JPH0328517A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク，光磁気ディスク光ディスク等
の駆動装置やＶＴＲ　（ビデオテープレコーダ），ＬＢ
Ｐ（レーザビームプリンタ），ＤＡ′ｒ（デジタルオー
ディオテーブレコーダ）等に使用する動圧軸受装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の動圧軸受装置としては、例えば第５図に
示すようなものがある。この従来技術は、磁気ディスク
Ｄの回転駆動装置における動圧軸受装置で、固定部材で
あるハウジングｌは中心部に円筒状スリーブＩＡを有し
、そのスリーブＩＡの軸心に円筒状孔２を有している。

この円筒状孔２の内径面にはラジアル軸受面４が設けら
れている。

上記円筒状孔２に軸５が嵌合され、この軸５の外径面に
は前記ラジアル軸受面４に対向するラジアル受面６が設
けられている。そして、これらラジアル軸受面４とラジ
アル受面６との少なくとも一方に動圧発生用の溝７が形
成され、ラジアル輔受Ｒが構成されている。

又、上記円筒状孔２の一端にごろ８が圧入固着されてお
り、そのころ８の上端面には平面状のスラスト軸受面９
が設けられている。このスラスト軸受面９に対向ずる軸
５の下端面には、スラスト受面１０が設けられている。

そして、これらスラスト軸受面９とスラスト受面１０と
の少なくとも一方に動圧発生用の溝１１が形戊され、ス
ラスト軸受Ｓが構成されている。

ハウジングｌの円筒状スリーブＩＡの外径面にはモータ
ステータ１２が取付しナられ、軸５の上端部に一体的に
固着されたハブ（回転体）１３の内径面には、前記モー
タステータＩ２と対向させて、モータロータｌ４が取付
けられている。

ラジアル軸受Ｒの軸受すきまｌ５、及びスラスト軸受Ｓ
の軸受すきま１６には、潤滑油又はグリースが潤滑剤と
して充填されている。

モータステータｌ２に通電すると、モータロータ１４が
ハブ１３及び軸５と共に一体回転する。

この回転に伴う動圧発生用の溝７，ｌ１のボンビング作
用で、各軸受すきま１５．１６内の潤滑剤の圧力が高く
なることによって、軸５は非接触を保って半経方向及び
垂直方向に支持される。

［発明が解決しようとする課題］ ラジアル軸受Ｒとスラスト軸受Ｓとに潤滑剤を使用する
上記従来の動圧軸受装置にあっては、『袖５の回転に伴
うオイルミストの外部への飛散で磁気ディスクＤが汚染
される事態を極力防１｝−する必要がある。

ξ７かし、オイルミストの外部飛散を完全に遮断するこ
とは非常に困難である。

結局、全体を気体潤滑とずれば、オイルミストによる汚
染の問題は解消されるが、その場合は気体の粘度がオイ
ル等に比し極めて小さい関係で、軸受にかかる荷重が小
さい範囲とか、軸受が大型化し゜Ｃも良い場合とかに限
られてしまう．すなわち従來、比較的荷重が大きい範囲
で使用できるコンパクトな動圧軸受装置を、オイルミス
トによる汚染のおそれなく実現することはできないとい
う問題点があった． 本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、負荷容量が大き
く且つコンパクトで、オイルξストによる汚染も生しな
い動圧軸受装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段］ 固定部材は外径面に設けた円筒状のラジアル軸受面とラ
ジアル軸受面より半径方向内方に間隔を隔てて設けたス
ラスト軸受面とを有している。前記固定部材に嵌合する
回転部材はラジアル軸受面にラジアル軸受すきまを介し
て対向するラジアル受而とスラスト軸受面にスラスト軸
受すきまを介し７て対向するスラスト受面とを有してい
る。前記ラジアル軸受面とラジアル受面との少なくとも
一方にラジアル軸受用の動圧発生用の溝を設け、前記ス
ラスト軸受面とスラスト受面との少なくとも一方にスラ
スト軸受用の動圧発生用の溝を設けてある。そして、前
記ラジアル軸受すきまに気体が存在し、前記スラスト軸
受すきまに潤滑剤が存在する構威である。

〔作用〕

単位負荷容量は小さいが環境汚染物を発生するおそれの
ない気体潤滑方式の動圧発生用の溝を有ずるラジアル軸
受を、直径の大きな円筒状の固定部材の外径側に設けた
ため、十分な負荷容量とすることができる。一方、有単
位負荷容量が大きくコンパクトにできる潤滑剤潤滑方式
の動圧発生用の溝を有するスラスト軸受を、その固定部
材の中心部に設けたためコンパクトになる。

且つ、回転部材の回転でスラスト軸受に発生するオイル
ミストは、ラジアル軸受の圧力気体が外部飛散を効果的
に阻止する。

かくして、コンパクトで高負荷，無汚染の動圧軸受装置
を提供することができる。

〔実施例〕 第１図は本発明の第ｌ実施例の縦断面因、第２因はその
スラスト軸受面の平面図である。この実施例は、本発明
の動圧軸受装置を磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）に適
用したものである。基台２０に固定部材である大径の円
筒形スリーブ２ｌが一体に取付けられている。そのスリ
ーブ２ｌの外径面には、その軸方向に離れた二箇所に、
円筒状のラジアル軸受面２２が設けてある。又このラジ
アル軸受面２２より半径方向内方にｎｉ１隔を隔てた位
置、すなわらスリーブ２１の軸心部に責通孔２３が形成
され、この貫通孔２３下端に円柱状のスラスト受け２４
が圧入等の手段で固着されている。

このスラスト受け２４の平らな上端面はスラスト軸受面
２５とされ、そこには第２図に示すようなスバイラル状
の動圧発生用の溝２６が形威されている。

前記固定部材であるスリーブ２ｌに、伏せたカップ状の
ハブ２８が眼合している。このハブ２８の中心部には軸
２９の一端が圧入固着され、その軸２９はスリーブ２１
の貫通孔２３内にすきま２７を介して緩く挿入されてい
る。ハブ２８と軸２９とで回転部材３０が構成される。

ハブ２８の内径面は、ラジアル軸受面２２にラジアル軸
受すきま３１を介して対向するラジアル受面３２とされ
、このラジアル受面３２にヘリングボーン状の動圧発生
用の満３３が設けられている。このラジアル受面３２と
ラジアル軸受面２２とで動圧形ラジアル軸受Ｒが構威さ
れている。そのラジアル軸受すきま３１には気体（この
場合は空気）が荏在し、気体潤滑される。

一方、軸２９の自由端は、前記スラスト軸受面２５にス
ラスト軸受すきま３５を介して対問ずるスラスト受面３
６とされている。スラスト軸受面２５とスラスト受面３
６とで動Ｊ．Ｅ形スラス１・軸受Ｓが構或されている。

ラジアル軸受すきま３１のすきま４法δｒ，は、軸２９
とスリーブの内径面２３Ａ（すなわち貫通孔２３の内径
）とのすきま２７のずきま寸法δ『７より小さくされて
おり、ハブ内往面であるラジアル受面３２は軸２９に干
渉されることなくスリーブ外径而であるラジアル軸受而
２２に案内される。

スリーブ２１の内径面２３Ａのスラスト軸受ずきま３５
の近傍部は、スリーブ内径面２３Ａの他の箇所より大径
とされ、柚溜り４０が設けられて、潤滑油又はグリース
などの潤滑剤３９が貯えられている。この油溜り４０の
容量は、回転部材３０の回転中にスラスト軸受すきま３
５に潤滑油膜を形威するに必要な潤滑油量より十分大き
くしてある。

基台２０の上面のスリーブ２１の基部近傍にはモータス
テータ４１が取付けられ、ハブ２８の下端面にはそのモ
ータステーク４ｌに平面対向させてモータロータ４２が
取付けられている。

上記のように構威した動圧軸受装置のハブ２８の外径面
２８Ａには、取付部材４３を介して、ｌないし複数枚の
磁気ディスクＤが装着されている。

次に作用を説明する。

モータステータ４１のコイルに通電すると、モータロー
タ４２に回転力が発生する。これにより、ハプ２８，軸
２９よりなる回転部材３０が磁気ディスクＤと一体に同
転ずる。この回転で、ハブ２８の内径面であるラジアル
受面３２に形威されたヘリングボーン状の動圧発生用の
満３３に動圧が発生する。そのため、ラジアル軸受すき
ま３１内の空気の圧力で、ハブ２８はスリーブ２１に対
し非接触を保って半径方向に支持される。

この場合のラジアル軸受Ｒを構戒ずるハブ２８の内径は
大径であり、軸受有効径が大きい。したかって気体潤滑
であるにもかかわらず、十分なラジアルｆｉ荷容量が得
られている。

また磁気ディスク駆動装置にあっては、磁気ディスクＤ
が取付けられるハブ２８の外径面２８Ａと、ラジアル軸
受Ｒを構戒するハブ２８の内径面との同軸度を高い精度
で確保する必要がある。その点についても、ハブ２８の
内外面であるから容易に精度良く加工することができ、
回転数成分の振れを小さくすることができるとともに、
１１きも小さく抑えることができるという効果が得られ
ている。

スラスト軸受Ｓにあっては、軸２９の『リ転と同特に、
スラスト受け２４のスラスト軸受面２５に形成されたス
バイラル状の動圧発ノＬ用の溝２６により動圧が発生す
る。そのため、軸２９はスラスト軸受すきま３５内の潤
滑剤３９の圧力で輔方１ｉｉ１に浮上し、スラスト受け
２４に対しＪ『接触を保っで支持される。

この場合、スラスト軸受Ｓの方は潤滑泊又はグリースを
用いた潤滑とされているため、コンパクトでも大きなア
キシャル負荷容量が得られている。

なお、潤｝｝１剤３９としてカーボンや金属等の導電体
の微拉子を含Ｉ１する導電外潤滑剤を用いることにより
、アース効果を付−リすることも可能である。

又、このスラスト軸受Ｓはスラス１・軸受ずきま３５に
所要の潤滑泊膜を形成するに必要な潤滑剤量より十分大
きな容量の抽溜り４０をイ１する。そのため、スラスト
軸受Ｓの潤滑剤３９が軸２９とスリーブ内面２３Ａとの
間のずきま２７から溢れ出てラジアル軸受Ｒに達してし
まい、その結果ラジアル軸受Ｒのトルクが著しく増大ず
るという事態の発生を肪止できる効果が得られる。

又、スラスト軸受Ｓから潤滑剤３９が直接溢れ出ること
はなくても、軸回転でオイルミス］・が発生ずることは
避けられず、これが軸２９のずきま２７，ラジアル軸受
すきま３１を通過してハブ２Ｂの外部に放出されると、
磁気ディスクＤが汚染される。しかしこの実施例ではラ
ジアル軸受Ｒを気体潤滑としたため、ラジアル軸受すき
ま３１内でハプ２８の回転に伴い圧力を高められた気体
が、オイルミストをハブ２８内に閉じ込めてしまう。

それゆえ、磁気ディスクＤ及びハブ２８の外部は清浄度
が確保できる。

第３図には本発明の第２実施例を示す。

この実施例は、スラスト軸受Ｓの構或と駆動モータの取
付けが上記第１実施例と異なっている。

すなわち、スリーブ５ｌの上面中心には貫通孔２３の代
わりに凹部５２が形威され、その底面５３がスラスト軸
受面２５とされている。一方、ハブ２８の中心に固着さ
れた短い軸５４の′Ｆ端面がスラスト受面３６とされ、
スパイラル状の動圧発生川の溝２６を形戒してある。−
Ｌ記凹部５２内にし上潤滑剤３９が貯えられる。潤滑剤
３９としてグリースを用いた場合は、グリースは粘度が
高いため図の上下を逆さにして倒置した状態での使用も
可能である。

モータステータ５５が基台２０の段部内周面に取付けら
れ、これと周対向させてモータロータ５６がハブ２８の
下端側面に取付けられている。

その他の構威と作用、効果の点は上記第１実施例と同様
である。

第４レ１には第３実施例を示す。

この実施例は、モータロータ６２をモータステーク６３
の内側に配し、ラジアル軸受Ｒの内側に配したものであ
る。ずなわら、軸６０は基台２０の方に立設固定してあ
り、基台２０と軸６０とが固定部材を構成する。この軸
６０を囲む内側のスリーブ６１はハブ２８の方に一休回
転可能に固着され、ハブ２８とスリーブ６１とが回転部
材を構或している。軸６０の上端面のスラスｌ・軸受面
２５に動圧発生用の溝２６が形威され、スラスト受面３
６となる内側のスリーブ６■の底面に対向させてある。

このスラスト軸受Ｓは潤滑剤潤滑である。

その内側のスリーブ６１の外径面６１Ａに円筒状のモー
タロータ６２が取｛４けられている。このモータロータ
６２の外側に周対向に配置されたモー欠ステータ６３は
、基台２０に上向き円筒状に突設された外側のスリーブ
６４の内周而６４Ａに固定されている。なお、この実施
例ではモータロ一夕６２とモータステータ６３は周対向
としたが、必ずしも周対向とは限らず、平面対向のモー
タでもよい。

この外側のスリーブ６４の外径面にラジアル軸受面２２
が形成され、これに対向するハブ２８の内径面はラジア
ル受面３２であり、動圧発生用の｝ｎ３３が形成されて
いる。このラジアル軸受Ｒは気体潤滑される。

駆動モータをラジアル軸受Ｒの内側に入れることで、一
層コンパクトな装置が得られる利点がある。

なお、上記各実施例において、ラジアル軸受Ｒの動圧発
生用の溝３３の溝パターンは、くの字形一・リングボー
ン溝とした。しかしその他、八の字形へリングボーン溝
でもよく、更にスパイラル｝Ｍでもよい。

又、上記動圧発生用の溝３３は、軸方間に間隔をおいて
２列に形成したが、１列でもよい。

又、ラジアル軸受用の動圧発生用の溝３３は、ラジアル
軸受面２２とラジアル受而３２とのどちらに設けてもよ
く、或いは双方に設けてもよい。

同様に、スラスト軸受用の動圧発生用の溝２６は、スラ
スト軸受面２５とスラスト受面３６とのどちらに設けて
も、よく、或いは双方に設けてもよい。

〔発明の勅果〕

以上説明したように、本発明によれば、単位負荷容量は
小さいが環境汚染物を発生ずるおそれのない気体澗滑方
式の動圧発生用の講をイＴずるラジアル軸受を、直径の
大きな円筒状の固定部材の外径側に設けるとともに、単
位負荷容量が大きくコンパクトにできる潤滑剤潤滑方式
の動正発生用の溝を打するスラスト軸受を、その固定部
材の中心部に設けた。そのため、ラジアル軸受．スラス
ト軸受の両者とも十分な負荷容積を有し、且つ潤滑剤の
外部飛散も効果的に阻止することが可能となり、コンパ
クトで高負荷．無汚染の動圧軸受装置を提供することが
できる，

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図はその
スラスト軸受面の平面図、第３図は本発明の第２実施例
の縦断面図、第４図は本発明の第３実施例の縦断面図、
第５図は従来の動圧軸受装置の縦断面図である。 ２＋，５１．６４はスリーブ（固定部材）、２２はラジ
アル軸受面、２４はスラスト受け、２５はスラスト軸受
面、２６は動圧発生用の溝、３０は回転部材、３ｌはラ
ジアル軸受すきま、３２はラジアル受面、３３は動圧発
生用の溝、３５はスラスト軸受すきま、３６はスラスト
受面、３９は潤滑剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部材は外径面に設けた円筒状のラジアル軸受
   面とラジアル軸受面より半径方向内方に間隔を隔てて設
   けたスラスト軸受面とを有し、前記固定部材に嵌合する
   回転部材はラジアル軸受面にラジアル軸受すきまを介し
   て対向するラジアル受面とスラスト軸受面にスラスト軸
   受すきまを介して対向するスラスト受面とを有し、前記
   ラジアル軸受面とラジアル受面との少なくとも一方にラ
   ジアル軸受用の動圧発生用の溝を設け、前記スラスト軸
   受面とスラスト受面との少なくとも一方にスラスト軸受
   用の動圧発生用の溝を設け、前記ラジアル軸受すきまに
   気体が存在し、前記スラスト軸受すきまに潤滑剤が存在
   する動圧軸受装置。