(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止体と、
前記静止体に対して回転可能に支持される回転体と、
前記静止体と前記回転体との間に介在する潤滑オイルと、
を有し、
前記静止体および前記回転体の一方は、
上下に延びる回転軸に沿って配置されるシャフトと、
前記シャフトの一部分であり、前記シャフトの上端部付近から径方向外側へ突出する円環状の上環状部と、
を含み、
前記静止体および前記回転体の他方は、
前記上環状部よりも下側に位置する前記シャフトの外周面と軸受間隙を介して対向する内周面を有するスリーブを含み、
前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面とは、前記軸受間隙であるラジアル間隙を介して径方向に対向し、
前記スリーブは、軸方向または軸方向に対して斜めに貫通する連通孔を有し、
前記静止体または前記回転体は、前記潤滑オイルに流動を生じさせるヘリングボーン形状またはスパイラル形状の溝列を有し、
前記潤滑オイルは、前記軸受間隙、前記溝列、および前記連通孔を満たし、
前記溝列が、前記潤滑オイルを軸方向下側へ向けて加圧する圧力よりも軸方向上側へ向けて加圧する圧力の方が大きいポンピング溝列であって、当該ポンピング溝列によって、前記潤滑オイルが、前記ラジアル間隙から前記連通孔へ流れ込み、
前記連通孔は、前記潤滑オイルが流入する流入口と、前記潤滑オイルが流出する流出口と、を有し、
前記流入口の開口面積は、前記流入口と前記流出口とを繋ぐ筒状の管部の断面積よりも大きいとともに
前記スリーブは、前記流入口を有する第１スラスト軸受面、および前記流入口を構成する縁部の少なくとも一部分に傾斜部、を有し、
前記静止体および前記回転体の前記一方は、前記第１スラスト軸受面に対向する第２スラスト軸受面を有し、
前記第１スラスト軸受面または前記第２スラスト軸受面は、潤滑オイルに動圧を誘起するスラスト動圧溝列を有し、
前記流入口の少なくとも一部分が、前記スラスト動圧溝列の径方向外側の端部よりも径方向内側、かつ、前記スラスト動圧溝列の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置し、
前記スリーブの前記縁部は、
前記流入口の径方向内側に位置する内径側縁部と、
前記流入口の径方向外側に位置する外径側縁部と、
を含み、
前記内径側縁部における前記傾斜部の径方向の幅は、前記外径側縁部における前記傾斜部の径方向の幅よりも大きい、流体動圧軸受装置。
【請求項２】
静止体と、
前記静止体に対して回転可能に支持される回転体と、
前記静止体と前記回転体との間に介在する潤滑オイルと、
を有し、
前記静止体および前記回転体の一方は、
上下に延びる回転軸に沿って配置されるシャフトと、
前記シャフトの一部分であり、前記シャフトの上端部付近から径方向外側へ突出する円環状の上環状部と、
を含み、
前記静止体および前記回転体の他方は、
前記上環状部よりも下側に位置する前記シャフトの外周面と軸受間隙を介して対向する内周面を有するスリーブを含み、
前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面とは、前記軸受間隙であるラジアル間隙を介して径方向に対向し、
前記スリーブは、軸方向または軸方向に対して斜めに貫通する連通孔を有し、
前記静止体または前記回転体は、前記潤滑オイルに流動を生じさせるヘリングボーン形状またはスパイラル形状の溝列を有し、
前記潤滑オイルは、前記軸受間隙、前記溝列、および前記連通孔を満たし、
前記溝列が、前記潤滑オイルを軸方向下側へ向けて加圧する圧力よりも軸方向上側へ向けて加圧する圧力の方が大きいポンピング溝列であって、当該ポンピング溝列によって、前記潤滑オイルが、前記ラジアル間隙から前記連通孔へ流れ込み、
前記連通孔は、前記潤滑オイルが流入する流入口と、前記潤滑オイルが流出する流出口と、を有し、
前記流入口の開口面積は、前記流入口と前記流出口とを繋ぐ筒状の管部の断面積よりも大きいとともに
前記スリーブは、前記流入口を有する第１スラスト軸受面、および前記流入口を構成する縁部の少なくとも一部分に傾斜部、を有し、
前記静止体および前記回転体の前記一方は、前記第１スラスト軸受面に対向する第２スラスト軸受面を有し、
前記第１スラスト軸受面または前記第２スラスト軸受面は、潤滑オイルに動圧を誘起するスラスト動圧溝列を有し、
前記流入口の少なくとも一部分が、前記スラスト動圧溝列の径方向外側の端部よりも径方向内側、かつ、前記スラスト動圧溝列の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置し、
前記スリーブの前記縁部は、
前記流入口の径方向内側に位置する内径側縁部と、
前記流入口の径方向外側に位置する外径側縁部と、
を含み、
前記内径側縁部および前記外径側縁部のうち、前記内径側縁部のみに前記傾斜部を有する、流体動圧軸受装置。
【請求項３】
静止体と、
前記静止体に対して回転可能に支持される回転体と、
前記静止体と前記回転体との間に介在する潤滑オイルと、
を有し、
前記静止体および前記回転体の一方は、
上下に延びる回転軸に沿って配置されるシャフトと、
前記シャフトの一部分であり、前記シャフトの上端部付近から径方向外側へ突出する円環状の上環状部と、
を含み、
前記静止体および前記回転体の他方は、
前記上環状部よりも下側に位置する前記シャフトの外周面と軸受間隙を介して対向する内周面を有するスリーブを含み、
前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面とは、前記軸受間隙であるラジアル間隙を介して径方向に対向し、
前記スリーブは、軸方向または軸方向に対して斜めに貫通する連通孔を有し、
前記静止体または前記回転体は、前記潤滑オイルに流動を生じさせるヘリングボーン形状またはスパイラル形状の溝列を有し、
前記潤滑オイルは、前記軸受間隙、前記溝列、および前記連通孔を満たし、
前記溝列が、前記潤滑オイルを軸方向下側へ向けて加圧する圧力よりも軸方向上側へ向けて加圧する圧力の方が大きいポンピング溝列であって、当該ポンピング溝列によって、前記潤滑オイルが、前記ラジアル間隙から前記連通孔へ流れ込み、
前記連通孔は、前記潤滑オイルが流入する流入口と、前記潤滑オイルが流出する流出口と、を有し、
前記流入口の開口面積は、前記流入口と前記流出口とを繋ぐ筒状の管部の断面積よりも大きいとともに
前記スリーブは、前記流入口を有する第１スラスト軸受面、および前記流入口を構成する縁部の少なくとも一部分に傾斜部、を有し、
前記静止体および前記回転体の前記一方は、前記第１スラスト軸受面に対向する第２スラスト軸受面を有し、
前記第１スラスト軸受面または前記第２スラスト軸受面は、潤滑オイルに動圧を誘起するスラスト動圧溝列を有し、
前記流入口の少なくとも一部分が、前記スラスト動圧溝列の径方向外側の端部よりも径方向内側、かつ、前記スラスト動圧溝列の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置し、
前記スリーブの前記縁部は、
前記流入口の径方向内側に位置する内径側縁部と、
前記流入口の径方向外側に位置する外径側縁部と、
を含み、
前記流入口の一部分が、前記スラスト動圧溝列の径方向外側の端部よりも径方向内側に位置し、かつ、前記流入口の他の一部分が、前記スラスト動圧溝列の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する、流体動圧軸受装置。
【請求項４】
静止体と、
前記静止体に対して回転可能に支持される回転体と、
前記静止体と前記回転体との間に介在する潤滑オイルと、
を有し、
前記静止体および前記回転体の一方は、
上下に延びる回転軸に沿って配置されるシャフトと、
前記シャフトの一部分であり、前記シャフトの上端部付近から径方向外側へ突出する円環状の上環状部と、
を含み、
前記静止体および前記回転体の他方は、
前記上環状部よりも下側に位置する前記シャフトの外周面と軸受間隙を介して対向する内周面を有するスリーブを含み、
前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面とは、前記軸受間隙であるラジアル間隙を介して径方向に対向し、
前記スリーブは、軸方向または軸方向に対して斜めに貫通する連通孔を有し、
前記静止体または前記回転体は、前記潤滑オイルに流動を生じさせるヘリングボーン形状またはスパイラル形状の溝列を有し、
前記潤滑オイルは、前記軸受間隙、前記溝列、および前記連通孔を満たし、
前記溝列が、前記潤滑オイルを軸方向下側へ向けて加圧する圧力よりも軸方向上側へ向けて加圧する圧力の方が大きいポンピング溝列であって、当該ポンピング溝列によって、前記潤滑オイルが、前記ラジアル間隙から前記連通孔へ流れ込み、
前記連通孔は、前記潤滑オイルが流入する流入口と、前記潤滑オイルが流出する流出口と、を有し、
前記流入口の開口面積は、前記流入口と前記流出口とを繋ぐ筒状の管部の断面積よりも大きいとともに
前記スリーブは、前記流入口を有する第１スラスト軸受面、および前記流入口を構成する縁部の少なくとも一部分に傾斜部、を有し、
前記静止体および前記回転体の前記一方は、前記第１スラスト軸受面に対向する第２スラスト軸受面を有し、
前記第１スラスト軸受面または前記第２スラスト軸受面は、潤滑オイルに動圧を誘起するスラスト動圧溝列を有し、
前記流入口の少なくとも一部分が、前記スラスト動圧溝列の径方向外側の端部よりも径方向内側、かつ、前記スラスト動圧溝列の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置し、
前記スリーブの前記縁部は、
前記流入口の径方向内側に位置する内径側縁部と、
前記流入口の径方向外側に位置する外径側縁部と、
を含み、
前記スラスト動圧溝列を構成する一部の溝と前記傾斜部とが繋がる、流体動圧軸受装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の流体動圧軸受装置において、
前記内径側縁部の軸方向の位置と、前記外径側縁部の軸方向の位置とが、相違し、
前記連通孔の軸方向の中央から前記内径側縁部までの距離は、前記連通孔の軸方向の中央から前記外径側縁部までの距離よりも長い、流体動圧軸受装置。
【請求項６】
ディスクを回転させるスピンドルモータであって、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の流体動圧軸受装置と、
前記静止体に直接または他の部材を介して固定されたステータと、
前記回転体とともに回転するディスク支持部と、
を有する、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と、
前記スピンドルモータの前記ディスク支持部に支持された前記ディスクに対し、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、
を有するディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受装置、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、国際公開第２００９／１４５１５９号に記載されている。当該文献では、スピンドルモータの回転部材に、連通孔が設けられている。また、静止部と回転部との間の微小間隙と、回転部材の連通孔とが、潤滑オイルで満たされている。また、潤滑オイルは、上部と下部とに一対の液界面を有する。
【特許文献１】国際公開第２００９／１４５１５９号
【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、潤滑オイルに混入した気泡を外部へ排出させるために、シャフトと回転部材との間の微小間隙と、回転部材に設けられた連通孔との間で、潤滑オイルを意図的に循環させる場合がある。しかしながら、連通孔の端部の開口における流路抵抗が大きいと、潤滑オイルが連通孔内へ流れ込みにくい。その場合、連通孔へ流れ込むことなく、潤滑オイルの液面付近へ向けて流れる潤滑オイルの量が増加する。そうすると、潤滑オイルの液面が上昇し、潤滑オイルの外部への漏れ出しが発生しやすくなる。
【０００５】
本発明の目的は、連通孔への潤滑オイルの流入を促進させて、潤滑オイルの外部への漏れ出しを抑制できる流体動圧軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の例示的な第１発明は、静止体と、前記静止体に対して回転可能に支持される回転体と、前記静止体と前記回転体との間に介在する潤滑オイルと、を有し、前記静止体および前記回転体の一方は、上下に延びる回転軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトの周囲に位置する円環状の上環状部と、を含み、前記静止体および前記回転体の他方は、前記上環状部よりも下側に位置する前記シャフトの外周面と軸受間隙を介して対向する内周面を有するスリーブを含み、前記スリーブは、軸方向または軸方向に対して斜めに貫通する連通孔を有し、前記静止体または前記回転体は、前記潤滑オイルに流動を生じさせるヘリングボーン形状またはスパイラル形状の溝列を有し、前記潤滑オイルは、前記軸受間隙、前記溝列、および前記連通孔を満たし、前記溝列によって、前記潤滑オイルが、前記軸受間隙から前記連通孔へ流れ込み、前記連通孔は、前記潤滑オイルが流入する流入口と、前記潤滑オイルが流出する流出口と、を有し、前記流入口の開口面積は、前記流入口と前記流出口とを繋ぐ筒状の管部の断面積よりも大きい、流体動圧軸受装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の例示的な第１発明によれば、潤滑オイルが連通孔内に流れ込む際の損失係数を低減できる。このため、潤滑オイルが連通孔内へ流入しやすくなる。したがって、潤滑オイルの漏れ出しを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ディスク駆動装置１の縦断面図である。
【図２】図２は、スピンドルモータの縦断面図である。
【図３】図３は、スピンドルモータの部分縦断面図である。
【図４】図４は、回転部材の部分上面図である。
【図５】図５は、回転部材の部分下面図である。
【図６】図６は、回転部材の部分縦断面図である。
【図７】図７は、流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。
【図８】図８は、変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。
【図９】図９は、変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。
【図１２】図１２は、変形例に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【図１３】図１３は、変形例に係るスリーブの縦断面図である。
【図１４】図１４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】
【０００９】
以下、本開示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、本開示では、スピンドルモータの回転軸と平行な方向を「軸方向」、スピンドルモータの回転軸に直交する方向を「径方向」、スピンドルモータの回転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、本開示では、軸方向を上下方向とし、スリーブに対して上環状部側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本開示に係る流体動圧軸受装置、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。
【００１０】
また、本開示において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本開示において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。
【００１１】
＜１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本開示の好ましい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、中央に円孔を有する磁気ディスク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１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、およびトップカバー１４を有する。
【００１２】
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、回転軸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、回転軸９に直交する方向に広がるベースプレート２１を有する。ベースプレート２１の上部は、トップカバー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、ベースプレート２１とトップカバー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。
【００１３】
なお、ディスク駆動装置１が有する磁気ディスク１２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。
【００１４】
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。本開示では、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。
【００１５】
＜２．スピンドルモータの構成＞
続いて、ディスク駆動装置１に用いられるスピンドルモータ１１のより詳細な構成について、説明する。図２は、スピンドルモータ１１の縦断面図である。図２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、ディスク駆動装置１の筐体１０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。
【００１６】
静止部２は、ベースプレート２１、シャフト２２、下環状部材２３、およびステータ２４を有する。
【００１７】
ベースプレート２１は、ステータ２４、後述する回転部材３１、磁気ディスク１２、およびアクセス部１３の下側において、回転軸９に対して略垂直に広がる。
【００１８】
シャフト２２は、回転軸９に沿って配置される。図１に示すように、シャフト２２の上端部は、ディスク駆動装置１のトップカバー１４に固定される。また、シャフト２２の下端部は、下環状部材２３を介して、ベースプレート２１の円筒ホルダ部２１１に固定される。
【００１９】
図２に示すように、シャフト２２は、円環状の上環状部２２１を有する。上環状部２２１は、シャフト２２の上端部付近において、径方向外側へ突出する。上環状部２２１は、後述するスリーブフランジ５１２の上面と、後述するキャップ３２の下面との間に位置する。上環状部２２１は、シャフト２２を構成する部材の一部分である。ただし、上環状部２２１は、シャフト２２とは別の部材であってもよい。
【００２０】
下環状部材２３は、上環状部２２１よりも下側に位置し、シャフト２２を環状に取り囲む。ただし、シャフト２２と下環状部材２３とは、一繋がりの部材であってもよい。下環状部材２３は、底部２３１と壁部２３２とを有する。底部２３１は、後述するスリーブ５１の内側円筒部５１１の下側において、環状に広がる。底部２３１の内周面は、シャフト２２の外周面に固定される。壁部２３２は、内側円筒部５１１よりも径方向外側において、底部２３１から上方へ略円筒状に延びる。壁部２３２の外周面は、円筒ホルダ部２１１の内周面に固定される。
【００２１】
ステータ２４は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する。ステータコア４１は、円筒ホルダ部２１１の外周面に、固定される。ただし、ステータコア４１は、後述する流体動圧軸受装置６の静止体に、直接または他の部材を介して固定されていればよい。
【００２２】
回転部３は、回転部材３１、キャップ３２、マグネット３３、およびヨーク３４を有する。
【００２３】
回転部材３１は、シャフト２２の周囲において、環状に広がる。回転部材３１は、上下に貫通する中央貫通孔３１０を有する。シャフト２２の少なくとも一部分は、中央貫通孔３１０内に収容される。図２に示すように、回転部材３１は、スリーブ５１、天板部５２、上凸部５３、下凸部５４、外側円筒部５５、およびディスク支持部５６を有する。
【００２４】
スリーブ５１は、上環状部２２１よりも下側かつ下環状部材２３の底部２３１よりも上側において、シャフト２２を円環状に取り囲む。回転部材３１のうち、上環状部２２１と下環状部材２３とに挟まれた、断面視において略Ｌ字状の部分を、スリーブ５１と称する。スリーブ５１のより詳細な形状については、後述する。天板部５２は、スリーブ５１の径方向外側かつステータ２４の上側において、略円板状に広がる。
【００２５】
なお、回転部材３１は、必ずしも単一の部材でなくてもよい。例えば、上述したスリーブ５１、天板部５２、上凸部５３、下凸部５４、外側円筒部５５、およびディスク支持部５６のうち、スリーブ５１と他の部分とが、互いに別部材であってもよい。
【００２６】
マグネット３３は、ステータ２４の径方向外側に位置する。
【００２７】
＜３．流体動圧軸受装置について＞
続いて、スピンドルモータ１１に含まれる流体動圧軸受装置６の構成について、説明する。図３は、流体動圧軸受装置６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。
【００２８】
図３に示すように、スリーブ５１は、内側円筒部５１１と、スリーブフランジ５１２とを有する。内側円筒部５１１は、上環状部２２１よりも下側、下環状部材２３の底部２３１よりも上側、かつ、下環状部材２３の壁部２３２よりも径方向内側において、軸方向に略円筒状に延びる。内側円筒部５１１の内周面は、シャフト２２の外周面と、微小な軸受間隙であるラジアル間隙を介して、径方向に対向する。スリーブフランジ５１２は、内側円筒部５１１の上端部から、径方向外側へ向けて突出する。スリーブフランジ５１２は、上環状部２２１よりも下側かつ下環状部材２３の壁部２３２よりも上側に位置する。
【００２９】
シャフト２２および下環状部材２３と、回転部材３１のスリーブ５１、上凸部５３、および下凸部５４との間には、潤滑オイル６０が介在する。潤滑オイル６０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。回転部材３１は、シャフト２２および下環状部材２３に対して、潤滑オイル６０を介して、回転可能に支持される。すなわち、シャフト２２および下環状部材２３を含む静止体と、スリーブ５１、上凸部５３、および下凸部５４を含む回転体と、これらの間に介在する潤滑オイル６０とで、流体動圧軸受装置６が構成される。
【００３０】
図３に示すように、潤滑オイル６０は、上側の液面６１と下側の液面６２とを有する。上側の液面６１は、上環状部２２１の外周面と、回転部材３１の上凸部５３の内周面との間に位置する。すなわち、上環状部２２１の外周面と、上凸部５３の内周面とで、潤滑オイル６０の上側の液面６１を保持する上シール部７１が構成される。上シール部７１においては、上環状部２２１の外周面と、上凸部５３の内周面との径方向の間隔が、上側へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑オイル６０の上側の液面６１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７１からの潤滑オイル６０の漏れ出しが抑制される。
【００３１】
一方、潤滑オイル６０の下側の液面６２は、下環状部材２３の壁部２３２の外周面と、回転部材３１の下凸部５４の内周面との間に位置する。すなわち、壁部２３２の外周面と、下凸部５４の内周面とで、潤滑オイル６０の下側の液面６２を保持する下シール部７２が構成される。下シール部７２においては、壁部２３２の外周面と、下凸部５４の内周面との径方向の間隔が、下側へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑オイル６０の下側の液面６２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７２からの潤滑オイル６０の漏れ出しが抑制される。
【００３２】
また、回転部材３１は、中央貫通孔３１０とは別に、連通孔３１１を有する。連通孔３１１は、中央貫通孔３１０よりも径方向外側において、スリーブフランジ５１２を軸方向に貫通する。すなわち、連通孔３１１は、スリーブフランジ５１２の上面に設けられた開口と、スリーブフランジ５１２の下面に設けられた開口とを、軸方向に繋ぐ。連通孔３１１の内部も、潤滑オイル６０に満たされる。
【００３３】
このように、潤滑オイル６０は、上シール部７１から、シャフト２２とスリーブ５１との間の間隙および連通孔３１１を経て、下シール部７２まで、連続して満たされる。このため、潤滑オイル６０の液面は、上シール部７１に保持される液面６１および下シール部７２に保持される液面６２の２箇所のみとなる。これにより、潤滑オイル６０の蒸発が抑制される。
【００３４】
図４は、回転部材３１の部分上面図である。図４に示すように、回転部材３１は、スリーブ５１の上面に、スパイラル形状の第１スラスト動圧溝列６０１を有する。図５は、回転部材３１の部分下面図である。図５に示すように、回転部材３１は、スリーブフランジ５１２の下面に、スパイラル形状の第２スラスト動圧溝列６０２を有する。
【００３５】
スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２および下環状部材２３に対して回転部材３１が、一方向に回転する。このとき、第１スラスト動圧溝列６０１は、上環状部２２１とスリーブ５１との間に位置する潤滑オイル６０に、動圧を誘起する。また、第２スラスト動圧溝列６０２は、下環状部材２３の壁部２３２とスリーブフランジ５１２との間に位置する潤滑オイル６０に、動圧を誘起する。これにより、回転部材３１は、シャフト２２および下環状部材２３に対して軸方向に支持される。
【００３６】
なお、第１スラスト動圧溝列６０１は、上環状部２２１の下面とスリーブ５１の上面との、少なくとも一方に設けられていればよい。第２スラスト動圧溝列６０２は、壁部２３２の上面とスリーブフランジ５１２の下面との、少なくとも一方に設けられていればよい。また、第１スラスト動圧溝列および第２スラスト動圧溝列は、ヘリングボーン形状の溝列であってもよい。
【００３７】
図６は、回転部材３１の部分縦断面図である。図６に示すように、スリーブ５１の内周面には、ヘリングボーン形状のラジアル動圧溝列６０３が、上下方向に２箇所に設けられている。スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２に対してスリーブ５１が、一方向に回転する。このとき、ラジアル動圧溝列６０３は、シャフト２２とスリーブ５１との間に位置する潤滑オイル６０に、動圧を誘起する。これにより、スリーブ５１は、シャフト２２に対して径方向に支持される。なお、ラジアル動圧溝列６０３は、シャフト２２の外周面およびスリーブ５１の内周面の、少なくとも一方に設けられていればよい。
【００３８】
図６の２箇所のヘリングボーン形状の溝列のうち、上側に位置する溝列は、各溝の折り返し位置よりも上側の寸法と、当該折り返し位置よりも下側の寸法とが、同等の長さとなっている。これに対し、下側に位置する溝列は、各溝の折り返し位置よりも上側の寸法ｈ１に対して、当該折り返し位置よりも下側の寸法ｈ２の方が、長くなっている。そして、これらのヘリングボーン形状の溝列の各溝内は、潤滑オイル６０で満たされる。
【００３９】
このため、スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２とスリーブ５１との間に位置する潤滑オイル６０を下側へ向けて加圧する圧力よりも、上側へ向けて加圧する圧力の方が、大きくなる。その結果、シャフト２２とスリーブ５１との間のラジアル間隙において、上側へ向かう潤滑オイル６０の流れが生じる。
【００４０】
すなわち、下段のヘリングボーン形状の溝列の最下端付近の一部分が、シャフト２２とスリーブ５１との間の潤滑オイル６０に流動を生じさせるポンピング溝列６０４となる。なお、ポンピング溝列６０４は、ラジアル動圧溝列６０３から離れた位置に、設けられていてもよい。また、ポンピング溝列６０４は、シャフト２２の外周面、スリーブ５１の上面、スリーブ５１の下面、上環状部２２１の下面、または下環状部材２３の上面に、設けられていてもよい。また、ポンピング溝列６０４の形状は、ヘリングボーン形状であってもよく、スパイラル形状であってもよい。また、ポンピング溝列は、ヘリングボーン形状の溝列のうち、各溝と溝との間に配置されていてもよい。
【００４１】
シャフト２２とスリーブ５１との間において、ポンピング溝列６０４によって上向きに加圧された潤滑オイル６０は、図３中の破線矢印のように循環する。すなわち、潤滑オイル６０は、シャフト２２とスリーブ５１との間のラジアル間隙から、上環状部２２１とスリーブ５１との間を通って、連通孔３１１へ流れ込む。そして、連通孔３１１から、下環状部材２３とスリーブ５１との間を通って、再びシャフト２２とスリーブ５１との間のラジアル間隙へ流れ込む。このように、潤滑オイル６０を循環させると、潤滑オイル６０内に混入した気泡が上側の液面６１または下側の液面６２から外部へ排出されやすくなる。したがって、潤滑オイル６０内に気泡が滞留することを抑制できる。
【００４２】
図３〜図６に示すように、連通孔３１１は、潤滑オイル６０の流入口８１、潤滑オイル６０の流出口８２、および筒状の管部８３を有する。図３中の破線矢印のように潤滑オイル６０が循環するため、連通孔３１１の上端の開口が、流入口８１となる。そして、連通孔３１１の下端の開口が、流出口８２となる。管部８３は、スリーブフランジ５１２内において軸方向に延び、流入口８１と流出口８２とを繋ぐ。
【００４３】
このスピンドルモータ１１では、連通孔３１１の流入口８１が拡径されている。すなわち、図３に示すように、流入口８１の開口面積Ｓ１が、管部８３の断面積Ｓ３よりも大きい。このため、流入口８１の開口面積Ｓ１が管部８３の断面積Ｓ３と同一の場合よりも、流入口８１における流体の損失係数が低減される。したがって、潤滑オイル６０が連通孔３１１内へ流れ込みやすくなる。また、潤滑オイル６０の連通孔３１１への流入が促進されると、連通孔３１１へ流れ込まずに上シール部７１側へ流動する潤滑オイル６０の量が低減される。このため、上シール部７１からの潤滑オイル６０の漏れ出しが、抑制される。
【００４４】
図７は、流入口８１付近における流体動圧軸受装置６の部分縦断面図である。図７に示すように、スリーブ５１は、流入口８１を構成する縁部の全周に、傾斜部８１１を有する。傾斜部８１１は、回転軸９を含む断面において直線状に延びるテーパ状の傾斜面である。傾斜部８１１は、例えば、ドリル等の工具を用いて形成される。このように、流入口８１をテーパ状に拡径すれば、流入口８１に段差を設けて拡径させる場合よりも、流入口８１における損失係数を低減できる。すなわち、潤滑オイル６０の連通孔３１１内への流入が、より促進される。
【００４５】
また、図４に示すように、第１スラスト動圧溝列６０１の径方向外側の端部付近に、流入口８１が配置されている。具体的には、流入口８１の一部分が、第１スラスト動圧溝列６０１の径方向外側の端部よりも径方向内側に位置する。そして、流入口８１の他の一部分が、第１スラスト動圧溝列６０１の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する。また、上記の傾斜部８１１は、第１スラスト動圧溝列６０１を構成する一部の溝と繋がる。
【００４６】
一方、図３、図５、および図６に示すように、連通孔３１１の流出口８２は拡径されていない。したがって、管部８３の断面積Ｓ３と流出口８２の開口面積Ｓ２とが同一であり、流入口８１の開口面積Ｓ１はそれよりも大きい。ただし、流出口８２を拡径させて、流出口８２の開口面積Ｓ２を、管部８３の断面積Ｓ３よりも大きくしてもよい。そうすれば、流入口８１における流体の損失係数だけではなく、流出口８２における流体の損失係数も低減される。したがって、連通孔３１１からの潤滑オイル６０の流出を促進できる。
【００４７】
ここで、スリーブ５１の表面のうち、流入口８１を有する面を第１スラスト軸受面と称する。スリーブ５１の上面が、第１スラスト軸受面となる。また、第１スラスト軸受面に対向する面を、第２スラスト軸受面と称する。上環状部２２１の下面が、第２スラスト軸受面となる。
【００４８】
スピンドルモータ１１の駆動時には、第１スラスト軸受面と第２スラスト軸受面との間に満たされた潤滑オイル６０が、第１スラスト動圧溝列６０１によって、径方向内側へ向かう圧力を受ける。当該圧力は、連通孔３１１内への潤滑オイル６０の流れ込みを阻害する要因となる。しかしながら、図４に示すように、流入口８１の少なくとも一部分が、第１スラスト動圧溝列６０１の径方向外側の端部よりも径方向内側、かつ、第１スラスト動圧溝列６０１の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置する。これにより、第１スラスト動圧溝列６０１の範囲内において、連通孔３１１内への潤滑オイル６０の流入を、促進させることができる。したがって、第１スラスト動圧溝列６０１による動圧の効果と、連通孔３１１内へ潤滑オイル６０を流入させることとを、両立できる。
【００４９】
＜４．変形例＞
以上、本開示の例示的な実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態には限定されない。
【００５０】
図８は、一変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。図８の例においても、スリーブ５１Ａは、流入口８１Ａを構成する縁部の全周に、傾斜部８１１Ａを有する。ただし、図８の例では、流入口８１Ａの周囲における傾斜部８１１Ａの幅が、均一ではない。具体的には、流入口８１Ａの径方向内側に位置する内径側縁部５１３Ａにおける傾斜部８１１Ａの径方向の幅ｗ１が、流入口８１Ａの径方向外側に位置する外径側縁部５１４Ａにおける傾斜部８１１Ａの径方向の幅ｗ２よりも、大きい。このように、内径側縁部５１３Ａと外径側縁部５１４Ａとで、傾斜部８１１Ａの幅が相違していてもよい。
【００５１】
なお、流入口８１Ａにおける流体の損失係数をより高めるためには、傾斜部８１１Ａの傾きが、小さ過ぎず大き過ぎない、例えば３０°〜６０°の範囲であることが好ましい。特に、図８中の破線矢印のように、連通孔３１１Ａへ流入する潤滑オイル６０Ａは、流入口８１Ａを構成する縁部のうち、主として内径側縁部５１３Ａを通過する。このため、少なくとも内径側縁部５１３Ａにおいては、傾斜部８１１Ａの傾きが、連通孔３１１Ａの中心軸に対して３０°〜６０°の範囲であることが好ましい。
【００５２】
図９は、他の変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。図９の例では、スリーブ５１Ｂの流入口８１Ｂを構成する縁部のうち、外径側縁部５１４Ｂには、傾斜部が設けられていない。すなわち、図９の例では、内径側縁部５１３Ｂおよび外径側縁部５１４Ｂのうち、内径側縁部５１３Ｂのみに、傾斜部８１１Ｂが設けられている。このようにすれば、図９中の破線矢印９１Ｂのように、径方向内側から流入口８１Ｂへ向かう潤滑オイル６０Ｂが、流入口８１Ｂよりも径方向外側へ流れることを抑制できる。その結果、図９中の破線矢印９２Ｂのように、潤滑オイル６０Ｂの連通孔３１１Ｂ内への流入が、より促進される。
【００５３】
図１０は、他の変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。図１０の例では、スリーブ５１Ｃの流入口８１Ｃが、回転軸に直交する平面に対して、斜めに開口している。このため、流入口８１Ｃの径方向内側に位置する内径側縁部５１３Ｃの軸方向の位置と、流入口８１Ｃの径方向外側に位置する外径側縁部５１４Ｃの軸方向の位置とが、互いに相違する。そして、連通孔３１１Ｃの軸方向の中央から内径側縁部５１３Ｃまでの距離は、連通孔３１１Ｃの軸方向の中央から外径側縁部５１４Ｃまでの距離よりも長い。
【００５４】
このようにすれば、スリーブ５１Ｃの加工時に、内径側縁部５１３Ｃおよび外径側縁部５１４Ｃのうち、内径側縁部５１３Ｃのみに、ドリル等の工具を当てることができる。したがって、内径側縁部５１３Ｃのみに、傾斜部８１１Ｃを形成しやすい。
【００５５】
図１１は、他の変形例に係る流体動圧軸受装置の部分縦断面図である。図１１の例では、傾斜部８１１Ｄが、回転軸を含む断面において円弧状に湾曲している。傾斜部８１１Ｄは、スリーブ５１Ｄの上端面と連通孔３１１Ｄを構成する内側面とを、なだらかに繋ぐ。このように、傾斜部８１１Ｄを、断面視において傾きが連続的に変化する曲線状にすれば、流入口８１Ｄにおける流体の損失係数を、より低減できる。したがって、潤滑オイル６０Ｄの連通孔３１１Ｄ内への流入が、さらに促進される。
【００５６】
図１２は、他の変形例に係るスピンドルモータ１１Ｅの縦断面図である。上記の実施形態では、シャフト２２が静止体に属する、いわゆる軸固定タイプの流体動圧軸受装置６について説明した。これに対し、図１２のスピンドルモータ１１Ｅに含まれる流体動圧軸受装置６Ｅは、シャフト２２Ｅが回転体に属し、スリーブ５１Ｅが静止体に属する、いわゆる軸回転タイプとなっている。
【００５７】
図１３は、スリーブ５１Ｅの縦断面図である。図１３に示すように、スリーブ５１Ｅの内周面には、ヘリングボーン形状のラジアル動圧溝列６０３Ｅが、上下２段に設けられている。ただし、上記の実施形態と異なり、図１３の例では、上下のヘリングボーン形状の溝列の各々の最上端部付近の一部分が延長されて、ポンピング溝列６０４Ｅとなっている。このため、スピンドルモータの駆動時には、シャフト２２Ｅとスリーブ５１Ｅとの間のラジアル間隙において、下側へ向かう潤滑オイル６０Ｅの流れが生じる。
【００５８】
その結果、図１４のように、潤滑オイル６０Ｅは、シャフト２２Ｅとスリーブ５１Ｅとの間のラジアル間隙から、スリーブ５１Ｅの下側を通って、連通孔３１１Ｅへ流れ込む。そして、連通孔３１１Ｅから、スリーブ５１Ｅの上側を通って、再びシャフト２２Ｅとスリーブ５１Ｅとの間のラジアル間隙へ流れ込む。したがって、図１２〜図１４の例では、連通孔３１１Ｅの下端の開口が、流入口８１Ｅとなる。そして、連通孔３１１Ｅの上端の開口が、流出口８２Ｅとなる。
【００５９】
この場合、スリーブ５１Ｅは、下面側に設けられた流入口８１Ｅに、傾斜部８１１Ｅを有していてもよい。また、図１２〜図１４の例のように、連通孔３１１Ｅは、スリーブ５１Ｅを軸方向に対して斜めに貫通していてもよい。
【００６０】
また、本開示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。
【００６１】
また、各部材の細部の形状については、本開示の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上述の実施形態および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】
【００６２】
本開示は、流体動圧軸受装置、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】
【００６３】
１  ディスク駆動装置
２  静止部
３  回転部
６，６Ｅ  流体動圧軸受装置
９  回転軸
１１，１１Ｅ  スピンドルモータ
１２  磁気ディスク
１３  アクセス部
１４  トップカバー
２１  ベースプレート
２２，２２Ｅ  シャフト
２３  下環状部材
２４  ステータ
３１  回転部材
３２  キャップ
３３  マグネット
３４  ヨーク
４１  ステータコア
４２  コイル
５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ  スリーブ
５２  天板部
５３  上凸部
５４  下凸部
５５  外側円筒部
５６  ディスク支持部
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｄ，６０Ｅ  潤滑オイル
７１  上シール部
７２  下シール部
８１，８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅ  流入口
８２，８２Ｅ  流出口
８３  管部
２１１  円筒ホルダ部
２２１，２２１Ｅ  上環状部
２３１  底部
２３２  壁部
３１０  中央貫通孔
３１１，３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃ，３１１Ｄ，３１１Ｅ  連通孔
５１１  内側円筒部
５１２  スリーブフランジ
５１３Ａ，５１３Ｂ，５１３Ｃ  内径側縁部
５１４Ａ，５１４Ｂ，５１４Ｃ  外径側縁部
６０１  第１スラスト動圧溝列
６０２  第２スラスト動圧溝列
６０３，６０３Ｅ  ラジアル動圧溝列
６０４，６０４Ｅ  ポンピング溝列
８１１，８１１Ａ，８１１Ｂ，８１１Ｃ，８１１Ｄ，８１１Ｅ  傾斜部
【図１】
0006657564.tif 000002
【図２】
0006657564.tif 000003
【図３】
0006657564.tif 000004
【図４】
0006657564.tif 000005
【図５】
0006657564.tif 000006
【図６】
0006657564.tif 000007
【図７】
0006657564.tif 000008
【図８】
0006657564.tif 000009
【図９】
0006657564.tif 000010
【図１０】
0006657564.tif 000011
【図１１】
0006657564.tif 000012
【図１２】
0006657564.tif 000013
【図１３】
0006657564.tif 000014
【図１４】
0006657564.tif 000015