(57)【要約】【課題】スラスト動圧軸受を有するモータの駆動電流を低減する。【解決手段】モータ部１は、シャフト２２が一体的に成形されたロータハブ２１を有し、シャフト２２の自由端側がスリーブ３１に挿入される。スリーブ３１は、ベースプレート３２に固定される。ロータハブ２１の外周面には、界磁用磁石２３が固定され、ベースプレート３２に設けられた電機子３５とともにモータ部１の駆動機構を構成する。ロータハブ２１の内周面には抜止部材２５が設けられ、スリーブ３１のフランジ部３１３と抜止構造を構成する。また、ベースプレート３２上において抜止部材２５に対向する位置には補助磁石３６が設けられ、抜止部材２５と補助磁石３６との間に磁気的吸引力が発生し、ロータ部２の回転時における過浮上が抑制される。モータ部１では、界磁用磁石２３を利用することなく磁気的吸引力を発生させるため、駆動電流を低減することができる。【選択図】        図３
2004248344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式のモータであって、
所定の部位に一端が固定されたシャフトを有する第１の組立体と、
前記シャフトが挿入されるスリーブを有する第２の組立体と、
前記第１の組立体および前記第２の組立体のうち一方の組立体が、前記シャフトの周囲に配置される界磁用磁石を有し、
他方の組立体が前記界磁用磁石に対向するとともに前記界磁用磁石との間で前記シャフトの中心軸を中心として回転力を発生する電機子を有し、
前記スリーブの前記所定の部位側の第１スラスト面と、前記第１スラスト面と対向する前記第１の組立体側の第２スラスト面との少なくともいずれか一方に流体動圧発生用の溝が形成されており、
前記第１の組立体および前記第２の組立体のうち一方の組立体が、前記中心軸側または前記中心軸に対して外側に向かって突出して前記シャフトと前記スリーブとの分離を係止する抜止部材を有し、
前記シャフトの伸びる方向に関して、前記抜止部材に対向する他方の組立体側の対向部位と、前記抜止部材との間における磁気的吸引力により、前記スリーブに前記シャフトを挿入する方向の力が前記第１の組立体と前記第２の組立体との間に作用することを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータであって、
前記第１の組立体が、前記中心軸を中心として前記スリーブの外周に沿って前記シャフトの他端側へと突出する円筒部をさらに有し、
前記第２の組立体が、前記スリーブの前記他端側の開口を閉塞するキャップ部をさらに有し、
前記スリーブの外周面と前記円筒部の内周面との間の間隙、前記第１スラスト面と前記第２スラスト面との間の間隙、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面との間の間隙、および、前記シャフトの前記他端側の端面と前記キャップ部との間の間隙に潤滑油が連続して存在することを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータであって、
前記界磁用磁石が前記電機子の前記中心軸側に位置し、前記界磁用磁石を有する組立体において前記抜止部材が前記界磁用磁石の前記中心軸側に取り付けられることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のモータであって、
前記抜止部材が磁性体であり、前記対向部位が補助磁石であることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のモータであって、
前記補助磁石が、前記中心軸を中心とする円環状の単極着磁された磁石であることを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項４または５に記載のモータであって、
前記補助磁石の前記抜止部材側の間隙が、前記補助磁石の周方向外側の間隙よりも小さいことを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載のモータであって、
前記界磁用磁石の前記中心軸側の面が前記対向部位に向かって伸びる円筒状の磁性体により覆われ、
前記界磁用磁石を有する組立体が、前記円筒状の磁性体の先端から周方向外側へと伸びる円環状の補助磁性体をさらに有することを特徴とするモータ。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれかに記載のモータであって、
前記電機子を有する組立体が、
前記補助磁石の前記抜止部材とは反対側において周方向外側へと伸びる非磁性体のベースプレートと、
前記補助磁石と前記ベースプレートとの間から前記補助磁石の外周面の一部まで伸びるもう１つの補助磁性体と、
をさらに有することを特徴とするモータ。
【請求項９】
請求項４ないし７のいずれかに記載のモータであって、
前記電機子を有する組立体が、前記補助磁石の前記抜止部材とは反対側において周方向外側へと伸びる磁性体のベースプレートを有し、
前記ベースプレートが、前記補助磁石の外周面の一部を覆う突起部を有することを特徴とするモータ。
【請求項１０】
請求項３に記載のモータであって、
前記抜止部材が補助磁石であり、前記対向部位が磁性体であることを特徴とするモータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモータであって、
前記補助磁石が、前記中心軸を中心とする円環状の単極着磁された磁石であることを特徴とするモータ。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のモータであって、
前記電機子を有する組立体が、前記対向部位を含むとともに前記対向部位から周方向外側へと伸びる磁性体のベースプレートを有することを特徴とするモータ。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれかに記載のモータであって、
前記界磁用磁石の前記中心軸側の面が前記対向部位に向かって伸びる円筒状の磁性体により覆われ、
前記界磁用磁石を有する組立体が、前記円筒状の磁性体の先端から周方向外側へと伸びる円環状の補助磁性体をさらに有することを特徴とするモータ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のモータであって、
前記シャフトの伸びる方向に関して、前記抜止部材の前記対向部位と対向する面が前記円筒状の磁性体よりも前記対向部位側に位置することを特徴とするモータ。
【請求項１５】
請求項１０ないし１４のいずれかに記載の記載のモータであって、
前記抜止部材にメッキが施されていることを特徴とするモータ。
【請求項１６】
請求項１または２に記載のモータであって、
前記抜止部材または前記対向部位の少なくともいずれか一方が、前記中心軸を中心とする円環状の単極着磁された磁石であることを特徴とするモータ。
【請求項１７】
ディスク駆動装置であって、
情報を記録するディスク状の記録媒体を収容する筐体と、
前記筐体内部に固定されて、前記記録媒体を回転させる請求項１ないし１６のいずれかに記載のモータと、
前記記録媒体に対する情報の書き込みまたは読み出しを行うアクセス手段と、を備えることを特徴とするディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラスト動圧軸受を有するモータおよびディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ハードディスク装置、リムーバブルディスク装置等のディスク駆動装置において記録ディスクを駆動する従来のモータ部９１を示す図である。従来のモータ部９１において、ロータ部９２は、円板部９２１ａおよび円筒部９２１ｂにより構成されるロータハブ９２１、円筒部９２１ｂに取り付けられた界磁用磁石９２２、並びに、ロータハブ９２１に一体的に形成されたシャフト９２３を有する。また、ステータ部９３は、ベースプレート９３１、電機子９３２、シャフト９２３が挿入されるスリーブ９３３、および、シャフト９２３の端面に対向するとともにスリーブ９３３の開口を閉塞するシールキャップ９３４を有し、電機子９３２および界磁用磁石９２２により構成される駆動機構によりロータ部９２がシャフト９２３を中心にステータ部９３に対して回転する。
【０００３】
ベースプレート９３１上において界磁用磁石９２２に対向する位置には、界磁用磁石９２２との間に磁気的吸引力を発生する磁性体９３５が設けられる。モータ部９１が回転する際には、この磁気的吸引力と、スリーブ９３３と円板部９２１ａとの間の間隙（スラスト動圧軸受）、および、シャフト９２３とシールキャップ９３４との間の間隙に発生するスラスト力とが均衡し、ロータ部９２が過浮上することが抑制されつつスラスト方向に非接触支持される。シャフト９２３とスリーブ９３３との間の間隙にはラジアル動圧軸受が構成され、ロータ部９２がラジアル方向に非接触支持される。また、円筒部９２１ｂの内周面には抜止部材９２４が固定され、抜止部材９２４とスリーブ９３３の外周面に形成されたフランジ部９３３ａとにより抜止構造が構成され、ロータ部９２がステータ部９３に対して移動が規制される。このような構成により、従来のモータ部９１では高い回転精度を確保しながら小型化または薄型化が実現されている。
【０００４】
なお、特許文献１では、ロータハブに設けられた抜止部材と、スリーブの上部に設けられた突出部とにより抜止構造を構成し、さらに、電機子の上方に設けられた補助磁石と抜止部材との間に磁気的吸引力を作用させて、ロータ部の過浮上を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２５２８７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯可能な各種電子機器にディスク駆動装置が搭載されることから、ディスク駆動装置の省電力化が要求されている。ところが、従来のモータ部９１では界磁用磁石９２２の磁束の一部が磁性体９３５へと向かうため、充分なトルク（回転力）を確保するには大きな駆動電流が必要である。また、駆動電流を低減しつつ充分なトルクを得るために磁力の大きい界磁用磁石を用いることも考えられるが、このような磁石は一般的に高価であるとともに、モータの設計によっては電磁振動を発生させる恐れがある。
【０００７】
一方、特許文献１に示されるモータは、高い回転精度を確保しながら小型化または薄型化を図るには適した構成ではない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、スラスト動圧軸受を有するモータの駆動電流を低減することを目的とする。他の目的は、高い回転精度を確保しながら小型化または薄型化を実現できるモータおよびディスク駆動装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電動式のモータであって、所定の部位に一端が固定されたシャフトを有する第１の組立体と、前記シャフトが挿入されるスリーブを有する第２の組立体と、前記第１の組立体および前記第２の組立体のうち一方の組立体が、前記シャフトの周囲に配置される界磁用磁石を有し、他方の組立体が前記界磁用磁石に対向するとともに前記界磁用磁石との間で前記シャフトの中心軸を中心として回転力を発生する電機子を有し、前記スリーブの前記所定の部位側の第１スラスト面と、前記第１スラスト面と対向する前記第１の組立体側の第２スラスト面との少なくともいずれか一方に流体動圧発生用の溝が形成されており、前記第１の組立体および前記第２の組立体のうち一方の組立体が、前記中心軸側または前記中心軸に対して外側に向かって突出して前記シャフトと前記スリーブとの分離を係止する抜止部材を有し、前記シャフトの伸びる方向に関して、前記抜止部材に対向する他方の組立体側の対向部位と、前記抜止部材との間における磁気的吸引力により、前記スリーブに前記シャフトを挿入する方向の力が前記第１の組立体と前記第２の組立体との間に作用する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータであって、前記第１の組立体が、前記中心軸を中心として前記スリーブの外周に沿って前記シャフトの他端側へと突出する円筒部をさらに有し、前記第２の組立体が、前記スリーブの前記他端側の開口を閉塞するキャップ部をさらに有し、前記スリーブの外周面と前記円筒部の内周面との間の間隙、前記第１スラスト面と前記第２スラスト面との間の間隙、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面との間の間隙、および、前記シャフトの前記他端側の端面と前記キャップ部との間の間隙に潤滑油が連続して存在する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータであって、前記界磁用磁石が前記電機子の前記中心軸側に位置し、前記界磁用磁石を有する組立体において前記抜止部材が前記界磁用磁石の前記中心軸側に取り付けられる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータであって、前記抜止部材が磁性体であり、前記対向部位が補助磁石である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータであって、前記補助磁石が、前記中心軸を中心とする円環状の単極着磁された磁石である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のモータであって、前記補助磁石の前記抜止部材側の間隙が、前記補助磁石の周方向外側の間隙よりも小さい。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載のモータであって、前記界磁用磁石の前記中心軸側の面が前記対向部位に向かって伸びる円筒状の磁性体により覆われ、前記界磁用磁石を有する組立体が、前記円筒状の磁性体の先端から周方向外側へと伸びる円環状の補助磁性体をさらに有する。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項４ないし７のいずれかに記載のモータであって、前記電機子を有する組立体が、前記補助磁石の前記抜止部材とは反対側において周方向外側へと伸びる非磁性体のベースプレートと、前記補助磁石と前記ベースプレートとの間から前記補助磁石の外周面の一部まで伸びるもう１つの補助磁性体とをさらに有する。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項４ないし７のいずれかに記載のモータであって、前記電機子を有する組立体が、前記補助磁石の前記抜止部材とは反対側において周方向外側へと伸びる磁性体のベースプレートを有し、前記ベースプレートが、前記補助磁石の外周面の一部を覆う突起部を有する。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項３に記載のモータであって、前記抜止部材が補助磁石であり、前記対向部位が磁性体である。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のモータであって、前記補助磁石が、前記中心軸を中心とする円環状の単極着磁された磁石である。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載のモータであって、前記電機子を有する組立体が、前記対向部位を含むとともに前記対向部位から周方向外側へと伸びる磁性体のベースプレートを有する。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれかに記載のモータであって、前記界磁用磁石の前記中心軸側の面が前記対向部位に向かって伸びる円筒状の磁性体により覆われ、前記界磁用磁石を有する組立体が、前記円筒状の磁性体の先端から周方向外側へと伸びる円環状の補助磁性体をさらに有する。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のモータであって、前記シャフトの伸びる方向に関して、前記抜止部材の前記対向部位と対向する面が前記円筒状の磁性体よりも前記対向部位側に位置する。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１０ないし１４のいずれかに記載の記載のモータであって、前記抜止部材にメッキが施されている。
【００２４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータであって、前記抜止部材または前記対向部位の少なくともいずれか一方が、前記中心軸を中心とする円環状の単極着磁された磁石である。
【００２５】
請求項１７に記載の発明は、ディスク駆動装置であって、情報を記録するディスク状の記録媒体を収容する筐体と、前記筐体内部に固定されて、前記記録媒体を回転させる請求項１ないし１６のいずれかに記載のモータと、前記記録媒体に対する情報の書き込みまたは読み出しを行うアクセス手段とを備える。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るディスク駆動用のモータ部１の縦断面図であり、後述するディスク駆動装置の一部を示す。モータ部１は回転組立体であるロータ部２、および、固定組立体であるステータ部３を有し、ロータ部２はオイルによる流体動圧を利用した軸受機構によりステータ部３に対して回転可能に支持される。
【００２７】
ロータ部２は、ステータ部３側に開口する略椀状のロータハブ２１を有し、ロータハブ２１の中央には開口側に突出するシャフト２２が一体的に形成される。ロータハブ２１は鉄等の磁性体により形成され、シャフト２２の固定端側から外側に伸びる円板部２１ａ、および、円板部２１ａの外周においてステータ部３側に突出する円筒部２１ｂにより構成される。ロータハブ２１の外周面（すなわち、円筒部２１ｂの外周面）には外側に突出するディスク載置部２１１が形成されるとともに、多極着磁された円環状の界磁用磁石２３が取り付けられ、ディスク載置部２１１と界磁用磁石２３との間には、強磁性体により形成される円環状の磁気シールド板２４が固定される。なお、ディスク載置部２１１上には、後述するディスク駆動装置が組み立てられる際に、各種情報が記録される記録ディスクが載置され、図示省略のクランパによりロータハブ２１に固定される。ロータハブ２１が磁性体からなるため、界磁用磁石２３の磁路が円筒部２１ｂに形成される。
【００２８】
ステータ部３は、略円筒状のスリーブ３１を有し、スリーブ３１にはシャフト２２の自由端側が挿入される。ステータ部３は、非磁性体（例えば、アルミニウム合金）により形成された略椀状のベースプレート３２をさらに有し、ベースプレート３２の中央には、ロータ部２側に突出する円筒状のスリーブ保持部３３が形成される。スリーブ３１はスリーブ保持部３３に挿入されて固定され、スリーブ３１の下側の開口（すなわち、シャフト２２の自由端側に対応する開口）は円板状のシールキャップ３４により閉塞される。ベースプレート３２の内周面には、周方向内側に突設される複数のティースを有する電機子３５が設けられ、電機子３５は界磁用磁石２３の外側に対向するようにして固定される。電機子３５の上側には、強磁性体により形成される円環状の磁気シールド板２４ａがベースプレート３２に固定される。なお、電機子３５の磁気的中心と界磁用磁石２３の磁気的中心とは、軸方向におよそ一致した状態とされる。
【００２９】
電機子３５は図示省略の電流供給回路に接続され、供給される電流が制御されることにより、シャフト２２の周囲に配置された界磁用磁石２３および電機子３５で構成される駆動機構がトルクを発生し、シャフト２２の中心軸２２ａを中心としてロータ部２をステータ部３に対して回転させる。
【００３０】
図３は、図２のモータ部１の中心軸２２ａから右側を拡大して示す図である。図３に示すように、スリーブ３１の円板部２１ａ側の端面３１１と端面３１１に対向する円板部２１ａの下面との間、スリーブ３１の内周面３１２とシャフト２２の外周面との間、および、シールキャップ３４の上面３４１とシャフト２２の自由端側の端面との間には、それぞれ間隙４１，４２，４３が設けられる。
【００３１】
また、スリーブ３１の外周面の上部には、周方向外側に突出する環状のフランジ部３１３が形成され、フランジ部３１３の外周面と外周面に沿ってシャフト２２の自由端側へと突出する円筒部２１ｂの内周面との間には間隙４４が設けられる。これらの間隙４１〜４４にはオイルが連続して充填され、いわゆるフルフィル構造の動圧軸受機構が構成される。フルフィル構造の動圧軸受機構では、軸受内部に空気が介在しないため、オイル内に発生した気泡に起因するシャフトとスリーブとの異常接触や、軸受内部の空気が膨張することによるオイル漏れ等が抑制される。
【００３２】
フランジ部３１３の下部には、下方に向かって外径が漸次減少する傾斜面３１４が形成される。これにより、傾斜面３１４と円筒部２１ｂの内周面との間の間隙４５が下方に向かって漸次増大し、間隙４５において毛管現象および表面張力によりオイル界面がメニスカス状となるテーパシールが形成され、オイルの流出が防止される。
【００３３】
間隙４１の互いに対向するスラスト面（いずれか一方の面でもよい。）には、ロータ部２の回転時にオイルに対して周方向内側に向かう圧力を発生させるための溝（例えば、スパイラル状溝等）が形成されており、間隙４１によりスラスト動圧軸受部が構成される。また、スリーブ３１には、内部側にて端面３１１から反対側の端面へと向かう貫通孔（図示省略）が設けられており（つまり、間隙４１と間隙４３とが連通する。）、これにより、間隙４３におけるオイルの圧力が、間隙４１において高められたオイルの圧力と同等となり、間隙４３がスラスト静圧軸受部としての役割を果たす。
【００３４】
また、間隙４２の互いに対向する面（いずれか一方の面でもよい。）には、オイルに流体動圧を発生させるための溝（例えば、軸方向の上下に設けられたヘリングボーン溝等）が形成されており、間隙４２によりラジアル動圧軸受部が構成される。
【００３５】
円筒部２１ｂの内周面には、間隙４５の外側においてシャフト２２の中心軸２２ａ側に向かって突出する抜止部材２５が固定される。円環状の抜止部材２５は鉄等の磁性体により形成され、内径がフランジ部３１３の外径よりも小さくされる。これにより、モータ部１では、ロータ部２がステータ部３から離れる方向に移動した場合であっても、抜止部材２５がフランジ部３１３の下面に当接することでシャフト２２がスリーブ３１から抜けることが防止される抜止構造が構成される。
【００３６】
また、ベースプレート３２において、スリーブ保持部３３の周囲には中心軸２２ａを中心とする円環状の補助磁石３６が設けられる。補助磁石３６は、軸方向に関して単極着磁されており（上部および下部が単一磁極となっている。）、上面が抜止部材２５の下面に対向した状態とされる。これにより、補助磁石３６と抜止部材２５との間には、軸方向に関して磁気的吸引力が作用する。
【００３７】
モータ部１の駆動時には、前述のように、間隙４１によるスラスト動圧軸受部、および、間隙４３によるスラスト静圧軸受部により、ロータ部２を浮上する力（すなわち、スラスト力）が発生する。このとき、補助磁石３６および抜止部材２５による磁気的吸引力とスラスト力とが均衡して、ロータ部２のスラスト方向（軸方向）の支持が安定化される。なお、モータ部１では円環状の単極着磁された補助磁石３６が利用されるため、駆動時における渦電流損やヒステリシス損の発生による磁気的吸引力の低下やロータ部２の振動の発生が防止される。
【００３８】
以上のように、モータ部１では、シャフト２２の中心軸２２ａ側に突出してロータ部２に設けられた抜止部材２５と、シャフト２２の伸びる方向に関して抜止部材２５に対向する補助磁石３６とにより、シャフト２２とスリーブ３１との分離が係止されつつロータ部２の回転時における過浮上が抑制される。また、図１の従来のモータ部９１のように界磁用磁石９２２と磁性体９３５との間で磁気的吸引力を発生させる場合と比較して、界磁用磁石２３から電機子３５に向かう磁束を増加させることができ、その結果、所定のトルクを有するモータ部１の駆動電流を低減することが可能となる（すなわち、トルク定数を増大させることができる。）。
【００３９】
また、モータ部１では、補助磁石３６が界磁用磁石２３よりシャフト２２の中心軸２２ａ側に設けられ、抜止部材２５が界磁用磁石２３の中心軸２２ａ側に設けられるため（つまり、補助磁石３６と抜止部材２５は、駆動機構をなす界磁用磁石２３と電機子３５の厚み幅に収まるため）、モータ部１を薄型化することができる。さらに、補助磁石３６と抜止部材２５との間における磁気的吸引力を界磁用磁石２３とは独立して設計すること、すなわち、補助磁石３６と抜止部材２５との間の間隙の幅（図３中の幅ａ１）および補助磁石３６と抜止部材２５の材質を考慮するだけでよく、容易に設定することができる。また、当該軸受機構は前述したフルフィル構造であることの利点を有するため、モータ部１は高い回転精度を確保しながら小型化または薄型化を実現している。
【００４０】
図４は、モータ部１の他の例を示す縦断面図である。図４のモータ部１は、円筒部２１ｂのベースプレート３２側の先端から周方向外側へと伸びるとともに中心軸２２ａを中心とする円環状のシールド板２６を有し、シールド板２６は鉄等の磁性体により形成される。また、補助磁石３６と抜止部材２５との間の間隙の幅ａ２が、補助磁石３６と円筒部２１ｂとの間の間隙の幅ｂ２よりも小さくされる。他の構成は図２および図３に示すモータ部１と同様であり、同符号を付している。
【００４１】
図４のモータ部１では、界磁用磁石２３からベースプレート３２側へと向かう磁束がシールド板２６へと導かれ、円筒部２１ｂの一部および磁気シールド板２４を介して界磁用磁石２３へと戻る磁気回路が形成される。これにより、界磁用磁石２３の漏れ磁束が低減され、モータ部１の駆動時における電磁気的損失（例えば、ベースプレート３２において発生する渦電流損）が抑制される。その結果、図４のモータ部１では、図２および図３のモータ部１に比較して駆動電流をより低減することができる。また、界磁用磁石２３と補助磁石３６との間に作用する磁気による力に起因する電磁振動の発生も抑制することができる。
【００４２】
さらに、補助磁石３６の抜止部材２５側の間隙が、補助磁石３６の周方向外側の間隙よりも小さいため（すなわち、（ａ２＜ｂ２））、補助磁石３６と抜止部材２５との間の磁気的吸引力を効率よく発生させることができる。なお、図４のモータ部１では、シールド板２６が界磁用磁石２３の下側端面の内周部のみを覆うようにして設けられているが、界磁用磁石２３の下側端面の全面がシールド板２６により覆われてもよい。
【００４３】
図５は、モータ部１のさらに他の例を示す縦断面図である。図５のモータ部１では、補助磁石３６とベースプレート３２との間に中心軸２２ａを中心とする略円環状の補助磁性体３７が設けられ、補助磁性体３７の外周部３７１は補助磁石３６の外周面の一部まで（例えば、シールド板２６の高さまで）伸びるようにして形成される。また、図５のモータ部１では、補助磁石３６と抜止部材２５との間の間隙の幅ａ３が、補助磁石３６と円筒部２１ｂとの間の間隙の幅ｂ３、および、補助磁性体３７の外周部３７１とシールド板２６との間の幅ｃ３より小さくされる。他の構成は、図４に示すモータ部１と同様である。
【００４４】
図５に示すモータ部１では、補助磁性体３７が補助磁石３６とともに磁気回路を構成することにより、補助磁石３６から周方向外側へと伸びるベースプレート３２を通過する補助磁石３６の漏洩磁束が減少する。また、補助磁石３６の抜止部材２５側の間隙が、補助磁石３６の周方向外側の間隙、および、補助磁性体３７の外周部３７１の周方向外側の間隙よりも小さいため（すなわち、（ａ３＜ｂ３）、かつ、（ａ３＜ｃ３））、補助磁石３６の磁束は効率的に抜止部材２５側に向かう。これにより、補助磁石３６と抜止部材２５との間の磁気的吸引力を効率よく発生させることができる。一般的に、磁力が弱い磁石は磁力が強い磁石に比べて安価であるため、比較的磁力の弱い補助磁石３６であっても充分な磁気的吸引力を得ることが可能な図５のモータ部１では、モータ部の製作コストを削減することができる。
【００４５】
さらに、図５のモータ部１では、補助磁性体３７により補助磁石３６のパーミアンスが増大するため、モータ部１の組立工程での加熱や環境温度の変化による不可逆熱減磁率を減少させることができ、温度変化に対する安定性を向上することができる。
【００４６】
図６は、モータ部１のさらに他の例を示す縦断面図である。図６のモータ部１ではプレス加工により成形された略椀状のベースプレート３２ａが設けられる。ベースプレート３２ａは鉄等の磁性体により形成され、中央には中心軸２２ａを中心とする円筒状のスリーブ保持部３３ａが形成される。スリーブ保持部３３ａの周囲には補助磁石３６が配置され、ベースプレート３２ａは補助磁石３６の抜止部材２５とは反対側において周方向外側へと伸びるようにして広がる。ベースプレート３２ａには、さらに、補助磁石３６の外周面の一部（例えば、界磁用磁石２３の下面に取り付けられたシールド板２６の高さまで）を覆う略円筒状の突起部３２１が設けられる。つまり、補助磁石３６は、スリーブ保持部３３ａと突起部３２１との間の間隙に圧入して固定される。また、図６のモータ部１では、補助磁石３６と抜止部材２５との間の間隙の幅ａ４が、補助磁石３６と円筒部２１ｂとの間の間隙の幅ｂ４、および、補助磁石３６の外周面とシールド板２６との間の幅ｃ４より小さくされる。他の構成は、図４のモータ部１と同様である。
【００４７】
図６のモータ部１では、ベースプレート３２ａが補助磁石３６とともに磁気回路を構成するとともに、補助磁石３６の抜止部材２５側の間隙が、補助磁石３６の周方向外側の間隙、および、補助磁石３６の下部におけるシールド板２６との間の幅よりも小さいため（すなわち、（ａ４＜ｂ４）、かつ、（ａ４＜ｃ４））、抜止部材２５と補助磁石３６との間の磁気的吸引力を効率よく発生させることができる。また、図５のモータ部１のように補助磁性体３７を設ける場合に比べて容易に製作でき、さらに、部品点数も少なくすることができるため、図６のモータ部１では製作コストの削減が可能となる。
【００４８】
また、ベースプレート３２ａが磁性体により形成されるため、モータ部１のステータ部３側の外部へと磁束が漏出することが抑制され、例えば、ベースプレート３２ａの外部に回路基板を配置しても悪影響を受けない。さらに、図４のモータ部１と同様にシールド板２６により界磁用磁石２３の漏れ磁束が低減され、モータ部１の駆動時における電磁気的損失（例えば、ベースプレート３２において発生する渦電流損およびヒステリシス損）が抑制されるため、図１のモータ部１に比較して駆動電流をより低減することができる。
【００４９】
図７は、モータ部１のさらに他の例を示す縦断面図である。図７のモータ部１では図６のモータ部１と同様に磁性体により形成されたベースプレート３２ａが設けられ、シャフト２２の中心軸２２ａを中心とする円筒状の抜止部材２７が円筒部２１ｂの内周面に固定される。回転軸方向に着磁された（上部および下部が単一磁極となっている。）磁石である抜止部材２７は、全面にニッケルメッキが施され、抜止部材２７のベースプレート３２ａ側の端面とベースプレート３２ａとの間の間隙の幅ｄ５が、円筒部２１ｂのベースプレート３２ａ側の端面とベースプレート３２ａとの間の間隙の幅ｅ５よりも小さくされる。図７のモータ部１では図６のモータ部１における補助磁石３６および突起部３２１が省かれる。他の構成は図６のモータ部１と同様である。
【００５０】
図７のモータ部１では、ロータ部２がステータ部３から離れる方向に移動した場合であっても、抜止部材２７がスリーブ３１のフランジ部３１３の下面に当接することでシャフト２２がスリーブ３１から抜けることが防止される。また、抜止部材２７が比較的脆い磁石により形成される場合であっても、ニッケルメッキが施されることによりフランジ部３１３との当接時に抜止部材２７が損傷することが防止される。
【００５１】
さらに、抜止部材２７と抜止部材２７に対向するベースプレート３２ａの部位との間には、磁気的吸引力によりスリーブ３１にシャフト２２を挿入する方向の力が作用するため、モータ部１の駆動時におけるロータ部２の過浮上が抑制される。このとき、抜止部材２７の端面が円筒部２１ｂの端面よりもベースプレート３２ａ側に位置するため（すなわち、（ｄ５＜ｅ５））、抜止部材２７とベースプレート３２ａとの間の磁気的吸引力を効率よく発生させることができる。したがって、磁力が比較的弱い安価な磁石を利用することも可能となり、部品点数の減少と相まって、図６のモータ部１に比較して製作コストの削減を図ることができる。
【００５２】
また、円環状の単極着磁された抜止部材２７が利用されるため、駆動時における渦電流損やヒステリシス損の発生による磁気的吸引力の低下やロータ部２の振動の発生を抑制することができる。なお、抜止部材２７に施されるメッキは必ずしもニッケルメッキである必要はなく、抜止部材２７が破損しないものであれば合成樹脂にて被覆するようにしてもよい。
【００５３】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るディスク駆動用のモータ部１ａを示す縦断面図である。モータ部１ａのステータ部５（すなわち、固定組立体）は、スラスト軸受用の部材である円板部５１、円板部５１の中央部に一端が固定されるシャフト５２、および、中央に円板部５１が固定される略椀状のベースプレート５３を有する。ベースプレート５３の内周面には複数のティースを有する電機子５４が配設される。なお、シャフト５２と円板部５１とは、一体的に形成されてもよい。
【００５４】
ロータ部６（すなわち、回転組立体）は、シャフト５２の自由端側が挿入される略円筒状のスリーブ６１、および、シャフト５２の自由端側の端面に対向するとともにスリーブ６１の自由端側の開口を閉塞するシールキャップ６２を有する。スリーブ６１の外周面には磁性体により形成されるヨーク６４を介して円環状の界磁用磁石６３が固定される。スリーブ６１の外周面にはディスク載置部６１１が形成され、ディスク載置部６１１上には、後述するディスク駆動装置が組み立てられる際に、記録ディスクが載置されて固定される。すなわち、モータ部１ａではスリーブ６１はロータハブとしての役割も果たす。
【００５５】
スリーブ６１に固定された界磁用磁石６３は、電機子５４と周方向の間隙を介し、互いに磁気的中心が軸方向におよそ一致して配置される。そして、モータ部１ａでは第１の実施の形態のモータ部１と同様に電機子５４に電流が供給されることにより界磁用磁石６３および電機子５４により構成される駆動機構がトルクを発生し、シャフト５２の中心軸５２ａを中心としてロータ部６を回転させる。
【００５６】
スリーブ６１のステータ部５側の外周部には切欠部が形成されており、切欠部の外周面は円板部５１から離間するにつれて（図８の上側に向かって）径が漸次減少する。また、円板部５１の周縁部には、切欠部の外周に沿ってシャフト５２の自由端側へと突出する同心の円筒部５１１が設けられ、円筒部５１１の端部には周方向外側に向かう突出部５１２が形成される。
【００５７】
スリーブ６１の下端面と円板部５１の上面との間、スリーブ６１の内周面とシャフト５２の外周面との間、シャフト５２の自由端側端面とシールキャップ６２の下面との間には、それぞれ間隙７１，７２，７３が形成される。また、円筒部５１１の内周面と切欠部の外周面との間には間隙７４が形成される。これらの間隙７１〜７４は連続しており、潤滑用流体であるオイルが途切れることなく保持され、いわゆるフルフィル構造の動圧軸受機構が構成される。また、間隙７４は上方に向かって幅が漸次増大し、間隙７４において毛管現象および表面張力によりオイル界面がメニスカス状となるテーパシールが形成され、オイルの流出が防止される。
【００５８】
間隙７２では互いに対向する面（いずれか一方の面でもよい。）に動圧発生用の溝（例えば、軸方向の上下に設けられたへリングボーン溝等）が形成され、ラジアル動圧軸受部が構成される。また、間隙７１の互いに対向するスラスト面（いずれか一方の面でもよい。）にも動圧発生用の溝（例えば、スパイラル状溝等）が形成され、スラスト動圧軸受部が構成される。間隙７３では、スラスト動圧軸受部によって高められたオイルの圧力を利用したスラスト静圧軸受部が構成される。
【００５９】
ヨーク６４の下部には、鉄等の磁性体により形成され、シャフト５２側へと突出するとともに中心軸５２ａを中心とする円環状の抜止部材６５が固定される。抜止部材６５は、円筒部５１１の突出部５１２に対して非接触状態で嵌り合うことで、シャフト５２に対するスリーブ６１の抜止構造が構成される。また、ベースプレート５３上において、抜止部材６５に対向する位置には中心軸５２ａを中心とする円環状の補助磁石５６が設けられる。
【００６０】
モータ部１ａでは、抜止部材６５と補助磁石５６との間における磁気的吸引力により、スリーブ６１にシャフト５２を挿入する方向の力がロータ部６とステータ部５との間に作用し、第１の実施の形態と同様に、この磁気的吸引力とスラスト動圧軸受部およびスラスト静圧軸受部が均衡する。これにより、前述のスラスト動圧軸受部、および、スラスト静圧軸受部のスラスト力によるロータ部６の過浮上を抑制することができる。
【００６１】
以上のように、第２の実施の形態に係るモータ部１ａでは、第１の実施の形態に係るモータ部１と同様に、界磁用磁石６３との間に磁気的吸引力を発生させる磁性体を配置することなくロータ部６の過浮上が抑制されるとともに、シャフト５２とスリーブ６１との分離が防止され、モータ部１ａの信頼性が確保される。その結果、界磁用磁石を利用して磁気的吸引力を発生させるモータに比較して、電機子５４側に向かう界磁用磁石６３の磁束を増加することができ、モータ部１ａの駆動電流を低減することができる。その他、図２に示すモータ部１と同様の特徴を有する。
【００６２】
次に、モータを有するディスク駆動装置（本例ではハードディスク装置）について、図９を参照して説明する。ディスク駆動装置８０において、ハウジング８１の内部は塵や埃等が極度に少ないクリーンな空間となっており、情報を記憶するディスク状の記録媒体８３が装着されたディスク駆動用モータ８２が固定されている。また、ハウジング８１の内部には、記録媒体８３に対して情報を読み書きする情報アクセス手段としてヘッド移動機構が配置され、このヘッド移動機構は、記録媒体８３上の情報を読み書きするヘッド８６、ヘッド８６を支えるアーム８５、並びに、ヘッド８６およびアーム８５を記録媒体８３上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部８４を備えている。
【００６３】
このような、ディスク駆動装置８０のディスク駆動用モータ８２として、上記実施の形態にて説明したモータ部１，１ａを使用することで、所望の回転精度や動作の安定性が実現されると共に、ディスク駆動装置８０の信頼性の確保および省電力化が可能となる。ディスク駆動装置８０は、ハードディスク装置に限定されず、光ディスクや光磁気ディスク等を駆動する装置であってもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ってきたが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６５】
モータ部は、必ずしも界磁用磁石が電機子の回転軸側に配置された、いわゆる、インナーロータである必要はなく、図１０に示すように界磁用磁石２３が電機子３５の外側に配置されたアウターロータであってもよい。図１０のモータ部では、ベースプレート３２ｂの中央に設けられた円筒状のスリーブ保持部３３ｂの上面に補助磁石３６が設けられ、ロータハブ２１ｃに固定された抜止部材２５との間で磁気的吸引力を発生させる。
【００６６】
上記各実施の形態では、シャフトの伸びる方向に関して抜止部材に対向するステータ部側の対向部位と、抜止部材との間における磁気的吸引力は、一方が磁石により形成され、他方が磁性体により形成されることにより発生するが、双方が磁石により形成されることにより磁気的吸引力が作用してもよい。この場合、磁力の比較的弱い安価な磁石であっても、強力な磁気的吸引力を発生させることができる。
【００６７】
また、モータ部はステータ部に抜止部材が設けられ、抜止部材に対向する対向部位がロータ部に設けられてもよい。例えば、図８のモータ部１ａにおいて、突出部５１２が磁性体により形成され、補助磁石５６が取り除かれてスリーブ６１の突出部５１２に対向する位置に取り付けられる。これにより、突出部５１２がシャフト５２の中心軸５２ａに対して外側に向かって突出した抜止部材としての役割を果たすとともに、スリーブ６１にシャフト５２を挿入する方向の力をステータ部５とロータ部６との間に作用させることができる。また、同様に、スリーブを有するステータ部（図２等に示す構造に相当する。）に抜止部材が設けられてもよい。
【００６８】
抜止部材および補助磁石は、抜止機構および磁気的吸引力の確保ができれば必ずしも円環状である必要はないが、磁石の成形性を考慮すると補助磁石は円環状であることが好ましい。ロータ部の回転時における振動を抑制するには、少なくとも磁石により形成される部材は円環状であり、かつ、単極着磁されていることが好ましい。
【００６９】
上記各実施の形態では、界磁用磁石の中心軸側の面が、ベースプレートまたは補助磁石に向かって伸びる円筒状の磁性体（すなわち、円筒部２１ｂまたはヨーク６４）により覆われ、円筒状の磁性体に抜止部材２５，６５が固定されるが、円筒状の磁性体と抜止部材とは一体的に形成されてもよい。また、上記第１の実施の形態では、スリーブ３１の外周に沿って間隙４４を形成する円筒部２１ｂと円筒状の磁性体とは一体的に形成されるが、それぞれ個別に設けられてもよい。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１ないし１６の発明では、スラスト動圧軸受を有し、シャフトとスリーブとの分離を防止するとともに回転する組立体の過浮上を抑制することができるモータの駆動電流を低減することができる。
【００７１】
また、請求項２の発明では、高い回転精度を確保しながらモータを小型化または薄型化することができ、請求項５および１１の発明では、モータ駆動時における界磁用磁石を有する組立体の振動を抑制することができる。
【００７２】
また、請求項６、８および９の発明では、補助磁石と抜止部材との間の磁気的吸引力を効率よく発生させることができる。
【００７３】
また、請求項７および１３の発明では、界磁用磁石の漏れ磁束を低減することができる。
【００７４】
また、請求項１４の発明では、抜止部材と対向部位との間の磁気的吸引力を効率よく発生させることができる。
【００７５】
請求項１７の発明では、高信頼性を有するディスク駆動装置の駆動電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のモータ部を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るモータ部を示す縦断面図である。
【図３】モータ部を拡大して示す図である。
【図４】モータ部の他の例を示す図である。
【図５】モータ部のさらに他の例を示す図である。
【図６】モータ部のさらに他の例を示す図である。
【図７】モータ部のさらに他の例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係るモータ部を示す縦断面図である。
【図９】ディスク駆動装置を示す図である。
【図１０】モータ部のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，８２  モータ部
２，６  ロータ部
３，５  ステータ部
２１ａ，５１  円板部
２１ｂ，５１１  円筒部
２２，５２  シャフト
２２ａ，５２ａ  中心軸
２３，６３  界磁用磁石
２５，２７，６５  抜止部材
２６  シールド板
３１，６１  スリーブ
３２，３２ａ，３２ｂ，５３  ベースプレート
３４，６２  シールキャップ
３５，５４  電機子
３６，５６  補助磁石
３７  補助磁性体
４１〜４５，７１〜７４  間隙
８０  ディスク駆動装置
８１  ハウジング  筐体
８３  記録媒体
８４  アクチュエータ部
８５  アーム
８６  ヘッド
３１１，３１２，３１４，３４１  面
３２１  突起部
ａ１〜ａ４，ｂ２〜ｂ４，ｃ３，ｃ４，ｄ５，ｅ５  幅
【図１】
2004248344.tif 000003
【図２】
2004248344.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004248344.tif 000006
【図５】
2004248344.tif 000007
【図６】
2004248344.tif 000008
【図７】
2004248344.tif 000009
【図８】
2004248344.tif 000010
【図９】
2004248344.tif 000011
【図１０】
2004248344.tif 000012