JP2008008313A - 動圧流体軸受の製造方法および、それを用いたモータ、回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動圧流体軸受としての性能を充分に得ることが出来る量のオイルが注入保持され、軸受隙間に気泡が介在することを抑え、低コストな動圧流体軸受の製造方法と装置を提供する。
【解決手段】略カップ状のハブ４とこのハブ４に固定されたシャフト３とマグネット５とから構成される軸部１と、ベース６とステータコア４２と環状のリング４１とスリーブ７とを備えたステータ２と、ハブ４とスリーブ７との間および、スリーブ７とシャフト３との間に軸受隙間を形成している動圧流体軸受に潤滑剤を注入する方法であって、スリーブ７の軸受穴１０に第１の潤滑剤を塗布してからスリーブ７にシャフト３を挿入して、真空注油により第２の潤滑剤を軸受隙間に気泡を介在させることなく、１回の注入で軸受隙間にオイルを注入することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、動圧流体軸受の製造方法、特に、例えばハードディスクなどの情報記録機器を駆動するためのモータに用いるのに適した動圧流体軸受の製造方法に関するものである。

近年、ハードディスクなどの情報記録機器を駆動するためのモータには、低騒音、低ＮＲＲＯ（ｎｏｎ−ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ ｒｕｎ−ｏｕｔ）という点より動圧流体軸受が採用されている。動圧流体軸受は、回転体と固定体の間に形成されている軸受隙間にオイル、グリースなどの潤滑剤を介在させ、その潤滑剤に生ずる流体力を支持力とする軸受である。その潤滑剤中に気泡を含まないようにすることは、性能上、重要であり、様々な製造方法が利用されてきた。

例えば、特許文献１には、減圧前に軸受穴１８ｂ内に所要量のオイルＬを配し、減圧した後、軸受穴１８ｂ内にシャフト１０ｂを挿入し、オイルＬを、軸受隙間及びテーパシール部２８に連続するよう移動させると共に、スリーブ１８を構成する多孔質焼結体にオイルを含浸させる。次いで復圧し、軸受隙間が連続したオイルＬで満たされるという技術が開示されている。しかしながら、軸受隙間に潤滑流体を注入することと、多孔質焼結体スリーブに潤滑流体を含浸することを同時に行っている。多孔質焼結体スリーブは、例えば、スポンジのような構造であり多くの孔を有している。この多孔質焼結体スリーブに十分に潤滑流体を含浸するためには、シャフトの挿入を途中で止めるか、挿入速度を低下させるなどの工程を追加すればよいのだが、これらの工程を追加したとしても、どの状態になれば多孔質焼結体スリーブに十分に潤滑流体を含浸できたかどうかの確認ができない。また、シャフトの挿入を途中で止めるなどの工程は、シャフト外径面とスリーブ内周面の接触が生じないように保持した状態でなければならなく、設備的にはかなりの精度を有するものとなり、製造コストを引き上げる原因となる。加えて、シャフトをスリーブに挿入することで、潤滑流体は、軸受開口部に移動して、余剰潤滑流体が軸受開口部から外部へ漏れる可能性がある。潤滑流体が漏れると拭き取り作業などが必要となり、これも、製造コストを引き上げる原因となる。

次に、特許文献２には、スリーブの端部に潤滑油を注入後、潤滑油の沸点以上であって７０ｋＰａ以下の気圧下で、軸をスリーブの円筒部に挿入する。このとき、スリーブ１７の底面２５に注入された潤滑油２７は、スリーブ１７と軸３の隙間を満たすように広がり、軸受隙間に潤滑油を注入する技術が開示されている。しかしながら、この構成では、スリーブ１７に軸３を挿入後、つまり、軸受隙間に潤滑油を注入後、確実に注入できたかどうかの確認が出来ない。例えば、軸受開口部の潤滑油の液面が低い場合、潤滑油の蒸発などにより軸受隙間の潤滑油が減少した際に、潤滑油の液面が動圧発生溝部分まで低下して、動圧発生溝に空気が混入してしまい、ＮＲＲＯが悪化したり、必要な動圧が発生しないという問題が発生する可能性がある。また、軸受開口部の潤滑油の液面が高い場合は、高温時などの際に潤滑油が膨張して、軸受開口部から潤滑油が漏れてしまうという問題が生じる可能性がある。

上述した2件の特許文献に記載されている課題を解決するために、特許文献３には、動圧軸受装置の軸受間隙に、ノズルを用いて潤滑液を注入する際に、潤滑液中に溶け込んでいる気体の濃度を脱気処理によって低下させ、その上で、減圧雰囲気に置かれている軸受間隙に適正量を注油する。この際、脱気処理時の圧力よりも、圧力の高い条件で注油する。注油後、復圧して、潤滑液を軸受間隙の奥にまで押し込むことにより、軸受隙間に潤滑液を注入する。また、減圧、復圧を繰り返すことで気泡（空気）を含まないように軸受隙間に潤滑液を注入することができる技術が開示されている。しかしながら、同一空間でこの注入作業を行う必要であり、空間の気圧を数回繰り返す工程が必要で設備的に大掛かりなものとなり、量産時の設備費負担が重くなる。また、最初の注入時に軸受隙間に気泡が介在した場合は、最初に注入した潤滑液が壁となり、減圧、復圧を繰り返す工程を数回行っても軸受隙間から容易に気泡を排出することが困難であるという課題がある。
特開２００４−２４５２８２号公報（第１４−１５頁、第１、２図） 特開２００２−１３０２８３号公報（第３頁、第１図） 特開２００５−２７３９０８号公報（第１５頁、第４図）

図６を用いて、従来技術の課題について、さらに詳細に説明する。
図６（ａ）は、従来の動圧流体軸受を組立する際の真空注油工程における滴下注油工程を示している図である。

減圧された真空チャンバー内（図示せず）に、軸受隙間７２を形成する軸受隙間構成部材７１が配置されている。軸受隙間構成部材７１は、シャフト７３、シャフト７３の一端側に固定されたハブ７４、ハブ７４に設けられた環状部７５、シャフト７３が挿入されている一端側が開口したスリーブ７６より構成されている。図７（ａ）に図示しているように、シャフト７３がスリーブ７６に挿入されている状態で、スリーブ７６の開口部側外周面と環状部７５の内周面とにより形成されている一端側方向に隙間が暫減する空間７８より、潤滑剤７９を滴下注油する。

滴下注油された潤滑剤７９は、広い隙間から狭い隙間へと流れる特性により、スリーブ７６の開口部側端面８０に対向しているハブ７４の平坦面７７との隙間に形成されているスラスト軸受部８１に流れ込む。

図８は、スラスト軸受部８１に形成されている動圧発生溝８２について図示したものである。スラスト軸受部８１に動圧を発生するスパイラル形状の動圧発生溝８２は、図７（ａ）に示すスリーブ７６の開口部側端面８０に形成されている。図８に図示しているように、動圧発生溝８２のうち、少なくとも１つの溝は、開口部側端面８０の半径方向外側と内側を繋ぐように形成されている。そのため、図７（ａ）において開口部側端面８０と平坦面７７が接触した状態であっても、動圧発生溝８２を介して、スラスト軸受部８１に流れ込む。また、開口部側端面８０と平坦面７７は、それぞれが、鏡面ではなく表面粗度を有した表面であり、その表面粗度の対向する面間にて潤滑剤の毛細管力が働いて、スラスト軸受部８１を潤滑剤にて充填させる。

図７（ａ）に示すように、スリーブ７６の開口部側端面８０の半径方向内側には、傾斜面８３と端面８４が形成されている。端面８４は、平坦面７７と軸方向で対向しており、端面８４と平坦面７７との隙間は、スラスト軸受部８１の隙間より大となるように、スリーブ７６に形成されている。傾斜面８３は、開口部側端面８０と端面８４を繋ぐ部分であり、スラスト軸受部８１から半径方向内側向きに軸方向隙間が漸増するように形成されている。

スラスト軸受部８１に充填された潤滑剤７９は、傾斜面８３、端面８４を経由して、ラジアル軸受部８５ａ、８５ｂへと流れ込もうとする。しかしながら、傾斜面８３と平坦面７７との間には、スラスト軸受部８１から半径方向内側に向かって軸方向隙間が漸増するような形状となって、テーパシール構造が形成されているために、ラジアル軸受部８５ａ、８５ｂへと流れ込むことを妨げてしまう。また、潤滑剤７９は、隙間の狭い方向へと流れようとする特性があるが、端面８４と平坦面７７との隙間は、スラスト軸受部８１の隙間よりも大となるので、潤滑剤７９がラジアル軸受部８５ａ、８５ｂへと流れ込むことを妨げてしまう。結果として、図７（ａ）に図示しているように空間７８から滴下注油された潤滑剤７９は、傾斜面８３と平坦面７７との間にて滞留した状態となる。この状態は、滴下注油作業を行っている際には確認が困難である。

次にこの状態で、減圧された真空チャンバー内（図示せず）の気圧を大気圧に戻す。図７（ｂ）は、復圧（減圧された真空チャンバー内の気圧を大気圧に戻す）工程後の軸受隙間７２内の潤滑剤７９の充填状態を示した図である。潤滑剤７９は、復圧することで、スリーブ７６の閉塞面９０とシャフト７３のハブ７４が固定されている部分の反対側部分の端面との隙間および、ラジアル軸受部８５ａ、８５ｂへと押し込まれる。しかし、滴下注油にて塗布された潤滑剤７９が、軸受隙間７２を充填するだけの塗布量がないと、軸受隙間７２に潤滑剤７９が充填されていない部分８７が発生してしまう。また、スラスト軸受部８１には潤滑剤７９が充填された状態となっている。これは、真空チャンバー内の気圧が大気圧に戻す作業によることにより発生する潤滑剤７９を軸受隙間７２へ押し込む力で押し込まれなかった潤滑剤７９がスラスト軸受部８１にて生じる潤滑剤７９の毛細管力により、保持されたものである。この状態より、軸受隙間内の気泡を排出するために（潤滑剤７９が充填されていない部分８７を潤滑剤７９にて充填するために）、再度、減圧して真空注油を行う。

図７（ｃ）は、一度、真空注油された軸受隙間７２を形成する軸受隙間構成部材１を減圧した状態を示している。図７（ｂ）に示しているように軸受隙間７２に潤滑剤７９が充填されていない部分８７が介在している状態で減圧すると、潤滑剤７９が充填されていない部分８７の空気が膨張して、スラスト軸受部８１に充填されていた潤滑剤７９を軸受隙間７２の外部へと押し出してしまう。結果として、空間７８から潤滑剤７９がもれてしまい、様々な部分に飛散してしまう。潤滑剤７９が飛散すると、その飛散した潤滑剤７９の拭き取り作業が必要となる。また、飛散の度合いによっては、真空チャンバー内全てについて拭き取り作業を行わなければならなく、作業性効率、生産効率を大幅に低下させてしまう。

本発明は、従来技術に存した上記のような課題に鑑み行われたものであって、その目的とするところは、動圧流体軸受としての性能を充分得ることが出来る量の潤滑剤が注入、保持され、軸受隙間に気泡が介在することを抑え、減圧と復圧を繰り返す真空注油工法における潤滑剤の飛散防止を行い、低コストな動圧流体軸受の製造方法を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本願発明である動圧流体軸受の製造方法は、軸部を挿入する軸受穴を持つスリーブの軸受穴の内壁に、少量の第１の潤滑剤を塗布する第１のステップと、少なくとも潤滑剤を塗布したスリーブの軸受穴内に、減圧環境下において軸部を挿入する第２のステップと、スリーブと軸部との間の開口部に、第1の潤滑剤と同等の第２の潤滑剤を滴下注油し、第１の潤滑剤との間で作用する表面張力によって第２の潤滑剤を隙間部に浸透介在させる第３のステップと、減圧環境下から復圧して、大気圧環境にする第４のステップと、を有している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、軸受隙間内にて毛細管力が働かない部分（動圧を発生する部分よりも隙間が大きな部分）があったとしても、予め塗布している潤滑剤と後から注入された潤滑剤とが引き合う力で潤滑剤が軸受隙間内部に容易に充填させることが可能となり、軸受隙間への気泡の介在を防止することができる。また、真空注油する際の減圧、復圧の工程を１回とすることが可能となり、設備的にも安価なもので対応が可能となり、設備費負担を大きく軽減することができる。

以下に、本発明の動圧流体軸受の製造方法の実施形態を図１から図５の図面とともに詳細に説明する。

図１は、真空チャンバー内（図示しない）にて、滴下注油作業を行う前の呼び水的効果をもたらす第１の潤滑剤を軸受隙間部に塗布する工程を図示したものである。

図２は、本発明の製造方法により製造された動圧流体軸受を有するモータの断面図を図示したものである。

図３は、軸受隙間部に第２潤滑剤を滴下する工程および、軸受隙間部に第２潤滑剤が流入していく状態を図示したものである。

図４は、図３の詳細な説明図である。

図５は、本発明の製造方法により製造された動圧流体軸受におけるスラスト軸受部にて、動圧を発生するための動圧発生溝を図示したものである。
（１）製造対象である動圧流体軸受の構成
図１又は図３、図４に示すに工程を経て製造される図２に示す動圧流体軸受を有するモータは、軸部１とステータ２からなる。図２では軸部１側にシャフト３を構成しているが、これに限るものではない。ステータ２側にシャフト３が設けられていてもよく、モータ以外の装置の回転側又は固定側に設けられているものでもよい。また、本発明により製造される動圧流体軸受は、特に、ハードディスクなどの情報記録機器を駆動するためのモータに用いるのに適するが、それ以外の回転機械等にも用い得るものである。

軸部１は、略カップ状のハブ４と、このハブ４の回転中心に嵌合固定されたシャフト３とから構成され、ハブ４の外周壁の内周面にはマグネット５が接着等の手段によって取付けられている。

ステータ２は、ベース６とスリーブ７とから構成され、ベース６の略中央部に形成された環状の立設部８にスリーブ７が接着、圧入、溶接などの手段により取付けられている。

スリーブ７は、一端が閉塞され、他端が開口しているシャフト３を挿入するための軸受穴１０を有する略円筒状部材である。軸受穴１０には、シャフト３が挿入されている。シャフト３の外周面は、スリーブ７の軸受穴１０の内周面と間隙を介して半径方向に対向し、シャフト３の先端面は、スリーブ７の閉塞面１１と軸線方向に対向している。

スリーブ７の開口側の端面１２は、シャフト３の外周面に固定されているハブ４を構成する半径方向外方に延伸する平板部１３と間隙を介して軸線方向に対向している。

これらスリーブ７の開口側の端面１２とハブ４の平板部１３との間に形成される間隙と、スリーブ７の軸受穴１０の内周面とシャフト３の外周面との間に形成される間隙と、スリーブ７の閉塞面１１とシャフト３の先端面との間に形成される隙間（以下「軸受隙間部」と記載する）とは全て連続している。これら連続する各隙間には、潤滑剤Ｌが途切れることなく連続して保持されており、フルフィル構造の軸受を構成している。ここで、フルフィル構造とは、軸受隙間部に空気を介在させることなく、潤滑剤にて軸受隙間が充填されていることをいう。

さらに、図１（ａ）、（ｂ）を用いて、動圧流体軸受（軸受隙間部）について説明する。
図１（ａ）に図示されているように、スリーブ７の開口側の端面１２の外周部には、半径方向外方に突設され且つ外周面がその開口端から離間するにつれて縮径するよう傾斜面状に形成された環状フランジ部１４が設けられている。

また、図１（ｂ）に図示されているように、ハブ４には、平板部１３の外周側からシャフト３と同じ向きにハブ４の外周壁よりも短く立ち上げられた環状壁部１５が設けられ、環状壁部１５とシャフト３の間に、平板部１３を底面とする環状凹部１６が形成されている。環状壁部１５の内周面と環状フランジ部１４の外周面は、非接触状態で半径方向に対向している。この環状壁部１５の内周面と環状フランジ部１４の外周面との間に規定される間隙の半径方向の間隙寸法は、環状フランジ部１４の外周面が上記のとおり傾斜面状に形成されることで、ベース６側（環状壁部１５の先端部方向）に向かって漸増する。すなわち、この環状壁部１５の内周面と環状フランジ部１４の外周面とが協働してテーパシール部１７を構成している。

上述した各間隙内に保持される潤滑剤Ｌは、このテーパシール部１７において、潤滑剤Ｌの表面張力と外気圧とがバランスされ、潤滑剤Ｌと空気との界面がメニスカス状をなす。テーパシール部１７は、潤滑剤を保持する機能し、テーパシール部１７内に保持される潤滑剤量に応じて潤滑剤界面の形成位置が適宜移動可能である。従って、テーパシール部１７内に保持される潤滑剤Ｌが、潤滑剤保持量の減少に伴い軸受隙間部に供給されると共に、熱膨張等によって体積が増大した分の潤滑剤Ｌは、このテーパシール部１７内に収容される。

このように、スリーブ７の環状フランジ部１４の外周面とハブ４の環状壁部１５の内周面間にテーパ状間隙を形成し、表面張力を利用したテーパシール部１７を構成することで、テーパシール部１７がより大径となると共に、テーパシール部１７の軸線方向寸法も比較的に大とすることができる。従って、テーパシール部１７内の容積が増大し、フルフィル構造の動圧軸受に多量に保持される潤滑剤Ｌの熱膨張に対しても十分に追随可能となる。

スリーブ７の軸受穴１０の内周面には、スリーブ７の開口端部側に、軸部１の回転時に潤滑剤Ｌに流体動圧を誘起するために、回転方向に対して相反する方向に傾斜する一対のスパイラル溝を連結して構成される略「く」の字状のヘリングボーングルーブ１８ａが形成されており、シャフト３の外周面との間でラジアル軸受部１９ａが構成される。

また、スリーブ７の軸受穴９の内周面には、スリーブ７の閉塞側に、軸部１の回転時にオイルＬに流体動圧を誘起するために、回転方向に対して相反する方向に傾斜する一対のスパイラル溝を連結して構成される略「く」の字状のヘリングボーングルーブ１８ｂが形成されており、シャフト３の外周面との間で他端側のラジアル軸受部１９ｂが構成される。更に、スリーブ７の開口部側の端面１２には、軸部１の回転時に潤滑剤Ｌに対して半径方向内方（シャフト３側）に向かう圧力を誘起するポンプインのスパイラルグルーブ２０が形成されており、ハブ４の平板部１３と端面１２との間でスラスト軸受部２１が構成される。

上述したように動圧流体軸受９は、シャフト３、ハブ４、スリーブ７により構成されている。

（２）動圧流体軸受の製造
図１又は図３、図４に示すに工程を経て製造される図２に示す動圧流体軸受を有するモータに搭載されている動圧流体軸受９の製造方法について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に図示しているように、真空チャンバー内（図示しない）における減圧下で、軸受隙間部であるスリーブ７の軸受穴１０におけるラジアル軸受部１９ａ、１９ｂおよび、スラスト軸受部２１を形成している部分を除く部分２２、２３、２４に第１の潤滑剤L１を塗布する。この軸受部以外の部分２２、２３、２４に塗布する第１の潤滑剤Ｌ１は、少量でよく、また、軸受穴１０の内周面を必ずしも充填する必要はない。また、塗布方法について特に規定するものではない。尚、塗布する第１の潤滑剤Ｌ１は、エステル系、エーテル系、イオン性液体などのオイルであり、脱法処理を行ったものであり、後述する滴下注油する際の第２の潤滑剤Ｌ２と同等である。すなわち、例えば、第１の潤滑剤Ｌ１がエステル系ならば、第２の潤滑剤Ｌ２もエステル系であり、第１の潤滑剤Ｌ１がエステル系としたときには、第２の潤滑剤Ｌ２をエーテル系とはしないものとする。次に、図１（ｂ）に図示しているように、軸部１のシャフト３をスリーブ７の軸受穴１０に挿入する。この際に、スリーブ７の開口部側の端面１２とハブ４の平板部１３とが接触するまで挿入する。

次に、図１（ｂ）の状態にて第２の潤滑剤Ｌ２を軸受隙間部に滴下注油する工程について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、ノズル２５から第２の潤滑剤Ｌ２をテーパシール部１７から滴下注油した際の初期の状態を図示している。テーパシール部１７から滴下された第２の潤滑剤Ｌ２は、テーパシール部１７が、ベース６側（環状壁部１５の先端部方向）に向かって漸増している形状であるために、広い隙間から狭い隙間へ流れるという潤滑剤Ｌの特性により、軸受隙間部の方向へと流れ込む。次に、第２の潤滑剤Ｌ２は、スリーブ７の開口部側の端面１２とハブ４の平板部１３とが接触している部分（スラスト軸受部２１）へと流れ込もうとする。ここで、スリーブ７の開口部側の端面１２には、図５に図示されている動圧を発生するための動圧発生溝２６が形成されている。図５に図示している動圧発生溝２６は、スパイラル形状であるが、へリングボーン形状などでもよい。動圧発生溝２６の少なくとも１つの溝は、スリーブ７の端面１２の半径方向外側と内側を繋ぐように形成されている。このため、第２の潤滑剤Ｌ２は端面１２と平板部１３とが接触していてもその溝を経由して、軸受部以外の部分２２および、ラジアル軸受部１９ａの方向へ流れようとする。また、端面１２と平板部１３の表面は、切削加工されている。そのために、それぞれの表面には、面粗度があり、ミクロ的には、隙間を有する。この隙間に対して、潤滑剤Ｌの特性である毛細管力により、第２の潤滑剤Ｌ２は、端面１２と平板部１３との間を充填する。次に、第２の潤滑剤Ｌ２は、軸受部以外の部分２２へと流れ込み、図３（ｂ）に図示するようにラジアル軸受部１９ａを充填する。

ここで、図４を用いて、第２の潤滑剤Ｌ２が図３（ａ）から図３（ｂ）に図示しているように移動した状態について説明する。図４（ａ）は、滴下注油された第２の潤滑剤Ｌ２がスラスト軸受部２１を流れて、軸受部以外の部分２２へ流れる前の状態を図示している。スリーブ７の端面１２の半径方向内側には、第１の傾斜面２７と第１の端面２８が形成されている。第１の端面２８は軸線方向で平板部１３と対向しており、第１の端面２８と平板部１３の隙間は、スラスト軸受部２１の隙間より大となるようにスリーブ７に形成されている。第１の傾斜面２７は、端面１２と第１の端面２８を繋ぐ部分であり、端面１２から半径方向内側向き（シャフト３側）に漸増するように形成されている。スラスト軸受部２１に充填された第２の潤滑剤Ｌ２は、軸受部以外の部分２２を経由して、ラジアル軸受部１９ａへと流れ込もうとする。

しかしながら、第１の傾斜面２７と平板部１３との間には、スラスト軸受部２１から半径方向内側に向かって漸増するような形状となってテーパシール構造が形成されているために、軸受部以外の部分２２へと流れ込もうとすることを妨げてしまう。また、潤滑剤Ｌは、隙間の狭い方向へと流れようとする特性があるのであるが、第１の端面２８と平板部１３との隙間は、スラスト軸受部２１の隙間よりも大となるように設定されているので、さらに、第２の潤滑剤Ｌ２が軸受部以外の部分２２へと流れ込もうとすることを妨げてしまう。結果として、図４（ａ）に図示しているようにテーパシール部１７から滴下注油された第２の潤滑剤Ｌ２は、第１の傾斜面２７と平板部１３との間にて滞留した状態となる。

しかしながら、軸受部以外の部分２２の部分には、第１の潤滑剤Ｌ１が予め塗布されている。潤滑剤Ｌそのものは、常に安定しようとするために球体に近づくような特性がある。この特性より、予め塗布されていた第１の潤滑剤Ｌ１と第１の傾斜面２７と平板部１３との間にて滞留している第２の潤滑剤Ｌ２とが引き合い、つまり、予め塗布していた第１の潤滑剤L１が呼び水的な効果をもたらし、図４（ｂ）に図示しているような予め塗布されていた第１の潤滑剤Ｌ１と第１の傾斜面２７と平板部１３との間にて滞留している第２の潤滑剤Ｌ２とが混ざった状態となる。（これは、例えば、平板上に塗布されたドーナツ状の潤滑剤が、半円球の状態になろうとする現象と同様である。）

図４（ｂ）図示している状態においては、上述した潤滑剤Ｌが安定しようとする特性および、テーパシール部１７が形成されている隙間が、軸受部以外の部分２２より大きいために潤滑剤Ｌの特性である広い部分から狭い部分へと流れ込む力より、第２の潤滑剤Ｌ２は、ラジアル軸受部１９ａの方向へと押し流される。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態を経由して、ラジアル軸受部１９ａに第２の潤滑剤Ｌ２が流れ込む直前を図示したものである。スリーブ７の軸受穴１０のラジアル軸受部１９ａを形成している部分３１の開口部側には、内径面２９と第２の傾斜面３０が形成されている。内径面２９は、スリーブ７のラジアル軸受部１９ａを形成している部分３１より径大となるように形成されており、シャフト３の外周面と周方向で対向し隙間を形成している。また、第２の傾斜面３０は、内径面２９とラジアル軸受部１９ａを形成している部分３１を繋ぐように形成されており、第２の傾斜面３０とシャフト３の外周面との隙間が、内径面２９からラジアル軸受部１９ａを形成している部分３１に向って漸減するようになっている。潤滑剤Ｌは、広い部分から狭い部分へと流れる特性を有しており、その特性より、第２の潤滑剤Ｌ２は、第２の傾斜面３０とシャフト３の外周面との隙間を経由して、ラジアル軸受部１９ａへと流れる。ラジアル軸受部１９ａは、微小隙間、例えば、１〜３μｍ程度の隙間であるので、潤滑剤Ｌの毛細管力により、ラジアル軸受部１９ａを充填して、図３（ｂ）に図示しているような状態となる。

次に、図３（ｂ）に図示している状態から、図３（ｃ）に図示しているように、ラジアル軸受部１９ｂが第２の潤滑剤Ｌ２にて充填されている状態になる。これは、図４を用いて上述したように、軸受部以外の部分２３に予め塗布していた第１の潤滑剤Ｌ１の呼び水的な効果により、スリーブ７の軸受穴１０に形成されている第３の傾斜面３２、軸受部以外の部分２３、第４の傾斜面３３を経由して、ラジアル軸受部１９ｂに第２の潤滑剤Ｌ２が充填される。次に、図３（ｃ）に図示している状態より、真空チャンバー（図示しない）内の気圧を大気圧まで戻す。

図３（ｄ）は、真空チャンバー内の気圧を大気圧まで戻した際の軸受隙間部の状態を図示したものである。図３（ｃ）において、軸受部以外の部分２４には、潤滑剤Ｌが未充填となっている。しかしながら、真空チャンバー内の気圧を大気圧に戻すことで、軸受部以外の部分２４が第２の潤滑剤Ｌ２にて充填される。また、テーパシール部１７により保持されていた第２の潤滑剤Ｌ２が軸受部以外の部分２４へと押し込まれた状態のようになり、第２の潤滑剤Ｌ２と大気圧環境下との境界である液面３４は、図３（ｄ）に図示しているように、テーパシール部１７内に位置するようになる。

以上の工程を経て、軸受隙間部のコーナー部などの第２の潤滑剤Ｌ２が流入しにくい部分にも潤滑剤Ｌが確実に行き渡り、得られる動圧流体軸受は、図２に示されるように、シャフト３及び平板部１３とスリーブ７との間の一連の軸受隙間部が連続した潤滑剤Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）で満たされ、更にその潤滑剤Ｌに連続して、テーパシール部１７に空気との界面（液面３４）を有する状態で潤滑剤Ｌが保持されたいわゆるフルフィル構造となる。

尚、上述した製造方法では、軸受部以外の部分２４に予め塗布した潤滑剤Ｌの呼び水的な効果がもたらせられる前に真空チャンバー内の環境を大気圧に戻したが、軸受部以外の部分２４に予め塗布した第１の潤滑剤Ｌ１の呼び水的な効果がもたらせられてから真空チャンバー内の環境を大気圧に戻すことでもよい。また、液面３４がテーパシール部１７部外に位置するような場合は、潤滑剤の吸引作業などにより、液面３４の高さを調整してもよい。

（３）抜け止め機構
図２に示されるように、環状壁部１５のうちテーパシール部１７よりも先端側には、接着等の手段によって環状の抜止めリング４０が固着されている。この抜止めリング４０が環状フランジ部１４下部に対して非接触状態で嵌り合うことで、軸部１の抜け止め構造が構成される。
このように、スリーブ７の外周面側において軸部１の抜止め構造を構成しているので、一対のラジアル軸受部と抜止め構造とが軸線方向における同一線上に整列配置されることが回避されている。従って、相互に対向するシャフト３の外周面とスリーブ７の内周面との軸線方向の高さ寸法全体を軸受として有効に活用することが可能になり、軸受剛性を維持しながら更なる液体動圧軸受及びそれを利用する装置の軸線方向寸法の縮小又は薄型化が実現される。

（５）モータの構成
液体動圧軸受を有する図２に示すような用いたモータにおいては、ベース６のマグネット５との対向位置に強磁性材からなる環状のリング４１を配置し、マグネット５と環状のリング４１との間で軸線方向の磁気吸引力を発生させることで、スラスト軸受部２１で発生する軸部１の浮上圧とバランスさせて、軸部１のスラスト方向の支持を安定させている。このような軸部１に対する磁気的な付勢は、例えば、ステータコア４２とマグネット５との磁気的中心を軸線方向に相違させることによっても作用させることが可能である。また、スリーブ７が、ベース６に設けられた環状の立設部８の内周面に固着され、環状の立設部８の外周面には、マグネット５と半径方向に対向してステータコア２８が固着される。

（６）回転装置の構成
図６に、一般的なディスク駆動装置５０の内部構成を模式図として示す。ケーシング５１の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状のディスク板５２が装着されたモータ５３が設置されている。加えてケーシング５１の内部には、ディスク板５２に対して情報を読み書きするヘッド移動機構５４が配置され、このヘッド移動機構５４は、ディスク板５２上の情報を読み書きするヘッド５５、このヘッドを支えるアーム５６及びヘッド５５及びアーム５６をディスク板５２上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部５７により構成される。このようなディスク駆動装置５０のモータ５３として上記のように製造される動圧流体軸受を用いたモータを使用することで、ディスク駆動装置５０の薄型化並びに低コスト化を可能にすると同時に、スピンドルモータの安定性や信頼性及び耐久性が改善されるので、より信頼性の高いディスク駆動装置とすることができる。

以上、本発明に従う動圧流体軸受の製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、スリーブ７を軸受部６０と軸受部を保持する保持部６１とで構成し、軸受部保持部６１の外周面にＤカット形状の溝６２を設ける。この溝６２により、軸受隙間部を連通する連通路を形成することが可能となる。また、スリーブ７は、アルミニウム系の材料、銅系材料、ステンレス綱といった無垢の金属材から適宜選択して使用することも可能である。加えて、軸受部６０と保持部６１の材料を別部材とすることも可能であり、軸受部６０を加工費が安価な多孔質材とすることも当然、可能である。尚、上記実施形態では、スリーブ７を円筒部と閉塞部が一体形成された構成としているが、円筒部と閉塞部を別の部材からなる構成とすることも当然に可能である。
また本願発明は実施の形態１に示すような構成の軸回転型モータだけに限定されるものではない。

たとえば図９（ａ）に示すように、シャフト１６１の下端にスラストフランジ部を形成して抜け止めを兼ねてスラスト軸受を構成したものでも良い。この場合はスリーブ１６０の下方からシャフト１６１を挿入する際に呼び水たる少量の潤滑剤を塗布しておき、その後スラストプレート１６２をスリーブ１６０の下端部に固定して密封シールする。そして、開口部１６４から潤滑剤を注入すればよい。

また図９（ｂ）（ｃ）に示すように固定シャフトをベースに固定してその周囲をスリーブ１７０，１８０が回転する構成のものであっても良い。

本発明の流体軸受装置は、ディスク駆動装置、リール駆動装置、キャプスタン駆動装置、ドラム駆動装置などのスピンドルモータとして特に好適であるが、これに限るものではない。

（ａ）実施の形態１における軸受穴に軸部を挿入する直前の状態を示す断面図、（ｂ）実施の形態１における軸受穴に軸部を挿入された状態を示す断面図 実施の形態１による製造方法で製造された動圧流体軸受および、モータの断面図 （ａ）実施の形態１において開口部から潤滑剤の供給を開始した時点の潤滑剤の状態説明図、（ｂ）実施の形態１において呼び水的潤滑剤によって、下側ラジアル軸受部分まで充填された状態の説明図、（ｃ）実施の形態１において呼び水的潤滑剤によって、上側ラジアル軸受部分まで充填された状態の説明図、（ｄ）復圧動作により潤滑剤が充填された状態の説明図 （ａ）実施の形態１において開口部から潤滑剤の供給を開始した時点の潤滑剤の状態説明図、（ｂ）実施の形態１においてスラスト軸受部に潤滑剤が充填され、呼び水的潤滑剤と吸着した状態の説明図、（ｃ）実施の形態１においてラジアル軸受部に潤滑剤が充填される直前状態の説明図 実施の形態１におけるスラスト動圧発生溝形状を示す平面図 実施の形態１により製造された動圧流体軸受装置を搭載したモータおよび回転装置の構造を示す模式図 （ａ）従来例における軸受部に潤滑剤の供給を開始した状態を示す断面図、（ｂ）復圧動作時の潤滑剤の状態を示す断面図、（ｃ）再度、減圧状態としたときに潤滑剤が漏洩した状態の説明図 従来例におけるスラスト動圧発生溝形状を示す平面図 （ａ）は実施の形態１の他の変形例１におけるモータ断面図、（ｂ）は実施の形態１の他の変形例２におけるモータ断面図、（ｃ）は実施の形態３の他の変形例１におけるモータ断面図

符号の説明

１ 軸部
２ ステータ
３ シャフト
４ ハブ
５ マグネット
６ ベース
７ スリーブ
８ 立設部
１０ 軸受穴
１１ 閉塞面
１２ 端面
１３ 平板部
１４ 環状フランジ部
１５ 環状壁部
１６ 環状凹部
１７ テーパシール部
１８ａ、１８ｂ ヘリングボーングルーブ
１９ａ、１９ｂ ラジアル軸受部
２０ スパイラルグルーブ
２１ スラスト軸受部
２２、２３、２４ 軸受部以外の部分
２５ ノズル
２６ 動圧発生溝
２７ 第１の傾斜面
２８ 第１の端面
２９ 内径面
３０ 第２の傾斜面
３１ ラジアル軸受形成部
３２ 第３の傾斜面
３３ 第４の傾斜面
３４ 液面
４０ 抜止めリング
４１ 環状のリング
４２ ステータコア
５０ ディスク駆動装置
５１ ケーシング
５２ ディスク板
５３ モータ
５５ ヘッド
５６ アーム
５７ アクチュエータ部
７１ 軸受隙間構成部
７２ 軸受隙間
７３ シャフト
７４ ハブ
７５ 環状部
７６ スリーブ

Claims (7)

1. 軸部を挿入する軸受穴を持つスリーブの前記軸受穴の内壁に、少量の第1の潤滑剤を塗布する第１のステップと、
   前記第１の潤滑剤を塗布した前記スリーブの前記軸受穴内に、減圧環境下において前記軸部を挿入する第２のステップと、
   前記スリーブと前記軸部との間の開口部に、前記第1の潤滑剤と同等の第２の潤滑剤を滴下注油し、前記第１の潤滑剤との間で作用する表面張力によって前記第２の潤滑剤を前記隙間部に浸透介在させる第３のステップと、
   前記減圧環境下から復圧して、大気圧環境にする第４のステップと、
   を有している動圧流体軸受の製造方法。
2. 前記減圧環境下の気圧は１Ｔｏｒｒ以下である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. 前記動圧発生機構を構成しない隙間部に、前記第1の潤滑剤を塗布することを特徴とする、請求項１に記載の流体軸受の製造方法。
4. 前記第４ステップにおいて、減圧環境下から復圧することで、前記隙間部への前記第２の潤滑剤の充填が終了することを特徴とする請求項１に記載の流体軸受の製造方法。
5. 前記スリーブは多孔質材からなり、前記スリーブの外部に潤滑剤が漏れないようにカバー部材を有している請求項１に記載の動圧流体軸受の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の動圧流体軸受の製造方法にて製造された動圧流体軸受を備えていることを特徴とするモータ。
7. 請求項６に記載のモータを備えていることを特徴とする回転装置。