JP3038105B2

JP3038105B2 - 流体軸受装置およびモータ

Info

Publication number: JP3038105B2
Application number: JP5234324A
Authority: JP
Inventors: 廣光後藤
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH0763220A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受部の周面とその軸
受部が摺動する相手部材の周面との間に潤滑流体が介在
されている流体軸受装置およびモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体軸受装置としては、例えば図
３に示す特開平３−１０７６１２号公報に記載されたも
のが挙げられる。この軸受装置は、焼結金属に潤滑油が
含浸された軸受１０１に回転軸１０２が嵌合されたもの
であって、回転軸１０２の非回転時には軸受隙間に潤滑
油が染み出ることはないが、回転時には軸受１０１に含
浸された潤滑油がポンプ作用によって軸受面から染み出
て軸受隙間に油膜を形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の流体軸受装置では、軸受１０１に潤滑油が含
浸されているだけであるので、含油量が少なくＨＤＤモ
ータに要求されるような５万時間以上の長時間の使用に
は向かないものであった。また、３点の突出部を設け、
その部分で軸受隙間を小さくしかつサイジングによる目
潰しで動圧力を高め、回転軸１０２の一定周期の振れ
（ＲＲＯ）や非周期的振れ（ＮＲＲＯ）を抑制するよう
にしているが、ＨＤＤモータの要求を充分に満たしてお
らず、また長期使用による潤滑油量の騒音が発生した
り、更に摩耗によって耐久性に支障をきたしている。

【０００４】本発明は、一定周期の振れ、非周期的振れ
および騒音を抑制し、また耐久性に優れた流体軸受装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の流体軸受装置は、磁性流体を潤滑流体とし
て用いる流体軸受装置において、固定部材あるいは回転
部材のいずれか一方に軸受面全面が目潰しされた多孔質
且つ透磁性の焼結体から成る軸受部が少なくとも２箇所
設けられ、各軸受部に対向する側を透磁性材料から構成
すると共に、各軸受部の間に、当該各軸受部とこれらに
対向する側とを介して閉磁路が形成されるように軸方向
に着磁された磁石を配し、各軸受部に潤滑流体が含浸さ
れていると共に、軸受部の間の固定部材と回転部材との
隙間及び各軸受部の軸受隙間に潤滑流体が充填されてい
る。

【０００６】また、本発明のモータは、流体軸受装置を
備えている。

【０００７】

【作用】したがって、軸受部に含浸された潤滑流体だけ
でなく、軸受部の間の固定部材と回転部材との間の隙間
並びに軸受隙間に潤滑流体が充填されているため、潤滑
流体が豊富で長期間に亙って軸受面に充分な潤滑流体を
確保できる。加えて、目潰しされた軸受面全面で高い動
圧力が発生し、ＲＲＯやＮＲＲＯを小さく抑える。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【０００９】図１に本発明の流体軸受装置を備えたハー
ドディスクドライブ（ＨＤＤ）用のモータの一実施例を
示す。この実施例の流体軸受装置は、潤滑流体として磁
性流体を用いたものである。即ち、この流体軸受装置
は、一端が開放され他端がスラスト板１によって閉塞さ
れた非磁性材料からなるハウジング２と、このハウジン
グ２の内周面に圧入固定され軸方向に着磁された環状の
磁石３と、この磁石３の両磁極端面に接してハウジング
２の内周面に圧入固定され且つ透磁性の焼結体に潤滑流
体としての磁性流体が含浸されてなる１対の環状の軸受
部４，４と、この軸受部４，４の内周面に回転可能に嵌
合された即ち軸受部４，４に対向する側としての透磁性
材料からなる回転軸５と、軸受部４，４に含浸されてい
ると共に軸受部４，４と回転軸５との間および磁石３と
回転軸５の間に充填されている磁性流体６と、ハウジン
グ開放端部に設けられた磁気シール７とを備えている。
そして、回転軸５に固定されたハブ８の内周にロータヨ
ーク９およびロータマグネット１０が固定される一方、
ハウジング２の外周にステーコイル１１およびステータ
コアー１２が固定され、更にハウジング２に取付け用の
フレーム１３が固定されて、モータが構成されている。

【００１０】ここで、ハウジング２が固定部材、回転軸
５が回転部材に相当し、ハウジング２に設けられた軸受
部４，４の内周面（軸受面）と回転軸５が摺動するよう
になっている。

【００１１】また、軸受部４，４は、透磁性の焼結体例
えば鉄系焼結金属に磁性流体が含浸されてなる。磁性流
体６は、基油に強磁性微粒子を分散させてなる磁性をも
った潤滑油である。軸受部４，４は、所定の配合で秤量
された組成材料をよく混合して、環状に圧縮成形したも
のを焼結し、次に、この焼結体を真空容器等（図示省
略）に収めて真空ポンプ等（図示省略）により減圧して
から、磁性流体槽（図示省略）に浸漬して磁性流体を染
み込ませて得られる。この軸受部４，４の内周面即ち軸
受面には、図２に示すように、少なくとも３点以上の突
出部２１，２１，２１が形成される。そして、この突出
部２１，２１，２１を含めて軸受面全面が目潰しされて
いる。この軸受部４，４は、例えば通常の焼結含油軸受
の製造において、サイジング工程で突出部２１，２１，
２１を形成すると共にその他の軸受面部分２２を所定寸
法に広げることによって得られる。そして、このサイジ
ング工程で突出部２１と軸受面部分２２とが目潰しされ
る。この目潰しによって、軸受面の密度が内部よりも高
くなり、軸受隙間に供給された潤滑油が動圧を受けて再
び軸受部４内へ染み込むことがなくなる。

【００１２】また、軸受部４，４の間には磁石３と回転
軸５との間で磁性流体の貯留空間１４が形成されてい
る。この貯留空間１４は、軸受部４，４と回転軸５との
間の軸受隙間１５，１５よりも大きい容積を有してい
る。そして、軸受隙間１５，１５と貯留空間１４とに、
軸受部４，４に含浸された磁性流体と同一の磁性流体が
充填される。

【００１３】磁気シール７は、ハウジング開放端側の軸
受部４の端面に接してハウジング２の内周面に圧入固定
され軸方向に着磁された環状の磁石１６と、更にこの磁
石１６の端面に接してハウジング２の内周面に圧入固定
された環状の磁極片１７とを備えている。本実施例にお
いて、磁石１６の両端に接して設けられる１対の磁極片
の一方をハウジング開放端側の軸受部４が兼用してい
る。

【００１４】回転軸５にはハウジング閉塞端側の軸受部
４に対向して抜け止め部材１８が圧入固定され、回転軸
５の抜け止めを図っている。

【００１５】上記のように構成された流体軸受装置によ
ると次のようにして回転部材は支承される。

【００１６】ハウジング２、磁石３、軸受部４，４、磁
気シール７、スラスト板１、フレーム１３、ステータコ
イル１１、ステータコアー１２が固定部材となってお
り、ハブ８、ロータヨーク９、ロータマグネット１０、
回転軸５、抜け止め部材１８が一体的に回転する回転部
材となっている。

【００１７】そして、各軸受部４，４の間には軸方向に
着磁された磁石３が配されているので、各軸受部４，４
とこれらに対向する側である回転軸５とを介して閉磁路
が形成される。即ち、磁石３→開放端側の軸受部４→回
転軸５→閉塞端側の軸受部４→磁石３と磁束Ｆ₁が流れ
て閉磁路を形成する。これによって、軸受部４，４の内
周面と回転軸５との間の軸受隙間１５，１５に潤滑流体
たる磁性流体６が吸着保持され、充分な磁性流体６を確
保でき、安定した軸受作用を長期間にわたって得ること
ができる。

【００１８】磁性流体６は、ポーラスな軸受部４，４に
含浸されていると共に軸受隙間１５，１５および貯留空
間１４に充填されているので、軸受隙間１５，１５に
は、常時、充分な磁性流体が確保されている。そして、
軸受面全面が目潰しされているため、大きな動圧力が発
生する。

【００１９】尚、磁気シール７において、磁石１６→ハ
ウジング開放端側の軸受部４→回転軸５→磁極片１７→
磁石１６と磁束Ｆ₂が流れて閉磁路が形成されるため、
磁極片１７と回転軸５との間に磁性流体６が吸着保持さ
れて、磁性流体の漏洩が防止されている。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】なお、上述の実施例は本発明の好適な実施
の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、上述した実施例では、ハウジング２を固定
部材とし、軸５を回転部材としているが、これに特に限
られず軸を固定し、ハウジング側を回転させるようにし
ても良いし、軸受部４の外周面を軸受面として利用した
りしてもよい。また、本実施例ではいずれも複数の突出
部２１を設けた場合について主に説明しているがこれに
特に限定されるものではなく、突出部２１を設けずに真
円状の軸受面であっても全面が目潰しされていれば同様
のＲＲＯ，ＮＲＲＯ低減効果が得られる。さらに、上述
の流体軸受装置を備えて、例えばＨＤＤ用のモータ等を
構成しても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の流体軸受装置は、固定部材あるいは回転部材のいずれ
か一方に軸受面全面が目潰しされた多孔質の集結体から
成る軸受部が少なくとも２箇所設けられ、該軸受部に潤
滑流体が含浸されていると共に、軸受部の間の固定部材
と回転部材との隙間及び各軸受部の軸受隙間に潤滑流体
が充填されているので、軸受面に長期間に亙って十分な
量の潤滑流体を確保できるし、軸受面全面で大きな動圧
力を発生させることができ、一定周期の振れ、非周期的
振れおよび騒音を小さくしながら耐久性も向上できる。
特に、各軸受部とこれらに対向する側とを介して閉磁路
が形成されるようにしているので、磁性流体が常に各軸
受部に吸着保持されることとなり、充分な磁性流体を確
保でき、安定した軸受作用を長期間にわたって得ること
ができる。

【００２５】また、この流体軸受装置を備えたモータ
は、同様に一定周期の振れ、非周期的振れおよび騒音を
抑制し、耐久性を向上できるため、例えば、ハードディ
スクドライブ用のモータなどとして好適である。このＨ
ＤＤ用モータでは５万時間の耐久性が要求される。この
ため、従来の焼結含油軸受では数千時間が限界であった
ことから使用不能であるが、本発明の流体軸受装置を備
えたモータではその要求される耐久性を十分満足するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体軸受装置を備えたモータの一実施
例を示す図で、中央半截縦断面図である。

【図２】本発明の流体軸受装置の軸受部の構成を示す横
断面図である。

【図３】従来の焼結含油軸受の一例を示す軸受部の横断
面図である。

【符号の説明】

２ハウジング４，４軸受６潤滑流体たる磁性流体１４貯留空間１５，１５軸受面クリアランス２０潤滑流体たる潤滑油

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性流体を潤滑流体として用いる流体軸
受装置において、固定部材あるいは回転部材のいずれか
一方に軸受面全面が目潰しされた多孔質且つ透磁性の焼
結体から成る軸受部が少なくとも２箇所設けられ、各軸
受部に対向する側を透磁性材料から構成すると共に、各
軸受部の間に、当該各軸受部とこれらに対向する側とを
介して閉磁路が形成されるように軸方向に着磁された磁
石を配し、各軸受部に潤滑流体が含浸されていると共
に、軸受部の間の前記固定部材と回転部材との隙間及び
各軸受部の軸受隙間に潤滑流体が充填されていることを
特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】請求項１の流体軸受装置を備えたことを
特徴とするモータ。