JP2966725B2

JP2966725B2 - 動圧軸受装置

Info

Publication number: JP2966725B2
Application number: JP12698394A
Authority: JP
Inventors: 保能勢; 秀樹金箱
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH07310739A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動圧軸受装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４に示されるような動圧軸受装
置を適用した、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータが知
られている。このスピンドルモータは所謂中心軸回転型
且つラジアル軸受固定型であって、図が煩雑になるのを
避けるために、中心線より右半分のみが示されている。

【０００３】同図において、符号１は固定部材たるモー
タハウジングとしてのフレームを示しており、このフレ
ーム１には筒状の軸受ホルダー部１ａが立設するように
して一体成形されている。すなわち、軸受ホルダー部１
ａを含むフレーム１は、一端が閉塞され他方が開放され
た凹形状をなしている。該軸受ホルダー部１ａの外周面
にはステ−タコア６が固定されており、このステ−タコ
ア６にはコイル５が巻回されている。

【０００４】上記軸受ホルダー部１ａの内周にはラジア
ル滑り軸受２，２がそれぞれ嵌合固定されており、これ
らラジアル滑り軸受２，２の内周には回転軸としての中
心軸３が挿入配置されている。該中心軸３の外周面及び
ラジアル滑り軸受２，２の内周面の少なくとも一方に
は、例えばへリングボーン状等の動圧発生溝が形成され
ており、摺動面（中心軸３とラジアル滑り軸受２，２と
の間の空隙）には非圧縮性流体としてのオイル等の潤滑
油が充填されている。すなわち、中心軸３は、ラジアル
滑り軸受２，２の内周面との間に発生するラジアル動圧
力によりラジアル方向の振れが抑えられて、ラジアル滑
り軸受２，２内を回転するようになっている。

【０００５】中心軸３のフレーム閉塞側（図における下
方）の端部にはスラスト円盤１３が嵌合固定されてい
る。このスラスト円盤１３は、その外径がラジアル滑り
軸受２の内径より大であり、フレーム閉塞側の端面（図
における下端面）１３ａが中心軸３のフレーム閉塞側の
端面（図における下端面）３ａと略面一になるように配
設されている。該スラスト円盤１３の下端面１３ａ（中
心軸３の下端面３ａを含んでも可）及びフレーム１の凹
所底部１ｂの少なくとも一方と、スラスト円盤１３の上
端面１３ｂ及びフレーム閉塞側のラジアル滑り軸受２の
下端面２ａの少なくとも一方には、動圧発生溝が形成さ
れており、摺動面（スラスト円盤１３の上下端面１３
ｂ，１３ａとこれに軸方向において対向する部材２，１
ｂとの間の空隙）には潤滑油が充填されている。すなわ
ち、スラスト円盤１３を収容するスペース１５には潤滑
油が充填されており、中心軸３は、スラスト円盤１３の
下端面１３ａ（中心軸３の下端面３ａを含んでも可）と
凹所底部１ｂとの間に発生するスラスト動圧力及び、ス
ラスト円盤１３の上端面１３ｂとフレーム閉塞側のラジ
アル滑り軸受２の下端面２ａとの間に発生するスラスト
動圧力によりスラスト方向のバランス及び振れが抑えら
れて、凹所底部１ｂ上を回転するようになっている。

【０００６】中心軸３のフレーム開放側（図における上
方）の端部には、上記コア６、コイル５等を覆うような
形状のハブ４が嵌合固定されている。このハブ４の外周
面には図示されないディスクが装着されており、ハブ４
内周の上記コア６に対向する位置には駆動マグネット７
が固定されている。

【０００７】上記軸受ホルダー部１ａの内外を連通する
通路１０の途中、すなわち軸受ホルダー１ａの図におけ
る上端部（フレーム開放側のラジアル滑り軸受２より上
方の位置）には磁性流体シール８が配設されている。こ
の磁性流体シール８は、磁石８ｂと、この磁石８ｂを軸
線方向に挟むようにして設けられ磁路を形成するポール
ピース８ａ，８ａとから構成されており、このポールピ
ース８ａ，８ａ内周面と中心軸３の外周面との間に磁性
流体９，９が保持され得るようになっている。従って、
この磁性流体シール８により、上記摺動面に充填されて
いる潤滑油を含むホルダー部１ａ内部に満たされている
潤滑油１４の軸受部から外方への漏れが防止されている
と共に、外部から軸受部内への塵芥等の侵入の防止が図
られている。

【０００８】そして、図示されないモータ外部の電源供
給手段からフレキシブル基板１２を介してコイル５に所
定の駆動電圧が印加されると、ディスクを装着したハブ
４が回転するようになっている。なお、符号１１は滑り
軸受２，２間に当接して配置される軸受カラーを示して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記ＨＤＤ用
等のモータにおいては、振動、衝撃等があってもディス
クへの読み書きが必要とされるために、上述のような、
ラジアル及びスラスト動圧力を発生させることにより、
振動、衝撃等に対して安定した振れ特性を得るようにし
ている。

【００１０】ここで、例えば中心軸３に押し込み方向
（図における下方）の振動、衝撃等が加わったとする
と、スペース１５の容積が中心軸３の軸断面積分だけ減
少しスペース１５内の潤滑油がラジアル滑り軸受２側に
向かって移動しようとするが、該ラジアル滑り軸受２と
中心軸３との間のクリアランスが非常に小さいために流
体抵抗が大きく、当該部位において大きな絞り膜作用が
働き、中心軸３の閉塞側に向かう振れは抑制されるが、
中心軸３に引き抜き方向（図における上方）の振動、衝
撃等が加わったとすると、スペース１５の容積が拡大す
ることになり、ある速度以上になると真空状態となって
ある限度以上の抑制力が働かなくなり、中心軸３の開放
側に向かう振れを抑制できないといった問題がある。

【００１１】ここで、上記スラスト円盤１３の上下面１
３ｂ，１３ａに働くスラスト動圧力により両方向（押し
込み、引き抜き方向）の振れを抑制することができる
が、この場合には、軸ロス（ロストルク）が非常に大き
くなるといった問題がある。

【００１２】また、このように充分なスラスト動圧力を
得るには、そのクリアランス、すなわちスラスト円盤１
３の下端面１３ａ（中心軸３の下端面３ａを含んでも
可）と凹所底部１ｂとの間及び、スラスト円盤１３の上
端面１３ｂとフレーム閉塞側のラジアル滑り軸受２の下
端面２ａとの間のクリアランスを非常に狭くしなければ
ならないが、そのような寸法管理は構造上難しいといっ
た問題がある。

【００１３】さらにまた、スラスト動圧発生用の溝をス
ラスト円盤１３の両側１３ａ，１３ｂ（対向する部材２
ａ，１ｂでも可）に設けなければいけないので、高コス
トになるといった問題もある。

【００１４】そこで本発明は、スラスト方向の安定した
振れ特性を、軸ロスを小さくし且つ厳しい寸法管理をさ
ほど必要とせずに、得ることができる動圧軸受装置を提
供することを第１の目的とする。

【００１５】また、上記第１の目的に加えて、スラスト
動圧発生溝の個数を減少することができる動圧軸受装置
を提供することを第２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１手段の動圧軸受装置
は上記第１の目的を達成するために、一端が閉塞され他
方が開放された凹部を有する固定部材と、この固定部材
の該凹部内に挿入された回転軸と、この回転軸をスラス
ト方向に支承し凹所底部を形成するスラスト軸受と、該
回転軸をラジアル方向に支承するラジアル軸受と、を具
備し、前記各軸受の摺動面に非圧縮性流体が充填されて
なる動圧軸受装置において、前記回転軸の軸方向におけ
る前記ラジアル軸受より閉塞側に、該ラジアル軸受の摺
動面の径より大なる外径を有する大径部を設けると共
に、この大径部に対向する固定部材と該大径部との間
に、狭ギャップ部を設け、この大径部が収容されるスペ
ース内に、非圧縮性流体を充填してなる。

【００１７】第２手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、狭ギャップ
部を境にして軸方向に分けられたスペースを、非圧縮性
流体溜りとしたことを特徴としている。

【００１８】第３手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、大径部は、
抜け止めを兼用することを特徴としている。

【００１９】第４手段の動圧軸受装置は上記第２の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、回転軸のス
ラスト方向の通常のバランスを、凹所底部に発生する開
放側に向うスラスト動圧力と閉塞側に向う磁気吸引力に
より平衡を保つことを特徴としている。

【００２０】第５手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、大径部の閉
塞側端面が回転軸の閉塞側端面より突出し、この大径部
の閉塞側端面と凹所底部との間に、スラスト動圧力を発
生させてなる。

【００２１】第６手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第５手段に加えて、大径部の閉
塞側端面及び凹所底部の少なくとも一方に、動圧発生溝
を形成してなる。

【００２２】第７手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、狭ギャップ
部のクリアランスを３〜３０μｍとしたことを特徴とし
ている。

【００２３】第８手段の動圧軸受装置は上記第１の目的
を達成するために、上記第１手段に加えて、回転軸の外
径をｒ₁ 、大径部の外径をｒ₂ 、これらの比ｒ₂ ／ｒ₁
＝ｎとした時に、ｎ＝１．２〜３．０としたことを特徴
としている。

【００２４】

【作用】このような第１、第２手段における動圧軸受装
置によれば、例えば回転軸に押し込み方向の振動、衝撃
等が加わったとすると、大径部を収容するスペースの狭
ギャップ部より閉塞側のスペースとしての、例えば非圧
縮性流体溜りの容積が縮小しこの非圧縮性流体溜りの非
圧縮性流体が流体抵抗の大きい狭ギャップ部を通り移動
するので、当該部位において大きな絞り膜作用が働き、
回転軸の閉塞側に向かう振れが抑制される。一方、例え
ば回転軸に引き抜き方向の振動、衝撃等が加わったとす
ると、大径部を収容するスペースの狭ギャップ部より開
放側のスペースとしての、例えば非圧縮性流体溜りの容
積が縮小しこの非圧縮性流体溜りの非圧縮性流体が流体
抵抗の大きい狭ギャップ部及びラジアル軸受の摺動面を
通り移動するので、当該部位において大きな絞り膜作用
が働き、回転軸の開放側に向かう振れが抑制される。従
って、スラスト方向の安定した振れ特性が得られる。し
かも、軸ロスは面積の小さい狭ギャップ部で働くので、
軸ロスが大幅に減少される。さらに、厳しい寸法管理が
狭ギャップ部の円周方向だけとなるので、その管理は簡
易である。

【００２５】このような第３手段における動圧軸受装置
によれば、大径部が抜け止めを兼用するので、抜け止め
を新たに設ける必要がない。

【００２６】このような第４手段における動圧軸受装置
によれば、閉塞側に向うスラスト力を磁気吸引力で得て
いるので、閉塞側に向うスラスト力を発生させるための
スラスト動圧発生溝が不要となり、スラスト動圧発生溝
の個数が減少される。

【００２７】このような第５手段における動圧軸受装置
によれば、大径部の閉塞側端面と凹所底部との間に発生
するスラスト動圧力の方が、回転軸の閉塞側端面と凹所
底部との間に発生するスラスト動圧力より効果的である
ので、その効力が大きくされる。

【００２８】このような第６手段における動圧軸受装置
によれば、第５手段のスラスト動圧力の発生は、大径部
の閉塞側端面及び凹所底部の少なくとも一方に動圧発生
溝を形成することにより、なされる。

【００２９】このような第７手段における動圧軸受装置
によれば、狭ギャップ部のクリアランスは、絞り膜作用
の３乗に反比例、軸ロスに反比例し、実用上必要な絞り
膜作用／軸ロスの２乗に反比例するので、できる限りク
リアランスは小さいほうが良いが、実際にはラジアル軸
受の摺動面のクリアランスと同程度の３μｍから絞り膜
作用が有効に働く３０μｍとするの最適である。

【００３０】このような第８手段における動圧軸受装置
によれば、ｎが大きくなると、大径部の外周が大きくな
ることから絞り膜作用の流体抵抗が小さくなるが、圧力
発生部の面積が増えるので、絞り膜作用は（ｎ³ −２ｎ
＋１／ｎ）に、軸ロスはｎ³にそれぞれ比例する。従っ
て、絞り膜作用／軸ロスは（１−２／ｎ² ＋１／ｎ⁴）
に比例することになるので、ｎ＝１．２〜３．０が実用
上の有効範囲となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例を示す動圧軸受装置を
適用した、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータの要部の
横断面図であり、従来技術で説明したものと同一なもの
及び同一機能を果たすものについては同一符号が付して
あり、これらについては重複を避けるために、ここでの
説明は省略する。

【００３２】この実施例の動圧軸受装置にあっては、回
転軸３の軸方向におけるフレーム閉塞側のラジアル滑り
軸受２より閉塞側に、該ラジアル滑り軸受２の摺動面の
径ｒ₃ より大なる外径ｒ₂ を有する大径部２３が設けら
れている。この大径部２３は、軸方向の両端から軸方向
の略中央に向かうに従って外径が大きくなる略算盤玉の
ような形状をしており、この最大外径となる突出部２３
Ａとこの突出部２３Ａに対向する固定部材としての軸受
ホルダー部１ａとの間に狭ギャップ部Ａが形成されてい
る。

【００３３】ここで、該狭ギャップ部Ａのクリアランス
は、本実施例においては、３〜３０μｍとなっている。
また、回転軸３の外径をｒ₁ 、大径部２３の最大外径を
ｒ₂、これらの比ｒ₂ ／ｒ₁ ＝ｎとした時に、ｎ＝１．
２〜３．０となるように、ｒ₁ 、ｒ₂ の設定がなされて
いる。

【００３４】大径部２３が収容されるスペース（軸受ホ
ルダー部１ａ、フレーム閉塞側のラジアル滑り軸受２、
凹所底部１ｂ、回転軸３により囲まれる領域）２５は、
該狭ギャップ部Ａを境にして軸方向に分けられており、
開放側、閉塞側スペース２５ａ，２５ｂがそれぞれ形成
されている。

【００３５】上記大径部２３は、その閉塞側端面２３ａ
が回転軸３の閉塞側端面３ａより突出するように配設さ
れており、該大径部２３の閉塞側端面２３ａ及び凹所底
部１ｂの少なくとも一方に、スラスト動圧発生用の溝が
形成されている。

【００３６】軸受ホルダー部１ａの凹部内で且つ磁性流
体シール８より閉塞側には、非圧縮性流体としての潤滑
油１４が満たされており（勿論スペース２５内にも潤滑
油が充填されている）、従って、大径部２３の閉塞側端
面２３ａと凹所底部１ｂとの間に、回転軸３に対してフ
レーム開放側に向うスラスト動圧力が発生するようにな
っている。

【００３７】また、上記回転軸３には、ステ−タコア６
と駆動マグネット７の磁気中心をずらす公知の手法によ
り、フレーム閉塞側に向かう磁気吸引力が作用してい
る。従って、通常は、このフレーム閉塞側に向かう磁気
吸引力と上記フレーム開放側に向うスラスト動圧力によ
り、軸方向のバランスが保たれるようになっている。

【００３８】上記開放側、閉塞側スペース２５ａ，２５
ｂには、上述のように、潤滑油１４がそれぞれ充填され
ており、従って開放側、閉塞側潤滑油溜り２５ａ，２５
ｂとしてそれぞれ機能するようになっている。

【００３９】ここで、例えば回転軸３に押し込み方向の
振動、衝撃等が加わったとすると、閉塞側潤滑油溜り２
５ｂの容積が縮小しこの閉塞側潤滑油溜り２５ｂの潤滑
油が流体抵抗の大きい狭ギャップ部Ａを通り移動するの
で、当該部位において大きな絞り膜作用が働き、回転軸
３の閉塞側に向かう振れが抑制されることになる。

【００４０】一方、例えば回転軸３に引き抜き方向の振
動、衝撃等が加わったとすると、開放側潤滑油溜り２５
ａの容積が縮小しこの開放側滑油溜り２５ａの潤滑油が
流体抵抗の大きい狭ギャップ部Ａ及び閉塞側ラジアル滑
り軸受２の摺動面を通り移動するので、当該部位におい
て大きな絞り膜作用が働き、回転軸３の開放側に向かう
振れが抑制されることになる。

【００４１】このように、第１実施例においては、回転
軸３に振動、衝撃等による押し込み・引き抜き力が加わ
ったとしても、狭ギャップ部Ａにおいて大きな絞り膜作
用が働くようになっているので、回転軸３のスラスト方
向の振れを抑制できるようになっている。しかも、軸ロ
スは面積の小さい狭ギャップ部Ａで働くので、軸ロスを
大幅に減少できるようになっている。さらに、厳しい寸
法管理は狭ギャップ部Ａの円周方向だけとなるので、そ
の管理を簡易にできるようになっている。すなわち、ス
ラスト方向の安定した振れ特性を、軸ロスを小さくし且
つ厳しい寸法管理をさほど必要とせずに、得ることが可
能となっている。

【００４２】また、大径部２３が抜け止めとしても機能
しているので、抜け止めを新たに設ける必要がなくなっ
ており、部品点数の減少を図ることが可能となってい
る。

【００４３】また、閉塞側に向うスラスト力を磁気吸引
力で得ているので、閉塞側に向うスラスト力を発生させ
るためのスラスト動圧発生溝が不要となっており、従っ
てスラスト動圧発生溝の個数を従来に比して減少できる
ようになっており、低コスト化を図ることが可能となっ
ている。

【００４４】また、大径部２３の閉塞側端面２３ａと凹
所底部１ｂとの間に発生するスラスト動圧力の方が、回
転軸３の閉塞側端面３ａと凹所底部１ｂとの間に発生す
るスラスト動圧力より効果的であるので、回転軸３の閉
塞側端面３ａと凹所底部１ｂとの間にスラスト動圧力を
発生させるものに比して、その効力が大きくなるといっ
た利点がある。

【００４５】また、狭ギャップ部Ａのクリアランスは、
絞り膜作用の３乗に反比例、軸ロスに反比例し、実用上
必要な絞り膜作用／軸ロスの２乗に反比例するので、で
きる限りクリアランスは小さいほうが良いが、実際には
ラジアル滑り軸受２の摺動面のクリアランスと同程度の
３μｍから絞り膜作用が有効に働く３０μｍとするの最
適であり、本実施例においては、３μｍ〜３０μｍとし
ているので、最適な設定となっている。

【００４６】また、ｒ₂ ／ｒ₁ ＝ｎが大きくなると、大
径部の外周が大きくなることから絞り膜作用の流体抵抗
が小さくなるが、圧力発生部の面積が増えるので、絞り
膜作用は（ｎ³ −２ｎ＋１／ｎ）に比例し、軸ロスはｎ
³ に比例する。従って、絞り膜作用／軸ロスは（１−２
／ｎ² ＋１／ｎ⁴ ）に比例することになるので、ｎ＝
１．２〜３．０が実用上の有効範囲となるが、本実施例
においては、ｎ＝１．２〜３．０としているので、最適
な設定となっている。

【００４７】図２は本発明の第２実施例を示す動圧軸受
装置を適用した、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータの
要部の横断面図であり、第１実施例で説明したものと同
一なもの及び同一機能を果たすものについては同一符号
が付してあり、これらについては重複を避けるために、
ここでの説明は省略する。

【００４８】この第２実施例の動圧軸受装置が第１実施
例のそれと違う点は、算盤玉形状の大径部２３に代え
て、ラジアル滑り軸受２の摺動面の径ｒ₃ より大なる外
径を有する円盤状の大径部３３を用い、この円盤状の大
径部３３の外周面に対向し軸受ホルダー部１ａに嵌合固
着されたリング状の固定部材３４の内周面に、第１実施
例と同様な突出部３４Ａを設け、この突出部３４Ａと大
径部３３との間に狭ギャップ部Ａを形成した点である。

【００４９】このように構成しても、第１実施例と同様
な効果を得ることができるというのはいうまでもない。

【００５０】図３は本発明の第３実施例を示す動圧軸受
装置を適用した、例えばＨＤＤ用のスピンドルモータの
要部の横断面図であり、このモータは、ラジアル滑り軸
受２，２が回転軸３に嵌合固着され該ラジアル滑り軸受
２，２が回転軸３と共に回転するラジアル軸受回転型と
なっている。

【００５１】この第３実施例の動圧軸受装置にあって
は、回転軸３の軸方向におけるフレーム閉塞側のラジア
ル滑り軸受２より閉塞側に、該ラジアル滑り軸受の摺動
面の径ｒ₄ （正確には軸受ホルダー部１ａの内周面）よ
り大なる外径ｒ₂ を有する算盤玉形状の大径部４３（基
本的構成は第１実施例の大径部２３と同じ）が設けられ
ており、この大径部４３を収容すべく、軸受ホルダー部
１ａの該大径部２３に対向する部分が円周方向に切り欠
かれている。そして、この切り欠かれた内周面と該大径
部４３の突出部４３Ａとの間に、狭ギャップ部Ａが形成
された状態となっている。

【００５２】このように構成しても、第１、第２実施例
と同様な効果を得ることができるというのはいうまでも
ない。

【００５３】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例え
ば、上記実施例においては、軸ロスをできるだけ小さく
するために、突出部２３Ａ，３４Ａ，４３Ａの軸方向長
さＬを図に示されるように短くしているが、大径部２
３，４３の回転軸３との連設部分の長さと同程度の長さ
にする（固定部材３４にあっては軸受ホルダー部１ａと
の連設部分の長さと同程度の長さにする）、すなわち大
径部２３，４３、固定部材３４の形状を略円盤形状にす
ることも可能である。しかしながら、このように構成し
た場合には、軸ロスは上記実施例より勿論大きくなる
が、本発明効果が妨げられるものではない。

【００５４】また、上記実施例においては、大径部２３
（３３，４３）の閉塞側端面２３ａ（３３ａ，４３ａ）
を回転軸３の閉塞側端面３ａより突出させ、この大径部
２３（３３，４３）の閉塞側端面２３ａ（３３ａ，４３
ａ）と凹所底部１ｂとの間に、スラスト動圧力を発生さ
せるようにしているが、大径部２３（３３，４３）の閉
塞側端面２３ａ（３３ａ，４３ａ）と回転軸３の閉塞側
端面３ａとを面一にして、閉塞側端面２３ａ（３３ａ，
４３ａ），閉塞側端面３ａと凹所底部１ｂとの間に、ス
ラスト動圧力を発生させるようにしても良く、さらには
回転軸３の閉塞側端面３ａを大径部２３（３３，４３）
の閉塞側端面２３ａ（３３ａ，４３ａ）より突出させ、
回転軸３の閉塞側端面３ａと凹所底部１ｂとの間に、ス
ラスト動圧力を発生させるようにしても良い。因みに、
これらの場合には、回転軸３の閉塞側端面３ａ及びこの
閉塞側端面３ａに対向する凹所底部１ｂの少なくとも一
方に、動圧発生溝を設けるというのはいうまでもない。

【００５５】また、上記実施例においては、非圧縮性流
体をオイル等の潤滑油としているが、これに限定される
ものではなく、例えば磁性流体等であっても良く、特に
大径部２３（３３，４３）が収容されるスペース２５内
に充填される流体に限っていえば、狭ギャップ部Ａにお
いて絞り膜作用を起こさせる非圧縮性流体であればどの
ようなものであっても構わない。

【００５６】また、上記実施例においては、動圧軸受装
置をＨＤＤ用のスピンドルモータに対して適用した例が
述べられているが、他のモータに対して適用することも
勿論可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、第１乃至第８発明の
動圧軸受装置によれば、たとえ回転軸に振動、衝撃等に
よる押し込み・引き抜き力が加わったとしても、狭ギャ
ップ部において大きな絞り膜作用が働くので、回転軸の
スラスト方向の振れを抑制できる。しかも、軸ロスは面
積の小さい狭ギャップ部で働くので、軸ロスを大幅に減
少できる。さらに、厳しい寸法管理は狭ギャップ部の円
周方向だけとなるので、その管理を簡易にできる。すな
わち、スラスト方向の安定した振れ特性を、軸ロスを小
さくし且つ厳しい寸法管理をさほど必要とせずに、得る
ことが可能となる。

【００５８】また、第３発明の動圧軸受装置によれば、
大径部が抜け止めを兼用するので、抜け止めを新たに設
ける必要がないという新たな効果がある。

【００５９】また、第４発明の動圧軸受装置によれば、
閉塞側に向うスラスト力を磁気吸引力で得ているので、
閉塞側に向うスラスト力を発生させるためのスラスト動
圧発生溝が不要となり、従ってスラスト動圧発生溝の個
数が減少され、低コスト化が可能となるという新たな効
果がある。

【００６０】また、第５発明の動圧軸受装置によれば、
大径部の閉塞側端面と凹所底部との間に発生するスラス
ト動圧力の方が、回転軸の閉塞側端面と凹所底部との間
に発生するスラスト動圧力より効果的であるので、その
効力が大きくなるという新たな効果がある。

【００６１】また、第６発明の動圧軸受装置によれば、
第５発明のスラスト動圧力の発生は、大径部の閉塞側端
面及び凹所底部の少なくとも一方に動圧発生溝を形成す
ることにより達成される。

【００６２】また、第７発明の動圧軸受装置によれば、
狭ギャップ部のクリアランスを、ラジアル軸受の摺動面
のクリアランスと同程度の３μｍから絞り膜作用が有効
に働く３０μｍとしたので、最も実用的且つ効果的とな
る。

【００６３】また、第８発明の動圧軸受装置によれば、
絞り膜作用／軸ロスは、（１−２／ｎ² ＋１／ｎ⁴ ）に
比例することになり、ｎを３．０より大きくしても絞り
膜作用／軸ロスはｎ≦３の場合とあまり変わらない。従
って、ｎ＝１．２〜３．０が実用上の有効範囲となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す動圧軸受装置を適用
したＨＤＤ用モータの要部の横断面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す動圧軸受装置を適用
したＨＤＤ用モータの要部の横断面図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す動圧軸受装置を適用
したＨＤＤ用モータの要部の横断面図である。

【図４】従来技術を示す動圧軸受装置を適用したＨＤＤ
用モータの横断面図である。

【符号の説明】

１固定部材１ａ，３４大径部に対向する固定部材１ｂ凹所底部２ラジアル軸受３回転軸３ａ回転軸の閉塞側端面１４非圧縮性流体２３，３３，４３大径部２３ａ，３３ａ，４３ａ大径部の閉塞側端面２５大径部が収容されるスペース２５ａ，２５ｂ非圧縮性流体溜りＡ狭ギャップ部ｒ₁ 回転軸の外径ｒ₂ 大径部の外径ｒ₃ ，ｒ₄ ラジアル軸受の摺動面の径

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が閉塞され他方が開放された凹部を
有する固定部材と、この固定部材の該凹部内に挿入され
た回転軸と、この回転軸をスラスト方向に支承し凹所底
部を形成するスラスト軸受と、該回転軸をラジアル方向
に支承するラジアル軸受と、を具備し、前記各軸受の摺
動面に非圧縮性流体が充填されてなる動圧軸受装置にお
いて、前記回転軸の軸方向における前記ラジアル軸受より閉塞
側に、該ラジアル軸受の摺動面の径より大なる外径を有
する大径部を設けると共に、この大径部に対向する固定部材と該大径部との間に、狭
ギャップ部を設け、この大径部が収容されるスペース内に、非圧縮性流体を
充填してなる動圧軸受装置。
【請求項２】請求項１記載の動圧軸受装置において、狭ギャップ部を境にして軸方向に分けられたスペース
を、非圧縮性流体溜りとしたことを特徴とする動圧軸受
装置。
【請求項３】請求項１記載の動圧軸受装置において、大径部は、抜け止めを兼用することを特徴とする動圧軸
受装置。
【請求項４】請求項１記載の動圧軸受装置において、回転軸のスラスト方向の通常のバランスは、凹所底部に
発生する開放側に向うスラスト動圧力と閉塞側に向う磁
気吸引力により平衡が保たれることを特徴とする動圧軸
受装置。
【請求項５】請求項１記載の動圧軸受装置において、大径部の閉塞側端面が回転軸の閉塞側端面より突出し、
この大径部の閉塞側端面と凹所底部との間に、スラスト
動圧力を発生させてなる動圧軸受装置。
【請求項６】請求項５記載の動圧軸受装置において、大径部の閉塞側端面及び凹所底部の少なくとも一方に、
動圧発生溝を形成してなる動圧軸受装置。
【請求項７】請求項１記載の動圧軸受装置において、狭ギャップ部のクリアランスを、３〜３０μｍとしたこ
とを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項８】請求項１記載の動圧軸受装置において、回転軸の外径をｒ₁ 、大径部の外径をｒ₂ 、これらの比
ｒ₂ ／ｒ₁ ＝ｎとした時に、ｎ＝１．２〜３．０とした
ことを特徴とする動圧軸受装置。