(57)【要約】【課題】  流体動圧軸受を構成するスラストプレートが軸受スリーブに異常なほど接近しない流体動圧軸受を提供する。【解決手段】  シャフト２と、シャフト２に嵌合されたスラストプレート５と、上下端部の一方側がカバープレート６によって閉塞され、潤滑剤１９が充填される微小な軸受間隙（４、４’）を介在させてシャフト２とスラストプレート５を囲む軸受スリーブ（１＋３）とを備え、スラストプレート５とシャフト２の間の嵌合領域における各嵌合面の少なくとも一方側には、スラストプレート５の下面側領域と上面側領域の潤滑剤１９を流動させるスラストプレート上下連通溝１１が設けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトに嵌合されたスラストプレートと、
上下端部の一方側がカバープレートによって閉塞され、潤滑剤が充填される微小な軸受間隙を介在させてシャフトとスラストプレートを囲む軸受スリーブと
を備える流体動圧軸受であって、
前記スラストプレートとシャフトの間の嵌合領域における各嵌合面の少なくとも一方側には、スラストプレートの下面側領域と上面側領域の潤滑剤を流動させるスラストプレート上下連通溝が設けられる
ことを特徴とする流体動圧軸受。
【請求項２】
前記スラストプレート上下連通溝は、前記嵌合面上で、流体動圧軸受の回転軸に対して略平行な方向に設けられる
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】
前記スラストプレート上下連通溝は、前記嵌合面の３箇所以上に設けられる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の流体動圧軸受。
【請求項４】
前記スラストプレート上下連通溝は、前記嵌合面上に均等間隔で配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の流体動圧軸受。
【請求項５】
前記嵌合面では、前記シャフトが前記スラストプレートを支持する支持部分の割合が減少される
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項６】
前記支持部分の割合は、少なくとも８５％に減少される
ことを特徴とする請求項５に記載の流体動圧軸受。
【請求項７】
前記スラストプレート上下連通溝は、材料の切削加工によって形成される
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項８】
前記スラストプレート上下連通溝は、材料の押転造加工によって形成される
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項９】
前記スラストプレート上下連通溝は、シャフトの外周面に設けられる場合、シャフトとスラストプレートの間の前記嵌合領域におけるシャフトの外周面にローレットを設けることにより形成される
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１０】
前記スラストプレート上下連通溝は、スラストプレートの内周面に設けられる場合、シャフトとスラストプレートの間の前記嵌合領域におけるスラストプレートの内周面にローレットを設けることにより形成される
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１１】
前記スラストプレート上下連通溝は、軸受スリーブとスラストプレートの前記嵌合領域の回転軸方向の全嵌合長以上の寸法に延伸されて形成される
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１２】
前記スラストプレート上下連通溝は、スラストプレートの隣り合う上下両端面の軸受間隙の領域間で、潤滑剤を流動させることができるスラストプレート上下連通導油路を構成するように整形される
ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１３】
前記軸受スリーブは、軸受スリーブ内周側部をその外周側部となる軸受収容部材中に圧入することによって構成される
ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１４】
前記軸受スリーブ内周側部と軸受収容部材とにより形成される嵌合領域に配置される軸受スリーブ内周側部の外周面または軸受収容部材の内周面の少なくとも一方側には、軸受スリーブ内周側部の下面側領域と上面側領域の潤滑剤を流動させるスリーブ上下連通溝が設けられる
ことを特徴とする請求項１３に記載の流体動圧軸受。
【請求項１５】
前記スリーブ上下連通溝は、前記外周面上または内周面上で流体動圧軸受の回転軸に対して略平行な方向に設けられる
ことを特徴とする請求項１４に記載の流体動圧軸受。
【請求項１６】
前記スリーブ上下連通溝は、前記外周面または内周面の３箇所以上に設けられる
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の流体動圧軸受。
【請求項１７】
前記スリーブ上下連通溝は、前記外周面上または内周面上に均等間隔で配置される
ことを特徴とする請求項１６に記載の流体動圧軸受。
【請求項１８】
前記スリーブ上下連通溝は、材料の切削加工によって形成される
ことを特徴とする請求項１４〜１７の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１９】
前記スリーブ上下連通溝は、材料の押転造加工によって形成される
ことを特徴とする請求項１４〜１７の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項２０】
前記スリーブ上下連通溝は、前記外周面上または内周面上にローレットを設けることにより形成される
ことを特徴とする請求項１４〜１９の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項２１】
前記スリーブ上下連通溝は、軸受スリーブ内周側部と軸受収容部材の間の前記嵌合領域の回転軸方向の全嵌合長以上の寸法に延伸されて形成される
ことを特徴とする請求項１４〜２０の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項２２】
前記スリーブ上下連通溝は、軸受スリーブ内周側部の上下両端面の間で、軸受間隙を連通させて、潤滑剤を流動させることができるスリーブ上下連通導油路を構成するよう整形される
ことを特徴とする請求項１４〜２１の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項２３】
前記流体動圧軸受の上下の少なくとも一方側の端部には、潤滑剤のための油量調整用貯留部が設けられる
ことを特徴とする請求項１４〜２２の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項２４】
前記油量調整用貯留部は、軸受間隙と直接的あるいは間接的に連通する略円錐形状あるいは円筒形状から略円錐形状を除いた形状の空洞である
ことを特徴とする請求項２３に記載の流体動圧軸受。
【請求項２５】
前記スリーブ上下連通溝は、油量調整用貯留部と軸受間隙の複数の領域間で、潤滑剤を流動させることができるスリーブ上下連通導油路を構成するように整形される
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の流体動圧軸受。
【請求項２６】
前記油量調整用貯留部が設けられる側の端部には、前記軸受スリーブ上に搭載され、前記軸受スリーブとの間に前記油量調整用貯留部用の空間を形成するカバーキャップが設けられる
ことを特徴とする請求項２３〜２５の何れか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項２７】
前記軸受スリーブには、前記カバーキャップが嵌合される外周面に、ネジ型の切り込み溝が設けられる
ことを特徴とする請求項２６に記載の流体動圧軸受。
【請求項２８】
前記カバーキャップは、シャフトに対して円錐状に底部側に向かって半径が漸増されるように形成され、
軸受スリーブにおける軸方向で前記カバーキャップ側の内周側に載置されて均等の厚さを有するリングプレートが設けられ、
前記軸受スリーブとリングプレートとの間には潤滑剤が流動する環状間隙が形成され、
前記油量調整用貯留部は、カバーキャップとリングプレートの間に形成される
ことを特徴とする請求項２６または２７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、流体動圧軸受に関し、特に、ハードディスクドライブ装置に搭載されるスピンドルモータに用いられるような、請求項１の上位概念による流体動圧軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハードディスクドライブ装置に属するディスクの駆動に起用されるスピンドルモータには、回転自在な軸受装置（以下、軸受と記載）が起用されてきたが、従来の転がり軸受に代わり流体動圧軸受が起用される機会が多くなりつつある。本明細書に示される流体動圧軸受は、すべり軸受を発展させた軸受であり、円筒形状の内周面を有する軸受スリーブと、円筒形状の外周面を有して軸受スリーブに挿入されるシャフトから構成される。シャフト外周面の外径寸法は、軸受スリーブ内周面の内径寸法より僅かに小さいため、軸受スリーブとシャフトの間には軸受間隙と呼ばれる同心の間隙が生じる。この軸受間隙には、好適には潤滑剤であるオイル（以下、軸受流体とも記載）が充填され、これによって切れ目のない毛細管現象による皮膜が形成される。
【０００３】
上記した軸受スリーブと対向するシャフトは、相まってラジアル軸受部を形成する。このラジアル軸受部を形成する２つの対向面の少なくとも一方には動圧溝パターンが設けられる。回転による相対的な動作が始まると、この動圧溝パターンが軸受間隙に充填された潤滑剤に局部的な加速力が作用し、一種のポンプ作用が生まれる。このポンプ作用によって圧力（動圧）が付加されて、潤滑剤は軸受間隙を流動する。このようにして均質且つ均等厚の潤滑剤皮膜が形成される。この潤滑剤皮膜は、動圧が付加される領域内で安定する。又、先に述べたラジアル軸受部は、自己調心のメカニズムを備えており、このメカニズムが先述の毛細管現象により切れ目なく連通される潤滑剤皮膜と相まって、シャフトと軸受スリーブの間に安定した同心の回転運動をもたらす。
【０００４】
また、アキシャル流体動圧軸受部（以下、「スラスト軸受部」と記載）を設けることで、軸受を回転軸に沿って安定させることができる。この場合、スラスト軸受は、好適にはシャフトの一方の端部に配置されたスラストプレートの両方の端面によって形成される。このスラストプレートは、軸受スリーブとカバープレートによって形成された凹部内に設けられている。そのスラストプレートは、一方の端面（上端面）が軸受スリーブの対応する端面と対向し、他方の端面（下端面）がカバープレートの対応する内側端面と対向している。このように構成することにより、カバープレートが、スラストプレートに対向する反対面を成し、軸受全体を下部で閉塞させるので、潤滑剤が満たされた軸受間隙に空気が侵入したり、軸受間隙から潤滑剤が飛散したりする事態が回避される。スラスト動圧軸受でも、対向して配置され協働する軸受面に動圧溝パターンが設けられているので、スラストプレートあるいはシャフトを安定した状態で軸方向に配置させるために必要な動圧を発生させることができ、且つ、潤滑剤は軸受内部で十分に循環される。
【０００５】
流体動圧軸受の上記スラスト軸受部とは反対側端部には、潤滑剤の油溜り及び油量調整用貯留部として機能を同時に果たす空間を設けるようにしても良い。この空間は、軸受をシールする機能も有している。モータのシャフトと軸受スリーブに形成された円錐状の間隙変化部に介在する潤滑剤（オイル）に毛細管現象の力が作用すると、切れ目のない潤滑剤皮膜が形成される。このことから、この潤滑剤の皮膜は毛細管シール（キャピラリーシール）とも称される。
【０００６】
上記した動圧溝パターンについてさらに説明する。ラジアル軸受部に動圧溝パターンを好適な形態で形成することにより、シャフトを回転させた時に、軸受間隙に介在する潤滑剤にポンプ作用を発生させることができ、これにより動圧が発生される。上記した構成の場合、スラスト軸受部に接するラジアル軸受部で発生する動圧は、シャフトの開放（自由）端部におけるラジアル軸受部で発生する動圧より高くなる。又、適切な返還流路が設けられていれば、潤滑剤は軸受間隙の中で常に軸受の閉塞方向に流動するようになる。この流体動圧軸受の軸方向に発生する動圧差は、当然ながらスラスト軸受部にも発生される。従って、スラストプレートは、これを囲む凹部におけるスラスト方向の軸受間隙の通常予想される中心位置で回転できなくなる。より具体的には、スラストプレート上端面部と軸受スリーブとの間の回転軸方向の軸受間隙は、スラストプレート下端面部とカバープレートとの間の回転軸方向の軸受間隙より非常に小さくなる。
【０００７】
又、スラストプレートの射影面の大きさは軸方向の上下何れの面においても同一であるので、スラストプレートに各々上下逆方向から作用する２つの力は同一であって互いに平衡させられる。しかし、ここで得られた力の平衡は、この流体動圧軸受に作用する「別の力」によって妨害される。この「別の力」は、スラストプレートとカバープレートの軸受間隙中の液圧が、シャフトの開放（自由）端部側からも外へ出ようとすることから発生する力のことである。上記「別の力」は、シャフトとシャフトに固定されたスラストプレートを、カバープレート側から離して軸受スリーブ側の方向に向けるように押圧する。その結果、スラストプレート上端面部と軸受スリーブ端面部との間隔が減少する一方で、スラストプレート下端面部とカバープレート上端面部の間隔は増大する。
【０００８】
ところが、軸受間隙が小さくなれば小さくなるほど、動圧は逆に大きくなるので、スラストプレートと軸受スリーブの間の軸受間隙における動圧は上昇し、スラストプレートとカバープレートの間の軸受間隙における動圧は低下する。スラストプレートの両端面を流体動力学的に押圧した結果的に発生する力は、上記した「別の力」と逆方向に作用し、スラストプレートと軸受スリーブの間の回転軸方向の間隙が小さければ小さいほど大きくなる。上記した結果的に発生する力と、逆方向の大きさの力が同一になれば、スラストプレートの回転軸方向の位置の安定が達成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、スラストプレート上端面部と対応する軸受スリーブ端面部との間の軸受間隙は、上記したスラスト軸受に作用する力の差異に起因する動圧の不均衡により、軸受にかかる負荷の状態及び形態次第で極端に小さくなってしまう可能性がある。その場合、軸受間隙の減少に伴って限度を超える摩擦損が発生し、潤滑剤の温度が局部的に上昇してしまう場合がある。そうなると、温度条件に左右される潤滑剤の粘度が減少し、元から小さい軸受間隙が益々小さくなってしまう。
【００１０】
さらに、それによって、スラストプレートの上端面部が、対応する軸受スリーブの端面部に異常なレベルまで接近し、更には、スラストプレートの上端面部と対応する軸受スリーブの端面部が接触する可能性がある。以上から、流体動圧軸受の寿命を低下させ、あるいは、軸受を損傷させる可能性があるという問題がある。
【００１１】
また、上記した本発明の問題に関係して、潤滑剤の温度が局部的に上昇するのを防ぐ手段としては、例えば、各々の軸受間隙を繋ぐ連通孔を設けることで、各々の軸受間隙に介在する潤滑剤を常に循環させることができると考えられるが、そのためには、軸受スリーブ及びスラストプレートの上下面を貫通させて貫通孔を形成する必要が生じ、その場合の流体動圧軸受を製造するためには大規模な製造装置が必要になるという問題がある。又、上記した貫通孔は、回転軸に対して対称あるいは周囲の角度バランスがつり合うように形成しないと、回転する部材のバランスを崩すことになるという問題がある。
【００１２】
また、上記した各種の流体動圧軸受に属して相互位置が変化（移動）させられることのない部材は、通常、圧入によって結合される。この種の流体動圧軸受を組み立てる場合（特に、スラストプレートをシャフトに組み込む場合と、例えば、軸受スリーブを内周側部とその外周側部となる軸受収容部材に分割して一方を他方に組み込む場合）、部材同士のはめ合いが非常にきつくなることから、組み合わされる部材に「カジリ（引っかき傷）」が発生する可能性があるという問題がある。そして、いったん「カジリ」が発生すると、結合されるべき部材の回転精度だけでなく平面度や直角度までもが悪くなるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであって、第１の目的は流体動圧軸受を構成するスラストプレートが軸受スリーブに異常なほど接近しない流体動圧軸受を提供することである。
【００１４】
第２の目的は大規模の製造装置が必要ではない流体動圧軸受を提供することであり、第３の目的は、回転する部材のバランスが崩れない流体動圧軸受を提供することであり、第４の目的は、組み合わされる部材に「カジリ」が発生しない流体動圧軸受を提供することであり、第５の目的は、潤滑剤がより効率的に循環させられる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】
【００１５】
上記した問題を解決するために、本発明の流体動圧軸受は、シャフトと、シャフトに嵌合されたスラストプレートと、上下端部の一方側がカバープレートによって閉塞され、潤滑剤が充填される微小な軸受間隙を介在させてシャフトとスラストプレートを囲む軸受スリーブとを備える流体動圧軸受であって、スラストプレートとシャフトの間の嵌合領域における各嵌合面の少なくとも一方側には、スラストプレートの下面側領域と上面側領域の潤滑剤を流動させるスラストプレート上下連通溝が設けられることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の流体動圧軸受では、軸受スリーブは、軸受スリーブ内周側部をその外周側部となる軸受収容部材中に圧入することによって構成され、軸受スリーブ内周側部と軸受収容部材とにより形成される嵌合領域に配置される軸受スリーブ内周側部の外周面または軸受収容部材の内周面の少なくとも一方側には、軸受スリーブ内周側部の下面側領域と上面側領域の潤滑剤を流動させるスリーブ上下連通溝が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の流体動圧軸受では、軸受流体が軸受間隙内で横方向にも循環できるため、軸受流体が局部的に過熱する事態は避けられ、均一な温度分布が得られる。これによって、回転するスラストプレート（スラスト軸受部材）と静止する軸受けスリーブ（スラスト軸受部材）が接触して流体動圧軸受自体が破損する可能性を大幅に回避させることができる。更に、流体動圧軸受を何れの軸方向に対しても均等に負荷がかかるようにできる。
【００１８】
また、潤滑剤を常にスラストプレートの周りに循環させることができると共に、スラストプレートをより速やかに浮遊させることができるので、モータの始動や停止時に発生するクリティカルな摩擦が発生する状態からより速く脱出することができる。
【００１９】
また、シャフトとスラストプレートがはまり合う「嵌合領域」の面にローレット加工と研磨を施すことで、シャフトとスラストプレートを嵌合する際、与える力が少なくてすむだけでなく、カジリが発生する虞も少なくすることができるという効果を有する。
【００２０】
したがって本発明は、流体動圧軸受を構成するスラストプレートが軸受スリーブに異常なほど接近せず、大規模な製造装置が必要にならず、回転する部材のバランスが崩れず、組み合わされる部材に「カジリ」が発生せず、潤滑剤がより効率的に循環させられる流体動圧軸受を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の望ましい実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
また、本明細書に添付された図面においては、同種の部品又は対応する部品については同じ参照符号が付されている。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態となる流体動圧軸受を示す縦方向の概略断面図である。図１ａは、図１のシャフトにローレット加工されたスラストプレート上下連通溝を示す横方向の断面図である。図１ｂは、図１ａのシャフトのスラストプレート上下連通溝に仕上げ加工を施してスラストプレートに圧入した後の状態を示す横方向の断面図である。
【００２４】
図１に示した軸受構造は、シャフト２を回転自在に受け入れる円筒形状の孔を有する軸受スリーブ内周側部１を含む。軸受スリーブ内周側部１自体は、軸受収容部材３に圧入される。軸受スリーブ内周側部１の内周面と、これより僅かに小さい外径寸法のシャフト２の外周面の間には、軸受間隙４を有する少なくとも１つのラジアル軸受部が設けられる。
【００２５】
この軸受間隙には、好適には液状の軸受流体である潤滑剤が満たされている。又、上記ラジアル軸受部は、シャフト２の外周及び軸受スリーブ内周側部１の内周乃至はシャフト２の外周又は軸受スリーブ内周側部１の内周に設けられた溝パターン（図示せず）によって特徴付けられている。シャフト２が回転すると同時に、上記溝パターンによって、軸受間隙４乃至はこの軸受間隙に介在する潤滑剤に動圧が発生し、流体動圧軸受は荷重の負荷に耐えられるようになる。
【００２６】
シャフト２と結合されたスラストプレート５とカバープレート６から成りつつ、シャフト２の下側端部に位置する流体動圧軸受によって、シャフト２は軸受スリーブ内周側部１に対して軸方向に位置決めされる。又、軸方向に負荷される力は、上記スラストプレート５とカバープレート６から成り、シャフト２の下側端部に位置する流体動圧軸受によって受け入れられる。上記構成によるスラスト軸受部はカバープレート５によって、空気が侵入しないよう密封される。
【００２７】
これによって、軸受間隙４から潤滑剤が漏出する事態は回避される。ちなみに、軸受間隙４は、スラストプレート５、軸受スリーブ内周側部１、そして、軸受収容部材の間に跨る軸受間隙４’へと繋がっている。又、スラスト軸受において十分な動圧が発生するよう、スラストプレート５及びカバープレート６乃至はスラストプレート５又はカバープレート６の、互いに対向する外周面にも溝パターンが設けられている。
【００２８】
シャフト２は、軸受スリーブの一方の端部から突出し、軸受収容部材３と軸受スリーブ内周側部１はこの端部のところで鍋型のカバーキャップ７によって閉塞されている。尚、カバーキャップ７は上記軸受収容部材に設けられた段部に搭載されている。又、上記カバーキャップによって閉塞された軸受収容部材３の端部及び上記軸受スリーブの一部には面取り乃至は傾斜部分が設けられている。
【００２９】
この、面取り乃至は傾斜部分は、軸受スリーブ内周側部１の、上記シャフトに近い区分から発して半径外方向における軸受収容部材３の外周にまで延びる。これによって、軸受収容部材３の端部及びこれに繋がる軸受スリーブ内周側部１の端部とカバーキャップの内側の面の間に、外方向に拡大する円錐状の空洞が形成される。この空洞は、軸受流体の油量調整用貯留部８として機能する。
【００３０】
尚、この油量調整用貯留部の少なくとも一部には潤滑剤１９が充填されている。先述の油量調整用貯留部の、半径内方向に位置する区分は軸受間隙４に当接する。又、カバーキャップ７には、上記油量調整用貯留部に繋がる充填口が設けられ、上記潤滑剤はここから充填される。
【００３１】
スラストプレート５はシャフト２に圧入されている。特に、図１及び図１ｂからわかるように、先ず、上記スラストプレートと合わさるシャフト２の外周部分にローレット１１を加工し、次いで、ローレット１１が加工された面を研磨（好ましくは心無し研削）によって最終寸法に仕上げる。このようなローレットを加工することで上記シャフトと上記スラストプレートを嵌合する際、与える力が少なくてすむだけでなく、上記シャフトと上記スラストプレートにカジリやエッチングが発生するのを避けることができる。
【００３２】
上記ローレットが備えるもうひとつの有利な点は、上記シャフトと上記スラストプレートに、上記スラストプレートの上側端部と下側端部に介在する軸受間隙４’における潤滑剤の更なる循環を可能とするスラストプレート上下連通導油路１２が得られる点である。これによって、スラストプレート５の周囲に常に潤滑剤１９を循環させることができる。
【００３３】
軸受スリーブ内周側部１は軸受収容部材３に圧入されている。ここで、軸受スリーブ内周側部１の外周面にローレットが加工された上、必要に応じて研磨されている。これによって、上記軸受スリーブを上記軸受収容部材に容易に圧入できる一方で、油量調整用貯留部８と軸受間隙４’を繋ぐ複数のスリーブ上下連通導油路１３が得られる。
【００３４】
これらのスリーブ上下連通導油路によって、油量調整用貯留部８に介在する潤滑剤１９と軸受間隙４’に介在する潤滑剤１９を交換することができるので、潤滑剤はラジアル軸受部においても常に循環することになる。
【００３５】
本実施形態の流体動圧軸受は、シャフト２と、シャフト２に嵌合されたスラストプレート５と、上下端部の一方側がカバープレート６によって閉塞され、潤滑剤１９が充填される微小な軸受間隙（４、４’）を介在させてシャフト２とスラストプレート５を囲む軸受スリーブ（１＋３）とを備える流体動圧軸受であって、スラストプレート５とシャフト２の間の嵌合領域における各嵌合面の少なくとも一方側には、スラストプレート５の下面側領域と上面側領域の潤滑剤１９を流動させるスラストプレート上下連通溝１１が設けられる。
【００３６】
スラストプレート上下連通溝１１は、嵌合面上で、流体動圧軸受の回転軸に対して略平行な方向に設けられてもよく、嵌合面の３箇所以上に設けられてもよく、嵌合面上に均等間隔で配置されてもよい。嵌合面では、シャフト２がスラストプレート５を支持する支持部分の割合が減少されてもよく、支持部分の割合は、少なくとも８５％に減少されてもよい。これは、後述するように「嵌合領域」の割合は、例えば２０％以上減少させることができるためである。スラストプレート上下連通溝１１は、切削屑を発生させる、材料の切削加工によって形成されてもよく、切削屑を発生させない、材料の押転造加工によって形成されてもよい。
【００３７】
スラストプレート上下連通溝１１は、シャフト２の外周面に設けられる場合、シャフト２とスラストプレート５の間の嵌合領域におけるシャフト２の外周面にローレットを設ける（ローレット加工する）ことにより形成されてもよい。例えば、上記した嵌合面の３箇所以上、あるいは、嵌合面上に均等間隔で配置されたスラストプレート上下連通溝１１も、ローレット加工することにより形成されてもよい。スラストプレート上下連通溝１１が、スラストプレート５の内周面に設けられる場合、シャフト２とスラストプレート５の間の嵌合領域におけるスラストプレート５の内周面にローレットを設けることにより形成される。
【００３８】
スラストプレート上下連通溝１１は、シャフト２とスラストプレート５の嵌合領域の回転軸方向の全嵌合長以上の寸法に延伸されてもよく、スラストプレート５の隣り合う上下両端面の軸受間隙４’の領域間で、潤滑剤１９を流動させることができるスラストプレート上下連通導油路１２を構成するように整形されてもよい。軸受スリーブ（１＋３）は、軸受スリーブ内周側部１をその外周側部となる軸受収容部材３中に圧入することによって構成されてもよい。
【００３９】
前記軸受スリーブ内周側部１と軸受収容部材３とにより形成される嵌合領域に配置される軸受スリーブ内周側部１の外周面または軸受収容部材３の内周面の少なくとも一方側には、軸受スリーブ内周側部１の下面側領域と上面側領域の潤滑剤１９を流動させるスリーブ上下連通溝１０が設けられる。スリーブ上下連通溝１０は、外周面上または内周面上で流体動圧軸受の回転軸に対して略平行な方向に設けられてもよく、外周面または内周面の３箇所以上に設けられてもよく、外周面上または内周面上に均等間隔で配置されてもよい。
【００４０】
スリーブ上下連通溝１０は、切削屑を発生させる、材料の切削加工によって形成されてもよく、切削屑を発生させない、材料の押転造加工によって形成されてもよい。
【００４１】
スリーブ上下連通溝１０は、外周面上または内周面上にローレットを設けることにより形成される。軸受スリーブ内周側部１と軸受収容部材３の間の嵌合領域の回転軸方向の全嵌合長以上の寸法に延伸されてもよく、軸受スリーブ内周側部１の上下両端面の間で、軸受間隙４’を連通させて、潤滑剤１９を流動させることができるスリーブ上下連通導油路１３を構成するよう整形されてもよい。
【００４２】
流体動圧軸受の上下の少なくとも一方側の端部には、潤滑剤１９のための油量調整用貯留部８が設けられる。油量調整用貯留部８は、軸受間隙４と直接的あるいは間接的に連通する略円錐形状あるいは円筒形状から略円錐形状を除いた形状の空洞であってもよい。
【００４３】
スリーブ上下連通溝１０は、油量調整用貯留部８と軸受間隙４’の複数の領域間で、潤滑剤１９を流動させることができるスリーブ上下連通導油路１３を構成するように整形される。
【００４４】
油量調整用貯留部８が設けられる側の端部には、軸受スリーブ（１＋３）上に搭載され、軸受スリーブ（１＋３）との間に油量調整用貯留部８用の空間を形成するカバーキャップ７が設けられる。
【００４５】
本実施形態では、特に、スピンドルモータに搭載されるような、シャフト２と、そのシャフト２に固定されたスラストプレート５と、一方がカバープレート６によって閉塞されつつ上記シャフト２と上記スラストプレート５を、潤滑剤１９が満たされた僅かな軸受間隙（４、４’）を介して包含する軸受スリーブ（１＋３）から成る流体動圧軸受が提供される。ここで、上記シャフト２と上記スラストプレート５は圧入によって互いに結合されている。
【００４６】
本実施形態による流体動圧軸受の場合、スラストプレート５とシャフト２の嵌合部分において、シャフト２とスラストプレート５がはまり合う「嵌合領域」の割合を可能な限り小さくすることが想定されている。このことは、シャフト２及びスラストプレート５の少なくとも一方の円筒部に、シャフト２と略平行である複数のスラストプレート上下連通溝１１を設けることで実施されている。
【００４７】
これらのスラストプレート上下連通溝１１は切削によって設けても良いし、切削以外の方法で設けても良い。好ましい方法としては、ローレット加工があげられる。このように形成することで、「嵌合領域」の割合を、望ましくは、例えば２０％、或いはそれ以上減少させることができる。
【００４８】
本実施形態では、スラストプレート５の面と嵌合されるシャフト２の外周面側にローレットを加工したが、シャフト２の面と嵌合されるスラストプレート５の内周面側にローレットを加工しても良い。但し、シャフト２の外周面側にローレットを加工すると特に好適である。その理由は、シャフト２自体とローレットを１つの工程（例えば１つの研磨工程）で、しかも、仕上げ寸法に加工できるからである。
【００４９】
上記したローレット加工は、嵌合されるべき部材を研磨する前に実施する。ここで述べているローレット加工は、金属加工の分野では日常的に実施される加工であり、容易、且つ、低コストで実施できるものである。
【００５０】
本実施形態の好ましい形態では、シャフト２とスラストプレート５がはまり合う「嵌合領域」の軸方向全長に延伸されてローレットが形成される。この場合、シャフト２とスラストプレート５を嵌合させた後、軸方向に、均一に配置された複数の「スラストプレート上下連通導油路１２」が得られる。これらのスラストプレート上下連通導油路１２によって、スラスト軸受部のスラストプレート５の両側端面部に接する軸受間隙（４、４’）は、液体（軸受流体：潤滑剤）が流動できるように連通される。
【００５１】
こうして、シャフト２の外周面側に形成された複数の「スラストプレート上下連通導油路１２」によって、潤滑剤１９を、一方の側の軸受間隙４’からもう一方の側の軸受間隙４’に流動させ、スラストプレート５の外周に沿って、シャフト２からより離れたところに位置するラジアル方向と軸方向の軸受間隙４’を介して逆流させることができる。
【００５２】
上記したように軸受流体１９は、軸受間隙（４、４’）を介してだけではなく、ラジアル方向の軸受間隙４’を軸方向に延長させた方向に形成される複数の「スラストプレート上下連通導油路１２」を介しても流入及び循環することができる。
【００５３】
本実施形態は、好適には、軸受スリーブ内周側部１が軸受収容部材３の中に圧入されている流体動圧軸受にも適用できる。この場合、上記軸受スリーブ内周側部１の外周面の、上記軸受収容部材３との「嵌合領域」にローレットを加工により形成するか、上記軸受収容部材３の内周面の、上記軸受スリーブ内周側部１との「嵌合領域」にローレットを加工により形成すれば良い。
【００５４】
本実施形態のこの場合も、ローレット加工部は軸受スリーブ内周側部１と軸受収容部材３の「嵌合領域」の軸方向全長に延伸されて形成され、望ましくは、潤滑剤１９を流動させることができる複数のスリーブ上下連通導油路１３が形成される。複数のスリーブ上下連通導油路１３によって、軸受スリーブ内周側部１の一方の端部（上端）に接する潤滑剤流動部分（油量調整用貯留部８）と軸受スリーブ内周側部１のもう一方の端部（下端）に接するスラスト軸受部（軸受間隙４’）が連通される。
【００５５】
本実施形態の流体動圧軸受は、一方の端部に軸受流体のための油量調整用貯留部８が設けられて。ここで言う油量調整用貯留部８は、好ましくは、軸受間隙（４、４’）と直接的あるいは間接的に連通されている円錐形（または逆円錐形）の空洞（空間）を形成する。本実施形態の場合は、軸受スリーブ内周側部１と軸受収容部材３の「嵌合領域」にローレットを、油量調整用貯留部８と軸受間隙（４、４’）部の間に潤滑剤１９の流動が可能となるように連通させるように加工して形成しても良い。
【００５６】
但し、上記油量調整用貯留部８と上記軸受間隙（４、４’）を、潤滑剤１９の流動が可能となるよう連通させる手段として、先に述べたスリーブ上下連通導油路１３のみを用いても良い。
【００５７】
本実施形態は、流体動圧軸受、特に、ハードディスクドライブ装置に搭載されるスピンドルモータに用いられるような、シャフト２と、シャフト２に圧入されて固定されたスラストプレート５と、一方がカバープレート６によって閉塞されつつシャフト２とスラストプレート５を、潤滑剤１９が満たされた僅かな軸受間隙４，４’を介して囲む軸受スリーブ内周側部１とから成る流体動圧軸受に関する。
【００５８】
本実施形態による流体動圧軸受の場合、シャフト２とスラストプレート５がはまり合う「嵌合領域」の割合をできるかぎり小さくするために、スラストプレート５とシャフト２の嵌合部分において、シャフト２の外周面側に、シャフト２と略平行である複数のスラストプレート上下連通溝１１を、好ましくはローレット加工によって設けた。別な選択肢として、スラストプレート５とシャフト２の嵌合部分における、スラストプレート５の内周面側にローレット加工を施しても良い。
【００５９】
このように本実施形態による流体動圧軸受では、潤滑剤１９を常にスラストプレート５の周りに循環させることができると共に、スラストプレート５をより速やかに浮遊させることができるので、モータの始動や停止時に発生するクリティカルな摩擦が発生する状態からより速く脱出することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、軸受流体が軸受間隙（４、４’）内で横方向にも循環できるため、軸受流体が局部的に過熱する事態は避けられ、均一な温度分布が得られる。これによって、回転するスラストプレート５（スラスト軸受部材）と静止する軸受けスリーブ１（スラスト軸受部材）が接触して流体動圧軸受自体が破損する可能性を大幅に回避させることができる。更に、流体動圧軸受を何れの軸方向に対しても均等に負荷がかかるようにできる。但し、個々の回転軸方向の剛性曲線については、相互に大きく異なる場合がある。
【００６１】
また、本実施形態では、上記したようにシャフト２とスラストプレート５がはまり合う「嵌合領域」の面にローレット加工と研磨を施すことで、シャフト２とスラストプレート５を嵌合する際、与える力が少なくてすむだけでなく、カジリが発生する虞も少なくすることができるという効果を有する。この効果は、「嵌合領域」の面が連続面（１００％）である場合は得ることができない。
【００６２】
したがって本実施形態は、流体動圧軸受を構成するスラストプレート５が軸受スリーブ（１＋３）の内の軸受スリーブ内周側部１に異常なほど接近せず、大規模な製造装置が必要にならず、回転する部材のバランスが崩れず、組み合わされる部材に「カジリ」が発生せず、潤滑剤がより効率的に循環させられる流体動圧軸受を提供できる。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態となる流体動圧軸受を示す縦方向の概略断面図である。
図２に示した本実施形態では、図１及び図１ａ，１ｂに示した第１の実施形態と類似する流体動圧軸受の形態を示し、シャフト２の外周面には、ローレット１１’が、そして、軸受スリーブ内周側部１の外周面には、ローレット１０’が加工される。
【００６４】
図２に示した本実施形態が、図１及び図１ａ，１ｂに示した第１の実施形態と異なる点は、軸受収容部材３の外周面におけるカバーキャップ７に覆われている部分に、ネジ型の切り込み溝１４が設けられている点である。この切り込み溝１４は、油量調整用貯留部８から始まりカバーキャップ７の下方端部に延伸されて形成される。
【００６５】
すなわち、本実施形態では、軸受スリーブ（１＋３）には、カバーキャップ（７）が嵌合される外周面に、ネジ型の切り込み溝１４が設けられる。
【００６６】
したがって本実施形態では、上記した第１の実施形態の効果に加えて、さらに外気との接点（動圧のバランス）を成すこの切り込み溝を介して油量調整用貯留部８と軸受間隙４及び４’に潤滑剤を充填することができる。
【００６７】
＜第３の実施形態＞
図３は、本発明の第３の実施形態となる流体動圧軸受を示す縦方向の概略断面図である。
図３に示された本実施形態では、流体動圧軸受の回転軸方向の開放（自由）端部側が、２つの部材によってカバーされている。上記した２つの部材とは、リングプレート１５及びカバーキャップ１６である。リングプレート１５は、軸受スリーブ（１＋３）に軸方向の開放端部側のシャフト２の肩部分に載置され、均等の厚さを有している。又、そのリングプレート１５の下方、すなわち、リングプレート１５と軸受収容部材３あるいは軸受スリーブ内周側部１の間には、軸受間隙４に接する環状の間隙１８が形成される。
【００６８】
上記したようにカバーキャップ１６は、軸受収容部材３上に搭載される。カバーキャップ１６は、シャフト２に対して円錐状に底部側に向かって半径（あるいは底部側横断面積）が漸増されるように形成され、これによって、カバーキャップ１６とリングプレート１５の間に、環状であって、円錐型断面を有する空洞が形成される。
【００６９】
この空洞は、上記したように半径方向内側に向かって軸方向寸法が拡大しており、軸受流体１９の油量調整用貯留部１７として機能する。この油量調整用貯留部１７の、半径方向の外側に位置する部分は環状間隙１８と連通されている。
【００７０】
軸受スリーブ内周側部１の外周面あるいは軸受収容部材３の内周面をローレット加工することにより形成された複数のスリーブ上下連通導油路１３と、環状間隙１８の内周側の部分により、軸受間隙４と軸受間隙４’の下部の潤滑剤を交換させることができる。それと同時に、軸受間隙４’は、複数のスリーブ上下連通導油路１３と環状間隙１８の外側の部分を介して油量調整用貯留部１７とも連通される。
【００７１】
カバーキャップ１６は、シャフト２に対して円錐状に底部側に向かって半径が漸増されるように形成され、軸受スリーブ（１＋３）における軸方向でカバーキャップ１６側の内周側の環状凹部に載置されて均等の厚さを有するリングプレート１５が設けられ、軸受スリーブ（１＋３）とリングプレート１５との間には潤滑剤１９が流動する環状間隙１８が形成され、油量調整用貯留部１７は、カバーキャップ１６とリングプレート１５の間に形成される。
【００７２】
したがって本実施形態でも、流体動圧軸受を構成するスラストプレート５が軸受スリーブ（１＋３）の内の軸受スリーブ内周側部１に異常なほど接近せず、大規模の製造装置が必要にならず、回転する部材のバランスが崩れず、組み合わされる部材に「カジリ」が発生せず、潤滑剤がより効率的に循環させられる流体動圧軸受を提供できる。
【００７３】
なお、上記した各実施形態では、ハードディスクドライブ装置用スピンドルモータに具備されるような流体動圧軸受の場合で、静止している軸受スリーブに回転自在にシャフトが軸支される場合について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、静止しているシャフトが回転自在に軸受スリーブを軸支する形態のような他の構造の場合にも適用可能であり、他の製品に具備される場合にも適用可能である。
【００７４】
本願明細書、図面及び請求項に開示した特徴は、単独であろうと任意の組み合わせであろうと、本発明による複数の実施形態の実現に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態となる流体動圧軸受を示す縦方向の概略断面図である。
【図１ａ】図１のシャフト２にローレット加工されたスラストプレート上下連通溝を示す横方向の断面図である。
【図１ｂ】図１ａのシャフト２のスラストプレート上下連通溝に仕上げ加工を施してスラストプレート５に圧入した後の状態を示す横方向の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態となる流体動圧軸受を示す縦方向の概略断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態となる流体動圧軸受を示す縦方向の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  軸受スリーブ内周側部
２  シャフト
３  軸受収容部材
４、４’  軸受間隙
５  スラストプレート
６  カバープレート
７  カバーキャップ
８  油量調整用貯留部
９  充填口
１０、１０’  スリーブ上下連通溝（貫通ローレット形状）
１１、１１’  スラストプレート上下連通溝（貫通ローレット形状）
１２  スラストプレート上下連通導油路
１３  スリーブ上下連通導油路
１４  切り込み溝
１５  リングプレート
１６  カバーキャップ
１７  油量調整用貯留部
１８  環状間隙
１９  軸受流体（潤滑剤）
【図１】
2005127514.tif 000003
【図１ａ】
2005127514.tif 000004
【図１ｂ】
2005127514.tif 000005
【図２】
2005127514.tif 000006
【図３】
2005127514.tif 000007