(57)【要約】【課題】本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の情報装置に使用される流体軸受装置に関し、潤滑流体に含まれる小さな気泡のうち、カバーとスリーブの隙間より小さな気泡が軸受内部に入ることを低減できる流体軸受装置を提供することを目的とする。【解決手段】潤滑流体貯留空間Ｓ１に設けた気泡結合用ボス２３により、圧力が低い領域である低圧部Ｄを生じさせ、この低圧部Ｄに、潤滑流体２１に含まれる小さな気泡２４を掻き集めて結合させ、大きな気泡２５に成長させる。この大きな気泡２５は潤滑流体貯留空間Ｓ１の毛管力によって潤滑流体２１と反対方向に移動し、通気孔から流体軸受装置の外部に排出されるので、小さな気泡が軸受内部に入ることを低減できる流体軸受装置を提供できる。【選択図】図７
2009216149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトが回転自在な状態で挿入される軸受孔を有し、一方の端面が開口端であるスリーブと、
前記スリーブの開口端側の端面を覆い、前記スリーブに固定されたカバーと、
前記スリーブの開口端側の端面と前記カバーの間に形成された潤滑流体貯留空間と、
前記シャフトと前記スリーブとの間隙、および前記潤滑流体貯留空間を含むスリーブ内空間に保持された潤滑流体と、
前記潤滑流体貯留空間内に設けられた気泡結合用ボスと、
前記シャフトの回転方向に対して前記気泡結合用ボスの後方に生じる低圧部と、を備えた流体軸受装置。
【請求項２】
前記気泡結合用ボスが前記軸受孔近傍に設けられている請求項１に記載の流体軸受装置。
【請求項３】
前記気泡結合用ボスが前記スリーブまたは前記カバーと接触している請求項１または請求項２に記載の流体軸受装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の流体軸受装置を用いたスピンドルモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のスピンドルモータを用いた情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の情報装置に搭載されている流体軸受装置と、それを用いたスピンドルモータ及び情報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤは高記憶容量を維持向上し続けることが必要とされている。このため、ＨＤＤに使用されるスピンドルモータの軸受としては、回転精度が高い流体軸受装置が主に使用されている。
【０００３】
流体軸受装置は、固定部と回転部を備えており、この固定部と回転部の間に潤滑流体を充填させて軸受部を構成している。そして、回転部が回転した時に軸受部に動圧を発生させて潤滑流体を介して回転部を支持する構成となっている。したがって、固定部と回転部は直接的には接触しない状態で回転している。
【０００４】
このような流体軸受装置について、例えば、特許文献１には軸受の剛性を高くするために軸受部の長さを確保する構成が開示されている。すなわち、最外周に環状壁を設けた逆カップ状のカバーを、固定部であるスリーブの開口側の端面に隙間を設けた状態で接着固定し、このカバーとスリーブの間に設けた隙間で潤滑流体のシール部を構成している。したがって、シール部を回転部であるシャフトより大きな径の部分で構成できるので、シャフトとスリーブの隙間で構成する軸受部の長さをより長くすることが可能となり、軸受の剛性を高くすることが出来る。また、このようなカバーとスリーブの間に設けた隙間で潤滑流体をシールしている構成で、気泡を含まない潤滑流体と気泡を含む潤滑流体を分離して気泡を含んだ潤滑流体を気液境界面側に移動させて気泡を外部へ排出させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００８−８３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように前記従来の流体軸受装置では、潤滑流体に含まれる気泡のうち、カバーとスリーブの隙間より大きな気泡は外部へ排出することが出来る。しかしながら、カバーとスリーブの隙間より小さな気泡は潤滑流体と一緒に軸受内部を循環して排出されない。そのため、例えば、軸受内部の循環路の途中で負圧が発生した場合に、軸受内部に入った小さな気泡が軸受内部で大きな気泡に成長してしまう。そして、大きな気泡が軸受内部に発生すると、大きな気泡のある部分は動圧が小さくなるので流体軸受装置の固定部と回転部が直接的に接触してしまう。その結果、焼付けを起こしたり、流体軸受装置の寿命が短くなったりするという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、潤滑流体に含まれる気泡のうち、カバーとスリーブの隙間より小さな気泡が軸受内部に入ることを低減できる流体軸受装置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】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明の流体軸受装置は、シャフトと、シャフトが回転自在な状態で挿入される軸受孔を有し、一方の端面が開口端であるスリーブと、スリーブの開口端側の端面を覆い、スリーブに固定されたカバーと、スリーブの開口端側の端面とカバーの間に形成された潤滑流体貯留空間と、シャフトとスリーブとの間隙、および潤滑流体貯留空間を含むスリーブ内空間に保持された潤滑流体と、潤滑流体貯留空間内に設けられた気泡結合用ボスと、シャフトの回転方向に対して気泡結合用ボスの後方に生じる低圧部と、を備えた構成となっている。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明によれば、スリーブの開口端側の端面とカバーの間に形成された潤滑流体貯留空間内に設けられた気泡結合用ボスにより、シャフトの回転方向に対して気泡結合用ボスの後方に低圧部を発生させ、小さな気泡を掻き集めて結合させることにより、カバーとスリーブの隙間より大きな気泡に成長させる。これによってカバーとスリーブの隙間より大きな気泡は前記のように特許文献１によって開示された方法などで容易に軸受外に排出することができる。その結果、潤滑流体に含まれるカバーとスリーブの隙間より小さな気泡を減らすことができるので、小さな気泡が軸受内部に入ることを低減できる流体軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る流体軸受装置及びスピンドルモータの実施の形態を図面に基づき説明する。なお、以下の説明では、便宜上、図面の上下方向を「軸方向上側」、「軸方向下側」などと表現するが、流体軸受装置及びスピンドルモータの実際の使用状態を限定するものではない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における流体軸受装置１を備えたスピンドルモータ２が搭載されたＨＤＤ（情報装置）３の断面図を示すものである。
【００１１】
［ＨＤＤ３全体の構成］
本実施形態に係るＨＤＤ３は、図１に示すように、ヘッド部４と、スピンドルモータ２とを内部に搭載している。そして、それぞれの記録再生ヘッド４ａによってディスク（記録媒体）５に対する情報の書き込み、あるいは既に書き込まれた情報の再生を行う。
【００１２】
ヘッド部４は、複数の記録再生ヘッド４ａを搭載しており、例えば、ディスク５の表裏面に近接するように配置されている。
【００１３】
ディスク５は、ＨＤＤ３に取り付けられ、直径が、例えば、０．８５インチ、１．０インチ、１．８インチ、２．５インチ、または３．５インチ等の円板状の記録媒体である。
【００１４】
ベース６は、例えば、ＳＰＣＣ等の板材やアルミ系合金の鋳造を加工して形成されており、表裏面はＮｉメッキや電着塗装を施して形成されて、スピンドルモータ２の静止側の部分を構成するとともに、ＨＤＤ３の密閉筐体の一部を構成している。
【００１５】
さらに、ベース６は、その中心部分付近に、流体軸受装置１のスリーブ７が接着や圧入などによって固定され、流体軸受装置１の回転側の部分にはロータハブ８が取付けられている。
【００１６】
ロータハブ８は、例えば、磁性を有するフェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０など）によって略逆カップ状に形成されている。そして、流体軸受装置１のシャフト９の外周上端部に嵌合され、接着や圧入などによって固定されてシャフト９と一体となって回転する。
【００１７】
また、ロータハブ８は、シャフト９が上端部に挿入される中央孔８ａと、ロータマグネット１０が取り付けられる円筒状垂下壁であるマグネット保持部８ｂと、円板状のディスク５が載置される円形段状のディスク載置面８ｃとを有している。
【００１８】
ディスク５とディスクスペーサ５ａは、略円盤状のディスククランプ１１のディスク固定面１１ａとディスク載置面８ｃの間に挟まれている。そして、ディスククランプ１１の中央部に設けたネジ止め用孔１１ｂを介してネジ１２をシャフト９に設けたネジ部９ａに締め付けることでディスク５をディスククランプ１１によって押圧固定している。なお、ディスククランプ１１の押圧部１１ｃがロータハブ８の位置規制面８ｄと当接した状態で、ディスク５に対して所定の押圧力が加わるようにしている。
【００１９】
また、スピンドルモータ２は、ディスク５を回転駆動するための回転駆動源となる装置であって、ロータマグネット１０、ステータコア１３、ステータコイル１４および軸受部である流体軸受装置１等を備えている。
【００２０】
［スピンドルモータ２を構成する各部材の説明］
ロータマグネット１０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、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂マグネット等によって形成されている。
【００２１】
そして、ロータマグネット１０は、ステータコア１３と径方向に一定の隙間を介して、ロータハブ８のマグネット保持部８ｂに対して装着され、例えば、接着などによって固着されている。
【００２２】
ステータコア１３は、円周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ステータコイル１４が巻回される。
そして、ステータコア１３は、ステータコイル１４に電流を流すことで発生する磁場によって、ロータマグネット１０に対して、回転力を付与する。
【００２３】
流体軸受装置１は、スピンドルモータ２に含まれる流体軸受装置であって、スピンドルモータ２における中央部付近に配置されている。
【００２４】
［流体軸受装置１を構成する各部材の説明］
流体軸受装置１は、ベース６に固定された略円筒状のスリーブ７に対してシャフト９が回転するシャフト回転型の流体軸受装置である。
【００２５】
図２は流体軸受装置１の断面図を示しており、この流体軸受装置１は、スリーブ７の円形の軸受孔１５に、円柱状のシャフト９を間隙（空間）を介して回転自在な状態に挿入している。
【００２６】
このシャフト９ の下端部には円板状のスラストフランジ１６が外嵌結合やねじ締めにより固定されている。このスラストフランジ１６の下面にはアキシャル方向に間隙を有する状態で対向するように円板状のスラスト板１７がスリーブ７の底部に固定されている。
【００２７】
さらに、これらの構成に加えて、スリーブ７の上端面との間に潤滑流体貯留空間Ｓ１を介して覆うとともに、外気に通じる少なくとも１つの通気孔１８を有した略円盤状のカバー１９を設けている。そして、この流体軸受装置１において、スリーブ７における外周面寄りの箇所に、軸心Ｏと平行に延びる少なくとも１つの循環用連通路２０が穿孔されている。
【００２８】
この循環用連通路２０により、スラストフランジ１６を収納する空間を形成する円形段状の凹部である大径部１５ａと、潤滑流体貯留空間Ｓ１とが連通されている。なお、シャフト９とスラストフランジ１６は一体で形成されたものであってもよい。
【００２９】
また、シャフト９の外周面とスリーブ７の軸受孔１５との間隙、およびカバー１９の内側面とスリーブ７の開口端側端面との間の開口端側空間である潤滑流体貯留空間Ｓ１を含むスリーブ７の内部の空間には潤滑流体２１が保持されている。そして、カバー１９のシャフト９に臨む内周面には開口側に拡径するように形成されて、外気に連通して毛管力によって潤滑流体２１を軸受孔１５側に溜める潤滑流体溜め部２２が形成されている。
【００３０】
また、スリーブ７の軸受孔１５の内周面には上下にヘリングボーン形状などのラジアル動圧溝（図示せず。）が形成されている。そして、シャフト９とスリーブ７とが相対的に回転した際に、このラジアル動圧溝により掻き集められる潤滑流体２１の力により動圧を発生させる。この動圧により、シャフト９とスリーブ７とがラジアル方向（半径方向）に所定間隙を介して非接触で回転自在に支持されるラジアル流体軸受を構成している。
【００３１】
なお、このラジアル動圧溝はシャフト９の外周面、若しくは、スリーブ７の軸受孔１５の内周面、さらに、その両方に設けてもよい。
【００３２】
一方、スラストフランジ１６の軸心方向の上面と下面には、例えば、スパイラル形状などのスラスト動圧溝（図示せず）が形成されている。そして、シャフト９に取り付けられたスラストフランジ１６とスリーブ７とが相対的に回転した際に、このスラスト動圧溝により掻き集められる潤滑流体２１の力により動圧を発生させる。この動圧により、シャフト９とスリーブ７とがスラスト方向（軸心方向）に所定間隙を介して非接触で回転自在に支持されるスラスト流体軸受が構成されている。
【００３３】
また、ラジアル動圧溝はヘリングボーン形状に限定されるものではなく、スパイラル形状であっても良い。同様に、スラスト動圧溝はスパイラル形状に限定されるものではなく、ヘリングボーン形状であっても良い。
【００３４】
そして、スリーブ７とカバー１９とは接着剤で固着されており、潤滑流体２１が外部に漏れ出すことを防止している。
【００３５】
次に、カバー１９の裏面部とこれに対向するスリーブ７の上端面との離間空間である潤滑流体貯留空間Ｓ１の形状を説明する。図３（ａ）はカバー１９とスリーブ７の平面図をカバー１９の表面側から見た場合の平面図であり、カバー１９の裏面の形状、スリーブ７の形状でカバー１９に隠れた部分は破線で示している。図３（ｂ）は図３（ａ）のカバー１９とスリーブ７の離間空間である潤滑流体貯留空間Ｓ１の中の潤滑流体２１を概念的に示している。図３（ａ）に示すカバー１９とスリーブ７の離間空間である潤滑流体貯留空間Ｓ１では、図３（ｂ）に示す循環用連通路２０の開口部近傍領域Ａと軸受孔近傍領域Ｂは厚さＴの均一な空間となっている。そして、潤滑流体２１は軸受孔近傍領域Ｂではシャフト９の回転に伴いシャフト９の周方向に沿って流れる。また、潤滑流体貯留空間Ｓ１の外周側では循環用連通路２０から通気孔１８に向って漸次、隙間が広くなるテーパ形状の壁面によってテーパ領域Ｃが形成されている。このテーパ領域Ｃでは毛管力により潤滑流体２１を通気孔１８側から循環用連通路２０側へ移動させている。
【００３６】
そして、潤滑流体２１に含まれる気泡のうち、カバー１９とスリーブ７のテーパ形状の壁面と接触している大きな気泡は、潤滑流体２１が毛管力によって流れる方向とは反対方向に押し出されて循環用連通路２０側から通気孔１８側に移動して、通気孔１８から大気に排出される。
【００３７】
また、軸受孔近傍領域Ｂにはカバー１９に円柱状の突起である気泡結合用ボス２３を３箇所に設けている。
【００３８】
次に、テーパ形状の壁面と接触している気泡が潤滑流体と反対方向に移動するメカニズムについて図４を用いて詳細に説明する。
【００３９】
図４は紙面に対して垂直な方向に無限に伸びた二次元近似モデルを表している。図４（ａ）に示すように、図の左右両側が空気などの気体に挟まれた潤滑流体２１Ｘはテーパ壁面と上下で接触して、左側の上下気液境界面の距離Ｘ１が右側の距離Ｘ２より小さくなっている。潤滑流体２１Ｘは図の左右それぞれの気液境界面における接線に沿って単位奥行き長さあたりＦｃの毛管力を受ける。なお気体・液体・固体の３元境界面における気液境界面の接線と壁面とがなす角度は、潤滑流体と壁面材質とで決まる接触角αである。
【００４０】
潤滑流体２１Ｘの左側は上下の気体・液体・固体の３元境界面から毛管力を受けるので単位奥行き長さ当たり２Ｆｃ・ｃｏｓ（α−γ）の左向きの毛管力を受けることになる。ここで、γはテーパ壁面がなす角度の半分の値である。
【００４１】
一方、潤滑流体２１Ｘの右側において単位奥行き長さ当たりの右向きの毛管力は同様に、２Ｆｃ・ｃｏｓ（α＋γ）となる。
【００４２】
ここで図４（ｂ）に示す潤滑流体２１Ｘの左側での毛管圧力ＰＸ１は毛管力を潤滑流体２１Ｘの左側の表面積Ｘ１（単位奥行き長さ当たり）で割ることで求めることができる。そして、テーパ壁面の開き角度２γと接触角αがいずれも小さい角度（例えば１０度以下）であると仮定すると、ｃｏｓ（α−γ）≒１なので、近似的にＰＸ１≒２・Ｆｃ／Ｘ１＝２Ｆｃ／Ｘ１となる。
【００４３】
一方、潤滑流体２１Ｘの右側での毛管圧力ＰＸ２は、ｃｏｓ（α＋γ）≒１なのでＰＸ２≒２Ｆｃ／Ｘ２＝２Ｆｃ／Ｘ２となり左側と異なる値となる。Ｘ２は、潤滑流体２１Ｘの右側の単位奥行き長さ当たりの表面積である。
【００４４】
ここで、潤滑流体２１Ｘの左右両側の単位奥行き長さ当たりの表面積の大きさはＸ１＜Ｘ２なので、潤滑流体２１Ｘの左右両側の毛管圧力の大きさはＰＸ１＞ＰＸ２となり、狭い隙間側、すなわち潤滑流体２１Ｘの左側での毛管圧力が高くなる。
【００４５】
そのため、潤滑流体２１Ｘは高い毛管圧力ＰＸ１側に引っ張られて隙間の狭い方、すなわち図の左方向に移動していく。その推進力は（ＰＸ１−ＰＸ２）となる。
【００４６】
次に、潤滑流体２１Ｘに含まれている気泡の動きを説明する。図４（ｃ）に示すように、図の左右両側が潤滑流体２１Ｘに挟まれた気泡２５Ｙがテーパ壁面の中にあり、気泡２５Ｙの左側の上下気液境界面の距離Ｙ１が気泡２５Ｙの右側の距離Ｙ２より小さくなっているとする。この場合も前記の図４（ａ）、図４（ｂ）を用いた説明と同様に気液境界面で単位奥行き長さ当たりの毛管力Ｆｃが作用する。
【００４７】
したがって、前記と同様の計算を行い、気泡２５Ｙの左右両側に作用している毛管圧力の値を求めると、図４（ｄ）に示す気泡２５Ｙの左側の毛管圧力ＰＹ１は２Ｆｃ／Ｙ１と近似され、気泡２５Ｙの右側の毛管圧力ＰＹ２は２Ｆｃ／Ｙ２と近似される。
【００４８】
ここで、気泡２５Ｙの左右両側の単位奥行き長さ当たりの表面積の大きさはＹ１＜Ｙ２なので、気泡２５Ｙの左右両側の毛管圧力の大きさはＰＹ１＞ＰＹ２となり、隙間が狭い方、すなわち気泡２５Ｙの左側が高い毛管圧力となる。
【００４９】
そのため、気泡２５Ｙは高い毛管圧力ＰＹ１に押されて隙間の大きい方、すなわち図の右方向に移動していく。その推進力は（ＰＹ１−ＰＹ２）である。ただし、液体である潤滑流体２１Ｘとは推進方向は反対になる。これは気液境界面形状が液体の場合は中凹形状であるのに対して、気泡は中凸形状になるからである。このように、潤滑流体２１Ｘと気泡２５Ｙでは毛管力の働く力の方向が逆になるので、潤滑流体２１Ｘは隙間の狭い方向に動き、気泡２５Ｙは反対に隙間の大きい方向に移動する。
【００５０】
図５は図２中に示すＺ部を拡大した図である。図５に示すように、気泡結合用ボス２３はシャフト９の近傍に、スリーブ７の上面、すなわち、開口端側の端面とほぼ接触する状態に設けている。
【００５１】
次に、この気泡結合用ボス２３が潤滑流体２１に及ぼすメカニズムについて説明する。図６（ａ）は気泡結合用ボスがない状態の軸受孔近傍領域Ｂにおける潤滑流体２１の流れを示している。
【００５２】
図６（ａ）に示すように潤滑流体２１はカバーとスリーブの隙間より小さな気泡２４を含んでおり、軸受孔近傍領域Ｂでは、シャフト９の回転によってシャフト９の回転方向Ｑと同じ周方向に流れる。
【００５３】
一方、本発明の実施形態においては図６（ｂ）に示すように気泡結合用ボス２３があるので、シャフト９の回転方向Ｑに沿って円周方向に流れる潤滑流体２１は気泡結合用ボス２３に衝突する。そして、気泡結合用ボス２３の潤滑流体２１が衝突したのとは反対側、すなわちシャフト９の回転方向Ｑに対して気泡結合用ボス２３の後方（図６（ｂ）の気泡結合用ボス２３の左側）に圧力の低い領域である低圧部Ｄが発生する。
【００５４】
ここで、図７（ａ）および図７（ｂ）を用いて気泡結合用ボス２３周辺における潤滑流体２１の動きをより詳細に説明する。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、気泡結合用ボス２３に潤滑流体２１が衝突すると、潤滑流体２１は気泡結合用ボス２３によって流れが分岐され、気泡結合用ボス２３の両側に沿って流れていく。
【００５６】
また、図７（ｂ）は気泡結合用ボス２３の後半部（図７（ａ）に示すＨ２からＨ３の部分）における潤滑流体２１の流れの速度分布を示している。ここで、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は速度分布が変化する状態を示したもので、例えば、後半部の最初の位置Ｖ１においては潤滑流体２１の速度分布は気泡結合用ボス２３の表面近傍から径方向外側に離れるにしたがって、ベクトルは一定方向（すなわち、気泡結合用ボス２３の周方向に沿ってＣＣＷ方向）の状態で、漸次大きくなる。
【００５７】
そして、剥離部Ｖ２の位置で、気泡結合用ボス２３の表面近傍において潤滑流体２１の速度は、ほぼ０となり、潤滑流体２１の不規則な流れが始まる。
【００５８】
その後、逆流発生部Ｖ３の位置で、潤滑流体２１の速度は気泡結合用ボス２３の表面近傍においてベクトルが反対方向（すなわち、気泡結合用ボス２３の周方向に沿ってＣＷ方向）になり、潤滑流体２１の逆流が発生する。
【００５９】
そして、このように気泡結合用ボス２３の後半部の近くにおいて潤滑流体２１の不規則な流れが出来る領域Ｊの内側（一点鎖線で示す領域Ｊと気泡結合用ボス２３の間の部分）では気泡結合用ボス２３の前半部（図７（ａ）に示すＨ１からＨ２の部分）よりも低い圧力の低圧部Ｄが発生する。また、この低圧部Ｄでは潤滑流体２１の逆流などの不規則な流れにより、図７（ａ）に示すように渦Ｒなどが発生していると想定される。
【００６０】
その結果、小さな気泡２４は、圧力の高い方から低い方、すなわち圧力の低い低圧部Ｄの方向Ｐ１に向かって移動する。低圧部Ｄに小さな気泡２４が集まり気泡同士が接触すると、互いに結合して大きな気泡２５に成長する。
【００６１】
気泡の界面は周りの潤滑流体から均一な圧力を受けているので安定したほぼ球状になっているが、ほぼ球状の気泡同士が接触して一部がつながると瓢箪のような形状から安定したより大きなほぼ球状の気泡になる。これを繰り返すことで低圧部Ｄに集まった気泡は、段々と大きな気泡へ成長して、やがて図５に示すカバー１９やスリーブ７の壁面と接触する。
【００６２】
また、大きな気泡２５は、例えば、気泡結合用ボス２３より大きな径に成長すると低圧部Ｄの領域外の潤滑流体２１の円周方向の流れの影響を受けて低圧部Ｄの領域から外れて図７（ａ）の左方向に移動する。
【００６３】
そして、図３に示すカバー１９とスリーブ７の離間空間のテーパ領域Ｃに大きな気泡が移動した場合は、毛管力によって、潤滑流体２１が通気孔１８側から循環用連通路２０側へ移動させられ、一方、大きな気泡は潤滑流体２１の移動する方向とは反対方向、すなわち循環用連通路２０側から通気孔１８側に移動して、通気孔１８から大気に排出される。
【００６４】
次に、スリーブ７とシャフト９の隙間側に大きな気泡が移動した場合を、図８を用いて説明する。
【００６５】
図８はカバー１９とスリーブ７とシャフト９との隙間にある潤滑流体２１と大きな気泡２５を示す断面拡大図である。図８に示すように、例えば、スリーブ７とシャフト９の動圧部（図示せず）がポンプイン構成、すなわち潤滑流体２１をスリーブ７の内部に引き込む構成の場合、潤滑流体２１を軸受内部方向Ｆに移動させる力が発生する。ここで、スリーブ７とシャフト９の隙間Ｇ１とスリーブ７とカバー１９の隙間Ｇ２とカバー１９とシャフト９の隙間Ｇ３はＧ１＜Ｇ２＜Ｇ３の関係となっている。
【００６６】
前述したように、潤滑流体２１は、毛管力により狭い隙間の軸受側の隙間Ｇ１に入り込み、大きな気泡２５は毛管力による流れと反対方向Ｅの大きい隙間Ｇ３側に押し出されて外部に排出することができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、図８において、例えばモータの回転数は５４００ｒｐｍ、潤滑流体２１の粘度は０．０２Ｐａ・ｓｅｃ、シャフト９の直径２．８ｍｍ、気泡結合用ボス２３の直径０．０２ｍｍ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各隙間寸法はそれぞれ２μｍ、２５μｍ、５０μｍとすれば好適である。ただし、これらの値に限定されるものではない。
【００６８】
また、図５のように気泡結合用ボス２３はシャフト９近傍のカバー１９の内径側に設けているので、スリーブ７とカバー１９の隙間を精度良く規制することが出来る。そのため仮に、カバーに外力が加わったり、カバー１９が反っていたりしてもカバー１９とスリーブ７の隙間を安定して確保することができる。その結果、潤滑流体２１がスリーブ７の内部に安定して流れ込むことができる。
【００６９】
このように、本発明の実施形態では、小さな気泡２４を気泡結合用ボス２３によって掻き集めて結合させ、カバー１９とスリーブ７の隙間Ｇ２より大きな気泡２５に成長させて大気に排出できるので動圧部を循環する潤滑流体２１に含まれる小さな気泡２４を低減できる。
【００７０】
その結果、動圧部に大きな気泡が発生することを低減できるので回転変動やシャフトの振れを小さくすることが出来る。また、大きな気泡によるシャフト９とスリーブ７の金属接触を防止できるので磨耗が少なく、焼付きを防止できる信頼性の高い流体軸受装置となる。このような流体軸受装置を用いることで高性能であり、信頼性の高いスピンドルモータや情報装置を提供することができる。
【００７１】
（他の実施の形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７２】
（Ａ）
上記実施の形態では、図５に示すように、気泡結合用ボス２３を設けるカバー１９のスリーブ７との対向面をカバー１９に対して平行な面としたが、これに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、図９に示すように、気泡結合用ボス２６を設けるカバー２７の面をスリーブ２８に対して傾斜を設けてもよい。
【００７４】
この場合は、潤滑流体２９は毛管力によりシャフト３０側に移動するので、大きな気泡はカバー２６の外周側に移動して通気穴から排出される。そのため、軸受側に大きな気泡が移動することがより少なくなり、より確実に大きな気泡を外部に排出することが出来る。
【００７５】
（Ｂ）
上記実施の形態では図７に示すように、気泡結合用ボス２３を円柱状の形状で形成したが、これに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、図１０に示すように、気泡結合用ボス３１を潤滑流体３２の流れの対向部に頂点を持つ略三角形状にしてもよい。
【００７７】
この場合は、潤滑流体３２の流れが気泡結合用ボス３１の外周に沿って、気泡結合用ボス３１より外側に潤滑流体３２が流れるので、低い圧力である低圧部Ｄ１がより広い領域となるのでより広い範囲で大きな気泡をつくることができる。そのため、小さな気泡をより低減することが出来て上記実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。
【００７８】
また、略三角形状の気泡結合用ボス３１の後方には、上記実施の形態と同様に渦Ｒ１が発生していると想定される。
【００７９】
（Ｃ）
上記実施の形態では図３（ａ）に示すように、軸受孔近傍領域Ｂに気泡結合用ボス２３を設けたがこれに限定されるものではない。
【００８０】
例えば、図１１に示すように連通路３３より内周側に気泡結合用ボス３４を設けてもよい。
【００８１】
連通路３３の内周側では潤滑流体はシャフト３５に伴って流れるので、カバー３７とスリーブ３６の隙間に大きな気泡を作ることが出来る。なお、気泡結合用ボス３４は連通路３３とシャフト３５の中間部よりシャフト３５側に近い位置に設ける方がシャフト３５に伴う流速が早くなり大きな気泡を作りやすいのでより好ましい。
【００８２】
（Ｄ）
上記実施の形態では図３（ａ）に示すように、３箇所の気泡結合用ボス２３を設けたがこれに限定されるものではない。
【００８３】
例えば、図１２（ａ）に示すようにほぼ中心に対称な位置に２箇所の気泡結合用ボス３８を設けてもよい。また、図１２（ｂ）に示すように４箇所に気泡結合用ボス３９を設けてもよい。
【００８４】
少なくとも、一箇所に気泡結合用ボスを設けていれば、カバーとスリーブの隙間より大径の大きな気泡を作ることができるので、実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。
【００８５】
なお複数箇所の気泡結合用ボスを設ける場合は、気泡結合用ボス同士のピッチ角度を、近接する動圧発生溝（実施の形態１の場合はラジアル動圧発生溝）の溝ピッチ角度の整数倍に一致させない事が好ましい。気泡結合用ボス同士のピッチ角度が溝ピッチ角度の整数倍に一致した場合、渦により発生する潤滑流体の振動が動圧発生溝に伝わった場合、動圧発生溝と渦の位置関係が同一の箇所が多くなる。その結果、共振しやすくなるため、ＮＲＲＯ（Ｎｏｎ−Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ  Ｒｕｎ−Ｏｕｔ）等の発生原因になる。したがって共振を防止するために、例えば動圧発生溝が８本（４５度ピッチ）の場合は、気泡結合用ボスを例えば３個、１２０度ピッチで配置すれば良い。また８本溝の場合で４個配置する場合は、９０度配置にするのではなく、例えば８０度、８０度、９５度、１０５度、計３６０度とするのがよい。動圧発生溝が例えば１２本の場合（溝ピッチ３０度）に３個の気泡結合用ボスを設ける場合は、ピッチ角度を、例えば、１３０度、１３０度、１００度、計３６０度とするのが好ましい。さらに、通気孔の近くに気泡結合用ボスを設けると、大きな空気は通気孔側から排出しやすくなるので好ましい。
【００８６】
（Ｅ）
上記実施の形態１では、図３（ａ）に示すように、循環用連通路２０と軸心とを結ぶ一直線上に１つ目の気泡結合用ボスを設け、そこから１２０度ピッチで合計３個の気泡結合用ボス２３を設けたが、これに限定されるものではない。
【００８７】
図１３に示すように、例えばシャフト４０が反時計方向に回転する場合、循環用連通路４１と軸心とを結ぶ直線上よりも、反時計方向位置に気泡結合用ボス４２を配置しても良い。これにより、循環用連通路４１から流出した潤滑流体が、図中矢印Ｓで示すようにラジアル軸受に向けて旋回しながら吸い込まれるので、気泡結合用ボス４２を旋回方向の下流側に配置することで、シャフトとスリーブの軸受穴の間で構成されているラジアル軸受に気泡が入り込む前に、より確実に小気泡をトラップして大きな気泡に成長させることが出来る。
【００８８】
（Ｆ）
上記実施形態では、図５に示すようにカバー１９に気泡結合用ボス２３を設けて説明したが、これに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、スリーブ７、あるいはカバー１９とスリーブ７の両方に気泡結合用ボスを設けても良い。
【００９０】
この場合は、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、加工性に優れた真鍮系の材料や焼結合金などで構成されるスリーブ７に気泡結合用ボスを加工により設けることもでき、精度の高い隙間を確保することが出来る。
【００９１】
（Ｇ）
上記実施形態では、図５に示すようにカバー１９に設ける気泡結合用ボス２３はスリーブ７の面に対して垂直の角度にしているが、これに限定されるものではない。
【００９２】
例えば、図１４に示すようにスリーブ４３の面の垂直に対して傾斜角度βだけ傾斜を持たせた気泡結合用ボス４４であってもよい。
【００９３】
この場合も低い圧力の低圧部をつくることができ、実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。なお、気泡結合用ボス４４の傾斜角度βは３０度で大きな気泡を発生させることが出来たが、１５度以下の方が低い圧力の低圧部を発生させるのにより好ましい。  
【００９４】
（Ｈ）
上記実施形態では、図３に示すようにカバー１９とスリーブ７の隙間を周方向にテーパを持ちカバーの軸方向に通気孔を持つ構成で説明したが、これに限定されるものではない。
【００９５】
例えば、図１５（ａ）に示すように、カバー４５とスリーブ４６の隙間に径方向の内周から外周に向かうにつれて隙間が大きくなるシール部を有して、カバー４５とスリーブ４６との間に気泡結合用ボス４７を設けた構成や、図１５（ｂ）に示すようにスリーブ５０の外周とカバー４８の内周の間で径方向にシール部を設けた構成において、カバー４８の径方向に通気孔４９を有し、カバー４８とスリーブ５０との間に気泡結合用ボス５１を設けた構成とするものであってもよい。
【００９６】
この場合も上記実施の形態１と同様の効果を得ることができ、さらに隙間の小さい内周でも気泡結合用ボス４７、５１により安定した隙間寸法を確保することが出来る。
【００９７】
（Ｉ）
上記実施形態では、図１に示すように、情報装置としてＨＤＤ３に用いられるスピンドルモータ２について、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９８】
例えば本実施形態のスピンドルモータを搭載する装置としては、ＨＤＤ以外にも、光磁気ディスク装置、光ディスク装置、フロッピー（登録商標）ディスク装置、レーザプリンタ装置、レーザスキャナ装置、ビデオカセットレコーダ装置、データストリーマ装置等に対して搭載することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明に係る流体軸受装置と、それを用いたスピンドルモータ及び情報装置は、潤滑流体が含む小さな気泡が軸受内部に入ることを低減できるので、回転変動やシャフトの振れの小さい流体軸受装置を提供することができ、今後、より高性能で高容量化が必要なハードディスク装置などに代表される情報装置やスピンドルモータに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１における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断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１におけるカバーとスリーブの平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるカバーとスリーブの離間空間を示す概念図
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はともに本発明の実施の形態１における潤滑流体と気泡の動きを説明する概念図
【図５】本発明の実施の形態１におけるカバーとスリーブとシャフトを示す部分断面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１における気泡結合用ボスがない場合の潤滑流体と気泡の動きを示す図、（ｂ）本発明の実施の形態１における気泡結合用ボスがある場合の潤滑流体と気泡の動きを示す図
【図７】本発明の実施の形態１における気泡結合用ボスの周りの潤滑流体と気泡の動きを示す図
【図８】本発明の実施の形態１における気泡の挙動を示す図
【図９】本発明の他の実施の形態におけるカバーとスリーブとシャフトを示す部分断面図
【図１０】本発明の他の実施の形態における気泡結合用ボスの周りの潤滑流体と気泡の動きを示す説明図
【図１１】本発明の他の実施の形態におけるカバーとスリーブの平面図
【図１２】（ａ）本発明の他の実施の形態における気泡結合用ボスが２箇所のカバーとスリーブの正面図、（ｂ）本発明の他の実施の形態における気泡結合用ボスが４箇所のカバーとスリーブの正面図
【図１３】本発明の他の実施の形態におけるカバーとスリーブの平面図
【図１４】本発明の他の実施の形態におけるカバーとスリーブとシャフトを示す部分断面図
【図１５】（ａ）（ｂ）はともに本発明の他の実施の形態における流体軸受装置の断面図
【符号の説明】
【０１０１】
１  流体軸受装置
２  スピンドルモータ
３  ＨＤＤ（情報装置）
７  スリーブ
９  シャフト
１５  軸受孔
１９  カバー
２１  潤滑流体
２３  気泡結合用ボス
２４  小さな気泡
２５  大きな気泡
Ｄ  低圧部
Ｒ  渦
Ｓ１  潤滑流体貯留空間
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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