JP2003336636A - 動圧軸受装置 - Google Patents
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- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/745—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by capillary action
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単かつ低コストにラジアル軸受隙間での負
圧の発生を防止する。 【解決手段】 焼結金属製の軸受スリーブ８の内周面８
ａに複数の動圧溝を形成し、ラジアル軸受隙間９ａ，９
ｂの軸方向一端側を外気に開放すると共に、他端側を外
気と遮断する。軸受スリーブ８の下側の内周面取り部８
ｅおよび上側の内周面取り部８ｆに、その開孔率を軸受
スリーブ８の内周面８ａの開孔率よりも大きくした油導
入部１１および油排出部１２をそれぞれ形成する。これ
により、軸受スリーブ８の内周面取り部８ｆから滲み出
す油の量が増えるので、ラジアル軸受隙間９ａに潤沢な
油を供給して負圧の発生を回避することが可能となる。
圧の発生を防止する。 【解決手段】 焼結金属製の軸受スリーブ８の内周面８
ａに複数の動圧溝を形成し、ラジアル軸受隙間９ａ，９
ｂの軸方向一端側を外気に開放すると共に、他端側を外
気と遮断する。軸受スリーブ８の下側の内周面取り部８
ｅおよび上側の内周面取り部８ｆに、その開孔率を軸受
スリーブ８の内周面８ａの開孔率よりも大きくした油導
入部１１および油排出部１２をそれぞれ形成する。これ
により、軸受スリーブ８の内周面取り部８ｆから滲み出
す油の量が増えるので、ラジアル軸受隙間９ａに潤沢な
油を供給して負圧の発生を回避することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受隙間に生じた
油の動圧で軸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、情報機器のモータ類、例えばＨＤ
Ｄ・ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ・ＤＶ
Ｄ−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、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。
油の動圧で軸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、情報機器のモータ類、例えばＨＤ
Ｄ・ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ・ＤＶ
Ｄ−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、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。
【０００２】
【従来の技術】上記各種モータには、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。
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。
【０００３】例えば、ＨＤＤ等のディスク装置のスピン
ドルモータに組み込まれる動圧軸受装置としては、ハウ
ジングの内周に焼結金属製の軸受スリーブを固定すると
共に、軸受スリーブの内周に軸部材を配置した構造が知
られている。この動圧軸受装置では、軸部材の回転によ
り、ラジアル軸受隙間に油の動圧を発生させて、回転側
となる軸部材をラジアル方向で非接触状態で支持する。
ラジアル軸受隙間に油の動圧を発生させるための溝（動
圧溝）は、軸部材の外周、もしくは軸受スリーブの内周
の何れか一方に形成されている。
ドルモータに組み込まれる動圧軸受装置としては、ハウ
ジングの内周に焼結金属製の軸受スリーブを固定すると
共に、軸受スリーブの内周に軸部材を配置した構造が知
られている。この動圧軸受装置では、軸部材の回転によ
り、ラジアル軸受隙間に油の動圧を発生させて、回転側
となる軸部材をラジアル方向で非接触状態で支持する。
ラジアル軸受隙間に油の動圧を発生させるための溝（動
圧溝）は、軸部材の外周、もしくは軸受スリーブの内周
の何れか一方に形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の動
圧軸受装置においては、動圧溝を、軸方向に対して傾斜
させたヘリングボーン形状に配列する場合が多い。この
傾斜状動圧溝は、軸部材の回転に伴って油を軸方向に引
き込む力を生じるため、この引き込み力でラジアル軸受
隙間の一部領域に油が集められて動圧を生じ、この動圧
によって、軸部材が軸受スリーブに対して非接触に支持
される。この場合、軸受スリーブとして焼結金属を使用
すると、焼結金属の表面から滲み出した油でラジアル軸
受隙間に随時油を補給することができるため、油不足を
招くことなく、高い油膜剛性が得られる。
圧軸受装置においては、動圧溝を、軸方向に対して傾斜
させたヘリングボーン形状に配列する場合が多い。この
傾斜状動圧溝は、軸部材の回転に伴って油を軸方向に引
き込む力を生じるため、この引き込み力でラジアル軸受
隙間の一部領域に油が集められて動圧を生じ、この動圧
によって、軸部材が軸受スリーブに対して非接触に支持
される。この場合、軸受スリーブとして焼結金属を使用
すると、焼結金属の表面から滲み出した油でラジアル軸
受隙間に随時油を補給することができるため、油不足を
招くことなく、高い油膜剛性が得られる。
【０００５】しかしながら、何らかの理由、例えば加工
誤差等によって設計よりも動圧溝が幅広に形成されてい
る場合には、油に作用する引き込み力が増大し、相対的
に油の供給量が不足してラジアル軸受隙間に負圧を生じ
る場合がある。特にラジアル軸受隙間の外気開放側でこ
のような負圧を生じると、外部のエアがラジアル軸受隙
間に巻き込まれたり、油中に内在していたエアが泡とな
ってラジアル軸受隙間に発生する場合があり、軸受隙間
での動圧特性に悪影響を与えることとなる。
誤差等によって設計よりも動圧溝が幅広に形成されてい
る場合には、油に作用する引き込み力が増大し、相対的
に油の供給量が不足してラジアル軸受隙間に負圧を生じ
る場合がある。特にラジアル軸受隙間の外気開放側でこ
のような負圧を生じると、外部のエアがラジアル軸受隙
間に巻き込まれたり、油中に内在していたエアが泡とな
ってラジアル軸受隙間に発生する場合があり、軸受隙間
での動圧特性に悪影響を与えることとなる。
【０００６】このような事態を防止するため、従来で
は、動圧溝の加工精度をできる限り高める等の対策を講
じているが、加工精度の向上には限度があり、またコス
トアップの要因ともなるので好ましくない。さらに、加
工精度を高めても、ラジアル軸受隙間への油の供給量に
ばらつきがある場合は、負圧が発生する場合があり、品
質安定性の面で問題がある。
は、動圧溝の加工精度をできる限り高める等の対策を講
じているが、加工精度の向上には限度があり、またコス
トアップの要因ともなるので好ましくない。さらに、加
工精度を高めても、ラジアル軸受隙間への油の供給量に
ばらつきがある場合は、負圧が発生する場合があり、品
質安定性の面で問題がある。
【０００７】そこで、本発明は、簡単かつ低コストにラ
ジアル軸受隙間での負圧の発生を防止することのできる
動圧軸受装置の提供を目的とする。
ジアル軸受隙間での負圧の発生を防止することのできる
動圧軸受装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる動圧軸受
装置は、焼結金属からなる軸受スリーブと、軸受スリー
ブの内周に挿入した軸部材と、軸方向に対して傾斜させ
た複数の動圧溝と、軸部材の外周と軸受スリーブの内周
との間に形成され、軸方向一端側を外気に開放すると共
に、他端側を外気と遮断し、軸部材と軸受スリーブとの
相対回転時に、上記動圧溝の作用で油の動圧を発生させ
るラジアル軸受隙間とを備えるものである。なお、動圧
溝は、ラジアル軸受隙間に面する軸部材の外周面もしく
は軸受スリーブの内周面に形成することができる。
装置は、焼結金属からなる軸受スリーブと、軸受スリー
ブの内周に挿入した軸部材と、軸方向に対して傾斜させ
た複数の動圧溝と、軸部材の外周と軸受スリーブの内周
との間に形成され、軸方向一端側を外気に開放すると共
に、他端側を外気と遮断し、軸部材と軸受スリーブとの
相対回転時に、上記動圧溝の作用で油の動圧を発生させ
るラジアル軸受隙間とを備えるものである。なお、動圧
溝は、ラジアル軸受隙間に面する軸部材の外周面もしく
は軸受スリーブの内周面に形成することができる。
【０００９】この場合において、軸受スリーブの何れか
一方の端部、例えばラジアル軸受隙間の外気遮断側の端
部に、その開孔率を軸受スリーブの内周面（面取り部を
除く）の開孔率よりも大きくした油導入部を形成すれ
ば、油導入部を介して焼結金属製の軸受スリーブ内に吸
収される油の量が増える。吸収された油は、軸受スリー
ブ内を通って軸受スリーブの他方（上記例でいえばラジ
アル軸受隙間の外気開放側）の端部から滲み出し、ラジ
アル軸受隙間に供給される。この際、上述のように油導
入部によって軸受スリーブ内への吸収油量が増えている
ので、軸受スリーブの他方の端部からラジアル軸受隙間
に供給される油量も増える。従って、当該ラジアル軸受
隙間に潤沢な油を供給することができ、このラジアル軸
受隙間での負圧の発生を確実に回避することが可能とな
る。
一方の端部、例えばラジアル軸受隙間の外気遮断側の端
部に、その開孔率を軸受スリーブの内周面（面取り部を
除く）の開孔率よりも大きくした油導入部を形成すれ
ば、油導入部を介して焼結金属製の軸受スリーブ内に吸
収される油の量が増える。吸収された油は、軸受スリー
ブ内を通って軸受スリーブの他方（上記例でいえばラジ
アル軸受隙間の外気開放側）の端部から滲み出し、ラジ
アル軸受隙間に供給される。この際、上述のように油導
入部によって軸受スリーブ内への吸収油量が増えている
ので、軸受スリーブの他方の端部からラジアル軸受隙間
に供給される油量も増える。従って、当該ラジアル軸受
隙間に潤沢な油を供給することができ、このラジアル軸
受隙間での負圧の発生を確実に回避することが可能とな
る。
【００１０】上記の焼結金属としては、例えば、銅、
鉄、及びアルミニウムの中から選択される１種以上の金
属粉末、若しくは銅被覆鉄粉などの被覆処理を施した金
属粉末（合金粉を含む）を主原料とし、必要に応じて、
すず、亜鉛、鉛、黒鉛、二硫化モリブデン等の粉末又は
これらの合金粉末を混合し、成形し、焼結して得られた
ものを用いることができる。このような焼結金属は、内
部に多数の気孔（内部組織としての気孔）を備えている
と共に、これら気孔が外表面に通じて形成される多数の
開孔を備えている（多孔質体）。
鉄、及びアルミニウムの中から選択される１種以上の金
属粉末、若しくは銅被覆鉄粉などの被覆処理を施した金
属粉末（合金粉を含む）を主原料とし、必要に応じて、
すず、亜鉛、鉛、黒鉛、二硫化モリブデン等の粉末又は
これらの合金粉末を混合し、成形し、焼結して得られた
ものを用いることができる。このような焼結金属は、内
部に多数の気孔（内部組織としての気孔）を備えている
と共に、これら気孔が外表面に通じて形成される多数の
開孔を備えている（多孔質体）。
【００１１】ここで、上記の「開孔率」は、単位面積当
たりに占める、各開孔の面積の総和（総面積）の比率を
いい、以下の条件で測定されるものである。 ［測定器具］ 金属顕微鏡：Ｎｉｋｏｎ ＥＣＬＩＰＳＳ ＭＥ６００ デジタルカメラ：Ｎｉｋｏｎ ＤＸＭ１２００ 写真撮影ソフト：Ｎｉｋｏｎ ＡＣＴ−１ ｖｅｒ．１ 画像処理ソフト：イノテック製 ＱＵＩＣＫ ＧＲＡＩＮ ［測定条件］ 写真撮影：シャッタースピード０．５秒 ２値化しきい値：２３５
たりに占める、各開孔の面積の総和（総面積）の比率を
いい、以下の条件で測定されるものである。 ［測定器具］ 金属顕微鏡：Ｎｉｋｏｎ ＥＣＬＩＰＳＳ ＭＥ６００ デジタルカメラ：Ｎｉｋｏｎ ＤＸＭ１２００ 写真撮影ソフト：Ｎｉｋｏｎ ＡＣＴ−１ ｖｅｒ．１ 画像処理ソフト：イノテック製 ＱＵＩＣＫ ＧＲＡＩＮ ［測定条件］ 写真撮影：シャッタースピード０．５秒 ２値化しきい値：２３５
【００１２】上記油導入部は、軸受スリーブの端部のう
ち、特に内周面取り部に形成するのが望ましい。
ち、特に内周面取り部に形成するのが望ましい。
【００１３】さらに、軸受スリーブの他方の端部、例え
ばラジアル軸受隙間の外気開放側の端部に、その開孔率
を軸受スリーブの内周面の開孔率よりも大きくした油排
出部を形成すれば、この油排出部から滲み出す油量が増
える。従って、ラジアル軸受隙間への油の供給量を増や
すことができ、上記油導入部を形成したことの効果と相
俟って、ラジアル軸受隙間での負圧の発生をより確実に
防止することが可能となる。
ばラジアル軸受隙間の外気開放側の端部に、その開孔率
を軸受スリーブの内周面の開孔率よりも大きくした油排
出部を形成すれば、この油排出部から滲み出す油量が増
える。従って、ラジアル軸受隙間への油の供給量を増や
すことができ、上記油導入部を形成したことの効果と相
俟って、ラジアル軸受隙間での負圧の発生をより確実に
防止することが可能となる。
【００１４】油排出部は、軸受スリーブの内周面取り部
に形成するのが望ましい。
に形成するのが望ましい。
【００１５】上述の動圧軸受装置には、さらに、軸部材
をスラスト方向で支持するスラスト軸受部を設けること
ができる。
をスラスト方向で支持するスラスト軸受部を設けること
ができる。
【００１６】スラスト軸受部は、保油部の外気遮断側と
連通したスラスト軸受隙間を有する動圧軸受とし、ある
いは、軸部材の端部を接触支持するものとすることがで
きる。
連通したスラスト軸受隙間を有する動圧軸受とし、ある
いは、軸部材の端部を接触支持するものとすることがで
きる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図４に基づいて説明する。
図４に基づいて説明する。
【００１８】図１は、この実施形態にかかる動圧軸受装
置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、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。
置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、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。
【００１９】図２は、動圧軸受装置１の一実施形態を示
している。この動圧軸受装置１は、一端に開口部７ａ、
他端に底部７ｃを有する有底円筒状のハウジング７と、
ハウジング７の内周面に固定された円筒状の軸受スリー
ブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部材２
と、ハウジング７の開口部７ａに固定されたシール部材
１０とを主要な部材として構成される。尚、以下では、
説明の便宜上、ハウジング７の開口部７ａ側を上方向、
ハウジング７の底部７ｃ側を下方向として説明を進め
る。
している。この動圧軸受装置１は、一端に開口部７ａ、
他端に底部７ｃを有する有底円筒状のハウジング７と、
ハウジング７の内周面に固定された円筒状の軸受スリー
ブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部材２
と、ハウジング７の開口部７ａに固定されたシール部材
１０とを主要な部材として構成される。尚、以下では、
説明の便宜上、ハウジング７の開口部７ａ側を上方向、
ハウジング７の底部７ｃ側を下方向として説明を進め
る。
【００２０】この動圧軸受装置１においては、軸受スリ
ーブ８と軸部材２の軸部２ａとの間に、それぞれ動圧軸
受からなる第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２動圧軸受部Ｒ
２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、動圧軸受からなる第１スラスト軸
受部Ｔ１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、同
じく動圧軸受からなる第２スラスト軸受部Ｔ２が設けら
れる。なお、ラジアル軸受部の数は、一つあるいは三つ
以上とすることもできる。
ーブ８と軸部材２の軸部２ａとの間に、それぞれ動圧軸
受からなる第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２動圧軸受部Ｒ
２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、動圧軸受からなる第１スラスト軸
受部Ｔ１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、同
じく動圧軸受からなる第２スラスト軸受部Ｔ２が設けら
れる。なお、ラジアル軸受部の数は、一つあるいは三つ
以上とすることもできる。
【００２１】軸部材２は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ４２０Ｊ２）等の金属材で形成され、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２
ｂとを備えている。
Ｓ４２０Ｊ２）等の金属材で形成され、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２
ｂとを備えている。
【００２２】ハウジング７は、例えば真ちゅう等の軟質
金属材で形成され、円筒状の側部７ｂと円板状の底部７
ｃとを別体構造として備えている。底部７ｃの内側面７
ｃ１のうち、動圧を発生するためのスラスト軸受面（第
２スラスト軸受部Ｔ２の軸受面）となる領域には、プレ
ス加工等によりスパイラル形状やへリングボーン形状の
動圧溝（図示省略）が形成されている。ハウジング７の
内周面７ｄの他端には、他所よりも大径に形成した大径
部７ｅが形成され、この大径部７ｅに底部７ｃとなる蓋
状部材が例えば加締め、接着、あるいは圧入等の手段で
固定されている。
金属材で形成され、円筒状の側部７ｂと円板状の底部７
ｃとを別体構造として備えている。底部７ｃの内側面７
ｃ１のうち、動圧を発生するためのスラスト軸受面（第
２スラスト軸受部Ｔ２の軸受面）となる領域には、プレ
ス加工等によりスパイラル形状やへリングボーン形状の
動圧溝（図示省略）が形成されている。ハウジング７の
内周面７ｄの他端には、他所よりも大径に形成した大径
部７ｅが形成され、この大径部７ｅに底部７ｃとなる蓋
状部材が例えば加締め、接着、あるいは圧入等の手段で
固定されている。
【００２３】軸受スリーブ８は、焼結金属、より具体的
には油を含浸させた含油焼結金属で形成される。軸受ス
リーブ８の内周面８ａには、動圧を発生するためのラジ
アル軸受面（第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸
受部Ｒ２の各ラジアル軸受面）となる上下２つの領域が
軸方向に離隔して設けられている。
には油を含浸させた含油焼結金属で形成される。軸受ス
リーブ８の内周面８ａには、動圧を発生するためのラジ
アル軸受面（第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸
受部Ｒ２の各ラジアル軸受面）となる上下２つの領域が
軸方向に離隔して設けられている。
【００２４】図３に示すように、第１ラジアル軸受部Ｒ
１のラジアル軸受面となる領域はヘリングボーン形状の
複数の動圧溝８ａ１，８ａ２を備える。この実施形態に
おいて、図面上方側の動圧溝８ａ１の軸方向長さは、こ
れと反対方向に傾斜した図面下方側の動圧溝８ａ２より
も大きく、軸方向非対称形状になっている。
１のラジアル軸受面となる領域はヘリングボーン形状の
複数の動圧溝８ａ１，８ａ２を備える。この実施形態に
おいて、図面上方側の動圧溝８ａ１の軸方向長さは、こ
れと反対方向に傾斜した図面下方側の動圧溝８ａ２より
も大きく、軸方向非対称形状になっている。
【００２５】第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面
となる領域も、同様に、ヘリングボーン形状の複数の動
圧溝８ａ３，８ａ４を備え、軸方向の一方に傾斜した複
数の動圧溝８ａ３と、軸方向の他方に傾斜した複数の動
圧溝８ａ４とが軸方向に離隔して形成されている。但
し、この実施形態では、第１ラジアル軸受部Ｒ１と異な
り、両動圧溝８ａ３，８ａ４の軸方向長さは等しく、軸
方向対称形状になっている。また、第１ラジアル軸受部
Ｒ１の軸方向長さの全長は、第２ラジアル軸受部Ｒ２の
軸方向長さの全長よりも大きい。
となる領域も、同様に、ヘリングボーン形状の複数の動
圧溝８ａ３，８ａ４を備え、軸方向の一方に傾斜した複
数の動圧溝８ａ３と、軸方向の他方に傾斜した複数の動
圧溝８ａ４とが軸方向に離隔して形成されている。但
し、この実施形態では、第１ラジアル軸受部Ｒ１と異な
り、両動圧溝８ａ３，８ａ４の軸方向長さは等しく、軸
方向対称形状になっている。また、第１ラジアル軸受部
Ｒ１の軸方向長さの全長は、第２ラジアル軸受部Ｒ２の
軸方向長さの全長よりも大きい。
【００２６】両軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受面とな
る領域と、これに対向する軸部２ａの外周面との間には
ラジアル軸受隙間９ａ，９ｂが形成される。このラジア
ル軸受隙間９ａ，９ｂは、それぞれ上側がシール部材１
０を介して外気に開放され、下側が外気に対して遮断さ
れている。
る領域と、これに対向する軸部２ａの外周面との間には
ラジアル軸受隙間９ａ，９ｂが形成される。このラジア
ル軸受隙間９ａ，９ｂは、それぞれ上側がシール部材１
０を介して外気に開放され、下側が外気に対して遮断さ
れている。
【００２７】一般に、へリングボーン形状のように軸方
向に対して傾斜した形状の動圧溝では、軸受の運転中に
軸方向への油の引き込み作用が生じる。従って、本実施
形態においても動圧溝８ａ１〜８ａ４は油の引き込み部
となり、この引き込み部８ａ１〜８ａ４によってラジア
ル軸受隙間９ａ，９ｂに引き込まれた油は、動圧溝８ａ
１と８ａ２の間、および動圧溝８ａ３と８ａ４の間の平
滑部ｎ１，ｎ２周辺に集められ、油膜を形成する。
向に対して傾斜した形状の動圧溝では、軸受の運転中に
軸方向への油の引き込み作用が生じる。従って、本実施
形態においても動圧溝８ａ１〜８ａ４は油の引き込み部
となり、この引き込み部８ａ１〜８ａ４によってラジア
ル軸受隙間９ａ，９ｂに引き込まれた油は、動圧溝８ａ
１と８ａ２の間、および動圧溝８ａ３と８ａ４の間の平
滑部ｎ１，ｎ２周辺に集められ、油膜を形成する。
【００２８】上述のように、第１ラジアル軸受部Ｒ１の
動圧溝形状を非対称とした場合、第１ラジアル軸受部Ｒ
１では下側に向かう油の引き込み力が上側に向かう油の
引き込み力に対して勝るため、その圧力差が下向きの油
の流れを発生する要因となる。また、第１ラジアル軸受
部Ｒ１の軸方向長さが第２ラジアル軸受部Ｒ２のそれよ
りも長いため、油の引き込み力は、第１ラジアル軸受部
Ｒ１の方が第２ラジアル軸受部Ｒ２よりも大きくなる。
以上の作用により、軸部２ａの外周面と軸受スリーブ８
の内周面８ａとの間の隙間に満たされた油は、全体とし
て下向きに押し込まれ、スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２のス
ラスト軸受隙間に供給される。下向きに押し込まれた油
を第一ラジアル軸受部Ｒ１側に戻すため、軸受スリーブ
８の外周面８ｄには、その両端面８ｂ，８ｃに開口した
循環溝（図示省略）が形成されている。循環溝はハウジ
ングの内周面７ｄに形成することもできる。
動圧溝形状を非対称とした場合、第１ラジアル軸受部Ｒ
１では下側に向かう油の引き込み力が上側に向かう油の
引き込み力に対して勝るため、その圧力差が下向きの油
の流れを発生する要因となる。また、第１ラジアル軸受
部Ｒ１の軸方向長さが第２ラジアル軸受部Ｒ２のそれよ
りも長いため、油の引き込み力は、第１ラジアル軸受部
Ｒ１の方が第２ラジアル軸受部Ｒ２よりも大きくなる。
以上の作用により、軸部２ａの外周面と軸受スリーブ８
の内周面８ａとの間の隙間に満たされた油は、全体とし
て下向きに押し込まれ、スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２のス
ラスト軸受隙間に供給される。下向きに押し込まれた油
を第一ラジアル軸受部Ｒ１側に戻すため、軸受スリーブ
８の外周面８ｄには、その両端面８ｂ，８ｃに開口した
循環溝（図示省略）が形成されている。循環溝はハウジ
ングの内周面７ｄに形成することもできる。
【００２９】なお、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の各動圧
溝８ａ１〜８ａ４は、軸方向に対して傾斜した形状であ
れば足りる。これに該当する動圧溝形状としては、図示
のようなヘリングボーン形の他、スパイラル形に配列し
たものも考えられる。
溝８ａ１〜８ａ４は、軸方向に対して傾斜した形状であ
れば足りる。これに該当する動圧溝形状としては、図示
のようなヘリングボーン形の他、スパイラル形に配列し
たものも考えられる。
【００３０】軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃのう
ち、下側端面８ｃの、動圧を発生するためのスラスト軸
受面（第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面）とな
る領域には、図３（ｂ）に示すように、例えばスパイラ
ル形状（へリングボーン形状でもよい）の複数の動圧溝
８ｃ１が形成されている。
ち、下側端面８ｃの、動圧を発生するためのスラスト軸
受面（第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面）とな
る領域には、図３（ｂ）に示すように、例えばスパイラ
ル形状（へリングボーン形状でもよい）の複数の動圧溝
８ｃ１が形成されている。
【００３１】図１に示すように、シール手段としてのシ
ール部材１０は環状のもので、ハウジング７の開口部７
ａの内周面に圧入、接着等の手段で固定される。この実
施形態において、シール部材１０の内周面は円筒状に形
成され、シール部材１０の下側端面１０ｂは軸受スリー
ブ８の上側端面８ｂと当接している。
ール部材１０は環状のもので、ハウジング７の開口部７
ａの内周面に圧入、接着等の手段で固定される。この実
施形態において、シール部材１０の内周面は円筒状に形
成され、シール部材１０の下側端面１０ｂは軸受スリー
ブ８の上側端面８ｂと当接している。
【００３２】軸部材２の軸部２ａは軸受スリーブ８の内
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。軸受スリーブ８の内周面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の外周面とラジアル軸受隙間９ａ，９ｂ
を介して対向する。また、軸受スリーブ８の下側端面８
ｃのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂ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。
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。軸受スリーブ８の内周面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の外周面とラジアル軸受隙間９ａ，９ｂ
を介して対向する。また、軸受スリーブ８の下側端面８
ｃのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂ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。
【００３３】シール部材１０の内周面に対向する軸部２
ａの外周面にはテーパ面が形成されており、このテーパ
面と軸部２ａの外周面との間には、ハウジング７の外部
方向（同図で上方向）に向かって漸次拡大するテーパ形
状のシール空間Ｓが形成される。シール部材１０で密封
されたハウジング７の内部空間には、潤滑油が注油され
ており、ハウジング内の各隙間、すなわち軸部２ａの外
周面と軸受スリーブ８の内周面８ａとの間の隙間（ラジ
アル軸受隙間９ａ，９ｂを含む）、軸受スリーブ８の下
側端面８ｃとフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間の
隙間、フランジ部の下側端面２ｂ２とハウジング底部７
ｃの内側面７ｃ１との間の隙間は、潤滑油で満たされて
いる。潤滑油の油面はシール空間Ｓ内にある。
ａの外周面にはテーパ面が形成されており、このテーパ
面と軸部２ａの外周面との間には、ハウジング７の外部
方向（同図で上方向）に向かって漸次拡大するテーパ形
状のシール空間Ｓが形成される。シール部材１０で密封
されたハウジング７の内部空間には、潤滑油が注油され
ており、ハウジング内の各隙間、すなわち軸部２ａの外
周面と軸受スリーブ８の内周面８ａとの間の隙間（ラジ
アル軸受隙間９ａ，９ｂを含む）、軸受スリーブ８の下
側端面８ｃとフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間の
隙間、フランジ部の下側端面２ｂ２とハウジング底部７
ｃの内側面７ｃ１との間の隙間は、潤滑油で満たされて
いる。潤滑油の油面はシール空間Ｓ内にある。
【００３４】軸部材２と軸受スリーブ８の相対回転時、
例えば軸部材２の回転時には、上述のように動圧溝８ａ
１〜８ａ４の作用によって両ラジアル軸受隙間９ａ，９
ｂに潤滑油の動圧が発生し、軸部材２の軸部２ａがラジ
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。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。
例えば軸部材２の回転時には、上述のように動圧溝８ａ
１〜８ａ４の作用によって両ラジアル軸受隙間９ａ，９
ｂに潤滑油の動圧が発生し、軸部材２の軸部２ａがラジ
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。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。
【００３５】本発明では、軸受スリーブ８の下側（ラジ
アル軸受隙間９ａ，９ｂの外気遮断側となる方向）の端
部、例えば下側の内周面取り部８ｅに、上記開孔率を軸
受スリーブ８の内周面８ａ（ラジアル軸受面となる領域
も含む）よりも大きくした油導入部１１が設けられる。
このように表面の開孔率に差を設けることにより、軸部
２ａの外周面と軸受スリーブ８の内周面８ａとの間の隙
間で下方に押し込まれた油が面取り部８ｅから吸収され
易くなる。吸収された油は、軸受スリーブ８内を通っ
て、上側の内周面取り部８ｆから滲み出すが、上述のよ
うに軸受スリーブ８内への油の吸収量が増えるため、そ
れに応じて面取り部８ｆからの油の滲み出し量も増え
る。従って、外気開放側となる上側のラジアル軸受隙間
９ａでの負圧の発生を防止し、エアの巻き込み等による
動圧特性の低下を回避することができる。
アル軸受隙間９ａ，９ｂの外気遮断側となる方向）の端
部、例えば下側の内周面取り部８ｅに、上記開孔率を軸
受スリーブ８の内周面８ａ（ラジアル軸受面となる領域
も含む）よりも大きくした油導入部１１が設けられる。
このように表面の開孔率に差を設けることにより、軸部
２ａの外周面と軸受スリーブ８の内周面８ａとの間の隙
間で下方に押し込まれた油が面取り部８ｅから吸収され
易くなる。吸収された油は、軸受スリーブ８内を通っ
て、上側の内周面取り部８ｆから滲み出すが、上述のよ
うに軸受スリーブ８内への油の吸収量が増えるため、そ
れに応じて面取り部８ｆからの油の滲み出し量も増え
る。従って、外気開放側となる上側のラジアル軸受隙間
９ａでの負圧の発生を防止し、エアの巻き込み等による
動圧特性の低下を回避することができる。
【００３６】軸受スリーブ８の端部として、内周面取り
部８ｅ以外にも、例えば下側端面８ｃに油導入部１１を
形成することもできる。但し、図示例のように、下側端
面８ｃが動圧を発生するスラスト軸受隙間と面する場合
は、下側端面８ｃでの油の吸収量が増えると、スラスト
軸受隙間での動圧効果が減じられるので、当該端面８ｃ
に油導入部１１を形成するのは好ましくない。
部８ｅ以外にも、例えば下側端面８ｃに油導入部１１を
形成することもできる。但し、図示例のように、下側端
面８ｃが動圧を発生するスラスト軸受隙間と面する場合
は、下側端面８ｃでの油の吸収量が増えると、スラスト
軸受隙間での動圧効果が減じられるので、当該端面８ｃ
に油導入部１１を形成するのは好ましくない。
【００３７】また、軸受スリーブ８の上側の端部、例え
ば上側の内周面取り部８ｆには、表面の開孔率を軸受ス
リーブ８の内周面８ａよりも大きくした油排出部１２が
設けられる。これにより、内周面取り部８ｆからの油の
滲み出し量が増えるので、上記油導入部１１による油供
給量の増大効果と相俟って、上側のラジアル軸受隙間９
ａでの負圧の発生を確実に防止して、エアの巻き込み等
を回避することができる。
ば上側の内周面取り部８ｆには、表面の開孔率を軸受ス
リーブ８の内周面８ａよりも大きくした油排出部１２が
設けられる。これにより、内周面取り部８ｆからの油の
滲み出し量が増えるので、上記油導入部１１による油供
給量の増大効果と相俟って、上側のラジアル軸受隙間９
ａでの負圧の発生を確実に防止して、エアの巻き込み等
を回避することができる。
【００３８】この実施形態において、軸受スリーブ８の
内周面８ａの開孔率（この測定方法は上述の通りであ
る）は例えば０．５〜１０％、好ましくは１〜５％の範
囲内に設定される。面取り部８ｅ，８ｆの開孔率はこれ
よりも大きく設定され、例えば３％〜３０％の範囲、望
ましくは５％〜３０％の範囲内に設定される。
内周面８ａの開孔率（この測定方法は上述の通りであ
る）は例えば０．５〜１０％、好ましくは１〜５％の範
囲内に設定される。面取り部８ｅ，８ｆの開孔率はこれ
よりも大きく設定され、例えば３％〜３０％の範囲、望
ましくは５％〜３０％の範囲内に設定される。
【００３９】図４は、スラスト軸受部Ｔとして、軸部材
２の軸端を、ハウジング７の底部７ｃに装着したスラス
トワッシャ１３で接触支持するピボット軸受を使用した
動圧軸受装置の断面図である。この実施形態において、
ハウジング７の底部７ｃは円筒状の側部７ｂと一体に形
成されている。また、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の動圧
溝は、両軸受部Ｒ１，Ｒ２のそれぞれで軸方向で対称に
形成され、かつ両軸受部Ｒ１，Ｒ２の軸方向長さが等し
くなっている。これ以外の構成は、基本的に図２および
図３に示す実施形態と共通するので、共通する機能・作
用を有する部材には同一参照番号を付して重複説明を省
略する。
２の軸端を、ハウジング７の底部７ｃに装着したスラス
トワッシャ１３で接触支持するピボット軸受を使用した
動圧軸受装置の断面図である。この実施形態において、
ハウジング７の底部７ｃは円筒状の側部７ｂと一体に形
成されている。また、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２の動圧
溝は、両軸受部Ｒ１，Ｒ２のそれぞれで軸方向で対称に
形成され、かつ両軸受部Ｒ１，Ｒ２の軸方向長さが等し
くなっている。これ以外の構成は、基本的に図２および
図３に示す実施形態と共通するので、共通する機能・作
用を有する部材には同一参照番号を付して重複説明を省
略する。
【００４０】このタイプの軸受装置においても、動圧溝
の幅が設計と異なる等の場合には、ラジアル軸受隙間に
負圧を発生して泡を生じたり、油の下方への押込み力が
増大して軸部材２が浮き上がる等の不具合を招く可能性
がある。これに対し、上述した油導入部１１および油排
出部１２を軸受スリーブの内周面取り部８ｅ，８ｆに形
成すれば、これらの不具合を回避することができる。
の幅が設計と異なる等の場合には、ラジアル軸受隙間に
負圧を発生して泡を生じたり、油の下方への押込み力が
増大して軸部材２が浮き上がる等の不具合を招く可能性
がある。これに対し、上述した油導入部１１および油排
出部１２を軸受スリーブの内周面取り部８ｅ，８ｆに形
成すれば、これらの不具合を回避することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラジアル
軸受隙間に潤沢な油を供給することができる。したがっ
て、当該ラジアル軸受隙間での負圧の発生を確実に防止
し、エアの巻き込みや泡の発生による動圧特性の低下を
回避することができる。
軸受隙間に潤沢な油を供給することができる。したがっ
て、当該ラジアル軸受隙間での負圧の発生を確実に防止
し、エアの巻き込みや泡の発生による動圧特性の低下を
回避することができる。
【図１】情報機器用スピンドルモータの断面図である。
【図２】動圧軸受装置の断面図である。
【図３】（ａ）図は軸受スリーブの断面図、（ｂ）図は
その底面図である。
その底面図である。
【図４】動圧軸受装置の他の実施形態を示す断面図であ
る。
る。
１ 動圧軸受装置
２ 軸部材
２ａ 軸部
２ｂ フランジ部
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ
８ａ 内周面
８ａ１〜８ａ４ 動圧溝
８ｅ 内周面取り部（上側）
８ｆ 内周面取り部（下側）
９ａ ラジアル軸受隙間（上側）
９ｂ ラジアル軸受隙間（下側）
１１ 油導入部
１２ 油排出部
Ｒ１ 第１ラジアル軸受部
Ｒ２ 第２ラジアル軸受部
Ｔ スラスト軸受部
Ｔ１ 第１スラスト軸受部
Ｔ２ 第２スラスト軸受部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 清水 政次
三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ
ティエヌ株式会社内
Ｆターム(参考） 3J011 AA01 AA07 BA02 BA06 CA02
DA01 JA02 KA02 KA03 LA01
MA06 MA12 RA03 SB19
5H607 BB01 BB09 BB14 BB17 BB25
CC09 DD03 DD08 DD16 GG01
GG03 GG12
Claims (7)
- 【請求項１】 焼結金属からなる軸受スリーブと、軸受
スリーブの内周に挿入した軸部材と、軸方向に対して傾
斜させた複数の動圧溝と、軸部材の外周と軸受スリーブ
の内周との間に形成され、軸方向一端側を外気に開放す
ると共に、他端側を外気と遮断し、軸部材と軸受スリー
ブとの相対回転時に、上記動圧溝の作用で油の動圧を発
生させるラジアル軸受隙間とを備える動圧軸受装置にお
いて、 軸受スリーブの何れか一方の端部に、その開孔率を軸受
スリーブの内周面の開孔率よりも大きくした油導入部を
形成したことを特徴とする動圧軸受装置。 - 【請求項２】 油導入部が、軸受スリーブの内周面取り
部に形成されている請求項１記載の動圧軸受装置。 - 【請求項３】 さらに、軸受スリーブの他方の端部に、
その開孔率を軸受スリーブの内周面の開孔率よりも大き
くした油排出部を形成した請求項１または２記載の動圧
軸受装置。 - 【請求項４】 油排出部が、軸受スリーブの内周面取り
部に形成されている請求項３記載の動圧軸受装置。 - 【請求項５】 さらに、軸部材をスラスト方向で支持す
るスラスト軸受部を有する請求項１〜４何れか記載の動
圧軸受装置。 - 【請求項６】 スラスト軸受部が、ラジアル軸受隙間の
外気遮断側と連通したスラスト軸受隙間を有する動圧軸
受である請求項５記載の動圧軸受装置。 - 【請求項７】 スラスト軸受部が、軸部材の端部を接触
支持するものである請求項５記載の動圧軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146332A JP3686630B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 動圧軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146332A JP3686630B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 動圧軸受装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005030738A Division JP4134058B2 (ja) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | 情報機器用スピンドルモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003336636A true JP2003336636A (ja) | 2003-11-28 |
| JP3686630B2 JP3686630B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=29705349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002146332A Expired - Lifetime JP3686630B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 動圧軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3686630B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006304565A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータとその製造方法 |
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| US7699528B2 (en) | 2004-05-26 | 2010-04-20 | Ntn Corporation | Dynamic bearing device |
| US8591113B2 (en) | 2008-07-08 | 2013-11-26 | Ntn Corporation | Fluid dynamic bearing device |
| WO2013190942A1 (ja) | 2012-06-18 | 2013-12-27 | Ntn株式会社 | 流体動圧軸受装置及びこれを備えるモータ |
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| US8821021B2 (en) | 2008-10-14 | 2014-09-02 | Ntn Corporation | Fluid dynamic bearing device |
| CN105090091A (zh) * | 2014-05-22 | 2015-11-25 | 台达电子工业股份有限公司 | 马达 |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146332A patent/JP3686630B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4633388B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2011-02-16 | Ｎｔｎ株式会社 | 動圧軸受装置 |
| JP2005337364A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Ntn Corp | 動圧軸受装置 |
| US7466050B2 (en) | 2004-10-25 | 2008-12-16 | Panasonic Corporation | Brushless motor and method of manufacturing the same |
| JP2006304565A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスモータとその製造方法 |
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