JP2009103280A - 動圧軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストにスラスト動圧発生部を有する部材の高精度化および高強度化を実現可能とし、高い軸受性能を長期に亘って安定維持可能な動圧軸受装置を低コストに提供可能とする。
【解決手段】ハウジング７は、平板円盤状の平面部７ｂと、平面部７ｂの外径端部から軸方向に延びる円筒状の側部７ａとが一体の有底筒状をなし、このハウジング７はＭＩＭ成形品とされる。ハウジング７の平面部７ｂの上側端面７ｂ１には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部Ｃが、プレス加工で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は動圧軸受装置およびその製造方法に関する。

動圧軸受装置は、軸受隙間を満たす流体（例えば、潤滑油）に動圧作用を発生させ、その圧力で回転側部材を固定側部材に対して非接触で支持する軸受装置である。この動圧軸受装置は、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等のディスク駆動装置に搭載されるスピンドルモータ、レーザビームプリンタに搭載されるポリゴンスキャナモータ、ＰＣに搭載されるファンモータなどに組み込まれる軸受装置として好適に使用されている。

上記モータのうち、例えばディスク駆動装置用のスピンドルモータに組み込まれる動圧軸受装置は、回転側部材（例えば軸部材）をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、スラスト方向に支持するスラスト軸受部とを有する。近年では、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部の双方を、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間を介してそれぞれ対向する二面の何れか一方に動圧溝等の動圧発生部を設けた動圧軸受で構成する場合が多い。

近年のディスク駆動装置の大容量化に伴い、動圧軸受装置に搭載されるディスク枚数が増加する傾向にある。かかる搭載ディスク枚数の増加は、特に、スラスト軸受隙間を形成する回転側部材の端面と固定側部材の端面間における摺動抵抗の増大や、軸方向に作用する負荷荷重の増大を招くため、安定した軸受性能を長期に亘って維持可能とする上で、各構成部材の耐摩耗性や強度を向上する必要が生じている。その一方、情報機器の低価格化に伴い、動圧軸受装置に対するコスト低減の要求も益々厳しさを増している。

これらの要求を同時に満足するための一手段として、例えば特開２００３−２３９９７４号公報（特許文献１）に記載のように、スラスト軸受隙間を形成する一方側（固定側）の部材であり、一端面にスラスト動圧発生部を有するハウジングを、いわゆるＭＩＭ（メタル・インジェクション・モールド）成形品とすることが考えられる。詳細に述べると、当該ハウジングは、スラスト動圧発生部形状に対応した溝型を有する金型に、金属粉末と、これに流動性をもたせるバインダとを混練してなる混合材料を射出・充填し、これによって得られた成形品を脱脂、焼結等したものであり、射出成形と同時にスラスト動圧発生部が一端面に型成形されたものである。
特開２００３−２３９９７４号公報

ところで、スラスト動圧発生部は、例えば、複数の動圧溝をスパイラル形状に配列したものとされるのが一般的であるが、動圧溝の溝深さは数μｍ〜十数μｍ程度の微小なものとされる。そのため、上記のように射出成形と同時にスラスト動圧発生部を型成形する場合、射出材料としての上記混合材料に含まれる金属粉末は、溝型内への充填性（換言すると、スラスト動圧発生部の成形精度）を考慮すると、その粒径がミクロンオーダーの極小のものを用いる必要がある。一般に、金属粉末は、その粒径が小さくなる程高価となるため、高精度なスラスト動圧発生部を形成しようとすると、高コスト化が避けられないものとなる。

また、射出成形と同時にスラスト動圧発生部を型成形する場合、成形収縮に起因して生じるヒケの影響により、スラスト動圧発生部の精度（例えば、平面度：ＪＩＳ Ｂ ０６２１を参照）が悪化する場合が多い。このように、スラスト動圧発生部の精度が悪化した部材をそのまま用いると、スラスト軸受隙間の隙間幅を所定値に管理することができず、スラスト軸受部における軸受性能の低下を招く。

本発明の課題は、スラスト動圧発生部を有する部材の高精度化および高強度化を低コストに実現することができ、高い軸受性能を長期に亘って安定維持可能な動圧軸受装置を低コストに提供可能とすることにある。

上記課題を解決するため、本発明では、固定側部材と、固定側部材に対する相対回転時に、固定側部材との間にスラスト軸受隙間を形成する回転側部材と、スラスト軸受隙間を形成する固定側部材の面と回転側部材の面とのうち、何れか一方の面に形成されたスラスト動圧発生部とを備え、固定側部材と回転側部材の相対回転時に、スラスト動圧発生部で、スラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発生させる動圧軸受装置において、スラスト動圧発生部を有する部材がＭＩＭ成形品であり、かつスラスト動圧発生部がプレス加工で形成されていることを特徴とする動圧軸受装置を提供する。

上記のように、スラスト動圧発生部を有する部材をＭＩＭ成形品とすれば、スラスト動圧発生部の耐摩耗性向上や、部材強度の向上が低コストに実現可能となる。また、上記のようにスラスト動圧発生部をプレス加工で形成すれば、スラスト動圧発生部を有する部材の射出成形段階では、射出成形と同時にスラスト動圧発生部を型成形する場合のように、スラスト動圧発生部成形用の溝型への射出材料の充填性を考慮する必要がない。そのため、射出材料を構成する金属粉末として、その粒径が比較的大きいものを使用することが可能となり、材料コスト、ひいては製造コストを低廉化することができる。また一般に、ＭＩＭ成形品には、射出成形後の成形収縮等に起因して形状変動が生じるが、プレス加工でスラスト動圧発生部を形成する際、スラスト動圧発生部が設けられる部分の平面度を矯正することもできる。

ＭＩＭ成形品であるスラスト動圧発生部を有する部材は、軸受内部に充満される流体（例えば、潤滑油）の漏洩を防止する観点から、その相対密度を９５％以上とするのが望ましい。なお「相対密度」とは、空隙（内部気孔）を除いた固体部分の密度をいい、真密度と称される場合もある。

上記本発明は、スラスト動圧発生部を有する部材が、スラスト動圧発生部を有する平面部と、平面部の一端から軸方向に延びる筒状の側部とを一体に備えるもののである場合にも好適である。かかる構成を有する部材の具体例として、ブラケット（モータブラケット）に固定されるハウジングやディスク搭載面を有するディスクハブを挙げることができる。

ＭＩＭ成形品であると共に、スラスト動圧発生部がプレス加工で形成された上記部材は、金属粉末にバインダを混練してなる混合材料で射出成形した射出成形体からバインダを除去して中間成形体を製作し、該中間成形体にプレス加工によってスラスト動圧発生部を形成した後、中間成形体を焼結することで製造することができる。バインダ除去後（脱脂後）に得られる中間成形体は多数の内部気孔を有するものであり、焼結後に得られる焼結体に比べ軟質である。そのため、上記のようにバインダ除去後でかつ焼結前にプレス加工を施すようにすれば、高精度のスラスト動圧発生部を容易に形成することができる。また、プレス加工時の圧迫力を小さく設定することができるため、残留応力に起因した反り等の不具合発生も効果的に抑制可能となる。

上記製造方法において、焼結後（焼結体の形成後）、スラスト動圧発生部の平面度を矯正する矯正工程をさらに設けることも可能である。かかる矯正工程は必ずしも設ける必要はなく、焼結前後でスラスト動圧発生部の平面度に狂いが生じた場合等、必要に応じて設ければ足りる。スラスト動圧発生部を有する部材が、スラスト動圧発生部が設けられた平面部と、平面部の一端から軸方向に延びる筒状の側部とを一体に有するもの（例えば、上記のハウジング）の場合、矯正工程時には、スラスト動圧発生部と側部の内周面との間の直角度を同時に矯正することもできる。

以上に示すように、本発明によれば、低コストにスラスト動圧発生部を有する部材の高精度化および高強度化を図ることができ、高い軸受性能を長期に亘って安定維持可能な動圧軸受装置が低コストに提供可能となる。

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、動圧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動圧軸受装置１と、軸部材２の一端に設けられたディスクハブ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、動圧軸受装置１のハウジング７を内周に固定したブラケット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はディスクハブ３の内周に取付けられる。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが複数枚（図示例は３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およびこれ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、本発明の第１実施形態に係る動圧軸受装置１を示している。同図に示す動圧軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２を内周に挿入した軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８を内周に固定したハウジング７と、ハウジング７の一端開口をシールするシール部材９とを主要な構成部材として備える。この実施形態では、軸部材２が回転側部材を、また、軸部材２以外の部材（ハウジング７等）が固定側部材を構成する。なお、説明の便宜上、シール部材９の側を上側、これとは軸方向反対側を下側として、以下説明を進める。

軸部材２は、高剛性の金属材料、例えばステンレス鋼で、軸部２ａと、軸部２ａの下端から外径側に張り出した平板状のフランジ部２ｂとを一体又は別体に有する断面逆Ｔ字状に形成される。本実施形態において、軸部２ａの外周面２ａ１は、軸方向の略中央部に環状の凹部が設けられている点を除き凹凸のない平滑な円筒面とされ、また、フランジ部２ｂの両端面２ｂ１，２ｂ２は、それぞれ凹凸のない平滑な平坦面とされる。

軸受スリーブ８は、例えば、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は、焼結金属以外にも、黄銅等の軟質金属材料や、焼結金属ではない他の多孔質体、例えば多孔質樹脂で形成することもできる。

軸受スリーブ８の内周面８ａには、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受面となる円筒状領域が上下二箇所に離隔して設けられ、該二つの領域には、図３（ａ）に示すように、複数の動圧溝Ａａ１をヘリングボーン形状に配列してなるラジアル動圧発生部Ａ１と、複数の動圧溝Ａａ２をヘリングボーン形状に配列してなるラジアル動圧発生部Ａ２とがそれぞれ設けられる。本実施形態において、上側の動圧溝Ａａ１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。一方、下側の動圧溝Ａａ２は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法はそれぞれ上記軸方向寸法Ｘ２と等しくなっている。なお、ラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２は、軸部２ａの外周面２ａ１に形成することもでき、また、複数の動圧溝をスパイラル形状等に配列したものであっても良い。

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環状領域が設けられ、該環状領域には、図３（ｂ）に示すように、複数の動圧溝Ｂａをスパイラル形状に配列してなるスラスト動圧発生部Ｂが設けられる。なお、スラスト動圧発生部Ｂは、フランジ部２ａの上側端面２ａ１に形成することもでき、また、複数の動圧溝をヘリングボーン形状等に配列したものであっても良い。

軸受スリーブ８の外周面８ｄには、両端面８ｂ，８ｃに開口した軸方向溝８ｄ１が１又は複数本（本実施形態では３本。図３（ｂ）を参照。）形成される。また、軸受スリーブ８の上側端面８ｃには、円環溝８ｃ１、およびこの内径側に接続された１又は複数本の径方向溝８ｃ２が形成される。

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。このシール部材９の内周面９ａと、軸部２ａのテーパ面２ａ２との間には所定のシール空間Ｓ１が形成される。本実施形態において、シール部材９の内周面９ａは径一定の円筒面とされる一方、軸部２ａのテーパ面２ａ２は上方に向かって外径寸法を漸次縮小させた面とされる。従ってシール空間Ｓ１は、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する。シール部材９の下側端面９ｂのうち、半径方向略中央部よりも外径側の領域には、内径側の領域よりも上方に後退した段差面９ｂ１が形成される。

ハウジング７は、金属粉末と、これに流動性をもたせるためのバインダとを混練してなる混合材料で射出成形された射出成形体を脱脂、焼結等することによって形成された、いわゆるＭＩＭ成形品であり、平板円盤状の平面部７ｂと、平面部７ｂの外径端部から上方に延びる筒状（厳密には円筒状）の側部７ａとが一体の有底筒状をなす。さらに、本実施形態のハウジング７は、側部７ａと平面部７ｂの境界内周に両部７ａ，７ｂと一体の段部７ｄを備える。動圧軸受装置１の組立時、この段部７ｄに下側端面８ｂが当接するまで軸受スリーブ８を挿入することにより、第１および第２スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２のスラスト軸受隙間の隙間幅が規定値に設定される。平面部７ｂの上側端面７ｂ１には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該環状領域には、図４に示すように、複数の動圧溝Ｃａをスパイラル形状に配列してなるスラスト動圧発生部Ｃが設けられる。

このハウジング７は、図５に模式的に示すように、（Ａ）射出成形工程１１、（Ｂ）脱脂工程１２、（Ｃ）スラスト動圧発生部形成工程１３、（Ｄ）焼結工程１４、および（Ｅ）矯正工程１５を順に経て製造される。以下、各工程の詳細について説明を行う。

（Ａ）射出成形工程
射出成形工程１１では、金属粉末を主成分とし、これに流動性をもたせるためのバインダを所定量混練してなる混合材料を用いて、射出成形体が形成される。射出成形体は、完成品としてのハウジング７形状に倣い、側部７ａ、平面部７ｂ、および段部７ｄを一体に有するものであるが、スラスト動圧発生部Ｃは形成されていない。射出材料として用いられる上記混合材料のうち、金属粉末としては、ステンレス系、鉄系、チタン系、銅系等の金属粉末が使用可能であるが、本実施形態では、ステンレス系金属粉末を用いている。一方、バインダとしては、例えば、パラフィンワックス、カルナバワックス、脂肪酸エステル等の有機化合物と、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の比較的低融点の熱可塑性樹脂とを、それぞれ一又は複数種混合したものが用いられる。

（Ｂ）脱脂工程
この脱脂工程１２では、上記射出成形工程１１で成形された射出成形体中に分散されたバインダを除去することにより、多数の内部気孔を有する多孔質の中間成形体が形成される。脱脂方法としては、光線の照射によって脱脂する光脱脂、加熱によって脱脂する加熱脱脂、あるいは水や有機溶媒等の溶媒中への浸漬によって脱脂する溶媒脱脂等、公知の脱脂方法の何れを採用しても良く、使用したバインダ種等に応じて選択すれば良い。

（Ｃ）スラスト動圧発生部形成工程
このスラスト動圧発生部形成工程１３では、上記脱脂工程１２を経て形成された多孔質の中間成形体に、スラスト動圧発生部Ｃ形状に対応した溝型を押し付けることにより、中間成形体の所定部位（ハウジング７の平面部７ｂの上側端面７ｂ１に相当する部位）にスラスト動圧発生部Ｃが型成形される（プレス加工）。

（Ｄ）焼結工程
スラスト動圧発生部Ｃが形成された中間成形体は焼結工程１４に移送される。この焼結工程１４では、スラスト動圧発生部Ｃが形成された中間成形体を所定温度の加熱炉内に投入し、この中間成形体に加熱処理（焼結処理）を施すことにより、金属粉末が相互にネック結合してなる焼結体が得られる。中間成形体に対する焼結処理は、均一温度で行っても良いし、加熱温度を徐々に、あるいは段階的に上昇させるようにして行っても良い。後者は、焼結体に割れや変形等の不具合が生じ易い場合に好適である。なお、焼結処理の温度、時間等は、焼結体の相対密度が９５％以上となるように設定する。焼結体（ハウジング７）の相対密度が９５％未満の場合、ハウジング７に必要とされる強度を満足できないおそれがある他、ハウジング７内部に充満される流体（潤滑油）が内部気孔を介して外部に漏れ出すおそれがあるからである。

（Ｅ）矯正工程
以上のようにして得られた焼結体は矯正工程１５に移送される。矯正工程１５では、焼結することにより、中間成形体に設けたスラスト動圧発生部Ｃの平面度や、スラスト動圧発生部Ｃ（平面部７ｂの上側端面）に対する側部７ａの内周面７ａ１の直角度に狂いが生じた場合に、これらが所定値に矯正される。なお、この矯正工程１５は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければ足りる。

動圧軸受装置１は以上の構成からなり、シール部材９でシールされたハウジング７の内部空間には、軸受スリーブ８の内部気孔も含め流体としての潤滑油が充満される。

以上の構成からなる動圧軸受装置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に軸方向に離隔して設けたラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２と、軸部２ａの外周面２ａ１との間にはそれぞれラジアル軸受隙間が形成される。そして、軸部材２の回転に伴い、両ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝Ａａ１，Ａａ２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ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が軸方向の二箇所に離隔形成される。

また、これと同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｂに設けたスラスト動圧発生部Ｂとフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間にスラスト軸受隙間が形成されると共に、ハウジング７の平面部７ｂの上側端面９ｂ１に設けたスラスト動圧発生部Ｃとフランジ部２ｂの下側端面２ｂ１との間にスラスト軸受隙間が形成される。そして、軸部材２の回転に伴い、両スラスト軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝Ｂａ，Ｃａ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ハウジング７の内部方向に引き込まれる。さらに、本実施形態では、シール空間Ｓ１を形成する軸部２ａのテーパ面２ａ２が上方に向かって外径寸法を漸次縮小させているため、軸部材２の回転時には遠心力シールとしての機能も付加される。これらのことから、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の内部空間に充填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、ラジアル軸受部Ｒ１を形成する上側の動圧溝Ａａ１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Ａａ１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下方に流動し、軸受スリーブ８の下側端面８ｂとフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間の隙間→軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１で形成される流体通路→シール部材９の段差面９ｂ１で形成される流体通路→軸受スリーブ８の円環溝８ｃ１および径方向溝８ｃ２で形成される流体通路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することで、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、局部的な負圧の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。上記の循環経路には、シール空間Ｓ１が連通しているので、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。従って、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、スラスト動圧発生部Ｃを有するハウジング７をＭＩＭ成形品、特にステンレス系金属粉末を主体とするＭＩＭ成形品とすれば、スラスト動圧発生部Ｃ（の摺動面）の耐摩耗性向上が低コストに実現される。さらに本実施形態のハウジング７は、側部７ａと平面部７ｂとが一体の有底筒状に形成されるから、平面部７ｂの抜け強度も効果的に向上する。

また、スラスト動圧発生部Ｃをプレス加工で形成したので、ハウジング７の射出成形段階では、射出成形と同時にスラスト動圧発生部Ｃを型成形する場合のように、スラスト動圧発生部Ｃ成形用の溝型への射出材料の充填性を考慮する必要がない。そのため、射出材料を構成する金属粉末として、その粒径が比較的大きいものを使用することができ、材料コスト、ひいては製造コストを低廉化することができる。また、プレス加工でスラスト動圧発生部Ｃを形成するのであれば、射出成形後の成形収縮等に起因して平面部７ｂの上側端面７ｂ１の平面度に狂いが生じていた場合でも、プレス加工時に平面度の狂いを矯正することができる。

なお、金属粉末は、その粒径（平均粒径）が大きすぎても好ましくない事態が生じるおそれがある。すなわち、金属粉末の平均粒径が所定の大きさを超えると、完成品（ここではハウジング７）の相対密度が低くなり、潤滑油の漏洩を効果的に防止するのが難しくなる他、必要とされる強度を確保できないおそれがある。従って、ハウジング７の成形に用いる金属粉末は、この点も考慮して選択するのが望ましい。

さらに本発明では、バインダ除去後でかつ焼結処理前にスラスト動圧発生部Ｃをプレス加工で形成した。バインダ除去後に得られる成形体は多数の内部気孔を有する多孔質体であり、焼結後に得られる焼結体に比べて軟質である。そのため、バインダ除去後でかつ焼結前にプレス加工を施すようにすれば、高精度のスラスト動圧発生部Ｃを容易に形成することができる。また、プレス加工時の圧迫力を比較的小さく設定することができるため、プレス加工後に、残留応力等に起因して平面部７ｂに反り等の不具合が発生するのを可及的に防止することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置１について説明を行ったが、本発明は上記構成の動圧軸受装置１に限定適用されるものではない。以下、本発明を適用可能な動圧軸受装置１の他の実施形態について説明を行うが、説明の簡略化の観点から、以上で説明した構成に準ずるものには共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

図６は、本発明の構成を適用した動圧軸受装置１の第２実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置１が図２に示すものと異なる主な点は、軸受スリーブ８の上端部に、平板状の第１シール部１９ａと、第１シール部１９ａの外径側端部から下方に張り出した円筒状の第２シール部１９ｂとを一体に備える断面逆Ｌ字形状のシール部材１９を固定し、第１シール部１９ａの内周面１９ａ２と軸部２ａの外周面２ａ１との間に第１のシール空間Ｓ１を形成すると共に、第２シール部１９ｂの外周面１９ｂ２とハウジング７の内周面との間に第２のシール空間Ｓ２を形成した点にある。かかる構成であれば、第２のシール空間Ｓ２をシール部材１９の外周側に設けている分、第１のシール空間Ｓ１の軸方向寸法を図２に示す構成よりも小さくすることが可能である。そのため、例えば、ハウジング７の軸方向寸法を長大化させることなく軸受スリーブ８の軸方向長さ、換言すると両ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２間の軸受スパンを図２に示す形態よりも大きくすることができ、モーメント剛性を高めることができる。この実施形態では、図２に示す第１実施形態と同様にハウジング７がＭＩＭ成形品であり、かつその平面部７ｂの上側端面７ｂ１にスラスト動圧発生部Ｃがプレス加工で形成されている。

図７は、本発明の構成を適用した動圧軸受装置１の第３実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置１が以上で説明したものと異なる主な点は、ハウジング７が両端を開口させた円筒状をなし、その下端開口部がハウジング７と別体の蓋部材２０で封止されている点にある。この実施形態では、蓋部材２０が本発明でいう「スラスト動圧発生部を有する部材」に相当する。すなわち、蓋部材２０は、平板状の平面部２０ａと、円筒状の側部２０ｂとを一体に有する有底筒状のＭＩＭ成形品とされ、平面部２０ａの上側端面２０ａ１にスラスト動圧発生部Ｃがプレス加工で形成されている。

図８は、本発明の構成を適用した動圧軸受装置１の第４実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置１が以上で説明したものと異なる主な点は、第２スラスト軸受部Ｔ２が、軸部材２の上端部に設けられたディスクハブ３の下側端面３ａ１とハウジング７の上側端面７ａ２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７ａ３とディスクハブ３の内周面３ｂ１との間に設けられた点にある。この実施形態では、ディスクハブ３が本発明でいう「スラスト動圧発生部を有する部材」に相当する。すなわち、ディスクハブ３は、リング状の平面部３ａと、平面部３ａの外径端部から下方に延びる円筒状の側部３ｂとを一体に有するＭＩＭ成形品とされ、平面部３ａの下側端面３ａ１にスラスト動圧発生部Ｃがプレス加工で形成されている。なお、ディスクハブ３は、これを単体でＭＩＭ成形した後、軸部材２に適宜の手段で固定する他、軸部材２（軸部２ａ）をインサートしてこれをＭＩＭ成形することも可能である。

上述した各実施形態においては、平板状の平面部と、平面部から軸方向に延びる筒状（円筒状）の側部とを一体に有する部材をＭＩＭ成形品とし、かつこの部材の平面部の端面にプレス加工でスラスト動圧発生部を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定適用されるものではない。すなわち、平面部のみからなる平板状の部材をＭＩＭ成形品とし、かつその端面にスラスト動圧発生部をプレス加工で形成することも可能である。かかる構成は、例えば、図２に示すシール部材９の下側端面にスラスト動圧発生部を設けるような場合や、図７に示す蓋部材２０を平面部のみからなる平板状に形成し、この蓋部材２０の上側端面にスラスト動圧発生部を設けるような場合に採用可能である（何れも図示は省略）。

以上では、各軸受部Ｒ１、Ｒ２、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、また、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。さらに、ラジアル軸受部は、軸方向に離隔した二箇所に設ける他、軸方向の一箇所あるいは軸方向に離隔した三箇所以上に設けることもできる（何れも図示は省略）。

また、以上では、軸部材２を回転側、ハウジング７等を固定側とした動圧軸受装置１について説明を行ったが、これとは逆に、軸部材２を固定側、ハウジング７等を回転側とした動圧軸受装置１についても本発明の構成を好適に適用することが可能である。

また、以上では、動圧軸受装置１の内部に充満する潤滑流体として潤滑油を例示しているが、潤滑油以外にも、空気等の気体や、グリースを使用することもできる。

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。 本発明に係る動圧軸受装置の第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。 ハウジングの平面部の上側端面を示す図であり、図２中のＸ−Ｘ部断面図である。 ハウジングの製造工程の各段階を模式的に示すフロー図である。 本発明に係る動圧軸受装置の第２実施形態を示す断面図である。 本発明に係る動圧軸受装置の第３実施形態を示す断面図である。 本発明に係る動圧軸受装置の第４実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 動圧軸受装置
２ 軸部材
３ ディスクハブ
７ ハウジング
７ａ 側部
７ｂ 平面部
８ 軸受スリーブ
１１ 射出成形工程
１２ 脱脂工程
１３ スラスト動圧発生部形成工程
１４ 焼結工程
１５ 矯正工程
Ｂ，Ｃ スラスト動圧発生部
Ｒ１ 第１ラジアル軸受部
Ｒ２ 第２ラジアル軸受部
Ｔ１ 第１スラスト軸受部
Ｔ２ 第２スラスト軸受部

Claims (6)

1. 固定側部材と、固定側部材に対する相対回転時に、固定側部材との間にスラスト軸受隙間を形成する回転側部材と、スラスト軸受隙間を形成する固定側部材の面と回転側部材の面とのうち、何れか一方の面に形成されたスラスト動圧発生部とを備え、固定側部材と回転側部材の相対回転時に、スラスト動圧発生部で、スラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発生させる動圧軸受装置において、
   スラスト動圧発生部を有する部材がＭＩＭ成形品であり、かつスラスト動圧発生部がプレス加工で形成されていることを特徴とする動圧軸受装置。
2. スラスト動圧発生部を有する部材の相対密度が９５％以上である請求項１記載の動圧軸受装置。
3. スラスト動圧発生部を有する部材は、スラスト動圧発生部が設けられた平面部と、平面部の一端から軸方向に延びる筒状の側部とを一体に有するものである請求項１記載の動圧軸受装置。
4. 固定側部材と、固定側部材に対する相対回転時に、固定側部材との間にスラスト軸受隙間を形成する回転側部材と、スラスト軸受隙間を形成する固定側部材の面と回転側部材の面とのうち、何れか一方の面に形成されたスラスト動圧発生部とを備え、固定側部材と回転側部材の相対回転時に、スラスト動圧発生部で、スラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発生させる動圧軸受装置において、スラスト動圧発生部を有する部材を製造するに際し、
   金属粉末にバインダを混練してなる混合材料で射出成形した射出成形体からバインダを除去して中間成形体を製作し、該中間成形体にプレス加工によってスラスト動圧発生部を形成した後、中間成形体を焼結することを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
5. 焼結後、スラスト動圧発生部の平面度を矯正する矯正工程をさらに設けた請求項４記載の動圧軸受装置の製造方法。
6. スラスト動圧発生部を有する部材が、スラスト動圧発生部が設けられた平面部と、平面部の一端から軸方向に延びる筒状の側部とを一体に有するものであり、
   矯正工程時、スラスト動圧発生部と側部の内周面との間の直角度を同時に矯正する請求項５記載の動圧軸受装置の製造方法。

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