JPH11285201A - 超小型動圧軸受スピンドルモータ - Google Patents
超小型動圧軸受スピンドルモータInfo
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- JPH11285201A JPH11285201A JP10103528A JP10352898A JPH11285201A JP H11285201 A JPH11285201 A JP H11285201A JP 10103528 A JP10103528 A JP 10103528A JP 10352898 A JP10352898 A JP 10352898A JP H11285201 A JPH11285201 A JP H11285201A
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動圧軸受を用いた従来のスピンドルモータの
構造は、ジャーナル軸受けのほかにスラスト軸受けを有
し、有鉄心コイルを用いているため、超小形化と更に低
消費電力化、回転精度の向上が図れなかった。 【解決手段】 回転子１００には、ヘリングボーン溝が
形成された回転軸１０１と係合するスリーブ１０２の軸
方向の中央部外周に厚み方向に着磁されたリング状永久
磁石１０５が配設され、リング状永久磁石１０５の上下
面には、スリーブ１０２と嵌装するように軸方向に円筒
状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａを有する一対の円板
状上、下ヨーク１０３、１０４が構成され、リング状永
久磁石１０５と円板状上、下ヨーク１０３、１０４間に
形成された空間に、複数群の電機子駆動コイルである第
１のコイル群１０７、第２のコイル群１０８を配設した
ことにより、スリーブ１０２は磁気的に軸方向が保持さ
れてスラスト軸受が不要となる。
構造は、ジャーナル軸受けのほかにスラスト軸受けを有
し、有鉄心コイルを用いているため、超小形化と更に低
消費電力化、回転精度の向上が図れなかった。 【解決手段】 回転子１００には、ヘリングボーン溝が
形成された回転軸１０１と係合するスリーブ１０２の軸
方向の中央部外周に厚み方向に着磁されたリング状永久
磁石１０５が配設され、リング状永久磁石１０５の上下
面には、スリーブ１０２と嵌装するように軸方向に円筒
状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａを有する一対の円板
状上、下ヨーク１０３、１０４が構成され、リング状永
久磁石１０５と円板状上、下ヨーク１０３、１０４間に
形成された空間に、複数群の電機子駆動コイルである第
１のコイル群１０７、第２のコイル群１０８を配設した
ことにより、スリーブ１０２は磁気的に軸方向が保持さ
れてスラスト軸受が不要となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は動圧軸受を用いたス
ピンドルモータに関し、特に超小型化が可能な動圧軸受
スピンドルモータの構造に関するものである。
ピンドルモータに関し、特に超小型化が可能な動圧軸受
スピンドルモータの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の情報処理の端末装置では、映像処
理等に必要な記憶容量の飛躍的な増大に伴って、記憶装
置・ＨＤＤや、記録再生装置・ＤＶＤ等の高速化と高性
能化、入出力装置の高速化のために、レーザプリンタ、
イメージスキャナ用に高速回転と同時に高精度が可能な
スピンドルモータが求められている。例えば、ＨＤＤで
は、１０，０００ｒｐｍ以上、ＮＲＲＯ（Non Repeatab
le Run Out）は約０．０５μｍが要求されるようになっ
て来ている。一方、従来からのスピンドルモータに用い
られてきたボールベアリング軸受では、７，０００ｒｐ
ｍ以上の使用は困難で、振動、騒音、耐久性、回転精度
とも前述の目標が達成できないのが現状である。その結
果、ボールベアリング軸受に代わって、回転軸またはス
リーブのいずれかにいわゆるヘリカル溝またはヘリング
ボーン溝が形成された動圧軸受が用いられるようになっ
てきている。更に、前述の動圧軸受を用いたスピンドル
モータには、一層の小形化、高性能化、省エネルギー化
が要求されている。
理等に必要な記憶容量の飛躍的な増大に伴って、記憶装
置・ＨＤＤや、記録再生装置・ＤＶＤ等の高速化と高性
能化、入出力装置の高速化のために、レーザプリンタ、
イメージスキャナ用に高速回転と同時に高精度が可能な
スピンドルモータが求められている。例えば、ＨＤＤで
は、１０，０００ｒｐｍ以上、ＮＲＲＯ（Non Repeatab
le Run Out）は約０．０５μｍが要求されるようになっ
て来ている。一方、従来からのスピンドルモータに用い
られてきたボールベアリング軸受では、７，０００ｒｐ
ｍ以上の使用は困難で、振動、騒音、耐久性、回転精度
とも前述の目標が達成できないのが現状である。その結
果、ボールベアリング軸受に代わって、回転軸またはス
リーブのいずれかにいわゆるヘリカル溝またはヘリング
ボーン溝が形成された動圧軸受が用いられるようになっ
てきている。更に、前述の動圧軸受を用いたスピンドル
モータには、一層の小形化、高性能化、省エネルギー化
が要求されている。
【０００３】回転軸またはスリーブのいずれかにいわゆ
るヘリカル溝またはヘリングボーン溝が形成された動圧
軸受の構造は公知である。従来からも動圧軸受を用いた
スピンドルモータはその用途に応じて種々提案されてい
る。以下では、小型化、高性能化という観点から、従来
例の幾つかを検討してみる。図８は、特開昭６２ー２７
０８１６号公報（以下文献Ａ）の第１図に相当する動圧
軸受を用いたスピンドルモータの概略図である。図９
は、特開平８ー１６３８１号公報（以下文献Ｂ）の図１
に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概略図
である。図１０は、特開平４ー６９４０４号公報（以下
文献Ｃ）の第１図に相当する動圧軸受を用いたスピンド
ルモータの概略図である。
るヘリカル溝またはヘリングボーン溝が形成された動圧
軸受の構造は公知である。従来からも動圧軸受を用いた
スピンドルモータはその用途に応じて種々提案されてい
る。以下では、小型化、高性能化という観点から、従来
例の幾つかを検討してみる。図８は、特開昭６２ー２７
０８１６号公報（以下文献Ａ）の第１図に相当する動圧
軸受を用いたスピンドルモータの概略図である。図９
は、特開平８ー１６３８１号公報（以下文献Ｂ）の図１
に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概略図
である。図１０は、特開平４ー６９４０４号公報（以下
文献Ｃ）の第１図に相当する動圧軸受を用いたスピンド
ルモータの概略図である。
【０００４】図８によれば、ヘリカルグルーブ２２３
Ａ、２２３Ｂ、ヘリングボーングルーブ２２３Ｃが形成
され、ディスク２２８を搭載したテーブル２２５とモー
タロータ２２６とが固定されている軸２２３は、フレー
ム２２１に固定され、スリーブ２２１Ａと係合してい
る。文献Ａには直接の説明はないが、モータロータ２２
６は、円板状の厚み方向に複数極に着磁された永久磁石
を有し、ロータステータ２２７は鉄基板２５０（本願の
発明者が説明の便宜上記入した符号）上にマグネットワ
イヤが巻線されてコイルが形成されたものである。ま
た、軸２２３はスラスト部材２２２でスラスト軸受け面
２２３Ｄが保持されている。文献Ａで開示されたスピン
ドルモータは、動圧軸受と、鉄基板２５０を有するロー
タステータ２２７と、軸２２３のスラスト部材２２２で
構成されている。
Ａ、２２３Ｂ、ヘリングボーングルーブ２２３Ｃが形成
され、ディスク２２８を搭載したテーブル２２５とモー
タロータ２２６とが固定されている軸２２３は、フレー
ム２２１に固定され、スリーブ２２１Ａと係合してい
る。文献Ａには直接の説明はないが、モータロータ２２
６は、円板状の厚み方向に複数極に着磁された永久磁石
を有し、ロータステータ２２７は鉄基板２５０（本願の
発明者が説明の便宜上記入した符号）上にマグネットワ
イヤが巻線されてコイルが形成されたものである。ま
た、軸２２３はスラスト部材２２２でスラスト軸受け面
２２３Ｄが保持されている。文献Ａで開示されたスピン
ドルモータは、動圧軸受と、鉄基板２５０を有するロー
タステータ２２７と、軸２２３のスラスト部材２２２で
構成されている。
【０００５】図９によれば、ステータ３０４を固持する
ブラケット３０３の中心に嵌装されたシャフト３０５の
貫通孔３０７にヘリングボーン溝を内周に加工したスリ
ーブ３０６を装着して、スリーブ３０６の縮径部３０６
ａにポリゴンミラー３１４を嵌装する。スリーブ３０６
の貫通孔３０７の上方にはプッシュロット３１１が嵌装
され、プッシュロット３１１とシャフト３０５にはスラ
ストプレート（図示せず）が配設される。ロータマグネ
ット３１０を装着したロータ３０８はスリーブ３０６に
固定されて、ステータ３０４と空隙を介して磁気的に係
合する。この文献Ｂで開示されたスピンドルモータは、
有鉄心ステータ３０４と、スラスト受けとしてプッシュ
ロット３１１がシャフト３０５と軸方向に分離されて構
成されている。
ブラケット３０３の中心に嵌装されたシャフト３０５の
貫通孔３０７にヘリングボーン溝を内周に加工したスリ
ーブ３０６を装着して、スリーブ３０６の縮径部３０６
ａにポリゴンミラー３１４を嵌装する。スリーブ３０６
の貫通孔３０７の上方にはプッシュロット３１１が嵌装
され、プッシュロット３１１とシャフト３０５にはスラ
ストプレート（図示せず）が配設される。ロータマグネ
ット３１０を装着したロータ３０８はスリーブ３０６に
固定されて、ステータ３０４と空隙を介して磁気的に係
合する。この文献Ｂで開示されたスピンドルモータは、
有鉄心ステータ３０４と、スラスト受けとしてプッシュ
ロット３１１がシャフト３０５と軸方向に分離されて構
成されている。
【０００６】図１０によれば、ヘリングボーン溝４１２
およびスパイラル状浅溝４１３が加工された回転軸４０
１には、駆動用マグネット４０８を装着したヨーク４０
９がフランジ４０６を介して固定され、更に回転多面鏡
４０７が搭載されている。回転軸４０１は、スリーブ４
０２と係合し、スラスト受けは外筒４０５に装着された
固定板４１９にある圧電素子４１７または保持棒（文献
Ｃの第５図、図示せず）で停止状態のときは支持されて
いる。回転軸４０１の回転と共に、電磁石等の開閉によ
って保持棒が下がり、動圧軸受４１８が形成されたスラ
スト板４１６で回転軸４０１のスラストが支持される。
この文献Ｃで開示されたスピンドルモータは、有鉄心ス
テータ４１０を有し、スラスト受けは動圧軸受４１８が
形成されたスラスト板４１６で形成され、停止状態のと
きは回転軸４０１がスラスト板４１６のほかの保持棒で
支持されて構成されている。
およびスパイラル状浅溝４１３が加工された回転軸４０
１には、駆動用マグネット４０８を装着したヨーク４０
９がフランジ４０６を介して固定され、更に回転多面鏡
４０７が搭載されている。回転軸４０１は、スリーブ４
０２と係合し、スラスト受けは外筒４０５に装着された
固定板４１９にある圧電素子４１７または保持棒（文献
Ｃの第５図、図示せず）で停止状態のときは支持されて
いる。回転軸４０１の回転と共に、電磁石等の開閉によ
って保持棒が下がり、動圧軸受４１８が形成されたスラ
スト板４１６で回転軸４０１のスラストが支持される。
この文献Ｃで開示されたスピンドルモータは、有鉄心ス
テータ４１０を有し、スラスト受けは動圧軸受４１８が
形成されたスラスト板４１６で形成され、停止状態のと
きは回転軸４０１がスラスト板４１６のほかの保持棒で
支持されて構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の各文献に開示さ
れている動圧軸受を用いたスピンドルモータにおいては
以下のような問題があった。先ず、文献Ａでは、（１）
軸２２３はスラスト軸受け面２２３Ｄで受けられている
こと、モータステータ２２７が鉄基板２５０のためモー
タロータ２２６から強い吸引力が働き過大なスラスト荷
重となり、停止摩擦が増加して、環境温度が低いときは
停止状態からの起動が困難でそれを達成しようとすると
消費電力が増加して低消費電力が図れなくなる。（２）
モータステータ２２７が鉄基板２５０のため、モータロ
ータ２２６を高速回転させるときは鉄損が大きくなり電
気機械のエネルギー変換効率を高くできない。（３）ス
ラスト動圧軸受を、ジャーナル動圧軸受のほかに設ける
ので構造が複雑となり小形化が困難である。
れている動圧軸受を用いたスピンドルモータにおいては
以下のような問題があった。先ず、文献Ａでは、（１）
軸２２３はスラスト軸受け面２２３Ｄで受けられている
こと、モータステータ２２７が鉄基板２５０のためモー
タロータ２２６から強い吸引力が働き過大なスラスト荷
重となり、停止摩擦が増加して、環境温度が低いときは
停止状態からの起動が困難でそれを達成しようとすると
消費電力が増加して低消費電力が図れなくなる。（２）
モータステータ２２７が鉄基板２５０のため、モータロ
ータ２２６を高速回転させるときは鉄損が大きくなり電
気機械のエネルギー変換効率を高くできない。（３）ス
ラスト動圧軸受を、ジャーナル動圧軸受のほかに設ける
ので構造が複雑となり小形化が困難である。
【０００８】また、文献Ｂでは、シャフト３０５が固定
され、スリーブ３０６が回転するので小形化ができる構
造であると説明されているが、（１）スラストを別体の
プッシュロット３１１で受けており、構造が複雑で小形
化は困難である。（２）凸極有鉄心ステータ３０４のた
めロータマグネット３１０との磁気エネルギーの回転角
依存性によって、いわゆるデテントトルクが発生しトル
クリップルが生じ、振動、騒音の要因となり回転精度が
出し難い。特に、低消費電力を図るために異方性高エネ
ルギー積磁石を用いる場合は、デテントトルクとトルク
リップルが大きくなる。（４）鉄損が生じ高い変換効率
が得られない。
され、スリーブ３０６が回転するので小形化ができる構
造であると説明されているが、（１）スラストを別体の
プッシュロット３１１で受けており、構造が複雑で小形
化は困難である。（２）凸極有鉄心ステータ３０４のた
めロータマグネット３１０との磁気エネルギーの回転角
依存性によって、いわゆるデテントトルクが発生しトル
クリップルが生じ、振動、騒音の要因となり回転精度が
出し難い。特に、低消費電力を図るために異方性高エネ
ルギー積磁石を用いる場合は、デテントトルクとトルク
リップルが大きくなる。（４）鉄損が生じ高い変換効率
が得られない。
【０００９】また、文献Ｃでは、（１）凸極有鉄心ステ
ータ４１０のため駆動用マグネット４０８との磁気エネ
ルギーの回転角依存性によって、いわゆるデテントトル
クが発生しトルクリップルが生じ、振動、騒音の原因と
なり回転精度が出し難い。特に、低消費電力を図るため
に異方性高エネルギー積磁石を用いる場合は、デテント
トルクとトルクリップルが大きくなる。（２）鉄損が生
じ高い変換効率が得られない。（３）停止時の回転軸４
０１のスラストを受けるために特別に圧電体４１７また
は保持棒が必要であり構造が複雑で小形化ができない。
以上述べて来たことを踏まえて達成される本発明の目的
は、前述の従来例の欠点を除去して、構造簡単で低消費
電力が達成できてコスト／パホーマンスの優れた超小型
動圧軸受スピンドルモータの構成を提案するものであ
る。
ータ４１０のため駆動用マグネット４０８との磁気エネ
ルギーの回転角依存性によって、いわゆるデテントトル
クが発生しトルクリップルが生じ、振動、騒音の原因と
なり回転精度が出し難い。特に、低消費電力を図るため
に異方性高エネルギー積磁石を用いる場合は、デテント
トルクとトルクリップルが大きくなる。（２）鉄損が生
じ高い変換効率が得られない。（３）停止時の回転軸４
０１のスラストを受けるために特別に圧電体４１７また
は保持棒が必要であり構造が複雑で小形化ができない。
以上述べて来たことを踏まえて達成される本発明の目的
は、前述の従来例の欠点を除去して、構造簡単で低消費
電力が達成できてコスト／パホーマンスの優れた超小型
動圧軸受スピンドルモータの構成を提案するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】課題を解決するためにな
された本発明の請求項１記載の超小型動圧軸受スピンド
ルモータの構成は、ハウジングに固定された回転軸と、
該回転軸と潤滑剤が充填されている空隙を介して回転自
在に係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前
記スリーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形
成された動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永
久磁石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電
機子駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたス
ピンドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一
対の両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合
する円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中
央部外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配
設し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装す
るように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料
からなる円板状ヨークを設け、前記永久磁石と前記一対
の円板状ヨーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆
動コイルををほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定
して、前記リング状永久磁石の磁束が前記一対の円板状
ヨーク間に形成された空隙を有する磁気回路と、前記一
対の円筒状ヨークと回転軸とに形成された磁気回路とに
分流するように構成し、前記スリーブが軸方向に磁気的
に保持されたことを特徴とする。
された本発明の請求項１記載の超小型動圧軸受スピンド
ルモータの構成は、ハウジングに固定された回転軸と、
該回転軸と潤滑剤が充填されている空隙を介して回転自
在に係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前
記スリーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形
成された動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永
久磁石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電
機子駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたス
ピンドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一
対の両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合
する円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中
央部外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配
設し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装す
るように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料
からなる円板状ヨークを設け、前記永久磁石と前記一対
の円板状ヨーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆
動コイルををほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定
して、前記リング状永久磁石の磁束が前記一対の円板状
ヨーク間に形成された空隙を有する磁気回路と、前記一
対の円筒状ヨークと回転軸とに形成された磁気回路とに
分流するように構成し、前記スリーブが軸方向に磁気的
に保持されたことを特徴とする。
【００１１】課題を解決するためになされた本発明の請
求項２記載の超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、ハウジングに固定された回転軸と、該回転軸と潤滑
剤が充填されている空隔を介して回転自在に係合するス
リーブと、前記回転軸の外周部または前記スリーブの内
周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成された動圧軸
受を有し、前記スリーブに保持された永久磁石回転子が
前記ハウジングに固定された複数群の電機子駆動コイル
と磁気的に係合するように配設されたスピンドルモータ
において、磁性材料からなる回転軸の一対の両端部に径
大部を設け、該径大部と回転自在に係合する円筒状の非
磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部外周に厚み
方向に着磁されたリング状永久磁石を配設し、前記永久
磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装するように軸方向
に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料からなる円板状
ヨークを設け、前記円板状ヨークの対向する面に薄い円
板状の厚み方向に多極着磁された永久磁石を少なくとも
１個を装着し、該永久磁石と前記円板状ヨーク間に形成
された空隙に複数群の電機子駆動コイルををほぼ平行に
配設して前記ハウジングに固定して、前記リング状永久
磁石の磁束が前記一対の円筒状ヨークと回転軸とに形成
された磁気回路に形成されるように構成し、前記スリー
ブが軸方向に磁気的に保持されたたことを特徴とする。
求項２記載の超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、ハウジングに固定された回転軸と、該回転軸と潤滑
剤が充填されている空隔を介して回転自在に係合するス
リーブと、前記回転軸の外周部または前記スリーブの内
周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成された動圧軸
受を有し、前記スリーブに保持された永久磁石回転子が
前記ハウジングに固定された複数群の電機子駆動コイル
と磁気的に係合するように配設されたスピンドルモータ
において、磁性材料からなる回転軸の一対の両端部に径
大部を設け、該径大部と回転自在に係合する円筒状の非
磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部外周に厚み
方向に着磁されたリング状永久磁石を配設し、前記永久
磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装するように軸方向
に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料からなる円板状
ヨークを設け、前記円板状ヨークの対向する面に薄い円
板状の厚み方向に多極着磁された永久磁石を少なくとも
１個を装着し、該永久磁石と前記円板状ヨーク間に形成
された空隙に複数群の電機子駆動コイルををほぼ平行に
配設して前記ハウジングに固定して、前記リング状永久
磁石の磁束が前記一対の円筒状ヨークと回転軸とに形成
された磁気回路に形成されるように構成し、前記スリー
ブが軸方向に磁気的に保持されたたことを特徴とする。
【００１２】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記複数群の電機子駆動コイルが、相
数に応じて配設され、複数個の円板状または扇型で各コ
イル辺が一磁極ピッチを有する２個以上のコイルで形成
され、前記複数群の電機子コイル相互間が相数に応じて
電気角で約９０度または約１２０度に配設されて、前記
ハウジングに固定されたことを特徴とする。
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記複数群の電機子駆動コイルが、相
数に応じて配設され、複数個の円板状または扇型で各コ
イル辺が一磁極ピッチを有する２個以上のコイルで形成
され、前記複数群の電機子コイル相互間が相数に応じて
電気角で約９０度または約１２０度に配設されて、前記
ハウジングに固定されたことを特徴とする。
【００１３】課題を解決するためになされた本発明の請
求項３における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記複数群の電機子駆動コイルの導体部分が、
メッキまたはエッチングによって形成されたことを特徴
とする。
求項３における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記複数群の電機子駆動コイルの導体部分が、
メッキまたはエッチングによって形成されたことを特徴
とする。
【００１４】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記回転軸と空隔を介して回転自在に
係合するスリーブとの間に磁性流体が充填されているこ
とを特徴とする。
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記回転軸と空隔を介して回転自在に
係合するスリーブとの間に磁性流体が充填されているこ
とを特徴とする。
【００１５】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記リング状磁石または薄い円板状磁
石の最大エネルギー積が２０ＭＧＯｅ以上望ましくは３
０ＭＧＯｅ以上で形成されたことを特徴とする。
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記リング状磁石または薄い円板状磁
石の最大エネルギー積が２０ＭＧＯｅ以上望ましくは３
０ＭＧＯｅ以上で形成されたことを特徴とする。
【００１６】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記スリーブの上端部に回転負荷物体
を配設したこと特徴とする。
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記スリーブの上端部に回転負荷物体
を配設したこと特徴とする。
【００１７】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記回転負荷物体が多面鏡であること
を特徴とする。
求項１または２における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記回転負荷物体が多面鏡であること
を特徴とする。
【００１８】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記円板状ヨークが、回転子の極対数に相当す
る複数個の扇型の、一磁極ピッチずつ間隔を設けて配設
された窓穴を有することを特徴とする。
求項１における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記円板状ヨークが、回転子の極対数に相当す
る複数個の扇型の、一磁極ピッチずつ間隔を設けて配設
された窓穴を有することを特徴とする。
【００１９】課題を解決するためになされた本発明の請
求項１における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記円板状ヨークの扇型の窓穴が、ほぼ直径方
向に延長された直線部と、前記円板状ヨークの外周に沿
った内周部と、前記リング状永久磁石の外周部に沿った
内周部とで形成されたことを特徴とする。
求項１における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記円板状ヨークの扇型の窓穴が、ほぼ直径方
向に延長された直線部と、前記円板状ヨークの外周に沿
った内周部と、前記リング状永久磁石の外周部に沿った
内周部とで形成されたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて説明する。各図面において、図１は、
本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第１の実施
例の要部断面図である。図２は、図１の本発明の超小型
動圧軸受スピンドルモータの上面図である。図３は、図
２の円板状上ヨークの詳細上面図である。図４は、図３
のＡーＡ線断面図である。図５は、本発明の超小型動圧
軸受スピンドルモータの他の動圧軸受構造である。図６
は、本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第２の
実施例の要部断面図である。図７は、本発明の超小型動
圧軸受スピンドルモータの他の電機子駆動コイルの構成
図である。
を図面に基づいて説明する。各図面において、図１は、
本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第１の実施
例の要部断面図である。図２は、図１の本発明の超小型
動圧軸受スピンドルモータの上面図である。図３は、図
２の円板状上ヨークの詳細上面図である。図４は、図３
のＡーＡ線断面図である。図５は、本発明の超小型動圧
軸受スピンドルモータの他の動圧軸受構造である。図６
は、本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第２の
実施例の要部断面図である。図７は、本発明の超小型動
圧軸受スピンドルモータの他の電機子駆動コイルの構成
図である。
【００２１】図１、図２において、磁性材料からなる回
転軸１０１の両端部は径大部１０１ａが形成され、径大
部１０１ａにはヘリカル溝またはヘリングボーン溝１１
０ａがエッチング、機械加工等によって加工され回転軸
１０１の一端はハウジング１０６にカシメ等で固定され
ている。回転軸１０１には、回転に伴って発生する潤滑
剤等に含まれている空気泡を抜くための空気孔１０１ｂ
が回転軸１０１の中心と側面との間に設けられている
が、スリーブ１０２の内周の軸方向に設けてもよい。径
大部１０１ａとは空隙１１４を介して係合する回転自在
に形成され挿入された非磁性材料からなり先端部に中空
円板状のシール板１１１を配設したスリーブ１０２が設
けられる。前述のスリーブ１０２は非磁性ステンレス材
またはアルミナ等のセラミックスで形成してもよい。回
転子１００は、スリーブ１０２の軸方向の中央部外周に
厚み方向に着磁されたリング状永久磁石１０５を配設
し、リング状永久磁石１０５の上下面に、スリーブ１０
２と嵌装するように軸方向に延長された円筒状上、下ヨ
ーク１０３ａ、１０４ａを有する一対の磁性材料からな
る円板状上ヨーク１０３、円板状下ヨーク１０４が設け
らて構成される。リング状永久磁石１０５と前記一対の
円板状上、下ヨーク１０３、１０４間に形成された空隙
に、サポート板１１２ａに固定された複数群の電機子駆
動コイルである第１のコイル群１０７、第２のコイル群
１０８は平行に配設されてハウジング１０６にコイルサ
ポート１１２によって支持されハウジング１０６に固定
される。サポート板１１２ａは、合成樹脂または導電性
の低い金属例えばＭｇ合金でもよく、薄いリング状また
は複数群の電機子駆動コイルに合わせて分割されてもよ
い。第１のコイル群１０７および第２のコイル群１０８
は、夫々円板状に巻線されたコイル１０７ａ、１０７ｂ
および１０８ａ、１０８ｂから形成される。また、コイ
ル１０７ａ、１０７ｂおよび１０８ａ 、１０８ｂの形
状は扇型でもよく、巻線によらないメッキまたはエッチ
ングで形成されたものでもよい。リング状永久磁石１０
５の磁束が前記一対の円板状上、下ヨーク１０３、１０
４に形成された空隙を有する第１の磁気回路１２０と、
一対の円筒状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａとに形成
された第２の磁気回路１２１と更に第２の磁気回路１２
１から枝別れしてリング状永久磁石１０５の磁束が一対
の円筒状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａとシールド板
１１１、空隙１１４を介して回転軸１０１との間に形成
される第３の磁気回路１２２とに分流するように構成さ
れる。回転子１００の駆動力は、第１の磁気回路１２０
で形成される。スリーブ１０２は、回転軸１０１の径大
部１０１ａとの間で形成される第２の磁気回路１２１の
磁気エネルギーが最小になるように軸方向に磁気的に保
持される。シール板１１１は、第３の磁気回路１２２に
よって、潤滑材として磁性流体を用いたとき磁性流体潤
滑剤の上面への流出を磁気的に保持して防止する。リン
グ状永久磁石１０５のエネルギー積は、異方性希土類Ｎ
ｄＦｅＢボンド磁石なら２０ＭＧＯｅ、異方性希土類Ｎ
ｄＦｅＢ焼結磁石なら５０ＭＧＯｅに達し実用に供され
ている。本実施例においては、２０ＭＧＯe以上あれば
十分実用に供することができるが、３０ＭＧＯｅ以上の
永久磁石であれば更に一層の低消費電力化等の効果を得
ることができる。また、スリーブ１０２の上端部には回
転負荷物体として多面鏡１０９が搭載されている。
転軸１０１の両端部は径大部１０１ａが形成され、径大
部１０１ａにはヘリカル溝またはヘリングボーン溝１１
０ａがエッチング、機械加工等によって加工され回転軸
１０１の一端はハウジング１０６にカシメ等で固定され
ている。回転軸１０１には、回転に伴って発生する潤滑
剤等に含まれている空気泡を抜くための空気孔１０１ｂ
が回転軸１０１の中心と側面との間に設けられている
が、スリーブ１０２の内周の軸方向に設けてもよい。径
大部１０１ａとは空隙１１４を介して係合する回転自在
に形成され挿入された非磁性材料からなり先端部に中空
円板状のシール板１１１を配設したスリーブ１０２が設
けられる。前述のスリーブ１０２は非磁性ステンレス材
またはアルミナ等のセラミックスで形成してもよい。回
転子１００は、スリーブ１０２の軸方向の中央部外周に
厚み方向に着磁されたリング状永久磁石１０５を配設
し、リング状永久磁石１０５の上下面に、スリーブ１０
２と嵌装するように軸方向に延長された円筒状上、下ヨ
ーク１０３ａ、１０４ａを有する一対の磁性材料からな
る円板状上ヨーク１０３、円板状下ヨーク１０４が設け
らて構成される。リング状永久磁石１０５と前記一対の
円板状上、下ヨーク１０３、１０４間に形成された空隙
に、サポート板１１２ａに固定された複数群の電機子駆
動コイルである第１のコイル群１０７、第２のコイル群
１０８は平行に配設されてハウジング１０６にコイルサ
ポート１１２によって支持されハウジング１０６に固定
される。サポート板１１２ａは、合成樹脂または導電性
の低い金属例えばＭｇ合金でもよく、薄いリング状また
は複数群の電機子駆動コイルに合わせて分割されてもよ
い。第１のコイル群１０７および第２のコイル群１０８
は、夫々円板状に巻線されたコイル１０７ａ、１０７ｂ
および１０８ａ、１０８ｂから形成される。また、コイ
ル１０７ａ、１０７ｂおよび１０８ａ 、１０８ｂの形
状は扇型でもよく、巻線によらないメッキまたはエッチ
ングで形成されたものでもよい。リング状永久磁石１０
５の磁束が前記一対の円板状上、下ヨーク１０３、１０
４に形成された空隙を有する第１の磁気回路１２０と、
一対の円筒状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａとに形成
された第２の磁気回路１２１と更に第２の磁気回路１２
１から枝別れしてリング状永久磁石１０５の磁束が一対
の円筒状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａとシールド板
１１１、空隙１１４を介して回転軸１０１との間に形成
される第３の磁気回路１２２とに分流するように構成さ
れる。回転子１００の駆動力は、第１の磁気回路１２０
で形成される。スリーブ１０２は、回転軸１０１の径大
部１０１ａとの間で形成される第２の磁気回路１２１の
磁気エネルギーが最小になるように軸方向に磁気的に保
持される。シール板１１１は、第３の磁気回路１２２に
よって、潤滑材として磁性流体を用いたとき磁性流体潤
滑剤の上面への流出を磁気的に保持して防止する。リン
グ状永久磁石１０５のエネルギー積は、異方性希土類Ｎ
ｄＦｅＢボンド磁石なら２０ＭＧＯｅ、異方性希土類Ｎ
ｄＦｅＢ焼結磁石なら５０ＭＧＯｅに達し実用に供され
ている。本実施例においては、２０ＭＧＯe以上あれば
十分実用に供することができるが、３０ＭＧＯｅ以上の
永久磁石であれば更に一層の低消費電力化等の効果を得
ることができる。また、スリーブ１０２の上端部には回
転負荷物体として多面鏡１０９が搭載されている。
【００２２】図１、図２について、更に詳細に説明す
る。本発明の回転子１００は、円板状上ヨーク１０３
と、円板状下ヨーク１０４を上下対向させたほぼ同一の
形状で構成される。従って、以下では、円板状上ヨーク
１０３について説明する。円板状上ヨーク１０３は、扇
型に窓抜きされた上ヨーク窓１０３ｂと、相隣れる上ヨ
ーク窓枠１０３ｃとで構成される。上ヨーク窓枠１０３
ｃは同一極性の磁極を形成し、ほぼ直径方向に延長され
た直線部１０３ｅと、前記円板状上ヨーク１０３の外周
に沿った内周部１０３ｆ、前記リング状永久磁石１０５
の外周部１０５ａに沿った内周部とで形成され、また上
ヨーク窓１０３ｂは同一極性の異磁極性磁極が省略され
ている。即ち、相隣れる上ヨーク窓枠１０３ｃがＮ極な
らば、窓抜きされた上ヨーク窓１０３ｂはＳ極が省略さ
れたことになる。図２では、回転子１００は８磁極構成
であるが、これに限定されるものではない。上ヨーク窓
枠１０３ｃは機械的強度を得るためにヨークリング１０
３ｄで接続されているが機械的強度が十分ならばヨーク
リング１０３ｄは削除してもよい。第１のコイル群１０
７を形成するコイル１０７ａ、１０７ｂは、全体の外形
がほぼ１磁極ピッチ、即ち電機角１８０度（機械角＝１
８０／４＝４５度）になるように各コイル辺１０７ａ
１、１０７ａ２および１０７ｂ１、１０７ｂ２が形成さ
れる。同様に第２のコイル群１０８を形成するコイル１
０８ａ、１０８ｂは、全体の外形がほぼ１磁極ピッチ、
即ち電機角１８０度（機械角＝１８０／４＝４５度）に
なるように各コイル辺１０８ａ１、１０８ａ２および１
０８ｂ１、１０８ｂ２が形成される。そして、第１のコ
イル群１０７と、第２のコイル群１０８とは電気角で９
０度（機械角＝９０／４＝２２．５度）離れる用に配設
される。本発明実施例では、８磁極、２相モータとして
構成されているが、これに限定されず例えば３相モータ
としてコイル数、コイル配置を選択してもよい。この場
合は、駆動制御方式の仕様によって、サポート板１１２
ａにはホール素子を配設して、全波または半波駆動とし
てよく、またホール素子を設けずセンサレス駆動制御と
してもよい。
る。本発明の回転子１００は、円板状上ヨーク１０３
と、円板状下ヨーク１０４を上下対向させたほぼ同一の
形状で構成される。従って、以下では、円板状上ヨーク
１０３について説明する。円板状上ヨーク１０３は、扇
型に窓抜きされた上ヨーク窓１０３ｂと、相隣れる上ヨ
ーク窓枠１０３ｃとで構成される。上ヨーク窓枠１０３
ｃは同一極性の磁極を形成し、ほぼ直径方向に延長され
た直線部１０３ｅと、前記円板状上ヨーク１０３の外周
に沿った内周部１０３ｆ、前記リング状永久磁石１０５
の外周部１０５ａに沿った内周部とで形成され、また上
ヨーク窓１０３ｂは同一極性の異磁極性磁極が省略され
ている。即ち、相隣れる上ヨーク窓枠１０３ｃがＮ極な
らば、窓抜きされた上ヨーク窓１０３ｂはＳ極が省略さ
れたことになる。図２では、回転子１００は８磁極構成
であるが、これに限定されるものではない。上ヨーク窓
枠１０３ｃは機械的強度を得るためにヨークリング１０
３ｄで接続されているが機械的強度が十分ならばヨーク
リング１０３ｄは削除してもよい。第１のコイル群１０
７を形成するコイル１０７ａ、１０７ｂは、全体の外形
がほぼ１磁極ピッチ、即ち電機角１８０度（機械角＝１
８０／４＝４５度）になるように各コイル辺１０７ａ
１、１０７ａ２および１０７ｂ１、１０７ｂ２が形成さ
れる。同様に第２のコイル群１０８を形成するコイル１
０８ａ、１０８ｂは、全体の外形がほぼ１磁極ピッチ、
即ち電機角１８０度（機械角＝１８０／４＝４５度）に
なるように各コイル辺１０８ａ１、１０８ａ２および１
０８ｂ１、１０８ｂ２が形成される。そして、第１のコ
イル群１０７と、第２のコイル群１０８とは電気角で９
０度（機械角＝９０／４＝２２．５度）離れる用に配設
される。本発明実施例では、８磁極、２相モータとして
構成されているが、これに限定されず例えば３相モータ
としてコイル数、コイル配置を選択してもよい。この場
合は、駆動制御方式の仕様によって、サポート板１１２
ａにはホール素子を配設して、全波または半波駆動とし
てよく、またホール素子を設けずセンサレス駆動制御と
してもよい。
【００２３】図３、図４において、円板状上ヨーク１０
３の上ヨーク窓枠１０３ｃは、円板状下ヨーク１０４の
下ヨーク窓枠１０４ｃ（図省略）と対向している磁極
に、段差１０３ｃ１を設けて空隙を狭めることによって
磁気回路の能率を向上させる構成としたものである。
３の上ヨーク窓枠１０３ｃは、円板状下ヨーク１０４の
下ヨーク窓枠１０４ｃ（図省略）と対向している磁極
に、段差１０３ｃ１を設けて空隙を狭めることによって
磁気回路の能率を向上させる構成としたものである。
【００２４】図５は、ヘリングボーン溝１１５をスリー
ブ１０２の両端部側の内周に形成したものであり、回転
軸１０１には当然ヘリングボーン溝は形成しない構成
で、その他の構成は図１と同様なので、重複した説明は
省略する。
ブ１０２の両端部側の内周に形成したものであり、回転
軸１０１には当然ヘリングボーン溝は形成しない構成
で、その他の構成は図１と同様なので、重複した説明は
省略する。
【００２５】図６において、回転子２００は円板状上、
下ヨーク１０３、１０４の対向する面に薄い円板状の厚
み方向に多極着磁された薄膜多極永久磁石１１６を少な
くとも１個を装着して構成するものである。この場合、
円板状ヨークは図示しないが窓抜きする必要はない。薄
膜多極永久磁石１１６は、希土類磁石例えばＮｄＦｅＢ
磁石をスパッタリング、機械加工等で３０〜５００μｍ
に形成される。薄膜多極永久磁石１１６は、例えば高ト
ルクが必要な製品の仕様のよっては円板状上、下ヨーク
１０３、１０４の対向する両面に一対装着されてもよ
く、回転子２００を駆動する磁気回路１２３を形成す
る。リング状永久磁石１０５は、潤滑剤１１３を保持す
るだけでよく薄肉でよく、磁気回路１２４を形成する。
ヘリングボーン溝１１５がスリーブ１０２の両端の内周
部に形成され、このスリーブ１０２は空隙１１４に注入
されている潤滑剤１１３を介して回転軸１０１の径大部
１０１ａと係合する。
下ヨーク１０３、１０４の対向する面に薄い円板状の厚
み方向に多極着磁された薄膜多極永久磁石１１６を少な
くとも１個を装着して構成するものである。この場合、
円板状ヨークは図示しないが窓抜きする必要はない。薄
膜多極永久磁石１１６は、希土類磁石例えばＮｄＦｅＢ
磁石をスパッタリング、機械加工等で３０〜５００μｍ
に形成される。薄膜多極永久磁石１１６は、例えば高ト
ルクが必要な製品の仕様のよっては円板状上、下ヨーク
１０３、１０４の対向する両面に一対装着されてもよ
く、回転子２００を駆動する磁気回路１２３を形成す
る。リング状永久磁石１０５は、潤滑剤１１３を保持す
るだけでよく薄肉でよく、磁気回路１２４を形成する。
ヘリングボーン溝１１５がスリーブ１０２の両端の内周
部に形成され、このスリーブ１０２は空隙１１４に注入
されている潤滑剤１１３を介して回転軸１０１の径大部
１０１ａと係合する。
【００２６】図７は、３相コイルの配置を示すもので、
３相コイル群１１７、３相コイル群１１８、３相コイル
群１１９は電気角１２０度でリング状のサポート板１１
２ａ上に配設される。陽極処理したアルミ材または樹脂
等で形成されたサポート板１１２ａは薄板中空円板で一
体成型されてもよく、また複数個に分割形成されてもよ
い。若しも一体成型されたサポート板１１２ａを用いる
なら、回転子１００を組み立てるときに、円板状上、下
ヨーク１０３、１０４の空隙に挟むようにすればよい。
各コイル１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１
１９ａ、１１９ｂの関係は既に説明した内容と同様なの
で省略する。
３相コイル群１１７、３相コイル群１１８、３相コイル
群１１９は電気角１２０度でリング状のサポート板１１
２ａ上に配設される。陽極処理したアルミ材または樹脂
等で形成されたサポート板１１２ａは薄板中空円板で一
体成型されてもよく、また複数個に分割形成されてもよ
い。若しも一体成型されたサポート板１１２ａを用いる
なら、回転子１００を組み立てるときに、円板状上、下
ヨーク１０３、１０４の空隙に挟むようにすればよい。
各コイル１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１
１９ａ、１１９ｂの関係は既に説明した内容と同様なの
で省略する。
【００２７】上述の本発明の説明では、潤滑剤として磁
性流体を用いることを中心にしてきたが、通常の潤滑剤
を用いる場合でも、本発明の超小型動圧軸受スピンドル
モータに適用することができる。図１、図５、図６でシ
ール板１１１の内面に撥油剤を塗布するならば通常の潤
滑剤を用いることができる。
性流体を用いることを中心にしてきたが、通常の潤滑剤
を用いる場合でも、本発明の超小型動圧軸受スピンドル
モータに適用することができる。図１、図５、図６でシ
ール板１１１の内面に撥油剤を塗布するならば通常の潤
滑剤を用いることができる。
【００２８】図１、図２から分かるように、本発明の第
１の超小型動圧軸受スピンドルモータは、電機子駆動コ
イルが空芯コイルなので、デテントトルクが生じず、回
転ムラの要因が排除されている。また、リング状永久磁
石１０５のみで、共通の磁気回路、即ちスピンドルモー
タを駆動するための回転子１００の第１の磁気回路１２
０と、円筒状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａと回転軸
１０１の径大部１０１ａで第２の磁気回路１２１が形成
されるので、その磁気エネルギーの軸方向の変分によっ
て生じる力でスリーブ１０２の軸方向が保持され、回転
子１００が前述の説明から分かるように軽量に構成でき
ることも作用してスラスト軸受けが不要である。
１の超小型動圧軸受スピンドルモータは、電機子駆動コ
イルが空芯コイルなので、デテントトルクが生じず、回
転ムラの要因が排除されている。また、リング状永久磁
石１０５のみで、共通の磁気回路、即ちスピンドルモー
タを駆動するための回転子１００の第１の磁気回路１２
０と、円筒状上、下ヨーク１０３ａ、１０４ａと回転軸
１０１の径大部１０１ａで第２の磁気回路１２１が形成
されるので、その磁気エネルギーの軸方向の変分によっ
て生じる力でスリーブ１０２の軸方向が保持され、回転
子１００が前述の説明から分かるように軽量に構成でき
ることも作用してスラスト軸受けが不要である。
【００２９】図６から、本発明の第２の超小型動圧軸受
スピンドルモータは、電機子駆動コイルが空芯コイルな
ので、デテントトルクが生じず、回転ムラの要因が排除
されている。また、リング状永久磁石１０５と回転子２
００は薄膜多極磁石１１６を用いているのみで、スピン
ドルモータを駆動するための回転子２００の磁気回路１
２３と、円筒状上ヨーク１０３ａ、円筒状下ヨーク１０
４ａと回転軸１０１の径大部１０１ａで磁気回路１２４
が形成されるので、その磁気エネルギーの軸方向の変分
によって生じる力でスリーブ１０２の軸方向が保持さ
れ、回転子２００が前述の説明から分かるように軽量に
構成できることも作用してスラスト軸受けが不要であ
る。
スピンドルモータは、電機子駆動コイルが空芯コイルな
ので、デテントトルクが生じず、回転ムラの要因が排除
されている。また、リング状永久磁石１０５と回転子２
００は薄膜多極磁石１１６を用いているのみで、スピン
ドルモータを駆動するための回転子２００の磁気回路１
２３と、円筒状上ヨーク１０３ａ、円筒状下ヨーク１０
４ａと回転軸１０１の径大部１０１ａで磁気回路１２４
が形成されるので、その磁気エネルギーの軸方向の変分
によって生じる力でスリーブ１０２の軸方向が保持さ
れ、回転子２００が前述の説明から分かるように軽量に
構成できることも作用してスラスト軸受けが不要であ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、動圧軸受を用いたスピ
ンドルモータの構造が簡単でスラスト軸受けが不要であ
り、直径２０ｍｍ以下で厚み１０ｍｍ以下の超小型動圧
軸受スピンドルモータが実現できる。例えば、回転軸直
径を１〜２ｍｍ、回転子外径を１０〜２０ｍｍ、全体の
厚みを２〜１０ｍｍ以下に構成することができる。
ンドルモータの構造が簡単でスラスト軸受けが不要であ
り、直径２０ｍｍ以下で厚み１０ｍｍ以下の超小型動圧
軸受スピンドルモータが実現できる。例えば、回転軸直
径を１〜２ｍｍ、回転子外径を１０〜２０ｍｍ、全体の
厚みを２〜１０ｍｍ以下に構成することができる。
【００３１】また、本発明によれば、電機子駆動コイル
は空芯であるからデテントトルクがなくトルクリップル
が小さく回転ムラは生ぜず鉄損もなく低消費電力で回転
精度の高い超小型動圧軸受スピンドルモータが実現でき
る。
は空芯であるからデテントトルクがなくトルクリップル
が小さく回転ムラは生ぜず鉄損もなく低消費電力で回転
精度の高い超小型動圧軸受スピンドルモータが実現でき
る。
【００３２】また、本発明によれば、高エネルギー積の
例えば２０ＭＧＯｅ以上望ましくは３０ＭＧＯｅ以上の
永久磁石を少量用いて大幅にトルク定数を増加させて低
消費電力化を図り、モータのコスト／パホーマンスを向
上させることができる。
例えば２０ＭＧＯｅ以上望ましくは３０ＭＧＯｅ以上の
永久磁石を少量用いて大幅にトルク定数を増加させて低
消費電力化を図り、モータのコスト／パホーマンスを向
上させることができる。
【００３３】また、本発明によれば、超小型イメージス
キャナ、超小型ロータリー記憶装置等に用いて効果的で
ある。
キャナ、超小型ロータリー記憶装置等に用いて効果的で
ある。
【図１】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第
１の実施例の要部断面図である。
１の実施例の要部断面図である。
【図２】図１の本発明の超小型動圧軸受スピンドルモー
タの上面図である。
タの上面図である。
【図３】図２の円板状上ヨークの詳細上面図である。
【図４】図３のＡーＡ線断面図である。
【図５】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの他
の動圧軸受構造である。
の動圧軸受構造である。
【図６】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第
２の実施例の要部断面図である。
２の実施例の要部断面図である。
【図７】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの他
の電機子駆動コイルの構成図である。
の電機子駆動コイルの構成図である。
【図８】特開昭６２ー２７０８１６号公報（文献Ａ）の
第１図に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの
概略図である。
第１図に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの
概略図である。
【図９】特開平８ー１６３８１号公報（文献Ｂ）の図１
に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概略図
である。
に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概略図
である。
【図１０】特開平４ー６９４０４号公報（文献Ｃ）の第
１図に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概
略図である。
１図に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概
略図である。
１００ 回転子 １０１ 回転軸 １０１ａ 径大部 １０１ｂ 空気孔 １０２ スリーブ １０３ 円板状上ヨーク １０３ａ 円筒状上ヨーク １０４ 円板状下ヨーク １０４ａ 円筒状下ヨーク １０５ リング状永久磁石 １０６ ハウジング １０７ 第１のコイル群 １０８ 第２のコイル群 １０９ 多面鏡 １１０ａ ヘリングボーン溝 １１１ シール板 １１２ コイルサポート １１３ 潤滑剤 １１４ 空隙 １２０ 第１の磁気回路 １２１ 第２の磁気回路 １２２ 第３の磁気回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｆ１６Ｃ 17/02 Ｆ１６Ｃ 17/02 Ａ
Claims (11)
- 【請求項１】 ハウジングに固定された回転軸と、該回
転軸と潤滑剤が充填されている空隔を介して回転自在に
係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前記ス
リーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成さ
れた動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永久磁
石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電機子
駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたスピン
ドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一対の
両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合する
円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部
外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配設
し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装する
ように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料か
らなる円板状ヨークを設け、前記永久磁石と前記一対の
円板状ヨーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆動
コイルををほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定し
て、前記リング状永久磁石の磁束が前記一対の円板状ヨ
ーク間に形成された空隙を有する磁気回路と、前記一対
の円筒状ヨークと前記空隙を介して回転軸とに形成され
た磁気回路とに分流するように構成し、前記スリーブが
軸方向に磁気的に保持されたことを特徴とする超小型動
圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項２】 ハウジングに固定された回転軸と、該回
転軸と潤滑剤が充填されている空隔を介して回転自在に
係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前記ス
リーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成さ
れた動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永久磁
石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電機子
駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたスピン
ドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一対の
両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合する
円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部
外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配設
し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装する
ように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料か
らなる円板状ヨークを設け、前記円板状ヨークの対向す
る面に薄い円板状の厚み方向に多極着磁された永久磁石
を少なくとも１個を装着し、該永久磁石と前記円板状ヨ
ーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆動コイルを
をほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定して、前記
リング状永久磁石の磁束が前記一対の円筒状ヨークと回
転軸とに形成された磁気回路に形成されるように構成
し、前記スリーブが軸方向に磁気的に保持されたたこと
を特徴とする超小型動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項３】 前記複数群の電機子駆動コイルは、相数
に応じて配設され、複数個の円板状または扇型で各コイ
ル辺が一磁極ピッチを有する２個以上のコイルで形成さ
れ、更に前記複数群の電機子コイル相互間は相数に応じ
て電気角で約９０度または約１２０度に配設され、前記
ハウジングに固定されたことを特徴とする請求項１また
は２に記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項４】 前記複数群の電機子駆動コイルの導体部
分が、メッキまたはエッチングによって形成されたこと
を特徴とする請求項３に記載の超小型動圧軸受スピンド
ルモータ。 - 【請求項５】 前記回転軸と空隔を介して回転自在に係
合するスリーブとの間に磁性流体が充填されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の超小型動圧軸受
スピンドルモータ。 - 【請求項６】 前記リング状永久磁石または薄い円板状
永久磁石の最大エネルギー積が２０ＭＧＯｅ以上望まし
くは３０ＭＧＯｅ以上で形成されたことを特徴とする請
求項１または２に記載の超小型動圧軸受スピンドルモー
タ。 - 【請求項７】 前記スリーブの上端部に回転負荷物体を
配設したこと特徴とする請求項１または２に記載の超小
型動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項８】 前記回転負荷物体が多面鏡であることを
特徴とする請求項１または２に記載の超小型動圧軸受ス
ピンドルモータ。 - 【請求項９】 前記円板状ヨークは、回転子の極対数に
相当する複数個の扇型の、一磁極ピッチずつ間隔を設け
て配設された窓穴を有することを特徴とする請求項１に
記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項１０】 前記円板状ヨークの扇型の窓穴が、ほ
ぼ直径方向に延長された直線部と、前記円板状ヨークの
外周に沿った内周部と、前記リング状永久磁石の外周部
に沿った内周部とで形成されたことを特徴とする請求項
９に記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項１１】 前記一磁極ピッチずつ間隔を設けて配
設された窓穴と相隣れるヨーク枠が、前記一対の円板状
ヨーク間の空隙が狭まるように段差を形成して対向する
ように配設したことを特徴とする請求項９または１０に
記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10103528A JPH11285201A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 超小型動圧軸受スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10103528A JPH11285201A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 超小型動圧軸受スピンドルモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11285201A true JPH11285201A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=14356411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10103528A Pending JPH11285201A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 超小型動圧軸受スピンドルモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11285201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020045670A (ko) * | 2000-12-09 | 2002-06-20 | 이형도 | 스핀들 모터 |
| JP2009273214A (ja) * | 2008-05-03 | 2009-11-19 | Tokyo Univ Of Science | ベアリングレスモータ及び該ベアリングレスモータを搭載した人工心臓、血液ポンプ、人工心肺、ポンプ、ファン、ブロワ、コンプレッサ、アクチュエータ、リアクションホイール、フライホイール、揺動ステージ |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10103528A patent/JPH11285201A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020045670A (ko) * | 2000-12-09 | 2002-06-20 | 이형도 | 스핀들 모터 |
| JP2009273214A (ja) * | 2008-05-03 | 2009-11-19 | Tokyo Univ Of Science | ベアリングレスモータ及び該ベアリングレスモータを搭載した人工心臓、血液ポンプ、人工心肺、ポンプ、ファン、ブロワ、コンプレッサ、アクチュエータ、リアクションホイール、フライホイール、揺動ステージ |
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