JP2007271010A - 流体軸受装置、その製造方法、スピンドルモータ、情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブとシャフトの間隙およびスラストフランジとスラストプレート、スリーブの間隙等に潤滑流体を充填する工程にて、開口部上面に充填に必要な体積Ｖの潤滑流体が開口部上面から流れ出さずに留まり、安定した給液を行うことができる流体軸受装置、その製造方法、スピンドルモータ、情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】充填に必要な潤滑流体の体積と撥油剤塗布位置との関係式から、開口部上面の最適な撥油剤塗布位置Ｒを導き出し、Ｒより大なる半径位置に撥油剤を塗布する。その後減圧雰囲気中で給液を行う際に、シャフトの開口部上面より突出した部分と撥油剤を塗布した部分との間に潤滑流体を給液することで、充填に必要とする潤滑流体を開口部上面に溜めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明はハードディスク装置等の情報記録再生装置に使用される流体軸受装置と、その製造方法および、この流体軸受装置を備えたスピンドルモータ、さらにはこのスピンドルモータを備えた情報記録再生装置に関するものである。

近年、ハードディスクドライブ等の情報記録再生装置において使用されるスピンドルモータの軸受部の多くには流体軸受が利用され始めている。流体軸受とは、シャフトとスリーブの間にオイルやイオン性液体等の潤滑流体を介在させ、その潤滑流体に生じる流体圧力を支持力とする軸受である。

流体軸受スピンドルモータを搭載したハードディスクドライブの一例を図６に示す。このスピンドルモータは、中心部に挿入口を有するスリーブ１に、スリーブに対して相対的に回転するシャフト３を、所定間隙を介して挿入させ、シャフト３とスリーブ１との間の間隙に、潤滑流体４を充填させている。また、このシャフト３上で、スリーブ１より突出した部分にはクランパ３４によって磁気ディスク１７が固定されるハブ２０が取り付けられている。クランパ３４はシャフト３の先端部に設けたネジ穴部７にネジ３３を螺合させることでハブ２０上側に固定される。

さらに、シャフト３の外周面とスリーブ１の内周面の少なくとも一方にヘリングボーン形状等の動圧発生溝（図示せず）を形成してラジアル軸受部２３を構成している。またシャフト３の下端にはスラストフランジ１０が固定され、さらにスリーブ１の下端にはスラストプレート１１が固定されて、スリーブ１下端を計測している。このスラストプレート１１とスラストフランジ１０との間およびスラストフランジ１０とスリーブ１との間には、ラジアル軸受部２３と同様に動圧発生溝が形成されスラスト軸受２４を構成している。また潤滑流体４がスリーブ１の上端より漏れ出すことがないように、スリーブ１の開口部上面２には撥油剤を塗布している。

そしてロータマグネット２６とステータ２５の相互作用により、シャフト３が回転すると、ラジアル軸受部２３およびスラスト軸受部２４の動圧発生溝により潤滑流体４に圧力を発生させ、スリーブ１に対してシャフト３が一定量の間隙を有した姿勢で回転自在に支持されるようになっている。

上記のように構成された軸受部のスリーブ１とシャフト３との間隙およびスラストフランジ１０とスリーブ１、スラストプレート１１との間隙に保持する潤滑流体４を充填した装置またはその充填方法が複数提案されている。

装置の構成の一例としては、図１０に示すように、スリーブ１の開口部上面２全体に撥油剤５を塗布したものがある（例えば特許文献１参照）。

また、潤滑流体４を充填する方法として、スリーブ１およびシャフト３等を組立てた流体軸受装置３０を真空に近い雰囲気にさらして、適量の潤滑流体４を図１１に示す軸受部の軸受シール部２１に給液して溜め、その後、大気雰囲気中に戻すことで、軸受シール部２１からシャフト３とスリーブ１の間隙に潤滑流体４を充填させるものがある。この方法に基づく先行技術として特許文献２等がある。

さらに潤滑流体４を充填する他の方法としては、図１２に示すようにスリーブ１の開口部上面２に、撥油剤を塗布したリング治具２２を設置し、更に潤滑流体４を軸受シール部２１近傍のシャフト３とスリーブ１の間隙に保持するものがある。この方法に基づく先行文献として、特許文献３がある。
特開２００４−２３９３４６号公報 特開２００５−１８０６２２号公報 特開２００５−０９８３９３号公報

しかしながら、ハードディスクドライブの薄型化によって、シャフト３の先端部で、ハブを接合するための部分の長さが短くなり、その結果スリーブ１の開口部上面２より突出したシャフトの長さが短くなった場合は次のような課題が生ずる。すなわち特許文献１の構成では、スリーブ１の開口部上面２または軸受シール部２１に潤滑流体３を給液して溜める際に、撥油剤５はスリーブ１の開口部上面２全体に塗布されているので、図１３（ａ）に示すように、潤滑流体４が内周方向（図中ｄ方向）へと流れ、シャフト３のネジ穴部７に潤滑流体４が流れ込む可能性がある。しかしネジ穴部７に一度入り込んだ潤滑流体４を完全に拭き取ることは実質的に不可能であり、そのままハードディスクドライブに搭載されると、ネジ穴部７に入り込んだ潤滑流体４はモータの回転に伴う遠心力によってシャフト３の先端から漏れ出てしまう。漏れ出た潤滑流体４はクランパ３４とハブ２０の間を伝わって、磁気ディスク１７上に到達し、図示しない磁気ヘッドとの間でスティクションを発生して、磁気ヘッドや磁気ディスクを破損する。したがって一度でもネジ穴部７に潤滑流体が入り込んでしまったモータはハードディスクドライブ用としては使用することが出来ないので、完成した軸受を廃棄せざるを得ない。

また、図１３（ｂ）に示すように潤滑流体４自身の表面張力によって、スリーブ１の開口部上面２で内周側の液滴４ａと外周側の液滴４ｂとに分かれてしまう可能性もある。その結果、外周側に位置する液滴４ｂは自らの重量によってスリーブ１の上面に留まることが不可能になり、図のC方向にこぼれ落ちてしまう。

また、特許文献２の構成においても、図１１に示すようにわずかな体積の潤滑流体４を給液する場合は、軸受シール部２１内に潤滑流体を溜めることができる。しかし例えばスリーブ１に、後述する連通孔等が設けられ、潤滑流体４の充填量を増加させる必要がある場合には、必要な潤滑流体４を軸受シール部２１内に溜めることができない。その結果、一度に十分な量の潤滑流体４を供給しようとすると、軸受シール部２１に撥油剤が塗布されていることによって、却って潤滑流体４は外周側まで広がってしまい、スリーブ１の開口部上面２から、図１３（ｃ）のように潤滑流体４が流れ出してしまう可能性があり、必要な充填量を溜めることが出来なくなる。従って潤滑流体４の給液は複数回行う必要があり、生産効率が悪くなる。

さらに図１２に示す特許文献３の構成の場合は、上記の潤滑流体４がスリーブ１の開口部上面２から外側に流れ出す問題を解決できるが、リング治具２２とスリーブ１の開口部上面２との接触が不十分であると、潤滑流体４を給液した後にリング治具２２とスリーブ１の開口部上面２との隙間から潤滑流体４が漏れる可能性がある。更にはリング治具２２をスリーブ１の開口部上面２に乗せるときにスリーブ１の開口部上面２を傷つけたり、パーティクルを発生してハードディスクドライブ等の高い清浄度を要求する装置ではパーティクルによってヘッドクラッシュ等の原因となったりする。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、流体軸受装置内の軸受隙間に安定して潤滑流体を充填することができる流体軸受装置および製造方法を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するため、本発明の流体軸受装置は、開口部を有したスリーブと、前記スリーブの前記開口部に挿入され、前記スリーブに対して相対的に回転自在に支持されたシャフトと、少なくとも前記スリーブと前記シャフトとの間隙に介在する潤滑流体と、前記潤滑流体を前記間隙に封止するために、前記開口部近傍に構成された軸受シール部とを備え、前記軸受シール部の外周側に、撥油剤を塗布可能な面を形成し、数（３）で与えられる半径Ｒ以上の外周側領域に撥油剤を塗布した構造となっている。

Ｒｉ：軸受シール部より突出したシャフトの先端近傍の円筒部半径
Ｈ：軸受シール部より突出した部分のシャフト長さ
Ｃ：軸受シール部より突出した部分におけるシャフト先端部の面取り長さ
Ｖ：充填に必要な潤滑流体の体積
ｍ：潤滑流体を給液する回数
また、本発明の別の流体軸受装置は、開口部を有するスリーブと、少なくともその一端側に円盤状のフランジ部を有し、前記スリーブの前記開口部に前記フランジ部と共に挿入され、前記スリーブに対して相対的に回転自在に支持されたシャフトと、少なくとも前記スリーブと前記シャフトとの間隙に介在する潤滑流体と、前記潤滑流体を前記間隙に封止するために、前記フランジの外周部と前記スリーブの開口部の内周面との間に構成した軸受シール部と、前記フランジ部よりも軸方向に突出するように前記スリーブに一体的に配設され前記フランジ部の外径よりも大なる内径を有する円環状突出部を備え、前記フランジ上面に、撥油剤を塗布可能な面を形成し、数（５）で与えられる半径Ｒ以下の内周側領域に撥油剤を塗布した構造となっている。

Ｒｏ：軸受シール部より軸方向に突出したスリーブの円環状突出部内径
Ｈ：軸受シール部より軸方向に突出したスリーブの円環状突出部長さ
Ｃ：軸受シール部より軸方向に突出したスリーブの円環状突出部コーナ面取り長さ
Ｖ：充填に必要な潤滑流体の体積
ｍ：潤滑流体を給液する回数

本発明の流体軸受装置によれば、潤滑流体給液工程にて潤滑流体をスリーブまたはフランジの開口部上面に給液する際に、潤滑流体が開口部上面から漏れ出すことを防止でき、また軸受シール部より突出したシャフト先端のネジ穴部に潤滑流体が入り込むことはない。また図１２に示すようなリング治具を使用せずに潤滑流体をスリーブ開口部上面に溜めることができるために、開口部上面を傷つけず、高い清浄度を保って、安定して潤滑流体を充填させることが可能である。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における流体軸受装置３０の断面図である。図１において、スリーブ１の開口部上面２における撥油剤塗布位置は、前記数（３）を満足するＲなる値以上の大きな半径位置Ｒ１およびその外周側としている。

ここで図面を用いて上記数（３）の意味を説明する。図１はスリーブ１内部にシャフト３が挿入された軸受装置の断面図である。シャフト３とスリーブ１のスリーブ１の開口部上面２の最内周部との間には、潤滑流体４をシャフト３とスリーブ１との間の間隙に封止するために、スリーブ１の開口部近傍に軸受シール部２１を構成している。この軸受シール部２１はラジアル軸受部２３から軸受の外部に向けてその半径隙間が大きくなるようなテーパ形状をしている。

ここでスリーブ１の開口部上面２よりシャフト３は高さＨだけ軸方向に突出している。ここでシャフト３の先端部には面取り長さＣの面取り部６が設けられている。

ここで同図中、スリーブ１の開口部上面２上で半径Ｒの位置と面取り部６の下端とを結ぶ直線Ｌ１、シャフト３の母線とスリーブ１の開口部上面２とで囲まれた断面三角形の軸対象領域Ａｔの体積Ｖｏを求める。Ｖｏは数（４）で与えられる。

ここで軸受に潤滑流体４を充填するのに必要な体積Ｖをｍ回（ｍは１以上の任意数であり小数でもかまわない）とすると、１回あたりの給液量はＶ／ｍとなる。このＶ／ｍをＶｏとすると前記数（３）が与えられる。さらに数（３）で与えられるＲなる値の半径位置より大なる半径位置Ｒ１およびその外周側に撥油剤５を塗布してあるものとし、前記Ｖ／ｍなる体積の潤滑流体４を軸受シール部２１近傍に給液すると、その液面は同図中において直線Ｌ２で近似される三角形状になる。厳密には表面張力等の影響により図２（ａ）に示すように若干の凹凸が生ずる。実際の潤滑流体４の断面は、図２（ａ）に示すようにシャフト３近傍は潤滑流体４の液面が凹となり、撥油剤塗布側近傍における潤滑流体４の液面は凸形状となる。しかし、図２（ｂ）に示すように潤滑流体４の液面を破線ＢＢで区切った場合、領域ａと領域ｂの体積は、ほぼ同等であると考えられることから、図２（ｃ）に示すように、潤滑流体４の表面は直線であると仮定しても問題ない。したがって潤滑流体４の頂点は面取り部６の下端よりｈ１だけ下がった状態となる。

これによって、撥油剤５がスリーブ１上面の外周側に塗布され、内周側は撥油剤５が塗布されていないので、潤滑流体４を給液する際にシャフト３とスリーブ１内周側との間に十分な量が保持される。したがって軸受隙間内部に連通孔などが設けられて充填すべき潤滑流体４の体積Ｖが多い場合でも給液回数を最小限にすることが出来る。またシャフト３先端部に設けられたネジ穴部内部に潤滑流体４が入り込むことはないので、完成した軸受を廃棄する必要もなくなり、歩留まりが向上する。なお潤滑流体４が軸受隙間内部に充填された後は、スリーブ１の上面やシャフト３の外周部に残った余分な潤滑流体４を吸い取りもしくは拭き取りをすることで流体軸受装置３０として完成状態になるが、スリーブ１およびシャフト３の形状は単純な平面または曲面であるので、吸い取りもしくは拭き取りは容易に行うことができ、後に残ることはない。

実施の形態１におけるスピンドルモータの構成は、図６に示すように、中央部に挿入口を有するスリーブ１に、所定間隙を介してシャフト３を挿入させ、このシャフトには磁気ディスクが固定されるハブ２０が取り付けられている流体軸受装置に適用することができる。

この流体軸受装置の潤滑流体の充填方法は、以下のようにして行われる。まずシャフト３を組み付けていない状態のスリーブ１に、数（３）を満足する撥油剤塗布位置Ｒよりも大きな半径Ｒ１およびその外周に撥油剤を刷毛などにより塗布する。なお撥油剤５の塗布位置のバラツキを抑制するために、スリーブ１の上面に円環状の溝（図示せず）を設けて、この溝よりも外周側に塗布するようにしても良い。

次に、スリーブ１に、スラストフランジ１０を取り付けたシャフト３等を組付けるとともに、スリーブ１にスラストプレート１１を溶着などして流体軸受装置３０を形成し、この流体軸受装置３０を、図４に示すように、真空に近い雰囲気が維持された真空室１２内に所定時間以上放置して、スリーブ１とシャフト３との間の隙間に残っている空気を排気して真空に近い状態とする。なお真空室１２は、真空バルブ１３を有する真空用連通路を介して図外の真空ポンプに接続されており、また、この真空室１２には、内部を大気圧に戻すことができるように、大気バルブ１４を有する大気連通路も接続されている。また、真空室１２には、複数の流体軸受装置３０をテーブル１５上に、スリーブ１の開口部および開口部側上面が上方になる姿勢で配置できるとともに、各流体軸受装置３０に対して、潤滑流体を供給するディスペンサ１６などの給液用治具が移動自在に配置されている。

真空室１２内が大気圧より低い第一の圧力状態になって、所定時間経過した後に、図５に示すように、撥油剤が塗布された面よりも内周側に、詳しくは、撥油剤塗布位置よりシャフト３の外周面に近い領域に、ディスペンサ１６などの給液用治具を用いるなどして、潤滑流体４を給液する（潤滑流体給液工程）。

そして最後に、大気バルブ１４をゆっくりと開放して、真空室１２内を第一の圧力より高い第二の圧力にすることで、スリーブ１の軸受シール部２１とシャフト３の外周面との隙間から潤滑流体４が毛細管圧力と大気圧によってラジアル軸受部側に吸引されて流れ込む。（潤滑流体充填工程）。

このように構成することにより、外周方向に潤滑流体４が流れ出すことを防止することが可能であり、スリーブ開口部上面２に必要な量の潤滑流体４を溜めることができ、確実かつ安定して潤滑流体４を充填することができる。

ここでシャフト先端部における面取り部６の下端までしか給液しないように値Ｒを定めて、さらにその値Ｒより大きな値の半径位置Ｒ１より外側に撥油剤５を塗布したので、Ｖ／ｍなる体積の潤滑流体４の軸方向液面高さがｈ１だけ低くなり、シャフト先端の面取り部６を通じてシャフト３のネジ穴７へと潤滑流体４が侵入することを防ぐ効果がある。

またＲ１をＲに等しく設定して、図示しないモニターカメラなどを用いて画像処理しつつ面取り部６の下端まで潤滑流体４を給液すれば、充填量Ｖ／ｍが正確に計量される。従って、潤滑流体４が充填不足に陥ることもなく、生産管理がより容易になる。

なお、上記説明において、面取り部６は直線的な形状としたが、円弧状をなす面取りでもよい。

なお設計の都合上、スリーブ１の開口部上面２に、１回の給液だけで必要量の潤滑流体４を溜めるスペースが設けられない場合、数（３）に記載の撥油剤給液回数ｍを、例えば１より大きな任意数として、給液工程と充填工程とをｍ回以上繰り返して１回あたりの充填量をＶ／ｍとして給液すればよい。なおｍは整数に限られず、たとえばｍ＝１．５として1回目はＶ／１．５なる量を給液し、２回目は残りのＶ／３を給液するようにしても良い。またｍ＝１．５に相当するＲ１を定めた場合でも１回目に給液する潤滑流体の量は必ずしもＶ／１．５（＝０．６６７Ｖ）とする必要はなく、例えば１回目は５Ｖ／９（＝０．５５６Ｖ），２回目は４Ｖ／９（＝０．４４４Ｖ）とし、２回の合計が５Ｖ／９＋４Ｖ／９＝Ｖとなるようにしても良い。

なお給液の回数ｍを大きくしすぎるとｍ回目の給液が終了した時点での全給液量の累積誤差が大きくなるのでｍは出来るだけ小さな値になるように設定するのが好ましい。またｍが大きいと、図７に示すようにシャフト３とスリーブ１が偏心した状態で給液・充填がなされている場合、充填途中の潤滑流体４の液面高さが周方向位置によってばらつき、軸受内部で隙間が大きい部分（例えば図中の中間空洞部５２など）にキャビティが形成されて、次回もしくは最後の給液工程で潤滑流体４がスリーブ１の上面から溢れてしまう可能性があるので、ｍは出来るだけ小さな値にするのが好ましい。従ってｍは３以下より好ましくは２以下が良い。

またｍ＞１の場合、充填工程の毎に必ずしも真空室１２内を大気圧に戻さなくてもよい。たとえばｍ＝２の場合、真空室１２内にたとえば５０個の流体軸受装置３０を配置しておき、１回目の給液時に複数個の流体軸受装置に１台当たりのタクトタイム１０秒で順次給液を行う。すると１回目と２回目の給液工程の間には、５００秒のタイムラグが生ずる。給液をした直後では潤滑流体４は開口部に留まっているが、時間の経過と共に潤滑流体４は表面張力および潤滑流体の自重によってスリーブ１等の開口部よりも隙間が狭い軸受隙間内部へと浸透していく。

この例の場合、１回目の給液から２回目の給液まで５００秒経過しているので、その間にほとんどの潤滑流体４は開口部から軸受隙間内へと移動している。従って、１回目の給液後に潤滑流体４を軸受隙間内部に充填させるのに必ずしも第二の圧力環境下にしなくても良い。そして最後の給液工程が終了した段階で第二の圧力環境にしても良い。一方、真空室１２の内容積が小さく、流体軸受装置３０を数台程度しか配置することができない場合などはタイムラグが数十秒しかないのでこの場合は１回目の給液工程終了後に第二の圧力環境に曝して強制的に大気圧による押し込みを行い、再度真空状態に曝してから２回目の給液を行っても良い。

また、数（３）では撥油剤塗布位置Ｒを基準とした式を構成しているが、例えば撥油剤塗布位置があらかじめ決定している場合、数（３）から逆算して、その他のパラメータＨ、Ｒｉ、Ｖ，Ｃおよびｍを決定することも可能である。

また、図３に示すように、スラストフランジ１０とスラストプレート１１との間に構成されたスラスト軸受部２４と、ラジアル軸受部２３上部とトップシール９との間の空間との間で潤滑流体の圧力バランスを取るためにスリーブ１に連通孔８を設け、トップシール９上に数（３）で与えられる値Ｒより外周側に撥油剤５を塗布した構成でもよい。この場合、軸受シール部２１はトップシール９の内周とシャフト３外周との間に位置する。

なお、上記軸受シール部２１の形状は必ずしも軸受外部に向けて半径隙間が大きくなるようなテーパ形状に限定されるものではなく、たとえば軸受シール部２１の途中で半径隙間を小さくして、衝撃荷重などが流体軸受装置３０に印加された時でも潤滑流体４が軸受シール部２１から漏れないようにした構成のものであっても良く、い。

なお、図２（ｄ）に示すようにシャフト３の肩部３ａが軸受シール部２１よりも突出している場合、Ｒｉをハブ２０が固定される部分の円筒部の半径として計算すると、真に必要な値に対して数（３）であられるＲの値は若干小さくなる。その場合はラジアル軸受部２３におけるシャフト３の半径をＲｉとして計算しても良い。

ところで性能改善等のために潤滑流体の種類を変える必要が生じた場合は、潤滑流体の粘度や表面張力も変化するので、従来と同じ条件でディスペンサ１６を動作させると給液量が変化してしまうことが予想される。そのような場合はＲ１をＲに等しく設定して、図示しないモニターカメラなどを用いて画像処理しつつ面取り部６の下端まで潤滑流体４が達するように給液すれば、充填量Ｖ／ｍが正確に計量される。したがってディスペンサ１６を作動させる条件を試行錯誤的に調整する必要もなく、潤滑流体４が充填不足に陥ることもなく、生産管理がより容易になる。

なお軸受の構成はここに記載したものだけに限定されるものではなく、他の構成でも適用が可能である。たとえばスラストフランジ１０を用いることなく、シャフト３の先端部とスラストプレート１１との間でスラスト軸受を構成したものでも良い。またシャフト３が固定されてスリーブ１が回転する構成のものでも良い。

こうして得られた流体軸受装置３０を搭載したスピンドルモータには、記録媒体である磁気ディスク１７がハブ２０に固定される。さらにこのスピンドルモータを、磁気ディスク１７に対して信号の記録及び再生を行うヘッド（図示せず）を有する情報記録再生装置に搭載することで、必要な潤滑流体が十分に充填され、しかもパーティクルなどを発生せず信頼性の高い情報記録再生装置を得ることが可能になる。

図８に回転駆動されるスリーブ３１にハブ４０が取り付けられた構造である実施の形態２のスピンドルモータの断面図を示す。また図９に実施の形態２における流体軸受装置５０の断面図を示す。この流体軸受装置５０は、シャフト３３が固定されており、スリーブ３１に磁気ディスク１７を固定するためのハブ４０が取り付けられている。シャフト３３の下端側にはスラストフランジ３９が一体的に形成されている。スリーブ３１はスラストフランジ１８とスラストフランジ３９との間で回転自在に支持されている。

ここで図面を用いて上記数（５）の意味を説明する。図９はスリーブ１内部にシャフト３とスラストフランジ１８が挿入された軸受装置の断面図である。ここでシャフト３３の先端側にはスラストフランジ１８が接着，圧入，溶接などの手段で固定されている。また少なくともシャフト３３とスリーブ３１との間の間隙に介在する潤滑流体４を前記間隙に封止するために、前記フランジの外周部と前記スリーブの開口部の内周面との間に軸受シール部２１を構成している。

またスリーブ３１の開口部外周側には、スラストフランジ１８よりも軸方向に突出し、かつスラストフランジ１８の外径よりも大なる内径を有する円環状突出部３６がスリーブ３１に一体的に配設されている。ここでスラストフランジ１８の開口部上面３２より円環状突出部３６は高さＨだけ軸方向に突出している。ここで円環状突出部３６の先端部には面取り長さＣの面取り部１９が設けられている。

ここで同図中、スラストフランジ１８の開口部上面３２上で半径Ｒの位置と面取り部１９の下端とを結ぶ直線Ｌ１、円環状突出部３６の内周側の母線とスラストフランジ１８の開口部上面３２とで囲まれた断面三角形の軸対象領域Ａｔの体積Ｖｏを求める。Ｖｏは数（６）で与えられる。

ここで軸受に潤滑流体４を充填するのに必要な体積Ｖをｍ回（ｍは１以上の任意数であり小数でもかまわない）とすると、１回あたりの給液量はＶ／ｍとなる。このＶ／ｍをＶｏとすると前記数（５）が与えられる。

ここで数（５）によって与えられるＲなる値の半径位置より小なる半径位置Ｒ２およびその内周側に撥油剤５を塗布してあるものとし、前記Ｖ／ｍなる体積の潤滑流体４を軸受シール部２１近傍に給液すると、その液面は同図中において直線Ｌ２で近似される三角形状になる。厳密には表面張力等の影響により、若干の凹凸が生ずるが、その凹凸量は三角形の大きさからと比較すると大した誤差ではない。したがって潤滑流体４の頂点は面取り部１９の下端よりｈ２だけ下がった状態となる。

これによって、撥油剤５がスラストフランジ１８上面の内周側に塗布され、外周側は撥油剤が塗布されていないので、潤滑流体を給液する際に、円環状突出部３６の内周部とスラストフランジ１８の外周側との間に十分な量の潤滑流体４が保持される。したがって軸受隙間内部に連通孔などが設けられて充填すべき潤滑流体４の体積が多い場合でも給液回数を少なくすることが出来る。またシャフト先端部に設けられたネジ穴部内部に潤滑流体が入り込むことはないので、完成した軸受を廃棄する必要もなくなり、歩留まりが向上する。

図９において、スラストフランジ１８の開口部上面３２における撥油剤塗布位置は、数（５）を満足する値Ｒより小さな半径Ｒ２およびその内周側としている。

この流体軸受装置５０の潤滑流体の充填方法は、以下のようにして行われる。まず前記半径Ｒ２およびその内周側に撥油剤５を刷毛などにより塗布する（撥油剤塗布工程）。そしてスリーブ３１にシャフト３３を図面の下方向から挿入して、その状態でスラストフランジ１８を図面の上方向から挿入して固定する。なおこのスラストフランジ１８を固定する際には、スリーブ３１がスラストフランジ１８，１９の間で所定の間隙をもって回転自在になるように高さ決めして固定される。その他の潤滑流体充填工程は潤滑流体４の給液位置が異なるだけで、基本的な考え方は実施の形態１と同様であるので省略する。このほか前記実施の形態１と同様である点は説明を省略する。

このようにすることで、シャフト３とスリーブ１との間隙に潤滑流体４を充填させる工程において、シャフト３のスラストフランジ部１８の上面に潤滑流体４を給液する際に、撥油剤５によって潤滑流体４を撥油剤塗布位置よりも外側に留めることで、シャフト３３のスラストフランジ部１８上面に必要充填量の潤滑流体４を溜めることができる。

ここで、図９に示すスリーブ３１の円環状に突出した部分における面取り部１９の面取り長さＣだけ低い所までしか給液しないように値Ｒを定め、その値Ｒよりも小さな半径位置Ｒ２より内側に撥油剤５を塗布した場合、Ｖ／ｍなる潤滑流体４の軸方向液面高さがｈ２だけ低くなり、スリーブ１の面取り部１９を通じて半径方向外側へと潤滑流体が流れ出すことを防ぐ効果がある。

また、スラストフランジ３１の開口部上面３２に必要量の潤滑流体を溜めるスペースが設けられない場合、数（５）に記載の潤滑流体を給液する回数ｍを１より大きくして、給液工程と充填工程とをｍ回以上繰り返して１回あたりの充填量をＶ／ｍとして給液すればよい。但しｍを大きくしすぎると１回あたりの給液量の誤差が累積し過不足が生じ、また１台あたりの生産タクトが長くなるので、ｍは３以下、より好ましくは２以下が好ましい。

なお、数（５）では撥油剤塗布位置Ｒを基準とした式を構成しているが、例えば撥油剤塗布位置があらかじめ決定している場合、数（５）から逆算して、その他のパラメータＨ、Ｒｏ、ＶおよびＣを決定することも可能である。

ところで性能改善等のために潤滑流体の種類を変える必要が生じた場合は、潤滑流体の粘度や表面張力も変化するので、従来と同じ条件でディスペンサ１６を動作させると給液量が変化してしまうことが予想される。そのような場合はＲ２をＲに等しく設定して、図示しないモニターカメラなどを用いて画像処理しつつ面取り部１９の下端まで潤滑流体４が達するように給液すれば、充填量Ｖ／ｍが正確に計量される。したがってディスペンサ１６を作動させる条件を試行錯誤的に調整する必要もなく、潤滑流体４が充填不足に陥ることもなく、生産管理がより容易になる。

なお上記説明において、フランジ部はスラスト軸受の機能を有するスラストフランジ１８として説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、スラスト軸受としての機能は持たないで単に軸受シール機能のみを有するフランジ部材であっても良い。

こうして得られた流体軸受装置５０を搭載したスピンドルモータには、記録媒体である磁気ディスク１７がハブ４０に固定される。さらにこのスピンドルモータを、磁気ディスク１７に対して信号の記録及び再生を行うヘッド（図示せず）を有する情報記録再生装置に搭載することで、必要な潤滑流体が十分に充填され、しかもパーティクルなどを発生せず信頼性の高い情報記録再生装置を得ることが可能になる。

なお、上記実施の形態１、２はいずれもハードディスクドライブ用のスピンドルモータを例にとって説明したが、本願発明はこれだけに限定されるものではない。たとえば光ディスクドライブ用スピンドルモータや、レーザビームプリンタなどに搭載されるポリゴンミラースピンドルモータや、ビデオテープレコーダの回転ヘッド装置用モータなどにも有用である。

本発明は、軸受隙間内部に安定的に、かつ軸受以外のよけいなところを汚染することなく必要な体積の潤滑流体を給液できるので、ハードディスクドライブ、光ディスク装置、ビデオテープレコーダなど、情報記録再生装置における流体軸受装置に対して広く適用することが可能であり、さらにはその他の回転部を支持する流体軸受装置にも使用することができる。

本発明の実施の形態１における流体軸受装置の断面図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）本発明の実施の形態１における流体軸受装置の潤滑流体が溜まった状態の説明図 本発明の実施の形態１の変形例における流体軸受装置の断面図 本発明の流体軸受装置における潤滑流体充填方法の説明図 本発明の流体軸受装置における潤滑流体の給液方法の説明図 本発明の実施の形態１および従来の実施の形態のスピンドルモータの断面図 本発明の実施の形態１の流体軸受装置における給液・充填工程途中の状態を示す断面図 本発明の実施の形態２におけるスピンドルモータの断面図 本発明の実施の形態２における流体軸受装置の断面図 従来の流体軸受装置の断面図 従来の潤滑流体充填方法を示す流体軸受装置の断面図 その他の従来の潤滑流体充填方法を示す流体軸受装置の断面図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）従来の実施の形態における潤滑流体充填時の問題点を示す図

符号の説明

１，３１ スリーブ
２，３２ 開口部上面
３，３３ シャフト
４ 潤滑流体
４ａ，４ｂ 液滴
５ 撥油剤
６，１９ 面取り部
７ ネジ穴部
８，３８ 連通孔
９ トップシール
１０，１８，３９ スラストフランジ
１１ スラストプレート
１２ 真空室
１３ 真空バルブ
１４ 大気バルブ
１５ 軸受設置用テーブル
１６ ディスペンサ
１７ 磁気ディスク
２０，４０ ハブ
２１ 軸受シール部
２２ リング治具
２３ ラジアル軸受部
２４ スラスト軸受部
２５ ステータ
２６ ロータマグネット
３０，５０ 流体軸受装置
３３ ネジ
３４ クランパ
３６ 円環状突起部
５２ 中間空洞部

Claims (8)

1. 開口部を有したスリーブと、
   前記スリーブの前記開口部に挿入され、前記スリーブに対して相対的に回転自在に支持されたシャフトと、
   少なくとも前記スリーブと前記シャフトとの間隙に介在する潤滑流体と、
   前記潤滑流体を前記間隙に封止するために、前記開口部近傍に構成された軸受シール部と
   を備え、
   前記軸受シール部の外周側に、撥油剤を塗布可能な面を形成し、数（１）で与えられる半径Ｒ以上の外周側領域に撥油剤を塗布した流体軸受装置。
   Ｒｉ：軸受シール部より突出したシャフトの先端近傍の円筒部半径
   Ｈ：軸受シール部より突出した部分のシャフト長さ
   Ｃ：軸受シール部より突出した部分におけるシャフト先端部の面取り長さ
   Ｖ：充填に必要な潤滑流体の体積
   ｍ：潤滑流体を給液する回数
2. 請求項１に記載の流体軸受装置を備えたスピンドルモータ。
3. 記録媒体と、
   前記記録媒体に対して情報の記録及び再生を行うヘッドと、
   前記記録媒体または前記ヘッドを回転駆動する請求項２に記載のスピンドルモータと
   を備えた情報記録再生装置。
4. 請求項１に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
   前記撥油剤を塗布可能な面上で、かつ前記数（１）で与えられる半径Ｒ以上の前記外周側領域に撥油剤を塗布する撥油剤塗布工程と、
   大気圧より低い第一の圧力雰囲気中で、前記シャフトが挿入された前記スリーブの、前記撥油剤を塗布した領域よりも内周側に前記数（１）におけるＶ／ｍなる体積の潤滑流体を給液する潤滑流体給液工程と、
   前記第一の圧力より高い第二の圧力雰囲気中で、前記潤滑流体を前記スリーブと前記シャフトとの間の隙間に充填させる潤滑流体充填工程と
   を有する流体軸受装置の製造方法。
5. 開口部を有するスリーブと、
   少なくともその一端側に円盤状のフランジ部を有し、前記スリーブの前記開口部に前記フランジ部と共に挿入され、前記スリーブに対して相対的に回転自在に支持されたシャフトと、
   少なくとも前記スリーブと前記シャフトとの間隙に介在する潤滑流体と、
   前記潤滑流体を前記間隙に封止するために、前記フランジの外周部と前記スリーブの開口部の内周面との間に構成した軸受シール部と、
   前記フランジ部よりも軸方向に突出するように前記スリーブに一体的に配設され、前記フランジ部の外径よりも大なる内径を有する円環状突出部と
   を備え、前記フランジ上面に、撥油剤を塗布可能な面を形成し、数（２）で与えられる半径Ｒ以下の内周側領域に撥油剤を塗布した流体軸受装置。
   Ｒｏ：軸受シール部より軸方向に突出したスリーブの円環状突出部内径
   Ｈ：軸受シール部より軸方向に突出したスリーブの円環状突出部長さ
   Ｃ：軸受シール部より軸方向に突出したスリーブの円環状突出部コーナ面取り長さ
   Ｖ：充填に必要な潤滑流体の体積
   ｍ：潤滑流体を給液する回数
6. 請求項５に記載の流体軸受装置を備えたスピンドルモータ。
7. 記録媒体と、
   前記記録媒体に対して信号の記録及び再生を行うヘッドと、
   前記記録媒体または前記ヘッドを回転駆動する請求項５に記載のスピンドルモータと、
   を備えた情報記録再生装置。
8. 請求項５に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
   前記撥油剤を塗布可能な面上で、かつ前記数（２）で与えられる半径Ｒ以下の前記内周側領域に撥油剤を塗布する撥油剤塗布工程と、
   大気圧より低い第一の圧力雰囲気中で、前記スリーブに挿入された前記シャフト上の前記撥油剤を塗布した領域よりも外周側に前記数（２）におけるＶ／ｍなる体積の潤滑流体を給液する潤滑流体給液工程と、
   前記第一の圧力より高い第二の圧力雰囲気中で、前記潤滑流体を前記スリーブと前記シャフトとの間の隙間に充填させる潤滑流体充填工程と
   を有する流体軸受装置の製造方法。