(57)【要約】【課題】  流体軸受装置におけるシャフトとスリーブの製造時にはバラツキが生じており、軸受を形成する微小隙間部が設計値通りにならない。このような状態で設計の狙い目通りの動圧溝加工を行うと、軸受特性が大きくばらついてしまう可能性があった。【解決手段】  流体軸受の動圧発生溝加工に先立って軸受部品の形状測定工程を行い、軸受隙間形状を把握する。ここで設計の狙い目からの形状偏差を算出し、この形状偏差によって生ずる軸受特性のバラツキが、動圧発生溝形状を変化させることで最小になるように動圧発生溝形状変化量を算出する。そして動圧発生溝の形状を変化させて溝加工を行うことにより、スリーブとシャフトの製造上の形状バラツキから生じる軸受特性のバラツキを最小化して許容範囲内に安定させることができる。【選択図】図３
2010230143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受孔を有する軸受スリーブと、前記軸受孔に挿入されるシャフトと、前記軸受スリーブと前記シャフトとの間の微小隙間部と、前記微小隙間部に対向する前記軸受スリーブの表面と前記シャフトの表面のうちの少なくとも一方に形成された動圧発生溝とを有し、前記シャフトと前記軸受スリーブとが相対回転自在に支持されるように構成された流体軸受装置における動圧発生溝の加工方法であって、
前記動圧発生溝を形成する前における、前記微小隙間部に対向する前記軸受スリーブの表面と前記シャフトの表面の少なくとも一方の個々の形状を測定する形状測定工程と、
前記形状測定工程において得られた個々の形状値と前記形状を測定した部位の加工目標値との個々の形状偏差を求める形状偏差算出工程と、
個々の前記動圧発生溝の形状を変化させることで、前記個々の形状偏差により生ずる個々の軸受装置における性能の変化量が小さくなるような溝形状変化量を算出する溝形状変化量算出工程と、
前記溝形状変化量に基づいて前記動圧発生溝の形状を変化させて加工する溝加工工程と
を有する動圧発生溝加工方法。
【請求項２】
前記形状を測定した部位に前記動圧発生溝を加工する請求項１に記載の動圧発生溝加工方法。
【請求項３】
前記溝加工工程は、前記動圧発生溝の溝深さ、角度、溝幅、溝断面形状、本数、最大圧力発生位置、加工領域範囲の少なくとも１つまたは２つ以上を変化させて加工する、請求項１または２に記載の動圧発生溝加工方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の動圧発生溝加工方法を用いて動圧発生溝を形成した前記軸受スリーブまたは前記シャフトを搭載した流体軸受装置。
【請求項５】
請求項４に記載の流体軸受装置を搭載したスピンドルモータ。
【請求項６】
請求項５に記載のスピンドルモータを搭載した情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ（以下ＨＤＤと略記）用スピンドルモータに使用される動圧流体軸受の動圧発生溝加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤや光ディスク装置などは、記録容量の増大を図るために記録ディスクのトラック密度が急速に高まってきている。このような高トラック密度の記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータにおいては、高回転精度を実現できるモータが必要とされており、これらを満たすものとして動圧流体軸受装置を採用したスピンドルモータが開発されている。トラック密度の向上要求に伴って軸受の回転精度もより一層の向上が要求されているが、回転精度を確保・向上するためには軸受部の加工精度が所定の範囲内に収まるように各部品を加工する必要がある。
＜従来の動圧発生溝加工フロー＞
ここで図９を参照しながら従来の流体軸受の動圧発生溝加工フローについて説明する。図９は従来の流体軸受の動圧発生溝加工フローである。まず設計によりあらかじめ決められた動圧発生溝を加工する動圧発生溝加工工程を行う。次に動圧発生溝加工後の形状を測定するために形状測定工程を行う。次に先ほどの測定によって設計で定められた値に入っているかどうか判定選別する形状選別工程を行い良品と不良品に選別する。
【０００３】
ここで、動圧発生溝加工方法の一例として特許文献１に示すように、動圧発生溝加工を行うとき溝加工ツールの荷重を測定しながら、動圧発生溝を加工することにより、溝加工ツールの磨耗を検知し、溝加工ツールを交換することで常に溝加工状態が一定範囲に収まるようにして動圧発生溝形状の安定化を図る動圧発生溝加工方法がある。
【特許文献１】特開平１１−３３３５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記加工方法においては次のような課題がある。スピンドルモータとしての要求性能の中でも特に回転精度が最もＨＤＤの記録密度に影響するが、回転精度を高める為には、軸受隙間をより狭くすることが必要になる。
【０００５】
ここで軸受隙間はシャフトとスリーブの形状誤差によってばらつくが、軸受隙間の絶対値が狭くなると、そのバラツキが隙間の絶対値に対する比率が高くなる。軸受性能は軸受隙間形状や動圧発生溝形状の影響を強く受けるので、たとえ動圧発生溝が常に一定の形状で加工できたとしても、軸受隙間のバラツキの比率が高くなると、軸受性能が大きくばらつく事になってしまう。
【０００６】
例えば図１０に示すように、スリーブ１０２の上下２カ所に上側ラジアル軸受部１０２Ｕ，下側ラジアル軸受部１０２Ｌを設けて、スリーブ１０２の下端側をスラスト板１０３で封止した構造を考える。ここで上側ラジアル軸受部１０２Ｕの微小隙間部Ｄｓｕ１が下側ラジアル軸受部１０２Ｌの微小隙間部Ｄｓｌ１よりもテーパ状に大きくなると、潤滑流体４が軸受内部に向かって押し込まれるポンプイン圧力が低下、または最悪の場合は潤滑流体１０４が軸受開口部１０２ｚから軸受外部に向けて流出する方向に作用する負圧であるポンプアウト圧力が発生してしまう。その結果潤滑流体１０４が軸受開口部１０２ｚから流出しやすくなる。また同時にスラスト軸受部１０３ｂにおける圧力が低下するためにスラスト浮上量が低下してシャフト１とスラスト板１０３との間で摺動が生じ、最悪の場合はモータがロックしてしまう。また上記とは逆に上側ラジアル軸受部１０２Ｕの微小隙間部Ｄｓｕ１が下側ラジアル軸受部１０２Ｌの微小隙間部Ｄｓｌ１よりもテーパ状に小さくなると、ポンプイン圧力が大きくなり、スラスト浮上量が過大になり、アキシャル方向の軸受剛性が低下してしまう。さらにスラスト軸受部としてシャフト１の下端に大径のフランジを固定した構成（図示せず）の場合、スラスト浮上量が過大になると、フランジとスリーブとが摺動して同様にモータがロックしてしまう。
【０００７】
したがって軸受隙間形状の安定化を図る為には、従来の加工方法ではシャフトやスリーブの加工精度を可能な限り向上して、さらに加工品の精度を測定した上で、良品・不良品を選別する必要がある。そのためには部品加工精度が極めて高くできるように加工機の温度、潤滑条件、素材ロットバラツキなどを常に厳しく管理する必要があり、歩留まりの低下や不良品の廃棄などの無駄が生ずるという課題を有していた。本発明は従来の課題を解決するもので、スリーブとシャフトからなる微小隙間部のバラツキによってもたらされる軸受性能のバラツキや悪化を抑制するように動圧発生溝を加工することによって、装置が完成した状態における軸受性能のバラツキや悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の動圧溝加工方法は、軸受孔を有する軸受スリーブと、軸受孔に挿入されるシャフトと、軸受スリーブとシャフトとの間の微小隙間部と、微小隙間部に対向する軸受スリーブの表面とシャフトの表面のうちの少なくとも一方に形成された動圧発生溝とを有し、シャフトと軸受スリーブとが相対回転自在に支持されるように構成された流体軸受装置における動圧発生溝の加工方法であって、動圧発生溝を形成する前における、微小隙間部に対向する軸受スリーブの表面とシャフトの表面の少なくとも一方の個々の形状を測定する形状測定工程と、形状測定工程において得られた個々の形状値と形状を測定した部位の加工目標値との個々の形状偏差を求める形状偏差算出工程と、個々の動圧発生溝の形状を変化させることで、個々の形状偏差により生ずる個々の軸受装置における軸受性能の変化量が小さくなるような溝形状変化量を算出する最適溝形状量算出工程と、溝形状変化量に基づいて動圧発生溝の形状を変化させて加工する溝加工工程とを有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明の動圧発生溝加工方法によれば、形状測定工程において得られた個々の軸受部品の形状値とその加工目標値との差に基づいて、動圧発生溝の形状を個別に対応して変化させることにより、シャフトとスリーブ間の微小隙間部のバラツキがたとえ大きくなっても、所定の範囲内に抑制され安定したモータ特性（例えば、ラジアル軸受剛性やポンピング圧力のバランス等）を持つ流体軸受装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の動圧流体軸受の溝加工方法の実施の形態を図面とともに説明する。なお以下の説明を簡単にするために便宜上「上」「下」と表現するが、本願発明はこれに限定されるものではなく、任意の姿勢の軸受装置に適用できることは言うまでもない。
（実施の形態１）
＜スピンドルモータの構成＞
図１は、本発明に関する流体軸受が搭載されるスピンドルモータの断面図である。このスピンドルモータは、記録ディスク駆動用に用いられ、ＨＤＤ等の記録ディスク装置の一部を構成している。スピンドルモータは、ロータ１０をステータ１１に対して回転自在に支持するために流体軸受が備え付けられている。ステータ１１はベース１２とスリーブ２とスラスト板３とコア１３とコイル１４で構成されている。ロータ１０はハブ１５とシャフト１とマグネット１６で構成されている。
＜軸受＞
図２は本発明に関する流体軸受装置の断面図である。この流体軸受装置において、シャフト１はスリーブ２に対して回転自在に支承されている。シャフト１の一方の端面にはスラスト板３が対向して配置されており、このスラスト板３はスリーブ２の端面に固定されている。スラスト板３には、スラスト動圧発生溝３ａが設けられ、潤滑流体４が注入されてスラスト軸受を構成する。スリーブ２の内周またはシャフト１の外周には上側動圧発生溝２ｇＵ、下側動圧発生溝２ｇＬが設けられ、潤滑流体４が注入され、上側ラジアル軸受部２Ｕ、下側ラジアル軸受部２Ｌを構成する。ここで上側動圧発生溝２ｇＵは軸方向に非対称になっており、その上端２ａから第１の折り返し地点２ｂまでの距離を上側軸受上溝幅Ｌ１、第１の折り返し地点２ｂから上側動圧発生溝２ｇＵの下端２ｃまでの距離を上側軸受下溝幅Ｌ２とするとＬ１＞Ｌ２となっている。このように非対称に動圧発生溝を形成することにより、潤滑流体４をスラスト板３側に向けて押し込もうとするポンプイン圧力が加わる。これにより潤滑流体４が軸受開口部２ｚから流出しないように保持する力が作用する。また潤滑流体４が押し込まれることによりスラスト軸受部３ｂにおける圧力が高まるため、シャフト１がスラスト板３から浮上することをアシストして、シャフト１が浮上しやすくなる。
【００１１】
なお下側動圧発生溝２ｇＬは軸方向に対称になっており、その上端２ｄから第２の折り返し地点２ｅまでの距離を下側軸受上溝幅Ｌ３、第２の折り返し地点２ｅから下側動圧発生溝２ｇＬの下端２ｆまでの距離を下側軸受下溝幅Ｌ４とするとＬ３＝Ｌ４としている。
【００１２】
また上側ラジアル軸受部２Ｕと下側ラジアル軸受部２Ｌの間には、潤滑剤溜まり部２Ｍが形成されている。
【００１３】
図２において、潤滑流体４をスラスト板３の方向に押し込む下向きの力をポンプイン力と呼び、上向きの力をポンプアウト力と呼ぶ。ここで上記のように通常は潤滑流体４が軸受開口部２ｚから流出しないようにポンプイン力が発生するように構成するが、あまり大きなポンプイン力が発生すると、スラスト軸受部３ｂにおける浮上量が大きくなりすぎてスラスト軸受３ｂにおけるアキシャル方向の軸受剛性が低下してしまう。またスラスト軸受部としてシャフト１の下端に大径のフランジを固定した構成（図示せず）の場合、スラスト浮上量が過大になると、フランジとスリーブとが摺動して同様にモータがロックしてしまう。したがってポンプイン力は適切な範囲に設定することが求められる。このようにポンプイン力を適切な範囲に設定することをポンピングバランスと呼ぶ。
＜設計センター値＞
図２に示す本実施の形態における軸受部の主要寸法の設計中心値は以下の通りである。
【００１４】
上側軸受上溝幅Ｌ１＝０．８９ｍｍ
上側軸受下溝幅Ｌ２＝０．７１ｍｍ
下側軸受上溝幅Ｌ３＝０．８０ｍｍ
下側軸受下溝幅Ｌ４＝０．８０ｍｍ
上側軸受半径隙間Ｄｓｕ＝２．１μｍ
下側軸受半径隙間Ｄｓｌ＝２．１μｍ
＜加工フロー＞
図３は本実施の形態における動圧発生溝加工工程フロー図である。図３において、まず軸受が形成される部分である微小隙間部の形状を把握するために、スリーブの、またはスリーブとシャフト双方において、軸受が形成される表面の形状測定を行う。次に図２で示す形状寸法の設計中心値と形状測定工程で得た値との形状偏差を算出する形状偏差算出を行う。そして形状偏差によって生じる軸受性能の変化量を最小化するような最適な溝形状を計算する最適溝形状算出を行う。これは軸受隙間形状のバラツキ影響を、溝形状修正によって抑制することを目的とする。こうしてスリーブとシャフトの組み合わせにとって最適な溝形状データが得られるので、これを基に動圧発生溝加工を行う個別動圧発生溝加工を行う。以下この加工フローについての詳細説明を行う。なお以下の説明はスリーブの内周面に動圧発生溝を形成するケースについて行う。
＜形状測定工程＞
以下の説明は、スリーブの内径形状のバラツキに対してシャフトの形状バラツキは無視し得るものとし、形状測定はスリーブ内周のみを行う場合について行う。図４（ａ）は形状測定工程におけるスリーブの軸受穴形状測定装置の構造説明図である。底板３１に固定されたワークチャック５にスリーブ２を固定している。そして押圧子７は可動部２８を介してＺ軸モータ１９によってＺ軸方向に可動する。スリーブ２の軸受穴形状測定はスリーブ２の軸受穴にそれよりも数μｍ大きい直径のボール６をスリーブ２の軸受穴に押し通す。この時の荷重を荷重センサ８が検出し、スリーブ２の軸受穴形状として測定する。このとき得られる荷重波形線図を図４（ｂ）に示す。ここで２ａ、２ｃ、２ｄ、２ｆとは図２に示された位置に対応している。例えば上側ラジアル軸受部２Ｕの上端２ａから下側ラジアル軸受部２Ｌの下端２ｆまで内径寸法が一定であると、図４（ｂ）に実線Ｓ１で示すように荷重も平坦になる。また上側ラジアル軸受部２Ｕの上端２ａから下側ラジアル軸受部２Ｌの下端２ｆに掛けてテーパ状にスリーブ内径が小さくなる場合、荷重線図は一点鎖線Ｓ２で示すように、同図において右上がりの荷重線図になる。反対に上側ラジアル軸受部２Ｕの上端２ａから下側ラジアル軸受部２Ｌの下端２ｆに掛けてテーパ状にスリーブ内径が大きくなる場合、荷重線図は破線Ｓ３に示すように、同図において右下がりの荷重線図になる。
【００１５】
なおシャフト１の形状に関しては、スリーブ２の形状バラツキに比べてシャフト１の形状バラツキが充分小さいことが想定される場合、シャフト１は平均直径のみを測定し、詳細な形状測定を省略しても良い。
【００１６】
こうして上側ラジアル軸受部２Ｕ，下側ラジアル軸受部２Ｌの微小隙間部の全体形状が把握できる。
＜溝加工方法＞
図５は本実施の形態のスリーブ溝加工装置の構造図である。図５において、溝加工ツール９は複数の転造ボール１７がシャンク２０の先端外周に固定されて構成されている。この溝加工ツール１９は、チャック２１でコレット軸２２へ固定され、継ぎ手２３を介してθ方向モータ１８と結合される。一方コレット軸２２は玉軸受２４を介してθベース２５へ回転自在に、かつベアリング用与圧ナット２６でＺ軸方向にガタ無く支持されている。更にθベース２５はボールねじ等を用いたＺ軸モータ１９を含むＺ軸駆動装置２７の可動部２８に固定されている。さらにＺ軸駆動装置２７はコラム２９を介して底板３０上に設置される。また底板３０に固定されたワークチャック５は、溝加工されるスリーブ２を溝加工ツール９に対して同軸上に固定する。
【００１７】
ここで溝加工ツール１９の先端に固定された複数の転造ボール１７の外周の包絡円の直径Ｄｏはスリーブ２の上側／下側ラジアル軸受部２Ｕ，２Ｌの内径Ｄｉよりも１０〜２０μｍ程度大きくなるように設定している。
【００１８】
スリーブ２に溝を転造加工する場合、底板３０に固定されたワークチャック５にスリーブ２を固定し、溝加工ツール９をスリーブ２の軸受穴に通し塑性転造加工する。ここで溝加工ツール９をθ方向に一定速度で回転させながらＺ軸方向に動かしていくと、スリーブ２の軸受形成面に溝加工ツール９が食い込んでいき、スリーブ２の軸受穴に転造ボール１７によってスパイラル形状の動圧発生溝が塑性転造加工される。次に転造ボール１７がスリーブ２の軸受穴において、図２に示す折り返し地点２ｂに到達したとき、θモータ１８を逆方向に回転させると共にさらにＺ軸方向へ進めていくと逆方向の傾斜を有するスパイラル形状の動圧発生溝が塑性転造加工され、全体としてヘリングボーン形状をなす上側動圧発生溝２ｇＵが加工される。
【００１９】
転造ボール１７が上側動圧発生溝２ｇＵの下端２ｃを通過した後は再びθモータ１８を逆方向に回転させると共にさらにＺ軸方向へ進めていき、以降上側動圧発生溝２ｇＵの加工時と同様に加工を進めることで、全体としてヘリングボーン形状をなす下側動圧発生溝２ｇＬが加工される。
【００２０】
転造ボール１７が下側ラジアル軸受部２Ｌの下端２ｆを通過した後は、加工された溝をそのまま転造ボール１７が逆にたどるようにθモータ１８とＺモータ１９を制御しながら転造ツール９を引き抜けばよい。なお溝加工ツール９の外周にｎ個の転造ボール１７を等角度ピッチ（３６０／ｎ度）で配設した場合、上記の加工方法の場合ｎ本の動圧発生溝が形成されるが、転造ツール９を引き抜く際に転造ボール１７の角度ピッチの１／２だけずらして引き上げることによって、２ｎ本の動圧発生溝を形成することができる。
【００２１】
ここでは動圧溝加工方法において転造加工について説明したが、本願ではこれに限るものでなくどのような溝加工方法でもよい。
＜スリーブ動圧発生溝加工  上広テーパの場合＞
図６（ａ）はスリーブ２の軸受孔形状が上広がりとなった場合の流体軸受装置の断面図である。ここで例えば上端上側軸受半径隙間Ｄｓｕ１は設計中心値である上側軸受半径隙間Ｄｓｕよりも０．１５μｍほど広がっている。また下側軸受半径隙間Ｄｓｌ１は設計中心値である下側軸受半径隙間Ｄｓｌよりも０．１５μｍほど狭くなっているとする。すなわち軸受半径隙間は上端２ａと下端２ｆ間で０．３μｍ（＝Ｄｓｕ１−Ｄｓｌ１）の差がある。このような形状の場合、設計中心値の通りの形状で動圧発生溝の加工を行うと、設計中心よりもポンプイン力が小さくなるか、またはポンプアウト方向の力が大きくなるためスラスト軸受側で負圧になり、シャフトの浮上量が低下する。また潤滑流体４に対するポンピングバランスも崩れてしまい、潤滑流体４が軸受開口部２ｚから漏出しやすくなる。さらに上側動圧発生溝２ｇＵにおける発生動圧が小さくなるので、ラジアル軸受剛性が低下してしまう。
【００２２】
そこでこのような影響を抑制するために、図６（ａ）に示すように、動圧発生溝の上側軸受上溝幅Ｌ１を設計中心地よりも長くして（具体的には０．８９ｍｍを０．９１ｍｍに修正）、上側軸受下溝幅Ｌ２を設計中心地よりも短く（具体的には０．７１ｍｍを０．６９ｍｍに修正）なるように折り返し地点２ｂの位置を変えて加工し、上側動圧発生溝２ｇＵの非対称性から生まれるポンプイン力を制御することにより後述するように設計に近いポンプイン力を得られるようにする。
＜スリーブ動圧発生溝加工  下広テーパの場合＞
図６（ｂ）はスリーブ２の軸受孔形状が下広がりとなった場合の流体軸受装置の断面図である。ここで例えば上側軸受半径隙間Ｄｓｕ２は設計中心値である上側軸受半径隙間Ｄｓｕよりも０．１５μｍほど狭く、また下側軸受半径隙間Ｄｓｌ２は設計中心値である下側軸受半径隙間Ｄｓｌよりも０．１５μｍほど広くなっている。このような形状の場合、設計中心値の通りの形状で動圧発生溝の加工を行うと、設計中心よりもポンプイン力が大きくなるまたはポンプアウト方向の力が小さくなるためスラスト軸受側で過大圧力状態になり、シャフトの浮上量が大きくなり、アキシャル方向の軸受剛性が下がってしまう。また潤滑流体４のポンピングバランスも崩れてしまう。
【００２３】
そこでこのような影響を抑制するために、図６（ｂ）に示すように、動圧発生溝の上側軸受上溝幅Ｌ１を設計中心地よりも短くして（具体的には０．８９ｍｍを０．８８ｍｍに修正）、上側軸受下溝幅Ｌ２を設計中心地よりも長く（具体的には０．７１ｍｍを０．７２ｍｍに修正）なるように折り返し地点２ｂの位置を変えて加工し、上側動圧発生溝２ｇＵの非対称性から生まれるポンプイン力を制御することにより後述するように設計に近いポンプイン力を得られるようになる。
＜ポンプイン圧力計算＞
図７（ａ）は上下軸受隙間差の変動によってポンピングバランスに生ずる影響が最小化されるときの上側軸受部非対称長さΔＬの関係図である。ここで上下軸受隙間差は図６において（Ｄｓｕ１−Ｄｓｌ１）で表される。また上側軸受部非対称長さΔＬはΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２と表される。
【００２４】
図７（ａ）に破線で示すように、従来の溝加工方法では上下軸受隙間差に関係なく上側軸受部非対称長さΔＬは０．２２ｍｍと比較的大きな値で一定であった。すると図７（ｂ）に破線で示すように、従来例では上下軸受隙間差がプラス側に大きくなると、ポンプイン圧力比は低下してしまう。なおこの事例においてポンプイン圧力比とは、上下軸受隙間差がプラス０．３μｍである時のポンプイン圧力を基準（＝１）として、上下軸受隙間差が変化したときのポンプイン圧力の比率を意味する。ここでは図示しないが、上下軸受隙間差が大きく（例えば０．５μｍ以上に）なるとポンプイン圧力はマイナスになり、潤滑流体４は軸受開口部２ｚから漏出してしまう。またポンプイン圧力がマイナスになると、スラスト軸受部３ｂにおける圧力が下がるので、スラスト軸受部の浮上量も低下してしまう。
【００２５】
また上下軸受隙間差がマイナスになると従来の加工方法ではポンプイン圧力比が大きくなってしまう。このような状況の場合、特に低温になると潤滑流体の粘度が急激に増大するので、スラスト軸受部３ｂでの圧力が増大し、シャフト１の浮上量が著しく大きくなってしまう。
【００２６】
このようなことが生じないように、従来の軸受加工方法では上下隙間差が一定範囲以内に収まるようにシャフトとスリーブの部品管理を行っていたために、歩留まりが低下しやすく、加工コスト、管理コストの増大を招いていた。また上下軸受隙間差がプラス側にばらついてもポンプイン圧力がマイナスにならないようにするために設計中心（上下軸受隙間差＝０）においても高いポンプイン圧力比を確保しておく必要があった。このことはスラスト軸受部３ｂでの浮上量を無駄に大きくすることになり軸受剛性の低下を招くと共に、ラジアル軸受部における軸受スパン（図２における折り返し地点２ｂ，２ｅ間の距離）が短くなることにつながるので、ラジアル軸受部の回転剛性の低下を招いてしまう。
【００２７】
これに対して、本実施の形態では図７（ａ）に実線で示すように、上下軸受隙間差に応じて上側軸受部非対称長さΔＬを変化させている。その結果、図７（ｂ）に実線で示すように、上下軸受隙間差が変化してもポンプイン圧力比を常に一定（＝１）にすることができる。したがって従来よりも軸受隙間形状がばらついてもポンピングバランスの安定化を図ることができる。その結果潤滑流体４の漏れだしを確実に防止でき、またスラスト軸受部における浮上量のバラツキを抑制でき、またスラスト軸受部におけるアキシャル方向の軸受剛性を安定化させることもできる。
【００２８】
ここで、本形態ではモータ特性の一例であるポンピングバランスの安定化について説明した。しかし、本発明におけるモータ特性はそれだけに留まらずこのほかにラジアル軸受部の並進剛性，回転剛性，軸受損失，電流値などといった特性がある。動圧発生溝を変化させると上記のような特性もそれに応じて変化することはいうまでもない。したがってより好ましくはこれらの複数の特性がバランスよく設計値に近づくように、上側軸受部非対称長さΔＬだけでなく、例えば軸方向長さ，溝本数，溝深さ，溝角度，溝幅比，溝深さ等も組み合わせて変化させるとより好ましい。
【００２９】
また上記説明において動圧発生溝加工方法は塑性転造加工について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではない。たとえばレーザ照射によりシャフトの表面に動圧発生溝を形成する方法、溶融樹脂をインクジェット方式で噴射して軸受部材の表面に動圧発生溝を形成する方法、さらには軸受隙間形状に応じて階層分けして、これに対応した複数のマスクパターンや電解加工用電極を用意してエッチングや電解加工などで動圧溝を形成する方法なども適用が可能である。
（実施の形態２）
＜軸受長さ変更による軸受損失の低減＞
上記実施の形態１は、軸受隙間形状がテーパ状に変化した場合に関して説明したが、本実施の形態では軸受隙間形状はストレートな状態として軸受半径隙間が変化した場合に関して説明する。
【００３０】
本実施の形態におけるスリーブは実施の形態１と同様の形状をなしているが、設計中心値は若干異なっている。
【００３１】
上側軸受上溝幅Ｌ１＝０．７９ｍｍ
上側軸受下溝幅Ｌ２＝０．５７ｍｍ
下側軸受上溝幅Ｌ３＝０．６８ｍｍ
下側軸受下溝幅Ｌ４＝０．６８ｍｍ
上側軸受半径隙間Ｄｓｕ＝２．１μｍ
下側軸受半径隙間Ｄｓｌ＝２．１μｍ
ここで本実施の形態は軸受半径隙間がばらついても軸受剛性や軸受損失の変化を抑制することを目的としている。図８（ａ）の実線は軸受半径隙間が変化したときに、ラジアル軸受部の並進剛性の変化が最小になるようにするための本実施形態におけるラジアル動圧溝軸方向長さの関係を表す。図中、破線は従来例におけるラジアル動圧溝軸方向長さであり、軸受半径隙間によらず一定値（３．２ｍｍ）である。ここでラジアル動圧溝軸方向長さとは上側ラジアル軸受部２Ｕ，下側ラジアル軸受部２Ｌの軸方向長さの和であって、図２において（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）である。なお本実施の形態の設計中心値（軸受半径隙間２．１μｍ時）は２．７２ｍｍであり、従来例よりも短く設定している。これは従来例においては、軸受半径隙間が大きくなったときに軸受並進剛性が低下してしまうために元々のラジアル動圧溝軸方向長さを大きく設定してのに対して、本実施の形態では軸受半径隙間が大きくなった時を除けば、従来例よりもラジアル動圧溝軸方向長さを短くしても軸受並進剛性を確保できるためである。
【００３２】
ここで本実施の形態においては上側動圧発生溝の上側軸受部非対称長さΔＬは０．２２ｍｍで一定とする。下側動圧発生溝は対称であるとする。また上下軸受部の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）、（Ｌ３＋Ｌ４）は互いの比率がほぼ同一になるように変化させるものとする。
【００３３】
図８（ｂ）の実線は軸受半径隙間が変化したときに、本実施の形態においてラジアル動圧溝軸方向長さを最適化したときの軸受並進剛性の変化を示す。また図８（ｃ）は軸受損失の変化を示す。なお破線は従来例を示す。また図８（ｂ）、（ｃ）共に軸受半径隙間が最大の時を基準にして正規化している。図８（ｂ）に示すように、軸受半径隙間がばらついても、本実施の形態では軸受並進剛性はほぼ一定値を保っている。そして図８（ｃ）に示すように、軸受損失もほぼ一定値であるといって良い。
【００３４】
このように本実施の形態によれば軸受半径隙間がばらついても軸受並進剛性をほぼ一定にでき、また軸受損失も従来よりも大幅に低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、動圧流体軸受の動圧発生溝を、装置ごとに個別に最適な形状に変化させて加工する溝加工方法に関するものであり、動圧流体軸受を必要とするＨＤＤ、光ディスク装置、ポリゴンミラー用スピンドルモータを用いたレーザ装置、静音性を求められるファンモータ等の情報装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１における流体軸受が搭載されるスピンドルモータの断面図
【図２】実施の形態１における流体軸受装置の断面図
【図３】実施の形態１における動圧発生溝加工工程フロー図
【図４】（ａ）スリーブ軸受穴形状測定装置の構造説図、（ｂ）軸受穴形状測定時の荷重波形線図
【図５】実施の形態１におけるスリーブ溝加工装置の構造図
【図６】（ａ）スリーブが上広がりとなった場合の流体軸受装置の断面図、（ｂ）スリーブが下広がりとなった場合の流体軸受装置の断面図
【図７】（ａ）上下軸受隙間差変動影響を抑制するための上側軸受部非対称長さΔＬの関係図、（ｂ）上下軸受隙間差が変化したときのポンプイン圧力の関係図
【図８】（ａ）軸受隙間と軸受長さの関係を示した図、（ｂ）軸受長さを変化させたときの軸受隙間と軸受剛性の関係を示した図、（ｃ）軸受長さを変化させたときの軸受隙間と軸受損失の関係を示した図
【図９】従来の動圧発生溝加工工程フロー図
【図１０】従来の流体軸受装置の断面図
【符号の説明】
【００３７】
１，１０１    シャフト
２，１０２    スリーブ
２ａ，２ｄ    上端
２ｂ，２ｅ    折り返し地点
２ｃ，２ｆ    下端
２ｇＵ    上側動圧発生溝
２ｇＬ    下側動圧発生溝
２Ｌ，１０２Ｕ    下側ラジアル軸受部
２Ｕ，１０２Ｌ    上側ラジアル軸受部
２ｚ，１０２ｚ    軸受開口部
３，１０３    スラスト板
３ａ，１０３ａ    スラスト動圧発生溝
３ｂ，１０３ｂ    スラスト軸受部
４，１０４    潤滑流体
５    ワークチャック
６    ボール
７    押圧子
８    荷重センサ
９    溝加工ツール
１０    ロータ
１１    ステータ
１２    ベース
１３    コア
１４    コイル
１５    ハブ
１６    マグネット
１７    転造ボール
１８    θ方向モータ
１９    Ｚ軸モータ
２０    シャンク
２１    チャック
２２    コレット軸
２３    継ぎ手
２４    玉軸受
２５    θベース
２６    ベアリング用与圧ナット
２７    Ｚ軸可動装置
２８    可動部
２９    コラム
３０，３１    底板
Ｌ１    上側軸受上溝幅
Ｌ２    上側軸受下溝幅
Ｌ３    下側軸受上溝幅
Ｌ４    下側軸受下溝幅
Ｄｓｕ    上側軸受半径隙間
Ｄｓｕ１    上側軸受半径隙間１
Ｄｓｕ２    上側軸受半径隙間２
Ｄｓｌ    下側軸受半径隙間
Ｄｓｌ１    下側軸受半径隙間１
Ｄｓｌ２    下側軸受半径隙間２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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