JP2007166866A - 流体動圧軸受モータ - Google Patents

Abstract

【課題】第１，第２ラジアル流体動圧軸受部と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部とを精度良く設ける。
【解決手段】段付きシャフト１３の軸部１３ｂの外周面と、ハブ２２の円筒状凹部２２ａの内周面との間に設けられた第１ラジアル流体動圧軸受部３１と、ハウジング１２の中心孔部１２ｃ２の内周面と、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの外周面との間に設けられた第２ラジアル流体動圧軸受部３２と、段付きシャフト１３の円形状鍔部１３ａの上面と、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの下面との間に設けられた第１スラスト流体動圧軸受部４１と、ハウジング１２の円形状鍔部１２ｂの下面と、この下面と対向してリング状凹部内に取り付けられたスラストリング２４の上面との間に設けられた第２スラスト流体動圧軸受部４２と、を備えたことを特徴とする流体動圧軸受モータ１０を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハードディスクとかポリゴンミラーなどを搭載して高速に回転駆動するモータであり、ラジアル流体動圧軸受部と、スラスト流体動圧軸受部とを備えた流体動圧軸受モータに関するものである。

一般的に、ハードディスクとかポリゴンミラーなどを搭載して高速に回転駆動するモータでは、軸受としてオイルなどの潤滑剤により動圧を発生させる流体動圧軸受が適用されている。

この種の流体動圧軸受モータは、シャフト（軸）側を固定してスリーブ側（又はハブ側）を回転させる構造形態と、スリーブ側（又はハブ側）を固定してシャフト（軸）側を回転させる構造形態とがあるが、いずれの構造形態においても固定側に対して回転側を高速に回転させた時に、ラジアル流体動圧軸受部とスラスト流体動圧軸受部とにヘリングボーン形状などを用いて形成した各動圧溝によりオイルなどの潤滑剤に動圧を発生させ、この潤滑剤により固定側に対して回転側を非接触で浮上させることにより高速に精度良く回転できるように構成されている。

また、この種の流体動圧軸受モータは、各種の構造形態があるが、シャフト（軸）側を固定してスリーブ側を回転させる構造形態において、固定シャフトと、この固定シャフトを中心にして回転する回転スリーブとの間に、第１，第２ラジアル動圧発生部と、第１，第２スラスト動圧発生部とを備えたスピンドルモータが下記の特許文献１に開示されている。
特開２００５−１８８６４４号公報（第８−１０頁、図６）

図６は従来のスピンドルモータの一例を示した縦断面図である。

図６に示した従来のスピンドルモータ１００は、上記した特許文献１（特開２００５−１８８６４４号公報）に開示されているものであり、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。

図６に示した従来のスピンドルモータ１００は、固定側のステータ部Ｓと、回転側のロータ部Ｒとから構成されている。

まず、ステータ部Ｓ側について説明すると、底壁１０１上に固定シャフト１０２が垂直に立設されている。この際、固定シャフト１０２は、下端部が底壁１０１上にこの裏面からネジ１０３ａにより固着され、且つ、上端部がトップカバー１０４にこの表面からネジ１０３ｂにより固着されている。

また、底壁１０１上で固定シャフト１０２の外周側には、外輪部材１０５が固定シャフト１０２と同心的に固着されている。この外輪部材１０５は、環状のベース部１０５ａと、ベース部１０５ａの外周からトップカバー１０４側に向かって延出した筒状部１０５ｂとからなり、且つ、後述するように筒状部１０５ｂの上端にこの内部に収納されるロータ部Ｒ側の回転スリーブ１１１に対して抜け防止を図るための抜け止め板１０６が固着されている。

更に、底壁１０１上には、ロータ部Ｒ側の回転スリーブ１１１の下部外周に固着させた環状のマグネット１１３に対向してステータコイル１０７が取り付けられている。

次に、ロータ部Ｒ側について説明すると、ステータ部Ｓ側の固定シャフト１０２により回転自在に支持された回転スリーブ１１１と、回転スリーブ１１１の上部に一体的に固着されたハブ１１２と、前述したようにハブ１１２の下部外周に固着された環状のマグネット１１３と、ハブ１１２の上部外周に固着された磁気ディスク１１４とから構成されている。

そして、上記構成によるスピンドルモータ１００では、固定シャフト１０２の外周面にヘリングボーン溝からなる第１ラジアル発生溝１０２ａが形成され、且つ、固定シャフト１０２の外周面と回転スリーブ１１１の内周面との間に形成された隙間に動圧発生流体１２０が充填されて第１ラジアル動圧発生部１２１が設けられている。

また、回転スリーブ１１１の外周面にヘリングボーン溝からなる第２ラジアル発生溝１１１ａが形成され、且つ、回転スリーブ１１１の外周面と外輪部材１０５の筒状部１０５ｂの内周面との間に形成された隙間に動圧発生流体１２０が充填されて第２ラジアル動圧発生部１２２が設けられている。

また、外輪部材１０５に形成された環状のベース部１０５ａの上面にスパイラル溝からなる第１スラスト動圧発生溝１０５ａ１が形成され、且つ、外輪部材１０５に形成された環状のベース部１０５ａの上面と回転スリーブ１１１の下面との間に形成された隙間に動圧発生流体１２０が充填されて第１スラスト動圧発生部１２３が設けられている。

更に、回転スリーブ１１１の中間部上面にスパイラル溝からなる第２スラスト動圧発生溝１１１ｂが形成され、且つ、回転スリーブ１１１の中間部上面と抜け止め板１０６の下面との間に形成された隙間に動圧発生流体１２０が充填されて第２スラスト動圧発生部１２４が設けられている。

以上のように構成されたスピンドルモータ１００によれば、ステータ部Ｓ側で底壁１０１上に取り付けたステータコイル１０７の各相に通電すると、このステータコイル１０７とロータ部Ｒ側で回転スリーブ１１１に取り付けたマグネット１１３との間で電磁作用が働き、固定シャフト１０２を中心にして回転スリーブ１１１と一体にハブ１１２が回転した時に、第１，第２ラジアル動圧発生部１２１，１２２により回転スリーブ１１１に対してラジアル方向の負荷が支持される。同時に、第１，第２スラスト動圧発生部１２３，１２４により回転スリーブ１１１に対してスラスト方向の負荷が支持される。これにより、回転スリーブ１１１は、ガタつきを生じることなく円滑にかつ安定して高速で回転することができ、この回転スリーブ１１１と一体に回転するハブ１１２に取り付けた磁気ディスク１１４も同様に、ガタつきなく安定して高速回転することができる旨が開示されている。

ところで、上記した従来のスピンドルモータ１００において、回転スリーブ１１１の内周側と外周側とに第１，第２ラジアル動圧発生部１２１，１２２を設け、且つ、回転スリーブ１１１の下面側と中間部上面側とに第１，第２スラスト動圧発生部１２３，１２４を設けているものの、これらの第１，第２ラジアル動圧発生部１２１，１２２及び第１，第２スラスト動圧発生部１２３，１２４に対して以下の問題点が考えられる。

まず、第１，第２ラジアル動圧発生部１２１，１２２は、固定シャフト１０２の外周面に形成した第１ラジアル発生溝１０２ａの軸方向中心位置と、回転スリーブ１１１の外周面に形成した第２ラジアル発生溝１１１ａの軸方向中心位置とが一致してなく、図示したように両者の間で軸方向中心位置が寸法ｈだけずれてしまっているので、何等かの要因で回転スリーブ１１１に対して傾ける力が加わった場合にモーメントが働くので不利となってしまう。

また、第１，第２スラスト動圧発生部１２３，１２４は、回転スリーブ１１１の下面側と中間部上面側とに設けられているために、同一部材による回転スリーブ１１の両側を同時に平行度出ししなければならないため、加工精度を必要とすると共に、スピンドルモータ１００の組立てが難しくなる。

そこで、何等かの要因でロータに対して傾ける力が加わった場合でもロータ側に不利なモーメントが働くことがなく、且つ、第１，第２ラジアル流体動圧軸受部と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部とを精度良く組み立てることができる流体動圧軸受モータが望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、ロータ部がステータ部にラジアル流体動圧軸受及びスラスト流体動圧軸受を介して回転自在に支持されて成る流体動圧軸受モータにおいて、
前記ロータ部は、
回転中心を中心にカップ状に形成された内周側カップ部と、この内周側カップ部より大径で外周側に同心に形成された外周側カップ部とからなる２重カップ構造を前記ステータ部側に向かって有するハブと、
前記外周側カップ部の内周面に固定されたスラストリングと、を備え、
前記ステータ部は、
前記内周側カップ部の内周面に嵌合する軸部と、前記内周側カップ部の端面と対向するように前記軸部の一端部側に連接させた鍔部とを有する段付きシャフトと、
前記内周側カップ部の外周面が嵌合する中心孔を有する環状壁部と、前記スラストリングを挟んで該スラストリングと対向するように前記環状壁部に連接させた鍔部と、よりなり、前記内周側カップ部と前記外周側カップ部との間に配置された略環状のハウジングと、を備え、
前記ラジアル流体動圧軸受は、
前記内周側カップ部の内周面と前記段付きシャフトの軸部の外周面とを含んで構成される第１のラジアル流体動圧軸受部と、前記内周側カップ部の外周面と前記ハウジングの中心孔の内周面とを含んで構成される第２のラジアル流体動圧軸受部とより成り、
前記スラスト流体動圧軸受は、
前記内周側カップ部の端面とこれに対向する前記段付きシャフトの鍔部の対向面とを含んで構成される第１のスラスト流体動圧軸受部と、前記スラストリングと前記ハウジングの鍔部の互いの対向面とを含んで構成される第２のスラスト流体動圧軸受部とより成ることを特徴とする流体動圧軸受モータである。

また、請求項２記載の発明は、前記第１のラジアル流体動圧軸受部の軸方向の圧力中心位置と前記第２のラジアル流体動圧軸受部の軸方向の圧力中心位置とが略一致して成ることを特徴とする請求項１記載の流体動圧軸受モータである。

請求項１記載の流体動圧軸受モータによれば、とくに、内周側カップ部の内周面と段付きシャフトの軸部の外周面とを含んで構成される第１のラジアル流体動圧軸受部と、内周側カップ部の外周面とハウジングの中心孔の内周面とを含んで構成される第２のラジアル流体動圧軸受部と、内周側カップ部の端面とこれに対向する段付きシャフトの鍔部の対向面とを含んで構成される第１のスラスト流体動圧軸受部と、スラストリングとハウジングの鍔部の互いの対向面とを含んで構成される第２のスラスト流体動圧軸受部と、を備えているために、従来例とは異なって、第１スラスト流体動圧軸受部と、第２スラスト流体動圧軸受部とが異なる部材に設けられており、第１，第２スラスト流体動圧軸受部に対して別々に平行出しを精度良く行うことができるので、流体動圧軸受モータの組立てを容易に行うことができる。また、流体動圧軸受モータを薄型小型化しても軸ロスを大きくすることもなく、軸受剛性を高めることができ、且つ、流体動圧軸受モータを上下反対にした状態や振動状態でも動作できる。また、流体動圧軸受モータは、軸受剛性を高めることができるので、アラジアル方向の振れが安定し、ＮＲＲＯ（非繰り返し性振れ）を大きくすることなく低騒音化する効果も得ることができる。

また、請求項２記載の流体動圧軸受モータによれば、とくに、従来例と異なって、第１のラジアル流体動圧軸受部の軸方向の圧力中心位置と第２のラジアル流体動圧軸受部の軸方向の圧力中心位置とが略一致しているため、何等かの要因でハブに対して傾ける力が加わった場合でもロータ部Ｒ側にモーメントが働かないので有利である。

以下に本発明に係る流体動圧軸受モータの一実施例を、図１〜図５を参照して詳細に説明する。

本発明に係る流体動圧軸受モータは、ハードディスクとかポリゴンミラーなどを搭載して高速に回転駆動できるように構成されているが、以下では、本発明に係る流体動圧軸受モータにハードディスクを取り付けて、不図示の磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）内でハードディスクを高速に精度良く回転駆動させるモータの例について説明する。

以下に実施例として説明する流体動圧軸受モータでは、シャフト（軸）側を固定してハブ側を回転させる構造形態を採用しているが、ハブ側を固定してシャフト（軸）側を回転させる構造形態を採用することも可能であるがここでの図示を省略する。

図１は本発明の実施例に係る流体動圧軸受モータを示した縦断面図、
図２は本発明の実施例に係る流体動圧軸受モータにおいて、実施例の要部となる第１，第２ラジアル流体動圧軸受部と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部とを説明するために、段付きシャトとこの段付きシャトに回転可能に支持されたハブとを拡大して示した縦断面図、
図３は図１に示したステータコアを拡大して示した平面図、
図４は図２に示した第１スラスト動圧軸受部の第１スラスト動圧溝を拡大して示した平面図、
図５は図２に示した第２スラスト動圧軸受部の第２スラスト動圧溝を拡大して示した平面図である。

図１に示した如く、本発明の実施例に係る流体動圧軸受モータ１０は、固定側のステータ部Ｓと、回転側のロータ部Ｒとから構成されている。

まず、ステータ部Ｓ側について説明すると、ステータ部Ｓ側の基台となるモータベース１１は、アルミダイキャスト材を用いて円形凹カップ状に切削加工されるか、又は、アルミ板を用いて円形凹カップ状にプレス加工されている。

また、モータベース１１の略中心部位には、丸孔１１ａが上方に向かってリング状に形成された内周側リング状壁部１１ｂの内周に沿って貫通して形成され、また、内周側リング状壁部１１ｂとこれよりも外周側で上方に向かってリング状に形成された外周側リング状壁部１１ｄとの間に円形凹部１１ｃが円形凹カップ状に形成されている。

また、モータベース１１の略中心部位に形成した丸孔１１ａ内には、略環状に形成したハウジング１２の軸方向一端部（下端部）側の環状壁部１２ａの外周面が不図示の接着剤を用いて固着されている。このハウジング１２は、Ｃ３６０２などの銅系合金又はアルミ材を用いて形成されており、軸方向一端部（下端部）とは反対側の軸方向他端部（上端部）に円形鍔部１２ｂが環状壁部１２ａの外周径よりも一回り大径に形成され、且つ、中心部に環状壁部１２ａの外周径よりも小径な段付き中心孔１２ｃが軸方向に沿って貫通して形成されている。

この際、ハウジング１２の段付き中心孔１２ｃは、下部に高さ方向の寸法が短く且つ大径な凹状丸孔部１２ｃ１が形成され、この上部に軸方向の寸法が長く且つ凹状丸孔部１２ｃ１よりも小径な中心孔部１２ｃ２が凹状丸孔部１２ｃ１と同心的に形成されている。

また、ハウジング１２の段付き中心孔１２ｃの下部に形成した凹状丸孔部１２ｃ１内には、ハウジング１２の凹状丸孔部１２ｃ１及び中心孔部１２ｃ２と同心的に形成した段付きシャフト１３の円形状鍔部１３ａの外周面が不図示の接着剤を用いて固着さていると共に、この段付きシャフト１３の円形状鍔部１３ａと同心的に上方に向かって連接した軸部１３ｂがハウジング１２の段付き中心孔１２ｃの上部に形成した中心孔部１２ｃ２の孔径よりも小径に形成されて中心孔部１２ｃ２内に垂直に挿入されている。

従って、段付きシャフト１３の円形状鍔部１３ａ側は、ハウジング１２を介してモータベース１１側に固着されていることになる。

この際、段付きシャフト１３は、通常マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系のステンレス材を用いているが、耐磨耗性の向上を目的として軸部１３ｂの外周面に無電解ニッケルメッキなどの表面コーティングが３〜５０μｍ程度の厚さで膜付けされている。

また、モータベース１１の円形凹部１１ｃ上で外周側リング状壁部１１ｄの内周側には、珪素鋼板を用いたステータコア１４が複数積層して固着されていると共に、このステータコア１４に電着塗装や粉体塗装などにより絶縁コーティングを施した上でステータコイル１５が例えば３相で巻回されている。

この際、ステータコア１４は、３相駆動であるために、図３に拡大して示した如く、９極の突極１４ａを備えている。

そして、ステータコイル１５の巻き線端末１５ａは、モータベース１１の円形凹部１１ｃに穿設した貫通孔１１ｃ１を通して、モータベース１１の裏面に取り付けたフレキシブルプリント配線基板１６に半田付けされて図示しない磁気ディスク駆動装置の駆動回路に接続されている。

次に、ロータ部Ｒ側について説明すると、例えば１インチのハードディスク２１を上部に取り付けて回転可能なハブ２２は、通常マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系の有磁性ステンレス材を用いて一体的に切削加工されているが、耐磨耗性の向上を目的として無電解ニッケルメッキなどの表面コーティングが施されている。

上記したハブ２２は、中心部に円筒状凹部２２ａがモータベース１１側に開口して凹状に形成され、且つ、円筒状凹部２２ａの内周面に沿って内周側リング状カップ部２２ｂがリング状に形成され、且つ、内周側リング状カップ部２２ｂとこれよりも外周側にリング状に形成した外周側リング状カップ部２２ｄとの間にリング状凹部２２ｃがモータベース１１側に開口して凹状に形成されていると共に、外周側リング状カップ部２２ｄより外周側の上部にハードディスク２１を取り付けるためのフランジ部２２ｅが形成されている。

ここで、上記したハブ２２の構造形態を言い換えると、ハブ２２は、円筒状凹部２２ａと内周側リング状カップ部２２とを合わせて回転中心を中心にカップ状に形成した内周側カップ部と、リング状凹部２２ｃと外周側リング状カップ部２２ｄとを合わせて内周側カップ部より大径で外周側に同心的に連接してカップ状に形成した外内周側カップ部とからなる２重カップ構造をステータ部Ｓ側に向かって有している。

そして、ハブ２２の円形凹部２２ａは段付きシャフト１３の軸部１３ｂの径よりも僅かに太径に形成されてこの段付きシャフト１３の軸部１３ｂに嵌合し、且つ、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの外周面がハウジング１２の段付き中心孔１２ｃの上部に形成した中心孔部１２ｃ２の内周面の径よりも僅かに細径に形成されてハウジング１２の中心孔部１２ｃ２の内周面に嵌合することで、ハブ２２が段付きシャフト１３に回転可能に支持されている。

また、ハブ２２のリング状凹部２２ｃ内には、ハウジング１２の円形状鍔部１２ｂ側が挿入されている。

また、ハブ２２のフランジ部２２ｅの下面側で外周側リング状カップ部２２ｄの外周面に沿って環状のマグネット２３が１２極に着磁されて電着塗装を施された上で不図示の接着剤を用いて固着されており、このマグネット２３はモータベース１１の円形凹部１１ｃ上に取り付けたステータコア１４及びステータコイル１５と間隔を離して対向している。

この際、ハブ２２は有磁性ステンレス材を用いて、このハブ２２に取り付けたマグネット２３と、モータベース１１の円形凹部１１ｃ上に固着させたステータコア１４との間で磁気回路を形成しており、且つ、マグネット２３の上面内周側はハブ２２のフランジ部２２ｅの下面に接触しているものの、マグネット２３の上面外周側はハブ２２のフランジ部２２ｅの下面に対して僅かな隙間ｔを隔てているために接触していない。これにより、マグネット２３の上面外周側はハブ２２に対して磁気回路が短絡せず、このマグネット２３の外周側からの磁界がこれと対向するステータコア１４に良好に作用するようになっている。

また、スラストリング２４は、ハブ２２のリング状凹部２２ｃ内に挿入されたハウジング１２の円形状鍔部１２ｂを挟んだ下方のリング状凹部２２ｃ内でこの外周面に沿って不図示の接着剤を用いて固着されており、このスラストリング２４の上面はハウジング１２の円形状鍔部１２ｂの下面に対して僅かな隙間を隔てて対向している。

この際、スラストリング２４の取り付け方法は、ハブ２２のリング状凹部２２ｃ内にハウジング１２の円形状鍔部１２ｂ側を挿入して、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの外周面をハウジング１２の段付き中心孔１２ｃの上部に形成した中心孔部１２ｃ２内に嵌合させた後、ハブ２２のリング状凹部２２ｃ内にスラストリング２４を挿入して、このスラストリング２４をハウジング１２の円形状鍔部１２ｂの下面に対向させながらリング状凹部２２ｃの外周面（＝外周側リング状カップ部２２ｄの内周面）に沿って接着している。この後、ハウジング１２の環状壁部１２ａをモータベース１１の中心部位に形成した丸孔１１ａ内に接着している。

更に、ハブ２２と一体に回転するハードディスク２１上には、このモータが搭載された磁気ディスク駆動装置（図示せず）内の磁気ヘッド２５がハードディスク２１の径方向に移動自在に摺接している。

そして、ステータ部Ｓ側に設けたステータコア１４及びステータコイル１５と、ロータ部Ｒ側に設けたマグネット２３とが、流体動圧軸受モータ１０を回転駆動させるための電磁駆動手段となっている。

ここで、上記のように構成した本発明の実施例に係る流体動圧軸受モータ１０において、この実施例の要部となる第１，第２ラジアル流体動圧軸受部と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部とについて図２を用いて説明する。尚、図２中に示したハブ２２は、中心線の左側に内周側リング状カップ部２２ｂの外周面を図示し、且つ、中心線の右側に円筒状凹部２２ａを図示している。

図２に拡大して示した如く、まず、第１ラジアル流体動圧軸受部３１は、段付きシャフト１３の軸部１３ｂの外周面と、ハブ２２の円筒状凹部２２ａの内周面との間に設けられて、この間にオイルなどの潤滑剤が充填されている。この実施例では、段付きシャフト１３の軸部１３ｂの外周面に沿って斜線で示したようにラジアル方向に動圧を発生させるためのヘリングボーン、又は、レイリーステップ（図示せず）等による第１ラジアル流体動圧溝ｒ１が形成されているが、これに限らず、ハブ２２の円筒状凹部２２ａの内周面に沿って第１ラジアル流体動圧溝（図示せず）を形成しても良い。

次に、第２ラジアル流体動圧軸受部３２は、ハウジング１２の段付き中心孔１２ｃの上部に形成した中心孔部１２ｃ２の内周面と、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの外周面との間に設けられて、この間にオイルなどの潤滑剤が充填されている。この実施例では、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの外周面に沿って斜線で示したようにラジアル方向に動圧を発生させるためのヘリングボーン、又は、レイリーステップ（図示せず）等による第２ラジアル流体動圧溝ｒ２が形成されているが、これに限らず、ハウジング１２の中心孔部１２ｃ２の内周面に沿って第２ラジアル流体動圧溝（図示せず）を形成しても良い。

この際、従来例と異なって、第１ラジアル流体動圧軸受部３１の軸方向中心位置と、第２ラジアル流体動圧軸受部３２の軸方向中心位置とを略一致させているので、何等かの要因でハブ２２に対して傾ける力が加わった場合でもロータ部Ｒ側にモーメントが働かないので有利である。

ここで、第１，第２ラジアル流体動圧軸受部３１，３２の軸方向中心位置が一致することについて詳しく説明すると、
図２で示したような、第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２が形成されている各軸方向の範囲が第１のラジアル動圧流体軸受３１と第２のラジアル動圧流体軸受３２とで一致し、且つ、第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２により発生する各動圧が最大となる各軸方向位置（各ヘリングボーンの頂点の位置）が一致するものに限るものではない。

ここでいう中心位置とは、第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２により発生する各圧力の中心位置という意味であり、第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２が形成されている各軸方向範囲や、最大圧力となる各軸方向位置が両者で一致するものだけを意味するものではない。

すなわち、圧力中心とは、第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２でそれぞれ発生する各動圧の軸方向の圧力分布を考えたときのその圧力分布の面積を２分する位置であり、これは、軸方向に分散して発生する圧力を合成して一つの力で置き換えた場合のその力の作用点として設定される位置である。

この考え方によれば、たとえば第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２が非対称のヘリングボーン状であったときには、各圧力中心はヘリングボーン状の頂点となる位置とは異なる位置に設定される。

また、第１，第２ラジアル流体動圧溝ｒ１，ｒ２がそれぞれ複数形成された場合は、各動圧溝の圧力中心をさらに合成した合力の位置を各圧力中心の位置として設定することになる。

次に、第１スラスト流体動圧軸受部４１は、段付きシャフト１３の円形状鍔部１３ａの上面と、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの下面との間に設けられて、この間にオイルなどの潤滑剤が充填されている。この実施例では、ハブ２２の内周側リング状カップ部２２ｂの下面に図４に示したようにスラスト方向に動圧を発生させるためのヘリングボーン、又は、レイリーステップ（図示せず）等による第１スラスト流体動圧溝ｓ１がエッチング又はスタンピングなどによって形成されている。

次に、第２スラスト流体動圧軸受部４２は、ハブ２２のリング状凹部２２ｃ内に挿入されたハウジング１２の円形状鍔部１２ｂの下面と、環状のスラストリング２４の上面との間に設けられて、この間にオイルなどの潤滑剤が充填されている。この実施例では、環状のスラストリング２４の上面に図５に示したようにスラスト方向に動圧を発生させるためのスパイラル溝等による第２スラスト流体動圧溝ｓ２がエッチング又はスタンピングなどによって形成されている。

この際、従来例とは異なって、第１スラスト流体動圧軸受部４１と、第２スラスト流体動圧軸受部４２とが異なる部材に設けられており、第１，第２スラスト流体動圧軸受部４１，４２に対して別々に平行出しを精度良く行うことができるので、流体動圧軸受モータ１０の組立てを容易に行うことができる。

また、第２スラスト流体動圧軸受部４２の位置は、高さ方向に対して設計上の都合から第２ラジアル流体動圧軸受部３２が設けられている範囲で上方側に設定されているが、第２ラジアル流体動圧軸受部３２の軸方向中心位に近づけた方が望ましい。

ここで、上記した第１，第２ラジアル流体動圧軸受部３１，３２と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部４１，４２とによるオイルなどの潤滑剤の循環経路について説明する。

図２に拡大して示した如く、ハブ２２のリング状凹部２２ｃと、このリング状凹部２２ｃ内に進入しているハウジング１２の円形状鍔部１２ｂとの間に潤滑剤を循環させる連通路Ｌが形成されている。

また、ハウジング１２は、この円形状鍔部１２ｂの下面内側から軸方向下方に向かって徐々に細径になるようにテーパ部１２ｄが形成されて環状壁部１２ａの下方の外周面に接続されており、このテーパ部１２ｄとスラストリング２４の内周面の上部との間で間隔が狭まるので毛細管現象により潤滑剤が下方に漏れ出ないようになっている。

そして、上記のようにして流体動圧軸受モータ１０を組み立てた後に、ステータ部Ｓ側でモータベース１１上に取り付けたステータコイル１５（図１）の各相に通電すると、このステータコイル１５とロータ部Ｒ側でハブ２２に取り付けたマグネット２３との間で電磁作用が働き、ハブ２２に取り付けたハードディスク２２が第１，第２ラジアル流体動圧軸受部３１，３２と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部４１，４２とにより高速に精度良く回転駆動される。この時の回転数は例えば７２００／ｍｉｎである。

この際、第２スラスト動圧流体軸受４２の第２スラスト動圧流体動圧溝ｓ２（図５）は、前述したようにスパイラル溝であり、連通路Ｌに対してポップインとなるように形成されているために、潤滑剤のオイルは連通路Ｌを通って第２ラジアル動圧流体軸受３２の第２ラジアル動圧流体動圧溝ｒ２を上方から下方に向かって流動し、第１スラスト動圧流体軸受４１の第１スラスト動圧流体動圧溝ｓ１（図４）を経由して第１ラジアル動圧流体軸受３１の第１ラジアル動圧流体動圧溝ｒ１を下方から上方に向かって流動する。

この結果、流体動圧軸受モータ１０を薄型小型化しても軸ロスを大きくすることもなく、軸受剛性を高めることができ、且つ、流体動圧軸受モータ１０を上下反対にした状態や振動状態でも動作できる。また、流体動圧軸受モータ１０は、軸受剛性を高めることができるので、アラジアル方向の振れが安定し、ＮＲＲＯ（非繰り返し性振れ）を大きくすることなく低騒音化する効果も得ることができる。

本発明の実施例に係る流体動圧軸受モータを示した縦断面図である。 本発明の実施例に係る流体動圧軸受モータにおいて、実施例の要部となる第１，第２ラジアル流体動圧軸受部と、第１，第２スラスト流体動圧軸受部とを説明するために、段付きシャトとこの段付きシャトに回転可能に支持されたハブとを拡大して示した縦断面図である。 図１に示したステータコアを拡大して示した平面図である。 図２に示した第１スラスト動圧軸受部の第１スラスト動圧溝を拡大して示した平面図である。 図２に示した第２スラスト動圧軸受部の第２スラスト動圧溝を拡大して示した平面図である。 従来のスピンドルモータの一例を示した縦断面図である。

符号の説明

１０…流体動圧軸受モータ、
１１…モータベース、１１ａ…丸孔、１１ｂ…内周側リング状壁部、
１１ｃ…円形凹部、１１ｄ…外周側リング状壁部、
１２…ハウジング、１２ａ…環状壁部、１２ｂ…円形状鍔部、
１２ｃ…段付き中心孔、１２ｃ１…凹状丸孔部、１２ｃ２…中心孔部、
１２ｄ…テーパ部、
１３…段付きシャフト、１３ａ…円形状鍔部、１３ｂ…軸部、
１４…ステータコア、１５…ステータコイル、１６…フレキシブルプリント配線基板、
２１…ハードディスク、
２２…ハブ、２２ａ…円筒状凹部、２２ｂ…内周側リング状カップ部、
２２ｃ…リング状凹部、２２ｄ…外周側リング状カップ部、２２ｅ…フランジ部、
２３…マグネット、２４…スラストリング、
３１，３２…第１，第２ラジアル流体動圧軸受部、
４１，４２…第１，第２スラスト流体動圧軸受部、
ｒ１，ｒ２…第１，第２ラジアル流体動溝、
ｓ１，ｓ２…第１，第２スラスト流体動圧溝、
Ｌ…連通路、Ｒ…ロータ部、Ｓ…ステータ部。

Claims (2)

1. ロータ部がステータ部にラジアル流体動圧軸受及びスラスト流体動圧軸受を介して回転自在に支持されて成る流体動圧軸受モータにおいて、
   前記ロータ部は、
   回転中心を中心にカップ状に形成された内周側カップ部と、この内周側カップ部より大径で外周側に同心に形成された外周側カップ部とからなる２重カップ構造を前記ステータ部側に向かって有するハブと、
   前記外周側カップ部の内周面に固定されたスラストリングと、を備え、
   前記ステータ部は、
   前記内周側カップ部の内周面に嵌合する軸部と、前記内周側カップ部の端面と対向するように前記軸部の一端部側に連接させた鍔部とを有する段付きシャフトと、
   前記内周側カップ部の外周面が嵌合する中心孔を有する環状壁部と、前記スラストリングを挟んで該スラストリングと対向するように前記環状壁部に連接させた鍔部と、よりなり、前記内周側カップ部と前記外周側カップ部との間に配置された略環状のハウジングと、を備え、
   前記ラジアル流体動圧軸受は、
   前記内周側カップ部の内周面と前記段付きシャフトの軸部の外周面とを含んで構成される第１のラジアル流体動圧軸受部と、前記内周側カップ部の外周面と前記ハウジングの中心孔の内周面とを含んで構成される第２のラジアル流体動圧軸受部とより成り、
   前記スラスト流体動圧軸受は、
   前記内周側カップ部の端面とこれに対向する前記段付きシャフトの鍔部の対向面とを含んで構成される第１のスラスト流体動圧軸受部と、前記スラストリングと前記ハウジングの鍔部の互いの対向面とを含んで構成される第２のスラスト流体動圧軸受部とより成ることを特徴とする流体動圧軸受モータ。
2. 前記第１のラジアル流体動圧軸受部の軸方向の圧力中心位置と前記第２のラジアル流体動圧軸受部の軸方向の圧力中心位置とが略一致して成ることを特徴とする請求項１記載の流体動圧軸受モータ。

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