WO2005117239A1

WO2005117239A1 - 動圧軸受装置及びこれを用いたモータ

Info

Publication number: WO2005117239A1
Application number: PCT/JP2005/008891
Authority: WO
Inventors: Fuminori Satoji; Ryouichi Nakajima; Isao Komori; Kazuo Okamura; Masafumi Okuma; Kenichi Mitani
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20070043704A; US7819585B2; KR101098791B1; US20100194215A1; US20070280571A1; US8002471B2; CN1957516B; CN1957516A

Abstract

　モータにおける組立て精度の向上を図るとともに、さらなる低コスト化を図る。　固定側部材２としてのハウジング７および軸受スリーブ８と、ロータマグネット５の取付け部３ｃを有する回転側部材３としての軸部材９およびディスクハブ１０とを具備し、軸部材９の回転時に、軸受スリーブ８が、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部材の外周面９ａとの間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用によって軸部材９をラジアル方向に非接触に支持する動圧軸受装置１において、さらに、軸部材９に固定され、ロータマグネット５の取付け部３ｃを有するディスクハブ１０を具備し、このディスクハブ１０を、軸部材９をインサート部品としてインサート成形した樹脂成形品とした。

Description

明細書

動圧軸受装置及びこれを用いたモータ

技術分野

[0001] 本発明は、ラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用によって軸部材を非接触支持する動圧軸受装置に関するものである。

背景技術

[0002] この動圧軸受装置は、ディスク装置用のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（L BP)のポリゴンスキャナモータ、その他の小型モータ用として使用される。これら各種モータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化等が求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の 1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、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。

[0003] 例えば、 HDD等のディスク駆動装置のスピンドルモータには、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非接触支持するスラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置が用いられる。このとき、ラジアル軸受部を形成する軸受スリーブの内周面または軸部材の外周面に動圧発生手段としての動圧溝が設けられ、また、スラスト軸受部を形成する軸部材のフランジ部の両端面、あるいは、これに対向する面 (軸受スリーブの端面や、ハウジングに固定されるスラストプレートの端面等）に動圧溝が設けられる (例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2000— 291648号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上述のスピンドルモータは、このような動圧軸受装置の他、ステータコイル、ロータマグネット、ディスクハブといった多くの部品で構成され、情報機器の益々の高性能化に伴って必要とされる高い回転性能を確保すベぐ各部品の加工精度や組立て精度を高める努力がなされている。その一方で、この種のモータに対するコスト低減の要求も益々厳しくなつてヽる。 [0005] そこで、本発明は、モータにおける組立て精度の向上を図るとともに、さらなる低コストィ匕を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 前記課題を解決するため、本発明に係る動圧軸受装置は、固定側部材と回転側部材とを具備し、固定側部材と回転側部材の間の環状のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用によって回転側部材をラジアル方向に非接触に支持するものにぉヽて、回転側部材が、ロータマグネットの取付け部を有するもので、かつ金属部品をィンサート部品とする樹脂の射出成形品であることを特徴とする。ここでの回転側部材は、ロータマグネットの取付け部を有する部材と金属部品とを少なくとも含むものである。金属部品は、その形状'機能は特に問わず、軸受機能上必須の部品、あるいは軸受機能の改善のために付加される部品の何れも含む。「ロータマグネットの取付け部を有する部材」としては、例えば磁気ディスク等のディスクを支持するディスクハブやターンテーブル、あるいはポリゴンミラーを取り付けるためのロータ部材等を挙げることができる。

[0007] 回転側部材を、榭脂材料で成形することにより、機械加工等により成形された金属製の回転側部材と比べて軽量ィ匕が可能となり、かつ、低コストで製造することができる。特に回転側部材が軽量化されることで、モータの迅速な起動 '停止が可能となる。また、回転側部材を、金属部品をインサート部品として射出成形すれば、後作業でデイスクハブ等の部材と金属部品とを別途組付ける手間を省くことができ、モータの組立てコストを軽減することができる。さらには、ディスクハブ等の部材と金属部品との組付け精度を向上させるとともに、両者間で十分な固定力を確保することもできる。一般に回転側部材の精度不良は、軸振れ等の発生原因となるなど軸受性能に大きな影響を与え得るものであるが、本発明によれば組み付け精度不良に起因した軸受性能の低下を回避することができる。

[0008] 回転側部材と一体にインサート成形される金属部品として、例えばラジアル軸受隙間に面する軸部材を挙げることができる。これによれば、元々モータの構成部品であつたディスクハブ、ターンテーブル、あるいはロータ部材等の部品を軸部材と共に動圧軸受装置に糸且込んで動圧軸受装置の構成部品としてアセンブリ化することができる。従って、モータの組立工程において、これらの部材の軸部材への組付け作業を省略でき、モータの組立てコストを軽減することができる。金属部品としての軸部材は、その全てが金属で形成される必要は必ずしも無ぐ従って、例えばインサート成形時に円筒状金属材の内空部に榭脂を充填することにより、軸部材を金属と榭脂の複合品とすることちでさる。

[0009] また、回転側部材と一体にインサート成形される金属部品の他例として、芯金を挙げることができる。

[0010] 上述のように、回転側部材を榭脂材料で成形した場合、その厚さが大きくなるにつれて、成形時の収縮量や、使用時の温度変化に伴う寸法変化が大きくなる。本発明は、回転側部材を、金属製の芯金をインサート部品として榭脂材料で射出成形し、榭脂部の一部を芯金で置換したので、回転側部材の軽量化と製造コストの低減を達成しつつ、成形時および使用時の寸法変化を小さくして、回転側部材の寸法精度を高めることができる。芯金は、回転側部材の全体に亘つて配設する他、榭脂の寸法変化量が大きい領域に限定して部分的に配設することもできる。寸法変化量を抑制する観点から見れば、芯金を回転側部材の内部に埋め込むことが望ましいが、特に問題がなければその一部を回転側部材外に露出させても構わない。

[0011] 芯金は、例えば磁性体で形成することができ、これによれば、ステータコイルとロータマグネットの間に発生する磁束の回転側部材を介した漏れを防ぐことができる。

[0012] 芯金は、他にも例えば焼結金属などの多孔質体で形成することができ、これによれば、多孔質体の表面開孔部で生じるアンカー効果により、芯金を覆う榭脂部の芯金への食い付きを良くして、榭脂部と芯金の固着強度をより一層高めることができる。

[0013] また、前記課題を解決するため、本発明に係る動圧軸受装置は、軸部材と、軸部材を回転自在に支持する固定側部材と、軸部材に取り付けられ、ロータマグネットの取付け部を有する部材とを具備し、固定側部材と軸部材の間の環状のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用によって軸部材をラジアル方向に非接触に支持するものにおいて、ロータマグネットの取付け部を有する部材を榭脂で成形し、かっこの口ータマグネットの取付け部を有する部材のうち、少なくともロータマグネットとの対向部に磁性体カゝらなる磁気シールド部材を配置したことを特徴とする。 [0014] ロータマグネットの取付け部を有する部材を、榭脂材料で成形することにより、機械加工等により成形された金属製の部材と比べて軽量ィヒが可能となり、かつ、低コストで製造することができる。特にロータマグネットの取付け部を有する部材が軽量ィ匕されることで、モータの迅速な起動'停止が可能となる。このようにロータマグネットの取付け部を有する部材を榭脂製とした場合、ステータコイルとロータマグネット間に生じる磁束が該取付け部を有する部材を介して漏れ、磁力損失を生じる恐れがあるが、口ータマグネットの取付け部を有する部材のうち、少なくともロータマグネットとの対向部に磁性体力もなる磁気シールド部材を配置することで、力かる磁束漏れを防止し、モータの回転性能を向上させることができる。

[0015] ロータマグネットの取付け部を有する部材を、磁気シールド部材をインサート部品とする樹脂の射出成形品とすることにより、後作業でディスクハブ等の部材と磁気シールド部材とを別途組み付ける手間を省くことができ、モータの組立てコストを軽減することができる。ロータマグネットの取付け部を有する部材は、磁気シールド部材および軸部材をインサート部品として榭脂材料で射出成形することもでき、これによれば組立てコストのさらなる低減ィ匕が図られる。

[0016] インサート成形の際、磁気シールド部材は、少なくともその一部がロータマグネットの取付け部を有する部材の榭脂部に埋設されることが望ましい。これによれば、磁気シールド部材の埋設部分を覆う榭脂部のうち、磁気シールド部材を介して対向する領域が、固化時に磁気シールド部材を締め付ける方向に収縮するので、榭脂部と磁気シールド部材との間の固定力をさらに高めることができる。

[0017] 前述の磁気シールド部材の材料には、その材料が磁性を示すものである限り、種々の材料が使用可能であり、例えばステンレスをはじめとする金属材料やこれらの酸化物、あるいはセラミックス等が好適に使用可能である。また、磁気シールド部材を上記金属で形成する場合、これら磁気シールド部材は、例えばプレス加工などの塑性加工で成形されることが望ましく、これによれば磁気シールド部材を切削加工等で成形する場合と比べて、より安価に成形することができる。

[0018] 以上に述べた動圧軸受装置には、軸部材をスラスト方向で回転自在に支持するスラスト軸受部を設けることができる。スラスト軸受部としては種々の構造が考えられ、例えば固定側部材が、軸部材を内周に挿入した軸受スリーブと、内部に軸受スリーブを固定し、一端側に開口部、他端側に一体又は別体の底部を備えたハウジングとを有するときには、ハウジングの開口部と回転側部材 (ロータマグネットの取付け部を有する部材)との間にスラスト軸受隙間を備え、このスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持するものが考えられる（図 2、図 5、図 6、図 7を参照)。

[0019] スラスト軸受部の他例として、ハウジングの底部と軸部材との間にスラスト軸受隙間を備え、このスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持するものも考えられる（図 8を参照)。

[0020] さらには、スラスト軸受部として、軸部材をハウジングで接触支持するものも考えられる。この場合、軸部材はハウジングの底部、あるいはハウジングの底部を構成する他部材 (スラストプレート等)と接触する（図 9を参照)。

[0021] これら一連の効果を奏する動圧軸受装置は、この動圧軸受装置と、ロータマグネットと、ロータマグネットとの間で励磁力を生じるステータコイルとで構成されるモータとして、好適に提供可能である。

発明の効果

[0022] 以上のように、本発明に係る動圧軸受装置によれば、回転側部材を榭脂成形品としているので、回転側部材の軽量ィ匕および低コストィ匕を図ることができる。さらに回転側部材が金属部品と共にインサート成形されるので、回転側部材の成形と組立てを一工程で行うことができ、モータの製造コストを軽減すると共に、回転側部材の成形精度および組立精度を高めることができる。また、磁気シールド部材を設けることで、磁束漏れを抑えることができ、モータの回転性能を高めることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

[0024] 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る動圧軸受装置 1を組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ヽる。この情報機器用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、固定側部材 2および固定側部材 2に対して回転自在の回転側部材 3を有する動圧軸受装置 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の内側面 6aに取り付けられ、ロータマグネット 5は、回転側部材 3の外周、より詳しくは外周に磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体を一枚または複数枚保持し得るディスクハブ 10の外周に取り付けられている。ブラケット 6の内周には動圧軸受装置 1のハウジング 7が装着されている。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との間に発生する励磁力でロータマグネット 5が回転し、それに伴って、回転側部材 3が回転する。

[0025] 動圧軸受装置 1は、固定側部材 2と回転側部材 3とを備えている。固定側部材 2は、例えば図 2に示すように、ハウジング 7と軸受スリーブ 8とを主な構成要素として構成され、回転側部材 3は、軸部材 9とディスクハブ 10とを主な構成要素として構成される。

[0026] 軸部材 9は、例えばステンレス鋼等の金属材料を切削加工もしくは鍛造カ卩ェすることにより形成されるものであり、軸受スリーブ 8の内周に挿入される。この軸部材 9を軸受スリーブ 8の内周に挿入し、かつ回転させた状態では、軸受スリーブ 8の内周面 8a と軸部材 9の外周面 9aとの間に、第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2とが軸方向に離隔して形成される。また、ハウジング 7の開口部端面 7aとディスクハブ 1 0の下側端面 lOalとの間には、スラスト軸受部 T1が形成される。なお、説明の便宜上、ハウジング 7の開口部端面 7aの側を上側、開口部端面 7aと反対の側を下側として以下説明を行う。

[0027] ハウジング 7は、円筒状の側部 7bと、側部 7bの下端に位置し、ハウジング 7と一体又は別体構造を成す底部 7cとを備えている。底部 7cは、この実施形態では、側部 7 bと一体に形成され、例えば液晶ポリマーや PPS、 PEEK等の結晶性榭脂をベースとする榭脂組成物で有底筒状に射出成形される。スラスト軸受部 T1のスラスト軸受面となる開口部端面 7aには、例えば、図 3に示すように、スパイラル形状をなす複数の動圧溝 7alが形成されている。この動圧溝 7alは、ハウジング 7の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、開口部端面 7aを成形する部位に、動圧溝 7alを成形する溝型を加工しておき、ハウジング 7の成形時に上記溝型の形状をハウジング 7の開口部端面 7aに転写することにより、動圧溝 7alをハウジング 7の成形と同時に成形することができる。また、ハウジング 7は、側部 7bの上方部外周に、上方に向力つて漸次拡径するテーパ状の外壁 7dを備えている。なお、この実施形態では、底部 7cは例えば上記榭脂材料の射出成形で側部 7bと一体に成形されるが、底部 7cを、側部 7bとは別体に形成し、後付けで側部 7bに取り付けてもよい。この場合には、例えば図 6に示すように、軸部材 9の下端にフランジ部 9bを設けて、該フランジ部 9bの上側端面 9blと、軸受スリーブ 8の下側端面 8cとの間に、軸部材 9をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部 T2を形成することができる。

[0028] 軸受スリーブ 8は、例えば真ちゆう等の銅合金やアルミ合金などの金属で形成することもでき、焼結金属力もなる多孔質体で形成することもできる。この実施形態では、銅を主成分とする焼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 7eの所定位置に固定されるようになって、る。

[0029] 軸受スリーブ 8の内周面 8aには、第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2 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、この 2つの領域には、例えば、図 4に示すように、複数の動圧溝 8al、 8a2がそれぞれヘリングボーン形状に配列されている。上側の動圧溝 8al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より上側領域の軸方向寸法 XIが下側領域の軸方向寸法 X2よりも大きくなつている。また、軸受スリーブ 8の外周面 8bには、 1本又は複数本の軸方向溝 8blが軸方向全長に亘って形成されている。この実施形態では、 3本の軸方向溝 8blを円周方向等間隔に形成している。

[0030] ディスクハブ 10は、略円板形状を成す基部 10aと、基部 10aの外周部 10a2から軸方向下方に延在した周壁部 10bと、周壁部 10bの外周に設けられた鍔部 10cおよびディスク搭載面 10dを備えている。ロータマグネット 5を取り付けるための取付け部 3c は、この実施形態では、ディスクハブ 10の周壁部 10bの外周面 10blおよび鍔部 10 cの下側端面 lOclで構成される。外周面 10blおよび下側端面 lOclには、ロータマグネット 5が例えば接着等の手段で固定され、これによりロータマグネット 5が、ブラケット 6の内側面 6aに取り付けたステータコイル 4 (図 1を参照）と半径方向に対向するようになつている。また、周壁部 10bの内周面 10b2は、ハウジング 7のテーパ状の外壁 7dとの間に、ハウジング 7の底部 7c側力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を形成する。このシール空間 Sは、軸部材 9およびディスクノヽブ 10の回転時、スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間の外径側と連通している。周壁部 10bの内周面 10b2には、抜止め部材 11が固定されており、この抜け止め部材 11 がハウジング 7の外周に形成された段部 7fと軸方向で係合することにより、軸部材 9 およびディスクハブ 10の上方への抜けを規制している。

[0031] 上記構成のディスクハブ 10は、先に切削加工や鍛造加工等で成形した金属製の軸部材 9をインサート部品として、榭脂材料を射出成形することによって成形される。このインサート成形によって、ディスクハブ 10の基部 10a中央に、軸部材 9の上端を埋め込んだ状態で、ディスクハブ 10と軸部材 9とが一体ィ匕される。

[0032] このように、ディスクハブ 10をインサート成形によって軸部材 9と一体に成形することにより、ディスクハブ 10の成形と、ディスクハブ 10の軸部材 9への組付け作業を同時に行うことができるので、上記組付け作業を省略でき、モータの組立てコストを低減することができる。また、ディスクハブ 10と軸部材 9との一体成形の際、高精度の金型を用い、軸部材の位置決め精度を高めることで、ディスクハブ 10と軸部材 9との間で容易に高い糸且付け精度を得ることができ、さらには、成形品の振れ精度あるいは同軸度を高レベルに確保することができる。また、ディスクハブ 10は、軸部材 9をディスクハブ 10に一部埋め込んだ状態で軸部材 9と一体ィ匕されるので、接着や圧入などにより固定させる場合と同等もしくはそれ以上の固定力を得ることができる。

[0033] そのほか、軸部材 9に加えて、ロータマグネット 5もインサート部品として、ディスクハブ 10をインサート成形することができる。これにより、ロータマグネット 5のディスクハブ 10への組付け作業を省略することができ、さらなるコストダウンが図られる。また、この実施形態では、ハウジング 7の開口部端面 7aに動圧溝 7alを形成したが、例えば、ディスクハブ 10の成形金型のスラスト軸受面に対応する部位に、動圧溝 7alに対応する溝型を加工することにより、ディスクハブ 10の型成形と同時に、ディスクハブ 10に動圧溝を成形することもできる。この場合、別途スラスト軸受面の動圧溝を成形する必要がないので、より一層のコスト軽減が可能となる。

[0034] 軸受スリーブ 8を、例えば接着 (ルーズ接着、圧入接着を含む)、圧入、溶着 (超音波溶着を含む)などの固定手段により、ハウジング 7の内周面 7eの所定位置に固定する。そして、ノ、ウジング 7に固定した軸受スリーブ 8の内周に軸部材 9を挿入して、軸部材 9と上述の如く一体に成形したディスクハブ 10を固定側部材 2に組み込んだ後、軸受スリーブ 8に取り付けたディスクハブ 10の周壁部 10bの内周面 10b2に抜止め部材 11を圧入、接着等の手段で固定する。

[0035] 上記構成の動圧軸受装置 1にお!/、て、軸部材 9 (回転側部材 3)の回転時、軸受スリーブ 8の内周面 8aのラジアル軸受面となる領域 (上下 2箇所の動圧溝 8a l、8a2形成領域）は、軸部材 9の外周面 9aとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材 9の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝 8al、 8a2の軸方向中心 m側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝 8al、 8a2の動圧作用によって、軸部材 9 (回転側部材 3)をラジアル方向に非接触支持する第一ラジアル軸受部 R1と第二ラジアル軸受部 R2とがそれぞれ構成される。

[0036] 同様に、ハウジング 7の開口部端面 7a (動圧溝 7al形成領域）とこれに対向するデイスクハブ 10の下側端面 10al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形成される。そして、この油膜の圧力によって、軸部材 9 (回転側部材 3)をスラスト方向に非接触支持する第一スラスト軸受部 T1が構成される。

[0037] 以上、本発明の第 1の実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。以下、動圧軸受装置の他の構成例について説明する。なお、以下に示す図において、第 1の実施形態と構成 ·作用を同一にする部位および部材については、同一の参照番号を付し、重複説明を省略する。

[0038] 図 5は、第 1の実施形態の変形例に係る動圧軸受装置 1を示している。この動圧軸受装置 1におけるディスクハブ 13は、第 1の実施形態とは異なり、軸部材 15に加えて、さらに金属製の芯金 12を一体に成形した榭脂成形品となっている。芯金 12は、詳しくは、ディスクハブ 13と同様に、略円板形状を成す基部 12aの外径側端部 12alから軸方向下側にリング状の周壁部 12bを延在した形状を成し、その全体がほぼ均一な厚さを有する。この芯金 12の表裏両面および周壁部 12bの先端は榭脂部 14で覆われている。ディスクハブ 13は、例えば先に成形した軸部材 15および芯金 12をインサート部品として、榭脂材料の射出成形によってインサート成形される。このインサート成形によって、基部 12a中央に軸部材 15の上端部 15aを埋め込んだ状態で、かつディスクハブ 13全体に亘つて芯金 12が埋め込まれた状態でディスクハブ 13と軸部材 15とが一体ィ匕される。

[0039] このように、ディスクハブ 13全体に亘つて芯金 12が埋め込まれたディスクハブ 13を榭脂材料で成形することにより、ディスクハブ 13の軽量化と製造コストの低減を図りつつも、成形時および使用時の寸法変化を小さくして、ディスクハブ 13、ひいては回転側部材 3の成形寸法精度を高めることができる。ディスクハブ 13のうち、特に精度が要求される部位、図示例でいえばロータマグネット 5の取付け部では、芯金 12の表裏両側の榭脂部 14の厚さを等しくするのが望ましい。

[0040] また、この実施形態では、軸部材 15のディスクハブ 13に埋め込む軸部材 15の上端部 15aに段部 15alを形成して、ディスクハブ 13の内径部に露出させた芯金 12と軸部材 15を段部 15a 1にて軸方向に係合させて、るので、軸部材 15に対する芯金 1 2の位置決め精度を高めることができ、ひいてはディスクハブ 13の軸部材 15への組み付け精度をより一層高めることができる。

[0041] 芯金 12は、例えばステンレス鋼などの磁性体で形成することができ、これによれば、ロータマグネット 5からディスクハブ 13を介して内径側へ抜けようとする磁束が芯金 1 2によって遮断されるので、ステータコイル 4とロータマグネット 5の間に発生する磁束の漏れを防ぐことができる。なお、芯金 12を、例えばプレスカ卩ェ等の塑性カ卩ェにより型成形することにより、より低コストでの製造が可能となる。

[0042] この他にも、芯金 12を、例えば焼結金属などの多孔質体で形成することができ、これによれば、芯金 12の周りの榭脂部 14は多孔質体の表面開孔部に入り込んだ状態で硬化するので、芯金 12に対して一種のアンカー効果を発揮し、榭脂部 14と芯金 1 2の固着強度がより一層高められる。

[0043] 図 5では、芯金 12と軸部材 15の双方をインサート部品とする場合を例示したが、芯金 12のみをインサート部品としてディスクハブ 13をインサート成形することもできる。この場合、軸部材 15は、成形後のディスクハブ 13と接着や圧入などの適宜の手段で固定される。

[0044] 図 7は、本発明の第 2の実施形態に係る動圧軸受装置 21、およびこの動圧軸受装置 21を組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かつ部分的に示している。この情報機器用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、軸部材 29を固定側部材 2で回転自在に支持する動圧軸受装置 21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 (図 1を参照）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。ロータマグネット 5は、ロータマグネット 5の取付け部 3cを有する部材としてのディスクハブ 30の外周に取り付けられる。このディスクハブ 30は、その外周に磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体を一又は複数枚保持する。ブラケット 6の内周には動圧軸受装置 21のノ、ウジング 7が装着されている。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との間に発生する励磁力でロータマグネット 5が回転し、それに伴って、固定側部材 2としてのハウジング 7および軸受スリーブ 8に対してディスクハブ 30、さらには軸部材 29が回転する。

[0045] 同図における動圧軸受装置 21は、固定側部材 2と、固定側部材 2に対して回転する軸部材 29、ディスクハブ 30、および磁気シールド部材 28とを備えている。この実施形態では、回転側の部材 (軸部材 29、ディスクハブ 30、磁気シールド部材 28)を中心に説明する。

[0046] ロータマグネット 5の取付け部 3cを有する部材としてのディスクハブ 30は、上述のように液晶ポリマーや PPS、 PEEK等の結晶性榭脂をベースとする榭脂組成物を射出成形することによって形成される。この実施形態のディスクハブ 30は、略円板形状を成す基部 30aと、基部 30aの外周部 30a2から軸方向下方に延在した周壁部 30bと、周壁部 30bの外周に設けられたディスク搭載面 30cを備えてヽる。図示されてヽなヽディスク状情報記録媒体は、ディスク搭載面 30cに載置され、図示しない適当な保持手段によってディスクハブ 30に保持される。周壁部 30bの下端部には、磁気シールド部材 28がディスクハブ 30と一体的に装着される。

[0047] 磁気シールド部材 28は、例えばマルテンサイト系ステンレスやフェライト系ステンレス等の強磁性体力なる金属プレートを塑性カ卩ェ (プレスカ卩ェ等)することにより成形される。この実施形態における磁気シールド部材 28は、断面略 L字状をなすもので、周壁部 30bに沿って軸方向に延びる軸方向部 28aと、軸方向部 28aの上端力も外径側に延びる半径方向部 28bとを備えている。もちろん、磁気シールド部材の材料には、磁性材料である限り、上記ステンレス以外の金属材料をはじめとして、これら金属の酸化物、あるいはセラミックス等を使用することも可能である。

[0048] 上記の通りディスクハブ 30の取付け部 3cには、ロータマグネット 5が接着等の手段によって取り付けられる。本実施形態では、ディスクハブ 30の周壁部 30bに設けた磁気シールド部材 28の外周（軸方向部 28aの外周）を取付け部 3cとし、この取付け部 3 cに直接ロータマグネット 5を接着固定することにより、金属接着を実現して固定力の向上を図っている。

[0049] 上記構成のディスクハブ 30は、先に成形した軸部材 29および磁気シールド部材 2 8をインサート部品として、榭脂材料を射出成形することによって成形される (インサート成形)。このインサート成形によって、ディスクハブ 30の基部 30a中央に、軸部材 29 の上端を埋め込んだ状態でディスクハブ 30と軸部材 29とが一体ィ匕され、またディスクハブ 30の周壁部 30b外周に磁気シールド部材 28を埋め込んだ状態でディスクハブ 30と磁気シールド部材 28とが一体ィ匕される。軸部材 29の上端部には、ディスクハブ 30に対する軸方向の抜け止めとして、半径方向の溝 29bが形成されている。

[0050] このようにディスクハブ 30をインサート成形によって軸部材 29および磁気シールド部材 28と一体成形することにより、ディスクハブ 30の成形と、ディスクハブ 30、軸部材 29、および磁気シールド部材 28の組み付け作業を同時に行うことができ、モータの組立てコストを低減することができる。また、インサート成形の際、高精度の金型を用いて軸部材 29や磁気シールド部材 28の位置決め精度を高めることで、容易に高 V、組み付け精度を得ることができ、成形品の振れ精度や同軸度を高レベルに確保することができる。軸部材 29および磁気シールド部材 28のみならず、さらにロータマグネット 5をインサート部品としてディスクハブ 30を射出成形することもできる。

[0051] また本発明では、ディスクハブ 30のうち、ロータマグネット 5との対向部に磁気シールドとして機能する磁気シールド部材 28を配置して、るので、ロータマグネット 5とステータコイル 4間に作用する磁束のディスクハブ 30を介した漏れを防止することができる。従って、ロータマグネット 5と、ロータマグネット 5と対向するステータコイル 4との間の磁束密度を高め、モータの回転性能の向上を図ることができる。

[0052] 磁束漏れ防止のためには、ロータマグネット 5のステータコイル 4との対向部を除く全ての領域を磁気シールド部材 28で被覆するのが望ましいが、本実施形態では、磁気シールド部材 28の加工性等を考慮し、磁気シールド部材 28に軸方向部 28aと半径方向部 28bを設けることとして、主としてロータマグネット 5の内径側と上方で磁気をシールドしている。もちろん磁気シールド部材 28の形状を適宜変更することにより、他の方向（例えば下方)でも磁気シールドを行うことができ、あるいは磁気シールド方向を限定する（例えば内径側のみ磁気シールドを行う）こともできる。

[0053] また、本実施形態では、図 7に示すように、磁気シールド部材 28をディスクハブ 30 の外周に貼着する形で一体成形し、磁気シールド部材 28の外周面を露出させてヽる力磁気シールド部材 28の一部または全部をディスクハブ 30の一部に埋設してもよい。この場合、磁気シールド部材 28のうち、榭脂部に埋設された部分が、溶融榭脂の固化時の収縮により、両側から拘束されるので、磁気シールド部材 28の固着強度を高めることができる。

[0054] 上記構成の動圧軸受装置 1において、軸部材 29 (ディスクハブ 30)の回転時、軸受スリーブ 8の内周面 8aのラジアル軸受面となる領域（上下 2箇所の動圧溝 8a 1、 8a2 形成領域）は、軸部材 29の外周面 29aとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材 29の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝 8al、 8a2の軸方向中心 m側（図 4を参照）に押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝 8al、 8a2の動圧作用によって、軸部材 29 (ディスクハブ 30)をラジアル方向に非接触支持する第一ラジアル軸受部 R1と第二ラジアル軸受部 R2とがそれぞれ構成される。

[0055] 同様に、ハウジング 7の開口部端面 7a (動圧溝 7al形成領域）とこれに対向するデイスクハブ 30の下側端面 30al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形成される。そして、この油膜の圧力によって、軸部材 29 (ディスクハブ 30)をスラスト方向に非接触支持する第一スラスト軸受部 T1が構成される。

[0056] 図 7 (図 1)では、内径側にステータコイル 4を配置すると共に、外径側にロータマグネット 5を配置したモータを例示している力その逆に内径側にロータマグネット 5を配置し、外径側にステータコイル 4を配置したモータについても同様に本発明を適用することが可能である。また、同図は、ステータコイル 4とロータマグネット 5との間に半径方向のギャップを介在させたラジアルギャップ型のモータを例示して、るが、本発明は、ステータコイル 4とロータマグネット 5との間に軸方向のギャップを介在させたアキシャルギャップ型のモータにも同様に適用することができる。

[0057] 図 8は、本発明の第 3の実施形態に係る動圧軸受装置 31を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの拡大断面図である。この実施形態は、第 1および第 2の実施形態力ハウジング 7とディスクハブ 10 (30)との間にスラスト軸受隙間を形成したのに対し、ノ、ウジング 37と軸部材 39との間、および軸受スリーブ 8と軸部材 39との間にそれぞれスラスト軸受隙間を形成した点で上記の実施形態と異なる。具体的には、軸部材 39は、その下端に一体または別体に設けられたフランジ部 39bを備えている。また、ハウジング 37の下端部に位置する底部 37bは、ノ、ウジング 37の側部 37aとは別体に形成され、後付けで側部 37aに取り付けられる。この底部 37bの内底面 37bl には、図示は省略するが、例えば図 3と同形状の動圧溝が形成されるとともに、軸受スリーブ 8の下側端面 28cにも、同様の形状 (スパイラル方向は逆)の動圧溝が形成される。上記軸部材 39を軸受スリーブ 8の内周に挿入し、かつ回転させた状態では、軸受スリーブ 8の下側端面 8cと軸部材 39のフランジ部 39bの上側端面 39blとの間にスラスト軸受隙間が形成され、このスラスト軸受隙間に潤滑油の動圧作用が生じて軸部材 39をスラスト方向に非接触支持する第 1スラスト軸受部 T11が形成される。同時に、ハウジング 37の下端部に取り付けた底部 37bの内底面 37blとフランジ部 39b の下側端面 39b2との間にもスラスト軸受隙間が形成され、このスラスト軸受隙間に潤滑油の動圧作用が生じて軸部材 39をスラスト方向に非接触支持する第 2スラスト軸受部 T12が形成される。

[0058] この実施形態にお!、て、磁気ディスク等のディスクを保持するディスクハブ 40は、先に鍛造等で成形した軸部材 39をインサート部品として、また、図示は省略するが、上述の磁気シールド部材をインサート部品として、榭脂材料の射出成形によってインサート成形される。この場合、ロータマグネットは、同じく図示は省略する力ディスクハブ 40のロータマグネットの取付け部に装着され、磁気シールド部材は、ディスクハブ 40のうち、ロータマグネットと対向する位置に配設される。このインサート成形によつて、軸部材 39がディスクハブ 40の中央を貫通した状態で、ディスクハブ 40と軸部材 39、および磁気シールド部材とが一体ィ匕される。

[0059] このように、第 3の実施形態においても、ディスクハブ 30をインサート成形によって軸部材 29と一体に成形することにより、ディスクハブ 30の軸部材 29への組付け作業を省略でき、モータの組立てコストを低減することができる。さらには、ディスクハブ 30 と軸部材 29との間の高、組付け精度を得ることができ、両者間での十分な固定力を確保することができる。また、ディスクハブ 40の、ロータマグネットと対向する位置に磁気シールド部材を配置することにより、ロータマグネットからの磁束漏れを抑えることができる。さらには、この実施形態においても、図 5に示す変形例と同様に、ディスクハブ 40を芯金と共にインサート成形することができ、これによりディスクハブ 40の成形寸法精度を高めることができる。

[0060] 図 9は、第 4の実施形態に係る動圧軸受装置 41を組み込んだポリゴンスキャナモータの拡大断面図である。この実施形態は、スラスト軸受部 T21を非接触タイプの動圧軸受ではなぐ接触タイプのピボット軸受とした点で第 1〜第 3の実施形態と異なる。具体的には、軸部材 49は、フランジ部のない軸状を成し、その下端 49bは凸球形状に形成されている。軸部材 49は、その下端 49bをノヽウジング 47に固定したスラストヮッシャ 47cの内底面 47c 1にピボット接触させた状態でスラスト方向に接触支持される

[0061] このとき、例えば、ポリゴンミラーを装着した、ロータマグネットの取付け部を有する部材としてのロータ部材 50は、先に成形した軸部材 49をインサート部品として、また、図示は省略するが、上述の磁気シールド部材をインサート部品として、榭脂材料の射出成形などによってインサート成形される。この場合、ロータマグネットは、同じく図示は省略する力ロータ部材 50のロータマグネットの取付け部に装着され、磁気シールド部材は、ロータ部材 50のうち、ロータマグネットと対向する位置に配設される。このインサート成形によって、軸部材 49がロータ部材 50の中央を貫通した状態で、口一タ部材 50と軸部材 49、および磁気シールド部材とが一体ィ匕される。

[0062] このように、第 4の実施形態においても、第 1〜第 3の実施形態と同様に、ロータ部材 50をインサート成形によって軸部材 49と一体に成形することにより、ロータ部材 50 の軸部材 49への組付け作業を省略でき、モータの組立てコストを低減することができる。また、ロータ部材 50の、ロータマグネットと対向する位置に磁気シールド部材を配置することにより、ロータマグネットからの磁束漏れを抑えることができる。もちろん、この実施形態においても、ロータ部材 50を芯金と共にインサート成形することができ、上記第 1〜第 3の実施形態と同様にロータ部材 50の成形寸法精度を高めることができる。

[0063] 以上、第 1〜第 4の実施形態では、ラジアル軸受部 Rl、 R2のラジアル軸受隙間に流体の動圧作用を生じるための動圧発生手段として、複数の動圧溝 8al、 8a2を設けた場合を説明したが、これ以外の形態を採ることもできる。例えば図示は省略する力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 9の外周面 9aとの間に、くさび状の径方向隙間 (軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してちよい。

[0064] また、スラスト軸受部 Tl、 T2 (T11、 Tl 2)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 (ステップ型が波型になつたもの）等で構成することもできる。

[0065] また、以上の実施形態では、軸受スリーブ 8の側にラジアル軸受面力ハウジング 7 、 37の側に動圧発生部がそれぞれ形成される場合を説明したが、これら動圧発生部が形成される面は固定側の部材に限らず、例えばこれらに対向する軸部材 9ゃフランジ部 9b、 39b、あるいはディスクハブ 10、 13、 30の側（回転側）に設けることもできる。

産業上の利用可能性

[0066] この動圧軸受装置は、情報機器、例えば HDD等の磁気ディスク装置、 CD— RO

M、 CD-R/RW, DVD— ROMZRAM等の光ディスク装置、 MD、 MO等の光磁気ディスク装置等のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（LBP)のポリゴンスキヤナモータ、あるいは軸流ファン等の小型モータ用として好適である。

図面の簡単な説明

[0067] [図 1]本発明の第 1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ルモータの断面図である。

圆 2]第 1の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

[図 3]ハウジングを図 2の A方向から見た図である。

[図 4]軸受スリーブの断面図である。

圆 5]第 1の実施形態に係る動圧軸受装置の一変形例を示す断面図である。

圆 6]第 1の実施形態に係る動圧軸受装置の一変形例を示す断面図である。

[図 7]本発明の第 2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ルモータの拡大断面図である。

圆 8]本発明の第 3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ルモータの拡大断面図である。

圆 9]本発明の第 4の実施形態に係る動圧軸受装置を組込んだポリゴンスキャナモータの拡大断面図である。

符号の説明

1、 21、 31、 41 動圧軸受装置

2 固定側部材

3 回転側部材

4 ステータコイル

5 ロータマグネット

6 ブラケット

7、 37、 47 ハウジング

7a 1 動圧溝

8 軸受スリーブ

8al 動圧溝

9、 39、 49 軸部材

10、 40 ディスクハブ

10al 基部

10b 周壁部

10c 鍔部 10d ディスク搭載面

12 芯金

13 ディスクノ、ブ

14 榭脂部

15 軸部材

28 磁気シールド部材

28a 軸方向部

28b 半径方向部

29 軸部材

30 ディスクハブ

50 ロータ部材

R1、R2 ラジアル軸受部

Tl、 T2、 Tl l、 T12、 T21 スラス卜軸受部

Claims

請求の範囲

[I] 固定側部材と回転側部材とを具備し、固定側部材と回転側部材の間の環状のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用によって回転側部材をラジアル方向に非接触に支持するものにおいて、

回転側部材が、ロータマグネットの取付け部を有するもので、かつ金属部品をインサート部品とする樹脂の射出成形品であることを特徴とする動圧軸受装置。

[2] 金属部品が、ラジアル軸受隙間に面した軸部材である請求項 1記載の動圧軸受装置。

[3] 金属部品が、芯金である請求項 1記載の動圧軸受装置。

[4] 金属部品が、ラジアル軸受隙間に面した軸部材、および芯金である請求項 1記載の動圧軸受装置。

[5] 芯金が磁性体で形成されて！ヽる請求項 3又は 4記載の動圧軸受装置。

[6] 芯金が多孔質体で形成されて!、る請求項 3又は 4記載の動圧軸受装置。

[7] 固定側部材が、軸部材を内周に挿入可能な軸受スリーブと、内部に軸受スリーブを固定し、一端側に開口部、他端側に一体又は別体の底部を備えたハウジングとを有する請求項 2又は 4記載の動圧軸受装置。

[8] ノ、ウジングの開口部と回転側部材との間にスラスト軸受隙間を備え、このスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持する請求項 7 記載の動圧軸受装置。

[9] ノ、ウジングの底部と回転側部材との間にスラスト軸受隙間を備え、このスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持する請求項 7記載の動圧軸受装置。

[10] ハウジングで軸部材を接触支持する請求項 7記載の動圧軸受装置。

[II] 請求項 1〜10の何れかに記載した動圧軸受装置と、ロータマグネットと、ロータマグネットとの間で励磁力を生じるステータコイルとを有することを特徴とするモータ。

[12] 軸部材と、軸部材を回転自在に支持する固定側部材と、軸部材に取り付けられ、口ータマグネットの取付け部を有する部材とを具備し、固定側部材と軸部材の間の環状のラジアル軸受隙間に生じる流体の動圧作用によって軸部材をラジアル方向に非接触に支持するものにおいて、

ロータマグネットの取付け部を有する部材が樹脂で成形され、かつロータマグネットの取付け部を有する部材のうち、少なくともロータマグネットとの対向部に磁性体からなる磁気シールド部材を配置したことを特徴とする動圧軸受装置。

[13] ロータマグネットの取付け部を有する部材が、磁気シールド部材をインサート部品とする樹脂の射出成形品である請求項 12記載の動圧軸受装置。

[14] 磁気シールド部材の少なくとも一部を榭脂に埋設した請求項 12又は 13記載の動圧軸受装置。

[15] 磁気シールド部材が塑性力卩ェで成形されたものである請求項 12〜 14の何れか記載の動圧軸受装置。

[16] ロータマグネットの取付け部を有する部材が、磁気シールド部材および軸部材をィンサート部品とする樹脂の射出成形品である請求項 12〜15の何れか記載の動圧軸受装置。

[17] 固定側部材が、軸部材を内周に挿入可能な軸受スリーブと、内部に軸受スリーブを固定し、一端側に開口部、他端側に一体又は別体の底部を備えたハウジングとを有する請求項 12記載の動圧軸受装置。

[18] ハウジングの開口部と、ロータマグネットの取付け部を有する部材との間にスラスト軸受隙間を備え、このスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持する請求項 17記載の動圧軸受装置。

[19] ハウジングの底部と軸部材との間にスラスト軸受隙間を備え、このスラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持する請求項 17記載の動圧軸受装置。

[20] ハウジングで軸部材を接触支持する請求項 17記載の動圧軸受装置。

[21] 請求項 12〜20の何れかに記載した動圧軸受装置と、ロータマグネットと、ロータマグネットとの間で励磁力を生じるステータコイルとを有することを特徴とするモータ。