JP2000192947A - 流体軸受スピンドルモ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速回転中の潤滑剤不足を防止できて、耐久性
に優れたスピンドルモータを提供する。 【解決手段】スリーブ３がラジアル流体軸受Ｒとスラス
ト流体軸受Ｓとを介して回転可能に軸２に支持された流
体軸受スピンドルモータにおいて、スラスト流体軸受Ｓ
は、軸２に設けられたフランジ状のスラストプレート２
Ｆの端面のスラスト受面４ａと、これに対向してスリー
ブ３に取り付けたスラストカバー部材１８の端面のスラ
スト軸受面１８ａとを少なくとも備え、当該スラストカ
バー部材１８に、スラストプレート２Ｆの外周面２Ｆｇ
とスリーブ３の内周面５ｎとの間に形成されるすきま空
間Ｃ１に連通する空気抜き孔２１を設けた。すきま空間
Ｃ１内に集積する潤滑剤中の気泡を、空気抜き孔２１か
ら外部に排除して、高速回転中のスラスト流体軸受Ｓへ
の気泡の巻き込みをなくし潤滑不足を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器，音響・
映像機器用のスピンドルモータに係り、特に、磁気ディ
スク装置や光ディスク装置に最適なスピンドルモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のスピンドルモータとして
は、例えば図２に示すようなものがある。ベース１の中
心に立設された軸２に、スリーブ３がラジアル流体軸受
Ｒ及びスラスト流体軸受Ｓを介して回転可能に支持され
ている。そのスラスト流体軸受Ｓは、軸２に設けたスラ
スト受面とこれに対向させてスリーブ３の側に設けられ
たスラスト軸受面とで次のように構成されている。

【０００３】すなわち、軸２の上端近くに径方向に張り
出して設けたフランジ状のスラストプレート２Ｆの上下
の両端面が、スラスト流体軸受Ｓのスラスト受面４ａ，
４ｂとされている。一方、スリーブ３の上端部に、その
スラストプレート２Ｆが納まる凹部５と、それより大径
の凹部６とが段状に設けられており、その凹部６に嵌着
されたドーナツ盤状のスラストカバー部材７の下面が前
記スラスト受面４ａに対向するスラスト軸受面７ａとさ
れると共に、凹部５の底面が前記スラスト受面４ｂに対
向するスラスト軸受面５ｂとされている。そして、各ス
ラスト流体軸受Ｓにおけるスラスト受面とこれに対向す
るスラスト軸受面との少なくとも一方に、例えばスパイ
ラル状の動圧発生用の溝を有してスラスト流体軸受Ｓが
形成され、スリーブ３を軸２で回転自在に支承してい
る。

【０００４】スリーブ３の内周に固定したロータ磁石８
と、これに周面対向に配設してベース１に固定されたス
テータ９とで構成されるモータＭにより、スリーブ３が
回転駆動される。スリーブ３が回転すると、スラスト流
体軸受Ｓの動圧発生用の溝のポンピング作用で、スラス
トプレート２Ｆの外周部から中心部に向けて油，グリー
ス，磁性流体等の潤滑剤が流入してスラスト方向の動圧
が形成される。これにより、スリーブ３は浮上して軸２
に非接触で支承されつつ回転する。同時に、ラジアル流
体軸受Ｒの動圧発生用の溝のポンピング作用で、ラジア
ル軸受すきまにラジアル方向の動圧が形成されて、スリ
ーブ３はラジアル方向にも軸２に非接触で支承されて回
転する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスピンドルモータにあっては、スリーブ３の回転中
に、スラストプレート２Ｆの外周面とこれに相対するス
リーブ３の内周面との間に形成されるすきま空間Ｃ１
に、潤滑剤中の気泡が集積し易い。すると、その集積し
た気泡がスラスト流体軸受Ｓに巻き込まれ易くなり、ス
ラスト流体軸受Ｓ内での潤滑剤が不足する。その結果、
軸受性能が低下してスリーブ３の浮上量が減少し、スラ
ストプレート２Ｆと相手部材であるスリーブ３とが回転
中に接触するおそれがあり、ひいてはスピンドルモータ
の耐久性が損なわれるという問題があった。 そこで、
本発明は、このような従来技術の未解決の課題に着目し
たなされたものであり、回転中の潤滑剤不足を防止でき
て、耐久性に優れたスピンドルモータを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る本発明は、スリーブがラジアル流
体軸受とスラスト流体軸受とを介して回転可能に軸に支
持された流体軸受スピンドルモータにおいて、前記スラ
スト流体軸受は、前記軸に設けられたフランジ状のスラ
ストプレートの端面のスラスト受面と、これに対向して
前記スリーブに取り付けたスラストカバー部材の端面の
スラスト軸受面とを少なくとも備え、当該スラストカバ
ー部材に、前記スラストプレートの外周面と前記スリー
ブの内周面との間に形成されるすきま空間に連通する空
気抜き孔を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は第１の実施の形態の断面図
である。なお、従来と同一部材には同一の符号を付して
ある。ベース１の中心に軸２が立設されている。この軸
２の上端近くに、フランジ状のスラストプレート２Ｆが
径方向に張り出して設けられている。軸２の外周面２ｇ
には、スラストプレート２Ｆとベース１との間に位置す
る部分に、軸方向に間隔を隔てて上下一対のラジアル流
体軸受Ｒ，Ｒのラジアル受面１１，１１が形成されてい
る。

【０００８】軸２に、スリーブ３が回転可能に嵌めこま
れている。スリーブ３は軸心部を上下に貫通する軸孔１
２を有する円筒体で、その肉厚部には下方に開口する円
筒状の深溝１３が形成されており、その深溝１３の外周
壁をなす大径円筒壁１３１と内周壁をなす小径円筒壁１
３２との二つの円筒壁を下半部に有する。小径円筒壁１
３２の内周面であって、軸２の外周の前記ラジアル受面
１１，１１に対向する部分はラジアル軸受面１４，１４
とされ、ラジアル受面１１とラジアル軸受面１４との少
なくとも一方に、例えばヘリングボーン状の動圧発生用
の溝１５が形成されてラジアル流体軸受Ｒを構成してい
る。

【０００９】軸２のスラストプレート２Ｆは、スリーブ
３の上端部に設けられている凹部５内にすき間Ｃ１を介
して納められる。その凹部５の外側に、それより大径の
凹部６が段状に連設されている。そして、前記大径の凹
部６に、ドーナツ盤状のスラストカバー部材１８が嵌着
されており、その下面が軸のスラストプレート２Ｆの上
面のスラスト受面４ａに対向してスラスト軸受面１８ａ
とされ、スラスト受面４ａとスラスト軸受面１８ａとの
少なくとも一方に、図示しないが例えばスパイラル状の
動圧発生用の溝が形成されてスラスト流体軸受Ｓを構成
している。

【００１０】また、軸のスラストプレート２Ｆの下面に
もスラスト受面４ｂを設けると共に、これに対向する凹
部５の底面５ｂがスラスト軸受面とされ、スラスト受面
４ｂとスラスト軸受面５ｂとの少なくとも一方に、同じ
くスパイラル状の動圧発生用の溝を形成してもう一つの
スラスト流体軸受Ｓを構成している。スリーブ３に設け
た凹部５には、更にスラストカバー部材１８の上方に、
ドーナツ盤状のシール板１９が、軸外周面２ｇとの間に
若干のすきまＣ２を介して嵌着されている。このシール
板１９とスラストカバー部材１８との間には、ポケット
すきま２０が設けてあり、軸外周面２ｇとスラストカバ
ー部材１８の内周面１８ｎとの間のすきまＣ３から漏れ
出す潤滑剤を保持するようにしている。

【００１１】スラストカバー部材１８の上面は外周に向
かって上り勾配のテーパ面１８Ｔとし、これによりポケ
ットすきま２０を外方（すきまの奥）へ次第に狭くなる
Ｖ溝形状にしている。もっとも、テーパ面をシール板１
９の下面側にしてポケットすきま２０をＶ溝形状に形成
してもよい。このように、ポケットすきま２０をＶ溝形
状にすると、遠心力が働かない状態（すなわちスピンド
ルモータの停止中）でも、表面張力の作用ですきま内部
の奥に潤滑剤を保持し易くなる。

【００１２】スラストカバー部材１８には、更に、スラ
ストプレート２Ｆの外周面２Ｆｇとスリーブの凹部５の
内周面５ｎとの間のすきまＣ１に連通する空気抜き孔２
１が、１個ないし複数個設けてある。図示の空気抜き孔
２１は、スラストカバー部材１８の傾斜させたテーパ面
１８ＴからすきまＣ１に向けて傾斜させている。また、
この実施の形態では、スラストプレート２Ｆの下面側の
スラスト流体軸受Ｓとラジアル流体軸受Ｒとの間のすき
まＣ４に溜まった空気を外部に抜き取るために、すきま
Ｃ４と外部とを連通させる他の空気抜き孔２２が、軸２
に設けられている。

【００１３】モータＭを構成するロータ磁石８と、これ
に周面対向に配設してベース１に固定されたステータ９
は、スリーブ３の円筒状の深溝１３の内部に収納して取
り付けられている。次に作用を説明する。本実施の形態
のスピンドルモータの場合、スラスト流体軸受Ｓ及びラ
ジアル流体軸受Ｒへの潤滑剤は、シール板１９を取り外
し、軸２とスラストカバー部材１８との間のすきまＣ３
から注入する。その後、シール板１９を取り付ける。こ
の潤滑剤注入のときに、軸受すきま内に空気が閉じ込め
られ易い。

【００１４】いま、モータＭに通電してスリーブ３を回
転させると、スラスト流体軸受Ｓの動圧発生用の溝のポ
ンピング作用で、スラストプレート２Ｆの外周部から中
心部に向けて潤滑剤が流入してスラスト方向の動圧が形
成され、スリーブ３は浮上してスラスト方向に軸２と非
接触で支承される。同時に、ラジアル流体軸受Ｒの動圧
発生用の溝１５のポンピング作用で、ラジアル受面１１
とラジアル軸受面１４との間に潤滑剤が流入してラジア
ル方向の動圧が形成され、スリーブ３はラジアル方向に
も軸２と非接触で支承されつつ回転する。

【００１５】このスリーブ３の回転中に、封入した潤滑
剤と空気とが攪乱されて気泡が発生する。その気泡は、
回転流動している潤滑剤中を次第に上昇して、スラスト
プレート２Ｆの外周面２Ｆｇとスリーブの凹部５の内周
面５ｎとの間のすきまＣ１に集積する。すきまＣ１に集
積した気泡は、スラスト流体軸受Ｓの動圧発生用の溝の
ポンピング作用でスラスト流体軸受Ｓ内に巻き込まれ易
く、その結果軸受の潤滑剤不足を招きスリーブ３のスラ
スト方向の浮上量を減少させて、スリーブ３とスラスト
プレート２Ｆとの接触という事態の誘因になる。

【００１６】しかし、本発明にあっては、すきまＣ１に
集積した気泡がスラストカバー部材１８に設けた空気抜
き孔２１から外部に速やかに排出されるから、スラスト
流体軸受Ｓへ気泡が巻き込まれることがなく、スリーブ
３とスラストプレート２Ｆとの接触という事態を防止で
きる。ここに、空気抜き孔２１は、回転側であるスラス
トカバー部材１８に設けたため、静止側のスラストプレ
ート２Ｆに設けた空気抜き孔２２とは異なり、回転中の
遠心力によりスリーブ３の凹部内周面５ｎにへばりつく
気泡を外部に排出し易い。また、空気抜き孔２１をすき
まＣ１から上方に上り勾配に傾斜させてあるから、潤滑
剤が回転中の遠心力で気泡と共に空気抜き孔２１から外
部へ流出してしまうことがない。

【００１７】また、本実施の形態は、スラストカバー部
材１８の上面を上り勾配のテーパ面１８Ｔとし、ポケッ
トすきま２０を奥へ次第に狭くなるＶ溝形状にしたこと
で、次のような利点を有する。潤滑剤をすきまＣ３から
注入するときに、そのすきまＣ３に潤滑剤が付着して残
留し易い。従来は、その付着潤滑剤が、スリーブ３の回
転の遠心力で外部に飛散してしまい、汚染や潤滑剤不足
を招き易かった。これに対し、本実施の形態にあって
は、付着潤滑剤はスリーブ３の回転の遠心力で飛散する
ことなく、スラストカバー部材１８のテーパ面１８Ｔに
沿って流出し、ポケットすきま２０に捕捉されて保持さ
れる。スリーブ３の静止時には、その捕捉されている潤
滑剤がＶ字型のポケットすきま２０に表面張力で保持さ
れる。したがって、付着潤滑剤の飛散による外部汚染や
潤滑剤不足を効果的に防止することができる。

【００１８】なお、上記実施の形態では、軸２とスラス
トプレート２Ｆとを一体的に構成したものを示したが、
両者を別体として、軸２にスラストプレート２Ｆを圧入
または接着等の手段で固着するようにしても良い。ま
た、スラストプレート２Ｆの外周面２Ｆｇとスリーブの
凹部５の内周面５ｎとの間のすきまＣ１は潤滑剤溜まり
となるが、必要に応じてスラストプレートの外周面２Ｆ
ｇを実施の形態のような円形ではなく楕円形にすると
か、軸２の中心に対し偏心させるなどして、すきまＣ１
の大きさを周方向に変化させたり、あるいはスラストプ
レートの外周面２Ｆｇを上下に凸形状や凹形状にしてす
きまＣ１の大きさを軸方向に変化させることにより、ス
リーブ３の回転中にスラスト流体軸受Ｓへ潤滑剤が流入
し易くしてもよい。

【００１９】さらにまた、スラスト流体軸受Ｓとラジア
ル流体軸受Ｒとの間に形成されるすきまＣ４に空気抜き
孔２２を設けたものを示したが、複数のラジアル流体軸
受Ｒ，Ｒ同士の間に形成されるすきまＣ５等の潤滑剤溜
まりにも、必要に応じて外部と連通する空気抜き孔を設
けてもよい。また、軸回転の構造でも良い。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１に係る
本発明によれば、スラストカバー部材に空気抜き孔を設
けて、スラスト流体軸受Ｓの外周のすきま空間内に集積
する潤滑剤中の気泡を外部に排除する構成としたため、
高速回転中もスラスト流体軸受Ｓへの気泡の巻き込みを
防止することができて、その結果潤滑不足による軸受性
能の低下がなく耐久性に優れたスピンドルモータが得ら
れるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の断面図である。

【図２】従来のスピンドルモータの断面図である。

【符号の説明】

２ 軸 ２Ｆ スラストプレート ３ スリーブ Ｒ ラジアル流体軸受 Ｓ スラスト流体軸受 ４ａ スラスト受面 ４ｂ スラスト受面 ５ 凹部 ５ｂ スラスト軸受面 １８ スラストカバー部材 ２０ ポケットすきま ２１ 空気抜き孔 Ｃ１ すきま空間

フロントページの続き (72)発明者 坂谷 郁紀 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA07 BA02 BA09 CA02 JA02 KA02 KA03 MA02 MA23 MA27 5H605 BB05 BB15 BB19 CC04 EB06 EB28 5H607 BB01 BB17 BB27 CC01 DD17 FF12 GG03 GG12

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブがラジアル流体軸受とスラスト
   流体軸受とを介して回転可能に軸に支持された流体軸受
   スピンドルモータにおいて、 前記スラスト流体軸受は、前記軸に設けられたフランジ
   状のスラストプレートの端面のスラスト受面と、これに
   対向して前記スリーブに取り付けたスラストカバー部材
   の端面のスラスト軸受面とを少なくとも備え、 当該スラストカバー部材に、前記スラストプレートの外
   周面と前記スリーブの内周面との間に形成されるすきま
   空間に連通する空気抜き孔を設けたことを特徴とする流
   体軸受スピンドルモータ。