JP3878838B2

JP3878838B2 - 動圧軸受及びこれを備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを有するディスク駆動装置

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Publication number: JP3878838B2
Application number: JP2001352670A
Authority: JP
Inventors: 賢一山崎; 義人奥; 晴彦伊藤
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2021-11-19
Also published as: JP2003156034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作動流体としてオイルを使用する動圧軸受及びこれを備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを有するディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク等のディスク状記録媒体を回転駆動するために使用されるスピンドルモータは、ディスクの記憶容量の増大や記録ヘッドによるデータへのアクセス速度の向上にともない、これまでロータの回転を支持するための軸受手段として主に採用されてきたボールベアリングの限界性能近くにまで回転速度が高速化しつつあり、これに代わって回転時に動圧発生溝のポンピングアクションによってオイル等の作動流体に誘起される動圧を利用し、非接触状態でロータの回転を支持することが可能な動圧軸受が採用されるようになってきた。
【０００３】
このような従来の流体動圧軸受を使用するスピンドルモータは、図５に示すとおり、ロータａと一体をなすシャフトｂの外周面と、このシャフトｂが回転自在に挿通されるスリーブｃの内周面との間に、ヘリングボーン溝ｄ１，ｄ１を有する一対のラジアル動圧軸受部ｄ，ｄが構成され、またシャフトａの一方の端部外周面から半径方向外方に突出するディスク状スラストプレートｅの上面とスリーブｂに形成された段部の平坦面との間並びにスラストプレートｅの下面とスリーブｂの一方の開口を閉塞するスラストブッシュｆとの間に、ヘリングボーングルーブｇ１，ｇ１を有する一対のスラスト動圧軸受部ｇ，ｇが構成されている。
【０００４】
シャフトｂとスリーブｃとの間には、一対のラジアル動圧軸受部ｄ，ｄの間に、半径方向の隙間寸法がラジアル動圧軸受部ｄ，ｄ側からそれぞれテーパ状に拡大し、連通孔ｈを通じて外気に連通可能な空気が保持される気体介在部ｉが形成されており、この気体介在部によってオイルが分離されている。
【０００５】
この連通孔ｈは、オイルの内圧と外気圧との圧力関係に応じてオイルの界面位置を調節するオイルバッファとしての機能と、オイル内で発生した気泡を排出する機能とを担っている。
【０００６】
上記構成の動圧軸受へのオイルの注入は、連通孔ｈを通じて行われる。
【０００７】
すなわち、シャフトｂ並びにスラストプレートｅとスリーブｃ並びにスラストブッシュｆとからなるベアリングアッセンブリを形成しておき、オイル注油機を用いて連通孔ｈを通じて気体介在部ｉ内にオイルを注入する。
【０００８】
この状態で一時放置すると、気体介在部ｉ内に貯えられたオイルが毛細管力によってラジアル動圧軸受部ｄ，ｄ及びスラスト動圧軸受部ｇ，ｇを構成する微小間隙内へと侵入する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、各軸受部にオイルが適切に分配されない懸念がある。
【００１０】
つまり、加工誤差等によって、各ラジアル動圧軸受部ｄ，ｄに隣接する気体介在部ｉのテーパ状部分の傾斜角が不均一に形成された場合、間隙の隙間寸法に影響される毛細管力も不均一となり、オイルはテーパ状部分の傾斜角が小さい方に偏って移動することとなるためである。
【００１１】
特に、一対のラジアル動圧軸受部ｄ，ｄのうち、スラストプレートｅから遠い側のラジアル動圧軸受部は、スラスト動圧軸受部ｇ，ｇに連続する他方のラジアル動圧軸受部よりもオイルの保持量が少ないことから、所定量のオイルが分配されない場合は、早期にオイルの不足が生じることとなる。
【００１２】
また、スラストプレートｅの周辺部分は構造が複雑であり、オイル内に気泡が残留する懸念がある。
【００１３】
このようなオイル保持量の不均一や気泡の残留は、ＮＲＲＯ（非繰り返し性振れ成分）の悪化や振動の発生並びに軸受外部へのオイルの流出といった、軸受としての信頼性や耐久性を損なう問題が発生する原因となる。
【００１４】
本発明は、複雑な製造工程を要することなく、所定の軸受部に所定量のオイルを注入することができると共に、微小間隙内へのオイル注入時にオイルと空気との交換を容易に行うことができる動圧軸受及びこれを備えたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを有するディスク駆動装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、シャフトと、該シャフトの先端部外周面から半径方向外方に突設される円板状のスラストプレートと、前記シャフトが挿通される貫通孔並びに前記スラストプレートを収納する段部とを有する円筒状のスリーブと、該スリーブの貫通孔の一方開口を閉塞し前記スラストプレートと軸線方向に対向するキャップとを備えた動圧軸受であって、前記シャフト並びに前記スラストプレートと前記貫通孔及び前記段部並びに前記キャップとの間には、オイルが保持される微小間隙が規定され、前記シャフトと前記貫通孔との間には、一対のラジアル動圧軸受部が構成され、スラストプレートと前記段部との間には、一方のスラスト動圧軸受が前記ラジアル動圧軸受に隣接して構成され、前記スラストプレートと前記キャップとの間には、他方のスラスト動圧軸受が構成されており、前記一対のラジアル動圧軸受部間には、各ラジアル動圧軸受部から遠ざかるにしたがって前記シャフトと前記貫通孔との間に規定される前記微小間隙の半径方向の隙間寸法が拡大し、前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部に隣接する側のテーパ長が軸方向に長く形成される一対のテーパ状空間を有し、且つ空気が保持される気体介在部が形成されており、前記気体介在部に保持される空気は、前記スリーブの外周面と前記一対のラジアル動圧軸受部のうち前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部に隣接する前記テーパ状空間内とに開口する連通孔を通じて外気と連通され、前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部へのオイル注入は、前記連通孔を通じて行われ、前記一対のラジアル動圧軸受部のうち前記スラストプレートに近接する側に位置するラジアル動圧軸受部と前記一方のスラスト動圧軸受部との間には、前記オイルが連続して保持されると共に、前記スリーブには、前記スラストプレートの外周面と半径方向に対向する前記段部の内周面と前記スリーブの外周面とに開口する第２の連通孔が複数形成され、前記一方のスラスト動圧軸受部と前記スラストプレートに近接する側に位置するラジアル動圧軸受部及び他方のスラスト動圧軸受部へのオイル注入は、前記第２の連通孔を通じて行われ、且つ前記第２の連通孔のうち、少なくとも一つは該オイル注入の際に空気抜きとして利用されることを特徴とする。これにより、スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部にオイルを確実に所定量の注入することを可能とする。また前記スリーブには、前記スラストプレートの外周面と半径方向に対向する前記段部の内周面と前記スリーブの外周面とに開口する第２の連通孔が複数形成され、前記一方のスラスト動圧軸受部と前記スラストプレートに近接する側に位置するラジアル動圧軸受部及び他方のスラスト動圧軸受部へのオイル注入は、該第２の連通孔を通じて行われ且つ前記第２の連通孔のうち、少なくとも１つは該オイル注入の際に空気抜きとして利用されるので、微小間隙内へのオイルの注入量に応じて、これと同等の空気が空気抜きとして利用される第２の連通孔を通じて排出されるため、微小間隙内でのオイルと空気の交換が同時且つ円滑に行われ、スラストプレート周辺部分の微小間隙内に空気が残留する危険性が可及的に小さくなる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動圧軸受であって、前記スラストプレートの外周面と前記段部の内周面との間には、半径方向の隙間寸法が前記一方及び他方のスラスト動圧軸受部から遠ざかるにしたがって拡大する一対のテーパ状空間を有し且つ空気が保持される第２の気体介在部が形成されており、前記第２の連通孔は該第２の気体介在部内に開口するので、各オイルの界面を同じ空気圧に晒すことで、安定した軸支持を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、ステータを保持するブラケットと、該ブラケットに対して相対回転するロータと、該ロータに固着され該ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットと、該ロータの回転を支持する動圧軸受とを備えたスピンドルモータにおいて、前記動圧軸受は、請求項１および２のいずれかに記載した動圧軸受であるので、所望の軸受部に所定量のオイルを確実に注入されることとなる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、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４に記載したスピンドルモータであるので、高い信頼性並びに耐久性が要求される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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る動圧軸受及びこれを用いたスピンドルモータ並びに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１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。
【００２２】
図１において、シャフト２とこのシャフト２の下端部の外周面から半径方向外方に同軸状に突出する円板状のスラストプレート４とが一体的に形成されている。シャフト２の上端部は、シャフト２の外径が上方に向かって漸次縮小するテーパ状の傾斜面を有する第１の環状溝２ａが形成されている。シャフト２の外周面の軸線方向中間部にはシャフト２の軸線方向中央部方向に向かって傾斜する一対の傾斜面を有する第２の環状溝２ｂが形成されている。シャフト２のスラストプレート４側の端部とは反対側の端部は、カップ状のロータハブ６に取付けられる。ロータハブ６の内周面にはロータマグネット８が装着される。
【００２３】
シャフト２は、固定の円筒状スリーブ１０内に設けられた貫通孔内に挿通され、貫通孔の内周面とシャフト２の外周面との間には微小間隙が規定されている。貫通孔の一方の端部には、スラストプレート４と協働して後に詳述する上部スラスト動圧軸受部を構成する段部が設けられている。また、スリーブ１０の貫通孔の段部が形成される側の開口は、スラストプレート４の下面と協働して後に詳述する下部スラスト動圧軸受部を構成するカウンタプレート１２によって閉塞される。スラストプレート４の上下面と段部の下面並びに内周面、そしてカウンタプレート１２の上面との間には、微小間隙が規定されている。スリーブ１０の貫通孔の上方側開口は、シャフト２の第１の環状溝２ａの傾斜面との間に規定されるテーパ状シールＳ１において外気に開放されている。また、スリーブ１０の外周部はブラケット１６に設けられた環状の円筒壁１６ａ内に装着される。円筒壁１６ａの外周部にはステータ１８が取付けられ、ロータマグネット８と半径方向に対向する。
【００２４】
スリーブ１０の貫通孔の内周面は、シャフト２の外周面に形成された第２の環状溝２ｂと半径方向に対向して、スリーブ１０の貫通孔の内周面とシャフト２の外周面との間の半径方向の微小間隙が拡大する間隙拡大部２０が規定されている。またスリーブ１０には、間隙拡大部２０を軸受外部に開放するために半径方向に延設される第１の連通孔１０ａが設けられている。間隙拡大部２０には、第１の通気１０ａを通じて取り込まれた空気が保持されている。この間隙拡大部２０部分の構成は後に詳述する。
【００２５】
間隙拡大部２０の軸線方向上下部には、シャフト２の外周面とスリーブ１０の貫通孔の内周面との間に規定される微小間隙内にオイルが保持されて、それぞれ上部ラジアル動圧軸受部２２と下部ラジアル動圧軸受部２４とが構成されている。スリーブ１０の貫通孔の内周面のシャフト２の外周面との間に上部ラジアル動圧軸受部２２を規定する部分には、動圧発生溝２２ａとして中心位置（溝の曲折部分の位置）が上部ラジアル動圧軸受部２２の軸線方向中間位置に位置するよう形成される軸線方向に対称な形状のヘリングボーン溝が設けられており、モータの回転時には、このヘリングボーン溝によって上部ラジアル動圧軸受部２２に保持されたオイルにヘリングボーン溝の両端側（軸線方向上下部側）から溝の曲折部分に向かって作用する動圧が発生する。つまり、上部ラジアル動圧軸受部２２では、軸線方向中間位置において圧力ピークが発生し、両端部において最も圧力が低くなるよう構成されている。
【００２６】
また、スリーブ１０の貫通孔の内周面のシャフト２の外周面との間に下部ラジアル動圧軸受部２４を規定する部分には、動圧発生溝２４ａとして中心位置（溝の曲折部分の位置）が下部ラジアル動圧軸受部２４の下方に偏倚して位置するよう形成される軸線方向に非対称な形状のヘリングボーン溝が設けられており、モータの回転時には、ヘリングボーン溝によって下部ラジアル動圧軸受部２４に保持されたオイルにヘリングボーン溝の両端側（上下部側）から溝の曲折部分に向かって作用する動圧が発生する。つまり、下部ラジアル動圧軸受部２４では、軸線方向下端部近傍において圧力ピークが発生し、上端部において最も圧力が低くなるよう構成されている。
【００２７】
上部ラジアル動圧軸受部２２の上側には第１のテーパ状シールＳ１が位置しており、スリーブ１０の貫通孔の内周面とシャフト２の外周面との間の間隙の半径方向寸法が軸線方向上方に向かうにつれて漸次拡大する。また、上部ラジアル動圧軸受部２２の下側と下部ラジアル動圧軸受部２４の上側との間には、図２においてより詳細に図示されるとおり、シャフト２の外周面に一対の傾斜面２ｂ１，２ｂ２とこれら傾斜面２ｂ１，２ｂ２間に位置し、スリーブ１０の貫通孔の内周面との間に規定される間隙の半径方向の隙間寸法が実質的に変化しない平坦面２ｂ３とから構成される第２の環状溝２ｂが位置しており、第２の環状溝２ｂの一対の傾斜面２ｂ１，２ｂ２とスリーブ１０の貫通孔の内周面との間に規定される間隙拡大部２０は、平坦面２ｂ３から軸線方向上下方向に向かって間隙寸法が漸次縮小し、それぞれ第２のテーパ状シールＳ２と第３のテーパ状シールＳ３とが規定される。上部ラジアル動圧軸受部２２及び下部ラジアル動圧軸受部２４に保持されるオイルと間隙拡大部２０に保持される外気との気液界面は、第２のテーパ状シールＳ２及び第３のテーパ状シールＳ３において、オイルに作用する外気の表面張力等の圧力がバランスする位置に位置する。
【００２８】
上部ラジアル動圧軸受部２２に保持されるオイルが長期間にわたる使用によって減少した場合には、第１のテーパ状シールＳ１側のオイルと空気との気液界面と第２のテーパ状シールＳ２側のオイルと空気との気液界面とに作用する空気の表面張力による圧力が等しくなるよう作用し、これら気液界面がそれぞれ上部ラジアル動圧軸受部２２側へ移動する。従って、第１及び第２のテーパ状シールＳ１，Ｓ２に保持されていたオイルが、上部ラジアル動圧軸受部２２に補充される。
【００２９】
スラストプレート４の上面とこれと軸線方向に対向するスリーブ１０の段部の下面との間に規定される微小間隙内には、下部ラジアル動圧軸受部に連続してオイルが保持されると共に、スラストプレート４の上面に動圧発生用溝２６ａとしてポンプイン型のスパイラル溝が形成されて上部スラスト動圧軸受部２６が構成される。
【００３０】
また、スラストプレート４の下面とこれと軸線方向に対向するカウンタプレート１２との間に規定される微小間隙内にはオイルが保持されると共に、スラストプレート４の下面には、動圧発生用溝２８ａとして、上部スラスト動圧軸受部２６と同様にポンプイン型のスパイラル溝が形成されて下部スラスト動圧軸受部２８が構成される。
【００３１】
モータの回転時には、スパイラル溝によって、上部及び下部スラスト動圧軸受部２６及び２８に保持されたオイルに半径方向内方に向かって圧力が高くなるよう作用する動圧が発生する。
【００３２】
上部スラスト動圧軸受部２６に保持されるオイルには、モータの回転時にスパイラル溝によって半径方向内方に作用する動圧が発生するが、スラストプレート４の回転中心側にはシャフト２が位置するため、スパイラル溝によるオイルに対する半径方向内方への作用は、このシャフト２によって阻止される。しかしながら、上部スラスト動圧軸受部２６に隣接する下部ラジアル動圧軸受部２４には、軸線方向下端部近傍において圧力ピークが発生するよう軸線方向にアンバランスなヘリングボーン溝が形成されていると共に、下部ラジアル動圧軸受部２４と上部スラスト動圧軸受部２６との間には連続してオイルが保持されていることから、これら下部ラジアル動圧軸受部２４と上部スラスト動圧軸受部２６との境界部近傍において、オイルに作用する動圧の圧力ピークが発生する。従って、下部ラジアル動圧軸受部２４と上部スラスト動圧軸受部２６とは、協働して回転シャフト部１２を支持するために必要な動圧を発生する。
【００３３】
また、下部スラスト動圧軸受部２８においては、スパイラル溝によるオイルに対する半径方向内方への作用によってシャフト２の軸芯近傍においてオイルに作用する動圧の圧力ピークが発生し、その分布形状は概ね軸心に関して対称である。
【００３４】
上部及び下部スラスト動圧軸受部２６，２８に形成される動圧発生用溝２６ａ，２８ａをスパイラル溝とすることで、オイルの粘性に起因する抵抗が小さくなると共に、スラスト動圧軸受部の動圧発生用溝をヘリングボーン溝とする場合に比べて、スラストプレート４を小径化することができるため、モータの回転時に生じる損失（回転負荷の増加）を抑制し、モータの消費電力を少なくすることができる。
【００３５】
更に、図３においてより詳細に図示されるように、スラストプレート４の外周面には、上部スラスト動圧軸受部２６を構成するスラストプレート４の上面側からスラストプレート４の厚み方向（軸線方向）中央部に向かってスリーブ１０に設けられた段部の内周面との間に規定される半径方向の間隙の間隙寸法が拡大するテーパ状の傾斜面と下部スラスト動圧軸受部２８を構成するスラストプレート４の下面側からスラストプレート４の厚み方向（軸線方向）中央部に向かってスリーブ１０に設けられた段部の内周面との間に規定される半径方向の間隙の間隙寸法が拡大するテーパ状の傾斜面とから構成される断面形状が略Ｖ字状の第３の環状溝４ａが設けられている。これら第３の環状溝４ａを規定する一対の傾斜面は、それぞれスラストプレート４の上面及び下面側からスラストプレート４の厚み方向の略中央部に向かって実質的に同一の傾斜角をもって傾斜している。
【００３６】
スリーブ１０には、スリーブ１０の段部の内周面及びスリーブ１０の外周面に開口するよう半径方向に延設される複数の第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２が設けられており、各第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２は、ブラケット１６に設けられた環状の円筒壁１６ａの内周面に全周にわたって形成された環状凹溝１６ａ１によって連結されている。また、この環状凹溝１６ａ１に連続するようにスリーブ１０の外周面の一部には軸線方向の切欠き１０ｃが設けられており、これら切欠き１０ｃ、環状凹溝１６ａ１及び第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２を通じて、第３の環状溝４ａとスリーブ１０に設けられた段部の内周面との間に規定される一対のテーパ状の空間内に外気が取り入れられ保持されている。上部スラスト動圧軸受部２６及び下部スラスト動圧軸受部２８に保持されるオイルと外気との気液界面は、この第３の環状溝４ａとスリーブ１０の段部の内周面との間に規定される一対のテーパ状の空間において、オイルに作用する外気の表面張力等の圧力がバランスする位置に形成される。すなわち、第３の環状溝４ａとスリーブ１０の段部の内周面との間に規定される一対のテーパ状の空間は、それぞれ第４のテーパ状シールＳ４及び第５のテーパ状シールＳ５とを規定する。
【００３７】
上記のようにスラストプレート４の外周面に設けられた第３の環状溝４ａは、実質的に同一の傾斜角を有する一対の傾斜面から構成されるので、第４及び第５のテーパ状シールＳ４，Ｓ５も実質的に同一のテーパ角及びシール長（シール機能を発揮する領域の寸法）を有している。また、上部スラスト動圧軸受部２６に連続してオイルが保持される下部ラジアル動圧軸受部に保持されるオイルの端部である、第３のテーパ状シールＳ３は、第４並びに第５のテーパ状シールＳ４，Ｓ５内に保持されるオイルとオイルの内部圧力が等しくなるようバランス可能な形状を有する。従って、スラストプレート４の外周部に保持されるオイルは、スラストプレート４の厚み方向略中央部を介して実質的に均等となるよう分離されており、そのため下部ラジアル動圧軸受部２２，上部スラスト動圧軸受部２６並びに下部スラスト動圧軸受部２８に保持されるオイルのバッファオイルとして機能するオイルの量にアンバランスが生じることはない。
【００３８】
尚、上部ラジアル動圧軸受部２２に保持されるオイルの気液界面が位置する第１のテーパ状シールＳ１及び第２のテーパ状シールＳ２の形状は、上部ラジアル動圧軸受部２２に保持されるオイルの量を勘案し、下部ラジアル動圧軸受部２４、上部及び下部スラスト動圧軸受部２６，２８における軸受部に保持されるオイルに対するバッファオイルが実質的に同等となるよう設定される。これにより、スピンドルモータにおける各軸受部で保持されるオイルの量に対するバッファオイルの量が実質的に等しくなり、蒸発等によってオイルが減少した場合の各軸受部間での減少率も実質的に等しくなる。よって、一部の軸受部のみバッファオイルとして機能する、テーパ状シール内に保持されるオイルの量が少なくなり、早期に枯渇するといった軸受としての耐久性及び信頼性を低下させる問題の発生が防止される。
【００３９】
この場合のテーパ状シールを構成する各傾斜面の傾斜角は、軸受部の寸法、軸受を構成するシャフトやスリーブといった部材の材質、軸受部に保持されるオイルの量や粘性等を考慮し、適宜選択可能であるが、概ね５度乃至５０度、好ましくは１５度から４０度の範囲に設定するのが良い。
【００４０】
次に、図２及び図３を参照して上記構成のスピンドルモータにおける各動圧軸受部２２，２４，２６及び２８に対するオイル注入について説明する。
【００４１】
まず、第１の連通孔１０ａは環状溝２ｂのうち上部ラジアル動圧軸受部２２に隣接する傾斜面２ｂ１に対向して開口しており、この第１の連通孔１０ａを通じて間隙拡大部２０内の第２のテーパ状シールＳ２部分にオイルが注入される。第１の連通孔１０ａを通じて注入されたオイルは、一旦第２のテーパ状シールＳ２内に留まったのち、毛細管力によって上部ラジアル動圧軸受部２２内に侵入し、上部ラジアル動圧軸受部２２部分に規定される微小間隙内にあった空気と入れ替わり、第１のテーパ状シールＳ１に至る。その後、第１のテーパ状シールＳ１内の気液界面と第２のテーパ状シールＳ２内の気液界面とが同等の圧力バランスとなることで、オイルの移動が止まり、こうして一次注入が完了する。
【００４２】
オイルの一次注入が完了すると第２の連通孔１０ｂ２を通じてスラストプレート４の外周部分にオイルが注入され、二次注入が行われる。スラストプレート４の外周部分に注入されたオイルは、毛細管現象によって下部ラジアル動圧軸受部２４並びに上部スラスト動圧軸受部２６側の微小間隙内及び下部スラスト動圧軸受部２８側の微小間隙内へと侵入する。その際、オイル注入前に上部及び下部スラスト動圧軸受部２６，２８側の微小間隙内に存在していた空気は、第２の連通孔１０ｂ１を通じて外部に排出される。尚、オイルの一次注入と二次注入とを、同時に行うことも可能である。
【００４３】
このように、一次注入、二次注入ともに、微小間隙内に存在していた空気の逃がしを確保した上でオイル注入が行われるので、オイルと空気との交換が円滑に行われ、微小間隙内に空気が残留する危険性が可及的に小さくなる。
【００４４】
また、一次注入でのオイルの注入位置を第２のテーパ状シールＳ２内とすることで、注入したオイルが確実に上部ラジアル動圧軸受部２２側の微小間隙内に侵入することとなるので、オイル注入量の制御も容易となる。
【００４５】
上記一次注入並びに二次注入が完了すると、モータを所定の回転数で駆動し、初期エージングを行う。この初期エージング時に、オイルが動圧発生用溝２２ａ，２４ａ，２６ａ及び２８ａによるポンピングで各軸受部に適切に配分されることとなるが、この時、モータを定常回転数よりも高い回転数で駆動することで、オイルと空気との置換をより確実且つ迅速に行うことが可能となる。この初期エージング工程が終了すると、動圧軸受部（ユニット）の組立が完了したこととなる。
【００４６】
次に、図５おいて模式的に示す一般的なディスク駆動装置５０の内部構成について説明する。図５において示すとおり、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。
【００４７】
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１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、高い回転精度並びに信頼性・耐久性を有するディスク駆動装置を得ることが可能になる。
【００４８】
以上、本発明に従う動圧軸受及びこれを用いた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。
【００４９】
以上、本発明のスピンドルモータの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、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。
【００５０】
例えば上記実施形態においては、スラストプレート４の外周部に形成される第４及び第５のテーパ状シールＳ４，Ｓ５に外気を取り込むために設けられた第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２を回転軸芯に対して１８０度対向する位置に一対設けた構成を有しているが、第２の連通孔１０ｂ１，１０ｂ２は第４及び第５のテーパ状シールＳ４，Ｓ５に外気を取り込むことが可能となり且つオイルの二次注入時に空気の逃がしを確保することができるよう、少なくとも２つ形成されていればよく、また３つ以上形成することも可能である。
【００５１】
また、環状溝２ｂは、平坦部２ｂ３は必ずしも必要ではなく、一対の傾斜面２ｂ１，２ｂ２を直接連結した構成とすることも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１の発明では、毛細管力によって動圧軸受部にオイルを確実に注入することが可能となるので、オイルの注入に複雑な工程を要しない。
【００５３】
請求項２の発明では、毛細管力を利用して各軸受部に対して所定量のオイルを確実に且つ気泡が残留することなく注入することができるので、ＮＲＲＯの悪化や振動の発生並びに軸受外部へのオイルの流出といった、軸受としての信頼性や耐久性を損なう問題の発生を防止することが可能となる。
【００５４】
請求項３の発明では、請求項１および請求項２に係る動圧軸受を用いたスピンドルモータとすることで、所望の軸受部に所定量のオイルを確実に注入することが可能となる。
【００５５】
請求項４の発明では、請求項３に係るスピンドルモータを用いたディスク駆動装置とすることで、ディスクの振れ回りによるディスクの記録面とヘッドとの接触破壊の発生及び軸受部から流出したオイルに起因する装置内の汚染とこれによるデータの読み書きエラーの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る動圧軸受を用いたスピンドルモータを示す断面図である。
【図２】図１に図示されるスピンドルモータにおけるラジアル動圧軸受部間の構成を拡大して示す、拡大部分断面図である。
【図３】図１に図示されるスピンドルモータにおけるスラストプレートまわりの構成を拡大して示す、拡大部分断面図である。
【図４】ディスク駆動装置の一般的内部構成を模式的に示す断面図である。
【図５】従来の動圧軸受を用いたスピンドルモータを示す断面図である。
【符号の説明】
２シャフト
１０スリーブ
１０ａ，１０ｂ１，１０ｂ２連通孔
２２，２４ラジアル動圧軸受部

Claims

シャフトと、該シャフトの先端部外周面から半径方向外方に突設される円板状のスラストプレートと、前記シャフトが挿通される貫通孔並びに前記スラストプレートを収納する段部とを有する円筒状のスリーブと、該スリーブの貫通孔の一方開口を閉塞し前記スラストプレートと軸線方向に対向するキャップとを備えた動圧軸受であって、前記シャフト並びに前記スラストプレートと前記貫通孔及び前記段部並びに前記キャップとの間には、オイルが保持される微小間隙が規定され、前記シャフトと前記貫通孔との間には、一対のラジアル動圧軸受部が構成され、スラストプレートと前記段部との間には、一方のスラスト動圧軸受が前記ラジアル動圧軸受に隣接して構成され、前記スラストプレートと前記キャップとの間には、他方のスラスト動圧軸受が構成されており、前記一対のラジアル動圧軸受部間には、各ラジアル動圧軸受部から遠ざかるにしたがって前記シャフトと前記貫通孔との間に規定される前記微小間隙の半径方向の隙間寸法が拡大し、前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部に隣接する側のテーパ長が軸方向に長く形成される一対のテーパ状空間を有し、且つ空気が保持される気体介在部が形成されており、前記気体介在部に保持される空気は、前記スリーブの外周面と前記一対のラジアル動圧軸受部のうち前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部に隣接する前記テーパ状空間内とに開口する連通孔を通じて外気と連通され、前記スラストプレートから遠い側に位置するラジアル動圧軸受部へのオイル注入は、前記連通孔を通じて行われ、前記一対のラジアル動圧軸受部のうち前記スラストプレートに近接する側に位置するラジアル動圧軸受部と前記一方のスラスト動圧軸受部との間には、前記オイルが連続して保持されると共に、前記スリーブには、前記スラストプレートの外周面と半径方向に対向する前記段部の内周面と前記スリーブの外周面とに開口する第２の連通孔が複数形成され、前記一方のスラスト動圧軸受部と前記スラストプレートに近接する側に位置するラジアル動圧軸受部及び他方のスラスト動圧軸受部へのオイル注入は、前記第２の連通孔を通じて行われ、且つ前記第２の連通孔のうち、少なくとも一つは該オイル注入の際に空気抜きとして利用されることを特徴とする動圧軸受。
前記スラストプレートの外周面と前記段部の内周面との間には、半径方向の隙間寸法が前記一方及び他方のスラスト動圧軸受部から遠ざかるにしたがって拡大する一対のテーパ状空間を有し且つ空気が保持される第２の気体介在部が形成されており、前記第２の連通孔は該第２の気体介在部内に開口することにより一対のテーパ面に界面をそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受。
ステータを保持するブラケットと、該ブラケットに対して相対回転するロータと、該ロータに固着され該ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットと、該ロータの回転を支持する動圧軸受とを備えたスピンドルモータにおいて、前記動圧軸受は、請求項１および２のいずれかに記載した動圧軸受であることを特徴とするスピンドルモータ。
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３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。