JP2007225014A - 動圧流体軸受の製造方法および、それを用いたスピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】両端開口型流体軸受に必要な潤滑流体量を、軸受内部に空気の混入を防止しながら、安価で容易な方法で調整する動圧流体軸受の製造方法を提供する。
【解決手段】磁気ディスク駆動装置などに用いられる両端開口型軸受を製造するに際して、両端開口型の動圧流体軸受を真空注油工法にて、軸受内部に潤滑流体を注入した後、軸受開口部より余剰潤滑流体を吸引ノズルにて吸引し、軸受に必要な潤滑流体量とするために、軸受開口部の潤滑流体量を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク駆動装置などに使用される動圧流体軸受の製造方法に関するものである。より詳細には、両端開口型動圧流体軸受に必要な潤滑流体量を調整する技術に関する。

磁気ディスク駆動装置、例えばハ−ドディスク駆動装置などの信号記録再生装置に用いられるモ−タには、近年、動圧流体軸受を用いることが多くなってきている。動圧流体軸受は、回転体と固定体の間に潤滑流体、例えばオイル、グリ−ス、空気、イオン性液体などを介在させ、その潤滑流体に生ずる動圧を支持力としている軸受である。動圧流体軸受の回転体と固定体の間は、潤滑流体に動圧を支持力として発生させるために微小隙間となっており、軸受構成部品の加工精度および、組立精度に関しては、高精度が必要となっている。その高精度が必要な組立精度の中でも、潤滑流体を軸受内部に必要量注入することは動圧流体軸受にとって重要になっている。例えば、動圧流体軸受に潤滑流体が多く注入されている場合は、高温時などに潤滑流体が膨張して軸受外へ漏れてしまい、磁気ディスクなどへ飛散してデ−タの読み書きが不可能になるという問題が発生する。逆に、動圧流体軸受に潤滑流体に注入されている量が少なければ、長時間軸受を回転させることで潤滑流体が蒸発し、動圧を発生させるための必要潤滑流体量不足になり、流体軸受に必要な支持力を発生させることが出来なくなる。若しくは、軸受内部への空気混入などが生じて、動圧流体軸受に必要な高回転精度が確保できなくなるなどの問題が発生してしまう。
つまり、潤滑流体を軸受内部に必要量注入するということは、高温時における動圧流体軸受の開口部から外部へ漏れ防止、蒸発などによる潤滑流体量不足防止などの動圧流体軸受としての性能、信頼性を左右するというくらい、重要なものである。図７を用いて、その潤滑流体を軸受内部に必要量注入する従来例について説明する。

図７は従来の一端開口型モ−タ断面図および、潤滑流体（オイル）充填装置の断面図である。まず、チャンバ１００の壁面にある図示しない開口部から潤滑流体未充填の動圧流体軸受１０１を挿入し、チャンバ１００内の所定位置に設置し、開口部およびバルブ１０２を閉じ、バルブ１０３を開いて真空ポンプ１０４を作動させる。そして予め設定しておいた第一の真空度Ｐ１に達した時点で、真空ポンプ１０４を停止させる。その後、動圧流体軸受１０１を真空度Ｐ１下で所定時間Ｔ１の間保持した後に、潤滑流体注入を開始する。

潤滑流体注入を行うためには、先ず潤滑流体注入口１０５を、可動部１０６を平行移動および回転させることにより、動圧流体軸受１０１のテーパシール部（テーパ部）１０７の真上に位置決めする。その後、潤滑流体槽１０８に貯留された潤滑流体を潤滑剤吸込口１０９から吸込み、予め設定された第一の潤滑流体量Ｖ１だけ正確に潤滑流体注入口１０５に送り込むニードルバルブ１１０を作動させる。次にフィルタ１１１により防塵された外気を、バルブ１０２を所定量および所定時間緩め、再度締めることにより流入させ、チャンバ１００内の気圧を真空度Ｐ２に高める。これにより、注入された潤滑流体量Ｖ１を、軸受間隙内部に押し込む。

次にカメラ１１２を、可動部１１３を平行移動および回転させることにより、テーパシール部１０７の内部が観察できる位置に移動させ、注入潤滑流体の充填量を観察する。この観察結果に基づいて、この軸受部に最適潤滑流体量を充填するのに必要な追加潤滑流体量である第二の潤滑流体量Ｖ２を決定する。そしてニードルバルブ１１０にて、第二の潤滑流体量Ｖ２を正確に潤滑流体オイル槽１０８から吸込み、潤滑流体オイル注入口１０５に送り込むことにより、テーパシール部１０７に第二の潤滑流体量Ｖ２を注入する。

最後に外気開放バルブ１０２を開放することにより、テーパシール部１０７にあった第二の潤滑流体量Ｖ２を軸受間隙の中に再度注入し、この軸受部への最適潤滑流体量の充填を完了する。

また、個々の軸受部への最適オイル量充填のために、カメラ１１２により観察された画像に基づく潤滑流体除去量の決定（バキュームノズル１１４の先端位置の決定）は、人為的に行っても良いし、所定の画像処理により行っても良い。更に軸受間隙部の容積に比較して大きなテーパシール部１０７（例えば１００％ 以上）の容積を有する流体動圧軸受では、テーパシール部１０７に対する一定位置にバキュームノズル１１４の先端部が位置する様に位置調整した後に、ノズル周辺気圧に対して一定の圧力差の吸い取り圧をバキュームノズル１１４の先端部に印加することにより、余分なオイルの除去を行っても良い。
特開２００５−０９８３９３号公報 特開２００４−１５０６０５号公報

しかしながら、前記従来の潤滑流体除去方法は、下記の課題を有する。

まず、前記真空チャンバ１００内にて軸受内部の潤滑流体を除去する際の潤滑流体除去量の決定方法である。カメラ１１２などの画像処理や、非接触の液面計などを用いて潤滑流体の除去量を決めていると記載されているが、前記真空チャンバ１００内にて上述した作業を行うとなれば市販されている真空チャンバ−を大幅に改造しなければならないので、設備費が高くなる。また、減圧されている真空チャンバ内での作業なので、圧力を一定に保ちながらの作業であるために、大気圧環境下と比較して作業性が極端に悪くなる。

上述したように、一端開口型（他方は閉塞）の軸受での潤滑流体除去方法は、設備費が高くなり作業性が悪くなるという課題を有している。また、さらに両端開口型の軸受については下記の課題を有する。

一方、両端開口型軸受は、両端が開口しているために一端開口型軸受のように一方開口部から潤滑流体除去を行うと、他方開口部の潤滑流体の液面も変化する。そのため、潤滑流体除去量を軸受両端からカメラなどを用いて計測しなければなく、上述した一端開口型軸受の潤滑流体除去設備費以上に多くの設備費を有してしまう。

また、一方開口部からだけ潤滑流体除去をすれば、他方の軸受開口部の潤滑流体の液面が変化することとなり、その結果、シャフトとスリーブの隙間部に充填する潤滑流体に空気が巻き込まれる。例えば、一端開口部から軸受に必要な潤滑流体を調整する場合、両端開口部の潤滑流体量が常に同じ量、つまり、軸受端面からの潤滑流体表面までの距離（以降、液面高さとする）が同じであれば、つりあいの関係からテーパシール形状となっている両端開口部に潤滑流体が保持され、空気の巻き込みなどは発生しない。しかしながら、両端開口部の液面高さを常につりあっているかどうかを確認しながら軸受に必要な潤滑流体を調整することは、両端開口部の潤滑流体の液面高さが常に安定するまで待機することが必要となり、多くの工程および手間を要することとなり、結果、製造コスト高になってしまう。また、両端開口部の液面高さのつりあいを考慮しないで一方開口部からのみ軸受に必要な潤滑流体の調整を行えば、一方開口部は常に潤滑流体にて満たされているが、他方開口部の潤滑流体液面は、徐々に軸受部に近づくように変化し、軸受部にまで達して、結果、軸受部に空気が混入する。

以上のように、両端開口型軸受の潤滑流体除去方法には一端開口型軸受の潤滑流体除去方法に加えて以上の課題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、両端開口型軸受の潤滑流体量を設計注入量にするための潤滑流体除去方法および、その潤滑流体除去方法を用いたスピンドルモ−タを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の動圧流体軸受の製造方法は、軸受孔としての開口部を有するスリーブと、前記スリーブに対して相対回転可能な状態で前記スリーブとの間に隙間部を有して配置されたシャフト部と、前記隙間部に充填される潤滑流体と、前記開口部には前記スリーブとシャフト部との対向する少なくとも一方の面にテーパ部が形成された動圧流体軸受を大気圧より低い第一の圧力環境下にて前記隙間部に潤滑流体を滴下注入する第一の工程と、前記動圧流体軸受を前記第一の圧力より高い第二の圧力環境下にて前記滴下状態を所定時間放置することで前記隙間部に潤滑流体を充填する第二の工程と、前記工程において充填された前記潤滑流体の界面と前記テーパ部を有する前記開口部側上面との差を測定し潤滑流体量を検査する第三の工程と、その測定結果をみて前記潤滑流体の界面が前記開口部側上面より差が大のときは前記潤滑流体の界面を前記開口部側上面よりも小とする前記テーパ部に必要な潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去する第四の工程とを備えたことを特徴としたものである。

本発明によれば、両端開口型軸受の必要な潤滑流体量を空気の混入を防止しながら十二分に潤滑剤を充填することが可能であり、簡単に余剰潤滑流体も除去、調整できる。

さらに、本発明の請求項２に記載の動圧流体軸受の製造方法は、前記第一の圧力環境下を０．１Ｐａより低くしたことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項３に記載の動圧流体軸受の製造方法は、前記第二の圧力環境下において放置する所定時間を０．５Ｈｒ以上としたことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項４に記載の動圧流体軸受の製造方法は、前記第二の圧力環境下を大気圧環境下としたことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項５に記載の動圧流体軸受の製造方法は、前記動圧流体軸受の開口部の両端から前記潤滑流体量に吸引除去することを特徴としたものである。

また、本発明の請求項６に記載の動圧流体軸受の製造方法は、前記動圧流体軸受の開口部を水平方向にした状態で前記開口部の両端より前記隙間部に必要な潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去したことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項７に記載の動圧流体軸受の製造方法は、前記動圧流体軸受の開口部の両端より前記隙間部に必要な潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去する際に用いる前記ノズルの先端に撥油剤を塗布したことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項８に記載の動圧流体軸受の製造方法は、大気圧より低い第一の圧力環境下にて、前記動圧流体軸受に潤滑流体を滴下注入する工程を２回以上繰り返すことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項９に記載の動圧流体軸受は、前記隙間部の潤滑流体が、開口部の両端から流出させないためのテーパ部を構成した動圧流体軸受について、請求項１〜８に記載された製造方法により前記隙間部に必要な潤滑流体量にノズルを用いてに吸引除去したことを特徴としたものである。

また、本発明の請求項１０に記載のスピンドルモータは、請求項１から８に記載された製造方法により製造された動圧流体軸受および、請求項９に記載された動圧流体軸受を用いて構成されたことを特徴としたものである。

本発明の動圧流体軸受の製造方法によれば、隙間部（軸受内部）に空気の混入を防止しながら動圧流体軸受に必要な潤滑流体量を軸受開口部から容易に調整することができる。また、潤滑流体量を軸受の両端開口部から行うので、作業時間が半分になり、コストダウンも可能となる。

また、軸受の両端開口部の潤滑流体液面高さを安定させ、両端開口部の液面高さを同じにすることが可能となり、動圧流体軸受に必要な潤滑流体量を軸受開口部から容易に調整することができる。また、真空注油では潤滑流体を注入しきれていないと思われるピンホール部や、圧入、接着、溶接などの工法にて固定されている隙間にまで潤滑流体を注入することが可能となり、動圧流体軸受に必要な潤滑流体を正確に調整することができる。

さらに、軸受の隙間部に潤滑流体を十二分に充填することが可能となり、軸受の隙間部に空気の混入などを防止することができる。

また、軸受の両端開口部の液面高さを同じ高さ保った状態にて動圧流体軸受に必要な潤滑流体量を軸受開口部から容易に調整することができるので、軸受内部（動圧発生溝部分）へ空気が混入することがなくなり、必要な高回転精度が確保された軸受を提供することが可能となる。

請求項５の製造方法によれば、軸受に必要な潤滑流体量を調整する前に、軸受の両端開口部分の液面高さを同じ高さに保持することとなり、両端開口部から両端部とも同量の潤滑流体をほぼ同時に調整することが可能となり、作業時間短縮が可能となる。また、調整するための設備（制御装置）を容易、かつ安価にすることも可能となる。

請求項６の製造方法によれば、軸受を軸に平行に置いてある状態の潤滑流体の液面と比べて、潤滑流体の自重の影響がなくなり、両端開口部分の潤滑流体の液面がより、等しくなり、より潤滑流体を調整しやすくなる。

請求項７の製造方法によれば、ノズル先端に潤滑流体が付着することなく、調整する量分だけを確実に吸引することが可能となり、より正確に軸受に必要な潤滑流体の調整が可能となる。

請求項８の製造方法によれば、軸受内部に空気の混入などがなく、十二分に潤滑流体を充填することが可能となる。また、注油工程を２回以上としたことで、一回の潤滑流体塗布量が少量となることで、潤滑流体が軸受に付着する部分を最小限にすることが可能となり、注油後および、潤滑流体量の調整後の軸受に付着した潤滑流体のふき取り作業を短縮することが可能となる。

請求項９の動圧流体軸受および、請求項１０のスピンドルモ−タは、上述された製造方法により製造された動圧流体軸受を用いて構成されているので大量生産においても、安定して安価かつ正確に、そして軸受内部に空気が含まれていない潤滑流体が充填することが可能である。よって、性能面、信頼性面において優れた動圧流体軸受および、スピンドルモ−タを提供することが可能となる。

以下に、本発明の動圧流体軸受の必要な潤滑流体量を調整する製造方法及び動圧流体軸受及びスピンドルモータの実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

本実施形態に係る動圧流体軸受である流体軸受装置４を用いたスピンドルモータ１について、図１および図２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１の全体構成］
スピンドルモータ１は、図１に示すように、主に、ベース２と、ロータ３と、流体軸受装置４と、ステータ５とを備えている。ベース２は、スピンドルモータ１の静止側の部分（固定部）を構成しており、記録ディスク装置（記録再生装置）のハウジングの一部である。なお、ベース２は、ハウジングと別部材であってもよい。また、ベース２は、筒状部２１を有しており、筒状部２１の内周側には、流体軸受装置４のシャフト４１（図２参照）の一端が固定されている。

ロータ３は、スピンドルモータ１の回転側の部材であって、磁気回路で発生する回転力により回転駆動される。流体軸受装置４は、図２に示すように、ベース２およびステータ５に対して相対回転可能な状態で支持するための装置である。なお、ロータ３の構成、及び流体軸受装置４については後段にて詳述する。

ステータ５は、後述するバックヨーク３２およびロータマグネット３３とともに磁気回路を構成しており、筒状部２１の外周側に固定されている。そして、この磁気回路により発生した回転方向の駆動力により、ベース２およびステータ５に対してロータ３が回転駆動される。

［ロータ３の構成］
ロータ３は、図１に示すように、バックヨーク３２と、ロータマグネット３３と、ロータハブ３１と、を有している。

バックヨーク３２は、ロータハブ３１の軸方向下側に設けられた環状の部材であり、圧入等により固定されている。また、バックヨーク３２は、磁性体によって構成されている。

ロータマグネット３３は、ステータ５の半径方向における外周側において対向するように配置された環状の部材であって、バックヨーク３２の内周側に固定されている。
ロータハブ３１は、記録ディスクＭ（図示せず）が装着される部材であり、後述するスリーブ４２（図２参照）の外周側に接着等により固定されている。また、ロータハブ３１は、図１に示すように、ロータハブ本体３４と、ディスク載置部３５とを有している。

ロータハブ本体３４は、記録ディスクＭを半径方向に支持する筒状の部分であって、スリーブ４２の外周側に固定されている。ロータハブ本体３４の外周側には、例えば、３枚の記録ディスクＭが挿嵌される。

ディスク載置部３５は、記録ディスクＭを載置するための環状の部分であり、ロータハブ本体３４の軸方向における下端部の外周側に形成されている。なお、記録ディスクＭとしては、例えば、情報アクセス手段（図示せず）によって情報を読み書きできる磁気ディスク等が含まれる。また、記録ディスクＭは、クランパＰ（図示せず）によってロータハブ本体３４の側方に固定配置される。複数の記録ディスクＭを固定する場合には、スペーサ（図示せず）によって各記録ディスクＭを一定の距離を隔てて、各記録ディスクＭを挟持固定する。

［流体軸受装置４の構成］
流体軸受装置４は、図２に示すように、スリーブ４２の両端が開放された両端開放型の流体軸受装置であって、シャフト４１とスリーブ４２とを有している。また、この流体軸受装置４は、固定されたシャフト４１の周りを回転体が回転するシャフト固定型の流体軸受装置である。

（シャフト４１）
シャフト４１は、流体軸受装置４の固定側の部材であって、軸方向における下端部がベース２の筒状部２１に固定されている。また、シャフト４１は、シャフト本体４１ａと、第１スラストフランジ４１ｂと、第２スラストフランジ４１ｃとを有している。

シャフト本体４１ａは、シャフト４１の主要部を構成する円柱状の部材であって、スリーブ４２の内周側にスリーブ４２との間に微小隙間を介して配置されている。

第１スラストフランジ４１ｂは、例えば、シャフト本体４１ａと一体成形された環状の部材であって、軸方向においてスリーブ４２の軸方向下側端面と微小隙間を介して対向するように第１筒状突出部４２ｂの内周側に配置されている。

第２スラストフランジ４１ｃは、スリーブ４２に対して軸方向の第１スラストフランジ４１ｂと反対側に配置された環状の部材であって、例えば、シャフト本体４１ａに対してレーザ溶接や圧入、接着等によって固定されている。また、第２スラストフランジ４１ｃは、スリーブ４２の軸方向上側端面と軸方向に微小隙間を介して対向するように第２筒状突出部４２ｃの内周側に配置されている。

また、第１・第２スラストフランジ４１ｂ・４１ｃには、スリーブ４２の一部と対向する側の面もしくは、スリーブ４２に、エッチング等によってヘリングボーン形状に形成されているスラスト動圧発生溝７２ａ・７３ａが形成されている。

第１・第２スラストフランジ４１ｂ・４１ｃは、外周部にテーパ形状を有している。具体的には、第１・第２スラストフランジ４１ｂ・４１ｃの外周面は、軸方向下側および上側に向かって第１・第２筒状突出部４２ｂ・４２ｃの内周面と離れる方向に傾斜している。

（スリーブ４２）
スリーブ４２は、流体軸受装置４に含まれる略上下対称な回転側の筒状部材であって、シャフト４１に対して相対回転可能な状態で配置された筒状の部材である。

そして、スリーブ４２は、複数のラジアル動圧発生溝７１ａ・７１ｂと、第１筒状突出部４２ｂと、第２筒状突出部４２ｃと、ロータハブ内接部４２ｇと、環状凸部４２ｈとを有している。また、スリーブ４２は、銅系合金によって形成されており、それぞれ単独にブランク加工が施された後で互いに圧入固定されて一体となる。その後、中加工、精密加工、ラジアル動圧溝加工が施されて、内径形状測定後に無電解ニッケルメッキが所定厚み（約１〜１０μｍ厚み）だけ行われる。

ラジアル動圧発生溝７１ａ・７１ｂは、スリーブ４２の内周面に形成された円周方向に均等に配置された溝であって、ヘリングボーン形状に形成されている。

第１・第２筒状突出部４２ｂ・４２ｃは、スリーブ４２の両端部の外周部が軸方向外側に突出する筒状の部分である。第１・第２筒状突出部４２ｂ・４２ｃの内周部には、第１・第２スラストフランジ４１ｂ・４１ｃが配置されており、そのため第１・第２筒状突出部４２ｂ・４２ｃの内径は、スリーブ４２の内径よりも大きく設定されている。

第２筒状突出部４２ｃは、端部から軸方向上側へさらに突出するスリーブ４２の筒状部分である。また、第２筒状突出部４２ｃの外周面は、記録ディスクＭをロータハブ３１に固定するためのクランパＰが、スリーブ４２に内接する部分である。

ロータハブ内接部４２ｇは、スリーブ４２にロータハブ３１（図１参照）が内接するようにして取り付けられる部分である。

環状凸部４２ｈは、軸方向におけるスリーブ４２のほぼ中央近傍に形成される環状の凸部分であり、ロータハブ内接部４２ｇとロータハブ３１を取り付ける際の位置決めとして用いる。

（シャフト４１およびスリーブ４２の間の軸受部７１・７２・７３の構成）
また、シャフト４１およびスリーブ４２の間には、潤滑流体４６が充填されている。そして、第１スラストフランジ４１ｂと第１筒状突出部４２ｂとの間および第２スラストフランジ４１ｃと第２筒状突出部４２ｃとの間には、テーパシール部４８ａ・４８ｂが形成されている。

そして、この流体軸受装置４では、ロータ３を半径方向に支持するラジアル軸受部７１が、ラジアル動圧発生溝７１ａ・７１ｂを有するスリーブ４２、シャフト４１およびその間に介在する潤滑流体４６によって構成される。また、ロータ３を軸方向に支持する第１スラスト軸受部７２は、スラスト動圧発生溝７２ａを有する第１スラストフランジ４１ｂ、スリーブ４２およびその間に介在する潤滑流体４６によって構成される。さらに、ロータ３を軸方向に支持する第２スラスト軸受部７３は、スラスト動圧発生溝７３ａを有する第２スラストフランジ４１ｃ、スリーブ４２およびその間に介在する潤滑流体４６によって構成される。

ここで、回転側の部材（スリーブ４２等）が固定側の部材（シャフト４１等）に対して相対回転すると、各軸受部７１・７２・７３においてシャフト４１の半径方向および軸方向において、それぞれ回転側の部材と所定の隙間を空けた状態で支持する力（動圧）が発生する。これにより、回転側の部材と固定側の部材とを非接触状態として効率よくスピンドルモータ１における回転を開始することができる。

以上のような構成であるスピンドルモータに搭載されている、ラジアル軸受部隙間とスラスト軸受部隙間および、両端開口部がつながっている両端開口型の流体軸受の内部に、真空注油工法などの潤滑流体注入方法を用いて潤滑流体を注入する。次に、その真空注油方法について説明する。

（ステップ１）
まず、チャンバ２００の壁面にある図示しない開口部から潤滑流体未充填の動圧流体軸受４を挿入し、スリーブ４２の環状凸部４２ｈを受け面としてチャンバ２００内の冶具２０１に垂直に設置する。開口部およびバルブ２０２を閉じ、バルブ２０３を開いて真空ポンプ２０４を作動させる。そして、真空度１×１０^-2Ｐａに達した時点で、真空ポンプ２０４を停止させることにより、流体軸受装置４の軸受部分の中から空気を除去する。

（ステップ２）
次に、真空チャンバ２００内に設置された流体軸受装置４の開放端側から、潤滑油流体４６を真空チャンバ２００内に設置されている注油装置２０５および、ノズル２０６を用いて軸受開口部に所定量滴下する。すると、潤滑流体４６は大きな液滴状になり、潤滑流体４６の自重と、第２スラストフランジ４１ｃとスリーブ４２の第２筒状突出部４２ｃとの間に形成されたテーパシール部に相当する隙間の毛細管力によって、潤滑流体４６は軸受の内部へと誘導される。

なお、ステップ２における潤滑流体４６の点滴量が１回では不足する場合には、数回滴下を繰り返してもよい。

（ステップ３）
潤滑流体４６は、スラスト軸受部分の外周にある図示しない連通孔を経由してスラスト軸受部７２，７３の部分にまで充填される。ここで、スラスト軸受部分の軸受シールには、固定側に相当する第１スラストフランジ４１ｂの外周面と、スリーブ４２の第１筒状突出部４２ｂの内周面との双方に撥油剤Ｈが塗布されている。このため、潤滑流体４６は、この撥油剤Ｈによって下向きの移動を抑制され、撥油剤Ｈの塗布部分よりも下に移動することを防止することができる。

なお、第１スラストフランジ４１ｂ側の軸受シール部分については、第１スラストフランジ４１ｂおよびスリーブ４２の第１筒状突出部４２ｂのどちらか一方だけに撥油剤が塗布されている場合でも、潤滑流体４６のシールは可能であるが、本実施例では潤滑流体４６の漏れ出しによる潤滑流体４６の蒸発を抑制するために、回転側と固定側に相当する両部材に対して撥油剤を塗布している。

また、ステップ３においては、潤滑流体４６は、まだラジアル軸受部７１側には入っていかず、スラスト軸受部７２，７３の最内周側の近傍で止まっている。

ここで、スラスト軸受部７２，７３の最内周側の近傍において潤滑流体４６の移動が止まるのは、スラスト軸受部７２，７３とラジアル軸受部７１とが交わる部分の隙間が大きいために、毛細管力による潤滑流体４６の移動が停止するためである。ただし、スラスト軸受部７２，７３側では、軸方向の数十μｍの遊びがあり、ラジアル軸受部７１と比較して毛細管力が比較的小さい。このため、スラスト軸受部７２，７３側からラジアル軸受部７１の下端まで充填される場合がある。

（ステップ４）
潤滑流体４６が注入された流体軸受装置４を、大気圧もしくは前記減圧時よりも高い圧力になるまで外部環境を変化させる。すると、ステップ３においてまだ充填されていなかったラジアル軸受部７１に、潤滑流体４６が大気圧によって押し込まれて充填される。

また、真空チャンバ２００から潤滑流体４６が注入された流体軸受装置４を取り出し、０．５Ｈｒ以上大気圧環境下で放置する。この放置により真空注油では注入しきれていないピンホ−ル部、圧入、接着、溶接などにて固定されている隙間にまで潤滑流体４６を注入することができる。

以上の真空注油後の流体軸受装置２の両端開口部の潤滑流体の状態は、潤滑流体の液面張力により図２の４６ａ、４６ｂに示すような潤滑流体の液面状態となる。この液面状態で、図４に示しているように、専用冶具５０に対して流体軸受装置２の液面が略垂直となるように設置する。

そこで、図４に示している流体軸受装置４の両端開口部の液面４６ａと４６ｂの近傍に潤滑流体を吸引するノズル５１ａ、５１ｂを設置する。この際に、ノズル５１ａ、５１ｂの先端は、軸受部材に接触しないことが好ましいが、多少の接触でも問題はない。また、ノズルの先端には潤滑流体切れを良くして、より正確に吸引するために撥油剤を塗布する。流体軸受装置４の両端開口部に潤滑流体吸引ノズル５１ａ、５１ｂが設置された状態で、流体軸受装置４に必要な潤滑流体量に調整するために、余剰量となっている潤滑流体４６ｃを吸引する。吸引するタイミングは、両端開口部同時でも良いし、アンバランスなタイミングでも良い。なお、必要な潤滑流体量状態である開口部の潤滑流体隙間部と大気に連通する空気との接触部分である液面高さは図１に示している。

流体軸受装置４に必要な潤滑流体量に調整し終えた後、流体軸受装置４に注入されている潤滑流体量を開口部より確認する。確認方法は、軸受の端面（テーパ部を有する開口部側上面）を基準として、潤滑流体の大気に連通する空気との接触部分である界面までの距離を、顕微鏡を用いて確認することが好ましいが、カメラなどを用いて軸受の端面を基準として、潤滑流体の界面までの距離を確認する画像処理を行う方法でもよい。

流体軸受装置４内部に必要な潤滑流体量が正確に滴下注入されていることが確認できれば、潤滑流体の調整は完了する。しかし、余剰となっている潤滑流体量４６ｃが残っている場合は、再度、ノズル５１ａ、５１ｂを用いて潤滑流体除去を行い、潤滑流体量を調整する。なお、不足の場合は各工程を踏まずに注入することはできないので使えないので、必要量もしくはより多めに設定される。

このように流体軸受装置４内部の潤滑流体の調整を行なえば、作業性が良く、安価でかつ容易に、流体軸受装置４に必要な潤滑剤量を正確に調整することができる。

また、本発明の流体軸受装置４内部の潤滑流体の調整方法を用いれば、両端開口型の動圧流体軸受内部に必要量の潤滑流体を調整する際に空気の混入を防止することが可能となり、軸受の性能、信頼性を向上させることが可能となる。

また、本実施例においては流体軸受装置４を横置きにした状態での液面調整方法について説明しているが、流体軸受装置４を縦置きにした状態でも同様の効果が得られる。加えて、流体軸受装置および、スピンドルモータを構成している部材の材質は、特に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明の他の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８０について、図５を用いて説明すれば以下の通りである。なお、上記実施形態１において説明した部材と共通の機能を有する部材については、ここではその説明を省略する。

［スピンドルモータ８０全体の構成］
本実施形態に係るスピンドルモータ８０は、図５に示すように、ロータハブ８５、ロータマグネット８６、ステータ８７、ベース８８および流体軸受装置９０等を備えている。

そして、流体軸受装置９０は、スリーブ（回転部）８１、シャフト（固定部）８２、スラストフランジ（固定部）８３、シール板（回転部）８４を有している
シャフト３は回転中心軸でありスピンドルモ−タ８０を構成しているベ−ス８８に圧入接着固定されている。シャフト８２をベース８８に固定する方法としては、接着、溶接、圧入などがあるが固定方法については限定するものではない。

シャフト８２には、軸方向下側の部分に略環状のリング部材である、スラストフランジ８３が固定されている。シャフト８２に固定されている。シャフト８２にスラストフランジ８３を固定する方法としては、接着、溶接、圧入、一体成形などがあるが固定方法については限定するものではない。

略筒状のスリーブ８１は、シャフト８２とスラストフランジ８３にて構成されているシャフト部９１に対して相対的に回転自在に配置されている。スリ−ブ８１は、３つの筒状部８１ａ、８１ｂ、８１ｃから構成されている。本実施例では３つの筒状部は一体成形されているが、これに限るものではない。（別体の構成でもよい。）
筒状部８１ａ、８１ｂにて形成されているスリーブ８１の外径部分の段部９２には、磁気記憶ディスクＭ（図示せず）を搭載するロータハブ８５とスリーブ８１を接着固定する際の軸方向位置決め部として用いている。

筒状部８１ｂ、８１ｃにて形成されているスリーブ８１の外径部分の段部９３には、流体軸受装置４の軸方向上側の開口部を覆うようにカバープレート９４が接着固定されており、カバープレート９４の最内径面とシャフト８２の外径面との間にてラビリンスシールを形成している。
モータハブ８５とスリーブ８１、カバープレート９４とスリーブ１８のそれぞれを固定する方法としては、接着、溶接、圧入などがあるが固定方法については限定するものではない。
筒状部８１ｂ、８１ｃにて形成されている軸方向下側のスリーブ８１の内径部分の段部９５には、シャフト８２取り付けられているスラストフランジ８３が配置されている。
筒状部８１ａ、８１ｂにて形成されている軸方向下側のスリーブ８１の内径部分の段部９６には、シールプレート８４が固定されている。

ラジアル軸受部９７は、筒状部８１ａの内周面とシャフト８２の外周面との隙間に形成されている。また、筒状部８１ａの内周面もしくは、シャフト８２の外周面のどちらか一方に、へリングボーン形状の動圧発生溝９７ａ、９７ｂが形成されている。動圧発生溝９７ａ、９７ｂは、スパイラル形状でもよい。

スラスト軸受部は、筒状部８１ｃとスラストフランジ８３の軸方向に対向する隙間に形成されている第１のスラスト軸受部９８と、スラストフランジ８３とシールプレート８４の軸方向に対向する隙間に形成されている第２のスラスト軸受部９９より構成されている。

筒状部８１ｃとスラストフランジ８３が軸方向に対向している面、スラストフランジ８３とシールプレート８４が軸方向に対向している面、の少なくとも１面には、へリングボーン形状の動圧発生溝９８ａ、９９ａが形成されている。動圧発生溝９８ａ、９９ａは、スパイラル形状でもよい。

シールプレート８４の内周面に対向しているシャフト８２の外周面は、テーパ形状となっており、軸受内部（隙間部）の潤滑流体を軸受外部へ漏出させないためのシ−ル構造を形成している。本実施例では、シャフト８２の外周面がテーパ形状となっているが、シャフト８２に対向している部材に設けてもよい。

以上のような構成であるスピンドルモータに搭載されている、ラジアル軸受部隙間とスラスト軸受部隙間および、両端開口部がつながっている両端開口型の流体軸受の内部に、真空注油工法などの潤滑剤注入方法を用いて潤滑剤を注入する。

真空注油方法および、流体軸受装置８０に必要な潤滑流体量に調整する方法については、実施例１と同様の過程のため、省略する。
このように流体軸受装置２内部の潤滑流体の調整を行なえば、作業性が良く、安価でかつ容易に、流体軸受装置８０に必要な潤滑流体量を正確に調整することができる。

また、本発明の流体軸受装置８０内部の潤滑流体の調整方法を用いれば、両端開口型の動圧流体軸受内部に必要量の潤滑流体を調整する際に空気の混入を防止することが可能となり、性能、信頼性が向上した動圧流体軸受および、それを搭載したスピンドルモータを提供することが可能となる。

また、本実施例においては流体軸受装置９０を横置きにした状態での液面調整方法について説明しているが、流体軸受装置９０を縦置きにした状態でも同様の効果が得られる。
加えて、流体軸受装置および、スピンドルモータを構成している部材の材質は、特に限定されるものではないことは言うまでもない。

上記実施例１および、実施例２では、ラジアル動圧発生部とスラスト動圧発生部を有するタイプの流体軸受装置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６に示すような、コニカル軸受を有するタイプの流体軸受装置３１０を用いたスピンドルモータ３００に対しても広く適用可能である。

流体軸受装置３１０は、テーパコーン１５０が、シャフト１４１に圧入されて、スリーブ１４２の凹面との間に所定の隙間を介している。コニカル軸受には、軸受内周側に向かって潤滑剤を圧送する向きに動圧を発生するスパイラル動圧溝が設けられている。このコニカル軸受は、ラジアル方向とスラスト方向とにおける力を同時に受け持つ。シールカバー１５１ａ，１５１ｂとテーパコーン１５０との間には、軸受外部側に向かって隙間が広がるテーパシール構造を有しており、軸受の潤滑流体１４６が漏れないようにシール機能を持たせている。

このような、コニカル軸受を有するタイプの流体軸受装置３１０を用いたスピンドルモータ３００に対して本発明を適用した場合でも、作業性が良く、安価でかつ容易に、流体軸受装置３００に必要な潤滑流体量を正確に調整することができる。また、両端開口型の動圧流体軸受内部に必要量の潤滑流体を調整する際に空気の混入を防止することが可能となり、性能、信頼性が向上した動圧流体軸受および、それを搭載したスピンドルモータを提供することが可能となる。

本発明にかかる流体軸受の製造方法および、それを用いたスピンドルモ−タは、動圧流体軸受に必要な軸受内部潤滑流体量を作業性がよく、安価かつ容易に調整することができ、動圧流体軸受にとって重要な軸受性能、信頼性を確保できる。

本発明の実施例１における一実施例としてのスピンドルモ−タの縦型断面図概略図 本発明の実施例１のスピンドルモータに用いられる流体軸受装置断面図 本発明の実施例１における流体軸受装置の真空注油方法説明図 本発明の実施例１における流体軸受装置の液面調整方法説明図 本発明の実施例２における一実施例としてのスピンドルモ−タの縦型断面図概略図 本発明の実施例３における一実施例としてのスピンドルモ−タの縦型断面図概略図 従来の流体軸受装置の真空注油方法および、液面調整方法説明図

符号の説明

１ 実施形態１のスピンドルモータ
２、８８ ベース
３ ロータ
４ 実施形態１の流体軸受装置
５、８７ ステータ
２１ 筒状部
３１、８５ ロータハブ
３２ バックヨーク
３３、８６ ロータマグネット
３４ ロータハブ本体
３５ ディスク搭載部
４１、８２、１４１ シャフト
４１ａ シャフト本体
４１ｂ 第１スラストフランジ
４１ｃ 第２スラストフランジ
４２、８１、１４２ スリーブ
４２ｂ 第１筒状突出部
４２ｃ 第２筒状突出部
４２ｇ ロータハブ内接部
４２ｈ 環状凸部
４６、１４６ 潤滑流体
４６ａ、４６ｂ 潤滑流体の液面状態
４６ｃ 余剰量潤滑流体
４８ａ、４８ｂ テーパ部
５１ａ、５１ｂ ノズル
７１、９７ ラジアル軸受部
７１ａ、７１ｂ ラジアル動圧溝
７２、９８ 第１スラスト軸受部
７２ａ、７２ｂ スラスト動圧溝
７３、９９ 第２スラスト軸受部
８０ 実施形態２のスピンドルモータ
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 筒状部
８３ スラストフランジ
８４ シール板
９０ 実施形態２の流体軸受装置
９２ 段部
９４ カバープレート
９７ａ、９７ｂ 動圧発生溝
１００ チャンバ
１０１ 従来例の動圧流体軸受
１０２、１０３ バルブ
１０４ 真空ポンプ
１０５ 潤滑流体注入口
１０６、１１３ 可動部
１０７ テーパシール部
１０８ 潤滑流体槽
１０９ 潤滑流体吸込口
１１０ ニードルバルブ
１１１ フィルタ
１１２ カメラ
１１４ バキュームノズル
１５０ テーパコーン
１５１ａ、１５１ｂ シールカバー
２００ 真空チャンバ
３００ 実施形態３のスピンドルモータ
３１０ 実施形態３の流体軸受装置
２２ 第一の段部
２３ 第二の段部
２４ 第三の段部
２５ 第四の段部
１０１ ロータ
１０５ スラストプレ−ト
１０６ スラストブッシュ
１０７ 真空チャンバ−
１０８ テーパシ−ル部
１０９ オイル除去ノズル
２０１ 冶具
２０２、２０３ バルブ
２０４ 真空ポンプ
２０５ 注油装置
２０６ ノズル

Claims (10)

1. 軸受孔としての開口部を有するスリーブと、
   前記スリーブに対して相対回転可能な状態で前記スリーブとの間に隙間部を有して配置されたシャフト部と、
   前記隙間部に充填される潤滑流体と、
   前記開口部には前記スリーブとシャフト部との対向する少なくとも一方の面にテーパ部が形成された動圧流体軸受を大気圧より低い第一の圧力環境下にて前記隙間部に潤滑流体を滴下注入する第一の工程と、
   前記動圧流体軸受を前記第一の圧力より高い第二の圧力環境下にて前記滴下状態を所定時間放置することで前記隙間部に潤滑流体を充填する第二の工程と、
   前記工程において充填された前記潤滑流体の界面と前記テーパ部を有する前記開口部側上面との差を測定し潤滑流体量を検査する第三の工程と、
   その測定結果をみて前記潤滑流体の界面が前記開口部側上面より差が大のときは前記潤滑流体の界面を前記開口部側上面よりも小とする前記テーパ部に必要な潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去する第四の工程と、
   を備えたことを特徴とした動圧流体軸受の製造方法。
2. 前記第一の圧力環境下を０．１Ｐａより低くしたことを特徴とする請求項１に記載の動圧流体軸受の製造方法。
3. 前記第二の圧力環境下において放置する所定時間を０．５Ｈｒ以上としたことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の動圧流体軸受の製造方法。
4. 前記第二の圧力環境下を大気圧環境下としたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載された動圧流体軸受の製造方法。
5. 前記動圧流体軸受の開口部の両端から前記潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去することを特徴とする請求項１から請求項４に記載の動圧流体軸受の製造方法。
6. 前記動圧流体軸受の開口部を水平方向にした状態で前記開口部の両端より前記隙間部に必要な潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去したことを特徴とする請求項１から請求項５に記載の動圧流体軸受の製造方法。
7. 前記動圧流体軸受の開口部の両端より前記隙間部に必要な潤滑流体量にノズルを用いて吸引除去する際に用いる前記ノズルの先端に撥油剤を塗布したことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の動圧流体軸受の製造方法。
8. 前記動圧流体軸受を製造するに際して、大気圧より低い第一の圧力環境下にて、前記動圧流体軸受に潤滑流体を滴下注入する工程を２回以上繰り返すことを特徴とする請求項１から請求項７に記載の動圧流体軸受の製造方法。
9. 前記隙間部の潤滑流体が、開口部の両端から流出させないためのテーパ部を構成した動圧流体軸受について、請求項１〜８に記載された製造方法により前記隙間部に必要な潤滑流体量を吸引除去したことを特徴とする動圧流体軸受。
10. 請求項１から８に記載された製造方法により製造された動圧流体軸受および、請求項９に記載された動圧流体軸受を用いて構成されたスピンドルモータ。