(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受装置において、
前記軸部材は、軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、
前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、
前記スラストプレート部の少なくとも一方の端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、
前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、
前記スライダ部のステップ部における内周部および外周部には、それぞれ、潤滑流体を前記パッド部に導くための案内突部が設けられていることを特徴とする動圧流体軸受装置。
【請求項２】
スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受装置において、
前記軸部材は、軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、
前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、
前記スラストプレート部の両端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、
前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、
前記スラスト動圧発生手段のリセス部およびスライダ部は、前記スラストプレート部の周方向に実質上等間隔に設けられ、片方のスラスト動圧発生手段のリセス部およびスライダ部の各々に対応して他方のスラスト動圧発生手段のスライダ部およびリセス部がそれぞれ配設されていることを特徴とする動圧流体軸受装置。
【請求項３】
スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受装置において、
前記軸部材は、軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、
前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、
前記スラストプレート部の両端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、
前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、
前記軸部材のスラストプレート部における両端面の内周部には、それぞれ、前記リセス部の各々に連通する環状凹部が設けられ、前記スラストプレート部を貫通して設けられた貫通孔によってこれら環状凹部が連通されていることを特徴とする動圧流体軸受装置。
【請求項４】
前記スラスト動圧発生手段のステップ部と前記スリーブ部材の内面との間隔は、潤滑流体の流動方向に前記パッド部に向けてテーパ状に漸減されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の動圧流体軸受装置。
【請求項５】
前記軸部材のスラストプレート部の前記スライダ部には、潤滑流体の圧力を高めてスラスト荷重を支持するための動圧発生溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の動圧流体軸受装置。
【請求項６】
スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体と、前記軸部材とスリーブ部材のいずれか一方に装着されたロータと、該ロータに装着されたマグネットと、該マグネットに対向して配設されたステータとを備えたモータにおいて、
前記軸部材は、その中心軸線が前記ロータの回転軸線となる軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、
前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、
前記スラストプレート部の少なくとも一方の端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、
前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、
前記スライダ部のステップ部における内周部および外周部には、それぞれ、潤滑流体を前記パッド部に導くための案内突部が設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項７】
スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体と、前記軸部材とスリーブ部材のいずれか一方に装着されたロータと、該ロータに装着されたマグネットと、該マグネットに対向して配設されたステータとを備えたモータにおいて、
前記軸部材は、その中心軸線が前記ロータの回転軸線となる軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、
前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、
前記スラストプレート部の両端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、
前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、
前記スラスト動圧発生手段のリセス部およびスライダ部は、前記スラストプレート部の周方向に実質上等間隔に設けられ、片方のスラスト動圧発生手段のリセス部およびスライダ部の各々に対応して他方のスラスト動圧発生手段のスライダ部およびリセス部がそれぞれ配設されていることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油からなる流体（「潤滑流体」という）を利用し、軸部材とスリーブ部材の相対的回転時にその間に充填された潤滑流体に圧力を発生させ、その流体圧力によって軸部材を支持する動圧流体軸受装置およびこれを備えたモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、動圧流体軸受装置として、軸部およびこの軸部から半径方向外方に突出する短円筒状のスラストプレート部を有する軸部材と、この軸部材に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材と、軸部材とスリーブ部材との間に存在する間隙に充填された潤滑流体とを備えたものが知られている。この種の動圧流体軸受装置においては、軸部材の軸部の外周面およびこれに対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方に、ラジアル方向の荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられ、軸部の外周面とスリーブ部材の内周面との間の間隙に潤滑流体が充填される。また、軸部材のスラストプレート部の両端面およびこれら両端面に対向するスリーブ部材の内面のいずれか一方または双方に、スラスト方向の荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられ、スラストプレート部の両端面とスリーブ部材の内面の間の間隙に潤滑流体が充填される。
【０００３】
このような動圧流体軸受装置は、たとえば、マイクロコンピュータのハードディスク駆動用のＤＣブラシレスモータや、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用モータなど種々のモータに使用されることが多いが、モータに使用する場合、前記軸部材およびスリーブ部材の一方がロータに連結され、それらの他方が固定部に結合される。軸部材がロータに連結されるときには、軸回転型のモータとなり、スリーブ部材に対して軸部材がロータと一体的に所定方向に回転駆動される。一方、軸部材が固定部に結合されるときには、軸固定型のモータとなり、軸部材に対してスリーブ部材がロータと一体的に所定方向に回転駆動される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような動圧流体軸受装置（またはこれを備えたモータ）においては、上述したように、軸部材の軸部に関連してラジアル動圧発生手段が設けられ、また軸部材のスラストプレート部に関連してスラスト動圧発生手段が設けられるので、軸受装置（またはこれを備えたモータ）が薄型化すると、次のとおりの問題が生じる。すなわち、軸受装置が小型化する（またはこれを備えたモータが薄型化する）と、軸部材の長さが短くなってラジアル動圧発生手段のために充分な長さを確保することができず、このことに起因して軸受装置の回転剛性が弱くなる。回転剛性が弱くなると、いわゆる軸部材の軸倒れが発生し易くなって軸部材およびスリーブ部材の一部に偏摩耗が生じ、この偏摩耗が大きくなると軸受装置（またはこれを用いたモータ）の寿命となる。
【０００５】
本発明の目的は、軸部材の長さが短くても充分な回転剛性を確保することができる動圧流体軸受装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、充分な回転剛性を確保しながら薄型化を図ることができる、動圧流体軸受装置を備えたモータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受装置において、前記軸部材は、軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、前記スラストプレート部の少なくとも一方の端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、前記スライダ部のステップ部における内周部および外周部には、それぞれ、潤滑流体を前記パッド部に導くための案内突部が設けられていることを特徴とする動圧流体軸受装置である。
本発明に従えば、軸部材のスラストプレート部の周面およびこの周面に対向するスリーブ部材の内周面の一方または双方にラジアル動圧発生手段が設けられ、このスラストプレート部の少なくとも一方の端面にスラスト動圧発生手段が設けられ、スラストプレート部に関連してラジアルおよびスラスト動圧発生手段が配設されるので、軸部材の軸線方向の長さを短くすることができ、これによって軸受装置の軸線方向の大きさを小さくすることができる。また、スラストプレート部の外径を比較的大きく設定するとともに、このスラストプレートの端面とスリーブ部材の内面との間隔を非常に小さく設定することによって、スラスト動圧発生手段によって発生される潤滑流体の動圧でもって軸受装置の回転剛性得ることができ、軸部材の長さが短くても充分な回転剛性を確保することができる。また、スラスト動圧発生手段は、スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部とその間隔が小さいスライダ部を含んでいるので、リセス部においては潤滑流体による抵抗がスライダ部に比して小さくなり、したがって軸部材の回転時の軸損を小さくすることができる。また、スライダ部は、パッド部とステップ部とを有し、ステップ部は潤滑流体をパッド部に向けて導くので、パッド部における潤滑流体の圧力を高めることができる。また、ステップ部の内周部および外周部には案内突部が設けられているので、リセス部からの潤滑流体は、案内突部に案内されてステップ部からパッド部に確実に流動することができる。
【０００８】
また、本発明は、スリーブ部材と、該スリーブ部材に対して相対的に回転自在である軸部材と、該軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体と、前記軸部材とスリーブ部材のいずれか一方に装着されたロータと、該ロータに装着されたマグネットと、該マグネットに対向して配設されたステータとを備えたモータにおいて、前記軸部材は、その中心軸線が前記ロータの回転軸線となる軸部と、該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部とを備えており、前記スラストプレート部の周面およびこの周面と対向するスリーブ部材の内周面のいずれか一方または双方には、ラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段が設けられており、前記スラストプレート部の少なくとも一方の端面には、スラスト荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段が設けられており、前記スラスト動圧発生手段は、前記スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部と、前記スリーブ部材の内面との間隔が小さいスライダ部とを有し、前記スライダ部は、潤滑流体を介してスラスト荷重を支持するためのパッド部と、リセス部の潤滑流体を前記パッド部に導くためのステップ部を含み、前記リセス部と前記スライダ部が、前記スラストプレート部の周方向に交互に配設されており、前記スライダ部のステップ部における内周部および外周部には、それぞれ、潤滑流体を前記パッド部に導くための案内突部が設けられていることを特徴とするモータである。
本発明に従えば、モータは、請求項１の動圧流体軸受装置を備えているので、上述したと同様の作用が達成され、モータ全体の薄型化が達成される。また、スラストプレート部の外径を比較的大きく設定するとともに、このスラストプレートの端面とスリーブ部材の内面との間隔を非常に小さく設定することによって、スラスト動圧発生手段によって発生される潤滑流体の動圧でもってモータの回転剛性得ることができ、軸部材の長さが短くても充分な回転剛性を確保することができる。また、スライダ部のパッド部における潤滑流体の圧力を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。図１は、本発明に従う動圧流体軸受装置を備えたモータの一実施形態の要部を示す断面図である。図１において、図示のモータは、ベースプレート２と、このベースプレート２に対して所定方向に回転駆動されるロータ４を備えている。ベースプレート２はベースプレート本体６を備え、このベースプレート本体６が、ハードディスク駆動装置のベース部材（図示せず）に取付けられる。ベースプレート本体６の中央部には円形状の開口が形成され、この開口周縁部には上方に突出する環状支持部８が一体的に設けられている。
【００１０】
動圧流体軸受装置１０は、ベースプレート２とロータ４との間に介在され、ベースプレート２に対してロータ４を回転自在に支持する。図示の動圧流体軸受装置１０は、スリーブ部材１２とスリーブ部材１２内に回転自在に配設された軸部材１４とを備え、スリーブ部材１２がベースプレート２に固定され、軸部材１４がロータ４に連結されている。
【００１１】
図示のスリーブ部材１２は、中空円筒状のスリーブ本体１６を備え、スリーブ本体１６の一端部（下端部）がベースプレート２の環状支持部８の内周面に固定されている。図２にも示すように、スリーブ本体１６の一端部の内周面には、幾分内径が大きくなった拡大内径部１８が形成され、この拡大内径部１８にスラストカバー２０が固定されている。スリーブ本体１６の他端部には、半径方向内方に突出する環状プレート部２２が一体的に設けられている。スリーブ部材１２は、上述したように構成されているので、スリーブ本体１６、スラストカバー２０および環状プレート部２２によって、上方が開放された軸受空間を規定する。
【００１２】
図示の軸部材１４は軸部２４を有し、この軸部２４の一端部（先端部）にはスラストプレート部２６が一体的に設けられている。スラストプレート部２６は、軸部２４から半径方向外方に突出した短円筒形状に形成され、スリーブ部材１２に規定された軸受空間に収容されている。スラストプレート部２６の周面はスリーブ本体１６の内周面に対向して配置され、スラストプレート部２６の一方の端面（図１において下側の端面）はスラストカバー２０の内面に対向して配置され、またスラストプレート部２６の他方の端面（図１において上側の端面）は環状プレート部２２の内面に対向して配置されている。潤滑流体２７は、上記軸受空間に充填され、スラストプレート部２６の一方の端面とスラストカバー２０の内面との間の間隙、スラストプレート部２６の周面とスリーブ本体１６の内周面との間の間隙、およびスラストプレート部２６の他方の端面と環状プレート部２２の内面との間の間隙に実質上連続して充填される。
【００１３】
軸部材１４の軸部２４は、環状プレート部２２に形成された開口を通して上方に突出しており、この突出する他端部には取付フランジ部２８が一体的に設けられている。取付フランジ部２８は半径方向外方に突出しており、この取付フランジ部２８に、ロータ４を構成するハブ３０が固定されている。ハブ３０は、円筒状の側壁部３２と、側壁部３２の一端部（開放端部）の外周面に設けられたディスク載置部３４と、側壁部３２の他端部に設けられた端壁部３６とを有し、端壁部３６が軸部材１４の取付フランジ部２８に取付けられている。記録媒体としての磁気ディスク（図示せず）は、ハブ３０のディスク載置部３４に載置され、その側壁３２の外周面に装着され、ハブ３０と一体的に回転駆動される。
【００１４】
ハブ３０の側壁部３２の内周面にはリング状のマグネット３８が装着されている。また、マグネット３８に対向してその半径方向内側にはステータ４０が配設されている。ステータ４０は、複数枚のコアプレートを積層することによって構成されるステータコア４２と、ステータコア４２に所要のとおりに巻かれたコイル４４から構成され、ステータコア４２がベースプレート２の環状支持部８の外周面に装着されている。かく構成されているので、コイル４４に電流が所要のとおり送給されると、ステータ４０とマグネット３８との磁気的作用によってハブ３０およびこれに装着された磁気ディスク（図示せず）が所定方向（図３に矢印４６で示す方向）に回転駆動される。
【００１５】
次に、図１とともに図２〜図４を参照して、動圧流体軸受装置１０について説明する。図示の実施形態では、図２に示すように、スリーブ部材１２のスリーブ本体１６の内周面には、ラジアル方向の荷重を支持するためのラジアル動圧発生手段５０が設けられている。ラジアル動圧発生手段５０は、スラストプレート部２６の周面と協働してラジアル動圧軸受手段を構成し、周方向に間隔を置いて複数形成されたへリングボーン形状の動圧発生溝５２から形成されている。このラジアル動圧発生手段５０は、スリーブ本体１６に設けることに代えて、またはスリーブ本体１６に設けるとともに、軸部材１４のスラストプレート部２６の外周面に設けるようにしてもよい。また、図３および図４に示すとおりに、スラストプレート部２６の両端面には、スラスト方向の荷重を支持するためのスラスト動圧発生手段５４，５６が配設されている。片方のスラスト動圧発生手段５４は、スラストプレート部２６の一端面に設けられ、スラストカバー２０の内面と協働して片方のスラスト動圧流体軸受手段を構成する。また、他方のスラスト動圧発生手段５６は、スラストプレート部２６の他端面に設けられ、スリーブ部材１２の環状プレート部２２の内面と協働して他方のスラスト動圧流体軸受手段を構成する。
【００１６】
スラストプレート部２６の他端面には、周方向に実質上等間隔（３０度の間隔）を置いて６個のリセス部５８と６個のスライダ部６０とが交互に配設されている。リセス部５８およびスライダ部６０は、扇状に拡がっており、各リセス部５８はスラストプレート部２６の上記他端面を構成するスライダ部６０から凹状に窪んで設けられている。したがって、リセス部５８の表面とこれと対向する環状プレート部２２の内面との間隔は大きく、たとえば５０μｍ程度に設定され、またスライダ部６０の表面とこれと対向する環状プレート部２２の内面との間隔は小さく、たとえば数μｍ程度に設定される。そして、スライダ部６０は、破線矢印６２（図３）で示す潤滑流体２７の流動方向（矢印４６で示す方向と反対方向）に見て上流側に配設されるステップ部６４とステップ部６４の下流側に配設されるパッド部６６を有している。ステップ部６４の一側面（半径方向に延びる側面）は、リセス部５８に開口し、このリセス部５８から周方向に実質上同一の幅（半径方向の長さ）でもって延びている。ステップ部６４の半径方向内周部および外周部には、周方向にパッド部６６に向けて弧状に延びる案内突部６８，７０が設けられている。案内突部６８，７０は、リセス部５８からステップ部６４に流入した潤滑流体２７をパッド６６に向けて案内し、この潤滑流体２７が半径方向内方および外方に流動するのを防止する。したがって、スラストプレート部２６が矢印４６で示す方向に回動されると、リセス部５８の潤滑流体２７がステップ部６４に流入し、ステップ部６４にてその圧力が高められ、圧力が高められた潤滑流体２７が主としてパッド部６６に向けて流動し、かくしてスラストプレート部２６の主としてパッド部６６とスリーブ部材１２の環状プレート部２２の内面との間に存在する潤滑流体２７によって、スラストプレート部２６に上方に作用するスラスト荷重が支持される。かくのとおりであるので、リセス部５８およびスライダ部６０（この実施形態ではステップ部６４、パッド部６６および案内突部６８，７０がスライダ部６０を構成する）が他方のスラスト動圧発生手段５６を構成する。なお、この実施形態では、ステップ部６４の深さは、その全域において実質上同一深さに形成されているが、潤滑流体２７のパッド部６６に向けての流動をスムースにするために、その深さ、換言すると環状スリーブ部２２の内面との間隔が破線矢印６２で示す潤滑流体２７の流動方向にパッド部６６に向けて漸減するテーパ状に形成するようにしてもよい。
【００１７】
スラストプレート部２６の一端面にも、その他端面と同様に、周方向に実質上等間隔（３０度の間隔）を置いて６個のリセス部７２と６個のスライダ部７４とが交互に配設され、リセス部７２およびスライダ部７４の構成は、スラストプレート部２６の他端面に設けられたリセス部５８およびスライダ部６０と実施上同一の構成であり、それらの詳細な説明については省略する。したがって、スラストプレート部２６が矢印４６で示す方向に回動されると、リセス部７２内の潤滑流体２７がスライダ部７４のステップ部７６に流入し、ステップ部７６にて潤滑流体２７の圧力が高められ、圧力が高められた潤滑流体２７がスライダ部７４のパッド部７８に向けて流動され、かくしてスラストプレート部２６の主としてパッド部７８とスラストカバー２０の内面との間に存在する潤滑流体２７によって、スラストプレート部２６に下方に作用するスラスト荷重が支持される。かくのとおりであるので、リセス部７２およびスライダ部７４（この実施形態ではステップ部７６、パッド部７８、および潤滑流体をパッド部７８に導く案内突部がスライダ部７４を構成する）が一方のスラスト動圧発生手段５４を構成する。
【００１８】
スラストプレート部２６の一端面のスラスト動圧発生手段５４とその他端面のスラスト動圧発生手段５６とは、次のとおりの関係に配設されている。すなわち、図４に示すとおり、一方のスラスト動圧発生手段５４のリセス部７２に対応してスラストプレート部２６の他端面には、他方のスラスト動圧発生手段５６のスライダ部６０が配設され、また一方のスラスト動圧発生手段５４のスライダ部７４に対応して、他方のスラスト動圧発生手段５６のリセス部５８が配設されている。このようにスラスト動圧発生手段５４，５６のリセス部７２，５８およびスライダ部７４，６０を配設することによって、スラストプレート部２６の軸線方向の厚さが局部的に小さくなることが回避され、スラストプレート部２６の剛性低下が防止される。なお、スラストプレート部２６の厚さが特に問題とならない場合には、一方のスラスト動圧発生手段５４のリセス部７２およびスライダ部７４の各々に対応して、他方のスラスト動圧発生手段５６のリセス部５８およびスライダ部６０をそれぞれ配設することもできる。
【００１９】
この実施形態では、軸部材１４のスラストプレート部２６における両端面の内周部には、それぞれ、環状凹部８０，８２（図１、図３および図４参照）が設けられている。環状凹部８０，８２の深さは、リセス部５８，７２の深さと実質上同一であり、スラストプレート部２６の一端面においては、環状凹部８２（図１）を介してリセス部７２が相互に連通され、スラストプレート部２６の他端面においては環状凹部８０（図３、図４）を介してリセス部５８が相互に連通されている。そして、両環状凹部８０，８２がスラストプレート部２６を貫通して形成された一対の貫通孔８４を介して連通されている。一対の貫通孔８４は、空気を抜くための呼吸孔として作用し、スラストプレート部２６の一端面側に存在する潤滑流体２７に混入した空気は、一対の貫通孔８４を通してスラストプレート部２６の他端面側に導かれ、スリーブ部材１２の環状プレート部２２と軸部材１４の軸部２４との間の間隙を通して動圧流体軸受装置１０の外部に排出される。
【００２０】
このような動圧流体軸受装置１０の各種構成要素は、一例として、たとえば次のとおりの寸法に設定され、このように設定することによってモータの薄型化を図ることができ、たとえば２．５インチの磁気ディスクを回転駆動するハードディスク駆動用のスピンドルモータに好都合に適用することができる。たとえば、スリーブ部材１２に関して、スリーブ部材１２全体の軸線方向の長さを３．２ｍｍに、スラストカバー２０の厚さ（軸線方向の長さ）を０．８ｍｍに、環状プレート部２２の厚さを０．５ｍｍに設定する。また軸部材１４に関して、軸部材１４全体の軸線方向の長さを３．６ｍｍに、スラストプレート部２６の厚さ（軸線方向の長さ）を１．８ｍｍに、フランジ部２８の厚さを１．０ｍｍに、軸部２４の外径を３．０ｍｍに、スラストプレート部２６の外径を６．０ｍｍに設定する。さらに、スラスト動圧発生手段５４，５６に関して、リセス部５６，７２の深さを５０μｍに、スライダ部６０，７４の内径を３．６ｍｍに、ステップ部６４，７６の周方向の角度を３５度に、パッド部６６，７８の周方向の角度を５度に、ステップ部６４，７６の内径を３．９ｍｍに、ステップ部６４，６６の外径を５．６ｍｍに、またステップ部の深さを１０μｍに設定する。さらにまた、スリーブ部材１２のラジアル動圧発生手段５０をへリングボーン形状の動圧発生溝から形成し、動圧発生溝の本数を等間隔に１２本に、その角度を６０度に、その幅および間隔（ピッチ）をそれぞれ０．５ｍｍに、その深さを８μｍに設定する。
【００２１】
図１および図４を参照して、このような動圧流体軸受装置１０を備えたモータにおいて、ベースプレート２、すなわちスリーブ部材１２に対してロータ４、すなわち軸部材１４が矢印４６（図２）で示す方向に回転駆動されると、ラジアル動圧発生手段５０の作用によって、軸部材１４のスラストプレート部２６の周面とスリーブ本体１６の内周面との間の間隙に存在する潤滑流体２７の圧力が高められ、これによって潤滑流体２７はラジアル方向の荷重を支持する。また、スラスト動圧発生手段５４，５６、特にスライダ部６０，７４の作用によって、スラストプレート部２６の両端面とスラストカバー２０および環状プレート部２２の内面との間の間隙に存在する潤滑流体２７の圧力が高められ、これによって潤滑流体２７はスラスト方向の荷重を支持する。かくして、ロータ４は、軸部材１４の中心軸線９０（図１）を回転中心として矢印４６（図３）で示す方向に回転駆動される。本実施形態では、各スラスト動圧発生手段５４，５６において、隣接するスライダ部７４，６０の間にリセス部５８，７２が設けられているので、軸部材１４の回転時に生じる軸損を小さくすることができ、これによって所望のトルクを得る際のモータのコイルに送給する電流の値を小さくすることができる。なお、容易に理解される如く、スラストプレート部２６の外径を大きくすると、軸部材１４の回転時の軸損が大きくなるが、リセス部５８，７２の大きさ（スラストプレート部２６の両端面におけるリセス部５８，７２の占める面積の割合）を大きくすることによってこの軸損を小さくすることができる。また、図示の実施形態では、スラストプレート部２６の一方の端面とスラストプレート２０の内面との間隔、およびスラストプレート部２６の他方の端面とスリーブ部材１２の環状プレート部２２の内面との間隔は、スラストプレート部２６の周面とスリーブ本体１６の内周面との間隔はより小さく設定されている。このように設定することによって、軸部材１４が回転した時の回転剛性（軸部材１４の中心軸線９０が回転中心に対して傾斜する傾向に対する剛性）は、主としてスラスト動圧発生手段５４，５６にて発生される潤滑流体２７のスラスト方向の動圧によって得られ、動圧流体軸受装置１０の軸線方向の長さが小さくなっても充分な回転剛性を得ることができる。このことに関連して、図２に示すとおり、ラジアル動圧発生手段５０（へリングボーン形状の動圧発生溝５２）を軸線方向に１組設けるのみでよく、これによっても動圧流体軸受装置１０の長さを小さく、換言するとこれを用いたモータの高さを小さくすることができる。
【００２２】
図５は、軸部材１４の変形形態を示している。この変形形態では、ステップ部の形状に修正が施されている。なお、図５において、図１〜図４の実施形態と実質上同一の部材は、同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図５において、図示の軸部材１４’のスラストプレート部２６のスライダ部６０，７６のステップ部９６，９８は、破線矢印６２で示す潤滑流体２７の流動方向に見てパッド部１００，１０２の上流側に配設され、リセス部５８，７２に開口する一端から潤滑流体２７の流動方向にパッド部１００，１０２に向けて延びており、各ステップ部９６，９８はスラストプレート部２６の周方向に三角状に延び、その半径方向の幅は、パッド部１００，１０２に向けて漸減されている。かく構成されているので、ステップ部９６，９８の内周部および外周部に位置す突部１０４，１０６（スラストプレート部２６の他端面に設けられた突部１０４，１０６のみ明確に示す）が案内突部として作用し、リセス部５８，７８からステップ部９６，９８に流入した潤滑流体２７が突部１０４，１０６に案内されてステップ部９６，９８の先端部に向けて流動され、主としてその先端部およびその近傍からパッド部１００，１０２に流れる。この変形形態におけるその他の構成は、図１〜図４に示すものと実質上同一である。
【００２４】
この変形形態においては、その基本的構成が図１〜図４に示す実施形態と実質上同一であるので、この軸部材１４’を用いても上述したと同様の作用効果が達成される。さらに、ステップ部９６，９８が三角状に延びているので、パッド部１００，１０２に送給される潤滑流体２７はその先端部に向けて集められ、これによって潤滑流体２７の圧力は、図１〜図４の実施形態のものに比してさらに高められる。
【００２５】
以上、本発明に従う動圧流体軸受装置およびこれを用いたモータの実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変形、修正が可能である。
【００２６】
たとえば、図示の実施形態では、スラスト動圧発生手段５４，５６が軸部材１４のスラストプレート部２６の両端面に設けられているが、これに代えて、これらスラスト動圧発生手段５４，５６を、スラストプレート部２６の両端面と対向するスリーブ部材１２の内面、実施形態ではスラストカバー２０および環状プレート部２２の内面に設けることもできる。
【００２７】
また、この実施形態では、スラスト動圧発生手段５４，５６がリセス部７２，５８およびスライダ部７４，６０から構成され、これら動圧発生手段５４，５６に対向するスラストプレート２０および環状プレート部２２の内面が平坦状になっているが、スラストプレート２０および環状プレート部２２の内面にも、スラスト動圧発生手段５４，５６の一部を構成する動圧発生溝、たとえばへリングボーン形状の動圧発生溝を設け、上記リセス部７２，５８およびスライダ部７４，６０と上記動圧発生溝との組合せによってスラスト方向の動圧を発生させるようにすることもできる。
【００２８】
また、図示の実施形態では、スラスト動圧発生手段５４，５６が、リセス部７２，５８と、ステップ部９６，９８およびパッド部１００，１０２を有するスライダ部６０，７６とから構成されているが、これに代えて、スライダ部６０，７６を次のように構成することもできる。すなわち、スライダ部６０，７６にたとえばヘリングボーン形状の動圧発生溝を形成し、この動圧発生溝の作用によって潤滑流体２７の圧力を高めてスラスト荷重を支持するようにすることもできる。
【００２９】
また、図示の実施形態では、軸部材１４のスラストプレート部２６の両端面に関連してそれぞれスラスト動圧発生手段５４，５６が設けられているが、それらのスラスト動圧発生手段５４，５６の一方によってスラストプレート部２６に作用するスラスト方向の負荷を支持することができる場合には、それらの他方を省略することができる。
【００３０】
また、図示の実施形態では、ラジアル動圧発生手段５０がへリングボーン形状の動圧発生溝から構成されているが、これに代えて、たとえば、スラスト動圧発生手段と同様に、リセス部とスライダ部（潤滑流体をパッド部に導くステップ部と、圧力が高められた潤滑流体を介して軸部材のスラストプレート部２６の周面を支持するパッド部を有する）とが周方向に交互に配設された形態のものから構成することもでき、この形態のものと、たとえばへリングボーン形状の動圧発生溝とを組合わせるようにすることもできる。
【００３１】
また、図示の実施形態では、動圧流体軸受装置１０を軸回転型のモータに適用し、スリーブ部材１２をベースプレート２に固定し、軸部材１４をロータ４に固定しているが、軸固定型のモータにも同様に適用することができる。この場合には、スリーブ部材１２がロータ４に固定され、軸部材１４がベースプレート２に固定される。
【００３２】
さらに、図示の実施形態では、動圧流体軸受装置１０をハードディスク駆動用のスピンドルモータに適用して説明したが、このような動圧流体軸受装置は、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用モータ、スキャナ駆動用モータ等の種々のモータにも好都合に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の請求項１の動圧流体軸受装置によれば、軸部材のスラストプレート部の周面およびこの周面に対向するスリーブ部材の内周面の一方または双方にラジアル動圧発生手段が設けられ、このスラストプレート部の少なくとも一方の端面にスラスト動圧発生手段が設けられ、スラストプレート部に関連してラジアルおよびスラスト動圧発生手段が配設されるので、軸部材の軸線方向の長さを短くすることができ、これによって軸受装置の軸線方向の大きさを小さくすることができる。また、スラストプレート部の外径を比較的大きく設定するとともに、このスラストプレートの端面とスリーブ部材の内面との間隔を非常に小さく設定することによって、スラスト動圧発生手段によって発生される潤滑流体の動圧でもって軸受装置の回転剛性得ることができ、軸部材の長さが短くても充分な回転剛性を確保することができる。また、スラスト動圧発生手段は、スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部とその間隔が小さいスライダ部を含んでいるので、リセス部においては潤滑流体による抵抗がスライダ部に比して小さくなり、したがって軸部材の回転時の軸損を小さくすることができる。また、スライダ部は、パッド部とステップ部とを有し、ステップ部は潤滑流体をパッド部に向けて導くので、パッド部における潤滑流体の圧力を高めることができる。更に、ステップ部の内周部および外周部には案内突部が設けられているので、リセス部からの潤滑流体が案内突部に案内されてステップ部からパッド部に確実に流動する。
【００３４】
また、本発明の請求項２の動圧流体軸受装置によれば、その基本的構成が請求項１の動圧流体軸受装置と実質上同一であるので、上述したとほぼ同様の効果が達成される。加えて、軸部材のスラストプレート部の両端面にスラスト動圧発生手段が設けられているので、これら一対の動圧発生手段によってスラストプレート部に作用するスラスト方向の負荷を確実に支持することができる。更に、片方のスラスト動圧発生手段のリセス部およびスライダ部の各々に対応して他方のスラスト動圧発生手段のスライダ部およびリセス部がそれぞれ設けられているので、スラストプレート部の厚さが比較的薄くなっても充分な剛性を確保することができる。
【００３５】
また、本発明の請求項３の動圧流体軸受装置によれば、その基本的構成が請求項１の動圧流体軸受装置と実質上同一であるので、上述したとほぼ同様の効果が達成される。加えて、スラストプレート部を貫通して貫通孔が設けられているので、潤滑流体に混入した空気をこの貫通孔を通して外部に排出することができる。
【００３７】
また、本発明の請求項４の動圧流体軸受装置によれば、スラスト動圧発生手段のステップ部とスリーブ部材の内面との間隔は、潤滑流体の流動方向にパッド部に向けてテーパ状に漸減されているので、潤滑流体がステップ部を通して流動する間のその流体圧力が充分に高められる。
【００４１】
また、本発明の請求項５の動圧流体軸受装置によれば、軸部材のスラストプレート部の両端面側にスラスト動圧発生手段が設けられ、これらスラスト動圧発生手段は、スラストプレート部のスライダ部に設けられた動圧発生溝を有しているので、一対のスラスト動圧発生手段によってスラストプレート部に作用するスラスト方向の負荷を確実に支持することができる。
【００４２】
また、本発明の請求項６のモータによれば、請求項１の動圧流体軸受装置を備えているので、請求項１の動圧流体軸受装置の効果と同様の効果が達成され、モータ全体の薄型化を図ることができる。また、スラストプレート部の外径を比較的大きく設定するとともに、このスラストプレートの端面とスリーブ部材の内面との間隔を非常に小さく設定することによって、スラスト動圧発生手段によって発生される潤滑流体の動圧でもってモータの回転剛性得ることができ、軸部材の長さが短くても充分な回転剛性を確保することができる。また、スライダ部のパッド部における潤滑流体の圧力を高めることができる。
【００４３】
また、本発明の請求項７のモータによれば、請求項２の動圧流体軸受装置を備えているので、請求項２の動圧流体軸受装置の効果と同様の効果が達成され、モータ全体の薄型化を図ることができる。また、軸部材のスラストプレート部の両端面に設けられたスラスト動圧発生手段は、スリーブ部材の内面との間隔が大きいリセス部とその間隔が小さいスライダ部を含んでいるので、リセス部においては潤滑流体による抵抗がスライダ部に比して小さくなり、したがってモータの回転時の軸損を小さくすることができる。また、スラストプレート部の厚さが比較的薄くなっても充分な剛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された動圧流体軸受装置の一実施形態を備えたモータの一形態の要部を示す部分断面図である。
【図２】図１のモータの動圧流体軸受装置のスリーブ本体を示す断面図である。
【図３】図１のモータの動圧流体軸受装置の軸部材を上方から見た断面図である。
【図４】動圧流体軸受装置の軸部材の要部を一部断面で示す斜視図である。
【図５】軸部材の変形形態の要部を一部断面で示す斜視図である。
【符号の説明】
２  ベースプレート
４  ロータ
１０  動圧流体軸受装置
１２  スリーブ部材
１４，１４’  軸部材
１６  スリーブ本体
２０  スラストプレート
２２  環状プレート部
２４  軸部
２６  スラストプレート部
２７  潤滑流体
３０  ハブ
３８  マグネット
４０  ステータ
５０  ラジアル動圧発生手段
５４，５６  スラスト動圧発生手段
５８，７２  リセス部
６０，７４  スライダ部
６４，７６，９６，９８  ステップ部
６６，７８，１００，１０２  パッド部
６８，７０  案内突部
８２  貫通孔
【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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