WO2006126337A1 - 流体軸受装置およびこれを備えたモータ - Google Patents

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WO2006126337A1
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bearing device
hydrodynamic bearing
housing
bracket
adhesive
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PCT/JP2006/307652
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Kazutoyo Murakami
Masaki Egami
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Ntn Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrodynamic bearing device that supports a rotating member with a fluid film formed in a bearing gap, and a motor including the hydrodynamic bearing device.
  • This type of bearing device is an information device, for example,
  • Magnetic disk drive devices such as HDD, optical disk drive devices such as CD-ROM, CD-R / RW, DVD-ROM / RAM, and magneto-optical disk drive devices such as MD and MO, laser beam printers ( LBP) polygon scanner motor, projector color wheel, or electrical equipment, for example, small motors such as axial fans can be used suitably.
  • LBP laser beam printers
  • the various motors are required to have high speed, low cost, low noise, and the like.
  • One of the components that determine the required performance is a bearing that supports the spindle of the motor.
  • the use of fluid bearings with characteristics that are superior in the required performance has been studied or actually used. .
  • This type of hydrodynamic bearing includes a hydrodynamic bearing provided with a dynamic pressure generating portion for generating dynamic pressure in the lubricating fluid in the bearing gap, and a so-called circular bearing without a dynamic pressure generating portion. (Bearings whose bearing cross-section has a perfect circle shape).
  • both a radial bearing portion that supports a shaft member in the radial direction and a thrust bearing portion that supports the thrust direction are configured by dynamic pressure bearings.
  • a radial bearing portion in this type of fluid bearing device for example, an inner peripheral surface of a bearing member (in the case where the bearing member includes a housing and a bearing sleeve, the inner peripheral surface of the bearing sleeve) and Further, it is known that a dynamic pressure groove as a dynamic pressure generating portion is formed on any one of the outer peripheral surfaces of the shaft member opposed to the shaft member and a radial bearing gap is formed between both surfaces (for example, (See Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-239951 Disclosure of the invention
  • the hydrodynamic bearing device having the above configuration when used by being incorporated in a spindle motor for a magnetic disk device such as an HDD, for example, the hydrodynamic bearing device is usually assembled to the outer peripheral surface of the housing. Is fixed to the inner peripheral surface of a bracket having a stator coil mounting portion. There is no problem if a high adhesive strength can be secured between the housing and the bracket, but if the adhesive strength is insufficient, the adhesive surface peels off due to the impact caused by the fall of the information device with the built-in magnetic disk device, There is a risk of degrading the function of the hydrodynamic bearing device and hence the magnetic disk device. Therefore, a high adhesive force is required between the housing and the bracket.
  • an anaerobic adhesive or an epoxy-based adhesive is often used as an adhesive used for this kind of adhesive fixing from the viewpoint of workability and outgas characteristics.
  • curing of these adhesives involves heating after application, so the diameter gap between the two parts to which the adhesive is supplied (adhesion gap) due to thermal expansion of the housing and bracket during the curing process. Fluctuates.
  • this type of adhesive gap be set to a predetermined width as required, but when the adhesive is cured with heating, the adhesive gap between the two members fluctuated during heating. Since the adhesive is cured in the state, the bonding is performed with a width different from the bonding gap before heating. In this case, even if the width of the adhesive gap is set appropriately in advance, there is a possibility that sufficient adhesive strength cannot be obtained between the two members.
  • An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device in which an adhesive gap is appropriately managed and an adhesive strength between a member having an adhesive fixing surface and a bracket is increased.
  • the present invention provides a shaft member, a bracket, a radial bearing portion that supports the shaft member rotatably in a radial direction with a fluid film formed in a radial bearing gap, and an inner periphery of the bracket
  • a hydrodynamic bearing device having an adhesive fixing surface bonded and fixed to a surface
  • the fluid bearing device is characterized in that a value obtained by dividing the linear expansion coefficient of the member having the adhesive fixing surface by the linear expansion coefficient of the bracket is 0.5 or more and 2.0 or less.
  • the present invention has been made paying attention to fluctuations in the adhesion gap due to thermal expansion of the member having the adhesive fixing surface and the bracket, and the linear expansion coefficient of the member having the adhesive fixing surface.
  • the value obtained by dividing by the linear expansion coefficient of the bracket is 0.5 or more and 2.0 or less. According to the powerful configuration, it is possible to fix the adhesive between the member having the adhesive fixing surface and the bracket in a state where the fluctuation of the adhesive gap due to heating is suppressed to the extent that the curing of the adhesive is not adversely affected. it can. Therefore, even when an adhesive that cures with heating is used, high adhesive strength can be obtained between the member having the adhesive fixing surface and the bracket, which is a requirement for increasing the disk capacity of the disk device. Can also respond.
  • the linear expansion coefficient ratio ⁇ (linear expansion coefficient of the member having an adhesive fixing surface) Z (linear expansion coefficient of the bracket) ⁇ between the two members is defined in the above range for the following reason.
  • the linear expansion coefficient ratio exceeds 2.0, the adhesive gap becomes too small when the adhesive is heated, and in some cases it becomes a negative gap, so that the uncured adhesive protrudes from the adhesive gap and adheres. This is because there is a risk of shortage of drugs.
  • the linear expansion coefficient ratio is less than 0.5 and the adhesive gap becomes excessive, which may cause a decrease in adhesive strength.
  • an adhesive used for adhesive fixing between a member having an adhesive fixing surface and a bracket an anaerobic adhesive, an ultraviolet curable adhesive, or an adhesive from the viewpoint of workability, particularly curing speed and outgas characteristics, or Epoxy adhesives are preferred.
  • either or both of the member having the adhesive fixing surface and the bracket can be formed of a metal material. . Or any one or both of both members can also be formed with a resin composition.
  • the base resin constituting the resin composition the properties required for a material having an adhesive fixing surface, such as oil resistance, moldability (fluidity during molding), outgas characteristics, etc. Mention may be made of excellent polyphenylene sulfide (PPS). Further, in addition to the base resin, either or both of carbon fiber and inorganic compound can be contained in the resin composition as a filler, so that the linear expansion coefficient in the resin composition can be adjusted.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the Na content in the resin composition having the above-described configuration is 2000 ppm or less. . According to this, the elution amount of Na ions into the lubricating oil is suppressed, and the cleanliness inside the bearing or outside the bearing can be kept at a high level.
  • polyphenylene-sulfide PPS
  • Linear polyphenylene sulfide PPS
  • the carbon fiber preferably has a tensile strength of 3000 MPa or more.
  • a material having both high strength and high electrical conductivity for example, PAN (polyacrylonitrile) carbon fiber can be mentioned.
  • the reinforcing effect, the dimensional stability effect, the electrostatic removal effect, and the like due to the blending of these carbon fibers into the resin composition are more remarkably exhibited by considering the aspect ratio of the carbon fibers. That is, the larger the fiber length of the carbon fiber, the higher the reinforcing effect, and the higher the electrostatic removal effect. The smaller the fiber diameter, the more wear resistance, especially damage to the sliding material can be suppressed. From these viewpoints, specifically, the aspect ratio of the carbon fiber is preferably 6.5 or more.
  • the blending amount of the carbon fiber in the resin composition is a resin that sufficiently exhibits the additional effects (reinforcing effect, improved conductivity, improved dimensional stability) by blending the carbon fiber.
  • fluidity low melt viscosity
  • it is preferably 10 to 35 vol%.
  • an inorganic compound having a small ion elution amount can be suitably used as an inorganic compound to be filled in the above-mentioned rosin composition.
  • an inorganic compound having a small ion elution amount can be suitably used.
  • ion elution into the lubricating oil which can be harmful, can be kept small, so avoiding deterioration and deterioration of the viscosity of the lubricating oil and keeping the bearing performance at a high level. Can do.
  • the inorganic compound that satisfies the above conditions include an aluminum borate compound, titanium oxide, zinc oxide, and the like.
  • an aluminum borate compound is particularly preferable. It can be used.
  • these inorganic compounds exist in the form of fibers or powders, but considering the reinforcing effect of the housing, the fibers, particularly whisker shapes, are preferable.
  • the hydrodynamic bearing device having the above-described configuration further includes an inner periphery. It is conceivable to include a bearing sleeve whose surface forms a radial bearing gap with the outer peripheral surface of the shaft member, and a housing in which the bearing sleeve is fixed to the inner periphery and an adhesive fixing surface is formed on the outer periphery. In this case, the member having the adhesive fixing surface corresponds to a housing.
  • a bearing member in which a radial bearing gap is formed between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft member in addition to the shaft member and the bracket, and an adhesive fixing surface is formed on the outer peripheral surface. Things to prepare are considered.
  • the member having the adhesive fixing surface corresponds to a bearing member.
  • the hydrodynamic bearing device having the above-described configuration can be suitably provided as a motor including the hydrodynamic bearing device, a stator coil, and a rotor magnet that generates an exciting force between the stator coil.
  • FIG. 1 conceptually shows a configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating the hydrodynamic bearing device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • This spindle motor is used in a disk drive device such as an HDD, and is a hydrodynamic bearing device (dynamic pressure bearing device) 1 that rotatably supports a rotating member 3 having a shaft 2 in a non-contact manner, for example, a radial gap.
  • the stator coil 4 and the rotor magnet 5 are arranged to face each other through the!
  • the stator coil 4 is attached to a coil attachment portion 6b of a bracket 6 described later, and the rotor magnet 5 is attached to the outer periphery of the rotating member 3.
  • the housing 7 of the hydrodynamic bearing device 1 is fixed to the inner periphery of the bracket 6.
  • the rotating member 3 holds one or more disk-shaped information recording media (hereinafter simply referred to as disks) such as magnetic disks.
  • disks disk-shaped information recording media
  • the spindle motor configured as described above, when the stator coil 4 is energized, the rotor magnet 5 is rotated by the exciting force generated between the stator coil 4 and the rotor magnet 5, and accordingly, the rotating member 3 and The disk held by the rotating member 3 rotates together with the shaft 2.
  • FIG. 2 shows the hydrodynamic bearing device 1.
  • This hydrodynamic bearing device 1 includes a bracket 6 and a bracket.
  • a housing 7 fixed to the inner periphery of the housing 6, a bearing sleeve 8 fixed to the housing 7, and a rotating member 3 that rotates relative to the housing 7 and the bearing sleeve 8 are mainly provided.
  • the rotating member 3 corresponds to the shaft member.
  • the side sealed by the lid member 10 is the lower side, and the side opposite to the sealing side is the upper side.
  • the rotating member 3 includes, for example, a hub portion 9 that is disposed on the opening side of the sleeve 7 and a shaft 2 that is inserted into the inner periphery of the bearing sleeve 8.
  • the hub portion 9 is formed of metal or grease, and includes a disc portion 9a that covers the opening side (upper side) of the housing 7, a cylindrical portion 9b that extends downward from the outer periphery of the disc portion 9a in the axial direction, It is composed of a disk mounting surface 9c and a flange portion 9d provided on the outer periphery of the shape portion 9b. As shown in the figure, the disk is fitted on the outer periphery of the disk portion 9a and placed on the disk mounting surface 9c. Then, the disc is held on the hub portion 9 by an appropriate holding means (such as a clamper) not shown.
  • an appropriate holding means such as a clamper
  • the shaft 2 is formed integrally with the hub portion 9, and is provided with a flange portion 2b as a separate member at the lower end thereof.
  • the flange portion 2b is made of metal and is fixed to the shaft 2 by means such as screw connection.
  • the bearing sleeve 8 can be formed of, for example, a metal such as brass or a copper alloy or an aluminum alloy, or can be formed of a porous body having a sintered metal force. In this embodiment, it is formed in a cylindrical shape with a porous body of sintered metal mainly composed of copper.
  • a region where a plurality of dynamic pressure grooves are arranged as a radial dynamic pressure generating portion is formed on the entire inner surface 8a of the bearing sleeve 8 or a partial cylindrical region.
  • two regions in which a plurality of dynamic pressure grooves 8al and 8a2 are arranged in a herringbone shape are separated from each other in the axial direction.
  • a thrust dynamic pressure generating portion for example, although not shown, a region where a plurality of dynamic pressure grooves are arranged in a spiral shape is formed on the entire lower surface 8c of the bearing sleeve 8 or a partial annular region. Is done.
  • This dynamic pressure groove forming region is a thrust bearing surface facing the upper end surface 2b 1 of the flange portion 2b, and when the shaft 2 (rotating member 3) rotates, the thrust of the second varnish thrust bearing portion T2 is between the upper end surface 2b 1. Create a bearing gap (see Figure 2).
  • Nozzle 7 is formed into a cylindrical shape with greaves.
  • the housing 7 is A shape in which both ends in the axial direction are opened and the other end side is sealed with a lid member 10.
  • a thrust bearing surface 7a is provided on the entire end surface (upper end surface) or a partial annular region on one end side.
  • a region where a plurality of dynamic pressure grooves 7al are arranged in a spiral shape is formed on the thrust bearing surface 7a as a thrust dynamic pressure generating portion, for example, as shown in FIG.
  • This thrust bearing surface 7a (region where the dynamic pressure groove 7al is formed) faces the lower end surface 9al of the disc portion 9a of the hub portion 9, and the first thrust described later is formed between the thrust bearing surface 7a and the lower end surface 9al when the rotating member 3 rotates. Form a thrust bearing gap in the bearing part T1 (see Fig. 2).
  • the lid member 10 that seals the other end of the housing 7 is formed of metal or grease, and is fixed to a step 7 b provided on the inner peripheral side of the other end of the housing 7.
  • the fixing means is not particularly limited.
  • means such as adhesion (including loose adhesion, press-fit adhesion), press-fit, welding (for example, ultrasonic welding), welding (for example, laser welding), a combination of materials, It can be appropriately selected according to the required assembly strength, sealing performance, and the like.
  • the outer peripheral surface 8b of the bearing sleeve 8 is fixed to the inner peripheral surface 7c of the housing 7 by an appropriate means such as adhesion (including loose adhesion or press-fitting adhesion), press-fitting, or welding.
  • a tapered seal surface 7d that gradually increases in diameter upward is formed.
  • This tapered sealing surface 7d is between the inner peripheral surface 9bl of the cylindrical portion 9b and has an annular shape whose radial dimension is gradually reduced from the sealing side (downward) to the opening side (upward) of the housing 7
  • a seal space S is formed. This seal space S communicates with the outer diameter side of the thrust bearing gap of the first thrust bearing portion T1 when the shaft 2 and the hub portion 9 are rotated.
  • the adhesive fixing surface 7e is formed at the lower end of the outer periphery of the nose and bossing 7.
  • the adhesive fixing surface 7e has a cylindrical shape with a constant diameter, and is fixed to the inner peripheral surface 6a of the bracket 6 via an adhesive (see FIG. 2).
  • an ultraviolet curable adhesive for the adhesive fixation between the inner peripheral surface 6a and the adhesive fixing surface 7e
  • an ultraviolet curable adhesive for example, from the viewpoint of workability, particularly curing speed and outgas characteristics
  • an ultraviolet curable adhesive for example, from the viewpoint of workability, particularly curing speed and outgas characteristics
  • an ultraviolet curable adhesive for example, from the viewpoint of workability, particularly curing speed and outgas characteristics
  • an ultraviolet curable adhesive for example, from the viewpoint of workability, particularly curing speed and outgas characteristics
  • an epoxy adhesive for the adhesive fixation between the inner peripheral surface 6a and the adhesive fixing surface 7e.
  • 3000 series manufactured by ThreeBond Co., Ltd. as an ultraviolet curable adhesive 1 300 series manufactured by ThreeBond Co., Ltd. as anaerobic adhesive, and also manufactured by ThreeBond Co., Ltd. as an epoxy adhesive
  • the linear expansion coefficient of the housing 7 is The material for forming the housing 7 and the bracket 6 is selected so that the value divided by the linear expansion coefficient of the bracket 6 is 0.5 or more
  • the value of the adhesive gap between the members 6 and 7 before heating is generally 10 / zm to: LOO / zm in the diameter gap.
  • the above-mentioned bonding gap is preferably 20 m to 40 m with a diameter gap.
  • the material of the bracket 6 and the housing 7 can be arbitrarily selected.
  • the bracket 6 is a metal such as stainless steel
  • the housing 7 is LCP, PPS, PEEK, etc.
  • Each can be formed with a rosin composition based on a crystalline rosin.
  • the material for the housing 7 is required to have high oil resistance (low oil absorption) against the above-mentioned ester-based lubricant during use. It is necessary to keep the water absorption amount low. In addition, high heat resistance is required in consideration of temperature changes in the operating atmosphere.
  • the above-mentioned nosing 7 excellent in all of the above oil resistance, outgas resistance, water absorption, and heat resistance is formed. be able to.
  • crystalline resin such as LCP, PPS, PEEK
  • PPS polysulfene sulfide
  • Polyphenylene sulfide is generally produced by a polycondensation reaction of sodium sulfate and paradichlorobenzene, and at the same time contains by-product salt sodium chloride. . Therefore, it is necessary to wash polyphenylene sulfide (PPS) using an appropriate solvent.
  • a solvent for washing a solvent having a relative dielectric constant of at least 10 or more is preferable, 20 or more, more preferably 50 or more is more preferable.
  • water relative permittivity of about 80
  • ultrapure water is particularly preferred.
  • the Na content in the polyphenylene sulfide (PPS) terminal group is mainly removed, so the Na content in the polyphenylene sulfide (PPS) is reduced (for example, 2000ppm or less) It can be used as a resin material for forming the rosin 7. It also has the advantage of increasing the crystallization speed by removing Na from the terminal group.
  • Polyphenylene sulfide includes cross-linked polyphenylene sulfide (PPS), semi-linear polyphenylene sulfide (PPS) with few side chains, and linear polyphenylene sulfide (PPS) with few side chains ( Among these, linear polyphenylene sulfide (PPS) force with few side chains is preferred, since the number of molecular end groups per molecule is small, and the Na content is low. Also, linear polyphenylene sulfide (PPS) is easier to clean than other types of polyphenylene sulfide (PPS), or it is not necessary to reduce the Na content by cleaning. Also preferred in terms of materials.
  • those having a Na content of 2000 ppm or less, more preferably 1000 ppm, and even more preferably 500 ppm or less correspond to linear polyphenylene sulfide (PPS). According to this, the amount of Na ions eluted into the lubricating oil is suppressed, and Na is prevented from depositing on the surface of the hydrodynamic bearing device 1, the disk held by the rotating member 3, or the disk head (not shown). be able to.
  • PPS linear polyphenylene sulfide
  • one or both of carbon fiber and an inorganic compound can be blended as a filler.
  • the filler has an effect of adjusting the linear expansion coefficient of the housing 7 formed of the base resin and the resin composition containing the filler by changing the blending amount in the base resin.
  • the strength of the housing 7 can be increased, and the dimensional change accompanying the temperature change of the housing 7 can be suppressed to obtain high dimensional stability.
  • the dynamic pressure groove 7al of the thrust bearing surface 7a is formed with high accuracy and It is possible to control the thrust bearing clearance of the first thrust bearing section Tl with high accuracy.
  • carbon fiber to the base resin the high conductivity of carbon fiber is realized, and sufficient conductivity (for example, 1.0 x 10 6 ⁇ 'cm or less in volume resistance) is imparted to nozzle 7 be able to.
  • static electricity charged on the disk during use can be released to the grounding side member (such as the bracket 6) via the rotating member 3 and the housing 7 (also through the bearing sleeve 8).
  • Various carbon fibers such as PAN and Pich, can be used. From the viewpoint of the force strengthening effect and shock absorption, the carbon fiber has a relatively high tensile strength (preferably 3000 MPa or more). PAN-based carbon fiber is preferable as a material having particularly high electrical conductivity.
  • the carbon fiber one having the following size range can be used.
  • the carbon fiber is cut and shortened.
  • the strength, conductivity, and the like decrease significantly, and it becomes difficult to satisfy these required characteristics. Therefore, it is preferable to use a longer fiber in consideration of fiber breakage during molding as the carbon fiber to be blended in the resin.
  • the average fiber length is 100 / zm or more, more preferably lmm or more. It is desirable to use carbon fiber.
  • the resin cured in the mold may be taken out, melted again, kneaded with the virgin resin composition, and reused (recycled).
  • the fiber length is as short as possible. Specifically, it is desirable that the average fiber length is 500 m or less (preferably 300 ⁇ m or less).
  • the selection of the fiber length of the carbon fiber described above can be determined depending on the history of the resin composition used in the actual injection molding process. For example, when using only a virgin resin composition, or when using a mixture of recycled resin compositions, and the ratio of the virgin resin composition is large, the strength, conductivity, etc. may decrease. From the standpoint of control, it is preferable to use carbon fibers with the dimensions described in (1) above. If the ratio of the cycle resin composition is high, use carbon fibers with the dimensions described in (2) above from the viewpoint of suppressing changes in the properties of the resin composition associated with recycling. desirable.
  • the smaller the fiber diameter of the carbon fiber the larger the number of blends, so that it is effective for uniform product quality and has an aspect ratio of The larger the value, the greater the reinforcing effect of fiber reinforcement. Therefore, it is preferable that the aspect ratio of the carbon fiber is large, and specifically, an aspect ratio of 6.5 or more is preferable.
  • the average fiber diameter is suitably 5 to 20; ⁇ ⁇ in consideration of workability and availability.
  • the filling amount of the carbon fiber into the base resin is 10 to 35 vol%, more preferably 15 to 25 vol%. It is good to do. This is because if the carbon fiber filling amount is less than 10 vol%, the reinforcing effect by the carbon fiber is not sufficiently exerted by the electrostatic removal effect! In addition, the wear resistance of the housing 7 at the sliding part with the hub part 9 However, if the filling amount exceeds 35 vol%, the moldability of the housing 7 deteriorates and it is difficult to obtain high dimensional accuracy. Because it becomes.
  • inorganic compounds can be used. Among them, an inorganic compound having a small ion elution amount is particularly preferable. If this kind of inorganic compound is used, the elution of ions into the lubricating oil, which can be a harmful component, can be suppressed, and the bearing performance can be maintained at a high level. Alternatively, it is possible to ensure the cleanliness inside the bearing device or around the bearing device by avoiding the situation where the above-mentioned ions are deposited on the bearing device or its periphery.
  • the inorganic compound that satisfies the above conditions include an aluminum borate compound, titanium oxide, zinc oxide, and the like.
  • an aluminum borate compound is particularly preferable. It can be used.
  • These inorganic compounds exist in the form of fibers and powders. Among these, considering the reinforcing effect of the housing, the moldability (resin filling) of the housing, which is preferred for the fibrous shape, particularly the Wishes force shape, is preferred. In consideration of the powder, the powder is preferable.
  • the melt viscosity of the resin composition in which fillers such as carbon fibers and inorganic compounds are blended with the above base resin has a viscosity of 310 ° C, because the cavity is filled with molten resin with high accuracy. Good force of suppressed to below 500Pa 's in speed 1000s 1. Therefore, the melt viscosity of base rosin (PPS) is 3 10 ° C, shear rate 1000 s 1 ! /, LOOPa ⁇ s to compensate for the increase in viscosity of the rosin composition due to the blending of fillers. The following is preferred!
  • the bracket 6 is formed by forming the housing 7 with the above-described resin composition, in particular.
  • the housing 7 having high oil resistance, low outgas resistance, high fluidity during molding, low water absorption, and high heat resistance can be obtained. Therefore, the durability and reliability of the fluid dynamic bearing device 1 and the disk drive device incorporating this bearing device can be improved.
  • the hydrodynamic bearing device 1 having the above configuration is filled with lubricating oil, and the oil level of the lubricating oil is always maintained in the seal space S.
  • lubricants can be used.
  • the lubricant provided in a fluid dynamic bearing device for a disk drive device such as an HDD is required to have a low evaporation rate and a low viscosity.
  • Ester lubricants such as octyl sebacate (DOS) and dioctylazelate (DOZ) are preferred.
  • the thrust bearing surface 7a in which a plurality of dynamic pressure grooves 7al are arranged is provided on the upper end surface of the housing 7 (first thrust bearing portion T1), and the lower end surface 8c of the bearing sleeve 8 is provided.
  • first varnish thrust bearing portion T2 first varnish thrust bearing portion
  • the present invention is similarly applied to a hydrodynamic bearing device provided with only the first thrust bearing portion T1. can do.
  • the shaft 2 has a straight shape without the flange portion 2b.
  • the housing 7 can be formed into a bottomed cylindrical shape by integrally forming the housing 7 with the lid member 10 as a bottom portion and a resin material.
  • the shaft 2 and the hub portion 9 can be integrally formed of metal or resin, and the shaft 2 can be formed separately from the hub portion 9.
  • the shaft 2 can be made of metal, and the metal shaft 2 can be used as an insert part to mold the rotary member 3 integrally with the hub portion 9 with grease.
  • FIG. 5 shows a hydrodynamic bearing device 11 according to a second embodiment of the present invention.
  • the shaft member 12 includes a flange portion 12b provided integrally or separately at the lower end thereof.
  • the housing 17 includes a cylindrical side portion 17a, and a bottom portion 17b that forms a separate structure from the side portion 17a and is positioned at the lower end portion of the side portion 17a.
  • a seal portion 13 that protrudes toward the inner peripheral side is formed integrally with the housing 17 at the upper end portion of the side portion 17 a of the housing 17.
  • a force (not shown), for example, a region in which a plurality of dynamic pressure grooves are arranged in a spiral shape is formed.
  • the first thrust bearing portion Tl 1 is formed between the lower end surface 8c of the bearing sleeve 8 and the upper end surface 12b 1 of the flange portion 12b of the shaft member 12, and the bottom portion 17b of the housing 17 is formed.
  • the first varnish last bearing portion T12 is formed between the upper end surface 17b 1 of the first flange and the lower end surface 12b2 of the flange portion 12b.
  • the outer peripheral surface 17c of the housing 17 serves as an adhesive fixing surface that is adhesively fixed to the inner peripheral surface of a bracket (not shown). Therefore, if the materials for forming the housing 17 and the bracket are selected so that the linear expansion coefficient ratio is 0.5 or more and 2.0 or less, as in the first embodiment, A housing 17 having excellent adhesion, oil resistance, wear resistance, cleanliness, moldability, etc. can be obtained.
  • FIG. 6 shows a hydrodynamic bearing device 21 according to a third embodiment of the present invention.
  • the seal portion 23 is formed separately from the side portion 27a of the housing 27, and is fixed to the inner periphery of the upper end portion of the housing 27 by means such as adhesion, press-fitting, or welding.
  • the bottom 27b of the housing 27 is formed integrally with the side 27a of the housing 27 and has a bottomed cylindrical shape. Other configurations are the same as those in the second embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the outer peripheral surface 27c of the housing 27 is an adhesive fixing surface that is adhesively fixed to the inner peripheral surface of a bracket (also not shown). Therefore, by selecting a combination of materials satisfying the same linear expansion coefficient ratio as that of the first embodiment as a material for forming the housing 27 and the bracket, the adhesive strength with the bracket, oil resistance, A housing 27 excellent in wearability, cleanliness, moldability, etc. can be obtained.
  • FIG. 7 shows a hydrodynamic bearing device 31 according to a fourth embodiment of the present invention, which differs from the hydrodynamic bearing device according to the first to third embodiments in that it includes a bearing member 37 as an integral part.
  • the bearing member 37 has a radial bearing gap formed between the inner peripheral surface 37a and the outer peripheral surface 2a of the shaft 2, and has an adhesive fixing surface 37e with the bracket 6 on the outer periphery. Further, on the inner peripheral surface 37a facing the radial bearing gap, for example, dynamic pressure grooves 8al and 8a2 forming regions (radial bearing surfaces) shown in FIG. 3 are formed. Similarly, the end surfaces 37b and 37c of the bearing member 37 have shapes corresponding to the thrust bearing surfaces 7a and 8c shown in the first embodiment, respectively. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and the present invention can be applied to any member having an adhesive fixing surface 7e with the bracket 6.
  • the bracket 6 is a member for fixing the hydrodynamic bearing device 1 to the motor by bonding and fixing the member having the adhesive fixing surface 7e such as the housing 7 to the inner periphery
  • the present invention can be applied. Is possible. Therefore, the bracket 6 does not necessarily have to have the attachment portion 6b of the stator coil 4.
  • the present invention is applied to the case where the hydrodynamic bearing device 1 is fixed to the motor by manufacturing the bracket 6 separately from the base member of the motor and fixing the same to the adhesive fixing surface 7e. It is also possible to do.
  • the housing 7 when the housing 7 is formed of a resin composition, one type of base resin (polyphenylene sulfide) is combined with carbon fiber or inorganic.
  • a filler such as a compound is blended has been described, it does not interfere with the effect of the present invention!
  • non-crystalline waxes or organic substances such as rubber components are added.
  • inorganic materials such as metal fibers, glass fibers, and whiskers may be added in addition to the carbon fibers.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • carbon black can be blended as a conductive agent.
  • the housing 7 and the bracket 6 are both formed of a resin composition.
  • Both members 6 and 7 can be made of metal.
  • the housing 7 can be made of metal and the bracket 6 can be made of a resin composition.
  • usable metal materials include stainless steel such as SUS420 and SUJ2SUS304, copper alloys (bronze, brass, etc.) such as so-called gun metal, and aluminum materials (A5056, etc.).
  • the radial bearing portions Rl, R2 and the thrust bearing portions Tl, ⁇ 2 are exemplified as a configuration in which the dynamic pressure action of the lubricating fluid is generated by the herringbone-shaped or spiral-shaped dynamic pressure grooves.
  • the present invention is not limited to this.
  • a so-called step-like dynamic pressure generating portion in which axial grooves are formed at a plurality of locations in the circumferential direction, or in the circumferential direction.
  • a so-called multi-arc bearing in which a plurality of arcuate surfaces are arranged and a wedge-shaped radial gap (bearing gap) is formed between the outer peripheral surface 2a of the opposing shaft 2 (or shaft member 12) can be used. Good.
  • the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8 serving as a radial bearing surface is used as a dynamic pressure generating portion.
  • a so-called perfect circle bearing can be constituted by a perfect circular inner peripheral surface not provided with a dynamic pressure groove or a circular arc surface, and a perfect circular outer peripheral surface 2a of the shaft 2 facing the inner peripheral surface.
  • one or both of the thrust bearing portions Tl and ⁇ 2 are provided with a plurality of radial groove-shaped dynamic pressure grooves at predetermined intervals in the circumferential direction in a region that becomes a thrust bearing surface that is not shown in the figure.
  • it can be constituted by a so-called step bearing or a corrugated bearing (the corrugated step type).
  • the bearing surface on which these dynamic pressure generating portions are formed is not limited to the fixed-side member, and can be provided, for example, on the shaft 2, flange portion 2 b, or hub portion 9 side (rotation side) facing them.
  • a housing simulation test piece and a bracket simulation test specimen were created from a plurality of materials having different linear expansion coefficients, and the adhesive strength between the housing and the bracket was The required characteristics of the bearing device housing were evaluated.
  • Five types of metal materials and three types of resin compositions were used as the test piece materials.
  • Linear polyphenylene sulfide (PPS) was used as the base resin for the resin composition.
  • one type of carbon fiber and inorganic compound were used for each filler. The composition and blending ratio of the above materials are as shown in FIG.
  • five types of metal materials include two types of stainless steel (SUS420, SUS304), brass (CAC301), aluminum die-cast iron (ADC12), and aluminum. (A5056) was used.
  • fiber diameter; 7 m as carbon fiber (PAN-based) , Average fiber length: 6 mm, tensile strength: 3 240 MPa), Arborex (grade; Y, main component: aluminum borate, average diameter; 0.5-: ⁇ .) Manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. as an inorganic compound. ⁇ / ⁇ ⁇ , average fiber length; 10-30 m, shape; whisker).
  • carbon black was added as an additive. Specifically, carbon black (grade; # 3 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) was used. 350B, average particle size; 24 nm) was used.
  • the above-mentioned base resin and filler are dry-blended and fed into a twin screw extruder with a side feed (screw L / D ratio: about 30). It was melt-kneaded at a screw rotation speed of 150 rpm and a temperature of 300 to 330 ° C. After kneading, a molten strand was drawn out from a ⁇ 4 mm die hole, cooled, and then a rice grain-sized rosin composition pellet was produced. In order to avoid breaking of the carbon fiber during melt-kneading as much as possible, the above-mentioned blend was also supplied at a predetermined speed with the side feed force of the twin-screw extruder.
  • the evaluation items were (0) linear expansion coefficient ratio, (1) ion insolubility of the housing simulation specimen, (2) volume resistance [ ⁇ 'cm] (3) ring wear depth [; zm], ( 4) Wear depth of sliding material [zm] and (5) Adhesive strength [N].
  • (0) linear expansion coefficient ratio, and (5) adhesive strength both for the housing simulated specimen and the bracket simulated specimen, (1) from ion insolubility (4) wear depth of the sliding counterpart
  • the test evaluation was conducted on the housing mock test piece.
  • the evaluation method for each evaluation item (method for measuring the evaluation item value) and acceptance criteria are as shown below.
  • the linear expansion coefficient of the material having the composition shown in Fig. 8 was measured using a TMA (thermomechanical property analyzer). The specific procedure is shown below.
  • a cup-shaped test piece having a bottomed cylindrical shape ( ⁇ 10 mm ⁇ ⁇ 8 mm ⁇ 15 mm bottom thickness; 2 mm) was manufactured using the material having the composition shown in FIG.
  • a test piece having the above shape was formed by turning a round bar.
  • a pin gate was arranged on the outer surface side of the bottom plate portion, and a test piece having the above shape was injection molded.
  • Ii Set the cup-shaped test piece on the TMA.
  • a beaker containing only pure water without any test piece is set in a thermostatic chamber heated to 80 ° C in the same manner, and this is used as a blank.
  • U The amount of ions contained in the ultrapure water charged with the test piece prepared above is measured by ion chromatography (measurement value A). Separately measure the amount of ions contained in the blank (Measurement value B).
  • E Subtract measured value B from measured value A, and check for ion elution.
  • ions that can be analyzed using columns commonly used in ion chromatography were detected ions. If the ions listed in the table were not detected, the test was accepted ( ⁇ ), and if detected, the test was rejected (X).
  • a ring-on-disk test in which a ring-shaped test piece formed of a material having the composition shown in Fig. 8 is rotated in a state where the disk side is pressed with a predetermined load against a disk-shaped sliding counterpart in lubricating oil. .
  • a ring-shaped test piece having a diameter of 21 mm (outer diameter) X 17 mm (inner diameter) X 3 mm (thickness) was used.
  • a disk material made of SUS420 having a surface roughness of RaO. 04 m and ⁇ 30 mm (diameter) X 5 mm (thickness) was used as a sliding counterpart.
  • di (2-ethylhexyl) azelate was used as the diester oil.
  • the kinematic viscosity of this lubricating oil at 40 ° C is 10.7 mm 2 Zs.
  • the contact pressure of the sliding material against the specimen was 0.25 MPa
  • the rotation speed (peripheral speed) was 1.4 m / min
  • the test time was 14 h
  • the oil temperature was 80 ° C.
  • a ring wear depth of 3 m or less is accepted ( ⁇ )
  • a ring depth exceeding 1 is rejected (X)
  • a wear depth of a sliding counterpart is 2 m or less ( ⁇ ) )
  • Those exceeding 2 m were regarded as rejected (X).
  • a cup-shaped test piece 1> simulating a housing with the material shown in Fig. 8 was manufactured.
  • the shape and dimensions are the same as the cup-shaped test piece produced during the (0) linear expansion coefficient ratio test.
  • a bush made of gunmetal was press-fitted into the inner periphery of the housing simulation test piece 1> so that the deformation of the test piece 1> did not occur during the following removal.
  • a bracket simulated test piece ⁇ 2> with a diameter of 20 mm x 10 mm x 10 mm was manufactured using the material shown in Fig. 8, and the bonding gap between the test piece ⁇ 1> and the test piece ⁇ 1> is the diameter of the center of this test piece ⁇ 2>.
  • test specimens ⁇ 1> and ⁇ 2> are thoroughly degreased, and for test specimens 1> according to composition No. 6 to No. 8 in Fig. 8, on the adhesive surface (the outer peripheral surface of test specimen 1) Primer was applied. Also, anaerobic adhesion to all test piece 2> bonding surfaces (surface of test piece 2> opposite to test piece 1> when test piece 1> is inserted into test piece 2>) The agent was applied. Thereafter, test piece 1> was inserted into test piece 2> and cured by heating at 90 ° C X lh.
  • Three-bond “TB1359D” was used as an anaerobic adhesive, and three-bond “TB1390F” was used as a primer.
  • the application amount of the anaerobic adhesive was about 10 mg, and the application amount of the primer was about 1 mg (measured as an increase in the weight of the molded product after solvent evaporation).
  • test piece 2> The test piece 1> was pulled out and the maximum load at the time of removal was taken as the adhesive strength.
  • acceptance criteria those with adhesive strength exceeding 1000N were accepted ( ⁇ ), and those with 1000N or less were rejected (X).
  • FIG. 9 and FIG. 10 show the evaluation results regarding the evaluation items (0) to (5) of the respective implementation products and comparative products. If the ratio of the coefficient of linear expansion of the housing simulated specimen to the coefficient of linear expansion of the bracket simulated specimen is too small (less than 0.5), as in comparative products 1 and 2, sufficient adhesion can be obtained. I can't. In addition, as in comparative products 3 and 4, even if the linear expansion coefficient ratio is excessive (over 2.0), sufficient adhesive strength cannot be obtained. On the other hand, in the products 1 to 8 according to the present invention, the adhesive strength, the wear resistance (the wear depth of the ring and the counterpart material), the cleanliness (insoluble of ions), the electrostatic removability (volume) Excellent results were obtained in all aspects such as resistance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor incorporating a hydrodynamic bearing device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydrodynamic bearing device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view of a bearing sleeve.
  • FIG. 4 is a top view of the housing.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a hydrodynamic bearing device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a hydrodynamic bearing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a hydrodynamic bearing device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the composition of materials used for a practical product and a comparative product.
  • FIG. 9 is a diagram showing test results of the implemented product.
  • FIG. 10 is a diagram showing test results of comparative products.

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Abstract

　接着隙間を適正に管理して、接着固定面を有する部材とブラケットとの間の接着強度を高めた流体軸受装置を提供する。 　モータのステータコイル４の取付け部６ｂを有するブラケット６の線膨張係数で、ブラケット６の内周に固定されるハウジング７の線膨張係数を除した値が０．５以上２．０以下となるように、ブラケット６およびハウジング７の材料を選定する。ハウジング７の外周に形成された接着固定面７ｅを、ブラケット６の内周面６ａに、嫌気性接着剤あるいはエポキシ系接着剤を用いて接着固定する。

Description

明 細 書
流体軸受装置およびこれを備えたモータ
技術分野
[0001] 本発明は、軸受隙間に形成した流体膜で回転部材を支持する流体軸受装置およ びこれを備えたモータに関するものである。この種の軸受装置は、情報機器、例えば
HDD等の磁気ディスク駆動装置、 CD—ROM、 CD-R/RW, DVD-ROM/R AM等の光ディスク駆動装置、 MD、 MO等の光磁気ディスク駆動装置等のスピンド ルモータ用、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、あるいは電気機器、例えば軸流ファンなどの小型モータ用として好 適に使用可能である。
背景技術
[0002] 上記各種モータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化等が求めら れて 、る。これらの要求性能を決定づける構成要素の 1つに当該モータのスピンドル を支持する軸受があり、近年では、上記要求性能に優れた特性を有する流体軸受の 使用が検討され、あるいは実際に使用されている。
[0003] この種の流体軸受は、軸受隙間内の潤滑流体に動圧を発生させるための動圧発 生部を備えた動圧軸受と、動圧発生部を備えていない、いわゆる真円軸受 (軸受断 面が真円形状である軸受）とに大別される。
[0004] 例えば、 HDD等のディスク駆動装置のスピンドルモータに組み込まれる流体軸受 装置では、軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部およびスラスト方向に 支持するスラスト軸受部の双方を動圧軸受で構成する場合がある。この種の流体軸 受装置 (動圧軸受装置）におけるラジアル軸受部としては、例えば軸受部材の内周 面 (軸受部材がハウジングと軸受スリーブとを備える場合には、軸受スリーブの内周 面）と、これに対向する軸部材の外周面との何れか一方に、動圧発生部としての動圧 溝を形成すると共に、両面間にラジアル軸受隙間を形成するものが知られている（例 えば、特許文献 1を参照)。
特許文献 1：特開 2003— 239951号公報 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、上記構成の流体軸受装置を、例えば HDD等の磁気ディスク装置用のス ピンドルモータに組込んで使用する場合、流体軸受装置のモータへの組付けは、通 常ハウジングの外周面を、ステータコイルの取付け部を有するブラケットの内周面に 接着固定することにより行われる。ハウジングとブラケットとの間で高い接着強度が確 保できる場合は問題ないが、接着強度が不足する場合には、磁気ディスク装置を内 蔵した情報機器の落下に伴う衝撃により接着面が剥離し、流体軸受装置、ひいては 磁気ディスク装置の機能低下を招く恐れがある。そのため、かかるハウジングとブラケ ットとの間には高い接着力が求められる。特に最近では、ディスク容量の増大化要求 を受けて、上記ディスク装置に組込まれる磁気ディスクの枚数が増加する傾向にあり 、これにより落下時の衝撃力が益々増大するため、上記ハウジングとブラケットとの間 にはより一層の高い接着力が要求される。
[0006] また、この種の接着固定に使用される接着剤には、作業性やアウトガス特性などの 観点から、嫌気性接着剤やエポキシ系接着剤が使用されることが多い。通常、これら の接着剤の硬化には、塗布後の加熱作業を伴うため、硬化工程中のハウジングおよ びブラケットの熱膨張により、接着剤が供給される両部材間の直径すき間 (接着隙間 )が変動する。この種の接着隙間は、必要に応じて所定の幅に設定されるのが望まし いが、加熱を伴って接着剤を硬化させる場合には、加熱時、両部材間の接着隙間が 変動した状態で接着剤が硬化するため、加熱前の接着隙間と異なる幅で接着が行 われること〖こなる。これでは、予め上記接着隙間の幅を適正に設定したとしても、両 部材間で充分な接着強度を得ることができない恐れがある。
[0007] 本発明の課題は、接着隙間を適正に管理して、接着固定面を有する部材とブラケ ットとの間の接着強度を高めた流体軸受装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0008] 前記課題を解決するため、本発明は、軸部材と、ブラケットと、ラジアル軸受隙間に 形成した流体膜で軸部材をラジアル方向に回転自在に支持するラジアル軸受部と、 ブラケットの内周面に接着固定される接着固定面とを備えた流体軸受装置において 、接着固定面を有する部材の線膨張係数をブラケットの線膨張係数で除した値が 0. 5以上 2.0以下であることを特徴とする流体軸受装置を提供する。
[0009] このように、本発明は、接着固定面を有する部材およびブラケットの熱膨張に伴う接 着隙間の変動に着目してなされたものであり、接着固定面を有する部材の線膨張係 数をブラケットの線膨張係数で除した値が 0. 5以上 2. 0以下であることを特徴とする 。力かる構成によれば、加熱に伴う接着隙間の変動を、極力接着剤の硬化に悪影響 を及ぼさない範囲に抑えた状態で、接着固定面を有する部材とブラケットとの接着固 定を行うことができる。従って、加熱を伴って硬化させる接着剤を使用する場合であ つても、接着固定面を有する部材とブラケットとの間で高い接着強度を得ることができ 、ディスク装置のディスク容量増大化の要求にも対応することができる。
[0010] ここで、両部材間の線膨張係数比 { (接着固定面を有する部材の線膨張係数) Z( ブラケットの線膨張係数）}を上記範囲に規定したのは次の理由による。すなわち、上 記線膨張係数比が 2. 0を超えると、接着剤の加熱時、接着隙間が過小となり、場合 によっては負すき間となることで、未硬化の接着剤が接着隙間からはみ出し、接着剤 が不足する恐れがあるためである。また、上記線膨張係数比が 0. 5を下回り、接着隙 間が過大となることで、接着強度の低下を招く恐れがあるためである。
[0011] 接着固定面を有する部材とブラケットとの接着固定に使用する接着剤としては、作 業性、特に硬化速度やアウトガス特性の観点から、嫌気性接着剤や紫外線硬化型接 着剤、あるいはエポキシ系接着剤が好適である。
[0012] 上述の線膨張係数比の範囲内（0. 5以上 2. 0以下)である限り、接着固定面を有 する部材およびブラケットの何れか一方又は双方を金属材料で形成することができる 。あるいは両部材の何れか一方又は双方を榭脂組成物で形成することもできる。
[0013] 後者の場合、榭脂組成物を構成するベース榭脂としては、接着固定面を有する部 材に求められる特性、例えば耐油性、成形性 (成形時の流動性）、アウトガス特性等 に優れたポリフエ-レンサルファイド (PPS)を挙げることができる。また、ベース榭脂 以外に、炭素繊維と無機化合物の何れか一方あるいは双方を充填材として榭脂組 成物に含有させることで、榭脂組成物における線膨張係数の調整が可能となる。
[0014] 上記構成の榭脂組成物における Na含有量は 2000ppm以下であることが好まし ヽ 。これによれば、潤滑油中への Naイオンの溶出量が抑えられ、軸受内部あるいは軸 受外部の清浄度を高レベルに保つことが可能となる。また、ポリフエ-レンサルフアイ ド（PPS)の中でも、最も側鎖の少な!/、リニア型ポリフエ-レンサルファイド（PPS)が、 単位体積当りの分子末端基の数が少なぐ Na含有量が少な 、点で好ま 、。
[0015] 炭素繊維としては、 3000MPa以上の引張り強度を有するものが好ましい。高強度 と共に、高い導電性を兼ね備えたものとして、例えば PAN系（ポリアクリロニトリル系） の炭素繊維を挙げることができる。
[0016] これら炭素繊維を榭脂組成物に配合することによる補強効果、寸法安定効果、静 電除去効果等は、炭素繊維のアスペクト比を考慮することでより一層顕著に発揮され る。すなわち、炭素繊維の繊維長が大きいほど補強効果ゃ静電除去効果が高まり、 繊維径が小さいほど耐摩耗性、特に摺動相手材の損傷が抑えられる。これらの観点 から、具体的には炭素繊維のアスペクト比を 6. 5以上にするのが好ましい。
[0017] また、炭素繊維の榭脂組成物中の配合量は、上記炭素繊維を配合することによる 付加効果 (補強効果、導電性向上、寸法安定性向上)を十分に発揮しつつも、樹脂 組成物としての流動性 (低溶融粘度）を確保するため、 10〜35vol%とするのが好ま しい。
[0018] 上記榭脂組成物に充填される無機化合物として、イオン溶出量の少ない無機化合 物が好適に使用可能である。この種の無機化合物であれば、有害となる恐れのある 潤滑油中へのイオン溶出を小さく抑えることができるので、潤滑油の変性劣化や粘度 低下を避けて、軸受性能を高レベルに保つことができる。あるいは、軸受装置やその 周辺に前述のイオンが析出するといつた事態を避けて、軸受内部又は軸受装置周辺 の清浄度を確保することができる。
[0019] 上記条件を満たす無機化合物として、具体的には、ホウ酸アルミニウム化合物や、 酸化チタン、酸ィ匕亜鉛などを挙げることができる力 この中でも、特にホウ酸アルミ- ゥム化合物がより好ましく使用可能である。また、これら無機化合物には、繊維状や 粉末状のものが存在するが、ハウジングの補強効果を考慮すると、繊維状、特にウイ スカ形状が好ましい。
[0020] 上記構成の流体軸受装置としては、軸部材およびブラケットに加えて、さらに、内周 面が軸部材の外周面との間でラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブと、内周に 軸受スリーブが固定され、外周に接着固定面が形成されたハウジングとを備えるもの が考えられる。この場合、上記接着固定面を有する部材は、ハウジングに相当する。
[0021] あるいは、軸部材およびブラケットにカ卩えて、さらに、内周面が軸部材の外周面との 間でラジアル軸受隙間を形成し、かつ、外周面に接着固定面を形成した軸受部材を 備えるものが考えられる。この場合、上記接着固定面を有する部材は、軸受部材に 相当する。
[0022] 上記構成の流体軸受装置は、この流体軸受装置と、ステータコイルと、ステータコィ ルとの間に励磁力を生じるロータマグネットとを備えるモータとして好適に提供可能で ある。
発明の効果
[0023] 以上のように、本発明によれば、接着隙間を適正に管理して、接着固定面を有する 部材とブラケットとの間の接着強度を高めた流体軸受装置を提供することができる。 発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、本発明の第 1実施形態を図 1〜図 4に基づいて説明する。
[0025] 図 1は、本発明の第 1実施形態に係る流体軸受装置 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を備えた回転部材 3を回転自在に非接触 支持する流体軸受装置 (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とを備えて!/、る。ステータコイル 4は 後述するブラケット 6のコイル取付け部 6bに取付けられ、ロータマグネット 5は回転部 材 3の外周に取付けられている。流体軸受装置 1のハウジング 7は、ブラケット 6の内 周に固定される。回転部材 3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 つて、回転部材 3および回転部材 3に保持されたディスクが軸 2と一体に回転する。
[0026] 図 2は、流体軸受装置 1を示している。この流体軸受装置 1は、ブラケット 6と、ブラケ ット 6の内周に固定されるハウジング 7と、ハウジング 7に固定される軸受スリーブ 8と、 ハウジング 7および軸受スリーブ 8に対して相対回転する回転部材 3とを主に備えて いる。この実施形態においては、回転部材 3が軸部材に該当する。なお、説明の便 宜上、軸方向両端に形成されるハウジング 7開口部のうち、蓋部材 10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。
[0027] 回転部材 3は、例えばノ、ウジング 7の開口側に配置されるハブ部 9と、軸受スリーブ 8の内周に挿入される軸 2とを備えて 、る。
[0028] ハブ部 9は金属あるいは榭脂で形成され、ハウジング 7の開口側（上側）を覆う円盤 部 9aと、円盤部 9aの外周部から軸方向下方に延びた筒状部 9bと、筒状部 9bの外周 に設けられたディスク搭載面 9cおよび鍔部 9dとで構成される。図示されて ヽな 、ディ スクは、円盤部 9aの外周に外嵌され、ディスク搭載面 9c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 9に保持される。
[0029] 軸 2は、この実施形態ではハブ部 9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。
[0030] 軸受スリーブ 8は、例えば真ちゆう等の銅合金やアルミ合金などの金属で形成する こともでき、焼結金属力もなる多孔質体で形成することもできる。この実施形態では、 銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成される。
[0031] 軸受スリーブ 8の内周面 8aの全面又は一部円筒領域には、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。この実施形態では、例えば図 3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。
[0032] 軸受スリーブ 8の下端面 8c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、例えば図示は省略するが、複数の動圧溝をスパイラル形状に配列した領域が 形成される。この動圧溝形成領域はスラスト軸受面として、フランジ部 2bの上端面 2b 1と対向し、軸 2 (回転部材 3)の回転時には、上端面 2b 1との間に第ニスラスト軸受部 T2のスラスト軸受隙間を形成する（図 2を参照)。
[0033] ノ、ウジング 7は、榭脂で円筒状に形成される。この実施形態では、ハウジング 7は、 その軸方向両端を開口した形状をなし、かつ他端側を蓋部材 10で封口している。一 端側の端面 (上端面)の全面または一部環状領域には、スラスト軸受面 7aが設けられ る。この実施形態では、スラスト軸受面 7aに、スラスト動圧発生部として、例えば図 4 に示すように複数の動圧溝 7alをスパイラル形状に配列した領域が形成される。この スラスト軸受面 7a (動圧溝 7al形成領域）は、ハブ部 9の円盤部 9aの下端面 9alと対 向し、回転部材 3の回転時には、下端面 9alとの間に後述する第一スラスト軸受部 T 1のスラスト軸受隙間を形成する（図 2を参照)。
[0034] ノ、ウジング 7の他端側を封口する蓋部材 10は、金属あるいは榭脂で形成され、ハウ ジング 7の他端内周側に設けられた段部 7b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。
[0035] ハウジング 7の内周面 7cには、軸受スリーブ 8の外周面 8bが、例えば接着（ルーズ 接着や圧入接着を含む)、圧入、溶着等の適宜の手段で固定される。
[0036] ハウジング 7の外周には、上方に向かって漸次拡径するテーパ状のシール面 7dが 形成される。このテーパ状のシール面 7dは、筒状部 9bの内周面 9blとの間に、ハウ ジング 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 9の回転時 、第一スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間の外径側と連通している。
[0037] ノ、ウジング 7外周の下端には接着固定面 7eが形成される。接着固定面 7eは、この 実施形態では径一定の円筒状をなし、ブラケット 6の内周面 6aに接着剤を介して固 定される（図 2を参照)。
[0038] このとき、内周面 6aと接着固定面 7eとの間の接着固定には、作業性、特に硬化速 度やアウトガス特性の観点から、例えば紫外線硬化型接着剤や嫌気性接着剤、ある いはエポキシ系接着剤が用いられる。具体的には、紫外線硬化型接着剤として (株） スリーボンド製の 3000シリーズを、嫌気性接着剤として同じく（株)スリーボンド製の 1 300シリーズを、またエポキシ系接着剤として同じく（株)スリーボンド製の 2200シリー ズをそれぞれ一例として挙げることができる。また、ハウジング 7の線膨張係数をブラ ケット 6の線膨張係数で除した値が 0. 5以上 2. 0以下となるように、ハウジング 7およ びブラケット 6の形成材料がそれぞれ選定される。
[0039] このように、両部材 6、 7間の線膨張係数比 { (ハウジング 7の線膨張係数) Z (ブラケ ット 6の線膨張係数） }を上記範囲に規定することで、加熱時における内周面 6aと接 着固定面 7eとの間の直径すき間 (接着隙間)の変動を、接着剤の硬化にできるだけ 悪影響を及ぼさない範囲に抑えた状態で、ハウジング 7とブラケット 6との接着固定を 行うことができる。従って、上述のように、加熱を伴って硬化させる接着剤を使用する 場合であっても、ハウジング 7とブラケット 6との間で高 、接着強度を得ることができる
[0040] なお、例えば嫌気性接着剤など、上述の接着剤を用いる場合、加熱前における両 部材 6、 7間の接着隙間の値としては、直径すき間で 10 /z m〜： LOO /z mが一般的で あり、硬化後の両部材 6、 7間の固定精度の向上、および接着力の安定化を考慮した 場合、上記接着隙間としては、直径すき間で 20 m〜40 mが好適である。
[0041] 上記範囲の線膨張係数比を満足する限り、ブラケット 6およびハウジング 7の材料は 任意に選択可能であり、例えばブラケット 6がステンレス等の金属で、ハウジング 7が、 LCPや PPS、 PEEK等の結晶性榭脂をベース榭脂とする榭脂組成物でそれぞれ形 成可能である。
[0042] このうち、ハウジング 7用の材料としては、使用時における上記エステル系潤滑油に 対する高い耐油性 (低吸油性)が要求されるが、この他にも、使用時のアウトガス発生 量や吸水量を低く抑えることが必要となる。また、使用雰囲気下での温度変化を考慮 して、高い耐熱性も要求される。
[0043] 上記例示のベース榭脂（LCP、 PPS、 PEEKなどの結晶性榭脂）であれば、上述の 耐油性、アウトガス性、吸水性、耐熱性の全てに優れたノヽウジング 7を形成することが できる。また、上記結晶性榭脂の中でも、ポリフエ-レンサルファイド (PPS)は、他の 榭脂に比べて安価に入手可能であり、かつ成形時の流動性 (溶融粘度）にも優れた 榭脂であるため、この種のハウジング 7用のベース榭脂として特に適している。
[0044] ところで、ポリフエ-レンサルファイド (PPS)は一般的に硫ィ匕ナトリウムとパラジクロロ ベンゼンの重縮合反応により製造され、同時に副生成物である塩ィ匕ナトリウムを含む 。そのため、適当な溶媒を用いてポリフエ-レンサルファイド (PPS)を洗浄する必要 がある。洗浄するための溶媒としては、少なくとも 10以上の比誘電率を有するもので あればよぐ好ましくは 20以上、より好ましくは 50以上のものであればなおよい。さら に環境面も考慮すると、例えば水（比誘電率約 80)が好ましぐ特に超純水が好まし い。このような溶媒で洗浄を行うことにより、主にポリフエ-レンサルファイド（PPS)末 端基の Naが取り除かれるため、ポリフエ-レンサルファイド（PPS)中の Na含有量を 低減 (例えば、 2000ppm以下）させることができ、ノ、ウジング 7を形成する榭脂材料と して使用可能となる。また、末端基の Naを取り除くことで結晶化速度が速まるメリットも 有する。
[0045] ポリフエ-レンサルファイド（PPS)は、架橋型ポリフエ-レンサルファイド（PPS)と、 側鎖の少ないセミリニア型ポリフエ-レンサルファイド（PPS)と、および側鎖の少ない リニア型ポリフエ-レンサルファイド（PPS)とに大別される力 この中でも側鎖の少な いリニア型ポリフエ-レンサルファイド (PPS)力 1分子当りの分子末端基の数が少な ぐ Na含有量が少ない点でより好ましい。また、リニア型ポリフエ-レンサルファイド（P PS)は、他タイプのポリフエ-レンサルファイド（PPS)に比べて洗浄が容易であり、あ るいは、洗浄により Na含有量をほとんど低減する必要がな 、点でも好ま 、材料で ある。具体的には、 Na含有量が 2000ppm以下のもの、より好ましくは 1000ppm、さ らに好ましくは 500ppm以下のものがリニア型ポリフエ-レンサルファイド（PPS)に該 当する。これによれば、潤滑油中への Naイオン溶出量を抑えて、流体軸受装置 1や 、回転部材 3に保持されたディスク、あるいはディスクヘッド（図示せず)表面に Naが 析出するのを防ぐことができる。
[0046] 上記ベース樹脂には、充填材として炭素繊維と無機化合物のうち何れか一方又は 双方が配合可能である。充填材は、ベース榭脂への配合量を変えることで、これらべ ース榭脂および充填材を含む榭脂組成物で形成されるハウジング 7の線膨張係数を 調整する作用を有する。
[0047] また、充填材として炭素繊維を配合することで、ハウジング 7の高強度化が図られる と共に、ハウジング 7の温度変化に伴う寸法変化を抑えて高い寸法安定性を得ること ができる。これにより、スラスト軸受面 7aの動圧溝 7alを高精度に形成し、使用時に おける第一スラスト軸受部 Tlのスラスト軸受隙間を高精度に制御することが可能とな る。また、炭素繊維をベース樹脂に配合することで炭素繊維の持つ高い導電性が発 現され、ノ、ウジング 7に充分な導電性 (例えば体積抵抗で 1.0 X 106 Ω 'cm以下）を 付与することができる。これにより、使用時にディスクに帯電する静電気を回転部材 3 およびハウジング 7 (さらに軸受スリーブ 8を経由する場合もある）を介して接地側部材 (ブラケット 6など）に逃がすことができる。
[0048] 炭素繊維には、例えば PAN系や Pich系など種々のものが使用可能である力 補 強効果や衝撃吸収性の観点から、比較的高!、引張強度 (好ましくは 3000MPa以上 )を有するものが好ましぐ特に高い導電性を併せ持つものとしては、 PAN系炭素繊 維が好ましい。
[0049] 上記炭素繊維としては、以下の寸法範囲のものを使用することができる。
[0050] (1)溶融榭脂を混練して射出成形する際には、炭素繊維が裁断されて短繊維化する 。短繊維化が進行すると、強度や導電性等の低下が顕著となり、これらの要求特性を 満足することが難しくなる。従って、榭脂に配合する炭素繊維としては、成形時の繊 維の折れを見込んで長めの繊維を使用することが好ましぐ具体的には平均繊維長 100 /z m以上、より好ましくは lmm以上の炭素繊維を使用するのが望ましい。（2)そ の一方、射出成形工程においては、金型内で硬化した榭脂を取り出し、これを再度 溶融させ、バージン榭脂組成物と混練して再使用（リサイクル使用）する場合がある。 この場合、一部の繊維は繰返しリサイクルされることになるので、当初の繊維長が長 すぎる場合には、リサイクルに伴う裁断により、繊維が当初の繊維長に比べて著しく 短くなつて、榭脂組成物の特性変化 (溶融粘度の低下等)が顕著になる。かかる特性 変化を最小限に抑えるため、繊維長はできるだけ短い方が好ましぐ具体的には平 均繊維長を 500 m以下 (好ましくは 300 μ m以下）とするのが望まし ヽ。
[0051] 以上に述べた炭素繊維の繊維長の選択は、実際の射出成形工程で如何なる経歴 の榭脂組成物を使用するかによって定めることができる。例えばバージン榭脂組成 物のみを使用する場合、あるいはリサイクル榭脂組成物を混合使用する場合で、か つバージン榭脂組成物の比率が多 1ヽ場合には、強度や導電性等の低下を抑制する 観点から、上記（1)で述べた寸法範囲の炭素繊維を使用するのが好ましぐ反対にリ サイクル榭脂組成物の使用比率が多!、場合には、リサイクルに伴う榭脂組成物の特 性変化を抑制する観点から、上記 (2)で述べた寸法範囲の炭素繊維を使用するの が望ましい。
[0052] なお、（1)および（2)の何れの炭素繊維でも、炭素繊維の繊維径が小さ!ヽほど配合 本数が増えるため、製品品質の均一化に有効であり、かつそのアスペクト比が大きい ほど繊維補強による補強効果も高まる。従って、炭素繊維のアスペクト比は大きいほ ど好ましく、具体的には 6. 5以上のアスペクト比が好ましい。また、その平均繊維径 は、作業性や入手性を考慮すると、 5〜20 ;ζ ΐηが適当である。
[0053] 上述の炭素繊維による補強効果や摩耗低減効果、静電除去効果等を充分に発揮 するため、炭素繊維のベース榭脂への充填量は 10〜35vol%、より好ましくは 15〜 25vol%とするのがよい。これは、炭素繊維の充填量が 10vol%未満だと、炭素繊維 による補強効果ゃ静電除去効果が充分に発揮されな!、他、ハブ部 9との摺動部分に おけるハウジング 7の耐摩耗性、特に摺動相手材となるハブ部 9の耐摩耗性が確保さ れず、一方で、充填量が 35vol%を超えると、ハウジング 7の成形性が低下し、高い 寸法精度を得ることが困難になるためである。
[0054] 無機化合物としては種々のものが使用可能である力 その中でも、イオン溶出量の 小さい無機化合物が特に好ましい。この種の無機化合物であれば、有害成分となり 得る潤滑油中へのイオンの溶出を抑えて、軸受性能を高レベルに保つことができる。 あるいは、軸受装置やその周辺に上述のイオンが析出する事態を避けて、軸受内部 又は軸受装置周辺の清浄度を確保することができる。
[0055] 上記条件を満たす無機化合物として、具体的には、ホウ酸アルミニウム化合物や、 酸化チタン、酸ィ匕亜鉛などを挙げることができる力 この中でも、特にホウ酸アルミ- ゥム化合物がより好ましく使用可能である。これら無機化合物には、繊維状や粉末状 のものが存在し、このうち、ハウジングの補強効果を考慮すると、繊維状、特にウイス 力形状が好ましぐハウジングの成形性 (榭脂充填性)を考慮すると、粉末状のものが 好ましい。
[0056] 上記ベース樹脂に炭素繊維や無機化合物などの充填材を配合した榭脂組成物の 溶融粘度は、キヤビティー内を溶融樹脂で高精度に充填するため、 310°C、せん断 速度 1000s 1において 500Pa' s以下に抑えるの力よい。従って、ベース榭脂（PPS) の溶融粘度は、充填材の配合による榭脂組成物の粘度増加を補償するためにも、 3 10°C、せん断速度 1000s 1にお!/、て lOOPa · s以下であることが好まし!/、。
[0057] このように、上記線膨張係数比の範囲内で、ブラケット 6およびノヽウジング 7の材料 を選定することで、特にハウジング 7を上述の榭脂組成物で形成することで、ブラケッ ト 6との高い接着力をはじめ、高耐油性や低アウトガス性、成形時の高流動性、低吸 水性、高耐熱性を兼ね備えたハウジング 7を得ることができる。従って、流体軸受装 置 1およびこの軸受装置を組込んだディスク駆動装置の耐久性、信頼性を高めること ができる。
[0058] 上記構成の流体軸受装置 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。潤滑油としては、種々のものが使用可能である力 特 に HDD等のディスク駆動装置用の流体軸受装置に提供される潤滑油には、低蒸発 率及び低粘度性が要求され、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)等のエステル系潤滑油が好適である。
[0059] 上記構成の流体軸受装置 1において、軸 2 (回転部材 3)の回転時、軸受スリーブ 8 の内周面 8aのラジアル軸受面となる領域 (上下 2箇所の動圧溝 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一ラジアル軸受部 R1と第二ラジアル軸受部 R2とが それぞれ構成される。
[0060] これと同時に、ハウジング 7のスラスト軸受面 7a (動圧溝 7al形成領域）とこれに対 向するハブ部 9 (円盤部 9a)の下端面 9alとの間のスラスト軸受隙間、および軸受スリ ーブ 8の下端面 8c (動圧溝形成領域)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に、動圧溝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、回転部材 3をスラスト方向に非接触支持 する第一スラスト軸受部 T1と第ニスラスト軸受部 T2とがそれぞれ構成される。
[0061] 以上、本発明の第 1実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定される ことなぐ他の構成を採ることもできる。以下、流体軸受装置の他の構成例について 説明する。なお、以下に示す図において、第 1実施形態と構成 ·作用を同一にする部 位および部材については、同一の参照番号を付し、重複説明を省略する。
[0062] 上記第 1実施形態では、ハウジング 7の上端面に複数の動圧溝 7alを配列したスラ スト軸受面 7aを設ける（第一スラスト軸受部 T1)と共に、軸受スリーブ 8の下端面 8cに 複数の動圧溝を配列したスラスト軸受面を設けた (第ニスラスト軸受部 T2)場合を説 明したが、本発明は、第一スラスト軸受部 T1のみを設けた流体軸受装置にも同様に 適用することができる。この場合、図示は省略するが、軸 2は、フランジ部 2bを有しな いストレートな形状になる。したがって、ハウジング 7は、蓋部材 10を底部として一体 に榭脂材料で形成することで、有底円筒形の形態にすることができる。また、軸 2とハ ブ部 9とは金属あるいは榭脂で一体成形できる他、軸 2をノ、ブ部 9と別体に形成する こともできる。この場合、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 9と一体に回転部材 3を榭脂で型成形することもできる。
[0063] 図 5は、本発明の第 2実施形態に係る流体軸受装置 11を示している。この実施形 態において、軸部材 12は、その下端に一体または別体に設けられたフランジ部 12b を備えている。また、ハウジング 17は、円筒状の側部 17aと、側部 17aと別体構造を なし、側部 17aの下端部に位置する底部 17bとを備えている。ハウジング 17の側部 1 7aの上端部には内周側に突出したシール部 13がハウジング 17と一体に形成される 。ハウジング 17の底部 17bの上端面 17blには、図示は省略する力 例えば複数の 動圧溝をスパイラル状に配列した領域が形成される。そして、軸部材 12の回転時、 軸受スリーブ 8の下端面 8cと軸部材 12のフランジ部 12bの上端面 12b 1との間に第 ースラスト軸受部 Tl 1が形成されると共に、ハウジング 17の底部 17bの上端面 17b 1 とフランジ部 12bの下端面 12b2との間に第ニスラスト軸受部 T12が形成される。
[0064] この実施形態において、ハウジング 17の外周面 17cは、ブラケット（図示は省略）の 内周面に接着固定される接着固定面となる。従って、このハウジング 17およびブラケ ットを形成する材料として、上記第 1実施形態と同様、線膨張係数比が 0. 5以上 2. 0 以下となるように材料をそれぞれ選定すれば、ブラケットとの接着力をはじめ、耐油性 、耐摩耗性、清浄度、成形性等に優れたハウジング 17を得ることができる。 [0065] 図 6は、本発明の第 3実施形態に係る流体軸受装置 21を示している。この実施形 態において、シール部 23は、ハウジング 27の側部 27aと別体に形成され、ハウジン グ 27の上端部内周に接着、圧入、あるいは溶着等の手段により固定される。また、ハ ウジング 27の底部 27bは、ハウジング 27の側部 27aと一体に形成され、有底円筒状 の形態を成している。なお、これ以外の構成は、第 2実施形態に準じるので説明を省 略する。
[0066] この実施形態においても、ハウジング 27の外周面 27cは、ブラケット（同じく図示は 省略)の内周面に接着固定される接着固定面となる。従って、ハウジング 27およびブ ラケットを形成する材料として、上記第 1実施形態と同様の線膨張係数比を満たす材 料の組合わせを選択することで、ブラケットとの接着力をはじめ、耐油性、耐摩耗性、 清浄度、成形性等に優れたハウジング 27を得ることができる。
[0067] 以上の実施形態 (第 1〜第 3実施形態)では、ハウジング 7に接着固定面 7eを設け 、かつ軸受スリーブ 8の内周面 8aと軸 2の外周面 2aとの間でラジアル軸受隙間を形 成する場合を説明したが、これらを単一材料の一体品とすることもできる（図 5、図 6に 係る実施形態についても同様に一体ィ匕は可能)。図 7は、本発明の第 4実施形態に 係る流体軸受装置 31を示すもので、一体品としての軸受部材 37を備える点で上記 第 1〜第 3実施形態に係る流体軸受装置と構成を異にする。この場合、軸受部材 37 は、その内周面 37aで軸 2の外周面 2aとの間にラジアル軸受隙間を形成し、かつ外 周にブラケット 6との接着固定面 37eを有する。またラジアル軸受隙間に面する内周 面 37aには、例えば図 3に示す動圧溝 8al、 8a2形成領域 (ラジアル軸受面）が形成 される。同様に、軸受部材 37の端面 37b、 37cは、それぞれ第 1実施形態に示すスラ スト軸受面 7a、 8cに対応した形状をなす。なお、これ以外の構成は、第 1実施形態に 準じるので説明を省略する。
[0068] もちろん、以上説明した形態に限らず、ブラケット 6との接着固定面 7eを有する部材 であれば、本発明を適用することが可能である。同様に、ブラケット 6は、ハウジング 7 等の接着固定面 7eを有する部材を内周に接着固定して、モータに流体軸受装置 1 を固定するための部材である限り、本発明を適用することが可能である。そのため、 必ずしも、ブラケット 6が、ステータコイル 4の取付け部 6bを有するものである必要は 無ぐ例えば、ブラケット 6を、モータのベース部材とは別体に製作し、これを接着固 定面 7eに接着固定することで、流体軸受装置 1をモータに固定する場合に、本発明 を適用することも可能である。
[0069] また、以上の実施形態 (第 1〜第 4実施形態)では、ハウジング 7を榭脂組成物で形 成する場合、 1種類のベース榭脂 (ポリフ 二レンサルファイド）に炭素繊維や無機化 合物などの充填材を配合した場合を説明したが、本発明の効果を妨げるものでな!、 限り、他の結晶性榭脂ゃ非晶性榭脂、あるいはゴム成分等の有機物を付加してもよく 、また、炭素繊維に加えて金属繊維やガラス繊維、ウイスカ等の無機物を付加しても 構わない。例えば、ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)が耐油性に優れた離型剤と して、カーボンブラックが導電化剤としてそれぞれ配合可能である。
[0070] 以上、ハウジング 7を榭脂組成物で、ブラケット 6を金属で形成する場合を中心に説 明したが、上述のように、線膨張係数比が上記範囲内（0. 5以上 2. 0以下)である限 り、他の組合わせも可能である（軸受部材 37とブラケット 6との組合わせについても同 様である。 ) o例えばハウジング 7とブラケット 6を共に榭脂組成物で形成することもで き、両部材 6、 7を共に金属で形成することもできる。あるいは、ハウジング 7を金属で 、ブラケット 6を榭脂組成物で形成することも可能である。ハウジング 7を金属で形成 する場合、使用可能な金属材料として、 SUS420、 SUJ2SUS304等のステンレス、 いわゆる砲金などの銅合金 (青銅、黄銅など）、アルミニウム材 (A5056など）を例示 することができる。
[0071] また、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 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流体の動圧作用を 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。
[0072] 例えば、ラジアル軸受部 Rl、 R2として、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 に複数の円弧面を配列し、対向する軸 2 (あるいは軸部材 12)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を採用してもよ い。
[0073] あるいは、ラジアル軸受面となる軸受スリーブ 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。
[0074] 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ったもの）等で 構成することちできる。
[0075] また、以上の実施形態では、軸受スリーブ 8や軸受部材 37の側にラジアル軸受面 1S ハウジング 7や軸受部材 37の側にスラスト軸受面 7a、 37b、 37c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固定側の部材に 限らず、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 9の側（回転側） に設けることちできる。
実施例
[0076] 本発明の有用性を明らかにするため、線膨張係数の異なる複数の材料でハウジン グ模擬試験片およびブラケット模擬試験片を作成し、ハウジングとブラケットとの間の 接着強度をはじめ、流体軸受装置用ハウジングの要求特性に対する評価を行った。 上記試験片の材料には、 5種類の金属材料、および 3種類の榭脂組成物を使用した 。榭脂組成物のベース榭脂には、何れもリニア型ポリフエ-レンサルファイド (PPS)を 使用した。また、充填材には、それぞれ 1種類の炭素繊維と無機化合物を使用した。 上記材料の組成、および配合比は図 8に示す通りである。
[0077] なお、この実施例では、 5種類の金属材料 (何れも JIS規格品）として、 2種類のステ ンレス（SUS420、 SUS304)、黄銅（CAC301)、アルミダイカス卜（ADC12)、およ びアルミニウム (A5056)を使用した。また、リニア型ポリフエ-レンサルファイド（PPS) として大日本インキ化学工業 (株)製の LC 5Gを、炭素繊維 (PAN系）として東邦テ ナックス (株）製の HM35— C6S (繊維径； 7 m、平均繊維長； 6mm、引張り強さ； 3 240MPa)を、無機化合物として四国化成工業 (株)製のアルボレックス (グレード; Y 、主要構成要素；ホウ酸アルミニウム、平均径； 0.5〜： ί.Ο /ζ πι、平均繊維長； 10〜30 m、形状;ウイスカ）をそれぞれ使用した。また、この実施例では添加材としてカーボ ンブラックを配合し、具体的には、三菱ィ匕学 (株)製のカーボンブラック (グレード； # 3 350B、平均粒子径； 24nm)を使用した。
[0078] また、図 8に示す組成のうち、 3種類の榭脂組成物については、以下の方法でー且 ペレット状に成形し、力かるペレットを用いて後述の試験片を製作した。ペレットの成 形方法を以下に示す。上述のベース榭脂および充填材を、図 8に示す配合比に基 づ 、てドライブレンドしたものを、サイドフィード付き二軸式押出機 (スクリュー L/D比 ；約 30)内に供給し、スクリュー回転速度 150rpm、温度 300〜330°Cで溶融混 練した。混練後、 φ 4mmのダイ穴から溶融ストランドを引き出し、冷却後、米粒大の 榭脂組成物ペレットを製作した。なお、溶融混練中における炭素繊維の折損を極力 避けるため、上記ブレンド体を、二軸押出機のサイドフィード部力も所定の速度で供 給するようにした。
[0079] 評価項目は、（0)線膨張係数比、ハウジング模擬試験片の（1)イオンの不溶性、 (2 )体積抵抗 [ Ω 'cm] (3)リング摩耗深さ [； z m]、（4)摺動相手材の摩耗深さ [； z m] 、（5)接着力 [N]の計 6項目である。このうち、 （0)線膨張係数比、および (5)接着力 について、ハウジング模擬試験片およびブラケット模擬試験片の双方について、 (1) イオンの不溶性から (4)摺動相手材の摩耗深さにつ ヽては、ハウジング模擬試験片 につ 、て試験評価を行った。各評価項目の評価方法 (評価項目値の測定方法)、お よび合否判定基準は以下に示す通りである。
[0080] (0)線膨張係数比
図 8に示す組成の材料の線膨張係数を、 TMA (熱機械特性分析装置)を用いて測 定した。具体的な手順を以下に示す。（ァ）図 8に示す組成の材料で、有底円筒状（ φ 10mm X φ 8mm X 15mm 底厚； 2mm)のカップ状試験片を製作した。材料が 金属の場合、丸棒カゝら旋削加工で上記形状の試験片を形成した。材料が榭脂組成 物の場合、底板部の外表面側にピンゲートを配して、上記形状の試験片を射出成形 した。（ィ)カップ状試験片を TMAにセットする。試験片をセットし難いものについて は、その軸方向両端をカットしてリング状に加工したものを用いた。試験片の径方向 における熱膨張量を正確に計測するため、測定プローブの測定方向を試験片の径 方向に一致させる。（ゥ）測定荷重: 0. 05N、測定温度域： 23°C〜100°C、昇温速度 : 5°C/min,雰囲気ガス:窒素、の条件下で径方向への熱膨張量を測定した。なお 、測定温度域の上限値は、後述する接着剤の加熱硬化条件 (90°C X lh)を考慮に 入れて設定した。（ェ)上記手順で得られた各材料 (組成 No. 1〜8)の線膨張係数 は図 8に示す通りである。また、この結果を基に、以下の式から、図 9および図 10に示 す各実施品および比較品の線膨張係数比を算出した。
線膨張係数比 [無次元] = (ハウジング模擬試験片の線膨張係数）
/ (ブラケット模擬試験片の線膨張係数）
(1)イオンの不溶性
図 8に示す組成の材料で形成したカップ状試験片カもの各種イオン (Naイオンを含 む)溶出の有無をイオンクロマトグラフィを用いて確認した。具体的な手順を以下に示 す。（ァ)空のビーカに超純水を所定量入れ、その中に予め超純水で表面を充分に 洗浄した上記試験片を投入する。（ィ）上記ビーカを 80°Cに加温した恒温槽に lhセ ットし、試験片の表面および内部に含有するイオンを超純水中に溶出させる。他方、 試験片を投入しない純水のみ入ったビーカも同様に 80°Cに加温した恒温槽に lhセ ットし、これをブランクとする。（ゥ）上記で準備した、試験片を投入した超純水に含有 するイオン量を、イオンクロマトグラフィにより測定する（測定値 A)。別途ブランクに含 有するイオン量も同様に測定する (測定値 B)。（ェ)測定値 Aから測定値 Bを減算し、 イオン溶出の有無を確認する。
なお、合否判定基準としては、イオンクロマトグラフィに一般的に使用されるカラムに て分析可能なイオン (下記の表 1を参照）を検出対象イオンとした。表に記載のイオン が検出されなければ合格 (〇）、検出されれば不合格 ( X )とした。
[表 1]
検出対象 一覧
Figure imgf000020_0001
(2)体積抵抗 [ Ω -cm]
図 8に示す組成の材料で形成した試験片を用いて、 JIS 7194による四探針法に より測定を行った。合否判定基準としては、 1.0 Χ 106 Ω ·«η以下を合格 (〇）、 1.0 X 106 Ω · cmを超えるものを不合格 ( X )とした。 (3)リング摩耗深さ [ μ m]および
(4)摺動相手材の摩耗深さ [ μ m]
図 8に示す組成の材料で形成したリング状の試験片を、潤滑油中でディスク状の摺 動相手材に所定荷重で押し当てた状態でディスク側を回転させるリングオンディスク 試験にて測定した。具体的には、 φ 21mm (外径） X φ 17mm (内径） X 3mm (厚み )のリング状試験片を使用した。また、表面粗さ RaO. 04 m、 φ 30mm (直径） X 5 mm (厚み）の SUS420製のディスク材を摺動相手材として使用した。潤滑油には、 ジエステル油としてジ（2—ェチルへキシル）ァゼレートを使用した。この潤滑油の 40 °Cにおける動粘度は、 10. 7mm2Zsである。リングオンディスク試験中、供試体に対 する摺動相手材の面圧は 0. 25MPa、回転速度 (周速）は 1. 4m/min,試験時間 は 14h、油温は 80°Cとした。合否判定基準について、リング摩耗深さに関しては、 3 m以下を合格 (〇）、 を超えるものを不合格（X )とし、摺動相手材の摩耗深さ に関しては、 2 m以下を合格（〇）、 2 mを超えるものを不合格（X )とした。
(5)接着力 [N]
図 8に示す組成の材料で、ハウジングを模擬したカップ状試験片く 1〉を製作した。 形状および寸法は、（0)線膨張係数比の試験時に製作したカップ状試験片と同じで ある。なお、ハウジング模擬試験片く 1〉の内周に砲金製のブッシュを圧入し、以下の 抜去時に試験片く 1〉の変形が生じないようにした。一方、図 8に示す材料で φ 20m m X φ 10mm X 10mmのブラケット模擬試験片〈2〉を製作し、この試験片〈2〉の中央 部に、試験片く 1〉との接着隙間が直径すき間で となるよう内径寸法を規定し た孔をカ卩ェした。試験片〈1〉および〈2〉を充分に脱脂し、図 8の組成 No. 6〜No. 8 に係る試験片く 1〉については、その接着面 (試験片く 1〉の外周面）にプライマを塗布 した。また、全ての試験片く 2〉の接着面 (試験片く 1〉を試験片く 2〉に挿入した際、試 験片く 1〉と相対する試験片く 2〉の表面）に嫌気性接着剤を塗布した。その後試験片く 1〉を試験片く 2〉に挿入し、 90°C X lhで加熱硬化させた。なお、嫌気性接着剤として 、スリーボンド社製「TB1359D」を、プライマとして、スリーボンド社製「TB1390F」を それぞれ使用した。また、嫌気性接着剤の塗布量を約 10mg、プライマの塗布量を約 lmg (溶剤分揮発後の成形体の重量増加分として測定)とした。その後、試験片く 2〉 力 試験片く 1〉を引抜き、抜去時における最大荷重を接着力とした。合格判定基準と しては、接着力が 1000Nを超えるものを合格（〇）、 1000N以下のものを不合格（X )とした。
[0081] 図 9および図 10に、各実施品および比較品の評価項目（0)〜（5)に関する評価結 果を示す。比較品 1、 2のように、ブラケット模擬試験片の線膨張係数に対するハウジ ング模擬試験片の線膨張係数の比が過小だと (0. 5未満だと)、十分な接着力を得 ることができない。また、比較品 3、 4のように、上記線膨張係数比が過大であっても（ 2. 0を超えると）、十分な接着力を得ることができない。これに対して、本発明に係る 実施品 1〜8では、接着力をはじめ、耐摩耗性 (リングおよび相手材の摩耗深さ）、清 浄度 (イオンの不溶性)、静電除去性 (体積抵抗)等全ての面にぉ ヽて優れた結果が 得られた。
図面の簡単な説明
[0082] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る流体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 2]第 1実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
[図 3]軸受スリーブの断面図である。
[図 4]ハウジングの上端面図である。
[図 5]本発明の第 2実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
[図 6]本発明の第 3実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
[図 7]本発明の第 4実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
[図 8]実施品および比較品に用いる材料の組成を示す図である。
[図 9]実施品の試験結果を示す図である。
[図 10]比較品の試験結果を示す図である。
符号の説明
[0083] 1、 11、 21、 31 流体軸受装置
2 12 軸
2a 外周面
2b、 12b フランジ部 3 回転部材
4 ステータコィノレ
5 ロータマグネット
6 ブラケット
7、 17、 27 ハウジング
7a スラスト軸受面
7e、 17c、 27c 接着固定面
8 軸受スリーブ
9 ハブ部
10 蓋部材
37 軸受部材
R1、R2 ラジアル軸受部
T1、T2、T11、T12 スラスト軸受部

Claims

請求の範囲
[I] 軸部材と、ブラケットと、ラジアル軸受隙間に形成した流体膜で軸部材をラジアル方 向に回転自在に支持するラジアル軸受部と、ブラケットの内周面に接着固定される接 着固定面とを備えた流体軸受装置において、
接着固定面を有する部材の線膨張係数をブラケットの線膨張係数で除した値が 0.
5以上 2. 0以下であることを特徴とする流体軸受装置。
[2] さらに、内周面が軸部材の外周面との間でラジアル軸受隙間を形成する軸受スリー ブと、内周に軸受スリーブが固定され、外周に接着固定面が形成されたハウジングと を備える請求項 1記載の流体軸受装置。
[3] さらに、内周面が軸部材の外周面との間でラジアル軸受隙間を形成し、かつ、外周 面に接着固定面を形成した軸受部材を備える請求項 1記載の流体軸受装置。
[4] 接着固定面を有する部材とブラケットとの接着固定に使用する接着剤が、嫌気性接 着剤若しくはエポキシ系接着剤である請求項 1記載の流体軸受装置。
[5] 接着固定面を有する部材およびブラケットの何れか一方又は双方が金属材料で形 成される請求項 1記載の流体軸受装置。
[6] 接着固定面を有する部材およびブラケットの何れか一方又は双方が榭脂組成物で 形成される請求項 1記載の流体軸受装置。
[7] ポリフエ二レンサルファイド (PPS)がベース榭脂として榭脂組成物に含まれる請求 項 6記載の流体軸受装置。
[8] 炭素繊維が充填材として榭脂組成物に含まれる請求項 6又は 7記載の流体軸受装 置。
[9] 無機化合物が充填材として榭脂組成物に含まれる請求項 6又は 7記載の流体軸受 装置。
[10] Na含有量が 2000ppm以下の榭脂組成物である請求項 6又は 7記載の流体軸受 装置用ハウジング。
[I I] ポリフ 二レンサルファイド (PPS)はリニア型である請求項 7記載の流体軸受装置 用ハウジング。
[12] 炭素繊維の引張り強さが 3000MPa以上である請求項 8記載の流体軸受装置用ハ ウジング。
[13] 炭素繊維は、 PAN系繊維である請求項 8記載の流体軸受装置用ハウジング。
[14] 炭素繊維のアスペクト比が 6.5以上である請求項 8記載の流体軸受装置用ハウジン グ。
[15] 榭脂組成物中に、炭素繊維が 10vol%以上 35vol%以下含まれる請求項 8記載の 流体軸受装置用ハウジング。
[16] 無機化合物が、ホウ酸アルミニウムウイスカである請求項 9記載の流体軸受装置用 ノヽウジング。
[17] 請求項 1〜16の何れか記載の流体軸受装置と、ステータコイルと、ステータコイルと の間に励磁力を生じるロータマグネットとを備えるモータ。
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