JP2015152102A - 回転機器 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の飛散に起因する動作不良がより低減された回転機器を提供すること。【解決手段】固定体と、前記固定体に対して回転自在に支持される回転体と、前記回転体と前記固定体との間で流体を保持すべき保持隙間と、前記保持隙間において前記流体に動圧を発生させる流体動圧発生部と、前記保持隙間の一端に接続し、前記保持隙間に向かって間隔が小さくなるテーパ空間と、前記固定体に設けられ、前記テーパ空間の前記保持隙間と反対側の端部の少なくとも一部を覆う環状のカバー部、及び、前記カバー部の外周部から前記回転体の回転軸に沿った軸方向に延伸する円筒部を含むキャップと、前記回転体に設けられ、前記円筒部を第１ギャップを介して環囲する環状の第１壁部、前記円筒部に第２ギャップを介して環囲される環状の第２壁部、及び、前記円筒部の前記カバー部とは反対側の端部と第３ギャップを介して前記軸方向に対向する底部を含む環状溝部と、を備える回転機器。【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等のディスク駆動装置には、回転体と固定体との間に潤滑剤が充填されて記録ディスクを回転自在に保持する流体動圧軸受が採用されている。

この様な構成において、潤滑剤が回転体と固定体との間隙から飛散して記録ディスクの表面に付着すると、記録ディスクのデータリード／ライトエラー等の動作不良が発生する場合がある。そこで、潤滑剤の記録ディスクへの付着を防止するために、潤滑剤が充填されている回転体と固定体との間隙をキャップで覆う構成が開示されている（例えば、特許文献１又は２参照）。

特開２００９−１３６１４３号公報 特開２０１１−２０２４号公報

しかしながら、上記した構成であっても、キャップと固定体との間隙から潤滑剤がディスク収容空間に飛散して記録ディスクに付着して動作不良を招く可能性があり、潤滑剤のディスク収容空間への飛散をより確実に低減することが求められている。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、潤滑剤の飛散に起因する動作不良がより低減された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、前記固定体に対して回転自在に支持される回転体と、前記回転体と前記固定体との間で流体を保持すべき保持隙間と、前記保持隙間において前記流体に動圧を発生させる流体動圧発生部と、前記保持隙間の一端に接続し、前記保持隙間に向かって間隔が小さくなるテーパ空間と、前記固定体に設けられ、前記テーパ空間の前記保持隙間と反対側の端部の少なくとも一部を覆う環状のカバー部、及び、前記カバー部の外周部から前記回転体の回転軸に沿った軸方向に延伸する円筒部を含むキャップと、前記回転体に設けられ、前記円筒部を第１ギャップを介して環囲する環状の第１壁部、前記円筒部に第２ギャップを介して環囲される環状の第２壁部、及び、前記円筒部の前記カバー部とは反対側の端部と第３ギャップを介して前記軸方向に対向する底部を含む環状溝部と、を備える。

本発明の実施形態によれば、潤滑剤の飛散に起因する動作不良がより低減された回転機器を提供できる。

第１の実施形態における回転機器の構成を例示する図である。 第１の実施形態における回転機器の軸受機構を例示する断面図である。 第１の実施形態における第１気液界面を含む構成を例示する拡大図である。 第１の実施形態における第１気液界面を含む構成の変形例を示す拡大図である。 第１の実施形態におけるテーパ状ギャップを含む構成を例示する拡大図である。 第２の実施形態における回転機器の軸受機構を例示する断面図である。 第２の実施形態における第１気液界面を含む構成を例示する拡大図である。

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。

以下で説明する実施形態に係る回転機器は、例えば磁気的にデータが記録される記録ディスクを搭載して回転させることが可能であり、ハードディスクドライブ等のディスク駆動装置として用いられる。

［第１の実施形態］
＜回転機器の構成＞
図１に、第１の実施形態における回転機器１００を例示し、全体の構成について説明する。図１（ａ）は、回転機器１００の上面図である。図１（ｂ）は、回転機器１００の側面図である。図１（ｃ）は、トップカバー２が外された回転機器１００の上面図である。

回転機器１００は、トップカバー２、ベース４、記録ディスク８、データリード／ライト部１０、キャップ１２、シャフト２６、ハブ２８、クランパ３６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。また、記録ディスク８の回転軸に平行な方向を軸方向、回転軸に垂直な平面上で回転軸を通る任意の方向を半径方向とし、半径方向において回転軸から遠い方を外周側、回転軸に近い方を内周側として説明する。これらの表記は、回転機器１００が使用される姿勢を制限するものではなく、回転機器１００は任意の姿勢で使用され得る。

（トップカバー）
トップカバー２は、例えばアルミニウム板や鉄鋼板をプレス加工することで形成される。トップカバー２は、腐食を防止するために例えばメッキ等の表面処理が施されていてもよい。

トップカバー２は、周辺ネジ２０によりベース４の上面に固定される。トップカバー２とベース４とは、回転機器１００の内部を密閉する様に固定される。トップカバー２の中央に挿入される固定ネジ６は、ベース４に固定されているシャフト２６の固定ネジ孔に螺合する。

（ベース）
ベース４は、回転機器１００の底部を形成する底板部４ａ、底板部４ａの外周に沿って記録ディスク８の載置領域を囲む様に形成されている外周壁部４ｂを有する。外周壁部４ｂの上面には、周辺ネジ２０に螺合するネジ孔２２が設けられている。

ベース４の外周壁部４ｂの上面には、トップカバー２が周辺ネジ２０により固定される。ベース４の底板部４ａ、外周壁部４ｂ及びトップカバー２で囲まれるディスク収容空間２４は、密閉されて外部環境からは遮断され、塵埃等が除去された清浄な空気で満たされる。したがって、記録ディスク８への塵埃等の異物の付着が抑制され、回転機器１００の動作に不具合が発生する可能性が低減されている。

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、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属板を用いたプレス加工等により形成される。プレス加工の場合には、ベース４の上側に凸部が形成される様なエンボス加工が施されてもよい。所定の部位にエンボス加工が施されることで、ベース４の変形が抑制される。

また、ベース４は、例えばニッケルやクロム等の金属材料によるめっき層や、エポキシ樹脂等の樹脂材料によるコーティング層を有してもよい。この様な表面処理層により、ベース４の表面剥離が防止される。また、例えば製造時等において、記録ディスク８等がベース４の表面に接触しても、ベース４の表面や記録ディスク８等が損傷する可能性が低減される。さらに、めっき層は、樹脂材料によるコーティング層と比較してベース４の表面硬度を高くすると共に摩擦係数を低くし、接触によるベース４の表面及び記録ディスク８等が損傷する可能性をより低減できる。

（データリード／ライト部）
データリード／ライト部１０は、記録再生ヘッド（不図示）、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、記録ディスク８にデータを記録し、記録ディスク８からデータを読み取る。ピボットアセンブリ１８は、ヘッド回転軸Ｓを中心にスイングアーム１４を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の周りに揺動させ、記録再生ヘッドを記録ディスク８の表面上の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。

（記録ディスク）
記録ディスク８は、直径が９５ｍｍのガラス製の３．５インチ型記録ディスクであり、その中央の孔の直径は２５ｍｍ、厚みは１．２７ｍｍである。記録ディスク８は、ハブ２８の外周縁に搭載されている。

＜軸受機構の構成＞
図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、第１の実施形態における回転機器１００の軸受機構を例示する断面図である。

回転機器１００は、固定体として、ベース４、キャップ１２、トップフランジ１３、シャフト２６、ハウジング２７、ステータコア４０、コイル４２を有する。また、回転体として、ハブ２８、スリーブ３０、ヨーク３１、マグネット３２、クランパ３６を有する。

回転機器１００において、スリーブ３０と、トップフランジ１３、シャフト２６及びハウジング２７との所定の間隙には所定の量の潤滑剤９２が注入され、記録ディスク８が搭載されるハブ２８を含む回転体は、シャフト２６を含む固定体に回転軸Ｒを中心に回転自在に支持されている。
（スリーブ）
スリーブ３０は、例えばＳＵＳ４３０（ステンレス鋼の一種。以下同様）等の鉄鋼材料から、切削加工により略円筒状に形成されている。また、スリーブ３０は、例えばＳＵＳ４３０等の鉄鋼材料又は黄銅等の金属材料を切削加工した後に、無電解ニッケルめっき等の表面処理が施されたものであってもよい。

スリーブ３０は、シャフト孔３０ａに挿入されるシャフト２６を環囲し、トップフランジ１３、シャフト２６及びハウジング２７に回転軸Ｒを中心に回転自在に支持されている。スリーブ３０と、トップフランジ１３、シャフト２６及びハウジング２７との間には保持隙間９１が形成され、保持隙間９１は、注入される潤滑剤９２を保持する様に構成されている。本実施形態において、潤滑剤９２は、一方の気液界面から他方の気液界面まで保持隙間９２に連続して介在する。

スリーブ３０は、トップフランジ１３との間隙とハウジング２７との間隙とを連通する様に軸方向に沿って形成された連通路３０ｂを有する。連通路３０ｂは、潤滑剤９２が保持される保持隙間９１において潤滑剤９２にかかる圧力差を小さくすることで、スリーブ３０及びハブ２８の回転を安定化させる。

（ハブ）
ハブ２８は、例えばＳＵＳ４３０等の鉄鋼材料から、切削加工又はプレス加工等により略カップ状に形成されている。ハブ２８の表面には、加工面に付着する微小な残渣の剥離を抑制するために、例えば無電解ニッケルめっき等の表面処理が施されてもよい。

ハブ２８は、スリーブ３０が挿入されるスリーブ孔２８ａ、記録ディスク８の中央孔に嵌る嵌合部２８ｂ、上面に記録ディスク８が載置される載置部２８ｃを有する。ハブ２８は、スリーブ孔２８ａに挿入されるスリーブ３０に固定され、スリーブ３０と共に、シャフト２６及びハウジング２７を含む固定体に回転自在に支持されている。

記録ディスク８は、中央孔がハブ２８の嵌合部２８ｂに嵌合し、スペーサ９を挟んで重ねられてクランパ３６と載置部２８ｃとの間に固定され、ハブ２８と共に回転する。

なお、ハブ２８及びスリーブ３０は、本実施形態に例示する様に別体の部品で構成されてもよく、単一の部材で一体形成されてもよい。

（クランパ）
クランパ３６は、例えばＳＵＳ３０３（ステンレス鋼の一種。以下同様）等の鉄鋼材料から、切削加工又はプレス加工等により中空円盤状に形成されている。クランパ３６は、中央孔がハブ２８の上面から突出する突出部２８ｄに嵌合し、下面が記録ディスク８の上面に当接し、記録ディスク８をスペーサ９と共にハブ２８の載置部２８ｃに固定する。

（ヨーク）
ヨーク３１は、例えば軟磁性を有する鉄鋼材料等から、切削加工又はプレス加工等により円筒状に形成されている。ヨーク３１は、ハブ２８の嵌合部２８ｂの内周面に、例えば接着により固定される。

（マグネット）
マグネット３２は、円筒状に形成され、ヨーク３１の内周面に、例えば接着により固定されている。マグネット３２は、例えばフェライト系の磁石材料や希土類系の磁石材料等であり、バインダーとしてポリアミド等の樹脂を含んで形成される。また、マグネット３２は、例えばフェライト系マグネット層と希土類系マグネット層とが積層されて形成されてもよい。

マグネット３２は、例えば内周面の周方向に１２極の磁極が設けられており、ステータコア４０に設けられている突極の外周面と隙間を介して半径方向に対向して設けられている。

（ステータコア）
ステータコア４０は、円環部と、円環部から外周側に伸びる複数の突極とを有し、ベース４の底面から円筒状に突出する突出部４ｃの外周側に、例えば圧入により固定されている。ステータコア４０は、例えば積層した複数の薄型電磁鋼板をカシメにより一体化することで形成される。ステータコア４０の表面には、例えば電着塗装や粉体塗装等による絶縁塗装が施されている。ステータコア４０の各突極には、コイル４２が巻回され、コイル４２に３相の略正弦波状の駆動電流が流されることで、突極に沿って駆動磁束が発生する。なお、ステータコア４０は、例えば焼結体等の磁性を有する粉体を固化して形成されたソリッドコアであってもよい。

（シャフト）
シャフト２６は、例えばＳＵＳ４２０Ｊ２（ステンレス鋼の一種。以下同様）等の鉄鋼材料から切削加工により形成され、上端側に回転軸Ｒに沿って固定ネジ孔２６ａが設けられている。シャフト２６は、スリーブ３０のシャフト孔３０ａに挿入され、固定ネジ孔２６ａに挿入される固定ネジ６によって上端側がトップカバー２に固定されている。また、シャフト２６は、下端側がハウジング２７に固定支持されている。

シャフト２６の上端部には、シャフト２６の外周面から半径方向に円環状に突出するトップフランジ１３が設けられている。トップフランジ１３は、例えば圧入、接着又は圧入接着によりシャフト２６の上端部に固定されている。

なお、シャフト２６及びトップフランジ１３は、本実施形態に例示する様に別体の部品で構成されてもよく、単一の部材で一体形成されてもよい。

（ハウジング）
ハウジング２７は、例えばＳＵＳ４３０等の鉄鋼材料や黄銅等の金属材料から切削加工により形成される。ハウジング２７は、シャフト２６の下端部を固定支持する支持部２７ａ、スリーブ３０の下端側を環囲する環囲部２７ｂを有し、例えば圧入、接着又は圧入接着等により、ベース４の中心孔４ｄに固定されている。

（潤滑剤）
スリーブ３０と、トップフランジ１３、シャフト２６及びハウジング２７との間に形成される保持隙間９１は、流体として注入される潤滑剤９２を保持する。潤滑剤９２は、基油に蛍光体が添加されており、部材間から漏出している場合には、所定波長の光を照射することで容易に検出できる。

（動圧発生部）
シャフト２６の外周面と、スリーブ３０のシャフト孔３０ａの内周面とが半径方向に対向する間隙には、上側に第１ラジアル動圧発生部８１、下側に第２ラジアル動圧発生部８２が形成されている。第１ラジアル動圧発生部８１と第２ラジアル動圧発生部８２とは、軸方向に離間して設けられている。

スリーブ３０のシャフト孔３０ａの内周面には、第１ラジアル動圧発生部８１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３０ｃが設けられている。また、スリーブ３０のシャフト孔３０ａの内周面には、第２ラジアル動圧発生部８２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３０ｄが設けられている。なお、第１ラジアル動圧発生溝３０ｃ及び第２ラジアル動圧発生溝３０ｄの何れか一方もしくは両方は、シャフト２６の外周面に設けられてもよい。

スリーブ３０の上面と、トップフランジ１３の下面との間隙には、第１スラスト動圧発生部８３が設けられている。また、スリーブ３０の下面と、ハウジング２７の支持部２７ａの上面との間隙には、第２スラスト動圧発生部８４が設けられている。

スリーブ３０の上面には、第１スラスト動圧発生部８３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３０ｅが設けられている。また、スリーブ３０の下面には、第２スラスト動圧発生部８４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３０ｆが形成されている。なお、第１スラスト動圧発生溝３０ｅは、トップフランジ１３の下面に設けられてもよく、第２スラスト動圧発生溝３０ｆは、ハウジング２７の支持部２７ａの上面に設けられてもよい。

スリーブ３０及びハブ２８含む回転体が、シャフト２６、トップフランジ１３及びハウジング２７を含む固定体に対して回転すると、第１ラジアル動圧発生部８１、第２ラジアル動圧発生部８２、第１スラスト動圧発生部８３及び第２スラスト動圧発生部８４において、それぞれ潤滑剤９２に動圧が生じる。スリーブ３０は、潤滑剤９２に生じる動圧によって、シャフト２６、トップフランジ１３及びハウジング２７と非接触状態で軸方向及び半径方向に支持され、ハブ２８と共に回転する。

第１ラジアル動圧発生溝３０ｃ、第２ラジアル動圧発生溝３０ｄ、第１スラスト動圧発生溝３０ｅ及び第２スラスト動圧発生溝３０ｆは、例えばプレス加工、ボール転造加工、電解エッチング加工（Electro Chemical Machining)、ピエゾ素子で加工ツールの位置を制御する切削加工等により形成されるが、それぞれ異なる方法で形成されてもよい。

（潤滑剤のシール構造）
図３は、潤滑剤９２の第１気液界面９３を含む構成を例示する拡大図である。

図３に示す様に、潤滑剤９２は、トップフランジ１３とスリーブ３０との間の保持隙間９１に保持されている。スリーブ３０は、上面から円環状に突出してトップフランジ１３を環囲する環囲部３０ｇを有し、環囲部３０ｇの内周面とトップフランジ１３の外周面との間に潤滑剤９２の第１気液界面９３が形成されている。

トップフランジ１３は、軸方向において下方に向かって拡径するテーパ面が外周に形成されている。また、スリーブ３０の環囲部３０ｇは、軸方向において下方に向かって、トップフランジ１３よりも緩やかに拡径するテーパ面が内周に形成されている。この様な形状により、トップフランジ１３の外周面とスリーブ３０の環囲部３０ｇの内周面との間には、保持隙間９１に接続し、保持隙間９１に向かって（軸方向において下方に向かって）間隔が小さくなるテーパ空間１０１が形成されている。

テーパ空間１０１では、毛細管現象により間隔が狭くなる下方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２がトップフランジ１３とスリーブ３０の環囲部３０ｇとの間に封じ込められている。つまり、テーパ空間１０１は、キャピラリーシール（テーパーシールと称されることもある）として機能する。

図２に示す様に、シャフト２６の上端部には、トップフランジ１３とスリーブ３０との間隙を覆う円環状のキャップ１２が設けられている。キャップ１２は、中心孔にシャフト２６の上端部が挿入され、下面がトップフランジ１３の上面に当接する様に設けられ、例えば圧入、接着又は圧入接着によりシャフト２６及びトップフランジ１３に固定されている。キャップ１２は、例えばＳＵＳ３０３，ＳＵＳ４３０等の鉄鋼材料を用いた切削加工により形成される。また、キャップ１２は、ＰＢＴ樹脂，ＰＯＭ樹脂等の樹脂材料により形成されてもよい。

キャップ１２は、図３に示す様に、テーパ空間１０１を覆う環状のカバー部１２ａ、カバー部１２ａの外周縁から下方に延伸する円筒部１２ｂを有する。キャップ１２は、例えば径が１１ｍｍであり、３．５ｍｍの中心孔を有する。カバー部１２ａの軸方向における厚さは、例えば０．５ｍｍであり、円筒部１２ｂの半径方向における厚さは、例えば０．３５ｍｍである。

スリーブ３０の環囲部３０ｇとハブ２８の突出部２８ｄとの間には、キャップ１２の円筒部１２ｂが挿入される環状溝部７０が形成されている。環状溝部７０は、第１壁部７０ａ、第２壁部７０ｂ、底部７０ｃを有する。第１壁部７０ａは、キャップ１２の円筒部１２ｂを第１ギャップ１１１を介して環囲する。第２壁部７０ｂは、キャップ１２の円筒部１２ｂに第２ギャップ１１２を介して環囲される。底部７０ｃは、キャップ１２の円筒部１２ｂと第３ギャップ１１３を介して軸方向に対向する。第１ギャップ１１１、第２ギャップ１１２及び第３ギャップ１１３は、テーパ空間１０１に連通して折れ曲がるラビリンスを形成する。なお、底部７０ｃは、第１壁部７０ａと第２壁部７０ｂとの境界部分であってもよい。

キャップ１２は、カバー部１２ａがテーパ空間１０１を覆うことで、第１気液界面９３から飛散する潤滑剤９２を捕捉し、潤滑剤９２がディスク収容空間２４に飛散するのを防止する。また、キャップ１２は、円筒部１２ｂと環状溝部７０とでラビリンスを形成することで、潤滑剤９２のディスク収容空間２４への飛散をより確実に防止する。

キャップ１２のカバー部１２ａの下面と、スリーブ３０の環囲部３０ｇの上面との間には第４ギャップ１１４が形成されている。キャップ１２のカバー部１２ａの下面には、第４ギャップ１１４を形成する部分に、半径方向において外周側に向かって、スリーブ３０の環囲部３０ｇの上面との間隔が大きくなるテーパ面１２ｄが形成されている。

この様な構成により、例えば潤滑剤９２が第４ギャップ１１４に飛散しても、毛細管現象により間隔が狭くなる内周側に潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２は第４ギャップ１１４に封じ込められる。

また、スリーブ３０の環囲部３０ｇは、軸方向において上方に向かって拡径するテーパ面を外周に有し、第２ギャップ１１２が上方に向かって間隔が小さくなる様に形成されている。この様な構成により、例えば潤滑剤９２が第２ギャップ１１２に飛散しても、毛細管現象により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は第２ギャップ１１２に封じ込められる。

ここで、各部の寸法を例示する。第１ギャップ１１１の半径方向の間隔は、例えば１００μｍ〜５００μｍが好ましく、１００μｍ〜３００μｍμｍがより好ましい。また、第３ギャップ１１３の軸方向の間隔は、例えば５０μｍ〜４００μｍが好ましく、５０μｍ〜２００μｍがより好ましい。

第２ギャップ１１２の半径方向における間隔は、例えば２０μｍ〜３００μｍが好ましく、２０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。

第４ギャップ１１４の軸方向における間隔は、例えば１０μｍ〜３００μｍが好ましく、１０μｍ〜１２０μｍがより好ましい。

キャップ１２のカバー部１２ａの下面及び円筒部１２ｂの内周面には、回転軸Ｒを囲む円環状の凹条１２ｅが設けられている。また、環状溝部７０の第１壁部７０ａにも、同様に回転軸Ｒを囲む円環状の凹条７０ｄが設けられている。凹条１２ｅ，７０ｄは、例えば深さが５０μｍであり、第１気液界面９３から飛散して付着した潤滑剤９２を堰き止め、潤滑剤９２が第４ギャップ１１４から第１ギャップ１１１を通ってディスク収容空間２４に飛散するのを防止する。なお、凹条が設けられる位置、数、深さ等は、本実施形態において例示する構成に限らない。また、環状溝部７０の第２壁部７０ｂ、底部７０ｃ等に凹条が設けられてもよい。

キャップ１２には、第１気液界面９３から飛散した潤滑剤９２を撥ね返す様に、撥油剤が塗布されている。撥油剤は、例えばキャップ１２のカバー部１２ａの下面等に部分的に塗布されてもよく、全体に塗布されてもよい。

キャップ１２のカバー部１２ａには、貫通孔１２ｃが設けられている。貫通孔１２ｃによって、テーパ空間１０１とキャップ１２の上部空間とが連通され、潤滑剤９２にかかる圧力が抑制され、保持隙間９１が潤滑剤９２をより安定して保持することが可能になっている。

上記した構成により、潤滑剤９２は、テーパ空間１０１、第１ギャップ１１１から第３ギャップ１１３で形成されるラビリンス、第２ギャップ１１２及び第４ギャップ１１４が有するシール機能、凹条１２ｅ，７０ｄ等によって、ディスク収容空間２４への飛散が防止されている。

なお、キャップ１２は、図４に例示する様に、円筒部１２ｂが軸方向に対して傾斜して下方に向かって広がる様に形成されてもよい。キャップ１２の円筒部１２ｂが図４に例示する様に傾斜することで、第１ギャップ１１１は、軸方向において下方に向かって間隔が狭くなる様に構成される。この様な構成により、例えば潤滑剤９２が第１ギャップ１１１に飛散しても、毛細管現象により間隔が狭くなる下方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２は第１ギャップ１１１に封じ込められる。

また、第２ギャップ１１２は、軸方向において上方に向かって間隔が狭くなる様に構成され、図３に例示する構成と同様に飛散した潤滑剤９２を封じ込める効果が得られる。この場合において、環状溝部７０の第２壁部７０ｂには、テーパ面が形成されなくてもよい。

図４に例示する構成では、第２ギャップ１１２及び第４ギャップ１１４に加えて、第１ギャップ１１１がシール機能を有することで、潤滑剤９２のディスク収容空間２４への飛散がより低減される。また、環状溝部７０の第２壁部７０ｂにテーパ面を形成しなくてもよく、より簡易な構成で潤滑剤９２の飛散を防止できる。

次に、潤滑剤９２の第２気液界面９４のシール構造について説明する。

図２に示す様に、スリーブ３０の下端側外周面と、ハウジング２７の環囲部２７ｂの内周面との間には、潤滑剤９２の第２気液界面９４が形成されている。スリーブ３０の下端側外周には、軸方向において上方に向かって縮径するテーパ面が形成されており、ハウジング２７の環囲部２７ｂの内周面と間に、間隔が下方に向かって小さくなるシール部９５が形成されている。シール部９５では、毛細管現象により間隔が狭くなる下方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２が封じ込められている。つまり、シール部９５は、キャピラリーシールとして機能する。なお、間隔が下方に向かって小さくなるシール部９５を形成するテーパ面は、ハウジング２７の環囲部２７ｂの内周面に形成されてもよい。

図５は、第２気液界面９４上部に設けられているテーパ状ギャップ１０２を含む構成を例示する拡大図である。

スリーブ３０の外周面とハウジング２７の環囲部２７ｂの内周面との間には、保持隙間９１及びシール部９５に連通する第５ギャップ１１５が形成されている。また、スリーブ３０は、半径方向において外周方向に環状に突出する円環部３０ｈを有し、円環部３０ｈの下面とハウジング２７の環囲部２７ｂの上面との間に、第６ギャップ１１６が形成されている。

ハウジング２７の環囲部２７ｂの上端部は、ハブ２８に環囲されており、外周面のハブ２８に対向する部分に、軸方向において下方に向かって拡径するテーパ面２７ｃが形成されている。この様な構成により、ハウジング２７の環囲部２７ｂの外周面と、ハブ２８の内周面とが半径方向に対向する部分に、軸方向において上方に向かって間隔が小さくなるテーパ状ギャップ１０２が形成されている。テーパ状ギャップ１０２は、スリーブ３０とハウジング２７との間で潤滑剤９２をシールするシール部９５に接続する空間であり、この空間においてシール部９５に向かって間隔が小さくなる様に形成されている。

この様な構成により、例えば潤滑剤９２がテーパ状ギャップ１０２に飛散しても、毛細管現象により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はテーパ状ギャップ１０２に封じ込められる。

また、第５ギャップ１１５、第６ギャップ１１６及びテーパ状ギャップ１０２は、図５には不図示の保持隙間９１及びシール部９５に連通して折れ曲がるラビリンスを形成する。この様に形成されるラビリンスにより、潤滑剤９２のディスク収容空間２４への飛散がより低減される。

ハウジング２７の環囲部２７ｂの内周面には、回転軸Ｒを囲む円環状の凹条２７ｅが形成されている。また、ハブ２８の内周面であって、テーパ状ギャップ１０２を形成する部分に、回転軸Ｒを囲む円環状の凹条２８ｅが形成されている。凹条２７ｅ，２８ｅは、第２気液界面９４から飛散して付着する潤滑剤９２を堰き止め、潤滑剤９２が第５ギャップ１１５から第６ギャップ１１６、テーパ状ギャップ１０２を通ってディスク収容空間２４に飛散するのを防止する。なお、凹条が設けられる位置、数等は、本実施形態において例示する構成に限らない。また、スリーブ３０の外周面、スリーブ３０の円環部３０ｈの下面、ハウジング２７の環囲部２７ｂの上面及び外周面等に凹条が設けられてもよい。

ハウジング２７の環囲部２７ｂには、貫通孔２７ｄが設けられている。貫通孔２７ｄによって、シール部９５及び第５ギャップ１１５と、ハウジング２７の環囲部２７ｂの外周側空間とが連通され、潤滑剤９２にかかる圧力が抑制され、保持隙間９１が潤滑剤９２をより安定して保持することが可能になっている。

上記した構成により、潤滑剤９２は、シール部９５、第５ギャップ１１５からテーパ状ギャップ１０２で形成されるラビリンス、テーパ状ギャップ１０２が有するシール機能、凹条２７ｅ，２８ｅ等によって、ディスク収容空間２４への飛散が防止されている。

以上で説明した様に、第１の実施形態に係る回転機器１００によれば、潤滑剤９２のディスク収容空間２４への飛散が防止され、記録ディスク８に潤滑剤９２が付着することで発生する動作不良が低減される。

[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場合がある。

図６は、第２の実施形態における回転機器２００の軸受機構を例示する断面図である。図６に例示する回転機器２００は、２．５インチの記録ディスク８を１枚搭載し、例えば軸方向の厚さが５ｍｍの薄型ディスク駆動装置である。

回転機器２００は、固定体として、ベース４、キャップ１２、トップフランジ１３、シャフト２６、ハウジング２７、ステータコア４０、コイル４２を有する。また、回転体として、ハブ２８、マグネット３２、クランパ３６を有する。

回転機器２００において、ハブ２８と、トップフランジ１３、シャフト２６及びハウジング２７との間隙には潤滑剤９２が注入され、記録ディスク８が搭載されるハブ２８を含む回転体は、シャフト２６を含む固定体に回転軸Ｒを中心に回転自在に支持されている。

ハブ２８は、シャフト２６を環囲するスリーブ３０と単一の部材で一体形成されている。また、ハブ２８の嵌合部２８ｂの外周面には雄ネジ溝が設けられている。クランパ３６は、中心孔に設けられている雌ネジ溝が嵌合部２８ｂの雄ネジ溝に螺合し、載置部２８ｃとの間に記録ディスク８を固定する。

シャフト２６は、略円筒状に形成され、回転軸Ｒに沿って上端から下端まで貫通する固定ネジ孔２６ａを有する。また、シャフト２６の下端には、ハウジング２７の支持部２７ａから円筒状に突出する突出部２７ｆと嵌合する凹部２６ｂが設けられている。

シャフト２６は、例えば圧入、接着又は圧入接着により凹部２６ｂがハウジング２７の突出部２７ｆに嵌合し固定される。また、シャフト２６は、トップカバー２の上部から挿入されて固定ネジ孔２６ａを貫通してハウジング２７の突出部２７ｆに達する固定ネジ６によって固定される。

図７は、第２の実施形態における潤滑剤９２の第１気液界面９３を含む構成を例示する拡大図である。

図７に示す様に、潤滑剤９２は、トップフランジ１３とハブ２８との間の保持隙間９１に保持されている。ハブ２８は、トップフランジ１３を環囲する環囲部２８ｆを有し、環囲部２８ｆの内周面とトップフランジ１３の外周面との間に潤滑剤９２の第１気液界面９３が形成されている。

トップフランジ１３は、軸方向において下方に向かって拡径するテーパ面が外周に形成され、ハブ２８の環囲部２８ｆの内周面との間に、保持隙間９１に接続し、保持隙間９１に向かって（軸方向において下方に向かって）間隔が小さくなるテーパ空間１０１が形成されている。

テーパ空間１０１では、毛細管現象により間隔が狭くなる下方に向かって潤滑剤９２に力がはたらくことで、潤滑剤９２がトップフランジ１３とハブ２８の環囲部２８ｆとの間に封じ込められている。つまり、テーパ空間１０１は、キャピラリーシールとして機能する。

図６に示す様に、シャフト２６の上端部には、トップフランジ１３とハブ２８との間隙を覆う円環状のキャップ１２が設けられている。キャップ１２は、中心孔にシャフト２６の上端部が挿入され、下面がトップフランジ１３の上面に当接する様に設けられ、例えば圧入、接着又は圧入接着によりシャフト２６及びトップフランジ１３に固定されている。

キャップ１２は、図７に示す様に、テーパ空間１０１を覆う環状のカバー部１２ａ、カバー部１２ａの外周縁から下方に延伸する円筒部１２ｂを有する。

ハブ２８は、キャップ１２の円筒部１２ｂが挿入される環状溝部７０が上面に設けられている。環状溝部７０では、キャップ１２の円筒部１２ｂとの間に形成される第１ギャップ１１１、第２ギャップ１１２及び第３ギャップ１１３によって、テーパ空間１０１に連通して折れ曲がるラビリンスが形成される。

ハブ２８の環囲部２８ｆは、軸方向において上方に向かって拡径するテーパ面を外周に有し、第２ギャップ１１２が上方に向かって間隔が小さくなる様に形成されている。この様な構成により、例えば潤滑剤９２が第２ギャップ１１２に飛散しても、毛細管現象により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は第２ギャップ１１２に封じ込められる。

上記した構成により、潤滑剤９２は、テーパ空間１０１、第１ギャップ１１１から第３ギャップ１１３で形成するラビリンス、第２ギャップ１１２が有するシール機能によって、ディスク収容空間２４への飛散が防止されている。

なお、キャップ１２の下面又はハブ２８の環囲部２８ｆの上面に、第４ギャップ１１４の間隔が半径方向において外周側に向かって大きくなるテーパ面が形成されてもよい。この様な構成により、第４ギャップ１１４は、毛細管現象により飛散した潤滑剤９２を封じ込めることが可能になる。

また、キャップ１２の円筒部１２ｂは、軸方向に対して傾斜して下方に向かって拡径する様に形成されてもよい。この様な構成により、第１ギャップ１１１は、軸方向において下方に向かって間隔が狭くなる様に構成され、毛細管現象により飛散した潤滑剤９２を封じ込めることが可能になる。

さらに、例えばキャップ１２のカバー部１２ａの下面、円筒部１２ｂの内周面及び外周面、環状溝部７０の第１壁部７０ａ、第２壁部７０ｂ、底部７０ｃ等に、回転軸Ｒを囲む円環状の凹条が形成されてもよい。凹条は、第１気液界面９３から飛散して付着した潤滑剤９２を堰き止め、潤滑剤９２が第４ギャップ１１４から第１ギャップ１１１を通ってディスク収容空間２４に飛散するのを防止する。

以上で説明した様に、第２の実施形態に係る回転機器２００では、潤滑剤９２のディスク収容空間２４への飛散が防止され、記録ディスク８に潤滑剤９２が付着することで発生する動作不良が低減される。

以上、実施形態に係る回転機器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。

８ 記録ディスク
１２ キャップ
１２ａ カバー部
１２ｂ 円筒部
１２ｃ 貫通孔
１２ｅ 凹条
２６ シャフト（軸部材）
２７ ハウジング
２７ａ 支持部
２７ｂ 環囲部
２８ ハブ
３０ スリーブ
７０ 環状溝部
７０ａ 第１壁部
７０ｂ 第２壁部
７０ｃ 底部
７０ｄ 凹条
８１ 第１ラジアル動圧発生部（流体動圧発生部）
８２ 第２ラジアル動圧発生部（流体動圧発生部）
８３ 第１スラスト動圧発生部（流体動圧発生部）
８４ 第２スラスト動圧発生部（流体動圧発生部）
９１ 保持隙間
９２ 潤滑剤（流体）
９５ シール部（キャピラリーシール）
１００，２００ 回転機器
１０１ テーパ空間
１０２ テーパ状ギャップ
１１１ 第１ギャップ
１１２ 第２ギャップ
１１３ 第３ギャップ
１１４ 第４ギャップ

Claims (10)

1. 固定体と、
   前記固定体に対して回転自在に支持される回転体と、
   前記回転体と前記固定体との間で流体を保持すべき保持隙間と、
   前記保持隙間において前記流体に動圧を発生させる流体動圧発生部と、
   前記保持隙間の一端に接続し、前記保持隙間に向かって間隔が小さくなるテーパ空間と、
   前記固定体に設けられ、前記テーパ空間の前記保持隙間と反対側の端部の少なくとも一部を覆う環状のカバー部、及び、前記カバー部の外周部から前記回転体の回転軸に沿った軸方向に延伸する円筒部を含むキャップと、
   前記回転体に設けられ、前記円筒部を第１ギャップを介して環囲する環状の第１壁部、前記円筒部に第２ギャップを介して環囲される環状の第２壁部、及び、前記円筒部の前記カバー部とは反対側の端部と第３ギャップを介して前記軸方向に対向する底部を含む環状溝部と、を備える
   ことを特徴とする回転機器。
2. 前記キャップは、前記第１ギャップ、前記第２ギャップ及び前記第３ギャップが連通して折れ曲がるラビリンスを形成するように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
3. 前記キャップは、前記第１ギャップが前記軸方向において前記底部に向かって間隔が小さくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機器。
4. 前記キャップは、前記第２ギャップが前記軸方向において前記底部と反対側に向かって間隔が小さくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転機器。
5. 前記キャップは、前記軸方向において前記カバー部と前記回転体との間に形成される第４ギャップが、前記回転軸に向かって間隔が小さくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の回転機器。
6. 前記回転体は、スリーブ及びディスクが載置されるべきハブを含み、
   前記固定体は、前記スリーブに環囲される軸部材、及び、前記スリーブの端部を環囲する環囲部を有するハウジングを含み、
   前記保持隙間の他端に一端が接続されるキャピラリーシールと、
   前記ハブの内周面と前記環囲部の外周面との間に、前記キャピラリーシールの他端に接続され、前記キャピラリーシールに向かって間隔が小さくなるテーパ状ギャップとを備える
   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。
7. 前記回転体は、前記第１壁部が設けられる部材及び前記第２壁部が設けられる部材を含む
   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。
8. 前記キャップは、前記カバー部に設けられている貫通孔を含む
   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。
9. 前記キャップ、前記第１壁部及び前記第２壁部の少なくとも一つは、前記回転軸を囲む円環状の凹条を含む
   ことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の回転機器。
10. 前記キャップは、撥油剤が塗布された部分を含む
    ことを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の回転機器。

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