(57)【要約】【課題】潤滑剤の気液界面が位置すべき領域の製造誤差を抑える。【解決手段】回転機器１００は流体動圧軸受ユニットを備える。流体動圧軸受ユニットは、シャフト２６を環囲するシャフト環囲部１０６と、シャフト環囲部１０６を環囲する中間環囲部１０４と、シャフト２６の一端が挿入されて固定されるシャフト孔１１０ａが形成されたシャフト保持部１１０と、シャフト保持部１１０に固定され、中間環囲部１０４を環囲するベース側環囲部１１２と、中間環囲部１０４とは別体として中間環囲部１０４に固定され、ロッド環囲部２６ｃを環囲するリング部１０８と、を備える。回転体と固定体とに潤滑剤９２が介在する。ベース側環囲部１１２と中間環囲部１０４との間に第１気液界面１１６が存在し、リング部１０８とロッド環囲部２６ｃとの間に第２気液界面１２０が存在する。【選択図】図２
2013133865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを環囲する第１環囲部と、
前記シャフトの一端が挿入されて固定されるシャフト孔が形成されたシャフト保持部と、
前記シャフト保持部に固定され、前記第１環囲部を環囲する第２環囲部と、
前記シャフトの他端側を環囲して前記シャフトに固定される第３環囲部と、
前記第１環囲部とは別体として前記第１環囲部に固定され、前記第３環囲部を環囲する第４環囲部と、を備え、
前記第１環囲部と前記シャフト、前記第１環囲部と前記シャフト保持部、前記第１環囲部と前記第２環囲部、前記第１環囲部と前記第３環囲部、前記第３環囲部と前記第４環囲部、のそれぞれに潤滑剤が介在し、
前記第１環囲部の内周面または前記シャフトの外周面のいずれかにラジアル動圧発生溝が形成され、
前記潤滑剤の気液界面は前記第２環囲部の内周面と接しており、
前記潤滑剤の別の気液界面は前記第４環囲部の内周面と接していることを特徴とする流体動圧軸受ユニット。
【請求項２】
前記第４環囲部の内周面は、前記シャフトの他端に近いほど小径となるよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項３】
前記第１環囲部および前記第４環囲部は、前記第２環囲部の内周面のうちの前記シャフトの他端側の周縁よりも小径となるよう形成される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ユニット。
【請求項４】
前記シャフト保持部と前記第２環囲部とは一体に形成され、
前記第３環囲部と前記シャフトとは一体に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項５】
前記第１環囲部は、前記第１環囲部が前記シャフトに対して回転した場合の回転軸に沿った回転軸方向において前記シャフト保持部と前記第３環囲部とに挟まれており、
前記第１環囲部の前記シャフト保持部と対向する面またはその面と対向する前記シャフト保持部の面のいずれかにスラスト動圧発生溝が形成され、
前記潤滑剤の別の気液界面と、前記第１環囲部と前記第３環囲部とが対向する隙間と、の間の前記潤滑剤の経路上に潤滑剤溜まりが設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項６】
前記第１環囲部は、
前記シャフトを環囲する第５環囲部と、
前記第５環囲部を環囲する第６環囲部と、を含み、
前記潤滑剤溜まりは、前記第５環囲部と前記第６環囲部と前記第３環囲部とに囲繞された空間であることを特徴とする請求項５に記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項７】
前記スラスト動圧発生溝は回転軸を中心とした環状の領域に形成され、
本流体動圧軸受ユニットは、前記環状の領域の外周と前記第２環囲部の内周面との半径方向における距離が前記潤滑剤の気液界面と前記環状の領域との回転軸方向における距離よりも小さくなるよう構成されることを特徴とする請求項５または６に記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項８】
前記第２環囲部と前記第１環囲部との隙間は、略一定の間隔を有する第１隙間部分と、前記シャフトの他端に近いほど間隔が大きくなる第２隙間部分と、を有し、
前記第１環囲部が前記シャフトに対して回転した場合の回転軸に沿った回転軸方向における前記第１隙間部分の長さは、前記第２隙間部分の回転軸方向における長さよりも小さいことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項９】
前記第２環囲部の内周面は、前記シャフトの他端に近いほど大径となるよう形成されることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受ユニット。
【請求項１０】
記録ディスクが載置されるべきハブと、
請求項１から９のいずれかに記載の流体動圧軸受ユニットを介して前記ハブを回転自在に支持するベースと、を備え、
前記ベースは、前記第２環囲部を環囲して前記ハブ側に突出するベース環状突出部を含み、
前記ベース環状突出部は、前記ハブの一部を環囲することを特徴とする回転機器。
【請求項１１】
前記ベース環状突出部は、前記ベース環状突出部の前記シャフトの他端側の端部が前記第２環囲部の前記シャフトの他端側の端部よりも回転軸方向において前記シャフトの他端に近くなるよう形成されることを特徴とする請求項１０に記載の回転機器。
【請求項１２】
前記ハブのうち前記ベース環状突出部によって環囲される部分は、前記第２環囲部と前記第１環囲部との隙間に前記潤滑剤の気液界面と接触しないように進入することを特徴とする請求項１０または１１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、流体動圧軸受ユニットおよび回転機器に関する。
【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。
【０００３】
ディスク駆動装置の軸受として流体動圧軸受（Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂｅａｒｉｎｇ）が知られている。この流体動圧軸受では、回転体と固定体との隙間に潤滑剤が注入され、回転体が固定体に対して回転するときにその潤滑剤に生じる動圧によって回転体と固定体との非接触状態が維持される。
【０００４】
流体動圧軸受を採用したディスク駆動装置には、シャフトが回転体に含まれるシャフト回転型のディスク駆動装置と、シャフトが固定体に含まれるシャフト固定型のディスク駆動装置とがある。従来のシャフト固定型のディスク駆動装置は例えば特許文献１〜４に記載される装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０２４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２７３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−４７４３９号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／２７７８３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜４に記載されるようなシャフト固定型のディスク駆動装置では、潤滑剤と周囲の大気との境界面である気液界面は、回転体と固定体との隙間の一部に設けられたテーパシール部に位置する。このテーパシールは毛細管現象により潤滑剤の漏れ出しを抑える役割を果たすと共に、回転体の浮上や部材の温度変化により隙間の体積が変動した場合や、蒸発や熱膨張により潤滑剤の体積が変動した場合に、そのような変動を吸収するバッファとしても機能する。
したがって、テーパシール部の形状や寸法の精度が悪いと、そのような変動を吸収しきれないおそれがある。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は潤滑剤の気液界面が位置すべき領域の製造誤差を抑えることができる流体動圧軸受ユニットおよび回転機器の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、流体動圧軸受ユニットに関する。この流体動圧軸受ユニットは、シャフトを環囲する第１環囲部と、シャフトの一端が挿入されて固定されるシャフト孔が形成されたシャフト保持部と、シャフト保持部に固定され、第１環囲部を環囲する第２環囲部と、シャフトの他端側を環囲してシャフトに固定される第３環囲部と、第１環囲部とは別体として第１環囲部に固定され、第３環囲部を環囲する第４環囲部と、を備える。第１環囲部とシャフト、第１環囲部とシャフト保持部、第１環囲部と第２環囲部、第１環囲部と第３環囲部、第３環囲部と第４環囲部、のそれぞれに潤滑剤が介在する。第１環囲部の内周面またはシャフトの外周面のいずれかにラジアル動圧発生溝が形成される。潤滑剤の気液界面は第２環囲部の内周面と接しており、潤滑剤の別の気液界面は第４環囲部の内周面と接している。
【０００９】
この態様によると、第４環囲部は第１環囲部に取り付けられる。
【００１０】
本発明の別の態様は、回転機器に関する。この回転機器は、記録ディスクが載置されるべきハブと、上記流体動圧軸受ユニットを介してハブを回転自在に支持するベースと、を備える。ベースは、第２環囲部を環囲してハブ側に突出するベース環状突出部を含む。ベース環状突出部は、ハブの一部を環囲する。
【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、潤滑剤の気液界面が位置すべき領域の製造誤差を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態に係る回転機器を示す図である。
【図２】図１（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】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。
【図４】第２の実施の形態に係る回転機器の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。
【図５】第３の実施の形態に係る回転機器の流体動圧軸受ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、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。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態に係る回転機器１００を示す図である。図１（ａ）は回転機器１００の上面図である。図１（ｂ）は回転機器１００の側面図である。図１（ｃ）は、トップカバー２を外した状態の回転機器１００の上面図である。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、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、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、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に対して後述のように固定される。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およびベース４に対して固定される。
【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。
【００２２】
図２は、図１（ｃ）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、中間環囲部１０４と、シャフト環囲部１０６と、リング部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、ハウジング１０２と、シャフト２６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１０２と中間環囲部１０４とシャフト環囲部１０６とリング部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やベース４などが取り付けられて回転機器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、ホウ素などの希土類材料によって形成され、積層コア４０の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、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１０２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１０２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ベース側環囲部１１２と、を含む。シャフト保持部１１０とベース側環囲部１１２とは、シャフト保持部１１０の外周面全体がベース側環囲部１１２の内周面１１２ａの下側の一部と接する形で結合され、特にシャフト保持部１１０とベース側環囲部１１２とは一体に形成される。この場合、ハウジング１０２の製造誤差を低減でき、接合の手間を省くことができる。ベース側環囲部１１２は突出部４ｅによって環囲される。特にベース側環囲部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に挿入され、接着または圧入によりそこで固定される。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と、ロッド部２６ｂの上端側を環囲してロッド部２６ｂに固定されるロッド環囲部２６ｃと、を含む。特にロッド部２６ｂとロッド環囲部２６ｃとは一体に形成される。この場合、シャフト２６の製造誤差を低減でき、接合の手間を省くことができる。
【００３０】
シャフト環囲部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ロッド環囲部２６ｃに環囲される部分との間の中間部分を環囲する。シャフト環囲部１０６とシャフト２６の中間部分とに潤滑剤９２が介在する。すなわち、シャフト環囲部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】
シャフト環囲部１０６は、回転軸Ｒに沿った回転軸方向においてロッド環囲部２６ｃとシャフト保持部１１０とに挟まれている。シャフト環囲部１０６とロッド環囲部２６ｃ、および、シャフト環囲部１０６とシャフト保持部１１０、のそれぞれに潤滑剤９２が介在する。すなわち、シャフト環囲部１０６の上面１０６ｂとロッド環囲部２６ｃの下面２６ｅ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。シャフト環囲部１０６の下面１０６ｃ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】
中間環囲部１０４はシャフト環囲部１０６を環囲する。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。ベース側環囲部１１２と中間環囲部１０４との位置関係では、ベース側環囲部１１２は中間環囲部１０４の下部１０４ｄを環囲する。
【００３３】
ベース側環囲部１１２と中間環囲部１０４との間には、ベース側環囲部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。特にベース側環囲部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、ベース側環囲部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、ベース側環囲部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。
【００３４】
リング部１０８は中間環囲部１０４の上端側であってロッド環囲部２６ｃと半径方向で対向する位置に設けられる。リング部１０８はロッド環囲部２６ｃを環囲し、中間環囲部１０４の上部１０４ｃに接着により固定される。リング部１０８は、中間環囲部１０４とは別体として形成される。
【００３５】
リング部１０８とロッド環囲部２６ｃとの間には、リング部１０８の内周面１０８ａとロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆ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。特にリング部１０８の内周面１０８ａおよびロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆ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、リング部１０８の内周面１０８ａの縮径の割合がロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆの縮径の割合よりも小さいことにより、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。リング部１０８の内周面１０８ａはシャフト上端面２６ｇに近いほど小径となるよう形成されるので、その力は潤滑剤９２を吸い込むよう作用する。
【００３６】
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、リング部１０８とロッド環囲部２６ｃ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、リング部１０８の内周面１０８ａおよびロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆの両方と接している。
キャップ１２は、第２気液界面１２０、リング部１０８およびロッド環囲部２６ｃ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。
【００３７】
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。シャフト環囲部１０６の内周面１０６ａには、回転軸方向に離間した１組のヘリングボーン形状の第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、シャフト環囲部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。
【００３８】
シャフト環囲部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、シャフト環囲部１０６の上面１０６ｂの代わりにロッド環囲部２６ｃの下面２６ｅに形成されてもよい。
【００３９】
シャフト環囲部１０６の下面１０６ｃ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、シャフト環囲部１０６の下面１０６ｃ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。
【００４０】
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。
【００４１】
中間環囲部１０４およびリング部１０８は、ベース側環囲部１１２の内周面１１２ａ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。特に中間環囲部１０４の下部１０４ｄの外周面１０４ｂのなかでは、シャフト２６の下端面であるシャフト下端面２６ｈ側の周縁１０４ｆの半径Ｌ２が最も大きくなり、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。
【００４２】
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、中間環囲部１０４とシャフト保持部１１０とが回転軸方向で対向する第６隙間１２２と、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、シャフト環囲部１０６と中間環囲部１０４とロッド環囲部２６ｃ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、この凹部１０４ｈは潤滑剤溜まり１３０の一部を形成する。この場合、シャフト環囲部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。
【００４３】
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、突出部４ｅと中間環囲部１０４との間に進入する進入部２８ｈを有する。この進入部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、ベース側環囲部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に近くなる。
【００４４】
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と接し、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。
【００４５】
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とベース側環囲部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。
【００４６】
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。
【００４７】
本実施の形態に係る回転機器１００によると、リング部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。リング部１０８の内周面１０８ａとロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆとは第２テーパシール部１１８を形成し、両者はシャフト上端面２６ｇに近いほど小径となるよう形成される。したがって、流体動圧軸受ユニットの製造過程の最後の方でリング部１０８を中間環囲部１０４に取り付けることが可能となり、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。
【００４８】
一例としては、中間環囲部１０４をシャフト環囲部１０６に固定し、シャフト２６をシャフト環囲部１０６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、リング部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、リング部１０８以外の部材についての作業中に、リング部１０８の内周面１０８ａとロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆ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。
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。
【００４９】
また、リング部１０８を別体で形成するので、リング部１０８の内周面１０８ａの加工の精度をより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。
【００５０】
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およびリング部１０８は、ベース側環囲部１１２の周縁１１２ｂよりも小径となるよう形成される。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。
【００５１】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に係る回転機器１００と第２の実施の形態に係る回転機器との主な違いは、ベース側環囲部１１２と中間環囲部との隙間の形状、および潤滑剤溜まりの形状である。
図４は、第２の実施の形態に係る回転機器の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。図４は図３に対応する。
【００５２】
中間環囲部２０４とベース側環囲部１１２との第１０隙間２３２は、略一定の間隔を有する第１隙間部分２３４と、シャフト上端面２６ｇに近いほど間隔が大きくなる第２隙間部分２３６と、を有する。第１隙間部分２３４の回転軸方向における長さＬ３は、第２隙間部分２３６の回転軸方向における長さＬ４よりも小さい。
【００５３】
中間環囲部２０４の下部２０４ｄの外周面は、回転軸Ｒと略平行になるよう形成された第１外周面２０４ｂａと、シャフト上端面２６ｇに近いほど小径となるよう形成された第２外周面２０４ｂｂと、を有する。第１外周面２０４ｂａとベース側環囲部１１２の内周面１１２ａとは第１隙間部分２３４を介して対向し、第２外周面２０４ｂｂとベース側環囲部１１２の内周面１１２ａとは第２隙間部分２３６を介して対向する。第２隙間部分２３６は上方に向けて徐々に広がる第３テーパシール部２１４を形成する。第３テーパシール部２１４は潤滑剤９２の第１気液界面１１６を有しており、その第１気液界面１１６は第２外周面２０４ｂｂと接する。
【００５４】
潤滑剤溜まり２３０は、シャフト環囲部１０６と中間環囲部２０４とロッド環囲部２６ｃとに囲繞された空間である。中間環囲部２０４の内周面１０４ｇには環状の拡径部２０４ｈが設けられ、この拡径部２０４ｈは潤滑剤溜まり２３０の一部を形成する。拡径部２０４ｈは、内周面１０４ｇのうち上方に拡径する部分である。
【００５５】
本実施の形態に係る回転機器によると、第１の実施の形態に係る回転機器１００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、本実施の形態に係る回転機器によると、第１の実施の形態に係る回転機器１００と比較して、回転軸方向で第１気液界面１１６を第２気液界面１２０により近づけることができる。したがって、第１気液界面１１６での気圧と第２気液界面１２０での気圧との気圧差や潤滑剤９２に働く重力による潤滑剤９２の漏れ出しを軽減できる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態に係る回転機器１００と第３の実施の形態に係る回転機器との主な違いは、ベース側環囲部と中間環囲部との隙間の形状である。
図５は、第３の実施の形態に係る回転機器の流体動圧軸受ユニットの断面図である。ハウジング３０２のベース側環囲部３１２と中間環囲部３０４との間には、ベース側環囲部３１２の内周面３１２ａと中間環囲部３０４の下部３０４ｄの外周面３０４ｂとの間の第１１隙間３３２が上方に向けて徐々に広がる部分である第４テーパシール部３１４が形成される。特にベース側環囲部３１２の内周面３１２ａおよび中間環囲部３０４の下部３０４ｄの外周面３０４ｂの両方がシャフト上端面２６ｇに近いほど大径となるよう形成され、ベース側環囲部３１２の内周面３１２ａの拡径の割合が中間環囲部３０４の下部３０４ｄの外周面３０４ｂの拡径の割合よりも大きいことにより、第４テーパシール部３１４のテーパ形状が実現される。第４テーパシール部３１４は第１気液界面１１６を有する。
【００５７】
中間環囲部３０４の下部３０４ｄの外周面３０４ｂの拡径の割合は、リング部１０８の内周面１０８ａの縮径の割合と同等である。すなわち、外周面３０４ｂの断面が回転軸方向となす角度θ１と、内周面１０８ａの断面が回転軸方向となす角度θ２と、は略等しい。ベース側環囲部３１２の内周面３１２ａとロッド環囲部２６ｃの外周面２６ｆとについても同様である。
【００５８】
第２スラスト動圧発生溝５６は、シャフト環囲部１０６の下面１０６ｃのうち、回転軸Ｒを中心とした環状の領域３５０に形成される。環状の領域３５０の外周３５２とベース側環囲部３１２の内周面３１２ａとの半径方向における距離Ｌ５は、回転機器が静止状態にあるときの第１気液界面１１６と環状の領域３５０との回転軸方向における距離Ｌ６よりも小さい。
【００５９】
本実施の形態に係る回転機器によると、第１の実施の形態に係る回転機器１００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、本実施の形態に係る回転機器によると、ベース側環囲部３１２の内周面３１２ａはシャフト上端面２６ｇに近いほど大径となるよう形成される。したがって、流体動圧軸受ユニットの断面において右側の第２テーパシール部１１８は左上を向き、左側の第４テーパシール部３１４もまた左上を向く。したがって、第１気液界面１１６および第２気液界面１２０の位置をレーザ３６０で測定する際に、流体動圧軸受ユニットに対するレーザ３６０の入射角を変えずに両方の気液界面の位置を測定できる。例えば、第１気液界面１１６の位置を測定した後、レーザ３６０に対して流体動圧軸受ユニットを平行移動させてレーザ３６０が第２気液界面１２０に入射するようにすることができる。第１気液界面１１６の位置の測定と第２気液界面１２０の位置の測定との間に、レーザ３６０の向きを変えたり、流体動圧軸受ユニットの姿勢を変えたりする必要はない。これにより、液面検査工程における工程数を低減することができ、流体動圧軸受ユニットの気液界面をより効率的に検査できる。
【００６０】
中間環囲部３０４とシャフト保持部１１０との第１２隙間３２２の体積は、回転体が浮上しているか否か、すなわち回転体が回転しているか否かで比較的大きく変動しうる。また、中間環囲部３０４やシャフト保持部１１０の熱膨張によっても第１２隙間３２２の体積は変動しうる。この体積の変動の絶対値は、体積自体が大きいほど大きくなる。また、第１２隙間３２２に保持される潤滑剤９２が多いほど、熱膨張による潤滑剤９２の体積変化の絶対量も多くなる。そこで、本実施の形態に係る回転機器ではＬ５＜Ｌ６とし、第１２隙間３２２の体積を比較的低減している。これにより、第１２隙間３２２の体積の変動や第１２隙間３２２に保持される潤滑剤９２の体積の変動を抑えることができる。その結果、第１気液界面１１６や第２気液界面１２０の位置の変動を抑えることができる。言い換えると、気液界面の位置の変動を抑えた分だけテーパシール部を小さくすることができる。テーパシール部が小さくなると気液界面の面積もまた小さくなり、潤滑剤９２の蒸発量が低減される。
【００６１】
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。
【００６２】
実施の形態では、円筒状マグネット３２が積層コア４０の外側に位置する、いわゆるアウターロータ型の回転機器について説明したが、これに限られない。たとえば円筒状マグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型の回転機器であってもよい。
【００６３】
実施の形態では、ベース４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。
【００６４】
実施の形態では積層コアを用いる場合について説明したが、コアは積層コアでなくてもよい。
【００６５】
実施の形態に係る回転機器について、回転体は、第１隙間１２６とは別に第１テーパーシール部１１４と第２テーパーシール部１１８との間を連通する潤滑剤９２の連通路を含んでもよい。この連通路は第１テーパーシール部１１４と第２テーパーシール部１１８との圧力差を低減できる。この連通路は、中間環囲部１０４およびシャフト環囲部１０６のうちの少なくとも一方に設けられる通路を含んでもよい。特に、連通路は、シャフト環囲部１０６の外周面に回転軸Ｒに沿って設けられる凹部を含んでもよい。
【符号の説明】
【００６６】
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、  ９２  潤滑剤、  １００  回転機器、  １０２  ハウジング、  １０４  中間環囲部、  １０６  シャフト環囲部、  １０８  リング部、  １１０  シャフト保持部、  １１２  ベース側環囲部、  １３０  潤滑剤溜まり、  Ｒ  回転軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013133865.tif 000006
【図５】
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