(57)【要約】【課題】オイル漏れを効果的に抑制することができるシール部を備えた動圧軸受などを提供すること。【解決手段】シール部１５は、シャフト６に形成されたテーパ形状のシャフト側テーパ部１６と、スリーブ１２の挿通孔２１に形成されたスリーブ側テーパ部１７を用いて構成されている。シャフト６が停止中、又は回転中に、回転軸線から傾いた場合、挿通孔２１の開口部分においてシャフト６の外周面と挿通孔２１の内周面の間隙が小さくなる。しかし、シャフト側テーパ部１６とスリーブ側テーパ部１７により、間隙が小さくなってもオイル１３を動圧軸受部２３内に保持するだけの間隙が確保され、オイル１３が挿通孔２１の開口部から漏れるのを効果的に抑制することができる。【選択図】　図１
2004084897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端に開口部が設けられた中空部を有する中空部材と、
前記中空部内に前記中空部材に対して回転可能に配設され、前記開口部を貫通するシャフト部が形成された回転部材と、
前記中空部材と前記回転部材の間に介在する流体と、
前記中空部材と前記回転部材の対向する面の間で前記流体に作用し、前記対向する面の間で動圧力を発生させる動圧力発生手段と、
前記開口部からの前記流体の遺漏を抑止するシール部と、
を具備した動圧軸受であって、
前記シール部は、
前記開口部の内径が、前記シャフト部の軸方向外側にかけて大きくなるように形成された内径変化部と、
前記内径変化部に対向する前記シャフト部の外径の少なくとも一部が、前記軸方向外側にかけて小さくなるように形成された外径変化部と、
から構成されたことを特徴とする動圧軸受。
【請求項２】
前記シール部において、前記開口部の内径と、前記シャフト部の外径の少なくとも一方は、一定の勾配で径が変化することを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受。
【請求項３】
前記シール部において、前記シャフト部の外径は一定の勾配で変化し、
前記シャフト部が前記軸方向から傾くことが可能な最大角度がφである場合、前記外周面の勾配と前記軸方向のなす角度はφ以上であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の動圧軸受。
【請求項４】
前記外径変化部は、前記シャフト部の外周部分に形成された別部材によって構成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の動圧軸受。
【請求項５】
前記シール部において、前記内径変化部と前記外径変化部は一定の勾配で径が変化し、
前記外径変化部の前記軸方向の内側に位置する端部は、前記内径変化部の前記軸方向の内側に位置する端部より、前記軸方向の内側に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載の動圧軸受。
【請求項６】
前記開口部は、前記中空部材において、前記回転部材の回転軸線上にある一端と他端の２カ所に形成され、前記シャフト部は、前記開口部を貫通することにより前記中空部を軸通していることを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載の動圧軸受。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのうちの何れか１の請求項に記載の動圧軸受と、
前記回転部材を駆動して回転させる駆動手段と、
を具備したことを特徴とする回転体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのうちの何れか１の請求項に記載の動圧軸受と、
前記動圧軸受のシャフト部に連接したロータと、
前記動圧軸受の中空部材に連接し、前記動圧軸受と前記ロータを支持するステータと、
前記ロータを回転させる駆動手段と、
を具備した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、動圧軸受、回転体装置、及びモータに関し、例えば、磁気記憶媒体を回転駆動するのに使用されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軸受部の内部に保持したオイルに発生する動圧力によりシャフトを保持する動圧軸受が利用されるようになってきた。
このような、動圧軸受を用いた製品として、例えば、ハードディスク駆動用の小型モータがある。
動圧軸受を用いることにより、回転の特性がよく、衝撃に強い軸受部を得ることができる。
ボールベアリングを用いた軸受は、衝撃が加わるとボールなどに傷がつき、正常に動作できなくなる場合がある。しかし、動圧軸受はオイルなどの流体によってロータが保持されているため、衝撃が加わっても流体が衝撃を吸収し、軸受部分が損傷を受ける可能性が低い。
動圧軸受を使用する場合、動圧軸受からのオイル漏れを防ぐことが重要な課題となる。
【０００３】
図７は、従来の動圧軸受を用いたモータ１０１の構成の一例を示した図である。
モータ１０１は、中空部を有するスリーブ１１０の内部に収納された回転体１０３にシャフト１０４が取り付けられている。シャフト１０４には内周面に永久磁石１０８を備えたハブ１０５が取り付けられている。
スリーブ１１０と、回転体１０３及びシャフト１０４の間にはオイルが満たされている。永久磁石１０８の内周に配設されたコイル１０７に回転磁界を発生させ、この回転磁界に永久磁石１０８を吸引させることにより、ハブ１０５、シャフト１０４、及び回転体１０３が回転する。
【０００４】
シャフト１０４やスリーブ１１０には、ラジアル動圧力発生溝が形成されており、回転体１０３の上下面には、スラスト動圧力発生溝が形成されている。そして、シャフト１０４と回転体１０３が回転すると、これらの溝によりオイルが輸送され、ラジアル動圧力発生溝によりラジアル方向の動圧力が発生し、スラスト動圧力発生溝によりスラスト方向の動圧力が発生する。
これらの動圧力のバランスにより、ハブ１０５、シャフト１０４、回転体１０３が回転自在に保持される。
【０００５】
このように、構成されたモータ１０１において、スリーブ１１０の開口部には、テーパ部１０６が形成されている。テーパ部１０６は、中空部側（オイルが満たされている側）から外部に向かう方向に向かって、内径が大きくなるようになっている。
このため、スリーブ１１０の開口部付近に存在するオイルには、毛細管現象により、中空部の外側から内側に向かう圧力が働き、オイルの漏れを防止することができる。
このように、スリーブの開口部にテーパを設けることにより、動圧軸受からのオイル漏れを防ぐ発明として、特許公報２９３７８３３号の軸受のシール装置がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなオイルのシール方法は、シャフト１０４が回転軸上にあり、シャフト１０４とスリーブ１１０との間隙（クリアランス）が一定の場合は有効である。しかし、通常シャフト１０４は、停止時及び回転時の何れの場合でも軸線から傾いている。このとき、図８のオイル面１１１のように、シャフト１０４が傾いてシャフト１０４とスリーブ１１０との間隙が小さくなった側に表面張力によってオイルが盛り上がる。そのため、盛り上がったところのオイルが漏れやすくなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、オイル漏れを効果的に抑制することができるシール部を備えた動圧軸受、及び該動圧軸受を用いたモータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、少なくとも一端に開口部が設けられた中空部を有する中空部材と、前記中空部内に前記中空部材に対して回転可能に配設され、前記開口部を貫通するシャフト部が形成された回転部材と、前記中空部材と前記回転部材の間に介在する流体と、前記中空部材と前記回転部材の対向する面の間で前記流体に作用し、前記対向する面の間で動圧力を発生させる動圧力発生手段と、前記開口部からの前記流体の遺漏を抑止するシール部と、を具備した動圧軸受であって、前記シール部は、前記開口部の内径が、前記シャフト部の軸方向外側にかけて大きくなるように形成された内径変化部と、前記内径変化部に対向する前記シャフト部の外径の少なくとも一部が、前記軸方向外側にかけて小さくなるように形成された外径変化部と、から構成されたことを特徴とする動圧軸受を提供する（第１の構成）。
また、第１の構成は、前記シール部において、前記開口部の内径と、前記シャフト部の外径の少なくとも一方は、一定の勾配で径が変化するようにこうせいすることができる（第２の構成）。
第１の構成、又は第２の構成は、前記シール部において、前記シャフト部の外径は一定の勾配で変化し、前記シャフト部が前記軸方向から傾くことが可能な最大角度がφである場合、前記外周面の勾配と前記軸方向のなす角度はφ以上であるように構成することができる（第３の構成）。
第１の構成、第２の構成、第３の構成のうちの何れか１の構成は、前記外径変化部が、前記シャフト部の外周部分に形成された別部材によって構成されているように構成することができる（第４の構成）。
第１の構成から第４の構成までのうちの何れか１の構成の前記シール部において、前記内径変化部と前記外径変化部は一定の勾配で径が変化し、前記外径変化部の前記軸方向の内側に位置する端部は、前記内径変化部の前記軸方向の内側に位置する端部より、前記軸方向の内側に形成されているように構成することができる。
第１の構成から第５の構成までのうちの何れか１の構成の前記開口部は、前記中空部材において、前記回転部材の回転軸線上にある一端と他端の２カ所に形成され、前記シャフト部は、前記開口部を貫通することにより前記中空部を軸通しているように構成することができる（第６の構成）。
なお、第１の構成から第６の構成までのうちの何れか１の構成の動圧軸受では、前記回転部材の表面には動圧力発生溝が形成されており、前記動圧力発生手段は、前記回転部材が回転しているときに、前記動圧力発生溝が前記流体を輸送することにより、動圧力を発生するように構成することができる。
また、本発明は前記目的を達成するために、第１の構成から第６の構成までのうちの何れか１の構成の動圧軸受と、前記回転部材を駆動して回転させる駆動手段と、を具備したことを特徴とする回転体装置を提供する。
更に、本発明は、前記目的を達成するために、第１の構成から第６の構成までのうちの何れか１の構成の動圧軸受と、前記動圧軸受のシャフト部に連接したロータと、前記動圧軸受の中空部材に連接し、前記動圧軸受と前記ロータを支持するステータと、前記ロータを回転させる駆動手段と、を具備したことを特徴とするモータを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
シャフト６（図１）を挿通するようにスリーブ１２に設けられた挿通孔２１の開口部分には、ロータ２とステータ３の間に満たされたオイル１３のオイル漏れを抑止するためのシール部１５が設けられている。
シール部１５のスリーブ１２側の部分には、シャフト６の先端方向（図１の紙面に向かって上側）に向かって内径が大きくなるようにスリーブ側テーパ部１７が設けられており、一方、シャフト６側の部分には、シャフト６の外径が小さくなるようにシャフト側テーパ部１６が設けられている。
【００１０】
このように、シール部１５を構成することにより、表面張力によって、オイル１３を挿通孔２１側に閉じこめる力が発生し、オイル漏れを抑止することができる。
また、このように、挿通孔２１側とシャフト６側の両方にテーパ部を形成したことにより、図２（ｂ）に示したように、シャフト６が軸線に対して傾いた場合でも、スリーブ１２とシャフト６の間隙が小さくなった部分のオイル面２５の盛り上がりを防ぐことができ、効果的にオイル漏れを抑制することができる。
【００１１】
（２）実施形態の詳細
図１は、本実施の形態に係るモータ１の軸線方向の断面を示した断面図である。
モータ１は、ロータ２（回転部材）と、これを支持するステータ３、及びオイルの動圧力によってロータ２をステータ３に回転自在に軸支する動圧軸受部２３とを備えている。
動圧軸受部２３は、スリーブ１２とカウンタープレート１１から形成される中空部分（空洞部分）と、この中空部分に収納されたシャフト６、回転ディスク５、及び中空部分の間隙部分に満たされたオイル１３（流体）から構成されている。
【００１２】
図に示したようにモータ１は、ステータ３の周囲にロータ２が形成されたインナーロータ型のモータ装置であり、以下ではインナーロータ型のモータ装置のオイルシール機構について説明するが、アウターロータ型のオイルシール機構も同様に構成することができる。
【００１３】
モータ１の外寸は、回転軸方向の厚さが約３．５［ｍｍ］程度であり、径方向の長さが２〜３［ｃｍ］程度である。モータ１は、例えば１．８インチハードディスクドライブなどに使用される超小型動圧モータである。
モータ１は、例えば７２００［回転／分］等の高速回転を行う上、ラジアル方向の振れ量が０．０５［μｍ］以下、回転軸方向のぶれ量が２［μｍ］以下等の高い位置精度が要求されるため、この目的に適した軸受構造である動圧軸受構造を採用している。
【００１４】
なお、これはモータ１の大きさを限定するものではなく、より大きなモータ装置や更に小さいモータ装置を構成してもよい。
また、これは、モータ１の用途をハードディスク駆動に限定するものではなく、例えば、レーザプリンタのポリゴンミラーを回転させるなど、小型で精密なモータ装置を必要とする部分に使用することができる。
【００１５】
まず、ロータ２について説明する。
ロータ２は、シャフト６と、シャフト６の先端部分（図１に示した上端部分）に配設されたハブ７、ハブ７の内周に固着された永久磁石８、及びシャフト６の他端部分（図１に示した下端部分）に形成された回転ディスク５から構成されている。
ハブ７は、ハードディスクなどを載せる回転板である。ハブ７は、段部２４を有した凸型の円盤形状を有しており、凸型の内部には、動圧軸受部２３とコイル９を収納するための凹型の空間が形成されている。
ハブ７のラジアル方向中央部には、シャフト６を挿着するための貫通孔が回転軸方向に形成されている。
ハブは、例えば、ステンレス鋼をプレス加工や切削加工することにより形成される。
【００１６】
段部２４に形成された円筒部分の外周面は、ハードディスクを複数段に装着することができるようになっている。これら各ハードディスクの表面には、図示しないヘッドがサーボ機構によりラジアル方向に移動可能に配設され、ハードディスクに対してデータの読み書きを行うことができる。
【００１７】
また、段部２４を、光磁気ディスクなどの円板型記憶媒体の中心に形成されたクランプの取り付け穴に合致して、これを位置決めするよう構成、着脱可能な記憶媒体を駆動するように構成することもできる。
ハブ７の上端部分の貫通孔には、シャフト６の上端部分が圧入してあり、ハブ７とシャフト６は一体となって回転することができる。
これは、ハブ７とシャフト６の取り付けを、圧入に限定するものではなく、ねじ止め機構にしたり、あるいは接着剤や溶接によって固定してもよい。
【００１８】
ハブ７の内部に形成された凹型を構成する円筒の内周面には、永久磁石８がシャフト６と同心円上に接着されている。永久磁石８は、例えば希土類磁石などによって形成されている。
永久磁石８は、所定の極数でラジアル方向（シャフト６に向かう方向、及びシャフト６から外側に向かう方向）に磁化されており、永久磁石８の内周面には、周方向にＮ極とＳ極が等間隔で交互に現れる。
【００１９】
極数は、各種のものが可能であるが本実施の形態では１２極とする。即ち、永久磁石８の内周面において、周方向にＮ極とＳ極が等間隔で１２極形成されている。
永久磁石８は、コイル９が発生する回転磁界により吸引され、ロータ２を回転駆動するためのトルクを生じる。
【００２０】
シャフト６は、回転軸線と同心に配設された略円柱状の回転軸である。もっとも、シャフト６は、回転自由度の他に、スリーブ１２に形成された挿通孔２１内をラジアル方向、スラスト方向に移動する自由度があるため、回転軸線上に固定されている訳ではなく、通常は回転軸線から傾いている。ロータ２が回転しているときは、シャフト６は、回転線を中心として挿通孔２１を動いている。
シャフト６は、後述する回転ディスク５と共にステンレス鋼から削り出すことにより、一体加工される。
【００２１】
シャフト６は、ステータ３の外部に配設された先端部分、先端部分よりも外径が大きく、ステータ３内に配設された他端部分、及び、先端部分と他端部分を繋ぐシャフト側テーパ部１６から構成されている。
シャフト側テーパ部１６は、スリーブ１２に形成された挿通孔２１の開口部分の挿通孔２１側に位置し、他端部分から先端部分に向かう方向に、外径が所定の勾配で小さくなるように加工されている。
【００２２】
他端部分の周面には、ラジアル方向の動圧力を発生させるための動圧力発生溝１０（軸線方向に対して互いに異なる方向へ傾いた２段の斜線状の溝）が形成されており、動圧力発生手段を構成している。動圧力発生溝１０は、例えばロールプレスやエッチングなどにより形成される。
【００２３】
シャフト６の他端部分の下端には、全周に渡って円板状の回転ディスク５が形成されている。
図示しないが、回転ディスク５の上端面、及び下端面には、それぞれスラスト方向の動圧力を発生させるための動圧力発生溝（例えばヘリングボーン溝）が形成されており、動圧力発生手段を構成している。
ロータ２は、動圧軸受部２３により軸支された回転部材を構成している。
【００２４】
次に、ステータ３について説明する。
ステータ３は、シャフト６などを収納するスリーブ１２、スリーブ１２の外周面に配設されたコイル９、スリーブ１２の底部を構成するカウンタープレート１１、スリーブ１２の外周面に配設され、モータ１をハードディスクドライブなどに固定するのに用いられるフレーム２０などから構成されている。
スリーブ１２は、動圧軸受部２３のステータ側部分を構成する部材であって、例えば、ステンレス鋼を削り加工して形成されている。
【００２５】
スリーブ１２は、略円柱形状をしており、ラジアル方向中心に、シャフト６を挿通するための挿通孔２１が形成され、挿通孔２１と対向する面には、回転ディスク５を収納するためのディスク空洞部２２が挿通孔２１と同心に形成されている。
挿通孔２１の内径は、シャフト６の外径よりも大きく設定されており、挿通孔２１の内周面とシャフト６の外周面の間にオイル１３を満たすための所定の間隙が設けられている。
【００２６】
また、挿通孔２１の開口部分のシール部１５において、シャフト側テーパ部１６の対向する内周面には、スリーブ側テーパ部１７が設けられており、シャフト６の他端部分から先端部分に向かう方向に向かって、所定の勾配で内径が大きくなるようになっている。
このように、シール部１５では、オイル１３が蓄えられている方向へ向かって（シャフト６の先端部分から他端部分に向かう方向）、シャフト６の外周面と挿通孔２１の内周面の間隙が小さくなるようにシャフト６と挿通孔２１の両者にテーパが形成されている。
【００２７】
これによってシール部１５の開口部付近で大気側に露出したオイル１３の表面には、オイル１３を動圧軸受部２３側に引っ張る毛細管現象による力と表面張力が作用し、オイル１３の遺漏を抑制するキャピラリーシールが形成されている。また、シャフト６が軸線から傾いている場合でも、シャフト６と挿通孔２１の両方にテーパ部分が形成されているため、シール部１５のシャフト６と挿通孔２１との間隙が小さくなる部分の間隙を大きく保つことができる。このため、例えシャフト６が傾いている場合でも、オイル１３の遺漏を効果的に抑制することができる。
【００２８】
ディスク空洞部２２の、開口部分には、ディスク空洞部２２の内径よりも大きい座グリ部が更に形成されており、この座グリ部には、カウンタープレート１１が所定のはめあい公差にて勘合するようになっている。そして、カウンタープレート１１は、この座グリ部にはめ込まれ、接着されている。
ディスク空洞部２２とカウンタープレート１１から、回転ディスク５を収納するディスク収納空間が構成され、ステータ３は、中空部材（空洞部材）を形成している。ディスク収納空間は、回転ディスク５と相似な形状を有しており、内径は回転ディスク５の内径より大きく、高さは回転ディスク５の厚さよりも大きく設定されている。
【００２９】
また、挿通孔２１とディスク収納空間からなる空間は、シャフト６と回転ディスク５からなる部材と略相似な形状を有した中空部分を形成しており、中空部分の間隙にはオイル１３が満たされている。
オイル１３は、シャフト６や回転ディスク５に形成された動圧力発生溝により圧力を生じ、ロータ２を軸支する他、ロータ２が回転する際の潤滑剤として作用する。
オイル１３は、シール部１５の軸線方向の中ほど程度まで満たされている。
【００３０】
スリーブ１２の外周面には、複数のコイル９が周方向に等間隔で配設されている。本実施の形態では、コイル９を１２個配設し、１２極のステータコイルを形成している。
コイル９の磁極は、ラジアル方向外側に形成されており、所定の間隙を隔てて、永久磁石８の内周面に対面するようになっている。
コイル９には、図示しない電源装置により、３相交流が供給され、複数配設されたコイル９の周方向に回転磁界を発生する。そして、この回転磁界で永久磁石８の磁極を吸引し、ロータ２にトルクを発生することができるようになっている。
【００３１】
フレーム２０は、フランジ状の部材であって、その内周面がスリーブ１２の底部の外周に勘合して配設されている。
フレーム２０の外周部分には、上端に外側に張り出した段部を有する円筒部材が形成されている。この円筒部材の内周側には、所定の間隙を隔ててハブ７が同心状に配置されている。
フレーム２０は、外周部分の段部を、ハードディスクドライブの筐体などの設置場所に据え付けることにより、モータ１を設置された場所に保持する。
【００３２】
次に、以上のように構成されたモータ１の動作について説明する。
モータ１が停止状態にあるときは、シャフト６、回転ディスク５は、動圧軸受部２３において、通常は回転軸線から傾いた状態で保持されている。
各コイル９に３相電流を供給し、モータ１を始動すると、まず、同心状に配設されたコイル９の外周側に回転磁界が発生する。
この回転磁界に永久磁石８の内周面に形成された各磁極が吸引されて、ロータ２を回転軸線の周りに回転させるトルクが生じる。このトルクよりロータ２が回転を始める。
【００３３】
ロータ２が回転すると、シャフト６の他端部分と回転ディスク５の両端面に形成された動圧力発生溝２３によりオイル１３に動圧力が発生する。
今、ロータ２が図１の紙面上から見て反時計方向に回転するとすると、動圧力発生溝１０によるポンプ作用によって他端部分の周囲に、回転軸線から外側に向かう方向にラジアル方向の動圧力が生じる。
【００３４】
これは、動圧力発生溝１０のポンプ作用によるものである。今、シャフト６が、モータ１を図の上から回転軸線方向に見て反時計方向に回転すると、オイル１３は、上の動圧力発生溝１０に関しては下方向に輸送（ポンピング）され、下の動圧力発生溝１０に関しては上方向に輸送される。
その結果、上下の動圧力発生溝１０の間でオイル１３の圧力が高くなる。このため、シャフト６の他端部分と挿通孔２１の間にラジアル方向の圧力が発生する。
発生した動圧力によって、他端部分の外周面と、オイル１３を介して対向するステータ３側の挿通孔２１の内周面との間にラジアル方向の圧力を生じる。この圧力のバランスにより、シャフト６は、ラジアル方向に支持される。
【００３５】
回転ディスク５に関しては、図中上から回転軸線方向に反時計方向に回転すると、回転ディスク５の両端面に形成された動圧力発生溝によるポンプ作用によって回転ディスク５の両端面にスラスト方向の動圧力が生じる。
そして、発生した動圧力によって、回転ディスク５の両端面と、オイル１３を介して対向するステータ側の面との間にスラスト方向の圧力が生じ、この両端面に生じた圧力のバランスによって、シャフト６はスラスト方向に支持される。
【００３６】
なお、回転ディスク５の形状は、例えば断面が菱形、台形など様々な形状のものを用いることができる。
このように、他端部分で発生するラジアル方向の圧力と回転ディスク５で発生するスラスト方向の圧力のバランスにより、ロータ２は、回転軸の回りに回転自在に軸支される。
最も、シャフト６の中心軸と挿通孔２１の中心線が常に一致する訳ではなく、シャフト６は、挿通孔２１の中である程度移動して傾きながら保持される。
このように、シャフト６が傾きながら回転する場合でも、シール部１５にスリーブ側テーパ部１７とシャフト側テーパ部１６が形成されているため、効果的にオイル漏れを抑制することができる。
更に、本実施の形態では、動圧力発生溝をロータ２に設けたが、これに限定するものではなく、ステータ３側か、もしくはロータ２とステータ３の両方に形成してもよい。
【００３７】
図２（ａ）は、シャフト側テーパ部１６の角度の範囲を説明するための図である。
シャフト６の傾きの最大値は、シャフト６が挿通孔２１の内壁に接触することにより決められる場合と、回転ディスク５がディスク空洞部２２に接触することにより決められる場合が考えられる。
図２（ａ）は、これらのうち、シャフト６が挿通孔２１の内壁に接触することにより最大角度が決められる場合を示している。
図に示したように、挿通孔２１の内径をｂ、長さをａとし、シャフト６の外径をｃとした場合、シャフト６の傾きの最大値φは、次の式（１）のようになる。
【００３８】
【数１】
φ＝ｃｏｓ−１｛ａ／（ａ２＋ｂ２）１／２｝−ｓｉｎ−１｛ｃ／（ａ２＋ｂ２）１／２｝…（１）
【００３９】
そこで、シャフト側テーパ部１６が軸線となす角度θをφとすると、シャフト６が最も傾いたときでもシャフト側テーパ部１６は軸線と平行になり、シール部１５で十分な間隙を保つことができる。そこで、θの下限値をφとする。
【００４０】
また、θの上限値はθがφ以上であれば、特に規定する必要は無いが、実用上上限値は次の考えに従って算出されるαが妥当である。
シャフト６の先端部分の外径をｃの１／３とする。これは、シャフト６の先端にハードディスクを取り付けるためのセンターネジ穴を設ける場合があり、また先端部分の強度を考慮するとシャフト６の先端の外径はこの程度まで細くすることができる。
また、シャフト側テーパ部１６の軸線方向の長さをスリーブ側テーパ部１７と同じｄとする。
以上の条件かθの上限値αは次の式（２）のようになる。
【００４１】
【数２】
α＝ｔａｎ−１｛（ｃ×２／３×１／２）／ｄ｝…（２）
【００４２】
以上の式（１）、式（２）から、シャフト６の傾きの最大角度が挿通孔２１の内壁に接触することにより規定される場合、シャフト側テーパ部１６の角度θはφ以上かつα以下に設定すればよい。
以上のように、シャフト側テーパ部１６の軸線とのなす角度の範囲を定めることにより、たとえシャフト６が最も傾いたとしても、シール部１５においてシャフト６の外周面と挿通孔２１の内周面が最も接近する場所では、少なくともスリーブ側テーパ部１７がなす角度だけ間隙を確保することができる。そのため、図２（ｂ）に示したように、オイル面２５が盛り上がらず、オイル漏れを抑制することができる。
【００４３】
図３（ａ）は、シャフト６の傾きの最大値が、回転ディスク５がディスク空洞部２２に接触することにより決められる場合のシャフト側テーパ部１６の角度の範囲を説明するための図である。
図３（ａ）に示したように、ディスク空洞部２２の高さをｇ、回転ディスク５の外径をｅ、高さをｆ、シャフト６の外径をｃとする。
このとき、シャフト６の傾きθの最大値φ’は、次の式（３）のようになる。
【００４４】
【数３】
φ’＝ｓｉｎ−１｛ｇ／（ｆ２＋ｅ２）１／２｝−ｃｏｓ−１｛ｅ／（ｆ２＋ｅ２）１／２｝…（３）
【００４５】
そこで、先の式（１）と同じ理由からこのφをθの下限値とする。また、θの上限値は、先の式（２）と同じ理由からαとする。以上の考察から、シャフト６の傾きの最大値が、回転ディスク５がディスク空洞部２２に接触することにより決められる場合のシャフト側テーパ部１６の角度の範囲は、φ’以上かつα以下とすればよい。
このようにφを設定することにより、シャフト６が最も傾いたときでも、図３（ｂ）に示したように、シャフト６と、挿通孔２１の間隙が小さいところでもオイル面２６が盛り上がらず、オイル漏れを抑制することができる。
以上、シャフト側テーパ部１６がなす角度について説明したが、スリーブ側テーパ部１７のなす角度は、通常０度より大きく、４５度以下に設定されている。
【００４６】
以上に説明した本実施の形態により、以下のような効果を得ることができる。（１）シャフト６が傾いて停止した状態、又はシャフト６が傾いて回転している状態でもオイル１３を動圧軸受部２３内に安定的に保持し、オイル漏れを効果的に抑制することができる。そのため、動圧軸受部２３の信頼性が向上する。
（２）シール部１５がオイル１３を蓄えるオイルリザーバー（オイル溜まり）を構成することができる。
（３）シール部１５が形成するオイルリザーバーにより、圧力や温度の変化によりオイル１３が膨張してオイル１３の内容量が変化しても動圧軸受部２３の外部に漏れ出すことが無い。
【００４７】
（第１の変形例）
図４は、本実施の形態の第１の変形例に係るモータ３１の軸線方向の断面を示した断面図である。
モータ３１の構成は、回転ディスク５ａがシャフト６ａの他端部分３４の上側に形成されている他は、モータ１と同様である。以下、モータ１と同じ部分の説明は省略する。また、モータ１と同じ部品には同じ符合を付し、同じではないが対応する部品には同じ符合に英文字ａを付して示すことにする。
【００４８】
シャフト６ａは、ハブ７に挿着される先端部分と、シール部１５ａを構成するシャフト側テーパ部１６ａ、他端部分３４から構成されており、シャフト側テーパ部１６ａと他端部分３４の間に回転ディスク５ａが形成されている。
シャフト６ａの上端部分はハブ７に形成された貫通孔に挿着されている。
シャフト側テーパ部１６ａは、上端部分の下側で、シール部１５ａに位置するように形成されている。シャフト側テーパ部１６ａは、他端部分３４方向へいくに従って外径が所定の勾配で大きくなるように形成されている。
【００４９】
シャフト側テーパ部１６ａの下側には、スラスト方向の動圧力を発生する回転ディスク５ａがシャフト６ａが設けられている。
図示しないが、回転ディスク５ａの両端面には、それぞれスラスト方向の動圧力を発生させるための動圧力発生溝（例えばヘリングボーン溝）が形成されている。
回転ディスク５ａの下側には、ラジアル方向の動圧力を発生する他端部分３４が形成されている。
シャフト６ａの他端部分３４の周面には、ラジアル方向の動圧力を発生させるための動圧力発生溝１０ａ（軸線方向に対して互いに異なる方向へ傾いた２段の斜線状の溝）が形成されている。
以上のように、本変形例では、シャフト６ａの上端部分と他端部分３４の間に回転ディスク５ａが形成されている。
【００５０】
スリーブ１２ａは、略円柱形状をしており、ラジアル方向を中心に、回転ディスク５ａを収納するためのディスク空洞部２２ａと、シャフト６を挿通するための挿通孔２１ａが形成されている。
ディスク空洞部２２ａの上端には、アッパープレート３３を勘合して装着するための座グリ部が形成されている。この座グリ部にアッパープレート３３を装着すると、回転ディスク５ａと略相似な回転ディスク５ａの収納空間が形成される。
【００５１】
挿通孔２１ａの内径は、シャフト６ａの他端部分３４の外径よりも大きく設定されており、挿通孔２１ａの内周面と他端部分３４の外周面の間にオイル１３ａを満たすための所定の間隙が設けられている。
挿通孔２１ａの底部には、カウンタープレート１１ａを勘合して装着するための座グリ部が形成されている。
この座グリ部にカウンタープレート１１ａを装着することにより、他端部分３４の下側にオイル１３ａを溜めるオイルリザーバーが形成される。
【００５２】
アッパープレート３３は、円板形状を有した部材であって、ラジアル方向中央にシャフト６を挿通するための貫通孔が形成されている。
この貫通孔の内径は、シャフト６ａの先端部分に向かう方向に向かって、所定の勾配で大きくなるようになっており、スリーブ側テーパ部１７ａを形成している。
【００５３】
シャフト６ａに形成されたシャフト側テーパ部１６ａと、スリーブ側テーパ部１７ａは、対面するようになっており、シャフト側テーパ部１６ａとスリーブ側テーパ部１７ａ及びこれらの対面する空間からシール部１５ａが構成されている。
オイル１３ａは、シール部１５ａの軸線方向の中ほどに達する程度までスリーブ１２ａ内に満たされている。
このように、シール部１５ａを形成することにより、先に説明した実施の形態と同様に、オイル１３ａの遺漏を効果的に抑制することができる。
【００５４】
（第２の変形例）
図５は、本実施の形態の第２の変形例に係るモータ４０の軸線方向の断面を示した断面図である。
モータ４０の構成は、シャフト側テーパ部１６ｂがハブ７ｂと一体形成されている他は、モータ３１と同様である。以下、モータ３１と同じ部分の説明は省略する。また、モータ３１と同じ部品には同じ符合を付し、同じではないが対応する部品には同じ符合に英文字ｂを付して示すことにする。
【００５５】
ハブ７ｂには、ラジアル方向中央部に略円柱状の突起部３８がシャフト６ａの他端部分方向（紙面下側方向）に形成されている。
突起部３８のラジアル方向中央には、シャフト６ｂを挿入するための円筒内周面を有する貫通孔３７が形成されている。
そして、シャフト６ｂは、突起部３８の下端面が回転ディスク５ａの上端面に当接する位置まで貫通孔３７に挿入される。
【００５６】
突起部３８の外周面は、回転ディスク５ａ方向にいくに従って外径が一定の勾配で大きくなるようにシャフト側テーパ部１６ｂが形成されている。
シャフト側テーパ部１６ｂは、スリーブ側テーパ部１７ｂと対面する位置関係にあり、シャフトテーパ部１６ｂ、スリーブテーパ部１７ｂ、及びこれらの対面する空間により、シール部１５ｂが構成されている。
【００５７】
シャフト６ｂには、円柱形状を有した上端部分が形成されている。この上端部分の外径は、所定のはめあい公差にて貫通孔３７に挿入できる値に設定されている。
シャフト６ｂの上端部分は、例えば圧入によりハブ７ｂに固着され、シャフト６ｂとハブ７ｂは一体となって回転する。
オイル１３ｂは、シール部１５ｂにおいて、回転軸線方向の中ほど程度まで満たされている。
以上に説明した第２の変形例では、シャフト６ｂにテーパ部分を設ける必要が無く、シャフト６ｂの加工が容易になる。
【００５８】
（第３の変形例）
本変形例は、本実施の形態におけるシール部１５で、図６に示したように、シャフト側テーパ部１６の下端部分をスリーブ側テーパ部１７の下端部分より下側（シャフト６の下端部分側）に設けたものである。
図６では、シャフト側テーパ部１６の下端部分をスリーブ側テーパ部１７の下端部分よりｄだけ下側に形成されている。
スリーブ側テーパ部１７の下端部分をシャフト側テーパ部１６の下端部分より図中下側に設定すると、オイル１３の表面張力の作用により、オイル１３をオイル１３が溜まっている方向に引き込む力が強まり、オイル１３の遺漏抑制能力が高まる。
そのため、スリーブ側テーパ部１７の回転軸線方向の長さを短くすることができ、その結果、モータ１の軸線方向の長さを短縮することができる。
ハードディスクなどに使用するモータは、小型化が重要な課題であり、本変形例は、この課題に資するものである。
【００５９】
以上、本実施の形態、第１の変形例、第２の変形例、及び第３の変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、シール部１５は、シャフト側テーパ部１６、スリーブ側テーパ部１７を用いて構成されているが、これは、シャフト側テーパ部１６とスリーブ側テーパ部１７をテーパ形状に限定するものではなく、シャフト６と挿通孔２１との間の間隙が、シャフト６の先端方向にいくにつれて大きくなるような各種の形状を採用することができる。
例えば、少なくとも一方を、Ｒ形状に形成してもよいし、又は、テーパ形状、Ｒ形状の何れでもなく自由曲面によって形成してもよい。
【００６０】
また、本実施の形態、及び変形例では、いわゆる片袋構造の動圧軸受について説明したが、これに限定するものではなく、本発明に係るシール部は、いわゆる両開き構造の動圧軸受に提供することもできる。
片袋構造の動圧軸受とは、動圧軸受部の中空部分の一端に開口部が設けられ、この開口部をシャフトが軸通している構造のものであり、両開き構造とは、中空部分の回転軸線上に２カ所開口部が設けられ、この２カ所の開口部をシャフトが軸通し、これにより、シャフトが中空部分を貫通している構造のものをいう。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、流体の遺漏を効果的に抑制することができるシール部を備えた動圧軸受、該動圧軸受を用いた回転体装置及びモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るモータの軸線方向の断面を示した断面図である。
【図２】シャフト側テーパ部の角度の範囲を説明するための図である。
【図３】シャフト側テーパ部の角度の範囲を説明するための図である。
【図４】本実施の形態の第１の変形例に係るモータの軸線方向の断面を示した断面図である。
【図５】本実施の形態の第２の変形例に係るモータの軸線方向の断面を示した断面図である。
【図６】本実施の形態の第３の変形例に係るシール部を説明するための図である。
【図７】従来の動圧軸受を用いたモータの構成の一例を示した図である。
【図８】従来の動圧軸受でシャフトが傾いたところを示した図である。
【符号の説明】
１　モータ
２　ロータ
３　ステータ
５　回転ディスク
６　シャフト
７　ハブ
８　永久磁石
９　コイル
１０　動圧力発生溝
１１　カウンタープレート
１２　スリーブ
１３　オイル
１５　シール部
１６　シャフト側テーパ部
１７　スリーブ側テーパ部
２３　動圧軸受部
２４　段部
２５　オイル面
３３　アッパープレート
３１　モータ
３４　他端部分
３８　突起部
４０　モータ
【図１】
2004084897.tif 000003
【図２】
2004084897.tif 000004
【図３】
2004084897.tif 000005
【図４】
2004084897.tif 000006
【図５】
2004084897.tif 000007
【図６】
2004084897.tif 000008
【図７】
2004084897.tif 000009
【図８】
2004084897.tif 000010