WO2007119428A1

WO2007119428A1 - 動圧軸受装置

Info

Publication number: WO2007119428A1
Application number: PCT/JP2007/055559
Authority: WO
Inventors: Masaharu Hori; Masaaki Toda; Isao Komori
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-10-25
Also published as: US8104964B2; US20090136165A1; KR20080108252A; KR101321382B1

Abstract

　モーメント荷重に対する負荷能力が高く、軸受スリーブの製造及び固定作業が容易で、かつ必要な固定力が確保できる動圧軸受装置であって、軸受スリーブ３はハウジングの内周面２ａに挿入され、その下側端面３ｃはスペーサ部２ｃの上側端面２ｃ２に接着剤Ａ１で固定されている。また、軸受スリーブ４はハウジングの内周面２ｂに挿入され、その上側端面４ｃはスペーサ部２ｃの下側端面２ｃ３に接着剤Ａ２で固定されている。

Description

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、軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材を非接触支持するものである。この種の軸受装置は、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、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的には 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スピンドルモータ用の軸受装置として、あるいは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一ノレモータ、ファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用される。

[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組み込まれる動圧軸受装置では、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)。

[0004] ところで、上記構成の動圧軸受装置を組込んだ情報機器、例えば HDD等のディスク駆動装置においては、読み取り速度の更なる高速ィ匕を目的として、より一層の高速回転ィ匕が要請される力その場合には、スピンドル軸を回転自在に支持する軸受部に作用するモーメント荷重が大きくなる。そのため、このモーメント荷重の増大に対応するために、ラジアル軸受部を軸方向に離隔して複数箇所に設けると共に、ラジアル軸受部間のスパンを大きくする必要が生じる。また、これら複数のラジアル軸受部を 1 つの軸受スリーブの内周側に設けた構成が従来より採用されているが、モータの小型化、それに伴うスピンドル軸及び軸受スリーブの小径ィ匕の要請もあり、ラジアル軸受部間のスパン増大に対応し得る軸受スリーブを製造することが困難になる場合がある。

[0005] ラジアル軸受部間のスパンを増大させ、かつ、軸受スリーブの製造を容易にする手段として、軸受スリーブを複数個とし、これらを軸方向に離隔して複数箇所に配置することが考えられる (例えば、特許文献 2を参照)。

特許文献 1：特開 2003— 239951号公報

特許文献 2：特許第 3602707号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 軸受スリーブを複数箇所に配置する場合、各軸受スリーブはハウジングの内周に接着や圧入等によって固定するが、例えば、接着固定の場合、軸受スリーブの外周面側に形成される潤滑流体の流体通路が接着剤によって閉塞されないように注意して接着作業を行う必要があるため、固定作業に手間が掛かり、また、圧入固定の場合は、十分な固定力を得るために軸受スリーブの外周とハウジングの内周との締代を大きくすると、軸受スリーブの内径寸法の縮小によってラジアル軸受隙間が減少し、トルクロスの増大などラジアル軸受性能に好ましくない影響が生じることが懸念される。従って、軸受スリーブの固定作業や固定力確保の点から改良の必要性が認められる

[0007] さらに、接着、圧入、いずれの固定手段においても、ハウジングの線膨張係数が軸受スリーブのそれよりも大きな場合、温度低下時の両者の熱収縮差により軸受スリーブがハウジング力圧迫力を受けてその内径寸法が縮小し、上記と同様の理由でラジアル軸受性能に好ましくない影響が生じることが懸念される。

[0008] 本発明の第 1の課題は、モーメント荷重に対する負荷能力が高ぐ軸受スリーブの製造及び固定作業が容易で、かつ必要な固定力が確保できる動圧軸受装置を提供することである。

[0009] 本発明の第 2の課題は、モーメント荷重に対する負荷能力が高ぐ軸受スリーブの製造及び固定作業が容易で、かつ、軸受スリーブの内径寸法縮小をきたすことなぐ必要な固定力が確保できる動圧軸受装置を提供することであり、さらには、ハウジングの線膨張係数が軸受スリーブのそれよりも大きな場合であっても、温度低下時の両者の熱収縮差による軸受スリーブの内径寸法縮小、それによるラジアル軸受隙間の減少が防止又は抑制できる動圧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

[0010] 上記第 1の課題を解決するためになされた第 1の手段は、ノ、ウジングと、ハウジングの内部に収容された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、軸受スリーブは軸方向に離隔して複数配置され、軸方向に離隔した軸受スリーブ間にスぺーサ部が設けられ、スぺーサ部はハウジングに対して固定的に設けられ、軸受スリーブは、スぺーサ部の端面と対向する端面でスぺーサ部に接着固定されている構成を提供する。

[0011] この第 1の手段によれば、軸受スリーブを複数個とし、これらを軸方向に離隔して複数箇所に配置したので、ラジアル軸受部間のスパンを大きくして、モーメント荷重に対する負荷能力を高めることができると共に、軸受スリーブの製造を容易にすることができる。また、軸受スリーブは、ノ、ウジングに対して固定的に設けられたスぺーサ部の端面と対向する端面で、スぺーサ部の端面に接着固定するので、軸受スリーブの外周面側に潤滑流体の流体通路を形成する場合でも、該流体通路が接着剤によつて閉塞される心配がなぐまた、軸受スリーブの必要な固定力も確保することができる

[0012] 上記第 2の課題を解決するためになされた第 2の手段は、ノ、ウジングと、ハウジングの内部に収容された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、軸受スリーブは軸方向に離隔して複数配置され、軸方向に離隔した軸受スリーブ間にスぺーサ部が設けられ、スぺーサ部はハウジングに対して固定的に設けられ、軸受スリーブは、ハウジングの内周に隙間をもって挿入され、かつ、スぺーサ部の端面と対向する端面でスぺーサ部に接着固定されている構成を提供する。

[0013] この第 2の手段によれば、軸受スリーブを複数個とし、これらを軸方向に離隔して複数箇所に配置したので、ラジアル軸受部間のスパンを大きくして、モーメント荷重に対する負荷能力を高めることができると共に、軸受スリーブの製造を容易にすることができる。また、軸受スリーブは、ノ、ウジングの内周に隙間をもって挿入すると共に、ノ、ウジングに対して固定的に設けられたスぺーサ部の端面と対向する端面で、スぺーサ部の端面に接着固定するので、軸受スリーブの外周面側に潤滑流体の流体通路を形成する場合でも、該流体通路が接着剤によって閉塞される心配がなぐしかも、軸受スリーブの内径寸法縮小をきたすことなく必要な固定力を確保することができる。さらに、ハウジングの線膨張係数が軸受スリーブのそれよりも大きな場合であっても、温度低下時の両者の熱収縮差の全量又は一部量が、軸受スリーブの外周とハウジングの内周との間の隙間によって吸収されるので、両者の熱収縮差に起因する軸受スリーブの内径寸法縮小、それによるラジアル軸受隙間の減少が防止又は抑制される。

[0014] ここで、上記第 1の手段及び第 2の手段の何れについても、スぺーサ部をノ、ゥジングに対して固定的に設ける構成には、スぺーサ部をハウジングに一体形成する構成と、別体のスぺーサ部をハウジングに接着、圧入、圧入接着 (圧入接着の併用）、溶接、溶着等の適宜の手段で固定する構成が含まれる。

[0015] 上記第 1の手段及び第 2の手段において、軸受スリーブの端面とスぺーサ部の端面のうち少なくとも一方に、凹状の接着剤溜りを設けることが好ましい。軸受スリーブの端面とスぺーサ部の端面との間に充填又は塗布された接着剤の一部を接着剤溜りによって捕捉することにより、余分な接着剤が内径側に流動して、軸受スリーブの内周面の側 (ラジアル軸受隙間の側）に回り込む現象を防止することができる。

[0016] 上記第 1の手段及び第 2の手段において、スぺーサ部にその軸方向両側に開口した流体通路を設けることができる。さらに、スぺーサ部の流体通路を、ハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に設けられた軸方向の流体通路と連通させることができる。これらの流体通路は、ハウジング内部で潤滑流体を流動循環させるための循環通路となる。潤滑流体がこの循環路を介して流動循環することにより、軸受隙間を含むハウジング内部空間に充填された潤滑流体の圧カノンスが保たれると同時に、局部的な負圧の発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑流体の漏れゃ振動の発生等の問題を解消することができる。また、循環路の一部を外気開放側に臨ませることにより、何らかの理由で潤滑流体中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑流体に伴って循環する際に外気開放側に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。

[0017] また、上記第 1の手段及び第 2の手段において、軸部材に外径側に突出した突出部を設け、突出部の端面と軸受スリーブの端面との間に、スラスト軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部を設けても良い。突出部は、軸部材に一体形成されたものであっても良いし、軸部材に固定されたものであっても良い。また、スラスト軸受部の動圧発生手段 (動圧溝等）は、突出部の端面及び軸受スリーブの端面のうち一方に形成すれば良い。

[0018] この場合、上記の軸部材の突出部の外周側にシール空間が形成されるようにしても良い。このシール空間は、ハウジング内部空間に充填された潤滑流体の温度変化に起因する容積変化 (膨張'収縮)を吸収する機能、いわゆるバッファ機能を有する。

[0019] 上記第 1の手段及び第 2の手段において、ハウジングは溶融材料の型成形品とすることができる。ハウジングの材質は、榭脂、金属の何れでも良い。ハウジングを榭脂製とする場合は、例えば熱可塑性榭脂等の射出成形を採用することができる。また、ハウジングを金属製とする場合は、例えばアルミ合金、マグネシウム合金、ステンレス鋼等のダイキャスト成形、射出成形 (いわゆる MIM法、チクソモールディング法)を採用することができる。

[0020] 上記第 1の手段に係る動圧軸受装置は、 HDD,特にサーバ用 HDD等のディスク駆動装置に組み込まれるモータに好適である。

[0021] 上記第 2の手段に係る動圧軸受装置は、 HDD等のディスク駆動装置に組み込まれるモータに好適である。

発明の効果

[0022] 上記第 1の手段によれば、モーメント荷重に対する負荷能力が高ぐ軸受スリーブの製造及び固定作業が容易で、かつ必要な固定力が確保できる動圧軸受装置を提供することができる。

[0023] また、上記第 2の手段によれば、モーメント荷重に対する負荷能力が高ぐ軸受スリーブの製造及び固定作業が容易で、かつ、軸受スリーブの内径寸法縮小をきたすことなぐ必要な固定力が確保できる動圧軸受装置を提供することができる。加えて、ノ、ウジングの線膨張係数が軸受スリーブのそれよりも大きな場合であっても、温度低下時の両者の熱収縮差による軸受スリーブの内径寸法縮小、それによるラジアル軸受隙間の減少を防止又は抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]第 1の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

[図 2]ハウジングに軸受スリーブを固定した状態を示す上面図 {図 2 (a) }、断面図 {図

2 (b) }ゝ下面図 {図 2 (c) }である。

[図 3]ハウジングの上方部分を示す拡大断面図である。

[図 4]軸受スリーブとスぺーサ部との接着固定部位の周辺部を示す拡大断面図である。

[図 5]第 2の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

[図 6]第 3の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

[図 7]第 4の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

[図 8]ハウジングに軸受スリーブを固定した状態を示す上面図 {図 8 (a) }、断面図 {図

8 (b) }ゝ下面図 {図 8 (c) }である。

[図 9]ハウジングの上方部分を示す拡大断面図である。

[図 10]軸受スリーブとスぺーサ部との接着固定部位の周辺部を示す拡大断面図である。

[図 11]第 5の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

[図 12]第 6の実施形態に係る動圧軸受装置の断面図である。

符号の説明

[0025] 1 動圧軸受装置

11 動圧軸受装置 21 動圧軸受装置

2 ハウジング

2c スぺーサ部

2c 1 流体通路

3 軸受スリーブ

4 軸受スリーブ

5 軸部材

6 シール部材

7 シール部材

Al 接着剤

A2 接着剤

CI 半径方向隙間

C2 半径方向隙間

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

SI シーノレ空間

S2 シーノレ空間

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

[0027] 図 1は、第 1の実施形態に係る動圧軸受装置 (流体動圧軸受装置） 1を示している。

この動圧軸受装置 1は、例えば HDD、特にサーバ用 HDDに組み込まれるモータにおいてスピンドル軸の回転を支持するものである。この動圧軸受装置 1は、ハウジング 2と、軸方向に相互に離隔した位置でハウジング 2の内部に収容された複数、例えば 2つの軸受スリーブ 3、 4と、軸受スリーブ 3、 4の内周に挿入された軸部材 5とを主要構成部品として構成される。

[0028] 後述するように、軸受スリーブ 3の内周面 3aと軸部材 5の外周面 5aとの間に第 1ラジアル軸受部 Rlが設けられ、軸受スリーブ 4の内周面 4aと軸部材 5の外周面 5aとの間に第 2ラジアル軸受部 R2が設けられる。さらに、この実施形態では、軸受スリーブ 3の上側端面 3bとシール部材 6の下側端面 6bとの間に第 1スラスト軸受部 T1が設けられ、軸受スリーブ 4の下側端面 4bとシール部材 7の上側端面 7bとの間に第 2スラスト軸受部 T2が設けられる。なお、説明の便宜上、ハウジング 2から軸部材 5の端部が突出して、る側 (紙面上側）を上側、その反対側を下側として説明を進める。

[0029] ノ、ウジング 2は、例えば、榭脂材料を射出成形して一体に形成され、軸受スリーブ 3 、 4が収容される内周面 2a、 2bと、内周面 2a、 2bよりも内径側に突出したスぺーサ部 2cとを備えている。内周面 2a、 2bは、軸受スリーブ 3、 4の配置位置に対応して、軸方向に相互に離隔した位置にあり、内周面 2a、 2b間の領域がスぺーサ部 2cになつている。尚、内周面 2aと 2bは同径である。また、この実施形態では、スぺーサ部 2cに軸方向の流体通路 2clが設けられており、流体通路 2clはスぺーサ部 2cの上側端面 2c2と下側端面 2c3にそれぞれ開口している。流体通路 2clは、複数、例えば 3本形成され、円周等間隔に配列されている。さらに、ハウジング 2の両端部に大径部 2d 、 2eが設けられており、大径部 2d、 2eは段面 2f、 2gを介してそれぞれ内周面 2a、 2b に繋がっている。

[0030] スぺーサ部 2cの流体通路 2clは、ハウジング 2を成形した後、孔加工を施すことによって形成しても良いが、加工工数の削減、それによる製造コストの低減を図るため、ハウジング 2の成形と同時に成形するようにするのが好ましい。これは、ノ、ウジング 2 を成形する成形型に、流体通路 2clの形状に対応した成形ピンを設けておくことによつて実施することができる。また、流体通路 2clの横断面形状は円形状に限らず、非円形状 (楕円形状や多角形状等)でも良い。さらに、流体通路 2clの横断面積は軸方向に一定である必要はなぐ例えば、横断面積が相対的に大きな部分と相対的に小さな部分とがあっても良い。

[0031] ノ、ウジング 2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)、ポリサルフォン（PPSU) 、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-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、カーボンファイバ一、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。この実施形態では、ハウジング 2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力一ボンファイバー又はカーボンナノチューブを 2〜8wt%配合した榭脂材料を用いている。

[0032] 軸部材 5は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、全体として概ね同径の軸状をなしている。さらに、この実施形態では、軸部材 5に環状のシール部材 6、 7が適宜の固定手段、例えば接着又は圧入接着 (圧入と接着の併用）により固定されている。これらシール部材 6、 7は、軸部材 5の外周面 5aから外径側に突出した形態となり、それぞれハウジング 2の大径部 2d、 2eに収容される。また、接着剤による固定強度を高めるため、シール部材 6、 7の固定位置となる軸部材 5の外周面 5aに接着剤溜まりとなる円周溝 5al、 5a2が設けられている。尚、シール部材 6、 7は、真ちゆう（黄銅)等の軟質金属材料やその他の金属材料で形成しても良、し、榭脂材料で形成しても良い。また、シール部材 6、 7のうち一方は、軸部材 5に一体形成しても良い。この場合、軸部材 5と一方のシール部材力なるアセンブリは、金属と榭脂の複合体で構成することもできる。一例として、金属で軸部材 5を製作すると共に、一方のシール部材を榭脂でインサート成形したものが考えられる。

[0033] シール部材 6の外周面 6aはハウジング 2の大径部 2dとの間に所定の容積をもったシール空間 S1を形成し、シール部材 7の外周面 7aはハウジング 2の大径部 2eとの間に所定の容積をもったシール空間 S2を形成する。この実施形態において、シール部材 6の外周面 6a及びシール部材 7の外周面 7aは、それぞれノヽウジング 2の外部側に向力つて漸次縮径したテーパ面状に形成されている。そのため、シール空間 Sl、 S2 は、ハウジング 2の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈する。

[0034] 軸受スリーブ 3、 4は、例えば、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、それぞれ、ハウジング 2の内周面 2a、 2b に挿入され、あるいは、内周面 3a、 4aに変形を生じさせない程度の圧入力で圧入されている（軽圧入)。

[0035] そして、図 4に拡大して示すように、軸受スリーブ 3の下側端面 3cはスぺーサ部 2c の上側端面 2c2に接着剤 Alで固定されている。軸受スリーブ 3の下側端面 3cには円周溝形状の接着剤溜り 3clが設けられており、接着剤 A1の一部が接着剤溜り 3cl に入ることにより、余分な接着剤 A1が内径側に流動して、軸受スリーブ 3の内周面 3a の側 (ラジアル軸受隙間の側）に回り込む現象が防止される。円周溝形状の接着剤溜り 3clは、下側端面 3cに複数本設けても良い。尚、下側端面 3cの内周側にチャンファ 3c2があり、このチャンファ 3c2も接着剤 A1の内径側への回り込み防止に寄与する。また、軸受スリーブ 3の下側端面 3cの表面開孔率は、外周面 3dの表面開孔率よりも小さくして、接着剤 A1が下側端面 3cの表面開孔カも軸受スリーブ 3の内部に侵入しに《なるようにすることが好ましい。さらに、凹状の接着剤溜りは、スぺーサ部 2c の上側端面 2c2に設けても良ぐあるいは、軸受スリーブ 3の下側端面 3cとスぺーサ部 2cの上側端面 2c2の双方に設けても良い。

[0036] 同様に、軸受スリーブ 4の上側端面 4cはスぺーサ部 2cの下側端面 2c3に接着剤 A 2で固定されている。軸受スリーブ 4の上側端面 4cには円周溝形状の接着剤溜り 4c 1が設けられており、接着剤 A2の一部が接着剤溜り 4clに入ることにより、余分な接着剤 A2が内径側に流動して、軸受スリーブ 4の内周面 4aの側（ラジアル軸受隙間の側）に回り込む現象が防止される。円周溝形状の接着剤溜り 4clは、上側端面 4c〖こ複数本設けても良い。尚、上側端面 4cの内周側にチャンファ 4c2があり、このチャンファ 4c2も接着剤 A2の内径側への回り込み防止に寄与する。また、軸受スリーブ 4の上側端面 4cの表面開孔率は、外周面 4dの表面開孔率よりも小さくして、接着剤 A2 が下側端面 4cの表面開孔カも軸受スリーブ 4の内部に侵入しに《なるようにすることが好ましい。さらに、凹状の接着剤溜りは、スぺーサ部 2cの下側端面 2c3に設けても良ぐあるいは、軸受スリーブ 4の上側端面 4cとスぺーサ部 2cの下側端面 2c3の双方に設けても良い。

[0037] 図 2に示すように、軸受スリーブ 3は、第 1ラジアル軸受部 R1のラジアル軸受面となる内周面 3aにへリングボーン形状の動圧溝 3alが形成され、第 1スラスト軸受部 Tl のスラスト軸受面となる上側端面 3bにへリングボーン形状の動圧溝 3blが形成され、さらに外周面 3dに軸方向溝 3dlが形成されている。軸方向溝 3dlは複数、例えば 3 本形成され、円周等間隔に配列されている。この軸方向溝 3dlによって、ハウジング 2の内周面 2aとの間に軸方向の流体通路が形成される。同様に、軸受スリーブ 4は、第 2ラジアル軸受部 R2のラジアル軸受面となる内周面 4aにへリングボーン形状の動圧溝 4alが形成され、第 2スラスト軸受部 T2のスラスト軸受面となる下側端面 4bにへリングボーン形状の動圧溝 4b 1が形成され、さらに外周面 4dに軸方向溝 4d 1が形成されている。軸方向溝 4dlは複数、例えば 3本形成され、円周等間隔に配列されている。この軸方向溝 4dlによって、ハウジング 2の内周面 2bとの間に軸方向の流体通路が形成される。

[0038] 図 3に拡大して示すように、軸受スリーブ 3はスぺーサ部 2cの上側端面 2c2に接着剤 A1で固定された状態で、その上側端面 3bがハウジング 2の上側の段面 2fと面一になる力、あるいは、段面 2fから僅かな寸法 δ 2だけ突出した状態となる。この状態は、軸受スリーブ 3の軸方向寸法とハウジング 2の内周面 2aの軸方向寸法 (又はスぺーサ部 2cの軸方向寸法)を管理することによって実現することができる。同図に示すように、軸受スリーブ 3の上側端面 3bを段面 2fから寸法 δ 2だけ突出させた場合、シ一ル部材 6の下側端面 6bと段面 2fとの間の軸方向寸法は、第 1スラスト軸受部 T1のスラスト軸受隙間 δ 1よりも大きくなる。また、図示は省略するが、軸受スリーブ 4についても同様である。

[0039] この動圧軸受装置 1は、例えば次のような工程で^ aみ立てられる。

[0040] まず、軸受スリーブ 3の下側端面 3c又はスぺーサ部 2cの上側端面 2c2に接着剤 A 1を塗布した後、軸受スリーブ 3をノヽウジング 2の内周面 2aに挿入し、軸受スリーブ 3 の下側端面 3cを接着剤 A1を介してスぺーサ部 2cの上側端面 2c2に当接させる。その際、軸受スリーブ 3の軸方向溝 3dlの位置をスぺーサ部 2cの流体通路 2clの位置と合わせる。これにより、軸方向溝 3dlによって形成される流体通路がスぺーサ部 2c の流体通路 2c 1と連通する。

[0041] つぎに、軸受スリーブ 4の上側端面 4c又はスぺーサ部 2cの下側端面 2c3に接着剤 A2を塗布した後、軸受スリーブ 4をノヽウジング 2の内周面 2bに挿入し、軸受スリーブ 4の上側端面 4cを接着剤 A2を介してスぺーサ部 2cの下側端面 2c3に当接させる。その際、軸受スリーブ 4の軸方向溝 4dlの位置をスぺーサ部 2cの流体通路 2clの位置と合わせる。これにより、軸方向溝 4dlによって形成される流体通路カ^ペーサ部 2cの流体通路 2clと連通する。

[0042] そして、接着剤 Al、 A2を固化させると、図 2に示すようなハウジング 2と軸受スリーブ 3、 4のアッセンプリが形成される。

[0043] その後、軸部材 5を軸受スリーブ 3、 4の内周面 3a、 4a及びスぺーサ部 2cの内周面 2c4に挿入し、シール部材 6、 7を軸部材 5の所定位置に固定する。尚、シール部材 6 、 7のうち一方は、挿入前に予め軸部材 5に固定しておいても良いし、軸部材 5に一体形成しても良い。

[0044] 上記の工程を経て組立が完了した後、シール部材 6、 7でシールされたハウジング 2の内部空間に、軸受スリーブ 4、 5の内部気孔（多孔質体組織の内部気孔)も含め、潤滑流体として例えば潤滑油を充填する。潤滑油の充填は、例えば組立が完了した動圧軸受装置 1を真空槽内で潤滑油中に浸潰した後、大気圧に開放することにより行うことができる。

[0045] 軸部材 5の回転時、軸受スリーブ 3の内周面 3a及び軸受スリーブ 4の内周面 4aは、それぞれ、軸部材 5の外周面 5aとラジアル軸受隙間を介して対向する。スぺーサ部 2 cの内周面 2c4と軸部材 5の外周面 5aとの間の隙間は、上記のラジアル軸受隙間よりも大きい。また、軸受スリーブ 3の上側端面 3bはシール部材 6の下側端面 6bとスラスト軸受隙間を介して対向し、軸受スリーブ 4の下側端面 4bはシール部材 7の上側端面 7bとスラスト軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材 5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 5が上記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 5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 R 1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 5に固定されたシール部材 6、 7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 5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 T 2と第 2スラスト軸受部 Τ2とが構成される。

[0046] また、上述のように、シール部材 6の外周面 6aの側とシール部材 7の外周面 7aの側に形成されるシール空間 Sl、 S2が、ハウジング 2の内部側に向力つて漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、両シール空間 Sl、 S2内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用と、回転時の遠心力による引き込み作用とにより、シール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング 2の内部側に向けて引き込まれる。これにより、ハウジング 2の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。また、シール空間 Sl、 S 2は、ハウジング 2の内部空間に充填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有し、想定される温度変化の範囲内では、潤滑油の油面は常にシール空間 Sl、 S2内にある。

[0047] また、軸受スリーブ 3の軸方向溝 3dlによって形成される流体通路、軸受スリーブ 4 の軸方向溝 4dlによって形成される流体通路、スぺーサ部 2cの流体通路 2cl、各軸受隙間（第 1ラジアル軸受部 R1及び第 2ラジアル軸受部 R2のラジアル軸受隙間、第 1スラスト軸受部 T1及び第 2スラスト軸受部 T2のスラスト軸受隙間）、及びスぺーサ部 2cの内周面 2c4と軸部材 5の外周面 5aとの間の隙間により、ハウジング 2の内部に一連の循環通路が形成される。そして、ハウジング 2の内部空間に充填された潤滑油がこの循環通路を介して流動循環することにより、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、局部的な負圧の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が防止される。また、軸受スリーブ 3の軸方向溝 3dlによって形成される流体通路の一端と、軸受スリーブ 4の軸方向溝 4dlによって形成される流体通路の一端は、それぞれ、大気開放側となるシール空間 Sl、 S2に通じている。そのため、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外気開放側に排出されるので、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。

[0048] 図 5は、第 2の実施形態に係る動圧軸受装置 11を示している。この動圧軸受装置 1 1が、上述した第 1の実施形態に係る動圧軸受装置 1と異なる点は、スぺーサ部 2cをハウジング 2とは別体のスリーブ状部材で構成し、このスぺーサ部 2cをハウジング 2の内周面 2aに接着、圧入、圧入接着等の敵後の手段で固定した点にある。流体通路 2 clはスぺーサ部 2cの外周面に軸方向溝状に形成されている。このスぺーサ部 2cは、ハウジング 2と同じ榭脂又は異なる榭脂、あるいは金属材料で形成することができる。また、ハウジング 2の内周面 2aは、軸受スリーブ 3の装着部位力ら軸受スリーブ 4の装着部位に亘つて軸方向にストレートな形状を呈しており、第 1の実施形態の動圧軸受装置 1に比べて、ハウジング 2の形状が簡素化されている。その他の事項は、第 1 の実施形態に準じるので、実質的に同一の部材及び部位は同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

[0049] 図 6は、第 3の実施形態に係る動圧軸受装置 21を示している。この動圧軸受装置 2 1が、上述した第 1の実施形態に係る動圧軸受装置 1と異なる点は、ハウジング 2の内周面 2a、 2bがそれぞれ均一径でハウジング 2の端面まで延びている点、それに伴つてシール部材 6、 7が比較的小径になっている点にある。第 1の実施形態の動圧軸受装置 1に比べて、ハウジング 2の形状を簡素化し、かつ、小径ィ匕することができるという利点がある。その他の事項は、第 1の実施形態に準じるので、実質的に同一の部材及び部位は同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

[0050] 以上の第 1から第 3の実施形態における説明では、ラジアル軸受部 Rl、 R2及びスラスト軸受部 Tl、 Τ2の動圧発生手段として、ヘリングボーン形状の動圧溝を例示しているが、スノィラル形状やその他の形状の動圧溝でも良い。あるいは、動圧発生手段として、!/、わゆるステップ軸受ゃ多円弧軸受を採用しても良、。

[0051] 図 7、図 8、図 9及び図 10は、第 4の実施形態に係る動圧軸受装置 (流体動圧軸受装置） 31を示し、上述の第 1の実施形態に係る図 1、図 2、図 3及び図 4にそれぞれ対応している。そして、この動圧軸受装置 31は、例えば HDDに組み込まれるモータにお、てスピンドル軸の回転を支持するものである。この第 4の実施形態に係る動圧軸受装置 31が、上述の第 1の実施形態に係る動圧型軸受装置 1と異なる点は、例えば、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成された軸受スリーブ 3、 4力それぞれ、ハウジング 2の内周面 2a、 2bに僅かな半径方向隙間 Cl、 C2をもって挿入されている点である。そして、これらの半径方向隙間 Cl、 C2は、例えば、想定される温度変化の範囲で、榭脂製のハウジング 2と焼結金属製の軸受スリーブ 3、 4との線膨張係数の違いによる熱収縮差の全量を吸収できる大きさに設定する。尚、半径方向隙間 C1と C2は相互に同一の大きさに設定しても良いし、異なる大きさに設定しても良い。その他の事項は、第 1に実施形態に準じるので、実質的に同一の部材及び部位は同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

[0052] 図 11は、第 5の実施形態に係る動圧軸受装置 41を示している。この動圧軸受装置 41力上述した第 4の実施形態に係る動圧軸受装置 31と異なる点は、スぺーサ部 2 cをノヽウジング 2とは別体のスリーブ状部材で構成し、このスぺーサ部 2cをノヽウジング 2の内周面 2aに接着、圧入、圧入接着等の敵後の手段で固定した点にある。流体通路 2clはスぺーサ部 2cの外周面に軸方向溝状に形成されている。このスぺーサ部 2 cは、ハウジング 2と同じ榭脂又は異なる榭脂、あるいは金属材料で形成することができる。また、ハウジング 2の内周面 2aは、軸受スリーブ 3の装着部位から軸受スリーブ 4の装着部位に亘つて軸方向にストレートな形状を呈しており、第 4の実施形態の動圧軸受装置 31に比べて、ハウジング 2の形状が簡素化されている。その他の事項は、第 4の実施形態に準じるので、実質的に同一の部材及び部位は同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

[0053] 図 12は、第 6の実施形態に係る動圧軸受装置 51を示している。この動圧軸受装置 51が、上述した第 4の実施形態に係る動圧軸受装置 31と異なる点は、ハウジング 2 の内周面 2a、 2bがそれぞれ均一径でハウジング 2の端面まで延びている点、それに伴ってシール部材 6、 7が比較的小径になっている点にある。第 4の実施形態の動圧軸受装置 31に比べて、ハウジング 2の形状を簡素化し、かつ、小径ィ匕することができるという利点がある。その他の事項は、第 4の実施形態に準じるので、実質的に同一の部材及び部位は同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

[0054] 以上の第 4から第 6の実施形態における説明では、ラジアル軸受部 Rl、 R2及びスラスト軸受部 Tl、 Τ2の動圧発生手段として、ヘリングボーン形状の動圧溝を例示しているが、スノィラル形状やその他の形状の動圧溝でも良い。あるいは、動圧発生手段として、!/、わゆるステップ軸受ゃ多円弧軸受を採用しても良、。

Claims

請求の範囲

[1] ハウジングと、該ハウジングの内部に収容された軸受スリーブと、該軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、

前記軸受スリーブは軸方向に離隔して複数配置され、

前記軸方向に離隔した軸受スリーブ間にスぺーサ部が設けられ、

前記スぺーサ部は、前記ハウジングに対して固定的に設けられ、

前記軸受スリーブは、前記スぺーサ部の端面と対向する端面で、前記スぺーサ部に接着固定されていることを特徴とする動圧軸受装置。

[2] 前記軸受スリーブの端面と前記スぺーサ部の端面のうち少なくとも一方に、凹状の接着剤溜りが設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の動圧軸受装置。

[3] 前記スぺーサ部に、その軸方向両側に開口した流体通路が設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の動圧軸受装置。

[4] 前記スぺーサ部の流体通路は、前記ハウジングの内周面と前記軸受スリーブの外周面との間に設けられた軸方向の流体通路と連通することを特徴とする請求項 3に記載の動圧軸受装置。

[5] 前記軸部材は外径側に突出した突出部を有し、該突出部の端面と前記軸受スリーブの端面との間に、スラスト軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で前記軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部が設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の動圧軸受装置。

[6] 前記軸部材の突出部の外周側にシール空間が形成されていることを特徴とする請求項 5に記載の動圧軸受装置。

[7] 前記ハウジングが、溶融材料を型成形して形成されたものであることを特徴とする請求項 1または 2に記載の動圧軸受装置。

[8] ハウジングと、該ハウジングの内部に収容された軸受スリーブと、該軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で前記軸部材をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部とを備えた動圧軸受装置において、前記軸受スリーブは軸方向に離隔して複数配置され、

前記軸受スリーブは、前記ハウジングの内周に隙間をもって挿入され、かつ、前記スぺーサ部の端面と対向する端面で、前記スぺーサ部に接着固定されていることを特徴とする動圧軸受装置。

[9] 前記軸受スリーブの端面と前記スぺーサ部の端面のうち少なくとも一方に、凹状の接着剤溜りが設けられていることを特徴とする請求項 8に記載の動圧軸受装置。

[10] 前記スぺーサ部に、その軸方向両側に開口した流体通路が設けられていることを特徴とする請求項 9に記載の動圧軸受装置。

[11] 前記スぺーサ部の流体通路は、前記ハウジングの内周面と前記軸受スリーブの外周面との間に設けられた軸方向の流体通路と連通することを特徴とする請求項 10に記載の動圧軸受装置。

[12] 前記軸部材は外径側に突出した突出部を有し、該突出部の端面と前記軸受スリーブの端面との間に、スラスト軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で前記軸部材をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部が設けられていることを特徴とする請求項 8に記載の動圧軸受装置。

[13] 前記軸部材の突出部の外周側にシール空間が形成されていることを特徴とする請求項 12に記載の動圧軸受装置。

[14] 前記ハウジングが、溶融材料を型成形して形成されたものであることを特徴とする請求項 8または 9に記載の動圧軸受装置。