(57)【要約】      （修正有）【課題】  流体動圧軸受装置において、装置の高さを低く抑えつつ、高い軸受剛性を確保する。【解決手段】  スリーブ外周とハウジングの間にテーパシール部を設けて、ここから潤滑油を注入する構造とする。同時に潤滑液のバッファとして機能させる。スリーブと軸体との間の間隙の端部は、ラビリンスにすると同時に開口周囲を撥油膜で覆い、潤滑液の流出を防ぐ。こうする事で、テーパシール部のサイズを、軸方向について短く出来る。その為、ラジアル動圧軸受を、特に上側に向って大きく形成する事が可能になり、特にラジアル方向の軸受剛性を高めることができる。【選択図】図２
2005155912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、
静止部と、
前記静止部に形成され、一端側に開口し、前記軸体が回転自在に挿入された、軸受空洞と、
前記静止部に形成され、該静止部の一端側端面に開口して外気に連通する、第一のテーパシール部と、
前記軸受空洞の内周面とこれに対向する前記軸体表面との間に形成された、ラジアル間隙と、
前記静止部に形成され、第一のテーパシール部とラジアル間隙を繋ぐ、連絡路と、
ラジアル間隙及び前記連絡路を、実質的に途中で途切れることなく満たし、かつ、第一のテーパシール部の途中までを満たす、潤滑液と、
第一のテーパシール部において、前記潤滑液と外気との間で形成された、第一の界面と、
前記ラジアル間隙の一端側端部において、ラジアル間隙を満たす前記潤滑液と外気との間に形成され、第一の界面よりも幅が狭い、第二の界面と、
第二の界面の外気側に隣接する軸体周面及び／又は静止部表面が、撥油性を有してなる、撥油領域と、
前記軸体の外周面、及び、これに対向する前記軸受空洞の内周面を軸受面とし、前記潤滑液を動圧発生流体とする、ラジアル動圧軸受機構と、
前記ラジアル動圧軸受機構が形成された領域の少なくとも一部がその間に位置する、軸方向に隔たった二ヶ所において、前記ラジアル間隙に接続する、連通路と、
からなる、軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記静止部は、一端側で開口する穴部を有するハウジングと、該穴部に内嵌固定されたスリーブと、からなり、
前記軸受空洞は該スリーブに形成されており、
前記第一のテーパシール部は、該穴部の内周面と、該内周面との間隔が一端側に向って拡大する前記スリーブの外周面から構成されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軸受装置において、
前記静止部は、更に、前記スリーブの一端側端面を覆うカバー部材を有し、
前記軸体の一端部は該カバー部材が有する孔を通して突出し、
該孔の内周面は、前記軸受空洞の開口部を成し、
前記スリーブの一端側端面とこれを覆う前記カバー部材の間の間隔は、少なくとも一部において拡大して、前記潤滑液が流通可能な領域を形成し、
前記連絡路の少なくとも一部は、該領域から構成されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項４】
請求項３に記載の軸受装置において、
前記カバー部材は、前記スリーブの外周面に外嵌する周壁を有しており、
該周壁と前記スリーブ外周の間の間隔は少なくとも一部において拡大して、前記潤滑液が流通可能な領域を形成し、
前記連絡路の少なくとも一部は、該領域から構成されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の軸受装置において、
前記ラジアル間隙の一端側端部は、一端側に向かって間隙が拡大する第二のテーパシール部となっており、
そのテーパ角は、前記第一のテーパシール部のテーパ角よりも大きく、
第二の界面は該第二のテーパシール部に形成されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項６】
請求項１乃至４に記載の軸受装置において、
前記軸受空洞の開口部の縁には、面取りが施されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項７】
請求項６に記載の軸受装置において、
前記面取りが施された部位の前記軸体方向の長さは、第二の界面の幅の半分よりも大きく、
かつ、第一の界面の幅よりも小さい、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の軸受装置において、
前記面取りが施された部位の表面の内、少なくとも径方向外寄り側半分は、前記撥油領域である、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項９】
請求項１乃至８に記載の軸受装置において、
前記ラジアル動圧軸受機構は、前記軸体の外周面、若しくは、前記軸受空洞の内周面に、周方向に並んで形成された複数の動圧発生溝を有し、
該動圧発生溝の一端側端部は、第二の界面に軸方向に近接しており、かつ、
該動圧発生溝は、第二の界面から他端に向けて遠ざかる方向に、前記潤滑液の圧力を高める、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９に記載の軸受装置において、
前記スリーブの外周面と前記ハウジングの穴部の内周面との間には、軸方向に伸びる間隙が形成されており、
該間隙は前記連通路の一部を構成する、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項１１】
請求項２乃至１０に記載の軸受装置において、
前記スリーブの他端面と、これに対向する前記ハウジングの穴部の底面の間の間隔は、少なくとも一部において拡大して前記潤滑液が流通可能な領域を形成しており、
該領域は前記連通路の一部を構成する、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項１２】
請求項２乃至１１に記載の軸受装置において、
前記連通路の少なくとも一部は、前記連絡路から構成されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２に記載の軸受装置において、
前記軸体の他端には、径方向膨大部が形成されており、
前記静止部の軸受空洞は該径方向膨大部を収容する径方向拡大部を有し、
該径方向膨大部の軸方向表面、及び、これに対向する該径方向拡大部の軸方向表面、を軸受面とするスラスト動圧軸受を有している、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項１４】
請求項２乃至１３に記載の軸受装置において、
前記スリーブの少なくとも一部は、含油多孔質材料から構成されている、
事を特徴とする軸受装置。
【請求項１５】
ベースと、ベースに固定されたステータと、請求項１乃至１４に記載の軸受装置によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周面に取り付けられたロータマグネット、
を有する事を特徴とするスピンドルモータ。
事を特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置に搭載される流体動圧軸受機構を採用した軸受装置と、その軸受装置を搭載したスピンドルモータに関する。特に、軸受高さが小さな、薄型の軸受装置と、薄型のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置において使用されるスピンドルモータには、従来から種々の流体動圧軸受が利用されている。流体動圧軸受とは、軸体とスリーブの間にオイル等の潤滑液を介在させ、その潤滑液に生ずる流体圧力を支持力とする軸受である。
【０００３】
従来の動圧軸受を使用するスピンドルモータの一例を図１４に示す。このスピンドルモータは、ロータ１０５と一体を成す軸体１３１の外周面と、この軸体１３１が回転自在に挿通されるスリーブ１３３の内周面との間に、一対のラジアル動圧軸受部１３７，１３７が軸線方向に隔たって配置されている。そして軸体１３１の一方の端部外周面から半径方向外方に突出するディスク状スラストプレート１３４の上面とスリーブ１３３に形成された段部、並びに、スラストプレート１３４の下面とスリーブ１３３の一方の開口を閉塞するスラストブッシュ１３２との間に、それぞれ一対のスラスト軸受部１３６，１３６が構成されている。ラジアル動圧軸受部の上方には、第二のテーパシール部１４０が軸体１３１の周面に形成されている。
【０００４】
このようなスピンドルモータについて、更に、薄型にする事が求められるようになってきている。小型の情報機器に対する需要が高まっており、それに応じて、ハードディスク駆動装置等に対しても、小型化、薄型化が求められているからである。
【０００５】
しかしながら、図１４に示したようなスピンドルモータを薄型化する場合、必然的に流体動圧軸受装置の高さにも厳しい制限が課される。この為、二つのラジアル動圧軸受部の間隔も小さくせざるを得なくなるが、これは、特に軸体を倒そうとする外力に対する抵抗（剛性）を低下させ、軸受の設計を著しく困難にしていた。
【０００６】
特許文献１には、軸受の小型化を実現する為に、スリーブの端面に薄板を配置し、スリーブ端面との間隙にテーパシールを形成する構造が開示されている。この構成に寄れば、図１４におけるテーパシール１４０が軸線方向ではなく、半径方向に寝た形で配置される。この為、二つのラジアル軸受の間隔を狭める事なく、軸受全体の高さを低くする事が可能になる。
【０００７】
しかし、この構造では、軸体周面と薄板との間に形成される小さな間隙を通って、潤滑液が漏れ出すトラブルを十分に抑制する事ができない。この為、特許文献１に開示された軸受は、これまで実用に供される事はなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−３３１７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、軸受剛性が高く薄型の流体動圧軸受装置、及び、この軸受装置を搭載した薄型のスピンドルモータを提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１に記載の軸受装置は、軸体と、静止部と、静止部に形成され、一端側に開口し、軸体が回転自在に挿入された、軸受空洞と、静止部に形成され、静止部の一端側端面に開口して外気に連通する、第一のテーパシール部を有する。更に、軸受空洞の内周面とこれに対向する軸体表面との間に形成された、ラジアル間隙と、静止部に形成され、第一のテーパシール部とラジアル間隙を繋ぐ、連絡路と、ラジアル間隙及び連絡路を、実質的に途中で途切れることなく満たし、かつ、第一のテーパシール部の途中までを満たす、潤滑液と、第一のテーパシール部において、潤滑液と外気との間で形成された、第一の界面と、ラジアル間隙の一端側端部において、ラジアル間隙を満たす潤滑液と外気との間に形成され、第一の界面よりも幅が狭い、第二の界面を有する。加えて、第二の界面の外気側に隣接する軸体周面及び／又は静止部表面が、撥油性を有してなる、撥油領域と、軸体の外周面、及び、これに対向する軸受空洞の内周面を軸受面とし、潤滑液を動圧発生流体とする、ラジアル動圧軸受機構と、ラジアル動圧軸受機構が形成された領域の少なくとも一部がその間に位置する、軸方向に隔たった二ヶ所において、ラジアル間隙に接続する、連通路を備えている。
【００１１】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項２に記載の軸受装置は、請求項１に記載の軸受装置において、静止部が、一端側で開口する穴部を有するハウジングと、穴部に内嵌固定されたスリーブと、からなり、軸受空洞はスリーブに形成されており、第一のテーパシール部は、穴部の内周面と、内周面との間隔が一端側に向って拡大するスリーブの外周面から構成されている。
【００１２】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項３に記載の軸受装置は、請求項１又は２に記載の軸受装置において、静止部は、更に、スリーブの一端側端面を覆うカバー部材を有し、軸体の一端部はカバー部材が有する孔を通して突出し、孔の内周面は、軸受空洞の開口部を成し、スリーブの一端側端面とこれを覆うカバー部材の間の間隔は、少なくとも一部において拡大して、潤滑液が流通可能な領域を形成し、連絡路の少なくとも一部は、領域から構成されている。
【００１３】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項４に記載の軸受装置は、請求項３に記載の軸受装置において、カバー部材は、スリーブの外周面に外嵌する周壁を有しており、周壁とスリーブ外周の間の間隔は少なくとも一部において拡大して、潤滑液が流通可能な領域を形成し、連絡路の少なくとも一部は、領域から構成されている。
【００１４】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項５に記載の軸受装置は、請求項１乃至４に記載の軸受装置において、ラジアル間隙の一端側端部は、一端側に向かって間隙が拡大する第二のテーパシール部となっており、そのテーパ角は、第一のテーパシール部のテーパ角よりも大きく、第二の界面は第二のテーパシール部に形成されている。
【００１５】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項６に記載の軸受装置は、請求項１乃至４に記載の軸受装置において、軸受空洞の開口部の縁には、面取りが施されている。
【００１６】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項７に記載の軸受装置は、請求項６に記載の軸受装置において、面取りが施された部位の軸体方向の長さは、第二の界面の幅の半分よりも大きく、かつ、第一の界面の幅よりも小さい。
【００１７】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項８に記載の軸受装置は、請求項６又は７に記載の軸受装置において、面取りが施された部位の表面の内、少なくとも径方向外寄り側半分は、撥油領域である。
【００１８】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項９に記載の軸受装置は、請求項１乃至８に記載の軸受装置において、ラジアル動圧軸受機構は、軸体の外周面、若しくは、軸受空洞の内周面に、周方向に並んで形成された複数の動圧発生溝を有し、動圧発生溝の一端側端部は、第二の界面に軸方向に近接しており、かつ、動圧発生溝は、第二の界面から他端に向けて遠ざかる方向に、潤滑液の圧力を高める構成を有する。
【００１９】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１０に記載の軸受装置は、請求項２乃至９に記載の軸受装置において、スリーブの外周面とハウジングの穴部の内周面との間には、軸方向に伸びる間隙が形成されており、間隙は連通路の一部を構成する。
【００２０】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１１に記載の軸受装置は、請求項２乃至１０に記載の軸受装置において、スリーブの他端面と、これに対向するハウジングの穴部の底面の間の間隔は、少なくとも一部において拡大して潤滑液が流通可能な領域を形成しており、領域は連通路の一部を構成する。
【００２１】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１２に記載の軸受装置は、請求項２乃至１１に記載の軸受装置において、連通路の少なくとも一部は、連絡路から構成されている。
【００２２】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１３に記載の軸受装置は、請求項１乃至１２に記載の軸受装置において、軸体の他端には、径方向膨大部が形成されており、静止部の軸受空洞は径方向膨大部を収容する径方向拡大部を有し、径方向膨大部の軸方向表面、及び、これに対向する径方向拡大部の軸方向表面、を軸受面とするスラスト動圧軸受を有している。
【００２３】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１４に記載の軸受装置は、請求項２乃至１３に記載の軸受装置において、スリーブの少なくとも一部は、含油多孔質材料から構成されている。
【００２４】
上記の課題を解決する為の、本願発明の請求項１５に記載の発明では、ベースと、ベースに固定されたステータと、請求項１乃至１４に記載の軸受装置によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周面に取り付けられたロータマグネット、を有するスピンドルモータを提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本願の請求項１に記載の軸受装置では、従来、軸体の周面に沿って形成されていた、長いテーパシールを撤去し、軸受空洞端部に形成された第二の界面で潤滑液を支える。この界面は、隣接部位が撥油性を有している為、殆ど移動しない。従来構造のように、シャフトに沿って長いシール構造を設ける必要がなくなる。この為、ラジアル動圧軸受部を、軸体の端一杯まで使って形成する事ができる。
【００２６】
熱膨張等による潤滑液の体積変化、或は、蒸発による潤滑液の減少は、軸受装置の静止部の側に形成したテーパシール（第一のテーパシール部）で吸収する。このテーパシールは、側面に形成するため、軸受の高さを増やさない。
【００２７】
第二の界面は静止部と軸体との間に形成されており、軸体の回転時には強いストレスに曝される。しかし、界面の幅を狭くしているため、界面は安定である。
【００２８】
テーパシールの開口部、及び、第二の界面は、共に、軸受の一端側に面している。このため、潤滑液の蒸発、或は、強い衝撃が加わる事による潤滑液の漏れの影響は、軸受装置の一端部側に局限される。この性質は、特に清浄度を要求するハードディスク用スピンドルモータに、好適である。
【００２９】
本願の請求項２に記載の軸受装置では、静止部を、ハウジングにスリーブを内嵌した構造とする。ハウジングと、ラジアル軸受面を異なる材質から構成する事が容易になる。また、スリーブ側面に第一のテーパシール部を形成する事が容易になる。
【００３０】
本願の請求項３に記載の軸受装置では、静止部にカバー部材を取り付ける。ラジアル軸受間隙の端部から、スリーブの側面に至る連絡路を、容易に形成する事ができる。テーパシールをスリーブ側面に設ける場合、この構成は特に有用である。
【００３１】
本願の請求項４に記載の軸受装置では、カバー部材に更に周壁を設ける。、カバー部材の取り付けが容易かつ確実になる。加えて、周壁を利用してスリーブの側面に連絡路や連通路を形成することも容易になる。
【００３２】
本願の請求項５乃至８に記載の軸受装置では、更に、第二の界面が形成されるラジアル間隙端部に、第二のテーパシール部、或は、面取りを設ける。本願発明の軸受は、第二の界面周囲が撥油領域とすることで、これで潤滑液の漏出を防止している。しかし、長期にわたって軸受を使用するうちに、撥油領域における撥油性の低下が生ずる恐れもある。また、強い振動や衝撃等によって界面が乱される恐れもある。第二のテーパシール部や面取りを設ける事で、この第二の界面を安定化する事が出来る。
【００３３】
第二のテーパシール部を設ける場合、テーパ角（以下、第二のテーパ角）は、第一のテーパシール部のテーパ角（以下、第一のテーパ角）よりも大きくする。こうする事で、第二の界面の幅を、第一の界面よりも小さくする事ができる。この第二のテーパ角は第一のテーパ角の２倍以上である事がより好ましい。
【００３４】
ラジアル間隙端部に面取り部を形成する場合、余り大きくては、軸方向長さが長くなって軸受装置の高さを増してしまう。余りに小さくては効果が低下する。故に、面取り量の下限としては、第二の界面の曲率を目安とする事が合理的である。潤滑液の接触角に応じてこの曲率半径は変化するものの、第二の界面が位置する第二の界面幅の半分よりはやや大きな値を取る。そこで、面取りの大きさも、第二の界面の幅の半分を下限とする。上限は、第一の界面の幅とする。
【００３５】
面取り部を形成する場合、軸受間隙から遠い側の半分は、撥油性を付与されていることが望ましい。開口端縁からの潤滑液の流出を防ぐ為には、面取り部表面において潤滑液がはじかれ、潤滑液が間隙内に引き戻される効果が生ずる事が望ましいからである。一方で、軸受間隙内部においては、間隙を構成する面は、親油性を持っている事が望ましい。軸受間隙を満たす潤滑液の中に、空気が侵入する事を防ぐ効果を期待できる（図１）。なお、本願明細書において、"撥油性を有する"とは、潤滑液の接触角が４５度よりも大きい事を意味する。より好ましくは、９０度以上である。
【００３６】
本願の請求項９に記載の軸受装置では、第二の界面に隣接するラジアル動圧軸受機構が、第二の界面から遠ざかる方向に潤滑液の圧力を高めるよう構成されている。この場合、第二の界面を外側に向けて押し出す力が加わらなくなるため、界面が安定する。また、軸受内の潤滑液循環を促進する。
【００３７】
本願の請求項１０又は１１に記載の軸受装置では、ハウジングの内面とスリーブの外面の間に間隙を設ける事で、軸受装置の底部と状部を結ぶ連通路の一部とする。スリーブの側面、若しくは、ハウジングの内周面に、軸方向に伸びる凹部を形成する事で、軸方向に伸びる流路を形成できる。また、ハウジング内の底面、若しくは、スリーブの下端面に凹部を設ける事で、径方向に広がる流路を形成できる。スリーブをハウジングに内嵌する際に、底部に隙間を残すことで、径方向の流路を形成してもよい。
【００３８】
本願の請求項１２に記載の発明では、第一のテーパシール部とラジアル間隙を繋ぐ連絡路は、上記した流路を組み合わせる事で、一つのラジアル間隙の上下を繋ぐ、連通路を構成する。連通路の構成が低コスト、かつ容易になる。
【００３９】
本願の請求項１３に記載の軸受装置では、更にスラスト軸受機構を備える。スラスト方向の支持が安定する。
【００４０】
本願の請求項１４に記載の軸受装置では、スリーブを、焼結金属体などの、含油多孔質体から構成する。多孔質体が多量の潤滑液を蓄える事が出来る為、軸受装置の潤滑液保持量が増して、蒸発などによる潤滑液の枯渇が生じにくくなり、長寿命の軸受装置を得る事が出来る。加えて、多孔質体が軸受間隙において生じた磨耗粉等をトラップできる為、その悪影響も軽減される。
【００４１】
本願の請求項１５に記載の発明は、周囲への汚染が少なく、かつ信頼性の高いスピンドルモータを実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本願発明に係る軸受装置、及び、スピンドルモータを実施する為に好適な形態を、以下の実施例１乃至５に示す。
【実施例１】
【００４３】
（１−１）スピンドルモータの説明
図２は、本願発明に係るスピンドルモータ１の模式断面図である。スピンドルモータ１は、ベース２に取り付けられた本願発明に係る軸受装置３と、ベープレート２上に軸受装置３を取り囲むように設置されたステータ４と、軸体３１の一端に取り付けられたロータ５とから成る。ロータ５は、ハブ６とロータマグネット７とから成り、ロータマグネット７はハブ６の円筒部内周面に取り付けられ、ステータ４の磁極と対向する位置関係にある。このステータ４に通電する事により、回転駆動力が発生する。スピンドルモータ１は、ベース２を介して、ハードディスク装置等の筐体に取り付けられる。
【００４４】
（１−２）軸受装置の全体構成
図３のａ）は軸受装置３の模式断面図であり、ｂ）は斜視図である。
【００４５】
軸受装置３は、略円筒形のスリーブ３３とこれを収容する有底円筒形状のハウジング３２からなる静止部、及び、スリーブ３３に内装された軸体３１を主な構成要素としている。スリーブ３３の内側が、軸受空洞となっている。
【００４６】
図中で軸体３１の下側端部には、スラストプレート３４が形成されており、スリーブ３３の下側端面にその上面で対向している。図３では、このスラストプレート３４を収容する為に、ハウジング内周の底面には、段部４１が形成されているが、スラストプレート３４の外径とスリーブ３３の外径がほぼ等しい場合には、このような段部４１は必要ではない。
【００４７】
（１−３）潤滑液及び連通路
軸体３１の外周面とスリーブ３３の内周面の間には、微小なラジアル間隙９１が形成されている。同様に、スラストプレート３４とハウジング３２の内周面、及び、スリーブ３３の下側端面との間にも第二の間隙が保持されている。これらの軸受間隙は、途中で途切れる事なく潤滑液で満たされている。そして、ラジアル間隙下部と上部は、後述する連通路４２によって、連通している。
【００４８】
スリーブ３３の上端側には、カバー部材３５がはめ込まれている。カバー部材３５の外周側面とハウジング３２の内周面の間には、ハウジングの開口端に向けて間隙が拡大するテーパシール４０が形成されている。また、カバー部材３５には、プレスによって形成された径方向に伸びる凸部４３があり、その裏面の凹部とスリーブ３３上端面との間に確保される間隙は、潤滑液の連絡路４２ａとなる。また、この連絡路４２ａは、連通路４２の一部を成す。
【００４９】
スリーブ３３の側面には、軸方向に伸びる平坦部４４が、円周方向の三ヶ所に亘って形成されている（図４）。この平坦部４４は、見かけ上は平坦部であるが、スリーブの中心軸からの距離が中央部で一番小さくなる点で実質的には凹部であって、ハウジングに内嵌する事で、連通路の一部４２ｂとなる。
【００５０】
図５ａ）は、軸受装置３を図２の上側から見下ろした場合の様相を表す。図５ｂ）は、カバー部材３５を取り付ける前の状態を示している。図５ａ）の点線は、スリーブ３３の平坦部４４の位置を示している。カバー部材３５の上面に形成された凸部４３の径方向外側の端部は、平坦部４４の上に位置しており、連絡路４２ａ、及び連通路の一部４２ｂは、ここで接続して、一つの連通路４２を構成する。連通路４２は、軸受間隙と同じく潤滑液で満たされ、ラジアル間隙の上下の間での潤滑液の行き来を可能にする。
【００５１】
なお、図３ａ）の様に、ハウジング底部に段部４１が形成されている場合は、スリーブ３３側面に形成された連通路４２ｂは、段部４１で閉塞されてしまう。これを避ける為に、連通路４２ｂの下端に対応する位置で、段部４１の上面に凹部を設け、連通路４２ｂと軸受間隙を接続している。
【００５２】
カバー部材３５の上面には、軸体３１を通す為の孔４６が形成されている。この孔の内周面は軸体３１の周面と微小な間隙を保っており、ここに第二の界面５１が形成されている。テーパシール４０は、カバー部材３５の下端縁で連通路４２と接続している。第一のテーパシール部は途中まで潤滑液で満たされており、第一の界面５２が形成されている。第二の界面に隣接する軸体外周面とカバー部材３５の表面には、フッ素系樹脂からなる撥油剤が塗布されて、撥油領域が形成されている。
【００５３】
この軸受装置３では、軸体３１の外周面とスリーブ３３内周面との間の間隙を満たす潤滑液は、これら第一、第二の界面以外では、潤滑液は周囲の空気と接してはいない。
【００５４】
（１−４）動圧軸受
図３において、スリーブ３３の円筒型の内周面には、軸線方向に隔たった２ヶ所に、動圧発生溝３７、３８が形成されており、各々ラジアル動圧軸受を構成する。これらの動圧発生溝は、軸体３１の回転時に、軸受間隙に保持された潤滑液に対して、軸線方向下側に向けて圧力を高めるよう作用する部位と、軸線方向上側に向けて圧力を高めるよう作用する部位が、対となって対向して設けられており、二つの部位の間で高い動圧を発生させ、軸受を支持する。
【００５５】
なお、図において、軸受面に対して斜めに描かれた二重線はこれら動圧発生溝の存在を表し、二重線が軸受面から離れて行く側に向かって、潤滑液の圧力が高められている事を意味する。図中の二重線は途中で折れ曲がっており、この部位で最も軸受面から離れているが、これは、この部分で最も高い圧力が発生する事を示す。
【００５６】
二つのラジアル動圧発生溝３７、３８の内、上側に位置する３７は、上下方向に対称ではなく、下側に向けて圧力を高める部位がより大きく形成されている。この為、動圧発生溝３７は、ラジアル方向の軸支持力を発生する一方で、潤滑液を軸受の下方へと押しやる様に作用する。もう一つのラジアル動圧発生溝３８は対称であり、また、二つのスラスト動圧発生溝３６、３６は半径方向に対称に構成されている。
【００５７】
動圧発生溝全体では、ラジアル動圧発生溝３７の作用によって、潤滑液は、ラジアル間隙を下方へと流れ、そして、連通路４２を通ってラジアル軸受面の上端部である、第二の界面５１付近へと還流する流れが生ずる。この流れは、第二の界面５１から潤滑液が漏れ出す事を抑制する。また、軸受内部で生じた気泡などを、連通路４２とテーパシール４０を介して軸受外部に排出する事を助ける。
【００５８】
（１−５）第二の界面付近の構造
図６ｂ）は、軸受装置３の第二の界面付近の模式断面図である。また、図６ａ）及びｃ）は他の構造の例を示している。図中、壁面が二重線で表されている部分は、フッ素系樹脂を塗布して撥油膜が形成されて、撥油領域となっている事を表す。潤滑液は９０度よりも大きな鈍角の接触角θ2を示す。ａ）ｂ）ｃ）の中で描かれている各二本の曲線はそれぞれ潤滑液と空気との間の界面形状をあらわしており、上に凸の曲線は、何らかの理由で潤滑液が第二の界面に向けて押し出された際の界面形状を表し、下に凸の曲線は定常時の界面形状を表す。
【００５９】
ａ）ｂ）ともに、面取り部よりも内側では、壁面に撥油性は持たせていない。界面が下に凸の形状である場合、潤滑液は壁面によって保持されているため、界面は安定である。
【００６０】
ここで、何らかの力が働いて潤滑液が押し出されると、撥油領域に界面が移動する為、界面形状は上に凸となる。この状態では、表面張力は潤滑液を軸受空間内に押し戻すように働く為、潤滑液の漏出防止に寄与する。しかし、カバー部材３５の開口縁に面取り、若しくはＲがつけられているａ）ｂ）と、そのような処理が施されていないｃ）とでは、安定度に差がある。
【００６１】
すなわち、ｃ）においては、カバー部材側の表面は、急に９０度方向を変える為、潤滑液界面がここを越えるときは界面形状が急激に変化して不安定になりやすい。一方で、ａ）ｂ）では、カバー部材側の表面は比較的緩やかに方向を変える為、比較的安定な状態が保たれる。軸受装置３では、開口縁の加工と、潤滑液の注入量及び撥油膜の塗布範囲の制限により、第二の界面付近の構造を、ｂ）の様にしており、第二の界面からのオイル流出を効果的に抑制している。
【００６２】
なお、軸受装置３の開口付近におけるラジアル間隙の幅Ｗ1は、第一のテーパシール部に形成される第一の界面５２の幅よりも小さくなる様に構成されている。この為、壁面が親油性を有する位置に界面がある場合は、第二の界面は図５中では上に向けて進もうとする傾向があり、面取り部の途中で安定する。本発明の構成と異なり、Ｗ1の幅が第一の界面５２の幅よりも大きい場合には、第二の界面は図６中で下に向かって下がり、軸受中に空気が入り込む可能性が生ずる。
【００６３】
ここで、面取りの大きさは、軸線方向長さｒで規定しており、半径方向については規定していない。通常の面取りでは、軸線方向と半径方向は、大きさがほぼ等しくするからである。非対称な面取りとした場合、界面安定化の効果は低下する。軸線方向と半径方向の面取りの大きさの比が１：３或いは３：１を越える場合は、面取りによって生ずる角部分に、更に面取りを施すなどの処置を加える事が望ましい。
【００６４】
（１−６）製造方法
カバー部材３５及びその取付け方法について、図７及び図８を用いて説明する。
【００６５】
図７はカバー部材３５の製造工程の一例を表している。まず、金属製、または熱可塑性樹脂の板材を、打ち抜き、プレスによって、有蓋円筒形状と成し、蓋部の中央に孔４６を打ち抜く。同時にプレスによって、蓋部に径方向に伸びる凸部４３を形成する（図７ａ）。
【００６６】
次に、カバー部材の中心軸に対して、凸部の位置から６０度ずれた場所で、部材の側周面に軸方向に伸びる切り込みを三本入れる。切り込みの間の部材４８を水平に持ち上げて、スリット４７を形成する（図７ｂ）。
【００６７】
部材４８はハウジング内周面と当接する長さに切断、成形して、接続部４９とする（図７ｃ）。
【００６８】
機械加工が終了した後、蓋部の孔４６の周囲に撥油剤を塗布し、撥油性を付与する。この際、孔の内周面や蓋部の裏側（スリーブに接する側）には、撥油剤が回り込まないように注意する。
【００６９】
カバー部材３５は、この接続部４９の先端部で、ハウジングに溶接固定される。溶接方法としては、レーザ溶接、或いは電子ビーム溶接などの、指向性ビーム溶接が適している。また、溶接ではなく接着によって固定しても良い。更に他の方法として、カバー部材３５の円筒部分を、スリーブ３３に外嵌する形で軽圧入して固定しても良い。
【００７０】
なお、軸受装置への潤滑液注入は、カバー部材３５を溶接した後で、第一のテーパシール部に潤滑液を滴下して軸受内に行き渡らせても良いが、潤滑液を滴下した後で、カバー部材３５を溶接しても良い（図７）。
【００７１】
本発明の軸受装置は、潤滑液と周囲の空気との界面が軸受の２ヶ所にある為、潤滑液の注入時には、潤滑液と軸受隙間中の空気の入れ替わりが比較的円滑で、注入不良が生じにくい。しかし、カバー部材３５をつけた後に潤滑液を注入する場合、注入不良の比率が高まる。
【００７２】
カバー部材３５をつけた後で第一のテーパシール部４０に潤滑液を滴下する場合、潤滑液は、二つの方向に分かれて軸受装置内に広がってゆく。まず、連通路の一部４２ｂを伝って、軸受下部のスラストプレート３４周囲に達し、それから、ラジアル動圧軸受が構成されている第一の微小間隙を軸受上部に向かって広がる経路がある。もう一つは、カバー部材３５とスリーブ３３の間に形成された連絡路４２ａを伝って、ラジアル間隙の上部に達し、カバー部材の孔４６の内周面５０と軸体３１外周面との間の間隙を埋めて、第二の界面を形成する経路である。
【００７３】
前者と後者を比較した場合、後者の方が早く進行する。この為、軸受内部の空気が十分に排出される前に第二の界面が形成されて空気の逃げ道が塞がれ、軸受内部に気泡が残ってしまう事がある。これに対して、図８に示したように、軸受装置に潤滑液を注入した後でカバー部材３５を取り付ける場合は、このような不具合は生じない。
【００７４】
流体動圧軸受への潤滑液注入に際しては、軸受間隙への気泡の残留を防ぐ為に、しばしば、真空環境下での潤滑液注入が行われているが、本願発明の軸受装置では、真空注入は必須としない。この為、潤滑液注入の為の真空装置を省く事が可能で、量産時の設備投資を圧縮する事が出来る。加えて、第一のテーパシール部４０の間隔は、カバー部材を取り付ける前には比較的大であるので、シール内のオイル界面の位置確認が用意で、注入量の過不足を避ける事が容易になる。
【００７５】
図８の軸受装置の軸体３１ｂは、カバー部材３５の孔４６から突出する部分が縮径しており、カバー部材を取り付ける際に、軸体外周面と孔４６の内周面５０が接触しにくいようになっている。孔４６の直径は、軸体の内、軸受空洞に収容されている部分の外径よりも大きいのであるが、その差は僅かであり、縮径しておかなければ、カバー部材の取付け作業時に、内周面５０などが傷つく恐れがあるからである。なお、縮径部は、軸体端部から孔の開口近傍に至る、すべての領域に亘って続いている必要はなく、開口からやや離れた位置で終わっていても、傷つき防止の効果は得られる。しかし、図８に示すように、開口近傍に傾斜部８０を設けておくと、万一開口付近の撥油膜が失われて潤滑液が漏れ出しても、界面を支える壁面の角度が大きくなる為、潤滑液の漏れ出しを小さく抑制する事が出来る。
【００７６】
なお、潤滑液を注入した後カバー部材を溶接固定する際には、特に、熱による潤滑液の変質、及び、熱膨張による動圧軸受面への悪影響等が懸念されるが、本願発明の構造では問題は生じない。
【００７７】
まず、溶接時に加えられる熱は、大部分が熱容量の大きなハウジング部に散逸してしまって、第一のテーパシール部４０内の潤滑液は殆ど熱せられない。カバー部材３５とスリーブ３３の間の潤滑液については、接続部４９が小さい為、カバー部材に伝わる熱が小さく、問題を生じない。動圧軸受面への影響は、溶接部分が軸受面から遠く離れている為、無視する事が出来る。
【００７８】
（１−７）素材
この実施例で説明した軸受装置を構成する素材は、必要とされる強度と剛性を備えていれば、基本的には任意のものを選択する事が出来る。金属材料は、一般に十分な強度と剛性を備え、しかも親油性を備えている為、本発明の軸受装置を構成する素材として好適である。
【００７９】
この実施例１で説明している軸受装置においては、ハウジングはアルミニウム系合金を素材としている。スリーブには快削性ステンレス鋼を用いており、機械加工の後、表面処理によって表面から介在物を除去している。また、軸体にはマルテンサイト系ステンレスから、カバー部材は銅合金、或いは、合成樹脂材料から構成されている。合成樹脂材料の中でも、微細な構造の形成が容易な液晶ポリマーが特に適している。カバー部材３５の孔部４６の内周面５０には、必要に応じて親油性を高める為の処理を施しても良い。
【００８０】
なお、第二の界面開口近傍に塗布されている撥油膜は、パーフルオロ樹脂を用いている。また、潤滑液はエステル系化合物を基油としている。
【００８１】
実施例２以下においても、これら素材の選択は基本的には同一である。
【実施例２】
【００８２】
軸受装置３の変形例３'について図９、図１０を用いて、説明する。図９ａ）は、軸受装置３'を、軸受の上側から見下ろした図である。図９ｂ）は、更にカバー部材３５'を取り付ける前の状態を示している。
【００８３】
軸受装置３と異なり、接続部４９がスリーブ３３の平坦部４４の真上に位置している。そして、凸部４３'は、４３'ａ及び４３'ｂ二つに分かれており、その間に接続部４９が形成されている。
【００８４】
図１０ａ）は、このカバー部材３５'の斜視図である。カバー部材３５と同様の方法で形成される為、接続部４９に伴なって形成されるスリット４７も、二つの凸部４３'ａ及び４３'ｂの間に位置し、軸方向に伸びている。
【００８５】
図１０ｂ）は、第一の界面の一部の拡大図であり、カバー部材３５'を含んだ軸線方向に垂直な面における断面図となっている。ハウジング３２の内周面とカバー部材３５'の外周に形成される第一のテーパシール部４０に、潤滑液と空気との界面は形成されるが、カバー部材の内周面とスリーブ外周面との間にも第一のテーパシール部４０'が形成され、第一の界面の一部５２'が現れる。
【００８６】
軸受内を循環する潤滑液は、このテーパシール４０'の幅狭の部分から、連絡路４２ａに流れ込み、軸受上部に還流してゆく。潤滑液中に気泡が含まれていても、気泡は、第一のテーパシール部の幅の狭まっている領域には侵入が困難である為、第一のテーパシール部４０'に位置する界面５２'側へと追いやられ、スリット４７を通って排出される。このように、第一のテーパシール部４０'は、潤滑液中の気泡を分離する効率的な篩として機能する為、この軸受装置３'は、潤滑液中の気泡を極めて効率よく排出する事が出来る。
【実施例３】
【００８７】
軸受装置３の他の変形例８３、９３について、図１１ａ）及び図１１ｂ）を用いて説明する。
【００８８】
図１１ａ）では、スリーブ３３'の一端部外径を縮径させる事で、ハウジング３２'の内周にテーパ部を作る事なく、第一のテーパシール部を形成している。この場合、スリーブ３３'は、銅系の多孔質焼結体を用いており、粉体をプレス成型する際にテーパ形状を形成している。機械切削でテーパ部を作る必要がなく、加工費用を低減する事が出来る。
【００８９】
図１１ｂ）では、連通路４２'をスリーブ３３に軸方向の貫通孔を開ける事で形成している。潤滑液が循環する距離の延長が短くなる為、潤滑液の循環がより速やかになり、軸受の性能が安定する。
【実施例４】
【００９０】
軸受装置３の変形例７３について、図１２ａ）ｂ）ｃ）を用いて説明する。
【００９１】
図１２ａ）は軸受装置７３の軸方向断面図であり、特に、カバー部材３５ｂと、第二の界面５１、第一の界面５２を含む部位を、拡大表示したものである。また、図１２ｂ）及び図１１ｃ）は、更に、第二の界面５１及び第一の界面５２近傍を拡大した図である。
【００９２】
カバー部材３５ｂは、孔部の内周面側面を面取りしてあり、軸体３１の外周面と対向させる事で第二のテーパシール部３９が形成されるようになっている。第二のテーパシール部３９のテーパ角θaは３４度、第一のテーパシール部４０のテーパ角θbは５度であり、θaの方が大きく設定されている。界面を安定させる為には、テーパシール部の壁面は十分に濡れ性の良い状態である事が望ましく、この場合、第二の界面５１の幅Ｗ1は、第一の界面５２の幅Ｗ2よりも常に狭くなる。θa及びθbの大きさは、上記の値以外でも構わない。しかし、θaではおよそ、１５〜５０度、θbでは、３〜１０度程度とした場合に、良好な特性が得られる。
【００９３】
第二の界面５１は、第一の界面５２と異なり、テーパシール部を構成する壁面の内軸体外周面が相対的に回転している為、界面を乱すストレスが加わる。しかし、幅Ｗ1は相対的に狭くなるように構成されており、幅が狭いほど界面は外乱に強い為、このストレスによって界面が破壊される事を防いでいる。
【００９４】
第二のテーパシール部の外側には、撥油膜が塗布されている。図１２では、撥油膜が塗布された表面は、二重線で表している。軸体３１外周面では、環状の凹部８１が形成されており、この凹部に撥油膜が形成されている。この働きは、図８における傾斜部と類似している。カバー部材３５ｂを軸体３１に通して取り付ける際に、孔部内周面との接触によって軸体外周面の撥油膜が損傷を受ける恐れがあるが、凹部８１に撥油膜を塗布する事で、そのような問題を回避できる。
【００９５】
カバー部材３５ｂ表面の撥油膜は図１２では、ラジアル間隙（第二のテーパシール部３９を含む）の内側の内側には塗布されていない。また、第二の界面５１の端は、撥油膜が塗布された部位までは達していない。この点で図１２の軸受装置７３は、図６に示した実施例１の軸受装置３とは異なる。
【００９６】
軸受装置７３では、ラジアル間隙からの潤滑液の流出は、まず第二のテーパシール部によって抑制される。撥油膜は、潤滑液に突発的な圧力がかかるなどによって、テーパシール部開口部付近まで界面が移動した場合に、それ以上の外側への移動を抑制する。また、壁面を通じて潤滑液が拡散して外部に漏れる事を防ぐ働きもある。このように、テーパシールと撥油膜の両方によってガードされている為、実施例１の軸受装置３よりも、潤滑液漏れに強い。しかし、ラジアル間隙部分の軸方向長さが長くなっている為、小型化にはやや不利になっている。
【実施例５】
【００９７】
本発明に係る軸受装置の、別の実施例３ｂについて、図１３を用いて説明する。
【００９８】
軸受装置３ｂは図２に示した軸受装置３と異なり、カバー部材３５を備えていない。図中において、ラジアル間隙９１の上方の端部は、第一のテーパシール部４０が連通路の一部４２ｄに接続する部分と、連絡路４２ｃによって連絡している。ラジアル間隙９１の上端部には、第二の界面５１が形成されている。スリーブ３３の上端面、第二の界面５１に隣接する部位は、撥油膜が形成されて撥油領域９０となっている。
【００９９】
ラジアル動圧軸受部は軸方向に隔たった二ヶ所に形成されているが、このうち、上側のラジアル動圧軸受部３７は、その上端がラジアル間隙９１の上端部近傍にまで達している。本発明では、このように、ラジアル動圧軸受部３７を、下側のラジアル動圧軸受部３８から十分に離して配置できる。ラジアル軸受の支持点の間が広がるため、軸体を傾く方向に加えられる外力に対する剛性が、向上する。軸受装置３ｂは、軸受装置３と異なり、カバー部材３５を必要としない構成であるため、カバー部材の厚さの分だけ、ラジアル軸受の支持点間の距離を大きく取る事が出来る。
【０１００】
このカバー部材の厚さは、軸受高さが比較的大きな場合はあまり大きな効果を与えない。しかし、本発明が特に重視するところの、高さが低い、薄型の軸受について、カバー部材の厚さは無視できない影響を与える。そのような用途においては、軸受装置３ｂの構成は、特に有用である。
【０１０１】
なお、以上で説明した実施例は、本発明の実施形態をこれらに限定するものではない。例えば、スラスト側の軸受機構としては、スラスト動圧軸受機構についての記述しかないが、これは、潤滑液の静圧を併用する動圧軸受機構であっても良い。或いは、スラストプレートを省略して軸端で点支持させても良い。また、材質としても、合成樹脂等を用いる事は自由で、それらの変更によって、本発明の効果が失われる訳ではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】第一の界面、及び、ラジアル動圧溝の説明図
【図２】本願発明に係るスピンドルモータ１の模式断面図
【図３】軸受装置の模式断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）
【図４】スリーブの斜視図
【図５】軸受装置の上面図
【図６】軸受装置の第一の界面付近の模式断面図
【図７】カバー部材の製造工程の説明図
【図８】カバー部材の取付け方法の説明図
【図９】軸受装置の変形例１
【図１０】カバー部材の変形例説明図
【図１１】軸受装置の第２及び３の変形例
【図１２】軸受装置の第４の変形例
【図１３】軸受装置の更なる変形例
【図１４】従来の軸受装置を搭載したスピンドルモータ
【符号の説明】
【０１０３】
１  スピンドルモータ
２  ベース
３、３'、７３、８３、９３  軸受装置
３１、３１ｂ、１３１  軸体
３２  ハウジング
３３、３３'、１３３  スリーブ
３４、１３４  スラストプレート
３５、３５'  カバー部材
３６、１３６  スラスト動圧発生溝
３７、３８、１３７  ラジアル動圧発生溝
３９  第一のテーパシール部
４  ステータ
４０、４０'、１４０  第二のテーパシール部
４１  段部
４２、４２'  連通路
４２ａ  連絡路
４２ｂ  連通路の一部
４３、４３'、４３'ａ、４３'ｂ  径方向凸部
４４  スリーブの平坦部
４７  スリット
４８  切り込みの間の部材
４９  接続部
５、１０５  ロータ
５０  孔部内周面
５１  第一の界面
５２、５２'  第二の界面
６  ハブ
７  ロータマグネット
８０  軸体側面の傾斜部
８１  軸体側面の凹部
ｒ  面取り部の軸方向長さ
Ｗ1  第一の界面の幅
Ｗ2  第二の界面の幅
θ1  親油性壁面の濡れ角
θ2  撥油性壁面の濡れ角
θa  第一のテーパシール部のテーパ角
θb  第二のテーパシール部のテーパ角
１３２  スラストブッシュ
【図１】
2005155912.tif 000003
【図２】
2005155912.tif 000004
【図３】
2005155912.tif 000005
【図４】
2005155912.tif 000006
【図５】
2005155912.tif 000007
【図６】
2005155912.tif 000008
【図７】
2005155912.tif 000009
【図８】
2005155912.tif 000010
【図９】
2005155912.tif 000011
【図１０】
2005155912.tif 000012
【図１１】
2005155912.tif 000013
【図１２】
2005155912.tif 000014
【図１３】
2005155912.tif 000015
【図１４】
2005155912.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月21日(2005.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置に搭載される流体動圧軸受機構を採用した軸受装置と、その軸受装置を搭載したスピンドルモータに関する。特に、軸受高さが小さな、薄型の軸受装置と、薄型のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】  ハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置において使用されるスピンドルモータには、従来から種々の流体動圧軸受が利用されている。流体動圧軸受とは、シャフトとスリーブの間にオイル等の潤滑液を介在させ、その潤滑液に生ずる流体圧力を支持力とする軸受である。【０００３】  従来の動圧軸受を使用するスピンドルモータの一例を図１２に示す。このスピンドルモータは、ロータ１０５と一体を成す軸体１３１の外周面と、この軸体１３１が回転自在に挿通されるスリーブ１３３の内周面との間に、一対のラジアル軸受部１３７，１３７が軸線方向に隔たって配置されている。そして軸体１３１の一方の端部外周面から半径方向外方に突出するディスク状スラストプレート１３４の上面とスリーブ１３３に形成された段部、並びに、スラストプレート１３４の下面とスリーブ１３３の一方の開口を閉塞するスラストブッシュ１３２との間に、それぞれ一対のスラスト軸受部１３６，１３６が構成されている。ラジアル軸受部の上方には、第二のテーパシール部１４０が軸体１３１の周面に形成されている。【０００４】  このようなスピンドルモータについて、更に、薄型にする事が求められるようになってきている。小型の情報機器に対する需要が高まっており、それに応じて、ハードディスク駆動装置等に対しても、小型化、薄型化が求められているからである。【０００５】  しかしながら、図１２に示したようなスピンドルモータを薄型化する場合、必然的に流体動圧軸受装置の高さにも厳しい制限が課される。この為、二つのラジアル軸受部の間隔も小さくせざるを得なくなるが、これは、特に軸体を倒そうとする外力に対する剛性を低下させ、軸受の設計を著しく困難にしていた。【０００６】  特許文献１には、軸受の小型化を実現する為に、スリーブの端面に薄板を配置し、スリーブ端面との間隙にテーパシールを形成する構造が開示されている。この構成に寄れば、図１２におけるテーパシール１４０が軸線方向ではなく、半径方向に寝た形で配置される。この為、二つのラジアル軸受の間隔を狭める事なく、軸受全体の高さを低くする事が可能になる。【０００７】  しかし、この構造では、軸体周面と薄板との間に形成される小さな間隙を通って、潤滑液が漏れ出すトラブルを十分に抑制する事ができない。この為、特許文献１に開示された軸受は、これまで実用に供される事はなかった。【０００８】
【特許文献１】特開平０８−３３１７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明の目的は、軸受剛性が高く薄型の流体動圧軸受装置、及び、この軸受装置を搭載した薄型のスピンドルモータを提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記の課題を解決する為の、請求項１に記載の軸受装置は、軸体と、一端側で開口した軸受空洞を有するスリーブと、潤滑液と、第二のテーパシール部と、から成る。そして、軸受空洞には軸体の少なくとも一部が挿通されて、スリーブに対して相対的に回転自在の状態にあり、軸受空洞の内周面とこれに対向する軸体表面との間には、第一の間隙が形成されており、第一の間隙は潤滑液によって途中で途切れる事なく満たされている。第一の間隙を満たす潤滑液は、軸受空洞の開口端近傍において外気との間に第一の界面を形成し、軸体の外周面の少なくとも一部、及び、この部位に対向する軸受空洞の内周面を軸受面とする動圧軸受機構を有し、第二のテーパシール部と第一の間隙を繋ぐ連絡路を有する。第二のテーパシール部は、スリーブの一端面並びにその径方向延長面に対して他端側に位置し、かつ、スリーブの他端面並びにその径方向延長面に対して一端側に位置し、なおかつ、前記第一の間隙に対して軸体の半径方向外方に位置しており、第二のテーパシール部はその途中までが潤滑液に満たされ、かつ、潤滑液は外気との間に第二の界面を形成している。第一の界面の幅は、第二の界面の幅よりも小さく、第一の界面の外気側に隣接する軸体周面及びスリーブの表面は、撥油性を有している。【００１１】  上記の課題を解決する為の、請求項２に記載の軸受装置は、請求項１に記載の軸受装置が更に、第一の間隙の軸方向に隔たった二ヶ所を連通する連通路を有しており、二ヶ所の間には動圧軸受機構が位置している。【００１２】  上記の課題を解決する為の、請求項３に記載の軸受装置は、請求項１又は２に記載の軸受装置において、スリーブは、スリーブ本体とスリーブ本体の一端側端面に取り付けられたカバー部材とから成り、軸体の一端部はカバー部材が有する孔を通して突出し、孔は軸受空洞の開口を成し、孔の内周面と軸体外周面が構成する間隙には、第一の界面が形成されており、カバー部材とスリーブ本体との間には、連絡路の少なくとも一部が形成されている。【００１３】  上記の課題を解決する為の、請求項４に記載の軸受装置は、請求項３に記載の軸受装置において、連絡路は連通路の一部を成している。【００１４】  上記の課題を解決する為の、請求項５に記載の軸受装置は、請求項３又は４に記載の軸受装置において、カバー部材は、スリーブ本体の外周面に嵌合する周壁を有しており、周壁とスリーブ外周との間に連絡路の少なくとも一部が形成されている。【００１５】  上記の課題を解決する為の、請求項６に記載の軸受装置は、請求項５に記載の軸受装置が、更に有底の穴部を有するハウジングを有し、スリーブは、穴部に内嵌固定されており、穴部の内周面とカバー部材の外周面、及び／又は、カバー部材の内周面とスリーブ本体の外周面、との間に第二のテーパシール部が形成されている。【００１６】  上記の課題を解決する為の、請求項７に記載の軸受装置は、請求項６に記載の軸受装置において、スリーブの外周面、及び／又は、ハウジング内周面に、軸方向又は径方向に伸びる凹部を設け、両部材を嵌合させた後に凹部が連通路となるように構成されている。【００１７】  上記の課題を解決する為の、請求項８に記載の軸受装置は、請求項１乃��７に記載の軸受装置において、軸体周面及び軸受空洞内周面は、動圧軸受機構の一端側に隣接する部位から、第一の界面近傍までは、親油性を有している。【００１８】  上記の課題を解決する為の、請求項９に記載の軸受装置は、請求項８に記載の軸受装置において、動圧軸受機構は、第一の間隙に保持された潤滑液の圧力を、軸受の一端側から離れる方向に向けて高めるように作用するように構成されている。【００１９】  上記の課題を解決する為の、請求項１０に記載の軸受装置は、請求項１乃至９に記載の軸受装置において、軸受空洞の開口端を形成する縁部分には、面取りが施されている。【００２０】  上記の課題を解決する為の、請求項１１に記載の軸受装置は、請求項１０に記載の軸受装置において、面取りが施された部位の軸体方向の長さは、第一の界面の幅の半分よりも大きく、かつ、第二の界面の幅よりも小さい。【００２１】  上記の課題を解決する為の、請求項１２に記載の軸受装置は、請求項１０又は１１に記載の軸受装置において、面取りが施された部位の表面の内、少なくとも径方向外寄り側半分の領域は、撥油性を有している。【００２２】  上記の課題を解決する為の、請求項１３に記載の軸受装置は、請求項１乃至９に記載の軸受装置において、第一の間隙が一端側に向かって間隙が拡大する第一のテーパシール部となっており、そのテーパ角は、第二のテーパシール部のテーパ角よりも大きい。【００２３】  上記の課題を解決する為の、請求項１４に記載の軸受装置は、請求項１乃至１３に記載の軸受装置において、軸体の他端には、径方向膨大部が形成されており、スリーブの軸受空洞は径方向膨大部を収容する径方向拡大部を有し、径方向膨大部の軸方向表面、及び、これに対向する径方向拡大部の軸方向表面、を軸受面とするスラスト動圧軸受を有している。【００２４】  上記の課題を解決する為の、請求項１５に記載の軸受装置は、請求項１乃至１４に記載の軸受装置において、スリーブの少なくとも一部は、含油多孔質材料から構成されている。【００２５】  上記の課題を解決する為の、請求項１６に記載のスピンドルモータは、ベースと、ベースに固定されたステータと、請求項１乃至１５に記載の軸受装置によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周面に取り付けられたロータマグネット、を有する。
【発明の効果】
【００２６】  請求項１の軸受装置によれば、軸方向の高さが小さく、軸受剛性が高く、かつ潤滑液の漏出或いは気泡の残留による不具合の発生が抑制された、流体動圧軸受が得られる。これは次の理由による。【００２７】  本願発明の軸受装置では、従来、軸体の周面に沿って形成されていたテーパシールを撤去し、軸受空洞端部に形成された第一の界面で潤滑液を支える。この界面は、隣接部位が撥油性を有している為、殆ど移動しない。テーパシールのような長さが不要になる為、軸受を低くする事が可能になる一方で、ラジアル動圧軸受部の軸線方向のサイズは小さくしなくとも良い。【００２８】  熱膨張等による潤滑液の体積変化は、スリーブ側面に形成したテーパシールで吸収する。スリーブの側面に形成する事により、潤滑液に取り込まれた、或いは生じた気泡が、より容易に排出される。【００２９】  請求項２の軸受装置によれば、軸受面以外の経路を通じて潤滑液を保持する間隙の両端間で潤滑液が流通できる為、圧力の不均一発生が抑制され、軸受装置の特性が安定し、信頼性が高まる。【００３０】  請求項３の軸受装置によれば、第二のテーパシール部と第一の間隙を繋ぐ連絡路を、スリーブに対して加工を施す事なく、安価、かつ容易に形成する事が出来る。【００３１】  請求項４の軸受装置によれば、連通路の一部を連絡路で共用する事が出来る為、加工コストを低減する事が出来る。【００３２】  請求項５の軸受装置によれば、カバー部材を取り付ける事で、スリーブの側面まで連絡路を延長する事が出来る。テーパシールをスリーブ側面に設ける場合、特に有用である。【００３３】  請求項６の軸受装置によれば、スリーブをハウジングによって保護する事が出来ると同時に、容易にスリーブ側面に第二のテーパシール部を形成する事が出来る。【００３４】  請求項７の軸受装置によれば、潤滑油を循環させる連通路を、容易に形成する事が出来る。【００３５】  請求項８の軸受装置によれば、回転時に潤滑液に取り込まれる気泡が減少し、軸受の性能が安定すると同時に、長寿命の軸受装置が実現できる。この理由を図１用いて説明する。【００３６】  図１のａ）及びｂ）は、第一の界面近傍から、ラジアル動圧軸受機構が形成されている領域にかけての、軸受装置の模式断面図を表している。ａ）は請求項８に係る構造であり、第一の界面５１付近のスリーブ、シャフト表面は親油性を有している。（図中、撥油性を有する壁面は、二重線で表されている）。ｂ）は請求項８に含まれない構造であり、第一の界面５１は、撥油性を有する壁面の間に形成されている。【００３７】  軸体に対して動圧による支持力が働く為には、軸体の周面に対して垂直な成分を持つ流れが潤滑流体中に生じなければならない。このような流れが生じる場合、流体は複雑な流れを呈する。この際、動圧軸受部は、第一の界面側から潤滑液を引き込む様に作用する瞬間があり得る。ｂ）の様に、第一の界面の外側表面に形成された撥油膜が、動圧軸受近傍にまで及んでいる場合、界面の曲率は小さい。このような状況で、上記のような引き込み力が加わると、軸受間隙の奥まで界面が引き込まれ、潤滑液中に気泡や空隙が形成される恐れがある。【００３８】  請求項９の軸受装置によれば、軸受内部の���滑液を循環させる事が出来る為、軸受間隙（第一の間隙）への気泡の集積が抑制され、軸受装置の性能が安定する。【００３９】  請求項１０の軸受装置によれば、第一の界面がより安定し、潤滑液の漏れが一層生じにくくなる。これは次の理由による。【００４０】  請求項１０に係わる発明は、シャフト端部の軸受間隙開口部にテーパシールを設けていない。テーパシールがある場合は、軸受加わる衝撃や熱膨張によって、潤滑液を押し出す力が加わった場合でも、界面が第二のテーパシール部内部を移動する事で、潤滑液の漏出は回避できる。本発明でも、第二のテーパシール部は有しているが、同時に、軸受一端側に第一の界面をも有している為、この界面の、衝撃や振動に対する安定性は考慮せざるを得ない。【００４１】  一般に表面張力で維持されている界面は、幅が狭いほど強く、崩壊しにくい傾向がある。本発明の軸受装置では、軸受間隙端部の第一の界面は、第二のテーパシール部に形成される第二の界面よりも狭幅である為、基本的には衝撃や振動の影響は第二のテーパシール部で吸収される。しかし、瞬間的には界面が円筒空洞の端部を越えて押し出される状況はありうる。【００４２】  そのような場合に、空洞端部に面取りが施されていなければ、その角や、或いは加工時に生じたバリなどによって潤滑液の一部が断ち切られ、間隙外部に残ってしまう恐れがある。空洞の開口縁を面取り加工しておけば、バリは除去され、角は取り去られる為、そのような事態は生じにくくなる。【００４３】  請求項１１の軸受装置によれば、請求項１０の構造に比して第一の界面が更に安定し、軸受装置の高さを抑制しつつ、潤滑液の漏れが一層生じにくくする事が出来る。【００４４】 先に述べた開口端縁の面取りは、余り大きくては、軸方向長さが長くなって軸受装置の高さを増してしまうが、余りに小さくては効果が低下する。この面取り量の下限としては、第一の界面の曲率を目安とする事が合理的である。上限は、テーパシールを構成する第二の界面の幅の半分とする。これ以上では、第一の界面が第二の界面よりも大きくなってしまうからである。【００４５】  ここで、面取りの大きさは、軸線方向長さｒで規定しており、半径方向については請求項中では規定していない。これは、通常の面取りでは、軸線方向と半径方向は、大きさがほぼ等しくするからである。非対称な面取りとしても界面安定化の効果は得られるが、低下する。軸線方向と半径方向の面取りの大きさの比が１：３或いは３：１を越える場合は、面取りによって生ずる角部分に、更に面取りを施すなどの処置を加える事が望ましい。【００４６】  請求項１２の軸受装置によれば、請求項１０、１１の構造に比して第一の界面が更に安定し、潤滑液の漏れが一層生じにくくなる。開口端縁からの潤滑液の流出を防ぐ為には、面取り部表面において潤滑液がはじかれ、潤滑液が間隙内に引き戻される効果が生ずる事が望ましいからである。このような効果を得る為には、面取り部において、軸受間隙から遠い側の半分は、撥油性を付与されている必要がある。一方で、軸受間隙内部においては、間隙を構成する面は、親油性を持っている事が望ましい。なお、本願明細書において、"撥油性を有する"とは、潤滑液の接触角が４５度よ��も大きい事を意味する。より好ましくは、９０度以上である。【００４７】  請求項１３の軸受装置によれば、第一の間隙を一端側に向かって間隙が拡大する構造として第一のテーパシール部を形成する事で、この間隙に形成される第一の界面をより安定させる事が出来る。ただし、第一のテーパシール部テーパ角（以下、第一のテーパ角）は、第二のテーパシール部のテーパ角（以下、第二のテーパ角）よりも大きくする。第一のテーパ角を小さくすると、テーパシール部の軸体方向の長さが長くなって、軸受装置の小型化を阻害するからである。この第一のテーパ角は第二のテーパ角の２倍以上である事がより好ましい。【００４８】  請求項１４の軸受装置によれば、軸線方向の負荷はスラスト動圧軸受によって支持される事になる為、軸受の支持が安定する。【００４９】  請求項１５の軸受装置によれば、多孔質体が多量の潤滑液を蓄える事が出来る為、軸受装置の潤滑液保持量が増して、蒸発などによる潤滑液の枯渇が生じにくくなり、長寿命の軸受装置を得る事が出来る。加えて、多孔質体が軸受間隙において生じたダストをトラップできる為、ダストの集積によるトラブルも抑制される。【００５０】  請求項１６の発明によれば、請求項１乃至１５に記載の軸受装置を採用する事により、振動が少なく長寿命で、かつ、高さの低いスピンドルモータを得る事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】  本願発明に係る軸受装置、及び、スピンドルモータを実施する為に好適な形態を、以下の実施例１乃至３に示す。
【実施例１】
【００５２】（１−１）スピンドルモータの説明  図２は、本願発明に係るスピンドルモータ１の模式断面図である。スピンドルモータ１は、ベースプレート２に取り付けられた本願発明に係る軸受装置３と、ベープレート２上に軸受装置３を取り囲むように設置されたステータ４と、シャフト３１の一端に取り付けられたロータ５とから成る。ロータ５は、ハブ６とロータマグネット７とから成り、ロータマグネット７はハブ６の円筒部内周面に取り付けられ、ステータ４の磁極と対向する位置関係にある。このステータ４に通電する事により、回転駆動力が発生する。スピンドルモータ１は、ベースプレート２を介して、ハードディスク装置等の筐体に取り付けられる。【００５３】（１−２）軸受装置の全体構成  図３のａ）は軸受装置３の模式断面図であり、ｂ）は斜視図である。【００５４】  軸受装置３は、略円筒形のスリーブ３３と、その円筒部に内嵌されたシャフト３１と、スリーブ３３を収容する有底円筒形状のハウジング３２を主な構成要素としている。【００５５】  図中でシャフト３１の下側端部には、スラストプレート３４が形成されており、スリーブ３３の下側端面にその上面で対向している。図３では、このスラストプレート３４を収容する為に、ハウジング内周の底面には、段部４１が形成されているが、スラストプレート３４の外径とスリーブ３３の外径がほぼ等しい場合には、このような段部４１は必要ではない。【００５６】（１−３）潤滑液及び連通路  シャフト３１の外周面とスリーブ３３の内周面の間には、微小な第一の間隙が形成されている。同様に、スラストプレート３４とハウジング３２の内周面、及び、スリーブ３３の下側端面との間にも第二の間隙が保持されている。これらの軸受間隙は、途中で途切れる事なく潤滑液で満たされている。そして、第一の間隙下部と上部は、後述する連通路４２によって、連通している。【００５７】  スリーブ３３の上端側には、カバー部材３５がはめ込まれている。カバー部材３５の外周側面とハウジング３２の内周面の間には、ハウジングの開口端に向けて間隙が拡大するテーパシール４０が形成されている。また、カバー部材３５には、プレスによって形成された径方向に伸びる凸部４３があり、その裏面の凹部とスリーブ３３上端面との間に確保される間隙は、潤滑液の連絡路４２ａとなる。また、この連絡路４２ａは、連通路４２の一部を成す。【００５８】  スリーブ３３の側面には、軸方向に伸びる平坦部４４が、円周方向の三ヶ所に亘って形成されている（図４）。この平坦部４４は、見かけ上は平坦部であるが、スリーブの中心軸からの距離が中央部で一番小さくなる点で実質的には凹部であって、ハウジングに内嵌する事で、連通路の一部４２ｂとなる。【００５９】  図５ａ）は、軸受装置３を図３の上側から見下ろした場合の様相を表す。図５ｂ）は、カバー部材３５を取り付ける前の状態を示している。図５ａ）の点線は、スリーブ３３の平坦部４４の位置を示している。カバー部材３５の上面に形成された凸部４３の径方向外側の端部は、平坦部４４の上に位置しており、連絡炉４２ａ、及び連通路の一部４２ｂは、ここで接続して、一つの連通路４２を構成する。連通路４２は、軸受間隙と同じく潤滑液で満た��れ、第一の間隙の上下の間での潤滑液の行き来を可能にする。【００６０】  なお、図３ａ）の様に、ハウジング底部に段部４１が形成されている場合は、スリーブ３３側面に形成された連通路４２ｂは、段部４１で閉塞されてしまう。これを避ける為に、連通路４２ｂの下端に対応する位置で、段部４１の上面に凹部を設け、連通路４２ｂと軸受間隙を接続している。【００６１】  カバー部材３５の上面には、シャフト３１を通す為の孔４６が形成されている。この孔の内周面４７はシャフト３１の周面と微小な間隙を保っており、ここに第一の界面５１が形成されている。テーパシール４０は、カバー部材３５の下端縁で連通路４２と接続している。第二のテーパシール部は途中まで潤滑液で満たされており、第二の界面５２が形成されている。第一の界面に隣接するシャフト外周面とカバー部材３５の表面には、フッ素系樹脂からなる撥油剤が塗布され、撥油性が付与されている。【００６２】  この軸受装置３では、シャフト３１の外周面とスリーブ３２内周面との間の間隙を満たす潤滑液は、これら第一、第二の界面以外では、潤滑液は周囲の空気と接してはいない。【００６３】（１−４）動圧軸受  図３において、スリーブ３３の円筒型の内周面には、軸線方向に隔たった２ヶ所に、動圧発生溝３７、３８が形成されており、各々ラジアル動圧軸受を構成する。これらの動圧発生溝は、シャフト３１の回転時に、軸受間隙に保持された潤滑液に対して、軸線方向下側に向けて圧力を高めるよう作用する部位と、軸線方向上側に向けて圧力を高めるよう作用する部位が、対となって対向して設けられており、二つの部位の間で高い動圧を発生させ、軸受を支持する。【００６４】  なお、図において、軸受面に対して斜めに描かれた二重線はこれら動圧発生溝の存在を表し、二重線が軸受面から離れて行く側に向かって、潤滑液の圧力が高められている事を意味する。図中の二重線は途中で折れ曲がっており、この部位で最も軸受面から離れているが、これは、この部分で最も高い圧力が発生する事を示す。【００６５】  二つのラジアル動圧発生溝３７、３８の内、上側に位置する３７は、上下方向に対称ではなく、下側に向けて圧力を高める部位がより大きく形成されている。この為、動圧発生溝３７は、ラジアル方向の軸支持力を発生する一方で、潤滑液を軸受の下方へと押しやる様に作用する。もう一つのラジアル動圧発生溝３８は対称であり、また、二つのスラスト動圧発生溝３６、３６は半径方向に対称に構成されている。【００６６】  動圧発生溝全体では、ラジアル動圧発生溝３７の作用によって、潤滑液には、第一の間隙であるラジアル軸受間隙を下方へと流れ、そして、連通路４２を通ってラジアル軸受面の上端部である、第一の界面５１付近へと還流する流れが生ずる。この流れは、第一の界面５１から潤滑液が漏れ出す事を抑制する。また、軸受内部で生じた気泡などを、連通路４２とテーパシール４０を介して軸受外部に排出する事を助ける。【００６７】（１−５）製造方法  カバー部材３５及びその取付け方法について、図６及び図７を用いて説明する。【００６８】 図６はカバー部材３５の製造工程の一例を表している。まず、金属製の板材を、打ち抜き、プレスによって、有蓋円筒形状と成し、蓋部の中央に孔４６を打ち抜く。同時にプレスによって、蓋部に径方向に伸びる凸部４３を形成する（図６ａ）。【００６９】  次に、カバー部材の中心軸に対して、凸部の位置から６０度ずれた場所で、部材の側周面に軸方向に伸びる切り込みを二本入れる。切り込みの間の部材４８を水平に持ち上げて、スリット４７を形成する（図６ｂ）。【００７０】  部材４８はハウジング内周面と当接する長さに切断、成形して、接続部４９とする（図６ｃ）。【００７１】  機械加工が終了した後、蓋部の孔４６の周囲に撥油剤を塗布し、撥油性を付与する。この際、孔の内周面や蓋部の裏側（スリーブに接する側）には、撥油剤が回り込まないように注意する。【００７２】  カバー部材３５は、この接続部４９の先端部で、ハウジングに溶接固定される。溶接方法としては、レーザ溶接、或いは電子ビーム溶接などの、指向性ビーム溶接が適している。また、溶接ではなく接着によって固定しても良い。更に他の方法として、カバー部材３５の円筒部分を、スリーブ３３に外嵌する形で軽圧入して固定しても良い。【００７３】  なお、軸受装置への潤滑液注入は、カバー部材３５を溶接した後で、第二のテーパシール部に潤滑液を滴下して軸受内に行き渡らせても良いが、潤滑液を滴下した後で、カバー部材３５を溶接しても良い（図７）。【００７４】  本発明の軸受装置は、潤滑液と周囲の空気との界面が軸受の２ヶ所にある為、潤滑液の注入時には、潤滑液と軸受隙間中の空気の入れ替わりが比較的円滑で、注入不良が生じにくい。しかし、カバー部材３５をつけた後に潤滑液を注入する場合、注入不良の比率が高まる。【００７５】  カバー部材３５をつけた後で第二のテーパシール部４０に潤滑液を滴下する場合、潤滑液は、二つの方向に分かれて軸受装置内に広がってゆく。まず、連通路の一部４２ｂを伝って、軸受下部のスラストプレート３４周囲に達し、それから、ラジアル動圧軸受が構成されている第一の微小間隙を軸受上部に向かって広がる経路がある。もう一つは、カバー部材３５とスリーブ３３の間に形成された連絡炉４２ａを伝って、第一の間隙の上部に達し、カバー部材の孔４６の内周面５０とシャフト３１外周面との間の間隙を埋めて、第一の界面を形成する経路である。【００７６】  前者と後者を比較した場合、前者の方が早く進行する。この為、軸受内部の空気が十分に排出される前に第一の界面が形成されて空気の逃げ道が塞がれ、軸受内部に気泡が残ってしまう事がある。これに対して、図７に示したように、軸受装置に潤滑液を注入した後でカバー部材３５を取り付ける場合は、このような不具合は生じない。【００７７】 図７の軸受装置のシャフト３１ｂは、カバー部材３５の孔４６から突出する部分が縮径しており、カバー部材を取り付ける際に、シャフト外周面と孔４６の内周面５０が接触しにくいようになっている。孔４６の直径は、シャフトの内、軸受空洞に収容されている部分の外径よりも大きいのであるが、その差は僅かであり、縮径しておかなければ、カバー部材の取付け作業時に、内周面５０などが傷つく恐れがあるからである。なお、縮径部は、シャフト端部から孔の開口近傍に至る、すべての領域に亘って続いている必要はなく、開口からやや離れた位置���終わっていても、傷つき防止の効果は得られる。しかし、図７に示すように、開口近傍に傾斜部８０を設けておくと、万一開口付近の撥油膜が失われて潤滑液が漏れ出しても、界面を支える壁面の角度が大きくなる為、潤滑液の漏れ出しを小さく抑制する事が出来る。【００７８】  なお、潤滑液を注入した後カバー部材を溶接固定する際には、特に、熱による潤滑液の変質、及び、熱膨張による動圧軸受面への悪影響等が懸念されるが、本願発明の構造では問題は生じない。【００７９】  まず、溶接時に加えられる熱は、大部分が熱容量の大きなハウジング部に散逸してしまって、第二のテーパシール部４０内の潤滑液は殆ど熱せられない。カバー部材３５とスリーブ３３の間の潤滑液については、接続部４９が小さい為、カバー部材に伝わる熱が小さく、問題を生じない。動圧軸受面への影響は、溶接部分が軸受面から遠く離れている為、無視する事が出来る。【００８０】（１−６）素材  この実施例で説明した軸受装置を構成する素材は、必要とされる強度と剛性を備えていれば、基本的には任意のものを選択する事が出来る。金属材料は、一般に十分な強度と剛性を備え、しかも親油性を備えている為、本発明の軸受装置を構成する素材として好適である。【００８１】  図２乃至図７に示した軸受装置においては、ハウジングはアルミニウム系合金を素材としている。スリーブには快削性ステンレス鋼を用いており、機械加工の後、表面処理によって表面から介在物を除去している。また、シャフトにはマルテンサイト系ステンレスから、カバー部材は銅合金、或いは、合成樹脂材料から構成されている。合成樹脂材料の中でも、微細な構造の形成が容易な液晶ポリマーが特に適している。カバー部材３５の孔部４６の内周面５０には、必要に応じて親油性を高める為の処理を施しても良い。【００８２】  なお、第一の界面開口近傍に塗布されている撥油膜は、パーフルオロ樹脂を用いている。また、潤滑液はエステル系化合物を基油としている。
【実施例２】
【００８３】  軸受装置３の変形例３'について図８、図９を用いて、説明する。図８ａ）は、軸受装置３'を、軸受の上側から見下ろした図である。図８ｂ）は、更にカバー部材３５'を取り付ける前の状態を示している。【００８４】  軸受装置３と異なり、接続部４９がスリーブ３３の平坦部４４の真上に位置している。そして、凸部４３'は、４３'ａ及び４３'ｂ二つに分かれており、その間に接続部４９が形成されている。【００８５】 図９ａ）は、このカバー部材３５'の斜視図である。カバー部材３５と同様の方法で形成される為、接続部４９に伴なって形成されるスリット４７も、二つの凸部４３'ａ及び４３'ｂの間に位置し、軸方向に伸びている。【００８６】 図９ｂ）は、第二の界面の一部の拡大図であり、カバー部材３５'を含んだ軸線方向に垂直な面における断面図となっている。ハウジング内周面３２とカバー部材３５'の外周に形成される第二のテーパシール部４０に、潤滑液と空気との界面は形成されるが、カバー部材の内周面とスリーブ外周面との間にも第二のテーパシール部４０'が形成され、第二の界面の一部５２'が現れる。【００８７】  軸受内を循環する潤滑液は、このテーパシール４０'の幅狭の部分から、連絡路４２ａに流れ込み、軸受上部に還流してゆく。潤滑液中に気泡が含まれていても、気泡は、第二のテーパシール部の幅の狭まっている領域には侵入が困難である為、第二のテーパシール部４０'に位置する界面５２'側へと追いやられ、スリット４７を通って排出される。このように、第二のテーパシール部４０'は、潤滑液中の気泡を分離する効率的な篩として機能する為、この軸受装置３'は、潤滑液中の気泡を極めて効率よく排出する事が出来る。
【実施例３】
【００８８】  軸受装置３の他の変形例８３、９３について、図１０ａ）及び図１０ｂ）を用いて説明する。【００８９】 図１０ａ）では、スリーブ３３'の一端部外径を縮径させる事で、ハウジング３２'の内周にテーパ部を作る事なく、第二のテーパシール部を形成している。この場合、スリーブ３３'は、銅系の多孔質焼結体を用いており、焼結時にテーパ形状を形成している。機械切削でテーパ部を作る必要がなく、加工費用を低減する事が出来る。【００９０】 図１０ｂ）では、連通路４２'をスリーブ３３に軸方向の貫通孔を開ける事で形成している。潤滑液が循環する距離の延長が短くなる為、潤滑液の循環がより速やかになり、軸受の性能が安定する。
【実施例４】
【００９１】  軸受装置３の変形例７３について、図１１ａ）ｂ）ｃ）を用いて説明する。【００９２】 図１１ａ）は軸受装置７３の軸方向断面図であり、特に、カバー部材３５ｂと、第一の界面５１、第二の界面５２を含む部位を、拡大表示したものである。また、図１１ｂ）及び図１１ｃ）は、更に、第一の界面５１及び第二の界面５２近傍を拡大した図である。【００９３】  カバー部材３５ｂは、孔部の内周面側面を面取りしてあり、シャフト３１の外周面と対向させる事で第一のテーパシール部３９が形成されるようになっている。第一のテーパシール部３９のテーパ角θaは３４度、第二のテーパシール部４０のテーパ角θbは５度であり、θaの方が大きく設定されている。界面を安定させる為には、テーパシール部の壁面は十分に濡れ性の良い状態である事が望ましく、この場合、第一の界面５１の幅Ｗ1は、第二の界面５２の幅Ｗ2よりも常に狭くなる。θa及びθbの大きさは、上記の値以外でも構わない。しかし、θaではおよそ、１５〜５０度、θbでは、３〜１０度程度とした場合に、良好な特性が得られる。【００９４】  第一の界面５１は、第二の界面５２と異なり、テーパシール部を構成する壁面の内シャフト外周面が相対的に回転している為、界面を乱すストレスが加わる。しかし、幅Ｗ1は相対的に狭くなるように構成されており、幅が狭いほど界面は外乱に強い為、このストレスによって界面が破壊される事を防いでいる。【００９５】  第一のテーパシール部の外側には、撥油膜が塗布されている。図１１では、撥油膜が塗布された表面は、二重線で表している。シャフト３１外周面では、環状の凹部８１が形成されており、この凹部に撥油膜が形成されている。この働きは、図７における傾斜部と類似している。カバー部材３５ｂをシャフト３１に通して取り付ける際に、孔部内周面との接触によってシャフト外周面の撥油膜が損傷を受ける恐れがあるが、凹部８１に撥油膜を塗布する事で、そのような問題を回避できる。【００９６】 カバー部材３５ｂ表面の撥油膜は図１１では、第一の間隙（第一のテーパシール部３９を含む）の内側の内側には塗布されていない。また、第一の界面５１の端は、撥油膜が塗布された部位までは達していない。【００９７】  軸受装置７３では、第一の間隙からの潤滑液の流出は、まず第一のテーパシール部によって抑制される。撥油膜は、潤滑液に突発的な圧力がかかるなどによって、テーパシール部開口部付近まで界面が移動した場合に、それ以上の外側への移動を抑制する。また、壁面を通じて潤滑液が拡散して外部に漏れる事を防ぐ働きもある。このように、テーパシールと撥油膜の両方によってガードされている為、実施例１の軸受装置３よりも、潤滑液漏れに強い。しかし、第一の間隙部分の軸方向長さが長くなっている為、小型化にはやや不利になっている。【００９８】  なお、以上で説明した実施例は、本発明の実施形態をこれらに限定するものではない。例えば、スラスト側の軸受機構としては、スラスト動圧軸受機構についての記述しかないが、これは、潤滑液の静圧を併用する動圧軸受機構であっても良い。或いは、スラストプレートを省略して軸端で点支持させても良い。また、材質としても、合成樹脂等を用いる事は自由で、それらの変更に���って、本発明の効果が失われる訳ではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第一の界面、及び、ラジアル動圧溝の説明図
【図２】本願発明に係るスピンドルモータ１の模式断面図
【図３】軸受装置の模式断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）
【図４】スリーブの斜視図
【図５】軸受装置の上面図
【図６】カバー部材の製造工程の説明図
【図７】カバー部材の取付け方法の説明図
【図８】軸受装置の変形例１
【図９】カバー部材の変形例説明図
【図１０】軸受装置の第２及び３の変形例
【図１１】軸受装置の第４の変形例
【図１２】従来の軸受装置を搭載したスピンドルモータ
【符号の説明】
【０１００】１  スピンドルモータ２  ベースプレート３、３'、７３、８３、９３  軸受装置３１、３１ｂ、１３１  シャフト３２  ハウジング３３、３３'、１３３  スリーブ３４、１３４  スラストプレート３５、３５'  カバー部材３６、１３６  スラスト動圧発生溝３７、３８、１３７  ラジアル動圧発生溝３９  第一のテーパシール部４  ステータ４０、４０'、１４０  第二のテーパシール部４１  段部４２、４２'  連通路４２ａ  連絡炉４２ｂ  連通路の一部４３、４３'、４３'ａ、４３'ｂ  径方向凸部４４  スリーブの平坦部４７  スリット４８  切り込みの間の部材４９  接続部５、１０５  ロータ５０  孔部内周面５１  第一の界面５２、５２'  第二の界面６  ハブ７  ロータマグネット８０  シャフト側面の傾斜部８１  シャフト側面の凹部ｒ  面取り部の軸方向長さＷ1  第一の界面の幅Ｗ2  第二の界面の幅θa  第一のテーパシール部のテーパ角θb  第二のテーパシール部のテーパ角１３２  スラストブッシュ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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