JP4129346B2 - 動圧軸受モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑流体の動圧を利用して回転部材を回転支持する動圧軸受モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク等の記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータ、回転多面鏡を回転駆動するためのスキャナ用モータ、各種ＯＡ機器に用いられるモータでは、静止部材と回転部材との間に介在された潤滑流体の動圧を利用して回転部材を回転自在に支持する動圧軸受モータが提案され実用に供されている。このような動圧軸受モータは、静止部材と、静止部材に対して回転自在である回転部材と、静止部材に装着されたステータと、回転部材に装着されたロータマグネットと、回転部材に作用するラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧軸受部と、回転部材に作用するスラスト荷重を支持するためのスラスト動圧軸受部と、を備えている。この動圧軸受モータでは、回転部材が所定方向に回転すると、ラジアル及びスラスト動圧軸受部において潤滑流体の圧力が高められ、圧力が高められた潤滑流体を介して回転部材が支持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような動圧軸受モータにおいては、回転部材、またこれに装着した載置物（記録ディスク、回転多面鏡等）の自重によって比較的大きなスラスト荷重が作用するが、回転部材の回転数が低い時（起動時、停止時）、スラスト動圧軸受部の潤滑流体の圧力が低く、回転部材に作用するスラスト荷重に充分に抗することができず、スラスト軸受部において摺れ、カジリが発生し、このスラスト軸受部が摩耗損傷し易いという問題がある。
【０００４】
近年、モータの小型化、薄型化、低価格化の傾向が進み、このような要求を満足ように、スラストプレートを省略した動圧軸受モータが提案されている。かかる動圧軸受モータでは、回転部材に作用するラジアル荷重は二つのラジアル動圧軸受部で支持するが、回転部材に作用するスラスト荷重は一つのスラスト動圧軸受部で支持するように構成され、このように構成することによって、従来２つ設けていたスラスト動圧軸受部を一つ省略している。この動圧軸受モータでは、スラスト動圧軸受部によって、回転部材が軸線方向に浮き上がる方向の動圧が発生するように構成されており、このことに関連して、この浮き上がり方向の力を打ち消すように、回転部材に上記浮き上がり方向と反対方向の力を磁気バイアスよって加えるように構成されている。
【０００５】
この動圧軸受モータでは、回転部材及びこれに装着された載置物の自重に加えて磁気バイアスによる偏倚力がスラスト荷重として作用し、より大きなスラスト力が作用するようになる。それ故に、このような動圧軸受モータでは、スラスト動圧軸受部における上述した摺れ、カジリが一層発生し易く、モータの寿命が更に短くなる。
動圧軸受モータにおいて、スラスト動圧軸受部の摩耗損傷を回避するために、スラスト軸受部を構成する部材の表面に、スプレーによって二硫化モリブデン等の固定潤滑剤の被覆を形成する技術も知られているが、このような二硫化モリブデンのスプレーコーティングでは、塗装ムラが発生し易く、それ故に、塗装後にその表面を研磨する必要がある。また、塗装後の研磨作業においては、研磨する部位が回転部材の入り組んだ内面であるので、コーティング面の研磨作業が容易でない。加えて、スプレーコーティングに際し、塗布しない部位をジグ等でマスキングしなければならない。これらのことから、二硫化モリブデンのスプレーコーティング作業は煩雑で、手間を要し、モータの低コスト化を阻害する原因の一つとなる。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な作業で、また簡単な構成でもってスラスト動圧軸受部の摩耗を抑え、モータの寿命を延ばすことができる動圧軸受モータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、静止部材と、この静止部材に対して回転自在である回転部材と、前記静止部材に装着されたステータと、前記ステータに対向して前記回転部材に装着されたロータマグネットと、前記回転部材に作用するラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧軸受部と、前記回転部材に作用するスラスト荷重を支持するためのスラスト動圧軸受部と、前記ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部において動圧を誘起する潤滑流体と、を備える動圧軸受モータにおいて、軸線方向に対向する前記回転部材及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の面には前記回転部材の回転中心に対して同心状の内周面を有する凹部が設けられ、前記凹部の底面には、耐摩耗性及び耐焼付け性を有し、前記凹部の内周面に外周面が当接する平板上摺動部材が固着され、前記摺動部材は、薄板状金属プレートの表面に鉛又は錫を含有する材料あるいはフッ素樹脂、黒鉛又は二硫化モリブデンのうち少なくともいずれか一つを含有する固体潤滑剤による被覆を形成した複合材料、あるいはセラミック又は銅系の材料から形成され、前記凹部底面のほぼ全面において、前記摺動部材のスラスト動圧軸受面と軸線方向に対向する前記回転部材または前記静止部材のスラスト動圧軸受面とで前記スラスト動圧軸受部が構成され、前記凹部内周面と半径方向に対向する前記回転部材または前記静止部材の外周面との間に前記潤滑流体の漏れを防止するためのテーパシール部が設けられ、前記スラスト動圧軸受部の前記潤滑流体の界面は、前記テーパシール部に位置することを特徴とする。
【０００８】
本発明に従えば、回転部材に作用するスラスト荷重を支持するスラスト動圧軸受部は、回転部材及び静止部材の少なくともいずれか一方に設けられたスラスト動圧発生溝と、このスラスト動圧発生溝によって動圧が誘起される潤滑流体とから構成され、このスラスト動圧軸受部を構成する回転部材及び静止部材の少なくともいずれか一方の面に、耐摩耗性及び耐焼付け性を有する摺動部材が装着される。従って、この摺動部材によって回転部材の低回転時（起動時、停止時）における摩耗、焼付きが抑えられ、モータの寿命を延ばすことができる。また、この摺動部材は、スプレーコーティング等の作業ではなく、例えば接着剤等によって簡単に装着することができ、簡単な作業でもってモータに取り付けることができる。また、摺動部材は回転部材及び静止部材の少なくともいずれか一方の面に規定された凹部に装着されるので、摺動部材によりモータの高さが大きくなることを回避することができる。また、この摺動部材は、薄板状金属プレートの表面に鉛又は錫を含有する材料による被覆を形成した複合材料、薄板状金属プレートの表面にフッ素樹脂、黒鉛又は二硫化モリブデンのうち少なくともいずれか一つを含有する固体潤滑剤による被覆を形成した複合材料、あるいはセラミック又銅系の材料から形成されるので、スラスト荷重に対する充分な耐摩耗性及び耐焼付き性を有するとともに、プレス加工等によって所定形状に容易に加工することができ、安価に製作することができる。薄板状金属プレートとしては鋼又は銅系材料の薄板状プレートを用いることができ、また銅系材料としては、アルミ青銅、マンガン青銅等を用いることができる。
【０００９】
また、本発明では、前記摺動部材は、プレス加工により形成され、このプレス加工を施す際に、前記摺動部材の表面に前記スラスト動圧発生溝が形成されることを特徴とする。
本発明に従えば、摺動部材はプレス加工により形成され、このプレス加工の際にスラスト動圧発生溝が形成されるので、スラスト動圧発生溝を加工するための専用加工工程を必要とせず、動圧発生溝の加工を簡単に且つ容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明では、前記回転部材は、円板状部とこの円板状部の外周部から垂下され内周面に前記ロータマグネットが装着される筒状部とを有するロータと、前記円板状部の中心部から軸線方向に延設される軸部材とを備え、前記静止部材は、前記軸部材が挿通される中空円筒状の軸受スリーブを有しており、更に、前記ロータの前記円板状部には環状の垂下部が設けられ、前記凹部は、前記円板状部、前記軸部材及び前記環状垂下部によって規定され、前記摺動部材は前記環状垂下部の内周面に外周面が当接し、前記円盤状部の底面に固着されると共に、前記軸受スリーブの一方端部が前記凹部内に位置し、前記軸受スリーブの外周面と前記環状垂下部の内周面との間に、潤滑流体の漏れを防止するためのテーパシール部が設けられており、前記スラスト動圧軸受部は、前記ロータを前記軸受スリーブの軸線方向一方端部側の端面方向に押圧するように作用するスラスト荷重を支持し、前記スラスト動圧軸受部の前記潤滑流体の界面は前記テーパシール部に位置することを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、回転部材はロータの円板状部から延びる軸部材を有し、静止部材は中空円筒状の軸受スリーブを有し、スラスト動圧軸受部は軸受スリーブの軸線方向一端部側の端面とこれと対向するロータの円板状部との間に構成されるので、軸部材の倒れを防止して回転部材を安定して支持することができ、また回転振れが生じても短時間内にその姿勢が回復する。また、摺動部材は円板状部、軸部材及び円板状部に設けられた環状垂下部によって規定される凹部内に装着されるとともに、軸受スリーブの一方端部がこの凹部内に位置するので、このような凹部内にスラスト動圧軸受部を容易に設けることができるとともに、摺動部材及び軸受スリーブに関連してモータの全高を低くすることが可能となる。更に、環状垂下部の内周面と軸受スリーブの外周面との間にテーパシール部が設けられるので、このテーパシール部は軸受スリーブの径方向外方に位置し、このことに関連してもモータの全高を一層低くすることが可能となる。
また、本発明では、前記ラジアル動圧軸受部は、前記軸受スリーブの内周面及び／又はこれと径方向に対向する前記軸部材の外周面に設けられたラジアル動圧発生溝と、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面とが径方向に対向することによって形成される間隙に保持されて前記回転部材の回転時に前記ラジアル動圧発生溝によって動圧が誘起される潤滑流体とによって構成され、
前記軸受スリーブには、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間に形成される間隙の軸線方向中央部に開口して該間隙内に外気を導入する呼吸孔が形成され、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間に形成される間隙には、前記呼吸孔の開口部に対応して径方向間隙拡大部が形成されて前記呼吸孔を通じて導入された外気が保持される気体介在部が設けられるとともに、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間に形成される間隙の前記気体介在部の軸線方向両端側にそれぞれ潤滑流体が保持されて前記ラジアル動圧軸受部が軸線方向に離間して一対構成され、
前記一対のラジアル動圧軸受部の一方には、前記ラジアル動圧発生溝として前記潤滑流体を前記スラスト動圧軸受部方向に圧送するよう屈曲点が幅方向中央より前記スラスト動圧軸受部側に偏倚したアンバランス型へリングボーン溝が形成され、
前記一対のラジアル動圧軸受部の他方には、前記ラジアル動圧発生溝として屈曲点が幅方向中央にあるバランス型へリングボーン溝が形成され、
また、前記スラスト動圧軸受部は、前記アンバランス型へリングボーン溝が形成されたラジアル動圧軸受部に隣接して構成され、前記スラスト動圧軸受部が規定される間隙には、前記アンバランス型へリングボーン溝が形成されたラジアル動圧軸受部を規定する間隙に保持された潤滑流体に連続して潤滑流体が保持されるとともに、前記スラスト動圧軸受部には前記動圧発生溝として前記潤滑流体を径方向内方に向かって圧送するスパイラル溝が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、軸受スリーブには軸受スリーブと軸部材との間の間隙に外気を導入する呼吸孔が形成され、この呼吸孔の開口部に対応して径方向間隙拡大部が設けられ、この径方向間隙拡大部の両側に一対のラジアル動圧軸受部が設けられているので、一対のラジアル動圧軸受部の潤滑流体に混入した後に分離した気泡は、かかる呼吸孔を通して排出され、混入した気泡による悪影響、例えば熱膨張による潤滑流体の飛散等を防止することができる。また、スラスト動圧軸受部の隣接する一方のラジアル動圧軸受部の動圧発生溝がアンバランス型へリングボーン溝から構成され、他のラジアル動圧軸受部の動圧発生溝がバランス型へリングボーン溝から構成され、またスラスト動圧軸受部の動圧発生溝がスパイラル溝から形成され、潤滑流体は、一方のスラスト動圧軸受部からスラスト動圧軸受部にわたって連続して保持されるとともに、これと分離して他方のラジアル動圧軸受部に保持されるので、一対のラジアル動圧軸受部と一つのスラスト動圧軸受部とによる比較的簡単な軸受構造でもって、回転部材に作用するラジアル荷重及びスラスト荷重を所要の通りに支持することができる。
【００１３】
更に、本発明では、前記軸部材は前記軸受スリーブの他方端部に係止して前記ロータの抜けを防止するための径方向張出部を有し、前記ロータは前記スラスト動圧軸受部で誘起される動圧によるスラスト荷重の支持方向と軸線方向に対向する方向に磁気付勢されることを特徴とする。
本発明に従えば、軸部材が径方向張出部を有するので、この径方向張出部が軸受スリーブの他方端部に係止することによって、回転部材の静止部材からの抜けを確実に防止することができる。また、ロータはスラスト動圧軸受部の動圧によるスラスト荷重の支持方向と反対方向に磁気付勢されるので、ロータの動圧による浮き上がりを抑え、ロータを安定して回転させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う動圧軸受モータの一実施形態について説明する。図１は、本発明に従う動圧軸受モータの一例としてのスピンドルモータを示す断面図であり、図２は、図１のスピンドルモータにおける動圧流体軸受手段及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
図１において、動圧軸受モータの一例としての図示のスピンドルモータは、静止部材２と、この静止部材２に対して回転自在である回転部材４とを備え、回転部材４は、ロータとしてのロータハブ６と、このロータハブ６に固定された軸部材２０とを有している。図示の形態では、静止部材２は静止部材本体８を有し、この静止部材本体８は記録媒体駆動装置のハウジングのベースプレートを構成し、この静止部材本体８にその上面開口を覆うようにカバー部材（図示せず）が取り付けられ、静止部材本体８及びカバー部材が上記ハウジングを構成する。尚、静止部材本体８を取付ブラケットから構成し、この取付ブラケットを上記ハウジングのベースプレートに取り付けるようにしてもよい。
【００１５】
回転部材４のロータハブ６は、円板状部１０及びこの円板状部１０の外周部から垂下して静止部材本体８に向けて延びる筒状部１２を有するハブ本体１４を備え、このハブ本体１４の筒状部１２の下端部には半径方向外方に突出する環状フランジ１６が設けられ、環状フランジ１６にハードディスクの如き記録媒体（図示せず）が載置される。また、ハブ本体１４の筒状部１２の内周面には環状ロータマグネット１８が装着されている。
【００１６】
この実施形態では、回転部材４の軸部材２０の一方端部（図１において上端部）はハブ本体１４の円板状部１０の中心部に例えば圧入によって固定されている。また、静止部材２は中空円筒状の軸受スリーブ２２を有している。静止部材本体８の略中央部には略円筒スリーブ状の支持筒部２４が一体的に設けられ、支持筒部２４は静止部材本体８から実質上垂直上方に延びており、軸受スリーブ２２はこの支持筒部２４に例えば圧入によって固定され、軸受スリーブ２２の一方端部側は上記支持筒部２４から突出している。そして、回転部材４の軸部材２０は静止部材２の軸受スリーブ２２に挿通され、このようにして、回転部材４は静止部材２に回転自在に支持されている。
【００１７】
静止部材本体８の支持筒部２４の外周面には、ロータマグネット１８に対向してステータ２６が装着されている。ステータ２６は、コアプレートを積層することによって構成されるステータコア２８と、このステータコア２８に所要の通りに巻かれたコイル３０とから構成され、ステータコア２８が支持筒部２４に外嵌固定される。従って、コイル３０に駆動電流が所要の通りに供給されると、磁化されるステータコア２８とロータマグネット１８の相互磁気作用によって、ロータ６が所定方向に回転駆動される。
【００１８】
このスピンドルモータでは、ロータマグネット１８の一方端部の端面（図１において下端面）に対向して、静止部材本体８の所定部位に磁性リング３２が配設されている。この磁性リング３２は、ロータマグネット１８との磁気作用によってロータ本体１４を相対的にアキシャル方向（図１において上下方向）に吸引するように、即ち静止部材本体側８側に磁気付勢するように作用し、これによって、回転時の軸受スリーブ２２に対するロータ６及び軸部材２０の浮き上がりを防止する。
【００１９】
次に、図１及び図２を参照して、回転部材４に作用するラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧軸受部及び回転部材に作用するスラスト荷重を支持するためのスラスト軸受部について説明する。図示の軸部材２０は、軸部３４と、この軸部３４の他方端部（図１及び図２において下端部）に設けられた径方向張出部３６とを有し、軸部３４が横断面が円形状の細長い軸３８から構成され、径方向張出部３６が頭部４０（径方向張出部３６として機能する）を有する係止部材４２から構成されている。この形態では、軸３８には軸線方向に貫通して雌ねじ孔４４が設けられている。また、係止部材４２には頭部４０から延びる雄ねじ部４６が設けられ、係止部材４２の雄ねじ部４６が軸３８の雌ねじ孔４４に螺着され、このように構成することによって、軸３８及び係止部材４２に変形等が生じることなく両者を簡単にかつ確実に固定することができる。かく係止部材４２を螺着すると、その頭部４０が軸３８より半径方向外方に張出し、かかる頭部４０が軸受スリーブ２２の他方端部（図１及び図２において下端部に形成された大内径部６４の底部）に当接することによって、静止部材２に対するロータ６の抜けが防止される。尚、固定時の変形等が問題とならない場合、軸部材２０の径方向張出部３６をプレート状部材から構成し、このプレート状部材を軸３８に圧入等によって固定するようにしてもよい。また、軸部材２０の軸部３４に径方向張出部３６を一体的に設けるようにしてもよい。
【００２０】
この実施形態では、軸部材２０の軸部３４及びこれと半径方向に対向する軸受スリーブ２２との間に一対のラジアル動圧軸受部５０，５２が構成されている。ラジアル動圧軸受部５０，５２はラジアル動圧発生溝５４，５６と、軸部材２０の外周面と軸受スリーブ２２の内周面とが径方向に対向することによって形成される間隙に保持された潤滑流体、例えばオイルとを含み、この潤滑流体には回転部材４の回転時にラジアル動圧発生溝５４，５６の作用によって動圧が誘起され、かく誘起される動圧を利用して回転部材４に作用するラジアル荷重が支持される。この形態では、ラジアル動圧発生溝５４，５６が軸受スリーブ２２の内周面に軸線方向（図１及び図２において上下方向）に間隔をおいて一対設けられている。尚、ラジアル動圧発生溝５４，５６は軸受スリーブ２２の内周面に代えて、又はそれに加えて軸部材２０の軸部３４の外周面に設けるようにしてもよい。
【００２１】
また、軸受スリーブ２２及びこれと軸線方向に対向するハブ本体１４の円板状部１０との間にスラスト動圧軸受部６０が構成されている。スラスト動圧軸受部６０はスラスト動圧発生溝６６と、軸受スリーブ２２の一方端部の端面とハブ本体１４の円板状部１０とが軸線方向に対向することによって形成される間隙に保持された潤滑流体、例えばオイルとを含み、この潤滑流体には回転部材４が回転時にスラスト動圧発生溝６６の作用によって動圧が誘起され、かく誘起される動圧を利用して回転部材４に作用するスラスト荷重が支持される。この形態では、スラスト動圧発生溝６６がロータハブ６の円板状部１０側に設けられている。この形態では、図２に拡大して示すように、ハブ本体１４の円板状部１０に環状垂下部７６が設けられ、円板状部１０、軸部材２０の軸部３４及び環状垂下部７６によって凹部が規定され、この凹部の底面（円板状部１０の内面）に、軸受スリーブ２２の一方端部の端面（図１及び図２において上端面）に対向して摺動部材１０２が装着され、この摺動部材１０２の表面にスラスト動圧発生溝６６が設けられている。摺動部材１０２については、後に詳述する。スラスト動圧発生溝６６は、ハブ本体１４の円板状部１０側に代えて、又はこれに加えて軸受スリーブ２２の一方端部の端面側に設けるようにしてもよい。
【００２２】
この形態では、図１及び図２から理解されるように、下側に配置されたラジアル動圧軸受部５２においては、そのラジアル動圧発生溝５６に、また上側に配置されたラジアル動圧軸受部５０及びスラスト動圧軸受部６０においては、それらのラジアル動圧発生溝５４からスラスト動圧発生溝６６にわたって連続して、潤滑流体としてのオイルが充填されている。そして、このことに関連して、更に次の通りに構成されている。下側のラジアル動圧軸受部５２の動圧発生溝５６は、屈曲点が幅方向（図１及び図２において上下方向）中央部にある通常のバランス型ヘリングボーン溝であり、その幅方向（図１、図２において上下方向）中央部で流体圧力が最も高くなるように構成されている。上側のラジアル動圧軸受部５０の動圧発生溝５４は屈曲点が幅方向中央より上側に偏倚したアンバランス型ヘリングボーン溝であり、また、スラスト動圧軸受部６０の動圧発生溝６６は内周方向に圧力が高くなるスパイラル溝であり、ラジアル動圧軸受部５０の幅方向中央より上側に偏倚した部分で流体圧力が最も高くなるように構成されている。このように構成することによって、２つのラジアル動圧軸受部５０，５２と１つのスラスト動圧軸受部６０によって回転部材４に作用するラジアル荷重及びスラスト荷重を所要の通りに支持することができ、動圧軸受構造を簡単にすることができるとともに、モータの全高を低くしてその薄型化を図ることができる。
【００２３】
軸受スリーブ２２の軸線方向略中央部、即ち一対のラジアル動圧軸受部５０，５２の間の部位には環状凹部６８が形成され、この環状凹部６８の上下方向両端部と軸部材２０の軸部３４との間にテーパシール部７２，７４（この形態では、軸受スリーブ２２のテーパ面によって構成されている）が設けられ、かく構成することによって環状凹部６８に径方向間隙拡大部７０が設けられている。また、軸部材２０の径方向張出部３６の外周面と軸受スリーブ２２の大内径部６４の内周面との間、及びハブ本体１４の円板状部１０に設けられた環状垂下部７６の内周面と軸受スリーブ２２の一方端部の外周面との間に、テーパシール部７８，８０（この形態では、径方向張出部３６のテーパ面及び軸受スリーブ２２のテーパ面から構成されている）が設けられている。テーパシール部８０にあっては、図２に拡大して示すように、軸受スリーブ２２の一方端部がロータハブ６の上記凹部（円板状部１０、軸部材２０及び環状垂下部７６によって規定される凹部）内に位置し、これによって、軸受スリーブ２２と環状垂下部７６との間にテーパシール部８０が設けられ、このテーパシール部８０は軸受スリーブ２２の径方向外方に配置される。かく構成されるので、ラジアル及びスラスト動圧軸受部５０，５２，６０の潤滑流体の界面はこれらテーパシール部７２，７４，７８，８０に位置している。
【００２４】
これらテーパシール部７２，７４，７８，８０に関連して、更に、次の通り構成されている。軸受スリーブ２２には、径方向間隙拡大部７０から半径方向外方にこれを貫通して延びる呼吸孔８２が設けられている。また、静止部材２の一部と軸受スリーブ２２の一方端部の端面（図１及び図２において下端面）との間に通気空間８４が設けられている。この形態では静止部材本体８の支持筒部２４の内側の下面開口を密封するように薄いプレート８６が貼着され、このプレート８６と軸受スリーブ２２の他方端部の端面との間に通気空間８４が形成される。更に、静止部材本体８には呼吸孔８２及び通気空間８４をモータ内部（ステータ２６及びロータマグネット１８が収容された内部空間）に連通するための連通路が８８が設けられ、この連通路８８が支持筒部２４の内周面に形成され、この連通路８８の一端が通気空間８４に、またその中間部が呼吸孔８２に連通し、その他端がモータ内部に連通している。このように構成されるので、呼吸孔８２の開口部に対応して径方向間隙拡大部７０が設けられ、この径方向間隙拡大部７０には連通孔８８及び呼吸孔８２を通してモータ内部の圧力、即ち外気が作用するので、径方向間隙拡大部７０は気体介在部として作用する。更に、ハブ本体１４の垂下部７６と軸受スリーブ２２の他方端部との間には、テーパシール部８０をモータ内部に連通するための環状の連通空間９４が設けられている。
【００２５】
このように構成されているので、モータ内部の圧力、即ち外気がテーパシール部７２，７４，７８，８０の境界面に作用し、潤滑流体の外部への漏れ、飛散等を防止することができる。また、ラジアル及びスラスト動圧軸受部５０，５２，６０の潤滑流体に混入した気泡は潤滑流体の流体圧力が低い界面にて、即ちテーパシール部７２，７４，７８，８０にて分離されるが、テーパシール部７２，７４にて分離された空気は径方向間隙拡大部７０、呼吸孔８２及び連通路８８を通して、テーパシール部７８にて分離された空気は通気空間８４及び連通路８８を通して、またテーパシール部８０にて分離された空気は連通空間９４を通してモータ内部に排出される。このように潤滑流体に混入した空気は分離された後にモータ内部に排出されるので、混入した気泡による悪影響、例えば混入した気泡の熱膨張に起因する飛散等を回避することができる。
【００２６】
次に、摺動部材１０２について説明すると、図示の摺動部材１０２はリング状に形成され、例えば接着剤によってハブ本体１４の円板状部１０の内面に固着される。この摺動部材１０２は、耐摩耗性及び耐焼付け性を有することが重要であり、このような摺動部材１０２を装着することによって、スラスト動圧軸受部６０における摩耗、焼付きの発生を抑えることができる。このような摺動部材１０２は、母材としての薄板状金属プレートの表面に鉛又は錫を含有する材料による被覆を形成した複合材料や、薄板状金属プレートの表面にフッ素樹脂、黒鉛又は二硫化モリブデンのうち少なくともいずれか一つを含有する固体潤滑剤による被覆を形成した複合材料や、セラミック又は銅系の材料から形成される。薄板状金属プレートとしては鋼プレート、銅系材料のプレートでよく、セラミック材料としては例えばアルミナ等でよく、また銅系の材料としてはアルミ青銅、マンガン青銅でよい。
【００２７】
摺動部材１０２は、例えばプレス加工によってリング状に形成され、比較的簡単に形成することができる。プレス加工により形成する場合、このプレス加工の際にスラスト動圧発生溝６６を同時に形成することもでき、かく形成することによってスラスト動圧発生溝６６を形成するための専用の作業工程を省略することができる。
この実施形態では、スラスト動圧発生溝６６を形成した摺動部材１０２をハブ本体１４の円板状部１０の内面に装着しているが、これに代えて、軸受スリーブ２２の一方端部の端面に装着するようにしてもよい。あるいは、上述した構成に代えて、摺動部材１０２（これにはスラスト動圧発生溝６６が設けられていない）をハブ本体１４の内面側（又は軸受スリーブ２２の一方端部の端面側）に装着し、これと軸線方向に対向する軸受スリーブ２２の一方端部の端面（又はハブ本体１４の内面）にスラスト動圧発生溝６６を設けるようにしてもよい。また、これらの構成に代えて、軸受スリーブ２２の一方端部の端面及びハブ本体１４の内面の双方に摺動部材１０２を設けるようにしてもよい。
【００２８】
以上、本発明に従うモータの一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
例えば、軸受スリーブ２２とプレート８６との間に、必要に応じて、略Ｃ形状のスペーサ９８を介在させるようにしてもよい。かかる場合、スペーサ９８の空隙部を連通路８８に向けて配置し、この空隙部を連通空間８４として機能させることによって、連通空間８４を確実に設けることができる。
【００２９】
また、例えば、図示の実施形態では、記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータに適用して説明したが、これに限定されることなく、スキャナ用モータ、各種ＯＡ機器用モータに広く適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１の動圧軸受モータによれば、回転部材の低回転時（起動時、停止時）におけるスラスト動圧軸受部の摩耗、焼付きが抑えられ、モータの寿命を延ばすことができる。また、この摺動部材の製作が容易で、簡単な作業でもって取り付けることができる。更に、摺動部材の装着によりモータの全高が大きくなることを防止することができる。
【００３１】
また、本発明の請求項２の動圧軸受モータによれば、スラスト動圧発生溝を加工するための専用加工工程を必要とせず、動圧発生溝の加工を簡単に且つ容易に行うことができる。
また、本発明の請求項３の動圧軸受モータによれば、スラスト動圧軸受部が軸受スリーブの軸線方向一端部側の端面とこれと対向するロータの円板状部との間に構成されるので、軸部材の倒れを防止して回転部材を安定して支持することができる。また、軸受スリーブの一方端部が回転部材の凹部内に位置し、軸受スリーブの外周面と回転部材の環状垂下部の内周面との間にテーパシール部が設けられるので、このテーパシールに関連してモータの全高を更に低く抑えることができる。
【００３２】
また、本発明の請求項４の動圧軸受モータによれば、一対のラジアル動圧軸受部の潤滑流体に混入した気泡を呼吸孔を通して排出し、混入した気泡による悪影響を防止することができる。また、一対のラジアル動圧軸受部と一つのスラスト動圧軸受部とによる比較的簡単な軸受構造でもって、回転部材に作用するラジアル荷重及びスラスト荷重を所要の通りに支持することができる。
更に、本発明の請求項５の動圧軸受モータによれば、軸部材の径方向張出部によって、回転部材の静止部材からの抜けを確実に防止することができる。また、スラスト動圧軸受部の動圧によるスラスト荷重の支持方向と反対方向にロータを磁気付勢するので、ロータの動圧による浮き上がりを抑え、ロータを安定して回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うモータの一例としてのスピンドルモータを示す断面図である。
【図２】図１のスピンドルモータにおける動圧流体軸受手段及びその近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 静止部材
４ 回転部材
６ ロータハブ
１０ 円板壁部
１４ ハブ本体
１８ ロータマグネット
２０ 軸部材
２２ 軸受スリーブ
２６ ステータ
３２ 磁性リング
５０，５２ ラジアル動圧軸受部
５６，５８ ラジアル動圧発生溝
６０ スラスト動圧軸受部
６６ スラスト動圧発生溝
８２ 呼吸孔
１０２ 摺動部材

Claims (5)

1. 静止部材と、
   この静止部材に対して回転自在である回転部材と、
   前記静止部材に装着されたステータと、
   前記ステータに対向して前記回転部材に装着されたロータマグネットと、
   前記回転部材に作用するラジアル荷重を支持するためのラジアル動圧軸受部と、
   前記回転部材に作用するスラスト荷重を支持するためのスラスト動圧軸受部と、
   前記ラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部において動圧を誘起する潤滑流体と、
   を備える動圧軸受モータにおいて、
   軸線方向に対向する前記回転部材及び前記静止部材の少なくともいずれか一方の面には前記回転部材の回転中心に対して同心状の内周面を有する凹部が設けられ、
   前記凹部の底面には、耐摩耗性及び耐焼付け性を有し、前記凹部の内周面に外周面が当接する平板上摺動部材が固着され、
   前記摺動部材は、薄板状金属プレートの表面に鉛又は錫を含有する材料あるいはフッ素樹脂、黒鉛又は二硫化モリブデンのうち少なくともいずれか一つを含有する固体潤滑剤による被覆を形成した複合材料、あるいはセラミック又は銅系の材料から形成され、
   前記凹部底面のほぼ全面において、前記摺動部材のスラスト動圧軸受面と軸線方向に対向する前記回転部材または前記静止部材のスラスト動圧軸受面とで前記スラスト動圧軸受部が構成され、
   前記凹部内周面と半径方向に対向する前記回転部材または前記静止部材の外周面との間に前記潤滑流体の漏れを防止するためのテーパシール部が設けられ、前記スラスト動圧軸受部の前記潤滑流体の界面は、前記テーパシール部に位置することを特徴とする動圧軸受モータ。
2. 前記摺動部材は、プレス加工により形成され、このプレス加工を施す際に、前記摺動部材の表面に前記スラスト動圧発生溝が形成されることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受モータ。
3. 前記回転部材は、円板状部とこの円板状部の外周部から垂下され内周面に前記ロータマグネットが装着される筒状部とを有するロータと、前記円板状部の中心部から軸線方向に延設される軸部材とを備え、
   前記静止部材は、前記軸部材が挿通される中空円筒状の軸受スリーブを有しており、
   更に、前記ロータの前記円板状部には環状の垂下部が設けられ、前記凹部は、前記円板状部、前記軸部材及び前記環状垂下部によって規定され、前記摺動部材は前記環状垂下部の内周面に外周面が当接し、前記円板状部の底面に固着されると共に、前記軸受スリーブの一方端部が前記凹部内に位置し、前記軸受スリーブの外周面と前記環状垂下部の内周面との間に、潤滑流体の漏れを防止するためのテーパシール部が設けられており、
   前記スラスト動圧軸受部は、前記ロータを前記軸受スリーブの軸線方向一方端部側の端面方向に押圧するように作用するスラスト荷重を支持し、前記スラスト動圧軸受部の前記潤滑流体の界面は前記テーパシール部に位置することを特徴とする請求項１又は２記載の動圧軸受モータ。
4. 前記ラジアル動圧軸受部は、前記軸受スリーブの内周面及び／又はこれと径方向に対向する前記軸部材の外周面に設けられたラジアル動圧発生溝と、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面とが径方向に対向することによって形成される間隙に保持されて前記回転部材の回転時に前記ラジアル動圧発生溝によって動圧が誘起される潤滑流体とによって構成され、
   前記軸受スリーブには、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間に形成される間隙の軸線方向中央部に開口して該間隙内に外気を導入する呼吸孔が形成され、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間に形成される間隙には、前記呼吸孔の開口部に対応して径方向間隙拡大部が形成されて前記呼吸孔を通じて導入された外気が保持される気体介在部が設けられるとともに、前記軸受スリーブの内周面と前記軸部材の外周面との間に形成される間隙の前記気体介在部の軸線方向両端側にそれぞれ潤滑流体が保持されて前記ラジアル動圧軸受部が軸線方向に離間して一対構成され、
   前記一対のラジアル動圧軸受部の一方には、前記ラジアル動圧発生溝として前記潤滑流体を前記スラスト動圧軸受部方向に圧送するよう屈曲点が幅方向中央より前記スラスト動圧軸受部側に偏倚したアンバランス型へリングボーン溝が形成され、
   前記一対のラジアル動圧軸受部の他方には、前記ラジアル動圧発生溝として屈曲点が幅方向中央にあるバランス型へリングボーン溝が形成され、
   また、前記スラスト動圧軸受部は、前記アンバランス型へリングボーン溝が形成されたラジアル動圧軸受部に隣接して構成され、前記スラスト動圧軸受部が規定される間隙には、前記アンバランス型へリングボーン溝が形成されたラジアル動圧軸受部を規定する間隙に保持された潤滑流体に連続して潤滑流体が保持されるとともに、前記スラスト動圧軸受部には前記動圧発生溝として前記潤滑流体を径方向内方に向かって圧送するスパイラル溝が形成されていることを特徴とする請求項３記載の動圧軸受モータ。
5. 前記軸部材は前記軸受スリーブの他方端部に係止して前記ロータの抜けを防止するための径方向張出部を有し、前記ロータは前記スラスト動圧軸受部で誘起される動圧によるスラスト荷重の支持方向と軸線方向に対向する方向に磁気付勢されることを特徴とする請求項３又は４記載の動圧軸受モータ。

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