増加する（図５を参照）。また、外径寸法が同じであっても弾性体１３の内径寸法が小さければ、結果的に内周面１３ｂの内径側へのシフト量（半径幅寸法）が増加する。そのため、高温時、軸部１２との間でのすき間の発生を確実に防ぐためには、あるいは軸部１２とシール部８との間の固定力を高めるためには、弾性体１３をできるだけ厚くするのがよい。

しかしながら、単に弾性体１３の厚みを増したのでは、その分シール部８が外径側に配設されることになり、流体軸受装置１の径方向寸法が増加する。径方向寸法をそのままにしようとすると、シール部８の径方向寸法を小さくせざるを得ないが、例えば上記実施形態に示すように、シール部８の下端面８ａが対向するスリーブ部１１の上端面１１ｂとの間にスラスト軸受隙間を形成するような場合には、スラスト軸受面積の減少につながるため好ましくない。

これに対して、図６に示すように、弾性体２３と被覆部２５とを同一材料で、かつ芯部２４をインサート部品とする射出成形で弾性体２３と芯部２４、および被覆部２５とを一体に成形すれば、シール部１８の外径寸法を変えなくても、芯部２４の径方向寸法を減じてその分弾性体２３の径方向厚みを増大させることが可能となる。従って、限られた製品サイズの中で弾性体２３の径方向厚みを極力大きく取って、高温時、軸部１２との間でのすき間の発生を確実に防ぐことができる。あるいは、軸部１２とシール部１８との間の固定力を高めることができる。また、下端面１８ａを形成する被覆部２５を弾性体２３と一体に成形することで、スラスト軸受隙間に面する領域全体（シール部１８と弾性体２３との一体品の下端面全体）を同一材料で成形でき、スラスト軸受面積を確保することができる。

また、上述のように、シール部１８を芯部２４とそれを被覆する被覆部２５とで構成する場合には、高い面精度が必要とされる外周面１８ｂ（テーパ面１８ｂ１）や下端面１８ａを被覆部２５で形成することができるので、例えば芯部２４をインサート部品とする射出成形で被覆部２５を一体に形成する場合には、芯部２４の外周面２４ｂや下端面２４ｃをそれほど精度良く仕上げずに済む。内周面２４ａを弾性体２３で被覆する場合も同様である。

また、上記実施形態では、第１の弾性体１３（２３）を軸部１２あるいはシール部１８（芯部２４）と一体に形成した場合を説明したが、例えばこれら三部材を何れも別体に形成し、かかる後にアセンブリする手段を採ることもできる。

また、上記実施形態では、第１のシール部８を、軸部１２に設けた第１の弾性体１３に所定の締め代で締結固定した場合を説明したが、本発明は、軸部１２とシール部８との間に、シール部８よりも高い線膨張係数を有する弾性体１３が介在した状態で互いに固定される限り、接着など他の固定手段を採用することも可能である。あるいは、シール部８より高い線膨張係数を有し、かつシール部８や軸部１２に対する接着性に優れた樹脂を両部８、１２間に供給することで、弾性体１３をシール部８と軸部１２との間に介設すると同時に、かかる弾性体１３を介してシール部８と軸部１２とを固定することができる。

以上の構成は、第１のシール部８および第１の弾性体１３だけでなく、第２のシール部９および第２の弾性体１４についても採用可能である。もちろん、図２に示す形態であれば、第２のシール部９を軸部材２と同一材料で一体に形成しておき、かかる一体品に第１の弾性体１３、そして第１のシール部８を順に固定するようにしても構わない。もちろんこの場合も、第１のシール部８および第１の弾性体１３については上記構成が採用可能である。また、本発明は、１個のシール部８のみを設けた軸部材２を備えた流体軸受装置に対しても適用可能である。

また、上記実施形態では、軸受部材７を別体としてのハウジング部１０およびスリーブ部１１とで構成した場合を説明したが、軸受部材７を金属又は樹脂の一体品とすることも可能である。あるいは一方の金属製部品をインサート部品として他方の部品と共に樹脂でインサート成形することも可能である。図７は、その一例を示すもので、同図に示す流体軸受装置３１は、軸受部材３７を樹脂の一体成形品とする点で、図２に示す流体軸受装置１と構成を異にする。この場合、図３（ａ）に示す動圧溝１１ａ１、１１ａ２形成領域が、軸受部材３７の小径面３７ａに設けられる。また、図３（ｂ）に示す動圧溝１１ｂ１形成領域が、第１のシール部８とスラスト方向に対向する軸受部材３７の内側上端面３７ｂに設けられ、図３（ｃ）に示す動圧溝１１ｃ１形成領域が、第２のシール部９とスラスト方向に対向する軸受部材３７の内側下端面３７ｃにそれぞれ設けられる。また、両端面３７ｂ、３７ｃを介して小径面３７ａの軸方向両側に設けられる大径面３７ｄ１、３７ｄ２は、ラジアル方向に対向する第１、第２シール部８、９のテーパ面８ｂ１、９ｂ１との間にそれぞれシール空間Ｓ３、Ｓ４を形成する。

また、以上の実施形態では、動圧溝１１ａ１などの動圧発生部を、スリーブ部１１の内周面１１ａや上端面１１ｂ、下端面１１ｃの側、あるいは軸受部材３７の小径面３７ａや内側上端面３７ｂ、内側下端面３７ｃの側に形成した場合を説明したが、この形態に限られる必要はない。例えばこれら動圧発生部を、これらと対向する軸部１２の外周面１２ａや第１のシール部８の下端面８ａ、第２のシール部９の上端面９ａの側に形成することもできる。以下に示す形態の動圧発生部についても同様に、軸受部材７、３７の側に限らず、これらに対向する軸部１２や各シール部８、９の側に形成することができる。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２やスラスト軸受部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、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に配列した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部１２の外周面１２ａとの間に、くさび状の径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。

あるいは、スリーブ部１１の内周面１１ａを、動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円内周面とし、この内周面と対向する軸部１２の真円状外周面１２ａとで、いわゆる真円軸受を構成することができる。

また、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、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、軸部材２が回転して、それを軸受部材７（軸受部材３７）で支持する構成を説明したが、これとは逆に、軸受部材７（軸受部材３７）の側が回転して、それを軸部材２の側で支持する構成に対しても本発明を適用することが可能である。

また、以上の実施形態では、流体軸受装置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流体の潤滑膜を形成するための流体として潤滑油を例示したが、これ以外にも各軸受隙間に流体膜を形成可能な流体、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流体軸受装置を組込んだスピンドルモータの断面図である。 流体軸受装置の断面図である。 （ａ）はスリーブ部の縦断面図、（ｂ）および（ｃ）はスリーブ部をそれぞれ矢印ａ、ｂの方向から見た端面図である。 シール部の固定工程の一例を概念的に示す要部拡大図である。 （ａ）、（ｂ）共にシール部および弾性体の熱膨張挙動を概念的に示す断面図である。 シール部および弾性体の他構成を示す要部拡大図である。 流体軸受装置の他構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１、３１ 流体軸受装置
２ 軸部材
７、３７ 軸受部材
８、９、１８ シール部
８ｂ１、９ｂ１、１８ｂ１ テーパ面
８ｃ、９ｃ、１８ｃ 内周面
１０ ハウジング部
１１ スリーブ部
１２ 軸部
１３、１４、２３ 弾性体
２４ 芯部
２５ 被覆部
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ シール空間

Claims (5)

1. 軸受部材と、軸受部材に対して相対回転する軸部材と、軸受部材と軸部材との間に形成される軸受隙間と、軸受隙間を満たす潤滑流体とを備え、軸部材は、軸部と、軸部の外周に設けられ、軸受部材との間にシール空間を形成するシール部とを有する流体軸受装置において、
   シール部と軸部との間に、シール部よりも高い線膨張係数を有する弾性体を介在させたことを特徴とする流体軸受装置。
2. 軸部をインサート部品とする射出成形で弾性体を軸部と一体に形成した請求項１記載の流体軸受装置。
3. シール部を芯部と被覆部とで構成し、芯部と軸部との間に弾性体を配した請求項１記載の流体軸受装置。
4. 弾性体との間の締め代でシール部を軸部に固定した請求項２又は３記載の流体軸受装置。
5. 軸部およびシール部をインサート部品とする射出成形で弾性体を軸部およびシール部と一体に形成した請求項１又は３記載の流体軸受装置。

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