WO2006067996A1 - 動圧発生部の成形方法 - Google Patents

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WO2006067996A1
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ink
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printing
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Tatsuo Nakajima
Arito Matsui
Isao Komori
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    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load

Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a dynamic pressure generating portion.
  • a dynamic pressure bearing pressure is generated by the dynamic pressure action of lubricating oil generated in a bearing gap due to relative rotation between a shaft member and a bearing member located on the outer periphery of the shaft member, and the shaft member is not contacted by this pressure. It is a bearing to be supported.
  • These dynamic pressure bearings have features such as high-speed rotation, high rotational accuracy, and low noise.
  • these dynamic pressure bearings have been used to make use of information devices such as magnetic disk devices such as HDDs and FDDs, CD-ROMs, etc.
  • Bearings for spindle motors such as optical disk devices such as CD-R / RW, DVD—ROMZRAM, magneto-optical disk devices such as MD and MO, bearings for polygon scanner motors of laser one beam printers (LBP), Or, it is expanding its application as a bearing for small motors such as color wheels of projectors, axial fans, and the like.
  • dynamic pressure grooves arranged in a spiral shape are transferred onto a thrust bearing surface as a dynamic pressure generating portion for generating pressure in the bearing gap by the dynamic pressure action of fluid.
  • a dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action for example, the dynamic pressure grooves are arranged in a herringbone shape, a spiral shape, etc.
  • Methods (1) to (3) described below are known as methods for accurately forming this special and complex dynamic pressure generating portion.
  • the dynamic pressure generating portion is constituted by, for example, a dynamic pressure groove
  • a portion other than the dynamic pressure groove is printed on the outer periphery of the shaft member with a corrosion-resistant ink by a combination of electrochemical methods, and a non-printing portion is Corrosion is caused by etching to form dynamic pressure grooves.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-052850
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 62-49351
  • transfer printing for forming a dynamic pressure generating portion is generally performed according to the following procedure.
  • ink is poured into a plate member having a recess corresponding to the dynamic pressure groove shape, and the ink overflowing from the recess cover is removed by a squeegee (plate preparation step).
  • the pad member is pressed against the plate member, and the ink filled in the recess is transferred to the pad member (primary transfer step).
  • the pad member to which the ink has been transferred is pressed against a member that forms the thrust bearing surface, and a predetermined dynamic pressure groove shape is printed (secondary transfer step).
  • the ink remaining on the pad member is removed by a separately prepared ink removing member (ink removing step).
  • the dynamic pressure generating part when forming the dynamic pressure generating part by transfer printing, it is necessary to have a large number of plate members (printing molds) that match the form and size of the dynamic pressure generating part. Since it is performed in contact with the material, there is a concern that the printing accuracy may be reduced due to deformation or deterioration of the pad member during mass production. In the plate preparation process, it is necessary to supply extra ink to the plate member and remove the extra ink with a squeegee, and furthermore, the ink remaining on the pad member after transfer printing is removed. A large amount of ink is not required. In addition, since printing is performed through many molds (processes), the molding process is complicated and low cost is difficult.
  • the method (1) has a complicated process.
  • Reason (2) is difficult, and with the method (2), when the shaft member makes one rotation, insufficiently hardened ink overlaps at the print joints, and the groove shape is likely to collapse. There is a possibility that modification of the shape is inevitable!
  • the printing mold moves in contact with the outer peripheral surface of the shaft member, the printing accuracy decreases due to wear or deformation of the printing mold during mass production where wear easily occurs at the contact portion. There is concern. Further, the anticorrosive ink supplied by the ink supply device reaches the outer peripheral surface of the shaft member through the printing mold, and is further compressed by the squeegee and fixed on the outer peripheral surface of the shaft member. Corrosion-resistant ink is necessary, and the amount of expensive corrosion-resistant ink used is increased, which is uneconomical.
  • a first problem of the present invention is to form a dynamic pressure generating portion with high accuracy and low cost by a simple process.
  • the second problem of the present invention is to simplify the molding process and to mold the dynamic pressure generating portion with low cost and high accuracy.
  • a third problem of the present invention is to enable a highly accurate dynamic pressure generating portion to be formed at a lower cost. Is to provide the law.
  • the present invention includes a printing process for supplying a small amount of ink in a non-contact manner to a plurality of locations on a flat surface of a material, and a curing process for curing the supplied ink.
  • a method for forming a dynamic pressure generating portion characterized by forming the dynamic pressure generating portion with a collection of trace amounts of ink.
  • the “dynamic pressure generating part” means a part that generates pressure in the bearing gap by the dynamic pressure action of fluid.
  • a plurality of grooves axial grooves, inclined grooves, or spiral grooves are used. , Arranged in the form of a helical bone, a radial groove, etc.) and a convex partition part between the grooves to form a partition, or a bearing gap in one or both of the circumferential directions A plurality of circular arc surfaces that are reduced in a wedge shape are included.
  • the material of the material that forms the dynamic pressure generating portion is not particularly limited, and a metal material (steel material such as stainless steel, soft metal such as brass, sintered metal, etc.) is required. It is selected and used as appropriate according to the bearing characteristics. In addition, as long as the material has a flat surface, it can take various forms such as a plate, a sleeve, and a bottomed cylinder.
  • the ink supply unit such as the nozzle and the material in a non-contact state. Therefore, while high-precision printing is possible, it is possible to avoid a decrease in printing accuracy at the contact portion, which is a problem in the conventional method.
  • ink is used only where it is not necessary to remove excess ink with a squeegee after supplying extra ink to the printing mold, the ink is only involved in the formation of the dynamic pressure generating part. The amount of ink used is sufficient, and the amount of ink used can be reduced.
  • Nozzle force As a typical example of supplying a small amount of ink, for example, an ink jet method can be mentioned.
  • a pattern having an arbitrary shape and thickness can be printed by an aggregate of minute droplets of ink landed or dropped on a flat surface of a material.
  • a highly accurate pattern can be obtained by programming a powerful pattern in advance and controlling the nozzle position and ink supply / stop according to the program. Molding becomes possible. Therefore, it is possible to form a highly accurate dynamic pressure generating portion with the cured ink itself.
  • the material is slid relatively between a printing process in which a small amount of ink is supplied to the flat surface of the material in a non-contact manner and a curing process in which the supplied ink is cured to supply and supply ink. If curing is allowed to proceed continuously, a dynamic pressure generating portion can be formed in a short time with a simple apparatus and process.
  • the material that has undergone the printing process and the curing process may be supplied again from the printing process to the curing process for printing. In this way, even if the material is supplied to the printing process again, the ink that has undergone the curing process is completely cured and V, so that it is possible to avoid a decrease in printing accuracy due to insufficient curing of the ink.
  • Printing in the printing step can be performed using, for example, a nozzle head in which nozzles for discharging a small amount of ink are arranged in a plurality of rows.
  • a nozzle head in which nozzles for discharging a small amount of ink are arranged in a plurality of rows.
  • the arrangement direction of the nozzles arranged in the nozzle head and the relative slide direction of the material are inclined.
  • the nozzle arrangement direction is perpendicular to the relative sliding direction of the material, the nozzle force supplied during one cycle is naturally equal to the nozzle arrangement interval.
  • the nozzle arrangement direction and the relative sliding direction of the material are tilted, the interval between the inks that are supplied from the nozzle cover and land on the material is smaller than the nozzle arrangement interval, so the same nozzle head is used.
  • the ink landing interval can be reduced, and more accurate printing can be performed.
  • the material can be transferred to the printing process force curing process by rotating the material relative to the center of the axis.
  • the printing process and the curing step are provided with different circumferential positions, so that the printing of the dynamic pressure generating portion and the curing of the ink can proceed simultaneously in the circumferential direction of the material.
  • the ink used in the present invention can be cured by irradiation with electromagnetic waves such as an electron beam or a light beam.
  • electromagnetic waves such as an electron beam or a light beam.
  • a photo-curable ink is used as the ink. It is desirable to cure the ink by irradiation.
  • visible light curable ink can be used in addition to the ultraviolet curable type and the infrared curable type, but the ultraviolet curable type that can be cured at a low cost and in a short time is particularly preferable. Hope.
  • the present invention includes a step of supplying a small amount of ink to the surface of the material, printing the dynamic pressure generating portion with the collection of the small amount of ink, and a step of curing the ink.
  • a method for forming a dynamic pressure generating portion is characterized in that before the forming step of the dynamic pressure generating portion, the surface of the material is cleaned by one means selected from acid cleaning, UV cleaning, and ozone cleaning. provide.
  • the ink supply unit (nozzle) and the material are not in contact with each other by discharging a small amount of ink from an ink supply unit, for example, a nozzle, and supplying the ink in a form such as landing or dropping on the surface of the material. It becomes possible to print with. Therefore, while high-precision printing is possible, it is possible to avoid a decrease in printing accuracy due to wear at the contact portion, which is a problem in the conventional method. In addition, since the ink is supplied only to a necessary portion without the need for a squeegee, the amount of ink only needs to be involved in the formation of the dynamic pressure generating portion, and the cost of material that can be used can be reduced.
  • a typical example of supplying ink from nozzles is an ink supply method.
  • a print pattern is programmed in advance, and pattern printing is performed by controlling the nozzle position and ink supply / stop according to the program.
  • the forming accuracy of the print pattern is as follows. It depends greatly on the surface condition of the material to which ink is to be fixed. That is, the material that forms the dynamic pressure generating portion by fixing ink on the surface is, for example, a shaft member or a bearing sleeve in a dynamic pressure bearing.
  • These components of the hydrodynamic bearing are formed by, for example, metal cutting and the like, and the shaft member outer peripheral surface after cutting is in a state where impurities such as chips, machine oil, and oil are adhered.
  • V of the surface of the material which has a good surface state
  • the shape of the small amount of ink that has landed on the (impurity) region (for example, the contact angle with the surface of the material) ) May differ from the shape of ink landed elsewhere with good surface condition.
  • the shape of the minute amount of ink after landing (for example, the contact angle with the surface) varies, and the shape of the dynamic pressure generating portion formed by the aggregate of these minute amounts of ink is unstable! is there.
  • the nozzle position is controlled after assuming the shape (contact angle) of a trace amount of ink after landing, so the shape after landing of a small amount of ink is constant depending on the position of the surface of the material to land.
  • a printing pattern (dynamic pressure generating portion) formed by a small amount of ink cannot be formed with high shape accuracy.
  • it is conceivable to clean the surface of the material with an organic solvent such as acetone it is difficult to improve the surface condition of the material, which has poor cleanability, to the required level.
  • the surface of the material is cleaned by one means selected among acid cleaning, UV cleaning, and ozone cleaning.
  • impurities adhering to the material surface during the molding process of the material body are removed, and the material surface becomes a uniform and good surface state. Therefore, in the subsequent printing process, the shape of the trace amount of ink supplied to the surface of the material, for example, the contact angle with the surface of the material can be kept constant, and the moldability of the printed pattern can be improved.
  • the reproducibility of the print pattern can be improved by minimizing the variation in the surface state of each material.
  • acid cleaning As a means for cleaning the material surface, acid cleaning, UV cleaning, ozone cleaning, etc. can be used.
  • acid cleaning with excellent metal solubility is used. Is preferred. According to this, in addition to removing impurities adhering to the surface of the material, it becomes possible to remove the acid film formed on the surface of the metal material, so that the surface state of the material is made more uniform and better. can do.
  • a high-strength material such as stainless steel is used for the shaft member used in the hydrodynamic bearing.
  • hydrochloric acid that is particularly excellent in solubility of stainless steel is used among acids. Is more preferable.
  • the cleaning action on the surface of the material can also be enhanced by performing acid cleaning on the surface of the material under the action of ultrasonic waves.
  • the cleaning action can be enhanced by increasing the temperature in the cleaning environment (for example, about 50 ° C.).
  • the present invention provides a plurality of dynamic pressure generating portions for generating a dynamic pressure action in the bearing gap on the surface of the metal material constituting the shaft portion.
  • Pieces Provided is a method for forming a dynamic pressure generating portion, characterized in that a small amount of ink is supplied in a state where the materials are connected in the axial direction, and the dynamic pressure generating portion is formed by an aggregate of the small amount of ink on each material.
  • the dynamic pressure generator is formed on each material in a state where a plurality of materials are connected. Therefore, the dynamic pressure generating portion can be formed on a plurality of materials at the same time in one printing process. Thereby, for example, the number of setups can be reduced, the cycle time can be shortened, and the manufacturing cost of the dynamic pressure generating part can be reduced.
  • the dynamic pressure generating portion As a specific method for supplying a small amount of ink, for example, the ink is landed or dropped on the surface of the material with a fine nozzle force, V, the so-called inkjet method, and electrophoresis.
  • Ink is used to guide ink, nozzle-less ink-jet method (nozzle-less ink-jet method) that ejects ink droplets from the surface of the ink that is not in the nozzle, and ink is not in droplet state but continuously through a micropipette.
  • nozzle-less ink-jet method nozzle-less ink-jet method
  • a pattern having an arbitrary shape or thickness is programmed in advance, and the position of the ink supply portion (for example, nozzle) and the ink supply are set according to the program.
  • the position of the ink supply portion (for example, nozzle) and the ink supply are set according to the program.
  • Arbitrary and highly accurate shape patterns can be printed by controlling the stop.
  • each part of the shape pattern can be formed to an arbitrary thickness by precisely controlling the ink ejection amount. Therefore, the necessary dynamic pressure generating portion shape can be secured by the cured ink itself.
  • the manufacturing cost of the hydrodynamic bearing device can be reduced by using the ink jet method or the like as the printing method.
  • the coaxiality when the materials are connected is extremely high. is important. Therefore, in the present invention, an axial through hole is provided in the material, and a jig is inserted into the through hole to ensure the coaxiality. According to this, since it is possible to maintain the coaxiality by simply using a simple jig, it is possible to form a high-precision dynamic pressure generating part uniformly and at low cost for all connected materials. It becomes.
  • a convex portion is provided at one end of each material, a concave portion is provided at the other end, and a convex portion provided on one of adjacent materials and the other concave portion are provided. It can also be connected by fitting.
  • the ink for forming the dynamic pressure generating portion used in the present invention can be cured by irradiation with an electron beam or a light beam.
  • the ink It is desirable to use a photocurable material and cure the ink by irradiation with light.
  • UV curable inks that can be used with visible light curable inks are UV curable types that can be cured at low cost and in a short time. Desire ⁇ .
  • the dynamic pressure generating portion can be molded with high accuracy and low cost with a simple apparatus.
  • the dynamic pressure generating portion can be molded with low cost and high accuracy by simplifying the molding process.
  • FIG. 1 shows an outline of a molding process of a dynamic pressure generating unit using an ink jet printing apparatus as an example of a method of forming a dynamic pressure generating unit that is useful in the present invention.
  • the illustrated example shows an outline of a molding apparatus and a process for molding a dynamic pressure generating portion on the upper end surface 2b1 of the material 2b ′ constituting the flange portion 2b of the shaft member 2 shown in FIG.
  • the material 2b ′ is transferred by a transfer device 15 such as a conveyor.
  • This transfer machine 15 slides the material 2b ′ relatively linearly and transfers it to the printing process force curing process.
  • the material 2b ' has a plate shape made of a metal material such as stainless steel.
  • One set or a plurality of sets of nozzle heads 11 and light sources 14 are arranged to face a flat surface of the material 2b ′, for example, the upper end surface 2bl.
  • the nozzle head 11 and the opposed region thereof are a printing process in which ink is supplied to a large number of locations on the upper end surface 2bl of the material 2b ′, and the light source 14 and the opposed region provide the ink supplied to the numerous locations. It is a curing step for curing.
  • the nozzle head 11 and the light source 14 are sequentially arranged in accordance with the sliding direction of the material 2b ′.
  • a plurality of nozzles 12 for ejecting ink are provided vertically and horizontally.
  • the ink stored in the ink tank 18 is supplied to the nozzle head 11 via the ink supply pipe 17 and is further formed into fine droplets 13 from each nozzle 12 of the nozzle head 11 driven by the nozzle head driving unit 16. It ejects intermittently.
  • the ink ejection format from the nozzle 12 and various ejection methods such as the piezo method, thermal ink jet method, and air jet method are selected, and the nozzle head drive unit 16 employs a configuration corresponding to each ejection format.
  • the printing method may be either a continuous (continuous) method or an on-demand method.
  • the nozzle head 11 is arranged so as to intersect the relative sliding direction of the material 2b '(the transfer machine 15). At this time, as shown in FIG. 2A, the nozzle head 11 is arranged so that the arrangement direction of the nozzles 12 (in the drawing, the vertical direction in the drawing) is orthogonal to the relative sliding direction of the material 2b ′. As shown in Fig. 5, the material 2b 'can be arranged so as to be inclined with respect to the relative sliding direction by a predetermined angle ⁇ .
  • the microdroplet 13 in one discharge The landing interval t2 is equal to the arrangement interval tl of the nozzles 12.
  • the landing interval t2 of the micro droplets 13 is narrower than the arrangement interval tl of the nozzles 12, so that a merit that printing with higher accuracy is possible is obtained.
  • an ultraviolet irradiation lamp is used as the light source 14.
  • commercially available UV-curing ink is used for ink-jet printing.
  • the UV curable ink is fixed by causing a polymerization reaction upon irradiation with UV rays.
  • Either liquid polymer material or liquid polymer material containing a solvent can be used as long as it can be ejected from the nozzle 12. is there. Any organic solvent may be used as long as it has a property of dissolving the ultraviolet curable ink.
  • Examples of the ultraviolet curable resin constituting the base resin of the ultraviolet curable ink include, for example, radical polymerizable monomers, radical polymerizable oligomers, cationic polymerization monomers, imidazolate, or cyclic polyethylene compounds.
  • radical polymerizable monomers for example, a monofunctional, difunctional or polyfunctional acrylate monomer or metatalyl monomer can be used.
  • radical polymerizable monomer include urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester, and the like.
  • Atallate or unsaturated polyester can be used.
  • the cationic polymerization monomer include bisphenol A epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, alicyclic epoxy resin, 3 ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4 bis ⁇ [(3-ethyl-3-methoxy) methoxy] methyl ⁇ benzene, 3-ethyl 3- (phenoxymethyl) oxetane, di [1-ethyl (3-oxetal)] methyl ether, 3-ethyl 3- (2-ethyl) Oxetane resins such as hexyloxymethyl) oxetane and 3-ethyl-3- ⁇ [3 (triethoxysilyl) propoxy] methyl ⁇ oxetane can be used.
  • These UV-cured resins can be used alone or in a mixture of two or more types as a base resin.
  • a photopolymerization initiator such as a radical photopolymerization initiator for causing a polymerization reaction by ultraviolet irradiation or a cationic photopolymerization initiator can be used.
  • examples of radical photopolymerization initiators include benzophenone, orthobenzoin methyl benzoate, 4-benzoyl 4'-methyldiphenyl sulfide, benzophenone ammonium salt, isopropyl thixanthone, jetylthioxanthone, thixanthone ammonium salt.
  • acylphosphine oxide mono Intramolecular cleavage type photopolymerization initiators typified by acyl phosphine oxide, bisacyl phosphine oxide, acrylic phenol glyoxylate, dietoxyacetophenone, and titanocene compounds can be used.
  • cationic photopolymerization initiators include triphenylsulfohexafluoroantimonate, trisulfosulfanehexafluorophosphate, SP-170 and SP-150 (both Asahi Denki).
  • photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the transfer device 15 is driven, and the ink droplets 13 are ejected from the nozzles 12 while sliding the material 2b ′ in the direction of the arrow shown in FIG.
  • partitioning portions Ba that are convex with an aggregate of ink droplets 13 are formed at a number of locations on the upper end surface 2bl of the material 2b.
  • the region not covered with ink other than the partition portion Ba becomes the dynamic pressure groove Bb, and the partition portion Ba and the dynamic pressure groove Bb are arranged in a spiral shape as shown in FIG.
  • the dynamic pressure groove pattern thus printed is printed.
  • each nozzle 12 is appropriately switched between ink supply and stop at a predetermined timing, thereby enabling high-precision printing.
  • the material 2b ′ reaches the area facing the light source 14, and the ink irradiated with the ultraviolet rays undergoes a polymerization reaction and is cured.
  • the nozzle head 11 and the light source 14 Since the nozzles 12 are not irradiated with ultraviolet rays emitted from the light source 14, the nozzles 12 can be prevented from being clogged by the irradiated ultraviolet rays.
  • the material 2b ′ is further slid and taken out from the transfer device 15.
  • the material 2b' on which the dynamic pressure groove pattern is printed and cured can be mass-produced.
  • a molding device for the lower end surface 2b2 having the nozzle head 11 and the light source 14 is separately provided downstream of the molding device shown in FIG. It is only necessary to arrange and supply the raw material 2b ′ sequentially to both molding apparatuses.
  • the nozzle head 11 is fixed and the material 2b 'is slid and the dynamic pressure groove pattern is printed is illustrated, but on the contrary, the material 2b' is stationary. In this state, the nozzle head 11 may be slid back and forth for printing. Further, as described above, the printing and curing of the dynamic pressure groove pattern on the end face of the material 2b ′ can be performed once, and can be performed in a plurality of stages. In this case, since the ink that has undergone the curing process is completely cured, it is possible to avoid a decrease in printing accuracy due to overlapping of inks that are insufficiently cured even if printing is performed again.
  • the nozzle head 11 precisely discharges the fine ink droplets 13 in accordance with a pre-programmed shape. Accordingly, the dynamic pressure groove pattern as the dynamic pressure generating portion can be printed with high accuracy.
  • the necessary dynamic pressure groove depth can be ensured by the cured ink itself, so that it can be directly moved without going through etching or other steps. It can be used as a shaft member 2 with a pressure groove.
  • a dynamic pressure generating part having a predetermined shape can be formed in only one process, it is not necessary to form the dynamic pressure generating part through a plurality of processes and a printing mold is not required, thereby reducing the cycle time. As a result, the molding cost can be reduced and the apparatus can be made very small, so that the printing apparatus can be greatly reduced in price.
  • the force exemplifies the case where the dynamic pressure groove Bb is formed by an uncoated portion of ink.
  • the dynamic pressure groove Bb at a portion 25 covered with ink (ink layer) Can also be formed.
  • the entire end face force S of the material 2b ′ is covered with the S ink, and a convex partition Ba is formed on it.
  • the amount of ink used is increased compared to the case shown in FIG. 4A, but the ink adhesion area with respect to the material 2b ′ is increased, so that it is possible to suppress a decrease in the durability life due to ink peeling.
  • the ink fixing method not only the above-described ink jet method, but also a method of ejecting droplets using, for example, electrophoresis, that is, a nozzleless type ink that ejects ink droplets from the ink surface that is not at the nozzles Ejection method, or a method that ejects ink to the surface of the material continuously rather than in the form of droplets via a micropipette, or a method that reduces the distance to the material surface and contacts the fixing surface simultaneously with ejection Can also be used.
  • the nozzle head driving unit 16 can employ a configuration corresponding to each ejection type.
  • FIG. 5 shows another configuration example of the dynamic pressure groove pattern forming apparatus.
  • the material 2b ′ is relatively rotated to form a dynamic pressure groove pattern on one end surface or both end surfaces of the material 2b ′.
  • the material 2b ′ is supported by the shaft-shaped holding portion 21 to which the upper and lower end surface forces are also pressed.
  • the holding part 21 is rotatably supported by a rolling bearing 23, and a rotation driving part 22 that has a motor equal force is connected to one holding part 21.
  • the nozzle head 11 and the light source 14 are opposed to the upper end surface 2bl of the material 2b ′, and are arranged in opposed positions with the holding portion 21 interposed therebetween as shown in the figure, with their circumferential positions different. .
  • the same components as those shown in FIG. And redundant explanations including their functions are omitted.
  • the dynamic pressure groove pattern in which the ink is discharged from the nozzle 12 of the nozzle head 11 while rotating the material 2b ', and the partition portion Ba and the dynamic pressure groove Bb force are also formed on the upper end surface 2bl of the material 2b'.
  • Print the screen In this configuration example, printing is performed in a manner that gradually proceeds in the circumferential direction as the material 2b ′ rotates, and the printed portion proceeds to some extent in the circumferential direction (in the illustrated example, half a circle). When it reaches the area facing the light source 14, the ink irradiated with ultraviolet rays undergoes a polymerization reaction and hardens.
  • the case where one nozzle head 11 is used is illustrated as an example, but it can also be arranged at a plurality of locations in the radial direction or circumferential direction.
  • the dynamic pressure groove pattern is printed on the entire surface while the material 2b 'is rotated once, and the dynamic pressure is applied to the entire surface of the material 2b' by rotating the material 2b 'at a higher speed, for example, two to several tens of times.
  • a groove pattern can also be formed.
  • FIG. 6 conceptually shows a structural example of a spindle motor for information equipment incorporating a fluid dynamic bearing device (fluid fluid dynamic bearing device) 1.
  • This spindle motor for information equipment is used for a disk drive device such as an HDD, and is a dynamic pressure bearing device 1 and a rotor attached to a shaft member 2 of the dynamic pressure bearing device 1 (hereinafter referred to as a disk hub 3).
  • a disk hub 3 For example, a stator coil 4 and a rotor magnet 5 and a bracket 6 which are opposed to each other via a gap in the radial direction.
  • the stator coil 4 is attached to the outer periphery of the bracket 6, and the rotor magnet 5 is attached to the inner periphery of the disk hub 3.
  • the disk hub 3 holds one or more disks D such as a magnetic disk on the outer periphery.
  • a housing 7 is attached to the inner periphery of the bracket 6.
  • FIG. 7 shows an example of the hydrodynamic bearing device 1 used in the spindle motor.
  • the hydrodynamic bearing device 1 includes a bearing member 27 having a sleeve-shaped portion, a shaft member 2 inserted into the inner periphery of the bearing member 27, a lid member 28 that seals one end opening of the bearing member 27, and a seal.
  • Part 9 is included as the main component.
  • the bearing member 27 includes a bearing sleeve 8 and a cylindrical housing 7 in which the bearing sleeve 8 is fixed on the inner periphery.
  • the theory For the sake of clarity, the description will proceed with the side sealed by the sealing member 9 of the housing 7 as the upper side and the side sealed by the lid member 28 of the housing 7 as the lower side.
  • the shaft member 2 is made of a metal material such as stainless steel, for example, and includes a shaft portion 2a and a flange portion 2b provided at one end of the shaft portion 2a.
  • a radial bearing surface A including, as dynamic pressure generating portions, for example, a dynamic pressure groove Ab arranged in a herringbone shape and a partition portion Aa that partitions the dynamic pressure groove Ab.
  • the dynamic pressure groove Ab is formed axially asymmetric with respect to the axial center m, and the axial dimension XI of the upper region with respect to the axial center m is the axial direction of the lower region.
  • the radial bearing surface A can be formed in any number, and there is one place!
  • the ridges may be formed at three or more places in the axial direction.
  • the dynamic pressure grooves Bb arranged in a spiral shape as shown in FIG. 3 and the dynamic pressure grooves A first thrust bearing surface B including a partition portion Ba that partitions Bb is formed.
  • the lower end surface 2b2 of the flange portion 2b includes a dynamic pressure groove arranged in, for example, a spiral shape and a partition portion that partitions the dynamic pressure groove by the above-described ink jet printing in the same manner as the upper end surface 2b1.
  • Two thrust bearing surfaces C (not shown) are formed.
  • the dynamic pressure generating portion is formed by inkjet printing in the same manner as the upper end surface 2bl and the lower end surface 2b2 of the flange portion 2b. can do.
  • the radial bearing surface A can be formed by a plastic working method such as rolling, forging or pressing, or a machining method such as cutting.
  • the bearing sleeve 8 is formed of, for example, a porous body having a sintered metal force, particularly a porous body of oil-impregnated sintered metal obtained by impregnating a sintered metal mainly containing copper with a lubricating oil (or lubricating grease). Is done.
  • a shaft member 2 is inserted into the inner peripheral surface 8 a of the bearing sleeve 8.
  • the lower end surface 8b of the bearing sleeve 8 is formed as a smooth flat surface, and the inner peripheral surface 8a is formed as a perfect circular cylindrical surface.
  • the nosing 7 is formed of a resin material or a metal material in a cylindrical shape.
  • the lower end opening of the housing 7 is sealed with a lid member 28 formed of a metal material such as a soft metal or a resin material.
  • the lid member 28 is fixed to the lower end opening of the housing 7 by fixing means such as press fitting and adhesion.
  • the housing 7 and the lid member 28 are integrally formed of a metal material or a resin material.
  • the seal member 9 is formed in a ring shape with a metal material or a resin material.
  • the seal member 9 is formed separately from the housing 7 and is fixed to the upper end opening of the housing 7 by means such as press-fitting or bonding.
  • the inner peripheral surface 9a of the seal member 9 is increased in diameter in a tapered shape as it is directed upward, and between the inner peripheral surface 9a and the outer peripheral surface 2al of the shaft portion 2a facing the inner peripheral surface 9a. Is formed with an annular seal space S that is gradually enlarged upward.
  • lubricating oil as a lubricating fluid is injected into the internal space of the dynamic pressure bearing device 1 sealed with the seal member 9, and the inside of the dynamic pressure bearing device 1 is filled with the lubricating oil. In this state, the oil level of the lubricating oil is maintained within the range of the seal space S.
  • the seal member 9 can be integrally formed with the nosing and udging 7.
  • the radial bearing surface A of the outer peripheral surface 2a 1 of the shaft portion 2a is different from the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8, respectively. Opposes through radial bearing clearance.
  • the lubricating oil filled in each radial bearing gap generates a dynamic pressure action, and the shaft member 2 is supported in a non-contact manner in the radial direction by the pressure.
  • the first radial bearing portion R1 and the second radial bearing portion R2 that support the shaft member 2 in a non-contact manner so as to be rotatable in the radial direction are formed.
  • first thrust bearing surface B formed on the upper end surface 2bl of the flange portion 2b of the shaft member 2 is opposed to the lower end surface 8b of the bearing sleeve 8 through the first thrust bearing gap, and the flange
  • the second thrust bearing surface C formed on the lower end surface 2b2 of the portion 2b is opposed to the upper end surface 28a of the lid member 28 through the second thrust bearing gap.
  • the circulation path 10 is configured by an axial groove 10a formed on the outer peripheral surface of the bearing sleeve 8 and a radial groove 10b formed on the lower end surface 9b of the seal member 9.
  • the axial groove 10 a is formed on the inner peripheral surface of the bossing 7
  • the radial groove 10 b is formed on the upper end surface 8 c of the bearing sleeve 8.
  • the thrust bearing surfaces B and C which are inkjet-printed are those of the flange portion 2b. It can also be formed on the surface facing both end surfaces, for example, the lower end surface 8b of the bearing sleeve 8 constituting the bearing member 27 and the upper end surface 28a of the lid member 28.
  • the dynamic pressure groove pattern on one of the thrust bearing surfaces can be formed in another processing direction such as press calorie.
  • the present invention can be similarly applied not only to the dynamic pressure bearing device 1 shown in FIG. 7, but also to other dynamic pressure bearing devices exemplified below.
  • members and elements having basically the same functions as those in the configuration example shown in FIG. 7 are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the hydrodynamic bearing device 31 shown in FIG. 8 has a tapered seal space S formed between the inner peripheral surface 33bl of the disk hub 33 and the outer peripheral surface 7c of the housing 7, and the second thrust 7 is different from the hydrodynamic bearing device 1 shown in FIG. 7 in that the bearing portion T2 is formed between the upper end surface 7b of the housing 7 and the lower end surface 33al of the disk hub 33.
  • the first thrust bearing portion T1 is formed on the lower end face 8b of the bearing sleeve 8 which is a part of the thrust bearing surface B-force bearing member 27 which is ink-jet printed.
  • the second thrust bearing portion T2 is the ink-jet printed thrust surface.
  • Stroke bearing surface C force It is formed on the lower end surface 33al of the disk hub 33 as a rotor.
  • the thrust bearing surface B can be formed on the upper end surface 2b 1 of the flange portion 2b, and the thrust bearing surface C can be formed on the upper end surface 7b of the housing 7 constituting the bearing member 27.
  • a hydrodynamic bearing device 41 shown in FIG. 9 has a bearing sleeve 8 and a housing 7 integrated together.
  • a cylindrical portion 28b that protrudes upward is provided on the outer periphery of the lid member 28 at the point where the member 27 is configured, and this cylindrical portion 28b contacts the end surface 27al of the sleeve portion 227a corresponding to the bearing sleeve 8 of the bearing member 27. It differs from the hydrodynamic bearing device 1 shown in FIG.
  • the first thrust bearing portion T1 is formed on the end surface 27al of the sleeve portion 227a of the thrust bearing surface B-force bearing member 27 that is ink-jet printed, and the ink-jet printed thrust bearing surface is formed on the second thrust bearing portion T2.
  • the thrust bearing surface B can be formed on the upper end surface 2b 1 of the flange portion 2b, and the thrust bearing surface C can be formed on the lower end surface 2b2 of the flange portion 2b.
  • a dynamic pressure generating portion serving as a dynamic pressure groove force having a herringbone shape or a spiral shape.
  • the configuration of the dynamic pressure generating portion is not limited to this.
  • a so-called step bearing can be a multi-arc bearing.
  • a step bearing is a bearing in which a plurality of axial groove-shaped dynamic pressure grooves are provided at predetermined intervals in the circumferential direction in a region that becomes a radial bearing surface, and a multi-arc bearing is a bearing clearance that is one or both in the circumferential direction.
  • the bearing is provided with a plurality of circular arc surfaces which are reduced in a wedge shape on the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8 and the outer peripheral surface 2al of the shaft portion 2a.
  • one or both of the thrust bearing portions Tl and ⁇ 2 can be configured by, for example, a step bearing, or can be configured by a so-called corrugated bearing (the step type is a corrugated type). I'll do it.
  • FIG. 10A shows an example in which a step-type bearing surface is formed on the upper end surface 2bl of the material 2b ′.
  • a plurality of radial groove-shaped dynamic pressure grooves Bb are provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and a partition portion Ba that partitions the dynamic pressure grooves Bb is formed by the inkjet printing method.
  • the upper surface Bal of the partition portion Ba has a taper shape as shown in FIG. 10B, and the thrust bearing gap is a wedge-shaped gap in this portion.
  • the first thrust bearing portion T1 is supported and formed.
  • the shaft member 102 shown in FIG. 13 is taken as an example, and the dynamic pressure generating portion is formed on the outer peripheral surface 102al of the shaft portion 102a.
  • the process is explained.
  • the dynamic pressure generating portion formed on the outer peripheral surface 102al of the shaft portion 102a includes a cleaning step (a) for the outer peripheral surface of the shaft portion, and a printing step (b) for supplying ink to the outer peripheral surface of the shaft portion. ), And a curing step (c) for curing the supplied ink.
  • the surface of the material to be supplied with ink constituting the dynamic pressure generating unit is washed.
  • a metal such as stainless steel formed into a shaft shape by machining such as grinding is used.
  • acid cleaning using hydrochloric acid is adopted as a cleaning means.
  • the material 102a ' is put into a container filled with hydrochloric acid of a predetermined concentration, and the surface (particularly the outer peripheral surface 102al) of the material 102a' is immersed in a hydrochloric acid solution under ultrasonic action. After immersion for a predetermined time, the material 102a 'is taken out from the hydrochloric acid solution, and hydrochloric acid adhering to the surface is removed by, for example, ultrasonic cleaning in ultrapure water.
  • FIG. 11 shows an outline of a printing apparatus of a dynamic pressure generating unit by an ink jet method.
  • This printing apparatus is configured to continuously perform a printing step (b) for supplying a small amount of ink and a curing step (c) for curing the supplied ink.
  • the printing apparatus includes a rotation driving unit 113, one or a plurality of nozzle heads 110 facing the outer peripheral surface 102al of the material 102a ′ rotated by the rotation driving unit 113, and a nozzle.
  • it is mainly provided with a hardened portion 111 disposed opposite to the nozzle head 110 with the material 102a ′ interposed therebetween, which is disposed with a circumferential position different from that of the head 110.
  • the nozzle head 110 is provided with a plurality of nozzles 114 that eject droplet-like minute amounts of ink 112 in the axial direction.
  • This A plurality of rows of the slurs 114 may be provided in a direction orthogonal to the material 102a ′, which may be a single row.
  • the ink 112 is a resin composition based on, for example, a photocurable resin, preferably an ultraviolet curable resin, and an organic solvent such as an appropriate amount of a photopolymerization initiator is used as necessary.
  • the curing unit 111 is a light source that emits light for curing the ink 112, and for example, an ultraviolet lamp is used.
  • Examples of the ultraviolet curable resin constituting the ink 112 include radically polymerizable monomers, radically polymerizable oligomers, and cationically polymerizable monomers, imide acrylates, cyclic poly- and polythiol compounds. Typical examples are enthiol compounds, among which radical polymerizable monomers, radical polymerizable oligomers, and cationic polymerization monomers can be suitably used. These ultraviolet curable resins can be used alone or in combination of two or more. In addition, the above-mentioned one kind of resin or a mixture of two or more kinds of resin can be used as the base resin.
  • photopolymerization initiators such as radical photopolymerization initiators and cationic photopolymerization initiators can be used. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the printing of the dynamic pressure groove pattern is performed so as to gradually progress in the circumferential direction with the rotation of the material 102a ′, and when the printed portion reaches the facing region of the cured portion 111 (
  • the ink 112 that has been irradiated with ultraviolet rays undergoes a polymerization reaction and is cured in sequence after a half turn from the position facing the nozzle head 110.
  • the material 102a ′ is rotated one to several tens of times while appropriately switching the supply / stop of the ink 112 from each nozzle 114, thereby forming the partition portion Ea constituting the dynamic pressure generating portion on the entire circumference of the material 102a ′.
  • the nozzle head 110 and the curing part 11 1 is placed at the opposite position across the material 102a ′, so the ultraviolet light emitted from the curing part 111 is shielded by the material 102a ′, and the ink 112 ejected from the nozzle 114 has no curing effect due to the polymerization reaction. It doesn't reach. Therefore, the nozzle 114 can be prevented from being clogged by the cured ink 112, and the partition portion Ea (and the dynamic pressure groove Eb) can be efficiently formed.
  • the nozzle head 110 may be slid in the axial direction of the material 102a ′ in addition to the nozzle head 110 being disposed at a fixed position.
  • FIG. 11 illustrates the case where one nozzle head 110 is used, but it is also possible to arrange it at a plurality of locations in the axial direction or the circumferential direction.
  • a plurality of materials 102a ′ are connected in series, and these are simultaneously rotated and slid in the axial direction by one or a plurality of nozzle heads 110, so that dynamic pressure is applied to each material 102a ′.
  • a groove pattern can also be formed.
  • the coaxiality between the materials 102a ′ can be ensured by, for example, fitting the convex portion 102a2 provided at one shaft end into the concave portion 102a3 provided at the other shaft end.
  • the force material 102a ′ described when the material 102a ′ is rotationally driven may be fixed, and the nozzle head 110 and the curing unit 111 may be rotationally driven around the material 102a ′.
  • the ink jet method a very small amount of ink 112 that forms droplets following a pre-programmed shape pattern is discharged with its discharge amount adjusted accurately.
  • the outer peripheral surface 102al of the material 102a ' is cleaned by acid cleaning, and the surface state is uniformly improved over the entire surface. Therefore, the minute amount of ink 112 that has landed and dripped onto the outer peripheral surface 102al of the material 102a 'has a uniform shape after landing, for example, a uniform contact angle with the outer peripheral surface 102al.
  • the dynamic pressure groove pattern formed by the body can be formed with high accuracy.
  • the necessary dynamic pressure groove depth (several ⁇ m to several tens of ⁇ m) can be secured by the cured ink 112 itself. Etching or the like is not required, and the shaft member 102 with a dynamic pressure generating portion can be used as it is.
  • the outer peripheral surface 102al of the material 102a 'to be subjected to the above-described cleaning treatment is a force formed by, for example, mechanical calorie such as grinding. Depending on the degree of surface roughness after processing, the grid force in the grinding direction during grinding may remain. There is. These lines are not preferable because the ink 112 supplied by dripping may flow along the position force lines to be fixed. In addition, this type of problem can be solved by washing with an acid, particularly hydrochloric acid. However, if the cleaning time (soaking time in the case of acid) is set too long, the surface of the material 102a 'is dissolved more than necessary only by increasing the cycle time, and the surface condition (for example, surface roughness) is deteriorated.
  • an acid particularly hydrochloric acid
  • the surface roughness Ra of the outer peripheral surface 102al after washing should be 0.05 m or less, and 0.03 m or less.
  • the printing step (b) and the curing step (c) are performed after the cleaning step (a) has been described.
  • the cleaning step (a) and the printing step are performed.
  • the coupling agent is diluted to a predetermined concentration (0.1 to 5 wt%) with, for example, alcohol, a mixture of alcohol and water, or a solvent such as toluene, and then sprayed. This is done by supplying the material outer peripheral surface 102al by means of a date pinning method or the like.
  • a predetermined concentration 0.1 to 5 wt%
  • titanate coupling agents can be preferably used in consideration of industrial stability.
  • the surface of the material 102a ′ cleaned with hydrochloric acid is subjected to a surface treatment with a coupling agent to avoid a situation in which a coating film having a coupling agent strength is not partially formed.
  • the seed coating can be uniformly and reliably formed on the outer peripheral surface 102al.
  • the cleaning with the acid such as hydrochloric acid is adopted as the cleaning means for the material 102a 'has been described.
  • cleaning using UV cleaning, ozone cleaning, or a combination of both is performed. It can also be adopted. Since these cleaning methods can be performed in a dry environment, the acid adhering to the surface of the material 102a ′ after the cleaning process is removed as in the case of acid cleaning. If the moisture adhering to the outer peripheral surface 102al of the material is dried during removal or removal, the troublesome work can be saved and the work process can be simplified.
  • the above method constitutes a dynamic pressure bearing with the shaft member 102.
  • the present invention can also be applied to a case where the dynamic pressure generating portion is printed on the inner peripheral surface of the bearing member (corresponding to the bearing sleeve 108 in FIG. 13; each component member is shown in FIG. 13).
  • a dynamic pressure generating portion for example, a dynamic pressure groove
  • a dynamic pressure generating portion for example, a dynamic pressure groove
  • generating dynamic pressure in the thrust direction is formed on the end surfaces of, for example, the flange portion 102b of the shaft member 102 and the bottom portion 107c of the housing 107 by a similar method. You can also.
  • the present invention is not limited to this method.
  • a method of ejecting and landing droplets using electrophoresis may be used.
  • So-called nozzleless type droplet discharge method, or a method of discharging ink to the surface of the material continuously rather than in the form of droplets via a micropipette, or shortening the distance to the material surface It is possible to adopt a method in which ink is brought into contact with the fixing surface at the same time as ejection.
  • the shaft member 102 manufactured through the above steps is, for example, a bearing member that non-contactally supports the shaft member 102 by generating a fluid dynamic pressure action in a bearing gap between the shaft member 102 and the shaft member 102. And constitute a hydrodynamic bearing.
  • a hydrodynamic bearing device incorporating the shaft member 102 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 13 shows a first configuration example of the hydrodynamic bearing device 101 incorporating the shaft member 102 manufactured through the above steps.
  • the hydrodynamic bearing device 101 includes a shaft member 102 having a shaft portion 102a at the center of rotation, a bearing sleeve 108 in which the shaft member 102 can be inserted into the inner periphery, and a nose ring 107 in which the bearing sleeve 108 is fixed to the inner periphery. And a seal member 109 provided on one end opening side of the housing 107.
  • the bearing member includes a housing 107 and a bearing sleeve 108.
  • the side of the seal member 109 as the upper side and the side opposite to the seal member 109 in the axial direction as the lower side.
  • the shaft member 102 includes a shaft portion 102a and a flange portion 102b provided integrally or separately at one end of the shaft portion 102a.
  • the outer peripheral surface 102al of the shaft part 102a is a radial dynamic pressure generating part.
  • a radial bearing surface E including a plurality of dynamic pressure grooves Eb arranged in a herringbone shape and a partition portion Ea that partitions each dynamic pressure groove Eb is formed at two locations separated in the axial direction. .
  • the dynamic pressure groove Eb is formed axially asymmetric with respect to the axial center m (the axial center of the upper and lower inclined groove regions), and the shaft in the upper region from the axial center m
  • the direction dimension XI is larger than the axial dimension X2 of the lower region.
  • the bearing sleeve 108 is formed in a cylindrical shape with a non-porous body made of a soft metal such as Cu (including a Cu alloy) or A1 (including an A1 alloy) or a porous body made of a sintered metal.
  • the inner peripheral surface 108a of the bearing sleeve 108 is a smooth cylindrical surface.
  • a thrust dynamic pressure generating portion on the entire lower surface 108b of the bearing sleeve 108 or a partial annular region, for example, a plurality of dynamic pressure grooves arranged in a spiral shape and these dynamic pressure grooves are defined.
  • a first thrust bearing surface F including a partition portion to be formed is formed.
  • a herringbone shape can be adopted as an arrangement pattern of the dynamic pressure grooves.
  • the housing 107 includes a substantially cylindrical side portion 107b and a bottom portion 107c that is located at the lower end of the side portion 107b and is provided integrally with or separately from the side portion 107b.
  • the bottom portion 107c is formed of metal as a separate member from the side portion 107b, and is attached to the lower end of the side portion 107b (including loose adhesion and press-fit adhesion), press-fit, and welded (for example, ultrasonic welding). It is fixed by means such as welding (for example, laser welding).
  • either the side portion 107b or the bottom portion 107c can be formed of resin, or both can be formed of resin.
  • a thrust dynamic pressure generating portion is omitted from the entire upper surface 107cl of the bottom portion 107c or a part of the annular region, but a plurality of dynamic pressure grooves arranged in a spiral shape, for example, and these are omitted.
  • a first thrust bearing surface G including a partition portion that partitions the dynamic pressure groove is formed.
  • the herringbone shape can be adopted as the arrangement pattern of the dynamic pressure grooves.
  • An annular seal member 109 formed of a metal material or a resin material is fixed to the inner periphery of the opening 107a of the housing 107 by means such as press-fitting, adhesion, or welding.
  • the inner peripheral surface 109a of the seal member 109 has a tapered shape that gradually increases in diameter in the axial direction upward, and is directed upward between the inner peripheral surface 109a and the outer peripheral surface 102al of the shaft portion 102a facing the inner peripheral surface 109a.
  • a seal space S in which the radial dimension is gradually enlarged is formed.
  • the seal member 109 can be integrally formed with the housing 107 (including insert molding and orthosert molding).
  • the upper end opening side region of the inner peripheral surface 108a of the bearing sleeve 108 is formed to have a larger diameter than the region that becomes the radial bearing surface, or gradually increased in diameter, and is opposed to this region.
  • a seal space may be formed between the outer peripheral surface 102a of the shaft portion 102a.
  • the radial bearing surface E of the outer peripheral surface 102al of the shaft member 102 (the dynamic pressure groove Eb formation region in the upper and lower two locations) provides a clearance between the inner peripheral surface 108a of the bearing sleeve 108 and the radial bearing clearance. Opposite through.
  • the lubricating oil in the radial bearing gap is pushed into the axial direction center side of the dynamic pressure groove Eb in each radial bearing surface E, and the pressure rises.
  • the first radial bearing portion R11 and the second radial bearing portion R12 that support the shaft portion 102a in a non-contact manner in the radial direction are configured.
  • a thrust bearing gap between the thrust bearing surface F (dynamic pressure groove forming region) of the bearing sleeve 108 and the upper end surface 102bl of the flange portion 102b facing this, and the thrust bearing surface G of the bottom portion 107c
  • An oil film of lubricating oil is also formed in the thrust bearing gap between the lower end surface 2b2 of the flange portion 102b opposite to this by the dynamic pressure action of the dynamic pressure groove, and the flange portion 102b is formed by the pressure of this oil film.
  • the first thrust bearing portion T11 and the second thrust bearing portion T12 are configured to support the non-contact in the thrust direction.
  • the lubricating oil positioned in the radial gap between the shaft member 102 and the bearing sleeve 108 is pushed into the bottom 107c side of the housing 107 while the shaft member 102 rotates. If this is the case, the pressure in the thrust bearing clearance of the thrust bearings Tl l and T12 will increase excessively, which may cause the generation of bubbles in the lubricating oil, leakage of the lubricating oil, or vibration. Is done. In this case, by providing a communication passage that communicates between the thrust bearing clearance (especially the thrust bearing clearance of the first thrust bearing portion T11) and the seal space S, the lubricating oil passes through this type of communication passage.
  • Figure 13 shows an example As an example, the communication path 110a is formed on the outer peripheral surface 108d of the bearing sleeve 108, and the communication path 110b is formed on the lower end surface 109b of the seal member 109.
  • the first thrust bearing surface F is formed on the lower end surface 108b of the bearing sleeve 108
  • the second thrust bearing surface G is formed on the upper end surface 107cl of the bottom 107c of the housing 107.
  • the thrust bearing surfaces F and G may be formed on the surfaces facing these surfaces (both end surfaces 102bl and 102b2 of the flange portion 102b).
  • Each thrust bearing surface F, G is molded, and, like the radial bearing surface E, the cleaning process ⁇ printing and curing process of the dynamic pressure generating part, or the cleaning process ⁇ surface treatment process with a coupling agent ⁇ dynamic It can also be formed through a printing and curing process of the pressure generating portion.
  • the shaft member 102 including the dynamic pressure generating portion according to the present invention is not limited to the above configuration, and can be preferably used for a dynamic pressure bearing device having another configuration.
  • Parts and members having the same configuration and operation as those of the first configuration example shown in FIG. 13 of the hydrodynamic bearing device shown in FIGS. 14 to 16 below are designated by the same reference numerals, and redundant description is omitted. To do.
  • a radial bearing surface E having a dynamic pressure generating portion is formed on the outer peripheral surface 102al of the shaft portion 102a of the shaft member 102 by the ink jet method.
  • FIG. 14 shows another configuration example of the hydrodynamic bearing device 101.
  • the hydrodynamic bearing device 101 in the figure mainly has a seal space S formed on the outer diameter side of the housing 107, and the second thrust bearing portion T12 is an upper end surface 107bl of the side portion 107b of the housing 107.
  • the hydrodynamic bearing device according to the first configuration example Is different from the hydrodynamic bearing device according to the first configuration example in that it is formed between the lower end surface 103al of the plate portion 103a constituting the disk hub 103.
  • FIG. 15 shows another configuration example of the hydrodynamic bearing device 101.
  • the hydrodynamic bearing device 101 in the figure is mainly composed of a bearing member in which a bearing sleeve 108 and a housing 107 are integrated (bearing member 127), and is located above the outer periphery of the lid member 128 as the bottom.
  • the cylindrical portion 128a is provided in the first configuration example in that the cylindrical portion 128a is in contact with the lower end surface 127al of the small-diameter cylindrical portion 127a corresponding to the bearing sleeve 108 of the bearing member 127.
  • the configuration is different from the pressure bearing device.
  • FIG. 16 shows another configuration example of the hydrodynamic bearing device 101.
  • the shaft member 122 is provided with a flange portion 122b above the lower end of the shaft portion 122a.
  • the shaft member 122 faces the lower end surface 122b2 of the flange portion 122b.
  • a thrust bearing gap of the thrust bearing portion T13 is formed between the upper end surface 108c of the bearing sleeve 108 to be driven.
  • a seal member 129 is fixed to the inner periphery of the upper end of the housing 107, and a seal space S ′ is formed between the inner peripheral surface 129a of the seal member 129 and the outer peripheral surface 122al of the shaft member 122.
  • the lower end surface 129b of the seal member 129 is opposed to the upper end surface 122bl of the flange portion 122b via an axial clearance, and is engaged with the upper end surface 122bl of the flange portion 122b when the shaft member 122 is displaced upward. Also serves as a retaining function for the shaft member 122.
  • the shape of the dynamic pressure generating portion included in the radial bearing surface E shown in the above configuration example is merely an example, and any other groove arrangement shape can be used as long as it can be printed by the ink jet method.
  • a dynamic pressure groove pattern corresponding to (for example, a spiral shape) can also be formed.
  • the dynamic pressure generating part included in the radial bearing surface E is a so-called step-like dynamic pressure generating part in which axial grooves are formed at a plurality of locations in the circumferential direction.
  • the same method can be used for printing a so-called multi-circular dynamic pressure generating portion V in which a plurality of circular arc surfaces are formed in the circumferential direction.
  • the radial bearing surface E is formed to be separated in two axial directions.
  • the number of the radial bearing surfaces E is arbitrary, and is one or three in total.
  • the radial bearing surface E can be formed as described above.
  • the thrust bearing surfaces F and G have a plurality of dynamic pressure grooves arranged in a spiral shape as a dynamic pressure generating portion, and a plurality of radial pressure grooves in the circumferential direction. It is possible to form a so-called step-like dynamic pressure generating portion provided at intervals or a so-called wave-like dynamic pressure generating portion (a step having a wave shape).
  • the lubricating oil is exemplified as the fluid that fills the inside of the hydrodynamic bearing device 101 and forms a lubricating film in each bearing gap.
  • a fluid capable of forming a lubricating film for example, a gas such as air, a fluid lubricant such as a magnetic fluid, or lubricating grease may be used.
  • the hydrodynamic bearing device 101 described above is a disk drive device such as an HDD. It can also be used by being incorporated in a spindle motor for information equipment.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the configuration. This spindle motor is opposed to the hydrodynamic bearing device 101 and the disk hub 103 attached to the shaft member of the hydrodynamic bearing device 101, for example, via a radial gap.
  • a stator coil 104 and a rotor magnet 105, and a motor bracket 106 are provided.
  • the stator coil 104 is attached to the outer periphery of the motor bracket 106, and the rotor magnet 105 is attached to the inner periphery of the disk hub 103.
  • the disk hub 103 holds one or more disks D such as a magnetic disk on its outer periphery.
  • the stator coil 104 When the stator coil 104 is energized, the rotor magnet 105 is rotated by the electromagnetic force generated between the stator coil 104 and the rotor magnet 105, and accordingly, the disk hub 103 and the disk D held by the disk hub 103 are shaft members. Rotates integrally with 102. This motor has both high durability and rotational accuracy.
  • a shaft member made of stainless steel (SUS420) is used as a material, and this material is immersed in two types of hydrochloric acid (15 wt% hydrochloric acid and 30 wt% hydrochloric acid) having different concentrations.
  • hydrochloric acid 15 wt% hydrochloric acid and 30 wt% hydrochloric acid
  • immersion times the cleaning times
  • Fig. 18 shows the results of the cleaning test.
  • the horizontal axis represents the immersion time [min]
  • the material 202 'constituting the shaft portion 202 is formed of a metal material such as stainless steel, for example.
  • the material 202 ′ is formed in a substantially cylindrical shape having an axial through hole 202b that penetrates the axis.
  • FIG. 19 shows an outline of a printing apparatus for a dynamic pressure generating portion using an ink jet method as an example of a method for forming a dynamic pressure generating portion that is useful in the present invention.
  • This printing apparatus has a form in which a printing process for supplying a small amount of ink and a curing process for curing the supplied ink are continuous. As shown in the drawing, this printing apparatus supports one or a plurality of nozzle heads 217 opposed to the rotationally driven jig 216 (the outer peripheral surface 202a of the material 202 ′) and both ends of the jig 216.
  • the support portion 213 to be driven to rotate and the nozzle head 217 are arranged with their circumferential positions different, preferably arranged to face the nozzle head 217 with the jig 216 interposed therebetween as shown in the figure.
  • One or a plurality of hardened portions 215 are main components.
  • At least one of the support portions 213 is provided with a rotation drive portion 214 that also has a motor equal force.
  • two nozzle heads 217 and two curing portions 215 are provided in the axial direction.
  • the jig 216 is formed of a highly rigid metal material such as stainless steel. A plurality of materials 202 ′ are connected in series to the outer peripheral surface of the jig 216.
  • Ink 212 is a resin composition based on, for example, a photocurable resin, preferably an ultraviolet curable resin, and contains a photopolymerization initiator and an appropriate proportion of an organic solvent as required. Used.
  • the curing unit 215 is a light source that emits light for curing the ink 212, and an ultraviolet lamp, for example, is used.
  • Examples of the ultraviolet curable resin constituting the ink 212 used in the printing process include radical polymerizable monomers, radical polymerizable oligomers, cationic polymerization monomers, imide acrylates, cyclic polyethylene compounds, and polythiols.
  • radical polymerizable monomer for example, a monofunctional, bifunctional or polyfunctional acrylate monomer or a metatalyl monomer can be used, and as the radical polymerizable oligomer, for example, urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester acrylate. Alternatively, unsaturated polyester can be used.
  • Examples of the cationic polymerization monomer include alicyclic epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, bisphenol A epoxy resin, 3 ethyl 3- (2 ethylhexyloxymethyl) oxetane, 3 Ethyl 3 hydroxymethyloxetane, 1,4 bis ⁇ [((3 ethyl-3-oxeta-l) methoxy] methyl ⁇ benzene, 3 ethyl-3 (phenoxymethyl) oxetane, di [1-ethyl (3-oxeta- )] Methyl ether, 3-ethyl 3- ⁇ [3- (triethoxysilyl) Oxetane resins such as) propoxy] methyl ⁇ oxetane can be used.
  • These UV-cured resins can be used alone or in combination with two or more types as the base resin.
  • photopolymerization initiators such as radical photopolymerization initiators and cationic photopolymerization initiators can be used.
  • radical photopolymerization initiators include benzophenone, methyl orthobenzoin benzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, ammonium salt of benzophenone, isopropyl thixanthone, jetylthioxanthone, thixanthone.
  • Hydrogen abstraction type photopolymerization initiators typified by ammonium salts can be used, or benzoin derivatives, benzyldimethylketal, ⁇ -hydroxyalkylphenone, ⁇ -aminoalkylphenone, and acyl.
  • Intramolecular cleavage type photopolymerization initiators typified by phosphine oxide, monoacylphosphine oxide, bisacylphosphine oxide, talylphenol glyoxylate, diethoxyacetophenone, and titanocene compounds can be used.
  • cationic photopolymerization initiators include triphenylsulfo-hexafluoroantimonate, triphenylsulfo-hexafluorophosphate, SP-170 and SP-150 (both Manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.), FC-508 and FC-512 (both manufactured by 3 companies), UVE-1014 (produced by General Electric Company), A mixture of triallylsulfo-umhexafluorophosphate salts exemplified by Uvacurel59 0 and Uvacurel591 (both manufactured by Daicel-Usibi Co., Ltd.), a meta-orthocene compound exemplified by Irg-261 (manufactured by Ciba-Gaigi Co., Ltd.) , Difluoro-Hexafluoroantimonate, P-Norphe-Rufo-Neuro-Hexafluoroantimonate, 4, 4 '-Diethoxy-Fu
  • photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the jig 216 is rotated while being supported at both ends by the support portion 213.
  • the outer peripheral surface of the jig 216 and the inner peripheral surface of the material 202 ′ are set to fit so that the material 202 ′ can rotate in synchronization with the jig 216.
  • the fitting between the outer peripheral surface of the jig 216 and the inner peripheral surface of the material 202 ′ is loosened, and the material 202 ′ is directly rotated by the rotation drive unit 214. It may be allowed.
  • the minute droplets of the ink 212 land on a predetermined position on the outer peripheral surface 202a of the material 202'.
  • a dynamic pressure generating portion for example, a convex partition Ha and an area not covered with ink, that is, a dynamic pressure groove Hb.
  • a dynamic pressure groove pattern arranged in a helical bone shape is formed.
  • the formation of the dynamic pressure groove pattern is performed in a manner that gradually proceeds in the circumferential direction of the outer peripheral surface 202a of the material 202 ′ as the jig 216 rotates.
  • the printed part advances to some extent in the circumferential direction (half-turn in the example shown in the figure)
  • the printed part reaches the opposite area (curing process) of the curing unit 215, and the ink 212 that has been irradiated with ultraviolet rays Causes a polymerization reaction and hardens sequentially.
  • This ink curing also proceeds gradually in the circumferential direction of the material 202 ′ as the material 202 ′ rotates.
  • the nozzle head 217 is slid to the opposed region of the outer peripheral surface 202a of the adjacent material 202 '. While the jig 216 is rotated, a new dynamic pressure groove pattern is formed on the adjacent material 202 ′ in the same manner as described above, and this is continued until printing on all the materials 202 ′ is completed. Then, it is confirmed that all the inks 212 have passed through the region facing the curing unit 11 and have been cured, the rotation is stopped, and the jig 216 is removed from the support unit 213.
  • a plurality of materials 202 ' are connected in series with a jig 216 to ensure coaxiality, high accuracy is achieved for all materials 202' while suppressing variations in molding accuracy among the materials.
  • a dynamic pressure groove pattern can be formed.
  • the material 202 ′ is provided at the shaft end of one material 202 ′.
  • the protrusion 202al can be fitted to the four bases 202a2 of the adjacent material 202 '.
  • This force can be disposed at one or three or more axial directions, or at a plurality of circumferential positions.
  • the material 202a ' is rotated at a higher speed, for example, 2 to several tens of rotations, and the dynamic pressure groove is formed on the entire periphery of the material 202a'. Patterns can also be formed.
  • the curing unit 215 may be fixed and used with a high light (ultraviolet) diffusivity, or may be slid in the axial direction in synchronism with the nozzle head 217 using a high light collecting property. You can also. Further, in the above description, when printing of the dynamic pressure groove pattern on each material 202 ′ is completed, the force that starts printing the adjacent material 202 ′ can be changed by sliding the nozzle head 217. The material 202 can be printed at the same time.
  • the dynamic pressure groove pattern as the dynamic pressure generating portion can be printed with high accuracy.
  • the necessary dynamic pressure groove depth can be secured with the cured ink 212 itself, so it can be used as the shaft part 202 with the dynamic pressure groove as it is. It becomes.
  • printing by the ink jet method does not have a contact portion between the printing mold and the material 202 'unlike a conventional screen printing machine, and therefore marks due to wear at the contact portion in mass production. It is possible to avoid a decrease in printing accuracy. Further, even when a plurality of materials 202 ′ are connected in the axial direction as described above, the connected materials 202 ′ without applying pressure from the nozzle to the materials 202 ′. It is possible to avoid a decrease in printing accuracy due to the deflection of the sheet. Furthermore, there is no need for a printing mold or a printing screen to hold the printing mold, and there is no need to move the printing mold in response to the rotation of the material 202 ', thus simplifying the structure of the molding equipment. can do. In addition, since the amount of ink used is sufficient to contribute to the formation of the dynamic pressure groove pattern, it is possible to reduce the amount of ink used and achieve low cost compared to conventional devices that require a squeegee.
  • the first printed part is cured by the ultraviolet irradiation from the curing unit 215 and then the nozzle head. Since the ink is returned to the position 217, it is possible to avoid a situation where ink that is not sufficiently cured overlaps and breaks the dynamic pressure groove pattern.
  • the nozzle head 217 and the curing part 215 are arranged at positions facing each other with the material 2 02 ′ interposed therebetween, the ultraviolet ray irradiated from the curing part 215 is shielded by the material 202 ′, so that the ultraviolet curing action is exerted on the nozzle. Therefore, the nozzle 211 can be prevented from being clogged by the irradiated ultraviolet rays.
  • the material 202 ′ (the jig 216) is rotationally driven.
  • the material 202 ′ may be fixed, and the nozzle head 217 and the curing unit 215 may be rotationally driven around the material 202 ′.
  • FIG. 21 shows an example of a hydrodynamic bearing device incorporating a rotating member 203 having a shaft portion 202 manufactured through the above steps.
  • the hydrodynamic bearing device 201 is fixed to the housing 207 formed of a side member 207a and a bottom member 207b separate from the side portion 207a that seals one end opening of the side portion 207a, and the inner periphery of the housing 207.
  • a bearing sleeve 208 and a rotating member 203 having a shaft 202 at the center of rotation and rotating relative to the housing 207 and the bearing sleeve 208 are provided as main components.
  • the bottom member 207b side is described as the lower side
  • the axially opposite side of the bottom member 207b is described as the upper side.
  • the rotating member 203 includes, for example, a hub portion 209 that covers the upper side of the housing 207, and a shaft portion 202 that is inserted into the inner periphery of the bearing sleeve 208.
  • the shaft portion 202 has a through hole 202b that penetrates the shaft center.
  • the hub portion 209 and the shaft portion 202 are formed separately, and are fixed using appropriate means such as press-fitting, adhesion, and welding.
  • the hub part 209 is provided on the disk part 209a disposed above the housing 207, the cylindrical part 209b in which the outer peripheral part force of the disk part 209a extends downward in the axial direction, and the outer periphery of the cylindrical part 209b.
  • the disc mounting surface 209c and the flange portion 209d are provided. As shown, the disc-shaped information recording medium is fitted on the outer periphery of the disc portion 209a and placed on the disc mounting surface 209c. Then, the disk-shaped information recording medium is held by the appropriate holding means (not shown).
  • the shaft portion 202 is provided with a flange portion 210 as a separate member at the lower end thereof as a retaining member.
  • the flange portion 210 is made of metal and is fixed to the shaft portion 202 by means such as screw connection, for example, and the lower end of the through hole 202b is sealed.
  • a clamper (not shown) force for clamping the disc-shaped information recording medium to the hub portion 209 is fixed to the upper end of the through hole 202b by means such as screw connection, and the upper end of the through hole 202b is sealed.
  • a dynamic pressure generating portion for example, a radial shaft including a dynamic pressure groove Hb arranged in a herringbone shape and a partition portion Ha that partitions the dynamic pressure groove Hb.
  • the receiving surfaces H are formed apart in the axial direction.
  • the dynamic pressure groove Hb is formed axially asymmetric with respect to the axial center m, and the axial dimension XI in the upper region from the axial center m is the axial dimension X2 in the lower region. It's getting bigger than that. Therefore, when the shaft portion 202 rotates, the pulling force (bombing force) of the lubricating oil by the dynamic pressure groove Hb is relatively larger on the upper radial bearing surface than on the lower radial bearing surface.
  • the bearing sleeve 208 is made of a sintered metal porous body, particularly a sintered metal porous body mainly composed of copper, or a soft metal material such as brass or aluminum (aluminum alloy) in a cylindrical shape. Made.
  • An inner peripheral surface 208a of the bearing sleeve 208 is formed as a smooth cylindrical surface.
  • Bearing surface I is formed.
  • As the shape of the dynamic pressure groove a ring bone shape or the like other than the above can be adopted.
  • the outer peripheral surface 208d of the bearing sleeve 208 is formed with one or more axial grooves 208dl extending over the entire length in the axial direction for communicating both ends of the bearing sleeve 208.
  • three axial grooves 208dl are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the housing 207 includes a substantially cylindrical side portion 207a and a bottom member 207b as a separate bottom portion from the side portion 207a that seals one end opening of the side portion 207a.
  • the side portion 207a is made of a resin material
  • the bottom member 207b is made of a metal material such as stainless steel or brass.
  • the bottom member 207b is fixed to the lower end of the side portion 207a by an appropriate means such as adhesion or press fitting.
  • the partial annular region of the upper end surface 207al of the side portion 207a includes, for example, a plurality of dynamic pressure grooves arranged in a spiral shape and a partition portion that partitions the dynamic pressure grooves, although illustration is omitted.
  • a thrust bearing surface J is formed.
  • the shape of the dynamic pressure groove may be a herringbone shape or the like.
  • a tapered outer wall 207a2 is formed on the outer periphery of the side portion 207a.
  • This tapered outer wall 207a2 forms an annular seal space S whose radial dimension is gradually reduced upward from the lower end side of the housing 207 between the inner peripheral surface 209bl of the cylindrical portion 209b.
  • This seal space S communicates with the outer diameter side of the thrust bearing gap of the thrust bearing portion T22 when the shaft portion 202 and the hub portion 209 are rotated.
  • the bearing sleeve 208 is fixed to the inner peripheral surface 207a3 of the side portion 207a constituting the nosing 207 by means such as press-fit adhesion.
  • the shaft portion 202 integrated with the hub portion 209 is inserted into the bearing sleeve 208 fixed to the side portion 207a.
  • the flange portion 210 is attached to the shaft portion 202 by, for example, screw connection, and then the bottom member 207b is fixed to the inner periphery of the lower end side of the side portion 207a by, for example, press fitting and bonding.
  • the shaft portion 202 of the rotating member 203 is inserted into the inner peripheral surface 208a of the bearing sleeve 208, and the flange portion 210 is connected to the lower end surface 208b of the bearing sleeve 208 and the bottom member 207b. It will be in the state accommodated in the space between upper end surface 207bl.
  • the internal space of the hydrodynamic bearing device 201 includes the internal pores of the bearing sleeve 208 and is filled with, for example, lubricating oil as a fluid (lubricating fluid). At this time, the oil level of the lubricating oil is maintained within the range of the seal space S.
  • the radial bearing surfaces H formed on the outer peripheral surface 202a of the shaft portion 202 are respectively separated from the bearing sleeve. It faces the inner peripheral surface 208a of the hub 208 through a radial bearing gap.
  • the lubricating oil filled in each radial bearing gap generates a dynamic pressure action, and the shaft portion 202 is supported in a non-contact manner in the radial direction by the pressure.
  • the first radial bearing portion R21 and the second radial bearing portion R22 that support the shaft portion 202 in a non-contact manner so as to be rotatable in the radial direction are formed.
  • a thrust bearing gap (not shown) is formed between the lower end face 208b of the bearing sleeve 208 and the upper end face 210a of the flange portion 210, and a dynamic pressure action due to the lubricating oil is generated in the thrust bearing gap.
  • a first thrust bearing portion T21 is formed that supports the rotating member 203 in a non-contact manner so as to be rotatable in the thrust direction.
  • a thrust bearing gap is formed between the upper end surface 207al of the side portion 207a of the housing 207 and the lower end surface 209al of the hub portion 209 constituting the rotating member 203.
  • a dynamic pressure action caused by lubricating oil is generated in the thrust bearing gap, and the second thrust bearing portion T22 that supports the rotating member 203 in a non-contact manner in a thrust direction is formed by the pressure.
  • the hydrodynamic bearing device having the hydrodynamic pressure generating portion formed by the method of the present invention is not limited to the above, and can be preferably used for hydrodynamic bearing devices having other configurations.
  • the following description is based on the drawings, but the same symbols are given to the same components and elements as those shown in FIG. 21, and the duplicate description is omitted.
  • FIG. 22 shows another configuration example of the hydrodynamic bearing device 201.
  • This hydrodynamic bearing device 201 differs greatly from the hydrodynamic bearing device shown in FIG. 21 in that the shaft member 222 formed by the shaft portion 202 and the flange portion 210 forms a composite structure of a metal material and a resin material.
  • the second thrust bearing portion T22 is formed between the lower end surface 210b of the flange portion 210 and the upper end surface 207bl of the bottom member 207b opposed to the second thrust bearing portion T22, and the housing is formed at the inner periphery of the upper end of the side portion 207a.
  • An annular seal member 219 separate from 207 is fixed, and a seal space S is formed between the inner peripheral surface 219a and the outer peripheral surface 202a of the shaft portion 202 opposed to the inner peripheral surface 219a.
  • the shaft portion 202 also has the force of the material 202 'used in FIG. 19, and a dynamic pressure generating portion (radial bearing surface H) is formed on the outer peripheral surface 202a using the ink jet method.
  • the axial through hole 202b formed in the shaft portion 202 is filled with the resin material 220 over the entire length in the axial direction, and the entire flange portion 210 that projects the lower end force of the shaft portion 202 to the outer diameter side is integrally formed. is doing.
  • the resin material 220 PA66 (66 nylon), LCP (liquid crystal polymer), PPS (polyphenylene)
  • a thermoplastic resin such as Nsulfide) can be used, and a filler such as glass fiber is blended in these resin materials as necessary.
  • the shaft member 222 is manufactured, for example, by resin injection molding (insert molding) using the shaft portion 202 as an insert part.
  • This type of shaft member 222 is required to have high dimensional accuracy such as the perpendicularity of the shaft part 202 and the flange part 210 and the parallelism of both end faces of the flange part 210 in terms of the function of the bearing device. Then, it is possible to achieve mass production at low cost while ensuring the required accuracy only by increasing the accuracy of the mold and accurately positioning the shaft portion 202 as the insert part in the mold.
  • the first thrust bearing surface I and the second thrust bearing surface J are formed at the same time as the injection molding in the annular regions of both end surfaces 210a and 210b of the flange portion 210, respectively.
  • the shaft member 222 having the above configuration can be significantly lighter than the case where both the shaft portion and the flange portion are formed of a metal material. Therefore, the impact at the time of collision between the shaft member 222 and the bearing sleeve 208 or the bottom member 207b is reduced, and the occurrence of scratches at the collision portion can be suppressed. Further, since the flange portion 210 is made of resin, the sliding characteristics with respect to the lower end surface 208b of the metal bearing sleeve 208 and the upper end surface 207bl of the bottom member 207b are improved, and the torque can be reduced.
  • the bearing sleeve 208 and the housing 207 are formed separately, but they can also be formed integrally.
  • FIG. 23 shows an example thereof, which is composed of a bearing sleeve 208 formed separately in FIG. 22 and a bearing member 227 integrated with the side portion 207a of the housing 207. In this configuration example, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, and the hydrodynamic bearing device 201 can be formed at a lower cost.
  • the bearing member 227 is formed of a metal material or a resin material in a substantially cylindrical shape, and a sleeve portion 227a into which the shaft member 222 is inserted into the inner periphery, and a seal extending upward from the outer periphery side of the sleeve portion 227a. Seal fixing part 227b for fixing member 219 and sleeve part 227a from the outer peripheral side downward And an extended bottom member fixing portion 227c.
  • the first thrust bearing portion T21 is formed between the lower end surface 227al of the sleeve portion 227a and the upper end surface 210a of the flange portion 210 facing the first thrust bearing portion T21.
  • the seal member 219 is formed separately from the housing 207 and the bearing member 227, but these can be formed integrally, and the number of parts and assembly man-hours can be increased.
  • the hydrodynamic bearing device 201 can be formed at a lower cost.
  • the hydrodynamic bearing device using the shaft portion 202 having the axial through-hole 202b shown in FIG. 19 has been described.
  • the hydrodynamic bearing device 201 can be configured by using the shaft portion 202 having the recess portion 202a2 (not shown).
  • the shape of the dynamic pressure generating portion formed on the radial bearing surface H described above is merely an example, and any other dynamic pressure groove shape (for example, as long as it can be printed by the ink jet method)
  • a dynamic pressure groove pattern corresponding to a spiral shape can also be formed as a dynamic pressure generating portion.
  • a so-called step-like dynamic pressure generating portion in which axial dynamic pressure grooves are formed at a plurality of locations in the circumferential direction, and a plurality of circular arc surfaces in the circumferential direction are formed.
  • the formed so-called multi-arc dynamic pressure generating portion can be formed by the same method.
  • radial bearing surface H is formed to be separated in two axial directions, but the number of the radial bearing surfaces H is arbitrary, and one axial direction is provided. Alternatively, radial bearing surfaces H can be formed at three or more locations.
  • the dynamic pressure generating portion in addition to the dynamic pressure generating portion having the dynamic pressure grooves arranged in the spiral shape or the like, for example, a step-shaped dynamic pressure generating portion, It is also possible to form a so-called corrugated dynamic pressure generating part (the step type is a corrugated type).
  • FIG. 24 conceptually shows a configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating the fluid dynamic bearing device 201 shown in FIG.
  • This spindle motor for information equipment is used for a disk drive device such as an HDD, and has a hydrodynamic bearing device 201 that rotatably supports a rotating member 203 having a shaft portion 202 in a non-contact manner, for example, a radial gap.
  • the stator coil 204 and the rotor magnet 205 opposed to each other, and the motor bracket (holding member) 2 06 and with.
  • the stator coil 204 is attached to the outer periphery of the bracket 206, and the rotor magnet 205 is attached to the outer periphery of the rotating member 203.
  • the rotating member 203 holds one or more disks D such as a magnetic disk on the outer periphery thereof.
  • the housing 207 is fixed to the inner periphery of the motor bracket 206 by means such as press-fit adhesion.
  • the stator coil 204 When the stator coil 204 is energized, the rotor magnet 205 is rotated by the electromagnetic force generated between the stator coil 204 and the rotor magnet 205, and the rotating member 203 and the shaft portion 202 are rotated together with the rotation.
  • This motor has both high durability and rotational accuracy.
  • FIG. 1 is a side view showing an outline of an ink jet printing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram in which the nozzle head is arranged so as to be orthogonal to the material traveling direction.
  • FIG. 2B is a diagram in which the nozzle head is disposed at a predetermined angle with respect to the material traveling direction.
  • FIG. 3 is a plan view of the upper end surface of the flange portion.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view in which a partition part Ba is formed directly on the end face of the material.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view when an ink layer is formed on the end face of the material and a partition portion Ba is formed on the surface of the ink layer.
  • FIG. 5 is a side view showing another configuration of the ink jet printing apparatus.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a spindle motor for information equipment incorporating a hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of a hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 10A is a plan view showing another form of the upper end face of the flange portion.
  • FIG. 10B is an XX enlarged cross-sectional view of a partition Ba when incorporated in a hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 11 is a view showing an example of a dynamic pressure generating portion forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing another embodiment of the forming method of the dynamic pressure generating portion.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a fluid dynamic bearing device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a spindle motor incorporating a fluid dynamic bearing device.
  • FIG. 18 is a diagram showing the results of a material surface cleaning test.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of an ink jet printing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic view showing another embodiment of an inkjet printer.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a configuration example of a hydrodynamic bearing device having the configuration of the present invention.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing another configuration example of the hydrodynamic bearing device.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing an example of a motor incorporating a fluid dynamic bearing device.

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Abstract

 シンプルな工程で高精度かつ低コストに素材の平坦面に動圧発生部を成形可能とする。  インクジェット法によりノズルヘッド11から紫外線硬化タイプのインクの微小液滴13を素材2b’の上側端面2b1に着弾または滴下させる。ノズルヘッド11と紫外線を照射する光源14とは素材2b’の進行方向に従って順次配置され、かつ素材2b’と対向する位置に設ける。素材2b’を相対的にスライドさせながら、ノズルヘッド11からインクの着弾または滴下、および光源14からの紫外線の照射によるインクの硬化を素材2b’の進行方向に従って徐々に進行させ、動圧発生部を成形する。

Description

明 細 書
動圧発生部の成形方法
技術分野
[0001] 本発明は、動圧発生部の成形方法に関する。
背景技術
[0002] 動圧軸受は、軸部材と、軸部材の外周に位置する軸受部材の相対回転により軸受 隙間に生じた潤滑油の動圧作用で圧力を発生させ、この圧力で軸部材を非接触支 持する軸受である。この動圧軸受は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を備 えるものであり、近年ではその特徴を活力して、情報機器、例えば HDD、 FDD等の 磁気ディスク装置、 CD-ROM, 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などのスピンドルモータ用の軸受、レー ザ一ビームプリンタ (LBP)のポリゴンスキャナモータ用の軸受、あるいは電気機器、 例えばプロジェクタのカラーホイール、軸流ファンなどの小型モータ用の軸受として、 その用途を拡大しつつある。
[0003] この種の動圧軸受では、軸受隙間に流体の動圧作用で圧力を発生させるための動 圧発生部として、スラスト軸受面に、例えばスパイラル状に配列された動圧溝を転写 印刷によって形成されたものが知られている(例えば、特許文献 1参照)。
[0004] また、この種の動圧軸受では、例えば軸部材の外周面に、動圧作用を発生するた めの動圧発生部 (例えば動圧溝をへリングボーン形状やスパイラル形状等に配列し たもの)が形成される。この特殊かつ複雑な動圧発生部を精度良く形成するための方 法として、以下に述べる方法(1)〜(3)が知られて 、る。
[0005] (1)動圧発生部を例えば動圧溝で構成する場合、動圧溝以外の部分を、軸部材の 外周に電気化学的方法の組合せにより耐食インクで印刷し、非印刷部をエッチング により腐食させて動圧溝を形成する。
[0006] (2)印刷装置の印刷型に軸部材を接触させながら軸部材を 1回転させ、軸部材の外 周に動圧溝以外の部分を耐食インクで印刷する。次いで、非印刷部のエッチング処 理を行!ゝ動圧溝を形成する。 [0007] (3)印刷型を、軸部材の外周面と接触させながら軸部材の回転に応じて移動させる ことにより、軸部材の外周に動圧溝以外の部分を耐食インクで印刷すると共に、軸部 材の印刷型との接触部以外の位置に光線を照射してインクを硬化させる(例えば、特 許文献 2を参照)。
特許文献 1:特開 2004— 052850号公報
特許文献 2 :特公昭 62— 49351号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 特許文献 1にお 、て、動圧発生部 (動圧溝)を成形するための転写印刷は概ね次 に示す手順に従って行われる。まず、動圧溝形状に対応した凹部を有する版部材に インクを流し込み、凹部カゝら溢れたインクをスキージにより除去する (版準備工程)。 次に、前記版部材にパッド部材を押し当て、凹部内に充填されたインクをパッド部材 に転写する(一次転写工程)。そして、インクが転写されたパッド部材を、スラスト軸受 面を形成する部材に押し当て、所定の動圧溝形状を印刷成形する(二次転写工程) 。最後に、パッド部材に残留するインクを、別途準備するインク除去部材で除去する( インク除去工程)。
[0009] し力しながら、転写印刷による動圧発生部の成形に際しては、動圧発生部の形態 や大きさに合わせた版部材 (印刷型)を数多く保有する必要があり、印刷はパッド部 材と接触状態で行われることから、量産時にはパッド部材の変形,劣化等による印刷 精度の低下が懸念される。版準備工程では、版部材にインクを余分に供給し、スキー ジにより余分なインクを除去する必要があり、さらに、転写印刷後のパッド部材に残留 するインクは除去されるため、動圧発生部に直接関係しない多量のインクが必要であ る。また、数多くの型(工程)を経由して印刷が行われることから、成形工程が複雑で 低コストィ匕が困難である。近年では、情報機器の低価格ィ匕に伴い、この種の動圧軸 受装置に対するコスト低減の要求も益々厳しくなつており、この要請に応えるためにも 、動圧発生部の成形工程を簡略ィ匕し、低コストに動圧軸受装置を製造できることが切 望されている。
[0010] また、特許文献 2に記載の方法のうち、 (1)の方法では、工程が複雑となるために 合理ィ匕が困難であり、また、(2)の方法では、軸部材が 1回転する際に印刷の接合部 で硬化不十分なインクの重なりが生じ、溝形状の崩れが生じ易ぐ印刷後に形状の 修正が避けられな!/、可能性がある。
[0011] 一方、(3)の方法では、印刷型が軸部材の外周面と接触して移動するため、接触 部で摩耗が生じ易ぐ量産時には印刷型の摩耗や変形等による印刷精度の低下が 懸念される。さらにインク供給装置力 供給された耐食インクは、印刷型を経て軸部 材の外周面に到達し、さらにスキージ(squeegee)により圧迫されて軸部材外周面に 定着するから、溝形状に関与しない余分な耐食インクが必要であり、高価な耐食イン クの使用量が増して不経済である。
[0012] また、印刷後はエッチングによる非印刷部の腐食、および耐食インクの除去が不可 欠であることから、成形工程が複雑で多工程となり、高コスト化の一因となる。
[0013] 同様に、特許文献 2に示す動圧溝の形成方法では、印刷型は軸部材の外周面と 接触して移動するため、接触部での摩耗が生じやすぐ量産時には印刷型の摩耗や 変形等による印刷精度の低下が懸念される。また、インク供給装置から供給された耐 食インクは、印刷型を経て軸部材の外周面に到達し、さらにスキージにより圧迫され て軸部材外周面に定着する。よって、溝形成に関与しない余分な耐食インクが必要 であり、高価な耐食インクの使用量が増して不経済である。さらに、印刷には、動圧 溝および素材形状に対応した印刷型が必要となるため、近年の多種多様な要求に 対応するためには投資が力さむ。
[0014] ところで近年、情報機器は著しい高性能化が図られており、動圧軸受装置にも益々 の高性能化が求められて 、る反面、情報機器は著 U、低価格ィ匕の波にも曝されて ヽ るため、動圧軸受装置にも益々の低コストィ匕が求められている。しかしながら従来方 法では、上記のような課題を有し、この種の要求に十分に応えることが困難である。
[0015] 本発明の第 1の課題は、シンプルな工程で高精度にかつ低コストに動圧発生部を 成形することである。
[0016] 本発明の第 2の課題は、成形工程を簡略ィ匕して、低コストかつ高精度に動圧発生 部を成形することである。
[0017] 本発明の第 3の課題は、高精度な動圧発生部を一層低コストに形成可能とする方 法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0018] 前記第 1の課題を解決するため、本発明は、素材の平坦面の多数箇所に微量イン クを非接触で供給する印刷工程と、供給したインクを硬化させる硬化工程とを経て、 微量インクの集合体で動圧発生部を成形することを特徴とする動圧発生部の成形方 法を提供する。
[0019] 本発明中、「動圧発生部」は、軸受隙間に流体の動圧作用で圧力を発生させるもの を意味し、例えば複数の溝 (軸方向溝や傾斜溝、あるいはこれらをスパイラル状、ヘリ ングボーン状に配列したもの、半径方向溝など)と、各溝の間にあってこれを区画形 成する凸状の区画部とからなるもの、あるいは、軸受隙間を円周方向の一方または 双方にくさび状に縮小させる複数の円弧面等が含まれる。動圧発生部を形成する素 材の材質は特に問わず、金属材料 (ステンレス鋼等の鋼材料、真ちゆう等の軟質金 属、焼結金属等)ゃ榭脂組成物等が必要とされる軸受特性に応じて適宜選択して使 用される。また、素材の形態も平坦面を有するものであれば、プレート状、スリーブ状 、有底円筒状等の種々の形態をとり得る。
[0020] 上記成形方法によれば、ノズル等のインク供給部と素材とを非接触の状態で印刷 することが可能となる。従って、高精度の印刷が可能となる一方、従来方法で問題と なる接触部での印刷精度の低下を回避することができる。また、印刷型にインクを余 分に供給してから、スキージにより余分なインクを除去する必要がなぐ必要箇所の みにインクが使用されるので、インクは動圧発生部の形成に関与するだけの使用量 で足り、インクの使用量を削減することができる。さらには、従来必要であった動圧発 生部形状に対応した多数の印刷型が不要であり、複数の工程は不要となるので成形 装置の構造を簡略ィ匕することができる。ノズル力 微量インクを供給する代表例として 、例えばインクジェット法を挙げることができる。
[0021] インクジェット法による動圧発生部の成形方法では、素材の平坦面に着弾または滴 下させたインクの微小液滴の集合体により任意の形状や厚みを有するパターンを印 刷することができる。また、力かるパターンを予めプログラミングし、そのプログラムに 沿ってノズルの位置およびインクの供給 ·停止を制御することにより高精度のパターン 成形が可能となる。よって、硬化したインク自体で高精度の動圧発生部を成形するこ とがでさる。
[0022] この場合、素材の平坦面に微量インクを非接触で供給する印刷工程と、供給したィ ンクを硬化させる硬化工程との間で素材を相対的にスライドさせ、インクの供給およ び硬化を連続して進行させるようにすれば、シンプルな装置および工程で短時間の うちに動圧発生部を形成することが可能となる。また、印刷工程と硬化工程とを経た 素材を、再度印刷工程→硬化工程に供給して印刷を行っても良い。このように、素材 を再度印刷工程に供給した場合でも、一度硬化工程を経たインクは完全に硬化して V、るので、硬化不十分なインクの重なりによる印刷精度の低下を回避することができ る。
[0023] 上記印刷工程での印刷は、例えば微量インクを吐出するノズルを複数列に配したノ ズルヘッドを用いて行うことができる。この場合、ノズルヘッドに配されたノズルの配列 方向と、素材の相対スライド方向とは傾斜した状態であることが望ましい。ノズルの配 列方向が素材の相対スライド方向と直交して ヽる場合、 1サイクル中にノズル力ゝら供 給され、素材に着弾するインクの間隔は、当然にノズルの配列間隔と等しくなる。一 方、ノズルの配列方向と素材の相対スライド方向とを傾斜させれば、ノズルカゝら供給さ れ素材に着弾するインクの間隔は、ノズルの配列間隔よりも小さくなるため、同一のノ ズルヘッドを用いて印刷を行った場合、インクの着弾間隔を小さくでき、より高精度な 印刷を行うことが可能になる。
[0024] なお、素材の印刷工程力 硬化工程への移送は、上記相対スライドの他、素材をそ の軸心を中心として相対回転させることによって行うこともできる。この場合、印刷工 程と硬化工程とは円周方向位置を異ならせて設けられ、これにより、動圧発生部の印 刷およびインクの硬化を素材の円周方向に同時進行させることができる。
[0025] 本発明で用いるインクは、電子線や光線などの電磁波の照射で硬化させることがで きるが、コストや作業環境等を考慮すると、インクとして光硬化性のものを使用し、光 線の照射でインクを硬化させるのが望ましい。光硬化性のインクしては、紫外線硬化 タイプや赤外線硬化タイプの他、可視光硬化タイプのインクも使用することができるが 、低コストでかつ短時間で硬化させることのできる紫外線硬化タイプが特に望ま 、。 [0026] 前記第 2の課題を解決するため、本発明は、素材表面に微量インクを供給し、この 微量インクの集合体で動圧発生部を印刷する工程と、インクを硬化させる工程を含み 、動圧発生部の成形工程の前に、素材表面を、酸洗浄、 UV洗浄、オゾン洗浄の中 から選択される一の手段により洗浄を行うことを特徴とする動圧発生部の成形方法を 提供する。
[0027] 微量インクをインク供給部、例えばノズルから吐出し、これを素材表面に例えば着 弾又は滴下させる等の形態で供給することにより、インク供給部 (ノズル)と素材とを未 接触の状態で印刷することが可能になる。従って、高精度の印刷が可能となる一方、 従来方法で問題となる接触部での摩耗による印刷精度の低下を回避することができ る。また、スキージが不要で必要箇所にのみインクが供給されるので、インクは動圧 発生部の形成に関与するだけの量で足り、力かる材料コストを削減することができる。 さらには、印刷型や印刷型を保持するための保持部材 (例えば網の目状の印刷用ス クリーン等)が不要であり、かつ素材の回転に応じて印刷型を移動させる機構も不要 となるので、成形装置の構造を簡略ィ匕して、より一層の低コストィ匕を図ることができる。 ノズルからインクを供給する代表例として、インクジェットによる供給方法を挙げること ができる。
[0028] 例えばインクジェット法では、印刷パターンを予めプログラミングし、そのプログラム に沿ってノズルの位置およびインクの供給 ·停止を制御することによりパターン印刷を 行うが、この際、印刷パターンの成形精度は、インクを定着すべき素材の表面状態に よって大きく左右される。すなわち、その表面にインクを定着させて動圧発生部を形 成する素材は、例えば動圧軸受においては、軸部材であり、あるいは軸受スリーブな どである。これら動圧軸受の構成部品は、例えば金属の切削加工等で形成され、切 削加工後の軸部材外周面には、切粉や機械油、油脂などの不純物が付着した状態 となる。このままの状態の素材を使用すれば、素材表面のうち、表面状態が良好でな V、 (不純物が付着した)領域に着弾した微量インクの、着弾後の形状 (例えば素材表 面との接触角)が、表面状態の良好な他所に着弾したインクの形状と異なる場合があ る。そのため、着弾後の微量インクの形状 (例えば表面との接触角)にばらつきが生じ 、これら微量インクの集合体で形成される動圧発生部の形状が安定しな!、可能性が ある。
[0029] インクジェット法では、着弾後の微量インクの形状 (接触角)を想定した上でノズル 位置を制御しているので、着弾する素材表面の位置によって、微量インクの着弾後 の形状が一定しな 、と、たとえノズル位置やインクの吐出量を高精度に制御したとし ても、微量インクの集合体で形成される印刷パターン (動圧発生部)を、高い形状精 度をもって形成できな 、可能性がある。アセトン等の有機溶剤で素材表面を洗浄す る方法も考えられるが、これら有機溶剤では、洗浄性に乏しぐ素材の表面状態を所 要のレベルにまで改善することは難し 、。
[0030] そこで、本発明では、動圧発生部の成形工程の前に、素材表面を、酸洗浄、 UV洗 浄、オゾン洗浄の中力 選択される一の手段により洗浄することにした。これによれば 、例えば素材本体の成形工程中に素材表面に付着した不純物が取り除かれ、素材 表面が一様かつ良好な表面状態となる。従って、この後の印刷工程で、素材表面に 供給された微量インクの形状、例えば素材表面との接触角を一定とし、印刷パターン の成形性を向上させることができる。また、素材ごとの表面状態のばらつきを小さく抑 えることで、印刷パターンの再現性を改善することができる。
[0031] 素材表面の洗浄手段としては、酸洗浄、 UV洗浄、オゾン洗浄などが使用可能であ る力 例えば素材表面が金属力 なる場合には、金属の溶解性に優れている酸洗浄 を用いるのが好ましい。これによれば、素材表面に付着した不純物の除去にカ卩えて、 金属素材の表面に形成される酸ィ匕被膜の除去が可能となるので、素材の表面状態 をより均一かつ良好なものにすることができる。
[0032] 例えば動圧軸受に使用される軸部材には、ステンレス鋼等の高強度材料が用いら れるが、このような場合、酸の中でも特にステンレス鋼の溶解性に優れた塩酸を用い るのがより好ましい。
[0033] また、素材表面の酸洗浄を、超音波作用下で行うことによつても、素材表面の洗浄 作用を高めることができる。あるいは、洗浄環境下における温度を上げる(例えば 50 °C程度)ことによつても、洗浄作用を高めることができる。
[0034] 前記第 3の課題を解決するため、本発明は、軸部を構成する金属製の素材表面に 、軸受隙間に動圧作用を発生させるための動圧発生部を形成するに際し、複数個の 素材を軸方向に連結した状態で微量インクを供給し、各素材に微量インクの集合体 で動圧発生部を形成することを特徴とする動圧発生部の形成方法を提供する。
[0035] 本発明にお 、て動圧発生部は、複数個の素材を連結した状態で各素材に形成さ れる。従って、 1回の印刷工程で複数の素材に同時に動圧発生部を形成することが できる。これにより、例えば段取り回数等を低減してサイクルタイムを短縮し、動圧発 生部の製造コストを低減することができる。
[0036] 動圧発生部を形成するに際し、微量インクを供給する具体的な方法として、例えば 素材表面にインクを細孔ノズル力も着弾または滴下する、 V、わゆるインクジェット法の 他、電気泳動を利用してインクを誘導する方法、ノズルではなぐインク液面からイン ク液滴を飛ばすノズルレスタイプのインクジェット法(ノズルレスインクジェット法)、マイ クロピペットを介してインクを液滴の状態ではなく連続的に吐出する方法、あるいは定 着面までの距離を短縮し、インクを吐出と同時に定着面に着弾させる方法等が考え られる。なお、これらを総称したものを「インクジェット法等」と称し、以下説明を進める こととする。
[0037] インクジヱット法等による動圧発生部の形成方法では、任意の形状や厚みを有する パターンを予めプログラミングし、そのプログラムに沿ってインクの供給部(例えば、ノ ズル)の位置およびインクの供給 ·停止を制御することにより、任意かつ高精度の形 状パターンを印刷することができる。また、インクの吐出量を精密に制御することによ り、形状パターンの各部を任意の厚さに形成することができる。従って、硬化したイン ク自体で必要な動圧発生部形状を確保することができる。
[0038] また、インクジェット法等による印刷は、素材とノズルとが非接触の状態で行われる ため、従来方法で問題となる接触部での摩耗による精度低下を回避することができる 。また、印刷型にインクを余分に供給してから、スキージにより余分なインクを除去す る必要がなぐ必要箇所のみにインクが使用されるので、インクは動圧発生部の形成 に関与するだけの使用量で足り、インクの使用量を削減することができる。さらに印刷 型は不要で、かつ軸部材の回転に応じて印刷型を移動させる機構も不要となるので 、成形装置を簡略化できる。このように印刷方法をインクジェット法等にすることで、動 圧軸受装置の製造コストを低減することができる。 [0039] 複数個の素材を軸方向に連結するに際し、動圧発生部を各素材間でのバラツキな く高精度に形成するためには、素材同士を連結させたときの同軸度が非常に重要で ある。そこで本発明では、素材に軸方向の貫通穴を設け、該貫通穴に冶具を挿入す ることで同軸度の確保を図った。これによれば、簡易な冶具を用いるだけで同軸度を 保つことが可能であるため、連結された全ての素材に対し、高精度な動圧発生部を 均質かつ低コストに形成することが可能となる。
[0040] なお、各素材は上記の冶具を用いる他、各素材の一端に凸部を、他端に凹部を設 け、かつ隣接する素材の一方に設けた凸部と、他方の凹部とを嵌合させることによつ て連結することもできる。
[0041] ところで従来方法では、素材 (軸部材)と印刷型とを接触させた状態で印刷が行わ れる。このとき、複数個の素材を軸方向に連結していると、接触部における加圧力に よって連結した素材がたわむために連結した素材間で同軸度が悪ィ匕し、これにより 所望の動圧発生部の精度を確保することが困難となる恐れがある。一方、本発明の ようにインクジェット法等を用いれば、素材とノズルとが非接触の状態で印刷が行われ るため、上記事態を回避し、複数個の素材全てに高精度の動圧発生部を形成するこ とが可能となる。
[0042] 本発明で用いる動圧発生部を形成するためのインクは、電子線や光線等の照射で 硬化させることができるが、硬化工程でのコスト面や作業環境等を考慮すると、インク として光硬化性のものを使用し、光線の照射でインクを硬化させるのが望ましい。光 硬化性のインクとしては、紫外線硬化タイプや赤外線硬化タイプの他、可視光硬化タ イブのインクも使用することができる力 低コストでかつ短時間で硬化させることができ る紫外線硬化タイプが特に望まし ヽ。
発明の効果
[0043] 以上のように、本発明によれば、シンプルな装置で高精度かつ低コストに動圧発生 部を成形することができる。
[0044] また、本発明によれば、成形工程を簡略ィ匕して、低コストかつ高精度に動圧発生部 を成形することができる。
[0045] また、本発明によれば、高精度な動圧発生部をより低コストに形成することが可能と なる。
発明を実施するための最良の形態
[0046] 以下、本発明の第 1実施形態を図 1〜図 10に基づいて説明する。
[0047] 図 1は、本発明に力かる動圧発生部の成形方法の一例として、インクジェット方式の 印刷装置を用いた動圧発生部の成形工程の概要を示すものである。本図示例は、 図 5に示す軸部材 2のうち、フランジ部 2bを構成する素材 2b'の上側端面 2b 1に動圧 発生部を成形する成形装置および工程の概要を示すものである。
[0048] この成形装置において素材 2b'は、例えばコンベア等の移送機 15によって移送さ れる。この移送機 15は、素材 2b'を相対的に直線スライドさせて印刷工程力 硬化工 程に移送する。素材 2b'は例えばステンレス鋼等の金属材料力 なるプレート状をな す。素材 2b'の平坦面、例えば上側端面 2blと対向して、一組又は複数組のノズル ヘッド 11と光源 14とが配置される。本実施形態において、ノズルヘッド 11とその対向 領域とが、素材 2b'の上側端面 2blの多数箇所にインクを供給する印刷工程、光源 14とその対向領域とが、多数箇所に供給されたインクを硬化させる硬化工程となる。 素材 2b 'のスライド方向に従ってノズルヘッド 11と光源 14とが順次配置される。
[0049] ノズルヘッド 11の先端には、インクを噴出させるノズル 12が、縦横にそれぞれ複数 列設けられる。インクタンク 18に溜められたインクはインク供給管 17を介してノズルへ ッド 11に供給され、さらにノズルヘッド駆動部 16によって駆動されるノズルヘッド 11 の各ノズル 12から微小液滴 13となって間欠的に噴出する。ノズル 12からのインクの 吐出形式は特に問わず、ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、エアジェット方式 などの種々の吐出方式が選択され、ノズルヘッド駆動部 16には各吐出形式に応じた 構成が採用される。また、印刷方式は、連続 (コンティ-ユアス)式、オンデマンド式の 何れでもよい。
[0050] ノズルヘッド 11は、素材 2b' (移送機 15)の相対スライド方向と交差するように配置 されている。このとき、ノズルヘッド 11は、図 2Aに示すように各ノズル 12の配列方向( 同図でいえば、図面上下方向)が素材 2b'の相対スライド方向と直交するように配置 する他、図 2Bに示すように素材 2b'の相対スライド方向と所定角度 Θだけ傾斜させ て配置することもできる。図 2Aに示す形態の場合、一回の吐出での微小液滴 13の 着弾間隔 t2はノズル 12の配列間隔 tlと等しくなる。これに対し、図 2Bに示す形態の 場合、微小液滴 13の着弾間隔 t2はノズル 12の配列間隔 tlと比して狭くなるため、よ り高精度な印刷が可能となるメリットが得られる。
[0051] 本実施形態では、光源 14として紫外線照射ランプが使用される。これに対応して、 インクジェット印刷で使用するインクは市販の紫外線硬化タイプのものが使用される。 紫外線硬化インクは、紫外線の照射で重合反応を起こして定着するもので、ノズル 1 2から吐出可能であれば、液状の高分子材料および溶媒を含む液状の高分子材料 の何れもが使用可能である。溶媒は紫外線硬化インクを溶かす性質を有するもので あれば、何れの有機溶剤を用いても構わない。
[0052] 紫外線硬化インクのベース榭脂を構成する紫外線硬化榭脂としては、例えばラジカ ル重合性モノマーやラジカル重合性オリゴマー、カチオン重合系モノマーの他、イミ ドアタリレート、あるいは環状ポリェンィ匕合物やポリチオールィ匕合物に代表されるェン .チオール化合物が挙げられる力 この中でもラジカル重合性モノマーやラジカル重 合性オリゴマー、カチオン重合系モノマーを好ましく使用することができる。ラジカル 重合 ¾モノマーとしては、例えば単官能、 2官能あるいは多官能のアタリレート系モノ マーや、メタタリレート系モノマーが使用でき、ラジカル重合性モノマーとしては、例え ばウレタンアタリレートや、エポキシアタリレート、ポリエステルアタリレート、あるいは不 飽和ポリエステルなどが使用できる。また、カチオン重合系モノマーとしては、例えば ビスフエノール A系エポキシ榭脂や、フエノールノボラックエポキシ榭脂、脂環式ェポ キシ榭脂の他、 3 ェチルー 3 ヒドロキシメチルォキセタン、 1 , 4 ビス { [ (3 ェチ ルー 3—ォキセタ -ル)メトキシ]メチル }ベンゼン、 3—ェチルー 3—(フエノキシメチル )ォキセタン、ジ [1 ェチル(3—ォキセタ-ル)]メチルエーテル、 3 ェチルー 3— ( 2 ェチルへキシロキシメチル)ォキセタン、 3 ェチルー 3—{ [3 (トリエトキシシリ ル)プロボキシ]メチル }ォキセタン等のォキセタン樹脂が使用できる。これら紫外線硬 化榭脂は、単体で使用する他、 2種類以上を混合したものをベース榭脂として使用す ることちでさる。
[0053] これらベース樹脂には、紫外線照射により重合反応を起こさせるためのラジカル系 光重合開始剤や、カチオン系光重合開始剤等の光重合開始剤を使用することがで きる。ラジカル系光重合開始剤としては、例えばべンゾフエノンや、オルソベンゾイン 安息香酸メチル、 4一べンゾィルー 4 'ーメチルジフエ-ルサルファイド、ベンゾフエノ ンのアンモニゥム塩、イソプロピルチォキサントン、ジェチルチオキサントン、チォキサ ントンのアンモニゥム塩に代表される水素引抜型の光重合系開始剤が使用でき、あ るいはべンゾイン誘導体や、ベンジルジメチルケタール、 ひ一ヒドロキシアルキルフエ ノン、 α—ァミノアルキルフエノン、ァシルホスフィンオキサイド、モノァシルホスフィン オキサイド、ビスァシルホスフィンオキサイド、アクリルフエ-ルグリオキシレート、ジエト キシァセトフヱノン、チタノセン化合物に代表される分子内開裂型の光重合開始剤が 使用できる。また、カチオン系光重合開始剤としては、例えばトリフエ-ルスルホユウ ムへキサフルォロアンチモネートや、トリフエ-ルスルホ -ゥムへキサフルオロフォスフ エート、 SP— 170や SP— 150 (共に旭電ィ匕(株)製)、 FC— 508や FC— 512 (共に 3 Μカンパ-一社製)、 UVE- 1014 (ゼネラルエレクトリックカンパ-一社製)に例示さ れるポリアリールスルホ -ゥム塩、 Uvacurel590や Uvacurel591 (共にダイセル' ユーシービー社製)に例示されるトリァリルスルフォ -ュムへキサフルオロフォスフエー ド塩の混合物、 Irg- 261 (チバ 'ガイギ一社製)に例示されるメタ口セン化合物、ジフ ェ-ノレョード -ゥムへキサフノレオ口アンチモネートや P—ノ-ノレフエ-ノレフエ-ノレョー ドニゥムへキサフルォロアンチモネート、 4, 4 'ージエトキシフエ-ルョードニゥムへキ サフルォロアンチモネート等のポリアリールョードニゥム塩が使用できる。これら光重 合開始剤は、 1種類であるいは 2種類以上を組み合わせて使用することもできる。 以上の構成において、移送機 15を駆動し、素材 2b'を図 1に示す矢印方向にスラ イドさせながら、ノズル 12からインクの微小液滴 13を噴出させる。これにより、素材 2b ,の上側端面 2blの多数箇所にインクの微小液滴 13の集合体で凸状を成す区画部 Baが形成される。一方、区画部 Ba以外のインクで被覆されていない領域が動圧溝 B bとなり、これら区画部 Baと動圧溝 Bbとで、動圧発生部として例えば図 3に示すような スパイラル状に配列された動圧溝パターンが印刷される。この際、各ノズル 12では、 予め定められたタイミングでインクの供給'停止が適宜切り換えられるため、高精度な 印刷が可能となる。印刷終了後、素材 2b'が光源 14の対向領域に達し、紫外線の照 射を受けたインクが重合反応を起こして硬化する。このとき、ノズルヘッド 11と光源 14 とは移送方向に離れて配置されているので、光源 14から照射される紫外線がノズル 12に照射されることはなぐ従って照射紫外線によるノズル 12の目詰まり等を防止す ることがでさる。
[0055] このようにしてインクを全て硬化させた後、素材 2b'をさらにスライドさせて移送機 15 から取り出す。このとき、移送機 15に複数の素材 2b'を連続供給すれば、動圧溝パ ターンを印刷'硬化した素材 2b'を量産することができる。素材 2b'の下側端面 2b2 にも動圧溝パターンを形成する場合には、図 1に示す成形装置の下流にノズルへッ ド 11および光源 14を有する下側端面 2b2用の成形装置を別途配設し、両成形装置 に順次素材 2b'を供給すれば良い。この他、図 1に示す成形装置を両端面 2b 1、 2b 2での動圧溝パターンの印刷'硬化に共用することもできる。この場合、何れか一方 の端面への動圧溝パターンの印刷'硬化を行った後、素材 2b'を反転させて再度図 1に示す成形装置に供給し、他方の端面への動圧溝パターンの印刷'硬化を行う。
[0056] 以上の説明ではノズルヘッド 11を固定し、素材 2b'をスライドさせて動圧溝パター ンの印刷を行う場合を例示しているが、これとは反対に、素材 2b'を静止させた状態 でノズルヘッド 11を往復スライドさせて印刷してもよい。また、上記のように、素材 2b' 端面への動圧溝パターンの印刷'硬化を 1回で行う他、複数段階に分けて行うことも できる。この場合、一度硬化工程を経たインクは完全に硬化しているので、その後再 度印刷しても硬化不十分なインクの重なりによる印刷精度の低下は回避できる。
[0057] ノズルヘッド 11は、予めプログラミングした形状にならってインクの微小液滴 13を精 密に吐出する。従って、高精度に動圧発生部としての動圧溝パターンを印刷すること ができる。加えて、図 4Aに示すように硬化したインク自体で必要な動圧溝深さ (数 m〜数十 μ m)を確保することができるので、その後エッチング等の工程を経ることな ぐそのまま動圧溝付きの軸部材 2として使用することが可能となる。
[0058] また、インクジェット法による印刷は、従来の転写印刷のようなパッド部材による接触 部分を持たず非接触の状態で行われるため、接触部分の劣化等による印刷精度の 低下を回避することができ、量産時にも安定して動圧溝精度を確保することができる 。また、インクを余分に供給した上でスキージにより除去し、パッド部材に残留するィ ンクを除去する必要がないため、インクは動圧溝パターンの形成に関与するだけの 使用量で足りる。よってインクの使用量を削減して低コストィ匕を図ることもできる。さら に、一工程のみで所定の形状をなす動圧発生部を形成できるため、複数工程を経て 動圧発生部を形成する必要がなぐかつ印刷型も不要であることから、サイクルタイム を短縮して成形コストを低減することができるとともに、装置は非常に小型のもので済 み、印刷装置の大幅な低価格ィ匕を図ることが可能となる。
[0059] 図 4Aでは、動圧溝 Bbをインクの非被覆部分で形成する場合を例示している力 図 4Bに示すように、インクで被覆された部分 (インク層) 25で動圧溝 Bbを形成すること もできる。後者の場合、素材 2b'の端面全体力 Sインクで被覆され、さらにその上に凸 状の区画部 Baがー体形成される。この構成であれば、図 4Aに示す場合に比べイン クの使用量は増す一方、素材 2b'に対するインクの接着面積が増すので、インクの剥 離等による耐久寿命の低下を抑えることができる。
[0060] インクの定着方式としては、上述のインクジェット方式のみならず、例えば電気泳動 を利用して液滴を吐出する方法、つまりノズルではなぐインク液面からインク液滴を 飛ばすノズルレスタイプのインク吐出方式、あるいはマイクロピペットを介してインクを 液滴の状態ではなく連続的に素材の表面に吐出する方式、あるいは素材表面まで の距離を短縮し、インクを吐出と同時に定着面に接触させる方式などを使用すること もできる。ノズルヘッド駆動部 16には各吐出形式に応じた構成を採用することができ る。
[0061] 図 5に、動圧溝パターンの成形装置の他の構成例を示す。この構成例においては 、素材 2b'を相対回転させて、素材 2b'の一方の端面あるいは両端面に動圧溝バタ ーンを成形する。
[0062] 図 5における構成において、素材 2b'はその上下端面力も押し付けられた軸状の保 持部 21によって支持される。保持部 21は、転がり軸受 23によって回転自在に支持さ れ、かつ一方の保持部 21にはモータ等力もなる回転駆動部 22が連結される。回転 駆動部 22を起動することにより、保持部 21を介して回転動力を受けた素材 2b'が回 転駆動される。ノズルヘッド 11と光源 14は、素材 2b'の上側端面 2blと対向し、かつ その円周方向位置を異ならせて、好ましくは図示のように保持部 21を挟んだ対向位 置に配置されている。なお、図 1に示す構成と同一の構成部材については同一符号 を付与し、その機能も含め重複説明を省略する。
[0063] 上記構成において、素材 2b'を回転させながらノズルヘッド 11のノズル 12からイン クを吐出して、素材 2b'の上側端面 2blに区画部 Baと動圧溝 Bb力もなる動圧溝パタ ーンを印刷する。この構成例において、印刷は素材 2b'の回転に伴って徐々に円周 方向に進行する形で行われ、印刷部分が円周方向にある程度進行(図示例の場合 は半周)し、印刷部分が光源 14の対向領域に達すると、紫外線の照射を受けたイン クが重合反応を起こして硬化する。
[0064] 図示例では、一つのノズルヘッド 11を使用する場合を例示して ヽるが、これを半径 方向あるいは円周方向の複数箇所に配置することもできる。さらには素材 2b'を一回 転させる間に全面に動圧溝パターンを印刷する他、素材 2b'をこれ以上の回転数、 例えば二〜数十回転させて、素材 2b'の全面に動圧溝パターンを形成することもで きる。
[0065] 図 6は、動圧軸受装置 (流体動圧軸受装置) 1を組込んだ情報機器用スピンドルモ 一タのー構成例を概念的に示している。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、動圧軸受装置 1と、動圧軸受装置 1の軸 部材 2に取り付けられたロータ(以下、ディスクハブ 3と称す。)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 を備えている。ステータコイル 4はブラケット 6の外周に取り付けられ、ロータマグネット 5は、ディスクハブ 3の内周に取り付けられている。ディスクハブ 3は、その外周に磁気 ディスク等のディスク Dを一枚または複数枚保持する。ブラケット 6の内周にハウジン 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との間に発生する電磁力でロータマグネット 5が回転し、それに伴ってディスク ハブ 3、軸部材 2が回転する。
[0066] 図 7に、上記スピンドルモータで使用される動圧軸受装置 1の一例を示す。この動 圧軸受装置 1は、スリーブ状の部分を有する軸受部材 27と、軸受部材 27の内周に 挿入された軸部材 2と、軸受部材 27の一端開口部を封口する蓋部材 28と、シール部 材 9とを主要な構成部材として含む。本形態において、軸受部材 27は、軸受スリーブ 8と、内周に軸受スリーブ 8を固定した円筒状のハウジング 7とで構成される。なお、説 明の便宜上、ハウジング 7のシール部材 9に密封される側を上側、ハウジング 7の蓋 部材 28で密封される側を下側として説明を進める。
[0067] 軸部材 2は、例えばステンレス鋼等の金属材料で、軸部 2aとその一端に一体又は 別体に設けられたフランジ部 2bとで構成される。軸部 2aの外周面 2alには、動圧発 生部として、例えばへリングボーン形状に配列された動圧溝 Abと、動圧溝 Abを区画 形成する区画部 Aaとを含むラジアル軸受面 Aが軸方向に 2箇所離隔形成される。上 側のラジアル軸受面 Aでは、動圧溝 Abが軸方向中心 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 XIが下側領域の軸方向寸 法 X2よりも大きくなつている。そのため、軸部材 2の回転時、動圧溝 Abによる潤滑油 の引き込み力(ボンビング力)は下側の対称形のラジアル軸受面 Aに比べ上側のラジ アル軸受面 Aで相対的に大きくなる。なお、ラジアル軸受面 Aは任意の数を形成可 能であり、 1箇所ある!ヽは軸方向の 3箇所以上に形成してもよ 、。
[0068] 軸部材 2のフランジ部 2bの上側端面 2blには、上記インクジェット印刷により動圧発 生部として、例えば図 3に示すようなスパイラル形状に配列された動圧溝 Bbと、動圧 溝 Bbを区画形成する区画部 Baとを含む第 1のスラスト軸受面 Bが形成されている。ま た、フランジ部 2bの下側端面 2b2には、上側端面 2b 1同様に上記インクジェット印刷 により、例えばスパイラル形状に配列された動圧溝と、動圧溝を区画形成する区画部 とを含む第 2のスラスト軸受面 C (図示省略)が形成されている。
[0069] なお、軸部 2aの外周面 2alに形成されているラジアル軸受面 Aについては、フラン ジ部 2bの上側端面 2blおよび下側端面 2b2と同様に、動圧発生部をインクジェット 印刷で成形することができる。この他、転造加工、鍛造加工、プレス加工等の塑性加 工法や、切削加工等の機械加工法によってラジアル軸受面 Aを成形することも可能 である。
[0070] 軸受スリーブ 8は、例えば焼結金属力 なる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結 金属に潤滑油 (または潤滑グリース)を含浸させた含油焼結金属の多孔質体で形成 される。軸受スリーブ 8の内周面 8aには軸部材 2が挿入されている。この構成例にお いて、軸受スリーブ 8の下側端面 8bは平滑な平坦面として形成されて、また、内周面 8aは、真円状の円筒面として形成されている。 [0071] ノヽウジング 7は、榭脂材料や金属材料で円筒状に形成される。ハウジング 7の下端 開口部は、軟質金属等の金属材料ゃ榭脂材料で形成された蓋部材 28で封口され ている。蓋部材 28は、圧入、接着等の固定手段でハウジング 7の下端開口部に固定 される。この他、ハウジング 7と蓋部材 28とを金属材料ゃ榭脂材料で一体成形するこ とちでさる。
[0072] シール部材 9は、金属材料ゃ榭脂材料で環状に形成される。シール部材 9は、ハウ ジング 7とは別体に形成され、ハウジング 7の上端開口部に圧入、接着等の手段で固 定される。シール部材 9の内周面 9aは上方に向力うにつれてテーパ状に拡径してお り、この内周面 9aと、内周面 9aに対向する軸部 2aの外周面 2alとの間には、上方を 漸次拡大させた環状のシール空間 Sが形成される。シール部材 9で密封された動圧 軸受装置 1の内部空間には、潤滑流体としての例えば潤滑油が注油され、動圧軸受 装置 1内が潤滑油で満たされる。この状態では、潤滑油の油面はシール空間 Sの範 囲内に維持される。部品点数の削減および組立工数の削減のため、シール部材 9を ノ、ウジング 7と一体形成することもできる。
[0073] 上記構成の動圧軸受装置 1にお!/、て、軸部材 2が回転すると、軸部 2aの外周面 2a 1のラジアル軸受面 Aは、それぞれ軸受スリーブ 8の内周面 8aとラジアル軸受隙間を 介して対向する。相対回転に伴い、各ラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧 作用を発生し、その圧力によって軸部材 2が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のラジ アル軸受部 R1と第 2のラジアル軸受部 R2とが形成される。
[0074] また、軸部材 2のフランジ部 2bの上側端面 2blに形成された第 1スラスト軸受面 Bは 、第 1のスラスト軸受隙間を介して軸受スリーブ 8の下側端面 8bと対向し、フランジ部 2bの下側端面 2b2に形成された第 2スラスト軸受面 Cは、第 2のスラスト軸受隙間を 介して蓋部材 28の上側端面 28aと対向する。軸部材 2と軸受スリーブ 8との相対回転 に伴い、両スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧作用を発生し、その圧力によ つて軸部材 2が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 スラスト両方向に回転自在に非接触支持する第 1のスラスト軸受部 T1および第 2のス ラスト軸受部 T2が形成される。 [0075] この動圧軸受装置の運転中に両スラスト軸受部 Tl、 Τ2のスラスト軸受隙間とシー ル空間 Sとの間で圧力のアンバランスが生じた場合、両空間を連通する循環路 10を 通って潤滑油が流動するため、圧力差が早期に解消され、圧力差に起因する潤滑 油中での気泡の発生や潤滑油の漏れ、あるいは振動の発生が抑制される。図 7では 、循環路 10を、軸受スリーブ 8の外周面に形成した軸方向溝 10aと、シール部材 9の 下側端面 9bに形成した半径方向溝 10bとで構成した場合を例示して 、るが、軸方向 溝 10aをノ、ウジング 7の内周面に、半径方向溝 10bを軸受スリーブ 8の上側端面 8cに 形成することちでさる。
[0076] なお、以上の説明では、フランジ部 2bの両端面 2bl、 2b2にスラスト軸受面 B、 Cを インクジェット印刷する場合を例示した力 インクジェット印刷したスラスト軸受面 B、 C は、フランジ部 2bの両端面に対向する面、例えば軸受部材 27を構成する軸受スリー ブ 8の下側端面 8bや蓋部材 28の上側端面 28aに形成することもできる。二つのスラ スト軸受面 B、 Cのうち、何れか一方のスラスト軸受面の動圧溝パターンは、プレスカロ ェ等の他の加工方向で成形することもできる。
[0077] 本発明は、図 7に示す動圧軸受装置 1のみならず、以下に例示する他の動圧軸受 装置にも同様に適用することができる。なお、以下の説明では、基本的に図 7に示す 構成例と同一機能を有する部材および要素には共通の参照番号を付して重複説明 を省略する。
[0078] 図 8に示す動圧軸受装置 31は、テーパ状のシール空間 Sがディスクハブ 33の内周 面 33blとハウジング 7の外周面 7cとの間に形成される点、および第 2のスラスト軸受 部 T2がハウジング 7の上側端面 7bとディスクハブ 33の下側端面 33alとの間に形成 されている点で、図 7に示す動圧軸受装置 1と異なる。第 1のスラスト軸受部 T1では、 インクジェット印刷したスラスト軸受面 B力 軸受部材 27の一部である軸受スリーブ 8 の下側端面 8bに形成され、第 2のスラスト軸受部 T2では、インクジェット印刷したスラ スト軸受面 C力 ロータとしてのディスクハブ 33の下側端面 33alに形成されている。 スラスト軸受面 Bをフランジ部 2bの上側端面 2b 1に、スラスト軸受面 Cを、軸受部材 2 7を構成するハウジング 7の上側端面 7bに形成することもできる。
[0079] 図 9に示す動圧軸受装置 41は、軸受スリーブ 8とハウジング 7とを一体ィヒして軸受 部材 27を構成した点、および蓋部材 28の外周に上方に突出する円筒部 28bを設け 、この円筒部 28bを、軸受部材 27のうち、軸受スリーブ 8に相当するスリーブ部 227a の端面 27alに当接させた点で図 7に示す動圧軸受装置 1と異なる。第 1のスラスト軸 受部 T1では、インクジェット印刷したスラスト軸受面 B力 軸受部材 27のうち、スリー ブ部 227aの端面 27alに形成され、第 2のスラスト軸受部 T2では、インクジェット印刷 したスラスト軸受面 Cが、蓋部材 28の上側端面 28aに形成されている。スラスト軸受 面 Bをフランジ部 2bの上側端面 2b 1に、スラスト軸受面 Cをフランジ部 2bの下側端面 2b2に形成することもできる。
[0080] 以上の実施形態では、ラジアル軸受部 Rl、 R2およびスラスト軸受部 Tl、 Τ2を構 成する動圧軸受として、例えばへリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝力 な る動圧発生部を用いた軸受を例示しているが、動圧発生部の構成はこれに限定され るものではない。例えば、ラジアル軸受部 Rl、 R2として、いわゆるステップ軸受ゃ多 円弧軸受を採用することができる。ステップ軸受とはラジアル軸受面となる領域に、複 数の軸方向溝形状の動圧溝が円周方向所定間隔に設けられた軸受、多円弧軸受と は軸受隙間を円周方向の一方または双方にくさび状に縮小させる複数の円弧面を 軸受スリーブ 8の内周面 8aや軸部 2aの外周面 2alに設けた軸受である。
[0081] また、スラスト軸受部 Tl、 Τ2の一方又は双方は、例えばステップ軸受で構成するこ とができる他、いわゆる波型軸受 (ステップ型が波型になったもの)等で構成すること ちでさる。
[0082] 図 10Aは素材 2b'の上側端面 2blにステップ型の軸受面を構成したものを例示し ている。図示例においては、複数の半径方向溝形状の動圧溝 Bbが円周方向所定間 隔に設けられ、該動圧溝 Bbを区画形成する区画部 Baが、上記インクジェットによる 印刷方法により形成されている。区画部 Baの上面 Balは、図 10Bに示すようにテー パ状になっており、この部分ではスラスト軸受隙間がくさび状の隙間になっている。フ ランジ部 2b (軸部材 2)の図中矢印方向への回転に伴い、潤滑油がくさび状隙間の 縮小側に押し込まれるので、その動圧作用によって、軸部材 2がスラスト方向に非接 触支持され、第 1のスラスト軸受部 T1が形成される。
[0083] 以下、本発明の第 2実施形態を図 11〜図 18に基づいて説明する。 [0084] 本発明の第 2実施形態に係る動圧発生部の成形方法として、図 13に示す軸部材 1 02を一例に取り、この軸部 102aの外周面 102alに動圧発生部を形成する工程を説 明する。
[0085] この実施形態において、軸部 102aの外周面 102alに形成される動圧発生部は、 軸部外周面の洗浄工程 (a)と、軸部外周面にインクを供給する印刷工程 (b)、および 供給されたインクを硬化させる硬化工程 (c)とを経て形成される。
[0086] (a)洗浄工程
まず、動圧発生部を構成するインクを供給すべき素材表面を洗浄する。この実施形 態では、軸部 102aの素材 102a'として、ステンレス鋼などの金属を、研削等の機械 加工で軸状に成形したものを使用する。また、洗浄手段として、塩酸を用いた酸洗浄 を採用する。
[0087] 所定濃度の塩酸を満たした容器内に素材 102a'を投入し、素材 102a'の表面 (特 に外周面 102al)を超音波作用下で塩酸溶液中に浸漬させる。所定時間の浸漬後 、素材 102a'を塩酸溶液中から取出し、表面に付着した塩酸を、例えば超純水中で の超音波洗浄等により取り除く。
[0088] これにより、素材 102a'の外周面 102alに付着した切粉や油脂等の不純物が取り 除かれる。また、ステンレス製の素材 102a'の外周面 102alに形成された酸ィ匕被膜 が取り除かれる。これにより、外周面 102alの表面状態は良好かつ一様なものとなる
[0089] (b)印刷工程、および (c)硬化工程
図 11は、インクジェット法による動圧発生部の印刷装置の概要を示す。この印刷装 置は、微量インクを供給する印刷工程 (b)と、供給したインクを硬化させる硬化工程( c)とを連続して行うための形態をなす。図 11に示すように、この印刷装置は、回転駆 動部 113と、回転駆動部 113により回転駆動される素材 102a'の外周面 102alと対 向させた一又は複数のノズルヘッド 110と、ノズルヘッド 110に対してその円周方向 位置を異ならせて配置した、好ましくは図 11に示すように、素材 102a'を挟んでノズ ルヘッド 110と対向配置した硬化部 111とを主に備える。ノズルヘッド 110には、液滴 状の微量インク 112を吐出する複数のノズル 114が軸方向に配設されて ヽる。このノ ズル 114の列は、一列でもよぐ素材 102a'と直交する方向に複数列設けてもよい。 インク 112は、例えば光硬化性榭脂、好ましくは紫外線硬化榭脂をベースとする榭脂 組成物であり、必要に応じて有機溶媒、例えば光重合開始剤を適量配合したものが 使用される。硬化部 111は、インク 112を硬化させるための光を照射する光源で、例 えば紫外線ランプが使用される。
[0090] インク 112を構成する紫外線硬化榭脂としては、ラジカル重合性モノマーやラジカ ル重合性オリゴマー、カチオン重合系モノマーの他、イミドアタリレート、あるいは環状 ポリェンィ匕合物やポリチオールィ匕合物に代表されるェン 'チオールィ匕合物が挙げら れるが、この中でもラジカル重合性モノマーやラジカル重合性オリゴマー、カチオン 重合系モノマーが好適に使用可能である。これら紫外線硬化榭脂は、単体で使用す る他、 2種類以上を混合して使用することができる。また、上記 1種類の榭脂、あるい は 2種以上の榭脂混合物をベース榭脂として使用することもできる。
[0091] これらベース樹脂には、ラジカル系光重合開始剤や、カチオン系光重合開始剤等 の光重合開始剤を使用することができる。これら光重合開始剤も、 1種類、あるいは 2 種類以上を組合わせたものを使用することが可能である。
[0092] 以上の構成において、素材 102a'を回転駆動させた状態でノズル 114からインク 1 12を吐出することにより、液滴状の微量インク 112が素材 102a'の外周面 102alの 所定位置に着弾する。この液滴をなす微量インク 112を多数集合させることで、素材 102a'の外周面 102alに、動圧発生部としての、例えばへリングボーン形状に配列 された複数の動圧溝 Ebと、動圧溝 Ebを区画形成する区画部 Eaとを有する動圧溝パ ターン (ラジアル軸受面 Eとなる領域)が形成される(図 11ある!/、は図 13を参照)。こ の実施形態では、区画部 Eaのみが上記微量インク 112の集合体で形成される。
[0093] 動圧溝パターンの印刷は、この実施形態では、素材 102a'の回転に伴って徐々に 円周方向に進行する形で行われ、印刷部分が硬化部 111の対向領域に達すると( 図 11ではノズルヘッド 110対向箇所から半周すると)、紫外線の照射を受けたインク 112が重合反応を起こして順次硬化する。各ノズル 114からのインク 112の供給 ·停 止を適宜切替えながら素材 102a'を 1回転〜数十回転させて、素材 102a'の全周に 動圧発生部を構成する区画部 Eaを形成する。このとき、ノズルヘッド 110と硬化部 11 1とは素材 102a'を挟む対向位置に配置されているので、硬化部 111から照射され る紫外線は素材 102a'に遮蔽され、ノズル 114から吐出されるインク 112には重合反 応による硬化作用は及ばない。従って、硬化したインク 112によるノズル 114の目詰 まり等を防止して、効率よく区画部 Ea (および動圧溝 Eb)を形成することができる。
[0094] この印刷の際、ノズルヘッド 110を固定位置に配置する他、素材 102a'の軸方向に スライドさせてもよい。また、図 11では、一のノズルヘッド 110を使用する場合を例示 しているが、これを軸方向あるいは円周方向の複数箇所に配置することもできる。ま た、例えば図 12に示すように、複数の素材 102a'を直列に結合し、これらを同時回 転させながら一又は複数のノズルヘッド 110で軸方向にスライドさせて各素材 102a' に動圧溝パターンを形成することもできる。この場合、素材 102a'同士の同軸度の確 保は、例えば一方の軸端に設けた凸部 102a2を他方の軸端に設けた凹部 102a3に 嵌合させることによリ行うことができる。また、この実施形態では、素材 102a'を回転 駆動した場合を説明した力 素材 102a'を固定し、ノズルヘッド 110および硬化部 11 1を素材 102a'周りで回転駆動させてもよい。
[0095] このように、インクジェット法では、予めプログラミングされた形状パターンに倣って 液滴状をなす微量インク 112を、その吐出量を正確に調整して吐出する。カロえて、先 の洗浄工程 (a)では、素材 102a'の外周面 102alが酸洗浄により洗浄され、その表 面状態が全面に亘つて一様に改善される。従って、素材 102a'の外周面 102al上 に着弾 '滴下された微量インク 112は、着弾後一様な形状、例えば外周面 102alと の間に一様な接触角をなし、これら微量インク 112の集合体で形成される動圧溝バタ ーンを高精度に形成することができる。カロえて、この種の成形方法によれば、硬化し たインク 112自体で必要な動圧溝深さ(数 μ m〜数十 μ m)を確保することができる ので、印刷後にレース力卩ェゃエッチング等を施さずに済み、そのまま動圧発生部付 きの軸部材 102として使用することができる。
[0096] 上述の洗浄処理を施す素材 102a'の外周面 102alは、例えば研削等の機械カロェ によって形成される力 加工後の表面粗さの程度によっては、研削時の研削方向の 筋目力残ることがある。これらの筋目は、滴下供給したインク 112を定着すべき位置 力 筋目に沿って流動させる可能性があるため、決して好ましくはないが、上述のよう に、酸、特に塩酸で洗浄することにより、この種の問題を解消することができる。ただ し、洗浄時間(酸でいえば、浸漬時間)をあまりに長くとると、サイクルタイムの増加だ けでなぐ素材 102a'表面を必要以上に溶かし、却って表面状態 (例えば表面粗さ) を悪化させることになる。そのため、採用する洗浄手段の洗浄力(溶解力)に合わせ て洗浄時間を適宜設定する必要がある。目安として、洗浄後の外周面 102alの表面 粗さ Raは 0. 05 m以下であればよぐ 0. 03 m以下であればなおよい。
[0097] また、この実施形態では、洗浄工程 (a)の後に、印刷工程 (b)および硬化工程 (c) を行う場合を説明したが、この他に、例えば洗浄工程 (a)と印刷工程 (b)との間に、力 ップリング剤による表面処理工程を介入させることも可能である。これは、外周面 102 alの洗浄後、インク 112の滴下前に、素材 102a,の外周面 102alに、カップリング剤 力もなる被膜(図示は省略)を形成するものである。この種の被膜形成 (表面処理)は 、カップリング剤を例えばアルコールや、アルコールと水の混合液、あるいはトルエン 等の溶剤で所定濃度 (0. l〜5wt%)に希釈した後、これをスプレー法ゃデイツピン グ法等の手段で素材外周面 102alに供給することで行われる。上記カップリング剤と しては、種々のものが使用可能であるが、工業的な安定性を考慮すると、チタネート 系カップリング剤が好ましく使用できる。
[0098] このように、インク 112による動圧発生部の印刷前に、素材 102a,の外周面 102al にカップリング剤力もなる被膜を形成することによって、本来的には接着性に乏しい 金属等の無機材料とインク等の有機材料との間の接着性を改善することができる。従 つて、インク 112の硬化後も軸受部材との摺動接触による剥離や脱落が生じ難ぐ動 圧発生部の形状を長期間安定して保持することができる。特に、この実施形態のよう に、塩酸で洗浄処理された素材 102a'表面にカップリング剤による表面処理を施す ことにより、カップリング剤力もなる被膜が部分的に形成されないといった事態を避け て、この種の被膜を外周面 102al上に均一かつ確実に形成することができる。
[0099] なお、この実施形態では、素材 102a'の洗浄手段として、塩酸等の酸による洗浄を 採用した場合を説明したが、この他に、 UV洗浄、オゾン洗浄、あるいは両者を併用 した洗浄を採用することもできる。これらの洗浄方法は、ドライ環境下で実施すること ができるので、酸洗浄のように、洗浄処理後に素材 102a'の表面に付着した酸を除 去し、あるいは除去に伴 、素材外周面 102alに付着した水分を乾燥すると!/、つた手 間を省くことができ、作業工程の簡略ィ匕につながる。
[0100] 以上、軸部 102a (素材 102a' )の外周面 102alに動圧発生部を印刷成形した場 合を説明したが、上記の方法は、軸部材 102との間で動圧軸受を構成する軸受部材 (図 13でいえば軸受スリーブ 108に対応。以下、各構成部材は図 13を参照。)の内 周面に動圧発生部を印刷成形する場合にも適用可能である。この他、同様の方法で 、例えば軸部材 102のフランジ部 102b、ハウジング 107の底部 107c等の端面にスラ スト方向の動圧を発生させるための動圧発生部 (例えば動圧溝)を形成することもで きる。
[0101] また、以上の説明では、インク 112の定着方式としてインクジェット方式を採用した 場合を説明したが、この方式に限らず、例えば電気泳動を利用して液滴を吐出'着 弾させる方式や、いわゆるノズルレスタイプの液滴吐出方式、あるいはマイクロピぺッ トを介してインクを液滴の状態ではなく連続的に素材の表面に吐出する方式、あるい は素材表面までの距離を短縮し、インクを吐出と同時に定着面に接触させる方式な どを採用することができる。
[0102] 上記工程を経て製造された軸部材 102は、例えばこの軸部材 102と、軸部材 102と の間の軸受隙間に流体の動圧作用を生じて軸部材 102を非接触支持する軸受部材 とで動圧軸受を構成する。以下、軸部材 102を組み込んだ動圧軸受装置の構成例 を図面を基に説明する。
[0103] 図 13は、上記工程を経て製造された軸部材 102を組み込んだ動圧軸受装置 101 の第 1構成例を示す。この動圧軸受装置 101は、回転中心に軸部 102aを有する軸 部材 102と、軸部材 102を内周に挿入可能な軸受スリーブ 108と、軸受スリーブ 108 を内周に固定したノ、ウジング 107と、ハウジング 107の一端開口側に設けられたシー ル部材 109とを備えている。この実施形態において、軸受部材は、ハウジング 107お よび軸受スリーブ 108とで構成される。なお、説明の便宜上、シール部材 109の側を 上側、シール部材 109と軸方向に反対の側を下側として、以下説明を行う。
[0104] 軸部材 102は、軸部 102aと、軸部 102aの一端に一体又は別体に設けられたフラ ンジ部 102bとを有する。軸部 102aの外周面 102alには、ラジアル動圧発生部とし て、例えばへリングボーン形状に配列された複数の動圧溝 Ebと、各動圧溝 Ebを区画 形成する区画部 Eaとを含むラジアル軸受面 Eが軸方向に離隔して 2箇所形成される 。上側のラジアル軸受面 Eでは、動圧溝 Ebが軸方向中心 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、る。
[0105] 軸受スリーブ 108は、例えば Cu (Cu合金を含む)や A1(A1合金を含む)等の軟質 金属の非孔質体、あるいは焼結金属の多孔質体で円筒形状に形成される。軸受スリ ーブ 108の内周面 108aは、平滑な円筒面となる。軸受スリーブ 108の下端面 108b の全面あるいは一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、図示は省略するが、 例えばスパイラル形状に配列された複数の動圧溝と、これら動圧溝を区画形成する 区画部とを含む第 1スラスト軸受面 Fが形成されている。なお、動圧溝の配列パター ンとしては、この他に、ヘリングボーン形状を採用することができる。
[0106] ハウジング 107は、略円筒状の側部 107bと、側部 107bの下端に位置し、側部 10 7bと一体又は別体に設けられる底部 107cとを備えている。この実施形態では、底部 107cは、側部 107bとは別部材として共に金属で形成され、側部 107bの下端に接 着 (ルーズ接着、圧入接着を含む)、圧入、溶着 (例えば超音波溶着)、溶接 (例えば レーザ溶接)などの手段により固定される。もちろん側部 107bと底部 107cの何れか を榭脂、あるいは両者を榭脂で形成することも可能である。
[0107] 底部 107cの上端面 107clの全面または一部環状領域には、スラスト動圧発生部と して、図示は省略するが、例えばスパイラル形状に配列された複数の動圧溝と、これ ら動圧溝を区画形成する区画部とを含む第 1スラスト軸受面 Gが形成されている。な お、動圧溝の配列パターンとしては、この他に、ヘリングボーン形状を採用することが できる。
[0108] ハウジング 107の開口部 107aの内周には、金属材料あるいは榭脂材料で形成さ れた環状のシール部材 109が、圧入、接着、溶接等の手段で固定される。シール部 材 109の内周面 109aは、軸方向上方に向けて漸次拡径するテーパ状をなし、内周 面 109aとこれに対向する軸部 102aの外周面 102alとの間に上方に向けて径方向 寸法を漸次拡大させたシール空間 Sが形成される。 [0109] 上記構成の動圧軸受装置 101の内部には潤滑油が充填され (図 13中散点領域)、 潤滑油の油面は常にシール空間 s内に維持される。なお、部品点数および組立工数 の削減のため、シール部材 109をハウジング 107と一体に形成 (インサート成形、ァ ゥトサート成形を含む。)することもできる。あるいは、シール部材 109の代わりに、軸 受スリーブ 108の内周面 108aの上端開口側領域をラジアル軸受面となる領域よりも 大径に、あるいは漸次拡径状に形成し、この領域と対向する軸部 102aの外周面 10 2alとの間にシール空間を形成することもできる。
[0110] 軸部材 102の回転時、軸部材 102の外周面 102alのラジアル軸受面 E (上下 2箇 所の動圧溝 Eb形成領域)は、軸受スリーブ 108の内周面 108aとラジアル軸受隙間 を介して対向する。そして、軸部 102aの回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑 油が各ラジアル軸受面 Eにおける動圧溝 Ebの軸方向中心側に押し込まれ、その圧 力が上昇する。このような動圧溝 Ebの動圧作用によって、軸部 102aをラジアル方向 に非接触支持する第一ラジアル軸受部 R11と第二ラジアル軸受部 R12がそれぞれ 構成される。
[0111] 同時に、軸受スリーブ 108のスラスト軸受面 F (動圧溝形成領域)とこれに対向する フランジ部 102bの上端面 102blとの間のスラスト軸受隙間、および底部 107cのスラ スト軸受面 Gとこれに対向するフランジ部 102bの下端面 2b2との間のスラスト軸受隙 間にも、動圧溝の動圧作用により潤滑油の油膜が形成され、この油膜の圧力によつ て、フランジ部 102b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および 第 2スラスト軸受部 T12が構成される。
[0112] なお、この動圧軸受装置 101では、軸部材 102の回転中、軸部材 102と軸受スリー ブ 108との径方向隙間に位置する潤滑油がハウジング 107の底部 107c側に押込ま れるため、このままでは、スラスト軸受部 Tl l、 T12のスラスト軸受隙間での圧力が過 度に高まり、これに起因して潤滑油中での気泡の発生や潤滑油の漏れ、あるいは振 動の発生が懸念される。この場合、スラスト軸受隙間(特に第 1スラスト軸受部 T11の スラスト軸受隙間)とシール空間 Sとの間を連通する連通路を設けることで、この種の 連通路を通って潤滑油がスラスト軸受隙間とシール空間 Sとの間で流通するため、か 力る圧力差が早期に解消され、上記の弊害を防止することができる。図 13では一例 として、軸受スリーブ 108の外周面 108dに連通路 110aを形成し、かつシール部材 1 09の下端面 109bに連通路 110bを形成した場合を例示している。
[0113] ところで、本実施形態においては、第 1スラスト軸受面 Fを軸受スリーブ 108の下端 面 108bに、第 2スラスト軸受面 Gをハウジング 107の底部 107cの上端面 107clに形 成したが、これらスラスト軸受面 F、 Gをこれらと対向する面 (フランジ部 102bの両端 面 102bl、 102b2)の側に形成することもできる。なお、各スラスト軸受面 F、 Gは、型 成形の他、ラジアル軸受面 Eと同様に、洗浄工程→動圧発生部の印刷'硬化工程、 あるいは洗浄工程→カップリング剤による表面処理工程→動圧発生部の印刷'硬化 工程を経て形成することもできる。
[0114] 本発明に係る動圧発生部を備えた軸部材 102は、上記の構成に限らず、他の構成 の動圧軸受装置にも好ましく使用することができる。以下の図 14〜図 16に記載の動 圧軸受装置の、図 13に示す第 1構成例と構成 ·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。なお、以下説明する何れ の形態についても、軸部材 102の軸部 102aの外周面 102alに上記インクジェット法 によって動圧発生部を有するラジアル軸受面 Eが形成される。
[0115] 図 14は、動圧軸受装置 101の他の構成例を示している。同図における動圧軸受装 置 101は、主にシール空間 Sがハウジング 107の外径側に形成されている点、およ び第 2スラスト軸受部 T12がハウジング 107の側部 107bの上側端面 107blとデイス クハブ 103を構成するプレート部 103aの下端面 103alとの間に形成されている点で 第 1構成例に係る動圧軸受装置と構成を異にする。
[0116] 図 15は、動圧軸受装置 101の他の構成例を示している。同図における動圧軸受装 置 101は、主に軸受部材を、軸受スリーブ 108とハウジング 107とを一体ィ匕したもの で構成した (軸受部材 127)点、底部としての蓋部材 128の外周に上方に突出する 円筒部 128aを設け、この円筒部 128aを、軸受部材 127のうち、軸受スリーブ 108に 相当する小径円筒部 127aの下端面 127alに当接させている点で第 1構成例に係る 動圧軸受装置と構成を異にする。このように、軸受装置の構成部品同士の一体化を 進めることで、部品点数の削減や組立工数の削減を図ることができ、より一層の低コ ストイ匕が達成可能となる。 [0117] 図 16は、動圧軸受装置 101の他の構成例を示している。この動圧軸受装置 101に おいて、軸部材 122は、軸部 122aの下端よりも上方にフランジ部 122bを設け、軸部 材 122の回転時、このフランジ部 122bの下端面 122b2とこれに対向する軸受スリー ブ 108の上端面 108cとの間にスラスト軸受部 T13のスラスト軸受隙間を形成する。ハ ウジング 107の上端内周にはシール部材 129が固定され、シール部材 129の内周 面 129aと軸部材 122の外周面 122alとの間にシール空間 S'が形成される。シール 部材 129の下端面 129bは、フランジ部 122bの上端面 122blと軸方向隙間を介して 対向し、軸部材 122の上方への変位時、フランジ部 122bの上端面 122blと係合す ることで、軸部材 122の抜止め機能を兼ねる。
[0118] ところで、以上の構成例に示したラジアル軸受面 Eに含まれる動圧発生部の形状は 一例にすぎず、インクジ ット法により印刷可能な形状であれば、これ以外の溝配列 形状 (例えばスパイラル形状)に対応した動圧溝パターンを形成することもできる。ラ ジアル軸受面 Eに含まれる動圧発生部としては、この他に、図示は省略するが、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形成した、いわゆる多円弧状の動圧発生部につ V、ても同様の方法で印刷形成することができる。
[0119] また、以上の説明では、ラジアル軸受面 Eを軸方向二箇所に離隔して形成する場 合を例示したが、ラジアル軸受面 Eの数は任意であり、全体で一箇所あるいは三箇 所以上にラジアル軸受面 Eを形成することもできる。
[0120] また、スラスト軸受面 F、 Gには、動圧発生部として、上記複数の動圧溝をスパイラル 形状に配列したものの他、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、いわゆるステップ状の動圧発生部や、いわゆる波型状 (ステップが波型にな つたもの)をなす動圧発生部を形成することができる。
[0121] また、以上の実施形態では、動圧軸受装置 101の内部に充満し、各軸受隙間に潤 滑膜を形成する流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に潤滑 膜を形成可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑 剤あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
[0122] 以上、説明を行った動圧軸受装置 101は、例えば HDD等のディスク駆動装置をは じめとする情報機器用スピンドルモータに組み込んで使用することもできる。図 17は その一構成例を示す図で、このスピンドルモータは、動圧軸受装置 101と、動圧軸受 装置 101の軸部材に取り付けられたディスクハブ 103と、例えば径方向のギャップを 介して対向させたステータコイル 104およびロータマグネット 105と、モータブラケット 106とを備えている。ステータコイル 104はモータブラケット 106の外周に取り付けら れ、ロータマグネット 105はディスクハブ 103の内周に取り付けられる。ディスクハブ 1 03は、その外周に磁気ディスク等のディスク Dを一枚又は複数枚保持する。ステータ コイル 104に通電すると、ステータコイル 104とロータマグネット 105との間に発生す る電磁力でロータマグネット 105が回転し、それに伴ってディスクハブ 103およびディ スクハブ 103に保持されるディスク Dが軸部材 102と一体に回転する。このモータは、 高 、耐久性と回転精度とを兼ね備えるものである。
実施例
[0123] 本発明の有用性を立証するため、ステンレス製 (SUS420)の軸部材を素材とし、こ の素材を、濃度の異なる 2種類の塩酸(15wt%塩酸、 30wt%塩酸)中に浸漬させる ことで、素材表面を洗浄処理した。この洗浄は、洗浄時間 (浸漬時間)を変更して数 回行った。洗浄後、素材表面の表面粗さを測定し、浸漬時間との関係を調べた。
[0124] 図 18に洗浄試験の結果を示す。横軸は浸漬時間 [min]を、縦軸は素材の表面粗 さ Ra C /z m]をそれぞれ示す。同図より、何れの塩酸濃度の場合についても、表面粗 さ Raは、浸漬時間と共に増加し、例えば表面粗さ Ra = 0. 05 mとなる浸漬時間は 、塩酸濃度 15wt%では約 9分、塩酸濃度 30wt%では約 6分であった。
[0125] 以下、本発明の第 3実施形態を図 19〜図 24に基づいて説明する。
[0126] 軸部 202を構成する素材 202'は、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成される 。素材 202'は、その軸心を貫通する軸方向の貫通穴 202bを有する略円筒状に形 成される。
[0127] 図 19は、本発明に力かる動圧発生部の形成方法の一例として、インクジェット法を 用いた動圧発生部の印刷装置の概要を示すものである。この印刷装置は、微量イン クを供給する印刷工程と、供給したインクを硬化させる硬化工程とが連続した形態を 有するものである。 [0128] 図示のように、この印刷装置は、回転駆動される治具 216 (素材 202'の外周面 20 2a)に対向させた一又は複数のノズルヘッド 217と、治具 216の両端を支持し回転駆 動させる支持部 213と、ノズルヘッド 217に対してその円周方向位置を異ならせて配 置した、好ましくは図示のように治具 216を挟んでノズルヘッド 217と対向させて配置 した一又は複数の硬化部 215とを主要な構成要素とする。支持部 213の少なくとも一 方には、モータ等力もなる回転駆動部 214が設けられている。なお、本実施形態で は、ノズルヘッド 217と硬化部 215とが、それぞれ軸方向に 2箇所設けられている。
[0129] 治具 216は、例えばステンレス鋼等の高剛性の金属材料で形成される。この治具 2 16の外周面には、複数の素材 202'が直列に連結されている。
[0130] ノズルヘッド 217には、インク 212の微小液滴を吐出する複数のノズル 211が軸方 向に配設されている。インク 212は、例えば光硬化性榭脂、好ましくは紫外線硬化榭 脂をベース榭脂とする榭脂組成物であり、光重合開始材、さらには必要に応じて適 当な割合の有機溶媒を配合したものが使用される。硬化部 215は、インク 212を硬化 させるための光を照射する光源で、例えば紫外線ランプが使用される。
[0131] 印刷工程で使用されるインク 212を構成する紫外線硬化榭脂としては、ラジカル重 合性モノマーやラジカル重合性オリゴマー、カチオン重合系モノマーの他、イミドアク リレート、あるいは環状ポリェンィ匕合物やポリチオールィ匕合物に代表されるェン 'チォ 一ルイ匕合物が挙げられる力 この中でもラジカル重合性モノマーやラジカル重合性 オリゴマー、カチオン重合系モノマーを好ましく使用することができる。ラジカル重合 性モノマーとしては、例えば単官能、 2官能あるいは多官能のアタリレート系モノマー や、メタタリレート系モノマーが使用でき、ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えば ウレタンアタリレートや、エポキシアタリレート、ポリエステルアタリレート、あるいは不飽 和ポリエステルなどが使用できる。また、カチオン重合系モノマーとしては、例えば脂 環式エポキシ榭脂や、フエノールノボラックエポキシ榭脂、ビスフエノール A系ェポキ シ榭脂の他、 3 ェチルー 3—(2 ェチルへキシロキシメチル)ォキセタン、 3 ェチ ルー 3 ヒドロキシメチルォキセタン、 1, 4 ビス { [ (3 ェチルー 3—ォキセタ -ル) メトキシ]メチル }ベンゼン、 3 ェチルー 3 (フエノキシメチル)ォキセタン、ジ [1ーェ チル(3—ォキセタ-ル)]メチルエーテル、 3—ェチルー 3—{ [3—(トリエトキシシリル )プロボキシ]メチル }ォキセタン等のォキセタン樹脂が使用できる。これら紫外線硬化 榭脂は、単体で使用する他、 2種類以上を混合したものをベース榭脂として使用する ことちでさる。
[0132] これらベース樹脂には、ラジカル系光重合開始剤や、カチオン系光重合開始剤等 の光重合開始剤を使用することができる。ラジカル系光重合開始剤としては、例えば ベンゾフエノンや、オルソベンゾイン安息香酸メチル、 4—ベンゾィル—4 '—メチルジ フエ-ルサルファイド、ベンゾフエノンのアンモ-ゥム塩、イソプロピルチォキサントン、 ジェチルチオキサントン、チォキサントンのアンモ-ゥム塩に代表される水素引抜型 の光重合系開始剤が使用でき、あるいはベンゾイン誘導体や、ベンジルジメチルケタ ール、 α—ヒドロキシアルキルフエノン、 α—ァミノアルキルフエノン、ァシルホスフィン オキサイド、モノァシルホスフィンオキサイド、ビスァシルホスフィンオキサイド、アタリ ルフエ-ルグリオキシレート、ジエトキシァセトフエノン、チタノセン化合物に代表され る分子内開裂型の光重合開始剤が使用できる。また、カチオン系光重合開始剤とし ては、例えばトリフエ-ルスルホ -ゥムへキサフルォロアンチモネートや、トリフエ-ル スルホ -ゥムへキサフルオロフォスフェート、 SP— 170や SP— 150 (共に旭電化(株) 製)、 FC— 508や FC— 512 (共に 3Μカンパ-一社製)、 UVE— 1014 (ゼネラルェ レクトリックカンパ-一社製)に例示されるポリアリールスルホ -ゥム塩、 Uvacurel59 0や Uvacurel591 (共にダイセル ·ユーシービ一社製)に例示されるトリアリルスルフ ォ -ゥムへキサフルオロフォスフェート塩の混合物、 Irg— 261 (チバ 'ガイギ一社製) に例示されるメタ口セン化合物、ジフエ-ルョードニゥムへキサフルォロアンチモネ一 トゃ P—ノ-ルフエ-ルフエ-ルョードニゥムへキサフルォロアンチモネート、 4, 4 '— ジエトキシフエ-ルョードニゥムへキサフルォロアンチモネート等のポリアリールョード
-ゥム塩が使用できる。これら光重合開始剤は、 1種類であるいは 2種類以上を組み 合わせて使用することもできる。
[0133] 以上の構成において、治具 216を支持部 213で両端支持しつつ回転させる。この とき、治具 216の外周面と素材 202'の内周面とは、素材 202'が治具 216と同期して 回転できる程度の嵌め合いに設定される。この他、治具 216の外周面と素材 202'の 内周面との間の嵌め合いを緩くし、素材 202'を回転駆動部 214で直接回転駆動さ せてもよい。
[0134] このようにして素材 202 'を回転させながら、ノズル 211からインク 212を吐出するこ とにより、インク 212の微小液滴が素材 202'の外周面 202aの所定位置に着弾する。 素材 202'の外周面 202aには、この微小液滴の集合体で、動圧発生部としての、例 えば凸状の区画部 Haとインクで被覆されていない領域、すなわち動圧溝 Hbとがヘリ ングボーン形状に配列された動圧溝パターンが形成される。この際、各ノズル 211で は、予め定められたタイミングでインク 212の供給'停止が適宜切り換えられる。この 動圧溝パターンの形成は、治具 216の回転に伴い、素材 202'の外周面 202aの円 周方向に徐々に進行する形で行われる。印刷された部分が円周方向にある程度進 行すると(図示例の場合は半周すると)、印刷された部分が硬化部 215の対向領域( 硬化工程)に達し、紫外線の照射を受けたインク 212が重合反応を起こして順次硬 化する。このインクの硬化も素材 202'の回転に伴い、素材 202'の円周方向に徐々 に進行する。
[0135] 最初に印刷された部分が 1回転してノズルヘッド 217の対向領域に達したところで、 ノズルヘッド 217を隣接する素材 202'の外周面 202aの対向領域にスライドさせる。 治具 216は回転させたままで、前記同様にして新たな動圧溝パターンを隣接する素 材 202'に形成し、これを全ての素材 202'に印刷が完了するまで継続する。そして、 全てのインク 212が硬化部 11との対向領域を通過 ·硬化したことを確認し、回転を停 止させて治具 216を支持部 213から取り外す。
[0136] 本発明の構成を用いない場合、例えば一の素材 202'に対してのみ印刷を行うと、 インク 212が完全に硬化するまでの間引き続き回転駆動 (空回転)させる必要がある 場合もあり、サイクルタイムが増大する。また、幾度も装置への取り付け、および取り 外しを行う必要がある等、直接動圧発生部の印刷に関係しない時間(いわゆる、段取 り時間)が長くなり非効率である。
[0137] これに対し、本発明のように複数の素材 202'を直列に連結することで連続印刷が 可能となり、非常に効率的に動圧溝パターンの形成を行うことができる。一の素材 20 2'に印刷が完了した時点で、ノズルヘッド 217をスライドさせ隣接する素材 202'に 印刷を開始することができ、このとき、先の素材 202'におけるインクの硬化は、隣接 する次の素材 202'に印刷を行っている際にも行われる。従って、印刷工程と硬化工 程を同時進行させることができ、動圧溝パターンの効率的な形成が可能となる。さら に、印刷装置への素材 202'の取り付けや取り外し回数を大幅に低減し、段取り時間 を低減することができる。従って、サイクルタイムを大幅に低減し、動圧発生部の製造 コストを大幅に低減することができる。
[0138] また、複数の素材 202'を治具 216で直列に連結し同軸度を確保しているため、各 素材間での成形精度のバラツキを抑えつつ、全ての素材 202'に対し高精度な動圧 溝パターンを形成することができる。なお、複数の素材 202'の同軸度を確保しつつ 連結するためには、上記の治具 216を用いる以外にも、例えば図 20に示すように、 一方の素材 202'の軸端に設けた凸咅 202alを、隣接する素材 202'の四咅 202a2 に嵌合させること〖こより行うことちできる。
[0139] 図示例では、 2つのノズルヘッド 217を使用する場合を例示している力 これを軸方 向 1箇所または 3箇所以上、あるいは円周方向の複数箇所に配置することもできる。 さらには素材を 1回転させる間に全周の動圧溝パターンを印刷する他、素材 202a ' をこれ以上の回転数、例えば 2〜数十回転させて、素材 202a'の全周に動圧溝パタ ーンを形成することもできる。また、硬化部 215は、例えば光 (紫外線)の拡散性が高 いものを用い固定して使用する他、集光性の高いものを用い、ノズルヘッド 217と同 調して軸方向にスライドさせることもできる。また、以上の説明では、個々の素材 202' への動圧溝パターンの印刷が完了した時点で、隣接する素材 202'の印刷を開始す るようにしている力 ノズルヘッド 217のスライドにより、複数の素材 202,の印刷を同 時進行させることちできる。
[0140] インクジェット法では、予めプログラミングした形状パターンにならってインク 212の 微小液滴を精密に吐出する。従って、高精度に動圧発生部としての動圧溝パターン を印刷することができる。カロえて、硬化したインク 212自体で必要な動圧溝深さ (数; z m〜数十 μ m)を確保することができるので、そのまま動圧溝付きの軸部 202として使 用することが可能となる。
[0141] また、インクジェット法による印刷では、従来のスクリーン印刷機のように印刷型と素 材 202'との接触部分を持たないから、量産時における接触部分での摩耗による印 刷精度の低下を回避することができ、さらに、上記のように軸方向に複数の素材 202 'を連結した場合にも素材 202'にノズルから加圧力が作用することなぐ連結した素 材 202'のたわみによる印刷精度の低下を回避することができる。さらに印刷型や印 刷型を保持するための印刷用スクリーン等が不要であり、かつ素材 202'の回転に応 じて印刷型を移動させる機構も不要となるので、成形装置の構造を簡素化することが できる。また、インクは動圧溝パターンの形成に関与するだけの使用量で足りるので 、スキージを必要とする従来装置に比べ、インクの使用量を削減して低コストィ匕を図る ことちでさる。
[0142] また、印刷工程と硬化工程とは素材 202'の円周方向に離隔して設けられているた め、最初の印刷部分は硬化部 215からの紫外線照射で硬化された上でノズルヘッド 217の対向位置に戻るので、硬化不十分なインクが重なって動圧溝パターンをくず すような事態も回避することができる。さらにノズルヘッド 217と硬化部 215とを素材 2 02 'を挟む対向位置に配置しているので、硬化部 215から照射される紫外線は素材 202'に遮蔽されているため、紫外線の硬化作用がノズル 211におよぶことはなぐ従 つて照射紫外線によるノズル 211の目詰まり等を防止することができる。
[0143] 以上の説明では素材 202' (治具 216)を回転駆動しているが、素材 202'を固定し 、ノズルヘッド 217および硬化部 215を素材 202'周りで回転駆動してもよい。
[0144] 図 21は、上記工程を経て製作された軸部 202を有する回転部材 203を組込んだ 動圧軸受装置の一例を示している。この動圧軸受装置 201は、側部 207aと側部 20 7aの一端開口を封口する側部 207aとは別体の底部材 207bとからなるハウジング 2 07と、ハウジング 207の内周に固定された軸受スリーブ 208と、回転中心に軸部 202 を備えハウジング 207および軸受スリーブ 208に対して相対回転する回転部材 203 とを主要な構成部品として備えている。なお、以下説明の便宜上、底部材 207bの側 を下側、底部材 207bの軸方向反対側を上側として説明を行う。
[0145] 回転部材 203は、例えばハウジング 207の上側を覆うハブ部 209と、軸受スリーブ 2 08の内周に挿入される軸部 202とで構成される。軸部 202は、その軸心を貫通する 貫通穴 202bを有している。この実施形態では、ハブ部 209と軸部 202とは別体に形 成され、圧入、接着、溶接等の適宜の手段を用いて固定される。 [0146] ハブ部 209は、ハウジング 207の上方に配置された円盤部 209aと、円盤部 209a の外周部力も軸方向下方に延びた筒状部 209bと、筒状部 209bの外周に設けられ たディスク搭載面 209cおよび鍔部 209dとを備えて 、る。図示されて ヽな 、ディスク 状情報記録媒体は、円盤部 209aの外周に外嵌され、ディスク搭載面 209cに載置さ れる。そして、図示しない適当な保持手段によってディスク状情報記録媒体がハブ部 209〖こ保持される。
[0147] 軸部 202は、その下端に抜止めとしてフランジ部 210を別体に備えている。フランジ 部 210は金属製で、例えばねじ結合等の手段により軸部 202に固定され、貫通穴 20 2bの下端が封口される。また貫通穴 202bの上端には、ディスク状情報記録媒体を ハブ部 209との間に挟持するクランパ(図示省略)力 例えばねじ結合等の手段によ り固定され、貫通穴 202bの上端が封口される。
[0148] 軸部 202の外周面 202aには、動圧発生部として、例えば、ヘリングボーン形状に 配列された動圧溝 Hbと、動圧溝 Hbを区画形成する区画部 Haとを含むラジアル軸 受面 Hが軸方向に離隔して形成される。上側のラジアル軸受面 Hでは、動圧溝 Hbが 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。そのため、軸 部 202の回転時、動圧溝 Hbによる潤滑油の引き込み力(ボンビング力)は下側の対 称形のラジアル軸受面に比べ上側のラジアル軸受面で相対的に大きくなる。
[0149] 軸受スリーブ 208は、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属 の多孔質体、あるいは黄銅やアルミ (アルミ合金)等の軟質金属材料で円筒状に形 成される。軸受スリーブ 208の内周面 208aは、平滑な円筒面として形成されている。 軸受スリーブ 208の下側端面 208bの一部環状領域には、図示は省略するが、例え ばスパイラル形状に配列した複数の動圧溝と、動圧溝を区画形成する区画部とを含 むスラスト軸受面 Iが形成されている。なお、動圧溝の形状としては、上記の他へリン グボーン形状等を採用することもできる。
[0150] また、軸受スリーブ 208の外周面 208d〖こは、軸受スリーブ 208の両端を連通させる ための、 1本または複数本の軸方向溝 208dlが軸方向全長に亘つて形成されている 。この実施形態では、 3本の軸方向溝 208dlが円周方向等間隔に形成されている。 [0151] ハウジング 207は、略円筒状の側部 207aと、側部 207aの一端開口を封口する側 部 207aとは別体の底部としての底部材 207bとで構成されて 、る。例えば側部 207a は榭脂材料で、底部材 207bは、ステンレス鋼や黄銅等の金属材料で形成される。 底部材 207bは側部 207aの下端に接着、圧入等の適宜の手段で固定されている。
[0152] 側部 207aの上側端面 207alの一部環状領域には、図示は省略するが、例えばス パイラル形状に配列した複数の動圧溝と、動圧溝を区画形成する区画部とを含むス ラスト軸受面 Jが形成されている。なお、動圧溝の形状としては、上記の他へリングボ ーン形状等を採用することもできる。
[0153] 側部 207aの外周には、上方に向力つて漸次拡径するテーパ状の外壁 207a2が形 成されている。このテーパ状の外壁 207a2は、筒状部 209bの内周面 209blとの間 に、ハウジング 207の下端側から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 202およびハブ部 209の回転 時、スラスト軸受部 T22のスラスト軸受隙間の外径側と連通する。
[0154] 次に、本実施形態に係る動圧軸受装置 201の組立工程を説明する。
[0155] まず、ノヽウジング 207を構成する側部 207aの内周面 207a3に軸受スリーブ 208を 圧入接着等の手段により固定する。次に、側部 207aに固定した軸受スリーブ 208に 、ハブ部 209と一体にした軸部 202を挿入する。その後、フランジ部 210を軸部 202 に、例えばねじ結合により取り付け、次いで底部材 207bを側部 207aの下端側内周 に、例えば圧入、接着して固定する。
[0156] 上記のようにして組立が完了すると、回転部材 203の軸部 202は軸受スリーブ 208 の内周面 208aに挿入され、フランジ部 210は軸受スリーブ 208の下側端面 208bと 底部材 207bの上側端面 207blとの間の空間に収容された状態となる。その後、動 圧軸受装置 201の内部空間に、軸受スリーブ 208の内部気孔を含め、流体 (潤滑流 体)として、例えば潤滑油を充満させる。このとき潤滑油の油面は、シール空間 Sの範 囲内に維持される。
[0157] 上記構成の動圧軸受装置 201にお 、て、回転部材 203 (軸部 202)が回転すると、 軸部 202の外周面 202aに離隔形成されたラジアル軸受面 Hは、それぞれ軸受スリ ーブ 208の内周面 208aとラジアル軸受隙間を介して対向する。軸部 202の回転に 伴い、各ラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧作用を発生し、その圧力によ つて軸部 202が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 202 をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第 1のラジアル軸受部 R21と第 2のラ ジアル軸受部 R22とが形成される。
[0158] また、軸受スリーブ 208の下側端面 208bとフランジ部 210の上側端面 210aとの間 にスラスト軸受隙間(図示省略)が形成され、このスラスト軸受隙間に潤滑油による動 圧作用が発生し、回転部材 203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 T21が形成される。同様に、ハウジング 207の側部 207aの上側端面 20 7alと、回転部材 203を構成するハブ部 209の下側端面 209alとの間にはスラスト 軸受隙間が形成され、回転部材 203の回転に伴い、このスラスト軸受隙間に潤滑油 による動圧作用が発生し、その圧力によって回転部材 203をスラスト方向に回転自在 に非接触支持する第 2スラスト軸受部 T22が形成される。
[0159] 本発明の方法で形成された動圧発生部を有する動圧軸受装置は上記のものに限 らず、他の構成の動圧軸受装置にも好ましく用いることができる。以下図面に基づき 説明を行うが、図 21に示す構成と同一の構成部材および要素には、同一記号を付 与し、重複説明を省略する。
[0160] 図 22は、動圧軸受装置 201の他の構成例を示すものである。この動圧軸受装置 2 01が図 21に示す動圧軸受装置と大きく異なる点は、軸部 202とフランジ部 210とで 形成される軸部材 222が金属材料と榭脂材料の複合構造をなす点、第 2スラスト軸 受部 T22が、フランジ部 210の下側端面 210bと、これに対向する底部材 207bの上 側端面 207blの間に形成される点、および側部 207aの上端内周にハウジング 207 とは別体の環状のシール部材 219が固定され、この内周面 219aとこれに対向する軸 部 202の外周面 202aとの間にシール空間 Sが形成される点に現れる。
[0161] 軸部 202は、図 19に用いた素材 202'力もなり、上記インクジェット法を用いて動圧 発生部(ラジアル軸受面 H)が外周面 202aに形成されている。軸部 202に形成され た軸方向の貫通穴 202bには、軸方向全長に亘つて樹脂材料 220が充填され、軸部 202の下端力も外径側に張り出したフランジ部 210の全体を一体に形成している。榭 脂材料 220としては、 PA66 (66ナイロン)、 LCP (液晶ポリマー)、 PPS (ポリフエ-レ ンサルファイド)等の熱可塑性榭脂が使用可能であり、これら榭脂材料には必要に応 じてガラス繊維等の充填材が配合される。
[0162] 本構成例では、軸部 202 (金属材料)と榭脂材料 220の分離防止のため、フランジ 部 210に埋め込まれた軸部 202の下端 202cと、軸部 202の上端内周側に設けられ たテーパ面 202dとで金属材料と榭脂材料 220が係合状態にある。
[0163] この軸部材 222は、例えば軸部 202をインサート部品とする樹脂の射出成形 (イン サート成形)により製作される。この種の軸部材 222には、軸受装置の機能上、軸部 2 02とフランジ部 210の直角度や、フランジ部 210の両端面の平行度等をはじめ高い 寸法精度が求められるが、インサート成形であれば、型精度を高め、かつ型内でイン サート部品としての軸部 202を精度良く位置決めするだけで、前記要求精度を確保 しつつ、低コストに量産可能となる。また、フランジ部 210の両端面 210a、 210bの一 部環状領域にはそれぞれ、射出成形と同時に第 1スラスト軸受面 Iと第 2スラスト軸受 面 Jとが形成される。
[0164] 上記構成の軸部材 222は、軸部とフランジ部の双方を金属材料で形成するよりも、 大幅に軽量ィ匕することができる。従って、軸部材 222と軸受スリーブ 208や底部材 20 7bとの衝突時における衝撃が減じられ、衝突部での傷の発生を抑制することができ る。また、フランジ部 210が榭脂製であるので、金属製の軸受スリーブ 208の下側端 面 208bや底部材 207bの上側端面 207blに対する摺動特性が向上し、トルクを減じ ることがでさる。
[0165] また、以上に示した動圧軸受装置 201においては、軸受スリーブ 208とハウジング 207 (側部 207a)とは別体に形成されているが、これらを一体に形成することもできる 。図 23はその一例を示すものであり、図 22で別体に形成されていた軸受スリーブ 20 8と、ハウジング 207の側部 207aと力 一体の軸受部材 227で構成される。この構成 例では、部品点数や組立工数を削減し、一層低コストな動圧軸受装置 201を形成す ることがでさる。
[0166] 軸受部材 227は、金属材料ゃ榭脂材料で略円筒状に形成され、軸部材 222が内 周に挿入されるスリーブ部 227aと、スリーブ部 227aの外周側から上方に延びたシー ル部材 219を固定するシール固定部 227bと、スリーブ部 227aの外周側から下方に 延びた底部材固定部 227cとからなる。また、第 1スラスト軸受部 T21は、スリーブ部 2 27aの下側端面 227alと、これに対向するフランジ部 210の上側端面 210aとの間に 形成される。
[0167] さらに図 22と図 23に示す構成では、シール部材 219がハウジング 207や軸受部材 227と別体に形成されているが、これらを一体に形成することもでき、部品点数や組 立工数を更に削減し、より一層低コストな動圧軸受装置 201を形成することもできる。
[0168] 以上の説明では、図 19に示す軸方向の貫通穴 202bを有する軸部 202を用いた 動圧軸受装置についての説明を行ったが、図 20に示す一端に凸部 202al、他端に 凹部 202a2を有する軸部 202を用いて、動圧軸受装置 201を構成することもできる( 図示省略)。
[0169] ところで、以上に示したラジアル軸受面 Hに形成される動圧発生部の形状は一例に すぎず、インクジェット法により印刷可能な形状であれば、これ以外の動圧溝形状 (例 えばスパイラル形)に対応した動圧溝パターンを動圧発生部として形成することもでき る。ラジアル軸受面 Hにはこの他にも、軸方向の動圧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、さらには、円周方向に複数の円弧面を形 成したいわゆる多円弧状の動圧発生部についても、同様の方法により形成すること ができる。
[0170] また、以上の説明では、ラジアル軸受面 Hを軸方向二箇所に離隔して形成する場 合を例示しているが、ラジアル軸受面 Hの数は任意であり、軸方向の一箇所あるいは 三箇所以上にラジアル軸受面 Hを形成することもできる。
[0171] また、スラスト軸受面 I、 Jには、動圧発生部として、上記のスパイラル形状等に配列 された動圧溝を有する動圧発生部の他、例えばステップ状の動圧発生部、いわゆる 波型状 (ステップ型が波型になったもの)の動圧発生部を形成することもできる。
[0172] 図 24は、図 21に示す動圧軸受装置 201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 202を備えた回転部材 203を回転自在 に非接触支持する動圧軸受装置 201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 204およびロータマグネット 205と、モータブラケット(保持部材) 2 06とを備えている。ステータコイル 204はブラケット 206の外周に取り付けられ、ロー タマグネット 205は、回転部材 203の外周に取り付けられる。回転部材 203は、その 外周に磁気ディスク等のディスク Dを一枚または複数枚保持する。ハウジング 207は 、モータブラケット 206の内周に例えば圧入接着等の手段により固定される。ステー タコイル 204に通電すると、ステータコイル 204とロータマグネット 205との間に発生 する電磁力でロータマグネット 205が回転し、それに伴って回転部材 203および軸部 202がー体となって回転する。このモータは、高い耐久性と回転精度を兼ね備えるも のである。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明の第 1実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置の概要を示す側面 図である。
[図 2A]ノズルヘッドを素材の進行方向と直交するように配置した図である。
[図 2B]ノズルヘッドを素材の進行方向と所定角度傾けて配置した図である。
[図 3]フランジ部の上側端面の平面図である。
[図 4A]区画部 Baを直接素材端面に形成した拡大断面図である。
[図 4B]素材端面にインク層を形成し、該インク層表面に区画部 Baを形成した場合の 拡大断面図である。
[図 5]インクジェット方式の印刷装置の他構成を示す側面図である。
[図 6]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。
[図 7]動圧軸受装置の一構成例を示す断面図である。
[図 8]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
[図 9]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
[図 10A]フランジ部の上側端面の他形態を示す平面図である。
[図 10B]動圧軸受装置に組み込んだ場合における区画部 Baの X— X拡大断面図で ある。
[図 11]本発明の第 2実施形態に係る動圧発生部の成形装置の一例を示す図である [図 12]動圧発生部の成形方法の他形態を示す図である。 [図 13]動圧軸受装置の断面図である。
圆 14]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
圆 15]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
圆 16]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
[図 17]動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータの一例を示す断面図である。
[図 18]素材表面の洗浄試験の結果を示す図である。
圆 19]本発明の第 3実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置の一例を示す概 要図である。
圆 20]インクジェット方式の印刷装置の他形態を示す概要図である。
圆 21]本発明の構成を有する動圧軸受装置の一構成例を示す断面図である。 圆 22]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
圆 23]動圧軸受装置の他の構成例を示す断面図である。
圆 24]動圧軸受装置を組み込んだモータの一例を示す概要図である。

Claims

請求の範囲
[I] 素材の平坦面の多数箇所に微量インクを非接触で供給する印刷工程と、供給した インクを硬化させる硬化工程を経て、微量インクの集合体で動圧発生部を成形するこ とを特徴とする動圧発生部の成形方法。
[2] 素材を相対的にスライドさせて印刷工程力 硬化工程に移送する請求項 1記載の 動圧発生部の成形方法。
[3] 印刷工程に、微量インクを吐出するノズルを複数列に配したノズルヘッドを設け、か つノズルの配列方向と素材の相対スライド方向とを傾斜させた請求項 2記載の動圧 発生部の成形方法。
[4] 素材を、その軸心を中心として相対回転させて、印刷工程力も硬化工程に移送す る請求項 1記載の動圧発生部の成形方法。
[5] インクが光硬化性を有し、インクの硬化を光線の照射で行う請求項 1〜4何れか記 載の動圧発生部の成形方法。
[6] 素材表面に微量インクを供給し、この微量インクの集合体で動圧発生部を印刷する 工程と、インクを硬化させる工程とを含み、
動圧発生部の印刷工程の前に、素材表面を、酸洗浄、 UV洗浄、オゾン洗浄の中 から選択される一の手段により洗浄することを特徴とする動圧発生部の成形方法。
[7] 上記洗浄手段のうち酸洗浄を、塩酸を用いて行う請求項 6記載の動圧発生部の成 形方法。
[8] 上記洗浄手段のうち酸洗浄を、超音波作用下で行う請求項 6記載の動圧発生部の 成形方法。
[9] 軸部を構成する素材表面に、軸受隙間に動圧作用を発生させるための動圧発生 部を形成するに際し、
複数個の素材を軸方向に連結した状態で微量インクを供給し、各素材に微量イン クの集合体で動圧発生部を形成することを特徴とする動圧発生部の形成方法。
[10] 素材に軸方向の貫通穴を設け、かつ複数の素材の各貫通穴に冶具を挿入すること で、各素材を連結する請求項 9記載の動圧発生部の形成方法。
[II] 素材の一端に凸部を、他端に凹部を設け、かつ隣接する素材の一方に設けた凸部 と、他方の凹部との嵌合によって各素材を連結する請求項 9記載の動圧発生部の形 成方法。
[12] 動圧発生部を、ノズルから着弾あるいは滴下させたインクで形成することを特徴とす る請求項 9〜 11何れか記載の動圧発生部の形成方法。
[13] インクは、光硬化性榭脂であることを特徴とする請求項 9〜 12何れか記載の動圧発 生部の形成方法。
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