JP2010065740A - 流体軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有底筒状のハウジングに対する軸受スリーブの固定強度を高める。
【解決手段】流体軸受装置１は、有底筒状のハウジング７と、その内周に固定された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部材２とを備える。互いに対向するハウジング７の小径部７ａの内周面７ａ２と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に接着剤溜り１１が設けられる。またハウジング７の内周縁部には、接着剤溜り１１と繋がった内周チャンファ７ｆが設けられており、この内周チャンファ７ｆと軸受スリーブ８の間に形成される第１の縮径空間１２は接着剤１３で封止されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、流体軸受装置およびその製造方法に関するものである。

流体軸受装置は、軸受隙間に形成される油膜で回転側の部材（例えば、軸部材）を固定側の部材に対して回転自在に支持するものである。この流体軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的には、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置やＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク装置等のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、ＰＣ等のファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用されている。

例えば、特開２００３−２３９９７４号公報（特許文献１）には、ディスク装置用のスピンドルモータに組み込んで使用される流体軸受装置として、ハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備えるものが開示されている。この流体軸受装置において、ハウジングは、部品点数の低減や組立工数低減を目的として、一端が開口し、他端が一体的に設けられた底部で閉塞された有底筒状（コップ状）の型成形品とされている。
特開２００３−２３９９７４号公報

ところで、近年のディスク装置の大容量化等に伴い、流体軸受装置に搭載されるディスク枚数が増加する傾向にあり（ディスクの多積層化）、これによる重量増によっても軸部材の抜け強度（抜去力）を高め回転精度を安定的に維持できるよう、ハウジングに対する軸受スリーブの固定強度を一層高めることが求められている。ハウジングに対する軸受スリーブの固定手段として様々な手段が提案されているが、実際には、費用対効果に優れた接着を採用する場合が多い。

ハウジングに対する軸受スリーブの接着固定は、例えば、ハウジングの内周面に接着剤を塗布した状態で軸受スリーブをハウジング内周に挿入し、その後、接着剤を固化させることにより行われる。このとき、両者間の固定強度を高めるべく接着剤の塗布量を多くすると、軸受スリーブの挿入に伴い、軸受スリーブの挿入方向前方側（ハウジング閉塞側）に接着剤がかき出され、ハウジングの閉塞側に接着剤の回り込みが生じる場合がある。特に、更なる固定強度の向上を目的として、圧入を伴って軸受スリーブをハウジング内周に挿入する場合には、接着剤の回り込みが生じ易くなる。このような事態が生じると、ハウジングと軸受スリーブとの間に介在させるべき接着剤量が不足して、必要とされる固定強度（接着強度）を満足することができないおそれがある。また、回り込んだ接着剤がスラスト軸受隙間に入り込み、スラスト軸受部の軸受機能を害するおそれもある。

本発明の課題は、ハウジングと軸受スリーブとの間に必要十分量の接着剤を介在させることを可能とし、もってこの種のハウジングに対する軸受スリーブの固定強度を高めた流体軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも一端が開口したハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材とを備え、軸受スリーブと軸部材の相対回転に伴い、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材がラジアル方向に支持される流体軸受装置において、互いに対向するハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に接着剤溜りを設けると共に、ハウジングの内周縁部に、接着剤溜りに繋がった内周チャンファを設け、この内周チャンファと軸受スリーブの間を接着剤で封止したことを特徴とする流体軸受装置を提供する。

上記のように、本発明に係る流体軸受装置では、互いに対向するハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に接着剤溜りが設けられる。この種の接着剤溜りは、例えば、ハウジングに、内径寸法を部分的に拡径させた軸方向領域を設けることにより、またあるいは軸受スリーブに、外径寸法を部分的に縮径させた軸方向領域を設けることにより形成することができる。そして、接着剤溜りが設けられる軸方向領域では、対向するハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間の径方向離間距離が、他所（例えば、ハウジングに軸受スリーブが圧入固定される軸方向領域）よりも大きくなる。従い、接着剤溜りが設けられる軸方向領域では、軸受スリーブ挿入時におけるハウジング他端側（底部側）への接着剤のかき出し力を弱めることができるので、全体としてハウジング閉塞側への接着剤の回り込み量を減じることができる。一方、軸受スリーブの挿入完了後には、ハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に潤沢な接着剤を介在させることができるので、両者の接着強度を高めることができる。

加えて、本発明に係る流体軸受装置では、ハウジングの内周縁部に、接着剤溜りに繋がった内周チャンファが設けられ、この内周チャンファと軸受スリーブの間が接着剤で封止される。かかる構成とすれば、接着剤溜りのハウジング開口側に隣接して、ハウジング閉塞側へ向かって径方向寸法が漸次縮小した空間が設けられるため、この空間に供給された（付着した）接着剤を接着剤溜りへ円滑に供給することができる。また、接着剤が固化することによって形成された接着剤層の軸方向寸法を長大化することができるので、ハウジングに対する軸受スリーブの接着強度を一層高めることができる。以上の構成から、互いに対向するハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に必要十分量の接着剤を介在させることができ、ハウジングに対する軸受スリーブの固定強度を高めることができる。

また、本発明では、少なくとも一端が開口したハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材とを備え、軸受スリーブと軸部材の相対回転に伴い、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材がラジアル方向に支持される流体軸受装置の製造方法において、ハウジングの内周縁部に内周チャンファを設け、ハウジングの内周に軸受スリーブを固定する際に、外周面に接着剤を塗布した軸受スリーブをハウジングの内周に挿入し、前記内周チャンファと軸受スリーブの間に接着剤を供給することを特徴とする流体軸受装置の製造方法を提供する。このようにすれば、ハウジングと軸受スリーブの軸方向の相対移動に伴う接着剤の移動が、軸受スリーブの挿入方向前方側よりも、軸受スリーブの挿入方向後方側（ハウジング開口側）の方向で支配的となるので、軸受スリーブをハウジングの内周に圧入するような場合でも、ハウジング閉塞側への接着剤の回り込みを効果的に防止することができる。

このとき、軸受スリーブに塗布した接着剤の最大外径を、内周チャンファの最大内径よりも小さく保った状態で軸受スリーブをハウジングの内周に挿入するのが望ましい。ハウジングの端面に接着剤が付着し、互いに対向するハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に介在させるべき接着剤量が減少するのを防止するためである。なお、塗布した接着剤の最大外径は、内周チャンファの最小内径よりも大きくするのが望ましい。

接着剤溜りは、上述のとおり、ハウジングに、内径寸法を部分的に拡径させた軸方向領域を設けることにより、あるいは軸受スリーブに、外径寸法を部分的に縮径させた軸方向領域を設けることにより形成することができるが、前者の構成、すなわち、ハウジングの内周面に、開口側一端が前記内周チャンファに繋がった大径内周面を設け、この大径内周面と軸受スリーブとの間に前記接着剤溜りを形成するのが望ましい。接着剤溜りと、内周チャンファで形成される空間とが軸方向で直線的に積み重なった形態となるため、接着剤溜りへの接着剤の供給が円滑に行われるからである。

また、上記構成に加え、ハウジングの他端を底部で閉塞し、軸受スリーブのハウジング閉塞側（挿入方向前方側）の外周縁部に外周チャンファを設け、この外周チャンファとハウジングの間を接着剤で封止することができる。このようにすれば、ハウジングと軸受スリーブの嵌合領域のうち、両端部分に接着剤を介在させることができるので、両者間の固定強度が一層増す。なお、かかる構成の流体軸受装置を製造する上で、外周チャンファを含んで、外周面に接着剤を塗布した軸受スリーブをハウジング内周に挿入するのが望ましい。このようにすれば、圧入を伴って軸受スリーブをハウジング内周に挿入するような場合であっても、軸受スリーブとハウジングの摺動摩擦に起因して生じる摩耗粉を接着剤で捕捉しながら軸受スリーブをハウジング内周に挿入することができる。そのため、摩耗粉が軸受内部空間に混入することによるコンタミの問題も確実に解消することができる。

ところで、この種の流体軸受装置では、軸受運転中に、内部空間を満たす潤滑油の圧力バランスに狂いが生じる場合があり、かかる事態は、局部的な負圧の発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油漏れや振動の発生等の問題を招く。このような問題は、ハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に軸受スリーブの両端面に開口した流体通路を設け、この流体通路を介して軸受内部で潤滑油を流動循環させる構成を採用することによって解消することができる。しかしながら、ハウジングの内周に軸受スリーブを接着固定する本発明の構成において接着剤の塗布態様によっては、前記流体通路が接着剤で埋められてしまい、潤滑油を流動循環させることが困難となるおそれがある。

かかる問題は、接着剤で封止された封止部を周方向で断続的に設け、周方向で隣り合う封止部間に、軸受スリーブの両端面に開口した流体通路を設けることで解消可能である。なお、ここでいう封止部とは、ハウジングの内周チャンファと軸受スリーブの間の接着剤で封止された空間を少なくとも含み、さらに場合によっては、軸受スリーブのハウジング閉塞側外周チャンファとハウジングの間の接着剤で封止された空間をも含む概念である。

以上に示すように、本発明の構成を採用することで、ハウジングの内周に軸受スリーブを接着固定する際、反ハウジング開口側（ハウジング閉塞側）への接着剤の回り込みを効果的に防止することができる。そのため、上記本発明は、軸部材にフランジ部が設けられ、軸受スリーブの反ハウジング開口側一端面と、これに対向するフランジ部の一端面との間にスラスト軸受隙間が形成される流体軸受装置に好適に採用可能である。

また、以上に示すように、本発明の構成を採用すれば、ハウジングと軸受スリーブとを強固に接着固定することができる。そのため、上記本発明は、ハウジングと軸受スリーブの軸方向の嵌合長さが、軸受スリーブの軸方向全長寸法よりも短い構成とされる流体軸受装置に特に好適である。

以上より、本発明によれば、ハウジングと軸受スリーブとの間に必要十分量の接着剤を介在させることができるので、ハウジングに対する軸受スリーブの固定強度を高め、高い耐久性能を具備する流体軸受装置を提供することができる。また、反ハウジング開口側への接着剤の回り込み量を効果的に減じることができるため、接着剤の回り込みに起因した軸受性能低下の問題も可及的に防止することができる。

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、流体軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を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軸受装置１と、軸部材２に固定されたディスクハブ３と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル４およびロータマグネット５と、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３の内周に取付けられる。流体軸受装置１のハウジング７は、ブラケット６の内周に装着される。ディスクハブ３には磁気ディスク等のディスクＤが一又は複数枚（図示例は３枚）保持される。以上の構成においてステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、これに伴い、ディスクハブ３およびこれ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、本発明に係る流体軸受装置１の第１実施形態を示すものである。この流体軸受装置１は、ハウジング７と、ハウジング７の内周に固定された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入され、ハウジング７および軸受スリーブ８に対して相対回転する軸部材２と、ハウジング７の開口部をシールするシール部材９とを主要な構成部材として備える。なお、以下では、便宜上、シール部材９を設けた側を上側、その軸方向反対側を下側として説明を進める。

軸部材２は、軸部２ａと、軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２ｂとを備える。軸部材２は、その全体をステンレス鋼等の金属材料で形成する他、例えばフランジ部２ｂの全体あるいはその一部（例えば両端面）を樹脂で形成した金属と樹脂のハイブリッド構造とすることもできる。

軸受スリーブ８は、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成される。軸受スリーブ８は、焼結金属以外にも、例えば黄銅等の軟質金属で形成することもできる。

軸受スリーブ８の内周面８ａには、第１および第２ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受面となる円筒状領域が軸方向の二箇所に離隔して設けられ、該二つの領域には、それぞれ、図３（ａ）に示すように複数の動圧溝Ａａ１，Ａａ２をヘリングボーン形状に配列してなるラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２が形成されている。上側の動圧溝Ａａ１は、軸方向中心ｍ（上下の傾斜溝間領域の軸方向中央）に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心ｍより上側領域の軸方向寸法Ｘ１が下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっている。一方、下側の動圧溝Ａａ２は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法は上記軸方向寸法Ｘ２と等しくなっている。なお、ラジアル動圧発生部Ａ１，Ａ２は、対向する軸部２ａの外周面２ａ１に形成することもでき、また、複数の動圧溝をスパイラル形状等に配列したものであっても良い。

軸受スリーブ８の下側端面８ｂには、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該領域には、図３（ｂ）に示すように、複数の動圧溝Ｂａをスパイラル形状に配列してなるスラスト動圧発生部Ｂが形成されている。スラスト動圧発生部Ｂは、軸方向に対向するフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に形成することもでき、また、複数の動圧溝をヘリングボーン形状等に配列したものであっても良い。

軸受スリーブ８の外周面８ｄには、両端面８ｂ，８ｃに開口した１又は複数本の軸方向溝８ｄ１が形成され、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、周方向の３箇所に等配されている。また、軸受スリーブ８の上端外周縁部、下端外周縁部、上端内周縁部、および下端内周縁部には、それぞれチャンファ（面取り）が設けられており、これらのうち、下端外周縁部に設けられたチャンファが、本発明でいう外周チャンファ８ｅに相当する。

シール部材９は、円盤状の第１シール部９ａと、第１シール部９ａの外径端から下方に延びる円筒状の第２シール部９ｂとを一体に有する断面逆Ｌ字形状を呈し、軸受スリーブ８の上端外周に固定される。図示する軸受スリーブ８に固定された状態で、第２シール部９ｂの下端面９ｂ３は、軸方向隙間１０を介してハウジング７の段差面７ｅと対向する。第１シール部９ａの下側端面９ａ１には、放射状に延びる一又は複数の径方向溝９ａ１１が設けられている。

第１シール部９ａの内周面９ａ２は、軸部２ａの外周面２ａ１との間に所定容積の第１シール空間Ｓ１を形成し、また、第２シール部９ｂの外周面９ｂ１は、ハウジング７の大径部７ｂの内周面７ｂ１との間に所定容積の第２シール空間Ｓ２を形成する。第１シール部９ａの内周面９ａ２、およびハウジング７の大径部７ｂの内周面７ｂ１は、何れも下方に向かって内径寸法を漸次縮小させたテーパ面状に形成されており、従い、両シール空間Ｓ１，Ｓ２は下方に向かって漸次縮径したテーパ形状を呈する。

ハウジング７は、円筒状の側部と、該側部の下端開口を閉塞する円盤状の底部７ｃとを一体に有し、上端が開口した有底筒状（コップ状）を呈する。側部は、軸受スリーブ８を内周に固定した小径部７ａと、小径部７ａの上側に配置された大径部７ｂとで構成され、小径部７ａの内周面は大径部７ｂの内周面７ｂ１よりも小径で、また小径部７ａの外周面は大径部７ｂの外周面よりも小径とされる。小径部７ａの内周面は、軸線と直交する方向に延びる段差面７ｅを介して大径部７ｂの内周面７ｂ１に繋がっている。このハウジング７は樹脂の射出成形品とされ、成形収縮時の収縮量の差による変形を防止すべく各部７ａ〜７ｃは略均一厚に形成される。ハウジング７の成形に用いる樹脂材料は熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに必要に応じて強化材や導電化材等の各種充填材が適量配合したものとされる。

ハウジング７の内底面７ｃ１（底部７ｃの上側端面）には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該領域には、詳細な図示は省略するが、例えば複数の動圧溝をスパイラル形状に配列してな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、ハウジング７を射出成形するのと同時に型成形される。なお、スラスト動圧発生部は、対向するフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に形成することもでき、また、複数の動圧溝をスパイラル形状等に配列したものであっても良い。

図４（ａ）に拡大して示すように、互いに対向するハウジング７の小径部７ａの内周面と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間には接着剤１３で充満された接着剤溜り１１が形成されている。詳細に述べると、接着剤溜り１１は、小径内周面７ａ１と大径内周面７ａ２とに区画された小径部７ａの内周面のうち、大径内周面７ａ２と、これに対向する軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に形成される。一方、小径内周面７ａ１の内周には、圧入を伴って軸受スリーブ８が接着固定されている（圧入接着）。また、小径部７ａの内周縁部には内周チャンファ７ｆが設けられており、この内周チャンファ７ｆと軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に形成される第１の縮径空間１２は接着剤１３で封止されている。さらに、図４（ｂ）に拡大して示すように、軸受スリーブ８の下端外周縁部に設けられた外周チャンファ８ｅとハウジング７（小径部７ａ）の小径内周面７ａ１との間に形成される第２の縮径空間１４も、接着剤１３で封止されている。

ここで、本実施形態においては、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１と、ハウジング７の小径部７ａの内周面とで形成される軸方向に延びる流体通路が、ハウジング７（小径部７ａ）の内周に軸受スリーブ８を接着固定する際に接着剤１３で埋められてしまうような事態を防止すべく、図５に示すように、小径部７ａの大径内周面７ａ２で形成される接着剤溜り１１を周方向の三箇所に断続的に設け、周方向で隣り合う接着剤溜り１１間に前記流体通路（軸方向溝８ｄ１）が配設されるようにしている。また、詳細な図示は省略しているが、ハウジング７の内周チャンファ７ｆで形成される接着剤１３で封止された第１の縮径空間１２、さらには、軸受スリーブ８の外周チャンファ８ｅで形成される接着剤１３で封止された第２の縮径空間１４も、接着剤溜り１１と周方向の位相を概ね合わせるようにして（接着剤溜り１１と軸方向で積み重なるようにして）周方向の三箇所に断続的に設けられる。なお、ハウジング７の内周チャンファ７ｆおよび軸受スリーブ８の外周チャンファ８ｅは全周に亘って設けられており、従って、第１および第２の縮径空間１２，１４には、接着剤１３で封止された部分（これが、本発明でいう封止部に相当する）と、接着剤１３で封止されていない部分とが、周方向で交互に設けられる。

以上の構成からなる流体軸受装置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のラジアル軸受面となる上下２箇所の領域は、それぞれ、軸部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。そして軸部材２の回転に伴い、両ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝Ａａ１，Ａａ２の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材２がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が軸方向の二箇所に離隔形成される。

また、これと同時に、軸受スリーブ８の下側端面８ｂのスラスト軸受面となる環状領域とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間、およびハウジング７の内底面７ｃ１のスラスト軸受面となる環状領域とフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に、それぞれ第１および第２スラスト軸受隙間が形成される。そして、軸部材２の回転に伴い、両スラスト軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材２がスラスト両方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をスラスト方向に回転自在に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２とが形成される。

また、上述したように、上側の動圧溝Ａａ１は、軸方向中心ｍより上側領域の軸方向寸法Ｘ１が下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっているため、軸部材２の回転時、動圧溝Ａａ１による潤滑油の引き込み力は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。このような引き込み力の差圧により、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間の隙間に充満された潤滑油は下方に流動し、第１スラスト軸受部Ｔ１の第１スラスト軸受隙間→軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１で形成される流体通路→第１シール部９ａの径方向溝９ａ１１で形成される流体通路という経路を循環して、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。

このような構成とすることで、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、局部的な負圧の発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや振動の発生等の問題を解消することができる。上記の循環経路には、第１のシール空間Ｓ１が連通し、さらに軸方向隙間１１を介して第２のシール空間Ｓ２が連通しているので、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油に伴って循環する際にシール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出される。従って、気泡による悪影響は一層効果的に防止される。

また、上述のように、第１および第２のシール空間Ｓ１、Ｓ２が、ハウジング７の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、両シール空間Ｓ１、Ｓ２内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用によって隙間幅が狭くなる方向、すなわちハウジング７の内部側に向けて引き込まれる。また、シール空間Ｓ１、Ｓ２は、ハウジング７の内部空間に充填された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内で潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ１、Ｓ２内に保持される。以上の構成から、軸受外部への潤滑油漏れが効果的に防止される。

以上の構成からなる流体軸受装置１は、例えば、以下のようにして組み立てられる。なお、以下では、本発明の要旨であるハウジング７の内周に軸受スリーブ８を固定する工程を中心に説明を行う。

まず、ハウジング７の内周に軸部材２を配設した状態（ハウジング７の内底面７ｃ１上に軸部材２を載置した状態）で、軸受スリーブ８をハウジング７の小径部７ａの内周に挿入する。ハウジング７の内周に軸受スリーブ８を挿入するのに先立って、軸受スリーブ８の外周面８ｄ、より詳細には図６に示すように、外周チャンファ８ｅを含む外周面８ｄの所定領域に接着剤１３を適量塗布する。但し、接着剤１３は、周方向に離隔した三箇所（周方向で隣り合う軸方向溝８ｄ１間）に塗布する。このとき、軸受スリーブ８とハウジング７の芯合わせを行い、その状態で、接着剤１３の最大外径ｄ１が、ハウジング７の内周チャンファ７ｆの最大内径ｄ２よりも小さくなるように接着剤１３を塗布する。さらに本実施形態では、接着剤１３の最大外径ｄ１が、内周チャンファ７ｆの最小内径よりも大きくなるように接着剤１３が塗布される。なお、接着剤１３としては、ハウジング７と軸受スリーブ８との間に必要とされる固定強度を確保し得る限り特段の限定はなく、例えば、熱硬化型接着剤、嫌気性接着剤、あるいは両硬化特性を兼ね備えた接着剤が使用可能である。

上記態様で軸受スリーブ８に接着剤１３を塗布した後、軸受スリーブ８の接着剤１３塗布領域と、ハウジング７の小径部７ａの大径内周面７ａ２との周方向の位相合わせを行った上で、軸受スリーブ８をハウジング７の小径部７ａ内周に挿入する。軸受スリーブ８を挿入すると、軸受スリーブ８に塗布された接着剤１３は、ハウジング７の内周チャンファ７ｆ、あるいは小径内周面７ａ１と大径内周面７ａ２とを繋ぐ段差面（上記態様で接着剤１３を塗布した本実施形態においては内周チャンファ７ｆ）に接触することによって表面張力が破壊される結果、その一部がハウジング７の内周チャンファ７ｆと軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間の第１の縮径空間１２、さらにはハウジング７の大径内周面７ａ２と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間の接着剤溜り１１に供給される（図７を参照）。

ここで、軸受スリーブ８に塗布した接着剤１３と、ハウジング７の内周チャンファ７ｆとの寸法関係を上記のように設定したことから、軸受スリーブ８をハウジング７内周に挿入するのに伴って、ハウジング７の段差面７ｅに接着剤１３が付着するような事態は効果的に防止される。

軸受スリーブ８の挿入を進行させるのに伴い、軸受スリーブ８の外周チャンファ８ｅ等に付着した接着剤１３が軸受スリーブ８の外周面８ｄと小径部７ａの小径内周面７ａ１との間に順次供給される。これは、軸受スリーブ８の挿入に伴って生じる接着剤１３の移動が、軸受スリーブ８の外周面８ｄに接着剤１３を塗布したことによって、軸受スリーブ８の挿入方向前方側よりも、軸受スリーブ８の挿入方向後方側の方向で支配的となるからである。そのため、ハウジング７の小径内周面７ａ１に軸受スリーブ８を圧入する本実施形態においても、ハウジング７の閉塞側（スラスト軸受部側）への接着剤１３の回り込みは効果的に防止される。

なお、両者間に供給される接着剤１３が潤滑剤として機能するため、小径部７ａの内周への軸受スリーブ８の挿入（圧入）をスムーズに進行させることができる。圧入を伴って軸受スリーブ８を小径部７ａの内周に挿入する関係上、両者の摺動接触に起因して摩耗粉が発生する場合があるが、この摩耗粉は外周チャンファ８ｅに付着した接着剤１３、また軸受スリーブ８とハウジング７との間に供給される接着剤１３で捕捉されるため、摩耗粉がハウジング７の内部空間等に脱落し、これがコンタミとなるような事態は効果的に防止される。

そして、ハウジング７の軸方向所定位置まで軸受スリーブ８を挿入した後（両スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２のスラスト軸受隙間幅を規定値に設定した後）、接着剤１３を硬化させることによりハウジング７と軸受スリーブ８を固定し、さらに軸受スリーブ８の上端外周にシール部材９を固定する。以上のようにして各構成部材を組み付けた後、ハウジング７の内部空間に軸受スリーブ８の内部気孔も含め潤滑流体としての潤滑油を充満させることにより、図２に示す流体軸受装置１が完成する。

以上に示すように、本発明では、互いに対向するハウジング７の小径部７ａの内周面と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に接着剤溜り１１が設けられる。この接着剤溜り１１は、内径寸法が、軸受スリーブ８を圧入固定した軸方向領域（小径内周面７ａ１）よりも大径の大径内周面７ａ２を小径部７ａに設けることで形成することができ、当該大径内周面７ａ２（接着剤溜り１１）が設けられた軸方向領域では、対向するハウジング７の内周面と軸受スリーブ８の外周面との間の径方向離間距離が他所よりも大きくなる。従い、接着剤溜り１１が設けられた軸方向領域では、軸受スリーブ８挿入時におけるハウジング７の底部７ｃ側への接着剤１３のかき出し力を弱めることができるので、全体として底部７ｃ側への接着剤１３の回り込み量を減じることができる。一方、軸受スリーブ８の挿入完了後には、接着剤溜り１１に潤沢な接着剤１３が介在することとなるので、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の固定強度（接着強度）を高めることができる。

加えて、ハウジング７の内周縁部に、接着剤溜り１１の上端に繋がった内周チャンファ７ｆが設けられ、この内周チャンファ７ｆと軸受スリーブ８の間の第１の縮径空間１２が接着剤１３で封止される。このような構成とすれば、縮径空間１２に供給された接着剤１３を接着剤溜り１１へと円滑に供給することができる。特に本実施形態では、ハウジング７の小径部７ａに、上端が内周チャンファ７ｆに繋がった大径内周面７ａ２を設け、この大径内周面７ａ２と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に接着剤溜り１１を形成するようにしたので、接着剤溜り１１と第１のテーパ状空間１２とが軸方向で直線的に積み重なった形態となり、接着剤溜り１１への接着剤１３の供給が一層円滑に行われる。また、接着剤１３が固化することによって形成される接着剤層が軸方向で積み重なった構造となるので、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の接着強度を一層高めることができる。

さらに、軸受スリーブ８の外周チャンファ８ｅとハウジング７（小径部７ａ）の小径内周面７ａ１との間に形成される第２の縮径空間１４も、接着剤１３で封止した。このようにすれば、ハウジング７と軸受スリーブ８の嵌合領域のうち、両端部分に潤沢な接着剤１３を介在させることができるので、両者間の固定強度が一層増す。以上の構成から、互いに対向するハウジング７の内周面と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に必要十分量の接着剤１３を介在させることができ、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の固定強度を高めることができる。

特に図２に示す流体軸受装置１では、ハウジング７と軸受スリーブ８の軸方向の嵌合長さＬ２が、軸受スリーブ８の全長寸法Ｌ１よりも短い分、ハウジング７と軸受スリーブ８との間に必要十分な接着強度を確保することが困難であるが、上記本発明の構成とすることにより、このような構造を採用する場合であってもハウジング７に対する軸受スリーブ８の接着強度を高め、高い軸受性能を長期に亘って維持可能な信頼性の高い流体軸受装置１を提供することができる。

また、接着剤１３で封止された封止部（第１の縮径空間１２および第２の縮径空間１４）、さらには接着剤１３が充満された接着剤溜り１１を周方向で断続的に設け、これらの断続部分に軸方向に延びる流体通路を形成したことから、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８を接着固定する本発明の構成においても、流体通路を構成する軸受スリーブ８の軸方向溝８ｄ１が接着剤１３で埋められるような事態が生じることはなく、軸受内部における潤滑油の流動循環は円滑に行われる。

以上、本発明の構成を適用した流体軸受装置１の一実施形態について説明を行ったが、本発明は、図２に示す構造の流体軸受装置１に限定適用されるものではない。

図８は、本発明の第２実施形態に係る流体軸受装置１を示すものである。同図に示す流体軸受装置１は、主に、軸受スリーブ８が、その全長に亘ってハウジング７の内周に嵌合されている点、また、シール部材９をリング状に形成すると共にこれをハウジング７の上端内周に固定し、シール部材９の内周面とこれに対向する軸部２ａの外周面２ａ１との間に単一のシール空間Ｓを形成した点において図２に示す流体軸受装置１と構成を異にしている。かかる構成の流体軸受装置１では、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の軸方向の嵌合長さが長く、かつ、軸受スリーブ８の上側にもシール部材９が固定されているため、図２に示す流体軸受装置１に比べて軸部材２の抜け強度は高いものとなるが、本発明の構成を採用することで、軸部材２の抜け強度をより一層高めることができる。なお、これ以外の構成は、以上で説明したものと実質的に同一であるから、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

以上で説明した各実施形態においては、軸受スリーブ８の外周面８ｄに設けた軸方向溝８ｄ１で形成される軸方向に延びる流体通路が、ハウジング７の内周に軸受スリーブ８を固定する際に用いる接着剤１３で埋められてしまうような事態を防止するため、接着剤溜り１１と、接着剤１３で封止した第１および第２のテーパ状空間１２，１４とを周方向で断続的に設けた構成としているが、軸受内部で潤滑油を流動循環させる必要がない場合、すなわち互いに対向するハウジング７の内周面と軸受スリーブ８の外周面８ｄとの間に軸方向に延びる流体通路を設ける必要がない場合には、接着剤溜り１１を全周に亘って設けると共に、第１および第２のテーパ状空間１２，１４を全周に亘って接着剤１３で封止することができる。このようにすれば、ハウジング７と軸受スリーブ８の間の固定強度を一層高めることができる。

また、以上では、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２として、ヘリングボーン形状等に配列された動圧溝によりラジアル軸受隙間内を充満する潤滑油に動圧を発生させる構成を例示しているが、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、いわゆるステップ軸受、多円弧軸受、あるいは非真円軸受を採用しても良い。また、ラジアル軸受部は、上記のように軸方向に離隔した二箇所に設ける他、軸方向の一箇所あるいは三箇所以上に形成することもできる。さらに、ラジアル軸受部として、動圧発生部を有しない真円軸受を採用することもできる。

また、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、スパイラル形状等に配列された動圧溝によりスラスト軸受隙間内を充満する潤滑油に動圧を発生させる構成を例示しているが、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の何れか一方又は双方を、いわゆるステップ軸受や波型軸受で構成することもできる。また、スラスト軸受部は、上記のような動圧軸受ではなく、軸部材２の一端を接触支持するいわゆるピボット軸受で構成することもできる。

ディスク装置用のスピンドルモータを概念的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る流体軸受装置を示す断面図である。 （ａ）図は軸受スリーブの断面図、（ｂ）図は軸受スリーブの下側端面を示す図である。 （ａ）図は図２中のＹ１部の拡大断面図、（ｂ）図は図２中のＹ２部の拡大断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 ハウジング内周に軸受スリーブを挿入する直前段階を概念的に示す要部拡大断面図である。 ハウジング内周に軸受スリーブを挿入中の段階を概念的に示す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軸受装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 流体軸受装置
２ 軸部材
７ ハウジング
７ａ 小径部
７ａ２ 大径内周面
７ｃ 底部
７ｆ 内周チャンファ
８ 軸受スリーブ
８ｅ 外周チャンファ
１１ 接着剤溜り
１２ 第１の縮径空間
１３ 接着剤
１４ 第２の縮径空間
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部

Claims (9)

1. 少なくとも一端が開口したハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材とを備え、軸受スリーブと軸部材の相対回転に伴い、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材がラジアル方向に支持される流体軸受装置において、
   互いに対向するハウジングの内周面と軸受スリーブの外周面との間に接着剤溜りを設けると共に、ハウジングの内周縁部に、接着剤溜りと繋がった内周チャンファを設け、この内周チャンファと軸受スリーブの間を接着剤で封止したことを特徴とする流体軸受装置。
2. ハウジングの内周面に、開口側一端が前記内周チャンファに繋がった大径内周面を設け、この大径内周面と軸受スリーブの外周面との間に前記接着剤溜りを形成した請求項１記載の流体軸受装置。
3. ハウジングの他端を底部で閉塞し、軸受スリーブのハウジング閉塞側外周縁部に外周チャンファを設け、この外周チャンファとハウジングの間を接着剤で封止した請求項１記載の流体軸受装置。
4. 接着剤で封止された封止部を周方向で断続的に設け、周方向で隣り合う封止部間に、軸受スリーブの両端面に開口した流体通路を設けた請求項１〜３の何れか記載の流体軸受装置。
5. 軸部材にフランジ部を設け、軸受スリーブの反ハウジング開口側一端面と、これに対向するフランジ部の一端面との間にスラスト軸受隙間を形成した請求項１記載の流体軸受装置。
6. ハウジングに対する軸受スリーブの軸方向の嵌合長さが、軸受スリーブの軸方向全長寸法よりも短い請求項１記載の流体軸受装置。
7. 少なくとも一端が開口したハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材とを備え、軸受スリーブと軸部材の相対回転に伴い、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材がラジアル方向に支持される流体軸受装置の製造方法において、
   ハウジングの内周縁部に内周チャンファを設け、ハウジングの内周に軸受スリーブを固定する際に、外周面に接着剤を塗布した軸受スリーブをハウジングの内周に挿入し、内周チャンファと軸受スリーブの間に接着剤を供給することを特徴とする流体軸受装置の製造方法。
8. 軸受スリーブに塗布した接着剤の最大外径を、内周チャンファの最大内径よりも小さく保った状態で軸受スリーブをハウジングの内周に挿入する請求項７記載の流体軸受装置の製造方法。
9. 軸受スリーブの挿入方向前方側の外周縁部に外周チャンファを設け、この外周チャンファを含む軸受スリーブの外周面に接着剤を塗布する請求項７記載の流体軸受装置の製造方法。

Images