JP2008298238A - 流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の軸受性能を安定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】流体軸受装置１は、内周に収容した軸部材２との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部８およびスリーブ部８を内周に配置したハウジング部７を有する軸受部材６と、軸受部材の内部空間を満たす潤滑油と、軸受部材６の両端面に開口する軸方向の循環路１１とを備える。潤滑油は軸方向の循環路１１を介して流動循環が可能とされる。ハウジング部７はスリーブ部８をインサートして射出成形され、循環路１１は、レーザ加工で形成され、かつ、スリーブ部８の両端面８ｃ、８ｂに形成された凹部２０，２１に開口して形成されている。
【選択図】図４

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、軸部材と軸受部材の相対回転により、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。

ところで、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流動循環させるのが有効である。かかる潤滑油の流動循環を実現する目的で、スリーブ部の外周面に軸方向の溝を設け、当該溝とハウジング部の内周面とで軸方向の循環路を形成した構成が公知である（例えば、特許文献１を参照）。

一方、流体軸受装置に対するコスト低減の要請が近年益々厳しさを増しており、この要請に対応するためにスリーブ部をインサートしてハウジング部を射出成形する場合がある。しかしながらこの場合、スリーブ部の表面に、循環路を構成する溝を予め設けた状態でハウジング部を射出成形しても、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循環路を形成することができない。そこで、スリーブ部の表面に循環路形成材を供給した状態でハウジング部を射出成形し、その後、循環路形成材を溶解させることで循環路を形成したものが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００３−２３２３５３号公報 特開２００６−３００１７８号公報

しかしながら、循環路の孔径は１ｍｍ以下の微小径に設定される場合が多く、これに対応した精度で循環路形成材を供給するのは容易ではない。また、循環路形成材を完全に除去できないと、潤滑油の流動循環が円滑に行われないおそれがある他、残存した循環路形成材がコンタミとなって軸受性能に悪影響を及ぼすおそれもある。そのため、循環路形成材は入念に除去する必要がある。このように従来構成では、循環路形成材の供給および除去の双方に格別の配慮を要すため、スリーブ部をインサートしてハウジング部を射出成形することによるコストメリットを十分に享受できない場合があった。

本発明の課題は、所望の軸受性能を安定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、内周に収容した軸部材との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部およびスリーブ部を内周に配置したハウジング部を有する軸受部材と、軸受部材の内部空間を満たす潤滑油と、軸受部材に形成され、軸受部材の両端面に開口する軸方向の循環路とを備え、循環路を介して潤滑油の流動循環を可能とした流体軸受装置において、ハウジング部が、スリーブ部をインサートして射出成形され、循環路がレーザ加工で形成され、かつ軸受部材の少なくとも一方の端面に形成された凹部に開口し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、本発明では、スリーブ部をインサートしてハウジング部が射出成形されるので高精度な軸受部材が低コストに得られる。その一方で、レーザを照射する一工程を経るだけで微小径の循環路を高精度に形成することができ、格別の配慮を要する２工程を経て循環路を形成していた従来構成に比べ、製造コストの低廉化を図ることができる。また、循環路が、軸受部材の少なくとも一方の端面に形成された凹部に開口して形成されるので、レーザの照射に伴って生成されるドロス（溶けかす）、バリ等を凹部内に保持することができる。これにより、ドロス等を除去する手間を省略しつつ、他部材の組み付け精度等に悪影響が及ぶのを回避することができる。

上記本発明は、スラスト軸受隙間をさらに有し、循環路が凹部を介してスラスト軸受隙間の外径側に開口している流体軸受装置に特に好適である。上述のとおり、レーザの照射に伴って生成されるドロス等が凹部内に保持され、スラスト軸受隙間、すなわちスラスト軸受部における軸受性能に悪影響が及ぶのを回避することができるからである。

レーザ照射に伴って生成されるドロス等を適切に保持する観点から言えば、凹部は軸受部材の両端面に形成するのが望ましい。しかしながら、凹部を両端面に形成した場合には、軸受内部に充満すべき油量が増大するおそれがある。かかる事態に鑑みて凹部を一方の端面にのみ形成する場合、凹部はレーザ入射側の一端面に形成するのが望ましい。逆を言えば、この場合、レーザは凹部を設けた側から照射するのが望ましい。ドロス等は、出射側に比べ入射側で多く生成される傾向にあるためである。

凹部は円周方向で連続的に設けることができる他、断続的に設けることも可能である。前者の構成はレーザ照射時における装置の円周方向での位置決めが容易になる分、加工コスト面で後者に比べて有利であり、後者の構成は、前者に比べて油量低減を図る上で有利である。

凹部、すなわち循環路は軸受部材の任意の部位に形成することができる。具体的に述べると、循環路は、スリーブ部に設けることができる他、ハウジング部に設けることも、またあるいはスリーブ部およびハウジング部の双方に設けることも可能である。これらは、流体軸受装置の用途等に応じて適宜変更可能である。

循環路の形成に用いるレーザとしては、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ等公知のものを用いることが可能であるが、レーザ（レーザビーム）の品質が高く、循環路の形成に必要な出力を容易にかつ安定して得られることから、炭酸ガスレーザが特に好適である。

以上の構成を有する流体軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを有するモータ、例えば情報機器用のスピンドルモータに組み込んで好適に使用可能である。

以上より、本発明によれば、軸受性能の安定維持に必要不可欠な循環路を高精度かつ低コストに形成することができる。

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４ａおよびロータマグネット４ｂとを備えている。ステータコイル４ａはブラケット５の外周に取付けられ、ロータマグネット４ｂ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の軸受部材６は、ブラケット５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４ａに通電すると、ステータコイル４ａとロータマグネット４ｂとの間の電磁力でロータマグネット４ｂ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、本発明に係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、軸部材２と、軸部材２を内周に収容したスリーブ部８およびスリーブ部８を内周に配置したハウジング部７を有する軸受部材６と、軸受部材６（ハウジング部７）の一端開口をシールするシール部材９と、軸受部材６の他端開口を封止する蓋部材１０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。

スリーブ部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スリーブ部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（例えば、多孔質樹脂）でスリーブ部８を形成することも可能である。

スリーブ部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。

スリーブ部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。

スリーブ部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。

スリーブ部８の上側端面８ｃの外周縁部および下側端面８ｂの外周縁部には、環状の凹部２０，２１がそれぞれ設けられている。ここでは面取りで凹部２０，２１がそれぞれ構成され、下側の凹部２１は第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間の外径側一端に隣接した位置にある。スリーブ部８の外周面８ｄには、この凹部２０，２１に両端を開口した一又は複数の軸方向の循環路１１が設けられ、本実施形態で循環路１１は円周方向の３箇所に等配されている。

ハウジング部７は略円筒状をなし、スリーブ部８をインサートして樹脂で射出成形される。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部７を射出成形することも可能である。

蓋部材１０は、例えばステンレス鋼や黄銅等の金属材料で円盤状に形成される。蓋部材１０の上側端面１０ａ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、軸受部材６の製造工程を中心に以下説明する。なお、軸受部材６は、スリーブ部８をインサートしてハウジング部７を射出成形する（Ａ）射出成形工程と、スリーブ部８に循環路１１を形成する（Ｂ）循環路形成工程とを経て製造される。

（Ａ）射出成形工程
この工程では、図４（ａ）に示す金型を用いて、スリーブ部８をインサートしてハウジング部７が射出成形される。この段階で、スリーブ部８に循環路１１は形成されていない。同図に示す金型は、主に可動側の上型１２および固定側の下型１３からなり、両型１２，１３でハウジング部７形状に対応したキャビティ１５が構成される。上型１２には、キャビティ１５内に溶融樹脂Ｐを射出するゲート１６が設けられる。ゲート１６形状は、成形すべきハウジング部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１３の軸線上には固定ピン１４が設けられ、スリーブ部８は固定ピン１４の外周に半径方向移動が規制される程度の嵌め合いで嵌合される。これによりスリーブ部８が固定ピン１４に位置決め配置される。

上型１２には、スリーブ部８の上側端面８ｃに設けた凹部２０に嵌合する環状の凸部１２ａが設けられ、下型１３には、スリーブ部８の下側端面８ｂに設けた凹部２１に嵌合する環状の凸部１３ｂが設けられている。かかる凸部１２ａ，１３ｂを設けることにより、スリーブ部８の凹部２０，２１がキャビティ１５に露出し、溶融樹脂Ｐが凹部２０，２１に充填されるのを防止することができる。なお、凸部１２ａ，１３ｂは凹部２０，２１がキャビティ１５に露出するのを防止する機能を果たせば足りるので、凸部１２ａ，１３ｂの断面形状と凹部２０，２１の断面形状は必ずしも同一形状とする必要はない。

上記構成の金型において、下側端面８ｂを下型１３の内底面１３ａに当接させるようにしてスリーブ部８を位置決め配置した後、上型１２を下型１３に接近させて型締めする。型締め完了後、ゲート１６を介してキャビティ１５内に溶融樹脂Ｐを射出・充填し、ハウジング部７をスリーブ部８と一体に型成形する。溶融樹脂Ｐの固化完了後型開きを行うと、ハウジング部７およびスリーブ部８が一体となった軸受部材６が得られる。

溶融樹脂Ｐを構成す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。

（Ｂ）循環路形成工程
以上のようにして形成された軸受部材６は、図４（ｂ）に示す循環路１１の形成工程に移送され、この工程ではレーザを照射することにより軸受部材６に循環路１１が形成される。同図に示す循環路１１の形成装置は、軸受部材６を支持する固定ピン１７と、軸受部材６の一端側（図示例は上端側）に配設されたレーザ照射装置１８とで主要部が構成される。

図示は省略しているが、レーザ照射装置１８と軸受部材６との間に、凸レンズや凹レンズを有するビーム径調整手段を配設することも可能である。かかるビーム径調整手段を設けることにより、形成すべき循環路１１の孔径等に応じてビーム径を簡便に調整することが可能となる。

レーザ照射装置１８は、放電ランプや半導体レーザ等の励起源を備え、その先端部からスリーブ部８に向けてレーザビーム１９を照射するものであり、軸線と平行なレーザビーム１９を照射可能に配設される。レーザとしては、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ等公知の種々のレーザが使用可能であるが、レーザビーム１９の品質が高く、循環路１１の形成に必要な出力を容易かつ安定して得られることから本実施形態では炭酸ガスレーザを用いている。レーザ照射装置１８におけるレーザビーム１９の照射方式は、連続式またはパルス式の何れであっても良いが特に連続式が好適である。照射するレーザビーム１９のパワーは任意に調整可能で、本実施形態では２０００Ｗ程度に設定される。

以上の構成において、固定ピン１７で軸受部材６を支持した状態でレーザ照射装置１８からレーザビーム１９を照射し、スリーブ部８の両端面８ｃ，８ｂに形成した凹部２０，２１に開口した１本の循環路１１を形成する。この循環路１１は、スリーブ部８をハウジング部７から分離した場合には、スリーブ部８の外周面８ｄに形成された溝としての形態を有する。

１本の循環路１１を形成した後、軸受部材６とレーザ照射装置１８とを円周方向に相対回転させてスリーブ部８に２本目の循環路１１を形成する。さらに同様にして３本目の循環路１１を形成する。このようにしてスリーブ部８の円周方向３箇所に循環路１１を形成した後、軸受部材６を固定ピン１７から取り外すと、図２および図３に示す完成品としての軸受部材６が得られる。なお、レーザビーム１９が凹部２０以外の領域に照射されると、被照射部位が溶解、損傷等するおそれがある。そのため、レーザビーム１９のビーム径は、凹部２０の半径方向寸法よりも小さく設定するのが望ましい。例えば、本実施形態では、φ５０μｍ程度のビーム径に設定される。

以上では、レーザ照射装置１８を円周方向の一箇所に配設し、レーザ照射装置１８と軸受部材６とを相対回転させることによって、スリーブ部８に３本の循環路１１を形成する構成としたが、レーザ照射装置１８を円周方向の３箇所に配設することにより、またあるいは３本のレーザビーム１９を照射できるレーザ照射装置を用いることにより、３本の循環路１１を同時形成することも可能である。

以上のようにして製造された軸受部材６（スリーブ部８）の内周に軸部材２を挿入し、ハウジング部７の上端開口および下端開口に、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。その後、シール部材９で密封された軸受部材６の内部空間にスリーブ部８の内部空孔も含め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、スリーブ部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、スリーブ部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の上側端面１０ａ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、軸受部材６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、すなわち軸受部材６の内部側に向けて引き込まれる。これにより、軸受部材６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、軸受部材６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、想定される条件変化の範囲内では、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、スリーブ部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→循環路１１→シール部材９の下側端面９ｂの外径側領域９ｂ１とスリーブ部８の上側端面８ｃとの間の環状隙間→スリーブ部８の上側端面８ｃの円周溝８ｃ１→スリーブ部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、潤滑油が軸受部材６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。

以上に示す本発明の構成では、ハウジング部７が、スリーブ部８をインサートして射出成形されるので高精度な軸受部材６が低コストに得られる。その一方で、レーザビーム１９を照射する工程を経るだけで高精度な循環路１１を形成することができる。これにより、格別の配慮を要する２工程を経て循環路１１を形成していた従来構成に比べ、製造コストの低廉化を図ることができる。

また、循環路１１は、スリーブ部８の両端面８ｃ、８ｂにそれぞれ設けた凹部２０，２１に開口して、すなわちレーザビーム１９を凹部２０に向けて照射することで形成されるので、レーザビーム１９の照射に伴って生成されるドロス（溶けかす）、バリ等を凹部２０，２１内に保持することができる。これにより、スリーブ部８に別途仕上げ加工を施す手間を省略しつつも、ドロス等が生成されることによってスラスト軸受部Ｔ１の軸受性能に悪影響が及ぶのを、またシール部材９や蓋部材１０の固定精度に悪影響が及ぶのを回避することができる。

なお、以上では、環状の凹部２０，２１を設けた場合について説明を行ったが、凹部２０，２１は円周方向で断続的に設けることも、すなわち円弧状溝とすることも可能である。このように凹部２０，２１を断続的に設けた場合、軸受内部に充満すべき潤滑油の油量を図１に示す構成に比べて低減することができる。そのため、シール空間Ｓの容積、換言するとシール部材９の軸方向寸法を縮小して流体軸受装置１のコンパクト化を図ることが可能となる。また以上では、面取りからなる凹部２０，２１を設けた構成としたが、上記の機能を果たす限りにおいて凹部２０，２１の断面形状は任意に設定することができ、凹部２０，２１は、例えば断面矩形状とすることも可能である。さらに、凹部２０，２１は必ずしも同一形状とする必要はなく、例えば、一方を連続的に、他方を断続的に形成しても良い。

また、以上では、スリーブ部８の両端面に凹部２０，２１を設けた構成としたが、スリーブ部８の下側端面８ｂ又は上側端面８ｃの何れか一方にのみ凹部を設けてもよい。かかる構成とした場合、上記同様、軸受内部に充満すべき潤滑油の油量を図１に示す構成に比べて低減し、流体軸受装置のコンパクト化を図ることができる。なお、ドロス等は、レーザビーム１９の出射側に比べ入射側で多く生成される傾向にある。そのため、凹部を何れか一方の端面に設ける場合には、レーザビーム１９の入射側に凹部を設けるのが望ましい。

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。以下、本発明を適用した流体軸受装置の他の実施形態について説明を行うが、図２に示す流体軸受装置１に準じる構成には共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

図５は、本発明に係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１が図２に示す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とハウジング部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がハウジング部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。

図６は、本発明に係る流体軸受装置の第３実施形態を示している。同図に示す流体軸受装置１が図２に示す流体軸受装置１と異なる主な点は、スリーブ部８の上側端面８ｃと軸部材２に固定したシール部材２９の下側端面２９ｂとの間、およびスリーブ部８の下側端面８ｂと軸部材２に固定したシール部材３０の上側端面３０ｂとの間にそれぞれ第１および第２スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２を設けた点、またハウジング部７に内周小径部７１と内周大径部７２とを設け、内周大径部７２の第１内周面７２ａとシール部材２９の外周面２９ａとの間、および内周大径部７２の第２内周面７２ｂとシール部材３０の外周面３０ａとの間にシール空間Ｓ１、Ｓ２を設けた点にある。本実施形態では、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の軸方向離間距離が図２に示す流体軸受装置１に比べ長大化するので、モーメント荷重に対する負荷能力（モーメント剛性）を高めることができる。なお、本実施形態では、ハウジング部７の内周小径部７１に環状の凹部２０，２１を設け、この凹部２０，２１に開口して循環路１１を設けている。

図７は、本発明に係る流体軸受装置の第４実施形態を示している。同図に示す流体軸受装置１が以上に示す流体軸受装置と異なる主な点は、ハウジング部７の内周面を大径内周面７ａ１と小径内周面７ａ２とに区画し、大径内周面７ａ１にスリーブ部８の外周面を密着させた点である。この場合、スリーブ部８とハウジング部７とが軸方向で相互に係合した形態となるため、スリーブ部８とハウジング部７間の結合強度を高めることができ、流体軸受装置１の耐衝撃性が高まる。なお、本実施形態では、スリーブ部８の両端面８ｃ，８ｂに凹部２０，２１をそれぞれ設け、この凹部２０，２１に開口して循環路１１を設けている。この場合、循環路１１は、スリーブ部８の外周面よりも内径側で両端面８ｂ、８ｃに開口する貫通孔として形成される。凹部２０，２１は、循環路１１の両端開口部を内包した円周方向の溝として形成される。図示例では凹部２０，２１の双方を円周方向で断続的に形成された円弧状溝としているが、凹部２０，２１の何れか一方又は双方は環状溝とすることもできる。

以上では、スリーブ部８あるいはハウジング部７に循環路１１を設けた流体軸受装置について説明を行ったが、循環路１１の形成部位は任意に選択することができる。例えば、図示は省略するが、スリーブ部８とハウジング部７の固定界面に循環路１１を設ける他、スリーブ部８およびハウジング部７の双方に循環路１１を設けることもできる。

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構成を例示しているが、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、以上では、ラジアル軸受部を軸方向２箇所に設けた構成を例示しているが、ラジアル軸受部を軸方向の１箇所あるいは３箇所以上に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、以上の説明では、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の双方を動圧軸受で構成したが、例えば図２、図５等に示す構成の流体軸受装置１では、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。

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）図は軸受部材の断面図、（ｂ）図は軸受部材を下方から見た図である。 （ａ）図はハウジング部を射出成形する工程を概念的に示す断面図、（ｂ）図は軸受部材に循環路を形成する工程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２実施形態を示す断面図である。 本発明に係る流体軸受装置の第３実施形態を示す断面図である。 本発明に係る流体軸受装置の第４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
６ 軸受部材
７ ハウジング部
８ スリーブ部
１１ 循環路
１２ 上型
１３ 下型
１５ キャビティ
１８ レーザ照射装置
１９ レーザビーム
２０，２１ 凹部
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ１、Ｓ２ シール空間

Claims (6)

1. 内周に収容した軸部材との間にラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部およびスリーブ部を内周に配置したハウジング部を有する軸受部材と、軸受部材の内部空間を満たす潤滑油と、軸受部材に形成され、軸受部材の両端面に開口する軸方向の循環路とを備え、循環路を介して潤滑油の流動循環を可能とした流体軸受装置において、
   ハウジング部が、スリーブ部をインサートして射出成形され、
   循環路は、レーザ加工で形成され、かつ軸受部材の少なくとも一方の端面に形成された凹部に開口していることを特徴とする流体軸受装置。
2. さらにスラスト軸受隙間を有し、循環路が凹部を介してスラスト軸受隙間の外径側に開口している請求項１記載の流体軸受装置。
3. 凹部が、レーザ入射側の一端面に形成された請求項１記載の流体軸受装置。
4. 凹部が、断続的に設けられた請求項１記載の流体軸受装置。
5. 炭酸ガスレーザを用いたレーザ加工で循環路が形成された請求項１記載の流体軸受装置。
6. 請求項１〜５の何れか記載の流体軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを有するモータ。

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