流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および軸受装置の製造方法
【課題】シャフトに対する環状部材の軸方向の位置ずれや、環状部材の傾斜を防止することができる流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および当該流体動圧軸受装置の好適な製造方法を提供する。
【解決手段】環状部材であるブッシュ４４の下面４４ａのうち、シャフト４１の段差面４１３に当接する部分を除いた領域に潤滑膜４７が形成されている。このため、ブッシュ４４の下面４４ａとシャフト４１の段差面４１３との間で潤滑膜４７が変形する恐れはなく、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向のずれや、ハブ４２の傾斜を防止することができる。製造工程においては、ブッシュ４４に潤滑膜４７の原型となる被膜を形成した後、ブッシュ４４および被膜の表面を切削することにより、潤滑膜４７を上記の領域に良好に形成することができる。
【解決手段】環状部材であるブッシュ４４の下面４４ａのうち、シャフト４１の段差面４１３に当接する部分を除いた領域に潤滑膜４７が形成されている。このため、ブッシュ４４の下面４４ａとシャフト４１の段差面４１３との間で潤滑膜４７が変形する恐れはなく、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向のずれや、ハブ４２の傾斜を防止することができる。製造工程においては、ブッシュ４４に潤滑膜４７の原型となる被膜を形成した後、ブッシュ４４および被膜の表面を切削することにより、潤滑膜４７を上記の領域に良好に形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやカーナビゲーション等に使用されるハードディスク装置には、磁気ディスクをその中心軸を中心として回転させるためのスピンドルモータが搭載されている。スピンドルモータは、ステータとロータとを軸受装置を介して相対的に回転させる構成となっており、近年では、スピンドルモータ用の軸受装置として流体動圧軸受装置が多く使用されている。流体動圧軸受装置は、シャフトとスリーブとの間に潤滑オイルを介在させ、潤滑オイルの流体動圧によりシャフトとスリーブとを相対的に支持しつつ回転させる。
【０００３】
このような従来の流体動圧軸受装置および流体動圧軸受装置を使用したスピンドルモータの構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、流体動圧軸受装置のシャフトには、ディスクを支持するためのハブや、あるいは、スラストワッシャなどの環状部材が固定される。これらの環状部材は、シャフトの外周面に嵌着され、多くの場合、その端面の内縁部分をシャフトの外周面に形成された段差面に当接させることにより、シャフトに対して軸方向に位置決めされている。
【０００６】
一方、ハブやスラストワッシャなどの環状部材の軸方向の端面は、スリーブの軸方向の端面と潤滑オイルを介して対向する。このため、環状部材とスリーブとの間の摺動性を向上させるために、また、環状部材とスリーブとの接触による損傷を防止するために、環状部材の軸方向の端面に潤滑性の高い被膜（潤滑膜）が形成される場合もある。
【０００７】
しかしながら、シャフトに形成された段差面に、潤滑膜を有する環状部材の端面を当接させると、潤滑膜の変形により、シャフトに対する環状部材の取り付け精度が低下してしまうという問題があった。すなわち、シャフトの段差面と環状部材の下面とに挟まれた潤滑膜が変形し、特に、その変形量が周方向にばらつくことにより、シャフトに対する環状部材の軸方向の位置がずれたり、あるいは環状部材が僅かに傾斜したりする恐れがあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、シャフトに対する環状部材の軸方向の位置ずれや、環状部材の傾斜を防止することができる流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および当該流体動圧軸受装置の好適な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、流体動圧軸受装置であって、所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトの外周面に形成された段差面に下面を部分的に当接させた状態で前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、前記環状部材の前記下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、を備え、前記環状部材の前記下面のうち、前記シャフトの前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分が、潤滑膜に被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の流体動圧軸受装置であって、前記スリーブの前記上面には、前記環状部材の前記下面に接近し、前記下面との間に介在する前記潤滑オイルに流体動圧を発生させる動圧溝列を有する軸受面が形成されており、前記環状部材の前記下面のうち、少なくとも前記スリーブの前記軸受面に対向する領域は、前記潤滑膜に被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の流体動圧軸受装置であって、前記環状部材は、前記スリーブの外周面に対向する円筒面を有し、前記潤滑膜の被覆領域が、前記円筒面に及ぶことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記環状部材は、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、前記潤滑膜は、前記環状部材凹部に保持されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の流体動圧軸受装置であって、前記環状部材の前記潤滑膜に被覆された領域と前記潤滑膜に被覆されていない領域との境界部付近において、前記潤滑膜に被覆されていない領域における前記環状部材の表面は、前記潤滑膜に被覆された領域における前記潤滑膜の表面よりも面位が高いことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、スピンドルモータであって、ステータ部と、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置を介して前記ステータ部に対して回転自在に支持されるロータ部と、前記ステータ部と前記ロータ部との間に前記中心軸を中心とするトルクを発生させるトルク発生部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、ディスクを回転させつつ情報の読み出しおよび書き込みの一方または両方を行うディスク駆動装置であって、前記ディスクを回転させる請求項６に記載のスピンドルモータと、前記ディスクに対し、情報の読み出しおよび書き込みの一方又は両方を行うアクセス部と、前記スピンドルモータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、前記環状部材の下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、を備えた軸受装置の製造方法であって、ａ）前記環状部材の前記下面または前記下面の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後、前記環状部材の前記下面に切削加工を行い、前記被膜の表面が削られて形成された潤滑膜と、前記環状部材を構成する金属材料が露出した露出金属面と、を得る工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後、前記環状部材の前記露出金属面を、前記シャフトの外周面に形成された段差面に当接させて、前記環状部材と前記シャフトとを固定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の軸受装置の製造方法であって、前記環状部材は、前記下面のうち、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項８または請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面のうち、前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分に、前記被膜を形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の軸受装置の製造方法であって、前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有し、前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面と前記円筒部の前記内周面とに連続して前記被膜を形成することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有するとともに、前記環状部材凹部に連続する円筒部凹部を前記内周面に有し、前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部および前記円筒部凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、請求項１１または請求項１２に記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｂ）では、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に切削加工を行い、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に、前記潤滑膜および前記露出金属面を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜７に記載の発明によれば、環状部材の下面のうち、シャフトの段差面に当接する部分を除いた領域または当該領域の一部分が、潤滑膜に被覆されている。すなわち、環状部材の下面とシャフトの段差面との間には潤滑膜が介在しない。このため、シャフトに対する環状部材の軸方向の位置ずれや、環状部材の傾斜を防止することができる。
【００２３】
特に、請求項２に記載の発明によれば、環状部材の下面のうち、少なくともスリーブの軸受面に対向する領域は、潤滑膜に被覆されている。このため、環状部材の下面とスリーブの軸受面との当接による部材の振動や損傷を防止することができる。
【００２４】
特に、請求項３に記載の発明によれば、環状部材は、スリーブの外周面に対向する円筒面を有し、潤滑膜の被覆領域が当該円筒面に及ぶ このため、環状部材の円筒面とスリーブの外周面との当接による部材の振動や損傷を防止することができる。
【００２５】
特に、請求項４に記載の発明によれば、環状部材は、潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、潤滑膜は当該環状部材凹部に保持されている。このため、潤滑膜に被覆されるべき領域のみに潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００２６】
また、請求項８〜１３に記載の発明によれば、環状部材の下面または下面の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成し、その後、環状部材の下面に切削加工を行い、被膜の表面が削られて形成された潤滑膜と、環状部材を構成する金属材料が露出した露出金属面と、を得る。このため、環状部材の下面に、潤滑膜と露出金属面とを容易かつ良好に形成することができる。
【００２７】
特に、請求項９に記載の発明によれば、環状部材の下面に形成された環状部材凹部を含む領域に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、潤滑膜に被覆されるべき領域のみに潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００２８】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、環状部材の下面のうち、シャフトの段差面に当接する部分を除いた領域または当該領域の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、環状部材の下面のうち、シャフトの段差面に当接する部分を除いた領域または当該領域の一部分に潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００２９】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、環状部材の下面と、環状部材の下面に形成された円筒部の内周面とに、連続して潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、円筒部の内周面とスリーブの外周面との当接による部材の振動や損傷を防止することができる。
【００３０】
特に、請求項１２に記載の発明によれば、環状部材の下面に形成された環状部材凹部と、円筒部の内周面に形成された円筒部凹部とを含む領域に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、環状部材の下面および円筒部の内周面のうち、潤滑膜に被覆されるべき領域のみに潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００３１】
特に、請求項１３に記載の発明によれば、環状部材の下面および円筒部の内周面に切削加工を行うことにより、環状部材の下面および円筒部の内周面に、潤滑膜および露出金属面を形成する。このため、環状部材の下面および円筒部の内周面に、潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、中心軸Ｌに沿ってロータ部４側を「上」とし、ステータ部３側を「下」として説明を行う。しかしながら、これにより本発明に係る軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置の設置姿勢が限定されるものではない。
【００３３】
＜１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置２の縦断面図である。ディスク駆動装置２は、２枚の磁気ディスク２２を回転させつつ、磁気ディスク２２からの情報の読み出しおよび磁気ディスク２２への情報の書き込みを行うハードディスク装置である。図１に示したように、ディスク駆動装置２は、主として、装置ハウジング２１、２枚の磁気ディスク（以下、単に「ディスク」という）２２、アクセス部２３、およびスピンドルモータ１を備えている。
【００３４】
装置ハウジング２１は、カップ状の第１ハウジング部材２１１と、板状の第２ハウジング部材２１２とを有している。第１ハウジング部材２１１は、上部に開口を有し、第１ハウジング部材２１１の内側の底面には、スピンドルモータ１とアクセス部２３とが設置されている。第２ハウジング部材２１２は、第１ハウジング部材２１１の上部の開口を覆うように第１ハウジング部材２１１に接合され、第１ハウジング部材２１１と第２ハウジング部材２１２とに囲まれた装置ハウジング２１の内部空間２１３に、２枚のディスク２２、アクセス部２３、およびスピンドルモータ１が収容されている。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が少ない清浄な空間とされている。
【００３５】
２枚のディスク２２は、いずれも中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。各ディスク２２は、スピンドルモータ１のハブ４２に装着され、スペーサ２２１を介して上下に積層配置されている。一方、アクセス部２３は、４枚のディスク２２の上面および下面に対向する４つのヘッド２３１と、各ヘッド２３１を支持するアーム２３２と、アーム２３２を揺動させる揺動機構２３３とを有している。アクセス部２３は、揺動機構２３３により４本のアーム２３２をディスク２２に沿って揺動させ、４つのヘッド２３１をディスク２２の必要な位置にアクセスさせることにより、回転する各ディスク２２の記録面に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う。なお、ヘッド２３１は、ディスク２２の記録面に対して情報の読み出しおよび書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
【００３６】
＜２．スピンドルモータの構成＞
続いて、上記のスピンドルモータ１の詳細な構成について説明する。図２は、スピンドルモータ１の縦断面図である。図２に示したように、スピンドルモータ１は、主として、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１に固定されるステータ部３と、ディスク２２を装着して中心軸Ｌを中心として回転するロータ部４とを備えている。
【００３７】
まず、ステータ部３の構成について説明する。ステータ部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、およびスリーブ３４を有している。
【００３８】
ベース部材３１は、アルミニウム等の金属材料により形成され、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１にねじ止め固定されている。ベース部材３１には、中心軸Ｌの周りにおいて軸方向（中心軸Ｌに沿った方向。以下同じ。）に突出した略円筒形状のホルダ部３１１が形成されている。ホルダ部３１１の内周側（中心軸Ｌに対する内周側。以下同じ。）は、スリーブ３４を保持するための貫通孔となっている。また、ホルダ部３１１の外周側（中心軸Ｌに対する外周側。以下同じ。）の面は、ステータコア３２を嵌着させる取り付け面となっている。
【００３９】
なお、本実施形態では、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが別体となっているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが単一の部材により構成されていてもよい。
【００４０】
ステータコア３２は、ベース部材３１のホルダ部３１１の外周面に嵌着された円環状のコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ｌに直交する方向。以下同じ。）の外周側に突出した複数本のティース部３２２とを有している。ステータコア３２は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板により形成されている。
【００４１】
コイル３３は、ステータコア３２の各ティース部３２２の周囲に巻回された導線により構成されている。コイル３３は、リード線３３１を介して所定の電源装置（図示省略）と接続されている。電源装置からリード線３３１を介してコイル３３に駆動電流を与えると、ティース部３２２には径方向の磁束が発生する。ティース部３２２に発生した磁束は、後述するロータマグネット４３の磁束と互いに作用し、中心軸Ｌを中心としてロータ部４を回転させるためのトルクを発生させる。
【００４２】
スリーブ３４は、シャフト４１の外周側に配置されてその内周面がシャフト４１を取り囲む略円筒形状の部材である。スリーブ３４は、ベース部材３１のホルダ部３１１の内周面に固定されている。スリーブ３４の下面には、下方へ向けて突出した突状部３４ａが形成されている。また、当該突状部３４ａには、スリーブ３４の下端部に形成された開口を封止するためのキャップ３５が固定されている。
【００４３】
スリーブ３４は、シャフト４１の径方向および軸方向の移動を規制しつつ、シャフト４１の中心軸Ｌを中心とした回転を許容するラジアル軸受部を構成している。スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面との間の微小な（例えば数μｍ程度の）隙間、シャフト４１の下面とキャップ３５の上面との間の微小な隙間、スリーブ３４の上面と後述するハブ４２の下面との間の微小な隙間、およびスリーブ３４に軸方向に形成された循環孔３４ｂには、連続的に潤滑オイル５１（図５参照）が充填されている。潤滑オイル５１には、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイル等のエステルを主成分とするオイルが使用される。
【００４４】
図３は、スリーブ３４の縦断面図である。図３に示したように、スリーブ３４の内周面には、シャフト４１の外周面とスリーブ３４の内周面との間に介在する潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるための第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２が上下に形成されている。第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、いずれも、複数の鉤形の溝を周方向に配列したいわゆる「ヘリングボーン」形状の溝列となっている。
【００４５】
図３に示したように、第１ラジアル動圧溝列３４１の各溝の折り返し位置と上端部との間の寸法ｄ１は、第１ラジアル動圧溝列３４１の各溝の折り返し位置と下端部との間の寸法ｄ２よりも大きく、また、第２ラジアル動圧溝列３４２の各溝の折り返し位置と下端部との間の寸法ｄ４は、第２ラジアル動圧溝列３４２の各溝の折り返し位置と上端部との間の寸法ｄ３よりも大きい。このため、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、それぞれ、潤滑オイル５１に対し、スリーブ３４の軸方向中央位置へ向かう流体動圧を発生させる。また、上記の寸法ｄ１は、上記の寸法ｄ１〜ｄ４のうち最も大きく、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、全体として、潤滑オイル５１に下方へ向かう流体動圧を発生させる。
【００４６】
スリーブ３４に対してシャフト４１が回転するときには、上記のように、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する流体動圧によりシャフト４１が径方向に支持されつつ回転する。なお、本実施形態では、スリーブ３４の内周面に第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２が形成されていたが、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面とのいずれか一方に形成されていればよい。
【００４７】
図４は、スリーブ３４の上面図である。スリーブ３４の上面の外縁部分には、後述するブッシュ４４の下面４４ａに接近するように隆起した軸受面３４ｃが形成されている。そして、当該軸受面３４ｃには、ブッシュ４４の下面４４ａとスリーブ３４の上面との間に介在する潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるためのスラスト動圧溝列３４３が刻設されている。スラスト動圧溝列３４３は、中心軸Ｌを中心とする複数の螺旋状の溝により構成されている。スリーブ３４に対してシャフト４１およびハブ４２が回転するときには、スラスト動圧溝列３４３により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する流体動圧よりシャフト４１およびハブ４２が軸方向に支持されつつ回転する。
【００４８】
このように、スリーブ３４は、シャフト４１およびハブ４２を中心軸Ｌを中心として回転可能に支持する固定軸受部材としての役割を果たす。そして、スリーブ３４、キャップ３５、後述するシャフト４１、および後述するハブ４２により、本実施形態の流体動圧軸受装置５が構成されている。
【００４９】
なお、スリーブ３４は、例えば、磁性または非磁性のステンレス鋼や、銅合金等の金属材により構成されている。
【００５０】
また、本実施形態では、スリーブ３４が単一の部材により構成されているが、スリーブ３４は、２以上の部材により構成されていてもよい。例えば、スリーブ３４は、スリーブ本体部と、スリーブ本体部を収容するハウジングとを一体化させたものであってもよい。
【００５１】
図２に戻り、続いて、ロータ部４の構成について説明する。ロータ部４は、、シャフト４１、ハブ４２、およびロータマグネット４３を有している。
【００５２】
シャフト４１は、中心軸Ｌに沿って配置された略円柱形状の部材である。シャフト４１は、スリーブ３４の内側（軸受孔）に挿入された状態でスリーブ３４に対して相対回転可能に支持されている。シャフト４１は、後述するブッシュ４４をその外周面に固定する比較的小径の頭部４１１と、スリーブ３４の内側に挿入された比較的大径の胴部４１２とを有する。そして、シャフト４１の外周面における頭部４１１と胴部４１２との境界に、段差面４１３が形成されている。段差面４１３は、後述するブッシュ４４の下面４４ａの内縁部分に当接することにより、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向の位置を規制する役割を果たす。
【００５３】
また、シャフト４１の下端部には、スリーブ３４からシャフト４１が抜け出すことを防止するための円環状の鍔部４１４が形成されている。鍔部４１４は、スリーブ３４の下面とキャップ３５の上面との間に形成された空間中に位置する。ロータ部４に上方へ向かう力が作用したときには、スリーブ３４の下面に鍔部４１４の上面が当接し、これによりステータ部３とロータ部４との分離が防止される。なお、本実施形態では、シャフト４１と鍔部４１４とが単一の部材により構成されているが、シャフト４１および鍔部４１４は、別個の部材により構成されて一体化されていてもよい。
【００５４】
ハブ４２は、シャフト４１に固定されてシャフト４１とともに回転する部材である。ハブ４２は、シャフト４１の頭部４１１に固定された環状部材であるブッシュ４４と、ブッシュ４４の外周面に固定されるとともに２枚のディスク２２を保持するハブ本体部４５とを有する。
【００５５】
図５は、ブッシュ４４付近の拡大縦断面図である。図５に示したように、ブッシュ４４は、その下面４４ａの内縁部分をシャフト４１の段差面４１３に当接させた状態でシャフト４１に固定されている。ブッシュ４４の下面４４ａは、スリーブ３４の上面に対向し、スリーブ３４の上面に形成された軸受面３４ｃと、ブッシュ４４の下面４４ａと、これらの間に介在する潤滑オイル５１とにより、スラスト動圧軸受機構が構成される。また、ブッシュ４４は、下面４４ａの外縁部分から下方へ向けてのびる円筒部４４１を有している。円筒部４４１の内周面４４ｂは、ブッシュ４４の下面４４ａに連続し、潤滑オイル５１を介してスリーブ３４の外周面に対向する。また、円筒部４４１の外周面には、ハブ本体部４５の下面の内縁部分に当接する段差面４４ｃが形成されている。
【００５６】
ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂには、これらの双方の面に亘る凹部４６が形成されている。凹部４６は、ブッシュ４４の下面４４ａに形成された第１凹部４６１と、円筒部４４１の内周面４４ｂに形成された第２凹部４６２とを含み、全体として、断面視において略Ｌ字形状の１つの溝を構成している。第１凹部４６１は、ブッシュ４４の下面４４ａのうち、少なくともスリーブ３４の軸受面３４ｃに対向する領域を含み、かつ、シャフト４１の段差面４１３に当接する部分を除いた領域に形成されている。また、第２凹部４６２は、円筒部４４１の内周面４４ｂのうち、上端部から所定幅の領域に形成されている。なお、凹部４６は、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂの、中心軸Ｌを中心とする全周に亘って形成されている。
【００５７】
凹部４６の表面は、スリーブ３４とブッシュ４４との間の潤滑性を向上させるための潤滑膜４７に被覆されている。潤滑膜４７は、ブッシュ４４上に形成された凹部４６の窪みに保持され、これにより、ブッシュ４４上における潤滑膜４７の位置が正確に規定されている。潤滑膜４７は、外部からの衝撃等によりスリーブ３４とブッシュ４４とが接触してしまった場合にも、これらの両部材を良好に摺動させるとともに、これらの両部材の振動や損傷を防止する役割を果たす。潤滑膜４７は、潤滑性の高い樹脂等の固体材料により構成される。例えば、潤滑膜４７は、硫化モリブデン、硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、三酸化アンチモン、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、セキボク、ウンモ、タルク、セッケン石、亜鉛華のうちの１種の材料または２種以上を組み合わせた材料により構成される。
【００５８】
本実施形態のスピンドルモータ１では、上記のように、第１凹部４６１および第１凹部４６１に保持された潤滑膜４７が、ブッシュ４４の下面４４ａのうち、シャフト４１の段差面４１３に当接する部分を除いた領域に形成されている。このため、ブッシュ４４の下面４４ａとシャフト４１の段差面４１３との間には潤滑膜４７が介在しない。したがって、潤滑膜４７の変形によりシャフト４１に対するブッシュ４４の取り付け精度が低下してしまうという問題は発生せず、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向の位置ずれや、ハブ４２の傾斜を防止することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第１凹部４６１および第１凹部４６１に保持された潤滑膜４７が、ブッシュ４４の下面４４ａのうち、スリーブ３４の軸受面３４ｃに対向する部分を含む領域に形成されている。このため、スラスト動圧軸受機構を構成する軸受面３４ｃやそれに対向するブッシュ４４の下面４４ａを、損傷から適切に保護することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、円筒部４４１の内周面４４ｂに第２凹部４６２が形成され、潤滑膜４７の被覆領域が円筒部４４１の内周面４４ｂにも及んでいる。このため、例えば、ディスク２２の重みによりブッシュ４４が撓み、円筒部４４１の内周面４４ｂとスリーブ３４の外周面とが当接してしまった場合にも、円筒部４４１の内周面４４ｂとスリーブ３４の外周面とを、損傷から適切に保護することができる。
【００６１】
図２に戻る。ハブ本体部４５は、ブッシュ４４の外周面に固定されるとともに径方向の外側へ向けて広がる平板部４５１と、平板部４５１の外縁部分から下方へ向けてのびる円筒部４５２と、円筒部４５２の下端部から径方向の外側へ向けてのびるフランジ部４５３とを有している。円筒部４５２の外周面４５ａは、ディスク２２の内周部（内周面または内周縁）に当接する当接面となる。また、フランジ部４５３の上面４５ｂは、ディスク２２を載置する載置面となる。
【００６２】
２枚のディスク２２は、フランジ部４５３の上面４５ｂ上に水平姿勢で積層配置される。すなわち、下段のディスク２２がフランジ部４５３の上面４５ｂに載置され、その上方に、上段のディスク２２がスペーサ２２１を介して載置される。各ディスク２２の内周部は円筒部４５２の外周面４５ａに接触し、これにより各ディスク２２の径方向の移動が規制される。
【００６３】
本実施形態のディスク２２は、アルミニウムを主たる材料として構成されており、また、ハブ本体部４５も、アルミニウムにより構成されている。このため、ディスク２２の線膨張係数とハブ本体部４５の線膨張係数とは同一または近似している。したがって、環境温度やスピンドルモータ１の内部の温度が変化した場合にも、ディスク２２とハブ本体部４５との間に過度の応力が発生することはない。一方、本実施形態のブッシュ４４は、シャフト４１に対して強固に固着された状態を維持するために、硬度の高いステンレスにより構成されている。
【００６４】
なお、本実施形態のハブ４２は、ブッシュ４４とハブ本体部４５との２部材により構成されているが、単一の部材によりハブ４２が構成されていてもよい。例えば、ガラスを主たる材料とするディスクを使用する場合には、当該ディスクと線膨張係数の近いステンレス等の材料により、環状部材としてのハブが単一の部材として形成されていてもよい。
【００６５】
ロータマグネット４３は、ハブ本体部４５の下面に、ヨーク４３１を介して取り付けられている。ロータマグネット４３は、中心軸Ｌを取り囲むように円環状に配置されている。ロータマグネット４３の内周面は磁極面となっており、ステータコア３２の複数のティース部３２２の外周面に対向する。
【００６６】
このようなスピンドルモータ１において、ステータ部３のコイル３３に駆動電流を与えると、ステータコア３２の複数のティース部３２２に径方向の磁束が発生する。そして、ティース部３２２とロータマグネット４３との間の磁束の作用によりトルクが発生し、ステータ部３に対してロータ部４が中心軸Ｌを中心として回転する。ハブ４２上に支持された２枚のディスク２２は、シャフト４１およびハブ４２とともに中心軸Ｌを中心として回転する。
【００６７】
＜３．スピンドルモータの製造手順＞
続いて、上記のスピンドルモータ１の製造手順について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明するスピンドルモータ１の製造手順は、スピンドルモータ１の一部である流体動圧軸受装置５の製造手順も含んでいる。
【００６８】
スピンドルモータ１を製造するときには、まず、潤滑膜４７が未だ形成されていないブッシュ４４を準備する。ブッシュ４４の下面４４ａには、潤滑膜４７に被覆されるべき領域に予め凹部４６が形成されている。また、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂのうち、凹部４６の周囲の領域は、製造後の状態よりもやや隆起した状態（切削前の状態）となっている。
【００６９】
ブッシュ４４が準備されると、次に、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂに、潤滑膜４７の原型となる被膜４７０を形成する（ステップＳ１）。具体的には、図７に示したように、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂのうち、凹部４６およびその周囲の領域に、潤滑膜４７を構成する材料物質を、塗布、吹き付け、転写、その他の方法により連続的に付着させる。
【００７０】
被膜４７０の形成が完了すると、続いて、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂに対して、切削加工を行う（ステップＳ２）。具体的には、まず、図示しないチャック機構によりブッシュ４４をチャックし、チャック機構を回転させることにより、中心軸Ｌを中心としてブッシュ４４を回転させる。そして、図８に示したように、ブッシュ４４を回転させつつ、目標とする表面形状（図８中の破線）に沿って切削工具６を進行させることにより、円筒部４４１の内周面４４ｂおよびブッシュ４４の下面４４ａを切削する。
【００７１】
この切削加工においては、図８に示したように、ブッシュ４４を構成する金属材料と、被膜４７０とが連続的に切削される。これにより、切削後のブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂには、図９に示したように、ブッシュ４４を構成する金属材料が露出した露出金属面４４ｄと、被膜４７０の表面が削られてできた潤滑膜４７とが形成される。
【００７２】
本実施形態では、このように、ブッシュ４４上の凹部４６およびその周囲の領域に潤滑膜４７の原型となる被膜４７０を形成し、その後、ブッシュ４４および被膜４７０を連続的に切削することにより、露出金属面４４ｄと潤滑膜４７とを形成する。これにより、所望の領域（シャフト４１の段差面４１３に当接する領域を除いた領域）に潤滑膜４７を良好かつ容易にに形成することができる。
【００７３】
なお、図９では、潤滑膜４７の表面とブッシュ４４の露出金属面４４ｄとが境界部において滑らかに連続しているように描かれているが、厳密には、図１０の拡大縦断面図に示したように、切削後のブッシュ４４の下面４４ａにおいて、潤滑膜４７の表面よりも露出金属面４４ｄの方が僅かに面位が高く、これらの境界部に段差４４ｅが形成される。このような段差４４ｅは、相対的に切削抵抗の低い被膜４７０と相対的に切削抵抗の高い金属材料とを連続的に切削したために発生したものである。なお、切削工具６の進行の向きは、図８の例に限定されるものではない。切削工具６を図８と反対の向きに進行させた場合には、ブッシュ４４の円筒部４４１の内周面４４ｂにおける潤滑膜４７と露出金属面４４ｄとの境界部に、上記の段差４４ｅと同様の段差が形成される。
【００７４】
次に、上記の工程を経たブッシュ４４に対して、ハブ本体部４５を固定することにより、ハブ４２を作成する（ステップＳ３）。ここでは、ブッシュ４４に対して、例えば、焼きばめや圧入によりハブ本体部４５を固定する。
【００７５】
また、上記の一連の工程の後、あるいは、上記の一連の工程と並行して、スリーブ３４にシャフト４１を挿入する（ステップＳ４）。シャフト４１は、スリーブ３４の下端部側の開口から挿入され、挿入後のシャフト４１の頭部４１１は、スリーブ３４の上端部側の開口から突き出た状態となる。
【００７６】
その後、上記のステップＳ４においてスリーブ３４に挿入されたシャフト４１と、上記のステップＳ３において得られたハブ４２とを固定する（ステップＳ５）。具体的には、シャフト４１の頭部４１１に対して、ハブ４２のブッシュ４４を圧入により固定する。この圧入の際、ブッシュ４４の下面４４ａの内縁部分に形成された露出金属面４４ｄをシャフト４１の段差面４１３に当接させ、これにより、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向の位置を規制する。なお、シャフト４１とハブ４２との固定方法は圧入に限定されるものではなく、焼きばめ等の他の固定方法を利用してもよい。
【００７７】
次に、シャフト４１が挿入されたスリーブ３４の下端部に、キャップ３５を取り付ける（ステップＳ６）。キャップ３５は、スリーブ３４の下端部に形成された突状部３４ａに、溶接、接着、あるいはカシメにより固定される。スリーブ３４の下端部にキャップ３５を取り付けることにより、スリーブ３４の下端部側の開口が封止される。
【００７８】
スリーブ３４の下端部にキャップ３５が取り付けられると、続いて、潤滑オイル５１の注入を行う（ステップＳ７）。具体的には、まず、上記の工程により得られたスリーブ３４、キャップ３５、シャフト４１、およびハブ４２を含むアッセンブリを、所定のチャンバの内部に収容し、当該チャンバの内部を減圧する。そして、スリーブ３４の外周面とブッシュ４４の円筒部４４１の内周面４４ｂとの間の隙間から潤滑オイル５１を注入し、その後チャンバの内部を復圧させることにより、アッセンブリの内部の隙間に潤滑オイル５１を圧送する。潤滑オイル５１は、スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面との間の微小な隙間、シャフト４１の下面とキャップ３５の上面との間の微小な隙間、スリーブ３４の上面とブッシュ４４の下面との間の微小な隙間、およびスリーブ３４に軸方向に形成された循環孔３４ｂに連続的に充填される。
【００７９】
また、ハブ本体部４５の下面に、ヨーク４３１およびロータマグネット４３を取り付ける（ステップＳ８）。具体的には、ハブ本体部４５の平板部４５１の下面に接着剤を介してヨーク４３１を固定し、更に、ヨーク４３１の内周面に接着剤を介してロータマグネット４３を固定する。
【００８０】
また、ステータ部３側では、ベース部材３１にステータコア３２およびコイル３３を固定する（ステップＳ９）。具体的には、例えば、ベース部材３１のホルダ部３１１の外周面にステータコア３２のコアバック３２１を圧入することにより、ベース部材３１とステータコア３２とを固定する。コイル３３からのびるリード線３３１は、所定の電源装置に接続される。
【００８１】
その後、ベース部材３１のホルダ部３１１にスリーブ３４を圧入することにより、ベース部材３１とスリーブ３４と固定する（ステップＳ１０）。以上をもって、スピンドルモータ１が完成する。
【００８２】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記のステップＳ１では、凹部４６およびその周囲の領域のみに潤滑膜４７の原型となる被膜４７０を形成したが（図７参照）、より広い領域に潤滑膜４７を形成してもよい。すなわち、切削加工前のステップＳ１では、少なくとも凹部４６を含む領域に被膜４７０を形成すればよく、例えば、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂの全面に被膜４７０を形成してもよい。
【００８３】
また、上記の実施形態では、ハブ４２とともにシャフト４１が回転するいわゆる軸回転タイプのスピンドルモータ１について説明したが、本発明は、軸固定タイプの軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置にも適用可能である。
【００８４】
図１１は、軸固定タイプのスピンドルモータの例を示した縦断面図である。図１１のスピンドルモータ７０１は、ベース部材７３１に対して固定されたシャフト７３４の周囲において、スリーブ７４１、ハブ７４２、およびロータマグネット７４３が一体として回転する。また、シャフト７３４の外周面には、環状部材としてのスラストワッシャ７３５が固定されており、シャフト７３４、スラストワッシャ７３５、およびスリーブ７４１により流体動圧軸受装置７０５が構成されている。
【００８５】
このような軸固定タイプのスピンドルモータ７０１においても、スラストワッシャ７３５の下面に潤滑膜７３６を被覆することが考えられるが、スラストワッシャ７３５の下面のうち、シャフト７３４の段差面７３４ａに当接する部分を除いた領域に潤滑膜７３６を形成すれば、シャフト７３４に対するスラストワッシャ７３５の軸方向の位置ずれや、スラストワッシャ７３５の傾斜を防止することができる。
【００８６】
また、上記の実施形態では、スリーブ３４の上面にスラスト動圧溝列３４３を形成していたが、これに代えて、ブッシュ４４の下面やスラストワッシャ７３５の下面にスラスト動圧溝列を形成してもよい。この場合には、ブッシュ４４の下面あるいはスラストワッシャ７３５の下面にスラスト動圧溝列を形成し、その上に潤滑膜を形成すればよい。あるいは、ブッシュ４４の下面やスラストワッシャ７３５の下面に潤滑膜を形成した後、その潤滑膜の表面にスラスト動圧溝列を形成してもよい。
【００８７】
また、上記の実施形態のスリーブ３４は、ステンレス鋼や銅合金等の金属材（溶性材）により構成されていたが、スリーブ３４は、金属粉末を加熱しつつ結合固化させることにより得られた焼結体により構成されていてもよい。スリーブ３４を焼結体により構成すれば、スリーブ３４の表面に潤滑オイル５１が含浸されるため、シャフト４１およびハブ４２をスリーブ３４に対してより良好に摺動させることができる。また、焼結体として構成されるスリーブ３４は、比較的安価に得ることができる。また、スリーブ３４は、種々の樹脂材料により構成されていてもよい。
【００８８】
また、上記の実施形態では、ハードディスクドライブであるディスク駆動装置２と、それに搭載されるスピンドルモータ１について説明したが、本発明は、光ディスクドライブ等の他のディスク駆動装置や、それに搭載されるスピンドルモータおよび流体動圧軸受装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ディスク駆動装置の縦断面図である。
【図２】スピンドルモータの縦断面図である。
【図３】スリーブの縦断面図である。
【図４】スリーブの上面図である。
【図５】ブッシュ付近の拡大縦断面図である。
【図６】スピンドルモータの製造手順を示したフローチャートである。
【図７】ブッシュに潤滑膜の原型となる被膜を形成した様子を示した縦断面図である。
【図８】ブッシュに切削加工を行う様子を示した縦断面図である。
【図９】切削加工後のブッシュの縦断面図である。
【図１０】切削加工後のブッシュの拡大縦断面図である。
【図１１】変形例に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ スピンドルモータ
２ ディスク駆動装置
３ ステータ部
４ ロータ部
５ 流体動圧軸受装置
２１ 装置ハウジング
２２ ディスク
２３ アクセス部
３１ ベース部材
３２ ステータコア
３３ コイル
３４ スリーブ
３４ｃ 軸受面
４１ シャフト
４２ ハブ
４３ ロータマグネット
４４ ブッシュ
４４ａ 下面
４４ｂ 内周面
４５ ハブ本体部
４６ 凹部
４７ 潤滑膜
５１ 潤滑オイル
４１３ 段差面
４４１ 円筒部
４６１ 第１凹部
４６２ 第２凹部
４７０ 被膜
７０１ スピンドルモータ
７０５ 流体動圧軸受装置
Ｌ 中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやカーナビゲーション等に使用されるハードディスク装置には、磁気ディスクをその中心軸を中心として回転させるためのスピンドルモータが搭載されている。スピンドルモータは、ステータとロータとを軸受装置を介して相対的に回転させる構成となっており、近年では、スピンドルモータ用の軸受装置として流体動圧軸受装置が多く使用されている。流体動圧軸受装置は、シャフトとスリーブとの間に潤滑オイルを介在させ、潤滑オイルの流体動圧によりシャフトとスリーブとを相対的に支持しつつ回転させる。
【０００３】
このような従来の流体動圧軸受装置および流体動圧軸受装置を使用したスピンドルモータの構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、流体動圧軸受装置のシャフトには、ディスクを支持するためのハブや、あるいは、スラストワッシャなどの環状部材が固定される。これらの環状部材は、シャフトの外周面に嵌着され、多くの場合、その端面の内縁部分をシャフトの外周面に形成された段差面に当接させることにより、シャフトに対して軸方向に位置決めされている。
【０００６】
一方、ハブやスラストワッシャなどの環状部材の軸方向の端面は、スリーブの軸方向の端面と潤滑オイルを介して対向する。このため、環状部材とスリーブとの間の摺動性を向上させるために、また、環状部材とスリーブとの接触による損傷を防止するために、環状部材の軸方向の端面に潤滑性の高い被膜（潤滑膜）が形成される場合もある。
【０００７】
しかしながら、シャフトに形成された段差面に、潤滑膜を有する環状部材の端面を当接させると、潤滑膜の変形により、シャフトに対する環状部材の取り付け精度が低下してしまうという問題があった。すなわち、シャフトの段差面と環状部材の下面とに挟まれた潤滑膜が変形し、特に、その変形量が周方向にばらつくことにより、シャフトに対する環状部材の軸方向の位置がずれたり、あるいは環状部材が僅かに傾斜したりする恐れがあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、シャフトに対する環状部材の軸方向の位置ずれや、環状部材の傾斜を防止することができる流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および当該流体動圧軸受装置の好適な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、流体動圧軸受装置であって、所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトの外周面に形成された段差面に下面を部分的に当接させた状態で前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、前記環状部材の前記下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、を備え、前記環状部材の前記下面のうち、前記シャフトの前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分が、潤滑膜に被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の流体動圧軸受装置であって、前記スリーブの前記上面には、前記環状部材の前記下面に接近し、前記下面との間に介在する前記潤滑オイルに流体動圧を発生させる動圧溝列を有する軸受面が形成されており、前記環状部材の前記下面のうち、少なくとも前記スリーブの前記軸受面に対向する領域は、前記潤滑膜に被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の流体動圧軸受装置であって、前記環状部材は、前記スリーブの外周面に対向する円筒面を有し、前記潤滑膜の被覆領域が、前記円筒面に及ぶことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記環状部材は、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、前記潤滑膜は、前記環状部材凹部に保持されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の流体動圧軸受装置であって、前記環状部材の前記潤滑膜に被覆された領域と前記潤滑膜に被覆されていない領域との境界部付近において、前記潤滑膜に被覆されていない領域における前記環状部材の表面は、前記潤滑膜に被覆された領域における前記潤滑膜の表面よりも面位が高いことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、スピンドルモータであって、ステータ部と、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置を介して前記ステータ部に対して回転自在に支持されるロータ部と、前記ステータ部と前記ロータ部との間に前記中心軸を中心とするトルクを発生させるトルク発生部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、ディスクを回転させつつ情報の読み出しおよび書き込みの一方または両方を行うディスク駆動装置であって、前記ディスクを回転させる請求項６に記載のスピンドルモータと、前記ディスクに対し、情報の読み出しおよび書き込みの一方又は両方を行うアクセス部と、前記スピンドルモータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、前記環状部材の下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、を備えた軸受装置の製造方法であって、ａ）前記環状部材の前記下面または前記下面の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後、前記環状部材の前記下面に切削加工を行い、前記被膜の表面が削られて形成された潤滑膜と、前記環状部材を構成する金属材料が露出した露出金属面と、を得る工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後、前記環状部材の前記露出金属面を、前記シャフトの外周面に形成された段差面に当接させて、前記環状部材と前記シャフトとを固定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の軸受装置の製造方法であって、前記環状部材は、前記下面のうち、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項８または請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面のうち、前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分に、前記被膜を形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の軸受装置の製造方法であって、前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有し、前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面と前記円筒部の前記内周面とに連続して前記被膜を形成することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有するとともに、前記環状部材凹部に連続する円筒部凹部を前記内周面に有し、前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部および前記円筒部凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、請求項１１または請求項１２に記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｂ）では、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に切削加工を行い、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に、前記潤滑膜および前記露出金属面を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜７に記載の発明によれば、環状部材の下面のうち、シャフトの段差面に当接する部分を除いた領域または当該領域の一部分が、潤滑膜に被覆されている。すなわち、環状部材の下面とシャフトの段差面との間には潤滑膜が介在しない。このため、シャフトに対する環状部材の軸方向の位置ずれや、環状部材の傾斜を防止することができる。
【００２３】
特に、請求項２に記載の発明によれば、環状部材の下面のうち、少なくともスリーブの軸受面に対向する領域は、潤滑膜に被覆されている。このため、環状部材の下面とスリーブの軸受面との当接による部材の振動や損傷を防止することができる。
【００２４】
特に、請求項３に記載の発明によれば、環状部材は、スリーブの外周面に対向する円筒面を有し、潤滑膜の被覆領域が当該円筒面に及ぶ このため、環状部材の円筒面とスリーブの外周面との当接による部材の振動や損傷を防止することができる。
【００２５】
特に、請求項４に記載の発明によれば、環状部材は、潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、潤滑膜は当該環状部材凹部に保持されている。このため、潤滑膜に被覆されるべき領域のみに潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００２６】
また、請求項８〜１３に記載の発明によれば、環状部材の下面または下面の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成し、その後、環状部材の下面に切削加工を行い、被膜の表面が削られて形成された潤滑膜と、環状部材を構成する金属材料が露出した露出金属面と、を得る。このため、環状部材の下面に、潤滑膜と露出金属面とを容易かつ良好に形成することができる。
【００２７】
特に、請求項９に記載の発明によれば、環状部材の下面に形成された環状部材凹部を含む領域に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、潤滑膜に被覆されるべき領域のみに潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００２８】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、環状部材の下面のうち、シャフトの段差面に当接する部分を除いた領域または当該領域の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、環状部材の下面のうち、シャフトの段差面に当接する部分を除いた領域または当該領域の一部分に潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００２９】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、環状部材の下面と、環状部材の下面に形成された円筒部の内周面とに、連続して潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、円筒部の内周面とスリーブの外周面との当接による部材の振動や損傷を防止することができる。
【００３０】
特に、請求項１２に記載の発明によれば、環状部材の下面に形成された環状部材凹部と、円筒部の内周面に形成された円筒部凹部とを含む領域に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する。このため、環状部材の下面および円筒部の内周面のうち、潤滑膜に被覆されるべき領域のみに潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【００３１】
特に、請求項１３に記載の発明によれば、環状部材の下面および円筒部の内周面に切削加工を行うことにより、環状部材の下面および円筒部の内周面に、潤滑膜および露出金属面を形成する。このため、環状部材の下面および円筒部の内周面に、潤滑膜を良好かつ容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、中心軸Ｌに沿ってロータ部４側を「上」とし、ステータ部３側を「下」として説明を行う。しかしながら、これにより本発明に係る軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置の設置姿勢が限定されるものではない。
【００３３】
＜１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置２の縦断面図である。ディスク駆動装置２は、２枚の磁気ディスク２２を回転させつつ、磁気ディスク２２からの情報の読み出しおよび磁気ディスク２２への情報の書き込みを行うハードディスク装置である。図１に示したように、ディスク駆動装置２は、主として、装置ハウジング２１、２枚の磁気ディスク（以下、単に「ディスク」という）２２、アクセス部２３、およびスピンドルモータ１を備えている。
【００３４】
装置ハウジング２１は、カップ状の第１ハウジング部材２１１と、板状の第２ハウジング部材２１２とを有している。第１ハウジング部材２１１は、上部に開口を有し、第１ハウジング部材２１１の内側の底面には、スピンドルモータ１とアクセス部２３とが設置されている。第２ハウジング部材２１２は、第１ハウジング部材２１１の上部の開口を覆うように第１ハウジング部材２１１に接合され、第１ハウジング部材２１１と第２ハウジング部材２１２とに囲まれた装置ハウジング２１の内部空間２１３に、２枚のディスク２２、アクセス部２３、およびスピンドルモータ１が収容されている。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が少ない清浄な空間とされている。
【００３５】
２枚のディスク２２は、いずれも中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。各ディスク２２は、スピンドルモータ１のハブ４２に装着され、スペーサ２２１を介して上下に積層配置されている。一方、アクセス部２３は、４枚のディスク２２の上面および下面に対向する４つのヘッド２３１と、各ヘッド２３１を支持するアーム２３２と、アーム２３２を揺動させる揺動機構２３３とを有している。アクセス部２３は、揺動機構２３３により４本のアーム２３２をディスク２２に沿って揺動させ、４つのヘッド２３１をディスク２２の必要な位置にアクセスさせることにより、回転する各ディスク２２の記録面に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う。なお、ヘッド２３１は、ディスク２２の記録面に対して情報の読み出しおよび書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
【００３６】
＜２．スピンドルモータの構成＞
続いて、上記のスピンドルモータ１の詳細な構成について説明する。図２は、スピンドルモータ１の縦断面図である。図２に示したように、スピンドルモータ１は、主として、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１に固定されるステータ部３と、ディスク２２を装着して中心軸Ｌを中心として回転するロータ部４とを備えている。
【００３７】
まず、ステータ部３の構成について説明する。ステータ部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、およびスリーブ３４を有している。
【００３８】
ベース部材３１は、アルミニウム等の金属材料により形成され、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１にねじ止め固定されている。ベース部材３１には、中心軸Ｌの周りにおいて軸方向（中心軸Ｌに沿った方向。以下同じ。）に突出した略円筒形状のホルダ部３１１が形成されている。ホルダ部３１１の内周側（中心軸Ｌに対する内周側。以下同じ。）は、スリーブ３４を保持するための貫通孔となっている。また、ホルダ部３１１の外周側（中心軸Ｌに対する外周側。以下同じ。）の面は、ステータコア３２を嵌着させる取り付け面となっている。
【００３９】
なお、本実施形態では、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが別体となっているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが単一の部材により構成されていてもよい。
【００４０】
ステータコア３２は、ベース部材３１のホルダ部３１１の外周面に嵌着された円環状のコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ｌに直交する方向。以下同じ。）の外周側に突出した複数本のティース部３２２とを有している。ステータコア３２は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板により形成されている。
【００４１】
コイル３３は、ステータコア３２の各ティース部３２２の周囲に巻回された導線により構成されている。コイル３３は、リード線３３１を介して所定の電源装置（図示省略）と接続されている。電源装置からリード線３３１を介してコイル３３に駆動電流を与えると、ティース部３２２には径方向の磁束が発生する。ティース部３２２に発生した磁束は、後述するロータマグネット４３の磁束と互いに作用し、中心軸Ｌを中心としてロータ部４を回転させるためのトルクを発生させる。
【００４２】
スリーブ３４は、シャフト４１の外周側に配置されてその内周面がシャフト４１を取り囲む略円筒形状の部材である。スリーブ３４は、ベース部材３１のホルダ部３１１の内周面に固定されている。スリーブ３４の下面には、下方へ向けて突出した突状部３４ａが形成されている。また、当該突状部３４ａには、スリーブ３４の下端部に形成された開口を封止するためのキャップ３５が固定されている。
【００４３】
スリーブ３４は、シャフト４１の径方向および軸方向の移動を規制しつつ、シャフト４１の中心軸Ｌを中心とした回転を許容するラジアル軸受部を構成している。スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面との間の微小な（例えば数μｍ程度の）隙間、シャフト４１の下面とキャップ３５の上面との間の微小な隙間、スリーブ３４の上面と後述するハブ４２の下面との間の微小な隙間、およびスリーブ３４に軸方向に形成された循環孔３４ｂには、連続的に潤滑オイル５１（図５参照）が充填されている。潤滑オイル５１には、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイル等のエステルを主成分とするオイルが使用される。
【００４４】
図３は、スリーブ３４の縦断面図である。図３に示したように、スリーブ３４の内周面には、シャフト４１の外周面とスリーブ３４の内周面との間に介在する潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるための第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２が上下に形成されている。第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、いずれも、複数の鉤形の溝を周方向に配列したいわゆる「ヘリングボーン」形状の溝列となっている。
【００４５】
図３に示したように、第１ラジアル動圧溝列３４１の各溝の折り返し位置と上端部との間の寸法ｄ１は、第１ラジアル動圧溝列３４１の各溝の折り返し位置と下端部との間の寸法ｄ２よりも大きく、また、第２ラジアル動圧溝列３４２の各溝の折り返し位置と下端部との間の寸法ｄ４は、第２ラジアル動圧溝列３４２の各溝の折り返し位置と上端部との間の寸法ｄ３よりも大きい。このため、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、それぞれ、潤滑オイル５１に対し、スリーブ３４の軸方向中央位置へ向かう流体動圧を発生させる。また、上記の寸法ｄ１は、上記の寸法ｄ１〜ｄ４のうち最も大きく、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、全体として、潤滑オイル５１に下方へ向かう流体動圧を発生させる。
【００４６】
スリーブ３４に対してシャフト４１が回転するときには、上記のように、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する流体動圧によりシャフト４１が径方向に支持されつつ回転する。なお、本実施形態では、スリーブ３４の内周面に第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２が形成されていたが、第１ラジアル動圧溝列３４１および第２ラジアル動圧溝列３４２は、スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面とのいずれか一方に形成されていればよい。
【００４７】
図４は、スリーブ３４の上面図である。スリーブ３４の上面の外縁部分には、後述するブッシュ４４の下面４４ａに接近するように隆起した軸受面３４ｃが形成されている。そして、当該軸受面３４ｃには、ブッシュ４４の下面４４ａとスリーブ３４の上面との間に介在する潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるためのスラスト動圧溝列３４３が刻設されている。スラスト動圧溝列３４３は、中心軸Ｌを中心とする複数の螺旋状の溝により構成されている。スリーブ３４に対してシャフト４１およびハブ４２が回転するときには、スラスト動圧溝列３４３により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する流体動圧よりシャフト４１およびハブ４２が軸方向に支持されつつ回転する。
【００４８】
このように、スリーブ３４は、シャフト４１およびハブ４２を中心軸Ｌを中心として回転可能に支持する固定軸受部材としての役割を果たす。そして、スリーブ３４、キャップ３５、後述するシャフト４１、および後述するハブ４２により、本実施形態の流体動圧軸受装置５が構成されている。
【００４９】
なお、スリーブ３４は、例えば、磁性または非磁性のステンレス鋼や、銅合金等の金属材により構成されている。
【００５０】
また、本実施形態では、スリーブ３４が単一の部材により構成されているが、スリーブ３４は、２以上の部材により構成されていてもよい。例えば、スリーブ３４は、スリーブ本体部と、スリーブ本体部を収容するハウジングとを一体化させたものであってもよい。
【００５１】
図２に戻り、続いて、ロータ部４の構成について説明する。ロータ部４は、、シャフト４１、ハブ４２、およびロータマグネット４３を有している。
【００５２】
シャフト４１は、中心軸Ｌに沿って配置された略円柱形状の部材である。シャフト４１は、スリーブ３４の内側（軸受孔）に挿入された状態でスリーブ３４に対して相対回転可能に支持されている。シャフト４１は、後述するブッシュ４４をその外周面に固定する比較的小径の頭部４１１と、スリーブ３４の内側に挿入された比較的大径の胴部４１２とを有する。そして、シャフト４１の外周面における頭部４１１と胴部４１２との境界に、段差面４１３が形成されている。段差面４１３は、後述するブッシュ４４の下面４４ａの内縁部分に当接することにより、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向の位置を規制する役割を果たす。
【００５３】
また、シャフト４１の下端部には、スリーブ３４からシャフト４１が抜け出すことを防止するための円環状の鍔部４１４が形成されている。鍔部４１４は、スリーブ３４の下面とキャップ３５の上面との間に形成された空間中に位置する。ロータ部４に上方へ向かう力が作用したときには、スリーブ３４の下面に鍔部４１４の上面が当接し、これによりステータ部３とロータ部４との分離が防止される。なお、本実施形態では、シャフト４１と鍔部４１４とが単一の部材により構成されているが、シャフト４１および鍔部４１４は、別個の部材により構成されて一体化されていてもよい。
【００５４】
ハブ４２は、シャフト４１に固定されてシャフト４１とともに回転する部材である。ハブ４２は、シャフト４１の頭部４１１に固定された環状部材であるブッシュ４４と、ブッシュ４４の外周面に固定されるとともに２枚のディスク２２を保持するハブ本体部４５とを有する。
【００５５】
図５は、ブッシュ４４付近の拡大縦断面図である。図５に示したように、ブッシュ４４は、その下面４４ａの内縁部分をシャフト４１の段差面４１３に当接させた状態でシャフト４１に固定されている。ブッシュ４４の下面４４ａは、スリーブ３４の上面に対向し、スリーブ３４の上面に形成された軸受面３４ｃと、ブッシュ４４の下面４４ａと、これらの間に介在する潤滑オイル５１とにより、スラスト動圧軸受機構が構成される。また、ブッシュ４４は、下面４４ａの外縁部分から下方へ向けてのびる円筒部４４１を有している。円筒部４４１の内周面４４ｂは、ブッシュ４４の下面４４ａに連続し、潤滑オイル５１を介してスリーブ３４の外周面に対向する。また、円筒部４４１の外周面には、ハブ本体部４５の下面の内縁部分に当接する段差面４４ｃが形成されている。
【００５６】
ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂには、これらの双方の面に亘る凹部４６が形成されている。凹部４６は、ブッシュ４４の下面４４ａに形成された第１凹部４６１と、円筒部４４１の内周面４４ｂに形成された第２凹部４６２とを含み、全体として、断面視において略Ｌ字形状の１つの溝を構成している。第１凹部４６１は、ブッシュ４４の下面４４ａのうち、少なくともスリーブ３４の軸受面３４ｃに対向する領域を含み、かつ、シャフト４１の段差面４１３に当接する部分を除いた領域に形成されている。また、第２凹部４６２は、円筒部４４１の内周面４４ｂのうち、上端部から所定幅の領域に形成されている。なお、凹部４６は、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂの、中心軸Ｌを中心とする全周に亘って形成されている。
【００５７】
凹部４６の表面は、スリーブ３４とブッシュ４４との間の潤滑性を向上させるための潤滑膜４７に被覆されている。潤滑膜４７は、ブッシュ４４上に形成された凹部４６の窪みに保持され、これにより、ブッシュ４４上における潤滑膜４７の位置が正確に規定されている。潤滑膜４７は、外部からの衝撃等によりスリーブ３４とブッシュ４４とが接触してしまった場合にも、これらの両部材を良好に摺動させるとともに、これらの両部材の振動や損傷を防止する役割を果たす。潤滑膜４７は、潤滑性の高い樹脂等の固体材料により構成される。例えば、潤滑膜４７は、硫化モリブデン、硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、三酸化アンチモン、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、セキボク、ウンモ、タルク、セッケン石、亜鉛華のうちの１種の材料または２種以上を組み合わせた材料により構成される。
【００５８】
本実施形態のスピンドルモータ１では、上記のように、第１凹部４６１および第１凹部４６１に保持された潤滑膜４７が、ブッシュ４４の下面４４ａのうち、シャフト４１の段差面４１３に当接する部分を除いた領域に形成されている。このため、ブッシュ４４の下面４４ａとシャフト４１の段差面４１３との間には潤滑膜４７が介在しない。したがって、潤滑膜４７の変形によりシャフト４１に対するブッシュ４４の取り付け精度が低下してしまうという問題は発生せず、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向の位置ずれや、ハブ４２の傾斜を防止することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第１凹部４６１および第１凹部４６１に保持された潤滑膜４７が、ブッシュ４４の下面４４ａのうち、スリーブ３４の軸受面３４ｃに対向する部分を含む領域に形成されている。このため、スラスト動圧軸受機構を構成する軸受面３４ｃやそれに対向するブッシュ４４の下面４４ａを、損傷から適切に保護することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、円筒部４４１の内周面４４ｂに第２凹部４６２が形成され、潤滑膜４７の被覆領域が円筒部４４１の内周面４４ｂにも及んでいる。このため、例えば、ディスク２２の重みによりブッシュ４４が撓み、円筒部４４１の内周面４４ｂとスリーブ３４の外周面とが当接してしまった場合にも、円筒部４４１の内周面４４ｂとスリーブ３４の外周面とを、損傷から適切に保護することができる。
【００６１】
図２に戻る。ハブ本体部４５は、ブッシュ４４の外周面に固定されるとともに径方向の外側へ向けて広がる平板部４５１と、平板部４５１の外縁部分から下方へ向けてのびる円筒部４５２と、円筒部４５２の下端部から径方向の外側へ向けてのびるフランジ部４５３とを有している。円筒部４５２の外周面４５ａは、ディスク２２の内周部（内周面または内周縁）に当接する当接面となる。また、フランジ部４５３の上面４５ｂは、ディスク２２を載置する載置面となる。
【００６２】
２枚のディスク２２は、フランジ部４５３の上面４５ｂ上に水平姿勢で積層配置される。すなわち、下段のディスク２２がフランジ部４５３の上面４５ｂに載置され、その上方に、上段のディスク２２がスペーサ２２１を介して載置される。各ディスク２２の内周部は円筒部４５２の外周面４５ａに接触し、これにより各ディスク２２の径方向の移動が規制される。
【００６３】
本実施形態のディスク２２は、アルミニウムを主たる材料として構成されており、また、ハブ本体部４５も、アルミニウムにより構成されている。このため、ディスク２２の線膨張係数とハブ本体部４５の線膨張係数とは同一または近似している。したがって、環境温度やスピンドルモータ１の内部の温度が変化した場合にも、ディスク２２とハブ本体部４５との間に過度の応力が発生することはない。一方、本実施形態のブッシュ４４は、シャフト４１に対して強固に固着された状態を維持するために、硬度の高いステンレスにより構成されている。
【００６４】
なお、本実施形態のハブ４２は、ブッシュ４４とハブ本体部４５との２部材により構成されているが、単一の部材によりハブ４２が構成されていてもよい。例えば、ガラスを主たる材料とするディスクを使用する場合には、当該ディスクと線膨張係数の近いステンレス等の材料により、環状部材としてのハブが単一の部材として形成されていてもよい。
【００６５】
ロータマグネット４３は、ハブ本体部４５の下面に、ヨーク４３１を介して取り付けられている。ロータマグネット４３は、中心軸Ｌを取り囲むように円環状に配置されている。ロータマグネット４３の内周面は磁極面となっており、ステータコア３２の複数のティース部３２２の外周面に対向する。
【００６６】
このようなスピンドルモータ１において、ステータ部３のコイル３３に駆動電流を与えると、ステータコア３２の複数のティース部３２２に径方向の磁束が発生する。そして、ティース部３２２とロータマグネット４３との間の磁束の作用によりトルクが発生し、ステータ部３に対してロータ部４が中心軸Ｌを中心として回転する。ハブ４２上に支持された２枚のディスク２２は、シャフト４１およびハブ４２とともに中心軸Ｌを中心として回転する。
【００６７】
＜３．スピンドルモータの製造手順＞
続いて、上記のスピンドルモータ１の製造手順について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明するスピンドルモータ１の製造手順は、スピンドルモータ１の一部である流体動圧軸受装置５の製造手順も含んでいる。
【００６８】
スピンドルモータ１を製造するときには、まず、潤滑膜４７が未だ形成されていないブッシュ４４を準備する。ブッシュ４４の下面４４ａには、潤滑膜４７に被覆されるべき領域に予め凹部４６が形成されている。また、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂのうち、凹部４６の周囲の領域は、製造後の状態よりもやや隆起した状態（切削前の状態）となっている。
【００６９】
ブッシュ４４が準備されると、次に、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂに、潤滑膜４７の原型となる被膜４７０を形成する（ステップＳ１）。具体的には、図７に示したように、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂのうち、凹部４６およびその周囲の領域に、潤滑膜４７を構成する材料物質を、塗布、吹き付け、転写、その他の方法により連続的に付着させる。
【００７０】
被膜４７０の形成が完了すると、続いて、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂに対して、切削加工を行う（ステップＳ２）。具体的には、まず、図示しないチャック機構によりブッシュ４４をチャックし、チャック機構を回転させることにより、中心軸Ｌを中心としてブッシュ４４を回転させる。そして、図８に示したように、ブッシュ４４を回転させつつ、目標とする表面形状（図８中の破線）に沿って切削工具６を進行させることにより、円筒部４４１の内周面４４ｂおよびブッシュ４４の下面４４ａを切削する。
【００７１】
この切削加工においては、図８に示したように、ブッシュ４４を構成する金属材料と、被膜４７０とが連続的に切削される。これにより、切削後のブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂには、図９に示したように、ブッシュ４４を構成する金属材料が露出した露出金属面４４ｄと、被膜４７０の表面が削られてできた潤滑膜４７とが形成される。
【００７２】
本実施形態では、このように、ブッシュ４４上の凹部４６およびその周囲の領域に潤滑膜４７の原型となる被膜４７０を形成し、その後、ブッシュ４４および被膜４７０を連続的に切削することにより、露出金属面４４ｄと潤滑膜４７とを形成する。これにより、所望の領域（シャフト４１の段差面４１３に当接する領域を除いた領域）に潤滑膜４７を良好かつ容易にに形成することができる。
【００７３】
なお、図９では、潤滑膜４７の表面とブッシュ４４の露出金属面４４ｄとが境界部において滑らかに連続しているように描かれているが、厳密には、図１０の拡大縦断面図に示したように、切削後のブッシュ４４の下面４４ａにおいて、潤滑膜４７の表面よりも露出金属面４４ｄの方が僅かに面位が高く、これらの境界部に段差４４ｅが形成される。このような段差４４ｅは、相対的に切削抵抗の低い被膜４７０と相対的に切削抵抗の高い金属材料とを連続的に切削したために発生したものである。なお、切削工具６の進行の向きは、図８の例に限定されるものではない。切削工具６を図８と反対の向きに進行させた場合には、ブッシュ４４の円筒部４４１の内周面４４ｂにおける潤滑膜４７と露出金属面４４ｄとの境界部に、上記の段差４４ｅと同様の段差が形成される。
【００７４】
次に、上記の工程を経たブッシュ４４に対して、ハブ本体部４５を固定することにより、ハブ４２を作成する（ステップＳ３）。ここでは、ブッシュ４４に対して、例えば、焼きばめや圧入によりハブ本体部４５を固定する。
【００７５】
また、上記の一連の工程の後、あるいは、上記の一連の工程と並行して、スリーブ３４にシャフト４１を挿入する（ステップＳ４）。シャフト４１は、スリーブ３４の下端部側の開口から挿入され、挿入後のシャフト４１の頭部４１１は、スリーブ３４の上端部側の開口から突き出た状態となる。
【００７６】
その後、上記のステップＳ４においてスリーブ３４に挿入されたシャフト４１と、上記のステップＳ３において得られたハブ４２とを固定する（ステップＳ５）。具体的には、シャフト４１の頭部４１１に対して、ハブ４２のブッシュ４４を圧入により固定する。この圧入の際、ブッシュ４４の下面４４ａの内縁部分に形成された露出金属面４４ｄをシャフト４１の段差面４１３に当接させ、これにより、シャフト４１に対するハブ４２の軸方向の位置を規制する。なお、シャフト４１とハブ４２との固定方法は圧入に限定されるものではなく、焼きばめ等の他の固定方法を利用してもよい。
【００７７】
次に、シャフト４１が挿入されたスリーブ３４の下端部に、キャップ３５を取り付ける（ステップＳ６）。キャップ３５は、スリーブ３４の下端部に形成された突状部３４ａに、溶接、接着、あるいはカシメにより固定される。スリーブ３４の下端部にキャップ３５を取り付けることにより、スリーブ３４の下端部側の開口が封止される。
【００７８】
スリーブ３４の下端部にキャップ３５が取り付けられると、続いて、潤滑オイル５１の注入を行う（ステップＳ７）。具体的には、まず、上記の工程により得られたスリーブ３４、キャップ３５、シャフト４１、およびハブ４２を含むアッセンブリを、所定のチャンバの内部に収容し、当該チャンバの内部を減圧する。そして、スリーブ３４の外周面とブッシュ４４の円筒部４４１の内周面４４ｂとの間の隙間から潤滑オイル５１を注入し、その後チャンバの内部を復圧させることにより、アッセンブリの内部の隙間に潤滑オイル５１を圧送する。潤滑オイル５１は、スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面との間の微小な隙間、シャフト４１の下面とキャップ３５の上面との間の微小な隙間、スリーブ３４の上面とブッシュ４４の下面との間の微小な隙間、およびスリーブ３４に軸方向に形成された循環孔３４ｂに連続的に充填される。
【００７９】
また、ハブ本体部４５の下面に、ヨーク４３１およびロータマグネット４３を取り付ける（ステップＳ８）。具体的には、ハブ本体部４５の平板部４５１の下面に接着剤を介してヨーク４３１を固定し、更に、ヨーク４３１の内周面に接着剤を介してロータマグネット４３を固定する。
【００８０】
また、ステータ部３側では、ベース部材３１にステータコア３２およびコイル３３を固定する（ステップＳ９）。具体的には、例えば、ベース部材３１のホルダ部３１１の外周面にステータコア３２のコアバック３２１を圧入することにより、ベース部材３１とステータコア３２とを固定する。コイル３３からのびるリード線３３１は、所定の電源装置に接続される。
【００８１】
その後、ベース部材３１のホルダ部３１１にスリーブ３４を圧入することにより、ベース部材３１とスリーブ３４と固定する（ステップＳ１０）。以上をもって、スピンドルモータ１が完成する。
【００８２】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記のステップＳ１では、凹部４６およびその周囲の領域のみに潤滑膜４７の原型となる被膜４７０を形成したが（図７参照）、より広い領域に潤滑膜４７を形成してもよい。すなわち、切削加工前のステップＳ１では、少なくとも凹部４６を含む領域に被膜４７０を形成すればよく、例えば、ブッシュ４４の下面４４ａおよび円筒部４４１の内周面４４ｂの全面に被膜４７０を形成してもよい。
【００８３】
また、上記の実施形態では、ハブ４２とともにシャフト４１が回転するいわゆる軸回転タイプのスピンドルモータ１について説明したが、本発明は、軸固定タイプの軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置にも適用可能である。
【００８４】
図１１は、軸固定タイプのスピンドルモータの例を示した縦断面図である。図１１のスピンドルモータ７０１は、ベース部材７３１に対して固定されたシャフト７３４の周囲において、スリーブ７４１、ハブ７４２、およびロータマグネット７４３が一体として回転する。また、シャフト７３４の外周面には、環状部材としてのスラストワッシャ７３５が固定されており、シャフト７３４、スラストワッシャ７３５、およびスリーブ７４１により流体動圧軸受装置７０５が構成されている。
【００８５】
このような軸固定タイプのスピンドルモータ７０１においても、スラストワッシャ７３５の下面に潤滑膜７３６を被覆することが考えられるが、スラストワッシャ７３５の下面のうち、シャフト７３４の段差面７３４ａに当接する部分を除いた領域に潤滑膜７３６を形成すれば、シャフト７３４に対するスラストワッシャ７３５の軸方向の位置ずれや、スラストワッシャ７３５の傾斜を防止することができる。
【００８６】
また、上記の実施形態では、スリーブ３４の上面にスラスト動圧溝列３４３を形成していたが、これに代えて、ブッシュ４４の下面やスラストワッシャ７３５の下面にスラスト動圧溝列を形成してもよい。この場合には、ブッシュ４４の下面あるいはスラストワッシャ７３５の下面にスラスト動圧溝列を形成し、その上に潤滑膜を形成すればよい。あるいは、ブッシュ４４の下面やスラストワッシャ７３５の下面に潤滑膜を形成した後、その潤滑膜の表面にスラスト動圧溝列を形成してもよい。
【００８７】
また、上記の実施形態のスリーブ３４は、ステンレス鋼や銅合金等の金属材（溶性材）により構成されていたが、スリーブ３４は、金属粉末を加熱しつつ結合固化させることにより得られた焼結体により構成されていてもよい。スリーブ３４を焼結体により構成すれば、スリーブ３４の表面に潤滑オイル５１が含浸されるため、シャフト４１およびハブ４２をスリーブ３４に対してより良好に摺動させることができる。また、焼結体として構成されるスリーブ３４は、比較的安価に得ることができる。また、スリーブ３４は、種々の樹脂材料により構成されていてもよい。
【００８８】
また、上記の実施形態では、ハードディスクドライブであるディスク駆動装置２と、それに搭載されるスピンドルモータ１について説明したが、本発明は、光ディスクドライブ等の他のディスク駆動装置や、それに搭載されるスピンドルモータおよび流体動圧軸受装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ディスク駆動装置の縦断面図である。
【図２】スピンドルモータの縦断面図である。
【図３】スリーブの縦断面図である。
【図４】スリーブの上面図である。
【図５】ブッシュ付近の拡大縦断面図である。
【図６】スピンドルモータの製造手順を示したフローチャートである。
【図７】ブッシュに潤滑膜の原型となる被膜を形成した様子を示した縦断面図である。
【図８】ブッシュに切削加工を行う様子を示した縦断面図である。
【図９】切削加工後のブッシュの縦断面図である。
【図１０】切削加工後のブッシュの拡大縦断面図である。
【図１１】変形例に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ スピンドルモータ
２ ディスク駆動装置
３ ステータ部
４ ロータ部
５ 流体動圧軸受装置
２１ 装置ハウジング
２２ ディスク
２３ アクセス部
３１ ベース部材
３２ ステータコア
３３ コイル
３４ スリーブ
３４ｃ 軸受面
４１ シャフト
４２ ハブ
４３ ロータマグネット
４４ ブッシュ
４４ａ 下面
４４ｂ 内周面
４５ ハブ本体部
４６ 凹部
４７ 潤滑膜
５１ 潤滑オイル
４１３ 段差面
４４１ 円筒部
４６１ 第１凹部
４６２ 第２凹部
４７０ 被膜
７０１ スピンドルモータ
７０５ 流体動圧軸受装置
Ｌ 中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体動圧軸受装置であって、
所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、
前記シャフトの外周面に形成された段差面に下面を部分的に当接させた状態で前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、
前記環状部材の前記下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、
を備え、
前記環状部材の前記下面のうち、前記シャフトの前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分が、潤滑膜に被覆されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置であって、
前記スリーブの前記上面には、前記環状部材の前記下面に接近し、前記下面との間に介在する前記潤滑オイルに流体動圧を発生させる動圧溝列を有する軸受面が形成されており、
前記環状部材の前記下面のうち、少なくとも前記スリーブの前記軸受面に対向する領域は、前記潤滑膜に被覆されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体動圧軸受装置であって、
前記環状部材は、前記スリーブの外周面に対向する円筒面を有し、
前記潤滑膜の被覆領域が、前記円筒面に及ぶことを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置であって、
前記環状部材は、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、
前記潤滑膜は、前記環状部材凹部に保持されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項５】
請求項４に記載の流体動圧軸受装置であって、
前記環状部材の前記潤滑膜に被覆された領域と前記潤滑膜に被覆されていない領域との境界部付近において、
前記潤滑膜に被覆されていない領域における前記環状部材の表面は、前記潤滑膜に被覆された領域における前記潤滑膜の表面よりも面位が高いことを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項６】
スピンドルモータであって、
ステータ部と、
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置を介して前記ステータ部に対して回転自在に支持されるロータ部と、
前記ステータ部と前記ロータ部との間に前記中心軸を中心とするトルクを発生させるトルク発生部と、
を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項７】
ディスクを回転させつつ情報の読み出しおよび書き込みの一方または両方を行うディスク駆動装置であって、
前記ディスクを回転させる請求項６に記載のスピンドルモータと、
前記ディスクに対し、情報の読み出しおよび書き込みの一方又は両方を行うアクセス部と、
前記スピンドルモータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
を備えたことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項８】
所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、前記環状部材の下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、を備えた軸受装置の製造方法であって、
ａ）前記環状部材の前記下面または前記下面の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後、前記環状部材の前記下面に切削加工を行い、前記被膜の表面が削られて形成された潤滑膜と、前記環状部材を構成する金属材料が露出した露出金属面と、を得る工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後、前記環状部材の前記露出金属面を、前記シャフトの外周面に形成された段差面に当接させて、前記環状部材と前記シャフトとを固定する工程と、
を備えることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記環状部材は、前記下面のうち、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、
前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面のうち、前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分に、前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の軸受装置の製造方法であって、
前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、
前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有し、
前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面と前記円筒部の前記内周面とに連続して前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、
前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有するとともに、前記環状部材凹部に連続する円筒部凹部を前記内周面に有し、
前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部および前記円筒部凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記工程ｂ）では、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に切削加工を行い、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に、前記潤滑膜および前記露出金属面を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１】
流体動圧軸受装置であって、
所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、
前記シャフトの外周面に形成された段差面に下面を部分的に当接させた状態で前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、
前記環状部材の前記下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、
を備え、
前記環状部材の前記下面のうち、前記シャフトの前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分が、潤滑膜に被覆されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置であって、
前記スリーブの前記上面には、前記環状部材の前記下面に接近し、前記下面との間に介在する前記潤滑オイルに流体動圧を発生させる動圧溝列を有する軸受面が形成されており、
前記環状部材の前記下面のうち、少なくとも前記スリーブの前記軸受面に対向する領域は、前記潤滑膜に被覆されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体動圧軸受装置であって、
前記環状部材は、前記スリーブの外周面に対向する円筒面を有し、
前記潤滑膜の被覆領域が、前記円筒面に及ぶことを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置であって、
前記環状部材は、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、
前記潤滑膜は、前記環状部材凹部に保持されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項５】
請求項４に記載の流体動圧軸受装置であって、
前記環状部材の前記潤滑膜に被覆された領域と前記潤滑膜に被覆されていない領域との境界部付近において、
前記潤滑膜に被覆されていない領域における前記環状部材の表面は、前記潤滑膜に被覆された領域における前記潤滑膜の表面よりも面位が高いことを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項６】
スピンドルモータであって、
ステータ部と、
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の流体動圧軸受装置を介して前記ステータ部に対して回転自在に支持されるロータ部と、
前記ステータ部と前記ロータ部との間に前記中心軸を中心とするトルクを発生させるトルク発生部と、
を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項７】
ディスクを回転させつつ情報の読み出しおよび書き込みの一方または両方を行うディスク駆動装置であって、
前記ディスクを回転させる請求項６に記載のスピンドルモータと、
前記ディスクに対し、情報の読み出しおよび書き込みの一方又は両方を行うアクセス部と、
前記スピンドルモータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
を備えたことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項８】
所定の中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記中心軸に対する径方向の外側へ広がる環状部材と、前記環状部材の下面に対向する上面を有し、前記シャフトおよび前記環状部材を相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトおよび前記環状部材と前記スリーブとの間に介在する潤滑オイルと、を備えた軸受装置の製造方法であって、
ａ）前記環状部材の前記下面または前記下面の一部分に、潤滑膜の原型となる被膜を形成する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後、前記環状部材の前記下面に切削加工を行い、前記被膜の表面が削られて形成された潤滑膜と、前記環状部材を構成する金属材料が露出した露出金属面と、を得る工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後、前記環状部材の前記露出金属面を、前記シャフトの外周面に形成された段差面に当接させて、前記環状部材と前記シャフトとを固定する工程と、
を備えることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記環状部材は、前記下面のうち、前記潤滑膜に被覆されるべき領域に形成された環状部材凹部を有し、
前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面のうち、前記段差面に当接する部分を除いた領域または前記領域の一部分に、前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の軸受装置の製造方法であって、
前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、
前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有し、
前記工程ａ）では、前記環状部材の前記下面と前記円筒部の前記内周面とに連続して前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記環状部材は、前記下面から下方へのびた円筒部を有し、
前記円筒部は、前記環状部材の前記下面に連続する内周面を有するとともに、前記環状部材凹部に連続する円筒部凹部を前記内周面に有し、
前記工程ａ）では、少なくとも前記環状部材凹部および前記円筒部凹部を含む領域に前記被膜を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の軸受装置の製造方法であって、
前記工程ｂ）では、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に切削加工を行い、前記環状部材の前記下面および前記円筒部の前記内周面に、前記潤滑膜および前記露出金属面を形成することを特徴とする軸受装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１８０３１８（Ｐ２００９−１８０３１８Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０８３１（Ｐ２００８−２０８３１）
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
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