JP3699378B2

JP3699378B2 - スピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置

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Publication number: JP3699378B2
Application number: JP2001277355A
Authority: JP
Inventors: 秀樹西村; 義人奥; 真也矢野
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: JP2003088042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧軸受を備えたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハードディスク等の記録媒体を駆動するディスク駆動装置において使用されるスピンドルモータの軸受として、シャフトとスリーブとを相対回転自在に支持するために、両者の間に介在させたオイル等の潤滑流体の流体圧力を利用する動圧軸受が種々提案されている。
【０００３】
このような動圧軸受を使用するスピンドルモータに関し、本願の出願人は特願平１０−２９６１５６号（特開２０００−１１３５８２号）等において、図１R>１に示すとおり、ロータａの底面とスリーブｂの上端面との間にロータａの浮上力を発生するためのスラスト軸受部ｃを構成し、またロータａに一体的に設けられたシャフトｄの外周面とスリーブｂの内周面との間に、ロータａの調芯や倒れの防止に作用するためのラジアル軸受部ｅ，ｅを構成したスピンドルモータを提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のスピンドルモータは、従来の動圧軸受のようにスラスト軸受部を構成するスラストプレートを要しないことから、軸受剛性を著しく低下させることなくモータの構造を簡略化し低コスト化すると共に、薄型化することが可能になるといったメリットを有する。しかしながら、このようなスピンドルモータが使用されるディスク駆動装置は、携帯情報端末等の小型機器への適用が開始されており、更なる薄型化の要求が高まりつつある。加えて、ディスク駆動装置の低価格化の流れから、スピンドルモータ自体の更なる低コスト化も要求されるようになってきた。
【０００５】
これに対し、上記図１に図示するスピンドルモータでは、貫通孔ｆ１並びに溝ｆ２，ｆ３から構成される連通路ｆをスリーブｂに設け、外気を軸受部内に取り込んで、すなわち、軸受部内外を空気が流通可能とすることで、ラジアル軸受部ｅ，ｅの端部を空気中に露出させていた。これは、各軸受部に形成される動圧発生溝のポンピング作用によって、各軸受部間に保持されているオイルの内圧が大気圧以下の負圧状態となる部分が生じ、オイルの充填作業時や動圧発生溝の巻き込み等によってオイル内に溶け込んだ空気を軸受外部に排出するための構成である。
【０００６】
オイル内に溶け込んだ空気が気泡化して現れると、温度上昇や外部環境の低圧化によって気泡が体積膨張し、オイルを軸受外部へと漏出させるといったスピンドルモータの耐久性や信頼性に影響する問題、あるいは動圧発生溝が気泡と接触することによる振動の発生やＮＲＲＯ（非繰り返し性振れ成分）の悪化といったスピンドルモータの回転精度に影響する問題が発生する。
【０００７】
このような気泡排出のための連通路ｆの形成にはドリル等の切削加工具が用いられるが、切削刃の強度を考慮すると、連通路ｆを構成する貫通孔ｆ１や溝ｆ２，ｆ３はあまり小寸法化することができない。従って、上記連通路ｆを形成し、なおかつラジアル軸受部ｅ，ｅの軸受剛性を維持するためには、シャフトｄ及びスリーブｂの軸線方向の寸法は、所定寸法以上に設定せざるを得ず、スピンドルモータの薄型化には自ずと限界があった。
【０００８】
また、連通路ｆを構成する貫通孔ｆ１並びに溝ｆ２，ｆ３をスリーブｂに形成することで、その分構造が複雑化すると共に、スリーブｂの加工工数が増え、コスト増となってしまう。
【０００９】
更に、シャフトｄのロータａとは反対側の端部には、ロータａの抜け止めを構成するリング部材ｇが装着されている。つまり、スラスト軸受部ｃとラジアル軸受部ｅ，ｅと連通路ｆを構成する貫通孔並びに溝と、リング部材ｇとが軸線方向に同一軸に重なって配置されることとなるため、スピンドルモータの薄型化を阻害する要因となる。
【００１０】
本発明は、簡略な構造及び所望の軸受剛性を維持しつつ、オイル内に負圧となる領域が発生することを防止し、更なる薄型化並びに低コスト化が可能なスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピンドルモータは、シャフトと、該シャフトが回転自在に遊挿される貫通孔が形成されたスリーブと、回転軸心に該シャフトが一体的に構成された円形の天板と該天板の外周縁から垂下される円筒壁とを有するロータと、該スリーブに形成される貫通孔の一方の端部を閉塞する閉塞部材とを備えてなるスピンドルモータであって、前記スリーブの上端面と前記ロータの天板の底面、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面並びに前記閉塞部材の内面と前記シャフトの端面との間には、連続する微小間隙が形成され、前記微小間隙内には、全体にわたってオイルが途切れることなく連続して保持されており、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記ロータの回転時に前記オイルに流体動圧を誘起するラジアル動圧軸受部が構成され、前記スリーブの上端面及び天板の底面の少なくともいずれか一方には、前記ロータの回転時に前記オイルに対して半径方向内方に向かう圧力を付与する動圧発生溝が設けられ、スラスト軸受部が構成され、前記スリーブの外周面と前記ロータの円筒壁の内周面とは半径方向に間隙を介して対向しており、また前記スリーブの外周面には、前記ロータの天板から離れるにしたがって外径が縮径するようテーパ面が設けられ、前記オイルは該テーパ面と前記円筒壁の内周面との間でメニスカスを形成して保持され、前記スリーブには、前記テーパ面に連続して外周面が半径方向内方に凹陥する段部がさらに設けられており、前記ロータの円筒壁の内周面には、該段部に対応して半径方向内方に突出する環状部材が固着され、該段部と該環状部材とが係合することで、前記ロータの抜け止めが構成されている、ことを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
この構成は、スリーブの上端面とロータの天板の底面、スリーブの内周面とシャフトの外周面並びに閉塞部材の内面とシャフトの端面との間に形成される微小間隙内全体にわたってオイルが途切れることなく連続して保持される構造（以下、「フルフィル構造」と記す）を可能とするものである。
【００１３】
従って、スラスト動圧軸受を構成するスラストプレートを要しないという簡略且つ低コスト化可能な構造並びに所望の軸受剛性を維持しつつ、フルフィル構造化することで、更なる薄型化並びに低コスト化が可能となる。
【００１４】
上記構造において、スラスト軸受部にスパイラルグルーブあるいは半径方向にアンバランスな形状のヘリングボーングルーブを設けることで、オイルに対して半径方向内方に向かう圧力を付与することができる。
各軸受部に保持されるオイルの端部を外気に露出させていた従来の構造に比べ、フルフィル構造の動圧軸受では、軸受全体にオイルが保持されるので、オイル保持量が格段に増大している。従って、温度上昇によってオイルが熱膨張すると、シール部内には、軸受部では収容しきれなくなったオイルが大量に流入することとなる。よって、フルフィル構造の動圧軸受においては、シール部の構成も重要な事項となる。
上記構成のように、スリーブの外周面とロータの円筒壁の内周面間にテーパ状間隙を形成し、表面張力を利用したテーパシール部を構成することで、シール部を軸受部よりも大径とすることができると共に、シール部の軸線方向寸法も比較的に大とすることができ、シール部内の容積が増大し、小型・薄型のスピンドルモータであっても、フルフィル構造の動圧軸受に多量に保持されるオイルの熱膨張に対して、十分に追随可能となる。
【００１５】
また、本発明のスピンドルモータは、前記ラジアル動圧軸受部には、実質上同等の圧力を発生する一対のスパイラルグルーブを連接してなるヘリングボーングルーブが動圧発生溝として設けられており、また前記閉塞部材の内面及び前記シャフトの端面との間には、前記スラスト軸受部で発生する半径方向内方に向かう圧力と実質上均衡する圧力を有する軸受部が形成され、前記ロータは、前記スラスト軸受部と該軸受部との協働によって浮上されている、ことを特徴とする（請求項２）。
【００１６】
ラジアル動圧軸受部に形成されるヘリングボーングルーブを軸線方向に対称な形状とし、発生する動圧を軸線方向にバランスした状態とすることで、シャフトの外周面とスリーブの内周面との間に保持されるオイルの圧力勾配が軸線方向にアンバランスとなることがない。従って、スリーブの内周面とシャフトの外周面との間に保持されるオイルに軸線方向の流動が誘起されることはない。
【００１７】
この状態で、スラスト軸受部にスパイラルグルーブを設けた場合、ロータの回転時にオイルを半径方向内方側に押し込む形状のポンプインタイプとすることで、半径方向内方へ向かうオイル流動が誘起される。このオイル流動によって発生する圧力によって、スラスト軸受部に保持されるオイルの内圧が大気圧以上に高められる。
【００１８】
また、スラスト軸受部に半径方向にアンバランスな形状のヘリングボーングルーブを設けた場合、ヘリングボーングルーブを構成する一対のスパイラルグルーブのうち、半径方向外方側に位置するスパイラルグルーブを半径方向内方側に位置するスパイラルグルーブよりも発生するポンピング力が大となるよう、半径方向の寸法、回転方向に対する傾斜角あるいは溝幅や深さといった溝諸元が設定される。この半径方向外方側に位置するスパイラルグルーブのポンピング力と半径方向内方側に位置するスパイラルグルーブのポンピング力とのアンバランス量がオイルに対して付与される半径方向内方に作用する圧力となり、上記ポンプインタイプのスパイラルグルーブの場合と同様に、スラスト軸受部に保持されるオイルの内圧が高められる。
【００１９】
スラスト軸受部で高められたオイルの内圧に対して、ラジアル動圧軸受部では、オイルに対して軸線方向の流動が発生していないことから、ラジアル動圧軸受部で発生する流体動圧はこれに干渉せず、スラスト軸受部で高められたオイルの内圧とスリーブの内周面とシャフトの外周面との間並びに閉塞部材の内面とシャフトの端面との間に保持されるオイルの内圧とが、実質上均衡する圧力となる。
【００２０】
つまり、閉塞部材の内面とシャフトの端面との間には、動圧軸受を構成せずとも、スラスト軸受と協働してロータを浮上させることができる、いわゆる静圧軸受の如き軸受部（このような軸受を、以下「静圧軸受部」と記す）が構成されることとなる。
【００２１】
従って、微小間隙内に保持されるオイルの内圧が負圧となることを防止することで、オイル内において気泡が出現することがない。よって、オイル内に気泡が滞留することによって発生する、オイルの軸受外部への漏出や、振動あるいはＮＲＲＯの悪化といった問題の発生が防止される。これにより、軸受内部と外気とを連通する連通路の如き構成が不要となる。
【００２２】
また、本発明のスピンドルモータは、前記環状部材の上面と前記スリーブの段部の下面との間には、前記スリーブのテーパ面と前記ロータの円筒壁の内周面との間に形成される半径方向の間隙の最小の間隙寸法よりも小な微少間隙が形成されておりラビリンスシールとして機能する、ことを特徴とする（請求項３）。
【００２３】
この構成において、ロータの抜け止めとなる構成を、軸受外部で且つらラジアル動圧軸受部と半径方向に並列する位置に形成することで、スピンドルモータの薄型化が一層促進されると共に、テーパシール部に連続してラビリンスシールを配置することで、オイルミストによる軸受外部へのオイルの流出がより効果的に防止される。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
また、本発明のスピンドルモータは、前記ラジアル動圧軸受部は、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との間に軸線方向に離間して一対構成されている、ことを特徴とする（請求項４）。
【００２８】
ラジアル動圧軸受部を軸線方向に離間して一対構成することで、ロータの回転をシャフトの両端部で支持することができ、ロータに外的な振動や衝撃等が印加された場合に発生するロータの倒れや触れ回りを短時間で正常な状態に復元することが可能となる。
【００２９】
更にまた、本発明のスピンドルモータは、前記ロータは、前記閉塞部材側に向かって軸線方向に作用する磁気力によって付勢されている、ことを特徴とする（請求項５）。
【００３０】
ロータを閉塞端部側、つまりスラスト軸受部と静圧軸受部とによって発生する浮上力と軸線方向に対向する方向に磁気的に付勢することで、ロータの回転時の姿勢が更に安定する。
【００３１】
また、本発明のディスク駆動装置は、情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され該記録媒体を回転させるスピンドルモータと、該記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、前記スピンドルモータは、請求項１乃至５のいずれかに記載したスピンドルモータである、ことを特徴とする（請求項６）。
【００３２】
本発明のスピンドルモータは、小型・薄型化が可能であることから、例えば外径が１インチのハードディスクを駆動するディスク駆動装置において好適に使用可能であるが、これに限定されず、ハードディスク等の固定式又はＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱式の記録媒体を駆動するディスク駆動装置においても同様に使用可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の実施形態について図２乃至図４を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００３４】
（１）スピンドルモータの構成図２において、このスピンドルモータは、略円板状の上壁部２ａ（天板）と、この上壁部２ａの外周縁部から下方に垂下する円筒状周壁部２ｂ（円筒壁）とから構成されるロータハブ２と、このロータハブ２の上壁部２ａの中央部に一方の端部が外嵌固定されるシャフト４とから構成されるロータ６と、このシャフト４を回転自在に支持する中空円筒状のスリーブ８と、このスリーブ８の下部を閉塞しシャフト４の自由端部側端面と対向するシールキャップ１０（閉塞部材）と、スリーブ８が内嵌される円筒部１２ａが一体的に形成されたブラケット１２とを具備する。
【００３５】
ブラケット１２には円筒部１２ａを中心とした略椀状の形状を有しており、この椀状をなす周壁の内周面１２ｂには、半径方向内方に突設される複数のティースを有するステータ１４が配設され、また、ロータハブ２の周壁部２ｂの外周面には、このステータ１４と半径方向内方から間隙を介して対向するよう、ロータマグネット１６が固着される。
【００３６】
スリーブ８の上端面とロータハブ２の上壁部２ａの下面との間、ロータハブ２の上壁部２ａに続くシャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間及びこれに連続するシャフト４の端面とシールキャップ１０の内面との間には、一連の微小間隙が形成されており、この微小間隙中にはオイルが途切れることなく連続して保持されており、いわゆるフルフィル構造の動圧軸受を構成している。尚、この実施形態における軸受の構成並びに軸支持方法については後に詳述する。
【００３７】
スリーブ８の外周面の上端部には、半径方向外方に突設され且つ外周面がスリーブ８の上端面から離間するにつれて縮径するよう傾斜面状に形成された環状フランジ部８ａが設けられ、ロータハブ２の周壁部２ａの内周面と非接触状態で半径方向に対向している。
【００３８】
この周壁部２ｂの内周面とフランジ部８ａの外周面との間に規定される間隙の半径方向の間隙寸法は、フランジ部８ａの外周面が上記のとおり傾斜面状に形成されることで、軸線方向下方（周壁部２ｂの先端部方向）に向かってテーパ状に漸増する。すなわち、この周壁部２ｂの内周面とフランジ部８ａの外周面とが協働してテーパシール部１８を構成している。スリーブ８の上端面とロータハブ２の上壁部２ａの下面との間、ロータハブ２の上壁部２ａに続くシャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間及びこれに連続するシャフト４の端面とシールキャップ１０の内面との間に形成される一連の微小間隙に保持されるオイルは、このテーパシール部１８のみにおいて、オイルの表面張力と外気圧とがバランスされ、オイルと空気との界面がメニスカス状に形成される。
【００３９】
テーパシール部１８は、オイルリザーバとして機能し、テーパシール部１８内に保持されるオイル量に応じて界面の形成位置が適宜移動可能である。従って、テーパシール部１８内に保持されるオイルが、オイル保持量の減少にともない軸受部に供給されると共に、熱膨張等によって体積が増大した分のオイルは、このテーパシール部１８内に収容される。
【００４０】
このように、スリーブ８のフランジ部８ａの外周面とロータハブ２の周壁部２ｂの内周面間にテーパ状間隙を形成し、表面張力を利用したテーパシール部１８を構成することで、テーパシール部１８が軸受部よりも大径となると共に、テーパシール部１８の軸線方向寸法も比較的に大とすることができる。従って、テーパシール部１８内の容積が増大し、フルフィル構造の動圧軸受に多量に保持されるオイルの熱膨張に対しても十分に追随可能となる。
【００４１】
周壁部２ｂのテーパシール部１８よりも先端部には、接着等の手段によって環状の抜止めリング２０（環状部材）が固着されている。この抜止めリング２０は、スリーブ８の外周面の下端部において、フランジ部８ａの下部に対して非接触状態で嵌り合うことで、スリーブ８に対するロータ６の抜け止め構造が構成される。このように、スリーブ８の外周面側においてロータ６の抜止め構造を構成することで、後に詳述する一対のラジアル軸受部と抜止め構造とが軸線方向における同一線上に整列配置されることはない。従って、シャフト４の全長を軸受として有効に活用することが可能になり、軸受剛性を維持しながら更なるモータの薄型化が実現される。
【００４２】
抜止めリング２０の上面は、フランジ部８ａの下面とテーパシール部１８に連続し且つテーパシール部１８の半径方向の間隙の最小の隙間寸法よりも小な隙間寸法を有する軸線方向の間隙を介して対向している。
【００４３】
抜止めリング２０の上面とフランジ部８ａの下面との間に規定される軸線方向の微小間隙の間隙寸法を可能な限り小さく設定することによって、スピンドルモータの回転時に、この軸線方向の微小間隙における空気の流速とテーパシール部１８に規定される半径方向の間隙における空気の流速との差が大きくなり、オイルが気化することによって生じた蒸気の外部への流出抵抗を大きくしてオイルの境界面近傍における蒸気圧を高く保ち、更なるオイルの蒸散を防止するよう、ラビリンスシールとして機能する。
【００４４】
このように、テーパシール部１８に連続してラビリンスシールを配することで、液体としてのオイルの流出が阻止されるばかりでなく、モータの外部環境温度の上昇等によりオイルが気化することで発生するオイルミストのモータ外部への流出も阻止することが可能となる。従って、オイル保持量の低下を防止して、長期間にわたって安定した軸受性能を維持することができ、耐久性、信頼性の高い軸受とすることができる。
【００４５】
（２）軸受部の構成スリーブ８の内周面には、スリーブ８の上端面側に、ロータ６の回転時にオイルに流体動圧を誘起する、回転方向に対して相反する方向に傾斜する一対のスパイラル溝を連結して構成される略「く」の字状のヘリングボーングルーブ２２ａが形成されており、シャフト４の外周面との間で上部ラジアル動圧軸受部２２が構成される。
【００４６】
また、スリーブ８の内周面には、シャフト４の自由端部側に、ロータ６の回転時にオイルに流体動圧を誘起する、回転方向に対して相反する方向に傾斜する一対のスパイラル溝を連結して構成される略「く」の字状のヘリングボーングルーブ２４ａが形成されており、シャフト４の外周面との間で下部ラジアル動圧軸受部２４が構成される。
【００４７】
尚、上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４に形成されるヘリングボーングルーブ２２ａ，２４ａは、各スパイラルグルーブが実質的に同等のポンピング力を発生するよう、軸線方向の寸法、回転方向に対する傾斜角あるいは溝幅や深さといった溝諸元が同一となるよう設定される、つまり、各スパイラルグルーブが連結部に対して線対称になるよう設定されている。従って、上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４では、軸受部の軸線方向中央部（各スパイラルグルーブの連結部）において最大動圧が現れ、各スパイラルグルーブによるポンピングが軸線方向いずれかの方向に対してアンバランスとなり、オイルに軸線方向の流動が発生することはない。
【００４８】
更に、スリーブ８の上端面には、ロータ６の回転時にオイルに対して半径方向内方（シャフト４側）に向かう圧力を誘起するポンプインのスパイラルグルーブ２６ａが形成されており、ロータハブ２の上壁部２ａの下面との間でスラスト軸受部２６が構成される。
【００４９】
また、シャフト４の自由端部側端面とシールキャップ１０の内面との間には、後に詳述するとおり、スラスト軸受部２６のスパイラルグルーブ２６ａによって高められたオイルの内圧を利用する、静圧軸受部２８が構成される。
【００５０】
（３）軸支持方法上記のとおり構成された各軸受部による軸支持方法について図３を参照して詳述する。尚、図３は、スリーブ８の上端面とロータハブ２の上壁部２ａの下面との間、ロータハブ２の上壁部２ａに続くシャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間及びこれに連続するシャフト４の端面とシールキャップ１０の内面との間に形成された微小間隙中に保持されるオイルの圧力分布の相対的な関係を、各軸受部毎に展開して模式的に示した圧力分布図であるが、スピンドルモータの圧力分布は軸対称となるため、図３において一点鎖線で示す回転軸心に対して、スピンドルモータの縦断面で反対側となる領域の圧力分布は省略している。また、図３において示す番号は、図２R>２において各軸受部に対して付す番号と同一である。
【００５１】
上部及び下部ラジアル動圧軸受２２，２４では、ロータ６の回転にともない、ヘリングボーングルーブ２２ａ，２４ａによるポンピング力が高まり、流体動圧が生じる。上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４における圧力分布は、図３に示すように、ヘリングボーングルーブ２２ａ，２４ａの両端側から急激に高まり、各スパイラルグルーブの連結部において極大となる。この上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４で発生する流体動圧を用いて、シャフト４が軸線方向上下部から軸支持され、シャフト４の調芯作用及び倒れに対する復元作用を担っている。
【００５２】
スラスト軸受部２６では、ロータ６の回転にともない、ポンプインのスパイラルグルーブ２６ａによって、オイルに半径方向内方に向かう圧力が誘起される。この半径方向内方に向かう圧力によって、オイルの流動が促され、オイルの内圧が高められ、ロータ６の浮上方向に作用する流体動圧が発生する。尚、スラスト軸受部２６で誘起される流体動圧は、図３に示すように、上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４のように急激に高まることはなく、最大でも大気圧を幾分上回る程度である。
【００５３】
スラスト軸受部２６で発生する圧力によって、ロータハブ２の上壁部２ａに続くシャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間及びこれに連続するシャフト４の端面とシールキャップ１０の内面との間に保持されているオイルは、圧力的に実質上密封された状態となり、また、上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４に形成されるヘリングボーングルーブ２２ａ，２４ａを軸線方向に対称な形状とし、発生する動圧を軸線方向にバランスした状態とすることで、上述のとおりオイルに軸線方向の流動が誘起されることがない。これにより、シャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間及びこれに連続するシャフト４の端面とシールキャップ１０の内面との間に保持されるオイルの内圧は、上部及び下部ラジアル動圧軸受部２２，２４で発生する流体動圧の干渉を受けることなく、このスラスト軸受部に保持されるオイルの内圧とバランスする。従って、図３において示すとおり、いずれの領域においてもスラスト軸受部２６に保持されるオイルの内圧と同等となり、これら微小間隙中に保持されるオイルにおいて内圧が大気圧以下となる負圧が発生することはない。よって、負圧に起因する気泡の問題が解消される。
【００５４】
上記のとおり、スラスト軸受部２６で発生する圧力は、大気圧を幾分上回る程度であり、これのみでロータ６を十分に浮上させるのは困難である。しかしながら、上述のとおりシャフト４の自由端部側端面とシールキャップ１０の内面との間に構成される静圧軸受部２８に保持されたオイルの内圧も、スラスト軸受部２６で誘起される流体動圧によって高められたオイルの内圧と同等の圧力となるので、スラスト軸受部２６と静圧軸受部２８との協働によって、ロータ６を十分に浮上させることが可能となる。
【００５５】
尚、図２において図示されるように、ブラケット１２のロータマグネット１６との対向位置に強磁性材からなる環状のスラストヨーク３０を配置し、ロータマグネット１６とスラストヨーク３０との間で軸線方向の磁気吸引力を発生させることで、スラスト軸受部２６及び静圧軸受部２８で発生するロータ６の浮上圧とバランスさせて、ロータ６のスラスト方向の支持を安定させ、ロータ６が必要以上に浮上する過浮上の発生を抑制している。このようなロータ６に対する磁気的な付勢は、例えば、ステータ１４とロータマグネット１６との磁気的中心を軸線方向に相違させることによっても作用させることが可能である。
【００５６】
（４）ディスク駆動装置の構成図４に、一般的なディスク駆動装置５０の内部構成を模式図として示す。ハウジング５１の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状のディスク板５３が装着されたスピンドルモータ５２が設置されている。加えてハウジング５１の内部には、ディスク板５３に対して情報を読み書きするヘッド移動機構５７が配置され、このヘッド移動機構５７は、ディスク板５３上の情報を読み書きするヘッド５６、このヘッドを支えるアーム５５及びヘッド５６及びアーム５５をディスク板５３上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部５４により構成される。
【００５７】
このようなディスク駆動装置５０のスピンドルモータ５２として図２において図示されるスピンドルモータを使用することで、所望の回転精度を得つつもディスク駆動装置５０の薄型化並びに低コスト化が可能になる。
【００５８】
以上、本発明に従うスピンドルモータ並びにディスク駆動装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００５９】
例えば、スラスト軸受部に設けられる、オイルに対して半径方向内方に作用する圧力を発生する手段としては、上記実施形態において説明したポンプインタイプのスパイラルグルーブ２６ａに換えて、半径方向にアンバランスな形状を有するヘリングボーングルーブとすることも可能である。この場合、半径方向外方側に位置するスパイラルグルーブによるポンピング力が、半径方向内方側に位置するスパイラルグルーブによるポンピング力を上回るよう設定することで、これらスパイラルグルーブ間のポンピング力のアンバランス量が、オイルに対して半径方向内方に作用する圧力となる。
【００６０】
尚、スラスト軸受部に上記ヘリングボーングルーブを設けた場合、ロータに対して付与する浮上力がスパイラルグルーブで発生する浮上力よりも高くなるので、スラスト軸受部による荷重支持力が向上する反面、静圧軸受部で発生する浮上力と相俟って、ロータの過浮上が発生する懸念がある。従って、ロータに対して付与する磁気的な付勢力によって、これを制御する必要がある。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の請求項１のスピンドルモータでは、スラスト動圧軸受を構成するスラストプレートを要しないという簡略且つ低コスト化が可能な構造を維持しつつ、軸受剛性を維持しながらモータの更なる薄型化が可能になる。さらに薄型のモータであっても十分なシール機能を維持することができる。加えて、モータの薄型化が更に促進されと共に、オイルミストによる軸受外部へのオイルの流出がより効果的に防止することが可能となる。
【００６２】
本発明の請求項２のスピンドルモータでは、オイル内での気泡の発生を防止することが可能になる。
【００６３】
本発明の請求項３のスピンドルモータでは、ロータの回転を安定して支持することが可能となる。
【００６４】
本発明の請求項４のスピンドルモータでは、ロータの過浮上を防止することが可能となる。
【００６５】
【００６６】
【００６７】
本発明の請求項５のディスク駆動装置では、所望の回転精度を得つつも、ディスク駆動装置の小型・薄型化並びに低コスト化が可能になる
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスピンドルモータの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明にかかるスピンドルモータの概略構成を示す断面図である。
【図３】オイルの圧力分布を模式的に示した圧力分布図である。
【図４】ディスク駆動装置の内部構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
２ａ上壁部（天板）
２ｂ周壁部（円筒壁）
４シャフト
６ロータ
８スリーブ
２２，２４ラジアル動圧軸受部
２６スラスト軸受部
２６ａスパイラルグルーブ

Claims

シャフトと、該シャフトが回転自在に遊挿される貫通孔が形成されたスリーブと、回転軸心に該シャフトが一体的に構成された円形の天板と該天板の外周縁から垂下される円筒壁とを有するロータと、該スリーブに形成される貫通孔の一方の端部を閉塞する閉塞部材とを備えてなるスピンドルモータであって、前記スリーブの上端面と前記ロータの天板の底面、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面並びに前記閉塞部材の内面と前記シャフトの端面との間には、連続する微小間隙が形成され、前記微小間隙内には、全体にわたってオイルが途切れることなく連続して保持されており、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記ロータの回転時に前記オイルに流体動圧を誘起するラジアル動圧軸受部が構成され、前記スリーブの上端面及び天板の底面の少なくともいずれか一方には、前記ロータの回転時に前記オイルに対して半径方向内方に向かう圧力を付与する動圧発生溝が設けられ、スラスト軸受部が構成され、前記スリーブの外周面と前記ロータの円筒壁の内周面とは半径方向に間隙を介して対向しており、また前記スリーブの外周面には、前記ロータの天板から離れるにしたがって外径が縮径するようテーパ面が設けられ、前記オイルは該テーパ面と前記円筒壁の内周面との間でメニスカスを形成して保持され、前記スリーブには、前記テーパ面に連続して外周面が半径方向内方に凹陥する段部がさらに設けられており、前記ロータの円筒壁の内周面には、該段部に対応して半径方向内方に突出する環状部材が固着され、該段部と該環状部材とが係合することで、前記ロータの抜け止めが構成されている、ことを特徴とするスピンドルモータ。
前記ラジアル動圧軸受部には、実質上同等の圧力を発生する一対のスパイラルグルーブを連接してなるヘリングボーングルーブが動圧発生溝として設けられており、また前記閉塞部材の内面及び前記シャフトの端面との間には、前記スラスト軸受部で発生する半径方向内方に向かう圧力と実質上均衡する圧力を有する軸受部が形成され、前記ロータは、前記スラスト軸受部と該軸受部との協働によって浮上されている、ことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
前記環状部材の上面と前記スリーブの段部の下面との間には、前記スリーブのテーパ面と前記ロータの円筒壁の内周面との間に形成される半径方向の間隙の最小の間隙寸法よりも小な微少間隙が形成されておりラビリンスシールとして機能する、ことを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のスピンドルモータ。
前記ラジアル動圧軸受部は、前記シャフトの外周面と前記スリーブの内周面との間に軸線方向に離間して一対構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピンドルモータ。
前記ロータは、前記閉塞部材側に向って軸線方向に作用する磁気力によって付勢されている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスピンドルモータ。
情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され該記録媒体を回転させるスピンドルモータと、該記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、
前記スピンドルモータは、請求項１乃至５に記載したスピンドルモータである、ことを特徴とするディスク駆動装置。