JP2003148498A - 動圧型軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受部材の内径寸法やハウジングの外径寸法
に悪影響を与えることなく、簡易に軸受部材をハウジン
グ内に固定できるようにして、製品の品質や信頼性を向
上させ、且つ、組み付け作業の時間短縮ひいては作業能
率の改善を図る。 【解決手段】 ハウジング２の開口部２ａに固定される
シール部材５が、該ハウジング２内の軸受部材３にその
軸方向移動を規制するように当接し、且つ上記シール部
材５に対する軸受部材３の当接側端部に、該軸受部材３
の周方向移動を規制する規制部３ｘを形成する。この規
制部３ｘは、軸受部材の当接側端部に形成した傾斜面や
複数の凹凸部で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動圧型軸受ユニッ
トに関し、特に情報機器、例えばＨＤＤ，ＦＤＤ等の磁
気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光
ディスク装置、ＭＤ，ＭＯ等の光磁気ディスク装置など
のスピンドルモータ、或いはレーザビームプリンタ（Ｌ
ＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、更には電気機器、例
えば軸流ファンなどの小型モータに使用される動圧型軸
受ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記各種情報機器におけるディスク駆動
用スピンドルモータや軸流ファン用モータには、高回転
精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化などの要請が
あり、この種のモータのスピンドルを支持する軸受は、
これらの要求性能を決定づける重要な構成要素の一つで
ある。そこで、この種の軸受として、上記要求性能に優
れた特性を有する動圧型軸受の使用が検討され、あるい
は実用化が図られているのが現状である。

【０００３】この動圧型軸受の基本的構成として、一端
に開口部を有するハウジングの内周に軸受部材を嵌合す
ると共に、この軸受部材の内周面との間のラジアル軸受
隙間に生じる動圧によりラジアル方向に非接触支持され
る軸部材を配設し、且つ上記ハウジングの開口部にシー
ル部材を装着した構成が公知となっている。

【０００４】そして、上記軸受部材をハウジングの内周
に嵌合固定する手段としては、軸受部材とハウジングと
を接着剤により固定する手法、或いは、軸受部材をしま
りばめによりハウジングに圧入して固定する手法が一般
的に採用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のよう
に軸受部材をハウジングに接着剤を用いて固定する手法
では、接着剤の塗布等に手間を要し、特に上述のディス
ク駆動用スピンドルモータや軸流ファン用モータに使用
される動圧型軸受は小型であるために、接着剤の塗布作
業等が困難になる虞れがあると共に、接着剤の硬化に比
較的長時間を要するため、作業時間の長期化および作業
能率の悪化を招く虞れがある。

【０００６】また、後者のように軸受部材をハウジング
に圧入して固定する手法では、締めしろが原因となって
軸受部材の内径寸法を収縮させ、あるいはハウジングの
外径寸法を膨張させる虞れがあると共に、軸受部材の内
周面の真円度やハウジングの円筒度に影響を及ぼす虞れ
がある。しかも、軸受部材をハウジングに圧入する際に
は、大きな加圧力を付与する必要があるため、これによ
っても作業の煩雑化を招く虞れがある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、軸受部材の内径寸法やハウジングの外径寸法に
悪影響を与えることなく、簡易に軸受部材をハウジング
内に固定できるようにして、製品の品質や信頼性を向上
させると共に、組み付け作業の時間短縮ひいては作業能
率の改善を図ることを技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた本発明は、一端に開口部を有するハウ
ジングと、該ハウジングの内周に嵌合された軸受部材
と、該軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間に生
じる動圧によりラジアル方向に非接触支持される軸部材
と、上記ハウジングの開口部に装着されたシール部材と
を備えた動圧型軸受ユニットにおいて、上記シール部材
の端部が、上記軸受部材の軸方向移動を規制するように
該軸受部材の端部に当接して上記ハウジングの開口部に
固定されると共に、上記シール部材の端部と上記軸受部
材の端部との当接部位に、上記軸受部材の周方向移動を
規制する規制部を形成したことに特徴づけられる。この
場合、上記規制部は、軸受部材の端部に形成することが
好ましいが、シール部材の端部に形成してもよく、或い
は両者に形成してもよい。

【０００９】このような構成によれば、ハウジングの開
口部に、シール部材を軸受部材に当接させて固定する事
のみをもって、その軸受部材の軸方向移動と周方向移動
とを規制できることになる。詳述すると、ハウジングの
開口部に固定されるシール部材の端部が、ハウジング内
における軸受部材の端部に当接することにより該軸受部
材の軸方向移動が規制されると共に、このように両者が
当接した状態においては、両者の対向端部の当接部位に
形成された規制部により該軸受部材の周方向移動が規制
される。したがって、この両者の当接によって、軸受部
材をハウジング内に固定することが可能となり、軸受部
材をハウジング内に圧入することおよび接着剤を使用す
ることが不要になる。これにより、軸受部材の組み付け
時におけるハウジングの外径寸法や軸受部材の内径寸法
の不当な変化、並びにハウジングの円筒度や軸受部材の
内周面における真円度の狂いが生じなくなると共に、面
倒且つ煩雑な接着剤の塗布作業や接着剤硬化のための待
ち時間が不要になり、作業時間の短縮および作業能率の
改善が図られる。

【００１０】この場合、上記規制部の一例として、上記
軸受部材の端部に、傾斜面を形成することが挙げられ
る。そして、この傾斜面は、上記軸受部材の端部の全域
に亘るように形成してもよく、上記軸受部材の端部の略
半部または一部に形成してもよい。

【００１１】このように構成すれば、軸受部材の傾斜面
にシール部材の端部が当接することにより、好ましくは
この両者が面接触して周方向に係合した状態となること
により、軸受部材の周方向移動が規制され、上述と同様
の利点を享受できるのはもとより、軸受部材の端部をテ
ーパ状に加工するだけで済むため、軸受部材の加工の複
雑化を回避できる。

【００１２】また、上記規制部の他の例として、上記軸
受部材の端部に、その軸直角面の二等分線に対応する部
位が隆起する隆起部を形成するようにしてもよい。この
場合、隆起部の一態様としては、上記二等分線を基準と
してその両側に対称に傾斜面を形成し、上記二等分線に
対応する屈曲部を隆起部とすることが挙げられる。

【００１３】このように構成すれば、軸受部材の隆起部
にシール部材の端部が当接することにより、好ましくは
この両者が当接によって周方向に係合した状態となるこ
とにより、軸受部材の周方向移動が規制され、上述と同
様の利点を享受できる。また、この場合にも、軸受部材
の端部に隆起部を形成するだけで済むため、軸受部材の
加工の複雑化を回避できる。

【００１４】更に、上記規制部の他の例として、上記軸
受部材の端部に、周方向に沿う複数の凹凸部を形成して
もよい。この場合、凹凸部の形状は、例えば湾曲状の曲
面を繋げてなる波形状であってもよく、平面を繋げてな
る矩形波形状や三角波形状等であってもよい。

【００１５】このように構成すれば、軸受部材の複数の
凹凸部にシール部材の端部が当接することにより、好ま
しくはこの両者が当接によって係合した状態となること
により、軸受部材の周方向移動が規制され、上述と同様
の利点を享受できる。

【００１６】以上の構成において、上記シール部材が、
上記ハウジングの開口部に圧入されて変形することによ
り、該シール部材の端部が上記規制部にその形状が対応
して密接していることが好ましい。この場合における
「変形」には、弾性変形および塑性変形が含まれる。

【００１７】このように圧入時の加圧力によるシール部
材の変形を利用して、該シール部材の端部を規制部にそ
の形状を対応させて密接させる構成とすれば、規制部に
対応した形状にするための加工をシール部材の端部に施
す必要がなくなり、シール部材の加工の複雑化を回避で
きる。このシール部材の圧入に供される圧入治具は、シ
ール部材を規制部の形状に対応して変形させる上で有利
な弾性体でなる治具を使用することが好ましい。なお、
必要ならば、シール部材の端部を、規制部に対応した形
状に加工してもよい。

【００１８】更に、以上の構成において、上記軸受部材
は、すきまばめにより上記ハウジングの内周に嵌合され
ていることが好ましい。

【００１９】このように構成すれば、軸受部材の組み付
け時におけるハウジングや軸受部材の不当な寸法変化、
およびハウジングの円筒度や軸受部材の内周面における
真円度の狂いを回避する上で、極めて有利となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。なお、図１に基づく以下の説明にお
いて、「先端」とは上端を意味し、「基端」とは下端を
意味する。

【００２１】図１に示すように、動圧型軸受ユニット１
は、先端に開口部２ａを有する有底円筒状のハウジング
２と、該ハウジング２の内周に嵌合された円筒状の軸受
部材３と、該軸受部材３の内周に配置された軸部材４
と、上記ハウジング２の開口部２ａに装着されたシール
部材５とを主要たる構成要素とする。この動圧型軸受ユ
ニット１は、例えば軸流ファンモータに使用される。

【００２２】上記ハウジング２は、例えば黄銅等の軟質
金属で形成され、円筒状の側部２ｂと底部２ｃとから構
成される。そして、このハウジング２の内底面には、上
記軸部材４をスラスト方向に支持するスラスト軸受部Ｓ
ａが設けられる。このスラスト軸受部Ｓａは、上記軸部
材４の基端に形成された湾曲面４ａを、ハウジング２の
底部２ｃに埋設されたスラスト板６の先端面でピボット
支持することにより構成される。なお、ハウジング２の
底部２ｃは、該ハウジング２の基端側開口部を閉塞する
ものであり、ハウジング２と一体形成する他、別体の底
蓋部材で形成してもよい。

【００２３】上記軸部材４は、例えばステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ４２０Ｊ２）等の金属で形成され、その外周面には
基端側から順に、ぬすみ部４ｂと、テーパ面４ｃとが設
けられている。このテーパ面４ｃは、基端側から先端側
に向かって順次縮径しており、該テーパ面４ｃの先端側
には、その基端側の円筒面４ｄと略同径の円筒面４ｅが
連設されている。

【００２４】上記軸受部材３は、例えば多孔質体、特に
銅を主成分とする焼結金属で形成され、その内部の気孔
に潤滑油または潤滑グリースが含浸されてなる含浸軸受
として構成される。この軸受部材３の内周面には、先端
側と基端側とに２つのラジアル軸受面３ｂ，３ｂが設け
られている。これらのラジアル軸受面３ｂには、例えば
プレス加工による転写、転造等によって動圧溝８が形成
されている。この動圧溝８の形状は、任意に選択するこ
とができ、公知のヘリングボーン型、スパイラル型、ス
テップ型、多円弧型等の何れかを選択し、或いはこれら
を適宜組み合わせて使用することができる。

【００２５】上記軸部材４をラジアル方向に支持するラ
ジアル軸受部Ｒａ，Ｒａは、上記軸受部材３に対する軸
部材４の相対回転時（この実施形態では軸部材４の回転
時）に、軸部材４の外周面と上記ラジアル軸受面３ｂ、
３ｂとの間のラジアル軸受隙間Ｒ１，Ｒ１に満たされた
流体（例えば潤滑油）の動圧が生じることにより、軸部
材４を非接触で支持するように構成されている。

【００２６】上記軸受部材３の先端部、すなわち上記シ
ール部材５に対する軸受部材３の当接側端部は、傾斜面
３ｘに加工されている。この傾斜面３ｘは、上記シール
部材５の基端面５ｘと密接することにより、軸受部材３
の周方向移動を規制する規制部となる。この傾斜面３ｘ
の傾斜度は、軸受部材３の外径寸法Ｄ１に対する軸方向
の変位寸法ａの比率が、例えば１／３００以上で且つ１
／１０以下に設定される（図２参照）。この比率が１／
３００未満であると、傾斜面３ｘの傾斜度が不足して、
軸受部材３の周方向移動の規制力を充分に確保できなく
なる虞れがあり、１／１０を超えると、傾斜面３ｘの傾
斜度が過大となり、シール部材５に対して後述する必要
な変形を生じさせることが困難となる。そして、この軸
受部材３は、ハウジング２の内周にすきまばめで嵌合さ
れている。

【００２７】上記シール部材５は、中心部に軸部材４が
挿通される挿通孔５ｃを有する円環状をなすもので、例
えば快削黄銅などの軟質金属で形成されると共に、上記
挿通孔５ｃの内周面に上記軸部材４のテーパ面４ｃが対
向し、この両者間にシール空間が形成されている。この
シール部材５は、ハウジング２の内周にしまりばめによ
り圧入され、且つ接着剤を用いて固定されている。な
お、このシール部材５は、黄銅以外にも他の金属や樹脂
材料で形成することができる。

【００２８】上記シール部材５は、圧入時の加圧力によ
り変形して姿勢が傾斜し、これに伴って、その当接側端
部の基端面５ｘが、上記軸受部材３の傾斜面３ｘに密接
している。したがって、軸受部材３は、シール部材５と
の当接により、ハウジング２内で軸方向移動および周方
向移動が規制され、ハウジング２の内周に固定された状
態にある。なお、シール部材５の基端面５ｘを予め傾斜
面に加工しておき、これをハウジング２の内周に圧入し
て、その姿勢を傾斜させることなく該基端面５ｘと上記
軸受部材３の傾斜面３ｘとを密接させてもよい。

【００２９】このような構成によれば、ハウジング２の
内周に接着剤を使用することなくすきまばめにより嵌合
された軸受部材３は、シール部材５を圧入して固定する
だけで、その軸方向移動と周方向移動とが規制される。
したがって、軸受部材３の組み付け時にハウジング２の
外径寸法や軸受部材３の内径寸法に不当な変化が生じ
ず、しかもハウジング２の円筒度や軸受部材３の内周面
における真円度の狂いが生じなくなる。また、軸受部材
３に対する面倒且つ煩雑な接着剤の塗布作業等が不要に
なり、作業性が大幅に改善される。

【００３０】図３〜図６は、本発明の第２〜第５の実施
形態に係る動圧型軸受ユニットの構成要素である軸受部
材をそれぞれ例示するものである。なお、これらの各図
に基づく各実施形態の以下の説明において、図示しない
構成要件であって上述の第１の実施形態に係る動圧型軸
受ユニット１と共通のものについては、同一符号を参酌
する。

【００３１】図３(a),(b)に示すように、本発明の第２
の実施形態における軸受部材１３は、その先端部（シー
ル部材５への当接側端部）の略半部が傾斜面１３ｘとさ
れ、その残余部が非傾斜面１３ｙとされている。このよ
うな構成においても、ハウジング２内に軸受部材１３を
すきまばめにより嵌合させた状態で、シール部材５をし
まりばめにより圧入することにより、該シール部材５が
変形して、その当接側端部の基端面５ｘが上記軸受部材
１３の傾斜面１３ｘに密接する。したがって、この傾斜
面１３ｘが、軸受部材１３の周方向移動移動を規制する
規制部となる。この場合におけるシール部材５の変形
は、該シール部材５の姿勢を傾斜状に変化させる変形、
または該シール部材５の基端面５ｘが圧入時の加圧力に
より押し潰される変形等の何れの態様であってもよい。
また、シール部材５の基端面５ｘに、上記傾斜面１３ｘ
に対応する傾斜面を加工してもよい。そして、この第２
の実施形態によるにしても、上述の第１の実施形態と同
様の作用効果が得られる。

【００３２】図４(a),(b)に示すように、本発明の第３
の実施形態における軸受部材２３は、その先端部におけ
る１／２未満の領域が傾斜面２３ｘとされ、その残余部
が非傾斜面２３ｙとされている。このような構成によっ
ても、動圧型軸受ユニットの組立後においては、シール
部材５の基端面５ｘが上記軸受部材２３の傾斜面２３ｘ
に密接した状態となる。したがって、この傾斜面２３ｘ
が、軸受部材２３の周方向移動を規制する規制部とな
る。その他の説明事項については、上記第２の実施形態
で既に述べた事項と同一である。

【００３３】図５(a),(b)に示すように、本発明の第４
の実施形態における軸受部材３３は、その先端部におけ
る軸直角面の二等分線Ｗ（同図(a)参照）を基準として
その両側に傾斜面３３ｘ，３３ｘが形成され、上記二等
分線Ｗに対応する部位が屈曲状の隆起部とされている。
このような構成によれば、動圧型軸受ユニットの組立後
においては、シール部材５が加圧力により屈曲状に押し
潰されることにより、その基端面５ｘが両傾斜面３３
ｘ，３３ｘの少なくとも上記二等分線Ｗの近傍に密接
し、或いはシール部材５の姿勢が変化することにより基
端面５ｘが何れか一方の傾斜面３３ｘに密接する。ま
た、シール部材５の基端面５ｘに上記両傾斜面３３ｘ，
３３ｘに対応する傾斜面を加工しておけば、シール部材
５の基端面５ｘが軸受部材３３の両傾斜面３３ｘ，３３
ｘの全域に亘って密接する。したがって、この両傾斜面
３３ｘ，３３ｘまたはその何れか一方の面３３ｘが、軸
受部材３３の周方向移動を規制する規制部となる。な
お、その他の説明事項については、上記第２の実施形態
で既に述べた事項と同一である。

【００３４】図６(a),(b)に示すように、本発明の第５
の実施形態における軸受部材４３は、その先端部に周方
向に沿う複数の凹部４３ｘと凸部４３ｙとが形成されて
いる。このような構成によれば、動圧型軸受ユニットの
組立後においては、シール部材５が加圧力により変形し
て凹凸状に押し潰されることにより、その基端面５ｘが
少なくとも凸部４３ｙの頂部近傍に密接する。また、シ
ール部材５の基端面５ｘに上記凹部４３ｘと凸部４３ｙ
とに対応する凹凸部を加工しておけば、シール部材５の
基端面５ｘが軸受部材３の凹部４３ｘと凸部４３ｙとの
全域に亘って密接する。したがって、この凹部４３ｘと
凸部４３ｙの両者または凸部４３ｙが、軸受部材４３の
周方向移動を規制する規制部となる。なお、その他の説
明事項については、上記第２の実施形態で既に述べた事
項と同一である。

【００３５】以上の実施形態では、軸部材４を、略丸棒
状の軸部で構成し、その基端側の湾曲面４ａをスラスト
軸受部Ｓａでピボット支持する構成の動圧型軸受ユニッ
トに本発明を適用したが、軸部材を、軸部とその基端側
のフランジ部とで構成し、軸部の外周面を動圧が発生す
るラジアル軸受部により非接触支持し、フランジ部の両
端面を動圧が発生するスラスト軸受部によりそれぞれ非
接触支持する構成の動圧型軸受ユニット（例えば既述の
ディスク駆動用スピンドルモータに使用される軸受ユニ
ット）についても、同様にして本発明を適用することが
できる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明に係る動圧型軸受ユ
ニットによれば、ハウジングの開口部に固定されるシー
ル部材が、該ハウジング内の軸受部材にその軸方向移動
を規制するように当接し、且つ上記シール部材に対する
軸受部材の当接側端部に、該軸受部材の周方向移動を規
制する規制部を形成したから、シール部材を軸受部材に
当接させて固定するだけで、軸受部材をハウジング内に
固定できることになる。これにより、従来のように軸受
部材をハウジングに圧入することや接着剤を使用するこ
とが不要になるため、軸受部材の組み付け時におけるハ
ウジングおよび軸受部材の主要寸法に不当な変化が生じ
たり、或いはこれらの円筒度や真円度に狂いが生じる等
の不具合が回避されると共に、面倒且つ煩雑な接着剤の
塗布作業や接着剤硬化のための待ち時間が不要になり、
作業時間の短縮および作業能率の改善が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る動圧型軸受ユニ
ットを示す縦断正面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る動圧型軸受ユニ
ットの構成要素である軸受部材を示す縦断正面図であ
る。

【図３】図３(a)は、本発明の第２の実施形態に係る動
圧型軸受ユニットの構成要素である軸受部材を示す平面
図、図３(b)は、その縦断正面図である。

【図４】図４(a)は、本発明の第３の実施形態に係る動
圧型軸受ユニットの構成要素である軸受部材を示す平面
図、図４(b)は、その縦断正面図である。

【図５】図５(a)は、本発明の第４の実施形態に係る動
圧型軸受ユニットの構成要素である軸受部材を示す平面
図、図５(b)は、その縦断正面図である。

【図６】図６(a)は、本発明の第５の実施形態に係る動
圧型軸受ユニットの構成要素である軸受部材を示す要部
斜視図、図６(b)は、その縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 動圧型軸受ユニット ２ ハウジング ２ａ 開口部 ３ 軸受部材 ３ｘ 傾斜面（規制部） ４ 軸部材 ５ シール部材 ５ｘ シール部材の基端面（シール部材の当接側端
部） Ｒ１ ラジアル軸受隙間 １３ 軸受部材 １３ｘ 傾斜面（規制部） ２３ 軸受部材 ２３ｘ 傾斜面（規制部） ３３ 軸受部材 ３３ｘ 傾斜面（規制部） Ｗ 二等分線 ４３ｘ 凹部（規制部） ４３ｙ 凸部（規制部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA01 BA02 BA09 CA02 JA02 KA02 KA03 LA01 MA12 PA10 SB19 3J016 AA02 AA03 BB15 3J017 AA03 CA06 DA01 DB03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に開口部を有するハウジングと、該
   ハウジングの内周に嵌合された軸受部材と、該軸受部材
   の内周面との間のラジアル軸受隙間に生じる動圧により
   ラジアル方向に非接触支持される軸部材と、上記ハウジ
   ングの開口部に装着されたシール部材とを備えた動圧型
   軸受ユニットにおいて、 上記シール部材の端部が、上記軸受部材の軸方向移動を
   規制するように該軸受部材の端部に当接して上記ハウジ
   ングの開口部に固定されると共に、上記シール部材の端
   部と上記軸受部材の端部との当接部位に、上記軸受部材
   の周方向移動を規制する規制部を形成したことを特徴と
   する動圧型軸受ユニット。
2. 【請求項２】 上記規制部が、上記軸受部材の端部に形
   成された傾斜面である請求項１に記載の動圧型軸受ユニ
   ット。
3. 【請求項３】 上記傾斜面が、上記軸受部材の端部の全
   域に亘るように形成されている請求項２に記載の動圧型
   軸受ユニット。
4. 【請求項４】 上記傾斜面が、上記軸受部材の端部の略
   半部または一部に形成されている請求項２に記載の動圧
   型軸受ユニット。
5. 【請求項５】 上記規制部が、上記軸受部材の端部にお
   ける軸直角面の二等分線に対応する部位を隆起させて形
   成した隆起部である請求項１に記載の動圧型軸受ユニッ
   ト。
6. 【請求項６】 上記規制部が、上記軸受部材の端部に形
   成された周方向に沿う複数の凹凸部である請求項１に記
   載の動圧型軸受ユニット。
7. 【請求項７】 上記シール部材が、上記ハウジングの開
   口部に圧入されて変形することにより、該シール部材の
   端部が上記規制部にその形状が対応して密接している請
   求項１〜６の何れかに記載の動圧型軸受ユニット。
8. 【請求項８】 上記軸受部材が、すきまばめにより上記
   ハウジングの内周に嵌合されている請求項１〜７の何れ
   かに記載の動圧型軸受ユニット。