(57)【要約】      （修正有）【課題】中心軸に対して傾斜した上下軸受部を有するスピンドルモータにおいて、軸受全体の摩擦損失を低減し安定した回転を得る。【解決手段】中心軸９Ａに対して傾斜した上軸受部７１Ａおよび下軸受部７２Ａを有するスピンドルモータ１１Ａで、上軸受部はシャフト部２２Ａの上外周面２２１Ａとスリーブ６１Ａの上内周面６１１Ａとの少なくとも一方に上動圧発生溝７１１Ａを有し、下軸受部はシャフト部の下外周面２２２Ａとスリーブの下内周面６１２Ａとの少なくとも一方に下動圧発生溝７２１Ａを有する。上動圧発生溝の下端部と中心軸との径方向の距離を、下動圧発生溝の上端部と中心軸との径方向の距離よりも短かくし、上動圧発生溝の下端部を下動圧発生溝の上端部よりも、径方向内側に配置することで、上軸受部における摩擦損失を低減し、所望の回転数を得るための駆動電流値を抑える。【選択図】図１
2015043680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部と、
上下に延びる中心軸周りに回転可能な回転部と、
前記静止部と前記回転部との間に介在する潤滑液と、
を有し、
前記静止部は、
ベースと、
複数のコイルが前記中心軸を中心として環状に配置されたステータと、
前記中心軸に沿って配置され、前記ベースに下端部が固定されるシャフト部と、
前記ベースの上面に配置された磁性部材と、
を有し、
前記シャフト部は、
前記中心軸に対して傾斜する上外周面と、
前記上外周面より下側に配置され、前記中心軸に対して傾斜する下外周面と、
を有し、
前記上外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、
前記下外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、
前記回転部は、
前記シャフト部が挿入される中央貫通孔を有する筒状のスリーブと、
前記ステータと間隙を介して対向し、かつ前記磁性部材の上側に位置するマグネットと、
を有し、
前記スリーブは、
前記上外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する上内周面と、
前記上内周面よりも下側に位置し、前記下外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する下内周面と、
を有し、
前記上内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、
前記下内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、
前記シャフト部と、前記スリーブと、前記潤滑液とで、流体動圧軸受が構成され、
前記流体動圧軸受は、
前記上外周面および前記上内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する上動圧発生溝を有する、上軸受部と、
前記下外周面および前記下内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する下動圧発生溝を有する、下軸受部と、
を有し、
前記上軸受部と前記下軸受部とは、前記潤滑液で満たされ、
前記上動圧発生溝の下端部と前記中心軸との径方向の距離は、前記下動圧発生溝の上端部と前記中心軸との径方向の距離よりも、短いスピンドルモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のスピンドルモータにおいて、
前記中心軸を含む断面において、
前記上外周面を前記中心軸側へ向けて延長した仮想直線と、前記下外周面を前記中心軸側へ向けて延長した仮想直線との交点から、前記上動圧発生溝の下端部までの距離が、前記交点から前記下動圧発生溝の上端部までの距離よりも、短いスピンドルモータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスピンドルモータにおいて、
前記中心軸に垂直な面に対する前記上軸受部の投影面積をＳｗ、
前記中心軸に垂直な面に対する前記下軸受部の投影面積をＳｕ、
として、
Ｓｗ＜Ｓｕ
の関係を満たすスピンドルモータ。
【請求項４】
静止部と、
上下に延びる中心軸周りに回転可能な回転部と、
前記静止部と前記回転部との間に介在する潤滑液と、
を有し、
前記静止部は、
ベースと、
複数のコイルが前記中心軸を中心として環状に配置されたステータと、
前記中心軸に沿って配置され、前記ベースに下端部が固定されるシャフト部と、
前記ベースの上面に配置された磁性部材と、
を有し、
前記シャフト部は、
前記中心軸に対して傾斜する上外周面と、
前記上外周面より下側に配置され、前記中心軸に対して傾斜する下外周面と、
を有し、
前記上外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、
前記下外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、
前記回転部は、
前記シャフト部が挿入される中央貫通孔を有する筒状のスリーブと、
前記ステータと間隙を介して対向し、かつ前記磁性部材の上側に位置するマグネットと、
を有し、
前記スリーブは、
前記上外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する上内周面と、
前記上内周面よりも下側に位置し、前記下外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する下内周面と、
を有し、
前記上内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、
前記下内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、
前記シャフト部と、前記スリーブと、前記潤滑液とで、流体動圧軸受が構成され、
前記流体動圧軸受は、
前記上外周面および前記上内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する上動圧発生溝を有する、上軸受部と、
前記下外周面および前記下内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する下動圧発生溝を有する、下軸受部と、
を有し、
前記上軸受部と前記下軸受部とは、前記潤滑液で満たされ、
前記回転部の重量をＷ、
前記中心軸に垂直な面に対する前記上軸受部の投影面積をＳｗ、
前記中心軸に垂直な面に対する前記下軸受部の投影面積をＳｕ、
前記磁性部材と前記マグネットとの間の磁気的吸引力の軸方向成分の大きさをＢ、
として、
Ｓｗ＜Ｓｕ
かつ、
Ｗ・｛１−（Ｓｗ／Ｓｕ）４｝＜Ｂ＜１１７６［Ｎ］
の関係を満たすスピンドルモータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記中心軸を含む断面において、前記上軸受部の長さは、前記下軸受部の長さ以下であるスピンドルモータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記下動圧発生溝により誘起される動圧が、前記上動圧発生溝により誘起される動圧より、大きいスピンドルモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のスピンドルモータにおいて、
前記下動圧発生溝の深さは、前記上動圧発生溝の深さより、深いスピンドルモータ。
【請求項８】
請求項４に記載のスピンドルモータにおいて、
Ｗ＜Ｂ＜１１７６［Ｎ］
の関係を満たすスピンドルモータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記中心軸を含む断面において、
前記中心軸に対する前記上軸受部の角度と、前記中心軸に対する前記下軸受部の角度とが、同一であるスピンドルモータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記シャフト部は、
平面視において前記中心軸と重なるシャフト本体と、
前記シャフト本体とは別部材であり、前記下外周面を有する円錐状の下コーンと、
を有するスピンドルモータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のスピンドルモータにおいて、
前記下コーンの前記下外周面を被覆する保護膜
をさらに有するスピンドルモータ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記シャフト部は、
平面視において前記中心軸と重なるシャフト本体と、
前記シャフト本体とは別部材であり、前記上外周面を有する円錐状の上コーンと、
を有するスピンドルモータ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記上動圧発生溝の上端部と前記中心軸との径方向の距離は、前記下動圧発生溝の下端部と前記中心軸との径方向の距離よりも、短いスピンドルモータ。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記上軸受部の上側および前記下軸受部の下側に、前記潤滑液の液面がそれぞれ位置し、
前記上軸受部に繋がり、前記潤滑液の上側の液面を保持する上シール部と、
前記下軸受部に繋がり、前記潤滑液の下側の液面を保持する下シール部と、
をさらに有し、
前記スリーブは、
前記シャフト部が挿入される中央貫通孔と、
前記中央貫通孔より径方向外側において、上下に貫通する連通孔と、
を有し、
前記潤滑液は、前記上シール部から、前記スリーブと前記シャフト部との間隙および前記連通孔を経て、前記下シール部まで、連続して満たされるスピンドルモータ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のスピンドルモータにおいて、
前記連通孔の上側の開口は、前記連通孔の下側の開口より、径方向内側に位置し、
前記上側の開口から、前記下側の開口まで、前記連通孔が直線状に延びるスピンドルモータ。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に記載のスピンドルモータにおいて、
前記回転部は、
前記スリーブとは別部材の環状部材
をさらに有し、
前記下シール部は、前記静止部の外周面と、前記環状部材の内周面とで構成されるスピンドルモータ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のスピンドルモータにおいて、
前記ベースは、前記環状部材の径方向外側に位置する環状突起を有し、
前記環状部材の外周面と、前記環状突起の内周面とが、僅かな隙間を介して径方向に対向するスピンドルモータ。
【請求項１８】
請求項１４から請求項１７までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
前記上シール部は、
前記静止部と前記回転部との径方向の間隔が、上方へ向かうにつれて拡大する上毛細管シール部
を含むスピンドルモータ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のスピンドルモータにおいて、
前記上シール部は、
前記上毛細管シール部より前記上軸受部側に位置し、前記回転部の回転時に前記潤滑液を前記上軸受部側へ向けて押し込むポンピングシール部
をさらに含むスピンドルモータ。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９に記載のスピンドルモータにおいて、
前記下シール部は、
前記静止部と前記回転部との径方向の間隔が、下方へ向かうにつれて拡大する下毛細管シール部
を含み、
前記下毛細管シール部は、前記上毛細管シール部より、径方向内側に位置するスピンドルモータ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のスピンドルモータにおいて、
前記下毛細管シール部を構成する前記静止部の外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、
前記下毛細管シール部を構成する前記回転部の内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、
前記中心軸に対する前記外周面の角度は、前記中心軸に対する前記内周面の角度より、大きいスピンドルモータ。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１までのいずれかに記載のスピンドルモータと、
前記スピンドルモータの前記回転部に支持されたディスクに対し、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行うアクセス部と、
前記ベースの上部を覆うカバーと、
を有し、
前記ベースと前記カバーとで構成される筐体の内部に、前記回転部および前記アクセス部が収容され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、スピンドルモータおよびディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置や光ディスク装置には、ディスクを回転させるスピンドルモータが搭載される。スピンドルモータは、装置のハウジングに固定される静止部と、ディスクを支持しながら回転する回転部とを有する。スピンドルモータは、ステータとマグネットとの間に生じる磁束によりトルクを発生させて、静止部に対して回転部を回転させる。
【０００３】
スピンドルモータの静止部と回転部とは、流体動圧軸受を介して接続される。流体動圧軸受を有する従来のスピンドルモータについては、例えば、特開２００６−１５８０１５号公報に記載されている。当該公報のスピンドルモータは、シャフトに固定された上側ブッシュおよび下側ブッシュを有する（段落００２９）。当該スピンドルモータの回転時には、スリーブの内周面に形成された動圧溝によって、スリーブと上側ブッシュおよび下側ブッシュとが非接触となる（段落００３４）。
【特許文献１】特開２００６−１５８０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のスピンドルモータでは、近年、省エネや環境性能の観点から、所望の回転数を得るための駆動電流値を抑えたいという要求が強い。駆動電流値を抑えるためには、例えば、流体動圧軸受を、モーメントが小さく周速の遅い径方向内側に配置することにより、流体動圧軸受の摩擦損失を低減させることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、特開２００６−１５８０１５号公報のように、中心軸に対して傾斜した一対の軸受を有する流体動圧軸受において、上下の軸受の両方を、従来よりも径方向内側に配置すると、流体動圧軸受の摩擦損失は低減できるが、スピンドルモータを安定して回転させることが困難となる。
【０００６】
本発明の目的は、中心軸に対して傾斜した上軸受部および下軸受部を有するスピンドルモータにおいて、軸受全体の摩擦損失を低減できるとともに、安定した回転が得られる構造を提供することである。
【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、静止部と、上下に延びる中心軸周りに回転可能な回転部と、前記静止部と前記回転部との間に介在する潤滑液と、を有し、前記静止部は、ベースと、複数のコイルが前記中心軸を中心として環状に配置されたステータと、前記中心軸に沿って配置され、前記ベースに下端部が固定されるシャフト部と、前記ベースの上面に配置された磁性部材と、を有し、前記シャフト部は、前記中心軸に対して傾斜する上外周面と、前記上外周面より下側に配置され、前記中心軸に対して傾斜する下外周面と、を有し、前記上外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、前記下外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、前記回転部は、前記シャフト部が挿入される中央貫通孔を有する筒状のスリーブと、前記ステータと間隙を介して対向し、かつ前記磁性部材の上側に位置するマグネットと、を有し、前記スリーブは、前記上外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する上内周面と、前記上内周面よりも下側に位置し、前記下外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する下内周面と、を有し、前記上内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、前記下内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、前記シャフト部と、前記スリーブと、前記潤滑液とで、流体動圧軸受が構成され、前記流体動圧軸受は、前記上外周面および前記上内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する上動圧発生溝を有する、上軸受部と、前記下外周面および前記下内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する下動圧発生溝を有する、下軸受部と、を有し、前記上軸受部と前記下軸受部とは、前記潤滑液で満たされ、前記上動圧発生溝の下端部と前記中心軸との径方向の距離は、前記下動圧発生溝の上端部と前記中心軸との径方向の距離よりも、短いスピンドルモータである。
【０００８】
本願の例示的な第２発明は、静止部と、上下に延びる中心軸周りに回転可能な回転部と、前記静止部と前記回転部との間に介在する潤滑液と、を有し、前記静止部は、ベースと、複数のコイルが前記中心軸を中心として環状に配置されたステータと、前記中心軸に沿って配置され、前記ベースに下端部が固定されるシャフト部と、前記ベースの上面に配置された磁性部材と、を有し、前記シャフト部は、前記中心軸に対して傾斜する上外周面と、前記上外周面より下側に配置され、前記中心軸に対して傾斜する下外周面と、を有し、前記上外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、前記下外周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、前記回転部は、前記シャフト部が挿入される中央貫通孔を有する筒状のスリーブと、前記ステータと間隙を介して対向し、かつ前記磁性部材の上側に位置するマグネットと、を有し、前記スリーブは、前記上外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する上内周面と、前記上内周面よりも下側に位置し、前記下外周面と対向し、かつ前記中心軸に対して傾斜する下内周面と、を有し、前記上内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなり、前記下内周面と前記中心軸との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなり、前記シャフト部と、前記スリーブと、前記潤滑液とで、流体動圧軸受が構成され、前記流体動圧軸受は、前記上外周面および前記上内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する上動圧発生溝を有する、上軸受部と、前記下外周面および前記下内周面の少なくとも一方の面に配置され回転時に動圧を誘起する下動圧発生溝を有する、下軸受部と、を有し、前記上軸受部と前記下軸受部とは、前記潤滑液で満たされ、前記回転部の重量をＷ、前記中心軸に垂直な面に対する前記上軸受部の投影面積をＳｗ、前記中心軸に垂直な面に対する前記下軸受部の投影面積をＳｕ、前記磁性部材と前記マグネットとの間の磁気的吸引力の軸方向成分の大きさをＢ、として、Ｓｗ＜Ｓｕかつ、Ｗ・｛１−（Ｓｗ／Ｓｕ）４｝＜Ｂ＜１１７６［Ｎ］の関係を満たすスピンドルモータである。
【発明の効果】
【０００９】
本願の例示的な第１発明によれば、上動圧発生溝の下端部を、下動圧発生溝の上端部よりも、径方向内側に配置することで、上軸受部における摩擦損失を低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を抑えることができる。また、上軸受部で発生する下方向の動圧よりも、下軸受部で発生する上方向の動圧の方が大きくなるが、磁性部材とマグネットとの間の磁気的吸引力によって、回転部を下側へ引き付けることができる。したがって、スピンドルモータを安定して回転させることができる。
【００１０】
本願の例示的な第２発明によれば、上軸受部の投影面積Ｓｗを、下軸受部の投影面積Ｓｕよりも小さくすることで、上軸受部における摩擦損失を低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を抑えることができる。また、上軸受部で発生する下方向の動圧よりも、下軸受部で発生する上方向の動圧の方が大きくなるが、磁性部材とマグネットとの間の磁気的吸引力によって、回転部を下側へ引き付けることができる。したがって、スピンドルモータを安定して回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【図２】図２は、第２実施形態に係るディスク駆動装置の縦断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るスリーブの縦断面図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るスピンドルモータの停止時における部分縦断面図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る流体動圧軸受の各部の寸法および角度を示した図である。
【図８】図８は、変形例に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、スピンドルモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、スピンドルモータの中心軸に直交する方向を「径方向」、スピンドルモータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、ベースに対してスリーブ側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るスピンドルモータおよびディスク駆動装置の使用時の向きを限定する意図はない。
【００１３】
また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。
【００１４】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るスピンドルモータ１１Ａの縦断面図である。図１に示すように、スピンドルモータ１１Ａは、静止部２Ａと、中心軸９Ａ周りに回転可能な回転部３Ａと、潤滑液７０Ａとを有する。潤滑液７０Ａは、静止部２Ａと回転部３Ａとの間に介在する。
【００１５】
静止部２Ａは、ベース２１Ａと、シャフト部２２Ａと、ステータ２３Ａと、磁性部材２４Ａとを有する。ステータ２３Ａは、複数のコイル５２Ａを有する。複数のコイル５２Ａは、中心軸９Ａを中心として環状に配置される。磁性部材２４Ａは、ベース２１Ａの上面に配置される。
【００１６】
シャフト部２２Ａは、シャフト本体４１Ａ、上コーン４２Ａ、および下コーン４４Ａを有する。本実施形態では、シャフト本体４１Ａ、上コーン４２Ａ、および下コーン４４Ａが、それぞれ別部材である。シャフト本体４１Ａは、中心軸９Ａに沿って配置される。シャフト本体４１Ａの下端部は、ベース２１Ａに固定される。
【００１７】
上コーン４２Ａは、中心軸９Ａに対して傾斜する上外周面２２１Ａを有する。上外周面２２１Ａと中心軸９Ａとの間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなる。下コーン４４Ａは、中心軸９Ａに対して傾斜する下外周面２２２Ａを有する。下外周面２２２Ａは、上外周面２２１Ａより下側に配置される。また、下外周面２２２Ａと中心軸９Ａとの間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなる。
【００１８】
回転部３Ａは、筒状のスリーブ６１Ａと、マグネット３４Ａとを有する。スリーブ６１Ａは、シャフト部２２Ａが挿入される中央貫通孔３１０Ａを有する。マグネット３４Ａは、ステータ２３Ａと間隙を介して対向し、かつ、磁性部材２４Ａの上側に位置する。磁性部材２４Ａとマグネット３４Ａとの間には、軸方向の磁気的吸引力が生じる。
【００１９】
スリーブ６１Ａは、上内周面６１１Ａと下内周面６１２Ａとを有する。上内周面６１１Ａは、上外周面２２１Ａと対向し、かつ、中心軸９Ａに対して傾斜する。上内周面６１１Ａと中心軸９Ａとの間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなる。下内周面６１２Ａは、上内周面６１１Ａよりも下側に位置する。下内周面６１２Ａは、下外周面２２２Ａと対向し、かつ中心軸９Ａに対して傾斜する。下内周面６１２Ａと中心軸９Ａとの間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなる。
【００２０】
本実施形態では、シャフト部２２Ａと、スリーブ６１Ａと、潤滑液７０Ａとで、流体動圧軸受７Ａが構成される。流体動圧軸受７Ａは、上軸受部７１Ａと下軸受部７２Ａとを有する。上軸受部７１Ａおよび下軸受部７２Ａは、潤滑液７０Ａで満たされる。上軸受部７１Ａは、上外周面２２１Ａおよび上内周面６１１Ａの少なくとも一方の面に配置された上動圧発生溝列７１１Ａを有する。上動圧発生溝列７１１Ａは、スピンドルモータ１１Ａの駆動時に、潤滑液７０Ａに動圧を誘起する。下軸受部７２Ａは、下外周面２２２Ａおよび下内周面６１２Ａの少なくとも一方の面に配置された下動圧発生溝列７２１Ａを有する。下動圧発生溝列７２１Ａは、スピンドルモータ１１Ａの駆動時に、潤滑液７０Ａに動圧を誘起する。
【００２１】
このスピンドルモータ１１Ａでは、上動圧発生溝列７１１Ａの下端部と中心軸９Ａとの径方向の距離が、下動圧発生溝列７２１Ａの上端部と中心軸９Ａとの径方向の距離よりも、短い。上動圧発生溝列７１１Ａの下端部を、下動圧発生溝列７２１Ａの上端部よりも、径方向内側に配置することで、上軸受部７１Ａにおける摩擦損失を低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を抑えることができる。また、上軸受部７１Ａで発生する下方向の動圧よりも、下軸受部７２Ａで発生する上方向の動圧の方が大きくなるが、磁性部材２４Ａとマグネット３４Ａとの間の磁気的吸引力によって、回転部３Ａを下側へ引き付けることができる。したがって、スピンドルモータ１１Ａを安定して回転させることができる。
【００２２】
なお、上述した「上動圧発生溝列７１１Ａの下端部と中心軸９Ａとの径方向の距離が、下動圧発生溝列７２１Ａの上端部と中心軸９Ａとの径方向の距離よりも、短い」という条件に代えて、または、当該条件とともに、次式の関係を満たすようにしてもよい。
Ｓｗ＜Ｓｕ  かつ
Ｗ・｛１−（Ｓｗ／Ｓｕ）４｝＜Ｂ＜１１７６［Ｎ］
ここで、Ｗは回転部３Ａの重量、Ｓｗは中心軸９Ａに垂直な面に対する上軸受部７１Ａの投影面積、Ｓｕは中心軸９Ａに垂直な面に対する下軸受部７２Ａの投影面積、Ｂは磁性部材２４Ａとマグネット３４Ａとの間の磁気的吸引力の軸方向成分の大きさである。
【００２３】
＜２．第２実施形態＞
＜２−１．ディスク駆動装置の構成＞
図２は、本発明の第２実施形態に係るスピンドルモータ１１が搭載されたディスク駆動装置１の縦断面図である。このディスク駆動装置１は、磁気ディスク１２を回転させ、磁気ディスク１２に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う。図２に示すように、ディスク駆動装置１は、スピンドルモータ１１、３枚の磁気ディスク１２、アクセス部１３、およびカバー１４を有する。
【００２４】
スピンドルモータ１１は、３枚の磁気ディスク１２を支持しながら、中心軸９を中心として磁気ディスク１２を回転させる。スピンドルモータ１１は、中心軸９に直交する方向に広がるベース２１を有する。ベース２１の上部は、カバー１４に覆われる。スピンドルモータ１１の回転部３、３枚の磁気ディスク１２、およびアクセス部１３は、ベース２１とカバー１４とで構成される筐体１０の内部に収容される。アクセス部１３は、磁気ディスク１２の記録面に沿ってヘッド１３１を移動させて、磁気ディスク１２に対する情報の読み出しおよび書き込みを行う。
【００２５】
なお、ディスク駆動装置１が有する磁気ディスクの数は、１〜２枚または４枚以上であってもよい。また、アクセス部１３は、磁気ディスク１２に対して、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行えばよい。
【００２６】
筐体１０の内部空間は、塵または埃が極度に少ない清浄な空間であることが好ましい。本実施形態では、筐体１０の内部に、清浄な空気が充填される。ただし、空気に代えて、ヘリウムガス、水素ガス、または窒素ガスが、筐体１０の内部に充填されてもよい。また、これらの気体と空気との混合気体が、筐体１０の内部に充填されてもよい。
【００２７】
＜２−２．スピンドルモータの構成＞
続いて、スピンドルモータ１１のより詳細な構成について、説明する。図３は、スピンドルモータ１１の縦断面図である。図４は、流体動圧軸受７の付近におけるスピンドルモータ１１の部分縦断面図である。図３に示すように、スピンドルモータ１１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、ベース２１およびカバー１４に対して、相対的に静止する。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持される。
【００２８】
本実施形態の静止部２は、ベース２１、シャフト部２２、ステータ２３、および磁性部材２４を有する。
【００２９】
ベース２１は、ステータ２３、回転部３、磁気ディスク１２、およびアクセス部１３の下側において、中心軸９に対して略垂直に広がる。ベース２１の材料には、例えば、アルミニウム合金等の金属が使用される。図３に示すように、ベース２１は、中心軸９と重なる位置にシャフト固定用孔２１１を有する。また、ベース２１は、略円筒状の環状突起２１２を有する。環状突起２１２は、ステータ２３より内側、かつ、後述する環状部材３３より径方向外側において、上方へ向けて突出する。
【００３０】
シャフト部２２は、シャフト本体４１、略円錐状の上コーン４２、上シール突起４３、略円錐状の下コーン４４、および下シール突起４５を有する。シャフト本体４１は、中心軸９に沿って配置され、平面視において中心軸９と重なる。シャフト本体４１の下端部は、ベース２１のシャフト固定用孔２１１に挿入されて、ベース２１に固定される。また、図２に示すように、シャフト本体４１の上端部は、ディスク駆動装置１のカバー１４に固定される。また、図４に示すように、シャフト本体４１は、上コーン４２より下側かつ下コーン４４より上側に位置する中央外周面２２０を有する。
【００３１】
上コーン４２は、シャフト本体４１から径方向外側へ突出する。上コーン４２は、環状かつ円錐状であることが好ましい。上コーン４２は、中心軸９に対して傾斜した上外周面２２１を有する。上外周面２２１と中心軸９との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなる。上シール突起４３は、上コーン４２および後述するスリーブ６１より、上側に位置する。上シール突起４３は、環状かつプレート状であることが好ましい。本実施形態の上シール突起４３は、上コーン４２の上端部より径方向外側へ突出する。なお、図４では、上コーン４２とシャフト本体４１との境目、および、上コーン４２と上シール突起４３との境目が、破線で示されている。
【００３２】
下コーン４４は、上コーン４２から軸方向に間隔をあけて下側に配置される。下コーン４４は、環状かつ円錐状であることが好ましい。下コーン４４は、中心軸９に対して傾斜した下外周面２２２を有する。下外周面２２２は、上外周面２２１より下側に配置される。下外周面２２２と中心軸９との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなる。下シール突起４５は、下コーン４４および後述するスリーブ６１より下側、かつ、ベース２１より上側に位置する。下シール突起４５は、環状であることが好ましい。本実施形態の下シール突起４５は、下コーン４４の下端部から下側へ向けて、略円筒状に突出する。なお、図４では、下コーン４４と下シール突起４５との境目が、破線で示されている。
【００３３】
本実施形態では、シャフト本体４１、上コーン４２、および上シール突起４３が、単一の第１部材２２３である。また、本実施形態では、下コーン４４および下シール突起４５が、第１部材２２３とは別の単一の第２部材２２４である。第１部材２２３および第２部材２２４の材料には、例えば、ステンレス鋼等の金属が使用される。第２部材２２４は、シャフト本体４１の外周面に、圧入、焼き嵌め、接着剤等の手段で固定される。
【００３４】
ステータ２３は、ステータコア５１と複数のコイル５２とを有する。ステータコア５１は、例えば、珪素鋼板等の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。ステータコア５１は、環状突起２１２の外周面に、固定される。また、ステータコア５１は、径方向外側へ向けて突出した複数のティース５１１を有する。コイル５２は、各ティース５１１の周囲に巻かれた導線により構成される。複数のティース５１１および複数のコイル５２は、中心軸９を中心として環状に配列される。
【００３５】
磁性部材２４は、環状であり、着磁されていない強磁性体から構成される。磁性部材２４は、後述するマグネット３４の下側に位置し、ベース２１の上面に配置される。磁性部材２４とマグネット３４との間には、軸方向の磁気的吸引力が生じる。これにより、回転部３が下側へ引き付けられる。本実施形態では、マグネット３４と磁性部材２４とが、互いに軸方向に重なる位置に配置される。ただし、マグネット３４と磁性部材２４とは、必ずしも軸方向に重なっていなくてもよい。マグネット３４と磁性部材２４との間に生じる磁気的吸引力が、軸方向成分を有していればよい。
【００３６】
本実施形態の回転部３は、ハブ３１、キャップ３２、環状部材３３、およびマグネット３４を有する。
【００３７】
ハブ３１は、シャフト部２２の周囲において、中心軸９を中心として回転可能に支持される。ハブ３１の材料には、例えば、ステンレス鋼等の金属が使用される。本実施形態のハブ３１は、スリーブ６１、ハブ凸部６２、天板部６３、外側円筒部６４、およびフランジ部６５を有する。
【００３８】
スリーブ６１は、シャフト部２２の周囲において、軸方向に筒状に延びる。ハブ凸部６２は、上シール突起４３の径方向外側かつスリーブ６１の上側において、上方へ向けて環状に突出する。天板部６３は、スリーブ６１から径方向外側へ向けて広がる。外側円筒部６４は、天板部６３の径方向外側の端縁部から、下方へ向けて略円筒状に延びる。フランジ部６５は、外側円筒部６４の下端部から、さらに径方向外側へ向けて突出する。
【００３９】
スリーブ６１は、シャフト本体４１が挿入される中央貫通孔３１０を有する。また、スリーブ６１は、略円筒状の中央内周面６１０と、中央内周面６１０よりも上側に位置する上内周面６１１と、中央内周面６１０よりも下側に位置する下内周面６１２と、を有する。上内周面６１１および下内周面６１２は、中心軸９に対して傾斜する。具体的には、上内周面６１１と中心軸９との間の径方向の距離は、下側へ向かうにつれて短くなる。また、下内周面６１２と中心軸９との間の径方向の距離は、上側へ向かうにつれて短くなる。
【００４０】
シャフト部２２の中央外周面２２０と、スリーブ６１の中央内周面６１０とは、径方向に対向する。シャフト部２２の上外周面２２１と、スリーブ６１の上内周面６１１とは、径方向に対して斜めに対向する。また、シャフト部２２の下外周面２２２とスリーブ６１の下内周面６１２とは、径方向に対して斜めに対向する。
【００４１】
磁気ディスク１２の下面は、フランジ部６５の上面の少なくとも一部分に接触する。これにより、磁気ディスク１２が軸方向に位置決めされる。また、磁気ディスク１２の内周部は、外側円筒部６４の外周面の少なくとも一部分に接触する。これにより、磁気ディスク１２が径方向に位置決めされる。このように、本実施形態では、外側円筒部６４およびフランジ部６５が、磁気ディスク１２を支持する支持部となる。
【００４２】
本実施形態のハブ３１は、単一の部材で構成される。しかしながら、ハブ３１は、複数の部材で構成されてもよい。例えば、スリーブ６１およびハブ凸部６２を含む部材と、天板部６３、外側円筒部６４、およびフランジ部６５を含む部材との２部材で、ハブ３１が構成されてもよい。
【００４３】
キャップ３２は、中央に円孔を有する略円板状の部材である。キャップ３２の材料は、金属であってもよく、樹脂であってもよい。本実施形態のキャップ３２は、キャップ板部３２１と、キャップ凸部３２２とを有する。キャップ板部３２１は、ハブ凸部６２および上シール突起４３の上方において、環状に広がる。キャップ板部３２１の内周部は、シャフト部２２の上端部付近の外周面と、僅かな隙間を介して径方向に対向する。キャップ凸部３２２は、キャップ板部３２１の径方向外側の端部から、下側へ向けて略円筒状に突出する。キャップ板部３２１の下面およびキャップ凸部３２２の内周面は、例えば接着剤で、ハブ凸部６２に固定される。ハブ３１が回転すると、ハブ３１とともにキャップ３２も回転する。
【００４４】
環状部材３３は、スリーブ６１の下側に位置し、下シール突起４５を環状に取り囲む。本実施形態では、ハブ３２と環状部材３３とが、互いに別部材である。環状部材３３の材料には、例えば、ステンレス鋼等の金属または樹脂が用いられる。環状部材３３は、例えば接着剤で、スリーブ６１に固定される。
【００４５】
マグネット３４は、ステータ２３の径方向外側かつ磁性部材２４の上側に位置する。マグネット３４は、外側円筒部６４の内周面に、固定される。本実施形態では、円環状のマグネット３４が用いられる。マグネット３４の内周面は、複数のティース５１１の径方向外側の端面と、間隙を介して径方向に対向する。また、マグネット３４の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁される。
【００４６】
なお、円環状のマグネット３４に代えて、複数のマグネットを使用してもよい。複数のマグネットを使用する場合には、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、複数のマグネットを周方向に配列すればよい。
【００４７】
このようなスピンドルモータ１１において、コイル５２に駆動電流を供給すると、複数のティース５１１に磁束が生じる。そして、ティース５１１とマグネット３４との間の磁束の作用により、静止部２と回転部３との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９を中心として回転する。ハブ３１に支持された磁気ディスク１２は、回転部３とともに、中心軸９を中心として回転する。
【００４８】
＜２−３．流体動圧軸受について＞
続いて、スピンドルモータ１１が有する流体動圧軸受７の構成について、説明する。図４に示すように、シャフト部２２と、スリーブ６１および環状部材３３との間には、潤滑液７０が介在する。潤滑液７０には、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が使用される。スリーブ６１および環状部材３３は、シャフト部２２に対して、潤滑液７０を介して、回転可能に支持される。
【００４９】
図５は、スリーブ６１の縦断面図である。図５に示すように、スリーブ６１は、上内周面６１１に、ヘリングボーン状の上動圧発生溝列７１１を有する。また、スリーブ６１は、下内周面６１２に、ヘリングボーン状の下動圧発生溝列７２１を有する。スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト部２２に対してスリーブ６１が、一方向に回転する。このとき、上動圧発生溝列７１１および下動圧発生溝列７２１は、シャフト部２２とスリーブ６１との間に位置する潤滑液７０に、動圧を誘起する。当該動圧により、シャフト部２２に対してスリーブ６１が、径方向および軸方向に支持される。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、静止部２側の軸受面である上外周面２２１と、回転部３側の軸受面である上内周面６１１と、これらの間に満たされた潤滑液７０とで、上軸受部７１が構成される。また、静止部２側の軸受面である下外周面２２２と、回転部３側の軸受面である下内周面６１２と、これらの間に満たされた潤滑液７０とで、下軸受部７２が構成される。そして、上軸受部７１と下軸受部７２とで、流体動圧軸受７が構成される。
【００５１】
上軸受部７１において、スリーブ６１に回転時に与えられる動圧は、径方向外側へ向かう成分と、軸方向下側へ向かう成分と、を有する。また、下軸受部７２においてスリーブ６１に回転時に与えられる動圧は、径方向外側へ向かう成分と、軸方向上側へ向かう成分と、を有する。
【００５２】
なお、上動圧発生溝列７１１は、上外周面２２１および上内周面６１１の少なくとも一方の面に配置されていればよい。また、下動圧発生溝列７２１は、下外周面２２２および下内周面６１２の少なくとも一方の面に配置されていればよい。
【００５３】
＜２−４．上シール部および下シール部について＞
潤滑液７０は、上側の液面７０１と下側の液面７０２とを有する。上側の液面７０１は、上軸受部７１より上側の、上シール突起４３とハブ凸部６２との間に位置する。すなわち、本実施形態では、上シール突起４３の外周面と、ハブ凸部６２の内周面とで、上側の液面７０１を保持する上シール部８１が構成される。一方、下側の液面７０２は、下軸受部７２より下側の、下シール突起４５と環状部材３３との間に位置する。すなわち、本実施形態では、下シール突起４５の外周面と、環状部材３３の内周面とで、下側の液面７０２を保持する下シール部８２が構成される。
【００５４】
本実施形態の上シール部８１は、上毛細管シール部８１１と、ポンピングシール部８１２とを含む。上軸受部７１と上毛細管シール部８１１とは、互いに繋がる。上毛細管シール部８１１においては、上シール突起４３の外周面と、ハブ凸部６２の内周面との径方向の間隔が、上方へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑液７０の上側の液面７０１は、表面張力によって下側へ引き付けられて、メニスカス状となる。これにより、上シール部８１からの潤滑液７０の漏れ出しが抑制される。
【００５５】
ポンピングシール部８１２は、上毛細管シール部８１１の下側、すなわち、上毛細管シール部８１１より上軸受部７１側に位置する。図５に示すように、ハブ３１は、ハブ凸部６２の内周面に、スパイラル状のポンピング溝列８１３を有する。スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト部２２に対してハブ３１が、一方向に回転する。このとき、ポンピング溝列８１３は、上シール突起４３とハブ凸部６２との間に位置する潤滑液７０を、上軸受部７１側へ向けて押し込む。これにより、上シール部８１からの潤滑液７０の漏れ出しが、より抑制される。
【００５６】
なお、ポンピング溝列８１３は、ポンピングシール部８１２を構成する上シール突起４３の外周面およびハブ凸部６２の内周面の、少なくとも一方に設けられていればよい。また、ポンピング溝列８１３は、ヘリングボーン状の溝列であってもよい。
【００５７】
本実施形態の下シール部８２は、下毛細管シール部８２１を含む。下軸受部７２と下毛細管シール部８２１とは、互いに繋がる。下毛細管シール部８２１においては、下シール突起４５の外周面と、環状部材３３の内周面との径方向の間隔が、下方へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑液７０の下側の液面７０２は、表面張力によって上側へ引き付けられて、メニスカス状となる。これにより、下シール部８２からの潤滑液７０の漏れ出しが抑制される。
【００５８】
ポンピングシール部８１２による潤滑液７０の流動に伴い、上シール部８１から潤滑液７０内に気泡が混入する場合がある。当該気泡は、後述する上開口６１４、連通孔６１３、および下開口６１５を通って、下シール部８２へ移動する。そして、当該気泡は、下毛細管シール部８２１から外部へ排出される。
【００５９】
本実施形態では、下シール突起４５の外周面と中心軸９との間の径方向の距離が、下側へ向かうにつれて短くなる。また、環状部材３３の内周面と中心軸９との径方向の距離が、下側へ向かうにつれて短くなる。そして、中心軸９に対する下シール突起４５の外周面の角度は、中心軸９に対する環状部材３３の内周面の角度より、大きい。このため、スピンドルモータ１１の回転時には、下毛細管シール部８２１に下軸受部７２側へ向かう遠心力が掛かる。これにより、下シール部８２からの潤滑液７０の漏れ出しが、より抑制される。
【００６０】
また、スリーブ６１は、中央貫通孔３１０とは別に、連通孔６１３を有する。連通孔６１３は、中央貫通孔３１０より径方向外側において、スリーブ６１を上下に貫通する。連通孔６１３は、スリーブ６１の上面に設けられた上開口６１４と、スリーブ６１の下面に設けられた下開口６１５とを、軸方向に繋ぐ。連通孔６１３の内部も、潤滑液７０に満たされる。
【００６１】
潤滑液７０は、上シール部８１から、シャフト部２２とスリーブ６１との間隙および連通孔６１３を経て、下シール部８２まで、連続して満たされる。このため、潤滑液７０の液面は、上シール部８１に保持される液面７０１および下シール部８２に保持される液面７０２の２箇所のみとなる。これにより、潤滑液７０の蒸発が抑制される。
【００６２】
本実施形態では、連通孔６１３の上開口６１４が、連通孔６１３の下開口６１５より、径方向内側に位置する。また、上開口６１４から下開口６１５まで、連通孔６１３が直線状に延びる。このため、連通孔６１３の上開口６１４が下開口６１５の真上にある場合と比べて、潤滑液７０の循環経路が短縮される。すなわち、静止部２と回転部３との間で潤滑液７０が介在する面積が縮小する。これにより、流体動圧軸受７全体の摩擦抵抗が、より低減される。
【００６３】
また、本実施形態では、下毛細管シール部８２１が、上毛細管シール部８１１より、径方向内側に位置する。また、下毛細管シール部８２１が、連通孔６１３の下開口６１５より径方向内側に位置する。このため、上毛細管シール部８１１から潤滑液７０中に混入し、連通孔６１３内へ流れ込んだ気泡は、下開口６１５から下毛細管シール部８２１へ、スムーズに移動する。したがって、下毛細管シール部８２１からの気泡の排出が促進される。
【００６４】
本実施形態の流体動圧軸受７は、前述の通り、上動圧発生溝列７１１と下動圧発生溝列７２１とを有する。スピンドルモータ１１の駆動時には、上動圧発生溝列７１１と下動圧発生溝列７２１との作用により、シャフト部２２の外周面とスリーブ６１の内周面との間に位置する潤滑液７０は、上方へ向けて流動する。
【００６５】
また、環状部材３３の外周面と、ベース２１の環状突起２１２の内周面とは、僅かな隙間を介して径方向に対向する。環状部材３３の外周面と環状突起２１２の内周面との径方向の間隔は、下毛細管シール部８２１における下シール突起４５の外周面と環状部材３３の内周面との径方向の間隔の最大値より小さい。これにより、環状部材３３と環状突起２１２との間における気体の出入りが抑制される。その結果、下シール部８２からの潤滑液７０の蒸発が抑制される。すなわち、このスピンドルモータ１１は、環状部材３３と環状突起２１２との間に、ラビリンスシール部８３を有する。ラビリンスシール部８３は、下毛細管シール部８２１より径方向外側に位置する。
【００６６】
＜２−５．上軸受部および下軸受部の寸法関係について＞
図６は、停止時におけるスピンドルモータ１１の部分縦断面図である。スピンドルモータ１１の停止時には、磁性部材２４とマグネット３４との間の磁気的吸引力により、図６中の白抜き矢印のように、回転部３が下側へ引き付けられる。このため、図６のように、下コーン４４の下外周面２２２に、スリーブ６１の下内周面６１２が接触する。下コーン４４は、下外周面２２２を被覆する保護膜４４１を有する。保護膜４４１の材料には、例えば、ＤＬＣ（diamond-like carbon）、鍍金、二硫化モリブデンが使用される。これにより、スリーブ６１との接触による下外周面２２２の損傷が抑制される。保護膜４４１の材料にＤＬＣを用いる場合、保護膜４４１の厚さは、例えば１〜３μｍが好ましい。
【００６７】
図６では、上内周面６１１の上動圧発生溝列７１１が配置される範囲と、下内周面６１２の下動圧発生溝列７２１が配置される範囲とが、太い破線で示されている。図６のように、このスピンドルモータ１１では、上動圧発生溝列７１１の下端部と中心軸９との径方向の距離ｄ１が、下動圧発生溝列７２１の上端部と中心軸９との径方向の距離ｄ２よりも、短い。すなわち、上動圧発生溝列７１１の下端部が、下動圧発生溝列７２１の上端部よりも、径方向内側に位置する。
【００６８】
このように、上動圧発生溝列７１１を径方向内側に配置すれば、上軸受部７１における摩擦損失を低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を抑えることができる。ただし、この構造では、上軸受部７１で発生する下方向の動圧よりも、下軸受部７２で発生する上方向の動圧の方が、大きくなる。しかしながら、磁性部材２４とマグネット３４との間の磁気的吸引力によって、回転部３が下側へ引き付けられる。その結果、スピンドルモータ１１の駆動時には、スリーブ６１に作用する上方向の力と下方向の力とが釣り合う。したがって、スピンドルモータ１１の安定した回転が得られる。
【００６９】
ただし、スピンドルモータ１１の使用時の向きによって、上外周面２２１と上内周面６１１との間隔、および、下外周面２２２と下内周面６１２との間隔は、多少変化してもよい。一例を示すと、ベース２１が鉛直下側に配置された状態で、スピンドルモータ１１を駆動させた場合、上外周面２２１と上内周面６１１との軸方向の間隔は、例えば７〜８μｍとなり、下外周面２２２と下内周面６１２との軸方向の間隔は、例えば６〜７μｍとなる。一方、ベース２１が鉛直上側に配置された状態で、スピンドルモータ１１を駆動させた場合、上外周面２２１と上内周面６１１との軸方向の間隔は、例えば６〜７μｍとなり、下外周面２２２と下内周面６１２との軸方向の間隔は、例えば７〜８μｍとなる。
【００７０】
また、図６に示すように、本実施形態では、上動圧発生溝列７１１の上端部と中心軸９との径方向の距離ｄ３が、下動圧発生溝列７２１の下端部と中心軸９との径方向の距離ｄ４よりも、短い。すなわち、上動圧発生溝列７１１の上端部が、下動圧発生溝列７２１の下端部よりも、径方向内側に位置する。これにより、上軸受部７１における摩擦損失を、より低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を、より抑えることができる。
【００７１】
図７は、流体動圧軸受７の各部の寸法および角度を示した図である。図７に示すように、本実施形態では、中心軸９を含む断面において、上軸受部７１の長さｄ５が、下軸受部７２の長さｄ６以下である。ここで、上軸受部７１の長さｄ５は、上動圧発生溝列７１１が存在する領域の長さを指し、下軸受部７２の長さｄ６は、下動圧発生溝列７２１が存在する領域の長さを指す。上軸受部７１の長さｄ５は、例えば、１．２ｍｍ〜２．０ｍｍとすることができる。下軸受部７２の長さｄ６は、例えば、１．７ｍｍ〜１．９ｍｍとすることができる。このように、上軸受部７１の長さｄ５を、下軸受部７２の長さｄ６以下とすることで、上軸受部７１における摩擦損失を、より低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を、より抑えることができる。
【００７２】
また、図７のように、中心軸９に垂直な面に対する上軸受部７１の投影面積をＳｗ、中心軸９に垂直な面に対する下軸受部７２の投影面積をＳｕ、とする。ここで、上軸受部７１の投影面積Ｓｗは、当該投影面において、上動圧発生溝列７１１の外接円と内接円との間の円環部の面積を指す。また、下軸受部７２の投影面積Ｓｗは、当該投影面において、下動圧発生溝列７２１の外接円と内接円との間の円環部の面積を指す。本実施形態のスピンドルモータ１１は、Ｓｗ＜Ｓｕの関係を満たす。このように、上軸受部７１の投影面積Ｓｗを、下軸受部７２の投影面積Ｓｕよりも小さくすれば、上軸受部７１における摩擦損失を、より低減できる。したがって、所望の回転数を得るための駆動電流値を、より抑えることができる。
【００７３】
また、本実施形態のスピンドルモータ１１は、回転部３の重量をＷ、磁性部材２４とマグネット３４との間の磁気的吸引力の軸方向成分の大きさをＢ、とすると、Ｗ・｛１−（Ｓｗ／Ｓｕ）４｝＜Ｂ＜１１７６［Ｎ］の関係を満たす。この関係を満たせば、ベース２１が鉛直上側に配置された状態でも、スピンドルモータ１１を停止させたときに、図６のように、下外周面２２２と下内周面６１２とを、接触状態に保ちやすい。すなわち、上外周面２２１と上内周面６１１とを、互いに離れた状態に保ちやすい。このため、上外周面２２１を、ＤＬＣ等の保護膜４４１で補強する必要がない。スピンドルモータ１１は、より好ましくは、Ｗ＜Ｂ＜１１７６［Ｎ］の関係を満たすとよい。
【００７４】
また、図７に示すように、中心軸９を含む断面において、上外周面２２１を中心軸９側へ向けて延長した仮想直線と、下外周面２２２を中心軸９側へ向けて延長した仮想直線との交点を、仮想交点２２５とする。本実施形態では、仮想交点２２５から上動圧発生溝列７１１の下端部までの距離ｄ７が、仮想交点２２５から下動圧発生溝列７２１の上端部までの距離ｄ８よりも、短い。
【００７５】
また、図７に示すように、本実施形態では、中心軸９を含む断面において、中心軸９に対する上軸受部７１の角度と、中心軸９に対する下軸受部７２の角度とが、同一の角度θである。ここでいう「同一」は、略同一も含む。このようにすれば、動圧の径方向成分の大きさと軸方向成分の大きさとの比率が、上軸受部７１と下軸受部７２とで同一となる。したがって、動圧を考慮した上軸受部７１および下軸受部７２の設計が容易となる。角度θは、例えば３０°〜５０°とすることができる。ただし、中心軸９に対する上軸受部７１の角度と、中心軸９に対する下軸受部７２の角度とが、必ずしも同一でなくてもよい。
【００７６】
＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
【００７７】
図８は、一変形例に係るスピンドルモータ１１Ｂの部分縦断面図である。図８の例では、シャフト本体４１Ｂ、下コーン４４Ｂ、および下シール突起４５Ｂが、単一の第１部材２２３Ｂである。そして、上コーン４２Ｂおよび上シール突起４３Ｂが、第１部材２２３Ｂとは別の単一の第２部材２２４Ｂである。第２部材２２４Ｂは、シャフト本体４１Ｂの外周面に、圧入、焼き嵌め、接着剤等の手段で固定される。
【００７８】
このように、シャフト部内の複数の部位（シャフト本体、上コーン、上シール突起、下コーン、および下シール突起）のうち、２つ以上の部位で構成される部材を組み合わせて、シャフト部が構成されていてもよい。また、シャフト部内の複数の部位が、全て別部材であってもよい。また、シャフト部は、１部材で構成されていてもよい。
【００７９】
また、上動圧発生溝により誘起される動圧よりも、下動圧発生溝により誘起される動圧を大きくするために、上動圧発生溝および下動圧発生溝の形状、溝数、または深さを調整してもよい。例えば、上動圧発生溝列７１１の溝数より、下動圧発生溝列７２１の溝数を、多くしてもよい。また、上動圧発生溝列７１１の深さより、下動圧発生溝列７２１の深さを、深くしてもよい。上動圧発生溝列７１１の深さは、例えば、３〜１０μｍとすればよい。また、下動圧発生溝列７２１の深さは、例えば、５〜１２μｍとすればよい。
【００８０】
また、上記の実施形態では、ステータ２３の径方向外側にマグネット３４が配置されていたが、ステータの径方向内側にマグネットが配置されていてもよい。すなわち、マグネットの外周面と、複数のティースの径方向内側の端面とが、間隙を介して径方向に対向する構造であってもよい。また、上記の実施形態では、ステータ２３とマグネット３４とが、間隙を介して径方向に対向していたが、本発明のスピンドルモータは、ステータとマグネットとが、間隙を介して軸方向に対向する構造であってもよい。
【００８１】
また、本発明のスピンドルモータは、磁気ディスク以外の光ディスク等のディスクを回転させるためのモータであってもよい。
【００８２】
また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、スピンドルモータおよびディスク駆動装置に利用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１  ディスク駆動装置
２，２Ａ  静止部
３，３Ａ  回転部
７，７Ａ  流体動圧軸受
９，９Ａ  中心軸
１１，１１Ａ，１１Ｂ  スピンドルモータ
１２  磁気ディスク
１３  アクセス部
１４  カバー
２１，２１Ａ  ベース
２２，２２Ａ  シャフト部
２３，２３Ａ  ステータ
２４，２４Ａ  磁性部材
３１  ハブ
３２  キャップ
３３  環状部材
３４，３４Ａ  マグネット
４１，４１Ｂ  シャフト本体
４２，４２Ｂ  上コーン
４３，４３Ｂ  上シール突起
４４，４４Ｂ  下コーン
４５，４５Ｂ  下シール突起
５１  ステータコア
５２，５２Ａ  コイル
６１，６１Ａ  スリーブ
６２  ハブ凸部
６３  天板部
６４  外側円筒部
６５  フランジ部
７０，７０Ａ  潤滑液
７１，７１Ａ  上軸受部
７２，７２Ａ  下軸受部
８１  上シール部
８２  下シール部
８３  ラビリンスシール部
２１２  環状突起
２２０  中央外周面
２２１，２２１Ａ  上外周面
２２２，２２２Ａ  下外周面
２２３，２２３Ｂ  第１部材
２２４，２２４Ｂ  第２部材
４４１  保護膜
６１０  中央内周面
６１１，６１１Ａ  上内周面
６１２，６１２Ａ  下内周面
６１３  連通孔
７０１，７０２  液面
７１１，７１１Ａ  上動圧発生溝列
７２１，７２１Ａ  下動圧発生溝列
８１１  上毛細管シール部
８１２  ポンピングシール部
８２１  下毛細管シール部
【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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