(57)【要約】【課題】  長寿命で長期間所定性能が安定して得られる動圧流体軸受モータ及びそれを備えたディスク駆動装置を提供する。【解決手段】  シャフト（７）に、シャフト（７）の一端側端面と他端側端面とに開口する貫通孔（１７）を形成し、貫通孔（１７）を、他端側端面に、他端側端面に向かって漸次径が大きくなる漏斗状部（１７Ｃ）を介して開口する動圧流体軸受モータ（１００）にした。また、ディスク状記録媒体（１）をハブ（２）に固定したこの動圧流体軸受モータ（１００）を用いて成るディスク駆動装置（７５）にした。【選択図】      図１
2005127405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと、該ハブに一端側を固着され他端側にフランジが形成されて成るシャフトとを有するロータと、
前記シャフトを回転自由に軸支するスリーブと、前記フランジと対向するように前記スリーブに固定されたスラストプレートとを有するステータとを備え、
前記フランジと前記スラストプレートとより構成されたスラスト動圧流体軸受を有して成る動圧流体軸受モータにおいて、
前記シャフトに、該シャフトの前記一端側端面と前記他端側端面とに開口する貫通孔を設け、
前記貫通孔を、前記他端側端面に向かって漸次径が大きくなる漏斗状部を介して前記他端側端面に開口する形状にしたことを特徴とする動圧流体軸受モータ。
【請求項２】
ディスク状記録媒体を用いて情報の記録または再生を行うディスク記録再生装置に搭載され、前記ディスク状記録媒体を回転駆動する動圧流体軸受モータを備えたディスク駆動装置において、
前記動圧流体軸受モータとして請求項１記載の動圧流体軸受モータを用い、前記ディスク状記録媒体を前記ハブに固定して成ることを特徴とする動圧流体軸受モータを備えたディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧流体軸受モータ及びそれを備えたディスク駆動装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク等のディスクの駆動装置に用いられそのディスクを回転駆動するモータには高い信頼性が要求されている。特に、ディスクの高容量化に伴い、従来のボールベアリングを用いた軸受よりもＮＲＲ０（非繰り返し性振れ）に優れた動圧流体軸受を用いたモータは、このディスク駆動装置に好適に用いることができる。
この動圧流体軸受を用いたモータ（以下、単にモータと称する）の例として、特許文献１に記載されたモータがある。
このモータは、軸部とそれに対して相対的に回転自在なスリーブ部とを有し、軸部がラジアル及びスラスト動圧流体軸受により軸支される一方、この軸部にその下端から上端まで貫通して潤滑流体を充填保持する注入貫通孔を備えてなるものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のモータにおいては、潤滑剤が経時的に発散して減少した場合に、動圧流体軸受の潤滑に必要な潤滑剤量が十分に得られなくなる場合があり、軸受の寿命を長く安定して維持することが困難であるという問題があった。
【０００５】
また、この注入貫通孔の内面と軸部の下端面とがほぼ直交するように交わって面角度が急激に変化しているので、モータの製造において、注入孔の開口部（上部）から潤滑剤を注入する際に空気を巻き込んで潤滑剤の中に気泡が残存しやすいものであった。また、この形態においては、一旦巻き込んだ気泡は、軸部底面に遮られてしまい、注入貫通孔を通して外部へ解放され難い。
【０００６】
この気泡の残存により、潤滑剤としての性能が充分に発揮されず、動圧流体軸受の所定性能が得られなかったり、あるいは焼き付きが生じ易く、モータの寿命が短くなってしまうという問題があった。
また、気泡を残存させないように潤滑剤を注入しなければならず、組立作業が困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、組立てが容易で、潤滑剤の保持量が十分に得られ、長寿命で長期間所定性能が安定して得られる動圧流体軸受モータ及びそれを備えたディスク駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、ハブ（２）と、該ハブ（２）に一端側を固着され他端側にフランジ（８）が形成されて成るシャフト（７）とを有するロータ（４）と、前記シャフト（７）を回転自由に軸支するスリーブ（９）と、前記フランジ（８）と対向するように前記スリーブ（９）に固定されたスラストプレート（１０）とを有するステータ（３）とを備え、前記フランジ（８）と前記スラストプレート（１０）とより構成されたスラスト動圧流体軸受を有して成る動圧流体軸受モータにおいて、
前記シャフト（７）に、該シャフト（７）の前記一端側端面と前記他端側端面とに開口する貫通孔（１７）を形成し、前記貫通孔（１７）を、前記他端側端面に向かって漸次径が大きくなる漏斗状部（１７Ｃ）を介して前記他端側端面に開口する形状にしたことを特徴とする動圧流体軸受モータ（１００）である。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、ディスク状記録媒体（１）を用いて情報の記録または再生を行うディスク記録再生装置に搭載され、前記ディスク状記録媒体（１）を回転駆動する動圧流体軸受モータ（７２）を備えたディスク駆動装置（７５）において、
前記動圧流体軸受モータ（７２）として請求項１記載の動圧流体軸受モータ（１００）を用い、前記ディスク状記録媒体（１）を前記ハブ（２）に固定して成ることを特徴とする動圧流体軸受モータ（１００）を備えたディスク駆動装置（７５）である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、動圧流体軸受モータにおいて、長寿命であり、組立が容易で、長期間安定して性能を発揮することが可能になるという効果を奏する。また、動圧流体軸受モータを備えたディスク駆動装置においても、長寿命であり、長期間安定して性能を発揮することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明の動圧流体軸受モータの実施例を示す断面図である。
図２は、本発明の動圧流体軸受モータの実施例の組立を説明する図である。
図３は、本発明の動圧流体軸受モータの他の実施例を示す断面図である。
図４は、本発明の動圧流体軸受モータを備えたディスク駆動装置の実施例を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、このモータ１００は、ロータ４とステータ３とからなる。
ロータ４はディスク１を取り付けたハブ２と、その底面に固定されたロータヨーク５と、そのロータヨーク５の内面に接着固定されたマグネット６と、ハブ２の中心に設けられた孔２Ａに一端側が圧入固定されたシャフト７とよりなる。
ロータ４は、アルミニウムの切削加工により形成される。
ロータヨーク５は、鉄で形成され、表面にニッケルめっきが施されている。
マグネット６の表面は電着塗装が施されている。
シャフト７は、アルミニウムまたは亜鉛等からなり、ハブ２と固定された端部の反対側端部にはフランジ８が一体的に形成されている。
【００１３】
ステータ３は、シャフト７を軸支する孔９Ａを有するスリーブ部９を備え、このスリーブ部９と一体的に形成されたモータベース１２と、スリーブ部９の外周面に固着されコイル１４が巻回されたコア１３と、孔９Ａの下端部に接着剤１１により封止固定されたスラストプレート１０とよりなる。
モータベース１２は、アルミダイキャストで形成され、所定の部分に切削加工が施されている。
コア１３は、珪素鋼鈑の薄板が積層されてなり、表面に電着塗装や粉体塗装等の絶縁コーティングが施されている。
スラストプレート１０は、ステンレス材により形成される。
【００１４】
コイル１４のリード１４Ａは、モータベース１２の貫通孔１２Ｂに通され、モータベース１２の底面側に固定されたフレキシブル基板１５（以下、ＦＰＣ１５）に形成された配線パターンにはんだ付けによって電気的に接続されている。
ＦＰＣ１５の配線パターンとディスク駆動装置の駆動回路１４Ｂとはコネクタ１６を介して電気的に接続されており、駆動回路１４Ｂへの通電によりこのモータ１００は動作し、ロータ４はステータ３に対して回転する。
【００１５】
フランジ８の上下端面には、動圧を発生させるためのヘリングボーンあるいはレイレイステップ等の図示しないスラスト動圧溝が形成されている。このスラスト動圧溝は、エッチングやスタンピング等の加工法により形成することができる。
【００１６】
このフランジ８の下面部とスラストプレート１０の上面部との間隙には、後述するように潤滑剤（オイル）２１が略密閉充填され、スリーブ部９，スラスト動圧溝，スラストプレート１０及び潤滑剤２１により、ロータ４の回転に伴って発生する動圧でロータ４をスラスト方向に支持するスラスト動圧流体軸受が構成されている。
【００１７】
一方、シャフト７の外周部又はスリーブ部９の孔９Ａの周面には、図１に斜線で示したようなラジアル方向の動圧を発生させるためのヘリングボーンあるいはレイレイステップ等のラジアル動圧溝が形成されている。このラジアル動圧溝も、エッチングやスタンピング等の加工法により形成することができる。
【００１８】
シャフト７とスリーブ部９との間隙には、潤滑剤（オイル）２１が略密閉充填され、潤滑剤２１とラジアル動圧溝とこれに対向するシャフト７又はスリーブ部９とにより、動圧溝とロータ４の回転に伴って発生する動圧でロータ４をラジアル方向に支持するラジアル動圧流体軸受が構成されている。
【００１９】
シャフト７には、潤滑剤２１の注入とその保持のために軸方向に貫通孔１７が形成されている。この貫通孔１７は、フランジ８を形成した端部とは反対側の端部側に第１の径からなる大径部１７Ａが形成され、フランジ８を形成した端部側が第１の径より小さい第２の径からなる小径部１７Ｂが形成されている。
そして、このシャフト７のフランジ８側の端面７Ｂは、略漏斗状に広がって開口するテーパ開口部（漏斗状部）１７Ｃが形成されている。
【００２０】
各部寸法の一例を以下に示す。
シャフト７の外径：φ４．０
第１の径：φ２．０，第２の径：φ１．０
テーパ開口部の開口径１７Ｅ：φ３．０
テーパ開口角度θ：１２０°
【００２１】
この貫通孔１７には、液面が大径部１７Ａに位置する程度の量の潤滑剤２１が注入される。ここに注入された潤滑剤２１は、上述のラジアル及びスラスト動圧流体軸受の潤滑剤２１として供給されるものである。そして、この潤滑剤２１は、大径部１７Ａに強嵌合で挿入された弾性部材１８で封止されている。
さらに、弾性部材１８の上面側には、弾性部材１８と大径部１７Ａとの隙間を完全に封止するために、接着剤（封止剤）２２が注入され、この接着剤２２により弾性部材１８は大径部１７Ａに密着固定されると共に、潤滑剤２１は完全にシールされている。
弾性部材１８として、例えば球状のエラストマー材が使用可能であるが、これに限定されるものではない。
潤滑剤２１は、温度変化により膨張収縮するものであるが、この弾性部材１８の弾性によりこの膨張収縮が適度に吸収されるので、潤滑剤２１をより確実に、また、周囲環境によらず長期間安定してシールすることができる。
【００２２】
上述のように構成されたモータの組立ての概略工程について図２を用いて説明する。
まず、モータベース１２に一体形成されているスリーブ部９の孔９Ａに、図の下方からシャフト７を挿入する〔図２（Ａ）参照〕。
次に、スラストプレート１０をスリーブ９の孔９Ａの底側端部に接着剤１１で固着する。
その後、貫通孔１７に図の上方から潤滑剤２１を所定の量注入する。
貫通孔１７の大径部１７Ａの解放端側から弾性部材１８を所定位置に圧入して仮密封状態とする。
その後、モータ全体を減圧環境下に置くことで、スリーブ部９の孔９Ａの周面とシャフト７との間隙に充填させる。
弾性部材１８の上部側に接着剤２２を注入し、弾性部材１８と大径部１７Ａとを密着固定し、潤滑剤２１を完全に封止状態にする〔図２（Ｂ）参照〕。
その後、図２（Ｃ）に示すように、シャフト７に対してハブ２の孔２Ａを上方から圧入固定してハブ２とシャフト７とを一体化したロータ４とし、組立が完了する。
【００２３】
この組立工程では潤滑剤２１注入時にこの潤滑剤２１がはみ出すことがないので、これを拭き取る作業が不要となり、生産性が高く、モータを安価に製造することができる。
また、小径部１７Ｂに対して大径部１７Ａを設けたことで、注入量の目安が得られると共に、小径部１７Ｂで急激に上昇する注入時の液面上昇が大径部では鈍化するので、潤滑剤２１の注入過多を防止することができ、作業性に極めて優れている。
【００２４】
図３は、貫通孔１７を他の形態にした例である。
この貫通孔１７は、大径部１７Ａの開口部端に大径部１７Ａよりもさらに大径の第２の大径部１７Ｄを形成したものである。例えば、大径部１７Ａの径をφ２とし、この第２の大径部１７Ｄの径をφ３とすることができる。
また、この実施例では、弾性部材１８を使用せずに、第２の大径部１７Ｄに注入した封止剤（接着剤）２２Ａにより潤滑剤２１を封止している。
【００２５】
本実施例における貫通孔１７の作用と上述したテーパ開口部１７Ｃとについて説明する。
貫通孔１７に保持された潤滑剤２１は、動圧流体軸受けの潤滑剤の必要量を保持するものである。
【００２６】
一方、テーパ開口部１７Ｃは、この潤滑剤２１の必要量を充分に補填するものであると共に、注入時に潤滑剤が巻き込んでシャフト１７の底面とスラストプレート１０の上面との間に残存する気泡を、効果的に貫通孔１７に導くものである。
これにより貫通孔１７に導かれた気泡は、その液面から外気に解放除去される。
そのため、テーパ開口部１７Ｃの開口出口径１７Ｅは、できるだけ大きく設定されることが望ましいが、この出口径を必要以上に大きくすると、スラストプレート１０との対向面積がその分減少し動圧溝面積が減少する。
従って、この開口出口径１７Ｅは、スラスト動圧流体軸受けの必要性能が維持されるように、フランジ８の外径寸法を考慮して設定することが望ましい。
この場合、フランジ８のスラストプレート１０側の面７Ｂに形成する動圧溝の形成範囲を、その反対面側に形成する動圧溝の形成範囲と対応させてシャフト７の外径より大径となる範囲とすることで、開口出口径１７Ｅをシャフト７の外径と略同一径まで拡大することができ、これが最も好ましい形態である。すなわち、シャフト外径φ４．０の場合、開口出口径１７Ｅもφ４．０とする。
【００２７】
また、テーパ開口部１７Ｃの形状は、円錐状でなくてもよく、表面の曲率が変化した略円錐面状でもよい。加工の容易さから、円錐面状（断面でいわゆるＣ面取り形状）とするのが最も好ましい。
一方、テーパ開口角度θを上述の例では１２０°としたが、これに限るものではなく、フランジ８の厚さに応じてシャフト７の強度低下を生じさせない程度に大きくすることが望ましい。
【００２８】
本実施例は、貫通項１７のみならず、テーパ開口部１７Ｃとスラストプレート１０との間隙に潤滑剤２１が保持されるので、充分な量の潤滑剤２１が常にスラスト及びラジアル動圧流体軸受け部に供給される。
従って、経時的に発散して減少する潤滑剤の影響を受けることがなく初期性能を長期間維持することができる。
【００２９】
本実施例においては、下記のように材料を選定してスリーブ部９の線膨張係数をシャフト７の線膨張係数よりも小さくなるように構成してもよい。
具体的には、スリーブ部９をアルミニウム材で形成し、シャフト７を亜鉛で形成することで実現できる。（アルミニウムの線膨張係数：２３．２×１０-6／Ｋ，亜鉛の線膨張係数：２７．０×１０-6／Ｋ）
【００３０】
これにより、高温時に潤滑剤の粘度が下がり、動圧流体軸受けの軸受け剛性が低下しても、シャフト７の線膨張係数がスリーブ部９の線膨張係数よりも大きいので、スリーブ部９の孔９Ａの周面とシャフト７の外周面との間隙が小さくなり、剛性の低下を相殺することができる。
【００３１】
一方、低温時は、潤滑剤の粘度が上がり、軸受けへの負荷が増大してモータの駆動電流が増加する方向にある。しかしながら、シャフト７の線膨張係数がスリーブ部９の線膨張係数よりも大きいので、スリーブ部９の孔９Ａの周面とシャフト７の外周面との間隙が大きくなり、剛性の増大を相殺することができる。
従って、温度変化によらず駆動電流や性能が安定したモータとなっている。
【００３２】
図４は、上述したモータを搭載したディスク駆動装置の例である。
このディスク駆動装置７５は、筐体７０の内部に情報を記録するディスク（記録媒体：例えば磁気ディスク）１をハブ２に固定したモータ７２と、情報を記録または再生するための記録再生手段７３を備えている。そして、このモータ７２として本発明の動圧流体軸受モータ１００を用いている。
【００３３】
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の動圧流体軸受モータの実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の動圧流体軸受モータの実施例の組立を説明する図である。
【図３】本発明の動圧流体軸受モータの他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の動圧流体軸受モータを備えたディスク駆動装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ディスク（ディスク状記録媒体）
２  ハブ
２Ａ  孔
３  ステータ
４  ロータ
５  ロータヨーク
６  マグネット
７  シャフト
７Ａ  一方側端部
７Ｂ  他方側端部
８  フランジ
９  スリーブ部
９Ａ  孔
１０  スラストプレート
１１  接着剤
１２  モータベース
１２Ｂ  貫通孔
１３  コア
１４  コイル
１４Ａ  リード
１４Ｂ  駆動回路
１５  ＦＰＣ（フレキシブル基板）
１６  コネクタ
１７  貫通孔
１７Ａ  大径部
１７Ｂ  小径部
１７Ｃ  テーパ開口部（漏斗状部）
１７Ｄ  第２の大径部
１７Ｅ  開口出口径
１８  弾性部材
２１  潤滑剤（オイル）
２２，２２Ａ  接着剤（封止剤）
７０  筐体
７２，１００  モータ
７３  記録再生手段
７５  ディスク駆動装置
【図１】
2005127405.tif 000003
【図２】
2005127405.tif 000004
【図３】
2005127405.tif 000005
【図４】
2005127405.tif 000006