JPH11280755A

JPH11280755A - 流体軸受装置及びこれを用いたスピンドルモータ

Info

Publication number: JPH11280755A
Application number: JP8335098A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Toyoshima; 弘祥豊島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】耐摩耗性の向上ができ耐衝撃性があり、オイ
ル漏れを防止することができる流体軸受装置とスピンド
ルモータを提供する。【解決手段】スリーブ２にスラスト板３をカシメた
後、接着剤４で封止し、カシメ部からの漏れを防止する
うえ、接着剤４で衝撃によるスラスト板破損防止ができ
る。スラスト板の耐衝撃性を向上するために、セラミッ
クス材料を使用し、切り欠きなどのノッチや、通気孔の
穴などで応力が集中する箇所のない円筒形状にして、さ
らには板厚と直径の関係を所定の関係で使用し、クラッ
タなどが発生を押さえた。また、このスラスト板にＨＩ
Ｐ処理を施し、内部のマイクロクラックなどの欠損を排
除する。そして、衝撃が作用した場合、軸受部が安定で
あるために、ステータコアの幾何学的センターと駆動マ
グネットの幾何学的センターとのセンターずれｅによる
スラスト力をロータハブに作用させて、耐衝撃性を向上
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体軸受装置の密
閉に関するもので、その流体軸受装置を用いた磁気ディ
スク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、多面
鏡駆動装置などのＯＡ装置駆動用スピンドルモータに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、マルチメディアなどの装置の
高容量化の要求があり、ボール軸受や焼結含油軸受で軸
の回転精度を良くしようと腐心してきた。ボール軸受や
焼結含油軸受では高容量化に対応した軸受装置にするこ
とが限界にきている。そこで、最近では、動圧軸受装置
の開発やスピンドルモータでの応用が活発になってきて
いる。

【０００３】スピンドルモータに動圧流体軸受を利用す
る理由として以下のことが挙げられる。

【０００４】（１）不規則なシャフトの振れを抑えられ
る。ボール軸受では、鋼球すべてを均一な形状に加工す
ることができず、そのため回転中に突発的なシャフト振
れが生じる。シャフト振れを減らすと、磁気ディスク装
置では磁気ヘッドの位置決め誤差を小さくでき、ＤＶＤ
装置ではビーム・スポットの位置決め誤差を減らすこと
ができ、記録密度の向上に対応しやい。

【０００５】（２）耐衝撃性が向上する。流体の膜が緩
衝の役割を果たすためである。

【０００６】（３）軸受で発生する騒音が減る。（４）金属疲労で軸受が壊れるまでの疲れ寿命が長い。

【０００７】連続回転する流体動圧軸受では流体を介し
て非接触でシャフトは回転するので、金属接触すること
がない。

【０００８】以上４つの理由として、第一番目の振れが
抑えられることが、高容量化に対する流体軸受装置をス
ピンドルモータの軸受装置に使用する所以である。

【０００９】流体軸受は潤滑流体が介在するものである
ため、潤滑流体がいかに流体軸受部に保持できるかによ
って、信頼性が大きく左右される。

【００１０】特開平５−２０７８２号公報や特開平６−
２６９１４２号公報や特開平７−４６７８７号公報記載
のように、スラスト板とスリーブで構成した有底円筒部
にシャフト挿入する際に、有底部の一部に通気孔を設
け、シャフトの挿入時の圧を逃がして組立を容易にする
方法がよくとられている。この方法では軸受部に空気が
残らず、潤滑流体で充満することが容易に得られ、潤滑
流体を十分に確保する方法としては利にかなっている。

【００１１】また、特開平６−１７８４９０号公報や特
開平７−３１０９６号公報に記載のように、組立後に通
気孔を封止する方法もとられている。たとえば特開平６
−１７８４９０号公報のように、スピンドルモータの組
立手順において、ハブ部材に支柱（シャフトに該当）が
固定された回転軸タイプのラジアル動圧流体軸受であ
り、ハブ部材に固定されたシャフトを静止部材のスリー
ブに挿入し、シャフトの一端に動圧溝を構成した環状部
材を圧入固定し、シャフトと環状部材を被覆するカバー
部材を装着して、そのカバー部材を静止部材に固定する
ために接着剤を用いる。カバー部材には通気穴があいて
おり、通気孔を接着剤で封止する。

【００１２】また、動圧流体軸受は耐衝撃性がよいの
で、近年、装置の薄型化により携帯端末装置用のスピン
ドルモータに動圧流体軸受を使用する試みがなされ始め
ている。耐衝撃性能は１０００Ｇが要求されるようにな
り、軸受部材の強度が問題になりつつ、スラスト板を補
強せずに使用する場合、衝撃力でクラックが発生し、潤
滑流体はスラスト板からにじみでるようなおそれがあ
る。また、スラスト軸受がピボット軸受の場合、軽い振
動が加わっても、ピボット接触部は安定に接触していな
いと、その微少な衝撃力がスラスト板に作用する状態で
の軸受では摩耗が発生するおそれがある。そのため振動
や衝撃の影響をうけやすい携帯端末用などのスピンドル
モータの軸受として、スラスト軸受であるピボット軸受
には接触圧が安定するように加重を作用させる必要性が
ではじめている。

【００１３】潤滑流体の保持向上と同様に、ピボット軸
受の加重を安定させることは潤滑軸受部としての信頼性
を向上することになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記に類似した有底部
に通気孔がない場合については特開平７ー３１０９６号
公報記載のようにシャフトを有底部に挿入するとき閉鎖
空間に空気が押し込められるので、この空気により有底
円筒部とシャフトの隙間から潤滑流体が流失するおそれ
がある。

【００１５】また、流体軸受は耐衝撃性は向上するが、
ノートパソコンや携帯端末などに磁気ディスク装置、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ装置を搭載する場合、動圧流体軸受スピンド
ルモータに対する耐衝撃要求も１０００Ｇとなりつつあ
る。高い衝撃がスラスト板にも作用するので、切り欠き
などのノッチや、通気孔の穴などで応力が集中しクラッ
クが発生する。

【００１６】スラスト動圧流体軸受は軸受部材が回転し
たら動圧によって浮上し非接触状態になるという特性か
ら、スラスト軸受部は浮上量程度の移動は許容される構
造である。そのために、衝撃が作用した場合、回転部材
が移動しやすい構造であり、移動規制するものがない場
合は回転部材は軸受から外れてしまう。また、ピボット
軸受の場合は小さな衝撃が作用した場合でもピボット軸
受部は安定に接触していないといけない。

【００１７】また、流体軸受は環境の変化などにより潤
滑流体が漏れると、寿命が短くなるおそれがある。

【００１８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、潤滑流体が漏れにくく、保持能力の優れた流体軸受
装置を提供し、かつその流体軸受装置を使用した信頼性
の高い流体軸受スピンドルモータを提供することを目的
にする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、スリーブとシャフトのいずれか一方に動圧
溝を形成してなる流体軸受装置において、該スリーブの
一端にスラスト板をカシメ固定してスラスト板で有底の
あるスリーブを構成し、そのカシメ部を接着剤で封止し
た流体軸受装置である。

【００２０】また、上記課題のうち、有底部に通気孔が
ない場合にシャフトを有底部に挿入するとき閉鎖空間に
空気が押し込められ、この空気により有底円筒部とシャ
フトの隙間から潤滑流体が流失するおそれがある。この
課題は潤滑流体の塗布位置と、シャフトの挿入速度、挿
入時の部品の配置が特定の条件で行えば、シャフトとス
リーブの微少隙間から空気を逃がして潤滑流体を軸受部
に充填させることにより解決した。

【００２１】したがって、スリーブの一端にスラスト板
をカシメ固定してスラスト板で有底のあるスリーブを構
成し、そのカシメ部を接着剤で封止して、潤滑流体が存
在する軸受空間を密閉状態にする流体軸受装置が可能と
なった。

【００２２】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
してスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、そのカ
シメ部を接着剤で封止した流体軸受装置を軸回転型、軸
固定型スピンドルモータに用いることにより、非常にコ
ンパクトで耐衝撃性で信頼性の高いスピンドルモータを
提供することができる。

【００２３】スラスト板の耐衝撃性を向上するために、
セラミックス材料を使用し、切り欠きなどのノッチや、
通気孔の穴などで応力が集中する箇所のない円筒形状に
して、さらには板厚と直径の関係を所定の関係で使用
し、クラックなどが発生を押さえた。また、セラミック
ス材料のスラスト板にＨＩＰ処理を施し、内部のマイク
ロクラックなどの欠損を排除する。

【００２４】さらに、スラスト板を接着剤で封止するた
めに接着剤によりスラスト板の強度が増す。

【００２５】衝撃が作用した場合、軸受部が安定である
ために、ステータコアの幾何学的センターと駆動マグネ
ットの幾何学的センターとのセンターずれｅによるスラ
スト力をロータハブに作用させて、耐衝撃性を向上させ
る。

【００２６】ラジアル軸受に流体保持部や動圧発生する
円筒部の径よりも大きな径大円筒部などを構成し潤滑流
体の保持能力を向上させかつ、接着剤によるスラスト板
封止による潤滑流体の漏れなどをなくし、信頼性の高い
流体軸受装置にしている。

【００２７】さらにラジアル軸受に軸受長さの比率など
を変えた形状に工夫し、潤滑流体の移動能力を向上させ
かつ、接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体の漏
れなどをなくし、信頼性の高い流体軸受装置にしてい
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、スリーブとシャフトのいずれか一方に動圧溝を形成
してなる流体軸受装置において、円筒状のスリーブには
通気孔を設け、該スリーブの一端にスラスト板をカシメ
固定し、このカシメ部を接着剤で封止したことを特徴と
する流体軸受装置としたものであり、接着剤によるスラ
スト板封止による潤滑流体の漏れなどをなくし、スラス
ト板を接着剤で封止することで接着剤によりスラスト板
の強度が増すという作用を有する。

【００２９】請求項２に記載の発明は、スリーブとシャ
フトのいずれか一方に動圧溝を形成してなる流体軸受装
置において、該スリーブの一端にスラスト板をカシメ固
定してスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、この
カシメ部を接着剤で封止して、潤滑流体が存在する軸受
空間を密閉状態にしたことを特徴とする流体軸受装置と
したものであり、接着剤によるスラスト板封止による潤
滑流体の漏れなどをなくし、スラスト板を接着剤で封止
することで接着剤によりスラスト板の強度が増すうえ
に、密閉軸受であるために衝撃に対する軸受部材が動き
を規制するという作用を有する。

【００３０】請求項３に記載の発明は、スリーブの一端
にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着剤
で封止してなる流体軸受装置において、スリーブのカシ
メ部の形状が

【００３１】

【数９】

【００３２】であることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の流体軸受装置としたものであり、カシメ部が
安定し接着剤が軸受部内に入らず、接着剤によるスラス
ト板封止による潤滑流体の漏れがないことで軸受の信頼
性が高いという作用を有する。

【００３３】請求項４に記載の発明は、スリーブの一端
にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着剤
で封止してなる流体軸受装置において、スリーブの軸方
向に距離を隔てて、２カ所設けた動圧発生する円筒部の
面にヘリングボーン状の溝を形成し、この２カ所円筒部
の面のヘリングボーン溝とそれぞれ連通させた円筒状の
流体保持部と、該流体保持部の間に動圧発生する円筒部
の径よりも大きな径大円筒部を設けたことを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の流体軸受装置としたもので
あり、ラジアル軸受に流体保持部や動圧発生する円筒部
の径よりも大きな径大円筒部などを構成し潤滑流体の保
持能力を向上させかつ、接着剤によるスラスト板封止に
よる潤滑流体の漏れなどをなくし、信頼性の高いという
作用を有する。

【００３４】請求項５に記載の発明は、スリーブの一端
にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着剤
で封止してなる流体軸受装置において、スリーブの軸方
向に距離を隔てて、２カ所設けた動圧発生する円筒部の
面にヘリングボーン状の溝を形成し、この２カ所円筒部
の面のヘリングボーン溝とそれぞれ連通させた円筒状の
流体保持部と、該流体保持部の間に動圧発生する円筒部
の径よりも大きな径大円筒部を設け、動圧発生する円筒
部と流体保持部、流体保持部と径大円筒部との境を傾斜
面で繋いだことを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の流体軸受装置としたものであり、ラジアル軸受に流体
保持部や動圧発生する円筒部の径よりも大きな径大円筒
部などを構成し潤滑流体の保持能力を向上させかつ、接
着剤によるスラスト板封止による潤滑流体の漏れなどを
なくし、信頼性の高い、さらには保持されていた潤滑流
体がポンピング作用によって、傾斜面により入り込みや
すいという作用を有する。

【００３５】請求項６に記載の発明は、スリーブの一端
にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着剤
で封止してなる流体軸受装置において、スリーブの軸方
向に距離を隔てて、２カ所設けた動圧発生する円筒部の
面にヘリングボーン状の溝を形成し、この２カ所円筒部
の面のヘリングボーン溝と連通させた円筒状の流体保持
部を設け、動圧発生する円筒部と流体保持部との境を傾
斜面で繋いだことを特徴とする請求項１又は請求項２記
載の流体軸受装置としたものであり、ラジアル軸受に流
体保持部を構成し潤滑流体の保持能力を向上させかつ、
接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体の漏れなど
をなくし、信頼性の高い、さらには保持されていた潤滑
流体がポンピング作用によって、傾斜面により入り込み
やすいという作用を有する。

【００３６】請求項７に記載の発明は、スリーブの一端
にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着剤
で封止してなる流体軸受装置において、スリーブの軸方
向に距離を隔てて、２カ所設けた動圧発生する円筒部の
面にヘリングボーン状の溝を形成し、この２カ所円筒部
の面のヘリングボーン溝同士が連通したことを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の流体軸受装置としたもの
であり、ラジアル軸受のヘリングボーン溝同士が連通さ
せて潤滑流体の保持能力を向上させかつ、接着剤による
スラスト板封止による潤滑流体の漏れなどをなくすとい
う作用を有する。

【００３７】請求項８に記載の発明は、流体保持部のス
リーブとシャフトと隙間が

【００３８】

【数１０】

【００３９】であることを特徴とする請求項４又は請求
項５又は請求項６記載の流体軸受装置としたものであ
り、接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体の漏れ
などをなくしたうえに、流体保持部はシャフトとの隙間
が動圧がほぼ無視できる隙間であり、潤滑流体の表面張
力が維持できる隙間であり、潤滑流体の保持能力がある
という作用を有する。

【００４０】請求項９に記載の発明は、動圧発生する円
筒部の径よりも大きな径大円筒部のスリーブとシャフト
と隙間が

【００４１】

【数１１】

【００４２】であることを特徴とする請求項４又は請求
項５記載の流体軸受装置としたものであり、接着剤によ
るスラスト板封止による潤滑流体の漏れなどをなくした
うえに、流体保持部はシャフトとの隙間が動圧がほぼ無
視できる隙間であり、潤滑流体の表面張力が維持できる
隙間であり、潤滑流体の保持能力を増し、径大円筒部で
より潤滑流体量を増すという作用を有する。

【００４３】請求項１０に記載の発明は、動圧発生する
円筒部と流体保持部との境の傾斜面の傾斜角度が

【００４４】

【数１２】

【００４５】であることを特徴とする請求項５又は請求
項６記載の流体軸受装置としたものであり、保持されて
いた潤滑流体がポンピング作用によって、傾斜面により
入り込みやすいという作用を有する。

【００４６】請求項１１に記載の発明は、動圧発生する
円筒部の径よりも大きな径大円筒部と流体保持部との境
の傾斜面の傾斜角度が

【００４７】

【数１３】

【００４８】であることを特徴とする請求項５記載の流
体軸受装置としたものであり、保持されていた潤滑流体
がポンピング作用によって、傾斜面により入り込みやす
いという作用を有する。

【００４９】請求項１２に記載の発明は、スリーブの一
端にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着
剤で封止してなる流体軸受装置において、スラスト板側
の動圧溝が第１のヘリングボーン溝で、解放端側の動圧
溝が第２のヘリングボーン溝で構成され、ヘリングボー
ン溝を折り返し部で軸受長さを分けると、スラスト板側
からＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とする軸受長さとすると、

【００５０】

【数１４】

【００５１】の関係になることを特徴とする請求項７記
載の流体軸受装置としたものであり、ラジアル軸受のヘ
リングボーン溝同士が連通させて潤滑流体の保持能力を
向上させかつ、接着剤によるスラスト板封止による潤滑
流体の漏れなどをなくすうえに、ラジアル軸受の軸受長
さの比率などを変えた形状に工夫し、潤滑流体の移動能
力を増すという作用を有する。

【００５２】請求項１３に記載の発明は、スリーブの一
端にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着
剤で封止してなる流体軸受装置において、スラスト板は
外周部に切り欠きもなく、穴もない円形形状であり、ジ
ルコニア、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素のいずれか
のセラミックス材でできていることを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の流体軸受装置としたものであり、
耐摩耗性に優れ、切り欠きなどのノッチや、通気孔の穴
などの応力が集中する箇所のない円筒形状をしている耐
衝撃性に優れた、摺動部材としても兼ね備えているとい
う作用を有する。

【００５３】請求項１４に記載の発明は、スリーブの一
端にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着
剤で封止してなる流体軸受装置において、シャフトの球
状形状でスラスト板とでピボット軸受を構成し、そのピ
ボット軸受に使用するスラスト板としては、

【００５４】

【数１５】

【００５５】の関係を満足するセラミック材料のスラス
ト板を使用した流体軸受装置としたものであり、クラッ
クなどの発生を抑えることができ、耐衝撃性が向上する
という作用を有する。

【００５６】請求項１５に記載の発明は、スラスト板を
ＨＩＰ法で処理したことを特徴とする請求項１３又は請
求項１４記載の流体軸受装置としたものであり、内部の
マイクロクラックなどの欠損を排除して、衝撃によるク
ラックなどの発生をより抑えることができ、耐衝撃性が
向上するという作用を有する。

【００５７】請求項１６に記載の発明は、ハウジング本
体と、該ハウジングに固定されたステータコアと、該ハ
ウジングに固定されたスリーブと、該スリーブに固定さ
れたスラスト板と、該ハウジング本体に対して相対的に
回転自在であるロータハブと、該ロータハブの内周部に
駆動マグネットと、該ロータハブに締結されたシャフト
とを備え、該シャフトと該スリーブとからなりいずれか
一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受とス
リーブの一方に固定されたスラスト板とシャフトの一端
で構成されるスラスト軸受を有し、円筒状のスリーブに
は通気孔を設け、該スリーブの一端にスラスト板をカシ
メ固定してスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、
このカシメ部を接着剤で封止したことを特徴とする流体
軸受装置を用いたスピンドルモータとしたものであり、
接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体の漏れなど
をなくし、スラスト板を接着剤で封止することで接着剤
によりスラスト板の強度が増した軸受を使用して、コン
パクトで耐衝撃性で信頼性の高い軸回転型スピンドルモ
ータが可能という作用を有する。

【００５８】請求項１７に記載の発明は、ハウジング本
体と、該ハウジングに固定されたステータコアと、該ハ
ウジングに固定されたスリーブと、該スリーブに固定さ
れたスラスト板と、該ハウジング本体に対して相対的に
回転自在であるロータハブと、該ロータハブの内周部に
駆動マグネットと、該ロータハブに締結されたシャフト
とを備え、該シャフトと該スリーブとからなりいずれか
一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受とス
リーブの一方に固定されたスラスト板とシャフトの一端
で構成されるスラスト軸受を有し、該スリーブの一端に
スラスト板をカシメ固定してスラスト板で有底のあるス
リーブを構成し、このカシメ部を接着剤で封止して、潤
滑流体が存在する軸受空間を密閉状態にしたことを特徴
とする流体軸受装置を用いたスピンドルモータとしたも
のであり、接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体
の漏れなどをなくし、スラスト板を接着剤で封止するこ
とで接着剤によりスラスト板の強度が増すうえに、密閉
軸受であるために衝撃に対する軸受部材が動きを規制す
る軸受を使用して、コンパクトで耐衝撃性で信頼性の高
い軸回転型スピンドルモータが可能という作用を有す
る。

【００５９】請求項１８に記載の発明は、スリーブの一
端にスラスト板をカシメ固定して、このカシメ部を接着
剤で封止してなる流体軸受装置を備え、ステータコアの
厚みが３mm以下で、ステータコアの幾何学的センターと
駆動マグネットの幾何学的センターとのセンターずれｅ
が

【００６０】

【数１６】

【００６１】の関係にあって、ステータコアの幾何学セ
ンターに対して駆動マグネットの幾何学センターとスラ
スト軸受部が反対側に位置することを特徴とする請求項
１６又は請求項１７記載の流体軸受装置を用いたスピン
ドルモータとしたものであり、衝撃が作用した場合、軸
受部が安定であり、さらに、ステータコアの幾何学的セ
ンターと駆動マグネットの幾何学的センターとのセンタ
ーずれｅによるスラスト力をロータハブに作用させて、
耐衝撃性を向上させるという作用を有する。

【００６２】請求項１９に記載の発明は、ハウジング本
体と、該ハウジングに固定されたステータコアと、該ハ
ウジングに固定されたシャフトと、ロータハブと、該ロ
ータハブの内周部に駆動マグネットと、該ロータハブに
スリーブが固定され、スリーブに固定されたスラスト板
とを備え、該シャフトと該スリーブとからなりいずれか
一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受とス
リーブの一方に固定されたスラスト板とシャフトの一端
で構成されるスラスト軸受を有し、円筒状のスリーブに
は通気孔を設け、該スリーブの一端にスラスト板をカシ
メ固定してスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、
このカシメ部を接着剤で封止したことを特徴とする流体
軸受装置を用いたスピンドルモータとしたものであり、
接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体の漏れなど
をなくし、スラスト板を接着剤で封止することで接着剤
によりスラスト板の強度が増した軸受を使用して、コン
パクトで耐衝撃性で信頼性の高い軸固定型スピンドルモ
ータが可能という作用を有する。

【００６３】請求項２０に記載の発明は、ハウジング本
体と、該ハウジングに固定されたステータコアと、該ハ
ウジングに固定されたシャフトと、ロータハブと、該ロ
ータハブの内周部に駆動マグネットと、該ロータハブに
スリーブが固定され、スリーブに固定されたスラスト板
とを備え、該シャフトと該スリーブとからなりいずれか
一方にヘリングボーン溝を有するラジアル動圧軸受とス
リーブの一方に固定されたスラスト板とシャフトの一端
で構成されるスラスト軸受を有し、該スリーブの一端に
スラスト板をカシメ固定してスラスト板で有底のあるス
リーブを構成し、このカシメ部を接着剤で封止して、潤
滑流体が存在する軸受空間を密閉状態にしたことを特徴
とする流体軸受装置を用いたスピンドルモータとしたも
のであり、接着剤によるスラスト板封止による潤滑流体
の漏れなどをなくし、スラスト板を接着剤で封止するこ
とで接着剤によりスラスト板の強度が増すうえに、密閉
軸受であるために衝撃に対する軸受部材が動きを規制す
る軸受を使用して、コンパクトで耐衝撃性で信頼性の高
い軸固定型スピンドルモータが可能という作用を有す
る。

【００６４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００６５】（実施例１）図１は本発明の流体軸受装置
の一実施例を示す。

【００６６】図１において、１はシャフト、２はスリー
ブ、３はスラスト板、４は接着剤である。

【００６７】図１の流体軸受装置において、銅系合金で
あるスリーブ２の第１の動圧発生する円筒部５の面と第
２の動圧発生する円筒部６との面にヘリングボーン状の
溝を形成し、第１の動圧発生する円筒部５と第２の動圧
発生する円筒部６との間にはヘリングボーン溝と連通さ
せた流体保持部を介して径の大きな径大円筒部７が構成
されている。第１の動圧発生する円筒部５と径の大きな
径大円筒部７との間の流体保持部８、第２の動圧発生す
る円筒部６と径の大きな径大円筒部７との間の流体保持
部９は、シャフト１との隙間がヘリングボーン溝の深さ
の１．５倍以上となる円筒部であり、またシャフトとの
隙間が動圧がほぼ無視できる隙間であり、潤滑流体の表
面張力が維持できる隙間である。

【００６８】流体保持部のシャフトと隙間は以下の関係
である。

【００６９】

【数１７】

【００７０】また、径の大きな径大円筒部７は、潤滑流
体を保持し、回転に伴うシャフトと抵抗が少ないため
に、流体保持部の直径以上になるような直径で構成され
ている。したがって、以下のような関係となる。

【００７１】

【数１８】

【００７２】スリーブ２の座１０にスラスト板３がカシ
メで固定されている。このカシメはスリーブ２のカシメ
部の形状によっては、カシメは不足して、座１０とスラ
スト板３の密着性が悪くなることがあり、カシメ力を強
くしていくと座１０にスラスト板が食い込みスラスト板
の設定位置が変わってしまったり、スリーブ３の内径が
変形したりすることがある。したがって、カシメ部形状
はスラスト板に合わせて設計する必要がある。

【００７３】そこで、実験計画法を用いて、流体軸受の
カシメ部の形状について検討した（図２，図３参照）。

【００７４】直交表Ｌ９でオイル漏れとスリーブの変形
を評価した。オイル漏れの評価には機密性を上げるため
にピストン１１にＯリング１２を付け、スリーブ１４内
部に潤滑流体１３を入れ、該ピストン１１を潤滑流体１
３の存在するスリーブ１４内部に押し入れる。ピストン
１１に荷重をかけていくと、スラスト板１５のカシメ部
から潤滑流体１５がにじみでてくる。そのピストン荷重
は一定の２０ｋｇｆとし、スリーブ１４は内部が円筒形
状とした。実験計画法の評価の結果、スラスト板の厚み
ｂとスリーブのカシメ部の長さａが以下の関係がオイル
漏れとスリーブの変形が少ないことがわかった。

【００７５】

【数１９】

【００７６】流体軸受装置の寿命を延ばすためには、潤
滑流体が長い時間、軸受部に不足せずに存在することが
期待できる要件の一つである。そのためのスラスト板の
設けた通気孔などから蒸発する潤滑流体やスラスト板に
設けた通気孔からにじみでる潤滑流体を少なくする必要
がある。

【００７７】そこで、スラスト板３をスリーブ２にカシ
メ構成する流体軸受装置では、スラスト板３の熱膨張係
数よりスリーブ２の熱膨張係数が大きいため、高温時カ
シメ部から潤滑流体がにじみでることがある。このよう
なにじみだしがないようにスラスト板３の外周にカシメ
によるスリーブ２の伸延部１６が形成され、スラスト板
３の中央部の伸延部１６が存在しない部分に接着剤４で
もってカシメ部を封止する。

【００７８】封止に使用する接着剤は粘度が高く、常温
では硬化しないものを使用する。たとえば、ケミテック
（株）製４Ｘ６２８Ｇである。粘度の高い接着剤でない
と、高温の硬化時にカシメ部の隙間から接着剤が軸受内
部ににじみ込む可能があるためである。

【００７９】接着剤４で封止することで、スリーブ２に
カシメ固定されたスラスト板３の近傍から潤滑流体がに
じみでることがなくなる。

【００８０】スラスト方向軸受はスラスト板３とシャフ
ト１の先端の球状部が接触するピボット軸受である。

【００８１】この流体軸受装置の組立を説明する。（１）まず、スリーブ２にスラスト板１をカシメにて固
定する。

【００８２】（２）カシメ部分に接着剤４を塗り、強制
排気形の高温槽で硬化させる。（３）スラスト板３が固定されることで有底になったス
リーブに潤滑流体を点滴塗布し、シャフト１を挿入す
る。

【００８３】そのように組み立てるとシャフト１挿入に
よるスリーブ２内の空気はスリーブ２に設けた通気孔１
７から出ていくので、軸受部は潤滑流体で充填される。

【００８４】（実施例２）図４は本発明の流体軸受装置
の一実施例を示す。

【００８５】図４の流体軸受装置は図１の流体軸受装置
に類似していて、その類似しているところの説明は省略
し、部品の符号も同じ部品には同じ符号を使用して、異
なるところと説明が不足したところを説明する。

【００８６】図４において、１はシャフト、２はスリー
ブ、３はスラスト板、４は接着剤である。

【００８７】図４において、銅系合金であるスリーブ２
の第１の動圧発生する円筒部５の面と第２の動圧発生す
る円筒部６との面にヘリングボーン状の溝を形成してな
る２つのラジアル動圧流体軸受が構成されていて、第１
の動圧発生する円筒部５と流体保持部８との境は角度３
０度のテーパ角度の傾斜面１８で接続して、くさび効果
で動圧の発生に伴ってポンピングされて第１の動圧発生
する円筒部５へ流れ込みやすくなる。潤滑流体の充填が
悪い場合でも潤滑流体の表面張力で傾斜面１８に潤滑流
体は付着する力が増し、動圧の発生に伴ってポンピング
されて第１の動圧発生する円筒部５へ流れ込みやすくな
る。

【００８８】また、流体保持部８と径の大きな径大円筒
部７との境も角度３０度の傾斜を持った傾斜面１９で接
続する。

【００８９】また、流体保持部９と径の大きな径大円筒
部７との境も角度３０度の傾斜を持った傾斜面２０で接
続する。

【００９０】また、第２の動圧発生する円筒部６と流体
保持部９との境も角度３０度のテーパ角度の傾斜面２１
で接続する。

【００９１】潤滑流体を保持する空間を傾斜面で接続す
ることで、潤滑流体が動圧発生軸受け部に流れ込みやす
いようになる。一般に、スピンドルモータの流体軸受に
使用される潤滑流体は粘度があまり大きくなく、特殊な
精錬したものであることが多く、そうした潤滑流体であ
ることを考慮して傾斜面１２，１３，１４，１５の傾斜
角度は以下のような範囲が良い。

【００９２】

【数２０】

【００９３】軸受の構成上、傾斜面が構成できない図１
の場合もある。

【００９４】封止に使用する接着剤４は粘度が高く、紫
外線硬化型接着剤、熱硬化と嫌気性硬化を備えたものを
使用する。たとえば、日本ロックタイト（株）製ＬＸ−
０３８３やケミテック（株）製４Ｙ８２３Ｃである。

【００９５】スラスト方向軸受はスラスト板３にスパイ
ラル溝を構成したスラスト動圧流体軸受である。

【００９６】この流体軸受装置の組立を説明する。（１）まず、スリーブ２にスラスト板３をカシメにて固
定する。

【００９７】（２）カシメ部分に接着剤４を塗り、紫外
線照射をして硬化させる。（３）スラスト板３が固定されることで有底になったス
リーブ２に潤滑流体を数箇所に点滴塗布し、シャフト１
を挿入する。

【００９８】そのように組み立てるとシャフト１挿入に
よるスリーブ２内の空気はスリーブ２に設けた通気孔１
７から出ていくので、軸受部は潤滑流体で充填される。

【００９９】（実施例３）図５は本発明の流体軸受装置
の一実施例を示す。

【０１００】図５の流体軸受装置は図１、図４の流体軸
受装置に類似していて、その類似しているところの説明
は省略し、部品の符号も同じ部品には同じ符号を使用し
て、異なるところと不足したところを説明する。

【０１０１】図５において、１はシャフト、２はスリー
ブ、３はスラスト板、４は接着剤である。

【０１０２】図５は図４に記載の径の大きな円筒部がな
い構成である。図５において、銅系合金であるスリーブ
２の第１の動圧発生する円筒部５の面と第２の動圧発生
する円筒部６との面にヘリングボーン状の溝を形成して
なる２つのラジアル動圧流体軸受が構成されている。第
１の動圧発生する円筒部５と第２の円筒部６との間には
ヘリングボーン溝と連通させた流体保持部２２があり、
第１の動圧発生する円筒部５と流体保持部２２との境は
角度３０度のテーパ角度の傾斜面２３で接続して、さら
に流体保持部２２と第２の動圧発生する円筒部６との境
も角度３０度のテーパ角度の傾斜面２４で接続する。オ
イル溜まり段差部にある潤滑流体は傾斜面２３，２４に
より、動圧の発生に伴ってポンピングされて第１の動圧
発生する円筒部５や第２の動圧発生する円筒部６へ流れ
込みやすくなる。

【０１０３】シャフト１は強磁性材であるオーステナイ
ト系ステンレス鋼ＳＵＳ４２０Ｊ２を使用し、先端は球
状形状でスラスト板３とでピボット軸受を構成してい
る。スラスト板３は、ジルコニア、窒化珪素、サイアロ
ン、炭化珪素などの各種のセラミックス材でできてい
る。スラスト板は耐衝撃性を向上するために、セラミッ
クス材料を使用し、切り欠きなどのノッチや、通気孔の
穴などで応力が集中する箇所のない円筒形状にしてい
る。衝撃によるクラックなどが発生を押さえている。

【０１０４】図５には、スリーブ２に通気孔が設けてい
ない。シャフト１挿入時に、スラスト板３をカシメて接
着剤４ですでに封止しているので、シャフト１とスリー
ブ２の微少隙間しか存在しない密閉構造となる。その微
少隙間から空気を逃がして潤滑流体を軸受部に充填す
る。実験を行って、潤滑流体の塗布位置と、シャフトの
挿入速度、挿入時の部品の配置が特定の条件で行えば、
シャフト１とスリーブ２の微少隙間から空気を逃がして
潤滑流体を軸受部に充填させることが可能であることが
わかった。

【０１０５】この流体軸受装置の組立を説明する。（１）まず、スリーブ２にスラスト板３をカシメにて固
定する。

【０１０６】（２）カシメ部分に接着剤４を塗り、強制
排気形の高温槽で硬化させる。（３）スラスト板３が固定されることで有底になったス
リーブ２をスラスト板３が下になるように角度３０度程
度の傾斜させる。図６（a)参照。

【０１０７】（４）傾斜させたスリーブ２のスラスト板
３との際の下部２５に潤滑流体を点滴塗布する。図６
（ｂ）参照。

【０１０８】（５）その状態のスリーブ２に、シャフト
１挿入を相対速度で毎秒１mmで挿入していく。図６
（ｃ）参照。その際、スリーブ２とシャフト１の隙間は
上部側に集中するように挿入する。図６（ｄ）参照。

【０１０９】（６）挿入後低速で、回転する側であるた
とえばシャフト１を回転させる。スリーブ２とシャフト
１を偏心させた状態で、挿入速度が遅いほど空気の逃げ
る効果がある。挿入時の部品の配置角度は４５度以下で
ある方が効果的である。

【０１１０】また、実施例１，２の軸受に通気孔がなく
ても、軸受に潤滑流体を充填させることができる。

【０１１１】スラスト板やスリーブなど通気孔がなく、
スラスト板３はスリーブ２にカシメ固定され接着剤４で
封止されているので、流体軸受装置は一端に微少隙間が
存在する密閉構造になっているため、潤滑流体を第１の
動圧発生する円筒部５に供給する必要があるので、第１
の動圧発生する円筒部５のヘリングボーン溝の構成長さ
は第２の動圧発生する円筒部６のヘリングボーン溝の構
成長さよりも長い。

【０１１２】スラスト板３側のスリーブ２の空間２６が
構成されている。その空間２６はスラスト軸受とラジア
ル軸受のための潤滑流体の保持隙間である。

【０１１３】（実施例４）図７は本発明の流体軸受装置
の一実施例を示す。

【０１１４】図７の流体軸受装置は図５の流体軸受装置
に類似していて、その類似しているところの説明は省略
し、部品の符号も同じ部品には同じ符号を使用して、異
なるところと不足したところを説明する。

【０１１５】図７において、１はシャフト、２はスリー
ブ、３はスラスト板、４は接着剤である。

【０１１６】図７は図５に記載のオイル溜まり段差部が
ない構成である。図７において、銅系合金であるスリー
ブ２の第１の動圧発生する円筒部５の面と第２の動圧発
生する円筒部６との面にヘリングボーン状の溝を形成し
てなる２つのラジアル動圧流体軸受が構成されている。
第１の動圧発生する円筒部５と第２の動圧発生する円筒
部６とはヘリングボーン溝で連通させていて、第１の動
圧発生する円筒部５と第２の動圧発生する円筒部６とは
連続した円筒になっている。第１の動圧発生する円筒部
５の面と第２の動圧発生する円筒部６の面との境は２個
のヘリングボーン状の溝の折り返し点である。

【０１１７】ヘリングボーン溝の形成してある軸受の幅
をスラスト板３側から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３，Ｌ４とする
と、第２の動圧発生する円筒部６部の軸受は長さは（Ｌ
１＋Ｌ２）であり、外側ヘリングボーンの側の軸受長さ
はＬ１で、内側ヘリングボーンの側の軸受長さはＬ２で
ある。また第１の動圧発生する円筒部５部の軸受は長さ
は（Ｌ３＋Ｌ４）であり、内側ヘリングボーンの側の軸
受長さはＬ３で、外側ヘリングボーンの側の軸受長さは
Ｌ４である。

【０１１８】第１の動圧発生する円筒部５と第２の動圧
発生する円筒部６との間に潤滑流体を保持する空間がな
いため潤滑流体を保持するのは動圧発生する隙間だけと
なる。またスラスト板３側のスリーブ２の空間２６が構
成されているが、その空間２６はスラスト軸受とラジア
ル軸受のための潤滑流体の保持隙間であり、ラジアル側
は第２の動圧発生する円筒部６への供給が第一の役割で
ある。第２の動圧発生する円筒部６を経由して第１の動
圧発生する円筒部５へ供給するためには軸受の幅の関係
が次式を満足する必要がある。

【０１１９】

【数２１】

【０１２０】特にＬ２＜Ｌ３の関係を満足することが重
要で、（Ｌ３−Ｌ２）ができるだけ大きくするほうが空
間２６の潤滑流体が第２の円筒部６を経由して第１の動
圧発生する円筒部５へ供給される量が多くなる。

【０１２１】シャフトはオーステナイト系ステンレス鋼
ＳＵＳ４２０Ｊ２を使用し、先端は球状形状でスラスト
板とでピボット軸受を構成している。スラスト板は、ジ
ルコニア、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素などの各種
のセラミックス材でできていて、衝撃で割れにくくする
ためにスラスト板にはホットアイソスタティクプレス
（ＨＩＰ）処理を施してある。

【０１２２】封止に使用する接着剤４は２液性エポキシ
接着剤である。（実施例５）図７は本発明の実施例における動圧流体軸
受装置を使用した磁気ディスク駆動用スピンドルモータ
の断面図である。

【０１２３】図７において、２７はロータハブ、２８は
スリーブ、２９はハウジング、３０はスラスト板、３１
は接着剤である。磁気ディスク（図示せず）をロータハ
ブ２７に搭載して回転駆動する磁気ディスク駆動用スピ
ンドルモータをマウントする装置（以後ＨＤＤと記す）
は内部が密閉構造となっていて、アウトガスやゴミを極
端に嫌う。磁気ディスク面にダメージを与えるような、
化学物質などの使用は制限されている。そのため使用す
る接着剤を有害なアウトガスの発生のないものが使用さ
れる。スラスト板３０のところに使用する接着剤３１は
ＨＤＤの外部の面に面しているため、アウトガスについ
ての制約はないが、少ない接着剤が好ましい。

【０１２４】スピンドルモータのハウジング２９にはフ
ランジ部３２と内部円筒部３３と外部円筒部３４の構成
があり、フランジ部３２の外周はハードディスク駆動装
置のシャーシ（図示せず）に取り付けられ、外部円筒部
３４とロータハブ２７の外周部とは０．２mmの小さな隙
間であるラビリンス構成されている。該内部円筒部３３
の内側にはスリーブ２８が接着で取り付けられている。
ハウジング２９の内部円筒部３３の外周面にはコイル３
５が巻配されたステータコア３６が接着固定されてい
る。ロータハブ２７は磁気ディスク受け面３７と磁気デ
ィスクの内径規制の円筒部３８からなるカップ形状をし
ている。上記のロータハブ２７の円筒部内周には周方向
にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した円筒状のマグネット３９
が固着されている。該ロータハブ２７にはロータハブ２
７の抜け止め防止のための抜け止め板４０が取り付けら
れている。該抜け止め板４０はたとえばオーステナイト
系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０３あるいはマルテンサ
イト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０である。該ロー
タハブ２７の中心部にはシャフト４１が、外周部内面に
は駆動マグネット３９が固定され、全体としてロータ部
を構成している。

【０１２５】シャフト４１は、たとえばマルテンサイト
系ステンレス鋼であるＳＵＳ４２０Ｊ２の焼き入れ品で
ある強磁性材料である。

【０１２６】シャフト４１は、内周面にヘリングボーン
溝を有する第１及び第２の円筒部４２、４３を有するス
リーブ２８の内径孔に回転可能に挿入されて、シャフト
４１とスリーブ２８の隙間に潤滑流体を介在させたラジ
アル動圧流体軸受装置を構成している。

【０１２７】またシャフト４１の一方の端面は球状形状
をし、その球状面とスラスト板３０とでピボット軸受を
形成して、そのピボット軸受の隙間には潤滑流体を介在
させたスラストピボット軸受を構成している。

【０１２８】第１の円筒部４２と第２の円筒部４３との
間に、径の大きな円筒形状の流体保持部４４を構成し、
流体保持部４４と第１の円筒部４２との際は傾斜面で、
また流体保持部４４と第２の円筒部４３との際も傾斜面
である。さらに、スリーブ２８のスラストピボット軸受
側に空間４５が設けられている。潤滑流体はシャフト４
１とスリーブ２８、シャフト４１とスラスト板３０の隙
間に介在しているが、スリーブ２８の流体保持部４４動
圧発生には寄与せず、潤滑流体の保持を目的とした隙間
である。また、空間４５はスラスト軸受とラジアル軸受
のための潤滑流体の保持空間である。

【０１２９】ロータハブ２７の磁気ディスク受け面３７
には磁気ディスク（図示せず）が搭載される。図７に示
されるスピンドルモータは、ラジアルタイプのスピンド
ルモータであり、コイル３５に電流が通電され、ステー
タコア３６の突極に磁界が発生し、ステータコア３６に
対向した界磁用駆動マグネット３９との間で、トルクを
発生させ、ロータハブ２７を回転させる。よって、ロー
タハブ２７にクランプした磁気ディスクもロータハブ２
７の回転に伴って回転する。

【０１３０】シャフト４１が回転するとスリーブ２８の
円筒部４２、４３に設けられたヘリングボーン溝の作用
で、潤滑流体をポンピングすることで動圧を発生させ
る。よって、シャフト４１はスリーブ２８に対して浮上
し非接触で回転する。

【０１３１】潤滑流体は導電性付加したオイルであり、
シャフト４１とハウジング２９は回転中でも導電状態と
なるので、磁気ディスクと装置シャーシは導電状態にな
る。そのために、磁気ディスクの回転中に磁気ディスク
と空気との摩擦によって磁気ディスクに静電気が帯電
し、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間に電位差が生じる
ようなことがない。

【０１３２】接着溝を設けた内部円筒部３３にスリーブ
２８が導電性接着剤で接着固定されている。その接着剤
の導電性により上記のような静電気が帯電するおそれが
なくなる。

【０１３３】ハウジング２９にフレキシブルプリント基
板４６を貼り、スピンドルモータのコイル３５の端末を
フレキシブルプリント基板４６にハンダ付けして外部駆
動回路へ導通させている。フレキシブルプリント基板４
６をハウジング２９に設けた穴から貫通させて取り出し
ている。その穴を紫外線硬化型接着剤で封止している。

【０１３４】つぎに、本実施例の磁気ディスク駆動用ス
ピンドルモータの組立方法について、説明する。

【０１３５】（１）まず、フレキシブルプリント基板４
６の一端をハウジング２９の設けた穴から通し、外部に
取り出す。フレキシブルプリント基板４６の粘着材でハ
ウジング３に貼り付ける。その穴を紫外線硬化型接着剤
で封止する。

【０１３６】つぎに、コイル３５を巻回したステータコ
ア３６をハウジング２９の内部円筒部３３に接着固定
し、前処理されたコイル端末をフレキシブルプリント基
板４６にハンダ付けして、ステータ組立体をつくる。

【０１３７】（２）つぎに、ロータハブ２７にシャフト
４１を圧入固定し、さらに着磁された駆動マグネット３
９を接着固定して、ハブ組立体をつくる。

【０１３８】（３）つぎに、スリーブ２８にスラスト板
３０をカシメ固定して、カシメた箇所を接着剤３１で密
閉し、封止軸受組立体をつくる。

【０１３９】（４）つぎに、封止軸受組立体のスリーブ
２８を３０度に傾けて、スリーブ２８の内周部の所定位
置に潤滑流体を規定量点滴して、傾斜させたスルーブ２
８にハブ組立体のシャフト４１を上側の隙間が大きくな
るように偏心させてゆっくりと所定早さで挿入する。

【０１４０】（５）つぎに、ロータハブ２７を下にして
抜け止め板４０をロータハブ２７に固定して、抜け止め
板４０で抜けないようになった接着剤密閉流体軸受装置
ができる。

【０１４１】（６）ステータ組立体のハウジング２９の
内部円筒部３３の内周部に嫌気性接着剤を所定量塗布し
て、前記の接着剤密閉流体軸受装置のスリーブ２８を挿
入する。ハウジング２９の基準面とロータハブ２７の磁
気ディスク受け面３７との距離を規定値になるように、
接着固定する。

【０１４２】以上のようにして流体軸受スピンドルモー
タを組立する。ピボット軸受ではシャフト４１の先端と
スラスト板３０は接触状態となる。その接触状態が不安
定であると軸受の信頼性が低いので、シャフト４１の先
端がスラスト板３０を押すような力が作用する駆動マグ
ネット３９の幾何学センターＺｍとステータコア３６の
幾何学センターＺｓに距離を設けている。そのセンター
ずれによるスラスト力が小さいと、小さな振動に対して
ピボット軸受の接触部の接触状態が不安定となるので、
スラスト力はある程度の大きさが必要である。しかし、
スラスト力が大きすぎるとピボット軸受部が摩耗するこ
とにもなるので、大きくできない。センターずれによる
スラスト力には範囲が存在することになる。

【０１４３】センタずれとピボット軸受の位置を明確に
するために、図８に示すような模式図を用いる。ステー
タコア３６の幾何学的センターＺｓは積層された鉄板の
総厚みの半分に位置し、駆動マグネット３９の幾何学的
センターＺｍはマグネット高さの半分に位置する。この
マグネット幾何学的センターＺｍとステータコア幾何学
的センターＺｓとの差がセンターずれである。このセン
ターずれによる磁気力がスラスト力としてピボット軸受
に作用する。作用するためにステータコア幾何学センタ
ーに対しマグネット幾何学センターとピボット軸受部は
反対側に位置する。

【０１４４】ステータコア３６は珪素鋼鈑を積層し形成
されている。小型モータに使用される珪素鋼鈑は板厚
０．３５や０．５が一般的であるが、携帯端末用スピン
ドルモータの場合は鉄損を低減して低電圧でトルクが得
られるように０．２、０．１mm厚の鋼鈑を使用する。積
層枚数の多い場合は総厚みを優先にして積層枚数を制御
しているが、薄型のスピンドルモータでは枚数を優先に
するので、板厚のばらつきでステータコアの厚みばらつ
きが生じる。

【０１４５】ステータコアの厚みが３mm以下の場合、ス
テータコア３６の幾何学的センターＺｓと駆動マグネッ
ト３９の幾何学的センターＺｍとのずれｅはスラスト力
の規定範囲に設定するために以下の関係である。

【０１４６】

【数２２】

【０１４７】また、センターずれによる力は流体軸受ス
ピンドルモータに衝撃力が作用して場合、ロータハブの
移動を規制する力となる。さらに大きな衝撃力に対して
は以下のように抜け止め板４０がその役目をする。

【０１４８】ロータハブ２７にはロータハブ２７の抜け
止め防止のための抜け止め板４０がロータハブ２７にカ
シメで固定されている。スリーブ２８の端面にフランジ
部４７を設け、ロータハブ２７がスラスト方向に移動す
ると該フランジ部４７に該抜け止め板４０を係止させて
ロータハブ２７が抜けるのを規制する。

【０１４９】スラスト板３０は材質がジルコニアでＨＩ
Ｐ処理を施してある。常圧焼結体を作成し、それをＨＩ
Ｐ処理する方法でスラスト板３０を作成した。予備焼結
を１３００〜１５００℃の温度で行い、ＨＩＰ処理を１
４００〜１５００℃、１００ＭＰａ程度のアルゴンＡｒ
雰囲気下で行っている。ＨＩＰ処理後のスラスト板の一
面を研磨して、表面粗さＲmaxを０．１ミクロンと以下
する。セラミックス材料のスラスト板にＨＩＰ処理を施
し、内部のマイクロクラックなどの欠損を排除して、強
度を高めている。

【０１５０】スラスト板の材料がセラミックの場合、物
性的に脆性であるので、スラスト板は直径が大きく、厚
みが破壊されやすくなるので、ピボット軸受に使用する
スラスト板としては、以下の関係を満足する寸法で使用
する。

【０１５１】

【数２３】

【０１５２】また、実施例のようにスラスト板３０をカ
シメたところに接着剤３１を使用しているため、スラス
ト板が板厚が薄くても１０００Ｇの衝撃に十分耐えるこ
とができる。

【０１５３】また、セラミックスのスラスト板は常温焼
結体の状態でも相対密度が９５％以上にすることができ
るので、そのまま研磨したスラスト板でも流体軸受装置
のスラスト板に使用できる。

【０１５４】実施例はスリーブなどに通気孔がない接着
剤で密閉した流体軸受装置であるので、衝撃に対してロ
ータハブが移動を弾力的に規制する力が働くので、安定
した軸受となる。実施例はピボット軸受であるがスラス
ト動圧流体軸受でも同様な効果がある。

【０１５５】すなわち、図９のようなモデルで説明す
る。図９において、４８はケースで、４９はロッドであ
る。ケース４８には一部に穴５０があいているがコルク
５１で密閉されている。ケース４８とロッド４９でなす
空間には流体５２が入れられる。ロッド４９とケース４
８とは微少隙間で摺動可能になっている。

【０１５６】図９を実施例と比較して、ケース４８はス
リーブ２８、ロッド４９はシャフト４１、穴５０は通気
隙間であり、通気孔であったり、カシメ部の隙間であっ
たりするが実施例５ではカシメ部の隙間である。コルク
５１は接着剤３１に対応している。

【０１５７】ロッドの面積をＡ、流体の充填している容
積Ｖ１、圧力をＰ１とする。衝撃は作用した場合、ロッ
ド４９は抜けようと矢印ｙ１方向Δｙ動いたとすると、
ボイルシャルルの法則から衝撃時の圧力Ｐ２とすると

【０１５８】

【数２４】

【０１５９】から

【０１６０】

【数２５】

【０１６１】となる。

【０１６２】その圧力差によってロッド４９がｙ１方向
に対する移動を妨げるように働く。すなわち、ダンパ効
果が発生するので、通風孔のある場合よりも密閉軸受の
方が耐衝撃性に優れている。

【０１６３】ロッド４９とケース４８とは微少隙間は無
視して考えたが、ロッドの面積をＡに対して該微少隙間
の面積の割合が非常に小さく無視できるためである。

【０１６４】また、微少隙間を平行隙間と考えると、ロ
ッド４９が矢印ｙ１方向動くと、流体の一壁面が矢印ｙ
１方向動くことになるうえ、容積Ｖ１が増加するので隙
間の液体は矢印ｙ１方向とは逆方向に移動する。そのた
め隙間の流体の移動に対して壁面の移動方向が逆になる
ため流動抵抗は非常に大きな値になる。このことを考慮
しても密閉流体軸受装置の場合は耐衝撃性が高い。

【０１６５】さらに、隙間の流体の移動に対して壁面の
移動方向が逆になるため流動抵抗が大きいということ
は、流体の保持能力が高いということであるので、密閉
流体軸受装置の潤滑流体が減少が抑えられ、寿命の長く
信頼性の高い流体軸受装置となる。

【０１６６】（実施例６）図１０は本発明の実施例にお
ける動圧流体軸受装置を使用した磁気ディスク駆動用ス
ピンドルモータの断面図である。

【０１６７】図１０のスピンドルモータにおいて、図７
のスピンドルモータに類似しているところの説明は省略
し、異なるところを説明する。

【０１６８】図１０において、４８はシャフト、４９は
スリーブ、５０はハウジング、５１はロータハブ、５２
はスラスト板、５３は接着剤、５４は駆動マグネット、
５５はステ−タコア、５６はコイルである。

【０１６９】図１０に示すように、ハウジング５０の内
部円筒部５７の外周面にはコイル５６が巻配されたステ
ータコア５５が固着されて、ハウジング５０の内部円筒
部５７よりも内側のシャフト締結円筒部５８にシャフト
４８が圧入固定されている。ロータハブ５１に固定され
たスリーブ４９にはスラスト板５２がカシメられたうえ
にカシメ部が接着剤５３で封止してある。スリーブ４９
とシャフト４８には微少の隙間が存在し、その隙間には
潤滑流体が充填される。固定シャフト４８の端面の球状
部先端とスラスト板５２は摺動するピボット軸受となっ
ていて、潤滑流体が介在する状態におかれている。

【０１７０】シャフト４８の外径にヘリングボーン溝を
有し、その溝に対向する位置に第１及び第２の円筒部５
９、６０を有するスリーブ４９の内径孔を回転可能にシ
ャフト４８に挿入される。第１の動圧発生する円筒部５
９と第２の動圧発生する円筒部６０との間に、径の大き
な円筒状のオイル溜まり段差部６１が構成され、さら
に、スリーブ４９のスラスト軸受側には、円筒部５９、
６０よりも径の大きな空間６２が設けられる。

【０１７１】固定シャフト４８に対してスリーブ４９が
回転するとスリーブ４９の円筒部５９、６０に設けられ
たシャフト側ヘリングボーン溝の作用で、潤滑流体を介
して動圧を発生しスリーブ４９はシャフト４８に対して
浮上し非接触で回転する。

【０１７２】スラスト方向はスリーブ４９にスラスト板
５２がカシメられたうえに接着剤５３で閉塞されてい
る。そのスラスト板５２とシャフト先端とは点状態で接
触してシャフト４８の先端をスラスト板５２は摺動す
る。長時間運転するとスラスト材は摩耗してくるので、
スラスト板は耐摩耗性の材料を使用する。たとえば、窒
化珪素やジルコニアなどのセラミックや超鋼合金などで
ある。

【０１７３】シャフト先端の球状の半径ｒを小さくする
と摩擦トルクは下がるが面圧が大きくなるので、スラス
ト板の面圧をあまり多くすることはかえって信頼性を損
ねることがある。また、球状の半径ｒを大きくすると、
面圧は低下するが、摩擦トルクが増えてその損失トルク
が熱となり温度が上昇して信頼性を損ねることがあるの
で、スラスト軸受のシャフト先端半径ｒとシャフト直径
Ｄとの関係を

【０１７４】

【数２６】

【０１７５】にする、ピボット軸受の設計にしてある。

【０１７６】つぎに、本実施例の磁気ディスク駆動用ス
ピンドルモータの組立方法について、説明する。

【０１７７】（１）まず、ハウジング５０にシャフト４
８を圧入する。（２）つぎにフレキシブルプリント基板６３の一端をハ
ウジング５０の設けた穴から通し、外部に取り出し、そ
の穴を紫外線硬化型接着剤で封止する。

【０１７８】つぎに、コイル５６を巻回したステータコ
ア５５をハウジング５０の内部円筒部５７に接着固定
し、前処理されたコイル端末をフレキシブルプリント基
板６３にハンダ付けして、ステータ組立体をつくる。

【０１７９】（３）つぎに、スリーブ４９にスラスト板
５２をカシメ固定して、カシメた箇所を接着剤５３で密
閉し、封止軸受組立体をつくる。

【０１８０】（４）つぎに、ロータハブ５１に着磁され
た駆動マグネット５４を接着固定して、上記の封止軸受
組立体を所定位置に接着したロータ組立体をつくる。

【０１８１】（５）つぎに、上記ロータ組立体をスラス
ト板５２が下になるようにしてスリーブ４９を３０度に
傾けて、スリーブ４９の内周部の所定位置に潤滑流体を
規定量点滴して、傾斜させたロータ組立体のスリーブ４
９にステータ組立体のシャフト４８を上側の隙間が大き
くなるように偏心させてゆっくりと所定早さで挿入す
る。

【０１８２】以上のようにして流体軸受装置を用いたス
ピンドルモータを組立する。

【０１８３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、有底部に
通気孔がない軸受でも、実施例に記載のように潤滑流体
の塗布位置と、シャフトの挿入速度、挿入時の部品の配
置が特定の条件で行えば、シャフトとスリーブの微少隙
間から空気を逃がして潤滑流体を軸受部に充填させるこ
とが可能となり、スリーブとシャフトのいずれか一方に
動圧溝を形成してなる流体軸受装置において、該スリー
ブの一端にスラスト板をカシメ固定してスラスト板で有
底のあるスリーブを構成し、そのカシメ部を接着剤で封
止した流体軸受装置に通風孔が無くても組立ができる。

【０１８４】したがって、スリーブの一端にスラスト板
をカシメ固定してスラスト板で有底のあるスリーブを構
成し、そのカシメ部を接着剤で封止して、潤滑流体が存
在する軸受空間を密閉状態にする流体軸受装置が可能と
なった。

【０１８５】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
してスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、そのカ
シメ部を接着剤で封止することで、潤滑流体の漏れがな
くなり、寿命が長い流体軸受装置が可能となった。

【０１８６】さらに、その流体軸受装置を軸回転型、軸
固定型スピンドルモータに用いることにより、非常にコ
ンパクトで耐衝撃性で信頼性の高いスピンドルモータを
提供することができる。

【０１８７】スラスト板の耐衝撃性を向上するために、
セラミックス材料を使用し、切り欠きなどのノッチや、
通気孔の穴などで応力が集中する箇所のない円筒形状に
して、さらには板厚と直径の関係を所定の関係で使用
し、クラックなどが発生を押さえた。また、セラミック
ス材料のスラスト板にＨＩＰ処理を施し、内部のマイク
ロクラックなどの欠損を排除することができ、スラスト
板の強度が増す。

【０１８８】さらに、スラスト板を接着剤で封止するた
めに接着剤によりスラスト板の強度が増す。

【０１８９】衝撃が作用した場合、軸受部が安定である
ために、ステータコアの幾何学的センターと駆動マグネ
ットの幾何学的センターとのセンターずれｅによるスラ
スト力をロータハブに作用させて、耐衝撃性を向上させ
ることができる。

【０１９０】ラジアル軸受に流体保持部や動圧発生する
円筒部の径よりも大きな径大円筒部などを構成し潤滑流
体の保持能力を向上させかつ、接着剤によるスラスト板
封止による潤滑流体の漏れなどをなくし、信頼性の高い
流体軸受装置を提供することができる。

【０１９１】さらにラジアル軸受に軸受長さの比率など
を変えた形状に工夫し、潤滑流体の潤滑流体の移動能力
を向上させかつ、接着剤によるスラスト板封止による潤
滑流体の漏れなどをなくし、信頼性の高い流体軸受装置
を提供することができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における流体軸受装置の断面
図

【図２】カシメ部漏れ試験概要図

【図３】漏れ試験の部品図

【図４】本発明の実施例２における流体軸受装置の断面
図

【図５】本発明の実施例３における流体軸受装置の断面
図

【図６】流体軸受装置の組立説明図

【図７】本発明の実施例４における流体軸受装置の断面
図

【図８】本発明の実施例における磁気ディスク駆動用流
体軸受スピンドルモータの断面図

【図９】駆動マグネットとステータコアの位置関係説明
図

【図１０】密閉軸受の模式図

【図１１】本発明の実施例における磁気ディスク駆動用
流体軸受スピンドルモータの断面図

【符号の説明】

１シャフト２スリーブ３スラスト板４接着剤５スリーブの第１の円筒部６スリーブの第２の円筒部７径の大きな円筒部８，９流体保持部１０座１６伸延部１７通気孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スリーブとシャフトのいずれか一方に動圧
溝を形成してなる流体軸受装置において、円筒状のスリ
ーブには通気孔を設け、該スリーブの一端にスラスト板
をカシメ固定し、このカシメ部を接着剤で封止したこと
を特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】スリーブとシャフトのいずれか一方に動圧
溝を形成してなる流体軸受装置において、該スリーブの
一端にスラスト板をカシメ固定してスラスト板で有底の
あるスリーブを構成し、このカシメ部を接着剤で封止し
て、潤滑流体が存在する軸受空間を密閉状態にしたこと
を特徴とする流体軸受装置。
【請求項３】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受装
置において、スリーブのカシメ部の形状が【数１】であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の流
体軸受装置。
【請求項４】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受装
置において、スリーブの軸方向に距離を隔てて、２カ所
設けた動圧発生する円筒部の面にヘリングボーン状の溝
を形成し、この２カ所円筒部の面のヘリングボーン溝と
それぞれ連通させた円筒状の流体保持部と、該流体保持
部の間に動圧発生する円筒部の径よりも大きな径大円筒
部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の流体軸受装置。
【請求項５】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受装
置において、スリーブの軸方向に距離を隔てて、２カ所
設けた動圧発生する円筒部の面にヘリングボーン状の溝
を形成し、この２カ所円筒部の面のヘリングボーン溝と
それぞれ連通させた円筒状の流体保持部と、該流体保持
部の間に動圧発生する円筒部の径よりも大きな径大円筒
部を設け、動圧発生する円筒部と流体保持部、流体保持
部と径大円筒部との境を傾斜面で繋いだことを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項６】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受装
置において、スリーブの軸方向に距離を隔てて、２カ所
設けた動圧発生する円筒部の面にヘリングボーン状の溝
を形成し、この２カ所円筒部の面のヘリングボーン溝と
連通させた円筒状の流体保持部を設け、動圧発生する円
筒部と流体保持部との境を傾斜面で繋いだことを特徴と
する請求項１又は請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項７】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定
して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受装
置において、スリーブの軸方向に距離を隔てて、２カ所
設けた動圧発生する円筒部の面にヘリングボーン状の溝
を形成し、この２カ所円筒部の面のヘリングボーン溝同
士が連通したことを特徴とする請求項１又は請求項２記
載の流体軸受装置。
【請求項８】流体保持部のスリーブとシャフトと隙間が【数２】であることを特徴とする請求項４又は請求項５又は請求
項６記載の流体軸受装置。
【請求項９】動圧発生する円筒部の径よりも大きな径大
円筒部のスリーブとシャフトと隙間が【数３】であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の流
体軸受装置。
【請求項１０】動圧発生する円筒部と流体保持部との境
の傾斜面の傾斜角度が【数４】であることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の流
体軸受装置。
【請求項１１】動圧発生する円筒部の径よりも大きな径
大円筒部と流体保持部との境の傾斜面の傾斜角度が【数５】であることを特徴とする請求項５記載の流体軸受装置。
【請求項１２】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固
定して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受
装置において、スラスト板側の動圧溝が第１のヘリング
ボーン溝で、解放端側の動圧溝が第２のヘリングボーン
溝で構成され、ヘリングボーン溝を折り返し部で軸受長
さを分けると、スラスト板側からＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ
４とする軸受長さとすると、【数６】の関係になることを特徴とする請求項７記載の流体軸受
装置。
【請求項１３】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固
定して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受
装置において、スラスト板は外周部に切り欠きもなく、
穴もない円形形状であり、ジルコニア、窒化珪素、サイ
アロン、炭化珪素のいずれかのセラミックス材でできて
いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の流体
軸受装置。
【請求項１４】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固
定して、このカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受
装置において、シャフトの球状形状でスラスト板とでピ
ボット軸受を構成し、そのピボット軸受に使用するスラ
スト板としては、【数７】の関係を満足するセラミック材料のスラスト板を使用し
た流体軸受装置。
【請求項１５】スラスト板をホットアイソスタティクプ
レス（ＨＩＰ）法で処理したことを特徴とする請求項１
３又は請求項１４記載の流体軸受装置。
【請求項１６】ハウジング本体と、該ハウジングに固定
されたステータコアと、該ハウジングに固定されたスリ
ーブと、該スリーブに固定されたスラスト板と、該ハウ
ジング本体に対して相対的に回転自在であるロータハブ
と、該ロータハブの内周部に駆動マグネットと、該ロー
タハブに締結されたシャフトとを備え、該シャフトと該
スリーブとからなりいずれか一方にヘリングボーン溝を
有するラジアル動圧軸受とスリーブの一方に固定された
スラスト板とシャフトの一端で構成されるスラスト軸受
を有し、円筒状のスリーブには通気孔を設け、該スリー
ブの一端にスラスト板をカシメ固定してスラスト板で有
底のあるスリーブを構成し、このカシメ部を接着剤で封
止したことを特徴とする流体軸受装置を用いたスピンド
ルモータ。
【請求項１７】ハウジング本体と、該ハウジングに固定
されたステータコアと、該ハウジングに固定されたスリ
ーブと、該スリーブに固定されたスラスト板と、該ハウ
ジング本体に対して相対的に回転自在であるロータハブ
と、該ロータハブの内周部に駆動マグネットと、該ロー
タハブに締結されたシャフトとを備え、該シャフトと該
スリーブとからなりいずれか一方にヘリングボーン溝を
有するラジアル動圧軸受とスリーブの一方に固定された
スラスト板とシャフトの一端で構成されるスラスト軸受
を有し、該スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定し
てスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、このカシ
メ部を接着剤で封止して、潤滑流体が存在する軸受空間
を密閉状態にしたことを特徴とする流体軸受装置を用い
たスピンドルモータ。
【請求項１８】スリーブの一端にスラスト板をカシメ固
定して、そのカシメ部を接着剤で封止してなる流体軸受
装置を備え、ステータコアの厚みが３mm以下で、ステー
タコアの幾何学的センターと駆動マグネットの幾何学的
センターとのセンターずれｅが【数８】の関係にあって、ステータコアの幾何学センターに対し
て駆動マグネットの幾何学センターとスラスト軸受部が
反対側に位置することを特徴とする請求項１６又は請求
項１７記載の流体軸受装置を用いたスピンドルモータ。
【請求項１９】ハウジング本体と、該ハウジングに固定
されたステータコアと、該ハウジングに固定されたシャ
フトと、ロータハブと、該ロータハブの内周部に駆動マ
グネットと、該ロータハブにスリーブが固定され、スリ
ーブに固定されたスラスト板とを備え、該シャフトと該
スリーブとからなりいずれか一方にヘリングボーン溝を
有するラジアル動圧軸受とスリーブの一方に固定された
スラスト板とシャフトの一端で構成されるスラスト軸受
を有し、円筒状のスリーブには通気孔を設け、該スリー
ブの一端にスラスト板をカシメ固定してスラスト板で有
底のあるスリーブを構成し、このカシメ部を接着剤で封
止したことを特徴とする流体軸受装置を用いたスピンド
ルモータ。
【請求項２０】ハウジング本体と、該ハウジングに固定
されたステータコアと、該ハウジングに固定されたシャ
フトと、ロータハブと、該ロータハブの内周部に駆動マ
グネットと、該ロータハブにスリーブが固定され、スリ
ーブに固定されたスラスト板とを備え、該シャフトと該
スリーブとからなりいずれか一方にヘリングボーン溝を
有するラジアル動圧軸受とスリーブの一方に固定された
スラスト板とシャフトの一端で構成されるスラスト軸受
を有し、該スリーブの一端にスラスト板をカシメ固定し
てスラスト板で有底のあるスリーブを構成し、このカシ
メ部を接着剤で封止して、潤滑流体が存在する軸受空間
を密閉状態にしたことを特徴とする流体軸受装置を用い
たスピンドルモータ。