JP2003013946A - 動圧軸受け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で安定且つ確実に潤滑油を固定側と
回転側の間の隙間に介在させるようにした動圧軸受けの
構造を得る。 【解決手段】固定側と回転側との間の摺接部分に充満密
封状態に潤滑油を介在させ、固定側の支持部材２０に回
転側の軸部１０とフランジ部３１とからなる軸部材１を
内挿して一体的に設け、一方、フランジ部３１の座面側
に複数条の油誘導溝３６を形成し、これの基端を軸部１
０と座面との境界位置とした動圧軸受け構造なので、フ
ランジ部の座面に油誘導溝を形成する際に、フランジ部
と同時に成形することが可能になり、製造コストが安価
になる。また、回転中に隙間から潤滑油が漏れる心配も
少なくなり、高速回転時の焼き付きもなくなる。更に、
必要に応じて中空軸体形状あるいは充実軸体形状に任意
に軸部材を選定でき、使い勝手が優れている。しかも、
潤滑油はくの字形状の案内溝に安定して供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パソコン等の記憶
装置であるハードディスク装置において、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、光ディスク等の円盤状の回転記憶媒体としての記憶
ディスクを高速回転駆動する駆動モータの軸受け装置と
しての動圧軸受け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、パソコン等の記憶装置として使
用されているハードディスク装置においては、これの駆
動モータとしてＤＣブラシレスモータが使用されてお
り、この駆動モータの回転軸は通常、鋼製のローラある
いは鋼球等を用いた接触形のスラスト軸受け及びラジア
ル軸受けが多く採用されている。このハードディスク装
置の記憶媒体として主に使用されている記憶ディスクの
一例としてのＣＤ−ＲＯＭは通常記憶容量を大きくする
ために高密度化されているが、一方、その反対に記憶デ
ィスクの小型化も進んでいる。このため、この記憶ディ
スクが高速回転可能で振れを生じることなく安定して回
転することが望まれている。また、この他の記憶媒体と
しての光ディスクも同様に回転させて記憶させるもので
あるが、その構造及びコストの面から普及が遅れている
のが現状であるが、これらが解決されれば、広く普及す
ることが予想されている。

【０００３】このように、高速化や記憶媒体の高密度化
が進むにつれて、前記のような振れのない高速回転の要
求が日に日に高まり、このために、この回転軸を支える
軸受けの精度向上が急務になっている。したがって、現
在の前記スラスト軸受け及びラジアル軸受け等の製造に
おいては機械的な精度を向上させるように、その加工及
び組立精度を向上させて対応しているが、これにも限界
があり、不良品が増加傾向にある。また、この軸受けの
製造におけるコストも上昇して高価になっていた。そこ
で、最近では図８及び図９に示すように、回転軸１０１
とこれを支える支持部材１２０との間に潤滑油を注入し
て回転中に回転軸１０１が部材に接触しないようにした
動圧軸受けが使用されつつある。これは、円筒形の回転
軸１０１に対して、これを支える支持部材１２０の摺動
穴１２１と回転軸１０１の軸方向を支える蓋体１０４に
夫々くの字形状の細い流体案内溝１２３、１０５を多数
形成して、これに潤滑油を注入して密封することで回転
軸１０１との間にこれの回転により油膜が発生すること
になり、接触抵抗が減少した振れのない回転が得られる
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに潤滑油を使用した動圧軸受けは流体を利用している
ことから、支持部材と回転軸との間に注入されているこ
の潤滑油が外部に漏れないで、固定側と回転側の間の隙
間に入り、互いの摩擦抵抗を無くすようにする必要があ
るが、潤滑油を絶えずこれら隙間に補充する必要から支
持部材にこの潤滑油を一時的に貯める貯留穴を形成し、
これから隙間との間に通路を設けて潤滑油を供給してい
る。このため、支持部材に特殊な加工を施さなければな
らず、加工コストが上昇している。また、これを無くす
ると、特に、回転軸は高速回転するので、この回転によ
り内部の圧力が上昇するため、隙間になければならない
潤滑油が不足して回転軸が焼き付く等の問題が生じ、そ
の信頼性が十分に得られていない。一方、回転軸の軸部
及びフランジ部には潤滑油を案内するための溝等は形成
されておらず、固定側の支持部材にのみ形成されている
ので、特に、支持部材の端面とフランジ部の座面との接
触箇所には全体に潤滑油が十分に充満されておらず、異
音の発生原因ともなっている等の課題がある。

【０００５】本発明の目的は、このような課題を解消す
るとともに簡単な構成で安定且つ確実に潤滑油を固定側
と回転側の間の隙間に介在させるようにした動圧軸受け
の構造を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、固定側
と回転側との間の摺接部分に充満密封状態に潤滑油を介
在させ、回転側の回転作用により油圧を発生させて互い
の摺動摩擦を減少させるようにした動圧軸受けにおい
て、固定側を構成するフレーム８に固定された支持部材
２０に回転側を構成する軸部１０とこの軸部径より大径
のフランジ部３１とからなる回転自在な軸部材１を内挿
し、この軸部材１の一端に回転部材２を一体的に設け、
一方、前記フランジ部３１の座面側に中心から外方向に
延びる複数条の油誘導溝３６を形成し、この油誘導溝３
６の基端を軸部１０と座面との境界位置とした動圧軸受
け構造を提供することで達成される。また、この構成に
加えて、油誘導溝３６は軸部材１の回転方向の前方に向
かって外方開口端３７を有するように湾曲している動圧
軸受け構造としたことでも達成される。

【０００７】更に、この目的は、固定側と回転側との間
の摺接部分に充満密封状態に潤滑油を介在させ、回転側
の回転作用により油圧を発生させて互いの摺動摩擦を減
少させるようにした動圧軸受けにおいて、回転側を構成
する支持部材２０に固定側を構成しているフレーム８と
一体で且つ軸部１０とこの軸部径より大径のフランジ部
３１とからなる軸部材１を内挿し、この支持部材２０の
フランジ部側に回転部材２を一体的に設け、一方、前記
軸部材１を構成するフランジ部３１の座面側に中心から
外方向に延びる複数条の油誘導溝３６を形成し、この油
誘導溝３６の基端を軸部１０と座面との境界位置とした
動圧軸受け構造を提供することで達成される。また、こ
の構成に加えて、油誘導溝３６は支持部材２０の回転逆
方向に前方に向かって外方開口端３７を有するように湾
曲している動圧軸受け構造としたことでも達成される。

【０００８】しかも、これら前記構成において、軸部１
０は中空軸体であって、その一端に一体となるようにフ
ランジ部３１を有する封止ねじ３０が螺合されて固定さ
れている動圧軸受け構造であってもよく、また、軸部１
０は充実軸体であって、その一端にフランジ部３１が一
体成形されている動圧軸受け構造であってもよい。その
上、これら軸部１０はその中央外周面上に転造加工によ
り形成された外周溝１２を有している動圧軸受け構造と
することにより、精度の高い安価な動圧軸受けが大量に
提供できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図７に基づき説明する。図１において、１は中心線
上に貫通穴１１を有する中空軸体形状の軸部１０からな
る軸部材であり、この軸部１０の一端にはこれと一体回
転するとともに記憶媒体としての記憶ディスク（図示せ
ず）を支持する回転部材２が固定されている。軸部１０
はこれの外周に位置する支持部材２０の摺動穴２１内に
貫挿してあり、この軸部１０は上方部と下方部にこれの
間の中央外周面上に形成された外周溝１２により分割さ
れている。この外周溝１２は前記支持部材２０の摺動穴
２１のほぼ中央において円周方向に形成された内周溝２
２と一緒になって流体通路３を構成している。この流体
通路３は支持部材２０の摺動穴２１の内周面において、
図３に示すように、これの上方部及び下方部に全周に渡
って等間隔をおいて多数形成された、くの字形状の細い
流体案内溝２３が接続してあり、これにより、潤滑油が
高速回転中に移動するようになっている。

【００１０】また、前記軸部１０の他端には前記貫通穴
１１に連通する雌ねじ穴１３が形成してあり、この雌ね
じ穴１３には図２に示すように、中心線上にドライバビ
ット（図示せず）が係合する係合部３２が形成されたフ
ランジ部３１とねじ山３４が形成された脚部３３とから
なる封止ねじ３０が螺合されている。この封止ねじ３０
は脚部３３の先端にねじ山３４が形成してあり、このね
じ山３４とフランジ部３１との間にはねじ山外径より僅
かに大径のねじ無し円筒部３５が形成されている。この
ねじ無し円筒部３５の外周面は均一な平坦円筒面となっ
ており、前記軸部１０の雌ねじ穴１３に螺合された時に
雌ねじ穴１３の入口にあって、雌ねじの谷径より僅かに
大きい内径の無ねじ嵌合穴１４に嵌まって密封して前記
軸部１０とともに軸部材１を構成している。

【００１１】この封止ねじ３０のフランジ部３１の外径
は前記軸部材１の軸部１０が貫挿される摺動穴２１の内
径より大径で支持部材２０の外径より小径の円板形状に
形成してあり、これがねじ込まれた時、支持部材２０の
下端に形成されている油溜まり２４の上面と軸部材１の
端面が接するように、その封止ねじ３０が配置され、フ
ランジ部３１の座面がこの端面に摺接して密着するよう
になっている。更に、封止ねじ３０の座面に接する側の
支持部材２０の端面にも中心から外周方向にくの字形状
の細い流体案内溝２５が放射状に多数等間隔をおいて形
成されている。

【００１２】一方、この封止ねじ３０のフランジ部座面
には図５に示すように、中心から放射方向に直線状の油
誘導溝３６が複数条形成してあり、この油誘導溝３６は
その外方開口端３７がフランジ部３１の外周に達してい
る。この油誘導溝３６の基端はこの封止ねじ３０が螺合
された時、軸部１０が接する部分の外周位置に位置して
おり、軸部材１の回転中に油溜まり２４の潤滑油はこの
油誘導溝３６を通り、支持部材２０の前記流体案内溝２
３、２５に供給されるようになっている。また、この封
止ねじ３０のフランジ部３１の厚みは図１に示すよう
に、油溜まり２４の高さとほぼ等しく且つフランジ部３
１の頂面は平坦になるように形成してあり、支持部材２
０の端面にはこれに内蔵される封止ねじ３０のフランジ
部３１の頂面が滑るように蓋体４が固定されている。こ
の蓋体４の前記フランジ部３１に接する側にも中心から
外周方向にくの字形状の細い流体案内溝５が放射状に多
数等間隔をおいて形成され、潤滑油が注入されるように
なっている。

【００１３】更に、この支持部材２０の周囲には前記回
転部材２の内面に等間隔をおいて固定されている複数の
マグネット６と協働して回転駆動源としての駆動モータ
を構成するステータ７が固定されたフレーム８が配置し
てあり、これに電流が流れることによって、回転部材２
が軸部材１とともに支持部材２０の摺動穴２１内を回転
するように構成されている。

【００１４】このように構成された駆動モータは電流が
流れることによって回転部材２が回転すると、軸部材１
０は支持部材２０の摺動穴２１に沿い回転する。この
時、軸部材１０、支持部材２０、封止ねじ３０のフラン
ジ部３１、蓋体４との間には夫々潤滑油が注入されて充
満しているので、互いに接触抵抗を受けずに滑らかに回
転する。この回転により、潤滑油は圧力が上昇して軸部
１０の貫通穴１１に雌ねじ穴１３から浸入しようとする
が、封止ねじ３０により軸部１０との間が密封状態であ
るため、潤滑油の貫通穴１１内への浸入は阻止される。

【００１５】また、図４は本発明の他の実施の形態を示
しており、１は充実軸体形状の軸部材であり、図６に示
すように、この軸部材１は軸部１０とこの軸部１０の一
端にこれより大径で一体となったフランジ部３１とから
構成されている。この軸部１０はフレーム８に回転摺動
自在に支持されている支持部材２０の摺動穴２１に貫挿
されており、軸部１０の他端は前記フレーム８に固定さ
れている。一方、前記支持部材２０には回転部材２が一
体成形されており、この支持部材２０の端面に前記軸部
材１のフランジ部３１の座面が摺接している。この軸部
材１は前期実施の形態と同様に上方部と下方部とにこれ
の間に形成された外周溝１２により分割されており、前
記支持部材２０の摺動穴２１の内周溝２２と一緒になっ
て流体通路３を形成している。この流体通路３には支持
部材２０の摺動穴２１の内周面において、これの上方部
及び下方部に全周に渡って等間隔をおいて多数形成され
たくの字形状の細い流体案内溝２３が接続してあり、こ
れにより、潤滑油が高速回転中に移動するようになって
いる。

【００１６】更に、前記フランジ部３１の座面に接する
側の支持部材２０の端面及びフレーム８に接する側の端
面にも中心から外周方向にくの字形状の細い流体案内溝
２５が放射状に多数等間隔をおいて形成されている。そ
して、固定側を構成するフレーム８と軸部材１とに対し
て回転部材２と支持部材２０とが一体となって高速回転
可能となっている。

【００１７】しかも、このフレーム８の座面には図７に
示すように、前記直線状に代えて、中心から放射方向に
且つフランジ部３１の外周端に位置する外方開口端３７
が支持部材２０の回転方向とは逆方向となるように湾曲
した油誘導溝３６が複数条形成されている。この油誘導
溝３６の基端は軸部１０との境界に位置しており、軸部
材１の回転中に支持部材２０とフランジ部３１との間に
ある油溜まり２４の潤滑油はこの油誘導溝３６を通り、
支持部材２０の前記流体案内溝２３に供給されるように
なっている。また、このフランジ部３１の上部にはこれ
の上面が接しない程度の空間を有して蓋体４が支持部材
２０に固定されており、これと一体の回転部材２の内面
に等間隔をおいて固定されている複数のマグネット６は
ステータ７と協働して回転駆動源としての駆動モータを
構成している。そのため、これに電流が流れること、回
転部材２が支持部材２０とともに軸部材１０を中心に回
転するようになっている。

【００１８】尚、これら実施の形態では、中空軸体形状
の軸部１０に封止ねじ３０を螺合して軸部材１を構成し
たものを支持部材２０に支えられて回転するようにし、
また、充実軸体形状の軸部１０にフランジ部３１を一体
形成したものを固定側とし、この周りを支持部材２０が
回転するようにしたが、これら軸部材１の使用はこれに
限定されず、いずれの実施の形態でも使用できる。ま
た、軸部材１のフランジ部３１の座面に形成される油誘
導溝３６は、放射方向に直線状であっても、湾曲形状で
あってもよく、特に、軸部材１が回転する場合は、油誘
導溝３６の外方開口端３７が回転方向の前方を向くよう
な湾曲形状とする。一方、反対に支持部材２０が回転す
る場合は、油誘導溝３６の外方開口端３７が回転方向に
対して逆方向を前方として向くように湾曲形状とするこ
とで優れた効果が得られる。更に、これら軸部１０には
その全長のほぼ中央に外周溝１２が転造成形により形成
されており、これにより、安価に提供できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上説明した実施の形態から明
らかなように、回転部材２の回転中心となる軸部材１は
中空軸体形状で、この一端にフランジ部３１を形成した
封止ねじ３０を螺合して構成されているので、このフラ
ンジ部を容易に圧造加工することができ、特に、フラン
ジ部の座面に油誘導溝を形成する際に、一度の圧造加工
でフランジ部と同時に成形することが可能になり、製造
コストが安価になる。また、この軸部材１を充実軸体形
状とした場合は、軸部とフランジ部とを圧造加工で一体
に成形でき、このため、中空軸体形状のようにこの中空
穴に潤滑油が浸入しないようシール剤を塗布する必要が
無くなるとともに全てを一体圧造加工することで品質が
一定となり、部品点数の減少につながる。その上、回転
部材の回転中に隙間から潤滑油が漏れる心配も少なくな
り、高速回転時の焼き付きもなくなる。更に、動圧軸受
けの構成により必要に応じて中空軸体形状あるいは充実
軸体形状に任意に軸部材を選定でき、使い勝手が優れて
いる。

【００２０】しかも、油誘導溝３６の基端は軸部１０と
座面との境界位置にあるので、潤滑油は確実且つ安定し
て供給されるとともに、フランジ部の座面に形成されて
いる油誘導溝は回転部材が固定されて回転する部品の回
転方向に応じてその外方開口端が潤滑油を供給しやすい
方向を向くように湾曲しているので、高圧潤滑油を確実
にくの字形状の流体案内溝に供給できる。その上、軸部
の外周溝は転造加工可能なので、精度が高く且つ品質が
安定した安価な軸部材が得られる等の特有の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す動圧軸受けの断面図
である。

【図２】本発明に係る封止ねじの拡大正面図である。

【図３】支持部材の拡大要部断面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す動圧軸受けの断
面図である。

【図５】軸部に封止ねじを組み合わせた状態の軸部材の
平面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態における軸部材の要部
断面正面図である。

【図７】図６の底面図である。

【図８】従来例を示す動圧軸受けの断面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 軸部材 ２ 回転部材 ３ 流体通路 ４ 蓋体 ５ 流体案内溝 ６ マグネット ７ ステータ ８ フレーム １０ 軸部 １１ 貫通穴 １２ 外周溝 １３ 雌ねじ穴 １４ 無ねじ嵌合穴 ２０ 支持部材 ２１ 摺動穴 ２２ 内周溝 ２３ 流体案内溝 ２４ 油溜まり ２５ 流体案内溝 ３０ 封止ねじ ３１ フランジ部 ３２ 係合部 ３３ 脚部 ３４ ねじ山 ３５ ねじ無し円筒部 ３６ 油誘導溝 ３７ 外方開口端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA07 AA20 BA05 CA03 JA02 KA02 KA03 LA05 MA08 MA12 5D109 BB18 BB21 BB22 BB40 5H607 AA12 BB01 BB04 BB09 BB14 BB17 BB25 CC09 DD03 DD15 GG03 GG12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側と回転側との間の摺接部分に充満
   密封状態に潤滑油を介在させ、回転側の回転作用により
   油圧を発生させて互いの摺動摩擦を減少させるようにし
   た動圧軸受けにおいて、 固定側を構成するフレーム（８）に固定された支持部材
   （２０）に回転側を構成する軸部（１０）とこの軸部径
   より大径のフランジ部（３１）とからなる回転自在な軸
   部材（１）を内挿し、この軸部材の一端に回転部材
   （２）を一体的に設け、一方、前記フランジ部の座面側
   に中心から外方向に延びる複数条の油誘導溝（３６）を
   形成し、この油誘導溝の基端を軸部と座面との境界位置
   としたことを特徴とする動圧軸受け構造。
2. 【請求項２】 油誘導溝は軸部材の回転方向の前方に向
   かって外方開口端（３７）を有するように湾曲している
   ことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受け構造。
3. 【請求項３】 固定側と回転側との間の摺接部分に充満
   密封状態に潤滑油を介在させ、回転側の回転作用により
   油圧を発生させて互いの摺動摩擦を減少させるようにし
   た動圧軸受けにおいて、 回転側を構成する支持部材（２０）に固定側を構成して
   いるフレーム（８）と一体で且つ軸部（１０）とこの軸
   部径より大径のフランジ部（３１）とからなる軸部材
   （１）を内挿し、この支持部材のフランジ部側に回転部
   材を一体的に設け、一方、前記軸部材を構成するフラン
   ジ部の座面側に中心から外方向に延びる複数条の油誘導
   溝（３６）を形成し、この油誘導溝の基端を軸部と座面
   との境界位置としたことを特徴とする動圧軸受け構造。
4. 【請求項４】 油誘導溝は支持部材の回転逆方向に前方
   に向かって外方開口端（３７）を有するように湾曲して
   いることを特徴とする請求項３記載の動圧軸受け構造。
5. 【請求項５】 軸部は中空軸体であって、その一端に一
   体となるようにフランジ部を有する封止ねじ（３０）が
   螺合されて固定されていることを特徴とする請求項１、
   ２、３又は４記載の動圧軸受け構造。
6. 【請求項６】 軸部は充実軸体であって、その一端にフ
   ランジ部が一体成形されていることを特徴とする請求項
   １、２、３又は４記載の動圧軸受け構造。
7. 【請求項７】 軸部はその中央外周面上に転造加工によ
   り形成された外周溝（１２）を有することを特徴とする
   請求項１，２、３、４、５又は６記載の動圧軸受け構
   造。