(57)【要約】【課題】回転機器の軸受の剛性を向上する。または回転機器の潤滑剤の漏れ出しを軽減する。【解決手段】回転機器は、シャフトとシャフトが固定されるシャフト保持部とを含む固定体と、シャフトを環囲して円筒部と円盤部とを有するシャフト環囲部と、円筒部を環囲して円盤部と隙間を介して回転軸方向に対向する中間環囲部と、を含む回転体と、円筒部とシャフトの互いに半径方向に対向する面のいずれかに配置されるラジアル動圧発生溝と、円盤部とシャフト保持部の互いに回転軸方向に対向する面のいずれかに配置されるスラスト動圧発生溝と、回転体と固定体との間に第１気液界面から第２気液界面まで連続的に介在する潤滑剤と、を備える。【選択図】図２
2013160365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端及び第２端を有するシャフトと、前記シャフトの第１端が固定されるシャフト保持部と、を含む固定体と、
前記シャフトを環囲する円筒部及び前記円筒部の前記シャフト保持部側の端において半径方向に延在して外周面が前記円筒部の半径方向外側に張出す円盤部を有するシャフト環囲部と、前記円筒部を環囲する内周面及び前記円盤部の端面と隙間を介して回転軸方向に対向する端面を有する中間環囲部と、を含む回転体と、
半径方向において互いに対向する前記円筒部の面と前記シャフトの面とのいずれかに配置されるラジアル動圧発生溝と、
回転軸方向において互いに対向する前記円盤部の面と前記シャフト保持部の面とのいずれかに配置されるスラスト動圧発生溝と、
前記回転体と前記固定体との間に第１気液界面から第２気液界面まで連続的に介在する潤滑剤と、
前記中間環囲部を環囲して前記シャフト保持部に固定され、前記潤滑剤の第１気液界面が接する内周面を有する環囲部と、
を備える回転機器。
【請求項２】
前記スラスト動圧発生溝の配置領域の外縁は、半径方向において前記円筒部の外周面より外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項３】
前記回転体は、前記中間環囲部と前記シャフト環囲部の少なくとも何れかに設けられ、前記円盤部と前記中間環囲部とが回転軸方向に対向する隙間に通じる前記潤滑剤の連通路をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項４】
前記シャフト保持部と前記環囲部とはシームレスであることを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項５】
前記環囲部の内周面の最小半径は前記中間環囲部の外周面の最大半径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項６】
前記固定体は、前記シャフトの第２端側を環囲して前記シャフトに固定されるフランジ部と、をさらに含み、
前記回転体は、前記フランジ部を環囲して前記回転体に固定される環状部と、をさらに含み、
前記潤滑剤の第２気液界面は前記環状部の内周面と接することを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項７】
前記円筒部と前記フランジ部の互いに回転軸方向に対向する面のいずれかに配置される別のスラスト動圧発生溝をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の回転機器。
【請求項８】
前記環状部の内径は、前記シャフト保持部から遠いほど小さいことを特徴とする請求項６に記載の回転機器。
【請求項９】
前記フランジ部と前記シャフトとはシームレスであることを特徴とする請求項６に記載の回転機器。
【請求項１０】
前記スラスト動圧発生溝の配置領域の外縁は、半径方向において前記潤滑剤の第２気液界面の外縁より外側に位置することを特徴とする請求項６に記載の回転機器。
【請求項１１】
前記回転体は前記中間環囲部に固定され記録ディスクが載置されるべきハブをさらに含み、
前記固定体は前記シャフト保持部が固定されるベースをさらに含み、
前記ベースは、前記環囲部を環囲して前記ハブ側に突出して前記ハブの一部を環囲するベース突出部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項１２】
前記ベース突出部の前記シャフトの第２端側の端は、回転軸方向において前記環囲部の前記シャフトの第２端側の端よりも前記シャフトの第２端側に近いことを特徴とする請求項１１に記載の回転機器。
【請求項１３】
前記ハブは、前記ベース側に突き出して前記環囲部に環囲されるハブ進入部をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の回転機器。
【請求項１４】
第１端及び第２端を有するシャフトと、前記シャフトの第１端が固定されるシャフト保持部と、を含む固定体と、
前記シャフトを環囲する円筒部及び前記円筒部の前記シャフト保持部側の端において半径方向に延在して外周面が前記円筒部の半径方向外側に張出す円盤部を有するシャフト環囲部と、前記円筒部を環囲する内周面及び前記円盤部の端面に対して回転軸方向に対向する端面を有する中間環囲部と、を含む回転体と、
半径方向において互いに対向する前記円筒部の面及び前記シャフトの面のいずれかに配置されるラジアル動圧発生溝と、
回転軸方向において互いに対向する前記円盤部の面及び前記シャフト保持部の面のいずれかに配置されるスラスト動圧発生溝と、
前記回転体と前記固定体との間に第１気液界面から第２気液界面まで連続的に介在する潤滑剤と、
を備える回転機器。
【請求項１５】
前記スラスト動圧発生溝の配置領域の外縁は、半径方向において前記円筒部の外周面より外側に位置することを特徴とする請求項１４に記載の回転機器。
【請求項１６】
前記回転体は、前記中間環囲部と前記シャフト環囲部の少なくとも何れかに設けた回転軸方向の通路と、前記円盤部と前記中間環囲部の少なくともいずれかに設けた半径方向の通路と、を含む前記潤滑剤の連通路をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の回転機器。
【請求項１７】
前記固定体は前記シャフト保持部に固定されて前記中間環囲部を環囲する環囲部をさらに含み、
前記潤滑剤は前記環囲部と前記中間環囲部の半径方向隙間に介在していることを特徴とする請求項１４に記載の回転機器。
【請求項１８】
前記固定体は前記シャフトの第２端側を環囲して前記シャフトに固定されるフランジ部をさらに含み、
前記回転体は前記フランジ部を環囲して前記回転体に固定される環状部をさらに含み、
前記潤滑剤の第２気液界面は前記環状部の内周面に接することを特徴とする請求項１４に記載の回転機器。
【請求項１９】
前記環状部の内径は、前記シャフト保持部から遠いほど小さいことを特徴とする請求項１８に記載の回転機器。
【請求項２０】
前記固定体は前記シャフトの第２端側を環囲して前記シャフトに固定されるフランジ部をさらに含み、
前記円筒部と前記フランジ部の互いに回転軸方向に対向する面のいずれかに配置される別のスラスト動圧発生溝をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトが固定体側に固定される回転機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブなどのディスク駆動装置は、小型化、大容量化が進み、種々の電子機器に搭載されている。特にノートパソコンや携帯型音楽再生機器などの携帯型の電子機器へのディスク駆動装置の搭載が進んでいる。このような携帯型の電子機器に搭載されるディスク駆動装置に対しては、デスクトップパソコンなどの据置型の電子機器に搭載されるものと比べて、落下などの衝撃や持ち運びによる振動にも耐えうるように耐衝撃性、耐振動性の向上が求められている。
【０００３】
例えば特許文献１や特許文献２では、シャフトがベースプレートに固定され、軸受に流体動圧軸受機構を採用したモータが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６２２４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や特許文献２に記載されているような従来のシャフト固定型のモータでは、回転軸Ｒ方向において２つのテーパシール部に挟まれるようにして動圧発生部が形成されている。この構成では、モータの厚みが規定されている場合は動圧発生部の回転軸Ｒ方向の寸法を小さくしなければならない。これは軸受の剛性の低下を招き、モータの耐衝撃性、耐振動性に悪影響を及ぼしうる。または、このようなモータでは、固定体と回転体とを備えており、落下などの衝撃を受けると固定体と回転体とが回転軸Ｒ方向の面同士が接触することがある。固定体と回転体とが接触すると最悪の場合は故障の原因となる。
【０００６】
あるいは、このようなモータでは、テーパシールの回転軸Ｒ方向の寸法を小さくしなければならない。この際にテーパシールの潤滑剤保持量を維持するため、半径方向の隙間を広くすると毛細管力が小さくなる。テーパシールの毛細管力が小さくなると潤滑剤の漏れ出しが懸念される。
【０００７】
このような課題は、モータに限らず他の種類の回転機器、特にシャフトが固定体側に固定され流体動圧軸受が採用される回転機器でも生じうる。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は回転機器を改良して軸受の剛性を向上できる、または潤滑剤の漏れ出しを抑制しうる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、回転機器に関する。この回転機器は、第１端と第２端とを有するシャフトと、シャフトの第１端が固定されるシャフト保持部と、を含む固定体と、シャフトを環囲する円筒部と円筒部のシャフト保持部側に延在して外周面が円筒部の半径方向外側に張出す円盤部とを有するシャフト環囲部と、円筒部を環囲する内周面と円盤部の端面と隙間を介して回転軸方向に対向する端面とを有する中間環囲部と、を含む回転体と、円筒部とシャフトの互いに半径方向に対向する面のいずれかに配置されるラジアル動圧発生溝と、円盤部とシャフト保持部の互いに回転軸方向に対向する面のいずれかに配置されるスラスト動圧発生溝と、回転体と固定体との間に第１気液界面から第２気液界面まで連続的に介在する潤滑剤と、中間環囲部を環囲してシャフト保持部に固定され、潤滑剤の第１気液界面が接する内周面を有する環囲部と、を備える。
【００１０】
本発明の第２の態様は、回転機器に関する。この回転機器は、第１端及び第２端とを有するシャフトと、シャフトの第１端が固定されるシャフト保持部と、を含む固定体と、シャフトを環囲する円筒部と円筒部のシャフト保持部側に延在して外周面が円筒部の半径方向外側に張出す円盤部とを有するシャフト環囲部と、円筒部を環囲する内周面と円盤部の端面と回転軸方向に対向する端面とを有する中間環囲部と、を含む回転体と、円筒部とシャフトの互いに半径方向に対向する面のいずれかに配置されるラジアル動圧発生溝と、円盤部とシャフト保持部の互いに回転軸方向に対向する面のいずれかに配置されるスラスト動圧発生溝と、回転体と固定体との間に第１気液界面から第２気液界面まで連続的に介在する潤滑剤と、を備える。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軸受の剛性を向上できる、または潤滑剤の漏れ出しを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る回転機器を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、図２のうち、潤滑剤の経路の周辺を拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１５】
実施の形態に係る回転機器は、磁気記録ディスクを搭載しそれを回転駆動するハードディスクドライブなどのディスク駆動装置として好適に用いられ、特にシャフトがベースに対して固定され、ハブがシャフトに対して回転するようなシャフト固定型のディスク駆動装置として好適に用いられる。この回転機器は、静止体に軸受手段を介して回転自在に取り付けられる回転体を含む。回転体には磁気記録ディスクなどの被駆動メディアを搭載しうる搭載手段を含む。例えば軸受手段はラジアル軸受手段を備えてもよい。また、例えば軸受手段はスラスト軸受手段を備えてもよい。スラスト軸受手段は例えばラジアル軸受手段の半径方向外側に位置してもよい。ラジアル軸受手段やスラスト軸受手段には例えば流体動圧を用いて回転体を支持することができる。例えばラジアル軸受手段やスラスト軸受手段は潤滑流体を含むことができる。この回転機器は、回転体に回転トルクを与えるために回転駆動手段が備えらることができる。この回転駆動手段は例えばブラシレスタイプのスピンドルモータとしてもよい。この回転駆動手段は例えばコイルとマグネットとを含んでもよい。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る回転機器１００を示す斜視図である。図１は、発明の理解を容易にするため、トップカバー２を分離した状態を示す。回転機器１００は、固定体と、固定体に対して回転する回転体と、回転体に取り付けられる磁気記録ディスク８と、データリード／ライト部１０と、を備える。固定体は、ベース４と、ベース４に固定されたシャフト２６と、トップカバー２と、６つのねじ２０と、シャフト固定ねじ６と、を含む。回転体はハブ２８を含む。
以降ベース４に対してハブ２８が搭載される側を上側として説明する。
【００１７】
磁気記録ディスク８は、直径が６５ｍｍのガラス製の２．５インチ型磁気記録ディスクであり、その中央の孔の直径は２０ｍｍ、厚みは０．６５ｍｍである。ハブ２８は、例えば 、２枚の磁気記録ディスク８を搭載する。
ベース４はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベース４は、回転機器１００の底部を形成する底板部４ａと、磁気記録ディスク８の載置領域を囲むように底板部４ａの外周に沿って形成された外周壁部４ｂと、を有する。外周壁部４ｂの上面４ｃには、例えば、６つのねじ穴２２が設けられる。
【００１８】
データリード／ライト部１０は、記録再生ヘッド（不図示）と、スイングアーム１４と、ボイスコイルモータ１６と、ピボットアセンブリ１８と、を含む。記録再生ヘッドは、スイングアーム１４の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク８にデータを記録し、あるいは、磁気記録ディスク８からデータを読み取る。ピボットアセンブリ１８は、スイングアーム１４をベース４に対してヘッド回転軸Ｓの周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ１６は、スイングアーム１４をヘッド回転軸Ｓの周りに揺動させ、記録再生ヘッドを磁気記録ディスク８の上面上の所望の位置に移動させる。ボイスコイルモータ１６およびピボットアセンブリ１８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
【００１９】
トップカバー２は、例えば、６つのねじ２０を用いてベース４の外周壁部４ｂの上面４ｃに固定される。６つのねじ２０は、６つのねじ穴２２にそれぞれ対応する。特にトップカバー２と外周壁部４ｂの上面４ｃとは、それらの接合部分から回転機器１００の内側へリークが生じないように互いに固定される。ここで回転機器１００の内側とは具体的には、ベース４の底板部４ａと、ベース４の外周壁部４ｂと、トップカバー２と、で囲まれる清浄空間２４である。この清浄空間２４は密閉されるように、つまり外部からのリークインもしくは外部へのリークアウトが無いように設計される。清浄空間２４は、パーティクルが除去された清浄な空気で満たされる。これにより、磁気記録ディスク８へのパーティクルなどの異物の付着が抑えられ、回転機器１００の動作の信頼性が高められている。
【００２０】
シャフト２６の上側の端面にはシャフト固定ねじ穴２６ａが設けられる。シャフト２６の下端はベース４に対して例えば後述の手法によって固定される。シャフト固定ねじ６がトップカバー２を貫通してシャフト固定ねじ穴２６ａに螺合されることによって、シャフト２６の上端はトップカバー２に固定される。トップカバー２はベース４に固定される。
【００２１】
シャフト固定型の回転機器のなかでもこのようにベース４やトップカバー２などのシャーシにシャフト２６の両端が固定されるタイプの回転機器によると、回転機器の耐衝撃性や耐振動性を高めることができる。このタイプの回転機器においては、流体動圧軸受を採用した場合、一般的に潤滑剤の気液界面は２つ存在する。
本実施の形態に係る回転機器１００では、その２つの気液界面や動圧発生溝を単純に回転軸Ｒ方向（回転軸Ｒに沿った方向）に一列に並べる代わりに、潤滑剤の経路を半径方向に広げるようにして折り返す。これにより、潤滑剤の経路は回転軸Ｒ方向において部分的に重複する。そのため、回転機器１００の厚さが規定されている場合でも、その厚さ全体に対する動圧発生溝に対応する部分が占める割合を増やすことができる。その結果、動圧発生溝の軸方向寸法である軸受スパンが長くなり軸受の剛性を向上できる。さらに、２つの気液界面間の距離を縮めることができる。その結果、潤滑剤に働く重力や２つの気液界面間の気圧差による潤滑剤の漏れ出しを軽減できる。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
回転体は、ハブ２８と、円筒状マグネット３２と、シャフト環囲部１０２と、中間環囲部１０４と、環状部１０８と、キャップ１２と、を含む。固定体は、ベース４と、積層コア４０と、コイル４２と、シャフト２６と、ハウジング１４８、フランジ部１０３と、を含む。回転体と固定体との隙間の一部に潤滑剤９２が連続的に介在する。
【００２３】
回転機器１００を製造する際には、ハウジング１４８と中間環囲部１０４とシャフト環囲部１０２と環状部１０８と潤滑剤９２とシャフト２６とを含む流体動圧軸受ユニットを製造する。そして流体動圧軸受ユニットにハブ２８が固定される。そして流体動圧軸受ユニットにベース４が固定されて回転機器１００が製造される。ベース４は、この流体動圧軸受ユニットを介してハブ２８を回転自在に支持する。
【００２４】
ハブ２８のディスク載置面２８ａ上に磁気記録ディスク８が載置される。ハブ２８は、軟磁性を有する例えばＳＵＳ４３０Ｆ等の鉄鋼材料から形成される。ハブ２８は、鉄鋼板を例えばプレス加工や切削加工することにより形成され、回転軸Ｒに沿って中心孔を有する略カップ状の所定の形状に形成される。ハブ２８の鉄鋼材料としては、例えば、大同特殊鋼株式会社が供給する商品名ＤＨＳ１のステンレスはアウトガスが少なく、加工容易である点で好ましい。また、同様に同社が供給する商品名ＤＨＳ２のステンレスはさらに耐食性が良好な点でより好ましい。
【００２５】
円筒状マグネット３２は、略カップ形状のハブ２８の内側の円筒面に相当する円筒状内周面２８ｆに接着固定される。円筒状マグネット３２は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの材料を含んで形成され、積層コア４０の例えば１２本の突極と径方向に対向する。円筒状マグネット３２にはその周方向に例えば１６極の駆動用着磁が施される。円筒状マグネット３２の表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施される。
【００２６】
積層コア４０は円環部とそこから半径方向外側に伸びる１２本の突極とを有し、ベース４の上面側に固定される。積層コア４０は、例えば、１０枚の薄型電磁鋼板を積層しカシメにより一体化して形成される。積層コア４０の表面には電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。積層コア４０の各突極にはコイル４２が巻回される。このコイル４２に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極に沿って駆動磁束が発生する。
【００２７】
ベース４は、回転体の回転軸Ｒを中心とした円筒状の突出部４ｅを有する。突出部４ｅは、ハウジング１４８を環囲するようにベース４の上面からハブ２８側に突出する。積層コア４０の円環部の中心孔４０ａが突出部４ｅの外周面４ｅａに嵌合されることで積層コア４０はベース４に対して固定される。特に積層コア４０の円環部は突出部４ｅに圧入されもしくは隙間ばめによって接着固定される。
【００２８】
ハウジング１４８は、平たい環状のシャフト保持部１１０と、シャフト保持部１１０の外周側に固定された円筒状の環囲部１１２と、を含む。シャフト保持部１１０と環囲部１１２とは、シャフト保持部１１０の外周面全体が環囲部１１２の内周面１１２ａの下側の一部と接する形で結合される。特にシャフト保持部１１０と環囲部１１２とは一体に形成されてシームレスである。この場合、ハウジング１４８の製造誤差を低減でき、接合の手間を省くことができる。環囲部１１２は突出部４ｅによって環囲される。特に環囲部１１２は、突出部４ｅの内周面すなわちベース４に設けられた回転軸Ｒを中心とする軸受孔４ｈに接着により固定される。
【００２９】
シャフト２６の下端は、シャフト保持部１１０の内周面すなわちシャフト保持部１１０に設けられた回転軸Ｒを中心とするシャフト孔１１０ａに締まり嵌めによって固定される。この締まり嵌めは例えばシャフト２６をシャフト孔１０２ａに圧入することや、焼き嵌めすることや、シャフト２６を液体窒素で冷やした上でシャフト孔１０２ａに挿入し常温に戻すことなどによって実現される。この締まり嵌めにおいて接着が併用されてもよい。シャフト２６は回転軸Ｒを中心とする円柱状のロッド部２６ｂを含む。フランジ部１０３はロッド部２６ｂの上端側を環囲してロッド部２６ｂに固定される。特にロッド部２６ｂとフランジ部１０３とは一体に形成される。つまりフランジ部１０３と前記シャフト２６とはシームレスに形成される。この場合、シャフト２６とフランジ部１０３の製造誤差を低減でき、接合の手間を省くことができる。より詳細に説明すると、シャフト２６とフランジ部１０３とを別部材として形成する場合と比較して、組み立て精度が高くなる。これにより、テーパシール（後述する第２テーパシール１１８）の形状の設計が容易となり、ひいては、潤滑剤９２の量を設計段階において容易に決めることができるようになる。潤滑剤９２は回転機器１００において高価な材料であり、予め蒸発・飛散する量を含めて潤滑剤９２の回転機器１００への注入量を設計する必要があるが、このような構成としたことにより、精度よく潤滑剤９２の注入量を決めることができるようになるので、無駄になる潤滑剤９２の量が少なくて済むようになる。
【００３０】
シャフト環囲部１０２はシャフト２６を環囲する円筒部１０６と、円筒部１０６のシャフト保持部１１０側の端において半径方向に延在し、外周面が円筒部１０６の半径方向外側に張出す円盤部１４２とを有する。円筒部１０６は、シャフト２６のうちシャフト孔１１０ａに嵌っている部分とフランジ部１０３に環囲される部分との間の中間部分を環囲する。円盤部１４２は、円筒部１０６の下端において半径方向に延在する平たい円盤状の部分で、内周面はシャフト２６を環囲し、外周面は円筒部１０６の半径方向外側に張出して環囲部１１２に半径方向で対向している。円筒部１０６と円盤部１４２とは一体に形成されてシームレスである。円筒部１０６とシャフト２６の中間部分との間に潤滑剤９２が介在する。すなわち、円筒部１０６の内周面１０６ａとシャフト２６の中間部分の外周面２６ｄとは第１隙間１２６を介して対向し、第１隙間１２６は潤滑剤９２で満たされている。
【００３１】
円筒部１０６は、回転軸Ｒに沿った回転軸方向においてフランジ部１０３と対向する。円盤部１４２は、回転軸方向においてシャフト保持部１１０と対向する。円筒部１０６とフランジ部１０３、および、円盤部１４２とシャフト保持部１１０、のそれぞれの間に潤滑剤９２が介在する。つまり、円筒部１０６の上面１０６ｂとフランジ部１０３の下面１０３ｂとは第２隙間１２８を介して対向し、第２隙間１２８は潤滑剤９２で満たされている。円盤部１４２の下面１４２ｃとシャフト保持部１１０の上面１１０ｂとは第３隙間１２４を介して対向し、第３隙間１２４は潤滑剤９２で満たされている。
【００３２】
回転機器が落下などの衝撃を受けると回転体が下方に移動して固定体に接触することがある。例えば、回転体に含まれる円盤部１４２の下面１４２ｃが、固定体に含まれるシャフト保持部１１０の上面１１０ｂに接触することがある。円盤部１４２は円筒部１０６より大径であることによって、シャフト保持部１１０と接触する面積を広くし得る。その接触面積を広くすると、これらの面の間に介在する潤滑剤９２が発揮する制動力が増大して接触の際のダメージが軽減される。
【００３３】
中間環囲部１０４は、円筒部１０６を環囲する内周面１０４ｇと、円盤部１４２の上面１４２ａに対して隙間１４４を介して回転軸方向に対向する端面１０４ｉと、を有する。中間環囲部１０４は、円筒部１０６の外周面に接着または圧入により固定される。ハブ２８は中間環囲部１０４の上部１０４ｃの外周面１０４ａに接着または圧入により固定される。環囲部１１２と中間環囲部１０４との位置関係では、環囲部１１２は中間環囲部１０４の下部１０４ｄを環囲する。
【００３４】
環囲部１１２と中間環囲部１０４との間には、環囲部１１２の内周面１１２ａと中間環囲部１０４の下部１０４ｄの外周面１０４ｂとの間の第４隙間１３２が上方に向けて徐々に広がる部分である第１テーパシール部１１４が形成される。特に環囲部１１２の内周面１１２ａは回転軸Ｒと略平行になるよう形成され、中間環囲部１０４の下部１０４ｄの外周面１０４ｂはシャフト２６の上端面であるシャフト上端面２６ｇに近いほど小径となるよう形成されることにより、第１テーパシール部１１４のテーパ形状が実現される。第１テーパシール部１１４は潤滑剤９２の第１気液界面１１６を有し、毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを抑止する。すなわち、環囲部１１２と中間環囲部１０４とに少なくとも部分的に潤滑剤９２が介在する。潤滑剤９２の第１気液界面１１６は、環囲部１１２の内周面１１２ａおよび中間環囲部１０４の下部１０４ｄの外周面１０４ｂの両方と接している。
【００３５】
環状部１０８は中間環囲部１０４の上端側であってフランジ部１０３と半径方向で対向する位置に設けられる。環状部１０８は、略リング形状で、フランジ部１０３を環囲し、中間環囲部１０４の上部１０４ｃに接着固定される。環状部１０８は、中間環囲部１０４とは別体として形成される。
【００３６】
環状部１０８とフランジ部１０３との間には、環状部１０８の内周面１０８ａとフランジ部１０３の外周面１０３ａとの間の第５隙間１３４が上方に向けて徐々に広がる部分である第２テーパシール部１１８が形成される。特に環状部１０８の内周面１０８ａおよびフランジ部１０３の外周面１０３ａの両方がシャフト上端面２６ｇに近いほど小径となるよう形成される。つまり、環状部１０８の内周面１０８ａおよびフランジ部１０３の外周面１０３ａの両方の半径はシャフト保持部１１０から遠いほど小さい。そして環状部１０８の内周面１０８ａの縮径の割合がフランジ部１０３の外周面１０３ａの縮径の割合よりも小さい。このことにより、第２テーパシール部１１８のテーパ形状が実現される。回転体の回転時には、第２テーパシール部１１８内の潤滑剤９２に、遠心力起因の半径方向外向きの力が働く。環状部１０８の内周面１０８ａの半径はシャフト保持部１１０から遠いほど小さいので、その力は潤滑剤９２を吸い込むよう作用する。
【００３７】
第２テーパシール部１１８は潤滑剤９２の第２気液界面１２０を有し、毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを抑止する。すなわち、環状部１０８とフランジ部１０３とに少なくとも部分的に潤滑剤９２が介在する。潤滑剤９２の第２気液界面１２０は、環状部１０８の内周面１０８ａおよびフランジ部１０３の外周面１０３ａの両方と接している。
キャップ１２は、第２気液界面１２０、環状部１０８およびフランジ部１０３を覆うように回転体の上面に固定される断面が逆Ｌ字状の環状部材である。
【００３８】
図３は、図２のうち流体動圧軸受ユニットの左半分付近を拡大して示す拡大断面図である。円筒部１０６の内周面１０６ａには、回転軸方向において離間した１組のヘリングボーン形状のラジアル動圧発生溝である第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２が形成される。第１ラジアル動圧発生溝５０は第２ラジアル動圧発生溝５２の上側に形成される。なお、第１ラジアル動圧発生溝５０および第２ラジアル動圧発生溝５２のうちの少なくともひとつは、円筒部１０６の内周面１０６ａの代わりにシャフト２６の中間部分の外周面２６ｄに形成されてもよい。
【００３９】
円筒部１０６の上面１０６ｂには、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４が形成される。第１スラスト動圧発生溝５４は回転軸Ｒと同軸のリング状の領域に配置される。第１スラスト動圧発生溝５４は、円筒部１０６の上面１０６ｂの代わりにフランジ部１０３の下面１０３ｂに形成されてもよい。
【００４０】
円盤部１４２の下面１４２ｃには、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６が形成される。第２スラスト動圧発生溝５６は回転軸Ｒと同軸のリング状の領域に配置される。第２スラスト動圧発生溝５６の配置領域の外縁５６ａは、半径方向において円筒部１０６の外周面１０６ｄより外側に位置する。あるいは、第２スラスト動圧発生溝５６の配置領域の外縁５６ａは、半径方向において潤滑剤９２の第２気液界面１２０の外縁より外側に位置する。すなわち、円盤部１４２を設けたことにより、第２スラスト動圧発生溝５６をより外側に配置することが可能となり、これによってスラスト動圧を高くして軸受の剛性の向上に寄与できる。第２スラスト動圧発生溝５６は、円盤部１４２の下面１４２ｃの代わりにシャフト保持部１１０の上面１１０ｂに形成されてもよい。
【００４１】
回転体が固定体に対して相対的に回転するとき、第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２、第１スラスト動圧発生溝５４、第２スラスト動圧発生溝５６はそれぞれ潤滑剤９２に動圧を生じさせる。この動圧によって回転体は、固定体と非接触のまま半径方向および回転軸方向に支持される。
【００４２】
中間環囲部１０４および環状部１０８は、環囲部１１２の内周面のうちの、シャフト上端面２６ｇ側の周縁１１２ｂよりも小径となるよう形成される。中間環囲部１０４の下部１０４ｄの外周面１０４ｂの中で下方に最外周である周縁１０４ｆが形成される。周縁１０４ｆの半径がＬ２だとすると、中間環囲部１０４の上部１０４ｃの外周面１０４ａは周縁１０４ｆの半径Ｌ２よりも半径が小さくなるよう形成されている。したがって、中間環囲部１０４は周縁１０４ｆの半径Ｌ２が周縁１１２ｂの半径Ｌ１よりも小さくなるよう形成される。円盤部１４２の外周半径は、周縁１０４ｆと同一、もしくはわずかに小さく形成される。つまり、環囲部１１２の内周面１１２ａの最小半径は中間環囲部の外周面１０４の最大半径より大きい。これによる利点については、後述する。
【００４３】
第１気液界面１１６から第２気液界面１２０に至る潤滑剤９２の経路は、第４隙間１３２の一部と、円盤部１４２とシャフト保持部１１０とが回転軸方向で対向する第３隙間１２４と、第１隙間１２６と、第２隙間１２８と、第５隙間１３４の一部と、をこの順番で含む。第２気液界面１２０と第２隙間１２８との間の潤滑剤９２の経路上に、潤滑剤９２を溜めるための潤滑剤溜まり１３０が設けられる。特に潤滑剤溜まり１３０は、円筒部１０６と中間環囲部１０４とフランジ部１０３とに囲繞された空間である。中間環囲部１０４の内周面１０４ｇには環状の凹部１０４ｈが設けられる。凹部１０４ｈは潤滑剤溜まり１３０の一部を形成する。この場合、円筒部１０６の上面１０６ｂに対する面取り加工や、中間環囲部１０４の内周面１０４ｇに対する溝掘り加工などの比較的一般的で容易な加工方法で潤滑剤溜まり１３０を形成できる。潤滑剤溜まり１３０を設けたことにより、より多くの潤滑剤９２を保持することが可能になり、ひいては、潤滑剤９２の蒸発、減耗による寿命の低下を防止することができる。
【００４４】
ベース４の突出部４ｅはハブ２８の一部を環囲する。すなわち、ハブ２８は、ベース４側に突き出して突出部４ｅと中間環囲部１０４との間に進入するハブ進入部２８ｈを有する。ハブ進入部２８ｈの一部は環囲部１１２に環囲される。このハブ進入部２８ｈの存在により、突出部４ｅのシャフト上端面２６ｇ側の端面すなわち上面４ｅｃは、環囲部１１２のシャフト上端面２６ｇ側の端面すなわち上面１１２ｃよりも回転軸方向においてシャフト上端面２６ｇに近い位置に配置できるようになる。
【００４５】
ハブ進入部２８ｈは、環状の進入基部２８ｉと、進入基部２８ｉの下面２８ｋから第１気液界面１１６に向けて突出する環状のテーパ進入部２８ｊと、を有する。進入基部２８ｉの内周面２８ｌは中間環囲部１０４の上部１０４ｃの外周面１０４ａと接する。進入基部２８ｉの外周面２８ｍは突出部４ｅの内周面４ｅｂと第７隙間１３６を介して半径方向に対向する。ベース４の上面４ｅｃはハブ２８と第８隙間１３８を介して回転軸方向に対向する。
【００４６】
テーパ進入部２８ｊは、第４隙間１３２に第１気液界面１１６と接触しないように進入する。テーパ進入部２８ｊの外周面２８ｎと環囲部１１２の内周面１１２ａとは第９隙間１４０を介して半径方向に対向する。
第７隙間１３６、第８隙間１３８および第９隙間１４０は、第１気液界面１１６から蒸発した潤滑剤９２に対するラビリンスとして機能し、気体となった潤滑剤９２が磁気記録ディスク８へ到達するのを抑制する。
【００４７】
回転体は、第１隙間１２６とは別に第１テーパシール部１１４と第２テーパシール部１１８とを連通する潤滑剤９２の連通路ＢＰを含む。連通路ＢＰは、第１テーパシール部１１４と第２テーパシール部１１８とに圧力差が生じるのを抑制する。連通路ＢＰは、中間環囲部１０４と円筒部１０６の少なくとも何れかに設けた回転軸方向の通路を含むことができる。あるいは、連通路ＢＰは、円盤部１４２と中間環囲部１０４の少なくともいずれかに設けた半径方向の通路を含むことができる。本実施例で連通路ＢＰは、円筒部１０６の外周面１０６ｄに設けられる回転軸Ｒに沿った方向の凹部１４６と、円盤部１４２と中間環囲部１０４とが回転軸方向に対向する隙間１４４と、を含む。例えば隙間１４４は周方向に連続する隙間であってもよいし、中間環囲部１０４と円筒部１０６との間の通路とつながれば、円盤部１４２もしくは中間環囲部１０４のいずれかに半径方向の凹部を設けて周方向に部分的な隙間としてもよい。連通路ＢＰは第１テーパシール部１１４内に半径方向外側に開口した開口を有する。回転軸方向において当該開口は第２ラジアル動圧発生溝５２の形成領域と重複する位置に設けられる。より詳しくは、回転軸方向において当該開口は当該形成領域のハブ２８に近い側の端よりも当該形成領域のベース４に近い側の端に近い位置に設けられる。当該開口を下方に設けることによって、第１気液界面１１６は第３隙間１３２の上端から遠い領域に設けることができ、その結果、潤滑剤９２の漏れ出しの可能性が低減される。
【００４８】
以上のように構成された回転機器１００の動作を説明する。磁気記録ディスク８を回転させるために、３相の駆動電流がコイル４２に供給される。その駆動電流がコイル４２を流れることにより、１２本の突極に沿って磁束が発生する。この磁束によって円筒状マグネット３２にトルクが与えられ、回転体およびそれに嵌合された磁気記録ディスク８が回転する。同時にボイスコイルモータ１６がスイングアーム１４を揺動させることによって、記録再生ヘッドが磁気記録ディスク８上の揺動範囲を行き来する。記録再生ヘッドは磁気記録ディスク８に記録された磁気データを電気信号に変換して制御基板（不図示）へ伝え、また制御基板から電気信号の形で送られてくるデータを磁気記録ディスク８上に磁気データとして書き込む。
【００４９】
本実施の形態に係る回転機器１００によると、環状部１０８を中間環囲部１０４とは別体として形成した上で中間環囲部１０４に取り付ける。環状部１０８の内周面１０８ａはシャフト上端面２６ｇに近いほど半径（環状部１０８の内径）が小さいから、流体動圧軸受ユニットの製造過程の最後の方で環状部１０８を中間環囲部１０４に取り付けができる。
【００５０】
一例としては、中間環囲部１０４をシャフト環囲部１０２に固定し、シャフト２６をシャフト環囲部１０２に挿入し、シャフト２６の下端をシャフト保持部１１０のシャフト孔１１０ａに固定した後に、環状部１０８を中間環囲部１０４に「蓋」のように取り付けることができる。これにより、環状部１０８以外の部材についての作業中に、環状部１０８の内周面１０８ａとフランジ部１０３の外周面１０３ａとがこすれ合って傷ができる可能性を低減でき、また、それらの面に比較的大きな外力が加わって変形が生じる可能性を低減できる。その結果、第２テーパシール部１１８の形状や寸法の精度を高めることができる。これは、第２テーパシール部１１８の製造誤差の低減に寄与する。また、そのような傷や変形の発生を恐れずに作業を行うことができるので、作業効率が向上する。
【００５１】
通常、流体動圧軸受ユニットが製造されると、その流体動圧軸受ユニットにベース４やハブ２８を取り付ける前に、第１気液界面１１６および第２気液界面１２０の回転軸方向における位置を測定する。本実施の形態に係る回転機器１００では、中間環囲部１０４および環状部１０８は、環囲部１１２の周縁１１２ｂよりも半径が小さい。したがって、シャフト上端面２６ｇ側からの第１気液界面１１６へのアクセスがより容易となり、第１気液界面１１６の回転軸方向における位置の測定がより容易かつ正確となる。例えば、第１気液界面１１６をシャフト上端面２６ｇ側から容易に目視で確認することができる。あるいはまた、レーザを第１気液界面１１６に当てることによって第１気液界面１１６の回転軸方向における位置を測定する場合、シャフト上端面２６ｇ側から第１気液界面１１６に入射するレーザは遮られにくくなる。その結果、第１気液界面１１６の位置をより容易に検査できる。
【００５２】
以上、実施の形態に係る回転機器の構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５３】
実施の形態では、ベースにハウジングが直接取り付けられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、回転体および固定体からなるブラシレスモータを別途形成した上で、そのブラシレスモータをシャーシに取り付ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１００：回転機器、  ２：トップカバー、  ４：ベース、  ８：磁気記録ディスク、  １０：データリード／ライト部、  ２６：シャフト、  ２８：ハブ、  ３２：円筒状マグネット、  ４０：積層コア、  ４２：コイル、  ５０：第１ラジアル動圧発生溝、  ５２：第２ラジアル動圧発生溝、  ５４：第１スラスト動圧発生溝、  ５６：第２スラスト動圧発生溝、  ９２：潤滑剤、  １０２：シャフト環囲部、  １０３：フランジ部、  １０４：中間環囲部、  １０６：円筒部、  １０８：環状部、  １１０：シャフト保持部、  １１２：環囲部、  １１６：第１気液界面、  １２０：第２気液界面、  １３０：潤滑剤溜まり、  １４２：円盤部、  BＰ：連通路、  Ｒ：回転軸。
【図１】
2013160365.tif 000003
【図２】
2013160365.tif 000004
【図３】
2013160365.tif 000005