JP2005003204A - 動圧型軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンドルモータの動圧型軸受装置の組立工程を簡素化すると共に、スラスト軸受部の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構成を提供する。
【解決手段】スピンドルモータの動圧型軸受装置は、側部及び底部を有するハウジングと、ハウジングの内周面に固定され、軸部材が挿通された軸受部材と、軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持するラジアル軸受部およびスラスト軸受部とを備えている。スラスト軸受部のスラスト軸受面を構成する軸受部材の下端面は、ハウジングの底部の内面から定寸位置に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、動圧型軸受装置を備えたスピンドルモータに関する。本発明のスピンドルモータは、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、あるいはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータなどのスピンドル支持用として好適である。

上記各種情報機器のスピンドルモータには、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型軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。

例えば、ＨＤＤ等のディスク装置のスピンドルモータに組込まれる動圧型軸受装置では、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）を有する動圧型軸受が用いられる。ラジアル軸受部の動圧溝は、ハウジングや軸受部材の内周面（ラジアル軸受面）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、軸部材に設けられたスラスト板の両端面、又は、これに対向する面（スラスト軸受面）にそれぞれ形成される（例えば、特許文献１）。
特開平１１−２３０１６１号公報

本発明の目的は、この種のスピンドルモータにおいて、動圧型軸受装置の組立工程を簡素化すると共に、スラスト軸受部の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構成を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、軸部材と、軸部材に設けられた回転部材と、軸部材を回転自在に支持する動圧型軸受装置と、モータステータ及びモータロータとを備え、モータステータとモータロータとの間に発生する電磁力によって軸部材及び回転部材を回転させるスピンドルモータにおいて、動圧型軸受装置は、側部及び底部を有するハウジングと、ハウジングの内周面に固定され、軸部材が挿通された軸受部材と、軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持するラジアル軸受部およびスラスト軸受部とを備え、スラスト軸受部のスラスト軸受面を構成する軸受部材の下端面がハウジングの底部の内面から定寸位置に形成されている構成を提供する。この構成によれば、スラスト軸受隙間を所定値に精度良く設定することができる。

また、上記構成において、ハウジングの底部は、側部と別体に形成し、側部の下端部分に設けられた段状の装着部に装着することができる。

本発明によれば、この種のスピンドルモータにおいて、動圧型軸受装置の組立工程を簡素化すると共に、スラスト軸受部の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、それによって、スピンドルモータの優れた回転性能を確保しつつ、製造コストをさらに低減させることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、動圧型軸受装置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型軸受装置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。動圧型軸受装置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との間の電磁力でロータ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。

図２は、動圧型軸受装置１を示している。動圧型軸受装置１は、ハウジング７と、ハウジング７の内周面７ａに固定された円筒状の軸受部材８と、軸部材２とを主要な構成要素とする。

ハウジング７は、円筒状の側部７ｂと、底部７ｃと、側部７ｂの上端から内径側に連続して延びた環状の鍔部７ｅとで構成され、側部７ｂの内周面７ａは上端から下端にかけて同一内径に形成される。底部７ｃは、側部７ｂおよび鍔部７ｅとは別体の蓋部材で構成される。この実施形態において、底部７ｃは、側部７ｂの下端部分に設けられた段状の装着部７ｂ１に装着され、接着剤等で固定される。底部７ｃとなる蓋部材の上端面が装着部７ｂ１の段差面７ｂ２と当接することによって、底部７ｃの内面７ｃ１の位置が決まる。鍔部７ｅの内周面７ｅ１は、軸部材２の軸部２ａの外周面と僅かなシール隙間Ｓ６を介して対向する。また、鍔部７ｅの内面７ｅ２は、軸受部材８の上端面８ｃと密着する。この鍔部７ｅによって、ハウジング７内がシールされ、油の漏れ出しが防止される。

軸部材２は、軸部２ａと、軸部２ａに一体又は別体に設けられたスラスト板２ｂとを備えている。スラスト板２ｂの幅寸法はＷ１である。軸部２ａは、軸受部材８の内周面８ａに所定のラジアル軸受隙間Ｓ５をもって挿入され、鍔部７ｅの内周面７ｅ１にシール隙間Ｓ６をもって挿入される。スラスト板２ｂは、軸受部材８の下端面８ｂと底部７ｃの内面７ｃ１との間の空間部に収容される。スラスト板２ｂの上端面２ｂ１と軸受部材８の下端面８ｂとの間、および、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２と底部７ｃの内面７ｃ１との間には、それぞれ、所定の大きさをもったスラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４が設けられる。

軸受部材８は、例えば多孔質材、特に燒結金属で形成され、その内部の気孔に潤滑油又は潤滑グリースが含浸されて含油軸受とされる。軸受部材８の内周面８ａの、ラジアル軸受面となる領域には動圧溝が形成される。軸部材２が回転すると、ラジアル軸受隙間Ｓ５に動圧作用が発生し、軸部材２の軸部２ａがラジアル軸受隙間Ｓ５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ラジアル軸受部１１が構成される。尚、動圧溝は、軸部材２の軸部２ａの外周面に形成しても良い。

スラスト板２ｂの上端面２ｂ１又は軸受部材８の下端面８ｂ、および、スラスト板２ｂの下端面２ｂ２又はハウジング７の内面７ｃ１の、スラスト軸受面となる領域には、それぞれ動圧溝が形成される。軸部材２が回転すると、スラスト軸受隙間Ｓ３およびＳ４に動圧作用が発生し、軸部材２のスラスト板２ｂがスラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４内に形成される潤滑油の油膜によって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スラスト軸受部１２が構成される。

ラジアル軸受面およびスラスト軸受面の動圧溝形状は任意に選択することができ、公知のへリングボーン型、スパイラル型、ステップ型、多円弧型等の何れかを選択し、あるいはこれらを適宜組合わせて使用することができる。

この実施形態の動圧型軸受装置１は、以下に説明する工程で組立てられる。

まず、図３に示すように、ハウジング７の下端開口側（装着部７ｂ１の側）から軸受部材８を入れ、内周面７ａに沿って鍔部７ｅの内面７ｅ２に当接するまで押し込む。これにより、装着部７ｂ１の段差面７ｂ２に対する軸受部材８の下端面８ｂの位置が定寸位置Ｗに決まる。この状態で、軸受部材８をハウジング７の内周面７ａに固定する。固定方法としては、圧入、接着等がある。従って、軸受部材８の下端面８ｂと装着部７ｂ１の段差面７ｂ２との間の軸方向寸法Ｗを、スラスト板２ｂの幅寸法Ｗ１に両側のスラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４の値を加えた値に管理しておけば｛Ｗ＝Ｗ１＋（Ｓ３＋Ｓ４）｝、スラスト軸受隙間Ｓ３、Ｓ４を簡易かつ精度良く設定することができる。あるいは、軸受部材８をハウジング７の内周面７ａに固定した後、軸受部材８の下端面８ｂの位置を基準として、装
着部７ｂ１の加工を行っても良い。そうすることで、軸受部材８の下端面８ｂと装着部７ｂ１の段差面７ｂ２との間の軸方向寸法Ｗを正確に決めることができる。尚、軸受部材８をハウジング７の内周面７ａに接着剤で固定する場合、鍔部７ｅの側を下にした状態で、軸受部材８とハウジング７との接着部位に接着剤を充填するようにすると、充填時に接着剤がスラスト軸受部に流れ込む不都合を防止することができる。

つぎに、ハウジング７の下端開口側（装着部７ｂ１の側）から軸部材２を挿入する。この時、図４に示すように、スラスト板２ｂの上端面２ｂ１を軸受部材８の下端面８ｂに当接させ、スラスト板２ｂの下端面２ｂ１と装着部７ｂ１の段差面７ｂ２との間の軸方向寸法を計測することで、スラスト軸受隙間Ｓ３およびＳ４（Ｓ３＋Ｓ４）を正確に管理することができる。

上記のようにして、ハウジング７に軸受部材８と軸部材２を組み込み、装着部７ｂ１に底部７ｃを固定した後、ハウジング７内を潤滑油で満たすと、図１に示す動圧型軸受装置１が得られる。

この実施形態のスピンドルモータの動圧型軸受装置１は、ハウジング７に一体に設けられた鍔部７ｅがシールの役割を果たすので、別体のシール部材を配設する必要がなく、その分、部品点数を削減することができる。また、全ての部品をハウジング７の片側（装着部７ｂ１の側）から組込むことができるので、組立作業の効率が良い。さらに、各部品の単体精度を管理することで、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。

本発明の実施形態に係る動圧型軸受装置を有するスピンドルモータの断面図である。 本発明の実施形態に係る動圧型軸受装置を示す断面図である。 動圧型軸受装置の組立工程を示す断面図である。 動圧型軸受装置の組立工程を示す断面図である。

符号の説明

１ 動圧型軸受装置
２ 軸部材
2ａ 軸部
７ ハウジング
７ａ 内周面
７ｂ 側部
７ｂ１ 装着部
７ｂ２ 段差面
７ｃ 底部
７ｃ１ 内面
７ｅ 鍔部
７ｅ１ 内周面
８ 軸受部材
８ｂ 下端面
１１ ラジアル軸受部
１２ スラスト軸受部
Ｓ３ スラスト軸受隙間
Ｓ４ スラスト軸受隙間
Ｓ５ ラジアル軸受隙間
Ｓ６ シール隙間

Claims (2)

1. 軸部材と、該軸部材に設けられた回転部材と、前記軸部材を回転自在に支持する動圧型軸受装置と、モータステータ及びモータロータとを備え、前記モータステータとモータロータとの間に発生する電磁力によって前記軸部材及び回転部材を回転させるスピンドルモータにおいて、
   前記動圧型軸受装置は、側部及び底部を有するハウジングと、該ハウジングの内周面に固定され、前記軸部材が挿通された軸受部材と、前記軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる動圧作用で前記軸部材を回転自在に非接触支持するラジアル軸受部およびスラスト軸受部とを備え、前記スラスト軸受部のスラスト軸受面を構成する前記軸受部材の下端面が前記ハウジングの底部の内面から定寸位置に形成されているスピンドルモータ。
2. 前記ハウジングの底部が、前記側部の下端部分に設けられた段状の装着部に装着されている請求項１に記載のスピンドルモータ。

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