(57)【要約】【課題】回転体が回転しているときの回転体のバランス性能が良好でありながら、より多くの記録ディスクを搭載できる回転機器を提供する。【解決手段】回転機器１００は、固定体側のシャフト２６を回転体側のスリーブ１０６が潤滑剤９２を介して環囲する回転機器である。シャフト２６とスリーブ１０６との第１隙間１２６は軸方向に沿って互いに離間する２つのラジアル動圧発生部１６０、１６２を含む。回転体および固定体は、回転体に複数の磁気記録ディスク８が載置された場合の回転体の重心Ｇが、２つのラジアル動圧発生部１６０、１６２の間に位置するよう構成される。【選択図】図２
2014032713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体側のシャフトを回転体側のスリーブが潤滑剤を介して環囲する回転機器であって、前記シャフトと前記スリーブとの隙間は前記シャフトが延在する延在方向に沿って互いに離間する２つの動圧発生部を含み、
前記回転体および前記固定体は、前記回転体に複数の記録ディスクが載置された場合の前記回転体の重心が、２つの動圧発生部の間に位置するよう構成されることを特徴とする回転機器。
【請求項２】
前記回転体は、前記スリーブの外周側に固定されたハブを含み、
前記ハブは、
前記ハブに複数の記録ディスクが載置された場合に記録ディスクの中央の孔に嵌る外筒面を有する外胴部と、
前記スリーブの外周側と接合される内胴部と、
前記外胴部と前記内胴部との間の中間部と、を有し、
前記ハブは、前記中間部の前記延在方向における幅が前記外筒面の前記延在方向における幅の１０分の１から５分の１の範囲となるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項３】
前記固定体は、
前記シャフトを環囲する円環部とそこから半径方向外向きに伸びる複数の突極とを含むコアと、
前記複数の突極に巻き線されて形成されるコイルと、を含み、
前記回転体は、前記ハブに固定され、前記複数の突極と半径方向に対向し、周方向に複数の駆動用着磁が施されたマグネットを含み、
前記外胴部は、
前記外筒面の一部を外周面とし第１内径を有する第１リング部と、
前記外筒面の他の一部を外周面とし第１内径よりも大きな第２内径を有する第２リング部と、を有し、
前記マグネットは前記第２リング部の内周面および前記第１リング部の前記第２リング部側の面により画定される領域に収められており、
前記ハブは、前記第１リング部の前記延在方向における幅が前記中間部の前記延在方向における幅の２倍から４倍の範囲となるよう構成されることを特徴とする請求項２に記載の回転機器。
【請求項４】
前記固定体は、前記シャフトおよび前記スリーブを環囲する円環部とそこから半径方向外向きに伸びる複数の突極とを含むコアを含み、
前記内胴部は、前記円環部と前記スリーブとの間に進入することを特徴とする請求項２または３に記載の回転機器。
【請求項５】
前記固定体は、
前記シャフトの一端が挿入されて固定されるシャフト孔が形成されたシャフト保持部と、
前記シャフト保持部に固定され、前記スリーブを環囲するスリーブ環囲部と、を含み、
前記潤滑剤の気液界面は前記スリーブ環囲部の内周面と接しており、
前記内胴部は、前記スリーブ環囲部と前記円環部との間に進入することを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
【請求項６】
前記回転体には４枚以上の記録ディスクが載置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の回転機器。
【請求項７】
前記スリーブには、一方の動圧発生部の他方の動圧発生部とは反対側と他方の動圧発生部の一方の動圧発生部とは反対側とを連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔は、前記連通孔の長さが前記連通孔の直径の２０倍から６０倍の範囲となるよう形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト固定型の回転機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブなどのディスク駆動装置は、小型化、大容量化が進み、種々の電子機器に搭載されている。特にノートパソコンや携帯型音楽再生機器などの携帯型の電子機器へのディスク駆動装置の搭載が進んでいる。このような携帯型の電子機器に搭載されるディスク駆動装置に対しては、デスクトップＰＣ（Personal Computer）などの据置型の電子機器に搭載されるものと比べて、落下などの衝撃や持ち運びによる振動にも耐えうるように耐衝撃性、耐振動性の向上が求められている。
【０００３】
例えば特許文献１や特許文献２には、シャフトがベースプレートに固定され、軸受に流体動圧軸受（Fluid Dynamic Bearing）機構を採用したモータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６２２４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハードディスクドライブの大容量化を進めるひとつの手法として、磁気記録ディスクをより多く搭載することが考えられる。しかしながら一般に、搭載する磁気記録ディスクの枚数が増えると、その分回転体の重心はベースから離れていく。回転体の重心がベースから遠いほど、回転体の回転時に回転体のバランスが崩れやすくなる。回転体のバランスが崩れるとデータのリード／ライトのエラーレートが悪化しうる。
【０００６】
回転時のバランスを維持するために、流体動圧軸受の動圧を強くして軸受の剛性を高めることが考えられる。しかしながら、この動圧を強くすると回転時の潤滑剤の移動量が増加し、ある箇所では潤滑剤が過剰となる一方別の箇所では潤滑剤が欠乏するようなことが起こりうる。潤滑剤の気液界面において潤滑剤が過剰となる場合は、潤滑剤が気液界面から飛散しやすくなるので好ましくない。したがって、搭載する磁気記録ディスクの数を増やすことはそれほど単純ではない。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は回転体が回転しているときの回転体のバランス性能が良好でありながら、より多くの記録ディスクを搭載できる回転機器の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、回転機器に関する。この回転機器は、固定体側のシャフトを回転体側のスリーブが潤滑剤を介して環囲する回転機器であって、シャフトとスリーブとの隙間はシャフトが延在する延在方向に沿って互いに離間する２つの動圧発生部を含む。回転体および固定体は、回転体に複数の記録ディスクが載置された場合の回転体の重心が、２つの動圧発生部の間に位置するよう構成される。
【０００９】
この態様によると、回転体に複数の記録ディスクが載置された場合の回転体の重心は、２つの動圧発生部の間に位置する。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転体が回転しているときの回転体のバランス性能が良好でありながら、より多くの記録ディスクを搭載できる回転機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係る回転機器を示す図である。
【図２】図１（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１４】
実施の形態に係る回転機器は、磁気記録ディスクを搭載しそれを回転駆動するハードディスクドライブなどのディスク駆動装置として好適に用いられ、特にシャフトがベースに対して固定され、ハブがシャフトに対して回転するようなシャフト固定型のディスク駆動装置として好適に用いられる。特に、実施の形態に係る回転機器は、サーバに使用される大容量のハードディスクドライブとして好適に使用される。
【００１５】
実施の形態に係る回転機器はシャフト固定型であり、固定体側のシャフトを回転体側のスリーブが潤滑剤を介して環囲する。シャフトが延在する延在方向は、実質的に軸方向すなわち回転体の回転軸と平行な方向である。回転機器には流体動圧軸受が採用されている。特に、シャフトとスリーブとの隙間は、軸方向に沿って互いに離間する２つのラジアル動圧発生部を含む。回転体および固定体は、回転体に複数の磁気記録ディスクが載置された場合の回転体の重心が、軸方向において２つのラジアル動圧発生部の間に位置するよう構成される。これにより、回転時の回転体のバランスが良くなり、リード／ライトのエラーレートが低下する。また、回転機器の耐衝撃性や耐振動性も向上する。
【００１６】
図１（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係る回転機器１００を示す図である。図１（ａ）は回転機器１００の上面図である。図１（ｂ）は回転機器１００の側面図である。図１（ｃ）は、トップカバー２を外した状態の回転機器１００の上面図である。回転機器１００は、固定体と、固定体に対して回転する回転体と、回転体に取り付けられる磁気記録ディスク８と、データリード／ライト部１０と、を備える。固定体は、ベース４と、ベース４に固定されたシャフト２６と、トップカバー２と、６つのねじ２０と、シャフト固定ねじ６と、を含む。回転体はハブ２８と、キャップ１２と、を含む。
以降ベース４に対してハブ２８が搭載される側を上側として説明する。
【００１７】
磁気記録ディスク８は、直径が約９５ｍｍのガラス製の３．５インチ型磁気記録ディスクであり、その中央の孔の直径は約２５ｍｍ、厚みは約１．２７ｍｍである。ハブ２８は５枚の磁気記録ディスク８を搭載する。
ベース４はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベース４は、回転機器１００の底部を形成する底板部４ａと、磁気記録ディスク８の載置領域を囲むように底板部４ａの外周に沿って形成された外周壁部４ｂと、を有する。外周壁部４ｂの上面４ｃには、６つのねじ穴２２が設けられる。
【００１８】
データリード／ライト部１０は、記録再生ヘッド（不図示）と、スイングアーム１４と、ボイスコイルモータ１６と、ピボットアセンブリ１８と、を含む。記録再生ヘッドは、スイングアーム１４の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク８にデータを記録し、磁気記録ディスク８からデータを読み取る。ピボットアセンブリ１８は、スイングアーム１４をベース４に対してヘッド回転軸Ｓの周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ１６は、スイングアーム１４をヘッド回転軸Ｓの周りに揺動させ、記録再生ヘッドを磁気記録ディスク８の上面上の所望の位置に移動させる。ボイスコイルモータ１６およびピボットアセンブリ１８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
【００１９】
トップカバー２は、６つのねじ２０を用いてベース４の外周壁部４ｂの上面４ｃに固定される。６つのねじ２０は、６つのねじ穴２２にそれぞれ対応する。特にトップカバー２と外周壁部４ｂの上面４ｃとは、それらの接合部分から回転機器１００の内側へリークが生じないように互いに固定される。ここで回転機器１００の内側とは具体的には、ベース４の底板部４ａと、ベース４の外周壁部４ｂと、トップカバー２と、で囲まれる清浄空間２４である。この清浄空間２４は密閉されるように、つまり外部からのリークインもしくは外部へのリークアウトが無いように設計される。清浄空間２４は、パーティクルが除去された清浄な空気で満たされる。これにより、磁気記録ディスク８へのパーティクルなどの異物の付着が抑えられ、回転機器１００の動作の信頼性が高められている。
【００２０】
シャフト２６の上側の端面にはシャフト固定ねじ穴２６ａが設けられる。シャフト２６の下端はベース４に対して後述のように固定される。シャフト固定ねじ６がトップカバー２を貫通してシャフト固定ねじ穴２６ａに螺合されることによって、シャフト２６の上端はトップカバー２およびベース４に対して固定される。
【００２１】
シャフト固定型の回転機器のなかでもこのようにベース４やトップカバー２などのシャーシにシャフト２６の両端が固定されるタイプの回転機器によると、回転機器の耐衝撃性や耐振動性を高めることができる。このタイプの回転機器においては、流体動圧軸受を採用した場合、一般的に潤滑剤の気液界面は２つ存在する。
【００２２】
図２は、図１（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。
回転体は、ハブ２８と、ヨーク３０と、円筒状マグネット３２と、スリーブ１０６と、キャップ１２と、を含む。固定体は、ベース４と、積層コア４０と、コイル４２と、ハウジング１０２と、シャフト２６と、張出環囲部１０４と、を含む。回転体と固定体との隙間の一部に潤滑剤９２が連続的に介在する。
【００２３】
回転機器１００を製造する際には、ハウジング１０２とスリーブ１０６と張出環囲部１０４と潤滑剤９２とシャフト２６とを含む流体動圧軸受ユニットを製造する。そして流体動圧軸受ユニットにハブ２８やベース４などが取り付けられて回転機器１００が製造される。ベース４は、この流体動圧軸受ユニットを介してハブ２８を回転自在に支持する。
【００２４】
ハブ２８は、スリーブ１０６の外周側に固定される。ハブ２８は、軟磁性を有する例えばＳＵＳ４３０Ｆ等の鉄鋼材料またはアルミニウムから形成される。ハブ２８は、鉄鋼板を例えばプレス加工や切削加工することにより形成され、回転軸Ｒに沿って中心孔を有する略カップ状の所定の形状に形成される。ハブ２８の鉄鋼材料としては、例えば、大同特殊鋼株式会社が供給する商品名ＤＨＳ１のステンレスはアウトガスが少なく、加工容易である点で好ましい。また、同様に同社が供給する商品名ＤＨＳ２のステンレスはさらに耐食性が良好な点でより好ましい。
【００２５】
ハブ２８は半径方向（すなわち回転軸Ｒに直交する方向）外側から順番に外胴部２８ａと中間部２８ｂと内胴部２８ｃとを有する。中間部２８ｂは外胴部２８ａと内胴部２８ｃとの間に位置し、それらを互いに機械的に結合する。
【００２６】
内胴部２８ｃは、スリーブ１０６の上部の外周面１０６ｆと接合される。内胴部２８ｃとスリーブ１０６との接合部分１４２は、焼き嵌め部分１４４と、隙間接着部分１４６と、を有する。隙間接着部分１４６は２つの接着剤溜まり１４８を有する。２つの接着剤溜まり１４８および隙間接着部分１４６に接着剤１５０が存在する。
【００２７】
ハブ２８とスリーブ１０６とを接合する際、接着剤溜まり１４８および隙間接着部分１４６に保持される接着剤１５０が硬化するまでは、焼き嵌め部分１４４の作用によりハブ２８とスリーブ１０６とは仮止めされる。そのように仮止めされている間に接着剤溜まり１４８および隙間接着部分１４６に保持される接着剤１５０が硬化し、その結果必要な固定強度が得られる。この場合、例えば全部圧入により必要な固定強度を得ようとする場合と比較して、ハブ２８の直角度を改善することができる。
【００２８】
外胴部２８ａは、５枚の磁気記録ディスク８の中央孔８ａに嵌る外筒面２８ｄを外周面として有する。外胴部２８ａは、外筒面２８ｄの上部２８ｅを外周面とし第１内径ＩＤ１を有する第１リング部２８ｆと、外筒面２８ｄの下部２８ｇを外周面とし第１内径ＩＤ１よりも大きな第２内径ＩＤ２を有する第２リング部２８ｈと、第２リング部２８ｈよりも半径方向外側に設けられた載置部２８ｉと、を有する。
【００２９】
磁気記録ディスク８は、載置部２８ｉの上面であるディスク載置面２８ｊ上に載置される。ディスク載置面２８ｊには、磁気記録ディスク８を着座させるための上側に突き出た隆起部２８ｋが形成される。隆起部２８ｋは、回転軸Ｒを中心とする円環状に形成され、隆起部２８ｋのうち磁気記録ディスク８が着座する部分の面は、滑らかな曲面である。その曲面の断面は円弧状である。
【００３０】
軸方向で隣接する２枚の磁気記録ディスク８の間には円環状のスペーサ１５２が挿入される。クランパ１５４は、５枚の磁気記録ディスク８および４つのスペーサ１５２をディスク載置面２８ｊの隆起部２８ｋに対して押し付けて固定する。クランパ１５４は、複数のクランプねじ（不図示）によってハブ２８の上面２８ｌに対して固定される。特にクランプねじは第１リング部２８ｆに設けられたクランプねじ孔２８ｍに螺合される。
【００３１】
第２リング部２８ｈは磁気記録ディスク８とヨーク３０とによって半径方向で挟まれる。第２リング部２８ｈの内周面２８ｎおよび第１リング部２８ｆの下面２８ｐは、環状のマグネット収容領域１５６を画定する。ヨーク３０および円筒状マグネット３２は、このマグネット収容領域１５６に収められる。
【００３２】
ヨーク３０はその断面が逆Ｌ字型であり、鉄などの磁性材料により形成される。ヨーク３０は第２リング部２８ｈの内周面２８ｎに接着と圧入とを併用して固定される。第２リング部２８ｈの内周面２８ｎには、ヨーク３０が圧入される際にヨーク３０が押し当てられる第１凸部２８ｑおよび第２凸部２８ｒが形成される。第１凸部２８ｑおよび第２凸部２８ｒは両方とも回転軸Ｒの周りに形成された環状の凸部であり、第１凸部２８ｑを上側として軸方向に互いに離間して形成される。第２リング部２８ｈの内周面２８ｎとヨーク３０の外周面３０ａとの間には接着剤１５８が充填される。これはヨーク３０をハブ２８に圧入する際、第２リング部２８ｈの内周面２８ｎに適量の接着剤１５８を塗布しておくことにより実現される。
【００３３】
ヨーク３０の内周面３０ｂには円筒状マグネット３２が接着固定される。円筒状マグネット３２は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの希土類材料によって形成され、積層コア４０の１２本の突極と半径方向に対向する。円筒状マグネット３２にはその周方向（回転軸Ｒを中心とし回転軸Ｒに垂直な円の接線方向）に１６極の駆動用着磁が施される。円筒状マグネット３２の表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施される。なお、円筒状マグネット３２はヨーク３０を介してハブ２８に固定されると言える。
【００３４】
積層コア４０は円環部とそこから半径方向外向きに伸びる１２本の突極とを有し、ベース４の上面側に固定される。積層コア４０は、１７枚の薄型電磁鋼板を積層しカシメにより一体化して形成される。積層コア４０の表面には電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。積層コア４０の各突極にはコイル４２が巻回される。このコイル４２に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極に沿って駆動磁束が発生する。
【００３５】
ベース４は、回転軸Ｒを中心とした円筒状の突出部４ｅを有する。突出部４ｅは、ハウジング１０２を環囲するようにベース４の上面から上向きに突出する。積層コア４０の円環部の中心孔４０ａの下部４０ｂが突出部４ｅの外周面４ｆに嵌合されることで積層コア４０はベース４に対して固定される。特に積層コア４０の円環部は突出部４ｅに圧入されもしくは隙間ばめによって接着固定される。中心孔４０ａの上部４０ｄは内胴部２８ｃと第７隙間１３６を介して対向する。中心孔４０ａのうち下部４０ｂと上部４０ｄとの間の中間部４０ｃは、ハウジング１０２と第７隙間１３６よりも広い第８隙間１３８を介して対向する。
【００３６】
ハウジング１０２はＳＵＳなどの鉄鋼材料により形成される。ハウジング１０２は、平たい環状のシャフト保持部１１０と、シャフト保持部１１０の外周側に固定された円筒状のスリーブ環囲部１１２と、を含む。シャフト保持部１１０とスリーブ環囲部１１２とは、シャフト保持部１１０の外周面全体がスリーブ環囲部１１２の内周面１１２ａの下側の一部と接する形で結合され、特にシャフト保持部１１０とスリーブ環囲部１１２とは一体に形成される。この場合、ハウジング１０２の製造誤差を低減でき、接合の手間を省くことができる。スリーブ環囲部１１２は突出部４ｅによって環囲される。特にスリーブ環囲部１１２は、突出部４ｅの内周面すなわちベース４に設けられた回転軸Ｒを中心とする軸受孔４ｈに接着により固定される。
【００３７】
内胴部２８ｃは、スリーブ環囲部１１２と積層コア４０の円環部との第８隙間１３８に進入するハブ進入部２８ｓを有する。ハブ進入部２８ｓとスリーブ環囲部１１２との隙間およびハブ進入部２８ｓと円環部の中心孔４０ａとの隙間は、第７隙間１３６と合わせて、第１気液界面１１６から蒸発した潤滑剤９２の蒸気に対するラビリンスとして機能し、気体となった潤滑剤９２が磁気記録ディスク８へ到達するのを抑制する。
【００３８】
シャフト２６の下端は、シャフト保持部１１０の内周面すなわちシャフト保持部１１０に設けられた回転軸Ｒを中心とするシャフト孔１１０ａに挿入され、接着または圧入によりそこで固定される。
張出環囲部１０４は、シャフト２６の上端側を環囲してシャフト２６に固定される。
【００３９】
スリーブ１０６は真鍮（黄銅）またはアルミニウムまたはＤＨＳ１の母材を所望の形状に切削加工し、その結果物にニッケルめっきを施すことにより形成される。スリーブ１０６は、シャフト２６のうちシャフト孔１１０ａに嵌っている部分と張出環囲部１０４に環囲される部分との間の中間部分を環囲する。スリーブ１０６とシャフト２６の中間部分とに潤滑剤９２が介在する。すなわち、スリーブ１０６の内周面１０６ａとシャフト２６の中間部分の外周面２６ｄとは第１隙間１２６を介して対向し、第１隙間１２６は潤滑剤９２で満たされている。
【００４０】
第１隙間１２６は、回転体が回転するとき潤滑剤９２に半径方向の動圧が発生する２つのラジアル動圧発生部１６０、１６２を含む。２つのラジアル動圧発生部１６０、１６２は互いに軸方向に離間し、第１ラジアル動圧発生部１６０は第２ラジアル動圧発生部１６２の上側に位置する。２つのラジアル動圧発生部１６０、１６２のそれぞれに対応するスリーブ１０６の内周面１０６ａの部分には、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状の第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２が形成される。なお、第１ラジアル動圧発生溝５０および第２ラジアル動圧発生溝５２のうちの少なくともひとつは、スリーブ１０６の内周面１０６ａの代わりにシャフト２６の中間部分の外周面２６ｄに形成されてもよい。
【００４１】
スリーブ１０６は、軸方向において張出環囲部１０４とシャフト保持部１１０とに挟まれている。スリーブ１０６と張出環囲部１０４、および、スリーブ１０６とシャフト保持部１１０、のそれぞれに潤滑剤９２が介在する。すなわち、スリーブ１０６の上面１０６ｂと張出環囲部１０４の下面１０４ａとは第２隙間１２８を介して対向し、第２隙間１２８は潤滑剤９２で満たされている。スリーブ１０６の下面１０６ｈとシャフト保持部１１０の上面１１０ｂとは第３隙間１２４を介して対向し、第３隙間１２４は潤滑剤９２で満たされている。
【００４２】
第３隙間１２４は、回転体が回転するとき潤滑剤９２に軸方向の動圧が発生する第１スラスト動圧発生部１６４を含む。第１スラスト動圧発生部１６４に対応するスリーブ１０６の下面１０６ｈの部分には、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４が形成される。第１スラスト動圧発生溝５４は、スリーブ１０６の下面１０６ｈの代わりにシャフト保持部１１０の上面１１０ｂに形成されてもよい。
【００４３】
第２隙間１２８は、回転体が回転するとき潤滑剤９２に軸方向の動圧が発生する第２スラスト動圧発生部１６６を含む。第２スラスト動圧発生部１６６に対応するスリーブ１０６の上面１０６ｂの部分には、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６が形成される。第２スラスト動圧発生溝５６は、スリーブ１０６の上面１０６ｂの代わりに張出環囲部１０４の下面１０４ａに形成されてもよい。
【００４４】
回転体が固定体に対して相対的に回転するとき、第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２、第１スラスト動圧発生溝５４、第２スラスト動圧発生溝５６はそれぞれ潤滑剤９２に動圧を生じさせる。この動圧によって回転体は、固定体と非接触のまま半径方向および軸方向に支持される。
【００４５】
スリーブ環囲部１１２とスリーブ１０６との位置関係では、スリーブ環囲部１１２はスリーブ１０６の下部を環囲する。スリーブ環囲部１１２とスリーブ１０６との間には、スリーブ環囲部１１２の内周面１１２ａとスリーブ１０６の下部の外周面１０６ｇとの間の第４隙間１３２が上方に向けて徐々に広がる部分である第１テーパシール部１１４が形成される。特にスリーブ環囲部１１２の内周面１１２ａは回転軸Ｒと略平行になるよう形成され、スリーブ１０６の下部の外周面１０６ｇは上側となるほど小径となるよう形成されることにより、第１テーパシール部１１４のテーパ形状が実現される。第１テーパシール部１１４は潤滑剤９２の第１気液界面１１６を有し、毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを抑止する。すなわち、スリーブ環囲部１１２とスリーブ１０６とに少なくとも部分的に潤滑剤９２が介在する。潤滑剤９２の第１気液界面１１６は、スリーブ環囲部１１２の内周面１１２ａおよびスリーブ１０６の下部の外周面１０６ｇの両方と接している。
【００４６】
スリーブ１０６は、張出環囲部１０４と半径方向で対向する上テーパ形成部１０６ｃを有する。上テーパ形成部１０６ｃは張出環囲部１０４を環囲する。上テーパ形成部１０６ｃと張出環囲部１０４との間には、上テーパ形成部１０６ｃの内周面１０６ｄと張出環囲部１０４の外周面１０４ｂとの間の第５隙間１３４が上方に向けて徐々に広がる部分である第２テーパシール部１１８が形成される。特に上テーパ形成部１０６ｃの内周面１０６ｄおよび張出環囲部１０４の外周面１０４ｂの両方が上側となるほど小径となるよう形成され、上テーパ形成部１０６ｃの内周面１０６ｄの縮径の割合が張出環囲部１０４の外周面１０４ｂの縮径の割合よりも小さいことにより、第２テーパシール部１１８のテーパ形状が実現される。回転体の回転時には、第２テーパシール部１１８内の潤滑剤９２に、遠心力起因の半径方向外向きの力が働く。上テーパ形成部１０６ｃの内周面１０６ｄは上側となるほど小径となるよう形成されるので、その力は潤滑剤９２を吸い込むよう作用する。
【００４７】
第２テーパシール部１１８は潤滑剤９２の第２気液界面１２０を有し、毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを抑止する。すなわち、上テーパ形成部１０６ｃと張出環囲部１０４とに少なくとも部分的に潤滑剤９２が介在する。潤滑剤９２の第２気液界面１２０は、上テーパ形成部１０６ｃの内周面１０６ｄおよび張出環囲部１０４の外周面１０４ｂの両方と接している。
【００４８】
スリーブ１０６には、第１ラジアル動圧発生部１６０および第２ラジアル動圧発生部１６２をバイパスするバイパス連通孔１６８が形成される。特にバイパス連通孔１６８は、第１ラジアル動圧発生部１６０の上側と第２ラジアル動圧発生部１６２の下側とを連通する。バイパス連通孔１６８の上端は第２隙間１２８に在り、バイパス連通孔１６８の下端は第３隙間１２４に在る。バイパス連通孔１６８はスリーブ１０６を軸方向に沿って貫通する孔である。バイパス連通孔１６８は、バイパス連通孔１６８の長さＬ１がバイパス連通孔１６８の直径Ｄ１の２０倍から６０倍の範囲となるよう形成される。一例では、バイパス連通孔１６８の直径Ｄ１は０．２５ｍｍから０．５０ｍｍの範囲にあり、バイパス連通孔１６８の長さは約１２．８９ｍｍである。
【００４９】
回転機器１００は多数の磁気記録ディスク８を搭載可能なように構成されるので、比較的軸方向に厚くなる。また、ラジアル軸受の剛性を高めるために、第１ラジアル動圧発生部１６０と第２ラジアル動圧発生部１６２との軸方向の距離すなわち軸受スパンは、できる限り長くなるよう設計される。したがって、バイパス連通孔１６８も長くなる傾向にある。一般に、長くて細い孔をドリルにより形成することは困難であるかまたは手間や作業時間がかかる。そこで、本実施の形態では、バイパス連通孔１６８の長さＬ１に応じてその直径Ｄ１も大きくしている。したがって、バイパス連通孔１６８形成の際の作業性が向上する。
【００５０】
キャップ１２は、第２気液界面１２０および張出環囲部１０４を覆うように上テーパ形成部１０６ｃの上面に固定される断面が逆Ｌ字状の環状部材である。
【００５１】
ハブ２８に５枚の磁気記録ディスク８が載置された場合の回転体の重心Ｇは、軸方向において２つのラジアル動圧発生部１６０、１６２の間すなわち軸受スパン内に位置する。一般に、ハブ２８に搭載する磁気記録ディスク８の枚数が増えるほど、磁気記録ディスク８を搭載した回転体の重心は高くなる（上側に移動する）傾向にある。本実施の形態では、磁気記録ディスク８を４枚以上搭載しつつ、主に以下の３つの構成により回転体の低重心化を実現している。
【００５２】
構成１：中間部２８ｂの軸方向における幅Ｗ１は、外筒面２８ｄの軸方向における幅Ｗ２の１０分の１から５分の１の範囲となる。一例では、幅Ｗ１は約２．１５ｍｍであり、幅Ｗ２は約１４．１２ｍｍである。
構成２：第１リング部２８ｆの軸方向における幅Ｗ３は、中間部２８ｂの軸方向における幅Ｗ１の２倍から４倍の範囲となる。一例では、幅Ｗ３は約６．３７ｍｍである。
構成１および構成２によると、中間部２８ｂを比較的薄くすることができるので、ハブ２８の上側を軽量化することができる。これは、回転体の重心Ｇを下げる方向に寄与する。
【００５３】
第１リング部２８ｆと中間部２８ｂと内胴部２８ｃとにより囲まれるチャック領域１７０は、ハブ２８を切削加工する際のチャックに使用される。
【００５４】
構成３：内胴部２８ｃは、積層コア４０の円環部とスリーブ１０６との間に進入する。このように内胴部２８ｃを下方に比較的長く形成することで、回転体の重心Ｇを下げることができる。
【００５５】
以上のように構成された回転機器１００の動作を説明する。磁気記録ディスク８を回転させるために、３相の駆動電流がコイル４２に供給される。その駆動電流がコイル４２を流れることにより、１２本の突極に沿って磁束が発生する。この磁束によって円筒状マグネット３２にトルクが与えられ、回転体およびそれに嵌合された磁気記録ディスク８が回転する。同時にボイスコイルモータ１６がスイングアーム１４を揺動させることによって、記録再生ヘッドが磁気記録ディスク８上の揺動範囲を行き来する。記録再生ヘッドは磁気記録ディスク８に記録された磁気データを電気信号に変換して制御基板（不図示）へ伝え、また制御基板から電気信号の形で送られてくるデータを磁気記録ディスク８上に磁気データとして書き込む。
【００５６】
本実施の形態に係る回転機器１００によると、回転体の重心Ｇを軸受スパン内に維持しつつ、回転体に磁気記録ディスク８を複数枚搭載することが可能となる。これにより、大容量でありながら回転時のバランス性能に優れた回転機器を提供できる。
【００５７】
また、磁気記録ディスク８を回転体に複数枚搭載しても、ベース４と回転体の重心Ｇとの距離の増加を抑えることができるので、回転機器１００が衝撃や振動を受けた際の回転体すなわち磁気記録ディスクの傾きを抑えることができる。これにより、複数枚の磁気記録ディスク８を搭載するシャフト固定型の回転機器１００の耐衝撃性や耐振動性を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る回転機器１００では、第１テーパシール部１１４は第２ラジアル動圧発生部１６２を環囲する。したがって、軸受スパンを第１テーパシール部１１４の長さにそれほど制約されずに拡大することができ、それにより軸受のラジアル剛性を高めることができる。
また逆に、第１テーパシール部１１４の長さを軸受スパンにそれほど制約されずに大きくして十分な量の潤滑剤９２を保持しかつ飛散を抑止することができる。
【００５９】
したがって、より多くの、例えば４枚以上の磁気記録ディスクを搭載可能でありながら、低重心化および高いラジアル剛性により低いエラーレートを維持でき、同時にキャピラリーシールを深く設けることで比較的長時間使用しても十分な量の潤滑剤９２を維持できる回転機器が提供される。
【００６０】
また、本実施の形態に係る回転機器１００では、下からシャフト２６に圧入する部材がないので、シャフト２６を段差のないストレート形状に形成できる。その結果、シャフト２６の製作は容易となり、シャフト２６の寸法精度も向上する。
【００６１】
以上、実施の形態に係る回転機器の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６２】
実施の形態では、円筒状マグネット３２が積層コア４０の外側に位置する、いわゆるアウターロータ型の回転機器について説明したが、これに限られない。たとえば円筒状マグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型の回転機器であってもよい。
【００６３】
実施の形態では、ベース４にハウジングが直接取り付けられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、回転体および固定体からなるブラシレスモータを別途形成した上で、そのブラシレスモータをシャーシに取り付ける構成としてもよい。
【００６４】
実施の形態では積層コアを用いる場合について説明したが、コアは積層コアでなくてもよい。
【００６５】
実施の形態では、回転体は５枚の磁気記録ディスク８を搭載する場合について説明したが、これに限られず、回転体は複数枚の磁気記録ディスク８を搭載すればよい。例えば、回転体は磁気記録ディスク８を４枚〜６枚搭載してもよい。
【００６６】
実施の形態では、ハブ２８は軟磁性を有する例えばＳＵＳ４３０Ｆ等の鉄鋼材料またはアルミニウムまたはＤＨＳ１またはＤＨＳ２から形成される場合について説明したが、これに限られない。
一般に、大容量化や高密度化のため、リード／ライトする記録再生ヘッドと磁気記録ディスクとの隙間は小さくされる傾向にある。その隙間が小さいほど、僅かな異物がその隙間に介在しても機能上の障害の原因となる可能性が高くなる。ハブの表面に異物が存在すると、ハブの回転に伴って遠心力で剥離し、磁気記録ディスクの表面に移動してそのディスク表面を傷つけ、故障の原因となることがある。
【００６７】
一方、ハブは、例えば、ＪＩＳ名Ａ６０６１のアルミニウム合金などの金属材料から切削加工して形成されることがある。ＪＩＳ名Ａ６０６１のアルミニウム合金は材料成分中にチタン（titanium）を０．１５％以下の割合で含むことが許容されている。発明者らの研究により、素材の材料成分中にチタンを多く含む場合は、アルミニウム合金の材料成分中のチタンや二酸化チタン（titanium oxide）がハブ表面から剥離し、高硬度の異物となって磁気記録ディスクの表面を傷つける原因となりうることが判明した。
【００６８】
この課題に対応して本変形例のハブは、材料成分におけるチタンの含有量を０．０５％以下に低減したアルミニウム合金素材（チタン以外の成分はＪＩＳ名Ａ６０６１とほぼ同様）から切削加工して形成される。本変形例に係るハブは、標準的なＪＩＳ名Ａ６０６１から形成されるハブと比較して、表面から検出されるチタンを含む異物の付着量が有意に減少していることが確認された。また、材料成分におけるチタンの含有量を０．０２％以下に低減することが好ましい。これにより、チタンを含む異物の付着量は一層低減される。材料成分におけるチタンの含有量を０．０１％以下に低減することがより好ましい。この場合、チタンを含む異物の付着量はより一層低減される。
なお、このような課題は、例えばシリコン、鉄、亜鉛、クロムなどのチタン以外の材料成分によっても生じうる。ハブの素材における低減すべき材料成分やその含有率は、切削加工して形成されるハブの表面に付着する異物を分析して実験により定めることができる。
【符号の説明】
【００６９】
２  トップカバー、  ４  ベース、  ８  磁気記録ディスク、  １０  データリード／ライト部、  １２  キャップ、  ２６  シャフト、  ２８  ハブ、  ３０  ヨーク、  ３２  円筒状マグネット、  ４０  積層コア、  ４２  コイル、  ９２  潤滑剤、  １００  回転機器、  １０２  ハウジング、  １０４  張出環囲部、  １０６  スリーブ、  １１０  シャフト保持部。
【図１】
2014032713.tif 000003
【図２】
2014032713.tif 000004