WO2010004828A1 - 流体動圧軸受装置 - Google Patents

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WO2010004828A1
WO2010004828A1 PCT/JP2009/060678 JP2009060678W WO2010004828A1 WO 2010004828 A1 WO2010004828 A1 WO 2010004828A1 JP 2009060678 W JP2009060678 W JP 2009060678W WO 2010004828 A1 WO2010004828 A1 WO 2010004828A1
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peripheral surface
lid member
housing
bearing
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里路 文規
敏幸 水谷
山本 哲也
古森 功
哲弥 栗村
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Ntn株式会社
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    • F16C33/745Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by capillary action

Definitions

  • the present invention relates to a fluid dynamic bearing device that rotatably supports a shaft member with a fluid film generated in a radial bearing gap facing the outer peripheral surface of the shaft member.
  • the fluid dynamic pressure bearing device is a magnetic disk drive device for information equipment (for example, HDD), an optical disk drive device such as CD, DVD, Blu-ray, or a magneto-optical disk drive device such as MD, MO, etc.
  • a spindle motor such as a laser scanner, a polygon scanner motor for a laser beam printer (LBP), a color wheel motor for a projector, or a small motor such as a fan motor used for cooling an electric device.
  • Patent Document 1 discloses a shaft member, a bearing sleeve in which a shaft member is inserted on the inner periphery, a cylindrical housing that holds the bearing sleeve on the inner periphery, and a lid member that closes one opening of the housing.
  • 1 shows a fluid dynamic bearing device having a seal member that forms a seal space.
  • the lid member is fixed to the inner peripheral surface of the housing by an appropriate means such as adhesion, press-fitting, or caulking.
  • the lid member When the lid member is fixed to the inner peripheral surface of the housing as in the fluid dynamic pressure bearing device of Patent Document 1, if the thickness of the lid member is increased, the fixing area between the housing and the lid member is increased, and the lid member is fixed. The strength can be increased to make it difficult to remove the lid member from the housing. However, if the thickness of the lid member is increased, the axial dimension of the bearing device is increased and the bearing span of the radial bearing portion is reduced. Therefore, the lid member cannot be increased in thickness.
  • the main problem of the present invention is to improve the anti-slip strength of the lid member while avoiding an increase in size and a decrease in bearing performance in this type of fluid dynamic bearing device.
  • the shaft member, a bearing sleeve that forms a radial bearing gap between the outer peripheral surface of the shaft member, the bearing sleeve is accommodated, and both ends are open.
  • the housing is an injection molded product in which a bearing sleeve is inserted.
  • a fluid dynamic bearing device characterized in that a seal portion forming a seal space is integrally formed on the end side, and a lid member is fixed to the outer peripheral surface of the housing.
  • the fixed area can be increased by a difference in diameter between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface as compared with the case where the lid member is fixed to the inner peripheral surface of the housing.
  • a portion that closes the opening see, for example, the plate portion 10a in FIG. 2
  • a cylindrical portion that is fixed to the outer peripheral surface for example, the cylindrical portion 10b in FIG. 2.
  • extending the cylindrical portion does not affect the axial dimension of the entire bearing device. From the above, it is possible to increase the slip-off resistance of the lid member without affecting the axial dimension of the bearing device and the bearing span of the radial bearing portion.
  • the housing is an injection molded product with a bearing sleeve inserted, and the molding of the housing and the fixing of both are completed in one step.
  • the cost of the fluid dynamic bearing device can be reduced by reducing the number of steps compared to the conventional method in which both are manufactured individually and then fixed by appropriate means.
  • the lid member fixed to the outer peripheral surface of the housing can be used as a mounting portion to a member that becomes a base of the motor, for example, a motor bracket.
  • a member that becomes a base of the motor for example, a motor bracket.
  • resin is often used in consideration of moldability, but when this resin part is adhesively fixed to the motor bracket (usually made of metal), It becomes difficult to secure the fixing strength.
  • the cover member is used as an attachment part to the motor bracket as in the present invention, the housing is formed of a material (for example, resin) rich in moldability, while the cover member is It can be formed of a material (for example, metal) rich in adhesiveness with the motor bracket, and it is possible to achieve both formability and fixing strength.
  • a shaft member, a bearing sleeve that forms a radial bearing gap between the outer peripheral surface of the shaft member, a bearing sleeve is accommodated,
  • the housing is an injection-molded product in which a bearing sleeve is inserted.
  • a fluid dynamic bearing device is provided in which a seal portion that forms a seal space is integrally formed on the other end of the cover member, and the lid member and the housing are formed of different materials.
  • the housing is an injection-molded product in which a bearing sleeve is inserted, and the molding of the housing and the fixing of both are completed in one process. Therefore, after both are manufactured individually, they are fixed by appropriate means. Compared to the above, the number of steps can be reduced, and the cost of the fluid dynamic bearing device can be reduced.
  • the lid member and the housing can be formed from materials suitable for the characteristics required for both, and the design freedom of the bearing device is increased.
  • the moldability is an important factor in selecting the material.
  • the housing has strength and adhesion to the bracket. , Conductivity, etc. are also required. Considering the cost, it is difficult to satisfy these required characteristics with a single material.
  • the housing and the lid member are formed of different materials, for example, the housing can be formed of a material having excellent moldability, while the lid member can be formed of a material excellent in strength, conductivity, or adhesiveness.
  • one of the housing and the lid member may be formed of a resin material and the other may be formed of a metal material.
  • both members can be formed of a resin material or a metal material.
  • Examples of “different materials” when both are formed of a resin material include those having different base resins.
  • the conductivity (reciprocal of the specific electrical resistance) of the lid member is larger than the conductivity of the housing.
  • a disk device such as an HDD
  • static electricity is charged between the disk and the head. Therefore, it is desirable to discharge this static electricity to the grounded motor bracket through the bearing device.
  • conductivity is required for the housing serving as the conductive path, but it is difficult to achieve both moldability and conductivity of the housing as described above.
  • the lid member by forming the lid member with a material whose conductivity is larger than that of the housing, a conductive path through the lid member can be secured, while the conductivity of the housing is unnecessary. Therefore, as the material of the housing, it is possible to select a material that is suitable only for the characteristics (moldability) required for the housing, and it is possible to expand the choice of materials.
  • the bearing sleeve can be prevented from coming off by covering at least the outer peripheral chamfer on the one end side (the side closed by the lid member) of the bearing sleeve with the housing. This effect can be more prominently obtained by covering the end surface of the one end side of the bearing sleeve with a housing.
  • a thrust dynamic pressure generating part such as a dynamic pressure groove can be formed on the end face of the covering part.
  • a thrust dynamic pressure generating part such as a dynamic pressure groove
  • this thrust dynamic pressure generating part can be molded simultaneously with the injection molding of the housing, it is not necessary to form such a thrust dynamic pressure generating part in an independent process, and the manufacturing process of the bearing device can be simplified. it can.
  • the shaft member is provided with the flange portion, and the thrust bearing gap is provided between the end surface of the bearing sleeve and one end surface of the flange portion, and between the lid member and the other end surface of the flange portion.
  • the thrust bearing portion can be constituted by a dynamic pressure bearing.
  • the thrust bearing gap of the thrust bearing portion is provided.
  • the lid member is moved by a predetermined amount in the direction away from the bearing sleeve from the state where the gap width of the thrust bearing gap is 0 (this causes the axial gap to be formed between the housing and the lid member).
  • the thrust bearing gap can be set to a specified width. According to this method, since the width of the thrust bearing gap can be set by the amount of movement of the lid member without depending on the accuracy of each member, the processing accuracy of each part is relaxed and the processing cost is reduced. Can do.
  • the shaft member, the outer member disposed on the outer diameter side of the shaft member and open at both ends, and the inner diameter side of the outer member are formed.
  • the lid member has an outer diameter dimension of the radial bearing gap.
  • the fluid dynamic bearing device is characterized in that the outer member and the lid member are fixedly bonded to each other by fitting to the outer peripheral surface of the outer member with a tightening margin that does not affect the surface accuracy of the surface defining the outer surface.
  • the housing 29 that accommodates the bearing sleeve 28 in the inner periphery is “outer member.
  • the inner peripheral surface 28a of the bearing sleeve 28 becomes a “surface that defines the outer diameter dimension of the radial bearing gap”.
  • the lid member is fixed to the outer peripheral surface of the outer member, only the difference in diameter between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is fixed as compared with the case where the lid member is fixed to the inner peripheral surface of the outer member.
  • the area can be increased.
  • the portion of the lid member that is fitted to the outer peripheral surface of the outer member is extended in the axial direction to increase the contact area between the lid member and the outer peripheral surface of the outer member It ’s enough.
  • it is not necessary to increase the thickness of the lid member, and extending the portion fitted to the outer peripheral surface of the outer member in the axial direction does not affect the axial dimension of the entire bearing device. From the above, it is possible to increase the slip-off resistance of the lid member without affecting the axial dimension of the bearing device and the bearing span of the radial bearing portion.
  • the lid member fixed to the outer peripheral surface of the outer member can be used as an attachment portion to a metal base member disposed on the outer periphery thereof.
  • the lid member since the lid member is not only fixed to the outer member, but also fixed to the base member, it is possible to increase the drop-proof strength of the lid member.
  • the outer member is formed of resin or the like from the viewpoint of cost reduction, it is difficult to secure the adhesive strength when the outer member is bonded and fixed to the base member (usually made of metal).
  • the lid member is used as an attachment portion to the base member as in the present invention, the outer member is formed of resin or the like, while the lid member is made of a material having high adhesiveness to the base member (for example, metal). Can be formed. Thereby, it becomes possible to make compatible the moldability of an outer member, and the attachment strength to the base member of a fluid dynamic pressure bearing apparatus.
  • the lid member is fitted to the outer peripheral surface of the outer member with a tightening margin that does not affect the surface accuracy of the surface that defines the outer diameter dimension of the radial bearing gap, and the lid member and the outer member Therefore, it is possible to reliably seal the opening of the outer member while avoiding deterioration of the bearing performance of the radial bearing.
  • Adhesive fixation between the lid member and the outer member can be performed by interposing an adhesive between the inner peripheral surface of the lid member and the outer peripheral surface of the outer member.
  • the “tightening allowance that does not affect the surface accuracy” includes both a light press-fit state having a positive fastening allowance, a state where the fastening allowance is 0, and a gap fitting state in which the fastening allowance is negative.
  • Gap fitting refers to a state in which there is always a gap between the shaft and the hole even when dimensional tolerance is assumed (JISB0401).
  • any radial cross section of the surface that defines the outer diameter dimension of the radial bearing gap (for example, the surface of the surface) Among them, it means that the roundness of the radial cross section passing through the pressure generating portion of the radial dynamic pressure generating portion is 2.0 ⁇ m or less.
  • the functions and effects described above include the shaft member, the outer member disposed on the outer diameter side of the shaft member, and the radial member formed on the inner diameter side of the outer member and facing the outer peripheral surface of the shaft member.
  • a fluid dynamic pressure bearing device having a bearing gap and a lid member that closes an opening on one end of the outer member, the lid member is fitted to the outer peripheral surface of the outer member with a gap fit, and the outer member It is also possible to obtain the same in a fluid dynamic pressure bearing device (hereinafter referred to as a “fourth configuration”) having a fluid dynamic bearing device characterized in that the lid member is bonded and fixed.
  • the lid member can be bonded and fixed to the outer member by filling and curing a part or all of the radial gap formed by the gap fitting with an adhesive (also referred to as “gap adhesion”). )
  • the lid member is provided with a plate portion and a cylindrical portion that fits on the outer peripheral surface of the outer member.
  • the plate portion of the lid member can constitute a thrust bearing portion composed of a pivot bearing or a dynamic pressure bearing.
  • a thrust bearing portion composed of a pivot bearing or a dynamic pressure bearing.
  • the pivot bearing a configuration in which the end portion of the shaft member is in sliding contact with the plate portion is conceivable.
  • a flange portion is provided on the shaft member, and between one end surface of the flange portion and a surface (an end surface of the bearing sleeve or an end surface of the outer member) opposed to the end surface in the axial direction, and A configuration is possible in which a thrust bearing gap is formed between the other end face of the flange portion and the plate portion of the lid member.
  • a first radial clearance is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the lid member and the outer peripheral surface of the outer member, and the end surface of the cylindrical portion of the lid member It is desirable to provide a first axial gap between the outer member and the outer member facing the end surface. In this case, by sealing the first axial gap with an adhesive, it is possible to reliably prevent oil leakage through the boundary surface between the lid member and the outer member.
  • the width ⁇ 11 of the first axial gap and the width ⁇ 11 of the first radial gap satisfy ⁇ 11> ⁇ 11.
  • the “radial gap width” means a value obtained by subtracting the radial dimension of the outer peripheral surface of the inner diameter side member from the radial dimension of the inner peripheral surface of the outer diameter side member of the two fitted members (hereinafter referred to as “the radial gap”). ,the same).
  • a second axial gap is provided between the plate portion of the lid member and the outer member facing the plate portion, and the second axial gap width ⁇ 12 and the first radial gap width ⁇ 11 are set.
  • ⁇ 12> ⁇ 11 makes it difficult for the adhesive interposed in the first radial gap to be drawn into the second axial gap by capillary force, and adhesion to the thrust bearing portion adjacent to the second axial gap. The leakage of the agent can be prevented.
  • a second radial gap can be formed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the base member, and a third radial gap can be formed between the outer peripheral surface of the outer member and the inner peripheral surface of the base member.
  • the lid member and the base member can be fixed by so-called gap adhesion in which the second radial gap is interposed between the lid member and the base member. If the lid member and the base member are fixed by press fitting, the deformation of the lid member due to press fitting may reach the surface that defines the outer diameter of the radial bearing gap via the outer member. This kind of problem can be avoided. In addition to the gap bonding between the lid member and the base member, if the third radial gap is interposed between the outer member and the base member and the both are gap bonded, the fixing strength of the fluid dynamic bearing device with respect to the base member can be further increased. Rise.
  • the width of the first axial gap, the width of the second axial gap, the width of the first radial gap, the width of the second radial gap, and the width of the third radial gap At least one of them has a different size from the others.
  • the assembly including the shaft member, the outer member, and the lid member is formed on the inner periphery of the base member.
  • the lid member does not interfere with the base member, and the assembly can be smoothly inserted into the inner periphery of the base member.
  • the outer peripheral surface of the outer member facing the third radial gap is made larger in diameter than the outer peripheral surface of the lid member, and the difference in radial dimension z1 between both outer peripheral surfaces and the width ⁇ 11 of the first radial gap are If z1> ⁇ 11, the lid member and the outer member are fixed in an eccentric state (for example, the inner circumferential surface of the lid member and the outer circumferential surface of the outer member are in contact with each other in a circumferential region).
  • the assembly is inserted into the inner periphery of the base member, it is possible to reliably prevent the lid member from interfering with the base member, thereby improving workability.
  • the lid member is a press-molded product, the manufacturing cost of the lid member can be reduced, and an increase in the manufacturing cost of the bearing device can be suppressed.
  • the present invention it is possible to increase the slip-proof strength of the lid member without causing an increase in the size of the bearing device or a decrease in bearing performance.
  • the third and fourth configurations when the lid member is fixed to the outer member, the accuracy of the surface defining the outer diameter dimension of the radial bearing gap does not deteriorate, and the bearing performance of the radial bearing portion is reduced. Can be avoided. Further, the cost of the fluid dynamic pressure bearing device can be reduced.
  • FIG. 3 is a bottom view of the bearing sleeve shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a plan view of the lid member shown in FIG. 2.
  • It is a principal part expanded sectional view of the fluid dynamic pressure bearing apparatus shown in FIG. It is sectional drawing of the fluid dynamic pressure bearing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 3 is a bottom view of the bearing sleeve shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a plan view of the lid member shown in FIG. 2.
  • It is a principal part expanded sectional view of the fluid dynamic pressure bearing apparatus shown in FIG. It is sectional drawing of the fluid dynamic pressure bearing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the bearing sleeve shown in FIG. 9.
  • FIG. 10 is a bottom view of the bearing sleeve shown in FIG. 9.
  • FIG. 10 is a plan view of the lid member shown in FIG. 9. It is an expanded sectional view which shows the adhesion part between a cover member, a housing, and a base member.
  • It is a principal part expanded sectional view of the fluid dynamic pressure bearing apparatus shown in FIG.
  • It is sectional drawing of the fluid dynamic pressure bearing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.
  • It is sectional drawing which shows the state before the assembly of the shaft member which concerns on the other structural example.
  • It is sectional drawing which shows the state after the assembly of the shaft member which concerns on the other structural example.
  • It is sectional drawing of the fluid dynamic pressure bearing apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 conceptually shows a configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating the fluid dynamic bearing device 1 shown in FIG.
  • This spindle motor is used for a disk drive device such as an HDD, and includes a fluid dynamic bearing device 1 that rotatably supports a shaft member 2, a disk hub 3 fixed to the upper end portion of the shaft member 2, and a gap.
  • a stator coil 4 and a rotor magnet 5 that are opposed to each other via a gap in the radial direction in the illustrated example, and a motor bracket 6 as a base member are provided.
  • the stator coil 4 is attached to the outer periphery of the motor bracket 6, and the rotor magnet 5 is attached to the inner periphery of the disk hub 3.
  • the fluid dynamic bearing device 1 is fixed to the inner periphery of the motor bracket 6.
  • the disc hub 3 holds one or a plurality of discs D (two in this embodiment) as information recording media, and is fixed by a clamping device (not shown).
  • the stator coil 4 When the stator coil 4 is energized, the rotor magnet 5 rotates, and accordingly, the disk hub 3 and the disk D held by the disk hub 3 rotate integrally with the shaft member 2.
  • FIG. 2 shows the fluid dynamic bearing device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • a fluid dynamic pressure bearing device 1 shown in FIG. 1 includes a shaft member 2, a bearing sleeve 8 having the shaft member 2 inserted on the inner periphery thereof, a housing 9 that houses the bearing sleeve 8 and that is open at both ends in the axial direction, and a bearing sleeve. 8 and a lid member 10 that closes an opening on one axial end side (lower end side in the illustrated example).
  • the side closed by the lid member 10 is referred to as the lower side, and the opposite side is referred to as the upper side.
  • the shaft member 2 has a shaft portion 2a and a flange portion 2b.
  • the shaft portion 2a and the flange portion 2b are formed of a metal material having high wear resistance, such as stainless steel.
  • a small-diameter portion 2a1 is formed at the lower end of the shaft portion 2a, and the shaft member 2 is formed by fitting and fixing the small-diameter portion 2a1 to the inner periphery of the perforated disk-like flange portion 2b.
  • a method for fixing the shaft portion and the flange portion is arbitrary, and press-fitting, adhesion, welding (particularly laser welding), or the like can be employed.
  • As the shaft member 2, a shaft member 2a and a flange portion 2b integrally formed by forging or the like can be used.
  • the bearing sleeve 8 is formed in a cylindrical shape with a porous body, for example, a sintered metal containing copper as a main component.
  • the bearing sleeve 8 can be formed of other metals, resins, ceramics, or the like.
  • Both the inner peripheral surface 8a and the outer peripheral surface 8d of the bearing sleeve 8 are formed in a cylindrical surface shape having a constant radial dimension in the axial direction.
  • chamfers 8ei, 8eo, 8fi, and 8fo are formed at the inner diameter end and the outer diameter end of both ends in the axial direction of the bearing sleeve 8, respectively.
  • a radial dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action on the fluid film (oil film) generated in the radial bearing gap is formed.
  • Two dynamic pressure groove regions in which herringbone-shaped dynamic pressure grooves 8a1 and 8a2 are arranged are formed apart from each other in the axial direction.
  • the portions with cross hatching excluding the dynamic pressure grooves 8a1 and 8a2 are hills.
  • the dynamic pressure groove 8a1 is formed in an axially asymmetric shape, specifically, the axial direction of the upper groove with respect to the belt-like portion formed in the substantially central portion in the axial direction of the hill.
  • the dimension X1 is larger than the axial dimension X2 of the lower groove (X1> X2).
  • the dynamic pressure groove 8a2 is formed in an axially symmetrical shape. Lubricating oil filled between the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8 and the outer peripheral surface of the shaft portion 2a during the rotation of the shaft member 2 due to the unbalance of the pumping ability in the vertical dynamic pressure groove region described above. Will be pushed downward.
  • a thrust dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action on the oil film in the thrust bearing gap is formed on the lower end surface 8c of the bearing sleeve 8.
  • the thrust dynamic pressure generating portion has a herringbone shape and has a configuration in which dynamic pressure grooves 8c1 and hill portions 8c2 bent in a V shape are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the housing 9 has a cylindrical shape with both axial ends open, a main body portion 9 a in which a bearing sleeve 8 is held on the inner periphery, and a seal disposed on the upper end inner diameter side of the main body portion 9 a. It has the part 9b integrally.
  • the inner peripheral surface of the main body 9a has a cylindrical shape with a constant inner diameter, and the outer peripheral surface is formed in a stepped cylindrical surface shape with a lower diameter on the lower side.
  • the thick part 9a1 is formed above the main body part 9a, and the thin part 9a2 thinner than the thick part 9a1 is formed below the main part 9a.
  • the inner peripheral surface 9b1 of the seal portion 9b is formed in a tapered surface shape that is gradually reduced in diameter downward, and a radial dimension is provided between the tapered inner peripheral surface 9b1 and the outer peripheral surface of the shaft portion 2a.
  • a wedge-shaped seal space S is formed in which is gradually reduced.
  • the internal space of the bearing sealed with the seal portion 9b is filled with lubricating oil.
  • an oil surface (gas-liquid interface) of the lubricating oil filled in the bearing is formed, and the oil surface is always held in the seal space S by the pulling action of the capillary force of the wedge-shaped seal space S. .
  • the volume of the seal space S is set so that the oil level of the lubricant can always be kept within the range of the seal space S even when the lubricant filled in the bearing expands and contracts with a change in temperature.
  • the corners are cut out. Since the thickness of the housing 9 is substantially uniform in the region from the main body portion 9a to the seal portion 9b, the deformation of the inner peripheral surface 9b1 of the seal portion 9b due to resin molding shrinkage is suppressed by this chamfering 9c, The shape accuracy of the seal space S can be ensured.
  • the housing 9 described above is integrally formed by resin injection molding using the bearing sleeve 8 as an insert part.
  • the resin material of the housing 9 is not particularly limited.
  • a crystalline resin such as liquid crystal polymer (LCP), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyphenylsulfone (PPSU), or polyethersulfone.
  • Resin compositions based on amorphous resins such as (PES) and polyetherimide (PEI) can be used.
  • various kinds of fillers can be blended in appropriate amounts according to the purpose, for example, fibrous fillers such as glass fibers, whisker-like fillers such as potassium titanate, scaly fillers such as mica,
  • an appropriate powder filler can be used.
  • conductive fillers such as carbon fiber, carbon black, graphite, carbon nanomaterial, and various metal powders. Then, this kind of conductive filler is basically unnecessary.
  • these conductive fillers may be blended as long as they do not adversely affect the required characteristics (for example, moldability) of the housing 9 and there is no problem in terms of cost.
  • the upper end surface 8b of the bearing sleeve 8 is covered with resin including the outer peripheral chamfer 8eo.
  • the bearing sleeve 8 can be prevented from coming off from the housing 9.
  • the inner peripheral chamfer 8ei at the upper end of the bearing sleeve 8 is not coated with resin, and the sintered metal structure is exposed. This is because the bearing sleeve 8 is positioned in the mold by bringing the inner peripheral chamfer 8e1 into contact with the mold during injection molding.
  • the lid member 10 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the thin portion 9a2 of the housing 9, and closes the lower opening of the housing 9.
  • the lid member 10 has a cup shape, and includes a substantially disk-shaped plate portion 10a and a cylindrical tube portion 10b extending upward from the outer diameter end of the plate portion 10a.
  • the lid member 10 is formed of a conductive metal material.
  • the plate portion 10a and the cylinder portion 10b are integrally formed by pressing a metal plate.
  • a thrust dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action on the oil film in the thrust bearing gap is formed on the upper end surface 10a1 of the plate portion 10a.
  • the thrust dynamic pressure generating portion has a herringbone shape and has a configuration in which dynamic pressure grooves 10a11 and hill portions 10a12 bent in a V shape are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the upper end surface 10b1 of the cylindrical portion 10b of the lid member and the lower end surface 9a11 of the thick portion 9a1 of the housing 9 are opposed to each other in the axial direction.
  • an axial gap ⁇ 1 is formed between both end faces 10b1 and 9a11, and the axial direction is formed between the upper end face 10a1 of the plate part 10a and the lower end face of the thin part 9a2 of the housing 9.
  • a gap ⁇ 2 is formed.
  • the axial gap ⁇ 1 may be filled with an adhesive to ensure sealing. In order to reduce the amount of oil retaining in the bearing device, it is desirable to make the axial gap ⁇ 2 as small as possible.
  • the shaft member 2 is inserted into the inner periphery of the bearing sleeve 8 integrated with the housing 9.
  • an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the thin portion 9a2 of the housing 9 or the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10b of the lid member 10, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10b of the lid member 10 is fitted to the outer peripheral surface of the thin portion 9a2.
  • Match. The lid member 10 is pushed as it is, and the bearing sleeve 8 and the plate portion 10a of the lid member 10 are brought into contact with both end faces 2b1 and 2b2 of the flange portion 2b (that is, the thrust bearing gap has a gap width of 0).
  • the upper end surface 10b1 of the cylindrical portion 10b of the lid member 10 and the lower end surface 9a11 of the thick portion 9a1 of the housing 9 are not in contact with each other, and the upper end surface 10a1 of the plate portion 10a and the lower end surface of the thin portion 9a2 are Set the dimensions of each part so that they do not touch.
  • the lid member 10 is pulled back downward (in a direction away from the housing 9) by the total amount of the clearance widths of the thrust bearing gaps, and then the adhesive is solidified, whereby the lid member 10 is solidified. Installation and width setting of the thrust bearing gap are completed at the same time. If it is this procedure, since the width
  • the internal space of the fluid dynamic bearing device 1 that is, the space sealed by the housing 9 and the lid member 10, including the internal holes of the bearing sleeve 8, is filled with, for example, lubricating oil as a lubricating fluid.
  • this fluid dynamic pressure bearing device 1 when the shaft member 2 rotates, there is a gap between the upper and lower dynamic pressure groove regions formed on the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8 and the outer peripheral surface of the shaft portion 2a facing this. Two radial bearing gaps are formed. The pressure of the oil film in the radial bearing gap is increased by the dynamic pressure grooves 8a1 and 8a2, thereby forming the first radial bearing portion R1 and the second radial bearing portion R2 that support the shaft member 2 in a non-contact manner in the radial direction.
  • Thrust bearing gaps are formed between the upper end surface 10a1 and the upper end surface 10a1.
  • the pressure of the oil film in each thrust bearing gap is increased by the dynamic pressure grooves 8c1 and 10a11, thereby forming the first thrust bearing portion T1 and the second thrust bearing portion T2 that support the shaft member 2 in a non-contact manner in the thrust direction.
  • the fluid dynamic bearing device 1 is incorporated in a motor by, for example, bonding and fixing the outer peripheral surface of the cylindrical portion 10 b of the lid member 10 and the outer peripheral surface of the main body portion 9 a of the housing 9 to the inner peripheral surface of the motor bracket 6. If the outer diameter dimensions of the cylindrical portion 10 b of the lid member 10 and the main body portion 9 a of the housing 9 are made equal, they can be reliably fixed to the cylindrical inner peripheral surface of the motor bracket 6. Since both the lid member 10 and the motor bracket 6 are made of metal, high adhesive strength can be obtained between the two members. When sufficient fixing strength can be secured between the lid member 10 and the motor bracket 6, it is not necessary to bond and fix the main body 9 a of the housing 9 and the motor bracket 6.
  • the housing 9 is formed by injection molding (insert molding) in which the bearing sleeve 8 is inserted. Therefore, the molding of the housing 9 and the fixing of the bearing sleeve 8 to the housing 9 can be completed in one step.
  • injection molding insert molding
  • the housing 9 and the bearing sleeve 8 are individually manufactured and the bearing sleeve 8 is bonded and fixed to the housing 9, an adhesive is used for each product in order to ensure the coaxiality of the housing 9 and the bearing sleeve 8. It is necessary to restrain both members with a jig until they are completely cured, and a great deal of labor is required to ensure accuracy.
  • both the difference in diameter between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is compared with the case where the lid member 10 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 9 as in the conventional case.
  • the fixed area between the members can be increased.
  • the axial dimension of the cylindrical portion 10b of the lid member 10 can be increased, and a further increase in the fixed area can be easily achieved.
  • the lid member 10 is formed of a metal material, the static electricity charged by the rotation of the disk D can be reliably discharged to the ground side via the path of the shaft member 2 ⁇ the lid member 10 ⁇ the motor bracket 6. it can.
  • the outer diameter of the lower end of the lid member 10 may be used as necessary to prevent the conductive path from being blocked by an adhesive (usually an insulator).
  • a suitable conductive material for example, a paste in which metal powder is dispersed
  • a suitable conductive material is applied across the end and the inner diameter end of the lower end of the bracket 6 (A region in FIG. 1) to form a conductive film.
  • the conductivity of the housing 9 becomes unnecessary. Therefore, when examining the molding material of the housing, there is room for material selection and the degree of freedom in designing the bearing device is increased. .
  • the resin housing 9 is made conductive, it is customary to mix an expensive conductive filler in the resin material as described above. However, in the present invention, this type of conductive filler is mixed. Since it is unnecessary or the amount of blending can be reduced, the material cost can be suppressed.
  • the housing, the bearing sleeve, and the seal portion are formed as separate members, and the structure in which the bearing sleeve and the seal member are individually fixed to the housing prevents hydraulic pressure imbalance inside the bearing device. Therefore, an oil circulation path is formed between the outer peripheral surface of the bearing sleeve and the inner peripheral surface of the housing, and between the end surface of the seal member and the upper end surface 8b of the bearing sleeve 8 opposite to the end surface of the seal member. In many cases, the gap and the seal space S are communicated.
  • This type of circulation path is typically constituted by one or a plurality of grooves formed on the outer peripheral surface 8d and the upper end surface 8b of the bearing sleeve 8, respectively.
  • FIG. 2 illustrates a configuration in which an annular groove 8b1 as an upper and lower identification mark is formed on the upper end surface 8b of the bearing sleeve 8, and this is injection molded to fill the annular groove 8b1 with resin. If not particularly required, these grooves (annular groove 8b1 in FIG. 2) may be omitted.
  • the shaft member 2 is provided with a communication hole 11 that opens to the upper end surface 2b1 and the lower end surface 2b2 of the flange portion 2b.
  • a communication hole 11 that opens to the upper end surface 2b1 and the lower end surface 2b2 of the flange portion 2b.
  • the communication hole 11 shown in FIG. 6 has a radial direction portion 11a and an axial direction portion 11b, and has a bent shape in order to open the dynamic pressure groove region of both thrust bearing portions T1 and T2 to the inner diameter side thereof.
  • the outer diameter end of the radial direction portion 11a is a space formed by the upper end surface 2b1 of the flange portion 2b, the inner peripheral chamfer 8fi of the bearing sleeve 8, and the Nusumi portion 2a2 provided at the lower end portion of the shaft portion 2a.
  • An axial portion 11b that opens and is connected to the inner diameter end of the radial portion 11a extends along the outer peripheral surface of the small diameter portion 2a1 of the shaft portion 2a, and is on the inner diameter side (bottom surface) of the thrust dynamic pressure generating portion of the second thrust bearing portion T2. Open to space P).
  • An axial groove is formed on the inner peripheral surface of the perforated disc-shaped flange portion 2b, and a radial groove that communicates with the axial groove is formed on the upper end surface 2b1 of the flange portion 2b, and then the inner periphery of the flange portion 2b.
  • the radial portion 11a can be formed by the radial groove
  • the axial portion 11b can be formed by the axial groove.
  • the communication hole 11 can be provided at a plurality of locations in addition to being provided at one location in the circumferential direction.
  • the dynamic pressure groove 10a11 of the second thrust bearing portion has a herringbone shape (see FIG. 5) as described above. Since the upper first thrust bearing portion T1 does not cause this kind of problem, a pump-in type spiral-shaped dynamic pressure groove may be employed instead of the herringbone-shaped dynamic pressure groove 8c1 shown in FIG. it can.
  • FIG. 7 shows a fluid dynamic bearing device 1 ′ according to the second embodiment of the present invention.
  • the fluid dynamic pressure bearing device 1 ′ shown in FIG. 2 has a housing 9 made of a resin injection molded product with a bearing sleeve 8 inserted therein, and a metal lid member. 10 is fixed to the outer peripheral surface of the housing 9, specifically, the outer peripheral surface of the thin-walled portion 9a2. After setting the width of the thrust bearing gap, an axial gap ⁇ 1 is formed between the end surface 10b1 of the cylindrical portion 10b of the lid member 10 and the end surface of the thick portion 9a1 of the housing 9.
  • the outer peripheral chamfer 8fo at the lower end of the bearing sleeve 8 is covered with the resin housing 9, and the lower end surface 8c is not covered.
  • a covering portion 9d extending toward the inner diameter side is formed at the lower end of the thin portion 9a2 of the housing 9, and the outer peripheral chamfer 8fo of the bearing sleeve 8 is formed by this covering portion 9d.
  • the entire lower end surface 8c of the bearing sleeve 8 is covered.
  • a plurality of dynamic pressure grooves (for example, herringbone-shaped dynamic pressure grooves shown in FIG. 5) functioning as thrust dynamic pressure generating portions of the first thrust bearing portion T1 are formed on the end surface of the covering portion 9d.
  • the inner peripheral chamfer 8fi at the lower end of the bearing sleeve 8 is not covered with the covering portion 9d.
  • the thrust dynamic pressure generating portion formed on the lower end surface 8c of the bearing sleeve 8 is unnecessary in the embodiment shown in FIG. Become. Therefore, the radial thickness of the bearing sleeve 8 can be reduced as compared with the embodiment shown in FIG. This thinning can reduce the amount of oil retained in the sintered metal bearing sleeve 8, so that the amount of oil retained in the entire bearing device can be reduced, and the amount of thermal expansion of the oil during temperature rise can be reduced. Can be suppressed. Therefore, the volume of the seal space S can be reduced, the axial dimension of the seal space S can be reduced, and the entire bearing device can be downsized in the axial direction.
  • the thrust dynamic pressure generating portion of the covering portion 9d can be molded simultaneously with the injection molding of the housing 9 by forming a molding die corresponding to the thrust dynamic pressure generating portion on the mold. Therefore, it is possible to reduce the cost by omitting the step of forming the thrust dynamic pressure generating portion.
  • the meat removal 9 c (see FIG. 2) formed on the outer diameter portion of the upper end of the housing 9 is omitted.
  • resin is used as the injection material of the housing 9, but the present invention is not limited to this.
  • a low melting point metal material such as magnesium alloy or aluminum alloy. It is.
  • the lid member 10 when the lid member 10 is fixed to the bearing sleeve 8, an adhesive is applied in advance to the thin portion 9a2 of the housing 9 or the cylindrical portion 10b of the lid member 10, and then the lid member 10 is attached to the housing.
  • the lid member 10 and the housing 9 are first fitted and the width of the thrust bearing gap is set, and then the adhesive is supplied from the axial gap ⁇ 1. Then, the both may be bonded and fixed by drawing the adhesive with the capillary force of the minute gap between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10b and the outer peripheral surface of the thin portion 9a2.
  • cover member 10 and the bearing sleeve 8 are fixed by adhesion
  • present invention is not limited to this, and may be fixed by means such as press-fit, press-fit adhesion, or welding.
  • the dynamic pressure generating portions of the radial bearing portions R1 and R2 and the thrust bearing portions T1 and T2 are the inner peripheral surface 8a, the lower end surface 8c of the bearing sleeve 8, and the plate portion 10a of the lid member 10, respectively.
  • the herringbone-shaped dynamic pressure grooves are formed as the radial dynamic pressure generating portions of the radial bearing portions R1 and R2 is exemplified.
  • the present invention is not limited to this.
  • a mold bearing or a multi-arc bearing can also be employed.
  • so-called perfect circular bearings in which both the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8 and the outer peripheral surface 2a1 of the shaft member 2 are cylindrical surfaces can be adopted as the radial bearing portions R1 and R2.
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration of a step bearing or a wave bearing is adopted.
  • the radial bearing portions R1 and R2 are provided apart from each other in the axial direction, but these may be provided continuously in the axial direction. Alternatively, only one of these may be provided.
  • FIG. 8 conceptually shows a configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating the fluid dynamic bearing device 21 shown in FIG.
  • This spindle motor is used in a disk drive device such as an HDD, and includes a fluid dynamic pressure bearing device 21 that rotatably supports a shaft member 22, a disk hub 23 fixed to the upper end portion of the shaft member 22, and a gap.
  • a stator coil 24 and a rotor magnet 25 that are opposed to each other via a gap in the radial direction in the illustrated example, and a base member 26 (motor bracket) made of a metal material such as an aluminum alloy are provided.
  • the stator coil 24 is attached to the outer periphery of the base member 26, and the rotor magnet 25 is attached to the inner periphery of the disk hub 23.
  • the fluid dynamic bearing device 21 is fixed to the inner periphery of the base member 26.
  • One or a plurality of discs D1 as information recording media are held on the disc hub 23 and fixed by a clamping device (not shown).
  • the stator coil 24 When the stator coil 24 is energized, the rotor magnet 25 rotates, and accordingly, the disk hub 23 and the disk D1 held by the disk hub 23 rotate integrally with the shaft member 22.
  • a fluid dynamic pressure bearing device 21 shown in FIG. 9 includes a shaft member 22, a bearing sleeve 28 having the shaft member 22 inserted into the inner periphery thereof, a housing 29 containing the bearing sleeve 28 and having both ends opened in the axial direction, and a bearing sleeve. And a lid member 30 that closes an opening on one axial end side (lower end side in the illustrated example).
  • the housing 29 is an outer member having both ends opened.
  • the side closed by the lid member 30 in the axial direction, the side closed by the lid member 30 is referred to as the lower side, and the opposite side is referred to as the upper side.
  • the shaft member 22 has a shaft portion 22a and a flange portion 22b.
  • the shaft portion 22a and the flange portion 22b are made of a metal material having high wear resistance, such as stainless steel.
  • a small-diameter portion 22a1 is formed at the lower end of the shaft portion 22a, and the shaft member 22 is formed by fitting and fixing the small-diameter portion 22a1 to the inner periphery of the perforated disk-like flange portion 22b.
  • a method for fixing the shaft portion 22a and the flange portion 22b is arbitrary, and press-fitting, adhesion, or the like can be employed. Further, as shown in FIG.
  • the flange portion 22b is formed in a perforated disk shape having an inner diameter dimension Db1 smaller than the outer diameter dimension Da1 of the shaft section 22a (Db1 ⁇ Da1). You may weld (for example, laser welding) corner W1 formed with the internal peripheral surface of the part 22b, and the end surface of the axial part 22a.
  • a shaft member 22a and a flange portion 22b integrally formed by forging or the like can be used as the shaft member 22a and a flange portion 22b integrally formed by forging or the like can be used.
  • the bearing sleeve 28 is formed in a cylindrical shape with a porous body, for example, a sintered metal mainly containing either one or both of copper and iron.
  • the bearing sleeve 28 can be formed of another metal, resin, ceramic, or the like.
  • Both the inner peripheral surface 28a and the outer peripheral surface 28d of the bearing sleeve 28 are formed in a cylindrical surface shape having a constant radial dimension in the axial direction.
  • chamfers 28ei, 28eo, 28fi, and 28fo are formed at the inner diameter end and the outer diameter end of both ends in the axial direction of the bearing sleeve 28, respectively.
  • a radial dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action on a fluid film (oil film) in the radial bearing gap is formed in a partial region in the axial direction of the inner peripheral surface 28a of the bearing sleeve 28.
  • herringbone-shaped dynamic pressure grooves 28 a 1, 28 a 2 and radial dynamic pressure generating portions formed by hill portions with cross-hatching are formed at two locations separated in the axial direction.
  • the dynamic pressure groove 28a1 is formed in an axially asymmetric shape.
  • the upper portion of the dynamic pressure groove 28a1 is formed on the upper side of the strip-shaped pressure generating portion n1 formed in the substantially central portion in the axial direction of the hill portion.
  • the axial dimension X11 of the groove is larger than the axial dimension X12 of the lower groove (X11> X12).
  • the dynamic pressure groove 28a2 is formed in an axially symmetrical shape. Due to the unbalance of the pumping ability at the radial dynamic pressure generating portion described above, the oil filled between the inner peripheral surface 28a of the bearing sleeve 28 and the outer peripheral surface of the shaft portion 22a is rotated during the rotation of the shaft member 22. It will be pushed downward.
  • a thrust dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action on the oil film in the thrust bearing gap is formed on the lower end surface 28c of the bearing sleeve 28.
  • the thrust dynamic pressure generating portion has a herringbone shape and has a configuration in which dynamic pressure grooves 28c1 and hill portions 28c2 bent in a V shape are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the housing 29 has a cylindrical shape with both axial ends open, and is disposed on the inner diameter side of the upper end of the main body portion 29 a and the cylindrical main body portion 29 a in which the bearing sleeve 28 is held on the inner periphery. And the sealed portion 29b.
  • the inner peripheral surface of the main body portion 29a has a cylindrical shape with a constant diameter, and the outer peripheral surface is formed in a stepped cylindrical surface shape with a small diameter on the lower side.
  • the thick part 29a1 is formed above the main body part 29a, and the thin part 29a2 thinner than the thick part 29a1 is formed below the main part 29a.
  • the inner peripheral surface 29b1 of the seal portion 29b is formed in a tapered surface shape that is gradually reduced in diameter downward, and a radial dimension is provided between the tapered inner peripheral surface 29b1 and the outer peripheral surface of the shaft portion 22a.
  • a wedge-shaped seal space S1 is formed by gradually reducing.
  • the internal space of the bearing sealed by the seal portion 29 b is filled with lubricating oil including the internal holes of the bearing sleeve 28.
  • the seal space S1 the oil surface (gas-liquid interface) of the lubricating oil filled in the bearing is formed, and the oil surface is always held in the seal space S1 by the pulling action by the capillary force of the wedge-shaped seal space S1.
  • the volume of the seal space S1 is set so that the oil level of the lubricant can always be kept within the range of the seal space S1 even when the lubricating oil filled in the bearing expands and contracts as the temperature changes.
  • the corners are cut out. Since the thickness of the housing 29 is substantially uniform in the region from the main body portion 29a to the seal portion 29b, the deformation of the inner peripheral surface 29b1 of the seal portion 29b due to resin molding shrinkage is suppressed by this chamfering 29c, The shape accuracy of the seal space S1 can be ensured.
  • the housing 29 described above is integrally formed by, for example, resin injection molding using the bearing sleeve 28 as an insert part.
  • the resin material of the housing 29 is not particularly limited.
  • a crystalline resin such as liquid crystal polymer (LCP), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyphenyl sulfone (PPSU), polyether sulfone.
  • Resin compositions based on amorphous resins such as (PES) and polyetherimide (PEI) can be used.
  • various kinds of fillers can be blended in appropriate amounts according to the purpose, for example, fibrous fillers such as glass fibers, whisker-like fillers such as potassium titanate, scaly fillers such as mica,
  • an appropriate powder filler can be used.
  • conductive fillers such as carbon fiber, carbon black, graphite, carbon nanomaterial, and various metal powders in order to ensure conductivity.
  • this type of conductive filler is basically unnecessary.
  • these conductive fillers may be blended as long as the required characteristics (for example, moldability) of the housing 29 are not adversely affected and there is no problem in terms of cost.
  • the upper end surface 28b of the bearing sleeve 28 is covered with resin including the outer peripheral chamfer 28eo.
  • the bearing sleeve 28 can be prevented from coming off from the housing 29.
  • the inner peripheral chamfer 28ei at the upper end of the bearing sleeve 28 is not covered with resin, and the sintered metal structure is exposed. This is because the bearing sleeve 28 is positioned in the mold by bringing the inner peripheral chamfer 28e1 into contact with the mold during injection molding.
  • the lid member 30 is fixed to the outer peripheral surface of the thin portion 29a2 of the housing 29 by, for example, gap adhesion.
  • the lid member 30 closes the lower opening of the housing 29.
  • the lid member 30 has a cup shape, and includes a substantially disc-shaped plate portion 30a and a cylindrical tube portion 30b extending upward from the outer diameter end of the plate portion 30a.
  • the axial length of the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b is larger than the axial thickness of the plate portion 30a.
  • the lid member 30 is made of a conductive metal material, and the plate portion 30a and the cylinder portion 30b are integrally formed by, for example, pressing a metal plate.
  • the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b overlaps with a part or all of the lower radial dynamic pressure generating portion including the dynamic pressure groove 28a2 and the hill portion (a portion including at least the pressure generating portion n1) in the axial direction. Yes.
  • a thrust dynamic pressure generating portion that generates a dynamic pressure action on the oil film in the thrust bearing gap is formed on the upper end surface 30a1 of the plate portion 30a.
  • this thrust dynamic pressure generating portion has a herringbone shape and has a configuration in which dynamic pressure grooves 30a11 and hill portions 30a12 bent in a V shape are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the shaft member 22 is inserted into the inner periphery of the bearing sleeve 28 integrated with the housing 29.
  • an adhesive is applied to the outer peripheral surface 29a22 of the thin portion 29a2 of the housing 29 or the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b of the lid member 30, and the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b is fitted to the outer peripheral surface 29a22 of the thin portion 29a2.
  • the adhesive an anaerobic adhesive or an epoxy adhesive can be used.
  • the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b and the outer peripheral surface 29a22 of the thin-walled portion 29a2 are put into a gap fitting state, and the width ⁇ 11 is between them.
  • a first radial gap is formed (the width ⁇ 11 at this time is a value obtained by subtracting the radial dimension of the outer peripheral surface 29a22 of the thin portion 29a2 from the radial dimension of the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b).
  • the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b is replaced with the outer peripheral surface 29a22 of the thin housing portion 29a2. It is possible to lightly press fit into.
  • the lid member 30 After fitting the outer peripheral surface 29a22 of the thin portion 29a2 and the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b, the lid member 30 is pushed forward, and the lower end face 28c of the bearing sleeve 28 and the lid member 30 The plate portion 30a is brought into contact (that is, the gap width between the two thrust bearing gaps is set to 0). At this time, between the upper end surface 30b1 of the cylindrical portion 30b of the lid member 30 and the end surface 29a11 of the thick portion 29a1 of the housing 29, and above the lower end surface 29a21 of the thin portion 29a2 of the housing 29 and the plate portion 30a of the lid member 30.
  • each component is set in advance so that an axial gap is left between the end face 30a1 and the two axially opposed faces do not come into contact with each other.
  • the lid member 30 and the housing 29 are moved relative to each other in the axial direction by the total amount of the gap widths of the thrust bearing gaps in the direction in which they are separated from each other. This can be done by fixing the lid member 30 and pulling up the shaft member 22, or by fixing the housing 29 and pushing down the shaft member 22.
  • a first axial gap having a width ⁇ 11 is formed between the upper end surface 30b1 of the cylindrical portion 30b of the lid member 30 and the end surface 29a11 of the thick portion 29a1 of the housing 29, and the thin portion 29a2 of the housing 29 is formed.
  • a second axial gap having a width ⁇ 12 is formed between the lower end surface 29a21 and the upper end surface 30a1 of the plate portion 30a of the lid member 30.
  • an epoxy-based adhesive Q1 is supplied to the first axial gap (width ⁇ 11). Thereafter, when baking is performed, a part of the adhesive Q1 whose viscosity is reduced at a high temperature is drawn into the first radial gap (width ⁇ 11) by the capillary force and hardened, and the remaining is the first axial gap ( It remains in the width ⁇ 11) and hardens. Thereby, the cover member 30 and the housing 29 are completely bonded and fixed, and at the same time, the width setting operation of the thrust bearing gap is completed.
  • the first axial gap (width ⁇ 11) is sealed with the adhesive Q1, and oil leakage from the fitting portion between the inner peripheral surface 30b2 of the cylindrical portion 30b and the outer peripheral surface 29a22 of the thin portion 29a2 is prevented.
  • FIG. 9 in order to facilitate understanding of the drawing, a state where only a partial region in the circumferential direction (right side of the drawing) of the first axial gap is sealed with the adhesive Q1 is shown. The entire circumference is sealed with the adhesive Q1.
  • the adhesive Q1 is not limited to an epoxy-based adhesive, and an arbitrary one such as an anaerobic adhesive or an ultraviolet curable adhesive can be used.
  • an ultraviolet curable adhesive is used, workability and sealing performance can be improved by curing the surplus with ultraviolet rays.
  • the width ⁇ 11 of the first radial gap is desirably as small as possible, and is at least smaller than the width ⁇ 11 of the first axial gap ( ⁇ 11> ⁇ 11).
  • the width ⁇ 12 of the second axial gap is smaller than the width ⁇ 11 of the first radial gap, the adhesive drawn into the first radial gap (width ⁇ 11) is further increased by capillary force. 2 may also be drawn into the axial gap (width ⁇ 12). If excessive adhesive is drawn into the second axial gap, the adhesive Q1 overflows from the second axial gap and enters the thrust bearing gap, which may impair the bearing function of the thrust bearing portions T11 and T12. . In order to prevent such a problem, the width ⁇ 12 of the second axial gap is made larger than the width ⁇ 11 of the first radial gap ( ⁇ 12> ⁇ 11).
  • the fluid dynamic bearing device 21 assembled by the above procedure is adhered to the inner peripheral surface 26a of the base member 26 with a gap.
  • the surface 30b3 and the outer peripheral surface 29a12 of the thick portion 29a1 of the housing 29 are fitted to the inner peripheral surface 26a of the base member 26, and the adhesive is cured.
  • the outer peripheral surface 30 b 3 of the cylindrical portion 30 b of the lid member 30 is in a gap-fitted state with respect to the inner peripheral surface 26 a of the base member 26, and the outer peripheral surface 30 b 3 and the base member 26
  • a second radial gap having a width ⁇ 12 is formed between the inner peripheral surface 26a.
  • the outer peripheral surface 29a12 of the thick portion 29a1 of the housing 29 is also in a gap-fitting state with respect to the inner peripheral surface 26a of the base member 26, and the outer peripheral surface 29a12 of the thick portion 29a1 and the inner peripheral surface 26a of the base member 26
  • a third radial gap having a width ⁇ 13 is formed therebetween.
  • the widths ⁇ 12 and ⁇ 13 of the second and third radial clearances are both determined from the radial dimension of the inner peripheral surface 26a of the base member 26, the radial dimension of the outer peripheral surface 30b3 of the cylindrical portion 30b, and the outer periphery of the thick portion 29a1. It is represented by a value obtained by subtracting the radial dimension of the surface 29a12.
  • the second radial gap (width ⁇ 12) overlaps in the axial direction with a part (or at least a part including the pressure generating part n1) or a part of the lower radial dynamic pressure generating part including the dynamic pressure groove 28a2 and the hill part. is doing.
  • the width ⁇ 12 of the second radial gap is larger than the width ⁇ 13 of the third radial gap ( ⁇ 12> ⁇ 13).
  • the width ⁇ 12 of the second radial gap is larger than the width ⁇ 11 of the first radial gap ( ⁇ 12> ⁇ 11).
  • the outer peripheral surface 29 a 12 of the thick portion 29 a 1 of the housing 29 is The diameter is larger than that of the outer peripheral surface 30b3.
  • the diameter of the outer peripheral surface 29a12 of the thick portion 29a1 is ⁇ x1
  • the diameter of the outer peripheral surface 30b3 of the lid member 30 is ⁇ y1
  • the radial dimension of the outer peripheral surface 29a12 represented by ( ⁇ x1- ⁇ y1) / 2 and the outer peripheral surface 30b3
  • the difference z1 from the radial dimension is desirably larger than the width ⁇ 11 of the first radial gap (z1> ⁇ 11).
  • the lid member 30 and the base are inserted when the fluid dynamic bearing device 21 is inserted into the inner periphery of the base member 26 from the lid member 30 side.
  • the member 26 does not interfere and can be inserted smoothly.
  • widths ⁇ 11, ⁇ 12, ⁇ 11, ⁇ 12, and ⁇ 13 of the axial gaps and the radial gaps in FIG. 13 are exaggerated for easy understanding.
  • the thrust dynamic pressure is generated between the thrust dynamic pressure generating portion formed on the lower end surface 28c of the bearing sleeve 28 and the upper end surface 22b1 of the flange portion 22b and on the upper end surface 30a1 of the plate portion 30a.
  • Thrust bearing gaps are respectively formed between the flange portion 22b and the lower end surface 22b2 of the flange portion 22b.
  • the pressure of the oil film in each thrust bearing gap is increased by the dynamic pressure grooves 28c1 and 30a11, whereby thrust bearing portions T11 and T12 that support the shaft member 22 in a non-contact manner in the thrust direction are configured.
  • the dynamic pressure groove 30a11 of the second thrust bearing portion T12 has a herringbone shape (see FIG. 12) as described above. Since the upper first thrust bearing portion T11 does not cause this kind of problem, a pump-in type spiral-shaped dynamic pressure groove is employed instead of the herringbone-shaped dynamic pressure groove 28c1 shown in FIG. You can also.
  • the shaft member 22 is provided with a communication hole 31 that opens to the upper end surface 22b1 and the lower end surface 22b2 of the flange portion 22b.
  • a communication hole 31 oil can be circulated between the upper and lower thrust bearing gaps via the communication hole 31.
  • a pressure balance (especially the pressure balance at the time of motor starting) can be taken between the upper thrust bearing gap and the lower thrust bearing gap.
  • the communication hole 31 has a radial portion 31a and an axial portion 31b, and is bent to avoid the dynamic pressure groove region of both thrust bearing portions T11 and T12 and to open to the inner diameter side thereof.
  • the shape is made. More specifically, the outer diameter end of the radial direction portion 31a is a space formed by the upper end surface 22b1 of the flange portion 22b, the inner peripheral chamfer 28fi of the bearing sleeve 28, and the Nusumi portion 22a2 provided at the lower end portion of the shaft portion 22a.
  • An axial portion 31b that opens and is connected to the inner diameter end of the radial portion 31a extends along the outer peripheral surface of the small diameter portion 22a1 of the shaft portion 22a, and opens to the inner diameter side of the thrust dynamic pressure generating portion of the second thrust bearing portion T12. is doing.
  • An axial groove is formed on the inner peripheral surface of the perforated disk-shaped flange portion 22b, and a radial groove that communicates with the axial groove is formed on the upper end surface 22b1 of the flange portion 22b, and then the inner periphery of the flange portion 22b.
  • the radial direction portion 31a can be formed by the radial groove
  • the axial direction portion 31b can be formed by the axial groove.
  • the communication holes 31 can be provided at a plurality of locations in addition to being provided at one location in the circumferential direction.
  • the housing 29 is formed by injection molding (insert molding) with the bearing sleeve 28 inserted, manufacture of the housing 29 and fixing of the bearing sleeve 28 to the housing 29 can be completed in one step.
  • both the lid member 30 and the base member 26 are made of metal, high adhesive strength can be obtained between the two members. Therefore, even when the resin housing 29 is used, it is possible to avoid a shortage of adhesive force between the housing 29 and the lid member 30, and a situation where the fluid dynamic bearing device 21 falls off the base member 26 due to an impact load. Can be prevented. Further, since the lid member 30 is fixed not only to the housing 29 but also to the base member 26, it is possible to prevent the lid member 30 from falling off due to an impact load.
  • the lid member 30 is made of a metal material, the static electricity charged to the head due to the rotation of the disk D1 is reliably grounded via the path of the shaft member 22 ⁇ the lid member 30 ⁇ the base member 26. Can be discharged.
  • an outer diameter of the lower end of the lid member 30 may be used as necessary to prevent the conductive path from being blocked by an adhesive (usually an insulator).
  • a conductive material in the form of paste is applied across the end and the inner diameter end of the lower end of the base member 26 (A1 region in FIG. 8) to form a conductive film. If the conductive path is configured by the lid member 30 in this manner, the conductivity of the housing 29 becomes unnecessary.
  • the resin housing 29 is made conductive, it is usual to mix an expensive conductive filler in the resin material as described above. However, in the present invention, this kind of conductive filler is mixed. Can be eliminated, or the amount of the compound can be reduced, so that the material cost can be reduced.
  • the fluid dynamic pressure bearing device 21 ′ shown in FIG. 15 uses a housing 29 as a resin injection-molded product with a bearing sleeve 28 inserted, and a metal lid member. 30 is fixed to the outer peripheral surface of the housing 29, specifically, the outer peripheral surface of the thin-walled portion 29a2. After setting the width of the thrust bearing gap, an axial gap ⁇ 11 is formed between the end surface 30b1 of the cylindrical portion 30b of the lid member 30 and the end surface of the thick portion 29a1 of the housing 29.
  • the outer peripheral chamfer 28fo at the lower end of the bearing sleeve 28 is covered with the resin housing 29, and the lower end surface 28c is not covered.
  • a covering portion 29d extending toward the inner diameter side is formed at the lower end of the thin portion 29a2 of the housing 29, and the outer peripheral chamfer 28fo of the bearing sleeve 28 is formed by this covering portion 29d.
  • the entire lower end surface 28c of the bearing sleeve 28 is covered.
  • a plurality of dynamic pressure grooves (for example, herringbone-shaped dynamic pressure grooves shown in FIG. 12) functioning as thrust dynamic pressure generating portions of the first thrust bearing portion T11 are formed on the end surface of the covering portion 29d.
  • the inner peripheral chamfer 28fi at the lower end of the bearing sleeve 28 is not covered with the covering portion 29d.
  • the thrust dynamic pressure generating portion formed on the lower end surface 28c of the bearing sleeve 28 becomes unnecessary. Therefore, the radial thickness of the bearing sleeve 28 can be reduced as compared with the embodiment shown in FIG.
  • This thinning can reduce the amount of oil retained in the sintered sleeve 28 made of sintered metal, so that the amount of oil retained in the entire bearing device can be reduced, and the amount of thermal expansion of the oil at the time of temperature rise Can be suppressed. Accordingly, the volume of the seal space S1 can be reduced, the axial dimension of the seal space S1 can be reduced, and the entire bearing device can be downsized in the axial direction.
  • the thrust dynamic pressure generating portion of the covering portion 29d can be molded simultaneously with the injection molding of the housing 29 by forming a mold corresponding to the thrust dynamic pressure generating portion on the mold. Therefore, it is possible to reduce the cost by omitting the step of forming the thrust dynamic pressure generating portion.
  • the fillet 29 c (see FIG. 9) formed on the outer diameter portion of the upper end of the housing 29 is omitted.
  • the lid member 30 is gap-bonded to the outer periphery of the housing 29, and the outer peripheral surface 30 b 3 of the lid member 30 is gap-bonded to the inner peripheral surface 26 a of the base member 26 (the thickness of the housing 29 is further increased).
  • the outer peripheral surface 29a12 of the meat part 29a1 can be bonded to the inner peripheral surface 26a of the base member 26 with a gap).
  • the 16 is an example in which the bearing sleeve 28 and the housing 29 of the fluid dynamic pressure bearing device 21 shown in FIG. 9 are integrated into one component.
  • the outer member 29 can be manufactured by injection molding of resin, etc.
  • the outer member 29 has a thick portion 29a1 and a thin portion 29a2.
  • a radial dynamic pressure generating portion having the same shape as that of Fig. 10 is formed in two upper and lower regions of the surface, and a radial bearing gap is formed between the radial dynamic pressure generating portion and the outer peripheral surface of the shaft member 22.
  • a thrust dynamic pressure generating portion similar to that in FIG.
  • a thrust bearing gap is formed, as shown in FIG. Similar to the embodiment, the thrust bearing gap is also formed between the lower end surface 22b2 of the thrust dynamic pressure generating portion formed on the upper end surface 30a1 of the plate portion 30a (see FIG. 12) the flange portion 22b.
  • the lid member 30 is gap-bonded to the outer periphery of the outer member 29, and the outer peripheral surface 30b3 of the lid member 30 is gap-bonded to the inner peripheral surface 26a of the base member 26 (in addition, the thick wall of the housing 29).
  • the outer peripheral surface 29a12 of the portion 29a1 can be adhered to the inner peripheral surface 26a of the base member 26 with a gap).
  • the following gaps are formed as in the embodiment shown in FIGS.
  • a resin is used as an injection material for the housing (outer member) 29.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a low melting point metal material such as a magnesium alloy or an aluminum alloy is used. Injection molding is also possible.
  • the bearing sleeve 28 and the housing 29 are individually manufactured using a metal material or a resin material, and then the inner circumference of the housing 29 is formed.
  • the bearing sleeve 28 may be fixed by means such as adhesion.
  • the adhesive when the lid member 30 is fixed to the bearing sleeve 28, the adhesive is previously applied to the thin portion 29 a 2 of the housing (outer member) 29 or the cylindrical portion 30 b of the lid member 30, and then the lid The member 30 is fitted to the thin portion 29a2 of the housing 29.
  • the axial gap is set after the lid member 30 and the housing 29 are first fitted and the width of the thrust bearing gap is set.
  • the adhesive may be supplied from ⁇ 11, and the both may be bonded and fixed by drawing the adhesive with a capillary force of a minute gap between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 30b and the outer peripheral surface of the thin portion 29a2.
  • the dynamic pressure generating portions of the radial bearing portions R11 and R12 and the thrust bearing portions T11 and T12 are the inner peripheral surface 28a, the lower end surface 28c of the bearing sleeve 28, and the plate portion of the lid member 30, respectively. It is formed on the upper end surface 30a1 of 30a, but is formed on the surface facing these surfaces through the bearing gap, that is, the outer peripheral surface of the shaft portion 22a, the upper end surface 22b1 of the flange portion 22b, or the lower end surface 22b2. Also good.
  • the herringbone-shaped dynamic pressure groove is formed as the radial dynamic pressure generating portion of the radial bearing portions R11 and R12 is exemplified.
  • the present invention is not limited to this.
  • a mold bearing or a multi-arc bearing can also be employed.
  • what is called a perfect-circle bearing which made the two surfaces which oppose through a radial bearing clearance cylindrical surface can also be employ
  • Radial bearing portions R11 and R12 are configured.
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration of a step bearing or a wave bearing is adopted.
  • the radial bearing portions R11 and R12 are provided apart in the axial direction, but these may be provided continuously in the axial direction. Alternatively, only one of these may be provided.

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Abstract

 軸受装置の大型化や軸受性能の低下を回避しつつ、蓋部材の耐抜け強度の向上を図ることを目的とする。  本発明の流体動圧軸受装置1は、軸部材2と、軸部材2の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブ8と、軸受スリーブ8を収容し、両端が開口したハウジング9と、ハウジング9の一端側の開口部を閉塞し、スラスト軸受部T1,T2を形成する蓋部材10とを有する。ハウジング9は、軸受スリーブ8をインサートした射出成形品とし、ハウジング9の他端側に、シール空間Sを形成するシール部9bを一体に形成する。蓋部材10をハウジング9の外周面に隙間嵌めで嵌合し、蓋部材10とハウジング9とを接着固定する。

Description

流体動圧軸受装置
 本発明は、軸部材の外周面に面するラジアル軸受隙間に生じた流体膜で軸部材を回転自在に支持する流体動圧軸受装置に関する。
 流体動圧軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、情報機器(例えばHDD)の磁気ディスク駆動装置、CD、DVD、ブルーレイ等の光ディスク駆動装置、若しくは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用、プロジェクタのカラーホイールモータ用、又は電気機器の冷却等に使用されるファンモータなどの小型モータ用として使用されている。
 例えば、特許文献1には、軸部材と、内周に軸部材を挿入した軸受スリーブと、内周に軸受スリーブを保持した筒状のハウジングと、ハウジングの一方の開口部を閉塞する蓋部材と、シール空間を形成するシール部材とを有する流体動圧軸受装置が示されている。蓋部材はハウジングの内周面に接着や圧入、あるいは加締め等の適宜の手段で固定されている。
特開2003-336636号公報
 近年、用途の拡大に伴って流体動圧軸受装置に対する改善要求が多様化する傾向にある。一例として、蓋部材の耐抜け強度の向上を挙げることができる。流体動圧軸受装置に衝撃荷重が加わると、軸部材の端部が蓋部材に突き当たり、この時の衝撃で蓋部材が破損、あるいは脱落するおそれがある。特に、HDD等の大容量化を目的として複数枚のディスクを搭載する場合には、軸部材側の重量が増大して蓋部材に加わる衝撃が大きくなるため、蓋部材の耐抜け強度が強く求められる。上記特許文献1の流体動圧軸受装置のようにハウジングの内周面に蓋部材を固定する場合、蓋部材の肉厚を増せばハウジングと蓋部材との固定面積が拡大され、蓋部材の固定強度を高めて蓋部材をハウジングから抜け難くすることができる。しかし、蓋部材の肉厚を増すと軸受装置の軸方向寸法の拡大やラジアル軸受部の軸受スパンの縮小を招くため、蓋部材をむやみに厚肉化することはできない。
 本発明の主な課題は、この種の流体動圧軸受装置において、大型化や軸受性能の低下を回避しつつ、蓋部材の耐抜け強度の向上を図ることにある。
 上記の課題を解決するための第1の構成として、本発明では、軸部材と、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブと、軸受スリーブを収容し、両端が開口したハウジングと、ハウジングの一端側の開口部を閉塞し、スラスト軸受部を形成する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、ハウジングが、軸受スリーブをインサートした射出成形品であり、ハウジングの他端側に、シール空間を形成するシール部が一体に形成され、蓋部材がハウジングの外周面に固定されていることを特徴とする流体動圧軸受装置を提供する。
 蓋部材をハウジングの外周面に固定しているため、蓋部材をハウジングの内周面に固定する場合に比べて、内周面と外周面の径差分だけ固定面積を増すことができる。蓋部材をハウジングの外周面に固定しようとする場合、開口部を閉塞する部分(例えば図2のプレート部10a参照)と、外周面に固定される筒状の部分(例えば図2の筒部10b参照)とが必要となるが、両者の固定面積を拡大するには、固定される筒部を軸方向に延ばして蓋部材とハウジング外周面との接触面積を拡大すれば足り、蓋部材を厚肉化する必要がない。また、筒部を延ばしても軸受装置全体の軸方向寸法には影響しない。以上から、軸受装置の軸方向寸法やラジアル軸受部の軸受スパンに影響を与えることなく、蓋部材の耐抜け強度を高めることができる。
 また、流体動圧軸受装置に対するコスト低減要求は近年益々厳しくなる傾向にあるが、ハウジングが軸受スリーブをインサートした射出成形品とされ、ハウジングの成形と両者の固定とが一工程で完了するので、両者を個別に製作した後、適宜の手段で固定していた従来に比べ、工数減を通じて流体動圧軸受装置の低コスト化を図ることができる。
 加えてハウジングの外周面に固定した蓋部材を、モータのベースとなる部材、例えばモータブラケットへの取り付け部として活用することができる。例えば蓋部材に相当する部分をハウジングと一体に成形する場合、成形性を考えて樹脂を使用する場合が多いが、この樹脂部品をモータブラケット(通常は金属製)に接着固定する際には、固定強度を確保することが難しくなる。これに対して、本願発明のように、蓋部材をモータブラケットへの取り付け部として活用する構成であれば、ハウジングを成形性に富む材料(例えば樹脂)で形成し、その一方で、蓋部材をモータブラケットとの接着性に富む材料(例えば金属)で形成することができ、成形性と固定強度とを両立することが可能となる。
 また、上記の課題を解決するための第2の構成として、本発明では、軸部材と、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブと、軸受スリーブを収容し、両端が開口したハウジングと、ハウジングの一端側の開口部を閉塞し、スラスト軸受部を形成する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、ハウジングが、軸受スリーブをインサートした射出成形品であり、ハウジングの他端側に、シール空間を形成するシール部が一体に形成され、蓋部材とハウジングが異なる材料で形成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置を提供する。
 この場合も、ハウジングが軸受スリーブをインサートした射出成形品とされ、ハウジングの成形と両者の固定とが一工程で完了するので、両者を個別に製作した後、適宜の手段で固定していた従来に比べ、工程数を減じて流体動圧軸受装置の低コスト化を図ることができる。
 また、蓋部材とハウジングを異なる材料で形成することで、蓋部材およびハウジングを両者に求められる特性に適合した材料で形成することができ、軸受装置の設計自由度が高まる。例えば上記のようにハウジングと蓋部材に相当する部分とを一体に射出成形する場合には、成形性が材料選択の重要なファクターとなるが、ハウジングには、この他にも強度、ブラケットに対する接着性、導電性等も必要とされる。コストを考慮すると、これらの要求特性を単一材料で満足することは困難である。これに対し、ハウジングと蓋部材を異なる材料で形成すれば、例えばハウジングを成形性に富む材料で形成する一方で、蓋部材を強度、導電性、あるいは接着性に優れた材料で形成することが可能となり、上記要求性能を満足することができる。ここで「異なる材料」の代表例として、ハウジングと蓋部材のうち、一方を樹脂材料で形成し、他方を金属材料で形成する場合を挙げることができる。化学的組成の異なる材料である限り両部材を何れも樹脂材料で形成し、あるいは金属材料で形成することもできる。双方を樹脂材料で形成する場合の「異なる材料」として、ベース樹脂が異なるものを挙げることができる。
 以上の構成においては、蓋部材の導電率(固有電気抵抗の逆数)をハウジングの導電率よりも大きくするのが望ましい。通常、HDD等のディスク装置では、ディスクとヘッドとの間に静電気が帯電するので、この静電気を、軸受装置を通じて接地側のモータブラケットに放電することが望まれる。この場合、導電経路となるハウジングに導電性が必要とされるが、上述のとおりハウジングの成形性と導電性を両立することは難しい。これに対し、蓋部材を、その導電率がハウジングの導電率よりも大きい材料で形成することで、蓋部材を介した導電経路を確保することができ、その一方で、ハウジングの導電性が不要となるので、ハウジングの材料として、ハウジングに求められる特性(成形性)のみに適合した材料を選択することができ、材料の選択余地を拡大することができる。
 軸受スリーブの前記一端側(蓋部材で閉塞している側)の少なくとも外周チャンファをハウジングで被覆することで、軸受スリーブの抜け止めを図ることができる。この効果は、軸受スリーブの前記一端側の端面をハウジングで被覆することによって、より顕著に得ることができる。
 ハウジングで軸受スリーブの前記一端側の端面を被覆した場合、この被覆部の端面に、動圧溝等のスラスト動圧発生部を形成することもできる。これにより、スラスト軸受部を動圧軸受で構成することが可能となる。このスラスト動圧発生部は、ハウジングの射出成形と同時に型成形することができるので、かかるスラスト動圧発生部を独立した工程で形成する必要がなく、軸受装置の製造工程を簡略化することができる。
 以上に述べた構成においては、軸部材にフランジ部を設け、軸受スリーブの端面とフランジ部の一方の端面との間、および蓋部材とフランジ部の他方の端面との間に、それぞれスラスト軸受隙間を形成することにより、スラスト軸受部を動圧軸受で構成することができる。
 この際、ハウジングと蓋部材の間に、両スラスト軸受隙間が0となるまでハウジングと蓋部材の軸方向の接近移動を許容する軸方向隙間を介在させておけば、スラスト軸受部のスラスト軸受隙間を高精度に設定することが可能となる。この場合、スラスト軸受隙間の隙間幅を0にした状態から、軸受スリーブから離隔する方向に蓋部材を所定量だけ移動させれば(これによってハウジングと蓋部材の間に、前記軸方向隙間が形成される)、スラスト軸受隙間を規定幅に設定することができる。この方法によれば、各部材の精度に依存することなく、蓋部材の移動量でスラスト軸受隙間の幅設定を行うことができるため、各部品の加工精度が緩和され、加工コストを低減することができる。
 また、上記課題を解決するための第3の構成として、本発明では、軸部材と、軸部材の外径側に配置され、両端が開口した外方部材と、外方部材の内径側に形成され、軸部材の外周面に面するラジアル軸受隙間と、外方部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、蓋部材を、ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面の面精度に影響を与えない締め代で外方部材の外周面に嵌合し、外方部材と蓋部材を接着固定したことを特徴とする流体動圧軸受装置を提供する。
 なお、ラジアル軸受隙間を軸受スリーブ28の内周面28aと軸部材22の外周面との間に形成する場合(図9参照)、軸受スリーブ28を内周に収容するハウジング29が「外方部材」となり、軸受スリーブ28の内周面28aが「ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面」となる。ハウジングと軸受スリーブを一体化して一部品とし、この一体品の内周面と軸部材22の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する場合(図17参照)は、この一体品29が「外方部材」となり、外方部材29の内周面が「ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面」となる。
 この場合においても、蓋部材を外方部材の外周面に固定しているため、蓋部材を外方部材の内周面に固定する場合に比べて、内周面と外周面の径差分だけ固定面積を増すことができる。両者の固定面積をさらに増すには、蓋部材のうち、外方部材の外周面に嵌合される部分を軸方向に延ばして蓋部材と外方部材の外周面との接触面積を拡大すれば足りる。この場合、蓋部材を厚肉化する必要がなく、外方部材の外周面に嵌合される部分を軸方向に延ばしても、軸受装置全体の軸方向寸法には影響しない。以上から、軸受装置の軸方向寸法やラジアル軸受部の軸受スパンに影響を与えることなく、蓋部材の耐抜け強度を高めることができる。
 加えて、外方部材の外周面に固定した蓋部材を、その外周に配置する金属製ベース部材への取り付け部として活用することができる。この場合、蓋部材は、外方部材に固定されるだけでなく、ベース部材にも固定されるので、蓋部材の耐抜け強度を高めることができる。特に、低コスト化の観点から外方部材を樹脂等で成形した場合、この外方部材をベース部材(通常は金属製)に接着固定する際には、接着強度を確保することが難しくなるが、本願発明のように、蓋部材をベース部材への取り付け部として活用すれば、外方部材を樹脂等で形成する一方で、蓋部材をベース部材との接着性に富む材料(例えば金属)で形成することができる。これにより、外方部材の成形性と、流体動圧軸受装置のベース部材への取り付け強度とを両立することが可能となる。
 このように外方部材の外周面に蓋部材を嵌合して取り付ける場合、取り付け方法に検討を要する。例えば大きな圧入代でもって両者を圧入固定すると、圧入に伴う外方部材の変形が内径側に伝播して、ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面の精度が低下し、ラジアル軸受部の軸受性能を低下させるおそれがある。この問題は、ラジアル軸受隙間を規定する面にラジアル動圧発生部を設け、蓋部材の筒部の内周面を、前記ラジアル動圧発生部の一部又は全部と軸方向でオーバーラップさせた場合に特に顕在化する。
 この点、本発明では、蓋部材を、ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面の面精度に影響を与えない締め代で外方部材の外周面に嵌合し、蓋部材と外方部材を接着固定するので、ラジアル軸受部の軸受性能の低下を回避しつつ、外方部材の開口部を確実に封口することが可能となる。蓋部材と外方部材の接着固定は、蓋部材の内周面と外方部材の外周面との間に接着剤を介在させることで行うことができる。「面精度に影響を与えない締め代」には、正の締め代を有する軽圧入の状態の他、締め代が0の状態、さらには締め代が負となる隙間嵌めの状態の何れも含む。「隙間嵌め」は、寸法公差を想定しても必ず軸と孔の間に隙間ができる状態をいう(JISB0401)。
 ここで、「面の面精度に影響を与えない」は、外方部材への蓋部材の嵌合後に、ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面の任意の径方向断面(例えば当該面のうち、ラジアル動圧発生部の圧力発生部を通る径方向断面)の真円度が2.0μm以下であることをいう。
 以上に述べた作用効果は、軸部材と、軸部材の外径側に配置され、両端が開口した外方部材と、外方部材の内径側に形成され、軸部材の外周面に面するラジアル軸受隙間と、外方部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、蓋部材を、外方部材の外周面に隙間嵌めで嵌合すると共に、外方部材と蓋部材を接着固定したことを特徴とする流体動圧軸受装置(以下では、かかる構成の流体動圧軸受装置を「第4の構成」とも言う)においても同様に得ることができる。
 この場合、隙間嵌めによって形成された半径方向の隙間の一部または全てを接着剤で満たして硬化させることにより、蓋部材を外方部材に接着固定することができる(「隙間接着」とも称される)。
 蓋部材には、プレート部と、外方部材の外周面に嵌合する筒部とが設けられる。この蓋部材のプレート部で、ピボット軸受あるいは動圧軸受からなるスラスト軸受部を構成することができる。ピボット軸受の一例として、プレート部に軸部材の端部を摺接させる構成が考えられる。また、動圧軸受の一例としては、軸部材にフランジ部を設け、フランジ部の一方の端面とこれに軸方向で対向する面(軸受スリーブの端面や外方部材の端面)との間、およびフランジ部の他方の端面と蓋部材のプレート部との間にそれぞれスラスト軸受隙間を形成した構成が考えられる。
 以上で述べた第3および第4の構成においては、蓋部材の筒部の内周面と外方部材の外周面との間に第1の半径方向隙間を設け、蓋部材の筒部の端面と、当該端面に対向する外方部材との間に第1の軸方向隙間を設けるのが望ましい。この場合、第1の軸方向隙間を接着剤で封止することにより、蓋部材と外方部材の境界面を介した油漏れを確実に防止することができる。
 第1の軸方向隙間の幅δ11と第1の半径方向隙間の幅ε11は、δ11>ε11にするのが望ましい。これにより、第1の軸方向隙間に接着剤を供給すれば、この接着剤を毛細管力でより幅の狭い第1の半径方向隙間に引き込むことができる。従って、接着力を補強することができ、かつ外方部材と蓋部材との間の封止効果もより確実なものとなる。なお、「半径方向隙間の幅」は、嵌合した二部材のうち、外径側部材の内周面の半径寸法から、内径側部材の外周面の半径寸法を減じた値を意味する(以下、同じ)。
 また、蓋部材のプレート部と、プレート部に対向する外方部材との間に第2の軸方向隙間を設け、第2の軸方向隙間の幅δ12と第1の半径方向隙間の幅ε11を、δ12>ε11にすれば、第1の半径方向隙間に介在する接着剤が毛細管力で第2の軸方向隙間に引き込まれ難くなり、第2の軸方向隙間に近接するスラスト軸受部への接着剤の漏れ出しを防止することができる。
 外方部材の外周に、モータベースとなるベース部材を配置した場合、蓋部材の筒部の端面と当該端面に対向する外方部材との間に第1の軸方向隙間、蓋部材のプレート部とプレート部に対向する外方部材との間に第2の軸方向隙間、蓋部材の筒部の内周面と外方部材の外周面との間に第1の半径方向隙間、蓋部材の外周面とベース部材の内周面との間に第2の半径方向隙間、外方部材の外周面とベース部材の内周面との間に第3の半径方向隙間をそれぞれ形成することができる。
 蓋部材とベース部材は、両者間に第2の半径方向隙間を介在させて接着する、いわゆる隙間接着で固定することができる。蓋部材とベース部材を圧入で固定すると、圧入に伴う蓋部材の変形が、外方部材を介してラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面におよぶ可能性があるが、隙間接着であればこの種の問題を回避することができる。蓋部材とベース部材の隙間接着に加え、外方部材とベース部材の間に第3の半径方向隙間を介在させて両者を隙間接着すれば、ベース部材に対する流体動圧軸受装置の固定強度がさらに高まる。
 この場合、第1の軸方向隙間の幅、第2の軸方向隙間の幅、第1の半径方向隙間の幅、第2の半径方向隙間の幅、および第3の半径方向隙間の幅のうち、少なくとも何れか一つは他と異なる大きさとする。
 第2の半径方向隙間の幅ε12と、第3の半径方向隙間の幅ε13とを、ε12>ε13にすれば、軸部材、外方部材、および蓋部材を含むアセンブリをベース部材の内周に挿入する際に、蓋部材がベース部材と干渉することはなく、アセンブリをベース部材の内周にスムーズに挿入することができる。
 第3の半径方向隙間に面する外方部材の外周面を蓋部材の外周面よりも大径とし、かつ両外周面の半径寸法の差z1と第1の半径方向隙間の幅ε11とを、z1>ε11にすれば、蓋部材と外方部材とが偏心状態で固定されていても(例えば円周方向の一部領域で蓋部材の内周面と外方部材の外周面とが接触しても)、アセンブリをベース部材の内周に挿入する際に、蓋部材がベース部材と干渉する事態を確実に防止することができ、作業性が高まる。
 以上に示す何れの構成の流体動圧軸受装置においても、蓋部材をプレス成形品とすれば、蓋部材の製作コストを低廉化して、軸受装置の製造コスト増を抑制することができる。
 以上のように、本発明によれば、軸受装置の大型化や軸受性能の低下を招くことなく、蓋部材の耐抜け強度を高めることができる。特に第3および第4の構成であれば、蓋部材を外方部材に固定した際に、ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面の精度が低下することもなく、ラジアル軸受部の軸受性能の低下を回避することができる。また、流体動圧軸受装置の低コスト化を図ることができる。
スピンドルモータの断面図である。 本発明の第1実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 図2に示す軸受スリーブの断面図である。 図2に示す軸受スリーブの底面図である。 図2に示す蓋部材の平面図である。 図2に示す流体動圧軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の第2実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 スピンドルモータの断面図である。 本発明の第3実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 図9に示す軸受スリーブの断面図である。 図9に示す軸受スリーブの底面図である。 図9に示す蓋部材の平面図である。 蓋部材、ハウジング、およびベース部材相互間の接着部を示す拡大断面図である。 図9に示す流体動圧軸受装置の要部拡大断面図である。 本発明の第4実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 他の構成例に係る軸部材の組立前の状態を示す断面図である。 他の構成例に係る軸部材の組立後の状態を示す断面図である。 本発明の第5実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
 図1は、図2に示す流体動圧軸受装置1を組込んだ情報機器用スピンドルモ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、軸部材2を回転自在に支持する流体動圧軸受装置1と、軸部材2の上端部に固定されたディスクハブ3と、ギャップ(図示例では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、ベース部材としてのモータブラケット6とを備えている。ステータコイル4はモータブラケット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。流体動圧軸受装置1は、モータブラケット6の内周に固定される。ディスクハブ3には、情報記録媒体としてのディスクDが1枚又は複数枚(本実施形態では2枚)保持され、図示しないクランプ装置で固定される。ステータコイル4に通電すると、ロータマグネット5が回転し、これに伴って、ディスクハブ3およびディスクハブ3に保持されたディスクDが軸部材2と一体に回転する。
 図2は、本発明の第1実施形態に係る流体動圧軸受装置1を示すものである。同図に示す流体動圧軸受装置1は、軸部材2と、内周に軸部材2を挿入した軸受スリーブ8と、軸受スリーブ8を収容し、軸方向両端を開口したハウジング9と、軸受スリーブ8の軸方向一端側(図示例では下端側)の開口部を閉塞する蓋部材10とを有する。尚、以下では、説明の便宜上、軸方向において、蓋部材10で閉塞された側を下側、その反対側を上側と言う。
 軸部材2は、軸部2aと、フランジ部2bとを有する。軸部2aおよびフランジ部2bは耐摩耗性に富む金属材料、例えばステンレス鋼で形成される。軸部2aの下端には、小径部2a1が形成されており、この小径部2a1を穴あき円盤状のフランジ部2bの内周に嵌合固定することで、軸部材2が形成される。軸部とフランジ部の固定方法は任意であり、圧入や接着、さらには溶接(特にレーザ溶接)等を採用することができる。軸部材2として、軸部2aとフランジ部2bを鍛造等で一体成形したものを使用することもできる。
 図3に示すように、軸受スリーブ8は、多孔質体、例えば銅を主成分とする焼結金属で円筒状に形成される。この他、軸受スリーブ8を他の金属や樹脂、あるいはセラミックス等で形成することも可能である。軸受スリーブ8の内周面8a及び外周面8dは、共に軸方向で径方向寸法を一定とした円筒面状に形成される。また、軸受スリーブ8の軸方向両端の内径端および外径端には、それぞれチャンファ8ei、8eo、8fi、8foが形成される。
 軸受スリーブ8の内周面8aには、ラジアル軸受隙間に生じる流体膜(油膜)に動圧作用を発生させるためのラジアル動圧発生部が形成され、本実施形態では図3に示すように、ヘリングボーン形状の動圧溝8a1、8a2を配列した2つの動圧溝領域が軸方向に離隔して形成される。2つの動圧溝領域のうち、動圧溝8a1、8a2を除くクロスハッチングを付した部分は丘部となる。上側の動圧溝領域では、動圧溝8a1が軸方向非対称形状に形成され、具体的には、丘部の軸方向略中央部に形成された帯状部分に対して、上側の溝の軸方向寸法X1が下側の溝の軸方向寸法X2よりも大きくなっている(X1>X2)。下側の動圧溝領域では、動圧溝8a2が軸方向対称形状に形成される。以上に述べた上下動圧溝領域でのポンピング能力のアンバランスにより、軸部材2の回転中は、軸受スリーブ8の内周面8aと軸部2aの外周面との間に満たされた潤滑油が下方に押し込まれるようになる。
 軸受スリーブ8の下側端面8cには、スラスト軸受隙間の油膜に動圧作用を発生させるためのスラスト動圧発生部が形成される。このスラスト動圧発生部は、図4に示すようにへリングボーン形状で、V字状に屈曲した動圧溝8c1と丘部8c2を円周方向に交互に配列した構成を有する。
 図2に示すように、ハウジング9は、軸方向両端を開口した円筒状を成し、内周に軸受スリーブ8が保持された本体部9aと、本体部9aの上端内径側に配置されたシール部9bとを一体に有する。本体部9aの内周面は内径寸法一定の円筒状をなし、外周面は下側を小径にした段付きの円筒面状に形成される。これにより、本体部9aの上側に厚肉部9a1が形成され、その下側に厚肉部9a1よりも薄い薄肉部9a2が形成される。
 シール部9bの内周面9b1は、下方へ向けて漸次縮径したテーパ面状に形成され、このテーパ状内周面9b1と軸部2aの外周面との間に下方へ向けて径方向寸法を漸次縮小した楔状のシール空間Sが形成される。シール部9bで密封された軸受の内部空間は潤滑油で満たされる。シール空間Sには、軸受内部に満たされた潤滑油の油面(気液界面)が形成され、楔状のシール空間Sの毛細管力の引き込み作用により、油面は常にシール空間Sに保持される。シール空間Sの容積は、温度変化に伴って軸受内部に充満した潤滑油が膨張、収縮した場合でも、潤滑油の油面が常にシール空間Sの範囲内に保持できるように設定される。
 本体部9aとシール部9bの境界となるハウジング9の上端外径側では、角部が肉取りされている。この肉取りに9cによって、本体部9aからシール部9bにかけての領域でハウジング9の肉厚がほぼ均一化されるので、樹脂の成形収縮によるシール部9bの内周面9b1の変形を抑制し、シール空間Sの形状精度を確保することができる。
 以上に述べたハウジング9は、軸受スリーブ8をインサート部品とした樹脂の射出成形によって一体に形成される。ハウジング9の樹脂材料は特に限定されず、例えば液晶ポリマー(LCP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の結晶性樹脂、あるいはポリフェニルサルフォン(PPSU)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物が使用可能である。この樹脂材料には、目的に応じて各種充填材を適量配合することができ、例えば、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、その他、適宜の粉末状充填材が使用可能である。従来の樹脂製ハウジング9では、導電性確保のため、カーボン繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、各種金属粉等の導電性充填材を配合するのが通例であるが、本発明におけるハウジング9では、この種の導電性充填材は基本的に不要である。但し、ハウジング9の要求特性(例えば成形性)に悪影響を及ぼさず、コスト面でも支障がなければ、これら導電性充填材を配合しても構わない。
 ハウジング9をインサート成形することにより、軸受スリーブ8の上側端面8bが外周チャンファ8eoも含めて樹脂で被覆される。併せて、図示のように少なくとも軸受スリーブ8の下端の外周チャンファ8foを樹脂で被覆すれば、軸受スリーブ8のハウジング9に対する抜け止めを図ることができる。軸受スリーブ8の上端の内周チャンファ8eiは、樹脂で被覆されず、焼結金属の組織が露出している。これは射出成形時に内周チャンファ8e1を型に接触させることで、型内で軸受スリーブ8の位置決めを行うためである。
 蓋部材10は、ハウジング9の薄肉部9a2の外周面に嵌合固定され、ハウジング9の下側開口部を閉塞する。図示例では、蓋部材10はコップ状をなし、略円盤状のプレート部10aと、プレート部10aの外径端から上方へ延びた円筒状の筒部10bとを有する。蓋部材10は、導電性を有する金属材料で形成され、例えば金属板をプレス加工することにより、プレート部10a及び筒部10bが一体に形成される。
 プレート部10aの上側端面10a1には、スラスト軸受隙間の油膜に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部が形成される。このスラスト動圧発生部は、図5に示すようにへリングボーン形状で、V字状に屈曲した動圧溝10a11と丘部10a12を円周方向に交互に配列した構成を有する。
 蓋部材の筒部10bの上端面10b1とハウジング9の厚肉部9a1の下端面9a11とは軸方向に対向している。後述するスラスト軸受隙間の幅設定後は、両端面10b1・9a11間に軸方向隙間δ1が形成され、かつプレート部10aの上端面10a1とハウジング9の薄肉部9a2の下端面との間に軸方向隙間δ2が形成される。スラスト軸受隙間の幅設定後は、軸方向隙間δ1を接着剤で埋めて確実に封止するようにしてもよい。軸受装置内部の保油量を減じるため、軸方向隙間δ2は極力小さくするのが望ましい。
 上記構成の流体動圧軸受装置1の組立に際しては、先ずハウジング9と一体化した軸受スリーブ8の内周に軸部材2を挿入する。次いで、ハウジング9の薄肉部9a2の外周面あるいは蓋部材10の筒部10bの内周面に接着剤を塗布し、薄肉部9a2の外周面に蓋部材10の筒部10bの内周面を嵌合する。そのまま蓋部材10を押し進め、フランジ部2bの両端面2b1・2b2に軸受スリーブ8及び蓋部材10のプレート部10aを当接させる(すなわちスラスト軸受隙間の隙間幅が0の状態にする)。このとき、蓋部材10の筒部10bの上端面10b1と、ハウジング9の厚肉部9a1の下端面9a11とが接触せず、かつプレート部10aの上端面10a1と薄肉部9a2の下端面とが接触しないように各部品の寸法を設定する。次いで、各スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量分だけ蓋部材10をハウジング9に対して下方向(ハウジング9から離反する方向)に引き戻し、その後、接着剤を固化させることにより、蓋部材10の取り付けとスラスト軸受隙間の幅設定とが同時に完了する。この手順であれば、蓋部材10の移動量でスラスト軸受隙間の幅を管理することができるので、各部品の加工精度を緩和して、加工コストを低減化することができる。
 組立完了後、流体動圧軸受装置1の内部空間、すなわち、ハウジング9及び蓋部材10で密閉された空間に、軸受スリーブ8の内部空孔を含め、潤滑流体として例えば潤滑油を満たす。
 この流体動圧軸受装置1において、軸部材2が回転すると、軸受スリーブ8の内周面8aに形成した上下の動圧溝領域と、これに対向する軸部2aの外周面との間に2つのラジアル軸受隙間が形成される。このラジアル軸受隙間の油膜の圧力が動圧溝8a1、8a2により高められ、これにより軸部材2をラジアル方向に非接触支持する第1ラジアル軸受部R1及び第2ラジアル軸受部R2が構成される。これと同時に、軸部材2のフランジ部2bの上側端面2b1と軸受スリーブ8の下側端面8cとの間、及び、軸部材2のフランジ部2bの下側端面2b2と蓋部材10のプレート部10aの上側端面10a1との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。各スラスト軸受隙間の油膜の圧力が動圧溝8c1、10a11により高められ、これにより軸部材2をスラスト方向に非接触支持する第1スラスト軸受部T1及び第2スラスト軸受部T2が構成される。
 流体動圧軸受装置1は、蓋部材10の筒部10bの外周面、およびハウジング9の本体部9aの外周面をモータブラケット6の内周面に例えば接着固定することでモータに組み込まれる。蓋部材10の筒部10bとハウジング9の本体部9aの外径寸法を等しくしておけば、これらをモータブラケット6の円筒状の内周面に確実に固定することができる。蓋部材10とモータブラケット6は何れも金属製であるので、両部材間で高い接着強度を得ることができる。蓋部材10とモータブラケット6との間で十分な固定強度を確保できる場合には、ハウジング9の本体部9aとモータブラケット6とを敢えて接着固定する必要はない。
 以上に述べたように、本発明では、ハウジング9を、軸受スリーブ8をインサートした射出成形(インサート成形)で形成している。そのため、ハウジング9の成形と、ハウジング9に対する軸受スリーブ8の固定とを一工程で完了することができる。例えば、ハウジング9と軸受スリーブ8とを個別に製作し、ハウジング9に軸受スリーブ8を接着固定する場合には、ハウジング9と軸受スリーブ8の同軸度を確保するため、個々の製品について接着剤が完全に硬化するまで両部材を冶具で拘束する必要があり、精度確保に多大な労力を要する。これに対して、インサート成形であれば、射出成形型内で軸受スリーブを精度良く位置決めするだけで、精度の良い同軸度を確保することができる。従って、高い同軸度を有するハウジング9と軸受スリーブ8の一体成形品を効率よく製造することができ、低コスト化を図ることができる。
 また、蓋部材10をハウジング9の外周面に固定しているので、従来のように蓋部材10をハウジング9の内周面に固定する場合に比べ、内周面と外周面の径差分だけ両部材間の固定面積を増すことができる。また、ハウジング9の厚肉部9a1の軸方向長さを短くすることで、蓋部材10の筒部10bの軸方向寸法を増すことができ、固定面積のさらなる増大も容易に達成できる。しかも、これに伴って、蓋部材10を厚肉化する必要がない。従って、軸受装置1の軸方向寸法やラジアル軸受部R1、R2の軸受スパンに影響を与えることなく、蓋部材10の耐抜け強度を高めることができる。
 蓋部材10は金属材料で形成されているので、ディスクDが回転することにより帯電した静電気を、軸部材2→蓋部材10→モータブラケット6という経路を介して確実に接地側に放電することができる。蓋部材10とモータブラケット6を接着固定する場合、接着剤(通常は絶縁体である)によって上記導電経路が遮断される事態を防止するため、必要に応じて、蓋部材10の下端の外径端とブラケット6の下端の内径端とに跨って(図1中のA領域)、適当な導電材(例えば金属粉を分散させたペースト状のもの)を塗布し、導電性被膜を形成する。
 このように蓋部材10で導電経路を構成すれば、ハウジング9の導電性が不要となるので、ハウジングの成形材料を検討する際に、材料選択の余地が広がり、軸受装置の設計自由度が増す。樹脂製ハウジング9に導電性を持たせる場合、上記のように樹脂材料中に高価な導電性充填材を配合するのが通例であるが、本発明では、この種の導電性充填材の配合を不要とし、あるいは配合量を少なくすることができるので、材料コストを抑えることができる。
 従来のように、ハウジング、軸受スリーブ、およびシール部をそれぞれ別部材で形成し、軸受スリーブ及びシール部材をハウジングにそれぞれ個別に固定する構成では、軸受装置の内部での油圧のアンバランスを防止するため、軸受スリーブの外周面とハウジングの内周面との間、およびシール部材の端面とこれに対向する軸受スリーブ8の上端面8bとの間に油の循環路を形成し、上側のスラスト軸受隙間とシール空間Sとを連通させる場合が多い。この種の循環路は、軸受スリーブ8の外周面8dや上端面8bのそれぞれに形成した1または複数の溝で構成されるのが通例である。
 これに対し、本発明のように、軸受スリーブ8をインサートしてハウジング9を射出成形する場合、上記溝にも樹脂が充填されるので、循環路を形成することは困難である。そのため、図2に示す流体軸受装置1も循環路は具備しない。しかしながら、軸受スリーブ8の外周面や端面に上記溝を敢えて形成した上で射出成形を行えば、溝に入り込んだ樹脂がアンカー効果を発揮するので、軸受スリーブ8の抜け止めや回り止めを図ることができる。図2では、軸受スリーブ8の上端面8bに上下識別マークとしての環状溝8b1を形成し、これを射出成形して環状溝8b1を樹脂で充填した構成を例示している。なお、特に必要がなければ、これらの溝(図2では環状溝8b1)を省略しても構わない。
 図6にも拡大して示すように、軸部材2には、フランジ部2bの上側端面2b1と下側端面2b2とに開口する連通孔11が設けられる。このような連通孔11を設けることにより、連通孔11を介して上下のスラスト軸受隙間間で潤滑油を流通させることができる。これにより、上側のスラスト軸受隙間と下側のスラスト軸受隙間との間で圧力バランス(特にモータ起動時の圧力バランス)をとることができる。
 図6に示す連通孔11は、径方向部11a及び軸方向部11bを有するもので、両スラスト軸受部T1、T2の動圧溝領域を避けてその内径側に開口させるため、屈曲した形状をなしている。さらに詳しくは、径方向部11aの外径端がフランジ部2bの上端面2b1と軸受スリーブ8の内周チャンファ8fiと軸部2aの下端部に設けられたヌスミ部2a2とで形成される空間に開口し、径方向部11aの内径端につながった軸方向部11bが軸部2aの小径部2a1の外周面に沿って延び、第2スラスト軸受部T2のスラスト動圧発生部の内径側(底面空間P)に開口している。穴あき円盤状のフランジ部2bの内周面に軸方向溝を形成すると共に、フランジ部2bの上側端面2b1に前記軸方向溝に通じる半径方向溝を形成し、その後、フランジ部2bの内周孔に軸部2aの小径部2a1を嵌合固定することにより、半径方向溝で半径方向部11aを形成し、軸方向溝で軸方向部11bを形成することができる。なお、連通孔11は、円周方向の一箇所に設ける他、複数箇所に設けることもできる。
 軸部材2の回転中は、上下ラジアル動圧発生部のポンピング能力のアンバランス(図3参照)により、軸受スリーブ8の内周面と軸部2aの外周面との間の油が下方に押し込まれる。そのため、軸受内部の閉塞側の空間、特に下側のスラスト軸受隙間よりも内径側の空間(底面空間P)で圧力が高くなる傾向にある。このような場合に、第2スラスト軸受部T2の動圧溝10a11を従来品で多用されるポンプインタイプのスパイラル形状にすると、スラスト軸受隙間の油が内径側に押し込まれるため、底面空間Pの圧力増大を助長することになる。これを回避するため、第2スラスト軸受部の動圧溝10a11は、上記のとおりへリングボーン形状(図5参照)にするのが望ましい。上側の第1スラスト軸受部T1では、この種の問題を生じないので、図4に示すヘリングボーン形状の動圧溝8c1に代えて、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝を採用することもできる。
 本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成、機能を有する部位には同一の符号を付して、説明を省略する。
 図7は、本発明の第2実施形態に係る流体動圧軸受装置1’を示すものである。同図に示す流体動圧軸受装置1’は、図2に示す流体動圧軸受装置1と同様に、ハウジング9を、軸受スリーブ8をインサートした樹脂の射出成形品とし、かつ金属製の蓋部材10をハウジング9の外周面、具体的には薄肉部9a2の外周面に固定したものである。スラスト軸受隙間の幅設定後は、蓋部材10の筒部10bの端面10b1と、ハウジング9の厚肉部9a1の端面との間に軸方向隙間δ1が形成されている。
 図2に示す流体動圧軸受装置1では、軸受スリーブ8の下端の外周チャンファ8foを樹脂製ハウジング9で被覆し、下端面8cは被覆していない。これに対し、図7に示す流体動圧軸受装置1’では、ハウジング9の薄肉部9a2の下端に、内径側に延びる被覆部9dが形成され、この被覆部9dで軸受スリーブ8の外周チャンファ8foのみならず、軸受スリーブ8の下端面8cの全体が被覆されている。被覆部9dの端面には、第1スラスト軸受部T1のスラスト動圧発生部として機能する複数の動圧溝(例えば図5に示すヘリングボーン形状の動圧溝)が形成されている。なお、軸受スリーブ8の下端の内周チャンファ8fiは、被覆部9dで被覆されていない。
 このように、ハウジング9の被覆部9dにスラスト動圧発生部を形成することにより、図2に示す実施形態において、軸受スリーブ8の下端面8cに形成されていたスラスト動圧発生部が不要となる。そのため、軸受スリーブ8の半径方向の肉厚を、図2に示す実施形態に比べて薄くすることができる。この薄肉化により、焼結金属製軸受スリーブ8が内部に保有する油量を減らすことができるため、軸受装置全体の保油量を少なくすることができ、昇温時の油の熱膨張量を抑制することができる。従って、シール空間Sの容積を小さくすることができ、シール空間Sの軸方向寸法を減じて、軸受装置全体を軸方向で小型化することが可能となる。
 なお、被覆部9dのスラスト動圧発生部は、金型にスラスト動圧発生部に対応した成形型を形成することで、ハウジング9の射出成形と同時に型成形することができる。そのため、スラスト動圧発生部の形成工程を省略して低コスト化を図ることができる。
 シール空間Sの軸方向寸法が小さくなることで、ハウジング9におけるシール部9bの肉厚と本体部9aの肉厚差が小さくなるため、樹脂の成形収縮時における変形が生じにくくなる。そのため、この実施形態の流体動圧軸受装置1’ではハウジング9の上端外径部に形成する肉取り9c(図2参照)を省略している。
 以上に説明した実施形態では、ハウジング9の射出材料として樹脂を使用しているが、これに限らず、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属材料を使用して射出成形することも可能である。
 また、以上の実施形態では、蓋部材10を軸受スリーブ8に固定する際、予め接着剤をハウジング9の薄肉部9a2や蓋部材10の筒部10bに塗布してから、蓋部材10をハウジングの薄肉部9a2に嵌合させているが、これ以外にも、先に蓋部材10とハウジング9とを嵌合させ、スラスト軸受隙間の幅設定を行った後に、軸方向隙間δ1から接着剤を供給し、筒部10bの内周面と薄肉部9a2の外周面との間の微小隙間の毛細管力で接着剤を引き込むことで両者を接着固定してもよい。また、上記実施形態では、蓋部材10と軸受スリーブ8とを接着により固定する場合を例示したが、これに限らず、例えば圧入や圧入接着、あるいは溶接等の手段で固定してもよい。
 また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R1・R2及びスラスト軸受部T1・T2の動圧発生部がそれぞれ軸受スリーブ8の内周面8a、下側端面8c、及び蓋部材10のプレート部10aの上側端面10a1に形成されているが、これらの面と軸受隙間を介して対向する面、すなわち軸部2aの外周面、フランジ部2bの上側端面2b1、あるいは下側端面2b2に形成してもよい。
 また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R1・R2のラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝を形成する場合を例示したが、これに限らず、例えば、いわゆるステップ軸受や波型軸受、あるいは多円弧軸受を採用することもできる。また、軸受スリーブ8の内周面8a及び軸部材2の外周面2a1の双方を円筒面とした、いわゆる真円軸受を、ラジアル軸受部R1・R2として採用することもできる。この場合、ラジアル軸受隙間の流体膜に積極的に動圧作用を発生させる動圧発生部は有さないが、軸部材の回転時には、潤滑流体の粘性により流体膜に動圧作用が発生し、ラジアル軸受部R1・R2が構成される。
 また、以上の実施形態では、スラスト軸受部T1・T2のスラスト動圧発生部として、動圧溝を使用する場合を例示したが、これに限らず、例えばステップ軸受や波型軸受の構成を採用することもできる。あるいは、動圧軸受からなるスラスト軸受部T1・T2に代えて、軸部材2の端部を蓋部材10のプレート部10aの上端面10a1で接触支持するピボット軸受でスラスト軸受部を構成することもできる。
 また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R1・R2が軸方向に離隔して設けられているが、これらを軸方向で連続的に設けても良い。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。
 図8は、図9に示す流体動圧軸受装置21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、軸部材22を回転自在に支持する流体動圧軸受装置21と、軸部材22の上端部に固定されたディスクハブ23と、ギャップ(図示例では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24およびロータマグネット25と、アルミ合金等の金属材料からなるベース部材26(モータブラケット)とを備えている。ステータコイル24はベース部材26の外周に取り付けられ、ロータマグネット25はディスクハブ23の内周に取り付けられている。流体動圧軸受装置21は、ベース部材26の内周に固定される。ディスクハブ23には、情報記録媒体としてのディスクD1が1枚又は複数枚(図8では2枚)保持され、図示しないクランプ装置で固定される。ステータコイル24に通電すると、ロータマグネット25が回転し、これに伴って、ディスクハブ23およびディスクハブ23に保持されたディスクD1が軸部材22と一体に回転する。
 図9に示す流体動圧軸受装置21は、軸部材22と、内周に軸部材22を挿入した軸受スリーブ28と、軸受スリーブ28を収容し、軸方向両端を開口したハウジング29と、軸受スリーブ28の軸方向一端側(図示例では下端側)の開口部を閉塞する蓋部材30とを有する。本実施形態では、ハウジング29が、両端を開口した外方部材となる。尚、以下では、説明の便宜上、軸方向において、蓋部材30で閉塞された側を下側、その反対側を上側と言うものとする。
 軸部材22は、軸部22aと、フランジ部22bとを有する。軸部22aおよびフランジ部22bは耐摩耗性に富む金属材料、例えばステンレス鋼で形成される。軸部22aの下端には、小径部22a1が形成されており、この小径部22a1を穴あき円盤状のフランジ部22bの内周に嵌合固定することで、軸部材22が形成される。軸部22aとフランジ部22bの固定方法は任意であり、圧入や接着等を採用することができる。また、図16Aに示すように、フランジ部22bを、軸部22aの外径寸法Da1よりも小径の内径寸法Db1を有する穴あき円盤状に形成し(Db1<Da1)、両者を突き合わせて、フランジ部22bの内周面と軸部22aの端面とで形成される隅部W1を溶接(例えばレーザ溶接)してもよい。軸部材22として、軸部22aとフランジ部22bを鍛造等で一体成形したものを使用することもできる。
 図10に示すように、軸受スリーブ28は、多孔質体、例えば銅もしくは鉄の何れか一方又は双方を主成分とする焼結金属で円筒状に形成される。この他、軸受スリーブ28を他の金属や樹脂、あるいはセラミック等で形成することも可能である。軸受スリーブ28の内周面28a及び外周面28dは、共に軸方向で径方向寸法を一定とした円筒面状に形成される。また、軸受スリーブ28の軸方向両端の内径端および外径端には、それぞれチャンファ28ei、28eo、28fi、28foが形成される。
 軸受スリーブ28の内周面28aの軸方向一部領域には、ラジアル軸受隙間の流体膜(油膜)に動圧作用を発生させるためのラジアル動圧発生部が形成される。本実施形態では図10に示すように、ヘリングボーン形状の動圧溝28a1、28a2およびクロスハッチングを付した丘部からなるラジアル動圧発生部が軸方向に離隔した二箇所に形成される。上側のラジアル動圧発生部では、動圧溝28a1が軸方向非対称形状に形成され、具体的には、丘部の軸方向略中央部に形成された帯状の圧力発生部n1に対して、上側の溝の軸方向寸法X11が下側の溝の軸方向寸法X12よりも大きくなっている(X11>X12)。下側のラジアル動圧発生部では、動圧溝28a2が軸方向対称形状に形成される。以上に述べたラジアル動圧発生部でのポンピング能力のアンバランスにより、軸部材22の回転中は、軸受スリーブ28の内周面28aと軸部22aの外周面との間に満たされた油が下方に押し込まれるようになる。
 軸受スリーブ28の下側端面28cには、スラスト軸受隙間の油膜に動圧作用を発生させるためのスラスト動圧発生部が形成される。このスラスト動圧発生部は、図11に示すようにへリングボーン形状で、V字状に屈曲した動圧溝28c1と丘部28c2を円周方向に交互に配列した構成を有する。
 図9に示すように、ハウジング29は、軸方向両端を開口した円筒状を成し、内周に軸受スリーブ28が保持された円筒状の本体部29aと、本体部29aの上端内径側に配置されたシール部29bとを一体に有する。本体部29aの内周面は径寸法一定の円筒状をなし、外周面は下側を小径にした段付きの円筒面状に形成される。これにより、本体部29aの上側に厚肉部29a1が形成され、その下側に厚肉部29a1よりも薄い薄肉部29a2が形成される。
 シール部29bの内周面29b1は、下方へ向けて漸次縮径したテーパ面状に形成され、このテーパ状内周面29b1と軸部22aの外周面との間に下方へ向けて径方向寸法を漸次縮小した楔状のシール空間S1が形成される。シール部29bで密封された軸受の内部空間は、軸受スリーブ28の内部空孔を含め、潤滑油で満たされる。シール空間S1には、軸受内部に満たされた潤滑油の油面(気液界面)が形成され、楔状をなすシール空間S1の毛細管力による引き込み作用により、油面は常にシール空間S1に保持される。シール空間S1の容積は、温度変化に伴って軸受内部に充満した潤滑油が膨張、収縮した場合でも、潤滑油の油面が常にシール空間S1の範囲内に保持できるように設定される。
 本体部29aとシール部29bの境界となるハウジング29の上端外径側では、角部が肉取りされている。この肉取りに29cによって、本体部29aからシール部29bにかけての領域でハウジング29の肉厚がほぼ均一化されるので、樹脂の成形収縮によるシール部29bの内周面29b1の変形を抑制し、シール空間S1の形状精度を確保することができる。
 以上に述べたハウジング29は、例えば軸受スリーブ28をインサート部品とした樹脂の射出成形によって一体に形成される。ハウジング29の樹脂材料は特に限定されず、例えば液晶ポリマー(LCP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の結晶性樹脂、あるいはポリフェニルサルフォン(PPSU)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物が使用可能である。この樹脂材料には、目的に応じて各種充填材を適量配合することができ、例えば、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、その他、適宜の粉末状充填材が使用可能である。HDDに使用される従来の樹脂製ハウジング29では、導電性確保のため、カーボン繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、各種金属粉等の導電性充填材を配合するのが通例であるが、本発明におけるハウジング29では、この種の導電性充填材は基本的に不要である。但し、ハウジング29の要求特性(例えば成形性)に悪影響を及ぼさず、コスト面でも支障がなければ、これら導電性充填材を配合しても構わない。
 ハウジング29をインサート成形することにより、軸受スリーブ28の上側端面28bが外周チャンファ28eoも含めて樹脂で被覆される。併せて、図9に示すように少なくとも軸受スリーブ28の下端の外周チャンファ28foを樹脂で被覆すれば、軸受スリーブ28のハウジング29に対する抜け止めを図ることができる。軸受スリーブ28の上端の内周チャンファ28eiは、樹脂で被覆されず、焼結金属の組織が露出している。これは射出成形時に内周チャンファ28e1を型に接触させることで、型内で軸受スリーブ28の位置決めを行うためである。
 蓋部材30は、ハウジング29の薄肉部29a2の外周面に、例えば隙間接着で固定される。この蓋部材30によって、ハウジング29の下側開口部が閉塞される。図示例では、蓋部材30はコップ状をなし、略円盤状のプレート部30aと、プレート部30aの外径端から上方へ延びた円筒状の筒部30bとを有する。筒部30bの内周面30b2の軸方向長さは、プレート部30aの軸方向の厚さよりも大きい。蓋部材30は、導電性を有する金属材料で形成され、例えば金属板をプレス加工することにより、プレート部30a及び筒部30bが一体に形成される。筒部30bの内周面30b2は、動圧溝28a2および丘部からなる下側のラジアル動圧発生部の一部(少なくとも圧力発生部n1を含む部分)または全部と軸方向でオーバーラップしている。
 プレート部30aの上側端面30a1には、スラスト軸受隙間の油膜に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部が形成される。このスラスト動圧発生部は、図12に示すようにへリングボーン形状で、V字状に屈曲した動圧溝30a11と丘部30a12を円周方向に交互に配列した構成を有する。
 上記構成の流体動圧軸受装置21の組立に際しては、先ずハウジング29と一体化した軸受スリーブ28の内周に軸部材22を挿入する。次いで、ハウジング29の薄肉部29a2の外周面29a22あるいは蓋部材30の筒部30bの内周面30b2に接着剤を塗布し、薄肉部29a2の外周面29a22に筒部30bの内周面30b2を嵌合する。接着剤としては、嫌気性接着剤やエポキシ系接着剤が使用可能である。
 ハウジング29と蓋部材30を隙間接着する場合には、図13に示すように、筒部30bの内周面30b2と薄肉部29a2の外周面29a22とを隙間嵌め状態とし、両者間に幅ε11の第1の半径方向隙間を形成する(この時の幅ε11は、筒部30bの内周面30b2の半径寸法から薄肉部29a2の外周面29a22の半径寸法を減じた値である)。なお、軸受スリーブ28の内周面28aに形成した下側のラジアル動圧発生部の面精度に影響を及ぼさないのであれば、筒部30bの内周面30b2をハウジング薄肉部29a2の外周面29a22に軽圧入することもできる。
 薄肉部29a2の外周面29a22と筒部30bの内周面30b2の嵌合後、蓋部材30を押し進めて、フランジ部22bの両端面22b1・22b2に軸受スリーブ28の下端面28c及び蓋部材30のプレート部30aを当接させる(すなわち二つのスラスト軸受隙間の隙間幅を0にする)。この時、蓋部材30の筒部30bの上端面30b1とハウジング29の厚肉部29a1の端面29a11との間、およびハウジング29の薄肉部29a2の下端面29a21と蓋部材30のプレート部30aの上端面30a1との間には軸方向の隙間を残し、これら軸方向対向二面が当接しないように、予め各部品の寸法を設定しておく。次いで、蓋部材30とハウジング29を、両者が離反する方向に、各スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量分だけ軸方向相対移動させる。これは、蓋部材30を固定して軸部材22を引き上げることによって、あるいはハウジング29を固定して軸部材22を押し下げることによって、行うことができる。これにより、蓋部材30の筒部30bの上端面30b1と、ハウジング29の厚肉部29a1の端面29a11との間に幅δ11の第1の軸方向隙間が形成され、ハウジング29の薄肉部29a2の下端面29a21と、蓋部材30のプレート部30aの上端面30a1との間に幅δ12の第2の軸方向隙間が形成される。軸受装置内部の保油量を減じるため、第2の軸方向隙間の幅δ12は極力小さくするのが望ましい。
 次に、図9の右側に示すように、第1の軸方向隙間(幅δ11)に例えばエポキシ系の接着剤Q1を供給する。その後、ベーキングを行うと、高温下で粘度が低下した一部の接着剤Q1が毛細管力によって第1の半径方向隙間(幅ε11)に引き込まれて硬化し、残りは第1の軸方向隙間(幅δ11)に留まって硬化する。これにより、蓋部材30とハウジング29が完全に接着固定され、これと同時にスラスト軸受隙間の幅設定作業も完了する。また、第1の軸方向隙間(幅δ11)が接着剤Q1によって封止され、筒部30bの内周面30b2と薄肉部29a2の外周面29a22との嵌合部からの油漏れが防止される。図9では、図面の理解の容易化を図るため、第1の軸方向隙間の円周方向一部領域(図面右側)のみ接着剤Q1で封止した状態が表されているが、通常はその全周が接着剤Q1で封止される。
 なお、接着剤Q1はエポキシ系接着剤に限定されず、嫌気性接着剤、紫外線硬化型接着剤など任意のものが使用できる。紫外線硬化型接着剤を使用する場合、余剰分を紫外線によって硬化させることにより、作業性、封止性を向上させることができる。
 この組立方法では、図13に示す第1の半径方向隙間(幅ε11)で十分な毛細管力を得て、接着剤Q1を確実に第1の半径方向隙間に確実に引き込む必要がある。そのため、第1の半径方向隙間の幅ε11は極力小さくするのが望ましく、少なくとも第1の軸方向隙間の幅δ11よりも小さくする(δ11>ε11)。
 その一方、第2の軸方向隙間の幅δ12が第1の半径方向隙間の幅ε11よりも小さいと、第1の半径方向隙間(幅ε11)に引き込まれた接着剤が、毛細管力でさらに第2の軸方向隙間(幅δ12)にも引き込まれるおそれがある。第2の軸方向隙間に過剰の接着剤が引き込まれると、接着剤Q1が第2の軸方向隙間から溢れ出してスラスト軸受隙間に入り込み、スラスト軸受部T11・T12の軸受機能を害するおそれがある。かかる不具合を防止するため、第2の軸方向隙間の幅δ12は、第1の半径方向隙間の幅ε11よりも大きくする(δ12>ε11)。
 以上の手順で組み立てられた流体動圧軸受装置21は、ベース部材26の内周面26aに隙間接着される。具体的には、ベース部材26の内周面26a(あるいは筒部30bの外周面30b3や厚肉部29a1の外周面29a12)に接着剤を塗布した状態で、蓋部材30の筒部30bの外周面30b3およびハウジング29の厚肉部29a1の外周面29a12をベース部材26の内周面26aに嵌合し、接着剤を硬化させる。この隙間接着に際しては、図13に示すように、蓋部材30の筒部30bの外周面30b3がベース部材26の内周面26aに対して隙間嵌め状態にあり、外周面30b3とベース部材26の内周面26aとの間に、幅ε12の第2の半径方向隙間が形成されている。また、ハウジング29の厚肉部29a1の外周面29a12もベース部材26の内周面26aに対して隙間嵌め状態にあり、厚肉部29a1の外周面29a12とベース部材26の内周面26aとの間に、幅ε13の第3の半径方向隙間が形成されている。第2および第3の半径方向隙間の幅ε12、ε13は、いずれも、ベース部材26の内周面26aの半径寸法から、筒部30bの外周面30b3の半径寸法、および厚肉部29a1の外周面29a12の半径寸法をそれぞれ減じた値で表される。
 第2の半径方向隙間(幅ε12)は、動圧溝28a2および丘部からなる下側のラジアル動圧発生部の一部(少なくとも圧力発生部n1を含む部分)または全部と軸方向でオーバーラップしている。
 この構成においては、第2の半径方向隙間の幅ε12を第3の半径方向隙間の幅ε13よりも大きくする(ε12>ε13)。これにより、流体動圧軸受装置21を蓋部材30側からベース部材26の内周に挿入する際に、蓋部材30の外周面30b3がガイドとなるので、スムーズに挿入することができる。また、金属接着となる第2の半径隙間(幅ε12)でより多くの接着剤を保持できるので、蓋部材30とベース部材26の間で大きな接着力を得ることができる。蓋部材30とベース部材26の間で十分な接着力が得られれば、ハウジング29の外周面29a12とベース部材26との間の接着を省略することが可能となる。第2の半径方向隙間の幅ε12は第1の半径方向隙間の幅ε11よりも大きい(ε12>ε11)。
 図13に示すように、本実施形態においては、ベース部材26の内周面は一定径であるので、ε12>ε13の関係から、ハウジング29の厚肉部29a1の外周面29a12は蓋部材30の外周面30b3よりも大径となる。厚肉部29a1の外周面29a12の直径をφx1とし、蓋部材30の外周面30b3の直径をφy1とした時、(φx1-φy1)/2で表される外周面29a12の半径寸法と外周面30b3の半径寸法との差z1は、第1の半径方向隙間の幅ε11よりも大きくするのが望ましい(z1>ε11)。これにより、蓋部材30が偏心状態でハウジング29に接着固定されている場合でも、流体動圧軸受装置21を蓋部材30側からベース部材26の内周に挿入する際に、蓋部材30とベース部材26とが干渉することはなく、スムーズに挿入することが可能となる。
 第1の半径方向隙間と第3の半径方向隙間では、何れも樹脂と金属の接着になるので、接着力としては同程度が求められる。そのため、第1の半径方向隙間の幅ε11と第3の半径方向隙間の幅ε13は等しくすることができる(ε11=ε13)。
 なお、図13における各軸方向隙間および半径方向隙間の幅δ11、δ12、ε11、ε12、ε13は理解の容易化のため、誇張して描かれている。
 以上の手順で組み立てたモータを起動し、軸部材22を回転させると、軸受スリーブ28の内周面28aに形成した上下のラジアル動圧発生部と、これに対向する軸部22aの外周面との間に2つのラジアル軸受隙間が形成される。ラジアル軸受隙間の油膜の圧力が動圧溝28a1、28a2により高められ、これにより軸部材22をラジアル方向に非接触支持する第1ラジアル軸受部R11及び第2ラジアル軸受部R12が構成される。これと同時に、軸受スリーブ28の下側端面28cに形成されたスラスト動圧発生部とフランジ部22bの上側端面22b1との間、および、プレート部30aの上端面30a1に形成されたスラスト動圧発生部とフランジ部22bの下側端面22b2との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。各スラスト軸受隙間の油膜の圧力が動圧溝28c1、30a11により高められ、これにより軸部材22をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部T11、T12が構成される。
 軸部材の回転中は、上下ラジアル動圧発生部のポンピング能力のアンバランス(図10参照)により、軸受スリーブ28の内周面と軸部22aの外周面との間の油が下方に押し込まれる。そのため、軸受内部の閉塞側の空間、特に下側のスラスト軸受隙間よりも内径側の空間(底面空間P1、図14参照)で圧力が高くなる傾向にある。この場合、下側の第2スラスト軸受部T12の動圧溝30a11を従来品で多用されるポンプインタイプのスパイラル形状にすると、スラスト軸受隙間の油が内径側に押し込まれるため、底面空間P1の圧力増大を助長することになる。これを回避するため、第2スラスト軸受部T12の動圧溝30a11は、上記のとおりへリングボーン形状(図12参照)にするのが望ましい。上側の第1スラスト軸受部T11では、この種の問題を生じないので、図11に示すへリングボーン形状の動圧溝28c1に代えて、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝を採用することもできる。
 図9および図14に示すように、軸部材22には、フランジ部22bの上側端面22b1と下側端面22b2とに開口する連通孔31が設けられる。このような連通孔31を設けることにより、連通孔31を介して上下のスラスト軸受隙間の間で油を循環させることができる。これにより、上側のスラスト軸受隙間と下側のスラスト軸受隙間との間で圧力バランス(特にモータ起動時の圧力バランス)をとることができる。
 図14に示すように、連通孔31は、径方向部31a及び軸方向部31bを有するもので、両スラスト軸受部T11、T12の動圧溝領域を避けてその内径側に開口させるため、屈曲した形状をなしている。さらに詳しくは、径方向部31aの外径端がフランジ部22bの上端面22b1と軸受スリーブ28の内周チャンファ28fiと軸部22aの下端部に設けられたヌスミ部22a2とで形成される空間に開口し、径方向部31aの内径端につながった軸方向部31bが軸部22aの小径部22a1の外周面に沿って延び、第2スラスト軸受部T12のスラスト動圧発生部の内径側に開口している。穴あき円盤状のフランジ部22bの内周面に軸方向溝を形成すると共に、フランジ部22bの上側端面22b1に前記軸方向溝に通じる半径方向溝を形成し、その後、フランジ部22bの内周孔に軸部22aの小径部22a1を嵌合固定することにより、半径方向溝で半径方向部31aを形成し、軸方向溝で軸方向部31bを形成することができる。なお、連通孔31は、円周方向の一箇所に設ける他、複数箇所に設けることもできる。
 以上に説明した流体動圧軸受装置21の特徴を以下に列挙する。
 (1)ハウジング29を、軸受スリーブ28をインサートした射出成形(インサート成形)で形成しているため、ハウジング29の製作と、ハウジング29に対する軸受スリーブ28の固定を一工程で完了することができる。また、射出成形型内で軸受スリーブを精度良く位置決めするだけで、軸受スリーブ28とハウジング29との間で精度の良い同軸度を確保することができる。従って、同軸度を確保しつつ、流体動圧軸受装置21の低コスト化を図ることができる。
 (2)蓋部材30をハウジング29の外周面に固定しているので、従来のように蓋部材30をハウジング29の内周面に固定する場合に比べ、内周面と外周面の径差分だけ両部材間の固定面積を増すことができる。また、ハウジング29の厚肉部29a1の軸方向長さを短くすることで、蓋部材30の筒部30bの軸方向寸法を増すことができ、固定面積のさらなる増大も容易に達成できる。しかも、これに伴って、蓋部材30を厚肉化する必要がない。従って、軸受装置21の軸方向寸法やラジアル軸受部R11、R12の軸受スパンに影響を与えることなく、蓋部材30の耐抜け強度を高めることができる。
 (3)蓋部材30とベース部材26は何れも金属製であるので、両部材間で高い接着強度を得ることができる。従って、樹脂製のハウジング29を使用する場合でも、ハウジング29と蓋部材30との接着力不足を回避することができ、衝撃荷重で流体動圧軸受装置21がベース部材26から脱落するような事態を防止することができる。また、蓋部材30がハウジング29のみならず、ベース部材26にも固定されているので、衝撃荷重による蓋部材30の脱落も防止することができる。
 (4)蓋部材30は金属材料で形成されているので、ディスクD1が回転することによりヘッドに帯電した静電気を、軸部材22→蓋部材30→ベース部材26という経路を介して確実に接地側に放電することができる。蓋部材30とベース部材26を接着固定する場合、接着剤(通常は絶縁体である)によって上記導電経路が遮断される事態を防止するため、必要に応じて、蓋部材30の下端の外径端とベース部材26の下端の内径端とに跨って(図8中のA1領域)、ペースト状の導電材を塗布し、導電性被膜を形成する。このように蓋部材30で導電経路を構成すれば、ハウジング29の導電性が不要となるので、ハウジングの成形材料を検討する際に、材料選択の余地が広がり、軸受装置の設計自由度が増す。樹脂製のハウジング29に導電性を持たせる場合、上記のように樹脂材料中に高価な導電性充填材を配合するのが通例であるが、本発明では、この種の導電性充填材の配合を不要とし、あるいは配合量を少なくすることができるので、材料コストを抑えることができる。
 (5)蓋部材30をハウジング外周に隙間接着で固定しているので、圧入で固定する場合のように、圧入領域の内径側で軸受スリーブ28の内周面が変形し、ラジアル軸受隙間の精度を低下させるような問題は生じない。蓋部材30の外周面30b3やハウジング29の厚肉部29a1の外周面29a12をベース部材26の内周面26aに圧入した場合も同様に軸受スリーブ28の内周面が変形するおそれがあるが、本願発明では、これら外周面30b3、29a12もベース部材26に対して隙間接着されるので、同様にこの種の問題を回避することができる。
 本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成、機能を有する部位には同一の符号を付して、説明を省略する。
 図15に示す流体動圧軸受装置21’は、図9に示す流体動圧軸受装置21と同様に、ハウジング29を、軸受スリーブ28をインサートした樹脂の射出成形品とし、かつ金属製の蓋部材30をハウジング29の外周面、具体的には薄肉部29a2の外周面に固定したものである。スラスト軸受隙間の幅設定後は、蓋部材30の筒部30bの端面30b1と、ハウジング29の厚肉部29a1の端面との間に軸方向隙間δ11が形成されている。
 図9に示す流体動圧軸受装置21では、軸受スリーブ28の下端の外周チャンファ28foを樹脂製ハウジング29で被覆し、下端面28cは被覆していない。これに対し、図15に示す流体動圧軸受装置21’では、ハウジング29の薄肉部29a2の下端に、内径側に延びる被覆部29dが形成され、この被覆部29dで軸受スリーブ28の外周チャンファ28foのみならず、軸受スリーブ28の下端面28cの全体が被覆されている。被覆部29dの端面には、第1スラスト軸受部T11のスラスト動圧発生部として機能する複数の動圧溝(例えば図12に示すへリングボーン形状の動圧溝)が形成されている。なお、軸受スリーブ28の下端の内周チャンファ28fiは、被覆部29dで被覆されていない。
 このように、ハウジング29の被覆部29dにスラスト動圧発生部を形成することにより、軸受スリーブ28の下端面28cに形成されていたスラスト動圧発生部が不要となる。そのため、軸受スリーブ28の半径方向の肉厚を、図9に示す実施形態に比べて薄くすることができる。この薄肉化により、焼結金属製の軸受スリーブ28が内部に保有する油量を減らすことができるため、軸受装置全体の保油量を少なくすることができ、昇温時の油の熱膨張量を抑制することができる。従って、シール空間S1の容積を小さくすることができ、シール空間S1の軸方向寸法を減じて、軸受装置全体を軸方向で小型化することが可能となる。
 なお、被覆部29dのスラスト動圧発生部は、金型にスラスト動圧発生部に対応した成形型を形成することで、ハウジング29の射出成形と同時に型成形することができる。そのため、スラスト動圧発生部の形成工程を省略して低コスト化を図ることができる。
 シール空間S1の軸方向寸法が小さくなることで、ハウジング29におけるシール部29bの肉厚と本体部29aの肉厚差が小さくなるため、樹脂の成形収縮時における変形が生じにくくなる。そのため、この実施形態の流体動圧軸受装置21’ではハウジング29の上端外径部に形成する肉取り29c(図9参照)を省略している。
 図15に示す実施形態においても、蓋部材30はハウジング29の外周に隙間接着され、蓋部材30の外周面30b3がベース部材26の内周面26aに隙間接着される(さらに、ハウジング29の厚肉部29a1の外周面29a12をベース部材26の内周面26aに隙間接着することもできる)。第2の軸方向隙間(幅δ12)を除く第1の軸方向隙間(幅δ11)、第1の半径方向隙間(幅ε11)、第2の半径方向隙間(幅ε12)、および第3の半径方向隙間(幅ε13)の間には、図9に示す実施形態と同様に、δ11>ε11、ε12>ε13、z1>ε11、ε12>ε11、およびε11=ε13の関係が成り立つ。
 図16に示す流体動圧軸受装置21”は、図9に示す流体動圧軸受装置21の軸受スリーブ28とハウジング29とを一体化して一部品とした例である。この場合、一体化した部品が外方部材29となる。外方部材29は、樹脂等の射出成形で製作することができる。外方部材29は厚肉部29a1と薄肉部29a2とを有する。外方部材29の内周面の上下二領域に、図10と同形状のラジアル動圧発生部が形成され、このラジアル動圧発生部と軸部材22の外周面との間にラジアル軸受隙間が形成される。また、外方部材29の下端面には、図11と同様のスラスト動圧発生部が外方部材の射出成形と同時に型成形され、このスラスト動圧発生部とフランジ部22bの上端面22b1との間にスラスト軸受隙間が形成される。図9に示す実施形態と同様に、プレート部30aの上端面30a1に形成されたスラスト動圧発生部(図12参照)とフランジ部22bの下端面22b2との間にもスラスト軸受隙間が形成される。
 この実施形態においても、蓋部材30は外方部材29の外周に隙間接着され、蓋部材30の外周面30b3がベース部材26の内周面26aに隙間接着される(さらに、ハウジング29の厚肉部29a1の外周面29a12をベース部材26の内周面26aに隙間接着することもできる)。この流体動圧軸受装置21”では、図9及び図15に示す実施形態と同様に、以下の隙間がそれぞれ形成される。
・ 蓋部材30の筒部30bの内周面30b2と外方部材29の薄肉部29a2の外周面29a22との間の第1の半径方向隙間(幅ε11)
・ 蓋部材30の筒部30bの端面30b1と当該端面に対向する外方部材29の厚肉部29a1の端面29a11との間の第1の軸方向隙間(幅δ11)
・ 蓋部材30のプレート部30aとプレート部に対向する外方部材29の薄肉部29a2の端面29a21との間の第2の軸方向隙間(幅δ12)
・ 蓋部材30の筒部30bの外周面30b3とベース部材26の内周面26aとの間の第2の半径方向隙間(幅ε12)
・ 外方部材29の厚肉部29a1の外周面29a12とベース部材26の内周面26aとの間の第3の半径方向隙間(幅ε13)
 また、各隙間の間には、図9に示す実施形態と同様に、δ11>ε11、δ12>ε11、ε12>ε13、z1>ε11、ε12>ε11、およびε11=ε13の関係が成り立つ。
 以上に説明した各実施形態では、ハウジング(外方部材)29の射出材料として樹脂を使用しているが、これに限らず、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属材料を使用して射出成形することも可能である。また、軸受スリーブをインサートしてハウジングを射出成形する他、コスト上問題がなければ、軸受スリーブ28およびハウジング29を金属材料や樹脂材料を用いて個別に製作した上で、ハウジング29の内周に軸受スリーブ28を接着等の手段で固定してもよい。
 また、以上の実施形態では、蓋部材30を軸受スリーブ28に固定する際、予め接着剤をハウジング(外方部材)29の薄肉部29a2や蓋部材30の筒部30bに塗布してから、蓋部材30をハウジング29の薄肉部29a2に嵌合させているが、これ以外にも、先に蓋部材30とハウジング29とを嵌合させ、スラスト軸受隙間の幅設定を行った後に、軸方向隙間δ11から接着剤を供給し、筒部30bの内周面と薄肉部29a2の外周面との間の微小隙間の毛細管力で接着剤を引き込むことで両者を接着固定してもよい。
 また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R11・R12及びスラスト軸受部T11・T12の各動圧発生部がそれぞれ軸受スリーブ28の内周面28a、下側端面28c、及び蓋部材30のプレート部30aの上側端面30a1に形成されているが、これらの面と軸受隙間を介して対向する面、すなわち軸部22aの外周面、フランジ部22bの上側端面22b1、あるいは下側端面22b2に形成してもよい。
 また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R11・R12のラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状の動圧溝を形成する場合を例示したが、これに限らず、例えば、いわゆるステップ軸受や波型軸受、あるいは多円弧軸受を採用することもできる。また、ラジアル軸受隙間を介して対向する二面を円筒面とした、いわゆる真円軸受を、ラジアル軸受部R11・R12として採用することもできる。この場合、ラジアル軸受隙間の流体膜に積極的に動圧作用を発生させる動圧発生部は有さないが、軸部材の回転時には、潤滑流体の粘性により流体膜に動圧作用が発生し、ラジアル軸受部R11・R12が構成される。
 また、以上の実施形態では、スラスト軸受部T11・T12のスラスト動圧発生部として、動圧溝を使用する場合を例示したが、これに限らず、例えばステップ軸受や波型軸受の構成を採用することもできる。あるいは、動圧軸受からなるスラスト軸受部T11・T12に代えて、軸部材22の端部を蓋部材30のプレート部30aの上端面30a1で接触支持するピボット軸受でスラスト軸受部を構成することもできる。
 また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R11・R12が軸方向に離隔して設けられているが、これらを軸方向で連続的に設けても良い。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。

Claims (23)

  1.  軸部材と、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブと、軸受スリーブを収容し、両端が開口したハウジングと、ハウジングの一端側の開口部を閉塞し、スラスト軸受部を形成する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、
     ハウジングが、軸受スリーブをインサートした射出成形品であり、ハウジングの他端側に、シール空間を形成するシール部が一体に形成され、蓋部材がハウジングの外周面に固定されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
  2.  軸部材と、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブと、軸受スリーブを収容し、両端が開口したハウジングと、ハウジングの一端側の開口部を閉塞し、スラスト軸受部を形成する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、
     ハウジングが、軸受スリーブをインサートした射出成形品であり、ハウジングの他端側に、シール空間を形成するシール部が一体に形成され、蓋部材とハウジングが異なる材料で形成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
  3.  蓋部材の導電率をハウジングの導電率よりも大きくした請求項1または2記載の流体動圧軸受装置。
  4.  軸受スリーブの前記一端側の外周チャンファをハウジングで被覆した請求項1または2記載の流体動圧軸受装置。
  5.  さらに軸受スリーブの前記一端側の端面をハウジングで被覆した請求項4記載の流体動圧軸受装置。
  6.  軸受スリーブの前記一端側の端面を被覆するハウジングの端面にスラスト動圧発生部を形成した請求項5記載の流体動圧軸受装置。
  7.  蓋部材をプレス成形品とした請求項1または2記載の流体動圧軸受装置。
  8.  軸部材にフランジ部を設け、軸受スリーブの端面とフランジ部の一方の端面との間、および蓋部材とフランジ部の他方の端面との間に、それぞれスラスト軸受隙間を形成した請求項1または2記載の流体動圧軸受装置。
  9.  ハウジングと蓋部材の間に、両スラスト軸受隙間が0となるまでハウジングと蓋部材の軸方向の接近移動を許容する軸方向隙間を介在させた請求項8記載の流体動圧軸受装置。
  10.  軸部材と、軸部材の外径側に配置され、両端が開口した外方部材と、外方部材の内径側に形成され、軸部材の外周面に面するラジアル軸受隙間と、外方部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、
     蓋部材を、ラジアル軸受隙間の外径寸法を規定する面の面精度に影響を与えない締め代で外方部材の外周面に嵌合し、外方部材と蓋部材を接着固定したことを特徴とする流体動圧軸受装置。
  11.  軸部材と、軸部材の外径側に配置され、両端が開口した外方部材と、外方部材の内径側に形成され、軸部材の外周面に面するラジアル軸受隙間と、外方部材の一端側の開口部を閉塞する蓋部材とを有する流体動圧軸受装置において、
     蓋部材を、外方部材の外周面に隙間嵌めで嵌合すると共に、外方部材と蓋部材を接着固定したことを特徴とする流体動圧軸受装置。
  12.  蓋部材に、プレート部と、外方部材の外周面に嵌合する筒部とを設けた請求項10または11記載の流体動圧軸受装置。
  13.  ラジアル軸受隙間を規定する面にラジアル動圧発生部を設け、蓋部材の筒部の内周面を、前記ラジアル動圧発生部の一部又は全部と軸方向でオーバーラップさせた請求項12記載の流体動圧軸受装置。
  14.  蓋部材の筒部の内周面と外方部材の外周面との間に第1の半径方向隙間を設け、蓋部材の筒部の端面と、当該端面に対向する外方部材との間に第1の軸方向隙間を設けた請求項12記載の流体動圧軸受装置。
  15.  第1の軸方向隙間の幅δ11と第1の半径方向隙間の幅ε11を、δ11>ε11にした請求項14記載の流体動圧軸受装置。
  16.  蓋部材のプレート部と、プレート部に対向する外方部材との間に第2の軸方向隙間を設け、第2の軸方向隙間の幅δ12と第1の半径方向隙間の幅ε11を、δ12>ε11にした請求項14記載の流体動圧軸受装置。
  17.  第1の軸方向隙間を接着剤で封止した請求項14記載の流体動圧軸受装置。
  18.  外方部材の外周にベース部材を配置し、蓋部材の筒部の端面と当該端面に対向する外方部材との間に第1の軸方向隙間、蓋部材のプレート部とプレート部に対向する外方部材との間に第2の軸方向隙間、蓋部材の筒部の内周面と外方部材の外周面との間に第1の半径方向隙間、蓋部材の外周面とベース部材の内周面との間に第2の半径方向隙間、外方部材の外周面とベース部材の内周面との間に第3の半径方向隙間、をそれぞれ形成した請求項12記載の流体動圧軸受装置。
  19.  第1の軸方向隙間の幅、第2の軸方向隙間の幅、第1の半径方向隙間の幅、第2の半径方向隙間の幅、および第3の半径方向隙間の幅のうち、少なくとも何れか一つを他と異なる大きさにした請求項18記載の流体動圧軸受装置。
  20.  蓋部材とベース部材とを、両者間に第2の半径方向隙間を介在させて接着した請求項18記載の流体動圧軸受装置。
  21.  外方部材とベース部材とを、両者間に第3の半径方向隙間を介在させて接着した請求項20記載の流体動圧軸受装置。
  22.  第2の半径方向隙間の幅ε12と、第3の半径方向隙間の幅ε13とを、ε12>ε13にした請求項21記載の流体動圧軸受装置。
  23.  第3の半径方向隙間に面する外方部材の外周面が蓋部材の外周面よりも大径で、かつ両外周面の半径寸法の差z1と第1の半径方向隙間の幅ε11とを、z1>ε11にした請求項21記載の流体動圧軸受装置。
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