JP2014023205A - モータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフト構成部品およびその近傍の構造の剛性を確保しつつ、シャフト構成部品の外周面の形状精度を向上するモータを提供する。
【解決手段】モータの静止部は、シャフト構成部品８０と、シャフト構成部品の上部から径方向外方に広がる上プレート部５２と、シャフト構成部品の下部から径方向外方に広がる下プレート部６２と、を備える。回転部１２０は、上プレート部５２と下プレート部６２との間に配置されるスリーブ部４、を備える。シャフト構成部品８０は、内側シャフト上部５１と、内側シャフト下部６１と、内側シャフト上部の外周面および内側シャフト下部の外周面に、内周面が固定される円筒状の外側シャフト部８と、を備える。内側シャフト上部５１と上プレート部５２とは一繋がりの部材であり、内側シャフト下部６１と下プレート部６２とは一繋がりの部材である。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動式のモータに関する。

従来より、ディスク駆動装置のモータとして、流体動圧を用いた軸受機構を備えるものが用いられる。特開２００９−１３６１４３号公報に開示されるスピンドルモータは、シャフトと、第１軸受構成部品と、第２軸受構成部品と、ロータ構成部品と、を含む。第１軸受構成部品は、カップ状に構成され、中央の開口部にシャフトの下部が取り付けられる。第２軸受構成部品は、環状であり、シャフトの上側端部にて、シャフトと一体的に構成される。ロータ構成部品は、シャフト、第１軸受構成部品および第２軸受構成部品により形成される中間スペース内に配置される。ロータ構成部品の円筒面とシャフトの外周面との間に流体動圧ラジアル軸受部が構成される。

ロータ構成部品の下面と、当該下面に軸方向に対向する第１軸受構成部品の面との間に流体動圧スラスト軸受部が構成される。流体動圧スラスト軸受部の外側には、上方に延在するシール間隙が構成される。第２軸受構成部品の下面と当該下面に対向するロータ構成部品の面との間にポンピングシール部が構成される。ポンピングシール部の外側には、上方に延在する他のシール間隙が構成される。
特開２００９−１３６１４３号公報

ところで、特開２００９−１３６１４３号公報に示されるスピンドルモータでは、ラジアル間隙の軸方向の長さを確保しつつ、シャフトと第１軸受構成部品との間の締結範囲を確保しようとするとモータを薄型化することができない。仮に、シャフトと第１軸受構成部品とを１つの部品として製造しようとすると、形状が複雑になり、シャフトの外周面の形状精度を確保することができない。

本発明は、シャフト構成部品およびその近傍の構造の剛性を確保しつつ、シャフト構成部品の外周面の形状精度を容易に向上することを目的としている。

本発明の例示的な一の側面に係るモータは、ロータマグネットを有する回転部と、前記ロータマグネットと対向するステータを有する静止部と、を備え、前記静止部が、中心軸を中心として配置されるシャフト構成部品と、前記シャフト構成部品の上部から径方向外方に広がる上プレート部と、前記シャフト構成部品の下部から径方向外方に広がる下プレート部と、を備え、前記回転部が、前記上プレート部と前記下プレート部との間に配置されるスリーブ部、を備え、前記シャフト構成部品が、内側シャフト上部と、前記内側シャフト上部の下側に位置する内側シャフト下部と、前記内側シャフト上部の外周面および前記内側シャフト下部の外周面に、内周面が固定される円筒状の外側シャフト部と、を備え、前記内側シャフト上部と前記上プレート部とが一繋がりの部材であり、前記内側シャフト下部と前記下プレート部とが一繋がりの部材であり、前記スリーブ部と前記上プレート部との間の上スラスト間隙と、前記スリーブ部と前記外側シャフト部との間のラジアル間隙と、前記スリーブ部と前記下プレート部との間の下スラスト間隙と、の間に潤滑油が連続して存在し、前記ラジアル間隙より径方向外側にて、前記静止部と前記回転部との間に上シール部が位置し、前記上シール部に前記潤滑油の界面が位置し、前記ラジアル間隙より径方向外側にて、前記静止部と前記回転部との間に下シール部が位置し、前記下シール部に前記潤滑油の界面が位置し、前記下スラスト間隙を構成する、前記スリーブ部の下面と前記下プレート部の上面との少なくとも一方の面に、下スラスト動圧発生溝列が設けられ、前記ラジアル間隙を構成する、前記スリーブ部の内周面と前記外側シャフト部の外周面との少なくとも一方の面に、ラジアル動圧発生溝列が設けられる。

本発明によれば、シャフト構成部品およびその近傍の構造の剛性を確保しつつ、シャフト構成部品の外周面の形状精度を容易に向上することができる。

図１は、ディスク駆動装置の断面図である。 図２は、モータの断面図である。 図３は、軸受機構の断面図である。 図４は、軸受機構の一部を拡大して示す断面図である。 図５は、軸受機構の一部を拡大して示す断面図である。 図６は、軸受機構の断面図である。 図７は、内側スリーブ円筒部の断面図である。 図８は、スリーブ部の平面図である。 図９は、スリーブ部の底面図である。 図１０は、他の例に係る軸受機構の一部を示す断面図である。 図１１は、さらに他の例に係る軸受機構の断面図である。 図１２は、さらに他の例に係る軸受機構の断面図である。 図１３は、他の例に係る軸受機構の断面図である。

本明細書では、モータの中心軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

図１は、本発明の例示的な一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、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。モータ１２は、情報を記録するディスク１１を回転する。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書き込みの少なくとも一方を行う。

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に第２ハウジング部材１４２が嵌められて、ハウジング１４が構成される。ハウジング１４は、ディスク１１、モータ１２およびアクセス部１３を収容する。ディスク駆動装置１の内部空間は、塵や埃が極度に少なく、清浄な空間が好ましい。本実施形態では、ディスク駆動装置１内に空気が存在する。なお、ヘリウムガスや水素ガスがディスク駆動装置１内に充填されてもよく、これらの気体と空気との混合気体が充填されてもよい。

ディスク１１は、クランパ１５１により、モータ１２にクランプされる。アクセス部１３は、ヘッド１３１と、アーム１３２と、ヘッド移動機構１３３と、を含む。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書き込みの少なくとも一方を磁気的に行う。アーム１３２は、ヘッド１３１を支持する。ヘッド移動機構１３３はアーム１３２を移動することにより、ヘッド１３１をディスク１１に対して相対的に移動する。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する。なお、ヘッド１３１の数は、好ましくは２つである。２つのヘッド１３１が、ディスク１１の上方および下方にそれぞれ配置される。

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、固定組立体である静止部１２１と、回転組立体である回転部１２２と、軸受機構１２３と、を含む。回転部１２２は、潤滑油１２０を介して、モータ１２の中心軸Ｊ１を中心に、静止部１２１に対して回転可能に支持される。

静止部１２１は、ベース部であるベースプレート２１と、ステータ２２と、を含む。ベースプレート２１は、好ましくは図１の第１ハウジング部材１４１と単一の部材により構成され、ハウジング１４の一部である。ベースプレート２１は、プレス加工にて成型される。ベースプレート２１は、底部２１１と、ステータ固定部２１２と、段差部２１３と、を含む。ステータ固定部２１２は、略円筒状であり、底部２１１の内縁部から上方に向かう。段差部２１３は、ステータ固定部２１２と底部２１１との間にて、ステータ固定部２１２の下部から径方向外方に突出する。段差部２１３は、ステータ固定部２１２の下部から径方向外方に広がる段差上部２１３ａと、段差上部２１３ａの外縁から下方に向かう段差下部２１３ｂと、を含む。

ステータ固定部２１２の内側には、軸受機構１２３が配置される。ステータ２２は、ステータコア２２１と、コイル２２２と、を含む。ステータコア２２１に導線が巻回されることによりコイル２２２が構成される。ステータコア２２１の径方向内側の部位は、ステータ固定部２１２の外周面に固定される。また、当該部位の下面は、段差上部２１３ａの上面に軸方向に接する。ステータ２２は、好ましくは、ステータ固定部２１２の外周面に対し隙間を介した状態にて、ステータ固定部２１２に接着剤によって接着される。

回転部１２２は、ハブ部であるロータハブ３１と、ロータマグネット３２と、シールキャップ３３と、を含む。ロータハブ３１は、一繋がりの部材である。ロータハブ３１は、スラグを鍛造加工しておおよその形状に成型された後、切削加工にて最終形状に成形される。ロータハブ３１は、スリーブ部４と、蓋部３１１と、ハブ円筒部３１２と、ディスク載置部３１３と、を含む。シールキャップ３３は、スリーブ部４の上側に配置される。スリーブ部４は、軸受機構１２３の一部でもある。蓋部３１１は、スリーブ部４から径方向外方に広がる。ハブ円筒部３１２は、蓋部３１１の外縁部から下方に延びる。ハブ円筒部３１２の内側には、ロータマグネット３２が固定される。ディスク載置部３１３は、ハブ円筒部３１２の外周面から径方向外方に突出し、ディスク載置部３１３上に図１のディスク１１が配置される。ロータマグネット３２は、ステータ２２と径方向に対向する。ステータ２２とロータマグネット３２との間にてトルクが発生する。

図３は、軸受機構１２３を拡大して示す図である。軸受機構１２３は、スリーブ部４と、上カップ部材５と、下カップ部材６と、外側シャフト部８と、潤滑油１２０と、を含む。上カップ部材５および下カップ部材６は、静止部１２１の一部でもある。スリーブ部４は、上カップ部材５と下カップ部材６との間に位置する。スリーブ部４は、内側スリーブ円筒部４１と、スリーブフランジ部４２と、外側スリーブ円筒部４３と、を含む。内側スリーブ円筒部４１は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。外側シャフト部８は、内側スリーブ円筒部４１に挿入された状態で内側スリーブ円筒部４１の内側に配置される。スリーブフランジ部４２は、内側スリーブ円筒部４１の下部から径方向外方に広がる。スリーブフランジ部４２は、スリーブフランジ部４２を上下方向に貫通する連通孔４２１を含む。本実施形態では、連通孔４２１の数は１である。２以上の連通孔４２１が設けられてもよい。また、連通孔４２１は無くてもよい。以下の他の例においても同様である。

外側スリーブ円筒部４３は、スリーブフランジ部４２の外縁部から上方に向かって延びる。外側スリーブ円筒部４３の上面の高さは、内側スリーブ円筒部４１の上面４１１の高さとほぼ同じである。以下、内側スリーブ円筒部４１の下部であり、かつ、スリーブフランジ部４２の内周部でもある部位を、内側スリーブ円筒部４１の一部として説明する。また、外側スリーブ円筒部４３の下部であり、かつ、スリーブフランジ部４２の外周部でもある部位を、外側スリーブ円筒部４３の一部として説明する。スリーブ部４では、内側スリーブ円筒部４１の外周面と外側スリーブ円筒部４３の内周面４３１との間の径方向の幅が、内側スリーブ円筒部４１の径方向の厚さよりも広い。

上カップ部材５は、内側シャフト上部５１と、上プレート部５２と、を含む。内側シャフト上部５１および上プレート部５２は、一繋がりの部材である。内側シャフト上部５１および上プレート部５２は、プレス加工または鍛造加工にて成型される。なお、上カップ部材５は、切削加工により形成されてもよい。内側シャフト上部５１は、中心軸Ｊ１を中心として配置される。内側シャフト上部５１は、中心軸Ｊ１に沿って貫通する上貫通孔５１０を含む。内側シャフト上部５１は、隙間嵌めにて外側シャフト部８に挿入される。内側シャフト上部５１は、外側シャフト部８の内面に接着固定される。上プレート部５２は、下方を向くカップ状であり、内側シャフト上部５１の上部から径方向外方に広がる。

上プレート部５２は、上プレート円筒部５２１と、上プレート接続部５２２と、を含む。上プレート円筒部５２１は、上プレート部５２の外縁にて下方に延びる。上プレート円筒部５２１は、内側スリーブ円筒部４１の外側かつ外側スリーブ円筒部４３の内側に位置する。上プレート円筒部５２１の下面５３１は、スリーブフランジ部４２の上面４２２と軸方向に対向する。上プレート円筒部５２１の外周面５３２は、上方に向かって径方向内方に傾斜する。上プレート接続部５２２は、内側スリーブ円筒部４１の上側にて、内側シャフト上部５１の上部と上プレート円筒部５２１の上部とを接続する。上カップ部材５では、上プレート接続部５２２の下面の径方向の幅が、上プレート円筒部５２１の下面５３１と上プレート接続部５２２の下面との間の軸方向の距離よりも大きい。

下カップ部材６は、内側シャフト下部６１と、下プレート部６２と、を含む。内側シャフト下部６１および下プレート部６２は、一繋がりの部材である。内側シャフト下部６１および下プレート部６２は、プレス加工または鍛造により成型される。なお、下カップ部材６は、切削により形成されてもよい。内側シャフト下部６１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。内側シャフト下部６１は、内側シャフト上部５１の下側に位置する。内側シャフト下部６１は、中心軸Ｊ１に沿って貫通する下雌ねじ部６１０を含む。下プレート部６２は、上方を向くカップ状であり、内側シャフト下部６１の下部から径方向外方に広がる。モータ１２では、下プレート部６２と上プレート部５２との間にスリーブ部４が配置される。内側シャフト下部６１は、隙間嵌めにて外側シャフト部８に挿入される。内側シャフト下部６１は、外側シャフト部８の内面に接着固定される。

下プレート部６２は、下プレート接続部６２１と、下プレート円筒部６２２と、を含む。下プレート円筒部６２２は、下プレート部６２の外縁にて上方に延びる。下プレート円筒部６２２は、外側スリーブ円筒部４３の径方向外側に位置する。下プレート接続部６２１は、下プレート円筒部６２２の下部から径方向内方に広がり、スリーブフランジ部４２の下側にて下プレート円筒部６２２と内側シャフト下部６１の下部とを接続する。下プレート接続部６２１の軸方向の厚さは、内側シャフト下部６１の径方向の厚さ、および、下プレート円筒部６２２の径方向の厚さよりも薄い。

図１に示すように、クランパ１５１はロータハブ３１に固定される。ディスク１１は、クランパ１５１およびロータハブ３１により支持される。ハウジング１４の蓋部である第２ハウジング部材１４２は、蓋貫通孔１４０を含む。蓋貫通孔１４０には押さえねじ１５３が挿入される。図２に示すように、蓋貫通孔１４０は、上貫通孔５１０と軸方向に重なる。押さえねじ１５３は、ハウジング１４の外部から、蓋貫通孔１４０および上貫通孔５１０を介して下雌ねじ部６１０に螺合される。これにより、第２ハウジング部材１４２および下プレート部６２の間に、上プレート部５２および外側シャフト部８が挟まれ、シャフト構成部品８０の組立強度が向上する。また、第２ハウジング部材１４２が上プレート部５２に強固に固定される。

以上のように、軸受機構１２３のシャフト部であるシャフト構成部品８０は、内側シャフト上部５１、内側シャフト下部６１および外側シャフト部８にて構成される。シャフト構成部品８０は、中心軸Ｊ１を中心として配置される。上プレート部５２は、シャフト構成部品８０の上部から径方向外方へと広がる。下プレート部６２は、シャフト構成部品８０の下部から径方向外方へと広がる。

図４は、軸受機構１２３の外側シャフト部８近傍を拡大して示す図である。外側シャフト部８および内側スリーブ円筒部４１の上側には、上プレート接続部５２２が位置する。外側シャフト部８の上端は、上プレート接続部５２２の下面に軸方向に接する。外側シャフト部８の下端は、下プレート接続部６２１の上面に軸方向に接する。内側シャフト上部５１の下端と内側シャフト下部６１の上端との間には、僅かな間隙８３が存在する。これにより、上プレート接続部５２２の下面と下プレート接続部６２１の上面との間の距離が、外側シャフト部８により正確に決定される。

内側スリーブ円筒部４１の上面４１１と上プレート接続部５２２の下面との間には、径方向に広がる微小な間隙７６１が構成される。内側スリーブ円筒部４１の外周面と上プレート円筒部５２１の内周面との間には、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状の間隙７６２が構成される。外側シャフト部８の外周面と内側スリーブ円筒部４１の内周面との間には、ラジアル間隙７１が構成される。図３に示すように、ラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２は、ステータ固定部２１２の軸方向における存在範囲Ｈ３全体と径方向に重なる。

図４に示すように、外側シャフト部８は、内周面に、径方向外方に向かって窪む２つの接着剤保持部８１，８２を含む。接着剤保持部８１，８２は、それぞれ中心軸Ｊ１を中心とする環状である。上側の接着剤保持部８１は、内側シャフト上部５１と内側シャフト下部６１との間の間隙８３と径方向に重なる。接着剤保持部８１，８２内には、接着剤が存在する。間隙８３内にも接着剤が存在する。接着剤を太い平行斜線にて示す。他の図では、接着剤の存在の図示を省略している。外側シャフト部８の内周面と、内側シャフト上部５１の外周面および内側シャフト下部６１の外周面とが接着により固定される。さらに、接着剤保持部８１，８２により、これらの部位は強固に固定される。間隙８３内には、接着剤は周方向に連続して環状に存在することが好ましい。これにより、潤滑油１２０の漏れの防止および気密性の維持が実現される。

図５は、軸受機構１２３のスリーブフランジ部４２近傍を拡大して示す図である。スリーブフランジ部４２の上面４２２の連通孔４２１よりも径方向内側の領域と、上プレート円筒部５２１の下面５３１との間に間隙７２が構成される。以下、間隙７２を「上スラスト間隙７２」という。上スラスト間隙７２は、図３に示す内側スリーブ円筒部４１の外周面と上プレート円筒部５２１の内周面との間隙７６２および内側スリーブ円筒部４１の上面４１１と上プレート接続部５２２の下面との間の間隙７６１を介してラジアル間隙７１の上部に連絡する。以下、間隙７６１を「横連絡間隙７６１」という。間隙７６２を「縦連絡間隙７６２」という。

図５に示すスリーブフランジ部４２の下面４２３の連通孔４２１よりも径方向内側の領域と、下プレート接続部６２１の上面６３１との間に間隙７３が構成される。以下、間隙７３を「下スラスト間隙７３」という。上スラスト間隙７２および下スラスト間隙７３は、連通孔４２１により連通される。

上プレート円筒部５２１の外周面５３２と外側スリーブ円筒部４３の内周面４３１との間には、上方に向かって開口する間隙７４が構成される。以下、間隙７４を「上シール間隙７４」と呼ぶ。上シール間隙７４の径方向の幅は、上方に向かうに従って漸次増大する。図６に示すように、上シール間隙７４の軸方向の長さＨ４は、スリーブフランジ部４２の厚さよりも長い。上シール間隙７４の開口７４０の高さは、内側スリーブ円筒部４１の上面４１１の高さとほぼ同じである。なお、内側スリーブ円筒部４１の上面４１１が、上シール間隙７４の開口７４０より上側に位置してもよい。

上シール間隙７４には、毛管現象により潤滑油１２０を保持する上シール部７４ａが構成される。上シール部７４ａには、潤滑油１２０の界面が位置する。上シール部７４ａは、ラジアル間隙７１の径方向外側に位置する。上シール間隙７４の開口７４０は、シールキャップ３３により覆われる。

図５に示すように、下プレート円筒部６２２の内周面６４２は、上方に向かって径方向外方に傾斜する。内周面６４２と外側スリーブ円筒部４３の外周面の下部４３２との間には、上方に向かって開口する間隙７５が構成される。以下、間隙７５を「下シール間隙７５」と呼ぶ。下シール間隙７５の径方向の幅は、上方に向かうに従って漸次増大する。下シール間隙７５は、段差上部２１３ａの上面と径方向に重なる。下シール間隙７５には、毛管現象により潤滑油１２０を保持する下シール部７５ａが構成される。下シール部７５ａには、潤滑油１２０の界面が位置する。下シール部７５ａは、上シール部７４ａおよび図４のラジアル間隙７１の径方向外側に位置する。下シール部７５ａは、連通孔４２１を介して上シール部７４ａに繋がる。これにより、上下シール部７４ａ，７５ａ間における圧力差の発生を低減することができる。

図６に示すように、上シール部７４ａの軸方向における存在可能範囲Ｈ４１、すなわち、上シール間隙７４の下側の位置から潤滑油１２０の界面が形成可能な位置の上限までの軸方向における範囲は、全長に亘ってラジアル間隙７１の軸方向における存在範囲Ｈ２と径方向に重なる。軸方向において、上シール部７４ａの存在可能範囲Ｈ４１の上端は、潤滑油１２０の界面と一致してもよい。同様に、下シール部７５ａの軸方向における存在可能範囲Ｈ５、すなわち、下シール間隙７５の下側の位置から潤滑油１２０の界面が形成可能な位置の上限までの軸方向における範囲は、ほぼ全長に亘ってラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２と径方向に重なる。また、上シール部７４ａの存在可能範囲Ｈ４１の一部が、下シール部７５ａの存在可能範囲Ｈ５と径方向に重なる。軸方向において、下シール部７５ａの存在可能範囲Ｈ５の上端は、潤滑油１２０の界面と一致してもよい。以下の他の実施形態においても同様である。

図３に示すように、軸受機構１２３では、上シール間隙７４、上スラスト間隙７２、縦連絡間隙７６２、横連絡間隙７６１、ラジアル間隙７１、下スラスト間隙７３および下シール間隙７５、並びに、連通孔４２１に潤滑油１２０が連続して満たされる。

図７は、内側スリーブ円筒部４１の断面図である。図７では、内側スリーブ円筒部４１の紙面の奥側の形状も示している。内側スリーブ円筒部４１の内周面は、ラジアル動圧発生溝列７１１、を含む。図７では、動圧溝にクロスハッチングを付している。以下、他の図においても、動圧溝にクロスハッチングを付している。ラジアル動圧発生溝列７１１は、ヘリングボーン形状の溝、すなわち、内周面の周方向に沿って複数の略Ｖ字を横向きにした溝の集合体である。

図４に示すラジアル間隙７１では、ラジアル動圧発生溝列７１１により、潤滑油１２０に対してラジアル方向に流体動圧を発生するラジアル動圧軸受部７１ａが構成される。

図８は、スリーブ部４の平面図である。スリーブフランジ部４２の上面４２２には、スパイラル形状の上スラスト動圧発生溝列７２１が設けられる。上スラスト動圧発生溝列７２１は、連通孔４２１の上側の開口よりも径方向内側に設けられる。ただし、上スラスト動圧発生溝列７２１の一部が連通孔４２１の開口と重なってもよい。図５に示す上スラスト間隙７２において、上スラスト動圧発生溝列７２１により、潤滑油１２０に対してアキシャル方向に流体動圧を発生する上スラスト動圧軸受部７２ａが構成される。

図９は、スリーブ部４の底面図である。スリーブフランジ部４２の下面４２３には、スパイラル形状の下スラスト動圧発生溝列７３１が設けられる。下スラスト動圧発生溝列７３１は、連通孔４２１の下側の開口よりも径方向内側に設けられる。ただし、下スラスト動圧発生溝列７３１の一部が連通孔４２１の開口と重なってもよい。図５に示す下スラスト間隙７３において、下スラスト動圧発生溝列７３１により、潤滑油１２０に対してアキシャル方向に流体動圧を発生する下スラスト動圧軸受部７３ａが構成される。

図２に示すモータ１２の駆動時には、ラジアル動圧軸受部７１ａにより、内側スリーブ円筒部４１が外側シャフト部８に対してラジアル方向に支持される。また、上スラスト動圧軸受部７２ａおよび下スラスト動圧軸受部７３ａにより構成されるスラスト動圧軸受により、スリーブフランジ部４２が上プレート円筒部５２１および下プレート接続部６２１に対してアキシャル方向に支持される。上スラスト動圧軸受部７２ａおよび下スラスト動圧軸受部７３ａが、スリーブフランジ部４２の上下に設けられることにより、中心軸Ｊ１から離れた位置にてスリーブ部４をアキシャル方向に支持することができる。その結果、軸受機構１２３の軸受剛性を向上することができる。

以上、モータ１２を含むディスク駆動装置１について説明したが、モータ１２では、外側シャフト部８を円筒状の部材として設けることにより、外周面に研磨等の加工を容易に施すことができる。これにより、シャフト構成部品８０の外周面の形状精度を容易に向上することができ、モータ１２の製造コストを削減することができる。特に、シャフトの一部を含むカップ状の上カップ部材５および下カップ部材６を利用してシャフト構成部品８０およびその近傍の構造の剛性が確保される場合であってもシャフト構成部品８０の外周面の形状精度を容易に向上することができる。

シャフト構成部品８０の軸方向長さに対して内側シャフト上部５１および内側シャフト下部６１の軸方向長さは短いため、プレス加工または鍛造加工にて上カップ部材５および下カップ部材６を容易に成型することができる。その結果、製造コストを削減することができる。なお、実質的にプレス加工や鍛造加工にて成型されるのであれば、上カップ部材５および下カップ部材６の製造において、例えば、プレス加工の後に切削加工が行われたり、鍛造加工の後に研削や仕上げ加工が行われてもよい。

また、内側シャフト上部５１と上プレート部５２とを一繋がりの部材とし、内側シャフト下部６１と下プレート部６２とを一繋がりの部材とし、さらに、内側シャフト上部５１および内側シャフト下部６１を外側シャフト部８に挿入して接着することにより、シャフト構成部品８０の剛性を容易に向上することができる。

モータ１２では、外側シャフト部８が個別の部材として設けられるため、外側シャフト部８の材料を容易に選択することができる。したがって、外側シャフト部８を構成する材料として、熱膨張係数がスリーブ部４を構成する材料の熱膨張係数よりも大きくすることにより、温度上昇後の軸受剛性を容易に確保することができる。その結果、ラジアル軸受の設計が容易となる。

モータ１２では、図６に示すように、ラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２と、上シール部７４ａの存在可能範囲Ｈ４１全体および下シール部７５ａの存在可能範囲Ｈ５のほぼ全体とが径方向に重なる。これにより、モータ１２を薄型化することができる。

図３に示すように、ステータ固定部２１２が、ラジアル間隙７１と径方向に重なることにより、モータ１２をより薄型化することができる。軸受機構１２３では、下シール間隙７５が上シール間隙７４の径方向外側に位置し、軸方向において、上プレート円筒部５２１の下面５３１が、下プレート円筒部６２２の上端６４１よりも下側に位置する。これにより、上シール間隙７４および下シール間隙７５の軸方向の長さを長くすることができ、これらの間隙７４，７５における潤滑油１２０のオイルバッファを十分に確保することができる。その結果、モータ１２を長寿命とすることができる。モータ１２では、スリーブフランジ部４２が薄いため、モータ１２の高さを抑えつつ上シール間隙７４の軸方向の長さをより長くすることができる。その結果、潤滑油１２０のオイルバッファをより確保することができる。

スリーブ部４では、内側スリーブ円筒部４１の外周面と外側スリーブ円筒部４３の内周面４３１との間の径方向の幅を広くすることにより、スリーブフランジ部４２に設けられる上スラスト動圧発生溝列７２１の径方向の幅を広くすることができ、上スラスト動圧軸受部７２ａを大きくすることができる。内側スリーブ円筒部４１と外側スリーブ円筒部４３との間の上記幅に比べて内側スリーブ円筒部４１の厚さが薄いことから、スリーブ部４を鍛造加工にて成型する際に、内側スリーブ円筒部４１を容易に設けることができる。上プレート接続部５２２の下面の径方向の幅が、上プレート円筒部５２１の下面５３１と上プレート接続部５２２の下面との間の軸方向の距離よりも大きい。これにより、上プレート円筒部５２１、上プレート接続部５２２および内側シャフト上部５１の間に構成される空間を切削加工にて容易に形成することができる。

連通孔４２１がスリーブフランジ部４２に設けられることにより、連通孔４２１を短くすることができ、連通孔４２１内の流路抵抗を低減することができる。また、連通孔４２１内の潤滑油１２０の量を抑えることができ、重力の影響による上シール部７４ａおよび下シール部７５ａにおける潤滑油１２０の界面の変動を抑えることができる。

外側シャフト部８の上端が上プレート接続部５２２の下面に軸方向に接し、外側シャフト部８の下端が下プレート接続部６２１の上面に軸方向に接することにより、上プレート円筒部５２１の下面５３１と下プレート接続部６２１の上面６３１との間の軸方向の距離を高精度に構成することができる。その結果、上スラスト間隙７２および下スラスト間隙７３の軸方向の幅の和を容易に構成することができる。下プレート接続部６２１の軸方向の厚さを薄くすることにより、モータ１２を薄くしてもスリーブフランジ部４２の厚さが過度に薄くなることが防止される。

円筒状のステータ固定部２１２の内周面に下プレート円筒部６２２の外周面が固定されることにより、軸受機構１２３の振れに起因する振動がベースプレート２１のステータ固定部２１２よりも外側の部位に伝わることが抑えられる。また、ベースプレート２１に段差部２１３が設けられることにより、ベースプレート２１の剛性を向上することができる。その結果、ステータ２２の振動が軸受機構１２３に伝わることが低減される。

内側シャフト上部５１と外側シャフト部８とが隙間嵌め状態にて嵌合され、内側シャフト下部６１と外側シャフト部８とが隙間嵌め状態にて嵌合されるため、上カップ部材５と下カップ部材６との組み立てを容易に行うことができる。

図１０は、上シール部の他の例を示す図である。上プレート円筒部５２１の外周面５３２は、軸方向に延びる円筒面５３２ａと、円筒面５３２ａから上方に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面５３２ｂと、を含む。上シール間隙７４は、円筒面５３２ａと外側スリーブ円筒部４３の内周面４３１の下部との間に構成される間隙７４１と、傾斜面５３２ｂと外側スリーブ円筒部４３の内周面４３１の上部との間に構成される間隙７４２と、を含む。以下、間隙７４１を「円筒間隙７４１」という。間隙７４２を「テーパ間隙７４２」という。円筒面５３２ａまたはこれに対向する内周面４３１には、動圧溝列が設けられる。円筒間隙７４１では、モータ１２の駆動時に、潤滑油１２０に対して上スラスト間隙７２に向かう動圧を発生する動圧発生部７４１ａが構成される。テーパ間隙７４２には、毛管現象により潤滑油１２０を保持するテーパシール部７４２ａが構成される。図１０では、動圧発生部７４１ａおよびテーパシール部７４２ａにより上シール部７４ａが構成される。

モータ１２の静止時には、潤滑油１２０の界面は、テーパシール部７４２ａ内に位置する。モータ１２の駆動時には、潤滑油１２０の界面が、動圧発生部７４１ａ内に位置する。上シール部７４ａが、動圧発生部７４１ａおよびテーパシール部７４２ａを含むことにより、潤滑油１２０を上シール間隙７４内により確実に保持することができる。モータ１２の静止時において、上シール部７４ａの存在可能範囲Ｈ４１、すなわち、円筒間隙７４１の下側の位置からテーパシール部７４２ａ内の潤滑油１２０の界面の上限との間の軸方向の範囲全体が、ラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２と径方向に重なる。

モータ１２では、図１１に示すように、上シール部７４ａの下側に動圧発生部を有しない微小な円筒間隙７４１が設けられてもよい。円筒間隙７４１は上シール部７４ａには含まれない。この場合であっても、上シール部７４ａの存在可能範囲Ｈ４１が、ラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２と径方向に重なることにより、モータ１２の高さを抑えることができる。

図１２は、上シール部７４ａの他の例を示す図である。上シール部７４ａ以外のモータの構造は、図３と同様である。図１２では、上シール部７４ａは、上プレート部５２の上面とシールキャップ３３の下面との間の上シール間隙７４に構成される。シールキャップ３３は、図３と同様に、上プレート部５２の上方においてスリーブ部４の外周部から径方向内方へと広がる。これにより、上シール部７４ａの軸方向の幅を小さくすることができる。また、回転時の遠心力を利用して潤滑油１２０の漏れをより確実に防止することができる。

詳細には、シールキャップ３３は、外側スリーブ円筒部４３の上部から径方向内方へと広がる。上プレート円筒部５２１の外周面と外側スリーブ円筒部４３の内周面との間に縦間隙７７が構成される。縦間隙７７内には、上スラスト間隙７２から連続する潤滑油１２０が存在する。上プレート円筒部５２１の外周面は円筒面である。上シール部７４ａは、上プレート円筒部５２１の上面とシールキャップ３３の下面との間に構成される。上シール間隙７４は、径方向内方に向かって軸方向の幅が漸次増大し、かつ、上方へと傾斜する。

図１２の構造では、上シール部７４ａの軸方向の幅を小さくすることにより、軸受機構の上シール部７４ａ以外の構造において、軸方向の幅を大きくする設計が容易となる。その結果、部材の剛性確保や耐衝撃性の向上が容易となる。

なお、上シール間隙７４を大きく傾斜させることにより、上シール間隙７４の開口を大きくすることができる。すなわち、上シール間隙７４に多くの潤滑油１２０を保持することが可能となる。そこで、下シール間隙７５よりも上シール間隙７４における間隙が広がり角を大きくすることにより、静止時に上シール間隙７４内の潤滑油の量を少なくすることができる。これにより、静止時の耐衝撃性を向上することができる。

下シール間隙７５には、回転時に潤滑油を下方へと押し込む溝を設け、回転時には、上シール間隙７４および下シール間隙７５に適切な量の潤滑油が保持される。回転時に上シール間隙７４に保持される潤滑油の体積は、上スラスト間隙７２の径方向外側の空間７２３の体積よりも大きい。このような構造により、回転時に上シール部７４ａの潤滑油に作用する遠心力を利用して、軸受内部の圧を高くすることができ、気泡の発生を抑制することができる。空間７２３を構成する面には、気泡を掻き出すための溝が設けられてもよい。

図１３は、軸受機構１２３の他の例を示す図である。図１３の軸受機構１２３では、内側シャフト上部５１が上雌ねじ部５１１を含み、内側シャフト下部６１が下貫通孔６１１を含む。押さえねじ１５３は、上雌ねじ部５１１に螺合される。軸受機構１２３の他の構造は、図３と同様である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施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。

上記実施形態における上スラスト間隙７２および下スラスト間隙７３の位置は、適宜変更されてよい。例えば、スリーブ部４を環状の板状とし、スリーブ部４の上面と上プレート部５２との間に上スラスト間隙７２が構成され、スリーブ部４の下面と下プレート部６２の上面との間に下スラスト間隙７３が構成されてもよい。軸受機構１２３の構造によっては、スリーブフランジ部４２は、内側スリーブ円筒部４１の下部ではなく、上部や中央部から径方向外方に広がってもよい。

上シール部７４ａは、ラジアル間隙７１よりも径方向外側、かつ、静止部１２１と回転部１２２との間に位置するのであれば、様々な態様にて設けられてよい。下シール部７５ａも、ラジアル間隙７１よりも径方向外側、かつ、静止部１２１と回転部１２２との間に位置するのであれば、様々な態様にて設けられてよい。

内側シャフト上部５１は、外側シャフト部８の内側に、締まり嵌め状態にて位置してもよい。内側シャフト下部６１も、外側シャフト部８の内側に、締まり嵌め状態にて位置してもよい。圧入および接着剤により、あるいは、焼き嵌めにより、内側シャフト上部５１および内側シャフト下部６１が外側シャフト部８に固定されてもよい。内側シャフト上部５１および内側シャフト下部６１には、いずれにも雌ねじ部が形成されなくてもよく、さらに、貫通孔が存在しなくてもよい。

上記実施形態では、ラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２と、上シール部７４ａの存在可能範囲Ｈ４１の少なくとも一部および下シール部７５ａの存在可能範囲Ｈ５の少なくとも一部が径方向に重なるのみでもよい。これにより、モータを薄型化することができる。さらに、ラジアル間隙７１の存在範囲Ｈ２が、ステータ固定部２１２の存在範囲Ｈ３の少なくとも一部と径方向に重なることによっても、モータを薄型化することができる。

上記の実施形態では、下シール間隙７５を図３よりも上側に位置させることにより、下シール部７５ａの存在範囲を上シール部７４ａの存在範囲全体に径方向に重ねてもよい。

上記実施形態では、上スラスト動圧発生溝列は、上プレート円筒部５２１の下面５３１に設けられてもよく、下面５３１およびスリーブフランジ部４２の上面４２２の両方に設けられてもよい。一般的に表現すれば、上スラスト動圧発生溝列は、上スラスト間隙７２を構成する、スリーブ部４の上面と上プレート部５２の下面との少なくとも一方の面設けられる。下スラスト動圧発生溝列は、下プレート接続部６２１の上面６３１に設けられてもよく、上面６３１およびスリーブフランジ部４２の下面４２３の両方に設けられてもよい。一般的に表現すれば、下スラスト動圧発生溝列は、下スラスト間隙７３を構成する、スリーブ部４の下面と下プレート部６２の上面との少なくとも一方の面設けられる。

ラジアル動圧発生溝列は、外側シャフト部８の外周面に設けられてもよく、外側シャフト部８の外周面と内側スリーブ円筒部４１の内周面の両方に設けられてもよい。一般的に表現すれば、ラジアル動圧発生溝列は、ラジアル間隙７１を構成する、スリーブ部４の内周面と外側シャフト部８の外周面との少なくとも一方の面に設けられる。ラジアル間隙７１および縦連絡間隙７６２の２箇所にラジアル動圧軸受部が構成されてもよい。

上スラスト動圧発生溝列は、ヘリングボーン形状の溝の集合体であってもよい。同様に下スラスト動圧発生溝列も、ヘリングボーン形状の溝の集合体であってもよい。

上記実施形態では、上スラスト動圧軸受部７２ａが必ずしも設けられる必要はない。上スラスト動圧軸受部７２ａが設けられない場合、軸方向において、ステータ２２の磁気中心が、ロータマグネット３２の磁気中心よりも下側に位置することにより、軸受機構１２３が回転部１２２をスラスト方向に安定して支持することができる。

軸受機構１２３は、ロータマグネットがステータの径方向内側に位置するインナロータ型のモータに用いられてもよい。

ベースプレート２１と下プレート部６２は単一の部品で形成されていてもよい。ベースプレート２１と下プレート部６２が単一の部品である場合、部品コストや組み立て工数を低減することができる。

上記実施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されてよい。

本発明は、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機器のモータとしても利用可能である。

１ ディスク駆動装置
４ スリーブ部
８ 外側シャフト部
１１ ディスク
１２ モータ
１３ アクセス部
１４ ハウジング
２２ ステータ
３２ ロータマグネット
４１ 内側スリーブ円筒部
４２ スリーブフランジ部
４３ 外側スリーブ円筒部
５１ 内側シャフト上部
５２ 上プレート部
６１ 内側シャフト下部
６２ 下プレート部
７１ ラジアル間隙
７２ 上スラスト間隙
７３ 下スラスト間隙
７４ 上シール間隙
７４ａ 上シール部
７５ 下シール間隙
７５ａ 下シール部
８０ シャフト構成部品
８３ 間隙
１２０ 潤滑油
１２１ 静止部
１２２ 回転部
１４０ 蓋貫通孔
１４２ 第２ハウジング部材
１５３ 押さえねじ
５１０ 上貫通孔
５２１ 上プレート円筒部
５２２ 上プレート接続部
６１０ 下雌ねじ部
６２１ 下プレート接続部
６２２ 下プレート円筒部
７１１ ラジアル動圧発生溝列
７３１ 下スラスト動圧発生溝列
Ｊ１ 中心軸

Claims (11)

1. ロータマグネットを有する回転部と、
   前記ロータマグネットと対向するステータを有する静止部と、
   を備え、
   前記静止部が、
   中心軸を中心として配置されるシャフト構成部品と、
   前記シャフト構成部品の上部から径方向外方に広がる上プレート部と、
   前記シャフト構成部品の下部から径方向外方に広がる下プレート部と、
   を備え、
   前記回転部が、前記上プレート部と前記下プレート部との間に配置されるスリーブ部、を備え、
   前記シャフト構成部品が、
   内側シャフト上部と、
   前記内側シャフト上部の下側に位置する内側シャフト下部と、
   前記内側シャフト上部の外周面および前記内側シャフト下部の外周面に、内周面が固定される円筒状の外側シャフト部と、
   を備え、
   前記内側シャフト上部と前記上プレート部とが一繋がりの部材であり、
   前記内側シャフト下部と前記下プレート部とが一繋がりの部材であり、
   前記スリーブ部と前記上プレート部との間の上スラスト間隙と、前記スリーブ部と前記外側シャフト部との間のラジアル間隙と、前記スリーブ部と前記下プレート部との間の下スラスト間隙と、の間に潤滑油が連続して存在し、
   前記ラジアル間隙より径方向外側にて、前記静止部と前記回転部との間に上シール部が位置し、前記上シール部に前記潤滑油の界面が位置し、
   前記ラジアル間隙より径方向外側にて、前記静止部と前記回転部との間に下シール部が位置し、前記下シール部に前記潤滑油の界面が位置し、
   前記下スラスト間隙を構成する、前記スリーブ部の下面と前記下プレート部の上面との少なくとも一方の面に、下スラスト動圧発生溝列が設けられ、前記ラジアル間隙を構成する、前記スリーブ部の内周面と前記外側シャフト部の外周面との少なくとも一方の面に、ラジアル動圧発生溝列が設けられる、モータ。
2. 前記内側シャフト上部および前記内側シャフト下部が、前記外側シャフト部に接着剤にて接着される、請求項１に記載のモータ。
3. 前記外側シャフト部を構成する材料の熱膨張係数が、前記スリーブ部を構成する材料の熱膨張係数よりも大きい、請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記上プレート部が、プレス加工または鍛造加工にて成型される、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記下プレート部が、プレス加工または鍛造加工にて成型される、請求項１ないし４のいずれかに記載のモータ。
6. 前記スリーブ部が、
   前記外側シャフト部が挿入される内側スリーブ円筒部と、
   前記内側スリーブ円筒部から径方向外方に広がるスリーブフランジ部と、
   を備え、
   前記上プレート部が、
   前記内側スリーブ円筒部の外側に位置し、前記スリーブフランジ部の上面と対向し、前記上プレート部の外縁において下方に延びる上プレート円筒部と、
   前記内側スリーブ円筒部の上側にて、前記内側シャフト上部と前記上プレート円筒部の上部とを接続する上プレート接続部と、
   を備え、
   前記上プレート円筒部の外周面と前記回転部との間に前記上シール部が構成される、請求項１ないし５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記スリーブ部が、前記スリーブフランジ部の外縁部から上方に向かう外側スリーブ円筒部、をさらに備え、
   前記上プレート円筒部の外周面と前記外側スリーブ円筒部の内周面との間に、上方に向かって径方向の幅が漸次増大する間隙であって、前記上シール部が位置する上シール間隙が構成され、
   前記下プレート部が、
   下プレート円筒部と、
   前記内側シャフト下部と前記下プレート円筒部とを接続する下プレート接続部と、
   を備え、
   前記外側スリーブ円筒部の外周面と前記下プレート円筒部の内周面との間に、上方に向かって径方向の幅が漸次増大する間隙であって、前記下シール部が位置する下シール間隙が構成される、請求項６に記載のモータ。
8. 前記内側シャフト上部の下端と前記内側シャフト下部の上端との間に間隙が存在し、
   前記外側シャフトの上端と前記上プレート接続部の下面とが接し、前記外側シャフトの下端と前記下プレート接続部の上面とが接する、請求項７に記載のモータ。
9. 前記内側シャフト上部の前記下端と前記内側シャフト下部の前記上端との間の前記間隙に、接着剤が存在する、請求項８に記載のモータ。
10. ディスクを回転させる請求項１ないし９のいずれかに記載のモータと、
    前記ディスクに対して情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行うアクセス部と、
    前記ディスク、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。
11. 前記内側シャフト上部が、前記中心軸に沿って貫通する上貫通孔を含み、
    前記内側シャフト下部が、前記中心軸に沿って貫通する下雌ねじ部を含み、
    前記ハウジングの蓋部が、前記上貫通孔と重なる蓋貫通孔を含み、
    押さえねじが、前記ハウジングの外部から前記蓋貫通孔および前記上貫通孔を介して前記下雌ねじ部に螺合される、請求項１０に記載のディスク駆動装置。

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