JP2023013465A - モータ、ディスク駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータの回転を安定させるモータを提供する。【解決手段】モータ1は、シャフト10と、ベース部40と、ステータ30と、ロータ20と、軸受部と、少なくとも1つ以上の温度調節部材50と、を備える。シャフトは、軸方向に延びる中心軸に沿って延びる。ベース部は、シャフトの軸方向一方端部から径方向に延びる。ステータは、シャフトを囲む環状であって、ベース部よりも軸方向他方に配置される。ロータは、中心軸を中心として回転可能である。軸受部は、ロータを回転可能に支持する。温度調節部材は、軸受部の周囲温度を調節する。シャフトは、シャフトの軸方向端部から軸方向に凹むシャフト孔部11を有する。温度調節部材は、シャフト孔部に配置され、径方向から見て軸受部の少なくとも一部と重なる。【選択図】図2
Description
本発明は、モータ、ディスク駆動装置に関する。
従来、ハードディスクドライブなどのディスク駆動装置には、ディスクを回転させるモータが搭載される。たとえば、ハードディスクドライブ用のスピンドルモータは、第1及び第2の円錐軸受部材と、ロータ部材と、動圧溝と、潤滑油と、を備える。第1及び第2の円錐軸受部材は、軸部材に固定され、円錐外面を有する。ロータ部材は、外側に向かって内径が拡大する第1及び第2の円錐内面を有する。動圧溝は、円錐内面と円錐外面とのいずれかに形成される。潤滑油は、円錐内面と円錐外面との間の微小隙間に充填される(たとえば特開2012-017815号公報参照)。
しかしながら、モータの軸受温度が上昇すると、軸受に充填される潤滑油の粘度変化により、ロータの回転が安定しない虞があった。そのため、特開2012-017815号公報では、軸部材、円錐軸受部材及びロータ部材のそれぞれの線膨張係数の関係式と、第1及び第2の円錐内面上で内径が同一の第1及び第2の点の間の軸方向距離と、第1の点における内径寸法と、円錐内面が軸に垂直な面となす傾斜角度の関係式を規定することにより、ロータの回転の安定を図っている。ところが、部材の線膨張係数及び形状の制御だけでは、ロータの回転を十分に安定させることができない虞がある。
本発明は、ロータを精度良く且つ安定的に回転させることを目的とする。
本発明の例示的なモータは、シャフトと、ベース部と、ステータと、ロータと、軸受部と、少なくとも1つ以上の温度調節部材と、を備える。前記シャフトは、軸方向に延びる中心軸に沿って延びる。前記ベース部は、前記シャフトの軸方向一方端部から径方向に延びる。前記ステータは、前記シャフトを囲む環状であって、前記ベース部よりも軸方向他方に配置される。前記ロータは、前記中心軸を中心として回転可能である。前記軸受部は、前記ロータを回転可能に支持する。前記温度調節部材は、前記軸受部の周囲温度を調節する。前記シャフトは、前記シャフトの軸方向端部から軸方向に凹むシャフト孔部を有する。前記温度調節部材は、前記シャフト孔部に配置され、径方向から見て前記軸受部の少なくとも一部と重なる。
本発明の例示的なモータ、ディスク駆動装置によれば、ロータを精度良く且つ安定的に回転させることができる。
以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。
なお、本明細書では、ディスク駆動装置100及びモータ1において、中心軸CXと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向のうち、後述するロータ20からベース部40への向きを「軸方向一方D1」と呼び、ベース部40からロータ20への向きを「軸方向他方D2」と呼ぶ。
また、中心軸CXに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸CXを中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸CXへと近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸CXから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。
また、本明細書において、「環状」は、中心軸CXを中心とする周方向の全域に渡って切れ目の無く連続的に一繋がりとなる形状のほか、中心軸CXを中心とする全域の一部に1以上の切れ目を有する形状を含む。また、中心軸CXを中心として、中心軸CXと交差する曲面において閉曲線を描く形状も含む。
また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに90度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。
なお、これらは単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。
<1.ディスク駆動装置100>
図1は、ディスク駆動装置100の構成例を示す断面図である。図1は、中心軸CXを含む仮想の平面で切断されたディスク駆動装置100の断面構造を示す。
図1は、ディスク駆動装置100の構成例を示す断面図である。図1は、中心軸CXを含む仮想の平面で切断されたディスク駆動装置100の断面構造を示す。
本実施形態のディスク駆動装置100は、ハードディスクドライブである。ディスク駆動装置100は、モータ1と、モータ1に支持されたディスク101と、アクセス部102と、を備える。アクセス部102は、ディスク101に対して情報の読み出し及び書き込みのうちの少なくともどちらかを行う。後述するように、モータ1は流体動圧軸受Bfの周囲温度を調節できるので、ディスク駆動装置100は、流体動圧軸受Bfの周囲温度に依存せず、ディスク101を精度良く且つ安定的に回転させることができる。従って、アクセス部102がディスク101に対して行う情報の読み出し速度/書き込み速度を安定的に向上できる。
ディスク101は、情報が記録される媒体である。なお、ディスク101の数は、本実施形態では図1に示すように3枚であるが、この例示に限定されない。ディスク101の数は、単数であってもよいし、3以外の複数であってもよい。ディスク101は、モータ1の後述するロータ20の径方向外側面に配置され、スペーサ104を介して軸方向に積層される。ディスク101は、モータ1により、中心軸CXを中心として回転可能に支持される。また、ディスク駆動装置100が動作する際、ディスク101は、モータ1の駆動により回転する。
アクセス部102は、複数のヘッド1021と、複数のアーム1022と、ヘッド移動機構1023と、を有する。ヘッド1021は、ディスク101の表面に接近して、ディスク101に記録された情報の読み出しと、ディスク101への情報の書き込みとのうちの少なくともいずれか一方を磁気的に行う。ヘッド1021は、アーム1022のモータ1側の一方端部に配置され、アーム1022に支持される。アーム1022の他方端部は、ヘッド移動機構1023に支持される。
また、ディスク駆動装置100は、ハウジング103をさらに備える。ハウジング103は、モータ1、ディスク101、及びアクセス部102を収容する。ハウジング103は、開口1030と、底板1031と、側板1032と、天板1033と、を有する。底板1031及び天板1033は、中心軸CXと垂直な方向に広がる。開口1030は、底板1031に配置され、底板1031を軸方向に貫通する。底板1031には、モータ1が配置される。詳細には、モータ1の後述するベース部40は、開口1030に嵌め込まれ、金属製のガスケットなどのシール部材1034(後述する図2参照)を介して底板1031と接続される。ここで、底板1031は、本実施形態ではベース部40とは別体であるが、本実施形態の例示に限定されず、ベース部40と一体であってもよい。側板1032は、底板1031の外縁部から軸方向他方D2に延びる筒状であり、モータ1、ディスク101、及びアクセス部102を囲む。側板1032は、本実施形態では底板1031と一体であるが、底板1031とは別体であってもよい。天板1033は、側板1032の軸方向他方D2側の端部に配置され、側板1032の軸方向他方D2側の端部の開口を覆う。底板1031及びベース部40と、側板1032及び天板1033とは、ハウジング103内の気密性が損なわれないように組み合わされる。
底板1031、側板1032、及び天板1033は、モータ1のベース部40とともに、密閉空間をハウジング103の内部に形成する。ハウジング103(つまり上述の密閉空間)には、空気よりも密度が低い気体Gが充填される。この気体Gは、本実施形態ではヘリウムガスが用いられる。但し、この例示に限定されず、気体Gには、水素ガス、He及びH2の混合気体などが用いられてもよい。こうすれば、モータ1及びディスク101の回転駆動時にロータ20及びディスク101に作用する流体抵抗を低減できる。
<2.モータ1>
次に、図1及び図2を参照して、モータ1の構成を説明する。図2は、モータ1の構成例を示す断面図である。図2は、中心軸CXを含む仮想の平面で切断されたモータ1の断面構造を示す。なお、図2では、後述するクランプ部材23の図示を省略している。
次に、図1及び図2を参照して、モータ1の構成を説明する。図2は、モータ1の構成例を示す断面図である。図2は、中心軸CXを含む仮想の平面で切断されたモータ1の断面構造を示す。なお、図2では、後述するクランプ部材23の図示を省略している。
モータ1は、本実施形態では直流のスピンドルモータである。モータ1は、シャフト10と、一対のスラスト筒部15と、ロータ20と、ステータ30と、ベース部40と、温度調節部材50と、熱伝導部材60と、基板70と、被覆部材80と、を備える。
<2-1.シャフト10>
シャフト10は、円柱形状であり、中心軸CXに沿って延びる。中心軸CXは、軸方向に沿って延びる。前述の如く、モータ1は、シャフト10を備える。シャフト10は、中心軸CXを中心として回転可能にロータ20を支持する。シャフト10は、たとえば、ステンレスなどの金属により形成される。シャフト10の軸方向一方D1側の端部は、ベース部40に連結される。シャフト10の軸方向他方D2側の端部は、ハウジング103の天板1033に固定される。
シャフト10は、円柱形状であり、中心軸CXに沿って延びる。中心軸CXは、軸方向に沿って延びる。前述の如く、モータ1は、シャフト10を備える。シャフト10は、中心軸CXを中心として回転可能にロータ20を支持する。シャフト10は、たとえば、ステンレスなどの金属により形成される。シャフト10の軸方向一方D1側の端部は、ベース部40に連結される。シャフト10の軸方向他方D2側の端部は、ハウジング103の天板1033に固定される。
シャフト10は、シャフト孔部11を有する。シャフト孔部11は、シャフト10の軸方向端部から軸方向に凹む。たとえば、本実施形態では、シャフト孔部11は、シャフト10の軸方向他方D2側の端部から軸方向一方D1に凹み、軸方向一方D1側の後述する流体動圧軸受Bfよりも軸方向一方D1まで延びる。
また、シャフト10は、連通孔12をさらに有する。連通孔12は、シャフト10を径方向に貫通する。連通孔12は、軸方向一方D1側の流体動圧軸受Bfよりも軸方向一方D1に配置される。こうすれば、たとえば連通孔12を通じて、温度調節部材50の後述する接続線52をシャフト10の外部に引き出すことができる。
<2-2.スラスト筒部15>
一対のスラスト筒部15は、軸方向に延びる筒状であり、シャフト10の軸方向の両端部においてシャフト10の径方向外側面に配置される。各々のスラスト筒部15は、シャフト10と一体であってもよいし、別体であってもよい。各々のスラスト筒部15は、外周面151と、対向面152と、を有する。外周面151は、中心軸CXと斜めに交差する方向に広がり、シャフト10の軸方向の中央部から端部に向かうにつれて径方向内方に傾く。対向面152は、中心軸CXと交差する方向に延びる環状であり、ロータ20の後述するスリーブ21と軸方向に対向し、スリーブ21との間に隙間を有する。
一対のスラスト筒部15は、軸方向に延びる筒状であり、シャフト10の軸方向の両端部においてシャフト10の径方向外側面に配置される。各々のスラスト筒部15は、シャフト10と一体であってもよいし、別体であってもよい。各々のスラスト筒部15は、外周面151と、対向面152と、を有する。外周面151は、中心軸CXと斜めに交差する方向に広がり、シャフト10の軸方向の中央部から端部に向かうにつれて径方向内方に傾く。対向面152は、中心軸CXと交差する方向に延びる環状であり、ロータ20の後述するスリーブ21と軸方向に対向し、スリーブ21との間に隙間を有する。
<2-3.ロータ20>
ロータ20は、中心軸CXを中心として回転可能である。前述の如く、モータ1は、ロータ20を備える。ロータ20は、スリーブ21と、ロータハブ22と、クランプ部材23(図1参照)と、マグネット24と、ヨーク25と、を備える。
ロータ20は、中心軸CXを中心として回転可能である。前述の如く、モータ1は、ロータ20を備える。ロータ20は、スリーブ21と、ロータハブ22と、クランプ部材23(図1参照)と、マグネット24と、ヨーク25と、を備える。
<2-3-1.スリーブ21>
スリーブ21は、中心軸CXを囲む筒状である。スリーブ21には、シャフト10が挿通される。スリーブ21は、シャフト10によって、中心軸CXを中心として回転可能に支持される。スリーブ21は、シャフト10及びスラスト筒部15と対向し、これらとの間に隙間を有する。この隙間には、潤滑油、ガスなどの流体(図示省略)が充填される。
スリーブ21は、中心軸CXを囲む筒状である。スリーブ21には、シャフト10が挿通される。スリーブ21は、シャフト10によって、中心軸CXを中心として回転可能に支持される。スリーブ21は、シャフト10及びスラスト筒部15と対向し、これらとの間に隙間を有する。この隙間には、潤滑油、ガスなどの流体(図示省略)が充填される。
スリーブ21は、一対の凹部211と、一対の鍔部212と、一対のエンドキャプ213と、動圧溝部214と、を有する。
各々の凹部211は、スリーブ21の軸方向の両端部に配置され、スリーブ21の軸方向の端部から中央部に向かって凹む。凹部211の内部には、スラスト筒部15が収容される。凹部211の底面2111は、スリーブ21の軸方向の中央部から端部に向く面であり、スラスト筒部15の対向面152と軸方向に対向する。
各々の鍔部212は、環状であり、凹部211の径方向内方を向く内周面から中心軸CXに向かって延びる。各々の鍔部212(特にその径方向内側面)は、径方向内方に向かうにつれて、スリーブ21の軸方向の中央部から端部に向かって延びる。鍔部212の径方向内側面は、スラスト筒部15の外周面151と対向する。
各々のエンドキャプ213は、スリーブ21の軸方向の両端部において凹部211に嵌め込まれて、径方向におけるシャフト10とスリーブ21の軸方向端部との間を覆う。エンドキャプ213は、径方向に隙間を有してシャフト10を囲む環状であり、鍔部212よりも軸方向の外側(スリーブ21の軸方向の中央部から端部に向かう方向)に配置される。
動圧溝部214は、スリーブ21の内面に配置され、動圧溝(図示省略)を有する。つまり、動圧溝部214は、表面に動圧溝が形成された部分である。動圧溝は、シャフト10及びスラスト筒部15とスリーブ21との間に介在する流体に動圧を発生させるための溝である。
動圧溝部214は、本実施形態ではスリーブ21側に配置される。詳細には、動圧溝部214は、スリーブ21の対向面215と,凹部211の底面2111と、にそれぞれ配置される。対向面215は、スリーブ21の内面のうちのシャフト10の径方向外側面と流体を介して対向する面の一部であり、図3では軸方向の両端部の領域である。但し、本実施形態の例示に限定されず、動圧溝部214は、対向面215及び底面2111のうちの少なくともいずれかに配置できる。また、動圧溝部214は、シャフト10及びスリーブ21の少なくともいずれかの側に配置できる。たとえば、動圧溝部214は、シャフト10の径方向外側面の少なくとも一部と、スラスト筒部15の対向面152とのうちの少なくともいずれかに配置されてもよい。
スリーブ21とシャフト10及びスラスト筒部15とが流体を介して対向する部分のうち、動圧溝部214を有する部分は、流体動圧軸受Bfとして機能する。なお、流体動圧軸受Bfは、本発明の「軸受部」の一例である。モータ1は、流体動圧軸受Bfを備える。流体動圧軸受Bfは、ロータ20を回転可能に支持する。詳細には、シャフト10に対してロータ20が回転する際、上述の部分では、動圧溝部214の動圧溝によって、流体に動圧が発生する。この動圧によって、スリーブ21とシャフト10及びスラスト筒部15との間が離間する。これにより、両者が非接触な状態で、ロータ20が回転可能に支持される。
<2-3-2.ロータハブ22>
ロータハブ22は、スリーブ21の径方向外端部に固定され、スリーブ21とともに、中心軸CXを中心として回転可能である。ロータハブ22は、スリーブ21と一体であってもよいし、別体であってもよい。スリーブ21およびロータハブ22の材料には、たとえば、アルミニウム又はその合金、ステンレス鋼などの金属材料が用いられる。
ロータハブ22は、スリーブ21の径方向外端部に固定され、スリーブ21とともに、中心軸CXを中心として回転可能である。ロータハブ22は、スリーブ21と一体であってもよいし、別体であってもよい。スリーブ21およびロータハブ22の材料には、たとえば、アルミニウム又はその合金、ステンレス鋼などの金属材料が用いられる。
ロータハブ22は、環状部221と、筒部222と、フランジ部223と、を有する。環状部221は、スリーブ21の径方向外端部から径方向外方に延びる。筒部222は、環状部221の径方向外端部から軸方向一方D1に延びる筒状であり、ステータ30よりも径方向外方に配置される。フランジ部223は、筒部222の軸方向一方D1側の端部から径方向外方に延びる。
<2-3-3.クランプ部材23>
クランプ部材23は、図1に示すように、ロータハブ22のフランジ部223とともにディスク101を支持する。詳細には、クランプ部材23の径方向内端部は、ロータハブ22の環状部221に支持される。クランプ部材23は、軸方向においてフランジ部223との間に、スペーサ104を介して積層されたディスク101を挟む。
クランプ部材23は、図1に示すように、ロータハブ22のフランジ部223とともにディスク101を支持する。詳細には、クランプ部材23の径方向内端部は、ロータハブ22の環状部221に支持される。クランプ部材23は、軸方向においてフランジ部223との間に、スペーサ104を介して積層されたディスク101を挟む。
<2-3-4.マグネット24及びヨーク25>
マグネット24は、ヨーク25を介して、ロータハブ22の筒部222の内周面に固定される。マグネット24及びヨーク25は、中心軸CXを囲む環状である。マグネット24では、周方向に沿ってN極とS極とが交互に配列された磁極面である。なお、マグネット24は、直接、ロータハブ222の内周面に固定されてもよい。
マグネット24は、ヨーク25を介して、ロータハブ22の筒部222の内周面に固定される。マグネット24及びヨーク25は、中心軸CXを囲む環状である。マグネット24では、周方向に沿ってN極とS極とが交互に配列された磁極面である。なお、マグネット24は、直接、ロータハブ222の内周面に固定されてもよい。
<2-4.ステータ30>
ステータ30は、シャフト10を囲む環状であって、ベース部40よりも軸方向他方D2に配置される。前述の如く、モータ1は、ステータ30を備える。ステータ30は、ロータ20のマグネット24と径方向に対向し、電力の供給に応じてロータ20を回転させる。
ステータ30は、シャフト10を囲む環状であって、ベース部40よりも軸方向他方D2に配置される。前述の如く、モータ1は、ステータ30を備える。ステータ30は、ロータ20のマグネット24と径方向に対向し、電力の供給に応じてロータ20を回転させる。
ステータ30は、ステータコア31を有する。ステータコア31は、中心軸CXを中心とする環状の磁性体が、複数積層された積層構造体であって、ベース部40に固定される。ステータコア31は、径方向外側に突出する複数のティース(図示省略)を有する。
また、ステータ30は、導線33がコイル状に巻回されたコイル部32をさらに有する。各々のコイル部32は、電気絶縁性を有するインシュレータ(図示省略)を介して導線33がティースに巻かれることで形成される。
<2-5.ベース部40>
ベース部40は、シャフト10の軸方向一方D1側の端部から径方向に延びる。前述の如く、モータ1は、ベース部40を備える。ベース部40は、たとえば鋳造にて成型され、本実施形態ではアルミダイキャストである。
ベース部40は、シャフト10の軸方向一方D1側の端部から径方向に延びる。前述の如く、モータ1は、ベース部40を備える。ベース部40は、たとえば鋳造にて成型され、本実施形態ではアルミダイキャストである。
ベース部40には、開口41が配置される。開口41は、ベース部40を軸方向に貫通する。シャフト10の軸方向一方D1側の端部は、開口41に挿通され、ベース部40に固定される。
ベース部40は、貫通孔42を有する。貫通孔42は、ベース部40を軸方向に貫通する。たとえば、貫通孔42を通じて、シャフト10の外部に引き出された温度調節部材50の接続線52をモータ1の外部に引き出すことができる。
好ましくは、貫通孔42は、径方向において、シャフト10の近くに配置される。たとえば本実施形態では、貫通孔42は、ステータ30よりも径方向内方に配置される。こうすれば、径方向において、貫通孔42を連通孔12の近くに配置できる。従って、温度調節部材50から貫通孔42に至る接続線52の経路長をより短くできる。但し、この例示は、貫通孔42がステータ30よりも径方向内方に配置されない構成を排除しない。
本実施形態では、モータ1は、貫通孔42を封止する封止部材421をさらに備える。封止部材421は、温度調節部材50よりも軸方向一方D1に配置される。本実施形態では、封止部材421には、エポキシ系の熱硬化樹脂が用いられる。なお、封止部材421は、本発明の「第2封止部材」の一例である。こうすれば、貫通孔42の封止により、モータ1内部の気密性を高めることができる。また、モータ1は、低密度の気体Gが充填されたハウジング103の密閉空間に収容される。そのため、モータ1内部の気密性を高めることにより、貫通孔42を経由して、気体Gがモータ1内部から外部に漏れることを防止できる。従って、ディスク駆動装置100(言い換えるとハウジング103の密閉空間)の気密性も高めることができる。
また、ベース部40は、ベース孔部43をさらに有する。ベース孔部43は、ベース部40を軸方向に貫通する。たとえば、ベース孔部43を通じて、コイル部32の導線33をモータ1の外部に引き出すことができる。ベース孔部43は、好ましくはコイル部32の近くに配置され、本実施形態ではコイル部32の直下に配置される。つまり、軸方向から見て、ベース孔部43は、コイル部32と重なる。こうすれば、コイル部32からベース孔部43に至る導線33の経路長をより短くできる。
本実施形態では、モータ1は、ベース孔部43を封止する封止部材431をさらに備える。本実施形態では、封止部材431には、エポキシ系の熱硬化樹脂が用いられる。なお、封止部材431の材料は、封止部材421と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、封止部材431は、本発明の「第1封止部材」の一例である。こうすれば、ベース孔部43の封止により、モータ1内部の気密性を高めることができる。また、ベース孔部43を経由して気体Gがモータ1内部から外部に漏れることを防止できる。従って、ディスク駆動装置100(言い換えるとハウジング103の密閉空間)の気密性も高めることができる。
また、ベース部40は、凹部44をさらに有する。凹部44は、ベース部40の軸方向他方D2側に配置され、軸方向一方D1に凹む。凹部44は、中心軸CXを中心とする環状の溝である。凹部44には、ロータ20のフランジ部223が収容される。凹部44の軸方向他方D2を向く底面は、フランジ部223と軸方向に対向する。凹部44の径方向内方を向く内面は、フランジ部223と径方向に対向する。こうすれば、凹部44及びフランジ部223間を通じてロータ20の内部及び外部のうちの一方から他方に至る経路長をより長くできる。従って、モータ1内部の気密性を高めることができる。
また、ベース部40は、凹部45をさらに有する。凹部45は、ベース部40の軸方向一方D1側に配置され、軸方向他方D2に凹む。凹部45には、ベース孔部43が連通する。
<2-6.温度調節部材50>
温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの周囲温度を調節する。モータ1は、少なくとも1つの温度調節部材50を備える。たとえば、温度調節部材50は、スリーブ21と、シャフト10及びスラスト筒部15との間に充填される流体の温度を調節する。温度調節部材50は、シャフト孔部11に配置される。径方向から見て、温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの少なくとも一部と重なる。つまり、温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの少なくとも一部と同じ軸方向位置に配置される。なお、温度調節部材50の数は、本実施形態では流体動圧軸受Bfの数(つまり2個)と同じであるが、この例示に限定されない。温度調節部材50の数は、流体動圧軸受Bfの数と異なっていてもよく、たとえば単数であってもよいし3以上の複数であってもよい。また、一部の温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfとは異なる軸方向位置に配置されてもよい。
温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの周囲温度を調節する。モータ1は、少なくとも1つの温度調節部材50を備える。たとえば、温度調節部材50は、スリーブ21と、シャフト10及びスラスト筒部15との間に充填される流体の温度を調節する。温度調節部材50は、シャフト孔部11に配置される。径方向から見て、温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの少なくとも一部と重なる。つまり、温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの少なくとも一部と同じ軸方向位置に配置される。なお、温度調節部材50の数は、本実施形態では流体動圧軸受Bfの数(つまり2個)と同じであるが、この例示に限定されない。温度調節部材50の数は、流体動圧軸受Bfの数と異なっていてもよく、たとえば単数であってもよいし3以上の複数であってもよい。また、一部の温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfとは異なる軸方向位置に配置されてもよい。
こうすれば、温度調節部材50により、シャフト10を介して、流体動圧軸受Bfの周囲温度を調節できる。たとえば、ロータ20が高速回転する際、温度調節部材50によって流体動圧軸受Bfの周囲温度の上昇を抑制又は防止できる。従って、温度上昇による流体動圧軸受Bfを潤滑する流体の粘度低下を抑制又は防止することで、ロータ20の回転ブレなどを抑制又は防止できる。よって、モータ1は、流体動圧軸受Bfの周囲温度に依存せず、ロータ20を精度良く且つ安定的に回転させることができる。
本実施形態では、温度調節部材50は、ペルチェ素子51を含む。ペルチェ素子51を用いることにより、ペルチェ素子51の電気的な駆動により、流体動圧軸受Bfの周囲温度を調節できる。
本実施形態では、温度調節部材50は、接続線52をさらに含む。接続線52は、温度調節部材50をモータ1の外部と電気的に接続するリード線である。本実施形態では、接続線52は、連通孔12を通じてシャフト10の外部に引き出されるとともに、貫通孔42を通じてベース部40の外部に引き出される。
なお、温度調節部材50は、上述の例示に限定されない。流体動圧軸受Bfの周囲温度を調節する部材は、ペルチェ素子51以外であってもよい。たとえば、温度調節部材50は、ヒートパイプを含んでもよい。
<2-7.熱伝導部材60>
熱伝導部材60は、シャフト孔部11の内周面と温度調節部材50との間に配置される。前述の如く、モータ1は、熱伝導部材60をさらに備える。熱伝導部材60は、本実施形態ではグラファイトシートであるが、この例示には限定されない。熱伝導部材60には、サーマルテープ、サーマルグリスなどが用いられてもよい。また、熱伝導部材60はさらに、軸方向における温度調節部材50間に配置されてもよい。こうすれば、シャフト10及び温度調節部材50間の熱伝達効率を向上できる。従って、温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの周囲温度をより正確に調節できる。
熱伝導部材60は、シャフト孔部11の内周面と温度調節部材50との間に配置される。前述の如く、モータ1は、熱伝導部材60をさらに備える。熱伝導部材60は、本実施形態ではグラファイトシートであるが、この例示には限定されない。熱伝導部材60には、サーマルテープ、サーマルグリスなどが用いられてもよい。また、熱伝導部材60はさらに、軸方向における温度調節部材50間に配置されてもよい。こうすれば、シャフト10及び温度調節部材50間の熱伝達効率を向上できる。従って、温度調節部材50は、流体動圧軸受Bfの周囲温度をより正確に調節できる。
なお、本実施形態の例示に限定されず、熱伝導部材60は、省略されてもよい。つまり、少なくとも1つの温度調節部材50は、シャフト孔部11の内周面と直接に接してもよい。
<2-8.基板70>
基板70は、モータ1の駆動回路(図示省略)、温度調節部材50(ペルチェ素子51など)の制御部(図示省略)などを搭載する。モータ1は、上述の駆動回路及び制御部を備える。また、前述の如く、モータ1は、基板70を備える。基板70は、ベース部40よりも軸方向一方D1に配置され、本実施形態ではベース部40の凹部45に収容される。基板70には、ステータ30の導線33と、温度調節部材50の接続線52とが接続される。たとえば、導線33は、ベース孔部43を通じて、基板70と接続される。接続線52は、少なくとも貫通孔42を通じて基板70と接続される。前述の如く、温度調節部材50は、接続線52を有する。コイル部32の導線33と温度調節部材50の接続線52とを基板70に接続することにより、たとえば上述の制御部によって、モータ1の回転駆動に応じて温度調節部材50による流体動圧軸受Bfの周囲温度の調節をより適切に制御できる。また、モータ1は、たとえば、ロータ20の回転速度の増加及び増加傾向などに応じて温度調節部材50による冷却をより強くしたり、ロータ20の回転速度の減少及び減少傾向などに応じて温度調節部材50による冷却をより弱めたりすることができる。
基板70は、モータ1の駆動回路(図示省略)、温度調節部材50(ペルチェ素子51など)の制御部(図示省略)などを搭載する。モータ1は、上述の駆動回路及び制御部を備える。また、前述の如く、モータ1は、基板70を備える。基板70は、ベース部40よりも軸方向一方D1に配置され、本実施形態ではベース部40の凹部45に収容される。基板70には、ステータ30の導線33と、温度調節部材50の接続線52とが接続される。たとえば、導線33は、ベース孔部43を通じて、基板70と接続される。接続線52は、少なくとも貫通孔42を通じて基板70と接続される。前述の如く、温度調節部材50は、接続線52を有する。コイル部32の導線33と温度調節部材50の接続線52とを基板70に接続することにより、たとえば上述の制御部によって、モータ1の回転駆動に応じて温度調節部材50による流体動圧軸受Bfの周囲温度の調節をより適切に制御できる。また、モータ1は、たとえば、ロータ20の回転速度の増加及び増加傾向などに応じて温度調節部材50による冷却をより強くしたり、ロータ20の回転速度の減少及び減少傾向などに応じて温度調節部材50による冷却をより弱めたりすることができる。
<2-9.被覆部材80>
被覆部材80は、基板70の少なくとも一部を覆う。たとえば、被覆部材80は、導線33と基板70との接続部分と、接続線52と基板70との接続部分とを覆う。前述の如く、モータ1は、被覆部材80をさらに備える。こうすれば、被覆部材80により、上述の接続部分を保護できる。従って、上述の接続部分における断線、腐食などを抑制又は防止できる。
被覆部材80は、基板70の少なくとも一部を覆う。たとえば、被覆部材80は、導線33と基板70との接続部分と、接続線52と基板70との接続部分とを覆う。前述の如く、モータ1は、被覆部材80をさらに備える。こうすれば、被覆部材80により、上述の接続部分を保護できる。従って、上述の接続部分における断線、腐食などを抑制又は防止できる。
被覆部材80の一部は、好ましくは貫通孔42の封止部材421よりも軸方向一方D1の部分を封止して、さらに好ましくは封止部材421と隙間なく接する。また、被覆部材80の他の一部は、好ましくはベース孔部43の封止部材431よりも軸方向一方D1の部分を封止して、さらに好ましくは封止部材431と隙間なく接する。
こうすれば、被覆部材80の一部が貫通孔42及びベース孔部43をそれぞれ封止することにより、モータ1内部の気密性をさらに高めることができる。
また、貫通孔42内及びベース孔部43内において、仮に各々の封止部材421,431と被覆部材80との間に隙間があると、貫通孔42及びベース孔部43から被覆部材80の一部が抜け易くなる。また、被覆部材80の一部が抜けると、被覆部材80が上述の接触部分から剥がれ易くなる虞がある。従って、貫通孔42内及びベース孔部43内において、被覆部材80が各々の封止部材421,431と隙間なく接することにより、被覆部材80の抜け、剥がれなどを効果的に抑制又は防止できる。
なお、上述の例示は、被覆部材80の一部が貫通孔42を封止しない構成を排除しないし、貫通孔42を封止する被覆部材80の一部が封止部材421と接しない構成も排除しない。上述の例示は、被覆部材80の一部がベース孔部43を封止しない構成を排除しないし、ベース孔部43を封止する被覆部材80の一部が封止部材431と接しない構成も排除しない。
本実施形態では、被覆部材80には、紫外線・熱硬化併用型の接着剤が用いられる。この接着剤では、たとえば、UV照射によって被覆部材80の一部を硬化させた後に、UV照射が届かない部分を含む被覆部材80の全体を熱処理によって硬化させることができる。但し、被覆部材80の材料は、この例示に限定されない。被覆部材80には、紫外線・熱硬化併用型の接着剤以外の材料が用いられてもよい。たとえば、封止部材421,431と同じく、エポキシ系の熱硬化樹脂であってもよい。或いは、被覆部材80の材料は、封止部材421,431と異なっていてもよい。或いは、上述の例示に限定されず、被覆部材80は省略されてもよい。
<3.実施形態の変形例>
次に、図3を参照して、実施形態の変形例について説明する。図3は、変形例に係るモータ1aの構成例を示す断面図である。図3は、中心軸CXを含む仮想の平面で切断されたモータ1aの断面構造を示す。なお、図3では、クランプ部材23(図1参照)の図示を省略している。以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
次に、図3を参照して、実施形態の変形例について説明する。図3は、変形例に係るモータ1aの構成例を示す断面図である。図3は、中心軸CXを含む仮想の平面で切断されたモータ1aの断面構造を示す。なお、図3では、クランプ部材23(図1参照)の図示を省略している。以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
変形例では、シャフト孔部11aは、シャフト10aの軸方向一方D1側の端部から軸方向他方D2に延びる孔であり、軸方向他方D2側の流体動圧軸受Bfよりも軸方向他方D2に延びる。たとえば図3では、シャフト孔部11aは、シャフト10aを軸方向に貫通する貫通孔である。但し、図3の例示に限定されず、シャフト孔部11aは、シャフト10aの軸方向他方D2側の端部に達していなくてもよく、つまり貫通孔でなくてもよい。こうすれば、ベース部40aに貫通孔42(図2参照)を形成しなくても、シャフト孔部11aを通じて、温度調節部材50aの接続線52aをモータ1aの外部に引き出すことができる。そのため、貫通孔42(図2参照)は省略される。
図3では、モータ1aは、シャフト孔部11aを封止する封止部材111aをさらに備える。詳細には、封止部材111aは、温度調節部材50aよりも軸方向一方D1に配置され、シャフト孔部11aの軸方向一方D1側を封止する。封止部材111aには、たとえば、エポキシ系の熱硬化樹脂が用いられる。なお、図3の例示に限定されず、封止部材111aは省略されてもよい。
また図3では、被覆部材80aの一部は、シャフト孔部11aの封止部材111aよりも軸方向一方D1の部分を封止して、さらに封止部材111aと隙間なく接する。また、被覆部材80aの他の一部は、ベース孔部43aの封止部材431aよりも軸方向一方D1の部分を封止して、さらに封止部材431aと隙間なく接する。
被覆部材80aの一部がベース孔部43aを封止することにより、モータ1a内部の気密性をさらに高めることができる。また、シャフト孔部11a内及びベース孔部43a内において、被覆部材80aが各々の封止部材111a,431aと隙間なく接することにより、被覆部材80aの抜け、剥がれなどを効果的に抑制又は防止できる。
但し、図3の例示は、被覆部材80aの一部がシャフト孔部11aを封止しない構成を排除しないし、シャフト孔部11aを封止する被覆部材80aの一部が封止部材111aと接しない構成も排除しない。図3の例示は、被覆部材80aの一部がベース孔部43aを封止しない構成を排除しないし、ベース孔部43aを封止する被覆部材80aの一部が封止部材431aと接しない構成も排除しない。
<4.その他>
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
たとえば、上述の実施形態及びその変形例では、ロータ20を回転可能に支持する軸受部として、流体動圧軸受Bfが採用されている。但し、該軸受部は、この例示に限定されず、流体動圧軸受Bf以外の軸受部(玉軸受、滑り軸受など)であってもよい。
本発明は、ロータを精度良く回転させるモータ、及び、該モータによってディスクを駆動する装置に有用である。
100・・・ディスク駆動装置、101・・・ディスク、102・・・アクセス部、1021・・・ヘッド、1022・・・アーム、1023・・・ヘッド移動機構、103・・・ハウジング、1030・・・開口、1031・・・底板、1032・・・側板、1033・・・天板、1034・・・シール部材、104・・・スペーサ、1,1a・・・モータ、10,10a・・・シャフト、11,11a・・・シャフト孔部、111a・・・封止部材、12・・・連通孔、15・・・スラスト筒部、151・・・外周面、152・・・対向面、20・・・ロータ、21・・・スリーブ、211・・・凹部、2111・・・底面、212・・・鍔部、213・・・エンドキャップ、214・・・動圧溝、215・・・対向面、22・・・ロータハブ、221・・環状部、222・・・筒部、223・・・フランジ部、23・・・クランプ部材、24・・・マグネット、25・・・ヨーク、30・・・ステータ、31・・・ステータコア、32・・・コイル部、33・・・導線、40,40a・・・ベース部、41・・・開口、42・・・貫通孔、421・・・封止部材、43,43a・・・ベース孔部、431,431a・・・封止部材、44,45・・・凹部、50,50a・・・温度調節部材、51・・・ペルチェ素子、52,52a・・・接続線、60・・・熱伝導部材、70・・・基板、80,80a・・・被覆部材、CX・・・中心軸、G・・・気体、Bf・・・流体動圧軸受
Claims (14)
- 軸方向に延びる中心軸に沿って延びるシャフトと、
前記シャフトの軸方向一方端部から径方向に延びるベース部と、
前記シャフトを囲む環状であって、前記ベース部よりも軸方向他方に配置されるステータと、
前記中心軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータを回転可能に支持する軸受部と、
前記軸受部の周囲温度を調節する少なくとも1つ以上の温度調節部材と、
を備え、
前記シャフトは、前記シャフトの軸方向端部から軸方向に凹むシャフト孔部を有し、
前記温度調節部材は、前記シャフト孔部に配置され、径方向から見て前記軸受部の少なくとも一部と重なる、モータ。 - 前記シャフト孔部の内周面と前記温度調節部材との間に配置される熱伝導部材をさらに備える、請求項1に記載のモータ。
- 前記温度調節部材は、ペルチェ素子を含む、請求項1又は請求項2に記載のモータ。
- 前記シャフトは、前記シャフトを径方向に貫通する連通孔をさらに有し、
前記連通孔は、前記軸受部よりも軸方向一方に配置される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記ベース部は、前記ベース部を軸方向に貫通する貫通孔を有する、請求項4に記載のモータ。
- 前記貫通孔は、前記ステータよりも径方向内方に配置される、請求項5に記載のモータ。
- 前記シャフト孔部は、前記シャフトを軸方向に貫通する貫通孔である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記ベース部よりも軸方向一方に配置される基板をさらに備え、
前記ステータは、導線がコイル状に巻回されたコイル部を有し、
前記ベース部は、前記ベース部を軸方向に貫通するベース孔部を有し、
前記導線は、前記ベース孔部を通じて、前記基板と接続され、
前記温度調節部材は、少なくとも前記貫通孔を通じて前記基板と接続される接続線を有する、請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記ベース孔部を封止する第1封止部材をさらに備える、請求項8に記載のモータ。
- 前記導線と前記基板との接続部分と、前記接続線と前記基板との接続部分とを覆う被覆部材をさらに備える、請求項8又は請求項9に記載のモータ。
- 前記温度調節部材よりも軸方向一方に配置され、前記貫通孔を封止する第2封止部材をさらに備える、請求項5から請求項10のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記ベース孔部を封止する第1封止部材と、
前記温度調節部材よりも軸方向一方に配置され、前記貫通孔を封止する第2封止部材と、
前記導線と前記基板との接続部分と、前記接続線と前記基板との接続部分とを覆う被覆部材と、
をさらに備え、
前記被覆部材の一部は、前記貫通孔の前記第2封止部材よりも軸方向一方の部分を封止して、前記第2封止部材と隙間なく接し、
前記被覆部材の他の一部は、前記ベース孔部の前記第1封止部材よりも軸方向一方の部分を封止して、前記第1封止部材と隙間なく接する、請求項8に記載のモータ。 - 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のモータと、
前記モータに支持されたディスクと、
前記ディスクに対して情報の読み出し及び書き込みのうちの少なくともどちらかを行うアクセス部と、
を備えるディスク駆動装置。 - 前記モータ、前記ディスク、及び前記アクセス部を収容するハウジングをさらに備え、
前記ハウジングには、空気よりも密度が低い気体が充填される、請求項13に記載のディスク駆動装置。
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