JP2001003943A - スピンドルモータ用軸受装置 - Google Patents

スピンドルモータ用軸受装置

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JP2001003943A
JP2001003943A JP2000163976A JP2000163976A JP2001003943A JP 2001003943 A JP2001003943 A JP 2001003943A JP 2000163976 A JP2000163976 A JP 2000163976A JP 2000163976 A JP2000163976 A JP 2000163976A JP 2001003943 A JP2001003943 A JP 2001003943A
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Juergen Oelsch
ユルゲン・エールシュ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルモータの軸受装置を空気が貫流す
るのを阻止し、軸受装置内から潤滑油の粒子が空気流に
伴って漏れ出すのを防止すること。 【解決手段】 軸受装置のシャフト３に軸方向に離間し
て配設された１対の内輪手段６，１０と外輪手段１１と
シャフト３とによって規定される空間に、軸受装置内を
軸方向に流れる空気流を阻止する空気流阻止用シール２
２Ａ−２２Ｉを設け、軸受装置内から潤滑油の粒子が漏
れ出すのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンドルモータ
用軸受装置、特に、ハードディスクドライブ用スピンド
ルモータに用いられる軸受装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スピンドルモータ用軸受装
置、特に、ハードディスクドライブ用スピンドルモータ
に用いられる軸受装置としては、スピンドルモータのベ
ースプレートに立設されたシャフトに共軸にかつこのシ
ャフトに軸方向に離間して配設された２組の軸受から成
る軸受装置が用いられてきた。各軸受は、スピンドルモ
ータのシャフトに固定された内輪部と、内輪部を共軸に
取り巻いてスピンドルモータのロータ又はベースプレー
トのボス部に挿着された外輪部と、内輪部と外輪部との
間にそれらの円周方向に配列されて転動する玉等の転動
体とから成る。
【０００３】このようなスピンドルモータをハードディ
スクドライブに用いる場合、スピンドルモータの内部に
設けた軸受装置から潤滑剤から分離した粒子が外へ漏れ
出してハードディスクを汚染することを避けるために、
軸受装置のシャフト方向の両端部に内周面がシャフトの
外周面に極めて接近する円盤状のシール部材を設けてい
る。このようにシールの内周面とシャフトの外周面との
間に小さな間隔を設けるのはシール部材がシャフトと回
転摺動して故障の原因になるのを避けるためである。
【０００４】ところで、ハードディスクは、その記憶容
量が急速に増大しており、かつ、小形化してきているた
めに、ハードディスクドライブ用のスピンドルモータの
回転数も大幅に増加されると共に非常に小形化されてき
ている。そうすると、ハードディスクの回転速度も非常
に高くなって、スピンドルモータを巻き込んだ強い空気
の還流が生じる。このため、上記のような円盤状のシー
ルがあるにも拘わらず、円盤状のシール部材の内周面と
シャフトの外周面との間のわずかの隙間を通して空気が
軸方向に流れ、軸受装置内に発生した潤滑剤の粒子がこ
の空気に混入してスピンドルモータ外へ漏れてハードデ
ィスクを汚染してしまうという問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ハー
ドディスクの高速回転による空気の還流ルートが軸受装
置内を通るのを阻止して潤滑油の粒子が軸受装置から外
側へ漏れてハードディスクを汚染するのを実質的に完全
に防止する、ハードディスクドライブ用スピンドルモー
タの軸受装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくスピンド
ルモータ用軸受装置は、ベースプレートと、ベースプレ
ートに固定されたステータと、ステータに共軸に回転可
能に設けられたロータとを有するスピンドルモータに設
けられるもので、ステータに共軸にベースプレートに立
設されたシャフトと、シャフトにその軸方向に離間して
固設された一対の内輪手段と、内輪手段を共軸に囲繞す
る外輪手段と、一対の内輪手段と外輪手段との間に配設
され一対の内輪手段及び外輪手段上を転動できる転動体
とを具備して成り、外輪手段及び内輪手段により形成さ
れる空間に、空間をシャフトの軸方向へ通過する空気流
を阻止し空気流によって軸受装置から潤滑油の粒子が漏
れるのを防止する空気流阻止用シールを設けて構成す
る。
【０００７】空気流阻止用シールは、前記外輪手段の内
周面から半径方向内側へ突出する環状部材であり、前記
シャフトとの間に環状の空気流抵抗隙間を形成するよう
に構成でき、この場合、空気流阻止用シールは、環状部
材の少なくとも一方の端面に対応の内輪手段を囲繞し対
応の内輪手段との間に空気流阻止隙間を形成する環状リ
ム部を該環状部材と一体に形成してもよい。これらの場
合、空気流阻止用シールの内周面を外輪手段の外周面に
固定してもよいし、空気流阻止用シールを前記外輪に一
体に形成してもよい。
【０００８】また、空気流阻止用シールは、シャフトに
共軸な軸断面凹字形の環状の第１シール部とこれに組み
合わされシャフトに共軸な軸断面凸字形環状の第２シー
ル部とで構成し、第１及び第２シール部間、第１シール
部とシャフトとの間及び第２シール部と外輪手段との間
に空気流抵抗隙間を形成することができる。そして、第
１シール部の外周面を外輪手段の内周面に固定し、第２
シールの内周面をシャフトの外周面に固定するか、第１
シール部を外輪手段に一体に形成し、第２シール部の内
周面をシャフトの外周面に固定してもよい。
【０００９】また、空気流阻止用シールの内部にラビリ
ンス状の空気流抵抗隙間を形成し、空気流抵抗隙間を軸
受装置内の一対の内輪手段側の空間に連通させることも
できる。この場合、空気流阻止用シールを、シャフトの
半径方向外側へ延びる複数の環状のシール部材から成り
軸断面が内輪手段側に向く櫛形の環状の第１シール部
と、外輪手段の半径方向内側へ延びると共に第１シール
部のシール部材の隣接するもの同士の間に挿入されかつ
軸断面がシャフト側に向く櫛形の環状の第２シール部と
で構成し、ラビリンス状の空気流抵抗隙間を第１及び第
２シール部間に形成してもよい。
【００１０】この場合、第１シール部は、内周面がシャ
フトの外周面に固定され外周面と外輪手段の内周面との
間に空気流抵抗隙間が形成された円盤状の第１シール部
材と、内周面がシャフトの外周面に固定され環状ボス部
が円盤状の第１シール部材に当接された軸断面凸字形環
状の第２シール部材と、内周面がシャフトの外周面に固
定され外周面と外輪手段の内周面との間に空気流抵抗隙
間が形成され環状ボス部が第１環状シール部材の円盤状
部に当接された軸断面凸字形環状の第３シール部材とで
構成し、第２シール部は、外周面が外輪手段の内周面に
固定され第２環状シール部材と組み合うように円盤部が
第１シール部材と第２シール部材の円盤部との間に設置
されて第１環状シール部材から見て軸断面逆凹字形に形
成された第４環状シール部と、第２及び第３シール部と
の間に設置され外周面を外輪手段の内周面に固定された
円盤状の第４シール部材とから成り、第１シール部材及
び外輪手段との間、第１シール部材と第４シール部材と
の間、第４シール部材と第２シール部材との間、第２シ
ール部材と第５シール部材との間、第５シール部材と第
３シール部材との間及び第３シール部材と外輪手段との
間に空気流抵抗隙間を形成し、これらの空気抵抗隙間が
連通して上記のラビリンス状の空気抵抗隙間を形成する
ようにしてもよい。
【００１１】これとは別に、空気流阻止用シールは、第
１円盤部と第１円盤部の一端面にシャフトの一方の軸方
向へ延びるように相互に共軸に形成された複数のリング
部とから成り外周面が外輪手段の内周面に固定された第
１シール部と、第２円盤部と第２円盤部の第１シール部
側の端面にシャフトの他方の軸方向へ延びるように相互
に共軸にかつ第１シール部の対応の隣接するリング部間
に挿入される複数のリング部で構成し、ラビリンス状の
空気流抵抗隙間を第１及び第２シール部間に形成しても
よい。
【００１２】別の形態として、空気流阻止用シールは、
外縁部を外輪手段の内周面に流体密に接続し内縁部とシ
ャフトの外周面との間の空気流抵抗隙間を形成する円盤
状シールで構成し、一対の内輪手段の間の間隔を円盤状
シールと一対の内輪手段との間の間隔が空気流抵抗隙間
になるように形成する。
【００１３】一対の内輪手段の一方をシャフトに固定さ
れた内輪とし他方をシャフトに一体に形成された環状増
径部とするか、この一対の内輪手段を共にシャフトに固
定された内輪としてもよい。
【００１４】さらに、外輪手段は一本の一体の外輪で形
成してもよいし、一対の内輪手段の一方を囲繞する第１
外輪部材と、この一対の内輪手段の他方を囲繞する第２
外輪部材と、第１及び第２外輪部材を接続する環状スペ
ーサとで構成してもよい。
【００１５】シャフトをベースプレートに固定し、外輪
手段をロータに挿入固定してもよい。また、外輪手段を
ベースプレートにシャフトと共軸に形成された筒状の外
輪受け部に挿入固定し、シャフトをその中心軸を中心に
して回転可能に設け、円盤状ハブによってロータに固定
してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の軸受装置
の一実施形態を装着したスピンドルモータ（特に、ハー
ドディスクドライブ用スピンドルモータ）を示し、図２
は、図１に用いられているシャフト固定形の軸受装置を
示す。図３乃至図１２はそれぞれ本発明のシャフト固定
形の軸受機構の他の実施形態を示す。そして、図１３は
本発明の軸受装置の一実施形態をシャフト回転形のスピ
ンドルモータ（特にハードディスクドライブ用スピンド
ルモータ）に適用した例を示す。なお、全実施形態を通
じて同様の要素及び部分には同一の参照番号を付して示
し、先の実施形態で行った説明はそれから後の実施形態
の説明では必要な場合を除き繰り返さないことにする。
【００１７】図１に示すように、本発明に基づく軸受装
置が適用されるスピンドルモータはシャフト固定形のも
ので、概略環状のステータ１が載置固定されたベースプ
レート２を有する。ベースプレート２に、下端がステー
タ１と共軸に固定されたシャフト３が立設されている。
また、ロータ４がシャフト３の中心軸５を中心として回
転可能にシャフト３に共軸に設けられている。ロータ４
の下端部は袴状部分６になっており、その内端面に設け
た永久磁石７がステータ１を共軸に囲繞している。シャ
フト３とロータ４との間に、次に述べるように本発明の
第１実施例の軸受装置８Ａが設けられている。
【００１８】図１及び図２を参照して、本発明の第１実
施形態の軸受装置８Ａを説明する。軸受装置８Ａは柱状
の鋼製のシャフト３を有する。シャフト３はその中央部
にこれと共軸の環状増径部９が形成されている。また、
環状増径部９から見てシャフト３の外周面３ａの、ステ
ータ１と反対側の端部に軸受鋼製の環状の内輪１０がそ
の内周面１０ｂで固定されている（図１）。 環状増径
部９と内輪１０とは軸方向間隔Ｌで示すようにシャフト
３の軸方向に離間して配置されている（図２）。
【００１９】内輪１０及び環状増径部９を筒状の外輪１
１が囲繞している。この外輪１１はその外周面がロータ
４の内周面に固定されている（図１）。
【００２０】図２に示すように、環状増径部９及び内輪
１０の外周面並びに外輪１１の内周面に、それぞれ、縦
断面がＪ字形で環状の軌道面９ａ、１０ａ及び１１ａ，
１１ｂが形成されている。内輪１０の軌道面１０ａは曲
がった脚部がステータ１と反対側（図１）に位置してお
り、これに対して、環状増径部９の軌道面９ａは曲がっ
た脚部がステータ１側（図１）に位置している。外輪１
１の軌道面１１ａ，１１ｂは外輪１１の両端部（図１，
２ではその上下端部）に形成されており、それらのＪ字
形の曲がった脚部が他方の軌道面側に、かつ、環状増径
部９及び内輪１０の軌道面９ａ及び１０ａに対応するよ
うに形成されている。
【００２１】内輪１０の軌道面１０ａのＪ字形の脚部と
外輪１１の対応の軌道面１１ａのＪ字形の脚部の間に球
から成る複数の転動体１２が内輪１０及び外輪１１の円
周方向に転動可能に配設されている。また、環状増径部
９の軌道面９ａのＪ字形の脚部と外輪１１の対応の軌道
面１１ｂのＪ字の脚部の間にこれも球から成る複数の転
動体１３が環状増径部９及び外輪１１の円周方向に転動
可能に配設されている。これら転動体１２及び１３を介
して外輪１１がシャフト３の中心軸５を中心にしてロー
タ４と共に回転可能になっている（図１）。なお、転動
体１２の群及び転動体１３の群は、それぞれ、図２の左
側に示すように、保持器なしで又は図２の右側に示すよ
うに保持器１４によって保持することができる。なお、
転動体１２及び１３は玉に限らず転動体として適する限
り他の形状のものであってもよい。以下の実施形態にお
いても同様である。
【００２２】ここで、内輪１０と転動体１２と外輪１１
とは第１軸受１５（図１，２で上側軸受、即ち、ステー
タ１と反対側の軸受）を構成し、シャフト３に一体に形
成された環状増径部９と転動体１３と外輪１１とは第２
軸受１６（図１で下側軸受、即ち、ステータ側の軸受）
を構成する。なお、この場合、外輪１１は一体の長物に
形成されていて両軸受１５，１６に共通に用いられてい
る。
【００２３】軸受装置８Ａの軸方向の両端部に、内輪１
０と環状増径部９の外端面を覆う円盤状のシール部材１
７及び１８が設けられている。これらのシール部材１
７，１８は、外周縁が外輪１１の内周面１１ｃに流体密
に嵌合固定されており、内周縁がシャフト３の外周面３
ａに当たることがないようにシール部材１７，１８の内
周面とシャフト３の外周面との間に、例えば、５μｍ乃
至２０μｍのような小さな隙間Ｓが形成されるように配
設されている。これらのシール部材１７，１８は、軸受
装置８Ａ内にシャフト３の軸方向の空気の流れが生じな
い場合は、軸受装置８Ａ内から潤滑剤の粒子が外部へ漏
れることを実質的に押さえる。しかし、高速回転をする
ハードディスク駆動用に用いられる小形のスピンドルモ
ータでは、さらに手だてを講じないと、ハードディスク
の回転によって生じる空気の還流の一部がスピンドルモ
ータの軸受装置を貫通して流れてしまう。即ち、図１に
おいて、内輪１０と外輪１１との間の空間１９と、シャ
フト３と外輪１１との間の空間２１と、環状増径部９と
外輪１１との間の空間２０と、シール部材１７，１８と
シャフト３との間の隙間Ｓを通して空気がシャフト３の
軸方向へ流れて軸受装置８Ａ外へ流出する。このため、
軸受装置８Ａ内に発生した潤滑剤の粒子が空気に混入し
て軸受装置８Ａの外へ流れ、ハードディスクを汚染して
しまうおそれが生じる。
【００２４】本実施形態は、軸受装置８Ａ内を軸方向へ
の空気が流れるのを阻止する１つの対策を提供するもの
である。
【００２５】内輪１０及び環状増径部９との間で軸受装
置８Ａの外輪１１の内周面１１ｃとシャフト３の外周面
３ａとの間に形成されている環状空間２１に環状の空気
流阻止用シール２２Ａを設ける。この空気流阻止用シー
ル２２Ａ（以下、単に「シール２２Ａ」という）は環状
又は円筒状の一体物（環状部材という）で、その外周面
２２ａが外輪１１の内周面１１ｃの中央部に流体密に固
定されており、シール２２Ａが軸受鋼の場合はその内周
面２２ｂはシャフト３の外周面３ａから、これと摺動す
ることがないように、例えば、５μｍ乃至２０μｍのよ
うな小さな環状隙間２３で隔てられている。
【００２６】ハードディスクの回転によって生じた空気
の還流によって、空気がシール部材１７又は１８とシャ
フト３との間の隙間Ｓから軸受装置８Ａ内の空間１９又
は２０に入り、シール２２Ａとシャフト３との間の環状
隙間２３に入り込みこれを軸方向通りに抜けようとす
る。しかし、この環状隙間２３の軸方向の長さはシール
部材１７，１８とシャフト３との間の隙間Ｓの軸方向長
さよりも遙かに長いから、この環状隙間２３の大きさが
シール部材１７，１８の隙間Ｓと実質的に同じでも空気
の流れに対して大きな流体抵抗を示す。従って、環状隙
間２３を軸方向に空気が流れようとしてもこの流体抵抗
のために空気流が実質的に生じなくなるか完全に生じな
くなる。
【００２７】換言すれば、空間１９，２０及び隙間２
３，Ｓを通して軸受装置８Ａ内でその軸方向の空気流が
生じることが実質的に又は完全に阻止され、空気が軸受
装置８Ａ内を移動してこの軸受装置８Ａ内の潤滑剤の粒
子を空気と共に外部へ連れ出してハードディスクを汚染
することがなくなる。ここで、シール２２Ａの両端面と
内輪１０及び環状増径部９の対向端面との間の間隔をこ
れらの端面間に接触が生じない程度（例えば、５０μｍ
乃至２００μｍ）に小さくすれば、これらの隙間も空気
の流れを防止する。
【００２８】軸受装置の軽量化と製造コストの低減のた
め、以下の他の実施形態の場合も同じであるが、空気流
阻止用シールをプラスチック材製にすることができる。
この場合、プラスチックは軸受鋼よりも熱膨張率が大き
いので、環状隙間２３は室温では上記値よりも適宜に大
きくなるように設定される。これでも、環状隙間２３の
軸方向の長さがシール部材１７，１８のシャフト３に対
する隙間Ｓの軸方向長さよりも遙かに長いから、空気流
に十分なブレーキがかかる。
【００２９】図３は本発明の軸受装置の第２実施形態を
８Ｂで示す。第１及び第２実施形態との相違は、空気流
阻止用シール２２Ｂが外輪１１の内周面１１ｃの中央部
から半径方向内側へ延びるように外輪１１に一体に形成
されていることである。空気流阻止用シール２２Ｂは、
その他については第１実施形態の空気流阻止用シール２
２Ａと同じである。そして、この軸受装置８Ｂの作用・
効果は第１実施形態の軸受装置８Ａと同様である。ただ
し、空気流阻止用シール２２Ｂは外輪１１と同一材質で
なければならないから、プラスチックで製造されること
はない。
【００３０】図４は本発明の軸受装置の第３実施形態を
８Ｃで示す。これと第１・第２実施形態の軸受装置８Ａ
との相違は空気流阻止用シールにある。即ち、空気流阻
止用シール２２Ｃは、軸断面凹字形を成すもので、円盤
部２４Ａとこれの転動体１２の群側の側面に一体に形成
された環状リム部２５Ａとから成る。
【００３１】円盤部２４Ａは、内輪１０と環状増径部９
間の軸方向間隔Ｌ内にあって、その外径が外輪１１の内
径に実質的に等しく形成され、その外周面２２ａが外輪
１１の内周面１１ｃに流体密に固定されている。また、
円盤部２４Ａの内周面２４ｂはシャフト３の外周面３ａ
から第１・第２実施形態の場合と同様の環状隙間２３だ
け離間して配設されている。また、環状リム部２５Ａの
内周面２５ａが内輪１０の軌道面１０ａとの間に環状隙
間２３と同等の大きさの環状隙間２６だけ離間するよう
に形成される。空気の流れはこの環状隙間２６内でも制
限されるために軸受装置８Ｃ内を空気が流れるのを第１
・第２実施形態の場合よりもよく阻止できることにな
る。
【００３２】シール２２Ｃの円盤部２４Ａと内輪１０と
の間の環状隙間２７も相互に接触しない程度（例えば、
５０μｍ乃至２００μｍ）に小さく形成すれば、空気の
流れの阻止を助成する。円盤部２４Ａと環状増径部９と
の間の隙間についても同様である。
【００３３】この実施形態の一変形例として、環状増径
部９の軌道面９ａの幅が十分大きい場合は、環状リム部
２５Ａと対称の他の環状リム部を軌道面９ａを囲繞する
ように環状リム部２５Ａの環状増径部９側の端面にこれ
と一体に形成してもよく、この場合、空気流の阻止作用
をさらに高める。
【００３４】また、これとは別の変形例では、環状増径
部９の軌道面９ａの幅が十分大きい場合は、環状リム部
２５Ａを円盤部２４Ａの環状増径部９側の端面に一体に
形成して環状増径部９の軌道面９ａを囲繞するようにし
ている。
【００３５】図５は、本発明の軸受装置の第４実施形態
を８Ｄで示す。これと第３実施形態の軸受装置８Ｃとの
相違は空気流阻止用シール２２Ｄが外輪１１と一体に形
成されていることである。円盤部２４Ｂ及び環状リム部
２５Ｂは、これらが外輪１１に一体に形成されている以
外は、第３実施形態の円盤部２４Ａ及び環状リム部２５
Ａと同様である。この軸受装置８Ｂの他の構成はその作
用・効果は第３実施形態と同様である。
【００３６】第３及び第４実施形態において、空気流阻
止用シール２２Ｃ及び２２Ｄを逆向きにしても作用・効
果に変わりがない。
【００３７】図６は本発明の軸受装置の第５実施形態を
８Ｅで示す。これと第１乃至第４実施形態の軸受装置と
の相違は空気流阻止用シールにある。即ち、空気流阻止
用シール２２Ｅは、互いに組み合う１対の空気流阻止用
シール部（第１シール部及び第２シール部）２８，２９
から成る。
【００３８】第１シール部２８は、図６では軸断面逆凹
字形をしており、円盤部２８ａと、これの環状増径部９
側の端面に一体に形成された環状リム部２８ｂから成
る。円盤部２８ａ及び環状リム部２８ｂは外輪１１の内
径と実質的に等しい外径を有しそれらの外周面２８ｃで
外輪１１の内周面１１ｃに固定されており、円盤部２８
ａの内周面２８ｄは第１実施形態の場合の環状隙間２３
と同等の環状隙間３０だけシャフト３の外周面３ａから
離間して形成されている。
【００３９】第２シール部２９は、図６では軸断面凸字
形をしており、円盤部２９ａとこれの内輪１０側の端面
に一体に形成された環状ボス部２９ｂから成る。円盤部
２９ａ及び環状ボス部はシャフト３の外径と実質的に等
しい内径を有しその内周面２９ｃでシャフト３の外周面
３ａに固定されており、円盤部２９ａの外周面２９ｄは
環状隙間３０と同等の環状隙間３１だけ外輪１１の内周
面１１ｃから離間して形成されている。また、環状ボス
部２９ｂの外周面２９ｆは環状隙間３１と同等の環状隙
間３２だけ第１シール部２８の環状リム部２８ｂの内周
面２８ｄから離間して形成されている。
【００４０】第１シール部２８及び第２シール部２９
は、環状円盤部２８ａと環状ボス部２９ｂとの間及び環
状リム部２８ｂ及び円盤部２９ａとの間に、それぞれ、
相互に摺動することがない程度、例えば、５０μｍ乃至
２００μｍ程度の円盤状隙間３３，３４が形成されるよ
うに配設される。
【００４１】この構造では、空気が軸受装置８Ｅ内をそ
の軸方向へ通り抜けようとしても狭い隙間３０，３３，
３２，３４，３１によって、通り抜けが阻止される。し
かも、環状隙間全体の長さが、第１乃至第４実施形態の
場合よりも一層長くなるから空気流阻止機能がさらに高
まる。なお、第１及び第２シール部２８及び２９の配設
位置及び向きを逆にしても機能・効果に変動を生じな
い。
【００４２】図７は、本発明の軸受装置の第６実施形態
を８Ｆで示す。この実施形態では、空気流阻止用シール
２２Ｆは軸断面逆凹字形の第１シール部３５Ａと軸断面
凸字形の第２シール部３５Ｂとを組み合わせて成るが、
第１シール部３５Ａはその外周面で外輪１１の内周面に
一体に形成されている点を除き、第５実施例の場合と同
じである。従って、作用・効果も第５実施形態と同じで
ある。なお、第１及び第２シール部３５Ａ及び３５Ｂの
配置及び方向を逆にできることは勿論である。
【００４３】図８は、本発明の軸受装置の第７実施形態
を８Ｇで示す。この実施形態と第１乃至第６実施形態と
の相違は空気流阻止用シールにある。この空気流阻止用
シール２２Ｇは、複数の（図８では５個の）シール部材
３６、３７、３８、３９及び４０から成る。
【００４４】シール部材 (「第１シール部材」という）
３６は円盤状の部材で、内輪１０側に設けられ、シャフ
ト３の外径と実質的に同じ内径を有し、内周面３６ａで
シャフト３の外周面３ａに固定される。
【００４５】シール部材 （「第４シール部材」とい
う）３７は、図８では、第１シール部材３６の次に配置
された軸断面逆凹字形の環状部材であり、その外径は外
輪１１の内径と実質的に等しく、外周面３７ａが外輪１
１の内周面１１ｃに固定され、円盤部４１とこれに共軸
にこれの第１シール部材３６の反対側の端面に円盤部４
１と一体に形成された環状リム部４２とから成る。
【００４６】シール部材 (「第２シール部材」という）
３８は、第４シール部材３７と組み合うように配置され
た軸断面凸字形の環状部材であり、その内径はシャフト
３の外径と実質的に等しく、内周面３８ａがシャフト３
の外周面３ａに固定され、円盤部４３とこれと共軸にこ
れの第１シール部材３６側端面に円盤部４３と一体に形
成された環状ボス部４４とから成る。
【００４７】シール部材 （「第５シール部材」とい
う）３９は第２シール部材３８の次に設置された円盤状
の部材で、その外径は外輪１１の内径と実質的に等し
く、外周面３９ａが外輪１１の内周面１１ｃに固定され
ている。
【００４８】シール部材 （「第３シール部材」とい
う）４０は、軸断面凸字形の環状部材であり、その内径
はシャフト３の外径と実質的に等しく、内周面４０ａが
シャフト３の外周面３ａに固定され、円盤部４５とこれ
と共軸にこれの第２シール部材３８側端面に一体に形成
された環状ボス部４６とから成る。従って、第１シール
部２８と第２シール部２９とは軸断面で櫛状になってお
り、櫛の歯ということができる第１シール部材３６と第
２シール部材３７の円盤部４３と第３シール部材４０の
円盤部４５が第４シール部材３７の円盤部４１と第５シ
ール部材３９とが組み合うように配列されている。
【００４９】第１実施形態における環状隙間２３と同様
の環状隙間４７，４８，４９，５０，５１が、それぞ
れ、第１シール部材３６と外輪１１との間、第４シール
部材３７の円盤部４１と第２シール部材３８の環状ボス
部４４との間、第４シール部材３７の環状リム部４２と
第２シール部材３８の円盤部４３との間、第５シール部
材３９と第３シール部材４０の環状ボス部４６との間、
及び、第３シール部材４０の円盤部４５と外輪１１との
間に形成されている。
【００５０】また、相互に摺動し合うことがない程度
（例えば、５０μｍ乃至２００μｍ）に僅かに離間する
ように円盤状隙間５２，５３，５４，５５，５６が、そ
れぞれ、内輪１０と第１シール部材３６との間、第１シ
ール部材３６と第４シール部材３７の円盤部４１との
間、第４シール部材３７の円盤部４１と第２シール部材
３８の円盤部４３との間、第２シール部材３８の円盤部
４３と第５シール部材３９との間、及び、第５シール部
材３９と第３シール部材４０の円盤部４５との間に形成
されている。
【００５１】図８から理解される通り、環状隙間４７，
４８，４９，５０，５１と円盤状隙間５２，５３，５
４，５５，５６とは連続した狭く非常に長いラビリンス
状の隙間を形成するために、この中を流れようとする空
気流に非常に大きな流体抵抗を与え、この空気流を完全
に阻止する。
【００５２】シール部材３６乃至４０の順序及び向きを
逆にすることができ、この場合も軸受装置８Ｆの作用・
効果と変わりがない。
【００５３】図９は、本発明の軸受装置の第８実施形態
を８Ｈで示す。この実施形態と第１乃至第７実施形態と
の相違も空気流阻止用シールにある。この空気流阻止用
シール２２Ｈは、環状の第１シール部８１とこれと組み
合わされる環状の第２シール部８２とから成る。
【００５４】第１シール部８１は、円盤部８３とこれの
環状増径部９側の端面から一体に突出する複数の（図９
では３個の）同心円上のリング部８４，８５，８６から
成る。円盤部８３と最も外側のリング部８６とは外輪１
１の内径と実質的に等しい外径を有してそれらの外周面
８１ａで外輪１１の内周面１１ｃに固定されている。リ
ング部８６は、他のリング部８４，８５よりも長く形成
されている。他のリング部８４，８５は図９に示すよう
に同じ長さに形成することができる。
【００５５】第２シール部８２は、円盤部８７とこの内
輪１０側の端面から一体に突出する複数の（図９では３
個の）同心円上のリング部５９，６０，６１から成る。
円盤部８７と最も内側のリング部５９とはシャフト３の
外径と実質的に等しい内径を有してそれらの内周面８２
ａでシャフト３の外周面３ａに固定されている。リング
部５９は他のリング部６０，６１よりも長く形成されて
いる。他のリング部６０，６１は図９に示すように同じ
長さに形成することができる。両シール部８１，８２の
長さ（高さ）は実質的に等しくなっている。
【００５６】図９に示すように、第１シール部８１の最
も外側のリング部８６はシール２２Ｈの外周壁になり、
第２シール部８２の最も内側のリング部５９はシール２
２Ｈの内周壁になっている。そして、その他のリング部
８４，８５，６０，６１は相手方の対応の隣接するシー
ル部の間に挿入されている。従って、第１シール部８１
と第２シール部８２とは軸断面で櫛状になっており、櫛
の歯ということができる第１シール部８１のリング部８
４，８５，８６と第２シール部８２のリング部５９，６
０，６１とが組み合うように配設されている。
【００５７】両シール部８１，８２の互いに隣り合った
リング間に、第１実施形態における環状隙間２３と同様
の環状隙間６２が形成されている。また、第１シール部
８１の最も外側のリング部８６と第２シール部８２の最
も外側のリング部６１との間及び第１シール部８１の最
も内側のリング部８４と第２シール部８２の最も内側の
リング部５９との間に、それぞれ、環状隙間６２と同様
の環状隙間６３，６４を形成している。両シール部８
１，８２の円盤部８３，８７の内端面と相手方のシール
部のリング部８４，８５，６０，６１との間に、相互に
摺動し合うことがない程度（例えば、５０μｍ乃至２０
０μｍ）に僅かに離間するように円盤状隙間６５，６６
が形成されている。
【００５８】図９から理解される通り、環状隙間６３，
６２，６４と円盤状隙間６５，６６は連続した狭く非常
に長いラビリンス状の隙間を形成するために、第７実施
例の場合と同様に、この中を流れようとする空気流に非
常に大きな流体抵抗を与え、この空気流を完全に阻止す
る。
【００５９】第１シール部８１及び第２シール部８２の
順序及び向きを逆にすることができ、この場合も軸受装
置８Ｈの作用・効果と変わりがない。
【００６０】図１０は、本発明の軸受装置の第９実施形
態を８Ｉで示す。この実施形態と第１乃至第７実施形態
との相違も空気流阻止用シールにある。空気流阻止用シ
ール２２Ｉは円盤状（乃至はドーナツ状）の部材であ
り、内輪１０と環状増径部９との間に形成された狭い環
状空間６７にシャフト３に直角にこれを囲繞して配置さ
れている。空気流阻止用シール２２Ｉの外縁部６８は断
面が円形に形成され、外輪１１の内周面１１ｃの中央部
に形成された環状溝６９に流体密に嵌合している。シー
ル２２Ｉの円形内縁７０とシャフト３の外周面３ａとの
間に、例えば、５μｍ乃至２０μｍ程度の小さな環状隙
間７１が形成されている。
【００６１】シール２２Ｉは円形内縁７０とシャフト３
の外周面の僅かな部分で空気流が絞られるに過ぎないか
ら、第１乃至第８実施形態の場合に比して、空気流を完
全に阻止することができるとは限らないが、環状隙間７
１は非常に狭いので、空気流を大幅に少なくすることが
できる。また、環状空間６７内の、内輪１０とシール２
２Ｉとの間の隙間と環状増径部９とシール２２Ｉとの間
の隙間とが摺動が生じない程度（例えば、５０μｍ乃至
２００μｍ）に小さく形成されている。このため、これ
らの隙間によっても空気流がかなり制限される。
【００６２】図１１は、本発明の軸受装置の第１０実施
形態を８Ｊで示す。この実施形態では、第１実施形態の
場合のシャフト３の環状増径部９を内輪１０と天地させ
た形状の内輪７２に替えたものである。軌道面７２ａは
第１実施形態の環状増径部９の軌道面９ａと同様であ
る。なお、この内輪７２は第２実施形態乃至第９実施形
態及びそれらの変形例にも適用できる。
【００６３】図１２は、本発明の軸受装置の第１１実施
形態を８Ｋで示す。この実施形態では、外輪は、内輪１
０を囲繞する第１外輪部材７３と、環状増径部９を囲繞
する第２外輪部材７４と、両外輪部材７３及び７４を接
続し、これらと実質的に同径の内外径を有する環状スペ
ーサ７５とから成る。環状スペーサ７５の内周面に空気
流阻止用シール２２Ａの外周面が固定されている。な
お、この構造は第２実施形態乃至第１０実施形態及びそ
れらの変形例にも適用できる。さらに、シャフト３は第
１乃至第１１実施形態において、逆に向けてもよい。
【００６４】図１３は、本発明の軸受装置の第１２実施
形態（８Ｌで示す）を備えた軸回転形のスピンドルモー
タの側面図と縦断面図を示す。この実施形態では、ベー
スプレート２にシャフト３に共軸の筒状の外輪受け部７
６を一体に立設し、これに外輪１１を挿入固定してい
る。シャフト３は第１実施形態乃至第１１実施形態の場
合と逆に取り付けられている。
【００６５】シャフト３は円盤状のハブ７７によってロ
ータ４に取り付けられ、ロータ４と共に中心軸５を中心
に回転するようになっている。他は第１実施形態と同様
である。この構造では、スピンドルモータの、ステータ
１を収容する空間７８及び軸受装置内の空間１９，２０
を貫流する空気流が空気流阻止用シール２２Ａで阻止さ
れるので、軸受装置外へ潤滑油の粒子が漏れ出ることが
防止される。なお、この実施形態に第２実施形態乃至第
１２実施形態及びそれらの変形例も適用できる。
【００６６】以上の実施形態において、外輪１１並びに
第１外輪部材７３、環状スペーサ７５及び第２外輪部材
７４の組み合わせを「外輪手段」と総称し、内輪１０及
び環状増径部９の組み合わせ並びに内輪１０及び内輪７
２の組み合わせを「内輪手段」と総称することにする。
また、上述の空気流に抵抗を示す小さな隙間（例えば、
５μｍ乃至２０μｍとか５０μｍ乃至２００μｍ、より
一般的には、例えば５μｍ乃至２００μｍ）のような、
空気流阻止用シール内、空気流阻止用シールとシャフト
３との間、及び、空気流阻止用シールと外輪手段との間
のシャフト３の軸方向に平行な隙間、並びに空気流阻止
シール内及び空気流阻止用シールと内輪部との間のシャ
フト３の半径方向の狭い隙間）を「空気流抵抗隙間」と
いうことにする。これらの隙間は空気流に流体的な抵抗
を与えることはすでに述べた通りである。
【００６７】
【発明の効果】本発明に基づく軸受装置は、その中の一
対の内輪手段の空間内に空気流阻止手段を設けて、軸受
装置内を軸方向へ流れる空気流を阻止し、この空気流に
伴われて潤滑油の粒子が軸受装置の外へ漏れるのを防止
するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】左側が本発明に基づく軸受装置の第１実施形態
を装着したスピンドルモータの側面図、右側がその軸縦
断面図である。
【図２】図１に用いられた軸受装置（第１実施形態）の
軸断面図である。
【図３】本発明に基づく軸受装置の第２実施形態の軸断
面図である。
【図４】本発明に基づく軸受装置の第３実施形態の軸断
面図である。
【図５】本発明に基づく軸受装置の第４実施形態の軸断
面図である。
【図６】本発明に基づく軸受装置の第５実施形態の軸断
面図である。
【図７】本発明に基づく軸受装置の第６実施形態の軸断
面図である。
【図８】本発明に基づく軸受装置の第７実施形態の軸断
面図である。
【図９】本発明に基づく軸受装置の第８実施形態の軸断
面図である。
【図１０】本発明に基づく軸受装置の第９実施形態の軸
断面図である。
【図１１】本発明に基づく軸受装置の第１０実施形態の
軸断面図である。
【図１２】本発明に基づく軸受装置の第１１実施形態の
軸断面図である。
【図１３】左側が本発明に基づく軸受装置の第１２実施
形態を装着したスピンドルモータの側面図、右側がその
軸縦断面図である。
【符号の説明】
１ ステータ ２ ベースプレート ３ シャフト ４ ロータ ５ 中心軸 ８Ａ−８Ｌ 軸受装置 ９ 環状増径部 １０ 内輪 １１ 外輪 １２，１３ 転動体 １５ 第１軸受 １６ 第２軸受 １９−２１ 空間 ２２Ａ−２２Ｉ 空気流阻止用シール ２３ 環状隙間 ２４Ａ，２４Ｂ 円盤部 ２５Ａ，２５Ｂ 環状リム部 ２６，２７ 環状隙間 ２８ 第１シール部 ２８ａ 円盤部 ２８ｂ 環状リム部 ２９ 第２シール部 ２９ａ 円盤部 ２９ｂ 環状ボス部 ３０−３２ 環状隙間 ３３，３４ 円盤状隙間 ３５Ａ 第１シール部 ３５Ｂ 第２シール部 ３６−４０ シール部材 ４１ 円盤部 ４２ 環状リム部 ４３ 円盤部 ４４ 環状ボス部 ４５ 円盤部 ４６ 環状ボス部 ４７−５１ 環状隙間 ５２−５６ 円盤状隙間 ５９−６１ リング部 ６２−６４ 環状隙間 ６５，６６ 円盤状隙間 ６７ 環状空間 ６８ 外縁部 ６９ 環状溝 ７０ 円形内縁 ７１ 環状隙間 ７２ 内輪 ７３ 第１外輪部材 ７４ 第２外輪部材 ７５ 環状スペーサ ７６ 外輪受け部 ８１ 第１シール部 ８２ 第２シール部 ８３ 円盤部 ８４−８６ リング部 ８７ 円盤部 Ｌ 軸方向間隔 Ｓ 隙間

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベースプレートと、該ベースプレートに
    固定されたステータと、該ステータに共軸に回転可能に
    設けられたロータとを有するスピンドルモータに設けら
    れ、 該ステータに共軸に該ベースプレートに立設されたシャ
    フトと、該シャフトに該シャフトの軸方向に離間して固
    設された一対の内輪手段と、該内輪手段を共軸に囲繞す
    る外輪手段と、該一対の内輪手段と該外輪手段との間に
    配設され該一対の内輪手段及び該外輪手段上を転動でき
    る転動体とを具備して成る軸受機構において、 該外輪手段及び該内輪手段間に形成される空間に、該空
    間を前記シャフトの軸方向へ通過する空気流を阻止し該
    空気流によって該軸受装置から潤滑油の粒子が漏れるの
    を防止する空気流阻止用シールを設けたことを特徴とす
    るスピンドルモータ用軸受装置。
  2. 【請求項２】 前記空気流阻止用シールは、前記外輪手
    段の内周面から半径方向内側へ突出する環状部材であ
    り、前記シャフトとの間に環状の空気流抵抗隙間が形成
    されることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモ
    ータ用軸受装置。
  3. 【請求項３】 前記空気流阻止用シールは、前記環状部
    材の少なくとも一方の端面に対応の内輪手段を囲繞し該
    対応の内輪手段との間に空気流阻止隙間が形成される環
    状リム部を該環状部材と一体に形成して成ることを特徴
    とする請求項２に記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  4. 【請求項４】 前記空気流阻止用シールは内周面が前記
    外輪手段の外周面に固定されていることを特徴とする請
    求項２又は３に記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  5. 【請求項５】 前記空気流阻止用シールは前記外輪に一
    体に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に
    記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  6. 【請求項６】 前記空気流阻止用シールは、前記シャフ
    トに共軸な軸断面凹字形の環状の第１シール部とこれに
    組み合わされ該シャフトに共軸な軸断面凸字形環状の第
    ２シール部とから成り、該第１及び第２シール部間、該
    第１シール部と該シャフトとの間及び該第２シール部と
    前記外輪手段との間に空気流抵抗隙間を形成したことを
    特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ用軸受装
    置。
  7. 【請求項７】 前記第１シール部の外周面は前記外輪手
    段の内周面に固定されており、前記第２シール部の内周
    面は前記シャフトの外周面に固定されていることを特徴
    とする請求項６に記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  8. 【請求項８】 前記第１シール部は前記外輪手段に一体
    に形成され、前記第２シール部の内周面は前記シャフト
    の外周面に固定されていることを特徴とする請求項６に
    記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  9. 【請求項９】 前記空気流阻止用シールは内部にラビリ
    ンス状の空気流抵抗隙間が形成され、該ラビリンス状の
    空気流抵抗隙間は前記軸受装置内の前記一対の内輪手段
    側の空間に連通していることを特徴とする請求項１に記
    載のスピンドルモータ用軸受装置。
  10. 【請求項１０】 前記空気流阻止用シールは、前記シャ
    フトの半径方向外側へ延びる複数の環状のシール部材か
    ら成り軸断面が前記内輪手段側に向く櫛形の環状の第１
    シール部と、前記外輪手段の半径方向内側へ延びると共
    に該第１シール部の該シール部材の隣接するもの同士の
    間に挿入されかつ軸断面が該シャフト側に向く櫛形の環
    状の第２シール部とから成り、前記ラビリンス状の空気
    流抵抗隙間は該第１及び第２シール部間に形成されるこ
    とを特徴とする請求項９に記載のスピンドルモータ用軸
    受装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１シール部は、（ａ）内周面が
    前記シャフトの外周面に固定された円盤状の第１シール
    部材と、（ｂ）該第１シール部材に当接する環状ボス部
    と、これに共軸に該第１シール部材と反対側に一体に形
    成された円盤部とを有し内周面が該シャフトの外周面に
    固定された軸断面凸字形環状の第２シール部材と、
    （ｃ）該第２シール部材の該円盤部に当接する環状ボス
    部と、これに共軸に該第２シール部材と反対に一体に形
    成された円盤部とを有し内周面が該シャフトの外周面に
    固定された軸断面凸字形環状の第３シール部材とから成
    り、 前記第２シール部は、（ｄ）該第１シール部材と該第２
    シール部材の該円盤部との間に挿入されると共に該第２
    シール部材の該環状ボス部を囲繞する円盤部と、この円
    盤部の該第１シール部材と反対側に共軸に一体に形成さ
    れた環状リム部とを有し外周面が前記外輪手段の内周面
    に固定された第４シール部材と、（ｅ）該第２シール部
    材の該円筒部と該第３シール部材の該円筒部との間に挿
    入されると共に該第３シール部材の該環状ボス部を囲繞
    し外周面が該外輪手段の該内周面に固定された円盤状の
    第４シール部材とから成り、 前記ラビリンス状の空気流抵抗隙間は、該第１シール部
    材と該外輪手段との間、該第１シール部材と該第４シー
    ル部材との間、該第４シール部材と該第２シール部材と
    の間、該第２シール部材と該第５シール部材との間、該
    第５シール部材と該該第３シール部材との間、及び、該
    第３シール部材と該外輪手段との間の空気流抵抗間隔を
    連通させて形成したことを特徴とする請求項１０に記載
    のスピンドルモータ用軸受装置。
  12. 【請求項１２】 前記空気流阻止用シールは、第１円盤
    部と該第１円盤部の一端面に前記シャフトの一方の軸方
    向へ延びるように相互に共軸に形成された複数のリング
    部とから成り外周面が前記外輪手段の内周面に固定され
    た第１シール部と、第２円盤部と該第２円盤部の該第１
    シール部側の端面に該シャフトの他方の軸方向へ延びる
    ように相互に共軸にかつ該第１シール部の対応の隣接す
    るリング部間に挿入される複数のリング部とから成り、
    前記ラビリンス状の空気流抵抗隙間を該第１及び第２シ
    ール部間に形成したことを特徴とする請求項９に記載の
    スピンドルモータ用軸受装置。
  13. 【請求項１３】 前記空気流阻止用シールは、外縁部を
    外輪手段の内周面に流体密に接続し内縁部と前記シャフ
    トの外周面との間の空気流抵抗隙間を形成する円盤状シ
    ールで構成し、前記一対の内輪手段の間の間隔を該円盤
    状シールと該一対の内輪手段との間の間隔が空気流抵抗
    隙間になるように形成したことを特徴とする請求項１に
    記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  14. 【請求項１４】 前記一対の内輪手段の一方はシャフト
    に固定された内輪であり、該一対の内輪手段の他方は該
    シャフトに一体に形成された環状増径部であることを特
    徴とする請求項１乃至１３のいずれかの１に記載のスピ
    ンドルモータ用軸受装置。
  15. 【請求項１５】 前記一対の内輪手段は共に前記シャフ
    トに固定された内輪であることを特徴とする請求項１乃
    至１３のいずれかの１に記載のスピンドルモータ用軸受
    装置。
  16. 【請求項１６】 前記外輪手段は一本の一体の外輪であ
    ることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの１に
    記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  17. 【請求項１７】 前記外輪手段は、前記一対の内輪手段
    の一方を囲繞する第１外輪部材と、該一対の内輪手段の
    他方を囲繞する第２外輪部材と、該第１及び第２外輪部
    材を接続する環状スペーサとから成ることを特徴とする
    請求項１乃至１５のいずれかの１に記載のスピンドルモ
    ータ用軸受装置。
  18. 【請求項１８】 前記シャフトは前記ベースプレートに
    固定されており、前記外輪手段は前記ロータに挿入固定
    されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれ
    かの１に記載のスピンドルモータ用軸受装置。
  19. 【請求項１９】 前記外輪手段は前記ベースプレートに
    前記シャフトと共軸に形成された円筒形の外輪受け部に
    挿入固定され、該シャフトはその中心軸を中心にして回
    転可能に設けられ、円盤状ハブによって前記ロータに固
    定されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいず
    れかの１に記載のスピンドルモータ用軸受装置。
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