JP2008248977A - 流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の軸受性能を安定的に維持可能な流体軸受装置を低コストに提供する。
【解決手段】ハウジング７は、外周面８ｄを中間スリーブ１１で被覆した軸受スリーブ８をインサート部品として射出成形されている。中間スリーブ１１の内周面１１ａと軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃに開口した循環路１２が形成されている。
【選択図】図２

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、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。

この種の流体軸受装置は、軸受隙間を満たす潤滑油に動圧を発生させるための動圧発生部を備えた動圧軸受と、動圧発生部を有さない真円軸受（軸受断面が真円形状である軸受）とに大別される。

流体軸受装置の運転中、様々な要因によって内部空間を満たす潤滑油がその一部領域で負圧になる場合がある。かかる負圧の発生は、気泡の発生や潤滑油の漏れ、あるいは振動の発生等を招き、軸受性能低下の一因となる。この種の不具合を回避するには流体軸受装置の内部で潤滑油を循環させるのが有効であり、このような潤滑油の流動循環を実現する目的で、軸受スリーブの外周面に軸方向溝を設け、当該軸方向溝とハウジングの内周面とで軸受スリーブの両端面に開口した循環路を設けた構成が公知である（例えば、特許文献１を参照）。

近年、流体軸受装置に対するコスト低減の要請が益々厳しさを増しており、この要請に対応するために軸受スリーブをインサートしてハウジングを射出成形する場合がある。かかる構成とすれば、ハウジングの成形、およびハウジングと軸受スリーブの固定を一工程で行うことができるため、流体軸受装置のコスト低減策として有効である（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００３−２３２３５３号公報 特開２００３−１３００４３号公報

しかしながら、軸受スリーブの外周面に軸方向溝を予め設けた状態でハウジングを射出成形しても、射出成形時に供給される樹脂等の溶融材料によって溝が埋められてしまうため上記の循環路を形成することができない。これを回避する手段として、例えば、軸方向溝にピンを差し込んだ状態でハウジングを射出成形し、その後ピンを抜き取る手段が考えられる。しかしながら、循環路は通常数十μｍ〜数百μｍ程度の微小な孔径に設定されるため、抜き取り時にピンが折れ易いという問題がある。従って、かかる手法では生産効率の低下が懸念され、循環路を精度良くかつ低コストに得ることは困難である。

本発明の課題は、所望の軸受性能を安定的に維持可能な流体軸受装置を低コストに提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、ハウジングと、ハウジングの内周に配置された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周面が面するラジアル軸受隙間に形成した油膜で支持すべき軸をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備える流体軸受装置であって、外周面を中間スリーブで被覆した軸受スリーブをインサート部品としてハウジングが射出成形され、中間スリーブの内周面と軸受スリーブの外周面との間に軸受スリーブの両端面に開口した循環路が形成されていることを特徴とする流体軸受装置を提供する。

上記のように、本発明は、外周面を中間スリーブで被覆した軸受スリーブをインサート部品としてハウジングが射出成形され、中間スリーブの内周面と軸受スリーブの外周面との間に軸受スリーブの両端面に開口した循環路が形成されていることを特徴とするものである。かかる構成とすることで、軸受スリーブの外周面あるいは中間スリーブの内周面に軸方向溝を設けた場合でも、かかる軸方向溝がハウジングの射出成形時にキャビティに露出することがなくなる。そのため、ハウジングを射出成形するのに伴って循環路となる軸方向溝が射出材料で埋まることはない。また、軸受スリーブは中間スリーブと共にインサートされるから、これらを成形型内に正確に位置決めするだけで、ハウジングの成形と、ハウジング、軸受スリーブ、および中間スリーブの固定とを一工程で精度良く行うことができる。従って、軸受性能の安定維持に不可欠な循環路を容易かつ高精度に形成することができ、所望の軸受性能を安定的に維持可能な流体軸受装置が低コストに得られる。

循環路は、軸受スリーブの外周面と中間スリーブの内周面との間に設けた軸方向隙間に可溶性の循環路形成材を充填した状態でハウジングを射出成形した後、循環路形成材を溶解して形成することができる。このようにすることで、固化した循環路形成材が中間スリーブのバックアップとして機能するため、中間スリーブが、射出成形時の圧迫力（射出圧）によって変形する事態を防止することができ、循環路形状の高精度化が図られる。また、かかる構成を採用すれば、射出圧による変形を回避することができるので、中間スリーブを十分に薄肉化することが可能となり、軸受スリーブの肉厚は、この種の中間スリーブを設けない場合とほぼ同等に設定することが可能となる。そのため、軸受スリーブの端面でスラスト軸受部を形成する場合でも、軸受スリーブの端面に設けるべきスラスト軸受面の面積を十分に確保することができ、スラスト軸受部における軸受剛性の低下を極力抑制あるいは防止することが可能となる。

循環路形成材としては、例えば熱可溶性のソリッドインク又は水溶性のインクを主成分とするものを用いるのが好適である。ソリッドインク（ホットメルトインクとも称される）は、特段の硬化装置を用いることなく急速硬化させることができる一方で、例えば加熱するだけで溶解、除去することが可能であり、また、水溶性インクは水中に浸漬等するだけで溶解、除去することが可能である。そのため、循環路形成材を用いることによるコスト増をできるだけ抑制でき、望ましい。

循環路形成材の充填は、例えばマイクロディスペンサ、インクジェット方式の印刷装置等を用いることによって精度良く行うことができる。

以上の構成からなる流体軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを有するモータ、例えばＨＤＤ等の情報機器用のスピンドルモータに好ましく使用することができる。

以上より、本発明によれば、高い軸受性能を安定的に維持可能な流体軸受装置を低コストに提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

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４およびロータマグネット５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６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Ｄ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との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、それによって、ディスクハブ３および軸部材２が一体となって回転する。

図２は、本発明にかかる流体軸受装置の第１実施形態を示すものである。同図に示す流体軸受装置１は、ハウジング７と、ハウジング７の内周に配置された中間スリーブ１１および軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部材２と、ハウジング７の開口部をシールするシール部材９とを主要な構成部品として備える。なお、以下では、説明の便宜上、シール部材９の側を上側、これと軸方向反対側を下側として説明を進める。

軸部材２は、例えば、ステンレス鋼等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たフランジ部２ｂとを備えている。軸部材２は、その全体を金属材料で形成する他、例えばフランジ部２ｂの全体あるいはその一部（例えば両端面）を樹脂で構成し、金属と樹脂のハイブリッド構造とすることもできる。

軸受スリーブ８は、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。なお、焼結金属に限らず、多孔質体ではない他の金属材料、例えば黄銅等の軟質金属で軸受スリーブ８を形成することも可能である。また、焼結金属以外の多孔質体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には、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、該２つの領域には、例えば図３（ａ）に示すようなヘリングボーン状に配列された複数の動圧溝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。動圧溝は、軸部２ａの外周面２ａ１に形成することもでき、またその形状は、スパイラル状等、公知のその他の形状とすることもできる。軸受スリーブ８の外周面８ｄには、１又は複数本の軸方向溝８ｄ１が形成され、本実施形態で、軸方向溝８ｄ１は、円周方向の３箇所に等配されている（図３（ｂ）を参照）。

軸受スリーブ８の下側端面８ｂには第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる領域が設けられ、該領域には、図３（ｂ）に示すように、例えばスパイラル状に配列された複数の動圧溝８ｂ１が形成されている。動圧溝８ｂ１は、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に形成することもでき、またその形状は、へリングボーン状等、公知のその他の形状とすることもできる。

軸受スリーブ８の上側端面８ｃの半径方向略中央部には円周溝８ｃ１が形成され、円周溝８ｃ１よりも内径側の領域には、一又は複数の半径方向溝８ｃ２が形成されている。本実施形態で、半径方向溝８ｃ２は、円周方向の三箇所に等配されている。

軸受スリーブ８の外周面８ｄは、円筒状の中間スリーブ１１で被覆される。中間スリーブ１１の内周面１１ａと軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１とで、軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃに開口した循環路１２が形成される。なお、中間スリーブ１１の肉厚は、軸受スリーブ８の肉厚に比して相当量薄肉に設定される。

ハウジング７は、外周面８ｄを中間スリーブ１１で被覆された軸受スリーブ８をインサート部品として樹脂で射出成形され、その内周面７ａは平滑な円筒面状に形成される。樹脂以外にも、例えばアルミニウム合金等の低融点金属でハウジング７を射出成形することも可能である。

ハウジング７の下端開口部は、円盤部１０ａおよび円筒部１０ｂを一体に有する有底筒状の蓋部材１０で封止される。円筒部１０ｂの上側端面１０ｂ１には、一又は複数の半径方向溝１０ｂ１１が形成されている。

円盤部１０ａの内底面１０ａ１には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる領域が設けられ、該領域には、図示は省略するが、例えばスパイラル状に配列された複数の動圧溝が形成されている。動圧溝は、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に形成することもでき、またその形状は、ヘリングボーン状等、公知のその他の形状とすることができる。

シール部材９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る。シール部材９の内周面９ａは、軸部２ａの外周面２ａ１と所定のシール空間Ｓ１を介して対向する。シール部材９の下側端面９ｂの外径側領域９ｂ１は、内径側領域よりも僅かに軸方向上方に後退させた状態に形成されている。

上記の構成部材からなる流体軸受装置１の製造工程を、ハウジング７を射出成形する工程を中心に以下説明する。

本実施形態では、まず図４（ａ）に示すように、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１に可溶性の循環路形成材１３を充填し、これを硬化させる。使用可能な循環路形成材１３に特段の限定はない。例えばソリッドインクを主成分とする熱可溶タイプ、水溶性インクを主成分とする水溶性タイプ、有機溶媒で可溶するタイプ等の循環路形成材１３が使用可能である。この中でも特に容易に硬化、除去を行うことができ、かつ環境負荷の少ない熱可溶性タイプあるいは水溶性タイプが好適であり、本実施形態では水溶性タイプのエコマティＡＸ（日本合成化学工業株式会社製）を使用している。

なお、ソリッドインクとは別名ホットメルトインクとも称されるものであり、溶剤等を含まず、融点以上の温度領域では低粘度の液状をなす一方で、常温作業環境下におかれると急速に硬化し、適当な機械的強度を有すものである。ソリッドインクは、ワックスと称される化合物を主原料とする。ワックスとしては、ステアリン酸やベヘン酸、またはパルミチン酸等に代表される直鎖型の高級脂肪酸からなる脂肪酸系ワックス、リグノセリン酸ドトリアコンシル等を主成分とするカルナウバワックスに代表されるエステル系ワックス、Ｎ・ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ,Ｎ・エチレンビスオレイン酸アミド等に代表される脂肪酸アミド系ワックス、あるいは、キャンデリラワックスやパラフィンワックス等に代表される炭化水素系ワックス等が使用可能である。なお、上記のワックスには、必要に応じて、溶融時の低粘度化を図るための粘度調整剤の他、接着性向上のための接着性付与材、可撓性付与のための可塑剤、熱安定性を付与するための酸化防止剤等の添加剤を適宜添加することも可能である。

また、有機溶媒で可溶するタイプの循環路形成材１３としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、メタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン、ナイロン、エチルセルロース、アセチルブチルセルロース、シェラック（天然樹脂）、アセチルセルロース等を主成分とするものが使用可能である。

軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１に対する循環路形成材１３の充填は、図示は省略するが、例えばマイクロディスペンサやインクジェット方式の印刷装置を用いて行われる。これらは、微小な幅の軸方向溝８ｄ１に精度良く循環路形成材１３を充填することができるから、特に好適である。軸方向溝８ｄ１に対する循環路形成材１３の充填方法はこれに限定されるわけではなく、例えば射出成形によって行うことも可能である。

次に、図４（ｂ）に示すように、軸受スリーブ８の外周面８ｄを被覆するように中間スリーブ１１を配し、軸受スリーブ８と中間スリーブ１１とが一体化したアセンブリを形成する。中間スリーブ１１は、ハウジング７を射出成形する際の射出圧や熱によって変形等が生じない限り、金属あるいは樹脂の何れで形成してもよい。アセンブリは、例えば、予め円筒状に形成した中間スリーブ１１を圧入、接着等の手段で軸受スリーブ８の外周に固定することによって形成することができる他、軸受スリーブ８の外周面８ｄにめっき処理を施すことによって形成することも可能である。

以上のようにして形成したアセンブリは、図４（ｃ）に概念的に示すハウジング７の射出成形工程に移送される。同図に示す金型は、主に可動側の上型１４および固定側の下型１５からなり、両型１４，１５でハウジング７形状に対応したキャビティ１７が構成される。上型１４には、キャビティ１７内に溶融材料Ｐを射出するゲート１８が設けられる。ゲート１８形状は、成形すべきハウジング７の形状に対応させた任意形状のものが選択可能である。下型１５の軸線上には固定ピン１６が設けられ、アセンブリ（軸受スリーブ８）は固定ピン１６の外周に半径方向移動を規制する程度の嵌め合いで嵌合される。これによりアセンブリが固定ピン１６に位置決め配置される。

上記構成の金型において、アセンブリを下型１５に位置決め配置した状態で上型１４を下型１５に接近させて型締めする。型締め完了後、ゲート１８を介してキャビティ１７内に溶融材料Ｐを射出・充填し、ハウジング７を軸受スリーブ８および中間スリーブ１１と一体に型成形する。

本実施形態では溶融材料Ｐとして、熱可塑性樹脂をベース樹脂とする樹脂材料が使用される。ベース樹脂としては、非晶性樹脂あるいは結晶性樹脂の何れも使用可能である。使用可能な非晶性樹脂としては、例えば、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を挙げることができる。また使用可能な結晶性樹脂としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を挙げることができる。上記のベース樹脂には、これに種々の特性を付与する充填材を添加することができる。使用可能な充填材の種類にも特段の限定はないが、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ー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用いる他、二種以上を混合して使用しても良い。

ハウジング７の成形に用いる溶融材料Ｐは樹脂材料に限定されるわけではなく、アルミニウム合金やマグネシウム合金等、低融点の金属材料を使用することも可能である。

溶融材料Ｐの固化完了後型開きを行うと、ハウジング７、中間スリーブ１１、および軸受スリーブ８が一体となった成形品１９が得られる。得られた成形品１９は、循環路形成材１３の除去工程に移送される。除去工程では、硬化した循環路形成材１３を水で溶解、除去する。これにより、図４（ｄ）に示すように、中間スリーブ１１の内周面１１ａと軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１とで軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃに開口した循環路１２が形成された成形品１９が得られる。なお、循環路形成材１３としてソリッドインクを主成分とするものを用いた場合には、成形品１９（循環路形成材１３）を加熱することにより循環路形成材１３が溶解、除去される。

以上のようにして形成された成形品の内周に軸部材２を挿入し、ハウジング７の上端開口部および下端開口部に、シール部材９および蓋部材１０をそれぞれ接着、圧入等適宜の手段で固定する。なお、本実施形態において、蓋部材１０を構成する円筒部１０ｂの上側端面１０ｂ１と円盤部１０ａの内底面１０ａ１との軸方向離間距離は、軸部材２のフランジ部２ｂの幅と両スラスト軸受隙間の軸方向寸法とを合算した値に設定されている。従って、蓋部材１０は、円筒部１０ｂの上側端面１０ｂ１を軸受スリーブ８の下側端面８ｂに当接させるようにしてハウジング７の内周に固定するだけで、両スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の隙間幅（スラスト軸受隙間幅）が精度良く設定される。その後、シール部材９で密封されたハウジング７の内周に潤滑油を充満させることにより、図２に示す流体軸受装置１が完成する。

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の内周面８ａのラジアル軸受面となる上下２箇所の領域は、それぞれ、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の回転に伴って、各ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、ラジアル軸受面にそれぞれ形成された動圧溝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第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とが形成される。

また、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の下側端面８ｂのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１とスラスト軸受隙間を介して対向し、蓋部材１０の内底面１０ａ１のスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２とスラスト軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴って、各スラスト軸受隙間に形成される油膜は、スラスト軸受面にそれぞれ形成された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。

また、軸部材２の回転時には、上述のように、シール空間Ｓ１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Ｓ１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。また、シール空間Ｓ１は、ハウジング７の内部空間に充満された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は、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ１内にある。

また、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２ａの外周面２ａ１との間の隙間に満たされた潤滑油は、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間→蓋部材１０の上側端面１０ｂ１の半径方向溝１０ｂ１１→循環路１２→シール部材９の下側端面９ｂの外径側領域９ｂ１と軸受スリーブ８の上側端面８ｃとの間の環状隙間→軸受スリーブ８の上側端面８ｃの円周溝８ｃ１→軸受スリーブ８の上側端面８ｃの半径方向溝８ｃ２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、内部空間内の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軸受性能の劣化、振動の発生等の問題を解消することができる。また、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Ｓ１内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。

以上に示すように、本発明では、外周面８ｄを中間スリーブ１１で被覆した軸受スリーブ８をインサート部品としてハウジング７を射出成形し、中間スリーブ１１の内周面１１ａと軸方向溝８ｄ１とで軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃに開口した循環路１２を形成した。このように、外周面８ｄを中間スリーブ１１で被覆した軸受スリーブ８をインサート部品とすることで、図４（ｃ）にも示すように軸受スリーブ８の外周面８ｄに形成した軸方向溝８ｄ１がハウジング７を成形するキャビティ１７に露出することがなくなる。そのため、ハウジング７を射出成形するのに伴って軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１が射出材料（溶融材料Ｐ）で埋まることはない。また、軸受スリーブ８は中間スリーブ１１と共にインサートされるから、これらを成形型内に正確に位置決めするだけで、ハウジング７の成形と、ハウジング７、軸受スリーブ８、および中間スリーブ１１の固定とを一工程で精度良く行うことができる。従って、軸受性能の安定維持に不可欠な循環路１２を容易かつ高精度に形成することができ、所望の軸受性能を安定的に維持可能な流体軸受装置１が低コストに得られる。

また、本実施形態では、軸受スリーブ８に設けた軸方向溝８ｄ１に可溶性の循環路形成材１３を充填した状態でハウジング７を射出成形した後、循環路形成材１３を溶解することにより循環路１２を形成した。このようにすることで、固化した循環路形成材１３が中間スリーブ１１のバックアップとして機能するため、ハウジング７の射出成形時にあっては中間スリーブ１１の軸方向溝８ｄ１との対向領域が、射出成形時の圧迫力（射出圧）によって変形する事態を防止することができる。また、射出圧による変形を確実に防止できるため、中間スリーブ１１を十分に薄肉化することが可能となり、軸受スリーブ８の肉厚は、この種の中間スリーブ１１を設けない場合とほぼ同等に設定することが可能となる。そのため、特に本実施形態のように、軸受スリーブ８の下端側にスラスト軸受部Ｔ１を設けた構成とする場合、軸受スリーブ８の下側端面８ｂに設けるべきスラスト軸受面の面積を十分に確保できるため、第１スラスト軸受部Ｔ１における軸受剛性の低下を極力抑制あるいは防止することが可能となる。

また、可溶性の循環路形成材１３として、水溶性インクを主成分とするものを用いたので、固化した循環路形成材１３の除去を簡便に行うことが可能である。そのため、循環路形成材１３を用いることによるコスト増をできるだけ抑制することができ、高精度な循環路１２を低コストに形成することができる。

以上、本発明に係る流体軸受装置の一実施形態について説明を行ったが、本発明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。

図６は、本発明にかかる流体軸受装置の第２実施形態を示している。同図に示す流体軸受装置２１が上述した流体軸受装置と異なる主な点は、第２スラスト軸受部Ｔ２が、軸部材２に固定されたディスクハブ３の下側端面３ａとハウジング７の上側端面７ｂとの間に設けられた点、およびシール空間Ｓ１がハウジング７の上部外周面７ｃとディスクハブ３の内周面３ｂとの間に形成された点にある。これ以外の主たる構成は、図２に示す流体軸受装置１に準ずるので、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

なお、以上では、軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃに開口した循環路１２を、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１と中間スリーブ１１の内周面１１ａとで形成する場合を示したが、循環路１２は、中間スリーブ１１の内周面１１ａの円周方向一又は複数箇所に軸方向溝を設け、当該軸方向溝と軸受スリーブ８の外周面８ｄとで形成することも可能である。

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場合について説明を行ったが、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型軸受を採用しても良い。また、上述した流体軸受装置では、ラジアル軸受部を、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のように、軸方向２箇所に離隔して設けた構成を例示しているが、軸方向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良い。また、ラジアル軸受部を軸方向３箇所以上に離隔して設けることもできる。

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の外周面２ａ１を真円状外周面に形成すると共に、この外周面と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。

また、以上では、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２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、軸部材２の下端を凸球状に形成することにより、スラスト軸受部をピボット軸受で構成することもできる。

また、以上の説明では、流体軸受装置の内部に充満し、ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間に充満される潤滑流体として潤滑油を例示したが、潤滑油以外にも、例えば空気等の気体や、磁性流体等を使用することもできる。

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。 本発明に係る流体軸受装置の第１実施形態を示す断面図である。 （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。 （ａ）図は軸受スリーブに設けた軸方向溝に循環路形成材を充填する工程を示す断面図、（ｂ）図は軸受スリーブの外周に中間スリーブを配置する工程を示す断面図、（ｃ）図はハウジングの射出成形工程を示す断面図、（ｄ）図は循環路形成材の除去工程を示す断面図である。 本発明に係る流体軸受装置の第２実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 流体軸受装置
２ 軸部材
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
８ｄ１ 軸方向溝
１０ 蓋部材
１１ 中間スリーブ
１２ 循環路
１３ 循環路形成材
１４ 上型
１５ 下型
１７ キャビティ
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ１ シール空間

Claims (3)

1. ハウジングと、ハウジングの内周に配置された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周面が面するラジアル軸受隙間に形成した油膜で支持すべき軸をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備える流体軸受装置であって、
   外周面を中間スリーブで被覆した軸受スリーブをインサート部品としてハウジングが射出成形され、中間スリーブの内周面と軸受スリーブの外周面との間に軸受スリーブの両端面に開口した循環路が形成されていることを特徴とする流体軸受装置。
2. 循環路が、中間スリーブの内周面と軸受スリーブの外周面との間に設けた軸方向隙間に可溶性の循環路形成材を充填した状態でハウジングを射出成形した後、循環路形成材を溶解して形成されている請求項１記載の流体軸受装置。
3. 循環路形成材が、ソリッドインク又は水溶性インクを主成分とするものである請求項２記載の流体軸受装置。

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