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】流体動圧軸受装置において、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、それにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる技術を提供する。
【解決手段】流体動圧軸受装置５に使用されるスラストプレート３４２は、シャフト４１の下端部４１ｂを収容する凹部３４２ａを有している。また、スラストプレート３４２は、潤滑オイル５１中に浸漬され、軸受ハウジング３４４に固定されることなく、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間に挟持されている。このため、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの当接位置に応じてスラストプレート３４２は径方向に移動し、その結果、シャフト４１とスラストプレート３４２とが良好に調芯される。これにより、スラストプレート３４２の偏摩耗が防止される。
【解決手段】流体動圧軸受装置５に使用されるスラストプレート３４２は、シャフト４１の下端部４１ｂを収容する凹部３４２ａを有している。また、スラストプレート３４２は、潤滑オイル５１中に浸漬され、軸受ハウジング３４４に固定されることなく、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間に挟持されている。このため、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの当接位置に応じてスラストプレート３４２は径方向に移動し、その結果、シャフト４１とスラストプレート３４２とが良好に調芯される。これにより、スラストプレート３４２の偏摩耗が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、ステータ部とロータ部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。
【０００３】
従来の流体動圧軸受装置は、シャフトを径方向に支持するラジアル軸受部と、シャフトを軸方向に支持するスラスト軸受部とを有している。ラジアル軸受部は、シャフトを挿通するスリーブを有しており、シャフトとスリーブとの間に介在する潤滑オイルの流体動圧を利用してシャフトを支持する。また、スラスト軸受部は、円板状のスラストプレートを有しており、スラストプレートの上面にシャフトの下端部を当接させることによりシャフトを軸方向に支持する。
【０００４】
このような従来の流体軸受装置については、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９９７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の流体動圧軸受装置では、スラストプレートの上面に部分的あるいは全体的に凹形曲面が形成され、当該凹形曲面上においてシャフトを支持する場合があった。このようにすれば、シャフトの下端部とスラストプレートの上面との実接触面積が増えるためシャフトからスラストプレートへの圧力が分散され、シャフトとスラストプレートとの摺接に伴うスラストプレートの摩耗が抑制される。
【０００７】
しかしながら、従来の流体動圧軸受装置では、軸受ハウジングやスリーブなどの固定軸受部材に対してスラストプレートが固定的に取り付けられていた。このため、スリーブに支持されたシャフトの中心軸上にスラストプレートの凹形曲面の中心を厳密に正確に配置すること（すなわち、シャフトとスラストプレートとを良好に「調芯」すること）は困難であった。凹形曲面の中心がシャフトの中心軸上に正確に配置されていなければ、シャフトとスラストプレートとの摺動によりスラストプレートの上面に偏摩耗が生じ、シャフトの回転精度を悪化させたり、回転振動を引き起こ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、流体動圧軸受装置において、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、それにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる技術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、凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面を含む凹部を有し、前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、を備え、前記スラストプレートは、前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの底面との間に挟持されることによりその位置が定めら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記載の軸受装置であって、前記スラストプレートの前記凹形曲面の曲率半径は、前記シャフトの前記凸形曲面の曲率半径以上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の軸受装置であって、前記中心軸から前記凹部の外周端までの前記中心軸に直交する方向の距離は、前記スラストプレートの外周面と前記ハウジングの内周面との前記中心軸に直交する方向の間隙よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、流体動圧軸受装置であって、凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、を備え、前記スラストプレートは、前記ハウジングの底面側に向けて突き出した湾曲形状をなしており、且つ前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの前記底面との間に挟持されることによりその位置および姿勢が定めら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１，２，および４のいずれか記載の軸受装置であって、前記スラストプレートの前記中心軸に直交する方向の寸法は、前記ハウジングの内周面の前記中心軸に直交する方向の寸法の１／２倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の軸受装置であって、前記スラストプレートは、前記ハウジングに形成された突出部に対して、前記中心軸についての周方向に対向する対向面を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、スピンドルモータであって、ベース部材と、前記ベース部材に固定された磁束発生部と、請求項１乃至６のいずれか記載の軸受装置によって前記ベースに対して回転自在に支持されたロータ部と、前記磁束発生部に対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、装置ハウジングと、前記装置ハウジングの内部に固定されるとともに、前記ロータ部に前記ディスクを装着した請求項７記載のスピンドルモータと、前記ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、軸受装置の製造方法であって、ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向他方側の面に前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面が形成されたスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記凹形曲面とをそれぞれ対向させる配置工程と、ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記凹形曲面に接触させた状態で前記シャフトの中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸と前記スラストプレートの前記凹形曲面との相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項９記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）によって、前記スラストプレートの重心位置と、前記シャフトの前記中心軸とは、ほぼ一致することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項９又は１０記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートが前記シャフトの前記先端部に対し径方向に移動することにより前記調芯が行われること特徴とする。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、軸受装置の製造方法であって、ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向一方側へ向けて突き出した湾曲形状を有するスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面とをそれぞれ対向させる配置工程と、ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面に接触させた状態で前記シャフトの前記中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸に対する前記スラストプレートの相対位置および姿勢を定める調芯を行う調芯工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、請求項１２記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートと前記シャフトの前記先端部との当接位置に応じて前記スラストプレートが傾斜することにより、前記調芯が行われることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に係る発明は、請求項９乃至１３のいずれか記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）の前に、前記軸受装置の前記ハウジングに磁束発生部を有するベース部材を取り付けるとともに、前記軸受装置の前記シャフトにロータマグネットを有するロータ部を取り付ける組立工程を更に備え、前記工程ｄ）では、前記磁束発生部と前記ロータマグネットとの間にトルクを発生させることにより、前記シャフトを回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１およびその従属項に記載の発明によれば、スラストプレートは、シャフトの先端部を収容する凹形曲面を含む凹部を有している。また、スラストプレートは、潤滑オイル中に浸漬され、ハウジングに固定されることなく、シャフトの先端部とハウジングの底面との間に挟持されている。このため、シャフトの先端部とスラストプレートの凹部との当接位置に応じてスラストプレートが中心軸と直交する方向に移動し、シャフトとスラストプレートとが良好に調芯される。これにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【００２４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、スラストプレートの凹形曲面の曲率半径は、シャフトの凸形曲面の曲率半径以上である。このため、スラストプレートの凹部上においてシャフトを適切に支持することができる。
【００２５】
特に、請求項３に記載の発明によれば、中心軸から凹部の外周端までの中心軸に直交する方向の距離は、スラストプレートの外周面とハウジングの内周面との中心軸に直交する方向の間隙よりも大きい。このため、ハウジング内においてスラストプレートが中心軸と直交する方向に移動したとしても、スラストプレートの凹部全体が中心軸から外れてしまうことはない。したがって、シャフトとスラストプレートとの間の調芯を常に有効に機能させることができる。
【００２６】
また、請求項４およびその従属項に記載の発明によれば、スラストプレートは、ハウジングの底面側に向けて突き出した湾曲形状をなしている。また、スラストプレートは、潤滑オイル中に浸漬され、ハウジングに固定されることなく、シャフトの先端部とハウジングの底面との間に挟持されている。このため、シャフトの先端部とスラストプレートとの当接位置に応じてスラストプレートが移動又は傾斜し、シャフトとスラストプレートとが良好に調芯される。これにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【００２７】
特に、請求項５に記載の発明によれば、スラストプレートの中心軸に直交する方向の寸法は、ハウジングの内周面の中心軸に直交する方向の寸法の１／２倍以上である。このため、ハウジング内においてスラストプレートが径方向に移動したとしても、スラストプレート全体が中心軸から外れてしまうことはない。したがって、シャフトとスラストプレートとの間の調芯を常に有効に機能させることができる。
【００２８】
特に、請求項６に記載の発明によれば、スラストプレートは、ハウジングに形成された突出部に対して、中心軸についての周方向に対向する対向面を有する。このため、ハウジングの突出部とスラストプレートの対向面とを接触させることにより、ハウジングとスラストプレートとの相対回転を禁止することができる。
【００２９】
また、請求項９およびその従属項に記載の発明によれば、凹形曲面が形成されたスラストプレートをハウジング内に配置し、シャフトの先端部をスラストプレートの凹形曲面に接触させた状態でスリーブとシャフトとを相対的に回転させることにより調芯を行う。これにより、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【００３０】
特に、請求項１２およびその従属項に記載の発明によれば、湾曲形状を有するスラストプレートをハウジング内に配置し、シャフトの先端部をスラストプレートの凹形曲面に接触させた状態でスリーブとシャフトとを相対的に回転させることにより調芯を行う。これにより、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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、以下の説明では、説明の便宜上、図１〜図５、図８〜図１１、および図１５における上下方向に従って「上方」、「下方」、「上面」、「下面」等の語句を使用する。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。
【００３２】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の第１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、磁気ディスク２２を回転させつつ情報の読み出しおよび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、ディスク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。
【００３３】
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、ディスク２２、スピンドルモータ１、およびアクセス部２３が収容される。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされている。
【００３４】
ディスク２２は、中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。ディスク２２は、スピンドルモータ１のハブ部材４２に装着され、スピンドルモータ１上に回転可能に支持されている。一方、アクセス部２３は、ヘッド２３１、アーム２３２、およびヘッド移動機構２３３を有している。ヘッド２３１は、ディスク２２の主面に近接し、ディスク２２に対して情報の読み出しおよび書き込みを磁気的に行う。アーム２３２は、ヘッド２３１を支持しつつディスク２２の主面に沿って揺動する。ヘッド移動機構２３３は、ディスク２２の側方に設置されている。ヘッド移動機構２３３は、アーム２３２を揺動させることにより、ヘッド２３１をディスク２２に対して相対的に移動させる。これにより、ヘッド２３１は、回転するディスク２２の必要な位置にアクセスし、ディスク２２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に対する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。
【００３５】
＜１−２．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を装着して所定の中心軸Ａ周りに回転するロータ部４とを備えている。
【００３６】
ステータ部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、および固定軸受ユニット３４を有している。
【００３７】
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にねじ止め等により固定されている。ベース部材３１には、中心軸Ａの周りにおいて軸方向（中心軸Ａ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Ａに対する内周側。以下同じ。）は、固定軸受ユニット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Ａ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。
【００３８】
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とを別体としているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが１つの部材から構成されていてもよい。この場合、ベース部材３１および第１ハウジング部材２１１を構成する部材にホルダ部３１１が形成されることとなる。
【００３９】
ステータコア３２は、ホルダ部３１１の外周面に嵌着されるコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ａに対する径方向。以下同じ。）の外側に向けて突出形成される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。
【００４０】
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、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、ロータ部４を中心軸Ａの周りに回転させるためのトルクを発生させる。
【００４１】
固定軸受ユニット３４は、ロータ部４側のシャフト４１を相対的に回転可能に支持するための機構である。固定軸受ユニット３４は、シャフト４１とともに流体動圧軸受装置５を構成する。図３は、流体動圧軸受装置５の構成を示した拡大縦断面図である。図３に示したように、固定軸受ユニット３４は、スリーブ３４１、スラストプレート３４２、シール部材３４３、および軸受ハウジング３４４を有している。
【００４２】
スリーブ３４１は、シャフト４１が挿入される軸受穴３４１ａを有する円筒形状の部材である。スリーブ３４１は、軸受ハウジング３４４の内周面に固定されている。スリーブ３４１は、軸受穴３４１ａにシャフト４１を挿通支持してシャフト４１の径方向の移動を規制しつつ、シャフト４１の中心軸Ａ周りの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３４１の内周面とシャフト４１の外周面とは微小な（例えば、数μｍ程度の）隙間を隔てて互いに対向し、その隙間には、後述する潤滑オイル５１が充填されている。スリーブ３４１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る。このため、スリーブ３４１は、微視的に見れば、多数の微小な空洞を有する多孔質体となっており、その表面に潤滑オイルを含浸する。シャフト４１は、潤滑オイルを含浸したスリーブ３４１に対して良好に摺動する。また、焼結体として構成されるスリーブ３４１は、比較的安価に得ることができる。
【００４３】
スラストプレート３４２は、シャフト４１の下方に配置された円板状の部材である。スラストプレート３４２は、その上面をシャフト４１の下端部４１ｂに当接させることによりシャフト４１を軸方向に支持しつつ、シャフト４１の中心軸Ａ周りの回転を許容するスラスト軸受部を構成している。スラストプレート３４２は、例えば、ポリアセタールやナイロン等の熱可塑性樹脂を素材として構成することができる。
【００４４】
図４は、スラストプレート３４２およびその周辺の構成を、更に拡大して示した縦断面図である。図４に示したように、スラストプレート３４２の上面の中央部分には、凹形曲面（部分球面形状）をなした凹部３４２ａが形成されている。凹部３４２ａの曲率半径ＳＲ１は、シャフト４１の下端部４１ｂの曲率半径ＳＲ２と同一又はそれより大きく設定されている。このため、凹部３４２ａの上面はシャフト４１の下端部４１ｂと面または点で接触し、スラストプレート３４２とシャフト４１との間には、いわゆるピボット軸受機構が構成されている。シャフト４１は、このようなピボット軸受機構において微小な回転抵抗で中心軸Ａ周りに回転することができる。また、スラストプレート３４２の上面に形成された凹部３４２ａは、スラストプレート３４２とシャフト４１との実接触面積を増加させ、シャフト４１からスラストプレート３４２への圧力を分散させる役割を果たす。これにより、スラストプレート３４２の上面の摩耗が抑制される。
【００４５】
図４に示したように、スラストプレート３４２は、軸受ハウジング３４４の内部において、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に介挿されている。但し、スラストプレート３４２は、軸受ハウジング３４４に対して固定されているわけではなく、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に挟持されることにより、最も安定な位置に移動してその位置が定まるようになっている。
【００４６】
軸受ハウジング３４４の内部におけるスラストプレート３４２の位置決めの仕組みについて、図５を参照しつつ更に説明する。図５のように、軸受ハウジング３４４の内部において、スラストプレート３４２が若干ずれて配置されている場合、シャフト４１の下端部４１ｂは、スラストプレート３４２の凹部３４２ａのうち中心軸ａから外れた傾斜面に当接する。すると、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間には互いに抗力がはたらき、当該抗力の径方向の分力により、スラストプレート３４２は、図中矢印ＡＲのように径方向に移動する。この結果、シャフト４１の下端部４１ｂが凹部３４２ａの最も深い位置に当接する状態（図４の状態）となり、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの中心軸ａは、シャフト４１の中心軸Ａに一致する。すなわち、シャフト４１とスラストプレート３４２とが調芯される。
【００４７】
このようなシャフト４１とスラストプレート３４２との調芯は、後述するスピンドルモータ１の製造工程において適宜に行われる。また、製造後のスピンドルモータ１において、外部からの衝撃により軸受ハウジング３４４内のスラストプレート３４２の位置がずれた場合にも、上記のような調芯がされる。すなわち、本実施形態の流体動圧軸受装置５では、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４２の位置がずれた場合にも、シャフト４１とスラストプレート３４２との当接位置に応じてスラストプレート３４２が径方向に移動することにより、シャフト４１とスラストプレート３４２との調芯状態が自動的に回復する。これにより、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの偏摩耗が防止され、回転精度の悪化や回転振動の発生が防止される。
【００４８】
図４に示したように、スラストプレート３４２の径方向の寸法Ｄ１は、軸受ハウジング３４４の内径Ｄ２の１／２倍よりも大きい。このため、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４２の位置が径方向にずれた場合にも、スラストプレート３４２の全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。したがって、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間からスラストプレート３４２が離脱してしまうことはない。
【００４９】
また、図４に示したように、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの半径（中心軸Ａから凹部３４２ａの外周端までの径方向の距離）Ｒは、スラストプレート３４２の外周面と軸受ハウジング３４４の内周面との間隔（径方向の距離）Ｌよりも大きい。このため、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４２の位置が径方向にずれた場合にも、凹部３４２ａの全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。したがって、シャフト４１の下端部４１ｂがスラストプレート３４２の凹部３４２ａ以外の面に接触することはなく、シャフト４１とスラストプレート３４２との間の調芯機構は、常に有効に機能する。
【００５０】
図６は、スラストプレート３４２および軸受ハウジング３４４を図４のＶＩ−ＶＩ面に沿って切断した水平断面図である。図６に示したように、軸受ハウジング３４４の底部上面には、上方へ向けて突出した突出部３４４ａが形成されている。また、スラストプレート３４２の周縁部には、突出部３４４ａと嵌合する切り欠き部３４２ｂが形成されている。このため、スラストプレート３４２が中心軸Ａの周りに回転しようとすると、突出部３４４ａと切り欠き部３４２ｂとが互いに周方向に接触し、スラストプレート３４２の回転を禁止する。突出部３４４ａおよび切り欠き部３４２ｂは、このようにスラストプレート３４２の中心軸Ａ周りの回転を禁止する「回転止め」として機能し、シャフト４１とともにスラストプレート３４２が回転してしまうことを防止する役割を果たす。なお、スラストプレート３４２の径方向の移動を阻害しないように、突出部３４４ａと切り欠き部３４２ｂとの間には、適当な隙間が形成されている。突出部３４４ａと切り欠き部３４２ｂとの間に形成された隙間の大きさは、スラストプレート３４２上に形成された凹部３４２ａの半径Ｒよりも小さいことが望ましい。このようにすれば、スラストプレート３４２の位置がずれた場合にも、凹部３４２ａの全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。
【００５１】
図３に戻る。シール部材３４３は、スリーブ３４１の上部に配置された円環状の部材である。シール部材３４３の内周面３４３ａは、上方に向かうに従って内径が増大する傾斜面となっている。このため、シール部材３４３の内周面３４３ａとシャフト４１の外周面との間隙３４３ｂの幅は、上方に向かうに従って増大する。間隙３４３ｂに形成される潤滑オイル５１の界面は、表面張力によりメニスカス状となり、これにより潤滑オイル５１が固定軸受ユニット３４の外部へ漏れ出すことが防止される。すなわち、シール部材３４３とシャフト４１との間隙３４３ｂにテーパシールが構成される。シール部材３４３は、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属あるいは樹脂により形成されたものを使用することができる。なお、シール部材３４３は、スリーブ３４１と一体に形成されていてもよい。
【００５２】
軸受ハウジング３４４は、上記のスリーブ３４１、スラストプレート３４２、およびシール部材３４３を内部に収容する有底略円筒状の部材である。軸受ハウジング３４４は、ベース部材３１のホルダ部３１１の内周側に形成された貫通孔の内部に、圧入又は焼きばめにより固定されている。スリーブ３４１およびシール部材３４３は、軸受ハウジング３４４の内周面に固定され、スラストプレート３４２は軸受ハウジング３４４の底面上に配置されている。軸受ハウジング３４４は、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ）の表面に亜鉛鍍金を施した亜鉛鍍金鋼板（ＳＥＣＥ）を、有底略円筒状にプレス成形することにより得られる。なお、軸受ハウジング３４４は、一体の鋼板により構成されていてもよいが、複数の別体の部材を組み合わせて構成されていてもよい。例えば、軸受ハウジング３４４の底部と筒部とが別体の部材として構成されていてもよい。
【００５３】
軸受ハウジング３４４の内部には、エステルを主成分とする潤滑オイル５１が充填されている。潤滑オイル５１としては、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。エステルを主成分とするオイルは、耐摩耗性、熱安定性、および流動性に優れているため、流体動圧軸受装置５の潤滑オイル５１として好適である。潤滑オイル５１は、スリーブ３４１とシャフト４１との間だけではなく、シャフト４１とスラストプレート３４２との間や、スラストプレート３４２と軸受ハウジング３４４との間にも連続して充填されている。
【００５４】
スラストプレート３４２は、軸受ハウジング３４４の内部に充填された潤滑オイル５１中に浸漬されている。このため、スラストプレート３４２は、シャフト４１の下端部４１ｂおよび軸受ハウジング３４４の底部上面に対して滑らかに摺動する。シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａの上面とが当接すると、その当接位置に応じてスラストプレート３４２は径方向に滑らかに移動し、シャフト４１とスラストプレート３４２とが良好に調芯される。
【００５５】
また、潤滑オイル５１中にスラストプレート３４２が浸漬された状態において、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間にスラストプレート３４２が狭持されると、スラストプレート３４２の周縁部は、潤滑オイルからの浮力を受けてごく僅かに浮上する。スラストプレート３４は、シャフト４１の下端部４１ｂを包囲するように僅かに湾曲した状態となり、これにより、シャフト４１とスラストプレート３４２との調芯状態がより安定して維持される。
【００５６】
図２に戻る。ロータ部４は、シャフト４１、ハブ部材４２、およびロータマグネット４３を有している。
【００５７】
シャフト４１は、中心軸Ａに沿って設けられた略円柱形状の部材である。シャフト４１は、スリーブ３４１の軸受穴３４１ａに下部を挿入した状態で固定軸受ユニット３４に支持されており、中心軸Ａを中心として回転する。シャフト４１の外周面には、シャフト４１の外周面とスリーブ３４１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ヘリングボーン形状のラジアル動圧溝列４１ａが刻設されている。シャフト４１が回転するときには、ラジアル動圧溝列４１ａにより潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１が作動流体として作用することによって、シャフト４１が径方向に支持されつつ回転する。なお、ラジアル動圧溝列４１ａは、シャフト４１の外周面とスリーブ３４１の内周面とのいずれか一方に刻設されていればよい。
【００５８】
シャフト４１の下端部付近には、固定軸受ユニット３４からシャフト４１が抜け出すことを防止するための鍔部材４１１が固定されている。鍔部材４１１は、シャフト４１と一体化されてシャフト４１の外周面から径方向に突出する突出部を形成する。鍔部材４１１の上面は、スリーブ３４１の下面と軸方向に対向する。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３４１の下面に鍔部材４１１の上面が当接し、これによりステータ部３とロータ部４とが分離することが防止される。なお、シャフト４１および鍔部材４１１は、単一の部材により形成されていてもよい。
【００５９】
シャフト４１の下端部４１ｂは、凸形曲面（部分球面形状）をなしており、鍔部材４１１よりも更に下方に突出している。シャフト４１の下端部４１ｂは、スラストプレート３４２の凹部３４２ａ（図３参照）に当接し、これにより、シャフト４１は軸方向に支持される。鍔部材４１１の上面とスリーブ３４１の下面との間の軸方向の間隔Ｈ（図４参照）は、スラストプレート３４２の上面に形成された凹部３４２ａの深さよりも小さくしておくことが望ましい。このようにすれば、シャフト４１の上方への変位量はＤ以下に制限され、シャフト４１の下端部４１ｂからスラストプレート３４２が離脱してしまうことを防止することができる。
【００６０】
ハブ部材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。ハブ部材４２は、中心軸Ａの周囲において径方向外側に広がる形状を有している。より詳細に説明すると、ハブ部材４２は、シャフト４１の上端部に圧入又は焼きばめにより接合される接合部４２１と、接合部４２１から径方向外側および下方へ向けて広がる胴部４２２と、胴部４２２の外周縁から垂下する垂下部４２３とを有している。ハブ部材４２は、このような形状により、ステータコア３２、コイル３３、および固定軸受ユニット３４の上方を覆う。
【００６１】
ハブ部材４２の胴部４２２には、ディスク２２を支持するための第１支持面４２２ａおよび第２支持面４２２ｂが形成されている。第１支持面４２２ａは、中心軸Ａに対して垂直に形成された平面であり、第２支持面４２２ｂは、第１支持面４２２ａの内周側において中心軸Ａに対して平行に形成された円筒面である。ハブ部材４２上にディスク２２が装着されたときには、第１支持面４２２ａにディスク２２の下面が接触するとともに第２支持面４２２ｂにディスク２２の内周部（内周面又は内周縁）が接触し、これによりディスク２２が水平姿勢で支持される。ハブ部材４２は、例えば、アルミニウム、磁性ＳＵＳ（ステンレス）、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ）等の金属材料から形成される。
【００６２】
ロータマグネット４３は、ハブ部材４２の垂下部４２３の内周面に固定されている。ロータマグネット４３は、中心軸Ａ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。
【００６３】
ロータマグネット４３は、その磁気中心の高さがティース部３２２の磁気中心の高さよりもやや高くなるような位置に配置されている。すなわち、ロータマグネット４３とティース部３２２とは、軸方向に関して磁気的なバイアスを有している。このため、ティース部３２２とロータマグネット４３との間には軸方向の吸引力成分が発生し、これにより、ロータ部４とステータ部３との間には、互いに接近方向の力がはたらく。この結果、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間にも互いに接近方向の力が作用するため、シャフト４１とスラストプレート３４２との間の調芯機能が有効に機能する。
【００６４】
また、ベース部材３１の上面のうちロータマグネット４３と軸方向に対向する位置には、ステンレス等の磁性材料により形成されたスラストヨーク３１２が固定されている。このため、スラストヨーク３１２とロータマグネット４３との間にも磁気的な吸引力が発生し、この吸引力がロータ部４とステータ部３との間にはたらく力を増大させる。なお、このようなスラストヨーク３１２を設けることなくロータマグネット４３とティース部３２２との位置関係のみによって軸方向の吸引力を発生させてもよい。また、ロータマグネット４３とティース部３２２との間に磁気的なバイアスを形成することなく、スラストヨーク３１２の作用のみによって軸方向の吸引力を発生させてもよい。
【００６５】
以上の構成を有するスピンドルモータ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Ａを中心として回転する。ハブ部材４２上に支持されたディスク２２は、シャフト４１およびハブ部材４２とともに中心軸Ａを中心として回転する。
【００６６】
＜１−３．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７のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６７】
スピンドルモータ１を製造するときには、まず、上記のシャフト４１、スリーブ３４１、スラストプレート３４２、シール部材３４３、および軸受ハウジング３４４を準備する。そして、軸受ハウジング３４４の内部にスラストプレート３４２を投入し、軸受ハウジング３４４の底部上面にスラストプレート３４２を配置する（ステップＳ１）。続いて、軸受ハウジング３４４の内部にシャフト４１、スリーブ３４１、およびシール部材３４３を順次に投入し、これらの各部材をそれぞれ軸受ハウジング３４４の内部の所定の位置に配置する（ステップＳ２）。軸受ハウジング３４４の内部においては、シャフト４１の外周面とスリーブ３４１の内周面とが対向し、また、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の上面に形成された凹部３４２ａとが対向する。
【００６８】
次に、シャフト４１とシール部材３４３との間の隙間から潤滑オイル５１を注入し、軸受ハウジング３４４の内部に潤滑オイル５１を充填する（ステップＳ３）。軸受ハウジング３４４の内部に注入された潤滑オイル５１は、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間や、スラストプレート３４２の下面と軸受ハウジング３４４の底部上面との間にも、連続的に充填される。これにより、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間の摺動性およびスラストプレート３４２の下面と軸受ハウジング３４４の底部上面との間の摺動性が向上し、シャフト４１と軸受ハウジング３４４との間でスラストプレート３４２は径方向に良好に移動可能となる。
【００６９】
続いて、シャフト４１にハブ部材４２を固定する（ステップＳ４）。ハブ部材４２には、予めロータマグネット４３が固定されている。したがって、シャフト４１にハブ部材４２を固定すると、シャフト４１、ハブ部材４２、およびロータマグネット４３がロータ部４として一体化される。次に、一体化したロータ部４と固定軸受ユニット３４とをベース部材３１に接合する。ここでは、固定軸受ユニット３４の軸受ハウジング３４４にベース部材３１を固定する（ステップＳ５）。ベース部材３１には、予めステータコア３２およびコイル３３が固定されている。したがって、軸受ハウジング３４４にベース部材３１を固定すると、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、および固定軸受ユニット３４がステータ部３として一体化される。
【００７０】
その後、コイル３３に駆動電流を与え、ステータ部３に対してロータ部４を所定の回転速度で回転させる。シャフト４１は、その下端部４１ｂをスラストプレート３４２の凹部３４２ａに当接させた状態で中心軸Ａを中心として回転する（ステップＳ６）。このとき、スラストプレート３４２は、シャフト４１から受ける力によって径方向に移動し、これにより、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの中心軸ａがシャフト４１の中心軸Ａに一致する状態とされる。すなわち、シャフト４１とスラストプレート３４２とが調芯される。
【００７１】
以上のように、本実施形態の流体動圧軸受装置５に使用されるスラストプレート３４２は、シャフト４１の下端部４１ｂを収容する凹部３４２ａを有している。また、スラストプレート３４２は、潤滑オイル５１中に浸漬され、軸受ハウジング３４４に固定されることなく、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間に挟持されている。このため、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの当接位置に応じてスラストプレート３４２は径方向に移動し、その結果、シャフト４１とスラストプレート３４２とが良好に調芯される。これにより、スラストプレート３４２の偏摩耗が防止される。
【００７２】
＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態のスラストプレート３４２とは異なる形状のスラストプレート３４５を使用する。ディスク駆動装置２、スピンドルモータ１、および流体動圧軸受装置５の構成のうち、スラストプレート３４５以外の部分については、上記の第１実施形態と同等である。このため、以下では、主としてスラストプレート３４５およびその周辺の構成について説明し、他の部分については重複説明を省略する。
【００７３】
図８は、第２実施形態に係るスラストプレート３４５およびその周辺の構成を示した縦断面図である。図８に示したように、スラストプレート３４５は、その上面全体が凹形曲面をなしているとともに、下面全体が凸形曲面をなしており、全体として、軸受ハウジング３４４の底部に向けて突き出した湾曲形状となっている。
【００７４】
スラストプレート３４５の上面の曲率半径ＳＲ３は、シャフト４１の下端部４１ｂの曲率半径と同一又はそれより大きく設定されている。このため、スラストプレート３４５の上面はシャフト４１の下端部４１ｂと面または点で接触し、スラストプレート３４２とシャフト４１との間には、いわゆるピボット軸受機構が構成されている。シャフト４１は、このようなピボット軸受機構において微小な回転抵抗で中心軸Ａ周りに回転することができる。また、スラストプレート３４５が湾曲形状をなしていることにより、スラストプレート３４５とシャフト４１との実接触面積が増加し、シャフト４１からスラストプレート３４５への圧力が分散される。これにより、スラストプレート３４５の上面の摩耗が抑制される。
【００７５】
図８に示したように、スラストプレート３４５は、軸受ハウジング３４４の内部において、軸受ハウジング３４４の底面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に介挿されている。但し、スラストプレート３４５は、軸受ハウジング３４４に対して固定されているわけではなく、軸受ハウジング３４４の底面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に挟持されることにより、安定的にその位置および姿勢が定まるようになっている。
【００７６】
図９は、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４５の位置が若干ずれている場合のスラストプレート３４５およびその周辺の構成を示した縦断面図である。このようにスラストプレート３４２の位置がずれている場合、シャフト４１の下端部４１ｂは、スラストプレート３４５の上面のうち中央から外れた箇所に当接する。スラストプレート３４５は、シャフト４１との当接箇所において下方向の押圧力を受け、これにより、シャフト４１との当接箇所が最も低くなるような傾斜姿勢をとる。そして、そのままの姿勢で安定し、中心軸Ａ上の当接箇所においてシャフト４１を支持する。
【００７７】
すなわち、本実施形態のスラストプレート３４５は湾曲形状をなしているため、スラストプレート３４５の上面の何処の箇所にシャフト４１が当接したとしても、その当接箇所を中心としてシャフト４１を支持することができる。したがって、シャフト４１とスラストプレート３４５とを良好に調芯することができる。なお、本実施形態のスラストプレート３４５も、軸受ハウジング３４４に対して固定されていないため、軸受ハウジング３４４の内部において径方向に移動可能である。したがって、スラストプレート３４５の上面にシャフト４１が当接したときに、シャフト４１との間に発生する効力の径方向の分力によりスラストプレート３４５が径方向に若干移動することはあり、そのように移動したとしても差し支えはない。
【００７８】
このようなシャフト４１とスラストプレート３４５との調芯は、スピンドルモータ１の製造工程において適宜に行われる。また、製造後のスピンドルモータ１において、外部からの衝撃により軸受ハウジング３４４内のスラストプレート３４５の位置がずれた場合にも、スラストプレート３４５は、そのずれた状態におけるシャフト４１との当接箇所に応じて傾斜し、その当接箇所を中心としてシャフト４１を支持することができる。すなわち、本実施形態の流体動圧軸受装置５では、スラストプレート３４５が傾斜可能であることにより、シャフト４１とスラストプレート３４５との調芯状態を常に維持することができる。これにより、スラストプレート３４５の上面の偏摩耗が防止され、回転精度の悪化や回転振動の発生が防止される。
【００７９】
図８に示したように、スラストプレート３４５の径方向の寸法Ｄ１は、軸受ハウジング３４４の内径Ｄ２の１／２倍よりも大きい。このため、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４５の位置が径方向にずれた場合にも、スラストプレート３４５の全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。したがって、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間からスラストプレート３４２が離脱してしまうことはない。また、スラストプレート３４５の上面に形成された凹形曲面の深さを、鍔部材４１１の上面とスリーブ３４１の下面との間の軸方向の間隔Ｈよりも大きくしておけば、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間からスラストプレート３４２が離脱してしまうことを更に抑制することができる。
【００８０】
第１実施形態のスラストプレート３４２と同じように、本実施形態のスラストプレート３４５にも、軸受ハウジング３４４の底面に形成された突出部３４４ａと嵌合して回転止めの役割を果たす切り欠き部が形成されている。
【００８１】
本実施形態におけるスピンドルモータ１の製造手順は、第１実施形態におけるスピンドルモータ１の製造手順と、ほぼ同等である。すなわち、図７のフローチャートと同等の手順に従ってスピンドルモータ１が製造される。但し、ステップＳ６においては、スラストプレート３４５の上面にシャフト４１の下端部４１ｂを当接させた状態でシャフト４１を回転させ、その際にシャフト４１から受ける力によってスラストプレート３４２が傾斜することにより、シャフト４１とスラストプレート３４２とが調芯される。
【００８２】
＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる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、スラストプレートの形状は、上記の第１実施形態および第２実施形態で示した形状のほか、例えば、図１０および図１１に示したような形状であってもよい。図１０および図１１のスラストプレート３４６は、その上面の中央部分に凹形曲面をなした凹部３４６ａを有しているとともに、その下面の中央部分に軸受ハウジング３４４の底部に向けて突出した凸部３４６ｂを有している。このため、スラストプレート３４６は、径方向に移動してシャフト４１とスラストプレート３４６との間の調芯を行うこともでき、また、傾斜することによってシャフト４１とスラストプレート３４６との間の調芯を行うこともできる。
【００８３】
また、スラストプレート３４２の回転を禁止するための機構は、図６に示した機構のほか、図１２〜図１４に示したような機構であってもよい。図１２の例では、軸受ハウジング３４４の底部上面に形成された突出部３４４ａと、スラストプレート３４２に形成された貫通孔３４２ｃとを嵌合させ、突出部３４４ａと貫通孔３４２ｃとを周方向に接触させることにより、スラストプレート３４２の回転を禁止する。また、図１３の例では、軸受ハウジング３４４の底部上面に形成された一対の突出部３４４ｂの間に、スラストプレート３４２の周縁部に径方向外側へ向けて形成された突出部３４２ｄを配置し、これらの突出部３４４ｂ，３４２ｄを周方向に接触させることにより、スラストプレート３４２の回転を禁止する。また、図１４の例では、スラストプレート３４２に形成された突出部３４２ｅと、軸受ハウジング３４４に形成された貫通孔３４４ｃとを嵌合させ、突出部３４２ｅと貫通孔３４４ｃとを周方向に接触させることにより、スラストプレート３４２の回転を禁止する。すなわち、スラストプレート３４２の回転を禁止させるためには、軸受ハウジング３４２に形成された接触面に対して周方向に対向する対向面を、スラストプレート３４２側に形成しておけばよい。
【００８４】
また、本発明の軸受装置は、図１５に示したような流体動圧軸受装置６であってもよい。図１５の流体動圧軸受装置６では、鍔部材４１１の代わりにシール部材３４３の内周側に凸部３４３ｃが形成されており、凸部３４３ｃとシャフト４１の外周面に形成された段差部４１ｃとで固定軸受ユニット３４からシャフト４１が抜け出すことを防止する。また、上記の各実施形態では、軸回転型のアウターロータモータについて説明したが、本発明のスピンドルモータは、軸固定型のモータや、インナーロータモータであってもよい。また、上記の各実施形態では、磁気ディスク２２を回転させるためのスピンドルモータ１について説明したが、本発明のスピンドルモータは、光ディスク等の他の記録ディスクを回転させるためのモータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１実施形態に係るディスク駆動装置の縦断面図である。
【図２】第１実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【図３】第１実施形態に係る流体動圧軸受装置の縦断面図である。
【図４】第１実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した拡大縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した拡大縦断面図である。
【図６】第１実施形態に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図７】第１実施形態に係る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８】第２実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図９】第２実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図１０】変形例に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図１１】変形例に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図１２】変形例に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図１３】変形例に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図１４】変形例に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図１５】変形例に係る流体動圧軸受装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
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
５，６ 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 固定軸受ユニット
４１ シャフト
４１ｂ 下端部
４２ ハブ部材
４３ ロータマグネット
５１ 潤滑オイル
３４１ スリーブ
３４２，３４５，３４６ スラストプレート
３４２ａ，３４６ａ 凹部
３４２ｂ 切り欠き部
３４３ シール部材
３４４ 軸受ハウジング
３４４ａ 突出部
Ａ 中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、ステータ部とロータ部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。
【０００３】
従来の流体動圧軸受装置は、シャフトを径方向に支持するラジアル軸受部と、シャフトを軸方向に支持するスラスト軸受部とを有している。ラジアル軸受部は、シャフトを挿通するスリーブを有しており、シャフトとスリーブとの間に介在する潤滑オイルの流体動圧を利用してシャフトを支持する。また、スラスト軸受部は、円板状のスラストプレートを有しており、スラストプレートの上面にシャフトの下端部を当接させることによりシャフトを軸方向に支持する。
【０００４】
このような従来の流体軸受装置については、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９９７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の流体動圧軸受装置では、スラストプレートの上面に部分的あるいは全体的に凹形曲面が形成され、当該凹形曲面上においてシャフトを支持する場合があった。このようにすれば、シャフトの下端部とスラストプレートの上面との実接触面積が増えるためシャフトからスラストプレートへの圧力が分散され、シャフトとスラストプレートとの摺接に伴うスラストプレートの摩耗が抑制される。
【０００７】
しかしながら、従来の流体動圧軸受装置では、軸受ハウジングやスリーブなどの固定軸受部材に対してスラストプレートが固定的に取り付けられていた。このため、スリーブに支持されたシャフトの中心軸上にスラストプレートの凹形曲面の中心を厳密に正確に配置すること（すなわち、シャフトとスラストプレートとを良好に「調芯」すること）は困難であった。凹形曲面の中心がシャフトの中心軸上に正確に配置されていなければ、シャフトとスラストプレートとの摺動によりスラストプレートの上面に偏摩耗が生じ、シャフトの回転精度を悪化させたり、回転振動を引き起こ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、流体動圧軸受装置において、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、それにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる技術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、凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面を含む凹部を有し、前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、を備え、前記スラストプレートは、前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの底面との間に挟持されることによりその位置が定めら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記載の軸受装置であって、前記スラストプレートの前記凹形曲面の曲率半径は、前記シャフトの前記凸形曲面の曲率半径以上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の軸受装置であって、前記中心軸から前記凹部の外周端までの前記中心軸に直交する方向の距離は、前記スラストプレートの外周面と前記ハウジングの内周面との前記中心軸に直交する方向の間隙よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、流体動圧軸受装置であって、凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、を備え、前記スラストプレートは、前記ハウジングの底面側に向けて突き出した湾曲形状をなしており、且つ前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの前記底面との間に挟持されることによりその位置および姿勢が定めら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１，２，および４のいずれか記載の軸受装置であって、前記スラストプレートの前記中心軸に直交する方向の寸法は、前記ハウジングの内周面の前記中心軸に直交する方向の寸法の１／２倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の軸受装置であって、前記スラストプレートは、前記ハウジングに形成された突出部に対して、前記中心軸についての周方向に対向する対向面を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、スピンドルモータであって、ベース部材と、前記ベース部材に固定された磁束発生部と、請求項１乃至６のいずれか記載の軸受装置によって前記ベースに対して回転自在に支持されたロータ部と、前記磁束発生部に対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、装置ハウジングと、前記装置ハウジングの内部に固定されるとともに、前記ロータ部に前記ディスクを装着した請求項７記載のスピンドルモータと、前記ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、軸受装置の製造方法であって、ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向他方側の面に前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面が形成されたスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記凹形曲面とをそれぞれ対向させる配置工程と、ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記凹形曲面に接触させた状態で前記シャフトの中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸と前記スラストプレートの前記凹形曲面との相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項９記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）によって、前記スラストプレートの重心位置と、前記シャフトの前記中心軸とは、ほぼ一致することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項９又は１０記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートが前記シャフトの前記先端部に対し径方向に移動することにより前記調芯が行われること特徴とする。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、軸受装置の製造方法であって、ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向一方側へ向けて突き出した湾曲形状を有するスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面とをそれぞれ対向させる配置工程と、ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面に接触させた状態で前記シャフトの前記中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸に対する前記スラストプレートの相対位置および姿勢を定める調芯を行う調芯工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、請求項１２記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートと前記シャフトの前記先端部との当接位置に応じて前記スラストプレートが傾斜することにより、前記調芯が行われることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に係る発明は、請求項９乃至１３のいずれか記載の軸受装置の製造方法であって、前記工程ｄ）の前に、前記軸受装置の前記ハウジングに磁束発生部を有するベース部材を取り付けるとともに、前記軸受装置の前記シャフトにロータマグネットを有するロータ部を取り付ける組立工程を更に備え、前記工程ｄ）では、前記磁束発生部と前記ロータマグネットとの間にトルクを発生させることにより、前記シャフトを回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１およびその従属項に記載の発明によれば、スラストプレートは、シャフトの先端部を収容する凹形曲面を含む凹部を有している。また、スラストプレートは、潤滑オイル中に浸漬され、ハウジングに固定されることなく、シャフトの先端部とハウジングの底面との間に挟持されている。このため、シャフトの先端部とスラストプレートの凹部との当接位置に応じてスラストプレートが中心軸と直交する方向に移動し、シャフトとスラストプレートとが良好に調芯される。これにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【００２４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、スラストプレートの凹形曲面の曲率半径は、シャフトの凸形曲面の曲率半径以上である。このため、スラストプレートの凹部上においてシャフトを適切に支持することができる。
【００２５】
特に、請求項３に記載の発明によれば、中心軸から凹部の外周端までの中心軸に直交する方向の距離は、スラストプレートの外周面とハウジングの内周面との中心軸に直交する方向の間隙よりも大きい。このため、ハウジング内においてスラストプレートが中心軸と直交する方向に移動したとしても、スラストプレートの凹部全体が中心軸から外れてしまうことはない。したがって、シャフトとスラストプレートとの間の調芯を常に有効に機能させることができる。
【００２６】
また、請求項４およびその従属項に記載の発明によれば、スラストプレートは、ハウジングの底面側に向けて突き出した湾曲形状をなしている。また、スラストプレートは、潤滑オイル中に浸漬され、ハウジングに固定されることなく、シャフトの先端部とハウジングの底面との間に挟持されている。このため、シャフトの先端部とスラストプレートとの当接位置に応じてスラストプレートが移動又は傾斜し、シャフトとスラストプレートとが良好に調芯される。これにより、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【００２７】
特に、請求項５に記載の発明によれば、スラストプレートの中心軸に直交する方向の寸法は、ハウジングの内周面の中心軸に直交する方向の寸法の１／２倍以上である。このため、ハウジング内においてスラストプレートが径方向に移動したとしても、スラストプレート全体が中心軸から外れてしまうことはない。したがって、シャフトとスラストプレートとの間の調芯を常に有効に機能させることができる。
【００２８】
特に、請求項６に記載の発明によれば、スラストプレートは、ハウジングに形成された突出部に対して、中心軸についての周方向に対向する対向面を有する。このため、ハウジングの突出部とスラストプレートの対向面とを接触させることにより、ハウジングとスラストプレートとの相対回転を禁止することができる。
【００２９】
また、請求項９およびその従属項に記載の発明によれば、凹形曲面が形成されたスラストプレートをハウジング内に配置し、シャフトの先端部をスラストプレートの凹形曲面に接触させた状態でスリーブとシャフトとを相対的に回転させることにより調芯を行う。これにより、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【００３０】
特に、請求項１２およびその従属項に記載の発明によれば、湾曲形状を有するスラストプレートをハウジング内に配置し、シャフトの先端部をスラストプレートの凹形曲面に接触させた状態でスリーブとシャフトとを相対的に回転させることにより調芯を行う。これにより、シャフトとスラストプレートとを良好に調芯することができ、スラストプレートの偏摩耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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、以下の説明では、説明の便宜上、図１〜図５、図８〜図１１、および図１５における上下方向に従って「上方」、「下方」、「上面」、「下面」等の語句を使用する。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。
【００３２】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の第１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、磁気ディスク２２を回転させつつ情報の読み出しおよび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、ディスク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。
【００３３】
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、ディスク２２、スピンドルモータ１、およびアクセス部２３が収容される。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされている。
【００３４】
ディスク２２は、中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。ディスク２２は、スピンドルモータ１のハブ部材４２に装着され、スピンドルモータ１上に回転可能に支持されている。一方、アクセス部２３は、ヘッド２３１、アーム２３２、およびヘッド移動機構２３３を有している。ヘッド２３１は、ディスク２２の主面に近接し、ディスク２２に対して情報の読み出しおよび書き込みを磁気的に行う。アーム２３２は、ヘッド２３１を支持しつつディスク２２の主面に沿って揺動する。ヘッド移動機構２３３は、ディスク２２の側方に設置されている。ヘッド移動機構２３３は、アーム２３２を揺動させることにより、ヘッド２３１をディスク２２に対して相対的に移動させる。これにより、ヘッド２３１は、回転するディスク２２の必要な位置にアクセスし、ディスク２２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に対する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。
【００３５】
＜１−２．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を装着して所定の中心軸Ａ周りに回転するロータ部４とを備えている。
【００３６】
ステータ部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、および固定軸受ユニット３４を有している。
【００３７】
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にねじ止め等により固定されている。ベース部材３１には、中心軸Ａの周りにおいて軸方向（中心軸Ａ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Ａに対する内周側。以下同じ。）は、固定軸受ユニット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Ａ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。
【００３８】
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とを別体としているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが１つの部材から構成されていてもよい。この場合、ベース部材３１および第１ハウジング部材２１１を構成する部材にホルダ部３１１が形成されることとなる。
【００３９】
ステータコア３２は、ホルダ部３１１の外周面に嵌着されるコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ａに対する径方向。以下同じ。）の外側に向けて突出形成される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。
【００４０】
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、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、ロータ部４を中心軸Ａの周りに回転させるためのトルクを発生させる。
【００４１】
固定軸受ユニット３４は、ロータ部４側のシャフト４１を相対的に回転可能に支持するための機構である。固定軸受ユニット３４は、シャフト４１とともに流体動圧軸受装置５を構成する。図３は、流体動圧軸受装置５の構成を示した拡大縦断面図である。図３に示したように、固定軸受ユニット３４は、スリーブ３４１、スラストプレート３４２、シール部材３４３、および軸受ハウジング３４４を有している。
【００４２】
スリーブ３４１は、シャフト４１が挿入される軸受穴３４１ａを有する円筒形状の部材である。スリーブ３４１は、軸受ハウジング３４４の内周面に固定されている。スリーブ３４１は、軸受穴３４１ａにシャフト４１を挿通支持してシャフト４１の径方向の移動を規制しつつ、シャフト４１の中心軸Ａ周りの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３４１の内周面とシャフト４１の外周面とは微小な（例えば、数μｍ程度の）隙間を隔てて互いに対向し、その隙間には、後述する潤滑オイル５１が充填されている。スリーブ３４１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る。このため、スリーブ３４１は、微視的に見れば、多数の微小な空洞を有する多孔質体となっており、その表面に潤滑オイルを含浸する。シャフト４１は、潤滑オイルを含浸したスリーブ３４１に対して良好に摺動する。また、焼結体として構成されるスリーブ３４１は、比較的安価に得ることができる。
【００４３】
スラストプレート３４２は、シャフト４１の下方に配置された円板状の部材である。スラストプレート３４２は、その上面をシャフト４１の下端部４１ｂに当接させることによりシャフト４１を軸方向に支持しつつ、シャフト４１の中心軸Ａ周りの回転を許容するスラスト軸受部を構成している。スラストプレート３４２は、例えば、ポリアセタールやナイロン等の熱可塑性樹脂を素材として構成することができる。
【００４４】
図４は、スラストプレート３４２およびその周辺の構成を、更に拡大して示した縦断面図である。図４に示したように、スラストプレート３４２の上面の中央部分には、凹形曲面（部分球面形状）をなした凹部３４２ａが形成されている。凹部３４２ａの曲率半径ＳＲ１は、シャフト４１の下端部４１ｂの曲率半径ＳＲ２と同一又はそれより大きく設定されている。このため、凹部３４２ａの上面はシャフト４１の下端部４１ｂと面または点で接触し、スラストプレート３４２とシャフト４１との間には、いわゆるピボット軸受機構が構成されている。シャフト４１は、このようなピボット軸受機構において微小な回転抵抗で中心軸Ａ周りに回転することができる。また、スラストプレート３４２の上面に形成された凹部３４２ａは、スラストプレート３４２とシャフト４１との実接触面積を増加させ、シャフト４１からスラストプレート３４２への圧力を分散させる役割を果たす。これにより、スラストプレート３４２の上面の摩耗が抑制される。
【００４５】
図４に示したように、スラストプレート３４２は、軸受ハウジング３４４の内部において、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に介挿されている。但し、スラストプレート３４２は、軸受ハウジング３４４に対して固定されているわけではなく、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に挟持されることにより、最も安定な位置に移動してその位置が定まるようになっている。
【００４６】
軸受ハウジング３４４の内部におけるスラストプレート３４２の位置決めの仕組みについて、図５を参照しつつ更に説明する。図５のように、軸受ハウジング３４４の内部において、スラストプレート３４２が若干ずれて配置されている場合、シャフト４１の下端部４１ｂは、スラストプレート３４２の凹部３４２ａのうち中心軸ａから外れた傾斜面に当接する。すると、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間には互いに抗力がはたらき、当該抗力の径方向の分力により、スラストプレート３４２は、図中矢印ＡＲのように径方向に移動する。この結果、シャフト４１の下端部４１ｂが凹部３４２ａの最も深い位置に当接する状態（図４の状態）となり、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの中心軸ａは、シャフト４１の中心軸Ａに一致する。すなわち、シャフト４１とスラストプレート３４２とが調芯される。
【００４７】
このようなシャフト４１とスラストプレート３４２との調芯は、後述するスピンドルモータ１の製造工程において適宜に行われる。また、製造後のスピンドルモータ１において、外部からの衝撃により軸受ハウジング３４４内のスラストプレート３４２の位置がずれた場合にも、上記のような調芯がされる。すなわち、本実施形態の流体動圧軸受装置５では、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４２の位置がずれた場合にも、シャフト４１とスラストプレート３４２との当接位置に応じてスラストプレート３４２が径方向に移動することにより、シャフト４１とスラストプレート３４２との調芯状態が自動的に回復する。これにより、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの偏摩耗が防止され、回転精度の悪化や回転振動の発生が防止される。
【００４８】
図４に示したように、スラストプレート３４２の径方向の寸法Ｄ１は、軸受ハウジング３４４の内径Ｄ２の１／２倍よりも大きい。このため、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４２の位置が径方向にずれた場合にも、スラストプレート３４２の全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。したがって、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間からスラストプレート３４２が離脱してしまうことはない。
【００４９】
また、図４に示したように、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの半径（中心軸Ａから凹部３４２ａの外周端までの径方向の距離）Ｒは、スラストプレート３４２の外周面と軸受ハウジング３４４の内周面との間隔（径方向の距離）Ｌよりも大きい。このため、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４２の位置が径方向にずれた場合にも、凹部３４２ａの全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。したがって、シャフト４１の下端部４１ｂがスラストプレート３４２の凹部３４２ａ以外の面に接触することはなく、シャフト４１とスラストプレート３４２との間の調芯機構は、常に有効に機能する。
【００５０】
図６は、スラストプレート３４２および軸受ハウジング３４４を図４のＶＩ−ＶＩ面に沿って切断した水平断面図である。図６に示したように、軸受ハウジング３４４の底部上面には、上方へ向けて突出した突出部３４４ａが形成されている。また、スラストプレート３４２の周縁部には、突出部３４４ａと嵌合する切り欠き部３４２ｂが形成されている。このため、スラストプレート３４２が中心軸Ａの周りに回転しようとすると、突出部３４４ａと切り欠き部３４２ｂとが互いに周方向に接触し、スラストプレート３４２の回転を禁止する。突出部３４４ａおよび切り欠き部３４２ｂは、このようにスラストプレート３４２の中心軸Ａ周りの回転を禁止する「回転止め」として機能し、シャフト４１とともにスラストプレート３４２が回転してしまうことを防止する役割を果たす。なお、スラストプレート３４２の径方向の移動を阻害しないように、突出部３４４ａと切り欠き部３４２ｂとの間には、適当な隙間が形成されている。突出部３４４ａと切り欠き部３４２ｂとの間に形成された隙間の大きさは、スラストプレート３４２上に形成された凹部３４２ａの半径Ｒよりも小さいことが望ましい。このようにすれば、スラストプレート３４２の位置がずれた場合にも、凹部３４２ａの全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。
【００５１】
図３に戻る。シール部材３４３は、スリーブ３４１の上部に配置された円環状の部材である。シール部材３４３の内周面３４３ａは、上方に向かうに従って内径が増大する傾斜面となっている。このため、シール部材３４３の内周面３４３ａとシャフト４１の外周面との間隙３４３ｂの幅は、上方に向かうに従って増大する。間隙３４３ｂに形成される潤滑オイル５１の界面は、表面張力によりメニスカス状となり、これにより潤滑オイル５１が固定軸受ユニット３４の外部へ漏れ出すことが防止される。すなわち、シール部材３４３とシャフト４１との間隙３４３ｂにテーパシールが構成される。シール部材３４３は、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属あるいは樹脂により形成されたものを使用することができる。なお、シール部材３４３は、スリーブ３４１と一体に形成されていてもよい。
【００５２】
軸受ハウジング３４４は、上記のスリーブ３４１、スラストプレート３４２、およびシール部材３４３を内部に収容する有底略円筒状の部材である。軸受ハウジング３４４は、ベース部材３１のホルダ部３１１の内周側に形成された貫通孔の内部に、圧入又は焼きばめにより固定されている。スリーブ３４１およびシール部材３４３は、軸受ハウジング３４４の内周面に固定され、スラストプレート３４２は軸受ハウジング３４４の底面上に配置されている。軸受ハウジング３４４は、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ）の表面に亜鉛鍍金を施した亜鉛鍍金鋼板（ＳＥＣＥ）を、有底略円筒状にプレス成形することにより得られる。なお、軸受ハウジング３４４は、一体の鋼板により構成されていてもよいが、複数の別体の部材を組み合わせて構成されていてもよい。例えば、軸受ハウジング３４４の底部と筒部とが別体の部材として構成されていてもよい。
【００５３】
軸受ハウジング３４４の内部には、エステルを主成分とする潤滑オイル５１が充填されている。潤滑オイル５１としては、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。エステルを主成分とするオイルは、耐摩耗性、熱安定性、および流動性に優れているため、流体動圧軸受装置５の潤滑オイル５１として好適である。潤滑オイル５１は、スリーブ３４１とシャフト４１との間だけではなく、シャフト４１とスラストプレート３４２との間や、スラストプレート３４２と軸受ハウジング３４４との間にも連続して充填されている。
【００５４】
スラストプレート３４２は、軸受ハウジング３４４の内部に充填された潤滑オイル５１中に浸漬されている。このため、スラストプレート３４２は、シャフト４１の下端部４１ｂおよび軸受ハウジング３４４の底部上面に対して滑らかに摺動する。シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａの上面とが当接すると、その当接位置に応じてスラストプレート３４２は径方向に滑らかに移動し、シャフト４１とスラストプレート３４２とが良好に調芯される。
【００５５】
また、潤滑オイル５１中にスラストプレート３４２が浸漬された状態において、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間にスラストプレート３４２が狭持されると、スラストプレート３４２の周縁部は、潤滑オイルからの浮力を受けてごく僅かに浮上する。スラストプレート３４は、シャフト４１の下端部４１ｂを包囲するように僅かに湾曲した状態となり、これにより、シャフト４１とスラストプレート３４２との調芯状態がより安定して維持される。
【００５６】
図２に戻る。ロータ部４は、シャフト４１、ハブ部材４２、およびロータマグネット４３を有している。
【００５７】
シャフト４１は、中心軸Ａに沿って設けられた略円柱形状の部材である。シャフト４１は、スリーブ３４１の軸受穴３４１ａに下部を挿入した状態で固定軸受ユニット３４に支持されており、中心軸Ａを中心として回転する。シャフト４１の外周面には、シャフト４１の外周面とスリーブ３４１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ヘリングボーン形状のラジアル動圧溝列４１ａが刻設されている。シャフト４１が回転するときには、ラジアル動圧溝列４１ａにより潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１が作動流体として作用することによって、シャフト４１が径方向に支持されつつ回転する。なお、ラジアル動圧溝列４１ａは、シャフト４１の外周面とスリーブ３４１の内周面とのいずれか一方に刻設されていればよい。
【００５８】
シャフト４１の下端部付近には、固定軸受ユニット３４からシャフト４１が抜け出すことを防止するための鍔部材４１１が固定されている。鍔部材４１１は、シャフト４１と一体化されてシャフト４１の外周面から径方向に突出する突出部を形成する。鍔部材４１１の上面は、スリーブ３４１の下面と軸方向に対向する。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３４１の下面に鍔部材４１１の上面が当接し、これによりステータ部３とロータ部４とが分離することが防止される。なお、シャフト４１および鍔部材４１１は、単一の部材により形成されていてもよい。
【００５９】
シャフト４１の下端部４１ｂは、凸形曲面（部分球面形状）をなしており、鍔部材４１１よりも更に下方に突出している。シャフト４１の下端部４１ｂは、スラストプレート３４２の凹部３４２ａ（図３参照）に当接し、これにより、シャフト４１は軸方向に支持される。鍔部材４１１の上面とスリーブ３４１の下面との間の軸方向の間隔Ｈ（図４参照）は、スラストプレート３４２の上面に形成された凹部３４２ａの深さよりも小さくしておくことが望ましい。このようにすれば、シャフト４１の上方への変位量はＤ以下に制限され、シャフト４１の下端部４１ｂからスラストプレート３４２が離脱してしまうことを防止することができる。
【００６０】
ハブ部材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。ハブ部材４２は、中心軸Ａの周囲において径方向外側に広がる形状を有している。より詳細に説明すると、ハブ部材４２は、シャフト４１の上端部に圧入又は焼きばめにより接合される接合部４２１と、接合部４２１から径方向外側および下方へ向けて広がる胴部４２２と、胴部４２２の外周縁から垂下する垂下部４２３とを有している。ハブ部材４２は、このような形状により、ステータコア３２、コイル３３、および固定軸受ユニット３４の上方を覆う。
【００６１】
ハブ部材４２の胴部４２２には、ディスク２２を支持するための第１支持面４２２ａおよび第２支持面４２２ｂが形成されている。第１支持面４２２ａは、中心軸Ａに対して垂直に形成された平面であり、第２支持面４２２ｂは、第１支持面４２２ａの内周側において中心軸Ａに対して平行に形成された円筒面である。ハブ部材４２上にディスク２２が装着されたときには、第１支持面４２２ａにディスク２２の下面が接触するとともに第２支持面４２２ｂにディスク２２の内周部（内周面又は内周縁）が接触し、これによりディスク２２が水平姿勢で支持される。ハブ部材４２は、例えば、アルミニウム、磁性ＳＵＳ（ステンレス）、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ）等の金属材料から形成される。
【００６２】
ロータマグネット４３は、ハブ部材４２の垂下部４２３の内周面に固定されている。ロータマグネット４３は、中心軸Ａ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。
【００６３】
ロータマグネット４３は、その磁気中心の高さがティース部３２２の磁気中心の高さよりもやや高くなるような位置に配置されている。すなわち、ロータマグネット４３とティース部３２２とは、軸方向に関して磁気的なバイアスを有している。このため、ティース部３２２とロータマグネット４３との間には軸方向の吸引力成分が発生し、これにより、ロータ部４とステータ部３との間には、互いに接近方向の力がはたらく。この結果、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間にも互いに接近方向の力が作用するため、シャフト４１とスラストプレート３４２との間の調芯機能が有効に機能する。
【００６４】
また、ベース部材３１の上面のうちロータマグネット４３と軸方向に対向する位置には、ステンレス等の磁性材料により形成されたスラストヨーク３１２が固定されている。このため、スラストヨーク３１２とロータマグネット４３との間にも磁気的な吸引力が発生し、この吸引力がロータ部４とステータ部３との間にはたらく力を増大させる。なお、このようなスラストヨーク３１２を設けることなくロータマグネット４３とティース部３２２との位置関係のみによって軸方向の吸引力を発生させてもよい。また、ロータマグネット４３とティース部３２２との間に磁気的なバイアスを形成することなく、スラストヨーク３１２の作用のみによって軸方向の吸引力を発生させてもよい。
【００６５】
以上の構成を有するスピンドルモータ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Ａを中心として回転する。ハブ部材４２上に支持されたディスク２２は、シャフト４１およびハブ部材４２とともに中心軸Ａを中心として回転する。
【００６６】
＜１−３．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７のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６７】
スピンドルモータ１を製造するときには、まず、上記のシャフト４１、スリーブ３４１、スラストプレート３４２、シール部材３４３、および軸受ハウジング３４４を準備する。そして、軸受ハウジング３４４の内部にスラストプレート３４２を投入し、軸受ハウジング３４４の底部上面にスラストプレート３４２を配置する（ステップＳ１）。続いて、軸受ハウジング３４４の内部にシャフト４１、スリーブ３４１、およびシール部材３４３を順次に投入し、これらの各部材をそれぞれ軸受ハウジング３４４の内部の所定の位置に配置する（ステップＳ２）。軸受ハウジング３４４の内部においては、シャフト４１の外周面とスリーブ３４１の内周面とが対向し、また、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の上面に形成された凹部３４２ａとが対向する。
【００６８】
次に、シャフト４１とシール部材３４３との間の隙間から潤滑オイル５１を注入し、軸受ハウジング３４４の内部に潤滑オイル５１を充填する（ステップＳ３）。軸受ハウジング３４４の内部に注入された潤滑オイル５１は、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間や、スラストプレート３４２の下面と軸受ハウジング３４４の底部上面との間にも、連続的に充填される。これにより、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの間の摺動性およびスラストプレート３４２の下面と軸受ハウジング３４４の底部上面との間の摺動性が向上し、シャフト４１と軸受ハウジング３４４との間でスラストプレート３４２は径方向に良好に移動可能となる。
【００６９】
続いて、シャフト４１にハブ部材４２を固定する（ステップＳ４）。ハブ部材４２には、予めロータマグネット４３が固定されている。したがって、シャフト４１にハブ部材４２を固定すると、シャフト４１、ハブ部材４２、およびロータマグネット４３がロータ部４として一体化される。次に、一体化したロータ部４と固定軸受ユニット３４とをベース部材３１に接合する。ここでは、固定軸受ユニット３４の軸受ハウジング３４４にベース部材３１を固定する（ステップＳ５）。ベース部材３１には、予めステータコア３２およびコイル３３が固定されている。したがって、軸受ハウジング３４４にベース部材３１を固定すると、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、および固定軸受ユニット３４がステータ部３として一体化される。
【００７０】
その後、コイル３３に駆動電流を与え、ステータ部３に対してロータ部４を所定の回転速度で回転させる。シャフト４１は、その下端部４１ｂをスラストプレート３４２の凹部３４２ａに当接させた状態で中心軸Ａを中心として回転する（ステップＳ６）。このとき、スラストプレート３４２は、シャフト４１から受ける力によって径方向に移動し、これにより、スラストプレート３４２の凹部３４２ａの中心軸ａがシャフト４１の中心軸Ａに一致する状態とされる。すなわち、シャフト４１とスラストプレート３４２とが調芯される。
【００７１】
以上のように、本実施形態の流体動圧軸受装置５に使用されるスラストプレート３４２は、シャフト４１の下端部４１ｂを収容する凹部３４２ａを有している。また、スラストプレート３４２は、潤滑オイル５１中に浸漬され、軸受ハウジング３４４に固定されることなく、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間に挟持されている。このため、シャフト４１の下端部４１ｂとスラストプレート３４２の凹部３４２ａとの当接位置に応じてスラストプレート３４２は径方向に移動し、その結果、シャフト４１とスラストプレート３４２とが良好に調芯される。これにより、スラストプレート３４２の偏摩耗が防止される。
【００７２】
＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態のスラストプレート３４２とは異なる形状のスラストプレート３４５を使用する。ディスク駆動装置２、スピンドルモータ１、および流体動圧軸受装置５の構成のうち、スラストプレート３４５以外の部分については、上記の第１実施形態と同等である。このため、以下では、主としてスラストプレート３４５およびその周辺の構成について説明し、他の部分については重複説明を省略する。
【００７３】
図８は、第２実施形態に係るスラストプレート３４５およびその周辺の構成を示した縦断面図である。図８に示したように、スラストプレート３４５は、その上面全体が凹形曲面をなしているとともに、下面全体が凸形曲面をなしており、全体として、軸受ハウジング３４４の底部に向けて突き出した湾曲形状となっている。
【００７４】
スラストプレート３４５の上面の曲率半径ＳＲ３は、シャフト４１の下端部４１ｂの曲率半径と同一又はそれより大きく設定されている。このため、スラストプレート３４５の上面はシャフト４１の下端部４１ｂと面または点で接触し、スラストプレート３４２とシャフト４１との間には、いわゆるピボット軸受機構が構成されている。シャフト４１は、このようなピボット軸受機構において微小な回転抵抗で中心軸Ａ周りに回転することができる。また、スラストプレート３４５が湾曲形状をなしていることにより、スラストプレート３４５とシャフト４１との実接触面積が増加し、シャフト４１からスラストプレート３４５への圧力が分散される。これにより、スラストプレート３４５の上面の摩耗が抑制される。
【００７５】
図８に示したように、スラストプレート３４５は、軸受ハウジング３４４の内部において、軸受ハウジング３４４の底面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に介挿されている。但し、スラストプレート３４５は、軸受ハウジング３４４に対して固定されているわけではなく、軸受ハウジング３４４の底面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間に挟持されることにより、安定的にその位置および姿勢が定まるようになっている。
【００７６】
図９は、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４５の位置が若干ずれている場合のスラストプレート３４５およびその周辺の構成を示した縦断面図である。このようにスラストプレート３４２の位置がずれている場合、シャフト４１の下端部４１ｂは、スラストプレート３４５の上面のうち中央から外れた箇所に当接する。スラストプレート３４５は、シャフト４１との当接箇所において下方向の押圧力を受け、これにより、シャフト４１との当接箇所が最も低くなるような傾斜姿勢をとる。そして、そのままの姿勢で安定し、中心軸Ａ上の当接箇所においてシャフト４１を支持する。
【００７７】
すなわち、本実施形態のスラストプレート３４５は湾曲形状をなしているため、スラストプレート３４５の上面の何処の箇所にシャフト４１が当接したとしても、その当接箇所を中心としてシャフト４１を支持することができる。したがって、シャフト４１とスラストプレート３４５とを良好に調芯することができる。なお、本実施形態のスラストプレート３４５も、軸受ハウジング３４４に対して固定されていないため、軸受ハウジング３４４の内部において径方向に移動可能である。したがって、スラストプレート３４５の上面にシャフト４１が当接したときに、シャフト４１との間に発生する効力の径方向の分力によりスラストプレート３４５が径方向に若干移動することはあり、そのように移動したとしても差し支えはない。
【００７８】
このようなシャフト４１とスラストプレート３４５との調芯は、スピンドルモータ１の製造工程において適宜に行われる。また、製造後のスピンドルモータ１において、外部からの衝撃により軸受ハウジング３４４内のスラストプレート３４５の位置がずれた場合にも、スラストプレート３４５は、そのずれた状態におけるシャフト４１との当接箇所に応じて傾斜し、その当接箇所を中心としてシャフト４１を支持することができる。すなわち、本実施形態の流体動圧軸受装置５では、スラストプレート３４５が傾斜可能であることにより、シャフト４１とスラストプレート３４５との調芯状態を常に維持することができる。これにより、スラストプレート３４５の上面の偏摩耗が防止され、回転精度の悪化や回転振動の発生が防止される。
【００７９】
図８に示したように、スラストプレート３４５の径方向の寸法Ｄ１は、軸受ハウジング３４４の内径Ｄ２の１／２倍よりも大きい。このため、軸受ハウジング３４４の内部においてスラストプレート３４５の位置が径方向にずれた場合にも、スラストプレート３４５の全体が中心軸Ａから外れてしまうことはない。したがって、軸受ハウジング３４４の底部上面とシャフト４１の下端部４１ｂとの間からスラストプレート３４２が離脱してしまうことはない。また、スラストプレート３４５の上面に形成された凹形曲面の深さを、鍔部材４１１の上面とスリーブ３４１の下面との間の軸方向の間隔Ｈよりも大きくしておけば、シャフト４１の下端部４１ｂと軸受ハウジング３４４の底部上面との間からスラストプレート３４２が離脱してしまうことを更に抑制することができる。
【００８０】
第１実施形態のスラストプレート３４２と同じように、本実施形態のスラストプレート３４５にも、軸受ハウジング３４４の底面に形成された突出部３４４ａと嵌合して回転止めの役割を果たす切り欠き部が形成されている。
【００８１】
本実施形態におけるスピンドルモータ１の製造手順は、第１実施形態におけるスピンドルモータ１の製造手順と、ほぼ同等である。すなわち、図７のフローチャートと同等の手順に従ってスピンドルモータ１が製造される。但し、ステップＳ６においては、スラストプレート３４５の上面にシャフト４１の下端部４１ｂを当接させた状態でシャフト４１を回転させ、その際にシャフト４１から受ける力によってスラストプレート３４２が傾斜することにより、シャフト４１とスラストプレート３４２とが調芯される。
【００８２】
＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる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、スラストプレートの形状は、上記の第１実施形態および第２実施形態で示した形状のほか、例えば、図１０および図１１に示したような形状であってもよい。図１０および図１１のスラストプレート３４６は、その上面の中央部分に凹形曲面をなした凹部３４６ａを有しているとともに、その下面の中央部分に軸受ハウジング３４４の底部に向けて突出した凸部３４６ｂを有している。このため、スラストプレート３４６は、径方向に移動してシャフト４１とスラストプレート３４６との間の調芯を行うこともでき、また、傾斜することによってシャフト４１とスラストプレート３４６との間の調芯を行うこともできる。
【００８３】
また、スラストプレート３４２の回転を禁止するための機構は、図６に示した機構のほか、図１２〜図１４に示したような機構であってもよい。図１２の例では、軸受ハウジング３４４の底部上面に形成された突出部３４４ａと、スラストプレート３４２に形成された貫通孔３４２ｃとを嵌合させ、突出部３４４ａと貫通孔３４２ｃとを周方向に接触させることにより、スラストプレート３４２の回転を禁止する。また、図１３の例では、軸受ハウジング３４４の底部上面に形成された一対の突出部３４４ｂの間に、スラストプレート３４２の周縁部に径方向外側へ向けて形成された突出部３４２ｄを配置し、これらの突出部３４４ｂ，３４２ｄを周方向に接触させることにより、スラストプレート３４２の回転を禁止する。また、図１４の例では、スラストプレート３４２に形成された突出部３４２ｅと、軸受ハウジング３４４に形成された貫通孔３４４ｃとを嵌合させ、突出部３４２ｅと貫通孔３４４ｃとを周方向に接触させることにより、スラストプレート３４２の回転を禁止する。すなわち、スラストプレート３４２の回転を禁止させるためには、軸受ハウジング３４２に形成された接触面に対して周方向に対向する対向面を、スラストプレート３４２側に形成しておけばよい。
【００８４】
また、本発明の軸受装置は、図１５に示したような流体動圧軸受装置６であってもよい。図１５の流体動圧軸受装置６では、鍔部材４１１の代わりにシール部材３４３の内周側に凸部３４３ｃが形成されており、凸部３４３ｃとシャフト４１の外周面に形成された段差部４１ｃとで固定軸受ユニット３４からシャフト４１が抜け出すことを防止する。また、上記の各実施形態では、軸回転型のアウターロータモータについて説明したが、本発明のスピンドルモータは、軸固定型のモータや、インナーロータモータであってもよい。また、上記の各実施形態では、磁気ディスク２２を回転させるためのスピンドルモータ１について説明したが、本発明のスピンドルモータは、光ディスク等の他の記録ディスクを回転させるためのモータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１実施形態に係るディスク駆動装置の縦断面図である。
【図２】第１実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【図３】第１実施形態に係る流体動圧軸受装置の縦断面図である。
【図４】第１実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した拡大縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した拡大縦断面図である。
【図６】第１実施形態に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図７】第１実施形態に係る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８】第２実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図９】第２実施形態に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図１０】変形例に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図１１】変形例に係るスラストプレートおよびその周辺の構成を示した縦断面図である。
【図１２】変形例に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図１３】変形例に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図１４】変形例に係るスラストプレートおよび軸受ハウジングの水平断面図である。
【図１５】変形例に係る流体動圧軸受装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
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
５，６ 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 固定軸受ユニット
４１ シャフト
４１ｂ 下端部
４２ ハブ部材
４３ ロータマグネット
５１ 潤滑オイル
３４１ スリーブ
３４２，３４５，３４６ スラストプレート
３４２ａ，３４６ａ 凹部
３４２ｂ 切り欠き部
３４３ シール部材
３４４ 軸受ハウジング
３４４ａ 突出部
Ａ 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、
凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、
前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、
前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面を含む凹部を有し、前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、
前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、
を備え、
前記スラストプレートは、前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの底面との間に挟持されることによりその位置が定められていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記スラストプレートの前記凹形曲面の曲率半径は、前記シャフトの前記凸形曲面の曲率半径以上であることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記中心軸から前記凹部の外周端までの前記中心軸に直交する方向の距離は、前記スラストプレートの外周面と前記ハウジングの内周面との前記中心軸に直交する方向の間隙よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】
流体動圧軸受装置であって、
凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、
前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、
前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、
前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、
を備え、
前記スラストプレートは、前記ハウジングの底面側に向けて突き出した湾曲形状をなしており、且つ前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの前記底面との間に挟持されることによりその位置および姿勢が定められていることを特徴とする軸受装置。
【請求項５】
前記スラストプレートの前記中心軸に直交する方向の寸法は、前記ハウジングの内周面の前記中心軸に直交する方向の寸法の１／２倍以上であることを特徴とする請求項１，２，および４のいずれか記載の軸受装置。
【請求項６】
前記スラストプレートは、前記ハウジングに形成された突出部に対して、前記中心軸についての周方向に対向する対向面を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の軸受装置。
【請求項７】
ベース部材と、
前記ベース部材に固定された磁束発生部と、
請求項１乃至６のいずれか記載の軸受装置によって前記ベースに対して回転自在に支持されたロータ部と、
前記磁束発生部に対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、
を備えることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項８】
ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、
装置ハウジングと、
前記装置ハウジングの内部に固定されるとともに、前記ロータ部に前記ディスクを装着した請求項７記載のスピンドルモータと、
前記ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
を備えることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項９】
軸受装置の製造方法であって、
ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向他方側の面に前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面が形成されたスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、
ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記凹形曲面とをそれぞれ対向させる配置工程と、
ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、
ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記凹形曲面に接触させた状態で前記シャフトの中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸と前記スラストプレートの前記凹形曲面との相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、
を備えることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程ｄ）によって、前記スラストプレートの重心位置と、前記シャフトの前記中心軸とは、ほぼ一致することを特徴とする請求項９記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートが前記シャフトの前記先端部に対し径方向に移動することにより前記調芯が行われること特徴とする請求項９又は１０記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１２】
軸受装置の製造方法であって、
ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向一方側へ向けて突き出した湾曲形状を有するスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、
ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面とをそれぞれ対向させる配置工程と、
ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、
ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面に接触させた状態で前記シャフトの前記中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸に対する前記スラストプレートの相対位置および姿勢を定める調芯を行う調芯工程と、
を備えることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１３】
前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートと前記シャフトの前記先端部との当接位置に応じて前記スラストプレートが傾斜することにより、前記調芯が行われることを特徴とする請求項１２記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１４】
前記工程ｄ）の前に、前記軸受装置の前記ハウジングに磁束発生部を有するベース部材を取り付けるとともに、前記軸受装置の前記シャフトにロータマグネットを有するロータ部を取り付ける組立工程を更に備え、
前記工程ｄ）では、前記磁束発生部と前記ロータマグネットとの間にトルクを発生させることにより、前記シャフトを回転させることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか記載の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、
凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、
前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、
前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面を含む凹部を有し、前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、
前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、
を備え、
前記スラストプレートは、前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの底面との間に挟持されることによりその位置が定められていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記スラストプレートの前記凹形曲面の曲率半径は、前記シャフトの前記凸形曲面の曲率半径以上であることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記中心軸から前記凹部の外周端までの前記中心軸に直交する方向の距離は、前記スラストプレートの外周面と前記ハウジングの内周面との前記中心軸に直交する方向の間隙よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】
流体動圧軸受装置であって、
凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、
前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持するスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される潤滑オイルと、
前記シャフトの前記先端部に当接しつつ前記シャフトの前記中心軸周りの回転を許容するスラストプレートと、
前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置する有底筒状のハウジングと、
を備え、
前記スラストプレートは、前記ハウジングの底面側に向けて突き出した湾曲形状をなしており、且つ前記潤滑オイル中に浸漬され、前記ハウジングに固定されることなく、前記シャフトの前記先端部と前記ハウジングの前記底面との間に挟持されることによりその位置および姿勢が定められていることを特徴とする軸受装置。
【請求項５】
前記スラストプレートの前記中心軸に直交する方向の寸法は、前記ハウジングの内周面の前記中心軸に直交する方向の寸法の１／２倍以上であることを特徴とする請求項１，２，および４のいずれか記載の軸受装置。
【請求項６】
前記スラストプレートは、前記ハウジングに形成された突出部に対して、前記中心軸についての周方向に対向する対向面を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の軸受装置。
【請求項７】
ベース部材と、
前記ベース部材に固定された磁束発生部と、
請求項１乃至６のいずれか記載の軸受装置によって前記ベースに対して回転自在に支持されたロータ部と、
前記磁束発生部に対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、
を備えることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項８】
ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、
装置ハウジングと、
前記装置ハウジングの内部に固定されるとともに、前記ロータ部に前記ディスクを装着した請求項７記載のスピンドルモータと、
前記ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
を備えることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項９】
軸受装置の製造方法であって、
ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向他方側の面に前記シャフトの前記先端部を収容する凹形曲面が形成されたスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、
ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記凹形曲面とをそれぞれ対向させる配置工程と、
ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、
ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記凹形曲面に接触させた状態で前記シャフトの中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸と前記スラストプレートの前記凹形曲面との相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、
を備えることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程ｄ）によって、前記スラストプレートの重心位置と、前記シャフトの前記中心軸とは、ほぼ一致することを特徴とする請求項９記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートが前記シャフトの前記先端部に対し径方向に移動することにより前記調芯が行われること特徴とする請求項９又は１０記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１２】
軸受装置の製造方法であって、
ａ）軸方向一方側の端部に凸形曲面をなした先端部を有するシャフトと、前記シャフトの中心軸を中心として前記シャフトを相対回転可能に支持し得るスリーブと、前記軸方向一方側へ向けて突き出した湾曲形状を有するスラストプレートと、前記軸方向一方側の端部が閉塞され前記軸方向他方側の端部が開口し前記スリーブおよび前記スラストプレートを内部に配置し得る有底筒状のハウジングと、を準備する準備工程と、
ｂ）前記ハウジング内に、前記スラストプレート、前記スリーブ、および、前記シャフトを収容し、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面、および、前記シャフトの前記先端部と前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面とをそれぞれ対向させる配置工程と、
ｃ）前記シャフトと前記スラストプレートとの間、及び前記スラストプレートと前記ハウジングの内底面との間に潤滑オイルを充填させる充填工程と、
ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記シャフトの前記先端部を前記スラストプレートの前記軸方向他方側の面に接触させた状態で前記シャフトの前記中心軸を中心として前記スリーブと前記シャフトとを相対的に回転させることにより、前記シャフトの前記中心軸に対する前記スラストプレートの相対位置および姿勢を定める調芯を行う調芯工程と、
を備えることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項１３】
前記工程ｄ）において、前記相対回転に伴い、前記スラストプレートと前記シャフトの前記先端部との当接位置に応じて前記スラストプレートが傾斜することにより、前記調芯が行われることを特徴とする請求項１２記載の軸受装置の製造方法。
【請求項１４】
前記工程ｄ）の前に、前記軸受装置の前記ハウジングに磁束発生部を有するベース部材を取り付けるとともに、前記軸受装置の前記シャフトにロータマグネットを有するロータ部を取り付ける組立工程を更に備え、
前記工程ｄ）では、前記磁束発生部と前記ロータマグネットとの間にトルクを発生させることにより、前記シャフトを回転させることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか記載の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１２】
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−７９６５８（Ｐ２００９−７９６５８Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８７２３（Ｐ２００７−２４８７２３）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【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４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]