JP2005195180A - 動圧型焼結含油軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング外への潤滑油の漏出による軸受性能の低下を確実に、かつ低コストに防止する。
【解決手段】ハウジング１ｂは、一端が開口され、他端が閉塞されている。ハウジング１ｂの内径部には動圧型焼結含油軸受１ａが内装されている。軸２は、動圧型焼結含油軸受１ａにより非接触支持される。ハウジング１ｂの一端側開口部にシールワッシャ２０が装着され、シールワッシャ２０の内周面は軸２の外周面に近接している。シールワッシャ２０により、ハウジング１ｂの一端側開口部がシールされる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、高回転精度、高速安定性、高耐久性などに優れた特徴を有する動圧型焼結含油軸受および当該軸受ユニットに関し、特に情報機器におけるスピンドルモータ、例えばＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＨＤＤなどの磁気ディスクを駆動するモータ、あるいはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータなどのスピンドル支持用として好適なものである。

上記情報機器類のスピンドルモータには、高回転精度の他、さらなる高速化、低コスト化、低騒音化などが求められているが、これらの要求性能を決定づける構成要素の一つにモータのスピンドルを支持する軸受がある。従来では、この軸受としてボールベアリングか一般的な真円型の焼結含油軸受が用いられている。

しかしながら、この種のスピンドルモータは８０００〜１００００ｒｐｍ程度、特にＬＢＰに使用されるポリゴンスキャナモータでは、数万ｒｐｍの高速で使用される場合が多く、また、軸振れ、ＮＲＲＯ、ジッタなどの回転精度も考慮する必要があるため、ボールベアリングや焼結含油軸受では上記要求性能を満足することが難しくなっている。

以上の観点から、近年ではこの種の軸受として動圧型の焼結含油軸受を使用することが検討されている。この軸受は、焼結金属製の軸受本体に潤滑油または潤滑グリースを含浸させ、軸受面に設けた動圧溝の動圧効果で軸受隙間に潤滑油膜を形成してスピンドルを非接触支持するもので、上記要求性能にも十分に対応できる。

ところが、この軸受本体をハウジングに組み込んで縦軸姿勢で使用する場合には、モータ駆動時の圧力発生や熱膨張によって軸受本体から滲み出した油が軸受隙間内で飽和し、軸受隙間外へ漏れ出すおそれがある。図１６に示すように、軸受本体10の下方へ漏れ出た油16は、ハウジング1bの底部に溜まるが、軸受本体10の下面10ｆとハウジング1b底面との間の隙間14’が広いと軸受本体10は溜まった油16と接触しなくなる。モータが停止すると温度が下がり、軸受本体10の表面に付着した油は毛細管現象によって再び軸受本体10内部に吸収されるが、軸受本体10と接触しない油は二度と戻らず、これが繰り返されることによって潤滑油不足に至り、軸受性能の低下を招くおそれがある。潤滑油不足になると軸受隙間に形成された潤滑油膜中に空気が巻き込まれるようになり、本来の動圧効果が減じられてラジアル剛性が低下する一方、不安定な振動が発生するようになり、回転精度が悪化する。

以上の対策としては、隙間14’を予め潤滑油で満たしておくのが最も簡単であるが、これではスピンドル姿勢の変化（例えば上下逆向きにした場合）によって軸受本体10の反対側の端面から潤滑油が漏れ、周囲を汚染するおそれがある。

対策として接触シールの使用も考えられるが、トルクの上昇や変動等の要因となるので高精度の回転性能が要求される情報機器用のスピンドルモータには不向きである。図１７に示すような複雑なラビリンスシールを構成すれば油漏れ防止に一定の効果が認められるが、部品点数が多く、組立も極めて複雑なものとなるので、コストアップにつながる。

そこで、本発明は、ハウジング外への潤滑油の漏出による軸受性能の低下を確実に、かつ低コストに防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、焼結金属で形成され、かつ軸の外周面と軸受隙間を介して対向するラジアル軸受面を備えた軸受本体に潤滑油または潤滑グリースを含浸させてなり、軸と軸受本体との相対回転で生じる動圧作用により軸を非接触支持する動圧型焼結含油軸受と、一端が開口で他端が閉塞され、内径部に上記動圧型焼結含油軸受が内装されたハウジングと、軸をスラスト支持するスラスト軸受部とを備える動圧型焼結含油軸受ユニットにおいて、ハウジングの一端側開口部を、内周面を軸の外周面に近接させたシールワッシャでシールした構成を提供する。シールワッシャの内周面と軸の外周面との間の隙間で生じる毛細管効果により当該隙間からの油漏れを防止することができる。

十分な毛細管効果を得るためには、シールワッシャの内周面と軸の外周面との間の隙間を０．１mm以下に設定するのが望ましい。また、軸の外周面のうち、少なくともシールワッシャの内周面との対向部を含む領域に撥油剤を塗布しておけば、油漏れをより確実に防止することができる。

シールワッシャとシールワッシャに対向する軸受端面との間の隙間は、１．０mm以下に設定するのがよい。

また、シールワッシャとシールワッシャに対向する軸受端面との間の隙間を、軸受本体のハウジング閉塞側端面と、当該端面に対向する上記対向面との間の隙間よりも大きく設定しておけば、軸姿勢を変化させた場合（上下反転等）場合にも、シールワッシャと軸受端面との間の隙間が先に油で満たされ、逃げ場を失った空気が、対向面と軸受端面との間の隙間に入り込んで軸受隙間に巻き込まれる、という事態が防止される。

上記の対向面は、ハウジングの他端を閉塞する底面で、あるいはハウジングの閉塞側に設けられたスペーサで構成することができる。また、スラスト軸受部を、軸端をハウジングの閉塞側に設けられたスラストワッシャで接触支持する構造とし、このスラストワッシャで上記対向面を構成することもできる。この場合、スラストワッシャに接触する軸の一端を球面状に形成すると共に、軸受本体のラジアル軸受面を軸の上記球面部よりも軸の他端側にずらせて設けるのがよい。これは、軸受本体のハウジング他端側の端面チャンファ部から環状の平滑部を隔ててラジアル軸受面を設けることによって実現できる。

動圧発生手段として、ラジアル軸受面に、軸方向に対して傾斜した動圧溝を設ければ、軸受隙間に剛性の高い安定した油膜が形成されるので、高精度が得られる。

軸受本体の外径面とハウジングの内径面との間に、軸受本体の軸方向両端部に開口する通気路を設けておけば、軸の軸受内部への挿入時にハウジング内に閉じ込められた空気が通気路を通ってハウジング外に放出されるので、軸受隙間への空気の巻き込みを回避することができる。

以上説明した動圧側焼結含油軸受ユニットは、軸と軸受本体との相対回転により磁気ディスクを回転させる磁気ディスクドライブのスピンドルモータや、軸と軸受本体との相対回転により、光ディスクを回転させる光ディスクドライブのスピンドルモータ、あるいは、軸と軸受本体との相対回転によりポリゴンミラーを回転させるレーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ等に用いられる。ここでいう「光ディスク」には光磁気ディスク（ＭＤ、ＭＯ等）も含まれる。

また、本発明は、上記目的を達成するため、焼結金属からなり、軸の外周面と軸受隙間を介して対向するラジアル軸受面を軸方向に離隔させて有し、ラジアル軸受面に軸方向に対して傾斜した動圧溝が形成され、少なくとも一端内径部に端面チャンファ部が設けられた軸受本体と、軸受本体に含浸された潤滑油または潤滑グリースとを備える動圧型焼結含油軸受において、端面チャンファ部から環状の平滑部を隔ててラジアル軸受面を形成した構成を提供する。

以上のように本発明によれば、軸姿勢を問わず、簡単な構造で確実に油漏れを防止することができる。従って、低コストでかつ高機能を有する軸受ユニットを提供することができる。また、油漏れがないために長期間良好な油膜を維持することができ、耐久性が飛躍的に向上する。また、油漏れによって周囲を汚染することもない。

以下、本発明の一実施形態を図１乃至図１５に基いて説明する。

図１は、情報機器の一種である光ディスクドライブ（ＤＶＤ−ＲＯＭ装置用）のスピンドルモータの断面図である。このスピンドルモータは、垂直の回転軸２を支持する軸受ユニット１と、回転軸２の上端に取り付けられ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク３を支持固定するターンテーブル４およびクランパ８と、ラジアルギャップを介して対向させたステータ５およびロータマグネット６を有するモータ部Ｍとで構成される。ステータ５に通電すると、ステータ５との間に生じる励磁力でロータマグネット６が回転し、ロータマグネット６と一体になったロータケース７、ターンテーブル４、光ディスク３、クランパ８、および回転軸２が回転する。軸受ユニット１を他の情報機器用スピンドルモータ、例えば磁気ディスクドライブに用いる場合は、一または複数枚の磁気ディスクを保持するディスクハブ（図示省略）が回転軸２に装着され、ＬＢＰのポリゴンスキャナモータに用いる場合は、回転軸２にポリゴンミラー（図示省略）が装着される。

軸受ユニット１は、焼結含油軸受1aと、焼結含油軸受1aを内径部に固定したハウジング1bとを主要構成要素として構成される。ハウジング1bは一端を開口すると共に、他端を閉塞した有底円筒型に形成され、一端側の開口部を上にしてベース17に固定される。ハウジングの他端側は例えば図示のように、スラスト軸受部12で閉塞される。スラスト軸受部12は、図２（ａ）に示すように、例えば、円板状に形成された樹脂製のスラストワッシャ12ａと、これを支持する裏金12ｂとを積層した構造で、回転軸２は、その下端をスラストワッシャ12ａに接触させてスラスト方向で支持される。スラスト軸受部12の構造は任意であり、例えば図２（ｂ）に示すように、裏金12ｂの中心部に設けた凹所に樹脂製のスラストワッシャ12ａを埋設してもよい。また、スラストワッシャ12ａとハウジング1bとを一体成形してもよい。

焼結含油軸受1aは、図３に示すように、回転軸２の外周面と軸受隙間を介して対向するラジアル軸受面10ｂを有する焼結金属からなる円筒状の軸受本体10に、潤滑油あるいは潤滑グリース（低濃度の増稠剤を配合したものが望ましい）を含浸させて構成される。焼結金属からなる軸受本体10は、銅系あるいは鉄系、またはその双方を主成分とする焼結金属で形成され、望ましくは銅を20〜95％使用して成形される。軸受本体10の内周には、軸方向に離隔する２つの軸受面10ｂが形成され、２つの軸受面10ｂの双方に、それぞれ軸方向に対して傾斜した複数の動圧溝10ｃ（へリングボーン型）が円周方向に配列形成される。動圧溝10ｃは軸方向に対して傾斜して形成されていれば足り、この条件を満たす限りへリングボーン型以外の他の形状、例えばスパイラル型でもよい。動圧溝10ｃの溝深さは２〜６μｍ程度が適当で、例えば３μｍに設定される。

この焼結含油軸受1aでは、回転軸２の回転に伴う圧力発生と昇温による油の熱膨張によって軸受本体10の内部の潤滑剤（潤滑油または潤滑グリースの基油）が軸受本体10の表面からからにじみ出し、動圧溝の作用によって軸受隙間に引き込まれる。軸受隙間に引き込まれた油は潤滑油膜を形成して回転軸を非接触支持する。すなわち、ラジアル軸受面10ｂに、上記傾斜状の動圧溝10ｃを設けると、その動圧作用によってにじみ出した軸受本体10内部の潤滑剤が軸受隙間に引き込まれると共に、軸受面10ｂに潤滑剤が押し込まれ続けるので、油膜力が高まり、軸受の剛性を向上させることができる。

軸受隙間に正圧が発生すると、ラジアル軸受面10ｂの表面に孔（開孔部：多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいう）があるため、潤滑剤は軸受本体の内部に還流するが、次々と新たな潤滑剤が軸受隙間に押し込まれ続けるので油膜力および剛性は高い状態で維持される。この場合、連続しかつ安定した油膜が形成されるので、高回転精度が得られ、軸振れやＮＲＲＯ、ジッタ等が低減される。また、回転軸２と軸受本体10が非接触で回転するために低騒音であり、しかも低コストである。

この実施形態では、軸受本体10を１個とし、その内径面の複数箇所（本実施形態では２箇所）に動圧軸受面1bを設けているが、これは複数個の軸受１を別体に配置した場合に問題となる精度不良等の弊害を回避するためである。すなわち、仮にハウジング1bに複数個の軸受1aを収納すると、各軸受1aの同軸度、円筒度などの精度が問題となり、精度が悪い場合、回転軸２と軸受1aが線接触したり、最悪の場合には回転軸２が２個の軸受を貫通しない場合も起こり得る。これに対し、上記のように１つの軸受本体10に複数の軸受面10ｂを形成しておけば、この種の問題を回避することができる。

両ラジアル軸受面10ｂは、一方に傾斜する動圧溝10ｃが配列された第１の溝領域m1と、第１の溝領域m1から軸方向に離隔し、他方に傾斜する動圧溝10ｃが配列された第２の溝領域m2と、２つの溝領域m1、m2の間に位置する環状の平滑部ｎとを備えており、２つの溝領域m1、m2の動圧溝10ｃは平滑部ｎで区画されて非連続になっている。平滑部ｎと動圧溝10ｃ間の背の部分10ｅは同一レベルにある。この種の非連続型の動圧溝10ｃは、連続型、すなわち平滑部ｎを省略し、動圧溝10ｃを両溝領域m1、m2間で互いに連続するＶ字状に形成した場合に比べ、平滑部ｎを中心として油が集められるために油膜圧力が高く、また溝のない平滑部ｎを有するので軸受剛性が高いという利点を有する。

本発明においては、図４に示すように、軸受本体10のハウジング閉塞側の端面10f2を、この端面10f2に対向する対向面であるスラストワッシャ12ａの上面に接触させることとした。この場合、熱膨張などによって過剰に漏れ出した油は、軸受本体10の端面チャンファ部10ｇ（内径側）と回転軸２の外周面との間の空間、および端面チャンファ部10ｈ（外径側）とハウジング1bの内周面との間の空間にとどまり、駆動停止時の軸受本体10の温度低下により、軸受本体10内部に容易に吸収される（毛細管現象）。したがって、軸受内部には常に潤沢な油が保持されるので、駆動時には軸受隙間に十分な油を常時保持することができ、安定した軸受性能を長期間維持することができる。

もちろん、軸受本体10の上記端面10f2とスラストワッシャ12ａとが接触していなくても、十分に近接しているのであれば、すなわち、前記毛細管現象により溜まった油を吸収できる範囲内で近接しているのであれば、図５に示すように端面10f2とスラストワッシャ12の上面13（対向面）との間に軸方向の隙間14を介在させてもよい。

図６に、隙間14の軸方向幅（ｓ：図５参照）を変えた時（ｓ＝０mm、０．７mm、１．０mm、１．２mm）の軸振れ比と軸受本体10への注油量との関係を示す。軸受本体10は内径寸法をφ３mm、外径寸法をφ６mmとし、回転軸はアンバランス量０．５gr−cmを付与しつつ８０００ｒｐｍで回転させた。試験に先立ち、軸受本体10には十分な潤滑油を含ませた。

この試験より、隙間14の軸方向幅ｓが１．２mmの時には、ほぼ隙間14の容積分の追加給油が必要であり、給油量が少ない場合には軸振れ比が急激に大きくなるが、軸方向幅ｓが１mm以下であれば追加給油の有無にかかわらず、十分に低い軸振れ比を達成できることが判明した。したがって、隙間14の軸方向幅ｓは１mm以下とするのが好ましく、例えば０．４mm程度に設定される。

ところで、軸受ユニット１においては、図２（ａ）および図４に示すように、摩擦低減等の観点から回転軸２の下端を球面に形成する場合が多い。この場合、図４に示すように、回転軸２の球面部2aが軸受本体10のラジアル軸受面10ｂと重なっていると、軸受隙間が不均一となり、適正な動圧作用が得られない。従って、この場合には、図７に示すように、軸受本体10の内径チャンファ部10ｇから環状の平滑部10ｉを隔ててラジアル軸受面10ｂを設けることにより、軸受面10ｂを相対的に上方にずらせて、軸受面10ｂの全領域が回転軸２の球面部2aよりも上端側の円筒部2bと対向できるようにするとよい（図５参照）。この平滑部10ｉは、軸受本体10の両端部のうち、少なくとも一方の端部側、すなわちハウジング1bに組み込んだ際にハウジング1bの底部側に位置する端部（図７の左側）のみに形成すれば足りるが、他方の端部側（同右側）に同様の平滑部を設けても構わない。

以上の説明では、軸受本体10の閉塞側端面10f2と対向する対向面13としてスラストワッシャ12ａの上面を例示しているが、図９に示すように、スラストワッシャ12ａの上面と軸受本体10との間にリング状のスペーサ15を配置することにより、スペーサ15の上面を上記端面10f2に対向する対向面13としてもよい。この場合、軸受本体10とスペーサ15は、図４および図５と同様に互いに接触させ、または所定範囲内で近接させておく。また、スペーサ15の内径寸法は、トルクが上昇しないようにラジアル軸受面10ｂの内径寸法よりも僅かに大きくする。ハウジング1bの開口側にスラスト軸受部12を配置する場合、例えば図１８に示すように、軸２に設けた円板状のフランジ部2cを軸受本体10のハウジング開口側端面10f1に当接させてスラスト軸受部12を構成する場合は、ハウジング1bの底部を閉塞する底板16の上面（底面）を対向面13とし、この対向面13を軸受本体10のハウジング閉塞側端面10f2と接触させ、または所定範囲内で近接させる。

なお、以上の説明では、動圧溝10ｃを軸受本体10の軸受面10ｂに設けた場合を例示したが、本発明は回転軸２の外周面に動圧溝を設けた場合にも同様に適用することができる。

図５に示す軸受ユニット１を実施例とし、図１６に示す軸受ユニットを比較例として耐久試験を実施し、初期と２０００ｈ経過後の軸振れ特性をそれぞれ測定した。測定は何れも３台の軸受ユニットを用いて行った。また、実施例においては隙間14の幅ｓを０．２mm、平滑部10ｉの幅ｔを１mmとし、比較例においては隙間14’の幅ｓ’を３mmとした。試験条件は以下の通りである。

使用モータ： ポリゴンスキャナモータ（実機モータ）
回転数 ： ２００００ｒｐｍ
雰囲気温度： ５０℃
なお、通常、ポリゴンスキャナモータにおいては、ミラー面よりも上方に回転軸の上端が突出していないが、本実験用として軸の上端を突出させたロータを試作した。したがって、軸振れはミラー面よりもかなり上側で測定しており、測定結果は相対的な比較データである。

測定結果を図８に示す。図示のように、初期では実施例および比較例とも軸振れの値はほとんど大差がないが、２０００ｈ経過後には、比較例の軸振れが著しく大きくなり、実施例品の優位性が確認された。

図１０および図１１は、本発明の他の実施形態を示すもので、ハウジング1bの一端側開口部を非接触型のシール部材（シールワッシャ20）でシールしたものである。軸受ユニット１のうち、ハウジング1b上端のシール構造を除く他の構成要素、例えば動圧型焼結含油軸受1a、ハウジング1b、回転軸２、スラスト軸受部12等の構成は、以下に説明する事項を除き、図１乃至図９に示すものと同様の構成を適用することができる。

シールワッシャ20は、中心部に回転軸２の挿入孔を有する薄肉円板状をなすもので、例えば樹脂材料（例えばポリアミドなど）で形成され、接着等の手段でハウジング1bの一端開口部に固定される。シールワッシャ20はワッシャ状に形成されていれば足り、樹脂以外にも金属で形成することもできる。シールワッシャ20の内周面は回転軸２の外周面にできるだけ近接させて、毛細管現象によりハウジング1b内部からの油漏れを防止する構造とする。シールワッシャ20を軸２に接触させると、トルクの増大・変動を招き、高精度が要求される情報機器用スピンドルモータとしては好ましくない。したがって、シールワッシャ20は軸２に対して非接触とする。シールワッシャ20の内周面と回転軸２の外周面との間の隙間の幅u1が０．１mm以下、望ましくは０．０５mm以下であれば、たとえ軸姿勢を横向きや逆向きとした場合でも、毛細管現象により油漏れが確実に防止される。なお、隙間u1を介した空気の流通は確保されているので、ハウジング1b内からの空気の放出はスムーズに行われる。

回転軸２の外周面のうち、少なくともシールワッシャ20の内周面との対向部を含む領域（シールワッシャ20の厚みよりも大きな軸方向幅の領域）に、その全周にわって撥油剤21を塗布しておけば、軸２を伝わって漏れ出ようとする油をはじくことができ、油漏れを完全に防止することができる。撥油剤21としては、例えばパーフロロカーボンを主成分とするもの（ハーベスト社製、OS−90MF等）が使用可能である。

ところで、通常、回転軸２は、ハウジング1bにスラスト軸受部12を装着した状態で軸受1aの内径部に挿入される。軸２の挿入前には、図12に示すように、潤滑性向上のために予めハウジング1b内に油Ｏ（散点模様で示す）を注油する場合があるが、軸受1aと回転軸２の間の軸受隙間は数μｍ程度しかないため、軸端と注油した油Ｏの上面との間に閉じ込められた空気の逃げ場がなくなり、回転軸２の挿入が難しくなる。また、モータはその駆動時に発熱するが、発熱によって閉じ込められた空気が膨張し、回転軸２を押し上げて軸受性能を不安定化させたり、あるいは熱膨張した空気が油を軸受外に押し出して潤滑性を低下させるおそれもある。これらの問題は注油しない場合でも同様に生じる。

この対策として、図10および図11に示すように、軸受本体10の外径面とハウジング1bの内径面との間に、軸受本体10の軸方向両端に開口する通気路22を設け、この通気路22を通して閉じ込められた空気を軸受外に逃がすようにすればよい。この場合、油中に多少の空気が泡となって残存する場合もあるが、この種の泡は通気路22を通って浮き上がり、ハウジング1b外に放出される。従って、軸２の挿入後は、図１３に示すように、ハウジング1b内の空間（軸受1aと対向面13の間の空間14、シールワッシャ20と軸受端面10f1の間の空間23、軸受隙間、通気路22等）を油Ｏで満たすことが可能となる。通気路22は、図３に示すように、軸受本体1aの外周面に軸方向の溝10ｊを設けることによって形成することができるが、ハウジング1bの内周面に同様の溝10ｊを設けてもよい。また、通気路22は１箇所だけでなく、円周方向の複数箇所に設けてもよい。

シールワッシャ20とこれに対向する軸受端面10f1との間の隙間23（以下、一端側隙間と称する）が大きすぎると、注油量によってはハウジング1b内の空間を油で満たすことができず、ハウジング1b内に残る空気量が多くなり、軸姿勢を横向きや逆向きにした場合に空気がスラストワッシャ12ａと軸受端面10f2との間の隙間14（以下、他端側隙間と称する）に入り込むおそれがあって好ましくない。従って、一端側隙間23はできるだけ小さくするのが望ましく、その幅u2（図10参照）は例えば０．６mmに設定される。この隙間の幅u2は１．０mm以下であればよく、好ましくは０．５mm以下に設定されるが、他端側隙間14の幅ｓよりも大きく設定するのがよい（u2＞ｓ）。一端側隙間23が他端側隙間14よりも小さいと、軸姿勢を逆さまにした場合に、一端側隙間23が先に油で満たされ、逃げ場を失った空気が他端側隙間14に入り込む事態が予想されるためである。

この実施形態の効果を確認するため、以下のような試験を実施した。

・雰囲気 ：５０℃
・軸径 ：φ３
・軸姿勢 ：逆向き
・回転数 ：８０００ｒｐｍ
・試験時間：５００時間
・評価項目：油漏れの状況（目視観察）および性能の変化（軸振れ、電流値） 試験に供した軸受ユニット１の寸法等は、図14に示す通りである。

試験結果を図15に示す。

比較例１のようにシールワッシャを設けていない場合、当然ながら注油した油が漏れ出てしまい、その部分に空気が巻き込まれるため、性能が大幅に低下した。電流値も大きくなっているので流体潤滑状態が損なわれ、金属接触を含む混合潤滑状態になっているものと推測される。

比較例２では、軸あるいはロータに油の付着が認められる程度ではあるが油漏れが認められる。電流値は若干小さくなったが、軸振れは初期に比べてかなり大きくなった。油漏れが発生したため、その部分に空気が侵入し、見かけ粘度が低下したため軸振れが大きくなったものと推測される。油漏れが生じた原因は、モータを逆向きにした際、軸受端面10f2とスラストワッシャ12ａ間の隙間14がシールワッシャ20と軸受端面10f1の間の隙間23よりも大きいため、シールワッシャ20と軸受端面10f1の間の隙間23が先に油で満たされ、逃げ場を失った空気が軸受端面10f2と対向面13の間の隙間14に入り込んだためと考えられる。軸受の温度が上昇すると気体の熱膨張の方が液体よりも大きいため、油が空気によって押し出されたものと思われる。

比較例３の場合も、軸あるいはロータに油の付着が認められる程度ではあったが油漏れが認められ、電流値は若干小さくなったが軸振れが初期に比べて大きくなった。シールワッシャ20と軸２の間の隙間が大きく、毛細管現象で油漏れを防止できなかったためと思われる。

比較例４の場合も、軸あるいはロータに油の付着が認められる程度ではあったが油漏れが認められ、電流値は若干小さくなったが、軸振れが初期に比べて大きくなった。シールワッシャ20と軸受端面10f1との隙間23が大きすぎたため、シールワッシャ20と軸受端面10f1間の毛細管現象が効かなかったためと考えられる。

これに対して実施例１ではほとんど油漏れは認められず、性能も初期の状態を維持しており、良好な結果となった。

また、実施例２では油漏れが全く認められなかった。実施例１では軸振れ等の性能に低下は認められなかったが、ＨＤＤ装置のようにオイルミストの飛散も問題になるような機種の場合は、より確実な油漏れ防止効果を有する実施例２が好ましいと考えられる。

本発明にかかる軸受ユニットを用いたＤＶＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータの軸方向の断面図である。 （ａ）図は軸受ユニット底部の拡大断面図であり、（ｂ）図はスラスト軸受部の他の例を示す断面図である。 焼結含油軸受の軸方向の断面図である。 上記軸受ユニットの一実施形態を示す軸方向の断面図である。 上記軸受ユニットの他の実施形態を示す軸方向の断面図である。 注油量と軸振れ比の測定データを示す図である。 焼結含油軸受の軸方向の断面図である。 本発明品と従来品における耐久試験の結果を示す図である。 上記軸受ユニットの他の実施形態を示す軸方向の断面図である。 本発明にかかる軸受ユニットを用いたＤＶＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータの軸方向断面図である。 ハウジング開口部付近の拡大断面図である。 軸の挿入中における軸受ユニットの軸方向断面図である。 軸の挿入後における軸受ユニットの軸方向断面図である。 油漏れ試験の条件を示す図である。 実験結果を示す図である。 従来の軸受ユニットを示す軸方向の断面図である。 ラビリンスシールを適用した動圧型軸受ユニットの拡大断面図である。 動圧型軸受ユニットの軸方向断面図である。

符号の説明

１ 軸受ユニット
1a 焼結含油軸受
1b ハウジング
２ 軸（回転軸）
３ 光ディスク
2a 球面部
10 軸受本体
10ｂ ラジアル軸受面
10ｃ 動圧溝
10f1 軸受端面（一端側）
10f2 軸受端面（他端側）
10ｉ 平滑部
10ｋ 溝
12 スラスト軸受部
12ａ スラストワッシャ
13 対向面
14 隙間（他端側）
15 スペーサ
16 底板
20 シールワッシャ
21 撥油剤
22 通気路
23 隙間（一端側）

Claims (11)

1. 焼結金属で形成され、かつ軸の外周面と軸受隙間を介して対向するラジアル軸受面を備えた軸受本体に潤滑油または潤滑グリースを含浸させてなり、軸と軸受本体との相対回転で生じる動圧作用により軸を非接触支持する動圧型焼結含油軸受と、一端が開口で他端が閉塞され、内径部に上記動圧型焼結含油軸受が内装されたハウジングと、軸をスラスト支持するスラスト軸受部とを備えるものにおいて、
   ハウジングの一端側開口部を、内周面を軸の外周面に近接させたシールワッシャでシールしたことを特徴とする動圧型焼結含油軸受ユニット。
2. シールワッシャの内周面と軸の外周面との間の隙間を０．１mm以下に設定した請求項１記載の動圧型焼結含油軸受ユニット。
3. シールワッシャとシールワッシャに対向する軸受端面との間の隙間を１．０mm以下に設定した請求項１記載の動圧型焼結含油軸受ユニット。
4. 軸の外周面のうち、少なくともシールワッシャの内周面との対向部を含む領域に溌油剤を塗布した請求項１記載の動圧型焼結含油軸受ユニット。
5. シールワッシャとシールワッシャに対向する軸受端面との間の隙間を、軸受本体のハウジング閉塞側端面と、当該端面に対向させてハウジングの閉塞側に設けられた対向面との間の隙間よりも大きく設定した請求項３記載の動圧型焼結含油軸受ユニット。
6. ラジアル軸受面に、軸方向に対して傾斜した動圧溝を設けた請求項１から５の何れか記載の動圧型焼結含油軸受ユニット。
7. 軸受本体の外径面とハウジングの内径面との間に、軸受本体の軸方向両端部に開口する通気路を設けた請求項１から６の何れか記載の動圧型焼結含油軸受ユニット。
8. 軸と軸受本体との相対回転により光ディスクを回転させる請求項１から７の何れか記載の動圧型焼結含油軸受ユニットを備えた光ディスクドライブのスピンドルモータ。
9. 軸と軸受本体との相対回転により磁気ディスクを回転させる請求項１から７の何れか記載の動圧型焼結含油軸受ユニットを備えた磁気ディスクドライブのスピンドルモータ。
10. 軸と軸受本体との相対回転によりポリゴンミラーを回転させる請求項１から７の何れか記載の動圧型焼結含油軸受ユニットを備えたレーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ。
11. 焼結金属からなり、軸の外周面と軸受隙間を介して対向するラジアル軸受面を軸方向に離隔させて有し、ラジアル軸受面に軸方向に対して傾斜した動圧溝が形成され、少なくとも一端内径部に端面チャンファ部が設けられた軸受本体と、軸受本体に含浸された潤滑油または潤滑グリースとを備えるものにおいて、
    端面チャンファ部から環状の平滑部を隔ててラジアル軸受面が形成されている動圧型焼結含油軸受。

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