JP2001032845A - 動圧軸受用シール手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｏリングシールは狭い隙間へ密嵌状態に押し
込んで組付けられる。このため、しばしば組付け作業が
遅くなり、組付け時間が長くなり、また無理に押し込む
ことにより、Ｏリングがめくれたり、咬み込んだり、極
端な場合には、破壊又は切断等を起こす。その結果、潤
滑流体が漏泄するという危険がある。 【解決手段】 本来のシール作用を提供するオイルシー
ル用突出部と、シール手段を装着したスラストブッシュ
部材等をスリーブ部材等の凹部へ圧入する際に当該シー
ル手段がめくれたり咬み込んだり切断等を生じないよう
該シール手段を保持し、かつ組付け時には該シール手段
を所定の組付け位置へ案内する胴部と、を一体的に有す
るシール手段を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概括的にはモータ
ーの部品に関し、特に動圧流体軸受を備えたモーターの
シール部材に関する。更に詳細には動圧流体軸受を備え
たモーターの潤滑流体が系外に漏泄するのを効果的に封
止すると共にその装着を容易にするための特殊な形態を
有するＯ型リング形状の案内部付きシール部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】モーター等において、少なくとも一方が
ラジアル動圧溝を有する一対のラジアル動圧面及び少な
くとも一方がスラスト動圧溝を有する一対のスラスト動
圧面に対して潤滑流体の分配、保持を適切に行い、これ
により長期に渡って安定して使用することが出来る動圧
流体軸受装置は知られている。

【０００３】例えば、図８に示すように、モータ本体１
のベース部材２へ固定されている軸部材３と、軸部材３
の一端側へ半径方向外方へ突出するように設けてある円
盤状のスラストプレート部材４と、軸部材３とスリーブ
嵌合すると共にスラストプレート部材４を包囲しかつ軸
部材３に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材５
と、スリーブ部材５へ固定され軸部材３の一端側にて軸
部材３及びスラストプレート部材４ヘ対置しているスラ
ストブッシュ部材６と、同様にスリーブ部材５へ固定さ
れ軸部材３の一端側にてスラストブッシュ部材６を覆っ
ているトップカバー部材７と、軸部材３及びスラストプ
レート部材４とスリーブ部材５及びスラストブッシュ部
材６との間の間隙へ充填されている潤滑流体８と、スリ
ーブ部材５とスラストブッシュ部材６との間から潤滑流
体８が漏泄することを防止するためのＯリングシール部
材９と、により構成されているモーターは知られてお
り、スリーブ部材５はその下端部に半径方向外方に突出
するデイスク載置部１０を有しており、このデイスク載
置部１０に記録デイスク（図示なし）が搭載される。該
スリーブ部材５の内周面には環状のロータマグネット１
１が装着され、このロータマグネット１１に対向してベ
ース部材２にはステータ１２が装着されている。ステー
タ１２は、ステータコアと該ステータコアに巻かれたコ
イルから構成されており、ステータ１２のコイルへ電流
が送給されると、ステータ１２とロータマグネット１１
と、の磁気的相互作用によってスリーブ部材５が回転駆
動されるのである。

【０００４】モータ本体１が駆動され、スリーブ部材５
が回転すると、軸部材３とスリーブ部材５との間、及び
スラストプレート部材４の半径方向外方面とスリーブ部
材５との間に充満されている潤滑流体８がラジアル動圧
軸受として機能し、更にスラストプレート部材４の下面
とこれに対向するスリーブ部材５、及びスラストプレー
ト部材４の上面とこれに対向するスラストブッシュ部材
６の間に充満されている潤滑流体８がスラスト動圧軸受
として機能する動圧流体軸受装置は広く知られている。

【０００５】そして、このような動圧流体軸受装置にお
いて、ラジアル動圧軸受として機能している軸部材３と
スリーブ部材５との間及びスラストプレート部材４の半
径方向外方面とスリーブ部材５との間に充満されている
潤滑流体８、及びスラスト動圧軸受として機能している
スラストプレート部材４の下面とこれに対向するスリー
ブ部材５及びスラストプレート部材４の上面とこれに対
向するスラストブッシュ部材６の間に充満されている潤
滑流体８は、スラストブッシュ部材６と軸部材３及び／
又はスラストプレート部材４との間に形成される上方空
所１３及びスリーブ部材５と軸部材３との間に形成され
る下方空所１４における表面張力シールによって、それ
ぞれ漏泄が防止されている。

【０００６】しかるに、図８に示すような公知の動圧流
体軸受装置において、スラストブッシュ部材６はスリー
ブ部材５に対して嵌合配置されている。このため、特に
モーターを長時間連続稼働した場合等において、スラス
トブッシュ部材６とスラストプレート部材４との間にお
いてスラスト軸受作用を提供している潤滑流体８が遠心
力あるいは毛細管現象等の作用により、その嵌合配置面
を介してトップカバー部材７側へ漏泄することがある。
このため、これまでは、図８に示すように、該スラスト
軸受作用を提供している潤滑流体がその部分から漏泄し
ないように、スラストブッシュ部材６の下面とその半径
方向外面との間に切り込み部１５を設け、そこにそれ自
体公知のＯリング部材９を装着し、これによりスラスト
ブッシュ部材６とスリーブ部材５との間を介して漏泄す
る潤滑流体の流動を阻止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかして、このＯリン
グ９は、初めにスラストブッシュ部材６の切り込み部１
５へ装着し、その後、該スラストブッシュ部材６をスリ
ーブ部材５の凹部１６へ密嵌状態に押し込んで組付けて
いる。一般に、Ｏリング９を切り込み部１５へ装着する
と、装着されたＯリング９の外径部分がスラストブッシ
ュ部材６の外径部分よりも幾分大きくなる。このため、
スラストブッシュ部材６をスリーブ部材５の凹部１６へ
密嵌状態に組付ける際に、非常に困難を伴い、組付け作
業が遅くなり、組付け時間が長くなり、また無理に押し
込むことにより、しばしばＯリング９がめくれたり、咬
み込んだり、極端な場合には、破壊又は切断等を起こ
す。その結果、潤滑流体がスラストブッシュ部材６とス
リーブ部材５との間から漏泄するという危険が存置す
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本件発明は、流
体動圧軸受において、スリーブ部材の凹部へ対するスラ
ストブッシュ部材の組付け時間を短縮し、かつ潤滑流体
がスラストブッシュ部材とスリーブ部材との間から漏泄
することを完全に防止するため、シール手段を装着した
スラストブッシュ部材が、短時間で確実にスリーブ部材
の凹部内へ装着出来るような、特殊な形態を有するシー
ル手段を提供する。より具体的には、本件発明にかかる
シール手段は、本来のシール作用を提供するオイルシー
ル用突出部と、シール手段を装着したスラストブッシュ
部材等をスリーブ部材等の凹部へ圧入する際に当該シー
ル手段がめくれたり咬み込んだり切断等を生じないよう
該シール手段を保持し、かつ組付け時には該シール手段
を所定の組付け位置へ案内する胴部と、を一体的に有す
るシール手段を提供する。これにより組み付け時にオイ
ルシール用突出部分がめくれようとしても、当該オイル
シール用突出部分の上下の胴部が当該シール手段を当初
の形状に保持するための保持力を発生し、こうして、シ
ール手段のめくれ、咬み込み、切れ等の発生を防止し、
組付け作業を容易にしかつ潤滑流体の漏洩を完全に解消
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、具体例について述べる。図
１は本件発明にかかるシール手段を装備したモーター本
体２０の一部を示している図６と同様の図である。図１
に示すモーター本体２０において、軸部材２２の下端部
はモータ本体２０のベース部材（図示なし）へ固定され
ている。軸部材２２の上方の一端側には、半径方向外方
へ突出するように円盤状のスラストプレート部材２４が
設けてある。このスラストプレート部材２４は軸部材２
２と別体に形成した後に該軸部材２２へ固定することも
出来るし、軸部材２２と一体的に形成することも出来
る。軸部材２２にはスリーブ部材２６がスリーブ嵌合し
ている。このスリーブ部材２６はスラストプレート部材
２４を包囲し、かつ軸部材２２及びスラストプレート部
材２４に対して相対的に回転自在に配置されている。更
に軸部材２２の一端側には軸部材２２及びスラストプレ
ート部材２４ヘ対置してスラストブッシュ部材２８が配
置され、このスラストブッシュ部材２８の半径方向外方
端部はスリーブ部材２６の上方凹部３０に対して密嵌固
定されている。更に軸部材２２の上方端部にはスラスト
ブッシュ部材２８を覆うようにトップカバー部材３２が
配置されており、このトップカバー部材３２の半径方向
外方端部がスリーブ部材２６の凹部３０へ同様に密嵌固
定されている。更に、軸部材２２及びスラストプレート
部材２４と、スリーブ部材２６及びスラストブッシュ部
材２８と、の間の間隙３４へは潤滑流体（図示なし）が
充填されている。

【００１０】更にスリーブ部材２６の凹部３０とスラス
トブッシュ部材２８との密嵌部分から潤滑流体が漏泄す
ることを防止するため、スリーブ部材２６の凹部３０と
スラストブッシュ部材２８との間にはシール手段３６が
配置されている。更に、このシール手段３６を適切に配
置するため、スラストブッシュ部材２８の半径方向外方
の側面の一部には該シール手段３６を受け入れるための
シール手段受け入れ部３８が形成されている。このシー
ル手段受け入れ部３８はスラストブッシュ部材２８の半
径方向外方の側面の一部を半径方向内方へ向かって削り
落としそこにシール手段３６を受け入れるための凹部を
形成することにより構成されている。このため、該スラ
ストブッシュ部材２８は、図２に示すように、スリーブ
部材２６の凹部３０へ密嵌しそこへ固着されるに適する
所定の直径寸法及び厚みを有する上方拡径部分４０と、
直径Ｄを有し高さＬを有する縮径部分からなるシール手
段受け入れ部３８と、該スラストブッシュ部材２８の中
心部を上下方向に貫通しかつ軸部材２２が挿通するため
の中心孔４２と、を有している。

【００１１】一方、スラストブッシュ部材２８のシール
手段受け入れ部３８へ装着されるシール手段３６は、図
３及び図４に示すように概ね円筒形状を有している。こ
の円筒形状のシール手段３６の外側壁面５０のほぼ中央
位置には該外側壁面５０から概ね半円形状若しくは楕円
形状を含む曲線形状に隆起している突出部５２が一体的
に形成されている。更に該円筒形状のシール手段３６の
内側壁面５４は前記スラストブッシュ部材２８のシール
手段受け入れ部３８へ嵌合するよう、該シール手段受け
入れ部３８の直径Ｄとほぼ同様な内径Ｄを有している。
また、該外側壁面５０と内側壁面５４との間には厚み
“ｔ”の胴部５６が形成されている。

【００１２】このシール手段３６は、好ましくは通常の
Ｏリング部材成形材料よりも幾分固い材質で構成するこ
とが好ましく、例えばショアＡ硬度が４０〜７０程度の
ものがよい。またシール手段を形成する材料としては、
耐油性及び耐圧性に富むＮＢＲ（ニトリルゴム）、バイ
トン、ウレタン等が好ましい。

【００１３】シール手段３６をより詳細に検討すると、
該シール手段３６の胴部５６の肉厚は“ｔ”であり、突
出部５２の高さは“ｈ”である。更に、図３及び図４に
おいて示すように、突出部５２の上下位置にある外側壁
面５０の長さは“ａ”であり、突出部５２の裾部の長さ
は“ｂ”である。このため、該シール手段３６の全体の
長さＬは、（Ｌ＝２ａ＋ｂ）である。この長さＬは、ス
ラストブッシュ部材２８のシール手段受け入れ部３８の
長さにほぼ等しい。ここにおいて、好ましくは、ｈ≧ｔ
である。これにより、外側壁面５０のめくり作用が効果
的に防止出来るからである。更に突出部５２は、図３の
実施例においては、半円形若しくは楕円形断面を含む曲
線形状を有しているが、この場合に当該突出部５２を形
成している曲線の挟角若しくは中心角“ｃ”は、ｃ≦１
８０°、好ましくはｃ＜１８０°である。突出部５２の
裾部分へ応力集中が発生し、該突出部５２が破壊するの
を防止するためのである。

【００１４】図５は別の形態のシール手段６０を示す図
３と同様の図である。このシール手段６０が図３のシー
ル手段３６と異なる点は、図５におけるシール手段６０
では外側壁面全体に曲線形状断面を有する突出部６２が
形成されていることである。そのため、突出部６２へ対
して押し込み力が付加されたときに、図３のシール手段
３６よりも強い押し込み力に耐えることが出来る。しか
しこの場合においても、好ましくは、ｈ≧ｔの関係は維
持されるであろう。

【００１５】図６は、更に別の形態を有する、外側壁面
全体に突出部７２が形成されているシール手段７０を示
す、図５と同様の図である。この図に示すシール手段７
０が図５のシール手段と異なる点は、図５においては、
突出部６２の全体が円形又は楕円等の曲線断面セグメン
トにより構成されているのに対して、図６においては、
突出部７２が、傾斜角度“ｄ”を持つ一対の斜面７４、
７４と、それらの斜面の上端部にある曲線形状断面頂部
７６と、により形成されていることである。この実施例
においては、突出部７２が一定角度を持つ斜面７４によ
り形成されているので、シール手段を装着したスラスト
ブッシュ部材をスリーブ部材へ組付ける組付け作業をス
ムースに行うことが出来る利点がある。

【００１６】図７は、更に別の実施例を示すシール手段
８０の断面図である。図３、図５及び図６のシール手段
は図において上下が対称な形状を有している。そのため
スラストブッシュ部材へ対するシール手段の装着がその
方向性を気にすることなく容易に行うことが出来る。し
かし、図７の実施例においては、シール手段８０の突出
部８２が上下位置において非対称に形成されている。即
ち、組付け初期の位置決めが容易なように、突出部８２
の下方部分が一定の傾斜角度“ｅ”を有する斜面８４に
より構成されており、この斜面８４がシール手段８０の
厚みの中心部よりも上方まで伸びている。このためスラ
ストブッシュ部材２８へ対してシール手段８０を装着す
る場合に、これまでのシール手段と異なり、シール手段
の上下位置を間違わないように留意する必要がある。こ
こでも、該シール手段８０の厚み“ｔ”と突出部８２の
頂部までの高さ“ｈ”とは、好ましくは、ｈ≧ｔの関係
は維持されるであろう。この実施例においては、該斜面
８４を介して当該シール手段８０を極めて容易に所定位
置へ位置決めすることが出来る。

【００１７】なお、これら図５〜図７に示すシール手段
においても、材質、硬度等は、図３に示すシール手段３
６において述べたと同様のものが好ましい。更にこれら
のシール手段において、厚み“ｔ”を有する胴部５６
は、シール手段をスラストブッシュ部材２８へ装着する
ことを容易に行うための案内作用を提供すると共に、更
に該シール手段を装着したスラストブッシュ部材２８を
スリーブ部材２６へ組付ける時に該シール手段をスリー
ブ部材の上方凹部３０へ対して案内する案内作用を提供
している。

【００１８】これらのシール手段３６、６０、７０、８
０は、初めにスラストブッシュ部材２８のシール手段受
け入れ部３８に対してそれぞれのシール手段の内側壁面
５４を装着される。このとき該シール手段は高さ“Ｌ”
を有しているのでシール手段によじれが発生することが
なく、また厚み“ｔ”の胴部５６がシール手段をシール
手段受け入れ部３８へ円滑に案内するので、シール手段
はシール手段受け入れ部３８へ容易に装着される。次い
で、該シール手段を装着したスラストブッシュ部材２８
がスリーブ部材２６の上方凹部３０へ組付けられる。こ
のとき初めにスラストブッシュ部材２８の中心孔４２を
軸部材２２の上方端に位置決めし、次いで、該スラスト
ブッシュ部材２８を静かにスリーブ部材２６の上方凹部
３０内へ差し込む。この際、シール手段の突出部の外径
は、実質的にスリーブ部材２６の上方凹部３０の内径よ
りも大きいので、シール手段の突出部がスリーブ部材２
６の上方凹部３０の上端縁部へ衝接する。ここで、シー
ル手段受け入れ部３８へシール手段３６を装着したスラ
ストブッシュ部材２８を静かにスリーブ部材２６の上方
凹部３０内へ押し込む。このとき、シール手段の突出部
５２が該上方凹部３０の上縁部により上方へ押し上げら
れる。しかしながら、本件発明のシール手段において
は、いずれも厚み“ｔ”を有する胴部５６がかなり固
く、突出部５２に押上力が付与された場合にも変形が阻
止され、内側壁面５４がシール手段受け入れ部３８へ接
合した状態を維持する。

【００１９】しかるにスラストブッシュ部材２８のシー
ル手段受け入れ部３８にシール手段３６を装着したスラ
ストブッシュ部材２８を更に大きい力でスリーブ部材２
６の上方凹部３０内へ押し込む。このとき、シール手段
は、その全体形状を変形することなく、当該シール手段
の突出部が押圧されることにより該シール手段がシール
手段受け入れ部３８の面を滑りスラストブッシュ部材２
８の上方拡径部分４０の下面へ圧接される。更にスラス
トブッシュ部材２８を下方へ押圧すると、シール手段の
突出部が半径方向内方へ僅かに変形し、シール手段は強
制的にスリーブ部材２６の上方凹部３０内へ押し込まれ
る。上方凹部３０へ強制的に押し込まれたシール手段３
６はその後、突出部５２が半径方向内方へ押圧されるこ
とにより当初の取り付け位置まで弾性復帰する。

【００２０】図３に示すシール手段３６以外のシール手
段６０、７０、８０においても同様の手順でシール手段
の突出部が半径方向内方へ僅かに変形し、シール手段は
強制的にスリーブ部材２６の上方凹部３０内へ押し込ま
れる。その後、スラストブッシュ部材２８の上方拡径部
分４０がスリーブ部材２６の上方凹部３０内へ押し込ま
れ、そこに密嵌する。

【００２１】

【発明の効果】本件発明によれば、シール手段が、スラ
ストブッシュ部材の上方拡径部分の下方にあるシール手
段受け入れ部へ受け入れられる内側壁面と、外側壁面
と、内側壁面と外側壁面との間にありシール手段をスラ
ストブッシュ部材へ装着する際に該シール手段を適切に
スラストブッシュ部材のシール手段受け入れ部へ案内し
かつシール手段をスリーブ部材の上方凹部へ組付ける際
には該シール手段を当該上方凹部へ対して適切に案内す
る胴部と、外側壁面へ設けられた突出部と、を有してお
り、シール手段を装着したスラストブッシュ部材をスリ
ーブ部材へ組み込むときに、胴部がシール手段を確実に
案内すると共に、シール手段の突出部が偏倚力を受けて
もその偏倚力が胴部、更にはスラストブッシュ部材の上
方拡径部分によって吸収され、そのため、該組込み時に
シール手段が全く変形を起こすことなく、従ってシール
手段がめくれたり、咬み込んだり、更には、破壊又は切
断等を起こすことなく、迅速にかつ安全確実に所定位置
へ装着される。その結果、潤滑流体がスラストブッシュ
部材とスリーブ部材との間から漏泄するという心配が完
全に解消出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本件発明にかかるシール手段を備えた動圧流
体軸受装置の一部断面図である。

【図２】 図１に示す動圧流体軸受装置に使用されてい
るスラストブッシュ部材の斜視図である。

【図３】 本件発明にかかるシール手段の例を示す断面
図である。

【図４】 図３に示すシール手段の斜視図である。

【図５】 本件発明にかかるシール手段の別の例を示す
断面図である。

【図６】 本件発明にかかるシール手段の更に別の具体
例を示す断面図である。

【図７】 本件発明にかかるシール手段のまた、別の一
例を示す断面図である。

【図８】 公知の動圧流体軸受装置の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

２０：モータ本体 ２２：軸部材 ２４：スラストプレート部材 ２６：スリーブ部材 ２８：スラストブッシュ部材 ３０：上方凹部 ３２：トップカバー部材 ３４：間隔 ３６：シール手段 ３８：シール手段受け入れ部 ４０：上方拡径部分 ５０：外側壁面 ５２：突出部 ５４：内側壁面 ６０、７０、８０：シール手段 ６２、７２、８２：突
出部 ７４、８４：傾斜部 ７６：頂部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動圧軸受の潤滑流体が系外へ漏出するの
   を阻止するために使用するシール手段であって、内側壁
   面と、外側壁面と、両壁面間にある胴部と、外側壁面か
   ら半径方向外方へ隆起している突出部と、を備えている
   概ね円筒形状を有している動圧軸受用シール手段。
2. 【請求項２】 軸部材と、軸部材の一方の端部近傍に配
   設され半径方向外方へ突出するスラストプレート部材
   と、軸部材にスリーブ嵌合するとともにスラストプレー
   ト部材を包囲し、かつ軸部材及びスラストプレート部材
   に対して相対的に回転自在に配置されているスリーブ部
   材と、軸部材の一方の端部側において軸部材及びスラス
   トプレート部材ヘ対置しており半径方向外方端部がスリ
   ーブ部材の上方凹部へ密嵌固定されているスラストブッ
   シュ部材と、を有しているモーター本体において、スラ
   ストブッシュ部材とスリーブ部材との衝合面からの潤滑
   流体の漏れを防止するためのシール手段であって、 上方拡径部分とシール手段受け入れ部とを有しているス
   ラストブッシュ部分の該シール手段受け入れ部へ装着さ
   れるため、該シール手段受け入れ部の外径と概ね同一の
   内径を有しており、 胴部の外側には突出部が一体的に形成されており、 該突出部がスリーブ部材へ密着してシール作用を提供し
   ていることを特徴とするシール手段。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のシール手段であ
   って、胴部の外側壁面に断面が曲線形状を有する突出部
   が一体的に形成されており、該突出部の挟角が１８０°
   より小さいシール手段。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載のシール手段であ
   って、外側壁面全体に断面が曲線形状を有する突出部が
   一体的に形成されているシール手段。
5. 【請求項５】 請求項１又は２に記載のシール手段であ
   って、突出部の断面形状が、一定の傾斜角度を持つ一対
   の斜面と、それらの斜面の上端部にある円形断面頂部
   と、により一体的に形成されているシール手段。
6. 【請求項６】 請求項１又は２に記載のシール手段であ
   って、突出部がそれぞれ異なる傾斜角度を有する一対の
   斜面から形成されることにより該突出部がその頂部に関
   して軸線方向に非対称に形成されているシール手段。
7. 【請求項７】 胴部の厚みｔと突出部の高さｈとの関係
   が、ｈ≧ｔである上記請求項１〜６の何れか１に記載の
   シール手段。
8. 【請求項８】 ショアＡ硬度が４０〜７０の耐油性及び
   耐圧性に富むＮＢＲ（ニトリルゴム）、バイトン、ウレ
   タンの一により形成されている上記１〜７の何れか１に
   記載のシール手段。