(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部を有し、軸方向端部が固定部に固定された固定軸と、上記固定軸と同軸に外嵌され、回転時に上記固定軸のフランジ部を軸方向の両側から挟むように微小隙間を介してフランジ部に対向する２つの軸受面を有する回転スリーブと、上記固定部に取り付けられており、上記回転スリーブの外周に対向しているステータコイルと、上記ステータコイルの外周に対向するように上記回転スリーブに連結されているロータ磁石と、上記フランジ部の軸方向両端面または上記回転スリーブの２つの軸受面に形成された動圧発生用溝とを備えた電動機において、
上記回転スリーブが停止しているときには、上記フランジ部の一方の軸方向端面に上記回転スリーブの一方の軸受面を略平行に当接させる一方、上記回転スリーブが回転しているときには、上記回転スリーブが上記フランジ部から浮くように、上記ロータ磁石を上記固定部に向かって吸引する環状の磁性部材が、上記固定部に取り付けられていて、
上記回転スリーブが停止しているときには、上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端面と上記ロータ磁石の軸方向の他方の端面とが略平行に対向していて、
上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端部に軸方向に対向する上記ロータ磁石の軸方向の他方の端部の径方向の幅が、上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端部の径方向の幅よりも小さく、
上記ロータ磁石の径方向の内端が上記環状の磁性部材の径方向の内端よりも径方向外方に位置しており、かつ、上記ロータ磁石の径方向の外端が上記環状の磁性部材の径方向の外端よりも径方向内方に位置し、
上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端面は上記環状の磁性部材の径方向の内端から外端まで延びる平面であることを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に適用されるスピンドルモータのように、固定軸に対して回転スリーブが動圧で支持されるような電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電動機としては、図３に示すようなスピンドルモータがある。このスピンドルモータは、軸方向の両端が固定部１０１Ａと１０１Ｂに固定された固定軸１０２と、この固定軸１０２に同軸に外嵌された回転スリーブ１０３とを有する。上記回転スリーブ１０３の外周面には外筒１１３が固定されている。また、上記固定軸１０２はフランジ部１０５を有する。このフランジ部１０５は、上記回転スリーブ１０３の内周凹部１０６の軸方向端壁面１０６Ａ,１０６Ｂに対して微小隙間Ｓ１,Ｓ２を介して対向している。そして、フランジ部１０５の両面１０５Ａ,１０５Ｂには軸方向の動圧を発生する動圧溝１０７,１０８が形成されている。また、上記固定軸１０２のシャフト部１０２Ａの外周面にはラジアル支持用動圧溝１１５が形成されている。
【０００３】
一方、上記固定部１０１Ｂにステータコイル１１０が固定されている。このステータコイル１１０は回転スリーブ１０３の外周に対向している。また、外筒１１３の内周面にロータ磁石１１１が固定されている。ロータ磁石１１１はステータコイル１１０の外周に対向している。
【０００４】
上記構成のスピンドルモータは、ステータコイル１１０が発生する回転磁界によってロータ磁石１１１が回転させられる。同時に、回転スリーブ１０３が回転して、上記フランジ部１０５に形成された動圧溝１０７,１０８が軸方向の動圧を発生する。この軸方向の動圧が、回転スリーブ１０３を固定軸１０２に対して軸方向に支持する。また、上記ラジアル支持用動圧溝１１５が径方向の動圧を発生して、回転スリーブ１０３を固定軸１０２に対して径方向に支持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の電動機では、停止時に、図４(Ａ)に示すように、回転スリーブ１０３の凹部１０６の壁面１０６Ａが固定軸１０２のフランジ部１０５の面１０５Ａに接した状態(片寄り状態(1))になることがある。
【０００６】
また、図４(Ｂ)に示すように、回転スリーブ１０３の凹部１０６の壁面１０６Ｂが固定軸１０２のフランジ部１０５の面１０５Ｂに接した状態(片寄り状態(2))になることがある。
【０００７】
さらに、上記従来の電動機では、停止時には、図４(Ａ)の片寄り状態(1)と図４(Ｂ)の片寄り状態(2)との間のどの状態にもなり得る。
【０００８】
したがって、上記従来の電動機では、停止時には、図４に示したような外筒１１３の軸方向位置のばらつきＶが発生する。このことは、たとえば、この電動機をＨＤＤに組み付ける際のディスクの位置精度の低下を招く。
【０００９】
なお、一般に、モータのステータとロータの軸方向位置ばらつきを抑えるために、ロータ磁石とステータコイルとの磁気バランスを軸方向にずらす方法が採られているが、この方法はモータの駆動効率を損なう上に、磁気バランスを軸方向にずらすための高い組み立て精度が要求される。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、モータの駆動効率を損なわず、必要な組み立て精度の上昇も招くことなく、停止時の回転スリーブの軸方向位置のばらつきの発生を防止できる電動機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の電動機は、フランジ部を有し、軸方向端部が固定部に固定された固定軸と、上記固定軸と同軸に外嵌され、回転時に上記固定軸のフランジ部を軸方向の両側から挟むように微小隙間を介してフランジ部に対向する２つの軸受面を有する回転スリーブと、上記固定部に取り付けられており、上記回転スリーブの外周に対向しているステータコイルと、上記ステータコイルの外周に対向するように上記回転スリーブに連結されているロータ磁石と、上記フランジ部の軸方向両端面または上記回転スリーブの２つの軸受面に形成された動圧発生用溝とを備えた電動機において、
上記回転スリーブが停止しているときには、上記フランジ部の一方の軸方向端面に上記回転スリーブの一方の軸受面を略平行に当接させる一方、上記回転スリーブが回転しているときには、上記回転スリーブが上記フランジ部から浮くように、上記ロータ磁石を上記固定部に向かって吸引する環状の磁性部材が、上記固定部に取り付けられていて、
上記回転スリーブが停止しているときには、上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端面と上記ロータ磁石の軸方向の他方の端面とが略平行に対向していて、
上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端部に軸方向に対向する上記ロータ磁石の軸方向の他方の端部の径方向の幅が、上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端部の径方向の幅よりも小さく、
上記ロータ磁石の径方向の内端が上記環状の磁性部材の径方向の内端よりも径方向外方に位置しており、かつ、上記ロータ磁石の径方向の外端が上記環状の磁性部材の径方向の外端よりも径方向内方に位置し、
上記環状の磁性部材の軸方向の一方の端面は上記環状の磁性部材の径方向の内端から外端まで延びる平面であることを特徴としている。
【００１２】
この請求項１の発明によれば、上記固定部に取り付けられた磁性部材が、上記回転スリーブに連結されたロータ磁石を上記固定部に向かって吸引する。
【００１３】
この吸引力は、回転スリーブの動圧発生用溝が発生する動圧に比べると弱いので、上記回転スリーブが回転したときには回転スリーブはフランジ部から浮いた状態になる。一方、上記回転スリーブが停止しているときには、上記吸引力は上記回転スリーブを上記固定部に向かって移動させ、回転スリーブの一方の軸受面をフランジ部の一方の端面に当接させる。
【００１４】
したがって、この発明によれば、上記ロータ磁石と上記磁性部材との吸引力によって、停止時には回転スリーブを確実にフランジ部に当接させることができるので、動圧発生用の微小隙間に起因した停止時の回転スリーブの軸方向位置ばらつきを解消できる。したがって、この発明によれば、モータの駆動効率を損なわず、必要な組み立て精度の上昇も招くことなく、組み立て時(停止時)の回転スリーブの軸方向位置を高精度に設定でき、組立体としての精度が高い電動機を提供できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の電動機の第１の実施の形態としてのＨＤＤ用スピンドルモータを示す。このスピンドルモータは、所定の軸方向隙間を隔てた２つの固定部１と２の間に、固定軸３と回転スリーブ５が配置されている。固定軸３の一端３Ａは固定部１に固定されており、固定軸３の他端３Ｂは固定部２に固定されている。また、上記回転スリーブ５は上記固定軸３に同軸に外嵌されている。
【００１７】
上記固定軸３は軸方向の中央よりもやや一方よりにフランジ部６を有している。また、上記回転スリーブ５は、内周の環状凹部７を有している。この環状凹部７は軸方向の一方の端壁８と軸方向の他方の端壁１０とを有する。上記一方の端壁８は上記フランジ部６の一方の端面６Ａに対向し、上記他方の端壁１０は上記フランジ部６の他方の端面６Ｂに対向する。そして、上記環状凹部７の一方の端壁８と他方の端壁１０とは所定の軸方向の隙間Ｓ１００を隔てており、回転スリーブ５の回転時には端壁８，１０はフランジ部６の端面６Ａ，６Ｂに対して動圧発生用の微小隙間を隔てるようになる。上記フランジ部６の端面６Ａ,６Ｂには、動圧発生用溝１７,１８が形成されている。また、上記固定軸３のシャフト部３Ｃの外周面にはラジアル支持用の動圧溝２０が形成されている。
【００１８】
また、上記固定部２には支持部材１１を介してステータコイル１２が固定されており、このステータコイル１２は上記回転スリーブ５の外周面５Ａに対向している。また、上記回転スリーブ５の外周面５Ａの軸方向の一端部には外筒１３が固定されている。この外筒１３の内周面１３Ａには環状のロータ磁石１５が固定されている。このロータ磁石１５は上記ステータコイル１２に対向している。
【００１９】
さらに、上記固定部２には磁性部材としての環状の鉄板１６が固定されている。この鉄板１６は上記ロータ磁石１５との間に吸引力を働かせる。この吸引力は、上記回転スリーブ５が停止していて動圧発生用溝１７,１８が動圧を発生していないときには、ロータ磁石１５を固定部２に向かって吸引して移動させて、図１に示すように、回転スリーブ５の端壁８をフランジ部６の端面６Ａに当接させる。一方、上記回転スリーブ５が回転していて動圧発生用溝１７,１８が軸方向の動圧を発生しているときには、この動圧が上記ロータ磁石１５と鉄板１６との吸引力に打ち勝って、回転スリーブ５の端壁８はフランジ部６の端面６Ａから浮き上がり、回転スリーブ５とフランジ部６とは非接触状態になる。
【００２０】
上記構成のスピンドルモータは、上記ステータコイル１２が発生する回転磁界によってロータ磁石１５が外筒１３，回転スリーブ５と一緒に回転させられる。すると、上記固定軸３のフランジ部６の端面６Ａ,６Ｂに形成された動圧発生用溝１７,１８が軸方向の動圧を発生して、フランジ部６から回転スリーブ５を浮き上がらせて非接触状態にする。また、上記ラジアル支持用の動圧溝２０は径方向の動圧を発生して、固定軸３に対して回転スリーブ５を径方向に支持する。これにより、回転スリーブ５は固定軸３に対して滑らかに回転できる。
【００２１】
一方、上記ステータコイル１２が回転磁界を発生していなくて、回転スリーブ５が停止しているときには、上記ロータ磁石１５が上記鉄板１６に吸引されて、矢印Ｘの方向に移動するから、回転スリーブ５の端壁８がフランジ部６の端面６Ａに当接する。したがって、このスピンドルモータによれば、回転スリーブ５の軸受面をなす端壁８，１０とフランジ部６との間の動圧発生用隙間に起因する停止時の回転スリーブ５の軸方向位置ばらつきを解消できる。したがって、このスピンドルモータによれば、モータの駆動効率を損なわず、必要な組み立て精度の上昇も招くことなく、停止時（組み立て時）の組立体としての精度を高くできる
〔第２の実施の形態〕
図２に、この発明の電動機の第２の実施の形態としてのＨＤＤ用スピンドルモータを示す。このスピンドルモータは、所定の軸方向隙間を隔てた２つの固定部３１と３２の間に、固定軸３３と回転スリーブ３５が配置されている。また、上記回転スリーブ３５は上記固定軸３３に同軸に外嵌されている。
【００２２】
上記固定軸３３は軸方向の一端のフランジ部３６とシャフト部３３Ｂを有している。シャフト３３Ｂは固定部３２に固定されている。
【００２３】
また、上記回転スリーブ３５は、内筒部３７と外筒部３８と蓋部３９を有している。内筒部３７の一方の端面３７Ａとこの端面３７Ａに隣接する外筒部３８の内周面３８Ａと上記蓋部３９の中央の凹部３９Ａとが上記フランジ部３６を囲んでいる。そして、上記凹部３９Ａの底面４０が上記フランジ部３６の一端面３６Ａに対向しており、上記内筒部３７の端面３７Ａが上記フランジ部３６の他端面３６Ｂに対向している。上記底面４０と上記端面３７Ａは軸受面をなし、底面４０と端面３７Ａは軸方向の隙間Ｓ２００を隔てている。回転スリーブ３５の回転時には底面４０,端面３７Ａはフランジ部３６の端面３６Ａ,３６Ｂに対して動圧発生用の微小隙間を隔てるようになる。
【００２４】
そして、上記フランジ部３６の端面３６Ａ,３６Ｂには、動圧発生用溝４１,４２が形成されている。また、上記シャフト部３３Ｂの外周面にはラジアル支持用の動圧発生溝５５が形成されている。
【００２５】
また、上記固定部３２は、軸方向に延在した支持部４５を有し、この支持部４５にステータコイル４６が固定されている。このステータコイル４６は回転スリーブ３５の内筒部３７と外筒部３８の間に位置している。また、回転スリーブ３５の外筒部３８の内周面３８Ａには環状のロータ磁石４７が固定されている。このロータ磁石４７は上記ステータコイル４６に対向している。
【００２６】
さらに、上記固定部３２には磁性部材としての環状の鉄板５０が埋め込まれて固定されている。この鉄板５０は上記ロータ磁石４７との間に吸引力を働かせる。この吸引力は、上記回転スリーブ３５が停止していて動圧発生用溝４１,４２が動圧を発生していないときには、ロータ磁石４７を固定部３２に向かって吸引して移動させて、図２に示すように、回転スリーブ３５の凹部３９Ａの底面４０をフランジ部３６の端面３６Ａに当接させる。
【００２７】
一方、上記回転スリーブ３５が回転していて動圧発生用溝４１，４２が軸方向の動圧を発生しているときには、この動圧が上記ロータ磁石４７と鉄板５９との吸引力に打ち勝って、回転スリーブ３５の凹部３９Ａの底面４０はフランジ部３６の端面３６Ａから浮き上がり、回転スリーブ３５とフランジ部３６とは非接触状態になる。
【００２８】
上記構成のスピンドルモータは、上記ステータコイル４６が発生する回転磁界によってロータ磁石４７が外筒部３８,内筒部３７と一緒に回転させられる。すると、上記固定軸３３のフランジ部３６の端面３６Ａ,３６Ｂに形成された動圧発生用溝４１,４２が軸方向の動圧を発生して、フランジ部３６から回転スリーブ３５を浮き上がらせて非接触状態にする。これにより、回転スリーブ３５は固定軸３３に対して滑らかに回転できる。
【００２９】
一方、上記ステータコイル４６が回転磁界を発生していなくて、回転スリーブ３５が停止しているときには、上記ロータ磁石４７が上記鉄板５０に吸引されて、矢印Ｙの方向に移動する。すると、回転スリーブ３５の蓋部３９の凹部３９Ａの底面４０がフランジ部３６の一端面３６Ａに当接する。したがって、このスピンドルモータによれば、回転スリーブ３５の軸受面をなす底面４０，端面３７Ａとフランジ部３６との間の動圧発生用隙間に起因した停止時の回転スリーブ３５の軸方向位置ばらつきを解消できる。したがって、このスピンドルモータによれば、組立体としての精度を高くできる。
【００３０】
尚、上記第１,第２の実施の形態では、磁性部材として鉄板を用いたが、磁性部材としては、ロータ磁石との間に磁気吸引力を働かせるようなものであれば何でもよい。また、上記実施形態では、ＨＤＤ用のスピンドルモータについて説明したが、この発明は停止時（組付け時）の回転スリーブの位置精度が重要となる精密機器のモータに適用すれば有用である。
【００３１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の電動機は、フランジ部を有する固定軸とステータコイルとが固定された固定部に磁性部材を取り付けて、この磁性部材と上記回転スリーブに連結されたロータ磁石との間に吸引力を働かせた。そして、回転スリーブが停止しているときには、上記吸引力によって、回転スリーブを固定部に向かって移動させ、フランジ部の一方の軸方向端面を回転スリーブの一方の軸受面に当接させる一方、回転スリーブが回転しているときには、この回転により発生する動圧が上記吸引力に打ち勝って回転スリーブを固定軸のフランジ部から浮かせるようにした。
【００３２】
したがって、この発明によれば、ロータ磁石と磁性部材との吸引力によって、停止時には回転スリーブを確実にフランジ部に当接させることができるので、動圧発生用の微小隙間に起因した停止時の回転スリーブの軸方向位置ばらつきを解消できる。したがって、この発明によれば、モータの駆動効率の低下や必要な組み立て精度の上昇を招くことなく、組み立て時（停止時）の回転スリーブの軸方向位置を高精度に設定でき、組立体としての精度が高い電動機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の電動機の第１の実施の形態としてのスピンドルモータの断面図である。
【図２】  この発明の電動機の第２の実施の形態としてのスピンドルモータの断面図である。
【図３】  従来の電動機としてのＨＤＤ用スピンドルモータの断面図である。
【図４】  図４(Ａ)は上記従来例において回転スリーブが軸方向一方に片寄った状態を示す断面図であり、図４(Ｂ)は上記従来例において回転スリーブが軸方向の他方に片寄った状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１,２,３１,３２…固定部、３,３３…固定軸、５,３５…回転スリーブ、
６,３６…フランジ部、６Ａ,６Ｂ,３６Ａ,３６Ｂ…端面、７…環状凹部、
８,１０…端壁、Ｓ１００，Ｓ２００…微小隙間、１１…支持部材、
１２…ステータコイル、１３…外筒、１５…ロータ磁石、
１６,５０…鉄板、１７,１８,４１,４２…動圧発生用溝、
３３Ｂ…シャフト部、３７…内筒部、３８…外筒部、３９…蓋部、
３９Ａ…凹部、４０…底面、４５…支持部、４６…ステータコイル、
４７…ロータ磁石。
【図１】
0003720143.tif 000002
【図２】
0003720143.tif 000003
【図３】
0003720143.tif 000004
【図４】
0003720143.tif 000005