JP3984388B2 - 動圧軸受モータ - Google Patents

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駆動装置（ＨＤＤ）などの記録媒体駆動装置に使用され、ハードディスクなどの記録媒体を回転駆動させる動圧軸受モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動圧軸受モータとして、スラスト板が同心状に固設された軸体と、スラスト板と軸体とに微小間隙を有して周設されたスリーブ体とを有し、スラスト板とスリーブ体との微小間隙および軸体とスリーブ体との微小間隙に潤滑油が充填された流体動圧軸受モータがある。
【０００３】
このような流体動圧軸受モータでは、スラスト板の上面に動圧発生溝が形成されて上部スラスト動圧軸受部が構成されると共に、スラスト板の下面に動圧発生溝が形成されて下部スラスト動圧軸受部が構成される一方、スリーブ体の軸体に対向する面に動圧発生溝が形成されてラジアル動圧軸受部が構成され、これら各流体動圧軸受部で支持されてスリーブ体と軸体とが相対回転可能になっている。このスリーブ体の外周側にロータハブが一体的に設けられており、ロータハブには、記録ディスクの中心孔が嵌装されて記録ディスクを所要枚数積層方向に多段状に保持するためのディスク保持面が形成されている。
【０００４】
一方、相対運動しながら互いに干渉（例えば摩擦や焼き付きなど）し合う２面に関する技術を扱うトライボロジー的な見地から、ラジアル動圧軸受部を構成する軸体やスラスト板は硬いステンレス材で、スリーブ体は軟らかい銅系やアルミニウム系の材料の組み合わせが適しているとされて利用されている。これにより、２つの金属が同種の金属である場合における、各金属面間の摩擦によって生じる各金属面間の焼き付き現象を防止している。
【０００５】
また、軸体やスラスト板は剛性の関係からも硬いステンレス材で、スリーブ体は加工性との関係から軟らかい銅系やアルミニウム系の材料が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の構成では、モータの起動、停止時および低速回転時においては、流体動圧軸受部において軸支持するのに十分な流体圧力を得難く、軸線方向に対向するスラスト板の下面とスリーブ体の上面とが接触してしまうことがある。
【０００７】
流体動圧軸受部を構成する各部材は、高い回転精度を得るために、高精度に加工される必要があり、焼き付きに至らない場合でも、スリーブ体側に摩耗、損傷が生じると、回転振れが生じて、軸線方向に対向するスラスト板の下面とスリーブ体の上面とが接触し、流体動圧軸受としての信頼性を損なう原因になる。また、スリーブ体の摩耗、損傷を防止するために、スラスト板をスリーブ体と同等の軟らかい材料から構成すると、加工性は向上する一方、剛性および組立精度（軸体とスラスト板の直角度など）は低下するという相反性があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、モータの起動、停止時および低速回転時にも、スラスト動圧軸受の対向部の各面の損傷を防止することができる動圧軸受モータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の動圧軸受モータは、静止部材に対して回転する回転部材をスラスト動圧軸受を介してスラスト方向に支持する動圧軸受モータにおいて、
回転部材を軸方向一方側に付勢する付勢手段と、
回転部材の軸方向の第１の位置であって静止部材と回転部材との第１の対向部材間に形成された第１のスラスト軸受と、
回転部材の軸方向の第１の位置に対して一方側の第２の位置であって静止部材と回転部材との第２の対向部材間に形成された第２のスラスト軸受とを備え、第１のスラスト軸受は、第１の対向部材としてそれぞれ耐久性を有する異種材料で形成されたことを特徴とするものである。
また、この付勢手段は、磁気バイアスを用いる。
また、第１の対向部材は、好ましくは、一方側の部材に永久磁石を備え、他方側の部材に磁性体を備えるようにしてもよい。
【００１０】
この構成により、第１の対向部材の一方が永久磁石で他方が磁性体で構成されているので、モータの起動、停止時および低速回転時にも、永久磁石と磁性体による磁気力で第１の対向部材の間隙が縮小するように作用しても、第１の対向部材はそれぞれ異種材料の耐久性部材で構成されているので、第１の対向部材において互いの摩擦面による損傷や焼き付き現象は起こりにくい。また、永久磁石と磁性体による磁気力で間隙が縮小する側の第１の対向部材とは反対側の第２の対向部材の間隙は広がるので、焼き付き現象防止の観点から良好な組み合わせである、第２の対向部材の一方に他方よりも剛性のある堅牢な材料で構成し、かつ第２の対向部材の他方を加工性のよい軟らかい材料で構成しても、堅牢な材料の第２の対向部材の一方による他方の対向面への損傷は防止されることになる。
【００１１】
さらに、好ましくは、本発明の動圧軸受モータにおいて、永久磁石は、径方向両側に磁極面を設けている。また、好ましくは、永久磁石は、径方向に磁化されている。つまり、永久磁石は回転部材の回転に対する径方向に磁化されている。
【００１２】
この構成により、永久磁石と磁性体との間に形成される磁気回路からの漏洩磁束がより少なくなる。
【００１３】
さらに、好ましくは、永久磁石は、径方向両側であって第１の対向部材による対向面の外側に磁極端面を設けている。つまり、永久磁石の磁極端面は、スラスト軸受の径方向外側および内側に配置されている。
【００１４】
この構成により、永久磁石の両磁極端面が、スラスト軸受よりも外側に配置されていれば、両磁極端面に摩耗粉が引き寄せられて付着してもスラスト軸受への噛み込みは抑制される。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明の動圧軸受モータにおいて、回転部材の外周面は少なくとも磁性材料で構成されている。つまり、回転部材としてロータハブが設けられ、ロータハブは磁性材料で構成されて永久磁石を覆うように内部に収容して磁気シールドしている。
【００１６】
この構成により、回転部材の外周面が磁性材料で構成されているので、永久磁石からの磁束が磁気シールドされて、永久磁石からの磁束による悪影響が回転部材の外部に及ばない。
【００１７】
以下にさらに具体的に詳細に説明すると、本発明の動圧軸受モータにおいて、静止部材は軸体とこの軸体に同心状に固設されたスラスト板とを有し、回転部材は、軸体およびスラスト板に対し微小間隙を有して周設されたスリーブ体を有し、その微小間隙の少なくとも一部に潤滑流体が充填され、この潤滑流体が充填された箇所に形成された流体動圧軸受を介してスリーブ体が軸体の回りに回転自在に構成されている。また、本発明の動圧軸受モータにおいて、回転部材は軸体とこの軸体に同心状に固設されたスラスト板とを有し、静止部材は、軸体およびスラスト板に対し微小間隙を有して周設されたスリーブ体を有し、微小間隙の少なくとも一部に潤滑流体が充填され、この潤滑流体が充填された箇所に形成された流体動圧軸受を介して軸体およびスラスト板がスリーブ体に支持されて回転自在に構成されている。
【００１８】
この構成により、モータの起動、停止時および低速回転時にも、スラスト板によるスリーブ体の対向面への損傷を防止する本発明の構成を流体動圧軸受モータに適応させることができる。
【００１９】
さらに、より具体的には、本発明の流体動圧軸受モータは、軸体と、この軸体に同心状に固設されたスラスト板と、軸体およびスラスト板に対し微小間隙を有して周設されたスリーブ体と、微小間隙の少なくとも一部に充填された潤滑流体と、この潤滑流体が充填された箇所に形成された流体動圧軸受とを備え、スリーブ体が軸体の回りに流体動圧軸受を介して相対的に回転可能に構成されると共に、軸体およびスリーブ体の一方がロータマグネットを有し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流体動圧軸受モータにおいて、流体動圧軸受は、スラスト板の一面とスリーブ体の一面との対向面間に形成された第１のスラスト動圧軸受部と、スラスト板の他面とスリーブ体の他面との対向面間に形成された第２のスラスト動圧軸受部とを有し、スラスト板の一面および他面の何れかが軸体の軸線方向に対向するスリーブ体の面側に相対的に付勢されるように対向部材の一方が永久磁石で他方が磁性体で構成されて磁気バイアスされ、スリーブ体と軸体およびスラスト板とは、異なる金属材質の材料で構成されると共に、磁気バイアスされて付勢される側のスリーブ体の面部分は耐久性材料で構成したことを特徴とするものである。この対向部材の永久磁石と磁性体による磁気バイアスと共にまたは代りにロータが磁気バイアスされるように構成してもよい。
【００２０】
この構成により、スリーブ体と軸体およびスラスト板との相対回転時、特に、モータの起動、停止時および低速回転時に、永久磁石による磁気力によってスラスト板面に対して吸引する側のスリーブ体の面部分が耐久性材料であるため、スラスト板にスリーブ体よりも堅牢な材料を用いても、スラスト板の外周エッジによってスリーブ体の上面部分が損傷を起こしにくく、互いの摩擦面による焼き付き現象も起こりにくい。また、磁気力で付勢される側のスリーブ体の面部分以外のスリーブ体を、従来のように軟らかい材料で構成しても、スラスト板の外周エッジによって接触する側のスリーブ体の上面部分は、磁気力で接触しない側に付勢されて浮くようになっているので、堅牢な材料のスラスト板の外周エッジによるスリーブ体の対向面への損傷は防止されることになる。
【００２１】
また、好ましくは、本発明の流体動圧軸受モータにおけるスリーブ体は、軸体およびスラスト板に対し微小間隙を有して一部が周設されたスリーブ本体と、このスリーブ本体に固設されスリーブ本体内に収容されたスラスト板を覆うスラストブッシュとを有し、スリーブ本体と共にスラストブッシュをスラスト板側に磁気力で付勢する。
【００２２】
この構成により、軸体およびスラスト板に対して周設されたスリーブ体を、スリーブ本体とスラストブッシュで構成したため、スリーブ体を簡単に構成することができると共に、付勢する側のスリーブ体を永久磁石のスラストブッシュで構成し、かつスラストブッシュを耐久性材料で容易に構成可能で、かつスリーブ体と軸体およびスラスト板とを、異なる金属材質の材料で容易に構成可能である。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の流体動圧軸受モータにおいて、軸体およびスラスト板は磁性体のステンレス材で構成され、スリーブ本体はブロンズ材やアルミニウム材で構成され、スラストブッシュは永久磁石用材料で構成されている。また、好ましくは、本発明の流体動圧軸受モータにおいて、スラストブッシュの永久磁石材料はスラスト板のステンレス材とは異なる種類の材料である。
【００２４】
この構成により、軸体およびスラスト板を磁性体のステンレス材で構成すると共にスリーブ本体をそれよりも軟らかいブロンズ材で構成すれば、焼き付きが起こりにくい材料の組み合わせとなる。また、スラストブッシュを耐久性材料でかつ永久磁石用材料で構成すれば、スラストブッシュをスラスト板側に付勢し、しかも、スラストブッシュの永久磁石用材料がスラスト板のステンレス材とは異なる種類の材料であるので、共に融点が異なる種類の材料であって焼き付き現象が起こりにくい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態のスピンドルモータに適した流体動圧軸受モータの縦断面図である。図１において、流体動圧軸受モータ１は、基盤２と、この基盤２の中央孔に下端部が固定された固定軸体（以下単に軸体という）３と、この軸体３の上部に同心状に固設された所要厚みを有する円盤状のスラスト板４と、軸体３およびスラスト板４に対し微小間隙を有して周設され、軸体３の回りを回転可能にされたスリーブ体５と、軸体３とスリーブ体５との微小間隙およびスラスト板４とスリーブ体５との微小間隙に充填された潤滑流体６とを備えている。また、流体動圧軸受モータ１は、スリーブ体５の外周側に固設された回転側のロータハブ７と、軸体３の外周側に同心状に設けられ、基盤２上に固設された環状のステータ８と、ロータハブ７に固設され、内周面がステータ８の外周面に対向するように配設された環状のロータマグネット９とを備えている。
【００２６】
軸体３はステンレス（ＳＵＳ）材で構成され、上部側であってスラスト板４が固設される箇所の上方に外周方向に沿って形成された第１の環状溝３１と、軸心方向の略中央部に形成された第２の環状溝３２と、下部側であって基盤２の上方に形成された第３の環状溝３３と、内部に軸心方向に沿って形成され、第２の環状溝３２と第３の環状溝３３の間を連通する通気孔（呼吸孔）３４とを備えている。
【００２７】
第１の環状溝３１は、縦断面が凹形状を有する環状空間として形成されて潤滑流体６が外部（上部）に流出するのを阻止するようになっている。
【００２８】
第２の環状溝３２は、外径が下方に向かって比較的急激に減少し、軸心方向の距離が短い上傾斜壁と、外径が上方に向かって比較的緩やかに減少し、軸心方向の距離が長い下傾斜壁とを有しており、スリーブ体５側の後述する環状溝とで後述する上部ラジアル軸受部５７と下部ラジアル軸受部５８の潤滑流体６を分離する気体介在部を構成している。
【００２９】
第３の環状溝３３は、外径が下方に向かって比較的緩やかに減少し、軸心方向の距離が長い上傾斜壁を有しており、スリーブ体５とで後述する下部ラジアル軸受部５８の潤滑流体６のシール部を構成している。
【００３０】
通気孔３４は、軸体３の外周面に開口する上開口部が第２の環状溝３２の上傾斜壁と下傾斜壁との境界部に位置し、軸体３の外周面に開口する下開口部が第３の環状溝３３の上傾斜壁の上部（軸体３とスリーブ体５間の隙間のできるだけ狭い箇所）に位置することで第２の環状溝３２と第３の環状溝３３を連通している。
【００３１】
スラスト板４は軟磁性体のステンレス材で構成され、中央に上下面を貫通する軸体３用の取付孔を有している。また、スラスト板４は、図２に示すように、その取付孔の外周側近傍の１８０°対称位置に上下面を貫通する２個の流体循環孔４１が形成されると共に、上下両板面には動圧発生溝４２，４３がそれぞれ形成されている。これらの動圧発生溝４２，４３は、周方向に配列された「く」の字状のヘリングボーン溝からなっている。これによって、スラスト板４の上下面とその対向面との相対回転時に、径方向両側からヘリングボーン溝の「く」の字の中間側に潤滑流体６を移動させて流体動圧を発生させる上側（第１）と下側（第２）のスラスト動圧軸受４４，４５を構成するものである。
【００３２】
上側のスラスト動圧軸受４４のヘリングボーン溝は、「く」の字の内周側の傾斜溝の径方向寸法が外周側の傾斜溝の径方向寸法よりも長くなるように設定されている。これによって、スラスト板４の外周側への流体加圧力が内周側への流体加圧力よりも大きくなってスラスト板４の上面とその対向面（後述するスラストブッシュの下面）間に存在する潤滑流体６が内周側から外周側へ移動するように構成されている。
【００３３】
また、下側のスラスト動圧軸受４５のヘリングボーン溝は、「く」の字の内周側の傾斜溝の径方向寸法が外周側の傾斜溝の径方向寸法よりも短くなるように設定されている。これによって、外周側への流体加圧力が内周側への流体加圧力よりも小さくなってスラスト板４の下面とスリーブ体５の上端面間に存在する潤滑流体６が外周側から内周側へ移動するように構成されている。
【００３４】
スリーブ体５は、筒状に形成され、上部には異なる径を有する二段の大径部５１ａおよび中径部５１ｂが同心状に形成されている。このスリーブ体５は、スリーブ本体５１と、上側の大径部５１ａと共回り可能に内嵌され、軸体３が遊嵌可能な貫通孔が中央部に設けられた環状のスラストブッシュ５２と、上側の大径部５１ａの最上部に共回り可能に内嵌され、軸体３が遊嵌可能な貫通孔が中央部に設けられた環状のカバー板５３とを有している。これらスリーブ本体５１およびスラストブッシュ５２が、軸体３およびスラスト板４に対し微小間隙を有して周設されている。
【００３５】
スリーブ本体５１はブロンズ（銅または銅合金）材（またはアルミニューム材）で構成されている。回転による摩擦によって焼き付き現象を防ぐために、スリーブ本体５１（可動側）は軸体３およびスラスト板４（固定側）に対して異なる材料で構成されている。即ち、可動側と固定側の材料の関係は、融点温度が異なる金属材料であって、固定側と回転側の一方が融点に達しても他方融点に達しないようにして、摩擦に伴う焼き付き現象の発生に至りにくい金属材料の組み合わせた点である。上記したように、軸体３およびスラスト板４をステンレス材で構成すると共にスリーブ本体５１をブロンズ（銅）材で構成すれば、焼き付き現象が起こりにくい金属材料の組み合わせとなる。
【００３６】
スリーブ本体５１の筒状部中央にある貫通孔の内周面には、下側の中径部５１ｂと環状溝５４との間に形成された動圧発生溝５５と、環状溝５４と貫通孔下端部近傍との間に形成された動圧発生溝５６とが設けられている。
【００３７】
動圧発生溝５５は「く」の字状のヘリングボーン溝からなり、軸体３とスリーブ本体５１の内周面との対向面間にラジアル動圧軸受５７を形成するものである。また、動圧発生溝５６は、動圧発生溝５５と同様に「く」の字状のヘリングボーン溝からなり、軸体３とスリーブ本体５１の内周面との対向面間にラジアル動圧軸受５８を形成するものである。
【００３８】
この動圧発生溝５５は、ヘリングボーン溝の軸心方向上部側の傾斜溝の軸心方向寸法が軸心方向下部側の傾斜溝の軸心方向寸法よりも少し短くなるように設定されたもので、スリーブ本体が軸体３の回りを回転するときに潤滑流体６に対して軸心方向下部側から上部側へ移動させる方向の力を加えるようになっている。また同様に、動圧発生溝５６も、潤滑流体６に対して軸心方向下部側から上部側へ移動させる方向の力を加えるようになっている。
【００３９】
また、スリーブ本体５１の貫通孔の軸心方向における略中央位置で軸体３の第２の環状溝３２に対向する位置に形成された環状溝５４は、外径が下方に向かって比較的急激に増大し、軸心方向の距離が短い上傾斜壁と、外径が上方に向かって比較的緩やかに増大し、軸心方向の距離が長い下傾斜壁とを有しており、上述した第２の環状溝３２と対向して気体介在部を形成している。
【００４０】
この気体介在部は、上部ラジアル軸受部５７と下部ラジアル軸受部５８とを分離するもので、ラジアル動圧軸受５７との境界部となる箇所の軸体３とスリーブ体５とのなす角（上開口角）が上部ラジアル軸受部５７の潤滑流体６の下側界面を気体介在部側に移動不能な大きさに形成されている。また、この気体介在部において、下部ラジアル軸受部５８との境界部となる箇所の軸体３とスリーブ体５とのなす角（下開口角）が下部ラジアル軸受部５８の潤滑流体６の上側界面を気体介在部側に移動可能な大きさに形成されている。
【００４１】
スラストブッシュ５２は永久磁石で構成され、硬い耐久性材料（耐摩耗性材料）としての永久磁石用材料（セラミック磁性体材料などセラミック材料）で構成されている。また、スラストブッシュ５２の下面はスラスト板４の上面と対向しており、永久磁石のスラストブッシュ５２によって磁性体のスラスト板４を磁気的に吸引する構成となっている。さらに、スラストブッシュ５２の永久磁石用材料は、回転時の摩擦による焼き付き防止のためにスラスト板４のステンレス材とは異なる種類の材料で構成している。異なる種類の材料とには、互いに融点の異なる材料のことであって、スラストブッシュ５２には硬磁性体で耐摩耗性に優れたセラミック材料を用い、スラスト板４には軟磁性体のステンレス材を用いている。
【００４２】
また、スラストブッシュ５２の下面は、図３に示すように、スラスト板４の上面と所定間隔を置いて対向する対向平面部５２１と、対向平面部５２１の内径方向に連設され、溝３１側に開く傾斜面部５２２とで構成されている。この傾斜面部５２２には周方向に亘って永久磁石の磁極面が構成され、スラスト動圧軸受４４よりも外周側の平面部５２１ａには周方向に亘って永久磁石の磁極面が構成されている。例えば、スラストブッシュ５２の磁化方向を軸線方向に直交する径方向にすることで径方向両側に磁極を形成するようにしている。これによって、スラストブッシュ５２との対向部材部分で、Ｎ極の平面部５２１ａから出た磁束Φをスラスト板４の半径方向を通過させてＳ極の傾斜面部５２２に戻すための磁気通路を構成して互いに吸引する磁気力が作用する構成となっていると共に、スラスト板４とスラストブッシュ５２から発生した摩耗粉をスラスト動圧軸受４４外の両磁極面に吸引して更なる摩耗進行を防止するようになっている。
【００４３】
なお、磁気吸引力だけを考慮する場合には、その磁化方向を軸線方向（径方向両側にそれぞれ永久磁石を配置してもよく、また、１つの永久磁石を軸線方向に配置してもよい。）としてもよいが、本実施形態のように、外部への漏洩磁束を考慮する観点からは磁化方向を軸線方向に直交する径方向にして、磁束通路をループとして形成するようにしておけば漏洩磁束が大幅に抑制されるというメリットがある。
【００４４】
カバー板５３もスラスト板４と同様に、軸体３が貫通する中央貫通孔を有し、下面の内周側角部が切除されて切欠き部５３１を形成するもので、上述したように軸体３の第１の環状溝３１と切欠き部５３１とで潤滑流体６の外部への流出阻止部を構成している。
【００４５】
潤滑流体６は、潤滑油などからなり、スラスト板４の周囲の微小間隙、動圧発生溝５５，５６が形成されたスリーブ本体５１の内周面と軸体３の外周面間の微小間隙に充填されている。また、軸体３の外周面と動圧発生溝５６の形成されたスリーブ本体５１の内周面間の微小間隙に充填される潤滑流体６は、スリーブ体５の回転停止時にはその下側界面が通気孔５４の下側の開口部よりも下方に位置し、その開口部を塞いだ状態になっている。
【００４６】
ロータハブ７はスリーブ本体５１の外周側に別体に固着して設けられ、記録ディスクＡの中心孔が上側から嵌装されて記録ディスクＡを多段状に保持するためのディスク保持面７ａが形成された外筒部７ｂを設けている。
【００４７】
ステータ８は、基盤２に取り付けられた支持部２１に固設された円筒状のコア８１の極歯部にコイル８２を巻回して構成され、スリーブ本体５１の筒状部とロータハブ７の外筒部７ｂの空間部内に収納されて配置されている。
【００４８】
ロータマグネット９は円筒状（または環状）をなし、ロータハブ７の外筒部７ｂの内側に固設された円筒状のヨーク９１の内周面であってステータ８に対向する位置に固設されている。
【００４９】
上記構成により、以下、その動作を説明する。まず、ステータ８のコイルに通電されると、スリーブ体５およびロータハブ７は、スラスト動圧軸受部４４，４５およびラジアル動圧軸受５７，５８に支持されて軸体３の回りを高速回転する。
【００５０】
このとき、磁性体のスラスト板４の上面と永久磁石のスラストブッシュ５２の下面との間に形成されたスラスト動圧軸受部４４における潤滑流体６が動圧発生溝４２に生じる流体差圧により内周側から外周側に流動する一方、スラスト板４の下面とこの下面とのスリーブ本体５１の対向面間に形成されたスラスト動圧軸受部４５における潤滑流体６は動圧発生溝４３に生じる流体差圧により外周側から内周側に流動する。
【００５１】
この結果、スラスト板４の上面の潤滑流体６はスラスト板４の外周端面を介してスラスト板４の下面側に流動する一方、スラスト板４の下面の潤滑流体６はスラスト板４の内周側の流体循環孔４１を介してスラスト板４の上面側に流動して、上面と下面間を循環することになる。
【００５２】
また、スリーブ体５およびロータハブ７の回転起動時あるいは回転停止時、さらには低速回転時にも、磁性体のスラスト板４の上面と永久磁石のスラストブッシュ５２の下面とは互いに吸引されることで、スラストブッシュ５２の下面が、これに対向するスラスト板４の上面側に付勢されてその間隔に対して多少狭められると共に、スラスト板４の下面側に対向するスリーブ本体５１の上端面側も下側に多少下げられてその間隔が広がる。なお、上述したように、スリーブ体５およびロータハブ７が回転している時は、両スラスト動圧軸受部４４，４５において、スラスト板４の上面とスラストブッシュ５２の下面との間およびスラスト板４の下面とスリーブ本体５１の上面との間にそれぞれ動圧発生溝４２，４３による潤滑流体６の流体膜が形成されるため、これら対向面が互いに直接接触しにくい。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、上側のスラスト動圧軸受４４の対向部材のスラストブッシュ５２が永久磁石でスラスト板４が磁性体（ステンレス材）で構成されているため、対向部材のスラストブッシュ５２とスラスト板４とが互いに吸引されるように磁気力を受けてスラストブッシュ５２の下面とスラスト板４の上面との間隙をより小さくするように作用すると共に、スラスト方向の基準位置の変化をより抑制することができる。これによって、下側のスラスト動圧軸受４５では、スラスト板４の下面とスリーブ本体５１の上面との間隙がより広がるように作用するため、モータの起動、停止時および低速回転時、さらには、モータの姿勢、特にロータが傾き安いモータ横置きや、ロータの自重が働くモータ逆さ置きなどの悪条件時にも、スラスト板４とスリーブ本体５１との対向部材が互いに接触することがなくその対向面への損傷を防止することができる。
【００５４】
また、上側のスラスト動圧軸受４４において、互いに吸引される側の永久磁石用材料のスラストブッシュ５２とステンレス材のスラスト板４とが異種材料の耐久性部材で構成されているため、対向部材の互いの摩擦面による損傷や焼き付き現象を防止することができる。
【００５５】
さらに、下側のスラスト動圧軸受４５において、スラスト板４は剛性のある堅牢な材料のステンレス材で構成し、これに対向するスリーブ本体５１は加工性のよい軟らかい材料のブロンズ系材料（またはアルミニューム系材料）で構成したため、焼き付き現象防止のトライボロジー的な観点から良好な組み合わせとすることができる。
【００５６】
さらに、スラストブッシュ５２を構成する永久磁石はロータの回転方向に対する径方向に磁化されているため、スラストブッシュ５２からスラスト板４、スラスト板４からスラストブッシュ５２に至る漏洩磁束がより少なくなる。
【００５７】
さらに、スラストブッシュ５２の磁極端面をスラスト動圧軸受４４の径方向両側よりも外側に配置したため、磁極端面に摩耗粉が引き寄せられて付着しても摩耗粉のスラスト軸受への噛み込みを防止することができる。
【００５８】
以上のように、永久磁石の磁気力によってスラスト板４の上面を引き付ける側のスラストブッシュ５２に永久磁石用材料として硬い耐久性材料を用いたため、スラスト板４にスリーブ本体５１よりも堅固な金属材料を使用しても、スリーブ本体５１を損傷させることなく、全体の信頼性を向上させることができる。また、従来は、スリーブ本体５１の上端面の損傷を懸念してスリーブ本体５１の材料よりも耐久性の劣る材料を使用せざるを得なかったが、その制限を緩和させることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、ロータハブ７の材質については特に説明しなかったが、ロータハブ７を２パーツとして少なくとも外径側のディスク保持部側をステンレス材などの磁性体材料（導電性材料）で構成した場合には、スラストブッシュ５２を構成する永久磁石からの漏洩磁束が磁気シールドされるため、永久磁石からの漏洩磁束による悪影響がロータハブ７の径外には及ばなくなり、ディスクの磁気データへの損傷などが防止される。
【００６０】
なお、本実施形態では、スラストブッシュ５２全体を永久磁石で構成したが、これに限らず、スラストブッシュ５２のスラスト板４との対向面部分に永久磁石を配置してもよい。また、本実施形態では、永久磁石用材料を摩耗に対する耐久性材料で構成したが、永久磁石用材料のスラスト板４との対向面部分に耐久性材料の膜部材や薄板などを配置してもよい。この場合、スラストブッシュ５２の永久磁石用材料の下面（スラストブッシュ５２の一部分）に耐久性材料を蒸着したりメッキしたり耐久性材料の薄板を貼付るようにすればよい。
【００６１】
なお、本実施形態では、磁性体とは永久磁石に吸引される材料とし、磁性体は永久磁石をも含む概念で用いている。したがって、スラスト動圧軸受４４の対向部材の両方が永久磁石で構成されている場合をも含んでいる。また、スラスト動圧軸受４５の対向部材の両方が永久磁石で構成されていてもよく、また、その対向部材の一方が永久磁石で他方が磁性体で構成されていてもよい。
【００６２】
なお、本実施形態では、永久磁石の磁気力によってロータハブ７を下側に付勢してスラスト板４の上面に対してスラストブッシュ５２の下面を付勢するようにしたが、軸体の上端部分にロータハブが固着されロータハブと共に軸体が回転する回転軸体の場合には、回転軸体を支持するスリーブ本体とスラストブッシュは固定側となるため、永久磁石の磁気力によってロータハブを上側に付勢してスラスト板の上面をスラストブッシュの下面に対して付勢する必要がある。このようなモータの起動、停止時および低速回転時にも、スラスト板によるスリーブ体の対向面への損傷を防止する本発明の効果を得ることができる。
【００６３】
さらに、スラスト板４によるスリーブ体５の対向面への損傷を防止するための本発明の構成を、図４に示すような動圧流体軸受モータ１０１にも適応することもできる。このモータ１０１は、図２において、高さが扁平でスラスト板１０３の外周端面にラジアル動圧軸受部１０９を有すると共に、スラスト板４の上下面側に各スラスト動圧軸受部１１０，１１１を有するようになっている。
【００６４】
この場合、図４において、図１と略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。動圧流体軸受モータ１０１は、回転軸体１０２と、この回転軸体１０２の下端部に中央部が外嵌固定された円盤状の磁性体で構成されたスラストプレート１０３と、このスラストプレート１０３を回転軸体１０２と共に回転自在に支持する支持部材１０４と、この支持部材１０４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１０５とを有している。この支持部材１０４は、円筒状のスリーブ部材１０６と、このスリーブ部材１０６の上部に外周縁部が嵌合され、回転軸体１０２が貫通可能な孔が中央部に設けられた円形の永久磁石で構成されたスラストブッシュ１０７とで構成されている。スラストプレート１０３の外周端面とスリーブ部材１０６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１０７の下面とスラストプレート１０３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１０３の他面（図中では下面）とスラストキャップ１０５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１０６、スラストブッシュ１０７およびスラストキャップ１０５と、それらの内部に位置するスラストプレート１０３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１０８が充填されている。
【００６５】
この実施形態の場合にも、スラストプレート１０３をステンレス材などの磁性体で構成し、スラストブッシュ１０７を永久磁石で構成してスラストプレート１０３とスラストブッシュ１０７とを吸引させるような磁気力を作用させるようにしているが、スラスト動圧軸受部１１０を構成するスラストプレート１０３およびスラストブッシュ１０７は焼き付き現象防止の観点から異種金属材料でかつ耐久性部材で構成されている。
【００６６】
なお、図１および図４で説明した本実施形態では、スラストブッシュを永久磁石で構成し、これに対向するスラスト板をステンレス材などの磁性体で構成してスラストブッシュとスラスト板を吸引する磁気力が作用する構成としたが、これに限らず、図１を例に取って説明すると、永久磁石と磁性体の磁気力発生手段と共にまたは代りにステータ８とロータマグネット９の軸方向の中心位置を若干ずらせて磁気バイアス力を発生させるように構成してもよい。つまり、この場合、ステータ８とロータマグネット９の位置関係は、それぞれの軸方向の中心位置を若干ずらして設けており、ステータ８によってロータマグネット９と共にロータハブ７が図１で下側（モータ内側）に磁気バイアスで付勢されるようになっている。これによって、スラストブッシュ５２の下面が、軸体３の軸線方向に対向するスラスト板４の上面側に付勢するようにステータ８によってロータマグネット９が磁気バイアスされるようになっている。
【００６７】
また、これに限らず、ロータマグネット９の直下に鉄片などの磁性体材料を配置して磁気バイアス力を発生させるように構成してもよく、要は、ロータハブ７を下側または上側に磁気力で付勢する手段を設けていればよい。
【００６８】
本実施形態において、ステータ８およびロータマグネット９による磁気バイアス力を用いなかったのは、磁気吸引力に限度があって不足気味であるからであり、かつ、この磁気吸引力を大きくすると、回転トルク変動やノイズ増大などの不具合が発生しやすいからである。
【００６９】
なお、本実施形態では、永久磁石用材料としてセラミック材料を用いたが、錆びないように鍍金処理が必要であるが、鉄または鉄系金属であってもよく、要は、磁化させて永久磁石として使用できる材料であればよい。
【００７０】
なお、本実施形態では、スラストブッシュ５２の材料として永久磁石用材料（セラミック材料）を一体として用い、かつスラスト板４の材料として磁性体材料（ステンレス材）を一体として用いたが、これに限らず、スラストブッシュ５２の材料と永久磁石用材料（セラミック材料）を別体として用い、また、スラスト板４の材料として磁性体材料（ステンレス材）を別体として用いる場合には、永久磁石用材料（セラミック材料）および磁性体材料（ステンレス材）の少なくとも何れかを、周方向に全面ではなく周方向に等間隔に分散配置してもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１によれば、第１の対向部材の一方が永久磁石で他方が磁性体で構成されているため、モータの起動、停止時および低速回転時にも、永久磁石と磁性体による磁気バイアス力で第１の対向部材の間隙が縮小するように作用しても、第１の対向部材はそれぞれ異種材料の耐久性部材で構成されているため、第１の対向部材において互いの摩擦面による損傷や焼き付き現象が起こりにくい。また、永久磁石と磁性体による磁気バイアス力で間隙が縮小する側の第１の対向部材とは反対側の第２の対向部材の間隙は広がるため、焼き付き現象防止の観点から良好な組み合わせである、第２の対向部材の一方を他方よりも剛性のある堅牢な材料で構成し、かつ第２の対向部材の他方を加工性のよい軟らかい材料で構成しても、堅牢な材料の第２の対向部材の一方による他方の対向面への損傷を防止することができる。
【００７２】
さらに、請求項２によれば、永久磁石は径方向両側に磁極面を設けて径方向に磁化されているため、永久磁石と磁性体との間に形成される磁気回路からの漏洩磁束がより少なくなる。
【００７３】
さらに、請求項３によれば、永久磁石の磁極端面がスラスト軸受よりも外側に配置されていれば、磁極端面に磨耗紛が引き寄せられて付着しても磨耗紛のスラスト軸受への噛み込み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流体動圧軸受モータの縦断面図である。
【図２】図１のスラスト板の上面構成を示す拡大横断面図である。
【図３】図１のスラスト板とスラストブッシュとの対向面部の縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態の流体動圧軸受モータの縦断面図である。
【符号の説明】
１，１０１ 流体動圧軸受モータ
３ 固定軸体
４，１０３ スラスト板
４４，４５，１１０，１１１ スラスト動圧軸受部
５ スリーブ体
５１ スリーブ本体
５２ スラストブッシュ
５２１ 対向平面部
５２１ａ 平面部
５２２ 傾斜面部
５７ 上部ラジアル軸受部
５８ 下部ラジアル軸受部
１０９ ラジアル動圧軸受部
６，１０８ 潤滑流体
７ ロータハブ
８ ステータ
９ ロータマグネット
１０２ 回転軸体
１０３ スラストプレート
１０４ 支持部材
１０５ スラストキャップ
１０６ スリーブ部材
１０７ スラストブッシュ

Claims (3)

1. 静止部材に対して回転する回転部材をスラスト動圧軸受を介してスラスト方向に支持する動圧軸受モータにおいて、
   前記静止部材は、軸体と、該軸体に同心状に固設されたスラスト板と、を有し、
   前記回転部材は、前記スラスト板の軸方向一方側に位置し且つ前記スラスト板に対し微小間隙を介して対向する第１の部材と、前記スラスト板の軸方向他方側に位置し且つ前記スラスト板に対し微小間隙を介して対向する第２の部材と、を有し、
   前記各微小間隙には潤滑流体が充填され、
   前記スラスト動圧軸受は、前記スラスト板と前記第１の部材との間に形成された第１のスラスト軸受と、前記スラスト板と前記第２の部材との間に形成された第２のスラスト軸受と、からなり、
   前記第１のスラスト軸受における前記微小間隙を小さくするように前記回転部材を軸方向に付勢する磁気バイアス手段を備え、
   該磁気バイアス手段は、前記スラスト板と前記第１の部材との一方及び他方がそれぞれ永久磁石及び磁性体で構成されることで形成されており、
   前記スラスト板と前記第１の部材及び前記第２の部材とは、それぞれ異種材料で構成され、且つ前記第２の部材よりも前記第１の部材の方が硬い材質で形成されていることを特徴とする動圧軸受モータ。
2. 前記永久磁石は、径方向に磁化されていることを特徴とする、請求項１に記載の動圧軸受モータ。
3. 前記永久磁石を径方向両側に設置することで、前記第１の対向部材における対向面外側に磁極端面を設けることを特徴とする、請求項１又は２に記載の動圧軸受モータ。

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