JP2001221228A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑剤の減少を補うための潤滑剤溜まりを有
し、しかも外部衝撃が作用しても潤滑剤溜まりに保持さ
れている潤滑剤が外部に飛散流出しにくいスピンドルモ
ータを提供する。 【解決手段】一端にフランジ部（スラストプレート１
６）を有する軸１３と、その軸１３とラジアル流体軸受
Ｒの軸受すき間を介して対向するスリーブ１２とを備
え、フランジ部１６の少なくとも一方の平面１６ｓとこ
れに対向する相手部材（カウンタプレート１７）との間
にスラスト流体軸受Ｓが設けられたスピンドルモータに
おいて、スリーブ１２の外周面に潤滑剤溜り１９を設け
てその一端をラジアル流体軸受Ｒおよびスラスト流体軸
受Ｓの軸受すき間に連通させるとともに、他端には屈曲
部２１を介して外気と連通する通気路２０を設けた。

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, 事務機用のスピンドルモータに係り、とくに
磁気ディスク装置や光ディスク装置等に最適な耐久性と
信頼性に優れた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４に示すようなＨＤＤ用スピンドルモータ
がある。このものは、ベース１にスリーブ２が固着され
ており、そのスリーブ２に軸３が回転自在に挿通され、
この軸３に一体的にハブ４が取り付けられている。

【０００３】軸３の下端面はスラスト受面３ｓとされ、
このスラスト受面３ｓに対向するスラスト軸受面６ｓを
備えたカウンタプレート６がベース１に固着されてお
り、スラスト受面３ｓとスラスト軸受面６ｓとの少なく
とも一方に例えばスパイラル状の動圧発生溝７を備えて
スラスト流体軸受Ｓが構成されている。一方、軸３の外
周面には、軸方向に間隔をおいて上下に一対のラジアル
受面３ｒが形成されると共に、このラジアル受面３ｒに
対向するラジアル軸受面２ｒがスリーブ２の内周面に形
成されており、ラジアル受面３ｒとラジアル軸受面２ｒ
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
生溝８を備えてラジアル流体軸受Ｒが構成されている。

【０００４】そして、ベース１の外周に固定したステー
タ９と、ハブ４の内径面に固定したロータ磁石１０とで
構成されるモータＭにより、軸３とハブ４とが一体的に
回転駆動される。軸３が回転すると、スラスト流体軸受
Ｓとラジアル流体軸受Ｒの各動圧発生溝７，８のポンピ
ング作用で各軸受すきまの潤滑剤に動圧が発生して、軸
３はスリーブ２およびスラストプレート６と非接触とな
り支承される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】軸受にこのような流体
軸受を採用したＨＤＤ用のスピンドルモータにあって
は、長期に使用すると軸受すきまに保持される潤滑剤が
蒸発や回転中の飛散により次第に減少するから、これを
補充する潤滑剤溜まりを備えることが望まれている。

【０００６】しかしながら、潤滑剤溜りを設けたＨＤＤ
用のスピンドルモータでも、ノートパソコンのような携
帯機器に搭載される場合には、運搬時や取り扱い時の不
注意により１０００Ｇに達する大きな外部衝撃が作用す
ることがあり、そのショックで潤滑剤溜りに保持される
潤滑剤が飛散して外部に流出するおそれがある。そこで
本発明は、このような従来のスピンドルモータの未解決
の課題に着目してなされてものであり、潤滑剤の減少を
補うための潤滑剤溜まりを有し、しかも外部衝撃が作用
しても潤滑剤溜まりに保持されている潤滑剤が外部に飛
散流出しにくいスピンドルモータを提供することを目的
とする。

【０００７】

【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、一端にフランジ部を有
する軸と、その軸とラジアル流体軸受すき間を介して対
向するスリーブとを備え、前記フランジ部の少なくとも
一方の平面とこれに対向する相手部材との間にスラスト
流体軸受が設けられたスピンドルモータにおいて、前記
スリーブの外周面に潤滑剤溜りを備え、該潤滑剤溜りは
一端を前記ラジアル流体軸受及びスラスト流体軸受の各
軸受すきまに連通させるとともに他端に外気と連通する
通気路を設け、該通気路は屈曲部を介して外気と連通さ
せたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に係る本発明は、上記請求
項１に係る発明であるスピンドルモータにおいて、その
潤滑剤溜りは、流体軸受すきまに向かってすきまが狭く
なっていることを特徴とする。本発明に係るスピンドル
モータには、潤滑剤溜りが設けられているため、長期に
わたって潤滑剤の補給が可能である。また、その潤滑剤
溜まりと外気とを連通する通気路には屈曲部が設けられ
ているため、外部衝撃が作用しても潤滑剤溜まり内の潤
滑剤が通気路を経て外部へ飛散流出する恐れが少ない。

【０００９】また、前記潤滑剤溜まりは、流体軸受に向
かってすきまが狭くなっているため、潤滑剤の保持と軸
受すきまへの補給が確実で、しかも組立時に気泡の巻き
込みが少なく、潤滑剤溜まりに残留する気泡を分離排出
する機能も有するとともに、外部衝撃で飛散した潤滑剤
をすきまの狭い方に集める作用を有する。

【００１０】

【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は本発明のスピンドルモータ
の一実施の形態の断面図である。先ず構成を説明する
と、ベース１１の中央部に立設されている円筒部１１ａ
の内側に、フランジ付円筒体状のスリーブ１２が内挿さ
れて一体的に固着されている。

【００１１】そのスリーブ１２に中空軸１３が挿通され
ている。中空軸１３は、内周面に雌ねじ１３ｆが形成さ
れており、上端部には浅い逆カップ状のハブ１４が一体
に固着されている。そして、スリーブ１２の下端から突
き出た軸下端にフランジ部としての円板状のスラストプ
レート１６が一体に固定されている。この実施の形態の
場合、スラストプレート１６は中空軸１３の内周面の雌
ねじ１３ｆに止めねじＢを螺合して取り付けられてい
る。そしてこのスラストプレート１６の下端面は、ベー
ス１１に取り付けた相手部材であるカウンタプレート１
７の上面と対向し、停止時には両対向面同士が当接して
いる。

【００１２】スラストプレート１６の上下の両平面はス
ラスト受面１６ｓとされ、一方、上面側のスラスト受面
１６ｓに対向する相手部材であるスリーブ１２の下端面
及び下面側のスラスト受面１６ｓに対向するカウンタプ
レート１７の上面がそれぞれスラスト軸受面１２ｓ及び
１７ｓとされて、相対するスラスト受面とスラスト軸受
面との少なくとも一方に、例えばヘリングボーン状の動
圧発生溝を備えてスラスト流体軸受Ｓを構成している。
このヘリングボーン状のスラスト動圧発生溝は、図２に
示すように、溝頂部Ｐから外周側の溝長さｌ_b が、溝頂
部Ｐから内周側の溝長さｌ_a より短い半径方向外向きの
非対称溝パターンとされており、回転駆動により発生す
るポンプ作用が溝頂部Ｐから外周側の方が内周側より小
さいことから、潤滑剤は中心部から外周部に向かって送
り出される。

【００１３】軸１３の外周面には、軸方向に間隔をおい
て上下に一対のラジアル受面１３ｒが形成されると共
に、このラジアル受面１３ｒに対向するラジアル軸受面
１２ｒがスリーブ１２の内周面に形成されており、ラジ
アル受面とラジアル軸受面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溝１８を備えてラジアル
流体軸受Ｒが構成されている。このラジアル流体軸受Ｒ
の動圧発生用溝１８を、溝長さが外側より内側の方が僅
かに短い内向き非対称溝パターンにしておくと、回転中
に軸受すき間内の潤滑剤が外部に流出する現象を防止で
きる。

【００１４】スリーブ１２の外周面と、その相手部材と
してベース１１に立ち上げた円筒部１１ａの内周面との
間には、円環状のすき間が介在している。そのすき間が
潤滑剤溜まり１９になっている。この潤滑剤溜まり１９
の上部には、外気と連通する通気路２０が開口してい
る。通気路２０は、はじめ潤滑剤溜まり１９の最上部か
ら水平に延び、ベース円筒部１１ａとの接合面に至って
今度は垂直に立ち上がる屈曲部２１が設けられており、
図３に示すように、スリーブ１２とベース円筒部１１ａ
との接合上端面に開口している。通気路２０をこのよう
な屈曲形状にしたため、たとえ大きな外部衝撃が作用し
ても、潤滑剤溜まり１９の潤滑剤が通気路２０から直接
外部には飛散流出しにくい。

【００１５】また、潤滑剤溜まり１９の内周面を形成す
るスリーブ１２の外周面は、下方のスラスト流体軸受Ｓ
に向かってすき間が狭くなるテーパ面１２ｔとされてい
る。もっとも、テーパ面１２ｔは必ずしもスリーブ１２
の外周面に形成するとは限らず、相手側であるベース円
筒部１１ａの内周面に形成してもよく、あるいはスリー
ブ１２の外周面とベース円筒部１１ａの内周面との双方
に形成しても良い。

【００１６】そして潤滑剤溜まり１９の下部の、流体軸
受に近接して連通する部分は、軸受すきまと等しいか、
または僅かに大きいすき間を有する潤滑剤供給路２２と
され、表面張力に基づく毛管現象により潤滑剤を保持し
易いようにしている。なお、スピンドルモータのトルク
を小さくするために、上下２つのラジアル流体軸受Ｒ，
Ｒに挟まれたスリーブ１２の内周面（又は軸１３の外周
面或いはスリーブ内周面と軸外周面との双方でも良い）
に、ラジアル流体軸受Ｒの軸受すきまに向かってすきま
が狭くなるテーパ状の周溝からなる逃げ溝２４を設けて
いる。もっとも、この逃げ溝２４の深さを深くすると空
気を巻き込みやすくなるので、対応策として、逃げ溝２
４と潤滑剤溜まり１９とを連通させる空気抜き穴２５が
スリーブ１２に設けられている。

【００１７】また、スラストプレート１６にも、軸受す
き間に残留する気泡を逃がすための流通穴２６が厚み方
向の貫通穴として設けられ、更にはカウンタプレート１
７の中心にも厚み方向の貫通穴からなる排気穴２７が設
けられている。被回転体である図外の磁気ディスクを外
周部に搭載するハブ１４を回転駆動させるために、ベー
ス１１の円筒部１１ａの外周に固定したステータ９と、
ハブ１４の内径面に固定したロータ磁石１０とで構成さ
れるモータＭが搭載されている。

【００１８】次に、作用を説明する。上記の構成を有す
るスピンドルモータへの潤滑剤の注入は、ディスペンサ
を用いて行われる。そして、全体を組み立てた後に、カ
ウンタプレート１７に設けた排気穴２７から注入され
る。注入された潤滑剤は、表面張力によりスラスト流体
軸受Ｓ及びラジアル流体軸受Ｒの各軸受すきまを満たす
とともに、余分な潤滑剤は潤滑剤溜まり１９に溜まっ
て、そのテーパ面１２ｔに表面張力に基づく毛管現象に
より保持される。したがって、輸送時や使用時にスピン
ドルモータが倒置されたとしても、潤滑剤溜まり１９内
の潤滑剤が外部に流出することはない。

【００１９】この注入時に、ラジアル流体軸受Ｒ内の逃
げ溝２４の空気は、空気抜き穴２５を通ってより大きい
容積を有する潤滑剤溜り１９へ押し出され、上部の通気
路２０から外部に排出されるから、潤滑剤への気泡の巻
き込みが少ない。たとえ、巻き込まれても、ラジアル流
体軸受Ｒの上方から外部に排出されると共に、大部分は
潤滑剤溜り１９内で分離されて上部の通気路２０から外
部に排出される。すなわち、潤滑剤溜まり１９はテーパ
状であるから、潤滑剤は表面張力ですき間の狭い方に吸
引される。一方、巻き込んだ残留気泡は、すき間の大き
い方に分離されて排出されるのである。よって、スピン
ドルモータの輸送時や使用中に潤滑剤中の気泡が膨張し
て軸受すきまの潤滑剤を外部に押し出し、潤滑剤不足を
来すことは未然に防止される。

【００２０】潤滑剤が充填された状態で、運搬時や取り
扱い時の不注意により１０００Ｇに達する大きな外部衝
撃が作用することがあっても、潤滑剤溜り１９の上部の
通気路２０には屈曲部２１が設けられているため、その
ような外部衝撃で潤滑剤溜まり１９内の潤滑剤が通気路
２０から外部へ飛散流出する恐れは少ない。また、潤滑
剤溜まり１９のすき間の大きさが、テーパ面１２ｔによ
り下方の潤滑剤供給路２２に向かって狭くなっているた
め、外部衝撃で飛散した潤滑剤も、外部に流出しない限
りは潤滑剤溜まり１９のすき間の狭い潤滑剤供給路２２
の方に自然に集められる。

【００２１】モータＭにより、軸１３とハブ１４とを一
体的に回転駆動させると、スラスト流体軸受Ｓとラジア
ル流体軸受Ｒの各軸受すきまに充填されている潤滑剤
に、動圧発生用溝のポンピング作用で動圧が発生して、
軸１３とハブ１４はスリーブ１２およびカウンタプレー
ト１７とは非接触の状態となり支承される。回転に伴い
軸受すきまに残留する気泡があっても、ラジアル流体軸
受Ｒ，Ｒの間に設けた空気抜き穴２５, スラストプレー
ト１６に設けた流通穴２６, カウンタプレート１７に設
けた排気穴２７, 潤滑剤溜まり１９に設けた通気路２０
を経由してすみやかに外気に放出される。

【００２２】また、軸受の両側は空気抜き穴２５や流通
穴２６により外気と等しい大気圧に開放されるので、ラ
ジアル流体軸受Ｒ及びスラスト流体軸受Ｓの各軸受すき
まに保持される潤滑剤は、回転に伴うポンプ作用で軸受
すきま内に押し込められ、互いに流動しない。したがっ
て、ラジアル流体軸受Ｒのヘリングボーン溝がわずかに
内向きの非対称溝パターンであれば、回転中に軸受すき
まから潤滑剤が外部に流出することがない。

【００２３】運転が長期に及んで、軸受すきまに保持さ
れている潤滑剤が次第に蒸発したり飛散したりして不足
してくると、潤滑剤溜り１９内に表面張力に基づく毛管
現象で保持されている潤滑剤が、その不足分に応じてテ
ーパ面１２ｔに案内されつつすき間の狭い方に吸引さ
れ、軸受すき間内に潤滑剤が満たされるまで補給され
る。すなわち、軸受すき間内の潤滑剤の減少に伴い、潤
滑剤供給通路２２を経由してすき間の狭い軸受すき間に
毛管現象で吸引され、潤滑剤溜まり１９のテーパ面１２
ｔの表面張力が釣り合う位置で安定する。こうして、潤
滑剤の減少分だけ自動的に潤滑剤が補給される。

【００２４】本実施の形態によれば、潤滑剤溜り１９の
すきまがテーパ状であるから、潤滑剤は表面張力ですき
まの狭い方に吸引され、一方、組立時に巻き込んだ残留
気泡はすきまの大きな方に分離排出される。したがっ
て、各軸受すき間には気泡のない潤滑剤が自動的に確実
に補給されて潤滑剤溜まり１９と連通し、常時潤滑剤で
満たされた状態となり、長期にわたり使用しても信頼性
の高い耐久性に優れたスピンドルモータが得られる。

【００２５】また、スリーブ１２の外周に潤滑剤溜り１
９を設けたことにより、スピンドルモータの装置全体の
高さを低くできるという、実用上の大きな利点が得られ
る。なお、本発明のスピンドルモータの細部の構造, 空
気抜き穴, 溝パターン等に関しては、上記実施の形態に
限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更可能
である。

【００２６】

【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、スピンドルモータのスリーブの外周面
に、ラジアル及びスラスト流体軸受すきまに連通する潤
滑剤溜りを設けると共に、当該潤滑剤溜まりを外気と連
通させる通気路に屈曲部を設けたため、運搬時や取り扱
い時に大きな外部衝撃が作用しても、そのショックで潤
滑剤溜まり内の潤滑剤が外部に流出することが防止でき
て、その結果、長期にわたり使用可能な耐久性に優れた
スピンドルモータが提供できるという効果を奏する。

【００２７】また、請求項２に係る本発明によれば、前
記潤滑剤溜まりは、流体軸受すきまに向かってすきまが
狭くなる構成としたため、潤滑剤を毛管現象で自動的に
確実に流体軸受すきまに補給できて、気泡の影響が少な
く且つ信頼性の高いスピンドルモータが提供できるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンドルモータの一実施の形態の断
面図である。

【図２】図１に示すスラスト流体軸受Ｓの溝パターンの
模式図である。

【図３】図１のスリーブ端面の平面図である。

【図４】従来のスピンドルモータの断面図である。

【符号の説明】

１２ スリーブ １２ｔ テーパ面 １３ 軸 １４ ハブ １６ フランジ部（スラストプレート） １７ その相手部材（カウンタプレート） １９ 潤滑剤溜まり ２０ 通気路 ２１ 屈曲部 Ｒ ラジアル流体軸受 Ｓ スラスト流体軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 悦生 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 AA04 CA02 CA04 JA02 KA04 MA03 MA24 5H605 AA04 BB05 BB14 BB19 CC03 CC04 CC05 DD03 DD16 DD39 EB03 EB06 EB27 EB28 EB33 EB38 GG14 5H607 AA04 BB01 BB14 BB17 BB25 CC01 DD03 GG01 GG03 GG09 GG12 GG15 JJ02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にフランジ部を有する軸と、その軸
   とラジアル流体軸受すき間を介して対向するスリーブと
   を備え、前記フランジ部の少なくとも一方の平面とこれ
   に対向する相手部材との間にスラスト流体軸受が設けら
   れたスピンドルモータにおいて、 前記スリーブの外周面に潤滑剤溜りを備え、該潤滑剤溜
   りは一端を前記ラジアル流体軸受及びスラスト流体軸受
   の各軸受すきまに連通させるとともに他端に外気と連通
   する通気路を設け、該通気路は屈曲部を介して外気と連
   通させたことを特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】 前記潤滑剤溜りは、流体軸受すきまに向
   かってすきまが狭くなっていることを特徴とする請求項
   １記載のスピンドルモータ。