(57)【要約】空気動圧軸受と一定粘度のオイルを使用する流体動圧軸受が共に採用されて、駆動初期の摩擦を最小化し、駆動中に発生する静電気を円滑に放出する構造が改良されたモータ構造体である。このモータ構造体に採用される軸受手段は、回転子と固定子との間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を発生させる流体動圧軸受と、回転子と固定子との間に空気が流入されるエアギャップを形成して、空気動圧を発生させる空気動圧軸受とを備える。流体動圧軸受は、スリーブの軸孔とシャフトとの間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して流体動圧を形成させ、空気動圧軸受は、ハブの内周面とスリーブの外周面との間にエアギャップを形成して空気動圧を形成させる。このようなモータ構造体は、流体動圧軸受と空気動圧軸受を共に採用することで、モータの駆動時回転子と固定子との間に乾き摩擦が発生しないので、摩耗を防止させ、かつモータの駆動特性を向上させる。また、空気動圧軸受の間隙で空気摩擦によって発生する静電気の放出経路を確保して、これを採用したハードディスクドライブの要求特性を満足させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子が固定子に軸受手段によって回転自在に支持されるモータ構造体において、
前記軸受手段は、前記回転子と固定子との間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を発生させる流体動圧軸受と、前記回転子と固定子との間に空気が流入されるエアギャップを形成して、空気動圧を発生させる空気動圧軸受と、を備えたことを特徴とするモータ構造体。
【請求項２】
前記固定子は、ハウジングと、前記ハウジングの中央部に固定され、その中心部に軸孔が形成されたスリーブと、前記ハウジングの中央部の周りに固定され、コイルが巻線されたコアと、を備え、
前記回転子は、前記軸孔に回転自在に結合されるシャフトと、前記シャフトの上端部に結合固定され、下向きに延びた延長端部の内径面にコアとの相互作用によって、電磁気力を発生させるマグネットが付着されたハブと、を備え、
前記流体動圧軸受は、前記スリーブの軸孔と前記シャフトとの間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を形成させ、
前記空気動圧軸受は、前記ハブの内周面と前記スリーブの外周面との間にエアギャップを形成して、空気動圧を形成させることを特徴とする請求項１に記載のモータ構造体。
【請求項３】
前記シャフトの上下部にそれぞれ固定される円形のスラストプレートを備え、
前記スリーブの内径部に前記各スラストプレートを収容して、流体動圧軸受面を形成する収容溝を形成してなることを特徴とする請求項２に記載のモータ構造体。
【請求項４】
前記シャフトが回転自在に結合され、前記スリーブの内径部の上端に結合固定され、前記上部スラストプレートの上面とシャフトの外径面との間にオイルギャップを形成し、その内径部に傾斜溝が一定間隔で複数形成された動圧カバーを備えたことを特徴とする請求項３に記載のモータ構造体。
【請求項５】
前記上部／下部スラストプレートの各上下面にオイル流路を形成して、動圧を発生させる流路溝が形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載のモータ構造体。
【請求項６】
前記上部／下部スラストプレートの内径部に、前記シャフトとの間にオイルの保存及び気泡を捕集するオイル溝が形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載のモータ構造体。
【請求項７】
前記ハウジングの中心部に内部側に延び、その外周面に前記コアが固定される中空のフランジが形成され、
前記フランジの中空に結合されて、前記シャフトの下端部、下部スラストプレート、及びスリーブの下端部を支持するカバーブロックを備えたことを特徴とする請求項２に記載のモータ構造体。
【請求項８】
前記流体動圧軸受は、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面とのうち少なくとも何れか一面にオイルをガイドして、流体動圧を形成する流体溝が形成されたことを特徴とする請求項２または７に記載のモータ構造体。
【請求項９】
前記空気動圧軸受は、ハブの内周面と前記スリーブの外周面とのうち少なくとも何れか一面に流入される空気をガイドして、空気動圧を形成するエア溝が形成されたことを特徴とする請求項２または７に記載のモータ構造体。
【請求項１０】
前記空気動圧軸受は、前記スリーブの外周面とハブの内周面との間の間隙に空気動圧が形成されて、前記ハブをラジアル方向に支持する第１空気動圧軸受と、前記スリーブの上部平面とこれに対応するハブの内周面との間の間隙に空気動圧が形成されて、ハブをスラスト方向に支持する第２空気動圧軸受とからなることを特徴とする請求項２に記載のモータ構造体。
【請求項１１】
前記スリーブとシャフトとの間に形成されるジャーナル流体動圧軸受の長さをＬとし、前記ジャーナル流体動圧軸受の間隙をＦとし、前記ジャーナル流体動圧軸受の長さをＥとすれば、
前記スリーブの外周面と前記ハブの内周面との間に形成されるジャーナル空気動圧軸受の長さは、０．４〜０．８Ｌ、ジャーナル空気動圧軸受の間隙は１．３〜１．５Ｆ、前記ジャーナル空気動圧軸受の直径は６〜８Ｅであることを特徴とする請求項２または１０に記載のモータ構造体。
【請求項１２】
内側中心部にコイルが巻回されたコアが固定され、下部固定体に固定されたハウジングと、
前記ハウジングの中央に一端が結合固定され、他端に結合溝が形成された固定ブロックと、
前記結合溝の中央に位置されて、前記固定ブロックにその下端が結合固定されるシャフトと、
前記シャフトとの間にオイルギャップを形成して、流体動圧軸受を形成しながら回転自在に結合されると共に、前記結合溝に回転自在に結合されるスリーブと、
その中心部が前記スリーブに結合されて共に回転し、下向きに延びた延長端部の内径面に前記コアとの相互作用によって、電磁気力を発生させるマグネットが付着され、前記固定ブロックの外径面及び上面との間にエアギャップを形成して、空気動圧を形成させる空気動圧軸受が形成されるハブと、
前記シャフトの上下部にそれぞれ固定され、前記スリーブとの間に流体動圧軸受面を形成する環状の第１及び第２スラストプレートと、
前記スリーブの上端部に結合固定され、前記シャフトの上端に回転自在に支持される上部端末キャップを備えてなることを特徴とするモータ構造体。
【請求項１３】
前記上部端末キャップは、前記シャフトに回転自在に結合されるように環状に形成され、
前記シャフトの上端は、上部固定体に固定されたことを特徴とする請求項１２に記載のモータ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ構造体に係り、特に、空気動圧軸受と一定粘度のオイルを使用する流体動圧軸受が共に採用されて、駆動初期の乾き摩擦を防止し、駆動中に発生する静電気の放出経路が確保されるようにその構造が改良されたモータ構造体に関する。また、本発明は、大容量の情報を記録及び／または収録するために、多数枚のプラッタ(ｐｌａｔｔｅｒ)の採用による荷重負荷に対応するために、荷重負荷能力が向上するように改良されたモータ構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近ハードディスクドライブ(ＨＤＤ： Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）は、マルチメディアの使用が増加して大きい記録容量を必要とすることが趨勢である。また、大容量の情報が移動しかつ保存されるサーバー用のＨＤＤの場合、大容量の要求は持続的にあった。
【０００３】
このような大容量ＨＤＤは、プラッタの記録密度を高めるか、プラッタの枚数を増加させることで得られる。プラッタの記録密度を高めるためには、回転中のＮＲＲＯ(Ｎｏｎ−Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ  Ｒｕｎｏｕｔ）が小さくなければならないが、このようなＮＲＲＯの低減は、既存の玉軸受に代替している流体動圧軸受によって相当に進展してきた。
【０００４】
一方、流体動圧軸受だけを使用する場合、高速回転時、オイル内で発生する摩擦熱によってオイルの粘度が減少し、これによって動圧軸受の荷重支持力が減少してモータの性能が低下する。
【０００５】
一方、空気動圧軸受は、高速回転時の摩擦熱による物性や荷重支持力は変化しないが、モータの初期起動時に乾き摩擦が発生して軸受の役割を妨害する。
【０００６】
図１は、通常の空気動圧軸受を採用したモータを示したものであり、採用された空気動圧軸受１は、軸受シャフト２とスリーブ３、またはスリーブ３の両端とスラストプレート４、５とが数μｍ単位の小さな間隔を維持して高速回転時、その間隙の間に空気が流入されながら空気圧を形成して、荷重を支持するようになる。
【０００７】
しかし、このような空気は、静電気の移動経路としての役割を果たさないため、ＨＤＤのディスク内で発生した静電気が外部に放出できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、次のような目的を有する。
【０００９】
第一に、モータの固定部分と回転部分との間の間隙に発生する空気動圧によって、回転部分を回転させる空気動圧軸受の初期乾き摩擦を軽減させうる構造が改良されたモータ構造体を提供するところにある。
【００１０】
第二に、空気動圧軸受の間隙で空気摩擦によって発生する静電気を円滑に放出して、モータの動作特性を安定させたモータ構造体を提供するところにある。
【００１１】
第三に、ハブに結合されて共に回転するプラッタの枚数を増加させて、大容量のドライブ(ＨＤＤ)を追求しても、安定した駆動を可能にする回転体の負荷能力が向上したモータ構造体を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成する本発明は、回転子が固定子に軸受手段によって回転自在に支持されるモータ構造体において、前記軸受手段は、前記回転子と固定子との間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を発生させる流体動圧軸受と、前記回転子と固定子との間に空気が流入されて、エアギャップを形成して空気動圧を発生させる空気動圧軸受と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記本発明のモータ構造体において、前記固定子は、ハウジングと、前記ハウジングの中央部に固定され、その中心部に軸孔が形成されたスリーブと、前記ハウジングの中央部の周りに固定されて、コイルが巻線されたコアとを備え、前記回転子は、前記軸孔に回転自在に結合されるシャフトと、前記シャフトの上端部に結合固定され、下向きに延びた延長端部の内径面にコアとの相互作用によって電磁気力を発生させるマグネットが付着されたハブとを備え、前記流体動圧軸受は、前記スリーブの軸孔と前記シャフトとの間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を形成させ、前記空気動圧軸受は、前記ハブの内周面と前記スリーブの外周面との間にエアギャップを形成して、空気動圧を形成させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のモータ構造体は、前記シャフトの上下部にそれぞれ固定される円形のスラストプレートを備え、前記スリーブの内径部に前記各スラストプレートを収容して、流体動圧軸受面を形成する収容溝を形成した構造を有する。
【００１５】
また、本発明の構造体は、前記シャフトが回転自在に結合され、前記スリーブの内径部の上端に結合固定され、前記上部スラストプレートの上面とオイルギャップを形成し、その内径部に傾斜溝が一定間隔で複数形成された動圧カバーを備える。
【００１６】
また、前記上部／下部スラストプレートの各上下面には、オイル流路を形成して動圧を発生させる流路溝が形成され、前記上部／下部スラストプレートの内径部に前記シャフトとの間にオイルの保存及び気泡を捕集するオイル溝が形成された構造でなっている。
【００１７】
また、本発明のモータ構造体は、前記ハウジングの中心部に内部側に延び、その外周面に前記コアが固定される中空のフランジが形成され、前記フランジの中空に結合されて前記シャフトの下端部、下部スラストプレート、及びスリーブの下端部を支持するカバーブロックを備える。
【００１８】
また、本発明のモータ構造体は、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面とのうち少なくとも何れか一面にオイルをガイドして、流体動圧を形成する流体溝が形成され、前記ハブの内周面と前記スリーブの外周面とのうち少なくとも何れか一面に流入される空気をガイドして、空気動圧を形成するエア溝が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のモータ構造体において、前記空気動圧軸受は、前記スリーブの外周面とハブの内周面との間の間隙に空気動圧が形成されて、前記ハブをラジアル方向に支持する第１空気動圧軸受と、前記スリーブの上部平面とこれに対応するハブの内周面との間の間隙に空気動圧が形成されて、ハブをスラスト方向に支持する第２空気動圧軸受とからなることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のモータ構造体は、前記スリーブとシャフトの間に形成されるジャーナル流体動圧軸受の長さをＬとし、前記ジャーナル流体動圧軸受の間隙をＦとし、前記ジャーナル流体動圧軸受の長さをＥとすれば、前記スリーブの外周面と前記ハブの内周面との間に形成されるジャーナル空気動圧軸受の長さは０．４〜０．８Ｌ、ジャーナル空気動圧軸受の間隙は１．３〜１．５Ｆ、前記ジャーナル空気動圧軸受の直径は６〜８であることを特徴とする。
【００２１】
また、前記目的を達成する本発明のモータ構造体は、内側中心部にコイルが巻回されたコアが固定され、下部固定体に固定されたハウジングと、前記ハウジングの中央に一端が結合固定され、他端に結合溝が形成された固定ブロックと、前記結合溝の中央に位置されていて前記固定ブロックにその下端が結合固定されるシャフトと、前記シャフトとの間にオイルギャップを形成して、流体動圧軸受を形成しながら回転自在に結合されると共に、前記結合溝に回転自在に結合されるスリーブと、その中心部が前記スリーブに結合されて共に回転し、下向きに延びた延長端部の内径面に前記コアとの相互作用によって、電磁気力を発生させるマグネットが付着され、前記固定ブロックの外径面及び上面との間にエアギャップを形成して、空気動圧を形成させる空気動圧軸受が形成されるハブと、前記シャフトの上下部にそれぞれ固定され、前記スリーブとの間に流体動圧軸受面を形成する環状の第１及び第２スラストプレートと、前記スリーブの上端部に結合固定され、前記シャフトの上端に回転自在に支持される上部端末キャップと、を備えてなることを特徴とする。
【００２２】
また、前記上部端末キャップは、前記シャフトに回転自在に結合されるように環状に形成され、前記シャフトの上端は、上部固定体に固定される。
【００２３】
前記本発明の特徴によれば、本発明のモータ構造体は、空気動圧軸受と共に流体動圧軸受を採用することによって、モータの駆動初期に発生する乾き摩擦を防止し、本発明のモータ構造体をＨＤＤに採用した場合、ディスク内に形成される静電気を外部に放出する経路を確保して、モータの動作特性を安定させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
本発明の実施形態のモータ構造体は、空気動圧軸受と一定粘度のオイルを使用する流体動圧軸受が共に採用されて、駆動初期の摩擦を最小化し、かつ駆動中に発生する静電気を円滑に放出してモータの駆動特性を向上させる。
【００２６】
かかる本発明の特徴を、以下の具体例で詳細に説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態のモータ構造体を示した図２を参照すれば、これは、回転子が固定子に対して軸受手段によって回転自在に支持される構造を有する。
【００２８】
本発明の特徴的な構成として、前記軸受手段は、前記回転子と固定子との間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を発生させる流体動圧軸受と、前記回転子と固定子との間に空気が流入されるエアギャップを形成して、空気動圧を発生させる空気動圧軸受と、を備える。
【００２９】
前記固定子は、ハウジング１００と、前記ハウジング１００の中央部に固定され、その中心部に軸孔が形成されたスリーブ１２０と、前記ハウジング１００の中央部の周りに固定され、コイルが巻線されたコア１３０とからなる。前記スリーブ１２０は、後述するカバーブロック１８０に結合固定され、カバーブロック１８０は、ハウジング１００の中央部分に押込固定される。
【００３０】
前記回転子は、前記スリーブ１２０の軸孔に回転自在に結合されるシャフト１４０と、前記シャフト１４０の上端部に結合固定され、下向きに延びた延長端部の内径面にコア１３０との相互作用によって、電磁気力を発生させるマグネット１６０が付着されたハブ１５０とからなる。
【００３１】
前記流体動圧軸受は、前記スリーブ１２０の軸孔と前記シャフト１４０との間に設けられ、前記空気動圧軸受は、前記ハブ１５０の内周面と前記スリーブ１２０の外周面との間に設けられる。
【００３２】
以下、流体動圧軸受及び空気動圧軸受の構造について説明する。
【００３３】
本発明の実施形態のモータ構造体には、図２及び図８に示したように、前記シャフト１４０の上下部にそれぞれ円形のスラストプレート１７１、１７２が固定されており、前記スリーブ１２０の内径部には、前記各スラストプレート１７１、１７２を収容する収容溝１２１、１２２が形成されている。
【００３４】
また、前記ハウジング１００の中心部には、内部側に延びてその外周面に前記コア１３０が固定される中空のフランジ１０１が形成されており、前記フランジ１０１の中空には、前記シャフト１４０の下端部、下部スラストプレート１７２及びスリーブ１２０の下端部を支持するカバーブロック１８０が結合されている。
【００３５】
前記シャフト１４０の外周面の上下部には、オイルを流入して流体動圧を形成する流体溝１４１、１４２が形成されている。この時前記流体溝１４１、１４２に対向するスリーブ１２０の内径部にも流体動圧を誘導する流体溝が形成されうる。
【００３６】
図２及び図６を参照すると、前記スリーブ１２０の内径部の上端には、ジャーナル部分の内部圧力を上昇させ、オイルの漏れを防止させる動圧カバー１９０が設けられている。この動圧カバー１９０は、前記スリーブ１２０の内径面の上端部に結合されて、前記上部スラストプレート１７１の上面とオイルギャップを形成し、その内径部に傾斜溝１９１が一定間隔で複数形成されている。
【００３７】
前記動圧カバー１９０は、シャフト１４０が回転する時、オイルが前記傾斜溝１９１の下端部に誘導されて一定圧力で作用されることによって、オイルの漏れが防止されるだけでなく、内部圧力を上昇させて流体動圧の発生を安定的に維持させる。
【００３８】
一方、前記上部／下部スラストプレート１７１、１７２の各上下面には、図７及び図８に示したように、オイル流路を形成して動圧を発生させる流路溝１７１ａ、１７２ａが形成されている。
【００３９】
また、前記上部スラストプレート１７１の上下面とそれぞれ対面する前記動圧カバー１９０の底面及び前記スリーブ１２０にもオイル流路を形成して、動圧を発生させる流路溝が形成されうる。
【００４０】
また、前記下部スラストプレート１７２の上下面とそれぞれ対面する前記スリーブ１２０及びカバーブロック１８０の上面にもオイル流路を形成して、動圧を発生させる流路溝が形成されうる。
【００４１】
一方、図７に示したように、前記上部／下部スラストプレート１７１、１７２の内径部には、前記シャフト１４０との間にオイルの保存及び気泡を捕集するオイル溝１７１ｂ、１７２ｂが形成されている。前記オイル溝１７１ｂ、１７２ｂは、シャフト１４０の回転時に流体動圧が発生する部分より相対的に圧力が低い位置に設けられて、発生した気泡を円滑に捕集する。
【００４２】
図３は、シャフト１４０の回転時のオイルの流れを矢印で示す。すなわち、シャフト１４０の流体溝１４１、１４２側には、シャフト１４０の回転時に流体力学的な作用によりオイルが集中しながら圧力が上昇し、前記上部／下部スラストプレート１７１、１７２及びシャフト１４０の流体溝１４１、１４２の間に形成される軸溝１４３部分では相対的に圧力が低くなる。
【００４３】
したがって、シャフト１４０の回転時、オイルは、圧力が高い側に移動し、発生する微細な気泡は、圧力の低い上部／下部スラストプレート１７１、１７２側に移動して、前記オイル溝１７１ｂ、１７２ｂに保存される。
【００４４】
一方、図２及び図５を参照すると、空気動圧軸受はスリーブ１２０の外周面とハブ１５０の内周面との間に数μｍの間隙Ｃをおいて形成され、スリーブ１２０の外周面またはハブ１５０の内周面には、シャフト１４０の外周面に形成されたようなヘリンボーン状のエア溝１２５が形成される。
【００４５】
図４は、空気動圧軸受の他の実施形態を示す。これは、スリーブ１２０の外周面とハブ１５０の内周面との間に間隙Ｃによって形成される第１空気動圧軸受と、前記スリーブ１２０の上部平面１２６とこれに対応するハブ１５０の内周面との間の間隙Ｄによって形成される第２空気動圧軸受とからなる。
【００４６】
前記第１空気動圧軸受は、間隙Ｃに流入される空気動圧によってスリーブ１２０に対してハブ１５０をラジアル方向に支持し、第２空気動圧軸受は、間隙Ｄに流入される空気動圧によってスリーブ１２０に対してハブ１５０をスラスト方向に支持する。残りの構成要素は、前記実施形態と同一構造を有するので、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
前記のように構成された本発明のモータ構造体は、コア１３０に電源が印加されれば、ハウジング１００とスリーブ１２０、及びコア１３０からなる固定子に対して、シャフト１４０とハブ１５０、及びマグネット１６０で構成された回転子が相対回転する。
【００４８】
固定されたスリーブ１２０と回転するシャフト１４０との間に充填されたオイルは、流体溝１４１、１４２部分に集中しながら高圧を形成して、流体動圧軸受を構成する。
【００４９】
また、上部／下部スラストプレート１７１、１７２とスリーブ１２０との間には、スラスト方向の流体動圧軸受を構成する。
【００５０】
前記のように、流体溝１４１、１４２部分に形成される流体動圧軸受と前記スラスト方向の流体動圧軸受とによって、シャフト１４０は円滑に回転する。
【００５１】
また、シャフト１４０の回転によって、前記動圧カバー１９０の傾斜溝１９１の下端部側にオイル圧力が追加で作用することによって、スリーブ１２０とシャフト１４０との間の内部圧力を上昇させて、オイルの漏れを防止させる。
【００５２】
一方、シャフト１４０の相対回転によってオイルギャップ内で流動するオイルは、図３に示したような流路(矢印方向)を形成する。すなわち、シャフト１４０の流体溝１４１、１４２部分は、高圧が発生して流体動圧軸受を形成し、シャフト１４０の中央部分に形成された軸溝１４３及び上下部側に位置したスラストプレート１７１、１７２部分には、相対的に低圧を形成して発生した微細な気泡が捕集される。この時、スラストプレート１７１、１７２のオイル溝１７１ｂ、１７２ｂは、前記オイル及び気泡をガイドする。
【００５３】
一方、モータの駆動時、前記流体動圧軸受に合わせて空気動圧軸受が共に作用される。すなわち、固定されたスリーブ１２０に対してハブ１５０が回転しながら、間隙ＣＤに流入される空気がエア溝１２５を通じて空気動圧を形成して、スリーブ１２０に対してハブ１５０をラジアル方向に支持する。
【００５４】
したがって、モータの初期駆動時、シャフト１４０周辺の流体動圧軸受によって、空気動圧軸受を構成するスリーブ１２０とハブ１５０との間の乾き摩擦を防止させ、流体動圧軸受に採用されるオイルを通じて発生した静電気を円滑に放出する。
【００５５】
一方、本発明の実施形態では、空気動圧軸受の間隙Ｃは、流体動圧ジャーナル軸受と同等レベルの間隙を維持し、流体動圧軸受に準する動作特性及び負荷能力を得るために、空気動圧軸受の回転直径は、流体動圧軸受の回転直径に比べて約６倍〜８倍程度にした。
【００５６】
空気動圧軸受の長さは、与えられた空気動圧軸受と流体動圧軸受との間隙を基準として、流体動圧軸受の間隙内でシャフト１４０が傾いた場合に、空気動圧軸受が空気動圧軸受の間隙Ｃ内で干渉が起きない範囲で決定する。このような基準に、長さ及び公差を設定すれば、下記のような関係で構成される。
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【００５７】
上の条件で空気動圧軸受及び流体動圧軸受を構成した時、空気動圧軸受で初期乾き摩擦が発生せず、動作特性及び負荷能力は、流体動圧軸受と同等レベルとなった。
【００５８】
前述したような本発明のモータ構造体は、前記実施形態で回転子の構成要素と固定子の構成要素を互いに交換して構成してもよい。すなわち、マグネット１６０をハウジング１００に固設し、これに対応して、前記コア１３０をハブ１５０の内周面に設置して構成してもよい。
【００５９】
一方、図９及び図１０は、本発明のモータ構造体のさらに他の実施形態であり、シャフトが固定された形態である。
【００６０】
これら実施形態のモータ構造体は、シャフトの一端または両端が固定されるので、ハブに複数枚のプラッタが搭載されて共に回転する時、大きい荷重にもかかわらず安定した駆動が可能であり、空気動圧軸受と一定粘度のオイルを使用する流体動圧軸受とが共に採用されて、駆動初期の摩擦を最小化し、駆動中に発生する静電気の放出を円滑にしてモータの駆動特性を向上させる。
【００６１】
このような本発明の実施形態の軸固定型モータ構造体を示した図９を参照すると、これは、回転子がシャフト１４０を含む固定子に対して軸受手段によって回転自在に支持される構造を有し、軸受手段は、前記回転子と固定子との間にオイルが収容されるオイルギャップを形成して、流体動圧を発生させる流体動圧軸受と、前記回転子と固定子との間に空気が流入されるエアギャップを形成して、空気動圧を発生させる空気動圧軸受とを備える。
【００６２】
前記固定子は、内側中心部にコイルが巻回されたコア１３０が固定され、下部固定体３１０に固定されたハウジング１００と、ハウジング１００の中央に一端が結合固定され、他端に結合溝１８５ａが形成された固定ブロック１８５と、結合溝１８５ａの中央に位置されて、前記固定ブロック１８５にその下端が結合固定されるシャフト１４０と、シャフト１４０の上下部にそれぞれ固定され、後述するスリーブ１２０との間に流体動圧軸受面を形成する環状の第１及び第２スラストプレート１７１、１７２とを備える。
【００６３】
前記回転子は、シャフト１４０との間にオイルギャップを形成して、流体動圧軸受を形成しながら回転自在に結合されると共に、前記結合溝１８５ａに回転自在に結合されるスリーブ１２０と、その中心部が前記スリーブ１２０に結合されて共に回転し、下向きに延びた延長端部の内径面に前記コア１３０との相互作用によって、電磁気力を発生させるマグネット１６０が付着され、前記固定ブロック１８５の外径面及び上面との間にエアギャップＣＤを形成して、空気動圧を形成させる空気動圧軸受が形成されるハブ１５０と、前記スリーブ１２０の上端部に結合固定され、前記シャフト１４０の上端に回転自在に支持される上部端末キャップ２１０とを備える。
【００６４】
参照符号２２０は、シャフト１４０に固定結合される下部端末キャップであり、その外周面に流体溝(図示せず)を形成して、スリーブ１２０との間に流体動圧を形成させうる。
【００６５】
前記流体動圧軸受は、前記スリーブ１２０の軸孔と前記シャフト１４０との間に設けられ、前記空気動圧軸受は、固定ブロック１８５の外周面及び上面に対向する前記ハブ１５０の内周面との間に設けられる。
【００６６】
エアギャップＣに流入される空気動圧によって、スリーブ１２０及びハブ１５０をラジアル方向に支持し、エアギャップＤに流入される空気動圧によって、スリーブ１２０及びハブ１５０をスラスト方向に支持する。
【００６７】
一方、本発明のモータ構造体の他の実施形態を示した図１０を参照すると、これは、シャフト１４０の両端部が固定された構造であって、上下端部がそれぞれ上下部固定体３１０、３２０に固定された構造を有する。残りの構成要素は、前記実施形態と同一構造を有するので、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
かかる本発明の軸固定型モータ構造体において、他の部品に比べて直径が小さく、長さが長くて剛性が弱いシャフト１４０を固定体とし、多数枚のプラッタ４００が搭載されるハブ１５０を回転体として使用することによって、剛性低下による振動などの発生を防止させる。また、シャフト１４０を固定体として使用することによって、剛性が向上して多数枚のプラッタ４００を搭載できて、大容量の情報が収録可能である。
【００６９】
図９及び図１０に示したモータ構造体は、コア１３０に電源が印加されれば、ハウジング１００、固定ブロック１８５、コア１３０及びシャフト１４０からなる固定子に対してハブ１５０及びスリーブ１２０で構成された回転子が相対回転する。
【００７０】
固定されたシャフト１４０と回転するスリーブ１２０との間に充填されたオイルは、流体溝(図示せず)部分に集中しながら高圧を形成して、流体動圧軸受を構成する。
【００７１】
また、上部／下部スラストプレート１７１、１７２とスリーブ１２０との間には、スラスト方向の流体動圧軸受を構成する。
【００７２】
前記のような流体溝(図示せず)部分に形成される流体動圧軸受と前記スラスト方向の流体動圧軸受によって、シャフト１４０は円滑に回転する。
【００７３】
一方、モータの駆動時、前記流体動圧軸受と合わせて空気動圧軸受が共に作用される。すなわち、固定されたシャフト１４０に対してハブ１５０が回転しながらエアギャップＣＤに流入される空気がエア溝(図示せず)を通じて空気動圧を形成して、固定ブロック１８５に対してハブ１５０をラジアル方向及びスラスト方向に支持する。
【００７４】
したがって、モータの初期駆動時、シャフト１４０周辺の流体動圧軸受によって空気動圧軸受を構成する固定ブロック１８５とハブ１５０との間の乾き摩擦を防止させ、流体動圧軸受に採用されるオイルを通じて発生した静電気を円滑に放出する。
【００７５】
前記流体溝及びエア溝は、ヘリンボーン状またはスパイラル状に形成される。
【００７６】
前述したような本発明は、本願の精神及び範囲を外れずに、前記実施形態に限定されず、多様に変形して実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、次のような利点を有する。
【００７８】
第一に、流体動圧軸受と空気動圧軸受とを共に採用することで、モータの駆動時、回転子と固定子間の乾き摩擦の発生を最小化して、摩耗を防止させ、かつモータの駆動特性を向上させる。
【００７９】
第二に、空気動圧軸受の間隙で空気摩擦によって発生する静電気を円滑に放出してモータの動作特性を安定化させる。
【００８０】
第三に、モータ構造体の他の部品に比べて直径が小さく、長さが長くて剛性が弱いシャフト１４０を固定体とし、多数枚のプラッタ４００が搭載されるハブ１５０を回転体として使用することで、剛性低下による振動などの発生を防止させる。また、シャフト１４０を固定体として使用することで、剛性が向上して多数枚のプラッタ４００を搭載できて、大容量の情報が収録可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】従来の空気動圧軸受を採用するモータを示した概略断面図である。
【図２】本発明一実施形態のモータ構造体を示した断面図である。
【図３】図２のモータに採用された流体動圧軸受のオイルの流れ状態を示した概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態のモータ構造体を示した断面図である。
【図５】本発明のモータ構造体に採用されるスリーブを示した斜視図である。
【図６】本発明のモータに採用される動圧カバーを示した断面図である。
【図７】本発明のモータに採用されるスラストプレートを示した平面図である。
【図８】本発明のモータの要部抜粋図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態の軸固定型モータ構造体を示した断面図である。
【図１０】本発明のモータ構造体のさらにもう一つの他の実施形態を示した断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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