JP2001173647A - 動圧流体軸受装置および同装置を備えたモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動圧流体軸受装置およびこれを備えたモータ
において、軸部と軸受部との間に充填される潤滑油に異
物が混入あるいは金属粉が生成されても、軸部と軸受部
とが接触することなく非接触にて回転できるようにす
る。 【解決手段】 軸部としてのシャフト１とこのシャフト
１に外ばめされる軸受部としてのスリーブ４とを備え、
シャフト１とスリーブ４との間に潤滑油１７が供給され
た動圧流体軸受装置である。シャフト１とスリーブ４と
における互いに対向する面の一方または両方にヘリング
ボーン形状のラジアル動圧溝１９、２０が周方向に沿っ
て設けられ、このラジアル動圧溝１９、２０のヘリング
ボーン形状の頂点部に沿った周方向にラジアル補助溝２
１、２２が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸部と軸受部の相
対回転時にその間に充填された潤滑油に圧力を発生さ
せ、その圧力によって軸受部を支持する動圧流体軸受装
置、および同装置を備えたモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】モータに使用される動圧流体軸受装置と
して、従来から、図１６に記載のようなものが提案され
ている。図１６において、１は上下方向のシャフトで、
このシャフト１にフランジ２が外ばめ状態で固定される
ことで軸部を構成している。軸部との間に径方向すなわ
ちジャーナル方向に所定間隔をもってスリーブ４が外ば
めされている。また、フランジ２との間に軸心方向に所
定間隔をもってスリーブ４とスリーブキャップ１５とが
配置されることで、これらスリーブ４とスリーブキャッ
プ１５とによりフランジ２をスラスト方向に挟み込むよ
うに構成されている。これらスリーブ４とスリーブキャ
ップ１５とによって軸受部が構成され、軸部と軸受部と
の間隙に潤滑油１７が充填されている。

【０００３】このような動圧流体軸受装置は、上下方向
のシャフト１の外周面とこれに対向するスリーブ４の内
周面との一方または両方に、ラジアル方向の動圧を発生
させるためのヘリングボーン形状のラジアル動圧溝１
９、２０が上下２箇所の位置に設けられ、このシャフト
１の外周面とスリーブ４の内周面との間隙に潤滑油１７
が充填される。また、軸部のフランジ２の両面と、これ
ら両面に対向するスリーブ４およびスリーブキャップ１
５の面との間隙にも潤滑油１７が充填される。スラスト
方向の動圧を発生させるために、フランジ２にはヘリン
グボーン形状のスラスト動圧溝２４が設けられている。

【０００４】このような動圧流体軸受装置は、ハードデ
ィスク駆動用あるいはＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドル
モータ等に使用されることが多い。その場合において
は、シャフトあるいはスリーブの一方がモータのステー
タおよびベースプレートに固定され、他方がロータに連
結される。すなわちモータには、シャフトが固定されか
つそれに対してロータが回転するシャフト固定型と、シ
ャフトがロータと共に回転するシャフト回転型とがあ
る。シャフト固定型の場合はシャフトがベースの固定部
に固定され、スリーブがロータに一体的に回転するよう
結合される。またシャフト回転型では、スリーブがモー
タの固定部に固定され、シャフトがロータに連結され
る。

【０００５】図１６に記載されたモータはシャフト固定
型で、シャフト１はベースプレート１２に固定され、ス
リーブ４がロータ５に一体的に回転するように結合され
ている。また、この図１６に記載されたモータは、磁気
ディスクのような記録ディスク６を回転駆動させるもの
で、この記録ディスク６がロータ５に固定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような動圧流体軸
受装置およびそれを備えたモータにおいては、軸部と軸
受部との間隙に充填された潤滑油に異物が混入しないよ
うにすること、あるいは、軸部と軸受部との接触により
金属粉が生成しないようにすることが重要な課題であ
る。すなわち、軸部材と軸受部材との間隙は極微小（約
３μｍ以下）であり、その微小な間隙に充填された潤滑
油に異物が混入したり金属粉が生成されたりすると、軸
部と軸受部とが非接触回状態転から接触回転状態とな
り、軸部および軸受部に接触痕が生じ、その接触痕がで
きると軸部あるいは軸受部の一部が削り取られ、その削
り取られたものが新たな金属粉となり、さらに接触痕を
増大させるため、軸部と軸受部の摩擦が大きくなり、最
悪の場合は軸部と軸受部は互いに回転できなくなりロッ
クしてしまうことになる。

【０００７】そこで本発明の目的は、軸部と軸受部との
間に充填される潤滑油に異物が混入あるいは金属粉が生
成されても、軸部と軸受部とが接触することなく、非接
触にて回転することができる動圧流体軸受装置およびこ
れを備えたモータを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、ラジアル動圧溝のヘリングボーン形状の頂点
部に沿った周方向にラジアル補助溝を設けたり、ラジア
ル動圧溝のヘリングボーン形状の頂点部に対向する面に
ラジアル補助溝を設けたり、スラスト動圧溝のヘリング
ボーン形状の頂点部に沿った周方向にスラスト補助溝を
設けたり、スラスト動圧溝のヘリングボーン形状の頂点
部に対向する面にスラスト補助溝を設けたり、スラスト
補助溝が設けられている面に、この面の径方向に形成さ
れるとともにスラスト補助軸に連通する放射状溝を設け
たり、軸受部を構成するスリーブまたはスリーブキャッ
プまたは両者における軸部のフランジに対向する面に、
軸受部の中心から径方向に距離をおいて位置する潤滑油
溜凹部を設けたり、軸部のフランジの外周面に対向する
軸受部のスリーブの内周面に傾斜溝を設けたり、あるい
はこれらの各構成を組み合わせることにより、潤滑油に
異物が混入したり、軸部と軸受部とが接触することによ
り金属粉が生成されたりしても、これら軸部と軸受部と
が接触することがなく、非接触での回転状態を維持する
ので、安定に回転する動圧流体軸受装置およびこの軸受
装置を備えたモータを提供できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、軸部
としてのシャフトとこのシャフトに外ばめされる軸受部
としてのスリーブとを備え、シャフトとスリーブとの間
に潤滑油が供給された動圧流体軸受装置において、前記
シャフトとスリーブとにおける互いに対向する面の一方
または両方にヘリングボーン形状のラジアル動圧溝が周
方向に沿って設けられ、このラジアル動圧溝のヘリング
ボーン形状の頂点部に沿った周方向にラジアル補助溝が
設けられているようにしたものである。

【００１０】これにより、潤滑油に異物が含まれていた
り、あるいはシャフトとスリーブとが接触することによ
り生じた金属粉が潤滑油に混入されたりしても、これら
異物や金属粉はラジアル補助溝の中に入り、潤滑油の流
れとともに補助溝内を移動するので、スリーブはシャフ
トおよび異物、金属粉と接触することなく回動し、した
がって安定した動圧流体軸受装置およびモータが実現で
きる。

【００１１】請求項２に記載の本発明は、軸部としての
シャフトとこのシャフトに外ばめされる軸受部としての
スリーブとを備え、シャフトとスリーブとの間に潤滑油
が供給された動圧流体軸受装置において、前記シャフト
とスリーブとにおける互いに対向する面の一方にヘリン
グボーン形状のラジアル動圧溝が周方向に沿って設けら
れ、前記互いに対向する面の他方における前記ラジアル
動圧溝のヘリングボーン形状の頂点部に対応する周方向
の位置にラジアル補助溝が設けられているようにしたも
のである。

【００１２】これにより、潤滑油に異物が含まれていた
り、あるいはシャフトとスリーブとが接触することによ
り生じた金属粉が潤滑油に混入されたりしても、これら
異物や金属粉はラジアル補助溝の中に入り、潤滑油の流
れとともに補助溝内を移動するので、スリーブはシャフ
トおよび異物、金属粉と接触することなく回動し、した
がって安定した動圧流体軸受装置およびモータが実現で
きる。

【００１３】請求項３に記載の本発明は、軸部としての
シャフトとこのシャフトに外ばめされる軸受部としての
スリーブおよびスリーブキャップとを備え、前記シャフ
トにはフランジが形成され、前記スリーブとスリーブキ
ャップとによってフランジを挟み込むように構成され、
シャフトおよびフランジとスリーブおよびスリーブキャ
ップとの間に潤滑油が供給された動圧流体軸受装置にお
いて、前記フランジとスリーブおよびスリーブキャップ
とにおける互いに対向する面の一方または両方にヘリン
グボーン形状のスラスト動圧溝が周方向に沿って設けら
れ、このスラスト動圧溝のヘリングボーン形状の頂点部
に沿った周方向にスラスト補助溝が設けられているよう
にしたものである。

【００１４】これにより、潤滑油に異物が含まれていた
り、フランジとスリーブあるいはスリーブキャップとが
接触することにより生じた金属粉が潤滑油に混入された
りしても、これら異物や金属粉はスラスト補助溝の中に
入り、潤滑油の流れとともに補助溝内を移動するので、
フランジはスリーブあるいはスリーブキャップや異物、
金属粉と接触することなく回動し、したがって安定した
動圧流体軸受装置およびモータが実現できる。

【００１５】請求項４に記載の本発明は、軸部としての
シャフトとこのシャフトに外ばめされる軸受部としての
スリーブおよびスリーブキャップとを備え、前記シャフ
トにはフランジが形成され、前記スリーブとスリーブキ
ャップとによってフランジを挟み込むように構成され、
シャフトおよびフランジとスリーブおよびスリーブキャ
ップとの間に潤滑油が供給された動圧流体軸受装置にお
いて、前記フランジとスリーブおよびスリーブキャップ
とにおける互いに対向する面の一方にヘリングボーン形
状のスラスト動圧溝が周方向に沿って設けられ、前記互
いに対向する面の他方における前記スラスト動圧溝のヘ
リングボーン形状の頂点部に対応する周方向の位置にス
ラスト補助溝が設けられているようにしたものである。

【００１６】これにより、潤滑油に異物が含まれていた
り、フランジとスリーブあるいはスリーブキャップとが
接触することにより生じた金属粉が潤滑油に混入された
りしても、これら異物や金属粉はスラスト補助溝の中に
入り、潤滑油の流れとともに補助溝内を移動するので、
フランジはスリーブあるいはスリーブキャップや異物、
金属粉と接触することなく回動し、したがって安定した
動圧流体軸受装置およびモータが実現できる。

【００１７】請求項５に記載の本発明は、スラスト補助
溝が設けられている面に、この面の径方向に形成される
とともにスラスト補助溝に連通する放射状溝が設けられ
ているようにしたものである。これにより、潤滑油に異
物が含まれていたり、フランジとスリーブあるいはスリ
ーブキャップとが接触することにより生じた金属粉が潤
滑油に混入されたりしても、これら異物や金属粉はスラ
スト補助溝の中に入り、潤滑油の流れとともに補助溝内
を移動し、かつ遠心力により放射状溝を通ってフランジ
の外周部に移動されるので、フランジはスリーブあるい
はスリーブキャップや異物、金属粉と接触することなく
回動し、したがって安定した動圧流体軸受装置およびモ
ータが実現できる。

【００１８】請求項６に記載の本発明は、スリーブまた
はスリーブキャップまたは両者におけるフランジに対向
する面に、軸受部の中心から径方向に距離をおいて位置
する潤滑油溜凹部を設けたものである。これにより、潤
滑油に混じった異物あるいは金属粉は遠心力によりフラ
ンジの外周部に移動され、そのように移動してきた異物
あるいは金属粉は潤滑油溜凹部に集められるので、軸部
と軸受部は異物、金属粉と接触することなく回動し、し
たがって安定した動圧流体軸受装置およびモータが実現
できる。

【００１９】請求項７に記載の本発明は、潤滑油溜凹部
を設けたものにおいて、軸部および軸受部は上下方向に
配置され、フランジの外周面に対向するスリーブの内周
面に、横断面における側部よりも中央部が深くなるよう
に形成された傾斜溝が設けられているようにしたもので
ある。これにより、潤滑油に混じった異物あるいは金属
粉は遠心力によりフランジの外周部に移動され、そのよ
うに移動してきた異物あるいは金属粉は傾斜溝の中央部
に集められるので、軸受装置の回転中は他の場所に移動
することなく傾斜溝にとどまっており、軸受装置が停止
すると重力により潤滑油溜凹部に集められるので、軸部
と軸受部は異物、金属粉と接触することなく回動し、し
たがって安定した動圧流体軸受装置およびモータが実現
できる。

【００２０】請求項８に記載の本発明は、スラスト補助
溝が設けられているものにおいて、シャフトとスリーブ
とにおける互いに対向する面の一方または両方にヘリン
グボーン形状のラジアル動圧溝が周方向に沿って設けら
れ、このラジアル動圧溝のヘリングボーン形状の頂点部
に沿った周方向にラジアル補助溝が設けられているよう
にしたものである。

【００２１】これにより、スラスト補助溝の効果とラジ
アル補助溝の効果とをともに発揮させることができる。
請求項９に記載の本発明は、スラスト補助溝が設けられ
ているものにおいて、シャフトとスリーブとにおける互
いに対向する面の一方にヘリングボーン形状のラジアル
動圧溝が周方向に沿って設けられ、前記互いに対向する
面の他方における前記ラジアル動圧溝のヘリングボーン
形状の頂点部に対応する周方向の位置にラジアル補助溝
が設けられているようにしたものである。

【００２２】これにより、スラスト補助溝の効果とラジ
アル補助溝の効果とをともに発揮させることができる。
請求項１０に記載の本発明は、モータが上記各動圧流体
軸受装置を備えたようにしたものである。これにより、
上記の効果を発揮する動圧流体軸受装置を備えたモータ
を提供することができる。

【００２３】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
ついて、図１、図２を用いて以下に説明する。図１にお
いて、１は上下方向に配置されたシャフトであり、この
シャフト１の外周部にフランジ２が接着等により固定さ
れ、これらシャフト１とフランジ２とによって軸部３を
形成している。シャフト１との間に半径方向すなわちジ
ャーナル方向の距離をおいてスリーブ４が外ばめされて
おり、このスリーブ４はシャフト１に対して相対的に回
動可能とされている。

【００２４】スリーブ４の外周にはロータ５が圧入等に
より取り付けられ、そのロータ５には、磁気ディスクの
ような記録ディスク６が、所定の間隔を空けるためのス
ペーサ７を用いて数枚取り付けられている。８はクラン
プで、記録ディスク６およびスペーサ７をロータ５に固
定する。ロータ５の内周には磁気回路の効率をよくする
ためにバックヨーク９が取り付けられ、そのバックヨー
ク９の内周にはロータマグネット１０が接着等により取
り付けられている。

【００２５】ロータマグネット１０に対向してステータ
１１が設けられ、このステータ１１は、複数枚のステー
タプレート１３を積層して構成されるとともに、コイル
１４が巻かれて、ベースプレート１２に取り付けられて
いる。ロータ５等を圧入したスリーブ４が軸部３に回動
可能に装着され、スリーブ４の下端部にスリーブキャッ
プ１５が接着等により固定され、これらによって軸受部
１６を形成している。

【００２６】軸部３と軸受部１６との間隙には潤滑油１
７が充填されている。それゆえ、ステータ１１のコイル
１４に電流が供給されると、ステータ１１とロータマグ
ネット１０との相互磁気作用により、ロータマグネット
１０に回転力が掛かり、軸受部１６は軸部３の回りを所
定の方向に回転する。次に、動圧を発生させる動圧流体
軸受装置１８について説明する。動圧流体軸受装置１８
は、軸部３のシャフト１およびフランジ２と、軸受部１
６のスリーブ４およびスリーブキャップ１５と、潤滑油
１７とにより構成されている。動圧流体軸受装置１８に
おいて、上下方向のシャフト１とスリーブ４との一方ま
たは両方の表面における周方向に沿ってヘリングボーン
形状の上側ラジアル動圧溝１９と下側ラジアル動圧溝２
０とが設けられ、軸受部１６の回転に伴う溝１９、２０
のポンプ作用を利用して潤滑油１７を圧縮し、この圧縮
によって発生する圧力（動圧）を利用して、軸受部１６
を軸部３の回りに回転可能に保持している。

【００２７】上側ラジアル動圧溝１９、下側ラジアル動
圧溝２０のヘリングボーン形状の頂点部すなわちほぼ中
央部に沿ってそれぞれ、周方向の上側ラジアル補助溝２
１、下側ラジアル補助溝２２が設けられている。フラン
ジ２の端面には、ヘリングボーン形状のスラスト動圧溝
２４が周方向に沿って設けられている。

【００２８】このような構成であると、軸受部１６の回
転に伴い、上側ラジアル動圧溝１９、下側ラジアル動圧
溝２０の溝の頂点部、すなわち上側ラジアル補助溝２
１、下側ラジアル補助溝２２の部分に潤滑油１７が最も
多く集まる。つまり、溝１９、２０の頂点部すなわち補
助溝２１、２２の部分の圧力が最も大きくなる。それ
故、潤滑油１７に異物が混入したり、あるいは外部から
大きな力が加わってシャフト１とスリーブ４が接触し金
属粉が生成されたりした場合に、それらの異物とか金属
粉は、潤滑油の圧力の大きい所、すなわち上側ラジアル
補助溝２１、あるいは、下側ラジアル補助溝２２に集ま
るが、これらは上下のラジアル補助溝２１、２２の溝の
中に入り、潤滑油１７の流れに連れて溝２１、２２の内
部を循環する。このため、異物が混入したり金属粉が生
成されたりしても、スリーブ４はシャフト１に接触する
ことなく回動し、安定した動圧流体軸受装置およびこの
装置を用いたモータが実現できる。

【００２９】なお、上記とは反対に、スリーブ４を固定
し、シャフト１を回転させてもよいことは、言うまでも
ない。図２は、上記のようにラジアル動圧溝１９、２０
のヘリングボーン形状の頂点部に沿ってラジアル補助溝
２１、２２を形成することに代えて、シャフト１のラジ
アル動圧溝２９のほぼ中央部に対向したスリーブ４の部
分にラジアル補助溝２３を設けたものである。この構成
でも、異物とか金属粉は潤滑油の圧力の大きい所すなわ
ちラジアル動圧溝２９の中央部に集まるが、これと対向
したラジアル補助溝２３の溝の中に入り、潤滑油１７の
流れに連れて溝２３の内部を循環する。このため、異物
が混入したり金属粉が生成されたりしてもスリーブ４は
シャフト１に接触することなく回動し、安定した動圧流
体軸受装置およびこの装置を用いたモータが実現でき
る。

【００３０】なお、上記とは反対に、スリーブ４にラジ
アル動圧溝２９を設けるとともに、シャフト１にラジア
ル補助溝２３を設けた構成とすることもできる。さら
に、シャフト１およびスリーブ４の両方に上下ラジアル
補助溝を設けてもよい。これらの変形例は、後述の各実
施の形態においても同様に適用できる。 （実施の形態２）次に、本発明の実施の形態２につい
て、図３、図４、図５を用いて説明する。なお、前述し
た実施の形態１と同じ構成をなす部材については、以
下、同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。

【００３１】図３において、フランジ２の端面と、図示
しないスリーブ４およびスリーブキャップ１５における
フランジ２の端面に対向する面との一方または両方に
は、ヘリングボーン形状のスラスト動圧溝２４が周方向
に沿って設けられている。このスラスト動圧溝２４も、
ラジアル動圧溝１９、２０と同様に作用する。このスラ
スト動圧溝２４のヘリングボーン形状の頂点部すなわち
ほぼ中央部には、フランジ２の周方向に沿ってスラスト
補助溝２５が設けられている。

【００３２】このような構成であると、同様に、スラス
ト動圧溝２４のヘリングボーン形状のくびれた中央部に
は潤滑油１７が最も多く集まる。すなわち、溝の頂点部
の圧力が最も大きくなる。このため、潤滑油１７に異物
が混入したり、または外部から大きな力が加わってフラ
ンジ２とスリーブ４あるいはスリーブキャップ１５とが
接触し金属粉が生成されたりしても、それらの異物とか
金属粉は、潤滑油の圧力の大きい所、すなわちスラスト
動圧溝２４の中央部に集まり、この中央部に設けたスラ
スト補助溝２５の中に入り込み、潤滑油１７の流れに連
れてスラスト補助溝２５内を循環する。したがって、異
物が混入したり金属粉が生成されたりしても、フランジ
２はスリーブ４あるいはスリーブキャップ１５に接触す
ることなく回動し、安定した動圧流体軸受装置およびこ
の装置を用いたモータが実現できる。

【００３３】図４は別の例を示す。すなわち、図４で
は、フランジ２のスラスト動圧溝２４のヘリングボーン
形状の頂点部すなわちくびれた中央部にスラスト補助溝
２５を設ける代わりに、このスラスト補助溝２５を、フ
ランジ２のスラスト動圧溝２４のヘリングボーン形状の
ほぼ中央部に対向したスリーブキャップ１５の部分また
はスリーブ４の部分または両者に設けている。このよう
な構成によっても、図３の場合と同様に作用する。

【００３４】なお、上記とは反対に、スリーブ４または
スリーブキャップ１５または両者にスラスト動圧溝２４
を設けるとともに、フランジ２にスラスト補助溝２５を
設けてもよい。これらの変形例は、後述の各実施の形態
においても同様に適用できる。図５においては、図４の
場合と同様に円環状のスリーブキャップ１５の表面にス
ラスト補助溝２５が設けられており、かつ、このスリー
ブキャップ１５の表面に、スラスト補助溝２５に連通す
る径方向の放射状溝２６が一本あるいは数本設けられて
いる。このため、スラスト補助溝２５の中に入り込こん
だ異物あるいは金属粉は、遠心力により、放射状溝２６
を通ってフランジ２の外周部に移動させられる。その結
果、異物が混入したりあるいは金属粉が生成されたりし
ても、フランジ２はスリーブ４あるいはスリーブキャッ
プ１５に接触することなく回動し、したがって安定した
動圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモータが実現
できる。

【００３５】なお、放射状溝２６は、スラスト補助溝２
５が形成されたスリーブ４やフランジ２の表面に形成す
ることもできる。このような変形例は、後述の各実施の
形態においても同様に適用できる。 （実施の形態３）次に、本発明の実施の形態３につい
て、図６、図７を用いて説明する。なお、前述した実施
の形態と同じ構成をなす部材については、以下、同じ符
号を用い、その詳細な説明を省略する。

【００３６】図６において、スリーブキャップ１５また
はスリーブ４または両者におけるフランジ２に対向した
端面には、このフランジ２よりも径方向の外側の位置す
なわちスリーブキャップ１５における中心から径方向に
距離をとった位置において、潤滑油溜凹部２７が周方向
に沿って環状に設けられている。このような構成である
と、遠心力によりスリーブ４に移動してきた異物あるい
は金属粉はこの潤滑油溜凹部２７に集められるので、異
物が混入したり金属粉が生成されたりしてもフランジ２
はスリーブ４あるいはスリーブキャップ１５に接触する
ことなく回動し、安定した動圧流体軸受装置およびこの
装置を用いたモータが実現できる。

【００３７】図７において、フランジ２の外周面に対向
するスリーブ４の内周面には、横断面における側部より
も中央部が深くなるように形成された傾斜溝２８が設け
られている。かつ、スリーブキャップ１５には、傾斜溝
２８の下側に対応する位置に、図６のものと同様の潤滑
油溜凹部２７が設けられている。このように構成におい
て、遠心力によりスリーブ４の傾斜溝２８に移動してき
た異物あるいは金属粉は、鉛直方向のモータが回転して
いるときは上述の遠心力によって傾斜溝２８に集めら
れ、モータが停止すると重力によって潤滑油溜凹部２７
に集まる。このため、異物あるいは金属粉が生成されて
もフランジ２はスリーブ４あるいはスリーブキャップ１
５に接触することなく回動し、安定した動圧流体軸受装
置およびこの装置を用いたモータが実現できる。

【００３８】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４について、図８、図９を用いて説明する。なお、前
述した実施の形態と同じ構成をなす部材については、以
下、同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。図８
は、図５の構成と図６の構成とを組み合わせたものであ
る。この図８において、フランジ２にはスラスト補助溝
２５と放射状溝２６とが設けられ、スリーブキャップ１
５には潤滑油溜凹部２７が設けられている。このため、
異物あるいは金属粉は遠心力により放射状溝２６を通っ
て容易にフランジ２の外周部に移動し、かつ、このよう
に移動してきた異物あるいは金属粉は潤滑油溜凹部２７
に集められる。したがって、異物が混入したり金属粉が
生成されたりしても、フランジ２はスリーブ４あるいは
スリーブキャップ１５に接触することなく回動し、安定
した動圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモータが
実現できる。

【００３９】図９は、図５の構成と図７の構成とを組み
合わせたものである。この図９において、フランジ２に
はスラスト補助溝２５と放射状溝２６とが設けられ、ス
リーブキャップ１５には潤滑油溜凹部２７が設けられ、
スリーブ４には傾斜溝２８が設けられている。これによ
り、遠心力により異物あるいは金属粉は放射状溝２６を
通って容易にフランジ２の外周部に移動し、かつ、移動
してきた異物あるいは金属粉はモータが回転していると
きは傾斜溝２８に集められ、モータが停止すると重力に
より潤滑油溜凹部２７に集まる。このため、異物が混入
したり金属粉が生成されたりしてもフランジ２はスリー
ブ４あるいはスリーブキャップ１５に接触することなく
回動し、安定した動圧流体軸受装置およびこの装置を用
いたモータが実現できる。

【００４０】（実施の形態５）次に、本発明の実施の形
態５について、図１０、図１１を用いて説明する。な
お、前述した実施の形態と同じ構成の部材については、
以下、同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。図
１０は、図１の構成と図３の構成とを組み合わせたもの
である。ここでは、シャフト１にはラジアル動圧溝２９
とラジアル補助溝２３とが設けられており、フランジ２
にはスラスト動圧溝２４とスラスト補助溝２５とが設け
られている。このため、シャフト１とスリーブ４との間
隙、あるいはフランジ２とスリーブ４・スリーブキャッ
プ１５との間隙に異物が混入したり金属粉が生じたりし
ても、これら異物や金属粉は潤滑油１７が集まるラジア
ル補助溝２３やスラスト補助溝２５の溝の中に入り込ん
でしまう。このため、異物が混入したり金属粉が生成さ
れたりしても、スリーブ４がシャフト１に接触すること
なく回動するとともに、フランジ２がスリーブ４あるい
はスリーブキャップ１５に接触することなく回動し、安
定した動圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモータ
が実現できる。

【００４１】図１１は、図２の構成と図３の構成とを組
み合わせたものである。ここでは、シャフト１にはラジ
アル動圧溝２９が設けられており、スリーブ４にはラジ
アル補助溝２３が設けられており、フランジ２にはスラ
スト動圧溝２４とスラスト補助溝２５とが設けられてい
る。このため、シャフト１とスリーブ４の間隙、あるい
はフランジ２とスリーブ４・スリーブキャップ１５との
間隙に異物が混入したり金属粉が生じたりしても、これ
ら異物や金属粉は潤滑油１７が集まるラジアル補助溝２
３やスラスト補助溝２５の溝の中に入り込んでしまう。
このため、異物が混入したり金属粉が生成されたりして
も、スリーブ４がシャフト１に接触することなく回動す
るとともに、フランジ２がスリーブ４あるいはスリーブ
キャップ１５に接触することなく回動し、安定した動圧
流体軸受装置およびこの装置を用いたモータが実現でき
る。

【００４２】（実施の形態６）次に、本発明の実施の形
態６について、図１２、図１３を用いて説明する。な
お、前述した実施の形態と同じ構成の部材については、
以下、同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。図
１２は、図１の構成と図４の構成とを組み合わせたもの
である。この図１２において、シャフト１にはラジアル
動圧溝２９およびラジアル補助溝２３が設けられてお
り、フランジ２にはスラスト動圧溝２４が設けられてお
り、スリーブキャップ１５にはスラスト補助溝２５が設
けられている。このため、シャフト１とスリーブ４との
間隙や、フランジ２とスリーブキャップ１５との間隙に
異物が混入したり金属粉が生じたりしても、これらは潤
滑油が集まるラジアル補助溝２３やスラスト補助溝２５
の中に入り込むので、異物が混入したり金属粉が生成さ
れたりしても、スリーブ４がシャフト１に接触すること
なく回動するとともに、フランジ２がスリーブ４あるい
はスリーブキャップ１５に接触することなく回動し、安
定した動圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモータ
が実現できる。

【００４３】図１３は、図１の構成と図５の構成とを組
み合わせたものである。この図１３において、シャフト
１にはラジアル動圧溝２９およびラジアル補助溝２３が
設けられており、図示していないフランジ２にはスラス
ト動圧溝２４が設けられており、スリーブキャップ１５
にはスラスト補助溝２５と放射状溝２６とが設けられて
いる。このため、シャフト１とスリーブ４との間隙や、
フランジ２とスリーブキャップ１５との間隙に異物が混
入したり金属粉が生じたりしても、これらは潤滑油が集
まるラジアル補助溝２３やスラスト補助溝２５の中に入
り込むので、異物が混入したり金属粉が生成されたりし
ても、スリーブ４がシャフト１に接触することなく回動
するとともに、フランジ２がスリーブ４あるいはスリー
ブキャップ１５に接触することなく回動し、安定した動
圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモータが実現で
きる。

【００４４】（実施の形態７）次に、本発明の実施の形
態７について、図１４、図１５を用いて説明する。な
お、前述した実施の形態と同じ構成の部材については、
以下、同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。図
１４は、図１の構成と図５の構成と図６の構成とを組み
合わせたものである。すなわち、この図１４において、
シャフト１にはラジアル動圧溝２９およびラジアル補助
溝２３が設けられており、図示していないがフランジ２
にはスラスト動圧溝２４が設けられており、スリーブキ
ャップ１５にはスラスト補助溝２５と放射状溝２６とが
設けられている。また、スリーブキャップ１５における
フランジ２に対向する面の外周部に潤滑油溜凹部２７が
設けられている。このため、シャフト１とスリーブ４と
の間隙に異物が混入したり金属粉が生成されたりして
も、これらは潤滑油１７が集まるラジアル補助溝２３の
溝の中に入り込み、またフランジ２とスリーブキャップ
１５との間隙に異物が混入したり金属粉が生成されたり
しても、これらはスラスト補助溝２５に集められたうえ
で放射状溝２６を通ってフランジ２の外周部に移動し、
潤滑油溜凹部２７に集められる。したがって、スリーブ
４がシャフト１に接触することなく回動するとともに、
フランジ２がスリーブ４あるいはスリーブキャップ１５
に接触することなく回動し、安定した動圧流体軸受装置
およびこの装置を用いたモータが実現できる。

【００４５】図１５は、図１の構成と図５の構成と図７
の構成とを組み合わせたものである。すなわち、この図
１５において、シャフト１にはラジアル動圧溝２９およ
びラジアル補助溝２３が設けられており、図示していな
いがフランジ２にはスラスト動圧溝２４が設けられてお
り、スリーブキャップ１５にはスラスト補助溝２５と放
射状溝２６とが設けられている。かつ、スリーブ４にお
けるフランジ２に対向する面には傾斜溝２８が形成さ
れ、スリーブキャップ１５におけるフランジ２に対向す
る面の外周部には潤滑油溜凹部２７が設けられている。
このため、シャフト１とスリーブ４との間隙に異物が混
入したり金属粉が生成されたりしても、これらは潤滑油
１７が集まるラジアル補助溝２３の溝の中に入り込む。
また、フランジ２とスリーブキャップ１５との間隙に異
物が混入したり金属粉が生成されたりしても、スラスト
補助溝２５に集められた異物あるいは金属粉は放射状溝
２６を通ってフランジ２の外周部に移動する。そして、
鉛直方向のモータの回転中は異物あるいは金属粉は傾斜
溝２８に集められ、これらはモータが停止すると潤滑油
溜凹部２７に集められる。したがって、スリーブ４がシ
ャフト１に接触することなく回動するとともに、フラン
ジ２がスリーブ４あるいはスリーブキャップ１５に接触
することなく回動し、安定した動圧流体軸受装置および
この装置を用いたモータが実現できる。

【００４６】なお、本発明においては、以上で説明した
ほかに、各図に記載された構成どうしを合理的な範囲で
さまざまに組み合わせることができる。たとえば、図２
の構成と図３〜図９における任意の構成とを組み合わせ
ることもできる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の動圧流体軸受装
置および同装置を備えたモータによれば、軸部と軸受部
との微小間隙に充填された潤滑油に異物が混入したり、
シャフトとスリーブとの接触などにより金属粉が潤滑油
の中に生成されたりしても、異物あるいは金属粉はそれ
ぞれのヘリングボーン形状の動圧溝の頂点部すなわち中
心部に集められ、それぞれの動圧溝のヘリングボーン形
状の頂点部にラジアル補助溝、スラスト補助溝が設けら
れているので、異物や金属粉はそれぞれの補助溝に入
り、潤滑油の流れに沿ってそれぞれの補助溝内を移動す
るので、シャフトとスリーブや、フランジとスリーブ、
スリーブキャップは接触することなく回動し、したがっ
て安定した動圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモ
ータが実現できる。

【００４８】また本発明によれば、放射状溝を設けてい
るので、スラスト補助溝に集まった異物あるいは金属粉
は、遠心力により放射状溝を通ってフランジの外周部に
移動され、このため、フランジとスリーブ・スリーブキ
ャップとは接触することなく回動するので、安定した動
圧流体軸受装置およびこの装置を用いたモータが実現で
きる。

【００４９】また本発明によれば、潤滑油溜凹部を設け
たため、潤滑油に混じって遠心力によりフランジの外周
部に移動されてきた異物あるいは金属粉は潤滑油溜凹部
に集められ、このため軸部と軸受部は異物、金属粉と接
触することなく回動し、したがって安定した動圧流体軸
受装置およびモータが実現できる。また本発明によれ
ば、フランジの外周面に対向したスリーブ面に傾斜溝を
設けているので、遠心力により集められた異物あるいは
金属粉は、軸受装置が回転しているときは傾斜溝に集ま
り、軸受装置が停止すると潤滑油溜凹部に集められるの
で、異物あるいは金属粉が多く生成されても、フランジ
とスリーブ・スリーブキャップとは接触すること無く回
動し、したがって安定した動圧流体軸受装置およびモー
タが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータを示す図

【図２】本発明の実施の形態１にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要部
の断面図

【図３】本発明の実施の形態２にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの要部を示す図

【図４】本発明の実施の形態２にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要部
を示す図

【図５】本発明の実施の形態２にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータのさらに他の例
の要部を示す図

【図６】本発明の実施の形態３にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの要部の断面図

【図７】本発明の実施の形態３にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要部
の断面図

【図８】本発明の実施の形態４にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの要部を示す図

【図９】本発明の実施の形態４にもとづく動圧流体軸受
装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要部
を示す図

【図１０】本発明の実施の形態５にもとづく動圧流体軸
受装置およびこの軸受装置を備えたモータの要部を示す
図

【図１１】本発明の実施の形態５にもとづく動圧流体軸
受装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要
部を示す図

【図１２】本発明の実施の形態６にもとづく動圧流体軸
受装置およびこの軸受装置を備えたモータの要部を示す
図

【図１３】本発明の実施の形態６にもとづく動圧流体軸
受装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要
部を示す図

【図１４】本発明の実施の形態７にもとづく動圧流体軸
受装置およびこの軸受装置を備えたモータの要部を示す
図

【図１５】本発明の実施の形態７にもとづく動圧流体軸
受装置およびこの軸受装置を備えたモータの他の例の要
部を示す図

【図１６】従来の動圧流体軸受装置およびこの軸受装置
を備えたモータを示す図

【符号の説明】

１ シャフト ２ フランジ ３ 軸部 ４ スリーブ １５ スリーブキャップ １６ 軸受部 １７ 潤滑油 １９ 上側ラジアル動圧溝 ２０ 下側ラジアル動圧溝 ２１ 上側ラジアル補助溝 ２２ 下側ラジアル補助溝 ２３ ラジアル補助溝 ２４ スラスト動圧溝 ２５ スラスト補助溝 ２６ 放射状溝 ２７ 潤滑油溜凹部 ２８ 傾斜溝 ２９ ラジアル動圧溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 房俊 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿電 子工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA06 AA20 BA02 BA09 CA03 JA02 KA04 MA06 MA27 5H607 AA12 BB09 BB14 BB17 BB25 CC01 CC05 DD05 FF12 GG01 GG03 GG12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部としてのシャフトとこのシャフトに
   外ばめされる軸受部としてのスリーブとを備え、シャフ
   トとスリーブとの間に潤滑油が供給された動圧流体軸受
   装置であって、前記シャフトとスリーブとにおける互い
   に対向する面の一方または両方にヘリングボーン形状の
   ラジアル動圧溝が周方向に沿って設けられ、このラジア
   ル動圧溝のヘリングボーン形状の頂点部に沿った周方向
   にラジアル補助溝が設けられていることを特徴とする動
   圧流体軸受装置。
2. 【請求項２】 軸部としてのシャフトとこのシャフトに
   外ばめされる軸受部としてのスリーブとを備え、シャフ
   トとスリーブとの間に潤滑油が供給された動圧流体軸受
   装置であって、前記シャフトとスリーブとにおける互い
   に対向する面の一方にヘリングボーン形状のラジアル動
   圧溝が周方向に沿って設けられ、前記互いに対向する面
   の他方における前記ラジアル動圧溝のヘリングボーン形
   状の頂点部に対応する周方向の位置にラジアル補助溝が
   設けられていることを特徴とする動圧流体軸受装置。
3. 【請求項３】 軸部としてのシャフトとこのシャフトに
   外ばめされる軸受部としてのスリーブおよびスリーブキ
   ャップとを備え、前記シャフトにはフランジが形成さ
   れ、前記スリーブとスリーブキャップとによってフラン
   ジを挟み込むように構成され、シャフトおよびフランジ
   とスリーブおよびスリーブキャップとの間に潤滑油が供
   給された動圧流体軸受装置であって、前記フランジとス
   リーブおよびスリーブキャップとにおける互いに対向す
   る面の一方または両方にヘリングボーン形状のスラスト
   動圧溝が周方向に沿って設けられ、このスラスト動圧溝
   のヘリングボーン形状の頂点部に沿った周方向にスラス
   ト補助溝が設けられていることを特徴とする動圧流体軸
   受装置。
4. 【請求項４】 軸部としてのシャフトとこのシャフトに
   外ばめされる軸受部としてのスリーブおよびスリーブキ
   ャップとを備え、前記シャフトにはフランジが形成さ
   れ、前記スリーブとスリーブキャップとによってフラン
   ジを挟み込むように構成され、シャフトおよびフランジ
   とスリーブおよびスリーブキャップとの間に潤滑油が供
   給された動圧流体軸受装置であって、前記フランジとス
   リーブおよびスリーブキャップとにおける互いに対向す
   る面の一方にヘリングボーン形状のスラスト動圧溝が周
   方向に沿って設けられ、前記互いに対向する面の他方に
   おける前記スラスト動圧溝のヘリングボーン形状の頂点
   部に対応する周方向の位置にスラスト補助溝が設けられ
   ていることを特徴とする動圧流体軸受装置。
5. 【請求項５】 スラスト補助溝が設けられている面に、
   この面の径方向に形成されるとともにスラスト補助溝に
   連通する放射状溝が設けられていることを特徴とする請
   求項３または４記載の動圧流体軸受装置。
6. 【請求項６】 スリーブまたはスリーブキャップまたは
   両者におけるフランジに対向する面に、軸受部の中心か
   ら径方向に距離をおいて位置する潤滑油溜凹部を設けた
   ことを特徴とする請求項３から５までのいずれか１項記
   載の動圧流体軸受装置。
7. 【請求項７】 軸部および軸受部は上下方向に配置さ
   れ、フランジの外周面に対向するスリーブの内周面に、
   横断面における側部よりも中央部が深くなるように形成
   された傾斜溝が設けられていることを特徴とする請求項
   ６記載の動圧流体軸受装置。
8. 【請求項８】 シャフトとスリーブとにおける互いに対
   向する面の一方または両方にヘリングボーン形状のラジ
   アル動圧溝が周方向に沿って設けられ、このラジアル動
   圧溝のヘリングボーン形状の頂点部に沿った周方向にラ
   ジアル補助溝が設けられていることを特徴とする請求項
   ３から７までのいずれか１項記載の動圧流体軸受装置。
9. 【請求項９】 シャフトとスリーブとにおける互いに対
   向する面の一方にヘリングボーン形状のラジアル動圧溝
   が周方向に沿って設けられ、前記互いに対向する面の他
   方における前記ラジアル動圧溝のヘリングボーン形状の
   頂点部に対応する周方向の位置にラジアル補助溝が設け
   られていることを特徴とする請求項３から７までのいず
   れか１項記載の動圧流体軸受装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から９までのいずれか１項記
    載の動圧流体軸受装置を備えたことを特徴とするモー
    タ。