KR20100036252A

KR20100036252A - 유체 동압 베어링 장치 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR20100036252A
Application number: KR1020097026355A
Authority: KR
Inventors: 키미히코 비토우; 이사오 코모리; 테츠야 쿠리무라
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-04-07
Also published as: US20100189383A1; CN101765718B; US8454239B2; CN101765718A; KR101439924B1

Abstract

밀봉부(9)와 슬리브부(8) 사이에 제 1 축방향 간극(L1)을 형성한다. 이것에 의해, 슬리브부(8) 등의 부재 정밀도에 의하지 않고 축부재(2)의 축방향 이동 가능량을 고정밀도로 설정할 수 있다.

유체 동압 베어링 장치

Description

유체 동압 베어링 장치 및 그 조립 방법{FLUID DYNAMIC BEARING DEVICE AND ITS ASSEMBLING METHOD}

본 발명은 베어링 간극에 생기는 유체막으로 축부재를 회전 가능하게 지지하는 유체 동압 베어링 장치 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

유체 동압 베어링 장치는 그 고회전 정밀도 및 정숙성으로부터 정보 기기, 예를 들면 HDD 등의 자기 디스크 구동 장치, CD-ROM, CD-R/RW, DVD-ROM/RAM 등의 광 디스크 구동 장치, MD, MO 등의 광자기 디스크 구동 장치 등의 스핀들 모터용, 레이저빔 프린터(LBP)의 폴리곤 스캐너 모터용, 프로젝터의 컬러 휠 모터용, 또는 전기 기기의 냉각 등에 사용되는 팬 모터 등의 소형 모터용으로서 적합하게 사용할 수 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에 나타내어져 있는 유체 동압 베어링 장치는 축부재의 외주면과 슬리브부의 내주면 사이에 레이디얼 베어링 간극을 형성하고, 이 레이디얼 베어링 간극에 생기는 유체막으로 축부재를 레이디얼 방향으로 지지함과 아울러, 축부재의 하단부에 형성된 구면상 볼록부와 하우징의 내저면에 설치한 스러스트 플레이트를 접촉 슬라이딩시킴으로써 축부재를 스러스트 방향으로 지지하고 있다. 또한, 이 유체 동압 베어링 장치에서는 축부재를 소경부 및 대경부를 갖는 단 이 있는 형상으로 함과 아울러, 하우징 개구부 내주에 환상의 밀봉부를 설치하고, 이 밀봉부를 축부재의 어깨면과 축방향으로 맞물리게함으로써 축부재의 이탈 방지를 행하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2005-113987호 공보

이 유체 동압 베어링 장치에서는 밀봉부와 축부재의 어깨면 사이에 형성된 축방향 간극의 크기만큼 축부재의 축방향 이동이 허용된다. 이 축방향 간극이 지나치게 크면 축부재의 축방향 이동 가능량이 과대가 되고, 축부재에 장착되는 HDD의 디스크 등에 축방향의 백래시(backlash)가 발생하여 디스크의 판독 정밀도를 악화시키거나, 디스크와 헤드의 간섭을 초래할 우려가 있다. 따라서, 밀봉부와 축부재의 어깨면 사이에 형성되는 축방향 간극은 고정밀도로 설정할 필요가 있다.

그러나, 상기 유체 동압 베어링 장치에서는 밀봉부를 슬리브부와 접촉시킴으로써 밀봉부의 위치 결정을 행하고 있기 때문에, 밀봉부의 하우징에의 고정 정밀도는 슬리브부의 축방향 치수의 가공 정밀도에 의존한다. 이 때문에, 축부재의 축방향 이동 가능량을 정밀도 좋게 관리하기 위해서는 슬리브부를 고정밀도로 가공할 필요가 있어, 가공 비용의 고등을 초래하게 된다.

본 발명의 과제는 축부재의 축방향 이동 가능량을 고정밀도 또한 저비용으로 제어할 수 있는 유체 동압 베어링 장치 및 그 조립 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 소경부, 대경부, 및 이들 사이에 형성된 어깨면을 갖는 축부재와, 내주에 축부재의 대경부를 삽입한 슬리브부와, 축부재의 소경부 외주면과의 사이에 베어링 내부의 윤활 유체의 외부로의 누출을 방지하는 밀봉 공간을 형성함과 아울러 축부재의 어깨면과 축방향으로 맞물려서 축부재의 이탈 방지를 행하는 밀봉부와, 축부재의 대경부의 외주면과 슬리브부의 내주면 사이의 레이디얼 베어링 간극에 생기는 유체막으로 축부재를 레이디얼 방향으로 지지하는 레이디얼 베어링부와, 축부재를 스러스트 방향으로 지지하는 스러스트 베어링부를 구비한 유체 동압 베어링 장치에 있어서, 밀봉부와 슬리브부 사이에 제 1 축방향 간극을 형성한 것을 특징으로 한다.

이렇게, 본 발명의 유체 동압 베어링 장치는 밀봉부와 슬리브부 사이에 제 1 축방향 간극을 형성하고, 밀봉부와 슬리브부를 비접촉으로 함으로써 밀봉부의 위치 결정 정밀도를 결정짓는 요인으로부터 슬리브부의 형상 정밀도를 배제할 수 있다. 따라서, 축부재의 축방향 이동 가능량을 슬리브부의 가공 정밀도에 의하지 않고, 밀봉부의 위치 정밀도에 의해서만 관리할 수 있다. 이것에 의해, 슬리브부의 가공 정밀도를 완화할 수 있기 때문에, 가공 비용의 저감이 도모된다.

이 유체 동압 베어링 장치에 있어서, 밀봉부와 축부재의 어깨면 사이에는 제 2 축방향 간극이 형성된다. 이 제 2 축방향 간극은 밀봉 공간의 지름방향 간극과 같거나 그보다 작아지도록 설정하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제 2 축방향 간극에 있어서, 밀봉 공간의 모세관력과 동등, 또는 그보다 큰 모세관력에 의한 윤활 유체의 인입 작용이 얻어지기 때문에, 베어링 내부에 채워진 윤활 유체의 외부로의 누출을 확실하게 방지할 수 있다.

예를 들면 이 유체 동압 베어링 장치를 HDD의 스핀들 모터용으로서 사용할 경우, 축부재에 장착되는 디스크가 헤드와 간섭하는 것을 방지하기 위해서 축부재의 축방향 이동은 가능한 한 억제할 필요가 있다. 이 때, 제 2 축방향 간극을 30㎛ 이하로 설정해 두면, 상기와 같은 용도로 사용할 경우에도 디스크와 헤드의 간섭을 방지할 수 있다.

이러한 유체 동압 베어링 장치의 작동시에 있어서, 베어링 내부의 윤활 유체, 특히 축부재의 하단부가 면하는 공간에 채워진 윤활 유체에 국부적인 부압이 발생함으로써, 레이디얼 베어링 간극의 유체막에 기포가 생성되고, 유체막에 의한 축부재의 지지력이 저하될 우려가 있다. 그래서, 슬리브부와, 슬리브부를 내주에 수용한 하우징 사이에 일단을 제 1 축방향 간극으로 개구하고, 타단을 축부재의 하단부가 면하는 공간으로 개구한 연통 경로를 형성함으로써, 스러스트 베어링부의 공간을 연통 경로, 및 제 1 축방향 간극을 통해서 밀봉 공간과 연통시켜 국부적인 부압의 발생을 방지할 수 있어, 베어링 내부에 채워진 윤활 유체의 압력 밸런스를 양호하게 유지하여 베어링 성능의 저하를 회피할 수 있다.

이 때, 슬리브부의 끝면 및 외주면에 홈을 형성하고, 이 홈으로 상기 연통 경로를 구성하면 하우징의 내저면이나 내주면은 평면상 또는 원통면상의 단순한 형상으로 할 수 있기 때문에, 하우징의 형성을 용이화해서 저비용화를 도모할 수 있다.

상기한 바와 같은 단이 있는 형상의 축부재는 일체로 형성해도 좋지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 축부와, 축부의 외주면에 고정한 중공재로 형성하고, 중공재의 끝면으로 축부재의 어깨면을 구성해도 좋다. 이 경우, 단이 있는 형상의 축부재를 단순한 형상의 축부 및 중공재로 구성할 수 있기 때문에, 축부재의 가공 비용의 저감을 꾀할 수 있다.

예를 들면, 축부재의 단부에 구면상 볼록부를 형성하고, 이 구면상 볼록부를 상대재(예를 들면 하우징의 내저면)와 접촉 슬라이딩시키는, 소위 피봇 베어링으로 스러스트 베어링부를 구성할 경우, 축부재의 단부의 구면상 볼록부와 하우징의 내저면 사이에는 공간이 형성되고(도 2에 P로 나타낸다), 이 공간을 포함한 베어링 내부의 공간에 윤활제가 채워진다. 이 때, 축부재를 축부와 중공재로 구성하고, 중공재의 단부를 축부의 구면상 볼록부의 외주까지 연장시키면, 축부의 구면상 볼록부가 면하는 공간의 일부를 중공재로 메울 수 있다(도 7 참조). 이것에 의해, 베어링 내부에 채워지는 윤활제의 양을 줄일 수 있기 때문에, 윤활제의 열팽창을 흡수하는 버퍼 기능을 하는 밀봉 공간을 축소하는 것이 가능해져, 베어링 장치의 박형화, 또는 레이디얼 베어링부의 베어링 스팬의 확대에 의한 베어링 강성의 향상을 꾀할 수 있다.

상기와 같은 유체 동압 베어링 장치는 축부재의 축방향 이동을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 예를 들면 HDD용 스핀들 모터와 같은 축부재의 축방향 이동 가능량을 가능한 한 고정밀도로 관리하고 싶은 용도에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 소경 외주면, 대경 외주면, 및 이들 사이에 형성된 어깨면을 갖는 축부재와, 축부재를 내주에 수용한 하우징과, 하우징의 내주에 고정되어 축부재의 소경 외주면과의 사이에서 베어링 내부의 윤활 유체의 외부로의 누출을 방지하는 밀봉 공간을 형성함과 아울러 축부재의 어깨면과 축방향으로 맞물려서 축부재의 이탈 방지를 행하는 밀봉부와, 축부재의 대경 외주면이 면하는 레이디얼 베어링 간극을 구비한 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법으로서, 밀봉부를 하우징에 대하여 축방향으로 이동시킴으로써 밀봉부와 축부재의 어깨면 사이의 축방향 간극을 설정하는 것을 특징으로 한다.

이렇게, 본 발명의 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법에서는 축부재의 스트로크량(축방향 이동 가능량)이 되는 밀봉부와 축부재의 어깨면 사이의 축방향 간극을 슬리브부를 기준으로 해서 설정하는 것이 아니라 밀봉부를 하우징에 대하여 축방향으로 이동시킴으로써 설정한다. 이것에 의해, 슬리브부의 형상 정밀도에 의하지 않고 축부재의 스트로크량을 관리할 수 있기 때문에 슬리브부의 가공 정밀도가 완화되어 가공 비용의 저감이 도모된다.

이러한 밀봉부의 이동에 의한 상기 축방향 간극의 설정은, 예를 들면 하우징의 내주에 축부재 및 밀봉부를 수용하고, 밀봉부를 축부재의 어깨면과 접촉시킨 후에 축부재로 밀봉부를 소정량만큼 하우징의 개구측으로 이동시킴으로써 행할 수 있다.

이 유체 동압 베어링 장치에 있어서, 축부재의 소경 외주면, 대경 외주면, 및 어깨면을 일체 가공하면, 이들 면의 직각도나 동축도 등을 정밀도 좋게 가공할 수 있다. 따라서, 대경 외주면이 면하는 레이디얼 베어링 간극이나 소경 외주면이 면하는 밀봉 공간을 정밀도 좋게 설정할 수 있어, 뛰어난 베어링 성능이나 밀봉 기능을 얻을 수 있다.

또한, 축부재는 축부와, 축부의 외주면에 고정한 슬리브부로 형성할 수 있다. 이 때, 슬리브부의 끝면으로 축부재의 어깨면이 구성된다. 이것에 의해, 축부재를 구성하는 축부 및 슬리브부의 형상을 단순화하는 것이 가능해져 각 부재의 가공 비용의 저감이 도모된다. 또한, 이렇게 축부재를 축부 및 슬리브부로 구성할 경우, 축부를 인서트 부품으로서 슬리브부를 틀 성형하면 축부와 슬리브부의 조립 공정이 불필요해지기 때문에 축부재의 제조 비용을 더욱 저감할 수 있다.

밀봉부를 하우징에 대하여 이동시킬 때, 밀봉부와 하우징의 감합면에 윤활제를 개재시켜 두면 밀봉부를 원활하게 이동시킬 수 있어, 보다 고정밀도의 간극 설정이 가능해 진다. 이 때, 윤활제로서 접착제를 사용하면 상기 효과에 더하여 밀봉부와 하우징의 고정 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 밀봉부를 위치 결정한 후에 밀봉부와 하우징의 감합면의 대기 개방측을 접착 밀봉함으로써, 밀봉부와 하우징의 감합면으로부터 베어링 내부의 윤활 유체가 외부로 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

(발명의 효과)

이상과 같이, 본 발명에 의하면 축부재의 축방향 이동 가능량을 고정밀도 또한 저비용으로 제어할 수 있는 유체 동압 베어링 장치를 얻을 수 있다.

도 1은 유체 동압 베어링 장치를 장착한 HDD용 스핀들 모터를 나타내는 단면도이다.

도 2는 유체 동압 베어링 장치의 단면도이다.

도 3은 슬리브부의 단면도이다.

도 4a는 제 2 축방향 간극의 설정 방법을 나타내는 단면도이다.

도 4b는 제 2 축방향 간극의 설정 방법을 나타내는 단면도이다.

도 5는 다른 예의 유체 동압 베어링 장치의 단면도이다.

도 6a는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 6b는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 6c는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 6d는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 7은 다른 예의 유체 동압 베어링 장치의 단면도이다.

도 8은 축부재의 어깨면 부근을 확대해서 나타내는 단면도이다.

도 9a는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 9b는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 9c는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 10은 다른 예의 유체 동압 베어링 장치의 단면도이다.

도 11은 다른 예의 유체 동압 베어링 장치의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 유체 동압 베어링 장치 2 : 축부재

2a : 대경부 2b : 소경부

2c : 어깨면 7 : 하우징

8 : 슬리브부 8c1 : 지름방향 홈

8d1 : 축방향 홈 9 : 밀봉부

L1 : 제 1 축방향 간극 L2 : 제 2 축방향 간극

L3 : 밀봉 공간의 지름방향 치수 R1, R2 : 레이디얼 베어링부

T : 스러스트 베어링부 S : 밀봉 공간

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유체 동압 베어링 장치(1)를 장착한 정보 기기용 스핀들 모터의 일구성예를 개념적으로 나타내고 있다. 이 스핀들 모터는 HDD 등의 디스크 구동 장치에 사용되는 것이고, 디스크 허브(3)를 설치한 축부재(2)를 회전 가능하게 지지하는 유체 동압 베어링 장치(1)와, 예를 들면 반경 방향의 갭을 두고서 대향시킨 스테이터 코일(4) 및 로터 마그넷(5)과, 모터 브래킷(6)을 구비하고 있다. 스테이터 코일(4)은 모터 브래킷(6)의 외주에 설치되고, 로터 마그넷(5)은 디스크 허브(3)의 내주에 설치되어 있다. 유체 동압 베어링 장 치(1)의 하우징(7)은 모터 브래킷(6)의 내주에 고정된다. 디스크 허브(3)에는 자기 디스크 등의 디스크상 정보 기록 매체(이하, 단순히 디스크라고 한다.)(D)가 1매 또는 복수매(도 1에서는 2매) 유지된다. 이렇게 구성된 스핀들 모터에 있어서, 스테이터 코일(4)에 통전되면 스테이터 코일(4)과 로터 마그넷(5) 사이에 발생하는 전자력에 의해 로터 마그넷(5)이 회전하고, 이에 따라서 디스크 허브(3) 및 디스크 허브(3)에 유지된 디스크(D)가 축부재(2)와 일체로 회전한다.

유체 동압 베어링 장치(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 축부재(2)와, 내주에 축부재(2)를 삽입한 슬리브부(8)와, 슬리브부(8)를 외주에서 유지한 밑면을 구비한 통상의 하우징(7)과, 하우징(7)의 개구부에 설치된 밀봉부(9)를 주로 구비한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 축방향에서 하우징(7)의 개구측을 상측, 폐구측을 하측이라고 한다.

축부재(2)는, 예를 들면 SUS강 등의 금속 재료의 선삭 가공에 의해 형성된다. 축부재(2)는 슬리브부(8)의 내주에 배치된 대경부(2a)와, 대경부(2a)의 상측에 설치된 소경부(2b)를 일체로 갖는다. 축부재(2)의 대경부(2a)와 소경부(2b) 사이에는 어깨면(2c)이 형성된다. 축부재(2)의 하단부에는 구면상 볼록부(2a2)가 형성된다.

슬리브부(8)는, 예를 들면 구리를 주성분으로 하는 소결 금속의 다공질체이고 원통상으로 형성된다. 이 이외에, 슬리브부(8)를 다른 금속이나 수지, 또는 세라믹 등으로 형성할 수도 있다.

슬리브부(8)의 내주면(8a)에는 레이디얼 동압 발생부로서, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 동압 홈(8a1,8a2)을 헤링본 형상으로 배열한 영역이 축방향으로 이격된 2개소에 형성된다. 이 동압 홈(8a1,8a2)의 형성 영역은 레이디얼 베어링면으로서 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1)[대경 외주면(2a1)]과 대향하고, 축부재(2)의 회전시에는 축부재(2)의 외주면(2a1)과의 사이에 레이디얼 베어링 간극을 형성한다(도 2를 참조). 또한, 상측의 동압 홈(8a1)은 상하의 경사 홈 사이에 형성된 환상의 평활부에 대하여 축방향 비대칭으로 형성되어 있다. 상세하게는 상측의 동압 홈(8a1) 중, 환상 평활부보다 상측 영역의 축방향 치수(X1)가 하측 영역의 축방향 치수(X2)보다 크게 되어 있다(X1>X2).

슬리브부(8)의 외주면(8d)에는 축방향으로 연장되는 홈(8d1)이 축방향 전체 길이에 걸쳐서 1개 또는 복수개 형성된다. 또한, 슬리브부(8)의 하측 끝면(8c)에는 지름방향으로 연장되는 홈(8c1)이 1개 또는 복수개 형성된다. 슬리브부(8)를 하우징(7)의 내주에 고정한 상태에서는 이들 축방향 홈(8d1) 및 지름방향 홈(8c1)과 하우징(7)의 내주면(7a1) 및 내저면(7b1) 사이에 윤활유의 연통 경로가 구성된다(도 2를 참조). 이들 축방향 홈(8d1) 및 지름방향 홈(8c1)은, 예를 들면 슬리브부(8)를 압분 성형할 성형틀에 미리 축방향 홈(8d1) 및 지름방향 홈(8c1)에 대응하는 개소를 형성해 둠으로써 슬리브부(8)의 압분 성형과 동시에 성형할 수 있다.

하우징(7)은 액정 폴리머(LCP), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등의 결정성 수지, 또는 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI) 등의 비결정성 수지를 베이스 수지로 하는 수지 조성물로 사출성형되어, 저면을 구비한 통상으로 형성된다. 본 실시형태에서는 도 2에 나타내 는 바와 같이, 측부(7a)와, 측부(7a)의 하단부를 폐쇄하는 저부(7b)가 일체로 성형된다. 하우징(7)을 형성하는 상기 수지 조성물로서는, 예를 들면 유리섬유 등의 섬유상 충전재, 티탄산칼륨 등의 위스커상 충전재, 마이카 등의 인편상 충전재, 카본 섬유, 카본블랙, 흑연, 탄소 나노물질, 각종 금속분 등의 섬유상 또는 분말상의 도전성 충전재 등, 목적에 따라서 상기 베이스 수지에 적량 배합한 것을 사용할 수 있다.

하우징(7)의 사출 재료는 상기에 한정되지 않고, 예를 들면 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 등의 저융점 금속 재료를 사용할 수 있다. 또한, 하우징(7)은 금속분과 바인더의 혼합물로 사출성형한 후에 탈지·소결하는 소위 MIM 성형으로 형성할 수도 있다. 또는, 금속 재료, 예를 들면 놋쇠 등의 연질 금속의 프레스 성형으로 하우징(7)을 형성할 수도 있다. 또한, 하우징(7)의 저부(7b)는 반드시 측부(7b)와 일체로 할 필요는 없고, 측부(7a)와 별체로 형성할 수도 있다.

하우징(7)의 내주면(7a1)에는 슬리브부(8)의 외주면(8d)이, 예를 들면 접착(루즈 접착이나 압입 접착을 포함한다), 압입, 용착 등의 적당한 수단에 의해 고정된다.

하우징(7)의 내저면(7b1)[저부(7b)의 상측 끝면(7b1)]은 축부재(2)의 하단부의 구면상 볼록부(2a2)를 접촉 지지하는 스러스트 베어링부(T)로서 기능한다. 본 실시형태에서는 이와 같이 하우징(7)에 직접 스러스트 베어링부(T)를 형성하고 있지만 이에 한정하지 않고, 예를 들면 내마모성, 슬라이딩 특성이 양호한 수지 재료나 소결 재료 등으로 별도 형성한 스러스트 와셔를 하우징(7)의 내저면에 배치하 고, 이 스러스트 와셔에 스러스트 베어링부(T)를 형성해도 좋다. 이 경우, 하우징(7)은 축부재(2)와 접촉 슬라이딩하는 일이 없어지기 때문에, 하우징(7)의 재료에 내마모성이 불필요하게 되어, 하우징(7)의 재료 선택의 폭이 넓어진다.

밀봉부(9)는 금속 재료나 수지 재료에 의해 환상으로 형성된다. 밀봉부(9)는 하우징(7)의 측부(7a)의 상단부 내주에 예를 들면 압입, 압입 접착 등에 의해 고정된다. 밀봉부(9)의 내주면(9a)은 상방을 향해서 점차 확경된 테이퍼면상으로 형성된다. 밀봉부(9)의 내주면(9a)은 축부재(2)의 소경부(2b)의 외주면(2b1)[소경 외주면(2b1)]과 대향하고, 이들 사이에 하방을 향해서 반경 방향 치수가 점차 축소되는 환상의 밀봉 공간(S)이 형성된다. 밀봉부(9)로 밀봉된 하우징(7)의 내부 공간에는 윤활 유체로서 예를 들면 윤활유가 주유되고, 하우징(7)의 내부가 윤활유로 채워진다(도 2 중의 점이 산재한 영역). 이 상태에서 윤활유의 기름면은 밀봉 공간(S)의 범위 내에 유지된다. 이 때, 도 2의 확대도에서 나타내는 바와 같이 밀봉부(9)의 하측 끝면(9b)의 내주 챔버(9b1)와 축부재(2)의 소경부(2b)의 외주면(2b1) 사이의 공간이나, 슬리브부(8)의 상측 끝면(8b)의 내주 챔버(8b1)와 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1) 사이의 공간도 윤활유로 채워진다.

밀봉부(9)의 하측 끝면(9b)과 슬리브부(8)의 상측 끝면(8b) 사이에는 제 1 축방향 간극(L1)이 형성된다. 또한, 밀봉부(9)의 하측 끝면(9b)과 축부재(2)의 어깨면(2c) 사이에는 제 2 축방향 간극(L2)이 형성된다. 이 제 2 축방향 간극(L2)이 축부재(2)의 축방향 이동 가능량이 된다. 이렇게, 밀봉부(9)와 슬리브부(8) 사이에 제 1 축방향 간극(L1)을 형성해서 양자를 비접촉으로 함으로써, 축부재(2)의 축방 향 이동 가능량, 즉 제 2 축방향 간극(L2)을 슬리브부의 가공 정밀도에 의하지 않고, 밀봉부(9)의 위치 정밀도에 의해서만 관리할 수 있다.

또한, 본 실시형태와 같이 유체 동압 베어링 장치(1)를 HDD의 스핀들 모터용으로서 사용하는 경우에는 디스크와 헤드의 간섭을 방지하기 위해서, 제 2 축방향 간극(L2)을 30㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛ 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 축방향 간극(L2)은 밀봉 공간(S) 중에 가장 작은 지름방향 치수(L3)와 같거나 그보다 작게 설정하는 것이 바람직하다(L2≤L3). 이것에 의해, 제 2 축방향 간극(L2)에 있어서, 밀봉 공간(S)과 동등하거나 그보다 큰 모세관력이 얻어지기 때문에 윤활유의 외부로의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

제 2 축방향 간극(L2)의 설정은, 예를 들면 아래와 같이 해서 행할 수 있다. 우선, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 슬리브부(8) 및 축부재(2)를 하우징(7)의 내주에 수용한다. 구체적으로는 하우징(7)의 내주에 슬리브부(8)를 삽입하고, 슬리브부(8)의 하측 끝면(8c)을 하우징(7)의 내저면(7b1)에 접촉시키고, 슬리브부(8)를 하우징(7)의 내주면(7a1)에 고정한다. 이 슬리브부(8)의 내주에 축부재(2)를 삽입하고, 하우징(7)의 내저면(7b1)에 축부재(2) 하단의 구면상 볼록부(2a2)를 접촉시킨다. 이 상태에서, 축부재(2)의 어깨면(2c)이 슬리브부(8)의 상측 끝면(8b)보다 상방(하우징 개구측)에 위치하도록 축부재(2)의 대경부(2a) 및 슬리브부(8)의 축방향 치수를 미리 설계해 둔다.

이어서, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 밀봉부(9)를 하우징(7)의 내주면(7a1)에 상방으로부터 삽입하고, 하측 끝면(9b)을 축부재(2)의 어깨면(2c)에 접촉시킨 다. 그 후, 도 4b에 화살표로 나타내는 바와 같이 축부재(2)를 하우징(7)에 대하여 상승시킴으로써, 축부재(2)의 어깨면(2c)과 맞물린 밀봉부(9)를 도 2에 나타내는 제 2 축방향 간극(L2)의 크기만큼 하우징(7)에 대하여 상방으로 이동시킨다. 이 상태에서, 밀봉부(9)를 하우징(7)의 내주면(7a1)에 고정함으로써 제 2 축방향 간극(L2)이 설정된다. 밀봉부(9)와 하우징(7)은, 예를 들면 압입에 의해 고정되고, 이 경우에 축부재(2)를 소정량만큼 상승시킨 시점에서 밀봉부(9)의 위치 결정 및 고정이 완료된다. 이 때, 양자의 감합면에 접착제를 개재시켜 두면, 고정 강도가 높아짐과 아울러 유닛 내부로부터의 기름 누출을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 밀봉부(9)를 하우징(7)에 삽입하기 전에 접착제를 도포하면, 접착제가 윤활제로서 기능하여 밀봉부(9)의 삽입 및 이동을 용이화할 수 있다.

이 방법에 의하면, 축부재(2)의 축방향 이동 가능량이 되는 제 2 축방향 간극(L2)을 축부재(2)의 상승량에 의해 고정밀도로 설정할 수 있다. 즉, 축부재(2)의 축방향 이동 가능량을 슬리브부(8)의 가공 정밀도가 아니라, 축부재(2)의 상승량에 의해 직접적으로 관리할 수 있다. 따라서, 축부재(2)의 축방향 이동 가능량을 정밀도 좋게 관리할 수 있음과 아울러 슬리브부(8)의 가공 정밀도가 완화되어, 제조 비용를 저감할 수 있다.

상기 구성의 유체 동압 베어링 장치(1)에 있어서, 축부재(2)의 회전시에 슬리브부(8)의 레이디얼 베어링면[내주면(8a)의 동압 홈(8a1,8a2) 형성 영역]은 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1)과 레이디얼 베어링 간극을 두고서 대향한다. 축부재(2)의 회전에 따라 상기 레이디얼 베어링 간극의 윤활유가 동압 홈(8a1,8a2)의 축방향 중심의 환상 평활부측으로 압입되어 그 압력이 상승한다. 이러한 동압 홈(8a1,8a2)의 동압 작용에 의해, 축부재(2)를 레이디얼 방향으로 비접촉 지지하는 제 1 레이디얼 베어링부(R1)와 제 2 레이디얼 베어링부(R2)가 구성된다.

동시에, 축부재(2)의 하단에 형성된 구면상 볼록부(2a2)와 스러스트 베어링부(T)로서의 하우징(7)의 내저면(7b1)이 접촉 슬라이딩함으로써, 축부재(2)가 스러스트 방향으로 접촉 지지된다.

또한, 슬리브부(8)의 외주면(8d)에 형성된 축방향 홈(8d1), 및 하측 끝면(8c)에 형성된 지름방향 홈(8c1)에 의해, 슬리브부(8)와 하우징(7) 사이에 연통 경로가 형성된다(도 2 참조). 이 연통 경로의 일단은 제 1 축방향 간극(L1)으로 개구하고, 타단은 축부재(2)의 하단부가 면하는 공간, 상세하게는 하우징(7)의 내저면(7b1)과 축부재(2)의 구면상 볼록부(2a2) 사이의 공간(P)으로 개구한다. 이것에 의해, 하우징 폐쇄측에 형성된 상기 공간(P)이 상기 연통 경로, 제 1 축방향 간극(L1), 또한 제 2 축방향 간극(L2)을 통해서 밀봉 공간(S)과 연통된다. 이것에 의해, 상기 공간(P)에 채워진 윤활유에 국부적인 부압이 발생하는 사태가 회피되어, 기포의 생성에 의한 베어링 성능의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 이 실시형태에서는 제 1 레이디얼 베어링부(R1)의 동압 홈(8a1)은 축방향 중간부의 환상 평활부에 대하여 축방향 비대칭(X1>X2)으로 형성되어 있다(도 3 참조). 이 때문에, 축부재(2)의 회전시에 동압 홈(8a1)에 의한 윤활유의 인입력(펌핑력)은 상측 영역이 하측 영역에 비하여 상대적으로 커진다. 이 인입력의 차압에 의해 슬리브부(8)의 내주면(8a)과 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1) 사이 의 간극에 채워진 윤활유가 하방으로 유동한다. 이 윤활유는 하우징(7)의 폐쇄측의 공간(P)→지름방향 홈(8c1)→축방향 홈(8d1)→제 1 축방향 간극(L1)이라고 하는 경로를 순환하고, 제 1 레이디얼 베어링부(R1)의 레이디얼 베어링 간극으로 다시 인입된다. 이렇게, 베어링 내부의 윤활유를 강제적으로 유동 순환시킴으로써 윤활유에 국부적인 부압이 발생하는 사태를 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 윤활유를 상기 경로와 반대 방향으로 순환시키고 싶은 경우에는, 예를 들면 동압 홈(8a1)의 언밸런스를 도 3에 나타내는 예와는 반대 방향, 즉 X1<X2이 되도록 형성하면 된다. 또한, 상기와 같이 베어링 내부의 윤활유를 강제적으로 순환시킬 필요가 없는 경우에는 동압 홈(8a1,8a2)의 쌍방을 각각 축방향 대칭으로 형성해도 된다.

본 발명의 실시형태는 상기에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태와 동일한 구성, 기능을 갖는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도 5에 나타내는 유체 동압 베어링 장치(1)는 축부재(2)의 어깨면(2c)과 베어링 슬리브(8)의 상측 끝면(8b)의 축방향 위치가 같은 점, 또한 베어링 슬리브(8)의 하측 끝면(8c)과 하우징(7)의 내저면(7b1) 사이에 축방향 간극(L4)이 형성되어 있는 점에서, 상기 실시형태와 구성을 달리한다. 축방향 간극(L4)을 적당하게 설정하면, 이 축방향 간극(L4)으로 하우징 폐쇄측의 공간(P)과 밀봉 공간(S)을 연통하는 연통 경로의 일부를 구성할 수 있다. 이 경우, 도 2의 실시형태에서 베어링 슬리브(8)의 하측 끝면(8c)에 형성하고 있었던 지름방향 홈(8c1)이 불필요하게 되기 때문에, 베어링 슬리브(8)의 형상을 간략화할 수 있다.

상기 동압 베어링 장치(1)의 조립 방법을 도 6에 의거하여 설명한다. 우선, 축부재(2)의 소경부(2b)의 외주면(2b1)과 밀봉 부재(9)의 내주면(9a)을 감합시키고, 밀봉 부재(9)의 끝면(9b)과 축부재(2)의 어깨면(2c)을 접촉시킨다. 이 축부재(2) 및 밀봉 부재(9)를 도 5에 나타내는 상태와 상하 반대가 되도록 도립시키고, 원통상 대(臺)(10)의 끝면(10a) 위에 적재한다[도 6a 참조]. 이어서, 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1)과 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)을 감합시키고, 베어링 슬리브(8)의 끝면(8b)과 밀봉 부재(9)의 끝면(9b)을 접촉시킨다[도 6b 참조]. 이 때, 베어링 슬리브(8)의 한쪽 끝면(8b)과 축부재(2)의 어깨면(2c)이 같은 축방향위치에 있고, 또한 축부재(2)의 구면상 볼록부(2a2)가 베어링 슬리브(8)의 다른쪽 끝면(8c)으로부터 약간 돌출된 상태가 된다.

또한, 베어링 슬리브(8)의 외주면(8d)과 하우징(7)의 내주면(7a1)을 감합시키고, 축부재(2)의 구면상 볼록부(2a2)와 하우징(7)의 내저면(7b1)을 접촉시킨다[도 6c 참조]. 이 때, 베어링 슬리브(8)의 끝면(8c)과 하우징(7)의 내저면(7b1) 사이에는 축방향 간극(L4)이 형성된다. 이 상태에서 하우징(7)과 베어링 슬리브(8)를 고정하고, 이 유닛을 대(10)로부터 분리하여 도 6d의 상태로 한다. 그 후, 축부재(2)를 하우징 개구측으로 끌어당겨서 밀봉 부재(9)를 이동시킴으로써, 밀봉 부재(9)와 베어링 슬리브(8) 사이에 제 1 축방향 간극(L1)을 형성함과 아울러, 밀봉부(9)와 축부재(2)의 어깨면(2c) 사이에 제 2 축방향 간극(L2)을 형성한다. 이 때, 축부재(2)의 어깨면(2c)과 베어링 슬리브(8)의 상측 끝면(8b)이 같은 축방향 위치 에 있기 때문에, 제 1 축방향 간극(L1)과 제 2 축방향 간극(L2)은 같아진다(L1=L2). 이 위치에서 밀봉 부재(9)를 하우징(7)에 고정함으로써, 제 1 및 제 2 축방향 간극(L1,L2)이 결정된다.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 유체 동압 베어링 장치(1)의 구성은 상기 에 한정되지 않는다. 상기 실시형태에서는 단이 있는 형상의 축부재(2)를 일체로 형성하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 축부재(2)를 스트레이트 축상의 축부(21)와 중공재(22)로 구성해도 된다. 도시예에서는 축부(21)의 하단부에 구면상 볼록부(21b)가 형성되고, 축부(21)의 외주면(21a)에 원통상 중공재(22)의 내주면(22b)이 고정된다. 중공재(22)의 외주면(22a)은 레이디얼 베어링 간극에 면하고, 중공재(22)의 상측 끝면(22c)이 축부재(2)의 어깨면을 구성한다. 중공재(22)의 하단부는 축부(21)의 외주면(21a)의 하단부를 넘어 하방으로 연장되고, 축부(21)의 구면상 볼록부(21b)의 외주까지 도달하고 있다. 이것에 의해, 축부재(2)의 하단부와 하우징(7) 내저면(7b1) 사이의 공간(P) 일부가 중공재(22)에 의해 메워지고, 예를 들면 도 2에 나타내는 구성과 비교해서 베어링 내부에 채워지는 윤활유의 양을 줄일 수 있다. 따라서, 베어링 내부에 채워진 윤활유의 체적 변화를 흡수하는 밀봉 공간(S)이 축소되어, 밀봉 부재(9)의 축방향 치수의 축소가 가능해지고, 이것에 의해 베어링 성능을 유지한 채 베어링 장치(1)의 축방향 치수를 축소할 수 있다. 또는, 베어링 장치(1)의 축방향 치수를 확대하는 일없이, 레이디얼 베어링부(R1)와 레이디얼 베어링부(R2)의 간격(베어링 스팬)을 확대해서 베어링 강성의 향상을 꾀할 수 있다.

이 축부(21) 및 중공재(22)로 이루어지는 축부재(2)는 압입이나 접착, 용접등 임의의 방법으로 고정된다. 예를 들면 용접으로 고정할 경우, 축부(21) 하단의 구면상 볼록부(21b)의 외경단과 중공재(22)의 내주면(22b)의 경계부를 용접하면, 용융된 재료를 구면상 볼록부(21b)와 중공재(22)의 내주면(22b)으로 형성되는 오목부(Q)에서 포착할 수 있다. 또한, 용융한 재료로 오목부(Q)를 메움으로써, 베어링 내부의 윤활유량을 더욱 줄일 수 있기 때문에, 밀봉 공간(S)이 더욱 축소되어 상기 베어링 장치의 축소, 또는 베어링 강성의 향상 효과를 한층 더 높일 수 있다.

도 2나 도 5에 나타내는 축부재(2)는 축부재(2)를 일체로 가공한 후, 대경부(2a)의 외주면(2a1), 소경부(2b)의 외주면(2b1), 및 어깨면(2c)에 연삭 가공을 실시해서 완성된다. 이 때, 도 7에 나타내는 바와 같이 소경부(2b)의 외주면(2b1)과 어깨면(2c)의 경계부에 파임부(2d)를 형성해 두면, 소경부(2b)의 외주면(2b1) 및 어깨면(2c)을 단부까지 확실하게 연삭할 수 있게 된다. 한편, 도 7에 나타내는 바와 같이 축부재(2)를 축부(21) 및 중공재(22)의 2부재로 구성하면, 미리 고정밀도로 가공한 후에 양자를 고정할 수 있기 때문에, 파임부를 형성할 필요는 없다. 또한, 이 경우에 축부(21)와 중공재(22)를 고정한 후에 레이디얼 베어링 간극에 면하는 중공재(22)의 외주면(22a)을 연삭하면, 축부(21)와 중공재(22)의 조립 오차를 고려한 후에 외주면(22a)을 고정밀도로 완성할 수 있다.

상기 실시형태에서는 하우징(7)과 슬리브부(8)가 별체로 형성되어 있지만, 이들을 일체로 형성해도 좋다. 예를 들면, 하우징(7) 및 슬리브부(8)를 사출성형에 의해 일체로 형성하면, 제조 공정을 생략할 수 있기 때문에 저비용화를 꾀할 수 있 다.

또한, 본 발명의 조립 방법은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.

도 9에 다른 실시형태에 따른 밀봉부(9)의 위치 결정 방법을 나타낸다. 우선, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 하우징(7)의 내주에 슬리브부(8) 및 축부재(2)를 수용하고, 밀봉부(9)를 하우징(7)의 내주의 기준 위치[예를 들면, 밀봉부(9)의 상측 끝면(9c)이 하우징(7)의 상단면(7c)과 같은 높이 면으로 되는 위치)에 배치한다. 이 때, 밀봉부(9)와 슬리브부(8) 사이에는 도 2에 나타내는 제 1 축방향 간극(L1)보다 큰 간극이 형성된다.

이어서, 밀봉부(9)를 하방으로 소정량만큼 압입한다. 예를 들면, 도 9b에 나타내는 바와 같이 기부(10a), 및 원통부(10b)를 갖는 압입 부재(10)에 의해, 밀봉부(9)를 하방(화살표 방향)으로 압입한다. 기부(10a)에는 압입량을 규정하는 기준면(10a1)이 형성되고, 원통부(10b)는 내주가 축부재(2)의 소경 외주면(2b1)과 감합됨과 아울러, 그 하측 끝면(10b1)이 밀봉부(9)의 상측 끝면(9c)을 압입하는 압입면이 된다. 그리고, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 압입 부재(10)의 기준면(10a1)이 축부재(2)의 상단부(2b2)에 접촉한 시점에서 압입이 완료된다. 이 경우, 축부재(2)의 소경 외주면(2b1)의 축방향 치수를 Y1, 압입 부재(10)의 기준면(10a1)과 압입면(10b1)의 축방향 간격을 Y2, 밀봉부(9)의 축방향 치수를 Y3이라고 했을 때, Y1과 Y2+Y3의 차가 제 2 축방향 간극(L2)이 된다[L2=Y1-(Y2+Y3)]. 따라서, Y1, Y2, 및 Y3을 정밀도 좋게 설정함으로써 축부재(2)의 스트로크량을 고정밀도로 관리할 수 있다.

또한, 본 발명의 조립 방법이 적용되는 유체 동압 베어링 장치의 구성은 상기에 한정되지 않고, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같은 유체 동압 베어링 장치(1)에 적용할 수도 있다. 이 유체 동압 베어링 장치(1)에서는 축부재(2)를 원통 상의 축부(20)와 슬리브부(8)로 구성하고 있다. 이 축부재(2)는 축부(20)의 외주면(20a)과 슬리브부(8)의 내주면(8a)을 압입, 접착, 압입 접착 등의 적당한 수단으로 고정함으로써 형성된다. 이 축부재(2)에서는 슬리브부(8)의 상측 끝면(8b)이 축부재(2)의 어깨면(2c)을, 슬리브부(8)의 외주면(8d)이 축부재(2)의 대경 외주면(2a1)을, 축부(20)의 외주면(20a)이 축부재(2)의 소경 외주면(2b1)을 각각 구성하고, 구면상 볼록부(2d)는 축부(20)의 하단부에 형성된다.

이 축부재(2)의 대경 외주면(2a1)[슬리브부(8)의 외주면(8d)]에는 상하로 이격된 2개소에 레이디얼 동압 발생부로서의 동압 홈(G1,G2)이 형성되고(도 10에 점선으로 나타낸다), 하우징(7)의 내주면(7a1)과의 사이에 레이디얼 베어링 간극을 형성한다. 또한, 축부재(2)의 어깨면(2c)[슬리브부(8)의 상측 끝면(8b)]과 밀봉부(9)의 하측 끝면(9b) 사이에는 축부재(2)의 스트로크량이 되는 제 2 축방향 간극(L2)이 형성된다(도 10 확대도 참조). 슬리브부(8)의 내주면(8a)에는 축방향 홈(8a1)이 형성되고, 축부(20)의 외주면(20a)과의 사이에서 연통 경로를 형성한다. 이 연통 경로가 하우징(7)의 폐쇄측에 형성된 공간(P), 상세하게는 축부(20)의 하단부에 형성된 구면상 볼록부(2d) 및 슬리브부(8)의 하측 끝면(8c)과, 하우징(7)의 내저면(7b1) 사이에 형성된 공간(P)을 밀봉 공간(S)과 연통시킨다.

이렇게, 축부재(2)를 축부(20)와 슬리브부(8)로 구성함으로써 도 2에 나타내 는 축부재(2)와 같은 단이 있는 형상의 가공이 불필요해지기 때문에, 각 부재의 가공 비용를 저감할 수 있다. 또한, 슬리브부(8)의 외주면(8d)에 축부재(2)의 대경 외주면(2a1)을 구성함으로써, 도 2에 나타내는 유체 동압 베어링 장치(1)와 비교하여 대경 외주면(2a1)이 면하는 레이디얼 베어링 간극을 대경화하여 레이디얼 베어링부(R1,R2)를 확대할 수 있기 때문에, 레이디얼 방향의 베어링 성능을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 조립 방법은 도 11에 나타내는 바와 같은 유체 동압 베어링 장치(1)에 적용할 수도 있다. 이 유체 동압 베어링 장치(1)에서는 축부재(2)의 스러스트 방향의 지지를 비접촉 지지로 하고 있는 점에서, 도 10에 나타내는 실시형태와 구성을 달리한다. 상세하게는, 슬리브부(8)의 하측 끝면(8c)과 하우징(7)의 내저면(7b1) 사이에 스러스트 베어링 간극을 형성하고, 축부재(2)의 회전시에는 슬리브부(8)의 하측 끝면(8c)에 형성된 스파이럴 형상이나 스텝 형상 등의 동압 홈(G3)이 스러스트 베어링 간극의 윤활유에 동압 작용을 발생시켜, 축부재(2)를 스러스트 방향으로 지시하는 스러스트 베어링부(T)가 구성된다. 이 경우, 밀봉부(9)의 하측 끝면(9b)과 축부재(2)의 어깨면(2c)[슬리브부(8)의 상측 끝면(8b)] 사이의 제 2 축방향 간극(L2)은 스러스트 베어링부(T)의 스러스트 베어링 간극보다 커지도록 설정된다.

도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 축부재(2)를 축부(20)와 슬리브부(8)로 구성할 경우, 상기와 같이 이들을 별도 형성한 후에 고정하는 이외에, 축부(20)를 인서트 부품으로서 슬리브부(8)를 틀 성형해도 좋다. 이것에 의해, 축부(20)와 슬리브부(8)의 조립 공정이 불필요하게 되어, 축부재(2)의 제조 공정을 간략화할 수 있다.

상기 실시형태에서는 레이디얼 베어링 간극의 윤활 유체에 동압 작용을 발생시키는 동압 발생부로서, 슬리브부(8)의 내주면(8a)에 헤링본 형상의 동압 홈(8a1,8a2)이 형성되어 있지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 스파이럴 형상의 동압 홈이나 스텝 베어링, 또는 다원호 베어링을 채용해도 좋다. 또는, 슬리브부(8)의 내주면(8a) 및 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1)을 모두 원통면상으로 형성하여, 소위 원통 베어링(cylindrical bearing)을 구성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 스러스트 베어링부(T)로 축부재(2)를 접촉 지지시키는 구성을 나타내고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 축부재(2)의 하단면과 하우징(7)의 내저면(7b1) 사이에 스러스트 베어링 간극을 형성하고, 이 스러스트 베어링 간극의 윤활유의 동압 작용으로 축부재(2)를 비접촉 지지하는 스러스트 베어링부(T)를 구성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 슬리브부(8)의 내주면(8a)에 동압 홈(8a1,8a2)을 형성하고 있지만, 이 면과 베어링 간극을 두고서 대향하는 축부재(2)의 대경부(2a)의 외주면(2a1)에 동압 홈을 형성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 레이디얼 베어링부(R1,R2)가 축방향으로 이격되어서 형성되어 있지만, 이들을 축방향으로 연속적으로 형성해도 된다. 또는, 이들 중 어느 하나만을 형성해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는 동압 베어링 장치(1)의 내부에 충만하여, 레이디 얼 베어링 간극에 동압 작용을 발생시키는 유체로서 윤활유를 예시했지만, 그 이외에도 각 베어링 간극에 동압 작용을 발생시킬 수 있는 유체, 예를 들면 공기 등의 기체나, 자성유체, 또는 윤활 그리스 등을 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 동압 베어링 장치는 상기와 같이 HDD 등의 디스크 구동 장치에 사용되는 스핀들 모터에 한정되지 않고, 광 디스크의 광자기 디스크 구동용의 스핀들 모터 등, 고속 회전 하에서 사용되는 정보 기기용의 소형 모터, 레이저빔 프린터의 폴리곤 스캐너 모터 등에 있어서의 회전축 지지용, 또는 전기 기기의 냉각팬용의 팬 모터로서도 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

소경부, 대경부, 및 이들 사이에 형성된 어깨면을 갖는 축부재; 내주에 축부재의 대경부를 삽입한 슬리브부; 축부재의 소경부 외주면과의 사이에 베어링 내부의 윤활 유체의 외부로의 누출을 방지하는 밀봉 공간을 형성함과 아울러 축부재의 어깨면과 축방향으로 맞물려서 축부재의 이탈 방지를 행하는 밀봉부; 축부재의 대경부 외주면과 슬리브부의 내주면 사이의 레이디얼 베어링 간극에 생기는 유체막으로 축부재를 레이디얼 방향으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및 축부재를 스러스트 방향으로 지지하는 스러스트 베어링부를 구비한 유체 동압 베어링 장치에 있어서:

상기 밀봉부와 상기 슬리브부 사이에 제 1 축방향 간극을 형성한 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 밀봉부와 상기 축부재의 어깨면 사이에 형성된 제 2 축방향 간극은 밀봉 공간의 지름방향 치수와 같거나 그보다 작은 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 1 항에 있어서, 제 2 축방향 간극이 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 슬리브부와, 상기 슬리브부를 내주에 수용한 하우징 사이에 일단을 상기 제 1 축방향 간극으로 개구하고, 타단을 상기 축부재의 하단부가 면하는 공간으로 개구한 연통 경로를 형성한 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 슬리브부의 끝면 및 외주면에 형성한 홈에 의해 상기 연통 경로를 구성한 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 축부재를 축부와, 상기 축부의 외주면에 고정된 중공재로 형성하고, 상기 중공재의 끝면으로 축부재의 어깨면을 구성한 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 축부의 단부에 구면상 볼록부를 형성하고, 이 구면상 볼록부를 접촉 지지함으로써 스러스트 베어링부를 구성하고, 상기 중공재의 단부를 상기 축부의 구면상 볼록부의 외주까지 연장시킨 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
제 1 항에 있어서, HDD용 스핀들 모터에 사용하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
소경 외주면, 대경 외주면, 및 이들 사이에 형성된 어깨면을 갖는 축부재; 축부재를 내주에 수용한 하우징; 하우징의 내주에 고정되어 축부재의 소경 외주면과의 사이에 베어링 내부의 윤활 유체의 외부로의 누출을 방지하는 밀봉 공간을 형성함과 아울러 축부재의 어깨면과 축방향으로 맞물려서 축부재의 이탈 방지를 행하는 밀봉부; 및 축부재의 대경 외주면이 면하는 레이디얼 베어링 간극을 구비한 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법으로서:

상기 밀봉부를 상기 하우징에 대하여 축방향으로 이동시킴으로써 상기 밀봉부와 상기 축부재의 어깨면 사이의 축방향 간극을 설정하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 하우징의 내주에 축부재 및 밀봉부를 수용하고, 상기 밀봉부와 상기 축부재의 어깨면을 접촉시킨 후에 상기 축부재로 상기 밀봉부를 하우징 개구측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 소경 외주면, 대경 외주면, 및 어깨면이 일체 가공된 축부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 축부재는 축부와, 상기 축부의 외주면에 고정된 슬리브부를 갖고, 상기 슬리브부의 끝면으로 어깨면을 구성하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 축부재는 축부와, 상기 축부를 인서트 부품으로서 틀 성형한 슬리브부를 갖고, 상기 슬리브부의 끝면으로 어깨면을 구성하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 밀봉부와 상기 하우징의 감합면에 윤활제를 개재시킨 상태에서 상기 밀봉부를 이동시키는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 윤활제는 접착제인 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 밀봉부를 위치 결정한 후에 상기 밀봉부와 상기 하우징의 감합면의 대기 개방측을 접착 밀봉하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치의 조립 방법.