(57)【要約】【課題】本発明は、スピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブに関する。【解決手段】本発明は、回転部材と、上記回転部材を流体動圧によって回転可能に支持する固定部材と、を含み、上記回転部材及び上記固定部材の半径方向に対向する面のうち少なくとも一面に上部ラジアル動圧グルーブ及び下部ラジアル動圧グルーブが形成され、上記回転部材及び上記固定部材の軸方向に対向する面のうち少なくとも一面にスラスト動圧グルーブが形成され、薄型のスピンドルモータにおいて回転部材が一側に傾斜しても、元の位置に戻ることが容易になるように十分な傾斜剛性を有し、傾斜剛性の負担をラジアルベアリングからスラストベアリングに移転することができる。【選択図】図１
2014060910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材と、
前記回転部材を流体動圧によって回転可能に支持する固定部材と、を含み、
前記回転部材及び前記固定部材の回転半径方向に対向する面のうち少なくとも一面に、回転軸方向に並ぶ一対のラジアル動圧グルーブが形成され、
前記回転部材及び前記固定部材の前記回転軸方向に対向する面のうち少なくとも一面にスラスト動圧グルーブが形成され、
下記式１を満たす、スピンドルモータ。
［式１］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
＋（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
（ここで、Ｔ１：前記回転部材の重心から前記スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、Ｔ２：前記回転部材の重心から前記スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、α１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、α２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が回転部材の重心と前記スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴ：前記スラスト動圧グルーブの前記回転半径方向長さ、ＲＵ１：前記回転部材の重心から前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端までの距離、ＲＵ２：前記回転部材の重心から前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端までの距離、βＵ１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＵ２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＵ：前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向長さ、ＲＬ１：前記回転部材の重心から前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端までの距離、ＲＬ２：前記回転部材の重心から前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端までの距離、βＬ１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＬ２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＬ：前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向長さ）
【請求項２】
前記回転部材の重心が前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端より前記回転軸方向一方側に位置する場合、［式１］におけるＬＵに関する項を０とすると、下記［式２］を満たす、請求項１に記載のスピンドルモータ。
［式２］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【請求項３】
前記回転部材の重心が前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端より前記回転軸方向他方側に位置する場合、［式１］におけるＬＬに関する項を０とすると、下記［式３］を満たす、請求項１または２に記載のスピンドルモータ。
［式３］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【請求項４】
前記回転部材は、シャフトと、前記シャフトの前記回転軸方向一方側の段から前記回転半径方向外側に延長するハブと、前記ハブに装着されるマグネット及びディスクと、を含み、
前記固定部材は、前記シャフトを流体動圧によって回転可能に支持するスリーブと、前記マグネットと対向するように配置されるコイルが巻線されたコアと、を含む、請求項１から３の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記一対のラジアル動圧グルーブは、前記シャフト及び前記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面にそれぞれ形成され、
前記スラスト動圧グルーブは、前記ハブ及び前記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面に形成される、請求項４に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記シャフトと前記スリーブの対向する面との間には、流体が充填されるベアリング間隙が形成され、
前記ベアリング間隙は、前記シャフトの直径の０．０００５〜０．００２倍である、請求項５に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
電源供給が中断されたとき、逆起電力（Ｂ−ＥＭＦ）が０．３５Ｖ／ｋｒｐｍ以上である、請求項４から６の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項８】
請求項４から７の何れか１項に記載のスピンドルモータと、
前記ディスクのデータを記録及び再生するための磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記ディスク上の所定位置に移動させるためのヘッド移送部と、を含み、
厚さ規格が５ｍｍ以下である、ハードディスクドライブ。
【請求項９】
回転部材と、
前記回転部材を流体動圧によって回転可能に支持する固定部材と、を含み、
前記回転部材及び前記固定部材の回転半径方向に対向する面のうち少なくとも一面に、回転軸方向に並ぶ一対のラジアル動圧グルーブが形成され、
前記回転部材の前記回転軸方向一方側の部分及び前記固定部材の前記回転軸方向に対向する面のうち少なくとも一面に第１スラスト動圧グルーブが形成され、前記回転部材の前記回転軸方向他方側の部分及び前記固定部材の前記回転軸方向に対向する面のうち少なくとも一面に第２スラスト動圧グルーブが形成され、
下記［式４］を満たす、スピンドルモータ。
［式４］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ＋
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
（ここで、ＴＵ１：前記回転部材の重心から前記第１スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、ＴＵ２：前記回転部材の重心から前記第１スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、αＵ１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記第１スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、αＵ２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記第１スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴＵ：前記第１スラスト動圧グルーブの前記回転半径方向長さ、ＴＬ１：前記回転部材の重心から前記第２スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、ＴＬ２：前記回転部材の重心から前記第２スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、αＬ１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が回転部材の重心と前記第２スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、αＬ２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記第２スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴＬ：前記第２スラスト動圧グルーブの前記回転半径方向長さ、ＲＵ１：前記回転部材の重心から前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端までの距離、ＲＵ２：前記回転部材の重心から前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端までの距離、βＵ１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＵ２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＵ：前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向長さ、ＲＬ１：前記回転部材の重心から前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端までの距離、ＲＬ２：前記回転部材の重心から前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端までの距離、βＬ１：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＬ２：前記回転部材の重心を通る前記回転半径方向延長線が前記回転部材の重心と前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＬ：前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向長さ）
【請求項１０】
前記回転部材の重心が前記回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向他方側端より前記回転軸方向一方側に位置する場合、［式４］におけるＬＵに関する項を０とすると、下記［式５］を満たす、請求項９に記載のスピンドルモータ。
［式５］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【請求項１１】
前記回転部材の重心が前記回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの前記回転軸方向一方側端より前記回転軸方向他方側に位置する場合、［式４］におけるＬＬに関する項を０とすると、下記［式６］を満たす、請求項９または１０に記載のスピンドルモータ。
［式６］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【請求項１２】
前記回転部材は、中空型のスリーブと、前記スリーブの前記回転半径方向外側に延長するハブと、前記ハブに装着されるマグネット及びディスクと、を備え、
前記固定部材は、前記スリーブの中空に挿入されて前記スリーブを流体動圧によって回転可能に支持するシャフトと、前記シャフトの前記回転半径方向外側に延長する前記回転軸方向の一方側のスラスト部材及び前記回転軸方向の他方側のスラスト部材と、前記マグネットと対応するように配置されるコイルが巻線されたコアと、を含む、請求項９から１１の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項１３】
前記一対のラジアル動圧グルーブは、前記シャフト及び前記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面にそれぞれ形成され、
前記第１スラスト動圧グルーブは、前記回転軸方向の一方側のスラスト部材及び前記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面に形成され、前記第２スラスト動圧グルーブは、前記回転軸方向の他方側のスラスト部材及び前記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面に形成される、請求項１２に記載のスピンドルモータ。
【請求項１４】
前記シャフトと前記スリーブの対向する面との間には、流体が充填されるベアリング間隙が形成され、
前記ベアリング間隙は、前記シャフトの直径の０．０００５〜０．００２倍である、請求項１３に記載のスピンドルモータ。
【請求項１５】
電源供給が中断されたとき、逆起電力（Ｂ−ＥＭＦ）が０．３５Ｖ／ｋｒｐｍ以上である、請求項１２から１４の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項１６】
請求項１２から１５の何れか１項に記載のスピンドルモータと、
前記ディスクのデータを記録及び再生するための磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記ディスク上の所定位置に移動させるためのヘッド移送部と、を含み、
厚さ規格が５ｍｍ以下である、ハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報保存装置の一つであるハードディスクドライブ（ＨＤＤ、Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）は、記録再生ヘッド（ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ  ｈｅａｄ）を用いてディスクに保存されたデータを再生したり、ディスクにデータを記録する装置である。
【０００３】
このようなハードディスクドライブにはディスクを駆動させることができるディスク駆動装置が必要であり、上記ディスク駆動装置には小型のスピンドルモータが用いられる。
【０００４】
このような小型のハードディスクドライブとしては流体動圧ベアリングアセンブリが用いられており、上記流体動圧ベアリングアセンブリの回転部材のうちの一つであるシャフトと固定部材のうちの一つであるスリーブとの間には潤滑流体が介在して上記潤滑流体から生じる流体圧力でシャフトを支持する。
【０００５】
また、上記シャフトの上側にはシャフトと共に回転し、記録ディスクが搭載されるロータハブが装着され、上記ロータハブは上記シャフトの上側に固定結合され、上記シャフトを中心に半径方向に広がった円盤状に備えられる。これにより、上記スリーブの上面と上記ロータハブとの間にも潤滑流体が介在する。
【０００６】
従来は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の厚さ規格において、モバイル用の場合は９．５ｍｍ、サーバ用の場合は１５ｍｍに該当することから、これに装着されるスピンドルモータが軸方向にある程度長く形成されることができた。即ち、上下ラジアルベアリングのベアリングスパンが十分に確保できるため、スピンドルモータの回転部材が回転する過程において外力またはその他の力によって一側に傾斜しても、シャフトとスリーブとの間に形成される上下ラジアルベアリングの流体動圧によって再び元の位置に戻ることが容易であった。
【０００７】
しかし、最近は、電子機器のサイズの小型化に伴い、電子機器に用いられるハードディスクドライブの厚さ規格が５ｍｍ以下になるように小型化が求められており、これに用いられるスピンドルモータが軸方向に非常に短く形成されてきている。
【０００８】
これにより、従来のスピンドルモータとは異なり、シャフトの長さが短くなるため、スピンドルモータの回転部材が一側に傾斜すると、再び元の位置に戻す流体動圧を形成することが困難になるという問題がある。即ち、上下ラジアルベアリングのベアリングスパンが短いため、十分な傾斜剛性を確保することが困難になる。
【０００９】
ラジアルベアリングによる傾斜剛性を確保するための方法としては、ベアリング間隙、即ち、シャフトとスリーブとの間の間隙を小さくして流体動圧を強く発生させることで、ベアリング剛性を大きくする方法が考えられる。しかし、動圧が大きくなると、摩擦損失が大きくなり、結果的に電力消耗が増加するという問題があるため、これは好ましい方案ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した問題点を解消するために提案されたもので、薄型のスピンドルモータにおいて回転部材が一側に傾斜しても、元の位置に戻ることが容易になるように十分な傾斜剛性を有するスピンドルモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施例によるスピンドルモータは、回転部材と、上記回転部材を流体動圧によって回転可能に支持する固定部材と、を含み、上記回転部材及び上記固定部材の半径方向に対向する面のうち少なくとも一面に上部ラジアル動圧グルーブ及び下部ラジアル動圧グルーブが形成され、上記回転部材及び上記固定部材の軸方向に対向する面のうち少なくとも一面にスラスト動圧グルーブが形成され、下記［式１］を満たすことができる。
【００１２】
［式１］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ＋
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
（ここで、Ｔ１：回転部材の重心からスラスト動圧グルーブの内側端までの距離、Ｔ２：回転部材の重心からスラスト動圧グルーブの外側端までの距離、α１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とスラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、α２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とスラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴ：スラスト動圧グルーブの半径方向長さ、ＲＵ１：回転部材の重心から上部ラジアル動圧グルーブの下側端までの距離、ＲＵ２：回転部材の重心から上部ラジアル動圧グルーブの上側端までの距離、βＵ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部ラジアル動圧グルーブの下側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＵ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部ラジアル動圧グルーブの上側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＵ：上部ラジアル動圧グルーブの軸方向長さ、ＲＬ１：回転部材の重心から下部ラジアル動圧グルーブの下側端までの距離、ＲＬ２：回転部材の重心から下部ラジアル動圧グルーブの上側端までの距離、βＬ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部ラジアル動圧グルーブの下側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＬ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部ラジアル動圧グルーブの上側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＬ：下部ラジアル動圧グルーブの軸方向長さ）
【００１３】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記回転部材の重心が上記上部ラジアル動圧グルーブの下側端より軸方向上側に位置する場合、［式１］におけるＬＵに関する項を０とすると、下記［式２］を満たすことができる。
【００１４】
［式２］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【００１５】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記回転部材の重心が上記下部ラジアル動圧グルーブの上側端より軸方向下側に位置する場合、［式１］におけるＬＬに関する項を０とすると、下記［式３］を満たすことができる。
【００１６】
［式３］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【００１７】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記回転部材は、シャフトと、上記シャフトの上端から半径方向外側に延長するハブと、上記ハブに装着されるマグネット及びディスクと、を含み、上記固定部材は、上記シャフトを流体動圧によって回転可能に支持するスリーブと、上記マグネットと対向するように配置されるコイルが巻線されたコアと、を含むことができる。
【００１８】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記上部及び下部ラジアル動圧グルーブは、上記シャフト及び上記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面にそれぞれ形成され、上記スラスト動圧グルーブは、上記ハブ及び上記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面に形成されることができる。
【００１９】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記シャフトと上記スリーブの対向する面との間には流体が充填されるベアリング間隙が形成され、上記ベアリング間隙は上記シャフトの直径の０．０００５〜０．００２倍であることができる。
【００２０】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、電源供給が中断されたとき、逆起電力（Ｂ−ＥＭＦ）が０．３５Ｖ／ｋｒｐｍ以上であることができる。
【００２１】
本発明の一実施例によるハードディスクドライブは、スピンドルモータと、上記ディスクのデータを記録及び再生するための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記ディスク上の所定位置に移動させるためのヘッド移送部と、を含み、厚さ規格が５ｍｍ以下であることができる。
【００２２】
本発明の一実施例によるスピンドルモータは、回転部材と、上記回転部材を流体動圧によって回転可能に支持する固定部材と、を含み、上記回転部材及び上記固定部材の半径方向に対向する面のうち少なくとも一面に上部ラジアル動圧グルーブ及び下部ラジアル動圧グルーブが形成され、上記回転部材の上側部及び上記固定部材の軸方向に対向する面のうち少なくとも一面に上部スラスト動圧グルーブが形成され、上記回転部材の下側部及び上記固定部材の軸方向に対向する面のうち少なくとも一面に下部スラスト動圧グルーブが形成され、下記［式４］を満たすことができる。
【００２３】
［式４］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ＋
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
（ここで、ＴＵ１：回転部材の重心から上部スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、ＴＵ２：回転部材の重心から上部スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、αＵ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、αＵ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴＵ：上部スラスト動圧グルーブの半径方向長さ、ＴＬ１：回転部材の重心から下部スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、ＴＬ２：回転部材の重心から下部スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、αＬ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、αＬ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴＬ：下部スラスト動圧グルーブの半径方向長さ、ＲＵ１：回転部材の重心から上部ラジアル動圧グルーブの下側端までの距離、ＲＵ２：回転部材の重心から上部ラジアル動圧グルーブの上側端までの距離、βＵ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部ラジアル動圧グルーブの下側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＵ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部ラジアル動圧グルーブの上側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＵ：上部ラジアル動圧グルーブの軸方向長さ、ＲＬ１：回転部材の重心から下部ラジアル動圧グルーブの下側端までの距離、ＲＬ２：回転部材の重心から下部ラジアル動圧グルーブの上側端までの距離、βＬ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部ラジアル動圧グルーブの下側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＬ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部ラジアル動圧グルーブの上側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＬ：下部ラジアル動圧グルーブの軸方向長さ）
【００２４】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記回転部材の重心が上記上部ラジアル動圧グルーブの下側端より軸方向上側に位置する場合、［式４］におけるＬＵに関する項を０とすると、下記［式５］を満たすことができる。
【００２５】
［式５］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【００２６】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記回転部材の重心が上記下部ラジアル動圧グルーブの上側端より軸方向下側に位置する場合、［式４］におけるＬＬに関する項を０とすると、下記［式６］を満たすことができる。
【００２７】
［式６］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【００２８】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記回転部材は、中空型のスリーブと、上記スリーブの半径方向外側に延長するハブと、上記ハブに装着されるマグネット及びディスクと、を備え、上記固定部材は、上記スリーブの中空に挿入されて上記スリーブを流体動圧によって回転可能に支持するシャフトと、上記シャフトの半径方向外側に延長する上部及び下部スラスト部材と、上記マグネットと対応配置されるコイルが巻線されたコアと、を含むことができる。
【００２９】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記上部及び下部ラジアル動圧グルーブは、上記シャフト及び上記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面にそれぞれ形成され、上記上部スラスト動圧グルーブは、上記上部スラスト部材及び上記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面に形成され、上記下部スラスト動圧グルーブは、上記下部スラスト部材及び上記スリーブの対向する面のうち少なくとも一面に形成されることができる。
【００３０】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、上記シャフトと上記スリーブの対向する面との間には流体が充填されるベアリング間隙が形成され、上記ベアリング間隙は、上記シャフトの直径の０．０００５〜０．００２倍であることができる。
【００３１】
本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、電源供給が中断されたとき、逆起電力（Ｂ−ＥＭＦ）が０．３５Ｖ／ｋｒｐｍ以上であることができる。
【００３２】
本発明の一実施例によるハードディスクドライブは、スピンドルモータと、上記ディスクのデータを記録及び再生するための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記ディスク上の所定位置に移動させるためのヘッド移送部と、を含み、厚さ規格が５ｍｍ以下であることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によるスピンドルモータは、薄型のスピンドルモータにおいて回転部材が一側に傾斜しても、元の位置に戻ることが容易になるように十分な傾斜剛性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、一側に傾斜した回転部材を元の位置に戻すメカニズムを説明するための説明図である。
【図３】図２に示されるメカニズムに該当する特殊な場合を説明する説明図である。
【図４】図２に示されるメカニズムに該当する特殊な場合を説明する説明図である。
【図５】図２に示されるメカニズムを数学的に算定するための各種パラメータを定義する説明図である。
【図６】図２及び図１０に示されるメカニズムを数学的に算定するための各種パラメータを定義する説明図である。
【図７】図２に示されるメカニズムの数学的算定方法を示す説明図である。
【図８】図２に示されるメカニズムの数学的算定方法を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【図１０】図２に示されるメカニズムを図９に示される実施例によるスピンドルモータに適用するための各種パラメータを定義する説明図である。
【図１１】図１０に示されるメカニズムを数学的に算定するための各種パラメータを定義する説明図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例によるスピンドルモータを用いるディスク駆動装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施例について説明する。しかし、本発明の実施例は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施例に限定されない。また、本発明の実施例は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。なお、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【００３７】
図１を参照すると、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は、シャフト１１１とロータ１２０とスリーブ１１２とを含む流体動圧ベアリングアセンブリ１１０と、ハブ１２１を含むロータ１２０と、ベース部材１３３とコイル１３２が巻線されるコア１３１とを含むステータ１３０と、を含むことができる。
【００３８】
まず、方向に対する用語を定義すると、軸方向は図１における上記シャフト１１１を基準に上下方向を意味し、半径方向外側及び内側方向は上記シャフト１１１を基準に上記ハブ１２１の外側端方向及び上記ハブ１２１ｂの外側端を基準に上記シャフト１１１の中心方向を意味することができる。また、円周方向は回転軸を中心に半径方向に所定距離離隔された位置において上記回転軸を中心に回転する方向を意味することができる。
【００３９】
また、以下の説明において、回転部材は、シャフト１１１と、ハブ１２１を含むロータ１２０と、これに装着されるマグネット１２７などと、を含む回転する部材であり、固定部材は、上記回転部材を除外した残りの部材としてスリーブ１１２、ステータ１３０、ベース部材１３３など上記回転部材に相対的に固定されている部材であることができる。
【００４０】
流体動圧ベアリングアセンブリ１１０は、シャフト１１１と、スリーブ１１２と、ストッパ１１１ａと、ハブ１２１と、を含むことができ、上記ハブ１２１は、後述するロータ１２０を構成する共に、上記流体動圧ベアリングアセンブリ１１０を構成することができる。
【００４１】
上記スリーブ１１２は、上記シャフト１１１を回転可能に支持することができる。
【００４２】
ここで、上記シャフト１１１は、上記スリーブ１１２の軸孔と微小間隙を有するように挿入されてベアリング間隙Ｃを形成する。上記シャフト１１１は、その直径が４ｍｍ以下で備えられることができる。また、上記ベアリング間隙にはオイルが充填されることができる。上記ベアリング間隙Ｃは、上記シャフト１１１の直径Ｄの０．０００５〜０．００２倍で形成されることができる。即ち、ベアリング間隙Ｃをシャフトの直径Ｄで割った値が０．０００５〜０．００２であることができる。ベアリング間隙をこれより小さくすると、ベアリング剛性を大きくすることができるが、摩擦損失が大きくなって電力消耗が増加するという問題がある。なお、ベアリング間隙をこれより大きくすると、摩擦損失を減らすことができるが、ベアリング剛性を確保することができない。このようなシャフトの直径及びベアリング間隙の数値範囲は、米国特許５，６４７，６７２号で説明されている。
【００４３】
また、上記シャフト１１１の外径及び上記スリーブ１１２の内径のうち少なくとも一つに、上下に上部及び下部ラジアル動圧グルーブ１１４、１１５が形成されることができる。上記上部及び下部ラジアル動圧グルーブ１１４、１１５は、上記シャフト１１１の回転時にラジアル方向に流体動圧を発生させてラジアル動圧ベアリングを形成することができ、これにより、上記ロータ１２０の回転をスムーズに支持することができる。上部ラジアル動圧グルーブは、回転軸方向一方側のラジアル動圧グルーブの一例であってよく、下部ラジアル動圧グルーブは、回転軸方向他方側のラジアル動圧グルーブの一例であってよい。また、上部ラジアル動圧グルーブ及び下部ラジアル動圧グルーブは、回転軸方向に並ぶ一対のラジアル動圧グルーブの一例であってよい。また、軸方向上側は、回転軸方向一方側の一例であってよく、軸方向下側は、回転軸方向他方側の一例であってよい。
【００４４】
上記上部及び下部ラジアル動圧グルーブ１１４、１１５は、円周方向に複数個形成され、へリングボーン、スパイラル、ネジ線の形状のうち何れか一つであることができるが、ラジアル動圧を発生させる形状であれば、その形状に制限はない。
【００４５】
上記スリーブ１１２には、スリーブ１１２の上部と下部とを連通するように形成される循環孔が備えられることができる。上記循環孔は、上部及び下部ラジアル動圧グルーブ１１４、１１５から発生する圧力の平衡を維持するようにすることができ、上記流体動圧ベアリングアセンブリ１１０の内部に存在する気泡などを循環によって排出することができる。
【００４６】
ここで、上記シャフト１１１の下段部に半径方向外側に突出するストッパ１１１ａが備えられることができる。上記ストッパ１１１ａは、上記スリーブ１１２の下段面に引っかかってシャフト１１１及びロータ１２０の浮上を制限することができる。
【００４７】
また、上記スリーブ１１２の軸方向下部に結合されて上記軸孔をカバーすることで、オイル（潤滑流体）の漏れを防止するカバ−部材１１３が備えられることができる。
【００４８】
ハブ１２１は、シャフト１１１と結合し、上記シャフト１１１と連動して回転する回転部材であり、流体動圧ベアリングアセンブリ１１０を構成する構成であると共に、ロータ１２０を構成することができる。以下では、ロータ１２０について詳細に説明する。
【００４９】
ロータ１２０は、ステータ１３０に対して回転可能に備えられる回転構造物である。上記ロータ１２０は、後述するコア１３１と一定間隙を置いて対応する環状のマグネット１２７が内周面に備えられるハブ１２１を含むことができる。
【００５０】
言い換えれば、上記ハブ１２１は、上記シャフト１１１の上段に結合されて上記シャフト１１１と連動して回転する回転部材である。
【００５１】
ここで、上記マグネット１２７は、円周方向にＮ極、Ｓ極が交互に着磁されることで、一定強さの磁気力を発生させる永久磁石になることができる。
【００５２】
また、上記ハブ１２１は、シャフト１１１の上段に固定されるようにする第１円筒型壁部１２２と、上記第１円筒型壁部１２２の端部から半径方向外側に延長形成される円板部１２３と、上記円板部１２３の半径方向外側端部から下向突出する第２円筒型壁部１２４と、を含むことができ、上記第２円筒型壁部１２４の内周面には上記マグネット１２７が結合されることができる。また、上記ハブ１２１は、上記第２円筒型壁部１２４の下端から半径方向外側に突出するディスク装着部１２５を備えることができる。
【００５３】
上記ハブ１２１は、上記スリーブ１１２の上側外側部と対応するように軸方向下側に延長形成される周壁部１２６を備えることができる。より詳しくは、上記円板部１２３から軸方向下側に延長形成される周壁部１２６を備えることができる。上記スリーブ１１２の外側と上記周壁部１２６の内側との間には、オイルをシールする気液界面が形成されることができる。
【００５４】
また、上記周壁部１２６の内側面はテーパ状に形成されて上記スリーブ１１２の外側面との間隙が軸方向下部に次第に広くなってオイルのシールが容易になるようにすることができる。なお、上記スリーブ１１２の外側面をテーパ状に形成することもできる。
【００５５】
さらに、上記周壁部１２６の外側面は、ベース部材１３３において上側に突出する装着部１３４の上側部１３６と対応するように形成されることができる。
【００５６】
一方、上記ハブ１２１と上記スリーブ１１２が相互対向する部分にはスラスト動圧グルーブ１１６が形成されることができる。上記スラスト動圧グルーブ１１６は円周方向に複数個形成され、へリングボーン、スパイラル、ネジ線の形状に備えられることができるが、動圧を発生させることができる構造であれば、その形状に制限されない。
【００５７】
上記スラスト動圧グルーブ１１６は、上記シャフト１１１が上記スリーブ１１２に対して相対回転する場合、スラスト流体動圧を発生させて上記ハブ１２１と上記スリーブ１１２との間にスラスト動圧ベアリングを形成することができる。
【００５８】
一方、従来は、回転部材が一側に傾斜する場合、シャフトとスリーブとの間に形成される上下ラジアルベアリングの流体動圧によって回転部材が元の位置に戻ることができた。しかし、最近は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の薄型化に伴い、これに装着されるスピンドルモータも薄型に製作される実情にある（ＨＤＤ規格５ｍｍ以下）。
【００５９】
これにより、薄型化されたスピンドルモータでは、シャフトの長さが短くなって上下ラジアルベアリングのスパンを確保することが困難になる。その結果、回転部材が一側に傾斜する場合、傾斜した回転部材を元の位置に戻す十分な流体動圧を形成することが困難である。ラジアルベアリングによる傾斜剛性を確保するためには、ベアリング間隙を小さくして流体動圧を強く発生させることでベアリング剛性を大きくすることができるが、動圧が大きくなると、摩擦損失が大きくなり、結果的に電力消耗が増加するという問題があることから、好ましくない。
【００６０】
本発明の一実施例によるスピンドルモータは、弱くなったラジアルベアリングの傾斜剛性の問題を改善するために考案されたもので、ラジアルベアリングの傾斜剛性自体を向上させるよりは、傾斜剛性の負担をラジアルベアリングからスラストベアリングに移転させてスラスト部材とスリーブとの間に形成される流体動圧により、傾斜した回転部材が元の位置に戻ることができる構造を提示する。これについては、後述する。
【００６１】
また、本発明の一実施例において、スラスト部材は、シャフトに固定され、相対回転するスリーブとの間にスラスト流体動圧を発生させる部材であれば、いかなる部材も該当することができる。例えば、図１に示されているように、シャフト１１１に結合するハブ１２１は、スリーブ１１２との間にスラスト流体動圧を発生させるため、上記ハブ１２１はスラスト部材であることができる。即ち、名称に制限されず、その役割に応じてスラスト部材になることができる。
【００６２】
ステータ１３０は、コア１３１と、コイル１３２と、ベース部材１３３と、を含むことができる。
【００６３】
言い換えれば、上記ステータ１３０は、電源印加時に一定サイズの電子気力を発生させるコイル１３２と、上記コイル１３２が巻線される複数個のコア１３１と、を備える固定部材であることができる。
【００６４】
上記コア１３１は、パターン回路が印刷された印刷回路基板（図示せず）が備えられるベース部材１３３の上部に固定配置され、ベース部材１３３には上記コイル１３２を下部に露出させるように一定サイズのコイル孔が貫通形成されることができる。また、上記コイル１３２は、外部電源が供給されるように上記印刷回路基板（図示せず）と電気的に連結されることができる。
【００６５】
また、上記ベース部材１３３には、上記流体動圧ベアリングアセンブリ１１０が装着されることができる。上記ベース部材１３３は、アルミニウム（Ａｌ）を材料にダイカスト（Ｄｉｅ  Ｃａｓｔｉｎｇ）の方式によって製造されることができ、鋼板（ｓｔｅｅｌ  ｓｈｅｅｔ）を塑性加工（例えば、プレス加工）する方式によって製造されることもできる。
【００６６】
上記ベース部材１３３は、軸方向上側に突出形成される装着部１３４を備えることができる。上記装着部１３４の外側面に上記コア１３１が装着され、内側面に上記スリーブ１１２が嵌められて固定されることができる。また、上記装着部１３４の内側面における上側部１３６は、上記周壁部１２６の外側面が対面するように形成されることができる。なお、相互対面する上記周壁部１２６と上記装着部１３４の上側部１３６との間は、ラビリンスシール（Ｌａｂｙｒｉｎｔｈ  ｓｅａｌ）を形成するように十分に狭い間隙で形成されることができる。
【００６７】
図２は、本発明の一実施例によるスピンドルモータにおいて、一側に傾斜した回転部材を元の位置に戻すメカニズムを説明するための説明図であり、図３及び図４は、図２に示されるメカニズムを数学的に算定するための各種パラメータを定義する説明図であり、図５及び図６は、図２に示されるメカニズムの数学的算定方法を示す説明図であり、図７及び図８は、図２に示されるメカニズムに該当する特殊な場合を説明する説明図である。
【００６８】
図２を参照すると、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は、回転部材が固定部材に相対回転する場合、外部の衝撃またはその他の力によって上記回転部材が一側に傾斜することがある。即ち、スリーブ１１２に回転可能に装着されるシャフト１１１が一側に傾斜する可能性がある。上記シャフト１１１が傾斜すると、上記シャフト１１１に装着されるハブ１２１も共に一側に傾斜するようになる。
【００６９】
上記シャフト１１１が上記スリーブ１１２に傾斜しない状態に位置する場合、上記シャフト１１１及び上記スリーブ１１２、上記スリーブ１１２及び上記ハブ１２１がそれぞれ形成するベアリング間隙が一定間隙を維持するようになる。従って、上記シャフト１１１及び上記スリーブ１１２、上記スリーブ１１２及び上記ハブ１２１の間には、それぞれ一定の流体動圧が形成されて均衡をなす状態で回転部材が固定部材に相対回転することができる。
【００７０】
しかし、回転部材が傾斜すると、上記ベアリング間隙は、一定の間隙を維持することができなくなる。
【００７１】
即ち、図２に示されているように、回転部材（シャフト１１１及びハブ１２１）が傾斜しない実線の場合は、スリーブ１１２との間にベアリング間隙が一定間隙を維持するのに対し、回転部材（シャフト１１１及びハブ１２１）が傾斜した点線の場合は、スリーブ１１２との間にベアリング間隙が位置に応じて変化する。
【００７２】
この場合、従来の軸方向に長さが長いスピンドルモータであると（ＨＤＤ厚さ規格９．５ｍｍまたは１５ｍｍに用いられるモータ）、シャフトとスリーブとの間に形成される上下ラジアルベアリングの流体動圧によって再び元の位置に戻ることができた。しかし、軸方向に長さが相対的に短いスピンドルモータであると（ＨＤＤ厚さ規格５ｍｍ以下に用いられるモータ）、シャフトとスリーブとの間に形成される上下ラジアルベアリングの流体動圧によって再び元の位置に戻ることが困難になる可能性がある。
【００７３】
図２を参照すると、シャフト１１１が一側に傾斜する場合、動圧グルーブが形成される部分のベアリング間隙がさらに狭くなる部分が形成されるようになるが（図２のＳＴ、ＳＵ、ＳＬ部分）、このような部分では、部材間に形成される流体動圧がベアリング間隙が狭くなった分だけさらに大きく形成されることがある。即ち、動圧グルーブが形成される部分は、対面する部材間において間隙が近くなった面積に比例して流体動圧がさらに大きく形成される可能性がある。よって、本発明の一実施例では、このような原理を用いて数学的にスラスト動圧グルーブ１１６及びラジアル動圧グルーブ１１４、１１５の位置とサイズの関係を定立することができる。
【００７４】
回転する部材（図２のシャフト１１１）が一側に傾斜する場合、上記回転する部材を上記一側の反対側に戻す流体動圧は、上記回転する部材が一側に傾斜するにつれ、さらに発生する流体動圧であると理解することができる。即ち、動圧グルーブが形成される部分において対面する部材間に近くなった間隙差異であることができる。これは、図２に示されているように、動圧グルーブが形成される部分において上記シャフト１１１及び上記ハブ１２１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異がある部分の面積（ＳＴ、ＳＵ及びＳＬ）であることができる。
【００７５】
即ち、スラスト動圧グルーブ１１６が形成される部分においてハブ１２１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＴをラジアル動圧グルーブ１１４、１１５が形成される部分においてシャフト１１１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積（ＳＵ＋ＳＬ）より大きくすることができる。結果的には、下記数学式１が成立する。
【００７６】
［数１］
ＳＴ＞ＳＵ＋ＳＬ
【００７７】
上記式を満たすように設計することで、ラジアルベアリングよりスラストベアリングが傾斜剛性をさらに多く負担するようになる。
【００７８】
即ち、薄型構造においてラジアルベアリングによる傾斜剛性は弱くなるが、スラストベアリングによる傾斜剛性を向上させることで、回転部材が傾斜する場合、スラストベアリングが傾斜に抵抗してティルティング（ｔｉｌｔｉｎｇ）を防止することができる。
【００７９】
また、スラスト部材が上下にそれぞれ形成されるダブルスラスト構造の場合、スラスト動圧グルーブが形成される部分においてスラスト部材が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＴは、上部及び下部スラスト部材が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積を合算したものであることができる。
【００８０】
なお、本発明の一実施例において、スラスト部材は、シャフトに固定され、相対回転するスリーブとの間にスラスト流体動圧を発生させる部材であれば、いかなる部材も該当することができる。例えば、図１に示されているように、シャフト１１１に結合されるハブ１２１は、スリーブ１１２との間にスラスト流体動圧を発生させるため、上記ハブ１２１はスラスト部材であることができる。即ち、名称に制限されず、その役割に応じてスラスト部材になることができる。
【００８１】
図５から図８を参照すると、上記数学式１をまとめるためのパラメータ及び数学的算出方式が提示される。
【００８２】
図５及び図６を参照して各パラメータを定義すると、以下の通りである。
【００８３】
Ｔ１：回転部材の重心からスラスト動圧グルーブの内側端までの距離、Ｔ２：回転部材の重心からスラスト動圧グルーブの外側端までの距離、α１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とスラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、α２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とスラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴ：スラスト動圧グルーブの半径方向長さ、ＲＵ１：回転部材の重心から上部ラジアル動圧グルーブの下側端までの距離、ＲＵ２：回転部材の重心から上部ラジアル動圧グルーブの上側端までの距離、βＵ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部ラジアル動圧グルーブの下側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＵ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部ラジアル動圧グルーブの上側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＵ：上部ラジアル動圧グルーブの軸方向長さ、ＲＬ１：回転部材の重心から下部ラジアル動圧グルーブの下側端までの距離、ＲＬ２：回転部材の重心から下部ラジアル動圧グルーブの上側端までの距離、βＬ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部ラジアル動圧グルーブの下側端とを連結する線となす角のうち小さい角、βＬ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部ラジアル動圧グルーブの上側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＬ：下部ラジアル動圧グルーブの軸方向長さを意味する。
【００８４】
また、本発明の一実施例において、回転部材の重心Ｇは、スピンドルモータにディスク、クランプなどが装着された最終状態を意味する。図１におけるスピンドルモータ１００はディスク、クランプなどが装着されていない状態を、図２から図８における重心Ｇはディスク、クランプなどが装着された回転部材の重心を示す。
【００８５】
次に、図７及び図８を参照して回転部材が一側に傾斜した場合のベアリング間隙の変化量、即ち、スラスト流体動圧が形成される部分のベアリング間隙の変化量ΔＹ及びラジアル流体動圧が形成される部分のベアリング間隙の変化量ΔＸを算定する方法について説明する。
【００８６】
スラスト流体動圧が形成される部分のベアリング間隙の変化量ΔＹは、スラスト動圧グルーブ１１６の一側端と相対する傾斜前の回転部材の軸方向位置と傾斜後の回転部材の軸方向位置との差異を意味する。従って、図７に示されているように、ΔＹ＝Ｙ１−Ｙ２によって算定されることができる。これについて詳細にまとめると、下記数学式２のように算定されることができる。
【００８７】
［数２］
ΔＹ
＝Ｔｓｉｎα−Ｔｃｏｓαｔａｎ（α−θ）
＝Ｔｓｉｎα−Ｔｃｏｓαｓｉｎ（α−θ）／ｃｏｓ（α−θ）
＝Ｔｓｉｎα−Ｔｓｉｎ（α−θ）
＝Ｔ（ｓｉｎα−ｓｉｎ（α−θ））
＝Ｔ（ｓｉｎα−ｓｉｎαｃｏｓθ＋ｃｏｓαｓｉｎθ）
＝Ｔ（ｓｉｎα−ｓｉｎα＋θｃｏｓα）
＝Ｔθｃｏｓα
（ここで、Ｔ：回転部材の重心からスラスト動圧グルーブの一側端までの距離（正確には、回転部材の重心からスラスト動圧グルーブの一側端と相対する回転部材の地点までの距離であるが、その値はほとんど同一である）、α：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とスラスト動圧グルーブの一側端とを連結する線となす角のうち小さい角（正確には、回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とスラスト動圧グルーブの一側端と相対する回転部材の地点とを連結する線となす角であるが、その値はほとんど同一である）、θ：回転部材の傾斜角度（但し、θは微小角であるため、ｓｉｎθ＝θ、ｃｏｓθ＝１であると仮定することができる））
【００８８】
また、ラジアル流体動圧が形成される部分のベアリング間隙の変化量ΔＸは、下記数学式３によって算定されることができる。
【００８９】
ラジアル流体動圧が形成される部分のベアリング間隙の変化量ΔＸは、ラジアル動圧グルーブ１１４の一側端と相対する傾斜前の回転部材の半径方向位置と傾斜後の回転部材の半径方向位置との差異を意味する。従って、図８に示されているように、ΔＸ＝Ｘ１−Ｘ２によって算定されることができる。これを詳細にまとめると、下記数学式３のように算定されることができる。
【００９０】
［数３］
ΔＸ
＝Ｒｃｏｓ（π／２−β）ｔａｎ（π／２−β＋θ）−Ｒｓｉｎ（π／２−β）
＝Ｒｓｉｎ（π／２−β＋θ）−Ｒ２ｓｉｎ（π／２−β）
＝Ｒｃｏｓ（β−θ）−Ｒ２ｃｏｓβ
＝Ｒ（ｃｏｓ（β−θ）−ｃｏｓβ）
＝Ｒ（ｃｏｓβｃｏｓθ）＋ｓｉｎβｓｉｎθ−ｃｏｓβ）
＝Ｒθｓｉｎβ
（ここで、Ｒ：回転部材の重心からラジアル動圧グルーブの一側端までの距離（正確には、回転部材の重心からラジアル動圧グルーブの一側端と相対する回転部材の地点までの距離であるが、その値はほとんど同一である）、β：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とラジアル動圧グルーブの一側端とを連結する線となす角のうち小さい角（正確には、回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心とラジアル動圧グルーブの一側端と相対する回転部材の地点とを連結する線となす角であるが、その値はほとんど同一である）、θ：回転部材の傾斜角度（但し、θは微小角であるため、ｓｉｎθ＝θ、ｃｏｓθ＝１であると仮定することができる））
【００９１】
また、図２を参照すると、上記数学式１を算定するために、各項目別面積を算定することができる。
【００９２】
スラスト動圧グルーブ１１６が形成される部分においてハブ１２１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＴは台形の面積を求める式によって算定されることができるため、下記数学式４によって算定されることができる。
【００９３】
［数４］
ＳＴ＝０．５（ΔＹ１＋ΔＹ２）ＬＴ
＝０．５θ（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ
（ここで、ΔＹ１：スラスト動圧グルーブの内側端が位置する部分のベアリング間隙の変化量、ΔＹ２：スラスト動圧グルーブの外側端が位置する部分のベアリング間隙の変化量、残りのパラメータは上記図５から図８の説明部分を参照）
【００９４】
次に、上部ラジアル動圧グルーブ１１４が形成される部分においてシャフト１１１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＵは、台形の面積を求める式によって算定されることができるため、下記数学式５によって算定されることができる。
【００９５】
［数５］
ＳＵ＝０．５（ΔＸＵ１＋ΔＸＵ２）ＬＵ
＝０．５θ（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
（ここで、ΔＸＵ１：上部ラジアル動圧グルーブの下側端が位置する部分のベアリング間隙の変化量、ΔＸＵ２：上部ラジアル動圧グルーブの上側端が位置する部分のベアリング間隙の変化量、残りのパラメータは上記図５から図８の説明部分を参照）
【００９６】
また、下部ラジアル動圧グルーブ１１５が形成される部分においてシャフト１１１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＬは、台形の面積を求める式によって算定されることができるため、下記数学式６によって算定されることができる。
【００９７】
［数６］
ＳＬ＝０．５（ΔＸＬ１＋ΔＸＬ２）ＬＬ
＝０．５θ（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
（ここで、ΔＸＬ１：下部ラジアル動圧グルーブの下側端が位置する部分のベアリング間隙の変化量、ΔＸＬ２：下部ラジアル動圧グルーブの上側端が位置する部分のベアリング間隙の変化量、残りのパラメータは上記図５から図８の説明部分を参照）
【００９８】
従って、上記数学式４から数学式６を上記数学式１に代入すると、数学式７になる。これをまとめると、数学式８が導出される。
【００９９】
［数７］
０．５θ（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
０．５θ（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ＋
０．５θ（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【０１００】
［数８］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ＋
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【０１０１】
従って、スラスト動圧グルーブ及びラジアル動圧グルーブが上記数学式８の関係を満たすと、ラジアルベアリングよりはスラストベアリングが傾斜に抵抗することで、ティルティング（ｔｉｌｔｉｎｇ）が防止されることができる。
【０１０２】
また、回転部材の重心は、回転部材の構造及び形状に応じて多様な位置に形成されることができる。特に、本発明の一実施例のようなスピンドルモータの場合、上記回転部材の重心を上部ラジアル動圧グルーブまたは下部ラジアル動圧グルーブ領域内に形成すると、スラスト動圧グルーブ及びラジアル動圧グルーブの関係を簡単に定立することができる。
【０１０３】
図３を参照すると、回転部材の重心Ｇが上部ラジアル動圧グルーブ領域及びその上部領域に位置する。この場合も、スラスト動圧グルーブ及びラジアル動圧グルーブは、上記数学式１の関係を満たさなければならない。
【０１０４】
しかし、回転部材の重心Ｇが上部ラジアル動圧グルーブ領域及びその上部領域に位置する場合、上記数学式１の項目のうち上部ラジアル動圧グルーブ１１４が形成される部分においてシャフト１１１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＵが無視できるほど小さい値を有するようになる。従って、上記数学式１を下記数学式１０に簡略化することができる。
【０１０５】
［数１０］
ＳＴ＞ＳＬ
【０１０６】
従って、数学式４及び数学式６を上記数学式１０に代入すると、数学式１１になる。これをまとめると、数学式１２が導出される。
【０１０７】
［数１１］
０．５θ（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
０．５θ（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【０１０８】
［数１２］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【０１０９】
また、図４を参照すると、回転部材の重心Ｇが下部ラジアル動圧グルーブ領域及びその下部領域に位置することができる。この場合も、スラスト動圧グルーブ及びラジアル動圧グルーブは、上記数学式１の関係を満たさなければならない。
【０１１０】
しかし、回転部材の重心Ｇが下部ラジアル動圧グルーブ領域及びその下部領域に位置する場合、上記数学式１の項目のうち下部ラジアル動圧グルーブ１１５が形成される部分においてシャフト１１１が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＬが無視できるほど小さい値を有するようになる。従って、上記数学式１を下記数学式１３に簡略化することができる。
【０１１１】
［数１３］
ＳＴ＞ＳＵ
【０１１２】
従って、数学式４及び数学式５を上記数学式１３に代入すると、数学式１４になる。これをまとめると、数学式１５が導出される。
【０１１３】
［数１４］
０．５θ（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
０．５θ（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【０１１４】
［数１５］
（Ｔ１ｃｏｓα１＋Ｔ２ｃｏｓα２）ＬＴ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【０１１５】
従って、回転部材の重心Ｇがラジアル動圧グルーブ領域内に位置する場合は、スラスト動圧グルーブ及びラジアル動圧グルーブを簡略にした数学式１２または数学式１５を満たせばよい。
【０１１６】
図１から図８の実施例では、ハブがシャフトに結合されて回転する軸回転型構造を中心に説明したが、ハブがスリーブに結合されて回転する軸固定型構造にも適用可能である。
【０１１７】
図９は、本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図であり、図１０は、図２に示されるメカニズムを図９に示される実施例によるスピンドルモータに適用するための各種パラメータを定義する説明図である。
【０１１８】
図９を参照すると、本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００は、ベース部材２１０と、下部スラスト部材２２０と、シャフト２３０と、スリーブ２４０と、ハブ２５０と、上部スラスト部材２６０と、キャップ部材２９０と、を含むことができる。上部スラスト部材は回転軸方向一方側のスラスト動圧部材の一例であってよく、下部スラスト部材は回転軸方向他方側のスラスト動圧部材の一例であってよい。
【０１１９】
まず、方向に対する用語を定義すると、軸方向は図９における上下方向、即ち、シャフト２３０の下部側から上部側に向かう方向またはシャフト２３０の上部側から下部側に向かう方向を意味し、半径方向は図９における左右方向、即ち、シャフト２３０からハブ２５０の外周面に向かう方向またはハブ２５０の外周面からシャフト２３０に向かう方向を意味し、円周方向は回転中心から所定半径に沿って回転する方向を意味する。例えば、ハブ２５０の外周面に沿って回転する方向を意味することができる。
【０１２０】
本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００は、流体動圧ベアリングアセンブリを用いて回転部材が固定部材にスムーズに相対回転することができるようにする。
【０１２１】
ここで、上記流体動圧ベアリングアセンブリは、潤滑流体を媒介に流体動圧を発生させて相対回転する部材からなり、下部スラスト部材２２０と、スリーブ２４０と、シャフト２３０と、上部スラスト部材２６０と、ハブ２５０と、を含むことができる。
【０１２２】
また、回転部材は、固定部材に相対的に回転する部材で、スリーブ２４０と、ハブ２５０と、を含むことができ、上記ハブ２５０に備えられるマグネット２８４を含むことができる。
【０１２３】
なお、固定部材は、上記回転部材に相対的に固定されている部材で、ベース部材２１０と、シャフト２３０と、下部スラスト部材２２０と、上部スラスト部材２６０と、を含むことができる。
【０１２４】
ベース部材２１０は、ハブ２５０と共に所定空間を形成するように装着溝２１２を備えることができる。また、ベース部材２１０は、軸方向上部側に延長形成されて外周面にステータコア２０２が設置される結合部２１４を備えることができる。
【０１２５】
また、結合部２１４の外周面には、ステータコア２０２が指示されて設置されるように支持面２１４ａが備えられることができる。なお、結合部２１４に支持されたステータコア２０２は、上記ベース部材２１０の装着溝２１２の上部に配置されることができる。
【０１２６】
なお、本実施例による上記ベース部材２１０は、圧延鋼板の塑性加工（ｐｌａｓｔｉｃ  ｗｏｒｋｉｎｇ）によって製造されることができる。より詳細には、上記ベース部材２１０は、プレス（ｐｒｅｓｓ）、スタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）、ディープドローイング（ｄｅｅｐ  ｄｒａｗｉｎｇ）の方式で製造されることができる。しかし、ベース部材２１０の製造方式は、これに制限されず、アルミニウムダイカストなど例示されていない多様な方式によって製造されることもできる。
【０１２７】
さらに、上記ベース部材２１０は、圧延鋼板の塑性加工によって製造されるため、その厚さが薄くて均一に製造される。これにより、上記ベース部材２１０に備えられる結合部２１４を一体に形成することが容易でない可能性がある。よって、本発明の一実施例によるベース部材２１０の場合、上記結合部２１４を別途の部材で製作してスピンドルモータの組立時に上記ベース部材２１０に結合することができる。
【０１２８】
下部スラスト部材２２０は、ベース部材２１０に固定設置される。即ち、下部スラスト部材２２０は結合部２１４に挿入設置される。より詳細には、下部スラスト部材２２０の外周面が結合部２１４の内周面に接合されるように設置されることができる。
【０１２９】
また、下部スラスト部材２２０は、内部面がシャフト２３０に固定設置され、外部面がベース部材２１０に固定設置される円盤部２２２と、円盤部２２２から軸方向上側に延長形成される延長部２２４と、を備えることができる。
【０１３０】
下部スラスト部材２２０は、中空を有するカップ状を有することができる。即ち、その断面が「逆コの字」の形状を有するように形成されることができる。
【０１３１】
また、円盤部２２２にはシャフト２３０が設置されるための設置孔２２２ａが形成されることができ、シャフト２３０は設置孔２２２ａに挿入装着される。
【０１３２】
なお、下部スラスト部材２２０は、ベース部材２１０と共に固定部材、即ち、ステータに含まれる。
【０１３３】
さらに、下部スラスト部材２２０の外部面は、ベース部材２１０の内部面に接着剤または／及び溶接によって接合されることができる。言い換えれば、下部スラスト部材２２０の外部面は、ベース部材２１０の結合部２１４の内部面に固定接合される。
【０１３４】
また、下部スラスト部材２２０の上面またはスリーブ２４０の底面のうち少なくとも一つには、スラスト流体動圧を発生させるための下部スラスト動圧グルーブ２４９が形成されることができる。図９には、上記下部スラスト動圧グルーブ２４９がスリーブ２４０の下部面に形成されるように示されているが、これに限定されず、上記スリーブ２４０の下部面に対向する上記下部スラスト部材２２０に備えられることもできる。下部スラスト動圧グルーブは第２スラスト動圧グルーブの一例であってよい。
【０１３５】
なお、下部スラスト部材２２０は、潤滑流体が漏洩することを防止するためのシール部材の役割を同時に行うことができる。
【０１３６】
シャフト２３０は、下部スラスト部材２２０及びベース部材２１０のうち少なくとも一つに固定設置される。即ち、シャフト２３０の下段部が下部スラスト部材２２０の円盤部２２２に形成された設置孔２２２ａに挿入されるように設置されることができる。
【０１３７】
また、シャフト２３０の下段部は、円盤部２２２の内部面と接着剤または／及び溶接によって接合されることができる。これにより、シャフト２３０が固定される。
【０１３８】
但し、本発明の一実施例では、シャフト２３０が下部スラスト部材２２０に固定設置される場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、シャフト２３０はベース部材２１０に固定設置されることもできる。
【０１３９】
また、シャフト２３０も上記下部スラスト部材２２０、ベース部材２１０と共に固定部材、即ち、ステータに含まれる。
【０１４０】
シャフト２３０の上面には覆い部材（図示せず）が固定設置できるように結合手段、例えば、ネジが締結されるネジ部が備えられることができる。
【０１４１】
スリーブ２４０は、シャフト２３０に回転可能に設置されることができる。そのため、スリーブ２４０は、シャフト２３０が挿入される貫通孔２４１を備えることができる。また、スリーブ２４０がシャフト２３０に設置される場合、スリーブ２４０の内周面及びシャフト２３０の外周面は所定間隙離隔配置されてベアリング間隙Ｂを形成する。なお、上記ベアリング間隙Ｂには潤滑流体が充填される。
【０１４２】
一方、スリーブ２４０の上段部には、上部スラスト部材２６０との間にラビリンス状のシール部を形成するための段差面２４４が形成されることができる。上記段差面２４４及び上記上部スラスト部材２６０で形成されるラビリンス状のシール部によって潤滑流体のシールが堅固に行われることができる。
【０１４３】
また、上記上部スラスト部材２６０の上段部外側面には、ハブ２５０との間に第１気液界面Ｆ１を形成するように上部側の外径が下部側の外径より長く形成される傾斜部２６３を有することができる。
【０１４４】
言い換えれば、上部スラスト部材２６０の外周面とハブ２５０の内周面との間の空間に第１気液界面Ｆ１が形成されることができるように上部スラスト部材２６０の上段部には、上部側の外径が下部側の外径より長く形成される傾斜部２６３が形成されることができる。
【０１４５】
また、スリーブ２４０の外周面にはハブ２５０が接合される。即ち、段差面２４４の下部は、ハブ２５０の内部面に対応する形状を有してハブ２５０が固定設置できるように形成されることができる。よって、スリーブ２４０の外周面には接合面が形成されることができる。
【０１４６】
ここで、上記スリーブ２４０及びハブ２５０は、一体型で備えられることができる。スリーブ２４０及びハブ２５０が一体型で備えられる場合、一つの部材でスリーブ２４０及びハブ２５０が共に提供されるため、部品数が減って製品の組立が容易になり、組立公差を最小限にすることができる。
【０１４７】
また、スリーブ２４０の外周面下段部は、下部スラスト部材２２０の延長部２２４と共に気液界面を形成するように半径方向内側に向かって上向傾斜して形成されることができる。
【０１４８】
なお、スリーブ２４０の外周面と下部スラスト部材２２０の延長部２２４との間の空間に、第２気液界面Ｆ２が形成されることができるようにスリーブ２４０の下段部は半径方向内側に向かって上向傾斜して形成されることができる。即ち、スリーブ２４０の外周面と下部スラスト部材２２０の延長部２２４との間の空間に潤滑流体のシール部が形成されることができる。
【０１４９】
このように、第２気液界面Ｆ２がスリーブ２４０の下段部と延長部２２４との間の空間に形成されることから、ベアリング間隙Ｂに充填された潤滑流体は第１気液界面Ｆ１及び第２気液界面Ｆ２を形成するようになる。
【０１５０】
また、スリーブ２４０の内部面には、スリーブ２４０の回転時にベアリング間隙Ｂに充填された潤滑流体を媒介にして流体動圧を発生させるための上部及び下部ラジアル動圧グルーブ２４８、２４９が形成されることができる。
【０１５１】
しかし、上記上部及び下部ラジアル動圧グルーブ２４８、２４９は、図９に示されているように、スリーブ２４０の内部面に形成される場合に限定されず、シャフト２３０の外周面に形成されることもできる。また、へリングボーン、スパイラル、ネジ線の形状など多様な形状で備えられることができる。
【０１５２】
ハブ２５０は、スリーブ２４０に結合されてスリーブ２４０と連動して回転する。
【０１５３】
ハブ２５０は、上部スラスト部材２６０が内部に挿入配置される挿入部が形成されたハブ本体２５２と、ハブ本体２５２の端から延長形成されて内部面にマグネットアセンブリ２８０が装着される装着部２５４と、装着部２５４の先端から半径方向外側に向かって延長形成される延長部２５６と、を備えることができる。
【０１５４】
また、ハブ本体２５２の内部面下段部は、スリーブ２４０の外部面に接合されることができる。即ち、スリーブ２４０の接合面にハブ本体２５２の内部面下段部が接着剤または／及び溶接によって接合されることができる。
【０１５５】
これにより、ハブ２５０の回転時にスリーブ２４０がハブ２５０と共に回転することができる。
【０１５６】
また、装着部２５４は、ハブ本体２５２から軸方向下側に向かって延長形成される。なお、装着部２５４の内部面にマグネットアセンブリ２８０が固定設置されることができる。
【０１５７】
一方、マグネットアセンブリ２８０は、装着部２５４の内部面に固定設置されるヨーク２８２と、ヨーク２８２の内周面に設置されるマグネット２８４と、を含むことができる。
【０１５８】
マグネット２８４は環状を有することができ、円周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に着磁されることで、一定強さの磁場を発生させる永久磁石になることができる。
【０１５９】
また、マグネット２８４は、コイル２０１が巻線されるステータコア２０２の先端に対向配置され、コイル２０１が巻線されたステータコア２０２との電磁相互作用によってハブ２５０が回転できるように駆動力を発生させる。
【０１６０】
上部スラスト部材２６０は、シャフト２３０の上段部に固定設置され、スリーブ２４０またはハブ２５０と共に気液界面を形成する。
【０１６１】
上記上部スラスト部材２６０は、内部面がシャフト２３０に接合される本体２６２と、本体２６２から延長形成されて傾斜部２６３と共に気液界面を形成する突出部２６４と、を備えることができる。
【０１６２】
突出部２６４は、本体２６２から軸方向下側に延長形成され、内部面がスリーブ２４０の外側面と対向し、外部面がハブ２５０の内部面と対向することができる。
【０１６３】
また、突出部２６４は、シャフト２３０と平行に本体２６２から延長形成されることができる。
【０１６４】
なお、上部スラスト部材２６０も、ベース部材２１０、下部スラスト部材２２０、シャフト２３０と共に固定設置される固定部材としてステータを構成する部材である。
【０１６５】
一方、上部スラスト部材２６０がシャフト２３０に固定設置され、スリーブ２４０がハブ２５０と共に回転するため、ハブ２５０と突出部２６４との間の空間に第１気液界面Ｆ１が形成されることができる。これにより、上記ハブ２５０の内側面は、傾斜するように備えられる傾斜部２５３を備えることができる。
【０１６６】
但し、上記上部スラスト部材２６０の突出部２６４は、スリーブ２４０及びハブ２５０が形成する空間の間に配置される。また、スリーブ２４０及び上部スラスト部材２６０の本体２６２の下面、上記スリーブ２４０の外側面及び突出部２６４の内側面、上記突出部２６４の外側面及び上記ハブ２５０の内側面がそれぞれ形成する空間に沿って迷路（ラビリンス）状に潤滑流体が満たされてシール部が形成される。
【０１６７】
従って、上記第１気液界面Ｆ１は、図９に示されているように、上部スラスト部材２６０の外側面及びハブ２５０の内側面が形成する空間に形成されるのみならず、上記スリーブ２４０の外側面及び突出部２６４の内側面に形成されることができる。もちろん、後者の場合は、上記スリーブ２４０の外側面または上記突出部２６４の内側面が傾斜するように形成されて潤滑流体のシールが容易になるようにすることができる。
【０１６８】
また、上部スラスト部材２６０の底面または上部スラスト部材２６０の底面に対向配置されるスリーブ２４０の上面のうち少なくとも一つには、スラスト動圧を発生させるための上部スラスト動圧グルーブ２４８が形成されることができる。上部スラスト動圧グルーブは第１スラスト動圧グルーブの一例であってよい。
【０１６９】
なお、上部スラスト部材２６０は、ベアリング間隙Ｂに充填される潤滑流体が上部側に漏洩することを防止するシール部材の役割も同時に行うことができる。
【０１７０】
さらに、上記上部スラスト部材２６０及び上記ハブ２５０が形成する空間を上側からカバーするキャップ部材２９０を備えることができる。
【０１７１】
上記キャップ部材２９０は、リング状に備えられて外側端が上記ハブ２５０の内側に固定されることができる。
【０１７２】
図１０は、図２に示されるメカニズムを図９に示される実施例によるスピンドルモータに適用するための各種パラメータを定義する説明図であり、図１１は、図１０に示されるメカニズムを数学的に算定するための各種パラメータを定義する説明図である。
【０１７３】
図１０を参照すると、図２の実施例がシングルスラスト構造である点に対し、スラストベアリングが２つのダブルスラスト構造である点において差異がある。これにより、回転部材であるスリーブ２４０が傾斜すると、上下スラストベアリングにおいて傾斜に抵抗する力が発生する。即ち、図２の実施例において数学式１で示したことを、図１０の実施例においては数学式１６で示すことができる。
【０１７４】
［数１６］
ＳＴＵ＋ＳＴＬ＞ＳＵ＋ＳＬ
【０１７５】
上記数学式１６には、ダブルスラスト構造に適用される点からスリーブ２４０と下部スラスト部材２２０との間に作用する流体動圧ＳＴＬが数学式１に追加されたもの以外は、図１から図８を参照して説明した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００の回転部材が傾斜する場合に適用される原理がそのまま適用されることができる。
【０１７６】
図１０及び図１１を参照して上記数学式１６をまとめるためのパラメータ及び数学的な算出方式について説明する。
【０１７７】
図１０及び図１１を参照して各パラメータを定義すると、以下の通りである。但し、図１に示される実施例と比較すると、本実施例によるスピンドルモータ２００は、シャフトが固定された固定軸構造でありながら、ダブルスラスト構造で備えられる点のみが異なり、数学式１から数学式１５に適用される原理は同一である。従って、同一意味のパラメータは、同一記号を使用し、追加されるパラメータについて詳述する。
【０１７８】
ＴＵ１：回転部材の重心から上部スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、ＴＵ２：回転部材の重心から上部スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、αＵ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、αＵ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と上部スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴＵ：上部スラスト動圧グルーブの半径方向長さ、ＴＬ１：回転部材の重心から下部スラスト動圧グルーブの内側端までの距離、ＴＬ２：回転部材の重心から下部スラスト動圧グルーブの外側端までの距離、αＬ１：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部スラスト動圧グルーブの内側端とを連結する線となす角のうち小さい角、αＬ２：回転部材の重心を通る半径方向延長線が回転部材の重心と下部スラスト動圧グルーブの外側端とを連結する線となす角のうち小さい角、ＬＴＬ：下部スラスト動圧グルーブの半径方向長さを意味する。
【０１７９】
また、ラジアル動圧グルーブ２４６、２４７と関連したパラメータは、図６に示されたものと同一であるため、その説明を省略する。
【０１８０】
なお、本発明の一実施例において、回転部材の重心Ｇは、スピンドルモータにディスク、クランプなどが装着された最終状態を意味する。図９におけるスピンドルモータ２００はディスク、クランプなどが装着されていない状態を、図１０から図１１における重心Ｇはディスク、クランプなどが装着された回転部材の重心を示す。
【０１８１】
数学式２から数学式６を参照すると、上記数学式１６を算定するための各項目別面積を算定することができる。
【０１８２】
よって、数学式１６に数学式２から数学式６で算定された数式を代入してまとめると、数学式１７になる。
【０１８３】
［数１７］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ＋
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【０１８４】
また、回転部材の重心は、回転部材の構造及び形状に応じて多様な位置に形成されることができる。特に、本発明の一実施例のようなスピンドルモータ２００の場合、上記回転部材の重心を上部ラジアル動圧グルーブまたは下部ラジアル動圧グルーブ領域内に形成すると、スラスト動圧グルーブ及びラジアル動圧グルーブの関係を簡単に定立することができる。
【０１８５】
回転部材の重心Ｇが上部ラジアル動圧グルーブ領域及びその上部領域に位置する場合、上記数学式１６の項目のうち上部ラジアル動圧グルーブ２４８が形成される部分においてスリーブ２４０が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＵは、無視できるほど小さい値を有する。従って、上記数学式１６を下記数学式１８に簡略化することができる。
【０１８６】
［数１８］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＬ１ｓｉｎβＬ１＋ＲＬ２ｓｉｎβＬ２）ＬＬ
【０１８７】
また、回転部材の重心Ｇが下部ラジアル動圧グルーブ領域及びその下部領域に位置する場合、上記数学式１６の項目のうち下部ラジアル動圧グルーブ２４７が形成される部分においてスリーブ２４０が傾斜する前と傾斜した後の間隙差異による面積ＳＬが無視できるほど小さい値を有するようになる。従って、上記数学式１６を下記数学式１９に簡略化することができる。
【０１８８】
［数１９］
（ＴＵ１ｃｏｓαＵ１＋ＴＵ２ｃｏｓαＵ２）ＬＴＵ＋
（ＴＬ１ｃｏｓαＬ１＋ＴＬ２ｃｏｓαＬ２）ＬＴＬ＞
（ＲＵ１ｓｉｎβＵ１＋ＲＵ２ｓｉｎβＵ２）ＬＵ
【０１８９】
図１２の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例によるスピンドルモータを用いるディスク駆動装置の概略断面図である。
【０１９０】
図１２を参照すると、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００、２００が装着された記録ディスク駆動装置８００は、ハードディスクドライブであり、スピンドルモータ１００、２００と、ヘッド移送部８１０と、ハウジング８２０と、を含むことができる。記録ディスク駆動装置８００の厚さ規格は５ｍｍ以下である。
【０１９１】
上記スピンドルモータ１００、２００は、上記した本発明によるスピンドルモータの特徴を全て有し、記録ディスク８３０を搭載することができる。
【０１９２】
上記ヘッド移送部８１０は、上記スピンドルモータ１００、２００に搭載された記録ディスク８３０の情報を検出する磁気ヘッド８１５を、検出しようとする記録ディスクの面に移送させることができる。
【０１９３】
ここで、上記磁気ヘッド８１５は、上記ヘッド移送部８１０の支持部８１７上に配置されることができる。
【０１９４】
上記ハウジング８２０は、上記スピンドルモータ１００及び上記ヘッド移送部８１０を収容する内部空間を形成するため、モータ搭載プレート８２２と、上記モータ搭載プレート８２２の上部を遮蔽するトップカバー８２４と、を含むことができる。
【０１９５】
ヘッド移送部８１０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ、Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ）で構成される。しかし、ボイスコイルモータへの電源供給が急に中断されると、磁気ヘッド８１５がディスクにそのまま位置してディスクに記録された情報が損傷するという問題が発生する可能性がある。
【０１９６】
上記問題を解決するために、記録ディスク駆動装置８００は、スピンドルモータの逆起電力（Ｂ−ＥＭＦ、Ｂａｃｋ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ  Ｆｏｒｃｅ）を用いてボイスコイルモータを駆動する。逆起電力によってボイスコイルモータが駆動されて磁気ヘッド８１５は初期の位置に戻ることができる。これをエマージェンシーパーキング（Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  Ｐａｒｋｉｎｇ）という。
【０１９７】
即ち、スピンドルモータが駆動される間に電源供給が中断されると、ディスクの回転力を用いて電気エネルギーが生成され、これがボイスコイルモータに供給される。
【０１９８】
２．５"型ディスクの場合、逆起電力（Ｂ−ＥＭＦ）が０．３５Ｖ／ｋｒｐｍ以上確保されないと、ヘッドのエマージェンシーパーキングを具現することができない。従来のディスク駆動装置では、逆起電力が問題にならなかったが、２．５"型５ｍｍのディスク駆動装置では、コア高さの制限により、逆起電力の確保が問題になる。
【０１９９】
従って、コア高さが低くなって不足する逆起電力を確保するためには、コアの半径方向長さを長く設計する必要がある。しかし、２．５"型ディスクは、その内径が２０ｍｍと定められているため、コアの半径方向長さにも制限がある。
【０２００】
これにより、決定されたディスクの内径範囲内で十分なコアの半径方向長さを確保しなければならないため、長くなるコアの半径方向長さの分だけスラストベアリングが形成されるスリーブの半径方向長さにも制限が生じる。
【０２０１】
従って、逆起電力を確保するためのコアの半径方向長さと、傾斜剛性を確保するためのスラストベアリングの半径方向長さを全て満たすことができるように設計することが重要である。
【符号の説明】
【０２０２】
１００、２００  スピンドルモータ
１１０  流体動圧ベアリングアセンブリ
１２０  ロータ
１３０  ステータ
２１０  ベース部材
２２０  下部スラスト部材
２３０  シャフト
２４０  スリーブ
２５０  ハブ
２６０  上部スラスト部材
２８０  マグネットアセンブリ
２９０  キャップ部材
【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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