JP2002147443A

JP2002147443A - 流体軸受装置

Info

Publication number: JP2002147443A
Application number: JP2000348902A
Authority: JP
Inventors: Ikunori Sakatani; 郁紀坂谷; Katsuhiko Tanaka; 克彦田中
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型で、耐衝撃性に優れ、且つ使用環境が変
化しても不安定振動が発生しにくい流体軸受装置を提供
する。【解決手段】一体的に形成されたフランジ部１５を一
端に有する軸１３と、該軸１３にラジアル流体軸受Ｒの
流体軸受すきまを介して対向するスリーブ１２と、を備
えるとともに、軸１３の両端面のうちフランジ部１５が
設けられた側の端面に、センター穴２０を備えるスピン
ドルモータにおいて、センター穴２０内に充填剤を充填
して、センター穴２０を塞いだ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器，音響・
映像機器，事務機等に使用される流体軸受装置に係り、
特に、磁気ディスク装置（以降はＨＤＤと記す），光デ
ィスク装置等に最適な流体軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の流体軸受装置としては、
例えば、図２に示すようなＨＤＤ用スピンドルモータが
ある。このものは、ベース１０１に立設した円筒部１０
１ａの内側に、底板１００ａを有する円筒体状のハウジ
ング１００が内挿されており、これらは一体的に固着さ
れている。そして、ハウジング１００の内周面には円筒
体状のスリーブ１０２が内挿されていて、一体的に固着
されている。

【０００３】さらに、スリーブ１０２には、軸１０３が
回転自在に挿通されている。軸１０３の上端には、逆カ
ップ状のハブ１０４が一体的に取り付けられており、軸
１０３の下端には、円板状のスラストプレート１０５が
圧入により固着されている。このスラストプレート１０
５の両平面は、スラスト流体軸受Ｓのスラスト受面１０
５ｓ，１０５ｓとされている。そして、上側のスラスト
受面１０５ｓには相手部材であるスリーブ１０２の下端
面がスラスト流体軸受Ｓの流体軸受すきまを介して対向
し、スリーブ１０２の下端面がスラスト流体軸受Ｓのス
ラスト軸受面１０２ｓとされている。

【０００４】また、下側のスラスト受面１０５ｓには、
相手部材であるハウジング１００の底板１００ａの上面
がスラスト流体軸受Ｓの流体軸受すきまを介して対向
し、この底板１００ａの上面がスラスト流体軸受Ｓのス
ラスト軸受面１００ｓとされている。そして、上記スラ
スト受面１０５ｓ，１０５ｓとスラスト軸受面１０２
ｓ，１００ｓとの少なくとも一方に、ヘリングボーン状
又はスパイラル状の動圧発生用溝（図示せず）を備え
て、スラスト流体軸受Ｓが構成されている。

【０００５】さらに、軸１０３の外周面には、上下に間
隔をおいて一対のラジアル受面１０３ｒ，１０３ｒが形
成されている。また、スリーブ１０２の内周面には、ラ
ジアル受面１０３ｒ，１０３ｒにラジアル流体軸受Ｒの
流体軸受すきまを介して対向してラジアル軸受面１０２
ｒ，１０２ｒが形成されている。そして、ラジアル受面
１０３ｒ，１０３ｒとラジアル軸受面１０２ｒ，１０２
ｒとの少なくとも一方に、ヘリングボーン状又はスパイ
ラル状の動圧発生用溝１０７，１０７を備えて、ラジア
ル流体軸受Ｒ，Ｒが構成されている。

【０００６】そして、ハウジング１００の外周面にはス
テータ１０８が固定され、ハブ１０４の内周面下側に固
定されているロータ磁石１０９とギャップを介して周面
対向して駆動モータＭを形成しており、この駆動モータ
Ｍにより軸１０３とハブ１０４とが一体的に回転駆動さ
れるようになっている。軸１０３が回転すると、スラス
ト流体軸受Ｓ及びラジアル流体軸受Ｒの各動圧発生用溝
のポンピング作用により、各流体軸受Ｓ，Ｒの流体軸受
すきまに充填された微量の潤滑剤に動圧が発生して、軸
１０３はスリーブ１０２の内周面及び底板１００ａの上
面と非接触となり支承される。

【０００７】このような従来のスピンドルモータにおい
ては、スラストプレート１０５は、軸１０３と一体的に
形成されているものではなく、軸１０３とは別体となっ
ている。すなわち、軸１０３を加工した後に、スラスト
プレート１０５を軸１０３に圧入して取り付けている。
フランジ部を有する軸（軸とスラストプレートとが一体
的に形成されているもの）の場合は、軸受面となる軸の
外周面の研削加工を行うために必要なセンター穴を、軸
の端面に設ける必要がある。しかしながら、上記のよう
なフランジ部を有していない棒状の軸（ストレート軸）
の場合は、センターレス研削盤等を用いて研削加工を行
うことが可能であるので、センター穴を軸の端面に設け
る必要がない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＨＤＤは記録密
度の向上が求められていて、情報を記録するためのトラ
ックの幅が狭くなっているため、回転精度の高い流体軸
受の採用が検討されている。さらに、ノート型パソコン
のような携帯機器に搭載されるＨＤＤにおいては、薄型
化が求められているとともに、可搬性能に優れ（８００
Ｇ以上の耐衝撃性）且つ高信頼性（使用環境が変化して
も不安定振動が発生しにくい）の流体軸受装置が求めら
れている。

【０００９】薄型化を実現するための方法としては、ス
ラストプレート１０５の厚さを薄くすることにより装置
高さを低くする方法がある。しかしながら、スラストプ
レート１０５の厚さを薄くすると、軸１０３に圧入した
際の固着強度が弱くなる傾向がある。よって、運搬時等
にスピンドルモータに大きな衝撃が加わると、スラスト
プレート１０５が軸１０３から脱落してしまうおそれが
あった。

【００１０】このような不都合を解決する方法として、
軸とスラストプレートとを一体的に形成する方法があ
る。軸とスラストプレートとが一体であれば、衝撃が加
わっても脱落のおそれがない。しかしながら、このよう
なフランジ部を有する軸においては、軸受面となる軸の
外周面の研削加工を研削盤等を用いて行うためには、前
述したように、軸の端面にセンター穴を設ける必要があ
る。そうすれば、円筒研削盤やアンギュラ研削盤等を用
いて、軸の研削加工を行うことができる。

【００１１】一方、従来のスピンドルモータにおける潤
滑剤の充填方法は、次の通りであった。まず、ハウジン
グ１００内に（底板１００ａの上面に）潤滑剤を注入す
る。続いて、ハウジング１００内に軸１０３を挿入し、
図２のようにスラストプレート１０５の平面（図２にお
いては下側の平面）を底板１００ａの上面に対向させ
る。その後に、スリーブ１０２に軸１０３を挿通しつつ
スリーブ１０２をハウジング１００内に挿入して、スリ
ーブ１０２をハウジング１００に圧入により固着してい
た。

【００１２】よって、軸の端面にセンター穴が備えられ
ている場合に、このような方法により潤滑剤の充填を行
うと、センター穴に空気が閉じ込められ残留するおそれ
がある。そのため、気圧や温度が変化するような使用環
境の場合は、残留した空気が膨張して流体軸受すきま内
を移動，旋回するため、回転中に不安定振動が発生しや
すい。

【００１３】つまり、薄型化及び耐衝撃性の向上のた
め、軸とスラストプレートとを一体的に形成すると、ス
ピンドルモータは使用環境の変化により不安定振動が発
生しやすくなり、信頼性が乏しくなるという問題点があ
った。そこで本発明は、上記のような従来の流体軸受装
置が有する問題点を解決し、薄型で、耐衝撃性に優れ、
且つ使用環境が変化しても不安定振動が発生しにくい流
体軸受装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明の流体軸受装置は、一体的に形成されたフランジ部を
一端又はその近傍に有する軸と、該軸に流体軸受すきま
を介して対向する相手部材と、を備えるとともに、前記
軸の両端面のうち前記フランジ部が設けられた側の端面
に、凹部を備える流体軸受装置において、前記凹部内に
充填剤を充填して、該凹部を塞いだことを特徴とする。

【００１５】このような構成であれば、流体軸受装置内
に潤滑剤を充填する際に、前記凹部内に空気が残留する
おそれが小さい。よって、流体軸受装置の使用環境が気
圧や温度が変化するような環境であっても、回転時に不
安定振動が発生しにくい。また、軸とフランジ部とが一
体的に形成されているので、流体軸受装置は耐衝撃性に
優れ、且つ薄型化しやすい。

【００１６】なお、前記充填剤は、前記凹部を塞ぐこと
ができて、容易に脱落しないものであれば、その種類は
特に限定されるものではないが、接着剤やシール剤等が
好適に用いられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る流体軸受装置の実施
の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１
は、本発明に係る流体軸受装置の一実施形態である薄型
のＨＤＤ用スピンドルモータの縦断面図である。まず、
スピンドルモータの構造を説明する。

【００１８】このスピンドルモータは、ハブ１４が固着
された軸１３と、該軸１３が挿通されたスリーブ１２と
から構成されていて、軸１３とスリーブ１２との間にラ
ジアル流体軸受Ｒが介装されている。なお、スリーブ１
２は、円筒体状のハウジング１０に内挿され固着されて
いる。また、軸１３の一端にはフランジ部１５が一体的
に形成されており、フランジ部１５の両平面と、これに
対向するスリーブ１２及びハウジング１０との間に、ス
ラスト流体軸受Ｓが設けられている。なお、スリーブ１
２及びハウジング１０が本発明の構成要件たる相手部材
に相当する。

【００１９】ハウジング１０の外周面にはステータ１８
が固定されていて、ハブ１４の内周面に固定されたロー
タ磁石１９とギャップを介して周面対向して駆動モータ
Ｍを形成している。そして、駆動モータＭによりハブ１
４と軸１３とを一体的に回転駆動させると、スラスト流
体軸受Ｓ及びラジアル流体軸受Ｒにより、軸１３がスリ
ーブ１２に対して回転自在に支承されるようになってい
る。

【００２０】次に、上記のような本実施形態のスピンド
ルモータの構造を、さらに詳細に説明する。ベース１１
に立設した円筒部１１ａの内側に、底板１０ａを有する
円筒体状のハウジング１０が内挿されており、これらは
一体的に固着されている。そして、ハウジング１０の内
周面には円筒体状のスリーブ１２が内挿されていて、一
体的に固着されている。

【００２１】スリーブ１２には軸１３が回転自在に挿通
されている。軸１３の材質は、硬さが高くて耐食性に優
れた材料であれば特に限定されるものではないが、例え
ばマルテンサイト系のステンレス鋼やオーステナイト系
ステンレス鋼に、熱処理を施して表面を硬化させたもの
あるいはメッキやダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）膜による表面処理を行って表面を硬化させたものが
あげられる。

【００２２】この軸１３の上端部１３ａは他部より小径
となっていて、この小径な上端部１３ａを浅い逆カップ
状のハブ１４の中央部に設けられた穴に圧入することに
より、軸１３とハブ１４とが一体に固着されている。そ
して、小径な上端部１３ａと大径な他部との境目に形成
される前記大径な他部の上端面１３ｂにハブ１４の下面
が当接されるから、軸１３とハブ１４とは十分な耐衝撃
性を確保するに足る強度で固着される。

【００２３】また、スリーブ１２の下端より突出した軸
１３の下端には、円板状のフランジ部１５が軸１３と一
体的に形成されている。このフランジ部１５は軸１３と
一体に形成されているから、強い衝撃を受けたとしても
軸１３から脱落するおそれがない（耐衝撃性に優れ
る）。また、フランジ部１５の厚さを薄くすることによ
り装置高さを低くできるから、スピンドルモータの薄型
化が容易となる。

【００２４】フランジ部１５の下面は、相手部材であり
カウンタープレートに相当するハウジング１０の底板１
０ａの上面と対向していて、スピンドルモータの停止時
には対向する前記両面が当接している。また、フランジ
部１５の上面は、相手部材であるスリーブ１２の下端面
と対向している。フランジ部１５の上下の両平面はスラ
スト受面１５ｓ，１５ｓとされる。そして、上側のスラ
スト受面１５ｓにスラスト流体軸受Ｓの流体軸受すきま
を介して対向するスリーブ１２の下端面と、下側のスラ
スト受面１５ｓにスラスト流体軸受Ｓの流体軸受すきま
を介して対向するハウジング１０の底板１０ａの上面と
が、それぞれスラスト軸受面１２ｓ及び１０ｓとされ
て、相対するスラスト受面１５ｓ，１５ｓ及びスラスト
軸受面１２ｓ，１０ｓのうち少なくとも一方に、例えば
ヘリングボーン状やスパイラル状の動圧発生用溝（図示
せず）を備えてスラスト流体軸受Ｓを構成している。

【００２５】なお、動圧発生用溝をフランジ部１５の両
平面（スラスト受面１５ｓ，１５ｓ）に設ける加工方法
は特に限定されるものではなく、塑性加工，切削加工，
化学エッチング，電解エッチング等があげられる。塑性
加工であるコイニング加工は、プレス等を用いて金型を
フランジ部１５に押圧することにより前記動圧発生用溝
を刻印する方法であるので、エッチング加工と比較する
と量産性に優れていて低コストである。

【００２６】また、スリーブ１２の内周面は、そのほぼ
全面が軸１３の外周面と対向している。スリーブ１２の
内周面の上端（外気側）の角の部分は、図１に示すよう
に面取りされていて、傾斜面１２ａとされている。この
ことにより、軸１３の外周面とスリーブ１２の内周面と
の間に形成されるすきまのうち最も上端（外気側）の部
分は、外気側（上方）に向かって徐々にすきまが広くな
るテーパ状形状となっている。

【００２７】このような構成であれば、スピンドルモー
タの静止時及び回転時に、潤滑剤が流体軸受すきまから
外部に漏出することを防止することができる。なお、図
１から分かるように、このテーパ状形状のすきまの部分
には動圧発生用溝１７は設けられておらず、したがっ
て、このテーパ状形状のすきまの部分は、ラジアル流体
軸受Ｒの流体軸受すきまではない。

【００２８】なお、本実施形態においては、傾斜面１２
ａはスリーブ１２の内周面に設けられているが、軸１３
の外周面に設けてもよく、あるいはスリーブ１２の内周
面と軸１３の外周面との双方に設けてもよい。傾斜面１
２ａを軸１３の外周面に設ける場合には、スリーブ１２
の内周面に対向する部分のうち最も外気側の部分に設け
る。

【００２９】また、スリーブ１２の傾斜面１２ａと、軸
１３の外周面のうち傾斜面１２ａに対向する部分とに、
撥油剤（潤滑剤をはじく性質を有するもの）を塗布する
等の撥油処理を施すと、撥油処理を施した部分に潤滑剤
がはじかれるから、スピンドルモータの静止時及び回転
時に、撥油処理を施した部分を越えて潤滑剤が外部に漏
出することを、より効果的に防止することができる。

【００３０】一方、軸１３の外周面には、軸方向に間隔
をおいて上下に一対のラジアル受面１３ｒ，１３ｒが形
成されるとともに、このラジアル受面１３ｒ，１３ｒに
ラジアル流体軸受Ｒの流体軸受すきまを介して対向する
ラジアル軸受面１２ｒ，１２ｒがスリーブ１２の内周面
に形成されている。そして、ラジアル軸受面１２ｒ，１
２ｒに、略くの字状のヘリングボーン状の動圧発生用溝
１７，１７を備えて、ラジアル流体軸受Ｒ，Ｒが構成さ
れている。ただし、動圧発生用溝１７，１７は、ラジア
ル受面１３ｒ，１３ｒに設けてもよいし、ラジアル受面
１３ｒ，１３ｒとラジアル軸受面１２ｒ，１２ｒとの双
方に設けてもよい。

【００３１】なお、この動圧発生用溝１７を設ける加工
方法は特に限定されるものではなく、前述と同様の慣用
の方法が採用される。ラジアル軸受面１２ｒ、すなわち
スリーブ１２の内周面に動圧発生用溝１７を加工する
と、量産性に優れたボール転造等の塑性加工あるいはバ
イトによる切削加工により動圧発生用溝１７を加工でき
るので、好ましい。ボール転造は、軸の外周にはめ合わ
せた中空状の外筒に複数個の鋼球を保持させた転造治具
を、スリーブ１２に押し込むことによって加工する方法
である。

【００３２】すなわち、スリーブ１２を旋盤上で切削加
工した後、旋盤の主軸をゆっくり正逆回転させながら転
造治具をスリーブ１２に押し込んで相対移動させること
により内周面にヘリングボーン状（略くの字状）の溝加
工を行い、その後に溝周辺の盛り上がり部分を除去する
仕上げ切削やボール通しなどの仕上げ加工を必要に応じ
て行う。もちろん旋盤上でなく、転造装置を用いて転造
治具を左右に正逆回転させながら固定されたスリーブ１
２に押し込み、ヘリングボーン状の溝を転造加工しても
よい。

【００３３】２カ所に設けられた動圧発生用溝１７，１
７のうち外気側に位置する方を、溝長さが外気側より内
側の方が僅かに短い内向き非対称溝パターンとすること
は、以下の理由により好ましい。すなわち、軸１３の回
転に伴って外気側から内側へ向かって潤滑剤を押し込む
圧力が働くので（ポンプイン）、ラジアル流体軸受Ｒの
流体軸受すきま内の潤滑剤が、軸１３の回転に伴う遠心
力によって外部に飛散することが防止される。

【００３４】このことをさらに詳細に説明する。動圧発
生用溝１７は、軸１３の円周方向に沿って所定の間隔で
並べられた複数の略くの字状の溝で構成されている。２
カ所に設けられた動圧発生用溝１７，１７のうち、外気
側に位置する動圧発生用溝１７（図１においては上方の
動圧発生用溝１７）を、そのパターンが軸方向に非対称
な形状とする。そして、他方の動圧発生用溝１７（図１
においては下方の動圧発生用溝１７）のパターンを、軸
方向に対称な形状とする。

【００３５】すなわち、外気側に位置する動圧発生用溝
１７においては、略くの字状の溝の軸方向の幅のうち屈
曲部から外気側の端部までの幅を、屈曲部から内側の端
部までの幅より大とする。なお、本実施形態において
は、前記外気側とは、軸１３において、スピンドルモー
タの外気に向いている側（図１においては上方）、すな
わち、スラスト流体軸受Ｓが設けられている側とは反対
側を意味するものである。また、内側とは、外気側とは
反対側、すなわち、スラスト流体軸受Ｓが設けられてい
る側を意味するものである。

【００３６】また、回転中にスラスト流体軸受Ｓ及びラ
ジアル流体軸受Ｒの流体軸受すきま内の潤滑剤へ気泡が
巻き込まれることを少なくするためには、スラスト流体
軸受Ｓ及びラジアル流体軸受Ｒに設ける動圧発生用溝
は、溝角度（回転方向に対してなす角度）を３０°以
下、好ましくは２５°以下とし、溝の本数を１０本以
上、好ましくは１２本以上とすることが望ましい。

【００３７】特に、ラジアル流体軸受Ｒに設けるヘリン
グボーン状の動圧発生用溝１７の軸受幅（動圧発生用溝
１７の軸方向の幅）が軸径よりも小さい場合には、溝角
度を２５°以下とし、溝の本数を１２本以上、好ましく
は１６本以上とすることが望ましい。潤滑剤に気泡が巻
き込まれると、回転中の不安定振動の原因となり回転精
度が劣化しやすい。

【００３８】なお、スピンドルモータのトルクを小さく
するために、上下２つのラジアル流体軸受Ｒ，Ｒに挟ま
れたスリーブ１２の内周面（軸１３の外周面でもよい
し、あるいはスリーブ１２の内周面と軸１３の外周面と
の双方でもよい）に、ラジアル流体軸受Ｒの流体軸受す
きまに向かってすきまが狭くなるテーパ状の周溝からな
る逃げ溝を設けてもよい。

【００３９】また、駆動モータＭを構成するロータ磁石
１９及びステータ１８の軸方向位置を若干ずらし、軸方
向の吸引力が作用するようにして、スリーブ１２の下端
面側で負荷を主に分担するようにし、さらに、フランジ
部１５の下側のスラスト受面１５ｓの有効面積を、上側
のスラスト受面１５ｓの有効面積よりも小さく設計する
ことにより（軸受有効径を小さく設計する）、反負荷側
の軸受トルクを削減するようにしてもよい。そうすれ
ば、スピンドルモータの消費電力を少なくすることがで
きる。

【００４０】さらに、本実施形態のスピンドルモータに
は設けられていないが、スリーブ１２の外周面とハウジ
ング１０の内周面との間に、テーパ面からなる環状すき
まを設けて、該環状すきまを潤滑剤溜まりとして使用し
てもよい。潤滑剤溜まりの内面を形成するスリーブ１２
の外周面とハウジング１０の内周面との少なくとも一方
がテーパ面とされていて、これにより潤滑剤溜まりは下
方のスラスト流体軸受Ｓに向かってすきまが徐々に狭く
なっている。

【００４１】また、潤滑剤溜まりの下端には、フランジ
部１５の外周面とそれに対向する部材であるハウジング
１０の内周面との間に形成される円環状のすきまに向か
って開口している潤滑剤供給路が設けられている。そし
て、スラスト流体軸受Ｓの流体軸受すきまに近接して連
通する潤滑剤供給路の開口部は、スラスト流体軸受Ｓの
流体軸受すきまとほぼ等しいか、又は僅かに大きくなっ
ていて、表面張力に基づく毛管現象により潤滑剤が潤滑
剤供給路からスラスト流体軸受Ｓの流体軸受すきまに導
入されやすいようになっている。

【００４２】潤滑剤溜まりの下部の全体が潤滑剤供給路
を形成するようにしてもよいが（すなわち、潤滑剤供給
路が環状すきま状である）、潤滑剤溜まりの下部のうち
一カ所にスリット状の潤滑剤供給路を設けてもよいし
（つまり、その他の部分は、スリーブ１２の外周面とハ
ウジング１０の内周面とが接触していて閉口してい
る）、複数箇所にスリット状の潤滑剤供給路を設けても
よい。

【００４３】このような潤滑剤溜まりの上部には、外気
と連通する通気孔を開口させる。例えば、潤滑剤溜まり
の上部から水平に延び、途中で上方に屈曲して、スリー
ブ１２の上端面に開口するように設けたり（すなわち、
ハウジング１０のスリーブ１２とのはめあい面に軸方向
のスリットを形成するようにして設ける）、潤滑剤溜ま
りの上部から垂直に延び、スリーブ１２の上端面に開口
するように設ける。

【００４４】このような潤滑剤溜まり内には、表面張力
に基づく毛管現象により潤滑剤が保持される。そして、
この潤滑剤は表面張力によりすきまの狭い方に吸引さ
れ、一方、組み立て時に巻き込んだ残留気泡は、すきま
の広い方に分離され前記通気孔を介して排出される。そ
して、スピンドルモータの運転が長期に及んで、各流体
軸受すきまに保持されている潤滑剤が次第に蒸発したり
飛散したりして不足してくると、潤滑剤溜まり内の気泡
を有していない潤滑剤が、その不足分に応じてテーパ面
に案内されつつすきまの狭い方に吸引され、各流体軸受
すきま内に潤滑剤が満たされるまで補給される。すなわ
ち、各流体軸受すきま内の潤滑剤の減少に伴い、潤滑剤
供給路を経由してすきまの狭い各流体軸受すきまに毛管
現象で吸引され、潤滑剤溜まりのテーパ面の表面張力が
釣り合う位置で安定する。こうして、潤滑剤の減少分だ
け自動的に潤滑剤が補給される。

【００４５】このように、潤滑剤溜まりを備えている
と、各流体軸受すきまには潤滑剤が自動的に確実に補給
されて、常時潤滑剤で満たされた状態となり、スピンド
ルモータを長期にわたり使用しても信頼性が高く耐久性
に優れている。したがって、潤滑剤の注入量に過不足が
あったとしても、潤滑剤が外部に飛散したり、長期間の
使用において各流体軸受すきま内の潤滑剤が枯渇したり
するおそれが小さい。

【００４６】次に、当該スピンドルモータへの潤滑剤の
充填方法について説明する。当該スピンドルモータへの
潤滑剤の充填は、スピンドルモータの組み立て途中に行
う。まず、ハウジング１０内に（底板１０ａの上面に）
潤滑剤を注入する。そして、ハウジング１０内に軸１３
を挿入し、図１のようにフランジ部１５の平面（図１に
おいては下側の平面）を底板１０ａに対向させる。その
後に、スリーブ１２に軸１３を挿通しつつスリーブ１２
をハウジング１０内に挿入して、スリーブ１２をハウジ
ング１０に圧入により固着する。

【００４７】このとき、軸１３の両端面のうちフランジ
部１５が設けられている側の端面には、センター穴２０
が設けられている。なお、このセンター穴２０が本発明
の構成要件たる凹部に相当する。このようなセンター穴
２０は、ストレート軸では必要ないが、フランジ部を有
する軸においては、軸受面となる軸の外周面の研削加工
を、円筒研削盤やアンギュラ研削盤のような研削盤等を
用いて行うために必要なものである。

【００４８】そして、本実施形態のスピンドルモータに
おいては、センター穴２０内には充填剤が充填されてい
て、センター穴２０は塞がれている。この充填剤は、セ
ンター穴２０を塞ぐことができて、容易に脱落しないも
のであれば、その種類は特に限定されるものではない
が、接着剤，シール剤等があげられる。具体的には、接
着剤としてはエポキシ系接着剤等、シール剤としてはシ
リコン樹脂等を例示することができる。

【００４９】なお、充填剤をセンター穴２０に充填する
際等に、充填剤がセンター穴２０からはみ出して、下側
のスラスト受面１５ｓに付着することを防止するため、
センター穴２０の周囲に、浅い環状溝２１（図１におい
ては、深さＨの溝）をセンター穴２０に連続して形成し
ておくことが好ましい。そうすれば、充填剤がセンター
穴２０からはみ出しても環状溝２１内に収納されるか
ら、下側のスラスト受面１５ｓに付着するおそれが小さ
い。

【００５０】軸１３の端面にセンター穴２０が備えられ
ている場合に、上記のような方法により潤滑剤の充填を
行うと、センター穴２０内に空気が閉じ込められ残留す
るおそれが大きい。そうすると、気圧や温度が変化する
ような使用環境の場合は、残留した空気が膨張して流体
軸受すきま内を移動，旋回するため、回転中に不安定振
動が発生しやすい。

【００５１】しかしながら、本実施形態のスピンドルモ
ータは、センター穴２０が予め充填剤により塞がれてい
るので、スピンドルモータの組み立て及び潤滑剤の注入
時にセンター穴２０内に空気が残留することがない。こ
のため、回転中に気泡の影響による不安定振動が生じに
くい。なお、わずかな気泡の残留も不安定振動を引き起
こす要因となるので、気泡の脱気をより確実にするため
に、必要により、あらかじめ真空脱気した潤滑剤を用い
たり、潤滑剤を注入後にスピンドルモータを真空槽に入
れ、真空脱気しながら潤滑剤を各流体軸受すきまに充填
するようにしてもよい。

【００５２】また、スピンドルモータへの潤滑剤の注入
は、以下のような方法により行ってもよい。すなわち、
底板１０ａの中心に厚み方向の通し穴からなる貫通穴を
設けておき、全体を組み立てた後に、前記貫通穴からデ
ィスペンサ等を使用して潤滑剤を注入してもよい。スピ
ンドルモータに潤滑剤を注入した後は、前記貫通穴には
ボールや円筒部材等を圧入して、該貫通穴を密封する。

【００５３】このようなスピンドルモータは、駆動モー
タＭにより、被回転体である図示しない磁気ディスクを
外周部に搭載するハブ１４と軸１３とを一体的に回転駆
動させると、スラスト流体軸受Ｓ及びラジアル流体軸受
Ｒの各動圧発生用溝のポンピング作用により、各流体軸
受Ｓ，Ｒの流体軸受すきまに充填されている潤滑剤に動
圧が発生して、軸１３はスリーブ１２及びハウジング１
０の底板１０ａと非接触となり支承される。なお、前記
磁気ディスクはクランプ部材でねじ止めされているの
で、十分な耐衝撃性を確保するに足る強度で固着されて
いる。

【００５４】なお、本実施形態は本発明の一例を示した
ものであって、本発明は本実施形態に限定されるもので
はない。例えば、スピンドルモータは、スリーブ固定−
軸回転タイプでもよいし、軸固定−スリーブ回転タイプ
でもよい。また、軸１３に設けるフランジ部１５の位置
は、軸端に限らず軸端近傍や軸の中央部であってもよ
い。

【００５５】さらに、本実施形態のスピンドルモータ
は、フランジ部１５の下面と対向してスラスト流体軸受
Ｓを形成する部材（カウンタープレートに相当する）で
ある底板１０ａが、ハウジング１０と一体になっていて
いる。しかし、このような構成ではなく、底板１０ａの
部分がハウジング１０と別体となっているような構成で
も、全く差し支えないことは勿論である。また、ハウジ
ング１０とベース１１とが一体になっていているような
構成でも、全く差し支えない。

【００５６】さらに、流体軸受の構造，動圧発生用溝の
パターン、スピンドルモータの細部の構造等に関して
は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目
的を達成できるならば、必要に応じて適宜変更すること
が可能である。さらにまた、動圧発生用溝はヘリングボ
ーン状やスパイラル状に限定されるものではなく、動圧
流体軸受として機能すれば、どのような溝パターンでも
よい。また、該溝の加工方法は、材質や必要精度に応じ
て、エッチング，電解エッチング，塑性加工，切削加
工，レーザ加工，イオンビーム加工，ショットブラスト
等を適用することができる。

【００５７】さらに、軸１３，スリーブ１２等のスピン
ドルモータを構成する部材の材質は、特に限定されるも
のではなく、スピンドルモータを構成する部材に通常使
用される金属（ステンレス鋼，銅合金，アルミ合金
等），焼結金属，焼結含油金属，プラスチック，セラミ
ック等の材料であれば問題なく使用できる。すなわち、
ステンレス鋼同士や銅合金同士の組み合わせでもよく、
鉄と銅合金，鉄とアルミ合金といった異種金属の組み合
わせでもよく、さらに、金属とプラスチック等の組み合
わせでもよい。もちろん、メッキやＤＬＣ膜（ダイヤモ
ンドライクカーボンコーティング）のような表面処理を
必要に応じて流体軸受面に施して、起動停止時の摺動性
を向上させてもよい。

【００５８】さらに、本実施形態においては、流体軸受
装置としてスピンドルモータを例示して説明したが、本
発明は他の種々の流体軸受装置に対して適用することが
できる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明の流体軸受装置
は、薄型で、耐衝撃性に優れ、且つ使用環境が変化して
も不安定振動が発生しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流体軸受装置の一実施形態である
スピンドルモータの縦断面図である。

【図２】従来のスピンドルモータの縦断面図である。

【符号の説明】

１０ハウジング１２スリーブ１３軸１５フランジ部２０センター穴Ｒラジアル流体軸受Ｓスラスト流体軸受

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一体的に形成されたフランジ部を一端又
はその近傍に有する軸と、該軸に流体軸受すきまを介し
て対向する相手部材と、を備えるとともに、前記軸の両
端面のうち前記フランジ部が設けられた側の端面に、凹
部を備える流体軸受装置において、前記凹部内に充填剤
を充填して、該凹部を塞いだことを特徴とする流体軸受
装置。