JP2014234841A

JP2014234841A - 回転機器

Info

Publication number: JP2014234841A
Application number: JP2013115170A
Authority: JP
Inventors: 隆介杉木; Ryusuke Sugiki
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-15
Also published as: US20140355154A1; US9047911B2

Abstract

【課題】飛散する潤滑剤を捕捉し、回転体と固定体との間に回収することが可能な回転機器を提供すること。【解決手段】固定体と、前記固定体に回転自在に支持される回転体と、前記固定体と前記回転体との間隙に充填される潤滑剤と、前記間隙において前記潤滑剤の第１気液界面が形成されるシール部と、前記シール部に対向して設けられ、連通孔により前記間隙に繋がる溝状の空隙と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転機器に関する。

回転機器の一種である、例えばハードディスクドライブなどのディスク駆動装置では、回転体と固定体との間に潤滑剤が充填されてディスクを回転自在に保持する流体動圧軸受が用いられている。

この様な流体動圧軸受を搭載するディスク駆動装置では、潤滑剤が回転体と固定体との間から飛散して記録ディスク表面に付着すると、ディスクの読み込み又は書き込みにおいて動作不良が生じる場合がある。したがって、流体動圧軸受を有する装置では、長期に渡って動作不良などを招くこと無く使用するために、潤滑剤の飛散を防止することが必要となる。

そこで、回転体と固定体との間に介在する潤滑剤の気液界面付近に、潤滑剤の飛散を防止するためにテーパ形状に設けられたシール部や、回転体と固定体との間隙を覆うキャップ部材を有するディスク駆動装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２０５３７５号公報

しかしながら、シール部やキャップ部材などが設けられていたとしても、回転機器が衝撃を受けると、潤滑剤が飛散して装置内を汚染し、様々な動作不良を招く可能性がある。特に、精密化が進むディスク駆動装置の様な装置では、飛散した潤滑剤に起因する不具合の発生を防止することが望まれている。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、飛散する潤滑剤を捕捉し、回転体と固定体との間に回収することが可能な回転機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様の回転機器によれば、固定体と、前記固定体に回転自在に支持される回転体と、前記固定体と前記回転体との間隙に充填される潤滑剤と、前記間隙において前記潤滑剤の第１気液界面が形成されるシール部と、前記シール部に対向して設けられ、連通孔により前記間隙に繋がる溝状の空隙と、を有する。

本発明の実施形態によれば、飛散する潤滑剤を捕捉し、回転体と固定体との間に回収することが可能な回転機器を提供できる。

第１の実施形態に係るディスク駆動装置の概略構成を例示する図である。第１の実施形態に係るディスク駆動装置の軸受機構を例示する断面概略図である。第２の実施形態に係るディスク駆動装置の軸受機構を例示する断面概略図である。第３の実施形態に係るディスク駆動装置の軸受機構を例示する断面概略図である。第４の実施形態に係るディスク駆動装置の軸受機構を例示する断面概略図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。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。

＜ディスク駆動装置の構成＞
図１（ａ）〜（ｃ）に、実施形態に係る回転機器としてのディスク駆動装置１００を例示し、ディスク駆動装置１００の全体構成について説明する。図１（ａ）は、ディスク駆動装置１００の上面図である。図１（ｂ）は、ディスク駆動装置１００の側面図である。図１（ｃ）は、トップカバー２を外したディスク駆動装置１００の上面図である。

ディスク駆動装置１００は、トップカバー２、ベース４を有し、トップカバー２及びベース４の内部に磁気記録ディスク８、データリード／ライト部１０を有する。

なお、以下の説明では、ベース４にトップカバー２が取り付けられた状態において、トップカバー２側を上、ベース４側を下として説明する。

（ベース）
ベース４は、図１（ｃ）に示す様に、ディスク駆動装置１００の底部を形成する底板部４ａと、磁気記録ディスク８の載置領域を囲む様に底板部４ａの外周に沿って形成される外周壁部４ｂとを有する。外周壁部４ｂの上面４ｃには、トップカバー２が取り付けられる６つのねじ孔２２が設けられている。

実施形態におけるベース４は、例えばアルミニウム合金を用いたダイカストにより形成されるが、形成方法はこれに限られない。例えば、アルミニウム板や鉄板などの金属板をプレス加工してベース４を形成してもよい。この場合は、ベース４の上側に凸部が形成される様にエンボス加工を施してもよい。所定の部位にエンボス加工を施すことによりベース４の変形を抑制することができる。

ベース４の表面の剥離を防止するために、ベース４には表面コーティングが施されている。表面コーティングは、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料を用いることができる。あるいは、例えばニッケルやクロムなどの金属材料をめっきすることによる表面コーティングであってもよい。本実施形態では、ベース４の表面に無電解ニッケルめっきが施されている。無電解ニッケルめっきによる表面コーティングは、樹脂材料によるコーティングと比較して、表面の硬度を高くし、摩擦係数を低くすることができる。また、例えば製造時において、磁気記録ディスク８がベース４の表面に接触した場合に、ベース４の表面や磁気記録ディスク８が損傷する可能性を低減できる。本実施形態では、ベース４の表面の静止摩擦係数は、０．１から０．６の範囲でコーティングが施されている。静止摩擦係数が低いため、製造時などにおけるベース４や磁気記録ディスク８の損傷可能性がより低減されている。

また、ベース４は、アルミニウム板や鉄板などの金属板からプレス加工によって形成される板金部と、アルミニウムダイカストにより形成されるダイカスト部を組み合わせて構成してもよい。例えば、底板部４ａは板金部を含んで構成し、外周壁部４ｂはダイカスト部を含んで構成してもよい。この様に構成することで、ねじ孔２２の剛性の低下を抑制できる。この場合には、例えば形成済みの板金部をアルミニウムダイカスト用の金型に組み込んだ状態でアルミニウムダイカストによりダイカスト部を形成する方法がある。この様な製造方法によれば、板金部とダイカスト部とを結合する作業を省略でき、板金部とダイカスト部の寸法精度が向上する。また、板金部とダイカスト部とを結合するための別部品を小さく又は無くすことが可能になり、この結果として、ベース４を薄くすることが可能になる。

（トップカバー）
トップカバー２は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す様に、ベース４の上面４ｃに設けられているねじ孔２２に螺合する６つのねじ２０により、ベース４の外周壁部４ｂの上面４ｃに固定される。

トップカバー２とベース４との間には、ディスク収納空間２４が形成されている。ディスク収納空間２４には、磁気記録ディスク８が収納されている。ディスク収納空間２４は、磁気記録ディスク８表面に異物が付着するのを防止して動作の信頼性を高めるために、塵埃が除去された清浄な空気で満たされている。したがって、トップカバー２とベース４とは、ディスク収納空間２４に大気中から塵埃などが入り込まない様に、ディスク収納空間２４を密閉する様に設けられている。

（磁気記録ディスク）
磁気記録ディスク８は、シャフト２６を環囲する図１には不図示のハブに載置されて回転する。磁気記録ディスク８は、直径が６５ｍｍのガラス製の２．５インチ型磁気記録ディスクであり、中央の孔の直径は２０ｍｍ、厚さは０．６５ｍｍである。ディスク駆動装置１００には、４枚の磁気記録ディスク８が搭載されている。

磁気記録ディスク８は、クランパ１５４により、不図示のスペーサと共にハブに押付けられて固定され、ハブと共にシャフト２６を中心にして回転する。

（データリード／ライト部）
データリード／ライト部１０は、図１（ｃ）に示す様に、不図示の記録再生ヘッド、スイングアーム１４、ボイスコイルモータ１６、ピボットアセンブリ１８を有する。

記録再生ヘッドは、スイングアーム１４の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク８へのデータ記録、磁気記録ディスク８からのデータ読み取りを行う。

ピボットアセンブリ１８は、スイングアーム１４をベース４に対してヘッド回転軸Ｓの周りで揺動自在に支持する。

ボイスコイルモータ１６は、スイングアーム１４をヘッド回転軸Ｓの周りで揺動させ、記録再生ヘッドを磁気記録ディスク８の上面において所望の位置に移動させる。ボイスコイルモータ１６及びピボットアセンブリ１８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。

＜軸受機構の構成＞
図２は、図１のディスク駆動装置１００のＡ−Ａ断面図であり、ディスク駆動装置１００の軸受機構の構成を例示する断面概略図である。なお、以下の説明では、回転軸Ｒに平行な方向を軸方向、回転軸Ｒに直交する方向を半径方向、半径方向において回転軸Ｒから遠い方を外周側、回転軸Ｒに近い方を内周側として説明する。

ディスク駆動装置１００は、磁気記録ディスク８が載置されて回転する回転体と、回転体を回転自在に支持する固定体とを有する。

回転体は、シャフト２６、ハブ２８、円筒状マグネット３２、クランパ１５４を有する。固定体は、ベース４、積層コア４０、コイル４２、ハウジング１０２、スリーブ１０６を有する。シャフト２６及びシャフト２６の上端に固定されているハブ２８は、スリーブ１０６及びハウジング１０２に支持されて回転する。シャフト２６とスリーブ１０６との間には、潤滑剤９２が充填されている。

（スリーブ）
スリーブ１０６は、ハウジング１０２の内周面に圧入又は接着、もしくは圧入接着され、ベース４の中心孔４ｄと同軸になる様に固定されている。スリーブ１０６は、シャフト２６を環囲する環状の円筒部１０６ａ、円筒部１０６ａの上端において外周側に延在するフランジ部１０６ｂを有する。スリーブ１０６は、円筒部１０６ａとフランジ部１０６ｂとが一体に形成されているが、別部材として形成される円筒部１０６ａとフランジ部１０６ｂとで形成されても良い。スリーブ１０６は、ステンレス鋼から切削加工によって形成される。スリーブ１０６は、他の金属や非金属材料から形成されても良い。

（ハブ）
ハブ２８は、中心部分に設けられている中心孔２８ａ、中心孔２８ａに挿入されるシャフト２６を環囲する円環部２８ｂ、円環部２８ｂの外周側に設けられている円筒部２８ｃ、円筒部２８ｃの外周側下端に磁気記録ディスク８が載置されるディスク載置部２８ｄを有する。

ハブ２８の円環部２８ｂの下面には、スラスト部材２７が固定して設けられている。また、ハブ２８の円筒部２８ｃの内周面には、円筒状マグネット３２が設けられている。円筒状マグネット３２は、ベース４に設けられている積層コア４０に対向する位置に固定されている。

ディスク載置部２８ｄには、円環状のスペーサ１５２を間に挟んで、上下に重ねられた４枚の磁気記録ディスク８が載置されている。磁気記録ディスク８は、クランパ１５４とディスク載置部２８ｄとの間に挟まれることで、スペーサ１５２と共にハブ２８の円筒部２８ｃの外周側に固定される。

ハブ２８は、中心孔２８ａに固定されるシャフト２６と一体に回転し、ディスク載置部２８ｄに載置される磁気記録ディスク８と共に回転する。

ハブ２８は、例えばアルミニウム合金から鍛造またはダイカストにより形成される。ハブ２８は、所定の寸法精度に仕上げられるように所定の部分が切削加工されている。ハブ２８は、マグネット３２を環囲するように円筒状のヨークが取り付けられている。ヨークは軟磁性を有する鋼板からプレス加工により形成され、マグネット３２のバックヨークとして機能する。アルミニウム合金を用いることで、軽量化できる。

ハブ２８は、アルミニウム合金に代えて、例えば軟磁性を有するＳＵＳ４３０Ｆなどのステンレス鋼を用いたプレス加工、切削加工などにより形成されても良い。軟磁性を有する材料から形成することによって、ヨークを別に設けない構成が可能になる。

ハブ２８は、アルミニウム合金に代えて、液晶ポリマ（Liquid crystal polymer）などの樹脂材料から形成してもよい。樹脂材料を用いることで、軽量化できる。

ハブ２８は、例えば無電解ニッケルメッキなどのメッキや樹脂コーティングなどの表面処理が施されてもよい。加工面に付着する微小な残渣の剥離が抑制される。

（シャフト）
シャフト２６は、圧入又は接着、もしくは圧入接着されることで、上端部がハブ２８の中心孔２８ａに固定される。また、シャフト２６の下端側は、スリーブ１０６に挿入され、スリーブ１０６の円筒部１０６ａに環囲される。シャフト２６は、例えばＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼を切削加工することにより形成される。シャフト２６は、ハブ２８と一体に形成されても良い。

（スラスト部材）
スラスト部材２７は、スリーブ１０６を環囲する環囲部の一例であり、スリーブ１０６を環囲する円環部２７ａ、ハウジング１０２を環囲する下垂部２７ｂを有する。スラスト部材２７は、円環部２７ａがハブ２８の円環部２８ｂの下面側に固定され、ハブ２８と共に回転する。スラスト部材２７は、ステンレス鋼から切削加工によって形成される。スラスト部材２７は、他の金属や樹脂材料から形成されても良い。

スラスト部材２７の円環部２７ａは、軸方向において、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面とハウジング１０２の円筒部１１２の上面との間に設けられる。スラスト部材２７は、ハブ２８の円環部２８ｂに接着、圧入あるいは圧入接着されることで固定される。

この様な構成により、スラスト部材２７は、ディスク駆動装置１００が軸方向に衝撃を受けた場合であっても、円環部２７ａがスリーブ１０６のフランジ部１０６ｂに引っ掛かることで、シャフト２６及びハブ２８がスリーブ１０６から脱落するのを防止する。

（クランパ）
クランパ１５４は、例えばクランプねじ孔２８ｅに挿入されるクランプねじによってハブ２８の上面に固定される。クランプねじ孔２８ｅは、ハブ２８の円環部２８ｂを貫通し、例えばテープなどの閉塞手段３４により下端が塞がれている。クランプねじ孔２８ｅは、ハブ２８を貫通する形状を有することで加工容易性が確保されている。また、閉塞手段３４は、クランプねじ孔２８ｅを塞ぐことで、潤滑剤９２がクランプねじ孔２８ｅを通じて上方へ拡散するのを防止する。

（円筒状マグネット）
円筒状マグネット３２は、ハブ２８の円筒部２８ｃの内周面に接着固定される。円筒状マグネット３２は、例えば希土類磁石材料やフェライト磁石材料で形成される。本実施形態における円筒状マグネット３２は、ネオジウム系希土類磁石材料で形成されている。

円筒状マグネット３２は、回転軸Ｒに直交する断面において回転軸Ｒを中心とする円の周方向に、例えば１６極の駆動用磁極が配設されている。円筒状マグネット３２の表面には、例えば電着塗装やスプレー塗装などにより表面層が形成され、発錆が抑制されている。円筒状マグネット３２は、積層コア４０の１２本の突極と半径方向に対向する様に設けられている。

（積層コア）
積層コア４０は、円環部、円環部から外周側に伸びる１２本の突極を有し、ベース４の上面側に固定されている。積層コア４０は、例えば積層された複数枚の薄型電磁鋼板がカシメにより一体化されることで形成される。積層コア４０の表面には、例えば電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施されている。積層コア４０の各突極には、コイル４２が巻き回されている。コイル４２に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることで、突極に沿って駆動磁束が発生する。

ベース４には、スラスト部材２７を環囲してベース４の下面から上方に円筒状に突出する突出部４ｅが形成されている。積層コア４０は、円環部の中心孔が突出部４ｅの外周面に嵌合されることで、ベース４に固定される。積層コア４０の円環部は、突出部４ｅに圧入又は接着、もしくは圧入接着により固定される。積層コア４０の振動を抑制するために、積層コア４０の円環部の軸方向領域の９０％以上が突出部４ｅに圧接されている。

なお、例えば積層コア４０に代えてソリッドコアを用いてもよい。また、実施形態におけるディスク駆動装置１００は、円筒状マグネット３２が積層コア４０の外周側に位置するアウターロータ型であるが、円筒状マグネット３２が積層コア４０の内周側に位置するインナーロータ型であってもよい。

（ハウジング）
ハウジング１０２は、シャフト２６を支持する円環状の支持部１１０、支持部１１０の外周側から上方に突出する円筒部１１２を有する。円筒部１１２は、スリーブ１０６のベース４側下端部を環囲する。ハウジング１０２の円筒部１１２には、スリーブ１０６が圧入又は接着、もしくは圧入接着される。また、ハウジング１０２は、円筒部１１２がベース４の中心孔４ｄに圧入又は接着、もしくは圧入接着されることで、ベース４に固定される。

ハウジング１０２は、別部品として形成される支持部１１０と円筒部１１２とで構成されてもよい。別部品として構成されることによって、それぞれの部材の加工が容易になる。本実施形態では、支持部１１０と円筒部１１２とは一体形成されている。一体形成されることによって、製造誤差が低減されると共に接合工程が簡略化されている。

ハウジング１０２は、例えば銅系の合金、粉末冶金による焼結合金、ステンレス鋼のほか、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドなどのプラスチック材料によって形成されてもよい。ハウジング１０２にプラスチック材料を用いる場合には、ディスク駆動装置１００の静電気除去機能を確保するため、固有抵抗が１０の６乗（Ω・ｍ）以下となる様に、カーボン繊維を含むプラスチック材料により形成されることが好ましい。本実施形態では、ハウジング１０２はステンレス鋼から切削加工によって形成される。

（動圧発生部）
シャフト２６の外周面と、スリーブ１０６の内周面との間には、潤滑剤９２が充填されている。シャフト２６の外周面と、スリーブ１０６の内周面との間には、シャフト２６の上端側に第１ラジアル動圧発生部１６０、シャフト２６の下端側に第２ラジアル動圧発生部１６２が形成されている。第１ラジアル動圧発生部１６０と第２ラジアル動圧発生部１６２とは、軸方向において離間する様に形成されている。

スリーブ１０６は、第１ラジアル動圧発生部１６０に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１ラジアル動圧発生溝５０を有する。また、スリーブ１０６は、第２ラジアル動圧発生部１６２に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２ラジアル動圧発生溝５２を有する。第１ラジアル動圧発生溝５０及び第２ラジアル動圧発生溝５２の何れか一方もしくは両方は、シャフト２６の外周面に形成されてもよい。

シャフト２６及びスリーブ１０６の下面と、ハウジング１０２の支持部１１０の上面との間には、潤滑剤９２が充填されている。また、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂとハブ２８の円環部２８ｂとの間、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂとスラスト部材２７の円環部２７ａの上面との間には、潤滑剤９２が充填されている。

スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの上面とハブ２８の円環部２８ｂの下面との間には、第１スラスト動圧発生部１６４が形成されている。ハブ２８は、円環部２８ｂの下面であって、第１スラスト動圧発生部１６４に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４を有する。第１スラスト動圧発生溝５４は、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの上面に形成されてもよい。

また、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面とスラスト部材２７の円環部２７ａの上面との間には、第２スラスト動圧発生部１６６が形成されている。スラスト部材２７は、円環部２７ａの上面であって、第２スラスト動圧発生部１６６に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６を有する。第２スラスト動圧発生溝５６は、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面に形成されてもよい。

シャフト２６及びハブ２８がスリーブ１０６に対して回転すると、第１ラジアル動圧発生部１６０、第２ラジアル動圧発生部１６２、第１スラスト動圧発生部１６４及び第２スラスト動圧発生部１６６において、それぞれ潤滑剤９２に動圧が生じる。シャフト２６及びハブ２８は、潤滑剤９２に生じる動圧によって、スリーブ１０６及びスラスト部材２７と非接触状態で、軸方向及び半径方向に支持される。

スリーブ１０６には、潤滑剤９２が介在する領域において潤滑剤９２にかかる圧力差を小さくするように所定の領域をバイパスする連通路を設けることができる。スリーブ１０６には、連通路の一例として、第１スラスト動圧発生部１６４と、第２スラスト動圧発生部１６６とをバイパスする第１バイパス連通孔７０が設けられている。また、スリーブ１０６には、連通路の一例として、第１スラスト動圧発生部１６４と、スリーブ１０６の上面側と下面側とをバイパスする第２バイパス連通孔７２が設けられている。第１バイパス連通孔７０及び第２バイパス連通孔７２は、潤滑剤９２が介在する領域において潤滑剤９２にかかる圧力差を小さくし、潤滑剤９２の挙動を安定に保つことができる。

（潤滑剤）
潤滑剤９２は、蛍光体を含む。紫外線などの光が潤滑剤９２に照射されると、潤滑剤９２は、蛍光体の作用により、例えば青色や緑色の照射された光とは別の波長の光を放出する。潤滑剤９２が蛍光体を含むことによって、潤滑剤９２の液面をより容易に検査することができる。また、潤滑剤９２の付着や漏れ出しの検出が容易になる。

（シール部）
スリーブ１０６の円筒部１０６ａの外周面と、環囲部としてのスラスト部材２７の円環部２７ａの内周面との間には、潤滑剤９２の第１気液界面１１６を保持するシール部１２０が形成されている。

スリーブ１０６の円筒部１０６ａの外周面は、シール部１２０において、スラスト部材２７の円環部２７ａの内周面との間の間隔が下方に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。この様な形状を有するシール部１２０では、間隔が狭くなる上方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２はスリーブ１０６とスラスト部材２７との間に封じ込められている。

スリーブ１０６の円筒部１０６ａの外周面と、ハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間には、軸方向においてシール部１２０に対向する位置に、溝状の空隙１２２が形成されている。スリーブ１０６の円筒部１０６ａの外周面は、空隙１２２において、ハウジング１０２の円筒部１１２との間の間隔が上方に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。

空隙１２２は、スリーブ１０６の円筒部１０６ａの外周面と、ハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間に形成されている連通孔７４により、ハウジング１０２の支持部１１０の上面とスリーブ１０６の下面との間の間隙に繋がっている。連通孔７４が潤滑剤９２で満たされた場合には、空隙１２２に潤滑剤９２の第２気液界面１１８が形成される。

第２気液界面１１８が形成される場合は、空隙１２２は毛細管力によって潤滑剤を保持するキャピラリーシールとしても機能する。空隙１２２では間隔が狭くなる下方に向かって潤滑剤９２に毛細管力がはたらくことで、潤滑剤９２はスリーブ１０６とハウジング１０２との間に封じ込められる。

潤滑剤９２の第１気液界面１１６が形成されるシール部１２０と、空隙１２２とが軸方向に対向して設けられることで、例えばディスク駆動装置１００が軸方向に衝撃を受け、第１気液界面１１６から潤滑剤９２が飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２は空隙１２２に捕捉される。空隙１２２に捕捉された潤滑剤９２は、連通孔７４を通じて、シャフト２６とスリーブ１０６との間隙に回収される。

また、同様に軸方向に衝撃が加わり、空隙１２２から潤滑剤９２が飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２はシール部１２０に捕捉され、スラスト部材２７とスリーブ１０６との間隙に回収される。

この様に、ディスク駆動装置１００が衝撃を受け、潤滑剤９２がシール部１２０又は空隙１２２から飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２は対向して設けられているシール部１２０又は空隙１２２に捕捉される。したがって、潤滑剤９２が装置内に飛散し、磁気記録ディスク８の表面などが汚染されることによる動作不良の発生が低減される。

なお、シール部１２０及び空隙１２２は、それぞれの開口部における開口面積が異なる様に構成されてもよい。シール部１２０及び空隙１２２は、開口面積が異なることにより、開口面積が大きい方は飛散した潤滑剤９２を捕捉し易くなり、潤滑剤９２による装置内の汚染がより低減される。

また、シール部１２０と空隙１２２との間から、積層コア４０及びコイル４２が収容される空間に通じる部分には、スラスト部材２７、ハウジング１０２の円筒部１１２、ベース４の突出部４ｅの間でラビリンスシール１２４が形成されている。

ラビリンスシール１２４は、スラスト部材２７の円環部２７ａの下面とハウジング１０２の円筒部１１２の上面との間、スラスト部材２７の下垂部２７ｂの内周面とハウジング１０２の円筒部１１２の外周面との間、スラスト部材２７の外周面とベース４の突出部４の内周面との間に、軸方向又は半径方向に形成される間隙で構成されている。

シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉されなかったとしても、ラビリンスシール１２４の経路内に付着することで、磁気記録ディスク８の表面などへの付着が防止される。

以上で説明した様に、第１の実施形態に係るディスク駆動装置１００によれば、シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉及び回収されるため、飛散した潤滑剤９２による装置内の汚染が低減される。したがって、飛散した潤滑剤９２に起因して発生する動作不良などが防止される。

[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

＜軸受機構の構成＞
図３は、第２の実施形態に係る回転機器としてのディスク駆動装置２００の軸受機構を例示する断面概略図である。

ディスク駆動装置２００は、磁気記録ディスク８が載置されて回転する回転体と、回転体を回転自在に支持する固定体とを有する。

（動圧発生部）
シャフト２６の外周面と、スリーブ１０６の内周面との間には潤滑剤９２が充填され、軸方向に離間する様に第１ラジアル動圧発生部１６０、第２ラジアル動圧発生部１６２が形成されている。スリーブ１０６の内周面又はシャフト２６の外周面の少なくとも一方には、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１ラジアル動圧発生溝５０、第２ラジアル動圧発生溝５２が形成されている。

シャフト２６及びスリーブ１０６の下面と、ハウジング１０２の支持部１１０の上面との間には、潤滑剤９２が充填されている。また、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂとハブ２８の円環部２８ｂとの間、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面とスラスト部材２７の円環部２７ａの上面との間には、潤滑剤９２が充填されている。

また、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面外周側とスラスト部材２７の円環部２７ａの上面との間には、第２スラスト動圧発生部１６６が形成されている。スラスト部材２７は、円環部２７ａの上面であって、第２スラスト動圧発生部１６６に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６を有する。第２スラスト動圧発生溝５６は、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面に形成されてもよい。

スリーブ１０６には、第１スラスト動圧発生部１６４と、後述する連通孔７４とをバイパスする第１バイパス連通孔７０が設けられている。また、スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂには、第１スラスト動圧発生部１６４と、第２スラスト動圧発生部１６６とをバイパスする第２バイパス連通孔７２が設けられている。第１バイパス連通孔７０及び第２バイパス連通孔７２は、潤滑剤９２が介在する領域において潤滑剤９２にかかる圧力差を小さくし、潤滑剤９２の挙動を安定に保つことができる。

（シール部）
スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面外周側と、環囲部としてのスラスト部材２７の円環部２７ａの上面との間には、潤滑剤９２の第１気液界面１１６を保持するシール部１２０が形成されている。

スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面は、シール部１２０において、スラスト部材２７の円環部２７ａの上面との間の間隔が内周側に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。この様な形状を有するシール部１２０では、間隔が狭くなる外周側に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２はスリーブ１０６とスラスト部材２７との間に封じ込められている。

スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面と、ハウジング１０２の円筒部１１２の上面との間には、半径方向においてシール部１２０に対向する位置に、溝状の空隙１２２が形成されている。スリーブ１０６のフランジ部１０６ｂの下面は、空隙１２２において、ハウジング１０２の円筒部１１２の上面との間の間隔が外周側に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。

第２気液界面１１８が形成される場合は、空隙１２２は毛細管力によって潤滑剤を保持するキャピラリーシールとしても機能する。空隙１２２では間隔が狭くなる方向に潤滑剤９２に毛細管力がはたらくことで、潤滑剤９２はスリーブ１０６とハウジング１０２との間に封じ込められる。

潤滑剤９２の第１気液界面１１６が形成されるシール部１２０と、空隙１２２とが半径方向に対向して設けられることで、例えばディスク駆動装置２００が半径方向に衝撃を受け、第１気液界面１１６から潤滑剤９２が飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２は空隙１２２に捕捉される。空隙１２２に捕捉された潤滑剤９２は、連通孔７４を通じて、シャフト２６とスリーブ１０６との間隙に回収される。

また、同様に半径方向に受けた衝撃により、空隙１２２から潤滑剤９２が飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２はシール部１２０に捕捉され、スラスト部材２７とスリーブ１０６との間隙に回収される。

この様に、ディスク駆動装置２００が衝撃を受け、潤滑剤９２がシール部１２０又は空隙１２２から飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２は対向して設けられているシール部１２０又は空隙１２２に捕捉される。したがって、潤滑剤９２が装置内に飛散し、磁気記録ディスク８の表面などが汚染されることによる動作不良の発生が低減される。

また、シール部１２０と空隙１２２との間から、積層コア４０及びコイル４２が収容される空間に通じる部分には、スラスト部材２７、ハウジング１０２の円筒部１１２、ベース４の突出部４ｅの間にラビリンスシール１２４が形成されている。

ラビリンスシール１２４は、スラスト部材２７の下垂部２７ｂの内周面とハウジング１０２の円筒部１１２の外周面との間、スラスト部材２７の下垂部２７ｂの外周面とベース４の突出部４の内周面との間の間隙で構成されている。

シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉されなかったとしても、ラビリンスシール１２４の経路内に付着することで捕捉され、磁気記録ディスク８の表面などへの付着が防止される。

以上で説明した様に、第２の実施形態に係るディスク駆動装置２００によれば、シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉及び回収されるため、飛散した潤滑剤９２による装置内の汚染が低減される。したがって、飛散した潤滑剤９２に起因して発生する動作不良などが防止される。

[第３の実施形態]
次に、第３の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

＜軸受機構の構成＞
図４は、第３の実施形態に係る回転機器としてのディスク駆動装置３００の軸受機構を例示する断面概略図である。

ディスク駆動装置３００は、磁気記録ディスク８が載置されて回転する回転体と、回転体を回転自在に支持する固定体とを有する。

回転体は、キャップ１２、シャフト２６、フランジ２９、ハブ２８、円筒状マグネット３２、クランパ１５４を有する。固定体は、ベース４、積層コア４０、コイル４２、ハウジング１０２、スリーブ１０６を有する。シャフト２６及びシャフト２６の上端に固定されているハブ２８は、スリーブ１０６及びハウジング１０２に支持されて回転する。シャフト２６とスリーブ１０６との間には、潤滑剤９２が充填されている。

（スリーブ）
スリーブ１０６は、ハウジング１０２の内周面に圧入又は接着、もしくは圧入接着され、ベース４の中心孔４ｄと同軸になる様に固定されている。スリーブ１０６は、シャフト２６を環囲する環状の円筒部１０６ａ、円筒部１０６ａの上端に圧入される円環部１０６ｃを有する。スリーブ１０６は、別体の円筒部１０６ａと円環部１０６ｃとの２つの部品で構成されているが、１つの部品で構成されても良い。円環部１０６ｃはステンレス鋼から切削加工によって形成される。円環部１０６ｃは、他の金属や樹脂材料から形成されても良い。

（シャフト）
シャフト２６は、圧入又は接着もしくは圧入接着により、上端がハブ２８の中心孔２８ａに固定される。シャフト２６の下端には、フランジ２９が圧入により固定される。シャフト２６とスリーブ１０６との間、フランジ２９の上面とスリーブ１０６の下面との間、フランジ２９の外周面とハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間は潤滑剤９２で満たされている。また、フランジ２９の下面及びシャフト２６の下面とハウジング１０２の支持部１１０との間も潤滑剤９２で満たされている。

（キャップ）
シャフト２６には、ハブ２８とスリーブ１０６との間に、キャップ１２が設けられている。キャップ１２は、圧入又は接着、もしくは圧入接着によりシャフト２６に固定される。キャップ１２はハブ２８に固定されても良い。キャップ１２はステンレス鋼から切削加工によって形成される。キャップ１２は、他の金属や樹脂材料から形成されても良い。

キャップ１２は、シャフト２６を環囲する円環部１２ａ、円環部１２ａの外周側端部から下方に延伸してスリーブ１０６を環囲する環囲部としての下垂部１２ｂを有し、シャフト２６と共に回転する。

（ハウジング）
ハウジング１０２は、シャフト２６及びフランジ２９を支持する円環状の支持部１１０、支持部１１０の外周側から上方に突出する円筒部１１２を有する。円筒部１１２は、フランジ２９、スリーブ１０６及びキャップ１２を環囲する。ハウジング１０２の円筒部１１２には、スリーブ１０６及び支持部１１０が圧入又は接着、もしくは圧入接着される。また、ハウジング１０２は、円筒部１１２がベース４の中心孔４ｄに圧入又は接着、もしくは圧入接着されることで、ベース４に固定される。なお、ハウジング１０２は、支持部１１０と円筒部１１２とが一体形成されてもよい。

シャフト２６及びフランジ２９の下面と、ハウジング１０２の支持部１１０の上面との間、フランジ２９の上面とスリーブ１０６の下面、フランジ２９の外周面とハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間には、潤滑剤９２が充填されている。

フランジ２９の上面とスリーブ１０６の円筒部１０６ａの下面との間には、第１スラスト動圧発生部１６４が形成されている。スリーブ１０６の下面には、第１スラスト動圧発生部１６４に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第１スラスト動圧発生溝５４を有する。第１スラスト動圧発生溝５４は、フランジ２９の上面に形成されてもよい。

また、フランジ２９の下面とハウジング１０２の支持部１１０の上面との間には、第２スラスト動圧発生部１６６が形成されている。フランジ２９の下面には、第２スラスト動圧発生部１６６に対向する部分に、例えばヘリングボーン形状又はスパイラル形状の第２スラスト動圧発生溝５６を有する。第２スラスト動圧発生溝５６は、ハウジング１０２の支持部１１０の上面に形成されてもよい。

シャフト２６、フランジ２９及びハブ２８がスリーブ１０６に対して回転すると、第１ラジアル動圧発生部１６０、第２ラジアル動圧発生部１６２、第１スラスト動圧発生部１６４及び第２スラスト動圧発生部１６６において、それぞれ潤滑剤９２に動圧が生じる。シャフト２６、フランジ２９及びハブ２８は、潤滑剤９２に生じる動圧によって、スリーブ１０６及びスラスト部材２７と非接触状態で、軸方向及び半径方向に支持される。

（シール部）
スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面上端側と、キャップ１２の下垂部１２ｂの内周面との間には、潤滑剤９２の第１気液界面１１６を保持するシール部１２０が形成されている。

スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面は、シール部１２０において、キャップ１２の下垂部１２ｂの内周面との間の間隔が下方に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。この様な形状を有するシール部１２０では、間隔が狭くなる上方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２がスリーブ１０６とキャップ１２との間に封じ込められている。

スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面下端側と、ハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間には、軸方向においてシール部１２０に対向する位置に、溝状の空隙１２２が形成されている。スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面は、空隙１２２において、ハウジング１０２の円筒部１１２との間の間隔が上方に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。

空隙１２２は、スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面と、ハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間に形成されている連通孔７４により、スリーブ１０６の下面とフランジ２９の上面との間の間隙に繋がっている。連通孔７４が潤滑剤９２で満たされた場合には、空隙１２２に潤滑剤９２の第２気液界面１１８が形成される。

潤滑剤９２の第１気液界面１１６が形成されるシール部１２０と、空隙１２２とが軸方向に対向して設けられることで、例えばディスク駆動装置３００が軸方向に衝撃を受け、第１気液界面１１６から潤滑剤９２が飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２は空隙１２２に捕捉される。空隙１２２に捕捉された潤滑剤９２は、連通孔７４を通じて、シャフト２６とスリーブ１０６との間隙に回収される。

この様に、ディスク駆動装置３００が衝撃を受け、潤滑剤９２がシール部１２０又は空隙１２２から飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２は対向して設けられているシール部１２０又は空隙１２２に捕捉される。したがって、潤滑剤９２が装置内に飛散し、磁気記録ディスク８の表面などが汚染されることによる動作不良の発生が低減される。

また、シール部１２０と空隙１２２との間から、積層コア４０及びコイル４２が収容される空間に通じる部分には、ハウジング１０２の円筒部１１２、ベース４の突出部４ｅの間でラビリンスシール１２４が形成されている。

ラビリンスシール１２４は、キャップ１２の下垂部１２ｂの外周面とハウジング１０２の円筒部１１２の内周面との間、ハウジング１０２の円筒部１１２の外周面とハブ２８の円環部２８ｂの内周面との間の間隙で構成されている。

シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉されなかった場合には、ラビリンスシール１２４の経路内に付着することで捕捉され、磁気記録ディスク８の表面などへの付着が防止される。

以上で説明した様に、第３の実施形態に係るディスク駆動装置３００によれば、シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉及び回収されるため、飛散した潤滑剤９２による装置内の汚染が低減される。したがって、飛散した潤滑剤９２に起因して発生する動作不良などが防止される。

[第４の実施形態]
次に、第４の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

＜軸受機構の構成＞
図５は、第４の実施形態に係る回転機器としてのディスク駆動装置４００の軸受機構を例示する断面概略図である。

ディスク駆動装置４００は、磁気記録ディスク８が載置されて回転する回転体と、回転体を回転自在に支持する固定体とを有する。

回転体は、シャフト２６、フランジ２９、ハブ２８、円筒状マグネット３２、クランパ１５４を有する。固定体は、ベース４、積層コア４０、コイル４２、ハウジング１０２、スリーブ１０６を有する。シャフト２６及びシャフト２６の上端に固定されているハブ２８は、スリーブ１０６及びハウジング１０２に支持されて回転する。シャフト２６とスリーブ１０６との間には、潤滑剤９２が充填されている。

（ハブ）
ハブ２８は、中心部分に設けられている中心孔２８ａ、中心孔２８ａに挿入されるシャフト２６を環囲する環囲部としての円環部２８ｂ、磁気記録ディスク８が載置されるディスク載置部２８ｄを有する。

ハブ２８の円環部２８ｂは、軸方向においてそれぞれ位置が異なるシャフト２６の上端部、スリーブ１０６の円環部１０６ｃの上端部、ハウジング１０２の円筒部１１２の上端部をそれぞれ環囲する様に、下面側が階段状に形成されている。

（シール部）
スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面上端側と、ハブ２８の円環部２８ｂの内周面との間には、潤滑剤９２の第１気液界面１１６を保持するシール部１２０が形成されている。

スリーブ１０６の円環部１０６ｃの外周面は、シール部１２０において、ハブ２８の円環部２８ｂの内周面との間の間隔が下方に向かって徐々に大きくなる様に傾斜するテーパ形状を有する。この様な形状を有するシール部１２０では、間隔が狭くなる上方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２がスリーブ１０６とハブ２８の円環部２８ｂとの間に封じ込められている。

第２気液界面１１８が形成される場合は、空隙１２２は毛細管力によって潤滑剤を保持するキャピラリーシールとしても機能する。空隙１２２では間隔が狭くなる下方に向かって潤滑剤９２に毛細管力がはたらくことで、潤滑剤９２はスリーブ１０６の円環部１０６ｃとハウジング１０２との間に封じ込められる。

また、同様に軸方向に衝撃が加わり、空隙１２２から潤滑剤９２が飛散した場合であっても、飛散した潤滑剤９２はシール部１２０に捕捉され、ハブ２８とスリーブ１０６との間隙に回収される。

また、シール部１２０と空隙１２２との間から、積層コア４０及びコイル４２が収容される空間に通じる部分には、ハブ２８の円環部２８ｂ、ハウジング１０２の円筒部１１２、ベース４の突出部４ｅの間でラビリンスシール１２４が形成されている。

ラビリンスシール１２４は、ハブ２８の円環部２８ｂとハウジング１０２の円筒部１１２との間、ハブ２８の円環部２８ｂとベース４の突出部４ｅとの間に、軸方向又は半径方向に形成される間隙で構成されている。

以上で説明した様に、第４の実施形態に係るディスク駆動装置４００によれば、シール部１２０又は空隙１２２から飛散した潤滑剤９２は、対向するシール部１２０又は空隙１２２に捕捉及び回収されるため、飛散した潤滑剤９２による装置内の汚染が低減される。したがって、飛散した潤滑剤９２に起因して発生する動作不良などが防止される。

以上、実施形態に係るディスク駆動装置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、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

第１から第４の実施形態では、シャフト２６がハブ２８と一体に回転する場合について説明したが、これに限られない。例えば、シャフトがベースに固定的に設けられるシャフト非回転型であってもよい。

４ベース
２８ハブ
２６シャフト
７４連通孔
９２潤滑剤
１００，２００，３００，４００ディスク駆動装置（回転機器）
１０２ハウジング
１０６スリーブ
１１６第１気液界面
１１８第２気液界面
１２０シール部
１２２空隙

Claims

固定体と、
前記固定体に回転自在に支持される回転体と、
前記固定体と前記回転体との間隙に充填される潤滑剤と、
前記間隙において前記潤滑剤の第１気液界面が形成されるシール部と、
前記シール部に対向して設けられ、連通孔により前記間隙に繋がる溝状の空隙と、
を有することを特徴とする回転機器。
前記シール部は、前記空隙に対向する開口に向かって前記間隙が徐々に大きくなる形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
前記空隙は、前記シール部に対向する開口に向かって間隔が徐々に大きくなる形状を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機器。
前記シール部と前記空隙とは、前記回転体の回転軸方向に対向して設けられている
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の回転機器。
前記シール部と前記空隙とは、前記回転体の回転軸方向に直交する方向に対向して設けられている
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の回転機器。
前記シールの開口面積と、前記空隙の開口面積とが異なる
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の回転機器。
前記回転体は、記録ディスクが載置されるハブが固定されるシャフト及び前記スリーブを環囲する環囲部を有し、
前記固定体は、前記シャフトを環囲するスリーブ及び前記スリーブを固定保持するハウジングを有し、
前記シール部は、前記スリーブと前記環囲部との間に形成され、
前記空隙は、前記スリーブと前記ハウジングとの間に形成されている
ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の回転機器。
前記空隙に、前記潤滑剤の第２気液界面が形成されている
ことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の回転機器。