JP3629105B2

JP3629105B2 - 動圧流体軸受装置およびこれを備えたモータ

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Publication number: JP3629105B2
Application number: JP25624596A
Authority: JP
Inventors: 義和市山
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: JPH10108406A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸と、その軸に対して相対的に回転するようスリーブ嵌合するスリーブ部材との間の間隙に潤滑オイルのような流体（以下「潤滑流体」と言う）を充填し、軸とスリーブ部材とが相対的に回転するとき潤滑流体に圧力を生ぜしめ、その動圧により軸受けを行う動圧流体軸受装置を用いたモータに関し、特に、そのような動圧流体軸受装置において、温度変化に対して安定した動作が補償されるような温度補償に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、動圧流体軸受に使用される潤滑流体は、温度が上昇するとその粘度が低下し、温度が低下すると粘度が上昇するので、発生する動圧は、高温時に小さく、低温時に大きくなる。それゆえ、モータの使用温度範囲の上限付近で充分な剛性を確保しようとすれば、使用温度範囲の下限付近での剛性が過大となって負荷が大きくなる。また、常温時の軸受剛性が適正になるように動圧等を設定すれば、上記使用温度範囲の上限付近では剛性が小さくなり、充分な軸受けができなくなる。
【０００３】
このような動圧流体軸受装置の温度依存性に対する対策として、軸部材の熱膨張係数がスリーブ部材の熱膨張係数よりも高くなるようにそれぞれの部材の材料を選び、高温時には、軸部材がより膨張して軸部材とスリーブ部材との間の間隙を狭くし、温度が低くなるに従って軸部材が相対的により収縮して間隙を広くし、潤滑流体の温度による粘度変化を補償する装置が提案されている。しかしながら、このような従来の装置では、高温時でも所望の間隙が確保され、しかも低温時も動圧流体軸受として必要な間隙の狭さを確保するため、軸部材とスリーブ部材とを高精度で加工しなければならず、製造の困難さとともに、コストが高くなる。さらに、予定以上の高温時には、軸部材の膨張によってスリーブ部材との間隙が非常に小さくなってスリーブ部材に圧接し、ロック状態になって相対的な回転ができなくなってしまい、軸部材の外周面およびスリーブ部材の内周面を損傷するおそれもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述のような従来の装置の欠点を生ずることなく、所望使用温度範囲において潤滑流体の粘度を実質上均一に保持し、安定した所望の剛性が得られる動圧流体軸受を備えたモータを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一局面によれば、軸部材と、該軸部材との間に所定間隔をもって配設され、軸部材に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材と、該スリーブ部材と軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを具備する動圧流体軸受装置を備えたモータにおいて、前記潤滑流体は、磁性を有する磁性微粒子を含み、前記磁性微粒子の移動を磁気的に拘束して保持するための磁気保持手段が設けられ、該磁気保持手段は、温度が上昇すると磁性が弱くなる磁性部材と、該磁性部材を磁化させるための界磁手段を有し、温度が上昇すると、界磁手段による磁性部材の磁化が弱くなり、これによって磁性部材による磁性微粒子の磁気的拘束が弱められ、動圧流体軸受装置における潤滑流体に含まれる磁性微粒子の濃度が高められる、ことを特徴とするモータが提供される。
【０００６】
本発明の他の局面によれば、軸部材と、該軸部材との間に所定間隔をもって配設され、軸部材に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材と、該スリーブ部材と軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体を具備する動圧流体軸受装置において、前記潤滑流体は、磁性を有する磁性微粒子を含み、前記磁性微粒子の移動を磁気的に拘束して保持するための磁気保持手段が設けられ、磁気保持手段は、温度が上昇すると磁性が弱くなる磁性部材と、この磁性部材を磁化させるための界磁手段を有し、温度が上昇すると、界磁手段による磁性部材の磁化が弱くなり、これによって磁性部材による磁性微粒子の磁気的拘束が弱められ、潤滑流体に含まれる磁性微粒子の濃度が高められる、ことを特徴とする動圧流体軸受装置が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に従うモータの一実施形態であるスピンドルモータの一例を示す断面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【０００８】
図１および図２において、モータの一例としてのスピンドルモータは、ベースプレート２と、回転部材としてのロータ４から構成されている。ベースプレート２は、アルミニウムまたはアルミ合金から形成されるプレート本体６を有し、このプレート本体６の中央部に、ステンレス鋼から形成された軸部材８の一端部が圧入によって固定されている。プレート本体６は、円形状の底壁部１０と、底壁部１０の外周部から上方に延びる側壁部１２と、側壁部１２の上端部から半径方向外方に延びるフランジ部１４を有し、ベースプレート２のフランジ部１４が、磁気ディスクの如き記録ディスクを回転駆動する駆動装置のベースプレート（図示せず）に固定される。軸部材８は、プレート本体６から実質上垂直上方に延びる軸部１６と、軸部１６の他端部、すなわち先端部に設けられたスラストプレート部１８を有し、軸部１６およびスラストプレート部１８が一体に形成されている。
【０００９】
ロータ４は、記録ディスク（図示せず）が間隔を置いて装着されるハブ本体２０と、ハブ本体２０の下端部に装着されたロータヨーク２２を備えている。ハブ本体２０は、アルミニウムまたはアルミ合金から形成され、またロータヨーク２２は、鉄の如き磁性材料から形成されている。ロータヨーク２２は、ハブ本体２０の外周部から下方にハウジング本体１０に向けて延びており、その内周面には環状のマグネット２４が装着されている。ハブ本体２０の内周面には、銅合金から形成されたスリーブ部材本体２６が圧入によって固定されている。スリーブ部材本体２６の上端部を除く大部分は、その内径が小さく、この小内径部２８に軸部材８の軸部１６がスリーブ嵌合（軸方向の比較的長い領域において嵌合されている）されている。また、スリーブ部材本体２６の上端開口部には、その内径が大きい大内径部３０が設けられており、この大内径部３０には、軸部材８のスラストプレート部１８を覆うカバー部材３４がカシメによって固定される。スリーブ部材本体２６の小内径部２８と大内径部３０との間には、その内径が中程度である中内径部３２が設けれており、この中内径部３２に軸部材８のスラストプレート部１８が収容されている。カバー部材３４およびスリーブ部材本体２６はスリーブ部材３５を構成し、スリーブ部材本体２６の肩部５２（後述する）、中内径部３２およびカバー部材３４は軸部材８のスラストプレート部１８を囲繞する。
【００１０】
軸部材８とスリーブ部材３５は動圧流体軸受装置を構成し、この動圧流体軸受装置については後述する。
【００１１】
ロータヨーク２２に装着されたマグネット２４に対向してアマチュアコイル手段４４が配設されており、アマチュアコイル手段４４はハウジング本体１０に取付けられたステータコア４６に所要のとおりに巻かれている。
【００１２】
上述した構成のスピンドルモータにおいては、アマチュアコイル手段４４に電流が供給されると、ステータコア４６に生じる磁極とロータヨーク２２に装着されたマグネット２４の相互磁気作用によって、ハブ本体２０、すなわちロータ４が所定方向に回転駆動される。
【００１３】
主として図３を参照して動圧流体軸受装置について説明すると、図示の動圧流体軸受装置は、スラストプレート部１８の外側面に設けられたへリングボーン状のスラスト動圧溝５０と、スラストプレート部１８の内側面に設けられたへリングボーン状のスラスト動圧溝５４を含んでいる。これらスラスト動圧溝５０，５４は、スラスト動圧軸受手段を構成し、スラスト荷重、すなわち軸部材８の軸線方向の荷重を支持する。なお、本実施の形態では、スラスト動圧溝５０，５４をスラストプレート部１８に設けているが、これに代えて、スリーブ部材３５のスラストプレート部１８と対向する対向面（第２の対向面を構成する）に、すなわちカバー部材３４およびスリーブ部材本体２６の肩部５２（小内径部２８と中内径部３２との間に介在する肩部）に、あるいはカバー部材３４およびスリーブ部材本体２６の肩部５３とスラストプレート部１８の双方に設けてもよい。
【００１４】
動圧流体軸受装置は、スリーブ部材本体２６の小内径部２８、すなわち軸部１６とスリーブ嵌合する部分に軸線方向に間隙をおいて配設された一対のへリングボーン状の動圧溝５６，５８を含んでいる。ラジアル動圧溝５６，５８は、ラジアル動圧軸受手段を構成し、ラジアル荷重、すなわち軸部材８の軸線方向に実質上垂直な半径方向の荷重を支持する。なお、本実施の形態では、ラジアル動圧溝５６，５８をスリーブ部材本体２６のスリーブ嵌合部、すなわち軸部１６と対向する対向面（第１の対向面を構成する）に設けているが、これに代えて、軸部材８の軸部２８のスリーブ嵌合部に、あるいは軸部材８の軸部１６とスリーブ部材本体２６の双方に設けてもよい。
【００１５】
図示の実施形態では、動圧流体軸受装置の潤滑流体６０は、図３に示すとおりに充填されている。すなわち、潤滑流体６０は、スリーブ部材３５と軸部材８の軸部１６とのスリーブ嵌合部およびスリーブ部材３５と軸部材８のスラストプレート部１８の囲繞部にわたって実質上全域に連続して充填されている。
【００１６】
本実施の形態では、軸部材８には、潤滑流体６０を循環させるための連通孔６２が形成されている。連通孔６２は、軸部材８の軸部１６を径方向に貫通する第１の部分６４と第１の部分６４から軸線方向に延びる第２の部分６６を有し、第１の部分６４の両端が一対のラジアル動圧溝５６，５８間の領域に開口し、第２の部分６６の一端が軸部材８の先端面の中央部に開口している。そして、この連通孔６２が設けられていることに関連して、スラスト動圧溝５０，５２およびラジアル動圧溝５６がアンバランスに形成され、ロータ４が所定方向に回転駆動されたとき、スラスト動圧溝５０においては、潤滑流体６０が半径方向外方に、スラスト動圧溝５４においては、潤滑流体６０が半径方向内方に、またラジアル動圧溝５６においては、潤滑流体６０が軸線方向下方に向けて流動するように構成されている。したがって、ロータ４が所定方向に回転されると、潤滑流体６０は、スラスト動圧溝５０から他方のスラスト動圧溝５４およびラジアル動圧溝５６を通って一対のラジアル動圧溝５６，５８間の領域に送給され、さらに連通孔６２を通ってスラスト動圧溝５０に戻され、潤滑流体６０は動圧溝５０，５４，５６のアンバランスによって連通孔６２を通して循環される。なお、潤滑流体６０を循環させるためのアンバランスは、スラスト動圧溝５０，５４ならびにラジアル動圧溝５６のいずれか１つまたは２つに設けることによって所望の効果が達成される。
【００１７】
潤滑流体６０としては、磁性を有する磁性微粒子を含む磁性流体が使用される。磁性微粒子としては、たとえば鉄系化合物の粒子でよい。
【００１８】
本実施形態では、潤滑流体６０に含まれている磁性微粒子の移動を磁気的に拘束して保持するための磁気保持手段７０が設けられ、この磁気保持手段７０が永久磁石７２（界磁手段を構成する）と永久磁石７２によって磁化される磁性部材７４から構成されている。永久磁石７２は、円弧状に形成され、その一端部がＮ極に着磁され、その他端部がＳ極に着磁されている。永久磁石７２は、実施形態では、軸部材８を中心として相互に対向して２個配設され、スリーブ部材本体２６に形成された凹部に挿入され、接着剤によって固定されている。磁性部材７４は、各永久磁石７２に対応してその内側に配設され、スリーブ部材本体２６の中内径部３２の内周面に接着剤によって固定されている。実施の形態では、各永久磁石７２の内側に周方向に間隔を置いて２個の磁性部材７４が配設され、隣接する磁性部材７４の間には、合成樹脂から形成された非磁性部材７６が介在されている。かく構成されているので、図２に示すとおり、永久磁石７２のＮ極に対向する磁性部材７４の一端部はＳ極に磁化され、その他端部はＮ極に磁化され、また永久磁石７２のＳ極に対向する磁性部材７４の一端部はＮ極に磁化され、その他端部はＳ極に磁化される。永久磁石７２によって磁化された磁性部材７４からの磁界は、軸部材８のスラストプレート部１８の外周面外側に存在する潤滑流体６０に作用する。磁性部材７４間に存在する非磁性部材７６は、磁性部材７４間の間隔を長くし、磁性部材７４からの磁界を外方に拡がらせるために設けられており、このように磁界を拡がらせることによって磁性部材７４による潤滑流体６０中の磁性微粒子の保持量が増大する。なお、磁性微粒子を充分に保持することができる場合には、この非磁性部材７６を省略することができ、また磁性微粒子の滞留が問題とならない場合には、隣接する磁性部材７４間に空間を設けるのみでよい。また、本実施形態では、永久磁石７２を周方向に間隔を置いて２個設けているが、１個または３個以上設けてもよく、また磁性部材７４についても１個の永久磁石７２に対して１個または３個以上設けるようにしてもよい。
【００１９】
磁性部材７４は、温度が上昇すると磁性が弱くなる材料から形成される。このような材料は、例えば混合比が調整されたフェライトでよく、モータの使用温度範囲の上限付近で磁性が低下する。このようなフェライトから形成された磁性部材７４は、温度が低いときにはその磁性は大きいが、温度が上昇するとその磁性は低下し、同じ永久磁石７２からの磁界を受けても磁化される程度は小さくなる。
【００２０】
上述した構成のスピンドルモータにおいては、スリーブ部材本体２６の中内径部３２に、永久磁石７２によって磁化される磁性部材７４が設けられているので、潤滑流体６０に含まれている磁性微粒子は、スラストプレート部１８の外側の環状空間にて磁性部材７４の磁界の影響を受ける。それ故に、スラスト動圧溝５０から他方のスラスト動圧溝５４に向けて流れる際に、潤滑流体６０の磁性微粒子は磁性部材７４に磁気的に吸引され、その移動が拘束されて上記環状空間に磁気的に保持される。環状空間に保持される磁性微粒子の保持量は、磁性部材７４の磁性特性に大きく影響され、磁性部材７４の磁性特性が強いときには永久磁石７２によって強く磁化されるのでその保持量が多くなり、その磁性特性が弱くなると永久磁石７２によって磁化される程度が弱くなるのでその保持量が少なくなる。したがって、周囲の温度が比較的低いときには、磁性部材７４の作用によって上記環状空間に保持される磁性微粒子が多くなり、その結果、潤滑流体６０（スラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６を通って循環される潤滑流体６０）に分散される磁性微粒子の濃度が小さくなり、潤滑流体６０の粘性が補正されて小さくなる。一方、周囲の温度が比較的高いときには、磁性部材７４の作用によって上記環状空間に保持される磁性微粒子が少なくなり、その結果、潤滑流体６０（スラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６を通って循環される潤滑流体６０）に分散される磁性微粒子の濃度が大きくなり、潤滑流体６０の粘性が補正されて大きくなる。上述のとおりであるので、温度が比較的低いときには、潤滑流体６０自体の特性によってその粘性が大きくなるが、スラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６における潤滑流体６０に含まれる磁性微粒子が少なくなり、その粘性が小さくなるように補償される。また、温度が比較的高いときには、潤滑流体６０自体の特性によってその粘性が小さくなるが、スラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６における潤滑流体６０に含まれる磁性微粒子が多くなり、その粘性が大きくなるように補償される。なお、温度が上昇すると、周囲からの熱エネルギーを受けて磁性微粒子の活性化が促進されるので、このことによっても磁性微粒子は磁気的拘束から脱して循環されるようになる。したがって、潤滑流体６０に含まれる磁性微粒子の量を温度に応じて制御することによって潤滑流体６０の粘度を調整することができ、広い温度範囲に渡って潤滑流体６０の粘度をほぼ一定に保持することができ、これによってモータの動圧流体軸受装置の剛性を一定に保持することができる。また、磁性部材７４がスラストプレート部１８の外周面の外側に設けられているので、磁性部材７４からの磁界がスラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６，５８における潤滑流体に実質上作用せず、潤滑流体６０に悪影響を及ぼすことはない。永久磁石７２は、磁性部材７４のさらに外側に配設されているので、この磁界も動圧溝５０，５４，５６，５８の潤滑流体６０に実質上作用することはない。
【００２１】
なお、実施の形態では、潤滑流体６０は、スラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６を通して循環し、他方のラジアル動圧溝５８を循環しないが、スラスト動圧溝５０，５４およびラジアル動圧溝５６，５８の全てを通して循環するようにすることもでき、この場合には、連通孔６２の一方の開口を他方のラジアル動圧溝５８の外側に配設するようにすればよい。
【００２２】
図４は、他の例の磁性保持手段を備えたモータの一部を示す要部拡大断面図である。図４において、図１〜図３に示す部材と実質上同一の部材は、同一の参照番号を付してその説明を省略する。図４において、図示の磁性保持手段８２は、軸線方向（図４において上下方向）に間隔を置いて配設された一対の環状磁性部材８４，８６から構成され、一対の磁性部材８４，８６の間には非磁性材料から形成されたスペーサ８８が配設されている。一対の環状永久磁石８４，８６の外側には、界磁手段を構成する永久磁石９０が配設される。永久磁石９０は環状であり、スリーブ部材本体２６に形成された環状凹部に挿入固定される。永久磁石９０は軸線方向に着磁され、例えば図４において上端部がＮ極に、下端部がＳ極に着磁される。永久磁石９０および磁性部材８４，８６がこのように配置されるので、上側の磁性部材８４においては、図４において上端部がＳ極に、下端部がＮ極に磁化され、また下側の磁性部材８６においては、図４において上端部がＳ極に、下端部がＮ極に磁化され、両磁性部材８４，８６間に非磁性部材８８が介在されているので、磁性部材８４，８６間に生じる磁界は外方に拡がるようになる。なお、非磁性部材８８は必ずしも必要なものではなく、省略することもできる。図４のモータのその他の構成は、図１〜図３のモータと実質上同一である。
【００２３】
この変形例の磁性保持手段８２を用いた場合にも、潤滑流体６０に含まれた磁性微粒子は、永久磁石９０によって磁化される一対の磁性部材８４，８６の磁気的作用によってその移動が拘束され、軸部材８のスラストプレート部１８の外周空間にて磁気的に保持され、その保持量は、磁性微粒子の温度変化に伴う磁性特性の変化によって増減し、したがってこの磁性保持手段８２を用いた場合にも上述したのと同様の効果が達成される。
【００２４】
上述した軸部材８とスリーブ部材３５から構成される動圧流体軸受装置は、軸受装置として単体でも用いることができ、この場合には、その使用範囲はモータに限定されることなく広く適用することができる。
【００２５】
図５は動圧流体軸受装置の他の実施形態を示しており、この実施形態ではラジアル軸受手段のみが動圧流体軸受手段から構成されている。図５において、図示の動圧流体軸受手段は、軸部材１０２とスリーブ部材１０４から構成され、軸部材１０２とスリーブ部材１０４がスリーブ嵌合され、軸部材１０２の外周面とスリーブ部材１０４の内周面との間には、潤滑流体１０６のための間隙が設けられている。この実施形態においては、スリーブ部材１０４の内周面に、軸線方向に間隔をおいて一対のラジアル動圧軸受手段のラジアル動圧溝１０８，１１０が設けられており、一対のラジアル動圧溝１０８，１１０間の部位には、環状凹部１１２が形成されている。スリーブ部材１０４の一端部にはキャップ部材１１４が圧入によって固定されている。このキャップ部材１１４は、セラミック材料または合成樹脂材料から形成される。一方、軸部材１０２の一端部には半球状部１１６が設けられており、この半球状部１１６は点接触部として機能してキャップ部材１１４の内面と点接触する。キャップ部材１１４および軸部材１０２の半球状部１１６は接触式のスラスト軸受手段を構成し、スリーブ部材１０４と軸部材１０２との間に作用するスラスト荷重を支持する。
【００２６】
このような軸受装置においては、潤滑流体１０６は、軸部材１０２の半球状部１１６からスリーブ部材１０４とのスリーブ嵌合部までにわたって実質上連続して充填される。軸部材１０２には、その他端面から半球状部１０６に向けて直線状に延びる第１の孔１１８が形成され、第１の孔１１８の先端およびその中間部には、それぞれ半径方向に延びる第２の孔１２０および第３の孔１２２が形成されている。潤滑流体１０６は、第１の孔１１８を通して注入され、かく注入された潤滑流体１０６は、第２の孔１２０および第３の孔１２２を通して軸部材１０２とスリーブ部材１０４との間の間隙に流入し、かくして図５に示すとおりに充填される。潤滑流体１０６を注入した後には、第１の孔１１８の開口部が、たとえばゴム材料から形成される閉塞部材１２４によって閉塞され、これによって潤滑流体１０６の第１の孔１１８を通しての漏れが防止される。
【００２７】
第１〜第３の孔１１８，１２０，１２２は潤滑流体１０６を循環させるための連通孔を構成し、実施形態では、第２の孔１２０の両端が動圧溝１０８の外側に開口し、第３の孔１２２の両端が他方の動圧溝１１０の外側に開口し、この第３の孔１２２のさらに外側に、潤滑流体１０６の漏れを防止するためのテーパ部１２６が設けられている。また、動圧溝１０８，１１０は幾分アンバランスに形成され、動圧溝１０８，１１０においては、潤滑流体１０６が図５において下方に強制的に流れるように構成されている。かくのとおりであるので、軸部材１０２とスリーブ部材１０４との間隙においては潤滑流体１０６は動圧溝１０８から動圧溝１１０に向けて流れ、かく下方に流れた潤滑流体１０６は第３の孔１２２、第１の孔１１８および第２の孔１２０を通って動圧溝１０８の外側に流れて所要のとおり循環される。
【００２８】
この実施形態においても、上述したと同様に、潤滑流体１０６は磁性微粒子を含んでおり、そしてこのことに関連して、スリーブ部材１０４の環状凹部１１２に磁性部材１２８が設けられ、またスリーブ部材１０４の外周面に設けられた環状凹部に、界磁手段を構成する永久磁石１３０が配設されている。磁性部材１２８およびその外側に配設された永久磁性１３０の装着を可能にするために、これらをセグメント状の部材から形成される。
【００２９】
このような動圧流体軸受装置においても、潤滑流体の循環経路に、磁性微粒子の磁気的保持を制御するための磁性部材１２８が配設されるので、上述と同様の作用効果が達成される。なお、この動圧流体軸受装置を用いる場合には、図１から理解されるとおり、その軸部材１０２の他端部（スリーブ部材１０４から突出する端部）がモータのベースプレート１３２に固定される。
【００３０】
以上、本発明に従うモータの実施形態について説明したが、本発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形ないし修正が可能である。
【００３１】
たとえば、図示の実施形態では、軸固定型もモータに適用して説明したが、これに限定されることなく、軸回転型のモータにも同様に適用することができる。かかる場合には、スリーブ部材がプレート本体に固定され、軸部材がロータに固定され、軸部材がロータと一体にスリーブ部材に対して相対的に回転される。
【００３２】
また、実施形態では、磁気ディスクを回転駆動するスピンドルモータに適用して説明したが、この種のモータに限定されることなく、その他の種類のモータ、たとえば光ディスクを回転するためのモータ、一般の直流モータ、ステップピングモータ、サーボモータ等にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の請求項１のモータおよび請求項７の動圧流体軸受装置によれば、潤滑流体に含まれる磁性微粒子を磁気的に保持するための磁気保持手段は、温度が上昇すると磁化が弱くなる磁性部材を含んでいるので、この磁性部材の磁性は、温度が低い時には比較的強いが、温度が上昇すると比較的弱くなる。したがって、温度が低い時には、界磁手段によって磁性部材が比較的強く磁化され、潤滑流体中の磁性微粒子は磁化された磁性部材からの磁界の作用を受けて磁気的に拘束され易く、それ故に、動圧流体軸受装置における潤滑流体に含まれる磁性微粒子の濃度が薄くなり、その粘度が補償されて低くなる。一方、温度が上昇すると、界磁手段による磁性部材の磁化が弱くなり、これによって磁性部材による磁性微粒子の磁気的拘束が弱くなり、それ故に、動圧流体軸受装置における潤滑流体に含まれる磁性微粒子の濃度が濃くなり、その粘性が補償されて高くなる。
【００３４】
本発明の請求項２のモータによれば、磁気保持手段の磁性部材は、スラスト動圧溝およびラジアル動圧溝が形成された領域以外の領域にて、潤滑流体の磁性微粒子に作用するので、動圧溝以外の領域にて磁性微粒子の流れが拘束され、動圧溝の領域においては実質上拘束されない磁性微粒子が実質上均一に分散される。
【００３５】
本発明の請求項３のモータによれば、界磁手段が永久磁石から構成されるので、比較的簡単な構成でもって磁性部材を磁化することができる。また、永久磁石が磁性部材の外側に配設されるので、永久磁石による潤滑流体への影響を少なくすることができる。
【００３６】
本発明の請求項４のモータによれば、スラスト動圧溝およびラジアル動圧溝を通して潤滑流体を循環させるための連通孔が設けられているので、磁性部材は循環して流れる潤滑流体の磁性微粒子を磁気的に保持し、潤滑流体内の磁性微粒子の濃度の均一化を図ることができる。
【００３７】
本発明の請求項５のモータによれば、スリーブ部材に設けられたキャップ部材と軸部材の点接触部とが点接触するので、ラジアル動圧軸受手段と接触式スラスト軸受手段の組合わせの動圧流体軸受装置を備えたモータにも同様に適用することができる。
【００３８】
本発明の請求項６のモータによれば、隣接する磁性部材間に非磁性部材が介在されているので、磁性部材間に生じる磁界は外方に拡がるようになり、これによって潤滑液体中の磁性微粒子の保持量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うモータの一例としてのスピンドルモータの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【図４】磁性保持手段の他の例を備えたスピンドルモータの一部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明に従う動圧流体軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２ベースプレート
４ロータ
６ベース本体
８，１０２軸部材
１６軸部
１８スラストプレート部
２０ハブ本体
２４マグネット
２６スリーブ部材本体
３５，１０４スリーブ部材
５０，５４スラスト動圧溝
５６，５８，１０８，１１０ラジアル動圧溝
６０，１０６潤滑流体
６２連通孔
７０，８２磁性保持手段
７２，９０，１３０永久磁石
７４，８４，８６，１２８磁性部材
８８非磁性部材
１１８，１２０，１２２孔

Claims

軸部材と、該軸部材との間に所定間隔をもって配設され、軸部材に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材と、該スリーブ部材と軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを具備する動圧流体軸受装置を備えたモータにおいて、
前記潤滑流体は、磁性を有する磁性微粒子を含み、
前記磁性微粒子の移動を磁気的に拘束して保持するための磁気保持手段が設けられ、
該磁気保持手段は、温度が上昇すると磁性が弱くなる磁性部材と、該磁性部材を磁化させるための界磁手段を有し、
温度が上昇すると、界磁手段による磁性部材の磁化が弱くなり、これによって磁性部材による磁性微粒子の磁気的拘束が弱められ、動圧流体軸受装置における潤滑流体に含まれる磁性微粒子の濃度が高められる、
ことを特徴とするモータ。
前記軸部材は、軸部と該軸部から半径方向外方に突出するスラストプレート部を有し、前記スリーブ部材は軸部材の軸部とスリーブ嵌合するとともに、スラストプレート部を囲繞し、軸部材の軸部とこの軸部に対向するスリーブ部材の第１の対向面との一方または両方にはラジアル動圧溝が設けられ、軸部材のスラストプレート部の両面とこの両面に対向するスリーブ部材の第２の対向面との一方または両方にはスラスト動圧溝が設けられ、前記磁性部材はラジアル動圧溝およびスラスト動圧溝が設けられた領域以外の領域にて潤滑流体の磁性微粒子に磁界を作用させることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記磁性部材は、軸部材のスラストプレート部の外周面の外側に配設され、前記界磁手段は永久磁石から構成され、該永久磁石が磁性部材の外側に配設されていることを特徴とする請求項２記載のモータ。
前記ラジアル動圧溝は、軸部材の軸部とスリーブ部材の第１の対向面との一方または両方に軸線方向に間隔をおいて設けられ、前記スラストプレート部は軸部材の軸部の一端部に設けられ、軸部材には、一端が一対のラジアル動圧溝の間の領域に開口し、他端が軸部の一端面に開口する連通孔が設けられ、前記潤滑流体は軸部材とスリーブ部材の間の間隙および前記連通孔を通して循環されることを特徴とする請求項３記載のモータ。
前記スリーブ部材の一端部にはキャップ部材が設けられ、軸部材の一端には前記キャップ部材に接触する点接触部が設けられ、また軸部材の外周面とスリーブ部材の内周面との一方または両方には、軸線方向に間隔をおいて一対のラジアル動圧溝が設けられ、スリーブ部材における、一対のラジアル動圧溝間の部位には、前記磁性部材が配設され、この磁性部材の外側に界磁手段が配設されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記磁性部材は上下方向または周方向に間隔をおいて複数個設けられ、隣接する磁性部材間に非磁性部材が介在されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のモータ。
軸部材と、該軸部材との間に所定間隔をもって配設され、軸部材に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材と、該スリーブ部材と軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体を具備する動圧流体軸受装置において、
前記潤滑流体は、磁性を有する磁性微粒子を含み、
前記磁性微粒子の移動を磁気的に拘束して保持するための磁気保持手段が設けられ、
磁気保持手段は、温度が上昇すると磁性が弱くなる磁性部材と、この磁性部材を磁化させるための界磁手段を有し、
温度が上昇すると、界磁手段による磁性部材の磁化が弱くなり、これによって磁性部材による磁性微粒子の磁気的拘束が弱められ、潤滑流体に含まれる磁性微粒子の濃度が高められる、
ことを特徴とする動圧流体軸受装置。