JP2009264571A - 流体動圧軸受機構、モータおよび記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体動圧軸受機構における潤滑油の漏出を防止する。
【解決手段】小型のスピンドルモータに用いられる流体動圧軸受機構において、シャフト２２はラジアル間隙２６１にて発生するラジアル動圧およびスラスト間隙にて発生するスラスト動圧により支持される。また、スリーブの上部を覆う上キャップ２５の外側面２５３とハウジング部材２４１の環状テーパ部２４１２の内側面２４１４との間にテーパシール部２７１が形成され、毛細管現象を利用して潤滑油が軸受機構内部に保持される。上キャップ２５はプレス加工により形成されており、潤滑油の界面が接する外側面２５３にはメッキ層が形成されている。これにより、プレス加工における金型からの引き抜き時の摺接により外側面２５３に生じた傷がメッキ層に覆われ、潤滑油の広がりが防止されて流体動圧軸受機構における潤滑油の漏出が防止される。
【選択図】図９

Description

本発明は、電動式のモータに用いられる流体動圧軸受機構に関する。

従来より、記録ディスク駆動装置等に用いられる小型のスピンドルモータでは、軸受機構の１つとして流体動圧を利用するものが採用されている。このような軸受機構では、軸受機構内部に潤滑油を保持するために毛細管力を利用したテーパシール部がスリーブの周囲に設けられることがある。

特許文献１に開示される軸受機構では、スリーブの上端から径方向外側に突出するフランジ部の外周面とロータハブの内周面との間に軸受機構の内部と連通する間隙が設けられ、軸受機構の内部に潤滑油が充填される。間隙はフランジ部の上側から下側に向かって漸次広がっており、間隙（以下、「テーパ間隙」という。）内では潤滑油の界面が毛細管現象および表面張力によりメニスカス状となる。これにより、テーパ間隙がオイルバッファとしての役割を果たすとともに潤滑油の流出を防止する。
特開２００４−３２４６８１号公報

ところで、テーパ間隙を形成する部材をプレス加工により製造する設計を行うと、部材の金型からの引き抜き時にテーパ間隙を形成する面が金型と摺接して傷が生じる場合がある。特に、金型の抜き勾配が小さくなると摩擦が大きくなり傷が生じやすい。傷が生じると潤滑油が広がりやすくなり、テーパ間隙から潤滑油が漏出する可能性が高くなる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、流体動圧軸受機構における潤滑油の漏出を防止することを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、電動式のモータに用いられる流体動圧軸受機構であって、略円筒状のスリーブ部と、前記スリーブ部に挿入されて回転時に前記スリーブ部の内側面との間のラジアル間隙にて発生する潤滑油の流体動圧を利用して前記スリーブ部に支持されるシャフトと、前記ラジアル間隙に連絡するとともに開口側に向かって漸次幅が広がるテーパ間隙を有し、前記テーパ間隙内に前記潤滑油の界面が形成されることにより毛細管現象を利用して前記潤滑油の漏出を防止する毛細管シール部とを備え、前記テーパ間隙内にて前記潤滑油の前記界面に接する面の少なくとも一部が、前記テーパ間隙を形成する部材をプレス加工または鍛造により形成する際に金型と摺接した摺接面に薄膜を形成した面である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の流体動圧軸受機構であって、前記摺接面が、前記テーパ間隙において内側から前記開口に向かう方向に前記金型と摺接する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の流体動圧軸受機構であって、前記スリーブ部の上面および外側面上部を覆う有蓋略円筒状の上キャップと、前記上キャップの下方にて前記スリーブ部の外側面に固定され、上部が前記上キャップの外側面を覆う略円筒状のハウジング部材とをさらに備え、前記上キャップの前記外側面と前記ハウジング部材の前記上部の内側面との間に前記テーパ間隙が形成され、前記摺接面に前記薄膜を形成した面が、前記上キャップの前記外側面である。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の流体動圧軸受機構であって、前記シャフトに接続された有蓋略円筒状のロータハブをさらに備え、前記スリーブ部の外側面と、前記スリーブ部の前記外側面を覆う前記ロータハブの円筒部との間に前記テーパ間隙が形成され、前記摺接面に前記薄膜を形成した面が、前記円筒部の内側面である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の流体動圧軸受機構であって、前記薄膜が金属によるメッキである。

請求項６に記載の発明は、電動式のモータであって、請求項１ないし５のいずれかに記載の流体動圧軸受機構と、前記シャフトに接続されたロータ部と、前記流体動圧軸受機構が固定されるステータ部とを備える。

請求項７に記載の発明は、記録ディスク駆動装置であって、記録ディスクを回転する請求項６に記載のモータと、前記記録ディスクに対する情報の読み出しまたは書き込みを行うアクセス部と、前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングとを備える。

本発明によれば、テーパ間隙を形成する面に薄膜を形成することにより、流体動圧軸受機構における潤滑油の漏出を防止することができる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る電動式のスピンドルモータ（以下、「モータ」という。）を備える記録ディスク駆動装置３の断面図である。記録ディスク駆動装置３はいわゆるハードディスク駆動装置であり、情報を記録する円板状の記録ディスク３１、記録ディスク３１に対する情報の読み出しおよび書き込みを行うアクセス部３２、記録ディスク３１を保持して回転する電動式のモータ１、並びに、記録ディスク３１、モータ１およびアクセス部３２を内部空間に収容するハウジング３３を備える。

ハウジング３３は、上部に開口を有するとともにモータ１およびアクセス部３２が内側の底面に取り付けられる無蓋箱状の第１ハウジング部材３３１、並びに、第１ハウジング部材３３１の開口を覆う板状の第２ハウジング部材３３２を備える。記録ディスク駆動装置３では、第１ハウジング部材３３１に第２ハウジング部材３３２が接合されてハウジング３３が形成され、内部空間は塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされる。

記録ディスク３１はモータ１上に載置され、クランパ３４およびネジ３５によりモータ１に固定される。アクセス部３２は、記録ディスク３１に近接して情報の読み出しおよび書き込みを磁気的に行うヘッド３２１、ヘッド３２１を支持するアーム３２２、並びに、アーム３２２を移動することによりヘッド３２１を記録ディスク３１およびモータ１に対して相対的に移動するヘッド移動機構３２３を有する。

図２はモータ１の縦断面図であり、記録ディスク３１を二点鎖線にて示している。モータ１はアウタロータ型のモータであり、回転体であるロータ部１１、固定体であるステータ部１２、および、ロータ部１１をステータ部１２に対して回転可能に支持する流体動圧軸受機構２（以下、「軸受機構２」という。）を備える。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部１１側を上側、ステータ部１２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ロータ部１１は、記録ディスク３１が固定される有蓋略円筒状のロータハブ１１１、および、ロータハブ１１１に取り付けられて中心軸Ｊ１の周囲に配置される界磁用磁石１１２を備える。ステータ部１２は、中央に穴部が形成されたベース部であるベースブラケット１２１、および、穴部の周囲にてベースブラケット１２１に取り付けられた電機子１２２を備え、電機子１２２は多極着磁された円環状の界磁用磁石１１２との間で中心軸Ｊ１を中心とする回転力（トルク）を発生する。また、軸受機構２はステータ部１２のベースブラケット１２１の穴部に熱硬化性の接着剤により固定される。

図３は、モータ１の流体動圧を利用する軸受機構２を示す縦断面図である。軸受機構２は中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状のスリーブ部２１、スリーブ部２１に挿入されるシャフト２２、シャフト２２の下端に取り付けられ、スリーブ部２１の下面に対向するスラストプレート２３、スラストプレート２３の下面およびスリーブ部２１の外側面を覆うスリーブハウジング２４、並びに、スリーブ部２１の上面および外側面の上部を覆う上キャップ２５を備える。

スリーブハウジング２４は、スリーブ部２１の外側面を覆う略円筒状のハウジング部材２４１の下部に有底円筒状の下キャップ２４２が嵌合されて接着剤により固定されたものとなっている。上キャップ２５は、スリーブ部２１から突出するシャフト２２の上端が挿入される開口部２５１１を有し、図２に示すように、シャフト２２の上端がロータ部１１に接続されることによりロータ部１１がステータ部１２に対して回転可能に支持される。

図４はスリーブ部２１の縦断面図であり、断面より奥側も示している。スリーブ部２１は上面２１１に径方向に伸びる複数の上面溝２１１１、外側面２１２に中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の外側面溝２１２１、および、下面２１３にスパイラル形状のスラスト動圧溝２１３１を有する。外側面溝２１２１は上端部にて上面溝２１１１の径方向外側の端部に連絡しており、潤滑油の流路を形成する。なお、スリーブ部２１は多孔質の焼結金属体であり、プレス成形時に上面溝２１１１、外側面溝２１２１およびスラスト動圧溝２１３１が形成される。

図５はシャフト２２の正面図であり、シャフト２２は、外側面に形成されたラジアル動圧溝２２１、ラジアル動圧溝２２１の上方に形成された中心軸Ｊ１を中心とする環状凹部２２２、および、下端に中心軸Ｊ１に沿う雌ネジ２２３を有する。雌ネジ２２３にスラストプレート２３（図３参照）の雄ネジが螺合されることによりスラストプレート２３がシャフト２２の下端に取り付けられる。

ラジアル動圧溝２２１は、軸方向において離れた２箇所に形成され、シャフト２２の回転によりスリーブ部２１の内側面との間のラジアル間隙２６１（図３参照）にラジアル動圧を発生させ、これにより、シャフト２２が潤滑油を介してスリーブ部２１により非接触にてラジアル方向に支持される。ラジアル動圧溝２２１の上側の溝（の集合）２２１１および下側の溝（の集合）２２１２はそれぞれヘリングボーン形状であり、溝２２１１の上側の直線部分は下側の直線部分より長く、ラジアル動圧と同時に潤滑油をラジアル間隙２６１内において下方に送る動圧が発生する。溝２２１２では上下の直線部分の長さが等しく、ラジアル動圧のみが発生する。環状凹部２２２は下側にテーパ面２２２１を有し、テーパ面２２２１は下方から上方に向かってシャフト２２の外径が小さくなるように傾斜している。

図３に示すように、シャフト２２およびスラストプレート２３が回転すると、潤滑油はラジアル間隙２６１からスリーブ部２１の下面２１３とスラストプレート２３の上面との間の第１スラスト間隙２６２へと流入する。一方、下面２１３のスラスト動圧溝２１３１（図４参照）により第１スラスト間隙２６２にスラスト動圧が発生する。スラストプレート２３と下キャップ２４２との間の第２スラスト間隙２６３にも潤滑油が充填されており、スラストプレート２３の下面に形成されたスラスト動圧溝により第２スラスト間隙２６３にてスラスト動圧が発生し、第１スラスト間隙２６２および第２スラスト間隙２６３のスラスト動圧によりシャフト２２がスラスト方向に支持される。また、スラストプレート２３の外側面とスリーブハウジング２４の内側面および内底面との間には、第１スラスト間隙２６２と第２スラスト間隙２６３とを連通する間隙２６４が設けられ、潤滑油が充填されている。

図６はスリーブハウジング２４の略円筒状のハウジング部材２４１の縦断面図であり、断面より奥側も示している。ハウジング部材２４１は下部が円筒部２４１１とされ、上部が下方から上方に向かって漸次径が増大する環状テーパ部２４１２とされる。環状テーパ部２４１２の下端部における内径は円筒部２４１１の内径よりも大きく、円筒部２４１１と環状テーパ部２４１２との間は段差部２４１３となっている。また、環状テーパ部２４１２の内側面２４１４にはニッケル等の金属によるメッキが形成され、防錆が施されるとともに表面粗度が低減されている。既述のように円筒部２４１１には下キャップ２４２（図３参照）が下から嵌合されて接着剤にて接着される。

図３に示すように、ハウジング部材２４１の円筒部２４１１は上キャップ２５の下方にてスリーブ部２１の外側面に圧入により固定され、ハウジング部材２４１の上部である環状テーパ部２４１２が上キャップ２５の外側面２５３を覆う。また、ハウジング部材２４１およびスリーブ部２１の外側面溝２１２１（図４参照）により、スリーブ部２１の外側面２１２（図４参照）と円筒部２４１１の内側面との間に、第１スラスト間隙２６２からの潤滑油を上方へと導く流路２６５（以下、「外側下部流路２６５」という。）が形成される。

図７は有蓋略円筒状の上キャップ２５の縦断面図であり、断面より奥側も示している。上キャップ２５は環状かつ板状の上部２５１および上部２５１の外周から下方に伸びる円筒部２５２を有し、図３に示すように、上部２５１の中央の円形の開口部２５１１にシャフト２２の上端が挿入され、円筒部２５２にスリーブ部２１の上部が圧入される。開口部２５１１の内径はシャフト２２の外径よりも大きく、図７に示すように開口部２５１１の内側面２５１３は中心軸Ｊ１に平行な円筒面とされる。また、上部２５１の下面には下方に突出する複数の円形の突起である凸部２５１２が周方向に等間隔に設けられる。図６の環状テーパ部２４１２と同様に、円筒部２５２の外側面２５３にはニッケル等による薄膜であるメッキ層が形成される。なお、ニッケルメッキは鉄系の材料表面よりも潤滑油の濡れ拡散性が小さい。さらに、円筒部２５２の下端部には外側面２５３よりも径方向外側に僅かに突出するプレス加工時の切断面２５２２が形成され、円筒部２５２の内側面には下端部から上部２５１の下面まで中心軸Ｊ１に平行に伸びる溝状の複数の凹部２５２１が周方向に等間隔に設けられる。

図８は軸受機構２の上部を拡大して示す図である。図８に示すように、上キャップ２５の上部２５１の凸部２５１２はスリーブ部２１の上面２１１に当接する。また、スリーブ部２１の外側面２１２と上キャップ２５の円筒部２５２の内側面との間には、スリーブ部２１の外側面溝２１２１および上キャップ２５の内側面の凹部２５２１により外側上部流路２６６が形成され、スリーブ部２１の上面２１１と上キャップ２５の上部２５１の下面との間には、上キャップ２５の凸部２５１２がスリーブ部２１の上面２１１に当接することにより設けられる間隙２５１４と、スリーブ部２１の上面溝２１１１とにより上側流路２６７が形成される。潤滑油は外側下部流路２６５から外側上部流路２６６に流入し、上方へと流れて上側流路２６７へと流入し、中央のラジアル間隙２６１へと戻る。

図３に示すように、軸受機構２内ではラジアル間隙２６１、第１スラスト間隙２６２、外側下部流路２６５、外側上部流路２６６および上側流路２６７により循環路２６が形成され、潤滑油は循環路２６内に連続して充填されてシャフト２２の回転に伴って発生する動圧により循環する。一方、上キャップ２５の外周には毛細管シール部である第１テーパシール部２７１が設けられ、上キャップ２５の内周にも毛細管シール部である第２テーパシール部２７２が設けられ、これらのテーパシール部２７１，２７２により潤滑油が保持される。

図９は第１テーパシール部２７１および第２テーパシール部２７２近傍を拡大して示す図である。第１テーパシール部２７１は、上キャップ２５の円筒部２５２の外側面２５３、および、外側面２５３を覆うハウジング部材２４１の内側面２４１４により形成されるテーパ状の間隙２７１２（以下、「第１テーパ間隙２７１２」という。）を有し（すなわち、第１テーパシール部２７１は第１テーパ間隙２７１２を形成する部位を指す。第２テーパシール部２７２においても同様）、第１テーパ間隙２７１２の幅は中心軸Ｊ１に沿って上方である第１テーパ間隙２７１２の開口側に向かって漸次幅が広がる。図９では第１テーパ間隙２７１２のテーパ角に符号θ１を付している。また、第１テーパ間隙２７１２は循環路２６（図３参照）を介してラジアル間隙２６１に連絡しており、第１テーパ間隙２７１２の内部の圧力と釣り合う位置に潤滑油の第１界面２７１１が形成される。第１テーパシール部２７１では第１界面２７１１による毛細管現象を利用して潤滑油が保持されるとともに潤滑油の漏出が防止される。

第２テーパシール部２７２は、ラジアル間隙２６１の上方においてシャフト２２のテーパ面２２２１および上キャップ２５の開口部２５１１（図７参照）の内側面２５１３によるテーパ状の間隙２７２２（以下、「第２テーパ間隙２７２２」という。）を有する。第２テーパ間隙２７２２は上方（すなわち、第２テーパ間隙２７２２の開口側）に向かって漸次幅が広がり、図９において符号θ２を付す第２テーパ間隙２７２２のテーパ角は、第１テーパ間隙２７１２のテーパ角θ１よりも大きくされる。第２テーパ間隙２７２２は循環路２６（図３参照）に連絡しており、第２テーパシール部２７２では、第２テーパ間隙２７２２の内部の圧力と釣り合う位置に第２界面２７２１が形成される。第２テーパシール部２７２においても、第２界面２７２１による毛細管現象を利用して潤滑油が保持されるとともに潤滑油の漏出が防止される。

図１０は上キャップ２５の製造の流れを示す図であり、図１１ないし図１６は製造途上の上キャップ２５を示す図である（ただし、上キャップ２５は図７に示すものと上下逆に形成され、細部の図示は省略している。）。まず、図１１に示すように、プレス加工のための金型である上金型９１および下金型９２の間にＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ等の平板状の板部材８が配置される。上金型９１は図７の上キャップ２５の内側面および上部底面に対応する円筒状の凸部９１１を有し、下金型９２は上キャップ２５の外側面および上面に対応する円筒状の凹部９２１を有する。

図１２に示すように上金型９１が下金型９２側に向かって下方に移動すると、凸部９１１および凹部９２１の形状に沿って板部材８の一部が上キャップ２５の上部２５１および円筒部２５２の形状に変形する。その後、上金型９１および下金型９２が板部材８から引き抜かれる。このとき、中心軸Ｊ１に平行な円筒部２５２の外側面２５３ａでは、下金型９２の内側面との摺接により、外側面２５３ａ上に引き抜き方向に沿う傷が生じる。なお、外側面２５３ａは、メッキ前の円筒部２５２の外側面であり、以下、「摺接外側面２５３ａ」という。また、図１２のプレスによる板部材８の変形は、複数回に分けられて行われてよい。

次に、図１３に示すように、板部材８はパンチ９３およびダイ９４の間に配置される。パンチ９３は上キャップ２５よりも径が小さい円柱状であり、ダイ９４はパンチ９３が挿入される穴部９４１を有する。そして、図１４に示すように、パンチ９３が下方に移動して穴部９４１に挿入されることによりパンチ９３の下部およびダイ９４により上キャップ２５の上部２５１（図１３では下側に位置する。）の中央が打ち抜かれて開口部２５１１が形成される。

開口部２５１１が形成されると、図１５に示すように、板部材８はパンチ９５およびダイ９６の間にさらに移される。パンチ９５の上部であるパンチ上部９５１は上キャップ２５の摺接外側面２５３ａよりも僅かに径が大きい円柱状となっており、パンチ９５の下部であるパンチ下部９５２は上キャップ２５の内側面に嵌め合わされる円柱状となっており、パンチ上部９５１とパンチ下部９５２との間の段差に板部材８の上面が当接する。ダイ９６は円筒状であり、中央にパンチ９５が挿入される穴部９６１を有する。図１６に示すように、ダイ９６が上方に移動すると穴部９６１にパンチ９５が挿入されるとともに板部材８から上キャップ２５が打ち抜かれ、円筒部２５２の上部の断面が図７に示す切断面２５２２となる。

以上のプレス加工により、上キャップ２５の本体（すなわち、上部２５１および円筒部２５２（図７参照））が形成される（ステップＳ１１）。なお、説明を省略しているが図７に示す凸部２５１２はプレス加工の際に半抜き加工により形成される。

次に、円筒部２５２の摺接外側面２５３ａにニッケルおよびリンを成分とする無電解メッキが施され（ステップＳ１２）、摺接外側面２５３ａに５〜１０μｍのメッキ層が形成される。これにより、摺接外側面２５３ａが、メッキ層により表面粗度が低減された外側面２５３となり、上キャップ２５が完成する。

以上に説明したように、第１の実施の形態に係る軸受機構２では、上キャップ２５がプレス加工により形成される際に、第１テーパ間隙２７１２（図９参照）にて潤滑油の第１界面２７１１に接する外側面２５３となる予定の摺接外側面２５３ａに傷が生じるが、摺接外側面２５３ａにメッキ層が形成されることにより傷が覆われて潤滑油の広がりが防止される。その結果、防錆とともに軸受機構２における潤滑油の漏出を防止することができる。

特に、軸受機構２では、第１テーパ間隙２７１２において内側から開口に向かう方向（図１２における上方）に摺接外側面２５３ａが下金型９２（図１２参照）と摺接し、傷の方向が第１テーパ間隙２７１２の開口に向かう方向となって潤滑油が傷に沿って広がって漏出しやすくなるため、メッキによる漏出防止はこのような傷に対して特に効果を有する。なお、メッキにより、第１テーパ間隙２７１２の外側や開口近傍に塗布される撥油剤が不必要に広がってしまうことも防止される。

図１７は本発明の第２の実施の形態に係るモータ５を備える記録ディスク駆動装置４の内部構成を示す縦断面図である。記録ディスク駆動装置４はいわゆるハードディスク駆動装置であり、情報を記録する円板状の記録ディスク４２、記録ディスク４２に対する情報の読み出しおよび書き込みを行うアクセス部４３、記録ディスク４２を保持して回転する電動式のモータ５、並びに、記録ディスク４２、モータ５およびアクセス部４３を内部空間に収容するハウジング４１を備える。

記録ディスク駆動装置４の基本的な構造は図１の記録ディスク駆動装置３と比較してほぼ同様であるが、モータの構造は大きく異なっている。図１７に示すように、ハウジング４１は、無蓋箱状の第１ハウジング部材４１１および板状の第２ハウジング部材４１２を備え、内部空間４１０を形成する。また、記録ディスク４２は、モータ５の上側に載置されてクランパ４２１によりモータ５に固定され、アクセス部４３は、ヘッド４３１、ヘッド４３１を支持するアーム４３２、および、ヘッド移動機構４３３を有する。

図１８は、記録ディスク駆動装置４のモータ５を示す縦断面図である。図１８では、モータ５の中心軸Ｊ１（後述するロータハブ５１１およびシャフト５１２の中心軸でもある。）を含む面における断面を示すが、切断面よりも奥側に位置する構成についても、その一部を破線にて描いている。

図１８に示すように、モータ５はインナロータ型のモータであり、固定体であるステータ部５２、回転体であるロータ部５１、および、作動流体である潤滑油による流体動圧を利用する流体動圧軸受機構６（以下、「軸受機構６」という。）を備える。ロータ部５１は、軸受機構６を介してモータ５の中心軸Ｊ１を中心としてステータ部５２に対して回転可能に支持される。ステータ部５２は、第１ハウジング部材４１１（図１７参照）の一部でもあるベースプレート５２１、ベースプレート５２１に取り付けられた電機子５２２、および、電機子５２２の上方に配置されて電機子５２２からの電磁ノイズを遮断する薄板状の磁気シールド板５２３を備える。

ロータ部５１は、記録ディスク４２（図１７参照）が固定される有蓋略円筒状のロータハブ５１１、ロータハブ５１１に接続された略円筒状のシャフト５１２、および、ロータハブ５１１に固定されて中心軸Ｊ１の周囲に配置される界磁用磁石５１３を備える。ロータハブ５１１は中心軸Ｊ１を中心とする略円板状であってシャフト５１２の上端部から中心軸Ｊ１に対して垂直に広がる円板部５１１１、および、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であって円板部５１１１の外周縁において下側に突出する円筒部５１１２を備え、円板部５１１１および円筒部５１１２はステンレス鋼やアルミニウム等により一体的に形成される。また、シャフト５１２の下端には、略円板状のスラストプレート５１２１が取り付けられる。界磁用磁石５１３は多極着磁された円環状の磁石であり、ロータハブ５１１の円筒部５１１２の外側面に固定され、電機子５２２との間で中心軸Ｊ１を中心とする回転力（トルク）を発生する。

図１９は軸受機構６を拡大して示す図であり、軸受機構６は中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であって潤滑油を介してシャフト５１２が挿入される略円筒状のスリーブ部６１、および、スリーブ部６１の下端側の開口を閉塞する略円板状のシールキャップ６２を備え、ロータ部５１のロータハブ５１１およびシャフト５１２も軸受機構６の一部を兼ねる。スリーブ部６１は円筒状の多孔質部材であるスリーブ６１１、および、スリーブ６１１の外側面に固定された略円筒状のスリーブハウジング６１２を有し、スリーブハウジング６１２およびシールキャップ６２はスリーブ６１１に含浸された潤滑油を保持する役割を果たす。スリーブハウジング６１２の外側面６１２１は下方に向かって径が小さくなるように傾斜しており、外側面６１２１にはメッキ層が形成されている。また、軸受機構６の下部（すなわち、スリーブハウジング６１２の下部）は、ベースプレート５２１の中央部に形成された開口に圧入されて固定される。

軸受機構６は、ロータハブ５１１の円板部５１１１の下面とスリーブ部６１（すなわち、スリーブ６１１およびスリーブハウジング６１２）の上端面との間の間隙６３１、スリーブ６１１の内側面とシャフト５１２の外側面との間のラジアル間隙６３２、スリーブ６１１の下端面とスラストプレート５１２１の上面との間のスラスト間隙６３３、および、スラストプレート５１２１の下面とシールキャップ６２の上面との間の間隙６３４（以下、これらを「潤滑油保持間隙６３」という。）を有し、モータ５では、潤滑油保持間隙６３に潤滑油が充填されることにより、中心軸Ｊ１を中心にロータ部５１をステータ部５２に対して回転可能に支持する軸受機構６が構成される。

軸受機構６では、シャフト５１２の回転に伴ってラジアル間隙６３２にてスリーブ６１１の内側面に設けられた動圧溝によりラジアル動圧が発生するとともに、間隙６３１およびスラスト間隙６３３にてスリーブハウジング６１２の上面６１２２、および、スリーブ６１１の下端面に設けられた動圧溝によりスラスト動圧が発生し、シャフト５１２およびロータ部５１がラジアル方向およびスラスト方向に支持される。

一方、スリーブ部６１の上部の外周には毛細管シール部であるテーパシール部６４が設けられる。テーパシール部６４は、スリーブ部６１の外側面であるスリーブハウジング６１２の外側面６１２１、および、ロータハブ５１１の円筒部５１１２の内側面５１１３により形成されるテーパ状の間隙６４１（以下、「テーパ間隙６４１」という。）を有し（すなわち、テーパシール部６４はテーパ間隙６４１を形成する部位を指す。）、テーパ間隙６４１は下方の開口に向かって漸次広がる。テーパ間隙６４１は間隙６３１を介してラジアル間隙６３２に連絡しており、テーパ間隙６４１の内部の釣り合う位置に潤滑油の界面６４１１が形成される。このように、テーパシール部６４では界面６４１１による毛細管現象を利用して、潤滑油が保持されるとともに潤滑油の漏出が防止される。

図２０はロータハブ５１１の製造を示す図であり、ロータハブ５１１を形成する下金型９７および上金型９８を二点鎖線にて示している。ロータハブ５１１の製造の流れは、図１０に示すステップＳ１１の上キャップ２５（図７参照）をプレスで製造する工程が、ロータハブ５１１を鍛造により形成する工程に置き換えられ、ステップＳ１２のメッキがロータハブ５１１に施されるものとなる。

ロータハブ５１１の製造では、まず、ロータハブ５１１の材料となるステンレス鋼やアルミニウム等の部材８ａが加熱され、下金型と上金型との間に配置される。部材８ａは下金型と上金型との間で挟まれ、押圧されることにより部材８ａが塑性流動により変形する。部材８ａは複数の下金型および上金型のセットにより複数段階の加工を経て、図２０に示す最終段階の下金型９７および上金型９８に沿ってロータハブ５１１の形状とされる。

その後、ロータハブ５１１は下金型９７および上金型９８から引き抜かれ、冷却される。さらに、ロータハブ５１１の表面のうち、上面のディスク載置面および下面のスリーブハウジング６１２（図１９参照）に対向する面に切削による仕上げ加工が行われる（ステップＳ１１参照）。一方、ロータハブ５１１には金型と摺接した面に傷がついており、下金型９７との摺接により生じた円筒部５１１２の中心軸Ｊ１（図１９参照）に平行な内側面５１１３ａ（メッキ前の摺接面であり、以下、「摺接内側面５１１３ａ」という。）の傷に対してニッケル等のメッキが行われて表面粗度が低減され、摺接内側面５１１３ａが図１９に示す内側面５１１３となる（ステップＳ１２参照）。

以上に説明したように、第２の実施の形態に係る軸受機構６においても、図１９に示すロータハブ５１１が鍛造加工により形成される際に、テーパ間隙６４１において内側から開口に向かう方向（図１９における下方）に摺接内側面５１１３ａが下金型９７（図２０参照）と摺接する。その結果、摺接内側面５１１３ａにテーパ間隙６４１の開口に向かう方向の傷が生じることとなるが、摺接内側面５１１３ａにメッキ層が形成されることにより、テーパ間隙６４１にて潤滑油の界面に接する面である内側面５１１３における傷による潤滑油の広がりが防止され、軸受機構６における潤滑油の漏出が防止される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、図９の外側面２５３および図１９の内側面５１１３（すなわち、テーパシール部が有する面であって加工時に金型と摺接する面）の表面処理はニッケル以外の金属によるメッキが用いられてもよく、例えば、クロム、亜鉛系のメッキであってもよい。メッキに代えて、例えば、電着塗装膜、テフロン（登録商標）コート等の薄膜が形成されてもよい。

上キャップ２５の製造は図１１ないし図１６に示すものには限定されず、例えば、図１３および図１４に示す開口部２５１１の形成よりも前に図１５および図１６に示す板部材８からの上キャップ２５の打ち抜きが行われてもよい。また、上キャップ２５を製造する金型は図１１ないし図１６に示すものには限定されず、さらに、図１１ないし図１６における金型および板部材８が上下逆に配置されてもよい。同様に、ロータハブ５１１を製造する金型も図２０に示すものには限定されない。

図７の上キャップ２５の外側面２５３および図１９のロータハブ５１１の内側面５１１３がメッキ前に有する傷はテーパ間隙の開口に向かうもの以外であってもよく、例えば、中心軸Ｊ１に垂直な方向に生じた傷に対してもメッキが行われることにより潤滑油の広がりが防止されてもよい。

また、軸受機構の構造は上記実施の形態にて示した構造以外のものであってもよく、テーパ間隙を形成する部材をプレス加工または鍛造により形成する際に金型と摺接した摺接面に薄膜を形成した面は、テーパ間隙の両側の面であってもよく、テーパ間隙の一方の面の一部であってもよい。

記録ディスク駆動装置３，４は、ハードディスク駆動装置に限定されず、光ディスク駆動装置、光磁気ディスク駆動装置等のように、記録ディスクに対する情報の読み出しおよび書き込みの一方または両方、すなわち、読み出しまたは書き込みを行う他の装置であってもよい。モータ１，５の用途は記録ディスク装置には限定されず、他の様々な装置の駆動源として用いられてよい。

第１の実施の形態に係る記録ディスク駆動装置の縦断面図である。 モータの縦断面図である。 軸受機構の縦断面図である。 スリーブの縦断面図である。 シャフトの正面図である。 ハウジング部材の縦断面図である。 上キャップの縦断面図である。 軸受機構の上部の拡大図である。 テーパシール部近傍を示す図である。 上キャップの製造の流れを示す図である。 製造途上の上キャップを示す図である。 製造途上の上キャップを示す図である。 製造途上の上キャップを示す図である。 製造途上の上キャップを示す図である。 製造途上の上キャップを示す図である。 製造途上の上キャップを示す図である。 第２の実施の形態に係る記録ディスク駆動装置の縦断面図である。 モータの縦断面図である。 軸受機構近傍を拡大して示す図である。 ロータハブの製造を示す図である。

符号の説明

１，５ モータ
２，６ 軸受機構
３，４ 記録ディスク駆動装置
１１，５１ ロータ部
１２，５２ ステータ部
２１ スリーブ
２２，５１２ シャフト
２５ 上キャップ
３１，４２ 記録ディスク
３２，４３ アクセス部
３３，４１ ハウジング
６１ スリーブ部
６４，２７１ テーパシール部
９２ 下金型
９８ 上金型
２１１ （スリーブの）上面
２１２ （スリーブの）外側面
２４１ ハウジング部材
２５３ （上キャップの）外側面
２５３ａ 摺接外側面
２６１，６３２ ラジアル間隙
５１１ ロータハブ
６４１ テーパ間隙
２４１２ 環状テーパ部
２４１４ （環状テーパ部の）内側面
２７１１ 第１界面
２７１２ 第１テーパ間隙
５１１２ （ロータハブの）円筒部
５１１３ （ロータハブの）内側面
５１１２ａ 摺接内側面
６１２１ （スリーブハウジングの）外側面
６１２２ （スリーブハウジングの）上面
６４１１ 界面

Claims (7)

1. 電動式のモータに用いられる流体動圧軸受機構であって、
   略円筒状のスリーブ部と、
   前記スリーブ部に挿入されて回転時に前記スリーブ部の内側面との間のラジアル間隙にて発生する潤滑油の流体動圧を利用して前記スリーブ部に支持されるシャフトと、
   前記ラジアル間隙に連絡するとともに開口側に向かって漸次幅が広がるテーパ間隙を有し、前記テーパ間隙内に前記潤滑油の界面が形成されることにより毛細管現象を利用して前記潤滑油の漏出を防止する毛細管シール部と、
   を備え、
   前記テーパ間隙内にて前記潤滑油の前記界面に接する面の少なくとも一部が、前記テーパ間隙を形成する部材をプレス加工または鍛造により形成する際に金型と摺接した摺接面に薄膜を形成した面であることを特徴とする流体動圧軸受機構。
2. 請求項１に記載の流体動圧軸受機構であって、
   前記摺接面が、前記テーパ間隙において内側から前記開口に向かう方向に前記金型と摺接することを特徴とする流体動圧軸受機構。
3. 請求項２に記載の流体動圧軸受機構であって、
   前記スリーブ部の上面および外側面上部を覆う有蓋略円筒状の上キャップと、
   前記上キャップの下方にて前記スリーブ部の外側面に固定され、上部が前記上キャップの外側面を覆う略円筒状のハウジング部材と、
   をさらに備え、
   前記上キャップの前記外側面と前記ハウジング部材の前記上部の内側面との間に前記テーパ間隙が形成され、前記摺接面に前記薄膜を形成した面が、前記上キャップの前記外側面であることを特徴とする流体動圧軸受機構。
4. 請求項２に記載の流体動圧軸受機構であって、
   前記シャフトに接続された有蓋略円筒状のロータハブをさらに備え、
   前記スリーブ部の外側面と、前記スリーブ部の前記外側面を覆う前記ロータハブの円筒部との間に前記テーパ間隙が形成され、前記摺接面に前記薄膜を形成した面が、前記円筒部の内側面であることを特徴とする流体動圧軸受機構。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の流体動圧軸受機構であって、
   前記薄膜が金属によるメッキであることを特徴とする流体動圧軸受機構。
6. 電動式のモータであって、
   請求項１ないし５のいずれかに記載の流体動圧軸受機構と、
   前記シャフトに接続されたロータ部と、
   前記流体動圧軸受機構が固定されるステータ部と、
   を備えることを特徴とするモータ。
7. 記録ディスク駆動装置であって、
   記録ディスクを回転する請求項６に記載のモータと、
   前記記録ディスクに対する情報の読み出しまたは書き込みを行うアクセス部と、
   前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
   を備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

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