JP2009210083A - モータ軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの軸受から滲み出る潤滑油のハウジング外への油漏れを無くして高機能化したスピンドルモータ用として汎用性のある軸受構造を得る。
【解決手段】ハウジングの開口部を軸受に対して非接触状態にて施蓋するリング状キャップが撥油剤を含浸させた多孔質体であり、しかもリング状キャップの内径側におけるモータ軸とのクリアランスが焼結含油軸受とモータ軸とのクリアランスよりも大きくした。これにより撥油剤を塗布したシール材のようにモータの製造加工時にシール効果を消失することがなく取り扱い性に優れ、また焼結含油軸受の内径に沿って振れ回るモータ軸が上記したリング状キャップに接触することがなく、ノイズやトルクロスを生じることがなく、しかもリング状キャップとモータ軸との同軸度精度に余裕を持たせることができ、量産性において優れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジング内にモータ軸を支承するための焼結含油軸受を圧入固定させたモータ軸受構造に関し、モータの高速回転に伴って含油軸受より漏れ出した油の飛散による周辺機器の汚損や運転不能の虞れを解消し、ＡＶや各種情報機器類等の高機能化したモータ駆動源として、安価でしかも信頼性のあるモータ軸受構造を提供することを目的とする。

従来汎用の小型モータ軸受において、軸受内からの動圧潤滑油漏出を抑制するようにした構造のものとしては、これまでに例えばスリーブ（軸受）の内周面あるいは外周面の少なくとも一方に凹部を形成し、この凹部によってスリーブと軸受ハウジングとの装着関係により構成される軸方向の間隙を動圧発生オイルの潤滑通路として利用するとともに、該循環通路の出力側に親水性多孔質部材をシール材として上記ハウジングに保持させて配することにより動圧発生オイルの漏出を防止するようにしたもの（特開平１０−２４８２０４号公報参照）が知られている。

また軸受端に、表面に撥油剤を塗布した円筒状のカラーを当接状態にて配設するようにした軸受装置（特開平８−４９７２３号公報参照）も知られている。
特開平１０−２４８２０４号公報 特開平８−４９７２３号公報

しかしながら、特許文献１のものは、動圧発生溝が形成された軸受を使用し、軸が軸受内径中心で回転する設計思想であるため、この構造で焼結含油軸受を使用した場合、親水性多孔質部材のシール材とモータ軸との間のクリアランスが軸受とモータ軸との間のクリアランスよりも小さいところから、モータ軸が潤滑機能を持たないシール材と接触してノイズやトルクロスを生じ、またモータ軸およびシール材の摩耗が激しく耐久性の面で問題がある。

また特許文献２のものは、円筒状カラーが表面に撥油剤を塗布したものであるために、モータ加工時において加工工具類等との接触により塗布した撥油剤が剥離してその部分の撥油性が消失することから加工時における取り扱い性の面で問題があり、また円筒状カラーが焼結含油軸受に当接配置されているため、撥油剤を塗布した円筒状カラーによって油をはじいたとしても、それを保持する空間が無いことから、やがては軸受ユニット系外へ漏れ出してしまうという問題がある。

そこで本発明にあっては、とくにＶＴＲやＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等をはじめとした高精度でかつ高品位の駆動用スピンドルモータに適する低コストでしかも油漏れのない軸受を提供することを目的とするものであって、具体的にはモータ軸を支承する焼結含油軸受と、該軸受を内部に圧入固定するハウジングと、該ハウジングの開口部を上記軸受に対して非接触状態にて施蓋するリング状キャップとからなり、該リング状キャップは撥油剤を含浸させた多孔質体であり、しかもその内径側におけるモータ軸とのクリアランスを、、モータ軸が振れ回った際にも非接触状態を維持できるよう焼結含油軸受とモータ軸とのクリアランスよりも大きくしたことを特徴とするモータ軸受構造に関する。

本発明は上記した通り、ハウジングの開口部を軸受に対して非接触状態にて施蓋するリング状キャップが撥油剤を含浸させた多孔質体であるために、撥油剤を塗布したシール材のようにモータの製造加工時にシール効果を消失することがなく取り扱い性に優れ、またモータの高速回転に伴って軸受に含浸されている油がハウジング開口部方向に滲み出した場合に、油がリング状キャップの多孔質体内に含浸した撥油剤によってはじかれ、また該リング状キャップと非接触の軸受との間の間隙に溢れることなく保留されるために外部に漏れ出すことがない。

さらに、リング状キャップの内径側におけるモータ軸とのクリアランスが、モータ軸が振れ回った際にも非接触状態を維持できるよう焼結含油軸受とモータ軸とのクリアランスよりも大きくしたために、焼結含油軸受の内径に沿って振れ回るモータ軸が上記したリング状キャップに接触することがなく、ノイズやトルクロスを生じることがない。また付近に介在した油が粘性抵抗として働くことによるトルクロスも生じない。さらにリング状キャップとモータ軸との同軸度精度に余裕を持たせることができ、量産性において優れる。

またモータ軸の回転が停止し、軸受系の温度が低下した時点において上記間隙間に保留されていた油が再度軸受内に吸収されて回収されるので外部への油漏れが殆どなくなり、しかも簡単な構造で量産性に適し、低コストであるためにとくにＶＴＲやＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等をはじめとした高精度でかつ高品位の駆動用スピンドルモータにも適する。

以下において本発明の具体的な内容を図１および図２にあらわした第１実施例に基づいて説明すると、１はハウジング、２は焼結含油軸受、３はモータの回転軸、４はスラスト板、５はリング状キャップをあらわしている。ハウジング１は、内部に円筒状の中空室１ａを有するとともに、その一端をスラスト板４により閉塞されており、しかも上記中空室１ａ内にはモータ軸を支承する焼結含油軸受２が圧入固定して備えられている。この軸受２は多孔質の金属焼結体で、しかも全体がリング状をなし、かつ中空室１ａ内に嵌裝可能な大きさに形成され、内部には潤滑油が含浸されている。

なおこの場合の焼結含油軸受２の構造については、ハウジング１内に一定の間隔を介して２個の軸受２ａ・２ｂが設けられているが、必ずしもこのような構造のものに限らず、実質的に１個の軸受として構成されたものでもよい。さらにハウジング１内にはモータの回転軸３が、軸受２ａ・２ｂに支承された状態にて保持され、またその一端がスラスト板４によって保持される。

リング状キャップ５は前記軸受２ａとの間に一定の間隔Ｓを介することにより、軸受２ａに対して非接触状態にて施蓋される。この場合における間隔Ｓの介在については、スピンドルモータが、その上側の軸受部のみが外部と連通する所謂「袋状」の構造となっているために、上側の軸受２ａの外側面に油を保持するための間隔Ｓを形成するのがきわめて有効となる。

さらに上記したリング状キャップ５は金属粉末あるいはセラミックス粉末を焼結した多孔質体により構成され、内部には撥油剤が施される。ここで使用される撥油剤としては撥油性の油または撥油性の樹脂もしくはPTFEなどの撥油性固形成分を含む揮発性油が用いられる。撥油性の油は液状のまま多孔質のリング状キャップ５内に含浸保持され、また撥油性の樹脂は例えばフッ素樹脂やポリプロピレン樹脂等が用いられる。

またフッ素樹脂やポリプロピレン樹脂を含めて加熱により液状にし、これを多孔質の金属粉末あるいはセラミックス粉末の焼結体としたリング状キャップ５内に含浸させた後、冷却して固化させた状態にて保持させることもできる。

リング状キャップ５は、図２の部分拡大図に示したように、その内径側におけるモータ軸３とのクリアランスＣ１を、モータ軸が振れ回った際にも非接触状態を維持すべく焼結含油軸受２とモータ軸３とのクリアランスＣ２よりも大きくなるようにＣ１＞Ｃ２とした。なお、この場合における具体的なクリアランスについては、０．１ｍｍを超えるほど大きすぎるとモータ軸３を伝って上がってきた油との距離が大きすぎて撥油効果が十分ではなくなる。

また０．０１ｍｍ以下と小さすぎるとクリアランスＣ１に介在した油が粘性抵抗として働くことにより、トルクロスを発生してしまい、しかもリング状キャップ５と焼結含油軸受２の同軸精度の要求がきわめて厳格となるところからコストの上昇が避けられない。これらのことを勘案すると、リング状キャップ５の内周端とモータ軸３との好ましいクリアランスＣ１の範囲については０．０１〜０．１ｍｍの範囲内となるように設定するのが理想的である。

図３および図４には、本発明の第２実施例があらわされている。この場合にはリング状キャップ５の内周端とモータ軸３とのクリアランスＣ１について、これを焼結含油軸受２とモータ軸３とのクリアランスＣ２に対して、モータ軸が振れ回った際にも非接触状態を維持できるようにＣ１＞Ｃ２とするための手段として、リング状キャップ５の内径を焼結含油軸受２の内径と等しくし、逆にモータ軸３の上記したリング状キャップ５に対応する付近３ａの外径を段差により小さくして幾分細くすることにより、既述した第１実施例と同様に、焼結含油軸受２とモータ軸３とのクリアランスＣ２に対し、リング状キャップ５の内周端とモータ軸３とのクリアランスＣ１がＣ１＞Ｃ２となるようにしている。

このようにすると、製造コストの面においては若干高くなるものの、段差によるリング状キャップ５に対応する付近３ａの回転時における遠心力が弱いために、上昇した油が段差部分で振り切られ、撥油効果がより一層十分となる。なおこの場合におけるリング状キャップ５の内周端とモータ軸３ａとの好ましいクリアランスＣ１の範囲については前記した第１実施例の場合と同じである。

なお、本発明に係る軸受構造は、上記した用途の他に、冷蔵庫、パソコン、ＯＡ機器等に使用され、長寿命が要求される冷却用ファンモータ、あるいはＴＶやプロジェクター等に使用されるＤＬＰ用ホイールモータ、更には複写機、プリンタ等に使用されるポリゴンスキャナーモータ、その他自動車搭載用ブラシレスモータ、換気扇や扇風機等の家電用モータなど広汎に用いることができる。

本発明の第１実施例であるモータ軸受構造の要部をあらわした断面図。 図１におけるリング状キャップの内周端とモータ軸とのクリアランス部分の拡大図。 本発明の第２実施例であるモータ軸受構造の要部をあらわした断面図。 図３におけるリング状キャップの内周端とモータ軸とのクリアランス部分の拡大図。

符号の説明

１ ハウジング
１ａ 中空室
２ 焼結含油軸受
２ａ 軸受
２ｂ 軸受
３ モータ軸
３ａ リング状キャップに対応する付近
４ スラスト板
５ リング状キャップ
Ｓ 間隔
Ｃ１ クリアランス
Ｃ２ クリアランス

Claims (1)

1. モータ軸を支承する焼結含油軸受と、該軸受を内部に圧入固定するハウジングと、該ハウジングの開口部を上記軸受に対して非接触状態にて施蓋するリング状キャップとからなり、該リング状キャップは撥油剤を含浸させた多孔質体であり、しかもその内径側におけるモータ軸とのクリアランスを、モータ軸が振れ回った際にも非接触状態を維持できるよう焼結含油軸受とモータ軸とのクリアランスよりも大きくしたことを特徴とするモータ軸受構造。

Images