WO2006115104A1 - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

　本発明は、動圧軸受装置の低コスト化を図るものである。動圧軸受装置は、軸部材２の外周面と軸受部材７の内周面７ａとの間のラジアル軸受隙間に生じた動圧作用で軸部材２をラジアル方向で非接触支持するもので、軸部材２、軸受部材７、蓋部材８、およびシール部材９で構成される。軸受部材７の内周に軸部材２が挿入され、その下端開口部が蓋部材８で封口されている。シール部材９は、軸受部材７の上端開口部に装着され、軸部材２の外周面との間にシール空間Ｓを形成している。ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２の動圧溝Ｇは、軸受部材７の内周面７ａに型成形によって形成する。

Description

明 細 書

動圧軸受装置

技術分野

[0001] 本発明は、動圧軸受装置に関するものである。

背景技術

[0002] 動圧軸受装置は、軸受部材と、軸受部材の内周に挿入した軸部材との相対回転に より軸受隙間に生じた流体の動圧作用で圧力を発生させ、この圧力で軸部材を非接 触支持する軸受装置である。この動圧軸受装置は、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、情報機器、例えば HDD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等におけるディスクドライブ用のスピンドルモータ、レーザビーム プリンタ（LBP)のポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイールモータ、ある いは軸流ファンなどの小型モータ用の軸受装置として好適である。

[0003] 例えば、 HDD等のディスク駆動装置のスピンドルモータに糸且込まれる動圧軸受装 置では、図 19に示すように、軸部材 20をラジアル方向に支持するラジアル軸受部 R と、軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部 Tとが設けられる。このラジアル軸 受部 Rの軸受としては、円筒状の軸受スリーブ 80の内周面に動圧発生用の溝 (動圧 溝)を設けた動圧軸受が公知であり、スラスト軸受部 Tとしては、例えば、軸部材 20の フランジ部 20bの両端面、又は、これに対向する面 (スリーブ部 80の端面 81や、ハウ ジング 70の底部に固定される蓋部材 61の端面 6 la等）に動圧溝を設けた動圧軸受 が公知である（例えば、特許文献 1〜2参照)。

[0004] この種の動圧軸受装置において、通常、軸受スリーブ 80はハウジング 70の内周の 所定位置に固定され、また、ハウジング 70の内部空間に注油した潤滑油が外部に漏 れるのを防止するために、ハウジング 70の開口部にシール部材 90を配設する場合 が多い。

特許文献 1：特開 2003— 65324号公報

特許文献 2：特開 2003 - 336636号公報 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上述のように、図 19に示す動圧軸受装置では、ハウジングの内周面に軸受スリー ブを固定する構造であるから、両者を固定するための接着工程等を要し、組立工程 が煩雑ィ匕している。特にハウジングに対する軸受スリーブの軸方向の固定精度は、ス ラスト軸受部でのスラスト軸受隙間の幅精度をも左右するから、その固定には慎重を 要し、これがさらなる高コストィ匕の要因となっている。

[0006] そこで、本発明は動圧軸受装置の低コストィ匕を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 前記目的を達成するため、本発明の動圧軸受装置は、軸部材と、内周に軸部材が 挿入され、外周面に、ブラケットに固定するための固定面が形成された軸受部材と、 軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じた潤滑流体 の動圧作用で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト 方向に支持するスラスト軸受部と、ラジアル軸受隙間に面した軸受部材の内周面に 型成形で形成され、ラジアル軸受隙間に潤滑流体の動圧作用を発生させる動圧発 生部とを備えることを特徴とするものである。

[0008] このように、本発明では、軸受部材がブラケット（例えばステータコイルの取り付け部 を有するブラケット）に固定するための固定面を備えている。また、軸受部材の内周 面とこれに対向する軸部材の外周面との間には、潤滑流体 (潤滑油、磁性流体、ェ ァ等)の動圧作用を生じるラジアル軸受隙間が形成されている。以上の構成から、本 発明における軸受部材は、図 19に示す従来品においてハウジング 70と軸受スリー ブ 80を一体ィ匕した構造に相当する。これにより、ハウジングと軸受スリーブの固定ェ 程を省略すると共に、部品点数の削減を通じて動圧軸受装置の低コストィ匕を図ること ができる。また、従来のように軸受スリーブのハウジングに対する固定精度によって、 スラスト軸受部のスラスト軸受隙間の幅が左右されることはなぐスラスト軸受隙間の幅 管理を容易化することができる。

[0009] コスト面を考慮すれば、軸受部材は榭脂ゃ金属等の射出成形で形成するのが好ま しい。射出成形であれば、ラジアル軸受部の動圧発生部を、その形状に対応した成 形部を有する成形型を用いることによって、軸受部材の成形と同時に型成形すること ができ、動圧軸受装置のさらなる低コストィ匕を図ることができる。

[0010] 軸受部材の開口部には、シール部材でシール空間を形成することができる。このシ ール空間は、シール部材の内周に形成する他、シール部材の外周に形成することも できる。前者は、シール部材を軸受部材に固定する構造に適合するもので、この場 合には、例えばシール部材の内周面と軸部材の外周面との間にシール空間が形成 される。後者は、シール部材を軸部材に固定する構造に適合するもので、この場合 には、例えばシール部材の外周面と軸受部材の内周面との間にシール空間が形成 される。

[0011] また、本発明の動圧軸受装置は、軸部材と、小径内周面および大径内周面を設け

、小径内周面を、ラジアル軸受隙間を介して軸部材の外周面と対向させ、外周面に ブラケットに固定するための固定面が形成された軸受部材と、軸受部材の大径内周 面と対向する外周面を備え、軸受部材の開口部にシール空間を形成するシール部 材と、ラジアル軸受隙間に生じた潤滑油の動圧作用で軸部材をラジアル方向に支持 するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とを備えるこ とを特徴とするものである。

[0012] この構成でも、軸受部材がブラケット (特にステータコイルの取り付け部を有するブラ ケット）に固定するための固定面を備えている。また、軸受部材の小径内周面とこれ に対向する軸部材の外周面との間には、潤滑流体 (潤滑油、磁性流体、エア等）の 動圧作用を生じるラジアル軸受隙間が形成されている。以上の構成から、本発明に おける軸受部材は、図 19に示す従来品においてハウジング 70と軸受スリーブ 80を 一体化した構造に相当する。これにより、ハウジングと軸受スリーブの固定工程を省 略すると共に、部品点数の削減を通じて動圧軸受装置の低コストィ匕を図ることができ る。また、従来のように軸受スリーブのハウジングに対する固定精度によって、スラスト 軸受部のスラスト軸受隙間の幅が左右されることはなぐスラスト軸受隙間の幅管理を 容易化することができる。

[0013] この場合、シール空間は、シール部材の内周に形成する他、シール部材の外周に 形成することもできる。前者は、シール部材を軸受部材に固定する構造に適合するも ので、この場合には、例えばシール部材の内周面と軸部材の外周面との間にシール 空間が形成される。後者は、シール部材を軸部材に固定する構造に適合するもので 、この場合には、例えばシール部材の外周面と軸受部材の大径内周面との間にシー ル空間が形成される。

[0014] 上記何れの構成においても、軸受部材の端面とシール部材の端面とを軸方向で係 合可能にすることもできる。この場合、組立時に両者を係合させれば、シール部材の 軸方向での位置精度を高めることができる。例えば図 19に示すように、シール空間と 対向する軸部材の外周面をテーパ状とした場合、シール部材の位置精度が不十分 であると、シール空間の容積にばらつきを生じるおそれがある。シール空間は、動圧 軸受装置の内部空間に充満された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収する 機能 (バッファ機能）を有するものであるから、シール空間の容積のばらつきは油漏れ 等の要因となる可能性がある。これに対し、本発明では、軸部材の端面との係合によ り、シール部材についても高い位置精度が得られるので、力かる懸念を払拭すること ができる。

[0015] 動圧軸受装置の運転中は、加工誤差等の影響で軸受装置内の潤滑流体を満たし た空間が局所的に負圧になる場合がある。このような負圧発生は、潤滑流体中での 気泡の生成、気泡の生成による振動の発生等の不具合を招くので好ましくない。

[0016] これに対し、軸受部材を貫通し、スラスト軸受部の軸受隙間とシール空間を連通す る流体流路を設ければ、密閉側となるスラスト軸受部の軸受隙間に満たされた潤滑 流体力 流体流路を介して大気開放側のシール空間およびラジアル軸受部の軸受 隙間との間で流通可能となるため、局所的な負圧発生、およびこれによる気泡の発 生等を防止することができる。何らかの理由で潤滑流体中に気泡が混入した場合で も、気泡が潤滑流体と共に循環する際にシール空間から外気に排出されるので、気 泡による悪影響はより一層効果的に防止される。

[0017] この流体流路は、例えば、一端をスラスト軸受部の軸受隙間 (スラスト軸受隙間）に つなげた軸方向部と、軸受部材の端面とシール部材の端面との間に形成され、軸方 向部の他端とシール空間とを連通する半径方向部とを有するもので構成することが できる。 [0018] 流体流路は、軸受部材 (軸受スリーブ)の成形と同時に、あるいは軸受部材成形後 の後加工によって形成することができる。し力しながら、流体流路の内径寸法は一般 に微小 (数十 μ m〜数百 μ m程度)であるから、これを精度良くかつ安定して形成す ることは難し 、。

[0019] 上述の問題は、流体流路を大径ィ匕することにより解決することができる。しかしなが ら、その一方で、流体流路の全体を単に大径ィ匕しただけでは、軸受部材の強度低下 を招く恐れがある。また、流体流路の大径化に伴い、他の流体保持空間から流体流 路へ流体が過剰に流れ込むことで、本来圧力が高まるべき箇所力 流体が逃げ、あ るいは局所的に負圧状態を生じる恐れがある。そのため、却って軸受内部の圧カバ ランスが崩れる可能性がある。

[0020] 本発明では、動圧軸受装置において、軸受内部の圧力状態を適正化する流体流 路を精度良くかつ安定して形成するため、軸受部材に、その軸方向両側に開口し、 ラジアル軸受隙間を含む軸部材の外周面と軸受部材の内周面との隙間の両端間で 流体を流通可能な流体流路を設け、かつ流体流路の流路面積を、その軸方向で異 ならせた。

[0021] このように、本発明は、軸受部材に設けられた流体流路の流路面積を、その軸方向 で異ならせたことを特徴とするものである。力かる構成によれば、流体流路のうち、少 なくともその流路面積を大きくした領域では、かかる流体流路の加工性や成形性を改 善することができる。また、軸受内部での流体の保有量が増加することで、流体の劣 化を抑制することが可能となる。カロえて、流体流路にその流路面積を小さくした領域 を設けることで、流体の流体流路への過剰な流れ込みを極力回避して、軸受内部に おける圧力バランスを適正に保つことができる。

[0022] 上記流体流路は、例えば流路面積の小さい第 1流路部と、第 1流路部に比べて流 路面積の大きい第 2流路部とを設けたものとすることができる。

[0023] 上記流体流路を有する動圧軸受装置として、例えばスラスト軸受隙間に形成される 流体膜を介して軸部材と軸受部材の何れか一方をスラスト方向で回転自在に支持す る第 1のスラスト軸受部をさらに備え、かつ第 1のスラスト軸受部に、そのスラスト軸受 隙間に流体の動圧作用を発生させる第 1の動圧発生部を設けたものが考えられる。 この場合、流体流路カ^ラスト軸受隙間の圧力発生領域に開口していると、開口部を 介して圧力の逃げが生じ、動圧発生部による動圧効果が不十分となる恐れがある。 従って、流体流路は、第 1の動圧発生部を避けてその内径側もしくは外径側に開口 させるのが望ましい。

[0024] 第 1の動圧発生部よりも外径側に流体流路を開口させる場合、軸部材の必要軸径 との兼ね合いから第 1の動圧発生部の形成領域を内径側に拡大することは難しい。 この場合、流体流路の当該開口部を流路面積の小さい第 1流路部とすることで、第 1 の動圧発生部の形成領域を可能な限り外径側に拡大することが可能となる。従って、 第 1の動圧発生部で容易に必要面積を確保することができ、軸受設計の自由度が高 まる。

[0025] また、他の構成として、スラスト軸受隙間に形成される流体膜を介して軸部材と軸受 部材の何れか一方をスラスト方向で回転自在に支持する第 2のスラスト軸受部をさら に備え、かつ第 2のスラスト軸受部に、そのスラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発 生させる第 2の動圧発生部を設けたものが考えられる。

[0026] 上記構成において、流体流路を開口させるに当たり、当該軸受装置の外径側では 、内径側に比べて寸法上の制約が緩やかであるため、第 2の動圧発生部の形成領 域を容易に外径側へ拡大することができる。従って、流体流路を第 2の動圧発生部よ りも内径側に開口させる場合には、その開口面積に関係なぐ第 2の動圧発生部の 形成領域を確保することができる。これにより、当該開口部を第 1流路部に比べてそ の流路面積を大きくした第 2流路部とした場合でも、これによる第 2の動圧発生部の 面積減少を回避することができ、軸受設計のさらなる容易化が図られる。

[0027] 流体流路は、その流路面積を軸方向で異ならせた領域 (例えば第 1流路部と第 2流 路部）を有するものである限り、種々の形態を採ることができる。具体的には、例えば 流体流路を、軸受部材の軸方向一端側に開口する第 2流路部と、第 2流路部との間 で段差を有し、かつ軸受部材の軸方向一端側に開口する第 1流路部とで構成するこ とができる。あるいは、第 2流路部から第 1流路部に向けてその流路面積が漸次縮小 する領域を、流体流路の軸方向一部又は全体に亘つて設けた構成とすることができ る。 [0028] これら流体流路を含む軸受内部の流体保有空間は、通常、シール空間を介して大 気と連通可能となるように構成される。この場合、第 1流路部を、第 2流路部を介して 外気に開放するようにスラスト軸受部を設けるのが望ましい。第 1流路部を第 1の動圧 発生部より外径側に開口する場合には、かかる第 1の動圧発生部を、シール空間と は反対側の大気閉塞側に設けるのが望ましい。力かる構成によれば、軸受部材の、 外気に連通するシール空間の側に第 1の動圧発生部を設ける場合と比べて、かかる スラスト軸受隙間における流体圧力を容易に高めることができる。

[0029] また、軸受部材は、榭脂又は金属の一体成形品とすることで、流体流路を、軸受部 材の成形時に軸受部材本体と同時に形成することができる。

[0030] 上記構成の動圧軸受装置は、ロータマグネットとステータコイルとを有するモータ、 例えば HDD用のスピンドルモータ等に好ましく用 、ることができる。

発明の効果

[0031] 以上から、本発明によれば、動圧軸受装置の低コストィ匕を図ることができる。

[0032] また、軸受内部の圧力状態を適正化する流体流路を精度良くかつ安定して形成す ることがでさる。

発明を実施するための最良の形態

[0033] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

[0034] 図 1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に取り付けられたディスクハブ 3と、例えば半径方向のギャップを介して対向さ せたステータコイル 4およびロータマグネット 5と、ブラケット 6とを備えている。ステータ コイル 4は、ブラケット 6の例えば外周面に設けたステータコイル取り付け部 6b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。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、および軸部材 2が 一体となって回転する。 [0035] 図 2は、上記スピンドルモータで使用される動圧軸受装置 1の断面図である。この動 圧軸受装置 1は、軸部材 2と、内周に軸部材 2を挿入した軸受部材 6と、軸受部材 7に 固定された蓋部材 8およびシール部材 9とを主要構成部品として構成される。なお、 以下では、説明の便宜上、軸受部材 7のシール部材 9でシールされた側を上側、そ の軸方向反対側を下側として説明を進める。

[0036] この動圧軸受装置 1では、軸受部材 7の内周面 7aと軸部材 2の軸部 2a外周面との 間に第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2とが軸方向に離隔して設けられ ている。また、軸受部材 7の下側端面 7cと軸部材 2のフランジ部 2bの上側端面 2blと の間に第 1スラスト軸受部 T1が設けられ、蓋部材 8の内底面 8alとフランジ部 2bの下 側端面 2b2との間に第 2スラスト軸受部 T2が設けられる。

[0037] 軸部材 2は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部 2aと軸部 2aの下端に一 体又は別体に設けられたフランジ部 2bとを備えて 、る。軸部材 2の全体を金属で形 成する他、例えばフランジ部 2bの全体あるいはその一部（例えば両端面）を榭脂で 構成することにより、金属と榭脂のノ、イブリツド構造とすることもできる。

[0038] 軸受部材 7は、榭脂の射出成形により形成される。この軸受部材 7は、内周に軸部 材 2の軸部 2aを挿入したスリーブ部 71と、スリーブ部 71の上端外径部に形成された 上側突出部 72と、スリーブ部 71の下端外径部に形成された下側突出部 73とで一体 に構成される。軸受部材 7の内周面は、小径内周面 7aと、これよりも大径の第 1およ び第 2の大径内周面 7dl、 7d2とからなり、スリーブ部 71に小径内周面 7a、上側突出 部 72に第 1の大径内周面 7dl、下側突出部 73に第 2の大径内周面 7d2がそれぞれ 形成される。一方、軸受部材 7の外周面 7bの外径寸法は、スリーブ部 71、および上 下の突出部 72、 73を問わず略均一径である。軸受部材 7の外周面 7bが、図 1に示 すブラケット 6の内周面 6aに固定するための固定面となる。軸受部材 7のブラケット 6 への固定は、例えば接着により行われる。

[0039] 軸受部材 7を形成する榭脂は主に熱可塑性榭脂であり、例えば、非晶性榭脂として 、ポリサルフォン（PSU)、ポリエーテルサルフォン（PES)、ポリフエ-ルサルフォン（P PSU)、ポリエーテルイミド (PEI)等、結晶性榭脂として、液晶ポリマー (LCP)、ポリ エーテルエーテルケトン（PEEK)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリフエニレ ンサルファイド (PPS)等を用いることができる。また、上記の榭脂に充填する充填材 の種類も特に限定されないが、例えば、充填材として、ガラス繊維等の繊維状充填材 、チタン酸カリウム等のウイスカー状充填材、マイ力等の鱗片状充填材、カーポンファ ィバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は 粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、ある いは、二種以上を混合して使用しても良い。この動圧軸受装置 1では、軸受部材 7を 形成する材料として、結晶性榭脂としての液晶ポリマー (LCP)に、導電性充填材とし てのカーボンファイバー又はカーボンナノチューブを 2〜8wt%配合した樹脂材料を 用いている。

[0040] 軸受部材 7の小径内周面 7aには、第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2 のラジアル軸受面となる上下 2つの領域が軸方向に離隔して設けられる。これら 2つ の領域には、動圧発生部として、例えばへリングボーン形状に配列した複数の動圧 溝 Gがそれぞれ形成される。第 1ラジアル軸受部 R1に対応する上側の領域の動圧溝 Gは軸方向で非対称に形成されており、該領域内では上側の動圧溝の軸方向長さ X が下側の動圧溝の軸方向長さ Yよりも若干大きくなつている (χ>γ)。一方、第 2ラジ アル軸受部 R2に対応する下側の領域の動圧溝 Gは軸方向対称に形成され、該領 域内では上下の動圧溝 Gの軸方向長さがそれぞれ等しい。

[0041] 軸受部材 7の小径内周面 7aのラジアル軸受面となる領域は、軸受部材 7の射出成 形時に同時に型成形することができる。これは、例えば、成形型となるコアロッドの外 周にへリングボーン形状に対応した凹凸形状を有する成形部を形成し、このコアロッ ドを軸受部材 7の形状に対応したキヤビティの規定位置に配置した状態でキヤビティ に榭脂を射出することにより行うことができる。

[0042] この場合、射出材料の固化後は、コアロッドの成形部とラジアル軸受面となる領域と が軸方向で凹凸嵌合するため、コアロッドの脱型時の作業性が問題となる。この場合 、上述のように射出材料として榭脂を使用すれば、コアロッドの引き抜きに伴ってラジ アル軸受面となる領域の榭脂が弾性変形し、その後元の形状に戻るので、成形後の 動圧溝形状を崩したり、傷付けたりすることなくコアロッドをスムーズに軸受部材 7の 内周から引き抜くことができる。なお、上記に例示した榭脂材料のうち、 LCPは、溶融 榭脂の流れ方向、成形条件等を検討することにより、固化後の成形品内径寸法をコ ァロッドの外径寸法よりも大きくすることが可能であるので、コアロッドの引き抜きを容 易に行うことができる。また、 PPS、 PEEKは、充填材の選定により、異方性を少なく することができ、これにより真円度等の寸法精度を高めることが可能であるから、引き 抜き時の樹脂の変形を抑えて引き抜き作業性を高めることができる。

[0043] 軸受部材 7の下側端面 7cには、第 1のスラスト軸受部 T1のスラスト軸受面となる領 域が形成される。この領域には、動圧発生部として、例えばスパイラル状に配列した 複数の動圧溝が形成されている（図示省略)。この動圧発生部は、軸受部材 7の射出 成形と同時に型成形で形成することができる。

[0044] 軸受部材 7の成形素材としては、コアロッドを引き抜く際、ラジアル軸受面となる領 域で十分な弾性変形が得られる材質である限り榭脂以外も選択することもでき、例え ば黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料 (焼結金属も含む)で軸受部材 7を形 成することもできる。また、射出成形の一態様として、低融点金属 (アルミニウム合金 等)の射出成形や MIM成形を採用することもできる。

[0045] 軸受部材 7の下側開口部は蓋部材 8によって封口される。蓋部材 8は黄銅等の軟 質金属材料やその他の金属材料、あるいは榭脂材料を用いて、底部 8aと底部 8aの 外径部上方に突出する円筒部 8bとからなる有底円筒状に一体形成される。蓋部材 8 の内底面 8alには、第 2のスラスト軸受部 T2のスラスト軸受面となる領域が形成され、 この領域には、動圧発生部として、例えばスパイラル状に配列した複数の動圧溝が 形成されている（図示省略)。円筒部 8bの上端面を軸受部材 7の下側端面 7c (スリ一 ブ部 71の下側端面）に当接させることにより、第 1スラスト軸受部 T1および第 2スラス ト軸受部 T2の各スラスト軸受隙間が規定幅に設定される。円筒部 8bの外周面を軸 受部材 7の下側突出部 73の大径内周面 7d2に接着や圧入等の手段で固定すること により、蓋部材 8が軸受部材 7に固定される。軸受部材 7および蓋部材 8が何れも榭 脂製である場合、両者を溶着 (例えば超音波溶着)で固定することにより、蓋部材 8を 軸受部材 7と一体ィ匕することもできる。

[0046] シール部材 9は、何れも黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは、 榭脂材料でリング状に形成され、上側突出部 72の大径内周面 7dlに例えば接着に よって固定される。この際、シール部材 9の下側端面 9bは、軸受部材 7の上側端面 7 e (スリーブ部 71の上側端面）に当接させ、軸方向で互いに係合させる。

[0047] シール部材 9の内周面 9aは、軸部 2aの外周面との間に所定の容積をもったシール 空間 Sを形成する。シール部材 9の内周面 9aは軸受部材 7の外部方向に向力つて漸 次拡径したテーパ面状に形成され、そのためシール空間 Sは軸受部材の内部方向 に向力つて漸次縮小したテーパ形状を呈する。従って、シール空間 S内の潤滑油は 毛細管力による引き込み作用により、シール空間 Sが狭くなる方向に向けて引き込ま れ、その結果、軸受部材 7の上端開口部がシールされる。シール部材 9でシールされ た軸受部材 7の内部空間に、潤滑流体として例えば潤滑油を充満させる。シール空 間 Sは、軸受部材 7の内部空間に充満された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を 吸収するバッファ機能をも有し、油面は常時シール空間 S内にある。

[0048] なお、シール部材 9の内周面 9aを円筒面とする一方、これに対向する軸部 2aの外 周面をテーパ面状に形成してもよぐこの場合、さらに遠心力シールとしての機能も 得られるのでシール効果がより一層高まる。

[0049] 軸部材 2の回転時には、軸受部材 7の小径内周面 7aのうち、ラジアル軸受面となる 上下 2箇所の領域は、それぞれ軸部 2aの外周面とラジアル軸受隙間を介して対向す る。また、軸受部材 7の下側端面 7c (スリーブ部 71の下側端面）のスラスト軸受面とな る領域がフランジ部 2bの上側端面 2blと所定のスラスト軸受隙間を介して対向し、蓋 部材 8の内底面 8alのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部 2bの下側端面 2b2と 所定のスラスト軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材 2の回転に伴い、上記ラ ジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材 2がラジアル軸受隙間内に形成さ れる潤滑油の油膜によってラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより 、軸部材 2をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2とが構成される。同時に、上記スラスト軸受隙間に潤滑油の動圧 が発生し、軸部材 2が上記スラスト軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によってス ラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材 2をスラスト方向に回 転自在に非接触支持する第 1スラスト軸受部 T1と第 2スラスト軸受部 T2とが構成され る。 [0050] この動圧軸受装置 1には、第 1スラスト軸受部 T1の軸受隙間をシール空間 Sと連通 させるための流体流路 10が形成される。この流体流路 10は、軸受部材 7のスリーブ 部 71を貫通してその上下端面 7e、 7cに開口した軸方向に延びる部分 (軸方向部） 1 Oaと、軸方向部 10aの上端とシール空間 Sとを連通する半径方向に延びる部分（半 径方向部） 10bとで構成される。この動圧軸受装置 1では、軸方向部 10aをフランジ 部 2bの外周面と蓋部材 8の内周面との間の空間に開口させた場合を例示している。 半径方向部 10bは、図示のように例えばスリーブ部 71の上側端面 7eに形成した溝で 構成する他、シール部材 9の下側端面 9bに形成した溝で構成することもできる。

[0051] 流体流路 10のうち、軸方向部 10aの形成方法は任意で、例えば軸受部材の射出 成形段階において、キヤビティに成形ピンを掛け渡した状態で榭脂を射出し、その後 の脱型時に成形ピンを抜き取る方法によって形成することができる。この他、射出成 形後の機械加工等で軸方向部 10aを形成することもできる。半径方向部 10bは、例 えば軸受部材 7の射出成形と同時に、あるいは射出成形後の機械加工等で形成す ることがでさる。

[0052] 前述したように、第 1ラジアル軸受部 R1の動圧溝 Gは軸方向非対称に形成されて おり、上側領域の軸方向寸法 Xが下側領域の軸方向寸法 Y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 Gによる潤滑油の引き込み力（ボンビング力） は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差 圧によって、軸受部材 7の小径内周面 7aと軸部 2aの外周面との間の隙間に満たされ た潤滑油が下方に流動し、第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間→流体流路 10 の軸方向部 10a→半径方向部 10bという経路を循環して、第 1ラジアル軸受部 R1の ラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。このように、潤滑油が軸受部材 7の内部を流 動循環するように構成することで、軸受部材 7の内部に満たされた潤滑油の圧力が 局所的に負圧になる現象を防止して、負圧発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起 因する潤滑油の漏れや振動の発生等の問題を解消することができる。また、何らかの 理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油に伴って循環する際に シール空間 S内の潤滑油の油面 (気液界面)から外気に排出されるので、気泡による 悪影響はより一層効果的に防止される。 [0053] 以上に説明した動圧軸受装置 1は、軸部材 2、軸受部材 7、蓋部材 8、およびシー ル部材 9を主要な構成要素とするものであり、図 19に示す従来品に比べて部品点数 を少なくすることができる。また、この従来品の組立工程で必要となる軸受スリーブと ハウジングの固定工程も不要となる。そのため、動圧軸受装置 1の低コスト化を図るこ とができる。また、この動圧軸受装置では、スラスト軸受部 Tl、 Τ2のスラスト軸受隙間 の幅精度は、組立精度ではなぐ軸部材 7や蓋部材 8の成形精度に依存する。その ため、軸部材 7や蓋部材 8をそれぞれ十分な精度で成形すれば、スラスト軸受隙間の 隙間幅も高精度に設定することができ、隙間幅の管理を容易化することができる。さ らには、軸受部材 7の上側端面 7eとシール部材 9の下側端面 9bとが軸方向で当接し ているため、シール部材 9の軸方向での位置精度を高めることも可能となる。

[0054] 図 3は、動圧軸受装置 1の他の構成を示している。この動圧軸受装置 1が図 2に示 す動圧軸受装置と異なる点は、蓋部材 8を平坦なプレート状とし、これを下側突出部 73の大径内周面 7d2に固定した点にある。この場合、大径内周面 7d2に段部 7fを形 成し、この段部 7fに蓋部材 8の外径部を係合させることで、スラスト軸受部 Tl、 Τ2の スラスト軸受隙間の隙間幅を精度よく管理することが可能となる。

[0055] 図 4は、動圧軸受装置 1の他の構成を示している。この動圧軸受装置 1は、スラスト 軸受部を動圧軸受ではなぐピボット軸受で構成した点が図 2および図 3に示す動圧 軸受装置と異なる。ピボット軸受は、軸部材 2の球面状の軸端 2cを蓋部材 8の内底面 8al (あるいは内底面 al上に配置した低摩擦性の別部材）に接触させた構造を有し 、これにより軸部材 2をスラスト方向に接触支持するスラスト軸受部 Tが構成されて ヽ る。図面では、蓋部材 8を軸受部材 7と一体形成した場合を例示している力 両者を 別部材とすることもできる。また、図示は省略するが、図 2および図 3に示す動圧軸受 装置と同様に流体流路 10を設け、軸部材 2の軸端 2cと軸受部材 7との間に形成され た空間をシール空間 Sに連通させることもできる。

[0056] 図 5は、動圧軸受装置 1の他の構成を示している。この動圧軸受装置が図 2に示す 動圧軸受装置と異なる点は、主としてシール部材 9を回転側となる軸部材 9に固定し た点にある。この場合、シール部材 9の外周面 9cと上側突出部 72の大径内周面 7dl との間にシール空間 Sが形成される。軸部材 2の回転中、シール部材 9の下側端面 9 bは、軸受部材 7の上側端面 7eとスラスト軸受隙間を介して対向し、第 2スラスト軸受 部 T2を構成する。軸部材 2の停止中は、シール部材 9の下側端面 9bと軸受部材 7の 上側端面 7eとは軸方向で係合した状態となる。組立段階において、シール部材 9を 軸部材 2に固定する際、シール部材 9の下側端面 9bと軸受部材 7の上側端面 7eとを 軸方向で係合させることにより、第 1および第 2スラスト軸受部 Tl、 Τ2のスラスト軸受 隙間の隙間幅を正確に管理することが可能となる。

シール部材 9の外周面 9cは、軸受部材 7の外部方向に向かって漸次縮径したテー パ面状に形成され、そのためシール空間 Sは軸受部材 7の内部方向に向かって漸次 縮小したテーパ形状を呈している。この場合、シール部材 9の外周面 9aの側にシー ル空間 Sを形成して 、るので、所定のバッファ機能を得るのに必要な容積をシール空 間 Sにおいて確保するにあたり、シール空間 S (シール部材 9)の軸方向寸法を図 2に 示す動圧軸受装置に比べて小さくすることが可能であり、従って、動圧軸受装置 1の 軸方向寸法を小さくすることができる。

[0057] 図 5に示す動圧軸受装置 1では、流体流路 10として軸方向部 10aのみが設けられ ており、この軸方向部 10aを介して第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間がシール 空間 Sと連通している。軸部材 2の回転に伴い、軸受部材 7の内周面 7aと軸部 2aの 外周面との間の隙間を下方に流動した潤滑油は、第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸 受隙間→軸方向部 10a→第 2スラスト軸受部 T2のスラスト軸受隙間という経路を循環 し、第 1ラジアル軸受部 R1のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。

[0058] このとき、第 2スラスト軸受部 T2の動圧溝 Gによる潤滑油の内径側への引き込み力（ ボンビング力）が第 1ラジアル軸受部 R1のラジアル軸受隙間の潤滑油にも作用する ので、第 1ラジアル軸受部 R1における上記の引き込み力の差圧は相対的に低いも のであっても、潤滑油の良好な流動循環は確保される。その結果、第 1ラジアル軸受 部 R1の動圧溝 Gにおける軸方向非対称を従来よりも小さくすることができ、例えば、 動圧溝 Gの上側領域の軸方向寸法 Xを従来よりも縮小して軸受スリーブ 8の軸方向 寸法を縮小することが可能となる。

[0059] 図 6は、他の構成の動圧軸受装置 1を示している。この動圧軸受装置 1は、軸受部 材 7の上端開口部を第 1のシール部材 9でシールするだけでなぐ蓋部材 8で封口さ れた側の開口部も第 2のシール部材 11でシールした点が図 5に示す動圧軸受装置 と異なる。第 1のシール部材 9の外周面 9cと上側突出部 72の大径内周面 7dlとの間 に第 1のシール空間 S1が形成され、第 2のシール部材 11の外周面 11cと下側突出 部 72の大径内周面 7d2との間に第 2のシール空間 S2が形成されている。両シール 空間 Sl、 S2は流体流路 10の軸方向部 10aを介して連通状態にある。軸部材 2の回 転中、第 2のシール部材 11の下側端面 l ibは、軸受部材 7の下側端面 7cとスラスト 軸受隙間を介して対向し、第 1のスラスト軸受部 T1を構成する。

[0060] 第 2のシール部材 11の外周面 11cは、第 1のシール部材 9と同様に、軸受部材 7の 内部方向に向けて漸次拡径するテーパ面状をなし、これにより第 2のシール空間 S2 は、軸受部材の内部方向に向力つて漸次縮小したテーパ形状を呈している。

[0061] この場合、軸受部材 7の両端開口部にシール空間 Sl、 S2が形成されるため、上端 開口部にのみシール空間 Sを形成した図 5に示す動圧軸受装置 1に比べ、軸受装置 全体のバッファ機能を高めることができる。従って、個々のシール空間 Sl、 S2の容積 をより小さくでき、シール部材 9, 11の軸方向寸法を縮小して動圧軸受装置の軸方向 寸法をさらに小型化することができる。

[0062] 以上の説明では、ラジアル軸受部 Rl、 R2およびスラスト軸受部 Tl、 Τ2として、ヘリ ングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構 成を例示している力 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もでき、スラスト軸受部 Tl、 Τ2として、動圧溝を放射状に配置し たいわゆるステップ軸受や、いわゆる波型軸受 (ステップ型が波型になったもの）等で 構成することちできる。

[0063] また、以上の説明では、第 1および第 2ラジアル軸受部 Rl、 R2の動圧溝 Gをスリー ブ部 71の小径内周面 7aに形成する場合を例示したが、この動圧溝 Gを軸部材 2の 軸部 2a外周面に形成することもできる。具体的には、軸部材 2の軸部 2aの外周面に 第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2のラジアル軸受面となる上下 2つの 領域を軸方向に離隔して設け、これら 2つの領域に動圧発生部として、例えばへリン グボーン形状に配列した複数の動圧溝 Gをそれぞれ形成する。軸部 2aの外周面の ラジアル軸受面となる上下の領域は、鍛造、転造、エッチング、あるいは印刷によつ て形成することができる。軸部材 2の回転時には、軸部 2aの外周面のうち、ラジアル 軸受面となる上下 2箇所の領域は、それぞれ軸受部材 7の小径内周面 7aとラジアル 軸受隙間を介して対向し、上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生する。なお 、この構成であれば、軸受部材 7の成形素材の選択に際して、コアロッドを引き抜く際 の弾性変形性を考慮する必要はな 、。

[0064] 図 7および図 8は、ラジアル軸受部 Rl、 R2の一方又は双方を多円弧軸受で構成し た場合の一例を示している。このうち、図 7に示す例では、スリーブ部 71の小径内周 面 7aのラジアル軸受面となる領域力 動圧発生部としての 3つの円弧面 7alで構成 されている（いわゆる 3円弧軸受)。 3つの円弧面 7alの曲率中心は、それぞれ、軸受 部材 7 (軸部材 2)の軸中心 O力 等距離オフセットされている。 3つの円弧面 7alで 区画される各領域において、ラジアル軸受隙間は、円周方向の両方向に対して、そ れぞれ楔状に漸次縮小した形状を有している。そのため、軸受部材 7と軸部材 2とが 相対回転すると、その相対回転の方向に応じて、ラジアル軸受隙間内の潤滑油が楔 状に縮小した最小隙間側に押し込まれて、その圧力が上昇する。このような潤滑油 の動圧作用によって、軸受部材 7と軸部材 2とが非接触支持される。なお、 3つの円 弧面 7alの相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向溝を形成しても 良い。

[0065] 図 8は多円弧軸受の他例であり、 3つの円弧面 7alで区画される各領域において、 ラジアル軸受隙間は、円周方向の一方向に対してそれぞれ楔状に漸次縮小した形 状を有している。このような構成の多円弧軸受は、テーパ軸受と称されることもある。 また、 3つの円弧面 7alの相互間の境界部に、分離溝と称される、一段深い軸方向 溝 7a3が形成されている。この構成においては、図示は省略するが、 3つの円弧面 7 alの最小隙間側の所定領域をそれぞれ軸受部材 7 (軸部材 2)の軸中心 Oを曲率中 心とする同心の円弧で構成することもできる (テーパ 'フラット軸受と称されることもある

) o

[0066] このような多円弧面 7alからなる動圧発生部は、ヘリングボーン形状の動圧溝 Gの 場合と同様に、軸受部材 7の射出成形と同時に型成形することができる。この場合、 ヘリングボーン形状やスパイラル形状と異なり、多円弧面 7alとコアロッドの成形部と の間に軸方向の凹凸嵌合は生じないので、脱型時にはコアロッドをスムーズに軸受 部材 7の内周から引き抜くことができる。従って、軸受部材 7の素材の特性として、弾 性変形の重要度が低くなり、材料選択の自由度が大きくなる。

[0067] なお、以上の説明では、第 1および第 2スラスト軸受部 Tl、 Τ2の動圧溝を軸受部材 7の端面 7cや蓋部材 8の内底面 8alに形成する場合を例示したが、フランジ部 2bの 両端面 2bl、 2b2の一方または双方に動圧発生部としての動圧溝を形成することも できる。

以下、本発明の他の実施形態を図 9〜図 18に基づいて説明する。

[0068] 図 9は、動圧軸受装置 1を組込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概 念的に示している。この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 2およびノヽブ部 10を備えた軸部材 3を回転自在に非接触支持する動圧 軸受装置 1と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル 4および ロータマグネット 5と、ブラケット 6とを備えている。ステータコイル 4はブラケット 6の外 径側に取付けられ、ロータマグネット 5は軸部材 3のハブ部 10外周に取付けられて ヽ る。動圧軸受装置 1の軸受部材 7は、ブラケット 6の内周に固定される。また、軸部材 3 のハブ部 10には、図示は省略するが、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体（ 以下、単にディスクという。）がー又は複数枚保持される。このように構成されたスピン ドルモータにおいて、ステータコイル 4に通電すると、ステータコイル 4とロータマグネ ット 5との間に発生する励磁力でロータマグネット 5が回転し、これに伴って、軸部材 3 および軸部材 3のハブ部 10に保持されたディスクが軸 2と一体に回転する。

[0069] 図 10は、動圧軸受装置 1を拡大して示している。この動圧軸受装置 1は、軸部材 3 と、軸部材 3の軸 2を内周に収容可能な軸受部材 7とを主に備えている。なお、説明 の便宜上、軸方向両端に形成される軸受部材 7 (ハウジング部 9)開口部のうち、蓋部 材 11で封口される側を下側、封口側と反対の側を上側として以下説明する。

[0070] 軸部材 3は、例えば軸受部材 7の開口側に配置されるハブ部 10と、ハブ部 10の径 方向中央から回転軸方向に延びる軸 2とを備えて 、る。

[0071] ハブ部 10は金属あるいは榭脂で形成され、軸受部材 7の開口側（上側）を覆う円盤 部 10aと、円盤部 10aの外周部力も軸方向下方に延びる筒状部 10bと、筒状部 10b の外周に設けられるディスク搭載面 10cおよび鍔部 lOdとで構成される。図示されて いないディスクは、円盤部 10aの外周に外嵌され、ディスク搭載面 10cに載置される。 そして、図示しない適当な保持手段 (クランパなど）によってディスクがハブ部 10に保 持される。

[0072] 軸 2は、ハブ部 10と一体に形成され、その下端に抜止めとしてフランジ部 2bを別体 に備えている。フランジ部 2bは、金属製で、例えばねじ結合等の手段により軸 2に固 定される。なお、軸 2とハブ部 10とは上述のように金属あるいは榭脂で一体成形され る他、軸 2とハブ部 10とをそれぞれ別体に形成することもできる。この場合、例えば軸 2を金属製とし、この金属製の軸 2をインサート部品としてハブ部 10と一体に軸部材 3 を榭脂で型成形することができる。

[0073] 軸受部材 7は、軸方向両端を開口した形状をなし、略円筒状のスリーブ部 8、およ びスリーブ部 8の外径側に位置し、スリーブ部 8を内周に保持するハウジング部 9とを 主に備えている。軸受部材 7は、例えば LCPや PPS、 PEEK等の結晶性榭脂、ある いは PSU、 PES, PEI等の非晶性榭脂をベース榭脂とする榭脂組成物で射出成形 され、これにより、スリーブ部 8およびノヽウジング部 9がー体に形成される。

[0074] スリーブ部 8の内周面 8aの全面又は一部円筒面領域には、ラジアル動圧発生部と して複数の動圧溝を配列した領域が形成される。この動圧軸受装置においては、例 えば図 11に示すように、複数の動圧溝 8al、 8a2をへリングボーン形状に配列した領 域が軸方向に離隔して 2箇所形成される。上側の動圧溝 8alの形成領域では、動圧 溝 8al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いる。従って、軸部材 3の回転時には、非対称の動圧 溝 8alによってラジアル軸受隙間の潤滑油が下方に押込まれる。

[0075] スリーブ部 8の下端面の全面または一部環状面領域には、第 1スラスト軸受面 8bが 設けられる。第 1スラスト軸受面 8bに、第 1のスラスト動圧発生部として、例えば図 13 に示すように、複数の動圧溝 8blをスパイラル形状に配列した領域が形成される。こ の第 1スラスト軸受面 8b (動圧溝 8bl形成領域）はフランジ部 2bの上端面 2blと対向 し、軸 2 (軸部材 3)の回転時には、上端面 2blとの間に第 1スラスト軸受部 T1のスラス ト軸受隙間を形成する（図 10を参照)。

[0076] スリーブ部 8の外径側に位置するハウジング部 9は略筒状をなすもので、その軸方 向幅をスリーブ部 8のそれに比べて長くしている。ハウジング部 9は、その軸方向下端 をスリーブ部 8の下端面 (第 1スラスト軸受面 8b)よりも更に下端側に突出させた形態 をなす。

[0077] ハウジング部 9の一端側端面（上端面）はその内周に連続するスリーブ部 8の上端 面 8cよりも若干上方に位置し、その全面または一部環状領域には、第 2スラスト軸受 面 9aが設けられる。第 2スラスト軸受面 9aに、第 2のスラスト動圧発生部として、例え ば図 12に示すように複数の動圧溝 9a 1をスパイラル形状（図 13に示す動圧溝 8b 1と はそのスパイラル方向が逆となっている。）に配列した領域が形成される。この第 2ス ラスト軸受面 9a (動圧溝 9al形成領域）はハブ部 10の円盤部 10aの下端面 lOalと 対向し、軸部材 3の回転時には、下端面 lOalとの間に後述する第 2スラスト軸受部 T 2のスラスト軸受隙間を形成する（図 10を参照)。

[0078] ハウジング部 9 (軸受部材 7)の下端側を封口する蓋部材 11は、金属あるいは榭脂 で形成され、ハウジング部 9の下端内周側に設けられた段部 9bに固定される。ここで 、固定手段は特に限定されず、例えば接着 (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)などの手段を、材料の組合わ せや要求される組付け強度、密封性などに合わせて適宜選択することができる。

[0079] ハウジング部 9の外周には、上方に向力つて漸次拡径するテーパ状のシール面 9c が形成される。このテーパ状のシール面 9cは、筒状部 10bの内周面 10blとの間に、 軸受部材 7の封口側（下方)から開口側（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 2およびハブ部 10の回 転時、第 2スラスト軸受部 T2のスラスト軸受隙間の外径側と連通して 、る。

[0080] 軸受部材 7の径方向中間部には、図 11に示すように、軸受部材 7を軸方向に貫通 する流体流路としての連通孔 12が 1又は複数本形成される。この連通孔 12は、例え ば円周方向等間隔に 4箇所設けられ、その下端でスリーブ部 8の第 1スラスト軸受面 8 bよりも外径側に開口する（図 13を参照)。また、連通孔 12はその上端でハウジング 部 9の第 2スラスト軸受面 9aよりも内径側に開口する（図 12を参照)。これにより、軸受 装置内部を後述する潤滑油で充満した状態では、両スラスト軸受部 Tl、 Τ2のスラス ト軸受隙間の間で潤滑油が流通可能となる。また、スリーブ部 8の軸方向両端面 8b、 8c間、あるいはこれらの内径側に位置するラジアル軸受隙間を含む、軸 2の外周面 2 aとスリーブ部 8の内周面 8aとの隙間の両端間で潤滑油が流通可能となる（何れも図 10を参照)。

[0081] また、連通孔 12は軸方向でその断面積を異ならせた形態をなし、第 1スラスト軸受 面 8bを含む下端面の開口側で比較的小径 (小径部 12a)に、第 2スラスト軸受面 9aを 含む上端面の開口側で比較的大径 (大径部 12b)に形成されている。

[0082] これら連通孔 12は、例えば軸受部材 7を榭脂で射出成形する際、軸受部材 7の成 形と同時に成形することができる。その際、図示は省略するが、連通孔 12の成形に は、例えば上述した連通孔 12に対応した形状を有する成形ピン、ここでは小径部 12 aおよび大径部 12bに対応した外径寸法を有する成形ピンが使用される。

[0083] 上記構成の動圧軸受装置 1の内部には潤滑油が充填され、潤滑油の油面は常に シール空間 s内に維持される。この動圧軸受装置では、例えば図 10に示すように、 連通孔 12、および連通孔 12の軸方向両端側にそれぞれ形成されるスラスト軸受部 T 1、 T2の各スラスト軸受隙間を含む領域 (図 10中散点模様で示す領域）に潤滑油が 充填される。潤滑油としては、種々のものが使用可能である力 HDD等のディスク駆 動装置用の動圧軸受装置に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時に おける温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、 例えばジォクチルセバケート（DOS)、ジォクチルァゼレート（DOZ)等が好適に使用 可能である。

[0084] 上記構成の動圧軸受装置 1において、軸 2 (軸部材 3)の回転時、スリーブ部 8の内 周面 8aのラジアル軸受面となる領域 (上下 2箇所の動圧溝 8al、 8a2形成領域）は、 軸 2の外周面 2aとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸 2の回転に伴い、 上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝 8al、 8a2の軸方向中心側に押し込まれ、 その圧力が上昇する。このような動圧溝 8al、 8a2の動圧作用によって、軸 2をラジア ル方向に非接触支持する第 1ラジアル軸受部 R1と第 2ラジアル軸受部 R2とがそれぞ れ構成される。 [0085] これと同時に、スリーブ部 8の第 1スラスト軸受面 8b (動圧溝 8bl形成領域）とこれに 対向するフランジ部 2bの上端面 2blとの間のスラスト軸受隙間、およびノ、ウジング部 9の第 2スラスト軸受面 9a (動圧溝 9al形成領域)とこれに対向するハブ部 10 (円盤部 10a)の下端面 lOalとの間のスラスト軸受隙間に、動圧溝 8bl、 9alの動圧作用によ り潤滑油の油膜がそれぞれ形成される。そして、これら油膜の圧力によって、軸部材 3をスラスト方向に非接触支持する第 1スラスト軸受部 T1と第 2スラスト軸受部 T2とが それぞれ構成される。

[0086] このように、軸受部材 7に流体流路としての連通孔 12を設けることで、この連通孔 1 2を介して、軸受部材 7 (スリーブ部 8)の下端に位置する第 2スラスト軸受部 T2のスラ スト軸受隙間と軸受部材 7の開口側 (ハウジング部 9の外径側）に形成されるシール 空間 Sとの間が連通状態となる。これによれば、例えば何らかの理由で第 2スラスト軸 受部 T2の側の流体 (潤滑油）圧力が過度に高まり、ある!、は低下すると!、つた事態を 避けて、軸部材 3をスラスト方向に安定して非接触支持することが可能となる。

[0087] また、第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間の側（下端側）に第 1流路部としての 小径部 12aを設けることで、スリーブ部 8の第 1スラスト軸受面 8b (動圧溝 8b 1形成領 域)の面積を外径方向に拡張することができる。これにより、ディスク枚数の増加に伴 う回転体 (軸部材 3)の例えばラジアル方向の負荷をスラスト軸受部でも支持すること ができ、安定した回転精度を得ることができる。また、連通孔 12の、第 1スラスト軸受 部 T1のスラスト軸受隙間の開口側に小径部 12aを設けることで、当該スラスト軸受隙 間における流体の流体流路 (連通孔 12)への逃げを極力抑えつつも、ラジアル軸受 隙間の両端間で流体を流通させ、両端間における圧力バランスを保つことができる。 同時に、軸受部材 7に設けられた連通孔 12の、第 2スラスト軸受部 T2のスラスト軸受 隙間の側（上端側）に第 2流路部としての大径部 12bを設けることにより、大径部 12b を含む軸受内部における潤滑油の保有領域を増加させることができる。かかる構成 は、軸受部材 7を榭脂で一体成形して、ラジアル軸受隙間ゃスラスト軸受隙間以外の 潤滑油保有領域が比較的小さい場合に特に有効である。

[0088] また、この動圧軸受装置 1では、大径部 12bを有する連通孔 12を軸受部材 7の射 出成形により形成したので、少なくとも大径部 12bに対応する箇所では、かかるピン の剛性あるいは強度を高めることができる。また、大径部 12bを設けることで、小径部 12aの軸方向幅を小さくすることができるので、これにより成形用ピンの、小径部 12a に対応する箇所における曲げ剛性を改善することができる。従って、動圧軸受装置 1 の小型化を狙って、連通孔 12 (流体流路）を小径化する場合、カゝかる連通孔 12の内 径寸法に対応してピンの外径寸法を全体的に小さくしたとしても、ピンの剛性や強度 を確保することができる。そのため、動圧軸受装置 1、およびこの動圧軸受装置 1を備 えたモータの小型化にも容易に対応することができる

[0089] また、この方法で形成された流体流路であれば、加工後流路内における切粉等の 発生が抑えられるため、この種の不要物を除去するための洗浄を簡略ィ匕あるいは省 略することができ、コストの面でも優位である。

[0090] また、この動圧軸受装置 1では、第 1ラジアル軸受部 R1の動圧溝 8alは、軸方向中 心 mに対して軸方向非対称 (XI >X2)に形成されて!、るため（図 11参照）、軸 2の回 転時、動圧溝 8alによる潤滑油の引き込み力（ボンビング力）は上側領域が下側領 域に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差圧によって、スリーブ部 8の内周面 8aと軸 2の外周面 2aとの間に満たされた潤滑油が下方に流動し、第 1スラ スト軸受部 T1のスラスト軸受隙間→連通孔 12→上端面 8cと下端面 lOalとの間の軸 方向隙間、という経路を循環して、第 1ラジアル軸受部 R1のラジアル軸受隙間に再 び引き込まれる。このように、軸受部材 7に軸方向の連通孔 12を設け、潤滑油がラジ アル軸受隙間を含む軸受内部空間を流動循環するように構成することで、各軸受隙 間をはじめとする軸受内部の圧力バランスが適正に保たれる。また、軸受内部空間 の潤滑油の好ましくない流れ、例えば潤滑油の圧力が局部的に負圧になる現象を防 止して、負圧発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや振動 の発生等の問題を解消することができる。

[0091] 本発明の動圧軸受装置は、以上の構成に限定されることなぐ他の構成を採ること もできる。以下、動圧軸受装置の他の構成例について説明する。なお、以下に示す 図にお 、て、図 10に示す動圧軸受装置と構成 ·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。

[0092] 図 14に示す構成の動圧軸受装置 21において、軸部材 22は、軸 22aおよび軸 22a の下端に一体または別体に設けられたフランジ部 22bを備えている。

[0093] 軸受部材 27は、スリーブ部 8およびスリーブ部 8の外径側に位置し、スリーブ部 8と 一体に形成されるハウジング部 29とを備えている。

[0094] ノ、ウジング部 29は、その軸方向両端をスリーブ部 8の両端面 8b、 8cよりも軸方向上 下に突出させた形態をなす。上端突出部 29aの内周には環状のシール部 24が、そ の下端面 24bをスリーブ部 8の上端面 8cに当接させた状態で固定される。シール部 24の内周面 24aと、この面に対向する軸 22aの外周面 22alとの間には、環状のシ ール空間 S2が形成される。ハウジング部 29の下端突出部 29bの内周には、軸受部 材 27の下端側を封口する蓋部材 25が固定される。

[0095] 蓋部材 25の上端面の一部環状領域には、第 2スラスト軸受面 25aが設けられる。こ の動圧軸受装置 21では、第 2スラスト軸受面 25aに、スラスト動圧発生部として、例え ば図 12に示す動圧溝配列領域が形成される。第 2スラスト軸受面 25aの外周には上 方に突出する突出部 25bが設けられる。突出部 25bの上端に位置する当接面 25bl をスリーブ部 8の下端面に当接させた状態で、蓋部材 25が下端突出部 29bに固定さ れる。

[0096] 流体流路は、この構成では、軸受部材 27を軸方向に貫通し、その軸方向両側 (スリ ーブ部 8の両端面 8b、 8cの側）に開口する連通孔 12と、蓋部材 25の当接面 25blに 設けられ、連通孔 12の下端開口側と、後述するスラスト軸受部 Tl l、 T12のスラスト 軸受隙間とを連通する半径方向溝 25cとで構成される。また、シール部 24の下端面 24bには、連通孔 12の下端開口側と、第 1ラジアル軸受部 R1のラジアル軸受隙間上 端とを連通する半径方向溝 24b 1が 1又は複数本形成されて!ヽる。

[0097] 上記構成の動圧軸受装置 21において、軸部材 22の回転時、スリーブ部 8の第 1ス ラスト軸受面（下端面） 8bと軸部材 22のフランジ部 22bの上端面 22blとの間に第 1ス ラスト軸受部 T11が形成されると共に、蓋部材 25の第 2スラスト軸受面 25aとフランジ 部 22bの下端面 22b2との間に第 2スラスト軸受部 T12が形成される。

[0098] この動圧軸受装置 21においても、軸受部材 27に、その断面積を異ならせた (小径 部 12aおよび大径部 12bを有する）連通孔 12を設けることで、図 10に示す動圧軸受 装置 1と同様の効果 (圧力バランスの適正化、流体流路の成形性改善、潤滑油の保 有量増加など)を得ることができる。

[0099] 以上の説明では、軸受部材 7、 27を一体成形品としている力 特にこの形態に限る ことなく例えば軸受部材 7、 27を二以上の部材で構成することもできる。

[0100] 図 15に示す構成の動圧軸受装置 31は、主に軸受部材 7を構成するスリーブ部 8お よびハウジング部 9とを別体とした点で、図 10に示す動圧軸受装置 1と構成を異にす る。

[0101] スリーブ部 8は、例えば黄銅やアルミ等の金属で形成され、あるいは焼結金属の多 孔質体で形成される。この動圧軸受装置 31では、スリーブ部 8は、銅を主成分とする 焼結金属の多孔質体で形成され、その外周面 8dをノ、ウジング部 9の内周面 9dに接 着、圧入、あるいは溶着等の手段により固定している。また、このように、スリーブ部 8 をハウジング部 9とは別体に形成し、これをハウジング部 9に固定する形態を採るので あれば、例えば図示は省略するが、軸 2を、フランジ部 2bを有しないストレートな形状 とすることもできる。この場合、ハウジング部 9は、蓋部材 11を底部として一体に形成 することで、有底円筒形をなす。

[0102] 外周面 8dには、 1本又は複数本の軸方向溝 32が軸方向全長に亘つて形成されて おり、この軸方向溝 32により流体流路が構成される。この動圧軸受装置 31では、第 1 スラスト軸受部 T1の側を小径部 32a、第 2スラスト軸受部 T2の側を大径部 32bとする 軸方向溝 32が円周方向等間隔に複数本 (例えば 3本)形成される場合を例示してい る。なお、これ以外の構成は、図 10に示す動圧軸受装置 1に準じるので説明を省略 する。

[0103] 図 16に示す動圧軸受装置 41は、主に軸受部材 27を構成するスリーブ部 8および ノ、ウジング部 29 (49)とを別体とした点で、図 14に示す動圧軸受装置 21と構成を異 にする。

[0104] スリーブ部 8は、例えば黄銅やアルミ等の金属で形成され、あるいは焼結金属の多 孔質体で形成される。この動圧軸受装置 41では、スリーブ部 8は、銅を主成分とする 焼結金属の多孔質体で形成され、その外周面 8dをハウジング部 49の内周面 49a〖こ 接着、圧入、あるいは溶着等の手段により固定している。

[0105] 外周面 8dには、 1本又は複数本の軸方向溝 32が軸方向全長に亘つて形成されて おり、この軸方向溝 32および蓋部材 25の当接面 25blに設けられる半径方向溝 25c とで流体流路が構成される。この動圧軸受装置 41では、第 1スラスト軸受部 Tl、 Τ2 の側を小径部 32a、シール空間 S2に連通する側を大径部 32bとする軸方向溝 32が 円周方向等間隔に複数本 (例えば 3本)形成される場合を例示している。

[0106] ハウジング部 49は、図 14に示すシール部 24およびハウジング部 29とを一体化し た形状をなす。また、図 14に示す半径方向溝 24blに代えて、この図示例では周方 向溝 8clおよび半径方向溝 8c2がスリーブ部 8の上端面 8cに形成され、これにより軸 方向溝 32の上端開口部と第 1ラジアル軸受部 R1のラジアル軸受隙間上端とを連通 している。なお、これ以外の構成は、図 14に示す動圧軸受装置 21に準じるので説明 を省略する。

[0107] 図 17に示す動圧軸受装置 51は、主に軸受部材 27を構成するスリーブ部 8とハウジ ング部 29 (59)を別体とし、かつ軸受部材 27の下端を封口する蓋部材 25を、ハウジ ング部 59と一体ィ匕した点で、図 14に示す動圧軸受装置 21と構成を異にする。

[0108] ノ、ウジング部 59は、蓋部材 25を底部とする、いわゆる有底円筒状に形成される。

ハウジング部 59の内周大径面 59aとその下端に設けられた内周小径面 59bとの間に は段差が設けられ、力かる段差の軸方向端面 59cに半径方向溝 25cが形成される。 また、図示は省略するが、ハウジング部 59の内周面を軸方向に亘つて均一径とし、こ れにより第 1、第 2スラスト軸受面 8b、 25aの面積を外径側に広げた構成を採ることも できる。なお、これ以外の構成は、図 14および図 16に示す動圧軸受装置 21、 41に 準じるので説明を省略する。

[0109] これら何れの動圧軸受装置（図 15〜図 17に示す動圧軸受装置）においても、軸受 部材 7、 27に、その断面積を異ならせた (小径部 32aおよび大径部 32bを有する）軸 方向溝 32を設けることで、図 10および図 14に示す動圧軸受装置 1、 21と同様の効 果を得ることができる。

[0110] また、以上の動圧軸受装置（図 10、図 14〜図 17に示す動圧軸受装置)では、ラジ アル軸受部 Rl、 R2およびスラスト軸受部 Tl、 Τ2として、ヘリングボーン形状ゃスパ ィラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、 本発明はこれに限定されるものではない。 [0111] 例えば、ラジアル軸受部 Rl、 R2として、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成 した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配 列し、対向する軸 2の外周面 2aとの間に、くさび状の径方向隙間 (軸受隙間）を形成 した、いわゆる多円弧軸受（図 7および図 8参照）を採用してもよい。

[0112] あるいは、ラジアル軸受面となるスリーブ部 8の内周面 8aを、動圧発生部としての動 圧溝や円弧面等を設けない真円内周面とし、この内周面と対向する軸 2の真円状外 周面 2aとで、いわゆる真円軸受を構成することができる。

[0113] また、スラスト軸受部 Tl、 Τ2の一方又は双方は、同じく図示は省略する力 スラスト 軸受面 8b、 9a、 25aとなる領域に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所 定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受 (ステップ型が波型にな つたもの）等で構成することもできる。

[0114] また、以上の説明では、軸受部材 7、 27の側にラジアル軸受面が、また、軸受部材 7、 27や蓋部材 25の側にスラスト軸受面 8b、 9a、 25aがそれぞれ形成される場合を 説明したが、これら動圧発生部が形成される軸受面は、例えばこれらに対向する軸 2 やフランジ部 2bあるいはハブ部 10の側（回転側）に設けることもできる。

[0115] 流体流路を構成する連通孔 12は、図示の位置に限らず、軸受部材 7、 27を軸方向 両側で開口する限り、任意の位置に形成することができる。また、流体流路を連通孔 12と半径方向溝 25c、あるいは軸方向溝 32と半径方向溝 25cとで形成する場合、こ れらを対向する部材の側に設けることも可能である。例えば図 15〜図 17に示す動圧 軸受装置において軸方向溝 32はスリーブ部 8の側に形成されている力 これをハウ ジング部 9、 49、 59の側に形成することもできる。あるいは図 14、図 16、図 17に示す 動圧軸受装置にぉ 、て蓋部材 25ある 、はハウジング部 59の側に形成されて 、る半 径方向溝 25cを、これと対向するスリーブ部 8の側に形成することもできる。

[0116] また、以上の説明では、流体流路を、小径部 12aおよび大径部 12bを有する連通 孔 12あるいは軸方向溝 32で構成した場合を例示したが、流体流路は、その流路面 積を軸方向で異ならせたものである限り、上述の形態に限定されるものではない。一 例として、軸受部材 7の軸方向両側に開口する連通孔 12に、その断面積 (流路面積 )が漸次拡大する領域、例えばテーパ状の領域を軸方向一部又は全体に亘つて設 けた構成を挙げることができる。図 18は、連通孔 12の小径部 12aおよび大径部 12b との間に截頭円錐部 12c (テーパ状領域)を設けた場合を例示している。かかる構成 によれば、連通孔 12の成形に係るピンの耐久性をより一層高めることができるため、 好ましい。

図面の簡単な説明

[0117] [図 1]動圧軸受装置を^ aみ込んだモータの一例を示す断面図である。

[図 2]動圧軸受装置の断面図である。

[図 3]動圧軸受装置の断面図である。

[図 4]動圧軸受装置の断面図である。

[図 5]動圧軸受装置の断面図である。

[図 6]動圧軸受装置の断面図である。

[図 7]ラジアル軸受部の他の構成を示す断面図である。

[図 8]ラジアル軸受部の他の構成を示す断面図である。

[図 9]動圧軸受装置を組込んだスピンドルモータの断面図である。

[図 10]動圧軸受装置の断面図である。

[図 11]軸受部材の断面図である。

[図 12]軸受部材を図 10中の矢印 Aの方向力も見た平面図である。

[図 13]軸受部材を図 10中の矢印 Bの方向から見た平面図である。

[図 14]動圧軸受装置の断面図である。

[図 15]動圧軸受装置の断面図である。

[図 16]動圧軸受装置の断面図である。

[図 17]動圧軸受装置の断面図である。

[図 18]流体流路の他の構成を示す断面図である。

[図 19]動圧軸受装置の従来構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

[0118] 1 動圧軸受装置

2 軸部材

2a 軸部 6 ブラケット

6b ステータコイル取付け部

7 軸受部材

7a 小径内周面

7b 外周面

7c 下側端面

7dl 第 1の大径内周面

7d2 第 1の大径内周面

7e 上側端面

8 蓋部材

9 シール部材

G 動圧溝

S シーノレ空間

Rl 第 1ラジアル軸受部

R2 第 2ラジアル軸受部

Tl 第 1スラスト軸受部

T2 第 2スラスト軸受部

T スラスト軸受部

1、 21、 31、 41、 51 動圧軸受装置

2、 22a 軸

2b、 22b フランジ部

3、 22 軸部材

4 ステータコイル

5 ロータマグネット

7、 27 軸受部材

8 スリーブ部

8b 第 1スラスト軸受面

8b 1 動圧溝 9、 29、 49、 59 ハウジング部

9a 第 2スラスト軸受面

9al 動圧溝

10 ハブ部

12 連通孔

12a 小径部

12b 大径部

25 蓋部材

25a 第 2スラスト軸受面

25c 半径方向溝

32 軸方向溝

32a 小径部

32b 大径部

S、S2 シール空間

R1、R2 ラジアル軸受部

T1、T2、T11、T12 スラス卜軸受部

Claims

請求の範囲

[1] 軸部材と、

内周に軸部材が挿入され、外周面に、ブラケットに固定するための固定面が形成さ れた軸受部材と、

軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じた潤滑流体 の動圧作用で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、

軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部と、

ラジアル軸受隙間に面した軸受部材の内周面に型成形で形成され、ラジアル軸受 隙間に潤滑流体の動圧作用を発生させる動圧発生部とを備える動圧軸受装置。

[2] さらに軸受部材の開口部にシール空間を形成するシール部材を備える請求項 1記 載の動圧軸受装置。

[3] 軸部材と、

小径内周面および大径内周面を設け、小径内周面を、ラジアル軸受隙間を介して 軸部材の外周面と対向させ、外周面にブラケットに固定するための固定面が形成さ れた軸受部材と、

軸受部材の大径内周面と対向する外周面を備え、軸受部材の開口部にシール空 間を形成するシール部材と、

ラジアル軸受隙間に生じた潤滑油の動圧作用で軸部材をラジアル方向に支持する ラジアル軸受部と、

軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部と

を備えることを特徴とする動圧軸受装置。

[4] 軸受部材の端面とシール部材の端面とが軸方向で係合可能である請求項 2または

3記載の動圧軸受装置。

[5] さらに軸受部材を貫通して、スラスト軸受部の軸受隙間とシール空間とを連通する 流体流路を備える請求項 2または 3記載の動圧軸受装置。

[6] 流体流路が、一端をスラスト軸受部の軸受隙間につなげた軸方向部と、軸受部材 の端面とシール部材の端面との間に形成され、軸方向部の他端とシール空間とを連 通する半径方向部とを有する請求項 5記載の動圧軸受装置。

[7] シール空間力 シール部材の内周に形成されて!、る請求項 2または 3記載の動圧 軸受装置。

[8] シール空間力 シール部材の外周に形成されて!、る請求項 2または 3記載の動圧 軸受装置。

[9] 軸受部材に、その軸方向両側に開口し、ラジアル軸受隙間を含む軸部材の外周面 と軸受部材の内周面との隙間の両端間で流体を流通可能な流体流路を設け、かつ 流体流路の流路面積を、その軸方向で異ならせた請求項 1または 3記載の動圧軸受 装置。

[10] 流体流路に、流路面積の小さい第 1流路部と、第 1流路部に比べて流路面積の大 き！、第 2流路部とを設けた請求項 9記載の動圧軸受装置。

[11] スラスト軸受隙間に形成される流体膜を介して軸部材と軸受部材の何れか一方をス ラスト方向で回転自在に支持する第 1のスラスト軸受部をさらに備え、かつ第 1のスラ スト軸受部に、そのスラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発生させる第 1の動圧発生 部を設けた請求項 1または 3記載の動圧軸受装置。

[12] スラスト軸受隙間に形成される流体膜を介して軸部材と軸受部材の何れか一方をス ラスト方向で回転自在に支持する第 2のスラスト軸受部をさらに備え、かつ第 2のスラ スト軸受部に、そのスラスト軸受隙間に流体の動圧作用を発生させる第 2の動圧発生 部を設けた請求項 11記載の動圧軸受装置。

[13] 第 2流路部を第 2の動圧発生部よりも内径側に開口させた請求項 12記載の動圧軸 受装置。

[14] 軸受部材が榭脂又は金属の一体成形品である請求項 1または 3記載の動圧軸受 装置。

[15] 請求項 1または 3記載の動圧軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを有 するモータ。