(57)【要約】【課題】循環型の流体軸受装置において、潤滑流体に含まれる気泡を効率よく外気へと排出しながら、ラジアル軸受部等の動圧軸受部の軸方向長さを十分に確保することが可能な流体軸受装置を提供する。【解決手段】流体軸受装置１０では、第１の隙間Ｇ１が、軸１２とスリーブ１１との間に形成される。第２の隙間Ｇ２は、スリーブキャップ１６とスリーブ１１との間に形成され、潤滑流体１７が貯留される。スラスト軸受部材２１は、スリーブキャップ１６の中央穴１６ａの内周面に近接配置されている。第３の隙間Ｇ３は、スラスト軸受部材２１とスリーブキャップ１６との間に形成され、大気に開放される。第４の隙間Ｇ４は、スラスト軸受部材２１とスリーブ１１との間に形成される。潤滑流体１７は、連通路１１ｂ、第１の隙間Ｇ１、第２の隙間Ｇ２を含む循環経路に沿って循環する。【選択図】図２
2010078100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
前記軸が相対回転可能な状態で装填され軸受孔を有するスリーブと、
前記軸と前記スリーブの軸受孔の間に形成される第１の隙間と、
前記スリーブの一部に形成されており、前記スリーブにおける前記軸受孔の開放端側と閉塞端側とを連通させる連通路と、
前記軸の外周面および前記スリーブの軸受孔内周面の少なくとも一方に形成された第１の動圧発生溝と、
前記スリーブの開放端側に設けられ中央穴を有するスリーブキャップと、
前記スリーブキャップと前記スリーブの開放端側の端面との間に形成され、潤滑流体溜まり部を形成する略円環状の第２の隙間と、
前記軸における前記開放端側に固定されており、前記スリーブキャップの前記中央穴の内周面に近接するように配置されたスラスト軸受部材と、
前記スラスト軸受部材の外周と前記スリーブキャップの中央穴の内周面との間に形成され、大気に開放される第３の隙間と、
前記スラスト軸受部材と前記スリーブの端面との間に形成される第４の隙間と、
互いに連通する前記第１の隙間、前記連通路、前記第２の隙間、前記第４の隙間内に貯留された潤滑流体と、
前記連通路、前記第１の隙間、前記第２の隙間を含み、前記潤滑流体が循環する循環経路と、
を備えている流体軸受装置。
【請求項２】
前記潤滑流体溜まり部を形成する前記第２の隙間は、周方向において隙間の大きさが変化する、
請求項１に記載の流体軸受装置。
【請求項３】
前記第４の隙間において互いに対向する前記スリーブの端面と前記スラスト軸受部材の対向面とのいずれか一方に、前記潤滑流体に対して循環力を付与する第２の動圧発生溝が形成されている、
請求項１または２に記載の流体軸受装置。
【請求項４】
前記第２の動圧発生溝は、非対称形状のヘリングボーン、あるいはスパイラル形状を有している、
請求項３に記載の流体軸受装置。
【請求項５】
前記第１の動圧発生溝は、対称な形状で形成されている、
請求項３または４に記載の流体軸受装置。
【請求項６】
前記スリーブキャップは、前記第２の隙間と外気とを連通させる換気路を端面に有している、
請求項１から５のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項７】
前記第２の隙間は、前記連通路の近傍において軸方向における寸法が最も小さくなる最小隙間部を有し、前記連通路から前記換気路に向かって軸方向における寸法が最も大きくなる最大隙間部を前記換気路付近に有しており、周方向に沿って前記最小隙間部から前記最大隙間部に向かって隙間が漸次大きくなる、
請求項１から６のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項８】
前記スリーブキャップの内周面と前記スリーブの外周面との間に形成され、潤滑流体溜まり部を形成する略円環状の第５の隙間を、さらに備えている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項９】
前記潤滑流体溜まり部を形成する前記第５の隙間は、周方向において隙間の大きさが変化する、
請求項８に記載の流体軸受装置。
【請求項１０】
前記スリーブキャップは、前記第５の隙間と外気とを連通させる換気路を外周面に有している、
請求項８または９に記載の流体軸受装置。
【請求項１１】
前記第５の隙間は、前記連通路の近傍において径方向における寸法が最も小さくなる最小隙間部を有し、前記連通路から前記換気路に向かって径方向における寸法が最も大きくなる最大隙間部を前記換気路付近に有しており、周方向に沿って前記最小隙間部から前記最大隙間部に向かって隙間が漸次大きくなる、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項１２】
前記スラスト軸受部材の軸方向厚みは、前記スリーブキャップの軸方向厚みより小さいか、ほぼ同等である、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項１３】
前記軸はフランジレスであって、
前記軸における前記開放端側の端部に固定されたハブをさらに備えており、
前記スリーブは、径方向外側に突出した鍔部を有し、
前記ハブは、軸方向における移動を制限する抜け止め部を有している、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項１４】
前記軸は、前記閉塞端側に抜け止め用のフランジ部を有している、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項１５】
前記第１の隙間の大きさを（Ｇ１）、前記第２の隙間の前記最小隙間部の大きさを（Ｇ２ｍｉｎ）、前記第２の隙間の前記最大隙間部を（Ｇ２ｍａｘ）、前記第３の隙間の大きさを（Ｇ３）、前記第４の隙間の最小隙間部を（Ｇ４）とすると、以下の関係式を満たす、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
Ｇ１＜Ｇ４≦Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ３
Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ２ｍａｘ
【請求項１６】
前記スリーブキャップは、対向配置された前記スリーブの端面に向かって突出し前記スリーブの開放端側の端面に当接する複数の突出部をさらに有している、
請求項１から１５のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項１７】
前記スリーブキャップは、透光性材料によって形成されている、
請求項１から１６のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項１８】
前記スリーブキャップは、前記換気路が形成された端面に透光性を有する部分を含んでいる、
請求項１７に記載の流体軸受装置。
【請求項１９】
前記スリーブキャップは、前記換気路が形成された外周面側に透光性を有する部分を含んでいる、
請求項１７に記載の流体軸受装置。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか１項に記載の流体軸受装置と、
前記流体軸受装置の回転側部材に取り付けられた回転磁石と、
前記回転磁石に対して回転力を付与するステータコアと、
を備えたスピンドルモータ。
【請求項２１】
請求項２０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、ハードディスク駆動装置等に搭載される流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク駆動装置（以下、ＨＤＤ）等のディスク駆動装置には、非接触回転によって低ＮＲＲＯ（Non-Repetitive Run OUT）や低騒音が実現できる動圧型流体軸受を搭載した流体軸受装置が主に用いられている。
【０００３】
このような流体軸受装置では、動圧流体軸受の角度剛性（またはモーメント剛性）を向上させるために、軸とスリーブとの間の隙間に形成されるラジアル軸受部の長さをできるだけ長く確保した構成を採用することが望ましい。一方で、スピンドルモータの薄型化の要求も存在することから、ラジアル軸受部の長さを十分に確保しながら、流体軸受装置の厚みが増大しないような構成が必要とされている。なお、ここでいう角度剛性とは、外乱による動作中の軸の傾きを復元する度合いをいう。
【０００４】
例えば、特許文献１には、スリーブキャップの内周面側に、軸に固定されたフランジ状のプレートと、ハブ下にボス部とを設け、スリーブキャップとプレートとの間の隙間にシール部が形成されるモータが開示されている。この構成では、スリーブキャップとプレートとの間に潤滑流体を介在させることで、内部の圧力を均一にして安定性を向上させるとともに、高いシール効果を持たせることができる。
【特許文献１】特開２００８−４３１９７号公報（平成２０年２月２１日公開）
【特許文献２】特開２００５−２５７０７３号公報（平成１７年９月２２日公開）
【特許文献３】特開２００５−３０４２９０号公報（平成１７年１０月２７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の流体軸受装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された流体軸受装置では、スリーブキャップの内底面側にフランジ状のプレートを追加しているため、軸方向における部材が従来よりも１つ追加されており、ラジアル軸受部の軸方向長さの確保については特に考慮されていない。よって、例えば、薄型化された流体軸受装置では、ラジアル軸受部の軸方向長さを十分に確保できずに、軸受の角度剛性が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、循環型の流体軸受装置において、潤滑流体に含まれる気泡を効率よく外気へと排出しながら、ラジアル軸受部等の動圧軸受部の軸方向長さを十分に確保することが可能な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る流体軸受装置は、軸と、スリーブと、第１の隙間と、連通路と、第１の動圧発生溝と、スリーブキャップと、略円環状の第２の隙間と、スラスト軸受部材と、第３の隙間と、第４の隙間と、潤滑流体と、循環経路と、を備えている。スリーブは、軸が相対回転可能な状態で装填され軸受孔を有する。第１の隙間は、軸とスリーブの軸受孔の間に形成される。連通路は、スリーブの一部に形成されており、スリーブにおける軸受孔の開放端側と閉塞端側とを連通させる。第１の動圧発生溝は、軸の外周面およびスリーブの軸受孔内周面の少なくとも一方に形成されている。スリーブキャップは、スリーブの開放端側に設けられ中央穴を有する。第２の隙間は、スリーブキャップとスリーブの開放端側の端面との間に形成され、潤滑流体溜まり部を形成する。スラスト軸受部材は、軸における開放端側に固定されており、スリーブキャップの中央穴の内周面に近接するように配置されている。第３の隙間は、スラスト軸受部材の外周とスリーブキャップの中央穴の内周面との間に形成され、大気に開放される。第４の隙間は、スラスト軸受部材とスリーブの端面との間に形成される。潤滑流体は、互いに連通する第１の隙間、連通路、第２の隙間、第４の隙間内に貯留されている。循環経路は、連通路、第１の隙間、第２の隙間を含み、潤滑流体が循環する。
【０００８】
ここでは、軸の外周面とスリーブの軸受孔内周面の少なくとも一方に形成された動圧発生溝の働きによって軸とスリーブとが非接触で回転するとともに、スラスト軸受部材やスリーブキャップ、スリーブ、軸等によって形成される第１の隙間、連通路、第２の隙間、第４の隙間が互いに連通した状態で、各隙間に潤滑流体が充填される。また、潤滑流体は、潤滑流体溜まり部としての第２の隙間や連通路、第１の隙間を含む循環経路に沿って装置内を循環する。
【０００９】
これにより、スラスト軸受部材の外周面に近接するようにスリーブキャップを配置することで、スラスト軸受部材の直近までスリーブを配置することができるため、スリーブの軸方向長さを十分に確保することができる。よって、流体軸受装置が薄型化された場合でも、軸受部の軸方向長さを最大限確保して、流体軸受装置の角度剛性を向上させることができる。また、潤滑流体が装置内において循環可能となり、潤滑流体が軸受の隙間に途切れることなく供給されるため、軸受内における油膜切れのおそれがない。また、軸受の内部に気泡が凝集した場合でも、連通路を介してスムーズに気泡を排出することができる。
【００１０】
第２の発明に係る流体軸受装置は、第１の発明に係る流体軸受装置であって、潤滑流体溜まり部を形成する第２の隙間は、周方向において隙間の大きさが変化する。
【００１１】
ここでは、軸受部に対して供給される潤滑流体を貯留する潤滑流体溜まり部を形成する第２の隙間が、軸を中心とする周方向において隙間の大きさが変化するように形成されている。
【００１２】
ここで、周方向において隙間の大きさが変化するとは、例えば、軸方向における隙間寸法の変化であってもよいし、径方向における隙間の大きさの変化であってもよい。
【００１３】
これにより、潤滑流体溜まり部を形成する第２の隙間に貯留される潤滑流体を、隙間の大きさが小さくなる方向へ引き付けながら保持することができる。よって、潤滑流体の外部への漏れ出しを防止することができる。
【００１４】
第３の発明に係る流体軸受装置は、第１または第２の発明に係る流体軸受装置であって、第４の隙間において互いに対向するスリーブの端面とスラスト軸受部材の対向面とのいずれか一方に、潤滑流体に対して循環力を付与する第２の動圧発生溝が形成されている。
【００１５】
ここでは、スラスト軸受部材とスリーブ端面との間の隙間を形成する対向面のいずれか一方に形成された第２の動圧発生溝（スラスト動圧発生溝）において、連通路や第１〜第４の隙間に充填された潤滑流体を循環させるための循環力を付与する。
【００１６】
ここで、上記循環力を付与する動圧発生溝としては、非対称形状のヘリングボーン溝であってもよいし、スパイラル溝であってもよい。
【００１７】
これにより、スラスト軸受部において潤滑流体の循環力を発生させることにより、例えば、ラジアル軸受部等における第１の動圧発生溝については対称な形状の溝として形成することができる。この結果、軸受部分として用いられる対称溝部分の軸受スパン長を、軸方向等において従来よりも長く確保することができる。よって、流体軸受装置の軸受剛性を向上させることができる。
【００１８】
第４の発明に係る流体軸受装置は、第３の発明に係る流体軸受装置であって、第２の動圧発生溝は、非対称形状のヘリングボーン、あるいはスパイラル形状を有している。
【００１９】
ここでは、スラスト軸受部材とスリーブ端面との間に形成されるスラスト軸受部に含まれる第２の動圧発生溝として、非対称なヘリングボーン形状、あるいはスパイラル形状の溝を採用している。
【００２０】
これにより、スラスト軸受部材とスリーブ端面との間において、潤滑流体に対して容易に循環力を付与することができる。
【００２１】
第５の発明に係る流体軸受装置は、第３または第４の発明に係る流体軸受装置であって、第１の動圧発生溝は、対称な形状で形成されている。
【００２２】
ここでは、上述したスラスト軸受部において潤滑流体に対して循環力を付与する構成において、軸の外周面およびスリーブの軸受孔内周面の少なくとも一方に形成された第１の動圧発生溝を対称形状として形成している。
【００２３】
ここで、従来の流体軸受装置では、連通路を含む循環経路において潤滑流体を循環させるために、主として、ラジアル軸受部等を構成するラジアル動圧発生溝を非対称形状として循環力を発生させていた。しかしながら、このような非対称形状は、対称形状の場合と比較して、実質的に軸受部としての軸受スパン長を非対称部分によってロスしていた。
【００２４】
これにより、上述したスラスト軸受部において循環力を付与することができるため、第１の動圧発生溝を対称形状とし、従来よりも軸方向における軸受スパン長を長く確保することができる。よって、流体軸受装置の軸受剛性を向上させることができる。
【００２５】
第６の発明に係る流体軸受装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、スリーブキャップは、第２の隙間と外気とを連通させる換気路を端面に有している。
【００２６】
これにより、潤滑流体溜まり部としての第２の隙間に貯留された潤滑流体に含まれる気泡を、スリーブキャップの端面に形成された換気路から効率よく排出することができる。
【００２７】
第７の発明に係る流体軸受装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、第２の隙間は、連通路の近傍において軸方向における寸法が最も小さくなる最小隙間部を有し、連通路から換気路に向かって軸方向における寸法が最も大きくなる最大隙間部を換気路付近に有しており、周方向に沿って最小隙間部から最大隙間部に向かって隙間が漸次大きくなる。
【００２８】
これにより、潤滑流体溜まり部としての第２の隙間において、換気路が形成された最大隙間部付近に存在する潤滑流体は、表面張力の作用によって隙間が小さい最小隙間部の側へ引き付けられる。この結果、第２の隙間に貯留された潤滑流体が換気路から外部へ漏れ出してしまうことを回避することができる。また、最小隙間部近傍に配置された連通路内を循環する潤滑流体についても、換気路側へ移動しにくいため、換気路から外部へ潤滑流体が漏れ出してしまうことを回避することができる。
【００２９】
第８の発明に係る流体軸受装置は、第１から第７の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、スリーブキャップの内周面とスリーブの外周面との間に形成され、潤滑流体溜まり部を形成する略円環状の第５の隙間を、さらに備えている。
【００３０】
ここでは、スリーブの外周面とスリーブキャップの内周面との間に形成される略円環状の第５の隙間を、潤滑流体溜まり部として用いている。
【００３１】
これにより、潤滑流体溜まり部として潤滑流体を貯留する第５の隙間をさらに設けることで、軸方向における軸受寸法に影響することなく、装置内に貯留される潤滑流体の量を十分に確保することができる。
【００３２】
第９の発明に係る流体軸受装置は、第８の発明に係る流体軸受装置であって、潤滑流体溜まり部を形成する第５の隙間は、周方向において隙間の大きさが変化する。
【００３３】
ここでは、軸受部に対して供給される潤滑流体を貯留する潤滑流体溜まり部を形成する第５の隙間が、軸を中心とする周方向において隙間の大きさが変化するように形成されている。
【００３４】
ここで、周方向において隙間の大きさが変化するとは、例えば、径方向における隙間寸法の変化であってもよいし、軸方向における隙間の大きさの変化であってもよい。
【００３５】
これにより、潤滑流体溜まり部を形成する第５の隙間に貯留される潤滑流体を、隙間の大きさが小さくなる方向へ引き付けながら保持することができる。よって、潤滑流体の外部への漏れ出しを防止することができる。
【００３６】
第１０の発明に係る流体軸受装置は、第８または第９の発明に係る流体軸受装置であって、スリーブキャップは、第５の隙間と外気とを連通させる換気路を外周面に有している。
【００３７】
これにより、潤滑流体溜まり部としての第５の隙間に貯留された潤滑流体に含まれる気泡を、スリーブキャップの外周面に形成された換気路から効率よく排出することができる。
【００３８】
第１１の発明に係る流体軸受装置は、第８から第１０の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、第５の隙間は、連通路の近傍において径方向における寸法が最も小さくなる最小隙間部を有し、連通路から換気路に向かって径方向における寸法が最も大きくなる最大隙間部を換気路付近に有しており、周方向に沿って最小隙間部から最大隙間部に向かって隙間が漸次大きくなる。
【００３９】
これにより、潤滑流体溜まり部としての第５の隙間において、換気路が形成された最大隙間部付近に存在する潤滑流体は、表面張力の作用によって隙間が小さい最小隙間部の側へ引き付けられる。この結果、第５の隙間に貯留された潤滑流体が換気路から外部へ漏れ出してしまうことを回避することができる。また、最小隙間部近傍に配置された連通路内を循環する潤滑流体についても、換気路側へ移動しにくいため、換気路から外部へ潤滑流体が漏れ出してしまうことを回避することができる。
【００４０】
第１２の発明に係る流体軸受装置は、第１から第１１の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、スラスト軸受部材の軸方向厚みは、スリーブキャップの軸方向厚みより小さいか、ほぼ同等である。
【００４１】
ここでは、径方向において並ぶように近接配置されるスラスト軸受部材の軸方向厚みを、スリーブキャップの厚みより小さいか、ほぼ同等の厚さになるように形成している。
【００４２】
これにより、軸受スパン長を、スラスト軸受部材の厚みによって削減することなく、十分に長く確保することができる。
【００４３】
第１３の発明に係る流体軸受装置は、第１から第１２の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、軸はフランジレスであって、軸における開放端側の端部に固定されたハブをさらに備えている。スリーブは、径方向外側に突出した鍔部を有し、ハブは、鍔部の軸方向における移動を制限する抜け止め部を有している。
【００４４】
ここでは、上述したスラスト軸受部材とスリーブ端面との間においてスラスト軸受部を形成する構成において、いわゆるフランジレスの軸を用いた場合に、スリーブの外周面から径方向外側に突出する鍔部とハブの一部である抜け止め部とを当接させて、抜け止め構造を構成する。
【００４５】
これにより、上述したスラスト軸受部材を用いたことにより、軸にフランジを設けてスラスト軸受部を構成しなくてもよいため、フランジレスの軸を使用することができる。このようなフランジレスの軸を用いた場合には、軸方向において軸が抜けてしまう抜け止め構造が必要となるため、上記鍔部と抜け止め部とを採用することで、容易に抜け止め構造を構成することができる。
【００４６】
第１４の発明に係る流体軸受装置は、第１から第１２の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、軸は、閉塞端側に抜け止め用のフランジ部を有している。
【００４７】
ここでは、スラスト軸受部材とスリーブ端面との間においてスラスト軸受部を構成する流体軸受装置において、軸における閉塞端側の一端に、抜け止め用のフランジ部材を用いている。
【００４８】
ここで、抜け止め用のフランジ部材としては、スラスト動圧発生溝等を形成する必要がないため、比較的薄い部材を用いることができる。
【００４９】
これにより、簡易な構成により、軸方向における軸受部の長さをロスすることなく、抜け止め構造を形成することができる。
【００５０】
第１５の発明に係る流体軸受装置は、第１から第１４の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、第１の隙間の大きさを（Ｇ１）、第２の隙間の最小隙間部の大きさを（Ｇ２ｍｉｎ）、第２の隙間の最大隙間部を（Ｇ２ｍａｘ）、第３の隙間の大きさを（Ｇ３）、第４の隙間の最小隙間部を（Ｇ４）とすると、以下の関係式を満たす。
Ｇ１＜Ｇ４≦Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ３
Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ２ｍａｘ
【００５１】
これにより、スリーブ上端面部において互いに対向するスラスト軸受部材の外周面とスリーブキャップの内周面によって形成される開口部分では、表面張力によって潤滑流体が軸受内部に保持され、開口部分から外部へ流出してしまうことを防止することができる。
【００５２】
よって、軸受内部に滞留していた気泡は、スリーブキャップの隙間が広い部分に移動し、やがて換気路から排出されるため、軸受隙間は潤滑流体で充填されて信頼性の高い軸受を得ることができる。
【００５３】
第１６の発明に係る流体軸受装置は、第１から第１５の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、スリーブキャップは、対向配置されたスリーブの端面に向かって突出しスリーブの開放端側の端面に当接する複数の突出部をさらに有している。
【００５４】
これにより、スリーブキャップが、薄い（例えば、３０〜１００μｍ程度）薄板金属や樹脂シートによって成形加工されている場合でも、スリーブキャップとスリーブ端面との間の最小隙間部のばらつきを１０μｍ程度に精度よく保つことができる。
【００５５】
第１７の発明に係る流体軸受装置は、第１から第１６の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置であって、スリーブキャップは、透光性材料によって形成されている。
【００５６】
これにより、スリーブの開放端側の端面とスリーブキャップとの間の隙間に形成される第２の隙間に貯留される潤滑流体の量を、スリーブキャップを介して容易に視認できるため、潤滑流体の液量管理を容易に行うことができる。
【００５７】
第１８の発明に係る流体軸受装置は、第１７の発明に係る流体軸受装置であって、スリーブキャップは、換気路が形成された端面に透光性を有する部分を含んでいる。
【００５８】
ここでは、スリーブキャップにおける略円筒状の部分の外周面側の一部であって、換気路が形成されている端面に、透光性を有する部分を配置している。
【００５９】
これにより、本発明に係る流体軸受装置に対して注油を行う場合でも、透光性を有する端面から潤滑流体の気液境界面の位置を確認しながら注油量を調整することができる。この結果、精度よく注油作業を実施することができる。
【００６０】
第１９の発明に係る流体軸受装置は、第１７の発明に係る流体軸受装置であって、スリーブキャップは、換気路が形成された外周面側に透光性を有する部分を含んでいる。
【００６１】
ここでは、例えば、スリーブキャップの外周面に形成された換気路周辺の部分を、透光性のある材料によって形成している。ここで、透光性のある部分としては、スリーブキャップの全体であってもよいし、換気路周辺の一部であってもよい。
【００６２】
これにより、スリーブキャップの外周面に形成された換気路を介して注油を行う場合において、透光性のある部分を通じて潤滑流体がどこまで注入されているかを目視によって容易に確認することができる。よって、潤滑流体の注油状況を目視で確認しながら過剰な注油を行うことを回避できるため、注油後に不要な潤滑流体を吸い取る作業等を省いて、注油作業の効率化を図ることができる。
【００６３】
第２０の発明に係るスピンドルモータは、第１から第１９の発明のいずれか１つに係る流体軸受装置と、流体軸受装置の回転側部材に取り付けられた回転磁石と、回転磁石に対して回転力を付与するステータコアと、を備えている。
【００６４】
これにより、流体軸受装置が薄型化された場合でも、軸受部の軸方向長さを最大限確保して流体軸受装置の角度剛性を向上させることができるとともに、連通路を介してスムーズに気泡を排出することができるという、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
第２１の発明に係る情報装置は、第２０の発明に係るスピンドルモータを搭載している。
【００６６】
これにより、装置が薄型化された場合でも、軸受部の軸方向長さを最大限確保して流体軸受装置の角度剛性を向上させることができるとともに、連通路を介してスムーズに気泡を排出することができるという、上記と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明に係る流体軸受装置によれば、流体軸受装置が薄型化された場合でも、軸受部の軸方向長さを最大限確保して流体軸受装置の角度剛性を向上させることができるとともに、連通路を介してスムーズに気泡を排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
本発明の一実施形態に係る流体軸受装置１０を搭載したスピンドルモータ１について、図１〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
【００６９】
［スピンドルモータ１の構成］
本実施形態のスピンドルモータ１は、図１に示すように、円盤状の記録ディスク（記録媒体）１５１を回転駆動するための装置であって、主として、流体軸受装置１０と、ベース１８と、ステータコア１９と、ロータマグネット２０と、を備えている。
【００７０】
流体軸受装置１０は、軸１２を中心として磁気記録ディスクを回転させるために、磁気記録ディスクが搭載されたロータハブ（ハブ）１５を含む回転側の部材を固定側の部材（スリーブ１１等）に対して互いに非接触の状態でスムーズに回転させる。なお、流体軸受装置１０の構成については、後段にて詳述する。
【００７１】
ベース１８は、流体軸受装置１０やステータコア１９の基台部分を形成している。そして、ベース１８は、非磁性のアルミ系金属材料（例えば、ＡＤＣ１２）または磁性を有する鉄系金属材料（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ）によって形成されている。ベース１８が非磁性材料の場合は、ロータマグネット２０の端面に対向する位置に別途磁性を有する材料で形成された吸引板４０を設ける。
【００７２】
ステータコア１９は、ベース１８に固定されており、その外周部がロータマグネット２０の内周部に所定の隙間を保持して対向する位置に配置されている。ステータコア１９は、外周に向かって複数の突極が形成されており、それらの突極にコイルがそれぞれ巻回されている。そして、ステータコア１９は、厚み０．１５〜０．３５ｍｍ（主として、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．３５ｍｍ）の厚みのケイ素鋼板を積層して形成されている。
【００７３】
ロータマグネット２０は、円環状の形状を有し、ロータハブ１５の鍔部からの垂下円筒部の外周側の面に固定されており、コイル（ステータコイル）が巻回されたステータコア１９とともに磁気回路を構成する。なお、本実施形態では、ステータコア１９の外周にロータマグネット２０が配置されるアウターロータ型の流体軸受装置について説明するが、内周に向かって複数の突極が形成されるステータコアの内周にロータマグネットが配置されるインナーロータ型の流体軸受装置であってもよい。
【００７４】
記録ディスク１５１は、ロータハブ１５のディスク載置部上に載置され、例えば、図示しない軸方向にバネ性を有する円盤状のクランパ等を図示しないタッピングネジにセットされる。このとき、軸１２の中央部に設けられたネジタップ部にタッピングネジをねじ込むことにより、記録ディスク１５１は、クランパによって軸方向下側に押え付けられてクランパとロータハブ１５のディスク載置部との間に狭持される。
【００７５】
［流体軸受装置１０の構成］
本実施形態に係る流体軸受装置１０は、図１および図２に示すように、スリーブ１１と、軸１２と、スラスト板１４と、ロータハブ（ハブ）１５と、スリーブキャップ１６と、潤滑流体１７と、スラスト軸受部材２１と、を備えている。
【００７６】
スリーブ１１は、軸受孔１１ａの開放端側と閉塞端側とを連通させる連通路１１ｂを有している。また、スリーブ１１は、開放端側の端面に固定されたスリーブキャップ１６との間に、潤滑流体溜まりとしての略円環状の第２の隙間Ｇ２を有している。また、略円環状の第２の隙間Ｇ２は、連通路１１ｂにつながるように形成されている。第２の隙間Ｇ２の軸方向における隙間寸法は、周方向において変化し（図５参照）、連通路１１ｂ近傍において狭く、連通路１１ｂから遠ざかるにつれて広くなり、換気路１６ｂ近傍において最大になるように形成されている。図５は、図４に示す円Ｃに沿って径方向に潤滑流体溜まり部としての第２の隙間Ｇ２の断面を見た図である。
【００７７】
第２の隙間Ｇ２において、図５に示すように、連通路１１ｂ近傍の軸方向における隙間寸法は最小隙間部Ｇ２ｍｉｎである。また、換気路１６ｂ近傍の軸方向の隙間寸法は、図５に示すように、最大隙間部Ｇ２ｍａｘである。第２の隙間Ｇ２における潤滑流体１７が貯留される部分の軸方向における隙間寸法は、最小隙間部Ｇ２ｍｉｎ、最大隙間部Ｇ２ｍａｘとなる部分を含み、その隙間寸法は周方向において漸次変化している。
【００７８】
本実施形態では、図５に示すように、潤滑流体溜まり部としての第２の隙間Ｇ２が周方向において漸次変化するようにテーパ形状に形成されている。このため、連通路１１ｂから循環してきた軸受内に貯留された潤滑流体１７に含まれる気泡は、このテーパ形状の軸方向における隙間寸法が大きい側へ移動することで、気液分離が可能になる。また、換気路１６ｂ付近における軸方向の隙間寸法が、第２の隙間Ｇ２の軸方向における隙間寸法よりも大きく、最大隙間部が形成されている。このため、集められた気泡は流体軸受装置１０の姿勢に関わらず最大隙間部に保持され、この近傍に換気路１６ｂが形成されているため、振動・衝撃や潤滑流体の熱膨張によって換気路１６ｂから潤滑流体１７が漏れ出すことを抑制することができる。さらに、換気路１６ｂの第２の隙間Ｇ２側には、換気路１６ｂの大きさ、または径よりも大きな拡大部または拡径部１６ｃを設けることが好ましい。これにより、さらに換気路１６ｂから潤滑流体１７が漏れ出してしまうことを抑制することができる。
【００７９】
軸１２は、スリーブ１１の軸受孔１１ａ内に、第１の隙間Ｇ１を介して回転可能な状態で挿入されている。また、スリーブ１１の軸受孔１１ａ内周面には、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄが形成されている。なお、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄは、軸１２の外周面に形成されていてもよい。
【００８０】
ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄは、図３に示すように、（ａ：ａ）の左右対称の形状であって、かつ同じ大きさでそれぞれ形成されている。よって、このラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄにおいては、潤滑流体１７を循環させる循環力は生じない。
【００８１】
ロータハブ１５は、軸１２の上端部に対して固定されており、後述するスラスト軸受部材２１を軸方向において軸１２の段差部分とともに挟み込むようにして固定されている。また、ロータハブ１５は、記録ディスク１５１が装着されるディスク載置部を外周部分に有している。さらに、ロータハブ１５は、スリーブ１１の外周面に近接する垂下部分に、スリーブ１１の外周面に設けられた鍔部１１ｅに対して当接する抜け止め部１５ａを有している。抜け止め部１５ａは、カシメ、圧入接着あるいは溶接によってロータハブ１５の一部に固定されている。これにより、フランジレスの軸１２が軸方向に移動した場合でも、鍔部１１ｅと抜け止め部１５ａとが当接することで、軸方向における相対移動を規制して抜け止め構造を構成することができる。
【００８２】
スリーブキャップ１６は、図２および図３に示すように、中央穴１６ａを有しており、スリーブ１１の上端面に対して固定されている。中央穴１６ａは、内周面において、後述するスラスト軸受部材２１の外周面と対向するように近接配置されている。そして、このスリーブキャップ１６の内周面とスラスト軸受部材２１の外周面との間の隙間において、潤滑流体１７を外気と連通させる第３の隙間Ｇ３が形成される。
【００８３】
潤滑流体１７は、オイル、超流動グリス、イオン性液体等であって、第１〜第４の隙間Ｇ１〜Ｇ４を含む微小隙間に貯留されており、表面張力によって隙間が狭い方へと移動する。このため、第２の隙間Ｇ２においては、図４に示すように、外気と連通する換気路１６ｂ付近における軸方向隙間が大きい部分は、潤滑流体１７が存在せずに空気Ａが存在する空所となっている。潤滑流体１７は、少なくとも第１の隙間Ｇ１、連通路１１ｂ、第２の隙間Ｇ２における隙間が小さい部分、第３の隙間Ｇ３および第４の隙間Ｇ４内につながった状態で貯留されている。
【００８４】
ベース１８には、スリーブ１１やステータコア１９が取り付けられている。ロータハブ１５には、ステータコア１９に対向する位置にロータマグネット（回転磁石）２０が固定されるとともに、必要に応じて磁気ディスクまたは光ディスク等の記録ディスク１５１が取り付けられる。
【００８５】
スラスト軸受部材２１は、略円板状の部材であって、径方向において対向配置されたスリーブキャップ１６とほぼ同じか、それよりも小さい厚み（軸方向厚さ）を有している。なお、スラスト軸受部材２１の厚みは、スリーブキャップ１６よりも若干薄くてもよい。スラスト軸受部材２１は、軸１２における上端部の段差部分に対してロータハブ１５とともに固定されている。また、スラスト軸受部材２１とスリーブ１１における開放端側の端面とが対向する面の間の隙間には、図３に示すように、第４の隙間Ｇ４が形成される。スラスト軸受部材２１は、第４の隙間Ｇ４から第１の隙間Ｇ１に向かって潤滑流体１７が循環するように、第４の隙間Ｇ４を形成するスリーブ１１との対向面に、潤滑流体１７に対して循環力を付与するスラスト動圧発生溝（第２の動圧発生溝）２１ａを有している。
【００８６】
スラスト動圧発生溝２１ａは、非対称のヘリングボーン形状、あるいはスパイラル形状の溝であって、第４の隙間Ｇ４においてスラスト軸受部を構成する。なお、スラスト動圧発生溝としては、スラスト軸受部材２１側に形成されたものに限定されるものではなく、対向するスリーブ１１の端面に形成されていてもよい。
【００８７】
＜流体軸受装置１０の動作＞
本実施形態の流体軸受装置１０では、図１および図２に示すように、ステータコア１９に順次通電させてロータマグネット２０との間に回転磁界を発生させることで、軸１２を含む回転側部材が回転を開始する。軸１２が回転を始めると、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄおよびスラスト動圧発生溝２１ａは、潤滑流体１７をかき集めて圧力を発生させる。このとき、軸１２は、潤滑流体１７中において浮上した状態で非接触回転する。
【００８８】
ここで、スラスト動圧発生溝２１ａは、上述したように、潤滑流体１７に対して循環力を付与する溝形状となっている。このため、潤滑流体１７は、図２中矢印に示す方向に沿って、第１の隙間Ｇ１から、連通路１１ｂ、第２の隙間Ｇ２の最小隙間部Ｇ２ｍｉｎ、第４の隙間Ｇ４へと順次循環する。このような潤滑流体１７の循環力によって、エアレーションやキャビテーションによって軸受内に発生した気泡を、連通路１１ｂを介して第２の隙間Ｇ２の最大隙間部Ｇ２ｍａｘの空所に移動させることができる。
【００８９】
一方、潤滑流体１７は、表面張力によって隙間が小さい方へ力を受けて保持される。このため、気泡は、隙間が広い方へと追いやられて、換気路１６ｂを介して軸受外へと排出される。
【００９０】
また、軸１２の回転中において、図２に示すように、潤滑流体１７は、連通路１１ｂ内において図中矢印方向に流れる。つまり、潤滑流体１７は、連通路１１ｂから第２の隙間Ｇ２および第４の隙間Ｇ４を通って、スリーブ１１と軸１２との間の第１の隙間Ｇ１へと吸い込まれていく。第４の隙間Ｇ４は、例えば、１０〜５０μｍ程度と十分に小さい隙間であるため、表面張力によって常に潤滑流体１７によって満たされた状態となる。
【００９１】
第３の隙間Ｇ３は、大気に開放されているため、この箇所におけるオイル漏れ防止手段が必要である。本実施形態の流体軸受装置１０では、軸受が停止状態において、潤滑流体１７の表面張力によってオイルシールを行っている。
【００９２】
ここで、第３の隙間Ｇ３において、潤滑流体１７を内周方向に向かって引っ張る表面張力をＰｉ、潤滑流体１７を逆に外周方向に向かって引っ張る表面張力をＰｏ、潤滑流体１７を漏れ出す上向きの方向へ引っ張る表面張力をＰｕとする。このとき、これらの数値の大小関係が、以下の関係式（１）を満たす場合には、潤滑流体１７は、第３の隙間Ｇ３から漏れ出すことはない。さらに、潤滑流体１７は、表面張力によってスリーブ１１と軸１２との間に形成された第１の隙間Ｇ１に近づく方向に流入していく。
Ｐｉ＞Ｐｏ＞Ｐｕ  ・・・・・（１）
【００９３】
ここで、上記関係式（１）を成立させるためには、各隙間の隙間寸法の大小関係が、以下の関係式（２）、（３）を満たす必要がある。
Ｇ１＜Ｇ４≦Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ３  ・・・・・（２）
Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ２ｍａｘ  ・・・・・（３）
【００９４】
すなわち、本実施形態では、上述した流体軸受装置１０の構成に、各隙間の大小関係を組み合わせたことにより、より効果的に、潤滑流体１７の外部への漏れ出しがない高い信頼性を発揮することが可能な流体軸受装置１０を得ることができる。
【００９５】
＜流体軸受装置１０において延長された軸受スパン長＞
本実施形態の流体軸受装置１０では、上述したように、スラスト軸受部材２１とスリーブ１１との対向面間の隙間に、スラスト軸受部を設けている。そして、スラスト軸受部を構成するスラスト動圧発生溝２１ａが、潤滑流体１７に対して循環力を付与する溝形状（非対称のヘリングボーン形状またはスパイラル形状）を有している。よって、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄは、対称な形状で同じ大きさの溝として形成されている。
【００９６】
ここで、図６は、左半分に従来の流体軸受装置１０１０の構成を示し、右半分に本実施形態の流体軸受装置１０の構成を示している。
【００９７】
従来の流体軸受装置１０１０は、軸１０１２とスリーブ１０１１との間の隙間にラジアル軸受部を設けており、スリーブ１０１１に形成されたラジアル動圧発生溝１０１１ｃ，１０１１ｄが軸受スパン長Ａで配置されている。
【００９８】
一方、本実施形態の流体軸受装置１０は、軸方向において対称なラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄが軸受スパン長Ｂで配置されている。従来の流体軸受装置１０１０においては、シャフト１０１２に形成された、または固定されたスラストフランジ１０１２ａが存在し、軸受スパン長Ａを短くしている。一方、本実施形態の流体軸受装置１０においては、スラスト軸受部材２１がスリーブキャップ１６の厚み内に配置されているので、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄを配置可能な軸方向寸法を短くすることはない。そして、開口部３０を軸方向において同じ位置に配置可能である。流体軸受装置１０と従来の流体軸受装置１０１０とを比較すると、図６に示すように、従来のスラストフランジ１０１２ａがない分、本実施形態の流体軸受装置１０の方が従来の流体軸受装置１０１０よりも軸方向における軸受スパンを長く確保することができることが分かる。
【００９９】
このとき、流体軸受装置１０および流体軸受装置１０１０について、軸受スパン長Ａ，Ｂの差、つまり「軸受スパン長Ｂ−軸受スパン長Ａ」で表される軸受スパン延長長さ（ｍｍ）と流体軸受装置１０における回転剛性（Ｎｍ／ｒａｄ）との関係を、図７のグラフに示す。
【０１００】
図７に示すように、軸受スパン延長長さ（ｍｍ）が大きくなるにつれて、流体軸受装置１０の回転剛性が向上することが分かる。具体的には、軸受スパン延長長さが０．２ｍｍ大きくなると、約２Ｎｍ／ｒａｄ分の回転剛性の向上が見られた。この結果は、軸受スパン長を最大限確保することで、スリーブ１１に対して軸１２が傾いた際に元の直立姿勢に戻すための力を表す回転剛性、または角度剛性が大きくなることを示している。
【０１０１】
以上のように、軸１２をフランジレスとし、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄを軸方向において対称に配置することで、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄの軸受スパン長を最大限確保することができる。この結果、図７のグラフに示すように、従来よりも軸受スパン長を延長して、軸受剛性を向上させることができる。
【０１０２】
＜流体軸受装置１０への注油方法＞
本実施形態では、上述した構成を備えた流体軸受装置１０に対して、潤滑流体１７を注油する際には、図８に示すように、注入管やディスペンサ等の注油装置２２を用いて、第３の隙間Ｇ３から注油を行う。
【０１０３】
具体的には、まず減圧環境下において、注油装置２２を第３の隙間Ｇ３に近づけて、潤滑流体１７を所定量、または実際に必要な油量より多めに注入する。
【０１０４】
この後、流体軸受装置１０の周囲を大気圧等のより高い圧力に復圧することによって、潤滑流体１７を軸受内に完全に流入させる。なお、潤滑流体１７を注入しながら軸１２を回転させ、動圧発生溝１１ｃ，１１ｄ，２１ａのポンプイン力によって潤滑流体１７を注入してもよい。あるいは潤滑流体１７を大気圧等の環境下において注油装置２２を用いて必要な油量より多めに注入した後で、その気圧より低い圧力に真空引きして減圧し、軸受内の空気と置換することによって潤滑流体１７を注入してもよい。
【０１０５】
次に、スリーブキャップ１６とスラスト軸受部材２１の内周面との間の第３の隙間Ｇ３に、図示しない吸取管を挿入し、余剰な油量を吸い取ることで潤滑流体１７の量を適正に制御する。
【０１０６】
この結果、流体軸受装置１０の上面側から容易に潤滑流体１７の注油および吸引を行うことができる。
【０１０７】
なお、このような注油工程における作業性、および高精度な注油作業を行うために、スリーブキャップ１６の一部あるいは全体が透光性を有する材料によって形成されていることが好ましい。この場合には、潤滑流体１７の気液境界面の位置を目視やカメラ等によって気液境界面Ｄ（図４参照）の位置を角度θによって監視しながら潤滑流体１７を注油することができるため、より精度の高い注油作業を行うことができる。よって、注油作業を効率化することができる。
【０１０８】
［本流体軸受装置１０の特徴］
（１）
本実施形態の流体軸受装置１０は、図２等に示すように、軸１２と、スリーブ１１と、第１の隙間Ｇ１と、連通路１１ｂと、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄと、スリーブキャップ１６と、略円環状の第２の隙間Ｇ２と、スラスト軸受部材２１と、第３の隙間Ｇ３と、第４の隙間Ｇ４と、潤滑流体１７と、潤滑流体１７の循環経路と、を備えている。スリーブ１１は、軸１２が相対回転可能な状態で装填され軸受孔１１ａを有する。第１の隙間Ｇ１は、軸１２とスリーブ１１の軸受孔１１ａの間に形成される。連通路１１ｂは、スリーブ１１の一部に形成されており、スリーブ１１における軸受孔１１ａの開放端側と閉塞端側とを連通させる。ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄは、スリーブ１１の軸受孔１１ａの内周面に形成されている。スリーブキャップ１６は、スリーブ１１の開放端側に設けられ中央穴１６ａを有する。第２の隙間Ｇ２は、スリーブキャップ１６とスリーブ１１の開放端側の端面との間に形成され、潤滑流体１７が貯留される潤滑流体溜まり部を形成する。スラスト軸受部材２１は、軸１２における開放端側に接合されており、スリーブキャップ１６の中央穴１６ａの内周面に近接するように配置されている。第３の隙間Ｇ３は、スラスト軸受部材２１の外周とスリーブキャップ１６の中央穴１６ａの内周面との間に形成され、大気に開放される。第４の隙間Ｇ４は、スラスト軸受部材２１とスリーブ１１の端面との間に形成される。潤滑流体１７は、互いに連通する第１の隙間Ｇ１、連通路１１ｂ、第２の隙間Ｇ２、第４の隙間Ｇ４内に貯留されている。潤滑流体１７は、連通路１１ｂ、第１の隙間Ｇ１、第２の隙間Ｇ２を含む循環経路に沿って循環する。
【０１０９】
これにより、潤滑流体１７を装置内において循環させながら、外気に開放された第３の隙間Ｇ３や換気路１６ｂ等から、潤滑流体１７内に含まれる気泡を効果的に排出することができる。
【０１１０】
また、フランジレスタイプの軸１２と、スラスト軸受部材２１とを組み合わせて、スラスト軸受部をスラスト軸受部材２１とスリーブ１１の端面との間に配置することで、スラスト軸受部材２１の直近までスリーブ１１を延長して設けることができる。よって、軸方向におけるラジアル軸受部の軸受スパン長を最大限に確保することができる。
【０１１１】
この結果、薄型化された流体軸受装置１０であっても、ラジアル軸受部の軸方向における軸受スパン長を最大限確保して、流体軸受装置１０の角度剛性を向上させることができるとともに、連通路１１ｂを介して潤滑流体１７内の気泡をスムーズに排出することができる。
【０１１２】
（２）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図５に示すように、潤滑流体溜まり部としての第２の隙間Ｇ２の隙間の大きさが、周方向において変化するように形成されている。
【０１１３】
これにより、第２の隙間Ｇ２において貯留されている潤滑流体１７を、隙間が小さい方に引き付けながら保持することができる。よって、流体軸受装置１０の姿勢によらず、換気路１６ｂ付近に空気を保持することができるため、換気路１６ｂ等から潤滑流体１７が外部へ漏れ出すことを容易に回避することができる。
【０１１４】
（３）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図３に示すように、スラスト軸受部材２１におけるスリーブ１１との対向面に、潤滑流体１７に対して循環力を付与するスラスト動圧発生溝２１ａを設けている。
【０１１５】
これにより、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄ側において循環力を生じさせるための非対称形状等を採用する必要がなくなり、ラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄを軸方向において対称な形状とすることができる。この結果、ラジアル軸受部における軸受スパン長を最大限確保して、軸受剛性を向上させることができる。
【０１１６】
（４）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図３に示すように、上述したスラスト軸受部材２１に形成されたスラスト動圧発生溝２１ａについて、非対称なヘリングボーンあるいはスパイラル形状の溝を採用している。
【０１１７】
これにより、スラスト軸受部において潤滑流体１７に対して循環力を付与することができる。
【０１１８】
（５）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図２および図３に示すように、スリーブ１１の内周面に形成されたラジアル動圧発生溝１１ｃ，１１ｄを、軸方向において対称な形状としている。
【０１１９】
これにより、非対称形状の場合と比較して非対称部分によるロスがないため、ラジアル軸受部における軸受スパン長を最大限確保して、流体軸受装置１０の軸受剛性を向上させることができる。
【０１２０】
（６）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図２および図３に示すように、径方向において対向するように近接配置されたスリーブキャップ１６とスラスト軸受部材２１とは、スラスト軸受部材２１の軸方向における厚みがスリーブキャップ１６の軸方向における厚みより小さいか、ほぼ同等になっている。
【０１２１】
これにより、軸受スパン長が、スラスト軸受部材２１の厚みによって削減されることなく、十分に長く確保することができる。
【０１２２】
（７）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図２に示すように、フランジレスの軸１２を採用しており、スリーブ１１の外周面に形成された鍔部１１ｅとロータハブ１５の垂下部分に固定された抜け止め部１５ａとを組み合わせて抜け止め構造を構成している。
【０１２３】
これにより、ラジアル軸受部における軸受スパン長をできるだけ大きく確保するために、フランジレスの軸１２を用いた場合でも、軸１２を含む回転側の部材がスリーブ１１等の固定側に対して抜けてしまうことを回避することができる。
【０１２４】
（８）
本実施形態の流体軸受装置１０では、図２等に示す第１〜第４の隙間Ｇ１〜Ｇ４の隙間の大きさについて、以下の関係式を満たすように構成している。
Ｇ１＜Ｇ４≦Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ３  ・・・・・（２）
Ｇ２ｍｉｎ＜Ｇ２ｍａｘ  ・・・・・（３）
【０１２５】
これにより、上述した流体軸受装置１０の構成に、各隙間の大小関係を規定することで、より効果的に、潤滑流体１７の外部への漏れ出しがなく、信頼性の高い流体軸受装置１０を得ることができる。
【０１２６】
（９）
本実施形態のスピンドルモータ１は、図１および図２に示すように、上述した流体軸受装置１０を搭載している。
【０１２７】
これにより、スピンドルモータ１あるいは流体軸受装置１０を薄型化した場合でも、ラジアル軸受部の軸方向における軸受スパン長を最大限確保して、流体軸受装置１０の角度剛性を向上させることができるとともに、連通路１１ｂを介して潤滑流体１７内の気泡をスムーズに排出することができるという、上記と同様の効果を得ることが可能なスピンドルモータ１を提供することができる。
【０１２８】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１２９】
（Ａ）
上記実施形態では、スラスト軸受部材２１およびスリーブキャップ１６とスリーブ１１の開放端側の端面との間の隙間に形成される潤滑流体溜まり部としての第２の隙間Ｇ２が、スリーブキャップ１６の形状変化によって周方向において隙間の大きさが変化する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３０】
例えば、図９に示すように、スリーブキャップ１１６側はフラットな面とし、対向するスリーブ１１１の端面の形状を変化させることで、第２の隙間Ｇ２（潤滑流体溜まり部）の周方向における隙間の大きさを変化させるような構成であってもよい。
【０１３１】
特に、焼結材料を用いてスリーブを形成する際には、金型によって簡便にこの形状の成型が可能である。
【０１３２】
（Ｂ）
上記実施形態では、潤滑流体溜まり部としての第２の隙間Ｇ２が、スリーブ１１の開放端側の端面上だけに形成される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３３】
例えば、図１０に示すように、スリーブ２１１の径方向外側の外周面とスリーブキャップ２１６の内周面との間の隙間に沿って潤滑流体溜まり部としての第５の隙間Ｇ５が設けられた、いわゆるサイドシール構造の流体軸受装置２１０（スピンドルモータ２０１）であってもよい。
【０１３４】
ここでは、連通路２１１ｂは、第５の隙間Ｇ５が径方向に最大になる最大隙間部の近傍に形成されている。このとき、循環してきた気泡は、連通路２１１ｂが第２の隙間Ｇ２に開口されている近傍で、外周に向かって隙間が大きくなるようなテーパ部を設けて最大隙間部に連通させて気泡を気液分離してもよい。
【０１３５】
また、連通路２１１ｂ’は、この図１０とは反対側の第５の隙間Ｇ５が径方向に最小になる最小隙間部の近傍に形成されていてもよい。このときは、気泡は最小隙間部から最大隙間部に向かって周方向に沿って大きくなる第５の隙間において気液分離される。
【０１３６】
この場合でも、スリーブ２１１に形成された鍔部２１１ｅとロータハブ（ハブ）２１５に形成された抜け止め部２１５ａとが当接する抜け止め構造を構成しつつ、連通路２１１ｂを含む循環経路に沿って潤滑流体１７を循環させ、スリーブキャップ２１６の外周面に換気路２１６ｂを設けることができる。
【０１３７】
（Ｃ）
上記実施形態では、フランジレスの軸１２を採用するとともに、スリーブ１１の外周面に形成された鍔部１１ｅとロータハブ１５の垂下部に設けられた抜け止め部１５ａとを当接させて抜け止め構造を構成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３８】
抜け止め構造としては、例えば、図１１に示すように、軸３１２の閉塞端側の端部に薄いフランジ部３１２ａを設けた流体軸受装置３１０（スピンドルモータ３０１）であってもよい。
【０１３９】
この構成では、スラスト軸受部材２１にスラスト動圧発生溝を設けた場合には、フランジ部３１２ａにスラスト動圧発生溝等を形成する必要がないため、フランジ部３１２ａとして薄い部材を用いることができる。よって、この場合でも、ラジアル動圧発生溝の軸受スパン長を損なうことなく、上記実施形態と同等の軸受け剛性を確保することができる。
【０１４０】
（Ｄ）
上記実施形態では、スラスト軸受部材２１とスリーブ１１の端面との間に配置されたスラスト軸受部において、潤滑流体１７を循環させる循環力を生じさせる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４１】
潤滑流体を循環させる循環力については、例えば、図１２に示すように、スリーブ４１１に形成されたラジアル動圧発生溝４１１ｃ，４１１ｄを軸方向において非対称に形成することで生じさせてもよい。
【０１４２】
ただし、ラジアル動圧発生溝を非対称とした場合には非対称部分において多少軸受スパン長をロスしてしまうことから、ラジアル動圧部における軸受スパン長をできる限り長く確保して軸受剛性を高めるという面では、上記実施形態と同様に、ラジアル動圧発生溝は軸方向において対称であることが好ましい。
【０１４３】
（Ｅ）
本発明に係るさらに他の実施形態として、図１３に示すように、スリーブ１１に対向するスリーブキャップ５１６の面の一部から突出する複数の突出部（凸部）５１６ａを設けた流体軸受装置５１０がある。
【０１４４】
突出部５１６ａは、複数箇所に亘って部分的にスリーブ１１の開放側端面に当接するように形成されており、スリーブキャップ５１６とスリーブ１１の開放端側の端面との間の隙間（第２の隙間Ｇ２）の大きさを規定する。もちろん、これは潤滑流体の循環を妨げるものではない。
【０１４５】
これにより、このスリーブキャップ５１６が薄くて変形しやすい薄板金属や薄い樹脂シートで成形加工されている場合でも、第２の隙間Ｇ２の大きさを精度よく規定して高精度な隙間寸法の管理を行うことができる。
【０１４６】
（Ｆ）
上記実施形態では、スリーブ１１は、銅合金、ステンレス等の金属材料によって形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４７】
例えば、鉄焼結材料によって形成し、その表面を樹脂、四酸化三鉄か三酸化二鉄の皮膜、メッキ等で表面のポーラスを完全に埋めて封孔したスリーブを用いてもよい。
【０１４８】
（Ｇ）
また、本発明に係る流体軸受装置およびスピンドルモータを搭載する記録再生装置としては、図１４に示すように、記録ヘッド１５２によって記録ディスク１５１に情報を記録する／再生する磁気記録再生装置１５０に限らず、例えば、光ディスク等の記録再生装置に対して搭載してもよい。
【０１４９】
さらには、情報処理装置として、ＣＰＵに搭載される冷却ファンを回転させるスピンドルモータに含まれる流体軸受装置としても本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明の流体軸受装置は、流体軸受装置が薄型化された場合でも、軸受部の軸方向長さを最大限確保して流体軸受装置の角度剛性を向上させることができるとともに、連通路を介してスムーズに気泡を排出することができるという効果を奏することから、各種情報処理装置に搭載される流体軸受装置に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体軸受装置を搭載したスピンドルモータの構成を示す断面図。
【図２】図１のスピンドルモータに含まれる流体軸受装置の構成を示す部分断面図。
【図３】図２の流体軸受装置におけるスラスト軸受部材周辺の構成を示す拡大断面図。
【図４】図２の流体軸受装置の潤滑流体溜まり部の構成を示す平面図。
【図５】図４の潤滑流体溜まり部を周方向に展開した展開図。
【図６】右半分が本発明に係る流体軸受装置の部分断面図。左半分が従来の流体軸受装置の部分断面図。
【図７】従来の流体軸受装置の軸受スパン長と比較した軸受スパン長の延長長さの大きさと回転剛性との関係を示すグラフ。
【図８】図２の流体軸受装置に対して潤滑流体を注油する際の工程の一部を示す断面図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る流体軸受装置の潤滑流体溜まり部の構成を示す展開図。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る流体軸受装置の構成を示す断面図。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係る流体軸受装置の構成を示す断面図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る流体軸受装置の構成を示す断面図。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る流体軸受装置の構成を示す断面図。
【図１４】本発明の流体軸受装置を含むスピンドルモータを搭載した記録再生装置の概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１５２】
１      スピンドルモータ
１０      流体軸受装置
１１      スリーブ
１１ａ    軸受孔
１１ｂ    連通路
１１ｃ    ラジアル動圧発生溝（第１の動圧発生溝）
１１ｄ    ラジアル動圧発生溝（第１の動圧発生溝）
１１ｅ    鍔部
１２      軸（シャフト）
１４      スラスト板
１５      ロータハブ（ハブ）
１５ａ    抜け止め部
１６      スリーブキャップ
１６ａ    中央穴
１６ｂ    換気路
１７      潤滑流体
１８      ベース
１９      ステータコア
２０      ロータマグネット（回転磁石）
２１      スラスト軸受部材
２１ａ    スラスト動圧発生溝（第２の動圧発生溝）
２２      注油装置
４０      吸引板
１１１      スリーブ
１１６      スリーブキャップ
１１６ｂ    換気路
１５０      磁気記録再生装置（情報装置）
１５１      記録ディスク
１５２      記録ヘッド
２０１      スピンドルモータ
２１０      流体軸受装置
２１１      スリーブ
２１１ｂ    連通路
２１１ｅ    鍔部
２１５      ロータハブ（ハブ）
２１５ａ    抜け止め部
２１６      スリーブキャップ
２１６ｂ    換気路
３０１      スピンドルモータ
３１０      流体軸受装置
３１２      軸（シャフト）
３１２ａ    フランジ部
４１１      スリーブ
４１１ｃ    ラジアル動圧発生溝
４１１ｄ    ラジアル動圧発生溝
５１０      流体軸受装置
５１６      スリーブキャップ
５１６ａ    突出部（凸部）
Ｇ１〜Ｇ５  第１〜第５の隙間
【図１】
2010078100.tif 000003
【図２】
2010078100.tif 000004
【図３】
2010078100.tif 000005
【図４】
2010078100.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010078100.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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