JP2012137110A - 軸受機構、モータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの外側面に対するスラスト部の上端面の直角度を向上することができる。
【解決手段】第１スラスト部４２が、シャフトに締まり嵌めにより固定され、第１スラスト部４２の内側面４２４が、シャフトの外側面に接する略円筒面である内側面接触部４２４ｂと、シャフトの外側面から離間する略円筒面であって内側面接触部４２４ｂの下端から下方に広がる内側面下側離間部４２４ｃと、を有し、第１スラスト部４２の外側面４２２が、下方に向かうに従って中心軸に漸次近づく略円錐面であるとともに潤滑油の界面に接する外側面傾斜部４２２ｂを有し、内側面接触部４２４ｂの下端４２８が、外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６よりも上方に位置する。
【選択図】図８

Description

本発明は、流体動圧を利用した軸受機構に関する。

従来より、電動式のモータには、流体動圧を用いた軸受機構を備えるものがある。特開２００５−４８８９０号公報の図３に開示されるスピンドルモータでは、段落００３４に記載されるように、ロータ側のハブ６が、シャフト３に挿通されて回転自在に枢支される。段落００３８には、ハブ６をシャフト３に挿通した後に、シャフト３の先端にシール板１４が圧入される、と記載されている。シール板１４は、ハブ６のインナースリーブ９の上端面に近づけて配置される。段落００３９には、インナースリーブ９の上端面に、動圧発生溝が形成されている、と記載されている。段落００４３には、作動流体が、インナースリーブ９の上端面とシール板１４との隙間に送り込まれてスラスト軸受１８ｂが形成される、と記載されている。
特開２００５−４８８９０号公報

ところで、特開２００５−４８８９０号公報では、シール板１４の外側面が、上方に向かうに従ってシャフト３の中心軸に漸次近づく略円錐面である。したがって、シール板１４の上部の肉厚は、シール板１４の下部の肉厚よりも小さく、シール板１４の上部の剛性は、シール板１４の下部の剛性よりも小さい。このため、シール板１４をシャフト３に圧入すると、シール板１４の下部が上部よりも大きく変形する。その結果、シール板１４の下面のシャフト３に対する直角度が低下してしまい、シール板１４の下面とシャフト３の上端面との間のスラスト軸受１８ｂにおいて、所望の動圧が得られないおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、シャフトの外側面に対するスラスト部の上端面の直角度を向上することを目的としている。

本発明の一の側面からは、軸受機構は、中心軸に沿って上下方向を向いて静止しているシャフトと、前記シャフトが挿入され、前記シャフトに対して回転するスリーブ部と、前記スリーブ部の下側において前記シャフトに固定された筒状の部材であり、前記スリーブ部の下端面に対向する上端面を有するスラスト部と、前記スリーブ部に取り付けられ、前記スラスト部の外側面に対向するカバー部と、を備え、前記シャフトと前記スリーブ部との間のラジアル間隙、前記スリーブ部の前記下端面と前記スラスト部の前記上端面との間のスラスト間隙、および、前記スラスト部と前記カバー部との間に潤滑油が介在し、前記ラジアル間隙に、動圧溝により前記潤滑油にラジアル動圧を発生させるラジアル軸受部が構成され、前記スラスト間隙に、動圧溝により前記潤滑油にスラスト動圧を発生させるスラスト軸受部が構成され、前記スラスト部の前記外側面と前記カバー部との間に、下方に向かって幅が漸次広がるとともに前記潤滑油の界面が位置するテーパ間隙が構成され、前記スラスト部が、前記シャフトに締まり嵌めにより固定され、前記スラスト部の内側面が、前記シャフトの外側面に接する略円筒面である内側面接触部と、前記シャフトの前記外側面から離間する略円筒面であり、前記内側面接触部の下端から下方に広がる内側面下側離間部と、を有し、前記スラスト部の前記外側面が、下方に向かうに従って前記中心軸に漸次近づく略円錐面であるとともに前記潤滑油の前記界面に接する外側面傾斜部を有し、前記内側面接触部の前記下端が、前記外側面傾斜部の下端よりも上方に位置する。

本発明では、シャフトの外側面に対するスラスト部の上端面の直角度を向上することができる。

図１は、第１の実施形態に係るディスク駆動装置を示す断面図である。 図２は、モータの断面図である。 図３は、スリーブ部の底面図である。 図４．Ａは、スリーブ部の内側面を示す図である。 図４．Ｂは、スリーブ部の内側面を示す図である。 図４．Ｃは、スリーブ部の内側面を示す図である。 図５は、軸受機構の下部を拡大して示す部分断面図である。 図６は、軸受機構４の上部を拡大して示す部分断面図である。 図７は、第２スラスト部の正面図である。 図８は、第１スラスト部を拡大して示す部分断面図である。 図９は、第１スラスト部およびシャフトの一部を拡大して示す部分断面図である。 図１０はシャフトの一部を拡大して示す部分断面図である。 図１１は、第２の実施形態に係るモータの軸受機構の下部を拡大して示す部分断面図である。 図１２は、モータの軸受機構の他の例を示す部分断面図である。

本明細書では、図１中におけるモータ１２の中心軸方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの上下方向を示すものではない。また、中心軸を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るスピンドルモータ（以下、単に「モータ」という）を含むディスク駆動装置１の縦断面図である。ディスク駆動装置１は、いわゆるハードディスク駆動装置である。ディスク駆動装置１は、例えば、３枚のディスク１１と、モータ１２と、アクセス部１３と、ハウジング１４と、を含む。ディスク１１は、円板状であり、情報を記録する。モータ１２は、ディスク１１を保持しつつ回転する。アクセス部１３は、ディスク１１に対して、情報の読み出しおよび／または書き込みを行う。なお、ディスク１１の数は３以外であってもよい。

ハウジング１４は、無蓋箱状の第１ハウジング部材１４１と、板状の第２ハウジング部材１４２と、を含む。第１ハウジング部材１４１の内側には、モータ１２およびアクセス部１３が収容される。ディスク駆動装置１では、第１ハウジング部材１４１に第２ハウジング部材１４２が、例えば溶接等の手段にて接合されて、ハウジング１４が形成される。ハウジング１４の内部空間は密閉され、塵や埃が極度に少ない。また、ハウジング１４内には、好ましくはヘリウムガスが充填される。

３枚のディスク１１は、スペーサ１５２により軸方向に等間隔に並び、クランパ１５１およびモータ１２によりクランプされる。アクセス部１３は、６つのヘッド１３１と、６つのアーム１３２と、ヘッド移動機構１３３と、を含む。６つのアーム１３２はそれぞれ、６つのヘッド１３１を支持する。ヘッド１３１は、ディスク１１に近接して、情報の読み出しおよび／または書き込みを磁気的に行う。ヘッド移動機構１３３は、アーム１３２を移動させることにより、ヘッド１３１をディスク１１に対して相対的に移動させる。これらの構成により、ヘッド１３１は、回転するディスク１１に近接した状態にて、ディスク１１の所要の位置にアクセスし、情報の読み出しおよび／または書き込みを行う。

図２は、モータ１２の縦断面図である。モータ１２は、アウタロータ型のモータである。モータ１２は、静止部２と、回転部３と、流体動圧軸受機構４（以下、「軸受機構４」という）と、を含む。回転部３は、軸受機構４を介して、モータ１２の中心軸Ｊ１を中心に、静止部２に対して回転可能に支持される。モータ２３の中心軸Ｊ１は、静止部２、回転部３および軸受機構４の中心軸でもある。

静止部２は、ベースブラケット２１と、環状のステータ２２と、を含む。ベースブラケット２１は、図１の第１ハウジング部材１４１に取り付けられる。ステータ２２は、ベースブラケット２１の円筒状のホルダの周囲に固定される。ホルダの内側には孔部が設けられ、孔部には軸受機構４のシャフト４１の下端部が固定される。孔部の下側の開口は、プレート２３により塞がれる。

回転部３は、ロータハブ３１と、ロータマグネット３２と、含む。ロータハブ３１は、ハブ本体３１１と、円筒部３１２と、を含む。円筒部３１２は、ハブ本体３１１の外縁部から下方へと突出する。ロータマグネット３２は、略円筒状のロータマグネット３２１と、バックアイアン３２２と、を含む。ロータマグネット３２１は、バックアイアン３２２を介して円筒部３１２の内側に固定される。ロータマグネット３２１は、ステータ２２と径方向に対向し、ステータ２２とロータマグネット３２１との間にてトルクが発生する。

ハブ本体３１１の中央には、中心軸Ｊ１に平行に伸びる孔部３１３が設けられる。以下の説明では、孔部３１３を含む中心軸Ｊ１近傍の部位５を「スリーブ部５」という。スリーブ部５における下端面側の中央近傍部５１は、下方に突出する。以下、下端面側の中央近傍部５１を「下部５１」という。ハブ本体３１１の上部の中央には凹部５３が設けられ、凹部５３の底部が、スリーブ部５の上部５２となっている。凹部５３の周囲には、下方に僅かに窪む段差部が設けられる。スリーブ部５の孔部３１３には、シャフト４１が挿入される。孔部３１３の周囲では、中心軸Ｊ１に平行に伸びるとともにスリーブ部５を上下方向に連通する連通路５５が設けられる。連通路５５の中心軸Ｊ１に垂直な断面は円形である。なお、連通路５５の断面形状は、円形には限定されない。

軸受機構４は、シャフト４１と、第１スラスト部４２と、第２スラスト部４３と、第１カバー部４４と、第２カバー部４５と、潤滑油４６と、を含む。シャフト４１は、ベースブラケット２１に固定されることにより、中心軸Ｊ１に沿って上下方向を向いて静止する。第１スラスト部４２と第２スラスト部４３とは、互いに異なる形状の筒状の部材であり、例えば、それぞれリン青銅等により形成される。ロータハブ３１は、ステンレス鋼や、ニッケルめっきが施されたアルミニウムにて形成される。第１スラスト部４２および第２スラスト部４３の硬度は、ロータハブ３１のスリーブ部５の硬度よりも低い。

第１スラスト部４２は、スリーブ部５の下側にて圧入によりシャフト４１に固定される。第２スラスト部４３は、スリーブ部５の上側にて圧入によりシャフト４１に固定される。第１カバー部４４と第２カバー部４５とは、互いに異なる形状である。第１カバー部４４は、スリーブ部５の下部５１に取り付けられ、第１スラスト部４２の外側面に対向する。また、第２カバー部４５は、凹部５３の周囲の段差部に固定され、第２スラスト部４３の上部を覆う。モータ１２では、シャフト４１とスリーブ部５との間の間隙、スリーブ部５の下端面と第１スラスト部４２の上端面との間の間隙、スリーブ部５の上端面と第２スラスト部４３の下端面との間の間隙、第１スラスト部４２と第１カバー部４４との間、および、第２スラスト部４３と第２カバー部４５との間に潤滑油が存在する。また、連通路５５にも潤滑油が保持される。

モータ１２では、スリーブ部５がシャフト４１に支持される部位として、軸受機構４の一部となっている。すなわち、スリーブ部５が、回転部３の一部と軸受機構４の一部とを兼ねている。モータ１２は、実質的に回転部３が軸受機構４のスリーブ部５に固定された構造を含む。

図３は、スリーブ部５の下端面６１１近傍を拡大して示す底面図である。下端面６１１は、中心軸Ｊ１にほぼ垂直な環状面である。下端面６１１には、スパイラル形状の動圧溝６１１ａが設けられる。モータ１２の駆動時には、回転する動圧溝６１１ａにより、潤滑油４６が動圧溝６１１ａの内側にポンピング（誘起）され、モータ１２を駆動するのに十分な動圧を発生させ、圧力の低下による気泡の発生が防止される。図示は行わないが、スリーブ部５の上端面も、中心軸Ｊ１にほぼ垂直な環状面である。当該上端面には、図３の動圧溝６１１ａとほぼ同形状の動圧溝が設けられる。具体的には、動圧溝を平面視した際の形状が、動圧溝６１１ａの中心軸Ｊ１を中心とする周方向における向きを反転した形状となっている。

図４．Ａに示すように、スリーブ部５の内側面５４１には、上部および下部の２箇所にヘリングボーン形状、すなわち、内側面５４１の周方向に沿って、複数のＶ字を横向きにした形状の動圧溝７１，７２が設けられる。この場合、下側の動圧溝７２では、溝下部７２１の長さが溝上部７２２の長さよりも長い。動圧溝７２をこのような構造にすることで、後述するラジアル間隙において、潤滑油４６が上向きに流れるような圧力を発生させる。そして、潤滑油４６は、図２の連通路５５を通じて循環する。

なお、図４．Ｂに示すように、下側の動圧溝７２の溝下部７２１の長さと溝上部７２２の長さとがほぼ同じである場合は、溝下部７２１の間に溝下部７２１と平行に伸びる傾斜溝７３が設けられてもよい。また、図４．Ｃに示すように、溝下部７２１の下に、溝下部７２１と平行に伸びる傾斜溝７４が設けられてもよい。

図５は、軸受機構４の下部を拡大して示す部分断面図である。軸受機構４では、スリーブ部５の内側面５４１とシャフト４１の外側面４１１との間に、微小な間隙が構成される。以下、当該間隙を「ラジアル間隙」という。モータ１２の駆動時には、ラジアル間隙において、図４．Ａに示すヘリングボーン形状の動圧溝７１，７２によって、潤滑油４６にラジアル動圧が発生し、スリーブ部５をシャフト４１に対して中心軸Ｊ１にほぼ垂直な方向に支持するラジアル軸受部が構成される。以下、ラジアル間隙およびラジアル軸受部に符号８７，８７１を付す。

第１スラスト部４２の上端面４２１は、スリーブ部５の下端面６１１に対向し、上端面４２１と下端面６１１との間には、微小な間隙８１が構成される。以下、間隙８１を「第１スラスト間隙８１」という。第１スラスト間隙８１では、第１スラスト軸受部８１１が構成され、モータ１２の駆動時には、第１スラスト部４２とスリーブ部５との間において、図３に示すスパイラル形状の動圧溝６１１ａによって潤滑油４６にスラスト動圧が発生する。

図５に示すように、第１スラスト部４２の外側面４２２は、外側面上部４２２ａと、外側面傾斜部４２２ｂと、外側面下部４２２ｃと、を含む。外側面傾斜部４２２ｂは、下方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１に漸次近づく略円錐面を含む。外側面上部４２２ａは、外側面傾斜部４２２ｂの上端４２５から上方に広がる。外側面上部４２２ａは、中心軸Ｊ１に平行な略円筒面である。外側面下部４２２ｃは、外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６から下方に広がる。外側面下部４２２ｃは、下方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１に漸次近づく略円錐面を含む。外側面下部４２２ｃは、外側面傾斜部４２２ｂの傾きとは異なる傾きを有する。外側面下部４２２ｃの母線の中心軸Ｊ１に対する傾きは、外側面傾斜部４２２ｂの母線の中心軸Ｊ１に対する傾きよりも小さい。なお、外側面下部４２２ｃは、中心軸Ｊ１に平行な略円筒面であってもよい。

第１カバー部４４は、円筒部４４１と、環状部４４２と、傾斜部４４３と、カバー下部４４４と、を含む。環状部４４２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状である。円筒部４４１は、環状部４４２の外周部から中心軸Ｊ１に平行に上方に延びる。円筒部４４１は、スリーブ部５のカバー取付部６３に圧入されて接着剤９１にて固定される。

傾斜部４４３は、環状部４４２の内周部から下方に延びる。傾斜部４４３の内側面は、第１環状傾斜面４４３ａと、第２環状傾斜面４４３ｂと、を含む。第１環状傾斜面４４３ａは、環状部４４２の上面の径方向内側に隣接する。第２環状傾斜面４４３ｂは、第１環状傾斜面４４３ａの径方向内側に隣接する。第１環状傾斜面４４３ａおよび第２環状傾斜面４４３ｂはそれぞれ、下方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１に漸次近づく略円錐面を含む。第２環状傾斜面４４３ｂの中心軸Ｊ１に対する傾きは、第１環状傾斜面４４３ａの中心軸Ｊ１に対する傾きよりも小さい。

第１環状傾斜面４４３ａとスリーブ部５との間には、微小な間隙８２が構成される。間隙８２は、モータ１２の駆動時において、連通路５５から第１スラスト間隙８１へと潤滑油４６を導く。以下、間隙８２を「案内間隙８２」という。案内間隙８２の幅は、下方および中心軸Ｊ１に向かって漸次広がる。

第２環状傾斜面４４３ｂと第１スラスト部４２の外側面傾斜部４２２ｂとの間には、間隙８３が構成される。間隙８３は、下方に向かって幅が漸次広がる。以下、間隙８３を「第１テーパ間隙８３」という。第１テーパ間隙８３には、潤滑油４６の界面が位置する。換言すれば、第１カバー部４４の第２環状傾斜面４４３ｂ、および、第１スラスト部４２の外側面傾斜部４２２ｂは、潤滑油４６の界面に接する。潤滑油４６の界面は、後述する図８に示す第１スラスト部４２の内側面接触部４２４ｂの下端４２８よりも下側に位置する。

図６は、軸受機構４の上部を拡大して示す部分断面図である。第２スラスト部４３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状であり、ハブ本体３１１の凹部５３内に位置する。第２スラスト部４３は、下端面４３１と、外環状面４３２と、外側面４３３と、傾斜面４３４と、を含む。下端面４３１は、下方に向かって僅かに突出する環状面である。外環状面４３２は、下端面４３１の径方向外側に位置する。外側面４３３は、中心軸Ｊ１に平行な略円筒面である。傾斜面４３４は、外側面４３３の上端から中心軸Ｊ１に向かって上方に傾斜する。

第２スラスト部４３の下端面４３１は、スリーブ部５の上端面５２１に対向し、上端面５２１と下端面４３１との間には、微小な間隙８４が構成される。以下、間隙８４を「第２スラスト間隙８４」という。第２スラスト部４３の外側面４３３は、凹部５３の側壁５３１と間隙８５を設けて対向する。以下、間隙８５を「側部間隙８５」という。図７に示すように、外側面４３３には、一方向に傾斜した複数の溝によって動圧溝４３３ａが構成される。

モータ１２の駆動時には、図６に示す第２スラスト間隙８４において、第２スラスト軸受部８４１が構成され、スパイラル形状の動圧溝によって潤滑油４６にスラスト動圧が発生する。側部間隙８５では、動圧溝４３３ａによって、下方へと向かう潤滑油４６の流れを生じさせる動圧が発生する。この動圧により、後述の第２テーパ間隙８６から、潤滑油４６が溢れてしまうことが防止される。

第２カバー部４５は、円板部４５１と、側部４５２と、を含む。円板部４５１は、径方向外方に向かって僅かに下方に傾斜する。側部４５２は、円板部４５１の径方向外側の端部から下方に伸びる。側部４５２と第２スラスト部４３の傾斜面４３４との間には、上方に向かって漸次、幅の拡大する第２テーパ間隙８６が構成される。第２テーパ間隙８６には、潤滑油４６の界面が位置する。

軸受機構４では、図５に示す案内間隙８２と、第１テーパ間隙８３と、第１スラスト間隙８１と、ラジアル間隙８７と、図６に示す第２スラスト間隙８４と、側部間隙８５と、第２テーパ間隙８６と、連通路５５と、に潤滑油４６が途切れることなく連続して満たされる。

モータ１２では、スリーブ部５が、中心軸Ｊ１を中心にシャフト４１に対して相対的に回転する際に、第１スラスト軸受部８１１および第２スラスト軸受部８４１により、スリーブ部５がシャフト４１に対して上下方向に支持される。また、ラジアル軸受部８７１により、スリーブ部５がシャフト４１に対して中心軸Ｊ１に垂直な方向に支持される。このとき、潤滑油４６は、連通路５５を上方から下方へと流れ、図５に示す案内間隙８２によって、連通路５５の下部開口から第１テーパ間隙８３へと向かう方向に導かれて、第１スラスト間隙８１へと導かれる。潤滑油４６中に気泡が含まれる場合、気泡は、案内間隙８２および第１テーパ間隙８３を通じて、潤滑油４６の界面から外部へと排出される。さらに、潤滑油４６は、第１スラスト間隙８１からラジアル間隙８７の下部および上部へと流れ、図６に示す第２スラスト間隙８４を通じて、連通路５５へと戻される。

軸受機構４では、シャフト４１がスリーブ部５に対して非接触にて支持されることから、図２に示す回転部３が、静止部２に対して高精度かつ低騒音にて回転される。

図８は、第１スラスト部４２を拡大して示す部分断面図である。図９は、第１スラスト部４２およびシャフト４１の一部を拡大して示す部分断面図である。第１スラスト部４２の内側面４２４は、内側面上側離間部４２４ａと、内側面接触部４２４ｂと、内側面下側離間部４２４ｃと、を含む。図９に示すように、第１スラスト部４２の内側面接触部４２４ｂは、シャフト４１の外側面４１１に接する。また、内側面上側離間部４２４ａおよび内側面下側離間部４２４ｃは、シャフト４１の外側面４１１から離間する。内側面下側離間部４２４ｃの上下方向の長さは、内側面接触部４２４ｂの上下方向の長さよりも長い。

図８に示すように、第１スラスト部４２の内側面接触部４２４ｂは、中心軸Ｊ１に平行な略円筒面である。内側面上側離間部４２４ａは、内側面接触部４２４ｂの上端４２７から上方に広がる。内側面上側離間部４２４ａは、上方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１から漸次離間する略円錐面を含む。内側面下側離間部４２４ｃは、内側面接触部４２４ｂの下端４２８から下方に広がる。内側面下側離間部４２４ｃは、中心軸Ｊ１に略平行な略円筒面を含む。本実施形態では、内側面下側離間部４２４ｃの上端部は、内側面接触部４２４ｂの下端４２８から下方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１から漸次離間する略円錐面を含む。また、内側面接触部４２４ｂの上端部以外の部位は、中心軸Ｊ１にほぼ平行な円筒面である。当該円筒面の直径は、内側面接触部４２４ｂの直径よりも大きい。

本実施形態では、第１スラスト部４２の上下方向の長さは、約３．９ｍｍである。第１スラスト部４２の上端面４２１と外側面傾斜部４２２ｂの上端４２５との間の上下方向の距離は、約０．２ｍｍである。上端面４２１と外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６との間の上下方向の距離は、約２．８ｍｍである。上端面４２１と内側面接触部４２４ｂの上端４２７との間の上下方向の距離は、約０．４ｍｍである。上端面４２１と内側面接触部４２４ｂの下端４２８との間の上下方向の距離は、約２．０ｍｍである。したがって、内側面接触部４２４ｂの上下方向の長さは、約１．６ｍｍである。また、内側面下側離間部４２４ｃの上下方向の長さ、すなわち、内側面接触部４２４ｂの下端４２８と第１スラスト部４２の下端面４２３との間の上下方向の距離は、約１．９ｍｍである。第１スラスト部４２では、内側面接触部４２４ｂの下端４２８は、外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６よりも上方に位置する。また、内側面接触部４２４ｂの上下方向の長さは、内側面下側離間部４２４ｃの上下方向の長さよりも小さい。

また、第１スラスト部４２の最大径、すなわち、外側面上部４２２ａの直径は、約７．３ｍｍである。外側面傾斜部４２２ｂの母線と中心軸Ｊ１との為す角度は、約１７°である。外側面下部４２２ｃの母線と中心軸Ｊ１との為す角度は、約４°である。内側面接触部４２４ｂの直径は、約４．０ｍｍである。内側面下側離間部４２４ｃの上端部以外の部位の直径は、約４．１ｍｍである。内側面下側離間部４２４ｃの円錐面状の上端部では、母線と中心軸Ｊ１との為す角度が、約１５°である。内側面上側離間部４２４ａの母線と中心軸Ｊ１との為す角度は、約２０°である。

図１０はシャフト４１の一部を拡大して示す部分断面図である。シャフト４１の外側面４１１は、第１円筒部４１１ａと、傾斜部４１１ｂと、第２円筒部４１１ｃと、を含む。第１円筒部４１１ａおよび第２円筒部４１１ｃはそれぞれ、中心軸Ｊ１に平行な円筒面である。第１円筒部４１１ａの直径は、第２円筒部４１１ｃの直径よりも大きい。傾斜部４１１ｂは、第１円筒部４１１ａの下端４１３から下方に広がる。傾斜部４１１ｂは、下方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１に僅かに漸次近づく略円錐面を含む。第２円筒部４１１ｃは、傾斜部４１１ｂの下端４１４から下方に広がる。第１円筒部４１１ａには、中心軸Ｊ１を中心とする環状の凹部４１５が設けられる。

本実施形態では、第１円筒部４１１ａの直径は、凹部４１５が設けられる部位を除き、約３．９９ｍｍである。凹部４１５の深さは、約０．１ｍｍである。凹部４１５の上下方向の長さは、約０．５ｍｍである。第２円筒部４１１ｃの直径は、約３．９６ｍｍである。傾斜部４１１ｂの上下方向の長さ、すなわち、第１円筒部４１１ａの下端４１３と傾斜部４１１ｂの下端４１４との間の上下方向の距離は、約１．０ｍｍである。

図９に示すように、第１円筒部４１１ａは、第１スラスト部４２の内側面接触部４２４ｂに接する。第１円筒部４１１ａの下端４１３は、内側面接触部４２４ｂの下端４２８よりも下側に位置する。換言すれば、傾斜部４１１ｂは、シャフト４１の外側面４１１において、第１スラスト部４２の内側面接触部４２４ｂに接する領域の下側に位置する。また、第１円筒部４１１ａの上端は、内側面接触部４２４ｂの上端４２７よりも上側に位置する。このため、内側面接触部４２４ｂが、凹部４１５に対向する領域を除く全面に亘って、シャフト４１の外側面４１１に接する。これにより、第１スラスト部４２の内側面４２４とシャフト４１の外側面４１１との接触面積を増大させ、第１スラスト部４２をシャフト４１に強固に固定することができる。仮に、内側面接触部がシャフトの傾斜部に対向した状態で固定されるとすると、第１スラスト部が中心軸に対して傾いた状態となるおそれがある。しかし、本実施形態の軸受機構４では、内側面接触部４２４ｂが、傾斜部４１１ｂよりも上側に位置することにより、第１スラスト部４２が中心軸Ｊ１に対して傾いた状態で固定されることを防止することができる。

第１スラスト部４２がシャフト４１に固定される際には、接着剤が、シャフト４１の外側面４１１上において、中心軸Ｊ１を中心とする環状に塗布される。接着剤は、傾斜部４１１ｂの下端４１４近傍に塗布されることが好ましい。接着剤の塗布が終了すると、第１スラスト部４２が、シャフト４１の下側から圧入される。当該接着剤は、第１スラスト部４２の上向きの移動により扱かれ、第１スラスト部４２の内側面４２４とシャフト４１の外側面４１１との間に広がる。接着剤は、第１スラスト部４２をシャフト４１に圧入する際の潤滑剤の役割も果たす。第１スラスト部４２は、シャフト４１に対して圧入されて、第１円筒部４１１ａに固定される。シャフト４１の外側面４１１では、第１円筒部４１１ａの下側に、第１スラスト部４２の圧入時にガイドの役割を果たす傾斜部４１１ｂが設けられる。このため、第１スラスト部４２をシャフト４１に容易に圧入することができる。

第１スラスト部４２の内側面上側離間部４２４ａとシャフト４１の外側面４１１との間には、第１スラスト部４２の圧入時に扱かれた接着剤９２が保持される。これにより、第１スラスト部４２とシャフト４１との間から潤滑油４６が漏出することを防止することができる。また、内側面下側離間部４２４ｃと外側面４１１との間にも、接着剤９２が保持される。接着剤９２は、内側面接触部４２４ｂと外側面４１１との間にも存在し、これにより、第１スラスト部４２とシャフト４１との締結強度を向上することができる。接着剤９２は、内側面接触部４２４ｂに対向する凹部４１５にも充填される。これにより、第１スラスト部４２とシャフト４１との締結強度をより向上することができる。

軸受機構４では、シャフト４１の凹部４１５に代えて、中心軸Ｊ１を中心とする環状の凹部が、第１スラスト部の内側面接触部に設けられてもよい。内側面接触部に設けられた凹部に接着剤が充填されることにより、第１スラスト部４２とシャフト４１との締結強度を向上することができる。また、シャフト４１の凹部４１５を省略することなく、中心軸Ｊ１を中心とする環状の凹部が、第１スラスト部の内側面接触部に設けられてもよい。この場合、シャフト４１の凹部４１５と、内側面接触部に設けられた凹部とを、上下方向に離間させて配置することにより、第１スラスト部４２とシャフト４１との締結強度をさらに向上することができる。

上述のように、第１スラスト部４２では、内側面４２４が、内側面接触部４２４ｂと内側面下側離間部４２４ｃとを含む。外側面４２２は、外側面傾斜部４２２ｂを含む。内側面接触部４２４ｂの下端４２８は、外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６よりも上側に位置する。このように、外径が小さく、圧入時に変形が生じやすい第１スラスト部４２の下部において、内側面４２４をシャフト４１から離間させることにより、第１スラスト部４２の圧入の際の変形を抑制することができる。これにより、シャフト４１の外側面４１１に対する第１スラスト部４２の上端面４２１の直角度を向上することができる。

当該構造は、圧入による変形が比較的生じやすい形状、すなわち、肉厚に対して上下方向の長さが比較的長いスラスト部に特に適している。モータ１２では、十分な量の潤滑油４６を保持するために、第１スラスト部４２の外側面傾斜部４２２ｂの下側に外側面下部４２２ｃが設けられ、第１スラスト部４２の上下方向の長さが長くなる。したがって、圧入による変形を抑制することができる上記構造は、外側面下部４２２ｃを含む第１スラスト部４２に特に適しているといえる。

第１スラスト部４２では、内側面下側離間部４２４ｃの上下方向の長さをＢとし、第１スラスト部４２全体の上下方向の長さをＡとし、第１スラスト部４２の上端面４２１の有効幅をＬとし、第１スラスト部４２の下端面４２３の有効幅をＲとすると、（Ｂ／Ａ）は、（Ｒ／Ｌ）の二乗よりも大きいことが好ましい。これにより、シャフト４１の外側面４１１に対する第１スラスト部４２の上端面４２１の直角度をより向上することができる。なお、上端面４２１の有効幅Ｌとは、略円環面である上端面４２１の外径と内径との差の半分の長さを意味する。上端面４２１の外径および内径とは、上端面４２１の径方向外側および内側に位置する面取り部を含まない直径である。下端面４２３の有効幅Ｒとは、略円環面である下端面４２３の外径と内径との差の半分の長さを意味する。下端面４２３の外径および内径とは、下端面４２３の径方向外側および内側に位置する面取り部を含まない直径である。

また、第１スラスト部４２では、内側面下側離間部４２４ｃの上下方向の長さが、内側面接触部４２４ｂの上下方向の長さよりも長いため、第１スラスト部４２の変形がより一層抑制される。その結果、シャフト４１の外側面４１１に対する第１スラスト部４２の上端面４２１の直角度をさらに向上することができる。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の例示的な第２の実施形態に係るモータの軸受機構４ａの下部を拡大して示す部分断面図である。軸受機構４ａでは、図９に示す第１スラスト部４２とは形状が異なる第１スラスト部４２ａがシャフト４１に圧入されて固定される。第２の実施形態に係るモータの他の構造は、図２に示すモータ１２と同様であり、同符号を付す。

図１１に示すように、第１スラスト部４２ａでは、外側面傾斜部４２２ｂが、上下方向において外側面４２２のおよそ全長に亘って設けられる。具体的には、外側面４２２は、外側面上部４２２ａと、外側面傾斜部４２２ｂと、を含む。外側面上部４２２ａは、外側面傾斜部４２２ｂの上端４２５から上方へと広がり、第１スラスト部４２ａの上端面４２１近傍に至る。外側面傾斜部４２２ｂは、下方に向かうに従ってほぼ一定の傾きにて中心軸Ｊ１に漸次近づく略円錐面を含む。外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６は、第１スラスト部４２ａの下端面４２３の近傍に位置する。

第１スラスト部４２ａの内側面４２４の形状は、図８の第１スラスト部４２の内側面４２４と同様である。第１スラスト部４２ａでは、内側面４２４が、内側面上側離間部４２４ａと、内側面接触部４２４ｂと、内側面下側離間部４２４ｃと、を含む。内側面接触部４２４ｂの下端４２８は、外側面傾斜部４２２ｂの下端４２６よりも上側に位置する。軸受機構４ａにおいても、軸受機構４と同様に、第１スラスト部４２ａの下部において内側面４２４をシャフト４１から離間させることにより、第１スラスト部４２ａの変形を抑制することができる。これにより、シャフト４１の外側面４１１に対する第１スラスト部４２ａの上端面４２１の直角度を向上することができる。また、内側面下側離間部４２４ｃの上下方向の長さが、内側面接触部４２４ｂの上下方向の長さよりも長いため、第１スラスト部４２ａの変形がより一層抑制される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、第１スラスト部は、焼き嵌めのように、圧入以外の締まり嵌めによりシャフトに固定されてもよい。この場合も、第１スラスト部を上述の形状とすることにより、シャフトの外側面に対する第１スラスト部の上端面の直角度を向上することができる。

第１スラスト部４２では、内側面下側離間部４２４ｃの直径が、内側面接触部４２４ｂの直径よりも大きいが、例えば、図１２に示す第１スラスト部４２ｂのように、内側面接触部４２４ｂと内側面下側離間部４２４ｃとは、互いに直径がほぼ等しい略円筒面であってもよい。換言すれば、第１スラスト部４２ｂの内側面４２４は、内側面上側離間部４２４ａを除き、ほぼ一定の直径を有する略円筒面である。当該略円筒面のうち、シャフト４１の外側面４１１の第１円筒部４１１ａに接する部位が内側面接触部４２４ｂであり、傾斜部４１１ｂおよび第２円筒部４１１ｃに対向しつつ離間する部位が内側面下側離間部４２４ｃである。

第１スラスト間隙８１では、スリーブ部５の下端面６１１に動圧溝６１１ａが設けられるが、第１スラスト部の上端面に動圧溝が設けられてもよい。また、スリーブ部の下端面、および、第１スラスト部の上端面の双方に動圧溝が設けられてもよい。同様に、第２スラスト間隙８４では、スリーブ部５の上端面５２１に代えて、第２スラスト部の下端面に動圧溝が設けられてもよく、スリーブ部の上端面、および、第２スラスト部の下端面の双方に動圧溝が設けられてもよい。

上記実施の形態では、第１スラスト部４２，４２ａは、スリーブ部５とベースブラケット２１との間に配置されるが、第１スラスト部の構造は、スリーブ部の上側、すなわち、スリーブ部のベースブラケットとは反対側に設けられるスラスト部に適用されてもよい。この場合、スリーブ部から中心軸に沿ってベースブラケットへと向かう方向を上方とし、ベースブラケットから離れる方向を下方とし、スラスト部の内側面が、内側面接触部と、内側面下側離間部とを含む。換言すれば、スラスト部の内側面は、シャフトの外側面に接する略円筒面である内側面接触部と、内側面接触部のスリーブ部とは反対側の端部からスリーブ部から離れるように広がる内側面離間部と、を含む。これにより、スラスト部の変形が抑制され、シャフトの外側面に対するスラスト部の端面の直角度を向上することができる。

上記実施形態では、スリーブ部はロータハブと別部材とされてよい。モータは、光ディスク駆動装置等、他のディスク駆動装置に搭載されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

本発明は、流体動圧を利用した軸受機構に利用可能である。また、当該軸受機構を含むモータは、ディスク駆動装置のモータとして利用可能であり、ディスク駆動装置以外のモータとしても利用可能である。

４，４ａ 軸受機構
５ スリーブ部
４１ シャフト
４２，４２ａ 第１スラスト部
４４ 第１カバー部
４６ 潤滑油
７１，７２ 動圧溝
８１ 第１スラスト間隙
８３ 第１テーパ間隙
８７ ラジアル間隙
９２ 接着剤
４１１ （シャフトの）外側面
４１１ｂ 傾斜部
４１５ 凹部
４２１ （第１スラスト部の）上端面
４２２ （第１スラスト部の）外側面
４２２ｂ 外側面傾斜部
４２２ｃ 外側面下部
４２４ （第１スラスト部の）内側面
４２４ａ 内側面上側離間部
４２４ｂ 内側面接触部
４２４ｃ 内側面下側離間部
４２６ （外側面傾斜部の）下端
４２７ （内側面接触部の）上端
４２８ （内側面接触部の）下端
６１１ （スリーブ部の）下端面
６１１ａ 動圧溝
８１１ 第１スラスト軸受部
８７１ ラジアル軸受部
Ｊ１ 中心軸

Claims (9)

1. 中心軸に沿って上下方向を向いて静止しているシャフトと、
   前記シャフトが挿入され、前記シャフトに対して回転するスリーブ部と、
   前記スリーブ部の下側において前記シャフトに固定された筒状の部材であり、前記スリーブ部の下端面に対向する上端面を有するスラスト部と、
   前記スリーブ部に取り付けられ、前記スラスト部の外側面に対向するカバー部と、
   を備え、
   前記シャフトと前記スリーブ部との間のラジアル間隙、前記スリーブ部の前記下端面と前記スラスト部の前記上端面との間のスラスト間隙、および、前記スラスト部と前記カバー部との間に潤滑油が介在し、
   前記ラジアル間隙に、動圧溝により前記潤滑油にラジアル動圧を発生させるラジアル軸受部が構成され、
   前記スラスト間隙に、動圧溝により前記潤滑油にスラスト動圧を発生させるスラスト軸受部が構成され、
   前記スラスト部の前記外側面と前記カバー部との間に、下方に向かって幅が漸次広がるとともに前記潤滑油の界面が位置するテーパ間隙が構成され、
   前記スラスト部が、前記シャフトに締まり嵌めにより固定され、
   前記スラスト部の内側面が、
   前記シャフトの外側面に接する略円筒面である内側面接触部と、
   前記シャフトの前記外側面から離間する略円筒面であり、前記内側面接触部の下端から下方に広がる内側面下側離間部と、
   を有し、
   前記スラスト部の前記外側面が、下方に向かうに従って前記中心軸に漸次近づく略円錐面であるとともに前記潤滑油の前記界面に接する外側面傾斜部を有し、
   前記内側面接触部の前記下端が、前記外側面傾斜部の下端よりも上方に位置する、軸受機構。
2. 前記スラスト部の前記外側面が、前記外側面傾斜部の前記下端から下方に広がる外側面下部をさらに有し、
   前記外側面下部が、前記中心軸に平行な略円筒面、または、下方に向かうに従って前記中心軸に漸次近づくとともに前記外側面傾斜部の傾きとは異なる傾きを有する略円錐面である、請求項１に記載の軸受機構。
3. 前記スラスト部の前記外側面傾斜部が、上下方向において前記外側面のおよそ全長に亘って設けられる、請求項１に記載の軸受機構。
4. 前記スラスト部の前記内側面接触部と前記シャフトの前記外側面との間に接着剤が介在する、請求項１ないし３のいずれかに記載の軸受機構。
5. 前記スラスト部の前記内側面、または、前記シャフトの前記外側面に、前記接着剤が充填される凹部が設けられる、請求項４に記載の軸受機構。
6. 前記スラスト部の前記内側面が、前記内側面接触部の上端から上方に広がるとともに上方に向かうに従って前記中心軸から漸次離間する略円錐面である内側面上側離間部をさらに有し、
   前記内側面上側離間部と前記シャフトの前記外側面との間に接着剤が保持される、請求項４または５に記載の軸受機構。
7. 前記シャフトの前記外側面が、前記スラスト部の前記内側面接触部に接する領域の下側にて、下方に向かうに従って前記中心軸に漸次近づく略円錐面である傾斜部を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載の軸受機構。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の軸受機構と、
   前記シャフトが固定された静止部と、
   前記スリーブ部が取り付けられた回転部と、
   を備える、モータ。
9. ディスクを回転させる請求項８に記載のモータと、
   前記ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
   前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
   を備える、ディスク駆動装置。

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