JP2020110018A - 流体動圧軸受およびスピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】軸部材と円錐軸受部材との間の締結強度を確保しつつ、円錐軸受部材の圧入時における円錐軸受部材の円錐外面の変形を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】軸部材２１と、軸部材２１の端部に固定される第１円錐軸受部材としての上側下部円錐軸受部材４０および第２円錐軸受部材としての上側上部円錐軸受部材５０と、上側下部円錐軸受部材４０および上側上部円錐軸受部材５０を介して軸部材２１に回転自在な状態で支持されたロータ部材３１とを備えている。上側上部円錐軸受部材５０は、上側下部円錐軸受部材４０に当接し、上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇを保持するテーパシール部Ｔが形成され、上側下部円錐軸受部材４０の円錐軸受面としての下側円錐外面４０ｂとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇによる動圧が発生する動圧軸受部ＤＢが設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、流体動圧軸受およびスピンドルモータに関する。

ハードディスク駆動装置には、ハードディスクを回転させるためにスピンドルモータが用いられている。スピンドルモータは、例えば、ベースプレートと、ベースプレートに支持されたシャフト（軸部材）と、ベースプレートに固定されたステータと、シャフトに回転可能に支持されたロータとを有している。このようなスピンドルモータにおける流体動圧軸受において、例えば、シャフトには、コーン（円錐軸受部材）が圧入にて固定されているものがある（例えば特許文献１参照。）。

特開２００６−３８０７３号公報

空気に比べて密度が低いヘリウム等のガスが筐体の内部空間に封入されている。ハードディスク駆動装置では、ハードディスクの積層枚数を増加させて記憶容量の増加を図っている。これに伴い、ハードディスク駆動装置では、シャフト（軸部材）とコーン（円錐軸受部材）との間の締結強度を増加して外部からの衝撃に対する耐久力を向上することが求められている。しかしながら、シャフトとコーンとの間を圧入のみで締結強度を増加した場合には、コーンの圧入時におけるコーンの動圧面部（円錐外面）の変形に伴い、駆動時にハードディスクが振動してしまうおそれがある。

本発明の目的は、軸部材と円錐軸受部材との間の締結強度を確保しつつ、円錐軸受部材の圧入時における円錐軸受部材の円錐外面の変形を抑制することができる技術を提供することにある。

本発明の一態様に係る流体動圧軸受は、軸部材と、前記軸部材の端部に固定される第１円錐軸受部材および第２円錐軸受部材と、前記第１円錐軸受部材および第２円錐軸受部材を介して前記軸部材に回転自在な状態で支持されたロータ部材と、を備え、前記第２円錐軸受部材は、前記第１円錐軸受部材に当接し、前記第２円錐軸受部材の円錐面と前記ロータ部材との間で潤滑油を保持するテーパシール部が形成され、前記第１円錐軸受部材の円錐軸受面と前記ロータ部材との間で前記潤滑油による動圧が発生する動圧軸受部が設けられている。

本発明に係る流体動圧軸受によれば、軸部材と円錐軸受部材との間の締結強度を確保しつつ、円錐軸受部材の圧入時における円錐軸受部材の円錐外面の変形を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るハードディスク駆動装置の概略構成を示すための斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るハードディスク駆動装置のスピンドルモータにおける流体動圧軸受の構成を概略的に示す断面図である。 図２に示す流体動圧軸受の上側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 図３に示す上側円錐軸受部材の上側下部円錐軸受部材の構成を概略的に示す平面図である。 図４に示す上側下部円錐軸受部材の構成を概略的に示すＡ−Ａ断面図である。 図４に示す上側下部円錐軸受部材の構成を概略的に示すＢ−Ｂ断面図である。 図３に示す上側円錐軸受部材の上側上部円錐軸受部材の構成を概略的に示す断面図である。 図２に示す流体動圧軸受の下側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受の上側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 図８に示す上側円錐軸受部材の上側上部円錐軸受部材の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受の下側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受の上側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 図１２に示す上側円錐軸受部材の油溜まり部付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る流体動圧軸受の上側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る流体動圧軸受の上側円錐軸受部材付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１が適用されたハードディスク駆動装置２００の概略構成を示すための斜視図である。ハードディスク駆動装置２００において、スピンドルモータ１は、ハウジング２０１の底部２０１ａに固定または形成されており、ハードディスク２０２を回転可能に支持している。カバー（図示せず）とハウジング２０１とにより、ハードディスク駆動装置２００の筐体が形成される。カバー（図示せず）とハウジング２０１とにより形成される内部の空間Ｓには、空気より密度の低いガス（例えば、ヘリウム、窒素、もしくはヘリウムと窒素との混合ガス）が充填されている。

ハードディスク駆動装置２００は、軸受装置２０３により揺動可能に支持されているスイングアーム２０４の先端部に、ヘッド部２０５を有している。ヘッド部２０５は、磁気ヘッドが先端に設けられている。ハードディスク駆動装置２００では、ヘッド部２０５が、回転しているハードディスク２０２上を移動する。これにより、ハードディスク２０２に情報を記録し、また、ハードディスク２０２に記録されている情報を読み出すことができる。

図２は、図１に示すスピンドルモータ１における流体動圧軸受２０の構成を概略的に示す断面図である。以下、説明の便宜上、図２におけるスピンドルモータ１の軸Ｙ１の方向（以下、軸Ｙ１方向ともいう）における一方側（矢印ａ方向）を上側とし、他方側（矢印ｂ方向）を下側とする。また、図２におけるスピンドルモータ１の軸Ｙ１に直交して延在する半径方向において軸Ｙ１に近づいていく一方側（矢印ｃ方向）を半径方向内側とし、軸Ｙ１から離れていく他方側（矢印ｄ方向）を半径方向外側とする。以下の説明において、各部材の位置関係や方向を用いて説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。

本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１における流体動圧軸受２０は、軸部材２１と、軸部材２１の端部に固定される第１円錐軸受部材としての上側下部円錐軸受部材４０および第２円錐軸受部材としての上側上部円錐軸受部材５０と、上側下部円錐軸受部材４０および上側上部円錐軸受部材５０を介して軸部材２１に回転自在な状態で支持されたロータ部材３１とを備えている。上側上部円錐軸受部材５０は、上側下部円錐軸受部材４０に当接し、上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇを保持するテーパシール部Ｔが形成され、上側下部円錐軸受部材４０の円錐軸受面としての下側円錐外面４０ｂとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇによる動圧が発生する動圧軸受部ＤＢが設けられている。

すなわち、流体動圧軸受２０は、ベースプレート１１に固定された軸部材２１と、軸部材２１が挿通された貫通孔３１ａを備えるロータ部材３１とを備えている。貫通孔３１ａは、上側に向かって内径が拡大する円錐内面３１ｄｕと、下側に向かって内径が拡大する円錐内面３１ｄｂとを有する。また、スピンドルモータ１は、円錐内面３１ｄと対向する円錐外面としての下側円錐外面４０ｂ，上側円錐外面６０ｕを有して軸部材２１に固定された円錐軸受部材としての上側円錐軸受部材２２，下側円錐軸受部材２３とを備えている。

また、スピンドルモータ１は、円錐内面３１ｄｕ、３１ｄｂに形成された動圧溝Ｄを備えている。なお、動圧溝Ｄは、円錐内面３１ｄｕと下側円錐外面４０ｂとの少なくともいずれかに形成され、また、円錐内面３１ｄｂと上側円錐外面６０ｕとの少なくともいずれかに形成されてもよい。

また、スピンドルモータ１は、円錐内面３１ｄｕと下側円錐外面４０ｂとの間の隙間および円錐内面３１ｄｂと上側円錐外面６０ｕとの間の隙間に充填された潤滑油Ｇを備えている。上側円錐軸受部材２２は、図３に示すように、円錐内面３１ｄと対向して軸部材２１に固定された第１円錐軸受部材としての上側下部円錐軸受部材４０と、上側下部円錐軸受部材４０よりも上側において、上側下部円錐軸受部材４０に当接して軸部材２１に固定された第２円錐軸受部材としての上側上部円錐軸受部材５０とを有している。

下側円錐軸受部材２３は、図８に示すように、円錐内面３１ｄと対向して軸部材２１に固定された第１円錐軸受部材としての下側上部円錐軸受部材６０と、下側上部円錐軸受部材６０よりも下側において、下側上部円錐軸受部材６０に当接して軸部材２１に固定された第２円錐軸受部材としての下側下部円錐軸受部材７０とを有している。以下、スピンドルモータ１の構成について具体的に説明する。

スピンドルモータ１は、図２に示すように、ステータ１０と、流体動圧軸受２０と、ロータ３０とを有している。ステータ１０は、ベースプレート１１と、ベースプレート１１に固定されたステータコア１２とを有している。ベースプレート１１には、軸部材２１の下部を挿通して固定するための貫通孔１１ａと、貫通孔１１ａと同心の円周壁部１１ｂとが形成されている。また、円周壁部１１ｂの外周面にはステータコア１２が固定され、ステータコア１２にはコイル１３が巻回されている。

流体動圧軸受２０は、軸部材２１と、軸部材２１に挿通された上側円錐軸受部材２２および下側円錐軸受部材２３とを有している。上側円錐軸受部材２２および下側円錐軸受部材２３は、軸Ｙ１方向に離間して軸部材２１に固定されている。流体動圧軸受２０は、例えば、コニカル動圧軸受である。軸部材２１は、軸Ｙ１と同軸となっており、略円筒状に形成されている。軸部材２１は、例えばマルテンサイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４２０Ｊ２で形成されている。軸部材２１の内部には、軸部材２１の上面および下面から軸Ｙ１方向に延びる軸孔２１ａが形成されている。

軸部材２１は、軸Ｙ１と同軸となっており、ロータ３０のロータ部材３１に形成された貫通孔３１ａに挿通されている。また、軸部材２１の下部は、ベースプレート１１に形成された貫通孔１１ａに挿入され、圧入、または圧入および接着により固定されている。上側円錐軸受部材２２および下側円錐軸受部材２３は、軸部材２１の周囲を取り囲むように設けられており、例えばオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０３により形成されている。上側円錐軸受部材２２および下側円錐軸受部材２３の具体的な構成については後述する。

ロータ３０は、ロータ部材３１と、ヨーク３２と、ロータマグネット３３と、エンドキャップ３４とを有している。ロータ部材３１は、略円筒状に形成されている。また、ロータ部材３１には、軸部材２１を挿通するための貫通孔３１ａと、２つの動圧溝部３１ｂと、ヨーク取付部３１ｃとが形成されている。ヨーク取付部３１ｃには、ヨーク３２を介してロータマグネット３３が固定されている。ロータマグネット３３は、永久磁石からなり、ステータコア１２に対向して配置されている。

動圧溝部３１ｂは、貫通孔３１ａの半径方向外側であって、上側円錐軸受部材２２および下側円錐軸受部材２３と対向する位置に形成されている。動圧溝部３１ｂには、動圧を発生させるための動圧溝Ｄが形成されている。この動圧溝Ｄは、例えば、ロータ部材３１において貫通孔３１ａの上側および下側に設けられた円錐内面３１ｄｕ，３１ｄｂに電解加工を施すことにより形成することが可能である。

また、円錐内面３１ｄｕと、上側円錐軸受部材２２の上側下部円錐軸受部材４０（図３）の下側の面である下側円錐外面４０ｂとは、微小な隙間（図示省略）を隔てて対向している。また、円錐内面３１ｄｂと、下側円錐軸受部材２３の下側上部円錐軸受部材６０（図８）の上側の面である上側円錐外面６０ｕとは、微小な隙間（図示省略）を隔てて対向している。なお、動圧溝Ｄは、円錐内面３１ｄｕ，３１ｄｂではなく、上側円錐軸受部材２２の下側円錐外面４０ｂおよび下側円錐軸受部材２３の上側円錐外面６０ｕに形成されていてもよく、いずれかに形成されていればよい。

上側円錐軸受部材２２の下側円錐外面４０ｂに対向する円錐内面３１ｄｕは、ロータ部材３１の貫通孔３１ａの上側に向かって内径が拡大している。下側円錐軸受部材２３の上側円錐外面６０ｕに対向する円錐内面３１ｄｂは、ロータ部材３１の貫通孔３１ａの下側に向かって内径が拡大している。円錐内面３１ｄｕと上側円錐軸受部材２２の下側円錐外面４０ｂとの間の微小な隙間、および円錐内面３１ｄｂと下側円錐軸受部材２３の上側円錐外面６０ｕとの間の微小な隙間には潤滑油Ｇが充填されている。

エンドキャップ３４は、ロータ部材３１に固定される部材である。エンドキャップ３４と軸部材２１との間には、エンドキャップ３４によってロータ部材３１の回転を妨げられないように、微小な隙間が形成されている。エンドキャップ３４は、接着、または接着および圧入によって、ロータ部材３１に固定されている。

ロータ３０に固定されたロータマグネット３３と、ステータ１０に固定されたステータコア１２とは、微小な隙間を挟んで対向している。そして、ステータコア１２の複数のコイル１３に位相の異なる駆動電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界によってロータマグネット３３に回転力が発生する。これにより、ロータ３０がステータ１０および流体動圧軸受２０に対して回転する。

また、ロータ３０が流体動圧軸受２０に対して回転すると、動圧溝部３１ｂに設けられた動圧溝Ｄにより、ロータ３０の円錐内面３１ｄｕ，３１ｄｂと、流体動圧軸受２０の上側円錐軸受部材２２の下側円錐外面４０ｂおよび下側円錐軸受部材２３の上側円錐外面６０ｕとを離間させる動圧が発生する。これにより、円錐内面３１ｄｕ，３１ｄｂと下側円錐外面４０ｂおよび上側円錐外面６０ｕとが非接触状態で支持される。そして、円錐内面３１ｄｕ，３１ｄｂと下側円錐外面４０ｂおよび上側円錐外面６０ｕとが非接触状態で支持されることにより、ロータ３０は、流体動圧軸受２０が固定されたステータ１０に対して自在に回転する。

図３は、図２に示すスピンドルモータ１における流体動圧軸受２０の上側円錐軸受部材２２付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図であり、図４は、図３に示す上側円錐軸受部材２２の上側下部円錐軸受部材４０の構成を概略的に示す平面図である。図５は、図４に示す上側下部円錐軸受部材４０の構成を概略的に示すＡ−Ａ断面図であり、図６は、図４に示す上側下部円錐軸受部材４０の構成を概略的に示すＢ−Ｂ断面図である。図７は、図３に示す上側円錐軸受部材２２の上側上部円錐軸受部材５０の構成を概略的に示す断面図である。

スピンドルモータ１において、上側円錐軸受部材２２は、円錐内面３１ｄｕと対向して軸部材２１に固定された第１円錐軸受部材としての上側下部円錐軸受部材４０と、上側下部円錐軸受部材４０よりも上側において、上側下部円錐軸受部材４０に当接して軸部材２１に固定された第２円錐軸受部材としての上側上部円錐軸受部材５０とを有している。

具体的に、上側下部円錐軸受部材４０は、図４に示すように略円環状に形成されており、図５，６に示すように略逆円錐状に形成されている。上側下部円錐軸受部材４０の略中心には、軸Ｙ１方向に延びる略円筒状の貫通孔４０ａが形成されている。上側下部円錐軸受部材４０の貫通孔４０ａは、軸部材２１と同軸となっており、貫通孔４０ａの直径は、軸部材２１の半径方向外側の面である外周面２１ｄの直径よりも僅かに大きい直径となっている。このため、貫通孔４０ａは、軸部材２１を挿通することができるようになっており、軸部材２１の外周面２１ｄとの間の微小な隙間に潤滑油Ｇを充填することができるようになっている。

上側下部円錐軸受部材４０の下側には、ロータ部材３１の円錐内面３１ｄｕと対向する下側円錐外面４０ｂが形成されている。下側円錐外面４０ｂは、貫通孔４０ａの下側の縁から上側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。下側円錐外面４０ｂは、ロータ部材３１において貫通孔３１ａの上側に設けられた円錐内面３１ｄｕと対向する位置に配置されるようになっている。下側円錐外面４０ｂの上側の縁は、上側下部円錐軸受部材４０の半径方向外側の面である円錐面４０ｄの下側の縁と接続している。

上側下部円錐軸受部材４０の円錐面４０ｄは、下側円錐外面４０ｂの上側の縁から上側に向かうに連れて縮径されているテーパ面である。円錐面４０ｄの上側の縁は、上側下部円錐軸受部材４０の上側の面である円錐対向面４０ｕの半径方向外側の縁と接続している。上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕは、貫通孔４０ａの上側の縁から上側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。

上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕには、半径方向内側から半径方向外側に向かって背向して半径方向に延びる一対の上側溝部４１が形成されている。具体的に、一対の上側溝部４１は、夫々、円錐対向面４０ｕから下側に凹んでいる。一対の上側溝部４１は、夫々、軸Ｙ１から半径方向外側に向かうに連れて上側に向かって延びており、一対の上側溝部４１の半径方向内側の縁の間に軸Ｙ１が位置している。

一対の上側溝部４１は、夫々、半径方向外側から見た形状が略矩形状となっており、円錐対向面４０ｕから下側における所定の深さの位置に半径方向内側から半径方向外側に向かって背向して半径方向外側に向かうに連れて上側に向かってに延びる傾斜面である底面４１ｔを有している。底面４１ｔは、一対の上側溝部４１の下側の境界を画成している。

また、一対の上側溝部４１は、夫々、円錐対向面４０ｕから底面４１ｔに向かって軸Ｙ１方向に平行に延びる一対の側面４１ｐを有している。一対の側面４１ｐは、夫々、円錐対向面４０ｕと底面４１ｔとの間の境界を画成している。このため、一対の上側溝部４１と上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂ（図３）との間に潤滑油Ｇを充填することができるようになっている。なお、一対の上側溝部４１は、半径方向外側から見た形状が略矩形状に限らず、半径方向外側から見た形状が略Ｖ状や略半円状となっており、Ｖ状溝や半円状溝であってもよい。

貫通孔４０ａの上側の端部には、貫通孔４０ａから半径方向内側に向かって突出する、一部が切り欠かれた円環状のフランジ部４２が設けられている。フランジ部４２は、軸部材２１と同軸となっており、フランジ部４２の半径方向内側の直径は、軸部材２１の外周面２１ｄの直径よりも小さくなっている。このため、上側下部円錐軸受部材４０は、軸部材２１が貫通孔４０ａに挿入されると、フランジ部４２が軸部材２１に圧入されて軸部材２１に固定されるようになっている。フランジ部４２は、一対の上側溝部４１によりその一部が切り欠かれている。なお、フランジ部４２は、一部が切り欠かれた円環状に限らず、一部が貫通孔４０ａから半径方向内側に向かって突出しており、軸部材２１に圧入されていればよい。

図７は、図３に示す上側円錐軸受部材２２の上側上部円錐軸受部材５０の構成を概略的に示す断面図である。上側下部円錐軸受部材４０と上側上部円錐軸受部材５０とは、軸部材２１に圧入されており、上側上部円錐軸受部材５０は、上側下部円錐軸受部材４０よりも圧入代が大きい。上側下部円錐軸受部材４０の圧入代は５〜２０μｍであり、上側上部円錐軸受部材５０の圧入代は１５〜３０μｍである。上側上部円錐軸受部材５０の圧入代の長さは、上側下部円錐軸受部材４０の長さよりも長くなっている。具体的に、上側上部円錐軸受部材５０は、図７に示すように略円筒状に形成されており、上側上部円錐軸受部材５０の略中心には、軸Ｙ１方向に延びる略円筒状の貫通孔５０ａが形成されている。

上側上部円錐軸受部材５０の貫通孔５０ａは、軸部材２１と同軸となっており、貫通孔５０ａの直径は、軸部材２１の外周面２１ｄの直径よりも小さい直径となっている。さらに、貫通孔５０ａの直径は、上側下部円錐軸受部材４０のフランジ部４２の半径方向内側の直径よりも小さい直径となっている。このため、上側上部円錐軸受部材５０は、軸部材２１が貫通孔５０ａに挿入されると、貫通孔５０ａが軸部材２１に圧入されて軸部材２１に固定されるようになっている。このとき、上側上部円錐軸受部材５０は、上側下部円錐軸受部材４０よりも強く圧入されているため、上側下部円錐軸受部材４０よりも締結強度を強くして締結強度を確保することができるようになっている。

上側上部円錐軸受部材５０の貫通孔５０ａの圧入代は、１５〜３０μｍの範囲が好ましく、２０〜２５μｍの範囲が更に好ましく、２２〜２３μｍの範囲が最も好ましい。また、上側下部円錐軸受部材４０のフランジ部４２の圧入代は、５〜２０μｍの範囲が好ましく、１０〜１５μｍの範囲が更に好ましく、１２〜１３μｍの範囲が最も好ましい。

上側上部円錐軸受部材５０の下側には、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接する円錐対向面５０ｂが形成されている。円錐対向面５０ｂは、貫通孔５０ａの下側の縁から上側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。円錐対向面５０ｂは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接する位置に配置されるようになっている。円錐対向面５０ｂは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと同じ傾斜を有しており、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接することができるようになっている。上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１と上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂとにより潤滑油Ｇを循環する潤滑油循環孔を画成している。円錐対向面５０ｂの上側の縁は、上側上部円錐軸受部材５０の半径方向外側の面である円錐面５０ｄの下側の縁と接続している。

上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄは、円錐対向面５０ｂの上側の縁から上側に向かうに連れて縮径されているテーパ面である。円錐面５０ｄの上側の縁は、上側上部円錐軸受部材５０の上側の面である上面５０ｕの半径方向外側の縁と接続している。円錐面５０ｄは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐面４０ｄと同じ傾斜を有しており、上側下部円錐軸受部材４０の円錐面４０ｄと滑らかに接続することができるようになっている。上側上部円錐軸受部材５０の上面５０ｕは、貫通孔５０ａの上側の縁から半径方向外側に延びる円環状の平面である。

図３に示すように、スピンドルモータ１の組み立て状態において、上側下部円錐軸受部材４０は、貫通孔４０ａが軸部材２１に挿通されると共に、フランジ部４２が軸部材２１に圧入されて、軸部材２１に固定されている。上側下部円錐軸受部材４０の下側円錐外面４０ｂは、ロータ部材３１において貫通孔３１ａの上側に設けられた円錐内面３１ｄｕと対向する位置に配置されている。

上側上部円錐軸受部材５０は、貫通孔５０ａが軸部材２１に圧入されて挿入され、軸部材２１に固定されている。上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと同じ傾斜を有しており、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接されている。上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１と上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂとにより潤滑油Ｇを循環する潤滑油循環孔が画成されている。上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐面４０ｄと同じ傾斜を有しており、上側下部円錐軸受部材４０の円錐面４０ｄと滑らかに接続されている。

潤滑油Ｇは、上側下部円錐軸受部材４０の貫通孔４０ａと軸部材２１の外周面２１ｄとの間の微小な隙間、および円錐内面３１ｄｕと上側下部円錐軸受部材４０の下側円錐外面４０ｂとの間の微小な隙間に充填されている。また、潤滑油Ｇは、上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１と上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂとにより画定された潤滑油循環孔、並びにロータ部材３１と上側下部円錐軸受部材４０の円錐面４０ｄおよび上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄとの間に充填されている。すなわち、上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇを保持するテーパシール部Ｔが形成され、上側下部円錐軸受部材４０の円錐軸受面としての下側円錐外面４０ｂとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇによる動圧が発生する動圧軸受部ＤＢが設けられている。

図８は、図２に示すスピンドルモータ１の下側円錐軸受部材２３付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。スピンドルモータ１において、下側円錐軸受部材２３は、円錐内面３１ｄｂと対向して軸部材２１に固定された第１円錐軸受部材としての下側上部円錐軸受部材６０と、下側上部円錐軸受部材６０よりも下側において、下側上部円錐軸受部材６０に当接して軸部材２１に固定された第２円錐軸受部材としての下側下部円錐軸受部材７０とを有している。

下側下部円錐軸受部材７０は、下側上部円錐軸受部材６０に当接し、下側下部円錐軸受部材７０の円錐面７０ｄとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇを保持するテーパシール部Ｔが形成され、下側上部円錐軸受部材６０の円錐軸受面としての上側円錐外面６０ｕとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇによる動圧が発生する動圧軸受部ＤＢが設けられている。具体的に、下側上部円錐軸受部材６０は、図４〜６に示す上側下部円錐軸受部材４０と同じ部材で形成されている。すなわち、下側上部円錐軸受部材６０は、図４に示すように略円環状に形成されており、図５，６に示すように略円錐状に形成されている。図８に示すように、下側上部円錐軸受部材６０の略中心には、軸Ｙ１方向に延びる略円筒状の貫通孔６０ａが形成されている。下側上部円錐軸受部材６０の貫通孔６０ａは、軸部材２１と同軸となっており、貫通孔６０ａの直径は、軸部材２１の外周面２１ｄの直径よりも僅かに大きい直径となっている。このため、貫通孔６０ａは、軸部材２１を挿通することができるようになっており、軸部材２１の外周面２１ｄとの間の微小な隙間に潤滑油Ｇを充填することができるようになっている。

下側上部円錐軸受部材６０の上側には、ロータ部材３１の円錐内面３１ｄｂと対向する上側円錐外面６０ｕが形成されている。上側円錐外面６０ｕは、貫通孔６０ａの上側の縁から下側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。上側円錐外面６０ｕは、ロータ部材３１において貫通孔３１ａの下側に設けられた円錐内面３１ｄｂと対向する位置に配置されるようになっている。上側円錐外面６０ｕの下側の縁は、下側上部円錐軸受部材６０の半径方向外側の面である円錐面６０ｄの上側の縁と接続している。

下側上部円錐軸受部材６０の円錐面６０ｄは、上側円錐外面６０ｕの下側の縁から下側に向かうに連れて縮径されているテーパ面である。円錐面６０ｄの下側の縁は、下側上部円錐軸受部材６０の下側の面である円錐対向面６０ｂの半径方向外側の縁と接続している。下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂは、貫通孔６０ａの下側の縁から下側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。

下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂには、半径方向内側から半径方向外側に向かって背向して半径方向に延びる一対の溝部としての一対の下側溝部６１が形成されている。具体的に、一対の下側溝部６１は、夫々、円錐対向面６０ｂから上側に凹んでいる。一対の下側溝部６１は、夫々、軸Ｙ１から半径方向外側に向かうに連れて下側に向かって延びており、一対の下側溝部６１の半径方向内側の縁の間に軸Ｙ１が位置している。

一対の下側溝部６１は、夫々、半径方向外側から見た形状が略矩形状となっており、円錐対向面６０ｂから上側における所定の深さの位置に半径方向内側から半径方向外側に向かって背向して半径方向外側に向かうに連れて下側に向かってに延びる傾斜面である底面６１ｔを有している。底面６１ｔは、一対の下側溝部６１の下側の境界を画成している。

また、一対の下側溝部６１は、夫々、円錐対向面６０ｂから底面６１ｔに向かって軸Ｙ１方向に平行に延びる一対の側面６１ｐを有している。一対の側面６１ｐは、夫々、円錐対向面６０ｂと底面６１ｔとの間の境界を画成している。このため、一対の下側溝部６１と下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕとの間に潤滑油Ｇを充填することができるようになっている。なお、一対の下側溝部６１は、半径方向外側から見た形状が略矩形状に限らず、半径方向外側から見た形状が略逆Ｖ状や略半円状となっており、逆Ｖ状溝や半円状溝であってもよい。

貫通孔６０ａの下側の端部には、貫通孔６０ａから半径方向内側に向かって突出する、一部が切り欠かれた円環状のフランジ部６２が設けられている。フランジ部６２は、軸部材２１と同軸となっており、フランジ部６２の半径方向内側の直径は、軸部材２１の外周面２１ｄの直径よりも小さくなっている。このため、下側上部円錐軸受部材６０は、軸部材２１が貫通孔６０ａに挿入されると、フランジ部６２が軸部材２１に圧入されて軸部材２１に固定されるようになっている。フランジ部６２は、一対の下側溝部６１によりその一部が切り欠かれている。なお、フランジ部６２は、一部が切り欠かれた円環状に限らず、一部が貫通孔６０ａから半径方向内側に向かって突出しており、軸部材２１に圧入されていればよい。

下側上部円錐軸受部材６０と下側下部円錐軸受部材７０とは、軸部材２１に圧入されており、下側下部円錐軸受部材７０は、下側上部円錐軸受部材６０よりも圧入代が大きい。下側上部円錐軸受部材６０の圧入代は５〜２０μｍであり、下側下部円錐軸受部材７０の圧入代は１５〜３０μｍである。下側下部円錐軸受部材７０の圧入代の長さは、下側上部円錐軸受部材６０の長さよりも長くなっている。具体的に、下側下部円錐軸受部材７０は、図７に示す上側上部円錐軸受部材５０と同じ部材で形成されている。すなわち、下側下部円錐軸受部材７０は、図７に示すように略円筒状に形成されており、下側下部円錐軸受部材７０の略中心には、軸Ｙ１方向に延びる略円筒状の貫通孔７０ａが形成されている。

下側下部円錐軸受部材７０の貫通孔７０ａは、軸部材２１と同軸となっており、貫通孔７０ａの直径は、軸部材２１の外周面２１ｄの直径よりも小さい直径となっている。さらに、貫通孔７０ａの直径は、下側上部円錐軸受部材６０のフランジ部６２の半径方向内側の直径よりも小さい直径となっている。このため、下側下部円錐軸受部材７０は、軸部材２１が貫通孔７０ａに挿入されると、貫通孔７０ａが軸部材２１に圧入されて軸部材２１に固定されるようになっている。このとき、下側下部円錐軸受部材７０は、下側上部円錐軸受部材６０よりも強く圧入されているため、下側上部円錐軸受部材６０よりも締結強度を強くすることができるようになっている。

下側下部円錐軸受部材７０の貫通孔７０ａの圧入代は、１５〜３０μｍの範囲が好ましく、２０〜２５μｍの範囲が更に好ましく、２２〜２３μｍの範囲が最も好ましい。また、下側上部円錐軸受部材６０のフランジ部６２の圧入代は、５〜２０μｍの範囲が好ましく、１０〜１５μｍの範囲が更に好ましく、１２〜１３μｍの範囲が最も好ましい。

下側下部円錐軸受部材７０の上側には、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと当接する円錐対向面７０ｕが形成されている。円錐対向面７０ｕは、貫通孔７０ａの上側の縁から下側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。円錐対向面７０ｕは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと当接する位置に配置されるようになっている。円錐対向面７０ｕは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと同じ傾斜を有しており、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと当接することができるようになっている。下側上部円錐軸受部材６０の一対の下側溝部６１と下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕとにより潤滑油Ｇを循環する潤滑油循環孔を画成している。円錐対向面７０ｕの下側の縁は、下側下部円錐軸受部材７０の半径方向外側の面である円錐面７０ｄの上側の縁と接続している。

下側下部円錐軸受部材７０の円錐面７０ｄは、円錐対向面７０ｕの下側の縁から下側に向かうに連れて縮径されているテーパ面である。円錐面７０ｄの下側の縁は、下側下部円錐軸受部材７０の下側の面である下面７０ｂの半径方向外側の縁と接続している。円錐面７０ｄは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐面６０ｄと同じ傾斜を有しており、下側上部円錐軸受部材６０の円錐面６０ｄと滑らかに接続することができるようになっている。下側下部円錐軸受部材７０の下面７０ｂは、貫通孔７０ａの下側の縁から半径方向外側に延びる円環状の平面である。

図８に示すように、スピンドルモータ１の組み立て状態において、下側上部円錐軸受部材６０は、貫通孔６０ａが軸部材２１に挿通されると共に、フランジ部６２が軸部材２１に圧入されて、軸部材２１に固定されている。下側上部円錐軸受部材６０の上側円錐外面６０ｕは、ロータ部材３１において貫通孔３１ａの下側に設けられた円錐内面３１ｄｂと対向する位置に配置されている。

下側下部円錐軸受部材７０は、貫通孔７０ａが軸部材２１に圧入されて挿入され、軸部材２１に固定されている。下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと同じ傾斜を有しており、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと当接されている。下側上部円錐軸受部材６０の一対の下側溝部６１と下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕとにより潤滑油Ｇを循環する潤滑油循環孔が画成されている。下側下部円錐軸受部材７０の円錐面７０ｄは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐面６０ｄと同じ傾斜を有しており、下側上部円錐軸受部材６０の円錐面６０ｄと滑らかに接続されている。

潤滑油Ｇは、下側上部円錐軸受部材６０の貫通孔６０ａと軸部材２１の外周面２１ｄとの間の微小な隙間、および円錐内面３１ｄｂと下側上部円錐軸受部材６０の上側円錐外面６０ｕとの間の微小な隙間に充填されている。また、潤滑油Ｇは、下側上部円錐軸受部材６０の一対の下側溝部６１と下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕとにより画定された潤滑油循環孔、並びにロータ部材３１と下側上部円錐軸受部材６０の円錐面６０ｄおよび下側下部円錐軸受部材７０の円錐面７０ｄとの間に充填されている。すなわち、下側下部円錐軸受部材７０の円錐面７０ｄとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇを保持するテーパシール部Ｔが形成され、下側上部円錐軸受部材６０の円錐軸受面としての上側円錐外面６０ｕとロータ部材３１との間で潤滑油Ｇによる動圧が発生する動圧軸受部ＤＢが設けられている。

このように、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１では、上側円錐軸受部材２２が、円錐内面３１ｄｕと対向して軸部材２１に固定された上側下部円錐軸受部材４０と、上側下部円錐軸受部材４０に当接して軸部材２１に固定された上側上部円錐軸受部材５０とを有している。このため、上側下部円錐軸受部材４０は、上側上部円錐軸受部材５０よりも弱く圧入して、上側下部円錐軸受部材４０の下側円錐外面４０ｂの変形を抑制し、駆動時にハードディスク２０２が振動することを抑制することができる。また、上側上部円錐軸受部材５０は、上側下部円錐軸受部材４０よりも強く圧入して、上側下部円錐軸受部材４０よりも締結強度を強くして締結強度を確保することができ、外部からの衝撃に対する耐久力を向上することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１では、下側円錐軸受部材２３が、円錐内面３１ｄｂと対向して軸部材２１に固定された下側上部円錐軸受部材６０と、下側上部円錐軸受部材６０に当接して軸部材２１に固定された第２円錐軸受部材としての下側下部円錐軸受部材７０とを有している。このため、下側上部円錐軸受部材６０は、下側下部円錐軸受部材７０よりも弱く圧入して、下側上部円錐軸受部材６０の上側円錐外面６０ｕの変形を抑制し、駆動時にハードディスク２０２が振動することを抑制することができる。また、下側下部円錐軸受部材７０は、下側上部円錐軸受部材６０よりも強く圧入して、下側上部円錐軸受部材６０よりも締結強度を強くして締結強度を確保することができ、外部からの衝撃に対する耐久力を向上することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１では、上側円錐軸受部材２２が、上側下部円錐軸受部材４０と、上側上部円錐軸受部材５０との２つの円錐軸受部材により構成されている。このため、上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１と上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂとにより潤滑油循環孔を画成することができ、潤滑油循環孔をドリルによる孔加工ではなく、溝加工により形成することができる。従って、上側円錐軸受部材２２の潤滑油循環孔を加工する加工時間を削減することができ、上側円錐軸受部材２２を作製するコストを削減することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１では、下側円錐軸受部材２３が、下側上部円錐軸受部材６０と、下側下部円錐軸受部材７０との２つの円錐軸受部材により構成されている。このため、下側上部円錐軸受部材６０の一対の下側溝部６１と下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕとにより潤滑油循環孔を画成することができ、潤滑油循環孔をドリルによる孔加工ではなく、溝加工により形成することができる。従って、下側円錐軸受部材２３の潤滑油循環孔を加工する加工時間を削減することができ、下側円錐軸受部材２３を作製するコストを削減することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０の構成を説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０の上側円錐軸受部材９０付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。図１０は、図９に示す上側円錐軸受部材９０の上側上部円錐軸受部材９１の構成を概略的に示す断面図である。図１１は、流体動圧軸受８０の下側円錐軸受部材１００付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、上述の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１と同一のまたは類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０は、上述の本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１に対して上側上部円錐軸受部材および下側下部円錐軸受部材の構成が異なる。具体的に、流体動圧軸受８０においては、上側上部円錐軸受部材５０に代えて上側上部円錐軸受部材９１が設けられており、下側下部円錐軸受部材７０に代えて下側下部円錐軸受部材１０１が設けられている。

上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕには、一対の上側溝部４１が形成されており、上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面９１ｂｃと円錐面５０ｄとの間には、円錐対向面４０ｕと離間して対向する環状の連結面９１ｂｄが形成されている。円錐対向面４０ｕと連結面９１ｂｄとの間には、一対の上側溝部４１と連通する環状の油溜まり部９２が形成されている。すなわち、上側上部円錐軸受部材９１は、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接する円錐対向面９１ｂｃと、円錐対向面９１ｂｃの半径方向外側に上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと離間する連結面９１ｂｄとが形成されている。

円錐対向面９１ｂｃは、貫通孔５０ａの下側の縁から上側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。円錐対向面９１ｂｃは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接する位置に配置されるようになっている。円錐対向面９１ｂｃは、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと同じ傾斜を有しており、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと当接することができるようになっている。円錐対向面９１ｂｃの上側の縁は、連結面９１ｂｄの下側の縁に接続している。

連結面９１ｂｄは、円錐対向面９１ｂｃの上側の縁から上側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。連結面９１ｂｄは、円錐対向面９１ｂｃおよび上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕよりも半径方向に対して大きい傾斜角度を有しており、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと離間することができるようになっている。

図９に示すように、流体動圧軸受８０の組み立て状態において、上側円錐軸受部材９０は、上側下部円錐軸受部材４０と上側上部円錐軸受部材９１との間に、上側上部円錐軸受部材９１が半径方向内側から半径方向外側に向かって切り欠かれて形成された油溜まり部９２を更に有している。具体的に、油溜まり部９２は、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと上側上部円錐軸受部材９１の連結面９１ｂｄとの間に形成された円環状の空間である。油溜まり部９２は、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと離間しており、半径方向内側から半径方向外側に向かうに連れて軸Ｙ１方向における幅が大きくなっている。

下側下部円錐軸受部材１０１は、図１０に示す上側上部円錐軸受部材９１と同じ部材で形成されている。すなわち、下側下部円錐軸受部材１０１は、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂ（図１１）と当接する円錐対向面１０１ｕｃと、円錐対向面１０１ｕｃの半径方向外側に下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと離間する連結面１０１ｕｄとが形成されている。

円錐対向面１０１ｕｃは、貫通孔７０ａの上側の縁から下側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。円錐対向面１０１ｕｃは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと当接する位置に配置されるようになっている。円錐対向面１０１ｕｃは、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと同じ傾斜を有しており、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと当接することができるようになっている。円錐対向面１０１ｕｃの下側の縁は、連結面１０１ｕｄの上側の縁に接続している。

連結面１０１ｕｄは、円錐対向面１０１ｕｃの下側の縁から下側に向かうに連れて拡径されているテーパ面である。連結面１０１ｕｄは、円錐対向面１０１ｕｃおよび下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂよりも半径方向に対して大きい傾斜角度を有しており、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと離間することができるようになっている。

図１１に示すように、流体動圧軸受８０の組み立て状態において、下側円錐軸受部材１００は、下側上部円錐軸受部材６０と下側下部円錐軸受部材１０１との間に、下側下部円錐軸受部材１０１が半径方向内側から半径方向外側に向かって切り欠かれて形成された油溜まり部１０２を更に有している。具体的に、油溜まり部１０２は、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと下側下部円錐軸受部材１０１の連結面１０１ｕｄとの間に形成された円環状の空間である。油溜まり部１０２は、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂと離間しており、半径方向内側から半径方向外側に向かうに連れて軸Ｙ１方向における幅が大きくなっている。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０では、上側円錐軸受部材９０が、上側下部円錐軸受部材４０と上側上部円錐軸受部材９１との間に、上側上部円錐軸受部材９１が半径方向内側から半径方向外側に向かって切り欠かれて形成された油溜まり部９２を有している。また、流体動圧軸受８０では、下側円錐軸受部材１００が、下側上部円錐軸受部材６０と下側下部円錐軸受部材１０１との間に、下側下部円錐軸受部材１０１が半径方向内側から半径方向外側に向かって切り欠かれて形成された油溜まり部１０２を更に有している。このため、油溜まり部９２，１０２の領域の分だけ循環油Ｇを多く溜めておくことができ、循環油Ｇが枯渇することによる流体動圧軸受８０の故障を抑制して、流体動圧軸受８０の寿命を向上することができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０では、上側円錐軸受部材９０が、上側下部円錐軸受部材４０と、上側上部円錐軸受部材９１との２つの円錐軸受部材により構成されている。このため、油溜まり部９２を溝加工ではなく上側上部円錐軸受部材９１の切削加工により形成することができる。従って、油溜まり部９２を加工する加工時間を削減することができ、上側円錐軸受部材９０を作製するコストを削減することができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０では、下側円錐軸受部材１００が、下側上部円錐軸受部材６０と、下側下部円錐軸受部材１０１との２つの円錐軸受部材により構成されている。このため、油溜まり部１０２を溝加工ではなく下側下部円錐軸受部材１０１の切削加工により形成することができる。従って、油溜まり部１０２を加工する加工時間を削減することができ、下側円錐軸受部材１００を作製するコストを削減することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受１１０の構成を説明する。図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受１１０の上側円錐軸受部材９０付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。図１３は、図１２に示す上側円錐軸受部材９０の油溜まり部１１１付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、上述の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０と同一のまたは類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

本発明の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受１１０は、上述の本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受８０に対して油溜まり部の構成が異なる。具体的に、流体動圧軸受１１０においては、油溜まり部９２に代えて油溜まり部１１１が設けられている。

本発明の第３の実施の形態に係る上側上部円錐軸受部材９１は、円錐対向面９１ｂｃおよび連結面９１ｂｄが本発明の第２の実施の形態に係る円錐対向面９１ｂｃおよび連結面９１ｂｄと異なることを除いて第２の実施の形態に係る上側上部円錐軸受部材９１と同様に構成されている。すなわち、本発明の第３の実施の形態に係る円錐対向面９１ｂｃの半径方向における幅は、本発明の第２の実施の形態に係る円錐対向面９１ｂｃの半径方向における幅よりも大きくなっている。また、本発明の第３の実施の形態に係る連結面９１ｂｄの半径方向における幅は、本発明の第２の実施の形態に係る連結面９１ｂｄの半径方向における幅よりも小さくなっている。

図１２に示すように、流体動圧軸受１１０の組み立て状態において、上側円錐軸受部材９０は、上側下部円錐軸受部材４０と上側上部円錐軸受部材９１との間に、上側上部円錐軸受部材９１が半径方向内側から半径方向外側に向かって切り欠かれて形成された油溜まり部１１１を有している。具体的に、油溜まり部１１１は、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと上側上部円錐軸受部材９１の連結面９１ｂｄとの間に形成された円環状の空間である。油溜まり部１１１は、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕと離間しており、半径方向内側から半径方向外側に向かうに連れて軸Ｙ１方向における幅が大きくなっている。

図１２に示すように、油溜まり部１１１は、上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１の底面４１ｔよりも上側に位置している。具体的に、油溜まり部１１１は、油溜まり部９２の軸Ｙ１方向における下側の部分である上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕとの当接部分Ｐが、上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１の底面４１ｔの半径方向外側の縁Ｅ１よりも軸Ｙ１方向において上側に配置されている。このため、上側円錐軸受部材９０では、油溜まり部１１１の領域の分だけ循環油Ｇを確保することができ、循環油Ｇが枯渇することによる流体動圧軸受８０の故障を抑制して、流体動圧軸受８０の寿命を更に向上することができる。

図１３に示すように、油溜まり部１１１の半径方向外側の幅は、油溜まり部１１１の上側の縁とロータ部材３１との間の幅よりも小さくなっている。具体的に、油溜まり部１１１の半径方向外側の縁における幅（開口幅）Ｗ１は、油溜まり部１１１の上側の縁Ｅ２と上側上部円錐軸受部材５０の円錐面５０ｄに対向するロータ部材３１の内周面との間の幅Ｗ２よりも小さくなっている。このため、上側円錐軸受部材９０は、油溜まり部１１１内に気泡が留まることを抑制することができ、気泡を循環油Ｇの界面に排出することができる。

なお、流体動圧軸受１１０においては、下側円錐軸受部材１００の油溜まり部１０２に代えて油溜まり部１１１と同一の構造を有する油溜まり部が設けられている。

次に、本発明の第４の実施の形態に係る流体動圧軸受１２０の構成を説明する。図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る流体動圧軸受１２０の上側円錐軸受部材９０付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、上述の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受１１０と同一のまたは類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

本発明の第４の実施の形態に係る流体動圧軸受１２０は、上述の本発明の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受１１０に対して上側下部円錐軸受部材の一対の上側溝部の構成が異なる。具体的に、流体動圧軸受１２０においては、上側下部円錐軸受部材４０の一対の上側溝部４１に代えて上側下部円錐軸受部材１２１の一対の上側溝部１２２が設けられている。

一対の上側溝部１２２は、本発明の第３の実施の形態に係る一対の上側溝部４１よりも軸Ｙ１方向における幅（高さ）が小さくなっていることを除いて、本発明の第３の実施の形態に係る一対の上側溝部４１と同様に構成されている。すなわち、一対の上側溝部１２２は、一対の上側溝部１２２の一対の側面１２２ｐの軸Ｙ１方向における高さが一対の上側溝部４１の一対の側面４１ｐよりも小さくなっている。このため、一対の上側溝部１２２と上側上部円錐軸受部材９１の円錐対向面９１ｂｃおよび連結面９１ｂｄとにより画定された潤滑油循環孔に溜まる潤滑油Ｇを少なくすることができる。従って、循環油Ｇが枯渇することによる流体動圧軸受８０の故障を少量の潤滑油Ｇにより抑制して、流体動圧軸受８０の寿命を更に向上することができる。

また、本発明の第４の実施の形態に係る流体動圧軸受１２０では、上側円錐軸受部材９０が、上側下部円錐軸受部材１２１と、上側上部円錐軸受部材９１との２つの円錐軸受部材により構成されている。このため、上側下部円錐軸受部材１２１の一対の上側溝部１２２と上側上部円錐軸受部材９１の円錐対向面９１ｂｃおよび連結面９１ｂｄとにより潤滑油循環孔を画成することができ、潤滑油循環孔をドリルによる孔加工ではなく、溝加工により形成することができる。従って、簡易な加工により上側円錐軸受部材２２の潤滑油循環孔を一対の上側溝部１２２の軸Ｙ１方向における幅（高さ）を小さくすることができる。

なお、流体動圧軸受１２０においては、下側上部円錐軸受部材６０の一対の下側溝部６１に代えて上側下部円錐軸受部材１２１の一対の上側溝部１２２と同一の構造を有する一対の下側溝部が設けられている。

次に、本発明の第５の実施の形態に係る流体動圧軸受１３０の構成を説明する。図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る流体動圧軸受１３０の上側円錐軸受部材１３１付近の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、上述の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１と同一のまたは類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

本発明の第５の実施の形態に係る流体動圧軸受１３０は、上述の本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１に対して上側円錐軸受部材の構成が異なる。具体的に、流体動圧軸受１３０においては、上側円錐軸受部材２２の上側下部円錐軸受部材４０および上側上部円錐軸受部材５０に代えて上側円錐軸受部材１３１の上側下部円錐軸受部材１３２および上側上部円錐軸受部材１３３が設けられている。

上側下部円錐軸受部材１３２は、上側上部円錐軸受部材１３３よりも硬度が高い材料により形成されている。上側上部円錐軸受部材１３３は例えばプラスチック（樹脂）により形成されているこのため、本発明の第５の実施の形態に係る流体動圧軸受１３０では、上側上部円錐軸受部材１３３を上側下部円錐軸受部材１３２よりもコストの低い材料で作製するため、上側円錐軸受部材１３１を作製するコストを削減することができる。例えば、上側下部円錐軸受部材１３２および上側上部円錐軸受部材１３３は、種々の金属や樹脂により形成することができる。

上側下部円錐軸受部材１３２には、摩耗を抑えるためや下側円錐外面４０ｂの変形を抑えるために、真鍮や銅合金、鉄系や銅系の焼結金属、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属が用いられる。また、上側下部円錐軸受部材１３２には、硬度を向上させるために無電解ニッケルメッキが施されてもよい。

また、上側下部円錐軸受部材１３２の下側円錐外面４０ｂにＤＬＣ（diamond-like carbon）、鍍金、二硫化モリブデン、フッ素樹脂等の表面処理や窒化処理を施してもよい。このような表面処理や窒化処理により、接触抵抗を小さくして起動負荷トルクを低減でき、高速耐久性を向上することができ、また、回転時のブレが発生しても摩擦、傷、打痕の発生を防止でき、円滑な回転を可能にすることができる。

上側上部円錐軸受部材１３３には、例えば、熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を用いることができる。また、２種類以上の熱可塑性樹脂を混合させた材料を用いることもできる。

また、上側上部円錐軸受部材１３３は、必ずしも熱可塑性樹脂のみにより形成されたものである必要はなく、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物であってもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂を使用することが可能である。

また、上側上部円錐軸受部材１３３としては、液晶ポリマー等も広く利用することができる。

なお、流体動圧軸受１３０においては、下側円錐軸受部材２３の下側上部円錐軸受部材６０および下側下部円錐軸受部材７０に代えて上側円錐軸受部材１３１の上側下部円錐軸受部材１３２および上側上部円錐軸受部材１３３と同一の材料の下側上部円錐軸受部材および下側下部円錐軸受部材を用いることができる。また、本発明の第５の実施の形態に係る流体動圧軸受１３０の上側円錐軸受部材１３１の上側下部円錐軸受部材１３２および上側上部円錐軸受部材１３３の材料は、本発明の第１〜４の実施の形態に係るスピンドルモータの上側円錐軸受部材および下側円錐部材にも適用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

例えば、本発明の第１の実施の形態に係る流体動圧軸受２０においては、上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕに、半径方向内側から半径方向外側に向かって背向して半径方向に延びる一対の上側溝部４１が形成されている場合を一例に本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、溝部は、上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂに形成されていてもよい。すなわち、上側上部円錐軸受部材５０と対向する上側下部円錐軸受部材４０の円錐対向面４０ｕおよび上側下部円錐軸受部材４０と対向する上側上部円錐軸受部材５０の円錐対向面５０ｂの少なくともいずれかに半径方向に延在する溝部が形成されていればよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る流体動圧軸受２０においては、下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂに、半径方向内側から半径方向外側に向かって背向して半径方向に延びる一対の下側溝部６１が形成されている場合を一例に本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、溝部は、下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕに形成されていてもよい。すなわち、下側下部円錐軸受部材７０と対向する下側上部円錐軸受部材６０の円錐対向面６０ｂおよび下側上部円錐軸受部材６０と対向する下側下部円錐軸受部材７０の円錐対向面７０ｕの少なくともいずれかに半径方向に延在する溝部が形成されていればよい。

１…スピンドルモータ、１０…ステータ、１１…ベースプレート、１１ａ…貫通孔、１１ｂ…円周壁部、１２…ステータコア、１３…コイル、２０，８０，１１０，１２０，１３０…流体動圧軸受、２１…軸部材、２１ａ…軸孔、２１ｄ…外周面、２２，９０，１３１…上側円錐軸受部材、２３，１００…下側円錐軸受部材、３０…ロータ、３１…ロータ部材、３１ａ…貫通孔、３１ｂ…動圧溝部、３１ｃ…ヨーク取付部、３１ｄｕ，３１ｄｂ…円錐内面、３２…ヨーク、３３…ロータマグネット、３４…エンドキャップ、４０，１２１，１３２…上側下部円錐軸受部材、４０ａ…貫通孔、４０ｂ…下側円錐外面、４０ｄ…円錐面、４０ｕ…円錐対向面、４１，１２２…一対の上側溝部、４１ｐ，１２２ｐ…一対の側面、４１ｔ…底面、４２…フランジ部、５０，９１，１３３…上側上部円錐軸受部材、５０ａ…貫通孔、５０ｂ…円錐対向面、５０ｄ…円錐面、５０ｕ…上面、６０…下側上部円錐軸受部材、６０ａ…貫通孔、６０ｂ…円錐対向面、６０ｄ…円錐面、６０ｕ…上側円錐外面、６１…一対の下側溝部、６１ｐ…一対の側面、６１ｔ…底面、６２…フランジ部、７０，１０１…下側下部円錐軸受部材、７０ａ…貫通孔、７０ｂ…下面、７０ｄ…円錐面、７０ｕ…円錐対向面、９１ｂｃ，１０１ｕｃ…円錐対向面、９１ｂｄ，１０１ｕｄ…連結面、９２，１０２，１１１…油溜まり部、２００…ハードディスク駆動装置、２０１…ハウジング、２０１ａ…底部、２０２…ハードディスク、２０３…軸受装置、２０４…スイングアーム、２０５…ヘッド部、Ｄ…動圧溝、ＤＢ…動圧軸受部、Ｅ１，Ｅ２…縁、Ｇ…潤滑油、Ｐ…当接部分、Ｓ…空間、Ｔ…テーパシール部、Ｗ１，Ｗ２…幅、Ｙ１…軸

Claims (7)

1. 軸部材と、
   前記軸部材の端部に固定される第１円錐軸受部材および第２円錐軸受部材と、
   前記第１円錐軸受部材および第２円錐軸受部材を介して前記軸部材に回転自在な状態で支持されたロータ部材と、
   を備え、
   前記第２円錐軸受部材は、前記第１円錐軸受部材に当接し、
   前記第２円錐軸受部材の円錐面と前記ロータ部材との間で潤滑油を保持するテーパシール部が形成され、
   前記第１円錐軸受部材の円錐軸受面と前記ロータ部材との間で前記潤滑油による動圧が発生する動圧軸受部が設けられていることを特徴とする流体動圧軸受。
2. 前記第１円錐軸受部材と前記第２円錐軸受部材とは、前記軸部材に圧入されており、
   前記第２円錐軸受部材は、前記第１円錐軸受部材よりも圧入代が大きいことを特徴とする請求項１記載の流体動圧軸受。
3. 前記第２円錐軸受部材と対向する前記第１円錐軸受部材の第１対向面および前記第１円錐軸受部材と対向する前記第２円錐軸受部材の第２対向面の少なくともいずれかには半径方向に延在する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の流体動圧軸受。
4. 前記第１円錐軸受部材の前記第１対向面には、前記溝部が形成されており、
   前記第２円錐軸受部材の前記第２対向面と前記円錐面との間には、前記第１対向面と離間して対向する環状の連結面が形成されており、
   前記第１対向面と前記連結面との間には、前記溝部と連通する環状の油溜まり部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の流体動圧軸受。
5. 前記第１円錐軸受部材は、前記第２円錐軸受部材よりも硬度が高い材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の流体動圧軸受。
6. 前記第２円錐軸受部材は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項５記載の流体動圧軸受。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の流体動圧軸受を備えたスピンドルモータ。

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