(57)【要約】【課題】軸受内で気泡を含まないオイルと気泡を含むオイルを積極的に分離させ、気泡を含まないオイルは軸受内の循環用として利用し、一方気泡を含んだオイルは効率よく外部へ排気させる軸受オイル循環構成とすることにより高信頼性、長寿命化を図ることのできる流体軸受装置を提供すること。【解決手段】流体軸受装置の潤滑流体２１を循環させ、気泡を含んだ潤滑流体を連通孔６ａの開口部の出口部に設けた隙間の狭い部分と広い部分とを利用して気泡とオイルを分離させる。気泡を含まない潤滑流体は半径方向内周側へ、一方気泡は外部へスムーズに排気させるように連通孔から排気孔に向かって空間部が広くなるように上カバー５を構成する。【選択図】図２
2008008312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
一端が開放するとともに他端が閉塞し、前記開放した端部に前記軸が挿入される軸受穴を有する軸受部材と、
前記軸の側面および前記軸受部材の内周側の少なくとも一方に設けた動圧発生溝と、
前記軸と前記軸受部材との間である軸受内部領域に充填された潤滑流体と、
前記軸受部材の前記軸受穴を有する端面上に第１の開口部を有し、前記軸受穴を有する反対側の内側端面を含む前記軸受内部領域面上に第２の開口部を有する第１の開口部と第２の開口部を連通する連通孔と、
前記軸受部材の前記軸受穴側の端面との間に隙間部を形成するように設けられたカバーとを備え、
前記連通孔上の前記隙間部は、前記軸受穴からラジアル方向に離れるに従い、かつ前記連通孔の前記第１の開口部から円周方向に離れるに従い、前記隙間が大きくなるようにしたことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
前記連通孔の軸受内部領域側の前記第２の開口端は、動圧発生溝による発生圧力が、軸受外部の大気圧よりも低くなる領域であることを特徴とする請求項１に記載の流体軸受装置。
【請求項３】
前記軸受部材の前記軸受穴側の端面と前記第1の開口部近傍における前記カバーの内面とは、前記第１の開口部よりも半径方向内周側において、半径方向外側に向かって０度以上１０度以下の角度で広がる緩やかなテーパを形成し、
前記第1の開口部よりも半径方向外周側において、前記テーパよりも大きなテーパ角度を有して半径方向外側に向かって広がること特徴とする請求項１に記載の流体軸受装置。
【請求項４】
前記カバーには、前記隙間部と外気とを連通する少なくとも１つの排気孔を有したことを特徴とする請求項１に記載の流体軸受装置。
【請求項５】
前記排気孔は、前記連通孔から円周方向に約１８０度離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の流体軸受装置。
【請求項６】
請求項１に記載の動圧流体軸受装置と、
ベースと、
前記ベースに固定されるステータと、
前記ステータに対向して配置され、前記ステータとともに磁気回路を構成するロータマグネットと、
前記ロータマグネットを固定するハブと、
を備えるモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のモータと、
前記ハブに固定された、情報を記録できる記録媒体と、
前記記録媒体の所要の位置に情報を書込または読み出すための情報アクセス手段と、
を備えた記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の動圧を利用した流体軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のハードディスク装置のスピンドルモータなどに用いられている軸受装置としては玉軸受を使用した装置があった。
【０００３】
近年ハードディスク装置など回転するディスクを用いる記録再生装置では、その記録容量を増大させるとともに、データの転送速度を高速化することが求められている。転送速度を高くするためには、ディスクの高速回転と高精度回転が必要である。
【０００４】
ディスク回転装置の回転軸部には従来用いられていた玉軸受装置に代わって、玉軸受よりも回転精度に優れ、静音性にも優れた流体軸受装置が主流となってきており、そのような従来例として特許文献１や特許文献２等が上げられる。
【０００５】
このような流体軸受装置の従来例を図１３および図１４を参照して説明する。図１３および図１４は特許文献１に示されている流体軸受装置およびそれを搭載したモータである。
【０００６】
図１３において、軸３１はスリーブ３２の軸受穴３２ａに回転可能に挿入されている。軸３１には、スピンドルモータのロータマグネット３３を有する回転体であるハブ３４が取付けられている。スリーブ３２はベース３７に取付けられており、ベース３７には、ロータマグネット３３に対向するようにステータ３９が設けられている。
【０００７】
スリーブ３２の、図において下側の開口には、スラスト板４０がこの開口を密封するように取付けられている。軸受穴３２ａの内周面にはヘリングボーン形状のラジアル動圧発生溝４２，４３が形成されてラジアル軸受部が構成されている。図において上側の動圧発生溝４２は、軸受の剛性を最適にするために、下側の動圧発生溝４３よりも軸方向の長さが長くなるように設定されている。
【０００８】
軸３１の下端にはスラストフランジ４１が設けられている。スラストフランジ４１とスラスト板４０のそれぞれの対向面のいずれか一方、及びスリーブ３２とスラストフランジ４１の対向面のいずれか一方にスラスト動圧発生溝（図示省略）が形成されてスラスト軸受部が構成されている。
【０００９】
図１４は図１３に記載の流体軸受装置の説明図であり、同図（ａ）は上部カバー４７の平面図である。また図１４（ｂ）は流体軸受装置の断面図である。
【００１０】
図１４（ｂ）に示すように、スリーブ３２には軸受穴３２ａの軸心にほぼ平行な連通路である連通孔４５が設けられて、下側開口はスラスト軸受部に連通し、上部開口はスリーブ３２の上端部３２ｂに連通している。
【００１１】
スリーブ３２の上端面３２ｂを含む上端部には上部カバー４７が設けられている。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、上部カバー４７は、スリーブ３２の上端面３２ｂを覆うキャップ形状を有し、中央部には軸３１が貫通する貫通孔４７ａを有する。
【００１２】
上部カバー４７は、図１４（ｂ）に示すようにスリーブ３２の上端部に取付けられ、円環状の下端部４７ｂは接着剤４７ｃ等によってスリーブ３２に接着され密閉シールが施されている。
【００１３】
上部カバー４７をスリーブ３２に取付けるとき、上部カバー４７の内側の、図１４（ａ）において「Ｌ」で示す範囲に形成された平面部４８が、スリーブ３２の連通孔４５の開口に対向するように位置決めされ、平面部４８のＬの範囲は、図１４（ａ）では平行線で区切られた長方形領域もしくは扇形領域である。
【００１４】
上部カバー４７の内面の、前記平面部４８を除く部分は、図１４（ｂ）の断面図の右側に示されているように、貫通孔４７ａの内周面からラジアル方向に向かって徐々に凹みが大きくなるように斜面４９が形成されている。上部カバー４７をスリーブ３２に取付けた状態では、上部カバー４７の斜面４９とスリーブ３２の上端面３２ｂとの間の隙間は、毛管現象が生じるように貫通孔４７ａの内周面近傍で最も狭くなっており、その寸法は例えば０．０４〜０．０６ｍｍ程度である。上部カバー４７の斜面４９とスリーブ３２の上端面３２ｂとの間の隙間（以下、オイル溜まり５５という）はラジアル方向で外周に向かって徐々に大きくなり、スリーブ３２の外周近傍では毛管現象が生じないような大きな寸法の例えば０．１５〜０．２５ｍｍ程度である。
【００１５】
平面部４８の幅Ｌは、連通孔４５の径よりも大きく設定することが望ましく、スリーブ３２の上端面３２ｂと上部カバー４７の平面部４８との間の隙間は、上端面３２ｂと上部カバー４７の斜面４９との間の最も狭い隙間に等しいかそれより狭いのが望ましいとされる。
【００１６】
また、上部カバー４７には、オイル溜まり５５の外周部の、前記平面部４８から離れた位置に、直径が例えば０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ程度の排気孔５２が設けられている。図１４（ａ）では、前記排気孔５２は、平面部４８の中央部（連通孔４５の開口部付近）の、中心Ｃに対してほぼ点対称の位置に設けられている。上部カバー４７の内側の排気孔５２の周囲には、座繰り形状の凹部５０が形成されている。もし、斜面４９またはオイル溜まり５５に直接に排気孔を設けると、オイルの膨張等によりオイルが排気孔に達した場合、毛管現象によって排気孔に吸い上げられ、外部へ漏れるおそれがある。これを防ぐため、斜面４９と排気孔５２の間に毛管現象が生じない広い空間を形成するために凹部５０を設けている。
【００１７】
この凹部５０は、図の左右方向の断面の面積が、図の上下方向でほぼ一定である筒状の空間であり、軸３１とスリーブ３２の間、スラスト板４０をスラストフランジ４１との間及び上部カバー４７とスリーブ３２の上端面３２ｂとの間には、オイルなどの潤滑剤が充填されている。オイルの充填量は、オイルを充填した状態で、図１４（ｂ）に示すようにオイル面５７が凹部５０には入らないように設定されている。
【００１８】
また特許文献２には、特許文献１における上部カバーの内側で形成される斜面もしくはオイル溜まりが、連通孔から円周方向に離れるにつれて広くなることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−０３８１７９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００２３９８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、前記従来の構成では、スリーブの上端面平面と上部カバーの平面部との隙間は平行でかつ０．０４〜０．０６ｍｍ以下であり、また、上部カバーの平面部は、スリーブに設けられた連通孔の径よりも大きいためこの隙間をくぐりぬけることの出来ない大きさの気泡が連通孔より上昇してきても連通孔の上部で滞留してしまうという課題がある。
【００２０】
軸受装置の組立工程において、オイル充填時にはあらかじめ空気（気泡）を除去した流体を用いるが、完全に気泡を除去することはむずかしくオイル中に気泡は混在している。通常であればこの程度の隙間は通過することができるが、前述したオイル中に当初から潜在する気泡や、回転動作中に流体の中に混入した小さな気泡は、例えば外部衝撃を受けたとき等に集結して大きな気泡となりやすい。
【００２１】
また、前記スリーブの上端面平面と上部カバーの平面部との隙間は平行であるが、実際の組付は部品公差や組立精度の問題で、平行に組み付けることは困難である。例えば、スリーブの上端面平面と上部カバーの平面部との隙間は、内周側の間隔が広く、外周側の間隔が狭くなるように組み立てられることもあり得る。このような場合、気泡は毛管現象により、間隔が広い内周側に向かいやすくなり、オイル循環経路の一部である開口５９付近で気泡が滞留したり、再度軸受内に循環して、軸受部で焼き付きを生じたりするおそれがある。
【００２２】
上記従来の構成では、正常なオイル循環ができない、もしくは気泡排出がスムーズにできないという課題を有していた。
【００２３】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、軸受内で気泡を含まないオイルと気泡を含むオイルを積極的に分離させ、気泡を含まないオイルのみを軸受内で循環させ、一方で気泡は効率よく外部に排出させる軸受オイル循環構成とすることにより高信頼性、長寿命化を図ることのできる流体軸受装置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】
【００２４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体軸受装置は、軸と、一端が開放するとともに他端が閉塞し、前記開放した端部に前記軸が挿入される軸受穴を有する軸受部材と、
前記軸の側面および前記軸受部材の内周側の少なくとも一方に設けた動圧発生溝と、前記軸と前記軸受部材との間である軸受内部領域に充填された潤滑流体と、前記軸受部材の前記軸受穴を有する端面上に第１の開口部を有し、前記軸受穴を有する反対側の内側端面を含む前記軸受内部領域面上に第２の開口部を有する第１の開口部と第２の開口部を連通する連通孔と、前記軸受部材の前記軸受穴側の端面との間に隙間部を形成するように設けられたカバーとを備え、前記連通孔上の前記隙間部は、前記軸受穴からラジアル方向に離れるに従い、かつ前記連通孔の前記第１の開口部から円周方向に離れるに従い、前記隙間が大きくなるようにしたことを特徴としたものである。
【００２５】
本構成によって、軸受内で気泡を含まないオイルと気泡を含むオイルを積極的に分離させ、オイルを含まないオイルは軸受内循環用として利用した軸受オイル循環構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の流体軸受装置によれば、軸の回転動作中に軸受内部にある気泡は、連通孔を通ってスリーブの端部とカバー間に形成された空間で、気泡を含まないオイルと気泡を含んだオイルに分離され、気泡を含んだオイルは狭い隙間を毛管現象によって通りラジアル軸受部に還流する。オイル中に気泡として含まれる空気はカバー内部の外周側を移動して排気孔へ向かい、排気孔にて外部へ放出されるのでオイル中の空気は排気される。長期間の使用によりオイルが蒸発して減少した場合でも、オイルは連通孔近傍のスリーブと上部カバーとの間の狭い隙間を毛管現象により通り抜けてラジアル軸受部に還流するので、オイル切れが生じるおそれはなく長寿命かつ高信頼性の流体軸受装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお以下の説明では、ハードディスク装置のスピンドルモータにこの流体軸受装置が使用されている場合を想定して行う。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明の実施の形態に係る流体軸受装置１００を備えたスピンドルモータの断面図、図２は本実施の形態の流体軸受装置１００の横断面図である。また図３は本発明の実施の形態の流体軸受装置の上部カバーの下平面図である。なお、以下の説明は、理解し易いように、図１および図２に示すように、スリーブの軸受穴における開口端が上方に、閉鎖端が下方に配置された場合を説明するが、実際に使用する場合はこの配置に限るものではない。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態における流体軸受装置１００を搭載したスピンドルモータは、ベース１６にスリーブ２が接着などの任意の固定手段によって固定されている。  
【００３０】
スリーブ２の軸受穴２ａから突出している軸１の突出軸部１ａには、その外周に例えば磁気記録ディスクが固定される回転部材としてのハブ１７が圧入状態もしくは接着や溶接などの固定手段で外嵌されている。また、ハブ１７にはロータマグネット１８が取付けられており、前記ロータマグネット１８に対向するように、ベース１６にステータコイル１９が巻回されたステータコア２０が取付けられている。そして、このロータマグネット１８とステータコア２０とにより、軸１とスリーブ２との間に回転駆動力を与えるスピンドルモータの回転駆動部をなす。
【００３１】
スリーブ２は図２に示すように、開口する上側の開口端２ａａと閉鎖された下側の閉鎖端２ａｂとを有する軸受穴２ａを有している。さらにスリーブ２には、軸１が回転自在に挿入されている。この軸１の下端には大径のスラストフランジ３が圧入、溶接、接着、ネジ止めなどの固定手段によって固定されている。なおスラストフランジ３は、スリーブ２の軸受穴２ａにおける閉鎖端側である大径穴部２ａｃに、この大径穴部２ａｃの上面および側面に対して間隙を有する姿勢で配置される。またスラストフランジ３の下面と間隙を有する姿勢で対向するようにスリーブ２の底部にスラスト板４が固定される。スリーブ２とスラスト板４とで軸受部材を構成する。またスリーブ２の上端面（開口端側端面）には、外気に通じる排気孔２２を有した上部カバー５を備えている。
【００３２】
そして、スリーブ２の内部の空間（すなわち、軸１の外周面とスリーブ２の内周面との間の空間、大径孔部２ａｃ内の空間、後述する連通孔６ａ，６ｒ内の空間、スリーブ２の上端面と上部カバー５との間の開口端側空間領域（ただし、排気孔２２の近傍は除く））にオイルやイオン性流体などの潤滑流体２１が充填されている。
【００３３】
ここで、スリーブ２の内周面にはヘリングボーン形状のラジアル動圧発生溝７及び８が形成されてラジアル軸受部が構成されている。下側の動圧溝８は、その頂部から斜めに上がる溝と斜めに下がる溝とが同じ長さとされている一方、上側の動圧発生溝７は、図２に示すように、その頂部から斜めに上がるラジアル動圧発生溝７ａが、頂部から斜めに下がるラジアル動圧発生溝７ｂよりも長めに形成され、回転駆動時にはこの上側のラジアル動圧発生溝７ａによって、この隙間の潤滑流体２１を積極的に下方に送り出されるように設定されている。
【００３４】
またスラストフランジ３の上面と下面（または、これに対向するスリーブ２の下面やスラスト板４の上面、またはスラストフランジ３の上下面とスリーブ２の下面やスラスト板４の上面との全てに設けてもよい）とには、スパイラル形状もしくはヘリングボーン形状のスラスト動圧発生溝（図示せず）が形成されてスラスト軸受部が構成されている。
【００３５】
また、スリーブ２における外周面寄りの箇所に、軸心Ｏと平行に延びる１つの連通孔６ａ（例えば、この直径は０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度）が穿孔されている。また、連通孔６ａ下端に連続して、スリーブ下端には連通孔６ｒが形成されている。この連通孔６ａ、６ｒにより、軸受穴２ａの閉鎖端２ａｂ側に設けられた大径穴部２ａｃと、上部カバー５とスリーブ２の開口端（２ａａ）側端面である上端面との間の空間領域とが連通されている。すなわち連通孔６ａ，６ｒは第１の開口部６ｍ１から軸受内部領域である第２の開口部６ｍ２まで連通している。ちなみに第２の開口部６ｍ２における圧力は、回転中の動圧発生により生ずる圧力が最も低くなる領域近傍に設定することが望ましい。具体的にはスラスト軸受外周部や、ラジアル軸受部の動圧発生溝の端部近傍である。このような領域近傍は、動圧発生溝形状にも依存するが回転中に大気圧よりも低くなるばあいがあり得て、気泡が溜まりやすいので、気泡の排出を容易にするために第２の開口部６ｍ２を設定している。
【００３６】
上部カバー５は、キャップ形状で中央部には軸１が貫通する貫通孔５ａを有し、下端部の円環状部５ｂは接着剤５ｃ等によってスリーブ２に接着されることで密閉シールが施されている。図３において領域６ｓで示す範囲が、スリーブ２の連通孔６ａの第１の開口部６ｍ１に対向するように位置決めされる。領域６ｓは、図３排気孔２２から円周方向に１８０度離れた位置である。領域６ｓと対向するスリーブ２の上端面とで形成される潤滑流体導入隙間１０は、毛管現象により潤滑流体２１が流入する隙間寸法を設定している。スリーブ２の上端面における軸受穴２ａの開口端の直径は例えば、２．８ｍｍ〜３．２ｍｍであり、潤滑流体導入隙間１０の隙間は例えば０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍである。本発明の実施の形態においては図１１に示すように、潤滑流体導入隙間１０の隙間は径方向に対して軸中心側に向かって隙間が小さくなるように勾配θ１をつけている。ここでこの勾配θ１は０度以上１０度以下である。
【００３７】
また、上部カバー５の裏面側における潤滑流体導入隙間１０以外の箇所は、連通孔６ａの中心より半径が大きい領域においては上記潤滑流体隙間１０の隙間よりも大きな空間となるように、図１１における勾配θ２を設けて（θ２≧θ１）窪ませている。そして、この部位は潤滑流体２１を貯留させる潤滑流体溜まり空間部１４として構成する。ここで図３における位相Ａ，位相Ｂ，位相Ｃにおける上部カバー５の外周斜面２９の断面形状の一例を、それぞれ外周斜面２９ａ、２９ｂ，２９ｃとして図４に示す。すなわち潤滑流体溜まり空間部１４は内周から外周になるほど深くなるように形成され、かつ、この潤滑流体溜まり部１４は連通孔６ａの第１の開口部６ｍ１から排気孔２２まで周方向に連通していて、しかも排気孔２２に向かうにつれて深くなるように形成されている。また毛管現象が生じるように連通孔６ａの第１の開口部６ｍ１側で最も狭くなっており、その寸法は例えば０．０４〜０．０６ｍｍ程度である。尚、このような形状の潤滑流体溜まり空間部１４を形成するために、外周斜面２９の形状は任意の形状を取り得るが、図２に示すように、軸１の軸心Ｏに対して傾斜した傾斜軸２９ｚを回転対称軸とする円錐形状としても良い。
【００３８】
ここで上部カバー５の内周斜面２８および外周斜面２９とスリーブ２の上端面２ｂとの間の隙間はラジアル方向で外周に向かって徐々に大きくなり、スリーブ３２の外周近傍では毛管現象が生じないような大きな寸法の例えば０．１５〜０．２５ｍｍ程度である。なお、この潤滑流体溜まり空間部１４は、例えば、内径３．２ｍｍ〜３．８ｍｍ、外径５．５ｍｍ〜６．３ｍｍ、最小隙間は０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍ、最大隙間は０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。そして、排気孔２２は、この直径が例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。この排気孔２２が設けられている箇所には、座繰り穴により形成された緩衝空間としての凹部を形成しても良い。これによって潤滑流体２１が満量である状態で流体軸受装置の設置環境の温度上昇などがあった場合でも、潤滑流体２１の界面が凹部内にとどまり、排気孔２２から潤滑流体２１が漏れ出ることがないように図ることができる。座繰り寸法としては例えば、直径０．６ｍｍ〜１．２ｍｍ、深さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。
【００３９】
また、この実施の形態においては、外気に連通する排気孔２２は、上部カバー５を軸方向から見て、連通孔６ａの第１の開口部６ｍ１と軸心Ｏを中心に１８０度対称となる箇所に設けられている。なお、連通孔６と排気孔２２をそれぞれ１つずつ設けているが、それぞれを複数設けてもよい。例えば連通孔６ａを２個互いに１８０度円周方向に位相を離して配置し、排気孔２２も同様に２個互いに１８０度円周方向に位相を離して配置し、その上で排気孔２２と連通孔６ａとが互いに９０度位相が離れるように配置しても良い。
【００４０】
また、上部カバー５の軸１に臨む内周面としては、上方である開口側ほど広がり、下方ほど狭くなるように傾斜面に形成して潤滑流体溜め部２７としている。潤滑流体２１が蒸発するなどして減少して潤滑流体溜まり空間部１４の箇所での潤滑流体界面の位置が変化した場合でも、この潤滑流体溜め部２７のオイル界面は前記傾斜面内で移動する範囲で釣り合うような形状に設定している。
【００４１】
潤滑流体２１の充填量は、図２に示すように潤滑流体面２３が排気孔２２近傍まで一杯にならないように設定されている。
【００４２】
以上のように構成された本発明の実施の形態の流体軸受装置の動作を説明する。図１において、ステータコイル１９に通電すると、ロータマグネット１８は駆動力を受け、ハブ１７、軸１は所定の方向に回転する。軸１が回転すると、軸１とスリーブ２の軸受穴２ａの間に存在する潤滑流体２１には動圧発生溝７及び８によりラジアル方向の動圧が発生して軸１はスリーブ２に非接触で回転する。また軸１の下端のスラストフランジ３に設けられた図示しないスラスト動圧発生溝によりスラスト方向の動圧が発生して、軸１はスラスト板４に非接触で回転する。
【００４３】
ここで、ラジアル動圧発生溝７の右から左下へ向かう溝７ａの長さが、左から右下へ向かう溝７ｂの長さより長くなされているので、ラジアル動圧発生溝７近傍の潤滑流体２１は図の下方に押される。下方へ移動した潤滑流体２１は矢印で示すように連通孔６を通って上昇し、スリーブ２の上端面２ｂと上部カバー５との間の潤滑流体導入隙間１０に流入する。このとき、気泡を含んだ潤滑流体は、気泡を含む潤滑流体と気泡を含まない潤滑流体に分離する。
【００４４】
潤滑流体導入隙間１０において、潤滑流体２１は毛管現象により、スリーブ２の上端面２ｂと、上部カバー５の貫通孔５ａ近傍の内側面との間の狭い隙間を通って軸１とスリーブ２の軸受穴２ａとの間の隙間へ流入して軸受内を還流する。すなわち、潤滑流体２１は、軸１とスリーブ２の軸受穴２ａとの間、スリーブ２の下端部とスラストフランジ３との間、連通孔６ｒ，６ａ、潤滑流体導入隙間１０、そして再び軸１とスリーブ２の軸受穴２ａとの間を循環する。軸１とスリーブ２の軸受穴２ａとの間及びスラストフランジ３とスリーブ２の下端部との間の潤滑流体に混入している気泡は潤滑流体２１と共に移動するので、気泡は潤滑流体２１と共に連通孔６ｒ，６ａを通って、潤滑流体導入隙間１０に至る。ここで図５に示すように、気泡２４は第１の開口部６ｍ１で一旦は留まるが、第１の開口部６ｍ１の外周側は、潤滑流体溜まり空間部１４が構成されており、潤滑流体導入隙間よりも広いので、毛細管力が弱くなる。その結果、気泡２４は図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に図示するように、上部カバー５とスリーブ２の上端部２ｂとの間で潤滑流体溜まり空間部１４の外周部の広い空間に移動する。
【００４５】
前記外周部に移動した気泡は、図６に２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇとして示すように、第１の開口部に対応する領域６ｓから排気孔２２まで、より空間が広い潤滑流体溜まり空間部１４の最外周部に沿って移動する。そして排気孔２２に達すると外部へ出ていく。このように潤滑流体は流体軸受装置内を循環し、気泡２４は外部へ排出される。このとき気泡２４と一緒に潤滑流体２１が外部へ出ていくことはほとんどない。その理由は、潤滑流体は毛管現象により、軸受の中心部の狭い隙間に集まるので、排気孔２２近傍の広い空間には潤滑流体２１はほとんど存在しないからである。すなわち本発明では、上部カバー５の、スリーブ２の上端部２ｂとの対向面をラジアル方向に傾斜する面にすることにより、潤滑流体２１は毛管現象により内周部に集まりやすく、気泡は外周部に集まりやすい。
【００４６】
ところで、流体軸受装置の潤滑流体は特に高温時において若干蒸発し、長時間使用すると徐々に減少することが知られている。本実施の形態の流体軸受装置では、潤滑流体２１が蒸発して減少すると、潤滑流体溜まり空間部１４の傾斜部の潤滑流体２１が徐々に減少していく。このような状態になっても、連通孔６ｒ，６ａを通って循環する潤滑流体２１は潤滑流体導入隙間１０において毛管現象によって維持され、軸１とスリーブ２の軸受穴２ａとの間に流入して循環する。従って潤滑流体が減少していっても、潤滑流体溜まり空間部１４の排気孔２２に近い領域から徐々に減少するだけであり、潤滑流体溜まり空間部１４が空になるまで潤滑流体導入隙間１０に潤滑流体２１は保持される。
【００４７】
潤滑流体２１がさらに減少していっても、連通孔６ｒ，６ａを通って潤滑流体導入隙間１０の隙間に達した潤滑流体は、この隙間を通って内周部に移動し、軸１と軸受孔２ａとの隙間に流入する。従って軸１と軸受穴２ａとの間では潤滑流体不足による油膜切れが生じるおそれはない。
【００４８】
なお上記説明において、スラスト軸受部はスラストフランジの上面側と下面側の両方に設けた場合を説明したが、必ずしも両方が必要とされるわけではなく、どちらか一方であっても問題がないとされる場合もあるが、本願発明はそれに左右されるものではなく、適用が可能である。
【００４９】
また上記の説明において、ラジアル動圧発生溝の上下の長さを変えることで強制的に潤滑流体２１がラジアル軸受の下方に向かうように圧力を掛けた例を説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、たとえば、連通孔６ｒ，６ａの隙間を、軸受内部領域から外部に向かって大きくしていくように設定することで、毛細管力によって潤滑流体を軸受内部領域に押し込めて、気泡を軸受外部に排出する構成のものにも適用可能である。
【００５０】
また本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その他の変形例が可能である。以下その代表的な変形例を参考のため記載する。
【００５１】
（第１の変形例）
図８に示すように、潤滑流体２１が過充填されて、潤滑流体面２３が排気孔２２の近傍にきた場合、周囲の温度環境条件が変化して高温になると潤滑流体２１が膨張し、排気孔２２を通って潤滑流体が漏出するおそれがある。そのような潤滑流体の漏洩を防ぐため、毛管現象によりオイルが流入可能な空間よりも大きい空間の凹部１５を設け、凹部１５の頂部に排気孔２２を設けても良い。より大きい空間である凹部１５には毛管現象が生じないので、潤滑流体が凹部１５に入りにくい。これにより、凹部１５に潤滑流体が流入するのを防止し、排気孔２２からの潤滑流体２１の漏出を防いでいる。本実施の形態の流体軸受装置は動作中に潤滑流体２１が外部へ漏れ出ることがないので、長寿命かつ安定した動作ができる流体軸受装置を実現できる。
【００５２】
（第２の変形例）
図９には第２の変形例として、スラスト軸受を軸１の下端とスラスト板４との間に構成した例である。ここでカバー部材５の貫通孔５ａの直径は、軸１の最外径よりも小さく設定しており、これによって軸１が軸受部材から脱落することを防止している。また連通孔６ａ，６ｒの第２の開口部６ｍ２は軸１の下端あるスリーブ２の閉鎖端に設けている。このような構成であっても、本願発明は同様な効果を生ずることが可能である。
【００５３】
（第３の変形例）
図１０には第３の変形例として、カバー部材５の内部はフラットな形状として、スリーブ２の上端面２ｂに外周斜面２９と内周斜面２８を設けることで、潤滑流体溜まり空間部１４を形成した例を示している。この場合、スリーブ２はプレス鍛造加工や、焼結加工によって製造することが可能である。このような構成とすることで、カバー部材５を薄くして、その分をスリーブ２に設けられるラジアル軸受長さを長くすることができ、軸受損失をほとんど増大することなく軸受剛性を大幅に増大させることが可能になる。
【００５４】
（第４の変形例）
図１１には第４の変形例として、前記第２の変形例において、ラジアル軸受の中間部と潤滑流体溜まり空間部１４とを連通するために、さらに連通孔６ｒ１を設けた例である。なお、連通孔６ｒ１を加工するために、本変形例ではスリーブを内側スリーブ体２ｃと外側筒状体２ｄとから構成するものとして、内側スリーブ体２ｃ単品の状態で連通孔６ｒ１を形成しておき、しかる後に外側筒状体２ｄを圧入や接着などによって外嵌したものである。このように構成することで、ラジアル軸受内部で発生した気泡も容易に軸受外部に排出することが可能である。
【００５５】
（第５の変形例）
図１２には第５の変形例として、前記第１の変形例において、ラジアル軸受とスラスト軸受との中間部と潤滑流体溜まり空間部１４とを連通するために、さらに連通孔６ｒ２を設けた例である。なお、連通孔６ｒ２を加工するために、本変形例ではスリーブを内側スリーブ体２ｃと外側筒状体２ｄとから構成するものとして、内側スリーブ体２ｃ単品の状態で連通孔６ｒ２を形成しておき、しかる後に外側筒状体２ｄを圧入や接着などによって外嵌したものである。このように構成することで、ラジアル軸受下端で発生した気泡も容易に軸受外部に排出することが可能である。
【００５６】
上述したように、本願発明の流体軸受装置は、軸の回転動作中にラジアル軸受部にある潤滑流体２１はスラスト軸受部に向って流れ、連通孔６ｒ，６ａを通って、第１の開口部６ｍ１において気泡を含まない潤滑流体と気泡を含んだ潤滑流体に分離され、気泡を含まない潤滑流体２１は狭い隙間を毛管現象によって通り、ラジアル軸受部に還流する。潤滑流体２１中に気泡として含まれる空気はカバー５内部の外周部に設けられた潤滑流体溜まり部１４を移動して排気孔２２で外部へ放出されるので潤滑流体２１中の空気は除去される。長期間の使用により潤滑流体２１が蒸発して減少した場合には、潤滑流体２１は連通孔６ａの第１の開口部６ｍ１近傍の潤滑流体導入隙間１０を毛管現象により通り抜けてラジアル軸受部に還流するので、潤滑流体が切れるおそれはなく長寿命かつ高信頼性の流体軸受装置が実現できるため流体軸受装置等として有用である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の流体軸受装置は、ディスク駆動装置、リール駆動装置、キャプスタン駆動装置、ドラム駆動装置などのスピンドルモータとして特に好適であるが、これに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態の流体軸受装置を有するスピンドルモータの断面図
【図２】本発明の実施の形態の流体軸受装置の要部の横断面図
【図３】本発明の実施の形態の流体軸受装置の上部カバーの下平面図
【図４】本発明の実施の形態の流体軸受装置の開放端側要部断面図
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態において連通孔の第１の開口部に気泡が位置したときの状態説明図、（ｂ）は同実施の形態において連通孔開口部から気泡が排出されるときの状態説明図、（ｃ）は同実施の形態において連通孔開口部から気泡が排出されたときの状態説明図
【図６】本発明の実施の形態の流体軸受装置の上部カバー内で気泡が排気孔に向かって移動する状態説明図
【図７】本発明の実施の形態の上カバーの要部拡大図
【図８】本発明の実施の形態の流体軸受装置の第１変形例の図
【図９】本発明の実施の形態の流体軸受装置の第２変形例の図
【図１０】本発明の実施の形態の流体軸受装置の第３変形例の図
【図１１】本発明の実施の形態の流体軸受装置の第４変形例の図
【図１２】本発明の実施の形態の流体軸受装置の第５変形例の図
【図１３】従来の流体軸受装置の断面図
【図１４】（ａ）は従来の流体軸受装置の要部の平面図、（ｂ）は従来の流体軸受装置の要部の横断面図
【符号の説明】
【００５９】
１        軸
１ａ      突出軸部
２        スリーブ
２ａ      軸受孔
２ａａ    開口端
２ａｂ    閉鎖端
２ａｃ    大径穴部
２ｂ      上端面
３        スラストフランジ
４        スラスト板
５        上部カバー
５ａ      貫通孔
５ｂ      円環状部
５ｃ      接着剤
６ａ，６ｒ，６ｒ１，６ｒ２        連通孔
６ｍ１    第１の開口部
６ｍ１    第２の開口部
７，７ａ，７ｂ，８    ラジアル動圧発生溝
１０      潤滑流体導入隙間
１４      潤滑流体溜まり空間部
１５      凹部
１６      ベース
１７      ハブ
１８      ロータマグネット
１９      ステータコイル
２０      ステータコア
２１      潤滑流体
２２      排気孔
２３      潤滑流体面
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ      気泡
２７      潤滑流体溜め部
２８      内周平面
２９      外周斜面
１００    流体軸受装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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