JP3668621B2

JP3668621B2 - 回転機械

Info

Publication number: JP3668621B2
Application number: JP31401498A
Authority: JP
Inventors: 博之市崎; 秀哉池本
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: JP2000123466A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含油軸受によって回転軸を支持する、記録媒体駆動用のスピンドルモータ等の回転機械に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
含油軸受等の滑り軸受を用いた各種電動機を始めとする回転機械において、軸受の外径が一定寸法を超える場合は、軸受の上端を回転部における一定高さよりも低くしなければならず、軸受の外径が一定寸法以下であればその一定高さよりも高くすることができることがある。
【０００３】
例えば、フロッピーディスク、高容量フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の円盤状記録媒体を支持して回転駆動するためのターンテーブルを回転部に備えたスピンドルモータにおいては、対象とする記録媒体の規格に応じてターンテーブルの中央部付近の形状やサイズが規定される。そのため、ターンテーブル中央部の回転軸を回転自在に支持する軸受の上端を、軸受の外径が一定寸法を超える場合はターンテーブルにおける一定高さよりも低くしなければならず、軸受の外径が一定寸法以下であればその一定高さよりも高くすることができることがある。そのような場合において軸受の外径が一定寸法を超えるときは、軸受の上端をターンテーブルにおける一定高さよりも低くしなければならないので、必要な軸受スパン（軸受の軸心方向寸法）を確保しようとするとスピンドルモータ全体の高さを低くすることができず、逆にスピンドルモータの高さを低くして薄型化しようとすると、軸受スパンが短くなって回転精度や軸受の寿命に悪影響を及ぼしかねない。
【０００４】
特に含油軸受を利用する場合、潤滑油の散逸を防ぐ上で軸受支持筒状部内にその含油軸受を嵌挿した状態とする必要があるので、そのような軸受支持筒状部を含めた軸受部全体の外径寸法は比較的大きくならざるを得ない。そのため、必要な軸受スパンを確保しつつスピンドルモータ等の回転機械を薄型化するのが困難であった。
【０００５】
本発明は、従来技術に存した上記のような問題点に鑑み行われたものであって、その目的とするところは、含油軸受の軸心方向長さを可及的に長くして必要な回転精度及び寿命を実現しながら全体の軸心方向寸法を短くして薄型化することができると共に、潤滑液の散逸が防止される回転機械を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の回転機械は、
固定部に、含油軸受と、上部の内周部と含油軸受の外周部との間に上方に開口する環状集液溝部を形成すると共に、その環状集液溝部よりも下方において含油軸受の外周部のうち上部を除く部分に外嵌した状態で含油軸受を支持する軸受支持筒状部とを有し、
回転部に、前記含油軸受に挿通されてその含油軸受により回転自在に支持され、基端部が含油軸受の上端部の上側に位置する回転軸と、含油軸受のうち軸受支持筒状部が外嵌されない上部及びその上側の径方向外方に位置し、少なくとも一部が、径方向内方に開口する環状の溝状部をなすと共に、下端部が前記環状集液溝部内に位置し、回転時に遠心力により径方向外方に潤滑液を保持し得、保持したその潤滑液が静止時には下方へ流出して前記環状集液溝部内に流下する環状捕液部とを有することを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、次のような回転機械、すなわち、軸受部が回転部における一定高さを超えるとき、その一定高さを超える軸受部の外周部の径方向寸法が一定寸法以下であることを要し、含油軸受の外周部に軸受支持筒状部が外嵌してなる軸受部における軸受支持筒状部の外周部の径方向寸法が前記一定寸法を超え、含油軸受の上部の外周部の径方向寸法が前記一定寸法以下である回転機械において、軸受スパン（軸受の軸心方向寸法）をかせぎつつ全体の薄型化を図ることができる。つまり、含油軸受を支持する軸受支持筒状部が、含油軸受の外周部のうち上部を除く部分に外嵌しており、含油軸受の上部の外周部には軸受支持筒状部が外嵌されていないので、軸受部の上部（含油軸受の上部）を回転部における前記一定高さより高く位置させ、含油軸受の軸心方向長さを可及的に長くして必要な回転精度及び寿命を実現しながら回転機械全体の軸心方向寸法を短くして薄型化することができる。
【０００８】
このように軸受支持筒状部が外嵌されていない含油軸受の上部からは、潤滑液が離脱し易い。ところが、回転部の回転時に、含油軸受のうち軸受支持筒状部が外嵌されない上部や含油軸受の上端部の上側における回転軸の外周部等から漏出又は飛散等により径方向外方へ離脱しようとする潤滑液は、含油軸受のうち軸受支持筒状部が外嵌されない上部及びその上側の径方向外方に位置する環状捕液部に捕捉され、回転部の回転による遠心力によって、径方向内方に開口する溝状部に保持される。環状捕液部の下端部は環状集液溝部内に位置する。静止時には、回転時に環状捕液部に保持された潤滑液が下方へ流出して環状集液溝部内に流下し、含油軸受内に吸収されて潤滑に用いられる。このようにして潤滑液の散逸が防止されるので、軸受及び回転機械全体が長寿命化する。
【０００９】
回転機械の例としては、電動機、特に、フロッピーディスク、高容量フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の円盤状記録媒体駆動用のスピンドルモータを挙げることができる。
【００１０】
含油軸受というのは、スピンドル油等の各種潤滑油を始めとする所要の潤滑液を含浸し、運転中に潤滑液が軸受すき間に浸出して潤滑する滑り軸受を言う。含油軸受の代表例としては、多孔質材料からなり、その空孔部に潤滑液を含浸したもの、例えば焼結金属からなる焼結含油軸受を挙げることができる。
【００１１】
軸受支持筒状部の上部の内周部と含油軸受の外周部との間の上方開口の環状集液溝部は、軸受支持筒状部の上部の内周部の拡径及び含油軸受の対応位置の外周部の縮径の何れか又は両方によって形成し得る。
【００１２】
本発明の回転機械においては、含油軸受の上部の外径が、その下方の部分の外径よりも縮径されたものとすることが好ましい（請求項２）。この場合、回転部の一定高さにおいて軸受部に対し許容する径方向寸法が小さくてもそれに対応し得、含油軸受の軸心方向長さを可及的に長くして必要な回転精度及び寿命を実現しながら回転機械全体の軸心方向寸法を短くして薄型化する上でより好適である。
【００１３】
なお、軸受支持筒状部の上端位置は含油軸受の上端位置より低いことが望ましい。すなわち含油軸受の上端位置が軸受支持筒状部の上端よりも上方に突出していることが望ましい。
【００１４】
環状集液溝部の上部外周部と環状捕液部の下部外周部との径方向間隙は、潤滑液がその径方向間隙を通じて外方へ散逸することを防止するために可及的に小さいことが好ましい。
【００１５】
また、環状集液溝部の上部（好ましくは環状捕液部の下端よりも上方）に縮径部を有するものとすることにより、環状集液溝部から外方への潤滑液の散逸をより確実に防ぐことができる。
【００１６】
径方向内方開口の環状捕液部に、回転部の回転による遠心力により径方向外方に保持した潤滑液が、静止時に下方へ流出して環状集液溝部内に流下するには、例えば、環状捕液部の内径が、極大又は最大である部分から極小又は最小である下方部に向かって連続的に又は不連続に漸次縮径するものとすることができる。より具体的には、環状捕液部の内径が最大である溝底部から下端部に向かって連続的に漸次縮径し、全体が環状の溝状部をなすもの、環状捕液部の内径が最大である溝底部から下方に向かって連続的に漸次縮径する溝状部の下側に、ほぼ一定内径を維持しつつ環状集液溝部内に位置する下端部に至る部分を有するもの等を挙げることができる。好ましくは、全体が環状の溝状部をなすものである。
【００１７】
環状捕液部の上側面と回転軸の基端部との間は、潤滑液の飛散や漏出等を防ぐ上で閉塞されていることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の回転機械は、回転部をスラスト方向に回転自在に支持するスラスト受部を有すると共に、含油軸受の下方が密封されたものとすることができる。例えば、回転軸の下端部を上向きに回転自在に支持すると共に含油軸受の下方を密封するスラスト受板部を設けることにより、これら両方を実現することができる。また、固定部から回転部が離脱するのを防ぐ適宜の抜け止め装置を有するものとすることもできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の一例としての円盤状記録媒体駆動用スピンドルモータの断面図である。
【００２１】
上方突出の軸受支持筒状部１０ａを中央部に有し基部が大径に形成された中央支持体１０が、その下端部がモータ基板１２に設けられた嵌合孔１２ａに内嵌してそのモータ基板１２に固定されている。軸受支持筒状部１０ａの軸心線はモータ基板１２に対し垂直状をなす。潤滑油を含浸した円筒形状の含油軸受１４は、上部を除く部分において軸受支持筒状部１０ａに内嵌固定されることによりその軸受支持筒状部１０ａによって同軸状に支持されている。
【００２２】
含油軸受１４の外径は、上部を除き一定であり、上部は、上方に向かって漸次縮径するテーパ外径部１４ａとその上側の小外径部１４ｂからなる。含油軸受１４の内径は一定である。
【００２３】
軸受支持筒状部１０ａの内径は、上部を除き一定であり、上部は、上方に向かって漸次拡径するテーパ内径部１０ａ１とその上側の大内径部１０ａ２からなる。軸受支持筒状部１０ａの外周上部は、上端より下方に向かって漸次拡径した後急縮径する外方突部１０ａ３に形成されている。
【００２４】
含油軸受１４のテーパ外径部１４ａの軸心方向位置と軸受支持筒状部１０ａのテーパ内径部１０ａ１及び大内径部１０ａ２の位置がほぼ対応し、それらの間に上方に開口する環状集液溝部１６を形成している。含油軸受１４の小外径部１４ｂは軸受支持筒状部１０ａよりも上方に突出する。
【００２５】
中央支持体１０の下端中央部には、軸心線に対し垂直なスラスト受板１８及びその下側においてスラスト受板１８を支持する支持板２０が固定され、軸受支持筒状部１０ａの下端開口が密封されている。
【００２６】
中央支持体１０の基部の外周部には、ステータコイル２２が巻回されたステータコア２４が外嵌固定されている。
【００２７】
ターンテーブル２６は、回転対称状であり、中央の上方に位置する小外径部２６ａと、その小外径部２６ａの下部外方に位置する中外径部２６ｂと、その中外径部２６ｂの下部外方に位置する環状板部２６ｃからなる。《注：小外径部２６ａには円盤状記録媒体の中央孔が外嵌され、中外径部２６ｂの上面上に円盤状記録媒体の内周部が支持される。？》
ターンテーブル２６の小外径部２６ａと中外径部２６ｂの上部を軸心方向に貫通する中央貫通孔に、下方突出の回転軸２８の基端部が同軸状に嵌合固定されている。その回転軸２８が含油軸受１４に挿通されると共に、軸心線に対し回転対称状の凸曲面状をなす回転軸２８の下端部がスラスト受板１８上に軸心方向に支持されることにより、ターンテーブル２６が含油軸受１４を始めとする固定部に対し回転自在に支持されている。
【００２８】
環状板部２６ｃの内周部下側には、内周側が内上方向きに屈曲した弾性板製の抜け止め屈曲板３０が固定されている。この抜け止め屈曲板３０の内端部は、軸受支持筒状部１０ａの外方突部１０ａ３の外周部よりも下方におけるやや内方に位置する。これにより、回転軸２８が含油軸受１４から抜け出ることが防がれ、抜け止め屈曲板３０及び外方突部１０ａ３の形状及び抜け止め屈曲板３０の弾性によって、ターンテーブル２６の組み込みを円滑化している。
【００２９】
ターンテーブル２６の環状板部２６ｃの外周部下側には、水平部の外周側に垂下部を有してなる環状のロータヨーク３２が設けられ、ロータヨーク３２の垂下部の内周側に、その水平部との間に軸心方向間隙を隔てた状態で固定された環状のロータマグネット３４が、ステータコア２４の外周側に径方向空隙を隔てて位置する。
【００３０】
ターンテーブル２６の中央部の下面は、軸心線に垂直な環状平面であり、その内周が回転軸２８の基端部に位置すると共に外周は環状捕液部３６における環状の溝状部３６ａの溝底部に位置し、溝状部３６ａと回転軸２８の基端部の間は上方に対し閉塞されている。環状捕液部３６は、含油軸受１４のうち軸受支持筒状部１０ａが外嵌されない上部及びその上側の径方向外方に位置する。環状捕液部３６の上部は、内径が最大である上端部（溝底部）から下方に向かって連続的に漸次縮径する溝状部３６ａであり、その下方は、ほぼ一定内径で環状集液溝部１６内に位置する下端部に至る一定内径部３６ｂである。この一定内径部３６ｂの下部は、中外径部２６ｂの内周下方に位置して下端部が断面尖端状をなす下向きの環状突起部３８の内周面を構成する。
【００３１】
含油軸受１４の上部は小外径部１４ｂに形成されているので、その軸心方向長さを、ターンテーブル２６の上方位置に達するまで可及的に長くして必要な回転精度及び寿命を実現しながらスピンドルモータ全体の軸心方向寸法を短くして薄型化することができる。
【００３２】
このように軸受支持筒状部１０ａが外嵌されていない含油軸受１４の上部からは、潤滑油が離脱し易いが、ターンテーブル２６の回転時に、含油軸受１４の上部や回転軸２８の基端部外周面等から漏出又は飛散等により径方向外方へ離脱しようとする潤滑油は、環状捕液部３６に捕捉され、回転による遠心力によって、径方向内方に開口する溝状部３６ａに保持される。静止時には、回転時に環状捕液部３６に捕捉された潤滑油が下方へ流出して環状集液溝部１６内に流下し、含油軸受１４内に吸収されて潤滑に用いられる。このようにして潤滑油の散逸が防止されるので、軸受及びスピンドルモータ全体が長寿命化する。
【００３３】
環状集液溝部１６の上部外周部と環状捕液部３６の下部外周部との径方向間隙は、潤滑油がその径方向間隙を通じて外方へ散逸することを防止するために可及的に小さく形成されている。
【００３４】
なお、以上の実施の形態についての記述は、特にそれに限定される旨の記載がない限りは、この発明の範囲を限定する趣旨のものではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の回転機械においては、含油軸受の軸心方向長さを可及的に長くして必要な回転精度及び寿命を実現しながら回転機械全体の軸心方向寸法を短くして薄型化することができる。然も、潤滑液の散逸が防止されるので、軸受及び回転機械全体が長寿命化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】円盤状記録媒体駆動用スピンドルモータの断面図である。
【符号の説明】
１０ａ軸受支持筒状部
１０ａ１テーパ内径部
１０ａ２大内径部
１４含油軸受
１４ａテーパ外径部
１４ｂ小外径部
１６環状集液溝部
３６環状捕液部
３６ａ溝状部
３６ｂ一定内径部

Claims

固定部に、含油軸受と、上部の内周部と含油軸受の外周部との間に上方に開口する環状集液溝部を形成すると共に、その環状集液溝部よりも下方において含油軸受の外周部のうち上部を除く部分に外嵌した状態で含油軸受を支持する軸受支持筒状部とを有し、
回転部に、前記含油軸受に挿通されてその含油軸受により回転自在に支持され、基端部が含油軸受の上端部の上側に位置する回転軸と、含油軸受のうち軸受支持筒状部が外嵌されない上部及びその上側の径方向外方に位置し、少なくとも一部が、径方向内方に開口する環状の溝状部をなすと共に、下端部が前記環状集液溝部内に位置し、回転時に遠心力により径方向外方に潤滑液を保持し得、保持したその潤滑液が静止時には下方へ流出して前記環状集液溝部内に流下する環状捕液部とを有することを特徴とする回転機械。
含油軸受の上部の外径が、その下方の部分の外径よりも縮径された請求項１記載の回転機械。