(57)【要約】【課題】耐衝撃性を向上させ、Ａ−ＲＲＯ（軸の揺動運動）を小さくでき、温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくし、しかも電流ロスを押さえること。【解決手段】このスピンドルモータ１０やスピンドルモータ１０を使用したディスク駆動装置は、スラスト板３とシャフト２とをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、スリーブ１１とハブ１２とを、アルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、第１の一体部材の線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１４×１０−６プラス／マイナス５％以内としている。また、スラスト板３部分の軸方向厚さを０．１〜０．７ｍｍとし、第２の一体部材の硬度を第１の一体部材の硬度より小さくし、シャフト２と対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝２１，２２を設け、カンタープレート１３のスラスト板３と対向する位置に、第１のスラスト動圧溝２３を設け、スリーブ１１部分に、第２のスラスト動圧溝２４を設けている。【選択図】　　　　　図１
2004104982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記スリーブと上記ハブとこのハブに固定される磁石とを有するロータと、を有し、上記磁石と上記ステータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータが回転することとなるスピンドルモータにおいて、
上記シャフトの上記ベースとは反対側の端部に設けられ、上記シャフト部分の径より大径となる円形状のスラスト板と上記シャフトとをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、
上記スリーブと上記ハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、
上記第１の一体部材の線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、
上記第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１４×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、
上記スラスト板部分の軸方向厚さを０．１５〜０．３５ｍｍとし、
上記第２の一体部材の硬度を上記第１の一体部材の硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記第２の一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設け、
上記スラスト板と対向する位置であってこのスラスト板を覆うと共に上記スリーブの中心孔を塞ぐように上記ハブに固定して設けられたカウンタープレートの上記スラスト板と対向する位置に、スラスト軸受用の第１のスラスト動圧溝を設け、上記スラスト板の上記第１のスラスト動圧溝と対向する面とは反対となる面と対向する上記スリーブ部分に、第２のスラスト動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共に上記スリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記シャフトの上記ベースとは反対側の端部に設けられ、上記シャフト部分の径より大径となる円形状のスラスト板と上記シャフトとをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、
上記スリーブと上記ハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、
上記第１の一体部材の線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、
上記第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１４×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、
上記第２の一体部材の硬度を上記第１の一体部材の硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記第２の一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設け、
上記スラスト板と対向する位置であってこのスラスト板を覆うと共に上記スリーブの中心孔を塞ぐように上記ハブに固定して設けられたカウンタープレートの上記スラスト板と対向する位置に、スラスト軸受用の第１のスラスト動圧溝を設け、上記スラスト板の上記第１のスラスト動圧溝と対向する面とは反対となる面と対向する上記スリーブ部分に、第２のスラスト動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項３】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共に上記スリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記シャフトをステンレス鋼にて形成し、
上記スリーブと上記ハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、
上記シャフトの線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、上記一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１１×１０−６〜１５×１０−６とし、
上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項４】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共に上記スリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記スリーブと上記ハブとを、Ａｌが６５〜６９重量％、Ｓｉが２８〜３２重量％、Ｃｕその他が１〜５重量％で構成されるアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で上記シャフトの線膨張係数に対して１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくし、上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項５】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共に上記スリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記シャフトの上記ベースとは反対側の端部に円形状のスラスト板を設け、
上記スリーブと上記ハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、
上記シャフトを、Ｃｒを１０．５〜３２重量％、Ｎｉを４〜１３重量％含有した鉄系合金となるステンレス鋼で形成し、
上記一体部材の上記シャフトと対向する部分である上記スリーブの内面に、ラジアル軸受用の動圧溝を設け、上記スラスト板と対向する位置であってこのスラスト板を覆うと共に上記スリーブの中心孔を塞ぐように上記ハブに固定して設けられたカウンタープレートの上記スラスト板と対向する位置に、スラスト軸受用の第１のスラスト動圧溝を設け、上記スラスト板の上記第１のスラスト動圧溝と対向する面とは反対となる面と対向する上記スリーブ部分に、第２のスラスト動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項６】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共に上記スリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記スリーブと上記ハブとを、少なくとも０℃〜１００℃の温度範囲で、温度が高くなるほど線膨張係数が大きくなる、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、上記シャフトの線膨張係数を上記一体部材の線膨張係数より大きくかつ上記温度範囲で一定とし、上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項７】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、上記ベースに固定されるステータと、上記ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共に上記スリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記シャフトの上記ベースとは反対側の端部に設けられた円形状のスラスト板であって、上記シャフトの径より大径のスラスト板と上記シャフトとをステンレス鋼にて一体形成して一体部材とし、上記スラスト板部分の軸方向厚さを０．１〜０．７ｍｍとした、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項８】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記シャフトをステンレス鋼にて形成し、
上記スリーブを含むロータを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、
上記シャフトの線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、上記一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１１×１０−６〜１５×１０−６とし、
上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項９】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、上記スリーブを含むロータを、Ａｌが６５〜６９重量％、Ｓｉが２８〜３２重量％、Ｃｕその他が１〜５重量％で構成されるアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で上記シャフトの線膨張係数に対して１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくし、上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項１０】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記スリーブと上記ロータとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、
上記一体部材の線膨張係数を１０×１０−６〜１７×１０−６であって上記シャフトの線膨張係数以下とし、
上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度以下とし、同等またはよりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項１１】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記シャフトの上記ベースとは反対側の端部に設けられる円形状のスラスト板と上記シャフトとをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、
上記スリーブと上記ロータとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、
上記第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１０×１０−６〜１７×１０−６であって上記第１の一体部材の線膨張係数以下とし、
上記第２の一体部材の硬度を上記第１の一体部材の硬度以下とし、同等またはよりやわらかな部材となる上記第２の一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項１２】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、
上記スリーブと上記ロータとを、Ａｌが６５〜８４重量％、Ｓｉが１５〜３２重量％、Ｃｕその他が１〜５重量％で構成されるアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で上記シャフトの線膨張係数に対して０〜７×１０−６だけ小さくし、上記一体部材の硬度を上記シャフトの硬度以下とし、同等またはよりやわらかな部材となる上記一体部材側であって上記シャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けた、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項１３】
前記シャフトと前記スリーブとの間に、温度が高くなる程粘性が低くなる物質を入れ、前記一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で前記シャフトの線膨張係数に対し１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくしたことを特徴とする請求項１２記載のスピンドルモータ。
【請求項１４】
前記シャフトと前記スリーブの間に空気を入れ、前記一体部材と前記シャフトの各線膨張係数を同一にしたことを特徴とする請求項１２記載のスピンドルモータ。
【請求項１５】
前記ロータは、前記スリーブと一体的に設けられるハブ部分を有することを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項記載のスピンドルモータ。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項記載のスピンドルモータをディスクを回転させるための駆動機構として採用したことを特徴とするスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置。
【請求項１７】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定されるステータと、上記ロータに固定される磁石とを備え、上記磁石と上記ステータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータが回転することとなるスピンドルモータの製造方法において、
上記シャフトと上記ベースの軸方向厚さを完成状態に比べ厚くしておき、上記シャフトを上記ベースに組み込んだ後に、上記シャフトの底側の一部と上記ベースの底側の一部とを、同時にかつ両者の切り取り面が一定の平面となるように切り取り、完成状態の厚さとした、
ことを特徴とするスピンドルモータの製造方法。
【請求項１８】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータの製造方法において、
上記シャフトと上記ベースの軸方向厚さを完成状態に比べ厚くしておき、上記シャフトを上記ベースに組み込んだ後に、上記シャフトの底側の一部と上記ベースの底側の一部とを、同時にかつ両者の切り取り面が一定の平面となるように切り取り、完成状態の厚さとした、
ことを特徴とするスピンドルモータの製造方法。
【請求項１９】
金属性のベースと、このベースに固定される金属性のシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータの製造方法において、
上記シャフトを上記ベースに組み込んだ後に、上記ベースに電流を流し、上記シャフトと上記ベースの接触部分を分子間結合させることを特徴とするスピンドルモータの製造方法。
【請求項２０】
ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、上記ベースに固定され上記ロータとの間の磁気的相互作用によって上記ロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータの製造方法において、
上記スリーブと上記ロータ、または上記スリーブと上記ロータの一部となるハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて形成した一体部材から構成し、
その一体部材は、シリコンの含有量を調節することで、その線膨張係数を１０×１０−６〜１７×１０−６の範囲内とすると共に、アルミニウム粉とシリコン粉とを混合して焼結した後、鍛造にて形成したことを特徴とするスピンドルモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルモータおよび当該スピンドルモータを搭載したディスク駆動装置ならびにスピンドルモータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピンドルモータは、ハードディスクドライブ機構（以下、ＨＤＤという。）や、デジタルバーサタイルディスク機構（以下、ＤＶＤという。）や、スキャナ装置などに搭載されるもので、ハードディスクやデジタルバーサタイルディスクやミラーを高速回転させる際に使用される。このスピンドルモータは、高速回転、高回転精度、省電力、静音、高信頼性などが要求される。このような高度な要求を満足させるために、極めて高精度な軸受けの採用が必要となってきている。
【０００３】
軸受けとしては、従来はボールベアリングが使用されてきていたが、近年は動圧流体軸受けが使用されるようになってきている。動圧流体軸受けは、その原理上、基本的に前述の要求に応える特性を有し、スピンドルモータに適したものである。しかし、その優れた特性を発揮するためには、構造上および機器への応用において諸条件を考慮しなければならない。すなわち、動圧流体軸受けは、軸（シャフト）と軸受けは、相対的な回転によって発生する油の圧力によって非接触状態で支持される。このとき、所定の圧力を維持するためには流体力学の理論によって、隙間、油の粘度、さらには直角度などの形状精度などを極めて厳しく管理する必要があると共に、温度変化や径時変化に対する微小変化を防止するための特別な工夫もなされなければならない。
【０００４】
以下に、各種の工夫がなされた従来のスピンドルモータの構造を示す。なお、スピンドルモータは、特許文献１の図４や特許文献２に示されるような軸が固定される軸固定型と、特許文献１の図１や特許文献３に示されるような軸がロータと共に回転する軸回転型の２種類が知られている。最初に、従来の軸固定型のスピンドルモータ１００について図１６に基づいて説明する。
【０００５】
このスピンドルモータ１００では、ベース１０１にシャフト（軸）１０２が圧入固定され、このシャフト１０２の先端側にスラスト板１０３が圧入固定されている。ベース１０１の中央の円筒部の外周には、中央の各孔部分がその円筒部に嵌り込む複数の薄板磁性金属板からなるコア１０４が配置されている。このコア１０４には、径方向にのびる複数の突極が周方向に所定間隔で配置されており、その突極にはコイル巻線１０５が施されている。ベース１０１とコア１０４とコイル巻線１０５とで、スピンドルモータ１００のステータが構成されている。
【０００６】
シャフト１０２の周囲には、軸受けとなる円筒状のスリーブ１１１が配置され、そのスリーブ１１１の中心孔（図１６における上方）を塞ぐようにカウンタプレート１１２がかしめにてスリーブ１１１に固定されている。スリーブ１１１の外周には、ハードディスク等のディスク１１３を載置するための円筒状のハブ１１４が圧入、焼きバメ、接着などにより固定されている。
【０００７】
ハブ１１４の円筒状部の内周部分には、磁性体となる金属製の円筒状のヨーク１１５を介して円筒状の磁石１１６が固定されている。ハブ１１４には、ディスク１１３を取り付けたり、取り外したりするためのねじ１１７が挿通するねじ孔が設けられている。そして、クランパ１１８とハブ１１４との間にディスク１１３をはさみ込んだ後、ねじ１１７をそのねじ孔に挿通しつつ、ねじ１１７を締めることによってディスク１１３をハブ１１４に固定可能とされている。スリーブ１１１と、カウンタプレート１１２と、ハブ１１４と、ヨーク１１５と、磁石１１６とでスピンドルモータ１００のロータが構成される。
【０００８】
シャフト１０２（スラスト板１０３含む）とスリーブ１１１との間のわずかな隙間には、油が入れられその油がスリーブ１１１外に漏出しない状態で保持される。スリーブ１１１の内周面の一端側にはシャフト１０２のラジアル方向の動きを規制するラジアル動圧溝１２１が設けられると共に他端側にもラジアル動圧溝１２２が設けられている。スラスト板１０３のカウンタプレート１１２と対向する面に、ロータのスラスト方向の動きを規制するスラスト動圧溝が設けられていると共にスラスト板１０３のスリーブの段部１２３と対向する面に同様のスラスト動圧溝が設けられている。
【０００９】
次に、図１７に基づいて、従来の軸回転型のスピンドルモータ２００の構造を示す。
【００１０】
このスピンドルモータ２００では、ベース２０１の中央に円筒状のスリーブ２０２が圧入固定され、このスリーブ２０２の中央孔を塞ぐようにカウンタプレート２０３がスリーブ２０２にかしめ固定されている。スリーブ２０２の外周には、薄板からなる磁性金属板が積層されたコア２０４が配置され、そのコア２０４の突極部分にはコイル巻線２０５が施されている。ベース２０１と、スリーブ２０２（カウンタプレート２０３含む）と、コア２０４と、コイル巻線２０５とでスピンドルモータ２００のステータが構成されている。
【００１１】
スリーブ２０２には、ハブ２１１に接着固定されたシャフト２１２が挿入され、シャフト２１２の先端にはスラスト板２１３が圧入固定されている。ハブ２１１には円筒状のヨーク２１４を介して円筒状の磁石２１５が固定されている。シャフト２１２には、バーサタイルディスク等のディスク２１６を取付可能とするねじ２１７をねじ係合するためのめねじ部となるねじ凹部が設けられている。
【００１２】
そして、クランパ２１８とハブ２１１との間にディスク２１６をはさみ込んだ後、ねじ２１７をねじ凹部にさし込み、ねじ２１７を締めることによってディスク２１６をハブ２１１に取り付け可能とされている。ここで、ハブ２１１と、シャフト２１２と、スラスト板２１３と、ヨーク２１４と、磁石２１５とでスピンドルモータ２００のロータが構成される。
【００１３】
スリーブ２０２とシャフト２１２との間のわずかな隙間には油が入れられ、その油がスリーブ２０２外に漏出しない状態で保持される。スリーブ２０２の内周面の一端側と他端側にはそれぞれ一対のラジアル動圧溝２２１，２２２が設けられている。スラスト板２１３のカウンタプレート２０３と対向する面とスリーブ２０２の段部２２３と対向する面の両面にそれぞれスラスト動圧溝が設けられている。
【００１４】
【特許文献１】特開平８−３３５３６６号公報（図１、図４）
【特許文献２】特開２０００−４１３５９号公報
【特許文献３】特開２０００−３２４７５３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の固定型のスピンドルモータ１００や、軸回転型のスピンドルモータ２００は、次のような大きな５つの欠点を有している。第１の欠点は、従来のスピンドルモータ１００，２００では、相対回転する部分が別部材の組み合わせで構成されているため、衝撃に弱いことである。
【００１６】
第２の欠点は、従来のスピンドルモータ１００，２００では、シャフト１０２，２１２とロータとの間の垂直度が不十分となりやすく、ハブ１１４，２１１の部分での回転振れが大きくなることである。この回転振れには、リピータブル　ランアウト（Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ　Ｒｕｎｏｕｔ：繰り返し回転振れで、以下ＲＲＯという）とノンリピータブル　ランアウト（Ｎｏｎ　Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ　Ｒｕｎｏｕｔ：非繰り返し回転振れで、以下ＲＲＯという）とが存在する。また、種類として、軸振れと面振れとがあり、従来のスピンドルモータ１００，２００では、軸振れのＲＲＯ（以下、Ａ−ＲＲＯという。）が大きいものとなっている。ハブ１１４，２１１のＡ−ＲＲＯが大きくなると、ディスク１１３，２１６の面での面振れのＲＲＯが大きくなり、ディスク１１３，２１６に対する情報の記録や、ディスク１１３，２１６からの情報の読み取りの面でエラーが発生してくる。
【００１７】
従来のスピンドルモータ１００，２００において、Ａ−ＲＲＯが大きくなるのは次の点が原因と考えられる。すなわち、スピンドルモータ１００の場合、スリーブ１１１とハブ１１４の固定部１００ａは、圧入、焼きバメ、接着などにより固定されているが、これらの工法を採用すると、ハブ１１４はスリーブ１１１に対して設計精度からのずれがどうしても発生する。このずれは、組み立ての際にも発生するが、さらに固定部１００ａには取り付け上の応力が残存しており、温度変化や径時変化などによって精度ずれが発生する。この精度ずれは、垂直度の悪化となり、Ａ−ＲＲＯの悪化に直結する。
【００１８】
スピンドルモータ２００の場合、シャフト２１２の径が小さく、かつシャフト２１２とハブ２１１の固定部２００ａの接触幅が小さいので、この固定部２００ａにおける直角度を高精度に管理するのは極めて困難であり、どうしても直角度（垂直度）が保持できない。また、仮に、組み立て時に直角度が出たとしても、シャフト２１２とハブ２１１の固定は圧入や接着などで行われており、スピンドルモータ１００のスリーブ１１１とハブ１１４の固定と同様に、取り付け上の応力が残存し、温度変化や径時変化などによって直角度が維持されない。直角度が出せないという状態は、Ａ−ＲＲＯの悪化に直結する。
【００１９】
スピンドルモータ１００，２００のいずれにおいても、シャフト１０２とスラスト板１０３の組み立てや、シャフト２１２とスラスト板２１３の組み立ての際に、スラスト板１０３，２１３がシャフト１０２，２１２に対して微小な傾きが発生する。この傾き（垂直度の悪化）は、ハブ１１４，２１１のＡ−ＲＲＯの悪化をもたらす。
【００２０】
第３の欠点は、従来のスピンドルモータ１００，２００では、温度変化に対する軸受け剛性の変化が大きなものとなることである。軸受け剛性が低下しすぎると、リピータブル　ランアウト（ＲＲＯ）や、ノンリピータブル　ランアウト（ＮＲＲＯ）が大きくなり、モータとして使用することができなくなる。
【００２１】
従来のスピンドルモータ１００，２００において、温度変化に対する軸受け剛性の大きな変化（低下）は、次の点が原因と考えられる。すなわち、従来のスピンドルモータ１００，２００では、シャフト１０２，２１２の材質をステンレス鋼の４００系（ＳＵＳ−４００系）、たとえばＣｒを１８％含有するＳＵＳ４３０とし、スリーブ１１１，２０２の材質を真鍮やステンレス鋼の３００系（ＳＵＳ−３００系）、たとえばＣｒを１８％、Ｎｉを８％含有するＳＵＳ３０４としている。これらの材質を採用すると、線膨張係数の差による影響で、温度が上昇した時にシャフト１０２とスリーブ１１１との隙間や、シャフト２１２とスリーブ２０２との隙間が大きくなって、動圧効果が低下し、ラジアル方向の軸受け剛性が低下してしまうのである。また、温度が上昇すると、動圧用の油の粘度が低下してしまい、軸受け剛性が一層低下してしまう。
【００２２】
先に示したＳＵＳ４３０とＳＵＳ３０４の場合、より固いＳＵＳ４３０の線膨張係数が１０．４×１０−６で、よりやわらかいＳＵＳ３０４の線膨張係数が１６．４×１０−６となり、温度が上昇するとスリーブ１１１，２０２の方が大きく膨張し、シャフト１０２，２１２との間の隙間が広くなってしまうのである。なお、軸受け剛性の問題は、ラジアル方向のみならず、スラスト方向にも同様な原因によって生じている。
【００２３】
この軸受け剛性の問題に対しては、スリーブ１１１，２０２の材質をシャフト１０２，２１２の材質と同じＳＵＳ−４００系にすれば改善される（線膨張係数の差による影響は発生しない）が、スリーブ１１１，２０２が固くなり、それらに対する溝加工や形状加工等の加工が困難となり、生産性が大幅に悪化すると共に生産コストが上昇してしまう。また、軸受け部分の温度上昇に伴う油の粘度変化に対しては、依然として改善はされず、問題が残ったままとなる。
【００２４】
なお、シャフト１０２，２１２の材質をスリーブ１１１，２０２の材質と同じＳＵＳ−３００系にするという案も理論上はあり得る。しかし、シャフト１０２，２１２がスリーブ１１１，２０２と同材質でかつやわらかい材質となることは、シャフト１０２，２１２に傷がつき易くなり、回転の安定性が損なわれ易くなると共に、シャフト１０２，２１２とスリーブ１１１，２０２との間でロックし易くなってしまい、この構成は採用できない。
【００２５】
また、シャフト１０２，２１２をＳＵＳ−３００系とし、スリーブ１１１，２０２をＳＵＳ−４００系としても良いが、スリーブ１１１，２０２をＳＵＳ−４００系にすると、熱膨張の差が大きすぎて、高温時に、シャフト１０２，２１２がロックしてしまう。すなわち、ＳＵＳ−４００系は、熱膨張度が小さいため、高温になると、シャフト１０２，２１２とスリーブ１１１，２０２の間の隙間が零となり、ロックする。また、時には、隙間が小さくなることで、シャフト１０２，２１２が堅いＳＵＳ−４００系のスリーブ１１１，２０２にぶつかり、シャフト１０２，２１２に傷がついたりする。
【００２６】
また、シャフト１０２，２１２をＳＵＳ−３００系とし、スリーブ１１１，２０２をＳＵＳ−４００系とすると、ＳＵＳ−４００系は、その硬度が高いため、内径の寸法出し、真円度化、面相度を細かくすること、高円筒度化などの高精度加工や動圧溝加工が困難となる。内径寸法のバラツキは、適正な隙間が得られないこととなり、測定による選別組み合わせという多大な時間を要する工程を必要とする。これは生産性やコストの面で問題となる。動圧溝加工が困難になるということは、溝深さの均一性や対称性が悪くなることに直結し、軸受け特性が悪化する。また生産性や価格の面にも悪影響を及ぼす。
【００２７】
これらの理由により、シャフト１０２，２１２をＳＵＳ−３００系とし、スリーブ１１１，２０２をＳＵＳ−４００系とする組み合わせも、実質的には採用できない。
【００２８】
さらに、第４の欠点は、従来のスピンドルモータ１００，２００では、電流ロスが大きなものとなることである。これには２つの原因が考えられる。１つは、構造的問題である。すなわち、図１６に示す軸固定型のスピンドルモータ１００のスリーブ１１１とハブ１１４との固定部１００ａにおける強度や効率的な作業性を得るためには、固定部１００ａの軸方向長さを長くしたり、各部品の径方向の肉厚を十分に大きくしなければならないが、そのためには、コア１０４やコイル巻線１０５を収納する空間が狭くなり、結果として電磁特性（Ｋｔ）が小さくなるのである。収納空間が狭くなり、電磁特性が小さくなるこの傾向は、軸回転型のスピンドルモータ２００でも生じる。
【００２９】
電流ロスが大きくなる原因の他の１つは、軸受け構造の問題である。すなわち、軸受け部分の軸損トルクは、シャフト１０２，２１２の径を小さくして、かつラジアル隙間を小さくすれば、軸受け剛性を低下させること無く、軸損トルクを低減できる。しかし、スピンドルモータ１００の場合、シャフト１０２の径が小さくなると、シャフト１０２とベース１０１との固定部１００ｂでの結合力や直角度が出にくくなる。また、スピンドルモータ２００の場合、シャフト２１２の径が小さくなると、シャフト２１２とハブ２１１との固定部２００ａにおける接触面積がさらに小さくなり、上述したようにＡ−ＲＲＯのさらなる悪化が生ずる。また、ラジアル隙間を小さくすると線膨張係数の差の影響が大きく出てしまう。
【００３０】
電流ロスが大きくなる原因の中には、スラスト板１０３，２１３の厚さの問題がある。現状では、スラスト板１０３，２１３の垂直度および各固定部１００ｃ，２００ｂでの固定強度を得るために、スラスト板１０３，２１３をどうしても厚くせざるを得ない。具体的には、スラスト板１０３，２１３の厚さを、１〜１．５ｍｍ程度としている。このため、電流ロスがかなり大きくなっている。
【００３１】
このように、シャフト１０２，２１２の径を小さくしたり、スラスト板１０３，２１３を薄くすることは、極めて困難であり、このことによって電流が上昇し、電流ロスが大きくなる。
【００３２】
第５の欠点は、従来のスピンドルモータ１００，２００では、３．５インチハードディスク用への対応は容易に可能であるが、さらに小型で薄型となる２．５インチや１．８インチのハードディスク用への対応が困難なことである。すなわち、従来のスピンドルモータ１００，２００では、相対回転部分が別部材を組み立てることで得られる組み立て部品となっているため、軸受け部分のギャップである隙間の管理が難しく、どうしても大きな隙間とならざるを得ず、小型化、薄型化がしづらいものとなっている。特に、組み込みの強度や精度を考慮すると、スラスト板１０３，２１３やハブ１１４，２１１を厚くせざるを得ず、軸方向厚さが大きくなりがちとなっている。
【００３３】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯ（いわゆる軸の揺動運動）を小さくでき、温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくでき、しかも電流ロスを押さえることができると共に小型化、薄型化が可能となるスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【００３４】
また、他の発明は、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯを小さくでき、しかもスラスト側の動圧溝の設置位置の自由度が増し、動圧効果を適切なものとすることができると共に小型化、薄型化が可能となるスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を提供することを目的とする。さらに、他の発明は、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯを小さくできると共に温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくでき、しかもシャフトが軸受けに衝突してしまうのを防止できるスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を提供することを目的とする。また、他の発明は、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯを小さくできると共に小型化、薄型化を可能とするスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【００３５】
さらに、他の発明は、Ａ−ＲＲＯ（いわゆる軸の揺動運動）を小さくでき、温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくでき、しかも電流ロスを押さえることができるスピンドルモータを提供することを目的とする。また、他の発明は、薄型化しても、ベースに対するシャフトの垂直度を維持できるスピンドルモータを提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、スリーブとハブとこのハブに固定される磁石とを有するロータと、を有し、磁石とステータとの間の磁気的相互作用によってロータが回転することとなるスピンドルモータにおいて、シャフトのベースとは反対側の端部に設けられ、シャフト部分の径より大径となる円形状のスラスト板とシャフトとをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、スリーブとハブとをアルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、第１の一体部材の線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１４×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、スラスト板部分の軸方向厚さを０．１５〜０．３５ｍｍとし、第２の一体部材の硬度を第１の一体部材の硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる第２の一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設け、スラスト板と対向する位置であってこのスラスト板を覆うと共にスリーブの中心孔を塞ぐようにハブに固定して設けられたカウンタープレートのスラスト板と対向する位置に、スラスト軸受用の第１のスラスト動圧溝を設け、スラスト板の第１のスラスト動圧溝と対向する面とは反対となる面と対向するスリーブ部分に、第２のスラスト動圧溝を設けている。
【００３７】
この発明のスピンドルモータは、２つの相対回転部分を共に一体部材としている。すなわち、スリーブとハブとを一体化し、一体部材とし、かつシャフトとスラスト板とを一体化し一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、小型化、薄型化も可能となる。また、スリーブ側の一体部材とシャフト側の一体部材の各線膨張係数をシャフト側をより大きくした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。加えて、スリーブとハブとが一体部材で構成されているので、ハブのスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００３８】
また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、スラスト板がシャフトの径に比べ大径であったとしても、この第１の一体部材を組み込むことが可能となる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部（動圧溝を形成する前に、スリーブの表面に中心側に突出する段部を設けることが多いが、この段部のこと）によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００３９】
さらに、スラスト板部分の軸方向厚さを０．１５〜０．３５ｍｍとしているので、電流ロスが一層低減される。また、スラスト軸受用の動圧溝をスラスト板に対向するカウンタプレートとスリーブとに設けているので、スラスト板という面積が小さくなりがちなものに動圧溝を設置する場合に比べ、動圧溝の設置位置や設計の自由度が増し、より適切な動圧効果が得やすいものとなると共にコストの低減化も可能となる。
【００４０】
他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共にスリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、シャフトのベースとは反対側の端部に設けられ、シャフト部分の径より大径となる円形状のスラスト板とシャフトとをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、スリーブとハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、第１の一体部材の線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１４×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、第２の一体部材の硬度を第１の一体部材の硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる第２の一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設け、スラスト板と対向する位置であってこのスラスト板を覆うと共にスリーブの中心孔を塞ぐようにハブに固定して設けられたカウンタープレートのスラスト板と対向する位置に、スラスト軸受用の第１のスラスト動圧溝を設け、スラスト板の第１のスラスト動圧溝と対向する面とは反対となる面と対向するスリーブ部分に、第２のスラスト動圧溝を設けている。
【００４１】
この発明のスピンドルモータは、２つの相対回転部分を共に一体部材としている。すなわち、スリーブとハブとを一体化し、一体部材とし、かつシャフトとスラスト板とを一体化し一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、小型化、薄型化も可能となる。また、スリーブ側の一体部材とシャフト側の一体部材の各線膨張係数をシャフト側をより大きくした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。加えて、スリーブとハブとが一体部材で構成されているので、ハブのスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００４２】
また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、スラスト板がシャフトの径に比べ大径であったとしても、この第１の一体部材を組み込むことが可能となる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部（動圧溝を形成する前に、スリーブの表面に中心側に突出する段部を設けることが多いが、この段部のこと）によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００４３】
他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共にスリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、シャフトをステンレス鋼にて形成し、スリーブとハブとをアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、シャフトの線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１１×１０−６〜１５×１０−６とし、一体部材の硬度をシャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００４４】
この発明のスピンドルモータは、スリーブとハブとを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、小型化、薄型化も可能となる。また、スリーブ側の一体部材とシャフトの各線膨張係数をシャフト側をより大きくした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。加えて、スリーブとハブとが一体部材で構成されているので、ハブのスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００４５】
また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、シャフトの径に比べ大径のスラスト板をシャフトと一体的に設けたとしても、その一体部材を容易に組み込むことが可能となる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部（動圧溝を形成する前に、スリーブの表面に中心側に突出する段部を設けることが多いが、この段部のこと）によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００４６】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共にスリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、スリーブとハブとを、Ａｌが６５〜６９重量％、Ｓｉが２８〜３２重量％、Ｃｕその他が１〜５重量％で構成されるアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定でシャフトの線膨張係数に対して１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくし、一体部材の硬度をシャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００４７】
この発明のスピンドルモータは、スリーブとハブとを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。また、スリーブ側の一体部材とシャフト側の各線膨張係数をシャフト側をより大きくした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。しかも、スリーブとハブとが一体部材で構成されているので、ハブのスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００４８】
また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、シャフトの径に比べ大径のスラスト板をシャフトと一体的に設けたとしても、その一体部材を容易に組み込むことが可能となる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部（動圧溝を形成する前に、スリーブの表面に中心側に突出する段部を設けることが多いが、この段部のこと）によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００４９】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共にスリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、シャフトのベースとは反対側の端部に円形状のスラスト板を設け、スリーブとハブとをアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、シャフトを、Ｃｒを１０．５〜３２重量％、Ｎｉを４〜１３重量％含有した鉄系合金となるステンレス鋼で形成し、一体部材のシャフトと対向する部分であるスリーブの内面に、ラジアル軸受用の動圧溝を設け、スラスト板と対向する位置であってこのスラスト板を覆うと共にスリーブの中心孔を塞ぐようにハブに固定して設けられたカウンタープレートのスラスト板と対向する位置に、スラスト軸受用の第１のスラスト動圧溝を設け、スラスト板の第１のスラスト動圧溝と対向する面とは反対となる面と対向するスリーブ部分に、第２のスラスト動圧溝を設けている。
【００５０】
この発明のスピンドルモータは、スリーブとハブとを一体化し一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、小型化、薄型化も可能となる。また、スラスト軸受用の動圧溝をスラスト板に対向するカウンタプレートとスリーブとに設けているので、スラスト板という面積が小さくなりがちなものに動圧溝を設置する場合に比べ、動圧溝の設置位置や設計の自由度が増し、より適切な動圧効果が得やすいものとなると共にコストの低減化も可能となる。また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、スラスト板とシャフトとを一体部材とし、かつスラスト板がシャフトの径に比べ大径であったとしても、この部材を組み込むことが可能となる。
【００５１】
さらに、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共にスリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、スリーブとハブとを、少なくとも０℃〜１００℃の温度範囲で、温度が高くなるほど線膨張係数が大きくなる、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、シャフトの線膨張係数を一体部材の線膨張係数より大きくかつ上記温度範囲で一定とし、一体部材の硬度をシャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００５２】
この発明のスピンドルモータは、スリーブとハブとを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、小型化、薄型化も可能となる。また、その一体部材を、少なくとも０℃〜１００℃の温度範囲で、温度が高くなるほど線膨張係数が大きくなる、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金とし、シャフトの線膨張係数をその一体部材の線膨張係数より大きくかつ上記温度範囲で一定としているので、温度が高くなると、スリーブ内の動圧溝の間隙が狭くなり、軸受けの剛性力が維持されると共に、スリーブとシャフトとが接触してしまう危険性を大きく軽減することができる。また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、シャフトの径に比べ大径のスラスト板をシャフトと一体的に設けたとしても、この部材を組み込むことが可能となる。なお、ここで、線膨張係数が一定とは、全く変化しないもののみならず、アルミシリコン合金に比べ、その変化が５分の１程度以下のものを含むものとする。
【００５３】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するハブと、ベースに固定されるステータと、ステータとの間の磁気的相互作用によって回転すると共にスリーブと一体回転するロータと、を有するスピンドルモータにおいて、シャフトのベースとは反対側の端部に設けられた円形状のスラスト板であって、シャフトの径より大径のスラスト板とシャフトとをステンレス鋼にて一体形成して一体部材とし、スラスト板部分の軸方向厚さを０．１〜０．７ｍｍとしている。
【００５４】
この発明のスピンドルモータでは、シャフトとスラスト板を一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを小さくすることができる。しかも、小型化、薄型化も可能となる。加えて、一体部材のスラスト板部分の軸方向厚さを０．１〜０．７ｍｍとしているので、スラスト軸受けの機能を十分満足させつつ、モータの軸方向長さを一層小さくでき、一層の小型化、薄型化が可能となる。また、スラスト板部分を薄くすることで、電流ロスを低減させることができる。さらに、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、スラスト板がシャフトの径に比べ大径であったとしても、この第１の一体部材を組み込むことが可能となる。
【００５５】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、シャフトをステンレス鋼にて形成し、スリーブを含むロータをアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、シャフトの線膨張係数を１７×１０−６プラス／マイナス５％以内とし、一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１１×１０−６〜１５×１０−６とし、一体部材の硬度をシャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００５６】
この発明のスピンドルモータは、スリーブを含むロータを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。また、スリーブ側の一体部材とシャフト側の各線膨張係数をシャフト側をより大きくした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなり、電流ロスを小さくすることができる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００５７】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、スリーブを含むロータを、Ａｌが６５〜６９重量％、Ｓｉが２８〜３２重量％、Ｃｕその他が１〜５重量％で構成されるアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定でシャフトの線膨張係数に対して１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくし、一体部材の硬度をシャフトの硬度より小さくし、よりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００５８】
この発明のスピンドルモータは、スリーブを含むロータを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。また、スリーブ側の一体部材とシャフト側の各線膨張係数をシャフト側をより大きくした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなり、電流ロスを小さくすることができる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００５９】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、スリーブとロータとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を１０×１０−６〜１７×１０−６であってシャフトの線膨張係数以下の一体部材の硬度をシャフトの硬度以下とし、同等またはよりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００６０】
このスピンドルモータは、スリーブとハブとを一体化しているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、スピンドルモータの小型化、薄型化も可能となるので、このスピンドルモータが組み込まれる装置の小型化、薄型化が可能となる。また、スリーブ側の一体部材の線膨張係数をシャフト側以下とした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。加えて、スリーブとハブとが一体部材で構成されているので、ハブのスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００６１】
また、使用されているスピンドルモータは、軸固定型であるため、スラスト板がシャフトの径に比べ大径のスラスト板をシャフトと一体的に設けたとしても、この部材を組み込むことが可能となる。また、硬度が同等またはよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部（動圧溝を形成する前に、スリーブの表面に中心側に突出する段部を設けることが多いが、この段部のこと）によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトと同等またはよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつきにくく、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００６２】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、シャフトのベースとは反対側の端部に設けられる円形状のスラスト板とシャフトとをステンレス鋼にて一体形成して第１の一体部材とし、スリーブとロータとをアルミシリコン合金にて一体形成して第２の一体部材とし、第２の一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１０×１０−６〜１７×１０−６であって第１の一体部材の線膨張係数以下とし、第２の一体部材の硬度を第１の一体部材の硬度以下とし、同等またはよりやわらかな部材となる第２の一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００６３】
このスピンドルモータは、２つの相対回転部分を共に一体部材としている。すなわち、スリーブとロータとを一体化し、一体部材とし、かつシャフトとスラスト板とを一体化し一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、スピンドルモータの小型化、薄型化も可能となる。また、スリーブ側の一体部材の線膨張係数をシャフト側以下とした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。加えて、スリーブとハブとが一体部材で構成されているので、ハブのスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００６４】
また、このスピンドルモータは軸固定型であるため、スラスト板がシャフトの径に比べ大径であったとしても、この第１の一体部材を組み込むことが可能となる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部（動圧溝を形成する前に、スリーブの表面に中心側に突出する段部を設けることが多いが、この段部のこと）によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつかず、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００６５】
また、他の発明のスピンドルモータは、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータにおいて、スリーブとロータとを、Ａｌが６５〜８４重量％、Ｓｉが１５〜３２重量％、Ｃｕその他が１〜５重量％で構成されるアルミシリコン合金にて一体形成して一体部材とし、この一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定でシャフトの線膨張係数に対して０〜７×１０−６だけ小さくし、一体部材の硬度をシャフトの硬度以下とし、同等またはよりやわらかな部材となる一体部材側であってシャフトと対向する部分にラジアル軸受用の動圧溝を設けている。
【００６６】
このスピンドルモータでは、スリーブとロータとを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることから、ロータ部分のＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、スピンドルモータの小型化、薄型化も可能となる。また、スリーブ側の一体部材の線膨張係数をシャフト側以下とした所定のものとしているので、温度変化に対する軸受け剛性の変化が小さくなる。加えて、スリーブとロータとが一体部材で構成されているので、ロータ部分のスリーブに対する固定を考慮する必要がなくなり、コアやコイル巻線のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。
【００６７】
また、このスピンドルモータは軸固定型であるため、スラスト板がシャフトの径に比べ大径のスラスト板をシャフトと一体的に設けたとしても、この一体部材を組み込むことが可能となる。また、硬度が同等またはよりやわらかとなるスリーブ側にラジアル軸受用の動圧溝を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブの内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができると共に、動圧用の溝部に設けられる突出部によってシャフトの表面が傷つくことが防止される。さらに、スリーブをシャフトと同等またはよりやわらかな材質としているので、シャフトをスリーブに挿入する際に、両者が接触してもシャフト側は傷がつきにくく、安定した性能を長期に渡って得ることができる。
【００６８】
また、他の発明のスピンドルモータは、上述のスピンドルモータの発明に加え、シャフトとスリーブとの間に、温度が高くなる程粘性が低くなる物質を入れ、一体部材の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定でシャフトの線膨張係数に対し１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくしている。
【００６９】
この発明では、油など、温度が高くなる程粘性が低くなる物質を動圧に用いた場合に特に効果が発生する。温度が上昇した場合、この発明では、シャフトとスリーブとの間の隙間が小さくなるため、動圧物質の粘性が落ちても軸受剛性は低下しない。
【００７０】
また、他の発明は、上述の発明のスピンドルモータに加え、シャフトとスリーブの間に空気を入れ、一体部材とシャフトの各線膨張係数を同一にしている。この発明では、空気動圧軸受を有するスピンドルモータとなり、しかも、温度上昇がなされても動圧特性は劣化しないものとなる。
【００７１】
さらに、他の発明のスピンドルモータは、上述の各発明のスピンドルモータに加え、ロータは、スリーブと一体的に設けられるハブ部分を有している。この発明では、スリーブと一体的に設けられているハブ部分を有しているので、そのハブ部分にディスクを載置することで、ディスクを回転させることができる。
【００７２】
また、本発明のディスク駆動装置は、請求項１から１５のいずれか１項記載のスピンドルモータをディスクを回転させるための駆動機構として採用している。
【００７３】
このディスク駆動装置では、使用しているスピンドルモータの軸受部分のスリーブとハブまたはスリーブとロータとを一体化し、一体部材としているので、耐衝撃性が向上すると共に、垂直度を得やすいものとなることからＡ−ＲＲＯを非常に小さくできる。しかも、モータの小型化、薄型化が可能となる。また、種々の対策によって軸受けの剛性力を維持させているので、スリーブとシャフトとが接触してしまう危険性を大きく軽減することができる。また、このスピンドルモータは、軸固定型であるため、シャフトの径に比べ大径のスラスト板をシャフトと一体的に設けたとしても、このスラスト板とシャフトが一体となる一体部材を組み込むことが可能となる。
【００７４】
また、本発明のスピンドルモータの製造方法は、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されるステータと、ロータに固定される磁石とを備え、磁石とステータとの間の磁気的相互作用によってロータが回転することとなるスピンドルモータの製造方法において、シャフトとベースの軸方向厚さを完成状態に比べ厚くしておき、シャフトをベースに組み込んだ後に、シャフトの底側の一部とベースの底側の一部とを、同時にかつ両者の切り取り面が一定の平面となるように切り取り、完成状態の厚さとしている。
【００７５】
この製造方法を採用すると、軸固定型のスピンドルモータであって、軸方向厚さが薄いものでも、ベースに対するシャフトの垂直度を十分出すことができる。すなわち、薄型化への対応を簡単に行うことができることとなる。
【００７６】
また、他の発明のスピンドルモータの製造方法は、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータの製造方法において、シャフトとベースの軸方向厚さを完成状態に比べ厚くしておき、シャフトをベースに組み込んだ後に、シャフトの底側の一部とベースの底側の一部とを、同時にかつ両者の切り取り面が一定の平面となるように切り取り、完成状態の厚さとしている。
【００７７】
この製造方法を採用すると、軸固定型のスピンドルモータであって、軸方向厚さが薄いものでも、ベースに対するシャフトの垂直度を十分出すことができる。すなわち、薄型化への対応を簡単に行うことができることとなる。
【００７８】
さらに、他の発明のスピンドルモータの製造方法は、金属製のベースと、このベースに固定される金属性のシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータの製造方法において、シャフトをベースに組み込んだ後に、ベースに電流を流し、シャフトとベースの接触部分を分子間結合させている。
【００７９】
この製造方法を採用すると、ベースとシャフトの固定を容易かつ強固なものとすることができる。特に、分子間結合によってシャフトとベースとが一部材化することになるので、従来の圧入のみに比べ、強度に優れ、薄型化にも対応可能となる。
【００８０】
また、他の発明のスピンドルモータの製造方法は、ベースと、このベースに固定されるシャフトと、このシャフトの周りに回転可能に配置されるスリーブと、このスリーブと一体回転するロータと、ベースに固定されロータとの間の磁気的相互作用によってロータを回転させることとなるステータと、を有するスピンドルモータの製造方法において、スリーブとロータ、またはスリーブとロータの一部となるハブとを、アルミニウムとシリコンを成分として有するアルミシリコン合金にて形成した一体部材から構成し、その一体部材は、シリコンの含有量を調節することで、その線膨張係数を１０×１０−６〜１７×１０−６の範囲内とすると共に、アルミニウム粉とシリコン粉とを混合して焼結した後、鍛造にて形成している。
【００８１】
この製造方法を採用すると、アトマイズ法によって形成されるアルミシリコン合金では固すぎて採用できなかった鍛造を採用でき、製造効率のアップ、コストの低減化を図ることができる。
【００８２】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るスピンドルモータについて、図面を参照しながら説明する。なお、スピンドルモータを搭載したディスク駆動装置に関しては、スピンドルモータおよびその周辺のみを説明し、ディスク情報を読み取ったり、書き込んだりするヘッド部分、スピンドルモータやそのヘッド部分等を制御する制御回路等の回路部分および他の機構部分は、従来のディスク装置と同様であり、その説明を省略する。
【００８３】
この実施の形態に係るスピンドルモータ１０は、軸固定型のスピンドルモータで、ＨＤＤに搭載されているものである。このスピンドルモータ１０では、図１に示すように、アルミニウム等の金属や機能性樹脂等の固い樹脂材からなるベース１にシャフト２が圧入、焼きバメ、接着、溶接、電流利用による分子間結合などの各種の固定方法の１つまたは複数を利用して固定されている。シャフト２の先端側（図１では上側）にスラスト板３がシャフト２と一体的設けられており、スラスト板部とされている。すなわち、シャフト２とスラスト板３は、一部品から構成される一体部材とされている。後述の第２の一体部材との関係から、以下ではこの一体部材を第１の一体部材と呼ぶこととする。
【００８４】
なお、スラスト板３を別部材で形成し、シャフト２に圧入、焼きバメ、接着、溶接、電流を利用した分子間結合などの各種の固定方法の１つまたは複数を利用して固定するようにしても良い。
【００８５】
この第１の一体部材は、１８重量％のＣｒと８重量％のＮｉを含有した鉄系の合金であるステンレス鋼（ＳＵＳ−３０４）から形成されている。第１の一体部材は、この棒状のＳＵＳ−３０４の外周を切削することで、円柱状のシャフト２の部分と円形状（具体的には偏平な円柱状）のスラスト板３の部分が形成されている。このスラスト板３部分の軸方向厚さは、０．３ｍｍとされているが、０．１〜０．７ｍｍの範囲とすれば、強度の面と電流ロス減少の面で好ましいものとなる。なお、この範囲は、０．１５〜０．３５ｍｍとすれば、さらに好ましいものとなる。
【００８６】
この第１の一体部材の線膨張係数は、１６．４×１０−６とされ、ビッカース（硬度）は約１９６とされている。なお、第１の一体部材としてはＳＵＳ−３００系であれば、他のものでも良い。すなわち、Ｃｒを１０．５〜３２重量％、Ｎｉを４〜１３重量％含有した鉄系合金であれば良い。ただし、線膨張係数としては１７×１０−６プラス／マイナス５％以内が好ましい。なお、線膨張係数とは、固体における長さの変化に関する線膨張率で、ｌを長さ、ｌｏを０℃における長さ、θを温度としたとき、（ｄｌ／ｄθ）／ｌｏの値を指す。なお、第１の一体部材となるシャフト側（ＳＵＳ−３０４）の線膨張係数は、０℃〜１００℃の範囲で略一定になっている。なお、ここで述べる一定とは、全く変化しないもののみならず、後述する第２の一体部材に比べ、その変化が５分の１程度以下のものも含むものとする。
【００８７】
ベース１の中央には円筒状の円筒部１ａが設けられ、その円筒部１ａの外周には、中央の孔部分が円筒部１ａに嵌り込む薄型状の磁性金属板が積層された状態で配置され、コア４を形成している。コア４の固定は、接着、圧入、かしめなどのいずれか１つまたは複数を組み合わせてなされる。このコア４には、径方向にのびる複数の突極が周方向に所定間隔にて形成されており、その各突極にはコイル巻線５が施されている。このコア４とコイル巻線５が収納される収納空間Ｓは、後述するような理由によって、従来のものに比べ広くすることが可能とされている。なお、ベース１と、コア４とコイル巻線５等によってスピンドルモータ１０のステータが構成されている。
【００８８】
第１の一体部材の周囲には、軸受けとなる円筒状のスリーブ１１部分と円盤状のハブ１２部分とが一体形成された第２の一体部材が配置されている。この第２の一体部材は、Ａｌが６７〜６８重量％で、Ｓｉが３０重量％で、Ｃｕその他が２〜３重量％のアルミシリコン合金とされ、熱処理が施されたものである。
【００８９】
熱処理としては、種々なものが採用できるが、この実施の形態では、Ｔ６処理のものとＴ１処理のものとを採用している。Ｔ６処理とは、溶体化処理、すなわちほとんど溶ける直前にまで温度を上げてから急冷する処理（焼き入れ処理）をし、その後、人工時効硬化処理、すなわち特定の時間、温度をかけ続け、ゆっくりと冷ます処理（焼きもどし処理）を行う処理のことを指す。また、Ｔ１処理とは、高温加工から冷却した後、常温で時効硬化させる処理のことをいう。なお、動圧軸受装置としては、Ｔ６処理の方が好ましい。
【００９０】
このアルミシリコン合金の密度は、２．６ｇ／ｃｍ３で、Ａ６０６１等の従来から知られているアルミ合金の２．７ｇ／ｃｍ３よりわずかに軽いものとなっている。また線膨張係数は、Ｔ６処理の場合、０℃〜１００℃の範囲の測定で、１４×１０−６となり、そのうち４０℃〜１００℃の範囲の測定で、１４．７×１０−６となり、１００℃〜２００℃の範囲の測定で、１６．０×１０−６となり、２００℃〜３００℃の範囲の測定で、１７．６×１０−６となり、３００℃〜４００℃の範囲の測定で、１９．０×１０−６となる。また、Ｔ１処理の場合、０℃〜１００℃の範囲の測定で、１３．２×１０−６となり、４０℃〜１００℃の範囲での測定で、１３．６×１０−６となり、１００℃〜２００℃の範囲の測定で、１５．７×１０−６となり、２００℃〜３００℃の範囲の測定で、１６．６×１０−６となり、３００℃〜４００℃の範囲の測定で１８．７×１０−６となる。これらの測定中、４０℃〜４００℃の範囲については、示差膨張測定によって、室温から４００℃の範囲で、昇温速度は毎分１０℃で、窒素気流中という条件で行ったものである。
【００９１】
このように、この第２の一体部材となるアルミシリコン合金は、その線膨張係数が、温度が高くなるほど、その値が高くなる（４０℃〜４００℃の範囲では、Ｔ６処理の場合、平均すると、１０℃当たり、約０．１５×１０−６の割合で、Ｔ１処理の場合、１０℃当たり、約０．１５〜０．１８×１０−６の割合）ような性質を有するものである。この線膨張係数は、測定誤差や含有金属割合のわずかな変更等を考慮すると、第１の一体部材側との関係では、０℃〜１００℃の範囲の測定で、１４×１０−６や１３．２×１０−６とせず、これらの値のプラス／マイナス５％以内であれば良い。
【００９２】
また、小さい側の値をＳＵＳ−４００系と同等の１０×１０−６とし、大きい側の値をＳＵＳ−３００系と同程度となる１７×１０−６とし、この範囲内となるアルミシリコン合金としても良い。特に、動圧力の発生を空気とする場合、動圧溝を形成する隙間は、温度変化に対して常に同一となるようにしても良いので、シャフト２をＳＵＳ−４００系とした場合、アルミシリコン合金の線膨張係数をＳＵＳ−４００系と同一としても良く、シャフト２をＳＵＳ−３００系とした場合、アルミシリコン合金（第２の一体部材）の線膨張係数をＳＵＳ−３００系と同一としても良い。また、１００℃付近で、Ｔ６処理の場合、好ましくは１５．３×１０−６のプラス／マイナス５％以内であれば良いが、その範囲を広げても良い。いずれにしても、アルミシリコン合金の線膨張係数は、シャフト２と同等またはシャフト２より小さいものとするのが好ましい。
【００９３】
また、その材料配分としては、Ａｌが６０〜９０重量％で、Ｓｉが９〜３９重量％で、Ｃｕその他が１〜５重量％としても、十分に従来の材料に比べて良い特性を得ることができる。また、Ｓｉが２０重量％でＡｌが７５〜７９重量％で、Ｃｕその他が１〜５重量％とすると、０℃〜１００℃の範囲で線膨張係数は１７×１０−６程度となる。この配合のアルミシリコン合金を第２の一体部材とし、シャフトをＳＵＳ−３００系とし、空気を動圧発生に用いると、動圧軸受装置として十分な性能が得られる。なお、実験結果から判断すると、Ａｌが６５〜８４重量％でＳｉが１５〜３２重量％でＣｕその他が１〜５重量％が好ましく、シャフト２をＳＵＳ−３００系とし、動圧として油を用いた場合には、Ａｌが６５〜６９重量％で、Ｓｉが２８〜３２重量％で、Ｃｕその他が１〜５重量％の範囲のアルミシリコン合金が相性としては好ましい。このように、アルミシリコン合金の線膨張係数を、０℃〜１００℃の範囲の測定で、１０×１０−６〜１７×１０−６の範囲としたり、１４×１０−６のプラス／マイナス５％以内とするには、珪素（Ｓｉ）の含有量やＣｕその他のものの含有量によっても調節することができる。
【００９４】
第２の一体部材は、上述のような線膨張係数を有する、新たに開発されたアルミシリコン合金とされている。その硬さは、第１の一体部材と同等またはよりやわらかなものとされ、その硬度はビッカース硬さで約１１４〜１６５〔ｋｇ／ｍｍ〕とされている。なお、硬度は、ビッカース硬さで８０以上あれば、第２の一体部材側の回転開始、回転停止時における両一体部材の衝突に際しても、この第２の一体部材側がへこんでしまうことは無い。また、硬度は、熱処理の方法、条件によって変動するもので、装置として求められる値をこの範囲（ビッカース硬さ１１４〜１６５〔ｋｇ／ｍｍ〕）から適宜得ることができる。なお、熱処理を施さない押し出し部材のままの場合は、ビッカース硬さで１１４〔ｋｇ／ｍｍ〕で、熱処理を施すことで得られる本第２の一体部材は、ビッカース硬さで１６５〔ｋｇ／ｍｍ〕となっている。熱処理の方法を変えることで、さらに若干は硬さを高くすることができる。この第２の一体部材は、押し出し部材を熱間鍛造で所定の形状とし、その後にＴ６処理またはＴ１処理の熱処理を加えている。
【００９５】
第２の一体部材のスリーブ１１部分には、その中心孔の一端（図１の上方）側を塞ぐように円板状の金属製のカウンタプレート１３が固定されている。この固定は、図２に示すように、第２の一体部材のスリーブ１１の上端側の上方段部平面部１１ａにカウンタプレート１３を載置した後、スリーブ１１側をかしめることによって、このカウンタプレート１３を押さえ込む方法によって行われる。かしめ部分を１１ｂとして示す。なお、このかしめ作業の後、そのかしめ部１１ｂに接着剤を塗布するようにしても良い。
【００９６】
第２の一体部材のスリーブ１１部分には、上述の上方段部平面部１１ａ、かしめ部分１１ｂ以外に、カウンタプレート１３の外周が係合する大径のスリーブ内径部１１ｃと、スラスト板３部分の外周が対向する小径のスリーブ内径部１１ｄと、スラスト板３部分の外周に突出した部分における図１の下方面が対向する下方段部平面部１１ｅと、シャフト２部分と対向すると共に、最も小径となるシャフト対向内面部１１ｆとが形成されている。
【００９７】
アルミシリコン合金で形成された第２の一体部材のハブ１２部分には、ハードディスクであるディスク１４を載置するためのディスク載置用の段部１２ａと、円筒状の磁性金属からなるヨーク１５やそのヨーク１５に固定される円筒状の磁石１６を接着、圧入、かしめなどによって同心上に固定保持する大径円筒部１２ｂと、ディスク１４を載置するディスク載置部１２ｃと、ディスク１４をディスク載置部１２ｃに載置した状態で固定するためのねじ１７を挿通するためのねじ孔１２ｄと、ディスク１４をディスク載置部１２ｃとの間にはさみ込むためのクランパ１８が載置されるクランパ載置部１２ｅと、クランパ１８の中央孔が嵌り込むクランパ嵌合段部１２ｆと、コイル巻線５のスペースを十分確保するために凹状にくぼんだコイル対向凹部１２ｇとが形成されている。なお、通常、第２の一体部材と、カウンタプレート１３と、ヨーク１５と、磁石１６等によってスピンドルモータ１０のロータ部分が構成されるが、この明細書におけるロータとは、通常の意味でのロータからスリーブ１１部分を除くものとして使用する。
【００９８】
この第２の一体部材の材料となるアルミシリコン合金は、上述したような材料配分とされるが、この製造方法は、図３に示すとおりである。すなわち、まずアトマイズ法によってアルミ合金の急冷凝固粉末を製造する（ステップＳ５１）。アトマイズ法としては、ガスアトマイズ法、超音波ガスアトマイズ法等が採用される。
【００９９】
この急冷凝固粉末は、アルミニウムとケイ素とからなる合金の溶湯をタンディッシュ（底に穴を有する容器）から流出させると同時に、その溶湯流に噴霧媒（気体あるいは液体）のジェットを衝突させ、その溶湯が飛散して微細な液滴となった後に熱を奪われることで凝固して形成される。この粉末粒は、例えば、２μｍ程度の径の多数のシリコンを含む１００μｍ程度の径のものとされる。
【０１００】
その後、セラミックスと特殊合金粉末からなる添加物を添加し（ステップＳ５２）、最終材料が、Ａｌが６７〜６８重量％で、Ｓｉが３０重量％で、Ｃｕ（銅）その他が２〜３重量％となるように、急冷凝固粉末と混合する。そして、熱間プレスによってビレット状の圧粉体を得る（ステップＳ５３）。その後、真空中あるいは非酸化性雰囲気中で加熱して粉末の各表面に吸着している酸化物や非酸化物を吸着した水分などを除去する脱ガス処理を行う（ステップＳ５４）。次に、熱間押出しを行う（ステップＳ５５）ことで、押出材が得られる。この押出材を加工して第２の一体部材を形成する。この後、適宜、熱処理を行う。
【０１０１】
得られるアルミシリコン合金の線膨張係数は、珪素（Ｓｉ）の含有率によって変化する。この実施の形態では、珪素が３０重量％含有されており、０℃〜１００℃の範囲の測定で、約１４×１０−６の線膨張係数を有している。珪素の含有率をさらに高めていくと、線膨張係数は、比例的に低下していき、珪素の含有率が約３６％となると、約１３×１０−６の線膨張係数となり、珪素の含有率が約４４〜４８％となると、１０×１０−６の線膨張係数（これはＳＵＳ−４００系の線膨張係数と同程度）となり、珪素の含有量が約２０％となると、１７×１０−６の線膨張係数（これはＳＵＳ−３００系の線膨張係数と同程度）となる。なお、珪素のみを変化させるのではなく、珪素にニッケルをまぜ、この珪素とニッケルの合計量を３０重量％から徐々に上げていくようにして、線膨張率を下げるようにしても良い。
【０１０２】
ディスク１４は、このスピンドルモータ１０がディスク駆動装置に搭載されるに際して取り付けされる。この取り付けは、ディスク１４をディスク載置部１２ｃに載置した後、クランパ１８をクランパ載置部１２ｅに載置し、ねじ１７をねじ孔１２ｄに挿通しつつねじ１７を締めることによって取り付けがなされる。この実施の形態のディスク１４は、２．５インチハードディスク用のディスクとされている。
【０１０３】
シャフト２とスラスト板３とが一体形成された第１の一体部材と、スリーブ１１とハブ１２とが一体形成された第２の一体部材との間のわずかな隙間であって、後述する動圧溝が形成されている部分には、動圧用の油が入れられ、その油がスリーブ１１部分から外に漏出しないように保持される。
【０１０４】
このシャフト２部分の外周面とスリーブ１１部分のシャフト対向内面部１１ｆとの間の隙間は２〜４μｍとされている。一般的には、シャフト２部分の径が４ｍｍであると、その隙間は４μｍ、３ｍｍであると、隙間は３μｍというように、隙間の大きさはシャフト２部分の径の１０００分の１とされている。この実施の形態では、シャフト２部分の径が２．５ｍｍで、シャフト２部分とシャフト対向内面部１１ｆとの間の隙間は２．５μｍとされている。また、スラスト板３部分とカウンタプレート１３との間の隙間や、スラスト板３部分とスリーブ１１部分との間の隙間も同様に２．５μｍとされている。
【０１０５】
シャフト対向内面部１１ｆには、ラジアル軸受用の動圧溝が２つ設けられている。すなわち、シャフト対向内面部１１ｆの一端側（図１で上方側）には、第２の一体部材のラジアル方向の動きを規制する第１のラジアル動圧溝２１が設けられ、他端側（図１で下方側）には、同様の機能を有する第２のラジアル動圧溝２２が設けられている。
【０１０６】
また、スラスト板３部分を覆うカウンタプレート１３のスラスト板３と対向する位置であってスラスト板３のシャフト２部分から外周方向に突出した部分に対向する位置に、第２の一体部材のスラスト方向の動きを規制する第１のスラスト動圧溝２３が設けられている。また、スリーブ１１部分の下方段部平面部１１ｅ、すなわちスラスト板３部分のシャフト１２部分から外周方向に突出した部分の平面部に対向する位置に、同様の機能を有する第２のスラスト動圧溝２４が設けられている。
【０１０７】
第１と第２のラジアル動圧溝２１，２２は、図１、図２に示すように、複数の＞形の溝が周方向に並列して設けられ、シャフト対向内面部１１ｆ内を一周するように形成されている。第１と第２のスラスト動圧溝２３，２４は、共に、多数の＞形の溝が円形状に並んで配置されたものとされている。この動圧溝２１，２２，２３，２４の各形状は、他の形状としても良い。たとえば、スラスト動圧溝を径が異なる円を同心状に並べたものとしたり渦巻き状のものとしたり、ラジアル動圧溝の各溝を＞状とせず単に直線状の斜め線（／）の溝とする構成としても良い。
【０１０８】
各動圧溝２１，２２，２３，２４は、プレス加工、エッチング加工、切削加工、ボール転造などの転造加工、放電加工等によって形成される。動圧用の油は、上述した第１のラジアル動圧溝２１、第２のラジアル動圧溝２２、第１のスラスト動圧溝２３、第２のスラスト動圧溝２４の各溝部分に施され、その各溝２１，２２，２３，２４が油で満たされるようにされている。
【０１０９】
以上のように構成されるスピンドルモータ１０の組み立て順序について、以下に説明する。
【０１１０】
まず、ハブ１２を有する第２の一体部材に、スラスト板３を一体成形したシャフト（第１の一体部材）を挿入する。次に、大径のスリーブ内径部１１ｃに、その外周が対向するようにかつ上方段部平面部１１ａに接触するようにカウンタプレート１３を配置した後、スリーブ１１部分に対してカウンタプレートをかしめ固定する。そして、必要により接着剤をかしめ部分１１ｂに付与する。その後、第１の一体部材と第２の一体部材の間の隙間（この例では、約２．５μｍ）を、真空装置を利用して、動圧用の油で満たす。なお、第２の一体部材に対しては、ヨーク１５や磁石１６が、事前に圧入、接着、かしめなどによって同心上に固定されている。
【０１１１】
一方、ベース１に対してコア４を接着、圧入、かしめなどによって固定し、コイル巻線５を突極に巻くことでステータが形成される。なお、コア４にコイル巻線５を施した後に、ベース１にコア４を固定するようにしても良い。このステータを構成するベース１の中央孔に対して、先ほどのシャフト２が圧入、焼きバメ、接着、溶接、電流を利用した分子間結合を利用した固定などの１つまたは複数を組み合わせた方法で固定される。ここで、電流を利用した分子間結合の固定とは、シャフト２をベース１の中央孔に圧入した後、ベース１に対して電流を流し、シャフト２とベース１の接触部分を分子的に結合させる方法をいう。
【０１１２】
この組み込み状態では、シャフト２の長さやシャフト２が圧入されるベース１部分の軸方向厚さは、完成状態に比べ、大きくされている。そのため、組み込み後に、ベース１とシャフト２の底側の一部が切削により、切り取られ、完成状態の大きさとされる。これによってスピンドルモータ１０が完成する。この組み込み方法を採用しているのは、精度の良い垂直度を得るためである。精度の良い垂直度を得るには、シャフト２の径と同程度の圧入しろが必要とされている。２．５インチハードディスク用のこのスピンドルモータ１０のシャフト２の径は、２．５ｍｍ程度であることから、ベース１のシャフト２の圧入部分の厚さを一旦、２．５ｍｍとし、垂直度を十分出した後に、１．５ｍｍ程度を切り取り、ベース１の底部分の最終形態での厚さを１ｍｍとし、薄型化している。なお、分子間結合を利用する場合は、上述の切削工程を不要としても良い。
【０１１３】
このような組み立て方法を採用することで、ベース１に対するシャフト２の垂直度を維持すると共に、薄型化を達成している。また、ベース１の底側を切り取るので、ベース１の中央孔の外方端に面取りを施す作業が不要となる。なお、この組み立て方法（シャフト２を圧入した後、切り取る方法）は、２．５インチ、１．８インチなど超小型、超薄型のハードディスク用のスピンドルモータに採用すると好ましいものである。
【０１１４】
このスピンドルモータ１０をディスク駆動装置に搭載する際は、ディスク１４をディスク載置部１２ｃに載置し、ディスク載置部１２ｃとの間でディスク１４をはさみ込むようにしてクランパ１８をクランパ載置部１２ｅに載せる。その後、ねじ１７によってクランパ１８を締めつけ、ディスク１４を固定する。この状態のスピンドルモータ１０をディスク駆動装置内部に組み込み、他の機構、他の回路等を備えさせることでディスク駆動装置が完成する。
【０１１５】
次に、軸受けの基本動作を説明し、その説明と併せてこのスピンドルモータ１０およびスピンドルモータ１０を搭載したディスク駆動装置の各特性と従来装置の各特性を比較したものについて説明する。
【０１１６】
まず、軸受けの基本動作を説明するが、最初に評価の前提となるもの、すなわち油の粘度の変化、評価用軸受け装置、隙間の変化と軸受けの特性との関係について、図４から図９を参照しながら説明する。
【０１１７】
図４は、温度に対する油（動圧軸受けに使用される一般的な油）の動粘度の変化を示す。動粘度とは、粘度（絶対粘度）を密度で除した値で、たとえば、１ｍＰａ・ｓ（ミリ・パスカル・セコンド）の粘度で、密度が１ｇ／ｃｍ２であれば、１ｍｍ２／ｓ（平方ミリメートル・パー・セコンド）の動粘度となる。なお、従来のセンチストークス（ｃＳｔ）の単位とは、同数値となる。動粘度も、粘度同様、数値が大きいほど「粘り」があることとなり、硬いものとなる。
【０１１８】
図４に示すように、油の動粘度は、温度が上昇すると、急激に低下する。粘度の低下は、軸受け剛性、すなわち動圧力の低下をもたらす。このため、温度上昇時には、軸受け剛性を維持するために、シャフトと軸受けとの隙間を小さくする必要が生じる。しかし、隙間が過小であると、軸受け剛性が高くなりすぎ、後述するように、軸損トルクが増加したり、最悪の場合は、シャフトと軸受けとが接触してロック（回転不能）してしまう場合も生ずる。
【０１１９】
図５は、評価用軸受け装置を示す。この装置は、シャフト２６の径Ｌ１が３ｍｍで、上ラジアル動圧溝（上ＢＲＧ）２７の幅Ｌ２は、３ｍｍで、下ラジアル動圧溝（下ＢＲＧ）２８の幅Ｌ３は、２ｍｍとされ、図５で示される位置、方向に、横方向の外力Ｆ１として０．０１Ｋｇが加わっている。すなわち、上ＢＲＧ２７と下ＢＲＧ２８との間隔Ｌ４は、１ｍｍとされ、その中間の位置から上ＢＲＧ２７側に１．５ｍｍ離れた位置に横方向の外力Ｆ１が加わるものとされている。また、下方には、径がシャフト２６より大きくなるスラスト軸受け部が設けられている。また、シャフト２６の回転数は、７２００ＲＰＭとされている。このような油と評価用軸受け装置を用いて、シャフト２（シャフト２６に相当）とスリーブ１１（上ＢＲＧ２７と下ＢＲＧ２８に相当）のシャフト対向内面部１１ｆとの間の隙間を、０．５μｍ単位で変化させた時の軸受け特性（離心率と軸損トルク）を解析した結果を図６から図９に示す。
【０１２０】
ＨＤＤの場合に、最も重要な特性はＮＲＲＯであり、これには軸受け剛性が大きく影響する。軸受け剛性が小さい（低い）程、隙間が変化し離心率が大きくなるが、離心率の許容値は実験的、経験的に０．０１程度である。離心率ｅとは、楕円がどれくらい偏平となっているかを表す指標で、楕円の中心から長手方向の外周までの長径をａ、短手方向の外周までの短径をｂとしたとき、次の数式１で定義されるものである。離心率ｅが０のとき真円となる。なお、軸受け剛性とは、Ｆをロータに作用する力の総和（外力の総和）とし、ｘをロータの変化量とすると、ｋ＝Ｆ／ｘで表されるｋを指し、ここではその単位を〔ｋｇ・ｆ／μｍ〕として示す。
【０１２１】
【数式１】
2004104982.tif 000003
【０１２２】
図６に示される２０℃のように温度が低い時は、離心率は比較的余裕があるが、高温では粘度が低下し、軸受け剛性が低くなるので、隙間は２〜３μｍにしなけらえば使用に耐えることはできない。すなわち、図８の６０℃や図９の８０℃の場合のグラフに示されるように、高温となると上ラジアル動圧溝２７（図１では、上側の第１のラジアル動圧溝２１に相当）の部分での離心率ｅが３μｍ程度の隙間のときに０．０１を超えてしまう。一方、隙間が過小の場合は、軸損トルクが増加したり、最悪の場合には、シャフト２とスリーブ１１とが接触して回転不能となる場合も有り得る。ここで軸損トルクとは、軸（シャフト）が回転する際に、油の粘度等によって失われる軸トルクであり、その値は小さい程良い。ここでは、その単位を〔ｇ・ｃｍ〕で示す。
【０１２３】
次に、軸受けの基本動作の一つである温度変化による剛性の変化について説明する。
【０１２４】
隙間は、シャフトやスリーブの熱膨張によっても変化する。シャフトとスリーブの材質の組み合わせによる温度変化に対する隙間の変化を図１０に示す。動圧流体軸受けは、回転により油に圧力を発生させるが、隙間が小さいほど、また、油の粘度が高いほど、高い圧力を発生させることができる。油の粘度は、低温では高く、高温では低くなる。したがって、シャフトおよびスリーブの材質は、選定時に、シャフトの線膨張係数がスリーブのそれよりも大きくすれば高温にて隙間が減少するので、粘度低下による圧力低下を補うことができる。
【０１２５】
現在のスピンドルモータに採用されている材料と本発明で使用されるアルミシリコン合金をそれぞれシャフトとし、スリーブとした場合の組み合わせと、その特性は次のように整理される。まず、シャフトとスリーブとを同材質にすると、隙間は温度によって変化しない。隙間の長さが変化しないということは、シャフトの外径もスリーブの内径も共に大きくなりながら隙間が同じということであり、これは隙間部分の体積が増加することを示す。高温になると油の粘性は低下する。このため、隙間部分の体積の増加と油の粘性低下が生じ、軸受け剛性は悪化する。また、シャフトとスリーブとが同材質であると、シャフトとスリーブとが衝突した際にシャフトに傷がつき軸受け特性が悪化する。シャフトとスリーブとを同材質とすることはこのように欠点が多く採用するのは好ましくない。
【０１２６】
シャフトをＳＵＳ−４００系とし、スリーブを真鍮（ＢｓＢｎ）あるいは青銅（Ｂｒｏｎｚｅ）系とする組み合わせは加工性に関しては比較的良好となる。しかし、熱膨張的には高温になると隙間が増加し、油の粘性低下とともに、軸受け剛性は悪化に向かう。特に、１．８インチや２．５インチなどのように小型のＨＤＤに使用されるスピンドルモータは軸受け剛性に余裕が無いため、各動圧溝部の隙間を極めて微小に設計しなければならない。しかし、要求される厳しい公差をクリアすることは困難であり、また、温度（低温）によってはシャフトとスリーブが干渉することが生じ、軸受けとしては機能しなくなる。また、スリーブの材質は、摩耗性に対して十分では無く、表面にニッケル／クロムなどのメッキが必要となる。このため、この組み合わせも問題ありと言える。
【０１２７】
シャフトをＳＳ−３００系とし、スリーブをＳＵＳ−４００系とする組み合わせは熱膨張だけを考えると好ましい。すなわち、温度上昇に伴って隙間が減少するので、油の粘度低下による剛性の低下を補う効果を有する。しかし、従来の技術で詳述したように、スリーブをＳＵＳ−４００系とすることは、その硬度が高いことから種々の問題が発生する。すなわち、高温になると、隙間が小さくなり、シャフトがスリーブに接触したり、ロックしたりする。また、内径の寸法、真円度、面相度、円筒度などの高精度加工や動圧溝加工が困難となる。内径寸法のバラツキが大きくなると、シャフトとの適正な隙間を得ることができず、測定による選別組み合わせをしなければならない。動圧溝加工においても溝深さの均一性や対称性が悪くなり、軸受け特性に悪い影響を及ぼす。このように、シャフトをＳＵＳ−３００系とし、スリーブをＳＵＳ−４００系とする組み合わせは、性能面、生産性、価格面などで問題を生ずる。
【０１２８】
シャフトをＳＵＳ−３００系とし、スリーブを本発明の第２の一体部材で用いられているアルミシリコン合金とすると、図１０に示す表に示されるように、温度が高くなると、隙間が少しずつ狭くなる。具体的に示せば、その隙間は、温度０℃で、０．２μｍ広くなり、２０℃で変化０、４０℃で０．２μｍ狭くなり、６０℃で０．４μｍ狭くなり、８０℃で０．６μｍ狭くなり、１００℃で０．８μｍ狭くなる。この各値は、油の粘度低下による剛性の低下を補う上で最適な値となる。
【０１２９】
この図１０で示す値は、シャフトの径を３ｍｍとしたものであり、シャフトの径を他の値、たとえば、２．５ｍｍや２ｍｍとすると、シャフト側の膨張による増加量の絶対値が小さくなるため、隙間の変化量も小さくなる。しかし、一般的に、シャフトの径が小さい場合、軸受け剛性との関係では、隙間も小さくする必要があり、元々の隙間に対する隙間の変化量の割合は、シャフトの径が小さい場合もそれほどの変化はない。ただし、厳密に言えば、その割合は変化するので、シャフトをＳＵＳ−３００系とし、スリーブを本発明のアルミシリコン合金とした場合であっても、両者の線膨張係数の差をシャフトの径によって異ならせる必要がある。上述の実施の形態では、両者の線膨張係数の差を、１．５×１０−６〜４．５×１０−６程度としているが、シャフトの径を２ｍｍ程度とすると、隙間は２μｍ程度となり、両者の差は７×１０−６以下は必要とされ、逆に、シャフトの径を４ｍｍ程度とすると、隙間は４μｍ程度となり、両者の差は１×１０−６以上あれば良いものとなる。
【０１３０】
次に、軸受けの基本動作の説明の最後として、消費電流と剛性の関係について説明する。
【０１３１】
軸受けの剛性と電流は、相反する条件となる。つまり、軸受けの剛性を大きくするためには、隙間を小さくしたり、油の粘度を高くしなければならない。一方、電流を小さくするため、すなわち損失トルクを小さくするためには、隙間を大きくしたり、油の粘度を低くしなければならない。同じ軸受剛性を維持しながら軸損トルクを小さくさせるためにはシャフトの径を小さくして隙間も小さくすれば良い。しかしながら、スリーブの内径が小さくなり、かつ公差もより厳しくなるので、従来から使用されている材質のように固い部材、たとえば真鍮やＳＵＳ−３００系を従来よりさらに精度良く加工することは極めて困難となる。従来の材質を使用した場合は、シャフト径とスリーブ内径を全数測定し選別組み合わせをする必要が生ずるが、この方法は生産コストが大きく上昇する。しかも、スリーブ内径が小径となるため、その真円度も精度が悪くなって歩留まりも悪くなる。
【０１３２】
以上の考察を図１１および図１２を参照しながら説明する。なお、図１１は、シャフトをＳＵＳ−４００系とし、スリーブを真鍮とした場合を示し、図１２は、本発明の構成、すなわち、シャフト２をＳＵＳ−３０４とし、スリーブ１１を本発明に使用されるアルミシリコン合金とした場合を示す。
【０１３３】
図１１に示すように、シャフトとしてＳＵＳ−４００系を採用し、スリーブとして真鍮を採用した場合、温度が５８℃当たりを越すと、上ラジアル動圧溝２７における離心率ｅが許容限界値である０．０１を越す。また、傾斜角が温度の上昇に伴い急激に大きくなる。ここで傾斜角とは、シャフトのベースに対する傾斜を指し、ベースに対して９０度（垂直）の状態を０度としたものである。
【０１３４】
これに対して、本発明の組み合わせ（シャフト２に相当するシャフト２６をＳＵＳ−３００系とし、スリーブ１１に相当する上ＢＲＧ２７および下ＢＲＧ２８を本発明のアルミシリコン合金としたもの）では、図１２に示すように、温度が２０℃から８０℃の間において、離心率ｅが許容限界値である０．０１内に入ることとなる。
【０１３５】
このように、本実施の形態において使用するアルミシリコン合金は、アルミニウムの基本特性としての加工性、耐食性、軽量、安価、高強度などを悪化させないで、線膨張係数がシャフト２の値よりも小さい値となる。すなわち、アルミニウムに珪素（Ｓｉ）やその他の添加物を入れていくことにより、線膨張係数が低下していく性質を利用し、線膨張係数が０℃〜１００℃の範囲の測定で、１４×１０−６プラス／マイナス５％以内のアルミシリコン合金としたものである。なお、このアルミシリコン合金の線膨張係数は、ＳＵＳ−３００系とＳＵＳ−４００系の各線膨張係数の略中間の値、すなわち１４×１０−６となっている。加えて、このアルミシリコン合金は、０℃〜１００℃の温度範囲で、約１３．５〜約１５．３×１０−６となっており、かつその値は温度が高くなる程大きい値となる。なお、０℃〜１００℃の温度範囲は、ハードディスク用モータとして必要とされる耐熱条件であり、使用温度環境でもある。
【０１３６】
本実施の形態で使用されるアルミシリコン合金（Ｓｉが３０重量％で、Ｃｕその他が２〜３重量％で残りがＡｌ）の他の特性は、次のとおりである。引っ張り強度は４６．６ｋｇｆ／ｍｍ２、耐力は４０．０ｋｇｆ／ｍｍ２、ヤング率は９７００ｋｇｆ／ｍｍ２、硬度は１５０Ｈｖ（ビッカース硬さ）、密度は２．６ｇ／ｃｍ３である。
【０１３７】
上述の実施の形態では、シャフト２とスラスト板３とをＳＵＳ−３００系の一体部材とし、また、スリーブ１１とハブ１２とを上述のアルミシリコン合金の一体部材としているので、ＲＲＯ（特にＡ−ＲＲＯ）とＮＲＲＯが共に非常に小さなものとなる。これはスリーブとハブとのはめ合いが無くなると共にシャフトとスラスト板とのはめ合いが無くなるためである。これによってスリーブ１１部分とハブ１２部分の直角度は完全に維持される。すなわち、スリーブとハブを一体材質とし、ハブ１２部分のディスク載置部１２ｃやその他の部分を同時加工すれば各部分の垂直度や水平度を高精度なものとすることができる。シャフト２とスラスト板３の一体部材についても同様である。
【０１３８】
また、両一体部材は、共にはめ込み構造でないので、耐衝撃性が向上すると共に、不均一な応力も働かず、時間的（経時的）にも温度的にも安定した精度を維持することが可能となる。また、この実施の形態では、スリーブ１１部分とハブ１２部分とが一体部材で構成されているので、ハブ１２部分のスリーブ１１部分に対する固定を考慮する必要がなくなり、コア４やコイル巻線５のための収納空間を十分大きくすることができ、電流ロスを小さくすることができる。また、硬度がよりやわらかとなるスリーブ１１側にラジアル軸受用の動圧溝２１，２２を設けているので、従来の真鍮のスリーブと同様にボール転造でスリーブ１１の内部に動圧溝を簡単に、かつひび割れが生じないように形成することができる。
【０１３９】
また、上述の実施の形態のスピンドルモータでは、回転部品やシャフト２の垂直度を高精度に維持できるものとなっているので、安定した動圧力が得られ、寿命も長くなる。また、両一体部材は、共にはめ込み構造でないので、耐熱衝撃性も向上する。
【０１４０】
また、スラスト軸受用の動圧溝２３，２４をスラスト板３に対向するカウンタプレート１３とスリーブ１１とに設けているので、スラスト板３という面積が小さくなりがちなものに動圧溝を設置する場合に比べ、動圧溝の設置位置の自由度が増し、より適切な動圧効果が得やすいものとなると共に動圧溝の中心を出しやすいものとなる。
【０１４１】
また、この実施の形態では、その一体部材を線膨張係数が０℃〜１００℃の範囲の測定で、１４×１０−６プラス／マイナス５％以内のアルミシリコン合金としているので、スリーブ１１部分内に動圧溝を形成しやすくなると共に、シャフト２部分としてＳＵＳ３００系を採用することができる。しかも、ハブ１２の根元部分の厚さ（従来のモータのスリーブとハブとの結合部分におけるハブ側）を、載置されるディスク１４の厚さの１．３倍としているので、ディスク１４との一体回転がスムーズとなると共に、コア４やコイル巻線５の収納空間Ｓを大きくすることができる。収納空間Ｓを大きくすることで、電流ロスを抑えることができる。
【０１４２】
また、シャフト２のスラスト板３部分の軸方向厚さを０．３ｍｍとしているので、すなわち従来に比べ１／３〜１／５としているので、スラスト軸受けの機能を十分満足させつつ、モータの軸方向長さを小さくでき、薄型化が可能になると共に電流ロスが大幅に減少する。
【０１４３】
また、このディスク駆動装置では、Ａ−ＲＲＯが小さくなり、軸受け剛性の変化が小さくなり、しかも電流ロスを抑えることができるので、ディスク１４からの情報の読み取りやディスク１４への情報の書き込みがミスなく行えるものとなると共に電池使用の際の長時間稼働を達成することができる。なお、Ａ−ＲＲＯの他のＲＲＯやＮＲＲＯも非常に小さくなる。
【０１４４】
また、スラスト軸受用の動圧溝２３，２４をスラスト板３部分に対向するカウンタプレート１３とスリーブ１１とに設けているので、スラスト板３という面積が小さくなりがちなものに動圧溝を設置する場合に比べ、スラスト軸受け用の動圧溝の設置位置や設計の自由度が増し、より適切な動圧効果が得やすいものとなる。このため、ディスク駆動装置として、情報の書き込みミスや読み取りミスが無い高品質な装置とすることができる。さらに、このように、このディスク駆動装置は、内部のスピンドルモータの各種のＲＲＯやＮＲＲＯ（これらの中で少なくともＡ−ＲＲＯ）が小さくなり、軸方向長さが小さくなるので、情報の読み取りや書き込みが安定すると共に、モータの薄型化に伴い装置の薄型化が可能となる。
【０１４５】
上述の実施の形態は本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図１３に示すスピンドルモータ３０のように、ハブ１２部分の外径の軸方向長さを延伸させ、ディスク１４の搭載数を増すようにしても良い。なお、他の構成は、基本的に図１に示すスピンドルモータ１０と同様となっている。
【０１４６】
また、図１４に示すスピンドルモータ４０のように、ハブ１２部分の外形の軸方向長さを延伸させ、その収納空間Ｓにコア４、コイル巻線５、ヨーク１５、磁石１６を配したものである。このスピンドルモータ４０もディスク１４の搭載数を増すことができる。なお、他の構成は、基本的に図１や図１３に示すスピンドルモータ１０，３０と同様となっている。
【０１４７】
さらに、図１５のスピンドルモータ５０のように、２．５インチ以下のＨＤＤに搭載されるのに好ましい形状としても良い。この小型のスピンドルモータ５０は、ハブ１２部分の上部のカウンタプレート１３付近を少し上方に延伸させて図１５のようなボス形状部５１とし、このボス形状部５１の外径に溝５２を設けて、ここにクランパ１８の内径部をはめ込むことによって、２枚のディスク１４，１４を固定させるものである。なお、２枚のディスク１４，１４の間には、ディスク１４，１４の間隔を形成すると共にその間隔を維持するための円筒形の間隔保持部材５３が設けられている。
【０１４８】
このスピンドルモータ５０は、クランパ１８の厚さを薄くし、かつディスク１４，１４を固定するねじがないのでハブ１２部分の軸方向高さを短くできる。また、従来のものと同一の高さとした場合には、第１のラジアル動圧溝２１を上方に移動することができるので、モーメント剛性を大きくすることが可能となる。また、ハブ１２の根本部分５４（従来のモータのスリーブとハブとの結合部分におけるハブ側）の厚さをディスク１４の厚さと略同一としているため、ディスク１４との一体回転がスムーズになると共にコア４、コイル巻線５のための収納空間Ｓを薄型にも拘わらず大きなものとすることができる。収納空間Ｓが大きくなるため、電流ロスを抑えることができる。
【０１４９】
上述の各実施の形態のスピンドルモータ１０，３０，４０，５０は、いわゆる軸固定型としているが、このように軸固定型とすることで、相対回転部分（スリーブ１１とシャフト２部分、ハブ１２とスラスト板３部分）の垂直度を高精度に維持できるという利点を有する。すなわち、スピンドルモータでは、相対回転部分が２ヶ所あるが、垂直度を得るには、そららの部分を一体部材とするのが好ましい。このような要請に対して、軸固定型の場合、相対回転部分を、スラスト板３とシャフト２との一体部材と、ハブ１２とスリーブ１１の一体部材の両一体部材に分離でき、かつ組み込みが可能となる。これに対し、軸回転型の場合、シャフトとスラスト板とを一体部材とすると、ハブ部分を含めたロータ部分（シャフト、スラスト板、ハブが含まれる）を組み込めなくなる。このように、垂直度の精度を上げるためには、軸固定型が好ましい。
【０１５０】
なお、シャフト２とスラスト板３とを一体部材で形成しない場合は、組み込みの場合の問題点が無くなり、軸回転型にも十分適用できると共に、ハブ１２とスリーブ１１の一体部材化により各種のＡ−ＰＲＯ等の低減化が達成される。
【０１５１】
また、上述の各実施の形態のスピンドルモータ１０，３０，４０，５０では、回転部品やシャフト２の垂直度を高精度に維持できるものとなっているので、安定した動圧力が得られ、寿命も長くなる。また、両一体部材は、共にはめ込み構造でないので、耐衝撃性や耐熱衝撃性も向上する。このような性質を一部犠牲にしても、従来以上の利点を有するスピンドルモータとすることができる。たとえば、上述の各実施の形態では、シャフト２部分とスラスト板３部分を一体部材とすると共にスリーブ１１部分とハブ１２部分を一体部材として、２つの一体部材を有するスピンドルモータ１０，３０，４０，５０としているが、いずれか一方の一体部材のみを有するスピンドルモータとしても良い。その場合でも従来のスピンドルモータに比べ、Ａ−ＲＲＯ等の面で有利な効果を有するものとなる。また、本発明で示したアルミシリコン合金をスリーブ１１のみに使用し、スリーブ１１とハブ１２とを一体部材とせず、２部品で構成する場合も、各種の軸受け特性は向上する。
【０１５２】
また、上述の各実施の形態は、いわゆる軸固定型のスピンドルモータについて説明したが、軸回転型のスピンドルモータのスリーブ部分に、またはスリーブ部分とベース部分を一体化し、その一体部材に、本発明の第２の一体部材の材料となるアルミシリコン合金を使用し、シャフトにＳＵＳ−３００系を使用するようにしても良い。この場合、シャフトとハブとを一体部材とすると、さらに好ましいものとなる。
【０１５３】
また、第２の一体部材の線膨張係数を、０℃〜１００℃で１４×１０−６プラス／マイナス５％以内としたが、第１の一体部材の線膨張係数が１７×１０−６プラス／マイナス５％以内である場合、第２の一体部材の線膨張係数は、０℃〜１００℃の温度範囲で、１１×１０−６〜１５×１０−６の範囲であれば、従来に比べ、相当な効果を有するものとなる。また、線膨張係数が０℃〜１００℃の温度範囲で、１７×１０−６程度のものとしては、ＳＵＳ−３００系が好ましいが、他の金属部材としたり、表面処理によって表面のみこの値とした金属部材を採用しても良い。
【０１５４】
さらに、第２の一体部材を所定のアルミ合金とすることで、かなりの硬度と所定の線膨張係数を有するものとし、その線膨張係数をシャフト２の線膨張係数に対して、０℃〜１００℃の温度範囲で、１×１０−６〜７×１０−６だけ小さくすれば、隙間が数ミクロンのものにおける軸受け剛性が安定したものとなる。また、上述の各実施の形態では、第２の一体部材は、その線膨張係数が、温度が高くなるほど、その値が高くなる（Ｔ６処理の場合、１０℃当たり、約０．１５〜０．２×１０−６の割合）ような性質を有するものとしたが、その高くなる割合を他の値としたり、温度が高くなるほどその変化値が大きくなるものとしても良い。また、第２の一体部材は、０℃〜１００℃の範囲で、線膨張係数が一定値（約１１×１０−６〜１５×１０−６の範囲の特定値）となるものとしても良い。
【０１５５】
さらに、ハブ１２の根本部分（従来のモータのスリーブとハブとの結合部分におけるハブ側）の厚さを、ディスク１４の厚さと略同一としたり、１．３倍程度としているが、この関係は、載置されるディスク１４の厚さの０．５倍以上で２倍以下の範囲であれば、ディスク１４との一体回転がスムーズになると共にコア４、コイル巻線５のための収納空間Ｓを薄型にも拘わらず大きなものとすることができる。収納空間Ｓを大きくすることで、電流ロスも抑えることができる。
【０１５６】
また、シャフト２のスラスト板３部分の軸方向厚さを、０．１〜０．７ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．３５ｍｍとするのが良い。このような構成とすると、スラスト軸受けの機能を十分満足させつつ、モータの軸方向長さを小さくでき、薄型化が可能になると共に電流ロスが大幅に減少する。また、上述の各実施の形態では、第１の一体部材となるシャフト側を０℃〜１００℃の範囲で、線膨張係数が一定となるものにしているが、ここで一定とは、全く変化しないもののみならず、アルミシリコン合金に比べ、その変化が５分の１程度以下のものを含むものとする。
【０１５７】
また、温度の変化に対して粘性が変化しない動圧発生物質を使用すれば、シャフト２と第２の一体部材を同一の線膨張係数としても良い。たとえば、シャフト２にＳＵＳ−３００系を採用したとき、アルミシリコン合金として１７×１０−６程度の線膨張係数のものを使用し、シャフトとしてＳＵＳ−４００系を採用したとき、アルミシリコン合金としては１０×１０−６程度の線膨張係数のものを使用しても良い。
【０１５８】
また、上述したように、スピンドルモータ１０，３０，４０，５０中のシャフト２とスラスト板３とを一体部材とせず、別の部材から形成し、組み立てて一体化するようにしても良い。また、スリーブ１１とハブ１２またはスリーブ１１とロータとを一体部材化し、その部材を本発明で使用されるアルミシリコン合金とする場合、このアルミシリコン合金（第２の一体部材）の線膨張係数を０℃〜１００℃の範囲の測定で１０×１０−６　〜１７×１０−６であってシャフト２の線膨張係数以下となるようにしても良い。
【０１５９】
また、Ａｌ粉とＳｉ粉を混合して焼結工法にて原材料（密度が９５％程度）を形成し、その後、鍛造にて第２の一体部材と同形状のブランクを形成するようにしても良い。このブランクをそのまま第２の一体部材としたり、切削等の加工を加えて第２の一体部材としても良い。この焼結工法と鍛造とを組み合わせた場合のアルミシリコン合金も上述した配分比とすることで、上述したような従来にない効果を発揮するものとなると共に、上述した実施の形態では材料が固すぎて採用できなかった鍛造工法を採用でき、製造効率のアップ、コストの低減化を図ることができる。
【０１６０】
また、上述の実施の形態では、ＨＤＤ用のスピンドルモータを示したが、光走査（スキャナ）装置用のモータ等、他の装置用のスピンドルモータとしても良い。そのような場合、スラスト板３やカウンタプレート１３のいずれか一方または両者が不要となることがある。
【０１６１】
また、ＨＤＤ用のスピンドルモータ以外のスピンドルモータの場合は、ハブ１２に相当する部分がなくなり、スリーブ１１とロータとが一体部材化される場合もあり得る。その場合、磁石を除くロータ全体がスリーブと一体化される場合や、磁石とバックヨークを除くロータがスリーブと一体化される場合や、さらには、磁石やバックヨークが固定される部分およびその近傍を除くロータ部分がスリーブと一体化される場合があり、種々の一体化方法があり得る。なお、このような変更は、ＨＤＤ用のスピンドルモータ等ハブ部分を有するスピンドルモータでも、同様に採用可能となる。
【０１６２】
また、動圧軸受け部分としては、油の代わりに、他の液体を利用したり、空気などの気体を利用するものとしても良い。空気を利用した場合、シャフト２と第２の一体部材の各線膨張係数を同一のものとしても、安定した軸受け剛性を得ることができる。
【０１６３】
【発明の効果】
本発明では、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯ（いわゆる軸の揺動運動）を小さくでき、温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくでき、しかも電流ロスを押さえることができると共に小型化、薄型化が可能となるスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を得ることができる。
【０１６４】
また、他の発明では、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯを小さくでき、しかもスラスト側の動圧溝の設置位置の自由度が増し、動圧効果を適切なものとすることができると共に小型化、薄型化が可能となるスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を得ることができる。さらに、他の発明では、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯを小さくできると共に温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくでき、しかもシャフトが軸受けに衝突してしまうのを防止できるスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を得ることができる。また、他の発明では、耐衝撃性を向上させ得、Ａ−ＲＲＯを小さくできると共に小型化、薄型化を可能とするスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載したディスク駆動装置を得ることができる。
【０１６５】
さらに、他の発明では、Ａ−ＲＲＯ（いわゆる軸の揺動運動）を小さくでき、温度変化に対する軸受け剛性の変化を小さくでき、しかも電流ロスを押さえることができるスピンドルモータを得ることができる。また、他の発明では、薄型化しても、ベースに対するシャフトの垂直度を維持できるスピンドルモータを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスピンドルモータの構造を示す断面図である。
【図２】図１のスピンドルモータのカウンタプレートおよびその周辺の拡大図で、第１の一体部材を省略した図である。
【図３】図１のスピンドルモータのスリーブ部分とハブ部分を一体化した一体部材の材料となるアルミシリコン合金を得るための製造方法のステップを示す図である。
【図４】図１のスピンドルモータの動圧溝に使用される油の特性（温度に対する油の粘度の変化）を示すグラフである。
【図５】図１のスピンドルモータや従来のスピンドルモータの各種性能を評価するための評価用軸受け装置を示す図である。
【図６】図４に示す特性の油と図５に示す評価用軸受け装置を使用して、シャフトの外径とスリーブの内径との隙間を０．５μｍ単位で変化させたときの軸受け特性（軸損トルクと離心率）を示すグラフで、温度が２０℃のときのグラフである。
【図７】図４に示す特性の油と図５に示す評価用軸受け装置を使用して、シャフトの外径とスリーブの内径との隙間を０．５μｍ単位で変化させたときの軸受け特性（軸損トルクと離心率）を示すグラフで、温度が４０℃のときのグラフである。
【図８】図４に示す特性の油と図５に示す評価用軸受け装置を使用して、シャフトの外径とスリーブの内径との隙間を０．５μｍ単位で変化させたときの軸受け特性（軸損トルクと離心率）を示すグラフで、温度が６０℃のときのグラフである。
【図９】図４に示す特性の油と図５に示す評価用軸受け装置を使用して、シャフトの外径とスリーブの内径との隙間を０．５μｍ単位で変化させたときの軸受け特性（軸損トルクと離心率）を示すグラフで、温度が８０℃のときのグラフである。
【図１０】図１のスピンドルモータや従来のスピンドルモータのシャフトやスリーブに使用されている材質の組み合わせによる温度変化に対する隙間の変化を示す表である。
【図１１】従来のスピンドルモータに採用されている材質の組み合わせによる温度に対する軸受け特性（軸損トルク、傾斜角、離心率、軸受け剛性）を示すグラフである。
【図１２】図１に示すスピンドルモータに採用されている材質の組み合わせによる温度に対する軸受け特性（軸損トルク、傾斜角、離心率、軸受け剛性）を示すグラフである。
【図１３】図１のスピンドルモータの第１の変形例の構造を示す断面図である。
【図１４】図１のスピンドルモータの第２の変形例の構造を示す断面図である。
【図１５】図１のスピンドルモータの第３の変形例の構造を示す断面図である。
【図１６】従来の軸固定型のスピンドルモータの構造を示す断面図である。
【図１７】従来の軸回転型のスピンドルモータの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１　ベース（ステータの一部）
２　シャフト（第１の一体部材の一部）
３　スラスト板（第１の一体部材の一部）
４　コア（ステータの一部）
５　コア巻線（ステータの一部）
１０　スピンドルモータ
１１　スリーブ（第２の一体部材の一部、ロータの一部）
１２　ハブ（第２の一体部材の一部、ロータの一部）
１２ａ　ディスク載置用の段部
１２ｃ　ディスク載置部
１３　カウンタプレート（ロータの一部）
１４　ディスク
１５　ヨーク（ロータの一部）
１６　磁石（ロータの一部）
２１　第１のラジアル動圧溝（ラジアル軸受用の動圧溝）
２２　第２のラジアル動圧溝（ラジアル軸受用の動圧溝）
２３　第１のスラスト動圧溝
２４　第２のスラスト動圧溝
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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