JPH0960645A - 流体軸受装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラスト受板の接合強度を高め、更にスラス
ト受板の前記回転軸に対する直角度を精度良く出しなが
らなお潤滑流体が外部流出しないような流体軸受装置の
製造方法を提案する。 【解決手段】 スラスト受板と軸受ホルダーに設けられ
た取付面に接着剤を塗布せず両者を密着させて固定螺子
で機械的結合を行い、スラスト受板の回転軸に対する直
角度を精度良く出し、更に機械的結合手段により両者を
固定した後、シール剤を充填して補強することにより潤
滑流体の装置外への流出を防ぐと共にスラスト受板と軸
受ホルダーとの結合強度を増加させたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑流体の動圧に
より回転軸を回転自在に支承する流体軸受装置の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高精度、高速性を要求されるモー
タ等の各種装置において、流体軸受装置が広く用いられ
ている。この流体軸受装置は、所定の潤滑流体の動圧を
利用して回転軸を回転自在に支承するものであって、回
転軸のラジアル方向の支持を行うラジアル軸受と、回転
軸のスラスト方向の支持を行うスラスト軸受が通常設け
られている。

【０００３】このスラスト軸受では、例えば図１０に示
されているように、動圧発生用の溝が形成された回転軸
１１１の一端部がスラスト受板１１３に対面されてお
り、これら回転軸１１１とスラスト受板１１３との間
に、潤滑流体による動圧を発生させて軸方向支持を行っ
ている。

【０００４】このとき上記スラスト受板１１３は、通
常、フレーム等の固定部材１１４側に設けられた取付面
１１５に接合されており、この取付面１１５からスラス
ト受板１１３の外周部にかけて塗布されたシール兼用の
接着剤１１６によってスラスト受板１１３が固定部材１
１４側に固定されている。

【０００５】また近年の流体軸受装置では、装置の小型
化あるいは扁平化の要請に従って、スラスト受板１１３
の接着面積を小さくする傾向があり、そのためスラスト
受板１１３の接合強度が低下し、スラスト方向の耐衝撃
性が悪化するおそれが生じている。そこで固定手段とし
ての接着剤１１６を多量に使用して接着強度を増すこと
が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
構成の流体軸受装置では、スラスト受板１１３の接着面
積が小さいので接合強度がなお充分ではなく、また接合
強度を増すために接着剤１１６を多量に使用すると、余
分な接着剤１１６が固定部材に設けられた取付面１１５
に滞留してしまい、スラスト受板１１３の回転軸に対す
る直角度が出ないという問題がある。

【０００７】そこで本発明は、装置の小型・扁平化を図
りつつも、スラスト受板の接合強度を良好にし、さらに
軸の直角度を得つつ、軸受流体の外部漏洩を防止できる
ようにした流体軸受装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明は、所定の潤滑流体の動圧により回転軸
を回転自在に支承すると共に、上記回転軸を軸方向に支
持するスラスト受板をフレーム側の取付面に接合し、固
着する流体軸受装置の製造方法において、上記スラスト
受板とフレームとの接合部に接着剤を介在させずに当該
スラスト受板とフレームとを密着させ、機械的結合手段
により上記スラスト受板をフレームに固着した後、上記
スラスト受板とフレームとの接合部に上記潤滑流体の流
出を防止するシール剤を充填している。

【０００９】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明に加えて、機械的結合手段は、ネジにより前記ス
ラスト受板を前記フレームに固着するものであって、ス
ラスト受板に設けたネジ孔の径の一部は、上記ネジの頭
部の径より大きい径を有していると共に、上記スラスト
受板に設けたネジ孔にシール剤を充填している

【００１０】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の発明に加えて、フレーム側の取付面は、上記フレーム
に形成された壁面により囲まれるように形成されたもの
であり、前記スラスト受板は上記壁面に接触しない大き
さで形成され、上記スラスト受板の最外周端部と上記フ
レームに形成された壁面との間に接着剤を充填してい
る。

【００１１】上記請求項１記載の流体軸受装置の製造方
法によれば、フレーム側に形成した取付面に接着剤を介
在させずにスラスト受板を機械的結合し、スラスト受板
を上記フレームに直接密着させたので、スラスト受板の
回転軸に対する軸直角度が精度良く出される。また機械
的結合を施した後、更にスラスト受板とフレームとの間
にシール剤を充填し接着させたので、接合強度及びシー
ル性がともに確実となり、しかも潤滑流体が外部に漏洩
しない構造になされる。

【００１２】請求項２及び３記載の発明によれば、ネジ
孔及びその外側に形成された溝等が独立空間にならずに
シール剤が充填されるため、潤滑流体の外部流出がより
一層確実に防止される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、まず本発明の方法によっ
て、製造された流体軸受装置をＨＤＤスピンドルモータ
に適用した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１４】図２は、ＨＤＤスピンドルモータの回転中
心軸線Ｘ−Ｘより右半分を示した図であるが、フレーム
１側に固定されたステータ組２と、このステータ組２に
対して、図示上側から組みつけられたロータ組３とから
主に構成されている。上記ステータ組２は、上記フレー
ム１の略中心位置に立設された略円筒状の軸受ホルダー
２２の外周部に嵌着されたステータ２１と、当該ステー
タコア２１の突極部に巻回された巻線２３と、により構
成されている。

【００１５】また上記軸受ホルダー２２の内周部には、
一体形成された一対のラジアル滑り軸受２４，２４が、
軸方向に所定間隔離して設けられており、それら一対の
ラジアル滑り軸受２４，２４によって、回転軸３１が回
転自在に支承されている。すなわち上記両ラジアル滑り
軸受２４，２４の内周面は、回転軸３１の外周面に対し
て、所定の潤滑流体を介して摺動可能に滑り接触されて
おり、軸受２４の内周面又は回転軸３１の外周面の一方
に動圧発生用溝が形成されていることにより、上記各ラ
ジアル滑り軸受２４の内周面と回転軸３１の外周面とに
よってラジアル方向の動圧滑り面が構成されている。

【００１６】さらに上記回転軸３１の先端部（図示下側
部）には、スラスト方向の動圧を発生させるための動圧
発生用溝が形成されており、この回転軸３１の先端部
は、前記軸受ホルダー２２の図示下端側の開口部を覆う
スラスト受板２５に摺動可能に滑り接触されており、こ
れら回転軸３１の先端面とスラスト受板２５の受面とに
よって、スラスト方向の動圧滑り面が構成されている。
また上記回転軸３１の先端部分には、鍔状の抜止板３２
が固着されており、この抜止板３２によって回転軸３１
が抜け出ないようになっている。

【００１７】このとき図１に示されるように、上記スラ
スト受板２５は、前記軸受ホルダー２２の開口縁に所定
の精度で段状に凹設された取付面２２ａに密着するよう
に当接されている。また図３に示すようにスラスト受板
２５の外周縁部には、外方に向かって開口するように形
成された複数のＵ字状のネジ孔２５ａ，２５ａ，…が切
欠形成されている。そして機械的結合手段である固定螺
子２８，２８，…が上記Ｕ字状ネジ孔２５ａ，２５ａ，
…を通して軸受ホルダー２２側に螺着され、これによっ
て、スラスト受板２５が軸受ホルダー２２に対して強固
に固着されている。このようにスラスト受板２５は、軸
受ホルダー２２の取付面２２ａに当接されることによっ
て回転軸３１に対して軸直角度が精度良く出されてい
る。

【００１８】また上記スラスト受板２５と軸受ホルダー
２２、すなわちフレーム１に形成された取付面２２ａと
の接合部より外側の部分には固定螺子２８の頭部２８ａ
の周辺部を被覆するようにしてシール剤としての接着剤
２７が充填されており、これにより接着とシールとが行
われている。このように、スラスト受板２５にＵ字状の
ネジ孔２５ａを形成すると、このネジ孔２５ａの一部は
固定螺子２８の頭部２８ａよりも大きい径を有するもの
となるから、接着剤２７は、上記ネジ孔２５ａ内に確実
に入り込み、スラスト受板２５と軸受ホルダー２２、す
なわちフレーム１に形成した取付面２２ａとの間の接着
及びシールもより確実になる。上記接着剤２７として
は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等が
採用される。

【００１９】尚、上記スラスト受板２５は、上記軸受ホ
ルダー２２の開口縁に段状に凹設されることにより形成
されるフレーム側の壁面２２ｂ内にぴったり嵌まる大き
さとしているが、上記スラスト受板２５を、上記壁面２
２ｂとの間で全周にわたり隙間を生ずる上記壁面２２ｂ
に接触しない大きさとし、上記スラスト受板２５の最外
周端部と上記フレーム１に形成された壁面２２ｂとの間
に接着剤２７を充填すれば、その接着とシールをより確
実なものとすることができる。

【００２０】以上のように、スラスト受板２５を機械的
結合手段である固定螺子２８により軸受ホルダー２２側
の取付面２２ａに固着した後に、接着剤２７をＵ字状の
ネジ孔２５ａ等に充填すると、既に固着されたスラスト
受板２５と取付面２２ａとの間の接合面に残るわずかな
隙間に接着剤２７が毛細管現象により入り込むことにな
るので、スラスト受板２５の回転軸３１に対する直角度
に影響を及ぼさずにシール性能と接着強度を向上させる
ことができる。

【００２１】また上記の構成では、Ｕ字状ネジ孔２５
ａ，２５ａ，…と固定螺子２８，２８，…とを嵌合した
構成となっているが、上記Ｕ字状ネジ孔２５ａ，２５
ａ，…を図４に示すように周方向に長径を有する長孔４
５，４５，…としても良い。このようにスラスト受板２
５に形成する螺子孔を長孔４５，４５，…とした場合
は、固定螺子２８の頭部２８ａの両側に位置するネジ孔
が外部に開放される構造となり、前述したように固定螺
子２８，２８，…の周辺部に充填されたシール剤がネジ
孔内に良好に充填される。

【００２２】再び図２に戻って、上記回転軸３１の軸方
向外側端（図示上側端）には、前記ロータ組３を構成す
るハブ３３が一体に回転するように固定されている。上
記ハブ３３は、複数体の磁気ディスク３４を外周部に装
着する略円筒形状の胴部３３ａを有していると共に、こ
の胴部３３ａの図示下端縁に取付部３３ｂを有してお
り、この取付部３３ｂに、バックヨーク３５を介して環
状の駆動マグネット３６が装着されている。上記駆動マ
グネット３６は、前記ステータコア２１の突極に対して
対向するように近接配置されている。

【００２３】また上記軸受ホルダー２２の図示上端側の
開口部分には、前述した軸受流体の流出を防止するため
の磁性流体シール２６が配置されている。この磁性流体
シール２６は、軸受ホルダー２２の内周壁に対して環状
に取り付けられた磁石体２６ａを有しており、この環状
磁石体２６ａの軸方向両端面に、一対のポールピース２
６ｂ，２６ｂが取り付けられている。そしてこれらの各
ポールピース２６ｂの内周端縁と、前記回転軸３１の外
周面との間に、磁性流体２６ｃが保持されており、この
磁性流体２６ｃによって磁性流体のシール機能が得られ
るように構成されている。

【００２４】このとき上記磁性流体シール２６の軸方向
外側（図示上側）のポールピース２６ｂは、前述したハ
ブ３３の下面に対して軸方向に対向配置されており、こ
れらポールピース２６ｂ及びハブ３３の両対向面に、例
えばテフロン系樹脂からなる撥油剤の被膜２９，３７が
コーティング形成されている。

【００２５】次に流体軸受装置を本発明の方法によっ
て、製造する実施の形態を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００２６】図５中符号１は、流体軸受装置のステータ
組２を組みつけられたフレームを示しており、このフレ
ーム１には軸受ホルダー２２が一体的に形成されてい
る。そしてまず軸受ホルダー２２に形成された取付面２
２ａにスラスト受板２５を密着するように当接させて固
定螺子２８によりスラスト受板２５を軸受ホルダー２２
に固定する。このとき取付面２２ａには接着剤を充填し
ないで機械的結合手段である固定螺子２８によってのみ
固定する。このようにしてスラスト受板２５をフレーム
１に固定した後、固定螺子２８の頭部２８ａより大きい
径の部分であるネジ孔２５ａを介して、固定螺子２８，
２８の頭部２８ａ，２８ａの周辺部に接着剤２７，２７
を充填し、接着剤２７，２７を良く乾燥させる。

【００２７】上記接着剤２７，２７が乾燥し固化した
後、図６に示したように、ラジアル滑り軸受２４の内
側、すなわち動圧軸受内の空洞部４３を、略真空状態に
しながら、潤滑流体３８を上側開口部より動圧軸受内に
注入する。このとき潤滑流体３８は、上記接着剤２７が
固化した後に注入しているため、潤滑流体３８は接着剤
２７と反応することがほとんどなく、潤滑流体３８が接
着剤２７によってシールした部分から漏洩することが良
好に防止される。その結果、上記空洞部４３内の潤滑流
体３８の量はほとんど減少することなく、一定量に維持
される。

【００２８】次に図７に示したように、ステータ組２を
組みつけたフレーム１の上方より回転部材としてのロー
タ組３を真空中で組み付け、ロータ組３の回転軸３１が
ラジアル軸受部２４内に回転自在となるように挿入す
る。これにより図８に示すように潤滑流体３８が回転軸
３１の外周面及び下端面に万遍なく行き渡り、ラジアル
軸受及びスラスト軸受において、動圧を発生可能とする
ことができる。

【００２９】このように本実施の形態においては、スラ
スト受板２５を固着する機械的結合手段すなわち固定螺
子２８が固定部材として機能し、軸受ホルダー２２の取
付面２２ａに対しスラスト受板２５をその接合面内にお
いて接着剤を介さず密着するように当接させている。こ
の構成により接合面内のスラスト受板２５と取付面２２
ａの密着精度が高くなり、スラスト受板２５の回転軸３
１に対する軸直角度が精度良く出される。またスラスト
受板２５と軸受ホルダー２２との間、つまり固定螺子２
８の頭部２８ａの周辺部に充填されたシール剤及び固定
手段としての接着剤２７により、軸受流体の外部漏れが
良好に防止されるとともに、スラスト受板２５の結合強
度が増大される。

【００３０】上述した実施の形態では、機械的固定手段
として固定螺子を用いているが、図９に示すように軸受
ホルダー２２の接合部外周端に設けられた折曲部２２
ｂ，２２ｂをスラスト受板２５の外周端２５ｄ，２５ｄ
に嵌めるようにしてカシメ部を形成することにより機械
的固定手段を構成しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、まずフレー
ムに形成した取付面に接着剤を介在させずにスラスト受
板をフレームに機械的結合を施しているので、スラスト
受板がフレームに対して直接密着し、スラスト受板の回
転軸に対する軸直角度が精度良く出される。また機械的
固定手段により接合した後、更にスラスト受板とフレー
ムとの間にシール剤を充填させたので、接合強度及びシ
ール性がより確実となる。従って本発明によれば、流体
軸受装置の特性を向上させることができると共に潤滑流
体の外部漏洩を極小とすることができ、生産性及び信頼
性の高い軸受装置を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における流体軸受装置の要
部断面説明図である。

【図２】本発明の実施の形態における流体軸受装置を使
用したＨＤＤ用スピンドルモータの断面説明図である。

【図３】図１に表した流体軸受装置のスラスト受板の平
面説明図である。

【図４】図１に表した流体軸受装置のスラスト受板の変
形例の平面説明図である。

【図５】図１に表した流体軸受装置の組立説明図であっ
て、ステータ組を組みつけられたフレームの断面説明図
である。

【図６】図１に表した流体軸受装置の組立説明図であっ
て、ステータ組を組みつけられたフレームに潤滑流体を
注入した後の断面説明図である。

【図７】図１に表した流体軸受装置のステータ組を組み
つけられたフレームに積層状に組み付けられたロータ組
を挿入する組立説明図である回転部材。

【図８】図７の組立説明図で表した流体軸受装置の組立
後の断面説明図である。

【図９】本発明の他の実施の形態における流体軸受装置
の要部断面説明図である。

【図１０】従来の流体軸受装置の要部断面説明図であ
る。

【符号の説明】

２２ 軸受ホルダー ２２ａ 取付面 ２５ スラスト受板 ２７ 接着剤 ２８ 固定螺子 ３１ 回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の潤滑流体の動圧により回転軸を回
   転自在に支承すると共に、上記回転軸を軸方向に支持す
   るスラスト受板をフレーム側の取付面に接合し、固着す
   る流体軸受装置の製造方法において、 上記スラスト受板とフレームとの接合部に接着剤を介在
   させずに当該スラスト受板とフレームとを密着させ、機
   械的結合手段により上記スラスト受板をフレームに固着
   した後、 上記スラスト受板とフレームとの接合部に上記潤滑流体
   の流出を防止するシール剤を充填することを特徴とする
   流体軸受装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の機械的結合手段は、ネジ
   により前記スラスト受板を前記フレームに固着するもの
   であって、スラスト受板に設けたネジ孔の径の一部は、
   上記ネジの頭部の径より大きい径を有していると共に、
   上記スラスト受板に設けたネジ孔にシール剤を充填する
   ことを特徴とする流体軸受装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のフレーム側の取付面は、
   上記フレームに形成された壁面により囲まれるように形
   成されたものであり、前記スラスト受板は上記壁面に接
   触しない大きさで形成され、上記スラスト受板の最外周
   端部と上記フレームに形成された壁面との間に接着剤を
   充填したことを特徴とする流体軸受装置の製造方法。