(57)【要約】【課題】回転機器の動圧の不安定化を抑制する技術を提供する。【解決手段】回転軸Ｒに沿って延在するシャフト１１０を含む軸体６と、シャフト１１０を環囲するシャフト環囲部材４２を含む軸受体８と、を備える。軸体６と軸受体８の少なくとも一つに潤滑剤２０に動圧を発生する動圧発生溝５０が設けられ、軸受体８には回転軸Ｒから偏倚した位置に軸方向に貫通する潤滑剤２０の連通路ＢＰが設けられる。連通路ＢＰは、軸受体８の一方の端面に設けられる一方の開口と、軸受体８の他方の端面に設けられる他方の開口と、を有し、連通路ＢＰは、回転軸Ｒに近い内側の領域に、毛細管力が一方の開口から他方の開口に向かって徐々に小さくされる内側部分４４ａを含む。【選択図】図２
2016217475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に沿って延在するシャフトを含む軸体と、
前記シャフトを環囲するシャフト環囲部材を含む軸受体と、
を備え、
前記軸体と前記軸受体の少なくとも一つに潤滑剤に動圧を発生する動圧発生溝が設けられ、
前記軸受体には回転軸から偏倚した位置に軸方向に貫通する前記潤滑剤の連通路が設けられ、
前記連通路は、前記軸受体の一方の端面に設けられる一方の開口と、前記軸受体の他方の端面に設けられる他方の開口と、を有し、
前記連通路は、回転軸に近い内側の領域に、毛細管力が前記一方の開口から前記他方の開口に向かって徐々に小さくされる内側部分を含むことを特徴とする回転機器。
【請求項２】
前記内側部分は、前記一方の開口から前記他方の開口に亘って軸方向に延在する凹部であって、回転軸に垂直な平面における断面積が、前記一方の開口から前記他方の開口に向かって徐々に大きくされる内側凹部を含み、
前記連通路は、前記内側凹部の半径方向外側に軸方向に延在する外側凹部を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３】
前記シャフト環囲部材は、前記シャフトを環囲する内筒部と、前記内筒部を環囲する外筒部と、を含み、
前記内側凹部は前記内筒部の外周面に形成され、前記外側凹部は前記外筒部の内周面に形成されることを特徴とする請求項２に記載の回転機器。
【請求項４】
前記内側凹部の周方向幅寸法は、前記一方の開口から前記他方の開口に向かって徐々に大きくされることを特徴とする請求項２または３に記載の回転機器。
【請求項５】
前記内側凹部の前記他方の開口側の端の周方向幅寸法は、前記内側凹部の前記一方の開口側の端の周方向幅寸法より大きくされることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の回転機器。
【請求項６】
前記内側凹部の回転軸に垂直な平面における断面は矩形状にされることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の回転機器。
【請求項７】
前記内側凹部の前記他方の開口側の端の周方向幅寸法は、前記外側凹部の前記他方の開口側の端の周方向幅寸法より小さくされることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の回転機器。
【請求項８】
前記軸受体と前記軸体の少なくとも一つには、半径方向において前記連通路の内側であって回転軸から偏倚した位置に軸方向に延在する前記潤滑剤の内側連通路が前記連通路とは別に設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転機器の一種であるハードディスクドライブなどのディスク駆動装置は、一層の高密度・大容量化が求められている。ハードディスクドライブは、流体動圧を用いた動圧軸受機構を搭載することによって、磁気記録ディスクを高速で回転させる。ハードディスクドライブは、磁気記録ディスク上の記録トラックに含まれる磁気データのリード／ライトのために、磁気記録ディスクの表面に磁気ヘッドを僅かな隙間をもって配置する。
【０００３】
動圧軸受機構は、相互に回転を許容するシャフトとシャフト環囲部材の隙間に潤滑剤が塗布されている。シャフトとシャフト環囲部材が相対回転することで発生する動圧によって、シャフト環囲部材に接続された回転体が非接触状態で支持される（例えば、特許文献１参照）。回転体が動圧によって支持されることによって、回転体に搭載された磁気記録ディスクの振れ精度は小さく抑えられる。
【０００４】
このような動圧軸受機構において、まれに動圧が不安定になることがある。動圧が不安定になるとそのタイミングで回転体に搭載された磁気記録ディスクの振れが増大する可能性がある。この場合、特に非繰り返し振れ（Non-repeatable runout）が増大することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４５４０５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４６３９２号公報
【特許文献３】特開２０１４−２０３４８２号公報
【特許文献４】特開２０１４−２３２５５８号公報
【特許文献５】特開２０１５−０４３２４９号公報
【特許文献６】特開２０１５−０４３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような状況の下、本発明者は以下の課題を認識した。ハードディスクドライブの大容量化を進めるひとつの手法として、記録トラックの幅を狭くする方法がある。しかし、記録トラックの幅を狭くした場合、磁気記録ディスクの振れの増大によって磁気ヘッドのトレースが乱れる可能性が高くなる。動圧軸受機構の動圧が不安定になることは磁気記録ディスクの振れ増大の要因となりうる。なお、このような課題は、ハードディスクドライブ以外の回転機器についても生じうる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は回転機器の動圧の不安定化を抑制す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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転機器は、回転軸に沿って延在するシャフトを含む軸体と、シャフトを環囲するシャフト環囲部材を含む軸受体と、を備える。軸体と軸受体の少なくとも一つに潤滑剤に動圧を発生する動圧発生溝が設けられ、軸受体には回転軸から偏倚した位置に軸方向に貫通する潤滑剤の連通路が設けられる。連通路は、軸受体の一方の端面に設けられる一方の開口と、軸受体の他方の端面に設けられる他方の開口と、を有し、連通路は、回転軸に近い内側の領域に、毛細管力が一方の開口から他方の開口に向かって徐々に小さくされる内側部分を含む。
【０００９】
なお、内側部分は、一方の開口から他方の開口に亘って軸方向に延在する凹部であって、回転軸に垂直な平面における断面積が、一方の開口から他方の開口に向かって徐々に大きくされる内側凹部を含み、連通路は、内側凹部の半径方向外側に軸方向に延在する外側凹部を含んでもよい。
【００１０】
また、シャフト環囲部材は、シャフトを環囲する内筒部と、内筒部を環囲する外筒部と、を含み、内側凹部は内筒部の外周面に形成され、外側凹部は外筒部の内周面に形成されてもよい。
また、内側凹部の周方向幅寸法は、一方の開口から他方の開口に向かって徐々に大きくされてもよい。
【００１１】
また、内側凹部の他方の開口側の端の周方向幅寸法は、内側凹部の一方の開口側の端の周方向幅寸法より大きくされてもよい。
また、内側凹部の回転軸に垂直な平面における断面は矩形状にされてもよい。
【００１２】
また、内側凹部の他方の開口側の端の周方向幅寸法は、外側凹部の他方の開口側の端の周方向幅寸法より小さくされてもよい。
【００１３】
また、軸受体と軸体の少なくともひとつには、半径方向において連通路の内側であって回転軸から偏倚した位置に軸方向に延在する潤滑剤の内側連通路が連通路とは別に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転機器の動圧の不安定化を抑制する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転機器の分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の内筒部の上面図と正面断面図と下面図と側面図である。
【図４】図２の外筒部の上面図と断面図である。
【図５】連通路中の気泡の移動の様子を示す模式図である。
【図６】変形例の図２に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
実施の形態に係る方法で生産される回転機器は、例えば、磁気的にデータを記録する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ることができる。回転機器は、静止体に軸支機構を介して回転自在に取り付けられる回転体を含むことができる。この回転体は、例えば磁気記録ディスクなどの被駆動メディアを搭載するように構成された搭載機構を含むことができる。この軸支機構は、例えば潤滑剤を含み、潤滑剤に動圧を発生させることができる。この軸支機構は、例えば静止体と回転体の何れかに構成されたラジアル軸支機構とスラスト軸支機構とを含むことができる。このスラスト軸支機構は、例えばラジアル軸支機構の半径方向外側に配置することができる。回転機器は、回転体に回転トルクを付与すべき回転駆動機構を備えることができる。この回転駆動機構は、例えばブラシレススピンドルモータとすることができる。この回転駆動機構は、コイルとマグネットを含むことができる。
【００１８】
（実施の形態）
図１〜５を参照する。図１は、実施の形態に係る方法で生産される回転機器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２２を分離した状態を示す。図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図２は、理解を容易にするため、トップカバー２２を載置し中央ネジ７４を取り付ける前の状態を示している。
【００１９】
回転機器１００は、シャーシー２４と、シャフト１１０と、ハブ２６（図１では図示せず）と、磁気記録ディスク６２と、キャップ１３２と、クランパー７８と、データリード／ライト部６０と、トップカバー２２と、中央ネジ７４と、例えば６個のネジ１０４と、を含む。
【００２０】
以降、シャーシー２４に対してハブ２６が設けられる側を上側として説明する。また、回転体の回転軸Ｒに沿った方向を軸方向と、回転軸Ｒに垂直な平面上で回転軸Ｒを通る任意の方向を半径方向と、当該平面上における任意の方向を平面方向ということがある。かかる方向の表記は回転機器１００が使用される姿勢を制限するものではなく、回転機器１００は任意の姿勢で使用されうる。
【００２１】
磁気記録ディスク６２は、例えば、外径が約９０ｍｍのアルミニウム合金製の３．５インチ型磁気記録ディスクであり、その中央孔の直径は２５ｍｍである。例えば６枚の磁気記録ディスク６２が、ハブ２６に搭載され、ハブ２６の回転に伴って回転する。磁気記録ディスク６２は、スペーサー７２とクランパー７８とによってハブ２６に固定される。クランパー７８とスペーサー７２については後述する。
【００２２】
シャーシー２４は、回転機器１００の底部を形成する底板部２４ａと、磁気記録ディスク６２の載置領域を囲むように底板部２４ａの外周に沿って形成された外周壁部２４ｂと、を有する。外周壁部２４ｂの上面には、ネジ孔２４ｃが、例えば６つ設けられる。なおシャーシーはベースと表記することがある。
【００２３】
データリード／ライト部６０は、記録再生ヘッド（不図示）と、スイングアーム６４と、ボイスコイルモータ６６と、ピボットアセンブリ６８と、を含む。記録再生ヘッドは、スイングアーム６４の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク６２にデータを記録し、あるいは、磁気記録ディスク６２からデータを読み取る。ピボットアセンブリ６８は、スイングアーム６４をシャーシー２４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６６は、スイングアーム６４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６２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６６およびピボットアセンブリ６８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。
【００２４】
トップカバー２２は、平面視で略矩形の薄板で、周辺に設けられる例えば６つの貫通孔２２ｃと、シャーシー側に向かって下向きに突出するカバー突出部２２ｅと、カバー突出部２２ｅの中央部に設けられる中央孔２２ｄとを有する。カバー突出部２２ｅは回転軸Ｒを中心として周設される。トップカバー２２は、例えばアルミニウム板や鉄鋼板をプレス加工することによって所定の形状に形成される。トップカバー２２は、例えば鍍金等の表面層を有してもよい。トップカバー２２は、例えば、６つのネジ１０４を用いてシャーシー２４の外周壁部２４ｂの上面に固定される。６つのネジ１０４は、６つの貫通孔２２ｃと、６つのネジ孔２４ｃにそれぞれ対応する。特にトップカバー２２と外周壁部２４ｂの上面とは互いに固定される。回転機器１００の内側には、シャーシー２４の底板部２４ａと、外周壁部２４ｂと、トップカバー２２と、で囲まれるディスク収納空間７０が構成される。ディスク収納空間７０は密閉され、例えばヘリウムを含む清浄な気体で満たされる。トップカバー２２は、中央ネジ７４が中央孔２２ｄを貫通して収納孔１１０ａに螺合して嵌め合わされることによってシャフト１１０に結合される。
【００２５】
静止体２は、軸体６と、ステータコア３２と、コイル３０と、配線板３４と、をさらに含む。軸体６はシャフト１１０と、シャフト１１０の一端側に固定されたトップフランジ１２と、シャフト１１０の他端側に固定されたスラストカップ１１２とを含む。回転体４は、ハブ２６と、軸受体８と、キャップ１３２と、ヨーク１３８と、マグネット２８とを有する。回転体４と静止体２とは、軸体６と軸受体８との隙間の一部に、潤滑剤２０が連続的に介在する。軸受体８は、隙間を介してシャフト１１０を環囲するシャフト環囲部材４２を含む。シャフト環囲部材４２はハブ２６に固定される。また、軸体６と、軸受体８と、潤滑剤２０とは後述する動圧発生溝とともに流体軸受機構５２を構成する。
【００２６】
（シャーシー）
シャーシー２４は、アルミニウム合金からダイカスト成型により形成される。シャーシー２４は、例えばステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属板をプレス加工して形成してもよい。この場合、シャーシー２４は一部にプレス加工によって型押しされた型押し面を含んでもよい。シャーシー２４は、例えばニッケル等の鍍金層、あるいは例えばエポキシ樹脂等の樹脂コーティング層などの表面層を有してもよい。また、シャーシー２４は、一部が樹脂で形成された部分を含んでもよい。シャーシー２４は底板部２４ａが２枚以上の板が積層されてもよい。
【００２７】
シャーシー２４は、回転軸Ｒを囲む円筒状の突出部２４ｅを有する。突出部２４ｅは、底板部２４ａの上面からハブ２６に向かって突出し、中央に軸方向に貫通する軸受孔２４ｄが設けられる。軸受孔２４ｄの内周壁は回転軸Ｒを囲む円筒状に形成される。軸受孔２４ｄの内周壁には流体軸受機構５２の軸受体８の一部が挿入され固着される。軸受孔２４ｄは底部を有する非貫通孔であってもよい。突出部２４ｅの上面はスラストカップ１１２と軸方向に対向する部分を含む。
【００２８】
（ステータコア）
ステータコア３２は、円環部と、円環部から半径方向に延在する例えば１２個の突極とを含む。ステータコア３２は、例えば、０．２ｍｍ〜０．３５ｍｍ厚の電磁鋼板を５枚〜３０枚積層して形成される。実施の形態では、一例として、０．２ｍｍ厚の電磁鋼板を１７枚積層している。ステータコア３２の表面には、例えば、電着塗装膜や粉体塗装膜などの表面層が設けられる。
【００２９】
ステータコア３２は、その円環部の内周側の下端部分が突出部２４ｅの外周面に設けた段部に嵌め込まれて着座する。ステータコア３２は、その円環部の内周側が突出部２４ｅの段部に圧入、接着またはこれらを併用した方法によって結合される。ステータコア３２は、その円環部の内周側がスラストカップ１１２のフランジ環囲部１８の外周面に接着剤により接着固定される。ステータコア３２を固定する接着剤は蛍光体を含んでもよい。
【００３０】
（コイル）
ステータコア３２の各突極にはコイル３０が巻回される。コイル３０の引き出し線３０ａはシャーシー２４に設けた貫通孔を通じて下面に引き出される。コイル３０の引き出し線３０ａはシャーシー２４の下面に固定された配線板３４に接続される。コイル３０に３相の駆動電流が流れることにより、ステータコア３２の突極に駆動磁束が発生する。
【００３１】
（ハブ）
ハブ２６は、それぞれ回転軸Ｒを囲む環状の円盤部２６ｄと、嵌合部２６ｅと、載置部２６ｊとを含む。ハブ２６は、例えばアルミニウム合金などの非鉄金属材料やステンレス鋼などの鉄鋼材料から切削加工によって形成される。円盤部２６ｄは、半径方向に延在し、中央に軸方向に貫通する開口２６ｂが設けられる。嵌合部２６ｅは、円盤部２６ｄの外周部から軸方向下側に延在して円筒状の外周面に磁気記録ディスク６２の中央孔が嵌め込まれる。載置部２６ｊは、嵌合部２６ｅの下側の外周面から半径方向外向きに延在し、一番下の磁気記録ディスク６２が載置される。ハブ２６は、円盤部２６ｄと嵌合部２６ｅと載置部２６ｊとが一体に形成される。
【００３２】
（スペーサー）
スペーサー７２は、回転軸Ｒを囲む中空環状の部材で、例えばＳＵＳ３０３（ステンレス鋼の一種。以下同様）などの金属材料から切削加工によって形成される。スペーサー７２は、その内周面が嵌合部２６ｅに嵌め込まれ、軸方向に隣接する２枚の磁気記録ディスク６２の間に設けられる。各磁気記録ディスク６２はスペーサー７２とクランパー７８とによってハブ２６に固定される。
【００３３】
（クランパー）
クランパー７８は、回転軸Ｒを囲む略中空円盤状の部材で、例えばＳＵＳ３０３などの金属材料から切削加工によって形成される。クランパー７８は、外周部の下端から軸方向に延在する周状の押え部７８ｂと、内周部の下端から軸方向に延在する周状の延在部７８ａと、を含む。クランパー７８は、延在部７８ａの最下端が押え部７８ｂの最下端より軸方向下側に位置する。クランパー７８は、一例として、スクリュー等のファスナー（不図示）によってハブ２６の上面に固定される。クランパー７８は、押え部７８ｂが磁気記録ディスク６２の上面に当接する。
【００３４】
クランパー７８は、延在部７８ａがハブ２６の円盤部２６ｄの上面に設けられた環状の凹部４ｂに進入する。凹部４ｂは円盤部２６ｄの内周面の上端側の一部が拡径して設けられる。クランパー７８は、延在部７８ａが凹部４ｂによって位置決めされる。凹部４ｂはハブ２６の代わりに流体軸受機構５２のシャフト環囲部材４２の外周面の上端側の一部が縮径して設けられてもよい。
【００３５】
（ヨーク）
ヨーク１３８は、それぞれ回転軸Ｒを囲む環状の中空の円筒部と、円筒部の上端から半径方向内側に延在する延在部と、を含む。ヨーク１３８は、例えば軟磁性を有する鉄鋼材料から、プレス加工や切削加工によって形成される。ヨーク１３８の円筒部の外周面はハブ２６の嵌合部２６ｅの内周面に接着固定される。ヨーク１３８をハブ２６に接着する接着剤は蛍光体を含んでもよい。ヨーク１３８の円筒部の内周面にマグネット２８が嵌め込まれる。ヨーク１３８の延在部の下端がマグネット２８に当接し、ヨーク１３８の延在部の上端がハブ２６に当接する。ヨーク１３８の表面には鍍金やコーティングなどによる表面層が設けられてもよい。
【００３６】
（マグネット）
マグネット２８は、回転軸Ｒを囲む環状の中空の部材で、例えばフェライト系の磁石材料や希土類系の磁石材料から形成される。マグネット２８はポリアミド樹脂などのバインダーを含んでもよい。マグネット２８の表面には電着塗装やスプレー塗装などによる表面層が設けられる。マグネット２８は、その内周面に、例えば８極または１６極の磁極が設けられる。マグネット２８の外周面はヨーク１３８の内周面に接着固定される。マグネット２８を接着する接着剤は蛍光体を含んでもよい。マグネット２８の高さ寸法はステータコア３２の高さ寸法より大きくてもよい。
【００３７】
（流体軸受機構）
軸体６と、軸受体８と、潤滑剤２０とは、さらに流体軸受機構５２を構成する。流体軸受機構５２は、軸体６と軸受体８の軸方向隙間にスラスト動圧軸受部が設けられ、軸体６と軸受体８の半径方向隙間にラジアル動圧軸受部が設けられる。流体軸受機構５２は、軸体６と軸受体８との隙間に潤滑剤２０を保持するように構成される。
【００３８】
（軸体）
軸体６は、シャフト１１０と、シャフト１１０のシャーシー２４から遠い方の一端側に固定されるトップフランジ１２と、シャフト１１０の他端側に固定されるスラストカップ１１２と、を含む。
【００３９】
（シャフト）
シャフト１１０は、回転軸Ｒに沿って延伸する略円筒状の部材で、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２（ステンレス鋼の一種。以下同様）やＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０３などの鉄鋼材料から切削加工や研削加工によって形成される。シャフト１１０は、一端側の端面に、中央ネジ７４等のファスナーを収納する収納孔１１０ａが回転軸Ｒに沿って形成される。
【００４０】
（トップフランジ）
トップフランジ１２は、回転軸Ｒを囲む円環状の部材で、シャフト１１０と一体に形成される。トップフランジ１２は、その外周面にシャーシー２４に近づくほど回転軸Ｒからの半径方向の距離が大きくなるようなテーパー面を有する。トップフランジ１２は隙間を介し上突出部１３６に環囲される。トップフランジ１２は、シャフト環囲部材４２の上面と軸方向に対向する部分を有する。
【００４１】
トップフランジ１２はシャフト１１０と別に形成されて接着固定されてもよい。この場合、トップフランジ１２は、例えばＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０３などの鉄鋼材料から切削加工によって形成できる。
【００４２】
（スラストカップ）
スラストカップ１１２は、回転軸Ｒを囲む中空環状の部材で、例えばＳＵＳ４３０や真鍮などの金属材料から切削加工によって形成される。スラストカップ１１２は、フランジ部１６と、フランジ環囲部１８と、シャフトリング１２０とを含む。フランジ部１６は、シャフト１１０から半径方向に張り出す。シャフトリング１２０は、フランジ部１６から下向きに突出してシャフト１１０を環囲する。フランジ部１６とシャフトリング１２０には、回転軸Ｒに沿ってシャフト挿入孔１６ｂが形成される。フランジ環囲部１８は、フランジ部１６の外周からハブ２６に向かって上向きに突出する。
【００４３】
スラストカップ１１２は、フランジ部１６とフランジ環囲部１８とシャフトリング１２０とが一体に形成される。スラストカップ１１２は、フランジ部１６とフランジ環囲部１８とシャフトリング１２０の一部が別に形成されて結合されてもよい。
【００４４】
スラストカップ１１２はシャフト挿入孔１６ｂにシャフト１１０が圧入によって固定される。シャフト１１０とスラストカップ１１２の間には接着剤が介在してもよい。スラストカップ１１２を接着する接着剤は蛍光体を含んでもよい。スラストカップ１１２はシャフト１１０と一体に形成されてもよい。
【００４５】
（軸受体）
軸受体８は、それぞれ回転軸Ｒを囲む略円環状のシャフト環囲部材４２と、上突出部１３６とを含む。軸受体８のシャフト環囲部材４２の外周面の上部側にはハブ２６の開口２６ｂが結合されて結合部が設けられる。当該結合部は、例えば焼き嵌めや圧入等の締り嵌めによって固定される締り嵌め領域４ｄと、隙間嵌め領域４ｃとを含む。隙間嵌め領域４ｃには接着剤が介在してもよい。隙間嵌め領域４ｃに介在する接着剤は蛍光体を含んでもよい。締り嵌め領域４ｄは、軸方向で隙間嵌め領域４ｃのシャーシー２４側に設けられる。締り嵌め領域４ｄは、軸方向で上下の後述する動圧発生溝５０の間であって、動圧発生溝５０と軸方向にオーバーラップしない位置に設けられる。
【００４６】
（シャフト環囲部材）
シャフト環囲部材４２は、例えば、ＳＵＳ４３０や真鍮などの金属材料から切削加工によって形成される。シャフト環囲部材４２は、隙間を介してシャフト１１０を環囲する内周面と、トップフランジ１２の下面と軸方向に隙間を介して対向する上端面４２ｄと、フランジ部１６の上面と軸方向に隙間を介して対向する下端面４２ｅとを含む。シャフト環囲部材４２の内周面には半径方向に窪んだ拡径部が、動圧発生溝５０と軸方向にオーバーラップしないように設けられる。
【００４７】
シャフト環囲部材４２は、シャフト１１０を環囲する内筒部４４と、内筒部４４を環囲する外筒部４６と、を含むことができる。特に、内筒部４４の外周面は外筒部４６の内周面に挿入固定される。内筒部４４と外筒部４６の間には蛍光体入りの接着剤が塗布されてもよい。
【００４８】
（上突出部）
上突出部１３６は、シャフト環囲部材４２から軸方向で上向きに突出してトップフランジ１２を環囲する。上突出部１３６はシャフト環囲部材４２と一体に形成される。上突出部１３６はシャフト環囲部材４２と別に形成されて接着固定されてもよい。
【００４９】
（動圧発生溝）
シャフト環囲部材４２の内周面にはラジアル動圧を発生する動圧発生溝５０が設けられる。動圧発生溝５０は軸方向に分離された一対の部分を含む。動圧発生溝５０は、シャフト１１０の外周面に設けられてもよい。トップフランジ１２の下面と、シャフト環囲部材４２の上端部と、フランジ部１６の上面と、シャフト環囲部材４２の下端部の少なくとも一つには、スラスト動圧を発生する動圧発生溝５４が設けられる。動圧発生溝５０、５４は、それぞれ回転軸Ｒを囲む環状に設けられる。動圧発生溝５０、５４は、例えば振動切削加工、プレス加工、ボール転造加工、または電解エッチング加工（Electro Chemical Machining)などの方法によって形成することができる。
【００５０】
（保持構造）
流体軸受機構５２は、軸受体８と軸体６の隙間に潤滑剤を保持する保持構造と、潤滑剤の流出を抑制するシール構造と、を含む。保持構造は、トップフランジ１２とシャフト環囲部材４２の隙間と、シャフト環囲部材４２とシャフト１１０の半径方向隙間と、シャフト環囲部材４２とフランジ部１６との隙間と、連通路ＢＰと、を含む。シール構造は、保持構造に接続され、外部側ほど拡幅されるテーパー空間を含んでもよい。特に、流体軸受機構５２は、それぞれ保持構造に接続される第１テーパー空間１２４と、第２テーパー空間１２２と、を含む。換言すると、第１テーパー空間１２４と第２テーパー空間１２２は、保持構造に近い側の隙間が遠い側の隙間より小さくされる。
【００５１】
（循環経路）
軸受体８には連通路ＢＰが設けられる。連通路ＢＰはシャフト環囲部材４２に回転軸Ｒから偏倚した位置に設けられる。連通路ＢＰについては後に詳述する。トップフランジ１２とシャフト環囲部材４２の隙間と、シャフト環囲部材４２とシャフト１１０の半径方向隙間と、シャフト環囲部材４２とフランジ部１６との隙間と、連通路ＢＰと、は潤滑剤２０の循環経路を構成する。回転体４が所定の方向に回転するとき、流体軸受機構５２は、潤滑剤２０が連通路ＢＰ中を上向きに移動し、シャフト環囲部材４２とシャフト１１０の隙間を下向きに移動する循環経路が構成されてもよい。
【００５２】
（第１テーパー空間）
トップフランジ１２の外周面と上突出部１３６の内周面の半径方向の隙間は軸方向上側に向けて徐々に拡大するテーパー状の第１テーパー空間１２４が形成される。第１テーパー空間１２４の外壁と内壁には潤滑剤２０の第１気液界面ＬＢ１が接し、毛細管力によって潤滑剤２０の飛散を抑制するキャピラリーシール（テーパーシールと称されることもある）として機能する。
【００５３】
（第２テーパー空間）
シャフト環囲部材４２の外周面とフランジ環囲部１８の内周面の半径方向の隙間は軸方向上側に向けて徐々に拡大するテーパー状の第２テーパー空間１２２が形成される。第２テーパー空間１２２の外壁と内壁には潤滑剤２０の第２気液界面ＬＢ２が接し、毛細管力によって潤滑剤２０の飛散を抑制するキャピラリーシールとして機能する。なお、第１テーパー空間１２４と第２テーパー空間１２２の少なくとも一つは別の箇所に設けられてもよく、半径方向に延伸するように設けられてもよい。
【００５４】
（潤滑剤）
流体軸受機構５２は、保持構造に潤滑剤２０を保持する。潤滑剤２０は保持構造に注入され第１気液界面ＬＢ１から第２気液界面ＬＢ２まで連続的に介在する。潤滑剤２０は、減圧雰囲気下で第１テーパー空間１２４と第２テーパー空間１２２の少なくとも一方に、注入ノズルから所定量注入される。注入された潤滑剤２０は毛細管現象により保持構造の所定の隙間に移送される。潤滑剤２０は、雰囲気を復圧することによって強制的に移送されてもよい。
【００５５】
潤滑剤２０は、その基油に蛍光体が添加されており、所定の波長の光を照射することによって容易に検出できる。
【００５６】
（軸受機構）
軸受体８が軸体６に対して相対回転するとき、動圧発生溝５０、５４は潤滑剤２０に動圧を発生させる。動圧発生溝５０、５４が発生させる動圧によって、軸受体８に接続された回転体４は、軸体６に接続された静止体２に対して非接触状態で半径方向および軸方向に支持される。
【００５７】
（軸受固定部）
流体軸受機構５２は、軸方向の一端側がトップカバー２２に固定され、他端側がシャーシー２４に固定される。特に、流体軸受機構５２は、シャフトリング１２０が軸受孔２４ｄに挿入され接着固定される。シャフトリング１２０は別の方法によってシャーシー２４に固定されてもよい。流体軸受機構５２は、フランジ環囲部１８がステータコア３２の円環部に接着固定される。流体軸受機構５２は、ステータコア３２に対して非固定にされてもよい。
【００５８】
（キャップ）
流体軸受機構５２は、軸受体８と軸体６の隙間の少なくとも一部を覆うキャップ１３２を含む。キャップ１３２は、それぞれ回転軸Ｒを囲む環状の円盤部と円筒部とを含み、例えばＳＵＳ３０３等の金属材料から切削加工によって形成される。キャップ１３２は、円盤部が半径方向に延在し、円筒部が円盤部の外周部から軸方向で下向きに延在する。キャップ１３２は円筒部が上突出部１３６に嵌め込まれて軸受体８に接着固定される。キャップ１３２を接着する接着剤は蛍光体を含んでもよい。特に、キャップ１３２の円筒部は上突出部１３６の半径方向に窪む縮径部に収納される。キャップ１３２は、円盤部が第１テーパー空間１２４の開口を覆い、潤滑剤２０のディスク収納空間７０への飛散を抑制する。キャップ１３２は、軸受体８の代わりに軸体６に固定されてもよい。
【００５９】
キャップ１３２は、プレス加工などの他の方法によって形成されてもよい。キャップ１３２は、樹脂材料など他の材料からモールディングによって形成されてもよい。
【００６０】
以上のように構成された回転機器１００の動作について説明する。コイル３０に３相の駆動電流が流れることにより、ステータコア３２の突極に駆動磁束が発生してマグネット２８にトルクが与えられ、ハブ２６およびそれに嵌合された磁気記録ディスク６２が回転する。同時にボイスコイルモータ６６がスイングアーム６４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６２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６２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６２上に磁気データとして書き込む。
【００６１】
本発明者は、動圧軸受機構の動圧の一時的な不安定化について検討し、以下のような知見を得た。動圧の一時的な不安定化の原因の一つに、潤滑剤の中に気泡が存在し、その気泡が軸体と軸受体の半径方向隙間に設けられたラジアル動圧軸受部に引っ掛かることによって、動圧が周方向に不均一になることに起因するものがある。
【００６２】
特に、潤滑剤中の溶解気体が温度や気圧の変化により析出して微細な気泡を多数形成し、周囲の気泡と合体を繰り返して大きな気泡となることがある。このような気泡が潤滑剤の流れに乗って隙間の狭いラジアル動圧軸受部に滞留すると、その部分で動圧発生機能を阻害することで動圧が不安定になることがある。
【００６３】
このような動圧の不安定化を抑制するために、気泡の気液界面への移動を容易にして外部側への排出を促進することが有効である。しかし、回転体の回転に伴いシャフト環囲部材が回転すると、シャフト環囲部材に設けた連通路ＢＰ中の潤滑剤には遠心力が働き、潤滑剤は半径方向外側に寄って、連通路ＢＰ中の気泡は半径方向内側の壁面に押しつけられて摩擦力により滞留することがある。
【００６４】
連通路ＢＰ中に気泡が滞留することによって、気液界面への気泡の移動が制限される。したがって、連通路ＢＰ中の気泡の気液界面への移動を促すことが望ましい。以下、連通路ＢＰ中の気泡の気液界面への移動を促す回転機器の構成を説明する。
【００６５】
軸受体８には連通路ＢＰが設けられる。連通路ＢＰはシャフト環囲部材４２に回転軸Ｒから偏倚した位置に設けられる。連通路ＢＰは、軸方向に貫通して、シャフト環囲部材４２の上端面４２ｄに設けられる上開口１３０と、シャフト環囲部材４２の下端面４２ｅに設けられる下開口１３４と、を有する。連通路ＢＰは動圧発生溝５０の少なくとも一部を環囲する。
【００６６】
連通路ＢＰは、内側凹部４４ａと、内側凹部４４ａの半径方向外側に接続される外側凹部４６ａと、を含む。内側凹部４４ａと外側凹部４６ａはそれぞれ軸方向に上端面４２ｄから下端面４２ｅに貫通する。内側凹部４４ａの回転軸Ｒに垂直な平面における断面の面積は、軸方向でトップフランジ１２から離れるほど大きくされる。
【００６７】
内側凹部４４ａは内筒部４４の外周面に形成されてもよい。図３の（ａ）は内筒部４４の上面図、（ｂ）は内筒部４４の断面図、（ｃ）は内筒部４４の下面図、（ｄ）は内筒部４４の側面図である。内側凹部４４ａの周方向幅寸法は下側に向かって徐々に大きくされる。特に、内側凹部４４ａの下端面４２ｅにおける開口４４ａｅの周方向幅寸法Ｗ２は、内側凹部４４ａの上端面４２ｄにおける開口４４ａｄの周方向幅寸法Ｗ１より大きくされる。内側凹部４４ａの断面は例えば矩形状にされてもよい。
【００６８】
内側凹部４４ａは、例えばマシニング加工によって形成される。内側凹部４４ａの半径方向深さは一定にされてもよい。特に、内側凹部４４ａの下端面４２ｅにおける開口４４ａｅの深さＺ２は、内側凹部４４ａの上端面４２ｄにおける開口４４ａｄの深さＺ１と略等しくされてもよい。
【００６９】
外側凹部４６ａは外筒部４６の内周面に形成されてもよい。図４の（ａ）は外筒部４６の上面図を、（ｂ）が外筒部４６の断面図である。外側凹部４６ａの断面は例えば半円弧状などの部分円弧状にされてもよい。外側凹部４６ａの断面は矩形状であってもよい。外側凹部４６ａは、例えばマシニング加工によって形成される。外側凹部４６ａの周方向幅寸法Ｗ３及び深さＺ３は、上端面４２ｄから下端面４２ｅにわたって略一定にされてもよい。
【００７０】
内側凹部４４ａの周方向の最大幅寸法は外側凹部４６ａの周方向の幅寸法より小さくされてもよい。内側凹部４４ａの最少深さは外側凹部４６ａの深さより小さくされてもよい。
【００７１】
図５は、連通路ＢＰ中の気泡１５０の移動を示す模式図である。回転体４が回転するとき、シャフト環囲部材４２に設けられた連通路ＢＰも回転する。連通路ＢＰが回転するとその中の潤滑剤２０には半径方向外向きの遠心力が働き、潤滑剤２０の圧力は外側ほど高く内側に向かって低くなる。連通路ＢＰ中の潤滑剤２０中の気泡１５０は、圧力の低い半径方向内側に移動して内側凹部４４側に集められる。
【００７２】
また、内側凹部４４ａは下側ほど幅が広くされるから、毛細管力によって、内側凹部４４ａ中の潤滑剤２０の圧力は上側ほど高く下側に向かって低くなる。その結果、内側凹部４４ａ中の気泡１５０は、徐々に下向きに付勢され、下開口１３４からその下側の空間１６０に移動する。空間１６０中の気泡１５０は、相対的に圧力の低い第２テーパー空間１２２側に付勢されて、第２気液界面ＬＢ２に移動し、やがて外部に排出される。
【００７３】
回転機器１００は、内側凹部４４ａを備えるから、連通路ＢＰ中の気泡１５０は第２気液界面ＬＢ２側に向かって付勢されることによって、気泡１５０の外部側への排出が容易になる特徴を有する。
【００７４】
（変形例）
磁気記録ディスク６２を多数搭載するために、動圧発生溝５０の動圧を大きくする方法がある。動圧発生溝５０の動圧を大きくすると、その上端と下端の圧力差が過大になることが考えられ、その場合、その圧力差によって潤滑剤２０が隙間から押し出されて気液界面から漏れ出す懸念がある。
【００７５】
図６は、図２に対応する変形例２００の断面図である。変形例２００は、内側連通路２１０を備える点で回転機器１００と異なる。内側連通路２１０はシャフト環囲部材４２に回転軸Ｒから偏倚した位置に設けられ、潤滑剤２０を保持する。内側連通路２１０は、軸方向に貫通して、シャフト環囲部材４２の上端面４２ｄに設けられる上開口２３０と、シャフト環囲部材４２の下端面４２ｅに設けられる下開口２３４と、を有する。内側連通路２１０はドリル加工によって形成されてもよい。
【００７６】
上開口２３０と下開口２３４とは、半径方向において、スラスト動圧を発生する動圧発生溝５４の内側であって、ラジアル動圧を発生する動圧発生溝５０を環囲する位置に設けられる。変形例２００は、内側連通路２１０を備えるから、動圧発生溝５０の上端と下端の圧力差を緩和して潤滑剤２０の漏れ出しを抑制することができる。内側連通路２１０は、シャフト環囲部材４２の代わりにシャフト１１０の中に設けられてもよい。回転軸Ｒに垂直な平面において、内側連通路２１０の断面積はシャフト環囲部材４２の断面積より小さくされてもよい。
【００７７】
以上、実施の形態に係る回転機器及びその変形例の構成と動作について説明した。これらは例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな展開が可能なこと、またそうした構成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。
【符号の説明】
【００７８】
１００  回転機器、  ２００  変形例、  ２  静止体、  ４  回転体、  ６  軸体、
８  軸受体、  １２  トップフランジ、  １６  フランジ部、  １８  フランジ環囲部、
２０  潤滑剤、  ２４  シャーシー、  ２６  ハブ、  ２８  マグネット、
３０  コイル、  ３２  ステータコア、  ３４  配線板、  ４２  シャフト環囲部材、
４４  内側凹部、  ４４  内筒部、  ４４ａ  内側凹部、  ４４ａｄ  開口、
４４ａｅ  開口、  ４６  外筒部、  ４６ａ  外側凹部、  ５０  動圧発生溝、
５２  流体軸受機構、  ５４  動圧発生溝、  １１０  シャフト、
１１２  スラストカップ、  １２２  第２テーパー空間、  １２４  第１テーパー空間、
１３０  上開口、  １３２  キャップ、  １３４  下開口、  １３６  上突出部、
１３８  ヨーク、  １５０  気泡、  １６０  空間、  ２１０  内側連通路、
２３０  上開口、  ２３４  下開口、  ＬＢ１  第１気液界面、
ＬＢ２  第２気液界面、  Ｒ  回転軸。
【図１】
2016217475.tif 000003
【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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