JP4080279B2 - 動圧軸受、モータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動圧軸受に関し、特に、ディスク駆動装置のモータへの応用に適している。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハードディスク装置、リムーバブルディスク装置等のディスク駆動装置において、記録ディスクを駆動するモータの軸受として、シャフトとスリーブとの間に介在させたオイル等の流体に発生する動圧を利用する動圧軸受が用いられている。このような動圧軸受が採用されたモータは、シャフトがスリーブから抜けないように、すなわち、回転体が固定体から離れないようにするために様々な工夫がなされている。
【０００３】
例えば、半径方向に対する界磁用磁石と電機子とを軸方向に関してずらして配置することにより、回転体と固定体との間に軸方向に磁気的吸引力を発生させる手法が知られている。また、シャフトとスリーブ（または、これらの延伸部分）の一方の部材に抜止係止部を設け、シャフトとスリーブとが嵌合された後、他方の部材に抜止部材を固着して、係止部と抜止部材とによりシャフトとスリーブの離間を制限する抜止構造が採用される場合もある。
【０００４】
図１（ａ）〜（ｃ）は、従来のモータを製造する際に、抜止構造を有する動圧軸受が組み立てられる様子を示す図である。なお、組み立ては通常の姿勢から上下が反転された状態で行われる。
【０００５】
動圧軸受のシャフト４は、図１（ａ）に示されるように、円板状の天板６ａの中央部に天板６ａと一体に形成されている。天板６ａは、その外周縁部から垂下する（すなわち、図１（ａ）の姿勢にて上方に伸びる）円筒状の周壁部６ｂと共にロータハブを構成し、ロータハブとシャフト４とによりロータ６０が構成されている。ロータ６０は強磁性材からなる。また、周壁部６ｂの外周面には、ロータマグネット（界磁用磁石）１６が取り付けられており、さらに、ロータマグネット１６の上方とロータ６０との間に強磁性材からなる環状の磁気シールド板９が挟持して取り付けられ、ロータ６０、ロータマグネット１６および磁気シールド板９により、モータ回転組立体ＭＲ０が構成される。モータ回転組立体ＭＲ０は、モータ完成後に、回転して使用される記録ディスク等が取付られるものである。
【０００６】
モータ回転組立体ＭＲ０の凹部ＲＳにはノズルＮＺから動圧軸受用の潤滑流体であるオイルＦが注入され、図１（ｂ）に示されるように、スリーブ８とシールキャップ１０からなるモータ固定組立体ＭＳ０が、シャフト４を包み込むように挿入される。モータ固定組立体ＭＳ０は、モータ完成後に、複数のティースからなるステータ（電機子）を備えたブラケットに固定される。
【０００７】
シャフト４の外周面とスリーブ８の内周面が対向して形成する間隙２２，２４はラジアル軸受部を構成し、天板６ａの内面とスリーブ８の端面が対向して形成する間隙２６、および、シャフト４の自由端の端面とシールキャップ１０の内面が対向して形成する間隙２８はスラスト軸受部を構成する。間隙２２，２４，２６の対向面のいずれか一方には、充填されたオイルＦに動圧を発生させるためのグルーブ（図示省略）が設けられている。完成時の間隙２２，２４，２６の間隙幅の寸法は、数十マイクロメートル程である。また、スリーブ８の外周面に形成される間隙２９は、間隙２６から途切れなく充填されたオイルＦが軸受外部空間に面してオイル界面を形成している。間隙２９は軸受外方に向かって間隙幅が漸増し、オイルの毛細管力によりオイルを保持する。
【０００８】
間隙に注入されたオイルＦが気泡を含まず途切れなく充填されるように、オイルＦに対して真空脱泡処理が行われる。この後、図１（ｃ）に示されるように、円環状の抜止部材２００が、ロータ６０の周壁部６ｂの内周面に固着される。これでモータにおける動圧軸受部分の組立は完了する。スリーブ８の外周面には係止部２００ａが設けられており、軸方向に関して係止部２００ａの面と抜止部材２００の面とが、全周において一様な間隙を介して互いに対向する。抜止部材２００と係止部２００ａとによって、軸受が軸方向に異常な力を受けた時にシャフト４とスリーブ８とが離間してしまうことが防止される。
【０００９】
なお、特許文献１ではシャフトが挿入される穴に凹部が形成された抜止部材が開示されている。この凹部は、くびれを有するシャフトを抜止部材に挿入するためのものであると考えられる。すなわち、特許文献１では、抜止部材に挿入後のシャフトが抜止部材の中央へと移動されることにより、くびれた部位と抜止部材とが係合する構造となっている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２２３４９４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１（ｃ）に示す従来の抜止構造を有する動圧軸受においては、オイルＦ中の気泡を真空脱泡により取り除いた後、モータ回転組立体ＭＲ０に抜止部材２００を装着する際、両組立体が相対的に移動して軸受間隙に充填されているオイルが破断して気泡が混入してしまうおそれがある。なお、脱泡が適切に行われたか否かをオイルの界面の変動により確認するため、脱泡は抜止部材２００が取り付けられる前に行われる必要がある。
【００１２】
図１（ｃ）に示すように、オイル等の液状の潤滑流体と空気との界面が一箇所のみとなる（すなわち、軸受に使われている全潤滑流体が一続きとなっている）フルフィル構造の場合、その界面が複数箇所になるパーシャルフィル構造よりも構造が簡単になるという長所を有するが、潤滑流体に気泡が混入しないように組み立てるのが難しいという欠点を有している。潤滑流体への気泡の混入は、気泡の熱膨張による潤滑流体の漏れ出しやスラスト軸受部における過浮上、潤滑流体の欠落による軸受面の異常接触等を引き起こし、軸受性能を低下させる原因となる。
【００１３】
この組立中において潤滑流体に気泡が混入するという問題は、モータ回転組立体ＭＲ０とモータ固定組立体ＭＳ０とが相対移動しないように組み立てるようにすれば回避することができるが、従来構造の動圧軸受ではそのような組立作業を行うことは、過度の作業上の手間と煩雑さを伴い、現実的な解決策とはなりえず、新たな解決策が要請されていた。なお、この問題は図１（ｃ）に示す動圧軸受のみに発生するものではない。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、抜止構造を有すると共に組み立て時に潤滑流体に気泡の混入を容易に防止することができる動圧軸受を提供することを主たる目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、動圧軸受であって、軸部を有する第１の部材と、前記軸部の自由端側から側面側へと連続的に充填された動圧発生用の潤滑流体を介して前記軸部を保持する第２の部材とを備え、前記潤滑流体は、前記第１の部材と前記第２の部材との間に形成される間隙に連続的に充填され、前記間隙の間隙幅が外部に向かって漸増するテーパシール部にて空気との界面を形成し、前記第１の部材および前記第２の部材のいずれか一方の回転側の部材が、前記潤滑流体の前記界面と接する、または、前記界面の外側に位置する抜止部材を有し、他方の部材が、前記抜止部材と対向して前記第１の部材と前記第２の部材との離間を防止する係止部を有し、前記軸部を中心とする略環状の前記抜止部材が、前記潤滑流体の注入用であって、前記軸部を中心とする周方向に対して等間隔に複数形成される開口または凹部を有し、前記テーパシール部にて保持される前記界面が前記開口または前記凹部を介して外部から目視にて観察可能である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動圧軸受であって、前記第２の部材が有するスリーブの一部が、前記係止部である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の動圧軸受であって、前記軸部の一部が前記係止部である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の動圧軸受であって、前記軸部が自由端側に向かって漸次径が変化する略円錐形の円錐部を有し、前記円錐部の固定端側の面が前記抜止部材と対向する。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、モータであって、請求項１ないし４のいずれかに記載の動圧軸受と、前記第１の部材を前記第２の部材に対して前記軸部を中心に相対的に回転させる駆動機構とを備える。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、ディスク駆動装置であって、情報を記録するディスク状の記録媒体を収容する筐体と、前記筐体内部に固定されて、前記記録媒体を回転させる請求項５に記載のモータと、前記記録媒体に対する情報の書き込みまたは読み出しを行うアクセス手段とを備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の一の実施の形態に係るディスク駆動用のモータ１の軸受部近傍を示す縦断面図である。モータ１は、シャフト４と、シャフト４の上端が中央部に位置する略円板状の天板６ａおよびこの天板６ａの外周縁部から下方に垂下する円筒状の周壁部６ｂとから構成されるロータハブ６とが一体に形成されたロータ６０を備えている。ロータ６０は強磁性材からなる。また、シャフト４の外周面には、円筒状の外筒部材５が装着されており、ロータハブ６の周壁部６ｂの外周面には、ロータマグネット（界磁用磁石）１６が取り付けられ、さらに、ロータマグネット１６の上方とロータハブ６との間に強磁性材からなる環状の磁気シールド板９が取り付けられ、外筒部材５、ロータ６０、ロータマグネット１６および磁気シールド板９によりモータ回転組立体が構成される。
【００２２】
モータ回転組立体は、モータ完成後に、ロータ６０の外周部にあるディスク載置部６ｃに、回転して使用される記録ディスク等が載置されるものである。記録ディスク等は、図示しないクランパによって保持され、シャフト４の上部側（ロータハブ６の天板６ａ側）に設けられた雌ネジ孔４ｂと雄ネジ（不図示）により締結されて、ロータハブ６に固定される。
【００２３】
モータ１は、シャフト４と外筒部材５とを回転自在に支持する中空円筒状のスリーブ８と、スリーブ８の下部を閉塞すると共にシャフト４の自由端端面に対向する面を有するシールキャップ１０とをさらに備えており、これらによりモータ固定組立体が構成される。モータ固定組立体は、半径方向内方に突設される複数のティースを有するステータ（電機子）１４を備えたブラケット１２に内嵌されて固定される。モータ１は、シャフト４が回転自在に支持されることから、シャフト回転型である。
【００２４】
ステータ１４とロータマグネット１６は、半径方向の間隙を介して、かつ、それぞれの磁気的中心は軸方向にほぼ一致して対向して配置されており、ステータ１４を構成するコイルを電源（不図示）からの電力により励磁することにより、ステータ１４とロータマグネット１６により構成される駆動機構が回転駆動力を発生し、ロータマグネット１６を備えたモータ回転組立体が回転してディスクが駆動される。
【００２５】
スリーブ８の上端面と天板６ａの下面との間には間隙２６が形成され、外筒部材５の外周面とスリーブ８の内周面との間には間隙２２，２４が形成され、外筒部材５の端面およびシャフト４の端面とシールキャップ１０の内面との間には間隙２８が形成される。微小な間隙２６，２２，２４，２８は互いに連続しており、動圧発生用の潤滑流体であるオイルＦが軸部（シャフト４および外筒部材５）の自由端側から側面側へと連続的に充填されるとともにシャフト４および外筒部材５がオイルＦを介してスリーブ８に保持され、いわゆるフルフィル構造の動圧軸受が構成されている。
【００２６】
間隙２２，２４はラジアル軸受部を構成し、間隙２６，２８はスラスト軸受部を構成している。間隙２２，２４，２６の対向面（いずれか一方の面でもよい。以下同様。）には、充填されたオイルＦに動圧を発生させるためのグルーブ（不図示）が設けられている。また、シャフト４の外周面と外筒部材５の内周面との間には、間隙２６に保持されるオイルと間隙２８に保持されるオイルとを流通可能とするための一条の螺旋溝（図２において符号７ａ，７ｂ，７ｃを付す。）により形成される連通孔７がシャフト４の外周面に沿って形成されている。
【００２７】
また、スリーブ８の外周面の上端部には、半径方向外方に突設され、かつ、外周面がスリーブ８の上端面から離間するにつれて縮径する傾斜面を有する環状のフランジ部８ａが設けられ、周壁部６ｂの内周面と非接触状態で半径方向に対向している。周壁部６ｂの内周面とフランジ部８ａの外周面との間の間隙は隣接する間隙２６から途切れなくオイルが充填され、その半径方向寸法は、フランジ部８ａの外周面が傾斜していることから下方に向かって漸増し、間隙断面はテーパ状となる。そして、周壁部６ｂの内周面とフランジ部８ａの外周面とにより、オイルＦと軸受外部の空気との界面ＭＣを保持し、オイルＦを間隙内に停留させるテーパシール部１８が構成される。
【００２８】
一連の間隙２２，２４，２６，２８に保持されるオイルＦは、テーパシール部１８においてのみオイルＦの表面張力と外気圧がバランスされ（フルフィル構造）、オイルと空気との界面ＭＣがメニスカス状に形成される。テーパシール部１８は、間隙空間に余裕を持たせることでオイルリザーバとしての機能を有する。すなわち、界面ＭＣ内部に保持されるオイル量に応じて、または、オイルＦの熱膨張や熱収縮に伴うオイルＦの体積の増減に応じて、界面ＭＣの位置が間隙空間内を移動でき、オイルの体積変動に対処することができる。
【００２９】
モータ１では、シャフト４を中心とする略環状の抜止部材２０が周壁部６ｂにおけるテーパシール部１８よりも先端部に（すなわち、オイルＦの外側に）接着等によって固着されている。抜止部材２０がスリーブ８の外周面の下端部においてフランジ部８ａの下部に位置する係止部２０ａに対して非接触状態で嵌り合うことで、スリーブ８に対するロータ６０の抜止構造が構成されている。また、矢印ＯＰで示されるように、抜止部材２０の一部に凹部（具体的形状については後述）が設けられており、モータ回転組立体とモータ固定組立体とを組み合わせて、抜止部材２０および係止部２０ａを対向させて両組立体の離間防止処置が取られた後、この凹部による開口から潤滑流体であるオイルを注入することが可能となっている。
【００３０】
間隙２２と間隙２４との間の動圧発生用のグルーブは、両者の誘起する動圧が実質上均衡して、両者間にオイルの流動が生じないものとされる。間隙２２，２４で発生する流体動圧により、外筒部材５の上部および下部の軸方向上下２箇所においてロータ６０が支持され、ロータ６０の調芯作用および倒れに対する復元作用が得られる。また、間隙２６においては、軸方向に向かう動圧を誘起するグルーブが形成されており、間隙２６にあるオイルの圧力は、連通孔７によって、間隙２８にあるオイルに伝えられる。
【００３１】
間隙２６は動圧によるスラスト軸受部の間隙となっており、間隙２８は、間隙２６において高められたオイルの内圧を利用して、静圧によるスラスト軸受部の間隙となっている。また、間隙２６，２８が連通孔７により実質上同圧となるので、間隙２８に保持されるオイルにおいて内圧が大気圧以下となる負圧が発生することがなく、負圧に起因した気泡の発生問題および発生した気泡による軸受不具合が解消される。
【００３２】
スラストヨーク３０は環状の強磁性材からなり、ブラケット１２のロータマグネット１６との対向位置に配置され、スラストヨーク３０とロータマグネット１６との間に軸方向の磁気吸引力が生じる。この磁気吸引力と、間隙２６，２８で発生するスラスト圧の差であるロータ６０の浮上圧とが均衡して、ロータ６０のスラスト方向（軸方向）の支持が安定化されると共に、ロータ６０の過浮上が抑制される。このような、ロータ６０に対する磁気的な付勢は、例えば、ステータ１４とロータマグネット１６との磁気的中心を軸方向にずらすことによっても生成することができる。
【００３３】
次に、軸受部の組立工程について説明する。図３はモータ１の軸受部近傍が組み立てられる際の工程の流れを示す図であり、図４（ａ）ないし（ｃ）は組み立てられる部品を示す図である。まず、図４（ｂ），（ｃ）に示されるように、モータ回転組立体ＭＲ１とモータ固定組立体ＭＳ１とが組み立てられる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。その後、モータ回転組立体ＭＲ１のシャフト４（および外筒部材５）がモータ固定組立体ＭＳ１のスリーブ８に挿入されてこれらの組立体が組み合わされる（ステップＳ１３）。さらに、図４（ａ）に示す略円環状の抜止部材２０がロータ６０の周壁部６ｂ内周面に接着等によって固着され（ステップＳ１４）、図５に示す状態となる。
【００３４】
図６は抜止部材２０の平面図である。なお、図６では抜止部材２０自体に平行斜線を付して図示を行っている。図４（ａ）では図６中の矢印Ｘ１−Ｐ１−Ｙ１における抜止部材２０の断面を示している。図４（ａ）および図６に示すように、抜止部材２０には、内周面にオイル注入用の凹部Ｃ１が回転軸を中心とする周方向に対して等間隔に複数形成されている。このため、組み立てられた軸受部において、図５中に矢印ＯＰで示される開口が抜止部材２０の凹部Ｃ１により形成されることとなる。
【００３５】
軸受部では、抜止部材２０が取り付けられた後に、この開口からオイル注入ノズルＮＺを用いて、潤滑流体であるオイルの注入が行われ、図２に示す一連の間隙２６，２２，２４，２８にオイルが供給される（ステップＳ１５）。注入されたオイルは、微細な間隙の奥側に毛細管現象により進入してフランジ部８ａの外周面の間隙にてオイル界面を形成し、テーパシール部１８が構成される。なお、複数の凹部Ｃ１による開口から注入を行うことにより、全ての間隙に迅速にオイルを供給することができる。
【００３６】
所定の量のオイル注入が終わると、軸受部の周囲が減圧されてオイルに混入した気泡やオイルが行き渡らずに残留する気泡が除去される。その後、軸受部は大気圧下に戻され（ステップＳ１６）、ステータ１４を有するブラケット１２等がモータ固定組立体ＭＳ１に取付けられ、モータ１が完成する（ステップＳ１７）。なお、モータ１の回転駆動機構の一部であるステータ１４を軸受部の組み立て後に取り付けることにより、モータ１の組み立てを容易に行うことができる。
【００３７】
以上のように、モータ１では、抜止部材２０に凹部Ｃ１を設けることにより、抜止部材２０を取り付けた後にオイルを注入することが可能とされる。これにより、従来のようにオイル注入後に抜止部材を取り付ける際にオイルに気泡が入り込むことが容易に防止される。その結果、軸受性能の低下が防止され、モータ１の動作の安定化が実現される。また、モータの組立中に従来のように気泡が混入しないような緻密な組立作業が不要になることから、組立作業性が良好となり、製造コストの削減が実現される。なお、抜止部材２０が固着された後は、モータ回転組立体ＭＲ１とモータ固定組立体ＭＳ１との間の軸方向および回転半径方向の相対移動可能量は、間隙２２，２４，２６の間隙幅分であってわずか数十ミクロンであり、この程度の移動量であればオイル中に気泡が混入する恐れはない。
【００３８】
また、図１（ｃ）に示す従来の構造では、オイルを注入した後に抜止部材２００を固定するため、オイルが正しく注入されているか否か、特に、オイルの界面の変動を見て脱泡が適切に行われたか否かを抜止部材２００の取り付け後に目視確認することが不可能であるが、図２に示す構造ではオイル界面の外側に位置する抜止部材２０の凹部Ｃ１による開口を介して注入後のオイルが観察可能とされるため、注入状態や脱泡が適切に行われたか否かをオイル界面の変動にて確認することも可能となる。また、図２に示す構造では、抜止部材２０の変更により気泡混入の問題を回避するもので軸受部の変更を伴わず、フルフィル構造の長所である構造の優位性が低下するものではない。さらに、気泡の混入の可能性は連通孔７が設けられる場合の方が高いことから、抜止部材２０取り付け後にオイルを確認することができる構造は、連通孔７を有する軸受部に特に適している。なお、オイル界面の位置の観察は測定器を用いてプローブ等を挿入することにより行われてもよい。
【００３９】
図７（ａ）は抜止部材２０の他の例を示す平面図（平行斜線を付している。）であり、図７（ｂ）は図７（ａ）中の矢印Ｘ２−Ｐ２−Ｙ２における縦断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示すように、抜止部材２０には凹部Ｃ１に代えて開口Ｃ２が形成されてもよい。すなわち、取り付け後に抜止部材２０の凹部や開口により外部から軸受部の間隙へと至る開口が形成されるのであるならば、抜止部材２０の形状は適宜変更されてよい。
【００４０】
図８（ａ）は抜止部材２０のさらに他の例を示す平面図（平行斜線を付している。）であり、図８（ｂ）は図８（ａ）中の矢印Ｘ３−Ｐ３−Ｙ３における縦断面図である。図８（ａ），（ｂ）に示す抜止部材２０は凹部Ｃ３を２つ有する。抜止部材２０の凹部や開口の数は適宜変更されてよい。ただし、抜止部材２０が回転側の部材（すなわち、モータ回転組立体）に取り付けられる場合には、回転の際のバランスを考慮して凹部や開口は回転の中心軸の周方向に対して等間隔に複数形成されることが好ましい。
【００４１】
図９は本発明の関連技術に係るモータ１の軸受部の他の例を示す図である。図９に示す軸受部では、スリーブ８の抜止用の係止部２０ａの一部を除去して中心軸側に窪む凹部Ｃ４が形成され、矢印ＯＰで示されるオイル注入用の開口が設けられる。抜止部材２０には凹部や開口が設けられていない。この場合、凹部Ｃ４は回転しないモータ固定組立体側（すなわち、モータ１の取り付け時に固定される側）にあるため、凹部Ｃ４により回転運動に対する質量バランスが損なわれることはない。
【００４２】
図１０は、本発明の他の関連技術に係るディスク駆動用のモータ１の軸受部近傍を示す縦断面図である。モータ１は、スラスト軸受用の部材である略円板状のベース部材２と、ベース部材２の中央部に一方の端部が固定されるシャフト４とを備えている。ベース部材２とシャフト４とにより、モータ固定組立体が構成される。また、ベース部材２は、複数のティースを有するステータ１４が配設されたブラケット１２に圧入あるいは接着等により固定される。なお、シャフト４とベース部材２とは、一体的に形成されてもよい。
【００４３】
また、モータ１は、シャフト４が挿通される貫通孔を有するスリーブ８と、貫通孔の上端部開口を閉塞すると共にシャフト４の自由端部端面と対向する面を有するシールキャップ１１とからなるロータ６０を備えている。スリーブ８は強磁性材からなる。ロータ６０の外周に固定された円環状のロータマグネット１６と、ロータマグネット１６の上方とロータ６０との間に挟持された強磁性材からなる環状の磁気シールド板９と、ロータ６０とにより、モータ回転組立体が構成される。モータ回転組立体は、モータ完成後に、ロータ６０の外周部にあるディスク載置部６ｃに、回転して使用される記録ディスク等を載置し、図示しないクランパによってこれを保持する。
【００４４】
ロータ６０に固定されたロータマグネット１６は、ステータ１４と半径方向の間隙を介して互いに磁気的中心が軸方向にほぼ一致して配置されており、ロータマグネット１６およびステータ１４により構成される駆動機構が電源からの電力によりトルク（回転力）を発生し、シャフト４を中心軸としてロータマグネット１６やスリーブ８等により構成される回転体を回転させる。モータ１はシャフト４に対して回転体が回転自在に支持されることから、シャフト回転型である。
【００４５】
スリーブ８の下端部外周部には切欠部が形成されており、切欠部の外周面はベース部材２から離間するにつれて縮径している。また、ベース部材２の周縁部には、切欠部の外周面に非接触状態で対向する内周面と、端部において外方に向かう突出部とを有する周壁部２ａが、シャフト４と同心に設けられている。
【００４６】
周壁部２ａの内周面と切欠部の外周面との間には間隙２１が形成されており、スリーブ８の下端面とベース部材２の上面との間には間隙２４が形成されており、スリーブ８の内周面（貫通孔の表面）とシャフト４の外周面との間には間隙２５が形成されており、シャフト４の自由端面とシールキャップ１１の下面との間には間隙２８が形成されている。これらの一連の間隙中には潤滑用流体であるオイルが途切れることなく保持され、いわゆるフルフィル構造の動圧軸受が構成されている。また、間隙２１は上方に向かって漸次幅が大きくなっており、オイルと空気との界面を形成し、図２のテーパシール部１８と同様にオイルを保持する機能を有する。
【００４７】
間隙２５では対向面に動圧発生用のグルーブが形成され、ラジアル動圧軸受部が構成されている。また、間隙２４の対向面にもグルーブが形成され、スラスト軸受部が構成されている。間隙２８では、スラスト軸受部によって高められたオイルの内圧を利用した静圧軸受部が構成される。
【００４８】
また、環状のスラストヨーク３０が、ロータマグネット１６と軸方向に対向してブラケット１２に設けられており、ロータマグネット１６とスラストヨーク３０との間に発生した軸方向の磁気吸引力と、間隙２４，２８におけるスラスト動圧の差である浮上圧とが均衡して、ロータ６０のスラスト方向（軸方向）の支持が安定化されると共に、ロータ６０の過浮上が抑制される。このような、ロータ６０に対する磁気的な付勢は、例えば、ステータ１４とロータマグネット１６との磁気的中心を軸方向にずらすことによっても生成することができる。
【００４９】
また、全体が略環状をしており、下部において内方に向かう突出部を有する抜止部材２０が、スリーブ８の下面に接着等により固着されている。抜止部材２０の突出部は、ベース部材２の周壁部２ａにおける突出部である係止部に対して非接触状態で嵌り合うことで、シャフト４に対するスリーブ８の抜止構造が構成されている。さらに、矢印ＯＰで示されるように、抜止部材２０の一部に凹部が設けられており、モータ回転組立体とモータ固定組立体とを組み合わせて、抜止部材２０により両者の離間防止処置が取られた後、凹部による開口から潤滑流体であるオイルを注入することが可能とされている。
【００５０】
次に、軸受部の組立工程について説明する。組立工程の流れは基本的には図３と同様である。まず、図１１（ａ），（ｂ）に示されるように、モータ回転組立体ＭＲ２とモータ固定組立体ＭＳ２との組み立てが行われ（ステップＳ１１，Ｓ１２）、シャフト４がスリーブ８に挿入されてこれらの組立体が組み合わされる（ステップＳ１３）。さらに、図１１（ｃ）に示す略円環状の抜止部材２０がロータ６０に接着等によって固着され（ステップＳ１４）、図１２に示す状態となる。
【００５１】
図１３は抜止部材２０（平行斜線を付して図示）の平面図である。なお、図１１（ｃ）では図１３中の矢印Ｘ５−Ｐ５−Ｙ５における抜止部材２０の断面を示している。上記の実施の形態と同様に、抜止部材２０には、内周面にオイル注入用凹部Ｃ５が複数形成されている。このため、組み立てられた軸受部において、図１２中に矢印ＯＰで示される開口が抜止部材２０の凹部Ｃ５により形成されることとなる。なお、凹部Ｃ５は開口（図７（ａ）参照）であってもよい。
【００５２】
抜止部材２０が取り付けられた後は、この開口から潤滑流体であるオイルの注入が行われ、一連の間隙にオイルが供給される（ステップＳ１５）。その後、軸受部の周囲は減圧されてオイルに混入した気泡が除去され、大気圧下に戻される（ステップＳ１６）。さらに、モータ１の回転駆動機構の一部であるステータを有するブラケット等がモータ固定組立体ＭＳ２に取付けられ、モータ１が完成する（ステップＳ１７）。
【００５３】
以上のように、関連技術に係るモータ１においても、抜止部材２０の取り付け後にオイルの注入が行われるため、オイルへの気泡の混入を容易に防止することが実現される。その結果、モータ１の動作の安定化および製造コストの削減が実現される。
【００５４】
図１４は関連技術に係る軸受部の他の例を示す図である。図１４に示す軸受部では、ベース部材２の周壁部２ａの外側への突出部の一部を除去して凹部Ｃ６が形成され、これにより、矢印ＯＰで示されるオイル注入用の開口が設けられる。この場合、凹部Ｃ６は回転しないモータ固定組立体側に存在することから、凹部Ｃ６により回転運動に対する質量バランスが損なわれることはない。
【００５５】
図１５は、本発明のさらに他の関連技術に係るディスク駆動用のモータ１の軸受部近傍を示す縦断面図である。モータ１は、図１５に示されるように、固定されたスリーブ８に対してロータハブ６とシャフト４が回転自在に支持される、いわゆるシャフト回転型となっている。シャフト４は、円筒状の軸部４ｃと、軸部４ｃに接続されるとともに軸部４ｃよりも半径方向外方に突出した略逆台形状の断面形状を有する（すなわち、自由端側に向かって漸次径が減少する略円錐形の）円錐部４ｄとから成っている。
【００５６】
ロータハブ６は強磁性材からなり、ロータハブ６の周縁下面にロータマグネット１６が備えられ、ロータハブ６の中心部には、シャフト４の軸部４ｃが接着等により固定される。シャフト４、ロータハブ６、ロータマグネット１６等によりモータ回転組立体が構成される。モータ完成後はロータハブ６の外周部上面にあるディスク載置部６ｃに記録ディスク等が固定される。
【００５７】
また、円筒状のスリーブ８は、シャフト４の円錐部４ｄの表面形状に対応する略台形状の断面形状を有する円錐状凹部８ｂを有している。スリーブ８の外周下部が、ステータ１４が配設されたブラケット１２に圧入あるいは接着等により固定されて、モータ固定組立体が組み立てられる。スリーブ８の円錐状凹部８ｂ内にはシャフト４の円錐部４ｄが配置され、円錐状凹部８ｂの上部開放端には、シャフト４の軸部４ｃが挿通される略円環状の抜止部材２０が接着等により固定されている。これにより、円錐部４ｄの固定端側の面が抜止部材２０と対向する係止部としての役割を果たす。
【００５８】
矢印ＯＰで示されるように抜止部材２０の一部に凹部Ｃ７（図１８参照）が設けられており、シャフト４とモータ固定組立体とを組み合わせて、抜止部材２０により両者の離間防止処置が取られた後、この開口部から潤滑流体であるオイルを注入することが可能とされている。
【００５９】
また、円錐部４ｄと円錐状凹部８ｂとの間には間隙が形成されており、この間隙内にはオイルが途切れることなく（すなわち、シャフト４の自由端側から側面側へと連続的に）保持されている。円錐部４ｄの外周面、すなわち上面から下面に向かってテーパ状に縮径する傾斜面には、動圧発生用のグルーブ１７が形成されており、グルーブ１７によって、ロータハブ６とシャフト４の相対回転時に、円錐部４ｄの外周面と円錐状凹部８ｂの内周面との間において流体動圧が誘起される。
【００６０】
傾斜した一対の対向面間が動圧軸受部として機能することにより、１つの動圧軸受部によってラジアル軸受部とスラスト軸受部の両方の機能を実現することが可能となり、回転精度を損なうことなく、軸受部の小型化および薄型化が実現される。また、円錐状凹部８ｂの底部の略中央部には、円錐部４ｄの底面との間隙が幾分拡大するように円形凹部（図示省略）が形成されている。この円形凹部は、オイル中の異物を補足する機能があり、異物の拡散による軸受の磨耗を防ぐ役割を果たす。
【００６１】
円錐部４ｄと円錐状凹部８ｂとの間に形成された間隙内に保持されているオイルと空気との界面は、抜止部材２０の下面と円錐部４ｄの上面との間の間隙内に形成される。すなわち、抜止部材２０は界面と接する状態となっている。この間隙内のオイルは、内側に界面を有するように円環状に貯留されることから、オイルは回転時に遠心力の作用で半径方向外方に押圧されることとなり、オイルシール機能が強化され、オイルの軸受外部への飛散が抑制される。
【００６２】
次に、軸受部の組立工程について説明する。軸受部の組立は基本的には図３と同様である。ただし、シャフト４自体がモータ回転組立体となる。具体的には、図１６（ｄ）に示すモータ固定組立体ＭＳ３が組み立てられ、スリーブ８の円錐状凹部８ｂに、図１６（ｃ）に示されるシャフト４が挿入され、図１６（ｂ）に示される略円環状の抜止部材２０がスリーブ８の上端部に接着等によって固着されて図１７に示すように組み立てられる。
【００６３】
図１８は抜止部材２０（平行斜線を付して図示）の平面図である。なお、図１６（ｂ）では図１８中の矢印Ｘ７−Ｐ７−Ｙ７における抜止部材２０の断面を示している。抜止部材２０には、内周側に略長穴状のオイル注入用の凹部Ｃ７が２つ形成されている。凹部Ｃ７は開口であってもよい。
【００６４】
抜止部材２０の凹部Ｃ７により、図１７において矢印ＯＰで示される開口が形成され、この開口からオイル注入ノズルを用いて、所定量のオイルが軸受間隙に注入される。その後、減圧脱泡が行われ、さらに、図１６（ａ）に示されるロータマグネット１６付きのロータハブ６が、シャフト４の軸部４ｃに接着等により固定されて、モータ１が完成する。なお、モータ１の回転駆動機構の一部であるロータマグネット１６等を軸受部の組み立て後に取り付けることにより、モータ１の組み立てを容易に行うことができる。
【００６５】
本関連技術に係るモータ１においても、抜止部材２０の取り付け後にオイルの注入が行われるため、オイルへの気泡の混入を防止することが実現される。また、オイル注入の際にオイルの界面を観察することが可能であることから、オイルの注入状態を確認することも可能となる。その結果、モータ１の動作の安定化および製造コストの削減が実現される。なお、図示を省略するが、抜止部材２０の上面にはシールが貼付され、凹部Ｃ７からオイルが漏れないようになっている。このシールはオイル注入後であってロータハブ６を取り付ける前の図１７の工程で貼付される。
【００６６】
なお、本関連技術に係るモータ１の変形例として、シャフト４とスリーブ８との位置関係が上下逆転されてもよい。この場合、シャフト４が組立の際のモータ固定組立体となる。また、シャフトの軸部４ｃは自由端側に向かって漸次経が増加する形状であってもよい。このとき、スリーブ８の円錐状凹部８ｂもそれに合わせた形状とされ、円錐状凹部８ｂの傾斜した内側面側の部位が抜止部材としての役割を果たす。
【００６７】
次に、モータを有するディスク駆動装置について、図１９を参照して説明する。ディスク駆動装置５０において、ハウジング５１の内部は塵や埃等が極度に少ないクリーンな空間となっており、情報を記憶するディスク状の記録媒体５３が装着されたディスク駆動用モータ５２が固定されている。また、ハウジング５１の内部には、記録媒体５３に対して情報を読み書きする情報アクセス手段としてヘッド移動機構が配置され、このヘッド移動機構は、記録媒体５３上の情報を読み書きするヘッド５６、ヘッド５６を支えるアーム５５、並びに、ヘッド５６およびアーム５５を記録媒体５３上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部５４を備えている。
【００６８】
このような、ディスク駆動装置５０のディスク駆動用モータ５２として、上記実施の形態にて説明して流体動圧軸受機構を有するモータ１を使用することで、所望の回転精度や動作の安定性が実現されると共に、ディスク駆動装置５０の薄型化並びに低コスト化が可能となる。ディスク駆動装置５０は、いわゆるハードディスク装置に限定されず、光ディスクや光磁気ディスク等を駆動する装置であってもよい。
【００６９】
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ず、様々な変形が可能である。
【００７０】
例えば、上記実施の形態では、磁気回路が径方向対向型のものを示したが、軸方向対向型であってもよい。また、アウターロータ型、インナーロータ型、軸回転型、軸固定型等の可能な様々な組み合わせのモータ構成に対しても、上述した抜止部材の取り付け後に潤滑流体を注入することができる構造を採用することができる。
【００７１】
オイルは組み合わせ前にモータ固定組立体またはモータ回転組立体に仮注入されてもよい。また、注入時の気泡の混入を防止するために減圧環境にてオイル注入が行われてもよい。
【００７２】
上記実施の形態における抜止部材２０やスリーブ８（の係止部２０ａ）の凹部は実質的に凹部であればよく、例えば、凹部の間が凸部と捉えられるほどの大きさで凹部が形成されてもよい。
【００７３】
上記実施の形態では、抜止部材２０または抜止部材２０に対向して係止を行う部材に軸周方向に関して等間隔にて凹部や開口を設けることにより、凹部や開口が回転体側に形成される場合であっても回転体のバランスを維持しているが、オイル注入用の凹部や開口が軸周方向に関して等間隔でない（または、１つだけ設けられる）場合であっても、バランスをとるために凹部や開口近傍に錘を設けたり、ダミーの凹部や開口が設けられてもよい。
【００７４】
上記実施の形態では、スリーブ８の一部が抜止部材２０と対向する係止部となっており、上記の関連技術では、シャフト４の一部が抜止部材２０と対向する係止部となっているが、係止部は他の部材に設けられてもよい。なお、係止部をスリーブ８やシャフト４の一部とした場合には軸受部の部品数を削減することが可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１の発明では、抜止部材を取り付けた後で潤滑流体を供給することにより、供給後の気泡の混入を防止することができ、さらに、供給後にテーパシール部にて保持される潤滑流体の界面を観察することができる。また、回転時の軸受のバランスをとることができる。
【００７６】
また、請求項２および３の発明では、動圧軸受の部品数を削減することができる。
【００７７】
また、請求項４の発明では、回転精度を損なうことなく、軸受の小型化および薄型化が実現される。
【００７８】
請求項５の発明では、モータの動作の安定化および製造コストの削減が実現される。
【００７９】
請求項６の発明では、ディスク駆動装置の薄型化および低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は従来のモータ回転組立体の断面図、（ｂ）は従来のモータ固定組立体とモータ回転組立体の断面図、（ｃ）は従来の動圧軸受部の断面図である。
【図２】 本発明の一の実施の形態に係るモータの断面図である。
【図３】 モータの組立工程の流れを示す図である。
【図４】 （ａ）は抜止部材の断面図、（ｂ）はモータ固定組立体の断面図、（ｃ）はモータ回転組立体の断面図である。
【図５】 動圧軸受部の断面図である。
【図６】 抜止部材の平面図である。
【図７】 （ａ）は抜止部材の他の例の平面図、（ｂ）は抜止部材の他の例の断面図である。
【図８】 （ａ）は抜止部材のさらに他の例の平面図、（ｂ）は抜止部材のさらに他の例の断面図である。
【図９】 軸受部の断面図である。
【図１０】 本発明の関連技術に係るモータの断面図である。
【図１１】 （ａ）はモータ回転組立体の断面図、（ｂ）はモータ固定組立体の断面図、（ｃ）は抜止部材の断面図である。
【図１２】 軸受部の断面図である。
【図１３】 抜止部材の平面図である。
【図１４】 軸受部の断面図である。
【図１５】 本発明の他の関連技術に係るモータの断面図である。
【図１６】 （ａ）はロータハブの断面図、（ｂ）は抜止部材の断面図、（ｃ）はシャフトの側面図、（ｄ）はモータ固定組立体の断面図である。
【図１７】 軸受部およびステータの断面図である。
【図１８】 抜止部材の平面図である。
【図１９】 ディスク駆動装置の内部構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ モータ
４ シャフト
４ｄ 円錐部
８ スリーブ
１４ ステータ
１６ ロータマグネット
１８ テーパシール部
２０ 抜止部材
２０ａ 係止部
５０ ディスク駆動装置
５１ ハウジング
５２ ディスク駆動用モータ
５３ 記録媒体
６０ ロータ
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ７ 凹部
Ｃ２ 開口
Ｆ オイル
ＭＣ 界面
ＭＲ１ モータ回転組立体
ＭＳ１，ＭＳ３ モータ固定組立体

Claims (6)

1. 動圧軸受であって、
   軸部を有する第１の部材と、
   前記軸部の自由端側から側面側へと連続的に充填された動圧発生用の潤滑流体を介して前記軸部を保持する第２の部材と、
   を備え、
   前記潤滑流体は、前記第１の部材と前記第２の部材との間に形成される間隙に連続的に充填され、前記間隙の間隙幅が外部に向かって漸増するテーパシール部にて空気との界面を形成し、
   前記第１の部材および前記第２の部材のいずれか一方の回転側の部材が、前記潤滑流体の前記界面と接する、または、前記界面の外側に位置する抜止部材を有し、
   他方の部材が、前記抜止部材と対向して前記第１の部材と前記第２の部材との離間を防止する係止部を有し、
   前記軸部を中心とする略環状の前記抜止部材が、前記潤滑流体の注入用であって、前記軸部を中心とする周方向に対して等間隔に複数形成される開口または凹部を有し、
   前記テーパシール部にて保持される前記界面が前記開口または前記凹部を介して外部から目視にて観察可能であることを特徴とする動圧軸受。
2. 請求項１に記載の動圧軸受であって、
   前記第２の部材が有するスリーブの一部が、前記係止部であることを特徴とする動圧軸受。
3. 請求項１に記載の動圧軸受であって、
   前記軸部の一部が前記係止部であることを特徴とする動圧軸受。
4. 請求項３に記載の動圧軸受であって、
   前記軸部が自由端側に向かって漸次径が変化する略円錐形の円錐部を有し、
   前記円錐部の固定端側の面が前記抜止部材と対向することを特徴とする動圧軸受。
5. モータであって、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の動圧軸受と、
   前記第１の部材を前記第２の部材に対して前記軸部を中心に相対的に回転させる駆動機構と、
   を備えることを特徴とするモータ。
6. ディスク駆動装置であって、
   情報を記録するディスク状の記録媒体を収容する筐体と、
   前記筐体内部に固定されて、前記記録媒体を回転させる請求項５に記載のモータと、
   前記記録媒体に対する情報の書き込みまたは読み出しを行うアクセス手段と、
   を備えることを特徴とするディスク駆動装置。

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