JP3017129B2 - 空気力学軸受 - Google Patents

空気力学軸受

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気力学軸受に係
り、さらに詳細には異物流入を防止し得る構造を有する
空気力学軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気力学軸受には半球形の空気力学軸
受、ジャーナル空気力学軸受、スラスト空気力学軸受な
どがある。このような空気力学軸受は、高速で回転する
ハードディスクドライブのディスク駆動用モータ、レー
ザープリンタ又はレーザースキャナの回転多面鏡駆動用
モータ、デジタルＶＣＲのヘッドドラム駆動用モータな
どに用いられる。
【０００３】図１には従来の半球形の空気力学軸受を示
した。図１を参照するに、半球形の空気力学軸受は軸１
に互いに対面するよう固定された上半球２及び下半球３
と、前記上半球２及び下半球３がそれぞれ回転自在に結
合される半球溝４ａ，４ｂが上、下部に形成されたブッ
シュ４と、前記上半球２及び下半球３を軸１から離れな
いよう圧着させる結合リング５と、上半球２と下半球３
との間の軸に結合されて上・下半球２，３とブッシュ４
との間のクリアランスを保たせるスペーサ６とを含む。
【０００４】前記上・下半球２，３とブッシュ４の相互
対向する潤滑面にはグルーブ７が形成されており、上・
下半球２，３とブッシュ４との間には適切なクリアラン
スが保たれる。上・下半球２，３とブッシュ４が相対的
に回転する時、前記クリアランスから発生した空圧によ
ってこれらは互いに接触せずに回転される。しかしなが
ら、上・下半球２，３とブッシュ４との間のクリアラン
スには外部の異物が流れ込む恐れがある。異物がクリア
ランスに流れ込むと前記潤滑面が損傷されたり、軸受の
回転特性が劣化する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は外部の異物が空気力学軸受のクリアランスに流れ込ま
ない空気力学軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明による空気力学軸受は、回転する軸に固定さ
れる内輪と、前記内輪の潤滑面に対応する潤滑面を有
し、前記内輪を回転可能に支持する外輪とを含み、前記
内輪及び外輪のうち、少なくとも一つの潤滑面には前記
内輪又は外輪が回転する時、外部に所定の空圧を発生さ
せる第１グルーブが形成されることを特徴とする。
【０００７】ここで、前記グルーブは前記グルーブの形
成された部材が回転する時、前記グルーブの外部端が前
記グルーブの内部端をリードする方向に傾いて形成され
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】図２を参照するに、本発明による
半球形の空気力学軸受は軸１０に互いに対面するよう固
定された上半球２０及び下半球３０のような内輪と、前
記上・下半球２０，３０がそれぞれ回転自在に結合され
る半球溝４０ａ，４０ｂが上・下部に形成されたブッシ
ュ４０のような外輪と、前記上半球２０及び下半球３０
を軸１０から離れないよう圧着する結合リング５０と、
前記上半球２０と下半球３０との間の軸１０に設けられ
て上・下半球２０，３０とブッシュ４０との間のクリア
ランスを保たせるスペーサ６０とを含んでなる。
【０００９】本発明によれば、前記半球形の空気力学軸
受のブッシュ４０と対面する上・下半球２０，３０の潤
滑面の端部には異物流入防止用の第１グルーブ８０が形
成される。又は、前記第１グルーブ８０は上・下半球２
０，３０と対面するブッシュ４０の潤滑面に形成されて
も良い。前記第１グルーブ８０はブッシュ４０又は上・
下半球２０，３０が回転する際、外部に所定の空圧が発
生されるよう、前記ブッシュ４０の回転方向に対して所
定角度傾いて形成される。好ましくは、前記第１グルー
ブ８０は前記ブッシュ４０又は上・下半球２０，３０が
矢印Ａ方向に回転するにつれて、第１グルーブ８０の外
部端がその内部端をリードするよう形成される。
【００１０】このように所定角度傾いて形成された第１
グルーブ８０は異物の流れ込むことを防止することがで
き、たとえ異物が流れ込んでも異物は自重による遠心力
によって前記第１グルーブ８０を通じて外部に排出され
る。前記上・下半球２０，３０は高炭素鋼又はWCo を主
成分として製造され、前記上・下半球２０，３０の表面
は、図４に示したように、５μｍ〜２０μｍ厚さのチタ
ン（Ｔｉ）膜４１でコーティングされる。同様に、高炭
素鋼又はWCo を主成分とするブッシュ４０の半球溝４０
ａ，４０ｂの潤滑面には５μｍ〜２０μｍ厚さのチタン
膜４１がコーティングされ得る。
【００１１】又は、前記上・下半球２０，３０及びブッ
シュ４０はセラミックからなり得る。この場合、チタン
膜の代わりにAl2O3 コーティング膜が形成されても良
い。さらに、前記上・下半球２０，３０とブッシュ４０
との間の摩擦による摩耗を減らし、所定の空圧を発生さ
せるために前記上・下半球２０，３０とブッシュ４０に
コーティングされたチタンコーティング膜２１，４１又
はAl2O3 コーティング膜（図示せず）上に厚さ0.05μｍ
〜１０μｍのＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜２２，４
２がそれぞれコーティングされても良い。
【００１２】前記ＤＬＣコーティング膜２２，４２はチ
タンコーティング膜２１，４１と類似した線膨張係数を
有し、よって剥離やクリアランス変化の問題が発生せ
ず、且つチタンコーティング膜より耐摩耗性が強い。図
３には本発明の他の実施例を示した。ここで、前記図面
と同一の参照符号は同一部材を示す。図３を参照する
に、ブッシュ４０又は半球２０，３０の各潤滑面には第
２グルーブ９０が第１グルーブ８０と共に形成される。
第２グルーブ９０は第１グルーブ８０と反対方向に傾い
て形成されることが好ましい。
【００１３】前記半球２０，３０とブッシュ４０との間
には適切なクリアランスが保たれ、ブッシュ４０又は半
球２０，３０が回転する時には前記クリアランスから発
生した空圧によって互いに接触することなく回転され
る。前記第１グルーブ８０及び第２グルーブ９０の形
状、深さ、個数は半球形の空気力学軸受の空圧発生によ
る負荷容量及び回転程度を勘案して適切に設定される。
【００１４】本実施例の前記第１グルーブ８０及び第２
グルーブ９０にも図４に基づいて説明したコーティング
膜２１，４１又はＤＬＣコーティング膜２２，４２が形
成されても良い。
【００１５】
【発明の効果】上述のごとく、本発明による半球形の空
気力学軸受において、外部の異物がクリアランスに流れ
込まない。即ち、第１グルーブ８０は異物の流れ込むこ
とを防止することができ、たとえ異物が流れ込んでも異
物は自重による遠心力によって第１グルーブ８０を通じ
て外部に排出される。
【００１６】本発明は図示した一実施例に基づいて説明
されたが、これは例示に過ぎず、当業者によってこれか
ら多様な変形及び均等な他実施例が可能である。従っ
て、本発明の真の技術的保護範囲は本発明の技術的思想
内で定めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来の空気力学軸受の部分切除断面図で
ある。
【図２】本発明の一実施例による空気力学軸受の部分切
除断面図である。
【図３】本発明の他の実施例による空気力学軸受の部分
切除断面図である。
【図４】図２のIV−IVによる横断面図である。
【符号の説明】
１０ 軸 ２０ 上半球 ２１ チタンコーティング膜 ２２ ＤＬＣ膜 ３０ 下半球 ４０ ブッシュ ４０ａ 半球溝 ４０ｂ 半球溝 ４１ チタンコーティング膜 ４２ ＤＬＣ膜 ５０ 結合リング ６０ スペーサ ８０ 第１グルーブ ９０ 第２グルーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 23/04 F16C 17/02 F16C 33/10

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外輪が固定であり、内輪が回転する構成
    又は内輪が固定であり、外輪が回転する構成の空気力学
    軸受であって、 潤滑面を有し、回転する軸に球面が互いに対面するよう
    固定された一対の半球状の内輪と、 前記半球状の内輪が回転自在に結合される半球溝が上下
    部に形成されており、該半球溝の内面が前記半球状の内
    輪の潤滑面に対応する潤滑面を有し、前記半球状の内輪
    を回転自在に支持する外輪とを含み、 前記内輪及び外輪のうち、少なくとも一つの潤滑面のう
    ち端部に第１グルーブを形成し、且つ、該潤滑面のうち
    上記端部以外の部分に第２グルーブを形成してあり、 該第１グルーブは、前記半球状の内輪が回転するとき又
    は前記外輪が回転するとき、その外部端がその内部端を
    リードする方向に傾いており、外方に向く所定の空圧を
    発生させ、 該第２グルーブは、該第１グルーブと反対方向に傾いて
    いる構成と したことを特徴とする空気力学軸受。
  2. 【請求項２】 前記内輪及び外輪のうち、少なくとも潤
    滑面にチタンコーティング膜が形成されたことを特徴と
    する請求項１に記載の空気力学軸受。
  3. 【請求項３】 前記チタンコーティング膜の厚さが５μ
    ｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の
    空気力学軸受。
  4. 【請求項４】 前記チタンコーティング膜上にＤＬＣコ
    ーティング膜がさらに形成されることを特徴とする請求
    項３に記載の空気力学軸受。
  5. 【請求項５】 前記ＤＬＣコーティング膜の厚さは0.05
    μｍ〜10μｍであることを特徴とする請求項４に記載の
    空気力学軸受。
  6. 【請求項６】 前記内輪及び外輪中、少なくとも一つの
    潤滑面にAl2O3 コーティング膜が形成されることを特徴
    とする請求項１に記載の空気力学軸受。
  7. 【請求項７】 前記Al2O3 コーティング膜上にＤＬＣコ
    ーティング膜がさらに形成されることを特徴とする請求
    項６に記載の空気力学軸受。
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