JP6189065B2 - 流体動圧軸受装置およびその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、内方部材と外方部材との間の軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で、内方部材を相対回転自在に支持する流体動圧軸受装置およびその組立方法に関する。

換気扇等の電気機器に搭載されるモータには軸受が組み込まれており、この軸受によって、回転軸が相対回転自在に支持されている。この種の軸受として、外輪と、内輪と、これらの間に介在された複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とからなる、いわゆる転がり軸受が一般的に使用されている（例えば、特許文献１）。

例えば、住宅に設けられる小型の換気扇、特に、２４時間換気システムに設けられる小型の換気扇は、低コスト化が要求されているが、転がり軸受は、上述のとおり数多くの部品で構成されていることから低コスト化には限度がある。また、上記システムの換気扇は基本的に連続運転されることから、特に低騒音であることが求められる。しかしながら、転がり軸受では、運転時に保持器のポケットと転動体とが衝突することによって生じるいわゆる保持器音や、内外輪の軌道面上を転動体が転動することによって生じる摩擦音等の発生が避けられないことから、更なる静粛性向上の要請に対応するのが困難である。

上記のような事情に鑑み、換気扇等のモータに組み込む軸受として、流体動圧軸受を使用する場合がある。例えば特許文献２に示されている流体動圧軸受装置は、図１２に示すように、内方部材１０１と、内方部材１０１の外周面１０１ａ及び両端面１０１ｂ，１０１ｃを囲む外方部材１０２とを有し、内方部材１０１と外方部材１０２との間には潤滑油が満たされる。内方部材１０１が回転すると、内方部材１０１の外周面１０１ａと外方部材１０２の内周面１０２ａとの間にラジアル軸受隙間Ｒ’が形成されると共に、内方部材１０１の軸方向両端面１０１ｂ，１０１ｃと外方部材１０２の内側端面１０２ｂ，１０２ｃとの間にそれぞれスラスト軸受隙間Ｔ’が形成され、これらのラジアル軸受隙間Ｒ’及びスラスト軸受隙間Ｔ’の潤滑油に生じる動圧作用で、内方部材１０１が回転自在に支持される。このように、転がり軸受を流体動圧軸受で代替することにより、部品数の削減による低コスト化や、静粛性の向上を図っている。

特開２０００−２４９１４２号公報 特開２０１１−２３１８７４号公報

特許文献１では、図１２に示すように、断面Ｌ字型をなした第１外方部材１１０と第２外方部材１２０とを組み合せて外方部材１０２を構成している。外方部材１０２を組み立てるに際には、第１外方部材１１０の円筒部１１１と第２外方部材１２０の円筒部１２１とを嵌合させた状態で、これらの間に接着剤を注入することで固定される。この場合、接着剤が硬化するまでの間、第１外方部材１１０と第２外方部材１２０とを保持する必要がある。特許文献１では、図１３に示すように、第１外方部材１１０の外周面の円周方向複数箇所に突起１３０を設け、この突起１３０を対向する第２外方部材１２０の円筒状内周面に圧入することで、両者を仮固定している。

しかし、突起１３０を圧入することにより、第１外方部材１１０の円筒部１１１が縮径方向に変形してラジアル軸受面の精度低下を招いたり、第２外方部材１２０の円筒部１２１が拡径方向に変形して他部材への組付性が低下したりする恐れがある。また、第１外方部材１１０と第２外方部材１２０とを圧入することにより削り屑が生じ、この削り屑が周囲に落ちたり、軸受内部の潤滑油にコンタミとして混入して軸受性能を低下させたりする恐れがある。

上記のような不具合を回避するためには、第１外方部材１１０と第２外方部材１２０とを隙間を介して嵌合させ、この状態で両者を接着固定すればよい（隙間接着）。しかし、この場合、接着剤が硬化するまで第１外方部材１１０及び第２外方部材１２０を治具で保持する必要があるため、この間に次の外方部材を組み立てるためには別の治具が必要となる。従って、このような方法で流体動圧軸受装置を量産すると、膨大な数の治具が必要となるため、生産コストが高騰する。

以上の事情に鑑み、本発明は、外方部材の変形、削り屑の発生、及び高コスト化を招くことなく、流体動圧軸受装置の組立を容易化することを目的とする。

例えば、硬化速度の早い接着剤（例えば瞬間接着剤）を用いて第１外方部材と第２外方部材を固定すれば、第１外方部材と第２外方部材とを治具で保持する時間を短縮することができるため、治具の個数を減らすことが可能となる。しかし、外方部材と内方部材との間は潤滑油が満たされるため、第１外方部材の円筒部の外周面と第２外方部材の円筒部の内周面との間の半径方向隙間を接着剤で完全に封止して潤滑油の漏れ出しを防止する必要があるが、瞬間接着剤は、隙間を完全に埋めて封止する機能（封止性）に劣るものが多いため、上記の半径方向隙間を完全に封止できずに油漏れが生じる恐れがある。

そこで、本発明に係る流体動圧軸受装置は、環状の内方部材と、内方部材の外周面と半径方向に対向する円筒部、及び、内方部材の軸方向一方の端面と軸方向に対向する平板部を有する第１外方部材と、第１外方部材の円筒部の外周面に固定された円筒部、及び、内方部材の軸方向他方の端面と軸方向に対向する平板部を有する第２外方部材と、第１外方部材の円筒部の内周面と内方部材の外周面との間に形成されるラジアル軸受隙間と、内方部材の軸方向一方の端面と第１外方部材の平板部との間、及び、内方部材の軸方向他方の端面と第２外方部材の平板部との間にそれぞれ形成されるスラスト軸受隙間と、ラジアル軸受隙間及びスラスト軸受隙間に介在させた潤滑油とを備え、第１外方部材の円筒部の外周面と第２外方部材の円筒部の内周面とを圧入することなく半径方向隙間を介して嵌合させ、この半径方向隙間に、第１外方部材と第２外方部材とを仮固定する第１接着剤と、半径方向隙間を完全に封止する第２接着剤とを介在させたものである。

この流体動圧軸受装置は、第１外方部材と第２外方部材との軸方向間に内方部材を配すると共に、第１外方部材の円筒部の外周面と第２外方部材の円筒部の内周面とを圧入することなく半径方向隙間を介して嵌合させるステップと、第１スラスト軸受隙間及び第２スラスト軸受隙間の隙間幅を設定した状態で、第１外方部材と第２外方部材とを第１接着剤で仮固定するステップと、上記の半径方向隙間を、第２接着剤で完全に封止するステップとを順に経て組み立てることができる。

上記のように、第１外方部材と第２外方部材とを圧入することなく半径方向隙間を介して嵌合させることで、圧入による変形や削り屑の発生を回避できる。また、第１外方部材と第２外方部材を仮固定する第１接着剤は、封止性は要求されないため硬化時間の短い接着剤（例えば瞬間接着剤）を使用することができる。このように、第１外方部材と第２外方部材とを瞬間接着剤等で仮固定することで、スラスト軸受隙間を設定した状態で第１外方部材と第２外方部材を保持する時間、すなわち治具を使用する時間を短縮できるため、量産時における治具の使用個数を削減することができる。このとき、第１外方部材と第２外方部材との間の半径方向隙間に供給した第１接着剤に硬化促進剤を付与すれば、第１接着剤の硬化時間がさらに短くなるため、第１外方部材と第２外方部材とを治具で保持する時間をさらに短縮できる。さらに、第１外方部材と第２外方部材とを仮固定することで、その後に半径方向隙間に充填される第２接着剤には硬化時間の制約はなくなり、封止性に優れたものを用いることができるため、半径方向隙間を完全に封止することが可能となる。

第１接着剤としては、例えばシアノアクリレート系の瞬間接着剤や嫌気性接着剤を使用することができる。第２接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤や紫外線硬化型接着剤を使用することができる。

第１外方部材と第２外方部材との間の半径方向隙間は、３０〜１００μｍの範囲内とすることが好ましい。半径方向隙間が３０μｍ未満になると、接着剤を充填することが困難となり、半径方向隙間が１００μｍを超えると、第１接着剤による仮固定が困難となるからである。

第１外方部材と第２外方部材との間の半径方向隙間に、大きさの異なる第１隙間及び第２隙間を設け、第１隙間に第１接着剤を配すると共に、第２隙間に第２接着剤を配すれば、第１隙間及び第２隙間を、それぞれ第１接着剤及び第２接着剤に適した大きさに設定することができる。例えば、第１接着剤としては硬化時間が短いものが好ましいが、このような接着剤は封止性に劣るものが多いため、第１隙間は比較的小さい方が好ましい。また、第２接着剤は粘性が高いものが多いため、第２隙間は比較的大きい方が好ましい。以上より、第１隙間は第２隙間よりも小さくすることが好ましい。

例えば、第１外方部材と第２外方部材との間の半径方向隙間の大気開放側の端部に第１接着剤を塗布して仮固定すると、硬化した第１接着剤が邪魔になって第２接着剤の半径方向隙間への供給が阻害される恐れがある。そこで、第１接着剤を半径方向隙間の閉塞側に配し、この第１接着剤よりも大気開放側に第２接着剤を充填すれば、上記の不具合を回避できる。

以上のように、本発明によれば、外方部材の変形及び削り屑の発生や、高コスト化を招くことなく、流体動圧軸受装置の組立を容易化することができる。

換気扇モータ用の軸受ユニットの縦断面図である。 本発明の実施形態に係る流体動圧軸受装置の縦断面図である。 （ａ）は内方部材を図２のＡ方向から見た側面図、（ｂ）は同Ｂ方向からみた側面図、（ｃ）は同Ｃ方向から見た側面図である。 図２の拡大図である。 上記流体動圧軸受装置の組立方法を示す断面図である。 上記流体動圧軸受装置の組立方法を示す断面図である。 上記流体動圧軸受装置の組立方法を示す断面図である。 上記流体動圧軸受装置の組立方法を示す断面図である。 他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の拡大断面図である。 他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の拡大断面図である。 他の実施形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 従来の流体動圧軸受装置の断面図である。 図１２のＸ−Ｘ線における断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受装置４を組み込んだ軸受ユニット１の軸方向断面図である。この軸受ユニット１は、例えば、住宅の居室に設置される２４時間換気システムの小型換気扇用モータ（より厳密に言えば、換気扇用インナーロータ型モータ）に組み込まれて使用されるものである。軸受ユニット１は、回転軸２と、回転軸２の外周面に固定されたモータロータ３、回転軸２の端部に設けられたファン６とからなる回転体を回転自在に支持するために、モータロータ３の軸方向両側に設けられ、回転軸２とハウジング５の間に配置された一対の流体動圧軸受装置４、４から構成される。軸方向一方（図中右側）の流体動圧軸受装置４とハウジング５との間には、スプリング７が圧縮状態で配置されている。尚、ステータは図示を省略している。

流体動圧軸受装置４は、図２に示すように、内方部材１０と、この内方部材１０を回転自在に支持する外方部材２０とを備える。内方部材１０は、内周面１３が回転軸２の外周面に圧入や接着により固定される（図１参照）。外方部材２０は、外周面２２ａ２がハウジング５の内周面に嵌合し、軸方向に摺動可能な状態で取り付けられる（図１参照）。軸方向および半径方向で互いに対向する内方部材１０と外方部材２０の各面間（ラジアル軸受隙間Ｒおよびスラスト軸受隙間Ｔ）には潤滑油が介在している（図２参照）。尚、図１中の流体動圧軸受装置４、４は、同一構造である。

内方部材１０は、環状をなし、金属、例えば焼結金属で形成される。内方部材１０は、断面略矩形状をなした略円筒状の軸受部１０ａと、軸受部１０ａの内周に設けられ、回転軸２の外周面に固定される略円筒状の固定部１０ｂとを有する。本実施形態では、軸受部１０ａと固定部１０ｂとが一体に形成される。尚、図２では、軸受部１０ａと固定部１０ｂとの概念的な境界を点線で示している。

内方部材１０の軸受部１０ａの外周面１１は円筒面状を成し、この面がラジアル軸受面として機能する。軸受部１０ａの外周面１１には動圧溝１１ａが形成される。本実施形態では、例えば図３（ｂ）に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝１１ａが、外周面１１の全面に形成される。動圧溝１１ａは、例えば転造加工により形成される。本実施形態では、内方部材１０が焼結金属で形成されるため、転造加工の圧迫による内方部材１０の外周面１１の塑性流動を焼結金属の内部気孔で吸収できる。このため、塑性流動による内方部材１０の表面の盛り上がりが抑えられ、動圧溝１１ａを精度良く形成することができる。尚、図３（ｂ）では、動圧溝１１ａ間の丘部をクロスハッチングで示している。

内方部材１０の軸受部１０ａの軸方向両側の端面１２は、軸方向と直交する方向に延在し、この面がスラスト軸受面として機能する。軸受部１０ａの軸方向両側の端面１２には動圧溝１２ａが形成される。本実施形態では、例えば図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、ヘリングボーン形状の動圧溝１２ａが、端面１２の全面に形成される。本実施形態では、内方部材１０が焼結金属で形成されるため、動圧溝１２ａをプレス加工により精度良く形成することができる。動圧溝１２ａは、例えば焼結金属製の内方部材１０のサイジングと同時に型成形することができる。尚、図３（ａ）及び（ｃ）では、動圧溝１２ａ間の丘部をクロスハッチングで示している。

固定部１０ｂは、軸受部１０ａの軸方向両側の端面１２よりも軸方向外側に突出し、その突出した部分の外周面１４が、外方部材２０の内径端と半径方向に対向している。固定部１０ｂの内周面１３は、回転軸２の外周面に固定される。

内方部材１０は、例えば銅鉄系の焼結金属で形成され、本実施形態では、銅の配合比率が２０〜８０％の銅鉄系の焼結金属で形成される。銅の配合比率が２０％未満になると動圧溝の成形性や潤滑性で問題となり、一方、銅の配合比率が８０％を超えると鉄の割合が過小となって耐摩耗性が不足する恐れがあるためである。また、内方部材１０のうち、少なくともラジアル軸受面を形成する外周面１１は、焼結部材の表面開孔率を２〜２０％とする。表面開孔率が２％未満では潤滑油の循環が十分でなく、表面開孔率が２０％を超えると潤滑油の圧力が低下する。さらに、内方部材１０の密度は、潤滑油の連通性や塑性加工性を維持するために、６〜８g／ｃｍ³とされる。

外方部材２０は、図２に示すように、断面Ｌ字形状をなした環状の第１外方部材２１及び第２外方部材２２からなる。第１外方部材２１は、円筒部２１ａと、円筒部２１ａの軸方向一端（図２の右端）から内径側に延在する平板部２１ｂとを一体に有する。第２外方部材２２は、円筒部２２ａと、円筒部２２ａの軸方向他端（図２の左端）から内径側に延在する平板部２２ｂとを一体に有する。本実施形態では、例えば金属板をプレス加工して、第１外方部材２１及び第２外方部材２２が形成される。金属板は、ステンレス鋼板や冷間圧延鋼板等を用いることができ、その板厚は０．１〜１ｍｍ程度である。

図４に示すように、第１外方部材２１の円筒部２１ａの外周面２１ａ２と第２外方部材２２の円筒部２２ａの内周面２２ａ１とは、何れの箇所でも圧入されておらず、半径方向隙間Ｐを介して嵌合している。図示例では、第１外方部材２１の外周面２１ａ２及び第２外方部材２２の内周面２２ａ１が共に平滑な円筒面であり、半径方向隙間Ｐが軸方向で一定となっている。半径方向隙間Ｐの大きさは、例えば３０〜１００μｍの範囲に設定される。

半径方向隙間Ｐには、第１接着剤Ｑ１及び第２接着剤Ｑ２が介在している。第１接着剤Ｑ１は、第１外方部材２１と第２外方部材２２を仮固定するためのものである。第１接着剤Ｑ１としては、硬化時間が短いものが使用されるが、硬化時間が短すぎると後述するスラスト軸受隙間の設定に要する作業時間が確保できないため、一定時間（例えば６０秒）は硬化しないものが好ましい。具体的には、第１接着剤Ｑ１として、例えば瞬間接着剤（シアノアクリレート系接着剤）、嫌気性接着剤、あるいは紫外線硬化型接着剤等が使用される。第２接着剤Ｑ２は、半径方向隙間Ｐの全周を完全に封止している。第２接着剤Ｑ２としては、封止性に優れたものが使用できる。例えば、硬化時に体積収縮が生じるものは、半径方向隙間Ｐを完全に封止することができない恐れがあるため、第２接着剤としては体積収縮を生じないものが好ましい。また、現実の半径方向隙間Ｐは隙間幅が完全に均一ではないため、第２接着剤Ｑ２の粘度が低すぎると、毛管現象により第２接着剤が隙間の狭い側に移動し、半径方向隙間Ｐを完全に封止することができない恐れがある。従って、第２接着剤Ｑ２としては、粘度が比較的高いもの（例えば、２８００ｃｐ以上（２３℃、５０ｒｐｍ／ｃｐ））が好ましい。具体的には、第２接着剤Ｑ２として、例えばエポキシ系接着剤や、紫外線硬化型接着剤が使用できる。本実施形態では、第１接着剤Ｑ１としてシアノアクリレート系接着剤が使用され、第２接着剤Ｑ２としてエポキシ系接着剤が使用される。第１接着剤Ｑ１は、例えば円周方向に離隔した複数箇所に配され、且つ、第２接着剤Ｑ２よりも半径方向隙間Ｐの閉塞側（図４の左側）に配される。尚、第１接着剤Ｑ１及び第２接着剤Ｑ２の配置箇所は上記に限らず、例えば、第１接着剤Ｑ１を全周に配してもよい。

図２に示すように、第１外方部材２１の円筒部２１ａの内周面２１ａ１は平滑な円筒面で形成され、ラジアル軸受面として機能する。第１外方部材２１の平板部２１ｂの内側端面２１ｂ１、及び、第２外方部材２２の平板部２２ｂの内側端面２２ｂ１は、平滑な平坦面で形成され、それぞれスラスト軸受面として機能する。外方部材２０の内周面２１ａ１（ラジアル軸受面）と内方部材１０の軸受部１０ａの外周面１１（ラジアル軸受面）との間にはラジアル軸受隙間Ｒが形成され、外方部材２０の内側端面２１ｂ１，２２ｂ１（スラスト軸受面）と内方部材１０の軸受部１０ａの両端面１２（スラスト軸受面）との間には、それぞれスラスト軸受隙間Ｔが形成される。

第１外方部材２１の平板部２１ｂの内径端、及び、第２外方部材２２の平板部２２ｂの内径端は、内方部材１０の固定部１０ｂの外周面１４と適宜の半径方向隙間をもって対向している。図示例では、平板部２１ｂ，２２ｂの内径端に、軸方向外側に向けて拡径したテーパ面２１ｂ２，２２ｂ２が形成され、このテーパ面２１ｂ２，２２ｂ２と固定部１０ｂの外周面１４との間に断面楔状のシール空間Ｓが形成される。このシール空間Ｓにより、潤滑油の漏れ出しが防止される。さらに、内方部材１０の固定部１０ｂの端面１５や、外方部材２０の外側端面（平板部２１ｂ,２２ｂの外側端面）に撥油剤を塗布すれば、シール空間Ｓからの油漏れをより確実に防止できる。

以上の構成からなる流体動圧軸受装置４の内部空間には焼結金属製の内方部材１０の内部気孔を含めて、潤滑油が充填される。潤滑油は、図２に示すように、内方部材１０と外方部材２０との間の隙間に満たされ、スラスト軸受隙間Ｔ及びシール空間Ｓの毛細管力により外径側（ラジアル軸受隙間Ｒ側）に引き込まれる。潤滑油の油面は、スラスト軸受隙間Ｔあるいはシール空間Ｓに保持される。

回転軸２が回転すると、各流体動圧軸受装置４のラジアル軸受隙間Ｒの油膜の圧力が動圧溝１１ａにより高められ、この油膜の動圧作用により回転軸２および内方部材１０が外方部材２０に対してラジアル方向に非接触支持される。これと同時に、各流体動圧軸受装置４のスラスト軸受隙間Ｔの油膜の圧力が動圧溝１２ａにより高められ、回転軸２および内方部材１０が外方部材２０に対して、両スラスト方向に非接触支持される（図２参照）。

スラスト軸受隙間Ｔの潤滑油に動圧作用が生じると、図中右側の流体動圧軸受装置４の外方部材２０が図中右側にスライドしてスプリング７を圧縮することにより、両流体動圧軸受装置４，４のスラスト軸受隙間Ｔが確保される。このように、外方部材２０をハウジング５に対して軸方向移動可能な状態で嵌合することで、スラスト軸受隙間Ｔを高精度に設定することができる。これにより、外方部材２０に対して内方部材１０が確実に非接触支持され、接触摺動による騒音の発生をより確実に防止できる。

次に、上記の流体動圧軸受装置４の組立方法について説明する。

この組立方法に用いられる治具３０は、図５に示すように、固定治具３１と、固定治具３１の内側に配置され上下方向に移動可能な移動治具３２とからなる。固定治具３１は、載置面３１ａ、ガイド面３１ｂ、及び、移動治具３２と摺動自在に嵌合する内周面３１ｃを有する。移動治具３２は、肩面３２ａ、ガイド面３２ｂおよび固定治具３１と摺動自在に嵌合する外周面３２ｃを有する。

まず、固定治具３１のガイド面３１ｂに第２外方部材２２の平板部２２ｂを下向きにして挿入し、平板部２２ｂを載置面３１ａに当接させて設置する。その後、内方部材１０の内周面１３を移動治具３２のガイド面３２ｂに嵌合させると共に、内方部材１０を第２外方部材２２の内周に挿入し、内方部材１０の軸受部１０ａの下側端面１２を第２外方部材２２の平板部２２ｂの内側端面２２ｂ１に当接させる。このとき、移動治具３２の肩面３２ａは、内方部材１０の固定部１０ｂの下側端面１５よりも下方に位置している。

その後、図６に示すように、移動治具３２を上昇させ、移動治具３２の肩面３２ａを内方部材１０の固定部１０ｂの下側端面１５に当接させる。この位置を基準位置として、移動治具３２をさらに上昇させて内方部材１０を第２外方部材２２から離隔させ、両スラスト軸受隙間Ｔの合計量Δとなる位置で止め、この位置で静止状態を維持する。

次に、図７に示すように、第１外方部材２１を第２外方部材２２に組み付ける。このとき、第１外方部材２１の円筒部２１ａの外周面２１ａ２には、予め第１接着剤Ｑ１を塗布しておく。本実施形態では、円筒部２１ａの外周面２１ａ２のうち、軸方向中央よりやや下方の円周方向に離隔した複数箇所に、第１接着剤Ｑ１を点状に塗布しておく（図示省略）。こうして第１接着剤Ｑ１が塗布された第１外方部材２１の円筒部２１ａの外周面２１ａ２を、第２外方部材２２の円筒部２２ａの内周面２２ａ１に圧入することなく半径方向隙間を介して嵌合させ、平板部２１ｂの下側端面２１ｂ１が内方部材１０の軸受部１０ａの上側端面１２に当接したら、スラスト軸受隙間Ｔの設定が完了する。スラスト軸受隙間Ｔの設定が完了するまでの間に第１接着剤Ｑ１が硬化すると、作業が阻害されるため、第１接着剤Ｑ１には、スラスト軸受隙間Ｔの設定作業時間を確保できる硬化時間（例えば６０秒以上）を有するものが使用される。また、第１接着剤Ｑ１として粘度が８００ｍＰａ・ｓｅｃ以上のものを使用することで、第１接着剤Ｑ１が下方に垂れてラジアル軸受面やスラスト軸受面に付着する事態や、スラスト軸受隙間Ｔの設定が完了する前に第１接着剤Ｑ１が硬化する事態を防止できる。

こうして、スラスト軸受隙間Ｔが設定された状態で、第１外方部材２１の円筒部２１ａと第２外方部材２２の円筒部２２ａとの間の半径方向隙間Ｐに介在した第１接着剤Ｑ１を硬化させることで、第１外方部材２１と第２外方部材２２とが仮固定される。本実施形態では、半径方向隙間Ｐに介在した第１接着剤Ｑ１に硬化促進剤を付与することにより、第１接着剤Ｑ１の硬化を促進する。これにより、第１接着剤Ｑ１として、硬化時間が比較的長いものでも使用することが可能となる。硬化促進剤は、半径方向隙間Ｐの大気開放側の端部（図７の上端）のうち、円周方向に離隔した複数箇所（例えば直径方向で対向した２箇所）から滴下される。硬化促進剤としては、例えば、硬化促進成分として芳香族アミンを０．１〜３０％含むものを使用することができる。硬化促進剤の溶媒としては、揮発性の高い有機溶媒、例えばアセトンを使用することができる。こうして、硬化促進剤の成分を調整して揮発時間を管理することにより、第１接着剤Ｑ１が硬化する前に第１隙間Ｐ１からはみ出してラジアル軸受面やスラスト軸受面まで回り込む事態を防止することができる。

第１接着剤Ｑ１が硬化して第１外方部材２１と第２外方部材２２とが仮固定されたら、内方部材１０及び外方部材２０からなるサブアッシを治具３０から取り外す。こうして、第１外方部材２１と第２外方部材２２とを仮固定して治具３０から取り外すことにより、各製品の製造工程における治具３０の使用時間が短縮され、この治具３０を次の製品（流体動圧軸受装置４）の組立工程に使用することができる。その結果、量産時における治具３０の使用個数を削減することができ、生産コストを低減できる。

その後、図８に示すように、第１外方部材２１の円筒部２１ａの外周面２１ａ２と第２外方部材２２の円筒部２２ａの内周面２２ａ１との間の半径方向隙間Ｐに、ノズル４０から第２接着剤Ｑ２を注入し、半径方向隙間Ｐを完全に封止する。このとき、第２外方部材２２の円筒部２２ａの端部にテーパ面２２ａ３を設けることで、第２接着剤Ｑ２の注入が容易化される。その後、サブアッシごと焼成して第２接着剤Ｑ２を固化する。尚、第２接着剤Ｑ２が嫌気性接着剤の場合、焼成は不要である。

以上のように組み立てられた内方部材１０と外方部材２０との間に、焼結金属製の内方部材１０の内部気孔を含めて、潤滑油が注入される。その後、流体動圧軸受装置４の使用環境で想定される最高温度（上限）を超える設定温度まで加熱し、このときの熱膨張によりシール空間Ｓから溢れ出した潤滑油を拭き取る。その後、常温まで冷却することにより潤滑油が収縮し、油面が軸受内部側（外径側）に後退してスラスト軸受隙間Ｔの内径側端部近傍、あるいは、シール空間Ｓに保持される。これにより、想定される温度範囲内であれば、熱膨張により潤滑油が漏れ出すことはない。以上により、流体動圧軸受装置４が完成する。

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が、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には、同一の符号を付して重複説明を省略する。

上記の実施形態では、第１接着剤Ｑ１が第２接着剤Ｑ２よりも半径方向隙間Ｐの閉塞側（図４の左側）に配された場合を示したが、これに限られない。例えば図９に示すように、半径方向隙間Ｐの大気開放側の端部（図中右端）の円周方向複数箇所に第１接着剤Ｑ１を配し、これよりも閉塞側に第２接着剤Ｑ２を配してもよい。この場合、半径方向隙間Ｐの大気開放側の端部で第１接着剤Ｑ１を硬化させた後、半径方向隙間Ｐに第２接着剤Ｑ２を注入する必要があるため、硬化した第１接着剤Ｑ１が邪魔になって第２接着剤Ｑ２の注入作業が阻害される恐れがある。従って、作業性の観点からは、上記の実施形態のように、第２接着剤Ｑ２を第１接着剤Ｑ１よりも大気開放側に充填することが好ましい。

また、上記の実施形態では、図４に示すように、第１外方部材２１の外周面２１ａ２と第２外方部材２２の内周面２２ａ１との間の半径方向隙間Ｐの隙間幅が軸方向で一定である場合を示したが、これに限らず、例えば図１０に示すように、隙間幅の異なる第１隙間Ｐ１及び第２隙間Ｐ２を設けてもよい。この場合、第１隙間Ｐ１に第１接着剤Ｑ１を配し、第２隙間Ｐ２に第２接着剤Ｑ２を配することにより、第１隙間Ｐ１及び第２隙間Ｐ２を、それぞれ第１接着剤Ｑ１及び第２接着剤Ｑ２に適した大きさに設定することができる。例えば、第１接着剤Ｑ１は封止性に劣ることが多いため、第１隙間Ｐ１は小さい方が好ましく、第２接着剤Ｑ２は粘度が高く隙間に入り込みにくいことが多いため、第２隙間Ｐ２はある程度大きい方が好ましい。従って、第１隙間Ｐ１は第２隙間Ｐ２よりも小さくすることが好ましく、例えば、第１隙間Ｐ１は３０〜１００μｍの範囲内、第２隙間Ｐ２は３０〜１２０μｍの範囲内で、第１隙間Ｐ１が第２隙間Ｐ２より小さい値に設定される。

また、図１０では、第２隙間Ｐ２が、第１隙間Ｐ１よりも大気開放側（軸方向一方側、図中右側）に配され、且つ、大気開放側に向けて隙間幅を大きくした断面楔形状とされる。このように、第２隙間Ｐ２の開口部（右側端部）の隙間幅を大きくすることで、第２接着剤Ｑ２の第２隙間Ｐ２への注入が容易化される。尚、図１０では、第１外方部材２１の外周面２１ａ２に設けたテーパ面２１ａ２０と第２外方部材２２の円筒状内周面２２ａ１との間に断面楔形状の第２隙間Ｐ２を形成しているが、これに限られない。例えば、第２外方部材２２の内周面２２ａ１にテーパ面を設け、このテーパ面と第１外方部材２１の円筒状外周面２１ａ２との間に断面楔形状の第２隙間Ｐ２を形成してもよい（図示省略）。あるいは、第１外方部材２１の外周面２１ａ２及び第２外方部材２２の内周面２２ａ１の双方にテーパ面を設け、これらの間に断面楔形状の第２隙間Ｐ２を形成してもよい（図示省略）。

また、上記の実施形態では、第１接着剤Ｑ１に硬化促進剤を付与する場合を示したが、これが不要な場合は硬化促進剤の付与を省略してもよい。また、第１接着剤Ｑ１として紫外線硬化型接着剤を使用する場合は、紫外線を照射して第１接着剤Ｑ１の硬化を促進することができる。

また、上記の実施形態では、内方部材１０の軸受部１０ａと固定部１０ｂとが一体に形成されているが、これに限らず、例えば図１１に示すように、軸受部１０ａと固定部１０ｂとを別体に形成してもよい。軸受部１０ａの内周面と固定部１０ｂの外周面とは、圧入、隙間接着、圧入接着（接着剤介在下での圧入）等の適宜の方法で固定される。これにより、軸受部１０ａ及び固定部１０ｂの形状を単純化できるため、これらの加工が容易化される。また、軸受部１０ａと固定部１０ｂとを別材料で形成することができる。例えば、軸受部１０ａは外方部材２０と摺動し得るため、耐摩耗性を重視して銅鉄系の焼結金属で形成する一方で、固定部１０ｂは外方部材２０と摺動しないため、強度を重視して鉄系の焼結金属や溶製材で形成することができる。尚、軸受部１０ａと固定部１０ｂとは必ずしも別材料で形成する必要はなく、同一の材料で別体に形成してもよい。

また、図３に示すように動圧溝１１ａ，１２ａが一方向回転用である場合、回転方向を識別するために、第１外方部材２１と第２外方部材２２とを異なる色相の表面にすることで、誤組みを防止することができる。異なる色相の表面を形成するためには、例えば異なる色相の材質を用いたり、表面処理を施したりすればよい。

また、上記の実施形態では、外方部材２０の外周面、すなわち第２外方部材２２の円筒部２２ａの外周面２２ａ２が、ハウジング５の内周面に嵌合し、軸方向に摺動可能な状態で取り付けられるが、これに限らず、外方部材２０の外周面を静止側部材の内周面に圧入や接着等の適宜の手段で固定してもよい。

また、上記の実施形態では、内方部材１０に動圧溝１１ａ及び１２ａを形成した場合を示したが、これに限らず、外方部材２０に動圧溝を形成してもよい。特に、外方部材２０の内側端面２１ｂ１，２２ｂ１に動圧溝を形成すれば、第１外方部材２１及び第２外方部材２２のプレス加工と同時に動圧溝を形成することができる。また、必ずしも動圧溝を形成する必要はなく、ラジアル軸受面及びスラスト軸受面の一方又は双方の動圧溝を省略してもよい。

また、上記の実施形態では、動圧溝１１ａ及び１２ａが何れもヘリングボーン形状である場合を示したが、これに限らず、スパイラル形状やステップ形状など、他の形状であってもよい。特に、スラスト軸受面に形成される動圧溝１２ａは、潤滑油を外径側に押し込むポンプアウト型であることが好ましい（図示省略）。これにより、ラジアル軸受隙間Ｒに積極的に潤滑油が供給されるため、負圧の発生を防止できる。

１ 軸受ユニット
２ 回転軸
３ モータロータ
４ 流体動圧軸受装置
５ ハウジング
６ ファン
７ スプリング
１０ 内方部材
２０ 外方部材
２１ 第１外方部材
２１ａ 円筒部
２１ｂ 平板部
２２ 第２外方部材
２２ａ 円筒部
２２ｂ 平板部
３０ 治具
３１ 固定治具
３２ 移動治具
４０ ノズル
Ｐ 半径方向隙間
Ｐ１ 第１隙間
Ｐ２ 第２隙間
Ｑ１ 第１接着剤
Ｑ２ 第２接着剤
Ｒ ラジアル軸受隙間
Ｔ スラスト軸受隙間
Ｓ シール空間

Claims (8)

1. 環状の内方部材と、前記内方部材の外周面と半径方向に対向する円筒部、及び、前記内方部材の軸方向一方の端面と軸方向に対向する平板部を有する第１外方部材と、前記第１外方部材の円筒部の外周面に固定された円筒部、及び、前記内方部材の軸方向他方の端面と軸方向に対向する平板部を有する第２外方部材と、前記第１外方部材の円筒部の内周面と前記内方部材の外周面との間に形成されるラジアル軸受隙間と、前記内方部材の軸方向一方の端面と前記第１外方部材の平板部との間、及び、前記内方部材の軸方向他方の端面と前記第２外方部材の平板部との間にそれぞれ形成されるスラスト軸受隙間と、前記ラジアル軸受隙間及び前記スラスト軸受隙間に介在させた潤滑油とを備えた流体動圧軸受装置であって、
   前記第１外方部材の円筒部の外周面と前記第２外方部材の円筒部の内周面とを、圧入することなく半径方向隙間を介して嵌合させ、前記半径方向隙間に、前記第１外方部材と前記第２外方部材とを仮固定する第１接着剤と、前記半径方向隙間を完全に封止する第２接着剤とを介在させ、
   前記第２外方部材の円筒部の内周面の大気開放側端部に、大気開放側に向けて拡径したテーパ面を設け、
   前記半径方向隙間のうち、前記テーパ面よりも閉塞側の領域に、第１隙間と、前記第１隙間よりも隙間幅が大きい第２隙間とを設け、
   前記第１隙間に前記第１接着剤を配すると共に、前記第２隙間に前記第２接着剤を配した流体動圧軸受装置。
2. 前記第１接着剤が、シアノアクリレート系の瞬間接着剤、又は、嫌気性接着剤である請求項１記載の流体動圧軸受装置。
3. 前記第２接着剤が、エポキシ系接着剤又は紫外線硬化型接着剤である請求項１記載の流体動圧軸受装置。
4. 前記半径方向隙間が３０〜１００μｍの範囲内である請求項１記載の流体動圧軸受装置。
5. 前記第２接着剤を前記第１接着剤よりも前記半径方向隙間の大気開放側に配した請求項１記載の流体動圧軸受装置。
6. 環状の内方部材と、前記内方部材の外周面と半径方向に対向する円筒部、及び、前記内方部材の軸方向一方の端面と軸方向に対向する平板部を有する第１外方部材と、前記第１外方部材の円筒部の外周面に固定された円筒部、及び、前記内方部材の軸方向他方の端面と軸方向に対向する平板部を有する第２外方部材と、前記第１外方部材の円筒部の内周面と前記内方部材の外周面との間に形成されるラジアル軸受隙間と、前記内方部材の軸方向一方の端面と前記第１外方部材の平板部との間、及び、前記内方部材の軸方向他方の端面と前記第２外方部材の平板部との間にそれぞれ形成されるスラスト軸受隙間とを備え、前記第２外方部材の円筒部の内周面の大気開放側端部に、大気開放側に向けて拡径したテーパ面を有する流体動圧軸受装置の組立方法であって、
   前記第１外方部材と前記第２外方部材との軸方向間に前記内方部材を配すると共に、前記第１外方部材の円筒部の外周面と前記第２外方部材の円筒部の内周面とを圧入することなく半径方向隙間を介して嵌合させ、前記半径方向隙間のうち、前記テーパ面よりも閉塞側の領域に、第１隙間と、前記第１隙間よりも隙間幅が大きい第２隙間とを設けるステップと、
   前記第１スラスト軸受隙間及び前記第２スラスト軸受隙間の隙間幅を設定した状態で、前記半径方向隙間の第１隙間に第１接着剤を介在させて、前記第１外方部材と前記第２外方部材とを前記第１接着剤で仮固定するステップと、
   前記半径方向隙間の第２隙間を、第２接着剤で完全に封止するステップとを順に経て行う流体動圧軸受装置の組立方法。
7. 前記半径方向隙間に前記第１接着剤を供給した後、前記第１接着剤に硬化促進剤を付与する請求項６記載の流体動圧軸受装置の組立方法。
8. 前記第１外方部材と前記第２外方部材とを前記第１接着剤で仮固定した後、前記第１接着剤よりも前記半径方向隙間の大気開放側に前記第２接着剤を充填する請求項６記載の流体動圧軸受装置の製造方法。

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