JP4800047B2 - 流体軸受装置およびその製造方法、スピンドルモータおよび記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク駆動装置等に用いられる流体軸受装置に関するものであり、特に、高精度な取付け精度が要求される流体軸受装置およびその製造方法、スピンドルモータおよび記録再生装置に関するものである。

近年、ハードディスク等の記録媒体を回転駆動するためのモータには、静音性、耐衝撃性等の性能的な面を考慮して流体軸受装置が用いられている。この流体軸受装置の基本的な構成としては、例えば、特開２０００−３２４７５３号公報に記載されているモータの軸受構成が知られている。
具体的には、特開２０００−３２４７５３号公報の図４に示すように、回転中心軸となるシャフト２１にスラストプレート２６が固定され、そのスラストプレート２６の軸方向両面に対向しているスリーブ端面、カウンタープレート面との間にてスラスト軸受部を形成して、シャフト外径とスリーブの内筒面との間で、ラジアル軸受部を形成している。

ラジアル軸受部は、シャフト２１とスリーブ１１との間にて形成されているのに対して、スラスト軸受部は、シャフト２１に固定されたスラストプレート２６とスリーブ１１の端面、カウンタープレート１４との間に形成されており、特に、シャフト２６とスラストプレート２６の固定に関しては、抜け止めとしての役割を担っている部分でも有り、所望の耐衝撃性能や組立時の外部力に耐えうる固定強度が必要となる。

そのシャフトとスラストプレートとを固定する工法としては、螺子止め工法、圧入接着工法、焼きばめ工法、溶接工法等のような様々な工法が採用されている。
このうち、モータの薄型化や小型化、軸受の信頼性、スラスト軸受部を形成する面の反り量等の観点から、溶接工法を採用したシャフトとスラストフランジとの固定方法が多用されている（例えば、特開２０００−３２４７５３号公報参照）。

この公報では、回転軸２１とスラストプレート２６とを直角度の劣化が生じない程度に圧入もしくは挿入した後、両者の接合境界部を表面部から溶接する内容が開示されている。この際、当該溶接境界部分の表面部分には、予め軸方向に窪んだ逃げ部３０が環状に形成されており、この逃げ部において回転軸２１とスラストプレート２６とが溶接されている。

しかしながら、回転軸とスラストプレートを直角度の劣化が生じない程度ではあるが圧入すれば、圧入することで圧入粉が発生し、その圧入粉が微小隙間が形成されている軸受隙間に混入して軸受性能を大きく低下させるおそれがある。
また、直角度の劣化が生じない程度ではあるが、シャフトに対してスラストフランジを挿入する場合は、回転軸外周部分とスラストプレートの内周部分の間に隙間が形成されることになるため、軸方向の正確な位置決めが必要となって、所望の触れ精度を得ることが困難になる。

一方、シャフトにスラストプレートを挿入して溶接する工法としては、特開２００４−１８３８０９号公報に開示されているものが挙げられる。
ここでは、回転軸をなす端面外周縁部に段差部１ａを設けたシャフト１と、中央の貫通孔２ａの周囲に段差部２ｂが形成されている円板状のスラスト軸受２において、シャフト１の段差部１ａを設けることにより形成された凸部１ｂの高さをスラスト軸受２の段差部２ｂの底部の高さに合わせる。貫通孔２ａと凸部１ｂが接する部分である接合部１６には、０．０２〜０．０４ｍｍ程度の隙間が形成される。この状態で、貫通孔２ａと凸部１ｂとが接する接合部１６を、表面側から照射点６の３箇所を同時に連続的にレーザ照射して、周方向に沿って最終照射点７まで１２０度以上回転させて、レーザにより連続的に全周溶接して固定している。

また、上記公報に開示された溶接方法では、エアーレギュレータ１２にてスラスト軸受２にシャフトの段差部１ａを押しつけ、押しピン１０をエアーシリンダー１１により０．１ｍｍほど押し上げて固定する。これにより、スラスト軸受２をシャフト段差部１ａの当て面において傾けることなく密着させて溶接することができる。
特開２０００−３２４７５３号公報（平成１２年１１月２４日公開） 特開２００４−１８３８０９号公報（平成１６年７月２日公開）

しかしながら、上記従来の流体軸受装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された流体軸受装置の製造方法では、シャフトとスラストフランジとを溶接する場合には、溶接部分が溶解した後で凝固する際にスラストフランジに対して溶接される面側に引っ張る力が働いて、スラストフランジが塑性変形した場合と同様の結果となる。このため、溶接時に使用する治具を取り外すと、溶接される面側にスラストフランジが反りあがってしまう。このような反りの発生により、直角度を規定しているシャフトの段差部とスラストフランジの溶接面とは反対側の面とが離間して、流体軸受装置を回転させた際における回転軸に対するスラストフランジの平面的な振れの発生を効果的に抑制することができない。この結果、スラスト軸受を形成する隙間の大きさにバラツキが生じて、スラスト軸受部分において発生する動圧の大きさが不安定になって、流体軸受装置の信頼性の低下という問題を招来するおそれがある。

本発明の課題は、例えば、シャフトとスラストフランジ等を溶接によって固定する場合でも、回転軸に対して略垂直な平面の振れの発生を抑制して信頼性の高い流体軸受装置およびその製造方法、スピンドルモータおよび記録再生装置を提供することにある。

第１の発明に係る流体軸受装置は、回転軸を中心として固定側に対して回転側を回転させることで、固定側および回転側の対向面のうち少なくとも一方の面に形成された動圧発生溝を含む動圧発生部において動圧を発生させる流体軸受装置であって、第１部材と、第２部材とを備えている。第１部材は、一方の端部に回転軸に対して交差する平面に形成された段差部を有している。第２部材は、回転軸に対して交差する平面に沿って段差部に係合させた状態で溶接によって第１部材における回転軸に沿った面に対して取り付けられており、対向する平面との間においてスラスト動圧発生部を形成する円板状の部材である。そして、第１部材と第２部材とは、段差部を構成する回転軸に交差する面が、回転軸に沿った面から離れるにつれて第２部材の面から離れる方向に傾斜しており、回転軸に対して交差する方向において段差部を構成する回転軸に沿った面に近接する位置で当接する。

ここでは、回転軸を中心として回転側を固定側に対して回転させて、回転側と固定側とが対向する部分において動圧を発生させる流体軸受装置において、円板状の第２部材（例えば、スラストフランジ）と、第２部材が嵌め込まれる段差部が形成された第１部材（例えば、シャフト）とを溶接によって接合している。そして、第１部材は、この段差部を構成する回転軸に沿った面と交差する面とのうち、交差する面において、段差部を構成する回転軸に沿った面よりに近接した位置において第２部材に対して当接している。換言すれば、円板状の第２部材が嵌め込まれる段差部における回転軸に交差する面においては、回転軸に沿った面にできる限り近接した位置において第１部材と第２部材とが当接するように構成されている。

ここで、上記回転軸は、回転軸自身が回転側に含まれて回転するものと、回転側の回転中心となるだけで回転軸自身は回転しないものとが含まれる。そして、第１部材には、シャフトやスリーブ等の部材が含まれる。一方、第２部材には、シャフト（第１部材）に取り付けられるスラストフランジやロータ、スリーブ（第１部材）に取り付けられるスラストプレート等が含まれる。

通常、このように円板状の第２部材を第１部材に対して溶接によって接合する場合には、第１部材の段差部における第２部材との嵌合位置の端部において溶接が行われるため、第２部材が熱収縮によって段差部を構成する回転軸に交差する面から離れる方向に反ってしまう。この場合、円板状の第２部材の表面が波打ってしまう結果、回転側の一部である面と、これに対向する第２部材の面との間の間隔にばらつきが生じるため、安定した動圧を発生させることができなくなって、流体軸受装置としての信頼性が低下するおそれがある。

そこで、本発明の流体軸受装置では、第１部材と第２部材との接合部分について、第１部材側に形成された段差部の回転軸に交差する面において、できる限り段差部を構成する回転軸に沿った面に近接した位置において第２部材を支持するように互いに当接させている。
これにより、第１部材における回転軸に沿った面に対して円板状の第２部材を溶接によって接合した際に、円板状の第２部材が回転軸に交差する平面において反りが発生した場合でも、第２部材が嵌め込まれた第１部材の段差部において、第１部材と第２部材とが当接した部分に隙間が生じることはない。この結果、円板状の第２部材に溶接後に反りが生じた場合でも、第２部材の裏面側を第１部材によってしっかりと支持することができるため、回転軸に対する円板状の第２部材の振れ精度が低下してしまうことを防止して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

また、本流体軸受装置は、第１の発明に係る流体軸受装置であって、段差部を構成する回転軸に交差する面は、回転軸に沿った面から離れるにつれて第２部材の面から離れる方向に傾斜している。
ここでは、第１部材の端部に形成された段差部を構成する回転軸に交差する面を、回転軸に沿った面から離れるほど第２部材から離れるように傾斜させている。

これにより、段差部における回転軸に交差する面においては、最も第２部材に対して近接するのが回転軸に沿った面に近い側の位置となる。つまり、回転軸が鉛直方向に沿って配置されており、第２部材を上方から第１部材の段差部に対して接合する場合を考えると、段差部における最も高い位置が、段差部を構成する略鉛直方向に沿った面に近い側となる。この結果、第１部材の一端に形成された段差部における第１部材と第２部材とが当接する位置を、段差部における略鉛直方向に沿った面に最も近接する位置とすることができる。

第２の発明に係る流体軸受装置は、第１の発明に係る流体軸受装置であって、第１部材はシャフトであり、第２部材はスラストフランジである。
ここでは、第１部材および第２部材の組み合わせてとして、シャフトおよびスラストフランジを用いて、シャフトとスラストフランジとを溶接する部分について本発明を適用している。
これにより、シャフトの一端に形成された段差部に対してスラストフランジを取り付ける際に、スラストフランジが溶接側に反り返るような場合でも、シャフトの段差部に近接する位置において当接していたスラストフランジの溶接側とは反対側の面とシャフトの段差部との間に隙間が生じることはない。この結果、シャフトの回転軸に対するスラストフランジの表面における振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第３の発明に係る流体軸受装置は、第１の発明に係る流体軸受装置であって、第１部材はシャフトであり、第２部材はロータである。
ここでは、第１部材および第２部材の組み合わせてとして、シャフトおよびロータを用いて、シャフトとロータとを溶接する部分について本発明を適用している。
これにより、シャフトの一端に形成された段差部に対してロータを取り付ける際に、ロータが溶接側に反り返るような場合でも、シャフトの段差部に近接する位置において当接していたロータの溶接側とは反対側の面とシャフトの段差部との間に隙間が生じることはない。この結果、シャフトの回転軸に対するロータの表面における振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第４の発明に係る流体軸受装置は、第１の発明に係る流体軸受装置であって、第１部材はスリーブであり、第２部材はスラストプレートである。
ここでは、第１部材および第２部材の組み合わせてとして、スリーブおよびスラストプレートを用いて、スリーブとスラストプレートとを溶接する部分について本発明を適用している。
これにより、スリーブの一端に形成された段差部に対してスラストプレートを取り付ける際に、スラストプレートが溶接側に反り返るような場合でも、スリーブの段差部に近接する位置において当接していたスラストプレートの溶接側とは反対側の面とスリーブの段差部との間に隙間が生じることはない。この結果、シャフトの回転軸に対するスラストプレートの表面における振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第５の発明に係るスピンドルモータは、第１から第４の発明のいずれか１つの流体軸受装置を備えている。
これにより、スラスト方向の振れ精度が安定するため、スピンドルモータに要求されている軸方向のＲＲＯバラツキを低減、安定させることが可能となる。

第６の発明に係る記録再生装置は、第５の発明に係るスピンドルモータを備えている。
これにより、そのスピンドルモータを記録再生装置に用いることで、モータハブに搭載されているディスク上のデータをヘッドを介して、不具合の発生なく情報の読み書きを行うことが可能となる。

第１の発明に係る流体軸受装置によれば、回転軸に対する円板状の第２部材の振れ精度が低下してしまうことを防止して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第２の発明に係る流体軸受装置によれば、第１部材の一端に形成された段差部における第１部材と第２部材とが当接する位置を、段差部における略鉛直方向に沿った面に最も近接する位置とすることができる。

第３の発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトの回転軸に対するスラストフランジの表面における振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第４の発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトの回転軸に対するロータの表面における振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第５の発明に係る流体軸受装置によれば、回転軸に対するスラストプレートの表面における振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第６の発明に係る流体軸受装置の製造方法によれば、第１部材と第２部材とをしっかり固定した状態で溶接を行うことで、正確に溶接作業を行うことができるとともに、第２部材における反りの程度を抑制することができる。

第７の発明に係る流体軸受装置の製造方法によれば、回転軸に対する第２部材の表面における振れの発生の程度を低減して、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。

第８の発明に係るスピンドルモータによれば、スラスト方向の振れ精度が安定するため、スピンドルモータに要求されている軸方向のＲＲＯバラツキを低減、安定させることが可能となる。

第９の発明に係るスピンドルモータによれば、スラスト方向の振れ精度が安定するため、スピンドルモータに要求されている軸方向のＲＲＯバラツキを低減、安定させることが可能となる。

第１０の発明に係る記録再生装置によれば、そのスピンドルモータを記録再生装置に用いることで、モータハブに搭載されているディスク上のデータをヘッドを介して、不具合の発生なく情報の読み書きを行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る流体軸受装置を搭載したスピンドルモータについて、図１〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
［スピンドルモータ１０全体の構成］
本実施形態に係るスピンドルモータ１０は、図１に示すように、ロータハブ（回転側）１５、ロータマグネット（回転側）１６、ステータ（固定側）１７、ベース（固定側）１８および流体軸受装置２０等を備えている。

そして、流体軸受装置２０は、スリーブ（固定側）１１、シャフト（回転側、第１部材）１２、スラストフランジ（回転側、第２部材）１３、スラスト板（固定側）１４を有している。
スリーブ１１は、軸受孔１１ａを有しており、鉄、鉄合金、銅、銅合金等の金属材料等によって形成され、ベース１８に固定されている。また、スリーブ１１には、スラストフランジ１３の外径部分に対向する第１の段部１１ｂが設けられており、スラストフランジ１３の外径部分が第１の段部１１ｂと隙間を介して位置している。さらに、スリーブ１１には、第１の段部１１ｂより径が大きな第２の段部１１ｃが設けられており、円板状のスラスト板１４が第２の段部１１ｃに接着、カシメ、圧入、溶接等の工法によって固定される。

さらに、スリーブ１１の軸受孔１１ａの内周面側には、ヘリングボーン形状のラジアル動圧発生溝が軸線方向に並んで形成されている。なお、ラジアル動圧発生溝は、スパイラル形状であってもよい。また、スリーブ１１は、表面にニッケルメッキ処理などを行っていてもよい。
シャフト１２は、焼結体ではない金属材料で構成された、直径が約３．０ｍｍの円筒状の外周面を有する部材（例えば、円柱状部材、円筒状部材）であって、軸受孔１１ａに回転可能な状態で挿入されている。また、シャフト１２の下端部には、段差部１２ａ（図２および図３参照）が形成されており、この段差部１２ａの部分に、中心部分に円形の開口を有する円板状のスラストフランジ１３が溶接位置Ｘ（図３参照）に沿って溶接工法によって接合される。なお、シャフト１２は回転中心の軸として用いられることから、例えば、ＳＵＳ等の素材的には硬いものが使われており、成型バイト等によって加工される。

シャフト１２の下端部に形成された段差部１２ａは、シャフト１２の下端部における直径約１．９ｍｍの円筒部よりも径方向における外側に形成されており、軸方向における深さが約０．３ｍｍの段差である。そして、この段差部１２ａは、軸方向（略鉛直方向）に沿って形成される第１の面１２ａａと、軸方向に略垂直な方向に沿って形成される第２の面１２ａｂとによって構成される。このうち、第２の面１２ａｂは、図３に示すように、シャフト１２の回転軸を中心とする円の径方向外側に向かって下方傾斜するように形成されている。このため、第２の面１２ａｂにおいては、第１の面１２ａａに近い側が、軸方向において最も高くなっている。この結果、後述するスラストフランジ１３の裏面１３ｂとシャフト１２の段差部１２ａにおける第２の面とは、加工逃げ部１２ｂを挟んで、シャフト１２の回転軸を中心とする円の径方向外側におけるシャフト１２側の第１の面１２ａａから最も近接する当接位置Ｐにおいて当接する。

なお、図３に示す加工逃げ部１２ｂは、シャフト１２の一端に段差部１２ａを加工する際に形成される溝状の部分であって、約２３０μｍの幅、約５０μｍの深さを有している。
スラストフランジ１３は、図２等に示すように、中心部分に直径が約１．９ｍｍの円形の開口を有しており、厚い部分が０．５ｍｍ、シャフト１２の段差部１２ａよりの薄い部分が０．３３ｍｍの厚さを有する直径が約５．６ｍｍの円板状の部材であって、上述のように、シャフト１２の下端部に形成された段差部１２ａに対して溶接工法によって取り付けられている。そして、スラストフランジ１３は、スリーブ１１の段部１１ｂとスラスト軸受部材であるスラスト板１４とで囲まれた空間に収納されている。スラストフランジ１３の下面は、スラスト板１４に対向し、上面の周辺部はスリーブ１１の段部１１ｂに対向している。また、スラストフランジ１３の上面に対向するスリーブ１１の段部１１ｂの面には、スラスト動圧発生溝が形成されている。

なお、シャフト１２の段差部１２ａに対するスラストフランジ１３の溶接による接合方法については、後段にて詳述する。
スラスト板１４は、流体軸受装置２０の下部を覆うように取り付けられた略円板状の部材であって、その上部表面にはスラスト動圧発生溝が形成されている。なお、スラスト動圧発生溝が形成される面は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、軸方向に隙間を形成しつつ対向する部材のいずれか一方に形成されていればよい。すなわち、スラストフランジ１３の下面、あるいはスラストフランジ１３の上面にスラスト動圧発生溝が形成されていてもよい。

ロータハブ１５は、略お椀状の形状をしており、略中心部分には貫通孔が形成されており、シャフト１２の上端部が圧入接着工法等によって固着されている。ロータハブ１５には、スピンドルモータのロータマグネット１６が取り付けられており、ステータ１７に対して半径方向において対向している。ロータハブ１５には、図示しない磁気記録ディスク等が固定され、他の構成とともに全体でハードディスク装置のような磁気記録再生装置を構成する。

また、ラジアル動圧発生溝およびスラスト動圧発生溝を含むシャフト１２とスリーブ１１の軸受孔１１ａとの間、およびスラストフランジ１３とスリーブ１１との間およびスラストフランジ１３とスラスト板１４との間には、潤滑油２６が充填されている。
ロータマグネット１６は、ロータハブ１５の内周面側において、円周方向に等間隔で取り付けられており、対向するステータ１７との間において引き付け、反発を繰り返すことで、ロータハブ１５をシャフト１２を中心として回転させる。

ベース１８は、ステータ１７やロータマグネット１６等を含むモータ部を収容する凹部１８ａが形成されている。そして、その凹部１８ａの略中心部分には、スリーブ１１を固着するための穴１８ｂが設けられている。そのベース１８の穴１８ｂを形成する部分には、コイルが巻線されたコアからなるステータ１７が接着等の工法によって固定されている。

［シャフト１２とスラストフランジ１３との接合］
ここで、上述した流体軸受装置２０の製造方法として、流体軸受装置２０に含まれるシャフト１２とスラストフランジ１３とを溶接によって接合する際における工程について、図４〜図７を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、図４のフローチャートに示すように、本実施形態に係る流体軸受装置２０の製造方法では、ステップＳ１において、図２等に示すシャフト１２の一端に段差部１２ａを加工によって形成する。

次に、ステップＳ２において、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａに対して、スラストフランジ１３の中心部分に形成された開口１３ａの部分を嵌め込む。
次に、ステップＳ３において、シャフト１２の段差部１２ａに対してスラストフランジ１３を嵌め込んだ状態のまま、図５に示す接合治具３１，３２に、シャフト１２およびスラストフランジ１３をセットする。なお、図５に示す接合治具３１，３２は、第１接合治具３１と第２接合治具３２とに分かれており、第１接合治具３１によってシャフト１２の外周部を固定するとともに、第１接合治具３１および第２接合治具３２によってスラストフランジ１３の上下の平面を固定する。

次に、ステップＳ４において、接合治具３１，３２によってシャフト１２およびスラストフランジ１３を固定した状態で、図６（ａ）に示すように、シャフト１２とスラストフランジ１３との接合部分に３点のレーザ照射を行う。より詳細には、シャフト１２の端部における回転中心を中心とする周方向において均等な角度間隔（１２０度）で配置された３つの照射位置Ｘ１〜Ｘ３に対して、レーザ照射を行う。

次に、ステップＳ５において、図６（ａ）に示すレーザ照射状態からレーザ照射位置を時計回りに１２０度以上回転させる。つまり、照射位置Ｘ１から照射位置Ｘ１ａ，Ｘ１ｂ，・・・と隣接する照射位置同士が一部重なるようにして、レーザ照射位置を回転させる。照射位置Ｘ２および照射位置Ｘ３についても同様である。ここで、レーザ照射位置を１２０度以上回転させることで、シャフト１２とスラストフランジ１３との接合部分の全周を溶接することができる。

次に、ステップＳ６において、シャフト１２とスラストフランジ１３との溶接部分を冷却する。このとき、シャフト１２の段差部１２ａを形成する第１の面１２ａａとスラストフランジ１３の開口１３ａの内周面との間の隙間部分を上述したレーザ照射による溶接によって熱をかけている。このため、これを冷却すると、スラストフランジ１３は、図７に示すように、シャフト１２の段差部１２ａを形成する第２の面１２ａｂから離間する方向に反りが発生するおそれがある。

しかし、本実施形態の流体軸受装置２０では、図３に示すように、シャフト１２の段差部１２ａを形成する第２の面１２ａｂとスラストフランジ１３の裏面１３ｂとが、段差部１２ａを形成する第１の面１２ａａに近接する最も内周側における位置において当接しているため、両者の間に隙間が生じることはない。このため、スラストフランジ１３に反りが生じる溶接後においても、シャフト１２の段差部１２ａを形成する第２の面１２ａｂにおいて、スラストフランジ１３の裏面１３ｂをしっかりと支持することで、スラストフランジ１３の表面における振れの発生を低減することができる。

次に、ステップＳ７において、シャフト１２およびスラストフランジ１３を接合治具３１，３２から取り外す。
本実施形態の流体軸受装置２０の製造方法では、以上のように、接合治具３１，３２を用いて、シャフト１２とスラストフランジ１３とを接合する。
これにより、シャフト１２に対してスラストフランジ１３をしっかりと固定した状態で溶接を行うことができるため、組立て精度を向上させることができる。さらに、溶接後に反りが発生するスラストフランジ１３を上下から押さえつけながら溶接し冷却することで、スラストフランジ１３の反りの発生を低減することができる。

そして、溶接時には、周方向に均等な間隔で３点に照射したレーザ光を、１２０度以上回転させるようにして溶接を行う。
これにより、シャフト１２とスラストフランジ１３との接合部分を均一な状態で全周溶接することができる。
なお、上述したスラストフランジ１３の表面の振れについては、例えば、図８に示すように、シャフト１２の回転軸を中心としてスラストフランジ１３をシャフト１２とともに回転させ、スラストフランジ１３の表面における測定点に当接させた接触端子の移動量を測定することで検出される。

［流体軸受装置２０の特徴］
（１）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図３に示すように、シャフト１２とスラストフランジ１３とを接合する際において、スラストフランジ１３の裏面１３ｂ側と、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａを形成する第２の面１２ａｂとが、上記段差部１２ａを形成する略鉛直方向に沿った第１の面１２ａａに近接するように、シャフト１２の回転軸を中心とする円の最内周側の当接位置Ｐにおいて当接するように構成されている。

これにより、シャフト１２とスラストフランジ１３とを溶接によって接合した後、スラストフランジ１３に図７に示すような反りが発生した場合でも、スラストフランジ１３は、シャフト１２の段差部１２ａにおいて最内周側の当接位置Ｐにおいて支持されているため、スラストフランジ１３の表面における振れの発生を低減することができる。この結果、スラストフランジ１３とその対向面との間に形成されるスラスト動圧発生部において発生する動圧の大きさを安定させて、信頼性の高い流体軸受装置２０を提供することができる。

（２）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図３に示すように、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａにおいて、段差部１２ａを形成する鉛直方向に略垂直な第２の面１２ａｂが、径方向外側に向かって下方傾斜するように形成されている。
これにより、第２の面１２ａｂにおいては、必然的に最内周側における位置が最も高くなるため、スラストフランジ１３の裏面１３ｂを第２の面１２ａｂにおける最内周側において支持することができる。この結果、上述のように、スラストフランジ１３とその対向面との間に形成されるスラスト動圧発生部において発生する動圧の大きさを安定させて、信頼性の高い流体軸受装置２０を提供することができる。

（３）
本実施形態の流体軸受装置２０では、シャフト１２とスラストフランジ１３との接合部分について、本発明を適用している。
これにより、シャフト１２の回転軸を中心に回転させた際におけるスラストフランジ１３表面の振れの発生を抑制して、信頼性の高い流体軸受装置２０を提供することができる。

（４）
本実施形態の流体軸受装置２０の製造方法では、図４に示すように、シャフト１２とスラストフランジ１３とを接合する際には、図５に示すような接合治具３１，３２を用いてシャフト１２とスラストフランジ１３とを固定して溶接等の工程を行う。
これにより、シャフト１２とスラストフランジ１３とをしっかり固定した状態で溶接を行うことができるため、組立て精度に優れた流体軸受装置２０を製造することができる。また、溶接後の溶接部分の冷却に伴ってスラストフランジ１３が、図７に示す方向に沿った場合でも、図５に示す接合治具３２によってスラストフランジ１３の上下面を固定しているため、反りの発生を低減することができる。

（５）
本実施形態の流体軸受装置２０の製造方法では、図４に示すように、シャフト１２とスラストフランジ１３とを溶接によって接合する際には、図６（ａ）に示すように、周方向に均等配置された照射位置Ｘ１〜Ｘ３の３点にレーザを照射し、これを１２０度以上回転させて全周溶接を行う。

これにより、スラストフランジ１３に対してほぼ均等に溶接箇所から熱が伝達されるため、スラストフランジ１３表面における振れの発生を低減することができる。この結果、スラストフランジ１３の表面とその対向面との間に形成されたスラスト動圧発生部において発生する動圧の大きさをほぼ均等化して、信頼性の高い流体軸受装置２０を提供することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、第１部材と第２部材として、シャフト１２とスラストフランジ１３とを用い、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａにおけるスラストフランジ１３との接合部分に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図９に示すように、第１部材と第２部材として、シャフト１２とロータハブ１５とを用いてもよい。つまり、シャフト１２の上端側に形成された段差部分と、ロータハブ１５との接合部分（図中Ｂ部分参照）に対して本発明を適用することもできる。この場合でも、シャフト１２を回転させた際におけるロータハブ１５の平面的な振れの発生を低減して、高精度な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータを提供することができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、第１部材と第２部材として、シャフト１２とスラストフランジ１３とを用い、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａにおけるスラストフランジ１３との接合部分に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１０に示すように、第１部材と第２部材として、スリーブ５１とスラストプレート６１とを用いた流体軸受装置５０であってもよい。つまり、スリーブ５１の上端側に形成された段差部分と、スラストプレート６１との接合部分Ｃに対して本発明を適用することもできる。
この場合でも、シャフト５２を中心にして、スリーブ５１、スラストプレート６１およびロータハブ５５等を回転させた際における、回転軸に対するスラストプレート６１の平面的な振れの発生を低減して、スラストプレート６１とこれに対向するフランジ５３との間に形成されるスラスト動圧発生部において発生する動圧の大きさを均等化して、高精度な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータを提供することができる。

（Ｃ）
上記実施形態では、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａとスラストフランジ１３の裏面１３ｂとの当接位置Ｐが、シャフト１２側の加工逃げ部１２ｂを挟んで最内周側に配置される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、加工逃げ部がないように形成されたシャフトの段差部に対してスラストフランジを接合する場合には、段差部における第１の面と第２の面とが交差する部分、つまり段差部における最内周側においてスラストフランジの裏面とシャフトの段差部の面とが当接していてもよい。
この場合でも、スラストフランジの溶接時において、スラストフランジが軸方向において反り上がったとしても、スラストフランジの裏面とシャフトの段差部の略水平面と当接部分が離間してしまうことはない。この結果、上記実施形態と同様に、スラストフランジの面における振れを低減して、高精度な流体軸受装置を提供することができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、図３に示すように、シャフト１２の一端に形成された段差部１２ａにおいて、段差部１２ａを形成する鉛直方向に略垂直な第２の面１２ａｂが、径方向外側に向かって下方傾斜するように形成されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、第２の面が滑らかに径方向外側に向かって下方傾斜しているのではなく、径方向における最外部が最内部の次に高くなるように第２の面が形成されていてもよい。
この場合でも、スラストフランジ１３の裏面１３ｂに当接するのは、径方向における最内周部分となるため、上記と同様の効果を得ることができる。
特に、段差部を形成する際には、加工時に第２の面に凹凸が形成されるため、第２の面が滑らかに径方向外側に向かって下方傾斜している必要はなく、凹凸を有しながら最内周側においてスラストフランジ１３を支持するように構成されていればよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、スピンドルモータ１０内に、流体軸受装置２０とロータハブ１５とが別々に設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ロータハブを含むように構成された流体軸受装置であってもよい。

（Ｆ）
上記実施形態では、軸回転片側開放型の流体軸受装置２０に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図１０に示すように、軸固定両端開放型の流体軸受装置５０に対して本発明を適用することもできる。
さらに、軸回転両端開放型、軸固定片側開放型の流体軸受装置に対しても、本発明を適用可能である。

（Ｇ）
上記実施形態では、流体軸受装置２０に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態で説明した流体軸受装置２０を搭載したスピンドルモータ１０、あるいはスピンドルモータ１０を備えた記録再生装置に対して、本発明を適用することもできる。

本発明の流体軸受装置は、例えば、シャフトとスラストフランジ等を溶接によって固定する場合でも、スラストフランジの表面における振れの発生を抑制して信頼性の高い流体軸受装置を提供できるという効果を奏することから、高品質の流体軸受装置が要求される各種モータ等に対して広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係る流体軸受装置を搭載したスピンドルモータの構成を示す断面図。 図１のスピンドルモータに含まれる流体軸受装置を構成するシャフトおよびスラストフランジを示す断面図。 図２におけるＡ部分の拡大図。 図２の流体軸受装置に含まれるシャフトとスラストフランジとを接合する工程の流れを示すフローチャート。 図４の接合工程において使用される接合治具を用いた接合工程の一部を示す断面図。 （ａ），（ｂ）は、図４の接合工程に含まれる溶接工法による接合方法を示す平面図。 図６（ａ）等に示す溶接工程後に発生するスラストフランジの反りの状態を示す断面図。 図４の流体軸受装置に含まれるスラストフランジ表面の振れの測定方法を示す斜視図。 本発明の他の実施形態に係る流体軸受装置を示す断面図。 本発明のさらに他の実施形態に係る流体軸受装置を示す断面図。

１０ スピンドルモータ
１１ スリーブ（固定側）
１２ シャフト（回転側、第１部材）
１２ａ 段差部
１２ｂ 加工逃げ部
１２ａａ 第１の面（回転軸に沿った面）
１２ａｂ 第２の面（回転軸に対して交差する面）
１３ スラストフランジ（回転側、第２部材）
１３ａ 開口
１３ｂ 裏面
１４ スラスト板（固定側）
１５ ロータハブ（回転側、第２部材）
１６ ロータマグネット（回転側）
１７ ステータ（固定側）
１８ ベース（固定側）
２０ 流体軸受装置
２６ 潤滑油
３１ 第１接合治具（治具）
３２ 第２接合治具（治具）
５０ 流体軸受装置
５１ スリーブ（第１部材）
５２ シャフト（回転軸）
５３ フランジ
５５ ロータハブ
６１ スラストプレート（第２部材）
Ｓ ステップ
Ｐ 当接位置
Ｘ 溶接位置
Ｘ１〜Ｘ３ 照射位置

Claims (6)

1. 回転軸を中心として固定側に対して回転側を回転させることで、前記固定側および前記回転側の対向面のうち少なくとも一方の面に形成された動圧発生溝を含む動圧発生部において動圧を発生させる流体軸受装置であって、
   一方の端部に前記回転軸に対して交差する平面に形成された段差部を有している第１部材と、
   前記回転軸に対して交差する平面に沿って前記段差部に係合させた状態で溶接によって前記第１部材における前記回転軸に沿った面に対して取り付けられており、対向する平面との間においてスラスト動圧発生部を形成する円板状の第２部材と、
   を備えており、
   前記第１部材と前記第２部材とは、前記段差部を構成する前記回転軸に交差する面が、前記回転軸に沿った面から離れるにつれて前記第２部材の面から離れる方向に傾斜しており、前記回転軸に対して交差する方向において前記段差部を構成する前記回転軸に沿った面に近接する位置で当接する、
   流体軸受装置。
2. 前記第１部材はシャフトであり、前記第２部材はスラストフランジである、
   請求項１に記載の流体軸受装置。
3. 前記第１部材はシャフトであり、前記第２部材はロータである、
   請求項１に記載の流体軸受装置。
4. 前記第１部材はスリーブであり、前記第２部材はスラストプレートである、
   請求項１に記載の流体軸受装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の流体軸受装置を備えた、
   スピンドルモータ。
6. 請求項５に記載のスピンドルモータを備えた、
   記録再生装置。

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