JP3110389U - モータの流体動圧軸受装置及び該流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラジアル動圧軸受部の軸方向長さを確保して、軸受剛性を損なうことなく、高速回転に対応することができる薄型の流体動圧軸受装置と、このような流体動圧軸受装置を備えた薄型スピンドルモータ及び薄型ディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】 軸部材１００の一端部に形成した小径部１０２に軸部材環状部材１０４を嵌着し、面一とされた軸部材１００及び軸部材環状部材１０４の端面をベース部材３００に当接させて、軸部材１００をベース部材３００に固定する。軸部材１００に軸受部材１１０を回転自在に嵌合し、軸受部材１１０にロータハブ２００を嵌着する。ロータハブ２００に嵌着した軸受部材側環状部材１２０によって軸受部材１１０の反ベース部材３００側への抜け止めをなす。軸部材環状部材１０４と軸受部材側環状部材１２０との間の微小隙間により、キャピラリー・シール部を形成する。
【選択図】 図２

Description

本願の考案は、潤滑油に動圧を発生させて高い軸受剛性を得ることのできるモータの流体動圧軸受装置と、この流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ、さらには、このスピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置に関する。特に、本願の考案は、ベース部材に軸部材が固定され、この軸部材に軸受部材が微小隙間を介して回転自在に支持された形式の薄型の流体動圧軸受装置に関する。

スピンドルモータ等に好適に用いられるこの種の流体動圧軸受装置としては、ベース部材の中央付近のボス部に穿設された孔部に下端部が圧入固定された軸部材の外周面と、該軸部材に対して回転自在に支持される軸受部材の内周面とのいずれか一方にラジアル動圧溝を形成して、両者の間でラジアル動圧軸受部を構成し、他方、軸部材の上端部に設けられたスラスト板の上下両端面にスラスト動圧溝を形成して、上下両端面がそれぞれ対向する相手部材面との間でスラスト動圧軸受部を構成したものが一般的である。

ところで、近年では、スピンドルモータ、牽いては、スピンドルモータを内蔵するハードディスク駆動装置等の記録ディスク駆動装置に対しては、小型化とともに薄型化の要求が顕著である。この要求を満たすには、流体動圧軸受装置における軸部材の軸方向長さの短縮化が有効であるが、そのように構成すると、ラジアル動圧軸受部の軸方向長さが短縮されて、軸受剛性の低下を招くことになる。さらに、軸部材をベース部材に固定するための圧入代を十分に確保することができず、軸部材の取付け剛性が損なわれる。

そこで、このような課題を解決するものとして、軸部材に円盤状スラスト板を設けるとともに、このスラスト板に微小隙間を介してロータハブを嵌合し、スラスト板の外周部とロータハブの内周部との間でラジアル動圧軸受部を構成し、スラスト板の上下両端面と、該両端面に対向するように取り付けられた一対の円盤状スラストブッシュのそれぞれの端面との間でスラスト動圧軸受部を構成した流体動圧軸受装置が提案されている（特許文献１）。この流体動圧軸受装置によると、軸部材の長さが短縮されても、ラジアル動圧軸受部の軸方向長さと軸部材をベース部材に固定するための圧入代とを確保することができるとされている。
特開平８−８４４５３公報（要約、図１、図２等）

ところで、流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータにおいては、ラジアル動圧軸受部の径が大きくなると、軸損トルクが大きくなって、スピンドルモータの消費電力が増大することが知られている。したがって、上記文献に記載の軸受装置のように、ラジアル動圧軸受部を、軸部材の外周部ではなく円盤状スラスト板の外周部に設定すると、そのラジアル動圧軸受部の径は自ずと大きくなることから、消費電力の増大を招き、この点からすると、消費電力をできるだけ低減させたい小型・薄型のスピンドルモータや記録ディスク駆動装置に好適な軸受装置とは言えないものである。

本願の考案は、小型・薄型であっても、流体動圧軸受装置におけるラジアル動圧軸受部の径を大きくすることなく、かつ、軸部材の取付け剛性を損なうことなく、必要なラジアル動圧軸受部の軸方向長さを確保することができ、必要な軸受剛性が得られて、これにより、小型・薄型化を図ることが可能なモータの流体動圧軸受装置を提供することを課題とする。加えて、このような流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置を提供することをも課題とする。

前記のような課題は、本願の各請求項に記載された次のような考案により解決される。 すなわち、その請求項１に記載された考案は、軸方向一端部がモータのベース部材に固定される軸部材と、モータのロータハブの中央孔に嵌着されるとともに、前記軸部材に嵌合されて回転自在に支持される軸受部材と、の間に形成された動圧溝を含む微小隙間内に潤滑油が連続的に充填され、前記微小隙間内における潤滑油充填部分の軸方向一端側に、前記潤滑油の外方漏出を防止するためのキャピラリー・シール部が形成されて成るモータの流体動圧軸受装置において、前記軸部材側の前記キャピラリー・シール部に対応する位置には、前記軸部材に嵌着された軸部材側環状部材が、その軸方向一端面が前記ベース部材に当接するようにして設けられ、前記軸受部材側の前記キャピラリー・シール部に対応する位置には、モータのロータハブの中央孔の軸方向一端側開口部に嵌着された軸受部材側環状部材が、前記軸受部材の軸方向一端面に当接するようにして設けられ、前記軸部材側環状部材の外周面には、軸方向一端側に向かう程縮径するテーパもしくは段が形成され、前記軸受部材側環状部材の内周面には、軸方向一端側に向かう程縮径するテーパもしくは段が形成され、前記軸部材側環状部材の外周面と前記軸受部材側環状部材の内周面とが、軸方向及び半径方向に近接して対向配置されて、前記軸受部材が前記軸部材に対して抜け止めされるとともに、前記キャピラリー・シール部が形成され、前記軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面とのいずれかには、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝が形成され、前記軸部材側環状部材の軸方向他端面と、該軸方向他端面と対向する前記軸受部材の軸方向一端面とのいずれかには、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのスラスト動圧溝が形成されていることを特徴とするモータの流体動圧軸受装置である。

請求項１に記載された考案は、前記のように構成されており、軸部材側環状部材の外周面及び軸受部材側環状部材の内周面に、ベース部材側（軸方向一端側）に向かう程縮径するテーパもしくは段が設けられ、前記軸部材側環状部材の外周面と前記軸受部材側環状部材の内周面とが、軸方向及び半径方向に近接して対向配置される。この形態によれば、軸受部材側環状部材の内周部が軸部材側環状部材の外周部に係合することにより、ベース部材とは反対側（軸方向他端側）への軸受部材及びロータハブの軸部材に対する抜けが防止されて、これらが抜け止めされるとともに、軸部材側環状部材の外周面及び軸受部材側環状部材の内周面に設けられたテーパもしくは段が対向することによって、潤滑油の外方漏出を防止するためのキャピラリー・シール部が形成される。また、軸受部材及びロータハブのベース部材側への抜け止めは、軸受部材の軸方向一端面が軸部材側環状部材に当接または近接するようにして設けられていることによりなされる。このように、軸受部材及びロータハブの抜け止めと潤滑油のシールとを、従来のように軸部材に別途形成した鍔部や段部等で行う構造ではなく、スラスト動圧溝もしくはスラスト動圧発生面が形成された軸部材側環状部材と軸受部材側環状部材とを係合させることによって行う構造であるため、余分な部材等に軸方向長さを取られずに済み、軸部材のラジアル動圧軸受部の軸方向長さを損なうことがない。換言すると、軸部材のラジアル動圧軸受部をできるだけ長く取ることができ、その結果、軸受剛性の向上を図ることができる。

また、本考案の流体動圧軸受装置によれば、軸部材よりも大径である軸部材側環状部材が、その軸方向一端面をベース部材に当接させた状態で、軸部材と共にベース部材に固定されるため、軸部材を、ベース部材に対して高精度に、かつ、安定して固定することができ、結果として、軸取付け剛性を確保することができる。そして、軸部材が短縮されても、このように高精度に、かつ安定して固定されることにより、ベース部材に対する軸部材の所望の直角度と、ベース部材に対する軸部材側環状部材の所望の平行度が高精度に得られ、牽いては、スラスト及びラジアル動圧発生部を含む微小隙間を高精度で形成し、所望の動圧を得ることが可能になる。その結果、軸受剛性の向上が図られる。よって、これがスピンドルモータの軸受装置に適用された場合、スピンドルモータあるいは記録ディスク駆動装置の小型化、薄型化が図られる。

好ましい実施形態によれば、本考案の流体動圧軸受装置は、ベース部材に当接させられる軸部材側環状部材を、焼入れされた鋼で構成することにより、剛性の高い軸部材側環状部材を得ることができ、これによって、ベース部材に固定される軸部材の安定度が増す。また、この形態において、軸部材側環状部材のベース部材への当接面（軸方向一端面）を熱処理後に研磨仕上げしたものにすれば、ベース部材に対する軸部材の取付け精度をより向上させることができ、さらに、軸部材側環状部材の、軸受部材の軸方向一端面と対向する軸方向他端面を熱処理後に研磨仕上げしたものにすれば、回転軸線に対して偏りなくスラスト動圧を発生させて、回転精度を高めることができる。

本考案は、軸部材側環状部材と軸部材とが一体成形されている形態であっても良い。軸部材側環状部材を軸部材と一体成形した鍔付き軸部材にすれば、軸部材に軸部材側環状部材を嵌着する組立作業の手間が省けるとともに、組立誤差の発生を防止することができ、その結果、軸受装置自体の精度の向上が図られる。また、部品点数の削減に伴うコストダウンも図られる。

本考案の流体動圧軸受装置では、さらに、次のような形態を採用することができる。
軸受部材のベース部材側とは反対側の端部が開口しており、この開口が蓋部材で塞がれている。この形態によれば、軸受部材を最も単純な構造の円筒状部材により構成することが可能になる。

次に、その請求項７に記載された考案は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のモータの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータであって、前記ベース部材に固定されたステータと、前記ベース部材に対して回転自在に設けられ、前記ロータハブと、前記ロータハブの外周部に嵌着され、前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータ磁石とから成るロータとをさらに備え、前記流体動圧軸受装置は、前記ロータの回転を支持しており、前記ロータは、前記流体動圧軸受装置内のスラスト動圧溝で発生するスラスト動圧が作用する方向とは反対方向に磁気力で吸引され、これらスラスト動圧と磁気力とがバランスすることによって、前記ロータのスラスト方向の荷重が支持されていることを特徴とするスピンドルモータである。このスピンドルモータは、ロータハブが軸受部材と一体化されている形態を含む。これらがこのように一体化されると、軸受部材とロータの組立作業の手間が省けるとともに、組立誤差の発生を防止することができ、その結果、軸受装置自体の精度の向上が図られる。また、部品点数の削減に伴うコストダウンも可能になる。

次に、その請求項９に記載された考案は、請求項７又は請求項８に記載のスピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置であって、 記録ディスクに情報を書き込み及び／又は読み出しするためのヘッドを備え、前記スピンドルモータが、前記記録ディスクを回転駆動するようにされていることを特徴とする記録ディスク駆動装置である。この記録ディスク駆動装置によれば、小型化、薄型化されても、高い軸受剛性を確保することができ、信頼性の高い記録ディスク駆動装置を低コストで提供することが可能になる。

本願の考案のモータの流体動圧軸受装置によれば、小型、薄型であっても、ラジアル動圧軸受部の径を大きくすることなく、かつ、軸部材の取付け剛性を損なうことなく、必要なラジアル動圧軸受部の軸方向長さを確保することが可能となり、必要な軸受剛性が得られて、この流体動圧軸受装置を用いたスピンドルモータあるいは記録ディスク駆動装置の小型化、薄型化が図られるとともに、消費電力を抑えることができるといった効果を奏する。

軸方向一端部がモータのベース部材に固定される軸部材と、モータのロータハブの中央孔に嵌着されるとともに、軸部材に嵌合されて回転自在に支持される軸受部材と、の間に形成された動圧溝を含む微小隙間内に潤滑油が連続的に充填され、該微小隙間内における潤滑油充填部分の軸方向一端側に、潤滑油の外方漏出を防止するためのキャピラリー・シール部が形成されて成るモータの流体動圧軸受装置において、軸部材側のキャピラリー・シール部に対応する位置には、軸部材に嵌着された軸部材側環状部材を、その軸方向一端面がベース部材に当接するようにして設ける。また、軸受部材側のキャピラリー・シール部に対応する位置には、モータのロータハブの中央孔の軸方向一端側開口部に嵌着された軸受部材側環状部材を、軸受部材の軸方向一端面に当接するようにして設ける。軸部材側環状部材の外周面には、軸方向一端側に向かう程縮径するテーパもしくは段を形成し、軸受部材側環状部材の内周面には、軸方向一端側に向かう程縮径するテーパもしくは段を形成する。そして、軸部材側環状部材の外周面と軸受部材側環状部材の内周面とを軸方向及び半径方向に近接して対向配置して、軸受部材が軸部材に対して抜け止めされるようにするとともに、キャピラリー・シール部が形成されるようにする。軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面とのいずれかには、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝を形成し、軸部材側環状部材の軸方向他端面と、該軸方向他端面と対向する軸受部材の軸方向一端面とのいずれかには、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのスラスト動圧溝を形成する。軸部材側環状部材は、焼入れされた鋼から成るものとする。

以下、図面を参照して、本願の考案の実施例を説明する。なお、以下の説明で、上下方向に関する記載は、図におけるその方向を言うものとする。
［１］第１実施例：図１、図２
図１は、スピンドルモータ２１を駆動源として内蔵するハードディスク駆動装置３１の全体概要を示しており、図２は、当該装置３１の主要部の詳細構造を示している。スピンドルモータ２１は、流体動圧軸受装置１１を備えており、以下、流体動圧軸受装置１１、スピンドルモータ２１、ハードディスク駆動装置３１の順に、構成を説明する。

（Ａ）流体動圧軸受装置１１
図２に示すように、流体動圧軸受装置１１は、軸部材１００、軸受部材１１０、軸受部材側環状部材１２０及び蓋部材１３０によって構成されている。
軸部材１００は、大径部１０１の下方に同軸の小径部１０２が形成された段付き円柱形状になっていて、この軸部材１００の小径部１０２に、軸部材側環状部材１０４が嵌着されている。軸部材側環状部材１０４の下端面は、軸部材１００の下端面と面一となっている。軸部材側環状部材１０４の外周には、段が形成され、この段より上側に外周面１０５が形成され、段より下側に外周面１０５よりも縮径されたテーパ面１０６が、下方（ベース部材３００側、ベース部材３００については後述）に向かうにしたがって次第に小径となるようにして形成されている。なお、このテーパ面１０６を、円筒面をもって代えることも、この段を解消して、軸部材側環状部材１０４の外周全面をテーパ面にすることも、可能である。

軸受部材１１０は、外径が軸部材側環状部材１０４の外径よりもやや大きい円筒状であって、中空部１１１が軸部材１００に嵌合されている。中空部１１１を画成する軸受部材１１０の内周面と軸部材１００の外周面１０３との間には微小隙間が形成され、軸受部材１１０の下端面と軸部材側環状部材１０４の上端面との間にも、微小隙間が形成される。軸受部材１１０の上方の開口は、蓋部材１３０によって閉塞される。この蓋部材１３０は、後述するロータハブ２００の上端開口の内周縁に嵌着される。蓋部材１３０の下端面は、軸受部材１１０の上端面に密接し、また、蓋部材１３０の下端面と軸部材１００の上端面との間には、微小隙間が形成されている。なお、この蓋部材１３０は、軸受部材１１０の上端面に凹部を形成して、この凹部に嵌着するようにすることも可能である。

軸受部材側環状部材１２０は、軸部材側環状部材１０４の周囲に配されており、ロータハブ２００の中央孔２０１の下端側内周部（軸方向一端側開口部）に嵌着され、その上端面は、軸受部材１１０の下端面に当接している。この軸受部材側環状部材１２０の内周部には、上側に環状凹部（拡径内周面）１２１が形成され、下側に内周面１２２が形成されている。そして、環状凹部１２１には、軸部材側環状部材１０４の外周面１０５が微小隙間を隔てて嵌合しており、内周面１２２は、テーパ面１０６に近接し、微小隙間を隔てて対向配置されている。なお、この軸受部材側環状部材１２０の内周部は、軸部材側環状部材１０４の外周全面がテーパ面とされる場合には、その全面がテーパ面に形成されても良く、これにより、これら両テーパ面が対向して、それらの間に後述するキャピラリー・シール部１２３が形成されるようにしても良い。

上述した各微小隙間は連続しており、この微小隙間に潤滑油が連続的に充填、封入される。軸部材側環状部材１０４のテーパ面１０６と軸受部材側環状部材１２０の内周面１２２との間の微小隙間は、上方に向かうにしたがって狭隘となる断面三角形状の隙間であり、この微小隙間がキャピラリー・シール部１２３を形成し、潤滑油の外方漏出を防止する。

本実施例の流体動圧軸受装置１１は、軸部材１００が固定され、軸受部材１１０が回転する状態に組み込まれる。軸部材１００の外周面１０３、もしくはこの外周面１０３に対向する軸受部材１１０の内周面のいずれか一方には、ラジアル動圧溝が形成される。また、軸部材側環状部材１０４の上端面か、この上端面に対向する軸受部材１１０の下端面のいずれか一方には、スラスト動圧溝が形成される。本実施例では、軸受部材１１０の内周面にラジアル動圧溝１１２が形成され、軸受部材１１０の下端面にスラスト動圧溝１１３が形成されている。

ラジアル動圧溝１１２としては、例えば軸受部材１１０の内周面に軸方向と平行あるいは斜めに延びる直線状のものや、三角形状のもの、さらには、ほぼＶ字状でヘリングボーン模様のものが上下に複数列形成された形態が挙げられる。他方、スラスト動圧溝１１３も同様に、軸受部材１１０の下端面に複数の動圧溝が放射状あるいは渦巻き状に形成されたものや、複数のほぼＶ字状の動圧溝が周方向に形成されたでヘリングボーン模様のものなどの形態が挙げられる。

（Ｂ）スピンドルモータ２１
図１及び図２に示すように、スピンドルモータ２１は、上記流体動圧軸受装置１１、ロータハブ２００とロータ磁石２１０とからなるロータ２００Ａ、及びステータコア２２０とコイル２３０とからなるステータ２２０Ａによって構成されている。

ロータハブ２００は、ほぼ円筒状であり、その中央部の孔（中央孔）２０１には、軸受部材１１０が嵌着される。この軸受部材１１０の中空部１１１内には、軸部材側環状部材１０４を装着した軸部材１００が挿入され、さらに、中央孔２０１の軸方向一端側開口部には、軸受部材側環状部材１２０が、軸受部材１１０の下端面に当接するようにして嵌着されている。ロータハブ２００の上端面は、軸受部材１１０の上端面より若干上に位置し、これによって露出するロータハブ２００の上端内周縁に、上記蓋部材１３０が嵌着されて、軸受部材１１０の上方開口部を閉塞している。これによって上記流体動圧軸受装置１１がロータハブ２００内に固定される。そして、軸部材１００の下端面と軸部材側環状部材１０４の下端面を後述するベース部材３００の底面に当接させながら、ベース部材３００にねじ止め固定することによって、ロータハブ２００と流体軸受装置１１とをスピンドルモータ２１に組み込む。

ロータハブ２００の外周部の上端部には、上端側に向かって外径が小径となるように２段の段部２０２、２０３が形成されている。また、ロータハブ２００の外周部の軸方向中央やや下方には、鍔部２０４が形成されており、この鍔部２０４よりも下側の外周部に、環状のロータ磁石２１０が鍔部２０４の下端面に当接する状態に嵌着されている。このロータ磁石２１０の周囲には、電磁鋼板の積層体からなるステータコア２２０が配置されている。このステータコア２２０が有する複数の突極部に、コイル２３０が巻回されて、ステータ２２０Ａが構成されている。ステータコア２２０は、ベース部材３００に固定されている。

以上が本実施例のスピンドルモータ２１であり、該モータ２１によれば、コイル２３０に所定の電流を供給すると、ステータコア２２０から磁束が発生し、この磁束により、ロータ磁石２１０に磁気力が働き、軸部材１００を中心として、軸受部材１１０と一体のロータハブ２００が回転する。

ベース部材３００は、圧延鋼板等の磁性を有する鉄系材料によって形成されており、ロータ磁石との間に発生する磁気力によって、ロータ全体を軸方向下方側に吸引する。このロータ全体を軸方向下方側に吸引するように作用する磁気力は、ロータハブ２００の回転中にスラスト動圧溝１１３で発生する軸方向上方側への動圧力とバランスすることによって、ロータ２００Ａ全体を支持し、軸受部材１１０及び軸受部材側環状部材１０４を軸部材１００及び軸部材側環状部材１０４と非接触で回転させる。
なお、このスピンドルモータ２１は、ステータコア２２０の内周面に対向してロータ磁石２１０が配置されたインナーロータタイプである。

（Ｃ）ハードディスク駆動装置３１
図１及び図２に示すように、ハードディスク駆動装置３１は、上記スピンドルモータ２１と、ベース部材３００と、このベース部材３００内を密閉するカバー部材３０５と、記録ディスク３１０と、クランプ部材３２０と、記録ディスク３１０に対して情報を書き込み及び／又は読み出しする磁気ヘッド３３０とから構成されている。

ベース部材３００は、圧延鋼板等を板金加工で成形した薄い箱形状で、図２に示すように、底部中央に上方にわずかにせり上がる軸受固定部３０１が形成されており、この軸受固定部３０１上に、流体動圧軸受装置１１が固定されている。すなわち、流体動圧軸受装置１１の、面一とされた軸部材１００及び軸部材側環状部材１０４の各下端面が、軸受固定部３０１の上面に当接させられ、軸受固定部３０１に貫通されたねじ３０２を軸部材１００の中心にねじ込むことにより、軸部材１００がベース部材３００に締結されている。軸部材１００は、その軸方向がベース部材３００の面に対して高精度で直交する状態に固定されることが重要である。このように、ねじ３０２で流体動圧軸受装置１１を固定する手段により、従来のように軸部材１００を圧入固定するための圧入代が不要となっているので、その分、ラジアル動圧軸受部の軸方向長さが十分に確保されている。

上述したように、ロータハブ２００の外周部の上端部には２段の段部２０２、２０３が形成されており、下側の段部２０３に、記録ディスク３１０の内周部が嵌着されている。そして、上側の段部２０２にはクランプ部材３２０が嵌着され、記録ディスク３１０は、このクランプ部材３０２と下側の段部２０３とによって挟み込まれた状態で、ロータハブ２００に強固に支持されている。

また、ベース部材３００における上記ロータ磁石２１０の周囲に当たる部分には、上記ステータコア２２０が固定されている。磁気ヘッド３３０は、ベース部材３００の適宜個所に旋回自在に支持された上下一対のアーム３３１の先端に取り付けられている。これら磁気ヘッド３３０は、記録ディスク３１０を挟むように配置され、記録ディスク３１０の両面に対して情報の書き込み及び／又は読み出しを行うようにされている。

以上の構成からなるハードディスク駆動装置３１においては、スピンドルモータ２１の回転とともに、ロータハブ２００と一体に記録ディスク３１０が回転し、この記録ディスク３１０に対し、磁気ヘッド３３０によって情報の書き込み及び／又は読み出しが行われる。この稼働中、流体動圧軸受装置１１においては、軸受部材１１０の内周面に形成されたラジアル動圧溝１１２内の潤滑油が高圧となって、径方向内側に作用するラジアル動圧が発生し、ラジアル荷重が高い剛性で支持される。また、軸受部材１１０の下端面に形成されたスラスト動圧溝１１３内の潤滑油が高圧となって、軸方向上側に作用するスラスト動圧が発生し、スラスト荷重が高い剛性で支持される。さらに、ロータハブ２００は、スラスト動圧が作用する方向（軸方向上側）と対向する方向（軸方向下側）に磁気力で吸引され、この磁気力とスラスト動圧とがバランスすることによって、ロータ２００Ａ全体及び記録ディスク３１０の軸方向の荷重が支持される。

次に、本実施例のハードディスク駆動装置３１で奏される効果について説明する。
流体動圧軸受装置１１の軸部材１００は、その下端面とともに、それよりも大径である軸部材側環状部材１０４の下端面がベース部材３００に当接した状態でベース部材３００に固定されている。このため、軸部材１００を、ベース部材３００に対して高精度に、かつ、安定して固定することができる。すなわち、軸部材１００の軸方向をベース部材３００の底面に対して高精度で直交する状態に固定することができて、軸取付け剛性を高めることができる。また、ねじ３０２で流体動圧軸受装置１１をベース部材３００に固定する手段により、従来のように軸部材１００を圧入固定するための圧入代が不要となるので、その分、ラジアル動圧軸受部の軸方向長さが十分に確保される。これらの結果、流体動圧軸受装置１１の軸受剛性が十分に確保され、薄型であっても、高精度で安定した回転特性を有するスピンドルモータ２１が実現可能となり、このスピンドルモータ２１を用いれば、ハードディスク駆動装置３１全体の小型化、薄型化が図られる。また、軸部材１００のラジアル動圧軸受部の径を大きくすることがないので、消費電力を抑えることができ、この点においても、小型のハードディスク駆動装置として有用である。

また、流体動圧軸受装置１１においては、軸部材側環状部材１０４の外周面１０５が軸受部材側環状部材１２０の環状凹部１２１に嵌合し、また、軸受部材側環状部材１２０の内周面１２２が軸部材側環状部材１０４のテーパ面１０６に近接している。この構造により、ベース部材３００とは反対側への軸受部材１１０の抜け止め、牽いては、ロータハブ２００の抜け止めがなされる。なお、軸受部材１１０のベース部材３００側への抜け止めは、軸受部材１１０自身が軸部材側環状部材１０４に当接することによりなされる。

ベース部材３００とは反対方向への軸受部材１１０の抜け止めは、例えば、軸部材の上下両端部に一対の鍔部を形成し、その間に軸受部材を挟み込んだり、軸受部材の内周面に設けた段部にいずれかの鍔部を係合させたりして抜け止めを行う構造や、軸部材の上端部に鍔部を形成し、下端部をベース部材に圧入固定して抜け止めを行う構造などが考えられる。しかしながら、前者では、第２の鍔部を形成するための軸方向長さ、また、後者では、圧入代のための軸方向長さを必要とするため、いずれの場合においても、ラジアル動圧軸受部として確保可能な軸方向長さが減ってしまう。

これに対して、本実施例では、スラスト動圧軸受部を形成する軸部材側環状部材１０４の外周面１０５に軸受部材側環状部材１２０の環状凹部１２１を係合させて抜け止めを行うとともに、軸部材側環状部材１０４を軸部材１００の下端部に嵌着し、面一とされた軸部材側環状部材１０４及び軸部材１００の各下端部をベース部材３００に当接させてねじ３０２で固定する構造であるため、第２の鍔部を形成するための軸方向長さも、圧入代のための軸方向長さも必要とせず、このため、軸部材１００のラジアル動圧軸受部の軸方向長さ（この場合、大径部１０１の外周面の軸方向長さにほぼ匹敵する）を損なうことがない。換言すると、軸部材１００のラジアル動圧軸受部をできるだけ長く取ることができる。この点においても、薄型のハードディスク駆動装置に好適であり、それが薄型であっても、軸受剛性を確保することができる。

上記の説明では、流体動圧軸受装置１１の各部材の材質については述べていないが、各部材には、従来、炭素鋼及びステンレス鋼等の特殊鋼を含む周知の鋼あるいは焼結合金等が適宜に用いられる。ここで、ベース部材３００に当接させられる軸部材側環状部材１０４を、焼入れされた鋼で構成することにより、剛性の高い軸部材側環状部材１０４を得ることができ、これによって、ベース部材３００に固定される軸部材１００の安定度、換言すれば、軸部材１００の取付け剛性をより増大させることができる。焼入れ可能な鋼としては、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼や高炭素クロム軸受鋼が挙げられる。また、この形態において、軸部材側環状部材１０４のベース部材３００への当接面を熱処理後に研磨仕上げしたものにすれば、ベース部材３００に対する軸部材１００の取付け精度をより向上させることができる。さらに、軸部材側環状部材１０４の上端面（軸受部材１１０の下端面に対向するスラスト動圧発生面）を熱処理後に研磨仕上げすることにより、回転軸線に対して偏りなくスラスト動圧を発生させ、回転精度を高めることができる。

次に、本願の考案の他の実施例である第２〜第４実施例を説明する。これらの実施例で参照する図面において、実施例１と同一あるいは同様の機能を有するこれら実施例の構成部材については、同一の符号を付して、説明を省略する。なお、第２、第３実施例は、流体動圧軸受装置の別形態であり、第４実施例は、上記第１実施例の流体動圧軸受装置１１を適用したスピンドルモータの別形態である。

［２］第２実施例：図３
図３に示すハードディスク駆動装置３１が備える流体動圧軸受装置１２の軸部材１００は、上記第１実施例における軸部材１００が軸部材側環状部材１０４と一体成形されたものである。すなわち、この軸部材１００においては、その下端部に軸部材側環状部材を一体成形した鍔部１０７が設けられている。

このように、軸部材１００に鍔部１０７を一体成形した形態によれば、第１実施例のように、軸部材１００に軸部材側環状部材１０４を嵌着する組立作業の手間が省けるとともに、組立誤差の発生を防止することができ、その結果、装置自体の精度の向上が図られる。また、部品点数の削減に伴うコストダウンも可能になる。

［３］第３実施例：図４
図４に示すハードディスク駆動装置３１が備える流体動圧軸受装置１３では、上記第１実施例における軸受部材１１０とロータハブ２００とが一体化（一体成形）されている。ここでは、その一体化されたものをロータハブ２０５と称する。すなわち、このロータハブ２０５においては、内周部に、径方向の内側に突出する円筒状の軸受部１１４が一体成形されているものである。なお、軸部材には、上記第２実施例の軸部材１００が用いられている。

この実施例によれば、ロータハブ２０５に軸受部１１４が一体成形されていることにより、第１実施例のように、軸受部材１１０にロータハブ２００を嵌着する組立作業の手間が省けるとともに、組立誤差の発生を防止することができ、その結果、装置自体の精度の向上が図られる。また、部品点数の削減に伴うコストダウンも可能になる。

［４］第４実施例：図５
図５は、第１実施例のスピンドルモータ２１に代えて、別形態のスピンドルモータ２２を備えたハードディスク駆動装置３２の、スピンドルモータ２２の部分の詳細を示している。このスピンドルモータ２２は、ロータハブ２００に形成された上記鍔部２０４に代えて、外周縁がステータコア２２０の外周部よりもさらに外周側に延在する円盤部２０６が、ロータハブ２００に一体に形成されている。この円盤部２０６の外周部には、ベース部材３００側に垂下する環状部２０７が一体に形成されている。環状部２０７の内周面には、ロータ磁石２１０が嵌着され、このロータ磁石２１０の内周面は、ステータコア２２０の外周面に対向している。

ロータ磁石２１０は、ステータコア２２０よりもやや上方の位置に配置されている。これにより、ロータ磁石２１０とステータコア２２０との間に発生する磁気力によって、ロータ２００Ａ全体が軸方向下方側に吸引される。このロータ２００Ａ全体を軸方向下方側に吸引するように作用する磁気力は、ロータハブ２００の回転中にスラスト動圧溝１１３で発生する軸方向上方側への動圧力とバランスすることによって、ロータ２００Ａ全体を支持し、軸受部材１１０及び軸受部材側環状部材１２０を軸部材１００及び軸部材側環状部材１０４と非接触で回転させる。

この実施例のスピンドルモータ２２は、ロータ磁石２１０がステータコア２２０の外周側に配置されたアウターロータタイプであり、第１実施例のインナーロータタイプのスピンドルモータ２１とタイプは違うものの、同じ流体動圧軸受装置１１を備えることから、同様の効果が奏される。

上記各実施例は、本願の考案をハードディスク駆動装置に適用した例であるが、本願の考案は、携帯可能なメディアとしてのＣＤやＤＶＤ等の記録ディスクを駆動する記録ディスク駆動装置にも適用することができる。その場合の記録ディスク駆動装置は、その記録ディスクを脱着可能なディスク取付け具が、上記クランプ部材３２０の代わりにロータハブ２００、２０５に設けられる。また、磁気ヘッド３３０は、光ヘッドに代えられる。

本願の考案は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

本願の考案の第１実施例に係るハードディスク駆動装置の概要を示す縦断面図である。 第１実施例に係るハードディスク駆動装置の主要部の詳細を示す縦断面図である。 本願の考案の第２実施例に係るハードディスク駆動装置の主に流体動圧軸受装置部分を示す縦断面図である。 本願の考案の第３実施例に係るハードディスク駆動装置の主に流体動圧軸受装置部分を示す縦断面図である。 本願の考案の第４実施例に係るハードディスク駆動装置の主要部の縦断面図である。

符号の説明

１１、１２、１３…流体動圧軸受装置
２１、２２…スピンドルモータ
３１、３２…ハードディスク駆動装置
１００…軸部材
１０４…軸部材側環状部材
１０５…鍔部
１０７…軸部材側環状部
１１０…軸受部材
１１２…ラジアル動圧溝
１１３…スラスト動圧溝
１２０…軸受部材側環状部材
１２３…流体シール部
１３０…蓋部材
２００、２０５…ロータハブ
２００Ａ…ロータ
２２０…ステータコア
２２０Ａ…ステータ
３００…ベース部材
３１０…記録ディスク
３２０…クランプ部材
３３０…磁気ヘッド

Claims (9)

1. 軸方向一端部がモータのベース部材に固定される軸部材と、モータのロータハブの中央孔に嵌着されるとともに、前記軸部材に嵌合されて回転自在に支持される軸受部材と、の間に形成された動圧溝を含む微小隙間内に潤滑油が連続的に充填され、前記微小隙間内における潤滑油充填部分の軸方向一端側に、前記潤滑油の外方漏出を防止するためのキャピラリー・シール部が形成されて成るモータの流体動圧軸受装置において、
   前記軸部材側の前記キャピラリー・シール部に対応する位置には、前記軸部材に嵌着された軸部材側環状部材が、その軸方向一端面が前記ベース部材に当接するようにして設けられ、
   前記軸受部材側の前記キャピラリー・シール部に対応する位置には、モータのロータハブの中央孔の軸方向一端側開口部に嵌着された軸受部材側環状部材が、前記軸受部材の軸方向一端面に当接するようにして設けられ、
   前記軸部材側環状部材の外周面には、軸方向一端側に向かう程縮径するテーパもしくは段が形成され、
   前記軸受部材側環状部材の内周面には、軸方向一端側に向かう程縮径するテーパもしくは段が形成され、
   前記軸部材側環状部材の外周面と前記軸受部材側環状部材の内周面とが、軸方向及び半径方向に近接して対向配置されて、前記軸受部材が前記軸部材に対して抜け止めされるとともに、前記キャピラリー・シール部が形成され、
   前記軸部材の外周面と前記軸受部材の内周面とのいずれかには、ラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのラジアル動圧溝が形成され、
   前記軸部材側環状部材の軸方向他端面と、該軸方向他端面と対向する前記軸受部材の軸方向一端面とのいずれかには、スラスト方向の荷重を受ける動圧を発生させるためのスラスト動圧溝が形成されている
   ことを特徴とするモータの流体動圧軸受装置。
2. 前記軸部材側環状部材は、焼入れされた鋼から成ることを特徴とする請求項１に記載のモータの流体動圧軸受装置。
3. 前記軸部材側環状部材は、熱処理後に、前記ベース部材と当接するその軸方向一端面が研磨仕上げされていることを特徴とする請求項２に記載のモータの流体動圧軸受装置。
4. 前記軸部材側環状部材は、熱処理後に、前記軸受部材の軸方向一端面と対向するその軸方向他端面が研磨仕上げされていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のモータの流体動圧軸受装置。
5. 前記軸受部材は、前記ベース部材側とは反対側の端部が開口しており、この開口が蓋部材によって閉塞されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のモータの流体動圧軸受装置。
6. 前記軸部材側環状部材が、前記軸部材と一体成形されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のモータの流体動圧軸受装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のモータの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータであって、
   前記ベース部材に固定されたステータと、
   前記ベース部材に対して回転自在に設けられ、前記ロータハブと、前記ロータハブの外周部に嵌着され、前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータ磁石とから成るロータと
   をさらに備え、
   前記流体動圧軸受装置は、前記ロータの回転を支持しており、
   前記ロータは、前記流体動圧軸受装置内のスラスト動圧溝で発生するスラスト動圧が作用する方向とは反対方向に磁気力で吸引され、これらスラスト動圧と磁気力とがバランスすることによって、前記ロータのスラスト方向の荷重が支持されている
   ことを特徴とするスピンドルモータ。
8. 前記ロータハブが、前記軸受部材と一体成形されていることを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
9. 請求項７又は請求項８に記載のスピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置であって、
   記録ディスクに情報を書き込み及び／又は読み出しするためのヘッドを備え、
   前記スピンドルモータが、前記記録ディスクを回転駆動するようにされている
   ことを特徴とする記録ディスク駆動装置。
   

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