JP3850638B2

JP3850638B2 - 動圧軸受装置

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Publication number: JP3850638B2
Application number: JP2000207951A
Authority: JP
Inventors: 五明　　正人; 和司三浦
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002021845A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の潤滑流体の動圧力により、軸部材と軸受部材とを相対回転可能に浮上させて支持するようにした動圧軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク、ポリゴンミラー、光ディスク等の各種回転体を高速回転支持するための動圧軸受装置に関する提案が種々行われている。動圧軸受装置は、例えば図１０のようなモータに適用され、軸部材１に対して軸受部材としての軸受スリーブ２が相対回転可能に装着されており、上記軸部材１の外周側に設けられた動圧面と、上記軸受スリーブ２の内周側に設けられた動圧面とが半径方向に近接対向されて形成された所定の狭小隙間内に空気やオイル等の潤滑流体が注入されることによって、ラジアル動圧軸受部ＲＢが形成されている。また、上記軸部材１に嵌着・固定されたスラストプレート３側に設けられた動圧面と、上記軸受スリーブ２側の動圧面、及び軸受スリーブ２に取り付けられたカウンタープレート４側の動圧面とが、所定の狭小隙間を介して軸方向に近接対向するように配置されており、その狭小隙間内に空気やオイル等の潤滑流体が注入されることによってスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂが構成されている。
【０００３】
そして、上記ラジアル動圧軸受部ＲＢ及びスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂにおける対向する両動圧面のうちの少なくとも一方側に設けられた動圧発生用溝等の流体加圧手段（図示省略）のポンピング作用によって潤滑流体が加圧され、それにより生じさせられた動圧力により固定側の部材に対して回転側の部材が、ラジアル方向及びスラスト方向にそれぞれ浮上した状態で回転支持が行われるようになっている。
【０００４】
このようなラジアル動圧軸受部ＲＢ及びスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂは、一般に複数箇所に分離して配置されているが、それら複数の各動圧軸受部の各々に対して別個・独立に潤滑流体を充填しておくと、潤滑流体の量が全体的に少なくなって、その潤滑流体に酸化やゲル化を生じて劣化し易くなる上に、蒸発などによって軸受寿命が短くなり、加えて、圧力変化や温度変化によって潤滑流体に漏れを生じ易いなどの問題点もある。このようなことから、上述したラジアル動圧軸受部ＲＢからスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂに至る軸受隙間空間の全体に、潤滑流体を連続的に充填しておき、潤滑流体の量を増大させることによって上述した問題を解消し得るようにした動圧軸受装置が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように軸受隙間空間の全体を潤滑流体で完全に満たした場合であっても、その軸受隙間空間の内部で発生する負圧部位に気泡が発生することがあり、その気泡によって潤滑流体が軸受外部側に押し出されてしまい、潤滑流体の外部漏出を生じるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、簡易な構成で、潤滑流体の外部漏れを良好に防止することができるようにした動圧軸受装置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に、請求項１記載の動圧軸受装置では、軸部材に対して、該軸部材より大径の円盤状部材からなるスラストプレートが固定されているとともに、これら軸部材及びスラストプレートの各々を半径方向外方側及び軸方向両側からそれぞれ近接対向するようにして取り囲む軸受部材を備えていることにより、上記軸部材と軸受部材との間における半径方向の対向軸受隙間空間にラジアル動圧軸受部が形成される一方、前記スラストプレートの軸方向両端面と軸受部材との間における軸方向の両対向軸受隙間空間にスラスト動圧軸受部がそれぞれ形成され、上記ラジアル動圧軸受部からスラスト動圧軸受部に至るまで連続的に形成された軸受隙間空間の軸方向一端側が閉塞されているとともに、上記軸受隙間空間の軸方向他端側が開口され、上記軸受隙間空間の開口側から軸方向内側の全体にわたって潤滑流体が連続的に充填され、その潤滑流体の気液界面が上記開口側に位置するものであって、前記軸部材及びスラストプレート側と、前記軸受部材側との双方の部材どうしが相対的に回転したときに、前記ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部に設けられた所定の流体加圧手段によって前記潤滑流体に動圧力を発生させることにより、上記双方向の部材どうしをラジアル方向及びスラスト方向にそれぞれ相対的に浮上させる軸受構造を備えた動圧軸受装置において、前記ラジアル動圧軸受部における流体加圧手段が、前記潤滑流体に対して軸受隙間空間の開口側から閉塞側に向かう内方側加圧力を与えるアンバランスな形状の動圧発生用溝から構成されているとともに、前記軸受隙間空間内に充填された潤滑流体の充填量は、前記スラストプレートと軸受部材との両部材どうしが前記スラスト動圧軸受部内でスラスト方向に相対浮上したときの前記気液界面の内方側への移動にかかわらず、前記内方向加圧力を維持する量に設定され、かつ、前記スラストプレートの軸方向両端側に設けられた両スラスト動圧軸受部のうちの前記軸受隙間空間の開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性が、閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性よりも大きくなるように構成されている。
【０００８】
また、請求項２記載の動圧軸受装置では、前記請求項１記載の軸受隙間空間の開口側には、前記ラジアル動圧軸受部を構成している軸部材と軸受部材との間の隙間量を軸受外方側に向かって徐々に拡大させた毛細管シール部が配置され、該毛細管シール部内に前記潤滑流体の気液界面が位置するように上記潤滑流体が充填されているとともに、上記ラジアル動圧軸受部が軸方向に２箇所設けられ、その２箇所の両ラジアル動圧軸受部のうちの前記毛細管シール部側寄りの外方側のラジアル動圧軸受部に、前記アンバランスな形状の動圧発生用溝が設けられ、かつ、そのアンバランスな形状の動圧発生用溝は、前記スラストプレートと軸受部材との両部材どうしが前記スラスト動圧軸受部で相対浮上したときの気液界面の内方側移動にかかわらず、前記内方向加圧力を維持するように構成されている。
【０００９】
さらに、請求項３記載の動圧軸受装置では、前記請求項２記載の毛細管シール部を画成している軸部材と軸受部材は、それら両部材の対向表面どうしのなす角度が軸受外方側に向かって連続的又は不連続的に小さくなるように形成されている。
【００１０】
さらにまた、請求項４記載の動圧軸受装置では、前記請求項１記載のスラストプレートの軸方向両端側に設けられた両スラスト動圧軸受部の各々には、スラスト方向の動圧を発生させるように形成された動圧発生用溝が設けられ、前記開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の動圧発生用溝が、前記閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の動圧発生用溝よりも大きな加圧作用を有するように形成されている。
【００１１】
一方、請求項５記載の動圧軸受装置では、前記請求項１記載の開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性と、前記閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性との剛性差が、前記内方向加圧力によりスラスト軸受部に発生する浮上力と対応するように設定されている。
【００１２】
また、請求項６記載の動圧軸受装置では、前記請求項１記載の動圧軸受装置が、ロータマグネットを有するロータ部と、ステータコアを有するステータ部とを有するモータに用いられたものである。
【００１３】
このような構成を有する本発明にかかる動圧軸受装置によれば、アンバランスな形状の動圧発生用溝からなる流体加圧手段の内方側加圧作用によって、軸受隙間空間内の潤滑流体が、常時、閉塞側に向かって加圧されることとなり、その内方側加圧作用によって、上記軸受隙間空間内の潤滑流体の気液界面が内方側に押し込まれるようにして軸受内方側に保持されることから、上記軸受隙間空間の開口側からの潤滑流体の漏れが良好に防止されるようになっている。
【００１４】
一方、スラスト動圧軸受部内においては、回転停止時に接触していた部材どうしが、回転開始とともにスラスト方向に相対的に浮上して互いに離間すると、その接触状態となっていた部位には浮上作用と同時に潤滑流体が流入してくることとなり、その流入分に相当する量の潤滑流体が軸受隙間空間の内方側に移動していき、上記軸受隙間空間の開放側に位置する気液界面も内部側に移動する。このとき、その内部側に移動した潤滑流体の気液界面が、上記アンバランスな形状の動圧発生用溝にまで至ってしまうと、当該アンバランスな形状の動圧発生用溝からなる流体加圧手段の内方側加圧作用が減少することとなる。このようなことから本発明では、上記流体加圧手段の内方側加圧作用が減少することのないように潤滑流体の充填量が設定されており、その結果として、上述した潤滑流体の外部漏れ防止作用が安定的に得られるようになっている。
【００１５】
また、アンバランスな形状の動圧発生用溝からなる流体加圧手段の内方側加圧作用によって、軸受隙間空間内の潤滑流体を閉塞側に向かって加圧すると、その加圧分に相当する量だけ、スラスト動圧軸受部内におけるスラスト浮上量が大きくなってスラスト動圧軸受部内における軸受隙間が不均一状態となり、軸受ロストルクが増大することが考えられる。このようなことから本発明では、開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性を、閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性よりも大きくなるように構成しており、そのスラスト動圧軸受部の剛性差を、流体加圧手段の内方向加圧力に対抗させることによってスラスト動圧軸受部内における軸受隙間が均一状態に維持し、その結果として、軸受ロストルクの増大を良好に防止するようにしている。
【００１６】
さらに、シール部を画成している隙間を軸受外方に向かって徐々に拡大するにあたって、軸部材と軸受部材とのなす角度を軸受外方側に向かって連続的又は不連続的に小さくなるように形成しておけば、シール部の容量が増大されることとなり、軸受の長寿命化が図られるとともに、潤滑流体の気液界面の位置移動量が小さい範囲に抑えられることから、特に、装置全体を薄型化した場合には有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）に適用した実施形態について説明するが、まず、上記ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の全体構造を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示されている軸回転のＨＤＤ用スピンドルモータの全体は、固定部材としてのステータ組１０と、そのステータ組１０に対して図示上側から組み付けられた回転部材としてのロータ組２０とから構成されている。このうちステータ組１０は、図示を省略した固定基台側にネジ止めされる固定フレーム１１を有している。この固定フレーム１１は、軽量化を図るためにアルミ系金属材料から形成されているが、当該固定フレーム１１の略中央部分に立設するようにして形成された環状の軸受ホルダー１２の内周側には、中空円筒状に形成された固定軸受部材としての軸受スリーブ１３が、圧入又は焼バメによって上記軸受ホルダー１２に接合されている。この軸受スリーブ１３は、軸受孔となる小径の孔加工等を容易化するためにリン青銅などの銅系合金材料から形成されている。
【００１９】
また、前記軸受ホルダー１２の外周取付面には、電磁鋼板の積層体からなるステータコア１４が嵌着されている。このステータコア１４に設けられた各突極部には、駆動コイル１５がそれぞれ巻回されている。
【００２０】
さらに、上記軸受スリーブ１３の中心位置に設けられた軸受孔内には、上述したロータ組２０を構成する回転軸２１が回転自在に挿入されている。本実施形態における回転軸２１は、所定のステンレス鋼から形成されている。
【００２１】
そして、図３にも示されているように、上記軸受スリーブ１３の軸受孔の内周面に形成された動圧面が、上記回転軸２１の外周面に形成された動圧面を外側から取り囲むようにして半径方向に近接配置されており、それらの間の微小な軸受隙間空間に、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢが軸方向に離して設けられている。より詳細には、上記各ラジアル動圧軸受部ＲＢにおける軸受スリーブ１３側の動圧面と、回転軸２１側の動圧面とは、数μｍの微少隙間を介して周状に対向配置されており、その微少隙間からなる軸受隙間空間内に、潤滑オイルや磁性流体等からなる所定の潤滑流体が注入されている。このとき、上記２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢの間には、流体溜部Ｓが設けられていて、それら２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢ及び流体溜部Ｓを含む軸受隙間空間内に、上記潤滑流体が軸方向に連続するように充填されている。
【００２２】
さらに、上記軸受スリーブ１３に設けられた内周側動圧面には、特に図２に示されているような略「く」の字状のへリングボーン形状を有するラジアル動圧発生用溝１３ａ，１３ｂが、軸方向に２ブロックに分けて環状に凹設されており、前記回転軸２１の回転時に、上記両ラジアル動圧発生用溝１３ａ，１３ｂのポンピング作用によって潤滑流体が加圧されて動圧力を生じ、その潤滑流体の動圧力によって前記回転軸２１とともに後述する回転ハブ２２が、ラジアル方向に浮上されながら軸支持される構成になされている。
【００２３】
このとき、前記軸受スリーブ１３の図示下端側に設けられた開口部分は、後述するカウンタープレート１６によって閉塞されているとともに、当該軸受スリーブ１３の図示上端側の開口部分は、軸受外側（図示上側）に向かって開放されていて、上述した軸受隙間空間も、図示下端側が閉塞されているとともに、図示上端側が開口された構造になされている。そして、その軸受隙間空間の閉塞側（図示下側）に配置されたラジアル動圧発生用溝１３ｂにおいては、図示上側に設けられた上方傾斜溝１３ｂ１と、図示下側に設けられた下方傾斜溝１３ｂ２との双方が、軸方向に略同一の長さＬｂを有するように形成されており、その同一長さの両傾斜溝１３ｂ１，１３ｂ２よって、図６にも示されているように、軸方向にバランスした動圧力ＲＰｂを発生する構成になされている。
【００２４】
これに対して、上記軸受隙間空間の開口側（図示上側）に配置されたラジアル動圧発生用溝１３ａにおいては、図示上側に設けられた上方傾斜溝１３ａ１の軸方向長さＬａ１が、図示下側に設けられた下方傾斜溝１３ａ２の軸方向長さＬａ２よりも長くなるように形成されており（Ｌａ１＞Ｌａ２）、このようなアンバランス形状によって、図６にも示されているように、上述した上方傾斜溝１３ａ１による加圧力ＲＰａ１が、下方傾斜溝１３ａ２の加圧力ＲＰａ２よりも大きくなるように構成されている（ＲＰａ１＞ＲＰａ２）。すなわち、この軸受隙間空間の開口側（図示上側）に配置されたラジアル動圧発生用溝１３ａにおいては、軸受外方寄りの開口側から軸受内方側に位置する閉塞側に向かって、潤滑流体を加圧するポンプイン構造が採用されており、そのポンプイン構造により上記潤滑流体に対して、常時、内方向加圧力を付与する構成になされている。
【００２５】
さらに、上記軸受隙間空間の開口側（図示上側）に配置されたラジアル動圧発生用溝１３ａの外端部分（図示上端部分）には、毛細管シール部ＲＳが配置されている。この毛細管シール部ＲＳは、上記軸受スリーブ１３の開口部分に形成された傾斜面により、上述した軸受隙間空間を軸受外方側に向かって徐々に拡大した構成からなるものであって、例えば２０μｍから３００μｍの隙間寸法に形成されている。この毛細管シール部ＲＳ中には、モータの回転・停止のいずれの場合においても、潤滑流体の気液界面が位置する構成になされているが、この気液界面の位置については後述する。
【００２６】
一方、前記回転軸２１の図示下端側の先端部分には、円盤状のスラストプレート２３が固着されている。このスラストプレート２３は、上述した軸受スリーブ１３の図示下端側の中心部分に凹設された円筒状の窪み部内に収容されるようにして配置されていて、その軸受スリーブ１３の窪み部内において、当該スラストプレート２３の図示上側の端面に設けられた動圧面が、上記軸受スリーブ１３側の動圧面に対して、軸方向に近接対向するように配置されている。そして、それらスラストプレート２３及び軸受スリーブ１３の両動圧面どうしの軸受隙間空間に、上側のスラスト動圧軸受部ＳＢａが形成されている。
【００２７】
さらにまた、上記スラストプレート２３の図示下側の端面に設けられた動圧面に近接するようにして、比較的大径の円盤状部材からなるカウンタープレート１６が配置されている。このカウンタープレート１６は、上記軸受スリーブ１３の下端側開口部分を閉塞するように固着されたものであって、当該カウンタープレート１６の図示上面側に設けられた動圧面と、上述したスラストプレート２３の図示下側の動圧面との間の近接対向隙間部分に、下側のスラスト動圧軸受部ＳＢｂが形成されている。
【００２８】
上述したように軸方向に隣接して配置された一組のスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂを構成しているスラストプレート２３側の両動圧面と、それに対向する軸受スリーブ１３及びカウンタープレート１６側の両動圧面とは、それぞれ数μｍの微少隙間を介して軸方向に対向配置されているとともに、その微少隙間からなる軸受隙間空間内には、前述したラジアル動圧軸受部ＲＢから連続するようにして、同一の潤滑流体が充填されており、その潤滑流体は、前記スラストプレート２３の外周側通路を介して軸方向に連続させられている。
【００２９】
さらに、上述した図示下側のスラスト動圧軸受部ＳＢｂにおける上記スラストプレート２３の図示下側端面の動圧面と、前記カウンタープレート１６の動圧面との少なくとも一方側には、例えば図４に示されているような略「く」の字状のへリングボーン形状を有する動圧発生用溝ＳＧｂが環状に凹設されている。また、図示上側のスラスト動圧軸受部ＳＢａにおける上記スラストプレート２３の図示上側端面の動圧面と、前記軸受スリーブ１３の動圧面との少なくとも一方側には、例えば図５に示されているような略「く」の字状のへリングボーン形状を有する動圧発生用溝ＳＧａが環状に凹設されていて、前記回転軸２１の回転時に、上記各スラスト動圧発生用溝ＳＧｂ及びＳＧａのポンピング作用によって潤滑流体が加圧されて動圧力を生じ、その潤滑流体の動圧力によって、回転軸２１及び回転ハブ２２が、スラスト方向に軸支持される構成になされている。
【００３０】
このとき、図４に示されているように、下側スラスト動圧軸受部ＳＢｂに設けられたスラスト動圧発生用溝ＳＧｂでは、半径方向内方側に設けられた内側傾斜溝ＳＧｂ１と、半径方向外方側に設けられた外側傾斜溝ＳＧｂ２との双方が、半径方向に略同一の長さＲｂを有するように形成されており、その同一長さの両傾斜溝ＳＧｂ１，ＳＧｂ２によって、図６に示されているように、半径方向にバランスした動圧力ＳＰｂ，ＳＰｂをそれぞれ発生する構成になされている。
【００３１】
一方、図５に示されているように、上側スラスト動圧軸受部ＳＢａに設けられたスラスト動圧発生用溝ＳＧａにおいては、半径方向内方側の方が周速が小さくなることを考慮して、内側傾斜溝ＳＧａ１の半径方向長さＲａ１が、外側傾斜溝ＳＧａ２の半径方向長さＲａ２よりもやや長く形成されており（Ｒａ１＞Ｒａ２）、そのような長さ関係にある両傾斜溝ＳＧａ１，ＳＧａ２よって、半径方向にバランスした動圧力ＳＰａ，ＳＰａを発生する構成になされている。また、この上側スラスト動圧軸受部ＳＢａにおけるスラスト動圧発生用溝ＳＧａの両傾斜溝ＳＧａ１，ＳＧａ２の半径方向長さＲａ１，Ｒａ２は、上述した下側のスラスト動圧軸受部ＳＢｂにおけるスラスト動圧発生用溝ＳＧｂの両傾斜溝ＳＧｂ１，ＳＧｂ２の半径方向長さＲｂよりも大きくなるように形成されている（Ｒａ１＞Ｒｂ，Ｒａ２＞Ｒｂ）。
【００３２】
すなわち、特に図６に示されているように、開口側寄りの上側スラスト動圧軸受部ＳＢａによる動圧力ＳＰａは、閉塞側寄りの下側スラスト動圧軸受部ＳＢｂによる動圧力ＳＰｂよりも大きい値となるように構成されていて（ＳＰａ＞ＳＰｂ）、上側スラスト動圧軸受部ＳＢａのスラスト軸受剛性が、下側スラスト動圧軸受部ＳＢｂのスラスト軸受剛性よりも大きくなるように構成されている。そして、このようなスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂに設定された軸受剛性差によって、前述したラジアル動圧発生用溝１３ａのポンプイン構造による内方向加圧力に対抗する構成が採用されていて、そのような動圧力の対抗作用によって、前記両スラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂにおけるスラストプレート２３の浮上量が両側で均等になされるように構成されている。
【００３３】
より詳細には、回転が始まると、前述したアンバランスな形状のラジアル動圧発生用溝１３ａの内方側加圧作用によって、軸受隙間空間内の潤滑流体が閉塞側に向かって加圧され、その加圧分に相当する量だけ、下側スラスト動圧軸受部ＳＢｂにおけるスラスト浮上量が大きくなってしまい、両スラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂ内における軸受隙間が不均一状態となり、軸受ロストルクが増大することが考えられる。このようなことから本実施形態では、上記両スラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂのそれぞれにおける軸受隙間の不均一をキャンセルするように、開口側に配置されたスラスト動圧軸受部ＳＢａの軸受剛性と、閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部ＳＢｂの軸受剛性との間に軸受剛性差を設けることによって、スラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂ内における軸受隙間を均一状態に維持し、その結果、軸受ロストルクの増大を良好に防止している。
【００３４】
さらに、上述した毛細管シール部ＲＳから、ラジアル動圧軸受部ＲＢ及びスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂの軸受隙間空間内にかけて連続的に充填された潤滑流体の充填量は、以下のような量に設定されている。すなわち、上記スラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂ内において、回転停止時に図３のようにカウンタープレート１６側に接触していた回転軸２１及びスラストプレート２３は、回転開始とともに図６のようにスラスト方向に浮上して上方に離間することとなるが、その接触状態となっていた部位には、浮上作用と同時に潤滑流体が流入してくる。その結果、上記軸受隙間空間の潤滑流体は、上述した接触部位への流入分に相当する量が、図示下側である内方側に向かって移動することとなり、前述した毛細管シール部ＲＳにおける気液界面も、内部側に下降するように移動する。このとき、内部側に移動した潤滑流体の気液界面が、下降し過ぎてしまうと、前記アンバランスな形状の開口側（図示上側）のラジアル動圧発生用溝１３ａに潤滑流体の気液界面が位置することとなり、その結果、上記アンバランスな形状のラジアル動圧発生用溝１３ａのポンプイン構造による内方側加圧作用が不十分となることが生じうる。そこで本実施形態では、上記ラジアル動圧発生用溝１３ａの内方側加圧作用が不十分となることのないように、潤滑流体の気液界面の下降量を考慮して、当該気液界面の下降分を補い得る量とするように潤滑流体の充填量が設定されており、前記気液界面の内方側移動にかかわらず、内方側加圧作用が安定的に維持される構成になされている。
【００３５】
一方、図１に戻って、前記回転軸２１とともにロータ組２０を構成している回転ハブ２２は、図示を省略した磁気ディスク等の記録媒体を搭載するように、アルミ系金属からなる略カップ状部材からなり、当該回転ハブ２２の中心部分設けられた接合穴２２ｄが、上記回転軸２１の図示上端部分に対して、圧入又は焼嵌めによって一体的に接合されている。
【００３６】
上記回転ハブ２２は、記録媒体ディスクを外周部に搭載する略円筒状の胴部２２ａを有しているとともに、この胴部２２ａの図示下側の内周壁面側に、バックヨーク２２ｂを介して環状駆動マグネット２２ｃが取り付けられている。この環状駆動マグネット２２ｃは、前述したステータコア１４の突極部の外周側端面に対して環状に対向するように近接配置されている。
【００３７】
このように本実施形態にかかる動圧軸受装置によれば、アンバランスな形状のラジアル動圧発生用溝１３ａのポンプイン構造による内方側加圧作用によって、軸受隙間空間内の潤滑流体が、常時、軸受隙間空間の閉塞側に向かって加圧されることとなり、それによって、上記軸受隙間空間内の潤滑流体の気液界面が内方側に押し込まれるようにして保持されることから、上記軸受隙間空間の開口側に設けられた毛細管シール部ＲＳからの潤滑流体の漏れが良好に防止されるようになっている。
【００３８】
また、上述した実施形態では、潤滑流体の充填量が、アンバランスな形状のラジアル動圧発生用溝１３ａのポンプイン構造による内方側加圧作用を不十分な値とすることのない量に設定されていることから、上述した潤滑流体の外部漏れ防止作用が、安定的に得られる。なお、この潤滑流体の充填量は、不十分な値とならなければ多少の減少は構わない。
【００３９】
さらに、アンバランスな形状のラジアル動圧発生用溝１３ａの内方側加圧作用によって、軸受隙間空間内の潤滑流体を閉塞側に向かって加圧すると、その加圧分に相当する量だけ、スラスト動圧軸受部ＳＢｂ内におけるスラスト浮上量が大きくなって、スラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂ内における軸受隙間が不均一状態となり、軸受ロストルクが増大することが考えられるが、上述した本実施形態では、開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸ＳＢａの軸受剛性を、閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部ＳＢｂの軸受剛性よりも大きくなるように構成し、そのスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂの剛性差を上記ラジアル動圧発生用溝１３ａの内方向加圧力に対向させることによってスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂ内における軸受隙間を均一状態に維持し、軸受ロストルクの増大を良好に防止している。
【００４０】
このとき、特に図７に示されているような軸方向に薄型化した動圧軸受装置の場合には、上述した毛細管シール部ＲＳを画成している回転軸２１及び軸受スリーブ１３の両部材の対向表面どうしのなす角度（接線方向角度）を、例えば図８または図９に示されているように、軸受外方側（図示上側）に向かって連続的に小さくなるように形成したり（図８参照）、不連続的に小さくなるように形成したりする（図９参照）ことが好ましい。
【００４１】
このように、毛細管シール部ＲＳを画成する回転軸２１と軸受スリーブ１３とのなす角度を、軸受外方側（図示上側）に向かって連続的又は不連続的に小さくなるように形成しておけば、毛細管シール部ＲＳの容量が増大されることとなって、軸受装置の長寿命化が図られるとともに、潤滑流体の気液界面Ａの位置移動量が小さい範囲に抑えられることとなって、本実施形態のように軸受装置の全体を薄型化した場合には、特に有効である。
【００４２】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００４３】
例えば、本発明は、上述したハードディスク駆動用（ＨＤＤ）モータ以外の、例えばポリゴンミラー回転用のモータに用いられる動圧軸受装置等に対しても同様に適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明にかかる動圧軸受装置は、アンバランスな形状の流体加圧手段による内方側加圧作用によって、軸受隙間空間内の潤滑流体を、常時、軸受隙間空間の閉塞側に向かって加圧し、上記軸受隙間空間内の潤滑流体の気液界面を内方側に押し込むようにして保持し、上記軸受隙間空間の開口側からの潤滑流体の漏れを良好に防止するように構成するとともに、潤滑流体の充填量を、アンバランスな形状の流体加圧手段による内方側加圧作用を不十分とすることのない量に設定し、かつ開口側に配置したスラスト動圧軸受部の軸受剛性を閉塞側に配置したスラスト動圧軸受部の軸受剛性よりも大きくして得た剛性差を、上記アンバランスな形状の流体加圧手段に対抗させることによって、両スラスト動圧軸受部内における軸受隙間を均一状態に維持し、軸受ロストルクの増大を良好に防止したものである。
従って本発明によれば、簡易な構成で、潤滑流体の外部漏れを良好に防止することができ、動圧軸受装置の寿命を延ばして信頼性を高めることができるとともに、軸受特性を向上させることができる。
【００４５】
さらに本発明は、シール部を画成している隙間を軸受外方に向かって徐々に拡大するにあたって、軸部材と軸受部材とのなす角度を軸受外方側に向かって連続的又は不連続的に小さくなるように形成してシール部の容量を増大させ、軸受の長寿命化を図るとともに、潤滑流体の気液界面の位置移動量を小さい範囲に抑えるようにしたものであるから、特に装置全体を薄型化した場合において上述した効果を顕著なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる動圧軸受装置を備えたＨＤＤ（ハードディスク駆動装置）用モータの構造例を表した縦断面説明図である。
【図２】図１に示された動圧軸受装置に用いられている軸受部材の構造を表した部分縦断面説明図である。
【図３】図１に示された動圧軸受装置における回転軸が停止した状態を表した図２相当の部分縦断面説明図である。
【図４】図１に示された動圧軸受装置に用いられている下側スラスト動圧発生用溝の一例を表した平面説明図である。
【図５】図１に示された動圧軸受装置に用いられている上側スラスト動圧発生用溝の一例を表した平面説明図である。
【図６】図１に示された動圧軸受装置の回転起動状態を表したものであって、各軸受部における動圧力のバランス状態を表した図２相当の部分縦断面説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる動圧軸受装置の構造を表した部分縦断面説明図である。
【図８】図６にかかる実施形態におけるシール部の形状の一例を表した部分拡大縦断面説明図である。
【図９】図６にかかる実施形態におけるシール部の形状の他の例を表した部分拡大縦断面説明図である。
【図１０】一般の動圧軸受装置を備えたＨＤＤ（ハードディスク駆動装置）用モータの構造例を表した縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０ステータ組（固定部材）
１１固定フレーム
１３軸受スリーブ（軸受部材）
１３ａ，１３ｂラジアル動圧発生用溝
１３ａ１，１３ｂ２上方傾斜溝
１３ｂ１，１３ａ２下方傾斜溝
１６カウンタープレート
２０ロータ組（回転部材）
２１回転軸
２２回転ハブ
２３スラストプレート
ＲＢ，ＲＢラジアル動圧軸受部
ＲＳ毛細管シール部
ＳＢａ，ＳＢｂスラスト動圧軸受部
ＳＧａ，ＳＧｂ動圧発生用溝
ＳＧｂ１内側傾斜溝
ＳＧｂ２外側傾斜溝

Claims

軸部材に対して、該軸部材より大径の円盤状部材からなるスラストプレートが固定されているとともに、
これら軸部材及びスラストプレートの各々を半径方向外方側及び軸方向両側からそれぞれ近接対向するようにして取り囲む軸受部材を備えていることにより、上記軸部材と軸受部材との間における半径方向の対向軸受隙間空間にラジアル動圧軸受部が形成される一方、前記スラストプレートの軸方向両端面と軸受部材との間における軸方向の両対向軸受隙間空間にスラスト動圧軸受部がそれぞれ形成され、
上記ラジアル動圧軸受部からスラスト動圧軸受部に至るまで連続的に形成された軸受隙間空間の軸方向一端側が閉塞されているとともに、上記軸受隙間空間の軸方向他端側が開口され、
上記軸受隙間空間の開口側から軸方向内側の全体にわたって潤滑流体が連続的に充填され、その潤滑流体の気液界面が上記開口側に位置するものであって、
前記軸部材及びスラストプレート側と、前記軸受部材側との双方の部材どうしが相対的に回転したときに、前記ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部に設けられた所定の流体加圧手段によって前記潤滑流体に動圧力を発生させることにより、上記双方向の部材どうしをラジアル方向及びスラスト方向にそれぞれ相対的に浮上させる軸受構造を備えた動圧軸受装置において、
前記ラジアル動圧軸受部における流体加圧手段が、前記潤滑流体に対して軸受隙間空間の開口側から閉塞側に向かう内方側加圧力を与えるアンバランスな形状の動圧発生用溝から構成されているとともに、
前記軸受隙間空間内に充填された潤滑流体の充填量は、前記スラストプレートと軸受部材との両部材どうしが前記スラスト動圧軸受部内でスラスト方向に相対浮上したときの前記気液界面の内方側への移動にかかわらず、前記内方向加圧力を維持する量に設定され、かつ、
前記スラストプレートの軸方向両端側に設けられた両スラスト動圧軸受部のうちの前記軸受隙間空間の開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性が、閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする動圧軸受装置。
前記軸受隙間空間の開口側には、前記ラジアル動圧軸受部を構成している軸部材と軸受部材との間の隙間量を軸受外方側に向かって徐々に拡大させた毛細管シール部が配置され、該毛細管シール部内に前記潤滑流体の気液界面が位置するように上記潤滑流体が充填されているとともに、
上記ラジアル動圧軸受部が軸方向に２箇所設けられ、その２箇所の両ラジアル動圧軸受部のうちの前記毛細管シール部側寄りの外方側のラジアル動圧軸受部に、前記アンバランスな形状の動圧発生用溝が設けられ、かつ
そのアンバランスな形状の動圧発生用溝は、前記スラストプレートと軸受部材との両部材どうしが前記スラスト動圧軸受部で相対浮上したときの気液界面の内方側移動にかかわらず、前記内方向加圧力を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
前記毛細管シール部を画成している軸部材と軸受部材は、それら両部材の対向表面どうしのなす角度が軸受外方側に向かって連続的又は不連続的に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項２記載の動圧軸受装置。
前記スラストプレートの軸方向両端側に設けられた両スラスト動圧軸受部の各々には、スラスト方向の動圧を発生させるように形成された動圧発生用溝が設けられ、
前記開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の動圧発生用溝が、前記閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の動圧発生用溝よりも大きな加圧作用を有するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
前記開口側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性と、前記閉塞側に配置されたスラスト動圧軸受部の軸受剛性との剛性差が、前記内方向加圧力によりスラスト軸受部に発生する浮上力と対応するように設定されていることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
前記動圧軸受装置が、ロータマグネットを有するロータ部と、ステータコアを有するステータ部とを有するモータに用いられたものであることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。