JP2005106199A - 動圧軸受装置およびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成によって、簡易な構成によって安定した動圧特性を長期にわたって得ることを可能とする。
【解決手段】 軸受空間内の圧力バランスをとる圧力開放用バイパス通路ＢＰを設けたことに加えて、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢどうしの間部分に設けた流体溜め部ＯＳにおける潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力を有する構成を採用したことによって、潤滑流体内における気泡の発生を良好に防止して適正な動圧が安定的に得られるようにしたもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は、潤滑流体の動圧によって回転軸を支持する動圧軸受部材を備えた動圧軸受装置およびディスク駆動装置に関する。

近年、各種回転駆動装置において、回転体を高速かつ高精度に回転させるための軸受装置として、潤滑流体に動圧を発生させて回転軸を非接触で支持する動圧軸受装置の開発が進められている。このような動圧軸受装置において、本願発明者らは、装置全体の薄型化を図るなどの目的で、例えば図８に示されているような構造のスラスト動圧軸受部ＳＢを採用したものを開発し提案している。（例えば、本願の出願時点において未公開である下記特許文献１）。すなわち、同図に示されているスラスト動圧軸受部ＳＢにおいては、動圧軸受部材（軸受スリーブ）１により回転自在に支持された回転軸２に、回転部材（回転ハブ）３が接合されているとともに、その回転部材３の中心領域における軸方向内側（図８の下面側）の端面と、上記動圧軸受部材１の軸方向外端面（図８の上端面）とが、互いに近接対向するように配置されており、そのスラスト対向領域内の一部に上述したスラスト動圧軸受部ＳＢが形成されている。

このスラスト動圧軸受部ＳＢにおける軸受空間の内部側には、適宜の潤滑流体（図示省略）が注入されているとともに、その潤滑流体に対する動圧発生手段として、例えばスパイラル形状の動圧発生溝が周方向に沿って並列するように凹設されており、その動圧発生溝の加圧作用によって上記潤滑流体に対して動圧を発生させ、所望のスラスト浮上力を得るようしている。

また、上記動圧軸受部材１の内周側壁面と、回転軸２の外周側壁面とが対向したラジアル対向領域には、軸方向に沿って２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢが形成されており、それらの各ラジアル動圧軸受部ＲＢの軸受空間の内部側には、上述したスラスト動圧軸受部ＳＢから連続して潤滑流体（図示省略）が注入されている。そして、その潤滑流体に対する動圧発生手段として、例えばヘリングボーン形状の動圧発生溝が周方向に沿って並列するように凹設されており、その動圧発生溝の加圧作用によって上記潤滑流体に対して動圧を発生させ、所望のラジアル浮上力を得るようしている。

このように、上述した動圧軸受装置では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢからスラスト動圧軸受部ＳＢにかけての軸受空間が、連続するように形成されており、その連続した軸受空間内に潤滑流体が連続的に注入された構成になされている。

特願２００２−１７０６１９

ところが、このような構造を有する動圧軸受装置では、上述したラジアル動圧軸受部ＲＢにおける隙間寸法や動圧発生溝の溝形状（溝長さ）等が、製造時の加工誤差などによって軸方向にアンバランスな形状になされてしまうことがあり、それによって、例えば図示下側のラジアル動圧軸受部ＲＢにおいて、図９の矢印長さで表したようにポンピング作用力Ｐ１，Ｐ２が軸方向にアンバランス状態（Ｐ１＞Ｐ２またはＰ１＜Ｐ２）となってしまうことがある。このようなラジアル動圧軸受部ＲＢにおけるアンバランス状態は、各動圧軸受部またはその近傍どうしを、圧力調整用バイパス通路などのような循環孔で連通しても完全に解消されることはない。特に、上述したラジアル動圧軸受部ＲＢおよびスラスト動圧軸受部ＳＢを含む軸受空間の中心部分に設けられた流体溜め部４内の潤滑流体の圧力が、大気圧より小さい負圧状態になってしまうと、潤滑流体に気泡が発生してしまうことがある。このような気泡が各動圧軸受部の内部に浸入していくと、良好な動圧が得られなくなって軸受特性を著しく損なう結果となる。

そこで本発明は、簡易な構成によって気泡の発生を良好に防止し、長期にわたって安定した動圧特性を得ることができるようにした動圧軸受装置およびディスク駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の請求項１にかかる動圧軸受装置では、ラジアル対向領域内に軸方向に適宜の間隔を離して設けられた２箇所のラジアル動圧軸受部のうちのスラスト動圧軸受部に隣接する側のラジアル動圧軸受部から上記スラスト動圧軸受部にかけての軸受空間と、他方側のラジアル動圧軸受部に隣接する軸方向外方側の空間との間が、前記軸受空間とは別個に形成された圧力調整用バイパス通路により連通されているとともに、上記２箇所のラジアル動圧軸受部どうしの間部分に相当する軸受空間に、上記ラジアル動圧軸受部における軸受空間を半径方向に拡大した隙間空間からなる流体溜め部が設けられ、かつ前記２箇所のラジアル動圧軸受部における潤滑流体に対する加圧力が、上記流体溜め部における潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力となるように構成されている。
そして、例えば本発明の請求項３にかかる動圧軸受装置では、上記請求項１における２箇所のラジアル動圧軸受部のうちの少なくとも一方側を構成している軸受空間が、当該軸受空間における隙間寸法を前記流体溜め部に向かって連続的に拡大または同一としたテーパ状空間または平行状空間をなすように形成されている。
また、本発明の請求項５にかかる動圧軸受装置では、上記請求項１における動圧発生手段が、略くの字状をなすように形成されたヘリングボーン状屈曲溝の環状集合体から形成され、２箇所のラジアル動圧軸受部のうちの少なくとも一方側に配置された動圧発生手段を構成しているヘリングボーン状屈曲溝の頂点位置が、当該ラジアル動圧軸受部における軸方向中心位置より前記流体溜め部側にずらした位置に配置されている。

このような構成を有する本発明の請求項１または請求項３または請求項５にかかる動圧軸受装置によれば、２箇所のラジアル動圧軸受部とスラスト動圧軸受部とを含む軸受空間の中心部分に設けられた流体溜め部の内部が、ラジアル動圧軸受部における潤滑流体への加圧力によって、常時大気圧より大きい正圧状態に維持されることとから、潤滑流体内における気泡の発生が良好に防止されることとなり、適正な動圧が安定的に得られるようになっている。

また、例えば本発明の請求項２にかかる動圧軸受装置では、上記２箇所のラジアル動圧軸受部に加えて上記スラスト動圧軸受部における潤滑流体に対する加圧力が、上記流体溜め部における潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力となるように構成されている。
このような構成を有する本発明の請求項２にかかる動圧軸受装置によれば、潤滑流体内における気泡の発生を良好に防止して適正な動圧が安定的に得られるようにしたものであるから、簡易な構成によって安定した動圧特性を長期にわたって得ることができ、動圧軸受装置の信頼性を向上させることができる。

このとき、本発明の請求項４にかかる動圧軸受装置では、上記請求項１における２箇所のラジアル動圧軸受部のうち、軸方向に長い方のラジアル動圧軸受部を構成している軸受空間が、テーパ状空間をなすように形成されている。
このような構成を有する本発明の請求項４にかかる動圧軸受装置によれば、大きな加圧力を有する方のラジアル動圧軸受部によって、上述した作用が効率的に行われるようになっている。

また、本発明の請求項６にかかる動圧軸受装置では、上記請求項５における２箇所のラジアル動圧軸受部動圧にそれぞれ設けられた各動圧発生手段のヘリングボーン状屈曲溝において、頂点位置より軸方向外側に位置する溝の軸方向長さをそれぞれＡおよびＤとし、頂点位置より軸方向内側に位置する溝の軸方向長さをそれぞれＢおよびＣとしたとき、Ａ＋Ｄ≧Ｂ＋Ｃなる関係が成立するように構成されている。
このような構成を有する本発明の請求項６にかかる動圧軸受装置によれば、２箇所のラジアル動圧軸受部における潤滑流体への加圧力が、全体として流体溜め部の内部側に潤滑流体を押し込むように作用することから、流体溜め部が、常時大気圧より大きい正圧状態に確実に維持されるようになっている。

一方、本発明の請求項７にかかるディスク駆動装置では、請求項１から６いずれかに記載の動圧軸受装置を備えたスピンドルモータと、そのスピンドルモータのロータに搭載された情報記録ディスクと、その情報記録ディスクに対して情報を記録または再生する記録ヘッドとを有する。
このような構成を有する請求項７にかかるディスク駆動装置によれば、記録ディスク駆動装置においても、上述した良好な作用を奏することが可能となる。

以上説明したように本発明にかかる動圧軸受装置は、軸受空間内の圧力バランスをとる圧力調整用バイパス通路を設けたことに加えて、２箇所のラジアル動圧軸受部どうしの間部分に設けた流体溜め部における潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力を有する構成を採用したことによって、潤滑流体内における気泡の発生を良好に防止して適正な動圧が安定的に得られるようにしたものであるから、簡易な構成によって安定した動圧特性を長期にわたって得ることができ、動圧軸受装置の信頼性を向上させることができる。

また、本発明にかかるディスク駆動装置は、上述した本発明にかかる動圧軸受装置を備えたスピンドルモータにより情報記録ディスクを回転駆動して記録ヘッドにより情報を記録または再生することによって、上述した動圧軸受装置における顕著な効果を、記録ディスク駆動装置において同様に得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、それに先立って、まず本発明にかかる動圧軸受装置を採用した一例としてのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）用スピンドルモータの概要を説明することとする。

図１に示されている軸回転型のＨＤＤ駆動装置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。そのうちステータ組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の内周面側には、中空円筒状に形成された動圧軸受部材としての軸受スリーブ１３が、圧入又は焼嵌め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、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材料から形成されている。

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が嵌着されているとともに、そのステータコア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。

さらに、図２にも示されているように、上記動圧軸受部材としての軸受スリーブ１３に設けられた中心孔内には、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。すなわち、上記軸受スリーブ１３の内周壁部に形成された動圧面は、上記回転軸２１の外周面に形成された動圧面に対して半径方向に対向するように配置されており、その微小隙間からなる軸受空間部分に、軸方向に適宜の間隔をあけて２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢが構成されている。より詳細には、上記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空間内に、潤滑オイルや磁性流体等の潤滑流体が軸線方向に連続するように注入又は介在されている。

さらにまた、上記軸受スリーブ１３及び回転軸２１の両動圧面の少なくとも一方側には、適宜の構造を有するラジアル動圧発生用溝が、軸線方向に２ブロックに分けられて環状に凹設されており、回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピング作用により図示を省略した潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によって、上記回転軸２１とともに後述する回転ハブ２２が、上記軸受スリーブ１３に対してラジアル方向に非接触状態で軸支持される構成になされている。

このとき、上述した各ラジアル動圧軸受部ＲＢに設けられたラジアル動圧発生用溝は、例えば図９に示されているような略「く」の字状をなすように形成されたヘリングボーン状屈曲溝の環状集合体から形成されているが、その「く」の字状における中央部分の頂点部に相当する位置を中心として、基本的には軸方向に対称な溝形状をなすように構成されており、その対称的な溝形状を備えたラジアル動圧発生用溝によるポンピング作用は、例えば、前述した図９中の矢印で示されているように、軸方向に対称的にバランスした状態になされる。

従って、設計上では、上述した各ラジアル動圧軸受部ＲＢによるバランスしたポンピング作用力によって、潤滑流体が軸方向の一方側に押し込まれていくことはないが、実際の製造を行うにあたっては、上記各ラジアル動圧軸受部ＲＢにおける隙間寸法や、動圧発生溝の溝形状（溝長さ）等が、製造誤差などによって軸方向にアンバランスな形状に成形されてしまうことがあり、それによって各ラジアル動圧軸受部ＲＢにおけるポンピング作用力がアンバランス状態となってしまうことがある。このようなことから本実施形態においては、上記軸受スリーブ１３に対して、複数本の圧力調整用バイパス通路ＢＰが軸方向に貫通するように形成されているが、それらの圧力調整用バイパス通路ＢＰの詳細については後述する。

一方、上記回転軸２１とともにロータ組２０を構成している回転ハブ２２は、フェライト系ステンレスからなる略カップ状の部材から構成されており、当該回転ハブ２２の中心部分に設けられた接合穴２２ａ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。この回転ハブ２２は、図示を省略した磁気ディスク等の記録媒体ディスクを外周部に搭載する略円筒状の胴部２２ｂを有しているとともに、その胴部２２ｂから半径方向外方に張り出して記録媒体ディスクを軸線方向に支持するディスク載置部２２ｃを備えており、図示上方側から被せるように螺子止めされたクランパ（図示省略）により図示上方側からの押圧力によって、上記記録媒体ディスクが固定されるようになっている。

また、上記回転ハブ２２の胴部２２ｂの内周壁面側には、環状駆動マグネット２２ｄが取り付けられている。この環状駆動マグネット２２ｄの内周面は、前述したステータコア１４における各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とともに、当該環状駆動マグネット２２ｄの軸方向下端面は、上述した固定フレーム１１側に取り付けられた磁気吸引板２３と軸方向に対面する位置関係になされており、これら両部材２２ｄ，２３どうしの間の磁気的吸引力によって、上述した回転ハブ２２の全体が軸方向に引き付けられ、安定的な回転状態が得られる構成になされている。

さらに、前記軸受スリーブ１３の図示下端側に設けられた開口部は、カバー１３ａにより閉塞されており、上述した各ラジアル動圧軸受部ＲＢ内の潤滑流体が外部に漏出しない構成になされている。

さらにまた、上記軸受スリーブ１３の図示上端面と、上述した回転ハブ２２の中心側部分における図示下端面とは、軸方向に近接した状態で対向するように配置されており、それら軸受スリーブ１３の図示上端面と、回転ハブ２２の図示下端面との間のスラスト対向領域内が、上述したラジアル動圧軸受部ＲＢから連続する軸受空間に形成されている。そして、そのラジアル動圧軸受部ＲＢから連続する軸受空間にスラスト動圧軸受部ＳＢが設けられている。すなわち、上記スラスト対向領域を構成している両対向動圧面１３，２２の少なくとも一方側には、スパイラル形状またはへリングボーン形状のスラスト動圧発生溝が形成されており、そのスラスト動圧発生溝を含む軸方向対向部分がスラスト動圧軸受部ＳＢになされている。

このようなスラスト動圧軸受部ＳＢを構成している軸受スリーブ１３の図示上端面側の動圧面と、それに近接対向する回転ハブ２２の図示下端面側の動圧面とは、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空間内に、オイルや磁性流体等の潤滑流体が、上述したラジアル動圧軸受部ＲＢから連続的に充填されていて、回転時に、上述したスラスト動圧発生溝のポンピング作用によって上記潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によって、前記回転軸２１及び回転ハブ２２が、スラスト方向に浮上した非接触状態で軸支持される構成になされている。

なお、本実施形態における上記スラスト動圧軸受部ＳＢは、前述した軸受スリーブ１３の図示上端面と、回転ハブ２２の図示下端面との間のスラスト対向領域において、最も外周側に相当する部分に配置されていて、そのスラスト対向領域の最外周側部分において、上記スラスト動圧軸受部ＳＢを含むスラスト対向領域内の全体に存在している潤滑流体を、半径方向内方側に向かって加圧するポンピング手段を兼用する構成になされている。

さらに、上記動圧軸受部材としての軸受スリーブ１３の最外周壁面によって、毛細管シール部２４からなる流体シール部が画成されている。すなわち、この流体シール部としての毛細管シール部２４は、前述したスラスト動圧軸受部ＳＢを含む軸方向のスラスト対向領域に対して半径方向外方側から連設されるように設けられており、上記前記軸受スリーブ１３の外周壁面と、その軸受スリーブ１３の外周壁面と半径方向に対向するように形成された抜け止め部材としてのカウンタープレート２５の内周壁面との間に画成されている。上記カウンタープレート２５は、上述した回転ハブ２２に設けられたフランジ部２２ｅに固定されたリング状部材からなり、当該カウンタープレート２５の内周壁面と、上述した軸受スリーブ１３の外周壁面との間の隙間を、図示下方側の開口部に向かって連続的に拡大することによって、上述した毛細管シール部２４がテーパ状のシール空間をなすように形成されており、前述したスラスト動圧軸受部ＳＢ内の潤滑流体が、当該毛細管シール部２４内に至るまで連続的に充填されている。

またこのとき、上記軸受スリーブ１３の図示上端部分には、半径方向外方側に張り出すようにして抜止め鍔部１３ｂが設けられており、その抜止め鍔部１３ｂの一部が、上述したカウンタープレート２５の一部に対して軸方向に対向するように配置されている。そして、これらの両部材１３ｂ，２５によって、前記回転ハブ２２が軸方向に抜け出すことを防止する構成になされている。

ここで、上述した軸受スリーブ１３に設けられた複数本の圧力調整用バイパス通路ＢＰは、上述した各ラジアル動圧軸受部ＲＢを含む軸受空間とは別個に、上記軸受スリーブ１３を軸方向に貫通するように形成されており、上記軸受スリーブ１３の軸方向両端面にそれぞれ開口部ＢＰ１，ＢＰ２を有するように形成されている。そして、それらの両開口部ＢＰ１，ＢＰ２のうち、前記軸受スリーブ１３の図示上側端面に配置された開口部ＢＰ２は、上述したスラスト動圧軸受部ＳＢと、そのスラスト動圧軸受部ＳＢに隣接して配置された図示上側のラジアル動圧軸受部ＲＢとの間の軸受空間内に開口するように配置されている。

すなわち、この圧力調整用バイパス通路ＢＰの図示上側の開口部ＢＰ２は、前述したスラスト動圧軸受部ＳＢよりも半径方向内側の部位において上記スラスト動圧軸受部ＳＢよりも軸方向間隔が大きく形成された拡大隙間部ＬＳに開口しており、このような拡大隙間部ＬＳが設けられていることによって、上記圧力調整用バイパス通路ＢＰと軸受空間との間に良好な連通状態が形成され、潤滑流体の流動が良好に行われるようになっている。

一方、上記圧力調整用バイパス通路ＢＰの両開口部ＢＰ１，ＢＰ２のうち、軸受スリーブ１３の図示下側端面に配置された開口部ＢＰ２は、当該軸受スリーブ１３の図示下端面と前記カバー１３ａとにより画成された軸方向外方側の空間に向かって開口するように配置されている。

このような圧力調整用バイパス通路ＢＰを設けたことに加えて本実施形態では、上述した２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢどうしの間部分に相当する軸受空間に、流体溜め部ＯＳが設けられている。この流体溜め部ＯＳは、上記ラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間を半径方向に拡大した隙間空間から形成されており、軸受空間内に中に注入された潤滑流体が上記流体溜め部ＯＳ内に蓄えられるようになっている。そして、この流体溜め部ＯＳにおける潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力となるように、前述した２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢにおける潤滑流体に対して加圧力が付与される構成になされている。

より具体的には、上述した２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの少なくとも一方側を構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に拡大または同一としたテーパ状空間または平行状空間をなすように形成されている。このような軸受空間の構成は、上述した軸受スリーブ１３の内周壁面を中心軸に沿って平行または傾斜して延在させることによって形成してもよいし、回転軸２１の外周壁面を中心軸に沿って平行または傾斜して延在させることによって形成してもよい。

例えば、図３（ａ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの図示上方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を上述した流体溜め部ＯＳに向かって連続的に縮小させたテーパ状空間をなすように形成されているが、図示下方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間は、当該軸受空間の隙間寸法が前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に拡大するテーパ状空間をなすように形成されている。

また、図３（ｂ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの図示上方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に縮小させたテーパ状空間をなすように形成されているが、図示下方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間は、当該軸受空間の隙間寸法が前記流体溜め部ＯＳに向かって略同一にて連続する平行状空間をなすように形成されている。

さらに、図３（ｄ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの図示上方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって略同一で連続させた平行状空間をなすように形成されているとともに、図示下方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間は、当該軸受空間の隙間寸法が前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に拡大するテーパ状空間をなすように形成されている。

さらにまた、図３（ｅ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢの双方の軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって略同一にて連続させた平行状空間をなすように形成されている。

また、図３（ｆ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの図示下方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に縮小させたテーパ状空間をなすように形成されているが、図示上方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間は、当該軸受空間の隙間寸法が前記流体溜め部ＯＳに向かって略同一にて連続する平行状空間をなすように形成されている。

さらに、図３（ｇ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢの双方の軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に拡大させたテーパ状空間をなすように形成されている。

さらにまた、図３（ｈ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの図示上方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に拡大させたテーパ状空間をなすように形成されているとともに、図示下方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって略同一にて連続する平行状空間をなすように形成されている。

また、図３（ｉ）に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの図示下方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に縮小させたテーパ状空間をなすように形成されているが、図示上方側のラジアル動圧軸受部ＲＢを構成している軸受空間は、当該軸受空間の隙間寸法が前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に拡大するテーパ状空間をなすように形成されている。

このような構成を有する図３の各々に表した各実施形態によれば、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢとスラスト動圧軸受部ＳＢとを含む軸受空間の中心部分に設けられた流体溜め部ＯＳの内部が、上記ラジアル動圧軸受部ＲＢにおける潤滑流体への加圧力によって、常時大気圧より大きい正圧状態に維持される。例えば、上述した図３（ｅ）および図３（ｇ）にかかる各実施形態においては、図４中の実線（ｅ）および（ｇ）で示されているように、流体溜め部ＯＳを含む軸受空間内の全体が正圧状態に維持されることとなって、潤滑流体内における気泡の発生が良好に防止され、適正な動圧が安定的に得られるようになっている。

これに対して、従来からの提案装置においては、前述した図３中の（ｃ）に示されているように、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢの双方における軸受空間が、当該軸受空間の隙間寸法を前記流体溜め部ＯＳに向かって連続的に縮小したテーパ状空間をなすように形成される場合がある。その場合には、それら両ラジアル動圧軸受部ＲＢにおける潤滑流体への加圧力が、図４中の破線（ｃ）で示されているように、軸受空間内、特に流体溜め部ＯＳの内部を大気圧より小さい負圧状態にしてしまい、潤滑流体内に気泡を発生させることとなる。

このとき、上述した２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうち、軸方向に長い方のラジアル動圧軸受部を構成している軸受空間をテーパ状空間に形成しておけば、大きな加圧力を有する方のラジアル動圧軸受部によって、上述した作用・効果が効率的に行われるようになっている。

なお図４において明らかなように、本実施形態では、上述した２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢに加えて、スラスト動圧軸受部ＳＢにおけるシール出口部側における潤滑流体に対する加圧力が、前記流体溜め部ＯＳにおける潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力となるように構成されており、さらに安定した動圧力が得られるようになっている。

一方、上述したように実施形態における動圧発生手段は、例えば図５に示されているように、略「く」の字状をなすように形成されたヘリングボーン状屈曲溝ＤＧの環状集合体から形成されているものであるが、前述した２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢのうちの少なくとも一方側に配置された動圧発生手段におけるヘリングボーン状屈曲溝の頂点位置ＤＧＯを、当該ラジアル動圧軸受部ＲＢにおける軸方向中心位置ＤＧＣに対して、前述した流体溜め部ＯＳ側に適宜の距離だけずらした位置に配置されていることによっても上述した実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。すなわち、この場合の実施形態では、上記ヘリングボーン状屈曲溝ＤＧにおいて軸方向外方側に配置された溝ＤＧ１の軸方向長さＡが、軸方向内側に配置された溝ＤＧ２の軸方向長さＢより長くなるように設定されている（Ａ＞Ｂ）。

さらに、図６に示されている実施形態では、２箇所のラジアル動圧軸受部動圧ＲＢ，ＲＢにそれぞれ設けられた動圧発生手段のヘリングボーン状屈曲溝ＤＧ，ＤＧにおいて、頂点位置ＤＧＯより軸方向外側に位置する溝の軸方向長さをそれぞれＡおよびＤとするとともに、頂点位置ＤＧＯより軸方向内側に位置する溝の軸方向長さをそれぞれＢおよびＣとしたとき、
Ａ＋Ｄ≧Ｂ＋Ｃ
なる関係が成立するように溝長さが設定されている。

このような構成を有する実施形態によれば、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢにおける潤滑流体への加圧力が、全体として流体溜め部ＯＳの内部側に向かって潤滑流体を押し込むように作用することから、流体溜め部ＯＳの内部の潤滑流体が、常時、大気圧より大きい正圧状態に確実に維持されるようになっている。

さらに、このような各実施形態におけるスピンドルモータは、例えば図７に示されているようなハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部に装着されて使用され、同様な作用・効果が得られる。

すなわち、図７に示されているように、上述した各実施形態にかかる動圧軸受装置を備えたスピンドルモータＭは、密閉状のハウジング１００を構成している本体プレート１００ａに固定されることによって使用され、そのスピンドルモータＭ含むハウジング１００の内部空間は、上記本体プレート１００ａに嵌合する密閉蓋１００ｂによって清浄空間１００ｃに形成されている。上記スピンドルモータＭの回転ハブ体（図１中の符号２２参照）には、ハードディスク等の情報記録ディスク１０１が搭載されているとともに、上記回転ハブに対して螺子１０２により固着されたクランプ１０３によって、上記情報記録ディスク１０１が不動状態に保持される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて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言うまでもない。

また、上述した各実施形態は、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）用のスピンドルモータに対して本発明を適用したものであるが、その他の多種多様な動圧軸受装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。

以上述べた本発明は、各種モータを始めとして多種多様な回転駆動装置に用いられる動圧軸受装置に対して広く採用することが可能である。

本発明の一実施形態における動圧軸受装置を備えた軸回転型のＨＤＤ用スピンドルモータの概要を表した縦断面説明図である。 図１に示されたＨＤＤ用スピンドルモータにおける動圧軸受部分を拡大して表した縦断面説明図である。 軸受スリーブの内周壁面の傾斜状体を強調して表した縦断面説明図であって、（ｃ）は従来装置のものであり、その（ｃ）を除いた（ａ），（ｂ）および（ｄ）ないし（ｉ）は本発明を適用した各実施形態を表したものである。 軸受空間内における潤滑流体の圧力分布を表した線図である。 本発明の他の実施形態における動圧発生用溝の構造を表した模式的説明図である。 本発明のさらに他の実施形態における動圧発生用溝の構造を表した模式的説明図である。 本発明にかかる動圧軸受装置を備えたスピンドルモータを使用したディスク駆動装置の概略構造例を表した縦断面説明図である。 従来から開発されている動圧軸受装置の一例を表した縦断面説明図である。 図８にかかる動圧軸受装置におけるアンバランス状態の一例を表した縦断面説明図である。

符号の説明

１３ 軸受スリーブ（軸受部材）
２１ 回転軸（軸部材）
２２ 回転ハブ（回転部材）
ＢＰ 圧力開放用バイパス通路
ＢＰ１，ＢＰ２ 開口部
ＲＢ ラジアル動圧軸受部
ＳＢ スラスト動圧軸受部
ＯＰ 流体溜め部
ＤＧ ヘリングボーン状屈曲溝
ＤＧＯ 頂点位置
ＤＧＣ 軸方向中心位置
ＤＧ１ 外方側動圧発生溝
ＤＧ２ 内方側動圧発生溝
Ｍ スピンドルモータ
１００ ハウジング
１０１ 情報記録ディスク

Claims (7)

1. 動圧発生手段により潤滑流体を加圧して発生させた動圧を利用して回転軸を非接触状態で支持する動圧軸受部材を備えたものであって、
   上記動圧軸受部材の内周壁面と、前記回転軸の外周壁面との間に形成されたラジアル対向領域の一部に、軸方向に適宜の間隔を離して２箇所のラジアル動圧軸受部が設けられているとともに、
   上記回転軸とともに一体回転する回転部材の軸方向端面と、前記動圧軸受部材の軸方向端面との間に形成されたスラスト対向領域の一部にスラスト動圧軸受部が設けられ、
   これら２箇所のラジアル動圧軸受部から上記スラスト動圧軸受部にかけて連続するように形成された軸受空間内に前記潤滑流体が連続的に注入された動圧軸受装置において、
   上記２箇所のラジアル動圧軸受部のうちの前記スラスト動圧軸受部に隣接する側のラジアル動圧軸受部から上記スラスト動圧軸受部にかけての軸受空間と、他方側のラジアル動圧軸受部に隣接する軸方向外方側の空間との間が、前記軸受空間とは別個に形成された圧力調整用バイパス通路により連通されているとともに、
   上記２箇所のラジアル動圧軸受部どうしの間部分に相当する軸受空間に、上記ラジアル動圧軸受部における軸受空間を半径方向に拡大した隙間空間からなる流体溜め部が設けられ、かつ
   前記２箇所のラジアル動圧軸受部における潤滑流体に対する加圧力が、上記流体溜め部における潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力と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。
2. 前記２箇所のラジアル動圧軸受部に加えて、前記スラスト動圧軸受部における潤滑流体に対する加圧力が、前記流体溜め部における潤滑流体を大気圧以上の正圧とする加圧力とな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。
3. 前記２箇所のラジアル動圧軸受部のうちの少なくとも一方側を構成している軸受空間が、当該軸受空間における隙間寸法を前記流体溜め部に向かって連続的に拡大または同一としたテーパ状空間または平行状空間をなす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。
4. 前記２箇所のラジアル動圧軸受部のうち、軸方向に長い方のラジアル動圧軸受部を構成している軸受空間が、前記テーパ状空間をなす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。
5. 前記動圧発生手段が、略くの字状をなすように形成されたヘリングボーン状屈曲溝の環状集合体から形成され、
   前記２箇所のラジアル動圧軸受部のうちの少なくとも一方側に配置された動圧発生手段を構成しているヘリングボーン状屈曲溝の頂点位置が、当該ラジアル動圧軸受部における軸方向中心位置より前記流体溜め部側にずらした位置に配置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。
6. 前記２箇所のラジアル動圧軸受部動圧にそれぞれ設けられた各動圧発生手段のヘリングボーン状屈曲溝において、頂点位置より軸方向外側に位置する溝の軸方向長さをそれぞれＡおよびＤとし、頂点位置より軸方向内側に位置する溝の軸方向長さをそれぞれＢおよびＣとしたとき、
   Ａ＋Ｄ≧Ｂ＋Ｃ
   なる関係が成立するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の動圧軸受装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の動圧軸受装置を備えたスピンドルモータと、そのスピンドルモータのロータに搭載された情報記録ディスクと、その情報記録ディスクに対して情報を記録または再生する記録ヘッドとを有することを特徴とするディスク駆動装置。
   

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