JP2003156034A - 動圧軸受及びこれを備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを有するディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な製造工程を要することなく、所定の軸受
部に所定量のオイルを注入することを可能とすると共
に、微小間隙内へのオイル注入時にオイルと空気との交
換を容易に行う。 【解決手段】一対のラジアル動圧軸受部間に、それぞれ
各ラジアル動圧軸受部に連続する一対のテーパ状空間を
有し且つ空気が保持される気体介在部を形成する。気体
介在部に保持される空気は、一対のテーパ状空間の一方
に開口する連通孔を通じて外気と連通され、連通孔が開
口するテーパ状空間に連続する側のラジアル動圧軸受部
へのオイルの注入を、この連通孔を通じて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は作動流体としてオイ
ルを使用する動圧軸受及びこれを備えたスピンドルモー
タ並びにこのスピンドルモータを有するディスク駆動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク等のディスク状記録媒体
を回転駆動するために使用されるスピンドルモータは、
ディスクの記憶容量の増大や記録ヘッドによるデータへ
のアクセス速度の向上にともない、これまでロータの回
転を支持するための軸受手段として主に採用されてきた
ボールベアリングの限界性能近くにまで回転速度が高速
化しつつあり、これに代わって回転時に動圧発生溝のポ
ンピングアクションによってオイル等の作動流体に誘起
される動圧を利用し、非接触状態でロータの回転を支持
することが可能な動圧軸受が採用されるようになってき
た。

【０００３】このような従来の流体動圧軸受を使用する
スピンドルモータは、図５に示すとおり、ロータａと一
体をなすシャフトｂの外周面と、このシャフトｂが回転
自在に挿通されるスリーブｃの内周面との間に、ヘリン
グボーン溝ｄ１，ｄ１を有する一対のラジアル動圧軸受
部ｄ，ｄが構成され、またシャフトａの一方の端部外周
面から半径方向外方に突出するディスク状スラストプレ
ートｅの上面とスリーブｂに形成された段部の平坦面と
の間並びにスラストプレートｅの下面とスリーブｂの一
方の開口を閉塞するスラストブッシュｆとの間に、ヘリ
ングボーングルーブｇ１，ｇ１を有する一対のスラスト
動圧軸受部ｇ，ｇが構成されている。

【０００４】シャフトｂとスリーブｃとの間には、一対
のラジアル動圧軸受部ｄ，ｄの間に、半径方向の隙間寸
法がラジアル動圧軸受部ｄ，ｄ側からそれぞれテーパ状
に拡大し、連通孔ｈを通じて外気に連通可能な空気が保
持される気体介在部ｉが形成されており、この気体介在
部によってオイルが分離されている。

【０００５】この連通孔ｈは、オイルの内圧と外気圧と
の圧力関係に応じてオイルの界面位置を調節するオイル
バッファとしての機能と、オイル内で発生した気泡を排
出する機能とを担っている。

【０００６】上記構成の動圧軸受へのオイルの注入は、
連通孔ｈを通じて行われる。

【０００７】すなわち、シャフトｂ並びにスラストプレ
ートｅとスリーブｃ並びにスラストブッシュｆとからな
るベアリングアッセンブリを形成しておき、オイル注油
機を用いて連通孔ｈを通じて気体介在部ｉ内にオイルを
注入する。

【０００８】この状態で一時放置すると、気体介在部ｉ
内に貯えられたオイルが毛細管力によってラジアル動圧
軸受部ｄ，ｄ及びスラスト動圧軸受部ｇ，ｇを構成する
微小間隙内へと侵入する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、各軸受部にオイルが適切に分配されない懸念が
ある。

【００１０】つまり、加工誤差等によって、各ラジアル
動圧軸受部ｄ，ｄに隣接する気体介在部ｉのテーパ状部
分の傾斜角が不均一に形成された場合、間隙の隙間寸法
に影響される毛細管力も不均一となり、オイルはテーパ
状部分の傾斜角が小さい方に偏って移動することとなる
ためである。

【００１１】特に、一対のラジアル動圧軸受部ｄ，ｄの
うち、スラストプレートｅから遠い側のラジアル動圧軸
受部は、スラスト動圧軸受部ｇ，ｇに連続する他方のラ
ジアル動圧軸受部よりもオイルの保持量が少ないことか
ら、所定量のオイルが分配されない場合は、早期にオイ
ルの不足が生じることとなる。

【００１２】また、スラストプレートｅの周辺部分は構
造が複雑であり、オイル内に気泡が残留する懸念があ
る。

【００１３】このようなオイル保持量の不均一や気泡の
残留は、ＮＲＲＯ（非繰り返し性振れ成分）の悪化や振
動の発生並びに軸受外部へのオイルの流出といった、軸
受としての信頼性や耐久性を損なう問題が発生する原因
となる。

【００１４】本発明は、複雑な製造工程を要することな
く、所定の軸受部に所定量のオイルを注入することがで
きると共に、微小間隙内へのオイル注入時にオイルと空
気との交換を容易に行うことができる動圧軸受及びこれ
を備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータ
を有するディスク駆動装置を提供することを目的として
いる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シャフトと、該シャフトが相対回転自在に挿通され
る円筒状スリーブと、オイルを作動流体として該シャフ
トとスリーブとの相対回転を支持する一対のラジアル動
圧軸受部とを有してなる動圧軸受であって、前記一対の
ラジアル動圧軸受部間には、それぞれ各ラジアル動圧軸
受部に連続する一対のテーパ状空間を有し且つ空気が保
持される気体介在部が形成されており、前記気体介在部
に保持される空気は、前記一対のテーパ状空間のうちい
ずれか一方に開口する連通孔を通じて外気と連通され、
前記連通孔が開口するテーパ状空間に連続する側の前記
ラジアル動圧軸受部への前記オイルの注入は、前記連通
孔を通じて行われることで、毛細管力を利用してラジア
ル動圧軸受部にオイルを確実に注入することを可能とす
る。

【００１６】請求項２に記載の発明は、シャフトと、該
シャフトの先端部外周面から半径方向外方に突設される
円板状のスラストプレートと、前記シャフトが挿通され
る貫通孔並びに前記スラストプレートを収納する段部と
を有する円筒状のスリーブと、該スリーブの貫通孔の一
方開口を閉塞し前記スラストプレートと軸線方向に対向
するキャップとを備えた動圧軸受であって、前記シャフ
ト並びに前記スラストプレートと前記貫通孔及び前記段
部並びに前記キャップとの間には、オイルが保持される
微小間隙が規定され、前記シャフトと前記貫通孔との間
には、一対のラジアル動圧軸受部が構成され、スラスト
プレートと前記段部との間には、一方のスラスト動圧軸
受が前記ラジアル動圧軸受に隣接して構成され、前記ス
ラストプレートと前記キャップとの間には、他方のスラ
スト動圧軸受が構成されており、前記一対のラジアル動
圧軸受部間には、各ラジアル動圧軸受部から遠離るにし
たがって前記シャフトと前記貫通孔との間に規定される
前記微小間隙の半径方向の隙間寸法が拡大する一対のテ
ーパ状空間を有し且つ空気が保持される気体介在部が形
成されており、前記気体介在部に保持される空気は、前
記スリーブの外周面と前記一対のラジアル動圧軸受部の
うち前記スラストプレートから遠い側に位置するラジア
ル動圧軸受部に隣接する前記テーパ状空間内とに開口す
る連通孔を通じて外気と連通され、前記スラストプレー
トから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部へのオイル
注入は、前記連通孔を通じて行われ、気体介在部に保持
される空気によって分離されるオイルを作動流体とする
一対のラジアル動圧軸受部へのオイル注入を毛細管力に
よって行う場合に、スラストプレートから遠い側のラジ
アル動圧軸受部に確実に所定量のオイルを注入すること
を可能とする。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の動圧軸受であって、前記一対のラジアル動圧軸受部の
うち前記スラストプレートに近接する側に位置するラジ
アル動圧軸受部と前記一方のスラスト動圧軸受部との間
には、前記オイルが連続して保持されると共に、前記ス
リーブには、前記スラストプレートの外周面と半径方向
に対向する前記段部の内周面と前記スリーブの外周面と
に開口する第２の連通孔が複数形成され、前記一方のス
ラスト動圧軸受部と前記スラストプレートに近接する側
に位置するラジアル動圧軸受部及び他方のスラスト動圧
軸受部へのオイル注入は、該第２の連通孔を通じて行わ
れ且つ前記第２の連通孔のうち、少なくとも１つは該オ
イル注入の際に空気抜きとして利用されるので、微小間
隙内へのオイルの注入量に応じて、これと同等の空気が
空気抜きとして利用される第２の連通孔を通じて排出さ
れるため、微小間隙内でのオイルと空気の交換が同時且
つ円滑に行われ、スラストプレート周辺部分の微小間隙
内に空気が残留する危険性が可及的に小さくなる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の動圧軸受であって、前記スラストプレートの外周面と
前記段部の内周面との間には、半径方向の隙間寸法が前
記一方及び他方のスラスト動圧軸受部から遠離るにした
がって拡大する一対のテーパ状空間を有し且つ空気が保
持される第２の気体介在部が形成されており、前記第２
の連通孔は該第２の気体介在部内に開口するので、各オ
イルの界面を同じ空気圧に晒すことで、安定した軸支持
を行うことが可能となる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、ステータを保持
するブラケットと、該ブラケットに対して相対回転する
ロータと、該ロータに固着され該ステータと協働して回
転磁界を発生するロータマグネットと、該ロータの回転
を支持する動圧軸受とを備えたスピンドルモータにおい
て、前記動圧軸受は、請求項１乃至４のいずれかに記載
した動圧軸受であるので、所望の軸受部に所定量のオイ
ルを確実に注入されることとなる。

【００２０】請求項６に記載の発明は、情報を記録でき
る円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置におい
て、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され該記
録媒体を回転させるスピンドルモータと、該記録媒体の
所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報ア
クセス手段とを有するディスク駆動装置であって、前記
スピンドルモータは、請求項５に記載したスピンドルモ
ータであるので、高い信頼性並びに耐久性が要求される
ハードディスクを駆動するディスク駆動装置において好
適に使用可能であるが、これに限定されず、ハードディ
スク等の固定式又はＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱式の
記録媒体を駆動するディスク駆動装置においても同様に
使用可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る動圧軸受及び
これを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモ
ータを用いたディスク駆動装置の実施形態について図１
乃至図４を参照して説明するが、本発明は以下に示す実
施例に限定されるものではない。

【００２２】図１において、シャフト２とこのシャフト
２の下端部の外周面から半径方向外方に同軸状に突出す
る円板状のスラストプレート４とが一体的に形成されて
いる。シャフト２の上端部は、シャフト２の外径が上方
に向かって漸次縮小するテーパ状の傾斜面を有する第１
の環状溝２ａが形成されている。シャフト２の外周面の
軸線方向中間部にはシャフト２の軸線方向中央部方向に
向かって傾斜する一対の傾斜面を有する第２の環状溝２
ｂが形成されている。シャフト２のスラストプレート４
側の端部とは反対側の端部は、カップ状のロータハブ６
に取付けられる。ロータハブ６の内周面にはロータマグ
ネット８が装着される。

【００２３】シャフト２は、固定の円筒状スリーブ１０
内に設けられた貫通孔内に挿通され、貫通孔の内周面と
シャフト２の外周面との間には微小間隙が規定されてい
る。貫通孔の一方の端部には、スラストプレート４と協
働して後に詳述する上部スラスト動圧軸受部を構成する
段部が設けられている。また、スリーブ１０の貫通孔の
段部が形成される側の開口は、スラストプレート４の下
面と協働して後に詳述する下部スラスト動圧軸受部を構
成するカウンタプレート１２によって閉塞される。スラ
ストプレート４の上下面と段部の下面並びに内周面、そ
してカウンタプレート１２の上面との間には、微小間隙
が規定されている。スリーブ１０の貫通孔の上方側開口
は、シャフト２の第１の環状溝２ａの傾斜面との間に規
定されるテーパ状シールＳ１において外気に開放されて
いる。また、スリーブ１０の外周部はブラケット１６に
設けられた環状の円筒壁１６ａ内に装着される。円筒壁
１６ａの外周部にはステータ１８が取付けられ、ロータ
マグネット８と半径方向に対向する。

【００２４】スリーブ１０の貫通孔の内周面は、シャフ
ト２の外周面に形成された第２の環状溝２ｂと半径方向
に対向して、スリーブ１０の貫通孔の内周面とシャフト
２の外周面との間の半径方向の微小間隙が拡大する間隙
拡大部２０が規定されている。またスリーブ１０には、
間隙拡大部２０を軸受外部に開放するために半径方向に
延設される第１の連通孔１０ａが設けられている。間隙
拡大部２０には、第１の通気１０ａを通じて取り込まれ
た空気が保持されている。この間隙拡大部２０部分の構
成は後に詳述する。

【００２５】間隙拡大部２０の軸線方向上下部には、シ
ャフト２の外周面とスリーブ１０の貫通孔の内周面との
間に規定される微小間隙内にオイルが保持されて、それ
ぞれ上部ラジアル動圧軸受部２２と下部ラジアル動圧軸
受部２４とが構成されている。スリーブ１０の貫通孔の
内周面のシャフト２の外周面との間に上部ラジアル動圧
軸受部２２を規定する部分には、動圧発生溝２２ａとし
て中心位置（溝の曲折部分の位置）が上部ラジアル動圧
軸受部２２の軸線方向中間位置に位置するよう形成され
る軸線方向に対称な形状のヘリングボーン溝が設けられ
ており、モータの回転時には、このヘリングボーン溝に
よって上部ラジアル動圧軸受部２２に保持されたオイル
にヘリングボーン溝の両端側（軸線方向上下部側）から
溝の曲折部分に向かって作用する動圧が発生する。つま
り、上部ラジアル動圧軸受部２２では、軸線方向中間位
置において圧力ピークが発生し、両端部において最も圧
力が低くなるよう構成されている。

【００２６】また、スリーブ１０の貫通孔の内周面のシ
ャフト２の外周面との間に下部ラジアル動圧軸受部２４
を規定する部分には、動圧発生溝２４ａとして中心位置
（溝の曲折部分の位置）が下部ラジアル動圧軸受部２４
の下方に偏倚して位置するよう形成される軸線方向に非
対称な形状のヘリングボーン溝が設けられており、モー
タの回転時には、ヘリングボーン溝によって下部ラジア
ル動圧軸受部２４に保持されたオイルにヘリングボーン
溝の両端側（上下部側）から溝の曲折部分に向かって作
用する動圧が発生する。つまり、下部ラジアル動圧軸受
部２４では、軸線方向下端部近傍において圧力ピークが
発生し、上端部において最も圧力が低くなるよう構成さ
れている。

【００２７】上部ラジアル動圧軸受部２２の上側には第
１のテーパ状シールＳ１が位置しており、スリーブ１０
の貫通孔の内周面とシャフト２の外周面との間の間隙の
半径方向寸法が軸線方向上方に向かうにつれて漸次拡大
する。また、上部ラジアル動圧軸受部２２の下側と下部
ラジアル動圧軸受部２４の上側との間には、図２におい
てより詳細に図示されるとおり、シャフト２の外周面に
一対の傾斜面２ｂ１，２ｂ２とこれら傾斜面２ｂ１，２
ｂ２間に位置し、スリーブ１０の貫通孔の内周面との間
に規定される間隙の半径方向の隙間寸法が実質的に変化
しない平坦面２ｂ３とから構成される第２の環状溝２ｂ
が位置しており、第２の環状溝２ｂの一対の傾斜面２ｂ
１，２ｂ２とスリーブ１０の貫通孔の内周面との間に規
定される間隙拡大部２０は、平坦面２ｂ３から軸線方向
上下方向に向かって間隙寸法が漸次縮小し、それぞれ第
２のテーパ状シールＳ２と第３のテーパ状シールＳ３と
が規定される。上部ラジアル動圧軸受部２２及び下部ラ
ジアル動圧軸受部２４に保持されるオイルと間隙拡大部
２０に保持される外気との気液界面は、第２のテーパ状
シールＳ２及び第３のテーパ状シールＳ３において、オ
イルに作用する外気の表面張力等の圧力がバランスする
位置に位置する。

【００２８】上部ラジアル動圧軸受部２２に保持される
オイルが長期間にわたる使用によって減少した場合に
は、第１のテーパ状シールＳ１側のオイルと空気との気
液界面と第２のテーパ状シールＳ２側のオイルと空気と
の気液界面とに作用する空気の表面張力による圧力が等
しくなるよう作用し、これら気液界面がそれぞれ上部ラ
ジアル動圧軸受部２２側へ移動する。従って、第１及び
第２のテーパ状シールＳ１，Ｓ２に保持されていたオイ
ルが、上部ラジアル動圧軸受部２２に補充される。

【００２９】スラストプレート４の上面とこれと軸線方
向に対向するスリーブ１０の段部の下面との間に規定さ
れる微小間隙内には、下部ラジアル動圧軸受部に連続し
てオイルが保持されると共に、スラストプレート４の上
面に動圧発生用溝２６ａとしてポンプイン型のスパイラ
ル溝が形成されて上部スラスト動圧軸受部２６が構成さ
れる。

【００３０】また、スラストプレート４の下面とこれと
軸線方向に対向するカウンタプレート１２との間に規定
される微小間隙内にはオイルが保持されると共に、スラ
ストプレート４の下面には、動圧発生用溝２８ａとし
て、上部スラスト動圧軸受部２６と同様にポンプイン型
のスパイラル溝が形成されて下部スラスト動圧軸受部２
８が構成される。

【００３１】モータの回転時には、スパイラル溝によっ
て、上部及び下部スラスト動圧軸受部２６及び２８に保
持されたオイルに半径方向内方に向かって圧力が高くな
るよう作用する動圧が発生する。

【００３２】上部スラスト動圧軸受部２６に保持される
オイルには、モータの回転時にスパイラル溝によって半
径方向内方に作用する動圧が発生するが、スラストプレ
ート４の回転中心側にはシャフト２が位置するため、ス
パイラル溝によるオイルに対する半径方向内方への作用
は、このシャフト２によって阻止される。しかしなが
ら、上部スラスト動圧軸受部２６に隣接する下部ラジア
ル動圧軸受部２４には、軸線方向下端部近傍において圧
力ピークが発生するよう軸線方向にアンバランスなヘリ
ングボーン溝が形成されていると共に、下部ラジアル動
圧軸受部２４と上部スラスト動圧軸受部２６との間には
連続してオイルが保持されていることから、これら下部
ラジアル動圧軸受部２４と上部スラスト動圧軸受部２６
との境界部近傍において、オイルに作用する動圧の圧力
ピークが発生する。従って、下部ラジアル動圧軸受部２
４と上部スラスト動圧軸受部２６とは、協働して回転シ
ャフト部１２を支持するために必要な動圧を発生する。

【００３３】また、下部スラスト動圧軸受部２８におい
ては、スパイラル溝によるオイルに対する半径方向内方
への作用によってシャフト２の軸芯近傍においてオイル
に作用する動圧の圧力ピークが発生し、その分布形状は
概ね軸心に関して対称である。

【００３４】上部及び下部スラスト動圧軸受部２６，２
８に形成される動圧発生用溝２６ａ，２８ａをスパイラ
ル溝とすることで、オイルの粘性に起因する抵抗が小さ
くなると共に、スラスト動圧軸受部の動圧発生用溝をヘ
リングボーン溝とする場合に比べて、スラストプレート
４を小径化することができるため、モータの回転時に生
じる損失（回転負荷の増加）を抑制し、モータの消費電
力を少なくすることができる。

【００３５】更に、図３においてより詳細に図示される
ように、スラストプレート４の外周面には、上部スラス
ト動圧軸受部２６を構成するスラストプレート４の上面
側からスラストプレート４の厚み方向（軸線方向）中央
部に向かってスリーブ１０に設けられた段部の内周面と
の間に規定される半径方向の間隙の間隙寸法が拡大する
テーパ状の傾斜面と下部スラスト動圧軸受部２８を構成
するスラストプレート４の下面側からスラストプレート
４の厚み方向（軸線方向）中央部に向かってスリーブ１
０に設けられた段部の内周面との間に規定される半径方
向の間隙の間隙寸法が拡大するテーパ状の傾斜面とから
構成される断面形状が略Ｖ字状の第３の環状溝４ａが設
けられている。これら第３の環状溝４ａを規定する一対
の傾斜面は、それぞれスラストプレート４の上面及び下
面側からスラストプレート４の厚み方向の略中央部に向
かって実質的に同一の傾斜角をもって傾斜している。

【００３６】スリーブ１０には、スリーブ１０の段部の
内周面及びスリーブ１０の外周面に開口するよう半径方
向に延設される複数の第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２
が設けられており、各第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２
は、ブラケット１６に設けられた環状の円筒壁１６ａの
内周面に全周にわたって形成された環状凹溝１６ａ１に
よって連結されている。また、この環状凹溝１６ａ１に
連続するようにスリーブ１０の外周面の一部には軸線方
向の切欠き１０ｃが設けられており、これら切欠き１０
ｃ、環状凹溝１６ａ１及び第２の連通孔１０ｂ１，１０
ｂ２を通じて、第３の環状溝４ａとスリーブ１０に設け
られた段部の内周面との間に規定される一対のテーパ状
の空間内に外気が取り入れられ保持されている。上部ス
ラスト動圧軸受部２６及び下部スラスト動圧軸受部２８
に保持されるオイルと外気との気液界面は、この第３の
環状溝４ａとスリーブ１０の段部の内周面との間に規定
される一対のテーパ状の空間において、オイルに作用す
る外気の表面張力等の圧力がバランスする位置に形成さ
れる。すなわち、第３の環状溝４ａとスリーブ１０の段
部の内周面との間に規定される一対のテーパ状の空間
は、それぞれ第４のテーパ状シールＳ４及び第５のテー
パ状シールＳ５とを規定する。

【００３７】上記のようにスラストプレート４の外周面
に設けられた第３の環状溝４ａは、実質的に同一の傾斜
角を有する一対の傾斜面から構成されるので、第４及び
第５のテーパ状シールＳ４，Ｓ５も実質的に同一のテー
パ角及びシール長（シール機能を発揮する領域の寸法）
を有している。また、上部スラスト動圧軸受部２６に連
続してオイルが保持される下部ラジアル動圧軸受部に保
持されるオイルの端部である、第３のテーパ状シールＳ
３は、第４並びに第５のテーパ状シールＳ４，Ｓ５内に
保持されるオイルとオイルの内部圧力が等しくなるよう
バランス可能な形状を有する。従って、スラストプレー
ト４の外周部に保持されるオイルは、スラストプレート
４の厚み方向略中央部を介して実質的に均等となるよう
分離されており、そのため下部ラジアル動圧軸受部２
２，上部スラスト動圧軸受部２６並びに下部スラスト動
圧軸受部２８に保持されるオイルのバッファオイルとし
て機能するオイルの量にアンバランスが生じることはな
い。

【００３８】尚、上部ラジアル動圧軸受部２２に保持さ
れるオイルの気液界面が位置する第１のテーパ状シール
Ｓ１及び第２のテーパ状シールＳ２の形状は、上部ラジ
アル動圧軸受部２２に保持されるオイルの量を勘案し、
下部ラジアル動圧軸受部２４、上部及び下部スラスト動
圧軸受部２６，２８における軸受部に保持されるオイル
に対するバッファオイルが実質的に同等となるよう設定
される。これにより、スピンドルモータにおける各軸受
部で保持されるオイルの量に対するバッファオイルの量
が実質的に等しくなり、蒸発等によってオイルが減少し
た場合の各軸受部間での減少率も実質的に等しくなる。
よって、一部の軸受部のみバッファオイルとして機能す
る、テーパ状シール内に保持されるオイルの量が少なく
なり、早期に枯渇するといった軸受としての耐久性及び
信頼性を低下させる問題の発生が防止される。

【００３９】この場合のテーパ状シールを構成する各傾
斜面の傾斜角は、軸受部の寸法、軸受を構成するシャフ
トやスリーブといった部材の材質、軸受部に保持される
オイルの量や粘性等を考慮し、適宜選択可能であるが、
概ね５度乃至５０度、好ましくは１５度から４０度の範
囲に設定するのが良い。

【００４０】次に、図２及び図３を参照して上記構成の
スピンドルモータにおける各動圧軸受部２２，２４，２
６及び２８に対するオイル注入について説明する。

【００４１】まず、第１の連通孔１０ａは環状溝２ｂの
うち上部ラジアル動圧軸受部２２に隣接する傾斜面２ｂ
１に対向して開口しており、この第１の連通孔１０ａを
通じて間隙拡大部２０内の第２のテーパ状シールＳ２部
分にオイルが注入される。第１の連通孔１０ａを通じて
注入されたオイルは、一旦第２のテーパ状シールＳ２内
に留まったのち、毛細管力によって上部ラジアル動圧軸
受部２２内に侵入し、上部ラジアル動圧軸受部２２部分
に規定される微小間隙内にあった空気と入れ替わり、第
１のテーパ状シールＳ１に至る。その後、第１のテーパ
状シールＳ１内の気液界面と第２のテーパ状シールＳ２
内の気液界面とが同等の圧力バランスとなることで、オ
イルの移動が止まり、こうして一次注入が完了する。

【００４２】オイルの一次注入が完了すると第２の連通
孔１０ｂ２を通じてスラストプレート４の外周部分にオ
イルが注入され、二次注入が行われる。スラストプレー
ト４の外周部分に注入されたオイルは、毛細管現象によ
って下部ラジアル動圧軸受部２４並びに上部スラスト動
圧軸受部２６側の微小間隙内及び下部スラスト動圧軸受
部２８側の微小間隙内へと侵入する。その際、オイル注
入前に上部及び下部スラスト動圧軸受部２６，２８側の
微小間隙内に存在していた空気は、第２の連通孔１０ｂ
１を通じて外部に排出される。尚、オイルの一次注入と
二次注入とを、同時に行うことも可能である。

【００４３】このように、一次注入、二次注入ともに、
微小間隙内に存在していた空気の逃がしを確保した上で
オイル注入が行われるので、オイルと空気との交換が円
滑に行われ、微小間隙内に空気が残留する危険性が可及
的に小さくなる。

【００４４】また、一次注入でのオイルの注入位置を第
２のテーパ状シールＳ２内とすることで、注入したオイ
ルが確実に上部ラジアル動圧軸受部２２側の微小間隙内
に侵入することとなるので、オイル注入量の制御も容易
となる。

【００４５】上記一次注入並びに二次注入が完了する
と、モータを所定の回転数で駆動し、初期エージングを
行う。この初期エージング時に、オイルが動圧発生用溝
２２ａ，２４ａ，２６ａ及び２８ａによるポンピングで
各軸受部に適切に配分されることとなるが、この時、モ
ータを定常回転数よりも高い回転数で駆動することで、
オイルと空気との置換をより確実且つ迅速に行うことが
可能となる。この初期エージング工程が終了すると、動
圧軸受部（ユニット）の組立が完了したこととなる。

【００４６】次に、図５おいて模式的に示す一般的なデ
ィスク駆動装置５０の内部構成について説明する。図５
において示すとおり、ハウジング５１の内部は塵・埃等
が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内
部に情報を記憶する円板状のディスク板５３が装着され
たスピンドルモータ５２が設置されている。加えてハウ
ジング５１の内部には、ディスク板５３に対して情報を
読み書きするヘッド移動機構５７が配置され、このヘッ
ド移動機構５７は、ディスク板５３上の情報を読み書き
するヘッド５６、このヘッドを支えるアーム５５及びヘ
ッド５６及びアーム５５をディスク板５３上の所要の位
置に移動させるアクチュエータ部５４により構成され
る。

【００４７】このようなディスク駆動装置５０のスピン
ドルモータ５２として図１において図示されるスピンド
ルモータを使用することで、高い回転精度並びに信頼性
・耐久性を有するディスク駆動装置を得ることが可能に
なる。

【００４８】以上、本発明に従う動圧軸受及びこれを用
いたスピンドルモータ並びにディスク駆動装置の一実施
形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することな
く種々の変形乃至修正が可能である。

【００４９】以上、本発明のスピンドルモータの実施形
態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定
されるものではなく、発明の範囲を逸脱することなく種
々の変形乃至修正が可能である。

【００５０】例えば上記実施形態においては、スラスト
プレート４の外周部に形成される第４及び第５のテーパ
状シールＳ４，Ｓ５に外気を取り込むために設けられた
第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２を回転軸芯に対して１
８０度対向する位置に一対設けた構成を有しているが、
第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２は第４及び第５のテー
パ状シールＳ４，Ｓ５に外気を取り込むことが可能とな
り且つオイルの二次注入時に空気の逃がしを確保するこ
とができるよう、少なくとも２つ形成されていればよ
く、また３つ以上形成することも可能である。

【００５１】また、環状溝２ｂは、平坦部２ｂ３は必ず
しも必要ではなく、一対の傾斜面２ｂ１，２ｂ２を直接
連結した構成とすることも可能である。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明では、毛細管力によって
動圧軸受部にオイルを確実に注入することが可能となる
ので、オイルの注入に複雑な工程を要しない。

【００５３】請求項２乃至請求項４の発明では、毛細管
力を利用して各軸受部に対して所定量のオイルを確実に
且つ気泡が残留することなく注入することができるの
で、ＮＲＲＯの悪化や振動の発生並びに軸受外部へのオ
イルの流出といった、軸受としての信頼性や耐久性を損
なう問題の発生を防止することが可能となる。

【００５４】請求項５の発明では、請求項１乃至請求項
４に係る動圧軸受を用いたスピンドルモータとすること
で、所望の軸受部に所定量のオイルを確実に注入するこ
とが可能となる。

【００５５】請求項６の発明では、請求項５に係るスピ
ンドルモータを用いたディスク駆動装置とすることで、
ディスクの振れ回りによるディスクの記録面とヘッドと
の接触破壊の発生及び軸受部から流出したオイルに起因
する装置内の汚染とこれによるデータの読み書きエラー
の発生を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動圧軸受を用いたスピンドルモー
タを示す断面図である。

【図２】図１に図示されるスピンドルモータにおけるラ
ジアル動圧軸受部間の構成を拡大して示す、拡大部分断
面図である。

【図３】図１に図示されるスピンドルモータにおけるス
ラストプレートまわりの構成を拡大して示す、拡大部分
断面図である。

【図４】ディスク駆動装置の一般的内部構成を模式的に
示す断面図である。

【図５】従来の動圧軸受を用いたスピンドルモータを示
す断面図である。

【符号の説明】

２ シャフト １０ スリーブ １０ａ，１０ｂ１，１０ｂ２ 連通孔 ２２，２４ ラジアル動圧軸受部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA07 BA06 CA02 JA02 KA02 KA03 MA27 5D109 BA14 BA16 BA17 BB03 BB05 BB12 BB18 BB21 BB22 5H605 AA08 BB05 BB10 BB14 BB19 CC04 EB03 EB06 5H607 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 BB25 GG01 GG03 GG09 GG12 GG15 5H621 GA01 HH01 JK19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと、該シャフトが相対回転自在
   に挿通される円筒状スリーブと、オイルを作動流体とし
   て該シャフトと該スリーブとの相対回転を支持する一対
   のラジアル動圧軸受部とを有してなる動圧軸受であっ
   て、 前記一対のラジアル動圧軸受部間には、それぞれ各ラジ
   アル動圧軸受部に連続する一対のテーパ状空間を有し且
   つ空気が保持される気体介在部が形成されており、 前記気体介在部に保持される空気は、前記一対のテーパ
   状空間のうちいずれか一方に開口する連通孔を通じて外
   気と連通され、 前記連通孔が開口するテーパ状空間に連続する側の前記
   ラジアル動圧軸受部への前記オイルの注入は、前記連通
   孔を通じて行われることを特徴とする動圧軸受。
2. 【請求項２】 シャフトと、該シャフトの先端部外周面
   から半径方向外方に突設される円板状のスラストプレー
   トと、前記シャフトが挿通される貫通孔並びに前記スラ
   ストプレートを収納する段部とを有する円筒状のスリー
   ブと、該スリーブの貫通孔の一方開口を閉塞し前記スラ
   ストプレートと軸線方向に対向するキャップとを備えた
   動圧軸受であって、 前記シャフト並びに前記スラストプレートと前記貫通孔
   及び前記段部並びに前記キャップとの間には、オイルが
   保持される微小間隙が規定され、 前記シャフトと前記貫通孔との間には、一対のラジアル
   動圧軸受部が構成され、 スラストプレートと前記段部との間には、一方のスラス
   ト動圧軸受が前記ラジアル動圧軸受に隣接して構成さ
   れ、 前記スラストプレートと前記キャップとの間には、他方
   のスラスト動圧軸受が構成されており、 前記一対のラジアル動圧軸受部間には、各ラジアル動圧
   軸受部から遠離るにしたがって前記シャフトと前記貫通
   孔との間に規定される前記微小間隙の半径方向の隙間寸
   法が拡大する一対のテーパ状空間を有し且つ空気が保持
   される気体介在部が形成されており、 前記気体介在部に保持される空気は、前記スリーブの外
   周面と前記一対のラジアル動圧軸受部のうち前記スラス
   トプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部に
   隣接する前記テーパ状空間内とに開口する連通孔を通じ
   て外気と連通され、 前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動
   圧軸受部へのオイル注入は、前記連通孔を通じて行われ
   ることを特徴とする動圧軸受。
3. 【請求項３】 前記一対のラジアル動圧軸受部のうち前
   記スラストプレートに近接する側に位置するラジアル動
   圧軸受部と前記一方のスラスト動圧軸受部との間には、
   前記オイルが連続して保持されると共に、前記スリーブ
   には、前記スラストプレートの外周面と半径方向に対向
   する前記段部の内周面と前記スリーブの外周面とに開口
   する第２の連通孔が複数形成され、前記一方のスラスト
   動圧軸受部と前記スラストプレートに近接する側に位置
   するラジアル動圧軸受部及び他方のスラスト動圧軸受部
   へのオイル注入は、該第２の連通孔を通じて行われ且つ
   前記第２の連通孔のうち、少なくとも１つは該オイル注
   入の際に空気抜きとして利用されることを特徴とする請
   求項２に記載の動圧軸受。
4. 【請求項４】 前記スラストプレートの外周面と前記段
   部の内周面との間には、半径方向の隙間寸法が前記一方
   及び他方のスラスト動圧軸受部から遠離るにしたがって
   拡大する一対のテーパ状空間を有し且つ空気が保持され
   る第２の気体介在部が形成されており、前記第２の連通
   孔は該第２の気体介在部内に開口することを特徴とする
   請求項３に記載の動圧軸受。
5. 【請求項５】 ステータを保持するブラケットと、該ブ
   ラケットに対して相対回転するロータと、該ロータに固
   着され該ステータと協働して回転磁界を発生するロータ
   マグネットと、該ロータの回転を支持する動圧軸受とを
   備えたスピンドルモータにおいて、 前記動圧軸受は、請求項１乃至４のいずれかに記載した
   動圧軸受であることを特徴とするスピンドルモータ。
6. 【請求項６】 情報を記録できる円板状記録媒体が装着
   されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハ
   ウジングの内部に固定され該記録媒体を回転させるスピ
   ンドルモータと、該記録媒体の所要の位置に情報を書き
   込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するデ
   ィスク駆動装置であって、 前記スピンドルモータは、請求項５に記載したスピンド
   ルモータであることを特徴とするディスク駆動装置。