JP2012055088A

JP2012055088A - 回転機器

Info

Publication number: JP2012055088A
Application number: JP2010195601A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 寛齋藤
Original assignee: Alphana Technology Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-15
Also published as: US20120049680A1

Abstract

【課題】ハードディスクドライブからの騒音を低減する。
【解決手段】回転機器１００は、磁気記録ディスク２００が載置されるべきロータと、ロータを回転自在に支持するステータと、ロータをステータに対して回転させる駆動機構と、を有する。周波数スペクトルにおいて回転機器１００のトランスレーションモードにおける機械的な共振のピークと駆動機構のトルクリップルのピークとが１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲にあるとき、共振のピークのＱ値が３以下となるように、ロータとステータとの隙間の大きさと隙間に導入される潤滑剤９２の粘度との関係を定めた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータ、ステータおよび駆動機構を備える回転機器に関する。

コンピュータの記憶装置等に使用されるメディアとしては、ハードディスクドライブが知られている。ハードディスクドライブでは、記録トラックが形成された磁気記録ディスクをブラシレスモータにより高速で回転させる。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。

例えば特許文献１には、記録ディスク駆動装置にて記録ディスクの回転に使用される電動式のブラシレスモータが開示されている。このブラシレスモータは、ロータハブおよび界磁用磁石を有するロータ部と、界磁用磁石との間でトルクを発生する電機子およびこの電機子が取り付けられるベース部を有するステータ部と、ロータ部をステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構と、を備える。

特開２００７−２１３６２９号公報

ハードディスクドライブはその内部で磁気記録ディスクを回転させるので、ハードディスクドライブにはその回転駆動に起因した機械的な振動が発生する。この機械的な振動のために、ハードディスクドライブからは多かれ少なかれ騒音が発生する。

近年、ハードディスクドライブの小型化、大容量化が進み、その利便性が増してきている。利便性の増大と共にハードディスクドライブの用途も拡大しており、例えば住宅の居間のように静かな環境において使用されるケースも増えている。そのようなケースでは、静かさを保つために上記の騒音をできるだけ低減する必要がある。

無論、上記のケースに限らず、ハードディスクドライブなどの回転機器からの騒音は少ない方がよい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は騒音を低減した回転機器の提供にある。

本発明のある態様は、回転機器に関する。この回転機器は、記録ディスクが載置されるべきロータと、ロータを回転自在に支持するステータと、ロータをステータに対して回転させる駆動機構と、を備える。周波数スペクトルにおいて当該回転機器のトランスレーションモードにおける機械的な共振のピークと前記駆動機構のトルクリップルのピークとが１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲にあるとき、共振のピークのＱ値が３以下となるように、ロータとステータとの隙間の大きさと隙間に導入される潤滑剤の粘度との関係を定めた。

「回転機器」は、記録ディスクを駆動するための装置であってもよく、例えばハードディスクドライブであってもよい。
この態様によると、共振のピークのＱ値を低くすることにより、駆動機構のトルクリップルに起因する騒音を低減できる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、回転機器の騒音を低減できる。

実施の形態に係る回転機器を示す上面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。比較例に係る回転機器についてコンピュータシミュレーションにより計算された、機械的な共振の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図１の回転機器のトランスレーションモードでの共振のピークのＱ値が一定値となる条件をコンピュータシミュレーションで計算したグラフである。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１の回転機器についてコンピュータシミュレーションにより計算された、機械的な共振の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図６（ａ）〜（ｃ）は、図２の軸受を説明するための説明図である。図７（ａ）〜（ｄ）は、第１周状接触部の種々の変形例を示す図である。図８（ａ）、（ｂ）は、第５変形例に係るシャフトを説明するための図である。

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。

実施の形態に係る回転機器は、磁気記録ディスクを搭載し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られる。
図１は、実施の形態に係る回転機器１００を示す上面図である。図１では、回転機器１００の内側の構成を示すため、トップカバーを外した状態が示される。回転機器１００は、ベースプレート５０と、ハブ１０と、磁気記録ディスク２００と、データリード／ライト部８と、トップカバーと、を備える。
以降ベースプレート５０に対してハブ１０が搭載される側（図１の紙面上側）を上側として説明する。

磁気記録ディスク２００は、ハブ１０に載置され、ハブ１０の回転に伴って回転する。ベースプレート５０はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベースプレート５０は、後述の軸受を介してハブ１０を回転自在に支持する。データリード／ライト部８は、記録再生ヘッド８ａと、スイングアーム８ｂと、ピボットアセンブリ８ｃと、ボイスコイルモータ８ｄと、を含む。記録再生ヘッド８ａは、スイングアーム８ｂの先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク２００にデータを記録し、磁気記録ディスク２００からデータを読み取る。ピボットアセンブリ８ｃは、スイングアーム８ｂをベースプレート５０に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ８ｄは、スイングアーム８ｂをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド８ａを磁気記録ディスク２００の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード／ライト部８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。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。回転機器１００は、直径が９５（ｍｍ）の３．５インチ型の２枚の磁気記録ディスク２００を搭載し、それらを回転させる。想定される２枚の磁気記録ディスク２００のそれぞれの中央の孔の直径は２５（ｍｍ）、厚みは１．２７（ｍｍ）である。
回転機器１００は、略カップ状のハブ１０と、シャフト２０と、フランジ２２と、ヨーク３０と、円筒状マグネット４０と、ベースプレート５０と、積層コア６０と、コイル７０と、スリーブ８０と、プレート９０と、潤滑剤９２と、接着剤９４と、制振リング１１０と、を備える。

ハブ１０は、モータ回転軸Ｊを中心とする凸状に形成される。以降、２枚の磁気記録ディスク２００がハブ１０に載置された場合を考える。ハブ１０のうち上側に突き出た部分の円筒状の外筒面１０ｂに２枚の磁気記録ディスク２００の中央の孔が嵌合される。また、２枚の磁気記録ディスク２００のうち下側の磁気記録ディスクは、ハブ１０の表面のうち外筒面１０ｂの下端から径方向に張り出した着座面１０ｃに着座する。外筒面１０ｂの直径は２５（ｍｍ）である。より正確には外筒面１０ｂの直径は、２４．９７８±０．０１（ｍｍ）である。

円環状の第１スペーサ２０２は、２枚の磁気記録ディスク２００の間に挿入される。クランパ２０６は、円環状の第２スペーサ２０４を介して２枚の磁気記録ディスク２００および第１スペーサ２０２をハブ１０に対して押しつけて固定する。クランパ２０６は、複数のクランプネジ２０８によってハブ１０の上面１０ａに対して固定される。ハブ１０は、ヨーク３０と２枚の磁気記録ディスク２００とによって挟まれる円筒状の隔壁１４を有する。

ヨーク３０はその断面が逆Ｌ字型であり、鉄などの磁性材料により形成される。ヨーク３０は隔壁１４の内周面に接着と圧入とを併用して固定される。隔壁１４の内周面には、ヨーク３０が圧入される際にヨーク３０が押し当てられる第１凸部１６および第２凸部１８が形成される。第１凸部１６および第２凸部１８は両方ともモータ回転軸Ｊの周りに形成された円環状の凸部であり、第１凸部１６を上側として軸方向に互いに離間して形成される。隔壁１４の内周面とヨーク３０の外周面との間には接着剤９４が充填される。これはヨーク３０をハブ１０に圧入する際、隔壁１４の内周面に適量の接着剤を塗布しておくことにより実現される。

ハブ１０の着座面１０ｃには、２枚の磁気記録ディスク２００のうち下側の磁気記録ディスクを着座させるための上側に突き出た隆起部１３が形成される。隆起部１３は、モータ回転軸Ｊの周りに円環状に形成され、隆起部１３のうち磁気記録ディスクが着座する部分の面は、滑らかな曲面である。その曲面の断面は円弧状であり、磁気記録ディスク２００は着座面１０ｃに線状に接することとなる。

ヨーク３０の内周面には円筒状マグネット４０が接着固定される。円筒状マグネット４０は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの希土類材料によって形成され、積層コア６０の９本の突極と径方向に対向する。円筒状マグネット４０にはその周方向に８極の駆動用着磁が施される。なお、円筒状マグネット４０はヨーク３０を介してハブ１０に固定されると言える。

シャフト２０の一端はハブ１０の中心に設けられた開口部に圧入と接着を併用して固着される。シャフト２０の他端にはフランジ２２が圧入される。シャフト２０は、後述のラジアル動圧溝付近での外周直径を４（ｍｍ）として、ＳＵＳ４２０Ｊ２のステンレス鋼を素材として形成される。

ベースプレート５０の上面５０ａには、モータ回転軸Ｊを中心とした突出部５２が設けられる。その突出部５２の外周面は、モータ回転軸Ｊを中心とする円筒状の側面５２ａである。突出部５２の内周面５２ｂには、スリーブ８０が接着固定される。スリーブ８０にはシャフト２０が収まる。スリーブ８０のフランジ２２側の面にはプレート９０が接着固定される。スリーブ８０の内周面８０ａとシャフト２０の外周面２０ａとは対向する。スリーブ８０は、銅系の合金素材を切削加工し、その後表面に無電解ニッケルメッキを施すことで形成される。

シャフト２０およびフランジ２２と、スリーブ８０およびプレート９０との間には潤滑剤９２が注入される。シャフト２０、フランジ２２、潤滑剤９２、スリーブ８０およびプレート９０はハブ１０を回転自在に支持するための軸受を構成する。

スリーブ８０の内周面８０ａには、上下に離間した１組のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂが形成される。以下、上側（ハブ１０側）のラジアル動圧溝を第１ラジアル動圧溝８２ａ、下側（ベースプレート５０側）のラジアル動圧溝を第２ラジアル動圧溝８２ｂ、と称す。
フランジ２２の上面には、ヘリングボーン形状の第１軸動圧溝２４が、フランジ２２の下面には、ヘリングボーン形状の第２軸動圧溝２６が形成される。回転機器１００の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤９２に生成する動圧によって、ハブ１０およびシャフト２０は径方向および軸方向に支持される。
スリーブ８０の開放端側には、スリーブ８０の内周面８０ａとシャフト２０の外周面２０ａとの間の隙間が上方に向けて徐々に広がる部分であるキャピラリーシール部９８が形成される。キャピラリーシール部９８は毛細管現象により潤滑剤９２の漏れ出しを防止する。

積層コア６０は円環部６２とそこから半径方向外側に伸びる９本の突極６４とを有する。積層コア６０は、厚さ０．３５（ｍｍ）の無方向性電磁鋼板を８枚積層して、かしめにより一体化して形成される。この積層コア６０の製造方法としては、まず表面に絶縁処理が施された電磁鋼板をプレス加工し、ハーフパンチを形成しつつ所望のコア形状に打ち抜くことで個々の電磁鋼板を形成する。次に、コア形状の８枚の電磁鋼板を上述のハーフパンチを用いた型内かしめによってかしめることで一体化する。この一体化形成の後、積層コアの表面の剥がれ等を防止するために表面処理を施す。この表面処理には種々の方法が採用できる。例えば、スプレー塗装やカチオン電着等の方法によりエポキシ樹脂を付着する方法は、均一な塗膜を形成できる点で好ましい。ここでエポキシ樹脂は、その厚さがおよそ７０（μｍ）となるように付着される。したがって本実施の形態では積層コア６０の厚さはおよそ２．９４（ｍｍ）である。

積層コア６０のそれぞれの突極６４にはコイル７０が巻回される。このコイル７０に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極６４に沿って駆動磁束が発生する。

制振リング１１０は、積層コア６０の電磁鋼板よりも柔らかい材料、例えば軽量で加工容易なアルミニウムによって形成された筒状の部材である。制振リング１１０は、積層コア６０と突出部５２との間に位置し、積層コア６０の円環部６２に圧入されることで積層コア６０の個々の電磁鋼板を軸方向にさらに固定する。

制振リング１１０が圧入された積層コア６０は、積層コア６０の下面が円筒状の側面５２ａの下端から径方向に広がる台座に突き当たるまで突出部５２に嵌合され、固定される。ここでの固定手段は例えば接着や圧入であり、これらの場合、パーティクルなどの汚染を生じにくい。

積層コア６０とベースプレート５０との間の固定の強度を増強するために、制振リング１１０による固定に加えて、円環部６２の内周面と突出部５２の側面５２ａとの間で制振リング１１０が存在しない領域に制振接着剤１１２が導入される。特に、制振接着剤１１２はかかる領域を満たすように導入される。この場合、積層コア６０が突出部５２に対して傾く可能性を低減できる。その結果、突極６４と円筒状マグネット４０との間の隙間の均一性を保つことができる。
制振接着剤１１２としては各種の接着剤を採用できる。例えば、エポキシ樹脂系の熱硬化型の接着剤は、安定した接着強度を確保できる点で好ましい。

本実施の形態において、少なくともハブ１０、シャフト２０、フランジ２２、ヨーク３０および円筒状マグネット４０は、磁気記録ディスク２００が載置されるべきロータを構成する。少なくともベースプレート５０、積層コア６０、コイル７０、スリーブ８０、プレート９０および制振リング１１０は、ロータを回転自在に支持するステータを構成する。少なくとも円筒状マグネット４０、積層コア６０およびコイル７０は、ロータをステータに対して回転させる駆動機構を構成する。

一般に、３相のブラシレスモータのトルクには、回転数をＮ（Ｈｚ）、マグネットの磁極数をＰとしたとき、３ＰＮ（Ｈｚ）で示される周波数のトルクリップルが含まれる。実施の形態に係る回転機器１００については、磁極数Ｐ＝８であり、コイル７０には３相の略正弦波状の駆動電流が流れる。したがって、回転数Ｎ＝９８．３（Ｈｚ）（５９００（ｒｐｍ））とすると、駆動機構が生成するトルクには、３ＰＮ＝約２３５９（Ｈｚ）を中心周波数ｆ_ｃとするトルクリップルが含まれる。つまり、このような駆動機構は、可聴周波数域の中でも特に人間にとって雑音として聞こえやすい１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の付近にトルクリップルの周波数成分を有している。
ここで、トルクリップルの中心周波数ｆ_ｃは、駆動機構が生成するトルクの周波数スペクトルにおける、トルクリップルのピーク（すなわち、トルクリップルに対応するピーク）の中心周波数であり、３ＰＮ（Ｈｚ）はその理論値である。

本発明者は、回転機器からの騒音についての知見を得るため、ラジアル動圧溝付近におけるシャフトとスリーブとの隙間の大きさＲを３（μｍ）として、その隙間に４０℃における動粘度νが１２（ｃＳｔ）である潤滑剤を介在させた比較例に係る回転機器を製作した。比較例に係る回転機器の隙間の大きさＲと潤滑剤の動粘度ν以外の条件は、本実施の形態に係る回転機器１００と同等に設定された。そして、比較例に係る回転機器を、回転数Ｎ＝９８．３（Ｈｚ）（５９００（ｒｐｍ））で回転させてその騒音を集音し、騒音の周波数スペクトルを得た。すると、得られた騒音の周波数スペクトルでは、１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の周波数成分が他と比較して大きいことが分かった。ここで、比較例に係る回転機器のトルクリップルの中心周波数ｆ_ｃは３ＰＮ＝約２３５９（Ｈｚ）である。つまり、得られた騒音の周波数スペクトルでは、トルクリップルの中心周波数ｆ_ｃ付近の周波数成分が大きいことが判明した。この知見から、本発明者は、トルクリップルが回転機器からの騒音の原因のひとつとなっている可能性が高いことを見出した。

次に本発明者は、トルクリップルが騒音を引き起こすメカニズムを解明するため、比較例に係る回転機器のトランスレーションモードにおける機械的な共振についてコンピュータシミュレーションにより検討した。
図３は、比較例に係る回転機器についてコンピュータシミュレーションにより計算された、機械的な共振の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。本コンピュータシミュレーションでは、回転機器の機械的な共振の度合いを示すパラメータとして、ベースプレートに長手方向に振動を加えた場合の、加えた振動の大きさに対する磁気記録ディスクの振動の大きさの比（以下、振動比と称す）を採用した。振動比が大きいほど、加えた振動に対して磁気記録ディスクの振動が大きい、すなわち機械的な共振の度合いが大きい。図３の横軸は周波数をＨｚ単位で示し、縦軸は振動比の周波数成分の大きさを任意の単位で示す。

図３は比較例に係る回転機器の機械的な共振に対応するピーク３０４をハッチングされた領域として示す。機械的な共振のピーク３０４の中心周波数ｆ_ｄは、ピーク３０４を規定する周波数範囲において振動比の周波数成分が最大となる周波数として定義される。図３の例では、中心周波数ｆ_ｄは約１６６０（Ｈｚ）と求められた。この中心周波数ｆ_ｄにおける振動比の周波数成分をＢと表記する。
中心周波数ｆ_ｄの低周波数側および高周波数側で始めて振動比の周波数成分がＢ／８となる周波数をそれぞれ第３周波数ｆ_３、第４周波数ｆ_４と称す。本実施の形態では、機械的な共振のピーク３０４を規定する周波数範囲は、第３周波数ｆ_３以上第４周波数ｆ_４以下の周波数範囲として定義される。

図３によると、比較例に係る回転機器には、トルクリップルの中心周波数ｆ_ｃ（＝約２３５９（Ｈｚ））の近傍に可聴周波数域の中でも特に人間にとって雑音として聞こえやすい１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）に機械的な共振のピーク３０４（共振点）が存在する。この共振のピーク３０４のＱ値は約６と求められた。

ここでＱ値は、中心周波数ｆ_ｄの低周波数側および高周波数側で始めて振動比の周波数成分がＢ／２（すなわち、中心周波数ｆ_ｄにおける振動比の周波数成分の半値）となる周波数をそれぞれ第５周波数ｆ_５、第６周波数ｆ_６と称すとき、

で定義される値である。一般にＱ値が高い場合、一旦振動が開始されると振動が長く続く。またＱ値が低い場合、振動がすぐに減少する。

比較例に係る回転機器では、可聴周波数域の中でも特に人間にとって雑音として聞こえやすい１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）に機械的な共振のピーク３０４のＱ値が比較的高く、また近傍にトルクリップルの中心周波数ｆ_ｃが存在する。したがって、駆動機構が生成するトルクに含まれるトルクリップルが比較例に係る回転機器を、加振して、機械的な共振により振動が強調されて、特にその磁気記録ディスクを、大きく振動させていると考えられる。この機械的な共振により強調された振動の中心周波数ｆ_ｄは約１６６０（Ｈｚ）であり、可聴周波数域の中でも特に人間にとって雑音として聞こえやすい１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲にある。したがって、この可聴域での大きな振動が比較例に係る回転機器からの騒音を引き起こしていると考えられる。

次に、比較例に係る回転機器の機械的な共振のピーク３０４での振動およびそのピーク３０４のＱ値について考察する。機械的な共振のピーク３０４付近での比較例に係る回転機器の振動の模様をコンピュータシミュレーションで観察すると、ベースプレートとハブとが逆位相でベースプレートの長手方向（図１のＹ方向）に交番して変位していることが分かった。すなわち、機械的な共振のピーク３０４はトランスレーションモードでの共振のピークである。

比較例に係る回転機器では、トルクリップルに起因して積層コア６０に生じる振動が加振源となる。この加振により加えられた運動エネルギが軸受を介してベースプレートと磁気記録ディスクが載置されたハブとの間を行き来することでトランスレーションモードでの共振が生じていると考えられる。これが、トルクリップルが騒音を引き起こすメカニズムである。

したがって、このトランスレーションモードでの共振を抑えて騒音を低減するためには、軸受における運動エネルギの伝達の損失を大きくすればよいことが分かる。ここで、軸受における運動エネルギの伝達の損失が小さいほどＱ値は高くなり、その伝達の損失が大きいほどＱ値は低くなる。したがって、このＱ値を低くすることによって、トルクリップルに起因する振動による回転機器の騒音を抑制できる。

なお、これの他にトランスレーションモードでの共振の中心周波数を可聴周波数域の中でも特に人間にとって雑音として聞こえやすい１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲外に離すアプローチも考えられる。しかしながら、回転機器の形状等の条件が制限されている場合は回転機器の構造上の工夫でそのトランスレーションモードでの共振の中心周波数を大きく動かすことは難しい。
さらにトランスレーションモードでの共振については、図３および後述の図５（ａ）、（ｂ）からも理解される通り、Ｑ値の抑制効果（図３ではＱ＝約６に対して図５（ａ）ではＱ＝約３）のほうが中心周波数の移動効果（図３ではｆ_ｄ＝１６６０（Ｈｚ）に対して図５（ａ）ではｆ_ｄ＝１６５０（Ｈｚ））よりも高いことが確認された。したがって、本実施の形態のようにＱ値を抑制するアプローチのほうがより効果的である。

次に、軸受における運動エネルギの伝達の損失について考察する。軸受では、スリーブの内周面とシャフトの外周面とが潤滑剤を介して対向している。本発明者が行った計算によると、これらの隙間を大きくした場合または潤滑剤の絶対粘度ηを低くした場合に軸受における運動エネルギの伝達の損失が大きくなりＱ値が低くなることが分かった。

計算結果によって得られたこの知見の、ひとつの定性的な理解は以下の通りである。スリーブとシャフトとの隙間がゼロ、すなわち接触している場合はスリーブとシャフトは一体となって振動するので、運動エネルギの伝達の損失はほとんどない。また、その隙間が振動の振幅よりも十分に大きい場合は、一方の振動は他方にほとんど伝わらないので、運動エネルギの伝達の損失は非常に大きい。さらに、隙間の大きさと運動エネルギの伝達の損失との関係は、この両極端の場合の間で単調に変化すると考えられる。したがって、隙間を大きくすると運動エネルギの伝達の損失が大きくなると考えられる。
同様に、潤滑剤の絶対粘度ηが非常に高い場合はスリーブとシャフトは一体となって振動するので、運動エネルギの伝達の損失はほとんどない。また、潤滑剤の絶対粘度ηが非常に低い場合（例えば、空気の絶対粘度程度）は、一方の振動は他方にほとんど伝わらないので、運動エネルギの伝達の損失は非常に大きい。さらに、潤滑剤の絶対粘度ηと運動エネルギの伝達の損失との関係は、この両極端の場合の間で単調に変化すると考えられる。したがって、潤滑剤の絶対粘度ηを低くすると運動エネルギの伝達の損失が大きくなると考えられる。

以上の考察から、本実施の形態に係る回転機器１００では、周波数スペクトルにおいて回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークが１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲にあるとき、共振のピークのＱ値が比較例の場合の半分の３以下となるように、ロータとステータとの隙間の大きさと隙間に導入される潤滑剤９２の粘度との関係を定めた。これによると、トランスレーションモードでの共振のピークのＱ値は３以下となるのでそれに応じて軸受における運動エネルギの伝達の損失は大きくなり、トルクリップル起因の騒音を効果的に低減することができる。

なお本実施の形態において、ロータとステータとの隙間の大きさとしては、比較例に係る回転機器と同じく、ラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲを採用する。別の例では、シャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさをモータ回転軸Ｊ方向に沿って平均した平均値や隙間の大きさの最大値や最小値などの基準値が使用されてもよい。

また、回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークのＱ値が製造上のバラツキや経時変化により高くなることも考えられる。これに対応して、本実施の形態に係る回転機器１００では、周波数スペクトルにおいて回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークが１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲にあるとき、共振のピークのＱ値が２以下となるように、ラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲとその隙間に導入される潤滑剤９２の粘度との関係を定めてもよい。この場合、経時変化等によるＱ値の変動にも対応できる。

図４は、回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークのＱ値が一定値となる条件をコンピュータシミュレーションで計算したグラフである。図４は、潤滑剤９２の４０℃における動粘度νの範囲を４（ｃＳｔ）〜２４（ｃＳｔ）とし、ラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲの範囲を３（μｍ）〜８（μｍ）とした上で、Ｑ＝（一定）を満たすこれらのパラメータの値をコンピュータシミュレーションで求めてプロットしたものである。図４のグラフは両対数グラフであり、横軸は動粘度ν（ｃＳｔ）の常用対数であり、縦軸はラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲ（μｍ）の常用対数である。

回帰直線３０６は、Ｑ＝３に対応するデータ点（図４では四角の点として表示）を最小二乗法などの近似法で近似して得られる回帰直線である。回帰直線３０８は、Ｑ＝２に対応するデータ点（図４では菱形の点として表示）を最小二乗法などの近似法で近似して得られる回帰直線である。

潤滑剤９２の４０℃における密度は約１（ｇ／ｃｍ^３）である。Ｑ＝３に対応する回帰直線３０６から、Ｑ＝３の場合に潤滑剤９２の４０℃における絶対粘度η（Ｐ）とラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲ（μｍ）との間には、

の関係が成立する。ここでｋは、絶対粘度ηおよび隙間の大きさＲのいずれにもよらないＱ値の変数であり、ベースプレート５０の材料の機械的強度やシャフト２０の直径によって定まる。ｋは実験により求めることができる。また、ｋとＱ値との関係では、ｋはＱ値が大きくなると小さくなる。

図４のグラフ上でＱ値が３以下となる範囲は、Ｑ＝３に対応する回帰直線３０６を含んで上側の範囲である。つまり、潤滑剤９２の４０℃における絶対粘度η（Ｐ）に対してラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲ（μｍ）が以下の式２を満足する場合、Ｑ値は３以下となる。

本実施の形態に係る回転機器１００について、ベースプレート５０がアルミニウムの合金から形成され、かつ、シャフト２０の直径が４（ｍｍ）である場合、Ｑ値を３以下としうるしきい値としてｋ＝１０．８を得た。つまり、潤滑剤９２の４０℃における絶対粘度η（Ｐ）に対してラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲ（μｍ）が以下の式３を満足する場合、Ｑ値は３以下となる。

同様の条件において、Ｑ値を２以下としうるしきい値としてｋ＝１２．３を得た。つまり、潤滑剤９２の４０℃における絶対粘度η（Ｐ）に対してラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲ（μｍ）が以下の式４を満足する場合、Ｑ値は２以下となる。

図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、回転機器１００についてコンピュータシミュレーションにより計算された、機械的な共振の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図５（ａ）、（ｂ）それぞれの横軸は周波数をＨｚ単位で示し、縦軸は振動比の周波数成分の大きさを任意の単位で示す。
図５（ａ）は、動粘度ν＝１２（ｃＳｔ）、隙間の大きさＲ＝５．３（μｍ）とした場合の回転機器１００の共振の周波数スペクトルを示している。図５（ａ）から、回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークの中心周波数ｆ_ｄは約１６５０（Ｈｚ）である。また、周波数スペクトルにおいて回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークのＱ値はおよそ３と求められる。
図５（ｂ）は、動粘度ν＝１２（ｃＳｔ）、隙間の大きさＲ＝６．０（μｍ）とした場合の回転機器１００の共振の周波数スペクトルを示している。図５（ｂ）から、回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークの中心周波数ｆ_ｄは約１６４０（Ｈｚ）である。また、周波数スペクトルにおいて回転機器１００のトランスレーションモードでの共振のピークのＱ値はおよそ２と求められる。

Ｑ＝３となるように構成した実施の形態に係る回転機器１００について、本発明者は、回転数Ｎ＝９８．３（Ｈｚ）（５９００（ｒｐｍ））で回転させてその騒音を観察した。その結果、１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の周波数成分において騒音の度合いが比較例に比べて低減されていることを確認した。

本実施の形態に係る回転機器１００では、低騒音化のために、上記の関係に基づいてロータとステータとの隙間を大きくしている。このように隙間を大きくすると、一般には軸受の径方向の剛性が低下しうる。すなわち本実施の形態では径方向の剛性を犠牲にして低騒音化を実現している。したがって、回転機器１００の回転中にシャフト２０とスリーブ８０とが接触する機会が増えると考えられる。本発明者は、このようにシャフト２０とスリーブ８０とが回転中に接触することがある前提で、それに適した軸受の構成を以下に説明するように創作した。

回転機器１００を使用する場合に、その使用環境によっては回転中にジャイロモーメントを受けることがある。軸受の径方向の剛性が低いと、このジャイロモーメントを受けたときにシャフト２０がスリーブ８０に接触する可能性が高くなる。シャフト２０とスリーブ８０とが接触する回数は少ない方がよい。したがって、接触の可能性を低減するために、ラジアル動圧溝付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲを７（μｍ）以下にしてもよい。

一般に、回転機器を携帯電話等の携帯機器に搭載して使用する場合、その回転中に落下等による強い衝撃を受けることがある。この強い衝撃によるジャイロモーメントが軸受の径方向の剛性より大きくなると、シャフトがスリーブに接触しうる。スリーブの内周面のうちラジアル動圧溝が形成されている部分がシャフトに接触すると、ラジアル動圧溝が損傷を受けることがある。ラジアル動圧溝が損傷を受けると、その損傷を受けた部分で径方向の動圧が減少し、全体としての動圧の分布が乱れうる。動圧の分布が乱れるとハブの回転精度が乱れ、最悪の場合は軸受が焼き付きうる。

図６（ａ）〜（ｃ）は、図２の軸受を説明するための説明図である。図６（ａ）は、スリーブ８０の断面透視図である。図６（ｂ）は、シャフト２０の断面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域を拡大した図である。図６では、モータ回転軸Ｊに沿った方向における、図６（ａ）のスリーブ８０に対する図６（ｂ）のシャフト２０の位置は、シャフト２０がスリーブ８０に収まった図２の状態と同じとなるように示される。図６（ａ）、（ｂ）にまたがる破線は、モータ回転軸Ｊに沿った方向における位置が同じであることを示す。

スリーブ８０の内周面８０ａには、第１ラジアル動圧溝８２ａが設けられた第１動圧発生部１２０と、第１動圧発生部１２０からハブ１０側に延設された第１周状接触部１２４と、第２ラジアル動圧溝８２ｂが設けられた第２動圧発生部１２２と、第２動圧発生部１２２からベースプレート５０側に延設された第２周状接触部１２６と、が形成される。なお、図６（ａ）の断面透視図では、説明を容易とするため、曲面である内周面８０ａに形成されるラジアル動圧溝を単純化して示している。

シャフト２０がモータ回転軸Ｊに対して傾いた場合、スリーブ８０のモータ回転軸Ｊに沿った方向の中心位置からハブ１０側またはベースプレート５０側に離れるにしたがって、シャフト２０とスリーブ８０との隙間（の周方向で見た場合の最小値）は小さくなる。したがって、シャフト２０がモータ回転軸Ｊに対して傾いてシャフト２０がスリーブ８０の内周面８０ａに接触する場合、第１周状接触部１２４および第２周状接触部１２６のうちの少なくともひとつは、両動圧発生部１２０、１２２よりも先にシャフト２０に接触する。第１周状接触部１２４および第２周状接触部１２６のうちの少なくともひとつがシャフト２０と接触するとそこでシャフト２０の傾きは止まるので、ラジアル動圧溝とシャフト２０とが接触することを防いで動圧発生部１２０、１２２とシャフト２０との非接触状態を維持できる。

ラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂ付近におけるシャフト２０とスリーブ８０との隙間の大きさＲが大きい場合、シャフト２０が周状接触部１２４、１２６に接触するときのシャフト２０のモータ回転軸Ｊに対する傾き角θｓも大きくなる。ここで周状接触部をテーパを付けない円筒形状に形成した場合、シャフト２０と周状接触部との接触面積は傾き角θｓに応じて小さくなり、そこでの面圧は高くなる。その結果、シャフト２０や周状接触部の摩耗が早まって信頼性が低下する虞がある。

図６（ａ）および図６（ｃ）を参照すると、動圧発生部１２０、１２２はいずれもテーパを付けない円筒形状に形成される。第１周状接触部１２４は、第１動圧発生部１２０のハブ１０側の端部からハブ１０側に向けて拡径するテーパ角θｔのテーパ形状に形成される。第２周状接触部１２６は、第２動圧発生部１２２のベースプレート５０側の端部からベースプレート５０側に向けて拡径するテーパ形状に形成される。

これによると、周状接触部１２４、１２６とシャフト２０との接触面積が広くなり、そこでの面圧は低下する。したがって、傾き角θｓが大きい場合でもシャフト２０や周状接触部１２４、１２６の摩耗を抑えて信頼性を高めることができる。

第１周状接触部１２４のテーパ角θｔについて検討する。周状接触部とそれに対向する対向部との最小隙間をｒとし、第１周状接触部１２４の上端と第２周状接触部１２６の下端との距離をＬとするとき、シャフト２０の傾き角θｓの最大値θｍａｘは以下の式５で表される。

シャフト２０が第１周状接触部１２４と接触するときに両者の接触面をより平行とするためには、第１周状接触部１２４のテーパ角θｔをシャフト２０の傾き角θｓの最大値θｍａｘと等しくすればよい。したがって、第１周状接触部１２４は、テーパ角θｔが以下の式６を満足するように形成されてもよい。

例えば、Ｌ＝１２（ｍｍ）、ｒ＝７（μｍ）である場合は、θｍａｘ＝０．０６７°であり、第１周状接触部１２４のテーパ角θｔはそれよりわずかに小さい０．０５°とすることができる。摩耗を一層抑えうる点で有利である。
第２周状接触部１２６のテーパ角についても同様である。
なお、図６（ａ）、（ｃ）では理解を容易とするためにテーパ角を強調して表現している。

図６（ｂ）を参照すると、シャフト２０の外周面２０ａには、第１周状接触部１２４と対向する円筒形状の第１対向部１２８と、第１動圧発生部１２０および第２動圧発生部１２２の両方に対向する円筒形状の溝対向部１３２と、第２周状接触部１２６と対向する円筒形状の第２対向部１３０と、が形成される。第１対向部１２８の直径および第２対向部１３０の直径はいずれも溝対向部１３２の直径より２（μｍ）大きい。
なお、図６（ｂ）では理解を容易とするために直径の差を強調して表現している。
これにより、シャフト２０が傾いたとき、動圧発生部１２０、１２２より先に周状接触部１２４、１２６が対応するシャフト２０の対向部１２８、１３０に接触することをより確実にすることができる。

周状接触部１２４、１２６のモータ回転軸Ｊに沿った方向の幅を大きしすぎると、その分だけ一組の動圧発生部１２０、１２２の軸スパンが短くなり、シャフト２０の回転精度が低下しうる。また、その幅を短くしすぎると、シャフト２０が動圧発生部１２０、１２２と接触する可能性が高まる。第１周状接触部１２４は、そのモータ回転軸Ｊに沿った方向の幅が第１動圧発生部１２０のモータ回転軸Ｊに沿った方向の幅の１０分の１から３分の１の範囲に入るように形成されてもよい。第２周状接触部１２６についても同様である。この場合、シャフト２０の回転精度の低下を抑えつつ、シャフト２０が動圧発生部１２０、１２２と接触する可能性を実使用上問題のないレベルに維持することができる。

例えば、第１周状接触部１２４は、そのモータ回転軸Ｊに沿った方向の幅が２（ｍｍ）以下となるように形成されてもよい。シャフト２０の回転精度の低下を好適に抑えることができる。また、例えば、第１周状接触部１２４は、そのモータ回転軸Ｊに沿った方向の幅が０．５（ｍｍ）以上、より好ましくは１（ｍｍ）以上となるように形成されてもよい。シャフト２０が動圧発生部１２０、１２２と接触する可能性を実使用上問題のないレベルに維持することができる。第２周状接触部１２６についても同様である。

周状接触部を一対の動圧発生部の一方にのみ設けることも考えられる。しかしながら、この構成では周状接触部を設けていない方のラジアル動圧溝が十分に保護されない可能性がある。これに対応して本実施の形態に係る回転機器１００では、一対の動圧発生部１２０、１２２の両方に周状接触部が設けられている。両方のラジアル動圧溝を保護し得る点で有利である。

シャフト２０が周状接触部１２４、１２６に接触すると、その部分で削れ粉が生じうる。この削れ粉が動圧発生部１２０、１２２に移動して留まるとラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂの摩耗を促進するおそれがある。周状接触部の表面粗度が高いと、シャフトが周状接触部に接触した際の接触抵抗が大きくなり、削れ粉を発生する確率が高くなる。これに対応して、本実施の形態に係る回転機器１００では、周状接触部１２４、１２６はラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂの底部より表面粗度が小さくなるように形成されている。その結果、削れ粉を発生する確率が低減される。

また、シャフト２０は周状接触部１２４、１２６に対して回転しながら周状接触部１２４、１２６に接触する。したがって、周状接触部１２４、１２６は周方向に測定した表面粗度が軸方向に測定した表面粗度より小さくなるように形成されてもよい。削れ粉を発生する確率が一層低減される。

図６（ａ）を参照すると、スリーブ８０の内周面８０ａには、第１周状接触部１２４からハブ１０側に延設された、第１周状接触部１２４よりも大径の第１拡径部１３４と、第２周状接触部１２６からベースプレート５０側に延設された、第２周状接触部１２６よりも大径の第２拡径部１３６と、が形成される。第１拡径部１３４および第２拡径部１３６はいずれも、非回転時にシャフト２０と非接触状態を維持するように形成される。

回転機器１００の回転に伴い潤滑剤９２は攪拌されるので、周状接触部１２４、１２６で生じた削れ粉の粒子は潤滑剤９２の液相中で分散する傾向がある。つまり、削れ粉は一箇所に留まらずに潤滑剤９２全体に分散していく。したがって、拡径部１３４、１３６により多くの潤滑剤９２を保持することにより、拡径部１３４、１３６に対応する隙間により多くの削れ粉が移動し、動圧発生部１２０、１２２に移動して留まる削れ粉の割合は低くなる。その結果、上記の削れ粉の影響が軽減される。

さらに削れ粉の影響を軽減するため、周状接触部１２４、１２６には、モータ回転軸Ｊに沿った方向の排出溝１３８が形成されている。周状接触部１２４、１２６で発生した削れ粉は排出溝１３８に移動し、その排出溝１３８から拡径部１３４、１３６に対応する隙間へ移動する。したがって、動圧発生部１２０、１２２に移動して留まる削れ粉の割合は低くなる。

スリーブ８０にラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂと排出溝１３８とを別々に形成する方法もあるが、加工の手間が余計にかかる。これに対応して、ラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂと排出溝１３８とは連続して形成されてもよい。加工の手間が軽減される点で有利である。

ラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂと排出溝１３８とを異なる深さで形成することも考えられる。しかしながら、ボール転造による加工では実現が困難である。これに対応して、ラジアル動圧溝８２ａ、８２ｂと排出溝１３８とは同じ深さで形成されてもよい。加工の手間が少ないボール転造により加工できる点で有利である。

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。回転機器１００のハブ１０を回転させるために、３相の駆動電流が回転機器１００に供給される。その駆動電流がコイル７０を流れることにより、９本の突極６４に沿って駆動磁束が発生する。この駆動磁束によって円筒状マグネット４０にトルクが与えられ、ハブ１０が回転する。

本実施の形態に係る回転機器１００によると、駆動機構が生成するトルクに含まれるトルクリップルに起因するトランスレーションモードでの共振が抑えられるので、その共振によって発生する騒音が軽減される。また、低騒音化のためにある程度径方向の剛性が犠牲にされるのであるが、その状況により適した構成の回転機器１００が提供される。特にシャフト２０の傾きによるラジアル動圧溝へのダメージが軽減される。

以上、実施の形態に係る回転機器１００の構成および動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例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。

実施の形態では、第１周状接触部１２４は、第１動圧発生部１２０のハブ１０側の端部からハブ１０側に向けて拡径するテーパ角θｔのテーパ形状に形成される場合について説明したが、これに限られない。図７（ａ）〜（ｄ）は、第１周状接触部の種々の変形例を示す図である。図７（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図６（ｃ）に対応する。

図７（ａ）は、第１変形例に係る第１周状接触部１４０を有するスリーブ１４８を示す拡大された断面透視図である。第１変形例に係る第１周状接触部１４０は、第１動圧発生部１２０と同径のままの円筒形状に形成される。
図７（ｂ）は、第２変形例に係る第１周状接触部１４２を有するスリーブ１５０を示す拡大された断面透視図である。第２変形例に係る第１周状接触部１４２は、第１動圧発生部１２０のハブ１０側の端部からハブ１０側に向けて縮径するテーパ形状に形成される。
図７（ｃ）は、第３変形例に係る第１周状接触部１４４を有するスリーブ１５２を示す拡大された断面透視図である。第３変形例に係る第１周状接触部１４４は、第１動圧発生部１２０より小径の円筒形状に形成される。
図７（ｄ）は、第４変形例に係る第１周状接触部１４６を有するスリーブ１５４を示す拡大された断面透視図である。第４変形例に係る第１周状接触部１４６は、第１動圧発生部１２０のハブ１０側の端部からハブ１０側に向けて途中まで縮径し、途中から拡径する形状に形成される。

図７（ａ）〜（ｄ）のいずれの場合においても、シャフト２０がモータ回転軸Ｊに対して傾いてシャフト２０がスリーブの内周面に接触する場合、第１周状接触部は動圧発生部１２０、１２２よりも先にシャフト２０に接触する。また実施の形態では、第１周状接触部１２４の全体が、シャフト２０がモータ回転軸Ｊに対して傾いてシャフト２０がスリーブ８０の内周面８０ａに接触する場合にシャフト２０と接触する部分であるが、例えば図７（ｄ）に示される第４変形例では、第１周状接触部１４６のうちの途中から拡径する部分が、シャフト２０がモータ回転軸Ｊに対して傾いてシャフト２０がスリーブ１５４の内周面に接触する場合にシャフト２０と接触する部分である。
第２周状接触部１２６についても同様である。

あるいはまた、第１動圧発生部はハブ１０側に向けて縮径するテーパ形状に形成され、第１周状接触部は当該テーパ形状の外端の直径と同じ直径の円筒形状に形成されてもよい。さらに、ここでの第１周状接触部は第１動圧発生部のハブ１０側の端部からハブ１０側に向けて拡径するテーパ形状に形成されてもよい。

実施の形態では、シャフト２０の外周面２０ａには、第１周状接触部１２４と対向する円筒形状の第１対向部１２８と、第１動圧発生部１２０および第２動圧発生部１２２の両方に対向する円筒形状の溝対向部１３２と、第２周状接触部１２６と対向する円筒形状の第２対向部１３０と、が形成される場合ついて説明したが、これに限られない。例えば、シャフトの外周面のうち周状接触部と対向する部分は、その周状接触部の形状に応じた形状を有してもよい。この場合、シャフトが傾いた場合のシャフトと周状接触部との接触面積をより大きくして、そこでの面圧を下げることができる。

図８（ａ）、（ｂ）は、第５変形例に係るシャフト１５６を説明するための図である。図８（ａ）は、第５変形例に係るシャフト１５６の断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域を拡大した図である。
第５変形例に係るシャフト１５６の外周面１５６ａには、第１周状接触部１２４と対向する第３対向部１５８と、第１動圧発生部１２０および第２動圧発生部１２２の両方に対向する円筒形状の溝対向部１３２と、第２周状接触部１２６と対向する第４対向部１６０と、が形成される。第３対向部１５８は、第１周状接触部１２４のテーパ形状に応じて、ハブ１０側に向けて拡径するテーパ形状に形成される。第４対向部１６０は、第２周状接触部１２６のテーパ形状に応じて、ベースプレート５０側に向けて拡径するテーパ形状に形成される。第３対向部１５８の直径の最大値および第４対向部１６０の直径の最大値はいずれも、溝対向部１３２の直径より２（μｍ）大きい。

ジャイロモーメント等によりシャフトが傾く場合、シャフト１５６の第３対向部１５８または第４対向部１６０もしくはその両方が対応する周状接触部に接触して、シャフト１５６と動圧発生部とは非接触状態を維持しうる。なお、図８では理解を容易とするために直径の差を強調して表現している。
また、第３対向部１５８は、テーパ角θｕが以下の式７を満たすように形成されてもよい。

実施の形態では、ハブ１０に搭載される磁気記録ディスク２００のそれぞれの厚みは１．２７（ｍｍ）である場合について説明したが、これに限られない。例えば、磁気記録ディスクのそれぞれの厚みは１．４（ｍｍ）以上にしてもよい。磁気記録ディスクの共振周波数が変化して、磁気記録ディスクの振動を抑えうる点で好ましい。また、磁気記録ディスクのそれぞれの厚みは１．７（ｍｍ）以上にしてもよい。この場合、一層磁気記録ディスクの振動を抑えうる。

実施の形態では、円筒状マグネット４０の磁極の数が８であり、積層コア６０の突極の数が９である場合について説明したが、これに限られない。例えば、円筒状マグネットの磁極の数は８から１６の範囲の偶数とし、積層コアの突極の数は９から１８の範囲の３の倍数としてもよい。この場合、小型化してもコイルの総巻数を多くでき、その分円筒状マグネットと突極との隙間を広くすることができる。その結果、コギングトルクの増大を抑え、駆動時に発生する振動を低減しうる。

実施の形態では、ベースプレート５０がハブ１０を回転自在に支持する一体型の回転機器について説明したが、これに限られない。例えば、図２に示される構造と同様の構造のブラシレスモータを別途製作し、そのブラシレスモータをハードディスクドライブのシャーシに取り付けてもよい。

実施の形態では、円筒状マグネット４０が積層コア６０の外側に位置する、いわゆるアウターロータ型の回転機器について説明したが、これに限られない。たとえばマグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型の回転機器であってもよい。

実施の形態では、スリーブ８０がベースプレート５０に固定され、シャフト２０がスリーブ８０に対して回転する場合について説明したが、たとえばシャフトがベースプレートに固定され、スリーブがハブと共にシャフトに対して回転するようなシャフト固定型であってもよい。

実施の形態は主にハードディスクドライブに用いられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、図２に示される構造のブラシレスモータを製作し、そのブラシレスモータをＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）装置、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）装置等の光学ディスク記録再生装置に搭載してもよい。

以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。

８データリード／ライト部、１０ハブ、２０シャフト、２２フランジ、３０ヨーク、４０円筒状マグネット、５０ベースプレート、６０積層コア、７０コイル、８０スリーブ、９０プレート、９２潤滑剤、１００回転機器。

Claims

記録ディスクが載置されるべきロータと、
前記ロータを回転自在に支持するステータと、
前記ロータを前記ステータに対して回転させる駆動機構と、を備え、
周波数スペクトルにおいて当該回転機器のトランスレーションモードにおける機械的な共振のピークと前記駆動機構のトルクリップルのピークとが１（ｋＨｚ）〜５（ｋＨｚ）の範囲にあるとき、前記共振のピークのＱ値が３以下となるように、前記ロータと前記ステータとの隙間の大きさと前記隙間に導入される潤滑剤の粘度との関係を定めたことを特徴とする回転機器。
前記隙間の大きさをＲ（μｍ）、前記潤滑剤の４０（℃）における絶対粘度をη（Ｐ）、前記隙間の大きさおよび前記潤滑剤の絶対粘度のいずれにもよらない前記Ｑ値の変数をｋとし、ｋは前記Ｑ値が大きくなると小さくなるとき、前記関係は

であることを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
前記隙間は、その大きさが５（μｍ）から７（μｍ）の範囲に入るように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機器。
前記ステータは、前記ロータの回転軸を中心とした円筒状のスリーブを有し、
前記ロータは、前記スリーブに収まるシャフトを有し、
前記スリーブの前記シャフトと対向する面には、ラジアル動圧溝が設けられた動圧発生部と、前記動圧発生部から延設された周状接触部と、が形成され、
前記シャフトが前記回転軸に対して傾いて前記シャフトが前記スリーブの前記シャフトと対向する面に接触する場合、前記周状接触部は前記動圧発生部よりも先に前記シャフトに接触することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転機器。
前記周状接触部は、前記シャフトが前記回転軸に対して傾いて前記シャフトが前記スリーブの前記シャフトと対向する面に接触する場合に前記シャフトと接触する部分が、前記動圧発生部から前記回転軸に沿って離れるにしたがって径が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項４に記載の回転機器。
前記シャフトの前記スリーブと対向する面は、前記周状接触部と対向する部分の径が前記動圧発生部に対向する部分よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項４または５に記載の回転機器。
前記シャフトの前記スリーブと対向する面のうち前記周状接触部と対向する部分は、前記周状接触部の形状に応じた形状を有することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の回転機器。
前記周状接触部は、その前記回転軸に沿った方向の幅が前記動圧発生部の前記回転軸に沿った方向の幅の１０分の１から３分の１の範囲に入るように形成されることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の回転機器。
前記周状接触部は、その前記回転軸に沿った方向の幅が０．５（ｍｍ）から２（ｍｍ）の範囲に入るように形成されることを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の回転機器。
前記スリーブの前記シャフトと対向する面には、前記周状接触部から前記動圧発生部とは反対側に延設された、前記周状接触部よりも大径の拡径部が形成されることを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の回転機器。