JP2002317820A - 流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られた高さ寸法においても揺動時等のモー
メント荷重に対する負荷能力が高く、また、低コストで
動作の信頼性が高い流体軸受装置を提供する。 【解決手段】 一端にスラストプレート１５を有する軸
１３と、該軸１３にラジアル流体軸受Ｒの軸受すきまを
介して対向するスリーブ１２とを備え、スラストプレー
ト１５の両平面１５ｓ，１５ｓとこれに対向するスリー
ブ１２との間にスラスト流体軸受Ｓが設けられた流体軸
受装置において、軸１３は中空状であり、スラストプレ
ート１５は、軸１３の一端に設けた凸状又は凹状の接合
部３０により軸１３に対して同軸に案内された上、軸１
３を貫通するねじ穴１３ｃにねじ止めにより固着されて
いる。

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，事務機器用の流体軸受装置に係り、特に、ノ
ート型パソコン等に使用される磁気ディスク装置（ＨＤ
Ｄ），光ディスク装置，ファンモータ等に最適な流体軸
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１に立設した円筒部１ａに快削
黄銅からなるスリーブ２が固着されており、そのスリー
ブ２にステンレス鋼からなる軸３が回転自在に挿通され
ている。この軸３の上端には逆カップ状のハブ４が一体
的に取り付けられていて、軸３とスリーブ２との間には
動圧流体軸受部が介在している。なお、ハブ４の外周面
には、複数の磁気ディスクが軸方向に間隔を隔てて搭載
されるようになっている。

【０００３】軸３の下端にはステンレス鋼からなる円板
状のスラストプレート５が圧入により固着されていて、
スラストプレート５の両平面がスラスト流体軸受Ｓのス
ラスト受面５ｓ，５ｓとされている。そして、上面側の
スラスト受面５ｓには一方の相手部材であるスリーブ２
の下端面が対向し、このスリーブ２の下端面がスラスト
流体軸受Ｓのスラスト軸受面２ｓとされている。

【０００４】また、スラストプレート５の下方には、他
方の相手部材であり快削黄銅からなるカウンタープレー
ト６が配置され、ベース１に固定されている。このカウ
ンタープレート６の上面がスラストプレート５の下面側
のスラスト受面５ｓに対向して、スラスト流体軸受Ｓの
スラスト軸受面６ｓとされている。上記スラスト受面５
ｓ，５ｓ及びスラスト軸受面２ｓ，６ｓのうち少なくと
も両スラスト受面５ｓ，５ｓに、エッチングにより形成
されたヘリングボーン状又はスパイラル状の動圧発生用
の溝（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３の外周面には、上下に間隔を
おいて一対のラジアル受面３ｒ，３ｒが形成されてい
る。また、このラジアル受面３ｒ，３ｒに対向させて、
スリーブ２の内周面にラジアル軸受面２ｒ，２ｒが形成
されている。そして、ラジアル受面３ｒ，３ｒとラジア
ル軸受面２ｒ，２ｒとの少なくとも一方に、例えばヘリ
ングボーン状の動圧発生用の溝７，７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、円筒部１ａの外周にはステータ８
が固定され、ハブ４の内周面下側に固定されているロー
タ磁石９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、軸３とハブ４とが一体的に回転駆動さ
れる。軸３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の各動圧発生用の溝のポンピング作用に
より、各流体軸受Ｓ，Ｒの軸受すきまの潤滑剤に動圧が
発生して、軸３はスリーブ２及びカウンタープレート６
と非接触となり支承される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近のノート型パソコ
ン用のＨＤＤにおいては、薄型であるとともに、運搬
時，取り扱い時等に作用するおそれのある外部衝撃に対
する強さが求められている。そしてそれに加えて、低コ
ストで耐久性に優れていることも同時に求められてい
る。

【０００８】特に、ＨＤＤの薄型化に伴い、該ＨＤＤに
使用される流体軸受装置（スピンドルモータ）の装置高
さがますます低くなる傾向であるので、揺動時に流体軸
受に作用するモーメント荷重に対する負荷能力を高める
必要がある。そのためには、複数のラジアル軸受の軸受
スパンを大きく設計する必要があるが、前記装置高さが
限られているので（例えば９．５ｍｍ以下）、スラスト
プレートの厚さを薄くする必要がある。

【０００９】しかし、スラストプレート５を軸３（軸径
が例えば２．５〜３．５ｍｍ程度）に圧入により固着す
る場合は、１０００Ｇの外部衝撃に耐えるような抜け荷
重が必要とされている一方で、スラストプレート５の材
料の降伏応力以上の応力が圧入時に発生するようなしめ
代やスラストプレート５の両平面（スラスト受面５ｓ，
５ｓ）の平面度に悪影響を及ぼすようなしめ代を与える
ことはできないから、スラストプレート５の材料がステ
ンレス鋼の場合であっても厚さを２ｍｍ以上とする必要
があって、この厚さでは軸受スパンを大きく設計するこ
とができず、モーメント荷重に対する負荷能力を高める
ことが難しかった。なお、上記しめ代が大きいと、スラ
ストプレート５が圧入時に変形するおそれがある。この
変形は、スラストプレート５の中央部（軸３を圧入する
穴を設けた部分）が膨らみ（凸状に変形し）、両平面の
平面度が悪化するものである。

【００１０】また、スラストプレート５の厚さが薄い
と、圧入された軸３の外周面と接する部分が小さくなる
（軸方向長さが小さくなる）ので、軸心に対するスラス
トプレート５の端面（平面）の振れが大きくなりやす
く、端面の振れが２μｍ以下という軸受性能上必要な条
件を満たすことができない場合が多い。すなわち、モー
メント荷重に対する負荷能力を高めるためにスラストプ
レートの厚さを薄くすることと、抜け荷重，平面度，及
び端面の振れのようなスラストプレートに必要な条件と
を両立させることは困難であった。

【００１１】一方、スピンドルモータの動作の信頼性を
確保するため、スラストプレート５の外周面５ａと円筒
部１ａのうち外周面５ａに対向する部分とが接触するこ
とは避けなければならず、そのためには、スラストプレ
ート５を軸３に対して良好な同軸度で取り付ける必要が
ある。特に、スリーブ固定，軸回転タイプのスピンドル
モータの場合には、スラストプレート５の外周面５ａと
円筒部１ａのうち外周面５ａに対向する部分との間のす
きまが回転中に変動すると不安定振動の要因となるた
め、同軸度を良好なものとすることが重要である。

【００１２】さらに、スラストプレート５に動圧発生用
の溝をエッチングにより加工するとコストが高いという
問題もある。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、限られた高さ寸法に
おいても揺動時等のモーメント荷重に対する負荷能力が
高く、また、低コストで動作の信頼性が高い流体軸受装
置を提供することを課題とする。

【００１３】

【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
明に係る請求項１の流体軸受装置は、一端にスラストプ
レートを有する軸と、該軸にラジアル流体軸受すきまを
介して対向するスリーブと、を備え、前記スラストプレ
ートの少なくとも一方の平面とこれに対向する相手部材
との間にスラスト流体軸受が設けられた流体軸受装置に
おいて、前記軸は中空状であり、前記スラストプレート
は、前記軸の一端に設けた凸状又は凹状の接合部により
前記軸に対して同軸に案内された上、前記軸を貫通する
ねじ穴にねじ止めにより固着されていることを特徴とす
る。

【００１４】このような構成であれば、前記軸と前記ス
ラストプレートとを軸受の性能上許容される程度の良好
な同軸度で接合することが可能であるので、前記スラス
トプレートの外周面と該外周面に対向する部材との間の
すきまが小さくても、前記外周面と該外周面に対向する
部材とが接触することがなく、前記流体軸受装置の動作
の信頼性が高い。

【００１５】また、前記スラストプレートの平面を前記
軸の下端面に突き当てており、且つ前記軸の一端に設け
た凸状又は凹状の接合部により前記スラストプレートを
前記軸に対して同軸に案内しているため、前記フランジ
の厚さが薄くても、前記スラストプレートの端面（平
面）の軸心に対する振れが小さい。さらに、前記スラス
トプレートが前記軸を貫通するねじ穴に対して、ねじ止
めにより固着されているため、前記スラストプレートの
厚さが薄くしめ代が小さくても、十分な耐衝撃性を確保
するに足る強度（抜け荷重）で固着されている。

【００１６】なお、前記スラストプレートの外周面と該
外周面に対向する部材との間のすきまは、５０〜３００
μｍとすることが好ましい。前記すきまを５０μｍ以上
とすれば、前記軸と前記スラストプレートとが多少低い
同軸度で接合された場合であっても、前記外周面と該外
周面に対向する部材とが接触する可能性が低い。また、
前記すきまを３００μｍ以下とすれば、前記流体軸受装
置を組み立てる際に前記すきまに気泡が残留するおそれ
が少ない。このような性質をより良好なものとするため
には、前記すきまは１００〜２００μｍとすることがよ
り好ましい。

【００１７】また、前記スラストプレートの厚さは１．
５ｍｍ以下とすることが好ましい。そうすれば、限られ
た高さ寸法においてもラジアル流体軸受の軸受スパンを
大きく設計することができ、したがって揺動時等のモー
メント荷重に対する負荷能力を高くすることができる。
前記スラストプレートの厚さが１．５ｍｍ超過であると
軸受スパンを大きく設計することができず、揺動時等の
モーメント荷重に対する負荷能力が十分ではない。

【００１８】また、本発明に係る請求項２の流体軸受装
置は、請求項１記載の流体軸受装置において、前記ねじ
穴は、磁気ディスク等の搭載物をねじ止めすることが可
能となっていることを特徴とする。このような構成であ
れば、前記スラストプレートを前記軸に固着するための
ねじ穴と、磁気ディスク等の搭載物を固定するためのね
じ穴とが共通であるので、流体軸受装置の構造が単純と
なる。

【００１９】また、本発明に係る請求項３の流体軸受装
置は、請求項１又は請求項２記載の流体軸受装置におい
て、前記スラストプレートは中央部に貫通穴を有する厚
さ１．５ｍｍ以下の円板状で、その両平面に深さ１２μ
ｍ以内の動圧発生用の溝が塑性加工であるコイニング加
工により刻設されていることを特徴とする。このような
構成であれば、エッチング加工よりも量産性に優れ低コ
ストであるコイニング加工によって前記スラストプレー
トの動圧発生用の溝を設けたので、該流体軸受装置が低
コストである。なお、コイニング加工では、あらかじめ
動圧発生用の溝を形成した金型を、プレス等を用いて前
記スラストプレートに押し付けて溝を刻設する。

【００２０】このようなコイニング加工により、例えば
深さ１２μｍの動圧発生用の溝を前記スラストプレート
の両平面に加工する場合には、前記スラストプレートの
厚さが２ｍｍを超えると、押圧荷重を大きくして据え込
み量を大きくしなければ溝が刻設できないので、その結
果、溝深さのばらつきが大きくなり、４μｍを超えてし
まう。

【００２１】これに対して、前記スラストプレートの厚
さを１．５ｍｍ以下にして、溝深さが１２μｍ以下の動
圧発生用の溝をコイニング加工すると、据え込み量が少
ないので、溝深さのばらつきを４μｍ以下に抑制するこ
とができる。さらに、前記スラストプレートの厚さを１
ｍｍ以下にすると据え込み量をより少なくできるので、
溝深さのばらつきを３μｍ以下に抑制することができ
る。流体軸受の性能上は、溝深さのばらつきを４μｍ以
下に抑えることが望ましいので、前記スラストプレート
の厚さは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

【００２２】一方、前記スラストプレートの厚さを２ｍ
ｍ以下にした場合には、図２のようにスラストプレート
を軸に圧入するだけでは、耐衝撃性を満足するだけの抜
け荷重を確保することはできない。そこで、前記スラス
トプレートのほぼ中央に設けた前記貫通穴を介して前記
スラストプレートを前記軸を貫通するねじ穴にねじ止め
により固定すると、前記スラストプレートの厚さが薄く
ても、必要な抜け荷重を確保することができる。前記ス
ラストプレートを前記軸にねじ止めにより固定すると、
圧入のようにしめ代管理でなくなるため締結の信頼性が
高い。

【００２３】

【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、本実施形態のスピンドルモータの構成を示す縦断面
図である。ベース１１の中央部に立設されている円筒部
１１ａの内側に円筒体状のスリーブ１２が内挿されてい
て、これらは一体的に固着されている。このスリーブ１
２は、内スリーブ１２Ａと外スリーブ１２Ｂとが一体に
固着された二重構造となっている。すなわち、外スリー
ブ１２Ｂは底板１２Ｂｂを有する円筒体状で、底板１２
Ｂｂの下面がベース１１の下面とほぼ同一の高さとなる
ように、円筒部１１ａの内側に内挿されている。

【００２４】そして、内スリーブ１２Ａはフランジ１２
Ａｆを有する円筒体状で、フランジ１２Ａｆが外スリー
ブ１２Ｂの上部の内周面に固着されていて、これにより
内スリーブ１２Ａの外周面と外スリーブ１２Ｂの内周面
との間に、環状すきまである潤滑剤溜まり２２が形成さ
れている。この潤滑剤溜まり２２の上部には、外気と連
通する空気抜き穴２３が設けられている。この空気抜き
穴２３は、潤滑剤溜まり２２の上部から水平に延び、外
スリーブ１２Ｂの外周面に開口している。この潤滑剤溜
まり２２の構造については、後にさらに詳述する。な
お、スリーブ１２は快削黄銅，鉛青銅鋳物，リン青銅，
アルミ青銅，高力黄銅，ベリリウム銅等の銅合金で構成
することができる。

【００２５】このようなスリーブ１２に中空状の軸１３
が挿通されていて、その内周面には雌ねじ１３ｆが形成
されている。すなわち、軸１３を貫通する穴がねじ穴１
３ｃを形成している。なお、このねじ穴１３ｃは、後述
するように、スラストプレート１５をねじ止めするため
のねじ穴と、磁気ディスクをハブ１４に固定するための
クランプ部材用のねじ穴とを兼ねている。

【００２６】また、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ＤＬＣ（ダイヤモンドライク
カーボン）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。

【００２７】この軸１３の上端部１３ａは他部より小径
となっていて、この小径の上端部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。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。

【００２８】そして、内スリーブ１２Ａの下端より突出
した軸１３の下端には、中央部に貫通穴１５ｂを有する
円板状のスラストプレート１５が、軸１３の内周面に設
けられた雌ねじ１３ｆに螺合した止めねじ２０により固
着されていて、軸１３とスラストプレート１５とは十分
な耐衝撃性を確保するに足る強度（抜け荷重）で固着さ
れている。このスラストプレート１５は、銅合金，ステ
ンレス鋼等で構成されていて、その厚さは１．５ｍｍ以
下である。もちろん、スラストプレート１５を銅合金で
構成すると、切削性に優れるので好ましい。

【００２９】また、止めねじ２０の頭部２０ａの形状と
しては、図示の平頭形に限定されることはなく、丸小ね
じのような丸頭形や皿小ねじのような皿頭形など適宜変
更してよい。ただし、止めねじ２０を皿小ねじとする
と、スラストプレート１５の貫通穴１５ｂの内周面をテ
ーパ状に加工する必要があるので、他のタイプのねじを
用いた場合と比較すると、量産性が若干低下する。

【００３０】ここで、スラストプレート１５と軸１３と
の固着について詳細に説明する。中空状の軸１３はその
内径よりも大径な凹状部である接合部３０を下端面に有
し、また、止めねじ２０は頭部２０ａと雄ねじを有する
先端部分との間に円柱状の円柱部２０ｂを有していて、
これら接合部３０及び円柱部２０ｂは、スラストプレー
ト１５の中央部に設けられた止めねじ２０を挿入するた
めの貫通穴１５ｂとほぼ同径とされている。

【００３１】円柱部２０ｂが貫通穴１５ｂと凹状の接合
部３０とに嵌合されてスラストプレート１５が軸１３に
取り付けられるので、接合部３０の内周面が止めねじ２
０の円柱部２０ｂを介してスラストプレート１５を軸１
３に対して同軸に案内する案内面として作用して、スラ
ストプレート１５は軸１３に５０μｍ以下の同軸度で取
り付けられる。

【００３２】また、軸１３の下端面にスラストプレート
１５の上面が当接された形態で、スラストプレート１５
が軸１３に取り付けられているので、スラストプレート
１５の厚さが薄くてもスラストプレート１５の端面の振
れが小さい。スラストプレート１５の外周面１５ａと該
外周面１５ａに対向する外スリーブ１２Ｂの内周面との
間に形成されるすきまＣは、５０〜３００μｍ、好まし
くは１００〜２００μｍに設計されるので、前記同軸度
が５０μｍを超えると、スラストプレート１５の外周面
１５ａと外スリーブ１２Ｂの内周面とが、スラストプレ
ート１５の回転中に接触するおそれがある。

【００３３】また、本実施形態のように、スリーブ固
定，軸回転タイプのスピンドルモータの場合は、回転側
の同軸度が５０μｍを超えると、回転中のすきまＣの変
動が大きいため、不安定振動が発生するおそれがある。
なお、すきまＣが小さいと、塑性加工であるコイニング
加工により動圧発生用の溝をスラストプレート１５の平
面に加工する場合に、外周面１５ａの加工精度の確保が
困難であるという問題点がある。一方、すきまＣが大き
いと、軸受の組立時にすきまＣに気泡が残留しやすいと
いう問題点があるので、すきまＣは５０〜３００μｍ、
好ましくは１００〜２００μｍとする必要がある。

【００３４】このように本実施形態の流体軸受装置は、
スラストプレート１５の厚さが１．５ｍｍ以下であるた
め、装置の高さが限られているにもかかわらず後述する
ラジアル流体軸受Ｒ，Ｒ間の軸受スパンを大きく設計す
ることができるから、揺動時等のモーメント負荷に耐え
る能力が高い。ただし、スラストプレート１５の厚さが
２．０ｍｍ未満であると、図２の従来例のようにスラス
トプレート１５を軸１３に圧入するだけでは、耐衝撃性
を満足するだけの抜け荷重を確保できない場合がある。
すなわち、スラストプレート１５の材料（ステンレス鋼
や銅合金等）の降伏応力以上にしめ代を大きくしても、
圧入だけでは抜け荷重は大きくできないのである。

【００３５】また、スラストプレート１５と軸１３との
しめ代を１０μｍ超過とすると、スラストプレート１５
が圧入時に変形するという問題が発生することもある。
この変形は、スラストプレート１５の中央部（軸１３を
圧入する貫通穴１５ｂを設けた部分）が約３μｍ凸状に
突出するものであり、したがって、両平面（後述するス
ラスト流体軸受Ｓの受面１５ｓ，１５ｓ）が湾曲するこ
ととなる。

【００３６】そこで本実施形態においては、上記のよう
にスラストプレート１５と軸１３とをねじ止めすること
により、上記のような問題点を生ずることなく必要とさ
れる抜け荷重を確保したのである。このスラストプレー
ト１５の下面は、一方の相手部材でありカウンタープレ
ートに相当する外スリーブ１２Ｂの底板１２Ｂｂの上面
と対向し、停止時には両対向面同士が当接している。底
板１２Ｂｂの上面の中央部（軸１３の真下の位置）に
は、止めねじ２０の頭部２０ａを収納する凹部１２Ｂａ
が設けてある。そうすれば、止めねじ２０をスラストプ
レート１５に没入した形態で取り付ける必要がなく、ス
ラストプレート１５の加工が容易となる。

【００３７】また、スラストプレート１５の上面は、他
方の相手部材である内スリーブ１２Ａの下端面と対向し
ている。スラストプレート１５の上下の両平面はスラス
ト受面１５ｓとされる。そして、上面側のスラスト受面
１５ｓに対向する相手部材である内スリーブ１２Ａの下
端面及び下面側のスラスト受面１５ｓに対向する相手部
材である外スリーブ１２Ｂの底板１２Ｂｂの上面が、そ
れぞれスラスト軸受面１２Ａｓ及び１２Ｂｓとされて、
さらにスラスト受面１５ｓ，１５ｓに、例えばヘリング
ボーン状の動圧発生用の溝（図示せず）を備えて、スラ
スト流体軸受Ｓを構成している。

【００３８】スラストプレート１５の両平面（スラスト
受面１５ｓ，１５ｓ）の前記動圧発生用の溝は、塑性加
工であるコイニング加工により設けられたものである。
コイニング加工は、プレス等を用いて金型をスラストプ
レート１５に押圧することにより前記溝を刻印する方法
であるので、エッチング加工と比較すると量産性に優れ
低コストである。

【００３９】このようなコイニング加工によりスラスト
プレート１５の両平面に例えば深さ１２μｍの動圧発生
用の溝を加工する場合には、スラストプレート１５の厚
さが２．０ｍｍを超えると、金型の押圧荷重を大きくし
て据え込み量を多くしなければ前記溝を設けることがで
きない。据え込み量が多いと前記溝の深さのばらつきが
大きくなりやすく、ばらつきが４μｍを超えることがあ
る。しかし、スラストプレート１５の厚さが２．０ｍｍ
以下であれば（前記溝の深さは１２μｍ以下）、据え込
み量は少なくてもよいので前記溝の深さのばらつきを４
μｍ以下に抑制できる。さらに、スラストプレート１５
の厚さを１ｍｍ以下とするとさらに据え込み量を少なく
できるので、前記溝の深さのばらつきを３μｍ以下に抑
制でき、より好ましい。流体軸受の性能上は、少なくと
も前記溝の深さのばらつきを４μｍ以下に抑えることが
望ましいので、スラストプレート１５の厚さは１．５ｍ
ｍ以下が好ましい。

【００４０】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が形成される
とともに、このラジアル受面１３ｒに対向するラジアル
軸受面１２ｒが内スリーブ１２Ａの内周面に形成されて
おり、ラジアル軸受面１２ｒに例えば、くの字状のヘリ
ングボーン状の動圧発生用の溝１７を備えて、ラジアル
流体軸受Ｒが構成されている。なお、図１における上側
のラジアル流体軸受Ｒの動圧発生用の溝１７を、溝長さ
が外側より内側の方が僅かに短い内向き非対称溝パター
ンにしておくと、回転中に軸受すきま内の潤滑剤が外部
に流出する現象を防止できる。

【００４１】内スリーブ１２Ａの内周面に溝加工するの
は、量産性に優れたボール転造等の塑性加工により溝を
加工するためである。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、スリーブに押し込むことによって加工する方法で
ある。すなわち、スリーブ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
リーブに押し込むことにより内周面にヘリングボーン状
（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。また、ボール転造ではなく、切削
により溝を加工してもよい。

【００４２】なお、動圧発生用の溝１７は、ラジアル受
面１３ｒに設けてもよいし、ラジアル軸受面１２ｒとラ
ジアル受面１３ｒとの両方に設けてもよい。また、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に挟まれた内スリーブ１２Ａの
内周面（又は軸１３の外周面あるいは内スリーブ１２Ａ
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２１を設けている。

【００４３】また、潤滑剤溜まり２２の内面を形成する
内スリーブ１２Ａの外周面はテーパ面２４とされてい
て、これにより潤滑剤溜まり２２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。もっ
とも、テーパ面２４は必ずしも内スリーブ１２Ａの外周
面に形成するとは限らず、外スリーブ１２Ｂの内周面に
形成してもよく、あるいは内スリーブ１２Ａの外周面と
外スリーブ１２Ｂの内周面との双方に形成してもよい。

【００４４】そして、潤滑剤溜まり２２の下部のスラス
ト流体軸受Ｓに近接して連通する部分は、スラスト流体
軸受Ｓの軸受すきまとほぼ等しいか、又は僅かに大きい
すきまを有する潤滑剤供給路２５とされ、表面張力に基
づく毛管現象（又は毛細管現象）により潤滑剤が前記軸
受すきまに導入されやすいようになっている。当該スピ
ンドルモータへの潤滑剤の注入は、全体を組み立てた後
に、外スリーブ１２Ｂの底板１２Ｂｂの中心に設けた厚
み方向の通し穴からなる貫通穴２６から行われる。注入
された潤滑剤は、表面張力によりスラスト流体軸受Ｓ及
びラジアル流体軸受Ｒの各軸受すきまを満たすととも
に、余分な潤滑剤は潤滑剤溜まり２２に溜まって、その
テーパ面２４に表面張力に基づく毛管現象により保持さ
れる。したがって、運搬時や取り扱い時にスピンドルモ
ータが倒置されたとしても、潤滑剤溜まり２２内の潤滑
剤が外部に流出することはない。

【００４５】また、潤滑剤溜まり２２のすきまの大きさ
が、テーパ面２４により下方の潤滑剤供給路２５に向か
って狭くなっているため、外部衝撃で飛散した潤滑剤
も、外部に流出しない限りは潤滑剤溜まり２２のすきま
の狭い潤滑剤供給路２５の方に自然に集められる。スピ
ンドルモータに潤滑剤を注入した後、貫通穴２６にボー
ル２７を圧入することにより、該貫通穴２６を密封して
いる。なお、ボール２７は円筒部材等でもよい。

【００４６】このようにスピンドルモータを組み立てる
と、軸受すきまに気泡の残留が少ない。また、気泡の脱
気をより確実にするために、必要により潤滑剤を注入後
にスピンドルモータを真空槽に入れ脱気するようにして
もよい。なお、外部衝撃による圧入したボール２７の脱
落やボール圧入部のすきまからの油もれを防止するため
に、ボール２７の圧入後に外スリーブ１２Ｂの底板１２
Ｂｂの下面にシート部材や粘着シール部材等を接着して
もよい（図示せず）。

【００４７】ただし、この貫通穴２６は、流体軸受の性
能上は必ずしも密封する必要はないので、潤滑剤注入口
として使用した後は空気抜きのために用いてもよい。ま
た、スピンドルモータへの潤滑剤の注入は、スピンドル
モータの組立途中に外スリーブ１２Ｂに設けた空気抜き
穴２３から行ってもよく、この場合は貫通穴２６は設け
る必要はない。

【００４８】ベース１１の円筒部１１ａの外周にはステ
ータ１８が固定され、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。この駆動モータ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の各動圧発生用の
溝のポンピング作用により、各流体軸受Ｓ，Ｒの軸受す
きまに充填されている潤滑剤に動圧が発生して、軸１３
は内スリーブ１２Ａ及び外スリーブ１２Ｂの底板１２Ｂ
ｂと非接触となり支承される。

【００４９】回転に伴い軸受すきまに残留する気泡があ
っても、潤滑剤溜まり２２に開口する空気抜き穴２３を
経由してすみやかに外気に放出される。運転が長期に及
んで、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２
２内に表面張力に基づく毛管現象で保持されている潤滑
剤が、その不足分に応じてテーパ面２４に案内されつつ
すきまの狭い方に吸引され、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、軸受すきま内の潤
滑剤の減少に伴い、潤滑剤供給路２５を経由してすきま
の狭い軸受すきまに毛管現象で吸引され、潤滑剤溜まり
２２のテーパ面２４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。

【００５０】なお、前記磁気ディスクは軸１３を貫通す
るねじ穴１３ｃにクランプ部材でねじ止め固定されてい
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。このように軸１３を貫通するねじ穴１３ｃの
上端側部分（ねじ穴１３ｃのうち、スラストプレート１
５が取り付けられた側とは反対側の軸端部分）は、クラ
ンプ部材を用いて磁気ディスクをハブ１４にねじ止めす
ることが可能となっている。すなわち、ねじ穴１３ｃ
は、スラストプレート１５をねじ止めするためのねじ穴
と、磁気ディスクをねじ止めするためのねじ穴と、を兼
ねている。このような構成から、スピンドルモータの構
造が単純となる。

【００５１】また、ねじ穴１３ｃは軸１３を貫通してい
るので、めくら穴と比較して加工時に生じる切粉の排出
が容易で、洗浄性に優れている。なお、ねじ穴１３ｃの
うちスラストプレート１５をねじ止めする部分と、磁気
ディスクをねじ止めする部分とは、必ずしも同径とする
必要はないが、同径とした方がねじ穴１３ｃの加工が容
易である。

【００５２】このように本実施形態のスピンドルモータ
は、潤滑剤溜まり２２のすきまがテーパ状であるから、
潤滑剤は表面張力ですきまの狭い方に吸引され、一方、
組立時に巻き込んだ残留気泡はすきまの大きな方に分離
排出される。したがって、各軸受すきまには気泡のない
潤滑剤が自動的に確実に補給されて潤滑剤溜まり２２と
連通し、常時潤滑剤で満たされた状態となり、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。

【００５３】また、本実施形態のスピンドルモータは、
スリーブ１２が内スリーブ１２Ａと外スリーブ１２Ｂと
から構成され、また、スラストプレート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（図２の従来
例のカウンタープレート６に相当する）である底板１２
Ｂｂが外スリーブＢ１２と一体になっていている。この
ような構成から、スリーブ１２，軸１３，及びスラスト
プレート１５からなる部分がスピンドルモータに組み込
むことができる一体の流体軸受ユニットをなしていて、
スピンドルモータの製造，組立が容易となっている。

【００５４】ただし、このような構成ではなく、図２の
従来例のように、スリーブ１２は一つの部材からなり、
また、スラストプレート１５の下面と対向してスラスト
流体軸受Ｓを形成する部材がスリーブ１２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。さらに、この実施形態のスピンドルモータによれ
ば、スラストプレート１５の厚さを１．５ｍｍ以下と薄
くしてあるため、装置全体の高さが限定されているにも
かかわらずラジアル流体軸受Ｒ，Ｒ間の軸受スパンを大
きくすることができて、モーメント負荷能力が高い。ま
た、スラストプレート１５をねじ止め構造にしたため、
耐衝撃性が大きい。かつ、スラストプレート１５の動圧
発生用の溝がコイニング加工により刻設されるため、低
コストである。しかも、スラストプレート１５の動圧発
生用の溝の深さを１２μｍ以下としたため、コイニング
加工時の据え込み量が少なくてよく、溝深さのばらつき
を４μｍ以下に抑制できるから、良好な流体軸受性能が
得られる。

【００５５】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、流体軸受の構造，空気抜き穴２３の構
造や貫通穴２６の構造及び有無, 動圧発生用の溝パター
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、必要に応じて適宜に
変更可能である。

【００５６】また、本実施形態はスリーブ固定，軸回転
タイプのスピンドルモータを例示して説明したが、スリ
ーブ回転，軸固定タイプのものにも本発明を効果的に適
用できる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明の流体軸受装置
は、限られた高さ寸法においても揺動時等のモーメント
荷重に対する負荷能力が高く、また、低コストで動作の
信頼性が高い。

【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構成を示す縦断面図である。

【図２】従来のスピンドルモータの構成を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１２ スリーブ １２Ａ 内スリーブ １２Ｂ 外スリーブ １２Ｂｂ 底板 １３ 軸 １３ｃ ねじ穴 １５ スラストプレート １５ｂ 貫通穴 ２０ 止めねじ ３０ 接合部 Ｒ ラジアル流体軸受 Ｓ スラスト流体軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 幸雄 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 萩原 信行 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA01 AA20 BA06 CA03 DA02 JA02 KA02 KA03 MA02 MA12 MA21 PA02 QA01 RA03 SB02 SB03 3J017 AA02 AA03 AA10 CA03 CA06 DA01 DB01 DB07 HA01 5H607 BB01 BB07 BB14 BB17 BB25 CC09 DD04 DD14 DD15 FF12 GG01 GG03 GG09 GG12 JJ05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にスラストプレートを有する軸と、
   該軸にラジアル流体軸受すきまを介して対向するスリー
   ブと、を備え、前記スラストプレートの少なくとも一方
   の平面とこれに対向する相手部材との間にスラスト流体
   軸受が設けられた流体軸受装置において、前記軸は中空
   状であり、前記スラストプレートは、前記軸の一端に設
   けた凸状又は凹状の接合部により前記軸に対して同軸に
   案内された上、前記軸を貫通するねじ穴にねじ止めによ
   り固着されていることを特徴とする流体軸受装置。
2. 【請求項２】 前記ねじ穴は、磁気ディスク等の搭載物
   をねじ止めすることが可能となっていることを特徴とす
   る請求項１記載の流体軸受装置。
3. 【請求項３】 前記スラストプレートは中央部に貫通穴
   を有する厚さ１．５ｍｍ以下の円板状で、その両平面に
   深さ１２μｍ以内の動圧発生用の溝が塑性加工であるコ
   イニング加工により刻設されていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の流体軸受装置。