JP2012257428A - モータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上シール部と下シール部との間の圧力差の発生を抑制する軸受機構のモータを提供する。
【解決手段】モータは静止部と回転部３とを備え、静止部が、シャフト部４１と外筒部４３２とを備え、回転部３が、内筒部５１と、上環状部４７と、下ハブ環状部５４と、を備え、シャフト部４１と上環状部４７の上部との間に上シール部が構成され、シャフト部４１と上環状部４７および内筒部５１との間にラジアル動圧軸受部が存在する第１間隙が構成され、内筒部５１と外筒部４３２との間に第２間隙が構成され、上環状部４７の下面と外筒部４３２の上面との間にスラスト動圧軸受部が存在する第３間隙が構成され、外筒部４３２と下ハブ環状部５４との間に下シール部が構成され、上環状部４７が、第３間隙のスラスト動圧軸受部よりも径方向外側の領域と、上シール部とラジアル動圧軸受部との間の領域とを連絡する連通路６１を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動式のモータに関する。

従来より、ディスク駆動装置のモータとして、流体動圧を用いた軸受機構を備えるものが用いられる。特開２００７−１６２７５９号公報に開示されるスピンドルモータの動圧流体軸受装置は、シャフト本体およびシャフト本体が挿入された筒状のスリーブ本体を有する。シャフト本体は、モータのベースプレートに固定される。スリーブ本体は、モータのロータに固定される。シャフト本体には、スリーブ本体の上側および下側に位置する環状の第１および第２スラストフランジが設けられる。動圧流体軸受装置では、シャフト本体とスリーブ本体との間にて、ラジアル軸受部が構成される。２つのスラストフランジのそれぞれとスリーブ本体との間にて、スラスト軸受部が構成される。また、スリーブ本体には、２つのスラスト間隙を連通する連通孔が設けられる。連通孔の上下の開口近傍には、テーパシール部が形成される。
特開２００７−１６２７５９号公報

ところで、特開２００７−１６２７５９号公報では、上側のテーパシール部の液面と下側のテーパシール部の液面との間の軸方向の距離が大きいため、上下のテーパシール部における圧力差が大きい。このため、モータを様々な方向に向けた場合にテーパシール部において液面の位置が大きく変動する。その結果、潤滑油の漏れを防止する設計が煩雑となる。

本発明は、上シール部と下シール部との間の圧力差の発生を抑制することを目的としている。

本発明の例示的な一の側面に係るモータは、ステータを有する静止部と、ロータマグネットを有し、前記静止部により回転可能に支持される回転部と、を備え、前記静止部が、上下方向を向く中心軸を中心として配置されるシャフト部と、前記シャフト部の下部から径方向外方へと広がる下プレート部と、前記下プレート部の外縁部から上方へと延びる外筒部と、を備え、前記回転部が、前記シャフト部の外周面と、前記外筒部の内周面との間に位置する内筒部と、前記内筒部の上側にて径方向外方へと広がり、内周面が前記シャフト部の前記外周面と対向し、下面が前記外筒部の上面と対向する上環状部と、前記外筒部の径方向外側にて、前記上環状部の外縁部から下方へと広がる下ハブ環状部と、を備え、前記シャフト部の前記外周面と前記上環状部の前記内周面の上部との間に、潤滑油の上側の液面が位置する上シール部が構成され、前記上シール部の下側にて、前記シャフト部の前記外周面と前記上環状部の前記内周面との間、および、前記シャフト部の前記外周面と前記内筒部の内周面との間に、前記上シール部から下方へと連続する第１間隙が構成され、前記内筒部の外周面と前記外筒部の前記内周面との間に、前記第１間隙の下端と連絡する第２間隙が構成され、前記上環状部の前記下面と前記外筒部の前記上面との間に、前記第２間隙の上端から径方向外方へと広がる第３間隙が構成され、前記外筒部の外周面と前記下ハブ環状部との間に、前記第３間隙の外縁と連絡し、前記潤滑油の下側の液面が位置する下シール部が構成され、前記第１間隙の少なくとも一部にラジアル動圧軸受部が構成され、前記第３間隙の少なくとも一部にスラスト動圧軸受部が構成され、前記回転部と前記静止部との間に、前記スラスト動圧軸受部による前記回転部の浮上方向とは反対方向に前記回転部が吸引される磁気作用が生じ、前記上環状部が、前記第３間隙の前記スラスト動圧軸受部よりも径方向外側の領域と、前記上シール部と前記ラジアル動圧軸受部との間の領域とを連絡する連通路を有し、前記上シール部から前記第１間隙、前記第２間隙、前記第３間隙を経由して前記下シール部に至る領域、および、前記連通路が、前記潤滑油で満たされる。

本発明によれば、上シール部と下シール部との間の圧力差の発生を抑制することができる。

図１は、ディスク駆動装置の断面図である。 図２は、モータの断面図である。 図３は、軸受機構の断面図である。 図４は、キャップ部材の一部の断面図である。 図５は、軸受機構の一部を示す断面図である。 図６は、軸受機構の断面図である。 図７は、軸受機構の一部を示す断面図である。 図８は、スリーブ部の断面図である。 図９は、外筒部の平面図である。 図１０は、内筒部の他の例を示す底面図である。 図１１は、他の例に係るモータの一部を示す断面図である。 図１２は、第２の実施形態に係るモータの一部を示す断面図である。 図１３は、第３の実施形態に係るモータの一部を示す断面図である。

本明細書では、モータの中心軸方向における上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向または略平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るスピンドルモータ（以下、単に「モータ」という）を含むディスク駆動装置１の縦断面図である。ディスク駆動装置１は、いわゆるハードディスク駆動装置である。ディスク駆動装置１は、例えば、３枚のディスク１１と、モータ１２と、アクセス部１３と、ハウジング１４と、を含む。モータ１２は、ディスク１１を回転する。アクセス部１３は、ディスク１１に対して、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行う。

ハウジング１４は、無蓋箱状の第１ハウジング部材１４１と、板状の第２ハウジング部材１４２と、を含む。第１ハウジング部材１４１の内側には、ディスク１１、モータ１２およびアクセス部１３が収容される。第１ハウジング部材１４１に第２ハウジング部材１４２が嵌められて、ハウジング１４が構成される。ディスク駆動装置１の内部空間は、塵や埃が極度に少なく、清浄な空間が好ましい。本実施形態では、ディスク駆動装置１内に空気が充填される。なお、ヘリウムガスや水素ガスが充填されてもよく、これらの気体と空気との混合気体が充填されてもよい。

３枚のディスク１１は、クランパ１５１とスペーサ１５２により、モータ１２の中心軸Ｊ１方向に等間隔にてモータ１２のロータハブに固定される。アクセス部１３は、６つのヘッド１３１と、６つのアーム１３２と、ヘッド移動機構１３３とを含む。ヘッド１３１はディスク１１に近接して、情報の読み出しおよび／または書き込みを磁気的に行う。アーム１３２は、ヘッド１３１を支持する。ヘッド移動機構１３３はアーム１３２を移動することにより、ヘッド１３１をディスク１１に対して相対的に移動する。これらの構成により、ヘッド１３１は、回転するディスク１１に近接した状態にて、ディスク１１の所要の位置にアクセスする。なお、ディスク１１は３枚に限らず、１枚または２以上でもよい。

図２は、モータ１２の縦断面図である。モータ１２は、アウタロータ型のモータである。モータ１２は、固定組立体である静止部２と、回転組立体である回転部３と、を含む。図２では、静止部２の一部と回転部３の一部とにより構成される流体動圧軸受機構（以下、「軸受機構」という）に符号４を付している。回転部３は、潤滑油４５を介して、モータ１２の中心軸Ｊ１を中心に、静止部２により回転可能に支持される。

静止部２は、ベース部であるベースプレート２１と、ステータ２２と、環状の磁性部材２３と、シャフト部４１と、下スラスト部４３と、を含む。ベースプレート２１と図１の第１ハウジング部材１４１とは単一部材から構成され、ベースプレート２１は、ハウジング１４の一部である。ステータ２２は、ベースプレート２１の円筒状のホルダ２１１の周囲に固定される。ホルダ２１１の内側に設けられた孔部には、下スラスト部４３が固定される。磁性部材２３は、ベースプレート２１の上面上に配置される。なお、ベースプレート２１と第１ハウジング部材１４１とは別部材であってもよい。

回転部３は、ロータハブ３１と、ロータマグネット３２と、環状のキャップ部材４２と、を含む。ロータハブ３１は、略円筒状のスリーブ部５と、蓋部３１１と、円筒部３１２と、を含む。蓋部３１１は、スリーブ部５の上部から径方向外方に広がる。円筒部３１２は、蓋部３１１の外縁部から下方へと延びる。キャップ部材４２は、スリーブ部５の上側に位置する。なお、スリーブ部５は、蓋部３１１および円筒部３１２とは異なる部材から構成されていてもよい。この場合、スリーブ部５は蓋部３１１に固定される。ロータマグネット３２は、円筒部３１２の内側に固定される。ロータマグネット３２は、ステータ２２と径方向に対向する。ステータ２２とロータマグネット３２との間にてトルクが発生する。

軸方向において、ステータ２２の磁気中心は、ロータマグネット３２の磁気中心よりも下方に位置する。また、ロータマグネット３２の下方に、磁性部材２３が位置する。モータ１２では、ロータマグネット３２とステータ２２との間およびロータマグネット３２と磁性部材２３との間にて、ロータマグネット３２を下方に吸引する磁気作用が生じる。以下、ロータマグネット３２、ステータ２２および磁性部材２３により構成される上記磁気作用を生じる機構を「磁気背圧機構１２１」という。

蓋部３１１は、図１のディスク１１をクランプするクランパ１５１を固定するためのねじ孔３１４、を含む。ねじ孔３１４は、ステータ２２の上方に位置し、蓋部３１１を上下方向に貫通する。クランパ１５１をモータ１２に取り付ける際には、図１に示すように、クランパ１５１の貫通孔およびねじ孔３１４にねじ１５３が挿入されることにより、クランパ１５１が蓋部３１１の上面上に固定される。

図３は、軸受機構４を拡大して示す図である。軸受機構４は、シャフト部４１と、下スラスト部４３と、スリーブ部５と、キャップ部材４２と、潤滑油４５と、を含む。既述のように、シャフト部４１および下スラスト部４３は静止部２の一部であり、スリーブ部５およびキャップ部材４２は回転部３の一部である。シャフト部４１は、下スラスト部４３の内側に形成された孔部に圧入固定され、中心軸Ｊ１に沿って上下方向を向いて配置される。シャフト部４１は、例えば、ステンレス鋼等により形成される。シャフト部４１の上部には、ねじ孔４１２が存在する。図１に示すように、第２ハウジング部材１４２の中央部の貫通孔およびねじ孔４１２にねじ１５４が挿入されることにより、第２ハウジング部材１４２が、モータ１２に固定される。

下スラスト部４３は、下プレート部４３１と、外筒部４３２と、を含む。下スラスト部４３は、例えば、銅や高力黄銅等により形成される。下プレート部４３１は、シャフト部４１の下部から径方向外方へと広がる。外筒部４３２は、下プレート部４３１の外縁部から上方へと延びる。外筒部４３２の上部は、径方向外方に広がる鍔部４３７を含む。鍔部４３７の下側には、下方に向かうとともに径方向内方へと傾斜する傾斜面４３３が設けられる。

モータ１２の組み立て時には、外筒部４３２の外周面の下部が、ベースプレート２１のホルダ２１１の内周面に接着剤にて固定される。このため、圧入固定の場合に比べて、ベースプレート２１に対する外筒部４３２の上下方向における位置決めを精度よく行うことができ、モータ１２の高さの精度が向上する。

スリーブ部５は、内筒部５１と、フランジ部５２と、を含む。スリーブ部５は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等により形成される。内筒部５１は、シャフト部４１の外周面４１１と外筒部４３２の内周面４３４との間の略円筒状の空間内に配置される。内筒部５１の厚さは、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、本実施形態では、０．７５ｍｍである。

フランジ部５２は、内筒部５１とキャップ部材４２の間から径方向外方に突出する。軸方向において、フランジ部５２の厚さは、内筒部５１の高さの１／２以下が好ましい。フランジ部５２の上面５２１および下面５２２は、好ましくは中心軸Ｊ１に略垂直に構成される。フランジ部５２は、フランジ部５２を下面５２２から上面５２１へと貫通する連通孔６１を含む。本実施形態では、連通孔６１の数は１である。なお、２以上の連通孔６１が設けられてもよい。

図４は、キャップ部材４２の一部の断面図である。図４では、キャップ部材４２の奥側の形状も示している。キャップ部材４２は、内周面４２２上に図３および図４に示す溝部４２３と、動圧溝４２４と、を含む。図４では、動圧溝４２４にクロスハッチングを付している。以下、他の図においても、動圧溝にクロスハッチングを付している。溝部４２３は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。溝部４２３を中心軸Ｊ１を含む面で切断した断面は、半円形である。動圧溝４２４は、螺旋状であり、溝部４２３の下側に位置する。以下の説明では、内筒部５１の上側にて径方向外方に広がるフランジ部５２およびキャップ部材４２をまとめて「上環状部４７」と呼ぶ。上環状部４７の内周面の下部であるフランジ部５２の内周面５２３、および、上部であるキャップ部材４２の内周面４２２は、それぞれ、シャフト部４１の外周面４１１と径方向に対向する。

ロータハブ３１の蓋部３１１は、上ハブ筒部５３と、下ハブ環状部５４と、を含む。上ハブ筒部５３は、フランジ部５２の外縁部から上方へと広がる略円筒状に構成される。上ハブ筒部５３の内周面には、キャップ部材４２が固定される。

下ハブ環状部５４は、下ハブ筒部５４１と、環状のストッパ５４２と、を含む。下ハブ筒部５４１は、外筒部４３２の径方向外側にてフランジ部５２の外縁部から下方へと広がる。なお、下ハブ筒部５４１は、フランジ部５２または蓋部３１１とは別部材から構成されてもよい。

図５に示すように、下ハブ筒部５４１の内周面５４１ａには、下方に向かって拡径する段差部５４３が構成される。すなわち、段差部５４３の下側における内周面５４１ａの直径は、上側における直径よりも大きい。段差部５４３の下側において、ストッパ５４２が内周面５４１ａに固定される。ストッパ５４２の上面は、段差部５４３の下面５４３ａ、すなわち、法線が下方を向く面に軸方向に当接する。ストッパ５４２の内周面５４２ａは、下方に向かうとともに径方向内方へと傾斜する部位を含む。ストッパ５４２の上面とフランジ部５２の下面５２２の外縁部との間には、抜止間隙６８が構成される。抜止間隙６８内には、外筒部４３２の鍔部４３７の先端が位置する。モータ１２では、回転部３に上方に向かう力が働いても、ストッパ５４２と鍔部４３７とが軸方向に当接することにより、回転部３が上方に移動することが防止される。

モータ１２の駆動時には、図３に示す回転部３が、潤滑油４５を介してシャフト部４１および下スラスト部４３に対して回転する。

図６は、軸受機構４の一部を示す図である。シャフト部４１の外周面４１１と、内筒部５１の内周面５１１およびフランジ部５２の内周面５２３との間には、上下方向に延びるラジアル間隙６２が構成される。ラジアル間隙６２の径方向における幅は、２〜４μｍ程度が好ましい。軸方向において、内筒部５１の下端と下プレート部４３１との間に間隙６３が構成される。以下、間隙６３を「下端間隙６３」という。

内筒部５１の外周面５１２と外筒部４３２の内周面４３４との間に円筒状の間隙６４が構成される。以下、間隙６４を「円筒間隙６４」という。円筒間隙６４の下端は、下端間隙６３を介してラジアル間隙６２の下端に連絡する。円筒間隙６４の径方向における幅は、ラジアル間隙６２の径方向における幅よりも大きく、連通孔６１の直径よりも小さい。

上環状部４７では、フランジ部５２の上面５２１と、キャップ部材４２の下面４２１との間に間隙６５１が構成される。以下、間隙６５１を「上連通間隙６５１」という。上連通間隙６５１は、周方向における全周に広がる。フランジ部５２の下面５２２、すなわち、上環状部４７の下面と、外筒部４３２の上面４３５とが軸方向に対向し、下面５２２と上面４３５との間に間隙６５２が構成される。以下、間隙６５２を「下スラスト間隙６５２」という。下スラスト間隙６５２は、円筒間隙６４の上端から径方向外方へと広がる。上連通間隙６５１および下スラスト間隙６５２は、連通孔６１により連通される。軸受機構４では、ラジアル間隙６２、下端間隙６３、円筒間隙６４、上連通間隙６５１および下スラスト間隙６５２、並びに、連通孔６１が、およそこの順にて径方向外方に向かって構成される。

図５に示す鍔部４３７の下面がストッパ５４２の上面に当接した状態において、下スラスト間隙６５２の軸方向における幅は、フランジ部５２の下面５２２とストッパ５４２の上面との間の距離と、鍔部４３７の軸方向における幅との差にほぼ等しい。なお、モータ１２の駆動時では、下スラスト間隙６５２の幅は十分に小さいため、鍔部４３７とストッパ５４２とは非接触である。モータ１２では、回転部３に上方に向かう力が作用した場合のスラスト間隙６５２の最大幅を、鍔部４３７や抜止間隙６８を構成する部材の加工精度によって決めることができる。また、フランジ部５２および下ハブ環状部５４と外筒部４３２とを組み立てることにより、下スラスト間隙を構成することができ、モータ１２の組み立てを容易に行うことができる。

図７に示すように、キャップ部材４２の内周面４２２の下部とシャフト部４１の外周面４１１との間には、上縦間隙６６１が構成される。上連通間隙６５１は、上縦間隙６６１の下部から連続して、径方向外方へと延びる。また、ラジアル間隙６２は、上縦間隙６６１の下側にて、上縦間隙６６１の下部から下方へと連続して延びる。キャップ部材４２の内周面４２２の最小内径Ｒｓは、フランジ部５２の内周面５２３の最小内径Ｒｊよりも僅かに大きい。換言すれば、上縦間隙６６１における上環状部４７の最小内径が、ラジアル間隙６２における上環状部４７の最小内径よりも大きい。

キャップ部材４２の内周面４２２に存在する溝部４２３の下部と、シャフト部４１の外周面４１１との間には、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次減少する上シール間隙６６２が構成される。上シール間隙６６２では、毛管現象を利用して潤滑油４５を保持するキャピラリシール部が構成される。キャピラリシール部には、潤滑油４５の上側の液面が位置する。また、モータ１２の駆動時には、上縦間隙６６１内にて、図４に示す動圧溝４２４により、潤滑油４５に対して下方へと向かう圧を誘起する動圧発生部であるポンピングシール部が構成される。これにより、上シール間隙６６２への潤滑油４５の移動が抑制される。以下、キャピラリシール部およびポンピングシール部をまとめて「上シール部６６」と呼ぶ。上シール部６６が構成されることにより、潤滑油４５の上側の液面の位置が一定に維持される。

溝部４２３の上側において、キャップ部材４２の内周面４２２と、シャフト部４１の外周面４１１との間に微小間隙６６３が構成される。微小間隙６６３が、上シール間隙６６２とモータ１２外部との間に位置することにより、上シール間隙６６２内にて気化した潤滑油が、モータ１２外部に移動することが抑制される。

図５に示すストッパ５４２の内周面５４２ａと外筒部４３２の傾斜面４３３との間には、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次増大する下シール間隙６７１が構成される。下シール間隙６７１では、毛管現象を利用して潤滑油４５を保持する下シール部６７が構成される。下シール部６７には、潤滑油４５の下側の液面が位置する。モータ１２の駆動時には、フランジ部５２の下面５２２と鍔部４３７の上面との間、および、鍔部４３７の下面とストッパ５４２の上面との間に間隙が構成される。下シール部６７は、これらの間隙および抜止間隙６８を介して下スラスト間隙６５２の外縁と連絡する。

図６に示すように、軸受機構４では、上シール部６６から、ラジアル間隙６２、下端間隙６３、円筒間隙６４、下スラスト間隙６５２および抜止間隙６８を経由して下シール部６７に至る領域６、並びに、上連通間隙６５１および連通孔６１に潤滑油４５が連続して満たされる。

図８は、スリーブ部５の断面図である。図８では、スリーブ部５の奥側の形状も示している。内筒部５１は、内周面５１１の軸方向略中央よりも上側に設けられた上ラジアル動圧溝列７１１と、軸方向略中央よりも下側に設けられた下ラジアル動圧溝列７１２と、を含む。上ラジアル動圧溝列７１１は、ヘリングボーン形状の溝、すなわち、内周面５１１の周方向に沿って複数の略Ｖ字を横向きにした溝の集合体である。上ラジアル動圧溝列７１１では、上側の部位の軸方向長さが下側の部位の長さよりも長い。以下、上ラジアル動圧溝列７１１の上側の部位を「溝上部７１１ａ」といい、下側の部位を「溝下部７１１ｂ」という。下ラジアル動圧溝列７１２もヘリングボーン形状の溝である。下ラジアル動圧溝列７１２では、溝上部７１２ａの軸方向長さが、溝下部７１２ｂの軸方向長さより短い。

軸方向において、図６に示す下スラスト間隙６５２の位置は、下ラジアル動圧溝列７１２の溝上部７１２ａの上端の位置よりも上方に位置する。ラジアル間隙６２では、上ラジアル動圧溝列７１１および下ラジアル動圧溝列７１２により、潤滑油４５に対してラジアル方向に流体動圧を発生するラジアル動圧軸受部８１が構成される。以下、上ラジアル動圧溝列７１１に対応する上側の動圧軸受部を「上ラジアル動圧軸受部８１１」といい、下ラジアル動圧溝列７１２に対応する下側の動圧軸受部を「下ラジアル動圧軸受部８１２」という。下ラジアル動圧軸受部８１２は、外筒部４３２の外周面の下部とベースプレート２１のホルダ２１１との固定領域４３６と径方向に重なる。

なお、下スラスト間隙６５２の位置は、下ラジアル動圧溝列７１２を構成する少なくとも一本の動圧溝よりも上方に位置していればよく、また下ラジアル動圧溝列７１２を構成する全ての動圧溝よりも上方に位置してもよい。これらの構成は実施形態の範囲に含まれる。

図９は、下スラスト部４３の平面図である。外筒部４３２の上面４３５には、スパイラル形状の下スラスト動圧溝列７２２が構成される。下スラスト動圧溝列７２２は、中心軸Ｊ１を中心とする円であって連通孔６１の下側の開口に外接する円７３２よりも内側に設けられる。ただし、開口に面取りが設けられる場合には、下スラスト動圧溝列７２２は、面取りの径方向外側の部位に外接する円よりも内側に設けられる。図９の場合、下スラスト動圧溝列７２２は、連通孔６１の下側の開口よりも径方向内側に設けられる。図６に示す下スラスト間隙６５２において、下スラスト動圧溝列７２２により、潤滑油４５に対してスラスト方向に流体動圧を発生する動圧発生部であるスラスト動圧軸受部８２２が構成される。

モータ１２では、連通孔６１および上連通間隙６５１を介して、下スラスト間隙６５２のスラスト動圧軸受部８２２よりも径方向外側の領域（以下、「外側領域６５２ａ」と呼ぶ）と、上シール部６６と上ラジアル動圧軸受部８１１との間の領域とが連絡する。以下、連通孔６１および上連通間隙６５１をまとめて「連通路６９」と呼ぶ。

モータ１２の駆動時には、ラジアル動圧軸受部８１により、スリーブ部５の内筒部５１がシャフト部４１に対してラジアル方向に支持される。また、スラスト動圧軸受部８２２により、外筒部４３２に対してフランジ部５２が図６における上側に僅かに浮上する。既述のように、図２に示す磁気背圧機構１２１の磁気作用により回転部３の浮上方向、すなわち、図２における上側に向かう方向とは反対方向に回転部３が吸引される。モータ１２では、スラスト動圧軸受部８２２および磁気背圧機構１２１により、回転部３が静止部２に対してスラスト方向に安定して支持される。

このとき、図８の上ラジアル動圧溝列７１１および下ラジアル動圧溝列７１２では、潤滑油４５がそれぞれの中央にポンピング（誘起）され、十分な動圧が発生する。図６に示すラジアル動圧軸受部８１全体では、潤滑油４５に対して上方に向かう圧が生じる。

図９の下スラスト動圧溝列７２２では、潤滑油４５に対して図６に示す円筒間隙６４へと向かう圧力が生じる。円筒間隙６４および下端間隙６３では、潤滑油４５の圧力が高い状態となり、気泡の析出が防止される。

軸受機構４内では、潤滑油４５がラジアル間隙６２、連通路６９、下スラスト間隙６５２、円筒間隙６４および下端間隙６３の順に流れ、ラジアル間隙６２へと戻される。

以上、第１の実施形態に係るモータ１２について説明したが、モータ１２では、上連通間隙６５１の内側の部位が、上ラジアル動圧軸受部８１１の上側に位置し、かつ、連通孔６１の下側の開口がスラスト動圧軸受部８２２よりも径方向外側に位置する。このため、上シール部６６の下端から連通路６９を経由して下シール部６７の上端に至る経路上に動圧軸受部が存在せず、上シール部６６と下シール部６７との間における圧力差の発生を容易に抑えることができる。

軸方向において、上シール部６６の液面と下シール部６７の液面との間の距離が、ラジアル動圧軸受部８１の軸方向の長さよりも短い。その結果、上下シール部６６，６７間の圧力差をより低減することができる。ラジアル動圧軸受部８１の軸方向の長さとは、上ラジアル動圧溝列７１１における溝上部７１１ａの上端から下ラジアル動圧溝列７１２における溝下部７１２ｂの下端までの長さを示す。

第１の間隙であるラジアル間隙６２の下部に第２の間隙である円筒間隙６４の下部が連通し、かつ、第３の間隙である下スラスト間隙６５２が、下ラジアル動圧軸受部８１２よりも上側に位置する。これにより、ラジアル間隙６２の長さを確保しつつ下スラスト間隙６５２を第４の間隙である上連通間隙６５１に近づけることができ、上連通間隙６５１と下スラスト間隙６５２とを連通する連通孔６１の長さを容易に短くすることができる。その結果、連通孔６１内の潤滑油４５の量を抑えることができるとともに、流路抵抗を低減することができる。また、上シール部６６と下シール部６７とを近づけることができる。連通孔６１が中心軸Ｊ１に略平行であり、かつ、軸方向における連通孔６１の長さが短いため、連通孔６１を容易に形成することができる。なお、潤滑油４５の量をより抑えるために、連通孔６１の直径を円筒間隙６４の幅程度に細くしてもよい。

上シール部６６がポンピングシール部を含むことから、ラジアル間隙６２から上シール部６６に潤滑油４５が向かうことが抑制される。その結果、ラジアル間隙６２の上端から上連通間隙６５１へと潤滑油４５が滑らかに流れ、潤滑油４５を効率よく循環させることができる。軸受機構４では、ストッパ５４２が下シール部６７を構成する回転部３側の部材としての役割を兼ねることから、軸受機構４の構造を簡素化することができる。

モータ１２では、シャフト部４１の周囲に上シール間隙６６２が構成されることから、上シール部６６における潤滑油４５の液面の面積を小さくすることができ、上シール部６６からの潤滑油４５の蒸発を抑えることができる。その結果、上シール部６６からディスク駆動装置１の内部空間に気化した潤滑油が拡散することが抑制され、ディスク駆動装置１の信頼性を向上することができる。

下シール間隙６７１は、上シール間隙６６２よりも径方向外方に位置し、かつ、軸方向における長さが長いため、下シール間隙６７１内に潤滑油４５を十分に確保することができる。なお、下シール部６７内の潤滑油４５の液面は、モータ１２内部に存在することから、液面の面積を大きくしても、気化した潤滑油４５がディスク駆動装置１の内部空間へと拡散することが抑えられる。

下シール部６７が、上シール部６６よりも径方向外側に位置し、かつ、上下シール部６６，６７間に潤滑油４５に対して径方向内方に向かう圧を生じる動圧発生部が存在しないため、モータ１２の駆動時には、下シール部６７内に潤滑油４５が偏る。上シール部６６では、潤滑油４５の液面の位置が下がり、液面の面積を小さくすることができる。その結果、上シール部６６からの潤滑油４５の蒸発をより抑えることができる。

下スラスト間隙６５２が軸受機構４の上部に設けられるため、下スラスト間隙６５２の下側の空間に外筒部４３２とベースプレート２１との固定領域４３６を配置することができる。これにより、固定領域４３６の軸方向長さを十分に得ることができる。モータ１２では、ラジアル動圧軸受部８１の軸方向の長さが長いため、回転部３が傾く方向に作用する外力に対して軸受機構４の剛性を向上することができる。下ラジアル動圧軸受部８１２の周囲がベースプレート２１により囲まれるため、ラジアル動圧軸受部８１の下部の周囲の剛性が高められる。このように、軸固定タイプの軸受機構４が利用されることにより、高剛性のモータ１２を容易に実現することができる。その結果、モータ１２を低振動にて回転させることができる。また、下ラジアル動圧軸受部８１２の軸方向における存在範囲が、ベースプレート２１と重なることにより、モータ１２全体の中心軸Ｊ１方向における厚さを薄くすることができる。

軸受機構４は、１つのスラスト動圧軸受部のみを有することから、キャップ部材の下面とフランジ部の上面との間の距離を精度よく調整したり、これらの面に動圧溝を設ける必要がない。その結果、フランジ部の上下にスラスト動圧軸受部が存在するモータに比べて、軸受機構４を安価に製造することができる。

モータ１２では、図１０の内筒部５１の底面図に示すように、内筒部５１の下面にスラスト動圧溝列７２３が構成されてもよい。これにより、図６の下端間隙６３には、内筒部５１をスラスト方向に支持するスラスト動圧軸受部が構成される。この場合、下スラスト間隙６５２では、スラスト動圧軸受部として機能する動圧発生部を構成しなくてもよい場合もある。ただし、下スラスト間隙には、潤滑油４５に対して径方向内方へと向かう圧を誘起する程度の動圧発生部である動圧溝列が設けられることが好ましい。図１０の構成の場合、軸方向において、好ましくは下スラスト間隙の幅は、下端間隙の幅よりも大きい。以下の他の実施形態においても同様である。

図１１は、他の例に係るモータの一部を示す断面図である。モータ１２のフランジ部５２は、下面５２２から上方に向かって径方向内方に傾斜する連通孔６１ａを含む。連通孔６１ａの上側の開口は、上連通間隙６５１に繋がる。連通孔６１ａの下側の開口は、下スラスト間隙６５２のスラスト動圧軸受部８２２よりも径方向外側の外側領域６５２ａに繋がる。モータ１２の駆動時には、連通孔６１ａ内の潤滑油４５が、下方に向かって径方向外方に流れる。連通孔６１ａが下方に向かって径方向外方に傾斜することから、連通孔６１ａ内では、潤滑油４５に生じる遠心力により潤滑油４５をより効率よく流すことができる。連通孔６１ａの上側の開口が、キャップ部材４２の下面４２１の径方向内側に位置するため、上連通間隙６５１の径方向の幅を小さくすることができる。その結果、潤滑油４５の量を削減することができる。また、キャップ部材４２の径方向の幅も小さくすることができる。

（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係るモータ１２ａの一部を示す断面図である。モータ１２ａのスリーブ部５は、内筒部５１の上側にて径方向外方へと広がる上環状部４７ａ、を含む。上環状部４７ａは、連通孔４７１と、溝部４７２と、を含む。連通孔４７１は、上方に向かうに従って径方向内方に傾斜する。連通孔４７１は、上環状部４７ａの下面４７３と内周面４７４とを連絡する連通路である。溝部４７２は、内周面４７４上に存在し、連通孔４７１の上側の開口よりも上側に位置する。溝部４７２は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。モータ１２ａの他の構造は、第１の実施形態に係るモータ１２と同様である。以下、同様の構成には同符号を付して説明する。

溝部４７２の下部とシャフト部４１との間には、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次減少する上シール間隙６６２が構成される。上シール間隙６６２では、毛管現象を利用して潤滑油４５を保持するキャピラリシール部が構成される。内周面４７４の溝部４７２よりも下側の部位には、図４と同様の動圧溝４２４が構成される。モータ１２の駆動時には、動圧溝４２４により、潤滑油４５に対して下方へと向かう圧を発生するポンピングシール部が構成される。モータ１２ａでは、キャピラリシール部およびポンピングシール部により、上シール部６６が構成され、潤滑油４５の上側の液面の位置が一定に維持される。

モータ１２では、連通孔４７１は、上側の開口にて上シール部６６と上ラジアル動圧軸受部８１１との間の領域に繋がる。連通孔４７１は、下側の開口にて下スラスト動圧軸受部８２２の外側領域６５２ａに繋がる。第２の実施形態においても、上シール部６６の下端から連通孔４７１を経由して下シール部６７の上端に至る経路上に動圧軸受部が存在せず、上シール部６６と下シール部６７との間における圧力差の発生を容易に抑えることができる。連通孔４７１が、上環状部４７ａの下面４７３と内周面４７４とを直線状に連絡することにより、上シール部６６と下シール部６７とを結ぶ経路を短くすることができる。その結果、軸受機構４内に充填される潤滑油４５の量を抑えることができる。

第１の実施形態と同様に、シャフト部４１の周囲に上シール部６６が構成されるため、上シール部６６における潤滑油４５の液面の面積を小さくすることができ、上シール部６６からの潤滑油４５の蒸発を抑えることができる。以下の実施形態においても同様である。

（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係るモータの一部を示す断面図である。モータ１２のキャップ部材４２の内周面４２５は、上方に向かうに従って径方向外方に傾斜する。内周面４２５とシャフト部４１の外周面４１１との間には、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次減少する間隙６６４が構成される。間隙６６４では、毛管現象により潤滑油４５を保持するキャピラリシール部である上シール部６６ａが構成される。以下、間隙６６４を「上シール間隙６６４」という。なお、モータ１２では、ラジアル動圧軸受部８１において、潤滑油４５に対して上下方向に向かう圧力が生じないことが好ましい。モータ１２の他の構造は、第１の実施形態に係るモータ１２と同様である。

軸受機構４では、キャップ部材４２の内周面４２５の最小内径Ｒｓ、すなわち、内周面４２５の下部の内径が、フランジ部５２の内周面５２３の最小内径Ｒｊよりも大きい。換言すれば、上シール部６６ａにおける上環状部４７の最小内径が、ラジアル動圧軸受部８１における上環状部４７の最小内径よりも大きい。これにより、上シール間隙６６４の大きさを確保することができ、上シール間隙６６４内に潤滑油４５を十分に保持することができる。

第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、上シール部６６ａと下シール部６７との間における圧力差の発生を容易に抑えることができる。モータ１２では、ポンピングシール部が構成される場合に比べて、上シール部６６ａを容易に構成することができる。シャフト部の上部にねじ孔が存在するモータの場合、シャフト部の外周面に上方に向かって径方向内方に向かう傾斜面を設けて上シール間隙を構成しようとすると、シャフト部が過度に薄くなってしまう。これに対し、モータ１２では、キャップ部材４２の内周面４２５を傾斜面とすることにより、シャフト部４１の上部を薄くすることなく、上シール間隙６６４を構成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

第１および第２の実施形態では、シャフト部４１の外周面４１１の上部に動圧溝を構成することにより、上縦間隙６６１内にポンピングシール部が構成されてもよい。上シール部がポンピングシール部のみにて構成されてもよい。

上記実施形態では、シャフト部４１の外周面４１１とねじ孔４１２の内周面との間の部位の厚さが十分に確保されるのであれば、外周面４１１に径方向内方に向かって上方に向かう傾斜面を設けることにより、上シール間隙が構成されてもよい。スリーブ部５を十分に支持することができるのであれば、ラジアル動圧軸受部８１が、１箇所にのみ構成されてもよい。ラジアル間隙６２全体にラジアル動圧軸受部が構成されてもよい。このように、モータでは、ラジアル間隙６２の少なくとも一部にラジアル動圧軸受部が構成されていればよい。下スラスト間隙６５２においても、少なくとも一部にスラスト動圧軸受部が構成されていればよい。

図８の上ラジアル動圧溝列７１１では、溝上部７１１ａの間に、溝上部７１１ａに沿って傾斜する複数の傾斜溝が設けられてもよい。溝上部７１１ａの溝深さを溝下部７１２ｂよりも深くしてもよい。これにより、潤滑油４５に下方へと向かう圧を増大することができる。溝上部７１１ａの長さは、溝下部７１２ｂの長さとほぼ同じにしてもよい。下ラジアル動圧溝列７１２においても同様である。下ラジアル動圧溝列７１２では、溝下部７１２ｂの間に傾斜溝が設けられてもよく、溝深さを溝上部７１２ａよりも深くしてもよい。動圧溝の溝長さ、溝深さ、溝幅等は、発明の範囲を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。また、シャフト部４１の外周面４１１にラジアル動圧溝列が設けられてもよい。

下スラスト動圧溝列７２２は、ヘリングボーン形状であってもよい。この場合、下スラスト動圧溝では、径方向外側の部位の長さが径方向内側の部位の長さよりも長いことにより、潤滑油４５に径方向内方に向かう圧力が生じる。なお、スラスト動圧溝の径方向外側の部位の間に、複数の傾斜溝が設けられてもよい。スラスト動圧溝の径方向外側の部位の溝深さを内側の部位よりも深くしてもよい。下スラスト間隙６５２では、スラスト動圧軸受部８２２による連通孔６１内の潤滑油４５の圧力への影響が無視できる場合、図９に示す連通孔６１の下側の開口の一部が、下スラスト動圧溝列７２２と重なってもよい。下スラスト動圧溝列は、フランジ部５２の下面５２２に設けられてもよい。

第１の実施形態では、図６に示す軸受機構４において、潤滑油４５の循環方向が、図６において反時計回りであってもよい。すなわち、潤滑油４５が、ラジアル間隙６２から、下端間隙６３、円筒間隙６４、下スラスト間隙６５２、連通孔６１および上連通間隙６５１の順に流れ、ラジアル間隙６２に戻されてもよい。第２および第３の実施形態においても同様である。

下スラスト部４３は、ベースプレート２１と一繋がりの部材にて構成されてもよい。これにより、部品点数を削減することができる。下プレート部４３１と外筒部４３２とが別部材とされてよい。下スラスト部４３は、シャフト部４１と一繋がりの部材で構成されてもよい。

上記実施形態では、回転部３を吸引する磁気作用が十分に生じるのであれば、ロータマグネット３２およびステータ２２のみにより磁気背圧機構が構成されてもよい。ロータマグネット３２および磁性部材２３のみにより磁気背圧機構が構成されてもよい。回転部３には、静止部２の磁性部材２３との間に磁気作用を生じる他の磁性部材が別途設けられてもよい。

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

本発明は、ディスク駆動装置用のモータとして利用可能であり、ディスク駆動装置以外のモータとしても利用可能である。

１ ディスク駆動装置
２ 静止部
３ 回転部
１１ ディスク
１３ アクセス部
１４ ハウジング
２２ ステータ
２３ 磁性部材
３２ ロータマグネット
４１ シャフト部
４２ キャップ部材
４５ 潤滑油
４７，４７ａ 上環状部
５１ 内筒部
５２ フランジ部
５４ 下ハブ環状部
６１，６１ａ，４７１ 連通孔
６２ ラジアル間隙
６４ 円筒間隙
６６，６６ａ 上シール部
６７ 下シール部
６８ 抜止間隙
６９ 連通路
８１ ラジアル動圧軸受部
４３１ 下プレート部
４３２ 外筒部
４３７ 鍔部
５４１ 下ハブ筒部
５４２ ストッパ
５４３ 段差部
６２１ 上連通間隙
６５２ 下スラスト間隙
６５２ａ 外側領域
６６２，６６４ 上シール間隙
８２２ スラスト動圧軸受部
Ｊ１ 中心軸

Claims (8)

1. ステータを有する静止部と、
   ロータマグネットを有し、前記静止部により回転可能に支持される回転部と、
   を備え、
   前記静止部が、
   上下方向を向く中心軸を中心として配置されるシャフト部と、
   前記シャフト部の下部から径方向外方へと広がる下プレート部と、
   前記下プレート部の外縁部から上方へと延びる外筒部と、
   を備え、
   前記回転部が、
   前記シャフト部の外周面と、前記外筒部の内周面との間に位置する内筒部と、
   前記内筒部の上側にて径方向外方へと広がり、内周面が前記シャフト部の前記外周面と対向し、下面が前記外筒部の上面と対向する上環状部と、
   前記外筒部の径方向外側にて、前記上環状部の外縁部から下方へと広がる下ハブ環状部と、
   を備え、
   前記シャフト部の前記外周面と前記上環状部の前記内周面の上部との間に、潤滑油の上側の液面が位置する上シール部が構成され、
   前記上シール部の下側にて、前記シャフト部の前記外周面と前記上環状部の前記内周面との間、および、前記シャフト部の前記外周面と前記内筒部の内周面との間に、前記上シール部から下方へと連続する第１間隙が構成され、
   前記内筒部の外周面と前記外筒部の前記内周面との間に、前記第１間隙の下端と連絡する第２間隙が構成され、
   前記上環状部の前記下面と前記外筒部の前記上面との間に、前記第２間隙の上端から径方向外方へと広がる第３間隙が構成され、
   前記外筒部の外周面と前記下ハブ環状部との間に、前記第３間隙の外縁と連絡し、前記潤滑油の下側の液面が位置する下シール部が構成され、
   前記第１間隙の少なくとも一部にラジアル動圧軸受部が構成され、前記第３間隙の少なくとも一部にスラスト動圧軸受部が構成され、
   前記回転部と前記静止部との間に、前記スラスト動圧軸受部による前記回転部の浮上方向とは反対方向に前記回転部が吸引される磁気作用が生じ、
   前記上環状部が、前記第３間隙の前記スラスト動圧軸受部よりも径方向外側の領域と、前記上シール部と前記ラジアル動圧軸受部との間の領域とを連絡する連通路を有し、
   前記上シール部から前記第１間隙、前記第２間隙、前記第３間隙を経由して前記下シール部に至る領域、および、前記連通路が、前記潤滑油で満たされる、モータ。
2. 前記上環状部が、
   内周面と前記シャフト部の前記外周面との間に前記上シール部を構成する環状のキャップ部材と、
   前記キャップ部材と前記内筒部との間から径方向外方に突出し、下面と前記外筒部の前記上面との間に前記第３間隙を構成するフランジ部と、
   を備え、
   前記連通路が、
   前記フランジ部を前記下面から上面へと貫通する連通孔と、
   前記フランジ部の前記上面と前記キャップ部材の下面との間の第４間隙と、
   を含む、請求項１に記載のモータ。
3. 前記連通路が、上方に向かうに従って径方向内方に傾斜し、前記第３間隙の前記スラスト動圧軸受部よりも径方向外側の領域と、前記上シール部と前記ラジアル動圧軸受部との間の領域とを直線状に連絡する連通孔である、請求項１に記載のモータ。
4. 前記シャフト部の前記外周面と前記上環状部の前記内周面の前記上部との間に、下方に向かうに従って径方向の幅が漸次減少する上シール間隙が構成される、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記上シール部に、前記潤滑油に下方へと向かう圧を誘起する動圧発生部が構成される、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
6. 前記下ハブ環状部が、
   前記上環状部の前記外縁部から下方へと広がり、下方に向かって拡径する段差部を有する下ハブ筒部と、
   前記段差部の下面に当接し、前記下ハブ筒部の内周面に固定され、上面と前記上環状部の前記下面との間に抜止間隙を構成するストッパと、
   を備え、
   前記外筒部の上部が、径方向外方に広がり、先端が前記抜止間隙内に位置する鍔部を有し、
   前記ストッパの内周面と、前記外筒部の外周面との間に前記下シール部が構成される、請求項１ないし５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記静止部が、前記ロータマグネットの下方に位置する磁性部材、をさらに備え、
   軸方向において、前記ステータの磁気中心が、前記ロータマグネットの磁気中心よりも下方に位置し、
   前記磁気作用が、前記ロータマグネットと前記磁性部材との間、および、前記ステータと前記ロータマグネットとの間に生じる、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータ。
8. ディスクを回転させる請求項１ないし７のいずれかに記載のモータと、
   前記ディスクに対して情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行うアクセス部と、
   前記ディスク、前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
   を備える、ディスク駆動装置。

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