(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸として上下方向に配置されるシャフトと、
前記シャフトの外周面から径方向外側に延びる環状部、及び前記環状部の外側端部から上方に延びる筒状部を有する略カップ状の下スラストワッシャと、
前記シャフトと径方向に対向する円筒部を有し、前記シャフトに対して回転する回転部材と、を備え、
前記シャフトの外周面と前記円筒部の内周面との間の第１微小間隙、前記円筒部の下面とこれと軸方向に対向する前記環状部の上面との間の第２微小間隙、及び、前記円筒部の外周面とこれと径方向に対向する前記筒状部の内周面との間の第３微小間隙は連通しており、その連通する間隙には潤滑オイルが充填され、
前記回転部材は前記潤滑オイルが満たされた連通孔を有し、前記連通孔の上開口部が前記第１微小間隙と連通するとともに、前記連通孔の下開口部が前記第２微小間隙に連通し、
前記第３微小間隙は、前記第３微小間隙の径方向の幅が下側に向かって漸次に縮小するテーパシール部を含み、前記テーパシール部内に前記潤滑オイルの液界面が位置し、
前記第２微小間隙は、第４微小間隙と、前記第４微小間隙の径方向外側に位置する第５微小間隙とを含み、
前記第４微小間隙を規定する前記円筒部の下面と前記環状部の上面との少なくとも一方には、前記回転部材の回転時に、前記第４微小間隙に保持された前記潤滑オイルに流体動圧を誘起する複数のスラスト動圧発生溝が設けられ、
前記第４微小間隙の軸方向の大きさは、前記第５微小間隙の軸方向の大きさよりも小さく、
前記第５微小間隙に前記連通孔の前記下開口部が位置するとともに、前記第５微小間隙を規定する前記円筒部の下面と前記環状部の上面との少なくとも一方には、前記回転部材の回転時に、前記第５微小間隙に保持された前記潤滑オイルに径方向内側に向かう流体動圧を誘起する複数の動圧発生溝が設けられている流体動圧軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記回転部材は、前記円筒部の下面に、第１平面部と、前記第１平面部の外側に隣接し前記第１平面部より上側に位置する第２平面部と、を有し、
前記第４微小間隙は、前記第１平面部と第１平面部と対向する前記環状部の上面との間の微小間隙から構成され、
前記第５微小間隙は、前記第２平面部と第２平面部と対向する前記環状部の上面との間の微小間隙から構成されている流体動圧軸受装置。
【請求項３】
請求項２に記載の流体動圧軸受装置において、
前記複数のスラスト動圧発生溝は、前記第１平面部に設けられ、
前記複数の動圧発生溝は、前記第２平面部に設けられている流体動圧軸受装置。
【請求項４】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記下スラストワッシャは、前記環状部の上面に、中心軸に対し略垂直に伸びる第１平面部と、前記第１平面部の径方向外側に隣接し、前記第１平面部より下側に位置する第２平面部とを有し、
前記第４微小間隙は、前記第１平面部と第１平面部と対向する前記円筒部の下面との間の微小間隙から構成され、
前記第５微小間隙は、前記第２平面部と第２平面部と対向する前記円筒部の下面との間の微小間隙から構成されている流体動圧軸受装置。
【請求項５】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記回転部材の回転時、前記第５微小間隙の潤滑オイルで発生する圧力は、前記第４微小間隙の潤滑オイルに発生する圧力よりも小さい流体動圧軸受装置。
【請求項６】
請求項５に記載の流体動圧軸受装置において、
前記複数の動圧発生溝の軸方向の深さは、前記複数のスラスト動圧発生溝の軸方向の深さより深い流体動圧軸受装置。
【請求項７】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記回転部材の回転時、前記複数のスラスト動圧発生溝および前記複数の動圧発生溝による径方向内側に向かうポンピング力は、回転部材の回転に伴って第２微小間隙内で発生する遠心力よりも大きい流体動圧軸受装置。
【請求項８】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記複数の動圧発生溝の軸方向の深さは、前記複数のスラスト動圧発生溝の軸方向の深さより深い流体動圧軸受装置。
【請求項９】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記第５微小間隙の軸方向の幅は、前記第４微小間隙の軸方向の幅と前記複数のスラスト動圧発生溝の軸方向の深さとの合計寸法より大きい流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記円筒部より上側に位置し、前記シャフトの外周面から径方向外側に延びる上スラストワッシャを備え、
前記回転部材は、前記上スラストワッシャと径方向に対向して前記円筒部の上端部近傍から径方向外側へ向けて広がる平板部をさらに有し、
前記上スラストワッシャの外周面と前記平板部の内周面との間の第６微小間隙には、前記潤滑オイルが介在すると共に、前記第６微小間隙を規定する前記上スラストワッシャの外周面と前記平板部の内周面との少なくとも一方には、前記回転部材の回転時に、前記第６微小間隙に保持された前記潤滑オイルに下側に向かう流体動圧を誘起する複数のポンピング溝が設けられている流体動圧軸受装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流体動圧軸受装置において、
前記複数のポンピング溝によるポンピング力は、前記連通孔の上開口部付近の前記潤滑オイルにかかる圧力と、前記連通孔の上開口部付近での前記回転部材の回転に伴う遠心力とを足し合わせた圧力よりも大きい流体動圧軸受装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記連通孔の上開口部付近の前記潤滑オイルの圧力は、前記連通孔の下開口部付近の前記潤滑オイルの圧力より大きい流体動圧軸受装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の流体動圧軸受装置において、
前記連通孔の上開口部付近の前記潤滑オイルの圧力は、前記連通孔の下開口部付近の前記潤滑オイルの圧力より大きい流体動圧軸受装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の流体動圧軸受装置において、
前記回転部材の円筒部の上面と前記上スラストワッシャの下面との少なくとも一方には、前記回転部材の回転時、潤滑オイルに流体動圧を誘起する上スラスト動圧発生溝が設けられ、
前記連通孔の上開口部は、前記上スラスト動圧発生溝から前記第６微小間隙にかけての領域に設けられている流体動圧軸受装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載の流体動圧軸受装置において、
前記上スラストワッシャの外周面と前記回転部材との間には、テーパシール部が構成され、
前記テーパシール部は前記第６間隙に連通すると共に、前記潤滑オイルの液界面は前記テーパシール部内において位置する流体動圧軸受装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記第１微小間隙を規定する前記シャフトの外周面と前記円筒部の内周面との少なくとも一方には、前記回転部材の回転時に、前記第１微小間隙に保持された前記潤滑オイルに流体動圧を誘起する複数のラジアル動圧発生溝が形成されており、
前記ラジアル動圧発生溝は、前記第１微小間隙内において、全体として上方へ向かう前記潤滑オイルの流れを形成する流体動圧軸受装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記回転部材は、前記第３微小間隙内の前記潤滑オイルの液界面の上方において、前記円筒部の外周面から径方向外側に突出した張出部を有し、
前記張出部と前記筒状部とが対向してラビリンス構造を形成している流体動圧軸受装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
前記回転部材は、
前記シャフトの外周面に微小間隙を介して嵌挿されるスリーブと、
前記スリーブの外周面に固定又は一体成形されるロータハブと、
を有する流体動圧軸受装置。
【請求項１９】
ベース部材と、
前記ベース部材に固定されたステータと、
請求項１に記載の流体動圧軸受装置によって前記ベース部材に対して回転自在に支持されたロータ部と、
前記ステータに対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、
を備えるスピンドルモータ。
【請求項２０】
ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、
装置ハウジングと、
前記装置ハウジングの内部に固定された請求項１９に記載のスピンドルモータと、
前記ディスクに対して情報の読み出し及び／又は書き込みを行うアクセス部と、
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、流体動圧軸受装置、当該流体動圧軸受装置を備えるスピンドルモータ、及び当該スピンドルモータを備えるディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータやカーナビゲーション等に使用される磁気ディスクや光ディスク等の記録ディスク駆動装置では、小型化、薄型化、及び軽量化に加えて、高密度化への要求が強いことから、ディスク回転に使用されるスピンドルモータの回転数の高速化や回転動作の高精度化が要請されている。このような要請に応えるために、スピンドルモータ用の軸受装置として、従来のボールベアリングに代わって、シャフトとスリーブとの間に潤滑オイルを充填させた流体動圧軸受装置が多く使用されている。【０００３】
流体動圧軸受装置は、シャフト又はスリーブを径方向に支持するラジアル動圧軸受部と、シャフト又はスリーブを軸方向に支持するスラスト動圧軸受部とを有している。そのため、シャフトとスリーブとが相対回転すると、ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部それぞれの動圧溝によるポンピング作用により、微小間隙に充填された潤滑オイルに流体動圧を誘起して、シャフト又はスリーブを径方向及び軸方向に支持する。【０００４】
このような流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータについては、例えば、日本国特開２００２−５１７１号公報や日本国特開２００５−４８８９０号公報に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−５１７１号公報
【特許文献２】特開２００５−４８８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の流体動圧軸受装置では、流体動圧軸受装置の薄型化を図るためにシャフトの軸方向の長さを短くすると、ラジアル動圧軸受部の長さが短くなってしまい、径方向に対する剛性が弱くなる。その結果、衝撃等の外的要因によりスリーブ等の回転部材若しくはシャフトが傾いてしまう虞がある。【０００６】
また、ラジアル動圧軸受部の長さを確保するために、略カップ状部材を採用した場合、スリーブを有する回転部材の下面と回転部材の下面と対向する略カップ状部材の上面との間の微小間隙に保持されている潤滑オイルが、負圧になる虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、中心軸として上下方向に配置されるシャフトと、環状部及び筒状部を有する略カップ状の下スラストワッシャと、円筒部を有しシャフトに対して回転する回転部材と、を備える。【０００８】
前記シャフトの外周面と前記円筒部の内周面との間の第１微小間隙、前記円筒部の下面とこれと軸方向に対向する前記環状部の上面との間の第２微小間隙、及び、前記円筒部の外周面とこれと径方向に対向する前記筒状部の内周面との間の第３微小間隙は連通している。第１微小間隙、第２微小間隙、及び、第３微小間隙には潤滑オイルが充填されている。【０００９】
回転部材は潤滑オイルが満たされた連通孔を有し、連通孔の上開口部が第１微小間隙と連通するとともに、連通孔の下開口部が第２微小間隙に連通する。【００１０】
第３微小間隙は、第３微小間隙の径方向の幅が下側に向かって漸次に縮小するテーパシール部を含む。テーパシール部内には潤滑オイルの液界面が位置する。【００１１】
第２微小間隙は、第４微小間隙と、第４微小間隙の径方向外側に位置する第５微小間隙とを含む。【００１２】
円筒部の下面と環状部の上面との少なくとも一方には、回転部材の回転時に、第４微小間隙に保持された潤滑オイルに流体動圧を誘起する複数のスラスト動圧発生溝が設けられている。【００１３】
第４微小間隙の軸方向の大きさは、第５微小間隙の軸方向の大きさよりも小さい。【００１４】
そして、第５微小間隙には連通孔の下開口部が位置する。円筒部の下面と環状部の上面との少なくとも一方には、回転部材の回転時に、第５微小間隙に保持された潤滑オイルに径方向内側に向かう流体動圧を誘起する複数の動圧発生溝が設けられている。
【発明の効果】
【００１５】
本願の例示的な第１発明によれば、複数の動圧発生溝により、第５微小間隙から第４微小間隙へ向かう潤滑オイルの流れが形成される。このため、第５微小間隙内の潤滑オイルに混在する気泡は、第３微小間隙側へ流れ、第３微小間隙を介して外部に排出される。また、回転に伴う遠心力により潤滑オイルが第３微小間隙に流入することを抑制できるため、第２微小間隙に保持される潤滑オイルが負圧になることを防止できる。また、下スラストワッシャに略カップ状のスラストワッシャを用いることにより、流体動圧軸受装置を薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、ディスク駆動装置の中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図２】図２は、スピンドルモータの中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図３】図３は、下スラストワッシャ及びその周囲の構成を示した拡大中心軸を含む平面で切断した断面図で、ラビリンス構造の一実施形態を説明する図である。
【図４】図４は、下スラストワッシャ及びその周囲の構成を示した拡大中心軸を含む平面で切断した断面図で、回転部材の円筒部の下面に段差を設けた図である。
【図５】図５は、回転部材の下面図である。
【図６】図６は、上スラストワッシャ及びその周囲の構成を示した拡大中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図７】図７は、回転部材の上面図である。
【図８】図８は、回転部材のみの中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図９】図９は、各微小間隙と各動圧発生溝を示した中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態にかかるラビリンス構造を示した中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図１１】図１１は、他の実施形態にかかるラビリンス構造を示した中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態にかかる下スラストワッシャ及びその周囲の構成を示した拡大中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図１３】図１３は、他の実施形態にかかる連通孔を示した中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図１４】図１４は、回転部材がスリーブとロータハブとを有している場合の中心軸を含む平面で切断した断面図である。
【図１５】図１５は、潤滑オイルの圧力分布を示した図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  スピンドルモータ
２  ディスク駆動装置
３  静止部
３４  シャフト
３５  上スラストワッシャ
３５ａ  下面
３５ｂ  外周面
３６  下スラストワッシャ
３６１  下環状部
３６１ａ  上面
３６１ａａ  第１平面部
３６１ａｂ  第２平面部
３６２  筒状部
３６２ａ  内周面
３６２ｂ  上面
４  ロータ部
４１  回転部材
４１１  円筒部
４１１ａ  上面
４１１ｂ  下面
４１１ｂａ  第１平面部
４１１ｂｂ  第２平面部
４１１ｃ  内周面
４１１ｄ  外周面
４１５  張出部
４１５ａ  外周面
４１５ｂ  下面
４６  連通孔
４６ａ  上開口部
４６ｂ  下開口部
６  流体動圧軸受装置
５０  ラジアル動圧発生溝
５５  下ポンピング溝
６０  上ポンピング溝
６５  下スラスト動圧発生溝
７０  上スラスト動圧発生溝
Ｄ  空間
Ｍ、Ｎ  微小間隙
Ｐ  第１微小間隙
Ｑ  第２微小間隙
Ｒ  第３微小間隙
Ｓ  第４微小間隙
Ｔ  第５微小間隙
Ｕ  第６微小間隙
Ｖ  第７微小間隙
Ｘ  第４微小間隙Ｓの軸方向の幅
Ｙ  第５微小間隙Ｔの軸方向の幅
Ｚ  連通孔の上開口部付近
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。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。以下の説明では、説明の便宜上、中心軸Ｌに沿ってロータ部４側を「上」とし、静止部３側を「下」とする。【００１９】
図１は、本発明の例示的な一実施形態に係るスピンドルモータ１を備えたディスク駆動装置２の中心軸を含む平面で切断した断面図である。ディスク駆動装置２は、例えば４枚の磁気ディスク２２を回転させつつ、磁気ディスク２２からの情報の読み出し及び／又は磁気ディスク２２への情報の書き込みを行う。ディスク駆動装置は、例えばハードディスク装置である。図１に示したように、ディスク駆動装置２は、装置ハウジング２１、４枚の磁気ディスク（以下、単に「ディスク」という）２２、アクセス部２３、及びスピンドルモータ１を備えている。【００２０】
装置ハウジング２１は、カップ状の第１ハウジング部材２１１と、板状の第２ハウジング部材２１２とを有している。第１ハウジング部材２１１は、上部に開口を有し、第１ハウジング部材２１１の内側の底面には、スピンドルモータ１とアクセス部２３とが設置されている。第２ハウジング部材２１２は、第１ハウジング部材２１１の上部の開口を覆うように第１ハウジング部材２１１に接合され、第１ハウジング部材２１１と第２ハウジング部材２１２とに囲まれた装置ハウジング２１の内部空間２１３に、４枚のディスク２２、アクセス部２３、及びスピンドルモータ１が収容されている。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が少ない清浄な空間とされている。【００２１】
４枚のディスク２２は、いずれも中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。各ディスク２２は、スピンドルモータ１の回転部材４１に装着され、スペーサ２２１を介して互いに平行かつ等間隔に積層配置されている。一方、アクセス部２３は、４枚のディスクの上面及び下面に対向する８つのヘッド２３１と、各ヘッド２３１を支持するアーム２３２と、アーム２３２を揺動させる揺動機構２３３とを有している。アクセス部２３は、揺動機構２３３により８本のアーム２３２をディスク２２に沿って揺動させ、８つのヘッド２３１をディスク２２の必要な位置にアクセスさせることにより、回転する各ディスク２２の記録面に対して情報の読み出し及び／又は書き込みを行う。なお、ヘッド２３１は、ディスク２２の記録面に対して情報の読み出し及び書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。【００２２】
続いて、スピンドルモータ１の詳細な構成について説明する。図２は、スピンドルモータ１の中心軸を含む平面で切断した断面図である。図２に示したように、スピンドルモータ１は、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１に固定される静止部３と、ディスク２２を装着して所定の中心軸Ｌを中心として回転するロータ部４とを備えている。【００２３】
静止部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、及びシャフト３４を有しているのが好ましい。【００２４】
ベース部材３１は、例えばアルミニウム等の金属材料により形成され、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１にねじ止めされている。ベース部材３１の中央部には、中心軸Ｌに沿ってベース部材３１を貫通する連通孔３１１と、上側に突出した略円筒形状のホルダ部３１２とが形成されている。なお、本実施形態では、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが別部材から構成されているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが単一の部材により構成されていてもよい。【００２５】
ステータコア３２は、ベース部材３１のホルダ部３１２の外周面に嵌着された円環状のコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ｌに直交する方向。以下同じ。）の外周側に突出した複数本のティース部３２２と、を有している。ステータコア３２は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板により形成されている。【００２６】
コイル３３は、ステータコア３２の各ティース部３２２の周囲に巻回された導線により構成されている。コイル３３は、コネクタ３３１を介して所定の電源装置（図示省略）と接続されている。電源装置からコネクタ３３１を介してコイル３３に駆動電流を与えると、ティース部３２２には径方向の磁束が発生する。ティース部３２２に発生した磁束は、後述するロータマグネット４３の磁束と互いに作用し、中心軸Ｌを中心としてロータ部４を回転させるためのトルクを発生させる。そして、静止部３に対してロータ部４が中心軸Ｌを中心として回転し、回転部材４１上に支持された４枚のディスク２２は、回転部材４１とともに中心軸Ｌを中心として回転する。【００２７】
シャフト３４は、中心軸Ｌに沿って配置された略円柱形状の部材である。シャフト３４の外周面３４ａには、軸方向に間隔をおいて上下に、略円環状の上スラストワッシャ３５と、上側に開いた略カップ状の下スラストワッシャ３６とがそれぞれ接着剤等によりシャフト３４に固定されている。【００２８】
下スラストワッシャ３６は、下環状部３６１と筒状部３６２とを有する。下環状部３６１は、シャフト３４の外周面３４ａに固定されて、シャフト３４の外周面３４ａから径方向外側に突出した部分となる。筒状部３６２は、下環状部３６１の径方向外側端部から上方に突出した部分である。下スラストワッシャ３６は、上側に開いたカップ形状となっている。また、下スラストワッシャ３６は、ベース部材３１の連通孔３１１に嵌った状態で、ベース部材３１に固定されている。上スラストワッシャ３５及び下スラストワッシャ３６は、後述する回転部材４１と線膨張係数が近い金属材料（例えば、アルミニウムを主成分とする合金や、銅を主成分とする合金）または樹脂材料により形成されている。なお、下環状部および筒状部がそれぞれ別部材から形成された下スラストワッシャを用いても本発明の範囲である。【００２９】
なお、本実施形態では、上スラストワッシャ３５及び下スラストワッシャ３６がシャフト３４とは別の部材から構成されているが、これに限らない。例えば上スラストワッシャ３５及び下スラストワッシャ３６のいずれかがシャフト３４と単一の部材として構成されていてもよい。または、上スラストワッシャ３５及び下スラストワッシャ３６がシャフト３４と単一の部材として構成されていてもよい。【００３０】
本実施形態では、ベース部材３１に、下スラストワッシャ３５を介してシャフト４１が固定されている。すなわち、本実施形態のスピンドルモータ１は、軸固定タイプのモータである。軸固定タイプのモータでは、ディスク２２を回転させるときにも、シャフト４１は静止したままである。このため、ディスク駆動装置２に外部振動が与えられたときのディスク２２のぶれを、軸回転タイプのモータより抑制できる。したがって、軸固定タイプのモータを使用すれば、ディスク２２に対するデータの読み出し及び／又は書き込みのエラーを低減できる。なお、シャフト４１の上下の端部をハウジング２１に固定すれば、外部振動によるディスク２２のぶれを、さらに抑制できる。【００３１】
ロータ部４は、回転部材４１、キャップ４２、及びロータマグネット４３を有しているのが好ましい。【００３２】
次に、回転部材４１について説明する。回転部材４１は、円筒部４１１と、平板部４１２と、延伸部４１３と、を備える。円筒部４１１は、シャフト３４の外周面３４ａと微小な（例えば、数μｍ程度の）隙間を介して対向する内周面４１１ｃを有する。平板部４１２は、円筒部４１１の上端部近傍から径方向外側へ向けて広がる形状を有する。延伸部４１３は、平板部４１２の外周縁から垂下する。【００３３】
円筒部４１１は、シャフト３４の外周側に配置されてその内周面４１１ｃがシャフト３４を取り囲む略円筒形状の部位である。円筒部４１１は、上スラストワッシャ３５と下スラストワッシャ３６との間に配置され、シャフト３４、上スラストワッシャ３５及び下スラストワッシャ３６に対して回転可能に支持されている。【００３４】
ロータマグネット４３は、回転部材４１の平板部４１２の下面に、ヨーク４３１を介して取り付けられている。ロータマグネット４３は、中心軸Ｌを取り囲むように円環状に配置されている。ロータマグネット４３の内周面は磁極面となっており、ステータコア３２の複数のティース部３２２の外周面に対向する。【００３５】
また、延伸部４１３の外周面４１３ａは、ディスク２２の内周部（内周面又は内周縁）に当接する当接面となる。また、延伸部４１３の下端部付近には、径方向外側へ向けて突出し、その上面４１４ａがディスク２２を載置するフランジ面となる台部４１４が形成されている。【００３６】
４枚のディスク２２は、回転部材４１のフランジ面４１４ａ上に水平姿勢で、かつ等間隔に積層配置される。すなわち、最下層のディスク２２がフランジ面４１４ａ上に載置され、その上部に、他の３枚のディスク２２がそれぞれスペーサ２２１を介して順に載置される。そして、最上層のディスク２２の上面は、回転部材４１の平板部４１２に取り付けられた押さえ部材４４により押圧固定される。また、各ディスク２２の内周部は延伸部４１３の外周面４１３ａに当接し、これにより各ディスク２２の径方向の移動が規制される。本実施形態では、ディスク２２及び回転部材４１は、いずれもアルミニウムを主たる材料としている。このため、ディスク２２及び回転部材４１の線膨張係数は同一または近似しており、温度が変化した場合にもディスク２２と回転部材４１との間に過度の応力が発生することはない。【００３７】
台部４１４の下方の延伸部４１３の外周面には、ロータ部４の質量分布の偏りを補正するためのリング４５が取り付けられている。リング４５は、ロータ部４の質量分布の偏りを補正し、中心軸Ｌに対するロータ部４の回転精度を向上させる役割を果たす。【００３８】
図３に示すように、シャフト３４の外周面３４ａと円筒部４１１の内周面４１１ｃとの間の微小間隙を第１微小間隙Ｐ、円筒部４１１の下面４１１ｂとこれと軸方向に対向する下環状部３６１の上面３６１ａとの間の微小間隙を第２微小間隙Ｑ、及び、円筒部４１１の外周面４１１ｄとこれと径方向に対向する筒状部３６２の内周面３６２ａとの間の微小間隙を第３微小間隙Ｒ、とする。第１微小間隙Ｐ、第２微小間隙Ｑ、及び第３微小間隙Ｒは連通しており、その連通する間隙には、途切れることなく潤滑オイル５が充填されている。【００３９】
潤滑オイル５としては、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイル等のエステルを主成分とするオイルが使用される。エステルを主成分とするオイルは、耐摩耗性、熱安定性、及び流動性に優れているため、流体動圧軸受装置６の潤滑オイル５として好適である。なお、流体動圧軸受装置６は、シャフト３４、上スラストワッシャ３５、下スラストワッシャ３６、回転部材４１、及びキャップ４２を少なくとも備える装置である。【００４０】
潤滑オイル５は、流体動圧軸受装置６の上部と下部とに一対の液界面を有する。上部の液界面は、上スラストワッシャ３５とキャップ４２との間に位置する。下部の液界面は、下スラストワッシャ３６と回転部材４１との間に位置する。【００４１】
第３微小間隙Ｒには、図３に示すように、第３微小間隙Ｒの径方向の幅が下側に向かって漸次に狭くなり、表面張力と外気圧とが均衡する位置に潤滑オイル５の液界面（メニスカス）が位置するテーパシール部７が構成されている。テーパシール部７を構成することにより、潤滑オイル５が漏洩しようとしても、テーパシール部７により下方側に潤滑オイル５を引きつける作用が生じる。これにより、潤滑オイル５の上方側への漏洩を防ぐことができ、モータ１外部に潤滑オイル５を漏洩させることを防止できる。また、遠心力や温度上昇等により潤滑オイル５の体積が増加したり、あるいはその他の何らかの作用により、テーパシール部７の液界面が上方側に移動することがあるが、潤滑オイル５の表面張力と外気圧とが均衡して、潤滑オイル５のモータ１外部への流出が防止される。【００４２】
また、本実施形態では、カップ形状の下スラストワッシャ３６が使用され、下スラストワッシャ３６の筒状部３６２と回転部材４１の円筒部４１１との間に、潤滑オイル５の液界面が上向きに保持されている。このため、潤滑オイル５の界面を下向きに保持する場合に比べて、流体動圧軸受装置６の軸方向の長さを抑制することができる。【００４３】
本実施形態では、図３に示すように、第３微小間隙Ｒ内の潤滑オイル５の液界面の上方を覆うように、円筒部４１１の外周面４１１ｄから径方向外側に張出部４１５を突出させている。張出部４１５と下スラストワッシャ３６の筒状部３６２とは、径方向に対向して、ラビリンス構造を形成している。詳しくは、張出部４１５の外周面４１５ａと筒状部３６２の内周面３６２ａとが、微小間隙Ｍを介して対向するように構成する。この微小間隙Ｍの径方向の幅Ａは十分に狭くなるように設定する。なお、ここでいう「幅Ａを十分に狭く」の「十分に狭い幅」というのは、後述する効果を奏するのに十分な幅であり、かつ、この微小間隙Ｍを通過して、気泡を構成していた気体が排出されるのに十分な幅であることを指す。また、張出部４１５の突出位置は、第３微小間隙Ｒ内の潤滑オイル５の液界面の上方に張出部４１５の下面４１５ｂが位置するように構成する。好ましくは、温度上昇等による体積増加、あるいはその他の何らかの作用により、テーパシール部７の液界面が第３微小間隙Ｒ内を上側に移動することがあるが、上側に移動したときの液界面よりも上方に張出部４１５の下面４１５ｂが位置するように構成する。また、微小間隙Ｍの軸方向の幅Ｂは、軸方向に一定幅有するようにする。例えば、下スラストワッシャ３６に対して回転部材４１が最も浮上した状態において、張出部４１５下端部が、円筒部３６２上面よりも下方に位置するように、下スラストワッシャ３６及び回転部材４１の寸法を設定する。このように、微小間隙Ｍを軸方向に一定幅Ｂ設けることで、外部の新鮮な空気と第３微小間隙Ｒ内の潤滑オイル５の液界面とが触れにくくなる。【００４４】
このような構成にすることにより、潤滑オイル５の液界面と、円筒部４１１の外周面４１１ｄと、張出部４１５の下面４１５ｂと、筒状部３６２の内周面３６２ａとに囲まれた空間（以下、Ｄとする）は略閉空間となる。このため、第３微小間隙Ｒ内に形成されている潤滑オイル５の液界面に触れている空間Ｄの空気が、外部の新鮮な空気と入れ替わることが抑制され、結果として、潤滑オイル５の蒸発を効果的に防止できる。【００４５】
また、空間Ｄを略閉空間としたことにより、常温での潤滑オイル５の蒸発を抑制できるだけでなく、高温での潤滑オイル５の蒸発も抑制できる。詳しくは、回転部材４１の回転に伴う動圧軸受による潤滑オイル５の循環により、各微小間隙を構成している部材の内壁と潤滑オイル５とが擦れ合って摩擦熱が発生し、潤滑オイル５は熱をもつ場合がある。その場合、熱により潤滑オイル５は蒸発し易くなる。本実施形態では、空間Ｄは略閉空間であるため、空間Ｄに滞留する空気は、飽和状態に近い潤滑オイルの蒸気を含んでいる。そのため、潤滑オイル５の蒸発は抑えられる。よって、流体動圧軸受装置６内の潤滑オイル量の減少を防止でき、ひいては、流体動圧軸受装置６内の寿命を延ばすことができる。【００４６】
次に、図４に基づいて、本実施形態に係る第２微小間隙Ｑ及びその近傍の構成について説明する。以下では、第２微小間隙Ｑの径方向内側の領域を第４微小間隙Ｓ、径方向外側の領域を第５微小間隙Ｔとする。すなわち、第２微小間隙Ｑは、第４微小間隙Ｓと、第４微小間隙Ｓの径方向外側に位置する第５微小間隙Ｔとを含むこととなる。第４微小間隙Ｓの軸方向の幅（大きさ）Ｘは、第５微小間隙Ｔの軸方向の幅（大きさ）Ｙよりも小さくなるように設定される。【００４７】
第２微小間隙Ｑにおいて、径方向内側領域と径方向外側領域とで軸方向の幅の大きさが異なるようにするための構成として、第１実施形態として、下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａと対向する回転部材４１の円筒部４１１の下面４１１ｂに、段差を設ける。詳しくは、回転部材４１は、円筒部４１１の下面４１１ｂに中心軸Ｌに対し略垂直に伸びる第１平面部４１１ｂａと、第１平面部４１１ｂａの径方向外側に隣接し、第１平面部４１１ｂａよりも上側に位置する第２平面部４１１ｂｂとを有するように構成する。このとき、円筒部４１１の下面４１１ｂの第１平面部４１１ｂａとこれに対向する下環状部３６１の上面３６１ａとの間の微小間隙が第４微小間隙Ｓに相当し、第２平面部４１１ｂｂとこれに対向する下環状部３６１の上面３６１ａとの間の微小間隙が第５微小間隙Ｔに相当する。【００４８】
第４微小間隙Ｓは、第２微小間隙Ｑの中で相対的に軸方向の幅が小さい領域である。このため、第４微小間隙Ｓに保持された潤滑オイル５には、後述する下スラスト動圧発生溝６５による流体動圧が、良好に発生する。一方、第５微小間隙Ｔは、第２微小間隙Ｑの中で相対的に軸方向の幅が大きい領域である。このため、下スラストワッシャ３６に対して回転部材４１が回転するときの損失が低減される。従って、モータの電流値の上昇を抑制することができる。【００４９】
第４微小間隙Ｓの軸方向の幅Ｘ及び第５微小間隙Ｔの軸方向の幅Ｙは、下スラスト動圧発生溝６５による流体動圧を良好に発生させつつ、回転部材４１の回転時の損失を低減させるべく、適切に設定されることが望ましい。例えば、回転部材４１の回転時において、第４微小間隙Ｓの軸方向の幅Ｘが５μｍ以上かつ２０μｍ以下となり、第５微小間隙Ｔの軸方向の幅Ｙが３０μｍ以上かつ６０μｍ以下となるように、各部材の寸法を設定すればよい。第５微小間隙Ｔの軸方向の幅Ｙは、３７μｍ以上かつ４７μｍ以下に設定すれば、より好ましい。【００５０】
第４微小間隙Ｓには下スラスト動圧軸受部が、第５微小間隙Ｔには下ポンピング作用部が、それぞれ設けられている。下スラスト動圧軸受部及び下ポンピング作用部は、それぞれ、第４微小間隙Ｓ及び第５微小間隙Ｔ内の潤滑オイル５に、径方向内側に向かわせるような流体動圧を誘起している。この下スラスト動圧軸受部及び下ポンピング作用部による径方向内側に向かうポンピング力は、回転部材４１の回転に伴って第２微小間隙Ｑ（第４微小間隙Ｓ及び第５微小間隙Ｔ）内で発生する遠心力よりも大きくなるように設定する。下スラスト動圧軸受部及び下ポンピング作用部について、図４及び図５に基づいて説明する。【００５１】
まず、回転部材４１を軸方向に支持する下スラスト動圧軸受部について説明する。回転部材４１の円筒部４１１の第１平面部４１１ｂａに位置する回転部材スラスト軸受面と、それに対向する下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａに位置する下スラストワッシャ軸受面との第４微小間隙Ｓには、軸方向の荷重を支持するスラスト動圧軸受部が設けられている。すなわち、回転部材スラスト軸受面又は下スラストワッシャ軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５に流体動圧を誘起する複数の下スラスト動圧発生溝６５が設けられている。複数の下スラスト動圧発生溝６５の作用により、第４微小間隙Ｓにおけるスラスト動圧軸受部が実現されている。【００５２】
本実施形態では、図４及び図５に示すように、回転部材４１の円筒部４１１の第１平面部４１１ｂａに、中心軸Ｌ側から径方向外方へ放射状に広がるスパイラル形状の複数の下スラスト動圧発生溝６５が設けられている。【００５３】
このため、回転部材４１の回転駆動により、下スラストワッシャ３６に対して回転部材４１が回転駆動すると、下スラスト動圧発生溝６５のポンピング作用により、第４微小間隙Ｓ中に保持された潤滑オイル５に流体動圧が誘起される。これにより、回転部材４１は、下スラストワッシャ３６と非接触となりつつも軸方向に支持され、下スラストワッシャ３６に対して回転自在に支承される。【００５４】
なお、下スラスト動圧発生溝６５は、スパイラル形状に限らず、ヘリングボーン形状やテーパードランド形状でもよく、流体動圧軸受として機能すればよい。また、本実施形態では、下スラスト動圧発生溝６５を回転部材４１の円筒部４１１の第１平面部４１１ｂａに形成したが、下スラスト動圧発生溝６５を、下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａに形成する構成にしてもよい。【００５５】
次に、第５微小間隙Ｔに設けられた下ポンピング作用部について説明する。回転部材４１の円筒部４１１の第２平面部４１１ｂｂ又は下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａの少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５に流体動圧を誘起する複数の動圧発生溝（以下、複数のポンピング溝とする）が設けられている。複数のポンピング溝の作用により、第５微小間隙Ｔにおける下ポンピング作用部が実現されている。【００５６】
本実施形態では、図４及び図５に示すように、回転部材４１の円筒部４１１の第２平面部４１１ｂｂに、複数のポンピング溝からなるスパイラル形状の下ポンピング溝列５５が設けられている。実施形態では、複数の動圧発生溝の一例として、下ポンピング溝列５５を示す。【００５７】
このため、回転部材４１を回転駆動させると、下ポンピング溝列５５の作用により、第５微小間隙Ｔ中に充填された潤滑オイル５に径方向内側に向かう流体動圧が誘起され、潤滑オイル５が径方向内側に流動する。これにより、第３微小間隙Ｒのテーパシール部７を介して外部に潤滑オイル５が漏れ出すことが、防止される。すなわち、第３微小間隙Ｒ内の潤滑オイル５は、第５微小間隙Ｔ側へ引き込まれる方向の圧力を受ける。また第５微小間隙Ｔの潤滑オイル５は、第４微小間隙Ｓのスラスト動圧軸受部へ向かう方向（流体動圧軸受装置６外部から遠ざける方向）に流動するように圧力を受ける。このため、潤滑オイル５の外部への流出、飛散、及び、空気の混入を抑制できる。それ故に、流体動圧軸受装置６の長期にわたる使用が可能になる。また、第４微小間隙Ｓ中の潤滑オイル５が回転遠心力等の作用により径方向外方へ流動してしまうことを抑制できる。このため、第４微小間隙Ｓのスラスト動圧軸受部に必要な潤滑オイル５が不足し所定の流体動圧を得られない状態になることを抑制できる。【００５８】
下ポンピング溝列５５は、このように、潤滑オイル５の径方向内側への流動を促すよう設けられている。第５微小間隙Ｔの潤滑オイル５に発生する圧力が、第４微小間隙Ｓの潤滑オイル５に発生する圧力よりも小さくなるように、下ポンピング溝列５５の形状や、各部材の寸法が設定される。【００５９】
なお、下ポンピング溝列５５は、スパイラル形状に限らず、ヘリングボーン形状やテーパードランド形状でもよい。下ポンピング溝列５５にヘリングボーン形状を採用する場合には、ヘリングボーンを構成する複数の鉤形の溝において、径方向内側の部分より径方向外側の部分の長さを長くすればよい。また、本実施形態では、下ポンピング溝列５５を回転部材４１の円筒部４１１の第２平面部４１１ｂｂに形成したが、下ポンピング溝列５５を、下スラストワッシャの下環状部の上面に形成する構成にしてもよい。【００６０】
下ポンピング溝列５５の軸方向の深さは、下スラスト動圧発生溝６５の軸方向の深さより、深く設定されることが望ましい。例えば、下ポンピング溝列５５の軸方向の深さを２５μｍとし、下スラスト動圧発生溝６５の軸方向の深さを１０μｍとすればよい。また、第５微小間隙Ｔの軸方向の幅Ｙは、第４微小間隙Ｓの軸方向の幅Ｘと下スラスト動圧発生溝６５の軸方向の深さとの合計寸法より大きく設定されることが望ましい。【００６１】
また、図２、図３、図４及び図６に示すように、回転部材４１は、回転部材４１の円筒部４１１の上面４１１ａから下面４１１ｂにかけて円筒部４１１内を軸方向に延びる１つ又は複数の連通孔４６を有している。連通孔４６は、連通孔４６の上開口部４６ａが円筒部４１１の上面４１１ａに開口して第１微小間隙Ｐと連通するとともに、連通孔４６の下開口部４６ｂが第２微小間隙Ｑに開口するように形成されている。連通孔４６内は潤滑オイル５で満たされている。図７に示すように連通孔４６の上開口部４６ａは、円筒部４１１の上面４１１ａにおける上スラスト動圧発生溝７０から第６微小間隙Ｕにかけての領域に設けられている。【００６２】
本実施形態では、図４に示すように、連通孔４６の下開口部４６ｂは、第５微小間隙Ｔに位置している。すなわち、回転部材４１の円筒部４１１の第２平面部４１１ｂｂに連通孔４６の下開口部４６ｂが開口している。【００６３】
第２平面部４１１ｂｂにおける下開口部４６ｂの開口位置は、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部から所定の距離Ｃ外側に位置していることが望ましい。なお、「所定の距離Ｃ」とは、潤滑オイル５に混在して連通孔４６内を通り第５微小間隙Ｔに流入してきた気泡に対して、下スラスト動圧発生溝６５による第４微小間隙Ｓへの吸引力の影響が少なく済む程度の距離である。この所定の距離Ｃに相当する面に少なくとも下ポンピング溝列５５が設けられている。このような構成にすることにより、連通孔４６の下開口部４６ｂと、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部とが一定の距離Ｃ離れているため、連通孔４６内を通過して第５微小間隙Ｔに流入してきた気泡が第４微小間隙Ｓへ流入しにくくなり、ラジアル動圧軸受部への気泡の流入を防止できる。【００６４】
潤滑オイル５が連通孔４６内を通過し第５微小間隙Ｔに流入してきたとき、その潤滑オイル５が、第４微小間隙Ｓ側か第３微小間隙Ｒ側のいずれに流入するかについては、以下のようになる。潤滑オイル５及びその中に混在する気泡の挙動には、毛細管力が大きく影響する。潤滑オイル５は、毛細管力が小さい（間隙の幅が広い）領域から大きい（間隙の幅が狭い）領域へ流れようとし、その反作用として、気泡は、毛細管力が大きい（間隙の幅が狭い）領域から小さい（間隙の幅が広い）領域へ移動しようとする。本実施形態では、第４微小間隙Ｓの軸方向の幅Ｘが、第５微小間隙Ｔの軸方向の幅Ｙよりも小さくなるように設定されているため、潤滑オイル５は、第３微小間隙Ｒ側ではなく第４微小間隙Ｓ側へ流入する。【００６５】
また、本実施形態では、回転部材４１の円筒部４１１の第２平面部４１１ｂｂに、下ポンピング溝列５５が設けられている。このため、下ポンピング溝列５５の作用によっても、第５微小間隙Ｔ内の潤滑オイル５の径方向内側への流動が促される。これにより、第５微小間隙Ｔの径方向内側の圧力が高まり、気泡は、圧力の低い径方向外側へ向けて流れる。したがって、潤滑オイル５に混在する気泡は、第４微小間隙Ｓ側ではなく第３微小間隙Ｒ側へ流れ、第３微小間隙Ｒを介して外部に排出される。【００６６】
なお、下ポンピング溝列５５は、粘性の高い潤滑オイル５に対しては、径方向内側へ向かう圧力を生じさせるが、粘性の低い気泡に対しては、径方向内側へ向かう圧力を生じさせにくい。このため、潤滑オイル５が径方向内側へ流動し、気泡が径方向外側へ移動することとなる。【００６７】
また、下ポンピング溝列５５は、連通孔４６の下開口部４６ｂ付近の潤滑オイル５を攪拌させる作用も有する。連通孔４６から第５微小間隙Ｔへ運搬された気泡は、下ポンピング溝列５５により攪拌され、細分化される。気泡が細分化されると、気泡と潤滑オイル５とがより細かく混合された状態となる。このため、潤滑オイル５の径方向内側への流動と、それに伴う気泡の径方向外側への移動とが、効率よく発生する。したがって、気泡が効率よく外部へ排出される。【００６８】
また、下スラスト動圧軸受部及び下ポンピング作用部は、第４微小間隙Ｓ及び第５微小間隙Ｔ内（第２微小間隙Ｑ内）の潤滑オイル５に対し、径方向内側に向かう流体動圧を誘起している。このため、回転に伴う遠心力により潤滑オイル５が第３微小間隙Ｒに流入することを防止する。したがって、第２微小間隙Ｑに保持される潤滑オイル５が負圧になることを防止できる。このため、下スラストワッシャ３６に略カップ状のスラストワッシャを用いることができ、流体動圧軸受装置６の薄型化を図ることができる。【００６９】
なお、上の説明において、負圧とは、大気圧を１気圧として、それより低い圧力のことを意味する。大気圧よりも低い圧力になると、潤滑オイル５中に気泡が発生し易くなる。本実施形態では、第２微小間隙Ｑが、そのような負圧の状態になることを防止する。【００７０】
次に、上述した下スラスト動圧軸受部及び下ポンピング作用部以外の、本実施形態における軸受構造について、図２、図６乃至図９に基づいて説明する。【００７１】
回転部材４１の円筒部４１１の内周面４１１ｃに位置する回転部材ラジアル軸受面と、それに対向するシャフト３４の外周面３４ａに位置するシャフトラジアル軸受面との第１微小間隙Ｐには、径方向の荷重を支持するラジアル動圧軸受部が設けられている。すなわち、回転部材ラジアル軸受面又はシャフトラジアル軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５に流体動圧を誘起するラジアル動圧発生溝５０が設けられている。このラジアル動圧発生溝５０の作用により、第１微小間隙Ｐにおけるスラスト動圧軸受部が実現されている。【００７２】
本実施形態では、図２及び図９に示すように、シャフト３４の外周面３４ａに、軸方向に間隔をおいて上下にヘリングボーン形状の複数のラジアル動圧発生溝５０ａ・５０ｂ（その総称を５０とする）が設けられている。【００７３】
このため、回転部材４１の回転により、シャフト３４に対して回転部材４１が回転駆動すると、ラジアル動圧発生溝５０ａ・５０ｂのポンピング作用により、第１微小間隙Ｐ中に充填された潤滑オイル５に流体動圧が誘起される。これにより、回転部材４１は、シャフト３４と非接触となりつつも径方向に支持され、シャフト３４に対して回転自在に支承される。【００７４】
ラジアル動圧発生溝５０ｂは、潤滑オイル５に下向きの流れを生じさせる複数本の第１平行溝５０１と、潤滑オイル５に上向きの流れを生じさせる複数本の第２平行溝５０２とを有する。そして、第１平行溝５０１より、第２平行溝５０２の方が、軸方向の長さが長くなっている。このため、ラジアル動圧発生溝５０ｂは、第１微小間隙Ｐにおいて、全体として上方へ向かう潤滑オイル５の流れを形成する。【００７５】
なお、ラジアル動圧発生溝５０は、ヘリングボーン形状に限らず、スパイラル形状やテーパードランド形状でもよく、流体動圧軸受として機能すればよい。また、本実施形態では、ラジアル動圧発生溝５０をシャフト３４の外周面３４ａに形成したが、これに限らない。例えばラジアル動圧発生溝を、回転部材ラジアル軸受面である回転部材の円筒部の内周面に形成する構成にしてもよい。【００７６】
次に、上スラストワッシャ３５と回転部材４１との間における上ポンピング作用部について、図６及び図８に基づいて説明する。図８は、回転部材のみの中心軸を含む平面で切断した断面図である。【００７７】
図６は、上スラストワッシャ３５及びその周囲の構成を示した拡大中心軸を含む平面で切断した断面図である。図６に示したように、上スラストワッシャ３５は、回転部材４１の円筒部４１１の上面４１１ａに対向する下面３５ａと、回転部材４１の平板部４１２の内周面４１２ａに対向する外周面３５ｂと、外周面３５ｂの上端部から上方へ向けて収束するテーパ面３５ｃとを有している。【００７８】
回転部材４１は、中央にシャフト孔を有するキャップ４２を備える。キャップ４２は、回転部材４１の平板部４１２の上面に固定されている。キャップ４２は、上スラストワッシャ３５の上方を覆い、キャップ４２の外周部に塗布された接着剤等により回転部材４１に固定されている。上スラストワッシャ３５のテーパ面３５ｃと、テーパ面３５ｃに対向するキャップ４２との間には、上方やや内側に向けて開いたテーパシール部３５ｄが形成される。このため、テーパ面３５ｃとキャップ４２との間において、潤滑オイル５は、表面張力により下方に引き付けられる。また、テーパ面３５ｃとキャップ４２との間のテーパシール部３５ｄは、やや内側に向けて開いているため、回転部材４１の回転に伴う遠心力により、テーパ面３５ｃとキャップ４２との間の潤滑オイル５は径方向外側へ向けて付勢される。これらの作用により、上スラストワッシャ３５のテーパ面３５ｃとキャップ４２との間から潤滑オイル５が漏れ出すことが防止される。【００７９】
回転部材４１の平板部４１２の内周面４１２ａは、上スラストワッシャ３５の外周面３５ｂと第６微小間隙Ｕを介して対向し、第６微小間隙Ｕにポンピングシール部を構成している。第６微小間隙Ｕには上ポンピング作用部が設けられている。すなわち、平板部４１２の内周面４１２ａ又は上スラストワッシャ３５の外周面３５ｂの少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５に流体動圧を誘起する複数のポンピング溝が設けられている。複数のポンピング溝の作用により、第６微小間隙Ｐにおける上ポンピング作用部が実現されている。【００８０】
本実施形態では、回転部材４１の平板部４１２の内周面４１２ａに、複数のポンピング溝からなる上ポンピング溝列６０が設けられている。【００８１】
このため、回転部材４１を回転駆動させると、上ポンピング溝列６０により、第６微小間隙Ｕ中に充填された潤滑オイル５が加圧され、潤滑オイル５に下方（流体動圧軸受装置６外部から遠ざける方向）への流動を促すような圧力が発生する。このため、潤滑オイル５の外部への流出・飛散を抑制できる。それ故に、流体動圧軸受装置６の長期にわたる使用が可能になる。【００８２】
また、本実施形態では、潤滑オイル５の上側の液界面が、テーパシール部３５ｄと、上ポンピング作用部との併用により保持されている。このため、テーパシール部のみで潤滑オイル５の界面を保持する場合よりも、テーパシール部３５ｄの軸方向の長さを抑えることができる。【００８３】
なお、本実施形態では、上ポンピング溝列６０を回転部材４１の平板部４１２の内周面４１２ａに形成したが、上ポンピング溝列を、上スラストワッシャの外周面に形成する構成にしてもよい。【００８４】
次に、回転部材４１を軸方向に支持する上スラスト動圧軸受部について、図６及び図７に基づいて説明する。【００８５】
回転部材４１の円筒部４１１の上面４１１ａに位置する回転部材スラスト軸受面と、それに対向する上スラストワッシャ３５の下面３５ａに位置する上スラストワッシャ軸受面との第７微小間隙Ｖには、軸方向の荷重を支持する上スラスト動圧軸受部が設けられている。すなわち、回転部材スラスト軸受面又は上スラストワッシャ軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５に流体動圧を誘起する複数の上スラスト動圧発生溝７０が設けられている。この上スラスト動圧発生溝７０の作用により、第７微小間隙Ｖにおけるスラスト動圧軸受部が実現されている。【００８６】
本実施形態では、図６及び図７に示すように、回転部材４１の円筒部４１１の上面４１１ａに、中心軸Ｌ側から径方向外方へ放射状に広がるスパイラル形状の上スラスト動圧発生溝７０が設けられている。【００８７】
このため、回転部材４１の回転駆動により、上スラストワッシャ３５に対して回転部材４１が回転駆動すると、上スラスト動圧発生溝７０のポンピング作用により、第７微小間隙Ｖ中に保持された潤滑オイル５に流体動圧が誘起される。これにより、回転部材４１は、上スラストワッシャ３５と非接触となりつつも軸方向に支持され、上スラストワッシャ３５に対して回転自在に支承される。【００８８】
第７微小間隙Ｖでは、上スラスト動圧発生溝７０の作用により、潤滑オイル５が径方向内側へ流動する一方、第１微小間隙Ｐから第７微小間隙Ｖへの潤滑オイル５の流入により、径方向外側への潤滑オイル５の流動も発生する。第７微小間隙Ｖにおいて径方向外側へ流れる潤滑オイル５は、連通孔４６へ流入し、連通孔４６内を下方へ向けて流動することとなる。【００８９】
なお、本実施形態では、上スラスト動圧発生溝７０を回転部材４１の円筒部４１１の上面４１１ａに形成したが、上スラスト動圧発生溝を、上スラストワッシャの下面に形成する構成にしてもよい。【００９０】
上述の通り、ラジアル動圧発生溝５０ｂは、第１微小間隙Ｐにおいて、全体として上方へ向かう潤滑オイル５の流れを形成する。このため、図９に示すように、潤滑オイル５は、流体動圧軸受装置６内を第１微小間隙Ｐ、第７微小間隙Ｖ、連通孔４６内、第４微小間隙Ｓ（第２微小間隙Ｑ）、第１微小間隙Ｐの順に循環する。【００９１】
次に、上ポンピング作用部による下向きのポンピング力の大きさについて説明する。図９に示すように、第７微小間隙Ｖ内の潤滑オイル５は、上述した循環により径方向外側へ圧送され、連通孔４６の上開口部４６ａから連通孔４６内へ流入する。このとき、従来では、回転部材４１の回転駆動に伴う遠心力と、上述した循環に伴う圧力とにより、第７微小間隙Ｖ内の潤滑オイル５が、連通孔４６内へ流入せずに、そのまま第６微小間隙Ｕ内へ流入してしまう虞があった。本実施形態では、そのような問題が低減されている。【００９２】
詳しくは、第６微小間隙Ｕの上ポンピング作用部による下向きのポンピング力Ｅが、連通孔４６の上開口部付近Ｚの潤滑オイル５にかかる圧力と、連通孔４６の上開口部付近Ｚでの回転部材４１の回転に伴う遠心力とを足し合わせた圧力よりも大きくなるように設定する。ここでいう「連通孔４６の上開口部付近Ｚの潤滑オイルにかかる圧力」とは、連通孔４６の上開口部付近Ｚの潤滑オイル５にかかる圧力で、潤滑オイル５の循環に伴う圧力である。これは、下ポンピング作用部による径方向内側へ向かうポンピング力Ｈ、下スラスト動圧軸受部による径方向内側へ向かうポンピング力Ｉ、ラジアル動圧軸受部による上向きのポンピング力Ｊ、上スラスト動圧軸受部による径方向内側へ向かうポンピング力Ｋが影響している。また、遠心力には、回転部材４１の回転数及び回転速度等が影響している。実施形態では、上述した大小関係を満たすように、各ポンピング力や遠心力を設定している。【００９３】
以上より、流体動圧軸受装置６の外部空間への潤滑オイル５の漏れを良好に防止でき、ディスク２２等の他の部材への付着による汚染を防ぐことができる。よって、流体動圧軸受装置６を長期にわたって使用できる。【００９４】
また、本実施形態では、上ポンピング作用部等により発生する連通孔４６の上開口部４６ａ付近の潤滑オイル５の圧力は、連通孔４６の下開口部４６ｂ付近の潤滑オイル５の圧力より、大きい。このような圧力勾配により、連通孔４６内における潤滑オイル５の下向きの流れが促進される。上ポンピング溝列６０により潤滑オイル５内に巻き込まれた気泡は、連通孔４６へ導かれ、連通孔４６、第５微小間隙Ｔ、及び第３微小間隙Ｒを通って、外部へ良好に排出される。【００９５】
これにより、気泡がラジアル動圧軸受部、上スラスト動圧軸受部、及び下スラスト動圧軸受部に侵入してしまうことが、抑制される。したがって、静止部３に対するロータ部４の回転精度の低下が抑制され、ディスク２２に対する読み出し及び／又は書き込みのエラーも防止できる。また、気泡を効率よく外部へ排出することにより、回転時の損失や、気泡の膨張による潤滑オイル５の漏れも、防止できる。【００９６】
図１５は、潤滑オイル５の圧力分布を示した図である。図１５中の横軸は、上側の液界面から下側の液界面に亘る潤滑オイル５の介在領域を示し、Ｕ，Ｚ，Ｖ，Ｐ，Ｓ，Ｔ，Ｑは、それぞれ図９中の符号に対応している。また、図１５中の縦軸は、潤滑オイル５の圧力を示している。図１５に示したように、第６微小間隙では、上ポンピング溝列６０の作用により、下方ほど潤滑オイル５の圧力が高い。第７微小間隙Ｖでは、上スラスト動圧発生溝７０の作用により、径方向内側ほど潤滑オイル５の圧力が高い。第１微小間隙Ｐでは、ラジアル動圧発生溝５０ａ，５０ｂの作用により、２箇所に圧力のピークが存在する。第４微小間隙Ｓでは、下スラスト動圧発生溝６５の作用により、径方向内側ほど圧力が高い。第５微小間隙Ｔでは、下ポンピング溝列５５の作用により、径方向内側ほど圧力が高い。また、連通孔４６の上開口部付近Ｚと第５微小間隙Ｔとを比較すると、上開口部付近Ｚにおける潤滑オイル５の圧力の方が高い。このため、連通孔４６内において、潤滑オイル５の下方への流れが促される。【００９７】
以上、本発明の例示的な一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、張出部４１５の外周面４１５ａと筒状部３６２の内周面３６２ａとが微小間隙Ｍを介して対向するように構成したが、他の実施形態（第２実施形態）として、図１０に示すように、ラビリンス構造を、張出部４１５の下面４１５ｂと筒状部３６２の上面３６２ｂとが微小間隙Ｎを介して対向するように構成することも可能である。なお、この微小間隙Ｎの軸方向の幅Ｏは十分に狭くなるように設定する。なお、ここでいう「幅Ｏを十分に狭く」の「十分に狭い幅」というのは、上述した効果を奏するのに十分な幅であり、かつ、この微小間隙Ｎを通過して気泡が排出されるのに十分な幅であることを指す。この場合、第３微小間隙Ｒ内の潤滑オイル５の液界面の上方、かつ、筒状部３６２の上面３６２ｂの上方に、張出部４１５の下面４１５ｂが位置するように構成する。【００９８】
また、さらに他の実施形態として、上述した２つの実施形態を組み合わせた構成にすることも可能である。つまり、図１１に示したように、張出部４１５を２段構成とし、円筒部４１１の外周面４１１ｄにおいて、円筒部４１１の下面４１１ｂの外縁部分から上方に所定の位置から径方向外側に突出した第１張出部４１５１と、第１張出部４１５１の下面４１５１ａの外縁部分から上方に所定の位置から径方向外側に突出した第２張出部４１５２とを有するようにする。なお、第１張出部４１５１の外周面４１５１ｂと筒状部３６２の内周面３６２ａとの微小間隙Ｍ、第２張出部４１５２の下面４１５２ａと筒状部３６２の上面３６２ｂとの微小間隙Ｎを十分に狭くなるようにする。【００９９】
また、第２微小間隙Ｑにおいて、径方向内側領域と径方向外側領域とで軸方向の幅の大きさが異なるようにするための構成として、図１２に示すように、回転部材４１の円筒部４１１の下面４１１ｂと対向する下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａに段差を設ける構成にしてもよい。詳しくは、下スラストワッシャ３６は、下環状部３６１の上面３６１ａに中心軸Ｌに対し略垂直に伸びる第１平面部３６１ａａと、第１平面部３６１ａａの径方向外側に隣接し、第１平面部３６１ａａよりも下側に位置する第２平面部３６１ａｂとを有するように構成する。このとき、下環状部３６１の第１平面部３６１ａａとこれに対向する円筒部４１１の下面４１１ｂとの間の微小間隙が前記第４微小間隙Ｓに相当し、第２平面部３６１ａｂとこれに対向する円筒部４１１の下面４１１ｂとの間の微小間隙が第５微小間隙Ｔに相当する。【０１００】
下ポンピング溝列５５は、図４に示した第２平面部４１１ｂｂ又は図１２に示した第２平面部３６１ｂｂの全面に形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。
また、本実施形態では、連通孔４６の上開口部４６ａを回転部材４１の円筒部４１１の上面４１１ａに開口したが、図１３に示すように、円筒部４１１の内縁部分４１１ｅに開口して、第１微小間隙Ｐに直接連通する構成にしてもよい。【０１０１】
また、回転部材４１が、シャフト３４の外周面３４ａに第１微小間隙Ｐを介して嵌挿されるスリーブ４７と、スリーブ４７の外周面に固定又は一体成形されるロータハブ４８とを有する構成にしてもよい。スリーブ４７は、シャフト３４の外周側に配置されてその内周面４７ａがシャフト３４を取り囲む略円筒形状の部材である。スリーブ４７は、スリーブ４７の上面４７ｂ及び下面４７ｃが、上スラストワッシャ３５の下面３５ａ及び下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａとそれぞれ第７微小間隙Ｖ及び第４微小間隙Ｓを介して対向するように配置され、シャフト３４、上スラストワッシャ３５及び下スラストワッシャ３６に対して回転自在に支持されている。また、ロータハブ４８は、スリーブ４７に固定されてスリーブ４７とともに回転する部材である。ロータハブ４８は、中心軸Ｌの周囲において径方向に広がる形状を有する。【０１０２】
この場合、スリーブ４７の下面４７ｃに段差を設ける。詳しくは、スリーブ４７の下面４７ｃは、スリーブ４７の下面４７ｃに中心軸Ｌに対し略垂直に伸びる第１平面部４７ｃａと、第１平面部４７ｃａの径方向外側に隣接し、第１平面部４７ｃａよりも上側に位置する第２平面部４７ｃｂとを有するように構成する。このとき、第２平面部４７ｃｂに連通孔４６の下開口部４６ｂが開口している。また、他の実施形態として、スリーブ４７の下面４７ｃは平面で、スリーブ４７の下面４７ｃに対向する下スラストワッシャ３６の下環状部３６１の上面３６１ａに段差を設ける構成にしてもよい。【０１０３】
また、図１４に示すように、ロータハブ４８の内周面４８ａに、ロータハブ４８の上面から下面にかけて軸方向溝４９を形成し、その軸方向溝４９と、ロータハブ４８の内周面４８ａに対向するスリーブ４７の外周面４７ｄとで連通孔４６を形成することも可能である。この場合、スリーブ４７の下面４７ｃが第１平面部に相当し、ロータハブ４８の下面４８ｂが第２平面部に相当する。このとき、スリーブ４７の下面４７ｃ（第１平面部）は、ロータハブ４８の下面４８ｂ（第２平面部）よりも下側に位置する。【０１０４】
また、上記の流体動圧軸受装置６を備えたスピンドルモータ１は、磁気ディスク２２を回転させるためのものであったが、本発明は、光ディスク等の他の記録ディスクを回転させるためのスピンドルモータにも適用できる。【０１０５】
また、シャフトを２以上の複数の部材から構成してもよい。例えば、芯部材と芯部材の外周面に固定された円筒状部材との２つの部材からシャフトを構成してもよい。この場合、第１微小間隙は、円筒状部材の外周面と回転部材の内周面との間に構成される。円筒状部材の外周面がシャフトラジアル軸受面を成す。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、流体動圧軸受装置、当該流体動圧軸受装置を備えるスピンドルモータ、及び当該スピンドルモータを備えるディスク駆動装置に利用できる。
【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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