(57)【要約】【課題】スピンドルモータ外部から軸方向に衝撃が加わった時でも、軸受開口部からの作動流体の漏出を解消できる流体軸受装置を提供する。【解決手段】一端が閉鎖されたスリーブ２に、軸方向隙間部を介して覆いシャフト１の外周円筒面に対して半径方向隙間部を介して対向配置してカバー５を固定する。スリーブ２には軸受奥部と外部とを連通する連通孔６が設けられている。この連通孔６には、連通孔６から噴出した作動流体が半径方向隙間部に向かうことを妨げるように形成され、カバー５上に植立した流動制御部８が挿入されている。【選択図】図２
2009243593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が開口され、他端側が閉鎖された軸受孔を有するスリーブと、
前記軸受孔に挿入され相対回転自在に支持されるシャフトと、
前記スリーブの前記一端側の端面を、軸方向隙間部を介して覆うと共に、前記シャフトの外周円筒面に対して半径方向隙間部を介して対向配置するように前記スリーブに固定されたカバーと、
前記スリーブ上で、前記軸受孔にほぼ平行に配設され、前記軸受孔の閉鎖側の内部空間と前記軸方向隙間部とを連通する連通孔と、
前記カバーと前記スリーブとの間を含むスリーブ内空間に保持される作動流体と、
前記連通孔の前記一端側の開口部に挿入され、前記連通孔から前記軸方向隙間部側へ流出した前記作動流体が前記半径方向隙間部に向かうことを妨げる形状の流動制御部と、
を備えている流体軸受装置。
【請求項２】
前記連通孔の前記一端側における断面積を、前記連通孔の前記他端側における断面積より大きい形状に形成した請求項１に記載の流体軸受装置。
【請求項３】
前記流動制御部を半径方向外側から見たときに、前記連通孔の前記一端側を底辺とし前記連通孔における前記他端側を頂角とする略二等辺三角形をなすと共に、側面が前記スリーブの半径方向に向かう姿勢で配置された略三角柱形状である請求項１または請求項２に記載の流体軸受装置。
【請求項４】
前記流動制御部を板状に形成すると共に、前記板状部分を前記一端側における前記連通孔において前記シャフトに近接する側に配置した請求項１または請求項２に記載の流体軸受装置。
【請求項５】
前記流動制御部を、前記一端側における前記連通孔において前記シャフトに近接する側の壁面に当接させて配置した請求項１から請求項４の何れか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の流体軸受装置を備えたスピンドルモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のスピンドルモータを備えた情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク、光ディスク、ポリゴンミラーなどを回転駆動するスピンドルモータなどに使用される流体軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のハードディスク装置の高容量化に伴い、ハードディスク装置のスピンドルモータなどに用いられている軸受装置として、従来用いられていた玉軸受装置に代わって、玉軸受よりも回転精度が優れた流体軸受装置が多く用いられている。
【０００３】
この種の流体軸受装置として、例えば特許文献１に開示されている流体軸受装置がある。この流体軸受装置は、気泡による軸受性能の低下を安定的に防止しながら、作動流体が減少しても軸受性能を安定した状態で長期間にわたって良好に維持できる。
【特許文献１】特開２００６−１６１９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の技術では、軸受内部の圧力不均衡を解消すると共に、軸受内部で発生した気泡を排出する目的で軸受奥部と軸受外部近傍とを連通する連通孔を設けることが行われている。
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、スピンドルモータ外部から軸方向に衝撃が加わった時、スラストフランジ部が急激に上下することで負圧となって気泡が発生し、気泡の体積分の作動流体が連通孔から急激に噴出する。連通孔から噴出した作動流体は、気液境界面との距離が小さい半径方向内周側に向かって流れ込み、連通孔直近の軸受開口部から作動流体が漏れて軸受寿命の低下を招いたり、外部に漏れた作動流体がディスクに付着して、ディスクの読み書き障害を引き起こしたりする恐れがある、という課題を有していた。
【０００６】
そこで、本発明は、スピンドルモータ外部から軸方向に衝撃が加わった時でも、軸受開口部からの作動流体の漏出を防止できる流体軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明の流体軸受装置は、一端側が開口され、他端側が閉鎖された軸受孔を有するスリーブと、この軸受孔に挿入され相対回転自在に支持されるシャフトと、スリーブの一端側の端面を、軸方向隙間部を介して覆うと共に、シャフトの外周円筒面に対して半径方向隙間部を介して対向配置するようにスリーブに固定されたカバーと、スリーブ上で、軸受孔にほぼ平行に配設され、軸受孔の閉鎖側の内部空間と軸方向隙間部とを連通する連通孔と、カバーとスリーブとの間を含むスリーブ内空間に保持される作動流体と、連通孔の一端側の開口部に挿入され、連通孔から軸方向隙間部側へ流出した作動流体が半径方向隙間部に向かうことを妨げる形状の流動制御部を備えている構成としたものである。
【０００８】
また、連通孔の一端側における断面積を、連通孔の他端側における断面積より大きい形状に形成にしたものである。
【０００９】
また、流動制御部を半径方向外側から見たときに、連通孔の一端側を底辺とし連通孔における他端側を頂角とする略二等辺三角形をなすと共に、側面がスリーブの半径方向に向かう姿勢で配置された略三角柱形状である構成にしたものである。
【００１０】
また、流動制御部を板状に形成すると共に、板状部分を一端側における連通孔においてシャフトに近接する側に配置したものである。
【００１１】
さらに、流動制御部を、一端側における連通孔においてシャフトに近接する側の壁面に当接させて配置したものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明の流体軸受装置によれば、スピンドルモータ外部から軸方向に衝撃が加わった時でも、流動制御部を連通孔の一端側開口部に挿入する構成にしたので、連通孔の一端側開口部から軸方向隙間部側へ流出した作動流体が、半径方向隙間部側ではなく周方向側に流出しやすくなり、半径方向隙間部側に向かう作動流体の流量が減少する。これにより、軸受開口部からの作動流体漏れを防止できる流体軸受装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の流体軸受装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。この実施の形態では、ハードディスク装置のスピンドルモータにこの流体軸受装置が使用されている場合を説明する。なお、以下の説明は、便宜上、図１に示すように、スリーブの軸受孔における一端側が上方に、他端側が下方に配置された場合として説明するが、実際に使用する場合はこの配置に限るものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における流体軸受装置の断面図である。図１に示す軸受装置のスリーブ２は、軸受孔２ａを有し、その一端側で開口端２ａａを形成し、他端側で閉鎖端２ａｂを形成している。このスリーブ２の軸受孔２ａにシャフト１が間隙を介して回転自在に挿入されている。
【００１５】
シャフト１の下端部には、圧入、溶接、ねじ止めなどによりシャフト１よりも大径であるスラストフランジ３が固定されている。このスラストフランジ３はスリーブ２の閉鎖端２ａｂ側の大径孔部２ａｃ内に配置されると共に、スリーブ２の他端側端面２ｅに対して間隙を介して配置されている。またスラストフランジ３の下面と対向するように、スラスト板４がスリーブ２の底部にかしめや接着などによって固定されている。
【００１６】
さらに、これらの構成に加えて、スリーブ２の一端側端面２ｄに対して軸方向隙間部を介して覆うと共にシャフト１の外周円筒面に対して半径方向隙間部を介して対向配置するようにカバー５をスリーブ２に固定している。
【００１７】
そして、スリーブ２の外周側には、軸受孔２ａに対して略平行に延びる連通路６が穿孔されており、この連通孔６により、大径孔部２ａｃ近傍の空間領域と、カバー５とスリーブ２の一端側端面２ｄ間の空間領域とが連通されている。
【００１８】
また、カバー５とスリーブ２との間を含むスリーブ２の内部空間（すなわち、シャフト１の外周面とスリーブ２の内周面との間の空間、軸受孔２ａの大径孔部２ａｃ内の空間、、連通路６内の空間、スリーブ２の一端側端面２ｄとカバー５との間の空間など）にエステル系またはフッ素系潤滑油またはイオン性液体などの作動流体７が充填されている。
【００１９】
ここで図２（ａ）は、図１において破線で囲んだＡ部の拡大図である。そして図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面の矢視図である。また図２（ｃ）は流動制御部８の斜視図である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、カバー５上に形成された流動制御部８が連通孔６の一端側の開口部に挿入されている。この流動制御部８の形状は、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように半径方向外側から見たときに、連通孔６の一端側を底辺とし連通孔６における他端側を頂角とする略二等辺三角形をなすとともに、側面がスリーブ２の半径方向に向かう姿勢で配置された略三角柱形状である。
【００２１】
また、流動制御部８が挿入される連通孔６の一端側の開口部の領域には、拡径部６ａが設けられている。
【００２２】
以上のように構成された本実施の形態における流体軸受装置の作動流体の挙動について説明する。
【００２３】
軸受に衝撃が加わり、図１に示すシャフト１とスラストフランジ３が急激にスリーブ２内で上下すると、軸受内部で負圧領域が生じ、作動流体７中に溶け込んでいる空気が作動流体７中に一瞬のうちに気泡となって出現する。ところがこの気泡は一旦発生すると作動流体７中に再び溶け込むには時間が掛かるため、発生した気泡に相当する体積分だけ図２（ａ）に示す軸受開口部９等における気液境界面の位置を変化させる。
【００２４】
ここで、従来の構成においては、気泡発生によって見かけ上増加した作動流体７は連通孔６を経由して噴出し、その結果、環状の開口端２ａａの中で連通孔６に最も近い位置（図３に示す連通孔６の中心Ｏｃと軸受孔２ａの中心Ｏｂとを半径方向に結んだ直線Ｌと開口端２ａａとの交点Ｘの近傍）において集中的に作動流体７が漏れ出ていた。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、連通孔６から作動流体７が噴出しても、上記形状の流動制御部８を連通孔６の上部に配設しているため、作動流体７は図２（ｂ）に矢印Ｆで示すように流動方向を制御される。すなわち図３における交点Ｘに向かう（すなわち半径方向隙間部に向かう）ことを抑制され、大半が円周方向（θ方向）に向かうように導かれる。その結果、噴出した作動流体７は交点Ｘの1カ所に集中することなく環状の開口端２ａａ全体にわたって広く拡散するので、作動流体７が軸受の外部に漏れ出ることを防止できる。
【００２６】
また、流動制御部８が挿入される連通孔６の一端側の開口部の領域に拡径部６ａを設けている。これにより、流動制御部８を連通孔６の一端側の開口部に挿入しても、流動制御部８と連通孔６間の作動流体７の流動断面積が小さくなることによって作動流体７の噴出速度が大きくなることを防止することができる。
【００２７】
したがって、本実施の形態によれば、スピンドルモータ外部から軸方向に衝撃が加わった時でも軸受開口部９からの作動流体漏れを確実に防止することができ、軸受部の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
なお、この流動制御部８は連通孔６の一端側開口部から軸方向隙間部側へ流出した作動流体が、半径方向隙間部に向かうことを妨げる形状ならどのような形状でも良い。また、連通孔６内を通過する作動流体７の速度が小さい場合は、図４に示すように連通孔６の一端側の開口部に拡径部を設けなくとも良い。
【００２９】
図５に示すように、上記軸受装置１４を搭載したスピンドルモータ１０では、ステータ１１に通電されると回転磁界が発生し、ロータマグネット１２に回転力が付与される。これにより、回転部材１３を、シャフト１を回転中心としてシャフト１とともに回転させることができる。
【００３０】
シャフト１が回転すると、半径方向および軸方向の支持圧が発生し、シャフト１がスリーブ２に対して非接触状態で支持される。すなわち静止部材１５に対して回転部材１３が非接触状態で回転可能となり、これにより記録ディスク１６の高精度な高速回転が実現される。
【００３１】
また、図６に示すように、記録ヘッド１７によって記録ディスク１６に記録された情報を再生したり、記録ディスク１６に対して情報を記録したりする情報装置１８に対して本発明を適用したスピンドルモータ１０を搭載することもできる。
【００３２】
これにより、大きな衝撃印加が想定される状況で使用される場合であっても、耐衝撃性を確保し、回転精度が高く、作動流体が漏れることが無い高い信頼性を有する小型・薄型化に適した情報装置を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２の流体軸受装置における連通孔６の一端側の開口部と流動制御部の拡大図を示す。本実施の形態において、実施の形態１の構成と異なるところは図２（ｂ）に示すカバー５上に形成された流動制御部の形状である。実施の形態２では図７に示すように、円弧板形状の流動制御部８ａを形成し、円弧板形状部分をシャフト１に近接する側に配置したことによって、半径方向隙間部側に流入しようとする作動流体７を遮断することができ、連通孔６の一端側の開口部から軸方向隙間部側へ流出した作動流体を半径方向隙間部に向かい、開口部から作動流体が漏出することを防止することができる。
【００３４】
また、図８に示すように、流動制御部８ｂを薄く構成してバネ性を持たせて、シャフト１に近接する側の連通孔６の壁面に当接させて配置することにより、流動制御部８ｂと連通孔６の半径隙間が狭くなり、作動流体７が半径方向隙間部に向かうことを更に確実に防ぐことができ好ましい。この構成の場合、連通孔６の上部にはテーパ部６ｂを形成すると流動制御部８ｂの挿入も容易になるだけでなく、テーパ部６ｂと流動制御部８ｂ間もより密になるので、作動流体が半径方向隙間部に向かうことをより確実に抑制することが出来る。
【００３５】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３の流体軸受装置の連通孔６の一端側の開口部と流動制御部の拡大図を示す。実施の形態３において、実施の形態１と異なるところは図２（ｂ）に示すカバー５上に形成された流動制御部８の形状である。実施の形態３では図９に示すように流動制御部８ｃの形状を、実施の形態１の流動制御部８と図７に示す実施の形態２の流動制御部８ａ、または図８に示す流動制御部８ｂとを合わせた形状にしている。
【００３６】
これによって、連通孔６の一端側の開口部から軸方向隙間部側へ流出した作動流体が半径方向隙間部に向かうことをより確実に防ぐことが出来るので、軸受開口部９からの作動流体漏れをより確実に防止することができる。
【００３７】
なお、上記の説明において流動制御部はカバー上に一体的に形成されたものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば流動制御部は一つの独立した部品として構成されて、スリーブにカバーを固定する前に流動制御部を連通孔上部に固定したものであっても良い。さらにはスリーブを焼結材料や樹脂成型品などで構成し、この流動制御部をスリーブと共に一体成形したものであっても良い。
【００３８】
また、上記実施の形態においてはシャフトが回転する、いわゆる軸回転構成に関して記載したが本願はこれに限定される物ではなく、軸固定構成であっても適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる流体軸受装置は、連通孔から軸方向隙間部側へ流出した作動流体が、半径方向隙間部に向かうことを妨げることが可能という効果を奏するので、ハードディスク用、光ディスク用、ポリゴンミラースピンドルモータ用などの流体軸受装置に対して広く適用でき、特にモバイル使用時や設置時に衝撃が掛かりやすい機器類に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１における流体軸受装置の断面図
【図２】図１におけるＡ部を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における流体軸受装置の流動制御部が挿入される一端側の連通孔の平面図
【図４】図１におけるＡ部の他の実施形態を示す図
【図５】本発明の流体軸受装置を搭載したスピンドルモータの断面図
【図６】本発明の情報機器としてのハードディスク装置の断面図
【図７】本発明の実施の形態２における流体軸受装置の流動制御部を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における流体軸受装置の流動制御部の他の実施形態を示す図
【図９】本発明の実施の形態３における流体軸受装置の流動制御部を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１  シャフト
２  スリーブ
２а  軸受孔
２ａａ  開口端
２ａｂ  閉鎖端
２ａｃ  大径孔部
３  スラストフランジ
４  スラスト板
５  カバー
６  連通孔
７  作動流体
８  流動制御部
９  軸受開口部
１０  スピンドルモータ
１１  ステータ
１２  ロータマグネット
１３  回転部材
１４  軸受装置
１５  静止部材
１６  記録ディスク
１７  記録ヘッド
１８  情報装置
【図１】
2009243593.tif 000003
【図２】
2009243593.tif 000004
【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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