JP3609258B2 - モータ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスクなどの記録媒体を回転駆動する装置などに組み込まれ、潤滑流体による動圧軸受を使用したモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、回転軸体とそれの支持部材との相対的な回転を支持するために、両者間に介在させた潤滑流体の流体圧力を利用する動圧軸受が用いられたモータが使用されており、その一例について、以下に図3を用いて詳細に説明する。
【0003】
図3は、従来の動圧流体軸受モータの構成を示す縦断面図である。
【0004】
図3において、この動圧流体軸受モータ50の軸体保持筒51は、その大径円筒状の基部51aの下部外周部が記録媒体駆動装置の基盤52の円形嵌合孔52a内に嵌合固定されており、その基部51aの上端には環状板部51bを介して小径円筒状のスリーブ部51cが同軸状に設けられている。また、基部51aの内周下端部にはスラストキャップ53が嵌合固定されることで内部を閉塞するようになっている。
【0005】
これらの軸体保持筒51およびスラストキャップ53で軸体支持部材が構成されており、この軸体保持筒51のスリーブ部51c内で垂直姿勢の回転軸体54が、それらの間隙内に潤滑油などの潤滑流体55を毛細管現象で保持させた状態で回転自在に保持されてラジアル動圧流体軸受部を構成している。また、軸体保持筒51の基部51aおよび環状板部51bとスラストキャップ53内で、回転軸体54の下端外周部に外嵌固定された円盤状のスラスト板56が、それらの間隙内に潤滑流体55を毛細管現象で保持させた状態で回転自在に保持されてスラスト動圧流体軸受部を構成している。これらのラジアル動圧流体軸受部およびスラスト動圧流体軸受部により、回転軸体54およびスラスト板56と軸体保持部との相対回転時における潤滑流体55の動圧を利用する動圧流体軸受が構成されている。
【0006】
また、この回転軸体54の高さ方向の略中央部の外周面に環状溝57が形成されており、この環状溝57はスリーブ部51cの内周面とで囲まれ、その内周面に形成された通気孔(呼吸孔)58を介して外部と連通された気体介在部59に構成されている。この気体介在部59には、スリーブ部51cと回転軸体54の間隙の全周に亘って空気が介在している。
【0007】
さらに、スラスト板56の上下面および、気体介在部59の上下のスリーブ部51cの各内周面にはそれぞれ、くの字状の各ヘリングボーン溝60がそれぞれ形成されており、回転軸体54の順方向回転により、それぞれの位置の潤滑流体に、スラスト荷重支持圧およびラジアル荷重支持圧を発生させるようになっている。
【0008】
さらに、このスリーブ部51cの外周部には、ステータコア(図示せず)にモータコイル(図示せず)が巻回されたステータ61が外嵌固定されている。また、回転軸体54の上端外周部には、下に円形凹状(カップ状)のロータハブ62が外嵌固定されており、このロータハブ62の外周壁62aの内周部には周方向に異なる磁極が交互に形成された円筒状のロータマグネット63が、ステータ61と径方向に対向して配設されて回転駆動部を構成している。
【0009】
以上の動圧流体軸受モータ50を厚さ5mm以下の薄型ハードディスクドライブ(HDD)装置に適応する場合には、スリーブ部51c、回転軸体54、ステータ61およびロータマグネット63を図中上下方向に短くする必要が生じることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、動圧流体軸受モータ50を厚さ5mm以下の薄型で低騒音のハードディスクドライブ(HDD)装置に適応した場合で、上記従来の動圧流体軸受のようにラジアル動圧流体軸受部およびスラスト動圧流体軸受部を用いた場合には、スラスト動圧流体軸受部にスラスト板56を使用し、アキシャル方向(軸方向)の支持を安定(軸方向のガタを小さく)させるためにスラスト板56の上下面側をスラスト動圧流体軸受としているが、確かにアキシャル方向の支持は安定しているものの、全体の軸受損としてはまだまだ大きくモータの電気的効率がよくないという問題を有していた。
【0011】
また、従来の動圧流体軸受にはスラスト板56を用いずに回転軸体の端面にのみ動圧発生溝を形成してスラスト軸受部を構成するものがある。この場合には、確かに軸受損としては小さくモータの電気的効率も良好であるが、スラストプレートのような突出部を有しないため、回転軸体の抜け止め構造を別途設ける必要があると共に、アキシャル方向(軸方向)の可動量が大きく、衝撃印加時にハードディスク等の記録媒体とこの記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッド等が近接したり離間したりして情報の読み書き性能を低下させ、さらには、記録媒体と磁気ヘッド等が接触して破損する虞もあるという問題を有していた。
【0012】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、薄型ハードディスクドライブ装置を対象として低電力でかつアキシャル方向の遊びを最低限にできるモータを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータは、軸体と、前記軸体の端部から径方向外方に延設された円盤状スラストプレートと、この円盤状スラストプレートと微小間隙を形成して対向する支持部材と、前記微小間隙の一部に保持された潤滑流体を用いて前記軸体と支持部材とを前記軸体の軸心を中心に相対的に回動自在に保持する動圧流体軸受手段とを有し、前記軸体及び支持部材の一方はロータマグネットを備えたロータに固着され、その他方がステータとともに固定部材をなすモータであって、
前記円盤状スラストプレートの表面は、一面および他面、それらの間の外周端面を有しており、前記円盤状スラストプレートの外周端面と前記支持部材の径方向に対向する面間には前記潤滑流体が保持されたラジアル軸受部が設けられ、前記円盤状スラストプレートの一面とこれに前記支持部材の軸線方向に対向する面間には前記潤滑流体が保持されたスラスト軸受部が設けられ、前記スラストプレートの他面側には気体が介在するスラスト気体介在部が設けられており、
前記潤滑流体は前記ラジアル軸受部と前記スラスト軸受部とに連続し、前記ラジアル軸受部には軸方向で前記一面側に前記潤滑流体に対して動圧を与える動圧発生溝が設けられ、前記スラスト軸受部には前記潤滑流体に対して径方向外周側に動圧を与える動圧発生溝が設けられ、
前記スラストプレートの一面を前記支持部材の軸線方向に対向する面側に付勢するように前記ロータが磁気バイアスされることを特徴とするモータ。
【0014】
より具体的には、本発明のモータにおいて、例えば、円盤状スラストプレートの一面がロータハブ側であり、ラジアル軸受部には軸方向で一面側に潤滑流体に対して動圧を与える動圧発生溝が設けられ、スラスト軸受部には潤滑流体に対して径方向外周側に動圧を与える動圧発生溝が設けられている。
【0015】
また、本発明のモータにおいて、例えば、円盤状スラストプレートの一面がロータハブ側とは反対側であり、ラジアル軸受部は軸方向で一面側に潤滑流体に対して動圧を与える動圧発生溝が設けられ、スラスト軸受部は潤滑流体に対して径方向外周側に動圧を与える動圧発生溝が設けらている。
【0016】
さらに、本発明のモータにおいて、好ましくは、少なくともスラスト軸受部における動圧発生溝はスパイラル溝である。
【0017】
この構成により、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部の動圧発生溝としてスパイラル溝を用いた場合には、従来のヘリングボーン溝に比べて効率アップによる低電力化が可能で、さらにはオイル循環構造を廃して構造の単純化、低コスト化を図ることが可能となる。スラスト軸受部の動圧発生溝としてスパイラル溝を、ラジアル軸受部の動圧発生溝としてアンバランスなヘリングボーン溝を用いた場合には、特にラジアル軸受部に必要十分な循環流体を保持することが可能で、調芯用の圧力を発生させて安定した軸支持が期待できる。また、スラストプレートでアキシャル方向(軸方向)の遊びが抑制されるので、ロータのアキシャル方向の可動量を最低限にでき、衝撃印加時にロータに載置されるハードディスク等の記録媒体及びこの記録媒体に近接し情報を読み書きする磁気ヘッド等を保護すると共に、その性能を維持することが可能となる。
【0018】
また、磁気バイアスとは、ロータが固定部材に対して磁力により吸引あるいは反発され、その作用方向に付勢力を得ることをいうが、この磁気バイアスは、例えば固定部材に備えられたステータとこれに対向してロータに固着されたロータマグネットの磁気中心を軸線方向に異ならしめることによって実現できる他、固定部材のステータに軸線方向に対向する部分に磁性部材を配置するあるいは固定部材とロータの軸線方向に対向する部分に同極又は異極に着磁されたマグネットをそれぞれ配置することによっても可能である。本発明におけるモータにおいては、スラストプレートの他面側にスラスト気体介在部が形成されているため、スラスト軸受部はスラストプレートの一面側にしか設けられていないが、スラストプレートの他面側で支持すべきアキシャル方向負荷に対する支持力は、スラストプレートの一面を支持部材の軸線方向に対向する面側に付勢するようにロータが磁気バイアスされることで補っている。
【0020】
上記本発明のモータにおいて、スラストプレートの他面側の気体介在部においては、軸体と支持部材の相対回転時に潤滑流体の粘性抵抗が生じないので、潤滑流体による損失(軸受損)が低減され、モータの電気的効率が向上し、その分、低電力化が図られる。また、スラストプレートの他面側にスラスト気体介在部を設けたことで、スラスト間隔(スラストプレート厚)の仕様(精度)緩和が図られる。
【0021】
次に、本発明のモータにおいて、スラスト軸受部よりも内周側には気体介在部が設けられ、この気体介在部とスラスト気体介在部とは、円盤状スラストプレートに設けられた呼吸孔によって連通している。
【0022】
上記構成においては、スラスト軸受部よりも内周側の気体介在部と前記スラスト気体介在部は呼吸孔によって連通しているので、潤滑流体の表面張力と各気体介在部とは同一の気圧でバランスしており、各気体介在部の一方側に潤滑流体が寄るようなことはなく各気体介在部は均等に拡大し軸受部の信頼性は最大限維持される。
【0023】
また、潤滑流体の充填時あるいはモータ回転時に各軸受部の動圧発生溝による攪拌によって潤滑流体内に発生した気泡を軸受部外の気体介在部側に排出することができるので、モータの温度上昇によって気泡が熱膨張して潤滑流体が軸受部外に漏出するようなことは防止される。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る動圧流体軸受モータの実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す各実施形態に限定されるものではない。
【0025】
図1は本発明の一実施形態の動圧流体軸受モータにおける概略要部構成の軸受部分を模式的に示す縦断面図であり、図3の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0026】
図1において、この動圧流体軸受モータ1は、回転軸体2と、この回転軸体2の下端部に中央部が外嵌固定された円盤状のスラストプレート3と、このスラストプレート3を回転軸体2と共に回転自在に支持する支持部材4と、この支持部材4の内周下端部に嵌合固定された円盤蓋状のスラストキャップ5とを有している。この支持部材4は、円筒状のスリーブ部材6と、このスリーブ部材6の上部に外周縁部が嵌合され、回転軸体2が貫通可能な孔が中央部に設けられた円形のスラストブッシュ7とで構成されている。スラストプレート3の外周端面とスリーブ部材6の内周面とが微小間隙を形成して対向配設され、スラストブッシュ7の下面とスラストプレート3の一面(図中では上面)とが微小間隙を形成して対向配設され、さらに、スラストプレート3の他面(図中では下面)とスラストキャップ5の外周側上面とが微小間隙を形成して対向配設されている。これらのスリーブ部材6、スラストブッシュ7およびスラストキャップ5と、それらの内部に位置するスラストプレート3との微小間隙の適所には毛細管現象で保持され得る潤滑油などの潤滑流体8が充填されている。
【0027】
また、スラストプレート3の表面は、上面および下面、それらの間の外周端面を有しており、スラストプレート3の外周端面とスリーブ部材6の径方向に対向する内周面との間には潤滑流体8が保持されたラジアル軸受部9が形成され、スラストプレート3の上面とこれにスラストブッシュ7の軸線方向に対向する下面との間には潤滑流体8が保持されたスラスト軸受部10が形成されている。これらのラジアル軸受部9およびスラスト軸受部10により動圧流体軸受手段が構成され、回転軸体2に固定されたスラストプレート3と支持部材4とを回転軸体2の軸心を中心に相対的に回動自在に保持するようになっている。また、スラストプレート3の厚さはラジアル軸受部9が機能する程度の厚さが必要である。
【0028】
さらに、このラジアル軸受部9には回転軸体2の軸方向上側に潤滑流体8に対して動圧を与えるスパイラルグルーブ(動圧発生溝)11が設けられている。また、スラスト軸受部10には潤滑流体8に対して径方向外周側に動圧を与えるスパイラルグルーブ(動圧発生溝)12が設けられている。このように、スパイラルグルーブ11,12は、回転軸体2の回転時に、スラストプレート3の上面側外周角部に向けて両方から潤滑流体8を移動させることで作用する動圧を発生させるようになっている。本実施形態では、スパイラルグルーブ11はスリーブ部材6の内周面側に形成されており、スパイラルグルーブ12はスラストブッシュ7の下面側に形成されている。このように、従来のヘリングボーン溝を形成する場合に比べてスパイラルグルーブ11,12を形成する方が、スラストプレート3の径および厚さを縮小することが可能である。
【0029】
さらに、スラストプレート3の下面側には気体が介在するスラスト気体介在部13が形成されている。また、スラストプレート3の上面の内周側にはスラスト軸受部10の径方向内周側端部よりも内周側に外気に連通する気体介在部14が設けられている。これらの気体介在部13,14は、円盤状のスラストプレート3の内径側に設けられた呼吸孔15によって連通している。ここでいう外気というのは、軸体及びスラストプレートと支持部材との微小間隙の外の雰囲気を言い、モータの内外、モータを組み込んだ装置の内外を問わない。その外気の圧力は大気圧であるか否かを問わない。
【0030】
つまり、スラストプレート3の下面側のスラスト気体介在部13は、呼吸孔15さらにスラストプレート3の上面側の気体介在部14を介して外気に連通して大気開放状態となっており、潤滑流体8の表面張力と各気体介在部13,14は同一の外気圧によってバランスしており、各気体介在部13,14の一方側に潤滑流体8の領域が寄るようなことはなく軸受部9,10の信頼性を維持することができる。また、潤滑流体8が蒸発等によって減少した場合には、同一の外気圧によって各気体介在部13,14が同等に拡大し、軸受部9,10以外の部分に潤滑流体8を存在させていれば、潤滑流体8を軸受部9,10に補給することで、軸受部9,10には常に潤滑流体8が存在するようになりモータの信頼性をいっそう向上させることができる。本実施形態では、各気体介在部13,14と潤滑流体8の領域との境界部分またはその近傍位置において、スラストキャップ5およびスラストブッシュ7のスラストプレート3に対向している面とスラストプレート3との隙間、つまり、各気体介在部13,14の隙間がテーパ状に広がるように構成することで、より多くの潤滑流体8を保有してそれを軸受部9,10側に補給可能にしている。
【0031】
また、軸受部9,10をスパイラルグルーブ11,12で構成しているため、効率アップによる低電力化、さらにはオイル循環構造を廃して構造の単純化、低コスト化を図ることができる。
【0032】
さらに、潤滑流体8の充填時あるいはモータ回転時に、各スパイラルグルーブ11,12の動圧発生溝による攪拌によって潤滑流体8内に発生した気泡を軸受部9,10外(各気体介在部13,14内)に排出することにより、モータの温度上昇によって気泡が熱膨張し潤滑流体8が軸受部9,10外に漏出することを防止するようになっている。
【0033】
さらに、スラストプレート3でロータのアキシャル方向の可動量を抑制可能に構成している。これによって、衝撃印加時にロータに載置されるハードディスク等の記録媒体及びこの記録媒体に近接して情報を読み書きする磁気ヘッド等を保護するとともにその性能を維持することができる。また、スラストプレート3を用いることで回転軸体2の軸方向の移動は制限され、従来のような回転軸体2の抜け止め等特別な構造は不要である。
【0034】
さらに、スラストプレート3の下面側にスラスト気体介在部13が形成されているために、スラスト軸受部10はスラストプレート3の上面側にしか設けられておらず、スラストプレート3の下面側で支持すべきアキシャル方向負荷に対する支持力は、スラストプレート3の上面を、矢印Aに示すように回転軸体2の軸線方向に対向するスラストブッシュ7の下面側に付勢するように固定側のステータ16のコイルに通電して可動側のロータが磁気バイアスされるようになっている。ここで、可動側のロータとは、回転軸体2、スラストプレート3、ロータハブ17およびロータマグネット18を有している。
【0035】
上記構成により、固定側のステータ16のコイルへの通電で回転軸体2およびスラストプレート3が支持部材4およびスラストキャップ5内で回転駆動することになるが、このとき、ラジアル軸受部9およびスラスト軸受部10において、回転軸体2と支持部材4との間隙内の潤滑流体8は、回転軸体2に固定されたスラストプレート3の回転でスパイラルグルーブ11,12によってスラストプレート3の上面外周角部分に寄る作用によってラジアルおよびスパイラル荷重支持圧を発生させる。
【0036】
このとき、回転軸体2およびスラストプレート3に対して上側(矢印Aの方向)には磁気バイアスによる付勢力がロータに付与されており、これとスラスト軸受部10によるスラスト荷重支持圧とがバランスして釣り合っている。
【0037】
したがって、厚さ5mm以下の薄型ハードディスクドライブ(HDD)装置に適応した低騒音のスラストプレート付き軸回転型スピンドルモータにおいて、ラジアル軸受部9およびスラスト軸受部10の動圧発生溝がスパイラルグルーブ11,12であるため、従来のヘリングボーン溝に比べて効率アップによる低電力化を図ることができ、さらにはオイル循環構造を廃して構造の単純化、低コスト化を図ることができる。また、スラストプレート3によってアキシャル方向の可動量(軸方向のガタ)を抑制することができる。
【0038】
このように、スラストプレート3によって軸方向の可動量(ガタ、遊び)は、隙間内の潤滑流体8が介在して回転に必要な隙間があればよく、その可動量を最低限(20マイクロミリ程度)にできると共に、衝撃荷重をスラストプレート3の面で受けて耐衝撃力を維持可能なため、衝撃印加時に磁気ヘッドおよび磁気ディスクを保護することができる。また、軸受損の軽減による大幅な低電力化のため、電力量が限られている携帯用パーソナルコンピュータなどへの適用に最適である。
【0039】
また、スラスト軸受部10は上部のみの一面とし、このスラスト軸受部10によるスラスト荷重支持圧と磁気バイアスによる上方向のロータへの付勢力とをバランスさせるように構成している。このように、スラストプレート3の下面側にはスラスト軸受部が配設されていないが、このことは、回転軸体2およびスラストプレート3に対して磁気バイアスによる付勢力が回転軸体2の軸心方向上側に与えられることで補われるようになっている。このため、スラストプレート3の下面側に従来のようにスラスト軸受部がない分だけ、潤滑流体の粘性抵抗による軸受損を軽減することができてモータの電気的効率を向上させることができる。また、スラストプレート3の下面側にスラスト気体介在部13を設けたことで、スラスト間隔(スラストプレート3の厚さおよび/またはその上下の隙間)の仕様(精度)緩和を図ることができる。例えばスラストプレート3の厚さに対する製造交差が大幅に緩和されることでプレス化が容易に実現し、製造コストの低減を行うことができる。さらに、スラストプレート3の下面側に従来のようにスパイラルグルーブがない分、構造的にもコスト的にも有利である。
【0040】
なお、本実施形態では、ラジアル軸受部9にはスラストプレート3の外周端面とスリーブ部材6の内面との隙間内の潤滑流体8に対して上方向に動圧を与えるスパイラルグルーブ11が設けられ、スラスト軸受部10にはスラストプレート3の上面とスラストブッシュ7の下面との隙間内の潤滑流体8に対してスラストプレート3の外周方向に動圧を与えるスパイラルグルーブ12が設けられているが、図2に示すように、ラジアル軸受部9aにはスラストプレート3の外周端面とスリーブ部材6aの内面との隙間内の潤滑流体8に対して下方向に動圧を与えるスパイラルグルーブ11aが設けられ、スラスト軸受部10aにはスラストプレート3の下面とスラストキャップ5aの上面との隙間内の潤滑流体8に対してスラストプレート3の外周方向に動圧を与えるスパイラルグルーブ12aが設けられる構成としてもよい。
【0041】
この場合、スラストプレート3の上面とスラストブッシュ7aの下面との隙間内に、外気に連通したスラスト気体介在部13aが配設されている。また、スラストプレート3の下面の内周側にはスラスト軸受部10aの径方向内周側端部よりも内周側に気体介在部14aが配設されている。これらの気体介在部13a,14aは、円盤状のスラストプレート3の内径側に設けられた呼吸孔15によって連通している。また、スラストプレート3の上面側にスラスト気体介在部13aが形成されているために、スラスト軸受部10aはスラストプレート3の下面側にしか設けられておらず、スラストプレート3の上面側で支持すべきアキシャル方向負荷に対する支持力は、スラストプレート3の下面を、矢印Bに示すように回転軸体2の軸線方向に対向するスラストキャップ5aの上面側に付勢するように固定側のステータ16のコイルに通電して可動側のロータが磁気バイアスされるようになっている。なお、図2では図1と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説明を省略している。
【0042】
また、上述した実施形態では、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部のそれぞれの動圧発生溝としてスパイラル溝とした場合を示したが、本発明はこれに限らず、スラスト軸受部の動圧発生溝のみスパイラル溝とし、ラジアル軸受部の動圧発生溝を、潤滑流体に対してスラスト軸受部側に動圧を与えるアンバランスなヘリングボーン溝としてもよい。この場合、スラスト軸受部のスパイラル溝による潤滑流体の動圧とラジアル軸受部のアンバランスなヘリングボーン溝による潤滑流体の動圧とがバランスするように設定されるが、何らかの原因でこのバランスが崩れた際においても、最悪でもラジアル軸受部に必要十分な潤滑流体が残り、調芯用の圧力を発生させることができ、安定したラジアル支持が期待できる。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、本発明のモータによれば、スラストプレートの他面側の気体介在部においては、スラストプレートとそれの支持部材の相対回転時に潤滑流体の粘性抵抗が生じないため、潤滑流体による損失(軸受損)を低減できてモータの電気的効率を向上させ、その分、低電力化を図ることができる。また、スラストプレートの他面側にスラスト気体介在部を設けたことで、スラスト間隔(スラストプレート厚)の仕様(精度)緩和を図ることができる。また、スラストプレートでアキシャル方向(軸方向)の遊びが最大限抑制できるため、ロータのアキシャル方向の可動量を最低限にでき、衝撃印可時にロータに載置されるハードディスク等の記録媒体に対する情報の読み書き性能を低下させることなく、情報を読み書きする磁気ヘッドの保護を図ることができる。
【0045】
さらに、スラスト軸受部よりもスラスト軸受部よりも内周側の気体介在部とスラスト気体介在部は呼吸孔によって連通しているため、潤滑流体の表面張力と各気体介在部とは同一の気圧によってバランスしており、各気体介在部の一方側に潤滑流体の領域が寄るようなことはなく軸受部の信頼性を維持することができる。また、潤滑流体の充填時あるいはモータ回転時などに各軸受部のグルーブによる攪拌によって潤滑流体内に発生した気泡を軸受部外の気体介在部側に排出することができるため、モータの温度上昇によって気泡が熱膨張して潤滑流体が軸受部外に漏出することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の動圧流体軸受モータの概略要部構成を示す縦断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態の動圧流体軸受モータの概略要部構成を示す縦断面図である。
【図3】従来の動圧流体軸受モータの構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 動圧流体軸受モータ
2 回転軸体
3 スラストプレート
4 支持部材
5,5a スラストキャップ
6 スリーブ部材
7,7a スラストブッシュ
8 潤滑流体
9,9a ラジアル軸受部
10,10a スラスト軸受部
11,11a,12,12a スパイラルグルーブ
13,13a,14,14a 気体介在部
15 呼吸孔
16 ステータ
17 ロータハブ
18 ロータマグネット

Claims (3)

  1. 軸体と、前記軸体の端部から径方向外方に延設された円盤状スラストプレートと、この円盤状スラストプレートと微小間隙を形成して対向する支持部材と、前記微小間隙の一部に保持された潤滑流体を用いて前記軸体と支持部材とを前記軸体の軸心を中心に相対的に回動自在に保持する動圧流体軸受手段とを有し、前記軸体及び支持部材の一方はロータマグネットを備えたロータに固着され、その他方がステータとともに固定部材をなすモータであって、
    前記円盤状スラストプレートの表面は、一面および他面、それらの間の外周端面を有しており、前記円盤状スラストプレートの外周端面と前記支持部材の径方向に対向する面間には前記潤滑流体が保持されたラジアル軸受部が設けられ、前記円盤状スラストプレートの一面とこれに前記支持部材の軸線方向に対向する面間には前記潤滑流体が保持されたスラスト軸受部が設けられ、前記スラストプレートの他面側には気体が介在するスラスト気体介在部が設けられており、
    前記潤滑流体は前記ラジアル軸受部と前記スラスト軸受部とに連続し、前記ラジアル軸受部には軸方向で前記一面側に前記潤滑流体に対して動圧を与える動圧発生溝が設けられ、前記スラスト軸受部には前記潤滑流体に対して径方向外周側に動圧を与える動圧発生溝が設けられ、
    前記スラストプレートの一面を前記支持部材の軸線方向に対向する面側に付勢するように前記ロータが磁気バイアスされることを特徴とするモータ。
  2. 前記スラスト軸受部よりも内周側には気体介在部が設けられ、この気体介在部と前記スラスト気体介在部とは、前記円盤状スラストプレートに設けられた呼吸孔によって連通していることを特徴とする請求項に記載のモータ。
  3. 前記軸体及び支持部材の一方に固着されたロータのロータマグネットと、前記軸体及び支持部材の他方のステータとが、前記スラストプレートの径方向外周側において、径方向に対向していることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ。
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6456458B1 (en) * 1998-08-08 2002-09-24 Nidec Corporation Disk-drive motor rotating on a magnetically counterbalanced single hydrodynamic thrust bearing
US6361214B1 (en) * 1999-08-02 2002-03-26 Nidec Corporation Hydrodynamic-pressure bearing device and motor provided with the hydrodynamic-pressure bearing device
JP3782918B2 (ja) * 2000-03-28 2006-06-07 Ntn株式会社 動圧型軸受ユニット
US6450073B1 (en) * 2000-08-22 2002-09-17 David M. Boyer Bearing for multi-spindle bar machine
US6704038B2 (en) * 2000-09-27 2004-03-09 Canon Seiki Kabushiki Kaisha Light deflecting apparatus
JP2002171719A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Seiko Instruments Inc 流体軸受けモータ
US6495475B2 (en) * 2001-03-28 2002-12-17 Atmel Corporation Method for fabrication of a high capacitance interpoly dielectric
JP2003028147A (ja) * 2001-07-19 2003-01-29 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 流体動圧軸受装置
JP3925155B2 (ja) * 2001-10-24 2007-06-06 ソニー株式会社 軸受けユニットおよび軸受けユニットを有するモータ
US6982510B1 (en) * 2001-12-20 2006-01-03 Seagate Technology Llc Low profile fluid dynamic bearing
US6746151B2 (en) * 2002-01-14 2004-06-08 Seagate Technology Llc Parallel capillary seal for a disk drive
US6933643B1 (en) * 2002-01-23 2005-08-23 Seagate Technology Llc Multiple radial/axial surfaces to enhance fluid bearing performance
DE10237849A1 (de) * 2002-03-12 2003-10-23 Minebea Co Ltd Spindelmotor für ein Plattenlaufwerk
US6998745B2 (en) * 2002-03-12 2006-02-14 Minebea Co., Ltd. Dynamo-electric machine having a rotor with first and second axially or rotationally displacable field magnets
US6917130B2 (en) * 2002-05-14 2005-07-12 Seagate Technology, Llc Top cover attachable fluid dynamic bearing motor
US20030222523A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Jim-Po Wang Spindle motor stator magnet axial bias
US6949852B2 (en) * 2002-06-12 2005-09-27 Seagate Technology Llc Low profile thrust journal plate fluid dynamic bearing motor
US6900567B2 (en) * 2002-10-09 2005-05-31 Seagate Technology Llc Corner thrust-journal fluid dynamic bearing
JP2004183865A (ja) * 2002-12-06 2004-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置及びディスク回転装置
US7281852B2 (en) * 2002-12-19 2007-10-16 Seagate Technology Llc Spool bearing with asymmetric sealing
US6814492B2 (en) * 2003-01-30 2004-11-09 Minebea Co., Ltd. Fluid trap for oil migration prevention
US7635936B2 (en) * 2003-11-07 2009-12-22 Nidec Corporation Fluid dynamic pressure bearing and spindle motor
US7956499B2 (en) * 2005-06-02 2011-06-07 Seagate Technology Llc Motor magnetic force attenuator
KR100774889B1 (ko) * 2005-07-16 2007-11-08 엘지이노텍 주식회사 스핀들 모터
US7821167B2 (en) * 2006-08-09 2010-10-26 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Method and apparatus for increasing the buffer volume in a fluid dynamic bearing
TWI320623B (en) * 2006-09-06 2010-02-11 Sunonwealth Electr Mach Ind Co Bearing positioning structure for a motor
TWI320624B (en) * 2006-09-06 2010-02-11 Sunonwealth Electr Mach Ind Co Retaining structure for motor components
DE102007017644B4 (de) 2007-04-13 2020-01-30 Minebea Mitsumi Inc. Hybridlager
JP2008291982A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Panasonic Corp 流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置
JP2008291983A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Panasonic Corp 流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置
DE102008062679A1 (de) * 2008-12-17 2010-06-24 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lagersystem
KR101009153B1 (ko) * 2008-12-19 2011-01-18 삼성전기주식회사 스핀들모터
DE102009019170B4 (de) * 2009-04-28 2013-10-31 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lager
BR102012022690A2 (pt) * 2012-09-06 2014-06-10 Whirlpool Sa Mancal hidrodinâmico aplicado em interface de contato de compressor de fluidos baseado em mecanismo tipo espiral
EP3830521A4 (en) * 2018-07-27 2022-04-27 Airborne Motor Works Inc. METHOD AND APPARATUS FOR SPLIT-FLYWHEEL GYROSCOPE PRODUCING THRUST
CN110966094B (zh) * 2018-09-30 2024-04-02 刘慕华 一种转子系统及其控制方法和燃气轮机发电机组及其控制方法
US11827085B2 (en) 2020-08-12 2023-11-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric transmission assembly including hydrodynamic bearing
CN114321177A (zh) * 2022-01-20 2022-04-12 中车株洲电机有限公司 一种悬浮轴承
CN115126777B (zh) * 2022-06-08 2024-05-28 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 推力轴承和船舶推进器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03256546A (ja) * 1990-03-05 1991-11-15 Ebara Corp スピンドルモータ
US5019738A (en) * 1990-07-16 1991-05-28 Lincoln Laser Company Self-pressurizing gas supported surface-roughness bearing
JPH05240241A (ja) * 1992-02-28 1993-09-17 Ebara Corp スピンドルモータ
US5559382A (en) * 1992-10-01 1996-09-24 Nidec Corporation Spindle motor
JPH06213229A (ja) 1992-11-26 1994-08-02 Toshiba Corp 軸受デバイス及びディスクドライブ装置
JP3306940B2 (ja) * 1993-01-08 2002-07-24 住友電気工業株式会社 複合軸受構造
EP0658895B1 (en) * 1993-12-14 2000-07-05 Hitachi, Ltd. Recording disk apparatus and rotational supporting structure therefor
JP3558768B2 (ja) 1995-12-26 2004-08-25 日本電産株式会社 動圧流体軸受を備えたモータ
JP3599886B2 (ja) 1996-03-08 2004-12-08 日立粉末冶金株式会社 動圧スラスト多孔質軸受
JP3266559B2 (ja) * 1997-08-26 2002-03-18 三星電機株式会社 ブラシレスdcモータ
TW468009B (en) * 1997-11-20 2001-12-11 Koninkl Philips Electronics Nv Electromotor

Also Published As

Publication number Publication date
US6307293B1 (en) 2001-10-23
JPH11332172A (ja) 1999-11-30

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