(57)【要約】【課題】　特にシャフト中央部領域におけるスラストプレートの簡略化された取り付けが可能な流体動圧軸受を提供する。【解決手段】　流体動圧軸受は、シャフト４に形成された軸方向の孔１１に挿入されスラストプレート９を固定する固定要素１２を有する。この固定要素１２の外径は、上記孔１１の最小の内径よりも大きく構成される。そのため、該固定要素１２は、挿入位置において、シャフト４を拡幅し、半径方向の押圧力を発生させて、スラストプレート９をシャフト４の所定位置に固定する。一方、孔１１は、軸受システム外部にあるシャフト４の一端から少なくともスラストプレート９が配置される位置近傍まで延びて、その下端を閉成するように構成される。【選択図】　図１
2004060891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　少なくとも環状のスラストプレート（９）と、当該スラストプレートに対向して配置された対向軸受とを備え、前記スラストプレートがラジアル軸受システムにより回転可能に軸支されるシャフト（４）に固定された、ディスク記憶装置を駆動するためのスピンドルモータの回転軸受用の軸受システムの一部としての流体動圧軸受であって、
　前記シャフト（４）は、軸受システム外部にある当該シャフトの端部（１４）から少なくとも前記スラストプレート（９）が配置される位置近傍まで延びる軸方向の孔（１１）を有し、
　前記スラストプレート（９）を固定する要素（１２）が前記孔（１１）に挿入され、当該要素（１２）の外径は、前記孔（１１）の最小の直径よりも大きく形成されている、
　ことを特徴とする流体動圧軸受。
【請求項２】
　前記要素（１２）は、球として形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。
【請求項３】
　前記要素（１２）は、実質的に、円筒状の栓として形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。
【請求項４】
　前記要素（１２）の外周面は、球形に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受。
【請求項５】
　軸受システムの内部に配置されたシャフト（４）の端部（１５）は、閉成されている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項６】
　前記スラストプレート（９）は、遷移嵌合若しくは圧力嵌合により、シャフト（４）に滑動嵌合状態に配置される、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体軸受。
【請求項７】
　前記スラストプレート（９）は、前記固定要素（１２）を挿入する前に、前記シャフト（４）の回転軸（２０）に対して直角になるように調整される、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ディスク記憶装置を駆動するためのスピンドルモータの回転軸受用の流体軸受システムの一部としての流体動圧軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
　流体軸受は、通常、軸受筐体、軸受筐体の開口部に配置されたシャフト、及びシャフトと軸受筐体とを互いに回転可能に軸支し軸受筐体とシャフトとの間に形成される少なくとも１つのラジアル軸受領域を有し、ここで、上記シャフトと軸受筐体との間に形成される軸受間隙は、液体の潤滑剤で、好ましくは、軸受油で充満される。
【０００３】
　軸方向の力を支えるために、離間して流体動圧軸受が提供され、この流体動圧軸受は、実質的に、好ましくはシャフトの一端に配置されるスラストプレートとそこに配置されるカバープレートとにより形成される。このカバープレートは、スラストプレートに対する対向軸受を形成し、軸受システム全体を下方に向かって閉成するので、潤滑剤が軸受システムから漏出する可能性はない。
【０００４】
　上述した軸受装置に関して、流体軸受のスラストプレートがシャフトの一端に配置される。ラジアル軸受及びスラスト軸受は、回転軸に沿って前後に配置される。この種の装置の欠点は、軸受の安定性が、特に、ラジアル軸受の傾きに対する抵抗力の大きさにより決まるロータの振動挙動により、損なわれることである。
【０００５】
　そのため、スラストプレートは、実質的にシャフトの略半分の長さに配置され、この配置の利点は、スパン長さ、すなわち、軸受装置の軸方向の伸張が拡大することであるということが知られている。これにより、初めに言及した軸受装置と比較して、増大する摩擦損失を容認する必要なくして、軸受の改善された振動挙動と、より高い作動安定性とが得られる。この装置の欠点は、シャフトとスラストプレートとの間に形成される圧力嵌合のために、スラストプレートをシャフトの中央部まで押し動かすことが非常に難しいことである。その際、スラストプレートが、局部的な冷間溶接によりシャフト上に焼き付き、そのため、シャフトと同様にスラストプレートも使用できなくなるという危険がある。
【０００６】
　この問題を回避するために、溶接によりスラストプレートをシャフトと結合することが知られている。この種の結合は、下記の特許文献１に開示されている。しかし、その際、溶接過程の残留分により軸受システムが汚染するという欠点及びリスクが存在し、そのため、軸受システムが損傷する可能性がある。溶接過程での熱の発生により、スラストプレートが変形し、そのため、使用できなくなるという危険がさらに存在する。
【特許文献１】特開２０００−３２４７５３号公報
【０００７】
　そこで、スラストプレートとシャフトとを一つの部材から形成するという別の解決手段が存在する。しかし、高度に要求される公差を満足するような統合部材を製造することは、非常に複雑で高価である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　そこで、本発明の課題は、特にシャフト中央部領域におけるスラストプレートの簡略化された取り付けが可能な流体動圧軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　この課題は、本発明に係る請求項１の特徴により、解決される。
【００１０】
　本発明の有利な実施形態及び更なる実施形態は、従属項において提供される。
【００１１】
　本発明の特徴は、シャフトが、軸受システム外部にあるシャフト端部から少なくともスラストプレートが配置される位置近傍まで延びる孔を有し、この孔にスラストプレートを固定する要素が挿入され、該要素の外径は、孔の最小直径よりも大きいということである。
【００１２】
　スラストプレートを取り付けるためにスラストプレートとシャフトとを嵌合することに対して、全く力を必要としないか若しくは僅かな力しか必要としない。そのため、スラストプレートを配置する際に、スラストプレートが、変形したり、シャフトにカジリついて動かなくなることはない。スラストプレートがシャフトの半分の長さに配置されるときに、特に、この利点は、認識される。本発明において、スラストプレートは、破損することなく、相対的に容易にシャフトに配置される位置まで押し動かされ、そして、固定要素を挿入することにより、最終的に固定される。
【００１３】
　固定要素を挿入することにより、スラストプレート領域のシャフトは、拡幅され、その際、半径方向の押圧力が存在し、これにより、スラストプレートがシャフトに堅く保持される。本発明によりシャフトとスラストプレートとの間に達成可能な加圧力は、少なくとも従来の圧力結合の達成可能な加圧力と同一若しくはこれより大きい。
【００１４】
　本発明の孔は、軸受システムの外部に存在するシャフトの端部から形成される。このことは、固定要素を孔に挿入することにより閉じ込められ、圧縮された空気は、例え、いつかは孔から漏れるとしても、軸受システムに到達する可能性がないという利点を有する。さもなければ、軸受間隙内の空気により、一様な潤滑剤膜がもはや保証されず、そのため、軸受は破壊されることになる。
【００１５】
　周知の技術に対する本発明のさらなる利点は、シャフトの直径と比較して非常に薄いスラストプレートを使用する際にも、大きな押圧力と、シャフトに対するスラストプレートの良好な直角度とを得ることができるということにある。
【００１６】
　さらに、本発明においてスラストプレートをシャフトに取り付け、固定する際には、切削屑若しくはそのようなものによる軸受システムの作動面の懸念すべき汚染は、全くないという利点がある。
【発明の効果】
【００１７】
　本発明によれば、特にシャフト中央部領域におけるスラストプレートの簡略化された取り付けが可能な流体動圧軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
　本発明の実施の形態にかかる流体動圧軸受について、以下図面を参照して説明する。
【００１９】
　図１に基づく本実施形態は、本発明に係る流体動圧軸受を有するディスク記憶装置を駆動するためのスピンドルモータを示す。図示された例においては、ロータを保持するシャフトが固定された軸受筐体に回転可能に軸支される。容易に理解されるように、本発明は、固定されたシャフトがロータを保持する回転可能な軸受筐体により囲繞される構造も含む。
【００２０】
　図１のスピンドルモータは、ステータコア及び巻線部から構成されるステータ部２が配置される固定されたベースプレートを含む。軸受筐体３は、ベースプレート１の凹部に固定して受け入れられる。組立技術的な理由から、軸受筐体３は、少なくとも２つの部分に形成され、上部軸受筐体３ａ及び下部軸受筐体３ｂから構成される。軸受筐体の２つの部分３ａ及び３ｂは、共に、軸方向の円筒状の孔が形成され、この孔に、シャフト４が回転可能に受け入れられる。シャフト４の自由端は、ディスク記憶装置の図示しない１つ若しくは２以上の記憶ディスクが配置され固定されるロータ部５を保持する。ロータ部５内部の下方の周囲には、複数組の極を有する環状の永久磁石６が配置され、それにより、電気的交換場を有し作動空間上に突出したステータ部２に電流が供給され、その結果、ロータ部５は、シャフト４と共に回転する。軸受筐体３の内径とシャフト４の外径との間には、潤滑剤で充満される軸受間隙８が存在する。
【００２１】
　図２において拡大して示された流体軸受装置は、２つの、ここでは、溝模様により特徴付けられ模式的に図示されたラジアル軸受領域により形成され、この溝模様は、シャフト４の表面及び／又は軸受筐体３の内面に提供される。ロータ部５及びシャフト４が回転状態に置かれるとすぐに、溝模様により、軸受間隙８、すなわち、そこにある潤滑剤に、流体力学的圧力が形成され、その結果、軸受は支持力（負荷能力）を有する。
【００２２】
　軸受筐体部分３ａ及び３ｂにより、及び、場合によっては、スペーサ１３により形成された空間部７において、シャフト４に固定されたスラストプレート９が回転し、軸受装置の軸方向の力を受けるために、流体動圧軸受を形成する。カバープレート１０は、軸受装置全体を下方に閉成するので、潤滑剤は、軸受間隙８から漏出できない。カバープレート１０は、下部軸受筐体３ｂの対応する凹部に受け入れられる。
【００２３】
　本発明において、スラストプレート９は、遷移嵌合若しくは圧力嵌合により、シャフト４に滑動嵌合状態に配置され、すなわち、スラストプレート９の中央の孔の内径はそれぞれ、シャフト４の外径より、僅かに大きいか、同一若しくは小さい。
【００２４】
　シャフト４は、軸受システムの外部にあるシャフト４の端部１４から延びて少なくともスラストプレート９が配置される位置近傍まで延在する軸方向の孔１１を有する。この孔１１は、ロータ部５を組み立てるためのねじ孔の延長部として形成可能であり、このとき、その直径は先端ほど細くなり、スラストプレート９が配置される位置近傍では、好ましくは、少なくともスラストプレート９の厚さの半分に対応する。スラストプレート９をシャフト４に固定するために、シャフトの孔１１に、球形状の固定要素１２が挿入される。この球１２の外径は、孔１１の最小内径よりも大きいので、この領域のシャフトは拡幅され、半径方向の押圧力を示し、これにより、スラストプレート９がシャフト４に固定される。シャフト４の直径に対する孔１１の割合が大きくなり、孔１１の最小内径と比較して球１２が大きくなると、球１２の挿入によるシャフト４が得られる拡幅は大きくなり、そのため、達成可能な加圧力は一層大きくなる。
　なお、固定要素として適切な材料は、鋼、セラミック若しくは真鍮である。
【００２５】
　球１２を挿入する前に、スラストプレート９は、シャフト４の回転軸２０に関して直角になるように調整される。このために、高度に正確な組立装置が使用される。
【００２６】
　シャフト４の略中央に配置されたスラストプレート９が、図３に示される。スラストプレート９をシャフト４に取り付けるために、まず、シャフト４に軸方向の孔１１が形成される。次のステップで、スラストプレート９は、シャフト４上を押し動かされ、若しくは、シャフト４に挿入されて、所望の位置で、シャフト４の回転軸２０に対して正確に直角になるように調整される。最後に、スラストプレート９を固定する固定要素１２が、シャフト４の孔１１に挿入され、これにより、この領域において、シャフト４の直径が拡大され、スラストプレート９を固定する。軸受システム内部にあるシャフト４の端部１５は、閉成され、そのため、孔１１に閉じ込められた空気が軸受間隙８に漏れ出す可能性は全くないことが重要である。
【００２７】
　なお、ここでは、シャフト４の孔１１の形成方法、及び、固定要素１２の孔１１への挿入方法について詳細には説明しないが、これらの方法は任意であり、周知の方法が適用可能である。
【００２８】
　例えば、孔１１の形成方法については、シャフト４の材質に応じた穿孔ドリルを有する工作機械を使用して、所望の形状と表面精度とを有する孔１１を形成することができる。また、固定要素１２の孔１１への挿入方法については、例えば、シャフト４の正面端を基準面にして、固定要素１２を挿入するための挿入棒を保持し位置制御可能なプレス装置により、固定要素１２を下方に押圧しながら、孔１１の所望の位置まで挿入することができる。
【００２９】
　図４は、スラストプレート９がシャフト４の一端１５に配置される１つの実施形態を示す。孔１１は、軸受システムの外部にあるシャフトの他端１４から形成され、スラストプレート９が配置される位置で終端する。球は、まだ、挿入されていない。ここでも、軸受システムの内部にあるシャフトの端部１５は、閉成されている。
【００３０】
　以上説明したように、スラストプレート９をシャフト４に挿入して所定位置まで押し動かす際には、殆ど力を必要としないので、容易に移動させることができる。次いで、シャフト４に形成された孔１１の所望の位置まで挿入される固定要素１２は、孔１１の最小の直径よりも大きい外径を有するので、該シャフト４に半径方向の押圧力を発生させて、スラストプレート９をシャフト４に固定することができる。
【００３１】
　本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲で、その応用及び変形等は任意である。
　例えば、上記実施形態で説明したように、好ましくは、固定要素１２は球形状を有するが、それは、円筒状、樽状若しくは円錐台状に形成可能である。さらに、円筒形状等であっても、外周面（孔１１の内面に対向する面）を球状に形成することも可能である。
【００３２】
　また、本発明の流体動圧軸受は、好ましくは、ディスク記憶装置を駆動するためのスピンドルモータの回転軸受の一部として使用されるが、任意のスピンドルモータの回転軸受に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスラストプレートを用いた流体動圧軸受を有するディスク記憶装置を駆動するためのスピンドルモータを示す断面図である。
【図２】図１の流体動圧軸受の拡大された断面図である。
【図３】略中央に取り付けられたスラストプレートを有するシャフトの拡大図である。
【図４】端部に取り付けられたスラストプレートを有するシャフトの拡大図である。
【符号の説明】
【００３４】
　１　　ベースプレート
　２　　ステータ部
　３　　軸受筐体
　３ａ　上部軸受筐体
　３ｂ　下部軸受筐体
　４　　シャフト
　５　　ロータ部
　６　　永久磁石
　７　　空間部
　８　　軸受間隙
　９　　スラストプレート
　１０　カバープレート
　１１　孔
　１２　固定要素
　１３　スペーサ
　１４　シャフト端部
　１５　シャフト端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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