JP3554485B2 - 流体動圧軸受モータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体駆動装置におけるハードディスク等の記録媒体を回転駆動させるために用いられる流体動圧を利用した流体動圧軸受モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流体動圧軸受モータとして、上端近傍にスラスト板が同心状に固設された軸体と、スラスト板と軸体とに微小間隙を有して周設された二重円筒状のスリーブ体と、スラスト板とスリーブ体との微小間隙及び軸体とスリーブ体との微小間隙に充填された潤滑油等の潤滑流体とを備えたものがある。
【０００３】
このような流体動圧軸受モータでは、スラスト板の上面に動圧発生溝が形成されて上部スラスト動圧軸受が構成されると共に、スラスト板の下面に動圧発生溝が形成されて下部スラスト動圧軸受が構成される一方、スリーブ体の軸体に対向する面に動圧発生溝が形成されてラジアル動圧軸受が構成され、スリーブ体が軸体の周りを回転可能となっている。
【０００４】
なお、各動圧軸受を形成する動圧発生溝は、動圧が動圧発生溝の中央に生成されるバランスがとれた構造となっている。また、スラスト動圧軸受の潤滑流体とラジアル動圧軸受の潤滑流体とは互いに分離した状態で充填した構造のものや互い連続した状態で充填した構造のものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の流体動圧軸受モータでは、微小間隙に充填された潤滑流体は、その充填作業時に空気が混入したり、スリーブ体の回転時に動圧発生溝により潤滑流体が撹拌されることにより空気が混入したりするため、気泡が不可避的に含まれたものとなる。ところが、潤滑流体中に気泡が含まれていると、その気泡がモータの温度上昇等により熱膨張する結果、潤滑流体が外部に漏出されて流体動圧軸受モータを短寿命化させる虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成でスラスト動圧軸受やラジアル動圧軸受等の潤滑流体中の気泡を効率的に外部に放出させることができる流体動圧軸受モータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、軸体と、該軸体に同心状に固設されたスラスト板と、前記軸体及びスラスト板に対し微小間隙を有して周設されたスリーブ体と、前記微小間隙の少なくとも一部に充填された潤滑流体とを備え、該潤滑流体が充填された箇所に流体動圧軸受が形成されて前記スリーブ体が前記軸体の回りに相対的に回転可能にされた流体動圧軸受モータであって、前記スラスト板の一面と前記スリーブ体の前記一面との対向面間に形成され、潤滑流体をスラスト板の内周側から外周側に向けて流動させる第１のスラスト動圧軸受と、前記スラスト板の他面と前記スリーブ体の前記他面との対向面間に形成され、潤滑流体をスラスト板の外周側から内周側に向けて流動させる第２のスラスト動圧軸受と、前記スラスト板の内周側に該スラスト板の両面を貫通して形成された流体循環孔とを有することを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、スラスト板の一面とスリーブ体との間に形成された第１のスラスト動圧軸受やスラスト板の他面とスリーブ体との間に形成された第２のスラスト動圧軸受等によりスリーブ体が軸体に軸支され、スリーブ体が軸体の回りを相対的に回転する。この回転時に、第１のスラスト動圧軸受の潤滑流体はスラスト板の内周側から外周側へ流動すると共に、第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体はスラスト板の外周側から内周側へ流動し、この内周側に流動した潤滑流体は流体循環孔を介して第１のスラスト動圧軸受側へ流動する。
【０００９】
すなわち、スラスト板の周囲の潤滑流体は、スラスト板の外周側の端面と内周側の流体循環孔とを介してスラスト板の一面と他面との間で循環することになり、流体循環孔を通過するとき等に潤滑流体中に含まれている気泡が軸体とスリーブ体間の微小間隙を介して外部に放出されることになる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記スラスト板の他面は、前記ラジアル動圧軸受に近い側の面であることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、流体循環孔内を通過する潤滑流体はスラスト板の他面側から一面側に向けて流動することになる。スラスト板の一面側には外部に通じる微小間隙が存在しているため、潤滑流体中の気泡は流体循環孔内の通過時等に上記の微小間隙を介して外部に放出されることになる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に係るものにおいて、前記流体循環孔は、前記スラスト板の外周側の間口が内周側の間口に比べて狭い断面形状を有しているものであることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、間口の狭い外周側部分での表面張力が大きくなるため、潤滑流体はこの間口の狭い部分を通過することになる。このため、内周側部分は空気の通路となる呼吸孔となる結果、間口の狭い部分での潤滑流体の通過が容易になる一方、潤滑流体中の気泡の放出が容易となる。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記スラスト板に隣接する箇所であって前記軸体と前記スリーブ体との対向面間に形成されたラジアル動圧軸受を有し、前記第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体と前記ラジアル動圧軸受の潤滑流体とは前記微小間隙を介して連続するようにされていることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、ラジアル動圧軸受の潤滑流体は第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体と連続しているので、ラジアル動圧軸受の潤滑流体中の少なくともスラスト板に近い箇所の気泡はスラスト動圧軸受の潤滑流体に取り込まれる等して外部に放出されることになる。また、スラスト動圧軸受とラジアル動圧軸受間で一方の潤滑流体が他方の潤滑流体に取り込まれることがないので各動圧軸受の潤滑流体１０が枯渇することがない。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項４に係るものにおいて、前記ラジアル動圧軸受は、潤滑流体に対し前記スラスト板側に向けて流動させる方向の力が加わるように形成されていることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、スラスト動圧軸受の潤滑流体がラジアル動圧軸受側に取り込まれることが効果的に抑制され、スラスト動圧軸受の潤滑流体が枯渇することが阻止される。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項４又は５に係るものにおいて、前記軸体の前記ラジアル動圧軸受を挟む前記スラスト板とは反対側の箇所に前記軸体と前記スリーブ体との対向面間の間隙により構成された気体介在部を有し、該気体介在部は前記ラジアル動圧軸受との境界部における前記軸体と前記スリーブ体とのなす角が前記ラジアル動圧軸受の潤滑流体界面を該気体介在部側に移動不能とする大きさに形成されていることを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、ラジアル動圧軸受の潤滑流体中の少なくとも気体介在部に近い箇所の気泡はこの気体介在部に放出されることになる。また、スラスト動圧軸受及びラジアル動圧軸受の潤滑流体は所定位置に保持され、一方が他方に取り込まれて潤滑流体が枯渇することが阻止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るスピンドルモータとして用いるのに適した流体動圧軸受モータの縦断面図である。この図において、流体動圧軸受モータは、基盤２と、基盤２に下端部が固定された軸体４と、軸体４の上部に同心状に固設されたスラスト板６と、軸体４及びスラスト板６に微小間隙を有して周設され、軸体４の回りを回転可能にされたスリーブ体８と、軸体４とスリーブ体８との微小間隙及びスラスト板６とスリーブ体８との微小間隙に充填された潤滑流体１０と、基盤２に固設されたステータ１２と、スリーブ体８のステータ１２に対向する位置に固設されたマグネット１４とを備えている。
【００２１】
基盤２は、中央部に軸体４の下端部を嵌合して固定する貫通孔２１が形成された円環状を有している。
【００２２】
軸体４は、上部側であってスラスト板６が固設される箇所の上方に周方向に沿って形成された第１の環状溝４１、軸心方向の略中央部に形成された第２の環状溝４２、下部側であって基盤２の上方に形成された第３の環状溝４３、及び内部に軸心方向に沿って形成され、第２の環状溝４２と第３の環状溝４３とを連通する通気孔（呼吸孔）４４を備えている。
【００２３】
第１の環状溝４１は、径方向外方に開口する断面凹形状を有し、後述するカバー板８５の切欠き部８５２とにより環状空間を形成して潤滑流体１０が外部に流出するのを阻止する流出阻止部４１１を構成する。
【００２４】
第２の環状溝４２は、外径が下方に向かって比較的急激に減少し、軸心方向の距離が短い上傾斜壁４２１と、外径が上方に向かって比較的緩やかに減少し、軸心方向の距離が長い下傾斜壁４２２とを有しており、スリーブ体８の後述する環状溝８６とで後述する第１のラジアル動圧軸受８８０と第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０を分離する気体介在部４２３を構成する。
【００２５】
第３の環状溝４３は、外径が下方に向かって比較的緩やかに減少し、軸心方向の距離が長い上傾斜壁４３１を有しており、スリーブ体８とで後述する第２のラジアル動圧軸受の潤滑流体１０のシール部を構成する。
【００２６】
通気孔４４は、軸体４の外周面に開口する上開口部４４１が第２の環状溝４２の上傾斜壁４２１と下傾斜壁４２２との境界部に位置し、軸体４の外周面に開口する下開口部４４２が第３の環状溝４３の上傾斜壁４３１の上部（軸体４とスリーブ体８間の隙間のできるだけ狭い箇所）に位置している。
【００２７】
スラスト板６は、中央に上下面６ａ，６ｂを貫通するように形成された取付孔６１を有する円環状をなし、取付孔６１の周囲の１８０°毎の対称位置に形成された上下面６ａ，６ｂを貫通する２個の流体循環孔６２、上面６ａに形成された第１の動圧発生溝６３、及び下面６ｂに形成された第２の動圧発生溝６４を備えている。
【００２８】
図２は、スラスト板６の平面図で、（ａ）は上面６ａ側を示し、（ｂ）は下面６ｂ側を示している。この図において、流体循環孔６２は、略三角形状を有し、間口の広い底辺部６２１が内周側に位置するように形成されて取付孔６１に開放され、間口の狭い頂部６２２が外周側に位置するように形成されている。この間口の広い底辺部６２１は後述するように空気の呼吸孔を形成し、間口の狭い頂部６２２は潤滑流体１０の循環孔を形成する。このため、間口の狭い頂部６２２は、小さな鋭角にして潤滑流体１０に対する表面張力が大きくなるようにされ、循環孔における潤滑流体１０の通過が容易になるようになっている。
【００２９】
第１の動圧発生溝６３は、ヘリングボーン溝からなり、内周側の傾斜溝６３１と外周側の傾斜溝６３２とを径方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝６３３を周方向に所定の間隔で配列したもので、スラスト板６の上面６ａとこの上面６ａとのスリーブ体８の対向面間に第１のスラスト動圧軸受６３０を形成するものである。
【００３０】
この第１の動圧発生溝６３は、内周側の傾斜溝６３１の径方向寸法が外周側の傾斜溝６３２の径方向寸法よりも長くなるように設定されたもので、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝６３１における潤滑流体１０に加えられる外周側への加圧力と傾斜溝６３２における潤滑流体１０に加えられる内周側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝６３１における外周側への加圧力が傾斜溝６３２における内周側への加圧力よりも大きくなってスラスト板６（上面６ａ）とスリーブ体８間に存在する潤滑流体１０が内周側から外周側へ流動（移動）するようになっている。
【００３１】
第２の動圧発生溝６４は、第１の動圧発生溝６３と同様にヘリングボーン溝からなり、内周側の傾斜溝６４１と外周側の傾斜溝６４２とを径方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝６４３を周方向に所定の間隔で配列したもので、スラスト板６の下面６ｂとこの下面６ｂとのスリーブ体８の対向面間に第２のスラスト動圧軸受６４０を形成するものである。
【００３２】
この第２の動圧発生溝６４は、内周側の傾斜溝６４１の径方向寸法が外周側の傾斜溝６４２の径方向寸法よりも短くなるように設定されたもので、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝６４１における潤滑流体１０に加えられる外周側への加圧力と傾斜溝６４２における潤滑流体１０に加えられる内周側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝６４１における外周側への加圧力が傾斜溝６４２における内周側への加圧力よりも小さくなってスラスト板６（下面６ｂ）とスリーブ体８間に存在する潤滑流体１０が外周側から内周側へ流動（移動）するようになっている。
【００３３】
図１に戻り、スリーブ体８は、軸体４よりも幾分大径で軸体４が嵌合される中央部に形成された貫通孔８１、上部に形成された二重段差を有する環状溝８２及び下部に形成された二重筒状部８３を有するハブ８４と、環状溝８２の後述する上溝８２２に固設されたカバー板８５とからなるものである。
【００３４】
環状溝８２は、スラスト板６が収納されるスラスト板６よりも幾分大径の下溝８２１と、下溝８２１よりも大径の上溝８２２とからなり、カバー板８５が上溝８２２に固設されることにより下溝８２１がスラスト板収納部を構成する。
【００３５】
このスリーブ体８（ハブ８４）は、貫通孔８１の軸心方向における略中央位置で軸体４の第２の環状溝４２に対向する箇所に環状溝８６が形成されている。この環状溝８６は、外径が下方に向かって比較的急激に増大し、軸心方向の距離が短い上傾斜壁８６１と、外径が上方に向かって比較的緩やかに増大し、軸心方向の距離が長い下傾斜壁８６２とを有しており、上述のように軸体４の第２の環状溝４２とで気体介在部４２３を形成している。
【００３６】
すなわち、気体介在部４２３は、軸体４とスリーブ体８（ハブ８４）との対向面間に形成された間隙により構成され、後述する第１のラジアル動圧軸受８８０と第２のラジアル動圧軸受８９０とを分離するもので、第１のラジアル動圧軸受８８０との境界部となる箇所の軸体４とスリーブ体８とのなす角（上開口角）が第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０の下側界面を気体介在部４２３側に移動不能な大きさに形成されている。すなわち、第１のラジアル動圧軸受８８０側の上開口角を大きくすることにより潤滑流体１０の下側界面の表面張力を大きくし、第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０が気体介在部４２３側に流出不能になっている。これにより、第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０及び第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０が定位置に保持されることになる。
【００３７】
また、気体介在部４２３は、後述する第２のラジアル動圧軸受８９０との境界部となる箇所の軸体４とスリーブ体８とのなす角（下開口角）が第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０の上側界面を気体介在部４２３側に移動可能な大きさに形成されている。すなわち、第２のラジアル動圧軸受８９０側の下開口角を小さくすることにより潤滑流体１０の上側界面の表面張力を小さくし、第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０が気体介在部４２３側に移動可能になっている。
【００３８】
また、スリーブ体８（ハブ８４）は、その貫通孔８１における内周面であって、下溝８２１と環状溝８６との間に形成された第３の動圧発生溝８８、及び環状溝８６と貫通孔８１の下端部近傍位置（軸体４の第３の環状溝４３と対向する箇所の上端位置）との間に形成された第４の動圧発生溝８９を備えている。
【００３９】
図３は、スリーブ体８（ハブ８４）の貫通孔８１における内周面の展開図である。この図において、第３の動圧発生溝８８は、ヘリングボーン溝からなり、軸心方向上部側の傾斜溝８８１と軸心方向下部側の傾斜溝８８２とを軸心方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝８８３を周方向に所定の間隔で配列したもので、軸体４とスリーブ体８との対向面間に第１のラジアル動圧軸受８８０を形成するものである。
【００４０】
この第３の動圧発生溝８８は、軸心方向上部側の傾斜溝８８１の軸心方向寸法が軸心方向下部側の傾斜溝８８２の軸心方向寸法よりも少し短くなるように設定されたもので、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝８８１における潤滑流体１０に加えられる軸心方向下部側への加圧力と傾斜溝８８２における潤滑流体１０に加えられる軸心方向上部側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝８８１における軸心方向下部側への加圧力が傾斜溝８８２における軸心方向上部側への加圧力よりも少し小さくなって潤滑流体１０に対し、軸心方向下部側から軸心方向上部側へ流動（移動）させる方向の力が加えられるようになっている。
【００４１】
また、第４の動圧発生溝８９は、第３の動圧発生溝８８と同様にヘリングボーン溝からなり、軸心方向上部側の傾斜溝８９１と軸心方向下部側の傾斜溝８９２とを軸心方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝８９３を周方向に所定の間隔で配列したもので、軸体４とスリーブ体８との対向面間に第２のラジアル動圧軸受８９０を形成するものである。
【００４２】
この第４の動圧発生溝８９は、各傾斜溝８９１，８９２が第３の動圧発生溝８８と同様に形成されており、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝８９１における潤滑流体１０に加えられる軸心方向下部側への加圧力と傾斜溝８９２における潤滑流体１０に加えられる軸心方向上部側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝８９１における軸心方向下部側への加圧力が傾斜溝８９２における軸心方向上部側への加圧力よりも少し小さくなって軸体４とスリーブ体８間に存在する潤滑流体１０に対し、軸心方向下部側から軸心方向上部側へ流動（移動）させる方向の力が加えられるようになっている。
【００４３】
図１に戻り、カバー板８５は、軸体４よりも幾分大径で軸体４が嵌合される中央部に形成された貫通孔８５１を有し、下面の内周側角部が切除されて切欠き部８５２が形成されたもので、上述のように切欠き部８５２と軸体４の第１の環状溝４１とで潤滑流体１０の流出阻止部４１１を構成している。また、このカバー板８５の上方には、オイルトラップを構成するシール板８７がハブ８４に固設されている。
【００４４】
潤滑流体１０は、潤滑油等からなり、スラスト板６の周囲の微小間隙Ｇ１、軸体４の外周面と第３の動圧発生溝８８の形成されたスリーブ体８（ハブ８４）の内周面間の微小間隙Ｇ２、及び軸体４の外周面と第４の動圧発生溝８９の形成されたスリーブ体８（ハブ８４）の内周面間の微小間隙Ｇ３に充填されている。なお、スラスト板６の周囲の微小間隙Ｇ１に充填される潤滑流体１０と、軸体４の外周面と第３の動圧発生溝８８の形成されたスリーブ体８の内周面間の微小間隙Ｇ２に充填される潤滑流体１０とは、それらの微小間隙を介して連続するようになっている。
【００４５】
また、軸体４の外周面と第４の動圧発生溝８９の形成されたスリーブ体８の内周面間の微小間隙Ｇ３に充填される潤滑流体１０は、スリーブ体８の回転停止時ではその下側界面が通気孔４４の下開口部４４２よりも下方に位置し、下開口部４４２を塞いだ状態になるようになっている。
【００４６】
ステータ１２は、基盤２に取り付けられた支持部２２に固設された円筒状のコア１２１に導線が巻回されて構成され、スリーブ体８（ハブ８４）の二重筒状部８３の空間部内側に収納配置されている。
【００４７】
マグネット１４は、円筒状を有し、スリーブ体８の二重筒状部８３の空間部外側に固設された円筒状のヨーク１４１内周面であってステータ１２に対向する位置に固設されている。
【００４８】
上記のように構成された本発明の実施形態に係る流体動圧軸受モータは、ステータ１２に通電されると、スリーブ体８が第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０及び第１，第２のラジアル動圧軸受８８０，８９０に軸支されて軸体４の回りを高速回転する。このとき、スラスト板６の上面６ａとこの上面６ａとのスリーブ体８の対向面間に形成された第１のスラスト動圧軸受６３０における潤滑流体１０が第１の動圧発生溝６３に生じる差圧により内周側から外周側に流動する一方、スラスト板６の下面６ｂとこの下面６ｂとのスリーブ体８の対向面間に形成された第２のスラスト動圧軸受６４０における潤滑流体１０が第２の動圧発生溝６４に生じる差圧により外周側から内周側に流動する。
【００４９】
この結果、スラスト板６の上面６ａの潤滑流体１０はスラスト板６の端面６ｃを介してスラスト板６の下面６ｂ側に流動する一方、スラスト板６の下面６ｂの潤滑流体１０はスラスト板６の内周側の流体循環孔６２を介してスラスト板６の上面６ｂ側に流動する。すなわち、スラスト板６の周囲に充填されている潤滑流体１０は、上面６ａと下面６ｂ間を端面６ｃと流体循環孔６２とを介して循環することになる。
【００５０】
このとき、流体循環孔６２の内周側には呼吸孔が形成されるので、潤滑流体１０の循環がスムーズに行われる一方、潤滑流体１０が流体循環孔６２からスラスト板６の上面６ａに流動するときに潤滑流体１０中に含まれている気泡が流体循環孔６２の上方に位置する流出阻止部４１１に放出され、この放出された気泡は流出阻止部４１１上方の軸体４とカバー体８５及び軸体４とシール板８７との微小間隙Ｇ４を介して外部に放出されることになる。なお、スラスト板６表面のコーナ部等には気泡が付着し易くなるが、仮にコーナ部等に気泡が付着したとしても潤滑流体１０が循環するときにその気泡が潤滑流体１０中に取り込まれ、流出阻止部４１１に放出されることになる。
【００５１】
また、軸体４とスリーブ体８との対向面間に形成された第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０中に含まれている気泡のうち上部側の傾斜溝８８１にあるものは、その箇所の潤滑流体１０にスラスト板６側への力が作用していること等からスラスト板６側に移動し、スラスト板６の周囲を循環する潤滑流体１０に取り込まれる等して流出阻止部４１１に放出される。
【００５２】
また、第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０中に含まれている気泡のうち下部側の傾斜溝８８２にあるものは、気体介在部４２３側に移動して気体介在部４２３内に放出され、通気孔４４を介して外部に放出される。勿論、下部側の傾斜溝８８２にある気泡でもスラスト板６側に移動して流出阻止部４１１に放出されるものも存在する。
【００５３】
また、スリーブ体８が軸体４の回りを回転すると、第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０は、図４に示すように、第４の動圧発生溝８９の上部側の傾斜溝８９１と下部側の傾斜溝８９２とに生じる差圧により僅かに気体介在部４２３側に移動して下側界面が通気孔４４の下開口部４４２の位置にまで上昇する。これにより、通気孔４４の下開口部４４２が外部に開口する。なお、気体介在部４２３は、上述したように下開口角が小さく設定されて第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０の上側界面が気体介在部４２３側に移動可能になっているので、その潤滑流体１０の下側界面が通気孔４４の下開口部４４２の位置にまで容易に上昇することになる。
【００５４】
第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０中に含まれている気泡のうち上部側の傾斜溝８９１にあるものは、その箇所の潤滑流体１０に気体介在部４２３側への力が作用していること等から気体介在部４２３側に移動し、気体介在部４２３に放出される。この気体介在部４２３に放出された気泡は第１のラジアル動圧軸受８８０から放出された気泡と共に、通気孔４４を介して外部に放出されることになる。また、下部側の傾斜溝８８２にある気泡は、下側界面側に移動して通気孔４４の下開口部４４２近傍において外部に放出される。勿論、下部側の傾斜溝８９２にある気泡でも気体介在部４２３側に移動し、気体介在部４２３に放出されるものもある。
【００５５】
以上のように本発明の実施形態に係る流体動圧軸受モータは、特にスラスト板６に気泡を排出させるための複雑な形状の孔加工を施したりする必要がないので、簡単な構成で第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０や第１，第２のラジアル動圧軸受８８０，８９０等の潤滑流体１０中の気泡を効率的に外部に放出させることができる。
【００５６】
また、スラスト板６の周囲の微小間隙Ｇ１に充填される潤滑流体１０と、軸体４とスリーブ体８の内周面間の微小間隙Ｇ２に充填される潤滑流体１０とは連続した状態で充填されているので、それらが分離されている場合のように第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０と第１のラジアル動圧軸受８８０間で一方の潤滑流体１０が他方の潤滑流体１０に取り込まれるという現象が生じることはない。このため、長期に亘る使用によっても各動圧軸受の潤滑流体１０が枯渇することがなく、長期間に亘って性能が維持されることになる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態の構造のものに限定されるものではなく、次のような種々の変形態様を採用することができる。
【００５８】
（１）上記実施形態では、第１のラジアル動圧軸受８８０は、そこに充填されている潤滑流体１０に対してスラスト板６側に流動する方向の力が作用にするように形成されているが、潤滑流体１０にはスラスト板６側に流動する方向の力が作用しないようにすることもできる。この場合は、第３の動圧発生溝８８の上部側の傾斜溝８８１と下部側の傾斜溝８８２の軸心方向寸法を等しくする等して各傾斜溝８８１，８８２に作用する力のバランスがとれるようにすればよい。
【００５９】
（２）上記実施形態では、第２のラジアル動圧軸受８９０は、そこに充填されている潤滑流体１０に対し、気体介在部４２３側に流動する方向の力が作用にするように形成されているが、潤滑流体１０には気体介在部４２３側に流動する方向の力が作用しないようにすることもできる。この場合、第４の動圧発生溝８９の上部側の傾斜溝８９１と下部側の傾斜溝８９２の軸心方向寸法を等しくする等して各傾斜溝８９１，８９２に作用する力のバランスがとれるようにすればよい。
【００６０】
（３）上記実施形態では、第１，第２の動圧発生溝６３，６４は、スラスト板６の上下面６ａ，６ｂに形成されているが、その一方又は両方をスリーブ体８のスラスト板６の上下面６ａ，６ｂとの対向面に形成してもよい。また、第３，第４の動圧発生溝８８，８９は、スリーブ体８の軸体４との対向面に形成されているが、その一方又は両方を軸体４の外周面に形成することも可能である。
【００６１】
（４）上記実施形態では、スラスト板６の周囲に充填されている潤滑流体１０の循環方向が、スラスト板６の上面６ａでは内周側から外周側に向けて流動し、下面６ｂでは外周側から内周側に向けて流動するようになっているが、上面６ａでは外周側から内周側に向けて流動し、下面６ｂでは内周側から外周側に向けて流動するようにするようにすることも可能である。この場合は、第１，第２の動圧発生溝６３，６４の内周側の傾斜溝６３１，６４１と外周側の傾斜溝６３２，６４２の長短の関係を上記実施形態のものと逆にすればよい。
【００６２】
（５）上記実施形態では、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するように構成されているが（この場合、スリーブ体８やマグネット１４がロータ側を構成し、軸体４やスラスト板６がステータ側を構成する。）、軸体４がスリーブ体８の内部で回転するように構成することもできる（この場合、軸体４やスラスト板６がロータ側を構成し、スリーブ体８がステータ側を構成する。）。
【００６３】
（６）上記実施形態では、スラスト板６の取付孔６１の周囲に２個の流体循環孔６２が形成されているが、この流体循環孔６２は１個又は３個以上とすることも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び２の発明は、潤滑流体をスラスト板の内周側から外周側に向けて流動させる第１のスラスト動圧軸受と、潤滑流体をスラスト板の外周側から内周側に向けて流動させる第２のスラスト動圧軸受と、スラスト板の内周側にスラスト板の両面を貫通して形成された流体循環孔とを有しているので、簡単な構成でスラスト動圧軸受等の潤滑流体中の気泡を効率的に外部に放出させることができる。
【００６５】
また、請求項３の発明は、流体循環孔が、スラスト板の外周側の間口が内周側の間口に比べて狭い断面形状を有しているものであるので、潤滑流体は外周側の間口の狭い部分を通過し、内周側部分は空気の通路となる呼吸孔となる結果、間口の狭い部分での潤滑流体の通過が容易になる一方、潤滑流体中の気泡の放出が容易となる。
【００６６】
また、請求項４の発明は、スラスト板に隣接する箇所であって軸体とスリーブ体との対向面間に形成されたラジアル動圧軸受を有し、第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体とラジアル動圧軸受の潤滑流体とは微小間隙を介して連続するようにされているので、ラジアル動圧軸受の潤滑流体中の少なくともスラスト板に近い箇所の気泡はスラスト動圧軸受の潤滑流体に取り込まれる等して外部に放出されると共に、一方の潤滑流体が他方の潤滑流体に取り込まれることがないので各動圧軸受の潤滑流体が枯渇することが効果的に抑制される。
【００６７】
また、請求項５の発明は、ラジアル動圧軸受が潤滑流体に対しスラスト板側に向けて流動させる方向の力が加わるように形成されているので、スラスト動圧軸受の潤滑流体がラジアル動圧軸受側に取り込まれることが阻止される。
【００６８】
また、請求項６の発明は、軸体のラジアル動圧軸受を挟むスラスト板とは反対側の箇所に軸体とスリーブ体との対向面間の間隙により構成された気体介在部を有し、該気体介在部はラジアル動圧軸受との境界部における軸体とスリーブ体とのなす角がラジアル動圧軸受の潤滑流体界面を該気体介在部側に移動不能とする大きさに形成されているので、スラスト動圧軸受及びラジアル動圧軸受の潤滑流体が所定位置に保持され、一方が他方に取り込まれて潤滑流体が枯渇することが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受モータの縦断面図である。
【図２】図１に示す流体動圧軸受モータを構成するスラスト板に形成された動圧発生溝を説明するための平面図で、（ａ）は上面側を示し、（ｂ）は下面側を示す図である。
【図３】図１に示す流体動圧軸受モータを構成するスリーブ体に形成された動圧発生溝を説明するための展開図である。
【図４】図１に示す流体動圧軸受モータの回転動作時における第２のラジアル動圧軸体の潤滑流体の流動状態を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
４ 軸体
６ スラスト板
８ スリーブ体
１０ 潤滑流体
１２ モータ巻線
１４ マグネット
６ａ 上面（一面）
６ｂ 下面（他面）
６２ 流体循環孔
４２３ 気体介在部
６３０ 第１のスラスト動圧軸受
６４０ 第２のスラスト動圧軸受
８８０ 第１のラジアル動圧軸受
８９０ 第２のラジアル動圧軸受
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体駆動装置におけるハードディスク等の記録媒体を回転駆動させるために用いられる流体動圧を利用した流体動圧軸受モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流体動圧軸受モータとして、上端近傍にスラスト板が同心状に固設された軸体と、スラスト板と軸体とに微小間隙を有して周設された二重円筒状のスリーブ体と、スラスト板とスリーブ体との微小間隙及び軸体とスリーブ体との微小間隙に充填された潤滑油等の潤滑流体とを備えたものがある。
【０００３】
このような流体動圧軸受モータでは、スラスト板の上面に動圧発生溝が形成されて上部スラスト動圧軸受が構成されると共に、スラスト板の下面に動圧発生溝が形成されて下部スラスト動圧軸受が構成される一方、スリーブ体の軸体に対向する面に動圧発生溝が形成されてラジアル動圧軸受が構成され、スリーブ体が軸体の周りを回転可能となっている。
【０００４】
なお、各動圧軸受を形成する動圧発生溝は、動圧が動圧発生溝の中央に生成されるバランスがとれた構造となっている。また、スラスト動圧軸受の潤滑流体とラジアル動圧軸受の潤滑流体とは互いに分離した状態で充填した構造のものや互い連続した状態で充填した構造のものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の流体動圧軸受モータでは、微小間隙に充填された潤滑流体は、その充填作業時に空気が混入したり、スリーブ体の回転時に動圧発生溝により潤滑流体が撹拌されることにより空気が混入したりするため、気泡が不可避的に含まれたものとなる。ところが、潤滑流体中に気泡が含まれていると、その気泡がモータの温度上昇等により熱膨張する結果、潤滑流体が外部に漏出されて流体動圧軸受モータを短寿命化させる虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成でスラスト動圧軸受やラジアル動圧軸受等の潤滑流体中の気泡を効率的に外部に放出させることができる流体動圧軸受モータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、軸体と、該軸体に同心状に固設されたスラスト板と、前記軸体及びスラスト板に対し微小間隙を有して周設されたスリーブ体と、前記微小間隙の少なくとも一部に充填された潤滑流体とを備え、該潤滑流体が充填された箇所に流体動圧軸受が形成されて前記スリーブ体が前記軸体の回りに相対的に回転可能にされた流体動圧軸受モータであって、前記スラスト板の一面と前記スリーブ体の前記一面との対向面間に形成され、潤滑流体をスラスト板の内周側から外周側に向けて流動させる第１のスラスト動圧軸受と、前記スラスト板の他面と前記スリーブ体の前記他面との対向面間に形成され、潤滑流体をスラスト板の外周側から内周側に向けて流動させる第２のスラスト動圧軸受と、前記スラスト板の内周側に該スラスト板の両面を貫通して形成された流体循環孔とを有することを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、スラスト板の一面とスリーブ体との間に形成された第１のスラスト動圧軸受やスラスト板の他面とスリーブ体との間に形成された第２のスラスト動圧軸受等によりスリーブ体が軸体に軸支され、スリーブ体が軸体の回りを相対的に回転する。この回転時に、第１のスラスト動圧軸受の潤滑流体はスラスト板の内周側から外周側へ流動すると共に、第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体はスラスト板の外周側から内周側へ流動し、この内周側に流動した潤滑流体は流体循環孔を介して第１のスラスト動圧軸受側へ流動する。
【０００９】
すなわち、スラスト板の周囲の潤滑流体は、スラスト板の外周側の端面と内周側の流体循環孔とを介してスラスト板の一面と他面との間で循環することになり、流体循環孔を通過するとき等に潤滑流体中に含まれている気泡が軸体とスリーブ体間の微小間隙を介して外部に放出されることになる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記スラスト板の他面は、前記ラジアル動圧軸受に近い側の面であることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、流体循環孔内を通過する潤滑流体はスラスト板の他面側から一面側に向けて流動することになる。スラスト板の一面側には外部に通じる微小間隙が存在しているため、潤滑流体中の気泡は流体循環孔内の通過時等に上記の微小間隙を介して外部に放出されることになる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に係るものにおいて、前記流体循環孔は、前記スラスト板の外周側の間口が内周側の間口に比べて狭い断面形状を有しているものであることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、間口の狭い外周側部分での表面張力が大きくなるため、潤滑流体はこの間口の狭い部分を通過することになる。このため、内周側部分は空気の通路となる呼吸孔となる結果、間口の狭い部分での潤滑流体の通過が容易になる一方、潤滑流体中の気泡の放出が容易となる。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記スラスト板に隣接する箇所であって前記軸体と前記スリーブ体との対向面間に形成されたラジアル動圧軸受を有し、前記第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体と前記ラジアル動圧軸受の潤滑流体とは前記微小間隙を介して連続するようにされていることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、ラジアル動圧軸受の潤滑流体は第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体と連続しているので、ラジアル動圧軸受の潤滑流体中の少なくともスラスト板に近い箇所の気泡はスラスト動圧軸受の潤滑流体に取り込まれる等して外部に放出されることになる。また、スラスト動圧軸受とラジアル動圧軸受間で一方の潤滑流体が他方の潤滑流体に取り込まれることがないので各動圧軸受の潤滑流体１０が枯渇することがない。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項４に係るものにおいて、前記ラジアル動圧軸受は、潤滑流体に対し前記スラスト板側に向けて流動させる方向の力が加わるように形成されていることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、スラスト動圧軸受の潤滑流体がラジアル動圧軸受側に取り込まれることが効果的に抑制され、スラスト動圧軸受の潤滑流体が枯渇することが阻止される。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項４又は５に係るものにおいて、前記軸体の前記ラジアル動圧軸受を挟む前記スラスト板とは反対側の箇所に前記軸体と前記スリーブ体との対向面間の間隙により構成された気体介在部を有し、該気体介在部は前記ラジアル動圧軸受との境界部における前記軸体と前記スリーブ体とのなす角が前記ラジアル動圧軸受の潤滑流体界面を該気体介在部側に移動不能とする大きさに形成されていることを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、ラジアル動圧軸受の潤滑流体中の少なくとも気体介在部に近い箇所の気泡はこの気体介在部に放出されることになる。また、スラスト動圧軸受及びラジアル動圧軸受の潤滑流体は所定位置に保持され、一方が他方に取り込まれて潤滑流体が枯渇することが阻止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係るスピンドルモータとして用いるのに適した流体動圧軸受モータの縦断面図である。この図において、流体動圧軸受モータは、基盤２と、基盤２に下端部が固定された軸体４と、軸体４の上部に同心状に固設されたスラスト板６と、軸体４及びスラスト板６に微小間隙を有して周設され、軸体４の回りを回転可能にされたスリーブ体８と、軸体４とスリーブ体８との微小間隙及びスラスト板６とスリーブ体８との微小間隙に充填された潤滑流体１０と、基盤２に固設されたステータ１２と、スリーブ体８のステータ１２に対向する位置に固設されたマグネット１４とを備えている。
【００２１】
基盤２は、中央部に軸体４の下端部を嵌合して固定する貫通孔２１が形成された円環状を有している。
【００２２】
軸体４は、上部側であってスラスト板６が固設される箇所の上方に周方向に沿って形成された第１の環状溝４１、軸心方向の略中央部に形成された第２の環状溝４２、下部側であって基盤２の上方に形成された第３の環状溝４３、及び内部に軸心方向に沿って形成され、第２の環状溝４２と第３の環状溝４３とを連通する通気孔（呼吸孔）４４を備えている。
【００２３】
第１の環状溝４１は、径方向外方に開口する断面凹形状を有し、後述するカバー板８５の切欠き部８５２とにより環状空間を形成して潤滑流体１０が外部に流出するのを阻止する流出阻止部４１１を構成する。
【００２４】
第２の環状溝４２は、外径が下方に向かって比較的急激に減少し、軸心方向の距離が短い上傾斜壁４２１と、外径が上方に向かって比較的緩やかに減少し、軸心方向の距離が長い下傾斜壁４２２とを有しており、スリーブ体８の後述する環状溝８６とで後述する第１のラジアル動圧軸受８８０と第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０を分離する気体介在部４２３を構成する。
【００２５】
第３の環状溝４３は、外径が下方に向かって比較的緩やかに減少し、軸心方向の距離が長い上傾斜壁４３１を有しており、スリーブ体８とで後述する第２のラジアル動圧軸受の潤滑流体１０のシール部を構成する。
【００２６】
通気孔４４は、軸体４の外周面に開口する上開口部４４１が第２の環状溝４２の上傾斜壁４２１と下傾斜壁４２２との境界部に位置し、軸体４の外周面に開口する下開口部４４２が第３の環状溝４３の上傾斜壁４３１の上部（軸体４とスリーブ体８間の隙間のできるだけ狭い箇所）に位置している。
【００２７】
スラスト板６は、中央に上下面６ａ，６ｂを貫通するように形成された取付孔６１を有する円環状をなし、取付孔６１の周囲の１８０°毎の対称位置に形成された上下面６ａ，６ｂを貫通する２個の流体循環孔６２、上面６ａに形成された第１の動圧発生溝６３、及び下面６ｂに形成された第２の動圧発生溝６４を備えている。
【００２８】
図２は、スラスト板６の平面図で、（ａ）は上面６ａ側を示し、（ｂ）は下面６ｂ側を示している。この図において、流体循環孔６２は、略三角形状を有し、間口の広い底辺部６２１が内周側に位置するように形成されて取付孔６１に開放され、間口の狭い頂部６２２が外周側に位置するように形成されている。この間口の広い底辺部６２１は後述するように空気の呼吸孔を形成し、間口の狭い頂部６２２は潤滑流体１０の循環孔を形成する。このため、間口の狭い頂部６２２は、小さな鋭角にして潤滑流体１０に対する表面張力が大きくなるようにされ、循環孔における潤滑流体１０の通過が容易になるようになっている。
【００２９】
第１の動圧発生溝６３は、ヘリングボーン溝からなり、内周側の傾斜溝６３１と外周側の傾斜溝６３２とを径方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝６３３を周方向に所定の間隔で配列したもので、スラスト板６の上面６ａとこの上面６ａとのスリーブ体８の対向面間に第１のスラスト動圧軸受６３０を形成するものである。
【００３０】
この第１の動圧発生溝６３は、内周側の傾斜溝６３１の径方向寸法が外周側の傾斜溝６３２の径方向寸法よりも長くなるように設定されたもので、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝６３１における潤滑流体１０に加えられる外周側への加圧力と傾斜溝６３２における潤滑流体１０に加えられる内周側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝６３１における外周側への加圧力が傾斜溝６３２における内周側への加圧力よりも大きくなってスラスト板６（上面６ａ）とスリーブ体８間に存在する潤滑流体１０が内周側から外周側へ流動（移動）するようになっている。
【００３１】
第２の動圧発生溝６４は、第１の動圧発生溝６３と同様にヘリングボーン溝からなり、内周側の傾斜溝６４１と外周側の傾斜溝６４２とを径方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝６４３を周方向に所定の間隔で配列したもので、スラスト板６の下面６ｂとこの下面６ｂとのスリーブ体８の対向面間に第２のスラスト動圧軸受６４０を形成するものである。
【００３２】
この第２の動圧発生溝６４は、内周側の傾斜溝６４１の径方向寸法が外周側の傾斜溝６４２の径方向寸法よりも短くなるように設定されたもので、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝６４１における潤滑流体１０に加えられる外周側への加圧力と傾斜溝６４２における潤滑流体１０に加えられる内周側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝６４１における外周側への加圧力が傾斜溝６４２における内周側への加圧力よりも小さくなってスラスト板６（下面６ｂ）とスリーブ体８間に存在する潤滑流体１０が外周側から内周側へ流動（移動）するようになっている。
【００３３】
図１に戻り、スリーブ体８は、軸体４よりも幾分大径で軸体４が嵌合される中央部に形成された貫通孔８１、上部に形成された二重段差を有する環状溝８２及び下部に形成された二重筒状部８３を有するハブ８４と、環状溝８２の後述する上溝８２２に固設されたカバー板８５とからなるものである。
【００３４】
環状溝８２は、スラスト板６が収納されるスラスト板６よりも幾分大径の下溝８２１と、下溝８２１よりも大径の上溝８２２とからなり、カバー板８５が上溝８２２に固設されることにより下溝８２１がスラスト板収納部を構成する。
【００３５】
このスリーブ体８（ハブ８４）は、貫通孔８１の軸心方向における略中央位置で軸体４の第２の環状溝４２に対向する箇所に環状溝８６が形成されている。この環状溝８６は、外径が下方に向かって比較的急激に増大し、軸心方向の距離が短い上傾斜壁８６１と、外径が上方に向かって比較的緩やかに増大し、軸心方向の距離が長い下傾斜壁８６２とを有しており、上述のように軸体４の第２の環状溝４２とで気体介在部４２３を形成している。
【００３６】
すなわち、気体介在部４２３は、軸体４とスリーブ体８（ハブ８４）との対向面間に形成された間隙により構成され、後述する第１のラジアル動圧軸受８８０と第２のラジアル動圧軸受８９０とを分離するもので、第１のラジアル動圧軸受８８０との境界部となる箇所の軸体４とスリーブ体８とのなす角（上開口角）が第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０の下側界面を気体介在部４２３側に移動不能な大きさに形成されている。すなわち、第１のラジアル動圧軸受８８０側の上開口角を大きくすることにより潤滑流体１０の下側界面の表面張力を大きくし、第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０が気体介在部４２３側に流出不能になっている。これにより、第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０及び第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０が定位置に保持されることになる。
【００３７】
また、気体介在部４２３は、後述する第２のラジアル動圧軸受８９０との境界部となる箇所の軸体４とスリーブ体８とのなす角（下開口角）が第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０の上側界面を気体介在部４２３側に移動可能な大きさに形成されている。すなわち、第２のラジアル動圧軸受８９０側の下開口角を小さくすることにより潤滑流体１０の上側界面の表面張力を小さくし、第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０が気体介在部４２３側に移動可能になっている。
【００３８】
また、スリーブ体８（ハブ８４）は、その貫通孔８１における内周面であって、下溝８２１と環状溝８６との間に形成された第３の動圧発生溝８８、及び環状溝８６と貫通孔８１の下端部近傍位置（軸体４の第３の環状溝４３と対向する箇所の上端位置）との間に形成された第４の動圧発生溝８９を備えている。
【００３９】
図３は、スリーブ体８（ハブ８４）の貫通孔８１における内周面の展開図である。この図において、第３の動圧発生溝８８は、ヘリングボーン溝からなり、軸心方向上部側の傾斜溝８８１と軸心方向下部側の傾斜溝８８２とを軸心方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝８８３を周方向に所定の間隔で配列したもので、軸体４とスリーブ体８との対向面間に第１のラジアル動圧軸受８８０を形成するものである。
【００４０】
この第３の動圧発生溝８８は、軸心方向上部側の傾斜溝８８１の軸心方向寸法が軸心方向下部側の傾斜溝８８２の軸心方向寸法よりも少し短くなるように設定されたもので、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝８８１における潤滑流体１０に加えられる軸心方向下部側への加圧力と傾斜溝８８２における潤滑流体１０に加えられる軸心方向上部側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝８８１における軸心方向下部側への加圧力が傾斜溝８８２における軸心方向上部側への加圧力よりも少し小さくなって潤滑流体１０に対し、軸心方向下部側から軸心方向上部側へ流動（移動）させる方向の力が加えられるようになっている。
【００４１】
また、第４の動圧発生溝８９は、第３の動圧発生溝８８と同様にヘリングボーン溝からなり、軸心方向上部側の傾斜溝８９１と軸心方向下部側の傾斜溝８９２とを軸心方向両側から中間部で合流するようにした「く」の字状に伸びる複数の傾斜溝８９３を周方向に所定の間隔で配列したもので、軸体４とスリーブ体８との対向面間に第２のラジアル動圧軸受８９０を形成するものである。
【００４２】
この第４の動圧発生溝８９は、各傾斜溝８９１，８９２が第３の動圧発生溝８８と同様に形成されており、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するときに傾斜溝８９１における潤滑流体１０に加えられる軸心方向下部側への加圧力と傾斜溝８９２における潤滑流体１０に加えられる軸心方向上部側への加圧力とにより動圧が生成される一方、傾斜溝８９１における軸心方向下部側への加圧力が傾斜溝８９２における軸心方向上部側への加圧力よりも少し小さくなって軸体４とスリーブ体８間に存在する潤滑流体１０に対し、軸心方向下部側から軸心方向上部側へ流動（移動）させる方向の力が加えられるようになっている。
【００４３】
図１に戻り、カバー板８５は、軸体４よりも幾分大径で軸体４が嵌合される中央部に形成された貫通孔８５１を有し、下面の内周側角部が切除されて切欠き部８５２が形成されたもので、上述のように切欠き部８５２と軸体４の第１の環状溝４１とで潤滑流体１０の流出阻止部４１１を構成している。また、このカバー板８５の上方には、オイルトラップを構成するシール板８７がハブ８４に固設されている。
【００４４】
潤滑流体１０は、潤滑油等からなり、スラスト板６の周囲の微小間隙Ｇ１、軸体４の外周面と第３の動圧発生溝８８の形成されたスリーブ体８（ハブ８４）の内周面間の微小間隙Ｇ２、及び軸体４の外周面と第４の動圧発生溝８９の形成されたスリーブ体８（ハブ８４）の内周面間の微小間隙Ｇ３に充填されている。なお、スラスト板６の周囲の微小間隙Ｇ１に充填される潤滑流体１０と、軸体４の外周面と第３の動圧発生溝８８の形成されたスリーブ体８の内周面間の微小間隙Ｇ２に充填される潤滑流体１０とは、それらの微小間隙を介して連続するようになっている。
【００４５】
また、軸体４の外周面と第４の動圧発生溝８９の形成されたスリーブ体８の内周面間の微小間隙Ｇ３に充填される潤滑流体１０は、スリーブ体８の回転停止時ではその下側界面が通気孔４４の下開口部４４２よりも下方に位置し、下開口部４４２を塞いだ状態になるようになっている。
【００４６】
ステータ１２は、基盤２に取り付けられた支持部２２に固設された円筒状のコア１２１に導線が巻回されて構成され、スリーブ体８（ハブ８４）の二重筒状部８３の空間部内側に収納配置されている。
【００４７】
マグネット１４は、円筒状を有し、スリーブ体８の二重筒状部８３の空間部外側に固設された円筒状のヨーク１４１内周面であってステータ１２に対向する位置に固設されている。
【００４８】
上記のように構成された本発明の実施形態に係る流体動圧軸受モータは、ステータ１２に通電されると、スリーブ体８が第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０及び第１，第２のラジアル動圧軸受８８０，８９０に軸支されて軸体４の回りを高速回転する。このとき、スラスト板６の上面６ａとこの上面６ａとのスリーブ体８の対向面間に形成された第１のスラスト動圧軸受６３０における潤滑流体１０が第１の動圧発生溝６３に生じる差圧により内周側から外周側に流動する一方、スラスト板６の下面６ｂとこの下面６ｂとのスリーブ体８の対向面間に形成された第２のスラスト動圧軸受６４０における潤滑流体１０が第２の動圧発生溝６４に生じる差圧により外周側から内周側に流動する。
【００４９】
この結果、スラスト板６の上面６ａの潤滑流体１０はスラスト板６の端面６ｃを介してスラスト板６の下面６ｂ側に流動する一方、スラスト板６の下面６ｂの潤滑流体１０はスラスト板６の内周側の流体循環孔６２を介してスラスト板６の上面６ｂ側に流動する。すなわち、スラスト板６の周囲に充填されている潤滑流体１０は、上面６ａと下面６ｂ間を端面６ｃと流体循環孔６２とを介して循環することになる。
【００５０】
このとき、流体循環孔６２の内周側には呼吸孔が形成されるので、潤滑流体１０の循環がスムーズに行われる一方、潤滑流体１０が流体循環孔６２からスラスト板６の上面６ａに流動するときに潤滑流体１０中に含まれている気泡が流体循環孔６２の上方に位置する流出阻止部４１１に放出され、この放出された気泡は流出阻止部４１１上方の軸体４とカバー体８５及び軸体４とシール板８７との微小間隙Ｇ４を介して外部に放出されることになる。なお、スラスト板６表面のコーナ部等には気泡が付着し易くなるが、仮にコーナ部等に気泡が付着したとしても潤滑流体１０が循環するときにその気泡が潤滑流体１０中に取り込まれ、流出阻止部４１１に放出されることになる。
【００５１】
また、軸体４とスリーブ体８との対向面間に形成された第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０中に含まれている気泡のうち上部側の傾斜溝８８１にあるものは、その箇所の潤滑流体１０にスラスト板６側への力が作用していること等からスラスト板６側に移動し、スラスト板６の周囲を循環する潤滑流体１０に取り込まれる等して流出阻止部４１１に放出される。
【００５２】
また、第１のラジアル動圧軸受８８０の潤滑流体１０中に含まれている気泡のうち下部側の傾斜溝８８２にあるものは、気体介在部４２３側に移動して気体介在部４２３内に放出され、通気孔４４を介して外部に放出される。勿論、下部側の傾斜溝８８２にある気泡でもスラスト板６側に移動して流出阻止部４１１に放出されるものも存在する。
【００５３】
また、スリーブ体８が軸体４の回りを回転すると、第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０は、図４に示すように、第４の動圧発生溝８９の上部側の傾斜溝８９１と下部側の傾斜溝８９２とに生じる差圧により僅かに気体介在部４２３側に移動して下側界面が通気孔４４の下開口部４４２の位置にまで上昇する。これにより、通気孔４４の下開口部４４２が外部に開口する。なお、気体介在部４２３は、上述したように下開口角が小さく設定されて第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０の上側界面が気体介在部４２３側に移動可能になっているので、その潤滑流体１０の下側界面が通気孔４４の下開口部４４２の位置にまで容易に上昇することになる。
【００５４】
第２のラジアル動圧軸受８９０の潤滑流体１０中に含まれている気泡のうち上部側の傾斜溝８９１にあるものは、その箇所の潤滑流体１０に気体介在部４２３側への力が作用していること等から気体介在部４２３側に移動し、気体介在部４２３に放出される。この気体介在部４２３に放出された気泡は第１のラジアル動圧軸受８８０から放出された気泡と共に、通気孔４４を介して外部に放出されることになる。また、下部側の傾斜溝８８２にある気泡は、下側界面側に移動して通気孔４４の下開口部４４２近傍において外部に放出される。勿論、下部側の傾斜溝８９２にある気泡でも気体介在部４２３側に移動し、気体介在部４２３に放出されるものもある。
【００５５】
以上のように本発明の実施形態に係る流体動圧軸受モータは、特にスラスト板６に気泡を排出させるための複雑な形状の孔加工を施したりする必要がないので、簡単な構成で第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０や第１，第２のラジアル動圧軸受８８０，８９０等の潤滑流体１０中の気泡を効率的に外部に放出させることができる。
【００５６】
また、スラスト板６の周囲の微小間隙Ｇ１に充填される潤滑流体１０と、軸体４とスリーブ体８の内周面間の微小間隙Ｇ２に充填される潤滑流体１０とは連続した状態で充填されているので、それらが分離されている場合のように第１，第２のスラスト動圧軸受６３０，６４０と第１のラジアル動圧軸受８８０間で一方の潤滑流体１０が他方の潤滑流体１０に取り込まれるという現象が生じることはない。このため、長期に亘る使用によっても各動圧軸受の潤滑流体１０が枯渇することがなく、長期間に亘って性能が維持されることになる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態の構造のものに限定されるものではなく、次のような種々の変形態様を採用することができる。
【００５８】
（１）上記実施形態では、第１のラジアル動圧軸受８８０は、そこに充填されている潤滑流体１０に対してスラスト板６側に流動する方向の力が作用にするように形成されているが、潤滑流体１０にはスラスト板６側に流動する方向の力が作用しないようにすることもできる。この場合は、第３の動圧発生溝８８の上部側の傾斜溝８８１と下部側の傾斜溝８８２の軸心方向寸法を等しくする等して各傾斜溝８８１，８８２に作用する力のバランスがとれるようにすればよい。
【００５９】
（２）上記実施形態では、第２のラジアル動圧軸受８９０は、そこに充填されている潤滑流体１０に対し、気体介在部４２３側に流動する方向の力が作用にするように形成されているが、潤滑流体１０には気体介在部４２３側に流動する方向の力が作用しないようにすることもできる。この場合、第４の動圧発生溝８９の上部側の傾斜溝８９１と下部側の傾斜溝８９２の軸心方向寸法を等しくする等して各傾斜溝８９１，８９２に作用する力のバランスがとれるようにすればよい。
【００６０】
（３）上記実施形態では、第１，第２の動圧発生溝６３，６４は、スラスト板６の上下面６ａ，６ｂに形成されているが、その一方又は両方をスリーブ体８のスラスト板６の上下面６ａ，６ｂとの対向面に形成してもよい。また、第３，第４の動圧発生溝８８，８９は、スリーブ体８の軸体４との対向面に形成されているが、その一方又は両方を軸体４の外周面に形成することも可能である。
【００６１】
（４）上記実施形態では、スラスト板６の周囲に充填されている潤滑流体１０の循環方向が、スラスト板６の上面６ａでは内周側から外周側に向けて流動し、下面６ｂでは外周側から内周側に向けて流動するようになっているが、上面６ａでは外周側から内周側に向けて流動し、下面６ｂでは内周側から外周側に向けて流動するようにするようにすることも可能である。この場合は、第１，第２の動圧発生溝６３，６４の内周側の傾斜溝６３１，６４１と外周側の傾斜溝６３２，６４２の長短の関係を上記実施形態のものと逆にすればよい。
【００６２】
（５）上記実施形態では、スリーブ体８が軸体４の回りを回転するように構成されているが（この場合、スリーブ体８やマグネット１４がロータ側を構成し、軸体４やスラスト板６がステータ側を構成する。）、軸体４がスリーブ体８の内部で回転するように構成することもできる（この場合、軸体４やスラスト板６がロータ側を構成し、スリーブ体８がステータ側を構成する。）。
【００６３】
（６）上記実施形態では、スラスト板６の取付孔６１の周囲に２個の流体循環孔６２が形成されているが、この流体循環孔６２は１個又は３個以上とすることも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び２の発明は、潤滑流体をスラスト板の内周側から外周側に向けて流動させる第１のスラスト動圧軸受と、潤滑流体をスラスト板の外周側から内周側に向けて流動させる第２のスラスト動圧軸受と、スラスト板の内周側にスラスト板の両面を貫通して形成された流体循環孔とを有しているので、簡単な構成でスラスト動圧軸受等の潤滑流体中の気泡を効率的に外部に放出させることができる。
【００６５】
また、請求項３の発明は、流体循環孔が、スラスト板の外周側の間口が内周側の間口に比べて狭い断面形状を有しているものであるので、潤滑流体は外周側の間口の狭い部分を通過し、内周側部分は空気の通路となる呼吸孔となる結果、間口の狭い部分での潤滑流体の通過が容易になる一方、潤滑流体中の気泡の放出が容易となる。
【００６６】
また、請求項４の発明は、スラスト板に隣接する箇所であって軸体とスリーブ体との対向面間に形成されたラジアル動圧軸受を有し、第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体とラジアル動圧軸受の潤滑流体とは微小間隙を介して連続するようにされているので、ラジアル動圧軸受の潤滑流体中の少なくともスラスト板に近い箇所の気泡はスラスト動圧軸受の潤滑流体に取り込まれる等して外部に放出されると共に、一方の潤滑流体が他方の潤滑流体に取り込まれることがないので各動圧軸受の潤滑流体が枯渇することが効果的に抑制される。
【００６７】
また、請求項５の発明は、ラジアル動圧軸受が潤滑流体に対しスラスト板側に向けて流動させる方向の力が加わるように形成されているので、スラスト動圧軸受の潤滑流体がラジアル動圧軸受側に取り込まれることが阻止される。
【００６８】
また、請求項６の発明は、軸体のラジアル動圧軸受を挟むスラスト板とは反対側の箇所に軸体とスリーブ体との対向面間の間隙により構成された気体介在部を有し、該気体介在部はラジアル動圧軸受との境界部における軸体とスリーブ体とのなす角がラジアル動圧軸受の潤滑流体界面を該気体介在部側に移動不能とする大きさに形成されているので、スラスト動圧軸受及びラジアル動圧軸受の潤滑流体が所定位置に保持され、一方が他方に取り込まれて潤滑流体が枯渇することが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体動圧軸受モータの縦断面図である。
【図２】図１に示す流体動圧軸受モータを構成するスラスト板に形成された動圧発生溝を説明するための平面図で、（ａ）は上面側を示し、（ｂ）は下面側を示す図である。
【図３】図１に示す流体動圧軸受モータを構成するスリーブ体に形成された動圧発生溝を説明するための展開図である。
【図４】図１に示す流体動圧軸受モータの回転動作時における第２のラジアル動圧軸体の潤滑流体の流動状態を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
４ 軸体
６ スラスト板
８ スリーブ体
１０ 潤滑流体
１２ モータ巻線
１４ マグネット
６ａ 上面（一面）
６ｂ 下面（他面）
６２ 流体循環孔
４２３ 気体介在部
６３０ 第１のスラスト動圧軸受
６４０ 第２のスラスト動圧軸受
８８０ 第１のラジアル動圧軸受
８９０ 第２のラジアル動圧軸受
Claims (6)
- 軸体と、該軸体に同心状に固設されたスラスト板と、前記軸体及びスラスト板に対し微小間隙を有して周設されたスリーブ体と、前記微小間隙の少なくとも一部に充填された潤滑流体とを備え、該潤滑流体が充填された箇所に流体動圧軸受が形成されて前記スリーブ体が前記軸体の回りに相対的に回転可能にされた流体動圧軸受モータであって、前記スラスト板の一面と前記スリーブ体の前記一面との対向面間に形成され、潤滑流体をスラスト板の内周側から外周側に向けて流動させる第１のスラスト動圧軸受と、前記スラスト板の他面と前記スリーブ体の前記他面との対向面間に形成され、潤滑流体をスラスト板の外周側から内周側に向けて流動させる第２のスラスト動圧軸受と、前記スラスト板の内周側に該スラスト板の両面を貫通して形成された流体循環孔とを有することを特徴とする流体動圧軸受モータ。
- 前記スラスト板の他面は、前記ラジアル動圧軸受に近い側の面であることを特徴とする請求項１記載の流体動圧軸受モータ。
- 前記流体循環孔は、前記スラスト板の外周側の間口が内周側の間口に比べて狭い断面形状を有しているものであることを特徴とする請求項１又は２記載の流体動圧軸受モータ。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載の流体動圧軸受モータにおいて、前記スラスト板に隣接する箇所であって前記軸体と前記スリーブ体との対向面間に形成されたラジアル動圧軸受を有し、前記第１，第２のスラスト動圧軸受の潤滑流体と前記ラジアル動圧軸受の潤滑流体とは前記微小間隙を介して連続するようにされていることを特徴とする流体動圧軸受モータ。
- 前記ラジアル動圧軸受は、潤滑流体に対し前記スラスト板側に向けて流動させる方向の力が加わるように形成されていることを特徴とする請求項４記載の流体動圧軸受モータ。
- 請求項４又は５記載の流体動圧軸受モータにおいて、前記軸体の前記ラジアル動圧軸受を挟む前記スラスト板とは反対側の箇所に前記軸体と前記スリーブ体との対向面間の間隙により構成された気体介在部を有し、該気体介在部は前記ラジアル動圧軸受との境界部における前記軸体と前記スリーブ体とのなす角が前記ラジアル動圧軸受の潤滑流体界面を該気体介在部側に移動不能とする大きさに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モータ。
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