JP2015056908A - スピンドルモータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑液の液面から気化した潤滑液を含むガスが、ディスクに付着することを抑制できる技術を提供する。【解決手段】スピンドルモータ１１Ａは、ベースプレート２１Ａとベースプレートの上部を覆うトップカバー１４Ａとで構成される筐体内において、ディスク１２Ａを回転させる。スピンドルモータは、潤滑液を含む流体動圧軸受７Ａを有する。スピンドルモータの回転部本体は、通気孔６０Ａを有する。通気孔の上開口６０１Ａは、トップカバーと回転部本体との間の環状空間６３Ａに連通する。通気孔の下開口６０２Ａは、ステータとマグネットとの間の間隙６１Ａに連通する。このため、潤滑液の液面から気化した潤滑液を含むガスが、環状空間へ漏れ出したとしても、潤滑液を含むガスの少なくとも一部分が、通気孔へ流れ込む。その結果、通気孔より径方向外側への潤滑液を含むガスの拡散が抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、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、ディスクを回転させるスピンドルモータが搭載される。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、ディスクを支持しながら回転する回転部とを有する。スピンドルモータは、ステータとマグネットとの間に生じる磁束によりトルクを発生させて、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、流体動圧軸受を介して接続される。流体動圧軸受を有する従来のスピンドルモータについては、例えば、米国特許出願公開第２０１２／００３３３２９号明細書に記載されている。当該文献のスピンドルモータは、潤滑油を含む軸受機構を有する（段落００４７，Ｆｉｇ．３）。
米国特許出願公開第２０１２／００３３３２９号明細書

この種のスピンドルモータでは、潤滑液の液面から潤滑液が気化すると、潤滑液を含むガスが遠心力により回転部の表面に沿って径方向外側へ流れる。そうすると、当該ガスに含まれる潤滑液の成分がディスクの表面に付着して、ディスクに対する読み取りおよび書き込みのエラーを引き起こす虞がある。

この点について、米国特許出願公開第２０１２／００３３３２９号明細書のスピンドルモータは、シールキャップの径方向内側の内縁と、上スラスト部の内側円筒面との間に、局所的に径方向の幅が小さい環状の軸方向間隙を有する（段落００７７，Ｆｉｇ．８）。この構造により、潤滑液の液面から気化した潤滑液を含むガスが軸受機構の外部へ漏れ出すことを、抑制している。

しかしながら、ディスクの記録密度がさらに向上すると、ディスクに対する読み取りおよび書き込みを、より高精度に行わなければならない。そのためには、軸受機構から僅かに漏れ出した潤滑液を含むガスが、ディスクに付着することをも抑制することが求められる。

本発明の目的は、流体動圧軸受を用いたスピンドルモータおよびディスク駆動装置において、潤滑液の液面から気化した潤滑液を含むガスが、ディスクに付着することを抑制できる技術を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、ベースプレートとベースプレートの上部を覆うトップカバーとで構成される筐体内において、中央に円孔を有するディスクを回転させるディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータであって、静止部と、上下に延びる中心軸周りに回転可能な回転部と、潤滑液を含み、前記回転部を支持する流体動圧軸受と、前記潤滑液の液面が位置し、前記流体動圧軸受に接続されるシール部と、を有し、前記静止部は、前記中心軸に沿って配置されたシャフトと、複数のコイルが前記中心軸を中心として環状に配置されたステータと、を有し、前記回転部は、前記シャフトの少なくとも一部を収容する中央貫通孔を有する回転部本体と、前記ステータと間隙を介して対向するマグネットと、を有し、前記回転部本体は、前記ディスクの前記円孔に嵌まる円筒状の第１ディスク支持面と、前記第１ディスク支持面から径方向外側へ広がり、前記ディスクが載置される円板状の第２ディスク支持面と、を有し、前記筐体内において、前記トップカバーと前記回転部本体との間に、環状空間が介在し、前記環状空間は、前記第１ディスク支持面と、前記液面との双方に連通し、前記回転部本体は、前記環状空間に連通する上開口と、前記間隙に連通する下開口とを有する通気孔をさらに有し、前記上開口は、前記液面より径方向外側、かつ、前記第１ディスク支持面より径方向内側に位置するスピンドルモータである。

本願の例示的な第１発明によれば、潤滑液の液面から気化した潤滑液を含むガスが、環状空間へ漏れ出したとしても、潤滑液を含むガスの少なくとも一部分が、通気孔へ流れ込む。その結果、通気孔より径方向外側への潤滑液を含むガスの拡散が抑制される。したがって、ディスクに潤滑液の成分が付着することを抑制できる。

図１は、第１実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。 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、第２実施形態に係るスリーブの縦断面図である。 図６は、第２実施形態に係るシャフトの下面図である。 図７は、第２実施形態に係る環状部材の上面図である。 図８は、第２実施形態に係るディスク駆動装置の部分縦断面図である。 図９は、第２実施形態に係るスリーブの上面図である。 図１０は、第２実施形態に係るディスク駆動装置の部分縦断面図である。 図１１は、変形例に係るディスク駆動装置の部分縦断面図である。 図１２は、変形例に係るディスク駆動装置の部分縦断面図である。 図１３は、変形例に係るスリーブの上面図である。 図１４は、変形例に係るスリーブの上面図である。 図１５は、変形例に係るスリーブの斜視図である。 図１６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、ベースプレートに対してトップカバー側を上として、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実施形態に係るスピンドルモータ１１Ａの縦断面図である。このスピンドルモータ１１Ａは、ディスク駆動装置１Ａに用いられる。ディスク駆動装置１Ａは、ベースプレート２１Ａとベースプレート２１Ａの上部を覆うトップカバー１４とで構成される筐体１０Ａ内において、ディスク１２Ａを回転させる。ディスク１２Ａは、中央に円孔を有する。図１に示すように、スピンドルモータ１１Ａは、静止部２Ａと、中心軸９Ａ周りに回転可能な回転部３Ａとを有する。

静止部２Ａは、シャフト２２Ａとステータ２４Ａとを有する。シャフト２２Ａは、中心軸９Ａに沿って配置される。ステータ２４Ａは、複数のコイル４２Ａを有する。複数のコイル４２Ａは、中心軸９Ａを中心として環状に配置される。

回転部３Ａは、回転部本体３０Ａと、マグネット３５Ａとを有する。回転部本体３０Ａは、中央貫通孔３１０Ａを有する。中央貫通孔３１０Ａには、シャフト２２Ａの少なくとも一部が収容される。本実施形態の回転部本体３０Ａは、一部材で構成される。マグネット３５Ａは、ステータ２４Ａと間隙６１Ａを介して対向する。

回転部本体３０Ａは、円筒状の第１ディスク支持面５１Ａと、円板状の第２ディスク支持面５２Ａとを有する。第１ディスク支持面５１Ａは、ディスク１２Ａの円孔に嵌まる。第２ディスク支持面５２Ａは、第１ディスク支持面５１Ａから径方向外側へ広がる。最下段のディスク１２Ａは、第２ディスク支持面５２Ａに載置される。

また、スピンドルモータ１１Ａは、潤滑液７０Ａを含む流体動圧軸受７Ａと、シール部８１Ａとを有する。回転部３Ａは、流体動圧軸受７Ａにより、回転可能に支持される。シール部８１Ａは、流体動圧軸受７Ａに接続される。潤滑液７０Ａの液面７１Ａは、シール部８１Ａに位置する。

筐体１０Ａ内のトップカバー１４Ａと回転部本体３０Ａとの間には、環状空間６３Ａが介在する。環状空間６３Ａは、第１ディスク支持面５１Ａと液面７１Ａとの双方に連通する。また、回転部本体３０Ａは、通気孔６０Ａを有する。通気孔６０Ａは、環状空間６３Ａに連通する上開口６０１Ａと、間隙６１Ａに連通する下開口６０２Ａとを有する。上開口６０１Ａは、液面７１Ａより径方向外側、かつ、第１ディスク支持面５１Ａより径方向内側に位置する。

このスピンドルモータ１１Ａでは、液面７１Ａから気化した潤滑液７０Ａを含むガスが、環状空間６３Ａへ漏れ出したとしても、潤滑液７０Ａを含むガスの少なくとも一部分が、図１中に破線矢印で示すように、通気孔６０Ａへ流れ込む。その結果、通気孔６０Ａより径方向外側への潤滑液７０Ａを含むガスの拡散が抑制される。したがって、ディスク１２Ａに潤滑液７０Ａの成分が付着することを抑制できる。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．ディスク駆動装置の構成＞
図２は、本発明の第２実施形態に係るスピンドルモータ１１が搭載されたディスク駆動装置１の縦断面図である。このディスク駆動装置１は、中央に円孔を有する磁気ディスク１２を回転させ、磁気ディスク１２に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う。図２に示すように、ディスク駆動装置１は、スピンドルモータ１１、３枚の磁気ディスク１２、アクセス部１３、およびトップカバー１４を有する。

スピンドルモータ１１は、３枚の磁気ディスク１２を支持しながら、中心軸９を中心として磁気ディスク１２を回転させる。スピンドルモータ１１は、中心軸９に直交する方向に広がるベースプレート２１を有する。ベースプレート２１の上部は、トップカバー１４に覆われる。スピンドルモータ１１の回転部３、３枚の磁気ディスク１２、およびアクセス部１３は、ベースプレート２１とトップカバー１４とで構成される筐体１０の内部に収容される。アクセス部１３は、磁気ディスク１２の記録面に沿ってヘッド１３１を移動させて、磁気ディスク１２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１が有する磁気ディスク１２の数は、１〜２枚または４枚以上であってもよい。また、アクセス部１３は、磁気ディスク１２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えばよい。

筐体１０の内部空間は、塵または埃が極度に少ない清浄な空間であることが好ましい。本実施形態では、筐体１０の内部に、清浄な空気が充填される。ただし、空気に代えて、ヘリウムガス、水素ガス、または窒素ガスが、筐体１０の内部に充填されてもよい。また、これらの気体と空気との混合気体が、筐体１０の内部に充填されてもよい。

＜２−２．スピンドルモータの構成＞
続いて、ディスク駆動装置１に用いられるスピンドルモータ１１のより詳細な構成について、説明する。図３は、スピンドルモータ１１の縦断面図である。図３に示すように、スピンドルモータ１１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、ディスク駆動装置１の筐体１０に対して、相対的に静止する。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持される。

本実施形態の静止部２は、ベースプレート２１、シャフト２２、下環状部材２３、およびステータ２４を有する。

ベースプレート２１は、ステータ２４、後述する回転部本体３０、後述するマグネット３５、磁気ディスク１２、およびアクセス部１３の下側において、中心軸９に対して略垂直に広がる。ベースプレート２１の材料には、例えば、アルミニウム合金等の金属が使用される。図３に示すように、ベースプレート２１は、円筒ホルダ部２１１と平板部２１２とを有する。円筒ホルダ部２１１は、ステータ２４より径方向内側において、軸方向に略円筒状に延びる。平板部２１２は、円筒ホルダ部２１１から、径方向外側へ向けて広がる。

シャフト２２は、中心軸９に沿って配置される。シャフト２２の材料には、例えば、ステンレス鋼等の金属が使用される。図２に示すように、シャフト２２の上端部は、ディスク駆動装置１のトップカバー１４に固定される。また、シャフト２２の下端部は、下環状部材２３を介して、ベースプレート２１の円筒ホルダ部２１１に固定される。

図３に示すように、シャフト２２は、上環状部２２１を有する。上環状部２２１は、シャフト２２の上端部付近において、径方向外側へ突出する。上環状部２２１は、後述するスリーブ環部３１１の上面と、後述するキャップ板部３４１の下面との間に位置する。本実施形態の上環状部２２１は、シャフト２２を構成する部材の一部分である。ただし、上環状部２２１は、シャフト２２とは別の部材であってもよい。

下環状部材２３は、上環状部２２１より下側に位置し、シャフト２２を環状に取り囲む。下環状部材２３の材料には、例えば、銅または真鍮等の金属が使用される。下環状部材２３は、圧入、焼き嵌め、接着剤等の手段で、シャフト２２に固定される。ただし、シャフト２２と下環状部材２３とは、一繋がりの部材であってもよい。

本実施形態の下環状部材２３は、底部２３１と壁部２３２とを有する。底部２３１は、後述するスリーブ３１の内側筒部３１２の下側において、環状に広がる。底部２３１の内周面は、シャフト２２の外周面に固定される。壁部２３２は、内側筒部３１２より径方向外側において、底部２３１から上方へ略円筒状に延びる。壁部２３２の外周面は、円筒ホルダ部２１１の内周面に固定される。

ステータ２４は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する。ステータコア４１は、例えば、珪素鋼板等の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。ステータコア４１は、円筒ホルダ部２１１の外周面に、固定される。また、ステータコア４１は、径方向外側へ向けて突出した複数のティース４１１を有する。コイル４２は、各ティース４１１に巻かれた導線の集合体である。複数のティース４１１および複数のコイル４２は、中心軸９を中心として円環状に配列される。

本実施形態の回転部３は、スリーブ３１、スリーブ補助部材３２、ハブ３３、キャップ３４、マグネット３５、およびヨーク３６を有する。

スリーブ３１は、シャフト２２の周囲において、軸方向に筒状に延びる。スリーブ３１の材料には、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属が使用される。スリーブ３１は、上下に貫通する中央貫通孔３１０を有する。シャフト２２の少なくとも一部は、中央貫通孔３１０内に収容される。本実施形態のスリーブ３１は、スリーブ環部３１１、内側筒部３１２、外側筒部３１３、および上側筒部３１４を有する。

スリーブ環部３１１は、上環状部２２１より下側、かつ、下環状部材２３より上側において、シャフト２２を円環状に取り囲む。内側筒部３１２は、スリーブ環部３１１の径方向内側の端部から、下側へ向けて円筒状に延びる。内側筒部３１２は、下環状部材２３の壁部２３２より、径方向内側に位置する。外側筒部３１３は、スリーブ環部３１１の径方向外側の端部付近から、下側へ向けて円筒状に延びる。外側筒部３１３は、下環状部材２３の壁部２３２より、径方向外側に位置する。上側筒部３１４は、スリーブ環部３１１の径方向外側の端部から、上側へ向けて円筒状に延びる。

スリーブ補助部材３２は、スリーブ環部３１１の上側、かつ、上側筒部３１４の径方向内側に位置する。本実施形態では、スリーブ３１とスリーブ補助部材３２とが、互いに別部材である。スリーブ補助部材３２は、スリーブ３１に対して固定される。スリーブ補助部材３２は、シャフト２２の上環状部２２１を円環状に取り囲む。スリーブ補助部材３２の内周面と、上環状部２２１の外周面とは、間隙を介して径方向に対向する。

ハブ３３は、スリーブ３１の径方向外側に位置する。本実施形態では、スリーブ３１とハブ３３とが、互いに別部材である。スリーブ３１は、ハブ３３の径方向内側に挿入されるとともに、ハブ３３に対して固定される。ハブ３３は、天板部３３１、凸部３３２、ハブ筒部３３３、およびフランジ部３３４を有する。天板部３３１は、ステータ２４の上側において、環状に広がる。凸部３３２は、天板部３３１の径方向内側の端部から、上側へ向けて円筒状に延びる。ハブ筒部３３３は、天板部３３１の径方向外側の端部から、下側へ向けて筒状に延びる。フランジ部３３４は、ハブ筒部３３３の下端部から、さらに径方向外側へ向けて突出する。

ハブ筒部３３３の円筒状の外周面５１は、磁気ディスク１２の円孔１２０に嵌まる。各磁気ディスク１２の内周部は、ハブ筒部３３３の外周面５１の少なくとも一部分に接触する。これにより、磁気ディスク１２が径方向に位置決めされる。フランジ部３３４の上面５２は、ハブ筒部３３３の外周面から径方向外側へ広がる。最下段の磁気ディスク１２の下面は、フランジ部３３４の上面５２の少なくとも一部分に接触する。これにより、磁気ディスク１２が軸方向に位置決めされる。

このように、本実施形態では、ハブ筒部３３３の外周面５１が、第１ディスク支持面となり、フランジ部３３４の上面５２が、第２ディスク支持面となる。３枚の磁気ディスク１２は、これらの第１ディスク支持面および第２ディスク支持面により支持される。

キャップ３４は、中央に円孔を有する略円板状の部材である。キャップ３４の材料は、金属であってもよく、樹脂であってもよい。本実施形態のキャップ３４は、キャップ板部３４１と、キャップ凸部３４２とを有する。キャップ板部３４１は、上環状部２２１の上側において、環状に広がる。キャップ板部３４１の内周部は、シャフト２２の上端部付近の外周面と、僅かな間隙６２を介して径方向に対向する。キャップ凸部３４２は、キャップ板部３４１の径方向外側の端部から、下側へ向けて略円筒状に突出する。キャップ板部３４１の下面は、スリーブ補助部材３２の上面に接触する。また、キャップ凸部３４２の外周面は、例えば接着剤で、スリーブ３１の上側筒部３１４の内周面に固定される。スリーブ３１が回転すると、スリーブ３１とともにキャップ３４も回転する。

このように、本実施形態では、スリーブ３１、スリーブ補助部材３２、ハブ３３、およびキャップ３４により、回転部本体３０が構成される。ただし、回転部本体３０を構成するこれらの４つの部材のうち、任意の２つ以上の部材を、単一の部材としてもよい。例えば、スリーブ３１とスリーブ補助部材３２とを、単一の部材としてもよい。また、スリーブ３１とハブ３３とを、単一の部材としてもよい。

マグネット３５は、ステータ２４の径方向外側に位置する。マグネット３５は、磁性体のヨーク３６を介して、ハブ筒部３３３の内周面に固定される。本実施形態では、円環状のマグネット３５が使用される。マグネット３５の径方向内側の面は、複数のティース４１１の径方向外側の端面と、僅かな間隙６１を介して径方向に対向する。また、マグネット３５の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁される。

なお、円環状のマグネット３５に代えて、複数のマグネットを使用してもよい。複数のマグネットを使用する場合には、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、複数のマグネットを周方向に配列すればよい。

このようなスピンドルモータ１１において、コイル４２に駆動電流を供給すると、複数のティース４１１に磁束が生じる。そして、ティース４１１とマグネット３５との間の磁束の作用により、静止部２と回転部３との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９周りに回転する。ハブ３３に支持された磁気ディスク１２は、回転部３とともに、中心軸９周りに回転する。

＜２−３．流体動圧軸受について＞
続いて、スピンドルモータ１１が有する流体動圧軸受７の構成について、説明する。図４は、流体動圧軸受７の付近におけるスピンドルモータ１１の部分縦断面図である。図４に示すように、シャフト２２および下環状部材２３と、スリーブ３１およびスリーブ補助部材３２との間には、潤滑液７０が介在する。潤滑液７０には、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が使用される。スリーブ３１およびスリーブ補助部材３２は、シャフト２２および下環状部材２３に対して、潤滑液７０を介して、回転可能に支持される。

すなわち、本実施形態では、静止部２側の要素であるシャフト２２および下環状部材２３と、回転部３側の要素であるスリーブ３１およびスリーブ補助部材３２と、これらの間に介在する潤滑液７０とで、流体動圧軸受７が構成される。回転部３は、流体動圧軸受７により、回転可能に支持される。

図５は、スリーブ３１の縦断面図である。図５に示すように、スリーブ環部３１１および内側筒部３１２の内周面には、ヘリングボーン状のラジアル動圧溝列７０１が、上下２段に設けられている。スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２に対してスリーブ３１が、一方向に回転する。このとき、ラジアル動圧溝列７０１は、シャフト２２とスリーブ３１との間に位置する潤滑液７０に、動圧を誘起する。これにより、スリーブ３１は、シャフト２２に対して径方向に支持される。なお、ラジアル動圧溝列７０１は、シャフト２２の外周面およびスリーブ３１の内周面の、少なくとも一方に設けられていればよい。

図６は、シャフト２２の下面図である。図６に示すように、上環状部２２１の下面には、スパイラル状の第１スラスト動圧溝列７０２が、設けられている。図７は、下環状部材２３の上面図である。図７に示すように、壁部２３２の上面には、スパイラル状の第２スラスト動圧溝列７０３が、設けられる。

スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２および下環状部材２３に対してスリーブ３１が、一方向に回転する。このとき、第１スラスト動圧溝列７０２は、上環状部２２１とスリーブ環部３１１との間に位置する潤滑液７０に、動圧を誘起する。また、第２スラスト動圧溝列７０３は、壁部２３２とスリーブ環部３１１との間に位置する潤滑液７０に、動圧を誘起する。これにより、スリーブ３１は、シャフト２２および下環状部材２３に対して軸方向に支持される。

なお、第１スラスト動圧溝列７０２は、上環状部２２１の下面およびスリーブ環部３１１の上面の、少なくとも一方に設けられていればよい。第２スラスト動圧溝列７０３は、壁部２３２の上面とスリーブ環部３１１の下面との、少なくとも一方に設けられていればよい。また、第１スラスト動圧溝列および第２スラスト動圧溝列は、ヘリングボーン状の溝列であってもよい。

図４に示すように、潤滑液７０は、上側の液面７１と下側の液面７２とを有する。上側の液面７１は、上環状部２２１の外周面と、スリーブ補助部材３２の内周面との間に位置する。すなわち、本実施形態では、上環状部２２１の外周面と、スリーブ補助部材３２の内周面とで、潤滑液７０の上側の液面７１を保持する上シール部８１が構成される。上シール部８１と流体動圧軸受７とは、互いに接続される。また、上シール部８１においては、上環状部２２１の外周面と、スリーブ補助部材３２の内周面との径方向の間隔が、上側へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑液７０の上側の液面７１は、表面張力によって下側へ引き付けられて、メニスカス状となる。上シール部８１において、径方向の間隔が上側へ向かうにつれて拡大し、液面７１がメニスカス状になることにより、上シール部８１からの潤滑液７０の漏れ出しが抑制される。

一方、潤滑液７０の下側の液面７２は、下環状部材２３の壁部２３２の外周面と、スリーブ３１の外側筒部３１３の内周面との間に位置する。すなわち、本実施形態では、壁部２３２の外周面と、外側筒部３１３の内周面とで、潤滑液７０の下側の液面７２を保持する下シール部８２が構成される。下シール部８２と流体動圧軸受７とは、互いに接続される。また、下シール部８２においては、壁部２３２の外周面と、外側筒部３１３の内周面との径方向の間隔が、下側へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑液７０の下側の液面７２は、表面張力によって上側へ引き付けられて、メニスカス状となる。下シール部８２において、径方向の間隔が下側へ向かうにつれて拡大し、液面７２がメニスカス状になることにより、下シール部８２からの潤滑液７０の漏れ出しが抑制される。

また、スリーブ３１は、中央貫通孔３１０とは別に、連通孔３１５を有する。連通孔３１５は、中央貫通孔３１０より径方向外側において、スリーブ環部３１１を上下に貫通する。すなわち、連通孔３１５は、スリーブ環部３１１の上面に設けられた上開口３１６と、スリーブ環部３１１の下面に設けられた下開口３１７とを、軸方向に繋ぐ。連通孔３１５の内部も、潤滑液７０に満たされる。

このように、潤滑液７０は、上シール部８１から、シャフト２２とスリーブ３１との間隙および連通孔３１５を経て、下シール部８２まで、連続して満たされる。このため、潤滑液７０の液面は、上シール部８１に保持される液面７１および下シール部８２に保持される液面７２の２箇所のみとなる。これにより、潤滑液７０の蒸発が抑制される。

＜２−４．通気孔について＞
図８は、ディスク駆動装置１の部分縦断面図である。図８に示すように、筐体１０内のシャフト２２の上端部の周囲には、環状空間６３が広がる。環状空間６３は、トップカバー１４とキャップ板部３４１との間に介在する。また、環状空間６３は、中心軸９に対して略垂直に広がる。環状空間６３と、潤滑液７０の上側の液面７１とは、キャップ板部３４１の表面に沿う空間を介して連通する。また、環状空間６３と、ハブ筒部３３３の外周面５１とは、ハブ３３の表面に沿う空間を介して連通する。すなわち、潤滑液７０の上側の液面７１と、ハブ筒部３３３の外周面５１とは、環状空間６３を含む連続した空間により繋がる。

また、回転部本体３０は、複数の通気孔６０を有する。各通気孔６０は、回転部本体３０を上下に貫通する。本実施形態では、スリーブ３１とハブ３３との境界に、通気孔６０が位置する。具体的には、スリーブ３１の外周面に、軸方向に延びる複数の溝３１８が設けられている。そして、当該溝３１８とハブ３３の内周面とで、通気孔６０が構成される。

各通気孔６０は、回転部本体３０の上面に設けられた上開口６０１と、回転部本体３０の下面に設けられた下開口６０２と、を有する。上開口６０１は、環状空間６３に連通する。また、上開口６０１は、潤滑液７０の上側の液面７１より径方向外側、かつ、ハブ筒部３３３の外周面５１より径方向内側に位置する。また、下開口６０２は、ハブ３３の天板部３３１とステータ２４との間の空間を通って、マグネット３５とティース４１１との間の間隙６１に連通する。

潤滑液７０の上側の液面７１から気化した潤滑液７０を含むガスが、キャップ板部３４１とシャフト２２との間の間隙６２を通って、環状空間６３へ漏れ出すと、潤滑液７０を含むガスは、スピンドルモータ１１の駆動に伴う遠心力で、径方向外側へ流れる。しかしながら、このスピンドルモータ１１では、潤滑液７０を含むガスの少なくとも一部分が、図８中の破線矢印のように、上開口６０１から通気孔６０へ流れ込む。これにより、通気孔６０よりも径方向外側への潤滑液７０を含むガスの拡散が抑制される。したがって、磁気ディスク１２の表面に、ガスに含まれる潤滑液７０の成分が付着することを、抑制できる。

特に、本実施形態では、下開口６０２から磁気ディスク１２までの連通距離が、上開口６０１から磁気ディスク１２までの連通距離よりも、長い。また、ベースプレート２１によって、通気孔６０の下開口６０２から磁気ディスク１２へ至る空間の経路が狭まる。このため、通気孔６０の下開口６０２から下側へ排出される潤滑液７０を含むガスが、磁気ディスク１２へ到達しない、または、到達までに相当の時間を要する。また、通気孔６０の下端より下側に、ステータ２４およびマグネット３５が配置される。このため、通気孔６０の下開口６０２から下側へ排出された潤滑液７０を含むガスは、ステータ２４およびマグネット３５があることにより、その手前の領域に溜まりやすい。これにより、下開口６０２から磁気ディスク１２側へ流れる潤滑液７０を含むガスの量が、より低減される。

図９は、スリーブ３１の上面図である。図９に示すように、本実施形態では、スリーブ環部３１１および上側筒部３１４の外周面が、３つの第１表面９１と、３つの第２表面９２とを有する。第１表面９１と第２表面９２とは、周方向に交互に配置される。第１表面９１は、上面視において中心軸９を中心とする円弧状の面である。第２表面９２は、第１表面９１の周方向の端縁を繋ぐ平坦な面である。そして、第２表面９２により構成される溝３１８と、ハブ３３の内周面との間に、通気孔６０が形成される。このように、スリーブ３１の外周面に平坦な第２表面９２を設ければ、溝３１８および通気孔６０を、容易に得ることができる。

図１０は、通気孔６０の上開口６０１付近におけるディスク駆動装置１の部分縦断面図である。図１０に示すように、本実施形態のハブ３３は、略円筒状の凸部３３２を有する。凸部３３２は、天板部３３１の径方向内側の端部から、上側へ向けて突出する。このため、凸部３３２の上端部とトップカバー１４の下面との軸方向の間隔ｄ１は、天板部３３１の上面とトップカバー１４の下面との軸方向の間隔ｄ２より狭い。これにより、凸部３３２より径方向外側への潤滑液７０を含むガスの拡散が、抑制される。

また、凸部３３２は、通気孔６０の上開口６０１より上側、かつ、上開口６０１の径方向外側の端縁より径方向内側に位置する内周面３３５を有する。このため、環状空間６３から径方向外側へ拡散する潤滑液７０を含むガスは、図１０中の破線矢印のように、凸部３３２によって通気孔６０内へ案内される。これにより、磁気ディスク１２側へ流れる潤滑液７０を含むガスの量が、より低減される。

また、図１０に示すように、本実施形態のハブ３３は、第１傾斜面３３６を有する。第１傾斜面３３６は、凸部３３２の内周面３３５の下端部から、下側かつ径方向外側へ広がる。第１傾斜面３３６と中心軸９との径方向の距離は、下側へ向かうにつれて長くなる。したがって、環状空間６３から径方向外側へ拡散する潤滑液７０を含むガスは、第１傾斜面３３６に沿って、通気孔６０内へ案内される。これにより、磁気ディスク１２側へ流れる潤滑液７０を含むガスの量が、より低減される。

また、本実施形態のスリーブ３１は、第２傾斜面３１９を有する。第２傾斜面３１９は、上側筒部３１４の上面と、通気孔６０の径方向内側の端縁の上端部とを、斜めに繋ぐ。また、第２傾斜面３１９と中心軸９との径方向の距離は、下側へ向かうにつれて長くなる。したがって、環状空間６３から径方向外側へ拡散する潤滑液７０を含むガスは、第２傾斜面３１９に沿って、通気孔６０へ案内される。また、第２傾斜面３１９により、通気孔６０の上開口６０１付近の開口面積が拡がる。その結果、磁気ディスク１２側へ流れる潤滑液７０を含むガスの量が、さらに低減される。

＜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ない。

図１１は、一変形例に係るディスク駆動装置１Ｂの部分縦断面図である。図１１の例では、第１傾斜面３３６Ｂが、中心軸を含む断面において、円弧状である。第１傾斜面３３６Ｂは、凸部３３２Ｂの内周面３３５Ｂの下端部から径方向外側へ向けて広がり、径方向外側へ向かうにつれて、徐々に中心軸と平行になる。この例においても、第１傾斜面３３６Ｂと中心軸との径方向の距離は、下側へ向かうにつれて長くなる。したがって、環状空間６３Ｂから径方向外側へ拡散する潤滑液を含むガスは、第１傾斜面３３６Ｂに沿って、通気孔６０Ｂ内へ案内される。これにより、磁気ディスク側へ流れる潤滑液を含むガスの量が、低減される。

図１２は、他の変形例に係るディスク駆動装置１Ｃの部分縦断面図である。図１２のハブ３３Ｃは、第１傾斜面に代えて、段差面３３６Ｃを有する。段差面３３６Ｃは、凸部３３２Ｃの内周面３３５Ｃの下端部から、径方向外側へ広がる。また、段差面３３６Ｃの少なくとも一部分が、通気孔６０Ｃの上開口６０１Ｃと、軸方向に重なる。この例では、環状空間６３Ｃから径方向外側へ拡散する潤滑液を含むガスが、段差面３３６Ｃの下側の空間に集められた後、通気孔６０Ｃ内へ流れ込む。これにより、磁気ディスク側へ流れる潤滑液を含むガスの量が、低減される。

図１３は、他の変形例に係るスリーブ３１Ｄの上面図である。図１３の例では、スリーブ３１Ｄの外周面に、３つの第２表面に代えて、３つの矩形状の溝３１８Ｄが設けられている。各溝３１８Ｄは、軸方向に延びる。また、第１表面９１Ｄと溝３１８Ｄとは、周方向に交互に配置される。このような形状であっても、溝３１８Ｄとハブの内周面との間に、通気孔を設けることができる。

図１４は、他の変形例に係るスリーブ３１Ｅの上面図である。図１４の例では、スリーブ３１Ｅの外周面に、３つの第２表面に代えて、３つのＶ字状の溝３１８Ｅが設けられている。各溝３１８Ｅは、軸方向に延びる。また、第１表面９１Ｅと溝３１８Ｅとは、周方向に交互に配置される。このような形状であっても、溝３１８Ｅとハブの内周面との間に、通気孔を設けることができる。

図１５は、他の変形例に係るスリーブ３１Ｆの斜視図である。図１５の例では、スリーブ３１Ｆの外周面に、複数の螺旋状の溝３１８Ｆが設けられている。このようにすれば、溝３１８Ｆとハブの内周面とで構成される通気孔も、螺旋状となる。すなわち、上開口から下側へ向かうにつれて、通気孔の周方向位置が、一方向に変位する。したがって、図１５中の実線矢印のように、下開口から上開口へ向かう方向に回転部を回転させれば、図１５中の破線矢印のように、通気孔内に、上開口から下開口へ向かう気流が形成される。当該気流により、潤滑液を含むガスを、上開口から通気孔内へ積極的に取り込むことができる。その結果、環状空間から磁気ディスク側へ流れる潤滑液を含むガスの量を、より低減できる。

図１６は、他の変形例に係るスピンドルモータ１１Ｇの縦断面図である。図１６の例では、通気孔６０Ｇが、中心軸９Ｇに対して斜めに延びている。具体的には、中心軸９Ｇと通気孔６０Ｇとの径方向の距離が、下側へ向かうにつれて長くなる。このようにすれば、スピンドルモータ１１Ｇの駆動時に生じる遠心力を利用して、潤滑液７０Ｇを含むガスを、通気孔６０Ｇ内へ積極的に取り込むことができる。したがって、環状空間６３Ｇから磁気ディスク１２Ｇ側へ流れる潤滑液７０Ｇを含むガスの量を、より低減できる。

なお、遠心力を利用して通気孔６０Ｇ内に潤滑液を含むガスを取り込むためには、必ずしも、通気孔６０Ｇの全体が傾斜していなくてもよい。例えば、通気孔６０Ｇの一部分のみが、中心軸９Ｇに対して斜めに延び、その結果、上開口６０１Ｇより下開口６０２Ｇが、径方向外側に位置していてもよい。

また、他の変形例として、ハブの内周面に溝を設け、当該溝とスリーブの外周面とで、通気孔を構成してもよい。また、上記の第２実施形態では、スピンドルモータ１１が３本の通気孔６０を有していたが、通気孔の数は、１本または２本であってもよく、４本以上であってもよい。

また、上記の実施形態では、ステータ２４の径方向外側にマグネット３５が配置されていたが、ステータの径方向内側にマグネットが配置されていてもよい。すなわち、マグネットの外周面と、複数のティースの径方向内側の端面とが、間隙を介して径方向に対向する構造であってもよい。また、上記の実施形態では、ステータ２４とマグネット３５とが、間隙を介して径方向に対向していたが、本発明のスピンドルモータは、ステータとマグネットとが、間隙を介して軸方向に対向する構造であってもよい。

また、本発明のスピンドルモータは、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モータであってもよい。

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、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。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ディスク駆動装置
２，２Ａ 静止部
３，３Ａ 回転部
７，７Ａ 流体動圧軸受
９，９Ａ，９Ｇ 中心軸
１０，１０Ａ 筐体
１１，１１Ａ，１１Ｇ スピンドルモータ
１２，１２Ａ，１２Ｇ 磁気ディスク
１３ アクセス部
１４，１４Ａ トップカバー
２１，２１Ａ ベースプレート
２２，２２Ａ シャフト
２３ 下環状部材
２４ ステータ
３０，３０Ａ 回転部本体
３１，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ スリーブ
３２ スリーブ補助部材
３３，３３Ｃ ハブ
３４ キャップ
３５，３５Ａ マグネット
４１ ステータコア
４２，４２Ａ コイル
５１Ａ 第１ディスク支持面
５２Ａ 第２ディスク支持面
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｇ 通気孔
６１，６１Ａ マグネットとステータとの間隙
６２ キャップとシャフトとの間隙
６３，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｇ 環状空間
７０，７０Ａ，７０Ｇ 潤滑液
７１，７１Ａ 上側の液面
７２ 液面
８１ 上シール部
８１Ａ シール部
８２ 下シール部
９１，９１Ｄ，９１Ｅ 第１表面
９２ 第２表面
３１８，３１８Ｄ，３１８Ｅ，３１８Ｆ 溝
３１９ 第２傾斜面
３３２，３３２Ｂ，３３２Ｃ 凸部
３３５，３３５Ｂ，３３５Ｃ 凸部の内周面
３３６，３３６Ｂ 第１傾斜面
３３６Ｃ 段差面
４１１ ティース
６０１，６０１Ａ，６０１Ｃ，６０１Ｇ 上開口
６０２，６０２Ａ，６０２Ｇ 下開口

Claims (13)

1. ベースプレートとベースプレートの上部を覆うトップカバーとで構成される筐体内において、中央に円孔を有するディスクを回転させるディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータであって、
   静止部と、
   上下に延びる中心軸周りに回転可能な回転部と、
   潤滑液を含み、前記回転部を支持する流体動圧軸受と、
   前記潤滑液の液面が位置し、前記流体動圧軸受に接続されるシール部と、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記中心軸に沿って配置されたシャフトと、
   複数のコイルが前記中心軸を中心として環状に配置されたステータと、
   を有し、
   前記回転部は、
   前記シャフトの少なくとも一部を収容する中央貫通孔を有する回転部本体と、
   前記ステータと間隙を介して対向するマグネットと、
   を有し、
   前記回転部本体は、
   前記ディスクの前記円孔に嵌まる円筒状の第１ディスク支持面と、
   前記第１ディスク支持面から径方向外側へ広がり、前記ディスクが載置される円板状の第２ディスク支持面と、
   を有し、
   前記筐体内において、前記トップカバーと前記回転部本体との間に、環状空間が介在し、
   前記環状空間は、前記第１ディスク支持面と、前記液面との双方に連通し、
   前記回転部本体は、前記環状空間に連通する上開口と、前記間隙に連通する下開口とを有する通気孔をさらに有し、
   前記上開口は、前記液面より径方向外側、かつ、前記第１ディスク支持面より径方向内側に位置するスピンドルモータ。
2. 請求項１に記載のスピンドルモータにおいて、
   前記回転部本体は、
   前記中央貫通孔を有する筒状のスリーブと、
   前記スリーブの径方向外側に位置する前記スリーブとは別部材のハブと、
   を有し、
   前記ハブが、前記第１ディスク支持面および前記第２ディスク支持面を有し、
   前記通気孔は、前記スリーブと前記ハブとの境界に位置するスピンドルモータ。
3. 請求項２に記載のスピンドルモータにおいて、
   前記スリーブの外周面は、
   上面視において前記中心軸を中心とする円弧状の第１表面と、
   前記第１表面の周方向の端縁を繋ぐ平坦な第２表面と、
   を含み、
   前記通気孔は、前記第２表面と前記ハブの内周面とで構成されるスピンドルモータ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
   前記回転部本体は、
   前記上開口より径方向外側の位置から上方へ向けて突出する筒状の凸部
   を有し、
   前記凸部は、前記上開口より上側、かつ、前記上開口の径方向外側の端縁より径方向内側に位置する内周面を有するスピンドルモータ。
5. 請求項４に記載のスピンドルモータにおいて、
   前記回転部本体は、
   前記凸部の前記内周面の下端部から下側へ向かうにつれて、前記中心軸との距離が長くなる第１傾斜面
   をさらに有するスピンドルモータ。
6. 請求項４に記載のスピンドルモータにおいて、
   前記回転部本体は、
   前記凸部の前記内周面の下端部から径方向外側へ広がる段差面
   をさらに有し、
   前記段差面の少なくとも一部分が、前記上開口と、軸方向に重なるスピンドルモータ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
   前記回転部本体は、
   前記上面と、前記通気孔の径方向内側の端縁の上端部とを繋ぐ第２傾斜面
   をさらに有し、
   前記第２傾斜面は、下側へ向かうにつれて、前記中心軸との距離が長くなるスピンドルモータ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
   前記通気孔は、前記上開口から下側へ向かうにつれて、周方向位置が一方向に変位するスピンドルモータ。
9. 請求項１から請求項８までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
   前記通気孔の少なくとも一部分が、下側へ向かうにつれて、前記中心軸との距離が長くなり、
   前記下開口は、前記上開口より径方向外側に位置するスピンドルモータ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
    前記下開口から前記ディスクまでの連通距離は、前記上開口から前記ディスクまでの連通距離よりも、長いスピンドルモータ。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
    前記ステータおよび前記マグネットは、前記通気孔の下端より下側に位置し、
    前記ステータは、
    周方向に配列された複数のティースを有するステータコアと、
    前記ティースに巻かれた導線の集合体である前記コイルと、
    を有し、
    前記ティースの外端面と、前記マグネットの径方向内側の面とが、僅かな隙間を介して対向するスピンドルモータ。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のスピンドルモータにおいて、
    前記静止部は、
    前記ステータ、前記回転部本体、および前記マグネットの下側において、前記中心軸に対して略垂直に広がるベースプレート
    をさらに有するスピンドルモータ。
13. 請求項１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、
    前記トップカバーと、
    を有し、
    前記筐体の内部に、前記回転部および前記アクセス部が収容されるディスク駆動装置。

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