JP3782152B2

JP3782152B2 - 動圧軸受

Info

Publication number: JP3782152B2
Application number: JP07376396A
Authority: JP
Inventors: 政良大西; 高橋　　毅; 康雄 ▲高▼村
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JPH09264320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潤滑剤の洩れを防止する構造を有する動圧軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動圧軸受としては、図４に示すように、高速回転するスピンドルモータに組み込まれたものがある。軸１０１とスリーブ１０２とが上記動圧軸受を構成している。そして、スリーブ１０２にはマグネット１０３が固定されており、軸１０１の根元部１０５は円板部材１０６に嵌合されて固定されている。この円板部材１０６にはマグネット１０３に対向するように磁気コイル１０７が固定されている。
【０００３】
上記軸１０１は、軸方向の一端に形成された小径部１１０とこの小径部１１０に隣接するフランジ部１１１とこのフランジ部１１１に隣接する大径部１１２とを有している。この大径部１１２の外周面には周方向に並ぶようにＶ字形状の動圧溝１１３が形成されている。上記軸１０１の小径部１１０には、スリーブ１０２の蓋部１１５が対向しており、軸１０１の大径部１１２には、スリーブ１０２の内筒部１１６が対向している。上記スリーブ１０２の蓋部１１５と内筒部１１６とは、軸１０１のフランジ部１１１を挟んで対向している。そして、フランジ部１１１の軸方向面１１１Ａにはアキシャル支持用の動圧溝１１７が形成されている。
【０００４】
上記スピンドルモータは、上記磁気コイル１０７が発生する回転磁界によってマグネット１０３とスリーブ１０２とが一体に回転する。すると、軸１０１の大径部１１２に形成された動圧溝１１３が潤滑流体としての油に径方向の動圧を発生させて、軸１０１に対してスリーブ１０２を径方向に支持する。一方、軸１０１のフランジ部１１１に形成された動圧溝１１７は潤滑流体に軸方向の動圧を発生させて、軸１０１に対してスリーブ１０２を軸方向に支持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記動圧軸受は、蓋部１１５の貫通孔１２０に小径部１１０を嵌入させ、上部に蓋を設けていない開放構造にしているから、軸方向寸法が小さくて済む。
【０００６】
ところが、この貫通孔１２０が外部に開放しているために、この貫通孔１２０から潤滑流体としての油が外部に漏れ出す恐れがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、スリーブの貫通孔から潤滑流体が漏れ出すことを防止できる動圧軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の動圧軸受は、軸方向の一方の端に形成された小径部とこの小径部に隣接する大径部とこの大径部に隣接するフランジ部とを有する軸と、この軸を囲み、上記軸の小径部が嵌入する貫通孔を有するスリーブとを備え、上記フランジ部の軸方向面もしくは上記軸方向面に対向するスリーブの軸受面に動圧溝が形成されている動圧軸受であって、
上記軸の大径部の周面とこの周面に対向するスリーブの大径内周面とが形成する円筒状の細路で構成される第１ラビリンスシール部と、
上記小径部の周面とこの周面に対向するスリーブの貫通孔の小径内周面とが形成する円筒状の細路と、上記小径部に隣接する大径部の段面とこの段面に対向するスリーブの軸方向面とが形成する環状の細路とで構成されている第２ラビリンスシール部と、
上記第１ラビリンスシール部と第２ラビリンスシール部との間に配置され、第１ラビリンスシール部の軸方向の一方の端と第２ラビリンスシール部の径方向の外方端とに連通した潤滑剤溜りとを備えていることを特徴としている。
【０００９】
この請求項１の発明によれば、軸のフランジ部とスリーブとの間から軸方向外方に進む潤滑剤は、まず、軸の大径部とスリーブとの間の第１ラビリンスシール部によって、進行が阻まれる。そして、万一、上記第１ラビリンスシール部を通過した潤滑剤は、上記潤滑剤溜まりに溜められて、それ以上の外方への進行が抑えられる。また、停止時には、この潤滑剤溜まりから上記第１ラビリンスシール部に潤滑剤を戻すこともできる。さらに、万一、上記潤滑剤溜まりから上記小径部に進行する潤滑剤は、小径部に隣接する大径部の段面とこの段面に対向するスリーブの軸方向面とが形成する第２ラビリンスシール部の環状の細路でもって、進行を阻止される。したがって、この請求項１の発明によれば、潤滑剤の漏れをほぼ完全に防止することができる。
【００１０】
また、請求項２の発明の動圧軸受は、請求項１に記載の動圧軸受において、上記潤滑剤溜りは、上記第１ラビリンスシール部に向かって先細の円錐台形状になっていることを特徴としている。
【００１１】
したがって、停止時に、上記潤滑剤溜まりに溜まった潤滑剤をその潤滑剤の円錐形の壁面に沿って第１ラビリンスシール部に向かって戻し易くなるから、潤滑剤の漏れを一層確実に防ぐことができる。
【００１２】
また、請求項３の発明の動圧軸受は、請求項１または２に記載の動圧軸受において、
上記第１ラビリンスシール部は、上記潤滑剤溜りから上記フランジ部に向かって先細になっていることを特徴としている。
【００１３】
したがって、上記第１ラビリンスシール部に存する潤滑剤の表面張力を利用した外部への漏れを防止するいわゆるキャピラリーシール効果を発揮させて、シール性能を一層向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の動圧軸受の第１の実施の形態の要部の構造を示す。この実施の形態は、軸１と軸１を囲むスリーブ２を備えている。軸１は、軸方向の一方の端に形成された小径部３とこの小径部３に隣接する大径部５とこの大径部５に隣接するフランジ部６とを有する。上記フランジ部６の軸方向面６Ａにはアキシャル支持用の動圧溝７が形成されている。一方、上記スリーブ２は、スリーブ本体８と蓋部１０を有している。この蓋部１０は、スリーブ本体８の軸方向の一端に形成された凹部１１に嵌合されている。そして、上記蓋部１０の中央の貫通孔１２に軸１の小径部３が挿通されている。また、上記蓋部１０の裏面１０Ａの内、貫通孔１２に隣接する環状面１６が、軸１の大径部５の段面５Ａに対向している。上記小径部３の周面３Ａとこの周面３Ａに対向する貫通孔１２の小径内周面１２Ａとが形成する円筒状の細路１７と、上記段面５Ａに対向する蓋部１０の環状面１６とが形成する環状の細路１８とが第２ラビリンスシール部２０を構成している。
【００１６】
また、上記スリーブ本体８は上記フランジ部６を収容するための円盤状の窪み１５を内周面に有している。また、スリーブ本体８は、窪み１５に隣接して軸１の大径部５の周面５Ｂに対向する大径内周面２２を有している。この大径内周面２２と大径部５の周面５Ｂとが形成する細路２３が第１ラビリンスシール部２５を構成している。
【００１７】
また、上記スリーブ本体８は、上記大径内周面２２に隣接している環状凹部２６を有している。この環状凹部２６とこの凹部２６に隣接する蓋部１０の裏面１０Ａが潤滑剤溜まり２８を構成している。この潤滑剤溜まり２８は上記第１ラビリンスシール部２５と第２ラビリンスシール部２０とに連通している。
【００１８】
なお、図１において、上記フランジ部６の軸方向の中心を通っている面３３よりも下の部分は、上記面３３よりも上の図に示されている部分と対称な形状になっていてもよいし、従来の図４に示したフランジの下の部分と同様の構造になっていてもよい。
【００１９】
上記動圧軸受は、フランジ部６に軸方向に対向している窪み１５の軸受面１５Ａのレベルまで潤滑剤３０が充填されている。
【００２０】
上記動圧軸受は、軸１の中心軸を中心にしてスリーブ２が回転すると、フランジ部６に形成された動圧溝７が窪み１５の軸受面１５Ａとの間の潤滑剤３０に軸方向の動圧を発生させて、軸１に対してスリーブ２を軸方向に支持する。
【００２１】
この実施の形態によれば、軸１のフランジ部６とスリーブ２との間から軸方向外方に進む潤滑剤３０は、まず、軸１の大径部５とスリーブ２との間の第１ラビリンスシール部２５によって、進行が阻まれる。そして、万一、上記第１ラビリンスシール部２５を通過した潤滑剤３０は、上記潤滑剤溜まり２８に溜められて、それ以上の外方への進行が抑えられる。また、停止時には、この潤滑剤溜まり２８から上記第１ラビリンスシール部２５に潤滑剤を戻すこともできる。さらに、万一、上記潤滑剤溜まり２８から上記小径部３に進行する潤滑剤３０は、小径部３とスリーブ２との間の第２ラビリンスシール部２０でもって、進行を阻止される。したがって、この第１の実施の形態によれば、潤滑剤３０の漏れをほぼ完全に防止することができる。
【００２２】
〔第２の実施の形態〕
次に、図２に、この発明の動圧軸受の第２の実施の形態の要部の構造を示す。この第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、潤滑剤溜まりの形状だけであるから、この潤滑剤溜まりの形状について重点的に説明する。
【００２３】
この実施の形態の潤滑剤溜まり４１は、スリーブ２の凹部１１から大径内周面２２に向かって先すぼみの円錐面４２で構成されている。したがって、上記潤滑剤溜まり４１に溜まった潤滑剤３０を、上記円錐面４２に沿って第１ラビリンスシール部２５に向かって戻し易くなるから、潤滑剤３０の漏れを一層確実に防ぐことができる。
【００２４】
〔第３の実施の形態〕
次に、図３に、この発明の動圧軸受の第３の実施の形態の要部の構造を示す。この第３の実施の形態が第２の実施の形態と異なる点は、第１ラビリンスシール部の構造だけであるから、この第１ラビリンスシール部の構造について重点的に説明する。
【００２５】
この実施の形態の第１ラビリンスシール部５１は、スリーブ本体８の大径内周面２２と軸１の大径部５５の周面５５Ｂとが形成している。大径部５５は段面５５Ａからフランジ部６に向かって末広がり状の円錐状になっていて、周面５５Ｂは円錐状の面になっている。したがって、上記第１ラビリンスシール部５１は、上記潤滑剤溜り４１から上記フランジ部６に向かって先細になっている。したがって、上記第１ラビリンスシール部５１に存する潤滑剤３０の表面張力を利用し外部への漏れを防止するいわゆるキャピラリーシール効果を発揮させて、シール性能を一層向上させることができる。
【００２６】
尚、上記第１〜第３の実施の形態では、動圧溝７をフランジ部６に形成したが、スリーブ２の軸受面１５Ａに動圧溝が形成されていてもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、固定された軸１に対してスリーブ２が回転するものであってもよいし、スリーブ２が固定されていて軸１が回転するものであってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の動圧軸受は、軸の大径部の周面とこの周面に対向するスリーブの大径内周面とが形成する円筒状の細路が構成する第１ラビリンスシール部と、小径部の周面とこの周面に対向するスリーブの貫通孔の小径内周面とが形成する円筒状の細路と、小径部に隣接する大径部の段面とこの断面に対向するスリーブの軸方向面とが形成する環状の細路とが構成している第２ラビリンスシール部と、上記第１ラビリンスシール部と第２ラビリンスシール部との間に配置され、第１ラビリンスシール部の軸方向の一方の端と第２ラビリンスシール部の径方向の外方端とに連通した潤滑剤溜りとを備えている。
【００２８】
この請求項１の発明によれば、軸のフランジ部とスリーブとの間から軸方向外方に進む潤滑剤は、まず、軸の大径部とスリーブとの間の第１ラビリンスシール部によって、進行が阻まれる。そして、万一、上記第１ラビリンスシール部を通過した潤滑剤は、上記潤滑剤溜まりに溜められて、それ以上の外方への進行が抑えられる。また、停止時には、この潤滑剤溜まりから上記第１ラビリンスシール部に潤滑剤を戻すこともできる。さらに、万一、上記潤滑剤溜まりから上記小径部に進行する潤滑剤は、小径部とスリーブとの間の第２ラビリンスシール部でもって、進行を阻止される。したがって、この請求項１の発明によれば、潤滑剤の漏れをほぼ完全に防止することができる。
【００２９】
また、請求項２の発明の動圧軸受は、請求項１に記載の動圧軸受において、上記潤滑剤溜りは、上記第１ラビリンスシール部に向かって先細の円錐台形状になっている。したがって、停止時に、上記潤滑剤溜まりに溜まった潤滑剤をその潤滑剤溜まりの円錐形の壁面に沿って第１ラビリンスシール部に向かって戻し易くなるから、潤滑剤の漏れを一層確実に防ぐことができる。
【００３０】
また、請求項３の発明の動圧軸受は、請求項１または２に記載の動圧軸受において、第１ラビリンスシール部は、潤滑剤溜りから上記フランジ部に向かって先細になっている。したがって、上記第１ラビリンスシール部に存する潤滑剤の表面張力を利用して外部への漏れを防止するいわゆるキャピラリーシール効果を発揮させて、シール性能を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の動圧軸受の第１の実施の形態の要部の構造を示す部分断面図である。
【図２】第２の実施の形態の要部の構造を示す部分断面図である。
【図３】第３の実施の形態の要部の構造を示す部分断面図である。
【図４】従来の動圧軸受を含んだスピンドルモータの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…軸、２…スリーブ、３…小径部、３Ａ…周面、５…大径部、
５Ａ…段面、５Ｂ…周面、６…フランジ部、６Ａ…軸方向面、
７…動圧溝、８…スリーブ本体、１０…蓋部、１０Ａ…裏面、
１１…凹部、１２…貫通孔、１５…窪み、１５Ａ…軸受面、
１６…環状面、１７…細路、１８…細路、２０…第２ラビリンスシール部、
２２…大径内周面、２３…細路、２５…第１ラビリンスシール部、
２６…環状凹部、２８…潤滑剤溜まり、３０…潤滑剤、
４１…潤滑剤溜まり、４２…円錐面、５１…第１ラビリンスシール部、
５５…大径部、５５Ａ…段面、５５Ｂ…周面。

Claims

軸方向の一方の端に形成された小径部とこの小径部に隣接する大径部とこの大径部に隣接するフランジ部とを有する軸と、この軸を囲み、上記軸の小径部が嵌入する貫通孔を有するスリーブとを備え、上記フランジ部の軸方向面もしくは上記軸方向面に対向するスリーブの軸受面に動圧溝が形成されている動圧軸受であって、
上記軸の大径部の周面とこの周面に対向するスリーブの大径内周面とが形成する円筒状の細路で構成される第１ラビリンスシール部と、
上記小径部の周面とこの周面に対向するスリーブの貫通孔の小径内周面とが形成する円筒状の細路と、上記小径部に隣接する大径部の段面とこの段面に対向するスリーブの軸方向面とが形成する環状の細路とで構成されている第２ラビリンスシール部と、
上記第１ラビリンスシール部と第２ラビリンスシール部との間に配置され、第１ラビリンスシール部の軸方向の一方の端と第２ラビリンスシール部の径方向の外方端とに連通した潤滑剤溜りとを備えていることを特徴とする動圧軸受。
請求項１に記載の動圧軸受において、
上記潤滑剤溜りは、上記第１ラビリンスシール部に向かって先細の円錐台形状になっていることを特徴とする動圧軸受。
請求項１または２に記載の動圧軸受において、
上記第１ラビリンスシール部は、上記潤滑剤溜りから上記フランジ部に向かって先細になっていることを特徴とする動圧軸受。