JP2016226255A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】流体動圧軸受を用い、フライホイールを有するモータにおいて、駆動時における回転部の姿勢を安定させることができるモータ構造を提供する。【解決手段】モータの回転部３Ａは、シャフト部３１Ａ、ロータハブ部３２Ａ、およびフライホイール部３５Ａを有する。ロータハブ部は、シャフト部の周囲において環状に拡がり、フライホイール部は、ロータハブ部よりも軸方向上側に配置される。モータの回転部は、環状のイナーシャ部を有し、イナーシャ部の比重はフライホイール部の比重よりも大きく、回転部の回転時の姿勢が安定する。また、イナーシャ部の少なくとも一部分と、ラジアル軸受部の少なくとも一部分とを、径方向に重ねる様に配置することにより、ラジアル軸受部と径方向に重なる位置にフライホイール部よりも比重の大きいイナーシャ部が配置され、回転部の回転時の姿勢が、より安定する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

従来、ハードディスクドライブ等のディスク駆動装置には、流体動圧軸受を用いたモータ（ＦＤＢモータ）が搭載されている。ＦＤＢモータでは、静止部側のスリーブと、回転部側のシャフトとの間に、潤滑オイルが介在する。モータの駆動時には、スリーブの内周面またはシャフトの外周面に設けられた動圧溝によって、潤滑オイルに動圧が誘起される。これにより、シャフトを含む回転部を精度よく回転させることができる。流体動圧軸受を用いた従来のモータについては、例えば、特開２００９−１２４９３５号公報に記載されている。
特開２００９−１２４９３５号公報

上述のように、ＦＤＢモータでは、回転部を精度よく支持しつつ回転させることができる。このため、近年では、ディスク駆動装置以外の用途にも、ＦＤＢモータを使用したいという要求が高まっている。ただし、ディスク駆動装置以外の用途では、ＦＤＢモータの回転部に、フライホイール等の付加的な部品を取り付ける場合がある。このため、当該付加的な部品によって、回転部の軸方向の高さが高くなる。回転部の軸方向の高さが高くなると、モータの駆動時に、回転部の振れ回りが大きくなり、回転部の姿勢を安定させることが困難となる。

本発明の目的は、フライホイールを有するモータにおいて、駆動時における回転部の姿勢を安定させることができる構造を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、モータであって、静止部と、前記静止部に対して、上下に延びる中心軸の周りに回転可能に支持される回転部と、を有し、前記回転部は、前記中心軸に沿って配置されるシャフト部と、前記シャフト部の周囲において環状に拡がるロータハブ部と、前記ロータハブ部よりも軸方向上側に配置されたフライホイール部と、前記フライホイール部よりも比重の大きい環状のイナーシャ部と、を有し、前記静止部は、前記シャフト部を回転可能に支持するスリーブ部を有し、前記モータは、前記スリーブ部と前記シャフト部とが潤滑オイルを介して径方向に対向するラジアル軸受部を有し、前記イナーシャ部の少なくとも一部分と、前記ラジアル軸受部の少なくとも一部分とが、径方向に重なる。

本願の例示的な第１発明によれば、ラジアル軸受部と径方向に重なる位置に、フライホイール部よりも比重の大きいイナーシャ部を配置する。これにより、フライホイール部を有する回転部の回転時の姿勢を安定させることができる。

図１は、第１実施形態に係るモータの縦断面図である。 図２は、第２実施形態に係るモータの縦断面図である。 図３は、第２実施形態に係る締結部付近の部分縦断面図である。 図４は、第２実施形態に係るモータの部分縦断面図である。 図５は、第２実施形態に係るスリーブの縦断面図である。 図６は、第２実施形態に係るスリーブの下面図である。 図７は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図８は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図９は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１０は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１１は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１２は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１３は、変形例に係るモータの縦断面図である。 図１４は、変形例に係るモータの縦断面図である。 図１５は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１６は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１７は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図１８は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。

以下に、モータの例を開示する。なお、本開示では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本開示では、軸方向を上下方向とし、ロータハブ部に対してフライホイール部側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、モータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るモータ１Ａの縦断面図である。図１に示すように、モータ１Ａは、静止部２Ａと回転部３Ａとを有する。回転部３Ａは、静止部２Ａに対して、中心軸９Ａの周りに回転可能に支持される。

回転部３Ａは、シャフト部３１Ａと、ロータハブ部３２Ａと、フライホイール部３５Ａとを有する。シャフト部３１Ａは、中心軸９Ａに沿って配置される。ロータハブ部３２Ａは、シャフト部３１Ａの周囲において環状に拡がる。フライホイール部３５Ａは、ロータハブ部３２Ａよりも軸方向上側に配置される。

静止部２Ａは、シャフト部３１Ａを回転可能に支持するスリーブ部２４Ａを有する。また、このモータ１Ａは、ラジアル軸受部５１Ａを有する。ラジアル軸受部５１Ａでは、スリーブ部２４Ａとシャフト部３１Ａとが、潤滑オイル５０Ａを介して径方向に対向する。

また、このモータ１Ａの回転部３Ａは、環状のイナーシャ部３６Ａを有する。モータ１Ａの駆動時には、ロータハブ部３２Ａおよびフライホイール部３５Ａとともに、イナーシャ部３６Ａも回転する。イナーシャ部３６Ａの比重は、フライホイール部３５Ａの比重よりも大きい。

図１に示すように、イナーシャ部３６Ａの少なくとも一部分と、ラジアル軸受部５１Ａの少なくとも一部分とは、径方向に重なる。すなわち、ラジアル軸受部５１Ａと径方向に重なる位置に、フライホイール部３５Ａよりも比重の大きいイナーシャ部３６Ａが、配置される。これにより、フライホイール部３５Ａを有する回転部３Ａの回転時の姿勢を安定させることができる。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．モータの構造について＞
図２は、第２実施形態に係るモータ１の縦断面図である。図２に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを有する。回転部３は、静止部２に対して、上下に延びる中心軸９の周りに回転可能に支持される。

静止部２は、取付板２１、ステータホルダ２２、ステータ２３、およびスリーブ部２４を有する。

取付板２１は、ステータホルダ２２を支持する板状の部材である。取付板２１の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。取付板２１は、中心軸９に対して略垂直に配置される。また、取付板２１は、ステータホルダ２２の下端部が嵌る円形の貫通孔２１０を有する。モータ１の使用時には、機器の枠体に取付板２１がねじ止め等で固定される。なお、後述するステータ２３のコイル４２に駆動電流を供給するための回路基板が、取付板２１の表面に配置されていてもよい。

ステータホルダ２２は、軸方向に延びる円筒状の部材である。ステータホルダ２２の下端部は、取付板２１の貫通孔２１０内に挿入され、取付板２１に対してかしめにより固定される。ただし、取付板２１に対するステータホルダ２２の固定方法は、溶接等の他の方法であってもよい。また、取付板２１とステータホルダ２２とが、一繋がりの部材となっていてもよい。

ステータ２３は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する。ステータコア４１には、例えば、磁性体である積層鋼板が用いられる。ステータコア４１は、円環状のコアバック４１１と、複数のティース４１２とを有する。コアバック４１１は、ステータホルダ２２の外周面に固定される。複数のティース４１２は、コアバック４１１から径方向外側へ向けて突出する。各ティース４１２の表面には、絶縁塗装が施される。また、各ティース４１２の周囲に導線が巻き付けられることにより、コイル４２が形成される。なお、ティース４１２とコイル４２との間に、樹脂製のインシュレータが介在していてもよい。

スリーブ部２４は、後述するシャフト部３１を回転可能に支持する部材である。スリーブ部２４は、シャフト部３１の周囲において、軸方向に円筒状に延びる。スリーブ部２４の下部は、ステータホルダ２２の径方向内側に挿入され、例えば接着剤で、ステータホルダ２２に固定される。スリーブ部２４の上端部は、ステータホルダ２２の上端部およびステータ２３の上端部よりも、軸方向上側に位置する。また、スリーブ部２４の下端部の開口は、円板状のキャップ２５によって塞がれている。

回転部３は、シャフト部３１、ロータハブ部３２、ヨーク３３、マグネット３４、およびフライホイール部３５を有する。

シャフト部３１は、中心軸９に沿って配置される円柱状の部材である。シャフト部３１の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。シャフト部３１の下部は、スリーブ部２４の径方向内側に配置される。一方、シャフト部３１の上端部３１１は、スリーブ部２４の上端部よりも軸方向上側に位置する。シャフト部３１の外周面と、スリーブ部２４の内周面とは、僅かな隙間を介して径方向に対向する。

また、シャフト部３１の下端部には、円環状のスラストプレート３７が固定されている。スラストプレート３７は、シャフト部３１の下端から径方向外側へ拡がる。スラストプレート３７の上面とスリーブ部２４の下面とは、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。また、スラストプレート３７の下面とキャップ２５の上面とは、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。

ロータハブ部３２は、シャフト部３１の周囲において環状に拡がる。ロータハブ部３２の材料には、例えば、アルミニウム合金等の金属が用いられる。図２に示すように、ロータハブ部３２は、締結部３２１、円筒部３２２、およびフランジ部３２３を有する。締結部３２１は、ロータハブ部３２の最も径方向内側に位置し、シャフト部３１の外周面に固定される。また、締結部３２１は、後述するラジアル軸受部５１よりも軸方向上側に位置する。締結部３２１の径方向内側には、ロータハブ部３２を軸方向に貫く貫通孔３２０が設けられている。シャフト部３１の上端部３１１は、ロータハブ部３２の当該貫通孔３２０に圧入される。

図３は、締結部３２１付近の部分縦断面図である。図３に示すように、シャフト部３１の上端部３１１の外周面と、締結部３２１の内周面との間には、接着剤３８が介在する。このように、このモータ１では、シャフト部３１とロータハブ部３２とが、圧入および接着剤３８によって、互いに固定される。ただし、シャフト部３１とロータハブ部３２とは、圧入のみまたは接着剤３８のみで固定されていてもよい。また、シャフト部３１とロータハブ部３２とが、焼き嵌め等の他の方法で固定されていてもよい。

図２に戻る。ロータハブ部３２の円筒部３２２は、締結部３２１よりも径方向外側かつ後述するイナーシャ部３６よりも径方向内側に位置し、軸方向に円筒状に延びる。フランジ部３２３は、円筒部３２２の下端部から径方向外側へ拡がる。フランジ部３２３は、後述するイナーシャ部３６よりも軸方向下側に位置する。

ヨーク３３は、マグネット３４を保持する円筒状の部材である。ヨーク３３は、中心軸９と略同軸に配置される。ヨーク３３の材料には、鉄などの磁性体が用いられる。ヨーク３３の上端部は、ロータハブ部３２のフランジ部３２３の下面に、例えば接着剤またはかしめ工法によって固定される。

マグネット３４は、ヨーク３３の内周面に、例えば接着剤で固定される。このモータ１では、マグネット３４に、円環状の永久磁石が用いられている。マグネット３４は、略円筒形状であり、ステータ２３の径方向外側に配置される。マグネット３４の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。また、マグネット３４の内周面は、複数のティース４１２の径方向外側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。すなわち、マグネット３４は、ステータ２３と径方向に対向する磁極面を有する。ただし、円環状のマグネット３４に代えて、複数のマグネットを用いてもよい。複数のマグネットを用いる場合には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並ぶように、複数のマグネット３４を、ヨーク３３の内周面に配置すればよい。

ステータ２３のコイル４２に駆動電流を供給すると、ステータコア４１の複数のティース４１２に回転磁界が生じる。そして、ティース４１２とマグネット３４との間の磁束の作用によって、周方向のトルクが発生する。これにより、マグネット３４を含む回転部３が、中心軸９の周りを回転する。

フライホイール部３５は、ロータハブ部３２よりも軸方向上側に配置される。フライホイール部３５は、例えば接着剤で、ロータハブ部３２に固定される。したがって、フライホイール部３５は、ロータハブ部３２とともに回転する。フライホイール部３５の材料には、例えば、熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂が用いられる。ただし、ＡＢＳ樹脂に代えて、熱硬化性樹脂や金属等の他の材料を用いてもよい。フライホイール部３５を樹脂製にすれば、金属製とする場合よりもフライホイール部３５を軽量化できる。したがって、モータ１の回転時の負荷を減らすことができる。

また、このモータ１では、軸方向に見たときのフライホイール部３５の外形が、中心軸９を中心とする円形となっている。このため、フライホイール部３５が円形でない場合よりも、モータ１の駆動時における回転部３の振れを抑制できる。

＜２−２．流体動圧軸受について＞
続いて、モータ１に含まれる流体動圧軸受機構５について説明する。図４は、モータ１の部分縦断面図である。図４に示すように、スリーブ部２４およびキャップ２５と、シャフト部３１およびスラストプレート３７との間には、潤滑オイル５０が介在する。潤滑オイル５０には、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイルが使用される。

図５は、スリーブ部２４の縦断面図である。図５に示すように、スリーブ部２４は、その内周面に、上ラジアル溝列５１１と下ラジアル溝列５１２とを有する。下ラジアル溝列５１２は、上ラジアル溝列５１１よりも軸方向下側に位置する。上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２は、いずれも、いわゆるヘリングボーン状の溝列である。モータ１の駆動時には、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２によって、スリーブ部２４の内周面とシャフト部３１の外周面との間に介在する潤滑オイル５０に、動圧が誘起される。これにより、スリーブ部２４に対するシャフト部３１の径方向の支持力が発生する。

すなわち、このモータ１では、スリーブ部２４の内周面と、シャフト部３１の外周面とが、潤滑オイル５０を介して径方向に対向することにより、ラジアル軸受部５１が構成される。また、ラジアル軸受部５１は、上ラジアル溝列５１１により動圧を発生させる上ラジアル軸受部５０１と、下ラジアル溝列５１２により動圧を発生させる下ラジアル軸受部５０２とを有する。下ラジアル軸受部５０２は、上ラジアル軸受部５０１よりも軸方向下側に位置する。なお、上ラジアル溝列５１１および下ラジアル溝列５１２は、スリーブ部２４の内周面およびシャフト部３１の外周面のいずれか一方に設けられていればよい。また、ラジアル動圧溝列の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

図６は、スリーブ部２４の下面図である。図６に示すように、スリーブ部２４は、その下面に、スラスト溝列５２１を有する。スラスト溝列５２１は、周方向に配列された複数のスラスト溝を有する。各スラスト溝は、径方向内側から径方向外側へ向けて螺旋状に延びる。ただし、スラスト溝列５２１の形状は、ヘリングボーン状であってもよい。モータ１の駆動時には、スラスト溝列５２１によって、スリーブ部２４の下面とスラストプレート３７の上面との間に介在する潤滑オイル５０に、動圧が誘起される。これにより、スリーブ部２４に対するスラストプレート３７の軸方向の支持力が発生する。

すなわち、このモータ１では、スリーブ部２４の下面と、スラストプレート３７の上面とが、潤滑オイル５０を介して軸方向に対向することにより、スラスト軸受部５２が構成される。なお、スラスト溝列５２１は、スリーブ部２４の下面およびスラストプレート３７の上面のいずれか一方に設けられていればよい。また、スラスト軸受部５２の数は、２つ以上であってもよい。また、スラスト軸受部５２は、キャップ２５の上面とスラストプレート３７の下面との間に設けられていてもよい。

スリーブ部２４およびキャップ２５と、シャフト部３１およびスラストプレート３７との間には、ラジアル軸受部５１およびスラスト軸受部５２を含む袋状の隙間が存在する。潤滑オイル５０は、当該隙間に連続して満たされる。潤滑オイル５０の液面は、スリーブ部２４の上端部付近の内周面と、シャフト部３１の外周面との間に位置する。すなわち、このモータ１の流体動圧軸受機構５は、潤滑オイル５０の液面が１箇所のみとなる、いわゆるフルフィル構造となっている。フルフィル構造を採れば、モータ１の設置の向きや振動に起因する回転部３の振れを、より抑制できる。

＜２−３．イナーシャ部について＞
また、図２および図４に示すように、このモータ１の回転部３は、円環状のイナーシャ部３６を有する。イナーシャ部３６は、ロータハブ部３２の円筒部３２２よりも径方向外側、フランジ部３２３よりも軸方向上側、かつ、フライホイール部３５よりも軸方向下側に配置される。イナーシャ部３６の下面は、フランジ部３２３の上面に接触する。また、イナーシャ部３６は、例えば接着剤で、ロータハブ部３２に固定される。したがって、モータ１の駆動時には、ロータハブ部３２およびフライホイール部３５とともに、イナーシャ部３６も回転する。

イナーシャ部３６の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。イナーシャ部３６の比重は、フライホイール部３５の比重よりも大きい。このため、イナーシャ部３６を設けると、イナーシャ部３６が無い場合よりも、モータ１の駆動時における回転部３の慣性力が増加する。したがって、回転部３の姿勢を安定させることができる。特に、このモータ１では、イナーシャ部３６全体の質量が、フライホイール部３５全体の質量よりも大きい。これにより、回転部３の姿勢をより安定させることができる。ただし、イナーシャ部３６全体の質量は、必ずしもフライホイール部３５全体の質量より大きくなくてもよい。すなわち、イナーシャ部３６全体の質量は、フライホイール部３５全体の質量より小さくてもよい。

また、図２および図４に示すように、このモータ１では、イナーシャ部３６の少なくとも一部分と、ラジアル軸受部５１の少なくとも一部分とが、径方向に重なる。具体的には、イナーシャ部３６の少なくとも一部分と、上ラジアル軸受部５０１および下ラジアル軸受部５０２の少なくとも一部分とが、径方向に重なる。より具体的には、図４に示すように、イナーシャ部３６が存在する軸方向の範囲Ａ１のうち、下部付近の一部分と、上ラジアル軸受部５０１が存在する軸方向の範囲Ａ２のうち、上部付近の一部分とが重なる。したがって、上ラジアル軸受部５０１は、比重の大きいイナーシャ部３６に近い高さ位置において、回転部３を支持する。これにより、モータ１の駆動時における回転部３の姿勢を安定させることができる。

また、図５に示すように、このモータ１では、上ラジアル溝列５１１の軸方向の長さｈ１が、下ラジアル溝列５１２の軸方向の長さｈ２よりも長い。したがって、上ラジアル軸受部５０１の軸方向の長さが、下ラジアル軸受部５０２の軸方向の長さよりも長い。そして、イナーシャ部３６の少なくとも一部分と、上ラジアル軸受部５０１の少なくとも一部分とが、径方向に重なる。このため、イナーシャ部３６と径方向に重なる位置において、潤滑オイル５０により強い動圧を発生させることができる。これにより、モータ１の駆動時における回転部３の姿勢を、より安定させることができる。

また、このモータ１では、イナーシャ部３６の下面が、フランジ部３２３の上面に接触する。これにより、イナーシャ部３６の軸方向の位置が安定する。また、このモータ１では、フランジ部３２３の上側かつフライホイール部３５の下側に、イナーシャ部３６が配置される。すなわち、イナーシャ部３６が、ロータハブ部３２とフライホイール部３５との間に挟み込まれる。これにより、イナーシャ部３６の軸方向の位置が、より安定する。イナーシャ部３６の軸方向の位置が安定すれば、イナーシャ部３６の傾きが抑制される。したがって、モータ１の駆動時における回転部３の姿勢が、さらに安定する。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。

図７は、一変形例に係るモータ１Ｂの部分縦断面図である。図７のフライホイール部３５Ｂは、イナーシャ部３６Ｂをインサート部品とする樹脂成型品である。すなわち、金型内にイナーシャ部３６Ｂを配置した状態で、金型内の空洞へ溶融樹脂を流し込み、当該樹脂を固化させることで、フライホイール部３５Ｂを製造する。このようにすれば、フライホイール部３５Ｂの成型と、イナーシャ部３６Ｂに対するフライホイール部３５Ｂの固定とを、同時に行うことができる。したがって、モータ１Ｂの製造時の工数を低減できる。また、フライホイール部３５Ｂとイナーシャ部３６Ｂとを、より強固に固定できる。

図８は、他の変形例に係るモータ１Ｃの部分縦断面図である。図８のフライホイール部３５Ｃは、外周部から軸方向下側へ向けて延びる円筒状の壁部３５１Ｃを有する。壁部３５１Ｃは、イナーシャ部３６Ｃの外周面の少なくとも一部分を覆う。すなわち、イナーシャ部３６Ｃの上端部が、壁部３５１Ｃの径方向内側に嵌る。このようにすれば、フライホイール部３５Ｃとイナーシャ部３６Ｃとの相互の位置関係に、ずれが生じにくくなる。したがって、モータ１Ｃの駆動時における回転部３Ｃの姿勢を、より安定させることができる。

なお、壁部３５１Ｃは、必ずしも円筒状でなくてもよい。例えば、フライホイール部３５Ｃは、円筒状の壁部３５１Ｃに代えて、周方向に配列された複数の円弧状の壁部を有していてもよい。

図９は、他の変形例に係るモータ１Ｄの部分縦断面図である。図９のフライホイール部３５Ｄは、外周部から軸方向下側へ向けて延びる円筒状の壁部３５１Ｄを有する。壁部３５１Ｄは、イナーシャ部３６Ｄの外周面の上端から下端までと、ロータハブ部３２Ｄの外周面の少なくとも一部分とを覆う。すなわち、イナーシャ部３６Ｄおよびロータハブ部３２Ｄが、壁部３５１Ｄの径方向内側に嵌る。このようにすれば、フライホイール部３５Ｄ、イナーシャ部３６Ｄ、およびロータハブ部３２Ｄの相互の位置関係に、ずれが生じにくくなる。したがって、モータ１Ｄの駆動時における回転部３Ｄの姿勢を、より安定させることができる。

なお、壁部３５１Ｄは、必ずしも円筒状でなくてもよい。例えば、フライホイール部３５Ｄは、円筒状の壁部３５１Ｄに代えて、周方向に配列された複数の円弧状の壁部を有していてもよい。

また、図９の例では、フライホイール部３５Ｄの外径ｒ１が、ロータハブ部３２Ｄの外径ｒ２よりも大きい。このように、フライホイール部３５Ｄの外径ｒ１が大きい場合には、モータ１Ｄの駆動時における回転部３Ｄの振れが、より生じやすい。しかしながら、このモータ１Ｄでは、ラジアル軸受部５１Ｄと径方向に重なる位置に、フライホイール部３５Ｄよりも比重の大きいイナーシャ部３６Ｄを配置する。これにより、モータ１Ｄの駆動時における回転部３Ｄの姿勢を安定させることができる。

図１０は、他の変形例に係るモータ１Ｅの部分縦断面図である。図１０の例では、フライホイール部３５Ｅの軸方向の長さｈ３が、静止部２Ｅの下端面からロータハブ部３２Ｅの上端面までの軸方向の長さｈ４よりも長い。このように、フライホイール部３５Ｅの軸方向の長さｈ３が長いと、モータ１Ｅの駆動時における回転部３Ｅの振れが、より生じやすい。しかしながら、このモータ１Ｅでは、ラジアル軸受部５１Ｅと径方向に重なる位置に、フライホイール部３５Ｅよりも比重の大きいイナーシャ部３６Ｅを配置する。これにより、モータ１Ｅの駆動時における回転部３Ｅの姿勢を安定させることができる。

図１１は、他の変形例に係るモータ１Ｆの部分縦断面図である。図１１の例では、ロータハブ部３２Ｆとイナーシャ部３６Ｆとが、一繋がりの回転部材３９Ｆにより構成される。回転部材３９Ｆの材料には、例えば、アルミニウム合金等の金属が使用される。このようにすれば、ロータハブ部とイナーシャ部とを別々に作製する場合よりも、モータ１Ｆの部品点数を減らすことができる。また、ロータハブ部３２Ｆに対してイナーシャ部３６Ｆを固定する作業が不要となる。したがって、モータ１Ｆの製造工数を減らすことができる。

また、図１１の例では、回転部材３９Ｆは、ロータハブ部３２Ｆとイナーシャ部３６Ｆとの間に、凹部３９１Ｆを有する。凹部３９１Ｆは、ロータハブ部３２Ｆの上面から下方へ向けて窪む。したがって、ロータハブ部３２Ｆの円筒部３２２Ｆは、イナーシャ部３６Ｆから間隔をあけて径方向内側において、軸方向に延びる。また、ロータハブ部３２Ｆのフランジ部３２３Ｆは、凹部３９１Ｆおよびイナーシャ部３６Ｆの軸方向下側において、円筒部３２２Ｆから径方向外側へ拡がる。

一方、フライホイール部３５Ｆは、その下端から下方に突出する突出部３５２Ｆを有する。そして、回転部材３９Ｆの凹部３９１Ｆに、フライホイール部３５Ｆの突出部３５２Ｆが嵌合する。したがって、突出部３５２Ｆの少なくとも一部は、円筒部３２２Ｆおよびイナーシャ部３６Ｆと径方向に重なる。このように、図１１の例では、ロータハブ部３２Ｆ、フライホイール部３５Ｆ、およびイナーシャ部３６Ｆの各々の一部分が、同一の高さに位置する。これにより、モータ１Ｆの駆動時における回転部３Ｆの姿勢を、より安定させることができる。

また、図１１の例では、フライホイール部３５Ｆの突出部３５２Ｆの内周面が、ロータハブ部３２Ｆの円筒部３２２Ｆの外周面に接触する。これにより、フライホイール部３５Ｆが、径方向により精度よく位置決めされる。

図１２は、他の変形例に係るモータ１Ｇの部分縦断面図である。図１２の例では、ロータハブ部３２Ｇとフライホイール部３５Ｇとが、一繋がりの回転部材３９Ｇにより構成される。このようにすれば、ロータハブ部とフライホイール部とを別々に作製する場合よりも、モータ１Ｇの部品点数を減らすことができる。また、ロータハブ部３２Ｇに対してフライホイール部３５Ｇを固定する作業が不要となる。したがって、モータ１Ｇの製造工数を減らすことができる。回転部材３９Ｇは、例えば、イナーシャ部３６Ｇをインサート部品とする射出成型品または鋳造品とすればよい。そうすれば、回転部材３９Ｇとイナーシャ部３６Ｇとを、強固に固定できるとともに、モータ１Ｇの製造時の工程数を減らすことができる。

図１３は、他の変形例に係るモータ１Ｈの縦断面図である。図１３の例では、回転部３Ｈがミラー４０Ｈを有する。ミラー４０Ｈは、フライホイール部３５Ｈに支持されている。モータ１Ｈを駆動させると、フライホイール部３５Ｈとともに、ミラー４０Ｈも回転する。したがって、ミラー４０Ｈに入射される光を、一定の周期で偏向させながら反射することができる。ただし、ミラー４０Ｈを設けると、ミラー４０Ｈが無い場合よりも、回転部３Ｈの振れが生じやすくなる。しかしながら、図１３の例では、ラジアル軸受部５１Ｈと径方向に重なる位置に、イナーシャ部３６Ｈを配置する。これにより、モータ１Ｈの駆動時における回転部３Ｈの姿勢を安定させることができる。

図１４は、他の変形例に係るモータ１Ｊの縦断面図である。図１４の例では、ロータハブ部３２Ｊが、シャフト部３１Ｊの上端部の周囲に環状部３２４Ｊを有する。環状部３２４Ｊの下面と、スリーブ部２４Ｊの上面とは、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。また、図１４の例では、環状部３２４Ｊの下面とスリーブ部２４Ｊの上面との間の当該隙間にも、潤滑オイル５０Ｊが介在する。そして、環状部３２４Ｊの下面およびスリーブ部２４Ｊの上面のいずれか一方に、スラスト溝列が設けられる。モータ１Ｊの駆動時には、スラスト溝列によって、環状部３２４Ｊの下面とスリーブ部２４Ｊの上面との間に介在する潤滑オイル５０Ｊに、動圧が誘起される。これにより、スリーブ部２４Ｊに対するロータハブ部３２Ｊの軸方向の支持力が発生する。

すなわち、図１４のモータ１Ｊでは、環状部３２４Ｊの下面とスリーブ部２４Ｊの上面とが、潤滑オイル５０Ｊを介して軸方向に対向することにより、スラスト軸受部５２Ｊが構成される。そして、ラジアル軸受部５１Ｊおよびスラスト軸受部５２Ｊを含む隙間に、潤滑オイル５０Ｊが連続して満たされる。

また、図１４の例においても、ラジアル軸受部５１Ｊと径方向に重なる位置に、フライホイール部３５Ｊよりも比重の大きいイナーシャ部３６Ｊを配置する。これにより、モータ１Ｊの駆動時における回転部３Ｊの姿勢を安定させることができる。

図１５は、他の変形例に係るモータ１Ｋの部分縦断面図である。図１５の例では、ヨーク３３Ｋが、ヨーク円筒部３３１Ｋとヨーク上板部３３２Ｋとを有する。マグネット３４Ｋは、ヨーク円筒部３３１Ｋの内周面に固定される。ヨーク円筒部３３１Ｋの下端部は、マグネット３４Ｋの下端部よりも上側に位置していてもよく、マグネット３４Ｋの下端部よりも下側まで延びていてもよい。一方、ヨーク円筒部３３１Ｋの上端部は、ロータハブ部３２Ｋのフランジ部３２３Ｋよりも上側まで延びる。したがって、ヨーク円筒部３３１Ｋは、マグネット３４Ｋの外周面の少なくとも一部分およびロータハブ部３２Ｋの外周面の全てを覆う。

ヨーク３３Ｋの材料には、鉄などの磁性体が用いられる。このため、ヨーク３３Ｋの比重は、ロータハブ部３２Ｋの比重よりも大きい。図１５のように、ヨーク３３Ｋの軸方向長さを長くすれば、ヨーク３３Ｋの質量は、より大きくなる。したがって、イナーシャ部３６Ｋの質量だけではなく、ヨーク３３Ｋの質量によって、回転部３Ｋの慣性力を増加させることができる。その結果、モータ１Ｋの駆動時における回転部３Ｋの姿勢を、より安定させることができる。

ヨーク上板部３３２Ｋは、ヨーク円筒部３３１Ｋの上端から径方向内側に拡がる円環状の部位である。ヨーク上板部３３２Ｋの下面は、ロータハブ部３２Ｋのフランジ部３２３Ｋの上面に接する。モータ１Ｋの製造時には、例えば、ヨーク円筒部３３１Ｋの径方向内側に、ロータハブ部３２Ｋのフランジ部３２３Ｋを、下側から圧入する。その後、ヨーク円筒部３３１Ｋの径方向内側にマグネット３４Ｋを挿入して、ヨーク円筒部３３１Ｋの内周面とマグネット３４Ｋの外周面とを、接着剤で固定する。

ヨーク上板部３３２Ｋとイナーシャ部３６Ｋとは、接触していてもよく、非接触であってもよい。図１５の例では、ヨーク上板部３３２Ｋとイナーシャ部３６Ｋとが、互いに非接触となっている。すなわち、ヨーク上板部３３２Ｋの上面とイナーシャ部３６Ｋの下面との間に、軸方向の空隙が介在する。このようにすれば、イナーシャ部３６Ｋによってヨーク３３Ｋが変形することはない。したがって、ヨーク３３Ｋの変形によりマグネット３４Ｋが傾き、磁気回路に影響を与えることを抑制できる。

図１６は、他の変形例に係るモータ１Ｍの部分縦断面図である。図１５と図１６とを比較すると、図１６の例では、ヨーク円筒部３３１Ｍの内周面が、円筒状の第１ヨーク内周面３３３Ｍと、円筒状の第２ヨーク内周面３３４Ｍとを含む。第１ヨーク内周面３３３Ｍは、ロータハブ部３２Ｍのフランジ部３２３Ｍの外周面に接触する。第２ヨーク内周面３３４Ｍは、第１ヨーク内周面３３３Ｍよりも下側に位置する。第２ヨーク内周面３３４Ｍと、マグネット３４Ｍの外周面とは、接着剤により固定される。

ヨーク３３Ｍにロータハブ部３２Ｍを圧入すると、ヨーク３３Ｍが変形する場合がある。しかしながら、図１６の例では、第１ヨーク内周面３３３Ｍは、第２ヨーク内周面３３４Ｍよりも、径方向内側に位置する。そして第１ヨーク内周面３３３Ｍと第２ヨーク内周面３３４Ｍとの境界に、段差３３５Ｍが存在する。このため、圧入により第１ヨーク内周面３３３Ｍが変形したとしても、第２ヨーク内周面３３４Ｍへの影響は小さい。また、第２ヨーク内周面３３４Ｍとマグネット３４Ｍとの間に、隙間を確保しやすい。したがって、第２ヨーク内周面３３４Ｍの径方向内側に、マグネット３４Ｍを傾くことなく配置できる。また、ロータハブ３２Ｍの圧入後に、ヨーク３３Ｍにマグネット３４Ｍを固定する作業が、容易となる。

図１７は、他の変形例に係るモータ１Ｎの部分断面図である。図１７のフライホイール部３５Ｎは、外周部から軸方向下側へ向けて延びる円筒状の壁部３５１Ｎを有する。図９との相違点は、図１７の壁部はヨーク３３Ｎの外周面の少なくとも一部を覆う。本変形例において、イナーシャ部３６Ｎの下面は、壁部３５１Ｎの下端から径方向外側に延びる載置部３５３Ｎの上面に固定される。なお、イナーシャ部３６Ｎは、壁部３５１Ｎの外周面に固定されてもよい。本変形例においては、イナーシャ部３６Ｎの少なくとも一部分と、下ラジアル軸受部５０２Ｎの少なくとも一部分とが、径方向に重なる。より詳細には、イナーシャ部３６Ｎが存在する軸方向の範囲（図示省略）と、下ラジアル軸受部５０２Ｎが存在する軸方向の範囲とが径方向重なる。これにより、モータ１Ｎの駆動時における回転部３Ｎの姿勢を安定させることができる。

図１８は、他の変形例に係るモータ１Ｏの部分断面図である。図１８のフライホイール部３５Ｏは、図１７と同様に外周部から軸方向下側へ向けて延びる円筒状の壁部３５１Ｏを有する。イナーシャ部３６Ｎの下面は、壁部３５１Ｎの下端から径方向外側に延びる載置部３５３Ｎの上面に固定される。なお、イナーシャ部３６Ｎは、壁部３５１Ｎの外周面に固定されてもよい。本変形例においては、イナーシャ部３６Ｏの少なくとも一部分と、上ラジアル軸受部５０１Ｏの少なくとも一部分および下ラジアル軸受部５０２Ｏの少なくとも一部分とが、径方向に重なる。イナーシャ部３６Ｏが上ラジアル軸受部５０１Ｏおよび下ラジアル軸受部５０２Ｏの軸方向範囲と径方向に重なることで、質量の重い部分がモータ下部に集まり、モータ１Ｏの駆動時における回転部３Ｏの姿勢を安定させることができる。

なお、モータの細部の形状は、本願の各図に示された構成および形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｏ モータ
２，２Ａ，２Ｅ 静止部
３，３Ａ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｈ，３Ｊ，３Ｋ 回転部
５ 流体動圧軸受機構
９，９Ａ 中心軸
２１ 取付板
２２ ステータホルダ
２３ ステータ
２４，２４Ａ，２４Ｊ スリーブ部
２５ キャップ
３１，３１Ａ，３１Ｊ シャフト部
３２，３２Ａ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｊ，３２Ｋ，３２Ｍ ロータハブ部
３３，３３Ｋ，３３Ｍ ヨーク
３４，３４Ｋ，３４Ｍ マグネット
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｎ，３５Ｏ
フライホイール部
３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ，３６Ｈ，３６Ｊ，３６Ｋ，３６Ｎ，３６Ｏ イナーシャ部
３７ スラストプレート
３８ 接着剤
３９Ｆ，３９Ｇ 回転部材
４０Ｈ ミラー
５０，５０Ａ，５０Ｊ 潤滑オイル
５１，５１Ａ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１Ｈ，５１Ｊ ラジアル軸受部
５２，５２Ｊ スラスト軸受部
３２１ 締結部
３２２，３２２Ｆ 円筒部
３２３，３２３Ｆ，３２３Ｋ，３２３Ｍ フランジ部
３２４Ｊ 環状部
３３１Ｋ，３３１Ｍ ヨーク円筒部
３３２Ｋ ヨーク上板部
３５１Ｃ，３５１Ｄ，３５１Ｎ，３５１Ｏ 壁部
３５２Ｆ 突出部
３５３Ｎ，３５３Ｏ 載置部
３９１Ｆ 凹部
５０１，５０１Ｎ，５０１Ｏ 上ラジアル軸受部
５０２，５０２Ｏ，５０２Ｏ 下ラジアル軸受部
５１１ 上ラジアル溝列
５１２ 下ラジアル溝列
５２１ スラスト溝列

Claims (27)

1. モータであって、
   静止部と、
   前記静止部に対して、上下に延びる中心軸の周りに回転可能に支持される回転部と、
   を有し、
   前記回転部は、
   前記中心軸に沿って配置されるシャフト部と、
   前記シャフト部の周囲において環状に拡がるロータハブ部と、
   前記ロータハブ部よりも軸方向上側に配置されたフライホイール部と、
   前記フライホイール部よりも比重の大きい環状のイナーシャ部と、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記シャフト部を回転可能に支持するスリーブ部
   を有し、
   前記モータは、前記スリーブ部と前記シャフト部とが潤滑オイルを介して径方向に対向するラジアル軸受部を有し、
   前記イナーシャ部の少なくとも一部分と、前記ラジアル軸受部の少なくとも一部分とが、径方向に重なるモータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記ラジアル軸受部は、
   上ラジアル軸受部と、
   前記上ラジアル軸受部よりも軸方向下側に位置する下ラジアル軸受部と、
   を有し、
   前記イナーシャ部の少なくとも一部分と、前記上ラジアル軸受部および前記下ラジアル軸受部の少なくとも一部分とが、径方向に重なるモータ。
3. 請求項２に記載のモータであって、
   前記イナーシャ部の少なくとも一部分と、前記上ラジアル軸受部の少なくとも一部分とが、径方向に重なるモータ。
4. 請求項２に記載のモータであって、
   前記イナーシャ部の少なくとも一部分と、前記下ラジアル軸受部の少なくとも一部分とが、径方向に重なるモータ。
5. 請求項２に記載のモータであって、
   前記イナーシャ部の少なくとも一部分と、前記上ラジアル軸受部の少なくとも一部分および前記下ラジアル軸受部の少なくとも一部分とが、径方向に重なるモータ。
6. 請求項２から４までのいずれかに記載のモータであって、
   前記上ラジアル軸受部の軸方向の長さは、下ラジアル軸受部の軸方向の長さよりも長いモータ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のモータであって、
   前記イナーシャ部の質量は、前記フライホイール部の質量よりも、大きいモータ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータであって、
   前記フライホイール部は樹脂製であり、前記イナーシャ部は金属製であるモータ。
9. 請求項８に記載のモータであって、
   前記フライホイール部は、前記イナーシャ部をインサート部品とする射出成型品であるモータ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記ロータハブ部は、
    前記イナーシャ部よりも径方向内側において、軸方向に延びる円筒部と、
    前記イナーシャ部よりも軸方向下側において、前記円筒部から径方向外側へ拡がるフランジ部と、
    を有し、
    前記イナーシャ部の下面は、前記フランジ部の上面に接触するモータ。
11. 請求項１０に記載のモータであって、
    前記イナーシャ部は、前記フランジ部の上側かつ前記フライホイール部の下側に配置されるモータ。
12. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記ロータハブ部は、
    前記イナーシャ部から間隔をあけて径方向内側において、軸方向に延びる円筒部と、
    前記イナーシャ部の軸方向下側において、前記円筒部から径方向外側へ拡がるフランジ部と、
    を有し、
    前記フライホイール部は、下端から下方に突出する突出部を有し、
    前記突出部の少なくとも一部は、前記円筒部および前記イナーシャ部と径方向に重なるモータ。
13. 請求項１０から請求項１２までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記フライホイール部は、前記円筒部の外周面に接触する内周面を有するモータ。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記ロータハブ部と前記イナーシャ部とは、一繋がりの部材により構成されるモータ。
15. 請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記フライホイール部は、
    前記イナーシャ部の外周面の少なくとも一部分を覆う壁部
    を有するモータ。
16. 請求項１５に記載のモータであって、
    前記壁部は、前記イナーシャ部の外周面の上端から下端までと、前記ロータハブ部の外周面の少なくとも一部分とを覆うモータ。
17. 請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記フライホイール部の外径は、前記ロータハブ部の外径よりも大きいモータ。
18. 請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記フライホイール部の軸方向の長さは、前記静止部の下端面から前記ロータハブ部の上端面までの軸方向の長さよりも長いモータ。
19. 請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記ロータハブ部と前記フライホイール部とが、一繋がりの部材により構成されるモータ。
20. 請求項１９に記載のモータであって、
    前記一繋がりの部材は、前記イナーシャ部をインサート部品とする射出成型品または鋳造品であるモータ。
21. 請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記静止部と前記回転部とが潤滑オイルを介して軸方向に対向するスラスト軸受部をさらに有するモータ。
22. 請求項２１に記載のモータであって、
    前記回転部は、
    前記シャフト部の下端から径方向外側へ拡がり、前記スリーブ部の下面と軸方向に対向する上面を有するスラストプレート
    をさらに有し、
    前記スラスト軸受部は、前記スリーブ部の下面と前記スラストプレートの上面との間に構成され、
    前記ラジアル軸受部および前記スラスト軸受部を含む隙間に、前記潤滑オイルが連続して満たされるモータ。
23. 請求項２１に記載のモータであって、
    前記ロータハブ部は、
    前記シャフト部の周囲に位置するとともに、前記スリーブ部の上面と軸方向に対向する下面を有する環状部
    をさらに有し、
    前記スラスト軸受部は、前記スリーブ部の上面と前記環状部の下面との間に構成され、
    前記ラジアル軸受部および前記スラスト軸受部を含む隙間に、前記潤滑オイルが連続して満たされるモータ。
24. 請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記静止部は、ステータをさらに有し、
    前記回転部は、
    前記ステータと径方向に対向する磁極面を有する、略円筒状のマグネットと、
    前記マグネットの径方向外側に配置される略円筒状のヨークと、
    をさらに有し、
    前記ヨークは、前記ロータハブ部の外周面の全ておよび前記マグネットの外周面の少なくとも一部を覆う、ヨーク円筒部を有するモータ。
25. 請求項２４に記載のモータであって、
    前記ロータハブ部は、
    前記イナーシャ部よりも径方向内側において、軸方向に延びる円筒部と、
    前記イナーシャ部よりも軸方向下側において、前記円筒部から径方向外側へ拡がるフランジ部と、
    を有し、
    前記ヨークは、前記ヨーク円筒部の上端から径方向内側に拡がる円環状のヨーク上板部を有し、
    前記ヨーク上板部の下面と、前記フランジ部の上面とが接するモータ。
26. 請求項２４または請求項２５に記載のモータであって、
    前記ヨーク円筒部は、
    前記ハブの外周面が固定される第１ヨーク内周面と、
    前記第１ヨーク内周面より下側に位置し、前記マグネットの外周面が固定される第２ヨーク内周面と、を有し、
    前記第１ヨーク内周面は、前記第２ヨーク内周面よりも径方向内側に位置するモータ。
27. 請求項１から請求項２６までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記回転部は、
    前記フライホイール部に支持されたミラー
    をさらに有するモータ。

Images