(57)【要約】ロータと、ロータの周りに配置された固定スリーブと、ロータとスリーブの間の流体軸受と、固定スリーブに対するロータの軸方向移動を制限するリミッタとを備えるモータを提供する。
2005531276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータの一部の周りに配置され、基部に取り付けられた固定スリーブと、
前記固定スリーブに取り付けられたステータと、
前記ロータと前記固定スリーブの間の流体軸受と、
前記固定スリーブに対する前記ロータの軸方向移動を制限するためのリミッタとを備える、流体軸受モータ。
【請求項２】
前記リミッタと協働する前記ロータの一部が、固定スリーブ内で回転するシャフトを備えている、請求項１に記載の流体軸受モータ。
【請求項３】
前記ロータが、
前記シャフトによって回転可能に支持されたハブと、
前記ハブに取り付けられた回転磁気アセンブリとを備えている、請求項２に記載の流体軸受モータ。
【請求項４】
前記ロータが、少なくとも１枚のディスクを支持するようにされている、請求項３に記載の流体軸受モータ。
【請求項５】
前記リミッタが、前記ハブの表面内に突出した又は表面から突出した要素を備えている、請求項４に記載の流体軸受モータ。
【請求項６】
前記要素が、ネジ、ピン、ブロック、フランジからなる群から選択されている、請求項５に記載の流体軸受モータ。
【請求項７】
前記リミッタが、固定部品から突出して、前記ロータ内の凹部内に突出している要素を備えている、請求項６に記載の流体軸受モータ。
【請求項８】
前記要素が、前記固定スリーブから突出して、前記シャフト内の凹部内に突出しているピンを備えている、請求項５に記載の流体軸受モータ。
【請求項９】
前記要素が、前記基部から突出し、前記ハブの外径内の凹部内に突出しているネジを備えている、請求項５に記載の流体軸受モータ。
【請求項１０】
前記要素が、前記基部から突出し、前記ハブの外径内の凹部内に突出しているブロックを備えている、請求項５に記載の流体軸受モータ。
【請求項１１】
前記ブロックが台形である、請求項１０に記載の流体軸受モータ。
【請求項１２】
前記要素が、前記固定スリーブから前記シャフト内の凹部内へと延びているフランジを備えている、請求項５に記載の流体軸受モータ。
【請求項１３】
前記シャフトの前記凹部が、前記フランジが前記シャフト上の縁部を越えて延びることができるようにする、前記シャフトの縮径部分によって画定されている、請求項１２に記載の流体軸受モータ。
【請求項１４】
毛管シールが、前記フランジと前記固定スリーブの間で画定されている、請求項１３に記載の流体軸受モータ。
【請求項１５】
前記毛管シールが、遠心式の毛管シールである、請求項１４に記載の流体軸受モータ。
【請求項１６】
ステータと、
前記ステータに近接配置された、付勢された前記ステータ上で回転するためのロータ手段と、
前記ステータと前記ロータ手段の間の、前記ロータ手段が前記ステータに対して回転できるようにするための軸受手段と、
前記ステータに対する前記ロータ手段の軸方向移動を制限するためのリミッタ手段とを備えている、流体軸受モータ。
【請求項１７】
前記ロータ手段が、
シャフトと、
前記シャフトによって回転可能に支持されたハブと、
前記ハブに取り付けられた回転磁気アセンブリとをさらに備えている、請求項１６に記載の流体軸受モータ。
【請求項１８】
前記リミッタ手段が、前記ハブの表面内に突出した又は表面から突出した要素を備えている、請求項１７に記載の流体軸受モータ。
【請求項１９】
前記要素が、ネジ、ピン、ブロック、フランジの少なくとも１つを備えている、請求項１８に記載の流体軸受モータ。
【請求項２０】
少なくとも１枚のディスクを回転可能に支持するためのハブと、
前記ハブに取り付けられ、前記ハブの中心を通って配置されたシャフトと、
前記シャフトの周りに配置された固定スリーブと、
前記シャフトと前記スリーブの間の流体軸受と、
前記スリーブに取り付けられたステータと、
前記ハブに取り付けられた磁石アセンブリと、
前記スリーブに対する前記ハブの軸方向移動を制限するためのリミッタとを備える、ディスク・ドライブ。
【請求項２１】
前記リミッタが、前記シャフトの一端上に、前記スリーブから支持されたカウンタープレートに隣接した段を備えている、請求項２０に記載の流体軸受モータ。
【請求項２２】
前記段が前記シャフトと一体となっている、請求項２１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項２３】
前記段が前記シャフトの一端部に固定された円形ディスクを備えている、請求項２１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項２４】
前記磁石が、前記シャフトの軸方向位置を支持する助けをするために前記シャフトに軸方向偏倚を与えるように前記ステータからオフセットされている、請求項２３に記載のディスク・ドライブ。
【請求項２５】
前記スリーブが、基部によって支持され、上蓋と、前記上蓋を貫通してねじ込まれて前記シャフトの上面と接触するネジとをさらに備え、前記ネジの前記ねじ込みが、前記基部及び前記スリーブに対する前記シャフト及び前記ハブの軸方向移動の限界を規定するように設定されている、請求項２０に記載のディスク・ドライブ。
【請求項２６】
前記磁石が、前記シャフトの軸方向位置を支持する助けをするために前記シャフトに軸方向偏倚を与えるように前記ステータからオフセットされている、請求項２５に記載のディスク・ドライブ。
【請求項２７】
前記ロータが、前記スリーブによって画定された内孔を通って延びているシャフトを含み、前記リミッタが、前記シャフト内の溝内に延び、前記スリーブによって軸方向に制限されているＵ字形要素を備えている、請求項１に記載の流体軸受モータ。
【請求項２８】
前記リミッタが、前記スリーブによって支持され前記シャフトの一端面と対向する表面を有するカウンタープレートによってさらに軸方向に制限されている、請求項２７に記載の流体軸受モータ。
【請求項２９】
前記リミッタが、第１及び第２の部分を備える割りリングであり、前記各部分が、前記スリーブの溝内に径方向に挿入され、前記スリーブによって定位置で軸方向に制限されている、請求項２６に記載の流体軸受モータ。
【請求項３０】
前記リミッタが、支持されていて、前記シャフトが前記スリーブに対して軸方向に移動しないように捕捉するために、一部が前記シャフト内の溝内に延び、さらに一部が前記スリーブ内の溝内に径方向に延びるリングを備える、請求項２６に記載の流体軸受モータ。
【請求項３１】
前記スリーブの前記溝が前記リングの外面と類似した断面を有し、前記シャフトを前記スリーブ内に挿入できるように、前記リングが前記溝内へ圧入可能である、請求項３０に記載の流体軸受モータ。
【請求項３２】
前記リミッタが、前記シャフトが前記スリーブに対して軸方向に移動しないように捕捉するために、一部が前記シャフト内の溝内に延びてさらに一部が前記スリーブ内の溝内又は開口部内に径方向に延びるＵ字形リングを備え、前記Ｕ字形リング内の開口部が、前記スリーブの再循環経路と位置合わせされている、請求項２６に記載の流体軸受モータ。
【請求項３３】
前記リングが、円形又は矩形の断面を有している、請求項３１に記載の流体軸受モータ。
【請求項３４】
基部から支持された固定シャフトと、１枚又は複数枚のディスクが回転するのを支持するようにされたハブを支持するスリーブと、前記シャフト又は前記スリーブの対向する面の一方の上にある溝と、前記シャフトと前記スリーブの間で画定された間隙内にあって前記シャフトの周りでの前記スリーブの回転を支持するための流体と、前記スリーブから支持され前記固定シャフトの肩部の下を延びる、前記シャフトに対する前記スリーブの軸方向移動を制限するためのリミッタとを備えている、流体軸受モータ。
【請求項３５】
前記シャフトの前記肩部の表面が前記リミッタの表面から軸方向に広がり、前記リミッタと前記シャフトの前記肩部の間でリザーバを画定できるように、前記スリーブと前記シャフトの間の間隙が前記肩部と前記リミッタの間の間隙に通じている、請求項３４に記載の流体軸受モータ。
【請求項３６】
前記リミッタが、前記リザーバから周りの大気中への流体の損失を防ぐために、前記リザーバと前記リミッタの間及び前記スリーブと前記リミッタの間にシールが画定されるように前記基部の表面に密接に隣接している、請求項３５に記載の流体軸受モータ。
【請求項３７】
前記シャフトの前記肩部及び前記シャフトによって支持された前記リミッタから軸方向に移動させたリミッタ・シールドをさらに含み、前記リミッタ・シールドが、前記スリーブから支持され、前記流体軸受を外部の大気からさらに確実にシールするためにそれと共に回転する、請求項３５に記載の流体軸受モータ。
【請求項３８】
前記リミッタ・シールドが、前記流体軸受の間隙に通じる流体リザーバを設けるために前記リミッタの表面から軸方向に広がった軸方向表面を含む、請求項３７に記載の流体軸受モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、参照によって本明細書に援用される、２００２年６月２１日出願のＰａｒｓｏｎｅａｕｌｔ他の「Ｒｏｔｏｒ  Ｌｉｍｉｔｅｒ  ｆｏｒ  ＦＤＢ  Ｍｏｔｏｒ」という名称の米国特許仮出願第６０／３９０３８２号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、流体軸受モータに関する、より詳細には、軸方向移動を制限した流体スピンドル・モータに関する。
【背景技術】
【０００３】
ディスク・ドライブは、比較的小さな面積に大量のデジタル・データを記憶することができる。ディスク・ドライブは、通常は、複数の同心円状記録トラックを有する円形記憶ディスク（例えば媒体）の形態をとる１つ又は複数の記録媒体上に情報を記憶する。典型的なディスク・ドライブは、情報を記憶するための１枚又は複数枚のディスクを有する。この情報は、アクチュエータ機構によってディスク表面を横切ってトラックからトラックへと移動するアクチュエータ・アームに取り付けられた読み書きヘッドを用いてディスクに書き込まれ、ディスクから読み込まれる。
【０００４】
通常、ディスクは、ディスクの表面が読み書きヘッドの下を通過するようにスピンドル・モータによって回転されるスピンドル上に取り付けられる。スピンドル・モータは、通常、１枚又は複数枚のディスクが取り付けられるシャフト及びハブと、シャフト用の内孔を画定するスリーブとを含む。ハブに取り付けられた永久磁石は、ステータ巻き線と相互に作用してハブ及びディスクを回転させる。回転を促進するために、通常、１つ又は複数の軸受がスリーブとシャフトの間に配置されている。
【０００５】
何年も前から、記憶密度は増加し、記憶システムのサイズは小さくなる傾向にある。この傾向により、磁気記憶ディスクの製造及び動作における精度はより高くなり、許容範囲はより狭くなってきた。
【０００６】
以上の考察から、ハブ及び記憶ディスクを支持する軸受アセンブリが非常に重要であることがわかる。典型的な１つの軸受アセンブリは、固定された部品に対する記憶ディスクのハブの回転を可能にする、１対の玉溝の間で支持された玉軸受を備える。しかし、玉軸受アセンブリには、磨耗、振れ、製造が困難であることなどの機械的問題が多い。さらに、緩衝性が小さいため、動作時の衝撃及び振動に対する耐性に乏しい。
【０００７】
それに代わる１つの軸受設計は、流体軸受である。流体軸受では、空気、液体などの潤滑流体が、ハウジングの固定部とディスク・ハブの回転部の間に軸受面を提供する。典型的な潤滑剤には、空気の他に、ガス、油、その他の流体が含まれる。流体軸受では、一連の点接触面を備える玉軸受アセンブリとは対照的に、軸受面が広い表面積に広がっている。これは、軸受面が広がることにより回転部と固定部の間のぐらつきや振れが減少するので、望ましい。さらに、接触領域に流体を用いることにより、軸受に緩衝作用が付与され、反復不能な振れを減少させる助けとなる。
【０００８】
流体軸受モータの一実施例は、磁気的に偏倚されている。すなわち、この軸受設計は磁気的偏倚回路又は素子と協働して、特にスラスト軸受がシャフトの端部の間隙に画定されている軸受設計において、軸受領域に流体圧力を確立し維持する。これにより、同様の結果を得るために１つ又は複数のモータ素子に流体用の溝を設ける必要性がなくなり、その結果、モータによる電力消費が削減される。しかしこれは、モータの回転部を定位置に保持しているものが軸磁力だけであることを意味している。したがって、衝撃を受けて軸力がモータ内の磁力を上回った場合、ロータは向きが変わってしまい、ディスク・ドライブは故障することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、ロータの軸方向移動が制限されている流体スピンドル・モータが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ロータと、ロータの周りに配置された固定スリーブと、ロータとスリーブの間にある流体軸受と、固定スリーブに対するロータの軸方向移動を制限するリミッタとを備えるモータである。
【００１１】
上に挙げた本発明の実施例の方法が実現され、詳細にわたって理解できるように、添付の図面に示す本発明の実施例を参照して、上で簡単にまとめた本発明のより詳細な説明を行う。しかし、本発明には同等に効果のあるその他の実施例を含めることができるので、添付の図面は、単に本発明の典型的な実施例を示しているに過ぎず、したがって本発明の範囲を限定するものとはみなされないことに留意されたい。
【実施例】
【００１２】
理解を容易にするために、可能な場合には、諸図面に共通する同一要素を示すのに同一の参照番号を用いた。
【００１３】
図１は、本発明の実施例と共に用いるディスク・ドライブ１０の一実施例の平面図である。図１を参照すると、ディスク・ドライブ１０は、ハウジング基部１２及び上蓋１４を備える。ハウジング基部１２は上蓋１４と組み合わさって密閉環境を形成し、密閉環境外の成分による汚染から内部構成要素を保護する。図１に示す基部及び上蓋の配置は、当業界では周知である。しかし、ハウジング構成要素の他の配置もしばしば用いられてきた。本発明の諸態様は、ディスク・ドライブ・ハウジングの特定の構成によって限定されるものではない。ディスク・ドライブ１０は、ハブ２０２（図２を参照）に取り付けた、ディスク・クランプ１８によってスピンドル・モータ（図示せず）上で回転されるディスク・パック１６をさらに備える。ディスク・パック１６は、中心軸の周りで共に回転するように取り付けた１枚又は複数枚の別々のディスクを備えている。各ディスクの表面には関連する読み書きヘッド２０があり、読み書きヘッド２０は、ディスク・ドライブ１０に取り付けられていて、ディスク表面と情報のやり取りをする。図１に示す実施例では、読み書きヘッド２０はフレキシャ２２で支えられ、フレキシャ２２はアクチュエータ２６のヘッド取り付けアーム２４に取り付けられている。図１に示すアクチュエータは、回転可動コイル・アクチュエータとして周知のタイプであり、２８で全体的に示すボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）を備える。ボイス・コイル・モータ２８は、読み書きヘッド２０を経路３２に沿って所望のデータ・トラック上に位置決めするために、アクチュエータ２６をそれに取り付けた読み書きヘッド２０と共にピボット・シャフト３０周りで回転させる。
【００１４】
図２は、本発明による磁気的に偏倚された流体軸受スピンドル・モータ２００の一実施例の縦断面図である。
【００１５】
モータ２００は、基部１２と、シャフト２０４に取り付けた、１枚又は複数枚のディスク２０５を回転可能に支持するためのハブ２０２を備えた回転アセンブリ２０１とを含む。回転アセンブリ２０１は、裏当て鉄片２０７に取り付けた磁石２０６をさらに含む。ハブ２０２は、必要であれば、１枚又は複数枚のディスク２０５及びディスク・スペーサ２０７を支持するディスク取り付けフランジ２３０を備える。
【００１６】
固定アセンブリ２０３は、シャフト２０４を受け入れるためにその内部に画定された凹部２１０を有するスリーブ２０８を備える。付勢されるとハブ２０２の磁石２０６と通じるステータ２１２がスリーブ２０８に取り付けられており、ステータ２１２が付勢されると、固定スリーブ２０８の周りでシャフト２０４及びハブ２０２の回転が誘起される。ステータ２１２は、磁性体で形成された複数の「ティース」２１５を備えている。ステータ２１２では、各ティース２１５に、巻き線又は導線２１７が巻回されている。
【００１７】
固定スリーブ２０８に対するシャフト２０４及びハブ２０２の安定した回転支持のために、軸受アセンブリ２３２がさらに設けられている。回転アセンブリ上の流体軸受（ここではシャフト２０４と一体的に形成された円錐軸受２１４として示す）が、固定ジャーナル・スリーブ２０８の内孔の軸受と共に軸受面を形成する。或いは、各対向面に溝を彫ることによって、ジャーナル軸受をシャフト２０４の外面及びジャーナル・スリーブ２０８の内孔の上に形成することもできる。油、空気、ガスなどの流体２１６が、シャフト２０４の外面とジャーナル・スリーブ２０８の内孔との間に導入される。さらに、スラスト又はカウンタープレート（ここでは図示せず）上の溝面により、追加の軸受面を提供することができる。
【００１８】
流体２１６の圧力を確立し維持するために、又回転アセンブリを偏倚させるために、回転アセンブリ上に支持される磁石２０６（ここではハブ２０２に取り付けられている）を備え、固定アセンブリ上で支持されている磁気伝導性のスチール・リング２１８（ここでは基部１２に取り付けられている）との間に間隙を挟んで位置する、一定力磁気回路が設けられている。他の磁気回路又は磁石配置も、もちろん可能である。このような配置は、多くの利点がある。しかし、磁気的に偏倚された従来技術の流体軸受モータの顕著な欠点は、回転アセンブリをモータ内の定位置に保持している唯一の力が軸磁力だけであるということである。衝撃などの他の軸力が磁力を上回る場合、回転アセンブリはモータから抜け落ち、ディスク・ドライブは故障することになる。
【００１９】
したがって、本発明の目的は、単独で作用する軸磁力以外の手段によって、回転アセンブリの軸方向移動を制限することである。本発明の一実施例は、例えば圧入又はエポキシ樹脂により、固定スリーブ２０８の内孔２０９に取り付けられるリミッタ・ピン２２０である。リミッタ・ピン２２０は、ハブ２０２に対してほぼ垂直な角度で、スリーブ２０８のほぼ中心からシャフト２０４の外面上の環状凹部２２２内に突き出ている。環状凹部２２２は、シャフト表面上の縮径部によって画定されており、例えばシャフト直径の１／４の深さを有する。シャフト表面上の凹部２２２の幅によって、リミッタ・ピン２２０によって係合された場合にシャフト２０４が軸方向に移動できる範囲が決まる。
【００２０】
別の一実施例（図３に示す）では、リミッタ・ネジ３２０が、基部１２内のネジ穴３２１にねじ込まれている。或いはネジ３２０を、内孔３２１にエポキシ接着するか、圧入させることもできる。一実施例では、リミッタ・ネジ３２０は、ほぼ４５度の角度で基部１２から突き出て、ハブの外面下部の環状角度切断部によって画定された凹部３２２内に延びている。凹部３２２は、ハブ２０２の底面３２５から約４５度の角度で切断されており、ネジ３２０の端部とほぼ平行な面３２３を備えている。或いはネジ３２０を、ハブ２０２の外面とほぼ直角をなす角度で、シャフト２０４に対してほぼ垂直な凹部３２２内に延ばすこともできる。図２の場合と同様に、凹部３２２の深さによってハブ２０２が軸方向に移動できる範囲が規定される。
【００２１】
さらに別の一実施例（図４Ａ及び図４Ｂに示す）では、リミッタ・ブロック４２０が、例えば圧入又はエポキシ接着により、基部１２の内孔４１９に取り付けられ、ハブ２０２に対してほぼ垂直な角度で延びている。リミッタ・ブロック４２０は、ハブ２０２の下部４２３との間に間隙４２１をあけて位置する基部１２の一部から突き出ている。リミッタ・ブロック４２０は、ハブ外面上の縮径部によってハブ２０２の下部４２３内に画定された環状凹部４２２内に延びている。リミッタ・ブロック４２０は、例えば図４Ｂに示すように台形であるが、同等の効果のあるその他の形状でもよい。図２及び図３の場合と同様に、凹部４２２の幅によってハブ２０２が軸方向に移動できる範囲が規定される。
【００２２】
図５は、固定スリーブ５０８の上部５０７にフランジ５２２を備えるリミッタの一代替実施例を表している。フランジ５２２及びスリーブ５０８は、流体がモータ５００から漏れるのを防止するために、それらの間で毛管シール（ここでは遠心式毛管シール）５３０を画定している。フランジ５２２は、シャフト５０４に対してほぼ垂直であり、スリーブ５０８の外面５０９から内側に延びている。フランジ５２２の端部５２１は、シャフト５０４の外周の周りに延びる縁部５３２の上に延びている。縁部５３２は、シャフト５０４の上部の縮径部によって画定されている。シャフト５０４上の縁部５３２とフランジ５２２の下端部５３４との間の距離によって、シャフト５０４が軸方向に移動できる範囲が規定される。
【００２３】
さらに別の一代替実施例を図６に示す。本実施例は、ハブ６１２を支持している回転シャフト６１０を有するモータである。モータの回転は、磁石６１４とステータ６１６の間の相互作用によって生じる。この磁石はハブ６１２によって支持され、ステータは基部６２０によって支持されている。軸方向電磁偏倚は、ステータ６１６から磁石６１４を軸方向にオフセットさせることにより確立されている。本実施例におけるリミッタは、基部６２０又はカウンタープレート６２２に最も近いシャフトの端部に画定された段６３０を備えている。この段６３０は、シャフト６１０と一体化させるか、或いはその上に圧入することができる。段は、スリーブ６４０の下をある限られた距離だけ軸方向に延びている。スリーブ６４０は、基部６２０によって支持され、カウンタープレート６２２を支持している。図示のように、段は、シャフト６４０を貫通して軸方向に画定された再循環経路６４２内に、少なくとも途中まで延びることができる。流体をシャフトの中心軸６５０に向かわせるために、一般に、シャフト６１０の端部又はカウンタープレート６２２の対向面のどちらか一方に溝を作り、気泡をシャフトの外縁部及び段６３０の方へ移動させ、次いで再循環経路内に移動させる。したがって、段を再循環経路内へこのように貫入させても、本実施例を行う上での良好な動作は妨げられない。
【００２４】
図７に、一代替実施例を示す。本実施例では前と同様に、回転シャフト７００が、１枚又は複数枚のディスクを支持しながら回転するハブ７０２を支持している。ハブは、磁石７０４をその内面によって支持しており、磁石７０４は、通常は整合されるが、本実施例ではステータ７０６から軸方向にオフセットされている。本実施例では、モータは、ディスク・ドライブの基部７１０によって支持され、ディスク・ドライブ用のハウジングの上蓋７２０の内部及び下にあるように示されている。この手法によれば、ネジ７３０は、蓋７２０を貫通してねじ込まれ、シャフトの上面７４０とぎりぎりのところで接触しないようになっている。ネジ７３０の底面７５０とシャフト７００の上面７４０との間のこの距離により、シャフトに対する厳しい条件等の下での移動の限界が設定される。したがってこのシステムは、非常に直接的な方法によって、スリーブからのシャフトの不必要な係脱又は位置ずれに対して保証されている。
【００２５】
図８Ａは、周りのスリーブから支持されたリミッタと協働する固定シャフト・モータの部分断面図であり、図８Ｂは、同じ設計の一部分の分解図である。固定シャフト８００は、シャフトの周りで回転するようにスリーブ８１０を支持する流体軸受を形成する、シャフトに沿って軸方向に間隔をあけて配置された２組の溝８０２、８０４を有する。この支持は、シャフト８００の表面とスリーブ８１０の表面との間の間隙にあり、溝によって加圧されてスリーブが回転するための支持をもたらす流体８１２によって提供される。
【００２６】
１枚又は複数枚のディスク（図示せず）は、ハブ８１０の外面によって支持されており、ネジ８２４によってハブ８１０にネジ込み又は固定されているクランプ８２０を用いて定位置に保持されている。また、やはり図には示さないが、好ましくは図６及び図７と同様のハブ回転を生じさせる磁石とステータの軸方向のオフセットによって、磁気偏倚も確立される。
【００２７】
固定シャフトからのハブの軸方向の係脱を防止するために、図８Ｂの拡大図に特に明確に示すリミッタ８５０が、接着剤又は溶接、或いはその他の使用可能な固定手段によってスリーブ８１０に固定されている。リミッタ８５０は、シャフト８００上に画定された肩部８６０の下を軸方向に延びている。ロータ８１０とシャフト８００の間の間隙８４２は、リミッタ８５０の上面８６２と肩部８６０の対向面８６４の間へと続いている。表面８６２、８６４は軸方向に広がっており、それによって固定されたシャフトと回転するハブとの間に径方向に毛管シールが形成され、相対的な回転を支持する流体を間隙８４２内に保持する。したがって、図８Ａ及び図８Ｂのリミッタ設計によって二重の利点が得られる。
【００２８】
さらに別の一代替実施例を図９に示す。図９は図８の実施例の変形例を示しており、図９では、リミッタ９１０が固定シャフト９００によって支持され、回転スリーブ９０２の内部にある。本実施例では、リミッタ９１０は、シャフト９００の肩部９３０によって支持され、肩部９３０の下及びスリーブ９０２の肩部９４０の下を径方向に延びている。他の実施例と同様に、シャフト及びスリーブの相対的な回転を支持するために、流体で充填された間隙９４５がシャフトとスリーブの間に設けられており、間隙９４５内に流体を維持するために、間隙９４５を画定する表面の一方にある溝が流体を加圧し円滑な回転を支持している。リザーバ９５０は、リミッタ９１０及びシャフト９００の軸方向に広がっている対向表面によって画定されている。これは、リミッタ９１０の平坦な軸方向表面９５２と、リザーバ全体にわたってリミッタと向かい合う、軸方向に広がっている表面９５４とを提供することによって最も容易に実現される。また、リミッタを貫通して軸方向にあけられた１つ又は複数の開口部を備える空気口９５６も設けられており、流体が充填された間隙の終端であって、間隙内で流体を維持するメニスカス９５８の形成を支持している。本実施例のさらに別の変更例では、回転スリーブ９０２によって支持され、シャフトに向かって全般的に径方向に延び、シャフトとのわずかな空隙９６２で終端しているリミッタ・シールド９６０が設けられている。このリミッタ・シールドは、流体間隙を、この間隙内でスリーブ９０２の下にあるリミッタ９１０の表面の周りに延ばすことができ、その結果、この間隙９６５にある流体がリミッタ及びスリーブの相対的な回転を支持するようにするために設けられている。間隙９６５は、間隙内の流体に適当な終端を提供するために、径方向及び軸方向に対向するスリーブの面を越えてリミッタ周辺に延び、次いでリミッタとリミッタ・シールド９６０の間に延びていなければならない。リミッタ及びシールドの表面９６６、９６８は、図示のように互いに広がって、メニスカス９７２で終端するオイル・リザーバ９７０を提供する。また、メニスカス９７２の確立及び維持を支持するために、リミッタを貫通してリミッタとリミッタ・シールドの間の間隙内へと通じる空気開口９８０も設けるべきである。
【００２９】
図９の実施例のさらに別の代替実施例及び変形例を図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。図１０Ａは、回転スリーブ１０１２によって囲まれている固定シャフト１０１０を示す。図８及び図９と同様に、リミッタはシャフト１０１０によって支持されており、その詳細を図１０Ｂの拡大図に示す。図１０Ｂの実施例は、基部１０１０によって支持され、基部１０１０から径方向に延び、軸１０１０の肩部１０２５の下で間隔をあけて配置され、スリーブ１０１２の肩部１０３０の下を延びるリミッタ１０２０を示す。前の実施例と同様に、シャフトとスリーブの間の流体を充填した間隙１０４０が径方向で両方向に延びて、一方ではリミッタ１０２０の径方向の端部を囲み、他方では内側に中心軸に向かってリザ−バ１０４０の端まで延びている。リザーバ１０４０の端部でのメニスカス１０５５の形成を助けるために、１つ又は複数の開口部１０５０がリミッタ１０２０を貫通して形成されている。
【００３０】
本実施例によれば、第２のリミッタ１０６０は、スリーブ１０１２から径方向を内側に延び、シャフトによって支持されたリミッタ１０２０の下を軸方向に延びている。これらのリミッタは、リミッタ１０２０がスリーブ・リミッタ１０６０とスリーブの肩部１０３０との間に介在するように、どちらも基部１０７５の上に設置されている。このようにして、リミッタ１０２０が回転スリーブ１０１２の下、スリーブによって支持されたリミッタ１０６０の上でしっかりと保持されるので、スリーブは衝撃下で、シャフトに対してどちらの方向にも、軸方向に非常に移動しづらくなる。
【００３１】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、図６に示したようなモータ内のスリーブに対するシャフトの軸方向位置を捕捉するための代替手法を示す。具体的には、図１１Ａを参照すると、スリーブ１１１０と、スリーブ１１１０によって画定された内孔１１２５内で回転するシャフト１１２０とが見られる。図６に関して前述したように、再循環経路によってシステム内の流体再循環がもたらされる。衝撃が加わった状態でシャフトを軸方向に保持するために、図１１Ｂ又は図１１Ｄに示すような保持リングが設けられている。図１１Ｄは、図１１Ｂに示すリング１１３０の線Ａ−Ａに沿った断面図である。このリングは、図１１Ｂ及び図１１Ｃにはっきりと示されているように、装着が容易で安価に製作できる部品であるため特にこの機能に有用であり、シャフト又はハブに必ずしも結合させる必要のない浮動設計を構成する。図１１Ｃに示すように、断面が単にＬ型であるこのリングは、リングがカウンタープレート１１４０上に載り、且つシャフト内のスロットすなわち溝１１５０内へと延びるように、径方向に十分に延長されたものとなるように設計されている。したがって、この保持リングは、リング１１３０の２つの部分をシャフト凹部１１５０内に両側から嵌入させたシャフト１１２０がスリーブ１１１０の内孔１１２５内に挿入され、次いでカウンタープレート１１４０が楔止め、溶接、又はその他の方法で定位置に固定されることから、単純なアセンブリに適したものとなっている。したがって、シャフトは、諸リング部１１３０によって軸方向に捕捉される。
【００３２】
一代替実施例では、リング１１３５（図１１Ｄ）を用いることができる。組立順序はほぼ同じであるが、これには、戻り穴１１２８に向きを合わせることができるスロット１１７０が一方の側に設けられるという利点がある。この手法を用いることによって、当技術分野では周知の、スリーブとシャフトの間の開口部１１２５から戻りホール１１２８への潤滑流体の自由な流れを妨げる機会が低減される。
【００３３】
さらに別の一代替実施例を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。これら両図では、スリーブ１２２０によって画定された内孔１２１０内に挿入されたシャフト１２００が示されている。図１２Ａ及び図１２Ｂの両図では、フレキシブル・リング１２５０、１２６０が設けられている。２つの実施例の違いは、図１２Ａのリング１２５０は断面が円形であり、図１２Ｂのリング１２６０はほぼ矩形である点である。特に図１２Ａを参照すると、リング１２５０の外面と断面が大体同じである溝１２７０がシャフト１２００の外面にあるのがわかる。これにより、シャフトがスリーブ１２２０まで滑ると、リングを溝内へ押し込むことができる。ロッキング溝１２７２に達すると、リングは定位置にはまり込み、一部分がロッキング溝１２７２内に収まり、一部分がシャフトの溝１２７０内に収まって、シャフトを定位置で軸方向に保持する。図１２Ｂの実施例の設計も同様であり、リング１２６０は、ほぼ矩形の溝１２８０内に押し込まれ、次いでスリーブ１２２０のスロット１２８２内の所定の位置にはまり込む。
【００３４】
したがって、本発明は、磁気的に偏倚された流体軸受モータ内での回転アセンブリの軸方向移動を制限するという課題を達成する。モータ内の磁力に勝っている可能性のある軸力が存在するにもかかわらず、このようなモータの利点を利用することができる。
【００３５】
上に述べたことは本発明の諸実施例に対するものであったが、本発明の基本的範囲から逸脱することなく本発明の他のさらなる実施例を考案することができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による、モータを有するディスク・ドライブの一実施例の平面図である。
【図２】本発明の一実施例による、磁気的に偏倚された流体スピンドル・モータを示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例による、磁気的に偏倚された流体スピンドル・モータを示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例による、磁気的に偏倚された流体スピンドル・モータを示す縦断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例による、磁気的に偏倚された流体スピンドル・モータを示す縦断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施例を実施したモータの縦断面図である。
【図７】本発明のさらに別の一実施例を実施した回転シャフト・モータの縦断面図である。
【図８Ａ】固定されたシャフト・モータで用いるリミッタの別の一実施例の部分縦断面図である。
【図８Ｂ】固定されたシャフト・モータで用いるリミッタの別の一実施例の分解図である。
【図９】図８Ａの実施例で有用であるリミッタの分解図である。
【図１０Ａ】本発明の一代替実施例を組み込んだ固定シャフト・モータの部分縦断面図である。
【図１０Ｂ】本発明の一代替実施例を組み込んだ固定シャフト・モータの分解図である。
【図１１Ａ】図６に示すような回転シャフト・モータで有用なリミッタの縦断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示すリミッタの平面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｂ及び図１１Ｄのリミッタの断面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ａに示すリミッタの平面図である。
【図１２Ａ】回転シャフト・モータで特に有用なリミッタの代替実施例の部分縦断面図である。
【図１２Ｂ】回転シャフト・モータで特に有用なリミッタの代替実施例の部分縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【国際調査報告】
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