JP2009150410A - 流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑オイル中に混在する気泡が動圧軸受部まで流入しにくくて流体動圧軸受装置の外部に排出されやすい構成をし、気泡による不具合を防止することができる流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】スリーブ４１の下面の外縁部分に、スリーブスラスト軸受面から下方に突出するスリーブ突状部６を形成する。これが防波堤としての効果を奏し、シャフト３４側への気泡５２の流入を防止することができる。また、毛細管力の差異を利用して潤滑オイルと気泡とを選別するために、第２微小間隙Ｑの下方側開口部７と、第４微小間隙Ｓの径方向外側の開口部１１ａと、第５微小間隙Ｔの上方の開口部８とのそれぞれの幅に差異を設けた。
【選択図】図８

Description

本発明は、流体動圧軸受装置、当該流体動圧軸受装置を備えるスピンドルモータ、及び当該スピンドルモータを備えるディスク駆動装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータやカーナビゲーション等に使用される磁気ディスクや光ディスク等の記録ディスク駆動装置では、小型化、薄型化、および軽量化に加えて、高密度化への要求が強いことから、ディスク回転に使用されるスピンドルモータの回転数の高速化や回転動作の高精度化が要請されている。このような要請に応えるために、スピンドルモータ用の軸受装置として、従来のボールベアリングに代わって、シャフトとスリーブとの間に潤滑オイルを充填させた流体動圧軸受装置が多く使用されている。

従来の流体動圧軸受装置は、シャフト又はスリーブを径方向に支持するラジアル動圧軸受部と、シャフト又はスリーブを軸方向に支持するスラスト動圧軸受部とを有している。そのため、シャフトとスリーブとが相対回転すると、ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部それぞれの動圧溝列によるポンピング作用により、微小間隙に充填された潤滑オイルに流体動圧を誘起して、シャフト又はスリーブを径方向及び軸方向に支持する。

このような従来の流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータについては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００５−４８８９０号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明では、微小間隙内で発生した気泡が動圧軸受部に流入してしまい、気泡が流体動圧軸受装置の外部に排出されにくい。潤滑オイル中に気泡が混在することによって生じる問題としては次のようことが挙げられる。

従来の流体動圧軸受装置では、組み立て工程時に混入した若しくは脱泡しきれなかった等の要因で存在する空気が、モータの回転によって気泡として成長することがある。潤滑オイル中に気泡が混在すると、ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部において、気泡が滞留している箇所（油膜切れしている箇所）では荷重支持能力が低下し、回転精度の低下や潤滑能力の低下ひいては寿命の短縮を引き起こすことがある。また、シャフトやスリーブが直接摺動し、動圧軸受部が焼き付く等の種々の悪影響が生じる。

また、従来の流体動圧軸受装置では、航空機による輸送時等の低圧環境や周囲の温度上昇により気泡の体積が膨張したとき、部材間に充填された潤滑オイルが流体動圧軸受装置の外部に押し出され、漏出する恐れがある。このため、流体動圧軸受装置には潤滑オイル量の減少及び他の部品への付着による汚染という問題が発生する恐れがある。

そこで本発明は、上記問題を解決すべく、潤滑オイル中に混在する気泡が動圧軸受部まで流入しにくくて流体動圧軸受装置の外部に排出されやすい構成をし、気泡による不具合を防止することができる流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、流体動圧軸受装置に用いられ、前記スリーブの軸方向一方側の端面の外縁部分には、前記スリーブスラスト軸受面から軸方向一方側に突出するスリーブ突状部が形成され、前記スリーブ突状部の頂部と前記ハブ内周面とが成す開口部が、前記第２微小間隙の軸方向一方側の開口部であり、前記スラストワッシャの軸方向他方側の端面の外縁部分と前記スリーブ突状部との間には、前記第２微小間隙の軸方向一方側の開口部と前記第３微小間隙とに連通する第４微小間隙が形成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、前記スリーブ突状部は、径方向内側に突状部傾斜面を有し、前記突状部傾斜面に対向するように前記スラストワッシャの軸方向他方側の端面の外縁部分にスラストワッシャ傾斜面が形成され、前記突状部傾斜面と前記スラストワッシャの傾斜面との間に前記第４微小間隙が形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の流体動圧軸受装置において、前記中心軸を含む断面における前記第３微小間隙の幅をＡ、前記中心軸を含む断面における前記第４微小間隙の径方向外側開口部の幅をＢ、としたとき、前記幅Ｂは前記幅Ａよりも大きいことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の流体動圧軸受装置において、前記中心軸を含む断面における前記第２微小間隙の軸方向一方側開口部の幅をＣ、としたとき、前記幅Ｂは前記幅Ｃよりも小さいことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の流体動圧軸受装置において、前記中心軸を含む断面における前記スラストワッシャの最も径方向外側に位置する部位と前記ハブ内周面との幅をＤ、としたとき、前記幅Ｂは前記幅Ｄよりも小さいことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の流体動圧軸受装置において、前記幅Ｃは前記幅Ｄよりも小さいことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、前記第４微小間隙が、径方向外側開口部から径方向内側開口部へ向かうにつれて漸次に狭くなっていることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、前記スリーブ突状部の頂部が、鋭角を成すことを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、軸方向他方側から軸方向一方側へ向かう前記スリーブ外周面の延長面上に、前記スリーブ突状部の外周面が位置することを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、前記シャフトの径方向外側に位置するシャフトラジアル軸受面と、それに対向する前記スリーブのスリーブラジアル軸受面との前記第１微小間隙に形成されたラジアル動圧軸受部を更に備え、前記シャフトラジアル軸受面又は前記スリーブラジアル軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に前記潤滑オイルに流体動圧を誘起するラジアル動圧溝列が形成され、前記ワッシャスラスト軸受面又は前記スリーブスラスト軸受面の少なくとも一方に、前記相対回転時に前記潤滑オイルに流体動圧を誘起するスラスト動圧溝列が形成されていることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の流体動圧軸受装置において、前記スラスト動圧溝列は、相対回転時に前記スリーブと前記スラストワッシャとの間に保持された前記潤滑オイルを径方向内方に圧送するポンプイン形状を有することを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項１０乃至請求項１１のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、前記ラジアル動圧溝列は、相対回転時に、軸方向一方側から軸方向他方側へ前記潤滑オイルを圧送する第１動圧発生溝と、軸方向他方側から軸方向一方側へ前記潤滑オイルを圧送する第２動圧発生溝とが、前記シャフト外周面の周方向に沿って間隔をおいてそれぞれ複数並べられて軸方向に向き合ったヘリングボーン形状を有し、前記相対回転時、前記第１動圧発生溝により発生する圧力は、前記第２動圧発生溝により発生する圧力より高いことを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、前記スラストワッシャ外周面と前記ハブ内周面との間の第５微小間隙が、軸方向他方側から軸方向一方側へ漸次に広くなり、前記潤滑オイルが毛細管力の作用によって前記第５微小間隙にメニスカスを形成して保持され、表面張力と外気圧とが均衡する位置に前記潤滑オイルの境界面を形成するテーパシール部が構成されていることを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、スピンドルモータであって、ベース部材と、前記ベース部材に固定された磁束発生部と、請求項１乃至請求項１３のいずれか記載の流体動圧軸受装置によって前記ベースに対して回転自在に支持されたロータ部と、前記磁束発生部に対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、を備えることを特徴とする。

請求項１５に係る発明は、ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、装置ハウジングと、前記装置ハウジングの内部に固定された請求項１４記載のスピンドルモータと、前記ディスクに対して情報の読み出し及び／又は書き込みを行うアクセス部と、を備えることを特徴とする。

請求項１〜１５に記載の発明によれば、スリーブの軸方向一方側の端面の外縁部分には、スリーブスラスト軸受面から軸方向一方側に突出するスリーブ突状部が形成され、スリーブ突状部の頂部とハブ内周面とが成す開口部が、第２微小間隙の軸方向一方側の開口部であり、前記スラストワッシャの軸方向他方側の端面の外縁部分と前記スリーブ突状部との間には、第２微小間隙の軸方向一方側の開口部と第３微小間隙とに連通する第４微小間隙が形成されている。このため、第２微小間隙を流れてきた潤滑オイルが、スリーブ突状部を迂回して第４微小間隙に通過してから、シャフト側への流路である第３微小間隙へ流入するようになったので、気泡が第３微小間隙へ流入しにくくなり、動圧軸受部への気泡の流入を防止することができる。また、第３微小間隙への入り口を従来より軸方向一方側へ遠ざけて、気泡の排出口であるテーパシール部に近づけたことで、気泡の排出効果を促進することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、スリーブ突状部は、径方向内側に突状部傾斜面を有し、突状部傾斜面に対向するようにスラストワッシャの軸方向他方側の端面の外縁部分にスラストワッシャ傾斜面が形成され、突状部傾斜面と前記スラストワッシャの傾斜面との間に第４微小間隙が形成されている。このため、スリーブ突状部の傾斜面とスラストワッシャの傾斜面とがなす第４微小間隙が、第２微小間隙内から流れてきた潤滑オイルを第３微小間隙に流れるよう案内する効果を奏することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、中心軸を含む断面における第３微小間隙の幅をＡ、中心軸を含む断面における第４微小間隙の径方向外側開口部の幅をＢ、としたとき、幅Ｂは幅Ａよりも大きい。流体動圧軸受装置内の潤滑オイルに気泡が存在する場合、潤滑オイル及びその中に混在する気泡の挙動は毛細管力が大きく影響し、潤滑オイルは毛細管力が小さい（間隙の幅が広い）領域から大きい（間隙の幅が狭い）領域へ流れようとし、その反作用として気泡は毛細管力が大きい（間隙の幅が狭い）領域から小さい（間隙の幅が広い）領域へ移動しやすくなる。このことから、上記構成にしたことにより、第２微小間隙からスリーブ突状部を迂回して第４微小間隙の径方向外側開口部に流入した潤滑オイルが、軸方向一方側から軸方向他方側へ重力に逆らって第４微小間隙を通過して第３微小間隙へ流入するのを促進することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、中心軸を含む断面における第２微小間隙の軸方向一方側開口部の幅をＣ、としたとき、幅Ｂは幅Ｃよりも小さい。このような構成にしたことにより、毛細管力が小さい（間隙の幅が広い）領域から大きい（間隙の幅が狭い）領域へ潤滑オイルは流れようとするので、第２微小間隙を流れてきた潤滑オイルは、第４微小間隙へ流入しやすくすることができる。一方、潤滑オイル中に混在する気泡は、流入しにくくすることができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、中心軸を含む断面におけるスラストワッシャの最も径方向外側に位置する部位とハブ内周面との幅をＤ、としたとき、幅Ｂは幅Ｄよりも小さい。このような構成にしたことにより、第２微小間隙を流れてきた潤滑オイルは、分岐路で第４微小間隙と第５微小間隙のいずれかに流れることになるが、幅Ｂの方が幅Ｄより狭いので、毛細管力により潤滑オイルは第４微小間隙へ流れる。一方、潤滑オイルに混在して第２微小間隙を流れてきた気泡は、同じく分岐路で第４微小間隙と第５微小間隙のいずれかに流れることになるが、幅Ｄの方が幅Ｂより広いので、毛細管力により気泡は第５微小間隙へ流れる。以上より、潤滑オイルは循環流路である第４微小間隙へ、気泡は排出口であるテーパシール部を有した第５微小間隙へそれぞれ流すことができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、幅Ｃは幅Ｄよりも小さい。このような構成にしたことにより、第２微小間隙を流れてきた潤滑オイルに混在する気泡が第５微小間隙へ流入するのを促進し、気泡を排出する効果を高めることができる。また、潤滑オイルが第５微小間隙へ流入するのを防止することができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、第４微小間隙が、径方向外側開口部から径方向内側開口部へ向かうにつれて漸次に狭くなっている。このように構成することにより、潤滑オイルは毛細管力が低い（間隙の幅が広い）方から高い方（間隙の幅が狭い）へ流れることから、第４微小間隙の径方向外側開口部から径方向内側開口部への、上記の毛細管力の差異を利用して潤滑オイルの流入を促進することができ、潤滑オイルの第５微小間隙への流入防止を促進することができる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、スリーブ突状部の頂部が鋭角を成している。このため、従来のようにスリーブの軸方向一方側の端面の外縁部分が直角だった場合に比べて、シャフト側への流路である第３微小間隙へ気泡が流入するには、鋭角なスリーブ突状部を迂回して巻き込まれていかねばならず、鋭角なスリーブ突状部は気泡が直接第３微小間隙へ流入するのを防ぐ防波堤としての機能も奏することができる。スリーブ突状部の頂部の角度が鋭ければ鋭いほど、気泡が流入する恐れがなくなる。

特に、請求項９に記載の発明によれば、軸方向他方側から軸方向一方側へ向かうスリーブ外周面の延長面上に、スリーブ突状部の外周面が位置する。このため、スリーブ外周面の延長面上にスリーブ突状部の外周面がない場合、例えば、スリーブ突状部の外周面が径方向内方に傾斜している場合では、スリーブ外周面とハブ内周面との第２微小間隙を流れてきた潤滑オイルだけでなく気泡も、スリーブ突状部の内方への傾斜面に沿って第３微小間隙に流入してしまう恐れがあったが、軸方向他方側から軸方向一方側へ向かう前記スリーブ外周面の延長面上に、スリーブ突状部の外周面が位置するようにしたことで、そういった問題も解消される。

特に、請求項１０に記載の発明によれば、シャフトの径方向外側に位置するシャフトラジアル軸受面と、それに対向するスリーブのスリーブラジアル軸受面との第１微小間隙に形成されたラジアル動圧軸受部を更に備え、シャフトラジアル軸受面又はスリーブラジアル軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイルに流体動圧を誘起するラジアル動圧溝列が形成され、ワッシャスラスト軸受面又は前記スリーブスラスト軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイルに流体動圧を誘起するスラスト動圧溝列が形成されている。このため、モータによりシャフトに対してハブとスリーブとが一体的に回転駆動すると、ラジアル動圧溝列又はスラスト動圧溝列のポンピング作用により、微小間隙に充填された潤滑オイルに流体動圧を誘起して、ハブと固定又は一体加工されたスリーブは、シャフト又はスラストワッシャと非接触となりつつも、径方向又は軸方向に支持され、それらに対して回転自在に支承される。

特に、請求項１１に記載の発明によれば、スラスト動圧溝列は、相対回転時にスリーブとスラストワッシャとの間に保持された潤滑オイルを径方向内方に圧送するポンプイン形状を有する。このため、モータによりシャフトに対してスリーブが相対回転駆動すると、スラスト動圧溝列のポンピング作用により、スラスト動圧溝列のスラスト動圧発生溝と、そこを流れる潤滑オイルの粘性とにより誘起される軸方向の流体動圧によって、スリーブスラスト軸受面とワッシャスラスト軸受面とが非接触状態に支持される。そして、スラスト動圧溝列はポンプイン形状を有しているため、シャフト側に潤滑オイルを圧送する流体動圧を誘起し、シャフト側に潤滑オイルを圧送することができる。

特に、請求項１２に記載の発明によれば、ラジアル動圧溝列は、相対回転時に、軸方向一方側から軸方向他方側へ潤滑オイルを圧送する第１動圧発生溝と、軸方向他方側から軸方向一方側へ潤滑オイルを圧送する第２動圧発生溝とが、シャフト外周面の周方向に沿って間隔をおいてそれぞれ複数並べられて軸方向に向き合ったヘリングボーン形状を有し、相対回転時、第１動圧発生溝により発生する圧力は、第２動圧発生溝により発生する圧力より高い。このような構成にしたことにより、第１動圧発生溝によって誘起された潤滑オイルを軸方向一方側から軸方向他方側に圧送する圧力が、第２動圧発生溝によって誘起された潤滑オイルを軸方向一方側に圧送する圧力に比べて大きく打ち勝って、第１微小間隙中を軸方向一方側から軸方向他方側に向かって潤滑オイルが圧送することができる。また、相対回転時に、第１微小間隙中で潤滑オイルを軸方向一方側から軸方向他方側へ圧送するのと同時に、第２微小間隙に混在する潤滑オイルを軸方向他方側から軸方向一方側へと圧送することができる。つまり、オイル循環作用を働かせることができる。

特に、請求項１３に記載の発明によれば、スラストワッシャ外周面とハブ内周面との間の第５微小間隙が、軸方向他方側から軸方向一方側へ漸次に広くなり、潤滑オイルが毛細管力の作用によって第５微小間隙にメニスカスを形成して保持され、表面張力と外気圧とが均衡する位置に潤滑オイルの境界面を形成するテーパシール部が構成されている。そのため、潤滑オイルが第５微小間隙の軸方向他方側の開口部を通過し第５微小間隙内に漏洩したとしても、第５微小間隙は軸方向一方側に向かうにつれて内径が広くなっていることにより、潤滑オイルが毛細管力の作用によって第５微小間隙内にメニスカスを形成して潤滑オイルが保持される。よって、表面張力と外気圧とが均衡する位置に潤滑オイルの境界面が形成されるテーパシール部が構成されることになる。このため、気泡は毛細管力が高い（間隙の幅が狭い）方から低い方（間隙の幅が広い）へ流れることから、上記の毛細管力の差異を利用した気泡の排出効果を得ることができ、テーパシール部からの気泡の排出が促進される。また、テーパシール部を構成することにより、潤滑オイルが漏洩しようとしても、このテーパシール部により軸方向他方側に潤滑オイルを引きつける作用を発揮する。これにより、潤滑オイルの軸方向一方側への漏洩を防ぐことができ、モータ外部に潤滑オイルを漏洩させることを防ぐことができる。また、遠心力や温度上昇等により潤滑オイルの体積が増加したり、あるいはその他の何らかの作用により、テーパシール部のメニスカスが軸方向一方側に移動することがあるが、潤滑オイルの表面張力と外気圧とが均衡して、潤滑オイルのモータ外部への流出が防止される。したがって、信頼性の高いモータを提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、中心軸Ｌに沿ってロータ部４側を「上」とし、ステータ部３側を「下」とする。しかしながら、これにより本発明に係る流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置の設置姿勢が限定されるものではない。

＜１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るスピンドルモータ１を備えたディスク駆動装置２の縦断面図である。ディスク駆動装置２は、４枚の磁気ディスク２２を回転させつつ、磁気ディスク２２からの情報の読み出し及び磁気ディスク２２への情報の書き込みを行うハードディスク装置である。図１に示したように、ディスク駆動装置２は、主として、装置ハウジング２１、４枚の磁気ディスクや光ディスク等の記録ディスク（以下、単に「ディスク」という）２２、アクセス部２３、及びスピンドルモータ１を備えている。

装置ハウジング２１は、カップ状の第１ハウジング部材２１１と、板状の第２ハウジング部材２１２とを有している。第１ハウジング部材２１１は、上部に開口を有し、第１ハウジング部材２１１の内側の底面には、スピンドルモータ１とアクセス部２３とが設置されている。第２ハウジング部材２１２は、第１ハウジング部材２１１の上部の開口を覆うように第１ハウジング部材２１１に接合され、第１ハウジング部材２１１と第２ハウジング部材２１２とに囲まれた装置ハウジング２１の内部空間２１３に、４枚のディスク２２、アクセス部２３、及びスピンドルモータ１が収容されている。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が少ない清浄な空間とされている。

４枚のディスク２２は、いずれも中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。各ディスク２２は、スピンドルモータ１のハブ４２に装着され、スペーサ４２５を介して互いに平行かつ等間隔に積層配置されている。一方、アクセス部２３は、４枚のディスクの上面及び下面に対向する８つのヘッド２３１と、各ヘッド２３１を支持するアーム２３２と、アーム２３２を揺動させる揺動機構２３３とを有している。アクセス部２３は、揺動機構２３３により８本のアーム２３２をディスク２２に沿って揺動させ、８つのヘッド２３１をディスク２２の必要な位置にアクセスさせることにより、回転する各ディスク２２の記録面に対して情報の読み出し及び書き込みを行う。なお、ヘッド２３１は、ディスク２２の記録面に対して情報の読み出し及び書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。

＜２．スピンドルモータの構成＞
続いて、上記のスピンドルモータ１の詳細な構成について説明する。図２は、スピンドルモータ１の縦断面図である。図２に示したように、スピンドルモータ１は、主として、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１に固定されるステータ部３と、ディスク２２を装着して所定の中心軸Ｌを中心として回転するロータ部４とを備えている。

＜２−１．ステータ部の構成＞
ステータ部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、及びシャフト３４を有している。

ベース部材３１は、アルミニウム等の金属材料により形成され、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１にねじ止め固定されている。ベース部材３１の中央部には、中心軸に沿ってベース部材３１を貫通する貫通孔３１１が形成されている。また、ベース部材３１の貫通孔３１１よりも外周側（中心軸Ｌに対する外周側。以下同じ。）には、軸方向（中心軸Ｌに沿った方向。以下同じ。）に突出した略円筒形状のホルダ部３１２が形成されている。なお、本実施形態では、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが別体となっているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが単一の部材により構成されていてもよい。

ステータコア３２は、ベース部材３１のホルダ部３１２の外周面に嵌着された円環状のコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ｌに直交する方向。以下同じ。）の外周側に突出した複数本のティース部３２２とを有している。ステータコア３２は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板により形成されている。

コイル３３は、ステータコア３２の各ティース部３２２の周囲に巻回された導線により構成されている。コイル３３は、コネクタ３３１を介して所定の電源装置（図示省略）と接続されている。電源装置からコネクタ３３１を介してコイル３３に駆動電流を与えると、ティース部３２２には径方向の磁束が発生する。ティース部３２２に発生した磁束は、後述するロータマグネット４３の磁束と互いに作用し、中心軸Ｌを中心としてロータ部４を回転させるためのトルクを発生させる。

シャフト３４は、中心軸Ｌに沿って配置された略円柱形状の部材である。シャフト３４は、ベース部材３１の貫通孔３１１に下端部を嵌入させた状態でベース部材３１に固定されている。

図６に示すように、シャフト３４の外周面３４ａには、径方向外方に突出する円環状の上部スラストワッシャ３４１及び下部スラストワッシャ３４２が接着剤や圧入等により固定又は一体加工されている。上部及び下部スラストワッシャ３４１・３４２は、後述するスリーブ４１を上下から挟むように、シャフト３４の外周面に軸方向に間隔をおいて上下一対に配置される。詳しくは、上部スラストワッシャ３４１は、スリーブ４１の上方に第６微小間隙Ｕを介して配置され、下部スラストワッシャ３４２は、スリーブ４１の下方に第３微小間隙隙Ｒを介して配置されている。上部スラストワッシャ３４１及び下部スラストワッシャ３４２は、後述するハブ４２と線膨張係数が近い金属材料（例えば、アルミニウムを主成分とする合金や、銅を主成分とする合金）又は樹脂材料により形成されている。

＜２−２．ロータ部の構成＞
図２に戻る。ロータ部４は、スリーブ４１、ハブ４２、及びロータマグネット４３を有している。

ハブ４２は、スリーブ４１の外周面４１ｂに第２微小間隙Ｑ（図６参照）を介して固定又は一体成形されてスリーブ４１とともに回転する部材である。ハブ４２は、中心軸Ｌの周囲において径方向に広がる形状を有する。より詳細に説明すると、ハブ４２は、スリーブ４１の外周面に焼きばめにより固定される第１円筒部４２１と、第１円筒部４２１の上端部から径方向外側へ向けて広がる平面部４２２と、平面部４２２の外周縁から垂下する第２円筒部４２３とを有している。第２円筒部４２３の外周面４２ａは、ディスク２２の内周部（内周面又は内周縁）に当接する当接面となる。また、第２円筒部４２３の下端部付近には、径方向外側へ向けて突出し、その上面がディスク２２を載置するフランジ面４２ｂとなる台部４２４が形成されている。

４枚のディスク２２は、ハブ４２のフランジ面４２ｂ上に水平姿勢で、かつ等間隔に積層配置される。すなわち、最下層のディスク２２がフランジ面４２ｂ上に載置され、その上部に、他の３枚のディスク２２がそれぞれスペーサ４２５を介して順に載置される。そして、最上層のディスク２２の上面は、ハブ４２の平面部４２２に取り付けられた押さえ部材４２６により押圧固定される。また、各ディスク２２の内周部は第２円筒部４２３の外周面４２ａに接触し、これにより各ディスク２２の径方向の移動が規制される。本実施形態では、ディスク２２及びハブ４２は、いずれもアルミニウムを主たる材料としている。このため、ディスク２２及びハブ４２の線膨張係数は同一又は近似しており、温度が変化した場合にもディスク２２とハブ４２との間に過度の応力が発生することはない。

台部４２４の下方の第２円筒部４２３の外周面には、ロータ部４の質量分布の偏りを補正するためのバランスリング４４が取り付けられている。

ハブ４２の第１円筒部４２１の上部の内周面は、上部スラストワッシャ３４１の外周面と微小な隙間を隔てて対向し、上部スラストワッシャ３４１の外周面との間で潤滑オイル５１の漏れを防止するためのポンピングシール部を構成するポンピングシール面となっている。ハブ４２のポンピングシール面には、上部スラストワッシャ３４１の外周面とハブ４２のポンピングシール面との間に混在する潤滑オイル５１に下方へ向かう動圧を発生させるポンピング溝列が刻設されている（図示省略）。上部スラストワッシャ３４１に対してハブ４２が回転するときには、ポンピング溝列により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する下方向の流体動圧により潤滑オイル５１の漏れが防止される。

既述した通り、上部スラストワッシャ３４１及び下部スラストワッシャ３４２は、ハブ４２と線膨張係数が近い金属材料（例えば、アルミニウムを主成分とする合金や、銅を主成分とする合金）又は樹脂材料により形成されている。このため、温度が変化した場合にも、上部スラストワッシャ３４１の外周面とハブ４２のポンピングシール面との間隙が極端に大きくなったり、あるいは、上部スラストワッシャ３４１の外周面とハブ４２のポンピングシール面とが接触してしまったりすることはない。したがって、上部スラストワッシャ３４１の外周面とハブ４２のポンピングシール面との間において潤滑オイル５１の漏れを良好に防止することができる。

ハブ４２の第１円筒部４２１の上面には、中央にシャフト孔を有するキャップ４２７が取り付けられている。キャップ４２７は、上部スラストワッシャ３４１の上方を覆い、キャップ４２７の外周部に塗布された接着剤によりハブ４２に固定されている。

ロータマグネット４３は、ハブ４２の平面部４２２の下面に、ヨーク４３１を介して取り付けられている。ロータマグネット４３は、中心軸Ｌを取り囲むように円環状に配置されている。ロータマグネット４３の内周面は磁極面となっており、ステータコア３２の複数のティース部３２２の外周面に対向する。

このようなスピンドルモータ１において、ステータ部３のコイル３３に駆動電流を与えると、ステータコア３２の複数のティース部３２２に径方向の磁束が発生する。そして、ティース部３２２とロータマグネット４３との間の磁束の作用によりトルクが発生し、ステータ部３に対してロータ部４が中心軸Ｌを中心として回転する。ハブ４２上に支持された４枚のディスク２２は、スリーブ４１及びハブ４２とともに中心軸Ｌを中心として回転する。

図６に示すように、スリーブ４１は、シャフト３４の外周面３４ａに配置されてその内周面４１ａがシャフト３４を取り囲む略円筒形状の部材である。シャフト３４の軸方向略中央部には、シャフト３４が第１微小間隙Ｐを介して挿通される軸受孔を有したスリーブ４１が、上部スラストワッシャ３４１と下部スラストワッシャ３４２との間に配置されて、シャフト３４に対して相対回転可能に支承される。

また、シャフト３４の径方向外側に位置するシャフトラジアル軸受面と、それに対向するスリーブ４１のスリーブラジアル軸受面との第１微小間隙Ｐに形成されたラジアル動圧軸受部を備えており、シャフトラジアル軸受面又はスリーブラジアル軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５１に流体動圧を誘起するラジアル動圧溝列４１１が形成されている。

本実施形態では、シャフト３４の外周面３４ａには、軸方向に間隔をおいて上下に「く」字状のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝列４１１ｄ・４１１ｅが形成されている。図７に示すように、ラジアル動圧溝列４１１ｄ・４１１ｅはそれぞれ、相対回転時に、下方から上方へ潤滑オイル５１を圧送する第１動圧発生溝４１１ａと、上方から下方へ潤滑オイル５１を圧送する第２動圧発生溝４１１ｂとが、シャフト３４外周面の周方向に沿って間隔をおいてそれぞれ複数並べられて軸方向に向き合ったヘリングボーン形状を成し、径方向の荷重を支持するラジアル動圧軸受部を構成している。なお、ラジアル動圧溝列４１１は、ヘリングボーン状やスパイラル状やテーパードランド状に限らず、流体動圧軸受として機能すれば、どのような溝パターンでもよい。また、該溝の加工方法は、材質や必要精度に応じて、エッチング、電解エッチング、塑性加工、切削加工、レーザ加工、イオンビーム加工、ショットブラスト等を適用することができる。なお、本実施形態では、ラジアル動圧溝列４１１ｄ・４１１ｅをシャフトラジアル軸受面に形成したが、スリーブラジアル軸受面であるスリーブ４１の内周面４１ａに形成する構成にしてもよい。

モータ１によりシャフト３４に対してハブ４２とスリーブ４１とが一体的に回転駆動すると、ラジアル動圧溝列４１１ｄ・４１１ｅのポンピング作用により、第１微小間隙Ｐに充填された潤滑オイル５１に流体動圧を誘起して、ハブ４２と固定又は一体加工されたスリーブ４１は、シャフト３４と非接触となりつつも径方向に支持され、シャフト３４に対して回転自在に支承される。

また、スリーブ４１の上方若しくは下方に位置するスリーブスラスト軸受面と、それに対向する上部スラストワッシャ３４１若しくは下部スラストワッシャ３４２のワッシャスラスト軸受面との第３微小間隙Ｒ若しくは第６微小間隙Ｕには、スラスト動圧軸受部を備えており、ワッシャスラスト軸受面又はスリーブスラスト軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に潤滑オイル５１に流体動圧を誘起するスラスト動圧溝列４１２若しくは４１３が形成されている。

本実施形態では、図３に示したように、スリーブ４１の上面４１ｃには、上部スラストワッシャ３４１の下面とスリーブ４１の上面４１ｃとの間に充填される潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるためのスラスト動圧溝列４１２が中心軸側から径方向外方へ放射状に刻設されている。また、図４に示したように、スリーブ４１の下面４１ｄにも、下部スラストワッシャ３４２の上面とスリーブ４１の下面４１ｄとの間に充填される潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるためのスラスト動圧溝列４１３が中心軸側から径方向外方へ放射状に刻設されている。なお、本実施形態では、スラスト動圧溝列４１２若しくは４１３をスリーブスラスト軸受面に形成したが、ワッシャスラスト軸受面である上部スラストワッシャ３４１の下面若しくは下部スラストワッシャ３４２の上面に形成する構成にしてもよい。また、スリーブ４１の外周面には、図２に示したように、上方から下方へ潤滑オイル５１を流す流路として、軸方向に沿って１つ又は複数のオイル溝４１ｅが形成されている（図３、４中ではオイル溝４１ｅは３本）。なお、本実施形態では、オイル溝４１ｅを第２微小間隙Ｑとする。本実施形態では、１つ又は複数のオイル溝４１ｅをスリーブ４１の外周面に形成したが、ハブ４２の内周面や、スリーブ４１の外周面及びハブ４２の内周面の両方に形成する構成にしてもよい。

モータ１によりシャフト３４に対してハブ４２とスリーブ４１とが一体的に回転駆動すると、スラスト動圧軸受部のスラスト動圧溝列４１２・４１３のポンピング作用により、微小間隙に充填された潤滑オイル５１に流体動圧を誘起して、ハブ４２と固定又は一体加工されたスリーブ４１は、上部及び下部スラストワッシャ３４１・３４２と非接触となりつつも軸方向に支持され、それらに対して回転自在に支承される。

＜３．スリーブ突状部の構成＞
次に、本実施形態に係るスリーブ突状部６について、図５に基づいて説明する。

スリーブ４１の下面４１ｄの外縁部分に、スリーブスラスト軸受面から下方に突出する突状部６が形成されている。このとき、スリーブ突状部６の頂部（下方先端部）６ａと、ハブ内周面４２ｃとが成す開口部７は、第２微小間隙Ｑ（オイル溝４１ｅ）の下方の開口部に相当する。このとき、スリーブスラスト軸受面から下方に突出したスリーブ突状部６の長さは、シャフト３４側への流路である第３微小間隙Ｒへの入り口を従来より遠ざけるのに十分な長さに設定する。なお、スリーブスラスト軸受面は、スリーブ４１の下面４１ｄの一部位である。

なお、スリーブ突状部６の外周面６ｂは、上方から下方へ向かうスリーブ外周面４１ｂの延長面上に位置している。このため、スリーブ外周面４１ｂの延長面上にスリーブ突状部６の外周面６ｂがない場合、例えば、スリーブ突状部６の外周面６ｂが径方向内方に傾斜している場合では、スリーブ外周面４１ｂとハブ内周面４２ｃとの第２微小間隙Ｑを流れてきた潤滑オイル５１だけでなく気泡５２も、スリーブ突状部６の内方への傾斜面に沿って第３微小間隙Ｒに入ってしまう恐れがあったが、上方から下方へ向かうスリーブ外周面４１ｂの延長面上に、スリーブ突状部６の外周面６ｂが位置するようにしたことで、そういった問題も解消される。

また、スリーブ突状部６は、径方向内側に突状部６の傾斜面６ｃを有し、そのスリーブ突状部６の傾斜面６ｃに対向するように、下部スラストワッシャ３４２の上面３４２ａの外縁部分に、スラストワッシャ傾斜面３４２ｂが形成され、スリーブ突状部傾斜面６ｃとスラストワッシャ傾斜面３４２ｂとの間には、第２微小間隙Ｑの下方の開口部７と第３微小間隙Ｒとに連通する第４微小間隙Ｓが形成されている。

また、従来の流体動圧軸受装置では、スリーブ下面４１ｄとスリーブ外周面４１ｂとからなる角度が直角をなしており、また、スラスト動圧溝列４１３がスリーブ下面４１ｄの外縁部分にまで刻設されていた。スリーブ下面４１ｄの外縁部分にまで刻設されていたスラスト動圧溝列４１３の引き込み力は強く、第２微小間隙Ｑを流れてきた潤滑オイル５１だけでなく、潤滑オイル５１の中に混在する気泡５２までもシャフト３４側への流路である第３微小間隙Ｒに流入してしまう可能性があった。そこで、スリーブ突状部６の頂部６ａの角度、つまり、スリーブ突状部６の外周面６ｂとスリーブ突状部傾斜面６ｃとが成す角度を鋭角にしたことにより、従来のようにスリーブ下面４１ｄの外縁部分が直角だった場合に比べて、シャフト３４側への流路である第３微小間隙Ｒへ気泡５２が流入するには、鋭角なスリーブ突状部６を迂回して巻き込まれていかねばならず、鋭角なスリーブ突状部６は気泡５２が直接第３微小間隙Ｒへ流入するのを防ぐ防波堤としての機能も奏することができる。スリーブ突状部６の頂部６ａの角度が鋭ければ鋭いほど、気泡５２が流入する恐れがなくなる。

以上では、スリーブ４１とスリーブ突状部６が同一の部材から構成したものを記載したが、これに限定されるものではなく、スリーブ４１とスリーブ突状部６を別個に製造しておき、その後に固定又は一体加工する構成でもよい。

中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｃと、ハブ内周面４２ｃとが成す開口部８は、気泡５２を排出させる流路となる第５微小間隙Ｔの上方の開口部に相当する。中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｄから下部スラストワッシャ３４２の外周面３４２ｄは内方に傾斜しており、そのため、第５微小間隙Ｔの幅（内径）は、上方から下方へ漸次に広くなっており、第５微小間隙Ｔはテーパ状に形成されている。つまり、中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｃとハブ内周面４２ｃとが成す開口部８の幅が最も狭く、下部スラストワッシャ３４２の下面３４２ｅの外縁部分とハブ内周面４２ｃとが成す開口部９の幅が最も広い構成となっている。

そのため、潤滑オイル５１が第５微小間隙Ｔの上方の開口部８を通過し第５微小間隙Ｔ内に漏洩したとしても、第５微小間隙Ｔは下方に向かうにつれて内径が広くなっていることにより、潤滑オイル５１が毛細管力の作用によって第５微小間隙Ｔ内にメニスカスを形成して潤滑オイル５１が保持される。よって、表面張力と外気圧とが均衡する位置に潤滑オイル５１の境界面が形成されるテーパシール部１０が構成されることになる。

このため、気泡５２は毛細管力が高い（間隙の幅が狭い）方から低い方（間隙の幅が広い）へ流れることから、上記の毛細管力の差異を利用した気泡５２の排出効果を得ることができ、テーパシール部１０からの気泡の排出が促進される。

また、テーパシール部１０を構成することにより、潤滑オイル５１が漏洩しようとしても、このテーパシール部１０により上方に潤滑オイル５１を引きつける作用を発揮する。これにより、潤滑オイル５１の下方への漏洩を防ぐことができ、モータ１外部に潤滑オイル５１を漏洩させることを防ぐことができる。

また、遠心力や温度上昇等により潤滑オイル５１の体積が増加したり、あるいはその他の何らかの作用により、テーパシール部１０のメニスカスが下方に移動することがあるが、潤滑オイル５１の表面張力と外気圧とが均衡して、潤滑オイル５１のモータ１外部への流出が防止される。したがって、信頼性の高いモータ１を提供することができる。

流体動圧軸受装置５は、シャフト３４、スリーブ４１、上部・下部スラストワッシャ３４１・３４２、ハブ４２から構成されている。

＜４．潤滑オイルの循環について＞
続いて、流体動圧軸受装置５内を循環する潤滑オイル５１の挙動について、図６に基づいて説明する。図６は、潤滑オイル５１の循環駆動力の発生源及び循環の向きと、ラジアル動圧溝列４１１及びスラスト動圧溝列４１２・４１３との関係を表した図である。なお、図中の矢印は、動圧溝列がその方向に潤滑オイル５１を圧送し、圧力を高めるように作用することを示す。

上述したように、シャフト外周面３４ａとスリーブ内周面４１ａとの間を第１微小間隙Ｐ、スリーブ外周面４１ｂとハブ内周面４２ｃとの間を第２微小間隙Ｑ、スリーブスラスト軸受面と下部ワッシャスラスト軸受面との間を第３微小間隙Ｒ、スリーブ突状部傾斜面６ｃとスラストワッシャ傾斜面３４２ｂとの間を第４微小間隙Ｓ、スリーブスラスト軸受面と上部ワッシャスラスト軸受面との間を第６微小間隙Ｕ、とすると、流体動圧軸受装置内では、前記第１、第２、第３、第４、第６微小間隙Ｕが互いに連通して空間を形成し、その空間中に作動流体として連続的に潤滑オイルが充填されている。なお、本実施形態では、オイル溝４１ｅを第２微小間隙Ｑとする。

潤滑オイル５１としては、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイル等のエステルを主成分とするオイルが使用される。エステルを主成分とするオイルは、耐摩耗性、熱安定性、及び流動性に優れているため、流体動圧軸受装置５の潤滑オイル５１として好適である。

＜４−１．微小間隙Ｐ、Ｒ、Ｕの定義＞
ここで、本明細書における「微小間隙Ｐ、Ｒ、Ｕ」という語句の意味について注釈を加える。本発明での「微小間隙Ｐ、Ｒ、Ｕ」とは、モータ１によりシャフト３４に対してハブ４２とスリーブ４１とが一体的に回転駆動したとき、スラスト動圧軸受部及びラジアル動圧軸受部が、シャフト３４、スリーブ４１、上部及び下部スラストワッシャ３４１・３４２に対して支持力を発生させ、軸受面が非接触状態を維持した状態における軸受面間の微小な（例えば、数μｍ程度の）隙間のことを指す。静止状態の流体動圧軸受装置５をみても、例えばスラスト動圧軸受部には微小間隙が存在していないように見える場合がある。しかし、そのような場合でも、軸受部にはスリーブ４１が非接触状態で維持できるように「遊び」が設けられており、モータ１によりシャフト３４に対してハブ４２とスリーブ４１とが一体的に回転駆動したとき、その遊びに潤滑オイル５１が流入し、軸受面に刻設された動圧発生溝を流れる際に発生する流体動圧によってスリーブ４１を軸受面から浮上させている。

＜４−２．第３微小間隙Ｒ＞
まず、第３微小間隙Ｒにおける潤滑オイルの挙動について説明する。

第３微小間隙Ｒにおけるスラスト軸受面には、相対回転時にスリーブ４１と下部スラストワッシャ３４２との間に保持された潤滑オイル５１を、スラスト軸受面の径方向外方から径方向内方に圧送するポンプイン形状のスラスト動圧溝列４１３が形成されている。このため、モータ１によりシャフト３４に対してスリーブ４１が相対回転駆動すると、スラスト動圧溝列４１３のポンピング作用により、スラスト動圧溝列４１３のスラスト動圧発生溝４１３ａと、そこを流れる潤滑オイル５１の粘性とにより誘起される軸方向の流体動圧によって、スリーブスラスト軸受面と下部ワッシャスラスト軸受面とが非接触状態に支持される。そして、スラスト動圧溝列４１３はポンプイン形状を有しているため、シャフト３４側に潤滑オイル５１を圧送する流体動圧を誘起し、シャフト３４側（ラジアル動圧軸受部側）に潤滑オイル５１を圧送することができる。

＜４−３．第１微小間隙Ｐ＞
次に、第１微小間隙Ｐにおける潤滑オイル５１の挙動について説明する。

シャフト３４の外周面では、上下ラジアル動圧溝列４１１ｄ・４１１ｅそれぞれにおいて、第１動圧発生溝４１１ａによって誘起される潤滑オイル５１を下方から上方に圧送する力と、第２動圧発生溝４１１ｂによって誘起される潤滑オイル５１を上方から下方に圧送する力とが、その隣接点４１１ｃ（「く」字状ラジアル動圧溝列の屈曲部４１１ｃ）においてぶつかり合い重畳して局所的に圧力が上昇し、径方向に対して強い支持力を発生させる。このため、例えば、外的要因によりシャフト３４若しくはスリーブ４１を傾ける外力が径方向から加わったとしても、シャフト３４の上下端部に近い箇所で、それぞれ上下のラジアル動圧軸受部４１１ｄ・４１１ｅが径方向に支持力を発生させているため、径方向に対して剛性が強く、そのような外力により傾く恐れはない。そのため、シャフト外周面３４ａとスリーブ内周面４１ａとを非接触の状態で、シャフト３４の外周を安定してスリーブ４１を回転させることができる。

また、下側のラジアル動圧溝列４１１ｅの軸方向の溝スパンは、上側のラジアル動圧溝列４１１ｄの軸方向の溝スパンに比べて広い構成になっている。これは以下の問題を解決するために構成されたものである。例えばサーバ用等のディスク駆動装置２では大容量が求められるので、これに搭載するモータ１には、その大容量のデータを保存・記録するために複数枚のディスク２２を積む必要がある。複数枚のディスク２２をハブ４２のフランジ面（ディスク載置面）４２ｂに載せているので、その複数枚のディスク２２の自重がモータ１全体にかかり、モータ１全体としての重心Ｇは中心軸の軸方向中心部分ではなく軸方向下方部分に位置することになる。そのため、このモータ１を傾けることなく回転させるためには、その重心Ｇ部分に対し径方向から強く支持する必要がある。ラジアル動圧溝列４１１の軸方向の溝スパンが広いほど、つまり、それを構成している第１動圧発生溝４１１ａと第２動圧発生溝４１１ｂの溝スパンが広いほど、ラジアル動圧溝列４１１は径方向に対して強い支持力を発生させるので、モータ１全体の重心Ｇに近い箇所で剛性が最も強くなるように、下側のラジアル動圧溝列４１１ｅの軸方向の溝スパンを広く設定した。また、このように構成することにより、スリーブ４１の回転に伴って、溝スパンの広い下側のラジアル動圧溝列４１１ｅから溝スパンの狭い上側のラジアル動圧溝列４１１ｄに向かって潤滑オイル５１を圧送する圧力が働く。

次に、第１微小間隙Ｐにおいて、潤滑オイル５１が下方から上方に流れる挙動について説明する。

ラジアル動圧溝列４１１は、相対回転時に、第１動圧発生溝４１１ａにより発生する圧力は、第２動圧発生溝４１１ｂにより発生する圧力より高くなるように構成されている。このため、第１動圧発生溝４１１ａによって誘起された潤滑オイル５１を下方から上方に圧送する圧力が、第２動圧発生溝４１１ｂによって誘起された潤滑オイル５１を下方に圧送する圧力に比べて大きく打ち勝って、第１微小間隙Ｐ中を下方から上方に向かって潤滑オイル５１が圧送することができる。また、相対回転時に、第１微小間隙Ｐ中で潤滑オイル５１を下方から上方へ圧送するのと同時に、第２微小間隙Ｑに混在する潤滑オイル５１を上方から下方へと圧送することができる。つまり、オイル循環作用を働かせることができる。このような効果を得るための構成として、以下の構成例が挙げられる。

シャフト３４外周面の周方向に沿って間隔をおいてそれぞれ複数並べられて軸方向に向き合った第１動圧発生溝４１１ａの数と第２動圧発生溝４１１ｂの数とが同数である場合、図７（ａ）に示すように、第１動圧発生溝４１１ａの軸方向の溝スパンａを、第２動圧発生溝４１１ｂの軸方向の溝スパンｂよりも大きく設定する。

また、図７（ｂ）に示すように、シャフト外周面３４ａの周方向に沿って間隔をおいて並べられた第１動圧発生溝４１１ａの数を、第２動圧発生溝４１１ｂの数よりも多くする。この場合、第１動圧発生溝４１１ａの軸方向の溝スパンｃと、第２動圧発生溝４１１ｂの軸方向の溝スパンｄとが同じであっても、上記のような効果を得ることができる。

＜４−４．第６微小間隙Ｕ＞
まず、第６微小間隙Ｕにおける潤滑オイル５１の挙動について説明する。

第６微小間隙Ｕにおけるスラスト軸受面には、相対回転時にスリーブ４１と上部スラストワッシャ３４１との間に保持された潤滑オイル５１を、スラスト軸受面の径方向外方から径方向内方に圧送するポンプイン形状のスラスト動圧溝列４１３が形成されている。しかし、第１微小間隙Ｐで下方から上方へ圧送された潤滑オイル５１の循環駆動力の方が、第６微小間隙Ｕで径方向外方から径方向内方に圧送しようとする循環駆動力よりも大きいため、第６微小間隙Ｕ中の潤滑オイル５１は、径方向内方から径方向外方へと流れ、第２微小間隙Ｑに流入する。

また、第６微小間隙Ｕにおけるスラスト軸受面には、相対回転時にスリーブ４１と上部スラストワッシャ３４１との間に保持された潤滑オイル５１を、スラスト軸受面の径方向外方から径方向内方に圧送するポンプアウト形状のスラスト動圧溝列４１２に形成することもできる。このため、モータ１によりシャフト３４に対してスリーブ４１が相対回転駆動すると、スラスト動圧溝列４１２のポンピング作用により、スラスト動圧溝列４１２のスラスト動圧発生溝４１２ａと、そこを流れる潤滑オイル５１の粘性とにより発生する軸方向の流体動圧によって、スリーブスラスト軸受面と上部ワッシャスラスト軸受面とが非接触状態に支持される。そして、スラスト動圧溝列４１２はポンプアウト形状を有しているため、ハブ４２側に潤滑オイル５１を圧送する圧力を誘起し、第２微小間隙Ｑに潤滑オイル５１を圧送することができる。

なお、本実施形態では、スリーブ４１の上方に位置するスリーブスラスト軸受面と、それに対向する上部スラストワッシャ３４１の上部ワッシャスラスト軸受面との間の第６微小間隙Ｕを備えた流体動圧軸受装置５について記載したが、図９に示すように、第６微小間隙Ｕを設けずに、第１微小間隙Ｐから第２微小間隙Ｑに直接連通する構成にした流体動圧軸受装置にすることもできる。

＜４−５．第２微小間隙Ｑ＞
次に、第２微小間隙Ｑ（オイル溝４１ｅ）における潤滑オイル５１の挙動について説明する。

第２微小間隙Ｑを構成しているスリーブ外周面４１ｂ上及びハブ内周面４２ｃ上には、他の微小間隙に構成されている軸受面のように動圧溝列が形成されておらず、潤滑オイル５１を圧送する駆動力を発生させない。しかし、スラスト動圧軸受部及びラジアル動圧軸受部により駆動力を得た潤滑オイル５１が、第２微小間隙Ｑへ流入してくるので、そのまま第２微小間隙Ｑを通過し、後述する第４微小間隙Ｓへと流入する。

＜４−６．第４微小間隙Ｓ＞
第２微小間隙Ｑを流れてきた潤滑オイル５１が、スリーブ突状部６を迂回して第４微小間隙Ｓに流入し、シャフト３４側への流路である第３微小間隙Ｒへ流入する。第３微小間隙Ｒへ流入するのにわざわざスリーブ突状部６を迂回せねばならず、気泡５２が第３微小間隙Ｒへ流入しにくくなり、動圧軸受部への気泡５２の流入を防止することができる。第３微小間隙Ｒへの入り口を従来より下方へ遠ざけて、第５微小間隙Ｔ内の気泡５２の排出口であるテーパシール部１０に近づけたことで、気泡５２の排出効果を促進することができる。

以上の説明は、第３微小間隙Ｒ、第１微小間隙Ｐ、第６微小間隙Ｕ、第２微小間隙Ｑ、第４微小間隙Ｓ、第３微小間隙Ｒ、の順に循環する潤滑オイル５１の挙動について説明したものであるが、循環の向きについては特に限定しない。

＜５．潤滑オイルと気泡の選別について＞
次に、潤滑オイル５１と、潤滑オイル５１中に混在する気泡５２とを選別し、気泡５２をシャフト外周面３４ａまで入り込むことなく排出し、気泡５２による不具合を防止する本発明について、図８に基づいて説明する。同時に、潤滑オイル５１が第５微小間隙Ｔに漏洩しない構成についても説明する。

＜５−１．潤滑オイルと気泡の関係について＞
ここで、潤滑オイル５１と気泡５２の関係について説明する。気泡５２の挙動は毛細管力が大きく影響し、毛細管力とは、互いに解け合わない２種類の流体が固体の表面に接触した場合に、両流体の固体表面をぬらそうとする性質（ぬれ特性）の差により両流体の間に生じる圧力差のことをいう。毛細管力は、主に、流体の表面張力や接触角、そして流体が保持されている部分の形状や材質、そして表面荒さ等により決定される。流体動圧軸受装置５において、２つの流体とは潤滑オイル５１及びその中に混在する気泡５２のことであり、固体とはスリーブ４１、スリーブ突状部６、シャフト３４、ハブ４２、及び上部及び下部スラストワッシャ３４１・３４２のことである。この流体動圧軸受装置５内に潤滑オイル５１に気泡５２が存在する場合、毛細管力が小さい（間隙の幅が広い）領域から大きい（間隙の幅が狭い）領域へ潤滑オイル５１は流れようとし、その反作用として気泡５２が毛細管力が大きい（間隙の幅が狭い）領域から小さい（間隙の幅が広い）領域へ移動しやすくなる。この現象は、毛細管力が小さい領域から大きい領域へ潤滑オイル５１に力（毛管力）が作用するとともに、潤滑オイル５１が毛管力の作用する方向へ流れようとすることで、気泡５２に毛管力とは反対方向に力が作用するため起こる。

＜５−２．各微小間隙での幅を示すための記号振り分けについて＞
第２微小間隙Ｑの下方側開口部７と、第４微小間隙Ｓの径方向外側の開口部１１ａと、第５微小間隙Ｔの上方の開口部８とが囲む箇所を分岐路１２とすると、第２微小間隙Ｑを上方から下方へ流れてきた潤滑オイル５１及びその中に混在する気泡５２は、分岐路１２で第４微小間隙Ｓか第５微小間隙Ｔのいずれかに流れることになる。上述したように、潤滑オイル５１と気泡５２とは、それまで流れてきた微小間隙の幅と、それから流入する微小間隙の幅との大小関係によって、どの微小間隙に流入するかどうかが決まる。そこで、潤滑オイル５１及びその中に混在する気泡５２がどの微小間隙に流入するか説明するために、各微小間隙の幅を以下のように記号を振り分ける。中心軸を含む断面における第３微小間隙Ｒの幅をＡ、中心軸を含む断面における第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部の幅をＢ、中心軸を含む断面における第２微小間隙Ｑの下方側開口部の幅をＣ、中心軸を含む断面における下部スラストワッシャの最も径方向外側に位置する部位とハブ内周面との幅をＤ、とする。

＜５−３．潤滑オイルの流れ：第２微小間隙Ｑから第４微小間隙Ｓへ：Ｂ＜Ｃ＞
潤滑オイル５１がどの微小間隙を流れるか説明する。

第２微小間隙Ｑ中を上方から下方へ流れてきた潤滑オイル５１が、第４微小間隙Ｓに流入し、シャフト３４側への流路である第３微小間隙Ｒへ流れるように、それぞれ微小間隙の幅の大小関係を設定する。詳しくは、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部の幅Ｂが、第２微小間隙Ｑの下方側開口部の幅Ｃよりも小さくなるように設定する。上述したように、毛細管力が小さい（間隙の幅が広い）領域から大きい（間隙の幅が狭い）領域へ潤滑オイル５１は流れようとするので、第２微小間隙Ｑを流れてきた潤滑オイル５１は、第４微小間隙Ｓへ流入しやすくすることができる。一方、潤滑オイル５１中に混在する気泡５２は、流入しにくくすることができる。

ここで、第４微小間隙Ｓに流入してきた潤滑オイル５１を円滑に第３微小間隙Ｒへ流すために、次のように第４微小間隙Ｓを構成することも可能である。詳しくは、第４微小間隙Ｓを、径方向外側開口部１１ａから径方向内側開口部１１ｂへ向かうにつれて漸次に狭くなるように設定する。なお、第４微小間隙Ｓの径方向内側開口部１１ｂの幅は、幅Ａと同等か、それより広くてもよい。このように構成することにより、潤滑オイル５１は毛細管力が低い（間隙の幅が広い）方から高い方（間隙の幅が狭い）へ流れることから、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部１１ａから径方向内側開口部１１ｂへの、上記の毛細管力の差異を利用して潤滑オイル５１の流入を促進することができ、潤滑オイル５１の第５微小間隙Ｔへの流入防止を促進することができる。

＜５−４．潤滑オイルの流れ：第４微小間隙Ｓから第３微小間隙Ｒへ：Ｂ＞Ａ＞
そして、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部１１ａの幅Ｂが、第３微小間隙Ｒの幅Ａよりも大きくなるように設定する。このような構成にすることにより、第２微小間隙Ｑからスリーブ突状部６を迂回して第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部１１ａに流入した潤滑オイル５１が、下方から上方へ重力に逆らって第４微小間隙Ｓを通過して第３微小間隙Ｒへ流入するのを促進することができる。

＜５−５．潤滑オイルと気泡の選別：Ｂ＜Ｄ＞
次に、潤滑オイル５１が、第５微小間隙Ｔに流れないように微小間隙の幅を設定する。そのために、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部１１ａの幅Ｂが、中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｃとハブ内周面４２ｃ（つまり、第５微小間隙Ｔの上方の開口部８）との幅Ｄよりも小さくなるように設定する。このような構成にしたことにより、第２微小間隙Ｑを流れてきた潤滑オイル５１は、分岐路１２で第４微小間隙Ｓと第５微小間隙Ｔのいずれかに流れることになるが、第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部１１ａの幅Ｂの方が中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｃとハブ内周面４２ｃとの幅Ｄより狭いので、毛細管力により潤滑オイル５１は第４微小間隙Ｓへ流れる。一方、潤滑オイル５１に混在して第２微小間隙Ｑを流れてきた気泡５２は、同じく分岐路１２で第４微小間隙Ｓと第５微小間隙Ｔのいずれかに流れることになるが、中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｃとハブ内周面４２ｃとの幅Ｄの方が第４微小間隙Ｓの径方向外側開口部１１ａの幅Ｂより広いので、毛細管力により気泡５２は第５微小間隙Ｔへ流れる。以上より、潤滑オイル５１は循環流路である第４微小間隙Ｓへ、気泡５２は排出口であるテーパシール部１０を有した第５微小間隙Ｔへそれぞれ流すことができる。

＜５−６．気泡の排出：第２微小間隙Ｑから第５微小間隙Ｔへ＞
次に、潤滑オイル５１中に混在する気泡５２の流れについて説明する。第２微小間隙Ｑを流れてきた気泡５２が効率よく第５微小間隙Ｔへ流入し、第５微小間隙Ｔの下方の開口部９（排出口）から排出されるように、微小間隙の幅を設定する。そのために、第２微小間隙Ｑの下方側開口部７の幅Ｃは、中心軸を含む断面における下部スラストワッシャ３４２の最も径方向外側に位置する部位３４２ｃとハブ内周面４２ｃとの幅Ｄよりも小さいなるように設定する。このような構成にしたことにより、第２微小間隙Ｑを流れてきた潤滑オイル５１に混在する気泡５２が第５微小間隙Ｔへ流入するのを促進し、気泡５２を排出する効果を高めることができる。また、潤滑オイル５１が第５微小間隙Ｔへ流入するのを防止することができる。

＜６．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、シャフト３４と下部スラストワッシャ３４２とが別個の部材として構成されていたが、図１０に示したように、シャフト３４が、シャフト３４と下部スラストワッシャ３４２との１部材から構成されていてもよい。

また、上記の実施形態では、スリーブ４１とハブ４２とが別個の部材として構成されていたが、図１１に示したように、スリーブ４１が、スリーブ４１とハブ４２との１部材から構成されていてもよい。

＜７．その他＞
上記の実施形態では、軸固定型のアウターロータモータについて説明したが、本発明は、軸回転型のモータや、インナーロータモータにも適用することができる。なお、軸回転型のモータの場合、スリーブ４１とハブ４２との間にスリーブハウジングを挟持した構成のものがあるが、その場合、スリーブ、ハブ、スリーブハウジングは同一の部材から構成されたものでも、また、それぞれ別個に製造しておき、その後に固定又は一体加工する構成でもよい。

ディスク駆動装置の縦断面図である。 スピンドルモータの縦断面図である。 スリーブ突状部及びその周囲の構成を示した拡大縦断面図である。 スリーブの上面図である。 スリーブの下面図である。 潤滑オイルの循環の説明図である。 ラジアル動圧溝列における、第１動圧発生溝と第２動圧発生溝の関係図である。 各微小間隙の幅の大小関係を示す図である。 第１微小間隙から第２微小間隙に直接連通する構成にした拡大縦断面図である。 シャフトと下部スラストワッシャとが一体となった場合のスピンドルモータの縦断面図である。 スリーブとハブとが一体となった場合のスピンドルモータの縦断面図である。

符号の説明

１ スピンドルモータ
２ ディスク駆動装置
３ ステータ部
４ ロータ部
５ 流体動圧軸受装置
６ 突状部
６ａ 頂部
６ｂ 外周面
６ｃ 傾斜面
１０ テーパシール部
１２ 分岐路
２１ 装置ハウジング
２２ ディスク
２３ アクセス部
３１ ベース部材
３２ ステータコア
３３ コイル
３４ シャフト
３４ａ 外周面
４１ スリーブ
４１ａ 内周面
４１ｂ 外周面
４１ｃ 上面
４１ｄ 下面
４１ｅ オイル溝
４２ ハブ
４２ａ 外周面
４２ｂ フランジ面
４２ｃ 内周面
４３ ロータマグネット
３４１ 上部スラストワッシャ
３４１ａ 下面
３４２ 下部スラストワッシャ
３４２ａ 上面
３４２ｂ 傾斜面
３４２ｃ 中心軸を含む断面における下部スラストワッシャの最も径方向外側に位置する部位
３４２ｄ 外周面
３４２ｅ 下面
４１１ａ 第１動圧発生溝
４１１ｂ 第２動圧発生溝
４１１ｃ 屈曲部
４１１ｄ 下ラジアル動圧溝列
４１１ｅ 上ラジアル動圧溝列
Ａ 中心軸を含む断面における第３微小間隙の幅
Ｂ 中心軸を含む断面における第４微小間隙の径方向外側開口部の幅
Ｃ 中心軸を含む断面における第２微小間隙の下方側開口部の幅
Ｄ 中心軸を含む断面における下部スラストワッシャの最も径方向外側に位置する部位とハブ内周面との幅
Ｇ 重心
Ｌ 中心軸
Ｐ 第１微小間隙
Ｑ 第２微小間隙
Ｒ 第３微小間隙
Ｓ 第４微小間隙
Ｔ 第５微小間隙
Ｕ 第６微小間隙

Claims (15)

1. 流体動圧軸受装置であって、
   流体動圧軸受装置の中心軸として配置されるシャフトと、
   前記シャフトが第１微小間隙を介して挿通される軸受孔を有し、前記シャフトに対して相対回転可能に支持されるスリーブと、
   前記スリーブの外周面に第２微小間隙を介して固定又は一体成形され、ディスクが載置されるディスク載置面を有するハブと、
   前記シャフトと固定又は一体成形されて、前記シャフトの外周面から径方向外側に突出するスラストワッシャと、
   前記スリーブの軸方向一方側に位置するスリーブスラスト軸受面と、それに対向する前記スラストワッシャのワッシャスラスト軸受面との第３微小間隙に形成されたスラスト動圧軸受部と、
   互いに連通する第１、第２、第３微小間隙を含む空間中に作動流体として充填される潤滑オイルと、
   を備え、
   前記スリーブの軸方向一方側の端面の外縁部分には、前記スリーブスラスト軸受面から軸方向一方側に突出するスリーブ突状部が形成され、
   前記スリーブ突状部の頂部と前記ハブ内周面とが成す開口部が、前記第２微小間隙の軸方向一方側の開口部であり、
   前記スラストワッシャの軸方向他方側の端面の外縁部分と前記スリーブ突状部との間には、前記第２微小間隙の軸方向一方側の開口部と前記第３微小間隙とに連通する第４微小間隙が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
2. 請求項１に記載の流体動圧軸受装置において、
   前記スリーブ突状部は、径方向内側に突状部傾斜面を有し、
   前記突状部傾斜面に対向するように前記スラストワッシャの軸方向他方側の端面の外縁部分にスラストワッシャ傾斜面が形成され、
   前記突状部傾斜面と前記スラストワッシャの傾斜面との間に前記第４微小間隙が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の流体動圧軸受装置において、
   前記中心軸を含む断面における前記第３微小間隙の幅をＡ、
   前記中心軸を含む断面における前記第４微小間隙の径方向外側開口部の幅をＢ、
   としたとき、
   前記幅Ｂは前記幅Ａよりも大きいことを特徴とする流体動圧軸受装置。
4. 請求項３に記載の流体動圧軸受装置において、
   前記中心軸を含む断面における前記第２微小間隙の軸方向一方側開口部の幅をＣ、
   としたとき、
   前記幅Ｂは前記幅Ｃよりも小さいことを特徴とする流体動圧軸受装置。
5. 請求項４に記載の流体動圧軸受装置において、
   前記中心軸を含む断面における前記スラストワッシャの最も径方向外側に位置する部位と前記ハブ内周面との幅をＤ、
   としたとき、
   前記幅Ｂは前記幅Ｄよりも小さいことを特徴とする流体動圧軸受装置。
6. 請求項５に記載の流体動圧軸受装置において、
   前記幅Ｃは前記幅Ｄよりも小さいことを特徴とする流体動圧軸受装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、
   前記第４微小間隙が、径方向外側開口部から径方向内側開口部へ向かうにつれて漸次に狭くなっていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、
   前記スリーブ突状部の頂部が、鋭角を成すことを特徴とする流体動圧軸受装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、
   軸方向他方側から軸方向一方側へ向かう前記スリーブ外周面の延長面上に、前記スリーブ突状部の外周面が位置することを特徴とする流体動圧軸受装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、
    前記シャフトの径方向外側に位置するシャフトラジアル軸受面と、それに対向する前記スリーブのスリーブラジアル軸受面との前記第１微小間隙に形成されたラジアル動圧軸受部を更に備え、
    前記シャフトラジアル軸受面又は前記スリーブラジアル軸受面の少なくとも一方に、相対回転時に前記潤滑オイルに流体動圧を誘起するラジアル動圧溝列が形成され、
    前記ワッシャスラスト軸受面又は前記スリーブスラスト軸受面の少なくとも一方に、前記相対回転時に前記潤滑オイルに流体動圧を誘起するスラスト動圧溝列が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
11. 請求項１０に記載の流体動圧軸受装置において、
    前記スラスト動圧溝列は、相対回転時に前記スリーブと前記スラストワッシャとの間に保持された前記潤滑オイルを径方向内方に圧送するポンプイン形状を有することを特徴とする流体動圧軸受装置。
12. 請求項１０乃至請求項１１のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、
    前記ラジアル動圧溝列は、相対回転時に、軸方向一方側から軸方向他方側へ前記潤滑オイルを圧送する第１動圧発生溝と、軸方向他方側から軸方向一方側へ前記潤滑オイルを圧送する第２動圧発生溝とが、前記シャフト外周面の周方向に沿って間隔をおいてそれぞれ複数並べられて軸方向に向き合ったヘリングボーン形状を有し、
    前記相対回転時、前記第１動圧発生溝により発生する圧力は、前記第２動圧発生溝により発生する圧力より高いことを特徴とする流体動圧軸受装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の流体動圧軸受装置において、
    前記スラストワッシャ外周面と前記ハブ内周面との間の第５微小間隙が、軸方向他方側から軸方向一方側へ漸次に広くなり、前記潤滑オイルが毛細管力の作用によって前記第５微小間隙にメニスカスを形成して保持され、表面張力と外気圧とが均衡する位置に前記潤滑オイルの境界面を形成するテーパシール部が構成されていることを特徴とする流体動圧軸受装置。
14. ベース部材と、
    前記ベース部材に固定された磁束発生部と、
    請求項１乃至請求項１３のいずれか記載の流体動圧軸受装置によって前記ベースに対して回転自在に支持されたロータ部と、
    前記磁束発生部に対向して前記ロータ部に取り付けられたロータマグネットと、
    を備えることを特徴とするスピンドルモータ。
15. ディスクを回転させるディスク駆動装置であって、
    装置ハウジングと、
    前記装置ハウジングの内部に固定された請求項１４記載のスピンドルモータと、
    前記ディスクに対して情報の読み出し及び／又は書き込みを行うアクセス部と、
    を備えることを特徴とするディスク駆動装置。

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