JP6858508B2

JP6858508B2 - 動圧軸受およびその製造方法

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Description

本発明は、動圧軸受、特に、端面に動圧溝が型成形された動圧軸受、およびその製造方法に関する。

動圧軸受は、相対回転する軸部材との間の軸受隙間に生じる流体圧力で、軸部材を非接触支持するものである。動圧軸受の内周面および端面には、軸受隙間に満たされた潤滑流体（例えば潤滑油）に動圧を発生させる動圧溝が形成されることがある。動圧溝は、周方向（軸部材の相対回転方向）と交差する方向に沿って延び、軸部材の相対回転に伴って周方向に流れる軸受隙間の潤滑流体の流れ方向が、動圧溝によって矯正されることにより、潤滑流体が集められて流体圧力が高められる。

動圧溝は、軸受素材に金型を押し付けることにより型成形されることが多い。例えば特許文献１には、円筒状の焼結体の内周面および端面に動圧溝を型成形する方法が示されている。

特許第３６０７６６１号公報

ところで、通常、動圧溝と、その周方向間に形成される丘部との周方向寸法比は一定とされる（例えば１：１）。動圧軸受の端面（スラスト軸受面）に形成される動圧溝の場合、動圧溝と丘部との周方向寸法比を一定にすると、外径側に行くにつれて動圧溝および丘部の周方向幅が広くなる（図４参照）。このような動圧溝を軸受素材の端面に型成形すると、成形型を押し付けたときに丘部に生じる歪み量（塑性変形量）が半径方向位置によって異なるため、図１５に示すように、丘部１０１の高さが外径側に行くにつれて低くなる、いわゆる「ダレ」が生じやすい。この場合、動圧溝１０２の溝深さが外径側に行くにつれて浅くなるため、動圧溝１０２の外径端付近は、潤滑流体の流れ方向を矯正する能力（すなわち、潤滑流体を集める能力）が低くなり、動圧溝１０２による圧力向上効果が十分に発揮されないおそれがある。

そこで、本発明は、動圧軸受の端面に形成される動圧溝による圧力向上効果を高めることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る動圧軸受は、軸方向一方側の端面に動圧溝が型成形され、前記動圧溝の溝底面が、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜したことを特徴とする。

このように、本発明の動圧軸受では、軸方向一方側の端面に型成形された動圧溝の溝底面を、外径側に向けて軸方向他方側（溝深さを深くする側）に傾斜させた。これにより、丘部の頂面が外径側に向けて軸方向他方側に傾斜する、いわゆる「ダレ」が生じた場合でも、動圧溝の全域で所定以上の溝深さを確保することができる。この場合、動圧溝の全域において潤滑流体を集める能力が発揮されるため、軸受隙間の流体圧力を十分に高めることができる。

上記の動圧軸受は、例えば焼結体で形成することができる。焼結体に動圧溝を型成形した場合、例えば溶製材に動圧溝を型成形する場合と比べてスプリングバック量が大きくなるため、丘部に「ダレ」が生じやすい。従って、上記のように動圧溝の溝底面を傾斜させることが特に有効となる。

上記の動圧軸受が、軸方向他方側の端面に型成形された他の動圧溝をさらに有する場合、他の動圧溝の溝底面を、外径側に向けて軸方向一方側に傾斜させることが好ましい。これにより、他の動圧溝の全域において潤滑流体を集める能力が発揮されるため、動圧軸受の軸方向他方側の端面が面する他の軸受隙間の潤滑流体を十分に高めることができる。

上記の動圧軸受は、流体動圧軸受装置に組み込むことができる。具体的に、上記の動圧軸受と、前記動圧軸受の内周に挿入された軸部および前記軸部から外径側に突出したフランジ部を有し、前記動圧軸受に対して相対回転する軸部材と、前記動圧軸受の内周面と前記軸部の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をラジアル方向に相対支持するラジアル軸受部と、前記動圧軸受の軸方向一方側の端面と前記フランジ部の端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をスラスト方向に相対支持するスラスト軸受部とを備えた流体動圧軸受装置は、スラスト軸受隙間の流体圧力が高く、スラスト方向の軸受剛性が高い。

また、本発明に係る動圧軸受の製造方法は、軸受素材の端面に軸方向一方側から成形型を押しつけることにより、動圧溝を型成形するにあたり、前記成形型のうち、前記動圧溝の溝底面を成形する成形面が、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜したことを特徴とする。この製造方法は、軸受素材の端面に軸方向一方側から押し付けて動圧溝を成形するための成形型であって、前記動圧溝の溝底面を成形する成形面が、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜したことを特徴とする成形型を用いて行うことができる。

このように、動圧溝の溝底面を成形する成形面を、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜させることで、上記と同様に、丘部に「ダレ」が生じた場合でも、動圧溝の溝深さを確保することができる。

このとき、成形型のうち、動圧溝の周方向間に設けられた丘部を成形する凹部の深さを、外径側に行くにつれて深くすることが好ましい。具体的には、凹部の底面が、軸方向と直交する平坦面であることが好ましい。この凹部で成形された丘部は、外径側に行くにつれて高くなるため、その後の離型時にスプリングバックが生じた場合でも、外径端付近における動圧溝の溝深さ（すなわち丘部高さ）を確保することができる。

以上のように、本発明によれば、動圧軸受の端面に型成形される動圧溝の溝深さが全域で確保されるため、動圧溝による圧力向上効果を高めることができる。

ＨＤＤのディスク駆動装置のスピンドルモータの断面図である。上記スピンドルモータに組み込まれる流体動圧軸受装置の断面図である。本発明の一実施形態に係る動圧軸受の断面図である。上記動圧軸受の上面図である。上記動圧軸受の上側端面付近の拡大断面図である。上記動圧軸受の下面図である。他の実施形態に係る動圧軸受の上面図である。焼結体の端面に動圧溝を型成形する動圧溝形成工程において、動圧溝成形前の状態を示す断面図である。図８の動圧軸受の端面付近を拡大して示す断面図である。上記動圧溝形成工程において、動圧溝成形時の状態を示す断面図である。図１０の動圧軸受の端面付近を拡大して示す断面図である。上記動圧溝形成工程において、金型から焼結体を排出する様子を示す断面図である。図１２の動圧軸受の端面付近を拡大して示す断面図である。他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。従来の動圧軸受の端面付近を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に、ＨＤＤのディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータを示す。このスピンドルモータは、本発明の一実施形態に係る動圧軸受８を有する流体動圧軸受装置１と、流体動圧軸受装置１が取り付けられたブラケット６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とを備えている。ステータコイル４はブラケット６に取り付けられ、ロータマグネット５は流体動圧軸受装置１のハブ３に取り付けられる。ハブ３には、所定枚数のディスク（図示省略）が搭載される。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、これによりハブ３およびディスクが一体となって回転する。

流体動圧軸受装置１は、図２に示すように、動圧軸受８と、内周に動圧軸受８を保持する有底筒状のハウジング７と、動圧軸受８で回転自在に支持される軸部材とを備える。本実施形態では、軸部材が、動圧軸受８の内周に挿入された軸部２と、軸部２の一端に設けられたフランジ部９と、軸部２の他端に設けられた他のフランジ部としてのハブ３とで構成される。尚、以下では、説明の便宜上、軸方向でハウジング７の開口側を上側、閉塞側を下側とする。

軸部２は、例えば金属で形成され、凹凸の無いストレートな円筒面状の外周面２ａを有する。フランジ部９は、例えば金属で形成され、軸部２の下端から外径側に突出している。フランジ部９の軸方向両側の端面９ａ、９ｂは、何れも凹凸の無い平坦面である。

ハブ３は、例えば金属で形成され、軸部２の上端から外径側に突出した円盤部３ａと、円盤部３ａの外径端から軸方向下方に延びた円筒部３ｂと、円筒部３ｂの下端部からさらに外径に延びた鍔部３ｃと、円盤部３ａの半径方向略中央部から下方に延びた円筒状の環状突出部３ｄとで構成される。鍔部３ｃの上側端面に、図示しないディスクが搭載される。尚、図示例ではハブ３が一体に形成されているが、ハブ３を複数の部材で構成してもよく、例えば、環状突出部３ｄを別部材で形成してもよい。

動圧軸受８は、金属や樹脂で円筒状に形成される。本実施形態では、動圧軸受８が焼結金属、例えば銅を比較的多く（例えば２０質量％以上）含む焼結金属、具体的には銅を主成分とする銅系焼結金属、あるいは銅及び鉄を主成分とする銅鉄系焼結金属で形成される。

動圧軸受８の内周面８ａには、動圧溝が形成される。本実施形態では、図３に示すように、動圧軸受８の内周面８ａの軸方向に離隔した２つの領域に、ヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１，８ａ２がそれぞれ形成される（クロスハッチングは丘部）。図示例では、上側の動圧溝８ａ１が軸方向非対称に形成されており、具体的には、軸方向略中央の環状の丘部より上側の領域の軸方向寸法が、環状の丘部より下側の領域の軸方向寸法よりも大きくなっている。下側の動圧溝８ａ２は軸方向対称に形成されている。

図４に示すように、動圧軸受８の上側端面８ｂには動圧溝８ｂ１が形成される。具体的には、動圧軸受８の上側端面８ｂに、動圧溝８ｂ１と丘部８ｂ２（クロスハッチングで示す）とが周方向で交互に設けられる。動圧溝８ｂ１は、周方向に対して交差する方向に延び、例えばスパイラル形状を成している。動圧溝８ｂ１は、軸部材の回転に伴って潤滑油を内径側に押し込むポンプインタイプである。図示例では、動圧溝８ｂ１が、軸部材の回転時の流体流れ方向（図中矢印方向）の下流側に向けて内径側に傾斜したポンプインタイプのスパイラル形状を成している。動圧溝８ｂ１および丘部８ｂ２は、何れも動圧軸受８の上側端面８ｂの内径端および外径端（詳しくは、上側端面８ｂと、内周面８ａおよび外周面８ｄとの境界に設けられた面取り部）に達している。動圧溝８ｂ１と丘部８ｂ２とは、半径方向全域において周方向寸法比が一定とされ、図示例では１：１とされる。このため、動圧溝８ｂ１および丘部８ｂ２は、それぞれ外径側に行くにつれて徐々に周方向幅が広がっている。

図５に示すように、丘部８ｂ２の上面は、外径側（図中右側）に向けて下方に傾斜している。また、動圧溝８ｂ１の溝底面は、外径側に向けて下方に傾斜している。その結果、動圧溝８ｂ１の溝深さｔ（丘部８ｂ２の上面と動圧溝８ｂ１の溝底面との軸方向距離）は、全域で所定値以上とされ、例えば１０μｍ以上とされる。尚、図５では、動圧溝８ｂ１および丘部８ｂ２の傾斜角度を誇張して示しており、実際には、動圧溝８ｂ１の内径端と外径端との軸方向距離ｄは、１〜５μｍ程度である。

動圧軸受８の上側端面８ｂは、動圧溝８ｂ１および丘部８ｂ２を含めて、全域が型成形された面である。また、動圧軸受８の上側端面８ｂには、焼結前の型成形（フォーミング）だけでなく、焼結後の型成形（サイジング）が施されている。一方、動圧軸受８の上側端面８ｂと、内周面８ａおよび外周面８ｄとの境界に設けられた面取り部は、焼結前の型成形のみが施され、焼結後の型成形は施されていない。このため、動圧軸受８の上側端面８ｂ（動圧溝８ｂ１および丘部８ｂ２）は、面取り部よりも表面開口率が小さくなっている。

動圧軸受８の下側端面８ｃには、図６に示すように、スラスト動圧発生部としての動圧溝８ｃ１が形成される。下側端面８ｃの動圧溝８ｃ１および丘部８ｃ２の具体的な形状等は、上側端面８ｂの動圧溝８ｂ１および丘部８ｂ２と同様であるため、説明を省略する。

尚、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の形状は上記に限られない。例えば、図７に示す例では、動圧軸受８の上側端面８ｂの丘部８ｂ２が、スパイラル形状の動圧溝８ｂ１の周方向間に設けられた傾斜丘部８ｂ２１と、傾斜丘部８ｂ２１の内径端を連結する環状のランド部８ｂ２２とを備える。このように、丘部８ｂ２の内径端にランド部８ｂ２２を設けることで、流体圧力のさらなる向上が期待できる。

また、動圧溝８ｂ１、８ｃ１は、ポンプインタイプに限らず、軸部材の回転に伴って潤滑流体を外径側に押し出すポンプアウトタイプであってもよい。また、動圧溝８ｂ１、８ｃ１は、スパイラル形状に限らず、ヘリングボーン形状や、ステップ形状（放射状）であってもよい。

動圧軸受８の外周面には、軸方向溝８ｄ１が形成される。軸方向溝８ｄ１の本数は任意であり、図示例では３本の軸方向溝８ｄ１が円周方向等間隔に配される（図４および図６参照）。

ハウジング７は、図２に示すように、側部７ａ及び底部７ｂを一体に有する有底円筒状に形成される。側部７ａの内周面７ａ１は、ストレートな円筒面状に形成され、動圧軸受８の外周面８ｄが隙間接着、圧入、接着剤介在下の圧入等により固定される。側部７ａの外周面の上端には、図２に示すように、上方に向かって漸次拡径するテーパ面７ａ３が形成される。このテーパ面７ａ３と、ハブ３の環状突出部３ｄの円筒面状内周面３ｄ１との間には、上方に向けて半径方向寸法が漸次縮小した環状のシール空間Ｓが形成される。このシール空間Ｓの毛細管力により、ハウジング７の内部に充満された潤滑油の漏れ出しを防止する。

上記構成を組み立てた後、動圧軸受８の内部気孔を含めたハウジング７の内部の空間に潤滑油を充満させることにより、図２に示す流体動圧軸受装置１が完成する。流体動圧軸受装置１の想定使用温度の範囲内では、油面は常にシール空間Ｓの内部に保持される。

軸部材が回転すると、動圧軸受８の内周面８ａと軸部２の外周面２ａとの間にラジアル軸受隙間が形成されると共に、動圧溝８ａ１，８ａ２により上記ラジアル軸受隙間に生じる油膜の圧力が高められる。この油膜の圧力（動圧作用）により、軸部２及びハブ３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が構成される。

これと同時に、ハブ３の円盤部３ａの下側端面３ａ１と動圧軸受８の上側端面８ｂとの間、及び、フランジ部９の上側端面９ａと動圧軸受８の下側端面８ｃとの間にそれぞれスラスト軸受隙間が形成されると共に、動圧軸受８の両端面の動圧溝８ｂ１，８ｃ１により各スラスト軸受隙間に生じる油膜の圧力が高められる。これらの油膜の圧力（動圧作用）により、軸部２及びハブ３を両スラスト方向に回転自在に非接触支持する第１および第２のスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２が構成される。

このとき、動圧軸受８の外周面８ｄに形成された軸方向溝８ｄ１により、潤滑油が流通可能な連通路が形成される。この連通路により、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油に局部的な負圧が発生する事態を防止できる。特に本実施形態では、図３に示すように、動圧軸受８の内周面８ａに形成された上側の動圧溝８ａ１が軸方向非対称な形状に形成されているため、軸部２の回転に伴ってラジアル軸受隙間の潤滑油が下方に押し込まれ、上記の連通路を介して潤滑油が循環し、これにより局部的な負圧の発生を確実に防止できる。

次に、動圧軸受８の製造方法を説明する。動圧軸受８は、混合工程、圧縮成形（フォーミング）工程、焼結工程、寸法矯正（サイジング）工程、および動圧溝形成（溝サイジング）工程を経て行われる。

混合工程では、各種金属粉末を混合して、動圧軸受８の原料粉を作成する。原料粉を構成する金属粉末としては、例えば、鉄粉、銅粉、錫粉等を使用することができ、本実施形態では鉄粉および銅粉が使用される。この他、原料粉に黒鉛等の固体潤滑剤や、金属セッケン等の成形用潤滑剤を配合してもよい。

圧縮成形工程では、上記の原料粉をフォーミング金型に供給した後、圧縮することにより、円筒状の圧粉体を成形する。

焼結工程では、圧粉体を所定の焼結温度で焼結することで、焼結体を得る。焼結温度は、銅の融点（１０８５℃）未満に設定され、例えば８５０〜９００℃とされる。

寸法矯正工程では、焼結体をサイジング金型で再圧縮することにより、焼結体の寸法（内径寸法、外径寸法、軸方向寸法）を矯正する。尚、寸法矯正工程では、焼結体の両端面と、外周面および内周面との間に設けられる面取り部は成形されない（サイジング金型と接触しない）。

動圧溝形成工程では、溝サイジング金型により、焼結体の内周面に、図３に示す動圧溝８ａ１、８ａ２を型成形すると共に、焼結体の両端面に、それぞれ図４および図６に示す動圧溝８ｂ１、８ｃ１を型成形する。尚、動圧溝形成工程では、上記の寸法矯正工程と同様に、焼結体の面取り部は成形されない（溝サイジング金型と接触しない）。

以下、動圧溝形成工程を詳しく説明する。溝サイジング金型は、図８に示すように、焼結体１８の各面を成形する成形型として、コアロッド１１、上パンチ１２、下パンチ１３、およびダイ１４を備える。

コアロッド１１の外周面には、動圧溝８ａ１、８ａ２に対応する形状の成形部１１ａ、１１ｂが設けられる。

上パンチ１２の成形面（下面）には、動圧溝８ｂ１に対応する形状の成形部１２ａが設けられる。成形部１２ａは、図９に示すように、動圧溝８ｂ１の溝底面を成形する溝底成形面１２ａ１と、丘部８ｂ２を成形する凹部１２ａ２とを備える。溝底成形面１２ａ１は、外径側に向けて下方に傾斜している。凹部１２ａ２の底面（すなわち、丘部８ｂ２の頂面を成形する成形面）は、軸方向と直交する面と略平行とされる。その結果、凹部１２ａ２の深さ（溝底成形面１２ａ１と凹部１２ａ２の底面との軸方向距離）は、外径側に行くにつれて深くなっている。

下パンチ１３の成形面（上面）には、動圧溝８ｃ１に対応する形状の成形部１３ａが設けられる。成形部１３ａは、図９に示すように、動圧溝８ｃ１の溝底面を成形する溝底成形面１３ａ１と、丘部８ｃ２を成形する凹部１３ａ２とを備える。溝底成形面１３ａ１は、外径側に向けて上方に傾斜している。凹部１３ａ２の底面（すなわち、丘部８ｃ２の頂面を成形する成形面）は、軸方向と直交する面と略平行とされる。その結果、凹部１３ａ２の深さ（溝底成形面１３ａ１と凹部１３ａ２の底面との軸方向距離）は、外径側に行くにつれて深くなっている。尚、図８〜１３では、成形部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１３ａの深さを誇張して示している。また、図９、１１、１３では、溝底成形面１２ａ１、１３ａ１の傾斜角度を誇張して示している。

動圧溝形成工程では、まず、図８に示すように、下パンチ１３で下方から支持された焼結体１８の内周に、コアロッド１１を挿入し、焼結体１８の内周面の動圧溝形成予定領域にコアロッド１１の成形部１１ａ、１１ｂを対向させる。この焼結体１８とコアロッド１１との軸方向の位置関係を維持した状態で、図１０に示すように、上パンチ１２で焼結体１８をダイ１４の内周に圧入することにより、焼結体１８の内周面を、コアロッド１１の成形部１１ａ、１１ｂに押し付ける。これにより、焼結体の内周面に成形部１１ａ、１１ｂの形状が転写され、動圧溝８ａ１、８ａ２が成形される。

これと同時に、上パンチ１２及び下パンチ１３で焼結体１８を軸方向両側から圧迫することにより、各パンチ１２、１３の成形部１２ａ、１３ａを焼結体１８の両端面に押し付ける。これにより、焼結体１８の両端面に成形部１２ａ、１３ａの形状が転写され、動圧溝８ｂ１、８ｃ１が成形される。詳しくは、図１１に示すように、各パンチ１２、１３の成形部１２ａ、１３ａの溝底成形面１２ａ１、１３ａ１で、焼結体１８の端面が圧迫されて動圧溝８ｂ１、８ｃ１が成形されると共に、焼結体１８の端面付近の肉が塑性流動し、各成形部１２ａ、１３ａの凹部１２ａ２、１３ａ２に入り込んで、丘部８ｂ２、８ｃ２が成形される。このとき、凹部１２ａ２、１３ａ２の深さが、外径側に行くにつれて深くなっていることで、凹部１２ａ２、１３ａ２内に満たされた丘部８ｂ２、８ｃ２の高さが、外径側に行くにつれて高くなっている。

その後、図１２に示すように、ダイ１４の内周から焼結体１８を排出する。これにより、焼結体１８を外径向きにスプリングバックさせ、焼結体１８の内周面をコアロッド１１の外周面の成形部１１ａ、１１ｂから剥離し、焼結体の内周からコアロッドを引き抜く。そして、上下パンチ１２、１３を離反させ、各パンチ１２、１３の成形部１２ａ、１３ａを焼結体１８の両端面から剥離する。

このとき、各パンチ１２、１３による軸方向の圧迫力を解放すると、焼結体１８に軸方向のスプリングバックが生じるため、図１３に示すように、丘部８ｂ２、８ｃ２の高さがスプリングバック前の状態（点線参照）よりも低くなる。丘部８ｂ２、８ｃ２は、外径側に行くにつれて幅広になっているため、上下パンチ１２、１３の成形部１２ａ、１３ａで成形したときの歪み量（塑性変形量）は、外径側に行くほど小さい。このため、丘部８ｂ２、８ｃ２のスプリングバック量（すなわち丘部８ｂ２、８ｃ２の高さの減少幅）は、外径側に行くほど大きくなる。

一方、焼結体１８の端面に形成される動圧溝８ｂ１、８ｃ１は、上下パンチ１２、１３の成形部１２ａ、１３ａによる圧縮量が比較的大きいため、丘部８ｂ２、８ｃ２と比べて歪み量（塑性変形量）が大きい。このため、上下パンチ１２、１３による圧迫力を解放したときに、動圧溝８ｂ１、８ｃ１に生じるスプリングバック量は非常に小さい。従って、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の溝底面は、上下パンチ１２、１３の成形部１２ａ、１３ａの溝底成形面１２ａ１、１３ａ１の形状がほぼそのまま転写される。本実施形態では、溝底成形面１２ａ１、１３ａ１が、それぞれ外径側に向けて軸方向内側（焼結体１８側）に傾斜しているため、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の溝底面が、外径側に向けて焼結体１８の軸方向中央側に傾斜した面となる。

以上のように、丘部８ｂ２、８ｃ２の頂面がスプリングバックにより外径側に向けて軸方向中央側に傾斜した場合でも、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の溝底面を外径側に向けて軸方向中央側に傾斜させることにより、丘部８ｂ２、８ｃ２の高さ、すなわち、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の溝深さを所定以上確保することができる。これにより、軸部材の回転時に、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の外径端付近においても油を集める能力が十分に発揮され、スラスト軸受隙間の油膜圧力を高めて軸受剛性を向上させることができる。

また、丘部８ｂ２、８ｃ２のスプリングバック量は、製品ごとに厳密に一定ではないため、丘部８ｂ２、８ｃ２の高さ（特に外径端付近における高さ）は製品ごとに多少バラつく。このとき、丘部８ｂ２、８ｃ２の高さが高すぎると、この領域が、スラスト軸受隙間を介して対向する部材（フランジ部９、ハブ３）と接触するおそれがある。本実施形態では、上記のように動圧溝８ｂ１、８ｃ１の溝底面を傾斜させることで、動圧溝８ｂ１、８ｃ１の溝深さを所定以上確保しながら、丘部８ｂ２、８ｃ２の頂面の外径端付近を焼結体１８の軸方向中央側に後退させることができるため、丘部８ｂ２、８ｃ２とこれに対向する部材との接触を確実に防止することができる。

その後、溝サイジング金型から焼結体１８を取り出すことにより、動圧軸受８が完成する。

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については、説明を省略する。

例えば、上記の実施形態では、動圧軸受８の軸方向両側の端面に、型成形された動圧溝を設けた場合を示したが、これに限らず、動圧軸受８の軸方向一方の端面のみに、型成形された動圧溝を設けてもよい。例えば、図１４に示す流体動圧軸受装置２１では、動圧軸受８の下側端面８ｃに、図６に示す動圧溝８ｃ１が形成され、動圧軸受８の上側端面８ｂには、動圧溝が形成されておらず、環状溝８ｂ３や半径方向溝８ｂ４が形成されている。ハウジング７の上端には、内径向きに突出したシール部７ｃが設けられる。シール部７ｃのテーパ状の内周面７ｃ１と軸部２の外周面２ａとの間に、楔状のシール空間Ｓが形成される。ハウジング７の側部７ａと底部７ｂとは別体に形成される。ハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１には、動圧溝が形成される。フランジ部９の下側端面９ｂとハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１との間に、第１のスラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間が形成される。

また、上記の実施形態では、動圧軸受８の内周面８ａに動圧溝８ａ１、８ａ２が型成形された場合を示したが、動圧軸受８の内周面８ａを円筒面としてもよい。あるいは、図１４のハウジング７の底部７ｂを、本発明に係る動圧軸受としてもよい。この場合、底部７ｂの上側端面７ｂ１に動圧溝が型成形され、この動圧溝の溝底面が、外径側に向けて下方に傾斜している。

また、上記の実施形態では、動圧軸受８が固定され、軸部２を有する軸部材が回転する場合を示したが、これとは逆に、軸部材を固定し、動圧軸受８側を回転させてもよい。

また、上記の実施形態では、潤滑流体が油である場合を示したが、この他、グリースや磁性流体、空気等を潤滑流体として使用してもよい。

また、本発明に係る動圧軸受およびこれを備えた流体動圧軸受装置は、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用のスピンドルモータのみならず、冷却ファン用のファンモータやレーザビームプリンタ用のポリゴンスキャナモータなどに組み込んで使用することもできる。

１流体動圧軸受装置
２軸部
３ハブ
７ハウジング
８動圧軸受
８ａ１、８ａ２（ラジアル）動圧溝
８ｂ１、８ｃ１（スラスト）動圧溝
８ｂ２、８ｃ２丘部
９フランジ部
１１コアロッド
１２、１３パンチ
１２ａ、１３ａ成形部
１２ａ１、１３ａ１溝底成形面
１２ａ２、１３ａ２凹部
１４ダイ
１８焼結体
Ｒ１，Ｒ２ラジアル軸受部
Ｔ１，Ｔ２スラスト軸受部
Ｓシール空間

Claims

軸方向一方側の端面に、動圧溝及び前記動圧溝の周方向間に設けられた丘部を有する動圧軸受において、
前記動圧溝の溝底面が、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜した成形面からなり、
前記丘部の頂面が、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜した成形面からなることを特徴とする動圧軸受。
前記軸方向一方側の端面に形成された全ての前記動圧溝の溝底面が、外径側に向けて軸方向他方側に傾斜した請求項１に記載の動圧軸受。
焼結体からなる請求項１又は２に記載の動圧軸受。
軸方向他方側の端面に他の動圧溝が設けられ、
前記他の動圧溝の溝底面が、外径側に向けて軸方向一方側に傾斜した成形面からなる請求項１〜３の何れか１項に記載の動圧軸受。
請求項１〜４の何れか１項に記載の動圧軸受と、前記動圧軸受の内周に挿入された軸部および前記軸部から外径側に突出したフランジ部を有し、前記動圧軸受に対して相対回転する軸部材と、前記動圧軸受の内周面と前記軸部の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をラジアル方向に相対支持するラジアル軸受部と、前記動圧軸受の軸方向一方側の端面と前記フランジ部の端面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をスラスト方向に相対支持するスラスト軸受部とを備えた流体動圧軸受装置。
請求項５に記載の流体動圧軸受を有するモータ。