JP2010096208A - 流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図りつつも高い抜け強度を有する流体軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受スリーブ８の上部には、中央に孔を有する円盤部９ａと、円盤部９ａの下端面９ａ１から軸方向下方に突出した円筒部９ｂとを一体に有するシール部材９が配設される。ここで、シール部材９の外周面９ｂ１と、この外周面９ｂ１に対向するハウジング７のシール形成面７ｄとの間に第１シール空間Ｓ１が形成される。また、外周面９ｂ１のうち第１シール空間Ｓ１の形成に関らない下方の領域は、半径方向に対向するハウジング７のシール固定面７ｅに所定の手段によって固定される。よって、第１シール空間Ｓ１の内部連通側（ここでは第１シール空間Ｓ１の下方）にハウジング７とシール部材９との固定領域（シール固定領域１１）が形成される。また、ここでは、ハウジング７と軸受スリーブ８との固定領域（スリーブ固定領域１０）よりも外径側にシール固定領域１１が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は流体軸受装置に関し、特に固定側を構成するシール部材とハウジングとの間にシール空間を設けた流体軸受装置に関する。

流体軸受装置は、軸受隙間に生じる流体の膜を介して軸部材あるいは軸受部材を相対回転自在に支持するものである。この種の軸受装置は、特に高速回転時における回転精度、静粛性等に優れており、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好適に使用される。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。

通常、流体軸受装置においては、軸部材が軸受スリーブの内周に挿入され、軸部材の外周面と軸受スリーブの内周面との間にラジアル軸受隙間が形成される。また、この種の流体軸受装置において、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、当該軸受装置の内部空間に注油した潤滑油が外部に漏れ出すのを防止するために、ハウジングの開口部にシール部材が配設される。

また、近年、ＨＤＤ等の薄型化の要請に応えるべく、例えば下記特許文献１には、シール部材を軸受スリーブの外径側に配し、これにより、ハウジングの内周面との間にシール空間を形成した流体軸受装置が提案されている。また、下記特許文献１には、流体軸受装置の下方に突出するシール部材の円筒部を軸受スリーブの外周面に圧入あるいは接着することで、シール部材を軸受スリーブに固定する方法が開示されている。
特開２００６−８１２７０号公報

また、最近では、上記薄型化の要請と共に、ＨＤＤの高容量化に伴う対策が求められており、具体的には、ディスク搭載枚数の増加に伴う抜け強度向上のための対策が求められている。この点、上記特許文献１に開示の流体軸受装置では、シール部材の円筒部が軸受スリーブの外周面上部に固定されるため、当該固定面を除く軸受スリーブの外周面の一部のみがハウジングに固定されることになる。これでは、流体軸受装置の軸方向寸法を維持する以上、軸受スリーブをその軸方向全長にわたって固定する場合と比べてハウジングに対する軸受スリーブの固定力が低下し、抜け強度不足が懸念される。以上に述べた問題は、もちろんＨＤＤに限らず、小型化が求められる携帯型機器などに搭載される流体軸受装置についても同様に起こり得る。

以上の事情に鑑み、薄型化を図りつつも高い抜け強度を有する流体軸受装置を提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

本発明は、前記課題の解決を図るためになされたものである。すなわち、本発明に係る流体軸受装置は、ハウジングと、ハウジングに固定される軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿通され、軸受スリーブとの間にラジアル軸受隙間を形成する軸部材と、軸受スリーブと軸方向に当接し、ハウジングとの間に潤滑流体の液面を有するシール空間を形成するシール部材とを備えた流体軸受装置において、ハウジングの内周にシール部材を固定した点をもって特徴づけられる。

この構成によれば、シール部材が軸受スリーブだけでなくハウジングに対しても固定されることになるため、このハウジングとの固定領域を設けることで、軸受スリーブとハウジングとの固定力の不足分を補うことができる。また、シール部材が軸受スリーブに固定されていない場合でも、シール部材と軸受スリーブとが軸部材の抜け方向で当接するように構成されているので、同様に軸受スリーブとハウジングとの固定力の不足分を補うことができる。従って、ハウジングに対する軸受スリーブの固定力自体を高めずとも、軸部材の抜け強度向上を図ることができる。また、ハウジングの内周にシール部材を固定するのであれば、軸受スリーブの外周面にシール部材を固定する場合と比べてその固定領域を外径側に配置することができるので、固定面積を増やして固定力の向上を図ることができる。なお、シール空間の大気開放側でシール部材をハウジングに固定する手段も考えられるが、その場合には、シール空間の軸方向外側あるいはハウジングの外周側に別途固定領域を設ける必要が生じるが、本発明では、ハウジングの内周にシール部材を固定するようにしたので、上記スペースの問題も生じない。また、上記固定領域がシール空間の大気開放側を塞ぐこともない。

ここで、ハウジングとシール部材との固定領域は、例えば圧入により形成されていてもよく、接着により形成されていてもよい。あるいは、圧入と接着との併用により形成されていてもよい。例えばハウジングの内周面とシール部材の外周面とでハウジングとシール部材との固定領域が形成される場合など、固定領域が軸受外部に対して閉じている場合に有効な固定手段である。もちろん、固定領域の形成には、上記手段に限らず、その他の公知の固定手段を採用することができる。

また、ハウジングの内周面にシール部材を固定し、さらに、ハウジングの内周に設けた端面にシール部材を固定するようにしてもよい。この構成によれば、ハウジングの内周面とシール部材の外周面とで第１の固定領域が形成されると共に、ハウジングの内周に設けた端面とシール部材の端面とで第２の固定領域が形成される。そのため、既述のハウジング内周面とシール部材の外周面との第１の固定領域による補強効果を、端面間に設けた第２の固定領域でさらに高めることができる。

また、シール空間による潤滑流体のシール機能もしくはバッファ機能を確保する目的から、シール空間と軸受内部空間とは何らかの手段で連通している必要があり、例えば、ラジアル軸受隙間との間で潤滑流体の流通を可能とする流路がハウジングと軸受スリーブとの間に形成され、この流路とシール空間とを連通するための連通手段がハウジングとシール部材との間に設けることができる。

この場合、例えば相互に固定されるハウジングの内周面とシール部材の外周面の少なくとも一方に連通溝が設けられ、この連通溝で連通手段が形成されていてもよい。あるいは、相互に固定されるハウジングの端面とシール部材の端面の少なくとも一方に連通溝が設けられ、この連通溝で連通手段が形成されていてもよい。特に、ハウジングとシール部材との固定領域がシール空間の下端に設けられる場合には、シール容積を減少させずに済む。また、シール空間内に維持される潤滑流体の液面（気液界面）から連通溝をできるだけ離して形成することができるので、外気の巻き込み等を極力避けることができる。

また、この際、連通溝で形成される連通手段は、例えば円周方向に隣接するハウジングとシール部材との固定領域に向けて先細りする空間形状を有するものであってもよい。これは、特にシール部材の固定領域を接着により形成している場合に有効であり、その場合、円周方向に隣接する固定領域へ接着剤が引き込まれやすくなる。そのため、連通溝への接着剤の回り込みを可及的に防止し、かつ、確実に固定領域に接着剤を供給することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、薄型化を図りつつも高い抜け強度を有する流体軸受装置を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づき説明する。なお、以下の説明における『上下』方向は、単に各図における構成要素間の位置関係を容易に理解するために規定したものに過ぎず、流体軸受装置（動圧軸受装置）の設置方向や使用態様、製造方法等を特定するものではない。後述する第２実施形態以降に関しても同様である。

図１は、本発明の第１実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図を示す。このスピンドルモータは、例えばＨＤＤのディスク駆動用モータとして用いられるもので、ハブ３を取り付けた軸部材２を回転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、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に固定され、ロータマグネット５はハブ３に固定される。動圧軸受装置１のハウジング７は、ブラケット６の内周に固定される。また、同図に示すように、ハブ３には１又は複数枚のディスクＤ（図１では２枚）が保持される。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との間に発生する励磁力でロータマグネット５が回転し、これに伴って、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の縦断面図を示している。この動圧軸受装置１は、軸部材２と、ハウジング７と、ハウジング７に固定され、内周に軸部材２を配設した軸受スリーブ８と、ハウジング７の一端開口側に配設されるシール部材９とを備える。

軸部材２は、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とで構成される。軸部２ａの外周には、後述する軸受スリーブ８の内周面８ａに設けられた動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域とラジアル方向に対向するラジアル軸受面２ａ１が形成されている。この実施形態では、ラジアル軸受面２ａ１は軸方向に離隔して２ヶ所に設けられており、軸部２ａを軸受スリーブ８の内周に挿通した状態では、ラジアル軸受面２ａ１，２ａ１と内周面８ａ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）。上記構造の軸部材２は、種々の金属材料で形成可能であり、例えば、強度や剛性、耐摩耗性等を考慮してステンレス鋼などの鉄鋼材料で形成される。

軸受スリーブ８は多孔質構造を有する円筒体であり、例えば銅を主成分とする焼結金属で形成される。軸受スリーブ８は、樹脂やセラミック等の非金属材料からなる多孔質体で形成することもできる。また、多孔質体以外にも、内部空孔を持たない、もしくは、潤滑油の出入りができない程度の大きさの空孔を有する構造体で形成することもできる。

軸受スリーブ８の内周面８ａの全面又は一部には、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に示すように、互いに傾斜角の異なる複数の動圧溝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ヶ所に形成される。また、この実施形態では、軸受内部における潤滑油の循環を意図的に作り出す目的で、一方側（ここでは上側）の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域を軸方向非対称に形成している。図３に例示の形態で説明すると、軸方向に隣接する動圧溝８ａ１，８ａ２間の領域（いわゆる帯部）の軸方向中心より上側（シール部材９の側）の動圧溝８ａ１配列領域の軸方向寸法Ｘ１が、下側の動圧溝８ａ２配列領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなるように形成されている。

軸受スリーブ８の下端面８ｂの全面または一部の領域には、図示は省略するが、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝をスパイラル形状に配列した領域が形成される。この動圧溝配列領域は、完成品の状態ではフランジ部２ｂの上端面２ｂ１と対向し、軸部材２の回転時、上端面２ｂ１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）。また、軸受スリーブ８の上端面８ｃはシール部材９の円盤部９ａと当接し、この円盤部９ａにより閉塞されている。

軸受スリーブ８の外周面８ｄには、軸方向に伸びる複数の軸方向溝８ｄ１が形成される。この実施形態では、図３に示すように、３本の軸方向溝８ｄ１が円周方向で等間隔となるように形成されている。これら軸方向溝８ｄ１は、動圧軸受装置１が完成した状態では、軸受内部空間に含浸させた潤滑油の流通を図るための循環経路の一部を構成する。

ハウジング７は、例えば真ちゅう等の金属材料や樹脂材料で筒状に形成される。ここでは、ハウジング７は、筒部７ａと、筒部７ａの軸方向他端を閉塞する底板部７ｂとを一体に有した形状をなす。筒部７ａの内周には、軸受スリーブ８の外周面８ｄを固定するスリーブ固定面７ｃと、一端開口側に向けてテーパ状に拡径し、後述するシール部材９の外周面９ｂ１との間にシール空間Ｓ１を形成するシール形成面７ｄと、外周面９ｂ１のうちシール空間Ｓ１の形成に関与しない領域を固定するシール固定面７ｅとが形成されている。スリーブ固定面７ｃとシール固定面７ｅ、および、シール固定面７ｅとシール形成面７ｄはそれぞれ段差を介してつながっており、このうち、スリーブ固定面７ｃとシール固定面７ｅとの間に形成される段差面７ｆはシール部材９の円筒部９ｂの下端面９ｂ３と所定の軸方向隙間を介して対向している。そのため、ハウジング７は、スリーブ固定面７ｃ、シール固定面７ｅ、そしてシール形成面７ｄと一端開口側に向かうにつれてその内周面を外径側に移行した形態をなしている。

底板部７ｂの上端面７ｂ１の全面又は一部には、図示は省略するが、例えば軸受スリーブ８の下端面８ｂと同様の配列態様（スパイラルの方向は逆）をなす動圧溝配列領域が形成される。この動圧溝配列領域（スラスト動圧発生部）は、完成品の状態ではフランジ部２ｂの下端面２ｂ２と対向し、軸部材２の回転時、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）。

スリーブ固定面７ｃと軸受スリーブ８の外周面８ｄとの固定手段は特に限定されないが、例えば接着（軽圧入を伴った接着、いわゆる圧入接着を含む）、圧入、溶着（超音波溶着やレーザ溶着を含む）など適宜の固定手段を採用することができる。この実施形態では、軸受スリーブ８の固定と同時に、フランジ部２ｂとハウジング７の底板部７ｂとの間、および、軸受スリーブ８との間でそれぞれスラスト軸受隙間を設定する必要があることから、圧入接着などが好適に使用される。

シール部材９は、中央に孔を有する円盤部９ａと、円盤部９ａの一方の端面（下端面９ａ１）から軸方向に突出した円筒部９ｂとで一体に形成される。この実施形態では、円盤部９ａの内周面９ａ２は上方を拡径させたテーパ面状に形成されている。また、下端面９ａ１には、軸受スリーブ８の上端面８ｃとの間で潤滑油の流通を図るための１又は複数の半径方向溝９ｃが形成されている。

円筒部９ｂの外周面９ｂ１および内周面９ｂ２は何れも円筒面状に形成されている。そのため、図２に示すように、シール部材９をハウジング７内の所定の位置に配設した状態では、外周面９ｂ１と、この外周面９ｂ１に対向するハウジング７のシール形成面７ｄとの間に第１シール空間Ｓ１が形成される。この場合、潤滑油の油面は、潤滑油を動圧軸受装置１の内部空間（図２中、散点模様で示す領域）に充填した状態では、常に第１シール空間Ｓ１内に維持される。

また、第１シール空間Ｓ１の形成と共に、外周面９ｂ１のうち第１シール空間Ｓ１の形成に関らない領域（主に下方の領域）は、図５に拡大して示すように、半径方向に対向するハウジング７のシール固定面７ｅに所定の手段によって固定される。よって、第１シール空間Ｓ１の下端にハウジング７とシール部材９との固定領域（シール固定領域１１）が形成される。また、ここでは、ハウジング７と軸受スリーブ８との固定領域（スリーブ固定領域１０）よりも外径側にシール固定領域１１が形成される。

また、この実施形態では、外周面９ｂ１の下方領域には、軸方向に伸びる複数本の連通溝９ｄが円周方向等間隔に形成されている。そのため、シール部材９をハウジング７内部の所定位置に固定した状態では、例えば図４に示すように、シール固定領域１１と、連通溝９ｄとシール固定面７ｅとの間に形成される潤滑油の流路（連通手段）とが、円周方向に交互に配列された形態をなす。

また、この実施形態では、円筒部９ｂの内周面９ｂ２は軸受スリーブ８の外周面８ｄに嵌合され、かつ、固定されている。これにより、シール部材９と軸受スリーブ８との固定領域１２が全周にわたって形成され、シール部材９はハウジング７と軸受スリーブ８の双方に固定される。なお、シール部材９とハウジング７、および、シール部材９と軸受スリーブ８との固定手段としては種々の公知手段を採用することができ、例えば圧入や接着、圧入接着、溶着などが採用可能である。

なお、例えば接着もしくは圧入と接着の併用によりシール部材９をハウジング７に固定した場合、図６（ａ）に例示の如く、シール固定領域１１から溢れ出た接着剤Ａｈが円周方向に隣接する連通溝９ｄ内部に侵入することが考えられる。この際、例えば図６（ｂ）に示すように、連通溝９ｄの両側面９ｄ１，９ｄ１をそれぞれシール固定面７ｅに対して傾斜させた構成とすることで、言い換えると、連通溝９ｄで形成される連通手段としての流路が、円周方向に隣接するシール固定領域１１に向けて先細りする空間形状を有するように連通溝９ｄの形状を設定することで、側面９ｄ１とシール固定面７ｅとの間の楔状空間に引き込み力が作用し、接着剤Ａｈの流路側への回り込みが可及的に防止される。この構成によれば、より多くの接着剤Ａｈを外周面９ｂ１あるいはシール固定面７ｅに供給することができるので、シール部材９をより強固かつ安定的にハウジング７に固定することが可能となる。

また、この実施形態では、テーパ形状をなす円盤部９ａの内周面９ａ２と、軸部２ａの上部外周面との間には第２シール空間Ｓ２が形成される。そのため、上側のラジアル軸受隙間から軸部２ａの外周面を伝って外部に漏れ出そうとする潤滑油は第２シール空間Ｓ２により保持される。もちろん、第２シール空間Ｓ２はオイルバッファとしても機能する。

なお、シール部材９の材質は特に問わず、多孔質材のように油漏れが生じるおそれのある材料でない限り、種々の金属材料もしくは樹脂材料等を使用することができる。あるいは、多孔質材であっても、外気と接触する表面（例えば円盤部９ａの他方の端面）をコーティング等により封孔しておくことで、シール部材９として使用することができる。

上述の構成部品のうち、まずハウジング７に軸受スリーブ８を固定し、然る後、シール部材９をハウジング７と軸受スリーブ８の双方に固定する。そして、何れかのシール空間Ｓ１，Ｓ２を介して軸受内部空間（各図中、散点模様で示す領域）に潤滑油を充填することで、完成品としての動圧軸受装置１を得る。動圧軸受装置１の内部に充満される潤滑油としては、種々の油が使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用の動圧軸受装置に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等が好適に使用可能である。

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の双方の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、軸部２ａのラジアル軸受面２ａ１，２ａ１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、上下何れの動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域においても潤滑油が動圧溝８ａ１，８ａ２の軸方向中心に向けて押し込まれ、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を回転自在に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とがそれぞれ軸方向に離隔して２ヶ所に構成される。

これと同時に、軸受スリーブ８の下端面８ｂに設けた動圧溝配列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の底板部７ｂの上端面７ｂ１に設けた動圧溝配列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。

この場合、軸部材２の抜け強度は、軸受スリーブ８のハウジング７に対する固定力だけでなく、シール部材９のハウジング７に対する固定力も加味した上で定まる。そのため、この動圧軸受装置１は、ハウジング７に軸受スリーブ８のみを固定した場合と比べて高い抜け強度を有する。また、この実施形態のように、シール部材９の外周面９ｂ１とハウジング７の内周面（シール固定面７ｅ）とでシール固定領域１１が形成される場合、軸部材２の抜け方向から鑑みて、固定領域１１にはせん断力が作用することから、上記例示の如く接着が有効である。

また、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けた上側の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、その帯部の軸方向中心に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心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よりも大きい。そのため、軸部材２の回転時、上側領域における潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は下側領域におけるそれ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によって、ラジアル軸受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からその外径側に開口する軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１、そして、シール部材９の下端面９ａ１の半径方向溝９ｃ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。

また、第１シール空間Ｓ１はその下方でシール部材９の連通溝９ｄとつながっており、かつ、この連通溝９ｄはその下端でシール部材９の下端面９ｂ３とハウジング７の段差面７ｆとの軸方向隙間に連通している。そのため、軸受スリーブ８外周に設けた軸方向溝８ｄ１を流れる潤滑油は、下端面９ｂ３と段差面７ｆとの隙間、さらに、この隙間と外径側で連通する連通溝９ｄを介して第１シール空間Ｓ１との間で流通できるようになっている。同様に、シール部材９の内径側に形成される第２シール空間Ｓ２はその下方で第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間とつながっており、上記循環経路との間で潤滑油の流通が可能となっている。

このように、潤滑油がラジアル軸受隙間を含む軸受内部空間を流動循環するように構成することで、当該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、気泡が潤滑油に伴って上記循環経路内を循環する際に第１シール空間Ｓ１ないし第２シール空間Ｓ２内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出されるので、気泡による悪影響が効果的に防止される。

以上、本発明の第１実施形態を説明したが、本発明に係る流体軸受装置は、この実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意に構成の変更が可能である。

例えば、第１実施形態では、シール部材９の外周面９ｂ１とハウジング７の内周面の一部をなすシール固定面７ｅとでシール固定領域１１が形成される場合を説明したが、特にこの形態に限定されるものではない。ラジアル軸受隙間よりも外径側でハウジング７との間に形成される静止側の第１シール空間Ｓ１の内周に設けられる限りにおいて、当該固定領域の形態は任意である。

ここで、図７は、他の実施形態（第２実施形態）に係る動圧軸受装置１の要部拡大断面図を示している。同図に係る動圧軸受装置１においては、既述のシール固定領域１１（以降、第１のシール固定領域１１と称する。）に加えて、軸方向に当接する面間に第２のシール固定領域１３が形成されている。すなわち、シール部材９の円筒部９ｂの下端面９ｂ３と、この面と軸方向に対向するハウジング７の段差面７ｆとが当接しており、かつ、双方の面９ｂ３，７ｆが接着等により固定されることで、当該双方の面９ｂ３，７ｆ間にシール部材９の第２の固定領域１３が形成されている。このようにシール固定領域１３を増やすことでシール部材９とハウジング７との固定面積が増加し抜け強度のさらなる向上が図られる。また、第２シール固定領域１３の形成手段に接着を採用する場合、シール部材９の下端面９ｂ３と、軸方向に対峙するハウジング７の段差面７ｆとがつき合わせ接着により固定されることになる。そのため、接着固定部のいわゆるピール破壊を避けて、接着による高い固定力を得ることができる。

また、この実施形態では、シール部材９の下端面９ｂ３と当接して固定されるハウジング７の段差面７ｆに半径方向の連通溝７ｇが設けられており、シール部材９に設けられた軸方向の連通溝９ｄとその下端で連通している。これにより、軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１内を流れる潤滑油は、半径方向の連通溝７ｇ、さらには軸方向の連通溝９ｄを介して第１シール空間Ｓ１との間で流通できるようになっている。

また、第１シール空間Ｓ１とラジアル軸受隙間を含む軸受内部空間との間の潤滑油の流通手段に関し、上記実施形態（第１，第２実施形態）では、例えばシール部材９の外周面９ｂ１に設けた軸方向の連通溝９ｄで、あるいは、この連通溝９ｄとハウジング７の段差面７ｆに設けた半径方向の連通溝７ｇで潤滑油の連通手段を構成した場合を説明したが、これらは例示に過ぎず、任意の形態および配置態様が採用可能である。第１のシール固定領域１１ないし第２のシール固定領域１３を構成する少なくとも一方の面に連通溝が形成されていればよく、例えば軸方向の連通溝９ｄをハウジング７のシール固定面７ｅの側に設けることもでき、あるいは、半径方向の連通溝７ｇをシール部材９の下端面９ｂ３の側に設けることもできる。もちろん、上記構成に限らず、例えば各シール固定領域１１，１３から離れた位置に連通手段を設けることも可能である。

図８はその一例（第３実施形態）を示すもので、同図に係る動圧軸受装置１は、シール部材９の外周面９ｂ１とハウジング７のシール固定面７ｅとで第１のシール固定領域１１が形成されると共に、シール部材９の下端面９ｂ３とハウジング７の段差面７ｆとで第２のシール固定領域１３が形成されている。そして、シール部材９の円筒部９ｂには、半径方向に円筒部９ｂを貫通する１又は複数の貫通孔１４が形成されており、その外径側の端部が第１シール空間Ｓ１に、内径側の端部が上記循環経路を構成する軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１に連通している。この場合、貫通孔１４が連通手段として機能し、第１シール空間Ｓ１とラジアル軸受隙間を含む軸受内部空間との間で潤滑油の流通を可能としている。なお、上記構成を採る場合、貫通孔１４と軸方向溝８ｄ１との円周方向の位置合せが必要となるため、ハウジング７と軸受スリーブ８の少なくとも一方に位置決め手段を設けてもよい。また、貫通孔１４を円周方向に所定の幅を有する長穴形状とすることで、上記位置合せを省略することも可能である。あるいは、シール部材９の内周面９ｂ２と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に潤滑油が流通可能な程度の隙間を設けるようにしても構わない。

また、以上の説明では、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油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形成した、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、対向する軸部材２の外周面との間に、くさび状の半径方向隙間（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、軸受スリーブ８の内周面８ａを、ラジアル動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円状内周面とし、この内周面と対向する軸部材２の真円状の外周面（ラジアル軸受面２ａ１）とで、いわゆる真円軸受を構成することができる。

また、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（端面が調和波形などの波型になったもの）等で構成することもできる。あるいは、動圧発生部を設けず、軸部材２の端面とハウジング７の対向する端面（上端面７ｂ１）とが点状あるいは部分球面状に接触した状態で軸部材２が支持される形態の軸受、いわゆるピボット軸受で上記スラスト軸受部Ｔ２を構成することもできる。

また、以上の説明では、ラジアル動圧発生部やスラスト動圧発生部を共に固定側（ハウジング７、軸受スリーブ８）に設けた場合を説明したが、これらの配置態様は任意である。すなわち、ラジアル動圧発生部を軸部材２の外周面（ラジアル軸受面２ａ１，２ａ１）の側に設けることも可能であり、また、スラスト動圧発生部を軸部材２のフランジ部２ｂの両端面２ｂ１，２ｂ２の少なくとも一方に設けることも可能である。

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流体膜を形成するための流体として潤滑油を例示したが、これ以外にも流体膜を形成可能な流体、例えば気体や、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。

本発明の第１実施形態に係る動圧軸受装置を備えたスピンドルモータの断面図である。 第１実施形態に係る動圧軸受装置の縦断面図である。 軸受スリーブの断面図である。 図２に示す動圧軸受装置のＡ−Ａ断面図である。 図２に示す動圧軸受装置の領域Ｂの拡大断面図である。 図４に示す動圧軸受装置の領域Ｃの拡大断面図であり、（ａ）は連通溝の断面形状の一例を、（ｂ）は連通溝の断面形状の他の例をそれぞれ示す断面図である。 第２実施形態に係る動圧軸受装置の要部拡大断面図である。 第３実施形態に係る動圧軸受装置の要部拡大断面図である。

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 ハブ
７ ハウジング
７ｃ スリーブ固定面
７ｄ シール形成面
７ｅ シール固定面
７ｆ 段差面
７ｇ 連通溝
８ 軸受スリーブ
８ａ１，８ａ２ 動圧溝
８ｄ１ 軸方向溝
９ シール部材
９ｂ 円筒部
９ｂ１ 外周面
９ｂ３ 下端面
９ｃ 半径方向溝
９ｄ 連通溝
９ｄ１ 側面
１０ ハウジングと軸受スリーブとの固定領域
１１，１３ シール固定領域（シール部材とハウジングとの固定領域）
１２ 軸受スリーブとシール部材との固定領域
１４ 貫通孔
Ａｈ 接着剤
Ｓ１，Ｓ２ 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. ハウジングと、ハウジングに固定される軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿通され、軸受スリーブとの間にラジアル軸受隙間を形成する軸部材と、軸受スリーブと軸方向に当接し、ハウジングとの間に潤滑流体の液面を有するシール空間を形成するシール部材とを備えた流体軸受装置において、
   ハウジングの内周にシール部材を固定したことを特徴とする流体軸受装置。
2. ハウジングとシール部材との固定領域が圧入により形成されている請求項１に記載の流体軸受装置。
3. ハウジングとシール部材との固定領域が接着により形成されている請求項１に記載の流体軸受装置。
4. ハウジングの内周面にシール部材を固定し、さらに、ハウジングの内周に設けた端面にシール部材を固定した請求項１に記載の流体軸受装置。
5. ラジアル軸受隙間との間で潤滑流体の流通を可能とする流路がハウジングと軸受スリーブとの間に形成され、この流路とシール空間とを連通するための連通手段がハウジングとシール部材との間に設けられている請求項１に記載の流体軸受装置。
6. 相互に固定されるハウジングの内周面とシール部材の外周面の少なくとも一方に連通溝が設けられ、この連通溝で連通手段が形成されている請求項５に記載の流体軸受装置。
7. 相互に固定されるハウジングの端面とシール部材の端面の少なくとも一方に連通溝が設けられ、この連通溝で連通手段が形成されている請求項５に記載の流体軸受装置。
8. 連通溝で形成される連通手段は、円周方向に隣接するハウジングとシール部材との固定領域に向けて先細りする空間形状を有する請求項６又は７に記載の流体軸受装置。

Images