流体動圧軸受装置および該流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ並びに記録ディスク駆動装置
【課題】 キャピラリーシール部を装置単独で構成することができるとともに、装置の小型化、装置汚染の防止、および装置の長寿命化を図ることができる流体動圧軸受装置を提供する。
【解決手段】 軸受部材２０の外周面とシール部材３０の内周面との間には第１キャピラリーシール部５０が形成され、軸部材１０の外周面とシール部材３０突出孔３１ａの内周面との間には第２キャピラリーシール部６０が形成されている。円筒部３２の略中間部には通気孔３２ａが形成され、シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間には潤滑油保持隙間７３が形成されている。潤滑油８０は、キャピラリーシール部５０、６０の作用により外部漏出が防止され、その液面が第１キャピラリーシール部５０に位置することにより、余裕分の潤滑油８０が第１キャピラリーシール部５０と潤滑流体保持隙間７３に充填されている。
【解決手段】 軸受部材２０の外周面とシール部材３０の内周面との間には第１キャピラリーシール部５０が形成され、軸部材１０の外周面とシール部材３０突出孔３１ａの内周面との間には第２キャピラリーシール部６０が形成されている。円筒部３２の略中間部には通気孔３２ａが形成され、シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間には潤滑油保持隙間７３が形成されている。潤滑油８０は、キャピラリーシール部５０、６０の作用により外部漏出が防止され、その液面が第１キャピラリーシール部５０に位置することにより、余裕分の潤滑油８０が第１キャピラリーシール部５０と潤滑流体保持隙間７３に充填されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油（潤滑流体）の動圧を利用して軸受部材により軸部材を相対回転自在に支承する流体動圧軸受装置およびこの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ並びに記録ディスク駆動装置に係り、特に潤滑油の毛細管現象を利用して、流体動圧軸受装置に充填された潤滑油の外部漏出を防止するキャピラリーシール部の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータに使用されている磁気ディスクや光ディスク等の記録ディスク駆動装置では、小型化、薄型化、および軽量化に加えて、高密度化への要求が強いことから、ディスク回転に使用されるスピンドルモータの回転数の高速化や回転動作の高精度化が要請されている。このような要請に応えるために、スピンドルモータ用の軸受装置として、従来のボールベアリングに代わって、潤滑油の流体動圧を利用して回転軸を軸受部材により回転自在に支承する流体動圧軸受装置が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、流体動圧軸受装置では、温度変化による潤滑油の膨張収縮や、回転軸や軸受部材等の部品寸法の膨張変位等の体積変化、回転動作の始動・停止時のポンプ作用等による内部移動、回転時の遠心力や動圧作用等の原因によって、回転軸と軸受部材との間に保持された潤滑油は、回転軸と軸受部材の上端部により形成された開口面へ向かって上昇し、そこから漏出するという問題があった。潤滑油量が減少すると必要な流体動圧が発生しないため、回転軸の支持力が低下し、ひいては回転軸と軸受部材とが接触して焼付きが生じる虞があった。また、漏出した潤滑油により記録ディスク駆動装置が汚染され、ひいては故障や記録の消失などの虞があった。さらに、たとえ外部への漏出が起きなくとも、自然蒸発によって潤滑油量が徐々に減少すれば、最終的には焼付きを起こしてしまうので、軸受隙間を満たすための潤滑油量に加えて、余裕分として軸受装置内部に充填可能な潤滑油の保持量は、流体動圧軸受装置の寿命を左右する要素の一つであった。このため、小型でありながらも、潤滑油の保持量を多くすることができて、潤滑油が蒸発し難く、かつ外部へ漏出し難い構造の流体動圧軸受装置が望まれていた。
【０００４】
このような課題を解決するために、外部に連通する隙間の断面をテーパ状に形成することにより、余裕分の潤滑油を多く保持できるとともに、毛細管現象を利用して潤滑油の外部漏出を防止するためのキャピラリーシール部を設けた流体動圧軸受装置が提案されている。
【０００５】
たとえば、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すような流体動圧軸受装置では、回転軸５０１と軸受部材５０２との間の隙間の開口面において、軸方向上側に向かって所定の傾斜角で拡開するテーパ面５０２ａを軸受部材５０２の内周面に形成することにより、余裕分の潤滑油が保持可能なキャピラリーシール部５００を構成している（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
また、図１７に示すような流体動圧軸受装置では、互いに対向する軸受部材６０１の上端面６０１ａと薄板６０２との間に、半径方向外側に向かって拡開する断面テーパ状の隙間を形成することにより、余裕分の潤滑油が保持可能なキャピラリーシール部６００を構成している（たとえば特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、図１８に示すような流体動圧軸受装置では、軸受部材７０４の上端面とロータハブ７０３の上壁部７０３ａ下面との間にスラスト軸受部７０１を形成することにより、スラスト方向の荷重を支持する従来の手段であるスラストプレートを用いない構造とし、ロータハブ７０３の上壁部７０３ａから垂下する環状突起７０３ｂの内周面と軸受部材７０４の外周面との間に、軸線方向下側に向かって拡開するテーパ状の隙間を形成することにより、余裕分の潤滑油が保持可能なキャピラリーシール部７００を構成している（たとえば特許文献３参照）。なお、図中符号７０３ｃおよび７０４ｃは、それぞれスラスト動圧発生溝およびラジアル動圧発生溝である。
【０００８】
【特許文献１】特許２９３７８３３号（図１）
【特許文献２】特開平８−３３１７９６号（図１，図３，要約）
【特許文献３】特開２０００−１９７３０９号（図２，要約）
【０００９】
しかしながら、上記のような従来のキャピラリーシール部には、以下のような問題があった。すなわち、図１６（Ａ），（Ｂ）に示すキャピラリーシール部５００は、軸方向に形成された開口面で拡開する構成であるため、そこから潤滑油が蒸発しやすく、かつゴミや埃が潤滑油に混入しやすいから、流体動圧軸受装置の寿命低下や潤滑油の機能の低下が生じる。また、衝撃等で潤滑油の急激な移動が生じた場合、潤滑油を塞き止めて外部へ漏出させないための手段を持たない。さらに、キャピラリーシール部５００が軸方向に形成された構成であるため、キャピラリーシール部５００における潤滑油の保持量を多くするためには、キャピラリーシール部５００を軸方向に長くしなければならず、その分だけ流体動圧軸受装置の全長が大きくなり、該軸受装置の小型化を図ることが困難になる。一方、流体動圧軸受装置の全長を大きくせずに潤滑油の保持量を多くしようとした場合、キャピラリーシール部５００を軸方向に長くした分だけラジアル動圧溝５０３の長さを短くすることが考えられるが、この場合、ラジアル方向の動圧力が小さくなるため、軸受剛性が低下する。
【００１０】
図１７に示すキャピラリーシール部６００では、潤滑油の保持空間が軸受部材６０１の上端面６０１ａ側のテーパ状隙間に限られるため、流体動圧軸受装置の小型化によって、軸受部材６０１の直径を小さくしたとき、潤滑油の保持量が少なくなる。また、薄板６０２の外周面のほぼ全周に亘って隙間が開口しているため、潤滑油が蒸発しやすい。また、本願発明に際して種々の確認試験を行った結果、軸受部材の上端面側のテーパ状隙間内に液面を形成して潤滑油を保持すると、液面が安定して均一に形成されず、流体動圧軸受装置の寿命に悪影響を及ぼす虞があることが判った。
【００１１】
図１８に示すキャピラリーシール部７００では、軸受部材７０４の上端面側の隙間はスラスト軸受部をなしているので、余裕分の潤滑油を保持する隙間は軸受部材７０４の外周面側の隙間に限られる。さらに、図１８に示すキャピラリーシール部７００は、モータの部品であるロータハブ７０３を含んで構成されているため、流体動圧軸受装置単独で完成品とならず、モータの組立て前に、流体動圧軸受装置単独で品質検査を行うことができない。しかしながら、流体動圧軸受装置の回転トルク値と、その流体動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの消費電流値は比例していることから、流体動圧軸受装置をモータに組み付ける前に回転トルク値を測定し、所望のトルク値であることが確認できると好都合である。
【００１２】
また、ロータハブはスラストプレートと比較して高価な部品であるから、モータの組立て前に流体動圧軸受装置の品質検査が実施できないと、不良が発生した場合、廃棄に伴うコストが大きい。さらに、ロータハブ７０３の上壁部７０３ａの下面は、スラスト動圧軸受部７０１を構成する一方の面であることから、ロータハブ７０３の上壁部７０３ａ全体を高剛性とする必要があるため、ロータハブ７０３の薄型化が困難である。
【００１３】
加えて、キャピラリーシール部７００を備えた流体動圧軸受装置を記録ディスク装置に適用した場合、次のような問題が生じる。すなわち、流体動圧軸受装置の記録ディスク装置への実装では、一般的にセンターピン型の構成が用いられ、流体動圧軸受装置の回転軸に雌ネジ孔を設け、この雌ネジ孔に雄ネジを締結して記録ディスク装置のクランプ部材とロータハブと流体動圧軸受装置を一体的に固定している。しかしながら、センターピン型の構成では、ロータハブの材質や厚み方向の寸法などによっては、ディスクの実装時におけるクランプ部材の磁気ディスクに対する押圧力により、ロータハブが変形することがある。このような変形が起きると、ロータハブが撓み、スラスト軸受部に規定される微小隙間の軸方向の寸法が径方向に不均一となり、スラスト軸受部において安定した軸支持力を得ることが困難になる。このため、モータの回転精度が悪化するだけでなく、スラスト軸受部を構成するロータハブの下面と軸受部材の上端面とが接触することによって、軸受面の摩耗や損傷あるいは焼付き等の障害が発生し、モータの耐久性および信頼性の低下の虞がある。
【００１４】
一方、流体動圧軸受装置を備えたモータにより回転駆動される磁気ディスクの材料として、アルミ合金や、ガラス、樹脂などが用いられるが、これら材料のなかでは、ガラスよりも安価であるアルミ合金がよく用いられている。磁気ディスクを載置して一体的に回転するハブの材料として、温度変化による磁気ディスクの反りを防止するために磁気ディスク材料とほぼ同等の熱膨張係数を有する材料を用いる必要があることからも、アルミ合金製磁気ディスクの場合は、同じ材料であるアルミ合金が用いられている。しかしながら、アルミ合金製磁気ディスクに適合するアルミ合金製ロータハブは比較的柔らかいため、スラスト方向の動圧が発生しない回転静止時にロータハブの下面と軸受部材の上端面とが接触することによる軸受面の損傷や摩耗が起きやすい。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、キャピラリーシール部を流体動圧軸受装置単独で構成することができるばかりではなく、小型化、記録ディスク駆動装置内の汚染防止および潤滑油の外部漏出防止と余裕分の潤滑油の保持量増大との相乗効果による長寿命化を図ることができる流体動圧軸受装置およびこの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ並びに記録ディスク駆動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の流体動圧軸受装置は、下端部にフランジ部を有する軸部材と、軸部材を相対回転自在に支承する中空略円筒状の軸受部材と、軸部材の上端部が突出する突出孔を底部に有し、軸受部材の上端部を覆うようにして設けられた有底円筒状のシール部材と、軸受部材の下端部を閉塞する閉塞部材と、軸部材と軸受部材との間、および軸部材と閉塞部材との間の、それぞれに形成された動圧溝を含む軸受隙間と、を備え、軸部材の外周面と軸受部材の内周面とのいずれか一方には、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝が形成され、フランジ部の下面と閉塞部材の上面とのいずれか一方には、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第１スラスト動圧溝が形成され、軸受部材の上端面とシール部材の底部の内側面との間に潤滑流体保持隙間が形成され、軸受部材の外周面とシール部材の内周面との間には、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部が形成され、軸部材の外周面と突出孔の内周面との間には、第２キャピラリーシール部が形成され、軸受部材の端面には、軸受隙間と潤滑流体保持隙間を連通する連通孔が軸受部材を軸方向に貫通して形成され、互いに連通する軸受隙間、第２キャピラリーシール部、連通孔、潤滑流体保持隙間、および第１キャピラリーシール部には、連続的に潤滑流体が充填されており、シール部材の円筒部には、第１キャピラリーシール部に充填されている潤滑流体の液面よりも軸方向下側に位置している通気孔が形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の流体動圧軸受装置では、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部を、潤滑流体保持隙間と連通して軸受部材の外周面とシール部材との互いの対向面の間に形成したので、第１キャピラリーシール部内の潤滑流体には、毛細管現象によって、軸方向上側に吸引される力が作用するから、流体動圧軸受装置外部への潤滑流体の漏出を防止することができる。したがって、潤滑流体の保持量の低下を防止することができるとともに、該流体動圧軸受装置を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染を防止することができる。また、潤滑流体の液面を第１キャピラリーシール部内に位置させたので、潤滑油を充填する工程において、潤滑流体の界面が安定して均一に形成され、これにより第１キャピラリーシール部と潤滑流体保持隙間に充填された余裕分の潤滑流体を軸受部に確実に供給することができる。
【００１８】
さらに、第１キャピラリーシール部は、従来のようなスピンドルモータのロータハブを用いた形態とは異なり、流体動圧軸受装置単独で構成することができるので、従来のロータハブを用いた流体動圧軸受装置で生じていた問題を解消することができる。加えて、潤滑流体保持隙間を、軸受部材の上端面とシール部材の互いの対向面の間に形成したので、第１キャピラリーシール部ばかりではなく、軸受部材の上端面全体をも潤滑流体保持空間として用いることが可能となり、従来のような軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間の隙間の開口面に形成されたキャピラリーシール部と異なり、キャピラリーシール部を軸方向に長くすることなく、かつ従来のような薄板と軸受部材の上端面の間に形成されたキャピラリーシール部と異なり、軸受部材の直径を大きくすることなく、潤滑流体の保持量を大幅に増加させることができる。したがって、流体動圧装置の長寿命化および小型化を図ることができる。
【００１９】
加えて、第１キャピラリーシール部は、大気と連通する開口部として通気孔を用いることができるので、従来よりもキャピラリーシール部の開口面積を小さくすることができ、これにより潤滑流体の蒸発や漏出、異物混入を抑制することができる。したがって、潤滑流体の保持量の低下および該流体動圧軸受装置を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染をさらに防止することができる。
【００２０】
ここで、本発明の流体動圧軸受装置の潤滑流体保持機能を向上させるために種々の構成を用いることができる。たとえば、第２キャピラリーシール部は、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしているのが好適である。このような態様では、第２キャピラリーシール部内の潤滑流体には、毛細管現象によって、軸方向下側に吸引される力が作用するから、装置外部への潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。
【００２１】
上記態様では、シール部材の底部に、外部へ突出する環状突起部を突出孔の内周縁部に沿って形成するのが好適であり、第２キャピラリーシール部は、シール部材の突出孔および環状突起部の内周面と軸部材の外周面との互いの対向面の間に形成される。このような態様では、第２キャピラリーシール部内の潤滑油の軸方向への移動をさらに許容することができるので、潤滑油の外部漏出をさらに防止することができる。
【００２２】
上記潤滑流体保持隙間は、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしているのが好適である。このような態様では、潤滑流体保持隙間内の潤滑流体に、毛細管現象によって、半径方向内側に吸引される力が作用するので、潤滑流体保持隙間に連通する第１キャピラリーシール部内の潤滑流体に軸方向上側に吸引される力がさらに作用することになるから、装置外部への潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。
【００２３】
また、シール部材の底部の内側面に３個以上の突起部を形成し、この突起部を軸受部材の上端面に当接させることによって、シール部材の軸方向の位置決めを行うことができる。このような態様では、上記潤滑流体保持隙間の大きさの面内方向でのばらつきの発生を防止することができるので、潤滑流体保持量をさらに安定させることができる。
【００２４】
軸受部材の外周面とシール部材の内周面のそれぞれに、互いに対向する周溝が形成され、周溝は、第１キャピラリーシール部における潤滑流体の液面より軸方向下側で、かつシール部材の通気孔より軸方向上側に位置するのが好適である。この場合、軸受部材の外周面とシール部材の内周面のいずれにも、周溝より軸方向下側に撥油剤を塗布することができる。このような態様では、周溝と撥油剤とによって、通気孔からの潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。また、周溝を目印にして、撥油剤の塗布箇所を確実に判別し、撥油剤の塗布作業を容易に行うことができる。
【００２５】
上記通気孔は、シール部材の円筒部の下端面まで軸方向下側に延在して形成された切欠であるとともに、潤滑流体の液面位置を視認するための視認窓の機能を兼ね備えているのが好適である。このような態様では、通気孔を通じて潤滑流体の充填量を目視確認することができる。
【００２６】
全長が軸受部材よりも短い中空円筒状のケース部材を備えているのが好適であり、上記軸受部材を、その上端部を突出させてケース部材の内周面に嵌着することができる。このような態様では、ケース部材に軸受部材と閉塞部材を嵌着する構成とすることで、それぞれの部材の形状が単純化されて加工が容易になるとともに、それぞれの部材を標準化して予めストックしておくことによって種々の組み合わせが可能となり、軸受装置の設計変更があっても迅速に対応することができる。これにより、生産コストが低減できる。
【００２７】
上記態様では、軸受部材の上端部の外周面に嵌着されたシール部材をケース部材の上端面に当接させることによって、シール部材の軸方向の位置決めを行うことができる。あるいは、ケース部材の上端部外周面には段部を形成し、ケース部材の上端部外周面に嵌着されたシール部材の円筒部の下端面を段部に当接させることによって、シール部材の軸方向の位置決めを行うことができる。このような態様では、上記潤滑流体保持隙間の大きさの面内方向でのばらつきの発生をさらに防止することができるので、潤滑流体保持量をさらに安定させることができる。
【００２８】
また、シール部材を軸受部材の上端部外周面に嵌着する場合、軸受部材の外周面とケース部材の上端部内周面との間には、接着剤の第１溜まり部を形成し、軸受部材の外周面とシール部材の下端部内周面との間には、接着剤の第２溜まり部を形成し、第１溜まり部と第２溜まり部のそれぞれには接着剤を充填することにより、ケース部材とシール部材のそれぞれを、接着剤によって軸受部材に固定するのが好適である。
【００２９】
上記態様では、シール部材およびケース部材を軸受部材に嵌着して接着剤を充填するときに、軸受部材の内周面への接着剤の浸入を防止することができるのはもちろんのこと、所定の充填部位以外への接着剤の付着や流出を防止することができる。
【００３０】
ここで、軸受部材の外周面には、接着剤溜まり部用周溝を形成することにより、接着剤溜まり部用周溝とケース部材の上端部内周面との間に上記第１溜まり部を形成し、接着剤溜まり部用周溝とシール部材の下端部内周面との間に上記第２溜まり部を形成することができる。
【００３１】
上記態様では、上述した効果に加えて、接着剤の充填部位を簡単な構成とすることができ、第１溜まり部および第２溜まり部を互いに近接して形成することができる。さらに、接着剤の充填を一度で行うことができるので、充填作業が容易となる。
【００３２】
上記ケース部材は、閉塞部材と一体的に形成された有底円筒状部材とすることができる。また、ケース部材は、絞り加工あるいは伸管加工により形成することができる。さらに、軸受部材と閉塞部材の間には、軸部材のフランジ部が係合する係合隙間を形成するためのスペーサ部材を設けることができる。このような態様では、スペーサも標準化して予めストックしておくことによって、迅速に設計変更への対応を行うことができる。
【００３３】
互いに対向する軸受部材の下端面およびフランジ部上端面のいずれか一方に、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させる第２スラスト動圧溝を形成することができる。このような形態では、フランジ部の上面で発生するスラスト方向の動圧によってフランジ部の下面で発生するスラスト方向の動圧がバランスされるので、軸部材が過浮上なく安定して回転できる。
【００３４】
本発明のスピンドルモータは、基台と、基台に固定されたステータと、ロータハブと、このロータハブに嵌着されるとともにステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとを有するとともに、基台に対して相対回転自在に設けられたロータと、このロータを磁気力で吸引する機能を有し、ロータの回転を支持する流体動圧軸受装置と、を備え、この流体動圧軸受装置は、上記第１スラスト溝を備えた上記流体動圧軸受装置であり、ロータは、流体動圧軸受装置内の第１スラスト動圧溝で発生するスラスト動圧が作用する方向に対して反対側の軸方向に磁気力によって吸引されている。
【００３５】
また、本発明のスピンドルモータは、上記流体動圧軸受装置が上記第２スラスト動圧溝を備える場合には、ロータを磁気力によって吸引することは不要となる。
【００３６】
本発明の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと、記録ディスクに情報を書き込みおよび／または読み出しするための記録ヘッドと、この記録ディスクを回転駆動するための上記スピンドルモータとを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（Ａ）流体動圧軸受装置
（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置１の概略構成を表し、図１（Ａ）は流体動圧軸受装置１の側断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置１の側面図である。
【００３８】
まず、流体動圧軸受装置１の全体構成の概略について説明する。流体動圧軸受装置１は、回転軸（軸部材）１０を回転自在に支承する中空略円筒状の軸受部材２０を備えている。軸受部材２０には、その上端部を覆うようにして有底円筒状のシール部材３０が嵌着されている。シール部材３０は、底部３１と、底部３１と一体的に形成された円筒部３２とを有する。シール部材３０の底部３１には、回転軸１０の上端部が突出する突出孔３１ａが形成され、シール部材３０の円筒部３２には通気孔３２ａが形成されている。軸受部材２０の下側開口部２１には、閉塞部材４０が嵌着されている。
【００３９】
円筒部３２の内周面と軸受部材２０との間には、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の第１キャピラリーシール部５０が形成されている。シール部材３０の突出孔３１ａの円筒状内周面と回転軸１０の後述するテーパ面１１ａとの間には、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の第２キャピラリーシール部６０が形成されている。軸受部材２０の内周面にはラジアル動圧溝２０ａが形成され、閉塞部材４０の上面にはスラスト動圧溝４０ａ（第１スラスト動圧溝）が形成されている。さらに、軸受部材２０の両端面を軸方向に貫通するようにして連通孔２０ｂが形成されている。
【００４０】
回転軸１０と軸受部材２０との間にはラジアル軸受隙間７１が形成されている。回転軸１０と閉塞部材４０との間にはスラスト軸受隙間７２が形成されている。軸受隙間７１、７２は、微少隙間である。シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間には、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした潤滑油保持隙間７３が形成されている。連通孔２０ｂ、ラジアル軸受隙間７１、スラスト軸受隙間７２、潤滑油保持隙間７３、第１キャピラリーシール部５０、第２キャピラリーシール部６０は互いに連通し、潤滑油８０（潤滑流体）が連続的に充填されている。また、毛細管現象により潤滑油が吸引されて、潤滑油保持隙間７３を介して、第１キャピラリーシール部５０から軸受隙間内へ確実に供給されるために、第１キャピラリーシール部５０における半径方向の隙間寸法は、潤滑油保持隙間７３における軸方向の隙間寸法よりも小さくされている。
【００４１】
第１実施形態の流体動圧軸受装置には、次のような充填方法を用いて潤滑油が充填される。すなわち、シール部材３０以外の部材を組立てた状態の、半完成の流体動圧軸受装置の軸受部材２０内部の隙間を真空に近い状態にし、次いで、ディスペンサーを用いて、軸受部材２０の上端面に潤滑油８０を規定量供給し、ラジアル軸受隙間７１の開口部２２と連通孔２０ｂとを潤滑油で覆った後、軸受部材２０の外部を大気圧に戻すと、外部と軸受部材２０内部との気圧差により、軸受隙間７１、７２内と連通孔２０ｂ内に潤滑油８０が連続的に充填される。この段階では、まだ、第１キャピラリーシール部５０、潤滑油保持隙間７３および第２キャピラリーシール部６０を充填するために必要な量の潤滑油８０が、表面張力により、液面が盛り上がった状態で軸受部材２０の上端面に保持されている。ここで、シール部材３０を軸受部材２０に嵌着して押し下げていくと、シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間の隙間が小さくなるにつれて、軸受部材２０の上端面に保持されている潤滑油８０は押されて半径方向に広がってゆき、やがては第１キャピラリーシール部５０へ液面が移動する。そして、シール部材３０が軸方向に位置決めされた状態では、第１キャピラリーシール部５０の全周に亘って、軸方向の同じ位置に液面が形成されている状態となる。このようにして、安定して均一な潤滑油８０の液面を形成することができる。また、この充填方法は、後述する他の実施形態においても同様な効果を奏する。
【００４２】
次に、流体動圧軸受装置１の各部位について説明する。回転軸１０は、軸本体部１１と、軸本体部１１の下面に形成されたフランジ部１２とを有している。軸本体部１１は、下側から順に、大径円筒部１３とテーパ部１４と小径円筒部１５とを有し、これら部位１３〜１５は一体的に形成されている。テーパ部１４には、軸方向上側に向かうに従って縮径するテーパ面１１ａが形成され、テーパ面１１ａの下端は大径円筒部１３の上端と接続している。また、テーパ面１１ａの上端の直径は、小径円筒部１５の直径よりも大きくされている。
【００４３】
軸受部材２０は、中空略円筒状をなしている。軸受部材２０の下側には、閉塞部材４０が嵌着される下側開口部２１が形成され、軸受部材２０の上側には回転軸１０の小径円筒部１５およびテーパ部１４が突出する上側開口部２２が形成されている。軸受部材２０の内周面には、ラジアル動圧溝２０ａが形成されている。軸受部材２０の両端面には、軸受部材２０を軸方向に貫通する連通孔２０ｂが形成されている。連通孔２０ｂは、軸回転時に各軸受隙間内と軸受部材上端部の潤滑油保持隙間７３の間に生じる内圧差を解消するための潤滑油循環用の孔である。軸受部材２０の内周面と回転軸１０との間には、軸本体部１１の大径円筒部１３の外周面に対応した形状をなしたラジアル軸受隙間７１が形成されている。ラジアル動圧溝２０ａ、ラジアル軸受隙間７１、およびラジアル軸受隙間７１に充填されている潤滑油８０によりラジアル軸受部が構成されている。ラジアル軸受部では、ラジアル動圧溝２０ａの作用により、ラジアル方向の荷重を受ける潤滑油の動圧が発生する。
【００４４】
軸受部材２０の外周面の上部には、上端縁から軸方向下側に向かうに従って縮径するテーパ面２０ｃが形成されている。シール部材３０の円筒部３２の内周面と軸受部材２０との間に形成されている第１キャピラリーシール部５０は、テーパ面２０ｃによって断面テーパ状をなしている。軸受部材２０の上端面には、突出孔３１ａから半径方向外側に向かうに従って、軸方向に下がるテーパ面２０ｄが形成されている。シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間に形成されている潤滑油保持隙間７３は、テーパ面２０ｄによって断面テーパ状をなしている。潤滑油８０は、その液面が第１キャピラリーシール部５０に位置するように充填されているので、液面が安定して均一に形成され、第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３には、十分な量の潤滑油８０が連続的に保持されている。
【００４５】
図１０は、図１に図示されているシール部材３０の概略構成を示している。以下においては、図１と図１０で互いに対応する部分には同一の符号を付して説明を行う。図１０（Ａ）は、シール部材３０の底部３１の上面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。シール部材３０は、絞り加工により形成され、底部３１と円筒部３２が一体となった有底円筒状をなしている。底部３１は、中心に突出孔３１ａが形成され、内側面に軸受部材２０の上端面に当接する３個の突起部３１ｂが形成されている。突起部３１ｂは、軸受部材２０の上端面に当接することにより、シール部材３０の軸方向の位置決めを行う機能を有する。これにより、第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３が、ばらつきなく、所定の寸法どおりに形成される。円筒部３２の略中間部には、第１キャピラリーシール部５０における潤滑油８０の液面を大気と連通させるための通気孔３２ａが形成されている。
【００４６】
上記のシール部材３０は、底部３１の内側面を軸受部材２０の上端面に対向させて、突出孔３１ａから回転軸１０の小径円筒部１５およびテーパ部１４の上端部を貫通させるとともに、通気孔３２ａを軸受部材２０の上端面よりも下に位置させて、軸受部材２０の上端部を覆うようにして軸受部材２０に嵌合させ、接着剤３３で固定している。
【００４７】
閉塞部材４０は、軸受部材２０の下側開口部２１に嵌着されている。閉塞部材４０の上面には、回転軸１０のフランジ部１２の下面に対向してスラスト動圧溝４０ａが形成されている。閉塞部材４０の上面と回転軸１０のフランジ部１２の下面との間には、スラスト軸受隙間７２が形成されている。そして、これらスラスト動圧溝４０ａとスラスト軸受隙間７２、およびスラスト軸受隙間７２に充填されている潤滑油８０によりスラスト軸受部が構成されている。スラスト軸受部では、回転軸１０が回転すると、スラスト動圧溝４０ａの作用により、スラスト方向の荷重を受ける潤滑油の動圧が発生する。
【００４８】
第１キャピラリーシール部５０は、潤滑油保持隙間７３に連通し、軸受部材２０の外周面上側のテーパ面２０ｃと、これに対向するシール部材３０の内周面との間に形成されている。第１キャピラリーシール部５０は、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の毛細管構造をなしている。第１キャピラリーシール部５０における潤滑油８０の液面は、円筒部３２の通気孔３２ａよりも軸方向上側に位置している。
【００４９】
第２キャピラリーシール部６０は、ラジアル軸受隙間７１および潤滑油保持隙間７３のそれぞれに連通し、シール部材２０の突出孔３１ａの円筒状内周面と回転軸１０のテーパ面１１ａとの間に形成されている。第２キャピラリーシール部６０は、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の毛細管構造をなしている。
【００５０】
潤滑油８０は、互いに連通している連通孔２０ｂ、ラジアル軸受隙間７１、スラスト軸受隙間７２、潤滑油保持隙間７３、第１キャピラリーシール部５０、および第２キャピラリーシール部６０に充填されている。潤滑油８０は、連通孔２０ｂを通じて、ラジアル軸受隙間７１およびスラスト軸受隙間７２から潤滑油保持隙間７３へ循環する。第１キャピラリーシール部５０では、毛細管現象によって、軸方向上側に吸引される力が潤滑油８０に作用する。特に、第１キャピラリーシール部５０では、通気孔３２ａを通じて、潤滑油８０の表面張力と大気圧がバランスすることにより、潤滑油８０の液面位置が通気孔３２ａよりも軸方向上側に保持されている。このような第１キャピラリーシール部５０の作用によって、潤滑油８０の外部漏出が防止されている。また、第２キャピラリーシール部６０では、毛細管現象によって、軸方向下側に吸引される力が潤滑油８０に作用している。このような第２キャピラリーシール部６０の作用によって、潤滑油８０の外部漏出が防止されている。
【００５１】
上記のような第１実施形態の流体動圧軸受装置１では、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部５０を、潤滑流体保持隙間７３と連通して軸受部材２０の外周面とシール部材３０の内周面との間に形成したので、第１キャピラリーシール部５０内の潤滑油８０には、毛細管現象によって、軸方向上側に吸引する力が作用し、流体動圧軸受装置外部への潤滑油８０の漏出を防止することができる。したがって、潤滑油８０の保持量の低下を防止することができるとともに、該流体動圧軸受装置１を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染を防止することができる。また、潤滑油８０の液面を第１キャピラリーシール部５０内に位置させることができるので、潤滑油８０の液面を安定して均一に形成することができ、これにより第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３に保持された余裕分の潤滑油８０をラジアル軸受部やスラスト軸受部に確実に供給することができる。
【００５２】
さらに、第１実施形態によれば、第１キャピラリーシール部５０は、従来のようなスピンドルモータのロータハブを用いることなく、軸受装置単独で構成されるので、従来のようにロータハブを用いた軸受装置で生じていた問題を解消することができる。加えて、潤滑油保持隙間７３を第１キャピラリーシール部５０と連通させて、軸受部材２０の上端面とシール部材３０の底部３１の内側面との間に形成したので、第１キャピラリーシール部５０と軸受部材２０の上端面全体を潤滑油保持空間として用いることができる。その結果、従来のような回転軸の外周面と軸受部材の内周面との間の隙間の開口面に形成されたキャピラリーシール部と異なり、キャピラリーシール部を軸方向に長くすることなく、かつ従来のような薄板と軸受部材の上端面の間に形成されたキャピラリーシール部と異なり、軸受部材の直径を大きくすることなく、余裕分の潤滑油８０の保持量を増加させることができる。余裕分の潤滑油８０の保持量が増えると、潤滑油の自然蒸発による潤滑油不足で軸受寿命が尽きるまでの時間が延びる。したがって、流体動圧軸受装置１の長寿命化および小型化を図ることができる。
【００５３】
また、第１実施形態の流体動圧軸受装置１では、第２キャピラリーシール部６０内の潤滑油８０には、毛細管現象によって、軸方向下側に吸引される力が作用するから、装置外部への潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。
【００５４】
また、第１キャピラリーシール部５０は、大気と連通する開口部として通気孔３２ａを用いることができるので、従来よりもキャピラリーシール部の開口面積を小さくすることができ、これにより潤滑油８０の蒸発や漏出、異物混入を抑制することができる。したがって、潤滑油８０の保持量の低下および流体動圧軸受装置１を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染をさらに防止することができる。
【００５５】
さらに、潤滑流体保持隙間７３は、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしているため、潤滑油保持隙間７３内の潤滑油８０に、毛細管現象によって、半径方向内側に吸引される力が作用し、潤滑油保持隙間７３に連通する第１キャピラリーシール部５０内の潤滑油８０には軸方向上側に吸引される力がさらに作用することになるから、装置外部への潤滑油８０の漏出をより効果的に防止できる。
【００５６】
加えて、突起部３１ｂを軸受部材２０の上端面に当接させてシール部材３０の軸方向の位置決めを行うことによって、第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３を、ばらつきなく、所定の寸法どおりに形成することができる。
【００５７】
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について図２を参照して説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置２の概略構成を表し、図２（Ａ）は流体動圧軸受装置２の側断面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置２の側面図である。なお、以下の第２実施形態〜第１１実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付して、その構成・作用の説明は省略する。第２実施形態の流体動圧軸受装置２では、第１実施形態の通気孔３２ａの代わりに、切欠３２ｂが形成されている。切欠３２ｂは、円筒部３２の端部に形成され、その上端位置が第１実施形態の通気孔３２ａと一致している。第２実施形態では、切欠３２ｂを通じて、潤滑油８０の充填量を目視確認することができる。
【００５８】
（３）第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置３の概略構成を表す側断面図である。第３実施形態の流体動圧軸受装置３では、軸本体部１１が小径円筒部１５と大径円筒部１６とのみからなり、第１実施形態のテーパ部１４が省略されている。すなわち、第３実施形態では軸本体部１１の大径円筒部１６は、上端位置が第１実施形態のテーパ部１４の上端位置と一致するような形状をなしている。このようにすることで、テーパ部１４の研磨加工がなくなり、回転軸１１の加工が容易になる。
【００５９】
（４）第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本発明の第４実施形態に係る流体動圧軸受装置４の概略構成を表す側断面図である。第４実施形態では、第１実施形態のシール部材３０に、突出孔３１ａの内周縁に沿って上方へ突出する環状突起部３１ｃが形成されている。これにより、第２キャピラリーシール部６０内の潤滑油８０の軸方向への移動をさらに許容することができるので、潤滑油８０の外部漏出をさらに防止することができる。
【００６０】
（５）第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本発明の第５実施形態に係る流体動圧軸受装置５の概略構成を表す側断面図である。第５実施形態の流体動圧軸受装置５は、軸受部材２０を内周面に嵌着する中空略円筒状のケース部材９０を備えている。ケース部材９０は、切削加工により形成されている。閉塞部材４０は、ケース部材９０の下側開口部９１に嵌着され、その上端面はフランジ部１２の下面に対向している。ケース部材９０の外周面の上端部にはシール部材３０が嵌着され、段部９２にシール部材３０の円筒部３２の下端面を当接させることにより、シール部材３０の軸方向の位置決めがなされる。このようにして軸方向の位置決めを行うことによって、第１実施形態の突起部３１ｂを形成する手間が省けるので、シール部材３０の軸方向の位置決め精度を損なわずに、シール部材３０の加工を容易にすることができる。また、ケース部材９０に軸受部材２０と閉塞部材４０を嵌着する構成とすることで、それぞれの部材の形状が単純化されて加工が容易になるとともに、それぞれの部材を標準化して予めストックしておくことによって種々の組み合わせが可能となり、軸受装置の設計変更があっても迅速に対応することができる。これにより、生産コストが低減できる。
【００６１】
（６）第６実施形態
次に、本発明の第６実施形態について図６を参照して説明する。図６は、本発明の第６実施形態に係る流体動圧軸受装置６の概略構成を表す側断面図である。第６実施形態は、第５実施形態の変形例である。第６実施形態の流体動圧軸受装置６では、第５実施形態のケース部材９０の段部９２を省略して、軸受部材２０の外周にシール部材３０を嵌着するとともに、ケース部材９０の上端面９０ａにシール部材３０の円筒部３２の下端面を当接させることにより、シール部材３０の軸方向の位置決めを行っている。これにより、シール部材３０の軸方向の位置決め精度を損なわずに、第５実施形態のケース部材９０の段部９２を形成する手間が省けるので、ケース部材９０の加工を容易にすることができる。
【００６２】
（７）第７実施形態
次に、本発明の第７実施形態について図７を参照して説明する。図７は、本発明の第７実施形態に係る流体動圧軸受装置７の概略構成を表す側断面図である。第７実施形態は、第５実施形態の変形例である。第７実施形態の流体動圧軸受装置７は、有底円筒状のケース部材９０を備えている。ケース部材９０は、第５実施形態の閉塞部材４０とケース部材９０とが一体的に形成された部材である。また、流体動圧軸受装置７は、軸受部材２０の下端面とケース部材９０の底部の上側面との間に、回転軸１０のフランジ部１２が係合する係合隙間１０１が形成されるように、スペーサ１００（スペーサ部材）を備えている。また、流体動圧軸受装置７では、第１実施形態の軸受部材２０の上端面に形成されたテーパ面２０ｄの代わりに、シール部材３０の底部３１の内側面に、突出孔３１ａから半径方向外側に向かうに従って軸方向に上がっていくテーパ面３１ｄが形成されている。さらに、第１実施形態の軸受部材２０の外周面上側に形成されたテーパ面２０ｃの代わりに、シール部材３０の円筒部３２の内側面に、テーパ面３１ｄから軸方向下側に向かうに従って拡径するテーパ面３２ｂが形成されている。また、ケース部材９０の外周面の上端部に嵌着される円筒部３２の下端部の内側には、テーパ面３１ｄと接続する円筒面が形成されている。このような構成によって、軸受部材２０のテーパ面や段部が省略され、外周面がストレートな円筒となるので、さらに加工が容易となる。また、第５実施形態と同様にして、ケース部材９０や軸受部材２０に加えてスペーサ１００も標準化して予めストックしておくことによって、さらに迅速に設計変更への対応を行うことができる。
【００６３】
（８）第８実施形態
次に、本発明の第８実施形態について図８を参照して説明する。図８は、本発明の第８実施形態に係る流体動圧軸受装置８の概略構成を表す側断面図である。第８実施形態は、第１実施形態の変形例である。第８実施形態では、第１実施形態における回転軸１０のフランジ部１２の上面に対向する軸受部材２０の下端面に、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるスラスト動圧溝２０ｅが形成されている。このような形態では、フランジ部１２の上面で発生するスラスト方向の動圧によってフランジ部１２の下面で発生するスラスト方向の動圧がバランスされるので、回転軸１０が過浮上なく安定して回転できる。
【００６４】
（９）第９実施形態
次に、本発明の第９実施形態について図９を参照して説明する。図９は、本発明の第９実施形態に係る流体動圧軸受装置９の概略構成を表す側断面図である。流体動圧軸受装置９は、軸受部材２０を内周面に嵌着する中空円筒状のケース部材９０を備えている。ケース部材９０は、絞り加工あるいは伸管加工によって形成されているので、第５実施形態のケース部材よりも安価である。閉塞部材４０は、ケース部材９０の下側開口部９１に嵌着され、その上端面は回転軸１０のフランジ部１２の下面に対向している。そして、軸受部材２０の下端面と閉塞部材４０の上端面との間には、フランジ部１２が係合するための係合隙間１０１が形成されるように、スペーサ１００が設けられている。
【００６５】
また、軸受部材２０の外周面とシール部材３０の内周面に、互いに対向する周溝２０ｆ、３２ｃが形成されている。周溝２０ｆ、３２ｃは、第１キャピラリーシール部５０の液面よりも下方で、かつシール部材３０の通気孔３２ａよりも上方に位置している。周溝２０ｆよりも下方に位置する軸受部材２０の外周面と、周溝３２ｃよりも下方に位置するシール部材３０の内周面には、撥油剤１１０が塗布されている。撥油剤１１０は、たとえばフッ素系材料からなる。
【００６６】
軸受部材２０の外周面には溜まり部用周溝１１１（接着剤溜まり部用周溝）が形成されている。溜まり部用周溝１１１の上端部外周面とシール部材３０の円筒部３２の端部内周面との間には、接着剤の第１溜まり部１２１が形成されている。周溝１１１の下端部外周面とケース部材９０の上端部内周面との間には、接着剤の第２溜まり部１２２が形成されている。シール部材３０は、第１溜まり部１２１に充填された接着剤により、軸受部材２０に固定されている。ケース部材９０は、第２溜まり部１２２に充填された接着剤により、軸受部材２０に固定されている。
【００６７】
第９実施形態では、外部からの衝撃や振動により、第１キャピラリーシール部５０の潤滑油８０の液面が下方へ急激に移動しても、周溝２０ｆ、３２ｃと撥油剤１１０によって有効的に塞き止められ、通気孔３２ａからの潤滑油８０の漏出をさらに防止することができる。また、周溝２０ｆ、３２ｃは、そればかりではなく、撥油剤１１０を塗布する際に、その塗布位置の目印の役割をも果たしている。また、第１溜まり部１２１および第２溜まり部１２２を互いに近接して、軸受部材２０の開口部２２から離れた外周面に形成することができるので、接着剤充填時に、接着剤が所定の充填部位以外に付着して、軸受部材２０の開口部２２から内周面へ接着剤が浸入することを効果的に防止することができる。また、接着剤の充填部位を簡単な構成とすることができる。さらに、接着剤の充填を一度で行うことができるので、充填作業が容易となる。
【００６８】
（１０）第１０実施形態
（Ｂ）スピンドルモータ
次に、第１実施形態〜第９実施形態の流体動圧軸受装置１〜９が適用されたスピンドルモータについて説明する。図１１は、第１実施形態の流体動圧軸受装置１が適用された第１０実施形態のスピンドルモータ２００の概略構成を表す側断面図である。なお、スピンドルモータ２００には、第１実施形態の流体動圧軸受装置１に限らず、第２実施形態〜第９実施形態の流体動圧軸受装置２〜９も適用することができるのは言うまでもない。
【００６９】
スピンドルモータ２００は、基台２１０を備えている。基台２１０の底部には、上方に突出するボス部３０２が形成され、その外周部には、ステータコア２２１にコイル２２２が捲回されてなるステータ２２０が固定されている。また、ボス部３０２の内周面には流体動圧軸受装置１が嵌着され、この流体動圧軸受装置１によって、ロータ２３０がステータ２２０に対して相対回転自在に支持されている。ロータ２３０は、ロータハブ２３１と、ロータハブ２３１に嵌着されるとともにステータ２２０と協働して回転磁界を発生するロータマグネット２３２とを有する。ロータハブ２３１は、回転軸１０の小径部円筒部１５に嵌着され、テーパ部１４の端面に当接されることによって、軸方向に位置決めされている。基台２１０には、わずかな軸方向隙間を介してロータマグネット２３２の下端部に対向する、環状の吸引板２４０が固定されている。吸引板２４０はロータ２３０全体を磁気力で吸引する機能を有している。
【００７０】
また、回転軸１０の上端部の内部には、詳細には図示されないが、ねじ孔が形成されており、記録ディスクを固定するクランプ部材がこのねじ孔によってねじ止めされる。さらに、基台２１０の下面には、フレキシブル配線基板が固着されており、この配線基板の出力端より制御電流がステータ２２０に供給されることにより、ロータハブ２３１、ロータマグネット２３２、回転軸１０等からなるロータ組立体がステータ２２０に対して回転を始める。
【００７１】
上記のようなスピンドルモータ２００では、ロータ組立体は、回転軸１０が回転するにしたがって、流体動圧軸受装置１内のスラスト動圧溝４０ａで発生するスラスト動圧力が作用する方向とは反対側の軸方向に磁気力で吸引され、スラスト動圧溝４０ａで発生するスラスト動圧力が上記磁気力と重力との合力とバランスすることによって、過浮上なく安定的に支持されている。
【００７２】
なお、第１実施形態の流体動圧軸受装置１の代わりに、第８実施形態の流体動圧軸受装置８をスピンドルモータ２００に適用した場合、流体動圧軸受装置８は互いにバランスし合う１対のスラスト動圧軸受２０ｅ，４０ａを有するから、ロータ２３０を磁気力で吸引するための吸引板２４０を設ける必要がない。したがって、部品点数が少なくて済む。
【００７３】
（１１）第１１実施形態
（Ｃ）記録ディスク駆動装置
次に、第１０実施形態のスピンドルモータ２００が適用された記録ディスク駆動装置としての磁気ディスク駆動装置３００について説明する。図１２は、第１１実施形態の記録ディスク駆動装置３００の概略構成を表す側断面図である。磁気ディスク駆動装置３００には、第１０実施形態のスピンドルモータ２００の基台２１０内を密閉して塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成するカバー部材３０１が設けられている。カバー部材３０１と基台２１０とにより、磁気ディスク駆動装置３００の筐体が形成される。したがって、基台２１０はスピンドルモータ２００の一部と磁気ディスク駆動装置３００の筐体の一部を兼ねている。このようにして、スピンドルモータ２００のステータ２２０やロータ２３０を含むスピンドルモータ２００の本体部は、磁気ディスク駆動装置３００の筐体内部に収容される。
【００７４】
ロータハブ２３１の外周面には、磁気ディスク３０４（記録ディスク）が二段に装着されている。磁気ディスク３０４は、回転軸１０の小径円筒部１５の軸方向に加工されたねじ孔にセンターピン３０５を螺合してクランプ部材３０３を固定することにより、ロータハブ２３１に固定されている。これにより、磁気ディスク３０４は、ロータハブ２３１とともに回転する。なお、第１１実施形態では、磁気ディスク３０４がロータハブ２３１に２枚装着されているが、磁気ディスクの枚数はこれに限定されるものではない。
【００７５】
また、磁気ディスク駆動装置３００は、磁気ディスク３０４に対して情報の書込みおよび／または読出しを実行する磁気ヘッド３０６(記録ヘッド)と、磁気ヘッド３０６を支持するアーム３０７と、磁気ヘッド３０６およびアーム３０７を所要の位置に移動させるボイスコイルモータ３０８とを備えている。ボイスコイルモータ３０８は、コイル３０９と、コイル３０９に対向して設けられたマグネット３１０を有している。
【００７６】
上記の磁気ヘッド３０６は、基台２１０の適宜箇所に、旋回自在に支持されたアーム３０７に固定されたヘッド・スタック・アッセンブリ３１１の先端部に取り付けられている。磁気ヘッド３０６は、一枚の磁気ディスク３０４に対して、磁気ディスク３０４を挟むように上下一対配置され、磁気ディスク３０４の両面に対して情報の書き込みおよび／または読み出しを行うことができる。なお、第１１実施形態では磁気ディスク３０４が２枚の構成となっているため、記録ヘッド３０６は２対設けられている。また、第１１実施形態では、スピンドルモータ２００を磁気ディスク駆動装置３００に適用したが、これに限定されるものではない。たとえば、スピンドルモータ２００を、ＣＤやＤＶＤ等の記録ディスクを駆動する記録ディスク駆動装置に適用してもよい。
【実施例】
【００７７】
以下、具体的な実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００７８】
（１）軸受部材上端面における潤滑油の液面状態の評価
［実施例１］
実施例１は、液面状態の観察が可能なように透明な樹脂製シール部材が装着された、本発明の第１実施形態と同じシール構造を有する、観察用流体動圧軸受装置である。したがって、実施例１の観察用流体動圧軸受装置には、第１実施形態で説明した充填方法に従って潤滑油を充填した。すなわち、樹脂製シール部材以外の部材を全て組立てた状態の、半完成の観察用流体動圧軸受装置の軸受部材内部を真空に近い状態にし、ディスペンサーを用いて軸受部材上端面に潤滑油を規定量だけ供給し、軸受隙間の開口部と連通孔とを潤滑油で覆うようにした後、軸受部材の外部を大気圧に戻し、外圧と内圧の差により軸受隙間内と連通孔内に潤滑油を連続的に充填した。この段階では、まだ、第１キャピラリーシール部、潤滑油保持隙間および第２キャピラリーシール部を充填するために必要な量の潤滑油が、表面張力によって液面が盛り上がった状態で軸受部材の上端面に保持されている。次いで、シール部材を軸受部材に嵌着して、軸方向の位置決めを行い、第１キャピラリーシール部の所定の位置に液面を形成した。その結果を図１３に示す。図１３は、実施例１の観察用流体動圧軸受装置の側面の写真であり、軸受部材とシール部材との間の潤滑油の液面を示している。図１３で示すように、実施例１では、第１キャピラリーシール部の全周に亘って、軸方向の同じ位置に潤滑油の液面が形成されていることが確認できた。このような確認を複数回行ったが、いずれも同じ結果が得られた。すなわち、実施例１では、第１キャピラリーシール部の全周にわたって、安定して均一な潤滑油の液面を形成することができた。
【００７９】
［比較例１、２］
実施例１と同じ観察用軸受装置を用いて、軸受部材の上端面に液面が形成されるよう、実施例１の規定量よりも少ない量の潤滑油を、実施例１と同じ充填方法で充填し、液面の状態を確認した。その結果を図１４、１５に示す。図１４、１５は、比較例１，２の流体動圧軸受装置の上面の写真であり、軸受部材の上端面の潤滑油の液面がなす輪郭形状を示している。このような場合、軸受部材の穴中心から半径方向のほぼ同じ位置に液面が形成された状態、すなわち前記輪郭形状が真円に近い形状であれば、均一な潤滑油の液面が形成された、とすることができる。比較例１、２では、いずれも、規定量よりも少ないが、軸受部材の上端面に液面が形成されるために必要な量を充填した。しかしながら、図１４、１５から判るように、潤滑油の液面が不均一に形成され、上面から見た液面の輪郭はいびつな形状をなし、いつも同じように形成されなかった。図１４では、中心孔縁の一部で液面の輪郭が不連続となっている。図１５では、図１４よりも若干多い量の潤滑油を充填してみたが、連通孔が潤滑油で覆われず、さらに、中心孔縁の一部に気泡が入って、潤滑油が不連続に充填された状態となってしまった。このような状態では、軸部材の回転時に、潤滑油に空気が混入したり、軸受隙間内への潤滑油の十分な供給が損なわれたりして、軸受装置が焼付きを起こす虞がある。
【００８０】
以上のように、実施例１は、比較例１、２と比較して、安定して均一な潤滑油の液面を形成することができ、軸受装置内部に保持されている潤滑油の、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部への供給を確実に行うことができることが判った。また、潤滑油充填時に軸受部材の上端面に液面が形成される形態では、たとえ軸受装置内部に十分な量の潤滑油が保持されていても、不連続的に充填された状態が発生し、回転時にラジアル軸受部およびスラスト軸受部への空気の混入や潤滑油の供給不足が発生しやすくなり、流体動圧軸受装置の寿命が早期に尽きてしまう可能性があることが判った。したがって、第１キャピラリーシール部に液面が形成されるように潤滑油を充填すると、長寿命化とともに、安定した軸受寿命を得ることができる。
【００８１】
（２）スピンドルモータの衝撃試験結果
［実施例２〜１９］
本発明の第９実施形態の流体動圧軸受装置９を備えたスピンドルモータで衝撃試験を行った。実施例２〜１０では、本発明の第９実施形態のスピンドルモータに対して静止状態で衝撃を与え、実施例１１〜１９では、本発明の第９実施形態のスピンドルモータに対して回転状態で衝撃を与え、衝撃力に対する潤滑油の飛散流出防止効果を確認した。実施例２〜１０の衝撃試験結果を表１、実施例１１〜１９の衝撃試験結果を表２に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
衝撃試験では、試験機として、Ｅｎｄｅｖｃｏ社製のＳＭ１１０式の衝撃試験機を用いた。試験条件としては、スピンドルモータの上記試験機への組付け姿勢を、表１，２に示すように、上向き、下向き、横向きの３方向とした。組付け姿勢が上向き、下向き、横向きとは、流体動圧軸受装置の軸受部材の上側開口部が上向き、下向き、横向きであることを意味している。また、衝撃は、上から下方向に印加されるものとし、衝撃の大きさは、最高加速度の大きさで計り、８００Ｇから１５００Ｇまでを５段階に分けて、試験を行なった。加速度は、印加時間１ｍｓの間に加速度ゼロから最高加速度まで増加した後、再び加速度ゼロに戻る半正弦波とした。このような試験方法は、流体動圧軸受装置内の潤滑油の流出移動の大きさが、衝撃の大きさや、衝撃の印加方向に対する流体動圧軸受装置の姿勢などで左右されるものであるから、これらの要因を考慮した方法である。
【００８５】
試験品としては、本発明の第９実施形態の流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータを１８個（実施例２〜実施例１９）用意し、静止状態で９個、回転している状態で９個の試験品を、上向き、下向き、横向きの組付け姿勢でそれぞれ３個ずつに分け、各試験品に対して５つの加速度レベルの衝撃試験を繰り返し行なった。
【００８６】
なお、実施例２〜実施例１９において、試験は、小さい衝撃（加速度）印加から大きい衝撃(加速度)印加の順序で実施した。これは、この順に、衝撃に対する潤滑油の位置安定性の条件がよりシビアになるからである。また、衝撃試験は、最大１５００Ｇの加速度まで、或いは試験品にオイル漏れが認められるまでの、いずれか早く起きた方まで実施した。
【００８７】
試験結果は、表１、２から明らかなように、静止状態では１５００Ｇの衝撃でも潤滑油漏れが認められず、回転している状態でも１４００Ｇの衝撃までは潤滑油漏れが起きなかった。従来、ノートパソコンや携帯端末などに磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ装置等を搭載する場合、流体動圧軸受装置を具備したスピンドルモータに対する耐衝撃要求は１０００Ｇ程度であるが、本発明の第９実施形態のシール構造は、それ以上の衝撃を受けた場合においても、優れた潤滑油の飛散流出防止効果を示すものである。尚、表において、「オイル漏れ」の表示は、その試験でオイル漏れが実際に確認されたことを表し、「ＯＫ」の表示は、その試験でオイル漏れが生じなかったことを表している。オイル漏れの有無の確認は、顕微鏡による目視検査で行った。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表し、（Ａ）は流体動圧軸受装置の側断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置の側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表し、（Ａ）は流体動圧軸受装置の側断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置の側面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１０】図１の流体動圧軸受装置に設けられたシール部材の概略構成を表し、（Ａ）は、シール部材の底部の上面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】図１の流体動圧軸受装置が適用されたスピンドルモータの概略構成を表す側断面図である。
【図１２】図１１のスピンドルモータが適用された磁気ディスク駆動装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１３】本発明の実施例１の流体動圧軸受装置の側面の写真であり、潤滑油の液面の形成状態を示している。
【図１４】本発明の比較例１の流体動圧軸受装置の上面の写真であり、潤滑油の液面の形成状態を示している。
【図１５】本発明の比較例２の流体動圧軸受装置の上面の写真であり、潤滑油の液面の形成状態を示している。
【図１６】流体動圧軸受装置のキャピラリーシール部の従来例の概略構成を表す側断面図であり、（Ａ）は流体動圧軸受装置の全体図、（Ｂ）は（Ａ）のキャピラリーシール部の部分拡大図である。
【図１７】流体動圧軸受装置のキャピラリーシール部の他の従来例の概略構成を表す側断面図である。
【図１８】流体動圧軸受装置のキャピラリーシール部の他の従来例の概略構成を表す側断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１〜９…流体動圧軸受装置、１０…回転軸（軸部材）、２０…軸受部材、２０ａ…ラジアル動圧溝、２０ｅ…スラスト動圧溝（第２スラスト動圧溝）、２０ｆ，３２ｃ…周溝、３０…シール部材、３１…底部、３１ａ…突出孔、３１ｂ…突起部、３１ｃ…環状突起部、３２…円筒部、３２ａ…通気孔、３２ｂ…切欠、４０…閉塞部材、４０ａ…スラスト動圧溝（第１スラスト動圧溝）、５０…第１キャピラリーシール部、６０…第２キャピラリーシール部、７１…ラジアル軸受隙間（軸受隙間）、７２…スラスト軸受隙間（軸受隙間）、７３…潤滑油保持隙間（潤滑流体保持隙間）、８０…潤滑油（潤滑流体）、９０…ケース部材、９２…段部、１００…スペーサ（スペーサ部材）、１０１…係合隙間、１１０…撥油剤、１１１…溜まり部用周溝、１２１…第１溜まり部、１２２…第１溜まり部、２００…スピンドルモータ、２１０…基台、２２０…ステータ、２３０…ロータ、２３１…ロータハブ、２３２…ロータマグネット、３００…磁気ディスク駆動装置（記録ディスク駆動装置）、３０４…磁気ディスク（記録ディスク）、３０６…磁気ヘッド（記録ヘッド）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油（潤滑流体）の動圧を利用して軸受部材により軸部材を相対回転自在に支承する流体動圧軸受装置およびこの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ並びに記録ディスク駆動装置に係り、特に潤滑油の毛細管現象を利用して、流体動圧軸受装置に充填された潤滑油の外部漏出を防止するキャピラリーシール部の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータに使用されている磁気ディスクや光ディスク等の記録ディスク駆動装置では、小型化、薄型化、および軽量化に加えて、高密度化への要求が強いことから、ディスク回転に使用されるスピンドルモータの回転数の高速化や回転動作の高精度化が要請されている。このような要請に応えるために、スピンドルモータ用の軸受装置として、従来のボールベアリングに代わって、潤滑油の流体動圧を利用して回転軸を軸受部材により回転自在に支承する流体動圧軸受装置が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、流体動圧軸受装置では、温度変化による潤滑油の膨張収縮や、回転軸や軸受部材等の部品寸法の膨張変位等の体積変化、回転動作の始動・停止時のポンプ作用等による内部移動、回転時の遠心力や動圧作用等の原因によって、回転軸と軸受部材との間に保持された潤滑油は、回転軸と軸受部材の上端部により形成された開口面へ向かって上昇し、そこから漏出するという問題があった。潤滑油量が減少すると必要な流体動圧が発生しないため、回転軸の支持力が低下し、ひいては回転軸と軸受部材とが接触して焼付きが生じる虞があった。また、漏出した潤滑油により記録ディスク駆動装置が汚染され、ひいては故障や記録の消失などの虞があった。さらに、たとえ外部への漏出が起きなくとも、自然蒸発によって潤滑油量が徐々に減少すれば、最終的には焼付きを起こしてしまうので、軸受隙間を満たすための潤滑油量に加えて、余裕分として軸受装置内部に充填可能な潤滑油の保持量は、流体動圧軸受装置の寿命を左右する要素の一つであった。このため、小型でありながらも、潤滑油の保持量を多くすることができて、潤滑油が蒸発し難く、かつ外部へ漏出し難い構造の流体動圧軸受装置が望まれていた。
【０００４】
このような課題を解決するために、外部に連通する隙間の断面をテーパ状に形成することにより、余裕分の潤滑油を多く保持できるとともに、毛細管現象を利用して潤滑油の外部漏出を防止するためのキャピラリーシール部を設けた流体動圧軸受装置が提案されている。
【０００５】
たとえば、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すような流体動圧軸受装置では、回転軸５０１と軸受部材５０２との間の隙間の開口面において、軸方向上側に向かって所定の傾斜角で拡開するテーパ面５０２ａを軸受部材５０２の内周面に形成することにより、余裕分の潤滑油が保持可能なキャピラリーシール部５００を構成している（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
また、図１７に示すような流体動圧軸受装置では、互いに対向する軸受部材６０１の上端面６０１ａと薄板６０２との間に、半径方向外側に向かって拡開する断面テーパ状の隙間を形成することにより、余裕分の潤滑油が保持可能なキャピラリーシール部６００を構成している（たとえば特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、図１８に示すような流体動圧軸受装置では、軸受部材７０４の上端面とロータハブ７０３の上壁部７０３ａ下面との間にスラスト軸受部７０１を形成することにより、スラスト方向の荷重を支持する従来の手段であるスラストプレートを用いない構造とし、ロータハブ７０３の上壁部７０３ａから垂下する環状突起７０３ｂの内周面と軸受部材７０４の外周面との間に、軸線方向下側に向かって拡開するテーパ状の隙間を形成することにより、余裕分の潤滑油が保持可能なキャピラリーシール部７００を構成している（たとえば特許文献３参照）。なお、図中符号７０３ｃおよび７０４ｃは、それぞれスラスト動圧発生溝およびラジアル動圧発生溝である。
【０００８】
【特許文献１】特許２９３７８３３号（図１）
【特許文献２】特開平８−３３１７９６号（図１，図３，要約）
【特許文献３】特開２０００−１９７３０９号（図２，要約）
【０００９】
しかしながら、上記のような従来のキャピラリーシール部には、以下のような問題があった。すなわち、図１６（Ａ），（Ｂ）に示すキャピラリーシール部５００は、軸方向に形成された開口面で拡開する構成であるため、そこから潤滑油が蒸発しやすく、かつゴミや埃が潤滑油に混入しやすいから、流体動圧軸受装置の寿命低下や潤滑油の機能の低下が生じる。また、衝撃等で潤滑油の急激な移動が生じた場合、潤滑油を塞き止めて外部へ漏出させないための手段を持たない。さらに、キャピラリーシール部５００が軸方向に形成された構成であるため、キャピラリーシール部５００における潤滑油の保持量を多くするためには、キャピラリーシール部５００を軸方向に長くしなければならず、その分だけ流体動圧軸受装置の全長が大きくなり、該軸受装置の小型化を図ることが困難になる。一方、流体動圧軸受装置の全長を大きくせずに潤滑油の保持量を多くしようとした場合、キャピラリーシール部５００を軸方向に長くした分だけラジアル動圧溝５０３の長さを短くすることが考えられるが、この場合、ラジアル方向の動圧力が小さくなるため、軸受剛性が低下する。
【００１０】
図１７に示すキャピラリーシール部６００では、潤滑油の保持空間が軸受部材６０１の上端面６０１ａ側のテーパ状隙間に限られるため、流体動圧軸受装置の小型化によって、軸受部材６０１の直径を小さくしたとき、潤滑油の保持量が少なくなる。また、薄板６０２の外周面のほぼ全周に亘って隙間が開口しているため、潤滑油が蒸発しやすい。また、本願発明に際して種々の確認試験を行った結果、軸受部材の上端面側のテーパ状隙間内に液面を形成して潤滑油を保持すると、液面が安定して均一に形成されず、流体動圧軸受装置の寿命に悪影響を及ぼす虞があることが判った。
【００１１】
図１８に示すキャピラリーシール部７００では、軸受部材７０４の上端面側の隙間はスラスト軸受部をなしているので、余裕分の潤滑油を保持する隙間は軸受部材７０４の外周面側の隙間に限られる。さらに、図１８に示すキャピラリーシール部７００は、モータの部品であるロータハブ７０３を含んで構成されているため、流体動圧軸受装置単独で完成品とならず、モータの組立て前に、流体動圧軸受装置単独で品質検査を行うことができない。しかしながら、流体動圧軸受装置の回転トルク値と、その流体動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの消費電流値は比例していることから、流体動圧軸受装置をモータに組み付ける前に回転トルク値を測定し、所望のトルク値であることが確認できると好都合である。
【００１２】
また、ロータハブはスラストプレートと比較して高価な部品であるから、モータの組立て前に流体動圧軸受装置の品質検査が実施できないと、不良が発生した場合、廃棄に伴うコストが大きい。さらに、ロータハブ７０３の上壁部７０３ａの下面は、スラスト動圧軸受部７０１を構成する一方の面であることから、ロータハブ７０３の上壁部７０３ａ全体を高剛性とする必要があるため、ロータハブ７０３の薄型化が困難である。
【００１３】
加えて、キャピラリーシール部７００を備えた流体動圧軸受装置を記録ディスク装置に適用した場合、次のような問題が生じる。すなわち、流体動圧軸受装置の記録ディスク装置への実装では、一般的にセンターピン型の構成が用いられ、流体動圧軸受装置の回転軸に雌ネジ孔を設け、この雌ネジ孔に雄ネジを締結して記録ディスク装置のクランプ部材とロータハブと流体動圧軸受装置を一体的に固定している。しかしながら、センターピン型の構成では、ロータハブの材質や厚み方向の寸法などによっては、ディスクの実装時におけるクランプ部材の磁気ディスクに対する押圧力により、ロータハブが変形することがある。このような変形が起きると、ロータハブが撓み、スラスト軸受部に規定される微小隙間の軸方向の寸法が径方向に不均一となり、スラスト軸受部において安定した軸支持力を得ることが困難になる。このため、モータの回転精度が悪化するだけでなく、スラスト軸受部を構成するロータハブの下面と軸受部材の上端面とが接触することによって、軸受面の摩耗や損傷あるいは焼付き等の障害が発生し、モータの耐久性および信頼性の低下の虞がある。
【００１４】
一方、流体動圧軸受装置を備えたモータにより回転駆動される磁気ディスクの材料として、アルミ合金や、ガラス、樹脂などが用いられるが、これら材料のなかでは、ガラスよりも安価であるアルミ合金がよく用いられている。磁気ディスクを載置して一体的に回転するハブの材料として、温度変化による磁気ディスクの反りを防止するために磁気ディスク材料とほぼ同等の熱膨張係数を有する材料を用いる必要があることからも、アルミ合金製磁気ディスクの場合は、同じ材料であるアルミ合金が用いられている。しかしながら、アルミ合金製磁気ディスクに適合するアルミ合金製ロータハブは比較的柔らかいため、スラスト方向の動圧が発生しない回転静止時にロータハブの下面と軸受部材の上端面とが接触することによる軸受面の損傷や摩耗が起きやすい。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、キャピラリーシール部を流体動圧軸受装置単独で構成することができるばかりではなく、小型化、記録ディスク駆動装置内の汚染防止および潤滑油の外部漏出防止と余裕分の潤滑油の保持量増大との相乗効果による長寿命化を図ることができる流体動圧軸受装置およびこの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ並びに記録ディスク駆動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の流体動圧軸受装置は、下端部にフランジ部を有する軸部材と、軸部材を相対回転自在に支承する中空略円筒状の軸受部材と、軸部材の上端部が突出する突出孔を底部に有し、軸受部材の上端部を覆うようにして設けられた有底円筒状のシール部材と、軸受部材の下端部を閉塞する閉塞部材と、軸部材と軸受部材との間、および軸部材と閉塞部材との間の、それぞれに形成された動圧溝を含む軸受隙間と、を備え、軸部材の外周面と軸受部材の内周面とのいずれか一方には、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝が形成され、フランジ部の下面と閉塞部材の上面とのいずれか一方には、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第１スラスト動圧溝が形成され、軸受部材の上端面とシール部材の底部の内側面との間に潤滑流体保持隙間が形成され、軸受部材の外周面とシール部材の内周面との間には、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部が形成され、軸部材の外周面と突出孔の内周面との間には、第２キャピラリーシール部が形成され、軸受部材の端面には、軸受隙間と潤滑流体保持隙間を連通する連通孔が軸受部材を軸方向に貫通して形成され、互いに連通する軸受隙間、第２キャピラリーシール部、連通孔、潤滑流体保持隙間、および第１キャピラリーシール部には、連続的に潤滑流体が充填されており、シール部材の円筒部には、第１キャピラリーシール部に充填されている潤滑流体の液面よりも軸方向下側に位置している通気孔が形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の流体動圧軸受装置では、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部を、潤滑流体保持隙間と連通して軸受部材の外周面とシール部材との互いの対向面の間に形成したので、第１キャピラリーシール部内の潤滑流体には、毛細管現象によって、軸方向上側に吸引される力が作用するから、流体動圧軸受装置外部への潤滑流体の漏出を防止することができる。したがって、潤滑流体の保持量の低下を防止することができるとともに、該流体動圧軸受装置を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染を防止することができる。また、潤滑流体の液面を第１キャピラリーシール部内に位置させたので、潤滑油を充填する工程において、潤滑流体の界面が安定して均一に形成され、これにより第１キャピラリーシール部と潤滑流体保持隙間に充填された余裕分の潤滑流体を軸受部に確実に供給することができる。
【００１８】
さらに、第１キャピラリーシール部は、従来のようなスピンドルモータのロータハブを用いた形態とは異なり、流体動圧軸受装置単独で構成することができるので、従来のロータハブを用いた流体動圧軸受装置で生じていた問題を解消することができる。加えて、潤滑流体保持隙間を、軸受部材の上端面とシール部材の互いの対向面の間に形成したので、第１キャピラリーシール部ばかりではなく、軸受部材の上端面全体をも潤滑流体保持空間として用いることが可能となり、従来のような軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間の隙間の開口面に形成されたキャピラリーシール部と異なり、キャピラリーシール部を軸方向に長くすることなく、かつ従来のような薄板と軸受部材の上端面の間に形成されたキャピラリーシール部と異なり、軸受部材の直径を大きくすることなく、潤滑流体の保持量を大幅に増加させることができる。したがって、流体動圧装置の長寿命化および小型化を図ることができる。
【００１９】
加えて、第１キャピラリーシール部は、大気と連通する開口部として通気孔を用いることができるので、従来よりもキャピラリーシール部の開口面積を小さくすることができ、これにより潤滑流体の蒸発や漏出、異物混入を抑制することができる。したがって、潤滑流体の保持量の低下および該流体動圧軸受装置を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染をさらに防止することができる。
【００２０】
ここで、本発明の流体動圧軸受装置の潤滑流体保持機能を向上させるために種々の構成を用いることができる。たとえば、第２キャピラリーシール部は、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしているのが好適である。このような態様では、第２キャピラリーシール部内の潤滑流体には、毛細管現象によって、軸方向下側に吸引される力が作用するから、装置外部への潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。
【００２１】
上記態様では、シール部材の底部に、外部へ突出する環状突起部を突出孔の内周縁部に沿って形成するのが好適であり、第２キャピラリーシール部は、シール部材の突出孔および環状突起部の内周面と軸部材の外周面との互いの対向面の間に形成される。このような態様では、第２キャピラリーシール部内の潤滑油の軸方向への移動をさらに許容することができるので、潤滑油の外部漏出をさらに防止することができる。
【００２２】
上記潤滑流体保持隙間は、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしているのが好適である。このような態様では、潤滑流体保持隙間内の潤滑流体に、毛細管現象によって、半径方向内側に吸引される力が作用するので、潤滑流体保持隙間に連通する第１キャピラリーシール部内の潤滑流体に軸方向上側に吸引される力がさらに作用することになるから、装置外部への潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。
【００２３】
また、シール部材の底部の内側面に３個以上の突起部を形成し、この突起部を軸受部材の上端面に当接させることによって、シール部材の軸方向の位置決めを行うことができる。このような態様では、上記潤滑流体保持隙間の大きさの面内方向でのばらつきの発生を防止することができるので、潤滑流体保持量をさらに安定させることができる。
【００２４】
軸受部材の外周面とシール部材の内周面のそれぞれに、互いに対向する周溝が形成され、周溝は、第１キャピラリーシール部における潤滑流体の液面より軸方向下側で、かつシール部材の通気孔より軸方向上側に位置するのが好適である。この場合、軸受部材の外周面とシール部材の内周面のいずれにも、周溝より軸方向下側に撥油剤を塗布することができる。このような態様では、周溝と撥油剤とによって、通気孔からの潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。また、周溝を目印にして、撥油剤の塗布箇所を確実に判別し、撥油剤の塗布作業を容易に行うことができる。
【００２５】
上記通気孔は、シール部材の円筒部の下端面まで軸方向下側に延在して形成された切欠であるとともに、潤滑流体の液面位置を視認するための視認窓の機能を兼ね備えているのが好適である。このような態様では、通気孔を通じて潤滑流体の充填量を目視確認することができる。
【００２６】
全長が軸受部材よりも短い中空円筒状のケース部材を備えているのが好適であり、上記軸受部材を、その上端部を突出させてケース部材の内周面に嵌着することができる。このような態様では、ケース部材に軸受部材と閉塞部材を嵌着する構成とすることで、それぞれの部材の形状が単純化されて加工が容易になるとともに、それぞれの部材を標準化して予めストックしておくことによって種々の組み合わせが可能となり、軸受装置の設計変更があっても迅速に対応することができる。これにより、生産コストが低減できる。
【００２７】
上記態様では、軸受部材の上端部の外周面に嵌着されたシール部材をケース部材の上端面に当接させることによって、シール部材の軸方向の位置決めを行うことができる。あるいは、ケース部材の上端部外周面には段部を形成し、ケース部材の上端部外周面に嵌着されたシール部材の円筒部の下端面を段部に当接させることによって、シール部材の軸方向の位置決めを行うことができる。このような態様では、上記潤滑流体保持隙間の大きさの面内方向でのばらつきの発生をさらに防止することができるので、潤滑流体保持量をさらに安定させることができる。
【００２８】
また、シール部材を軸受部材の上端部外周面に嵌着する場合、軸受部材の外周面とケース部材の上端部内周面との間には、接着剤の第１溜まり部を形成し、軸受部材の外周面とシール部材の下端部内周面との間には、接着剤の第２溜まり部を形成し、第１溜まり部と第２溜まり部のそれぞれには接着剤を充填することにより、ケース部材とシール部材のそれぞれを、接着剤によって軸受部材に固定するのが好適である。
【００２９】
上記態様では、シール部材およびケース部材を軸受部材に嵌着して接着剤を充填するときに、軸受部材の内周面への接着剤の浸入を防止することができるのはもちろんのこと、所定の充填部位以外への接着剤の付着や流出を防止することができる。
【００３０】
ここで、軸受部材の外周面には、接着剤溜まり部用周溝を形成することにより、接着剤溜まり部用周溝とケース部材の上端部内周面との間に上記第１溜まり部を形成し、接着剤溜まり部用周溝とシール部材の下端部内周面との間に上記第２溜まり部を形成することができる。
【００３１】
上記態様では、上述した効果に加えて、接着剤の充填部位を簡単な構成とすることができ、第１溜まり部および第２溜まり部を互いに近接して形成することができる。さらに、接着剤の充填を一度で行うことができるので、充填作業が容易となる。
【００３２】
上記ケース部材は、閉塞部材と一体的に形成された有底円筒状部材とすることができる。また、ケース部材は、絞り加工あるいは伸管加工により形成することができる。さらに、軸受部材と閉塞部材の間には、軸部材のフランジ部が係合する係合隙間を形成するためのスペーサ部材を設けることができる。このような態様では、スペーサも標準化して予めストックしておくことによって、迅速に設計変更への対応を行うことができる。
【００３３】
互いに対向する軸受部材の下端面およびフランジ部上端面のいずれか一方に、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させる第２スラスト動圧溝を形成することができる。このような形態では、フランジ部の上面で発生するスラスト方向の動圧によってフランジ部の下面で発生するスラスト方向の動圧がバランスされるので、軸部材が過浮上なく安定して回転できる。
【００３４】
本発明のスピンドルモータは、基台と、基台に固定されたステータと、ロータハブと、このロータハブに嵌着されるとともにステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとを有するとともに、基台に対して相対回転自在に設けられたロータと、このロータを磁気力で吸引する機能を有し、ロータの回転を支持する流体動圧軸受装置と、を備え、この流体動圧軸受装置は、上記第１スラスト溝を備えた上記流体動圧軸受装置であり、ロータは、流体動圧軸受装置内の第１スラスト動圧溝で発生するスラスト動圧が作用する方向に対して反対側の軸方向に磁気力によって吸引されている。
【００３５】
また、本発明のスピンドルモータは、上記流体動圧軸受装置が上記第２スラスト動圧溝を備える場合には、ロータを磁気力によって吸引することは不要となる。
【００３６】
本発明の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと、記録ディスクに情報を書き込みおよび／または読み出しするための記録ヘッドと、この記録ディスクを回転駆動するための上記スピンドルモータとを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（Ａ）流体動圧軸受装置
（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置１の概略構成を表し、図１（Ａ）は流体動圧軸受装置１の側断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置１の側面図である。
【００３８】
まず、流体動圧軸受装置１の全体構成の概略について説明する。流体動圧軸受装置１は、回転軸（軸部材）１０を回転自在に支承する中空略円筒状の軸受部材２０を備えている。軸受部材２０には、その上端部を覆うようにして有底円筒状のシール部材３０が嵌着されている。シール部材３０は、底部３１と、底部３１と一体的に形成された円筒部３２とを有する。シール部材３０の底部３１には、回転軸１０の上端部が突出する突出孔３１ａが形成され、シール部材３０の円筒部３２には通気孔３２ａが形成されている。軸受部材２０の下側開口部２１には、閉塞部材４０が嵌着されている。
【００３９】
円筒部３２の内周面と軸受部材２０との間には、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の第１キャピラリーシール部５０が形成されている。シール部材３０の突出孔３１ａの円筒状内周面と回転軸１０の後述するテーパ面１１ａとの間には、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の第２キャピラリーシール部６０が形成されている。軸受部材２０の内周面にはラジアル動圧溝２０ａが形成され、閉塞部材４０の上面にはスラスト動圧溝４０ａ（第１スラスト動圧溝）が形成されている。さらに、軸受部材２０の両端面を軸方向に貫通するようにして連通孔２０ｂが形成されている。
【００４０】
回転軸１０と軸受部材２０との間にはラジアル軸受隙間７１が形成されている。回転軸１０と閉塞部材４０との間にはスラスト軸受隙間７２が形成されている。軸受隙間７１、７２は、微少隙間である。シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間には、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした潤滑油保持隙間７３が形成されている。連通孔２０ｂ、ラジアル軸受隙間７１、スラスト軸受隙間７２、潤滑油保持隙間７３、第１キャピラリーシール部５０、第２キャピラリーシール部６０は互いに連通し、潤滑油８０（潤滑流体）が連続的に充填されている。また、毛細管現象により潤滑油が吸引されて、潤滑油保持隙間７３を介して、第１キャピラリーシール部５０から軸受隙間内へ確実に供給されるために、第１キャピラリーシール部５０における半径方向の隙間寸法は、潤滑油保持隙間７３における軸方向の隙間寸法よりも小さくされている。
【００４１】
第１実施形態の流体動圧軸受装置には、次のような充填方法を用いて潤滑油が充填される。すなわち、シール部材３０以外の部材を組立てた状態の、半完成の流体動圧軸受装置の軸受部材２０内部の隙間を真空に近い状態にし、次いで、ディスペンサーを用いて、軸受部材２０の上端面に潤滑油８０を規定量供給し、ラジアル軸受隙間７１の開口部２２と連通孔２０ｂとを潤滑油で覆った後、軸受部材２０の外部を大気圧に戻すと、外部と軸受部材２０内部との気圧差により、軸受隙間７１、７２内と連通孔２０ｂ内に潤滑油８０が連続的に充填される。この段階では、まだ、第１キャピラリーシール部５０、潤滑油保持隙間７３および第２キャピラリーシール部６０を充填するために必要な量の潤滑油８０が、表面張力により、液面が盛り上がった状態で軸受部材２０の上端面に保持されている。ここで、シール部材３０を軸受部材２０に嵌着して押し下げていくと、シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間の隙間が小さくなるにつれて、軸受部材２０の上端面に保持されている潤滑油８０は押されて半径方向に広がってゆき、やがては第１キャピラリーシール部５０へ液面が移動する。そして、シール部材３０が軸方向に位置決めされた状態では、第１キャピラリーシール部５０の全周に亘って、軸方向の同じ位置に液面が形成されている状態となる。このようにして、安定して均一な潤滑油８０の液面を形成することができる。また、この充填方法は、後述する他の実施形態においても同様な効果を奏する。
【００４２】
次に、流体動圧軸受装置１の各部位について説明する。回転軸１０は、軸本体部１１と、軸本体部１１の下面に形成されたフランジ部１２とを有している。軸本体部１１は、下側から順に、大径円筒部１３とテーパ部１４と小径円筒部１５とを有し、これら部位１３〜１５は一体的に形成されている。テーパ部１４には、軸方向上側に向かうに従って縮径するテーパ面１１ａが形成され、テーパ面１１ａの下端は大径円筒部１３の上端と接続している。また、テーパ面１１ａの上端の直径は、小径円筒部１５の直径よりも大きくされている。
【００４３】
軸受部材２０は、中空略円筒状をなしている。軸受部材２０の下側には、閉塞部材４０が嵌着される下側開口部２１が形成され、軸受部材２０の上側には回転軸１０の小径円筒部１５およびテーパ部１４が突出する上側開口部２２が形成されている。軸受部材２０の内周面には、ラジアル動圧溝２０ａが形成されている。軸受部材２０の両端面には、軸受部材２０を軸方向に貫通する連通孔２０ｂが形成されている。連通孔２０ｂは、軸回転時に各軸受隙間内と軸受部材上端部の潤滑油保持隙間７３の間に生じる内圧差を解消するための潤滑油循環用の孔である。軸受部材２０の内周面と回転軸１０との間には、軸本体部１１の大径円筒部１３の外周面に対応した形状をなしたラジアル軸受隙間７１が形成されている。ラジアル動圧溝２０ａ、ラジアル軸受隙間７１、およびラジアル軸受隙間７１に充填されている潤滑油８０によりラジアル軸受部が構成されている。ラジアル軸受部では、ラジアル動圧溝２０ａの作用により、ラジアル方向の荷重を受ける潤滑油の動圧が発生する。
【００４４】
軸受部材２０の外周面の上部には、上端縁から軸方向下側に向かうに従って縮径するテーパ面２０ｃが形成されている。シール部材３０の円筒部３２の内周面と軸受部材２０との間に形成されている第１キャピラリーシール部５０は、テーパ面２０ｃによって断面テーパ状をなしている。軸受部材２０の上端面には、突出孔３１ａから半径方向外側に向かうに従って、軸方向に下がるテーパ面２０ｄが形成されている。シール部材３０の底部３１の内側面と軸受部材２０の上端面との間に形成されている潤滑油保持隙間７３は、テーパ面２０ｄによって断面テーパ状をなしている。潤滑油８０は、その液面が第１キャピラリーシール部５０に位置するように充填されているので、液面が安定して均一に形成され、第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３には、十分な量の潤滑油８０が連続的に保持されている。
【００４５】
図１０は、図１に図示されているシール部材３０の概略構成を示している。以下においては、図１と図１０で互いに対応する部分には同一の符号を付して説明を行う。図１０（Ａ）は、シール部材３０の底部３１の上面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。シール部材３０は、絞り加工により形成され、底部３１と円筒部３２が一体となった有底円筒状をなしている。底部３１は、中心に突出孔３１ａが形成され、内側面に軸受部材２０の上端面に当接する３個の突起部３１ｂが形成されている。突起部３１ｂは、軸受部材２０の上端面に当接することにより、シール部材３０の軸方向の位置決めを行う機能を有する。これにより、第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３が、ばらつきなく、所定の寸法どおりに形成される。円筒部３２の略中間部には、第１キャピラリーシール部５０における潤滑油８０の液面を大気と連通させるための通気孔３２ａが形成されている。
【００４６】
上記のシール部材３０は、底部３１の内側面を軸受部材２０の上端面に対向させて、突出孔３１ａから回転軸１０の小径円筒部１５およびテーパ部１４の上端部を貫通させるとともに、通気孔３２ａを軸受部材２０の上端面よりも下に位置させて、軸受部材２０の上端部を覆うようにして軸受部材２０に嵌合させ、接着剤３３で固定している。
【００４７】
閉塞部材４０は、軸受部材２０の下側開口部２１に嵌着されている。閉塞部材４０の上面には、回転軸１０のフランジ部１２の下面に対向してスラスト動圧溝４０ａが形成されている。閉塞部材４０の上面と回転軸１０のフランジ部１２の下面との間には、スラスト軸受隙間７２が形成されている。そして、これらスラスト動圧溝４０ａとスラスト軸受隙間７２、およびスラスト軸受隙間７２に充填されている潤滑油８０によりスラスト軸受部が構成されている。スラスト軸受部では、回転軸１０が回転すると、スラスト動圧溝４０ａの作用により、スラスト方向の荷重を受ける潤滑油の動圧が発生する。
【００４８】
第１キャピラリーシール部５０は、潤滑油保持隙間７３に連通し、軸受部材２０の外周面上側のテーパ面２０ｃと、これに対向するシール部材３０の内周面との間に形成されている。第１キャピラリーシール部５０は、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の毛細管構造をなしている。第１キャピラリーシール部５０における潤滑油８０の液面は、円筒部３２の通気孔３２ａよりも軸方向上側に位置している。
【００４９】
第２キャピラリーシール部６０は、ラジアル軸受隙間７１および潤滑油保持隙間７３のそれぞれに連通し、シール部材２０の突出孔３１ａの円筒状内周面と回転軸１０のテーパ面１１ａとの間に形成されている。第２キャピラリーシール部６０は、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状の毛細管構造をなしている。
【００５０】
潤滑油８０は、互いに連通している連通孔２０ｂ、ラジアル軸受隙間７１、スラスト軸受隙間７２、潤滑油保持隙間７３、第１キャピラリーシール部５０、および第２キャピラリーシール部６０に充填されている。潤滑油８０は、連通孔２０ｂを通じて、ラジアル軸受隙間７１およびスラスト軸受隙間７２から潤滑油保持隙間７３へ循環する。第１キャピラリーシール部５０では、毛細管現象によって、軸方向上側に吸引される力が潤滑油８０に作用する。特に、第１キャピラリーシール部５０では、通気孔３２ａを通じて、潤滑油８０の表面張力と大気圧がバランスすることにより、潤滑油８０の液面位置が通気孔３２ａよりも軸方向上側に保持されている。このような第１キャピラリーシール部５０の作用によって、潤滑油８０の外部漏出が防止されている。また、第２キャピラリーシール部６０では、毛細管現象によって、軸方向下側に吸引される力が潤滑油８０に作用している。このような第２キャピラリーシール部６０の作用によって、潤滑油８０の外部漏出が防止されている。
【００５１】
上記のような第１実施形態の流体動圧軸受装置１では、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部５０を、潤滑流体保持隙間７３と連通して軸受部材２０の外周面とシール部材３０の内周面との間に形成したので、第１キャピラリーシール部５０内の潤滑油８０には、毛細管現象によって、軸方向上側に吸引する力が作用し、流体動圧軸受装置外部への潤滑油８０の漏出を防止することができる。したがって、潤滑油８０の保持量の低下を防止することができるとともに、該流体動圧軸受装置１を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染を防止することができる。また、潤滑油８０の液面を第１キャピラリーシール部５０内に位置させることができるので、潤滑油８０の液面を安定して均一に形成することができ、これにより第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３に保持された余裕分の潤滑油８０をラジアル軸受部やスラスト軸受部に確実に供給することができる。
【００５２】
さらに、第１実施形態によれば、第１キャピラリーシール部５０は、従来のようなスピンドルモータのロータハブを用いることなく、軸受装置単独で構成されるので、従来のようにロータハブを用いた軸受装置で生じていた問題を解消することができる。加えて、潤滑油保持隙間７３を第１キャピラリーシール部５０と連通させて、軸受部材２０の上端面とシール部材３０の底部３１の内側面との間に形成したので、第１キャピラリーシール部５０と軸受部材２０の上端面全体を潤滑油保持空間として用いることができる。その結果、従来のような回転軸の外周面と軸受部材の内周面との間の隙間の開口面に形成されたキャピラリーシール部と異なり、キャピラリーシール部を軸方向に長くすることなく、かつ従来のような薄板と軸受部材の上端面の間に形成されたキャピラリーシール部と異なり、軸受部材の直径を大きくすることなく、余裕分の潤滑油８０の保持量を増加させることができる。余裕分の潤滑油８０の保持量が増えると、潤滑油の自然蒸発による潤滑油不足で軸受寿命が尽きるまでの時間が延びる。したがって、流体動圧軸受装置１の長寿命化および小型化を図ることができる。
【００５３】
また、第１実施形態の流体動圧軸受装置１では、第２キャピラリーシール部６０内の潤滑油８０には、毛細管現象によって、軸方向下側に吸引される力が作用するから、装置外部への潤滑流体の漏出をさらに防止することができる。
【００５４】
また、第１キャピラリーシール部５０は、大気と連通する開口部として通気孔３２ａを用いることができるので、従来よりもキャピラリーシール部の開口面積を小さくすることができ、これにより潤滑油８０の蒸発や漏出、異物混入を抑制することができる。したがって、潤滑油８０の保持量の低下および流体動圧軸受装置１を備えた記録ディスク駆動装置の装置内汚染をさらに防止することができる。
【００５５】
さらに、潤滑流体保持隙間７３は、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしているため、潤滑油保持隙間７３内の潤滑油８０に、毛細管現象によって、半径方向内側に吸引される力が作用し、潤滑油保持隙間７３に連通する第１キャピラリーシール部５０内の潤滑油８０には軸方向上側に吸引される力がさらに作用することになるから、装置外部への潤滑油８０の漏出をより効果的に防止できる。
【００５６】
加えて、突起部３１ｂを軸受部材２０の上端面に当接させてシール部材３０の軸方向の位置決めを行うことによって、第１キャピラリーシール部５０および潤滑油保持隙間７３を、ばらつきなく、所定の寸法どおりに形成することができる。
【００５７】
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について図２を参照して説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置２の概略構成を表し、図２（Ａ）は流体動圧軸受装置２の側断面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置２の側面図である。なお、以下の第２実施形態〜第１１実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付して、その構成・作用の説明は省略する。第２実施形態の流体動圧軸受装置２では、第１実施形態の通気孔３２ａの代わりに、切欠３２ｂが形成されている。切欠３２ｂは、円筒部３２の端部に形成され、その上端位置が第１実施形態の通気孔３２ａと一致している。第２実施形態では、切欠３２ｂを通じて、潤滑油８０の充填量を目視確認することができる。
【００５８】
（３）第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置３の概略構成を表す側断面図である。第３実施形態の流体動圧軸受装置３では、軸本体部１１が小径円筒部１５と大径円筒部１６とのみからなり、第１実施形態のテーパ部１４が省略されている。すなわち、第３実施形態では軸本体部１１の大径円筒部１６は、上端位置が第１実施形態のテーパ部１４の上端位置と一致するような形状をなしている。このようにすることで、テーパ部１４の研磨加工がなくなり、回転軸１１の加工が容易になる。
【００５９】
（４）第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本発明の第４実施形態に係る流体動圧軸受装置４の概略構成を表す側断面図である。第４実施形態では、第１実施形態のシール部材３０に、突出孔３１ａの内周縁に沿って上方へ突出する環状突起部３１ｃが形成されている。これにより、第２キャピラリーシール部６０内の潤滑油８０の軸方向への移動をさらに許容することができるので、潤滑油８０の外部漏出をさらに防止することができる。
【００６０】
（５）第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本発明の第５実施形態に係る流体動圧軸受装置５の概略構成を表す側断面図である。第５実施形態の流体動圧軸受装置５は、軸受部材２０を内周面に嵌着する中空略円筒状のケース部材９０を備えている。ケース部材９０は、切削加工により形成されている。閉塞部材４０は、ケース部材９０の下側開口部９１に嵌着され、その上端面はフランジ部１２の下面に対向している。ケース部材９０の外周面の上端部にはシール部材３０が嵌着され、段部９２にシール部材３０の円筒部３２の下端面を当接させることにより、シール部材３０の軸方向の位置決めがなされる。このようにして軸方向の位置決めを行うことによって、第１実施形態の突起部３１ｂを形成する手間が省けるので、シール部材３０の軸方向の位置決め精度を損なわずに、シール部材３０の加工を容易にすることができる。また、ケース部材９０に軸受部材２０と閉塞部材４０を嵌着する構成とすることで、それぞれの部材の形状が単純化されて加工が容易になるとともに、それぞれの部材を標準化して予めストックしておくことによって種々の組み合わせが可能となり、軸受装置の設計変更があっても迅速に対応することができる。これにより、生産コストが低減できる。
【００６１】
（６）第６実施形態
次に、本発明の第６実施形態について図６を参照して説明する。図６は、本発明の第６実施形態に係る流体動圧軸受装置６の概略構成を表す側断面図である。第６実施形態は、第５実施形態の変形例である。第６実施形態の流体動圧軸受装置６では、第５実施形態のケース部材９０の段部９２を省略して、軸受部材２０の外周にシール部材３０を嵌着するとともに、ケース部材９０の上端面９０ａにシール部材３０の円筒部３２の下端面を当接させることにより、シール部材３０の軸方向の位置決めを行っている。これにより、シール部材３０の軸方向の位置決め精度を損なわずに、第５実施形態のケース部材９０の段部９２を形成する手間が省けるので、ケース部材９０の加工を容易にすることができる。
【００６２】
（７）第７実施形態
次に、本発明の第７実施形態について図７を参照して説明する。図７は、本発明の第７実施形態に係る流体動圧軸受装置７の概略構成を表す側断面図である。第７実施形態は、第５実施形態の変形例である。第７実施形態の流体動圧軸受装置７は、有底円筒状のケース部材９０を備えている。ケース部材９０は、第５実施形態の閉塞部材４０とケース部材９０とが一体的に形成された部材である。また、流体動圧軸受装置７は、軸受部材２０の下端面とケース部材９０の底部の上側面との間に、回転軸１０のフランジ部１２が係合する係合隙間１０１が形成されるように、スペーサ１００（スペーサ部材）を備えている。また、流体動圧軸受装置７では、第１実施形態の軸受部材２０の上端面に形成されたテーパ面２０ｄの代わりに、シール部材３０の底部３１の内側面に、突出孔３１ａから半径方向外側に向かうに従って軸方向に上がっていくテーパ面３１ｄが形成されている。さらに、第１実施形態の軸受部材２０の外周面上側に形成されたテーパ面２０ｃの代わりに、シール部材３０の円筒部３２の内側面に、テーパ面３１ｄから軸方向下側に向かうに従って拡径するテーパ面３２ｂが形成されている。また、ケース部材９０の外周面の上端部に嵌着される円筒部３２の下端部の内側には、テーパ面３１ｄと接続する円筒面が形成されている。このような構成によって、軸受部材２０のテーパ面や段部が省略され、外周面がストレートな円筒となるので、さらに加工が容易となる。また、第５実施形態と同様にして、ケース部材９０や軸受部材２０に加えてスペーサ１００も標準化して予めストックしておくことによって、さらに迅速に設計変更への対応を行うことができる。
【００６３】
（８）第８実施形態
次に、本発明の第８実施形態について図８を参照して説明する。図８は、本発明の第８実施形態に係る流体動圧軸受装置８の概略構成を表す側断面図である。第８実施形態は、第１実施形態の変形例である。第８実施形態では、第１実施形態における回転軸１０のフランジ部１２の上面に対向する軸受部材２０の下端面に、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるスラスト動圧溝２０ｅが形成されている。このような形態では、フランジ部１２の上面で発生するスラスト方向の動圧によってフランジ部１２の下面で発生するスラスト方向の動圧がバランスされるので、回転軸１０が過浮上なく安定して回転できる。
【００６４】
（９）第９実施形態
次に、本発明の第９実施形態について図９を参照して説明する。図９は、本発明の第９実施形態に係る流体動圧軸受装置９の概略構成を表す側断面図である。流体動圧軸受装置９は、軸受部材２０を内周面に嵌着する中空円筒状のケース部材９０を備えている。ケース部材９０は、絞り加工あるいは伸管加工によって形成されているので、第５実施形態のケース部材よりも安価である。閉塞部材４０は、ケース部材９０の下側開口部９１に嵌着され、その上端面は回転軸１０のフランジ部１２の下面に対向している。そして、軸受部材２０の下端面と閉塞部材４０の上端面との間には、フランジ部１２が係合するための係合隙間１０１が形成されるように、スペーサ１００が設けられている。
【００６５】
また、軸受部材２０の外周面とシール部材３０の内周面に、互いに対向する周溝２０ｆ、３２ｃが形成されている。周溝２０ｆ、３２ｃは、第１キャピラリーシール部５０の液面よりも下方で、かつシール部材３０の通気孔３２ａよりも上方に位置している。周溝２０ｆよりも下方に位置する軸受部材２０の外周面と、周溝３２ｃよりも下方に位置するシール部材３０の内周面には、撥油剤１１０が塗布されている。撥油剤１１０は、たとえばフッ素系材料からなる。
【００６６】
軸受部材２０の外周面には溜まり部用周溝１１１（接着剤溜まり部用周溝）が形成されている。溜まり部用周溝１１１の上端部外周面とシール部材３０の円筒部３２の端部内周面との間には、接着剤の第１溜まり部１２１が形成されている。周溝１１１の下端部外周面とケース部材９０の上端部内周面との間には、接着剤の第２溜まり部１２２が形成されている。シール部材３０は、第１溜まり部１２１に充填された接着剤により、軸受部材２０に固定されている。ケース部材９０は、第２溜まり部１２２に充填された接着剤により、軸受部材２０に固定されている。
【００６７】
第９実施形態では、外部からの衝撃や振動により、第１キャピラリーシール部５０の潤滑油８０の液面が下方へ急激に移動しても、周溝２０ｆ、３２ｃと撥油剤１１０によって有効的に塞き止められ、通気孔３２ａからの潤滑油８０の漏出をさらに防止することができる。また、周溝２０ｆ、３２ｃは、そればかりではなく、撥油剤１１０を塗布する際に、その塗布位置の目印の役割をも果たしている。また、第１溜まり部１２１および第２溜まり部１２２を互いに近接して、軸受部材２０の開口部２２から離れた外周面に形成することができるので、接着剤充填時に、接着剤が所定の充填部位以外に付着して、軸受部材２０の開口部２２から内周面へ接着剤が浸入することを効果的に防止することができる。また、接着剤の充填部位を簡単な構成とすることができる。さらに、接着剤の充填を一度で行うことができるので、充填作業が容易となる。
【００６８】
（１０）第１０実施形態
（Ｂ）スピンドルモータ
次に、第１実施形態〜第９実施形態の流体動圧軸受装置１〜９が適用されたスピンドルモータについて説明する。図１１は、第１実施形態の流体動圧軸受装置１が適用された第１０実施形態のスピンドルモータ２００の概略構成を表す側断面図である。なお、スピンドルモータ２００には、第１実施形態の流体動圧軸受装置１に限らず、第２実施形態〜第９実施形態の流体動圧軸受装置２〜９も適用することができるのは言うまでもない。
【００６９】
スピンドルモータ２００は、基台２１０を備えている。基台２１０の底部には、上方に突出するボス部３０２が形成され、その外周部には、ステータコア２２１にコイル２２２が捲回されてなるステータ２２０が固定されている。また、ボス部３０２の内周面には流体動圧軸受装置１が嵌着され、この流体動圧軸受装置１によって、ロータ２３０がステータ２２０に対して相対回転自在に支持されている。ロータ２３０は、ロータハブ２３１と、ロータハブ２３１に嵌着されるとともにステータ２２０と協働して回転磁界を発生するロータマグネット２３２とを有する。ロータハブ２３１は、回転軸１０の小径部円筒部１５に嵌着され、テーパ部１４の端面に当接されることによって、軸方向に位置決めされている。基台２１０には、わずかな軸方向隙間を介してロータマグネット２３２の下端部に対向する、環状の吸引板２４０が固定されている。吸引板２４０はロータ２３０全体を磁気力で吸引する機能を有している。
【００７０】
また、回転軸１０の上端部の内部には、詳細には図示されないが、ねじ孔が形成されており、記録ディスクを固定するクランプ部材がこのねじ孔によってねじ止めされる。さらに、基台２１０の下面には、フレキシブル配線基板が固着されており、この配線基板の出力端より制御電流がステータ２２０に供給されることにより、ロータハブ２３１、ロータマグネット２３２、回転軸１０等からなるロータ組立体がステータ２２０に対して回転を始める。
【００７１】
上記のようなスピンドルモータ２００では、ロータ組立体は、回転軸１０が回転するにしたがって、流体動圧軸受装置１内のスラスト動圧溝４０ａで発生するスラスト動圧力が作用する方向とは反対側の軸方向に磁気力で吸引され、スラスト動圧溝４０ａで発生するスラスト動圧力が上記磁気力と重力との合力とバランスすることによって、過浮上なく安定的に支持されている。
【００７２】
なお、第１実施形態の流体動圧軸受装置１の代わりに、第８実施形態の流体動圧軸受装置８をスピンドルモータ２００に適用した場合、流体動圧軸受装置８は互いにバランスし合う１対のスラスト動圧軸受２０ｅ，４０ａを有するから、ロータ２３０を磁気力で吸引するための吸引板２４０を設ける必要がない。したがって、部品点数が少なくて済む。
【００７３】
（１１）第１１実施形態
（Ｃ）記録ディスク駆動装置
次に、第１０実施形態のスピンドルモータ２００が適用された記録ディスク駆動装置としての磁気ディスク駆動装置３００について説明する。図１２は、第１１実施形態の記録ディスク駆動装置３００の概略構成を表す側断面図である。磁気ディスク駆動装置３００には、第１０実施形態のスピンドルモータ２００の基台２１０内を密閉して塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成するカバー部材３０１が設けられている。カバー部材３０１と基台２１０とにより、磁気ディスク駆動装置３００の筐体が形成される。したがって、基台２１０はスピンドルモータ２００の一部と磁気ディスク駆動装置３００の筐体の一部を兼ねている。このようにして、スピンドルモータ２００のステータ２２０やロータ２３０を含むスピンドルモータ２００の本体部は、磁気ディスク駆動装置３００の筐体内部に収容される。
【００７４】
ロータハブ２３１の外周面には、磁気ディスク３０４（記録ディスク）が二段に装着されている。磁気ディスク３０４は、回転軸１０の小径円筒部１５の軸方向に加工されたねじ孔にセンターピン３０５を螺合してクランプ部材３０３を固定することにより、ロータハブ２３１に固定されている。これにより、磁気ディスク３０４は、ロータハブ２３１とともに回転する。なお、第１１実施形態では、磁気ディスク３０４がロータハブ２３１に２枚装着されているが、磁気ディスクの枚数はこれに限定されるものではない。
【００７５】
また、磁気ディスク駆動装置３００は、磁気ディスク３０４に対して情報の書込みおよび／または読出しを実行する磁気ヘッド３０６(記録ヘッド)と、磁気ヘッド３０６を支持するアーム３０７と、磁気ヘッド３０６およびアーム３０７を所要の位置に移動させるボイスコイルモータ３０８とを備えている。ボイスコイルモータ３０８は、コイル３０９と、コイル３０９に対向して設けられたマグネット３１０を有している。
【００７６】
上記の磁気ヘッド３０６は、基台２１０の適宜箇所に、旋回自在に支持されたアーム３０７に固定されたヘッド・スタック・アッセンブリ３１１の先端部に取り付けられている。磁気ヘッド３０６は、一枚の磁気ディスク３０４に対して、磁気ディスク３０４を挟むように上下一対配置され、磁気ディスク３０４の両面に対して情報の書き込みおよび／または読み出しを行うことができる。なお、第１１実施形態では磁気ディスク３０４が２枚の構成となっているため、記録ヘッド３０６は２対設けられている。また、第１１実施形態では、スピンドルモータ２００を磁気ディスク駆動装置３００に適用したが、これに限定されるものではない。たとえば、スピンドルモータ２００を、ＣＤやＤＶＤ等の記録ディスクを駆動する記録ディスク駆動装置に適用してもよい。
【実施例】
【００７７】
以下、具体的な実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００７８】
（１）軸受部材上端面における潤滑油の液面状態の評価
［実施例１］
実施例１は、液面状態の観察が可能なように透明な樹脂製シール部材が装着された、本発明の第１実施形態と同じシール構造を有する、観察用流体動圧軸受装置である。したがって、実施例１の観察用流体動圧軸受装置には、第１実施形態で説明した充填方法に従って潤滑油を充填した。すなわち、樹脂製シール部材以外の部材を全て組立てた状態の、半完成の観察用流体動圧軸受装置の軸受部材内部を真空に近い状態にし、ディスペンサーを用いて軸受部材上端面に潤滑油を規定量だけ供給し、軸受隙間の開口部と連通孔とを潤滑油で覆うようにした後、軸受部材の外部を大気圧に戻し、外圧と内圧の差により軸受隙間内と連通孔内に潤滑油を連続的に充填した。この段階では、まだ、第１キャピラリーシール部、潤滑油保持隙間および第２キャピラリーシール部を充填するために必要な量の潤滑油が、表面張力によって液面が盛り上がった状態で軸受部材の上端面に保持されている。次いで、シール部材を軸受部材に嵌着して、軸方向の位置決めを行い、第１キャピラリーシール部の所定の位置に液面を形成した。その結果を図１３に示す。図１３は、実施例１の観察用流体動圧軸受装置の側面の写真であり、軸受部材とシール部材との間の潤滑油の液面を示している。図１３で示すように、実施例１では、第１キャピラリーシール部の全周に亘って、軸方向の同じ位置に潤滑油の液面が形成されていることが確認できた。このような確認を複数回行ったが、いずれも同じ結果が得られた。すなわち、実施例１では、第１キャピラリーシール部の全周にわたって、安定して均一な潤滑油の液面を形成することができた。
【００７９】
［比較例１、２］
実施例１と同じ観察用軸受装置を用いて、軸受部材の上端面に液面が形成されるよう、実施例１の規定量よりも少ない量の潤滑油を、実施例１と同じ充填方法で充填し、液面の状態を確認した。その結果を図１４、１５に示す。図１４、１５は、比較例１，２の流体動圧軸受装置の上面の写真であり、軸受部材の上端面の潤滑油の液面がなす輪郭形状を示している。このような場合、軸受部材の穴中心から半径方向のほぼ同じ位置に液面が形成された状態、すなわち前記輪郭形状が真円に近い形状であれば、均一な潤滑油の液面が形成された、とすることができる。比較例１、２では、いずれも、規定量よりも少ないが、軸受部材の上端面に液面が形成されるために必要な量を充填した。しかしながら、図１４、１５から判るように、潤滑油の液面が不均一に形成され、上面から見た液面の輪郭はいびつな形状をなし、いつも同じように形成されなかった。図１４では、中心孔縁の一部で液面の輪郭が不連続となっている。図１５では、図１４よりも若干多い量の潤滑油を充填してみたが、連通孔が潤滑油で覆われず、さらに、中心孔縁の一部に気泡が入って、潤滑油が不連続に充填された状態となってしまった。このような状態では、軸部材の回転時に、潤滑油に空気が混入したり、軸受隙間内への潤滑油の十分な供給が損なわれたりして、軸受装置が焼付きを起こす虞がある。
【００８０】
以上のように、実施例１は、比較例１、２と比較して、安定して均一な潤滑油の液面を形成することができ、軸受装置内部に保持されている潤滑油の、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部への供給を確実に行うことができることが判った。また、潤滑油充填時に軸受部材の上端面に液面が形成される形態では、たとえ軸受装置内部に十分な量の潤滑油が保持されていても、不連続的に充填された状態が発生し、回転時にラジアル軸受部およびスラスト軸受部への空気の混入や潤滑油の供給不足が発生しやすくなり、流体動圧軸受装置の寿命が早期に尽きてしまう可能性があることが判った。したがって、第１キャピラリーシール部に液面が形成されるように潤滑油を充填すると、長寿命化とともに、安定した軸受寿命を得ることができる。
【００８１】
（２）スピンドルモータの衝撃試験結果
［実施例２〜１９］
本発明の第９実施形態の流体動圧軸受装置９を備えたスピンドルモータで衝撃試験を行った。実施例２〜１０では、本発明の第９実施形態のスピンドルモータに対して静止状態で衝撃を与え、実施例１１〜１９では、本発明の第９実施形態のスピンドルモータに対して回転状態で衝撃を与え、衝撃力に対する潤滑油の飛散流出防止効果を確認した。実施例２〜１０の衝撃試験結果を表１、実施例１１〜１９の衝撃試験結果を表２に示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
衝撃試験では、試験機として、Ｅｎｄｅｖｃｏ社製のＳＭ１１０式の衝撃試験機を用いた。試験条件としては、スピンドルモータの上記試験機への組付け姿勢を、表１，２に示すように、上向き、下向き、横向きの３方向とした。組付け姿勢が上向き、下向き、横向きとは、流体動圧軸受装置の軸受部材の上側開口部が上向き、下向き、横向きであることを意味している。また、衝撃は、上から下方向に印加されるものとし、衝撃の大きさは、最高加速度の大きさで計り、８００Ｇから１５００Ｇまでを５段階に分けて、試験を行なった。加速度は、印加時間１ｍｓの間に加速度ゼロから最高加速度まで増加した後、再び加速度ゼロに戻る半正弦波とした。このような試験方法は、流体動圧軸受装置内の潤滑油の流出移動の大きさが、衝撃の大きさや、衝撃の印加方向に対する流体動圧軸受装置の姿勢などで左右されるものであるから、これらの要因を考慮した方法である。
【００８５】
試験品としては、本発明の第９実施形態の流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータを１８個（実施例２〜実施例１９）用意し、静止状態で９個、回転している状態で９個の試験品を、上向き、下向き、横向きの組付け姿勢でそれぞれ３個ずつに分け、各試験品に対して５つの加速度レベルの衝撃試験を繰り返し行なった。
【００８６】
なお、実施例２〜実施例１９において、試験は、小さい衝撃（加速度）印加から大きい衝撃(加速度)印加の順序で実施した。これは、この順に、衝撃に対する潤滑油の位置安定性の条件がよりシビアになるからである。また、衝撃試験は、最大１５００Ｇの加速度まで、或いは試験品にオイル漏れが認められるまでの、いずれか早く起きた方まで実施した。
【００８７】
試験結果は、表１、２から明らかなように、静止状態では１５００Ｇの衝撃でも潤滑油漏れが認められず、回転している状態でも１４００Ｇの衝撃までは潤滑油漏れが起きなかった。従来、ノートパソコンや携帯端末などに磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ装置等を搭載する場合、流体動圧軸受装置を具備したスピンドルモータに対する耐衝撃要求は１０００Ｇ程度であるが、本発明の第９実施形態のシール構造は、それ以上の衝撃を受けた場合においても、優れた潤滑油の飛散流出防止効果を示すものである。尚、表において、「オイル漏れ」の表示は、その試験でオイル漏れが実際に確認されたことを表し、「ＯＫ」の表示は、その試験でオイル漏れが生じなかったことを表している。オイル漏れの有無の確認は、顕微鏡による目視検査で行った。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表し、（Ａ）は流体動圧軸受装置の側断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置の側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表し、（Ａ）は流体動圧軸受装置の側断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の矢視方向Ａから見た流体動圧軸受装置の側面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係る流体動圧軸受装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１０】図１の流体動圧軸受装置に設けられたシール部材の概略構成を表し、（Ａ）は、シール部材の底部の上面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】図１の流体動圧軸受装置が適用されたスピンドルモータの概略構成を表す側断面図である。
【図１２】図１１のスピンドルモータが適用された磁気ディスク駆動装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１３】本発明の実施例１の流体動圧軸受装置の側面の写真であり、潤滑油の液面の形成状態を示している。
【図１４】本発明の比較例１の流体動圧軸受装置の上面の写真であり、潤滑油の液面の形成状態を示している。
【図１５】本発明の比較例２の流体動圧軸受装置の上面の写真であり、潤滑油の液面の形成状態を示している。
【図１６】流体動圧軸受装置のキャピラリーシール部の従来例の概略構成を表す側断面図であり、（Ａ）は流体動圧軸受装置の全体図、（Ｂ）は（Ａ）のキャピラリーシール部の部分拡大図である。
【図１７】流体動圧軸受装置のキャピラリーシール部の他の従来例の概略構成を表す側断面図である。
【図１８】流体動圧軸受装置のキャピラリーシール部の他の従来例の概略構成を表す側断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１〜９…流体動圧軸受装置、１０…回転軸（軸部材）、２０…軸受部材、２０ａ…ラジアル動圧溝、２０ｅ…スラスト動圧溝（第２スラスト動圧溝）、２０ｆ，３２ｃ…周溝、３０…シール部材、３１…底部、３１ａ…突出孔、３１ｂ…突起部、３１ｃ…環状突起部、３２…円筒部、３２ａ…通気孔、３２ｂ…切欠、４０…閉塞部材、４０ａ…スラスト動圧溝（第１スラスト動圧溝）、５０…第１キャピラリーシール部、６０…第２キャピラリーシール部、７１…ラジアル軸受隙間（軸受隙間）、７２…スラスト軸受隙間（軸受隙間）、７３…潤滑油保持隙間（潤滑流体保持隙間）、８０…潤滑油（潤滑流体）、９０…ケース部材、９２…段部、１００…スペーサ（スペーサ部材）、１０１…係合隙間、１１０…撥油剤、１１１…溜まり部用周溝、１２１…第１溜まり部、１２２…第１溜まり部、２００…スピンドルモータ、２１０…基台、２２０…ステータ、２３０…ロータ、２３１…ロータハブ、２３２…ロータマグネット、３００…磁気ディスク駆動装置（記録ディスク駆動装置）、３０４…磁気ディスク（記録ディスク）、３０６…磁気ヘッド（記録ヘッド）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部にフランジ部を有する軸部材と、
前記軸部材を相対回転自在に支承する中空略円筒状の軸受部材と、
前記軸部材の上端部が突出する突出孔を底部に有し、前記軸受部材の上端部を覆うようにして設けられた有底円筒状のシール部材と、
前記軸受部材の下端部を閉塞する閉塞部材と、
前記軸部材と前記軸受部材との間、および前記軸部材と前記閉塞部材との間の、それぞれに形成された動圧溝を含む軸受隙間と
を備え、
前記軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面とのいずれか一方には、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝が形成され、
前記フランジ部の下面と前記閉塞部材の上面とのいずれか一方には、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第１スラスト動圧溝が形成され、
前記軸受部材の上端面と前記シール部材の底部の内側面との間に潤滑流体保持隙間が形成され、
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の内周面との間には、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部が形成され、
前記軸部材の外周面と前記突出孔の内周面との間には、第２キャピラリーシール部が形成され、
前記軸受部材の端面には、前記軸受隙間と前記潤滑流体保持隙間を連通する連通孔が前記軸受部材を軸方向に貫通して形成され、
互いに連通する前記軸受隙間、前記第２キャピラリーシール部、前記連通孔、前記潤滑流体保持隙間、および前記第１キャピラリーシール部には、連続的に潤滑流体が充填されており、
前記シール部材の円筒部には、前記第１キャピラリーシール部に充填されている前記潤滑流体の液面よりも軸方向下側に位置している通気孔が形成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】
前記第２キャピラリーシール部は、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項３】
前記潤滑流体保持隙間は、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項４】
前記突出孔の内周縁部に沿って外部へ突出する環状突起部を形成し、前記第２キャピラリーシール部を軸方向上側に延在させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項５】
前記シール部材の底部の内側面には、３個以上の突起部が形成され、
前記突起部を前記軸受部材の上端面に当接させることによって、前記シール部材の軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項６】
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の内周面のそれぞれに、互いに対向する周溝が形成され、
前記周溝は、前記第１キャピラリーシール部における前記潤滑流体の液面より軸方向下側で、かつ前記シール部材の前記通気孔より軸方向上側に位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項７】
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の内周面のいずれにも、前記周溝より軸方向下側に撥油剤が塗布されていることを特徴とする請求項６に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
前記通気孔は、前記シール部材の円筒部の下端面まで軸方向下側に延在して形成された切欠であるとともに、前記潤滑流体の液面位置を視認するための視認窓の機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項９】
全長が前記軸受部材よりも短い中空円筒状のケース部材を備え、
前記軸受部材が、その上端部を突出させて、前記ケース部材の内周面に嵌着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
前記軸受部材の上端部の外周面に嵌着された前記シール部材を前記ケース部材の上端面に当接させることによって、前記シール部材の軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項９に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１１】
前記ケース部材の上端部外周面には段部が形成され、
前記ケース部材の上端部外周面に嵌着された前記シール部材の円筒部の下端面を前記段部に当接させることによって、前記シール部材の軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項９に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１２】
全長が前記軸受部材よりも短い中空円筒状のケース部材を備え、
前記軸受部材が、その上端部を突出させて、前記ケース部材の内周面に嵌着され、
前記シール部材が、前記軸受部材の上端部外周面に嵌着され、
前記軸受部材の外周面と前記ケース部材の上端部内周面との間には、接着剤の第１溜まり部が形成され、
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の下端部内周面との間には、接着剤の第２溜まり部が形成され、
前記第１溜まり部と前記第２溜まり部のそれぞれには接着剤が充填され、
前記ケース部材と前記シール部材のそれぞれが、前記接着剤によって前記軸受部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１３】
前記軸受部材の外周面には、接着剤溜まり部用周溝が形成され、
前記接着剤溜まり部用周溝と前記ケース部材の上端部内周面との間に前記接着剤の第１溜まり部が形成され、前記接着剤溜まり部用周溝と前記シール部材の下端部内周面との間に前記接着剤の第２溜まり部が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１４】
前記ケース部材は、前記閉塞部材と一体的に形成された有底円筒状部材からなることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１５】
前記ケース部材は、絞り加工あるいは伸管加工により形成されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１６】
前記シール部材は、絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１７】
前記軸受部材と前記閉塞部材の間には、前記軸部材の前記フランジ部が係合する係合隙間を形成するためのスペーサ部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１８】
互いに対向する前記軸受部材の下端面および前記フランジ部上端面のいずれか一方に、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させる第２スラスト動圧溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１９】
基台と、
前記基台に固定されたステータと、
ロータハブと、前記ロータハブに嵌着されるとともに前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとを有するとともに、前記基台に対して相対回転自在に設けられたロータと、
前記ロータの回転を支持する流体動圧軸受装置と、
を備え、
前記流体動圧軸受装置は、請求項１〜１７に記載の流体動圧軸受装置であり、
前記ロータは、前記流体動圧軸受装置内の第１スラスト動圧溝で発生するスラスト動圧が作用する方向に対して軸方向反対側に磁気力によって吸引されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２０】
基台と、
前記基台に固定されたステータと、
ロータハブと、前記ロータハブに嵌着されるとともに前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとを有するとともに、前記基台に対して相対回転自在に設けられたロータと、
このロータの回転を支持する流体動圧軸受装置と、
を備え、
前記流体動圧軸受装置は、請求項１８に記載の流体動圧軸受装置であることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２１】
記録ディスクと、
前記記録ディスクに情報の書き込みおよび／または読み出しを実行する記録ヘッドと、
前記記録ディスクを回転駆動するためスピンドルモータと、
を備え、
前記スピンドルモータは、請求項１９または２０に記載のスピンドルモータであることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
【請求項１】
下端部にフランジ部を有する軸部材と、
前記軸部材を相対回転自在に支承する中空略円筒状の軸受部材と、
前記軸部材の上端部が突出する突出孔を底部に有し、前記軸受部材の上端部を覆うようにして設けられた有底円筒状のシール部材と、
前記軸受部材の下端部を閉塞する閉塞部材と、
前記軸部材と前記軸受部材との間、および前記軸部材と前記閉塞部材との間の、それぞれに形成された動圧溝を含む軸受隙間と
を備え、
前記軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面とのいずれか一方には、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝が形成され、
前記フランジ部の下面と前記閉塞部材の上面とのいずれか一方には、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第１スラスト動圧溝が形成され、
前記軸受部材の上端面と前記シール部材の底部の内側面との間に潤滑流体保持隙間が形成され、
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の内周面との間には、軸方向下側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなした第１キャピラリーシール部が形成され、
前記軸部材の外周面と前記突出孔の内周面との間には、第２キャピラリーシール部が形成され、
前記軸受部材の端面には、前記軸受隙間と前記潤滑流体保持隙間を連通する連通孔が前記軸受部材を軸方向に貫通して形成され、
互いに連通する前記軸受隙間、前記第２キャピラリーシール部、前記連通孔、前記潤滑流体保持隙間、および前記第１キャピラリーシール部には、連続的に潤滑流体が充填されており、
前記シール部材の円筒部には、前記第１キャピラリーシール部に充填されている前記潤滑流体の液面よりも軸方向下側に位置している通気孔が形成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】
前記第２キャピラリーシール部は、軸方向上側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項３】
前記潤滑流体保持隙間は、半径方向外側に向かうに従って拡開する断面テーパ状をなしていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項４】
前記突出孔の内周縁部に沿って外部へ突出する環状突起部を形成し、前記第２キャピラリーシール部を軸方向上側に延在させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項５】
前記シール部材の底部の内側面には、３個以上の突起部が形成され、
前記突起部を前記軸受部材の上端面に当接させることによって、前記シール部材の軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項６】
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の内周面のそれぞれに、互いに対向する周溝が形成され、
前記周溝は、前記第１キャピラリーシール部における前記潤滑流体の液面より軸方向下側で、かつ前記シール部材の前記通気孔より軸方向上側に位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項７】
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の内周面のいずれにも、前記周溝より軸方向下側に撥油剤が塗布されていることを特徴とする請求項６に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
前記通気孔は、前記シール部材の円筒部の下端面まで軸方向下側に延在して形成された切欠であるとともに、前記潤滑流体の液面位置を視認するための視認窓の機能を兼ね備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項９】
全長が前記軸受部材よりも短い中空円筒状のケース部材を備え、
前記軸受部材が、その上端部を突出させて、前記ケース部材の内周面に嵌着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
前記軸受部材の上端部の外周面に嵌着された前記シール部材を前記ケース部材の上端面に当接させることによって、前記シール部材の軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項９に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１１】
前記ケース部材の上端部外周面には段部が形成され、
前記ケース部材の上端部外周面に嵌着された前記シール部材の円筒部の下端面を前記段部に当接させることによって、前記シール部材の軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項９に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１２】
全長が前記軸受部材よりも短い中空円筒状のケース部材を備え、
前記軸受部材が、その上端部を突出させて、前記ケース部材の内周面に嵌着され、
前記シール部材が、前記軸受部材の上端部外周面に嵌着され、
前記軸受部材の外周面と前記ケース部材の上端部内周面との間には、接着剤の第１溜まり部が形成され、
前記軸受部材の外周面と前記シール部材の下端部内周面との間には、接着剤の第２溜まり部が形成され、
前記第１溜まり部と前記第２溜まり部のそれぞれには接着剤が充填され、
前記ケース部材と前記シール部材のそれぞれが、前記接着剤によって前記軸受部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１３】
前記軸受部材の外周面には、接着剤溜まり部用周溝が形成され、
前記接着剤溜まり部用周溝と前記ケース部材の上端部内周面との間に前記接着剤の第１溜まり部が形成され、前記接着剤溜まり部用周溝と前記シール部材の下端部内周面との間に前記接着剤の第２溜まり部が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１４】
前記ケース部材は、前記閉塞部材と一体的に形成された有底円筒状部材からなることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１５】
前記ケース部材は、絞り加工あるいは伸管加工により形成されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１６】
前記シール部材は、絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１７】
前記軸受部材と前記閉塞部材の間には、前記軸部材の前記フランジ部が係合する係合隙間を形成するためのスペーサ部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１８】
互いに対向する前記軸受部材の下端面および前記フランジ部上端面のいずれか一方に、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させる第２スラスト動圧溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１９】
基台と、
前記基台に固定されたステータと、
ロータハブと、前記ロータハブに嵌着されるとともに前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとを有するとともに、前記基台に対して相対回転自在に設けられたロータと、
前記ロータの回転を支持する流体動圧軸受装置と、
を備え、
前記流体動圧軸受装置は、請求項１〜１７に記載の流体動圧軸受装置であり、
前記ロータは、前記流体動圧軸受装置内の第１スラスト動圧溝で発生するスラスト動圧が作用する方向に対して軸方向反対側に磁気力によって吸引されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２０】
基台と、
前記基台に固定されたステータと、
ロータハブと、前記ロータハブに嵌着されるとともに前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとを有するとともに、前記基台に対して相対回転自在に設けられたロータと、
このロータの回転を支持する流体動圧軸受装置と、
を備え、
前記流体動圧軸受装置は、請求項１８に記載の流体動圧軸受装置であることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２１】
記録ディスクと、
前記記録ディスクに情報の書き込みおよび／または読み出しを実行する記録ヘッドと、
前記記録ディスクを回転駆動するためスピンドルモータと、
を備え、
前記スピンドルモータは、請求項１９または２０に記載のスピンドルモータであることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１６２０２９（Ｐ２００６−１６２０２９Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５８３２４（Ｐ２００４−３５８３２４）
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
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