軸受機構、軸受機構を用いたスピンドルモータおよびスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置
【課題】 フランジ部を排除することによる低電流化および低価格化を実現した軸受機構、この軸受機構を使用したスピンドルモータ、およびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置を提供すること。
【解決手段】 シャフト２０の第一部位２１および第二部位２２とこれらの部位を連結する連結部２３を設け、ハウジング３０には抜止部３３または別部材となる抜止部材５０または６０をスリーブ１０と当接するように配置する。この抜止部３３（若しくは抜止部材５０、６０）の内径は、連結部２３の軸方向上側に配置され、シャフト２０の第二部位２２よりも大きく、第一部位２１よりも小さいようにする。
【解決手段】 シャフト２０の第一部位２１および第二部位２２とこれらの部位を連結する連結部２３を設け、ハウジング３０には抜止部３３または別部材となる抜止部材５０または６０をスリーブ１０と当接するように配置する。この抜止部３３（若しくは抜止部材５０、６０）の内径は、連結部２３の軸方向上側に配置され、シャフト２０の第二部位２２よりも大きく、第一部位２１よりも小さいようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑流体を有する動圧軸受機構、この動圧軸受機構を用いたスピンドルモータ、およびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置のパソコン以外の用途が増加している。特にこのハードディスク駆動装置の携帯機器への搭載の増加は顕著である。この携帯化に際してハードディスク駆動装置の低電流化が携帯機器の電池寿命に通じ、重要な課題となってきている。また携帯機器需要の増加に際し、新規参入メーカーが増加しており、競争激化による価格低下は必至である。それに伴い、ハードディスク駆動装置およびスピンドルモータの価格低下は重要な課題として挙げられる。
【０００３】
図９は従来の軸受機構を示した断面図である。図９を参照して、中空円筒状のスリーブ１に回転自在に支持されるようにシャフト２が挿通されている。そしてそのシャフト２の下端部には、シャフト２の抜止かつスラスト軸受となるフランジ部２ａが形成されている。またスリーブ１の下部には、このフランジ部を収容する凹部１ａが形成され、その凹部１ａに蓋をするようにスラストプレート３が設けられている（このような従来の軸受機構として特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開２００３−０１７４９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フランジ部２ａが形成されることにより、このフランジ部２ａ分の重さおよびフランジ部２ａが回転することによって発生する流体抵抗分が増加してしまい低電流化が困難であった。またフランジ部２ａによる部品点数の増加によって単価が増加していた。またこのフランジ部２ａをシャフト２と一体的に作製したとしても、シャフト２の加工費の増加となってしまう。そのため、軸受機構の価格増加は避けられない問題となる。
【０００６】
したがって本発明は、フランジ部２ａを排除することによる低電流化および低価格化を実現した軸受機構、この軸受機構を使用したスピンドルモータ、およびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１によれば、軸受機構であって、所定の径を有する第一部位と前記第一部位よりも径の小さい第二部位と前記第一部位の外周面および前記第二部位の外周面を連結する連結面とを中心軸に沿って有するシャフトと、前記第一部位が挿入されるとともに潤滑流体による流体動圧を利用して前記シャフトを支持する円筒形状の軸受面を有するスリーブと、前記スリーブの第一部位側を塞ぐプレートと、前記スリーブを外側から保持するスリーブ保持部と、前記連結面の軸方向上側に配置され、前記第二部位が挿通される開口穴を有する抜止部材とを備え、前記抜止部材の前記開口穴は、前記シャフトの前記第二部位が挿通され、前記連結面と軸方向に対向する内径が前記第一部位より小さい抜止部が形成され、前記抜止部より第二部位側に形成される前記開口穴の内周面と前記第二部位の外周面との間の間隙が前記第一部位に向い減少するテ−パ部が形成され、前記テ−パ部にて前記潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２によれば、請求項１に係り、前記スリーブの少なくとも一部は含油多孔質材料にて形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係り、前記プレートと前記スリーブ保持部とは、一体的に成形されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係り、前記シャフトの前記第一部位の外周面と前記スリーブの内周面との間に動圧発生溝を有する２つのラジアル軸受部が形成され、前記シャフトの前記第一部位の端面と前記プレートとの間に動圧発生溝を有する１つのスラスト軸受部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに係り、前記抜止部と前記スリーブ保持部とは一体的に成形され、前記スリーブの端面と前記抜止部とが当接することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の軸受機構であって、前記抜止部材は略有蓋円筒状であり、前記スリーブ外周面に当接する円筒部と、前記スリーブ端面に当接する蓋部とを有し、該蓋部には前記シャフトの前記第二部位を挿通し、前記連結面と半径方向に対向する内径が前記第一部位よりも小さい開口穴が設けられ、前記第二部位の外周面と該開口穴内周面との間には第一間隙部が設けられ、該円筒部外周面と前記スリーブ保持部内周面との間には第二間隙が設けられ、該第一間隙部および該第二間隙部は開口側に向い漸次拡大し、該第一間隔部および該第二間隙部にて潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに係り、前記シャフトの前記連結面と該連結面に対向する前記抜止部との間には、動圧発生溝を有する軸受部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８によれば、スピンドルモータは、ベースと、ベースに固定されたステータと、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の軸受機構によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周囲に取り付けられたロータマグネット、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項９によれば、請求項１乃至請求項８のいずれかに係り、ロータマグネットと軸方向に対向して磁性体のヨークがベースに取り付けられることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１０によれば、請求項１乃至請求項８のいずれかに係り、ロータマグネットの磁気中心が、ステータの軸方向高さの中心よりも上側に位置していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項１１によれば、記録ディスク駆動装置は、請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１乃至請求項６によれば、シャフトと抜止部によりシャフトの抜け止めが容易に作製することができ、またシャフトの第一部位の端面との間にスラスト軸受部が形成されることから、従来から必要であったフランジを削除することができる。そしてスリーブを略円筒状に形成することより、精度の要する軸受部を簡単な形状にて作製することができるので、安価に作製することができ、モータの低価格化に繋がる。さらに、このスリーブを含油多孔質材料にて形成することにより、さらに安価にスリーブを作製することができる。そしてモータの更なる低価格化を実現することができる。
【００１９】
また回転体である軸体からフランジを削除したことにより、フランジにかかっていた潤滑流体による流体抵抗がなくなる。それにより回転による流体抵抗が減少するので、モータの低消費電力化を図ることができる。
【００２０】
本発明の請求項７によれば、シャフトの第一部位と第二部位とを連結する連結部に動圧発生溝を形成することにより、抜止部と連結部との流体圧力が増加し、シャフトとスリーブ保持部との直接接触を防ぎ、また流体圧力による緩衝効果も発揮する。
【００２１】
本発明の請求項８によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載した軸受機構を使用することにより、安価なスピンドルモータを提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項９によれば、ロータマグネットの下側にヨークを配置することにより、ロータマグネットの引力により常に軸方向下側に作用して、スラスト軸受によるシャフト浮上を調節することができる。
【００２３】
本発明の請求項１０によれば、ロータマグネットの磁気中心をステータ中心より軸方向上側に配置することにより、請求項７と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
本発明の請求項１１によれば、請求項７乃至請求項９のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載することにより、安価な記録ディスク駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る実施例に関して図１乃至図３を参照して説明する。
【００２６】
図１ａ）は本発明に係る実施例における一形態を示した模式断面図であり、ｂ）は二点鎖線部の拡大図である。図２および図３も同様な形式にて他の実施例の形態を示した模式断面図である。また図２ｃ）は抜止部材の半円断面図である。図３ｃ）はａ）の上面図である。
【００２７】
＜実施例１＞
図１を参照して、スリーブ１０は中空円筒状であり、その中にシャフト２０が回転自在に支持されるように挿通されている。このスリーブ１０の内周面には、軸方向に２つ隔たった動圧発生溝１１、１２がそれぞれ形成され、各々がラジアル軸受部となる。
【００２８】
シャフト２０は、スリーブ１０の内周面と微少間隙を介して対向する第一部位２１と、この第一部位２１より軸方向上側に位置し、第一部位２１より径の小さい第二部位２２とから形成される。そして第一部位２１と第二部位２２との境には第一部位２１と第二部位２２とを連結する連結部２３が形成される。
【００２９】
スリーブ１０の外周面には、スリーブ１０を外囲するように配置された円筒状のハウジング３０が固定されている。このハウジング３０の下端部３１には、円盤状のスラストプレート４０が固定されている。スラストプレート４０の上面には動圧発生溝４１が形成されている。スラストプレート４０とシャフト２０の第一部位２１の下端面２１ａとは軸方向に微少間隙を介して対向しておりスラスト軸受部を形成する。そしてスラストプレート４０の動圧発生溝４１によってシャフト２０を浮上させる。
【００３０】
またラジアル軸受部とスラスト軸受部を実質的に途切れることなく満たすように潤滑流体が充填される。これにより、各軸受部を潤滑流体の流体圧力によりシャフト２０を回転自在に支持する。
【００３１】
またハウジング３０は、スリーブ１０の上端面１３と当接するように内側に縮径する抜止部３２を有する。この抜止部３２の内径は、シャフト２０の第二部位２２の外径より大きく、第一部位２１の外径より小さくなるようにする。これにより、スラスト軸受部によるシャフト２０の軸方向上側への浮上してもシャフト２０の連結部２３がこの抜止部３２と潤滑流体を介して接触することにより、浮上を制限させることができる。つまり抜け止めとなる。またシャフト２０の第二部位２２の外周面に対して抜止部３２の内周面を半径方向外側に傾斜させることによって、これらの間隙を軸方向下側に漸次狭くすることにより、界面の安定化を実現することができる。
【００３２】
スリーブ１０とハウジング３０、スラストプレート４０および抜止部３２との当接部分に少なくとも１つ連通路（図１の点線部）を設けることにより潤滑流体を循環することができる。図中の矢印の方向に動圧が発生するように各動圧発生溝は形成されているので、潤滑流体は連通路を通り一点鎖線矢印（スリーブ１０中に記載）の方向に循環する。その結果、潤滑流体は回転時による流体圧力のアンバランスを補正することができ、安定した回転を実現することができる。この連通路は、図中ではスリーブ１０側に設けられているが、スリーブ１０と当接する部材間に連通路が設けられればよく、これに限定することはない。例えば、ハウジング３０側に連通路があってもよい。
【００３３】
またシャフト２０の連結部２３に動圧発生溝２３ａを形成することにより、抜止部３２との軸方向間隙の流体圧力を高めることができる。特にスリーブ１０の連通路（図ｂ）における点線）から流入する潤滑流体と動圧発生溝２３ａとの作用によってより流体圧力を高めることができる。これは、シャフト２０と抜止部３２と間にて緩衝作用をもたらすことができ、外部衝撃等によってシャフト２０が軸方向上側に移動してしまうことがあってもシャフト２０の連結部２３と抜止部３２との間の流体圧力が大きいため、その移動力を減少させる効果がある。これにより、シャフト２０と抜止部３２との直接接触を防ぐことができ、信頼性の高い軸受機構を提供することができる。
【００３４】
この抜止部３３とスラストプレート４０の動圧発生溝４１により、フランジの代わりの役目を果たすことができるので、軸受機構からフランジを排除することができ、その分、低電流化および低価格化を実現することができる。
【００３５】
＜実施例２＞
図２を参照して、抜止部が別部材の場合について説明する。スリーブ１０およびシャフト２０に関しては形状に変更ないので同番号を使用する。
【００３６】
ａ）を参照して、ハウジング３０ａは有底円筒状であり、その円筒部３１ａの内周面には、スリーブ１０が底部３２ａと当接するように固定されている。そしてその底部３２ａには、動圧発生溝が形成されており、スラスト軸受部を形成している。
【００３７】
スリーブ１０の内周面には、シャフト２０が回転自在に支持されるように挿通され、ハウジング３０ａの底部３２ａの動圧発生溝により、回転時に浮上する。
【００３８】
スリーブ１０の上端面１３には、円環状の抜止部材５０がハウジング３０ａの円筒部３１ａの内周面とスリーブ１０の上端面１３に当接するように配置される。ｂ）を参照して、この抜止部材５０の内径は、シャフト２０の第二部位２２の外径より大きく、かつ第一部位２１の外径より小さくなるようにする。これにより実施例１と同様に抜け止め効果を得ることができる。またシャフト２０の第二部位２２の外周面に対して、抜止部材５０の内周面を半径方向外側に傾斜させることにより、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
潤滑流体の循環に関しては、基本的に実施例１と同様である。しかしながら、スラストプレート４０の代わりに、ハウジング３０ａの底部３２ａのスリーブ１０との当接部に凹部を設けて連通路を形成してもよい。またｃ）のように抜止部材５０のスリーブ１０との当接部に凹部５１を設けてもよい。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
＜実施例３＞
図３は実施例２の抜止部材の変形形態である。またスリーブ１０およびシャフト２０の形状に変更はないので、同番号にて説明する。ｃ）の斜線部は抜止部材を示す。
【００４１】
ハウジング３０ｂは有底円筒状であり、その円筒部３１ｂの内周面には、スリーブ１０が底部３２ｂに当接するように固定されている。そしてその底部３２ｂには動圧発生溝が形成されており、スラスト軸受部を形成している。また円筒部３１ｂの上部内周面の一部は、軸方向上側にいくに従い半径方向外側に傾斜している。
【００４２】
抜止部材６０は、中空有蓋円筒状であり、その蓋部６１がスリーブ１０の上端面１３に当接される。またこの抜止部材６０の円筒部６２はスリーブ１０の外周面に固定されている。またハウジング３０ｂは抜止部材６０の円筒部６２を収容する段部３３ｂが設けられている。そしてハウジング３０ｂの段部３３ｂと抜止部材６０の円筒部６２の下端面とは軸方向に微少間隙を形成している。また抜止部材６０の円筒部６２とハウジング３０ｂの段部３３ｂとは当接しており、この当接部は溶接等にて固定されている。しかしｃ）を参照して、円筒部６２の一部では、凹部が形成され、ハウジング３０ｂの段部３３ｂとの間に微少間隙６２ａを形成する。
【００４３】
スリーブ１０の内周面には、シャフト２０が回転自在に支持されており、実施例１のようにラジアル軸受部とスラスト軸受部に実質的に途切れることなく、潤滑流体が充填されている。これにより、シャフト２０の外周面と抜止部材６０との微少間隙である第一間隙には第一界面が形成され、ハウジング３０ｂの円筒部３１ｂの内周面と抜止部材６０の円筒部６２の外周面との間隙である第二間隙には第二界面が形成される。また微少間隙６２ａが連絡路に連通することにより、第一界面と第二界面とは連絡路を通り連通することができる。
【００４４】
潤滑流体の循環に関しては、基本的に実施例１と同様である。しかしながら、スラストプレート４０の代わりにハウジング３０ｂの底部３２ｂのスリーブ１０との当接部に凹部を設けて連通路としてもよい。また抜止部材６０のスリーブ１０との当接部である蓋部６１および円筒部６２の内周面に凹部を設けてもよい。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
抜止部材６０のシャフト挿通穴６３の内径は、シャフト２０の第二部位２２の外径より大きく、第一部位２１の外径より小さくなるようにする。これにより、実施例１と同様に抜け止めの効果を得ることができる。
【００４６】
抜止部材６０のシャフト挿通穴６４の内周縁には軸方向上側にいくに従い半径方向外側に傾斜する面取り部６４ａが形成されているので、シャフト２０の外周面と抜止部材６０との第一間隙は軸方向上側に向い広がる。また第二間隙は、ハウジング３０ｂの円筒部３１ｂの上部内周面が軸方向上側にいくに従い半径方向外側に傾斜しているので、軸方向上側に向い広がる。したがって、これら第一間隙および第二間隙に形成される界面の安定化を図ることができる。
【００４７】
＜素材＞
これら軸受機構を構成する素材について説明する。
【００４８】
スリーブ１０は多孔質材料（例えば、焼結部材）、シャフト２０はステンレス鋼、ハウジング３０、３０ａ、３０ｂはステンレス鋼をプレス加工等の塑性加工、抜止部材５０、６０は銅系材料にて形成されている。またハウジング３０、３０ａ、３０ｂおよび抜止部材５０、６０に関しては樹脂材料にて成形してもよい。樹脂材料は低価格にて成形できるので好適である。これら軸受機構の素材は、各実施例に関して共通である。特にスリーブ１０に使用される多孔質材料、特に焼結部材は、削りと比較して、寸法精度が出しにくいので本構造のような単純な形状であることが好ましい。
【００４９】
＜スピンドルモータ＞
図４は本発明に係るスピンドルモータの実施例における一形態の模式断面図である。このスピンドルモータに使用する軸受機構は実施例１とする。実施例２以降については、このスピンドルモータの軸受機構を換えれば同様であるので省略する。
【００５０】
シャフト２０の第二部位２２の上部には、有蓋円筒状のロータハブ７０が取付けられている。ロータハブ７０は、３段階の円筒部を有する。このロータハブ７０の第一円筒部７１はシャフト２０と固定し、第二円筒部７２の内周面はハウジング３０の円筒部外周面と半径方向に微少間隙を介して対向してラビリンス構造を形成しており、第三円筒部７３の軸方向下側にはヨーク８０が固定されており、そのヨーク８０の内周面にはロータマグネット９０が固定されている。
【００５１】
ハウジング３０の円筒部下側外周面は、ベース１００の突部１０１の内周面と当接固定しており、この突部１０１の外周面にはステータ１１０がロータマグネット９０と半径方向に微少間隙を介して対向するように配置されている。
【００５２】
ロータマグネット９０の軸方向下側には、磁性体のスラストヨーク１２０がベース１００上に配置されている。このスラストヨーク１２０とロータマグネット９０とが互いに引き合い下側への力を常にかけさせる。本実施例の軸受機構は、スラスト軸受部が１つであるのでシャフト２０は回転時に常に浮上する。この浮上量を調節するためにこのスラストヨーク１２０は配置されている。
【００５３】
このステータ１１０は、周方向に複数の放射状に伸びるティース１１１とこれを巻回する巻線１１２とからなり、巻線１１２に通電することにより磁場を発生させ、この磁場とロータマグネット９０との相互作用により回転力を発生させる。
【００５４】
また図５は本発明に係るスピンドルモータの他の実施例を示した模式断面図である。
【００５５】
図５を参照して、これはハウジング３０とロータハブ７０とを一体型にしたスピンドルモータであり、図４における軸受機構を軸方向に１８０度回転させた構成となっている。尚、ロータハブ以外の部材は基本形状に変更はないので同図番にて説明する。
【００５６】
ハウジングと一体となったロータハブ１３０は、中空円筒状であり、その中空部１３１の軸方向下端側には、内径を小さくした円環状の突部１３２を有する。この突部１３２および中空部１３１内周面とスリーブ１０とは当接し、固定される。
【００５７】
スリーブ１０の内周面には、シャフト２０が回転自在に支持されるように挿通される。そしてロータハブ１３０の上端側には凹部１３３が形成されており、この凹部１３３にスラストプレート４０を固定することにより、ロータハブ１３０の中空部１３１は蓋をされるように覆われる。
【００５８】
ロータハブ１３０の下側には、半径方向外側に伸びる円板状の略円筒部１３４を有し、その略円筒部１３４の半径方向外側下面１３４ａには、ヨーク８０が固定されている。そしてヨーク８０の内周面には、ロータマグネット９０が固定されている。またロータマグネット９０の軸方向下側には、スラストヨークがベース１００上に配置されており、常に軸方向下側に力が作用するようにしている。
【００５９】
ベース１００に固定されているステータ１１０はロータマグネット９０と半径方向に間隙を介して対向するように配置されている。
【００６０】
シャフト２０の下部はベース１００と固定されており、ステータ１１０に通電することにより磁場が発生し、この磁場とロータマグネット９０との相互作用により回転力が発生してロータハブ１３０が回転する。
【００６１】
ハウジングとロータハブを一体化させることにより部品点数を削減することができるのでスピンドルモータの低価格化を図ることができる。
【００６２】
このスピンドルモータは作製工程においても容易化でき、工程におけるタクトを縮めることができる。すなわち、ロータハブ１３０にヨーク８０およびマグネット９０を取付け、これにスリーブ１０を突部１３２に当接させるように固定させる。そしてシャフト２０を突部１３２に当接させるようにスリーブ１０に挿通し、シャフト２０とロータハブ１３０との間より潤滑流体を注入し、スラストプレート４０をロータハブ１３０の凹部１３３に当接し固定させる。そしてシャフト２０とベース１００とをベース１００の下面と合わせるように固定する。
【００６３】
これは、全ての組立が部品の当接によって固定できるので、組立における寸法管理が容易である。また組立が積み上げ式であるため、手作業の組立から機械式の組立に移行することができる。その結果、前述のように工程タクトを短縮することができ、スピンドルモータの低価格化を図ることができる。
【００６４】
＜記録ディスク駆動装置＞
本発明に係る記録ディスク駆動装置２００の実施例の一形態に関して図６を参照して説明する。図６は記録ディスク駆動装置２００の断面図である。
【００６５】
記録ディスク駆動装置２００は、矩形状をしたハウジング２１０からなり、ハウジング２１０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、その内部には、情報を記録する円板状のハードディスク２２０が装着されたスピンドルモータ２３０が配設されている。またこのハウジング２１０とベース１００とは一体的に成形されていてもよい。
【００６６】
また、ハウジング２１０の内部には、ハードディスク２２０に対して情報を読み書きするヘッド移動機構２４０が配置され、このヘッド移動機構２４０は、ハードディスク２２０上の情報を読み書きする磁気ヘッド２４１、この磁気ヘッド２４１を支えるアーム２４２および磁気ヘッド２４１およびアーム２４２をハードディスク２２０上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部２４３により構成される。
【００６７】
このような記録ディスク駆動装置２００のスピンドルモータ２３０として、本願発明のスピンドルモータを適用することで、十分な機能を確保した上で記録ディスク駆動装置２００の小型且つ薄型化を実現できると共に、信頼性並びに耐久性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。
【００６８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく種々の変形が可能である。
【００６９】
例えば、本発明の各実施例はスラスト軸受部を１つ設けていたがこれに限定されることなく、図７ａ）のようにシャフト３０の下端面を略球面にするか、もしくはｂ）のように対向する面を球面にする、且つ対向する面の動圧軸受部をなくすことによって、点接触にて支持をしてもよい。
【００７０】
また本発明の軸受機構の抜止部３３および抜止部材５０、６０とシャフト２０との間隙は抜止部および抜止部材５０、６０の内周面を半径方向外側に傾斜させることによって軸方向上側に広がる間隙を形成していたがこれに限定されることなく、図７のようにシャフト２０の第二部位２２の外周面を軸方向上側に向い漸次縮径させることによっても同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また本発明のスピンドルモータは、ロータマグネット９０の下側にスラストヨーク１２０を配置していたが、これに限定されることはない。例えば図８のようにロータマグネット９０の磁気中心をステータ１１０のティース１１１の軸方向中心より上側に配置することによって軸方向下側の力を得てもよい（図８のｂ）におけるロータマグネット９０とステータ１１０とに描かれている一点鎖線はそれぞれの中心を示し、それらの軸方向の差をＷにて示す）。
【００７２】
また本発明のスピンドルモータは、シャフト２０の連結部２３が軸方向垂直となっているが、これに限定されることはない。抜止部３３および抜支部材５０、６０は、シャフト２０を連結部２３にて軸方向に重なる部分があればよいので、連結部２３がシャフト２０の第二部位２２に向い縮径するテ−パ状であり、抜止部３３および抜止部材５０，６０がその連結部２３に軸方向に対向していればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】ａ）は本発明に係る軸受機構における第１の実施例の模式断面図であり、ｂ）はａ）の二点鎖線部の拡大図である
【図２】ａ）は本発明に係る軸受機構における第２の実施例の模式断面図であり、ｂ）はａ）の二点鎖線部の拡大図であり、ｃ）は抜止部材の半円断面図である
【図３】ａ）は本発明に係る軸受機構における第３の実施例の模式断面図であり、ｂ）はａ）の二点鎖線部の拡大図であり、ｃ）はａ）の上面図である
【図４】本発明に係るスピンドルモータにおける実施例の模式断面図である
【図５】本発明に係るスピンドルモータにおける他の実施例の模式断面図である
【図６】本発明に係る記録ディスク駆動装置の模式断面図である
【図７】本発明に係る軸受機構における他の実施例の模式断面図である
【図８】ａ）は本発明に係るスピンドルモータにおける他の実施例の模式断面図であり、ｂ）は点線部の拡大図であり磁気中心とステータ中心を示す
【図９】従来例における軸受機構の模式断面図である
【符号の説明】
【００７４】
１０ スリーブ
１１、１２ 動圧発生溝
２０ シャフト
２１ 第一部位
２２ 第二部位
２３ 連結部
２３ａ 動圧発生溝
３０、３０ａ、３０ｂ ハウジング
３１ 下端部
３２ 抜止部
４０ スラストプレート
４１ 動圧発生溝
５０ 抜止部
６０ 抜止部
７０ ロータハブ
８０ ヨーク
９０ ロータマグネット
１００ ベース
１１０ ステータ
１２０ スラストヨーク
１３０ ロータハブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑流体を有する動圧軸受機構、この動圧軸受機構を用いたスピンドルモータ、およびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のハードディスク駆動装置等の信号記録再生装置のパソコン以外の用途が増加している。特にこのハードディスク駆動装置の携帯機器への搭載の増加は顕著である。この携帯化に際してハードディスク駆動装置の低電流化が携帯機器の電池寿命に通じ、重要な課題となってきている。また携帯機器需要の増加に際し、新規参入メーカーが増加しており、競争激化による価格低下は必至である。それに伴い、ハードディスク駆動装置およびスピンドルモータの価格低下は重要な課題として挙げられる。
【０００３】
図９は従来の軸受機構を示した断面図である。図９を参照して、中空円筒状のスリーブ１に回転自在に支持されるようにシャフト２が挿通されている。そしてそのシャフト２の下端部には、シャフト２の抜止かつスラスト軸受となるフランジ部２ａが形成されている。またスリーブ１の下部には、このフランジ部を収容する凹部１ａが形成され、その凹部１ａに蓋をするようにスラストプレート３が設けられている（このような従来の軸受機構として特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開２００３−０１７４９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フランジ部２ａが形成されることにより、このフランジ部２ａ分の重さおよびフランジ部２ａが回転することによって発生する流体抵抗分が増加してしまい低電流化が困難であった。またフランジ部２ａによる部品点数の増加によって単価が増加していた。またこのフランジ部２ａをシャフト２と一体的に作製したとしても、シャフト２の加工費の増加となってしまう。そのため、軸受機構の価格増加は避けられない問題となる。
【０００６】
したがって本発明は、フランジ部２ａを排除することによる低電流化および低価格化を実現した軸受機構、この軸受機構を使用したスピンドルモータ、およびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１によれば、軸受機構であって、所定の径を有する第一部位と前記第一部位よりも径の小さい第二部位と前記第一部位の外周面および前記第二部位の外周面を連結する連結面とを中心軸に沿って有するシャフトと、前記第一部位が挿入されるとともに潤滑流体による流体動圧を利用して前記シャフトを支持する円筒形状の軸受面を有するスリーブと、前記スリーブの第一部位側を塞ぐプレートと、前記スリーブを外側から保持するスリーブ保持部と、前記連結面の軸方向上側に配置され、前記第二部位が挿通される開口穴を有する抜止部材とを備え、前記抜止部材の前記開口穴は、前記シャフトの前記第二部位が挿通され、前記連結面と軸方向に対向する内径が前記第一部位より小さい抜止部が形成され、前記抜止部より第二部位側に形成される前記開口穴の内周面と前記第二部位の外周面との間の間隙が前記第一部位に向い減少するテ−パ部が形成され、前記テ−パ部にて前記潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２によれば、請求項１に係り、前記スリーブの少なくとも一部は含油多孔質材料にて形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係り、前記プレートと前記スリーブ保持部とは、一体的に成形されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに係り、前記シャフトの前記第一部位の外周面と前記スリーブの内周面との間に動圧発生溝を有する２つのラジアル軸受部が形成され、前記シャフトの前記第一部位の端面と前記プレートとの間に動圧発生溝を有する１つのスラスト軸受部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに係り、前記抜止部と前記スリーブ保持部とは一体的に成形され、前記スリーブの端面と前記抜止部とが当接することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の軸受機構であって、前記抜止部材は略有蓋円筒状であり、前記スリーブ外周面に当接する円筒部と、前記スリーブ端面に当接する蓋部とを有し、該蓋部には前記シャフトの前記第二部位を挿通し、前記連結面と半径方向に対向する内径が前記第一部位よりも小さい開口穴が設けられ、前記第二部位の外周面と該開口穴内周面との間には第一間隙部が設けられ、該円筒部外周面と前記スリーブ保持部内周面との間には第二間隙が設けられ、該第一間隙部および該第二間隙部は開口側に向い漸次拡大し、該第一間隔部および該第二間隙部にて潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに係り、前記シャフトの前記連結面と該連結面に対向する前記抜止部との間には、動圧発生溝を有する軸受部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８によれば、スピンドルモータは、ベースと、ベースに固定されたステータと、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の軸受機構によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周囲に取り付けられたロータマグネット、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項９によれば、請求項１乃至請求項８のいずれかに係り、ロータマグネットと軸方向に対向して磁性体のヨークがベースに取り付けられることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１０によれば、請求項１乃至請求項８のいずれかに係り、ロータマグネットの磁気中心が、ステータの軸方向高さの中心よりも上側に位置していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項１１によれば、記録ディスク駆動装置は、請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１乃至請求項６によれば、シャフトと抜止部によりシャフトの抜け止めが容易に作製することができ、またシャフトの第一部位の端面との間にスラスト軸受部が形成されることから、従来から必要であったフランジを削除することができる。そしてスリーブを略円筒状に形成することより、精度の要する軸受部を簡単な形状にて作製することができるので、安価に作製することができ、モータの低価格化に繋がる。さらに、このスリーブを含油多孔質材料にて形成することにより、さらに安価にスリーブを作製することができる。そしてモータの更なる低価格化を実現することができる。
【００１９】
また回転体である軸体からフランジを削除したことにより、フランジにかかっていた潤滑流体による流体抵抗がなくなる。それにより回転による流体抵抗が減少するので、モータの低消費電力化を図ることができる。
【００２０】
本発明の請求項７によれば、シャフトの第一部位と第二部位とを連結する連結部に動圧発生溝を形成することにより、抜止部と連結部との流体圧力が増加し、シャフトとスリーブ保持部との直接接触を防ぎ、また流体圧力による緩衝効果も発揮する。
【００２１】
本発明の請求項８によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載した軸受機構を使用することにより、安価なスピンドルモータを提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項９によれば、ロータマグネットの下側にヨークを配置することにより、ロータマグネットの引力により常に軸方向下側に作用して、スラスト軸受によるシャフト浮上を調節することができる。
【００２３】
本発明の請求項１０によれば、ロータマグネットの磁気中心をステータ中心より軸方向上側に配置することにより、請求項７と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
本発明の請求項１１によれば、請求項７乃至請求項９のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載することにより、安価な記録ディスク駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る実施例に関して図１乃至図３を参照して説明する。
【００２６】
図１ａ）は本発明に係る実施例における一形態を示した模式断面図であり、ｂ）は二点鎖線部の拡大図である。図２および図３も同様な形式にて他の実施例の形態を示した模式断面図である。また図２ｃ）は抜止部材の半円断面図である。図３ｃ）はａ）の上面図である。
【００２７】
＜実施例１＞
図１を参照して、スリーブ１０は中空円筒状であり、その中にシャフト２０が回転自在に支持されるように挿通されている。このスリーブ１０の内周面には、軸方向に２つ隔たった動圧発生溝１１、１２がそれぞれ形成され、各々がラジアル軸受部となる。
【００２８】
シャフト２０は、スリーブ１０の内周面と微少間隙を介して対向する第一部位２１と、この第一部位２１より軸方向上側に位置し、第一部位２１より径の小さい第二部位２２とから形成される。そして第一部位２１と第二部位２２との境には第一部位２１と第二部位２２とを連結する連結部２３が形成される。
【００２９】
スリーブ１０の外周面には、スリーブ１０を外囲するように配置された円筒状のハウジング３０が固定されている。このハウジング３０の下端部３１には、円盤状のスラストプレート４０が固定されている。スラストプレート４０の上面には動圧発生溝４１が形成されている。スラストプレート４０とシャフト２０の第一部位２１の下端面２１ａとは軸方向に微少間隙を介して対向しておりスラスト軸受部を形成する。そしてスラストプレート４０の動圧発生溝４１によってシャフト２０を浮上させる。
【００３０】
またラジアル軸受部とスラスト軸受部を実質的に途切れることなく満たすように潤滑流体が充填される。これにより、各軸受部を潤滑流体の流体圧力によりシャフト２０を回転自在に支持する。
【００３１】
またハウジング３０は、スリーブ１０の上端面１３と当接するように内側に縮径する抜止部３２を有する。この抜止部３２の内径は、シャフト２０の第二部位２２の外径より大きく、第一部位２１の外径より小さくなるようにする。これにより、スラスト軸受部によるシャフト２０の軸方向上側への浮上してもシャフト２０の連結部２３がこの抜止部３２と潤滑流体を介して接触することにより、浮上を制限させることができる。つまり抜け止めとなる。またシャフト２０の第二部位２２の外周面に対して抜止部３２の内周面を半径方向外側に傾斜させることによって、これらの間隙を軸方向下側に漸次狭くすることにより、界面の安定化を実現することができる。
【００３２】
スリーブ１０とハウジング３０、スラストプレート４０および抜止部３２との当接部分に少なくとも１つ連通路（図１の点線部）を設けることにより潤滑流体を循環することができる。図中の矢印の方向に動圧が発生するように各動圧発生溝は形成されているので、潤滑流体は連通路を通り一点鎖線矢印（スリーブ１０中に記載）の方向に循環する。その結果、潤滑流体は回転時による流体圧力のアンバランスを補正することができ、安定した回転を実現することができる。この連通路は、図中ではスリーブ１０側に設けられているが、スリーブ１０と当接する部材間に連通路が設けられればよく、これに限定することはない。例えば、ハウジング３０側に連通路があってもよい。
【００３３】
またシャフト２０の連結部２３に動圧発生溝２３ａを形成することにより、抜止部３２との軸方向間隙の流体圧力を高めることができる。特にスリーブ１０の連通路（図ｂ）における点線）から流入する潤滑流体と動圧発生溝２３ａとの作用によってより流体圧力を高めることができる。これは、シャフト２０と抜止部３２と間にて緩衝作用をもたらすことができ、外部衝撃等によってシャフト２０が軸方向上側に移動してしまうことがあってもシャフト２０の連結部２３と抜止部３２との間の流体圧力が大きいため、その移動力を減少させる効果がある。これにより、シャフト２０と抜止部３２との直接接触を防ぐことができ、信頼性の高い軸受機構を提供することができる。
【００３４】
この抜止部３３とスラストプレート４０の動圧発生溝４１により、フランジの代わりの役目を果たすことができるので、軸受機構からフランジを排除することができ、その分、低電流化および低価格化を実現することができる。
【００３５】
＜実施例２＞
図２を参照して、抜止部が別部材の場合について説明する。スリーブ１０およびシャフト２０に関しては形状に変更ないので同番号を使用する。
【００３６】
ａ）を参照して、ハウジング３０ａは有底円筒状であり、その円筒部３１ａの内周面には、スリーブ１０が底部３２ａと当接するように固定されている。そしてその底部３２ａには、動圧発生溝が形成されており、スラスト軸受部を形成している。
【００３７】
スリーブ１０の内周面には、シャフト２０が回転自在に支持されるように挿通され、ハウジング３０ａの底部３２ａの動圧発生溝により、回転時に浮上する。
【００３８】
スリーブ１０の上端面１３には、円環状の抜止部材５０がハウジング３０ａの円筒部３１ａの内周面とスリーブ１０の上端面１３に当接するように配置される。ｂ）を参照して、この抜止部材５０の内径は、シャフト２０の第二部位２２の外径より大きく、かつ第一部位２１の外径より小さくなるようにする。これにより実施例１と同様に抜け止め効果を得ることができる。またシャフト２０の第二部位２２の外周面に対して、抜止部材５０の内周面を半径方向外側に傾斜させることにより、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
潤滑流体の循環に関しては、基本的に実施例１と同様である。しかしながら、スラストプレート４０の代わりに、ハウジング３０ａの底部３２ａのスリーブ１０との当接部に凹部を設けて連通路を形成してもよい。またｃ）のように抜止部材５０のスリーブ１０との当接部に凹部５１を設けてもよい。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
＜実施例３＞
図３は実施例２の抜止部材の変形形態である。またスリーブ１０およびシャフト２０の形状に変更はないので、同番号にて説明する。ｃ）の斜線部は抜止部材を示す。
【００４１】
ハウジング３０ｂは有底円筒状であり、その円筒部３１ｂの内周面には、スリーブ１０が底部３２ｂに当接するように固定されている。そしてその底部３２ｂには動圧発生溝が形成されており、スラスト軸受部を形成している。また円筒部３１ｂの上部内周面の一部は、軸方向上側にいくに従い半径方向外側に傾斜している。
【００４２】
抜止部材６０は、中空有蓋円筒状であり、その蓋部６１がスリーブ１０の上端面１３に当接される。またこの抜止部材６０の円筒部６２はスリーブ１０の外周面に固定されている。またハウジング３０ｂは抜止部材６０の円筒部６２を収容する段部３３ｂが設けられている。そしてハウジング３０ｂの段部３３ｂと抜止部材６０の円筒部６２の下端面とは軸方向に微少間隙を形成している。また抜止部材６０の円筒部６２とハウジング３０ｂの段部３３ｂとは当接しており、この当接部は溶接等にて固定されている。しかしｃ）を参照して、円筒部６２の一部では、凹部が形成され、ハウジング３０ｂの段部３３ｂとの間に微少間隙６２ａを形成する。
【００４３】
スリーブ１０の内周面には、シャフト２０が回転自在に支持されており、実施例１のようにラジアル軸受部とスラスト軸受部に実質的に途切れることなく、潤滑流体が充填されている。これにより、シャフト２０の外周面と抜止部材６０との微少間隙である第一間隙には第一界面が形成され、ハウジング３０ｂの円筒部３１ｂの内周面と抜止部材６０の円筒部６２の外周面との間隙である第二間隙には第二界面が形成される。また微少間隙６２ａが連絡路に連通することにより、第一界面と第二界面とは連絡路を通り連通することができる。
【００４４】
潤滑流体の循環に関しては、基本的に実施例１と同様である。しかしながら、スラストプレート４０の代わりにハウジング３０ｂの底部３２ｂのスリーブ１０との当接部に凹部を設けて連通路としてもよい。また抜止部材６０のスリーブ１０との当接部である蓋部６１および円筒部６２の内周面に凹部を設けてもよい。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
抜止部材６０のシャフト挿通穴６３の内径は、シャフト２０の第二部位２２の外径より大きく、第一部位２１の外径より小さくなるようにする。これにより、実施例１と同様に抜け止めの効果を得ることができる。
【００４６】
抜止部材６０のシャフト挿通穴６４の内周縁には軸方向上側にいくに従い半径方向外側に傾斜する面取り部６４ａが形成されているので、シャフト２０の外周面と抜止部材６０との第一間隙は軸方向上側に向い広がる。また第二間隙は、ハウジング３０ｂの円筒部３１ｂの上部内周面が軸方向上側にいくに従い半径方向外側に傾斜しているので、軸方向上側に向い広がる。したがって、これら第一間隙および第二間隙に形成される界面の安定化を図ることができる。
【００４７】
＜素材＞
これら軸受機構を構成する素材について説明する。
【００４８】
スリーブ１０は多孔質材料（例えば、焼結部材）、シャフト２０はステンレス鋼、ハウジング３０、３０ａ、３０ｂはステンレス鋼をプレス加工等の塑性加工、抜止部材５０、６０は銅系材料にて形成されている。またハウジング３０、３０ａ、３０ｂおよび抜止部材５０、６０に関しては樹脂材料にて成形してもよい。樹脂材料は低価格にて成形できるので好適である。これら軸受機構の素材は、各実施例に関して共通である。特にスリーブ１０に使用される多孔質材料、特に焼結部材は、削りと比較して、寸法精度が出しにくいので本構造のような単純な形状であることが好ましい。
【００４９】
＜スピンドルモータ＞
図４は本発明に係るスピンドルモータの実施例における一形態の模式断面図である。このスピンドルモータに使用する軸受機構は実施例１とする。実施例２以降については、このスピンドルモータの軸受機構を換えれば同様であるので省略する。
【００５０】
シャフト２０の第二部位２２の上部には、有蓋円筒状のロータハブ７０が取付けられている。ロータハブ７０は、３段階の円筒部を有する。このロータハブ７０の第一円筒部７１はシャフト２０と固定し、第二円筒部７２の内周面はハウジング３０の円筒部外周面と半径方向に微少間隙を介して対向してラビリンス構造を形成しており、第三円筒部７３の軸方向下側にはヨーク８０が固定されており、そのヨーク８０の内周面にはロータマグネット９０が固定されている。
【００５１】
ハウジング３０の円筒部下側外周面は、ベース１００の突部１０１の内周面と当接固定しており、この突部１０１の外周面にはステータ１１０がロータマグネット９０と半径方向に微少間隙を介して対向するように配置されている。
【００５２】
ロータマグネット９０の軸方向下側には、磁性体のスラストヨーク１２０がベース１００上に配置されている。このスラストヨーク１２０とロータマグネット９０とが互いに引き合い下側への力を常にかけさせる。本実施例の軸受機構は、スラスト軸受部が１つであるのでシャフト２０は回転時に常に浮上する。この浮上量を調節するためにこのスラストヨーク１２０は配置されている。
【００５３】
このステータ１１０は、周方向に複数の放射状に伸びるティース１１１とこれを巻回する巻線１１２とからなり、巻線１１２に通電することにより磁場を発生させ、この磁場とロータマグネット９０との相互作用により回転力を発生させる。
【００５４】
また図５は本発明に係るスピンドルモータの他の実施例を示した模式断面図である。
【００５５】
図５を参照して、これはハウジング３０とロータハブ７０とを一体型にしたスピンドルモータであり、図４における軸受機構を軸方向に１８０度回転させた構成となっている。尚、ロータハブ以外の部材は基本形状に変更はないので同図番にて説明する。
【００５６】
ハウジングと一体となったロータハブ１３０は、中空円筒状であり、その中空部１３１の軸方向下端側には、内径を小さくした円環状の突部１３２を有する。この突部１３２および中空部１３１内周面とスリーブ１０とは当接し、固定される。
【００５７】
スリーブ１０の内周面には、シャフト２０が回転自在に支持されるように挿通される。そしてロータハブ１３０の上端側には凹部１３３が形成されており、この凹部１３３にスラストプレート４０を固定することにより、ロータハブ１３０の中空部１３１は蓋をされるように覆われる。
【００５８】
ロータハブ１３０の下側には、半径方向外側に伸びる円板状の略円筒部１３４を有し、その略円筒部１３４の半径方向外側下面１３４ａには、ヨーク８０が固定されている。そしてヨーク８０の内周面には、ロータマグネット９０が固定されている。またロータマグネット９０の軸方向下側には、スラストヨークがベース１００上に配置されており、常に軸方向下側に力が作用するようにしている。
【００５９】
ベース１００に固定されているステータ１１０はロータマグネット９０と半径方向に間隙を介して対向するように配置されている。
【００６０】
シャフト２０の下部はベース１００と固定されており、ステータ１１０に通電することにより磁場が発生し、この磁場とロータマグネット９０との相互作用により回転力が発生してロータハブ１３０が回転する。
【００６１】
ハウジングとロータハブを一体化させることにより部品点数を削減することができるのでスピンドルモータの低価格化を図ることができる。
【００６２】
このスピンドルモータは作製工程においても容易化でき、工程におけるタクトを縮めることができる。すなわち、ロータハブ１３０にヨーク８０およびマグネット９０を取付け、これにスリーブ１０を突部１３２に当接させるように固定させる。そしてシャフト２０を突部１３２に当接させるようにスリーブ１０に挿通し、シャフト２０とロータハブ１３０との間より潤滑流体を注入し、スラストプレート４０をロータハブ１３０の凹部１３３に当接し固定させる。そしてシャフト２０とベース１００とをベース１００の下面と合わせるように固定する。
【００６３】
これは、全ての組立が部品の当接によって固定できるので、組立における寸法管理が容易である。また組立が積み上げ式であるため、手作業の組立から機械式の組立に移行することができる。その結果、前述のように工程タクトを短縮することができ、スピンドルモータの低価格化を図ることができる。
【００６４】
＜記録ディスク駆動装置＞
本発明に係る記録ディスク駆動装置２００の実施例の一形態に関して図６を参照して説明する。図６は記録ディスク駆動装置２００の断面図である。
【００６５】
記録ディスク駆動装置２００は、矩形状をしたハウジング２１０からなり、ハウジング２１０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、その内部には、情報を記録する円板状のハードディスク２２０が装着されたスピンドルモータ２３０が配設されている。またこのハウジング２１０とベース１００とは一体的に成形されていてもよい。
【００６６】
また、ハウジング２１０の内部には、ハードディスク２２０に対して情報を読み書きするヘッド移動機構２４０が配置され、このヘッド移動機構２４０は、ハードディスク２２０上の情報を読み書きする磁気ヘッド２４１、この磁気ヘッド２４１を支えるアーム２４２および磁気ヘッド２４１およびアーム２４２をハードディスク２２０上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部２４３により構成される。
【００６７】
このような記録ディスク駆動装置２００のスピンドルモータ２３０として、本願発明のスピンドルモータを適用することで、十分な機能を確保した上で記録ディスク駆動装置２００の小型且つ薄型化を実現できると共に、信頼性並びに耐久性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。
【００６８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく種々の変形が可能である。
【００６９】
例えば、本発明の各実施例はスラスト軸受部を１つ設けていたがこれに限定されることなく、図７ａ）のようにシャフト３０の下端面を略球面にするか、もしくはｂ）のように対向する面を球面にする、且つ対向する面の動圧軸受部をなくすことによって、点接触にて支持をしてもよい。
【００７０】
また本発明の軸受機構の抜止部３３および抜止部材５０、６０とシャフト２０との間隙は抜止部および抜止部材５０、６０の内周面を半径方向外側に傾斜させることによって軸方向上側に広がる間隙を形成していたがこれに限定されることなく、図７のようにシャフト２０の第二部位２２の外周面を軸方向上側に向い漸次縮径させることによっても同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また本発明のスピンドルモータは、ロータマグネット９０の下側にスラストヨーク１２０を配置していたが、これに限定されることはない。例えば図８のようにロータマグネット９０の磁気中心をステータ１１０のティース１１１の軸方向中心より上側に配置することによって軸方向下側の力を得てもよい（図８のｂ）におけるロータマグネット９０とステータ１１０とに描かれている一点鎖線はそれぞれの中心を示し、それらの軸方向の差をＷにて示す）。
【００７２】
また本発明のスピンドルモータは、シャフト２０の連結部２３が軸方向垂直となっているが、これに限定されることはない。抜止部３３および抜支部材５０、６０は、シャフト２０を連結部２３にて軸方向に重なる部分があればよいので、連結部２３がシャフト２０の第二部位２２に向い縮径するテ−パ状であり、抜止部３３および抜止部材５０，６０がその連結部２３に軸方向に対向していればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】ａ）は本発明に係る軸受機構における第１の実施例の模式断面図であり、ｂ）はａ）の二点鎖線部の拡大図である
【図２】ａ）は本発明に係る軸受機構における第２の実施例の模式断面図であり、ｂ）はａ）の二点鎖線部の拡大図であり、ｃ）は抜止部材の半円断面図である
【図３】ａ）は本発明に係る軸受機構における第３の実施例の模式断面図であり、ｂ）はａ）の二点鎖線部の拡大図であり、ｃ）はａ）の上面図である
【図４】本発明に係るスピンドルモータにおける実施例の模式断面図である
【図５】本発明に係るスピンドルモータにおける他の実施例の模式断面図である
【図６】本発明に係る記録ディスク駆動装置の模式断面図である
【図７】本発明に係る軸受機構における他の実施例の模式断面図である
【図８】ａ）は本発明に係るスピンドルモータにおける他の実施例の模式断面図であり、ｂ）は点線部の拡大図であり磁気中心とステータ中心を示す
【図９】従来例における軸受機構の模式断面図である
【符号の説明】
【００７４】
１０ スリーブ
１１、１２ 動圧発生溝
２０ シャフト
２１ 第一部位
２２ 第二部位
２３ 連結部
２３ａ 動圧発生溝
３０、３０ａ、３０ｂ ハウジング
３１ 下端部
３２ 抜止部
４０ スラストプレート
４１ 動圧発生溝
５０ 抜止部
６０ 抜止部
７０ ロータハブ
８０ ヨーク
９０ ロータマグネット
１００ ベース
１１０ ステータ
１２０ スラストヨーク
１３０ ロータハブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受機構であって、
所定の径を有する第一部位と前記第一部位よりも径の小さい第二部位と前記第一部位の外周面および前記第二部位の外周面を連結する連結面とを中心軸に沿って有するシャフトと、
前記第一部位が挿入されるとともに潤滑流体による流体動圧を利用して前記シャフトを支持する円筒形状の軸受面を有するスリーブと、
前記スリーブの第一部位側を塞ぐプレートと、
前記スリーブを外側から保持するスリーブ保持部と、
前記連結面の軸方向上側に配置され、前記第二部位が挿通される開口穴を有する抜止部材と、
を備え、
前記抜止部材の前記開口穴は、前記シャフトの前記第二部位が挿通され、前記連結面と軸方向に対向する内径が前記第一部位より小さい抜止部が形成され、前記抜止部より第二部位側に形成される前記開口穴の内周面と前記第二部位の外周面との間の間隙が前記第一部位に向い減少するテ−パ部が形成され、前記テ−パ部にて前記潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記スリーブの少なくとも一部は含油多孔質材料にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記プレートと前記スリーブ保持部とは、一体的に成形されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項４】
前記シャフトの前記第一部位の外周面と前記スリーブの内周面との間に動圧発生溝を有する２つのラジアル軸受部が形成され、
前記シャフトの前記第一部位の端面と前記プレートとの間に動圧発生溝を有する１つのスラスト軸受部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項５】
前記抜止部材と前記スリーブ保持部とは一体的に成形され、前記スリーブの端面と前記抜止部とが当接することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の軸受機構であって、
前記抜止部は略有蓋円筒状であり、前記スリーブ外周面に当接する円筒部と、前記スリーブ端面に当接する蓋部とを有し、該蓋部には前記シャフトの前記第二部位を挿通し、前記連結面と半径方向に対向する内径が前記第一部位よりも小さい開口穴が設けられ、前記第二部位の外周面と該開口穴内周面との間には第一間隙部が設けられ、該円筒部外周面と前記スリーブ保持部内周面との間には第二間隙が設けられ、該第一間隙部および該第二間隙部は開口側に向い漸次拡大し、該第一間隔部および該第二間隙部にて潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする軸受機構。
【請求項７】
前記シャフトの前記連結面と該連結面に対向する前記抜止部との間には、動圧発生溝を有する軸受部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項８】
ベースと、
ベースに固定されたステータと、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の軸受機構によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周囲に取り付けられたロータマグネット、を有することを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項９】
ロータマグネットと軸方向に対向して磁性体のヨークがベースに取り付けられることを特徴とする請求項８に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
ロータマグネットの磁気中心が、ステータの軸方向高さの中心よりも上側に位置していることを特徴とする請求項８に記載のスピンドルモータ。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したことを特徴とする記録ディスク駆動装置。
【請求項１】
軸受機構であって、
所定の径を有する第一部位と前記第一部位よりも径の小さい第二部位と前記第一部位の外周面および前記第二部位の外周面を連結する連結面とを中心軸に沿って有するシャフトと、
前記第一部位が挿入されるとともに潤滑流体による流体動圧を利用して前記シャフトを支持する円筒形状の軸受面を有するスリーブと、
前記スリーブの第一部位側を塞ぐプレートと、
前記スリーブを外側から保持するスリーブ保持部と、
前記連結面の軸方向上側に配置され、前記第二部位が挿通される開口穴を有する抜止部材と、
を備え、
前記抜止部材の前記開口穴は、前記シャフトの前記第二部位が挿通され、前記連結面と軸方向に対向する内径が前記第一部位より小さい抜止部が形成され、前記抜止部より第二部位側に形成される前記開口穴の内周面と前記第二部位の外周面との間の間隙が前記第一部位に向い減少するテ−パ部が形成され、前記テ−パ部にて前記潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記スリーブの少なくとも一部は含油多孔質材料にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記プレートと前記スリーブ保持部とは、一体的に成形されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項４】
前記シャフトの前記第一部位の外周面と前記スリーブの内周面との間に動圧発生溝を有する２つのラジアル軸受部が形成され、
前記シャフトの前記第一部位の端面と前記プレートとの間に動圧発生溝を有する１つのスラスト軸受部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項５】
前記抜止部材と前記スリーブ保持部とは一体的に成形され、前記スリーブの端面と前記抜止部とが当接することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の軸受機構であって、
前記抜止部は略有蓋円筒状であり、前記スリーブ外周面に当接する円筒部と、前記スリーブ端面に当接する蓋部とを有し、該蓋部には前記シャフトの前記第二部位を挿通し、前記連結面と半径方向に対向する内径が前記第一部位よりも小さい開口穴が設けられ、前記第二部位の外周面と該開口穴内周面との間には第一間隙部が設けられ、該円筒部外周面と前記スリーブ保持部内周面との間には第二間隙が設けられ、該第一間隙部および該第二間隙部は開口側に向い漸次拡大し、該第一間隔部および該第二間隙部にて潤滑流体の界面が形成されることを特徴とする軸受機構。
【請求項７】
前記シャフトの前記連結面と該連結面に対向する前記抜止部との間には、動圧発生溝を有する軸受部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項８】
ベースと、
ベースに固定されたステータと、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の軸受機構によってベースに対して回転自在に支持されたロータと、ステータに対向してロータ周囲に取り付けられたロータマグネット、を有することを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項９】
ロータマグネットと軸方向に対向して磁性体のヨークがベースに取り付けられることを特徴とする請求項８に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
ロータマグネットの磁気中心が、ステータの軸方向高さの中心よりも上側に位置していることを特徴とする請求項８に記載のスピンドルモータ。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したことを特徴とする記録ディスク駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２２６３８８（Ｐ２００６−２２６３８８Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４０１８６（Ｐ２００５−４０１８６）
【出願日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
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