JP2017089708A - 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】気泡が動圧発生部付近へ滞留するのを抑制する。【解決手段】軸受装置は、柱状部５１１、環状部５１２および筒部５１３を有するシャフト部５１と、柱状部の外側かつ筒部の内側に配置されるスリーブ部５２と、シャフト部およびスリーブ部の間に介在する流体とにより構成される。環状部の軸方向一方側端面とスリーブ部の軸方向他方側端面との間にスラスト動圧部６２が形成され、筒部の内周面とスリーブ部の外周面との間にシール部６３が形成される。スラスト動圧部には流体が充填され、シール部に流体の界面が配置される。スラスト動圧部は、スラスト動圧溝が設けられた動圧発生部６２１と、動圧発生部の外側において円環状の環状溝７３が設けられた中間部６２２と、環状溝の外側において排出溝が設けられた排出部６２３とを有する。環状溝の深さはシール部の径方向の最小幅よりも小さい。【選択図】図４

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、ディスクを支持しながら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、静止部に対して回転部を回転させる。

静止部に対して回転部を回転可能に支持するための軸受装置として、例えば、流体動圧軸受装置が用いられる。流体動圧軸受装置を有する従来のスピンドルモータについては、例えば、特開２００４−２７０８２０号公報に記載されている。
特開２００４−２７０８２０号公報

流体動圧軸受装置では、静止部側の部材または回転部側の部材に動圧溝が設けられた動圧発生部が備えられる。これにより、回転部が回転すると、静止部側の部材と回転部側の部材との間に介在する流体に動圧が発生する。その結果、静止部に対して回転部を支持する支持力が発生する。このような流体動圧軸受装置において、回転部の回転時には、流体内に気泡が巻き込まれたり、流体の圧力変化により気泡が発生したりする虞がある。気泡が動圧発生部付近に滞留すると、動圧発生部において生じる動圧が安定しない虞がある。

本発明の目的は、流体動圧軸受装置において、気泡が動圧発生部付近に滞留するのを抑制す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、シャフト部と、スリーブ部と、前記シャフト部および前記スリーブ部の間に介在する流体とにより構成される軸受装置であって、前記シャフト部は、中心軸に沿って延びる柱状部と、前記柱状部から径方向外側に延びる環状部と、前記環状部から軸方向一方側に延びる筒部と、を有し、前記スリーブ部は、前記柱状部の径方向外側かつ前記筒部の径方向内側であって、前記環状部の軸方向一方側に配置され、前記シャフト部と前記スリーブ部との間には、前記柱状部の外周面と、前記スリーブ部の内周面との間隙に形成されるラジアル動圧部と、前記環状部の軸方向一方側端面である第１スラスト面と、前記スリーブ部の軸方向他方側端面である第２スラスト面との間隙に形成されるスラスト動圧部と、前記筒部の内周面と、前記スリーブ部の外周面との間隙に形成されるシール部と、が備えられ、前記ラジアル動圧部および前記スラスト動圧部には、前記流体が充填され、前記シール部に、前記流体の界面が配置され、前記スラスト動圧部は、径方向内側から径方向外側へ延びる複数のスラスト動圧溝が前記第１スラスト面または前記第２スラスト面に設けられた、動圧発生部と、前記動圧発生部の径方向外側に配置され、前記中心軸を中心とした円環状の環状溝が前記第１スラスト面または前記第２スラスト面に設けられた、中間部と、前記環状溝の径方向外側に配置され、径方向内側から径方向外側へ延びる複数の排出溝が前記第１スラスト面または前記第２スラスト面に設けられた、排出部と、を有し、前記環状溝の深さは、前記シール部の径方向の最小幅よりも小さい。

本願の例示的な第１発明によれば、気泡が動圧発生部付近に滞留するのを抑制できる。

図１は、第１実施形態に係るディスク駆動装置の縦断面図である。 図２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３は、第１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４は、第１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１実施形態に係るスリーブの上面図である。 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断面図である。 図８は、変形例に係るスピンドルモータの部分断面図である。

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、ベース部に対して電機子側を上として、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＞
＜１−１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係るディスク駆動装置１の縦断面図である。ディスク駆動装置１は、例えば、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装置である。図１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、磁気ディスク１２、アクセス部１３およびハウジング１０を有する。

スピンドルモータ１１は、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部２１を有する。

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。

ハウジング１０は、ベース部２１と一体に形成されたハウジング本体１４と、ハウジング本体１４の上部を覆うカバー１５とを有する。ハウジング本体１４は、スピンドルモータ１１の回転部３、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に直交する方向に拡がる底部１４１と、底部１４１の周囲から上方へ延びる壁部１４２とを有する。ハウジング１０の内部には、スピンドルモータ１１の回転部３、磁気ディスク１２、およびアクセス部１３が、収容される。

なお、ディスク駆動装置１は、２枚以上の磁気ディスク１２を有するものであってもよい。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一方のみを行うものであってもよい。

＜１−２．スピンドルモータの構成＞
次に、スピンドルモータ１１の構成について、説明する。図２は、スピンドルモータ１１の縦断面図である。図３は、スピンドルモータ１１の部分縦断面図である。

図１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、ハウジング１０に対して、相対的に静止している。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、図２に示すように、ベース部２１、電機子２２、静止軸受ユニット２３、および、回路基板２４を有する。

ベース部２１は、回転部３の下側において、中心軸９に対して直交する方向に拡がっている。図１に示すように、ベース部２１は、ハウジング本体１４の底部１４１の一部である。ハウジング本体１４は、例えば、金属の板材をプレス加工することにより形成される。ただし、ハウジング本体１４は、鋳造や切削等の他の工法により形成されてもよい。

図２に示すように、ベース部２１は、円筒部２１１および底板部２１２を有する。円筒部２１１は、中心軸９を中心として上下に延びる円筒状の部位である。円筒部２１１の内周面には、静止軸受ユニット２３の後述するスリーブ２３１が固定される。底板部２１２は、円筒部２１１の下端部から径方向外側へ拡がる板状の部位である。底板部２１２の上側には、電機子２２および回転部３の一部が配置される。

電機子２２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からなる。ステータコア４１は、円筒部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。複数のティース４１１は、好ましくは、周方向に略等間隔に配列される。コイル４２は、各ティース４１１の周囲に巻かれた導線により構成される。

静止軸受ユニット２３は、スリーブ２３１とキャップ２３２とを有する。スリーブ２３１は、後述するシャフト３１の周囲において、軸方向に略円筒状に延びている。スリーブ２３１の下部は、ベース部２１の円筒部２１１の径方向内側に収容され、例えば接着剤で、円筒部２１１に固定される。スリーブ２３１の内周面は、シャフト３１の外周面と、径方向に対向する。キャップ２３２は、スリーブ２３１の下部の開口を塞ぐ。なお、スリーブ２３１は、複数の部品で構成されていてもよい。

回路基板２４は、ベース部２１の底板部２１２の下面に配置される。本実施形態の回路基板２４には、可撓性を有するフレキシブルプリント基板が使用されている。回路基板２４は、コイル４２を構成する導線と電気的に接続される。コイル４２には、回路基板２４を介して駆動電流が供給される。

回転部３は、上下に延びる中心軸９を中心として、回転可能に支持されている。本実施形態の回転部３は、シャフト３１、ハブ３２、環状部材３３、およびマグネット３４を有する。

シャフト３１は、スリーブ２３１の径方向内側において、軸方向に延びる略円柱状の部材である。シャフト３１の材料には、例えば、強磁性または非磁性のステンレス鋼等の金属が使用される。シャフト３１の上端部は、スリーブ２３１の上面より上側へ突出している。

ハブ３２は、ハブ本体部３２１と、環状突起３２２と、マグネット固定部３２３とを有する。ハブ本体部３２１は、シャフト３１の上端部の周縁部から、径方向外側へ向けて拡がる。環状突起３２２は、スリーブ２３１の径方向外側において、ハブ本体部３２１の下面から下方へ向けて突出する。環状突起３２２は、中心軸９を中心として上下に略円筒状に延びる。環状突起３２２の内周面には、環状部材３３が固定される。環状部材３３の内周面は、スリーブ２３１の外周面と、径方向に対向する。

マグネット固定部３２３は、電機子２２の径方向外側において、ハブ本体部３２１の下面から下方へ向けて突出する。マグネット固定部３２３の内周面は、中心軸９を中心として上下に延びる略円筒状の面である。マグネット固定部３２３の内周面には、マグネット３４が固定される。

また、ハブ本体部３２１は、略円筒状の第１保持面３２４と、第１保持面３２４の下端部から径方向外側へ拡がる第２保持面３２５とを有する。磁気ディスク１２の内周部は、第１保持面３２４の少なくとも一部分に接触する。また、磁気ディスク１２の下面は、第２保持面３２５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が保持される。

シャフト３１、ハブ３２、および環状部材３３と、静止軸受ユニット２３との間には、潤滑流体５０が介在している。シャフト３１、ハブ３２、および環状部材３３は、静止軸受ユニット２３に対して、潤滑流体５０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、静止部２側の部品であるスリーブ２３１およびキャップ２３２と、回転部３側の部品であるシャフト３１、ハブ３２、および環状部材３３と、これらの間に介在する潤滑流体５０とで、軸受機構５が構成されている。軸受機構５の詳細な構造については、後述する。

マグネット３４は、電機子２２の径方向外側において、ハブ３２のマグネット固定部３２３に固定されている。本実施形態のマグネット３４は、円環状に形成されている。マグネット３４の内周面は、複数のティース４１１の径方向外側の端面と、径方向に対向する。また、マグネット３４の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。

なお、円環状のマグネット３４に代えて、複数のマグネットが使用されていてもよい。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、回路基板２４を介してコイル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３４との間の磁束の作用により、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を中心として回転する。ハブ３２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を中心として回転する。

＜１−３．流体動圧軸受装置について＞
続いて、スピンドルモータ１１が有する軸受機構５の構成について、説明する。図３および図４は、軸受機構５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５は、スリーブ２３１の上面図である。この軸受機構５は、流動圧軸受装置である。なお、図３および図４において、スラスト動圧溝および排出溝の底面位置が破線で示されている。また、図５において、スリーブ２３１の上端面から下方に凹む溝状の領域が、斜線で示されている。

図２〜図４に示すように、軸受機構５は、シャフト部５１と、スリーブ部５２と、シャフト部５１およびスリーブ部５２の間に介在する潤滑流体５０とにより構成される。潤滑流体５０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。

前述の通り、このスピンドルモータ１１では、シャフト３１、ハブ３２、および環状部材３３と、静止軸受ユニット２３との間には、潤滑流体５０が介在している。すなわち、本実施形態では、シャフト部５１は、シャフト３１、ハブ３２の一部、および環状部材３３により構成される。また、スリーブ部５２は、静止軸受ユニット２３のスリーブ２３１により構成される。

シャフト部５１は、中心軸９に沿って延びる柱状部５１１と、柱状部５１１から径方向外側に延びる環状部５１２と、環状部５１２から軸方向一方側（本実施形態では下側）に延びる筒部５１３とを有する。柱状部５１１は、シャフト３１により構成される。環状部５１２は、ハブ３２のハブ本体部３２１のうち、環状突起３２２よりも径方向内側の部位により構成される。筒部５１３は、ハブ３２の環状突起３２２および環状部材３３により構成される。

本実施形態のシャフト部５１は、複数の部材により構成されるが、本発明はこれに限られない。シャフト部５１は、柱状部５１１、環状部５１２および筒部５１３が、単一の部材により一体に形成されたものでもよい。

スリーブ部５２は、柱状部５１１の径方向外側かつ筒部５１３の径方向内側であって、環状部５１２の軸方向一方側（下側）に配置される。潤滑流体５０の液面は、スリーブ部５２と筒部５１３との間に配置される。

図３〜図５に示すように、スリーブ部５２は、上下方向に延びる連通孔５２１を有する。連通孔５２１は、スリーブ部５２の軸方向他方側（上側）端面に配置される第１開口５２２と、スリーブ部５２の軸方向一方側（下側）端面に配置される第２開口５２３とを有する。連通孔５２１の内部には、潤滑流体５０が充填される。

本実施形態のスピンドルモータ１１は、軸回転型のモータである。このため、図２に示すように、静止部２が軸受機構５のスリーブ部５２と電機子２２とを有し、回転部３が軸受機構５のシャフト部５１とマグネット３４とを有する。シャフト部５１は、スリーブ部５２に対して潤滑流体５０を介して回転可能に支持される。これにより、回転部３は、中心軸９を介して静止部２に対して回転可能に支持される。

図３に示すように、シャフト部５１とスリーブ部５２との間には、ラジアル動圧部６１と、スラスト動圧部６２と、シール部６３とが備えられる。

ラジアル動圧部６１は、柱状部５１１の外周面と、スリーブ部５２の内周面との間隙に形成される。ラジアル動圧部６１には、潤滑流体５０が充填される。柱状部５１１の外周面には、ヘリングボーン状のラジアル動圧溝列７１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、スリーブ部５２に対してシャフト部５１が回転する。このとき、ラジアル動圧溝列７１は、柱状部５１１の外周面と、スリーブ部５２の内周面との間に位置する潤滑流体５０に、動圧を誘起する。これにより、シャフト部５１は、スリーブ部５２に対して径方向に支持される。なお、ラジアル動圧溝列７１は、柱状部５１１の外周面と、スリーブ部５２の内周面の、少なくとも一方に設けられればよい。

スラスト動圧部６２は、環状部５１２の軸方向一方側（下側）端面である第１スラスト面５１０と、スリーブ部５２の軸方向他方側（上側）端面である第２スラスト面５２０との間に形成される。スラスト動圧部６２には、潤滑流体５０が充填される。

図５に示すように、第２スラスト面５２０には、スパイラル状のスラスト動圧溝列７２と、環状溝７３と、スパイラル状の排出溝列７４とが設けられる。スラスト動圧溝列７２は、径方向内側から径方向外側へ延びる複数のスラスト動圧溝７２１により構成される。環状溝７３は、中心軸９を中心とした円環状の溝である。環状溝７３は、スラスト動圧溝列７２の径方向外側かつ排出溝列７４の径方向内側に配置される。排出溝列７４は、径方向内側から径方向外側へ延びる複数の排出溝７４１により構成される。排出溝列７４は、スラスト動圧溝列７２および環状溝７３の径方向外側に配置される。

これにより、スラスト動圧部６２は、動圧発生部６２１と、中間部６２２と、排出部６２３とを有する。動圧発生部６２１は、第１スラスト面５１０と、第２スラスト面５２０のうちスラスト動圧溝列７２が配置される円環状の部位との間に形成される。中間部６２２は、第１スラスト面５１０と、第２スラスト面５２０のうち環状溝７３が配置される円環状の部位との間に形成される。排出部６２３は、第１スラスト面５１０と、第２スラスト面５２０のうち排出溝列７４が配置される円環状の部位との間に形成される。

スピンドルモータ１１の駆動時には、スラスト動圧溝列７２は、動圧発生部６２１に位置する潤滑流体５０に、動圧を誘起する。動圧発生部６２１において発生する動圧により、シャフト部５１は、スリーブ部５２に対して軸方向に支持される。

また、スピンドルモータ１１の駆動時には、排出溝列７４は、排出部６２３に位置する潤滑流体５０に動圧を誘起する。なお、排出部６２３において発生する動圧は、動圧発生部６２１において発生する動圧よりも小さい。

なお、本実施形態では、動圧発生部６２１、中間部６２２および排出部６２３をそれぞれ構成するスラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４が、いずれも第２スラスト面５２０に配置されたが、本発明はこれに限られない。スラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４は、それぞれ、第１スラスト面５１０または第２スラスト面５２０に配置されていればよい。

シール部６３は、筒部５１３の内周面と、スリーブ部５２の外周面との間に形成される。シール部６３の径方向の幅は、下方へ向かうにつれて漸次に拡大する。シール部６３には、潤滑流体５０の界面が配置される。

スピンドルモータ１１の駆動時には、潤滑流体５０の界面付近において潤滑流体５０内に気泡が巻き込まれたり、潤滑流体５０の圧力変化により潤滑流体５０内に気泡が発生する場合がある。このような気泡が、動圧発生部６２１へ引き込まれると、動圧発生部６２１において生じる動圧の圧力が不安定となる。

この軸受機構５では、動圧発生部６２１と排出部６２３との間に、環状溝７３を有する中間部６２２が設けられている。環状溝７３が配置されていることにより、中間部６２２において、第１スラスト面５１０と第２スラスト面５２０の間隔を広くとれる。このため、中間部６２２には、気泡が滞留しやすい。したがって、気泡は、動圧発生部６２１よりも中間部６２２へと溜まりやすい。その結果、スラスト動圧部６２に気泡が存在する場合に、当該気泡が動圧発生部６２１付近に滞留するのが抑制される。

中間部６２２内に滞留する気泡は、排出部６２３内に生じる潤滑流体５０の流れに乗ってシール部６３から潤滑流体５０の外部へと排出される。図４に示すように、この軸受機構５では、環状溝７３の軸方向の深さＤ１は、シール部６３の径方向の最小幅Ｄ２よりも小さい。このように、シール部６３の径方向の幅を十分大きくすることにより、排出部６２３内に生じる潤滑流体５０の流れに乗って移動する気泡が、シール部６３内の界面へと向かいやすい。したがって、スラスト動圧部６２内の気泡が潤滑流体５０の外部へと排出されやすくなる。

本実施形態では、スラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４がいずれも、第２スラスト面５２０に設けられる。これらのスラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４を同じ面に配置することにより、スラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４の加工工程を行いやすい。したがって、スピンドルモータ１１の製造効率を向上できる。

なお、スラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４がいずれも、第１スラスト面５１０に設けられてもよい。また、スラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４のうち、少なくとも１つが第１スラスト面５１０に設けられ、残りの少なくとも１つが第２スラスト面５２０に設けられてもよい。

図３〜図５に示すように、第２スラスト面５２０に配置される第１開口５２２は、その少なくとも一部が、環状溝７３と軸方向に重なる。これにより、連通孔５２１を介してスラスト動圧部６２内に気泡が移動してきた場合に、当該気泡が中間部６２２へと向かいやすい。これにより、当該気泡が動圧発生部６２１内へと引き込まれるのが抑制される。

さらに、本実施形態では、第１開口５２２は、動圧発生部６２１よりも径方向外側に配置される。これにより、連通孔５２１を介してスラスト動圧部６２内に気泡が移動してきた場合に、当該気泡が動圧発生部６２１内に引き込まれるのがより抑制される。

図４に示すように、本実施形態では、中間部６２２における第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔Ｄ３は、シール部６３の径方向の最小幅Ｄ２よりも小さい。このように、シール部６３の径方向の幅をより大きくすることにより、排出部６２３内に生じる潤滑流体５０の流れに乗って移動する気泡が、シール部６３内の界面へと向かいやすい。したがって、スラスト動圧部６２内の気泡が潤滑流体５０の外部へと排出されやすくなる。

なお、「第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔」とは、スピンドルモータ１１の駆動時における第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔をいう。スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト部５１を含む回転部３が回転することにより、スラスト動圧部６２に動圧力が発生し、スリーブ部５２に対してシャフト部５１が浮き上がる。このため、スピンドルモータ１１の駆動時における第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔は、スピンドルモータ１１の停止時における第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔よりも大きい。

また、図４に示すように、環状溝７３の軸方向の深さＤ１は、スラスト動圧溝７２１の軸方向の深さＤ４および排出溝７４１の軸方向の深さＤ５よりも深い。環状溝７３の深さＤ１がスラスト動圧溝７２１の深さＤ４よりも深いことにより、動圧発生部６２１から中間部６２２へ潤滑流体５０が流動しやすくなる。これにより、万が一動圧発生部６２１内に気泡が存在する場合であっても、気泡が中間部６２２へと移動しやすい。これにより、動圧発生部６２１付近に気泡が滞留するのが抑制される。

一方、環状溝７３の深さＤ１が排出溝７４１の深さＤ５よりも深いことにより、中間部６２２と排出部６２３との間において潤滑流体５０が流動しやすくなる。これにより、中間部６２２から排出部６２３へと気泡が移動しやすくなる。したがって、スラスト動圧部６２内の気泡がシール部６３内の界面から潤滑流体５０の外部へと排出されやすくなる。

また、図４に示すように、動圧発生部６２１における第１スラスト面５１０の軸方向の位置が、中間部６２２および排出部６２３における第１スラスト面５１０の軸方向の位置よりも下方に配置される。すなわち、第１スラスト面５１０は、軸方向の位置が切り替わる段差を有する。

これにより、動圧発生部６２１における第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔Ｄ６は、排出部６２３における第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔Ｄ７よりも小さい。このように、動圧発生部６２１において第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔Ｄ６を小さくすることにより、動圧発生部６２１において発生する動圧を高めることができる。

一方、排出部６２３において第１スラスト面５１０および第２スラスト面５２０の軸方向の間隔Ｄ７を大きくすることにより、排出部６２３において気泡が移動しやすくなる。これにより、中間部６２２から排出部６２３を介してシール部６３へと気泡が移動しやすくなる。したがって、スラスト動圧部６２内の気泡がシール部６３内の界面から潤滑流体５０の外部へと排出されやすくなる。

本実施形態では、図５に示すように、排出溝列７４に含まれる排出溝７４１はそれぞれ、その径方向内端が環状溝７３と繋がる。このように、排出溝７４１の少なくとも１つの径方向内端が環状溝７３と繋がることにより、環状溝７３内の気泡が排出溝７４１を介してシール部６３へと移動しやすい。したがって、環状溝７３内の気泡が潤滑流体５０の外部へと排出されやすくなる。

本実施形態では、動圧発生部６２１の外径（直径）Ｌ１は、４．７ミリメートルである。中間部６２２の径方向の幅、すなわち、環状溝７３の径方向の幅Ｌ２は、０．２ミリメートルである。このように、動圧発生部６２１の外径Ｌ１が４．０ミリメートル以上、かつ、５．５ミリメートル以下である場合、環状溝７３の径方向の幅Ｌ２は、０．１ミリメートル以上、かつ、０．５ミリメートル以下であることが好ましい。

また、環状溝７３の深さＤ１は、３０マイクロメートル以上、かつ、６５マイクロメートル以下であることが好ましい。スラスト動圧溝７２１の深さＤ４は、１０マイクロメートル以上、かつ、２０マイクロメートル以下であることが好ましい。排出溝７４１の深さＤ５は、１５マイクロメートル以上、かつ、４０マイクロメートル以下であることが好ましい。

＜２．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６は、一変形例に係るスピンドルモータ１１Ａの部分縦断面図である。図６の例では、動圧発生部６２１Ａにおける第２スラスト面５２０Ａの軸方向の位置が、排出部６２３Ａにおける第２スラスト面５２０Ａの軸方向の位置よりも上方に配置される。すなわち、第２スラスト面５２０Ａは、軸方向の位置が切り替わる段差を有する。これにより、動圧発生部６２１Ａにおける第１スラスト面５１０Ａおよび第２スラスト面５２０Ａの軸方向の間隔Ｄ６Ａは、排出部６２３Ａにおける第１スラスト面５１０Ａおよび第２スラスト面５２０Ａの軸方向の間隔Ｄ７Ａよりも小さい。

上記の実施形態では、第１スラスト面５１０に段差を設け、第２スラスト面５２０にスラスト動圧溝列７２、環状溝７３および排出溝列７４を設けていた。しかしながら、図６の例のように、第２スラスト面５２０Ａにスラスト動圧溝列７２Ａ、環状溝７３Ａおよび排出溝列７４Ａと、段差とを設けてもよい。

図７は、他の変形例に係るスピンドルモータ１１Ｂの部分断面図である。図７の例では、第１スラスト面５２０Ｂにスラスト動圧溝列７２Ｂ、環状溝７３Ｂおよび排出溝列７４Ｂが設けられる。また、動圧発生部６２１Ｂにおける第２スラスト面５２０Ｂの軸方向の位置が、中間部６２２Ｂおよび排出部６２３Ｂにおける第２スラスト面５２０Ｂの軸方向の位置よりも上方に配置される。すなわち、第２スラスト面５１０Ｂは、軸方向の位置が切り替わる段差を有する。

図７の例のように、第１スラスト面５１０Ｂにスラスト動圧溝列７２Ｂ、環状溝７３Ｂおよび排出溝列７４Ｂを設け、第２スラスト面５２０Ｂに段差を設けてもよい。

図８は、他の変形例に係るスピンドルモータ１１Ｃの部分断面図である。図８の例では、第１スラスト面５１０Ｃにスラスト動圧溝列７２Ｃ、環状溝７３Ｃおよび排出溝列７４Ｃが設けられている。また、動圧発生部６２１Ｃにおける第１スラスト面５１０Ｃの軸方向の位置が、排出部６２３Ｃにおける第１スラスト面５１０Ｃの軸方向の位置よりも下方に配置される。すなわち、第１スラスト面５１０Ｃは、軸方向の位置が切り替わる段差を有する。

図８の例のように、第１スラスト面５１０Ｃにスラスト動圧溝列７２Ｃ、環状溝７３Ｃおよび排出溝列７４Ｃと、段差とを設けてもよい。

また、上記の実施形態および変形例では、スラスト動圧溝列、環状溝および排出溝列が全て、第１スラスト面および第２スラスト面の一方に設けられていたが、本発明はこの限りではない。スラスト動圧溝列、環状溝および排出溝列のいずれかが第１スラスト面に設けられ、残りが第２スラスト面に設けられてもよい。

上記の実施形態および変形例は、軸回転型のスピンドルモータであったが、本発明はこの限りではない。軸固定型のスピンドルモータに本発明の軸受機構を適用してもよい。軸固定型のスピンドルモータでは、静止部がシャフト部と電機子とを有し、回転部がスリーブ部とマグネットとを有する。そして、スリーブ部が、シャフト部に対して潤滑流体を介して回転可能に支持される。

また、各部品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。

１ ディスク駆動装置
２ 静止部
３ 回転部
５ 軸受機構
９ 中心軸
１０ ハウジング
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ スピンドルモータ
１２ 磁気ディスク
１３ アクセス部
２２ 電機子
３１ シャフト
３２ ハブ
３３ 環状部材
３４ マグネット
５０ 潤滑流体
５１ シャフト部
５２ スリーブ部
６１ ラジアル動圧部
６２ スラスト動圧部
６３ シール部
７１ ラジアル動圧溝列
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ スラスト動圧溝列
７３，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ 環状溝
７４，７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ 排出溝列
２３１ スリーブ
３２１ ハブ本体部
３２２ 環状突起
５１０，５１０Ａ，５１０Ｂ 第１スラスト面
５１１ 柱状部
５１２ 環状部
５１３ 筒部
５２０，５２０Ａ，５２０Ｂ，５２０Ｃ 第２スラスト面
５２１ 連通孔
５２２ 第１開口
５２３ 第２開口
６２１，６２１Ａ，６２１Ｂ，６２１Ｃ 動圧発生部
６２２，６２２Ｂ 中間部
６２３，６２３Ａ，６２３Ｂ，６２３Ｃ 排出部
７２１ スラスト動圧溝
７４１ 排出溝

Claims (14)

1. シャフト部と、スリーブ部と、前記シャフト部および前記スリーブ部の間に介在する流体とにより構成される軸受装置であって、
   前記シャフト部は、
   中心軸に沿って延びる柱状部と、
   前記柱状部から径方向外側に延びる環状部と、
   前記環状部から軸方向一方側に延びる筒部と、
   を有し、
   前記スリーブ部は、前記柱状部の径方向外側かつ前記筒部の径方向内側であって、前記環状部の軸方向一方側に配置され、
   前記シャフト部と前記スリーブ部との間には、
   前記柱状部の外周面と、前記スリーブ部の内周面との間隙に形成されるラジアル動圧部と、
   前記環状部の軸方向一方側端面である第１スラスト面と、前記スリーブ部の軸方向他方側端面である第２スラスト面との間隙に形成されるスラスト動圧部と、
   前記筒部の内周面と、前記スリーブ部の外周面との間隙に形成されるシール部と、
   が備えられ、
   前記ラジアル動圧部および前記スラスト動圧部には、前記流体が充填され、
   前記シール部に、前記流体の界面が配置され、
   前記スラスト動圧部は、
   径方向内側から径方向外側へ延びる複数のスラスト動圧溝が前記第１スラスト面または前記第２スラスト面に設けられた、動圧発生部と、
   前記動圧発生部の径方向外側に配置され、前記中心軸を中心とした円環状の環状溝が前記第１スラスト面または前記第２スラスト面に設けられた、中間部と、
   前記環状溝の径方向外側に配置され、径方向内側から径方向外側へ延びる複数の排出溝が前記第１スラスト面または前記第２スラスト面に設けられた、排出部と、
   を有し、
   前記環状溝の深さは、前記シール部の径方向の最小幅よりも小さい、軸受装置。
2. 請求項１に記載の軸受装置であって、
   前記スラスト動圧溝、前記環状溝および前記排出溝はいずれも、前記第１スラスト面または前記第２スラスト面の一方に設けられる、軸受装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の軸受装置であって、
   前記スリーブ部は、
   前記第２スラスト面に配置される第１開口と、前記スリーブ部の軸方向一方側端面に配置される第２開口とを有する連通孔
   を有し、
   前記第１開口の少なくとも一部は、前記環状溝と軸方向に重なる、軸受装置。
4. 請求項３に記載の軸受装置であって、
   前記第１開口は、前記動圧発生部よりも径方向外側に配置される、軸受装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の軸受装置であって、
   前記中間部における前記第１スラスト面および前記第２スラスト面の軸方向の間隔は、前記シール部の径方向の最小幅よりも小さい、軸受装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の軸受装置であって、
   前記排出溝の少なくとも１つは、その径方向内端が前記環状溝と繋がる、軸受装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の軸受装置であって、
   前記環状溝の深さは、前記スラスト動圧溝および前記排出溝の少なくとも一方の深さよりも深い、軸受装置。
8. 請求項７に記載の軸受装置であって、
   前記環状溝の深さは、前記スラスト動圧溝の深さおよび前記排出溝の深さよりも深い、軸受装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の軸受装置であって、
   前記動圧発生部における前記第１スラスト面および前記第２スラスト面の軸方向の間隔は、前記排出部における前記第１スラスト面および前記第２スラスト面の軸方向の間隔よりも小さい、軸受装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の軸受装置であって、
    前記動圧発生部の外径は、４．０ミリメートル以上、かつ、５．５ミリメートル以下であり、
    前記環状溝の径方向の幅は、０．１ミリメートル以上、かつ、０．５ミリメートル以下である、軸受装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の軸受装置であって、
    前記環状溝の深さは、３０マイクロメートル以上、かつ、６５マイクロメートル以下であり、
    前記スラスト動圧溝の深さは、１０マイクロメートル以上、かつ、２０マイクロメートル以下であり、
    前記排出溝の深さは、１５マイクロメートル以上、かつ、４０マイクロメートル以下である、軸受装置。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の軸受装置を有するスピンドルモータであって、
    前記スリーブ部および電機子を有する静止部と、
    前記シャフト部およびマグネットを有し、前記中心軸を中心として前記静止部に対して回転可能な回転部と、
    を有するスピンドルモータ。
13. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の軸受装置を有するスピンドルモータであって、
    前記シャフト部および電機子を有する静止部と、
    前記スリーブ部およびマグネットを有し、前記中心軸を中心として前記静止部に対して回転可能な回転部と、
    を有するスピンドルモータ。
14. 請求項１２または請求項１３に記載のスピンドルモータと、
    前記回転部に支持されたディスクに対し、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、
    前記回転部および前記アクセス部を収容するハウジングと、
    を有するディスク駆動装置。

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