JP2003239974A - 動圧軸受装置及びその製造方法 - Google Patents
動圧軸受装置及びその製造方法Info
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Abstract
b2をハウジング7の内底面7c1に当接させ、同時
に、軸受スリーブ8の下側端面8cをフランジ部2bの
上側端面2b1に当接させる。この状態から、軸部材2
を軸受スリーブ8およびシール部材10と伴に、第1ス
ラスト軸受部S1のスラスト軸受隙間(大きさをδ1と
する。)と第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間
(大きさをδ2とする。)の合計量に相当する寸法δ
(δ=δ1+δ2)だけ、ハウジング7に対して軸方向
に相対移動させる。そして、軸受スリーブ8およびシー
ル部材10をその位置でハウジング7に固定すると、所
定のスラスト軸受隙間δ(δ=δ1+δ2)が形成され
る。
Description
潤滑油の動圧作用で回転部材を非接触支持する動圧軸受
装置に関する。この軸受装置は、情報機器、例えばHD
D、FDD等の磁気ディスク装置、CD−ROM、CD
−R/RW、DVD−ROM/RAM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、レーザビームプリンタ(LBP)のポリゴン
スキャナモータ、あるいは電気機器、例えば軸流ファン
などの小型モータ用として好適である。
高速化、低コスト化、低騒音化などが求められている。
これらの要求性能を決定づける構成要素の一つに当該モ
ータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、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
動圧軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されて
いる。
ドルモータに組込まれる動圧軸受装置では、軸部材をラ
ジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部
と、軸部材をスラスト方向に回転自在に非接触支持する
スラスト軸受部とが設けられ、これら軸受部として、軸
受面に動圧発生用の溝(動圧溝)を有する動圧軸受が用
いられる。ラジアル軸受部の動圧溝は、軸受スリーブの
内周面又は軸部材の外周面に形成され、スラスト軸受部
の動圧溝は、フランジ部を備えた軸部材を用いる場合、
そのフランジ部の両端面、又は、これに対向する面(軸
受スリーブの端面や、ハウジングに固定されるスラスト
部材の端面等)にそれぞれ形成される。通常、軸受スリ
ーブはハウジングの内周の所定位置に固定され、また、
ハウジングの底部をスラスト部材で構成する場合は、該
スラスト部材を位置決めするためのインロー部(段状の
部位)をハウジングに設ける場合が多い(スラスト部材
をインロー部に嵌め合わせることで、ハウジングに対す
るスラスト部材の位置決めを行う。)。さらに、ハウジ
ングの内部空間に注油した潤滑油が外部に漏れるのを防
止するために、ハウジングの開口部にシール部材を配設
する場合が多い。
置は、ハウジング、軸受スリーブ、軸部材、スラスト部
材、及びシール部材といった部品で構成され、情報機器
の益々の高性能化に伴って必要とされる高い軸受性能を
確保すべく、各部品の加工精度や組立精度を高める努力
がなされている。特に、スラスト軸受隙間の大きさは、
軸部材のフランジ部の軸方向寸法や両端面の面精度、ス
ラスト軸受面となる軸受スリーブおよびスラスト部材の
端面の面精度といった部品精度と、軸受スリーブとスラ
スト部材との間の軸方向スペースといった組立精度の影
響を受けることから、所望値に管理するのが難しく、そ
のために、必要以上に高精度な部品加工や複雑な組立作
業を強いられているのが実状である。一方、情報機器の
低価格化の傾向に伴い、この種の動圧軸受装置に対する
コスト低減の要求も益々厳しくなっている。
軸受装置を提供することである。
精度良く形成され、より軸受性能に優れた動圧軸受装置
を提供することである。
装置におけるスラスト軸受隙間を簡易かつ精度良く設定
することができる方法を提供することである。
め、本発明は、側部および底部を有するコップ状のハウ
ジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブ
と、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸受スリ
ーブの内周面と軸部の外周面との間に設けられ、ラジア
ル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で軸部をラジアル
方向に非接触支持するラジアル軸受部と、軸受スリーブ
の一端面とこれに対向するフランジ部の一端面との間に
設けられ、スラスト軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用
でフランジ部をスラスト方向に非接触支持する第1スラ
スト軸受部と、ハウジングの底部の内底面とこれに対向
するフランジ部の他端面との間に設けられ、スラスト軸
受隙間に生じる潤滑油の動圧作用でフランジ部をスラス
ト方向に非接触支持する第2スラスト軸受部とを備え、
ハウジングが型成形により形成されたものである構成を
提供する。
るコップ状のハウジングを用いているので、ハウジング
にスラスト部材を固定する場合に比べて、部品点数を削
減して、製造コストの低減を図ることができる。しか
も、ハウジングは型成形により形成されたものであるの
で、ハウジングを旋削等の機械加工により形成する場合
に比べて、加工コストの低減を図ることができる。
は樹脂製とすることができる。前者の場合、マグネシウ
ム等の金属粉末の射出成形、アルミ合金等のダイキャス
ト、金属板のプレス加工(板材又はパイプ材の絞り成
形)等の型成形によりハウジングを形成することができ
る。また、後者の場合、樹脂の射出成形等の型成形によ
りハウジングを形成することができる。
ウジングの内底面およびフランジ部の他端面のうち一方
に設ければよいが、ハウジングの内底面に設ける場合、
該動圧溝を側部および底部と共に型成形により形成する
ことができる。これにより、該動圧溝の別途加工を不要
として、加工コストの低減を図ることができる。
「メタル・インジェクション・モールディング」(MI
M:Metal Injection Molding)と呼ばれている。この
MIM法は、一般に、金属粉末と樹脂バインダとを混練
後、金型に射出して成形し、続いて脱脂してバインダを
除いた成形体を焼結して完成品とする成形法であり(焼
結後、必要に応じて後処理を行う。)、次のような特長
を有している。すなわち、複雑な形状の小物部品をニ
ア・ネット・シェイプで形成することができ、金型形
状を転写し同一形状のものを量産することができ、成
型時の収縮率、脱脂・焼結時の収縮率などを見極めるこ
とにより、寸法精度の高い部品を生産することができ、
金型形状を転写するので、金型の仕上精度と同一の面
精度(面粗度等)を確保することができ、ステンレス
鋼等の難加工材のニア・ネット・シェイプ化が可能であ
る。
とにより、生産性が高まると共に、スラスト軸受面とな
る内底面の面粗度等を精度良く仕上げることができるの
で、加工コストの低減になる。また、成形金型の所要部
位に動圧溝の形状を加工しておくことにより、内底面に
動圧溝を成形と同時に形成(転写)することができるの
で、その後の動圧溝加工を不要として、加工コスト低減
を図ることもできる。
基準として、軸受スリーブのハウジングに対する位置が
設定されることにより、第1スラスト軸受部及び第2ス
ラスト軸受部のスラスト軸受隙間が所定寸法に形成され
ている構成を採用することができる。
設定をハウジングに設けたインロー部(段状の部位)で
行う(スラスト部材をインロー部に嵌め合わせること
で、ハウジングに対するスラスト部材の位置決めを行
う。)構成では、ハウジングに対する軸受スリーブの位
置決めを専用の治具で行う必要があるので、各部品を最
終的に組立み合わせたとき、スラスト軸受隙間が、スラ
スト面(フランジ部の両端面、軸受スリーブおよびスラ
スト部材の端面)の面精度の影響を受ける。これに対し
て、本発明の構成では、ハウジングの内底面を基準とし
て、軸受スリーブのハウジングに対する位置が設定され
ているので、スラスト軸受隙間がスラスト面の面精度の
影響を受けない。そのため、スラスト軸受隙間を精度良
く形成することができ、これにより軸受性能の一層の向
上を図ることができる。しかも、スラスト軸受隙間を精
度良く形成するために、必要以上に高精度な部品加工や
複雑な組立作業を行う必要がないので、動圧軸受装置の
製造コスト低減にもなる。
ングに固定する手段として、エポキシ系接着剤等による
接着、圧入、レーザビーム溶接(ハウジングの外径側か
ら軸受スリーブの固定部位にレーザビームを照射する。
あるいは、軸受スリーブの固定部位に直接レーザビーム
を照射する。)、高周波パルス接合、加締め等を採用す
ることができる。
の側に、ハウジングの内部空間をシールするシール手段
を設けることができる。このシール手段は、シール部材
をハウジングに固定することによって形成することがで
きる。この場合、シール部材の固定手段として、エポキ
シ系接着剤等による接着、圧入、レーザビーム溶接(ハ
ウジングの外径側からシール部材の固定部位にレーザビ
ームを照射する。あるいは、シール部材の固定部位に直
接レーザビームを照射する。)、高周波パルス接合、加
締め等を採用することができる。
属で形成することができる。
は、側部および底部を有するコップ状のハウジングと、
ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸部お
よびフランジ部を有する軸部材と、軸受スリーブの内周
面と軸部の外周面との間に設けられ、ラジアル軸受隙間
に生じる潤滑油の動圧作用で軸部をラジアル方向に非接
触支持するラジアル軸受部と、軸受スリーブの一端面と
これに対向するフランジ部の一端面との間に設けられ、
スラスト軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用でフランジ
部をスラスト方向に非接触支持する第1スラスト軸受部
と、ハウジングの底部の内底面とこれに対向するフラン
ジ部の他端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間に生
じる潤滑油の動圧作用でフランジ部をスラスト方向に非
接触支持する第2スラスト軸受部とを備えた動圧軸受装
置の製造方法であって、ハウジングの内底面を基準とし
て、軸受スリーブのハウジングに対する位置を設定する
ことにより、第1スラスト軸受部及び第2スラスト軸受
部のスラスト軸受隙間を所定寸法に形成する構成を提供
する。
基準として、軸受スリーブのハウジングに対する位置を
設定するので、スラスト軸受隙間がスラスト面の面精度
の影響を受けない。そのため、スラスト軸受隙間を精度
良くかつ簡易に形成することができ、これにより軸受性
能の一層の向上を図ることができる。しかも、スラスト
軸受隙間を精度良く形成するために、必要以上に高精度
な部品加工や複雑な組立作業を行う必要がないので、動
圧軸受装置の製造コスト低減にもなる。
ジングの内底面にフランジ部の他端面を当接させると共
に、フランジ部の一端面に軸受スリーブの一端面を当接
させる段階と、軸受スリーブを、第1スラスト軸受部及
び第2スラスト軸受部のスラスト軸受隙間の合計量に相
当する寸法だけ、ハウジングに対して軸方向に相対移動
させる段階とを有する。これにより、スラスト軸受隙間
が、スラスト面の面精度のみならず、フランジ部の軸方
向寸法精度等の影響も受けなくなるので、スラスト軸受
隙間をより一層精度良く形成することができる。
説明する。
1を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例
を示している。このスピンドルモータは、HDD等のデ
ィスク駆動装置に用いられるもので、軸部材2を回転自
在に非接触支持する動圧軸受装置1と、軸部材2に装着
されたディスクハブ3と、例えば半径方向のギャップを
介して対向させたモータステータ4およびモータロータ
5とを備えている。ステータ4はケーシング6の外周に
取付けられ、ロータ5はディスクハブ3の内周に取付け
られる。動圧軸受装置1のハウジング7は、ケーシング
6の内周に装着される。ディスクハブ3には、磁気ディ
スク等のディスクDが一又は複数枚保持される。ステー
タ4に通電すると、ステータ4とロータ5との間の励磁
力でロータ5が回転し、それによって、ディスクハブ3
および軸部材2が一体となって回転する。
の動圧軸受装置1は、ハウジング7と、軸受スリーブ8
と、軸部材2と、シール部材10とを構成部品して構成
される。
軸部2aの外周面2a1との間に第1ラジアル軸受部R
1と第2ラジアル軸受部R2とが軸方向に離隔して設け
られる。また、軸受スリーブ8の下側端面8cと軸部材
2のフランジ部2bの上側端面2b1との間に第1スラ
スト軸受部S1が設けられ、ハウジング7の底部7cの
内底面7c1とフランジ部2bの下側端面2b2との間
に第2スラスト軸受部S2が設けられる。尚、説明の便
宜上、ハウジング7の開口部7aの側を上側、底部7c
の側を下側として説明を進める。
は、例えば、マグネシウム等の金属粉末からMIM法で
コップ状に形成され、円筒状の側部7bと、底部7cと
を一体に備えている。側部7bの上端は開口部7aにな
っている。また、第2スラスト軸受部S2のスラスト軸
受面となる、底部7cの内底面7c1には、例えば図4
(b)に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝7c2
が形成される。この動圧溝7c2は、側部7bおよび底
部7cと共にMIM法の金型で成形(成形金型で転写)
されたものである。尚、動圧溝の形状として、スパイラ
ル形状や放射溝形状等を採用しても良い。
属材で形成され、軸部2aと、軸部2aの下端に一体又
は別体に設けられたフランジ部2bとを備えている。
なる多孔質体、特に銅を主成分とする燒結金属の多孔質
体で円筒状に形成され、接着、圧入、レーザビーム溶
接、高周波パルス接合等の適宜の手段により、ハウジン
グ7の内周の所定位置に固定される。軸受スリーブ8の
上側端面8bはシール部材10に当接している。
の内周面8aには、第1ラジアル軸受部R1と第2ラジ
アル軸受部R2のラジアル軸受面となる上下2つの領域
が軸方向に離隔して設けられ、該2つの領域には、例え
ば図3(a)に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝
8a1、8a2がそれぞれ形成される。尚、動圧溝の形
状として、スパイラル形状や軸方向溝形状等を採用して
も良い。
軸受面となる、軸受スリーブ8の下側端面8cには、例
えば図3(b)に示すようなスパイラル形状の動圧溝8
c1が形成される。尚、動圧溝の形状として、ヘリング
ボーン形状や放射溝形状等を採用しても良い。
周面8aに挿入され、フランジ部2bは軸受スリーブ8
の下側端面8cとハウジング7の内底面7c1との間の
空間部に収容される。
ーム溶接、高周波パルス接合等の適宜の手段によりハウ
ジング7の開口部7aに固定され、その内周面10a
は、軸部2aの外周面2a1と所定のシール空間を介し
て対向する。そして、シール部材10で密封されたハウ
ジング7の内部空間に潤滑油が給油される。
面8aのラジアル軸受面となる領域(上下2箇所の領
域)は、それぞれ、軸部2aの外周面2a1とラジアル
軸受隙間を介して対向する。また、軸受スリーブ8の下
側端面8cのスラスト軸受面となる領域はフランジ部2
bの上側端面2b1とスラスト軸受隙間を介して対向
し、ハウジング7の内底面7c1のスラスト軸受面とな
る領域はフランジ部2bの下側端面2b2とスラスト軸
受隙間を介して対向する。そして、軸部材2の回転に伴
い、上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸
部材2の軸部2aが上記ラジアル軸受隙間内に形成され
る潤滑油の油膜によってラジアル方向に回転自在に非接
触支持される。これにより、軸部材2をラジアル方向に
回転自在に非接触支持する第1ラジアル軸受部R1と第
2ラジアル軸受部R2とが構成される。同時に、上記ス
ラスト軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材2のフ
ランジ部2bが上記スラスト軸受隙間内に形成される潤
滑油の油膜によって両スラスト方向に回転自在に非接触
支持される。これにより、軸部材2をスラスト方向に回
転自在に非接触支持する第1スラスト軸受部S1と第2
スラスト軸受部S2とが構成される。
ば、図5〜図8に示すような態様で組立てる。
スリーブ8を装着し、ハウジング7の内周に挿入する。
尚、軸受スリーブ8はハウジング7の内周に圧入しても
良い。
8を軸部材2と伴に下方に推し進めて、フランジ部2b
の下側端面2b2をハウジング7の内底面7c1に当接
させ、同時に、軸受スリーブ8の下側端面8cをフラン
ジ部2bの上側端面2b1に当接させる。この状態が、
スラスト軸受隙間ゼロ(第1スラスト軸受部S1および
第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間がゼロ)の
状態である。尚、軸部材2を先にハウジング7の内周に
挿入し、その後、軸受スリーブ8を軸部材2に装着する
と共にハウジング7の内周に挿入(又は圧入)して、図
6に示す状態を達成しても良い。
の開口部7aにシール部材10を挿入(又は圧入)し
て、軸受スリーブ8の上側端面8bに当接させる。
受スリーブ8およびシール部材10と伴に、第1スラス
ト軸受部S1のスラスト軸受隙間(大きさをδ1とす
る。)と第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間
(大きさをδ2とする。)の合計量に相当する寸法δ
(δ=δ1+δ2)だけ、ハウジング7に対して軸方向
(同図では上方)に相対移動させる。そして、軸受スリ
ーブ8およびシール部材10をその位置でハウジング7
に固定すると、所定のスラスト軸受隙間δ(δ=δ1+
δ2)が形成される。尚、シール部材10は、所定のス
ラスト軸受隙間δ(δ=δ1+δ2)を形成した後、ハ
ウジング7の開口部7aに挿入(又は圧入)しても良
い。
構成部品を実際に組み合わせてスラスト軸受隙間ゼロの
状態を一旦実現し、その状態から、ハウジング7と軸受
スリーブ8とを軸方向に所定量相対移動させてスラスト
軸受隙間を形成するので、上記の軸方向相対移動量δ
(δ=δ1+δ2)を管理するだけで、スラスト面(8
c、7c1、2b1、2b2)の面精度、フランジ部2
bの軸方向寸法精度等の影響を受けることなく、スラス
ト軸受隙間を精度良く形成することができる。
受性能に優れた動圧軸受装置を提供することができる。
度の影響を受けることなく、スラスト軸受隙間を精度良
くかつ簡易に設定することができる。これにより、部品
の加工コストや組立コストを低減することができる。
スピンドルモータの断面図である。
面図である。
面を示す図{図3(b)}である。
平面図{図4(b)}である。
図である。
図である。
図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 側部および底部を有するコップ状のハウ
ジングと、該ハウジングの内周に固定された軸受スリー
ブと、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、前記軸
受スリーブの内周面と前記軸部の外周面との間に設けら
れ、ラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で前記
軸部をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部
と、前記軸受スリーブの一端面とこれに対向する前記フ
ランジ部の一端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間
に生じる潤滑油の動圧作用で前記フランジ部をスラスト
方向に非接触支持する第1スラスト軸受部と、前記ハウ
ジングの底部の内底面とこれに対向する前記フランジ部
の他端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間に生じる
潤滑油の動圧作用で前記フランジ部をスラスト方向に非
接触支持する第2スラスト軸受部とを備え、 前記ハウジングが型成形により形成されたものであるこ
とを特徴とする動圧軸受装置。 - 【請求項2】 前記ハウジングの内底面に前記第2スラ
スト軸受部を構成する動圧溝を有し、かつ、該動圧溝が
前記側部および底部と共に型成形により形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の動圧軸受装置。 - 【請求項3】 前記ハウジングの内底面を基準として、
前記軸受スリーブの前記ハウジングに対する位置が設定
されることにより、前記第1スラスト軸受部及び第2ス
ラスト軸受部のスラスト軸受隙間が所定寸法に形成され
ていることを特徴とする請求項1又は2記載の動圧軸受
装置。 - 【請求項4】 前記軸受スリーブの他端面の側に、前記
ハウジングの内部空間をシールするシール手段が設けら
れていることを特徴とする請求項1から3の何れかに記
載の動圧軸受装置。 - 【請求項5】 前記軸受スリーブが焼結金属で形成され
ていることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載
の動圧軸受装置。 - 【請求項6】 側部および底部を有するコップ状のハウ
ジングと、該ハウジングの内周に固定された軸受スリー
ブと、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、前記軸
受スリーブの内周面と前記軸部の外周面との間に設けら
れ、ラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で前記
軸部をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部
と、前記軸受スリーブの一端面とこれに対向する前記フ
ランジ部の一端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間
に生じる潤滑油の動圧作用で前記フランジ部をスラスト
方向に非接触支持する第1スラスト軸受部と、前記ハウ
ジングの底部の内底面とこれに対向する前記フランジ部
の他端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間に生じる
潤滑油の動圧作用で前記フランジ部をスラスト方向に非
接触支持する第2スラスト軸受部とを備えた動圧軸受装
置、の製造方法であって、 前記ハウジングの内底面を基準として、前記軸受スリー
ブの前記ハウジングに対する位置を設定することによ
り、前記第1スラスト軸受部及び第2スラスト軸受部の
スラスト軸受隙間を所定寸法に形成することを特徴とす
る動圧軸受装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記ハウジングの内底面に前記フランジ
部の他端面を当接させると共に、前記フランジ部の一端
面に前記軸受スリーブの一端面を当接させる段階と、前
記軸受スリーブを、前記第1スラスト軸受部及び第2ス
ラスト軸受部のスラスト軸受隙間の合計量に相当する寸
法だけ、前記ハウジングに対して軸方向に相対移動させ
る段階とを有することを特徴とする請求項6記載の動圧
軸受装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002042624A JP3981564B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 動圧軸受装置及びその製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002042624A JP3981564B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 動圧軸受装置及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002042624A Expired - Lifetime JP3981564B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 動圧軸受装置及びその製造方法 |
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