(57)【要約】      （修正有）【課題】起動時のトルクを抑えることができ、且つ、スラスト方向に加わる衝撃の耐性が高い流体動圧軸受装置を提供する。【解決手段】スリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面との間に構成されている第１のスラスト軸受部１１０およびカウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間に構成されている第２のスラスト軸受部１１１並びにシャフト１０２の外周面とスリーブ１０３の内周面との間に構成されているラジアル軸受部１１３において、スリーブ１０３の内側でシャフト１０２およびそれと一体となったハブ１０１が支えられている。シャフト１０２の非回転時において、第１のスラスト軸受部１１０におけるスリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面とは接触せず、隙間１０５が確保され、非回転時には、第２のスラスト軸受部１１１において、シャフト１０２の下端面は、スリーブ１０３と一体化されたカウンタープレート１０４の上面と接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトと一体となったハブと、
前記シャフトを回転自在な状態で内側において保持すると共に上面が前記ハブの下面に対向するスリーブと、
前記シャフトの下端面に接触可能なカウンタープレートと
を備え、
前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との間において、ラジアル方向の荷重を支える少なくとも一つのラジアル軸受部が構成され、
前記スリーブの前記上面と前記ハブの前記下面との間において、スラスト方向の荷重を支える第１のスラスト軸受部が構成され、
前記カウンタープレートの上面と前記シャフトの下端面との間において、スラスト方向の荷重を支える第２のスラスト軸受部が構成され、
前記シャフトの非回転時において、前記第１のスラスト軸受部における前記スリーブの前記上面と前記ハブの前記下面とは接触せずに隙間が形成されており、且つ、前記第２のスラスト軸受部における前記カウンタープレートの上面と前記シャフトの下端面とが接触する構成を有する流体動圧軸受装置であって、
該流体動圧軸受装置の内部には潤滑流体が連続的に充填されており、
前記シャフトが回転すると、前記第１のスラスト軸受部における前記隙間に充填されている前記潤滑流体により動圧が発生し、前記シャフトが前記カウンタープレートから浮上することを特徴とする流体動圧軸受装置。
【請求項２】
前記シャフトの軸方向における前記カウンタープレートの上面から前記第１のスラスト軸受部を構成する前記スリーブの前記上面までの距離をＬ１とし、
前記シャフトの軸方向における前記シャフトの下端面から前記第１のスラスト軸受部を構成する前記ハブの前記下面までの距離をＬ２とした場合に、
Ｌ１＜Ｌ２の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項３】
前記第１および前記第２のスラスト軸受部には、対面する両軸受面の少なくとも一つの面に動圧溝が設けられており、
前記第２のスラスト軸受部における前記動圧溝に比較して、前記第１のスラスト軸受部における前記動圧溝の深さが深いことを特徴とする請求項１または２に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項４】
前記第１のスラスト軸受部における前記スリーブの前記上面と前記ハブの前記下面とが対向する面積に比較して、前記第２のスラスト軸受部における前記カウンタープレートの前記上面と前記シャフトの前記下端面との接触可能な面積が小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項５】
前記シャフトの軸方向から見た場合に、前記第２のスラスト軸受部の軸受外径は前記第１のスラスト軸受部の軸受外径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項６】
前記ハブは、前記スリーブの外周面とラジアル方向の隙間を隔てて対向する内周面を有し、
前記スリーブの前記外周面と前記ハブの前記内周面との間に形成された前記ラジアル方向の隙間には前記潤滑流体の漏出を防止するテーパーシール部が設けられており、
前記テーパーシール部は、軸方向に沿って前記ラジアル方向の隙間が漸次拡大するテーパー断面形状を有し、
前記テーパー断面形状は、前記潤滑流体の前記漏出する方向に沿って、第１の傾斜角の部分と、この第１の傾斜角の部分に続く、前記第１の傾斜角よりも小さな傾斜角を有する第２の傾斜角の部分とを有した構造を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項７】
流体動圧軸受装置が定常回転しているときに、前記潤滑流体の液面が前記第２の傾斜角の部分に位置していることを特徴とする請求項６に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
前記テーパー断面形状は、前記第２の傾斜角の部分の終端点から続く、前記第２の傾斜角よりも大きな傾斜角を有する第３の傾斜角の部分と、この第３の傾斜角の部分に続く、前記第３の傾斜角よりも小さな傾斜角を有する第４の傾斜角の部分とを更に備えることを特徴とする請求項６または７に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項９】
前記テーパーシール部の内部の終端位置付近における前記ハブの前記内周面および前記スリーブの前記外周面の少なくとも一方に前記潤滑流体を撥ねる撥油剤が塗布されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流体動圧軸受装置と、
前記スリーブが固定されたベースプレートと、
前記ハブの外周側に配置されたロータマグネットと、
前記ベースプレートに固定され前記ロータマグネットと隙間を隔てて配置された電磁石と
を備えることを特徴とするスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラスト方向における軸受の構造に特徴のある流体動圧軸受装置およびスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体動圧軸受装置について以下の技術が知られている。例えば、特許文献１には、回転軸静止時に加わる衝撃や振動に対する潤滑油飛散流出防止性能の信頼度を改善した小型化、薄型化された流体動圧軸受の構造（ストレートシール構造）について記載されている。特許文献２には、軸受シール装置の耐外力保持性能を高め、軸受オイルを良好に保持することを可能とするテーパーシール構造について記載されている。
【０００３】
特許文献３には、起動時の潤滑流体の循環を向上させ、起動時のトルクを低減し、軸受損傷を防止する構造について記載されている。この特許文献３には、スラスト方向の１箇所においてスラスト軸受を配置し、非回転時には、固定シャフトの上段側に設けられたストッパー面を有するストッパー部でロータ部が支えられ、下段側の動圧溝が形成されたスラスト流体軸受は、軸受隙間が保持され、両軸受面に接触しない構造が記載されている。なお、この構造においては、回転時に下段側のスラスト軸受に動圧が発生し、ロータ部が浮上する。
【０００４】
特許文献４には、加工精度の誤差に起因して動圧溝の作用が阻害される不都合を抑える構造について記載されている。特許文献５には、軸受隙間への潤滑流体の充填を簡単かつ確実に行うことを可能にするための構造について記載されている。特許文献６には、潤滑流体の充填レベルを目視などにより確実に確認できる構造とすることを目的に、テーパーシール部に段付き形状が形成された構造が記載されている。特許文献７には、スラスト軸受面において、軸受孔を起点として軸受スリーブの外側端まで延ばした範囲に軸受構造物（動圧溝）を形成してもよい旨が記載されている。特許文献８には、スラスト軸受が２箇所配設されており、それらのスラスト軸受において発生した動圧による支承力を反対方向とする構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５１４７３号公報
【特許文献２】特許第２９３７８３３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８１４０３号公報
【特許文献４】特開２００９−２２２１６７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１２１７７５号公報
【特許文献６】独国特許出願公開第ＤＥ１０２００７０３６７９０Ａ１号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第ＤＥ１０２００９０３１２１９Ａ１号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第ＤＥ１０２００８０６２５２４Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
流体動圧軸受装置は、例えばハードディスク装置のスピンドルモータの軸受として使用される。ハードディスク装置においては、低消費電力化、耐久性の向上、起動の速さといった観点から、起動時のトルクを極力抑えることができる構造が要求されている。特許文献３には、この要求を満たすことを目的とした構成が記載されているが、起動時における接触部分の抵抗トルクは潤滑油が介在されない乾燥摩擦なので、抵抗トルクを下げるには限界があり、更なる低起動トルク化を求めた場合にその機能は十分ではない。また、各種の携帯情報機器においては、衝撃や振動等に対する耐性が要求されるが、それに関連して衝撃や振動に耐える高い剛性を有する流体動圧軸受装置が要求される。また、振動や衝撃を受けた場合でも、流体動圧軸受装置のテーパーシール部から潤滑流体が漏れないことも要求される。しかしながら、特許文献８に記載の構造では、軸方向に二つのスラスト軸受が構成されているが、回転時にスラスト方向の二つの軸受は動圧による力方向が反対であるので、スラスト方向の軸受の負荷容量が一つの軸受と比較すると逆に低くなり、上述したスラスト方向に加わる衝撃に耐える耐性の向上にはならない。このような背景において、本発明は、起動時のトルクを抑えることができ、且つ、スラスト方向に加わる衝撃や振動に耐える耐性の高い流体動圧軸受装置、並びに、衝撃などに応答する振幅を抑えることによってテーパーシール部からの潤滑流体の漏れを防ぐ流体動圧軸受装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、シャフトと、前記シャフトと一体となったハブと、前記シャフトを回転自在な状態で内側において保持すると共に上面が前記ハブの下面に対向するスリーブと、前記シャフトの下端面に接触可能なカウンタープレートとを備え、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との間において、ラジアル方向の荷重を支える少なくとも一つのラジアル軸受部が構成され、前記スリーブの前記上面と前記ハブの前記下面との間において、スラスト方向の荷重を支える第１のスラスト軸受部が構成され、前記カウンタープレートの上面と前記シャフトの下端面との間において、スラスト方向の荷重を支える第２のスラスト軸受部が構成され、前記シャフトの非回転時において、前記第１のスラスト軸受部における前記スリーブの前記上面と前記ハブの前記下面とは接触せずに隙間が構成されており、且つ、前記第２のスラスト軸受部における前記カウンタープレートの上面と前記シャフトの下端面とが接触する構成を有する流体動圧軸受装置であって、該流体動圧軸受装置の内部には潤滑流体が連続的に充填されており、前記シャフトが回転すると、前記第１のスラスト軸受部における前記隙間に充填されている潤滑流体により動圧が発生し、前記シャフトが前記カウンタープレートから浮上することを特徴とする流体動圧軸受装置である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、シャフトの非回転時において、スリーブの上面とハブの下面との間の第１のスラスト軸受部は非接触であり、第２のスラスト軸受部において、カウンタープレートの上面とシャフトの下端面が接触し、シャフトが支えられる。そしてシャフトが回転し始めると、第１のスラスト軸受部の隙間における潤滑流体の動圧により、ハブがスリーブに対して浮上する力を受け、シャフトがカウンタープレートから浮上する。ここで、非回転時に第１のスラスト軸受部は非接触であるので、動圧を効果的に発生させるために、その第１のスラスト軸受の面積を大きくしても、回転開始時における接触抵抗は増加しない。他方において、カウンタープレートの上面とシャフトの下端面との接触部分は、その接触面積を相対的に小さくできるので、回転半径が相対的に小さくなり、回転開始時における接触抵抗トルクを小さくできる。このため、非回転時において、第１のスラスト軸受部の両軸受面が接触する従来の技術と比較すると、起動時のトルクが大幅に抑えられる。
【０００９】
第１のスラスト軸受部と第２のスラスト軸受部でスラスト方向の荷重が支えられるので、スラスト方向の軸受剛性は、スラスト軸受部が一つの場合と比較して高くなる。これによって、流体動圧軸受装置が衝撃などを受けた場合におけるシャフトの応答振幅が抑えられる。特に、第２のスラスト軸受部で対向面が接触した状態においても、第１のスラスト軸受部では対向面が接触せずに隙間が設けられている状態となるので、衝撃によりシャフトが押し込まれた際に、第１のスラスト軸受部の軸受作用が失われず、また第１のスラスト軸受部が接触しないことで、第１のスラスト軸受部の軸受面が破損する問題が発生しない。
【００１０】
また、シャフトが押し込まれて第２のスラスト軸受部における対向面が接触したとしても、上述したようにその部分における接触抵抗トルクは相対的に小さいので、シャフトの回転が急激に阻害される傾向が小さく、急激に回転速度が低下する等の不都合が生じ難い。また、シャフトが押し込まれて第２のスラスト軸受部における対向面が接触したとしても、相対的に周方向の速度が大きい第１のスラスト軸受部は隙間が確保されているので、そこでの動圧の発生が期待できる。これは、流体動圧によるスラスト方向の軸受機能を維持しようとする作用となる。つまり、シャフトがスラスト方向に衝撃を受け、第２のスラスト軸受部で対向する面の接触が生じたとしても、流体動圧軸受装置としての機能が失われ難い。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シャフトの軸方向における前記カウンタープレートの上面から前記第１のスラスト軸受部を構成する前記スリーブの前記上面までの距離をＬ１とし、前記シャフトの軸方向における前記シャフトの下端面から前記第１のスラスト軸受部を構成する前記ハブの前記下面までの距離をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２の関係が成立することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、シャフトの非回転時にカウンタープレートの上面がシャフトの下端面に接触し、その状態においてスリーブの上面とハブの下面との間に隙間が形成される構造が得られる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１および前記第２のスラスト軸受部には、動圧溝が設けられており、前記第２のスラスト軸受部における前記動圧溝に比較して、前記第１のスラスト軸受部における前記動圧溝の深さが深いことを特徴とする。
【００１４】
動圧溝の深さは軸受隙間の１．５倍ぐらいのときに最大の軸受剛性が得られ、一方、１．５倍ぐらいから大きくなるかあるいは小さくなるかするほど、軸受剛性が低くなる。請求項３に記載の発明によれば、軸受隙間が相対的に大きい第１のスラスト軸受部における動圧溝の深さを相対的に深くし、軸受隙間が相対的に小さい第２のスラスト軸受部における動圧溝の深さを相対的に浅くすることで、第１および第２の両スラスト軸受部ともに高い剛性を得られる。また、衝撃や振動を受けて、シャフトの下端面がカウントプレートの上面に近づくとき、浅い動圧溝を有する第２のスラスト軸受部の剛性が有効に働き、応答振幅の低減に有利となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記第１のスラスト軸受部における前記スリーブの前記上面と前記ハブの前記下面とが対向する面積に比較して、前記第２のスラスト軸受部における前記カウンタープレートの前記上面と前記シャフトの前記下端面との接触可能な面積が小さいことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、面積の大小関係を請求項４に記載の構成と逆とした場合に比較して、起動時に発生する摩擦トルクが抑えられる。また、請求項４に記載の発明によれば、スラスト方向における軸受能力が第１のスラスト軸受部が主で第２のスラスト軸受部が従となる傾向が大となる。これにより、スラスト方向の衝撃により、シャフトがカウンタープレートに接触した際におけるスラスト方向の流体動圧軸受機能の低下が生じ難い性能が得られる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記シャフトの軸方向から見た場合に、前記第２のスラスト軸受部の軸受外径は前記第１のスラスト軸受部の軸受外径よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、第２のスラスト軸受部における接触面積をより小さくでき、また、第２のスラスト軸受の半径は第１のスラスト軸受の半径より小さいので、起動時における第２のスラスト軸受部における摩擦トルクを大幅に抑えることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記ハブは、前記スリーブの外周面とラジアル方向の隙間を隔てて対向する内周面を有し、前記スリーブの前記外周面と前記ハブの前記内周面との間に形成された前記ラジアル方向の隙間には前記潤滑流体の漏出を防止するテーパーシール部が設けられており、前記テーパーシール部は、軸方向における前記潤滑流体の前記漏出する方向に沿って前記ラジアル方向の隙間が漸次拡大するテーパー断面形状を有し、前記テーパー断面形状は、前記潤滑流体の前記漏出する方向に沿って、第１の傾斜角の部分と、この第１の傾斜角の部分に続く、前記第１の傾斜角よりも小さな傾斜角を有する第２の傾斜角の部分とを有した構造を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、相対的に大きい第１の傾斜角の部分において、ラジアル方向の最小隙間をできるだけ小さくして、軸方向に短い距離で相対的に大きな隙間を有する第２の傾斜角の部分を得ることができる。これによって、大きな隙間を有する第２の傾斜角の部分で潤滑流体の移動速度および振幅が吸収され、同時にこの部分の相対的に小さい第２の傾斜角で表面張力による潤滑流体の液面を維持する機能が得られ、この２つの機能が複合されることで、潤滑流体の漏出を抑える機能が得られる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、流体動圧軸受装置が定常回転するときに前記潤滑流体の液面が前記第２の傾斜角の部分に位置していることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、表面張力による液面の維持機能が得られる部分に潤滑流体の液面が位置しているので、流体動圧軸受装置が定常状態で安定して回転しているときにおける潤滑流体のシール効果が有効に得られる。シール隙間の広さに制限があるので、第１の傾斜角の部分の体積はそれほど大きくできない。仮に、第１の傾斜角の部分に液面が位置していると、流体動圧軸受装置が衝撃などを受けたときにシャフトが上下方向に振動し、第１の傾斜角の部分の体積では潤滑流体の移動量を吸収できない場合、液面が第１のスラスト軸受部の位置まで到達する可能性がある。また、仮にこの第１の傾斜角の部分の体積に余裕があっても、液面が第２の傾斜角の部分に近づくことになる。第１の傾斜角は相対的に大きいので、表面張力による液面の保持効果が第２の傾斜角の部分に比較して小さく、この定常状態で安定して回転しているときにおける潤滑流体のシール効果は、請求項７に記載の発明を採用した場合に比較して弱くなる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記テーパー断面形状は、前記第２の傾斜角の部分の終端点から続く、前記第２の傾斜角よりも大きな傾斜角を有する第3の傾斜角の部分と、この第３の傾斜角の部分に続く、前記第３の傾斜角よりも小さな傾斜角を有する第４の傾斜角の部分とを更に備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、流体動圧軸受装置が衝撃などを受けて潤滑流体が軸方向の下方に移動するとき、前記第３の大きな傾斜角の部分がより有効に潤滑流体の移動速度および振幅を吸収する機能を果たす。また、流体動圧軸受装置が振動を受けて潤滑流体が定常状態の液面の位置から軸方向の上方に移動するとき、前記第２の小さな傾斜角の部分がより有効に潤滑流体の移動速度および振幅を吸収する。そして、前記小さな傾斜角を有する第４の傾斜角部分のシール隙間を大きくし過ぎることなく、大きな表面張力で第３の傾斜角の部分を越えた潤滑流体をシールする。これにより、潤滑流体の移動速度および振幅を吸収する機能を有する傾斜角の部分と、表面張力によって潤滑流体の液面を維持する機能を有する傾斜角の部分とを複合したシール機能が２段に配置され、更に徹底したシール機能を得ることができる。また、定常状態で安定して回転するときには、潤滑流体の液面が前記第２の傾斜角の部分の下部の前記第３の傾斜角の部分に近いところに位置している（図４参照）。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記テーパーシール部の内部の終端位置付近における前記ハブの前記内周面および前記スリーブの前記外周面の少なくとも一方に前記潤滑流体を撥ねる撥油剤が塗布されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、シャフトの軸受に対する偏心による潤滑流体液面の回転軸に対する傾きを撥油剤が潤滑流体を撥ねる作用によって抑制することができる。これにより、衝撃による潤滑流体液面の振幅が押さえられ、潤滑流体の移動速度が抑えられるので、シールの機能を果たすことができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流体動圧軸受装置と、前記スリーブが固定されたベースプレートと、前記ハブの外周側に配置されたロータマグネットと、前記ベースプレートに固定され前記ロータマグネットと隙間を隔てて配置された電磁石とを備えることを特徴とするスピンドルモータである。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発明が有した優位性を備えた流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータが提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、起動時のトルクを抑えることができ、且つ、スラスト方向に加わる衝撃に耐える耐性の高く、そして衝撃に耐えるシール構造を有する流体動圧軸受装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態の流体動圧軸受装置の断面図である。
【図２】実施形態におけるスリーブの上面図である。
【図３】実施形態におけるシャフトの底面図である。
【図４】実施形態におけるシール部の断面図である。
【図５】実施形態のスピンドルモータの断面図である。
【図６】シール部の他の態様の断面図である。
【図７】シール部の他の態様の断面図である。
【図８】シャフト底面の形状の他の例を示す断面図である。
【図９】シャフト底面の形状の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（構成）
図１は、実施形態の流体動圧軸受装置の断面図である。図１には、流体動圧軸受装置１００が示されている。流体動圧軸受装置１００は、ロータとなるシャフト１０２およびハブ１０１を回転自在な状態で支承する装置である。流体動圧軸受装置１００は、シャフト１０２と、ハブ１０１と、ハブ１０１の下面に対向するスリーブ１０３と、シャフト１０２の下端面に接触可能なカウンタープレート１０４とを備え、シャフト１０２の外周面とスリーブ１０３の内周面との間にラジアル軸受部１１３が、スリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面との間に第１のスラスト軸受部１１０が、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間に第２のスラスト軸受部１１１がそれぞれ構成されている。
【００３２】
ハブ１０１はシャフト１０２に固定され、シャフト１０２と一体化されている。シャフト１０２は、略円柱形状を有し、略筒状の部材であるスリーブ１０３の内側において回転軸１０２ｂを軸として回転が自在に行える状態で保持されている。スリーブ１０３は、ステータ側の部材であり、土台となるベースプレート２０１に固定されている。この構造では、ハブ１０１とシャフト１０２が一体となったものがスリーブ１０３およびカウンタープレート１０４に対して回転する。
【００３３】
シャフト１０２の外周面とスリーブ１０３の内周面との間には、僅か隙間があり、そこには潤滑流体が充填されている。この部分において、シャフト１０２の外周面に対向するスリーブ１０３の内周面には、動圧発生手段であるへリングボン型の動圧溝１０３ｃが設けられている。動圧溝１０３ｃが設けられているスリーブ１０３の内周面と、シャフト１０２の外周面とが隙間を隔てて対向している部分により、シャフト１０２に働くラジアル方向の荷重を支承するラジアル軸受部１１３が構成されている。
【００３４】
シャフト１０２の下端面は平坦な底面とされており、この底面は、シャフト１０２が回転していない状態において、平坦な構造とされたカウンタープレート１０４の上面に接触する。カウンタープレート１０４は、シャフト１０２をスラスト方向で支える部材であり、スリーブ１０３に嵌め込まれる形でスリーブ１０３に固定されている。
【００３５】
シャフト１０２が回転していない状態において、スリーブ１０３の上面は、ハブ１０１の下面に接触せず、スリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面との間には、わずかな隙間１０５（例えば、２〜３μｍ）が確保されている。すなわち、カウンタープレート１０４の上面からスリーブ１０３の上面までの距離をＬ１とし、シャフト１０２の下端面からハブ１０１のスリーブ１０３の上面に対向する面までの距離をＬ２とすると、Ｌ２＞Ｌ１の関係となるように各部の寸法が調整されている。そして隙間１０５には、潤滑流体１０９が充填されている。
【００３６】
図２は、スリーブ１０３を図１の上方向から見た上面図である。スリーブ１０３の上面（ハブ１０１の下面に対向する面）には、動圧発生手段であるスパイラル状の動圧溝１０３ａが形成されている。動圧溝１０３ａは、スリーブ１０３の上面の縁まで形成されている。スリーブ１０３の中央には、シャフト１０２が納まる中空部１０７が設けられている。また、スリーブ１０３の上面の３箇所の軸方向から見て略等角な位置には、図１にも示されている連通孔１０６の開口部が形成されている。なお、動圧を均一にするため、３本の連通孔１０６の開口部の動圧溝との相対位置がほぼ同じになるように設定する。この例では、連通孔１０６の数は３本であるが、その数は３本に限定されない。
【００３７】
動圧溝１０３ａが設けられているスリーブ１０３の上面と、そこに対向するハブ１０１の下面とによって、シャフト１０２とハブ１０１に加わるスラスト方向の荷重を受け止める第１のスラスト軸受部１１０が構成されている。
【００３８】
スリーブ１０３には、連通孔１０６が設けられている。連通孔１０６の上部は、第１のスラスト軸受部１１０の隙間１０５に繋がり、連通孔１０６の下部は、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面とが対向する部分の端部付近に繋がっている。また、この部分がラジアル軸受部１１３の隙間に繋がっている。シャフト１０２の回転時に第１のスラスト軸受部１１０および第２のスラスト軸受部１１１の支持により、ロータとなるハブ１０１とシャフト１０２は浮上し、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間には、隙間が形成される。この隙間が連通孔１０６によって隙間１０５と繋がる。そして、流体動圧軸受装置が回転するときに、第１のスラスト軸受部１１０の強いポンピング力およびラジアル軸受部１１３の下への圧力差によって、流れは第１のスラスト軸受部１１０からラジアル軸受部１１３へ、またラジアル軸受部１１３の下側から連通孔１０６を通じて、第１のスラスト軸受部１１０の外側に戻って循環する。
【００３９】
前述したように、回転しない状態において、シャフト１０２の下端面は、カウンタープレート１０４の上面に接触している。カウンタープレート１０４は、スリーブ１０３の下部に嵌め込まれ、スリーブ１０３と一体化されている。カウンタープレート１０４の上面と対向するシャフト１０２の下端面には、動圧溝１０２ａが形成され、またこの面にはＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）が形成され、耐摩耗処理が施されている。耐摩耗処理は、テフロン（登録商標）コーティング処理等の他の方法を用いることもできる。一方、第１のスラスト軸受部の両対向面が接触しないので、動圧溝１０３ａが形成されたスリーブ１０３の上面はＤＬＣなど耐摩耗処理が不要になる。図３は、シャフト１０２を図１の下方（カウンタープレート１０４の側）から見た状態が示されている。図３には、シャフト１０２の下端面に設けられた動圧発生手段であるスパイラル形状の動圧溝１０２ａが示されている。
【００４０】
カウンタープレート１０４の上面と、動圧溝１０２ａが設けられているシャフト１０２の下端面とによって、ハブ１０１およびシャフト１０２に加わるスラスト方向の荷重を受け止める第２のスラスト軸受部１１１が構成されている。また、シャフト１０２の端部はラジアル方向に突出したフランジ形状から構成されており、このフランジ形状をしたフランジ部１０２ｃがスリーブ１０３の段差部分１０３ｂに対向し、それによりシャフト１０２の抜け止めとして機能している。動圧溝１０２ａは、フランジ部１０２ｃの縁まで形成されている。また、フランジ部１０２ｃの側周面とスリーブ１０３の内周面との径の差の部分に隙間１１４が形成されている。そして、シャフト１０２の抜け止め機能としてのフランジ部１０２ｃがスリーブ１０３のラジアル軸受部の軸受面からラジアル方向に突出した段差部分１１６は極力小さくなるように設定される。
【００４１】
動圧溝１０２ａの溝の深さは、動圧溝１０３ａの溝の深さに比較して小さな値に設定されている。また、軸方向から見た場合における第１のスラスト軸受部１１０の軸受面積を第２のスラスト軸受部の軸受面積に比較して大きくなるように寸法が設定されている。こうすることで、第１のスラスト軸受部１１０で発生する動圧をより大きく作用させ、第２のスラスト軸受部１１１で発生する動圧を相対的に小さく作用させることができ、第１のスラスト軸受部１１０における流体動圧軸受機能を主とし、第２のスラスト軸受部１１１における流体動圧軸受機能を従とする関係を得ている。
【００４２】
図１に示す軸受構造では、第１のスラスト軸受部１１０と第２のスラスト軸受部１１１とが軸方向で離れており、その間にラジアル方向の荷重を支承するラジアル軸受部１１３が構成されている。また、第１のスラスト軸受部１１０の上方に相対的な重量物であるハブ１０１が取り付けられている。よって、第２のスラスト軸受部１１１において主にスラスト方向の荷重を受け止め、第１のスラスト軸受部１１０において補助的にスラスト方向の荷重を受け止める構造とするよりも、第１のスラスト軸受部１１０において主にスラスト方向の荷重を受け止め、第２のスラスト軸受部１１１において補助的にスラスト方向の荷重を受け止める本構造とする方が、シャフト１０２を回転自在な状態で保持する構造として高い安定性が得られる。
【００４３】
図１の流体動圧軸受装置内部の隙間に充填されている潤滑流体は、テーパーシール部１０８によって、漏出が防止されている。以下、テーパーシール部１０８について説明する。図４は、テーパーシール部１０８の断面図である。なお、図４では、傾斜角の状態が誇張して示されている。
【００４４】
テーパーシール部１０８は、下方に向かって開いた断面構造を有している。より詳細にいうと、テーパーシール部１０８は、α１の傾斜角で下方に向かって開いたテーパー部１０８ａ、β１の傾斜角で下方に向かって開いたテーパー部１０８ｂ、α２の傾斜角で下方に向かって開いたテーパー部１０８ｃ、β２の傾斜角で下方に向かって開いたテーパー部１０８ｄを備えている。ここで、傾斜角は、α１＞β１、α２＞β２、α１＞α２、β１＝β２が満たされるように設定されている。なお、これに限定されることなく、それ以外の設定も可能である。
【００４５】
ここで、α１、α２、β１、β２により示される傾斜角は、スリーブ１０３の外周面に対向するハブ１０１の内周面１０１ａと、スリーブ１０３の外周面との間のなす角度である。なお、内周面１０１ａは、軸方向と平行でもよいが、下方にゆくに従い、スリーブ１０３に近づく傾斜を有した構造とされている。これは、ハブ１０１の回転時に潤滑流体を遠心力の力によって少しでも上方に追いやる効果を得るためである。
【００４６】
テーパー部１０８ａとテーパー部１０８ｂとによって、第１段目のテーパーシール部が構成され、テーパー部１０８ｃとテーパー部１０８ｄとによって、第２段目のテーパーシール部が構成されている。すなわち、テーパーシール部１０８は、２段構成とされている。そして、衝撃等に起因する潤滑流体１０９の移動がない場合におけるその液面１０９ａの位置は、図４に示されるように、テーパー部１０８ｂの下部付近となるように設定することにより、流体動圧軸受装置が定常状態で安定して回転することができる。
【００４７】
以下、テーパーシール部１０８の機能について説明する。例えば、衝撃等により、潤滑流体１０９の移動が生じ、図４に示す潤滑流体１０９の液面１０９ａの位置が急激に降下したとする。この際、まず相対的に大きなテーパー部１０８ｃの部分で潤滑流体の急激な体積変化が吸収される。この急激な体積変化の吸収が行われることで、潤滑流体の移動速度および振幅が抑制される。つまり、液面１０９ａの移動速度および振幅が抑えられる。一方、大きな傾斜角α１によって、軸方向の短い距離で相対的に大きな隙間を得ることができる。また、小さい傾斜角β１によって、潤滑流体液面１０９ａが振動によって上方へ振動するとき、シール隙間が急に小さくならないので、移動速度と振幅が抑えられる。つまり、液面１０９ａの急激な上下移動の幅が抑えられる。また、液面１０９ａがテーパー部１０８ｃの部分を越えてテーパー部１０８ｄの部分に到達したとしても、相対的に小さなテーパー部１０８ｄの部分では、表面張力が作用し、液面１０９ａを元の上方の位置に戻す作用が働く。これがテーパー部１０８ａ，１０８ｂとテーパー部１０８ｃ，１０８ｄの組み合わせによるシール効果である。
【００４８】
なお、ここでは、テーパー部１０８ａとテーパー部１０８ｂとによる第１段目のテーパーシール部、テーパー部１０８ｃとテーパー部１０８ｄとによる第２段目のテーパーシール部を配置した２段構成を一例として説明したが、さらに同様な構造による第３段目のテーパーシール部を配置する構成、さらに同様な第４段目以降のテーパーシール部を配置する多段構造も可能である。
【００４９】
また、スリーブ１０３上面の第１のスラスト軸受部１１０の軸受面の端部の位置ｘ１とハブ１０１の内周面の位置ｘ２との間の距離を極力短くするようにする。例えば、第１のスラスト軸受部１１０における軸受面をスリーブ１０３の上面の縁まで形成し、傾斜角α１を大きくすることにより、軸方向の短い距離で相対的に大きなシール隙間を得ることができるとともに、ｘ１とｘ２との間の距離を極力小さくすることができ、シャフト１０２の振動による流体動圧軸受装置内部の隙間の体積変化による潤滑流体の移動量を低減できる。この潤滑流体の移動量の低減により、テーパーシール部における潤滑流体液面の移動速度および振幅が抑えられ、テーパーシール部からの潤滑流体の漏出を防止できる。
【００５０】
そして、同様にシャフト１０２のフランジ部１０２ｃがスリーブのラジアル軸受面からラジアル方向に突出した部分１１６を極力小さくなるように設定することも、シャフトの振動による流体動圧軸受装置内隙間の体積変化による潤滑流体の移動量を低減できる。流体移動量の低減により、シールにおける流体液面の移動速度及び振幅が抑えられ、テーパーシールからの潤滑流体の漏れを防止できる。
【００５１】
また、テーパーシール部１０８内の終端部付近の、スリーブ１０３の外周面およびハブ１０１のスリーブ１０３の外周面に対向する内周面１０１ａにおける符号１１５の部分には、潤滑流体１０９を撥ねる(弾く)性質の撥油剤（Barrier film）が塗布されている。この符号１１５の部分に塗布された撥油剤には、以下の機能がある。すなわち、シャフト１０２がスリーブ１０３に対して偏心した場合、テーパーシール部１０８の潤滑流体１０９の液面１０９ａの回転軸に対する傾きが生じる。この傾いた液面の一部がテーパーシール部１０８のテーパー部１０８ｃを超えた場合に、符号１１５の部分において、潤滑流体１０９が撥ねられることで、上記液面の傾きが抑えられる。
【００５２】
（軸受機能）
回転していない状態において、ハブ１０１およびハブ１０１と一体化したシャフト１０２は、カウンタープレート１０４の上面がシャフト１０２の下端面と接触することにより支えられている。この際、隙間１０５が生じる構造とされているので、隙間１０５には、潤滑流体１０９が存在し、スリーブ１０３の上面と、そこに対向するハブ１０１の下面とは接触していない。
【００５３】
ハブ１０１が回転し始めると、それと同時にシャフト１０２の下端面がカウンタープレート１０４の上面に接触した状態で回転し始める。回転速度が上がってくると、動圧溝１０３ａの作用により隙間１０５に存在する潤滑流体１０９による動圧が第１のスラスト軸受部１１０において発生し、ハブ１０１がスリーブ１０３から持ち上げられる。この際、ハブ１０１は、スリーブ１０３に対して静止状態から更に浮上する。ハブ１０１が持ち上がることで、シャフト１０２の下端面がカウンタープレート１０４から離れ、そこに生じた隙間に潤滑流体１０９が進入する。これにより、図３示す動圧溝１０２ａの作用により、シャフト１０２をカウンタープレート１０４から離れる方向に持ち上げる動圧による力が第２のスラスト軸受部１１１において発生する。またこの際、連通孔１０６を介して行われる潤滑流体１０９の循環流れにより、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間の隙間に対する潤滑流体１０９の供給が行われる。
【００５４】
こうして、第１のスラスト軸受部１１０および第２のスラスト軸受部１１１において発生する動圧により、シャフト１０２およびハブ１０１が、ステータであるスリーブ１０３およびカウンタープレート１０４に対して浮上し、スラスト方向の荷重を動圧により支承するようにスラスト動圧軸受が機能する。また、スリーブ１０３の内周面の動圧溝１０３ｃの作用により、シャフト１０２の外周面とスリーブ１０３の内周面との隙間に動圧が発生し、ラジアル方向の荷重を動圧により支承するようにラジアル動圧軸受が機能する。
【００５５】
（スピンドルモータ）
以下、図１の流体動圧軸受装置を用いたスピンドルモータの一例を説明する。図５は、実施形態のスピンドルモータ２００の断面構造が示されている。スピンドルモータ２００は、図１に示す流体動圧軸受装置１００によってハブ１０１が回転自在な状態で保持された構造を有している。スピンドルモータ２００は、ステータ側のベース部材であるベースプレート２０１を備えている。ベースプレート２０１には、スリーブ１０３が嵌め込まれて固定されている。
【００５６】
ベースプレート２０１には、ステータコアにステータコイルが巻きつけられたステータ構造２０３が固定されている。ステータ構造２０３は、後述するロータマグネット２０７の方向に向かう磁束を生成する電磁石であり、ステータ側の磁極を構成している。ステータ構造２０３は、４極あるいは６極といった数がシャフト１０２の回転軸１０２ｂを中心とした円周方向に沿って配置されている。なお、図の左右が非対称であり、ステータ構造２０３の作図の断面の状態が異なるのは、異なる断面が示されていることに起因する。
【００５７】
ステータ構造２０３のステータコイルの巻線の端部は、配線引き出し部２０５から引き出され、フレキシブルプリント基板２０６に接続されている。フレキシブルプリント基板２０６は、外部に引き出され、この外部に引き出された部分に図示しない駆動回路からの配線が接続される。
【００５８】
ステータ構造２０３の外側には、隙間を隔ててロータ側の磁極であるロータマグネット２０７が配置されている。ロータマグネット２０７は、ハブ１０１の外周側に延在し、軸方向に幅のある外周側円環部１０１ｂの内側に固定されている。また、ロータマグネット２０７の下方の隙間を隔てた位置のベースプレート２０１上には、ハブ１０１の軸方向における上下の揺動を抑えるためのマグネット２０８が配置されている。
【００５９】
例えば、ハードディスク装置の場合、ハブ１０１の上部に、磁性記録面を備えたディスク部が固定される。そして、ステータ構造２０３のステータコイルに駆動電流が流され、それが適切なタイミングで切り替わることで、ステータ側の磁極であるステータ構造２０３が生成する磁束の向きが規則的に切り替わり、それに伴ってステータ構造２０３とロータマグネット２０７との間で生じる磁気吸引力と磁気反発力とが規則的に切り替わり、ハブ１０１およびハブ１０１と一体となったシャフト１０２が回転する。この原理は、通常のＤＣブラシレスモータの原理と同じである。この回転時に流体動圧軸受装置１００の軸受機能により、ハブ１０１およびシャフト１０２が支えられ、ハブ１０１およびシャフト１０２のスムーズな回転が確保される。
【００６０】
（優位性）
シャフト１０２が回転していないときに、カウンタープレート１０４の上面にシャフト１０２の下端面が接触し、またスリーブ１０３の上面は、ハブ１０１の下面に接触せず、隙間１０５が確保されている。この構造によれば、起動時のトルクを抑えることができ、且つ、スラスト方向に加わる衝撃に耐える耐性を高くできる。
【００６１】
まず、起動トルクを抑えることができる優位性について説明する。上記の構造によれば、非回転時から回転を開始し始める状況において発生する抵抗は、主にカウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間の摩擦抵抗となる。ここで、第２のスラスト軸受部１１１の軸受外径は、第１のスラスト軸受部１１０の軸受外径の内側にあり、第２のスラスト軸受部１１１の軸受面積の方が相対的に小さく、軸受の半径も相対的に小さいので、非回転時に第１のスラスト軸受部１１０において、スリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面とが接触する構造とした場合に比較して、起動時に受ける抵抗トルクが大幅に小さくなる。また、第１のスラスト軸受部１１０は、回転中心から遠く、回転時の周方向速度が相対的に大きくなるが、ここでの物理的な接触は行われないので、動圧溝１０３aの摩耗が抑えられる。また、起動時に隙間１０５が確保され、そこに潤滑流体１０９が充填されているので、回転起動後に潤滑流体１０９の循環が早く形成され、軸受が早く安定な状態となる。特に、第１のスラスト軸受部１１０は、回転中心から遠く、回転時の周方向速度が相対的に大きく、また第１のスラスト軸受部１１０の軸受面積を相対的に大きく確保しているので、動圧がより効果的にまた素早く発生する。このことも、起動トルクの低減に寄与する。また、安定した回転が素早く得られる点で効果がある。
【００６２】
次に、スラスト方向に加わる衝撃に耐える耐性を高くできる優位性について説明する。上記の構造によれば、スリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面との間における第１のスラスト軸受部１１０と、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間における第２のスラスト軸受部１１１との二つのスラスト軸受によって、スラスト方向の荷重が支承される。この構造によれば、第１のスラスト軸受部１１０においては、スラスト軸受の面積が大きく確保されるので、軸受剛性が高くなり、スラスト方向に加わる衝撃に耐える能力が高くなる。
【００６３】
また、回転時において、何らかの要因により、シャフト１０２が下方に押し込まれた場合、カウンタープレート１０４の上面にシャフト１０２の下端面が接触することはあるが、スリーブ１０３の上面にハブ１０１の下面が接触することはない。このため、より周方向速度の大きい部分であるハブ１０１の下面がスリーブ１０３の上面に接触し、スリーブ１０３の側に設けられた動圧溝１０３ａ（図２参照）が破損することが避けられる。なお、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面とが接触することでの動圧溝１０２ａ（図３参照）の破損の可能性はあるが、この部分は、シャフト１０２の回転軸に近い部分であり、周方向速度が相対的に小さいので、動圧溝１０３ａの部分の接触による破損に比較すれば、その可能性は小さい。この点でもスラスト方向への衝撃に対する耐性が高くなる。
【００６４】
シャフト１０２の下端面に動圧溝１０２ａを設ける場合には、シャフト１０２の下端面に、ＤＬＣ膜の形成による耐摩耗処理を施すことが必要になる。一方、第１のスラスト軸受部１１０においては、スリーブ１０３の上面とハブ１０１の下面とが接触しないため、動圧溝が形成されたスリーブ１０３の上面はＤＬＣなどの耐摩耗処理が不要になる。これにより、耐摩耗処理は、工程が増加せず、製造コストが上昇しない。
【００６５】
２つの傾斜角で構成された構造を１段としたものを２段に配置したテーパーシール部１０８を備えている。これにより、何らかの理由により、潤滑流体が封入された部分から噴出するような力が作用しても、それが抑えられる。すなわち、大きい傾斜角のところで潤滑流体の急激な体積変化が吸収され、また潤滑流体の液面の移動速度と振幅が抑えられる。そして、小さい傾斜角のところで、表面張力により液面の位置を保持させる機能が働くことになる。こうすることで、シール特性を確保しつつテーパーシールの長さを抑えることができる。
【００６６】
連通孔１０６が設けられていることで、流体動圧軸受装置内部における潤滑流体の循環が行われるとともに、軸方向における異なる位置に設けられた第１のスラスト軸受部１１０と第２のスラスト軸受部１１１との間で潤滑流体の移動が確保されている。このため、２つのスラスト軸受部における隙間の変動に起因する潤滑流体の移動がスムーズに行われる。このため、スリーブ１０３に対するシャフト１０２の軸方向への急激な移動に伴う負圧の発生が抑えられ、キャビテーションの発生が抑えられる。
【００６７】
また、図２に示されるように、連通孔１０６の開口部を第１のスラスト軸受部１１０における動圧溝１０３ａが設けられた領域に設けている。こうすることで、第１のスラスト軸受部１１０の動圧発生に寄与する有効面積を確保しつつ、連通孔１０６の機能を確保でき、ラジアル方向の寸法を抑えつつ、ハブ１０１の質量、すなわち回転体の質量を減らすことができる。この回転体質量を減らすことで、衝撃などを受けたときの振幅を減らすことができ、テーパーシールの漏れが抑えられる効果も得られる。
【００６８】
通常、回転物体の重心の偏心、荷重の影響などにより、軸受は回転するとき若干の偏心がある。また、スピンドルモータが水平姿勢で衝撃などを受けたときも、軸受は偏心する。この際、テーパーシールにおける潤滑流体が回転軸に対して周方向に傾く状態となる。本実施形態では、撥油剤（Barrier film）をテーパーシール部の内部の終端位置付近（図４の符号１１５の範囲）に塗ることで、上記の偏心に起因する潤滑流体の傾きが生じ、潤滑流体が撥油剤の位置に到達するとき、そこで潤滑流体が撥ねられることで、上記潤滑流体の傾きが抑えられる。
【００６９】
（変形例１）
図４には、傾斜角α１とβ１により構成される１段目のシール部、傾斜角α２とβ２により構成される２段目のシール部により構成された２段構造のテーパーシール部１０８が示されている。この変形例として、１段構造のテーパーシール部とすることも可能である。以下、この１段構造としたテーパーシール部の例を図６に基づいて説明する。図６には、テーパーシール部３００が示されている。テーパーシール部３００は、相対的に大きい傾斜角αであるテーパー部３０１、相対的に小さい傾斜角βであるテーパー部３０２により構成されている。ここで、角度関係は、α＞βであり、４５°≧α≧３０°、０°＜β＜１５°の範囲とするのが好ましい。この角度範囲で、テーパー部３０１において、軸方向の短い距離で相対的に大きな隙間を得ることができるとともに、ｘ１とｘ２との間の距離を極力小さくすることができ、シャフト１０２の振動による流体動圧軸受装置内の隙間の体積変化による潤滑流体１０９の移動量を低減できる。この潤滑流体１０９の移動量の低減により、テーパーシール部における潤滑流体１０９の液面１０９ａの移動速度および振幅が抑えられる。また、テーパー部３０２の相対的に大きな隙間で潤滑流体１０９の移動量を吸収することによる潤滑流体の移動速度の抑制効果、および潤滑流体１０９の振幅の低減効果が得られ、さらにテーパー部３０２において表面張力を利用した潤滑流体１０９の液面１０９ａを保持する機能が得られる。なお、これらの効果を得るために、流体動圧軸受装置が定常状態で安定して回転しているときには、潤滑流体１０９の液面１０９ａの位置は、テーパー部３０２の中部の位置であることが好ましい。
【００７０】
（変形例２）
テーパーシール構造の他の例を説明する。図７には、テーパーシール部４００が示されている。テーパーシール部４００は、相対的に小さい傾斜角βであるテーパー部４０１に続き、相対的に大きい傾斜角αであるテーパー部４０２と相対的に小さい傾斜角βであるテーパー部４０３により構成される第１段目のシール部、相対的に大きい傾斜角αであるテーパー部４０４と相対的に小さい傾斜角βであるテーパー部４０５により構成される第２段目のシール部により構成されている。
【００７１】
テーパー部４０２および４０４の傾斜角は、３０°以下とすることが好ましい。そして、流体動圧軸受装置が定常状態で安定して回転しているときには、潤滑流体１０９の液面１０９ａの位置は、ハブ１０１の上端部から始まる相対的に小さい傾斜角βのテーパー部４０１の下部の位置であることが好ましい。このようにすることで、テーパー部４０２と４０４により、潤滑流体の移動量を吸収することによる潤滑流体１０９の移動速度の抑制効果、および潤滑流体の振幅の低減効果を得ることができる。特にテーパー部を２段配置とすることで、液面１０９ａの移動を効果的に抑えることができる。そして、このテーパーシール部４００は階段構造になっているため、テーパーシールの開始端と終端のラジアル隙間に大幅な差が生じないため、テーパーシール部を、より多段階設けることができるという利点がある。
【００７２】
（変形例３）
カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との一方または両方に凹部を設け、両者の接触面積を制限する構造も可能である。図８には、シャフト１０２の下端面の側に凹部を設けた構成の断面が示されている。図８（Ａ）には、第１の例が示され、図８（Ｂ）には、第２の例が示されている。なお、図８には、シャフト１０２が回転しておらず、カウンタープレート１０４の上面にシャフト１０２の下端面が接触している状態が示されている。
【００７３】
図８（Ａ）の例では、シャフト１０２の下端面の中央部に窪み５０１が設けられ、この部分でシャフト１０２とカウンタープレート１０４とが接触しないようにすることで、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との接触面積を減らした例が示されている。図８（Ｂ）には、シャフト１０２の回転軸から等距離の部分に円環状の窪み５０２を形成し、それによりシャフト１０２の下端面とカウンタープレート１０４の上面との接触面積を減らした例が示されている。図８には、シャフト１０２側に窪みを設け、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との接触面積を減らす例が示されているが、カウンタープレート１０４側あるいはカウンタープレート１０４側およびシャフト１０２の下端面側の双方に窪みを設ける構造も可能である。また窪みの数も一つに限定されず、複数とすることが可能である。なお、この構造においてもカウンタープレート１０４の上面およびシャフト１０２の下端面の少なくとも一方に動圧溝を設け、動圧による浮上効果が得られるようにすることが好ましい。
【００７４】
（変形例４）
カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面の一方または両方を平面とせず、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との間に部分的に隙間が形成される構造も可能である。図９（Ａ）には、シャフト１０２の下端面をおわん型の湾曲面５０３とした場合の断面図が示されている。図９（Ｂ）には、シャフト１０２の下端面を、中央先端を尖らせた円錐面５０４とした場合の断面図が示されている。これらの構造によれば、カウンタープレート１０４の上面とシャフト１０２の下端面との接触が制限されるので、起動時のトルクを下げることができる。
【００７５】
なお、図９の例示では、カウンタープレート１０４側は平坦な構造であるが、カウンタープレート１０４側の断面構造を湾曲面あるいは円錐形状としてもよい。また、カウンタープレート１０４側とシャフト１０２側との双方を非平面とする構造も可能である。また、この構造においてもカウンタープレート１０４の上面およびシャフト１０２の下端面の少なくとも一方に動圧溝を設けることが可能である。
【００７６】
（その他）
第２のスラスト軸受部１１１に動圧溝を設けない構造も可能である。この場合、スラスト方向の動圧による軸受の負荷容量および剛性は、図１の構造の場合よりも低いものとなるが、構造は簡素化される。
【００７７】
図１および図２に示す例では、第１のスラスト軸受部１１０における動圧溝１０３ａは、スリーブ１０３の側に設けられ、対向するハブ１０１の面はフラットな面とされている。また、第２のスラスト軸受部１１１の動圧溝１０２ａは、シャフト１０２の側に形成され、対向するカウンタープレート１０４の面はフラットな面とされている。また、ラジアル軸受部１１３は、スリーブ１０３の内周面に動圧溝１０３ｃが設けられ、対向するシャフト１０２の外周面には動圧溝は設けられていない。しかしながら、各軸受面における動圧溝の形成は、上記組み合わせに限定されない。例えば、第１のスラスト軸受部１１０における動圧溝１０３ａをスリーブ１０３の側ではなく、対向するハブ１０１の側の面に設けてもよい。また、第２のスラスト軸受１１１の動圧溝１０２ａは、シャフト１０２の側ではなく、対向するカウンタープレート１０４の側の面に設けてもよい。また、ラジアル軸受部１１３において、スリーブ１０３側に動圧溝を設けるのではなく、対向するシャフト１０２の外周面に動圧溝を設ける構造も可能である。また、動圧溝は、対向する面の一方の側のみに限定されず、対向する面の両方に設ける構成も可能である。
【００７８】
各部の動圧溝の形状は、例示したものに限定されず、動圧を発生させることができる形状であれば、テーパー形状等の多様な形状のものを利用することができる。
【００７９】
スリーブの外径を大きくすることが許容される場合において、スリーブ１０３の上面の動圧溝１０３ａを設けた外側にフラットな面を設け、そこに連通孔１０６の上部側の開口を位置させる構成も可能である。
【００８０】
本明細書で開示される発明を利用した流体動圧軸受装置は、携帯情報機器や光ディスク等の各種の駆動源における軸受装置として広く利用することができる。また、本明細書で開示される発明を利用したスピンドルモータは、ハードディスク装置におけるディスクの駆動用途以外に、各種部材の回転を行わせるための駆動源として利用することができる。
【００８１】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、流体動圧軸受装置および流体動圧軸受装置を用いたスピンドルモータに利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１００…流体動圧軸受装置、１０１…ハブ、１０２…シャフト、１０２ｂ…シャフトの回転軸、１０２ｃ…フランジ部、１０３…スリーブ、１０３ｂ…段差部分、１０４…カウンタープレート、１０５…第１のスラスト軸受部の隙間、１０６…連通孔、１０７…中空部、１０８…テーパーシール部、１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ…テーパー部、１０９…潤滑流体、１０９ａ…潤滑流体の液面、１１０…第１のスラスト軸受部、１１１…第２のスラスト軸受部、１１３…ラジアル軸受部、１１４…隙間、１１５…撥油剤塗布部分、１１６…シャフトのフランジ部の段差部分、２００…スピンドルモータ、２０１…ベースプレート、２０３…ステータ構造、２０５…配線引き出し部、２０６…フレキシブルプリント基板、２０７…ロータマグネット、２０８…マグネット、３００…テーパーシール部、３０１，３０２…テーパー部、４００…テーパーシール部、４０１，４０２，４０３，４０４…テーパー部、５０１，５０２…窪み、５０３…湾曲面、５０４…円錐面。
【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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【図９】
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