JP2008215545A - 流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトとスリーブとの間に充填された潤滑剤の液面低下や漏れ出し等の問題の発生を防止することが可能な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置を提供する。
【解決手段】流体軸受装置では、スリーブ１１の軸受孔に挿入されたシャフト１２と、シャフト１２の一方の端部に取り付けられたロータハブ１５との接合部分に内包される隙間部Ｓに、樹脂３１を充填している。シャフト１２とロータハブ１５との接合部分における軸方向上端部には、円周方向に沿ってレーザ溶接による溶接部３２が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハードディスク駆動装置等に搭載される動圧流体軸受およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置に関する。

近年、ハードディスク駆動装置（以下、ＨＤＤ）等のディスク駆動装置に搭載されるスピンドルモータは、非接触回転によって低ＮＲＲＯ（Non-Repetitive Run Out）や低騒音が実現できる動圧流体軸受（以下、流体軸受装置と示す。）が用いられている。
流体軸受装置は、静止部と回転部の間に流体（以下、潤滑剤と示す）を充填した構造であり、精度よく動作させるために、潤滑剤の漏洩や蒸発による液面の低下を防ぐことが重要である。
例えば、特許文献１には、シャフト外周部やシャフトとロータとの間の隙間からの潤滑油の滲み出しを防止するために、シャフトの一方の端部にオイル漏れ防止用の接着剤を塗布した流体軸受装置が開示されている。
また、特許文献２には、シャフトをロータボスに圧入接合する前に、径大内径部に接着剤を塗布することで、両部材を強固に固定する流体軸受装置について開示されている。また、本公報には、接着剤を塗布する替わりに、シャフトとロータボスとの接合部分にレーザ溶接を施して両部材を強固に接合することが開示されている。
特開２００３−０９２８５１号公報（平成１５年３月２８日公開） 特開２００２−１３６０３１号公報（平成１４年５月１０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、上記特許文献１に開示された流体軸受装置では、単に、開放されているシャフトの一方の端部側から接着剤を塗布した構成に過ぎないため、仮にシャフトとハブとの接合部分に内包される閉空間が形成されている場合には、高温時に潤滑剤の膨張等による液面上昇によってその空間に潤滑剤が侵入して保持されてしまうおそれがある。この場合には、例えば、潤滑剤が常温に戻ったとしても上記隙間へ侵入した潤滑剤はシャフトとスリーブとの間の隙間へは戻らないため、必然的に潤滑剤の液面低下を招いてしまう。この結果、シャフトとスリーブとの間に形成される軸受部を含む隙間に十分に潤滑剤が行き渡らなくなり、軸受としての機能が低下してしまうおそれがある。
また、上記特許文献２に開示された流体軸受装置でも、シャフトとロータボスとの間の隙間に充填された接着剤によって潤滑剤の漏れ出しについては防止できるものの、レーザ溶接された溶接部分に発生した細かいひび割れ（マイクロクラック）から潤滑剤が漏れ出すおそれがある。この場合、上記と同様に、シャフトとロータボスとの間に形成される軸受部を含む隙間に十分に潤滑剤が行き渡らなくなり、軸受としての機能が低下してしまうおそれがある。

本発明の課題は、シャフトとハブとの接合部分を溶接によって固定した構成において、シャフトとスリーブとの間に充填された潤滑剤の液面低下や漏れ出し等の問題の発生を防止することが可能な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、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、スリーブと、シャフトと、潤滑剤と、ハブと、隙間部と、樹脂と、を備えている。スリーブは、軸受穴を有している。シャフトは、軸受穴内に相対回転可能な状態で配置されている。潤滑剤は、スリーブとシャフトとの間の隙間に充填されている。ハブは、シャフトの一方の端部に固定されている。隙間部は、シャフトとハブとの接合部分に内包される。樹脂は、隙間部に充填されている。
ここでは、スリーブの軸受穴に挿入された状態でシャフトが相対回転する流体軸受装置において、シャフトとハブとを接合した部分に形成される隙間部に樹脂を充填している。そして、シャフトとハブとの接合部における外端部は、レーザ等を用いた溶接によって接合されている。
ここで、上記シャフトのタイプとしては、一方の端部にハブを固定するための段差部を有する段付きシャフトや、段差部のないストレートシャフトも含まれる。また、シャフトとハブとの接合については、軽圧入や接着剤、溶接等による固定方法が採用される。さらに、上記隙間部は、シャフトとハブとの接合部分の内側に形成される閉空間であって、シャフトやハブの加工跡のように意図しないで形成される空間であってもよいし、樹脂充填用としてシャフトやハブに対して意図的に形成された空間であってもよい。また、上記隙間部に充填される樹脂としては、例えば、シャフトとハブとの軽圧入前に接合部分に塗布された熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、接着剤等を用いることができる。

通常、このようなシャフトとハブとを接合してスリーブに対して相対回転する流体軸受装置では、例えば、シャフトの段差部に加工跡等によって、ハブとの接合部に空間（隙間部）が形成される場合がある。このような構成において、例えば、装置の温度上昇等によって潤滑剤が膨張してシャフトとスリーブとの間の隙間に充填された潤滑剤の液面が一時的に上昇したり、衝撃が加えられて潤滑剤が上記隙間部へ侵入したりした場合には、シャフトとハブとの間の空間（隙間部）まで潤滑剤が入り込んでその空間に潤滑剤が保持されてしまうおそれがある。さらに、シャフトとハブとの接合部分を溶接によって固定した場合でも、溶接部分にはマイクロクラックと呼ばれる微小なひび割れが発生し、そこから潤滑剤が漏れ出すおそれがある。このとき、潤滑剤の膨張がおさまったとしても、シャフトとハブとの接合部分に内包される空間に入り込んだ潤滑剤は隙間に残ったままとなり、かつ漏れ出した潤滑剤を軸受部分に戻すことはできない。このため、シャフトとハブとの間の隙間における潤滑剤が不足して、液面が正常時よりも下がってしまい、動圧発生溝が形成された軸受部に潤滑剤が十分に供給されない等の問題を生じるおそれがある。

本発明の流体軸受装置では、シャフトとハブとの接合部分を溶接によって固定する構成において、このように膨張した潤滑剤を溜め込んでしまうおそれがあるシャフトとハブとの隙間部に、予め樹脂を充填している。
これにより、上述した潤滑剤が膨張してシャフトとスリーブとの間の隙間における液面が上昇した場合でも、シャフトとハブとの接合部分に内包される隙間部には樹脂が充填されているため、潤滑剤が入り込む余地はない。この結果、溶接部分にマイクロクラックが発生した場合でも、隙間に充填された樹脂によって潤滑剤の漏れ出しを効果的に防止することができる。よって、潤滑剤の膨張が終息した後の液面低下を防止するとともに、シャフトとハブとの接合部分からの潤滑剤の滲み出しも効果的に防止することができる。さらに、シャフトとハブとを、接着剤等の樹脂の充填と溶接とを組み合わせて接合することで、より強固な接合を行うことができる。

なお、このような隙間部に充填された樹脂は、溶接部を形成した後で硬化処理がなされることが好ましい。これにより、溶接部にマイクロクラックが発生した場合でも、完全に硬化していない樹脂が毛細管現象によってマイクロクラック内へ浸入し、その後で硬化させることができる。この結果、マイクロクラック内まで樹脂を充填させた状態で、樹脂を硬化させることで、シャフトとハブとの接合部分における潤滑剤の滲み出しをより効果的に防止することができる。
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、隙間部は、シャフトの一方の端部に形成された段差部の加工跡によって形成される。
ここでは、シャフトとハブとの接合部分に内包される隙間が、いわゆる段付きシャフトの段差部分を形成する際の刃物の加工跡（凹部）とハブの当接面との間に形成される。

ここで、上記刃物の加工跡は、段付きシャフトの段差部のフラット面を形成するために必要なものであって、一般的にシャフトの軸方向に交差する方向に凹んだ凹部として形成される。
これにより、意図なくシャフトとハブとの接合部分に形成される隙間部に対する潤滑剤の侵入を予測して、ここに樹脂を充填しておくことで、潤滑剤が膨張した際等における潤滑剤の侵入を防止して、潤滑剤の液面低下や潤滑剤の滲み出し問題の発生を効果的に防止することができる。
第３の発明に係る流体軸受装置は、第１または第２の発明に係る流体軸受装置であって、シャフトとハブとは、圧入によって互いに接合されている。
ここでは、シャフトの外径とハブの内径とを同程度の大きさとして圧入（軽圧入）する方法によって、シャフトとハブとを仮固定している。

これにより、互いの取付精度を向上させた状態で、互いの接合を行うことができる。また、上述したレーザ溶接や接着剤を用いた接合方法と組み合わせることで、位置精度も高く、強固に固定されたシャフトとハブと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から第３の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、樹脂は、熱硬化性の樹脂である。
ここでは、上述したシャフトとハブとの間に形成される空間（隙間部）に形成される樹脂として、熱硬化性の樹脂を用いている。
ここで、上記隙間部へ充填される熱可塑性樹脂としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が考えられる。

これにより、例えば、シャフトとハブとの接合部分に熱硬化性樹脂を塗布して軽圧入した後、シャフトの一端からレーザ溶接等によって溶接部を形成した場合でも、レーザ溶接の熱によって隙間部へ充填された樹脂が悪影響を受けることはない。また、シャフトとスリーブとの間の隙間へ充填された潤滑剤が高温になっても、潤滑剤と接触した樹脂の一部が溶融したりすることもない。この結果、シャフトとハブとの間の隙間を充填する樹脂が、装置や潤滑剤の高温化による影響を受けることなく、潤滑剤の侵入防止という機能を損なうことを回避することができる。
第５の発明に係る流体軸受装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、樹脂は、接着剤である。
ここでは、上述したシャフトとハブとの間に形成される空間（隙間部）に形成される樹脂として、接着剤を用いている。

ここで、上記隙間部へ充填される接着剤としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂接着剤や、ウレタン樹脂系等の熱可塑性樹脂接着剤等が考えられる。
これにより、シャフトとハブとの接合について、例えば、軽圧入による仮固定と接着剤とを併用することで、シャフトとハブとの接合部分に形成された隙間部や溶接部のマイクロクラックの充填という機能とともに、シャフトとハブとの接合という機能も発揮することができる。なお、上述したように、シャフトとハブとの固定にレーザ溶接等を採用する場合には、熱の影響による変形等を考慮して、エポキシ樹脂等のような熱硬化性の接着剤を用いることがより好ましい。
第６の発明に係る流体軸受装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、シャフトとハブとの接合部分の近傍であって、ハブおよびスリーブが互いに対向する少なくとも一方の面に配置された撥油剤を、さらに備えている。

ここでは、シャフトとハブとの接合部分の近傍におけるハブとスリーブとの対向面のうちの少なくとも一方に、潤滑剤を塗布している。
これにより、例えば、潤滑剤が膨張したり飛散したりして、シャフトとハブとの接合部分に形成された隙間部へ潤滑剤が侵入しようとした場合でも、隙間部へ充填された樹脂によってその侵入を防止することができる。そして、この場合、行き場のなくなった潤滑剤がハブとスリーブとの対向面の間の隙間から外部へ漏れ出してしまうことを、撥油剤の塗布によって防止することができる。この結果、潤滑剤の液面低下や漏れ出しをさらに効果的に防止することができる。
第７の発明に係るスピンドルモータは、第１から第６の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置と、ハブに取り付けられた回転磁石と、回転磁石に対して磁束を付与するステータコイルが巻回されたステータと、を備えている。

これにより、流体軸受装置に充填された潤滑剤の液面低下や外部への潤滑剤の漏れ出しを防止して、流体軸受部分における性能の低下を防止することが可能なスピンドルモータを得ることができる。
第８の発明に係る記録再生装置は、第７の発明に係るスピンドルモータと、ハブに装着された記録媒体に対して情報の記録再生を行う記録再生ヘッド部と、を備えている。
これにより、流体軸受装置に充填された潤滑剤の液面低下や外部への潤滑剤の漏れ出しを防止して、流体軸受部分における性能の低下を防止することが可能な記録再生装置を得ることができる。
第９の発明に係る流体軸受装置の製造方法は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置の製造方法であって、第１から第３のステップを備えている。第１のステップでは、シャフトおよびハブの少なくとも一方における所定の接合部分に樹脂を塗布する。第２のステップでは、シャフトとハブとを接合する。第３のステップでは、シャフトとハブとの接合部品を、所定温度以上の恒温室に所定時間以上放置する。

ここでは、上述した構成を備えた流体軸受装置の製造を、第１から第３のステップに従って行う。具体的には、所定の位置に樹脂を塗布してからシャフトとハブとを接合し、その後でレーザ溶接等で溶接部を形成する。そして、この接合部品を樹脂の硬化温度に応じた所定温度以上の恒温室に所定時間以上放置する。
ここで、シャフトとハブとに塗布された樹脂は、接合後の溶接時において熱が付与されるが、一時的なものであるため完全には硬化しない。このため、樹脂を完全に硬化させるために、溶接後に恒温室へ所定時間以上放置する必要がある。
これにより、シャフトとハブとの接合部分に形成される隙間に樹脂を充填することができるとともに、溶接後に恒温室において樹脂を硬化させることで、硬化前に一旦粘度が下がった樹脂によって、毛細管現象によるマイクロクラックへの浸入をより効果的に行うことができる。この結果、溶接部に生じたマイクロクラックへの樹脂の浸入をさらに促進して、マイクロクラック部分からの樹脂の滲み出しを効果的に防止することができる。さらに、接合前に予め塗布された樹脂によってシャフトとハブとの接合部分の隙間が充填されるため、潤滑油の減少という問題も回避することができる。

第１０の発明に係る流体軸受装置の製造方法は、第９の発明に係る流体軸受装置の製造方法であって、第３のステップにおいて形成された溶接部に、樹脂を潤填する第５のステップをさらに備えている。
ここでは、レーザ溶接等によって溶接部を形成した後、所定温度以上に保たれた恒温室にシャフトとハブとの接合部品を置く前に、溶接部の部分に樹脂を潤填する。
これにより、溶接部にマイクロクラックが生じた場合でも、毛細管現象によってマイクロクラック内へ樹脂を浸入させることができる。さらに、潤填された樹脂は、恒温室へ置かれることにより、硬化前に一旦粘度が低い状態へ移行する。このため、毛細管現象によって樹脂をマイクロクラック内へさらに効果的に浸入させて、溶接部からの潤滑油の漏れ出しをさらに効果的に防止することができる。

本発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトとスリーブとの間に充填された潤滑剤の液面低下や漏れ出し等の問題の発生を防止することができる。

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１０について、図１〜図６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（ハブ）１５、ロータマグネット（回転磁石）１６、ステータ１７、ベース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１１、シャフト１２、スラストフランジ１３、スラスト板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、段部１１ｂより径が大きな段部１１ｃが設けられており、円板状のスラスト板１４が段部１１ｃに接着、カシメ、圧入、溶接等の工法によって固定される。また、スリーブ１１上部における軸受孔１１ａ側の端面には、径方向内側に向かって下方傾斜する傾斜面１１ｄ（図２参照）が形成されている。この傾斜面１１ｄは、軸方向下向きにシャフト１２との間隔が狭くなるように配置されているため、テーパシール部として機能し、潤滑油２６をシャフト１２とスリーブ１１との間の隙間に安定して保持している。

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、段差が形成されており、この段差部分に、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が所定の溶接位置に沿って溶接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。また、シャフト１２の上端部には、ロータハブ１５を取り付けるための段差部１２ａ（図３（ｂ）参照）が設けられている。なお、シャフト１２とロータハブ１５との接合については、後段にて詳述する。

スラストフランジ１３は、略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に対して溶接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配置されている。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。
スラスト板１４は、流体軸受装置２０の底面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面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、略お椀状の形状を有し、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の内周面側には、略円環状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の上面には、ディスク載置面が形成されており、図６に示すように、磁気記録ディスク（記録媒体）Ｄ１，Ｄ２等が固定され、磁気記録ヘッド（記録再生ヘッド部）５１，５１等の他の部材とともにハードディスク装置のような磁気記録再生装置（記録再生装置）５０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との間の隙間、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との間の隙間には、潤滑油（潤滑剤）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、ステータコイル１７ａが巻回された対向するステータ１７との間において引き付け、反発を繰り返すことで、シャフト１２を中心としてロータハブ１５を回転させる。
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、ステータコイル１７ａが巻線されたコアを含むステータ１７が接着等の工法によって固定されている。
［シャフト１２とロータハブ１５との接合部］
ここで、シャフト１２とロータハブ１５との接合部およびその接合方法について、図２〜図５を用いて詳しく説明すれば以下の通りである。

すなわち、シャフト１２の上端部に形成された段差部１２ａに対して、上述した略お椀型のロータハブ１５が取り付けられると、図２に示すように、シャフト１２の段差部１２ａに形成された加工跡（凹部）１２ｂ（図３（ｂ）参照）とロータハブ１５の内周面に形成された凹部１５ａ（図３（ａ）参照）との間に閉空間である隙間部Ｓが形成される。
隙間部Ｓは、シャフト１２の段差部１２ａにおける、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分に内包されるように形成される。
シャフト１２の段差部１２ａに形成される加工跡１２ｂは、シャフト１２の段差部１２ａを、加工工具を用いて形成する際に、軸方向に略垂直な平面を形成するために加工工具の刃先の形状によって意図なく形成されるものである。また、この加工跡１２ｂは、シャフト１２の軸方向に沿った面に対して凹状になるように形成される。

本実施形態では、このようなシャフト１２とロータハブ１５との接合部分に内包されるように形成される隙間部Ｓに、隙間充填用の樹脂３１を充填している。
樹脂３１は、低発ガス性のエポキシ系接着剤であって、隙間部Ｓの充填という機能とともにシャフト１２とロータハブ１５との接合強度を向上させるという機能も有している。
ここで、シャフト１２とスリーブ１１との間の隙間に充填されている潤滑油２６は、高温条件下に置かれて膨張したり気泡が混入したりすること等によって、シャフト１２とスリーブ１１の傾斜面１１ｄとの間に形成されるテーパシール部における液面が一時的に上昇する場合がある。このとき、潤滑油２６は、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分に侵入するおそれがあるが、本実施形態ではその接合部分に内包された隙間部Ｓへ樹脂３１が充填されているため、隙間部Ｓへの潤滑油２６の侵入を防止することができる。この結果、潤滑油２６の液面上昇が解消された際に、潤滑油２６の液面が下がってしまうことを防止するとともに、シャフト１２とロータハブ１５との間の隙間からの潤滑油２６の滲み出しを効果的に防止することができる。

また、シャフト１２とスリーブ１１との間の隙間に形成されるテーパ部分の近傍であるロータハブ１５の底面とスリーブ１１の上面には、それぞれ撥油剤３３ａ，３３ｂが塗布されている。撥油剤３３ａ，３３ｂは、塗布された表面において、潤滑油２６との接触角度が大きくなるような物質によって構成されており、例えば、ＨＤＤにおいてはパーフルオロ系の樹脂が用いられる。
これにより、シャフト１２とスリーブ１１の傾斜面１１ｄとの間に形成されるテーパシール部において、潤滑油２６の液面が一時的に上昇した場合でも、スリーブ１１とロータハブ１５との間の隙間を通って潤滑油２６が外部へ漏れ出すことを効果的に防止することができる。特に、本実施形態では、潤滑油２６が一時的に膨張して液面が上昇した場合でもシャフト１２とロータハブ１５との接合部分への潤滑油２６の侵入を防止した構成となっており、行き場を失った潤滑油２６がロータハブ１５とスリーブ１１との間に移動し易くなっている。このため、ロータハブ１５の裏面側とスリーブ１１の上面とにそれぞれ撥油剤３３ａ，３３ｂを塗布しておくことが特に望ましい。

＜隙間部Ｓへの樹脂３１の充填方法＞
ここでは、上述したシャフト１２とロータハブ１５との接合方法について、図４、図５および図７を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下で説明する充填方法では、ロータハブ１５を上下反対にした状態で治具４０にセットし、上方からシャフト１２をロータハブ１５の中心に形成された穴に差し込む方法を採用している。
すなわち、本実施形態の流体軸受装置２０の組み立て工程では、まず、ステップＳ１（第１のステップ）において、シャフト１２とロータハブ１５とのそれぞれの接合部分における所定の位置へ、接着剤３１ａ，３１ｂを塗布する。
次に、ステップＳ２（第２のステップ）において、図４に示すように、治具４０上にセットされたロータハブ１５に対して、上方からシャフト１２やスリーブ１１等を含む流体軸受装置２０を移動させ、ロータハブ１５の中心に形成された穴にシャフト１２の上端部の径小部分を差し込む。このとき、シャフト１２の径小部分の外径は、ロータハブ１５の穴の内径よりも若干大きい寸法となっており、両部材は軽圧入によって仮固定される。

ここで、軽圧入される前段階のステップＳ１において、シャフト１２には、上述した段差部１２ａの加工跡１２ｂ部分に樹脂３１ａが塗布されている。一方、ロータハブ１５にも、上述した凹部１５ａの部分に樹脂３１ｂが塗布されている。そして、シャフト１２の加工跡１２ｂとロータハブ１５の凹部１５ａとは、シャフト１２とロータハブ１５とが接合された状態において、隙間部Ｓをともに形成する面となる。これにより、隙間部Ｓを構成する面上に予め空間充填用の樹脂３１ａ，３１ｂを設けることで、図５に示すように、シャフト１２とロータハブ１５とを接合した状態においては効率よく隙間部Ｓへの樹脂３１の充填が可能になる。
次に、ステップＳ３（第３のステップ）において、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分における上端部に、レーザ溶接によって円周方向に沿って溶接部３２（図２参照）を形成して、シャフト１２とロータハブ１５とを強固に固定する。なお、レーザ溶接時には、隙間部Ｓへ充填された樹脂３１に対して一時的に熱が付与されるが、このような短時間では樹脂３１はほとんど硬化せず、液体状（ゲル状）のままである。このため、その後、溶接部３２に生じた微小な割れ目（マイクロクラック）へ、毛細管現象によって樹脂３１を浸入させることができる。

次に、ステップＳ４（第５のステップ）において、溶接部３２に発生したマイクロクラックに対して樹脂３１を潤填する。このとき、溶接部３２に生じたマイクロクラックには、毛細管現象によって樹脂３１が入り込んでいく。
最後に、ステップＳ５（第４のステップ）において、接合部分に塗布された樹脂３１ａ，３１ｂや溶接部３２に生じたマイクロクラックに潤填された熱硬化性の樹脂３１を硬化させるために、８０℃の恒温室へシャフト１２とロータハブ１５との接合部品を１．０ｈ程度放置する。このとき、樹脂３１は、高温環境下に置かれることで一時的に粘度が下がった後で硬化することになる。よって、一時的に粘度が下がった樹脂３１は、溶接部３２に生じたマイクロクラックに毛細管現象によって浸入していき、その後硬化する。
本実施形態では、以上のような製造方法によって流体軸受装置２０を製造することにより、接合前に予めシャフト１２およびロータハブ１５に対して塗布された樹脂３１ａ，３１ｂによってシャフト１２とロータハブ１５との間に形成される隙間を充填するとともに、溶接部３２に対して潤填された樹脂３１によってマイクロクラックの割れ目を充填することができる。この結果、樹脂３１とレーザ溶接とを組み合わせて接合されたシャフト１２とロータハブ１５との接合箇所について、強固な接合を実現しつつ、シャフト１２をつたって潤滑油２６が外部へ漏れ出すことを確実に防止することができる。

なお、図５に示すように、接合後の状態において、隙間部Ｓから漏れ出してシャフト１２の上端部側に露出した樹脂３１ｄについては、両部材を接合後、エポキシ樹脂が硬化するまでにふき取ればよい。一方、スリーブ１１側へ漏れ出した樹脂３１ｃについては、スピンドルモータ１０の内側となるため拭き取ることが困難である。本実施形態では、漏れ出した樹脂３１ｃが潤滑油２６に接触してしまうことを防止するために、図５に示すように、樹脂３１ｃが漏れ出す部分における径方向の距離Ｇａが軸方向の距離Ｇｂよりも大きくなるように設計している。これにより、シャフト１２とロータハブ１５とを接合した際に、内側へ漏れ出した樹脂３１ｃを径方向に広がるように設計することで、図中点線部分まで液面が移動した場合でも、樹脂３１ｃの軸方向に存在するテーパシール部に保持された潤滑油２６に樹脂３１ｃが混入してしまうことを防止することができる。この結果、スピンドルモータ１０における回転ロック等の問題が発生することを容易に回避することができる。

［本流体軸受装置２０の特徴］
（１）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図２に示すように、スリーブ１１の軸受孔１１ａに挿入されたシャフト１２と、シャフト１２の一方の端部に取り付けられたロータハブ１５との接合部分に内包される隙間部Ｓに、樹脂３１を充填している。そして、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分における軸方向上端部には、円周方向に沿ってレーザ溶接による溶接部３２が形成されている。
これにより、シャフト１２とスリーブ１１との間のテーパシール部に保持された潤滑油２６の高温条件下による膨張等によって、潤滑油２６の液面が一時的に上昇した場合でも、潤滑油２６がシャフト１２とスリーブ１１との間の隙間を通って隙間部Ｓへ侵入してそこに溜まってしまうことはない。さらに、溶接部３２にマイクロクラックが生じた場合でも、隙間部Ｓへの樹脂３１の充填によってマイクロクラックから潤滑油２６が漏れ出すこともない。この結果、シャフト１２とスリーブ１１との接合部分に形成される隙間部Ｓに潤滑油２６が溜まってしまい潤滑油２６の膨張が元の状態に戻ったとしても潤滑油２６が不足して液面が低下してしまうといった問題の発生を回避することができる。よって、潤滑油２６不足による動圧発生溝を含む軸受部における軸受不良の発生を防止することができる。さらに、隙間部Ｓを経由しての潤滑油２６の外部への漏れ出しといった問題の発生についても効果的に防止することができる。

（２）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図１〜図３（ｂ）に示すように、一方の端部に段差部１５ａを有する段付きのシャフト１２を用いている。
これにより、段付きのシャフト１２の段差部１２ａを形成する際に生じる加工跡１２ｂによって、意図なく比較的大きな空間の隙間部Ｓが形成された場合でも、樹脂３１の充填によって潤滑油２６の侵入を防止することで、一時的な液面上昇後における液面低下や潤滑油２６の外部への漏れ出し等を回避することができる。
（３）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図４に示すように、スピンドルモータ１０の組立工程において、まず、ロータハブ１５とシャフト１２とを軽圧入によって仮固定している。

これにより、樹脂３１による接着や溶接による固定前に、両部材を接合する際の位置精度を向上させることができる。この結果、シャフト１２とロータハブ１５との接合を高精度に行うことができる。
（４）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図２に示すように、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分に内包されるように形成された隙間部Ｓに対して、熱硬化性の樹脂３１（エポキシ樹脂）を充填している。
これにより、シャフト１２とロータハブ１５とを軽圧入した後で、例えば、上述したようなレーザ溶接を行う場合でも、レーザ溶接時の熱によって隙間部Ｓに充填された樹脂３１が溶融したり変形したりすることはない。この結果、レーザ溶接等のような熱を伴う固定方法を採用する場合でも、隙間部Ｓへ充填された樹脂３１への熱による悪影響を排除して、潤滑油２６の隙間部Ｓへの侵入といった不具合の発生を確実に防止することができる。

（５）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図２に示すように、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分に内包されるように形成された隙間部Ｓに対して、接着剤として機能する樹脂３１（エポキシ樹脂）を充填している。
これにより、上述した軽圧入の後で、隙間部Ｓに充填された樹脂３１の硬化によってもシャフト１２とロータハブ１５とを強固に固定することができる。
（６）
本実施形態の流体軸受装置２０では、図２に示すように、シャフト１２とスリーブ１１の傾斜面１１ｄとの間の隙間に形成されたテーパシール部の近傍であって、ロータハブ１５におけるテーパシール部側の面、およびスリーブ１１の上面に、それぞれ撥油剤３３ａ，３３ｂを塗布している。

これにより、潤滑油２６の膨張による液面上昇時におけるシャフト１２とロータハブ１５との接合部分からの潤滑油２６の漏れ出しを防止しつつ、スリーブ１１とロータハブ１５との間の隙間からの潤滑油２６の漏れ出しについても、効果的に防止することができる。特に、隙間部Ｓへの潤滑油２６の侵入を防止した構成では、行き場の無くなった潤滑油２６がスリーブ１１とロータハブ１５との間の隙間へと流れ易くなると考えられることから、撥油剤３３ａ，３３ｂの塗布は特に効果的である。
（７）
本実施形態の流体軸受装置２０の製造方法では、図７に示すように、ステップＳ１において、シャフト１２とロータハブ１５とのそれぞれの接合部分における所定の位置へ、接着剤３１ａ，３１ｂを塗布する。次に、ステップＳ２において、ロータハブ１５に対して、上方からシャフト１２の上端部の径小部分を差し込む。次に、ステップＳ３において、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分における上端部に、レーザ溶接によって円周方向に沿って溶接部３２を形成して、シャフト１２とロータハブ１５とを強固に固定する。最後に、ステップＳ５において、８０℃の恒温室へシャフト１２とロータハブ１５との接合部品を１．０ｈ程度放置して、樹脂３１を硬化させる。

これにより、接合前に予めシャフト１２およびロータハブ１５に対して塗布された樹脂３１ａ，３１ｂによってシャフト１２とロータハブ１５との間に形成される隙間を充填することができる。そして、溶接部３２に対して潤填された樹脂３１によってマイクロクラックの割れ目を充填することができる。この結果、樹脂３１とレーザ溶接とを組み合わせて接合されたシャフト１２とロータハブ１５との接合箇所からの潤滑油２６の漏れ出しを確実に防止することができる。
（８）
本実施形態の流体軸受装置２０の製造方法では、図７に示すように、シャフト１２とロータハブ１５とを接合した後、接合部品を恒温室へ放置する前に、ステップＳ４において、溶接部３２に発生したマイクロクラックに対して樹脂３１を潤填する。

これにより、溶接部３２にマイクロクラックが生じた場合でも、溶接部３２に潤填された樹脂３１の毛細管現象によってマイクロクラックを充填することができる。この結果、シャフト１２をつたって潤滑油２６が外部へ漏れ出すことを効果的に防止することができる。
［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、図２等に示すように、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分に内包される隙間部Ｓとして、シャフト１２の段差部１２ａを形成する際の刃物の加工跡（凹部）１２ｂによってロータハブ１５との接合面との間に形成される隙間を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、シャフトとハブ（ロータハブ）との接合部に形成される隙間としては、ハブ側に形成された凹部とシャフトの接合面との間に形成される隙間であってもよい。
また、隙間部を形成するために、シャフトあるいはハブに形成された凹部は、上記実施形態の加工跡のように、意図しないものであってもよいし、意図的に形成された凹部や溝等であってもよい。
（Ｂ）
上記実施形態では、隙間部Ｓへ充填された樹脂３１として、エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂、接着剤）を用い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、エポキシ樹脂以外にも、フェノール樹脂やユリア樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ウレタン樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。

また、充填される樹脂としては、必ずしも接着剤である必要はなく、接着性能を持たない熱硬化性樹脂であってもよい。
ただし、上記実施形態のように、シャフトとハブとの接合部分をレーザ溶接するような構成では、充填された樹脂に対して熱の影響を考慮しなくてはならないため、エポキシ等の熱硬化性樹脂を用いることがより好ましい。さらに、シャフトをハブに対して軽圧入した後の接合強度を考慮すると、その間の隙間に充填される樹脂が接着性能を有することで、簡易な構成によりシャフトとハブとの接合強度を向上させることができるという点では、上記実施形態のように接着剤を用いることがより好ましい。
（Ｃ）
上記実施形態では、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分に形成される隙間部Ｓに対して樹脂３１を十分に充填させるために、図４に示すように、接合部分におけるシャフト１２側およびロータハブ１５側の双方に樹脂３１ａ，３１ｂを塗布してから軽圧入を行う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、シャフトおよびロータハブのいずれか一方だけに樹脂を塗布してから軽圧入による接合を行ってもよい。
ただし、隙間部へ十分に樹脂の充填を行うという観点では、上記実施形態のように、シャフトとハブの双方に樹脂を塗布してから軽圧入による接合を行うことがより好ましい。
（Ｄ）
上記実施形態では、図４に示すように、シャフト１２とロータハブ１５とを軽圧入した後で、充填樹脂３１による接着、レーザ溶接を行ってシャフト１２とロータハブ１５とを接合す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、軽圧入を行うことなく、接着剤およびレーザ溶接の組合せによって両部材を接合してもよい。

ただし、上述したように、軽圧入を行ってシャフトとハブとの仮固定を行うことにより、シャフトとハブとの位置決め精度を向上させることができるという点では、上記実施形態のように、軽圧入を他の接合方法と併用することがより好ましい。
（Ｅ）
上記実施形態では、図２および図３（ｂ）等に示すように、ロータハブ１５が固定されるシャフト１２として、ロータハブ１５が取り付けられる段差部１２ａを有する段付きシャフトを用い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７に示すように、段差部のないストレートシャフト１１２を含む流体軸受装置１２０を搭載したスピンドルモータ１１０であってもよい。
この場合でも、シャフト１１２とロータハブ（ハブ）１１５との接合部分に内包される隙間に樹脂を充填することで、潤滑剤の液面低下防止等のような上記と同様の効果を得ることができる。

（Ｆ）
上記実施形態では、図２に示すように、シャフト１２とロータハブ１５との接合部分の近傍における、ロータハブ１５とスリーブ１１との対向面にそれぞれ撥油剤３３ａ，３３ｂを塗布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、撥油剤が塗布されていない構成の流体軸受装置を用いることもできる。あるいは、スリーブの上面だけに撥油剤を塗布した構成であってもよい。
この場合でも、シャフトとハブとの接合部分への潤滑剤の侵入による液面低下や接合部分からの潤滑剤の滲み出しといった不具合の発生を防止することができる。
ただし、上記隙間部への潤滑剤の浸入を防止したことにより行き場のなくなった潤滑剤が別の場所へ移動しようとするという意味では、上記実施形態のように、別ルート上に撥油剤を塗布して潤滑剤の移動を抑制することがより望ましい。

（Ｇ）
上記実施形態では、図６に示すように、本発明に係る流体軸受装置２０を含むスピンドルモータ１０を、記録ヘッド（記録再生ヘッド部）５１を有する磁気記録再生装置（記録再生装置）５０に搭載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、本発明の流体軸受装置の搭載先としては、磁気記録再生装置に限らず、光ディスク等の他の記録再生装置に対しても当然に搭載可能である。

本発明の流体軸受装置は、シャフトとスリーブとの間に充填された潤滑剤の液面低下や漏れ出し等の問題の発生を防止することができるという効果を奏することから、流体軸受装置を内部に有する、例えば、ＨＤＤ用スピンドルモータや高密度光ディスク用スピンドルモータ等に搭載される流体軸受装置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Ｘ部分を示す拡大図。 （ａ）は、図２のロータハブを示す拡大図。（ｂ）は、図２のシャフトを示す拡大図。 図１の流体軸受装置の組立工程の一部であるシャフトとロータハブとの接合工程を示す拡大図。 図４の接合工程後におけるシャフトとロータハブとの接合部分を示す拡大図。 図１のスピンドルモータ（流体軸受装置）を搭載した磁気記録再生装置の内部構成を示す断面図。 図１のスピンドルモータに搭載された流体軸受装置の製造方法の流れを示すフローチャート。 本発明の他の実施形態に係る流体軸受装置の構成を示す断面図。

符号の説明

１０ スピンドルモータ
１１ スリーブ
１１ａ 軸受孔
１１ｂ，１１ｃ 段部
１１ｄ 傾斜面
１２ シャフト
１２ａ 段差部
１２ｂ 加工跡（凹部）
１３ スラストフランジ
１４ スラスト板
１５ ロータハブ（ハブ）
１５ａ 凹部
１６ ロータマグネット（回転磁石）
１７ ステータ
１７ａ ステータコイル
１８ ベース
２０ 流体軸受装置
２６ 潤滑油（潤滑剤）
３１ 樹脂（エポキシ樹脂）
３１ａ 樹脂
３１ｂ 樹脂
３１ｃ 樹脂
３１ｄ 樹脂
３２ 溶接部
３３ａ，３３ｂ 撥油剤
４０ 治具
５０ 磁気記録再生装置（記録再生装置）
５１ 記録ヘッド（記録再生ヘッド部）
１１０ スピンドルモータ
１１２ シャフト
１１５ ロータハブ（ハブ）
１２０ 流体軸受装置
Ｄ１，Ｄ２ 磁気記録ディスク（記録媒体）
Ｓ 隙間部

Claims (10)

1. 軸受穴を有するスリーブと、
   前記軸受穴内に相対回転可能な状態で配置されたシャフトと、
   前記スリーブと前記シャフトとの間の隙間に充填された潤滑剤と、
   前記シャフトの一方の端部に固定されたハブと、
   前記シャフトと前記ハブとの接合部分に内包される隙間部と、
   前記隙間部に充填された樹脂と、
   前記シャフトと前記ハブとの接合部における外端部に形成された溶接部と、
   を備えている流体軸受装置。
2. 前記隙間部は、前記シャフトの一方の端部に形成された段差部の加工跡によって形成される、
   請求項１に記載の流体軸受装置。
3. 前記シャフトと前記ハブとは、圧入によって互いに接合されている、
   請求項１または２に記載の流体軸受装置。
4. 前記樹脂は、熱硬化性の樹脂である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
5. 前記樹脂は、接着剤である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
6. 前記シャフトと前記ハブとの接合部分の近傍であって、前記ハブおよび前記スリーブが互いに対向する少なくとも一方の面に配置された撥油剤を、さらに備えている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の流体軸受装置と、
   前記ハブに取り付けられた回転磁石と、
   前記回転磁石に対して磁束を付与するステータコイルが巻回されたステータと、
   を備えているスピンドルモータ。
8. 請求項７に記載のスピンドルモータと、
   前記ハブに装着された記録媒体に対して情報の記録再生を行う記録再生ヘッド部と、
   を備えている記録再生装置。
9. 請求項１から６のいずれか１項に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
   前記シャフトおよび前記ハブの少なくとも一方における所定の接合部分に前記樹脂を塗布する第１のステップと、
   前記シャフトと前記ハブとを接合する第２のステップと、
   前記シャフトと前記ハブとの接合部分における端部に溶接部を形成する第３のステップと、
   前記シャフトと前記ハブとの接合部品を、所定温度以上の恒温室に所定時間以上放置する第４のステップと、
   を備えている流体軸受装置の製造方法。
10. 前記第３のステップにおいて形成された前記溶接部に、前記樹脂を潤填する第５のステップをさらに備えている、
    請求項９に記載の流体軸受装置の製造方法。
    

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