JP3465204B2 - 動圧軸受スピンドルモータ - Google Patents
動圧軸受スピンドルモータInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/047—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/103—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
- F16C33/1035—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing by a magnetic field acting on a magnetic liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/746—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動圧軸受を用いたモー
タに係り、特に磁気ディスク装置、光ディスク装置、レ
ーザビーム用ポリゴンミラーモータ及びＶＴＲ用シリン
ダモータ等に用いられ、モーメント剛性が大きく信頼性
の高い薄型の動圧軸受スピンドルモータに関する。
タに係り、特に磁気ディスク装置、光ディスク装置、レ
ーザビーム用ポリゴンミラーモータ及びＶＴＲ用シリン
ダモータ等に用いられ、モーメント剛性が大きく信頼性
の高い薄型の動圧軸受スピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】情報機器等に用いられるスピンドルモー
タでは、回転体の支持に玉軸受を用いたものが主であっ
たが、玉軸受では回転の高精度化や高速回転化に限界が
あり、情報機器の高精度化、高速化の妨げとなってい
る。これに対して、動圧軸受を用いた場合、流体により
回転体が非接触で支持されるので非常に高精度な回転が
可能であり、高速回転化にも適している。
タでは、回転体の支持に玉軸受を用いたものが主であっ
たが、玉軸受では回転の高精度化や高速回転化に限界が
あり、情報機器の高精度化、高速化の妨げとなってい
る。これに対して、動圧軸受を用いた場合、流体により
回転体が非接触で支持されるので非常に高精度な回転が
可能であり、高速回転化にも適している。
【０００３】従来の動圧軸受スピンドルモータにおいて
は、軸固定型と軸回転型の２つに分類することができ
る。軸固定型の場合、軸をベースに固定するためベース
を厚くする必要があり、また、その構造が複雑になるた
めスピンドルモータの薄型化、低コスト化に問題があ
る。軸回転型の場合、軸固定型と比べて軸固定部が必要
なく、その構造が簡単なためスピンドルモータの薄型
化、低コスト化に適している。しかし、軸回転型の場合
には軸の抜け防止策を施す必要がある。特開平５−３２
１９２８号公報には、軸の端部に軸の直径より径大の円
板状のスラスト板を形成し、スラスト板の上下端面部に
スラスト軸受を設けて、軸の抜けを防止する構造が開示
されている。
は、軸固定型と軸回転型の２つに分類することができ
る。軸固定型の場合、軸をベースに固定するためベース
を厚くする必要があり、また、その構造が複雑になるた
めスピンドルモータの薄型化、低コスト化に問題があ
る。軸回転型の場合、軸固定型と比べて軸固定部が必要
なく、その構造が簡単なためスピンドルモータの薄型
化、低コスト化に適している。しかし、軸回転型の場合
には軸の抜け防止策を施す必要がある。特開平５−３２
１９２８号公報には、軸の端部に軸の直径より径大の円
板状のスラスト板を形成し、スラスト板の上下端面部に
スラスト軸受を設けて、軸の抜けを防止する構造が開示
されている。
【０００４】また、動圧軸受の場合、潤滑剤の漏洩が軸
受の潤滑不良を引き起こし、軸受寿命を低下させる。さ
らに、例えば磁気ディスク装置に用いた場合は、漏洩し
た潤滑剤が磁気ディスク及び磁気ヘッドを汚染し、ヘッ
ドクラッシュを発生させる可能性がある。したがって、
潤滑剤の漏洩を防止する手段が必要となる。潤滑剤の漏
洩を防止するため、特開平３−２７２３１８号公報で
は、軸受装置内を潤滑剤である磁性流体で満たし、ラジ
アル軸受の両端側に磁性流体シールを設けた構造が開示
されている。
受の潤滑不良を引き起こし、軸受寿命を低下させる。さ
らに、例えば磁気ディスク装置に用いた場合は、漏洩し
た潤滑剤が磁気ディスク及び磁気ヘッドを汚染し、ヘッ
ドクラッシュを発生させる可能性がある。したがって、
潤滑剤の漏洩を防止する手段が必要となる。潤滑剤の漏
洩を防止するため、特開平３−２７２３１８号公報で
は、軸受装置内を潤滑剤である磁性流体で満たし、ラジ
アル軸受の両端側に磁性流体シールを設けた構造が開示
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の動圧軸受スピン
ドルモータにあっては、スラスト板の下側にスラスト軸
受を形成する場合、スラスト板に対向するプレートを厚
くする必要があり、スピンドルモータの薄型化の妨げの
要因となる。また、スラスト軸受がラジアル軸受の下側
のみに設けてあるため、モーメント剛性を大きくするに
は、スラスト軸受の剛性を大きくする必要があり、スラ
スト軸受の隙間を厳密に調整しなければならない。した
がって、部品の加工精度が厳しくなり、製造コストが高
くなる問題点がある。さらにラジアル軸受の両端側に磁
性流体シールを設けた場合、軸線方向の寸法が大きくな
りスピンドルモータの薄型化の妨げの要因となる問題点
がある。
ドルモータにあっては、スラスト板の下側にスラスト軸
受を形成する場合、スラスト板に対向するプレートを厚
くする必要があり、スピンドルモータの薄型化の妨げの
要因となる。また、スラスト軸受がラジアル軸受の下側
のみに設けてあるため、モーメント剛性を大きくするに
は、スラスト軸受の剛性を大きくする必要があり、スラ
スト軸受の隙間を厳密に調整しなければならない。した
がって、部品の加工精度が厳しくなり、製造コストが高
くなる問題点がある。さらにラジアル軸受の両端側に磁
性流体シールを設けた場合、軸線方向の寸法が大きくな
りスピンドルモータの薄型化の妨げの要因となる問題点
がある。
【０００６】本発明の目的は、モーメント剛性の大きい
ラジアル軸受を備え信頼性の高い薄型の動圧軸受スピン
ドルモータを提供することにある。
ラジアル軸受を備え信頼性の高い薄型の動圧軸受スピン
ドルモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る動圧軸受スピンドルモータは、ハブに
嵌合したシャフトを軸受ハウジングに内設した軸受で回
転自在に支持し、軸受ハウジングの外周に固設したステ
ータとステータに対向してハブの内面に固設したロータ
マグネットとによりモータを形成し、モータによりハブ
を回転駆動する動圧軸受スピンドルモータにおいて、軸
受の内周面又はシャフトの外周面の軸方向に少なくとも
一つの動圧発生用溝を設けて少なくとも一つのラジアル
軸受を形成し、それぞれのラジアル軸受の一方側端面と
シャフトの一方側端部に設けたスラストカラーの他方側
端面との間及びそれぞれのラジアル軸受の他方側端面と
シャフトの他方側端面に固設したスラストプレートの一
方側端面との間に動圧発生用溝を設け、それぞれのラジ
アル軸受のそれぞれの端面にそれぞれのスラスト軸受を
形成し、それぞれのラジアル軸受及びそれぞれのスラス
ト軸受に潤滑剤を封入した構成とする。
め、本発明に係る動圧軸受スピンドルモータは、ハブに
嵌合したシャフトを軸受ハウジングに内設した軸受で回
転自在に支持し、軸受ハウジングの外周に固設したステ
ータとステータに対向してハブの内面に固設したロータ
マグネットとによりモータを形成し、モータによりハブ
を回転駆動する動圧軸受スピンドルモータにおいて、軸
受の内周面又はシャフトの外周面の軸方向に少なくとも
一つの動圧発生用溝を設けて少なくとも一つのラジアル
軸受を形成し、それぞれのラジアル軸受の一方側端面と
シャフトの一方側端部に設けたスラストカラーの他方側
端面との間及びそれぞれのラジアル軸受の他方側端面と
シャフトの他方側端面に固設したスラストプレートの一
方側端面との間に動圧発生用溝を設け、それぞれのラジ
アル軸受のそれぞれの端面にそれぞれのスラスト軸受を
形成し、それぞれのラジアル軸受及びそれぞれのスラス
ト軸受に潤滑剤を封入した構成とする。
【０００８】そして潤滑剤は、磁性流体で形成され、磁
性流体は、スラストカラーの外周面に対向して軸受ハウ
ジングの一方側端部に配置した磁性流体シールと軸受ハ
ウジングの下端に嵌着されたキャップとにより形成され
た空間と、それぞれの動圧発生用溝とに封入されている
構成でもよい。
性流体は、スラストカラーの外周面に対向して軸受ハウ
ジングの一方側端部に配置した磁性流体シールと軸受ハ
ウジングの下端に嵌着されたキャップとにより形成され
た空間と、それぞれの動圧発生用溝とに封入されている
構成でもよい。
【０００９】またキャップに、磁性流体の注入孔と空気
抜き孔とを穿設し、磁性流体を注入後にそれぞれの孔を
閉塞した構成でもよい。
抜き孔とを穿設し、磁性流体を注入後にそれぞれの孔を
閉塞した構成でもよい。
【００１０】さらにそれぞれのラジアル軸受に、少なく
とも一つの径方向の流通路を穿設し、それぞれのラジア
ル軸受の外周面と軸受ハウジングの内周面との間に軸方
向溝を設け、流通路と軸方向溝及びそれぞれの動圧発生
用溝とにより磁性流体の循環路を形成した構成でもよ
い。
とも一つの径方向の流通路を穿設し、それぞれのラジア
ル軸受の外周面と軸受ハウジングの内周面との間に軸方
向溝を設け、流通路と軸方向溝及びそれぞれの動圧発生
用溝とにより磁性流体の循環路を形成した構成でもよ
い。
【００１１】そしてそれぞれのラジアル軸受を、一つの
ラジアル軸受で形成し、ラジアル軸受の内周面又はシャ
フトの外周面の軸方向に少なくとも一つの動圧発生用溝
を設けた構成でもよい。
ラジアル軸受で形成し、ラジアル軸受の内周面又はシャ
フトの外周面の軸方向に少なくとも一つの動圧発生用溝
を設けた構成でもよい。
【００１２】また磁気ディスク装置においては、前記い
ずれか一つの動圧軸受スピンドルモータを備えてなる構
成とする。
ずれか一つの動圧軸受スピンドルモータを備えてなる構
成とする。
【００１３】さらに光ディスク装置においては、前記い
ずれか一つの動圧軸受スピンドルモータを備えてなる構
成とする。
ずれか一つの動圧軸受スピンドルモータを備えてなる構
成とする。
【００１４】そしてレーザビーム用ポリゴンミラーモー
タにおいては、前記いずれか一つの動圧軸受スピンドル
モータにより形成された構成とする。
タにおいては、前記いずれか一つの動圧軸受スピンドル
モータにより形成された構成とする。
【００１５】またＶＴＲ用シリンダモータにおいては、
前記いずれか一つの動圧軸受スピンドルモータにより形
成された構成とする。
前記いずれか一つの動圧軸受スピンドルモータにより形
成された構成とする。
【００１６】
【作用】本発明によれば、シャフトの外周面の軸方向に
１つ以上のラジアル軸受を設け、かつスラスト軸受をラ
ジアル軸受の両端側に設けたため、スラストプレートに
対向するキャップを薄くすることができて薄型化され
る。さらに、スラスト軸受がスピンドル重心の外側にあ
るため、モーメント剛性が大きくなり、シャフトの倒れ
に対して強くなる。また、潤滑剤として磁性流体を用
い、磁性流体シールとキャップとを設けることにより磁
性流体の漏洩が防止される。そして、磁性流体の循環路
を設けることにより、回転による磁性流体の温度上昇が
抑制され、磁性流体の蒸発及び性能劣化が防止される。
さらに、キャップに磁性流体を注入するための注入孔
と、注入時にスピンドル内部の空気を抜くための空気抜
き孔とを設けたため、磁性流体注入時に軸受ハウジング
内に空気が残らないようになり、温度変動等があっても
磁性流体の漏洩が防止される。
１つ以上のラジアル軸受を設け、かつスラスト軸受をラ
ジアル軸受の両端側に設けたため、スラストプレートに
対向するキャップを薄くすることができて薄型化され
る。さらに、スラスト軸受がスピンドル重心の外側にあ
るため、モーメント剛性が大きくなり、シャフトの倒れ
に対して強くなる。また、潤滑剤として磁性流体を用
い、磁性流体シールとキャップとを設けることにより磁
性流体の漏洩が防止される。そして、磁性流体の循環路
を設けることにより、回転による磁性流体の温度上昇が
抑制され、磁性流体の蒸発及び性能劣化が防止される。
さらに、キャップに磁性流体を注入するための注入孔
と、注入時にスピンドル内部の空気を抜くための空気抜
き孔とを設けたため、磁性流体注入時に軸受ハウジング
内に空気が残らないようになり、温度変動等があっても
磁性流体の漏洩が防止される。
【００１７】
【実施例】本発明の第一の実施例を図１を参照しながら
説明する。図１は第一の実施例の拡大断面である。図１
に示すように、ハブ４に嵌合したシャフト５を軸受ハウ
ジング６に内設した軸受７で回転自在に支持し、軸受ハ
ウジング６の外周に固設したステータ８とステータ８に
対向してハブ４の内面に固設したロータマグネット９と
によりモータを形成し、モータによりハブ４を回転駆動
する動圧軸受スピンドルモータであって、軸受７の内周
面又はシャフト５の外周面の軸方向に一つ以上の動圧発
生用溝２９を設けて一つ以上のラジアル軸受１７ａ，１
７ｂを形成し、それぞれのラジアル軸受１７ａ，１７ｂ
の一方側端面とシャフト５の一方側端部に設けたスラス
トカラー２１の他方側端面との間及びそれぞれのラジア
ル軸受１７ａ，１７ｂの他方側端面とシャフト５の他方
側端面に固設したスラストプレート２２の一方側端面と
の間に図４に示す動圧発生用溝３０を設け、それぞれの
ラジアル軸受１７ａ，１７ｂのそれぞれの端面にそれぞ
れのスラスト軸受１８，１９を形成し、それぞれのラジ
アル軸受１７ａ，１７ｂ及びそれぞれのスラスト軸受１
８，１９に潤滑剤を封入した構成とする。
説明する。図１は第一の実施例の拡大断面である。図１
に示すように、ハブ４に嵌合したシャフト５を軸受ハウ
ジング６に内設した軸受７で回転自在に支持し、軸受ハ
ウジング６の外周に固設したステータ８とステータ８に
対向してハブ４の内面に固設したロータマグネット９と
によりモータを形成し、モータによりハブ４を回転駆動
する動圧軸受スピンドルモータであって、軸受７の内周
面又はシャフト５の外周面の軸方向に一つ以上の動圧発
生用溝２９を設けて一つ以上のラジアル軸受１７ａ，１
７ｂを形成し、それぞれのラジアル軸受１７ａ，１７ｂ
の一方側端面とシャフト５の一方側端部に設けたスラス
トカラー２１の他方側端面との間及びそれぞれのラジア
ル軸受１７ａ，１７ｂの他方側端面とシャフト５の他方
側端面に固設したスラストプレート２２の一方側端面と
の間に図４に示す動圧発生用溝３０を設け、それぞれの
ラジアル軸受１７ａ，１７ｂのそれぞれの端面にそれぞ
れのスラスト軸受１８，１９を形成し、それぞれのラジ
アル軸受１７ａ，１７ｂ及びそれぞれのスラスト軸受１
８，１９に潤滑剤を封入した構成とする。
【００１８】次に磁気ディスク装置について説明する。
図２は第一の実施例を用いた磁気ディスク装置の縦断面
図である。磁気ディスク１は、スぺーサリング２を介し
てクランプ３により締結され、他方側端面を開口した中
空円柱状のハブ４の一方側端面とほぼ同一平面に装着さ
れる。ハブ４の一方端面の内側のほぼ中央部には軸方向
を他方側に向けてシャフト５が嵌着されており、シャフ
ト５を収容し円管状の一方側を開口した軸受ハウジング
６の内周面に固定された円管状の軸受７によって回転自
在に支持されている。軸受ハウジング６の外周面には、
鉄心に巻線したステータ８が取り付けられ、ステータ８
に対向するハブ４の内周面にはロータマグネット９が固
着され、ステータ８とロータマグネット９とはモータを
形成して磁気ディスク１及びハブ４等の回転系を回転駆
動させる。
図２は第一の実施例を用いた磁気ディスク装置の縦断面
図である。磁気ディスク１は、スぺーサリング２を介し
てクランプ３により締結され、他方側端面を開口した中
空円柱状のハブ４の一方側端面とほぼ同一平面に装着さ
れる。ハブ４の一方端面の内側のほぼ中央部には軸方向
を他方側に向けてシャフト５が嵌着されており、シャフ
ト５を収容し円管状の一方側を開口した軸受ハウジング
６の内周面に固定された円管状の軸受７によって回転自
在に支持されている。軸受ハウジング６の外周面には、
鉄心に巻線したステータ８が取り付けられ、ステータ８
に対向するハブ４の内周面にはロータマグネット９が固
着され、ステータ８とロータマグネット９とはモータを
形成して磁気ディスク１及びハブ４等の回転系を回転駆
動させる。
【００１９】磁気ディスク１の両面には対向して磁気ヘ
ッド１０が設けられており、磁気ディスク１の回転に伴
いこの磁気ヘッド１０は磁気ディスク１から微小な浮上
量で浮上し、この状態で磁気ディスク１に磁気情報の読
み書きを行う。磁気ヘッド１０はロードアーム１１を介
してキャリジ１２に連結されている。また、キャリジ１
２は中心軸の回りに揺動可能に支持されており、磁気デ
ィスク１上の任意のトラックにアクセスできる構造とな
っている。さらに、キャリジ１２の磁気ヘッド側と反対
側にはＶＣＭコイル１３が取り付けられ、ベース１５に
設けられているＶＣＭマグネット１４との間でモータを
形成し、磁気ヘッド１０を高速で任意のトラック位置に
移動させる。これらの構成部品を外部塵埃から保護する
目的でカバー１６がベース１５に取り付けられ、この構
造により各構成部品は外界から遮断されている。
ッド１０が設けられており、磁気ディスク１の回転に伴
いこの磁気ヘッド１０は磁気ディスク１から微小な浮上
量で浮上し、この状態で磁気ディスク１に磁気情報の読
み書きを行う。磁気ヘッド１０はロードアーム１１を介
してキャリジ１２に連結されている。また、キャリジ１
２は中心軸の回りに揺動可能に支持されており、磁気デ
ィスク１上の任意のトラックにアクセスできる構造とな
っている。さらに、キャリジ１２の磁気ヘッド側と反対
側にはＶＣＭコイル１３が取り付けられ、ベース１５に
設けられているＶＣＭマグネット１４との間でモータを
形成し、磁気ヘッド１０を高速で任意のトラック位置に
移動させる。これらの構成部品を外部塵埃から保護する
目的でカバー１６がベース１５に取り付けられ、この構
造により各構成部品は外界から遮断されている。
【００２０】次に図１、図３及び図４を参照しながらス
ピンドルモータ部について詳細に説明する。軸受ハウジ
ング６の内周面に軸受７が配置され、軸受７の内周面と
シャフト５の外周面との間に２つのラジアル軸受１７
ａ，１７ｂを形成し、ラジアル軸受１７ａ，１７ｂには
潤滑剤として磁性流体２０が封入される。軸受７の内周
面は図３に示すように非対称三円弧形状溝（動圧発生用
溝）２９を形成し、回転によりシャフト５の外周面との
間に発生する動圧効果により磁気ディスク１及びハブ４
等の回転系をラジアル方向に支持する。
ピンドルモータ部について詳細に説明する。軸受ハウジ
ング６の内周面に軸受７が配置され、軸受７の内周面と
シャフト５の外周面との間に２つのラジアル軸受１７
ａ，１７ｂを形成し、ラジアル軸受１７ａ，１７ｂには
潤滑剤として磁性流体２０が封入される。軸受７の内周
面は図３に示すように非対称三円弧形状溝（動圧発生用
溝）２９を形成し、回転によりシャフト５の外周面との
間に発生する動圧効果により磁気ディスク１及びハブ４
等の回転系をラジアル方向に支持する。
【００２１】また、軸受７の一方側及び他方側の両端面
には図４に示すように、テーパランド状溝（動圧発生用
溝）３０が設けられており、シャフト５の一方側端部と
ハブ４の内面とに設けられたスラストカラー２１の他方
側端面と、軸受７の一方側端面との間で上スラスト軸受
１８を形成し、シャフト５の他方側端面に固定されたス
ラストプレート２２の一方端面と、軸受７の他方側端面
との間で下スラスト軸受１９を形成する。上，下スラス
ト軸受１８，１９には磁性流体２０が封入され、回転に
より発生する動圧効果によって回転系をスラスト方向
（シャフト５の軸方向）に支持する。このように、回転
中はラジアル軸受１７ａ，１７ｂ及び上，下スラスト軸
受１８，１９により回転系が支持されるため、どのよう
な姿勢においても安定した回転が維持できる。さらに、
本実施例では、上，下スラスト軸受１８，１９を２つの
ラジアル軸受１７ａ，１７ｂの両端側に設けたことによ
り、モーメント剛性を高めることができ、シャフト５の
倒れに対して強い構造となっている。
には図４に示すように、テーパランド状溝（動圧発生用
溝）３０が設けられており、シャフト５の一方側端部と
ハブ４の内面とに設けられたスラストカラー２１の他方
側端面と、軸受７の一方側端面との間で上スラスト軸受
１８を形成し、シャフト５の他方側端面に固定されたス
ラストプレート２２の一方端面と、軸受７の他方側端面
との間で下スラスト軸受１９を形成する。上，下スラス
ト軸受１８，１９には磁性流体２０が封入され、回転に
より発生する動圧効果によって回転系をスラスト方向
（シャフト５の軸方向）に支持する。このように、回転
中はラジアル軸受１７ａ，１７ｂ及び上，下スラスト軸
受１８，１９により回転系が支持されるため、どのよう
な姿勢においても安定した回転が維持できる。さらに、
本実施例では、上，下スラスト軸受１８，１９を２つの
ラジアル軸受１７ａ，１７ｂの両端側に設けたことによ
り、モーメント剛性を高めることができ、シャフト５の
倒れに対して強い構造となっている。
【００２２】図５は磁性流体の循環路を示す図である。
ラジアル軸受１７ａ，１７ｂの間には径方向の流通路３
３が、軸受７の外周面には軸方向溝（動圧発生用溝）２
３が設けてあり、この流通路３３と軸方向溝２３とラジ
アル軸受及びスラスト軸受の隙間で磁性流体２０の循環
路２４を形成する。シャフト５が回転すると、ラジアル
軸受１７ａ，１７ｂの隙間に磁性流体２０が引き込ま
れ、流通路３３は負圧となる。ラジアル軸受１７ａ，１
７ｂの磁性流体２０は遠心力により、上，下スラスト軸
受部１８，１９を経て軸受７の外周面へと流出する。こ
こで、流通路３３は負圧なので、この磁性流体２０は軸
受７の外周面の軸方向溝２３を経由して流通路へと戻
る。このように磁性流体２０の循環路２４を設けること
により、回転による磁性流体２０の温度上昇を抑制し、
磁性流体２０の蒸発及び性能劣化を防止できる。
ラジアル軸受１７ａ，１７ｂの間には径方向の流通路３
３が、軸受７の外周面には軸方向溝（動圧発生用溝）２
３が設けてあり、この流通路３３と軸方向溝２３とラジ
アル軸受及びスラスト軸受の隙間で磁性流体２０の循環
路２４を形成する。シャフト５が回転すると、ラジアル
軸受１７ａ，１７ｂの隙間に磁性流体２０が引き込ま
れ、流通路３３は負圧となる。ラジアル軸受１７ａ，１
７ｂの磁性流体２０は遠心力により、上，下スラスト軸
受部１８，１９を経て軸受７の外周面へと流出する。こ
こで、流通路３３は負圧なので、この磁性流体２０は軸
受７の外周面の軸方向溝２３を経由して流通路へと戻
る。このように磁性流体２０の循環路２４を設けること
により、回転による磁性流体２０の温度上昇を抑制し、
磁性流体２０の蒸発及び性能劣化を防止できる。
【００２３】磁性流体２０の漏洩を防止するため、軸受
ハウジング６の一方側端部に磁性流体シール２５を設
け、スラストカラー２１との間に磁気回路を形成し、磁
性流体２０を保持する。また、ベース１５にキャップ２
６を取り付け、スピンドル一端部からの磁性流体２０の
漏洩を防止する。磁性流体シール２５とキャップ２６と
の間の空間に空気が残っていると、温度上昇時にこの空
気の膨張により磁性流体シール２５で形成されているシ
ールが破れ、磁性流体２０が外部へ漏洩してしまうた
め、キャップ２６に磁性流体２０を注入する注入孔２７
と、注入時にスピンドル内部の空気を抜く空気抜き孔２
８とを設け、磁性流体２０の注入時に空気が残らないよ
うにしている。また、空気抜き孔２８はキャップ２６の
取り付け時に内部の空気が圧縮され、磁性流体シール２
５が破れることも防止する。注入孔２７と空気抜き孔２
８とは磁性流体２０を注入後に接着剤等で塞ぎ、注入孔
２７および空気抜き孔２８からの磁性流体２０の漏洩を
防止する。なお磁性流体シール２５は、磁石２５ａと磁
石２５ａの両端面に接する磁性体とよりなる二つのヨー
ク２５ｂとにより形成され、二つのヨーク２５ｂを介し
てスラストカラー２１との間に磁界を形成している。磁
性流体は、液体にもかかわらず鉄やニッケルのように磁
石により吸引される流体であり、水やポリαオレフィン
有機溶媒等の液体の中に、ＭｎＺｎフェライト等の強磁
性の超微粒子を界面活性剤等を介して安定に分散させた
コロイド溶液である。したがって二つの各ヨーク２５ｂ
とスラストカラー２１との間に超微粒子が吸引されて液
体をシールするようになる。
ハウジング６の一方側端部に磁性流体シール２５を設
け、スラストカラー２１との間に磁気回路を形成し、磁
性流体２０を保持する。また、ベース１５にキャップ２
６を取り付け、スピンドル一端部からの磁性流体２０の
漏洩を防止する。磁性流体シール２５とキャップ２６と
の間の空間に空気が残っていると、温度上昇時にこの空
気の膨張により磁性流体シール２５で形成されているシ
ールが破れ、磁性流体２０が外部へ漏洩してしまうた
め、キャップ２６に磁性流体２０を注入する注入孔２７
と、注入時にスピンドル内部の空気を抜く空気抜き孔２
８とを設け、磁性流体２０の注入時に空気が残らないよ
うにしている。また、空気抜き孔２８はキャップ２６の
取り付け時に内部の空気が圧縮され、磁性流体シール２
５が破れることも防止する。注入孔２７と空気抜き孔２
８とは磁性流体２０を注入後に接着剤等で塞ぎ、注入孔
２７および空気抜き孔２８からの磁性流体２０の漏洩を
防止する。なお磁性流体シール２５は、磁石２５ａと磁
石２５ａの両端面に接する磁性体とよりなる二つのヨー
ク２５ｂとにより形成され、二つのヨーク２５ｂを介し
てスラストカラー２１との間に磁界を形成している。磁
性流体は、液体にもかかわらず鉄やニッケルのように磁
石により吸引される流体であり、水やポリαオレフィン
有機溶媒等の液体の中に、ＭｎＺｎフェライト等の強磁
性の超微粒子を界面活性剤等を介して安定に分散させた
コロイド溶液である。したがって二つの各ヨーク２５ｂ
とスラストカラー２１との間に超微粒子が吸引されて液
体をシールするようになる。
【００２４】図６は本発明の他の実施例を示す拡大断面
図である。図７は本実施例に用いられるスラスト軸受形
状を示す図である。本実施例では軸受部の動圧発生要素
としてヘリングボーン状溝３１を設け、一つのラジアル
軸受１７の両端面に上，下スラスト軸受１８，１９を設
けたことを特徴とする。
図である。図７は本実施例に用いられるスラスト軸受形
状を示す図である。本実施例では軸受部の動圧発生要素
としてヘリングボーン状溝３１を設け、一つのラジアル
軸受１７の両端面に上，下スラスト軸受１８，１９を設
けたことを特徴とする。
【００２５】軸受ハウジング６の内周面に軸受７が配置
され、軸受７の内周面とシャフト５外周面との間でラジ
アル軸受１７を形成し、ラジアル軸受１７に潤滑剤とし
て磁性流体２０が封入される。軸受７の内周面にはヘリ
ングボーン状溝（動圧発生用溝）３１が設けられ、回転
により発生する動圧効果により磁気ディスク１及びハブ
４等の回転系をラジアル方向に支持する。ヘリングボー
ン状溝３１は、シャフト５の外周面に設けてもよい。
され、軸受７の内周面とシャフト５外周面との間でラジ
アル軸受１７を形成し、ラジアル軸受１７に潤滑剤とし
て磁性流体２０が封入される。軸受７の内周面にはヘリ
ングボーン状溝（動圧発生用溝）３１が設けられ、回転
により発生する動圧効果により磁気ディスク１及びハブ
４等の回転系をラジアル方向に支持する。ヘリングボー
ン状溝３１は、シャフト５の外周面に設けてもよい。
【００２６】また、軸受７の両端面には図７に示すよう
に、スパイラル状溝（動圧発生用溝）３２が設けられて
おり、シャフト５とハブ４の固着部とに設けられたスラ
ストカラー２１の下部端面と軸受７の上部端面との間で
上スラスト軸受１８を形成し、シャフト５の下部端面に
固定されたスラストプレート２２の上部端面と軸受７の
下部端面との間で下スラスト軸受１９を形成する。上，
下スラスト軸受１８，１９に磁性流体２０が封入され、
回転により発生する動圧効果によって回転系をスラスト
方向に支持する。スパイラル状溝３２は、スラストカラ
ー２１の一方側端面及びスラストプレート２２の他方側
端面に設けてもよい。
に、スパイラル状溝（動圧発生用溝）３２が設けられて
おり、シャフト５とハブ４の固着部とに設けられたスラ
ストカラー２１の下部端面と軸受７の上部端面との間で
上スラスト軸受１８を形成し、シャフト５の下部端面に
固定されたスラストプレート２２の上部端面と軸受７の
下部端面との間で下スラスト軸受１９を形成する。上，
下スラスト軸受１８，１９に磁性流体２０が封入され、
回転により発生する動圧効果によって回転系をスラスト
方向に支持する。スパイラル状溝３２は、スラストカラ
ー２１の一方側端面及びスラストプレート２２の他方側
端面に設けてもよい。
【００２７】本実施例によれば、ラジアル軸受を軸方向
に一つとしたため、軸方向の寸法を短くすることがで
き、スピンドルを薄型化することができる。また、ラジ
アル軸受を一つにしたことによるシャフトの振れの増大
を防止するため、上，下スラスト軸受を大きくし、スラ
スト剛性を高めている。
に一つとしたため、軸方向の寸法を短くすることがで
き、スピンドルを薄型化することができる。また、ラジ
アル軸受を一つにしたことによるシャフトの振れの増大
を防止するため、上，下スラスト軸受を大きくし、スラ
スト剛性を高めている。
【００２８】図６は本発明の他の実施例を示す拡大断面
図である。スラストカラー４１の軸方向巾を可能な限り
短くし、シャフト４５の他方側端部に円環状のスラスト
プレート５２を嵌入し、軸受ハウジング４６の一方側端
部にシャフト４５と軸受４７とに対向するように磁性流
体シール５５を設けた構成である。磁性流体シール５５
の他方側端面には長さの短いヨーク５５ｃが接してい
る。
図である。スラストカラー４１の軸方向巾を可能な限り
短くし、シャフト４５の他方側端部に円環状のスラスト
プレート５２を嵌入し、軸受ハウジング４６の一方側端
部にシャフト４５と軸受４７とに対向するように磁性流
体シール５５を設けた構成である。磁性流体シール５５
の他方側端面には長さの短いヨーク５５ｃが接してい
る。
【００２９】本実施例によれば、軸受４７の軸方向の巾
を広くでき、モーメント剛性をより高めることができ
る。
を広くでき、モーメント剛性をより高めることができ
る。
【００３０】以上、本発明の動圧軸受スピンドルモータ
を磁気ディスク装置に用いた例について説明したが、光
ディスク装置用モータ、レーザビーム用ポリゴンミラー
モータ及びＶＴＲ用シリンダモータ等に用いても同様の
作用、効果を奏する。
を磁気ディスク装置に用いた例について説明したが、光
ディスク装置用モータ、レーザビーム用ポリゴンミラー
モータ及びＶＴＲ用シリンダモータ等に用いても同様の
作用、効果を奏する。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ラジアル軸受の両端側
にスラスト軸受を設けることにより、モーメント剛性が
大きく、シャフトの倒れに対して強い構造にすることが
でき、かつ、潤滑剤として磁性流体を用い、磁性流体シ
ール及びキャップを設けて磁性流体の漏洩を防止するこ
とができる。また、キャップに磁性流体の注入孔と空気
抜き孔を設けることにより、磁性流体注入時、又は温度
変動による磁性流体の漏洩を防止でき、信頼性を向上す
ることができる。さらに、磁性流体の循環路を設けるこ
とにより、回転による磁性流体の温度上昇を抑制でき、
磁性流体の蒸発及び性能劣化を防ぐことができる。
にスラスト軸受を設けることにより、モーメント剛性が
大きく、シャフトの倒れに対して強い構造にすることが
でき、かつ、潤滑剤として磁性流体を用い、磁性流体シ
ール及びキャップを設けて磁性流体の漏洩を防止するこ
とができる。また、キャップに磁性流体の注入孔と空気
抜き孔を設けることにより、磁性流体注入時、又は温度
変動による磁性流体の漏洩を防止でき、信頼性を向上す
ることができる。さらに、磁性流体の循環路を設けるこ
とにより、回転による磁性流体の温度上昇を抑制でき、
磁性流体の蒸発及び性能劣化を防ぐことができる。
【図１】本発明の第一の実施例を示す断面図である。
【図２】図１の実施例を用いた磁気ディスク装置の断面
図である。
図である。
【図３】図２のラジアル軸受の平面図である。
【図４】図３のπ−π線断面図である。
【図５】軸受の磁性流体の循環路を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図７】図６に用いられる軸受の平面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す断面図である。
１ 磁気ディスク
４ ハブ
５ シャフト
６ 軸受ハウジング
７ 軸受
１５ ベース
１７ａ、１７ｂ ラジアル軸受
１８ 上スラスト軸受
１９ 下スラスト軸受
２０ 磁性流体
２１ スラストカラー
２２ スラストプレート
２３ 軸方向溝
２４ 循環路
２５ 磁性流体シール
２６ キャップ
２７ 注入孔
２８ 空気抜き孔
２９ 非対称３円弧溝
３０ テーパランド溝
３１ ヘリングボーン溝
３２ スパイラル溝
３３ 流通路
フロントページの続き
(72)発明者 仲野 正昭
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(72)発明者 吉田 隆
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(72)発明者 井上 知昭
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(72)発明者 羽鳥 早千雄
群馬県桐生市相生町３丁目93番地 日本
サーボ株式会社 桐生工場内
(56)参考文献 特開 平７−99752（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−28552（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−202928（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−189493（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−189490（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−321928（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−272318（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−52718（ＪＰ，Ｕ)
米国特許4254961（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16C 17/00
F16C 33/10
G11B 19/20
Claims (9)
- 【請求項１】 ハブに嵌合したシャフトを軸受ハウジン
グに内設した軸受で回転自在に支持し、前記軸受ハウジ
ングの外周に固設したステータと該ステータに対向して
前記ハブの内面に固設したロータマグネットとによりモ
ータを形成し、該モータにより前記ハブを回転駆動する
動圧軸受スピンドルモータにおいて、前記軸受の内周面
又は前記シャフトの外周面の軸方向に少なくとも一つの
動圧発生用溝を設けて少なくとも一つのラジアル軸受を
形成し、それぞれのラジアル軸受の一方側端面と前記シ
ャフトの一方側端部に設けたスラストカラーの他方側端
面との間及びそれぞれのラジアル軸受の他方側端面と前
記シャフトの他方側端面に固設したスラストプレートの
一方側端面との間に動圧発生用溝を設け、それぞれのラ
ジアル軸受のそれぞれの端面にそれぞれのスラスト軸受
を形成し、それぞれのラジアル軸受及びそれぞれのスラ
スト軸受に潤滑剤を封入したことを特徴とする動圧軸受
スピンドルモータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の動圧軸受スピンドルモー
タにおいて、潤滑剤は、磁性流体で形成され、該磁性流
体は、スラストカラーの外周面に対向して軸受ハウジン
グの一方側端部に配置した磁性流体シールと前記軸受ハ
ウジングの下端に嵌着されたキャップとにより形成され
た空間と、それぞれの動圧発生用溝とに封入されている
ことを特徴とする動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項３】 請求項２記載の動圧軸受スピンドルモー
タにおいて、キャップに、磁性流体の注入孔と空気抜き
孔とを穿設し、前記磁性流体を注入後にそれぞれの孔を
閉塞したことを特徴とする動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項記載の動圧
軸受スピンドルモータにおいて、それぞれのラジアル軸
受に、少なくとも一つの径方向の流通路を穿設し、それ
ぞれのラジアル軸受の外周面と軸受ハウジングの内周面
との間に軸方向溝を設け、前記流通路と該軸方向溝及び
それぞれの動圧発生用溝とにより磁性流体の循環路を形
成したことを特徴とする動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項記載の動圧
軸受スピンドルモータにおいて、それぞれのラジアル軸
受を、一つのラジアル軸受で形成し、ラジアル軸受の内
周面又はシャフトの外周面の軸方向に少なくとも一つの
動圧発生用溝を設けたことを特徴とする動圧軸受スピン
ドルモータ。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の動圧
軸受スピンドルモータを備えてなることを特徴とする磁
気ディスク装置。 - 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項記載の動圧
軸受スピンドルモータを備えてなることを特徴とする光
ディスク装置。 - 【請求項８】 請求項１〜５のいずれか１項記載の動圧
軸受スピンドルモータにより形成されたことを特徴とす
るレーザビーム用ポリゴンミラーモータ。 - 【請求項９】 請求項１〜５のいずれか１項記載の動圧
軸受スピンドルモータにより形成されたことを特徴とす
るＶＴＲ用シリンダモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00211295A JP3465204B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 動圧軸受スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00211295A JP3465204B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 動圧軸受スピンドルモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08189525A JPH08189525A (ja) | 1996-07-23 |
| JP3465204B2 true JP3465204B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=11520275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00211295A Expired - Lifetime JP3465204B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 動圧軸受スピンドルモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465204B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578621B2 (en) | 2004-09-09 | 2009-08-25 | Nidec Corporation | Fluid dynamic-pressure bearing device and spindle motor |
| US7866047B2 (en) | 2005-03-18 | 2011-01-11 | Nidec Corporation | Sleeve-unit manufacturing method |
| US7988810B2 (en) | 2006-09-20 | 2011-08-02 | Nidec Corporation | Sleeve unit, method of manufacturing thereof, and motor using the sleeve unit |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH11273235A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータおよびこのモータを搭載したハードディスク装置 |
| JPH11283321A (ja) | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Hitachi Ltd | 高い衝撃耐久性能を有するディスク駆動装置及び磁気ディスク装置 |
| JP2000199520A (ja) * | 1999-01-06 | 2000-07-18 | Konica Corp | 回転装置 |
| DE102010006119A1 (de) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Minebea Co., Ltd. | Spindelmotor |
| JP2012031979A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-16 | Ihi Corp | スラスト軸受 |
| CN102392851A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-03-28 | 武汉理工大学 | 可控磁流润滑推力轴承 |
| KR101350586B1 (ko) * | 2012-03-08 | 2014-01-14 | 삼성전기주식회사 | 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 |
| KR101397826B1 (ko) * | 2013-10-21 | 2014-05-21 | 삼성전기주식회사 | 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 |
| CN109690050B (zh) | 2016-09-29 | 2021-08-03 | 株式会社Ihi | 轴承构造及增压器 |
| CN106763153B (zh) * | 2017-01-19 | 2019-04-19 | 重庆江增船舶重工有限公司 | 一种轴流涡轮增压器浮动推力轴承结构 |
| CN106968972B (zh) * | 2017-03-31 | 2023-04-18 | 哈尔滨庆功林气悬浮鼓风机有限公司 | 一种气悬浮轴承鼓风机及气悬浮轴承增压方法 |
| WO2022209131A1 (ja) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 株式会社Ihi | 軸受および過給機 |
-
1995
- 1995-01-10 JP JP00211295A patent/JP3465204B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7578621B2 (en) | 2004-09-09 | 2009-08-25 | Nidec Corporation | Fluid dynamic-pressure bearing device and spindle motor |
| US7866047B2 (en) | 2005-03-18 | 2011-01-11 | Nidec Corporation | Sleeve-unit manufacturing method |
| US7988810B2 (en) | 2006-09-20 | 2011-08-02 | Nidec Corporation | Sleeve unit, method of manufacturing thereof, and motor using the sleeve unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08189525A (ja) | 1996-07-23 |
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