JP2005304290A - 流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータを、シャフトに対して傾きを発生させず、しかも、軸受の有効長を短縮させずにシャフトに固定できるスピンドルモータを提供する。
【解決手段】 流体動圧軸受を備えてロータ５を駆動させるスピンドルモータであって、流体動圧軸受は、ベースプレート１に配置される軸受スリーブ３と、軸受スリーブ３の開口部に回転自在に軸支されるシャフト４と、シャフト４に結合される少なくとも１つの上側スラストプレート１１によって形成され、シャフト４及び上側スラストプレート１１と軸受スリーブ３との間に形成された軸受部用間隙８，８’には液体の潤滑剤が充填され、上側スラストプレート１１は、ロータ５に直接に密着し、ロータ５に対向して軸受スリーブ３に環状に除去されて設けられる切れ込み溝部１２に収容される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体動圧軸受を備えるスピンドルモータに関し、特に、流体動圧軸受を備えてロータを駆動させることによりハードディスクドライブ装置の記憶ディスクを駆動させるためのスピンドルモータに関する。

例えば、特許文献１に開示されている流体動圧軸受を備えるスピンドルモータは、静止するベースプレートを含んでいる。そのベースプレートには、コアとステータコイルにより構成されるステータユニットが配置されている。流体動圧軸受の軸受スリーブには、シャフトが回転自在に挿入されており、そのシャフトの回転軸に平行な開放側端部の側には、ハードディスクドライブ装置用の１枚又は複数枚の記憶ディスク（図示せず）が搭載及び固定されるロータが配置されている。

又、略釣鐘形状を有するロータの内周面下側には、複数の磁極対を有する環状の永久磁石が配置されている。ロータと間隙を介して対向するステータユニットから、磁極対に対して交番磁界を印加されることにより、ロータは、シャフトと共に回転する。軸受スリーブの内周面とシャフトの外周面の間には潤滑剤が充填された軸受部用間隙が設けられる。

又、上記流体動圧軸受は、軸受スリーブとシャフトとの間に形成されたラジアル軸受部、及び、シャフトと結合されるスラストプレートによって形成されたスラスト軸受部を含んでいる。更に、流体動圧軸受の下部側は、カウンタープレートによって閉塞されて、潤滑剤が軸受の外部に流れ出すことがないように形成される。

基本的にロータとシャフトは、きつく嵌合されている。ロータをシャフトに取り付ける際には、ロータがシャフトに斜めに傾いて固定されてしまうことがないよう、ロータとシャフトの回転軸を一致させて傾きが無いようにすることが不可欠である。

また、軸受部用間隙をシールする手段としては、毛細管現象を利用したいわゆる毛細管シールが知られている。この毛細管シールが起用された実施形態が、特許文献１及び特許文献２に示されている。但し、特許文献２に示された毛細管シールの場合には、軸受の有効長は、軸方向に形成されるテーパー状の軸受部用間隙により短縮されている。

独国実用新案第２０２１１５８８号明細書 米国特許第５６６７３０９号明細書

ところが実際には、ロータとシャフトの嵌合部の長さは僅かであるため、ロータに記憶ディスクを取り付ける際に、シャフトに対するロータの取り付け（固定）部に傾きが発生してしまう場合がありえる。その場合には、ラジアル（半径）方向及び軸方向の振動（ビート）が増大してしまう。

この問題を回避するためには、まず上記ロータとシャフトの嵌合部の長さを拡大することが考えられる。ところが、モータの全体の高さを変更しないで嵌合部の長さだけを拡大する場合には、ラジアル軸受部の有効長が短縮されてしまうことになる。しかし、このラジアル軸受部の有効長を短縮することは、軸受全体の剛性を低下させる等の、従来から欠点として知られている問題を引き起こしてしまう。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたもので、ロータを、シャフトに対して傾きを発生させず、しかも、軸受の有効長を短縮させずにシャフトに固定できるスピンドルモータを提供することを目的とする。

上記した課題は、請求項１に述べられている特徴を有するロータユニットによって解決される。
すなわち、本発明の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータは、流体動圧軸受を備えてロータを駆動させるスピンドルモータであって、流体動圧軸受は、ベースプレートに配置される軸受スリーブと、軸受スリーブの開口部に回転自在に軸支されるシャフトと、シャフトに結合される少なくとも１つの上側スラストプレートによって形成され、シャフト及び上側スラストプレートと軸受スリーブとの間に形成された軸受部用間隙には液体の潤滑剤が充填され、上側スラストプレートは、ロータに直接に密着し、ロータに対向して前記軸受スリーブに環状に除去されて設けられる切れ込み溝部に収容されることを特徴とする。

本発明の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータでは、ロータと上側スラストプレートをシャフトの同一端部側に配置し、上側スラストプレートを、上側端面はロータに直接に密着させ、下側は切れ込み溝部に収容させて静止時には軸受スリーブに直接に密着させるので、記憶ディスクをロータに取り付ける際に、ロータがシャフトに対して傾斜してしまう可能性を低減させることができ、シャフトとロータの間の有効な嵌合部の長さ寸法を長くでき、しかも、軸受の長さ寸法を犠牲にする必要が無く、ロータと上側スラストプレートを、シャフトに対して常に正確な位置に配置させることができる。

又、本発明では、潤滑剤用の余剰空間部を軸受の上部に位置させて潤滑剤が充填された後に上側カバーキャップあるいは上側環状カバープレートによって覆うので、潤滑剤が気化することを抑制でき、軸受に加わる衝撃荷重等により潤滑剤が外部に飛散することを回避でき、余剰空間部が上部に位置されることで軸受に潤滑剤を比較的容易に充填でき、潤滑剤の充填量を容易に管理することができる。

以下に、図面を参照して、本発明のスピンドルモータの好適な複数の実施形態を詳細に説明する。

まず、図１から図６までに示される第１から第６までの全ての実施形態のスピンドルモータに共通する内容について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータであり、図２は、本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータであり、図３は、本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータであり、図４は、本発明の第４実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータであり、図５は、本発明の第５実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータであり、図６は、本発明の第６実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。

第１から第６までの各実施形態のスピンドルモータは、静止（固定）されているベースプレート１を含んでいる。このベースプレート１上には、コア及びコイルにより構成されるステータユニット２が配置されている。ベースプレート１に形成された切り欠き部には、軸受スリーブ３（３’）（３”）が嵌め込まれる。この軸受スリーブ３（３’）（３”）は、シャフト４（４’）方向に延伸された円筒孔を有し、この円筒孔の中にはシャフト４（４’）が回転自在に挿入される。

又、シャフト４（４’）の開放側端部の方向側には、ハードディスクドライブ装置用の１枚又は複数枚の記憶ディスク（図示せず）を支持するロータ５（５’）が取り付けられている。尚、本明細書では、回転軸の長さ方向に平行な開放側端部の側を上側、及び、回転軸の長さ方向に平行な閉塞側端部の側を下側とも記載している。

又、ロータ５（５’）の内周面下側の端部には複数の磁極対を有する永久磁石６が配置されている。ロータ５（５’）と間隙を介して対向するステータユニット２から、交番磁界がこれらの磁極対に印加されることにより、ロータ５（５’）は、シャフト４（４’）と共に回転する。
又、ステータユニット２のコイルは、例えば、接続部７を介して通電される。

軸受スリーブ３（３’）（３”）の内周面とシャフト４（４’）の外周面の間には、潤滑剤が満たされるラジアル軸受部用間隙８が設けられる。
図１から図６までの各実施形態に記載された流体動圧軸受は、下側ラジアル軸受部９及び上側ラジアル軸受部１０という２つの軸受部により形成される。この下側ラジアル軸受部９及び上側ラジアル軸受部１０を特徴付けているのは、シャフト４（４’）の外周面及び／又は軸受スリーブ３（３’）（３”）の内周面に形成される表面パターン（表面構造）である。

ロータ５（５’）及びシャフト４（４’）が回転を始めた場合、ラジアル軸受部用間隙８（及びスラスト軸受部用間隙８’）及びそこに充填されている潤滑剤には、直後から動圧が発生する。この動圧は、上記した表面パターン（表面構造）によって発生される。各実施形態に記載された流体動圧軸受は、この動圧により、荷重に対抗（対応）できる機能を有するようになる。尚、流体動圧軸受の下側端部は、下側カバープレート１５によって厳重に閉塞される。

（第１実施形態）
図１に示される本発明の第１の実施形態では、上側スラストプレート１１は、シャフト４のロータ５側（開放端側又は上側）の、ロータ５と軸受スリーブ３に挟まれる位置に配置されている。この場合、上側スラストプレート１１は、例えば、シャフト４に接着又は圧入させることによって、シャフト４と回転不能に結合させても良いし、上側スラストプレート１１を、シャフト４と一体に統合させた構造としても良い。

図１に示した本実施形態に従ってロータ５及び上側スラストプレート１１を配置させることにより、上記した従来の解決策と比較して、軸受全体の長さ寸法が同一の場合でも、シャフト４における嵌合部の寸法を長くすることができることになる。

ここで、上側スラストプレート１１は、ロータ５と対向して軸受スリーブ３に設けられる環状の切れ込み溝部１２に下側が収容される。
この環状の切れ込み溝部１２の底面部には、回転軸２０と略垂直方向に延伸される方向に、上側スラストプレート１１の下側面に形成された対応する流体動圧軸受面と協働してスラスト軸受部を構成するための流体動圧軸受面が形成される。

上記２つの流体動圧軸受面の間には、潤滑剤が満たされスラスト軸受部用間隙８’が形成される。このスラスト軸受部用間隙８’により互いに隔てられる流体動圧軸受面のラジアル方向内周側部分には、回転軸２０に対して傾斜し、ラジアル方向のスラスト軸受部用間隙８’と軸方向のラジアル軸受部用間隙８を連結させる連結流路が形成されている。

上側スラストプレート１１の上側端面は、ロータ５の内周面に直接に密着しており、このことから軸方向の軸受（スラスト軸受部）は下面側の片側一方向のみが作用することになるが、永久磁石６が永久磁性あるいは強磁性を有する軸方向与圧発生用磁性部材１６と協働されることから、軸方向下向に作用する牽引力を発生させることができる。

軸受スリーブ３の上端部に形成される流体動圧軸受面には、環状の切れ込み溝部１２である凹部が設けられる。この環状の切れ込み溝部１２には、やはり環状に形成された潤滑剤用の余剰空間部１３が上部に隣接して設けられ、余剰空間部１３は、軸受スリーブ３の上側に向かって拡大される方向で軸方向に円錐形に形成される。

又、切れ込み溝部１２と余剰空間部１３は、スラスト軸受部用間隙８’及びラジアル軸受部用間隙８と結合されている。その際、切れ込み溝部１２には、潤滑剤が完全に充填され、余剰空間部１３には潤滑剤が少なくとも部分的に充填されて潤滑剤の油量調整用貯留部が形成される。

ここで、余剰空間部１３は、スラスト軸受部用間隙８’の毛細管シールとしても機能している。この構造が備える大きな利点は、スラスト軸受部の形態を変更させることなく、この上側の油量調整用貯留部の容積を変更できる点である。この場合、特に、油量調整用貯留部を拡大しても、スラスト軸受部が短くならないという利点がある。これは、「油量調整用貯留部を拡大することによりスラスト軸受部が短縮されて軸受の剛性低下が避けられない」という従来の特性と比較すれば大きな利点と言える。

図１に示されている環状の余剰空間部１３の円錐型に拡大される部分は、軸受スリーブ３の流体動圧軸受面を、ロータ５の方向に向けさせ、上側に向かって拡大させることにより形成される。

別の選択肢としては、後述する図５及び図６の実施形態に示されているように、軸方向に円錐形状に拡大する余剰空間部１３’を、上側スラストプレート１１の外周側直径寸法をロータ５の方向に向かって徐々に縮小させるようにして形成してもよい。（ロータ５側の外径寸法を縮小させると同時に軸受スリーブ３’’側の外径寸法を拡大する。）

更に別な選択肢としては、余剰空間部１３’が直管形状の毛細管シールであるいわゆる「ストレート型毛細管シール」を用いても良い。

軸受の閉塞側端部に位置する下側空隙部１７は、余剰空間部１３とは別の、もう１つの油量調整用貯留部として機能する。この下側空隙部１７は、好適には、下側ラジアル方向連結流路１８及び軸方向連結流路１９を介して切れ込み溝部１２とつながっている。このようにつなぐことによって、潤滑剤は軸受の中を自由に流れることができる。

ここで、上記した下側ラジアル方向連結流路１８及び軸方向連結流路１９は、下側の下側空隙部１７（油量調整用貯留部）と、その上部に位置する下側ラジアル軸受部９及び上側ラジアル軸受部１０とを連結させている。又、軸方向連結流路１９は、必ずしも軸方向に平行に延伸されて形成される必要はなく、斜め方向に延伸されて形成されることを選択することもできる。

図１に示された本実施形態によれば、余剰空間部１３は、略Ｌ型の断面形状を有して軸受スリーブ３の上端部に配置される上側カバーキャップ１４によって覆われている。ここで、この上側カバーキャップ１４は、例えば、接着或いはレーザー溶接によって軸受スリーブ３に結合される。尚、上側カバーキャップ１４は、ロータ５と上側スラストプレート１１の間に設けられる間隙にまでは到達しているが、ロータ５と上側スラストプレート１１に対して静止状態であり、一般的にはこれらに接触することはない。

図１に示された本実施形態によれば、上側カバーキャップ１４は、例えば、軸受に衝撃荷重が発生した際に、シャフト４あるいは上側スラストプレート１１が移動（上下動）することを抑制させる機能も有している。

本実施形態は、流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ、特に、ハードディスクドライブ装置の記憶ディスクを駆動させるためのスピンドルモータであって、記憶ディスクがロータ５に搭載され、且つ、流体動圧軸受が、ベースプレート１に配置される軸受スリーブ３と、軸受スリーブ３の開口部に回転自在に軸支されるシャフト４と、シャフト４に結合される上側スラストプレート１１によって形成されるスピンドルモータに関する。シャフト４と上側スラストプレート１１と軸受スリーブ３の間に設けられるスラスト軸受部用間隙８’及びラジアル軸受部用間隙８には液体の潤滑剤が充填される。本実施形態は、上側スラストプレート１１が、ロータ５に直接に密着し、軸受スリーブ３に形成される環状の切れ込み溝部１２に収容されることによって特徴付けられている。

本実施形態の特徴は、軸受に属する上側スラストプレート１１がロータ５に直接に密着し、しかも、ロータ５に対向して軸受スリーブ３に環状に除去されて設けられる切れ込み溝部１２に収容されることである。

本実施形態のように、ロータ５と上側スラストプレート１１をシャフト４の同一端部側に配置させることで、記憶ディスクをロータ５に取り付ける際に、ロータ５がシャフト４に対して傾斜してしまう可能性を低減させることができる。

本実施形態では、ロータ５は、上側スラストプレート１１に直接に密着する一方で、上側スラストプレート１１も、静止している場合（特に記憶ディスク取り付け時）には、軸受スリーブ３に直接に密着する。この構造により、シャフト４とロータ５の間の嵌合部の有効長は長くなり、ロータ５と上側スラストプレート１１は、シャフト４に対して常に正確な位置に配置されることになる。しかも、その際に軸受長さが犠牲になることもない。尚、軸受が回転している時には、上側スラストプレート１１と軸受スリーブ３との間には、スラスト軸受部用間隙８’が形成される。

本実施形態において、ロータ５と上側スラストプレート１１は、各々別個に独立した部材である。スラスト軸受部を形成するためには、好適には、軸受スリーブ３に形成される環状の切れ込み溝部１２の底面部に、回転軸２０と略垂直に配置されるように流体動圧軸受面が設けられる。この流体動圧軸受面は、上側スラストプレート１１の下端面部に形成される流体動圧軸受面と協働する。又、その各流体動圧軸受面の間には、略ラジアル（半径）方向に延伸されて設けられるスラスト軸受部用間隙８’が形成される。

軸受スリーブ３と上側スラストプレート１１によって形成され、ラジアル（半径）方向の内部側に延伸される軸受平面領域は、回転軸２０に対して断面が傾斜する平面に移行されていても良く、この場合、スラスト軸受部用間隙８’のラジアル（半径）方向に延伸される領域は、軸方向に延伸されるラジアル軸受部用間隙８と結合される。

本実施形態では、上記とは別に、スラスト軸受部を、斜め方向に延伸させることで円錐形の「コニカル型毛細管シール部」を形成させるという選択肢を有している。

軸受スリーブ３側の流体動圧軸受面には、環状の切れ込み溝部１２として機能する凹部が設けられている。又、環状の切れ込み溝部１２に隣接して、軸受スリーブ３の上側端からロータ方向に円錐形状に拡大される環状の余剰空間部１３が設けられる。上記した環状の切れ込み溝部１２は、潤滑剤で完全に充填され、又、上記した余剰空間部１３には、潤滑剤が少なくとも部分的に充填されている。切れ込み溝部１２と余剰空間部１３は、潤滑剤を貯めるための油量調整用貯留部を構成している。

本実施形態による流体動圧軸受の場合、軸受スリーブ３の端部に配置されて略Ｌ型の断面を有する上側カバーキャップ１４により余剰空間部１３を覆うことで、潤滑剤が外部に飛散する事態を回避することができる。又、上側カバーキャップ１４は、潤滑剤の気化を抑制する機能も有している。

上側カバーキャップ１４が有しているもう一つの機能としては、シャフト４が軸方向に移動（上下動）する事態を防ぐ（抑制する）ということがある。

本実施形態の軸受の閉塞側端部には、好適には、ラジアル軸受部用間隙８とつながっている下側空隙部１７が設けられている。この下側空隙部１７は、潤滑剤が充填されており、複数の下側ラジアル方向連結流路１８及び軸方向連結流路１９を介して、環状の切れ込み溝部１２及び余剰空間部１３と連結されている。

本実施形態のシャフト４は、好適には、大径部と小径部を備え、ロータ５と上側スラストプレート１１は、そのシャフト４の小径部に配置される。

本実施形態の流体動圧軸受が有する特徴から、特に次のような利点が得られる。
・ 余剰空間部１３を上側カバーキャップ１４で覆うことができ、これに伴って潤滑剤が気化するのを抑制できること、及び、例えば、軸受に加わる衝撃荷重によって潤滑剤が外部に飛散する事態を回避できること。
・ 軸受の上部に余剰空間部１３を配置することで、潤滑剤を軸受に比較的容易に充填できること。
・ 余剰空間部１３は、潤滑剤を充填した後に、上側カバーキャップ１４によって覆われることから、潤滑剤の充填量を容易に管理できること。

このように本実施形態の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータでは、ロータ５と上側スラストプレート１１をシャフト４の同一端部側に配置し、上側スラストプレート１１を、上側端面はロータ５に直接に密着させ、下側は切れ込み溝部１２に収容させて静止時には軸受スリーブ３に直接に密着させるので、記憶ディスクをロータ５に取り付ける際に、ロータ５がシャフト４に対して傾斜してしまう可能性を低減させることができ、シャフト４とロータ５の間の有効な嵌合部の長さ寸法を長くでき、しかも、軸受の長さ寸法を犠牲にする必要が無く、ロータ５と上側スラストプレート１１を、シャフト４に対して常に正確な位置に配置させることができる。

又、本実施形態では、潤滑剤用の余剰空間部１３を軸受の上部に位置させて潤滑剤が充填された後に上側カバーキャップ１４によって覆うので、潤滑剤が気化することを抑制でき、軸受に加わる衝撃荷重等により潤滑剤が外部に飛散することを回避でき、余剰空間部１３が上部に位置されることで軸受に潤滑剤を比較的容易に充填でき、潤滑剤の充填量を容易に管理することができる。

（第２実施形態）
図２に示されている第２実施形態のスピンドルモータでは、図１に示した第１の実施形態のスピンドルモータの構成に加えて、シャフト４’の閉塞側端部には、下側スラストプレート２１が設けられている。軸受スリーブ３’に形成される切れ込み溝部１２に配置されているこの下側スラストプレート２１は、ネジ構造（ネジ形状）によりシャフト４’の下側端部と結合される。

本実施形態では、理想的には、下側スラストプレート２１を、シャフト４’と一体構造にしても良い（不図示）。

更に本実施形態では、下側スラストプレート２１は、第２のスラスト軸受部としての機能を有している。この場合、この下側スラストプレート２１のカウンタープレートとして機能するのが、軸受スリーブ３’の対向する面、及び／又は、下側カバープレート１５の内側面である。

一方で、下側スラストプレート２１の下方には、潤滑剤が満たされた下側空隙部１７が設けられている。この下側空隙部１７は、下側ラジアル方向連結流路１８及び軸方向連結流路１９を介して切れ込み溝部１２とつながっている。

下側スラストプレート２１は、特に、軸受に衝撃荷重が加えられた際に、シャフト４’あるいは上側スラストプレート１１が移動（上下動）することを抑制する機能を有している。

又、本実施形態のように下側スラストプレート２１を用いる場合には、図１に示されている上側カバーキャップ１４より薄肉で強度も弱い図２に示されたような上側カバーキャップ１４’を用いれば十分である。それは、この場合、この上側カバーキャップ１４’には、もはやシャフト４’の移動（上下動）を抑制する機能を持たせる必要がなくなるためである。

本実施形態は、より高い軸方向の荷重性能が求められる場合のものであり、軸受の閉塞側端部に、シャフト４’の直径より大きな直径を有すると共にシャフト４’が軸方向に移動するのを防ぐ（シャフト４’の上下動を抑制する機能を有する）下側プレートが、第１実施形態の構成に追加されているものである。この下側プレートは、望ましくはネジ構造（ネジ形状）に構成されており、ネジの頭にあたる部分（スラスト方向に圧力を発生させる部分）の直径は、シャフト４’の下側端部の直径より大きい寸法であることが望ましい。

又、本実施形態では、上記した下側プレートを、下側スラストプレート２１としても機能させてもよく、下側カバープレート１５と協働させることによって、あるいは、軸受スリーブ３’と協働させることによって第２のスラスト軸受部を形成させるようにしている。

本実施形態の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータは、軸受の閉塞側端部には、シャフト４’の直径より大きな直径を有する下側スラストプレート２１が設けられ、下側スラストプレート２１は、下側カバープレート１５及び／又は軸受スリーブ３’と共にスラスト軸受部を形成してもよい。

このように本実施形態の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータでは、第１実施形態の効果に加えて、軸受に衝撃荷重が加えられた際にシャフト４’あるいは上側スラストプレート１１の移動（上下動）を抑制する下側スラストプレート２１を有しているので、上側カバーキャップ１４’を薄肉で強度も弱いものに変更でき、より高い軸方向の荷重性能を得ることができる。

（第３実施形態）
図３に示されている第３実施形態のスピンドルモータは、一部分を除いて図２に示された第２実施形態のスピンドルモータと同一である。従って、図２に示されている第２実施形態のスピンドルモータの内容は、図３に示した本実施形態のスピンドルモータにも適用される。

図３の本実施形態では、余剰空間部１３を覆う手段として図１あるいは図２に示された上側カバーキャップ１４あるいは１４’に代えて、上側環状カバープレート２２が使用されている。このような上側環状カバープレート２２を用いることで、軸受スリーブ３’の上端部と、ロータ５の下部の間隙寸法を非常に小さく抑制することができ、これによって、第２のスラスト軸受部が設けられるにもかかわらず、下側ラジアル軸受部９と上側ラジアル軸受部１０との間隔寸法を十分な量にすることができる。

尚、上側環状カバープレート２２は、軸受スリーブ３’の上端部側に、対応できるように形成される溝部に接着、あるいは、嵌合（圧入）により固定される。他の固定方法としては、溶接、特に、レーザー溶接により固定すればよい。

上記と同様にして、下側カバープレート１５は、軸受スリーブ３’に接着、あるいは、嵌合（圧入）、あるいは、溶接により固定される。それに加えて、軸受スリーブ３’と、ベースプレート１を、ハンダ付けあるいはその代わりに導電塗装を用いて、電気的に導通するように接続させて静電気が蓄電される事態を避けるようにしても良い。

従って、本実施形態の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータでは、余剰空間部１３が、軸受スリーブ３’の内周側に固定される平坦形状の上側環状カバープレート２２により覆われる。

このように本実施形態の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータでは、第２実施形態の効果に加えて、余剰空間部１３を覆う手段として上側環状カバープレート２２を用いるので、軸受スリーブ３’の上端部と、ロータ５の下部の間隙寸法を非常に小さく抑制することができ、これによって、第２のスラスト軸受部が設けられるにもかかわらず、下側ラジアル軸受部９及び上側ラジアル軸受部１０との間隔寸法を十分な量にすることができる。また、軸受スリーブ３’と、ベースプレート１を、ハンダ付けあるいは導電塗装により電気的に導通するように接続させた場合には、静電気が蓄電される事態を防ぐことができる。

（第４実施形態）
図４に示されている第４実施形態のスピンドルモータは、図２に示された第２実施形態のスピンドルモータと略同一である。但し、図４に示されている軸方向連結流路１９’（この軸方向連結流路１９’は、上側の油量調整用貯留部（余剰空間部１３）と下側の油量調整用貯留部（下側空隙部１７）を連結させている）は、図２に示された軸方向連結流路１９のように回転軸２０の長さ方向に平行に延伸されて形成されているのではなく、回転軸２０に対して斜め方向に延伸されて形成されている。

本実施形態に示したように、軸方向連結流路１９’は、第１実施形態にも記載したように、必ずしも軸方向に平行に延伸されて形成される必要はなく、斜め方向に延伸されて形成してもよく、本実施形態でも上記した第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

（第５実施形態）
図５に示されている第５実施形態のスピンドルモータは、上側スラストプレート１１’がシャフト４と一体に形成されている。更に、上部に位置する円錐型の余剰空間部１３’（テーパー型毛細管シール部）は、上側スラストプレート１１’に、軸方向上端部に向かってテーパーを持たせることにより形成される。更に、軸受スリーブ３”は、別の円筒状の外周側付加スリーブ２３に包囲されている。
この円筒状の外周側付加スリーブ２３は、上側の円錐型の余剰空間部１３’及び軸方向連結流路１９’を、外部から隔離させる隔壁機能を有している。尚、この円筒状の外周側付加スリーブ２３は、ベースプレート１に挿入される。また、図５のスピンドルモータは、もはや図２に示されたような上側カバーキャップ１４’を備えていない。

本実施形態の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータでは、上側スラストプレート１１’は、シャフト４と一体化された部材として形成され、円錐形状の余剰空間部１３’は、軸方向上部に向かって、上側スラストプレート１１’の外周側直径寸法を縮小させることにより形成されている。また、本実施形態では、軸受スリーブ３”及び上側スラストプレート１１’からラジアル方向内部側に延伸される軸受平面領域は、回転軸２０に対して断面が傾斜する平面に移行されない。

本実施形態に示したように、余剰空間部１３’及び軸方向連結流路１９’を軸受スリーブ３”と外周側付加スリーブ２３により形成し、更に余剰空間部１３’を、上側スラストプレート１１’の外周側直径寸法を軸方向上部に向かって縮小させることにより形成し、上側カバーキャップ１４’を備えないように形成してもよく、本実施形態でも上記した第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

（第６実施形態）
図６に示されている第６実施形態のスピンドルモータは、第５実施形態のスピンドルモータと同様に、上側スラストプレート１１’がシャフト４と一体に構成されている。又、図５に示された第５実施形態のスピンドルモータは上側カバーキャップ１４’を備えていないのに対して、図６の本実施形態のスピンドルモータは上側カバーキャップ１４’を備えている。

本実施形態に示したように、余剰空間部１３’及び軸方向連結流路１９’を軸受スリーブ３”と外周側付加スリーブ２３により形成し、更に余剰空間部１３’を、上側スラストプレート１１’の外周側直径寸法を軸方向上部に向かって縮小させることにより形成した場合でも、上側カバーキャップ１４’を備えさせて形成してもよく、本実施形態でも上記した第２実施形態と同様な効果を得ることができる。

本願の明細書、図面及び請求項に開示した特徴は、個別であるか任意の組み合わせであるかに係らず本発明の実現に寄与するものであり、又、本発明は、上記した各実施形態に限られるものではなく、流体動圧軸受を備え、ロータと上側スラストプレートをシャフトの同一端部側に配置し、上側スラストプレートの上側端面をロータに密着させ、下側は軸受スリーブの切れ込み溝部に収容させる構造のモータであれば適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。 本発明の第２実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。 本発明の第３実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。 本発明の第４実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。 本発明の第５実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。 本発明の第６実施形態に係る流体動圧軸受を備えるスピンドルモータである。

符号の説明

１ ベースプレート、
２ ステータユニット、
３，３’，３” 軸受スリーブ、
４，４’ シャフト、
５，５’ ロータ、
６ 永久磁石、
７ 接続部、
８ ラジアル軸受部用間隙、
８’ スラスト軸受部用間隙、
９ 下側ラジアル軸受部、
１０ 上側ラジアル軸受部、
１１，１１’ 上側スラストプレート、
１２ 切れ込み溝部、
１３，１３’ 余剰空間部（油量調整用貯留部）、
１４，１４’ 上側カバーキャップ、
１５ 下側カバープレート、
１６ 軸方向与圧発生用磁性部材、
１７ 下側空隙部、
１８ 下側ラジアル方向連結流路、
１９，１９’ 軸方向連結流路、
２０ 回転軸、
２１ 下側スラストプレート、
２２ 上側環状カバープレート、
２３ 外周側付加スリーブ。

Claims (18)

1. 流体動圧軸受を備えてロータを駆動させるスピンドルモータであって、
   前記流体動圧軸受は、
   ベースプレートに配置される軸受スリーブと、
   前記軸受スリーブの開口部に回転自在に軸支されるシャフトと、
   前記シャフトに結合される少なくとも１つの上側スラストプレートによって形成され、
   前記シャフト及び前記上側スラストプレートと前記軸受スリーブとの間に形成された軸受部用間隙には液体の潤滑剤が充填され、
   前記上側スラストプレートは、
   前記ロータに直接に密着し、
   前記ロータに対向して前記軸受スリーブに環状に除去されて設けられる切れ込み溝部に収容される
   ことを特徴とする流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
2. 前記上側スラストプレートは、シャフトと一体化された部材として形成される
   ことを特徴とする、請求項１に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
3. 前記軸受スリーブに形成される環状の切れ込み溝部の底面には、上側スラストプレートの下端部に形成される流体動圧軸受面と共にスラスト（軸方向）軸受又は円錐形状（円錐方向）軸受を形成するための流体動圧軸受面が形成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
4. 前記軸受スリーブに形成される環状の切れ込み溝部の底面に位置する流体動圧軸受面は、回転軸に対して略垂直に形成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
5. 前記軸受スリーブ及び前記上側スラストプレートからラジアル方向内部側に延伸される軸受平面領域は、回転軸に対して断面が傾斜する平面に移行される
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
6. 前記軸受スリーブ側の流体動圧軸受面には、環状の切れ込み溝部となる凹部が形成される
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
7. 前記環状の切れ込み溝部には、前記軸受スリーブの上側端部の方向に円錐形状に拡大される環状の余剰空間部が隣接して設けられる
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
8. 前記円錐形状の余剰空間部は、軸方向上部に向かって、前記軸受スリーブの内周側直径寸法を拡大させること及び／又は上側スラストプレートの外周側直径寸法を縮小させることにより形成される
   ことを特徴とする請求項７に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
9. 前記環状の切れ込み溝部に、潤滑剤が完全に充填され、余剰空間部に、潤滑剤が少なくとも部分的に充填されることで、潤滑剤の油量調整用貯留部が形成される
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
10. 前記余剰空間部は、スラスト軸受部用間隙の毛細管シールを形成する
    ことを特徴とする請求項７〜９の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
11. 前記余剰空間部は、略Ｌ型の断面形状を有し、軸受スリーブの上端部に配置される上側カバーキャップにより覆われる
    ことを特徴とする請求項７〜１０の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
12. 前記余剰空間部が、上側環状カバープレートで覆われる
    ことを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
13. 前記軸受の閉塞側端部に位置してラジアル軸受部用間隙とつながっている下側空隙部は、連結流路により環状の切れ込み溝部及び／又は余剰空間部と連結される
    ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
14. 前記軸方向連結流路は、軸方向に対して斜め方向に延伸されて形成される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
15. 前記軸受の閉塞側端部には、シャフトの直径より大きな直径を有する下側スラストプレートが設けられる
    ことを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
16. 前記下側スラストプレートは、下側カバープレート及び／又は軸受スリーブと共にスラスト軸受部を形成する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
17. 前記シャフトは、大径部と小径部を有し、前記ロータと前記上側スラストプレートは、該シャフトの小径部の領域に配置される
    ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。
18. 前記スピンドルモータは、ハードディスクドライブ装置の記憶ディスクを駆動させるためのスピンドルモータであり、
    前記記憶ディスクがロータに搭載される
    ことを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の流体動圧軸受を備えるスピンドルモータ。

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