WO2005028892A1 - 流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

　ハウジング７又は／及び軸受スリーブ８に超音波振動を加えながら、軸受スリーブ８の外周面８ｄをハウジング７の内周面７ｃに所定の締代で圧入して溶着する。圧入時、ハウジング７の内周面７ｃの軸受スリーブ８と接触する領域は超音波振動の作用によって溶融又は軟化するので、圧入のみによる場合に比べて、圧入時の圧入力を大幅に低減することができる。

Description

明細書

技術分野

本発明は、 ラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜によって回転部材を非接触 支持する流体軸受装置に関する。本発明の軸受装置は、情報機器、例えば HD D、 F D D等の磁気ディスク装置、 C D _ R OM、 C D— R/RW、 D V D - R OM ZR AM等の光ディスク装置、 MD、 MO等の光磁気ディスク装置などのスピン ドルモータ、 レーザビームプリンタ （L B P ) のポリゴンスキャナモータ、 ある いは電気機器、 例えば軸流ファンなどの小型モータ用として好適である。 背景技術

上記各種モータには、 高回転精度の他、 高速化、 低コス ト化、 低騷音化などが 求められている。 これらの要求性能を決定づける構成要素の一つに当該モータの スピンドルを支持する軸受があり、 近年では、 この種の軸受として、 上記要求性 能に優れた特性を有する流体軸受の使用が検討され、 あるいは実際に使用されて いる。

この種の流体軸.受.は、 軸受隙間内の潤滑油に動圧を発生させる動圧発生手段を 備えた動圧軸受'と、 動圧発生手段を備えていない、 所謂真円軸受 （軸受面が真円 形状である軸受） とに大別される。

例えば、 HD D等のディスク装置のスピンドルモータに組込まれる流体軸受装 置では、 軸部材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と、 軸部材をスラスト方向に回転自在に支持するスラスト軸受部とが設けられ、 ラジ アル軸受部として、 軸受スリーブの内周面又は軸部材の外周面に動圧発生用の溝

(動圧溝） を設けた動圧軸受が用いられる。 スラス ト軸受部としては、 例えば、 軸部材のフランジ部の両端面、又は、これに対向する面（軸受スリ一プの端面や、 ハウジングに固定されるスラスト部材の端面等） に動圧溝を設けた動圧軸受が用 いられる （例えば、 特許文献 1参照） 。 あるいは、 スラス ト軸受部として、 軸部 材の一端面をスラストプレートによって接触支持する構造の軸受 （いわゆるピボ ット軸受） が用いられる場合もある （例えば、. 特許文献 2参照） 。

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、 また、 ハウジ ングの内部空間に注油した潤滑油が外部に漏れるのを防止するために、 ハウジン グの開口部にシール部材を配設する場合が多い。

特許文献 1 : 特開 2 0 0 0— 2 9 1 6 4 8号公報

特許文献 2 ： 特開平 1 1一 1 9 1 9 4 3号公報

上記構成の流体軸受装置は、 ハウジング、 軸受スリーブ、 軸部材、 スラス ト部 材、 及びシール部材といった部品で構成され、 情報機器の益々の高性能化に伴つ て必要とされる高い軸受性能を確保すべく、 各部品の加工精度や組立精度を高め る努力がなされている。 その一方で、 情報機器の低価格化の傾向に伴い、 この種 の流体軸受装置に対するコスト低減の要求も益々厳しくなつている。

この種の流体軸受装置の低コスト化を図る上で重要なボイントの一つとなるの は、 組立工程の効率化である。 すなわち、 ハウジングと軸受スリープ、 ハウジン グとスラスト部材、 ハウジングとシール部材は、 通常、 接着剤を用いて固定する 場合が多いが、 接着剤の塗布から固化までに比較的長い時間を要し、 組立工程の 効率の低下させる一因となっている。 また、 接着剤によるアウトガスの発生や接 着力の経時劣化の可能性も懸念される。

一方、 固定手段として圧入を採用することにより、 上記の弊害を解消すること は可能ではあるが、 圧入力による部品寸法精度の低下や、 圧入時の部品同士の摺 動による摩耗粉 （パーティクル） の発生が懸念される。 発明の開示

本発明の目的は、 この種の流体軸受装置におけるハウジングの製造コストを低 減すると共に、 ハウジングと軸受スリーブ等との固定部の接着剤レス化を可能に し、 これにより組立工程の効率化を図り、 より一層低コストな流体軸受装置を提 供することである。 .

本発明の他の目的は、 部品相互間の固定部からのァゥトガス発生や固定力の経 時劣化が少ない流体軸受装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、 部品の寸法精度を維持すると共に、 軸受装置内部への コンタミの混入を抑制して、 より信頼性の高い流体軸受装置を提供することであ る。

上記目的を達成するため、 本発明は、 ハウジングと、 ハウジングの内部に配置 された軸受スリーブと、 軸受スリーブの内周面に挿入された軸部材と、 軸受スリ 一ブの內周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜 で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた流体軸受装 置において、 ハウジングが樹脂材料で形成され、 かつ、 軸受スリーブがハウジン グの内周面に超音波振動の作用下で圧入され溶着されている構成を提供する。 樹脂製のハウジングは射出成形等の型成形で形成することができるので、 旋削 等の機械加工による金属製ハゥジングに比べて低コス トで製造することができる と共に、 プレス加工による金属製ハウジングに比べて比較的高い精度を確保する ことができる。

軸受スリーブは超音波振動の作用下で、 すなわち、 ハウジング又は/及ぴ軸受 スリーブに超音波振動を加えながらノ、ウジングの内周面に圧入される。圧入時、 ハウジングの内周面の軸受スリーブと接触する領域は超音波振動の作用によって 溶融又は軟化するので、 圧入のみによる場合 （超音波振動を加えないで圧入する 場合） に比べて、 圧入時の圧入力を大幅に低減することができる。 これにより、 圧入に伴うハウジングの外径寸法や軸受スリーブの内径寸法の変動を抑制して、 良好な寸法精度を維持することができる。 また、 圧入時の圧入力を低減すること により、ハウジングと軸受スリープとの摺動部分からの摩耗粉の発生が低減され、 軸受装置内部へのコンタミの混入が抑制される。

超音波振動は、 軸受スリーブの圧入作業が完了した後も継続して加えても良い し、 あるいは、 圧入作業の完了時点でハウジングの内周面が溶着可能な程度に溶 融している場合は、 圧入作業の完了時点で超音波振動の印加を止めても良い。 こ のようにして、 ハウジングの内周面の軸受スリープと接触する領域は超音波振動 の作用によって溶融して軸受スリーブと溶着する （超音波溶着） 。 従来の接着剤 による固定に比べて作業効率を高めることができると共に、 固定部からのアウト ガス発生や固定力の経時劣化を防止又は抑制することができる。

ハウジングを形成する樹脂は熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、 非晶 性樹脂の場合は、 例えば、 ポリサルフォン （PSF) 、 ポリエーテルサルフォン (PES) 、 ポリフエ-ルサルフォン （PP SF) 、 ポリエーテルイミ ド （PE I) を用いることができる。 また、 結晶性樹脂の場合は、 例えば、 液晶ポリマー (LCP) 、 ポリエーテルエーテルケトン （PEEK) 、 ポリプチレンテレフタ レート （PBT) 、 ポリフエ二レンサルファイド （PPS) を用いることができ る。 また、 これらの樹脂に充填材を配合しても良い。 充填材の種類は特に限定さ れないが、 例えば、 ガラス繊維等の繊維状充填材、 チタン酸カリウム等のウイス カー状充填材、 マイ力等の鱗片状充填材、 カーボン繊維、 カーボンブラック、 黒 鉛、 カーボンナノマテリアル、 金属粉等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用 いることができる。 導電性充填材を配合する場合、 導電性の高さ、 樹脂マトリツ クス中での分散性の良さ、 耐アブレッシブ摩耗性の良さ、 低アウトガス性等の点 から、 カーボンナノマテリアルが好ましい。 カーボンナノマテリアルとしては、 カーボンナノファイバーが好ましい。 このカーボンナノファイバーには、 直径が 40~50nm以下の 「力一ボンナノチューブ」 と呼ばれるものも含まれる。 ハウジングと、 ハウジングの内部に配置された軸受スリーブと、 軸受スリーブ の内周面に挿入された軸部材と、 軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間 のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜で軸部材をラジアル方向に非接触支持 するラジアル軸受部と、 軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とを備 えた流体軸受装置においては、 ハウジングを上記の樹脂材料で形成すると共に、 軸受スリーブ、 及び、 スラス ト軸受部を構成するスラス ト部材のうち少なくとも —方をハウジングの内周面に超音波振動の作用下で圧入し溶着すれば良い。

また、 ハウジングと、 ハウジングの内部に配置された軸受スリーブと、 軸受ス リーブの内周面に挿入された軸部材と、 軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面 との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜で軸部材をラジアル方向に非接 触支持するラジアル軸受部と、 ハウジングの内部をシールするシール部とを備え た流体軸受装置においては、 ハウジングを上記の樹脂材料で形成すると共に、 軸 受スリーブ、 及び、 シール部を構成するシール部材のうち少なくとも一方をハウ ジングの内周面に超音波振動の作用下で圧入し溶着すれば良い。

本発明によれば、 ハウジングの製造コス トを低減すると共に、 ハウジングと軸 受スリーブ等との固定部の接着剤レス化を可能にし、 これにより組立工程の効率 化を図り、 より一層低コストな流体軸受装置を提供することができる。

また、 本発明によれば、 部品相互間の固定部からのアウトガス発生や固定力の 経時劣化が少なく、 品質及び耐久性に優れた流体軸受装置を提供することができ る。

さらに、 本発明によれば、 部品の寸法精度が維持され、 かつ、 装置内部へのコ ンタミの混入が抑制された、 より信頼性の高い流体軸受装置を提供することがで きる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施形態に係る動圧軸受装置を組み込んだ情報機器用スピン ドノレモータの断面図である。

図 2は、 本癸明の実施形態に係る動圧軸受装置を示す断面図である。

図 3は、 ハウジングを図 2の A方向から見た図である。

図 4は、 軸受スリーブを示しており、 図 4 ( a ) は断面図、 図 4 ( b ) は下側 端面示す図、 図 4 ( c ) は上側端面を示す図である。

図 5は、 本発明の他の実施形態に係る動圧軸受装置を示す断面図である。 図 6は、 圧入 ·溶着後のハウジングと軸受スリーブを示す横断面である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施形態について説明する。

図 1は、 この実施形態に係る流体軸受装置 （流体動圧軸受装置） 1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、 H D D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 自在に非接触支持する動圧軸受装置 1と、 軸部材 2に装着されたロータ （デイス 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 4および ロータマグネット ₅とを備えている。 ステータ 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。 動圧軸受装 置 1のハウジング 7は、ブラケット 6の內周に装着される。ディスクハプ 3には、 磁気ディスク等のディスク Dがー又は複数枚保持される。 ステータ 4に通電する と、 ステータ 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、 それによつて、 ディスクハブ 3および軸部材 2がー体となって回転する。 図 2は、 動圧軸受装置 1を示している。 この動圧軸受装置 1は、 ハウジング 7 と、 ハウジング 7に固定された軸受スリーブ 8およびシール部材 9と、 軸部材 2 とを構成部品して構成される。

軸受スリーブ 8の内周面 8 aと軸部材 2の軸部 2 aの外周面 2 a 1との間に第 1ラジアル軸受部 R 1と第 2ラジアル軸受部 R 2とが軸方向に離隔して設けられ る。 また、 軸受スリーブ 8の下側端面 8 cと軸部材 2のフランジ部 2 bの上側端 面 2 b 1との間に第 1スラスト軸受部 T 1が設けられ、 ハウジング 7の底部 7 b の内底面 7 b 1とフランジ部 2. bの下側端面 2 b 2との間に第 2スラスト軸受部 T 2が設けられる。 尚、 説明の便宜上、 ハウジング 7の底部 7 bの側を下側、 底 部 7 bと反対の側を上側として説明を進める。

ハウジング 7は、 例えば、 結晶性樹脂としての液晶ポリマー （L C P ) に、 導 電性充填材としてのカーボンナノチューブを 2〜8 w t %配合した樹脂材料を射 出成形して有底筒状に形成され、 円筒状の側部 7 aと、 側部 7 aの下端に一体に 設けられた底部 7 bとを備えている。 図 3に示すように、 第 2スラスト軸受部 T 2のスラスト軸受面となる、 底部 7 bの内底面 7 b 1には、 例えばスパイラル形 状の動圧溝 7 b 2が形成される。 この動圧溝 7 b 2は、 ハウジング 7の射出成形 時に成形されたものである。 すなわち、 ハウジング 7を成形する成形型の所要部 位 （内底面 7 b 1を成形する部位） に、 動圧溝 7 b 2を成形する溝型を加工して おき、 ハウジング 7の射出成形時に上記溝型の形状をハウジング 7の内底面 7 b 1に転写することにより、 動圧溝 7 b 2をハウジング 7の成形と同時成形するこ とができる。 また、 内底面 （スラスト軸受面） 7 b 1から軸方向上方に所定寸法 Xだけ離れた位置に段部 7 dがー体に形成されている。

軸部材 2は、 例えば、 ステンレス鋼等の金属材料で形成され、 軸部 2 aと、 軸 部 2 aの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部 2 とを備えている。. 軸受スリーブ 8は、 例えば、 焼結金属からなる多孔質体、 特に銅を主成分とす る燒結金属の多孔質体で円筒状に形成され、 ハウジング 7の内周面 7 cの所定位 置に固定される。 ' . . ··

この焼結金属で形成された軸受スリーブ 8の内周面 8 aには、 第 1ラジア'^/軸 受部 R 1と第 2ラジアル軸受部 R 2のラジアル軸受面となる上下 2つの領域が軸 方向に離隔して設けられ、 該 2つの領域には、 例えば図 4 ( a ) に示すようなへ リングボーン形状の動圧溝 8 a 1 、 8 a 2がそれぞれ形成される。 上側の動圧溝 8 a lは、 軸方向中心 m (上下の傾斜溝間領域の軸方向中央） に対して軸方向非 対称に形成されており、 軸方向中心 m り上側領域の軸方向寸法 X 1が下側領域 の軸方向寸法 X 2よりも大きくなつている。 また、 軸受スリーブ 8の外周面 8 d には、 1又は複数本の軸方向溝 8 d 1が軸方向全長に亙って形成される。 この例 では、 3本の軸方向溝 8 d 1を円周方向等間隔に形成している。

第 1スラスト軸受部 T 1のスラスト軸受面となる、 軸受スリーブ 8の下側端面 8 cには、 例えば図 4 ( b ) に示すようなスパイラル形状の動圧溝 8 c 1が形成 される。

図 4 ( c ) に示すように、 軸受スリーブ 8の上側端面 8 bは、 半径方向の略中 央部に設けられた円周溝 8 b 1により、 内径側領域 8 b 2と外径側領域 8 b 3に 区画され、 内径側領域 8 b 2には、 1又は複数本の半径方向溝 8 b 2 1が形成さ れる。 この例では、 3本の半径方向溝 8 b 2 1が円周等間隔に形成されている。 シール部材 9は、 例えば、 ハウジング 7の側部 7 aの上端部内周に固定され、 その内周面 9 aは、 軸部 2 aの外周に設けられたテーパ面 2 a 2と所定のシール 空間 Sを介して対向する。 尚、 軸部 2 aのテーパ面 2 a 2は上側 （ハウジング 7 に対して外部側） に向かって漸次縮径し、 軸部材 2の回転により遠心力シールと しても機能する。 また、 シール部材 9の下側端面 9 bの外径側領域 9 b 1は内径 側領域よりも僅かに大径に形成されている。

この実施形態の動圧軸受装置 1は、 例えば、 次のような工程で組立てる。 まず、 軸部材 2を軸受スリーブ 8に装着する。 そして、 ハウジング 7又は Z及 ぴ軸受スリープ 8に超音波振動を加えながら、 軸受スリーブ 8の外周面 8 dをハ ウジング 7の内周面 7 cに所定の締代で圧入する。 圧入時、 ハウジング 7の内周 面 7 cの軸受スリープ 8と接触する領域は超音波振動の作用によって溶融又は軟 化するので、 圧入のみによる場合 （超音波振動を加えないで圧入する場合） に比 ベて、 圧入時の圧入力を大幅に低減することができる。 軸受スリーブ 8は、 その 下側端面 8 cがハウジング 7の段部 7 dに当接する位置まで圧入する。 軸受スリ ープ 8の下側端面 8 cをハウジング 7の段部 7 dに当接させることにより、 ハウ ジング 7に対する軸受スリープ 8の軸方向位置を正確に決めることができる。 そ して、軸受スリープ 8の圧入作業が完了した後も超音波振動を加えて、あるいは、 圧入作業の完了時点でハウジング 7の内周面が溶着可能な程度に溶融している場 合は超音波振動の印加を止めて、 軸受スリーブ 8の外周面 8 dをハウジング 7の 内周面 7 cに溶着させる （超音波溶着） 。

図 6は、圧入 ·溶着後のハウジング 7と軸受スリーブ 8の横断面を示している。 ハウジングの内周面 7 cは、 圧入 ·溶着によって、 軸受スリープ 8の外周面 8 d に固着している。 軸受スリーブ 8が多孔質の焼結金属で形成されているので、 溶 着時、 ハウジング 7の内周面 7 cの溶融樹脂が軸受スリープ 8の外周面 8 dの表 面開孔 （焼結金属の多孔質糸且織の内部気孔が表面に開孔して形成される部位） か ら内部気孔内に侵入して固化する。 そして、 内部気孔内で固化した部分が一種の アンカー効果によって、 ハウジング 7と軸受スリーブ 8とを強固に密着させるの で、 両者間の相対的な位置ずれが生じにくい。 しかも、 軸受スリーブ 8の軸方向 溝 8 d 1と対向する位置において、 ハウジング 7の内周面 7 cの一部分が内径方 向にリブ状に突出し、 このリブ状部 7 c 1が軸方向溝 8 d 1と回転方向に係合す ることにより、 ハウジング 7と軸受スリープ 8とが回転方向により一層位置ずれ しにくくなる。 ハウジング 7の内周面 7 cと軸受スリーブ 8の外周面 8 dとの締代 （初期値） δは、 例えば、 2 δ = 2 0〜3 0 /z mに設定されている。 この締代 δの値は、 使 用温度上昇下でハウジング 7と軸受スリーブ 8とが熱膨張した場合でも （樹脂製 のハウジング 7の方が軸受スリーブ 8よりも熱膨張量が大きい。 ） 、 直径値で 1 0 μ πι程度の締代が残るような値として設定されたものである。 尚、 圧入 ·溶着 後の締代 （初期値） δは、 圧入時の圧入代と等しく、 締代 （初期値） δの全量又 は一部量は溶着代である。 また、 リブ状部 7 c 1の内径方向への突出量は、 締代 (初期値） δと略等しく、 僅かなものであるので、 リブ状部 7 c 1が形成された 状態でも、 軸方向溝 8 d 1の横断面積は必要量に維持される。

つぎに、 シール部材 9を、 例えば軸受スリーブ 8と同様の手段で、 ハウジング 7の側部 7 aの上端部内周に固定する。 この状態で、 シール部材 9の下側端面 9 の内径側領域は軸受スリーブ 8の上側端面 8 bの内径側領域 8 b 2と当接する。 上記のようにして組立が完了すると、 軸部材 2の軸部 2 aは軸受スリープ 8の 内周面 8 aに揷入され、 フランジ部 2 bは軸受スリーブ 8の下側端面 8 cとハウ ジング 7の内底面 7 b 1との間の空間部に収容された状態となる。 その後、 シー ル部材 9で密封されたハウジング 7の内部空間は、 軸受スリープ 8の内部気孔を 含め、 潤滑油で充満される。 潤滑油の油面は、 シール空間 Sの範囲内に維持され る。

軸部材 2の回転時、 軸受スリープ 8の内周面 8 aのラジアル軸受面となる領域 (上下 2箇所の領域） は、 それぞれ、 軸部 2 aの外周面 2 a 1とラジアル軸受隙 間を介して対向する。 また、 軸受スリープ 8の下側端面 8 cのスラスト軸受面と なる領域はフランジ部 2 bの上側端面 2 b 1とスラスト軸受隙間を介して対向し、 ハウジング 7の內底面 7 b 1のスラスト軸受面となる領域はフランジ部 2 bの下 側端面 2 b 2とスラスト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、 上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、 軸部材 2の軸部 2 aが上 記ラジアル軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって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 触支持する第 1ラジアル軸受部 R 1と第 2ラジアル軸受部 R 2とが構成される。 同時に、 上記スラスト軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、 軸部材 2のフランジ部 2 bが上記スラスト軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって両スラスト方 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 T 2と第 2スラスト軸受部 T 2とが構 成される。 第 1スラスト軸受部 T 1のスラスト軸受隙間 （δ 1とする。 ） と第 2 スラスト軸受部 Τ 2のスラスト軸受隙間 （S 2とする。 ） は、 ハウジング 7の内 底面 7 b 1から段部 7 dまでの軸方向寸法 Xと、 軸部材 2のフランジ部 2 bの軸 方向寸法 （wとする。 ） とにより、 X— w = S 1 + δ 2として精度良く管理する ことができる。

前述したように、 第 1ラジアル軸受部 R 1の動圧溝 8 a 1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 り上側領域の軸方向寸法 X Iが下側領域の軸方向寸法 X 2よりも大きくなつている {図 4 ( a ) } 。 その ため、 軸部材 2の回転時、 動圧溝 8 a 1による潤滑油の引き込み力 （ボンビング 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 8 aと軸部 2 aの外周面 2 a 1との 間の隙間に満たされた潤滑油が下方に流動し、 第 1スラスト軸受部 T 1のスラス ト軸受隙間→軸方向溝 8 d 1→シール部材 9の下側端面 9 bの外径側領域 9 b 1 と軸受スリーブ 8の上側端面 8 bの外径側領域 8 b 3との間の環状隙間→軸受ス リーブ 8の上側端面 8 bの円周溝 8 b 1→軸受スリーブ 8の上側端面 8 bの半径 方向溝 8 b 2 1という経路を循環して、 第 1ラジアル軸受部 R 1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 循環するように構成することで、 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でも、 気泡が潤滑油に伴って循環する際にシール空間 S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 はより一層効果的に防止される。

図 5は、 他の実施形態に係る流体軸受装置 2 1を示している。 この実施形態の .

流体軸受装置 2 1が図 2に示す流体軸受装置 1と実質的に異なる点は、 ハウジン グ 7にシール部 7 aを一体に形成した点、 ハウジング 7の底部を別体のスラスト 部材 1 0によって形成した点にある。

シール部 7 aは、 円筒状の側部 7 bの上端から内径側に一体に延ぴ、 その内周 面 7 a 1は、 軸部 2 aの外周に設けられたテーパ面 2 a 2と所定のシール空間 S を介して対向する。

スラス ト部材 1 0は、 例えば、 樹脂材料又は黄銅等の金属材料で形成され、 ハ ウジング 7の内周面の下端部に固定される。スラスト部材 1 0の端面 1 0 aには、 図 3に示す動圧溝 7 b 2と同様の動圧溝が形成される。 また、 この実施形態にお いて、 スラスト部材 1 0は、 端面 1 0 aの外周縁部から上方に延びた環状の当接 部 1 0 bを一体に備えている。 当接部 1 0 bの上側端面は軸受スリーブ 8の下側 端面 8 cと当接し、 当接部 1 0 bの内周面はフランジ部 2 bの外周面と隙間を介 して対向する。

この実施形態の流体軸受装置 1は、 例えば、 次のような工程で組立てる。

まず、 上述した実施形態と同様に、 ハウジング 7又は/及ぴ軸受スリーブ 8に 超音波振動を加えながら、 軸受スリーブ 8の外周面 8 dをハウジング 7の内周面 7 cに所定の締代で圧入して溶着する。 軸受スリーブ 8は、 その上側端面 8 bが シール部 7 aの内側面 7 a 2に当接する位置まで圧入される。 軸受スリーブ 8の 上側端面 8 bをシール部 7 aの内側面 7 a 2に当接させることにより、 ハウジン グ 7に対する軸受スリーブ 8の軸方向位置を正確に決めることができる。

つぎに、 軸部材 2を軸受スリーブ 8に装着し、 その後、 スラス ト部材 1 0を、 例えば上述した実施形態の軸受スリーブ 8と同様の手段で、 ハウジング 7の内周 面 7 cの下端部に固定する。 この状態で、 スラス ト部材 1 0の当接部 1 0 bの上 側端面は軸受スリーブ 8の下側端面 8 cに当接する。 これにより、 軸受スリープ 8に対するスラスト部材 1 0の軸方向位置を正確に決めることができる。 したが つて、 当接部 1 0 bとフランジ部 2 bの軸方向寸法を管理することにより、 第 1 スラスト軸受部 T 1と第 2スラスト軸受部 T 2のスラスト軸受隙間を精度良く設 定することができる。 上記のようにして組立が完了すると、 軸部材 2の軸部 2 aは軸受スリーブ 8の 内周面 8 aに揷入され、 フランジ部 2 bは軸受スリーブ 8の下側端面 8 cとスラ スト部材 1 0の端面 1 0 aとの間の空間部に収容された状態となる。 その後、 シ ール部 7 aで密封されたハウジング 7の内部空間は、 軸受スリープ 8の内部気孔 を含め、 潤滑油で充満される。 潤滑油の油面は、 シール空間 Sの範囲内に維持さ れる。

その他の事項は、 上述した実施形態に準じるので、 重複する説明を省略する。 尚、 本発明は、 スラスト軸受部として、 いわゆるピボット軸受を採用した流体 軸受装置や、 ラジアル軸受部として、 いわゆる真円軸受を採用した流体軸受装置 にも同様に適用することができる。

[実施例]

軸受スリープ 8を上述した態様でハウジング 7の内周面 7 cに固定した実施例 ( 「超音波 +圧入」 ） と、 軸受スリーブ 8を接着剤でハウジング 7の内周面 7 c に固定した比較例 （ 「接着」 ） と、 軸受スリーブ 8を圧入のみでハウジング 7の 内周面 7 cに固定した比較例 （ 「圧入」 ) について、 軸受スリーブ 8の内径寸法 の収縮量、 パーティクルの発生量、 圧入力を測定した。 その結果を表 1〜3に示 す。 軸受スリープの内径寸法

固定方法

単体 固定後 内径収縮量

超音波 +圧'

φ 3. 99577 φ 3. 99523 0. 00054

入

φ 3. 99542 φ 3. 99487 0. 00055

圧入 φ 3. 99577 φ 3. 99520 0. 00057

パーティクル数

固定方法

2 μ m以上 3 μ m以上 5 μ m以上 ΙΟ μ πι以上 15 μ m以上 超音波 +圧入 10 6 3 1 0

圧入 12 6 4 3 1

12 7 3 0 0 ¾ 3

[内径寸法の収縮量]

表 1に示すように、 実施例 （ 「超音波 +圧入」 ） は、 軸受スリープ 8の内径寸 法の収縮量が比較例 （ 「接着」 ） と同程度に小さく、 軸受スリーブ 8の良好な寸 法精度が固定後も維持されることが確認できた。

レ、 °—ティクルの発生量]

表 2に示すように、 比較例 （ 「圧入」 ） の場合、 径の大きなパーティクルが測 定されたが、 実施例 （ 「超音波 +圧入」 ） は、 比較例 （ 「接着」 ） と同様に、 良 好な結果を示した。

[圧入力]

表 3に示すように、 実施例 （ 「超音波 +圧入」 ） は、 比較例 （ 「圧入」 ) に比 ベて、 圧入力が 1 / 5程度に低減できることが確認できた。

Claims

WO 2005/028892 請求の範囲

1 . ハウジングと、 該ハウジングの内部に配置された軸受スリーブと、 該 軸受スリーブの内周面に挿入された軸部材と、 前記軸受スリーブの內周面と前記 軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜で前記軸部材を ラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた流体軸受装置において、 前記ハウジングが樹脂材料で形成され、 かつ、 前記軸受スリーブが前記ハウ ジングの内周面に超音波振動の作用下で圧入され溶着されていることを特徴とす る流体軸受装置。

2 . ハウジングと、 該ハウジングの内部に配置された軸受スリーブと、 該 軸受スリーブの内周面に挿入された軸部材と、 前記軸受スリーブの内周面と前記 軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜で前記軸部材を ラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、 前記軸部材をスラスト方向に 支持するスラスト軸受部とを備えた流体軸受装置において、

前記ハウジングが樹脂材料で形成され、 かつ、 前記軸受スリーブ、 及び、 前 記スラスト軸受部を構成するスラスト部材のうち少なくとも一方が前記ハウジン グの内周面に超音波振動の作用下で圧入され溶着されていることを特徴とする流

3 . ハウジングと、 該ハウジングの内部に配置された軸受スリーブと、 該 軸受スリーブの内周面に挿入された軸部材と、 前記軸受スリーブの内周面と前記 軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の油膜で前記軸部材を ラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、 前記ハウジングの内部をシー ルするシール部とを備えた流体軸受装置において、

前記ハウジングが樹脂材料で形成され、 かつ、 前記軸受スリーブ、 及び、 前 記シール部を構成するシール部材のうち少なくとも一方が前記ハウジングの内周 面に超音波振動の作用下で圧入され溶着されていることを特徴とする流体軸受装