(57)【要約】【課題】  システム内の潤滑油の高さを製造者が観察可能であり、それにより、潤滑油不足又は潤滑油溢れを防止可能な流体動圧軸受システム構造を提供する。【解決手段】  軸受スリーブと、軸受スリーブの円筒状の内孔の内部に挿入される軸とを有する流体動圧軸受システムである。軸と軸受スリーブとの間には軸受間隙が形成され、当該軸受間隙は潤滑油で満たされる。シールドは、軸受スリーブを包囲している。シールドは、軸受間隙から離隔した軸受スリーブの端面上の所定位置に固定されている。シールドは、潤滑油と接触しない。【選択図】  図２
2005042918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
円筒状内孔を有するとともに、前記円筒状内孔の内部に前記軸が挿入される軸受スリーブと、
前記軸と前記軸受スリーブとの間に形成され、潤滑油が充填される軸受間隙と、
前記軸受スリーブを包囲するシールドと、
を備え、
前記シールドは、前記軸受間隙から離隔した前記軸受スリーブの端面上の所定位置に固定され、前記シールドが前記潤滑油と接触しないことを特徴とする流体動圧軸受システム。
【請求項２】
前記軸上に装着された少なくとも一つの軸受部材を更に備え、前記軸受スリーブと前記軸受部材との間に前記軸受間隙が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システム。
【請求項３】
潤滑油リザーバを更に備え、前記シールドは、前記潤滑油リザーバから離隔した位置において前記軸受スリーブの前記端面に対して固定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システム。
【請求項４】
前記軸受スリーブの前記端面は、前記軸受間隙から離隔した凹陥部を更に備え、前記凹陥部と前記軸受間隙との間に一つの壁が形成され、前記シールドは、前記凹陥部内において前記軸受スリーブに対して固定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システム。
【請求項５】
前記軸受スリーブに温度バリア溝を更に備え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システム。
【請求項６】
前記シールドは、レーザ溶接によって前記軸受スリーブに対して固定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システム。
【請求項７】
流体動圧軸受システムを有するスピンドルモータであって、前記流体動圧軸受システムは、
軸と、
円筒状内孔を有するとともに、前記円筒状内孔の内部に前記軸が挿入される軸受スリーブと、
前記軸と前記軸受スリーブとの間に形成され、潤滑油が充填される軸受間隙と、
前記軸受スリーブを包囲するシールドと、
を備え、
前記シールドは、前記軸受間隙から離隔した前記軸受スリーブの端面上の所定位置に固定され、前記シールドが前記潤滑油と接触しないことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項８】
前記軸上に装着された少なくとも一つの軸受部材を更に備え、前記軸受スリーブと前記軸受部材との間に前記軸受間隙が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
【請求項９】
潤滑油リザーバを更に備え、前記シールドは、前記潤滑油リザーバから離隔した位置において前記軸受スリーブの前記端面に対して固定されていることを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
前記軸受スリーブの前記端面は、前記軸受間隙から離隔した凹陥部を更に備え、前記凹陥部と前記軸受間隙との間に一つの壁が形成され、前記シールドは、前記凹陥部内において前記軸受スリーブに対して固定されていることを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
【請求項１１】
前記軸受スリーブに温度バリア溝を更に備えていることを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
【請求項１２】
前記シールドは、レーザ溶接によって前記軸受スリーブに対して固定されていることを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
【請求項１３】
軸上に軸受部材を装着するステップと、
前記軸受部材とともに前記軸を軸受スリーブ内に挿入するステップと、
軸受間隙に潤滑油を充填しながら、前記潤滑油の充填高さを観察するステップと、
前記潤滑油に接触させないようにシールドを前記軸受スリーブ上に配置するステップと、
前記シールドを前記軸受スリーブに対して溶接するステップと、
を備えていることを特徴とする流体動圧軸受システムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、スピンドルモータに関する。特に、本発明は、流体動圧軸受を使用して軸受部内で軸を支持するスピンドルモータであって、軸受部内に封入された潤滑油によって軸が包囲されているスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル情報を記憶するため、コンピュータには、長年にわたって、ディスクドライブメモリシステムが使用されてきた。情報は、磁気ディスク媒体の同心メモリトラック上に記録される。実際の情報は、媒体内において磁気転移の形態をなして記憶される。ディスク自体は、スピンドル上に回転可能に装着されており、情報は、ディスクの表面上にわたって径方向に移動する回動アーム上に通常配置される読み取り／書き込みヘッドによってアクセスされる。情報を適切に読み取って書き込むため、読み取り／書き込みヘッド、即ち、トランスデューサを、ディスク上の記憶トラックに正確に位置合わせしなければならない。
【０００３】
動作中、ディスクは、ハブの内側又はディスクの下側に通常配置される電気モータにより、外装ハウジング内において高速で回転させられる。通常使用されているあるタイプのモータは、インハブモータ又はインスピンドルモータとして知られている。そのようなインスピンドルモータは、通常、スピンドルを有しており、このスピンドルは、二つの玉軸受システムにより、ハブの中心に配置されたモータ軸に対して装着されている。しかしながら、情報記憶システムのサイズが小さくなるにつれて、流体動圧軸受を含む他のタイプの軸受が開発されるようになってきている。
【０００４】
これらのタイプのシステムにおいて、気体又は液体といった潤滑流体は、固定ベース若しくはハウジングと回転スピンドルとの間、又は、回転ハブとモータの固定囲繞部との間で、実際の軸受面として機能する。例えば、油を含む液体の潤滑剤、更に複合的な強磁性流体、あるいは、空気でさえも、流体動圧軸受システムでの使用のために利用されてきた。空気を好んで使用する理由は、ヘッドディスクハウジングのシール領域内への汚染物質のガス放出を回避できるからである。しかしながら、空気は、油のような良質な潤滑を与えない。その低い粘性は、僅かな軸受間隙を必要とし、従って、同様の動的性能を達成するためのより高い公差基準を必要とする。
【０００５】
液体の潤滑剤を使用する流体動圧軸受の場合、軸受負荷能力の低減を招く潤滑剤の損失を避けるため、潤滑流体及びその成分を軸受内に封入しておかなければならない。多量の潤滑剤が軸受から蒸発すると、スピンドル及びハウジングの物理的表面同士が相互に接触して、摩耗が増大し、その結果、軸受システムが故障してしまう可能性がある。同様に、重大なのは、シールが損失し、又は、軸受システム内の流体の高さを制御し損なうと、潤滑剤粒子及び液摘により、また、ガス放出に関連する凝縮により、ハードディスクドライブが汚染されてしまう可能性があるということである。
【０００６】
液体潤滑流体動圧軸受の従来の構造に伴う更なる問題は、スピンドルモータの動作中に、潤滑流体が軸上に跳ね飛んで軸に沿って周囲へと移動してしまう可能性があるということである。この油移動及び／又は跳ね飛びを防止するため、軸受システムを囲むように軸の一端にシーリングシールドを設けてもよい。
【０００７】
シールドを組み込んだ従来の流体動圧軸受システム１００の一例が図２（ｂ）に示されている。流体動圧軸受システム１００は軸１１２を有しており、軸１１２には軸受部材１１４が固定されている。軸１１２は、軸受スリーブ１１６の円筒状内孔の内部に挿入されており、これにより、軸受部材を有する軸の外面とスリーブの内面との間に軸受間隙が形成されている。軸受間隙には、潤滑油１１８が充填されている。過剰な油を収容するため、軸受間隙の上部にはオイルリザーバ１２２が設けられている。円筒状開口１３２を有するシールド１２０が軸１１２上にわたって配置されており、このシールド１２０は、その内面が潤滑油１１８と部分的に接触するように、軸受スリーブ１１６の段部１２６に固定されている。軸受間隙内に潤滑油１１８を注入できるように、シールドには油充填孔１２８が設けられている。
【０００８】
従来の流体動圧軸受システム１００の組立中、軸受部材１１４が軸１１２上に圧入され、その後、軸１１２が軸受スリーブ１１６の円筒状内孔の内部に挿入される。その後、シールド１２０が軸受スリーブの段部１２６上に配置され、これにより、円筒状開口１３２を通じて軸１１２が突出する。シールド１２０は、軸受スリーブに対してレーザ溶接される。次に、油充填孔１２８を通じて潤滑油１１８が軸受間隙内に注入される。
【０００９】
スピンドルモータを適切に機能させるためには、適切で且つ過剰でない量の潤滑油を油充填孔から注入することが非常に重要である。しかしながら、前述した組立方法にあっては、製造者は、システム内の潤滑油の高さ（レベル）を観察することができず、従って、潤滑油不足又は潤滑油溢れを防止することができない。製造者の視界は、シールドによって遮られる。しかし、油が充填された後にシールドが軸受スリーブに固定されると、シールドのレーザ溶接によって潤滑油が過熱してしまう。これは、潤滑油がシールドに近接しているためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、技術的には、システム内の潤滑油の高さ（レベル）を製造者が観察することができ、それにより、潤滑油不足又は潤滑油溢れを防止することができる流体動圧軸受システム構造が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様においては、軸受スリーブと、軸受スリーブの円筒状内孔の内部に挿入される軸とを有する流体動圧軸受システムが提供される。軸と軸受スリーブとの間には軸受間隙が形成され、その軸受間隙には、潤滑油が充填されている。シールドが軸受スリーブを包囲している。シールドは、軸受間隙から離隔した軸受スリーブの端面上の所定位置に固定されている。シールドは、潤滑油と接触しない。
【００１２】
本発明の他の態様においては、流体動圧軸受システムの製造方法が提供される。その提供される方法においては、先ず最初に、軸上に軸受部材が装着される。その後、軸が軸受スリーブ内に挿入され、軸と軸受スリーブとの間に形成された軸受間隙が潤滑油により充填される。その間、当該潤滑油の充填高さを観察する。その後、潤滑油に接触させないようにシールドを軸受スリーブ上に配置し、シールドを軸受スリーブに対して溶接する。
【００１３】
以上の態様、利点、特徴は、単なる代表的な実施の形態にすぎない。これらによって、請求項に規定する本発明が限定されないことは言うまでもない。本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明、図面、請求項から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付図面によって本発明の非限定的な実施の一形態が示されている。図面中、同様の参照符号は、同様又は対応する部品を示している。
【００１５】
図１に示されるように、スピンドルモータ１０は、ロータ部とステータ部とを備えている。ロータ部はハブ３４を有しており、ハブ３４の内側キャビティ内には軸受スリーブ１６が固定されている。ハブ３４の上端には、ハブと共に回転可能な磁気ディスク（図示せず）が固定され得る。ハブ３４の下端には、ヨーク部３６が装着されている。ハブ３４のヨーク部には、永久磁石３８が固定されている。ステータ部は、軸受スリーブ１６の円筒状内孔の内部に挿入された固定軸１２を備えている。固定軸１２上には軸受部材１４が装着されており、これにより、軸受部材を有する固定軸の外面と軸受スリーブの内面との間に軸受間隙が形成されている。図２ａに示される軸受部材はスプール軸受を形成しているが、任意の他のタイプの流体動圧軸受を本発明と共に使用することができる。例えば、軸受部材１４として、円錐状の軸受部材を使用することができる。
【００１６】
軸受間隙には、潤滑油１８が充填される。固定軸１２は、その下端がフレーム（図示せず）に対して固定され、その上端がトップカバー（図示せず）に対して固定されている。巻線４４を有するステータコア４２は上記フレームに固定されており、これにより、ステータコアは、ロータ部の永久磁石３８と対向する関係をなして配置されている。永久磁石３８及び巻線を有するステータコア４２によって形成される磁場の作用の下で、ハブ３４を有する軸受スリーブ１６は、潤滑油の膜を介して固定軸１２を中心に回転する。
【００１７】
特に図２ａに示されるように、軸受スリーブ１６の上端と軸受部材１４の上端との間には、過剰な潤滑油を収容するため、リザーバ２２が形成されている。軸受スリーブ１６の上面にはシールド２０が配置されており、そのシールド２０は、軸受スリーブ１６に対してレーザ溶接されている。レーザ溶接が参照符号２４により示されている。固定軸１２は、シールド２０の円筒状開口３２を通じて突出している。好ましい実施の形態において、シールド２０と軸受スリーブ１６との間の取り付け箇所は、リザーバ２２及び軸受間隙から離隔しており、これにより、シールド２０が潤滑油１８と接触しないようになっている。また、軸受スリーブ１６内には、溶接プロセス中に軸受スリーブ１６が過熱することを防止する温度バリア溝３０が設けられている。
【００１８】
図２ａに示されるように、シールド２０の下端は、軸受スリーブ１６の上面に形成された凹陥部２６内に固定されていてもよい。凹陥部２６は、凹陥部とリザーバ２２との間に一つの壁を残存させるように形成されている。この壁は、リザーバ内及び軸受内の潤滑油が溶接プロセス中に過熱することを防止する。
【００１９】
本発明に従って流体動圧軸受システムを組み立てるため、軸受部材１４を軸１２上に圧入した後、軸１２を軸受スリーブ１６の円筒状内孔に挿入する。次に、潤滑油１８を軸受間隙内に充填する。この潤滑油充填プロセスは、顕微鏡の制御下でマイクロドロップ法を使用して行なわれることが好ましい。シールドが軸受スリーブの開口を覆って配置されていないため、製造者は、軸受間隙内及びリザーバ内の潤滑油の高さ（レベル）を容易に観察することができる。従って、潤滑油不足又は潤滑油溢れを防止することができる。その後、シールド２０が凹陥部２６内、即ち、軸受スリーブの上端に配置され、軸１２が円筒状開口３２を通じて突出させられる。シールド２０は、軸受スリーブに対してレーザ溶接される。
【００２０】
本発明によって与えられたシールド及び軸受スリーブの構造により、製造者は、システム内の潤滑油の高さ（レベル）を観察することができ、従って、潤滑油不足又は潤滑油溢れを防止することができるため、適切で且つ過剰でない量の潤滑油を充填することができる。製造者の視界は、シールドによってもはや遮られない。シールドがリザーバ及び軸受間隙から離隔しているため、レーザ溶接プロセス中に潤滑油が過熱しない。従って、潤滑油が充填された後、軸受スリーブに対してシールドを固定することができる。
【００２１】
読者の便宜のため、前述した説明は、考えられる総ての実施の形態のうちの代表的なサンプル、本発明の原理を教示し且つその原理を実行するための考えられる最良の形態を伝えるサンプルを中心に扱ってきた。前述した説明は、考えられる総ての変形例を余すこと無く列挙しようとするものではない。説明しなかった他の変形例又は変更例も考えられ得る。例えば、複数の他の実施の形態を説明する際には、多くの場合、様々な実施の形態の要素同士を組み合わせることができ、あるいは、ここで説明した実施の形態の要素と、特に説明していない他の変更例又は変形例とを組み合わせることができる。これらの説明しなかった変更例及び変形例の多くは、以下の、請求項の文言通りの範囲内に入り、他は等価である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】流体動圧軸受システムを有するスピンドルモータの断面図である。
【図２】本発明に係る新規なシールド及びスリーブ構造を有する流体動圧軸受システム（ａ）、及び、従来の構造のシールド及び軸受スリーブを有する流体動圧軸受システム（ｂ）の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  スピンドルモータ
１２  固定軸
１４  軸受部材
１６  軸受スリーブ
１８  潤滑油
２０  シールド
２２  リザーバ
２４  レーザ溶接
２６  凹陥部
３０  温度バリア溝
３２  円筒状開口
３４  ハブ
３６  ヨーク部
３８  永久磁石
４２  ステータコア
４４  巻線
１００  流体動圧軸受システム
１１２  軸
１１４  軸受部材
１１６  軸受スリーブ
１１８  潤滑油
１２０  シールド
１２２  オイルリザーバ
１２６  段部
１２８  油充填孔
１３２  円筒状開口
【図１】
2005042918.tif 000003
【図２】
2005042918.tif 000004