JP2014034977A - 軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静止シャフトと他の部材との固定範囲、ラビリンスシールとを軸方向に短くできる軸受装置の提供。
【解決手段】静止シャフト３３４、第１環状部材３３３、回転部材３４０を有する軸受装置に於いて、第１環状部材は、静止シャフトの外周面に固定され、回転部材は静止シャフトに回転可能に支持されている。回転部材は静止シャフト外周面に対向する第１内周面３４１ａと、第１環状部材の外周面に対向する第２内周面３４１ｅを有する。静止部材表面と回転部材との間隙に介在する潤滑オイルの上液面上側においては、第１環状部材と回転部材とが、径方向に僅かな隙間を介して対向する。これにより、ラビリンスシールが構成されている。また、静止シャフトと第１環状部材との固定範囲と、ラビリンスシールとが、径方向にオーバーラップする。このため、静止シャフトと第１環状部材との固定範囲と、ラビリンスシールとを全体として軸方向に短くできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置に関する。

ハードディスク装置や光ディスク装置には、ディスクをその中心軸を中心として回転させるためのスピンドルモータが搭載されている。スピンドルモータは、装置のハウジングに固定される静止部と、ディスクを支持しつつ回転する回転部とを有する。スピンドルモータは、静止部と回転部との間に発生する磁束により中心軸を中心としたトルクを発生させ、これにより、静止部に対して回転部を回転させる。

スピンドルモータの静止部と回転部とは、軸受装置を介して接続される。特に、近年のスピンドルモータには、静止部と回転部との間に潤滑流体を介在させた軸受装置が使用されている。潤滑流体を有する軸受装置の例として、特開２００２−５１７１号公報には、相対的に回転自在に支持される軸体とスリーブ体との間に、潤滑流体が充填された軸受装置が記載されている。また、特開２００９−８２００号公報には、潤滑流体を内部に有する流体軸受装置が記載されている。
特開２００２−５１７１号公報 特開２００９−８２００号公報

潤滑流体を有する軸受装置では、潤滑流体の液面と外部空間との間に、極めて狭い隙間であるラビリンスシールを、設ける場合がある。ラビリンスシールを設ければ、潤滑流体の液面付近と外部空間との間で、気体の出入りが少なくなる。したがって、潤滑流体の蒸発を抑制できる。

しかしながら、静止部側のシャフトと回転部材とで、このようなラビリンスシールを構成すると、シャフトに固定される他の部材と、ラビリンスシールとが、互いに異なる軸方向位置に配列される。その結果、軸受装置の軸方向の長さが長くなる。また、このような構造において、軸受装置を軸方向に短くしようとすると、シャフトとシャフトに固定される他の部材との固定範囲と、ラビリンスシールとを、ともに軸方向に短くせざるを得ない。このため、シャフトに対する他の部材の固定強度や、ラビリンスシールの機能を、高めることが困難となる。

本発明の目的は、静止シャフトと他の部材との固定範囲と、ラビリンスシールとを、全体として軸方向に短くできる軸受装置を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、上下に延びる中心軸に沿って配置されて静止部材を構成する静止シャフトと、前記静止シャフトの外周面に固定されて前記静止部材を構成する略円環状の第１環状部材と、前記静止シャフトの周囲において、前記中心軸を中心として回転可能に支持される回転部材と、を備え、前記回転部材は、前記静止シャフトの外周面に対向する第１内周面と、前記第１環状部材の外周面に対向する第２内周面と、を有し、前記静止部材の表面と前記回転部材との間の間隙には、潤滑オイルが介在し、前記回転部材の前記第２内周面と前記第１環状部材との間に、前記潤滑オイルの上液面が位置し、前記上液面より上側において、前記第１環状部材と前記回転部材とが、径方向に僅かな隙間を介して対向するラビリンスシールを構成し、前記静止シャフトと前記第１環状部材との固定範囲と、前記ラビリンスシールとが、径方向にオーバーラップする軸受装置である。

本願の例示的な第１発明によれば、静止シャフトと第１環状部材との固定範囲と、ラビリンスシールとが、径方向にオーバーラップする。このため、静止シャフトと第１環状部材との固定範囲と、ラビリンスシールとを、全体として軸方向に短くできる。

図１は、第１実施形態に係る軸受装置の部分縦断面図である。 図２は、第２実施形態に係るディスク駆動装置の縦断面図である。 図３は、第２実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。 図４は、第２実施形態に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。 図５は、変形例に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。 図６は、変形例に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。 図７は、変形例に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。 図８は、変形例に係るスピンドルモータの縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、スピンドルモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、スピンドルモータの中心軸に直交する方向を「径方向」、スピンドルモータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、潤滑オイルの上液面に対してラビリンスシール側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置の使用時の向きを限定する意図はない。

また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る軸受装置３０５の部分縦断面図である。図１に示したように、軸受装置３０５は、静止シャフト３３４および第１環状部材３３３により構成される静止部材と、回転部材３４０とを備えている。静止シャフト３３４は、上下に延びる中心軸９に沿って配置されている。第１環状部材３３３は、静止シャフト３３４の外周面に固定された略円環状の部材である。

回転部材３４０は、静止シャフト３３４の周囲において、中心軸９を中心として回転可能に支持されている。図１に示したように、回転部材３４０は、第１内周面３４１ａおよび第２内周面３４１ｅを有する。第１内周面３４１ａは、静止シャフト３３４の外周面に対向する。第２内周面３４１ｅは、第１環状部材３３３の外周面に対向する。

静止部材の表面と回転部材３４０との間の間隙には、潤滑オイル３５９が介在する。潤滑オイル３５９の上液面は、回転部材３４０の第２内周面３４１ｅと、第１環状部材３３３との間に位置する。また、第１環状部材３３３と回転部材３４０とは、潤滑オイル３５９の上液面より上側において、径方向に僅かな隙間を介して対向する。これにより、ラビリンスシール３６１が構成されている。

また、この軸受装置３０５では、静止シャフト３３４と第１環状部材３３３との固定範囲３６２と、ラビリンスシール３６１とが、径方向にオーバーラップしている。このため、静止シャフト３３４と第１環状部材３３３との固定範囲３６２と、ラビリンスシール３６１とを、全体として軸方向に短くできる。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．ディスク駆動装置の構成＞
図２は、第２実施形態に係るディスク駆動装置２０１の縦断面図である。ディスク駆動装置２０１は、磁気ディスク２１２（以下、単に「ディスク２１２」という）を回転させ、ディスク２１２に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う装置である。図２に示したように、ディスク駆動装置２０１は、装置ハウジング２１１、２枚のディスク２１２、アクセス部２１３、およびスピンドルモータ２０２を備えている。

装置ハウジング２１１は、２枚のディスク２１２、アクセス部２１３、およびスピンドルモータ２０２を内部に収容する筐体である。スピンドルモータ２０２は、ディスク２１２を支持しながら、中心軸９を中心としてディスク２１２を回転させる。アクセス部２１３は、ディスク２１２の記録面に沿ってヘッド２１３ａを移動させて、ディスク２１２に対する情報の読み出しおよび書き込みを行う。

なお、ディスク駆動装置２０１は、１枚または３枚以上のディスク２１２を有するものであってもよい。また、アクセス部２１３は、ディスク２１２に対して情報の読み出しおよ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。

＜２−２．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２０２の構成について説明する。図３は、スピンドルモータ２０２の縦断面図である。図３に示したように、スピンドルモータ２０２は、ディスク駆動装置２０１の装置ハウジング２１１に固定された静止部２０３と、ディスク２１２を支持しつつ中心軸９を中心として回転する回転部２０４とを備えている。

静止部２０３は、ベース部材２３１、静止シャフト２３２、第１カップ部２３３、第２カップ部２３４、およびステータユニット２３５を有する。静止シャフト２３２の上端部は、装置ハウジング２１１のカバー部材に固定されている（図２参照）。また、静止シャフト２３２の下端部は、第２カップ部２３４を介してベース部材２３１に固定されている。

ベース部材２３１は、ディスク駆動装置２０１の装置ハウジング２１１（図２参照）の一部であり、装置ハウジング２１１の他の部位と一繋がりの部材で形成されている。ただし、ベース部材２３１と装置ハウジング２１１とは、それぞれ別部材であってもよい。ベース部材２３１は、径方向に広がる平板部２３１ａと、平板部２３１ａの内縁部から上方へ向けて突出した略円筒形状のホルダ部２３１ｂとを有する。ベース部材２３１は、例えば、アルミニウム合金等の金属により形成される。

静止シャフト２３２は、中心軸９に沿って延びている。静止シャフト２３２の上端部の近傍には、第１カップ部２３３が固定されている。また、静止シャフト２３２の下端部の近傍には、第２カップ部２３４が配置されている。静止シャフト２３２は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。

第１カップ部２３３は、静止シャフト２３２の外周面に固定された円環状の部材である。本実施形態では、第１カップ部２３３が「第１環状部材」を構成している。第１カップ部２３３は、静止シャフト２３２の上端部の近傍に圧入されるとともに、接着剤により静止シャフト２３２に固定されている。

本実施形態の第１カップ部２３３は、円板部８３１と円筒部８３２とを有する。円板部８３１は、静止シャフト２３２の外周面に固定され、静止シャフト２３２から径方向外側へ延びた部分を構成する。また、円筒部８３２は、円板部８３１の外縁部の下面から、下方へ向けて突出した円筒形状の部分である。第１カップ部２３３は、円板部８３１および円筒部８３２により、その縦断面の形状が略Ｌ字形状となっている。第１カップ部２３３は、例えば、銅を主成分とする金属や、樹脂により形成される。

第２カップ部２３４は、第１カップ部２３３より下方に位置する円環状の部位である。本実施形態では、第２カップ部２３４が「第２環状部材」を構成している。また、本実施形態では、静止シャフト２３２と第２カップ部２３４とが、一繋がりの部材で構成されている。このため、静止シャフト２３２と第２カップ部２３４との固定強度を得るために、軸方向の長さを確保する必要はない。したがって、静止シャフト２３２および第２カップ部２３４を、全体としての軸方向に短くできる。ただし、静止シャフト２３２と第２カップ部２３４とは、互いに別部材であってもよい。

本実施形態の第２カップ部２３４は、円板部８４１と円筒部８４２とを有する。円板部８４１は、静止シャフト２３２から径方向外側へ向けて広がる略円板状の部分である。円筒部８４２は、円板部８４１の外縁部から上方へ向けて突出した円筒形状の部分である。円筒部８４２は、ベース部材２３１のホルダ部２３１ｂの内周面に、固定されている。第２カップ部２３４は、円板部８４１および円筒部８４２により、その縦断面の形状が略Ｌ字形状となっている。

ステータユニット２３５は、ステータコア５５１と複数のコイル５５２とを有する。ステータコア５５１は、円環形状のコアバック５５１ａと、複数本のティース部５５１ｂと、を有する。コアバック５５１ａは、ベース部材２３１のホルダ部２３１ｂの外周面に固定されている。各ティース部５５１ｂは、コアバック５５１ａから径方向外側に向けて、突出している。ステータコア５５１は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板からなる。コイル５５２は、各ティース部５５１ｂの周囲に巻回された導線により、構成されている。

回転部２０４は、ハブ２４１、ロータマグネット２４２、キャップ２４３、およびクランパ２４４を有する。

ハブ２４１は、静止シャフト２３２の周囲において、中心軸９を中心として回転する。ハブ２４１の材料には、例えば、強磁性ステンレス鋼等の金属が使用される。ハブ２４１は、スリーブ部６１１、平板部６１２、外側円筒部６１３、およびフランジ部６１４を有する。スリーブ部６１１は、静止シャフト２３２の外周面に対向する内周面を有する略円筒形状の部分である。スリーブ部６１１は、軸方向に関して、第１カップ部２３３の円板部８３１と第２カップ部２３４の円板部８４１との間に配置されている。平板部６１２は、スリーブ部６１１の上端部から径方向外側に向けて広がる部分である。外側円筒部６１３は、平板部６１２の外縁部から下方へ向けて延びる部分である。また、フランジ部６１４は、外側円筒部６１３の下端部から径方向外側へ向けて突出した部分である。

外側円筒部６１３の外周面の少なくとも一部は、２枚のディスク２１２の内周部に接触する接触面となる。また、フランジ部６１４の上面は、下段のディスク２１２を載置する載置面となる。下段のディスク２１２は、フランジ部６１４の上面に載置され、その上部に、スペーサ２１２ａを介して上段のディスク２１２が載置される。各ディスク２１２の内周部は、外側円筒部６１３の外周面に接触し、これにより、各ディスク２１２の径方向の位置が定められる。このように、外側円筒部６１３およびフランジ部６１４は、２枚のディスク２１２を支持する支持部となっている。

ロータマグネット２４２は、ハブ２４１の外側円筒部６１３の内周面に固定されている。ロータマグネット２４２は、中心軸９を中心とする円環形状をなしている。ロータマグネット２４２の内周面は、ステータコア５５１の複数のティース部５５１ｂの外周面と径方向に対向する。また、ロータマグネット２４２の内周面は、Ｎ極とＳ極とが交互に配列された磁極面となっている。

キャップ２４３は、ハブ２４１の平板部６１２の上面に固定された、環状の部材である。キャップ２４３は、後述する潤滑オイルの２５９の上液面の上方に位置する。キャップ２４３は、例えば、金属をプレス加工することにより得られる。ただし、キャップ２４３は、他の工法により得られたものであってもよく、樹脂成型品であってもよい。本実施形態のキャップ２４３は、その内端部において下方へ略円筒状に延びる曲折部２４３ａを有する。曲折部２４３ａの内周面は、第１カップ部２３３の円板部８３１の外周面と、僅かな隙間を介して径方向に対向する。

クランパ２４４は、２枚のディスク２１２を下側へ押さえ付けるための部材である。クランパ２４４の径方向内側の端部は、ハブ２４１の平板部６１２の上面に、固定されている。また、クランパ２４４の径方向外側の端部の下面は、上段のディスク２１２の上面に、接触している。２枚のディスク２１２は、ハブ２４１のフランジ部６１４と、クランパ２４４との間に挟まれることにより、軸方向に位置決めされる。

静止シャフト２３２、第１カップ部２３３、および第２カップ部２３４と、ハブ２４１との間の微小な間隙には、潤滑オイル２５９が介在する。潤滑オイル２５９の上側の液面は、第１カップ部２３３の円筒部８３２の外周面とハブ２４１の平板部６１２の内周面との間に位置する。また、潤滑オイル２５９の下側の液面は、第２カップ部２３４の円筒部８４２の内周面とハブ２４１のスリーブ部６１１の外周面との間に位置する。

また、ハブ２４１のスリーブ部６１１には、上面から下面まで軸方向に延びる貫通孔６１５が形成されている。貫通孔６１５の内部にも、潤滑オイル２５９が満たされている。なお、潤滑オイル２５９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。

ハブ２４１およびキャップ２４３は、静止シャフト２３２、第１カップ部２３３、および第２カップ部２３４に対して、潤滑オイル２５９を介して回転可能に支持されている。すなわち、本実施形態では、静止シャフト２３２、第１カップ部２３３、第２カップ部２３４、ハブ２４１、およびキャップ２４３が、静止部２０３と回転部２０４とを相対回転可能な状態で接続する流体動圧軸受装置２０５を構成する。静止シャフト２３２、第１カップ部２３３、および第２カップ部２３４は、流体動圧軸受装置２０５の静止部材となる。また、ハブ２４１およびキャップ２４３は、流体動圧軸受装置２０５の回転部材となる。

このようなスピンドルモータ２０２において、静止部２０３のコイル５５２に駆動電流を与えると、ステータコア５５１の複数のティース部５５１ｂに径方向の磁束が発生する。そして、ティース部５５１ｂとロータマグネット２４２との間の磁束の作用により周方向のトルクが発生し、静止部２０３に対して回転部２０４が中心軸９を中心として回転する。ハブ２４１およびクランパ２４４に支持されたディスク２１２は、回転部２０４とともに中心軸９を中心として回転する。

＜２−３．流体動圧軸受装置について＞
図４は、スピンドルモータ２０２の部分縦断面図である。以下では、図３および図４を参照しながら、流体動圧軸受装置２０５の構造について、さらに説明する。

スリーブ部６１１の内周面（以下、「第１内周面」という）２４１ａと、静止シャフト２３２の外周面とは、径方向に対向する。第１内周面２４１ａまたは静止シャフト２３２の外周面には、ラジアル動圧溝列（図示省略）が設けられている。ラジアル動圧溝列は、例えば、ヘリングボーン状の溝列とされる。スピンドルモータ２０２の駆動時には、ラジアル動圧溝列により、潤滑オイル２５９に動圧が誘起される。ハブ２４１は、当該動圧により、径方向に支持されつつ回転する。

スリーブ部６１１の上面または第１カップ部２３３の下面には、スラスト動圧溝列（図示省略）が設けられている。また、スリーブ部６１１の下面または第２カップ部２３４の円板部８４１の上面にも、スラスト動圧溝列（図示省略）が設けられている。各スラスト動圧溝列は、例えば、スパイラル状の溝列とされる。スピンドルモータ２０２の駆動時には、各スラスト動圧溝列により、潤滑オイル２５９に動圧が誘起される。ハブ２４１は、当該動圧により、軸方向に支持されつつ回転する。

また、図４に示すように、ハブ２４１の第２内周面２４１ｅと、第１カップ部２３３の円筒部８３２の外周面との径方向の間隔は、上方へ向かうにつれて拡大している。すなわち、ハブ２４１の第２内周面２４１ｅと、第１カップ部２３３の円筒部８３２の外周面とで、テーパシール部２５４ａが構成されている。潤滑オイル２５９の上側の液面は、テーパシール部２５４ａ内に位置する。このため、潤滑オイル２５９の上側の液面は、表面張力により、下方へ引き付けられる。その結果、潤滑オイル２５９の漏れが、防止される。

また、本実施形態では、ハブ２４１の第１内周面２４１ａの上端部が、第１カップ部２３３の円筒部８３２の下端部より、上側に位置する。このため、ハブ２４１の第１内周面２４１ａ、第２内周面２４１ｅ、および第１カップ部２３３の円筒部８３２が、軸方向に関して部分的に重複する部分を有する。これにより、第１内周面２４１ａ、第２内周面２４１ｅ、および円筒部８３２の、それぞれの軸方向の長さが得られる。したがって、ラジアル動圧溝列およびテーパシール部２５４ａを、ともに軸方向の広い範囲に設けつつ、流体動圧軸受装置２０５の軸方向の寸法を抑制できる。

また、図３に示すように、潤滑オイル２５９の上側の液面より上側において、キャップ２４３の曲折部２４３ａの内周面と、第１カップ部２３３の円板部８３１の外周面（以下、「第１外周面」という）２３３ａとは、僅かな隙間を介して径方向に対向する。これにより、当該隙間における気体の出入りが、抑制される。その結果、潤滑オイル２５９の上側の液面からの蒸発が、抑制される。すなわち、本実施形態では、キャップ２４３と第１カップ部２３３とが、ラビリンスシール２６１を構成している。ラビリンスシール２６１の径方向の間隔は、例えば、およそ０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、この流体動圧軸受装置２０５では、静止シャフト２３２とキャップ２４３との間ではなく、静止シャフト２３２に固定された第１カップ部２３３とキャップ２４３との間に、ラビリンスシール２６１が設けられている。そして、静止シャフト２３２と第１カップ部２３３との固定範囲２６２と、ラビリンスシール２６１とが、径方向にオーバーラップしている。このため、固定範囲２６２とラビリンスシール２６１とを、ともに軸方向に長くとり、かつ、流体動圧軸受装置２０５の軸方向の寸法を、抑制できる。すなわち、固定範囲２６２と、ラビリンスシール２６１とを、全体として軸方向に短くできる。

また、本実施形態では、ハブ２４１と第１カップ部２３３との間ではなく、ハブ２４１に固定されたキャップ２４３と、第１カップ部２３３との間に、ラビリンスシール２６１が設けられている。このようにすれば、ラビリンスシール２６１を構成するために、第１カップ部２３３またはハブ２４１の形状を、複雑化する必要がない。このため、第１カップ部２３３よびハブ２４１を、容易に製造できる。また、流体動圧軸受装置２０５の製造時には、キャップ２４３を取り付ける前に、第１カップ部２３３とハブ２４１との間へ、潤滑オイル２５９を容易に注入することができる。

また、本実施形態では、キャップ２４３に設けられた略円筒状の曲折部２４３ａの内周面と、第１カップ部２３３の第１外周面２３３ａとが、ラビリンスシール２６１を構成している。このようにすれば、曲折部２４３ａが無い場合より、ラビリンスシール２６１が軸方向に長くなる。そうすると、ラビリンスシール２６１における気体の出入りが、より抑制される。その結果、潤滑オイル２５９の蒸発が、より抑制される。

また、本実施形態の第１カップ部２３３は、ラビリンスシール２６１を構成する第１外周面２３３ａの下側に、第２内周面２４１ｅと径方向に対向する第２外周面２３３ｂを有する。すなわち、本実施形態の第１カップ部２３３は、第１外周面２３３ａおよび第２外周面２３３ｂを有する一繋がりの部材となっている。このようにすれば、第１カップ部２３３を２部材で構成する場合より、第１カップ部２３３の軸方向の寸法を抑制できる。また、第１外周面２３３ａおよび第２外周面２３３ｂの相対的な位置ずれを防止できる。したがって、ラビリンスシール２６１およびテーパシール部２５４ａを、精度よく構成しやすい。

また、本実施形態では、ラビリンスシール２６１が、潤滑オイル２５９の上側の液面より、径方向内側に位置する。このようにすれば、ラビリンスシール２６１の径が小さくなり、ラビリンスシール２６１における隙間の開口面積が小さくなる。そうすると、ラビリンスシール２６１における気体の出入りが、より抑制される。その結果、潤滑オイル２５９の蒸発が、より抑制される。

また、本実施形態では、ラビリンスシール２６１の軸方向の長さが、固定範囲２６２の軸方向の長さ以上であることが好ましい。ラビリンスシール２６１の軸方向の長さを長くすれば、ラビリンスシール２６１における気体の出入りが、より抑制される。その結果、潤滑オイル２５９の蒸発が、より抑制される。

また、図３に示すように、本実施形態では、ハブ２４１の平板部６１２が、環状上面６１２ａを有する。環状上面６１２ａは、潤滑オイル２５９の上液面より径方向外側、かつ、第１カップ部２３３の上端面より下側に位置する。また、クランパ２４４は、第１カップ部２３３の径方向外側、かつ、環状上面６１２ａの上側に、配置されている。このようにすれば、第１カップ部２３３の位置部分と、クランパ２４４の一部分とが、径方向にオーバーラップする。したがって、第１カップ部２３３およびクランパ２４４を、全体として軸方向に短くできる。また、クランパ２４４を配置しつつ、ラビリンスシール２６１および固定範囲２６２の軸方向の長さを、長くすることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な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。

図５は、一変形例に係るスピンドルモータ４０２の部分縦断面図である。図５の例では、静止シャフト４３２の上端部に、第１カップ部に代えて、円筒部６３１およびコーン部６３２を有する第１環状部材４３３が、固定されている。円筒部６３１は、キャップ４４３の径方向内側において、軸方向に略円筒状に延びている。コーン部６３２は、キャップ４４３の下方に位置し、略円錐状の外周面を有する。

図５の例では、コーン部６３２の外周面と、それに対向するハブ４４１の第２内周面４４１ｅとの径方向の間隔が、上方へ向かうにつれて拡大している。これにより、テーパシール部４５４ａが構成されている。潤滑オイル４５９の上側の液面は、テーパシール部４５４ａ内に位置する。このため、潤滑オイル４５９の上側の液面は、表面張力により、下方へ引き付けられる。その結果、潤滑オイル４５９の漏れが、抑制される。

また、図５の例では、円筒部６３１の外周面と、キャップ４４３の内周部とが、僅かな隙間を介して径方向に対向する。これにより、当該隙間における気体の出入りが、抑制される。その結果、潤滑オイル４５９の上側の液面からの蒸発が、抑制される。すなわち、図５の例では、円筒部６３１の外周面と、キャップ４４３の内周部とで、ラビリンスシール４６１が構成されている。このようにすれば、第２実施形態の構造より、さらにラビリンスシール４６１の径を小さくすることができる。その結果、ラビリンスシール４６１における気体の出入りを、より抑制できる。

図６は、他の変形例に係るスピンドルモータ５０２の部分縦断面図である。図６の例では、第１環状部材５３３が、上環状部材７３５と下環状部材７３６との２つの部材で構成されている。上環状部材７３５は、円筒部７３５ａと環状凸部７３５ｂとを有する。円筒部７３５ａは、キャップ５４３の径方向内側において、軸方向に略円筒状に延びている。環状凸部７３５ｂは、円筒部７３５ａの上端部から、径方向外側へ向けて突出している。また、下環状部材７３６は、略円錐状の外周面を有する。

図６の例では、円筒部７３５ａの外周面と、キャップ５４３の内周部とが、僅かな隙間を介して径方向に対向する。また、環状凸部７３５ｂの下面と、キャップ５４３の上面とが、軸方向に僅かな隙間を介して対向する。これにより、これらの一連の隙間における気体の出入りが、抑制される。その結果、潤滑オイル５５９の上側の液面からの蒸発が、抑制される。すなわち、図６の例では、円筒部７３５ａおよび環状凸部７３５ｂとキャップ５４３とで、ラビリンスシール５６１が構成されている。このようにすれば、径方向の隙間だけではなく、軸方向の隙間も利用して、ラビリンスシール５６１を構成できる。これにより、ラビリンスシール５６１における気体の出入りを、より抑制できる。

図７は、他の変形例に係るスピンドルモータ６０２の部分縦断面図である。図７の例では、第１環状部材６３３が、円板部９３１および円筒部９３２だけではなく、円板部９３１の外周部からさらに径方向外側へ突出する環状凸部９３３を有する。また、ハブ６４１は、第１内周面６４１ａおよび第２内周面６４１ｅだけではなく、環状凸部９３３の径方向外側に位置する第３内周面６４１ｆを有する。

図７の例では、環状凸部９３３の外周面と、ハブ６４１の第３内周面６４１ｆとが、僅かな隙間を介して径方向に対向する。これにより、当該隙間における気体の出入りが、抑制される。その結果、潤滑オイル６５９の上側の液面からの蒸発が、抑制される。すなわち、図７の例では、環状凸部９３３の外周面と、ハブ６４１の第３内周面６４１ｆとで、ラビリンスシール６６１が構成されている。このようにすれば、キャップを省略できる。したがって、軸受装置の部品点数を低減できる。

図８は、他の変形例に係るスピンドルモータ７０２の縦断面図である。図８の例では、キャップ７４３の内周部が、上向きに曲折している。すなわち、キャップ７４３が、その内端部において上方へ略円筒状に延びる曲折部７４３ａを有する。そして、曲折部７４３ａの内周面と、第１カップ部７３３の外周面とで、ラビリンスシール７６１が構成されている。このようにすれば、キャップ７４３の曲折部７４３ａと、クランパ７４４とを、径方向にオーバーラップさせることができる。そうすると、キャップ７４３およびクランパ７４４の全体としての軸方向の長さを、短くできる。

また、図８の例では、静止シャフト７３２と第１カップ部７３３との固定範囲７６２と、ラビリンスシール７６１と、クランパ７４４とが、径方向にオーバーラップしている。このようにすれば、固定範囲７６２、ラビリンスシール７６１、およびクランパ７４４を、全体として軸方向に短くできる。

また、図８の例では、固定範囲７６２の軸方向の長さが、ラビリンスシール７６１の軸方向の長さ以上となっている。このようにすれば、静止シャフト７３２に対して第１カップ部７３３を、より精度よく固定できる。その結果、ラビリンスシール７６１をより精度よく構成できる。

また、本発明は、磁気ディスク以外の光ディスク等のディスクを回転させるためのスピンドルモータにも適用できる。ただし、磁気ディスク用のスピンドルモータは、流体動圧軸受装置の回転特性について、特に高い性能が要求される。このため、磁気ディスク用のスピンドルモータに本発明を適用する技術的意義は大きい。また、本発明によれば、ディスク駆動装置を、軸方向に特に薄型化できる。したがって、薄型のノート型ＰＣやタブレット型ＰＣ向けのディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに、本発明は特に有用である。

また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置に利用できる。

９ 中心軸
２０１ ディスク駆動装置
２０２，４０２，５０２，６０２，７０２ スピンドルモータ
２０３ 静止部
２０４ 回転部
２０５ 流体動圧軸受装置
２１１ 装置ハウジング
２１２ ディスク
２１３ アクセス部
２３１ ベース部材
２３２，３３４，４３２，７３２ 静止シャフト
２３３，７３３ 第１カップ部
２３３ａ 第１外周面
２３３ｂ 第２外周面
２３４ 第２カップ部
２３５ ステータユニット
２４１，４４１，６４１ ハブ
２４１ａ，３４１ａ，６４１ａ 第１内周面
２４１ｅ，３４１ｅ，４４１ｅ，６４１ｅ 第２内周面
２４２ ロータマグネット
２４３，４４３，５４３，７４３ キャップ
２４３ａ，７４３ａ 曲折部
２４４，７４４ クランパ
２５４ａ，４５４ａ テーパシール部
２５９，３５９，４５９，５５９，６５９ 潤滑オイル
２６１，３６１，４６１，５６１，６６１，７６１ ラビリンスシール
２６２，３６２，７６２ 固定範囲
３０５ 軸受装置
３３３，４３３，６３３ 第１環状部材
３４０ 回転部材
８３１，９３１ 円板部
８３２，９３２ 円筒部
５５１ ステータコア
５５２ コイル
６１１ スリーブ部
６１２ 平板部
６１２ａ 環状上面
６１３ 外側円筒部
６１４ フランジ部
６１５ 貫通孔
６４１ｆ 第３内周面
９３３ 環状凸部

Claims (13)

1. 上下に延びる中心軸に沿って配置されて静止部材を構成する静止シャフトと、
   前記静止シャフトの外周面に固定されて前記静止部材を構成する略円環状の第１環状部材と、
   前記静止シャフトの周囲において、前記中心軸を中心として回転可能に支持される回転部材と、
   を備え、
   前記回転部材は、
   前記静止シャフトの外周面に対向する第１内周面と、
   前記第１環状部材の外周面に対向する第２内周面と、
   を有し、
   前記静止部材の表面と前記回転部材との間の間隙には、潤滑オイルが介在し、
   前記回転部材の前記第２内周面と前記第１環状部材との間に、前記潤滑オイルの上液面が位置し、
   前記上液面より上側において、前記第１環状部材と前記回転部材とが、径方向に僅かな隙間を介して対向するラビリンスシールを構成し、
   前記静止シャフトと前記第１環状部材との固定範囲と、前記ラビリンスシールとが、径方向にオーバーラップする軸受装置。
2. 請求項１に記載の軸受装置において、
   前記第１環状部材は、
   前記静止シャフトから径方向外側へ延びる円板部と、
   前記円板部の外縁部の下面から下方へ向けて延びる円筒部と、
   を有し、
   前記回転部材の前記第１内周面の上端部は、前記円筒部の下端部より、上側に位置する軸受装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の軸受装置において、
   前記第１環状部材は、
   前記ラビリンスシールを構成する第１外周面と、
   前記第２内周面と径方向に対向する第２外周面と、
   を有する一繋がりの部材である軸受装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の軸受装置において、
   前記回転部材は、
   前記第１内周面および前記第２内周面を有するハブと、
   前記ハブに固定されて、前記上液面の上方に位置する環状のキャップと、
   を有し、
   前記キャップの内周部と、前記第１環状部材とが、前記ラビリンスシールを構成する軸受装置。
5. 請求項４に記載の軸受装置において、
   前記キャップは、その内端部において上方または下方へ略円筒状に延びる曲折部を有し、
   前記曲折部の内周面と、前記第１環状部材とが、前記ラビリンスシールを構成する軸受装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の軸受装置において、
   前記ラビリンスシールが、前記上液面より径方向内側に位置する軸受装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の軸受装置において、
   前記ラビリンスシールの軸方向の長さは、前記固定範囲の軸方向の長さ以上である軸受装置。
8. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の軸受装置において、
   前記固定範囲の軸方向の長さは、前記ラビリンスシールの軸方向の長さ以上である軸受装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれかに記載の軸受装置において、
   前記静止部材は、前記回転部材の下方において、前記静止シャフトから径方向外側へ延びる第２環状部材をさらに有し、
   前記回転部材と前記第２環状部材との間に、前記潤滑オイルの前記下液面が位置し、
   前記静止シャフトと前記第２環状部材とが、一繋がりの部材で構成されている軸受装置。
10. 前記静止シャフトおよび前記第１環状部材を有する静止部と、
    ディスクを支持する支持部および前記回転部材を有し、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の軸受装置を介して前記静止部に対して回転自在に支持される回転部と、
    前記静止部と前記回転部との間に前記中心軸を中心とするトルクを発生させるステータおよびマグネットと、
    を備えたスピンドルモータ。
11. 請求項１０に記載のスピンドルモータにおいて、
    前記回転部材は、前記上液面より径方向外側に位置する環状上面を有し、
    前記環状上面は、前記第１環状部材の上端面より、下側に位置し、
    前記第１環状部材の径方向外側かつ前記環状上面の上側に配置されるクランパをさらに有するスピンドルモータ。
12. 請求項１１に記載のスピンドルモータにおいて、
    前記固定範囲、前記ラビリンスシール、および前記クランパが、径方向にオーバーラップするスピンドルモータ。
13. 請求項１０から請求項１２までのいずれかに記載のスピンドルモータと、
    前記スピンドルモータの前記回転部に支持された前記ディスクに対し、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、
    前記スピンドルモータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
    を備えたディスク駆動装置。

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