(57)【要約】【課題】回転体と固定体の磨耗により、潤滑流体中に介在している摩耗粉が、軸受隙間に噛み込んで、軸受かじりなどが生じない流体軸受装置および、それを用いたスピンドルモータを提供することを目的とする。【解決手段】潤滑流体を循環させる循環パス中に屈曲部および、凹部を設けることで、潤滑流体中に介在している摩耗粉を凹部内部に捕集、堆積させることで、動圧を発生させる動圧発生部への摩耗粉の侵入を防止して軸受かじりを無くす。【選択図】図３
2009228791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受穴を有するスリーブと、
前記軸受穴に相対的に回転可能な状態で挿入される軸によりラジアル軸受部を構成し、
軸受穴内周面または前記軸外周面の少なくとも一方には動圧発生溝を有し、
少なくとも前記ラジアル軸受部の隙間に保持される潤滑流体を備え、
前記軸受穴にほぼ平行に前記潤滑流体の連通孔を有し、
前記ラジアル軸受部と前記連通孔の間に前記ラジアル軸受部の隙間より広い広隙間部を有し、
前記ラジアル軸受部と前記連通孔と前記広隙間部を含む循環パスを形成し、
前記連通孔と前記広隙間部の間には、一つの屈曲部を有し、
前記屈曲部に面する前記連通孔の近傍に前記広隙間部の隙間より深い凹部を有する流体軸受装置。
【請求項２】
前記軸受穴は、開口端と閉塞端を有し、前記循環パスの一部を形成しており、前記潤滑流体が前記軸受穴の前記開口端から前記閉塞端へと循環している請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
前記循環パスを循環している前記潤滑流体が前記凹部を通過する点での流速が最も遅くなっている請求項１または、請求項２に記載の流体軸受装置。
【請求項４】
前記凹部が、前記連通孔の前記開口端部側または、前記閉塞端側の周辺に形成されている請求項１〜３に記載の流体軸受装置。
【請求項５】
前記凹部の半径方向長さが、前記軸受穴と前記軸の外周とにより形成されている半径方向隙間より４０倍以上広く形成されている請求項１〜４に記載の流体軸受装置。
【請求項６】
前記凹部の軸方向深さが、前記広隙間部より、３倍以上深く形成されている請求項１〜４に記載の流体軸受装置。
【請求項７】
前記凹部の半径方向長さが、前記前記軸受穴と前記軸の外周とにより形成されている半径方向隙間より４０倍以上広く、かつ前記凹部の軸方向深さが、前記広隙間部より、３倍以上深く形成されている請求項１〜４に記載の流体軸受装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の流体軸受装置を搭載したスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと示す。）等のように情報を記録もしくは再生する装置に搭載される流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤはパソコンのみならず各種モバイル用途に展開され、小型化、薄型化の要求が一層高まってきている。それに伴って、ＨＤＤの主要な構成部品であるスピンドルモータおよび、流体軸受装置も小型化、薄型化とともに長寿命化を図る必要がある。
【０００３】
このような長寿命化の要求に応えるために、従来の流体軸受装置では、回転開始時または、回転停止時に回転体と固定体の接触により生じる摩耗粉が、凝着・成長することで動圧を発生している軸受部での回転不具合の原因となることを防止するために、軸受部に円周溝を設ける構成が提案されている。
【０００４】
具体的に説明すると、図１２に図示している従来の流体軸受装置１は、一端側がプレート２で閉塞され、他端側に空間を形成するように配置されたカバー３を有するスリーブ４の内筒部４ａにフランジ５を有するシャフト６が配置されている。シャフト６の外周面６ａまたは、スリーブ内筒部４ａには、ラジアル動圧発生溝７が形成されている。また、スリーブ４には、内筒部４ａと平行に連通穴８が形成されている。
【０００５】
スリーブ４とシャフト６により形成された軸受隙間９には、潤滑流体１０が充填されており、ラジアル動圧発生溝７により生じる動圧により、潤滑流体１０が軸受隙間９を循環する構成となっている。
【０００６】
このような構成である従来の流体軸受装置１では、回転体であるシャフト６が回転開始時または、停止時にスリーブ４と接触する。接触することにより、潤滑流体１０中には、接触による摩耗粉１１が介在することとなる。
【０００７】
その摩耗粉１１が潤滑流体１０に介在し続けることを防止するために、ヘリングボーン形状のラジアル動圧発生溝７の中央部に円周溝７ａが形成されている。動圧を発生させるラジアル動圧発生溝７により摩耗粉１１が介在している潤滑流体１０を中央部に形成されている円周溝７ａへ掻き集める。摩耗粉１１は、円周溝７ａ内部で凝着・成長することで、軸受隙間９に流出することがないので、軸受隙間でのかじりなどを防止している。
【特許文献１】特開２０００−１５４８２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１３に図示しているように、前記従来の構成では、潤滑流体１０が軸受隙間９を循環している。そのため、円周溝７ａに介在している摩耗粉１１または、摩耗粉１１が凝着・成長した摩耗塊１２が、潤滑流体１０の循環流１３により、ラジアル軸受部１４へと流れてしまう可能性がある。また、円周溝７ａは、ラジアル動圧発生溝７よりも溝深さが深く形成されているので、摩耗塊１２は、ラジアル動圧発生溝７よりも大きな塊となっており、円周溝７ａから循環流１３により流出した摩耗塊１２は、ラジアル動圧発生溝７に留まることとなり、非周期的な振動の発生原因または、軸受隙間９でのかじりを生じる原因となる。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、軸受隙間での回転体と固定体の接触にて生じる摩耗粉を軸受隙間の循環流により生じる淀み点で捕集することで、動圧を発生する軸受部に流入することを防止する循環流淀み部を有する流体軸受装置および、それを用いたスピンドルモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の流体軸受装置は、軸受穴を有するスリーブと、軸受穴に相対的に回転可能な状態で挿入される軸によりラジアル軸受面を構成し、軸受穴内周面または軸外周面の少なくとも一方には動圧発生溝を有し、少なくとも前記ラジアル軸受面の隙間に保持される潤滑流体を備え、軸受穴にほぼ平行に潤滑流体の連通孔を有し、ラジアル軸受面と連通孔の間にラジアル軸受面の隙間より広い広隙間部を有し、ラジアル軸受面と連通孔と広隙間部を含む循環パスを形成し、連通孔と広隙間部の間には一つの屈曲部を有し、この屈曲部に面する連通孔の近傍に広隙間部の隙間より深い凹部を有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流体軸受装置によれば、屈曲部に面する凹部上を潤滑流体が流れることで、凹部内部で淀み点が現れることで潤滑流体といっしょに流れ込んできた磨耗粉は、その比重が潤滑流体よりも重いために、再び、循環されることなく凹部に介在することとなり、凹部に沈殿することとなる。従って、摩耗粉または、摩耗粉が凝着・成長してできる摩耗塊は、動圧発生部に流入しなくなり、軸受かじりなどの問題が生じなくなり、軸受の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の流体軸受装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における流体軸受装置１５を用いたスピンドルモータ１６の断面図を示す。本実施形態の説明では、便宜上、図面の上下方向を「軸方向上側」、「軸方向下側」等と表現するが、スピンドルモータ１６の実際の取り付け状態を限定するものではない。
【００１４】
図１に図示しているスピンドルモータ１６は、ステータ部１７とロータ部１８および、軸受部である流体軸受装置１５より構成されている。
【００１５】
固定部であるステータ部１７を構成しているベース２０は、アルミダイカスト製であり、防錆効果を有するコーティングを施して形成されている。また、ベース２０は、その中心部分付近に、流体軸受装置１５を固定するための円筒状部２０ａが形成されている。円筒状部２０ａの外周部には、ステータコア２１が接着固定されている。ステータコア２１は、径方向に沿ってほぼ等角度間隔で配置された複数の突極部を有しており、この突極部に対してそれぞれコイル線２２が巻回されている。なお、ベース２０の材質としては、磁性を有するステンレス鋼材または鋼板のベースを用いる場合もあるが、これに限定はしない。
【００１６】
回転部であるロータ部１８は、主に、ハブ２３とマグネット２４から構成されている。
【００１７】
ハブ２３は、磁性材料製のステンレス鋼によって形成されており、流体軸受装置１５を構成している軸部材２５の上端部に嵌合するように固定されて軸部材２５と一体となって回転する。また、ハブ２３は、軸部材２５の上端部が固定される中央孔２３ａと、マグネット２４が取り付けられるマグネット保持部２３ｂと、記録ディスクＤ（図示しない）が載置されるディスク載置面２３ｃとを有している。
【００１８】
マグネット２４は、隣接する磁極がＮ極、Ｓ極と交互に配置された円環状の部材であって、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂マグネット等によって構成されており、ハブ２３のマグネット保持部２３ｂに対して装着されている。そして、マグネット２４は、ステータコア２１に対して半径方向に対向配置されており、コイル線２２に電流を流すことで発生する磁束を付与することで、回転部であるロータ部１８に対して回転力を付与する。
【００１９】
固定部であるステータ部１７と回転部であるロータ部１８の間には、流体軸受装置１５が配置されている。
【００２０】
流体軸受装置１５は、ベース２０の円筒状部２０ａの内周に配置されている。流体軸受装置１５は、図３に示すように、軸２６とスラストフランジ２７により構成されている軸部材２５、スリーブ２８とスラストプレート２９とカバー３０により構成されているスリーブ部材３１、潤滑流体３２から構成されている。
【００２１】
軸部材２５は、流体軸受装置１５の回転軸となる部材であって、スリーブ２８の軸受孔２８ａ内に挿入されており、ステンレス鋼によって形成されている。
【００２２】
軸部材２５を構成している軸２６の端部には、スラストフランジ２７が、軸２６に対して一体加工、あるいは圧入または接着によって固定されており、ステンレス鋼によって形成されている。そして、スラストフランジ２７は、スリーブ２８における大径孔部２８ｂの部分に嵌め込まれる。
【００２３】
スリーブ部材３１を構成しているスリーブ２８は、軸受孔２８ａ内に挿入された軸２６、および軸２６に固定されているスラストフランジ２７を相対回転可能な状態で保持している。そして、スラストフランジ２７の軸方向における対向面には、スリーブ２８の軸受孔２８ａを閉塞するようにスラストプレート２９が、スリーブ２８に接着、圧入、カシメなどの工法にて固定されている。
【００２４】
スラストフランジ２７におけるスラストプレート２９との軸方向における対向面には、動圧を発生させるスラスト動圧発生溝２７ａが形成されており、スラストフランジ２７とスラストプレート２９との間にはスラスト動圧軸受部３３が形成される。
【００２５】
同様に、軸２６の外周面とスリーブ２８の軸受孔２８ａの内周面の少なくとも一方の面には、動圧を発生させるラジアル動圧発生溝３４が形成されており、軸２６とスリーブ２８との間にはラジアル動圧軸受部３５が形成される。ラジアル動圧発生溝３４は、非対称ヘリングボーン形状であり、潤滑流体３２を軸方向上側から軸方向下側に向かう流れを生じさせている。また、スリーブ２８は、真鍮等の銅合金、ステンレス鋼、または焼結金属等によって形成されており、表面には無電解ニッケルメッキが施されている。
【００２６】
スリーブ部材３１は、軸方向下側の閉鎖端３６と軸方向上側の開口端３７および、閉鎖端３６側と開口端３７側とを連通させる連通孔３８と、を有している。そして、スリーブ２８の開口端３７側には、スリーブ２８の上端面２８ｃとの間に所定の隙間を形成するように、カバー３０が取り付けられている。
【００２７】
カバー３０は、スリーブ２８の上端面２８ｃを覆うように取り付けられた略お椀状の部材であって、中央部分に軸２６が挿入される開口部分を有している。また、カバー３０は、スリーブ２８に形成された連通孔３８に対して半径方向において対向する位置に、スリーブ２８の上端面側へ貫通した通気孔３０ａが形成されている。さらに、カバー３０は、スリーブ２８の開口端３７に対向する内面側近傍部分に、スリーブ２８の上端面２８ｃと導入隙間部３９を形成している。
【００２８】
上述したスリーブ部材３１の構成部材のうち、スリーブ２８の軸方向における開口端３７側の上端面２８ｃとカバー３０との間に形成される隙間部分であって、軸２６の外周面側に、内周シール部（軸受シール部）４０を形成している。これにより、通常時において、軸受部内に充填された潤滑流体３２を毛管圧力によって軸受内部へと吸引することで、開口部３７から外部へと漏れ出してしまうことを防止している。
【００２９】
図２は、図３におけるスリーブ２８の上端部２８ｃとカバー部材３０とにて形成されている空間部４２を図３における軸方向上側方向から見た図である。スリーブ部材３１を構成しているカバー３０は、図２に図示しているように、スリーブ２８の上端面２８ｃに形成されている連通孔３８の開口部３８ａ対して、通気孔３０ａの位相が、１８０度ことなるように合わせをした後、図３における当接部４１において接着等によって接合されている。そして、カバー３０におけるスリーブ２８の上端面２８ｃと対向する面側に、導入隙間部３９と、内周シール部４０と、空間部４２とが形成される。
【００３０】
図２および、図３に図示している空間部４２は、通常時において、潤滑流体３２を流体軸受装置１５内に保持するために、通気孔３０ａ付近の空間等を除くカバー３０のスリーブ２８と対向する内面３０ｂと、スリーブ２８の上端面２８ｃとの間に形成されている。この空間部４２に保持されている潤滑流体３２が、導入隙間部３９を経由して軸受隙間であるラジアル動圧軸受部３５に流入するように、空間部４２の断面積は、軸受隙間であるラジアル動圧軸受部３５の断面積より大きく形成されている。つまり、液体である潤滑流体３２は、毛細管力により、隙間の大きな部分である空間部４２から軸受隙間であるラジアル動圧発生部３５へと潤滑流体３２が、流れ込むように形成されている。
【００３１】
内周シール部４０は、スリーブ２８の開口端３７側であって、シャフト２６の外周部分に沿って略円形に形成されており、毛管圧力によって軸受内に充填された潤滑流体３２が軸受外へと流出してしまうことを防止している。
【００３２】
なお、導入隙間部３９および内周シール部４０の軸方向におけるスリーブ２８の上端面２８ｃとの間の隙間は、約１００マイクロメータ（マイクロメータ：以降μｍと記す。）程度であればよい。
【００３３】
以上のように構成されている流体軸受装置１５に充填されている潤滑流体３２は、ラジアル動圧軸受部３５の動圧発生溝３４および、循環パスを形成している空間（ラジアル動圧発生部３５、連通孔３８、空間部４２、導入隙間部３９）の断面積の差により、軸受部１９内部を循環している。
【００３４】
このような構成である流体軸受装置１５では、回転開始時および回転停止時に軸２６とスリーブ２８、スラストフランジ２７とスラストプレート２９およびスリーブ２８との間で金属接触（摩耗）が生じ、摩耗粉４５が潤滑流体３２中に介在する。摩耗粉４５は、潤滑流体３２が循環しているため、軸受部１９の内部を浮遊し続ける。しかし、本願発明においては、その摩耗粉４５を捕集する構造が形成されている。以下に、その詳細を説明する。
【００３５】
図４は、連通孔３８の軸方向上側に形成されている空間部４２の拡大図である。図４に図示しているように、潤滑流体３２は、連通孔３８を軸方向上側へ向かって流れる。潤滑流体３２は、スリーブ２８の上端面２８ｃに形成された連通孔３８の開口部３８ａからスリーブ２８の上端面３８ｃと、カバー３０の内側面３０ｂで形成されている空間部４２へと流れる（循環する）。そして、潤滑流体３２は、導入隙間部３９を経由して、ラジアル動圧発生部３５へと循環する。
【００３６】
ここで、連通孔３８と導入隙間部３９との間には、図４で図示している連通孔３８の開口部３８ａとスリーブ２８の上端面２８ｃにて形成されている部分、つまり、屈曲部４３が形成されている。この屈曲部４３が形成されていることで、連通孔３８から導入隙間部３９へと循環する潤滑流体３２の流速がいったん減速する。そして、スリーブ２８の上端面２８ｃに形成されている凹部４４の軸方向上側部分である空間部４２を経由して導入隙間部３９への方向へ潤滑流体３２が循環する。
【００３７】
凹部４４は、連通孔３８の開口部３８ｃを半径方向で覆う環状の溝である。つまり、潤滑流体３２が、凹部４４の軸方向上側部分を必ず、横切るように配置されている。凹部４４が形成されていることで、導入隙間部３９より広い隙間が形成されてこととなり、潤滑流体３２の流速が減速される。そして、凹部４４の軸方向上側部分を横切ることで、摩耗粉４５が介在している潤滑流体３２は、図４に図示しているように凹部４４に流れ込む。以下、詳細を説明する。
【００３８】
図５は、カバー３０とスリーブ２８の上端面２８ｃで形成された空間である空間部４２の断面図である。潤滑流体３２に介在している摩耗粉４５は、潤滑流体３２とともに、図５の左側から右側方向に向かって流れる（連通孔２８からラジアル動圧発生部２５の方向へと流れる）。そして、凹部４４の軸方向上側部分を潤滑流体３２が循環する。
【００３９】
潤滑流体３２が、凹部４４の軸方向上側部分を循環すると、凹部４４内部に流れる循環流とラジアル動圧発生部２５の方向へ流れる循環流とに分かれる。ラジアル動圧発生部２５の方向へ流れる循環流は、再度、軸受部１９内部を循環する。一方、凹部４４内部に流れる循環流は、図５に図示しているように、凹部４４の内部で渦を生じさせるような流れとなる。その結果、潤滑流体３２に介在している摩耗粉４５は、その渦の中心４７で滞留することとなる。また、凹部４４内部に流れる循環流が生じることで、淀み点４８が生じる。
【００４０】
摩耗粉４５は、スラストプレート２９とスラストフランジ２７との摩耗または、シャフト２６とスリーブ２８との摩耗の際に生じた金属粉である。したがって、エステル系の潤滑流体３２よりも比重が大きい。従って、潤滑流体３２よりも循環性が劣るために、凹部４４の軸方向上側を通過する際には、摩耗粉４５は、凹部４４溝に入り込み易い。
【００４１】
凹部４４に入り込んだ摩耗粉４５は、渦の中心４７で滞留し、その後、凹部４４内部の循環流により淀み点４８に堆積することとなる。凹部４４に流れ込んだ潤滑流体３２は、循環流により再度、導入隙間部３９へと流れるが、摩耗粉４５は、上述したように潤滑流体３２より比重が大きいので、一度、淀み点４５に堆積した摩耗粉４５は、循環流により再度、導入隙間部３９へと流れ込むことが無い。従って、凹部４４に介在し続けることとなり、潤滑流体３２に介在している摩耗粉４５は、凹部４４に捕集されることとなり、ラジアル動圧発生溝３４に堆積することは生じない。
【００４２】
図６および、図７を用いて、摩耗粉４５を捕獲できる凹部４４の具体的な実験結果について説明する。図６は、連通孔３８の直径を０．４ｍｍ、凹部４４の軸方向深さを０．５ｍｍとし、凹部４４の半径方向長さ（図５におけるＢｒ）を変化させた時の凹部４４での摩耗粉４５の捕獲率を確認した実験結果である。摩耗粉捕獲率とは、流体軸受装置１５の軸受隙間に潤滑流体３２を充填した量Ｖｆを１００としたときに、軸部材２５とスリーブ部材３１の接触にて生じる摩耗粉４５が、凹部４４にて捕獲できる割合を表している。
【００４３】
数１に凹部幅比（ＲＦ１）を定義する。
（数１）
ＲＦ１＝Ｂｒ／ΔＲ
ＲＦ１：凹部の幅比
Ｂｒ：凹部の半径方向長さ（即ち凹部４４の幅一例：２５０μｍ）
ΔＲ：ラジアル軸受半径隙間（例：３μｍ）
図６において、凹部幅比（ＲＦ１）の値が大きい程、摩耗粉４５の粒子が凹部４４に捕らえられる時間（粒子が凹部４４を通過する時間）が長くなり捕らえられやすくなる。また、凹部４４に生じる流れの淀み４８の発生状況が変化する。すなわち、摩耗粉４５の粒子が、凹部４４に捕らえられる時間が不足したり、また、凹部４４に淀み４８ができていないと、潤滑流体３２の中に浮遊して移動する摩耗粉４５の粒子は凹部４４には捕獲されずにラジアル動圧発生部３５の動圧発生溝３４が発生するポンプ力により吸い込まれてしまい、非常に狭いラジアル動圧発生部３５の隙間に摩耗粉４５の粒子がかみこみ、軸受部１９では焼け付きを起こす。
【００４４】
しかし、凹部幅さ比（ＲＦ１）が一定以上であり凹部４４によどみができ始め、凹部４４に一定以上の幅があると、流れている潤滑流体３２中の摩耗粉４５の粒子は十分広い凹部４４に捕らえられ凹部４４の底や、側面にたまり、狭いラジアル動圧発生部３５の隙間へは流入しなくなる。
【００４５】
摩耗粉４５の粒子の捕獲比率が、単に凹部４４の幅（または凹部４４の半径方向長さ）（Ｂｒ）との相関が薄く、凹部幅比（ＲＦ１）との相関が濃い理由は、流体流れにおいて淀み４８の出来具合が、単に幅によるのではなく、流速が遅くなる凹部４４に隣接して存在し、かつその流速が最大になるラジアル動圧発生部３５の比率に関係するからであると推定される。
【００４６】
また、摩耗粒子捕獲比率がＲＦ１の値が４０において、臨界点が存在する理由は、流速が一定以上でありかつ、凹部に淀みができていない場合は、摩耗粉４５の粒子は潤滑流体３２と共に流れてしまうが、流速が一定以下でかつ凹部に淀み点４８ができたときから、凹部に捕獲され始めるからである。流体軸受装置１５においては、摩耗粉４５の粒子の発生形態はある程度決まった大きさと厚さの粒子が発生している。例えば、流体軸受装置１５が起動停止する場合に発生するなじみ摩耗粉４５のと呼ばれる摩耗粒子は、摩耗粉４５の粒子の長さが２から１０μｍであり、その厚さは１μｍ程度である。流体軸受装置１５では、流径が１μｍ以下の腐食粒子や、長さが３０μｍ以上にもなるシビヤスライディング粒子と呼ばれる大型の摩耗粒子は発生していない。したがって、潤滑流体３２の流れが、一定以下の流速であり、凹部４４に淀み点４８ができ始めた時が、臨界であり、それが、この種の流体軸受装置においては、ＲＦ１の値が４０のときである。
【００４７】
従って、流体軸受装置１５において、性能と信頼性を良好に達成する凹部深さ比（ＲＦ１）の最適条件は、ＲＦ１＞４０である。
【００４８】
図７は、連通孔３８の直径を０．４ｍｍ、凹部４４の半径方向長さを２５０μｍとし、凹部４４の深さを変化させた時の凹４４部での摩耗粒子捕獲率を確認した実験結果である。
【００４９】
数２に凹部４４の深さ比（ＲＦ２）を定義する。
（数２）
ＲＦ２＝Ｂｄ／Ｓ
ＲＦ２：凹部の深さ比
Ｂｂ：凹部の深さ：即ち凹部の軸方向深さであり、例えば５００マイ
クロメータである。
【００５０】
Ｓ：広隙間部の幅：例えば１５０マイクロメータである。
【００５１】
図７において、凹部４４の深さ比（ＲＦ２）の値が大きくなるに従い、凹部４４にできる潤滑流体３２の淀み点４８の発生状態が変化する。流速は、潤滑流体３２が流れる流路の断面積に反比例して遅くなる。流速が早いと潤滑流体３２の中に浮遊して移動する摩耗粉４５の粒子は、凹部４４には捕獲されずにラジアル軸受軸受部３５の隙間に動圧発生溝３４が発生するポンプ力により吸い込まれてしまい、非常に狭いラジアル動圧軸受部３５の隙間に摩耗粉４５の粒子がかみこみ、軸受は焼け付きを起こすが、凹部４４の深さ比（ＲＦ２）が一定以上であり、流速が遅くなると、流れている潤滑流体３２中の摩耗粉４５の粒子は十分深い凹部４４に捕らえられ、凹４４部の底や、側面にたまり、狭いラジアル動圧軸受部３５の隙間へは流入しなくなる。また、凹部４４の深さが浅いと摩耗粉４５の粒子は捕獲されないが、凹部４４が深くなり、深さ比（ＲＦ２）の値が一定以上なると捕獲されるようになる。
【００５２】
摩耗粉４５の粒子の捕獲比率が、単に凹部４４の深さ（Ｂｂ）との相関が薄く、凹部４４の深さ比（ＲＦ２）との相関が濃い理由は、潤滑流体３２の流れにおいて、淀み点４８の出来具合が、単に深さによるのではなく、この凹部４４と、凹部４４の周辺に存在する流体溜り空間部３９との比率に関係するからである。
【００５３】
また、摩耗粒子捕獲比率がＲＦ２の値が３.０において、臨界点が存在する理由は、流速が一定以上でありかつ、凹部４４に淀み点４８ができていない場合は、摩耗粉４５の粒子は潤滑流体３２と共に流れてしまうが、流速が一定以下でかつ、凹部４４に淀み点４８ができたときから凹部に捕獲され始めるからである。流体軸受装置１５においては、摩耗粉４５の粒子の発生形態は、ある程度決まった大きさと厚さの粒子が発生している。例えば、流体軸受装置１５が、起動停止する場合に生じるなじみ摩耗粉４５の粒子は、摩耗粉４５の粒子の長さが２から１０μｍであり、厚さは１μｍ程度である。流体軸受装置１５では、流径が１μｍ以下の腐食粒子や、長さが３０μｍ以上にもなるシビヤスライディング粒子は発生していない。したがって、潤滑流体３２の流れが、一定以下の流速であり、凹部４４に淀み点４８ができ始めた時が、臨界条件であり、それが、この種の流体軸受においては、ＲＦ２の値が３．０のときである。
【００５４】
従って、流体軸受装置１５において、性能と信頼性を良好に達成する凹部深さ比（ＲＦ２）の最適条件は、ＲＦ２＞３．０である。尚、ＲＦ１、ＲＦ２の最適条件は、単に従来の設計範囲の延長上で最適化を図ったのではなく、流体の流れ方、磨耗発生メカニズム、大量生産が可能な部品形状や部品寸法、等を総合的に判断して新たに発明に至ったものである。
【００５５】
また、図８〜９においては、凹部４４は環状ではなく、短い直溝状、Ｌ字状、括弧状に設けられている場合を図示している。動作および作用は同じである。
【００５６】
具体的には、図８に図示している流体軸受装置５０の断面図において、連通孔３８の軸方向上側の開口部３８ａを覆うように、軸方向下側に向かって突出している突出部５１が、カバー３０に形成されている。図９を用いて、さらに、詳細に説明する。
【００５７】
図９（ａ）は、流体溜り空間部３９を図８における軸方向上側から見た図である。
【００５８】
カバー３０には、連通孔３８の開口部３８ａを包み込むように突出部５１が、形成されている。連通孔３８を軸方向下側から軸方向上側に向かって循環してきた潤滑流体３２は、導入隙間部３９に流れ込む。そして、図９（ｂ）に図示しているように、突出部５１により形成されている括弧状に形成された空間に流れる流れと、導入隙間部３９からラジアル動圧軸受部２５に向かって流れる流れとに分かれる。
【００５９】
突出部５１により形成されている括弧状に形成された空間に流れる流れは、突出部５１により流速が減速され且つ、渦状の流れを形成する。そして、括弧状に形成された空間には、淀み点４８が形成されることになる。潤滑流体３２中に介在している摩耗粉４５は、淀み点４８に堆積することとなり、ラジアル動圧軸受部２５へと流れなくなる（循環しなくなる）。図中に記号Ｂｒは図６に示される凹部の半径方向幅または長さを示している。
【００６０】
以上のように、実施の形態１においては潤滑流体３２および、潤滑流体３２に介在している摩耗粉４５を連通孔３８近傍に形成した屈曲部および、凹部により、流速を遅くすることで、淀み点４８を形成するので、摩耗粉４５をラジアル動圧軸受部２５へと循環させることがない。したがって、動圧を発生する動圧発生溝を有する軸受隙間でのかじりなどが発生しなくなり、流体軸受装置としての信頼性を確保することができる。
【００６１】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２の流体軸受装置６０を用いたスピンドルモータ６１の断面図である。
【００６２】
図１０において、スリーブ６３は、軸受孔６３a内に挿入された軸６５を相対回転可能な状態で保持している。そして、軸受孔６３aまたは、軸６５の外周面の少なくとも一方の面には、ヘリングボーン形状の動圧発生溝６６が形成されており、潤滑流体６７を軸方向上側から軸方向下側への方向へ循環させている。
【００６３】
スリーブホルダ−６２は、その内周にスリーブ６３が圧入、接着などの工法にて取付けられており、外周面に形成されたＤカットまたは、直溝が加工されて、連通孔３８を形成している。また、スリーブホルダー６２の上端面と軸線方向で対向しているハブ２３の内周面２３ａとの間には、潤滑流体６７が保持されている。そして、スリーブホルダー６２の軸方向上側における外周面６２aと、ハブ２３の内周面２３ｂとの間で、潤滑流体６７を軸受内部に保持するための、シール部４０が形成されている。またスラストプレート６９がスリーブホルダー６２に取り付けられている。
【００６４】
抜け止め部材６４は、ハブ２３の内周面の軸方向下側の段部２３ｃに接着などにより固定されており、スリーブホルダー６２の外周面６２aに形成されている段部６２ｂに対して、半径方向で重なるように配置されており、ハブ２３の抜け止めの役割を果たしている。
【００６５】
以上のように、実施の形態１の構成と異なるところは、スリーブホルダー６２とハブ２３の間にシール部４０を設けたことと、抜け止め部材６４を設けた点である。（省略  以下、実施の形態１の記載方法と同様とする）
このような流体軸受装置６０において、スリーブ６３の軸方向上側の端面に凹部４４を設ける。凹部４４は、連通孔３８とラジアル軸受部６６との間を循環する潤滑流体６７が、凹部４４の上側部分を通過するように、連通孔６７を半径方向で覆うように形成されている。
【００６６】
凹部４４の上側部分を潤滑流体６７が通過することで、凹部４４内部で渦状の流れが生じ、また、淀み点４８が形成される。そのため、潤滑流体６７に介在している摩耗粉４５は、凹部４４により捕集され、淀み点４８に堆積することとなり、動圧を発生しているラジアル軸受部６６、スラスト軸受部７０での軸受かじりなどが生じなくなり、流体軸受装置としての信頼性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明にかかる流体軸受装置および、それを用いたスピンドルモータは、潤滑流体を循環させる循環パス中に屈曲部および、凹部を設けることで、潤滑流体中に介在している摩耗粉を凹部内部に捕集、堆積させることで、動圧を発生させる動圧発生部での軸受かじりなどが生じなくなるので、ＨＤＤ等のように情報を記録もしくは再生する装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１における流体軸受装置を用いたスピンドルモータの断面図
【図２】本発明の実施の形態１における流体軸受装置の潤滑流体保持部の状態図
【図３】本発明の実施の形態１における流体軸受装置の断面図
【図４】本発明の実施の形態1における空間部の断面図
【図５】本発明の実施の形態1における凹部の断面図
【図６】本発明の実施の形態1における凹部半径方向幅比の図
【図７】本発明の実施の形態1における凹部深さ比の図
【図８】本発明の実施の形態1における他の凹部を有する流体軸受装置の断面図
【図９】本発明の実施の形態1における他の凹部の形状図
【図１０】本発明の実施の形態2における流体軸受装置の断面図
【図１１】従来の流体軸受装置の断面図
【図１２】従来の流体軸受装置の円周溝の拡大図
【符号の説明】
【００６９】
１５、６０  流体軸受装置
１６、６１  スピンドルモータ
１７  ステータ部
１８  ロータ部
１９  軸受部
２０  ベース
２１  ステータコア
２２  コイル線
２３  ハブ
２４  マグネット
２５  軸部材
２６、６５  シャフト
２７  スラストフランジ
２７a  スラスト動圧発生溝
２８  スリーブ
２８a、６３a  軸受孔
２８c  上端面
２９、６９  スラストプレート
３０  カバー
３０a  通気孔
３１  スリーブ部材
３２、６７  潤滑流体
３３、７０  スラスト動圧軸受部
３４  ラジアル動圧発生溝
３５、６６  ラジアル動圧軸受部
３６  閉鎖端
３７  開口部
３８  連通孔
３９  導入隙間部
４０  内周シール部
４１  当接部
４２  空間部
４３  屈曲部
４４  凹部
４５  摩耗粉
４７  渦の中心
４８  淀み点
６２  スリーブホルダー
６３  内周スリーブ
６４  抜け止め部材
【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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