WO2007007481A1

WO2007007481A1 - 動圧軸受装置

Info

Publication number: WO2007007481A1
Application number: PCT/JP2006/311061
Authority: WO
Inventors: Isao Komori; Kenji Hibi; Yasuhiro Yamamoto
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-01-18
Also published as: US20090148084A1; CN101006280A; CN101006280B; JP2007024146A; KR20080027455A

Abstract

　高強度な軸部材を備え、高い軸受性能を維持可能な動圧軸受装置を低コストに提供する。　軸素材２３は、樹脂よりも高強度の材料で形成された軸部分２３ａと、当該軸部分２３ａの外径側に張り出した突出部分２３ｂとを一体に備える。軸部材２は、前記軸素材２３と、前記軸素材２３の突出部分２３ｂの少なくとも一方の端面を被覆し、スラスト軸受隙間に面する樹脂部２４とを備える。

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、軸受隙間に生じた流体 (潤滑流体)の動圧作用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、 FDD等の磁気ディスク装置、 CD-ROM, CD-R/RW, DVD—ROMZRAM等の光ディスク装置、 MD、 M O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)用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、あるいは軸流ファンなどの小型モータに使用する軸受として好適である。

[0003] 上記の動圧軸受装置は、ラジアル軸受部を動圧軸受で構成するとともに、スラスト軸受部をピボット軸受などで構成し、接触支持するタイプ (いわゆる接触タイプ)と、ラジアル軸受部とスラスト軸受部の双方を動圧軸受で構成するタイプ ( ヽゎゆる非接触タイプ)などがあり、用途や要求特性に応じて適宜使い分けられている。

[0004] このうち、非接触タイプの動圧軸受装置の一例として、軸部材を軸部とフランジ部とで構成したものが知られている。例えば、特開 2003— 314537号公報 (特許文献 1) には、軸部を金属材料で、フランジ部を榭脂材料でそれぞれ形成したものが開示されている。また、特開 2001— 41246号公報 (特許文献 2)には、軸部とフランジ部を共に金属材料で形成したものが開示されてヽる。

特許文献 1：特開 2003— 314537号公報

特許文献 2：特開 2001— 41246号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上記特許文献 1に開示された動圧軸受装置では、金属製の軸部をアウトサート部品として樹脂の射出成形でフランジ部を形成することで軸部材を形成して、る。しかしながら、このようなアウトサート成形では、金属製の軸部と榭脂製のフランジ部の付け根は強度的に弱くなり、特に軸部材に軸方向の荷重が作用した場合には、軸部とフランジ部の付け根部分力せん断破壊を生じる恐れがある。

[0006] 一方、上記特許文献 2に開示された動圧軸受装置では、軸部とフランジ部とを別体に金属材料で形成し、両者を溶接固定することで軸部材が形成されている。溶接は、例えば接着や圧入と比較して両者の連結強度を高めることができるが、軸部材の強度は当該溶接強度に依存するため強度のバラツキが発生する恐れがあることにカロえ、加工コストが高騰する。

[0007] 本発明の課題は、高強度な軸部材を備え、高!、軸受性能を維持可能な動圧軸受装置を、低コストに提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 上記課題を解決するため、本発明に係る動圧軸受装置は、軸受部材と、軸受部材の内周に挿入される軸部を備えた軸部材と、ラジアル軸受隙間に生じる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、スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とを備えるものであって、軸部材が、軸部を構成する軸部分および当該軸部分の外径側に張り出した突出部分を一体形成してなる軸素材と、突出部分の少なくとも一方の端面を被覆し、スラスト軸受隙間に面した榭脂部とを備えることを特徴とするものである。

[0009] 上記本発明の構成によれば、軸素材の突出部分とこれを被覆する榭脂部とでスラスト軸受隙間に面するフランジ部が形成される。突出部分は軸部を構成する軸部分と一体に形成されているから、軸部とフランジ部の連結強度を飛躍的に向上させることができ、軸方向荷重に対するせん断強度の向上が図られる。また、従来のように別途溶接を行う必要がないため、工程数を減じて製造コストを低減することができることに加え、連結部分での強度のバラツキの発生を防止することができる。

[0010] フランジ部は、例えば上記軸素材を金型内に固定した状態で必要箇所に榭脂材料を射出することにより形成される (インサート成形あるいはアウトサート成形)。フランジ部の成形精度、例えばフランジ部両端面の平面度やフランジ部と軸部の間の直角度は、成形型の型精度に依存することとなる。従って、型精度が確保されていれば、少なくとも軸素材の突出部分の精度は榭脂部の成形精度に悪影響を及ぼさない範囲でラフなものにすることができる。射出成形でフランジ部の平面度や直角度が高精度ィ匕されることにより、フランジ部の端面と、この端面と対向する面との間に形成されるスラスト軸受部における軸受性能を高精度に維持することができる。また、フランジ部は榭脂で被覆されているので、動圧軸受装置の起動'停止時におけるスラスト方向での摺動特性を向上し、耐摩耗性を向上させることができる。

[0011] 軸素材の突出部分だけでなぐ軸部分の外周面も榭脂部で被覆することができる。

この構成であれば、軸素材のうち、突出部分だけでなぐ軸部分の精度も榭脂部の成形精度に悪影響を及ぼさない範囲でラフなものにすることができる。また、射出成形により、上記スラスト軸受部のみならず、ラジアル軸受部における軸受性能も高精度に維持することができる。さらに、ラジアル方向での起動 ·停止時における摺動特性も向上させることができるので、耐摩耗性をより一層向上させることができる。

[0012] 榭脂部のスラスト軸受隙間に面する部分、および榭脂部のラジアル軸受隙間に面する部分の一方または双方には、各軸受隙間に流体動圧を発生させるための動圧発生部を形成するのが望ましい。この場合、動圧発生部は、榭脂の射出成形と同時に形成することができる。従って、別途動圧発生部を形成する工程を省略し、動圧軸受装置の更なる低コストィ匕を図ることができる。

[0013] ところで、射出成形後、榭脂部が固化する際には榭脂の収縮が生じる。収縮は、榭脂部の肉厚に応じて変化するので、榭脂部の肉厚を一定方向（例えば円周方向）で不均一化すれば、榭脂部の収縮量をコントロールすることができ、この収縮量の差 (ヒケ)からラジアル軸受部ゃスラスト軸受部の動圧発生部を形成することが可能となる。例えば軸素材のうち、軸部分の外周面を非真円形状とし、これに対向する金型成形面をこれと異なる形状 (例えば真円形状）にして射出成形すれば、榭脂部の固化後は、収縮量の相違により、榭脂部の外周面が多円弧面等の非真円形状となるので、これをラジアル軸受部の動圧発生部として利用することが可能となる。また、軸素材のうち、突出部分の端面形状を凹凸形状とし、これに対向する金型成形面を凹凸のな、平坦形状としても、同様に収縮量の相違力も榭脂部の端面がステップ面 (ある、は波状面)等の凹凸面となるので、これをスラスト軸受部の動圧発生部として利用することが可能となる。

[0014] 以上の構成を有する動圧軸受装置は、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等のディスク装置用のスピンドルモータに好ましく使用することができる。

発明の効果

[0015] 以上から明らかなように、本発明によれば、高強度な軸部材を備え、高い軸受性能を維持可能な動圧軸受装置を低コストに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

[0016] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

[0017] 図 2は、本発明にかかる動圧軸受装置 (流体動圧軸受装置） 1を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を示している。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、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タータコイル 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。ステータコィル 4はブラケット 6の外周に取り付けられ、ロータマグネット 5は、ディスクハブ 3の内周に取り付けられている。ディスクハブ 3は、その外周に磁気ディスク等のディスク Dを一枚または複数枚保持する。また、ブラケット 6の内周には動圧軸受装置 1のハウジング 7が取り付けられ、これにより動圧軸受装置 1がブラケット 6に固定される。ステータコィル 4に通電すると、ステータコイル 4とロータマグネット 5との間に発生する電磁力でロータマグネット 5が回転し、それに伴ってディスクハブ 3、軸部材 2がー体となって回転する。

[0018] 図 3は、上記スピンドルモータで使用される動圧軸受装置 1の一例を示す拡大断面図である。この動圧軸受装置 1は、一端に開口部 7aを有するハウジング 7と、ハウジング 7の内周に固定された円筒状の軸受スリーブ 8と、軸部 21およびフランジ部 22からなる軸部材 2と、ハウジング 7の開口部 7aに固定されたシール部材 9とを主要な構成部材として具備する。本実施形態では、ハウジング 7と軸受スリーブ 8とで軸受部材が構成される。なお、以下では、説明の便宜上、シール部材 9によってシールされる側を上側、その軸方向反対側を下側として説明を進める。 [0019] ノヽウジング 7は、例えばステンレス鋼や黄銅等の金属材料ある!/ヽは榭脂材料で形成され、円筒状の側部 7bと、側部 7bの下端側開口を封口する底部 7cとを別体構造として備えている。本実施形態では、底部 7cの上側端面 7clは、動圧溝等のない平坦な平滑面として形成されている。なお、ハウジング 7の側部 7bと底部 7cとは、金属材料あるいは榭脂材料で一体に形成することもできる。

[0020] 軸受スリーブ 8は、円筒状に形成され、ハウジング 7の内周面に固定される。軸受スリーブ 8は、例えば焼結金属力なる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体、あるいは黄銅等の軟質金属で形成される。本実施形態において、軸受スリーブ 8の内周面 8aは、動圧溝等のない平滑な円筒面として形成されている。また軸受スリーブ 8の下側端面 8cも、動圧溝等のない平滑な平坦面として形成されている。

[0021] ハウジング 7の上端開口部 7aには、金属材料あるいは榭脂材料で形成されたシール部材 9が圧入、接着等の手段で固定されている。この実施形態でシール部材 9は環状をなし、ハウジング 7とは別体に形成されている。シール部材 9の内周面 9aは、軸部 21のテーパ面 21bと所定容積のシール空間 Sを介して対向する。軸部 21のテーパ面 21bは、上方に向力うにつれ漸次縮径しており、軸部材 2の回転に伴い遠心力シールとしても機能する。シール部材 9で密封された動圧軸受装置 1の内部空間には流体としての潤滑油が充満され、この状態では、潤滑油の油面はシール空間 S の範囲内に維持される。なお、部品点数の削減および組立工数の削減のため、シール部材 9をノヽウジング 7と一体にすることもできる。

[0022] 軸部材 2は、ステンレス鋼等力もなる金属製の軸素材 23と軸素材 23を被覆する榭脂部 24とからなる複合構造をなす。金属製の軸素材 23は、軸部分 23aと軸部分 23a の外径側に張り出した突出部分 23bとからなる一体構造をなし、例えば鍛造によって成形される。榭脂部 24との間で回り止めを図るため、軸部分 23aの外周面や突出部分 23bの外周面にはローレット加工等で円周方向に凹凸を形成し、あるいはこれら外周面の断面形状を非真円形状するのが望ましい。榭脂部 24は、軸素材 23をインサート部品 (もしくはアウトサート部品）として射出成形され、突出部分 23bの外周面および両端面を被覆する部分と、軸部分 23aの外周面を被覆する部分とで構成される。榭脂部 24は、少なくとも後述するラジアル軸受面 A、およびスラスト軸受面 B、 Cとなる領域を被覆してヽれば足り、必要に応じてこれ以外の領域 (例えば軸部分 23aの上端面も含む軸部分 23aの全面）を榭脂部 24で被覆してもよい。以上の構成から、軸素材 23の軸部分 23aとこれを被覆する榭脂部 24とで軸部材 2の軸部 21が構成され、軸素材 23の突出部分 23bと、これを被覆する榭脂部 24とで円盤状のフランジ部 22が構成される。

[0023] 金属製の軸素材 23として、鍛造成形品を例示したが、軸素材 23がー体に形成され、かつ必要な強度が得られる限り、軸素材 23の加工方法は特に問わない。例えば、軸素材 23を金属粉末とバインダーを用いた金属粉末射出成形 ( 、わゆる MIM成形 )、あるいは低融点金属の射出成形等の手段で型成形することもできる。また、軸素材 23は、必要強度を確保できる限り金属以外の材料で形成することもでき、例えばセラミックスで形成することもできる。セラミックス製の軸素材 23は、例えばセラミックス粉末とバインダーを用いたセラミックス粉末射出成形 ( 、わゆる CIM成形)で形成することができる。この他、軸素材 23を金属やセラミックスの焼結体で形成することもできる。

[0024] 榭脂部 24を形成する榭脂材料としては、射出成形可能な熱可塑性榭脂であれば特に限定されず、非晶性榭脂'結晶性榭脂の何れもが使用可能である。非晶性榭脂としては、例えば、ポリサルフォン（PSU)、ポリエーテルサルフォン（PES)、ポリフエ二ルサルフォン (PPSU)等を使用することができる。また、結晶性榭脂としては、例えば LCP (液晶ポリマー）、 PPS (ポリフエ-レンサルファイド）、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン)等が使用可能である。これら榭脂材料には、機械的強度や導電性をはじめ様々な特性を付与するため、例えばガラス繊維、炭素繊維、あるいは導電材等の充填材を適宜配合することができる。充填材は、一種だけでなぐ二種以上を混合して配合することもできる。

[0025] フランジ部 22 (榭脂部 24)の上側端面 22aおよび下側端面 22bには、図 1Bに示すように、動圧発生部として例えばスパイラル状に配列された複数の動圧溝 22blが形成される（なお、図 1Bは下側端面 22bに形成した動圧溝 22blを例示している）。上側端面 22aの動圧溝を有する環状領域が第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸受面 Bを構成し、下側端面 22bの動圧溝を有する環状領域が第 2スラスト軸受部 T2のスラスト軸受面 Cを構成する。上側端面 22a、下側端面 22bに形成された何れの動圧発生部 (動圧溝)も、フランジ部 22のインサート成形と同時に型成形することができるため、別途動圧溝を形成する手間を省き、製造コストの低減を図ることができる。なお、動圧溝形状としては、上記のスパイラル状の他、ヘリングボーン状、あるいは放射状等任意の形状にすることもできる。

[0026] また、軸部 21 (榭脂部 24)の外周面 21aには、図 3あるいは図 1Aに示すように、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 Aとなる上下 2つの領域が軸方向に離隔して設けられている。上記 2つの領域には、動圧発生部として、例えばヘリングボーン形状に配列された動圧溝 2 la 1、 2 la2がそれぞれ形成されている。この動圧溝 21al、 21a2も、上記のスラスト軸受面同様、インサート成形時に型成形される。上側の動圧溝 21alは、軸方向中心 m (上下の傾斜溝間領域の軸方向中央）に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心 mより上側領域の軸方向寸法 XIが下側領域の軸方向寸法 X2よりも大きくなつている。そのため、軸部材 2 の回転時、上側の動圧溝 21alによる潤滑油の引き込み力（ボンビング力）は下側の対称形の動圧溝 21a2に比べ相対的に大きくなる。

[0027] 軸部材 2の軸部 21は軸受部材 8の内周に挿入され、フランジ部 22は軸受部材 8の下側端面 8cと、底部 7cの上側端面 7clとの間に収容される。上記構成の動圧軸受装置 1において、軸部材 2が回転すると、軸部 21の外周面 21aのラジアル軸受面 A は、それぞれ軸受部材 8の内周面 8aとラジアル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、ラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油による動圧作用が発生し、その圧力によって軸部材 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とが形成される。

[0028] また、軸部材 2が回転すると、軸部材 2のフランジ部 22の上側端面 22aに形成されたスラスト軸受面 Bは、軸受スリーブ 8の下側端面 8cとスラスト軸受隙間を介して対向する。そして軸部材 2の回転に伴い、スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧作用を発生し、その圧力によって軸部材 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が形成される。同様に、軸部材 2が回転すると、フランジ部 22 の下側端面 22bに形成されたスラスト軸受面 Cは、ハウジング 7の底部 7cの上側端面 7clとスラスト軸受隙間を介して対向する。軸部材 2の回転に伴い、スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油が動圧作用を発生し、その圧力によって軸部材 2をスラスト方向に回転自在に非接触支持する第 2スラスト軸受部 T2が形成される。

[0029] なお、軸部材 2の回転中は、潤滑油がハウジング 7の底部 7c側に押し込まれるため、このままではスラスト軸受部 Tl、 Τ2のスラスト軸受隙間での圧力が極端に高まり、これに起因して潤滑油中での気泡の発生や潤滑油の漏れ、ある、は振動の発生が懸念される。この場合でも、例えば図 3に示すように、軸受スリーブ 8の外周面 8dおよびシール部材 9の下側端面 9bにスラスト軸受隙間（特に第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間）とシール空間 Sを連通する循環路 10a、 10bを設ければ、この循環路 10a 、 10bを通って潤滑油がスラスト軸受隙間とシール空間 Sとの間で流動するため、か力る圧力差が早期に解消され、上記の弊害を防止することができる。図 3では一例として、循環路 10aを軸受スリーブ 8の外周面 8dに、循環路 10bをシール部材 9の下側端面 9bに形成する場合を例示している力循環路 10aをハウジング 7の内周面に、循環路 10bを軸受スリーブ 8の上側端面 8bに形成することもできる。

[0030] 本発明では、上述のように、軸部材 2において、軸素材 23の軸部分 23aと突出部分 23bとが、それぞれ軸部 21の芯材およびフランジ部 22の芯材として機能するため、表面が榭脂で形成されているにも関わらず、軸部 21およびフランジ部 22のそれぞれで高い剛性を確保することができる。また、軸素材 23の軸部分 23aと突出部分 23bとがー体に構成されているため、軸部 21とフランジ部 22の連結強度を飛躍的に向上させることができ、軸方向荷重に対するせん断強度の向上が図られる。また、溶接等による連結作業が不要なため、加工コストの低減を図ることができることに加え、溶接精度の良否による強度のバラツキを抑えることができる。

[0031] 軸部材 2には、軸部 21とフランジ部 22の間の直角度や、フランジ部 22の両端面 22 a、 22bの平面度、および平行度等の様々な精度を要求される。本発明においては、軸部材 2に要求される上記の各種精度は、榭脂部 24を形成する際の型精度を高めることで確保することができるため、軸素材 23自体の各種精度は榭脂部 24の成形精度に悪影響を及ぼさない程度にラフなもので足りる。従って、入念な仕上げ加工を省略して軸素材 23の製作コストを低減することができる。 [0032] また、上記構成によれば、ラジアル軸受隙間に面する軸部 21の外周面 21a、およびスラスト軸受隙間に面するフランジ部 22の両端面 22a、 22bが榭脂材料となるので、特に動圧軸受装置 1の起動 ·停止時における相手側部材 (軸受部材 8やハウジング底部 7c)との接触の際にも、軸部材 2の摺動特性を向上し、相互の摩耗による回転性能の低下を防止することができる。

[0033] なお、榭脂部 24の肉厚が過大であると、その固ィ匕 '収縮に伴って生じるヒケの影響が大となり、軸部 21の外周面の円筒度、フランジ部 22の両端面の平面度や平行度等について必要精度を確保することが難しくなる。一方、榭脂部 24の肉厚が過小であると、射出成形時における型内での榭脂の流動性が低下して成形精度に悪影響を及ぼすおそれがあり、さらには軸素材 23の精度がラフである場合には、たとえ型精度を高めても榭脂部 24でその成形精度を確保するのが難しくなる恐れがある。以上の理由から、榭脂部 24の肉厚は、 0. lmm〜2. Ommの範囲内、より好ましくは 0. 2 mn！〜 1. Ommの範囲内に設定するのが望ましい。

[0034] 以上の説明では、軸部 21の外周面やフランジ部 22の両端面 22bl、 22b2を全て榭脂部 24で被覆した場合を例示してヽるが、軸部 21の外周面やフランジ部 22の何れか一方の端面では、榭脂部 24で被覆することなく軸素材 23の表面を露出させ、この露出した表面に動圧発生部を有するラジアル軸受面 Aゃスラスト軸受面 (Bまたは C)を直接形成してもよい。この場合、軸素材 22表面の各軸受面は、転造や鍛造等の塑性カ卩ェで形成することができる。また、以上の説明では、軸部 21の外周面ゃフランジ部 22の両端面 22bl、 22b2に、ラジアル軸受面 Aおよびスラスト軸受面 B、 C を形成した場合を例示しているが、これらの軸受面 A〜Cは、軸部 21の外周面ゃフランジ部 22の両端面 22bl、 22b2と対向する面、具体的には軸受スリーブ 8の内周面 8a、軸受スリーブ 8の下側端面 8c、あるいは底部 7cの上側端面 7clに形成することもできる。この場合、これら軸受面 A〜Cに対向する榭脂部 24の表面は、何れも動圧溝のない平滑面となる。

[0035] 以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、以下の図 4〜図 6に示す動圧軸受装置においても、好ましく適用することができる。なお、図 1および図 3に示す実施形態と同一の構成部材および要素には、同一記号を付与し、重複説明は省略する。

[0036] 図 4は、本発明の構成を有する動圧軸受装置 1の他の実施形態を示すものである。

この実施形態においては、図 3において別体であったノヽウジング 7 (側部 7b)と軸受スリーブ 8とが、一体の軸受部材 18で構成されている。軸受部材 18は内周に軸部 21を挿入可能なスリーブ部 18bと、スリーブ部 18bの外径側力も軸方向上方に延び、その内周にシール部材 9を固定可能にするシール固定部 18aと、スリーブ部 18bの外径側から軸方向下方に延びその内周に底部 7cを固定可能にする底固定部 18cとからなる。この形態では、部品点数の削減および組立工数の削減を図ることができるため、動圧軸受装置 1をより一層低コストィ匕することができる。

[0037] 図 5は、動圧軸受装置 1の他の実施形態を示すものである。この動圧軸受装置 1のスラスト軸受部 Tは、ハウジング 7の開口部側に位置し、一方のスラスト方向で軸部材 2を軸受スリーブ 8に対して非接触支持する。軸部材 2の下端よりも上方にフランジ部 22が設けられ、このフランジ部 22の下側端面 22bと軸受スリーブ 8の上側端面 8bとの間にスラスト軸受部 Tが形成される。ハウジング 7の開口部内周にはシール部材 9 が装着され、シール部材 9の内周面 9aと軸部材 2の軸部 21の外周面 21aとの間にシール空間 Sが形成される。シール部材 9の下側端面 9bはフランジ部 22の上側端面 2 2aと軸方向隙間を介して対向しており、軸部材 2が上方へ変位した際には、フランジ部 22の上側端面 22aがシール部材 9の下側端面 9bと係合し、軸部材 2の抜け止めがなされる。

[0038] 図 6は、動圧軸受装置 1の他の実施形態を示すものである。この実施形態では、図 3および図 4に示すものと比べ軸部材 2のフランジ部 22の軸方向幅を拡大させ、フランジ部 22 (を形成する榭脂部 24)の外周面 22cに動圧発生部としての動圧溝 22a2 が形成されている。第 1ラジアル軸受部 R1は、軸部 21の外周面 21aとこれに対向する軸受部材 18の小径内周面 18b4との間に形成され、第 2ラジアル軸受部 R2は、フランジ部 22の外周面 22cとこれに対向する軸受部材 18の大径内周面 18b5との間に形成される。この実施形態では、第 1スラスト軸受部 T1と第 2スラスト軸受部 T2の間の軸方向幅が拡大し、さらに第 2ラジアル軸受部 R2が図 3および図 4に示す実施形態よりも外径側に形成されるため、ラジアル軸受剛性およびスラスト軸受剛性を高めることができ、モーメント荷重に対する耐カを向上させることができる。

[0039] 以上説明した実施形態では、ラジアル軸受部 Rl、 R2のラジアル軸受面に形成される動圧発生部として、ヘリングボーン状やスパイラル状の動圧溝を例示して、るが、ラジアル軸受部 Rl、 R2を、この他にもいわゆる多円弧軸受ゃステップ軸受、あるいは非真円軸受で構成してもよい。これらの軸受ではそれぞれ、多円弧面、ステップ面、調和波形等の波状面が動圧発生部として形成される。

[0040] 図 7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。同図において、軸部 21 (榭脂部 24)の外周面のラジアル軸受面となる領域力複数の円弧面 21a3で構成されている（この図では 3円弧面)。各円弧面 21a3は、それぞれ回転軸心 O力も等距離オフセットした点を中心とする偏心円弧面であり、円周方向で等間隔に形成される。各偏心円弧面 21a3の間には軸方向の分離溝 21a4がそれぞれ形成される。

[0041] 上記構成の軸部 21を軸受スリーブ 8の内周面 8aに挿入することにより、軸部 21外周の偏心円弧面 21a3および分離溝 21a4と、軸受スリーブ 8の内周面 8aとの間に、ラジアル軸受部 Rl、 R2の各ラジアル軸受隙間がそれぞれ形成される。ラジアル軸受隙間のうち、偏心円弧面 21a3と内周面 8aとで形成される領域は、隙間幅を円周方向の一方で漸次縮小させたくさび状隙間 21a5となる。なお、くさび状隙間 21a5の縮小方向は軸部 21の回転方向に一致している。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。

[0042] 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他の例を示している。この例では、図 7に示す構成において、各円弧面 21a3の最小隙間側の所定領域 0力それぞれ回転軸心 Oを曲率中心とする同心の円弧で構成されている。従って、各所定領域 0において、ラジアル軸受隙間（最小隙間） 21a6は一定になる。このような構成の多円弧軸受は、テーパ 'フラット軸受と称されることもある。

[0043] 図 9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他の例を示している。この例では、軸部 21 (榭脂部 24)の外周面のラジアル軸受面となる領域力複数の円弧面 21a7 (この図では 3円弧面)で構成されている。各円弧面 21a7の中心は、それぞれ、回転軸心 O力等距離オフセットされている。各円弧面 2 la7で区画される各領域において、ラジアル軸受隙間 21a8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。なお、各円弧面 21a7の相互間の境界部に、分離溝を形成しても良い。

[0044] 以上の各例における多円弧軸受は、いわゆる 3円弧軸受である力これに限らず、いわゆる 4円弧軸受、 5円弧軸受、さらに 6円弧以上の数の円弧面で構成された多円弧軸受を採用しても良い。

[0045] 以上に述べたラジアル軸受部 Rl、 R2の動圧溝、多円弧面、ステップ面等の動圧発生部は、射出成形後の榭脂部 24の固化で生じるヒケを利用して形成することもできる。これは、榭脂部 24の肉厚を円周方向で不均一にすることにより、円周方向で生じる収縮量に差 (ヒケ)を持たせることで前記動圧発生部を形成するもので、例えば軸素材 23の軸部分 23aの外周面を断面非真円状に形成すると共に、これに対向する金型成形面を断面真円状に形成して形成してインサート成形を行えば、榭脂部 24の肉厚を円周方向で不均一化して収縮量に差を持たせることができる。

[0046] 図 10は一例として軸素材 23を構成する軸部分 23aを断面多角形状（図示例では、断面略三角形状）に形成すると共に、金型成形面 21a'を断面真円状に形成したものである（図 10A参照)。この場合、榭脂部 24の固化に伴い、榭脂部 24の薄肉領域よりも、榭脂部 24の厚肉領域で、図 10B中に示す矢印方向の収縮が顕著に発生するため、榭脂部 24の外周面 21aに動圧発生部としての多円弧面を形成することができる。

[0047] 図 11は、他例として軸部分 23aの外周面に半径方向の突出部 26を円周方向等間隔に設けると共に、金型成形面 21a'を断面真円状に形成したものである。この場合も、榭脂部 24の固化に伴い、榭脂部 24の肉厚の相違による収縮量の差から、榭脂部 24の外周面に動圧発生部としてのステップ面を形成することができる。

[0048] また、以上説明した実施形態では、スラスト軸受部 T、 Tl、 Τ2のスラスト軸受面に形成される動圧発生部として、スパイラル状に配列した動圧溝を例示しているが、スラスト軸受部 Τ、 Tl、 Τ2はこの他にも、スラスト軸受面にステップ面を形成したいわゆるステツプ軸受、いわゆる波型軸受 (ステップ型が波型になったもの）等で構成することもできる（図示省略)。

[0049] なお、スラスト軸受部 T、 Tl、 Τ2の動圧発生部も、図 10および図 11に示すものと同様の手法で形成することができる。例えば動圧発生部としてステップ面を形成する場合、軸素材 23の突出部分 23bの端面をステップ状に形成すると共に、これに対向する金型成形面を凹凸のない平坦面としてインサート成形すれば、円周方向で生じる収縮量の差により、榭脂部 24の端面にステップ面を形成することが可能となる。

[0050] 以上の実施形態では、動圧軸受装置 1の内部に充満し、ラジアル軸受隙間ゃスラスト軸受隙間に動圧を発生させるための流体として潤滑油を例示したが、これ以外にも各軸受隙間に動圧を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。

図面の簡単な説明

[0051] [図 1A]軸部材の断面図である。

[図 1B]軸部材の下側端面を示す平面図である。

[図 2]動圧軸受装置を組み込んだスピンドルモータの一例を示す断面図である。

[図 3]本発明の構成を有する動圧軸受装置の断面図である。

[図 4]動圧軸受装置の他の形態を示す断面図である。

[図 5]動圧軸受装置の他の形態を示す断面図である。

[図 6]動圧軸受装置の他の形態を示す断面図である。

[図 7]ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。

[図 8]ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。

[図 9]ラジアル軸受部の他の形態を示す断面図である。

[図 10A]軸部材を射出成形する際の軸部の断面図である。

[図 10B]榭脂部の固化後における軸部の断面図である。

[図 11]榭脂部の固化後における軸部の他の形態を示す断面図である。

符号の説明

[0052] 1 動圧軸受装置

2 軸部材

3 ディスクハブ 4 ステータコイル

5 ロータマグネット

7 ハウジング

7b 側部

7c 底部

8 軸受スリーブ

9 シール部材

21 軸部

22 フランジ咅

23 軸素材

23a 軸部分

23b 突出部分

24 榭脂部

A ラジアル軸受面

B C スラスト軸受面

R1 第 1ラジアル軸受部 R2 第 2ラジアル軸受部 S シール空間 T1 第 1スラスト軸受部 T2 第 2スラスト軸受部

Claims

請求の範囲

[1] 軸受部材と、軸受部材の内周に挿入される軸部を備えた軸部材と、ラジアル軸受隙間に生じる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、スラスト軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部とを備える動圧軸受装置にぉ、て、

軸部材が、軸部を構成する軸部分および当該軸部分の外径側に張り出した突出部分を一体形成してなる軸素材と、突出部分の少なくとも一方の端面を被覆し、スラスト軸受隙間に面した榭脂部とを備えることを特徴とする動圧軸受装置。

[2] 榭脂部が、さらに軸部分の外周面を被覆している請求項 1記載の動圧軸受装置。

[3] 榭脂部が、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間の一方又は双方に流体動圧を発生させるための動圧発生部を有することを特徴とする請求項 1又は 2何れか記載の動圧軸受装置。

[4] 動圧発生部が、榭脂部の収縮量の差で形成されて!ヽることを特徴とする請求項 3記載の動圧軸受装置。

[5] 請求項 1〜4の何れかに記載の動圧軸受装置と、ロータマグネットと、ステータコィルとを有するモータ。