(57)【要約】      （修正有）【課題】連通路の開口からスラスト間隙へと潤滑油を送り込むことにより、テーパ間隙から気泡を排出させる軸受機構を提案する。【解決手段】軸受機構４は、シャフト４１、スリーブ部５、スラスト部４２と、カバー部４４と、を備え、前記スリーブ部５を上下方向に連通する連通路５５、スラスト間隙８１、および前記スラスト部４２と前記カバー部４４との間に潤滑油が介在し、前記スリーブ部５の下面の前記スラスト間隙８１よりも外周側部に、前記連通路５５の開口５５１が設けられ、前記スラスト部４２の最外径部が、前記連通路５５の内側面と接する、または中心軸側に位置し、前記中心軸側において、前記スラスト部４２と前記カバー部４４との間に、テーパ間隙８３が構成され、前記外周部と前記カバー部４４との間に、前記開口５５１から前記テーパ間隙８３へと向かう方向へと前記潤滑油４６を導いて前記スラスト間隙８１へと導く案内間隙が構成される。【選択図】図６
2010270905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿って上下方向を向いて静止しているシャフトと、
前記シャフトが挿入され、前記シャフトに対して回転するスリーブ部と、
前記シャフトから径方向外方へと広がり、前記スリーブ部の下面に対向する上面を有するスラスト部と、
前記スリーブ部に取り付けられ、前記スラスト部の外側面に対向するカバー部と、
を備え、
前記スリーブ部が、前記スリーブ部を上下方向に連通し、前記シャフトと前記スリーブ部との間のラジアル間隙の上部と直接的または間接的に接続される連通路を有し、
前記ラジアル間隙、前記連通路、前記スリーブ部の前記下面と前記スラスト部の前記上面との間のスラスト間隙、および、前記スラスト部と前記カバー部との間に潤滑油が介在し、
前記ラジアル間隙に、動圧溝により前記潤滑油にラジアル動圧を発生させるラジアル軸受部が構成され、
前記スラスト間隙に、動圧溝により前記潤滑油にスラスト動圧を発生させるスラスト軸受部が構成され、
前記スリーブ部の前記下面の前記スラスト間隙よりも径方向外側の外周部に、前記連通路の開口が設けられ、
前記スラスト部の前記外側面が、下方に向かうに従って前記中心軸に漸次近づく略円錐面または前記中心軸に平行な略円筒面であり、
平面視において、前記外側面の最外径部が、前記連通路の内側面と接する、または、前記内側面よりも前記中心軸側に位置し、
前記内側面の前記中心軸を中心とする径方向の最も外側の位置よりも前記中心軸側において、前記スラスト部の前記外側面と前記カバー部との間に、下方に向かって幅が漸次広がるとともに前記潤滑油の界面が形成されるテーパ間隙が構成され、
前記外周部と前記カバー部との間に、前記開口から前記テーパ間隙へと向かう方向へと前記潤滑油を導いて前記スラスト間隙へと導く案内間隙が構成される、軸受機構。
【請求項２】
前記スリーブ部の前記下面の動圧溝が形成された領域である第１スラスト面と、前記第１スラスト面に対向する前記スラスト部の第２スラスト面との間に前記スラスト間隙が形成され、
前記外周部が、前記第１スラスト面から径方向外方へと離れるに従って上方へと向かい、前記カバー部と対向する環状傾斜面を有し、
前記環状傾斜面と前記カバー部との間に、前記案内間隙が設けられる、請求項１に記載の軸受機構。
【請求項３】
前記スラスト部の外径が前記第１スラスト面の直径よりも小さい、請求項２に記載の軸受機構。
【請求項４】
前記スラスト部の硬度が、前記スリーブ部の硬度よりも低い、請求項３に記載の軸受機構。
【請求項５】
前記スリーブ部の上端面側において前記シャフトから径方向外方へと広がる他のスラスト部をさらに備え、
前記連通路の上端の開口が前記上端面に位置し、
前記ラジアル間隙の前記上部と前記連通路の前記上端との間において、前記スリーブ部の前記上端面である第３スラスト面および前記第３スラスト面に対向する前記他のスラスト部の第４スラスト面により他のスラスト間隙が形成され、
前記他のスラスト間隙にて動圧溝により前記潤滑油にスラスト動圧を発生させる他のスラスト軸受部が構成され、
前記他のスラスト部の硬度が前記スリーブ部の硬度よりも低く、
前記第４スラスト面の直径が前記第３スラスト面の直径よりも小さい、請求項４に記載の軸受機構。
【請求項６】
前記カバー部が、前記環状傾斜面に対向するとともに、前記第１スラスト面から径方向外方へと離れるに従って上方へと向かう他の環状傾斜面を備える、請求項２ないし５のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項７】
前記案内間隙の幅が、下方に向かって漸次広がる、請求項６に記載の軸受機構。
【請求項８】
前記案内間隙の最大幅が、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である、請求項７に記載の軸受機構。
【請求項９】
前記第１スラスト面が、前記環状傾斜面まで伸びる動圧溝を有する、請求項２ないし８のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項１０】
前記スリーブ部が、前記開口よりも径方向外側に、下方へと突出する突出部を有し、
前記カバー部が、前記中心軸を中心とする環状であって、前記突出部に当接するとともに、前記開口の一部と前記中心軸に平行な方向において対向する環状当接面を有する、請求項１ないし９のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項１１】
前記連通路の前記内側面と前記外周部との間に面取が設けられ、平面視において、前記スラスト部の前記最外径部が、前記面取りと重なる、請求項１ないし１０のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項１２】
前記カバー部が、前記中心軸に平行に上方へと伸びる円筒部を備え、
前記円筒部が、前記スリーブ部の下端にて径が縮小するカバー取付部の外側面に接着固定され、
前記中心軸に平行な方向において、前記円筒部の上端と前記カバー取付部の上端に位置する段差部との間に隙間が設けられる、請求項１ないし１１のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項１３】
前記カバー取付部が、第１縮径部と、前記第１縮径部の下側にて前記第１縮径部よりも径方向内側に位置する第２縮径部とを有する、請求項１２に記載の軸受機構。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の軸受機構と、
前記シャフトが固定された静止部と、
前記スリーブ部が取り付けられた回転部と、
を備える、モータ。
【請求項１５】
ディスクを回転させる請求項１４に記載のモータと、
前記ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
を備える、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、流体動圧を利用した軸受機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動式のモータには、流体動圧を用いた軸受機構を備えるものがある。特開２００７−１６２７５９号公報に開示されるスピンドルモータの動圧流体軸受装置は、シャフトおよびシャフトが挿入された筒状のスリーブ本体を有する。シャフトは、モータのベースプレートに固定される。スリーブ本体は、モータのロータに固定される。シャフトには、スリーブ本体の上側および下側に位置する環状の２つのスラストフランジが設けられる。動圧流体軸受装置では、シャフトとスリーブ本体との間にて、ラジアル軸受部が構成されるとともに、２つのスラストフランジのそれぞれとスリーブ本体との間にて、スラスト軸受部が構成される。これにより、スリーブ本体およびロータが、シャフトに対して相対回転可能に支持される。また、スリーブ本体には、２つのスラスト間隙を連通する連通孔が設けられる。連通孔の上下の開口近傍には、潤滑油の界面が形成される。
【０００３】
特開２０００−２４５１０４号公報に開示される流体動圧軸受モータは、基盤に固定された軸体および軸体の周囲にて回転可能であるスリーブ体を備える。軸体には、ステンレス鋼にて形成された円板状のスラスト板が固定される。スリーブ体には、異なる種類のステンレス鋼にて形成された環状のスラストブッシュが設けられる。スラスト板およびスラストブッシュは、軸体に平行な方向に対向する。スラスト板とスラストブッシュとの間に、スラスト間隙が構成される。この流体動圧軸受モータでは、スラストブッシュが耐久性材料であるステンレス鋼にて形成されることから、スラスト板のエッジによるスラストブッシュの損傷が防止される。
【特許文献１】特開２００７−１６２７５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２４５１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特開２００７−１６２７５９号公報に示される構造を有する軸受機構の場合、モータの駆動時に、潤滑油中に発生した気泡を潤滑油の界面からうまく排出することが困難である。
【０００５】
本発明は、連通路の開口からスラスト間隙へと潤滑油を送り込むことにより、テーパ間隙から気泡を排出させることを主たる目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な軸受機構は、中心軸に沿って上下方向を向いて静止しているシャフトと、前記シャフトが挿入され、前記シャフトに対して回転するスリーブ部と、前記シャフトから径方向外方へと広がり、前記スリーブ部の下面に対向する上面を有するスラスト部と、前記スリーブ部に取り付けられ、前記スラスト部の外側面に対向するカバー部と、を備え、前記スリーブ部が、前記スリーブ部を上下方向に連通し、前記シャフトと前記スリーブ部との間のラジアル間隙の上部と直接的または間接的に接続される連通路を有し、前記ラジアル間隙、前記連通路、前記スリーブ部の前記下面と前記スラスト部の前記上面との間のスラスト間隙、および、前記スラスト部と前記カバー部との間に潤滑油が介在し、前記ラジアル間隙に、動圧溝により前記潤滑油にラジアル動圧を発生させるラジアル軸受部が構成され、前記スラスト間隙に、動圧溝により前記潤滑油にスラスト動圧を発生させるスラスト軸受部が構成され、前記スリーブ部の前記下面の前記スラスト間隙よりも径方向外側の外周部に、前記連通路の開口が設けられ、前記スラスト部の前記外側面が、下方に向かうに従って前記中心軸に漸次近づく略円錐面または前記中心軸に平行な略円筒面であり、平面視において、前記外側面の最外径部が、前記連通路の内側面と接する、または、前記内側面よりも前記中心軸側に位置し、前記内側面の前記中心軸を中心とする径方向の最も外側の位置よりも前記中心軸側において、前記スラスト部の前記外側面と前記カバー部との間に、下方に向かって幅が漸次広がるとともに前記潤滑油の界面が形成されるテーパ間隙が構成され、前記外周部と前記カバー部との間に、前記開口から前記テーパ間隙へと向かう方向へと前記潤滑油を導いて前記スラスト間隙へと導く案内間隙が構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の例示的な軸受機構によれば、連通路の開口からスラスト間隙へと潤滑油を送り込むことにより、テーパ間隙から気泡を排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ディスク駆動装置を示す断面図である。
【図２】図２は、モータの断面図である。
【図３】図３は、スリーブ部の断面図である。
【図４】図４は、スリーブ部の底面図である。
【図５．Ａ】図５．Ａは、スリーブ部の内側面を示す図である。
【図５．Ｂ】図５．Ｂは、スリーブ部の内側面を示す図である。
【図５．Ｃ】図５．Ｃは、スリーブ部の内側面を示す図である。
【図６】図６は、軸受機構の下部を拡大して示す図である。
【図７】図７は、軸受機構の下部を拡大して示す図である。
【図８】図８は、第１スラスト間隙を拡大して示す図である。
【図９】図９は、軸受機構の上部を拡大して示す図である。
【図１０】図１０は、第２スラスト部の正面図である。
【図１１】図１１は、軸受機構の上部を拡大して示す図である。
【図１２】図１２は、他の例に係る軸受機構の下部を拡大して示す図である。
【図１３】図１３は、さらに他の例に係る軸受機構の下部を拡大して示す図である。
【図１４】図１４は、第１スラスト部の他の例を示す図である。
【図１５】図１５は、連通路の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書では、図中の上側を単に「上側」と呼び、図中の下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、本発明の説明において、各部材の位置関係や方向を上下左右で説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
【００１０】
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係るスピンドルモータ（以下、単に「モータ」という）を備えるディスク駆動装置１の縦断面図である。ディスク駆動装置１は、いわゆるハードディスク駆動装置である。ディスク駆動装置１は、例えば、情報を記録する３枚の円板状のディスク１１、モータ１２、アクセス部１３およびハウジング１４を備える。モータ１２は、ディスク１１を保持しつつ回転する。アクセス部１３は、ディスク１１に対して、情報の読み出しおよび／または書き込みを行う。
【００１１】
ハウジング１４は、無蓋箱状の第１ハウジング部材１４１および板状の第２ハウジング部材１４２を備える。第１ハウジング部材１４１の内側には、モータ１２およびアクセス部１３が収容される。ディスク駆動装置１では、第１ハウジング部材１４１に第２ハウジング部材１４２が接合されて、ハウジング１４が形成される。ディスク駆動装置１の内部空間は、塵や埃が極度に少ない清浄な空間となっている。
【００１２】
３枚のディスク１１は、クランパ１５１とスペーサ１５２により、中心軸Ｊ１方向に等間隔にモータ１２のロータハブに固定される。アクセス部１３は、６つのヘッド１３１と、６つのヘッド１３１を支持する６つのアーム１３２と、ヘッド移動機構１３３とを有する。ヘッド１３１はディスク１１に近接して、情報の読み出しおよび／または書き込みを磁気的に行う。ヘッド移動機構１３３はアーム１３２を移動することにより、ヘッド１３１をディスク１１に対して相対的に移動させる。これらの構成により、ヘッド１３１は、回転するディスク１１に近接した状態にて、ディスク１１の所要の位置にアクセスし、情報の読み出しおよび／または書き込みを行う。
【００１３】
図２は、モータ１２の縦断面図である。モータ１２は、アウタロータ型のモータである。モータ１２は、固定組立体である静止部２、回転組立体である回転部３および流体動圧軸受機構４（以下、「軸受機構４」という）を備える。回転部３は、軸受機構４を介してモータ１２の中心軸Ｊ１を中心に、静止部２に対して回転可能に支持される。
【００１４】
静止部２は、ベースブラケット２１および環状のステータ２２を有する。ベースブラケット２１は、図１の第１ハウジング部材１４１に取り付けられる。ステータ２２は、ベースブラケット２１の円筒状のホルダの周囲に固定される。ホルダの内側には孔部が形成され、孔部には軸受機構４のシャフト４１の下端部が固定される。孔部の下側の開口は、プレート２３により塞がれる。
【００１５】
回転部３は、ロータハブ３１および界磁用磁石部材３２を有する。ロータハブ３１は、ハブ本体３１１と、ハブ本体３１１の外縁部から下方へと突出する円筒部３１２とを有する。界磁用磁石部材３２は、略円筒状のロータマグネット３２１と、バックアイアン３２２とを有する。ロータマグネット３２１は、バックアイアン３２２を介して円筒部３１２の内側に固定される。ロータマグネット３２１は、ステータ２２と中心軸Ｊ１を中心とする径方向（以下、単に「径方向」という）に対向し、ステータ２２とロータマグネット３２１との間にてトルクが発生する。
【００１６】
ハブ本体３１１の中央には、中心軸Ｊ１に平行に伸びる孔部３１３が形成される。以下の説明では、孔部３１３を含む中心軸Ｊ１近傍の部位５を「スリーブ部５」という。スリーブ部５における下面側の中央近傍部５１は、下方に突出する。以下、下面側の中央近傍部５１を「下部５１」という。ハブ本体３１１の上部の中央には凹部５３が形成され、凹部５３の底部がスリーブ部５の上部５２となっている。凹部５３の周囲には、下方に僅かに窪む段差部が形成される。スリーブ部５の孔部３１３には、シャフト４１が挿入される。孔部３１３の周囲では、中心軸Ｊ１に平行に伸びるとともにスリーブ部５を上下方向に連通する連通路５５が設けられる。連通路５５の中心軸Ｊ１に垂直な断面は円形である。なお、連通路５５の断面形状は、円形には限定されない。
【００１７】
軸受機構４は、シャフト４１と、第１スラスト部４２および第２スラスト部４３と、第１カバー部４４および第２カバー部４５と、潤滑油４６とを備える。シャフト４１は、ベースブラケット２１に固定されることにより、中心軸Ｊ１に沿って上下方向を向いて静止する。第１スラスト部４２と第２スラスト部４３とは、互いに異なる形状であり、それぞれリン青銅等により形成される。ロータハブ３１は、ステンレス鋼や、ニッケルめっきが施されたアルミニウムにて形成される。第１スラスト部４２および第２スラスト部４３の硬度は、ロータハブ３１のスリーブ部５の硬度よりも低い。第１スラスト部４２はスリーブ部５の下側にてシャフト４１に固定され、第２スラスト部４３はスリーブ部５の上側にてシャフト４１に固定される。第１カバー部４４と第２カバー部４５とは、互いに異なる形状である。第１カバー部４４は、スリーブ部５の下部５１に取り付けられ、第１スラスト部４２の外側面に対向する。また、第２カバー部４５は、凹部５３の周囲の段差部に固定され、第２スラスト部４３の上部を覆う。
【００１８】
モータ１２では、スリーブ部５がシャフト４１に支持される部位として、軸受機構４の一部となっている。すなわち、スリーブ部５が、回転部３の一部と軸受機構４の一部とを兼ねている。モータ１２は、実質的に回転部３が軸受機構４のスリーブ部５に固定された構造を有する。
【００１９】
図３は、スリーブ部５の片断面図であり、下部５１および上部５２のみを示している。スリーブ部５の下部５１は、下面６１と、下方へと突出する突出部６２と、カバー取付部６３と、拡径部６５と、段差部６６とを有する。下面６１は、中心軸Ｊ１に垂直な環状の下端面６１１と、下端面６１１の径方向外側に位置する外周部６１２と、を有する。下端面６１１は、連通路５５の下側の開口５５１（以下、「下部開口５５１」という）よりも中心軸Ｊ１に平行な方向において、下方に位置する。
【００２０】
外周部６１２は、環状傾斜面６４１と、中心軸Ｊ１に垂直な外環状面６４２と、を有する。環状傾斜面６４１は、下端面６１１から径方向外方へと離れるに従って上方に向かう。外環状面６４２は、環状傾斜面６４１の径方向外側に位置する。下部開口５５１は、環状傾斜面６４１および外環状面６４２を跨いで存在する。突出部６２は、下部開口５５１の径方向外側、すなわち、外環状面６４２の径方向外側に位置する。カバー取付部６３は、下部５１の外側面の下端に設けられる。カバー取付部６３は、外側面の他の部位よりも縮径している。カバー取付部６３は、第１縮径部６３１と、第１縮径部６３１の下側にて第１縮径部６３１よりも径方向内側に位置する第２縮径部６３２と、を有する。第１縮径部６３１の直径は、およそ１０．５ｍｍである。第１縮径部６３１の上側には、第１縮径部６３１よりも径が大きい拡径部６５が設けられる。第１縮径部６３１と拡径部６５との間に段差部６６が設けられる。
【００２１】
下部開口５５１では、外周部６１２から連通路５５の内部に向かって面取５５１ａが設けられる。以下の説明では、面取５５１ａよりも上側の円筒面状の領域、すなわち、平面視において連通路５５の円形の輪郭を形成する面を「連通路５５の内側面５５３」という。面取５５１ａと下端面６１１との境界の中心軸Ｊ１からの距離は、下端面６１１の半径と等しく、下端面６１１の外径はおよそ７ｍｍ〜８ｍｍである。なお、スリーブ部５では、下端面６１１が大きくないため、スリーブ部５の製造時には、バイトにて中央の孔部３１３および下端面６１１を連続して加工する、いわゆる、ワンチャック加工が可能である。
【００２２】
図４は、スリーブ部５の下端面６１１近傍を拡大して示す底面図である。下端面６１１には、スパイラル形状の動圧溝６１１ａが形成される。動圧溝６１１ａは、図３および図４に示す環状傾斜面６４１の内周まで伸びている。モータ１２の駆動時には、回転する動圧溝６１１ａにより、潤滑油４６が動圧溝６１１ａの内側にポンピング（誘起）され、モータ１２を駆動するのに十分な動圧を発生させ、圧低下による気泡の発生が防止される。
【００２３】
図３に示すように、スリーブ部５の上部５２は中心軸Ｊ１に垂直な環状の上端面５２１を有する。上端面５２１には、図４の動圧溝６１１ａとほぼ同形状の動圧溝が形成されている。具体的には、動圧溝を平面視した際の形状が、動圧溝６１１ａの中心軸Ｊ１を中心とする周方向における向きを反転した形状となっている。上端面５２１の径方向外側には、連通路５５の上側の開口５５２が設けられる。以下、開口５５２を「上部開口５５２」という。
【００２４】
図５．Ａに示すように、スリーブ部５の内側面５４１には、上部および下部の２箇所にヘリングボーン形状、すなわち、内側面５４１の周方向に沿って、複数のＶ字を横向きにした形状の動圧溝７１，７２が形成されている。この場合、下側の動圧溝７２では、溝下部７２１の長さが溝上部７２２の長さよりも長く設定される。動圧溝７２をこのような構造にすることで、後述するラジアル間隙において、潤滑油４６が上向きに流れるような圧力を発生させる。そして、潤滑油４６は、図３の連通路５５を通じて循環する。
【００２５】
なお、図５．Ｂに示すように、下側の動圧溝７２の溝下部７２１の長さと溝上部７２２の長さとが同じである場合は、溝下部７２１の間に溝下部７２１と平行に伸びる傾斜溝７３が設けられてもよいし、図５．Ｃに示すように、溝下部７２１の下に、溝下部７２１と平行に伸びる傾斜溝７４が設けられてもよい。
【００２６】
軸受機構４では、図５．Ａに示すスリーブ部５の内側面５４１と図２に示すシャフト４１の外側面との間に、微小な間隙が形成される。以下、当該間隙を「ラジアル間隙」という。モータ１２の駆動時には、ラジアル間隙においてヘリングボーン形状の動圧溝７１，７２によって、潤滑油４６にラジアル動圧が発生し、スリーブ部５をシャフト４１に対して中心軸Ｊ１に垂直な方向に支持するラジアル軸受部が形成される。以下、ラジアル間隙およびラジアル軸受部に符号８７，８７１を付す。
【００２７】
図６は、軸受機構４の下部を拡大して示す片断面図である。第１スラスト部４２は、シャフト４１から径方向外方へと広がる円環状をしている。第１スラスト部４２は、中心軸Ｊ１に垂直な上面４２１と、外側面である略円錐状の円錐面４２２とを有する。円錐面４２２は、上面４２１から下方に向かうに従って中心軸Ｊ１に漸次近づく。上面４２１がスリーブ部５の下端面６１１に対向して、上面４２１と下端面６１１との間に、微小な間隙が形成される。以下、当該間隙を「第１スラスト間隙８１」という。第１スラスト間隙８１では、第１スラスト軸受部８１１が形成され、モータ１２の駆動時には、第１スラスト部４２とスリーブ部５との間に、図４に示すスパイラル形状の動圧溝６１１ａによって潤滑油４６にスラスト動圧が発生する。
【００２８】
図６に示すように、第１カバー部４４は、中心軸Ｊ１に平行に上方へと伸びる円筒部４４１と、中心軸Ｊ１を中心とする環状部４４２と、環状部４４２に隣接する傾斜部４４３とを備える。円筒部４４１は、スリーブ部５のカバー取付部６３に中心軸Ｊ１に垂直な方向に当接する。図７は、図６の下部開口５５１近傍を拡大して示す図である。中心軸Ｊ１に平行な方向において、第１縮径部６３１の上端に位置する段差部６６と円筒部４４１の上端との間には隙間６７１が設けられる。中心軸Ｊ１に平行な方向における隙間６７１の幅は、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲に設定される。円筒部４４１は第１縮径部６３１の外側面に圧入されるとともに接着剤９にて固定される。隙間６７１の幅が上記範囲であることにより、第１カバー部４４等に製造誤差が生じても円筒部４４１が段差部６６に当接することが防止される。
【００２９】
図６に示すように、環状部４４２の上面４４２ａは、中心軸Ｊ１に垂直な環状面である。上面４４２ａは、連通路５５の下部開口５５１の一部と中心軸Ｊ１に平行な方向において対向するとともに、スリーブ部５の突出部６２に中心軸Ｊ１に平行な方向において当接する。これにより、第１カバー部４４により下部開口５５１が塞がれてしまうことが防止される。以下、上面４４２ａを「環状当接面４４２ａ」という。
【００３０】
傾斜部４４３は、環状当接面４４２ａの径方向内側に隣接する環状の第１環状傾斜面４４３ａと、第１環状傾斜面４４３ａの径方向内側に隣接する環状の第２環状傾斜面４４３ｂとを備える。第１環状傾斜面４４３ａは、スリーブ部５の下端面６１１および第１スラスト部４２の上面４２１から径方向外方へと離れるに従って上方に向かう。第２環状傾斜面４４３ｂは、径方向外方に向かって上方に傾斜し、第１環状傾斜面４４３ａよりも中心軸Ｊ１に対する傾きが小さい。
【００３１】
第１環状傾斜面４４３ａは、スリーブ部５の環状傾斜面６４１に対向し、第１環状傾斜面４４３ａと環状傾斜面６４１との間には、微小な間隙８２が形成される。間隙８２は、モータ１２の駆動時において、連通路５５の下部開口５５１から第１スラスト間隙８１へと潤滑油４６を導く。以下、間隙８２を「案内間隙８２」という。案内間隙８２の幅は、下方および中心軸Ｊ１に向かって漸次広がる。案内間隙８２の最大幅は、案内間隙８２における流路抵抗を小さくするために０．２ｍｍ以上とし、潤滑油４６の量を抑えるために０．４ｍｍ以下とする。なお、間隙の幅とは、間隙の両側の面に等しい角度で交差する面における幅を指すものとする。
【００３２】
第２環状傾斜面４４３ｂと第１スラスト部４２の円錐面４２２との間には、間隙８３が形成される。間隙８３では、潤滑油４６の界面が形成される。間隙８３は、連通路５５の内側面５５３の径方向における最も外側の位置よりも中心軸Ｊ１側に位置し、下方に向かって、すなわち、界面に向かって幅が漸次広がる。以下、間隙８３を「第１テーパ間隙８３」という。第１テーパ間隙８３の最小幅は、案内間隙８２の最大幅よりも大きい。また、第１テーパ間隙８３の最小幅および案内間隙８２の最大幅は、連通路５５の幅よりも小さい。軸受機構４では、案内間隙８２および第１テーパ間隙８３により、下方に向かって漸次、幅の広がる流路が形成される。案内間隙８２と第１テーパ間隙８３との境界近傍では、第１スラスト間隙８１が、中心軸Ｊ１に向かって広がる。第１スラスト間隙８１の中心軸Ｊ１に平行な方向における幅は、案内間隙８２の最小幅よりも小さい。
【００３３】
図８は、第１スラスト間隙８１近傍を拡大して示す断面図である。図８では、図６の連通路５５が設けられない位置での、スリーブ部５の下部５１と第１スラスト部４２との断面を示している。第１スラスト部４２の外径、すなわち、第１スラスト部４２を平面視したとき、円錐面４２２の最も外側に位置する部位４２３の径方向の幅は、スリーブ部５の下端面６１１の直径、すなわち、下端面６１１と環状傾斜面６４１との間のエッジ６８１の直径よりも小さい。以下、部位４２３を第１スラスト部４２の「最外径部４２３」という。さらに、図７に示すように、平面視において、最外径部４２３は、連通路５５の内側面５５３よりも中心軸Ｊ１側に位置する。
【００３４】
図９は、軸受機構４の上部を拡大して示す断面図である。スリーブ部５の上端面５２１側に位置する第２スラスト部４３は、シャフト４１から径方向外方へと広がる略円環状をしており、ハブ本体３１１の凹部５３内に位置する。第２スラスト部４３は、下方に向かって僅かに突出する環状の下面４３１と、下面４３１の径方向外側に位置する外環状面４３２と、中心軸Ｊ１に平行な外側面４３３と、外側面４３３の上端から中心軸Ｊ１に向かって上方に傾斜する傾斜面４３４とを有する。第２スラスト部４３の外環状面４３２は、連通路５５と中心軸Ｊ１に平行な方向において対向する。
【００３５】
ラジアル間隙８７の上部と連通路５５の上部開口５５２との間では、第２スラスト部４３の下面４３１がスリーブ部５の上端面５２１に対向して、上端面５２１と下面４３１との間に、微小な間隙８４が形成される。以下、間隙８４を「第２スラスト間隙８４」という。このように、軸受機構４では、連通路５５とラジアル間隙８７の上部とが第２スラスト間隙８４を介して間接的に接続される。また、第２スラスト部４３の外側面４３３は、凹部５３の側壁５３１と間隙８５を設けて対向する。以下、間隙８５を「側部間隙８５」という。図１０に示すように、外側面４３３には、一方向に傾斜した複数の溝によって動圧溝４３３ａが形成される。
【００３６】
モータ１２の駆動時には、図９に示す第２スラスト間隙８４において、第２スラスト軸受部８４１が形成され、スパイラル形状の動圧溝によって潤滑油４６にスラスト動圧が発生する。側部間隙８５では、動圧溝４３３ａによって、下方へと向かう潤滑油４６の流れを生じさせる動圧が発生する。この動圧により、後述の第２テーパ間隙８６から、潤滑油４６が溢れてしまうことが防止される。
【００３７】
図１１は、図９の連通路５５の上部開口５５２近傍を拡大して示す図である。スリーブ部５では、上部開口５５２は上端面５２１よりも下方に位置するとともに、上端面５２１の外周から上部開口５５２に向かって傾斜する傾斜面５２２が設けられる。第２スラスト部４３の下面４３１の直径は、スリーブ部５の上端面５２１の直径、すなわち、上端面５２１と傾斜面５２２との間のエッジ５２３の直径よりも小さい。
【００３８】
図９に示す第２カバー部４５は、径方向外方に向かって僅かに下方に傾斜する円板部４５１と、円板部４５１の径方向外側の端部から下方に伸びる側部４５２とを有する。側部４５２と第２スラスト部４３の傾斜面４３４との間には、上方に向かって漸次、幅の拡大する第２テーパ間隙８６が形成される。第２テーパ間隙８６には、潤滑油４６の界面が形成される。
【００３９】
軸受機構４では、図６に示す案内間隙８２と、第１テーパ間隙８３と、第１スラスト間隙８１と、ラジアル間隙８７と、図９に示す第２スラスト間隙８４と、側部間隙８５と、第２テーパ間隙８６と、連通路５５とに、潤滑油４６が途切れることなく連続して満たされる。
【００４０】
モータ１２では、中心軸Ｊ１を中心にスリーブ部５がシャフト４１に対して相対的に回転する際に、第１スラスト軸受部８１１および第２スラスト軸受部８４１により、スリーブ部５がシャフト４１に対して中心軸Ｊ１方向に支持される。また、ラジアル軸受部８７１により、スリーブ部５がシャフト４１に対して中心軸Ｊ１に垂直な方向に支持される。このとき、潤滑油４６は、連通路５５を上方から下方へと流れ、図６に示す案内間隙８２によって、連通路５５の下部開口５５１から第１テーパ間隙８３へと向かう方向に導かれて、第１スラスト間隙８１へと導かれる。潤滑油４６中に気泡が含まれる場合、気泡は、案内間隙８２および第１テーパ間隙８３を通じて、潤滑油４６の界面から外部へと排出される。さらに、潤滑油４６は、第１スラスト間隙８１からラジアル間隙８７の下部および上部へと流れ、図９に示す第２スラスト間隙８４を通じて、連通路５５へと戻される。つまり、スリーブ部５の外周部と第１カバー部４４との間には、下部開口５５１から第１テーパ間隙８３へと向かう方向へと潤滑油４６を導いて第１スラスト間隙８１へと導く案内間隙８２が構成される。換言すると、案内間隙８２によって、スリーブ部５の外周部と第１カバー部４４との間で、下部開口５５１から第１テーパ間隙８３へと向かう方向へと潤滑油４６が流れ、第１スラスト間隙８１へと潤滑油４６が導かれる。
【００４１】
軸受機構４では、シャフト４１がスリーブ部５に対して非接触にて支持されることから、図２に示す回転部３が、静止部２に対して高精度かつ低騒音にて回転される。
【００４２】
以上のように、軸受機構４では、第１スラスト部４２の外径がスリーブ部５の下端面６１１の直径よりも小さいため、連通路５５の下部開口５５１から第１スラスト間隙８１へと潤滑油４６が送り込まれる。軸受機構４では、連通路５５の下部開口５５１が第１スラスト間隙８１よりも上方に位置するとともに、下部開口５５１に向かって斜めに傾斜する案内間隙８２が設けられる。これにより、下部開口５５１から第１スラスト間隙８１までの潤滑油４６の流れの変化が緩やかになり、渦の発生が防止され、第１スラスト間隙８１へと潤滑油４６が滑らかに送り込まれる。
【００４３】
また、軸受機構４の下部では、第１スラスト間隙８１へと、潤滑油４６が送り込まれるとともに、第１テーパ間隙８３から気泡が排出される。案内間隙８２および第１テーパ間隙８３により形成される流路の幅が、下方に向かって漸次広がることにより、気泡が排出されやすくなる。案内間隙８２では、ロータハブ３１の回転により生じる遠心力により、中心軸Ｊ１に近い位置における潤滑油４６の圧力が中心軸Ｊ１から離れた位置における潤滑油４６の圧力よりも低くなる。したがって、潤滑油４６よりも比重が小さい気泡は、中心軸Ｊ１に近い位置に容易に移動し、第１テーパ間隙８３へと容易に排出される。
【００４４】
案内間隙８２では、幅が下方に向かって漸次広がることにより、製造誤差が生じても案内間隙８２の一部が狭くなってしまうことが防止される。その結果、案内間隙８２にて気泡の移動が制限されることが確実に防止される。
【００４５】
軸受機構４では、第１スラスト部４２の上面４２１の直径がスリーブ部５の下端面６１１の直径よりも小さいことから、スリーブ部５の下端面６１１と環状傾斜面６４１との間のエッジ６８１が、第１スラスト部４２の上面４２１に接触することが防止される。その結果、第１スラスト部４２の硬度がスリーブ部５の硬度よりも低い場合であっても、第１スラスト間隙８１における摩耗粉の発生が低減される。同様に、第２スラスト部４３の下面４３１の直径がスリーブ部５の上端面５２１の直径よりも小さいことから、スリーブ部５の上端面５２１のエッジ５２３が、第２スラスト部４３の下面４３１に接触することが防止される。これにより、第２スラスト間隙８４における摩耗粉の発生が低減される。その結果、軸受機構４を長寿命とすることができる。
【００４６】
このように、軸受機構４では、第１スラスト部４２および第２スラスト部４３の材料が、耐摩耗性の高い材料でなかったり、表面コーティング等が施されない場合であっても、第１スラスト部４２および第２スラスト部４３の摩耗が低減される。もちろん、第１スラスト部４２および第２スラスト部４３に、耐摩耗性の高い材料が用いられたり、表面コーティング等が施されてもよい。
【００４７】
スラスト間隙の摩耗粉の発生を低減する上記手法は、軸受機構４以外の流体動圧軸受機構に利用可能である。すなわち、硬度が異なる２つの部材にてスラスト間隙が形成される場合に、硬度の低い部材のスラスト面の直径を、硬度の高い部材のスラスト面の直径よりも小さくするとよい。ラジアル間隙についても、硬度の低い部材のラジアル面の幅を、硬度の高い部材のラジアル面の幅よりも小さくすることにより、ラジアル間隙での摩耗粉の発生が低減可能である。
【００４８】
ところで、軸受機構４の組立時において、図７に示す第１カバー部４４がスリーブ部５に取り付けられる際には、スリーブ部５の上下を反転した状態にて、第１カバー部４４の円筒部４４１がスリーブ部５の上方から下部５１に向かって圧入される。第２縮径部６３２には、予め接着剤９が塗布されており、円筒部４１１の移動により接着剤９が扱かれて第１縮径部６３１に広がる。このように、第１カバー部４４は、カバー取付部６３に対して圧入されつつ接着剤９にて固定される。第１カバー部４４では、環状当接面４４２ａが突出部６２に当接することにより、中心軸Ｊ１に平行な方向におけるスリーブ部５に対する第１カバー部４４の位置が容易に決定される。
【００４９】
第１カバー部４４がスリーブ部５に圧入にて固定されることにより、かしめ等にて固定される場合に比べて、第１カバー部４４の変形が防止され、案内間隙８２および第１テーパ間隙８３が精度良く形成される。カバー取付部６３に第２縮径部６３２が設けられることにより、第１カバー部４４をスリーブ部５の下部５１に容易に挿入することができる。また、第２縮径部６３２を目印にして、接着剤９を適切な位置に塗布することができる。
【００５０】
環状のカバー部がスリーブ部の下部の外側面に接着固定される構造のモータでは、接着剤が、カバー部とスリーブ部との間からはみ出して軸受機構内に流入したり、軸受機構の周囲の部材に付着する虞がある。モータ１２では、図７に示すように、円筒部４４１の上端とスリーブ部５の段差部６６との間に隙間６７１が設けられるため、円筒部４４１とカバー取付部６３との間から外側にはみ出した接着剤９を隙間６７１内に保持することができる。これにより、接着剤９がステータ２２等の他の部材に付着することが防止される。
【００５１】
また、接着剤９が、第２縮径部６３２と円筒部４４１との間の微小な間隙６７２に保持されるため、径方向内側に流出することが防止される。中心軸Ｊ１に垂直な方向における間隙６７２の幅は５０μｍである。さらに、突出部６２が環状当接面４４２ａに当接することから、接着剤９の径方向内側への流出がより確実に防止される。
【００５２】
軸受機構４では、間隙６７２が、全周に亘って接着剤９により封止されることとなるため、カバー取付部６３と円筒部４４１との間から潤滑油４６が漏れ出すことが防止される。その結果、軸受機構４の検査工程において、軸受機構４内にエア（または、ヘリウム）を流入させることにより、カバー取付部６３と円筒部４４１との間からのエアの漏れを検査するエアリーク検査を省略することができる。
【００５３】
図１２は、他の例に係る軸受機構を示す図である。軸受機構４では、スリーブ部５の環状傾斜面６４１および第１カバー部４４の第１環状傾斜面４４３ａは互いに平行であり、環状傾斜面６４１と第１環状傾斜面４４３ａとの間に設けられた案内間隙８２ａの幅は一定である。軸受機構４の他の構造は図６と同様である。軸受機構４においても、案内間隙８２ａが下方に向かって傾斜することにより、連通路５５の下部開口５５１から第１スラスト間隙８１まで潤滑油４６が滑らかに流れ、渦の発生が防止される。スリーブ部５では、図６に示すスリーブ部５と同様に、下端面６１１の大きさが小さいため、スリーブ部５の製造において、バイトにより図３の孔部３１３および下端面６１１を連続して加工することができる。
【００５４】
図１３は、案内間隙のさらに他の例を示す図である。第１カバー部４４では、環状当接面４４２ａの径方向内側に、図６の第１環状傾斜面４４３ａに代えて中心軸Ｊ１に垂直な環状面４４２ｂが設けられる。環状面４４２ｂは、環状当接面４４２ａよりも下側に位置する。また、スリーブ部５では、下面６１が中心軸Ｊ１に垂直な面となる。下面６１の中心軸Ｊ１近傍の部位６１１には、図４の下端面６１１と同様に動圧溝６１１ａが設けられる。部位６１１は、第１スラスト部４２の上面４２１と中心軸Ｊ１に平行な方向に対向し、部位６１１と上面４２１との間に第１スラスト間隙８１が形成される。下面６１の第１スラスト間隙８１よりも径方向外側の外周部６１２には、連通路５５の下部開口５５１が位置する。軸受機構４の他の形状は、図６の軸受機構４と同様である。
【００５５】
軸受機構４では、スリーブ部５の下部開口５５１よりも径方向外側の部位が環状当接面４４２ａに当接することにより、外周部６１２と環状面４４２ｂとの間に、中心軸Ｊ１に垂直な案内間隙８２ｂが形成される。案内間隙８２ｂでは、モータ１２の駆動時に、遠心力により、中心軸Ｊ１に近い位置における潤滑油４６の圧力が中心軸Ｊ１から離れた位置における潤滑油４６の圧力よりも低くなる。これにより、気泡が中心軸Ｊ１に近い位置に容易に移動し、第１テーパ間隙８３へと容易に排出される。
【００５６】
図１４は、第１スラスト部４２の他の例を示す図である。第１スラスト部４２の最外径部４２３は、下部開口５５１の面取５５１ａの径方向内側に位置する部位と中心軸Ｊ１に平行な方向に重なる。また、平面視において、最外径部４２３が、連通路５５の内側面５５３と接する。この場合であっても、連通路５５から下方へと向かう気泡が、第１スラスト部４２に妨げられることなく第１テーパ間隙８３に移動する。平面視において、最外径部４２３が、面取５５１ａと重なりつつ、内側面５５３よりも径方向内側に位置してもよい。
【００５７】
以上、本発明の例示的な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、様々な変更が可能である。例えば、図１５に示すように、上方に向かうに従って中心軸Ｊ１に近づく連通路５５ａが設けられてもよい。連通路５５ａの上部開口５５２は第２スラスト間隙８４内に位置し、連通路５５ａは、ラジアル間隙８７の上部と直接的に接続される。また、連通路５５の上部開口５５２がラジアル間隙８７内に位置してもよい。
【００５８】
上記実施形態では、第１スラスト部４２の外側面は中心軸Ｊ１に平行な略円筒面であってもよい。この場合であっても、第１スラスト部４２の外径をスリーブ部５の下端面６１１の直径よりも小さくすることにより、連通路５５の下部開口５５１から第１スラスト間隙８１へと潤滑油４６が滑らかに送り込まれる。
【００５９】
上記実施形態では、第１スラスト間隙８１において、第１のスラスト面であるスリーブ部５の下端面６１１に動圧溝が形成されるが、第２のスラスト面である第１スラスト部４２の上面４２１に動圧溝が形成されてもよく、両方に動圧溝が形成されてもよい。同様に、第２スラスト間隙８４において、第３のスラスト面であるスリーブ部５の上端面５２１に動圧溝が形成されるが、第４のスラスト面である第２スラスト部４３の下面４３１に動圧溝が形成されてもよく、両方に動圧溝が形成されてもよい。
【００６０】
スリーブ部５では、内側面５４１の中央から連通路５５に向かって径方向に伸びる他の連通路が設けられ、第１スラスト間隙８１、ラジアル間隙８７の下部、連通路５５および上記他の連通路にて潤滑油が循環されてもよい。図６および図７に示す軸受機構４では、連通路５５の下部開口５５１は、環状傾斜面６４１および外環状面６４２を跨いで設けられるが、環状傾斜面６４１にのみ設けられてもよく、外環状面６４２にのみ設けられてもよい。すなわち、上部開口５５２は環状傾斜面６４１または外環状面６４２に設けられる。図１２の軸受機構４においても同様である。スリーブ部５では、環状傾斜面６４１に代えて、下端面６１１の外周のエッジ６８１から上方に向かう円筒面を設けて、段差部が形成されてもよい。この場合であっても、連通路５５の下部開口５５１から第１スラスト間隙８１へと、潤滑油４６が滑らかに送り込まれる。
【００６１】
上記実施形態では、スリーブ部５はロータハブ３１と別部材とされてよい。この場合は、連通路５５の断面形状は、通常、円形とはならない。モータ１２は、光ディスク駆動装置等、他のディスク駆動装置に搭載されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、流体動圧を利用した軸受機構に利用可能である。また、当該軸受機構を備えるモータは、ディスク駆動装置のモータとして利用可能であり、ディスク駆動装置以外のモータとしても利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１    ディスク駆動装置
２    静止部
３    回転部
４    軸受機構
５    スリーブ部
１１    ディスク
１２    モータ
１３    アクセス部
１４    ハウジング
４１    シャフト
４２    第１スラスト部
４３    第２スラスト部
４４    第１カバー部
４６    潤滑油
５５，５５ａ    連通路
６１    （スリーブ部の）下面
６２    突出部
６３    カバー取付部
６６    段差部
７１〜７４    （スリーブ部の内側面の）動圧溝
８１    第１スラスト間隙
８２，８２ａ，８２ｂ    案内間隙
８３    第１テーパ間隙
８４    第２スラスト間隙
８７    ラジアル間隙
４２１    （第１スラスト部の）上面
４２２    円錐面
４２３    最外径部
４３１    （第２スラスト部の）下面
４４１    円筒部
４４２ａ    環状当接面
４４３ａ    第１環状傾斜面
５２１    （スリーブ部の）上端面
５５１    下部開口
５５１ａ    面取
５５２    上部開口
５５３    （連通路の）内側面
６１１    （スリーブ部の）下端面
６１１ａ    （スリーブ部の下部の）動圧溝
６１２    外周部
６３１    第１縮径部
６３２    第２縮径部
６４１    環状傾斜面
６７１    隙間
８１１    第１スラスト軸受部
８４１    第２スラスト軸受部
８７１    ラジアル軸受部
Ｊ１    中心軸
【図１】
2010270905.tif 000003
【図２】
2010270905.tif 000004
【図３】
2010270905.tif 000005
【図４】
2010270905.tif 000006
【図５．Ａ】
2010270905.tif 000007
【図５．Ｂ】
2010270905.tif 000008
【図５．Ｃ】
2010270905.tif 000009
【図６】
2010270905.tif 000010
【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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