JP3574263B2 - ベアリング機構、電気モータ及びデータ記憶装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転構造体を支持するために用いられるベアリングに関し、特に、ディスク駆動アクチュエータ及び主軸またはスピンドル（ｓｐｉｎｄｌｅ）に用いられるベアリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代のコンピュータ・システムにおける大規模データ記憶の必要性により、大容量のデータ記憶装置が求められている。一般的な記憶装置は、回転する磁気ディスク・ドライブ（磁気ディスク駆動装置）である。
【０００３】
ディスク・ドライブは、通常、共通の主軸へ取付けられた１又は複数の滑らかで平坦なディスクを含む。これらのディスクは、互いに平行にかつ接触しないように間隙を設けながら主軸に重ねられている。これらのディスク及び主軸は、主軸モータにより一定の速度で一体的に回転させられる。
【０００４】
各ディスクは、固体円盤状のベースすなわち基板から形成され、その中央に主軸用の孔を有する。基板は通常アルミニウムであるが、ガラス、セラミック、プラスチック、又は他の材料も可能である。基板は、磁化可能な材料からなる薄膜で被覆され、さらに保護層で被覆される場合もある。
【０００５】
データは、ディスク表面上の磁化層に記録される。これを実行するために、データを表現する微細な磁化パターンが、磁化層に形成される。このデータ・パターンは、通常、同心円状のトラックに配列される。各トラックは、さらに多数のセクタへ分割される。よって各セクタは円弧を形成し、１つのトラックの全てのセクタにより円を形成する。
【０００６】
移動可能なアクチュエータは、データを読取り又は書込むために表面上のデータ近傍において変換器ヘッドの位置決めをする。初期のディスク・ドライブ設計では、直線レール上を前後に移動する直線型アクチュエータを用いたが、現在製造されているほとんどのディスク・ドライブは、軸の周りを旋回する回転型アクチュエータを用いる。回転型アクチュエータは、レコード・プレーヤのトーン・アームに似ており、そしてヘッドはレコード針に似ている。
【０００７】
データを格納する各ディスク表面に対して１つの変換器が存在する。変換器ヘッドは、磁気読取り／書込み変換器が装着された空気力学的形状の材料ブロック（通常セラミック）である。このブロックすなわちスライダは、ディスクが回転するとき、極めて短い距離に関してディスク表面上方を浮動または浮上（ｆｌｙ）する。変換器が、磁化層のデータ・パターンを読取ったり書込んだりできるためには、ディスク表面に近接することが重要である。いくつかの異なる変換器設計が用いられており、読取り変換器と書込み変換器とが分離されている例もある。
【０００８】
回転型アクチュエータは、通常、その軸の近くにディスクへ向かって延びる櫛状アームを具備する固体ブロックと、これらのアームへ連結される一組の薄いサスペンションと、軸の反対側にある電磁モータとを含む。変換器ヘッドは、各サスペンションにつき１つの変換器ヘッドが取付けられる。アクチュエータ・モータは、所望するデータ・トラックの上にヘッドを位置決めするためにアクチュエータを旋回させる。ヘッドがトラック上に位置決めされたならば、ディスクの一定の回転によって最終的に所望のセクタがヘッドの近傍へ運ばれてくる。このときデータの読取り又は書込みを行うことができる。
【０００９】
コンピュータ・システムの性能が次第に強力、高速、かつ信頼性のあるものとなってきたことから、記憶装置の性能向上に対する要望も増してきている。これらの性能の向上に対する要望には、いくつかの態様がある。例えば、コストの低減、データ容量の増大、ドライブ動作速度の向上、ドライブの電力消費の低減、及び機械的衝撃及び他の障害に対するドライブの耐久性等がある。
【００１０】
特に、ディスク・ドライブの物理的大きさを縮小したいという要望がある。ある程度までの大きさの縮小により上記の目的のいくつかも達成することができる。しかしながら同時に、ディスク・ドライブの大きさが縮小されることは、ディスク・ドライブ自体にとっても望ましいことである。大きさを縮小することにより、例えばラップトップ・コンピュータ（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モービル・ペイジャ（ｍｏｂｉｌｅ ｐａｇｅｒ）、及び「スマート・カード（ｓｍａｒｔ ｃａｒｄ）」等の携帯用用途の分野において磁気ディスク・ドライブを含めることが実用的となる。
【００１１】
大きさ縮小の例としては、ＰＣＭＣＩＡ Ｔｙｐｅ ＩＩ標準のディスク・ドライブへの適用が挙げられる。この標準は、元々半導体プラグイン（ｐｌｕｇ−ｉｎ）装置のためのものである。短小化技術の進歩により、ＰＣＭＣＩＡ Ｔｙｐｅ ＩＩ標準に適合するディスク・ドライブを構築することは可能であろう。
【００１２】
ディスク・ドライブの大きさを縮小するためには、各構成要素が可能な限りサイズ的に縮小されなければならない。さらに、ＰＣＭＣＩＡ Ｔｙｐｅ ＩＩ標準は、他の多くの小型形状ドライブと同様に、携帯利用を目的としているので、これらの装置は強い機械的衝撃に耐え得ることが要求される。例えば、ディスク・ドライブを堅い床に落とすことも有り得るからである。デスクトップ用途として設計された汎用的なディスク・ドライブは、衝撃による損傷を被り易いものであった。携帯用用途はますます重要となりつつあるので、大きさの縮小と電力消費の低減を可能とし、短小化された構成要素の組立を実際的なものとし、かつ機械的衝撃に曝されたときにもディスク・ドライブの損傷を防ぐような新たな設計技術を見出すことが求められている。
【００１３】
汎用的には、回転するディスク主軸機構及び回転型アクチュエータ機構は、環状輪形の軸受けに収容されたボール・ベアリング機構により支持される。通常、ディスク主軸に対して２つの、そして回転型アクチュエータに対しても２つのボール・ベアリング機構がある。特定部分を支持する２つの機構は、安定性向上のために軸方向に分けられている。部品数が多くなるとベアリング機構の大きさを縮小することが困難となる。さらに、小型形状ディスクのためにこの設計を短小化する場合、個々のボールが極めて小さくなり機械的衝撃を受け易くなる。最後に、多数のボールが、深刻なベアリング・ドラグ及び機械的ヒステリシスを発生する。後者は特に回転型アクチュエータにおいて問題となり、しばしば方向を変えてしまう原因となる。
【００１４】
主軸ベアリングの短小化の問題を解決するために、流体ベアリングすなわち流体力学的ベアリングを利用することが提示されている。このようなベアリング設計は、主軸ベアリングの部品を小さくし、高速化し、かつ耐衝撃性を向上させる可能性がある。しかしながら、このような限られた空間にオイルを収容することは大きな問題であり、未だ完全には解決されていない。さらに、流体ベアリングの適切な動作のためには、持続する高速回転が必要である。従って、通常一定の高速度で回転するディスク主軸に流体ベアリングを適用することは適切と考えられる。しかしながら回転型アクチュエータは、通常、短い円弧内を前後に移動する。このアクチュエータの動きでは、一般的に、流体ベアリングを支持するに十分な流体圧力を発生しない。従って、流体ベアリングは、アクチュエータ機構には不適切と云える。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上により、本発明の目的は、旋回可能な（ｐｉｖｏｔａｂｌｅ）機構を支持するための改善されたベアリングを提供することである。
本発明の更なる目的は、改善されたディスク・ドライブ記憶装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、ディスク・ドライブ記憶装置のコストを低減することである。
本発明の更なる目的は、ベアリング機構、特にディスク・ドライブ記憶装置のベアリング機構の部品数を減らすことである。
本発明の更なる目的は、製造及び組立がさらに容易であるディスク・ドライブ記憶装置を適用することである。
本発明の更なる目的は、ベアリング及び旋回機構の体積を縮小することである。
本発明の更なる目的は、機械的衝撃に対するさらに強い耐久性を有するベアリング機構を提供することである。
本発明の更なる目的は、ディスク・ドライブ記憶装置の大きさを縮小することである。
本発明の更なる目的は、機械的衝撃に対するさらに強い耐久性を有するディスク・ドライブ記憶装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、回転可能な機構、特にディスク・ドライブ記憶装置における回転可能な機構を作動させるために必要な電力量を低減することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
回転可能な機構（以降、「回転機構」と称する）におけるベアリングは、その回転機構の回転の軸上に装着されかつ軸方向に分離された２個の回転自在なボールを具備しており、それぞれ回転機構の軸の各末端近傍に位置する。各ボールは、この回転機構の可動凹形ベアリング面とこれに対向する固定凹形ベアリング面とにより閉じ込められている。固定ベアリング面は、フレーム、ハウジング、又は類似の非回転構造物へ取付けられる装着部材の一部である。
【００１７】
好適例では、回転機構は、ディスク・ドライブの回転型アクチュエータ機構である。ベアリング面は、円錐又は円錐台形状の内部空間を規定する凹形面であることが好適であり、回転軸をその中心としている。ボールは、球形が好適であり、凹形ベアリング面により規定される空間部分を占める。回転機構に対して軸方向の規定の予圧を与えるために、固定装着部材の１つは圧縮可能なスプリングへ取付けられている。アクチュエータ機構及びハウジング上のアクチュエータ装着部材は、協働して実質上ボールを格納する。格納される空間には潤滑剤が充填される。この空間はＯリングにより密閉される。
【００１８】
アクチュエータ及び主軸に関する汎用的なボール・ベアリング設計と比較して、本発明は多大な有益性をもたらすものである。すなわち、部品数を低減すると共にベアリングにより示される空間容積を縮小する。ボールの数の低減により機械的ヒステリシス及びベアリング・ドラッグ（すべり抵抗を含む）が小さくなり、アクチュエータ・モータの必要電力を低減できる。同時に、ボール自体についても、ボールとベアリング面との接触領域がさらに広くなることからベアリングの耐衝撃性が向上する。
【００１９】
本発明においては、多様な別の具体化例が考えられる。例えば、当該ベアリングをディスク・ドライブの主軸モータを支持するために用いることもできる。各部材の大きさの縮小が重要な要因であるマイクロ・モータ（ミクロンの大きさ）等の多くの応用のいずれにおいても利用することが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の好適例における磁気ディスク・ドライブ記憶装置１００の部分展開図である。ディスク装置１００は、ハブ１０３に対して堅固に取付けられ回転可能なディスク１０１を具備する。ハブ１０３は、ディスク・ドライブ基底部またはディスク・ドライブ・ベース１０４上に回転可能に装着される。ハブ１０３及びディスク１０１は、一定の回転速度で駆動モータにより駆動される。駆動モータはハブ１０３内に格納される。アクチュエータ機構１０５は、ディスク１０１の一方の側へ置かれる。アクチュエータ１０５は、変換器ヘッドを位置決めするために、主軸に対して平行な軸１０６についての円弧上を旋回する。アクチュエータ１０５は、基底部１０４へ堅固に取付けられた一組の永久固定磁石１１０及びアクチュエータへ取付けられた電磁コイル１１１を具える電磁モータにより駆動される。蓋部またはカバー１１５は、基底部１０４と共に完全な筐体（エンクロージャ）すなわちハウジングを形成することにより、ディスク及びアクチュエータ機構を保護する。ディスク・ドライブの動作を制御しかつホスト・コンピュータ等の他の装置と通信するための電子モジュールは、基底部１０４及び蓋部１１５により形成されたヘッド／ディスク筐体内部の回路カード上に実装される。この実施形態例では、回路カード１１２は筐体内部に装着され、かつディスク周囲の未使用空間を利用する形状とされることにより空間を節約する。これはＰＣＭＣＩＡ Ｔｙｐｅ ＩＩの形態であっても同様である。しかしながら、回路カード１１２はヘッド／ディスク筐体の外側に装着することも可能であり、あるいは基底部自体を、電磁モジュールを直接その上に実装する回路カードとして作製することも可能である。複数のヘッド／サスペンション機構１０８が、アクチュエータ１０５の突端部へ堅固に取付けられる。流体力学的読取り／書込み変換器ヘッド１０９は、各ヘッド／サスペンション機構１０８の先端であってディスク表面近傍に設置される。
【００２１】
アクチュエータ１０５は、一対の球体ボール上を旋回する。図１にはこれらのうちの１個のボール２０１が示されている。これらボールはそれぞれの装着部材（図１には、その１つが２２０として示されている）及びアクチュエータの凹形面により収容される。装着部材２２０は、圧縮可能なスプリング２２４へ取付けられ、このスプリング２２４は蓋部１１５の内側面上の凸部またはリリーフ（ｒｅｌｉｅｆ）に対して嵌合配置される。
【００２２】
図示の好適例（例えば、一般的なＰＣＭＣＩＡ Ｔｙｐｅ ＩＩ型ディスク・ドライブ）では１枚のディスクのみが示されているが、ハブ１０３上に装着されるディスク・ドライブの数が変更可能であることは自明であろう。
【００２３】
図２は、アクチュエータ軸１０６を含む面におけるディスク・ドライブ１００の部分断面図であり、アクチュエータのベアリング機構の詳細な構成部分が示されている。説明を簡単とするためにアクチュエータ１０５は、これに取付けられたサスペンション１０８及びディスク１０１上のデータへアクセスする変換器ヘッド１０９と共に、軸１０６の一方の側に関して示している。軸１０６の他方の側はアクチュエータ・モータであり、これは、基底部１０４へ取付けられた固体磁石１１０及びアクチュエータ１０５へ取付けられたコイルを具備する。
【００２４】
アクチュエータのベアリング機構は、２個の回転自在な球形ボール２０１及び２０２を具備する。双方ともアクチュエータ軸１０６を中心とし、軸方向に分離されている。各ボール２０１、２０２は、それぞれ一対の凹形ベアリング面により収容されている。ベアリング面２１０、２１１はボール２０１を閉じ込めており、そしてベアリング２１２、２１３はボール２０２を閉じ込めている。好適には、各ベアリング面２１０〜２１３の形状は、円錐又は円錐台である。これらの円錐は軸１０６を中心とする。
【００２５】
ベアリング面２１０、２１２は、好適には、それぞれの筒形装着ブロック２２０、２２２の内側面上に機械加工により形成される。装着ブロック２２０、２２２は、ディスク基底部１０４に対して固定され、すなわちアクチュエータと共に旋回しない。好適例では、下側装着ブロック２２２がプレス接合により基底部１０４上の対応する凹穴内に堅固に取付けられる。あるいは接着剤、ネジ、又は他の適宜の手段を用いて結合してもよい。別の方法として、ブロック２２２を基底部の一体部分として成形してもよく、この場合、ベアリング面２１２は機械加工又は他の手段により形成される。上側装着ブロック２２０は、好適には圧縮可能な予圧スプリング２２４へ適宜の接着剤により取付けられる。そしてスプリング２２４は、接着剤を用いて蓋部１１５へ取付けられるか、又は蓋部１１５の凹穴内へプレスばめ（締まりばめや圧力ばめを含む）により取付けられる。
【００２６】
装着ブロック２２０、２２２は、好適には、それぞれ中空筒形の囲い部分（ｓｈｒｏｕｄ）２２６、２２７を具備しており、これらの囲い部分２２６、２２７は、アクチュエータ１０５との嵌合部分上まで延びこの部分を包囲している。一対のＯリング２２８、２２９が、アクチュエータ及び囲い部分を一周する溝の内部に軸１０６を取り巻くように配置される。Ｏリング２２８、２２９は、ボール２０１、２０２が設置されるキャビティ（室）内を密閉する。摩擦を低減するために、Ｏリング２２８、２２９が囲み部分２２６、２２７と接触しない方が好ましいが、Ｏリング２２８、２２９が囲み部分２２６、２２７に近接することにより、このキャビティの入り組んだ密閉状態が形成される。潤滑剤（図示せず）は、密閉前にキャビティ内に充填される。
【００２７】
ベアリング面２１１、２１３は、好適には、軸部材またはシャフト部材２２５の内側面上に機械加工により形成される。軸部材２２５は、ボール２０１に接するベアリング面２１１をもつ上側装着部２２１と、ボール２０２に接するベアリング面２１３をもつ下側装着部２２３とを有する。好適例では、軸部材２２５は、アクチュエータ１０５へ堅固に取付けられる別個の部品であり、アクチュエータ１０５で用いられるものとは異なる材料で形成することができる。アクチュエータ１０５は、好適にはアルミニウムであるが、軸部材２２５は、好適には鋼である。しかしながら、軸２２５及びアクチュエータ１０５を一体的に形成することも可能であり、あるいは、装着部２２１、２２３を別個の部品として個々にアクチュエータ１０５もしくは軸部材２２５へ取付けてもよい。
【００２８】
ディスク・ドライブにおいては、一般的なドライブの高密度トラックを取り扱うためにアクチュエータの精確な向きを規定できることが望ましい。この目的のためにベアリングは、アクチュエータの揺動に耐えるべく予圧を付与されるべきである。好適例においては、ベアリングへの予圧は、圧縮可能な予圧スプリング２２４を用いて装着部２２０に対して軸方向の力を付与することにより実現される。アクチュエータ１０５はボール２０１、２０２の間を自在に浮遊するので、軸方向の力はボール２０１、アクチュエータ１０５、及びボール２０２を通して装着部２２２へと伝達される。予圧によってボール２０１が円錐ベアリング面２１０、２１１へ押しつけられ、そしてボール２０２が円錐ベアリング面２１２、２１３へ押しつけられる。これによりアクチュエータ１０５の中心を厳密に軸１０６上に定める。
【００２９】
図３は、予圧スプリング２２４の平面図である。好適例のスプリング２２４は、適宜の厚さのステンレス鋼板からのスタンピング（打抜き等を含む）により形成された放射状に対称的な部材である。スプリング２２４は、装着ブロック２２０へ取り付けるための堅い中央部３０１と、中央部から周辺部３０３へ放射状に延びる複数の曲がったアーム３０２とを具備する。周辺部３０３０は蓋部１１５へ取り付けられる。これらのアーム３０２は、スタンピング・プロセスにより永久的に変形されており、これにより中央部３０１及び周辺部３０３は、互いにずれた２つの平行な面上にそれぞれ位置することになる。この設計により、縦方向が極めて短い圧縮可能なスプリングが実現される。
【００３０】
ボール２０１、２０２は、ベアリング面２１０〜２１３とボールとの環状の接触部分に沿ってベアリング面２１０〜２１３と接触する。円錐面２１０〜２１３は、アクチュエータ軸１０６に垂直な面に対して所与の角度をなす。この角度は、図４にベアリング面２１０について符号αで示されている。適切な角度αを選択することで、種々の技術的決定をすることになる。この角度αが緩勾配になると、ボールの環状接触領域の半径が小さくなる。一方、角度αが急勾配になると、環状接触領域の半径が大きくなる。この結果、急勾配のベアリング面角度の場合、安定性は増すが摩擦も大きくなる。高安定性と低摩擦とが適正に折合う角度として、約４５度が好適である。好適例では、全てのベアリング面が同じ角度を形成する。しかしながら本発明のベアリング機構は、異なる角度でベアリング面を形成することも可能である。あるいは、ベアリング面をアーチ形もしくは球形とし、又は異なる半径を有するようにしてもよい。ボールの回転速度は、一般的に、ゼロからアクチュエータ又は他の回転部材の回転速度までの間となる。この回転速度もまた、ベアリング面の相対的接触角を変化させることにより調整することができる。
【００３１】
複数のボールを軸と取巻く環状軸受け内に配置した汎用的なアクチュエータ設計と比較すると、本発明の設計は、極めて耐衝撃性に優れている。汎用的設計では、ボールと軸受けとの間の接触領域は、個々のボール上の小さな点のみである。強い衝撃が発生した場合には、全ての衝撃負荷がこれらの小さな接触点を通して伝達される。この結果、これらの点に非常に大きなストレスが掛かり、軸受けとボールの双方又はいずれかが永久的に変形する可能性がある。本発明の設計では、実質的に接触領域が増加することにより耐衝撃性が向上する。接触領域が複数の小さな離散した各ボール上の領域である場合に比べて、本発明の設計における接触領域は、軸を取巻くベアリング面上の連続的な環状領域である。衝撃が発生した場合、ベアリング面の僅かな弾性変形により接触領域が著しく拡大され、これによってストレスを緩和することができる。よって、ベアリング面の永久的な変形を避けることができる。
【００３２】
本発明のベアリング設計では、環状軸受け内の複数のボールを用いる汎用的設計に比べて接触領域が増大するので、所定の期間アイドル状態ある場合、この接触領域において材料が結合し易くなる。従って、ボール２０１、２０２は、装着部に用いられる材料とは異なる材料から形成することが好ましい。特に、ボール２０１、２０２は、好適にはセラミック又はステンレス鋼Ｊ２１００のいずれかから形成する。セラミックは、アクチュエータから基底部への電気的接地を設ける必要がない場合に好適である。一方、接地が必要な場合は、ステンレス鋼が好適である。装着部は、硬化標準鋼４４０Ｃから形成することが好適である。
【００３３】
その他にも、ボールと装着部の材料の組合せとして、多数の可能な組合せがある。例えば、装着部の材料としては、錫が適していることが多い。所与の適用例においては高分子材料を用いることも可能であるが、多くのディスク・ドライブについては高分子材料はおそらく不適切であろう。ボールと装着部とを同じ材料で形成することも可能であるが、一般的に、ボールの材料は、装着部の材料とは異なるものであってかつより堅い材料とすることが好ましい。
【００３４】
固定装着部及びアクチュエータ上の装着部の双方とも、図２に示すように別の部分とすることができる。あるいは、基底部、蓋部、又はアクチュエータと一体化することもできる。アクチュエータは、通常、アルミニウム又はマグネシウムから形成されているので、アクチュエータ本体部の対応する一体の筒体延長部分にアクチュエータの回転軸を中心としたベアリング面を機械加工することも可能である。基底部及び蓋部は通常アルミニウムであるので、基底部又は蓋部からの対応する延長部分に同様のベアリング面を機械加工することもできる。ここで「装着部」とは、ベアリング面を含む機構のその部分を示すものとし、従って、一体的装着部であっても接着剤やプレス接合や他の手段により取付けられる別部材の装着部であってもいずれも含むものとする。
【００３５】
以上の説明から明らかなとおり、好適例のベアリングは、２個の軸を中心とした自在に動くボールを、対向する凹形ベアリング面内に閉じ込めるものである。この例においては、凹面が円錐又は円錐台であって、それぞれの面がボールとの環状接触面をもつ。しかしながら、本発明の趣旨及び範囲内でベアリング面の多くの変形例が可能である。
【００３６】
図４は、好適例において用いられる１個のボール２０１及び対向するベアリング面２１０、２１１のアクチュエータ軸の面における拡大断面図である。この断面図では、ボールとベアリング面との間に４つの接触点４０１Ａ、４０１Ｂ、４０２Ａ、４０２Ｂを見ることができる。実際には、これらは点ではない。「（複数の）点」４０１Ａと４０１Ｂは、断面に示される環状接触領域の互いに正反対の端にあたる（同様に、４０２Ａと４０２Ｂもそうである）。２つの環状接触領域は軸と取囲みかつ軸を中心とする。完全に球形のボール及び完全に円錐のベアリング面を仮定すると、この環状接触領域の径方向の幅はゼロである。しかしながらボールの面及びベアリング面は、予圧力、機構の重量、動的負荷等々のために僅かに変形しているので、環状接触領域には常にある程度の幅がある。
【００３７】
図５は、ボール５０１及び対向するベアリング面５１０、５１１の別の実施形態を示す図である。図５の別の実施形態では、ベアリング面が、ボールとの接触点において曲面となっている。この曲面は接触領域の面積を増す作用がある。特に、ベアリング機構が、ボール及び装着部を弾性的に変形させるような強い負荷を受けるときに接触面積が増す。すなわち、図４に比べて図５の態様では、負荷の下において環状接触面を形成する環の幅がより速やかに増大するであろう。従って図５の態様は、図４の態様よりも機械的衝撃に対する耐久性に優れている。しかしながら、図５の態様が図４の態様よりも劣る点としては、特に、接触面積が増すと、始動のとき静摩擦に打ち勝つために必要な力が大きくなりがちであり、また同様に動作中のドラッグも増すことが考えられる。
【００３８】
図６は、ボール６０１及び対向するベアリング面６１０、６１１のさらに別の実施形態を示す図である。図６の例では、ベアリング面６１０、６１１が、球の内面の一部を形成する。両ベアリング面を規定する球の半径を、ボールの半径よりも大きくしている。この結果、ボール６０１は、軸上に中心をもつそれぞれの円領域においてベアリング面６１０、６１１と接触する。軸方向の押圧力が小さい条件下では、これらの円領域は非常に小さく（ほぼ点の集まりに）なり、静摩擦力またはスティクションに対する始動の力及びドラッグも非常に小さくなる。この機構が衝撃負荷を受けたときには接触領域の面積が増す。しかしながら、図６の例における耐衝撃性は、図４又は図５におけるそれと同程度までにはならないであろう。なぜなら、接触領域が極めて軸に近いからである。さらに図６の例では、回転機構の配置の精度が図４又は図５の例に比べて劣っており、揺動しやすいことがある。
【００３９】
図７は、ボール７０１及び対抗するベアリング面７１０、７１１のさらに別の実施形態を示す図である。図７の例では、図４と図６の各態様を複合したものである。１つのベアリング面７１１は図４と同じ円錐であり、ボール７０１との環状接触領域を形成する。もう１つのベアリング面７１０は図６と同じ球であり、軸上において円形接触領域を形成する。図７の態様は、２つの構成態様の特徴を折衷したものである。この態様においては、図４の態様よりも始動の力及びドラッグが小さいが、図６の態様ほど小さくはない。さらに、図６の態様よりも配置の精度及び耐衝撃性に優れるが、図４の態様ほどではない。
【００４０】
好適例における所与の動作パラメータがベアリング面の角度の変化により変化するように、図６及び図７の例における所与のパラメータもまたベアリング面の半径を変化させることにより変化させることができる。具体的には、半径を大きくすると、接触面積が減ることによりドラッグは減るが配置精度が低下する。また、半径を小さくすると、接触面積が増すことにより配置精度は向上するがドラッグが増える。
【００４１】
好適例では、ディスク・ドライブのアクチュエータを支持するために旋回ベアリングが用いられる。アクチュエータは前後に旋回するものなので、このベアリングは特にアクチュエータに適している。汎用的なベアリング機構及び潤滑剤を有するアクチュエータの力学抵抗または抵抗率（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は、ある程度のヒステリシスを呈する。これは、多数のボールと潤滑剤との相互作用によるものである。このヒステリシスは、ディスク・ドライブ（及びアクチュエータ）の大きさが縮小されるにつれ、さらに重大な問題となる。本明細書に開示された設計は、各ベアリングが１つのボールのみを有するのでこのヒステリシス効果が低減される。このようなベアリングは、特に小型形態のディスク・ドライブのディスク主軸や回転子を支持するためにも利用することができる。主軸が一方向にのみ回転する場合であってもよい。大きさの縮小、部品数の低減、及び耐衝撃性の向上という有益性から、アクチュエータ・ベアリングにもディスク主軸ベアリングにも同等に適用することが可能である。
【００４２】
図８は、上記の別の実施形態によるベアリング機構を利用したモータ機構の断面図である。図８に示されたモータはディスク記憶装置の主軸駆動モータとして用いられているが、本発明のベアリング機構を利用する同様のモータを他の用途に用いることもできることを理解されたい。図８の断面図は、ディスクの回転軸８０３を含む面の図である。一対の球形ボール８０１、８０２は、回転軸８０３上を中心とするように位置決めされ、回転ハウジング８０６により軸方向に分離されている。下側固定装着部８２２は、接着剤又はプレスばめにより基底部８０４へ堅固に取付けられる。上側固定装着部８２０は、適宜の接着剤を用いて予圧スプリングまたは予荷重スプリング８２４に取付けられる。予圧スプリング８２４は、蓋部８０５に取付けられる。
【００４３】
ハウジング８０６は、軸８０３の相対する両端に一体となっている装着部８２１、８２３を具備する。これらの装着部はそれぞれベアリング面８１１、８１３を有し、ボール８０１、８０２と接触している。装着部８２１、８２３は、図８の例ではハウジングと一体化されているが、ハウジングに取付けられる別個の部品としてもよいことは自明であろう。固定装着部８２０、８２２の対向するベアリング面８１０、８１２は、正反対の方向からボール８０１、８０２に接触する。予圧スプリング８２４は、上側装着部８２０、ボール８０１、ハウジング８０６、及びボール８０２を通して軸方向の規定の予圧力または予荷重を与える。この予圧力は凹形ベアリング面と協働的に作用して、軸８０３上にボール８０１、８０２の中心を定める。
【００４４】
ボール８０１、８０２は好適にはステンレス鋼Ｊ２１００であり、ハウジング８０６及び装着部２２０、２２２は好適には標準的な鋼である。しかしながら他の様々な材料もまた、本発明のアクチュエータの場合に用いることができる。
【００４５】
回転子ハウジング８０６は、一端で閉じられたほぼ中空の円柱であり、ボール８０１、８０２と係合する中心軸部分と、ディスク８０７を下から支持するフランジとを具備する。回転子ハウジング８０６は、永久磁石のために透磁性のある鉄枠（ｂａｃｋ ｉｒｏｎ）を設けるべく鋼とすることが好ましい。しかしながら、プラスチックやアルミニウム等の他の材料もまた、鉄枠部材の有無によらず利用可能である。把持機構８３１は、ディスク８０７に対して軸方向下方への力をかけることにより、ディスク８０７をフランジへ押し付けて所定の位置に保持する。多数のディスクが用いられる場合、各ディスクと把持機構との間に挿置されたスペーサが、ディスクの積重ね全体をフランジに対して押し付ける。多様な把持機構及びスペーサが知られている。
【００４６】
ハウジング８０６は、モータ構成要素を配置するために中空である。一組の永久磁石８３２が、回転子ハウジング８０６の内側に固定される。電磁固定子またはステータは、鉄心８３４と巻線８３５を具備し、ハウジング８０６により形成される空間内に軸８０３を取巻くように設置されている。モータ鉄心８３４は、好適にはシリコン鋼等の透磁性材料の積層体からなる。モータ・コイルすなわち巻線８３５が鉄心８３４に巻付けられて固定子電磁石を形成する。周知のように固定子は、周上で間隔を置いた複数の極に分割されている。また周知のように永久磁石８３２は、固定子を取囲む交互に極性の変わる複数の極として配列されている。
【００４７】
図８の電気モータは、交流により駆動される電磁固定子コイル及び永久磁石回転子を用いており、これらはディスク・ドライブや他の小型のモータにおいて汎用的に用いられるが、電磁場に応答して回転子にトルクを与える任意の手段を用いることができることは当業者には自明であろう。例えば回転子が、誘導モータで通常用いられる一組の閉じたループ・コイルを具備してもよい。
【００４８】
本発明のベアリング機構は、ディスク・ドライブ以外の用途であって短小化、耐衝撃性、及びコストの低減が重要な目標であるような用途にも利用することができる。このような別の可能な用途例としては、極小磁気テーブ・カートリッジの磁気テープの回転スプールを支持するベアリング機構における利用がある。
【００４９】
部品数が低減され設計が単純化されたことにより、本発明のベアリング設計は、マイクロメカニカル（ｍｉｃｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）分野において利用することができる。すなわち、動く部品の大きさがミクロンの単位であるような用途である。現在のマイクロメカニカル分野では、回転面を直接的に固定面へ接触させるためにいかなる種類のボールもしくはローラも避けることが一般的である。この結果、このような部品の寿命が制限される。このような用途において、凹面により閉じ込められた単純なボールを使用することにより、格段に寿命を延ばしかつドラッグを低減することができる。通常、このような用途におけるベアリング面は、機械加工ではなくエッチングにより形成されることになろう。
【００５０】
上記の好適例では、ベアリングに対して軸方向の規定の予圧力または予荷重を与えるためにスタンピング加工された鋼予圧スプリングが用いられる。しかしながら、この予圧は、他の様々な手段のいずれによっても得ることができる。スプリングを螺旋状または円錐状ワイヤで形成してもよい。別の手段として、スプリングに替えて発泡ゴム等の圧縮可能な材料を用いてもよい。スプリングも、他の場所例えば回転子上に装着することもできる。別の手段として、いかなるスプリングも補助的圧縮可能材料も用いず、ハウジング自体に十分な弾性をもたせることにより許容限界内で予圧を与えるようにしてもよい。
【００５１】
ベアリングの予圧は、ベアリングに対して剛性を与えかつその精度を上げるために望ましいと普通は考えられている。ベアリングに予圧を与えなければ、回転機構の不規則なずれが非常に大きくなる。すなわち、回転機構が予測できない態様で揺動しやすくなる。予圧のないベアリングではこのような揺動があるため、高精度で非常に細いデータ・トラックに追随する必要のあるディスク・ドライブのアクチュエータや主軸モータの用途においてはおそらく不適切であろう。しかしながら、ベアリング予圧が不要であるか又は望ましくないような用途も有り得る。予圧のないベアリングの場合、配置の精度が悪くなり剛性も低下するが、一方、より安価になり空間を節約できかつ始動の力を小さくすることが可能である。従って、本発明のさらに別の実施形態においては、ベアリングに予圧をかけないものとする。
【００５２】
以上の説明においては、所与の態様について、アクチュエータの「上または上方（ａｂｏｖｅ）」もしくは「下または下方（ｂｅｌｏｗ）」又は「上側（ｕｐｐｅｒ）」もしくは「下側（ｌｏｗｅｒ）」と称した。これらの用語は、参照を容易とするためにのみ用いており、また図面及び技術上用いられる通常の向きと一致させたものである。しかしながらこれらの用語を使用したことは、本発明がいずれかの特定の向きを必須とすることを意味しておらずまた暗示してもいない。例えば、予圧スプリングをアクチュエータの上に位置させたこと等である。本発明のディスク・ドライブは、アクチュエータの下に位置する予圧スプリングを用いても、また水平方向の回転軸を用いても同様に容易に構成することができる。さらに、「旋回（ｐｉｖｏｔ）」及び「回転（ｒｏｔａｔｅ）」という用語は、軸に対して方向転換したりくるくる回ったりする動きを記述するために相互に交換可能に用いた。よって、その部分の文脈により限定されない限り、これらの用語は、物体が３６０度の全回転をする動きも、３６０度未満の円弧上のみを回る動きも共に含むものと解釈される。
【００５３】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００５４】
（１）ディスク・ドライブ基底部と、前記基底部上にディスク軸について回転可能に装着されかつデータを記録する少なくとも１枚のディスクと、アクチュエータ軸について旋回可能なアクチュエータ機構を支持するベアリング機構とを有する回転ディスク型データ記憶装置であって、ベアリング機構が、（１ａ）前記アクチュエータ軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第１のボール及び回転自在の第２のボールと、（１ｂ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第１のボールと接触する第１の凹形ベアリング面をもつ第１の固定アクチュエータ装着部と、（１ｃ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第２のボールと接触する第２の凹形ベアリング面をもつ第２の固定アクチュエータ装着部とを有し、旋回可能なアクチュエータ機構が、（２ａ）サスペンションにより支持される少なくとも１つの変換器ヘッドと、（２ｂ）前記変換器ヘッドを位置決めするべく前記アクチュエータ軸について前記アクチュエータ機構を旋回させるモータと、（２ｃ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第１のボールと接触しており、そして前記アクチュエータ軸に沿って前記第１の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第１のボールを閉じ込める第３の凹形ベアリング面と、（２ｄ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第２のボールと接触しており、そして前記アクチュエータ軸に沿って前記第２の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第２のボールを閉じ込める第４の凹形ベアリング面とを有するデータ記憶装置。
（２）前記第１のボール及び前記第２のボールが球形である上記（１）に記載のデータ記憶装置。
（３）各々の前記ベアリング面が、該ベアリング面の環状部分においてボールと接触する上記（１）に記載のデータ記憶装置。
（４）前記ベアリング面の前記ボールと接触する前記環状部分が円錐形である上記（３）に記載のデータ記憶装置。
（５）前記第１のボール及び前記第２のボールに対して軸方向の規定の予圧を与える手段を有する上記（１）に記載のデータ記憶装置。
（６）前記予圧を与える手段が、前記第２のアクチュエータ装着部を支持する圧縮可能なスプリングを有し、前記第１及び第２のボールに対して規定の予圧を与えるべく該圧縮可能なスプリングが前記ハウジングにより圧縮される上記（５）に記載のデータ記憶装置。
（７）前記少なくとも１枚のディスクを回転させるための電気モータ及びベアリング機構を有し、該電気モータ及びベアリング機構が、前記ディスク基底部へ取付けられた電磁固定子と、ディスクの回転軸（以下単に、ディスク軸）について回転しかつ前記ディスクを支持する回転子を支持するベアリング機構とを具備し、前記ベアリング機構が、（１ａ）前記ディスク軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第３のボール及び回転自在の第４のボールと、（１ｂ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第３のボールと接触する第５の凹形ベアリング面をもつ第１の固定回転子装着部と、（１ｃ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第４のボールと接触する第６の凹形ベアリング面をもつ第２の固定回転子装着部とを有し、回転子が、（２ａ）回転子ハウジングと、（２ｂ）前記電磁固定子により発生される電磁場に応答して前記回転子へトルクを与える手段と、（２ｃ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第３のボールと接触しており、そして前記ディスク軸に沿って前記第５の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第３のボールを閉じ込める第７の凹形ベアリング面と、（２ｄ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第４のボールと接触しており、そして前記ディスク軸に沿って前記第６の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第４のボールを閉じ込める第８の凹形ベアリング面とを有する上記（１）に記載のデータ記憶装置。
（８）回転軸をもつ物体を回転可能に装着するベアリング機構であって、（１ａ）前記回転軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第１のボール及び回転自在の第２のボールと、（１ｂ）前記回転軸を中心としかつ前記第１のボールと接触する第１の凹形ベアリング面をもつ第１の固定装着部と、（１ｃ）前記回転軸を中心としかつ前記第２のボールと接触する第２の凹形ベアリング面をもつ第２の固定装着部とを有し、回転可能な物体が、（２ａ）前記回転軸を中心としかつ前記第１のボールと接触しており、そして前記回転軸に沿って前記第１の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第１のボールを閉じ込める第３の凹形ベアリング面と、（２ｂ）前記回転軸を中心としかつ前記第２のボールと接触しており、そして前記回転軸に沿って前記第２の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第２のボールを閉じ込める第４の凹形ベアリング面とを有するベアリング機構。
（９）前記第３の凹形ベアリング面及び前記第４の凹形ベアリング面が、前記第１の凹形ベアリング面と前記第２の凹形ベアリング面との間に位置する上記（８）に記載のベアリング機構。
（１０）各々の前記ベアリング面が、該ベアリング面の環状部分においてボールと接触する上記（８）に記載のベアリング機構。
（１１）前記第１のボール及び前記第２のボールに対して軸方向の規定の予圧を与える手段を有する上記（８）に記載のベアリング機構。
（１２）前記予圧を与える手段が、前記第２の固定装着部を支持する圧縮可能なスプリングを有し、該圧縮可能なスプリングが前記第１及び第２のボールに対して規定の予圧を与える上記（１１）に記載のベアリング機構。
（１３）固定基底部と、前記固定基底部へ取付けられる電磁固定子と、軸について回転する回転子を支持するベアリング機構とを有する電気モータであって、前記ベアリング機構が、（１ａ）前記軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第１のボール及び回転自在の第２のボールと、（１ｂ）前記軸を中心としかつ前記第１のボールと接触する第１の凹形ベアリング面をもつ第１の固定回転子装着部と、（１ｃ）前記軸を中心としかつ前記第２のボールと接触する第２の凹形ベアリング面をもつ第２の固定回転子装着部とを有し、回転子が、（２ａ）回転子ハウジングと、（２ｂ）前記電磁固定子により発生される電磁場に応答して前記回転子に対してトルクを与える手段と、（２ｃ）前記軸を中心としかつ前記第１のボールと接触しており、そして前記軸に沿って前記第１の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第１のボールを閉じ込める第３の凹形ベアリング面と、（２ｄ）前記軸を中心としかつ前記第２のボールと接触しており、そして前記軸に沿って前記第２の凹形ベアリング面と対向することによりその間に該第２のボールを閉じ込める第４の凹形ベアリング面とを有する電気モータ。
（１４）前記第３の凹形ベアリング面及び前記第４の凹形ベアリング面が、前記第１の凹形ベアリング面及び前記第２の凹形ベアリング面との間に位置する上記（１３）に記載の電気モータ。
（１５）前記第１のボール及び前記第２のボールに対して軸方向の規定の予圧を与える手段を有する上記（１３）に記載の電気モータ。
（１６）前記予圧を与える手段が、前記第２の固定回転子装着部を支持する圧縮可能なスプリングを有し、該圧縮可能なスプリングが前記第１及び第２のボールに対して規定の予圧を与える上記（１５）に記載の電気モータ。
（１７）電磁場に応答して前記回転子に対してトルクを与える手段が、前記回転子ハウジングへ取付けられた一組の永久磁石を有する上記（１３）に記載の電気モータ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適例における磁気ディスク・ドライブ記憶装置を示す図である。
【図２】好適例におけるアクチュエータ機構を示した磁気ディスク・ドライブの部分断面図である。
【図３】好適例の予圧スプリングの平面図である。
【図４】好適例における１つのボール及び対向する円錐ベアリング面の拡大断面図である。
【図５】第１の別の実施形態におけるアーチ状のベアリング面を示す、ボール及び対向するベアリング面の断面図である。
【図６】第２の別の実施形態における球状のベアリング面を示す、ボール及び対向するベアリング面の断面図である。
【図７】第３の別の実施形態における円錐と球の組合せによるベアリング面を示す、ボール及び対向するベアリング面の断面図である。
【図８】別の実施形態によるベアリング機構を用いたモータの断面図である。
【符号の説明】
１００ 磁気ディスク・ドライブ
１０１ ディスク
１０３ ハブ
１０４ 基底部
１０５ アクチュエータ機構
１０６ アクチュエータ軸
１０８ サスペンション
１０９ 変換器ヘッド
１１０ 永久磁石
１１１ 電磁コイル
１１２ 回路カード
１１５ 蓋部
２０１、２０２等 ボール
２１０、２１１、２１２、２１３等 ベアリング面
２２０、２２２ 装着ブロック
２２４ 予圧スプリング
２２５ 軸部材
２２６、２２７ 囲い部分
２２８、２２９、Ｏ（オー）リング
８０６ 回転子ハウジング
８２０、８２１、８２２、８２３ 装着部

Claims (11)

1. ディスク・ドライブ基底部と、
   前記基底部上にディスク軸について回転可能に装着されかつデータを記録する少なくとも１枚のディスクと、
   アクチュエータ軸について旋回可能なアクチュエータ機構を支持するベアリング機構とを有する回転ディスク型データ記憶装置であって、
   ベアリング機構が、
   （１ａ）前記アクチュエータ軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第１のボール及び回転自在の第２のボールと、
   （１ｂ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第１のボールと接触する第１の凹形ベアリング面をもつ第１の固定アクチュエータ装着部と、
   （１ｃ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第２のボールと接触する第２の凹形ベアリング面をもつ第２の固定アクチュエータ装着部とを有し、
   旋回可能なアクチュエータ機構が、
   （２ａ）サスペンションにより支持される少なくとも１つの変換器ヘッドと、
   （２ｂ）前記変換器ヘッドを位置決めするべく前記アクチュエータ軸について前記アクチュエータ機構を旋回させるモータと、
   （２ｃ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第１のボールと接触しており、そして前記アクチュエータ軸に沿って前記第１の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第１のボールを閉じ込める第３の凹形ベアリング面と、
   （２ｄ）前記アクチュエータ軸を中心としかつ前記第２のボールと接触しており、そして前記アクチュエータ軸に沿って前記第２の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第２のボールを閉じ込める第４の凹形ベアリング面とを有し、
   前記第１及び第２の凹形ベアリング面は前記アクチュエータ軸の対向する前記第３及び第４の凹形ベアリング面を包囲し、この包囲した部分と前記アクチュエータ軸との間に形成されたキャビティにＯリングを備えたデータ記憶装置。
2. 前記第１のボール及び前記第２のボールが球形である請求項１に記載のデータ記憶装置。
3. 各々の前記ベアリング面が、このベアリング面の環状部分においてボールと接触する請求項１に記載のデータ記憶装置。
4. 前記ベアリング面の前記ボールと接触する前記環状部分が円錐形である請求項３に記載のデータ記憶装置。
5. 前記少なくとも１枚のディスクを回転させるための電気モータ及びベアリング機構を有し、
   この電気モータ及びベアリング機構が、
   前記ディスク基底部へ取付けられた電磁固定子と、
   ディスクの回転軸（以下単に、ディスク軸）について回転しかつ前記ディスクを支持する回転子を支持するベアリング機構とを具備し、
   前記ベアリング機構が、
   （１ａ）前記ディスク軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第３のボール及び回転自在の第４のボールと、
   （１ｂ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第３のボールと接触する第５の凹形ベアリング面をもつ第１の固定回転子装着部と、
   （１ｃ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第４のボールと接触する第６の凹形ベアリング面をもつ第２の固定回転子装着部とを有し、
   回転子が、
   （２ａ）回転子ハウジングと、
   （２ｂ）前記電磁固定子により発生される電磁場に応答して前記回転子へトルクを与える手段と、
   （２ｃ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第３のボールと接触しており、そして前記ディスク軸に沿って前記第５の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第３のボールを閉じ込める第７の凹形ベアリング面と、
   （２ｄ）前記ディスク軸を中心としかつ前記第４のボールと接触しており、そして前記ディスク軸に沿って前記第６の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第４のボールを閉じ込める第８の凹形ベアリング面とを有する請求項１に記載のデータ記憶装置。
6. 回転軸をもつ物体を回転可能に装着するベアリング機構であって、
   （１ａ）前記回転軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第１のボール及び回転自在の第２のボールと、
   （１ｂ）前記回転軸を中心としかつ前記第１のボールと接触する第１の凹形ベアリング面をもつ第１の固定装着部と、
   （１ｃ）前記回転軸を中心としかつ前記第２のボールと接触する第２の凹形ベアリング面をもつ第２の固定装着部とを有し、
   回転可能な物体が、
   （２ａ）前記回転軸を中心としかつ前記第１のボールと接触しており、そして前記回転軸に沿って前記第１の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第１のボールを閉じ込める第３の凹形ベアリング面と、
   （２ｂ）前記回転軸を中心としかつ前記第２のボールと接触しており、そして前記回転軸に沿って前記第２の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第２のボールを閉じ込める第４の凹形ベアリング面とを有し、
   前記第１及び第２の凹形ベアリング面は前記回転軸の対向する前記第３及び第４の凹形ベアリング面を包囲し、この包囲した部分と前記回転軸との間に形成されたキャビティにＯリングを備えたベアリング機構。
7. 前記第３の凹形ベアリング面及び前記第４の凹形ベアリング面が、前記第１の凹形ベアリング面と前記第２の凹形ベアリング面との間に位置する請求項６に記載のベアリング機構。
8. 各々の前記ベアリング面が、このベアリング面の環状部分においてボールと接触する請求項６に記載のベアリング機構。
9. 固定基底部と、
   前記固定基底部へ取付けられる電磁固定子と、
   軸について回転する回転子を支持するベアリング機構とを有する電気モータであって、
   前記ベアリング機構が、
   （１ａ）前記軸上に中心がありかつ軸方向に互いに分離されている回転自在の第１のボール及び回転自在の第２のボールと、
   （１ｂ）前記軸を中心としかつ前記第１のボールと接触する第１の凹形ベアリング面をもつ第１の固定回転子装着部と、
   （１ｃ）前記軸を中心としかつ前記第２のボールと接触する第２の凹形ベアリング面をもつ第２の固定回転子装着部とを有し、
   回転子が、
   （２ａ）回転子ハウジングと、
   （２ｂ）前記電磁固定子により発生される電磁場に応答して前記回転子に対してトルクを与える手段と、
   （２ｃ）前記軸を中心としかつ前記第１のボールと接触しており、そして前記軸に沿って前記第１の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第１のボールを閉じ込める第３の凹形ベアリング面と、
   （２ｄ）前記軸を中心としかつ前記第２のボールと接触しており、そして前記軸に沿って前記第２の凹形ベアリング面と対向することによりその間に前記第２のボールを閉じ込める第４の凹形ベアリング面とを有し、
   前記第１及び第２の凹形ベアリング面は前記軸の対向する前記第３及び第４の凹形ベアリング面を包囲し、この包囲した部分と前記軸との間に形成されたキャビティにＯリングを備えた電気モータ。
10. 前記第３の凹形ベアリング面及び前記第４の凹形ベアリング面が、前記第１の凹形ベアリング面及び前記第２の凹形ベアリング面との間に位置する請求項９に記載の電気モータ。
11. 電磁場に応答して前記回転子に対してトルクを与える手段が、前記回転子ハウジングへ取付けられた一組の永久磁石を有する請求項９に記載の電気モータ。

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