(57)【要約】    【課題】  硬質粒子が生じることを防ぎつつ円錐台側周面形状の軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を効率良く設定する。    【解決手段】  軸受部材１２ｂの線膨張係数をロータハブ１０に比し大とする。室温付近における軸受部材１２ｂの内径を軸部材１２ａの軸部１２ａ１の外径よりもやや大とする。室温付近において、軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０が当接するよう軸部材１２ａをロータハブ１０内周部に嵌挿した後、軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに隙間嵌めする。昇温させて所定温度とし、軸受部材１２ｂを下方移動させて軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８を同軸状に当接させ、内方突出部１０ｂを軸方向に挟み、軸受部材１２ｂの内周上端部と軸部１２ａ１をレーザ溶接する。その後、所定温度から室温に低下させ、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間に所要間隙を得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心線を中心とする円錐台側周面形状の軸側軸受外周部を備えた軸体と、軸心線を中心とする円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部を備えたスリーブ体の一方に対し他方が同軸状に相対回転し得、前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部が、両者間の軸受隙間に配された潤滑流体を介し径方向に相対して一方に対し他方を回転自在に支持する動圧軸受部を構成する動圧軸受装置を製造する方法であって、
前記軸体は、軸部材と、その軸部材に対し径方向外側に嵌合し且つ軸側軸受外周部を備える環状の軸受部材を有し、その軸受部材は、スリーブ体よりも線膨張係数が大きいものとし、
動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度において、スリーブ体内に軸体が嵌挿され且つ前記軸受部材が前記軸部材に隙間嵌めされている状態で、前記軸部材に対し前記軸受部材を相対的に軸方向移動させて前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部を両者が同軸状をなすように当接させ、その当接状態において、前記軸受部材を所定の接合部で軸部材に固定し、
固定後、前記所定温度から温度を低下させることにより前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を設けることを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項２】
上記接合部が、上記軸受部材の軸方向のうち上記軸側軸受外周部が拡径している側に位置する請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項３】
上記軸部材に対し上記軸受部材を相対的に軸方向移動させて上記軸側軸受外周部と上記スリーブ側軸受内周部を両者が同軸状をなすように当接させ、前記軸受部材と、軸方向において上記スリーブ体に対し前記軸受部材と逆の側に位置する所定部との間に、前記スリーブ体を軸方向に挟み、その状態において、前記軸受部材を所定の接合部において前記軸部材に固定する請求項１又は２記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項４】
上記所定部が上記軸部材の一部である請求項３記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項５】
上記動圧軸受装置が、軸方向に相対してスラスト軸受部を構成する軸側スラスト部とスリーブ側スラスト部を、それぞれ上記軸部材及び上記スリーブ体の一部として有し、
上記所定部が前記軸側スラスト部である請求項２記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項６】
上記軸体が、上記円錐台側周面形状の軸側軸受外周部を互いに逆向きに２箇所に備えると共に、上記スリーブ体が、上記円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部を前記軸側軸受外周部に対応して互いに逆向きに２箇所に備える請求項１、２又は３記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項７】
上記軸部材に対し径方向外側に嵌合する、互いに逆向きの円錐台側周面形状の軸側軸受外周部をそれぞれ備える２個の環状の軸受部材を有し、前記軸部材に対し前記２個の軸受部材を相対的に軸方向移動させて２箇所の軸側軸受外周部と２箇所のスリーブ側軸受内周部をそれぞれにおいて両者が同軸状をなすように当接させて、前記両軸受部材の間にスリーブ体を軸方向に挟み、その状態において、前記２個の軸受部材をそれぞれ所定の接合部において前記軸部材に固定する請求項６記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項８】
軸心線を中心とする円錐台側周面形状の軸側軸受外周部を備えた軸体と、軸心線を中心とする円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部を備えたスリーブ体の一方に対し他方が同軸状に相対回転し得、前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部が、両者間の軸受隙間に配された潤滑流体を介し径方向に相対して一方に対し他方を回転自在に支持する動圧軸受部を構成する動圧軸受装置であって、
前記軸体は、軸部材と、その軸部材に対し径方向外側に嵌合し且つ軸側軸受外周部を備える環状の軸受部材と、軸受部材を軸部材に固定する接合部を有し、前記軸受部材の線膨張係数がスリーブ体の線膨張係数よりも大きく、
動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度において、スリーブ体内に軸体が嵌挿され且つ前記軸受部材が前記軸部材に隙間嵌めされている状態で前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部が同軸状に当接した状態において、前記接合部における固定が行われ、前記所定温度からの温度低下により前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間が設定されたものであることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項９】
請求項８記載の動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ。
【請求項１０】
情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク装置において、
ハウジングと、当該ハウジング内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込みまたは読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク装置であって、前記スピンドルモータは、請求項９に記載したスピンドルモータであることを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置及びその製法並びにその動圧軸受装置を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６（従来のコニカル動圧軸受の分解斜視図）及び図７（図６のコニカル動圧軸受を用いたスピンドルモータの一部切取斜視図）に示す特許３０４３２９４号公報（特許文献１）記載のスピンドルモータａは、上円錐ｂと下円錐ｃを有する軸体と、各円錐部に対応した形状の円錐状凹部ｄを上下に有するブッシュｅを有し、オイル又は空気を作動流体として前記軸体に対し前記ブッシュｅを回転自在に支持するコニカル動圧軸受とを備えている。このスピンドルモータａは、例えば、ハードディスクなどのディスク装置等において、幅広く適用される。
【０００３】
このような、軸受面が円錐台側周面形状をなすコニカル動圧軸受を用いると、次のような利点が得られる。すなわち、軸受面が円錐状の対向面間に構成されていて、モータにかかるラジアル荷重とスラスト荷重とを１つの動圧軸受で同時に支持することが可能となるため、回転精度を損なうことなくスピンドルモータを小型・薄型化することが可能となる。また、高精度な加工を要求される軸受面が少なくなり、加工コストが低減されるのでスピンドルモータ全体の製造に要するコストも抑制される。加えて、高精度な加工を要求される面が少なくて済むことから、工数が削減され、歩留まりが改善される。更に、動圧軸受を対向する円錐状の傾斜面間に構成することで、ラジアル荷重を支持するラジアル軸受とスラスト荷重を支持するスラスト軸受からなる軸受構造に比べて、軸受隙間の管理およびコントロールが容易になる。
【特許文献１】特許３０４３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許３０４３２９４号公報（特許文献１）記載のコニカル動圧軸受においては、図６に示されるように、ブッシュｅ内の上下円錐状凹部ｄに、スペーサｆを挟んで上円錐ｂと下円錐ｃが位置し、貫通孔ｈに軸ｊが嵌挿固定されている。
【０００５】
このようなコニカル動圧軸受においては、軸ｊに対し上円錐ｂと下円錐ｃを圧入し、それらの上円錐ｂ及び下円錐ｃの円錐状外周面とブッシュｅ（スリーブ）側の円錐状凹部ｄの円錐状内周面の間に動圧軸受部を構成するために、それらの円錐状外周面と円錐状内周面の間に適切な軸受隙間を設ける必要がある。
【０００６】
この場合における円錐状外周面と円錐状内周面の間の軸受隙間の設定は、軸ｊに対する上円錐ｂ及び下円錐ｃの軸方向位置決めにより行うことになる。そのためには、軸ｊに対する上円錐ｂ及び下円錐ｃの圧入と軸方向間隙の測定を何度か繰り返して軸受隙間の調整を行わなければならないが、このような作業は量産に不向きである。また、このような作業においては、軸ｊと上円錐ｂ又は下円錐ｃが擦れたときに材料の一部が削れて硬質粒子が生じ、その硬質粒子が軸受内に侵入するおそれがある。円錐状外周面と円錐状内周面の間の軸受隙間の設定を軸ｊに対する上円錐ｂ及び下円錐ｃの軸方向位置決めにより行う作業は、軸ｊに対し垂直な方向の間隙の調整に比し精度を要するため、そのような硬質粒子の侵入の可能性はより高くなる。
【０００７】
また、このような軸受を用いたスピンドルモータおよびディスク装置では、上述した軸受の影響を受けて、同様の課題を含んだものとなってしまう。
【０００８】
なお、ここに述べた内容は、コニカル動圧軸受を軸方向の１箇所或いは３以上の箇所に備える動圧軸受装置についても同様に該当するものである。
【０００９】
本発明は、従来技術に存した上記のような課題に鑑み行われたものであって、その目的とするところは、硬質粒子が生じることを防ぎつつ円錐台側周面形状の軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を効率良く設定することができるコニカル動圧軸受を備えた軸受装置及びその製法並びにその動圧軸受装置を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の動圧軸受装置の製造方法は、
軸心線を中心とする円錐台側周面形状の軸側軸受外周部を備えた軸体と、軸心線を中心とする円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部を備えたスリーブ体の一方に対し他方が同軸状に相対回転し得、前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部が、両者間の軸受隙間に配された潤滑流体を介し径方向に相対して一方に対し他方を回転自在に支持する動圧軸受部を構成する動圧軸受装置を製造する方法であって、
前記軸体は、軸部材と、その軸部材に対し径方向外側に嵌合し且つ軸側軸受外周部を備える環状の軸受部材を有し、その軸受部材は、スリーブ体よりも線膨張係数が大きいものとし、
動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度において、スリーブ体内に軸体が嵌挿され且つ前記軸受部材が前記軸部材に隙間嵌めされている状態で、前記軸部材に対し前記軸受部材を相対的に軸方向移動させて前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部を両者が同軸状をなすように当接させ、その当接状態において、前記軸受部材を所定の接合部で軸部材に固定し、
固定後、前記所定温度から温度を低下させることにより前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を設けることを特徴とする。
【００１１】
この製造方法においては、同軸状に相対回転し得る軸体とスリーブ体がそれぞれ有する円錐台側周面形状の軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部が、両者間の軸受隙間における潤滑流体を介し径方向に相対して一方に対し他方を回転自在に支持する動圧軸受部を構成する動圧軸受装置の製造を、次のように行う。
【００１２】
軸体は、軸部材と、その軸部材に対し径方向外側に嵌合し且つ軸側軸受外周部を備える環状の軸受部材を有し、その軸受部材は、スリーブ体よりも線膨張係数が大きいものとする。
【００１３】
動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度において、スリーブ体内に軸体が嵌挿され且つ軸受部材が軸部材に隙間嵌めされている状態で、軸部材に対し軸受部材を相対的に軸方向移動させて軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部をそれらが同軸状をなすよう当接させ、その当接状態において、軸受部材を所定の接合部において軸部材に固定する。軸受部材は軸部材に隙間嵌めされている状態であるため、軸部材に対する軸受部材の移動により硬質粒子が生じることは防がれる。
【００１４】
そのように固定した後、所定温度から温度を低下させることにより、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を設ける。
【００１５】
軸受部材の線膨張係数が、その軸受部材の径方向外方に相対するスリーブ体の線膨張係数よりも大きいので、軸部材に対し軸受部材を相対的に軸方向移動させて軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部を両者が同軸状をなすように当接させた状態で接合部において軸受部材を軸部材に固定する際の温度（すなわち所定温度）を適切に管理することにより、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を精度良く設けることができる。
【００１６】
また、軸受部材はスリーブ体よりも線膨張係数が大きく、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間の軸受隙間は温度上昇により減少するので、温度上昇により流体潤滑流体の粘度が低下する場合に、温度補償の効果を奏する。
【００１７】
本発明の動圧軸受装置は、
軸心線を中心とする円錐台側周面形状の軸側軸受外周部を備えた軸体と、軸心線を中心とする円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部を備えたスリーブ体の一方に対し他方が同軸状に相対回転し得、前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部が、両者間の軸受隙間に配された潤滑流体を介し径方向に相対して一方に対し他方を回転自在に支持する動圧軸受部を構成する動圧軸受装置であって、
前記軸体は、軸部材と、その軸部材に対し径方向外側に嵌合し且つ軸側軸受外周部を備える環状の軸受部材と、軸受部材を軸部材に固定する接合部を有し、前記軸受部材の線膨張係数がスリーブ体の線膨張係数よりも大きく、
動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度において、スリーブ体内に軸体が嵌挿され且つ前記軸受部材が前記軸部材に隙間嵌めされている状態で前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部が同軸状に当接した状態において、前記接合部における固定が行われ、前記所定温度からの温度低下により前記軸側軸受外周部と前記スリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間が設定されたものであることを特徴とする。
【００１８】
また本発明のスピンドルモータは、この動圧軸受装置を備えたものである。
更に、本発明のディスク装置は、
情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク装置において、
ハウジングと、当該ハウジング内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込みまたは読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク装置であって、前記スピンドルモータは、請求項９に記載したスピンドルモータであることを特徴とする。
【００１９】
前記動圧軸受装置においては、動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度において、スリーブ体内に軸体が嵌挿され且つ前記軸受部材が前記軸部材に隙間嵌めされている状態で、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部が同軸状をなすよう当接させた状態において、軸受部材を接合部において軸部材に固定している。軸受部材は軸部材に隙間嵌めされている状態であるため、当接させるために前記軸部材に対し前記軸受部材を相対的に軸方向移動させた場合に硬質粒子が生じることが防がれる。そのように固定した後、所定温度から温度を低下させることにより、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間が設定されている。
【００２０】
軸受部材の線膨張係数が、その軸受部材の径方向外方に相対するスリーブ体の線膨張係数よりも大きいので軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部が同軸状をなすように当接させた状態で接合部において軸受部材を軸部材に固定する際の温度（すなわち所定温度）を適切に管理することにより、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を精度良く設けることができる。
【００２１】
上記各発明においては、上記接合部が、上記軸受部材の軸方向のうち上記軸側軸受外周部が拡径している側に位置することが好ましい。この場合、接合部により軸受部材の軸側軸受外周部側の変形特性が阻害されることが防がれ、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を確実に設定することができる。
【００２２】
上記各発明においては、上記軸部材に対し上記軸受部材を相対的に軸方向移動させて上記軸側軸受外周部と上記スリーブ側軸受内周部を両者が同軸状をなすように当接させ、前記軸受部材と、軸方向において上記スリーブ体に対し前記軸受部材と逆の側に位置する所定部との間に、前記スリーブ体を軸方向に挟み、その状態において、前記軸受部材を所定の接合部において前記軸部材に固定するものであることが好ましい。前記所定部は軸部材の一部とすることができる。
【００２３】
この場合、軸受部材と所定部（例えば軸部材）との間にスリーブ体を軸方向に挟み、その状態において、軸受部材を接合部において軸部材に固定することにより、軸体とスリーブ体との軸方向の相対的な移動が規制されると共に、両部材の軸方向位置関係を確実に設定して、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を効率的に而も精度良く設けることができる。
【００２４】
また、軸方向に相対してスラスト軸受部を構成する軸側スラスト部とスリーブ側スラスト部を、それぞれ軸部材及びスリーブ体の一部として有し、前記所定部が前記軸側スラスト部である場合、スラスト軸受部を構成する軸側スラスト部とスリーブ側スラスト部は高精度に仕上げられているため、軸体とスリーブ体の軸方向位置関係をより正確に設定して、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間をより精度良く設けることができる。
【００２５】
また上記各発明においては、上記軸体が、上記円錐台側周面形状の軸側軸受外周部を互いに逆向きに２箇所に備えると共に、上記スリーブ体が、上記円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部を前記軸側軸受外周部に対応して互いに逆向きに２箇所に備えるものであることが好ましい。
【００２６】
この場合の動圧軸受装置においては、互いに逆向きの円錐台側周面形状をなす２箇所の軸側軸受外周部と、それぞれに対応する互いに逆向きの円錐台側周面形状をなす２箇所のスリーブ側軸受内周部が、それぞれ動圧軸受部を構成するので、高い回転精度を実現することができる。
【００２７】
更に、上記各発明においては、上記軸部材に対し径方向外側に嵌合する、互いに逆向きの円錐台側周面形状の軸側軸受外周部をそれぞれ備える２個の環状の軸受部材を有し、前記軸部材に対し前記２個の軸受部材を相対的に軸方向移動させて２箇所の軸側軸受外周部と２箇所のスリーブ側軸受内周部をそれぞれにおいて両者が同軸状をなすように当接させて、前記両軸受部材の間にスリーブ体を軸方向に挟み、その状態において、前記２個の軸受部材をそれぞれ所定の接合部において前記軸部材に固定するものであることが好ましい。
【００２８】
この場合、２個の軸受部材の間に、その軸受部材に対し相対回転すべき軸体又はスリーブ体を挟み、その状態において、前記２個の軸受部材を接合部において軸部材に固定することにより、軸体とスリーブ体との相対的な移動が規制されると共に、両部材の軸方向位置関係を確実に設定して、軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を効率的に而も精度良く設けることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、何れも円錐台側周面形状をなす軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部が相対して動圧軸受部を構成する動圧軸受装置を、軸部材と軸受部材の嵌合時に硬質粒子が生じることを防ぎつつ、軸受部材を軸部材に固定する際の温度を適切に管理して軸側軸受外周部とスリーブ側軸受内周部の間に所要の軸受隙間を設けることにより、精度良く効率的に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】
【００３０】
本発明の実施の形態を、図１乃至図５を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１乃至図４は、コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いたハードディスク（或いはその他の記録媒体）駆動用のスピンドルモータの一例についてのものであって、そのうち図１はスピンドルモータの模式的な要部断面図、図２乃至図４は、製造工程を示す模式的な要部断面図である。
【００３２】
図１に示すこのスピンドルモータにおいては、ハードディスクを保持するロータハブ１０がスリーブ体を構成し、そのロータハブ１０が、潤滑油Ｒ（潤滑流体）を介して固定軸体１２に対し回転自在に支持されている。尤も、本発明は、このような軸固定型の動圧軸受装置及びスピンドルモータに限らず、軸回転型の動圧軸受装置及びスピンドルモータにも適用されることは言うまでもない。また、本発明の動圧軸受装置において用いる潤滑流体は、ここに例示する潤滑油又はその他の潤滑液の他、空気等の気体とすることもできる。
【００３３】
軸体１２は、軸部材１２ａと軸受部材１２ｂからなる。軸部材１２ａは、円柱状の軸部１２ａ１と、軸部１２ａ１の下端に形成された縮径部１２ａ２と、縮径部１２ａ２の下側に位置する径方向外方張出のスラスト円板部１２ａ３を一体的に備える。スラスト円板部１２ａ３の環状上面部は、軸側スラスト環状部１４を構成する。軸受部材１２ｂは、軸心線を中心とする環状の回転体であり、軸部材１２ａの軸部１２ａ１に対し径方向外側に同軸状に嵌合固定される。軸受部材１２ｂの内周部は円筒面状をなす。軸受部材１２ｂの外周部は、上部が円筒面状をなし、下部は、下方に向かって縮径する円錐台側周面形状の軸側軸受外周部１６を構成する。図１の軸側軸受外周部１６は、下方に向かって直線状に縮径しているが、曲線状に縮径する形状とすることもできる。
【００３４】
ロータハブ１０は、軸心線を中心とする略円筒状部１０ａの内周側に断面略三角形状をなす内方突出部１０ｂを有すると共に外周側に鍔状部１０ｃを有する。内方突出部１０ｂは、軸受部材１２ｂとスラスト円板部１２ａ３とで挟まれるように構成されるため、ロータハブ１０は後述する軸受隙間を超えての軸方向の移動が規制される。内方突出部１０ｂの内周面は、軸側軸受外周部１６に対応して下方に向かって縮径する円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部１８を構成する。内方突出部１０ｂの環状下面部は、スリーブ側スラスト環状部２０を構成する。図１のスリーブ側軸受内周部１８は、下方に向かって直線状に縮径しているが、曲線上に縮径する形状とすることもできる。なお、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の少なくとも一方、並びに軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０の少なくとも一方には、それぞれ潤滑油Ｒに対する動圧発生のためのへリングボーン溝（図示を略す）が設けられている。
【００３５】
鍔状部１０ｃの上面には、ハードディスクＤが搭載される。鍔状部１０ｃの下側には環状のマグネットＭが嵌合固定されている。マグネットＭの径方向外方にはステータＳが隙間を介して配置されている。ステータＳは、軸部材１２ａ等と共にベース部材Ｂに固定されている。ステータＳが通電されると回転磁界が誘起され、マグネットＭとの電磁的作用によりロータハブ１０が回転する。（図１）
【００３６】
ロータハブ１０と軸部材１２ａは、線膨張係数が等しい材料（必ずしも線膨張係数が等しいことを要するものではない。）からなり、軸受部材１２ｂは、ロータハブ１０に比し線膨張係数が大きい材料からなる。各部材の材料の一例として、ロータハブ１０と軸部材１２ａについてはＳＵＳ４００系ステンレス鋼、軸受部材１２ｂについてはＳＵＳ３００系ステンレス鋼を挙げることができる。軸受部材１２ｂの内径は、室温付近における寸法が、軸部材１２ａの軸部１２ａ１の外径よりもやや大きいように形成されている。なお、軸受部材１２ｂは、軸部材１２ａよりも線膨張係数が大きい材料からなることが好ましい。
【００３７】
この動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの製造においては、室温又は動圧軸受装置の使用温度域付近において、軸体１２における軸側スラスト環状部１４とロータハブ１０におけるスリーブ側スラスト環状部２０が当接するように、軸体１２の軸部材１２ａをロータハブ１０内周部に嵌挿した後、軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに対し隙間嵌めする。
【００３８】
次いで軸体１２及びロータハブ１０の温度を昇温させて、スピンドルモータにおける動圧軸受装置の使用温度域（例えば、上限が約９０℃）よりも高い所定温度とする。その所定温度において、軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０が当接する状態を維持しつつ軸部材１２ａに対し軸受部材１２ｂを軸方向下方に移動させて軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８を両者が同軸状をなすように当接させ、内方突出部１０ｂ（スリーブ体）を軸方向に挟むようにする。軸受部材１２ｂは軸部材１２ａに比し線膨張係数が大きいため、使用温度域よりも高い所定温度においても軸部材１２ａに対し隙間嵌め状態が保たれる。また、軸部材１２ａに対する軸受部材１２ｂの移動により、材料の削れ等により硬質粒子が生じることは防がれる。（図２）
なお、軸受部材１２ｂとロータハブ１０は、半径方向の肉厚が部位によって異なる
など複雑な形状をしているため、熱膨張時と非熱膨張時の形状は完全な相似関係と
はならない。したがって、予め熱膨張時と非熱膨張時における各部（特に軸側軸受
外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８）の形状を考慮した設計を行うと良い。
【００３９】
所定温度での軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の当接状態及び軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０の当接状態を維持しつつ、軸受部材１２ｂの内周上端部と軸部１２ａ１の外周部をレーザ溶接により接合する。このレーザ溶接により形成された接合部２２において軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに固定する。（図３）
【００４０】
軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに固定した後、軸体１２及びロータハブ１０の温度を所定温度から室温又は使用温度域に低下させると、軸受部材１２ｂはロータハブ１０に比し線膨張係数が大きいため、軸受部材１２ｂの方がより縮径し、線膨張係数の差異、所定温度、軸受部材１２ｂの寸法等の設定に応じ、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間に所要の間隙（間隙の軸方向寸法ｇ１）を設けることができる。（図４）
【００４１】
ロータハブ１０を軸方向上方に移動させると、この間隙が、軸方向において、軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０の間隙（間隙の軸方向寸法ｇ２）と、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間隙（間隙の軸方向寸法ｇ３）に分配されることにより（つまり、ｇ１＝ｇ２＋ｇ３）、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間に所要の軸受隙間が設けられる。尤も、軸部材１２ａとロータハブ１０（スリーブ体）の線膨張係数に差異がある場合は、各間隙及び軸受隙間は、各部品の加工誤差や組立誤差、並びにその線膨張係数の差異による寸法変化が加味されたものとなる。
【００４２】
この軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の軸受隙間及び軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０の軸受隙間を含むロータハブ１０と軸体１２の間隙に潤滑油Ｒを充填することにより、ロータハブ１０が軸体１２に対し非接触で回転自在に支持された動圧軸受装置が得られる。このうち軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８が、両者の軸受隙間に潤滑油Ｒが介在してコニカル動圧軸受を構成し、軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０が、両者の軸受隙間に潤滑油Ｒが介在してスラスト軸受部を構成する。なお、環状のシールキャップ２４は、潤滑油Ｒの充填前にロータハブ１０の上端内周部に固定される。（図１）
【００４３】
このような、所定温度の管理、及び、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８を同軸状に当接させることによる両者の位置関係の設定は、何れも容易且つ確実に行うことができるため、精度良く効率的に軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間に所要の軸受隙間を設けて、コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いた高精度のスピンドルモータを高効率で製造することが可能となる。
また、軸部材１２ａと軸受部材１２ｂは、所定温度に昇温された状態でレーザ溶接される。そのため、両部材間のレーザの照射部と非照射部との温度差が小さく、そのレーザ照射部の溶融時および凝固時に発生する熱応力が緩和されるため、部品の変形や溶接部のクラックの発生を抑えることができる。
【００４４】
また、軸受部材１２ｂはロータハブ１０よりも線膨張係数が大きく、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間の軸受隙間は温度上昇により減少するので、温度上昇により潤滑油Ｒの粘度が低下する場合に、温度補償の効果を奏する。
【００４５】
接合部２２は、軸受部材１２ｂの軸方向の上端に位置し下端側の位置するコニカル軸受部から離れているので、軸受部材１２ｂと軸部材１２ａの締結関係を維持しつつ、軸受部材１２ｂが膨張又は収縮する際にコニカル軸受部の軸受隙間が接合部の影響を受けにくい。
【００４６】
スピンドルモータの製造においては、軸側スラスト環状部１４とスリーブ側スラスト環状部２０を当接状態にするが、両者は共に軸受部を構成する部分であるから高精度に加工されている。そのため、軸部材１２ａとロータハブ１０との軸方向位置関係が良好となる。この状態で軸受部材１２ｂを移動させて軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８を当接させるものであるから、軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに高精度に位置合わせし、その状態で両者を接合部２２において固定することができる。
【００４７】
また、このスピンドルモータの製造は、軸部材１２ａとロータハブ１０と軸受部材１２ｂを当接させて組み立てるため、各部材の個体差を組立中に吸収することができる。つまり、通常では、同じ部品であっても公差範囲において寸法上のバラツキがある（個体差）ので、より高精度に組み立てるには、その公差が小さくなるように部品精度を高めるか、或いは組立後の精度が低くなるように部品の組み合わせを考慮した組み立てをする必要があるが、本形態では部品間の固体差があってもそのような手間をかけずに組立中に誤差を吸収できる。
【００４８】
潤滑油Ｒの下方側の気液界面は、ロータハブ１０の下端内周面とスラスト円板部１２ａ３の外周面との間の下方拡開の断面テーパ状の環状間隙に、上に凹のメニスカスとして形成される。また潤滑油Ｒの上方側の気液界面は、ロータハブ１０の上端内周部に外周部が固定された環状のシールキャップ２４の下面と軸受部材１２ｂの上面の間の径方向内方拡開の断面テーパ状の環状間隙に、径方向外方に凹のメニスカスとして形成される。
【００４９】
更に、コニカル軸受部とスラスト軸受部との間における、縮径部１２ａ２と軸受部材１２ｂの内周面との間の上方拡開の断面テーパ状の環状間隙に、上に凹となるメニスカスの気液界面を形成する。なお、この環状間隙のうちメニスカスの上方部分は、軸部材１２ａ等に設けた貫通孔（図示略）を介して外気と連通している。
【００５０】
なお、軸体１２の軸部材１２ａの、ロータハブ１０内周部（スリーブ体内）への嵌挿、及び軸受部材１２ｂの軸部材１２ａに対する隙間嵌めは、必ずしも室温又は動圧軸受装置の使用温度域付近において行うことを要するものではない。例えば、所定温度等の、使用温度域より高い温度において行うこともできる。
【００５１】
また、軸部材１２ａに対し軸受部材１２ｂを軸方向下方に（又は軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに対し軸方向上方に）移動させて軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８を両者が同軸状をなすように当接させる際に、軸部材１２ａとスリーブ体５０の軸方向位置関係を設定することができれば、内方突出部１０ｂ（スリーブ体）を軸方向に挟むことを要しない。例えば、軸部材１２ａを、軸部１２ａ１とスラスト円板部１２ａ３の別部材にて構成し、この軸部１２ａ１の下端部に軸方向に面する段差部を形成しておく。そして、製造時、その軸部１２ａ１の段差部を所定のジグに当接させて固定しつつ、この軸部１２ａ１に嵌挿したスリーブ体５０もそのジグに当接させて固定する。この状態で軸受部材１２ｂを上述と同様の方法で軸部１２ａ１に固定する。そして、この状態を維持したまま、そのジグに代えてスラスト円板部１２ａ３をその軸部１２ａ１の段差部に当接させて固定する。この構成では、軸部１２ａ１およびスラスト円板部１２ａ３が加工し易く精度が出しやすくなる。
【００５２】
軸受部材１２ｂを軸部材１２ａに固定する接合部２２は、軸受部材１２ｂの軸方向のうち軸側軸受外周部１６が拡径している側（図における上部）の内周部に位置し、軸受部材１２ｂの軸方向のうち軸側軸受外周部１６が縮径している側（図における下部）の内周部は軸部材１２ａに対し非接合状態であることが好ましい。所定温度からの温度が低下する際の軸受部材１２ｂの収縮による、軸側軸受外周部１６とスリーブ側軸受内周部１８の間隙の形成を良好に行い得るからである。接合部２２は、レーザ溶接によるものが好ましいが、これに限らない。抵抗溶接、熱硬化性接着剤による接着、焼きばめ、温間圧入等による接合であってもよい。
【００５３】
図５は、一対のコニカル動圧軸受を軸方向の２箇所に逆向きに備える動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの一例についての断面図である。図５中の符号で図１乃至図４と共通のものは同一の意義である。
【００５４】
図５に示すスピンドルモータは、固定軸体５２に対し上下一対のコニカル動圧軸受においてスリーブ体５０が回転自在に支持された動圧軸受装置を備えるものである。
【００５５】
軸体５２は、軸部材５２ａと上下一対の互いに逆向きの軸受部材５２ｂからなる。軸部材５２ａは、円柱状をなし、ブラケット４０の中央嵌合穴４０ａに下端部が嵌挿されて立設されている。軸受部材５２ｂは、軸心線を中心とする環状の回転体であり、軸部材５２ａに対し径方向外側に同軸状に嵌合固定される。各軸受部材５２ｂの内周部は円筒面状をなし、各軸受部材５２ｂの外周部は、軸方向外方側の面が、軸方向外方に向かって比較的急角度で縮径する円錐台側周面形状の端面部、軸方向内方側の面は、軸方向内方に向かって漸次縮径する円錐台側周面形状の軸側軸受外周部５６を構成する。
【００５６】
スリーブ体５０は、軸心線を中心とする略円筒状部５０ａの上端に環状張出部５０ｂを有し、内周側の上下端部に、軸側軸受外周部５６に対応してそれぞれ軸方向内方に向かって縮径する上下一対の互いに逆向きの円錐台側周面形状のスリーブ側軸受内周部５８を有する。なお、軸側軸受外周部５６又はスリーブ側軸受内周部５８には、潤滑油Ｒに対し動圧を発生させるためのへリングボーン溝（図示を略す）が設けられている。
【００５７】
スリーブ体５０が軸体５２に外嵌されて両者の間隙に潤滑油Ｒが充填されることにより、上下それぞれの軸側軸受外周部５６とスリーブ側軸受内周部５８の軸受隙間に潤滑油Ｒが介在して上下一対のコニカル動圧軸受を構成し、高い回転精度を実現する。潤滑油Ｒの上下の気液界面は、それぞれスリーブ体５０の上下端内周部に外周部が固定された環状のシールキャップ６０の軸方向内方側の面と軸受部材５２ｂの軸方向外方側の面の間の径方向内方拡開の断面テーパ状の環状間隙に、径方向外方に凹のメニスカスとして形成される。
【００５８】
ブラケット４０におけるスリーブ体５０の外周側には環状の上方突起部４０ｂが形成され、この上方突起部４０ｂに、ステータコアにステータコイルが巻装されてなるステータ４２が外嵌固定されている。
【００５９】
スリーブ体５０には、下端外周に鍔状部６２ａを有する略円筒状をなすロータハブ６２が同軸状に外嵌され、ロータハブ６２の上端内周部においてスリーブ体５０の環状張出部５０ｂの外周側に固定されている。スリーブ体５０の内周部には、ステータ４２に対し径方向外方に相対する円筒状のロータマグネット４４が内嵌固定されている。
【００６０】
スリーブ体５０と軸部材５２ａは、線膨張係数が等しい材料からなり、軸受部材５２ｂは、スリーブ体５０に比し線膨張係数が大きい材料からなる。軸受部材５２ｂの内径は、室温付近における寸法が、軸部材５２ａの外径よりもやや大きいように形成されている。
【００６１】
この動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの製造においては、室温又は動圧軸受装置の使用温度域付近において、軸部材５２ａをスリーブ体５０内周部に嵌挿した後、上下軸受部材５２ｂを、それぞれ軸部材５２ａに対し上下端部から隙間嵌めする。
【００６２】
次いで軸体５２及びスリーブ体５０の温度を昇温させて、スピンドルモータにおける動圧軸受装置の使用温度域よりも高い所定温度とする。その所定温度において、軸部材５２ａに対し上下軸受部材５２ｂをそれぞれ隙間嵌め状態で軸方向内方に移動させて、上下の軸側軸受外周部５６と上下のスリーブ側軸受内周部５８を、それぞれ両者が同軸状をなすように当接させ、スリーブ体５０における上下のスリーブ側軸受内周部５８の間の小径部５０ｃを軸方向に挟むようにする。これにより、軸体５２とスリーブ体５０の軸方向位置関係を確実に設定することができる。軸受部材５２ｂはスリーブ体５０に比し線膨張係数が大きいため、使用温度域よりも高い所定温度においても軸部材５２ａに対し隙間嵌め状態が保たれ、軸部材５２ａに対する軸受部材５２ｂの移動により、材料の削れ等により硬質粒子が生じることは防がれる。
【００６３】
所定温度での上下軸側軸受外周部５６と上下スリーブ側軸受内周部５８の当接状態を維持しつつ、上側の軸受部材５２ｂの内周上端部と軸部５２ａ１の外周部並びに下側の軸受部材５２ｂの内周下端部と軸部５２ａ１の外周部をレーザ溶接により接合する。このレーザ溶接により形成された接合部２２において軸受部材５２ｂを軸部材５２ａに固定する。
【００６４】
上下の軸受部材５２ｂを軸部材５２ａに固定した後、軸体５２及びスリーブ体５０の温度を所定温度から室温又は使用温度域に低下させると、軸受部材５２ｂはスリーブ体５０に比し線膨張係数が大きいため、軸受部材５２ｂの方がより収縮し、線膨張係数の差異、所定温度、軸受部材５２ｂの寸法等の設定に応じ、精度良く効率的に上下軸側軸受外周部５６と上下スリーブ側軸受内周部５８の間にそれぞれ所要の軸受隙間を設けることができる。その軸受隙間に潤滑油Ｒを充填することにより、上下一対のコニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置が得られる。そのため、コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いた高精度のスピンドルモータを高効率で製造することが可能となる。また、温度上昇により潤滑油Ｒの粘度が低下する場合に温度補償の効果を奏すること、及び線膨張係数の異なる部材が接合部２２において固定された後で温度低下した収縮の痕跡が認められることは、図１の例と同様である。
【００６５】
次に、本発明のディスク装置について説明する。
図８に、一般的なディスク装置７０の内部構成を模式図として示す。ハウジング７１の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状のディスク板７３が装着された本発明のスピンドルモータ７２が設置されている。加えてハウジング内部には、ディスク板７３に対して情報を読み書きするヘッド移動機構が配置されている。このヘッド移動機構は、ディスク板上の情報を読み書きするヘッド７６、このヘッドを支えるアーム７５、およびヘッドおよびアームをディスク板上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部７４により構成される。
なお、以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はそれらに限定されるものではない。また、以上の実施の形態についての記述における上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜のためのものであって、実際の使用状態等を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの模式的な要部断面図である。
【図２】コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの製造工程を示す模式的な要部断面図である。
【図３】コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの製造工程を示す模式的な要部断面図である。
【図４】コニカル動圧軸受を備えた動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの製造工程を示す模式的な要部断面図である。
【図５】コニカル動圧軸受を軸方向の２箇所に逆向きに備える動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの断面図である。
【図６】従来のコニカル動圧軸受の分解斜視図である。
【図７】図６のコニカル動圧軸受を用いたスピンドルモータの一部切取斜視図である。
【図８】図１のスピンドルモータを用いたディスク装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０      ロータハブ
１０ａ    略円筒状部
１０ｂ    内方突出部
１０ｃ    鍔状部
１２      軸体
１２ａ    軸部材
１２ａ１  軸部
１２ａ２  縮径部
１２ａ３  スラスト円板部
１２ｂ    軸受部材
１４      軸側スラスト環状部
１６      軸側軸受外周部
１８      スリーブ側軸受内周部
２０      スリーブ側スラスト環状部
２２      接合部
２４      シールキャップ
４０      ブラケット
４０ａ    中央嵌合穴
４０ｂ    上方突起部
４２      ステータ
４４      ロータマグネット
５０      スリーブ体
５０ａ    略円筒状部
５０ｂ    環状張出部
５０ｃ    小径部
５２      軸体
５２ａ    軸部材
５２ｂ    軸受部材
５６      軸側軸受外周部
５８      スリーブ側軸受内周部
６０      シールキャップ
６２      ロータハブ
６２ａ    鍔状部
Ｂ        ベース部材
Ｄ        ハードディスク
Ｍ        マグネット
Ｒ        潤滑油
Ｓ        ステータ
【図１】
2006077825.tif 000003
【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】
2006077825.tif 000008
【図７】
2006077825.tif 000009
【図８】
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