JP2015132380A - 流体動圧軸受装置およびこれを備えるモータ - Google Patents

Abstract

【課題】流体動圧軸受装置の軸受性能向上と低コスト化とを同時に実現する。【解決手段】焼結金属製の軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部２１、および軸部２１の一端から径方向外側に張り出したハブ部２３を有する回転体２とを備え、回転体２の回転に伴って、軸受スリーブ８の上端面８ｂおよび下端面８ｃでそれぞれ第１および第２スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２のスラスト軸受隙間が形成される流体動圧軸受装置１において、軸受スリーブ８の少なくとも外周面に封孔処理が施され、軸受スリーブ８のテーパ状外周面８ｄ１で潤滑油の油面を保持したシール隙間Ｓが形成され、かつ軸受スリーブ８の下端外周に有底筒状の蓋部材１０が固定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、流体動圧軸受装置およびこれを備えるモータに関する。

周知のように、流体動圧軸受装置は、高速回転、高回転精度および低騒音等の特長を有する。このため、流体動圧軸受装置は、情報機器をはじめとする種々の電気機器に搭載されるモータ、例えば、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に組み込まれるスピンドルモータ、ＰＣ等に組み込まれるファンモータ、あるいはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）に組み込まれるポリゴンスキャナ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。

例えば下記の特許文献１には、焼結金属製の軸受スリーブと、この軸受スリーブの内周に挿入された軸部、および軸受スリーブの一端面の軸方向外側に配置されたハブ部を有する回転体と、回転体をラジアル方向およびスラスト方向にそれぞれ非接触支持するラジアル軸受部およびスラスト軸受部とを有し、回転体の回転に伴って、軸受スリーブの内周面とこれに対向する軸部の外周面との間にラジアル軸受部のラジアル軸受隙間が形成されると共に、軸受スリーブの一端面とこれに対向するハブ部の端面との間にスラスト軸受部のスラスト軸受隙間が形成される流体動圧軸受装置（スピンドルモータ）が開示されている。この流体動圧軸受装置において、軸受スリーブは、有底筒状のハウジングの内周に固定されており、ハウジングの開口部は、ハウジングの外周面とハブ部の内周面との間に形成され、潤滑油の油面を保持したシール隙間によりシールされている。かかる構成により、潤滑油の外部漏洩を可及的に防止し、所望の軸受性能を安定的に維持することができる。

特開２０１３−１０４５６０号公報

近年、ＨＤＤの大容量化や低価格化が急速に進展していることから、流体動圧軸受装置の一層の高回転精度化と低コスト化とを同時に実現する必要が生じている。流体動圧軸受装置を高回転精度化するための技術手段として、軸受スリーブの端面に設けるスラスト軸受面の面積を拡大し、スラスト軸受部の軸受剛性を高めることが考えられる。しかしながら、特許文献１の流体動圧軸受装置のように、軸受スリーブを、軸受スリーブとは別体のハウジングの内周に固定する場合、軸受スリーブの径方向の厚肉化、すなわち、軸受スリーブの端面（スラスト軸受面）の面積拡大には限度がある。また、特許文献１の流体動圧軸受装置では、特にハウジングの一端外周でシール隙間が形成されることなどから、軸受スリーブとハウジングを個別に精度良く製作し、かつ両者を精度良く固定する必要がある。従って、製造コストの点でも難がある。

以上の実情に鑑み、本発明は、特にスラスト方向の軸受性能に優れ、しかも、所望の軸受性能を安定的に維持することのできる流体動圧軸受装置を低コストに提供可能とすることを目的とする。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、焼結金属製の軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部、および軸部の一端から径方向外側に張り出したハブ部を有する回転体とを備え、回転体の回転に伴って、軸受スリーブの内周面とこれに対向する軸部の外周面との間に回転体をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部のラジアル軸受隙間が形成されると共に、軸受スリーブの一端面とこれに対向するハブ部の端面との間に回転体をスラスト一方向に非接触支持するスラスト軸受部のスラスト軸受隙間が形成される流体動圧軸受装置において、軸受スリーブの少なくとも外周面に封孔処理が施され、軸受スリーブの一端外周面で潤滑油の油面を保持したシール隙間が形成され、かつ軸受スリーブの他端外周に有底筒状の蓋部材が固定されていることを特徴とする。なお、本発明でいうハブ部とは、ディスク（ディスク状情報記録媒体）を保持可能なディスクハブに限定されるわけではなく、羽根又はポリゴンミラーを有するロータ等を含む概念である。

上記の構成によれば、特許文献１の流体動圧軸受装置で採用しているハウジングを省略しつつも、潤滑油の外部漏洩を防止して所望の軸受性能を安定的に維持することができる。そして、ハウジングを省略できれば、ハウジングの肉厚分だけ、軸受スリーブを径方向に厚肉化（軸受スリーブの外径寸法を拡大）することができるので、軸受スリーブの一端面の面積拡大を通じてスラスト軸受部の軸受性能を高めることができる。

また、本発明では、シール隙間が軸受スリーブの一端外周面で形成されるので、軸受スリーブを高精度に製作するだけで、所望のシール性能、ひいては軸受性能を確保することができる。なお、本発明では、軸受スリーブの他端外周に有底筒状の蓋部材が固定されるが、この蓋部材は、軸受スリーブの他端面等の表面開孔や、軸受スリーブの軸孔の他端開口部などを介して潤滑油が装置外部に漏れ出すのを防止できる機能を有していれば足り、ハウジングに必要とされるほどの形状精度や軸受スリーブに対する固定精度は必要とされない。また、封孔処理は、軸受スリーブのうち、少なくとも外周面（軸受外部に露出した面）の表面開孔が確実に封止されるように施されていれば良く、封孔部の形成態様に特段の精度は必要とされない。そのため、ハウジングを蓋部材に置換することで享受し得るコスト低減効果が、軸受スリーブに追加的に封孔処理を施す必要が生じることによるコスト増加分を上回る。従って、流体動圧軸受装置の製造コストを全体として低廉化することができる。

封孔処理としては、被処理面（軸受スリーブの外周面等）に塑性加工等を施すことにより表面開孔を封止するいわゆる目潰し処理、被処理面に開口した表面開孔に充填した（含浸させた）封孔材を硬化させる処理、被処理面を被覆するめっき被膜等を形成する被膜形成処理、などを採用することができる。これらのうち、被処理面の表面開孔に充填した封孔材を硬化させる処理は、簡便に実行することができ、しかも被処理面の形状に影響を与えないので特に好適である。なお、封孔材としては、軸受スリーブとの密着性に優れたものが好ましく、例えばエポキシ系樹脂を採用することができる。

回転体には、軸受スリーブ（の他端面）と蓋部材（の内底面）との間に配置されるフランジ部を設けることができる。この場合、軸受スリーブの他端面とこれに対向するフランジ部の端面との間に、回転体をスラスト他方向に非接触支持するスラスト軸受部のスラスト軸受隙間を形成することができる。

以上の構成において、軸受スリーブには、その一端面および他端面に開口した軸方向の貫通孔を設けることができる。このようにすれば、軸受スリーブの一端面および他端面でそれぞれ形成される空間を、上記貫通孔を介して連通させることができるので、軸受装置内における潤滑油の圧力バランスに崩れが生じた場合でもこれを即座に解消し、所望の軸受性能を安定的に維持することができる。

蓋部材には、軸受スリーブの他端面と軸方向で係合する段部を設けることができる。このようにすれば、軸受スリーブと蓋部材の軸方向相対位置を正確に管理した状態で蓋部材を軸受スリーブに固定することができる。

軸受スリーブに対する蓋部材の固定手段に特段の制約はないが、両者を簡便にかつ強固に固定することができ、しかも、軸受スリーブの外周面の表面開孔の封止も同時に実現できる接着が好ましい。

有底筒状の蓋部材は、例えば、金属（金属板）のプレス加工品や樹脂の射出成形品とすることができる。これにより、高精度の蓋部材を低コストに量産することができる。なお、蓋部材は軸受スリーブの他端外周に固定されることから、蓋部材の外周面をモータベースに対する取付け面として活用することができる。この場合、蓋部材が金属で形成されていれば、蓋部材とモータベースの間に高い接着強度を確保することができる。

焼結金属の良好な加工性に鑑み、軸受スリーブの内周面には、ラジアル軸受隙間に介在する潤滑油に流体動圧を発生させる動圧発生部（ラジアル動圧発生部）を設けることができる。また、同様の理由から、軸受スリーブの両端面のうち、少なくとも一端面には、この一端面で形成されるスラスト軸受隙間に介在する潤滑油に流体動圧を発生させる動圧発生部（スラスト動圧発生部）を設けることができる。

本発明に係る流体動圧軸受装置は、上述したような種々の特長を有することから、例えば、ディスク駆動装置用のスピンドルモータ、ＰＣ用のファンモータ、あるいはＬＢＰ用のポリゴンスキャナモータ等の各種小型モータに組み込んで好適に使用することができ、しかも各種モータの低コスト化に寄与することができる。

以上より、本発明によれば、低コストに製造可能でありながら、特にスラスト方向の軸受性能に優れ、しかも所望の軸受性能を安定的に維持することのできる流体動圧軸受装置を実現することができる。

流体動圧軸受装置を組み込んだモータの一構成例を概念的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置を示す断面図である。 図２に示す軸受スリーブの概略断面図である。 図２に示す軸受スリーブの下端面を示す平面図である。 図２に示す流体動圧軸受装置の部分概略拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、流体動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータの概略断面図である。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あり、回転体２を回転自在に支持する流体動圧軸受装置１と、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、流体動圧軸受装置１を内周に保持したモータベース６とを備えている。ステータコイル４はモータベース６に取付けられ、ロータマグネット５は回転体２を構成するハブ部２３としてのディスクハブに取付けられる。ディスクハブには図示しないディスク（ディスク状情報記録媒体）が一又は複数枚保持される。以上の構成において、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との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、それに伴って回転体２が回転する。

図２に、本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置１を示す。この流体動圧軸受装置１は、回転体２と、回転体２の軸部２１が挿入される軸孔を有する略円筒状の軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８に固定された蓋部材１０とを備えており、内部空間には潤滑流体としての潤滑油（密な散点ハッチングで示す）が充填されている。なお、以下では、説明の便宜上、蓋部材１０が配置された側を下側、その軸方向反対側を上側とするが、流体動圧軸受装置１の使用態様を限定するものではない。

回転体２は、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部２１と、軸部２１の下端から径方向外側に張り出したフランジ部２２と、軸部２１の上端から径方向外側に張り出したハブ部２３としてのディスクハブとを備える。本実施形態において、フランジ部２２は、軸部２１の下端にねじ止め固定され、ハブ部２３は、軸部２１と一体に設けられている。ハブ部２３は、軸受スリーブ８の上方に配置された円盤部２３ａと、円盤部２３ａの外径端部から下方に延び、外周にロータマグネット５（図１参照）が取り付けられる筒状部２３ｂと、図示しないディスクを載置するためのディスク搭載面２３ｃとを備える。

軸受スリーブ８は、銅または鉄を主成分とする焼結金属の多孔質体で略円筒状に形成される。図３に示すように、軸受スリーブ８の内周面８ａには、対向する軸部２１の外周面２１ａとの間にラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間を形成する円筒状のラジアル軸受面Ａ１，Ａ２が軸方向の二箇所に離間して設けられる。ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２には、それぞれ、ラジアル軸受隙間に介在する潤滑油に動圧作用を発生させるための動圧発生部（ラジアル動圧発生部）が形成されている。上側のラジアル軸受面Ａ１に設けられたラジアル動圧発生部は、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝Ａａ１と、動圧溝Ａａ１を区画形成する丘部とで構成され、下側のラジアル軸受面Ａ２に設けられたラジアル動圧発生部は、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝Ａａ２と、動圧溝Ａａ２を区画形成する丘部とで構成される。上側のラジアル動圧発生部においては、上側領域の動圧溝Ａａ１の軸方向寸法が下側領域の動圧溝Ａａ１の軸方向寸法よりも大きくなっており、下側のラジアル動圧発生部においては、上側領域の動圧溝Ａａ２および下側領域の動圧溝Ａａ２の軸方向寸法が、上側のラジアル軸受面Ａ１に形成されたラジアル動圧発生部のうち、下側領域の動圧溝Ａａ１の軸方向寸法と等しくなっている。

軸受スリーブ８の下端面８ｃには、対向するフランジ部２２の上端面２２ａとの間に第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間（第２スラスト軸受隙間）を形成する環状のスラスト軸受面Ｃが設けられる。このスラスト軸受面Ｃには、第２スラスト軸受隙間に介在する潤滑油に動圧作用を発生させるためのスラスト動圧発生部が形成されている。スラスト動圧発生部は、例えば、図４に示すように、スパイラル形状の動圧溝Ｃａと、動圧溝Ｃａを区画形成する丘部とを周方向に交互に設けて構成される。

また、軸受スリーブ８の上端面８ｂには、対向するハブ部２３の円盤部２３ａの下端面２３ａ１との間に第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間（第１スラスト軸受隙間）を形成する環状のスラスト軸受面Ｂが設けられる。詳細な図示は省略するが、このスラスト軸受面Ｂには、例えば、スパイラル形状の動圧溝と、この動圧溝を区画形成する丘部とを円周方向で交互に設けて構成されたスラスト動圧発生部が設けられている。

軸受スリーブ８の外周面は、相対的に上側に配置され、上方に向かって漸次拡径したテーパ状外周面８ｄ１と、相対的に下側に配置され、軸方向に延びる円筒状外周面８ｄ２とを有する。テーパ状外周面８ｄ１は、対向するハブ部２３の筒状部２３ｂの内周面（円筒状内周面）２３ｂ１との間に、上方に向かって半径方向寸法が漸次縮小したくさび状のシール隙間Ｓを形成する。このシール隙間Ｓは、流体動圧軸受装置１の運転時、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間の外径側と連通する。また、シール隙間Ｓは、流体動圧軸受装置１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潤滑油の油面を常にシール隙間Ｓの軸方向範囲内に保持する。なお、図示は省略しているが、軸受スリーブ８の外周面のうちシール隙間Ｓと軸方向に隣接する領域（具体的には、例えば円筒状外周面８ｄ２のうち蓋部材１０と干渉しない領域）には撥油膜を形成しても良い。これにより、潤滑油の外部漏洩が効果的に防止される。

軸受スリーブ８は、上端面８ｂ（スラスト軸受面Ｂ）および下端面８ｃ（スラスト軸受面Ｃ）に開口した軸方向の貫通孔１１を有する。この貫通孔１１は、周方向の一又は複数箇所（本実施形態では周方向の一箇所。図４参照）に設けられており、ここでは、圧粉体を圧縮成形するのと同時に型成形されている。

軸受スリーブ８は、その外周面に開口した表面開孔を封止する封孔部７を有する。封孔部７は、例えば、めっき被膜等を形成する被膜形成処理により、あるいは、いわゆる目潰し処理により形成することができるが、本実施形態では、図５に拡大して示すように、外周面の表面開孔に封孔材Ｐを充填し、これを硬化させることで形成している。封孔材Ｐとしては、例えば、軸受スリーブ８との密着性に優れたエポキシ樹脂が使用される。封孔部７は、軸受スリーブ８の外周面（テーパ状外周面８ｄ１および円筒状外周面８ｄ２）全域に形成しても構わないが、ここでは、外周面の上端部から円筒状外周面８ｄ２の軸方向略中央部に至って形成されている。これは、後述するように、円筒状外周面８ｄ２の下側領域に蓋部材１０が接着固定されるからである。すなわち、蓋部材１０を固定する接着剤が封孔部７として機能することに加え、蓋部材１０で円筒状外周面８ｄ２の下側領域が被覆されるからである。なお、本実施形態では、封孔部７の形成領域と、蓋部材１０の固定領域（筒状部１０ｂ）とを軸方向でオーバーラップさせている。

以上の構成を有する軸受スリーブ８は、例えば、以下のような手順を踏んで製造することができる。まず、銅系粉末又は鉄系粉末を主成分とし、これに適当な充填材を配合した原料粉を圧縮成形して略完成品形状の圧粉体を得て、その後、この圧粉体を焼結温度以上で加熱して焼結体を得る。次いで、この焼結体に矯正加工（サイジング）を施すことにより、焼結体を完成品形状に仕上げるのと同時に、焼結体の内周面および両端面にラジアル動圧発生部およびスラスト動圧発生部をそれぞれ型成形する。その後、この焼結体の外周面に封孔処理を施して封孔部７を形成する。

なお、軸受スリーブ８の両端面８ｂ，８ｃに開口した軸方向の貫通孔１１は、原料粉（圧粉体）を圧縮成形するのと同時に型成形することができる他、焼結体に対して機械加工を施すことで形成しても良い。また、ラジアル動圧発生部およびスラスト動圧発生部は、圧粉体を圧縮成形するのと同時に型成形しても良い。

蓋部材１０は、フランジ部２２の下側に配置される円盤状の底部１０ａと、底部１０ａの外径端部に立設された筒状部１０ｂとを一体に有する有底筒状をなす。本実施形態の筒状部１０ｂは、フランジ部２２の外径側に配置される小径筒部１０ｂ１と、小径筒部１０ｂ１よりも上側に配置された大径筒部１０ｂ２と、軸線と直交する方向に延び、両筒部１０ｂ１，１０ｂ２を接続する段部１０ｂ３とで構成される。なお、小径筒部１０ｂ１の軸方向寸法（底部１０ａの上端面と段部１０ｂ３の上端面の軸方向離間距離）は、少なくとも、フランジ部２２の厚さと、回転体２の回転時に形成される２つのスラスト軸受隙間の隙間幅とを合算した値に設定される。この蓋部材１０は、例えば、導電性を有する金属板にプレス加工を施すことで形成される。

以上の構成を有する蓋部材１０は、段部１０ｂ３の上端面を軸受スリーブ８の下端面８ｃの外径領域に当接させた状態（段部１０ｂ３と軸受スリーブ８とを軸方向に係合させた状態）で、大径筒部１０ｂ２の内周面を軸受スリーブ８の下端外周（円筒状外周面８ｄ２の下側領域）に固定することにより、軸受スリーブ８に対して取り付け固定されている。所望の固定力が得られる限りにおいて軸受スリーブ８に対する蓋部材１０の固定方法に特段の制約はないが、本実施形態では、互いに対向する大径筒部１０ｂ２の内周面と軸受スリーブ８の円筒状外周面８ｄ２の下側領域との間に介在させた接着剤層を介して蓋部材１０と軸受スリーブ８とが固定されている。以上の構成により、軸受スリーブ８の下端外周（円筒状外周面８ｄ２のうち、封孔部７が形成されていない下側領域）の表面開孔、軸受スリーブ８の下端面８ｃの表面開孔、および軸受スリーブ８の軸孔の下端開口部を介しての潤滑油漏れが防止される。

なお、図２に示すように、本実施形態では、金属板のプレス成形品とされる蓋部材１０の筒状部１０ｂ（大径筒部１０ｂ２）が軸受スリーブ８の内周面８ａに設けたラジアル軸受面Ａ２の一部と軸方向でオーバーラップしている。このような場合に、蓋部材１０の大径筒部１０ｂ２を大きな締め代でもって軸受スリーブ８に圧入すると、軸受スリーブ８の外周面（円筒状外周面８ｄ２）が変形し、この変形がラジアル軸受面Ａ２の形状精度、ひいてはラジアル軸受部Ｒ２の軸受性能に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、蓋部材１０は、いわゆる隙間接着により、あるいはラジアル軸受面Ａ２の形状精度に悪影響を及ぼさない程度の締め代で大径筒部１０ｂ２を圧入した圧入接着により、軸受スリーブ８に固定するのが好ましい。

以上の構成を有する流体動圧軸受装置１は、以下のような手順で組み立てられる。まず、軸受スリーブ８の内周に、ハブ部２３を一体に有する軸部２１を挿入してから、軸部２１の下端にフランジ部２２を固定する。次いで、軸受スリーブ８の下端外周に蓋部材１０を嵌合し、両者を接着固定する。軸受スリーブ８と蓋部材１０の接着固定は、蓋部材１０の段部１０ｂ３の上端面を軸受スリーブ８の下端面８ｃに当接させた状態で行う。このようにすれば、蓋部材１０の小径筒部１０ｂ１の軸方向寸法が上記のように設定されているので、軸受スリーブ８と蓋部材１０の軸方向相対位置を正確に管理した状態（２つのスラスト軸受隙間の隙間出しが正確に行われた状態）で軸受スリーブ８と蓋部材１０を固定することができる。そして、軸受スリーブ８の内部気孔、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間および第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間等を満たすように流体動圧軸受装置１の内部空間に潤滑油（例えばエステル系潤滑油）を充填すると、図２に示す流体動圧軸受装置１が完成する。

以上の構成からなる流体動圧軸受装置１において、回転体２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けた上下２つのラジアル軸受面Ａ１，Ａ２と、これに対向する軸部２１の外周面２１ａとの間にラジアル軸受隙間がそれぞれ形成される。そして回転体２の回転に伴い、ラジアル軸受隙間に形成される油膜圧力がラジアル動圧発生部の動圧作用によって高められ、回転体２をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が上下に離間した二箇所に形成される。

これと同時に、軸受スリーブ８の上端面８ｂに設けたスラスト軸受面Ｂとこれに対向するハブ部２３の円盤部２３ａの下端面２３ａ１との間、および軸受スリーブ８の下端面８ｃに設けたスラスト軸受面Ｃとこれに対向するフランジ部２２の上端面２２ａとの間にスラスト軸受隙間がそれぞれ形成される。そして、回転体２の回転に伴い、両スラスト軸受隙間の油膜圧力がスラスト動圧発生部の動圧作用によって高められ、回転体２をスラスト一方向およびスラスト他方向に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１および第２スラスト軸受部Ｔ２が形成される。

また、回転体２が回転すると、上側のラジアル動圧発生部を構成する上下の動圧溝Ａａ１の軸方向寸法差により、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２１の外周面２１ａとの間の隙間に介在する潤滑油は下方に流動し、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間→軸受スリーブ８の両端面８ｂ，８ｃに開口した軸方向の貫通孔１１→第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間という経路を循環して、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。

このような構成とすることで、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。第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間の外径側がシール隙間Ｓと連通しているので、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油と共に上記の経路を循環する際にシール隙間Ｓ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一層効果的に防止される。

以上の構成を有する流体動圧軸受装置１は、蓋部材１０の外周面を、アルミ合金等の金属材料で形成されたモータベース６（図１参照）の円筒状内周面に例えば接着固定することによってモータに組み込まれる。蓋部材１０とモータベース６は何れも金属製とされるから、流体動圧軸受装置１はモータブラケット６に対して高い接着強度でもって固定することができる。

以上で説明したように、本発明に係る流体動圧軸受装置１では、軸受スリーブ８の少なくとも外周面に封孔処理が施され、軸受スリーブ８の上端外周面（テーパ状外周面８ｄ１）とこれに対向するハブ部２３の内周面２３ｂ１との間に潤滑油の油面を保持したシール隙間Ｓが形成され、かつ軸受スリーブ８の下端外周（円筒状外周面８ｄ２の下側領域）に、有底筒状の蓋部材１０が固定される。このような構成によれば、特許文献１の流体動圧軸受装置で採用しているハウジングを省略しつつも、潤滑油の外部漏洩を防止して所望の軸受性能を安定的に維持することができる。そして、ハウジングを省略できれば、ハウジングの径方向の肉厚分だけ、軸受スリーブ８を径方向に厚肉化（軸受スリーブ８の外径寸法を拡大）することができる。これにより、軸受スリーブ８の上端面８ｂ（スラスト軸受面Ｂ）および下端面８ｃ（スラスト軸受面Ｃ）の面積拡大を通じて第１および第２スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２の軸受剛性を高めることができる。

また、シール隙間Ｓが軸受スリーブ８の外周面（テーパ状外周面８ｄ１）で形成されるので、軸受スリーブ８を精度良く製作するだけで、所望のシール性能を確保することができる。本発明では、軸受スリーブ８の下端外周に有底筒状の蓋部材１０が固定されるが、この蓋部材１０は、軸受スリーブ８の表面開孔や、軸受スリーブ８の軸孔の下端開口部などを介して潤滑油が装置外部に漏れ出すのを防止できる機能を有していれば足り、特許文献１の流体動圧軸受装置で用いていたハウジングに必要とされるほどの形状精度や軸受スリーブ８に対する固定精度は必要とされない。また、封孔処理は、軸受スリーブ８のうち、少なくとも外周面の表面開孔が確実に封止されるように施されていれば良く、封孔部７の形成態様に特段の精度は必要とされない。そのため、ハウジングを蓋部材１０に置換することで享受し得るコスト低減効果が、軸受スリーブ８に追加的に封孔処理を施す必要が生じることによるコスト増加分を上回る。従って、流体動圧軸受装置１の製造コストを全体として低廉化することができる。

以上より、本発明によれば、低コストに製造可能でありながら、軸受性能、特にスラスト方向の軸受性能に優れ、しかも所望の軸受性能を安定的に維持することのできる流体動圧軸受装置１を実現することができる。

図６に、本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置１を示す。同図に示す流体動圧軸受装置１が、図２に示した流体動圧軸受装置１と異なる主な点は、フランジ部２２が省略され、これに伴って回転体２をスラスト他方向に支持する第２スラスト軸受部Ｔ２が省略されている点にある。このような構成を採用すれば、フランジ部２２が省略される分だけ流体動圧軸受装置１を軸方向にコンパクト化することが、あるいは、フランジ部２２が省略される分だけ軸受スリーブ８を軸方向に長寸化し、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の軸方向離間距離を拡大することができる。ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の軸方向離間距離を拡大すれば、モーメント剛性を高めることができる。

上記のようにフランジ部２２を省略した場合、回転体２（軸部２１）の抜け止め機能が失われる。そのため、この実施形態の流体動圧軸受装置１では、ハブ部２３の筒状部２３ｂに設けた大径内周面２３ｂ２に、軸受スリーブ８の外周に設けた段差面８ｄ３と軸方向で係合する円環状の抜け止め部材２４を固定することで回転体２の抜け止めを図っている。

図７に、本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置１を示す。図７に示す流体動圧軸受装置１は、図６に示す流体動圧軸受装置１の変形例であり、主な変更点は、軸受スリーブ８の外周部を部分的に肉取りすることで軸受スリーブ８の上端外周部にフランジ部８ｅを形成し、このフランジ部８ｅの下側端面を、ハブ部２３の大径内周面２３ｂ２に固定した円環状の抜け止め部材２４と軸方向で係合する段差面８ｄ３として活用した点、およびフランジ部８ｅ（段差面８ｄ３）の下側にテーパ状外周面８ｄ１を設け、このテーパ状外周面８ｄ１と抜け止め部材２４の内周面２４ａとの間にシール隙間Ｓを形成した点にある。要するに、図７に示す流体動圧軸受装置１では、抜け止め部材２４（回転体２）と軸受スリーブ８の係合位置と、シール隙間Ｓの形成位置とを、図６に示す流体動圧軸受装置１とは逆にしている。

このような構成を採用した場合、スラスト軸受部（第１スラスト軸受部）Ｔ１のスラスト軸受隙間とシール隙間Ｓとの間に潤滑油が介在する略Ｌ字状のラビリンス隙間が形成されるので、流体動圧軸受装置１の内部空間に介在する潤滑油の蒸発量を抑えることができるという利点がある。また、上記ラビリンス隙間の存在により、シール隙間Ｓの軸方向寸法を短縮してもシール隙間Ｓに必要とされるバッファ機能を確保することができるため、軸受スリーブ８の外周面に設けるべきシール隙間Ｓの形成面（ここではテーパ状外周面８ｄ１）の軸方向寸法を短縮することができる。そのため、軸受スリーブ８の外周面に撥油膜を形成する場合、その形成可能領域が拡大するので、撥油膜の形成位置の選択自由度が図６に示す流体動圧軸受装置１よりも高まるという利点がある。

以上、本発明の実施形態に係る流体動圧軸受装置１について説明を行ったが、流体動圧軸受装置１には本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。

例えば、以上で説明した流体動圧軸受装置１では、軸部２１とハブ部２３が一体に形成された回転体２を用いているが、軸部２１とハブ部２３は個別に製作して適宜の手段で固定しても良い。この場合、図２に示す流体動圧軸受装置１においては、軸部２１とフランジ部２２の一体品にハブ部２３を適宜の手段で固定した回転体２を用いることもできる。

また、以上で説明した流体動圧軸受装置１では、蓋部材１０の外周面のみをモータベース６に対する取付け面としているが、軸受スリーブ８の外周面をモータベース６に対する取付け面として活用することもできる。この場合、モータベース６に対する固定強度に問題がなければ、樹脂で射出成形された蓋部材１０を用いることもできる。

また、以上で説明した流体動圧軸受装置１では、軸受スリーブ８の内周面８ａ（ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２）にラジアル動圧発生部を形成しているが、ラジアル動圧発生部は、ラジアル軸受隙間を介して対向する軸部２１の外周面２１ａに形成しても良い。同様に、軸受スリーブ８の上端面８ｂ（スラスト軸受面Ｂ）や下端面８ｃ（スラスト軸受面Ｃ）に形成したスラスト動圧発生部は、これらに対向する端面に形成しても良い。

また、以上で説明した流体動圧軸受装置１では、封孔部７を軸受スリーブ８の外周面にのみ封孔部７を形成しているが、封孔部７は、軸受スリーブ８のその他の面、さらには軸受スリーブ８の表面全域に形成しても構わない。

また、本発明は、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の何れか一方又は双方が、いわゆる多円弧軸受、ステップ軸受、および波型軸受等、公知のその他の動圧軸受で構成された流体動圧軸受装置や、スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２の何れか一方又は双方が、いわゆるステップ軸受や波型軸受等、公知のその他の動圧軸受で構成された流体動圧軸受装置にも好ましく適用できる。

また、本発明は、ハブ部２３が、ディスクを保持するディスクハブで構成された流体動圧軸受装置１のみに適用されるわけではなく、ハブ部２３が、羽根を有するロータ、あるいはポリゴンミラーを有するロータで構成される流体動圧軸受装置１にも好ましく適用することができる。すなわち、本発明は、図１に示すようなスピンドルモータのみならず、ＰＣ用のファンモータや、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）用のポリゴンスキャナモータ等、その他の電気機器用モータに組み込まれる流体動圧軸受装置１にも好ましく適用することができる。

１ 流体動圧軸受装置
２ 回転体
２１ 軸部
２２ フランジ部
２３ ハブ部
７ 封孔部
８ 軸受スリーブ
８ｂ 上端面（一端面）
８ｃ 下端面（他端面）
８ｄ１ テーパ状外周面
８ｄ２ 円筒状外周面
１０ 蓋部材
１０ａ 底部
１０ｂ 筒状部
１０ｂ３ 段部
１１ 貫通孔
２４ 抜け止め部材
Ｐ 封孔材
Ｓ シール隙間
Ｒ１，Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１，Ｔ２ スラスト軸受部

Claims (10)

1. 焼結金属製の軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部、および軸部の一端から径方向外側に張り出したハブ部を有する回転体とを備え、回転体の回転に伴って、軸受スリーブの内周面とこれに対向する軸部の外周面との間に前記回転体をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部のラジアル軸受隙間が形成されると共に、軸受スリーブの一端面とこれに対向するハブ部の端面との間に前記回転体をスラスト一方向に非接触支持するスラスト軸受部のスラスト軸受隙間が形成される流体動圧軸受装置において、
   軸受スリーブの少なくとも外周面に封孔処理が施され、軸受スリーブの一端外周面で潤滑油の油面を保持したシール隙間が形成され、かつ軸受スリーブの他端外周に有底筒状の蓋部材が固定されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
2. 前記封孔処理が、軸受スリーブの表面開孔に充填した封孔材を硬化させる処理である請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
3. 前記回転体が、軸受スリーブと蓋部材の間に配置されたフランジ部を有し、
   軸受スリーブの他端面とこれに対向するフランジ部の端面との間に、前記回転体をスラスト他方向に非接触支持するスラスト軸受部のスラスト軸受隙間が形成される請求項１又は２に記載の流体動圧軸受装置。
4. 軸受スリーブの一端面および他端面に開口した軸方向の貫通孔を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
5. 蓋部材が、軸受スリーブの他端面と軸方向で係合する段部を有する請求項１〜４の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
6. 蓋部材が軸受スリーブに対して接着固定されている請求項１〜５の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
7. 蓋部材が、金属のプレス加工品である請求項１〜６の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
8. 軸受スリーブの内周面に動圧発生部が設けられた請求項１〜７の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
9. 軸受スリーブの両端面のうち、少なくとも一端面に動圧発生部が設けられた請求項１〜８の何れか一項に記載の流体動圧軸受装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載された流体動圧軸受装置を備えるモータ。

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