JPH10112956A - 軸受装置及びモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膨張率による軸受材料の限定、必要以上の加
工精度要求、高温域での軸受隙間狭小化、及び信頼性低
下を回避し、温度の高低によらず動圧流体軸受の剛性を
ほぼ一定レベルに保持。 【解決手段】 固定軸体１２・回転スリーブ体１８間の
軸受隙間に磁性流体潤滑剤２０を充填する。円筒状スリ
ーブ部１８ｃと円筒状外周壁部１８ｄの間の上下溝部１
２ｅ・１２ｄ対応位置に、磁界形成調節ユニット２４を
配設する。各磁界形成調節ユニット２４は、軸線方向磁
化の円筒状永久磁石体２４ａと、その内周上下の強磁性
材料製の一対の磁路部材２４ｂと、両磁路部材２４ｂ間
の環状短絡部材２４ｃと、それらに囲まれた非強磁性材
料製の環状部材２４ｄで構成する。磁性流体潤滑剤２０
自体の粘度が低下する高温域において、環状短絡部材２
４ｃが常磁性化し、磁性流体潤滑剤２０中の強磁性超微
粒子が捕捉されて磁力線に沿って並ぶことにより見かけ
の粘度が一定化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化に対して
安定した動作が得られる動圧流体軸受装置及びそのよう
な動圧流体軸受装置を用いたモータ、並びに、動圧流体
軸受の温度補償方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ハード
ディスク駆動等に使用されるスピンドルモータにおいて
動圧流体軸受が用いられている場合、その動圧流体軸受
において動圧により所望の剛性を持って軸受隙間を維持
する流体軸受に用いられる潤滑油の粘度は、一般に温度
の上昇に伴って低下する。従って、通常の動圧流体軸受
の発生動圧は、温度の上昇に伴い低下する。

【０００３】そのため、使用温度範囲の上限において軸
受剛性を確保すべく軸受仕様を設定すれば、常温での軸
受剛性及び軸損が過大となり、常温での軸受剛性及び軸
損を適正にすべく設定すれば、使用温度上限近くでは剛
性不足となってしまう。何れにせよ、一般に、動圧流体
軸受ではモータ特性の温度依存性が比較的大きい。

【０００４】これを解決する手段として、軸部材の膨張
率をスリーブ部材のそれより大きくして軸受隙間が温度
上昇に伴い縮小するよう構成し、軸受剛性の温度依存性
を補償することも考えられる。

【０００５】しかしながらこの場合、軸受を構成する材
料の選択範囲が膨張率によって狭く限定されると共に、
隙間が狭くなる高温時にも所望の動作が行なわれるよう
にするために、互いに嵌合し、対向する軸部材の円筒状
外周面及びスリーブ部材の円筒状内周面にそれぞれ軸受
として必要な程度を超える高い加工精度が要求され、製
造が困難になるという問題が生じる。而も、高温時に
は、加工精度のばらつきや、設計時の設定を越える熱膨
張などにより、軸受隙間が予想を超えて極端に小さくな
り、軸部材に対してスリーブ部材がロックされる危険性
があり、信頼性に問題がある。

【０００６】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、膨張率による軸受材料の限定、必要以上の加工
精度の要求、高温域における軸受隙間の狭小化、及び信
頼性の低下を回避しつつ、温度の高低によらず動圧流体
軸受の剛性をほぼ一定レベルに保持することができる動
圧流体軸受装置、そのような動圧流体軸受装置を備えた
モータ及びそのような動圧流体軸受の温度補償方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のモータは、動圧流体軸受を介して固定部に対し回転
部が回転自在に支持されてなるモータであって、動圧流
体軸受の潤滑剤が磁性流体潤滑剤であり、動圧流体軸受
における軸受隙間に磁界を形成し、その磁界内における
磁性流体潤滑剤中の磁束感応部分を捕捉して磁力線に沿
って並ばせるための磁界形成手段と、その磁界形成手段
により軸受隙間に形成される磁界が、磁性流体潤滑剤の
温度変化に応じて変化し、磁性流体潤滑剤の見かけの粘
度を、温度の高低によらず可及的に均等化させる磁界調
節手段とを有することを特徴とするものである。

【０００８】磁性流体潤滑剤とは、潤滑剤として用いる
ことができる磁性流体を意味し、具体例としては、スピ
ンドル油等の潤滑油中に強磁性超微粒子又は強磁性微粒
子が分散してなる磁性流体等を挙げることができる。

【０００９】磁束感応部分というのは、例えば磁性流体
潤滑剤中に分散した強磁性超微粒子又は強磁性微粒子等
の、磁性流体潤滑剤中の強磁性体部分を意味する。

【００１０】磁界形成手段というのは、永久磁石、或は
電磁石等の電磁手段などの磁石手段、及び、必要に応
じ、磁束を導くための強磁性材料製の磁路からなり、動
圧流体軸受における軸受隙間に磁界を形成し得るものを
意味する。

【００１１】また磁界調節手段というのは、磁界形成手
段により軸受隙間に形成される磁界の強さ又は向き等
が、軸受隙間における磁性流体潤滑剤の温度変化に応じ
て変化するものである。磁界の強さは、例えば実質的に
０とみなせる強さと所要強さの間で変化するものとする
ことができる。このように変化することにより、その磁
界内における磁性流体潤滑剤中の磁束感応部分を捕捉し
て磁力線に沿って並ばせ、モータの回転部が固定部に対
し回転する際に磁性流体潤滑剤が有するとみなすことが
できる粘度を、その磁性流体潤滑剤の温度の高低によら
ず可及的に一定化させるものである。

【００１２】磁性流体潤滑剤の温度が高くなると、（例
えば潤滑油中に強磁性超微粒子が分散してなる磁性流体
潤滑剤においては潤滑油の粘度が低下するため、）その
磁性流体潤滑剤自体の粘度が低下する。ところが、磁界
調節手段によって、磁界形成手段により軸受隙間に形成
される磁界が、磁性流体潤滑剤の温度変化に応じて変化
すれば、軸受隙間における磁性流体潤滑剤中の磁束感応
部分を捕捉して磁力線に沿って並ばせることができる。
これにより、モータが回転する際に磁性流体潤滑剤が有
するとみなすことができる粘度を高めることができるの
で、磁性流体潤滑剤の見かけの粘度を、温度の高低によ
らず可及的に一定化させることができる。

【００１３】次に、本発明のモータにおける上記磁界調
節手段は、磁界形成手段により軸受隙間に磁界を形成す
るための磁気回路が磁性流体潤滑剤の温度変化に応じて
変化することにより、その軸受隙間の磁界を変化させる
ものとすることができる。

【００１４】磁気回路が変化するというのは、磁路が変
わることや磁気回路の一部の磁気抵抗が変わることを意
味する。磁気回路の変化により、軸受隙間の磁界を変化
させることができる。

【００１５】また、上記磁界調節手段は、軸受隙間に磁
界を形成する磁気回路の軸受隙間に対向する部分を短絡
する短絡部材を含み、該短絡部材は、軸受隙間に近接し
て配置され、所定温度以上で磁性を失い、磁気抵抗が増
大する強磁性材料からなるものとすることが望ましい。

【００１６】軸受隙間内の磁性流体潤滑剤の温度が上昇
し、それに対応して短絡部材の温度が所定温度以上に上
昇すると、その短絡部材が磁性を失い、磁気抵抗が増大
するので、磁界形成手段による磁束は、短絡部材による
短絡がない開放磁気回路を通る。或は開放磁気回路を通
る割合が増大する。これにより軸受隙間における磁性流
体潤滑剤中の磁束感応部分を捕捉して磁力線に沿って並
ばせることができ、或は磁力線に沿ってより強く捕捉し
て並ばせることができる。そのため、温度上昇により磁
性流体潤滑剤自体の粘度は低下するが、モータが回転す
る際に磁性流体潤滑剤が有するとみなすことができる粘
度を高めることにより、磁性流体潤滑剤の粘度の変化を
可及的に補償することができる。

【００１７】一方、軸受隙間内の磁性流体潤滑剤の温度
が下降し、それに対応して短絡部材の温度が下降する
と、その短絡部材が磁性を回復し、磁気抵抗が減少する
ので、磁界形成手段による磁束は、短絡部材により短絡
された磁気回路を通る。或は短絡された磁気回路を通る
割合が増大する。これにより軸受隙間における磁性流体
潤滑剤中の磁束感応部分は捕捉されなくなって並ばなく
なり、或は磁力線に沿ってより弱く捕捉されて並ぶよう
になる。そのため、温度下降により磁性流体潤滑剤自体
の粘度は上昇するが、モータが回転する際に磁性流体潤
滑剤が有するとみなすことができる粘度は高まらないの
で、磁性流体潤滑剤の粘度の変化を可及的に補償するこ
とができる。

【００１８】このような短絡部材の材料としては、磁性
流体潤滑剤の温度変化に対応する短絡部材の温度変化に
より、磁性流体潤滑剤の粘度の変化を十分に補償し得る
程度に磁性が変化して磁気抵抗が増減する強磁性材料を
選択する必要がある。例えば、短絡部材がとり得る一定
温度以上で常磁性になるようなキュリー点を有する、フ
ェライト等の強磁性材料を選択することもできる。

【００１９】短絡部材を設ける位置は、軸受隙間内の磁
性流体潤滑剤の温度の上昇及び下降に、短絡部材の温度
の上昇及び下降がよく対応するように、軸受隙間に近接
した位置（軸受隙間に臨む場合を含む）とすることが望
ましい。

【００２０】更に、本発明のモータは、磁性流体潤滑剤
が、フェロフロイドオイルを含み、磁界形成手段は、動
圧発生部に磁界を形成するよう設けられているものとす
ることが望ましい。動圧発生部に磁界を形成することに
より、磁気感応部分が動圧発生部に集められ、動圧発生
部における流体潤滑剤の動圧を高め、これにより、動圧
発生部における磁性流体潤滑剤の見かけの粘度を、温度
の高低によらず可及的に一定化させることができる。

【００２１】また、本発明のモータは、上記磁界形成手
段が電磁手段からなるものであり、上記磁界調節手段
が、その電磁手段に供給する電流を磁性流体潤滑剤の温
度変化に応じ制御する電流制御手段であるものとするこ
とができる。

【００２２】磁界形成手段が電磁石等の電磁手段からな
るものである場合、磁界調節手段としての電流制御手段
によって、電磁手段に供給する電流を、磁性流体潤滑剤
の温度の上昇及び下降（例えば温度センサによって感知
することができる）に応じそれぞれ増大及び減少させる
ことにより、軸受隙間に形成される磁界が温度変化に応
じ変化するようにすることができる。すなわち、軸受隙
間に形成される磁界の強さの変化を、回路処理により任
意に設定することができる。これにより、軸受隙間にお
ける磁性流体潤滑剤中の磁束感応部分を磁力線に沿って
温度に応じた強さで捕捉して並ばせることができ、捕捉
しないで並ばせないこともできるので、磁性流体潤滑剤
の見かけの粘度を温度の高低によらず可及的に均等化さ
せることができる。

【００２３】次に、本発明の動圧流体軸受装置は、潤滑
剤が磁性流体潤滑剤であり、軸受隙間に磁界を形成し、
その磁界内における磁性流体潤滑剤中の磁束感応部分を
捕捉して磁力線に沿って並ばせるための磁界形成手段
と、その磁界形成手段により軸受隙間に形成される磁界
が、磁性流体潤滑剤の温度変化に応じて変化し、磁性流
体の見かけの粘度を、温度の高低によらず可及的に均等
化させる磁界調節手段とを有することを特徴とする。

【００２４】磁性流体潤滑剤、磁束感応部分、磁界形成
手段、及び磁界調節手段の意味、並びに本発明の動圧流
体軸受装置の作用は、本発明のモータについて上記した
ところと同様である。

【００２５】上記磁界調節手段は、本発明のモータにつ
いて上記したところと同様に、軸受隙間に磁界を形成す
る磁気回路の軸受隙間に対向する部分を短絡する短絡部
材を含み、該短絡部材は、軸受隙間に近接して配置さ
れ、所定温度以上で磁性を失い、磁気抵抗が増大する強
磁性材料からなるものとすることが望ましい。

【００２６】また、本発明のモータについて上記したと
ころと同様に、上記磁性流体潤滑剤は、フェロフロイド
オイルを含み、上記磁界形成手段は、動圧発生部に磁界
を形成するよう設けられているものとすることが望まし
い。

【００２７】また、本発明の、動圧流体軸受の温度補償
方法は、動圧流体軸受の潤滑剤を磁性流体潤滑剤とし、
動圧流体軸受の軸受隙間に磁界を形成し、その磁界を温
度の上昇と共に強めることを特徴とする。

【００２８】磁性流体潤滑剤、及び磁束感応部分の意味
は、本発明のモータについて上記したところと同様であ
る。

【００２９】この方法においては、磁性流体潤滑剤の温
度が高くなるとその磁性流体潤滑剤自体の粘度が低下す
るが、磁性流体潤滑剤の温度の上昇に応じ、軸受隙間に
形成する磁界を強めて軸受隙間における磁性流体潤滑剤
中の磁束感応部分を捕捉して磁力線に沿って並ばせ又は
磁力線に沿ってより強く並ばせることにより、磁性流体
潤滑剤が有するとみなすことができる粘度を高めること
ができる。

【００３０】また、本発明の方法においては、磁性流体
潤滑剤としてフェロフロイドオイルを用い、動圧流体軸
受の動圧発生部に、温度と共に変化する磁界を形成する
ものとすることが望ましい。これにより、動圧発生部に
おける磁性流体潤滑剤の見かけの粘度を、温度上昇に応
じ高めることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照しつつ説明する。

【００３２】図１は、ハードディスク駆動用スピンドル
モータの断面図を示し、図２は、図１の要部拡大図を示
す。

【００３３】ブラケット１０の上方開口の円形凹部１０
ａの中央に固定軸体１２が上下方向に立設され、その円
形凹部１０ａ内における径方向中間位置の環状凸部１０
ｂに、ステータコイル１４が巻回されたステータコア１
６が外嵌固定されている。

【００３４】固定軸体１２は、略円柱形状の軸部１２ａ
と、その軸部１２ａの上端に設けられた円板状のスラス
ト板部１２ｂからなる。

【００３５】軸部１２ａの下端外周部は下方に向かって
縮径するテーパ部１２ｃに形成され、その上側の円筒状
外周部に動圧発生用の下溝部１２ｄが設けられ、軸部１
２ａの上部の円筒状外周部には同じく動圧発生用の上溝
部１２ｅが設けられている。スラスト板部１２ｂの環状
をなす下面１２ｂ１及び上面１２ｂ２には、それぞれ環
状をなす動圧発生用の下面溝部及び上面溝部が設けられ
ている。これらの動圧発生用溝としては、例えば公知の
スパイラル溝、ヘリングボーン溝等を適宜採用し得る。

【００３６】回転スリーブ体１８は、非強磁性（すなわ
ち常磁性又は反磁性）材料製のスリーブ部材１８ａと、
そのスリーブ部材１８ａの上端に嵌合固定された円板状
のスラストキャップ１８ｂからなる。 スリーブ部材１
８ａは、内側の円筒状スリーブ部１８ｃと外側の円筒状
外周壁部１８ｄが上部において結合されてなる略二重円
筒形状をなす。円筒状スリーブ部１８ｃは軸部１２ａに
外嵌されている。スリーブ部材１８ａの内周における円
筒状スリーブ部１８ｃの上側は、スラスト環状面１８ｅ
を介して拡径され、そのスラスト環状面１８ｅとスラス
トキャップ１８ｂの間にスラスト板部１２ｂが収容され
ている。

【００３７】固定軸体１２と回転スリーブ体１８の間の
軸受隙間には磁性流体潤滑剤２０が充填されており、回
転スリーブ体１８は、この磁性流体潤滑剤２０を介して
固定軸体１２に対し回転自在に支持されている。磁性流
体潤滑剤２０の端部は、軸部１２ａ下端のテーパ部１２
ｃと円筒状スリーブ部１８ｃの下端部とによって形成さ
れる断面楔状のいわゆるテーパーシール部において、表
面張力により保持されている。磁性流体潤滑剤２０とし
ては、例えばスピンドル油中に強磁性超微粒子を分散さ
せたものを用いることができる。軸部１２ａと円筒状ス
リーブ部１８ｃとその間の磁性流体潤滑剤２０によりラ
ジアル軸受部が構成されており、そのうち主に上下溝部
１２ｅ・１２ｄにおいて、磁性流体潤滑剤２０に回転ス
リーブ体１８の円筒状スリーブ部１８ｃを径方向に支持
する圧力を発生させる。また、スラスト板部１２ｂとス
ラスト環状面１８ｅ及びスラストキャップ１８ｂとその
間の磁性流体潤滑剤２０によりスラスト軸受部が構成さ
れており、そのうち主に上面溝部及び下面溝部におい
て、磁性流体潤滑剤２０に回転スリーブ体１８のスラス
ト環状面１８ｅ及びスラストキャップ１８ｂをスピンド
ルモータの軸方向に関して支持する圧力を発生させる。

【００３８】スリーブ部材１８ａの円筒状スリーブ部１
８ｃと円筒状外周壁部１８ｄの間における、上下溝部１
２ｅ・１２ｄに対向する軸心方向位置には、非強磁性材
料製の環状のスペーサ２２を挟んでそれぞれ磁界形成調
節ユニット２４が配設されている。

【００３９】各磁界形成調節ユニット２４は、外周部に
位置する軸線方向に磁化された円筒状永久磁石体２４ａ
と、その円筒状永久磁石体２４ａの内周面の上下に外周
面が当接した環状板状の強磁性材料製の一対の磁路部材
２４ｂと、両磁路部材２４ｂ間の内周部に位置して上下
面が両磁路部材２４ｂに当接した磁界調節手段としての
環状短絡部材２４ｃと、それらの円筒状永久磁石体２４
ａ、両磁路部材２４ｂ、及び環状短絡部材２４ｃに囲ま
れた部分に配設された非強磁性材料製の環状部材２４ｄ
からなる。円筒状永久磁石体２４ａと一対の磁路部材２
４ｂは磁界形成手段を構成する。

【００４０】両磁路部材２４ｂの内周面及び環状短絡部
材２４ｃの内周面は円筒状スリーブ部１８ｃの外周面に
当接している。そのため環状短絡部材２４ｃの温度は磁
性流体潤滑剤２０の温度によく対応する。円筒状永久磁
石体２４ａの磁化の向きは、上下の磁界形成調節ユニッ
ト２４において同じであっても異なっていてもよい。

【００４１】環状短絡部材２４ｃの材料としては、Ｍｎ
−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライトを用いること
ができ、それらの組成を変えることによりキュリー点を
変え、所望の特性を得ることができる。スピンドルモー
タの使用温度範囲は０乃至８０℃程度とすることがで
き、キュリー点は、例えば６０℃程度に設定することが
できる。

【００４２】スリーブ部材１８ａの円筒状外周壁部１８
ｄにはロータハブ２６が外嵌固定されており、ロータハ
ブ２６の下端外周部に設けられた鍔状部２６ａの下側に
円筒状ロータヨーク２８が固定され、そのロータヨーク
２８に内嵌固定された円筒状のロータマグネット２９が
ステータコア１６と径方向間隙を隔てて相対している。

【００４３】スピンドルモータの軸受隙間内の磁性流体
潤滑剤２０の温度が比較的低い温度であってその磁性流
体潤滑剤２０自体の粘度が潤滑剤として必要な粘度を満
足する場合、それに対応して比較的低い温度である環状
短絡部材２４ｃが十分な磁性を有するため、円筒状永久
磁石体２４ａによる磁束のほとんどは、一方の磁路部材
２４ｂ、環状短絡部材２４ｃ及び他方の磁路部材２４ｂ
からなる短絡磁路ｕを通る。従って、上溝部１２ｅ又は
下溝部１２ｄ付近及びその他の位置の軸受隙間には、磁
界が形成されないか、きわめて弱い磁界が形成されるに
過ぎず、磁性流体潤滑剤２０中の強磁性超微粒子が円筒
状永久磁石体２４ａに基づく磁力線に沿って並ぶことは
ほとんどない。そのため、磁性流体潤滑剤２０はそれ自
体の粘度を有するものとして作用する。

【００４４】スピンドルモータの使用中に軸受隙間内の
磁性流体潤滑剤２０の温度が上昇すると、その磁性流体
潤滑剤２０自体の粘度が動圧流体として軸受けするのに
必要な粘度を下回るが、それに対向している環状短絡部
材２４ｃの温度も上昇し、そのキュリー点を越えると、
その環状短絡部材２４ｃが常磁性化するので、円筒状永
久磁石体２４ａによる磁束は、環状短絡部材２４ｃによ
る短絡がない開放磁気回路ｔ（一方の磁路部材２４ｂ、
円筒状スリーブ部１８ｃ、磁性流体潤滑剤２０、上溝部
１２ｅ又は下溝部１２ｄ付近の軸部１２ａ、磁性流体潤
滑剤２０、円筒状スリーブ部１８ｃ、及び他方の磁路部
材２４ｂ）を通るか、又はその磁気回路ｔを通る割合が
増大する。これにより、上下溝部１２ｅ・１２ｄ付近の
軸受隙間における磁性流体潤滑剤２０中の強磁性超微粒
子を捕捉して磁力線に沿って並ばせることができ、或は
より強く捕捉して磁力線に沿って並ばせることができ
る。そのため、温度上昇により低下した磁性流体潤滑剤
２０自体の粘度を高めて磁性流体潤滑剤２０の粘度の変
化を可及的に補償することができる。なお、磁界形成手
段による磁束は、この例に示されるように、磁性流体潤
滑剤を介して相対する固定部及び回転部の両方並びにそ
の磁性流体潤滑剤を通り得るようにすることが望まし
い。その意味で、固定軸体１２の軸部１２ａは、磁路の
一部として使用できる程度の磁気特性を有するか、その
ように使用できる磁性体で被覆されていることが望まし
い。

【００４５】その後軸受隙間内の磁性流体潤滑剤２０の
温度が比較的低い温度に下降して環状短絡部材２４ｃの
温度が下降すれば、円筒状永久磁石体２４ａによる磁束
のほとんどは短絡磁路ｕを通り、磁性流体潤滑剤２０は
再びそれ自体の粘度を有するものとして作用する。

【００４６】なお、円筒状永久磁石体２４ａに替えて電
磁石を用いると共に、環状短絡部材２４ｃに替えて例え
ば磁性流体潤滑剤２０の温度を円筒状スリーブ部１８ｃ
を介して感知するための温度センサを円筒状スリーブ部
１８ｃの外周面に設け、電磁石に供給する電流をその温
度センサにより感知される温度に基づいて電流制御回路
により制御することにより、その電磁石による軸受隙間
における磁界の強さを制御して磁性流体潤滑剤２０の見
かけの粘度の変化を防ぐようにすることもできる。

【００４７】図３は、別のハードディスク駆動用スピン
ドルモータの断面図を示し、図４は、図３におけるIV-I
V 線拡大断面図である。

【００４８】このスピンドルモータは、一対の磁界形成
調節ユニット２４及びスペーサ２２を、上溝部１２ｅ及
び下溝部１２ｄの両方の外周側に位置する１つの円筒状
短絡部材３０（磁界調節手段）及びその円筒状短絡部材
３０に外嵌された１つの長円筒状永久磁石体３２（磁界
形成手段）に替えたこと以外は、図１に示すスピンドル
モータと同じである。

【００４９】円筒状短絡部材３０の材料は図１のスピン
ドルモータにおける環状短絡部材２４ｃの材料と同様で
ある。

【００５０】この長円筒状永久磁石体３２は、周方向に
例えば８つに区分され、強磁性部分３２ａと非強磁性部
分３２ｂが交互に設けられ、各強磁性部分３２ａは、隣
の強磁性部分３２ａとは逆向きに径方向に磁化されてい
る。従って、長円筒状永久磁石体３２の内周側の磁極
は、−Ｓ−０−Ｎ−０−Ｓ−０−Ｎ−０−（但し、０は
無磁極部を示す。）となっている。

【００５１】スピンドルモータの軸受隙間内の磁性流体
潤滑剤２０の温度が比較的低い温度であってその磁性流
体潤滑剤２０自体の粘度が潤滑剤として必要な粘度を満
足し、それに対応して比較的低い温度である円筒状短絡
部材３０が十分な磁性を有する場合、長円筒状永久磁石
体３２により磁束のほとんどは、径方向内方において円
筒状短絡部材３０（短絡磁路ｕ）を通る。従って、軸受
隙間には、磁界が形成されないか、きわめて弱い磁界が
形成されるに過ぎず、磁性流体潤滑剤２０中の強磁性超
微粒子が円筒状永久磁石体２４ａに基づく磁力線に沿っ
て並ぶことはほとんどない。そのため、磁性流体潤滑剤
２０はそれ自体の粘度を有するものとして作用する。

【００５２】スピンドルモータの使用中に軸受隙間内の
磁性流体潤滑剤２０の温度が上昇してその磁性流体潤滑
剤２０自体の粘度が潤滑剤として必要な粘度を下回り、
それに対応して円筒状短絡部材３０の温度がキュリー点
以上に上昇すると、その円筒状短絡部材３０が常磁性化
するので、長円筒状永久磁石体３２による磁束は、短絡
部材による短絡がない開放磁気回路ｔ（円筒状短絡部材
３０、円筒状スリーブ部１８ｃ、磁性流体潤滑剤２０、
軸部１２ａ、磁性流体潤滑剤２０、円筒状スリーブ部１
８ｃ、及び円筒状短絡部材３０）を通るか、又はその磁
気回路ｔを通る割合が増大する。これにより、上下溝部
１２ｅ・１２ｄ付近を含む円筒状スリーブ部１８ｃと軸
部１２ａの間の軸受隙間における磁性流体潤滑剤２０中
の強磁性超微粒子を捕捉して磁力線に沿って並ばせるこ
とができ、或はより強く捕捉して磁力線に沿って並ばせ
ることができる。そのため、温度上昇により低下した磁
性流体潤滑剤２０自体の粘度を高めて磁性流体潤滑剤２
０の粘度の変化を可及的に補償することができる。

【００５３】その後軸受隙間内の磁性流体潤滑剤２０の
温度が比較的低い温度に下降して円筒状短絡部材３０の
温度が下降すれば、長円筒状永久磁石体３２による磁束
のほとんどは短絡磁路ｕを通り、磁性流体潤滑剤２０は
再びそれ自体の粘度を有するものとして作用する。

【００５４】このような実施の形態の場合、開放磁気回
路において磁束が軸部１２ａまで十分に到達するように
するために、長円筒状永久磁石体３２における隣り合う
強磁性部分３２ａの間の非強磁性部分３２ａの周方向長
さを十分にとることが望ましい。

【００５５】なお、以上の説明はラジアル軸受部のみを
対象としたが、スラスト軸受部についても同様の手段に
より磁性流体潤滑剤２０の粘度の変化を補償するように
することができる。また、軸回転型のモータ及び動圧流
体軸受についても勿論適用できる。

【００５６】また、以上の実施の形態についての記述に
おける上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜の
ためのものであって、実際の使用状態等を限定するもの
ではない。

【００５７】

【発明の効果】本発明のモータ及び動圧流体軸受装置に
よれば、動圧流体軸受の潤滑剤として用いられている磁
性流体潤滑剤の温度変化に応じ軸受隙間の磁界が変化し
て磁性流体潤滑剤中の磁束感応部分の捕捉による並び方
を制御することにより、温度の高低によらず磁性流体潤
滑剤の見かけの粘度を可及的に一定化させて動圧流体軸
受の剛性をほぼ一定レベルに保持することができる。そ
のため、温度変化によるモータ特性又は軸受特性の変動
を効果的に抑制し得ると共に、使用温度範囲の上限温度
で必要な軸受剛性を確保しても全使用温度範囲で軸損を
ほぼ同レベルに保持できるので、従来の動圧流体軸受に
比し低温領域での軸損を効果的に低減させることがで
き、定格電流の低減も実現することができる。而も、軸
受隙間を温度に応じて調節する必要がないので、膨張率
による軸受材料の限定、必要以上の加工精度の要求、高
温域における軸受隙間の狭小化、及び信頼性の低下が回
避される。

【００５８】請求項３のモータ及び請求項７の動圧流体
軸受装置によれば、強磁性材料製の短絡部材が、の温度
上昇に伴い磁性を失い、その磁気抵抗が増大することを
利用して、温度変化の感知及び温度変化に応じた軸受隙
間の磁界の調節を行い、温度の高低によらず磁性流体潤
滑剤の見かけの粘度を可及的に一定化させることができ
る。

【００５９】請求項４のモータ及び請求項８の動圧流体
軸受装置によれば、動圧発生部における磁性流体潤滑剤
の見かけの粘度を、温度の高低によらず可及的に一定化
させることにより、軸受の剛性を効果的にほぼ一定レベ
ルに保持することができる。

【００６０】請求項５のモータによれば、電磁手段によ
り軸受隙間に形成される磁界を、温度変化に伴う磁性流
体潤滑剤自体の粘度変化に応じて電流制御手段によりき
め細かく調節して、温度の高低によらず磁性流体潤滑剤
の見かけの粘度をより効果的に一定化させることができ
る。

【００６１】本発明の動圧流体軸受の温度補償方法によ
れば、動圧流体軸受の潤滑剤として用いられている磁性
流体潤滑剤の温度上昇に応じ、軸受隙間の磁界を強めて
磁性流体潤滑剤中の磁束感応部分を捕捉して磁力線に沿
って並ばせ又は磁力線に沿ってより強く並ばせることに
より、磁性流体潤滑剤が有するとみなすことができる粘
度を高めることができる。従って、温度上昇により磁性
流体潤滑剤自体の粘度は低下するが、見かけの粘度を高
めることにより温度補償を行うことができる。

【００６２】請求項１０の温度補償方法によれば、動圧
発生部における磁性流体潤滑剤の見かけの粘度を、温度
上昇に応じ高めることにより、温度上昇による軸受剛性
の低下を効果的に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハードディスク駆動用モータの断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】別のハードディスク駆動用モータの断面図であ
る。

【図４】図３における拡大IV-IV 線断面図である。

【符号の説明】

１２ 固定軸体 １２ｄ 下溝部 １２ｅ 上溝部 １８ 回転スリーブ体 １８ｃ 円筒状スリーブ部 １８ｄ 円筒状外周壁部 ２０ 磁性流体潤滑剤 ２２ スペーサ ２４ 磁界形成調節ユニット ２４ａ 円筒状永久磁石体 ２４ｂ 磁路部材 ２４ｃ 環状短絡部材 ２４ｄ 環状部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動圧流体軸受を介して固定部に対し回転部
   が回転自在に支持されてなるモータであって、動圧流体
   軸受の潤滑剤が磁性流体潤滑剤であり、動圧流体軸受に
   おける軸受隙間に磁界を形成し、その磁界内における磁
   性流体潤滑剤中の磁束感応部分を捕捉して磁力線に沿っ
   て並ばせるための磁界形成手段と、その磁界形成手段に
   より軸受隙間に形成される磁界が、磁性流体潤滑剤の温
   度変化に応じて変化し、磁性流体潤滑剤の見かけの粘度
   を、温度の高低によらず可及的に均等化させる磁界調節
   手段とを有することを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】磁界調節手段が、磁界形成手段により軸受
   隙間に磁界を形成するための磁気回路が磁性流体潤滑剤
   の温度変化に応じて変化することにより、その軸受隙間
   の磁界を変化させるものである請求項１記載のモータ。
3. 【請求項３】磁界調節手段は、軸受隙間に磁界を形成す
   る磁気回路の軸受隙間に対向する部分を短絡する短絡部
   材を含み、該短絡部材は、軸受隙間に近接して配置さ
   れ、所定温度以上で磁性を失い、磁気抵抗が増大する強
   磁性材料からなる請求項２記載のモータ。
4. 【請求項４】磁性流体潤滑剤は、フェロフロイドオイル
   を含み、磁界形成手段は、動圧発生部に磁界を形成する
   よう設けられている請求項３記載のモータ。
5. 【請求項５】磁界形成手段が電磁手段からなるものであ
   り、磁界調節手段が、その電磁手段に供給する電流を磁
   性流体潤滑剤の温度変化に応じ制御する電流制御手段で
   ある請求項１記載のモータ。
6. 【請求項６】潤滑剤が磁性流体潤滑剤であり、軸受隙間
   に磁界を形成し、その磁界内における磁性流体潤滑剤中
   の磁束感応部分を捕捉して磁力線に沿って並ばせるため
   の磁界形成手段と、その磁界形成手段により軸受隙間に
   形成される磁界が、磁性流体潤滑剤の温度変化に応じて
   変化し、磁性流体の見かけの粘度を、温度の高低によら
   ず可及的に均等化させる磁界調節手段とを有することを
   特徴とする動圧流体軸受装置。
7. 【請求項７】磁界調節手段は、軸受隙間に磁界を形成す
   る磁気回路の軸受隙間に対向する部分を短絡する短絡部
   材を含み、該短絡部材は、軸受隙間に近接して配置さ
   れ、所定温度以上で磁性を失い、磁気抵抗が増大する強
   磁性材料からなる請求項６記載の動圧流体軸受装置。
8. 【請求項８】磁性流体潤滑剤は、フェロフロイドオイル
   を含み、磁界形成手段は、動圧発生部に磁界を形成する
   よう設けられている請求項７記載の動圧流体軸受装置。
9. 【請求項９】動圧流体軸受の潤滑剤を磁性流体潤滑剤と
   し、動圧流体軸受の軸受隙間に磁界を形成し、その磁界
   を温度の上昇と共に強めることを特徴とする動体流体軸
   受の温度補償方法。
10. 【請求項１０】磁性流体潤滑剤としてフェロフロイドオ
    イルを用い、動圧流体軸受の動圧発生部に、温度と共に
    変化する磁界を形成する請求項９記載の動圧流体軸受の
    温度補償方法。