JP4195088B2 - 潤滑剤バリヤを有する動力学的溝軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、シャフトである内側軸受部分及びこの内側軸受部分の周りに回転自在の軸受ブッシュである外側軸受部分を有し、これらの軸受部分は半径方向に互いに対向して連携動作する軸受面を構成し、これらの軸受面間には軸受ギャップを設け、この軸受ギャップには動作中潤滑液体が存在し、少なくとも一方の軸受部分の軸受面に溝パターンを設け、また前記軸受ギャップから潤滑液体が漏洩するのを防止する環状バリヤを設けた半径方向の動力学的溝軸受であって、前記環状バリヤを、前記外側軸受部分の軸受面に対して隆起し、前記軸受ギャップを区切る環状内方突起により構成した該動力学的溝軸受に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、本発明による動力学的溝軸受に使用するのに好適な外側軸受部分に関するものである。
【０００３】
更に、本発明は、本発明による動力学的溝軸受に使用するのに好適な内側軸受部分に関するものである。
【０００４】
更に、本発明は、ステータと、このステータに対して動力学的溝軸受により回転自在に支承したロータとを有し、前記ステータを前記動力学的溝軸受の内側軸受部分に固定し、また前記ロータを前記動力学的溝軸受の外側軸受部分に固定した電動モータに関するものである。
【０００５】
更にまた、本発明は、情報ディスクと、この情報ディスクに連携動作する走査ユニットとを有し、前記情報ディスクを電動モータによってハウジング内で回転自在にしたデータ記憶ユニットに関するものである。
【０００６】
上述の動力学的溝軸受及び電動モータは特開平６−１７８４９２号に記載されている。この既知の動力学的溝軸受の内側軸受部分は、溝パターンを設けた円形断面の円筒形軸受面を設けた固定配置のシャフトにより構成している。更に、この既知の動力学的溝軸受の外側軸受部分は、軸線の周りに回転自在でありかつ内側軸受部分のシャフトの軸受面に連携動作する滑らかな円形断面の円筒形軸受面を設けたブッシュにより構成している。このような動力学的溝軸受の一般的な問題としては、動力学的溝軸受の臨界速度移動となると軸受ギャップから潤滑液体が漏洩するという問題がある。既知の動力学的溝軸受では、シャフトとブッシュの互いに連携動作する軸受面間の軸受ギャップを区切る即ち、境界をなす環状窪みをブッシュの軸受面に設けている。軸受ギャップからの潤滑液体の漏洩は動作中この環状窪みに捕捉される。軸受ギャップから漏洩した潤滑液体は、シャフトの周りのブッシュの回転によって潤滑液体に作用する遠心力の作用の下に環状窪み内に保持される。既知の動力学的溝軸受からの潤滑液体の動作中の漏洩は、このようにしてできるだけ防止される。
【０００７】
既知の動力学的溝軸受の欠点は、シャフトの周りにブッシュが比較的高速で回転するとき、環状窪みは動力学的溝軸受からの潤滑液体の漏洩を防止できない点である。例えば、動力学的溝軸受をコンピュータのハードディスクを駆動する電動モータに使用するときのようにシャフトの周りにブッシュが比較的高速で回転するとき、軸受ギャップから比較的多量に潤滑液体が漏洩する。この結果、上述の窪みは潤滑液体で完全に満たされ、窪みの端縁からあふれて動力学的溝軸受から漏洩してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、内側軸受部分の周りに外側軸受部分が比較的高速で回転するとき動力学的溝軸受から潤滑液体が漏洩するのを防止する上述の種類の動力学的溝軸受を得るにある。
【０００９】
この目的を達成するため、本発明動力学的溝軸受は、前記環状内方突起に前記軸受ギャップに対面する側面を設け、この側面を外側軸受部分の軸受面に対して傾斜させ、前記環状内方突起の内径を、この環状内方突起に隣接する内側軸受部分の軸受面の直径よりも小さい直径とし、前記内側軸受部分に、前記環状内方突起の前記側面に対向配置した円錐面を設け、前記環状内方突起の前記側面と前記円錐面との間に環状室を生じ、この環状室は軸受ギャップから離れる方向に拡開するものとし、前記円錐面を、前記軸受ギャップから離れる方向に、前記環状内方突起の前記側面の範囲を越える範囲まで延長させたことを特徴とする。この用語「環状内方突起」を、以下、「環状バリヤ」と称して説明する。動作中に互いに連携動作する軸受面間に軸受ギャップから漏洩する潤滑液体は、潤滑液体に作用する遠心力の作用の下で隆起した環状バリヤに隣接する外側軸受部分の軸受面をカバーする層を形成する。この層の厚さは軸受ギャップから漏洩した潤滑液体の量に依存する。潤滑液体の層は外側軸受部分の軸受面に対して隆起する環状バリヤに対してメニスカス（三日月形状）を形成する。メニスカスの外側軸受部分の軸受面の上方のレベルは、潤滑液体の量、潤滑液体の成分、軸受面及び環状バリヤを製造する材料の成分若しくはバリヤを被覆するコーティングの成分、及び外側軸受部分の速度に依存し、このレベルは速度の上昇にともなって上昇する。環状バリヤが外側軸受部分の軸受面の上方の適当なレベルにあるとき、潤滑液体のメニスカスは、前もって規定された潤滑液体量であれば、外側軸受部分の比較的高速回転で環状バリヤからオーバーフローせず、この比較的高速回転での動力学的溝軸受からの潤滑液体の漏洩は防止される。
【００１０】
本発明による好適な実施例においては、前記環状バリヤの内径を、この環状バリヤに隣接する内側軸受部分の軸受面の直径よりも小さい直径とする。環状バリヤが所定の内径であるとき、隆起した環状バリヤまでほぼ完全に達するレベルで軸受ギャップを充填する潤滑液体を使用して動力学的溝軸受の漏洩を生じないようにすることができる。これにより、各速度及びすべての速度で動力学的溝軸受の潤滑液体の満足のいく分布及び動力学的溝軸受の動作が得られる。
【００１１】
更に、本発明の好適な実施例においては、前記環状バリヤの内径を、この環状バリヤに隣接する内側軸受部分の軸受面の直径よりも大きく、しかも前記環状バリヤに隣接する外側軸受部分の軸受面の直径よりも小さい直径とする。このような内径を設けた環状バリヤによれば、動力学的溝軸受の製造中に外側軸受部分に内側軸受部分を適用するのが容易になる。本発明による動力学的溝軸受のこの実施例においては、隆起した環状バリヤに隣接する軸受ギャップを満たす量の潤滑液体を使用すると、動力学的溝軸受からの潤滑液体の漏洩を部分的にのみ防止する。
【００１２】
更に、本発明による動力学的溝軸受の他の実施例においては、前記環状バリヤに前記軸受ギャップに対面する側面を設け、この側面を外側軸受部分の軸受面に対して傾斜させる。この側面を使用すると、潤滑液体が環状バリヤに接触するメニスカスのレベルが減少する。潤滑液体のメニスカスは環状バリヤの側面に対して、潤滑液体の成分、環状バリヤを製造する材料の成分若しくは環状バリヤを被覆するコーティングの成分、外側軸受部分の速度に左右されるいわゆる接触角で接触する。メニスカスと側面との間の接触角に比例して、外側軸受部分の軸受面の上方のメニスカスのレベルは増加する。外側軸受部分の軸受面に対して側面が傾斜するため、メニスカスの曲率は減少し、従って、メニスカスのレベルは低下する。環状バリヤに必要な高さはこのようにして制限される。
【００１３】
更に、本発明による動力学的溝軸受の好適な実施例においては、前記内側軸受部分に、前記環状バリヤの前記側面に対向配置した円錐面を設け、前記環状バリヤの前記側面と前記円錐面との間に環状室を生じ、この環状室は軸受ギャップから離れる方向に拡開するものとする。動力学的溝軸受が静止しているとき、潤滑液体の一部は軸受ギャップから流出する。この流出した潤滑液体は環状バリヤの側面と内側軸受部分との間の環状室内でメニスカスを形成し、この潤滑液体は、環状室の拡開形状により軸受ギャップに向かう方向の毛細管力を受ける。この毛細管力は、動力学的溝軸受が静止しているときにも動力学的溝軸受から潤滑液体が流出するのを防止する。
【００１４】
本発明による動力学的溝軸受の更に他の好適な実施例においては、前記円錐面の前記軸受ギャップから離れる方向に前記環状バリヤの前記側面を越えて延長させる。この実施例においては、拡開する環状室は比較的大きく、動力学的溝軸受が静止しているとき毛細管力の作用によって環状室内に比較的多量の潤滑液体を保持することができる。
【００１５】
更に、本発明による上述の種類の電動モータは、この電動モータに使用される動力学的溝軸受を本発明による動力学的溝軸受によって構成したことを特徴とする。本発明による動力学的溝軸受の好ましい特性は、特に、電動モータに使用すると有利である。即ち、電動モータの比較的高速の回転で動力学的溝軸受から漏洩する潤滑液体による電動モータの汚れを防止できるからである。
【００１６】
更に、本発明による上述の種類のデータ記憶ユニットは、このデータ記憶ユニットに使用される電動モータを本発明による電動モータによって構成したことを特徴とする。本発明による電動モータ及びこの電動モータに使用される動力学的溝軸受の好ましい特性は、特に、データ記憶ユニットに使用すると有利である。即ち、電動モータの比較的高速回転で電動モータの動力学的溝軸受から漏洩する潤滑液体によって生ずるデータ記憶ユニット及びこのユニットに使用される情報ディスクの汚れが防止されるからである。
【００１７】
以下に図面につき本発明を詳細に説明する。
図１ａ，図２ａ及び図３ａにおいて、それぞれ本発明による動力学的溝軸受の第１，第２及び第３の実施例の電動モータの対応する部分には同一の参照符号を付して説明する。
【００１８】
図１ａに示す電動モータ１は、ステータ３及びロータ５を有し、このロータ５はステータ３に対して回転軸線７の周りに、本発明による動力学的溝軸受９の第１の実施例によって回転自在に支承する。ステータ３は図１ａには線図的にのみ示す電気コイル１１を有し、ロータ５はこの電気コイル１１に連携動作する永久磁石１３を有し、この永久磁石１３も図１ａに線図的にのみ示す。
【００１９】
図１ａに更に示すように、動力学的溝軸受９は、内側軸受部分１５と、この内側軸受部分１５に対して回転軸線７の周りに回転自在の外側軸受部分１７とを有する。内側軸受部分１５を電動モータ１のステータ３に固定するとともに、外側軸受部分１７は電動モータ１のロータ５に固定する。内側軸受部分１５は、ステータ３に対して固定したシャフト１９により構成し、回転軸線７に一致する中心ライン２１を有する。シャフト１９には中心ライン２１に同心状の滑らかな円形断面の円筒形軸受面２３を設ける。更に、内側軸受部分１５に、中心ライン２１に直交する環状軸受面２７，２９を有する環状軸受プレート２５を設ける。外側軸受部分１７はロータ５に固着した軸受ブッシュ３１により構成し、動作中にはシャフト１９の中心ライン２１にほぼ一致する中心ライン３３を有する。軸受ブッシュ３１は、中心ライン３３に同心状の内面を設けた円形断面の円筒形軸受面３５を有し、この軸受面３５をシャフト１９の軸受面２３に連携動作させる。外側軸受部分１７には環状の軸受室３７を設け、この軸受室３７内に内側軸受部分１５の軸受プレート２５を配置する。軸受室３７は外側軸受部分１７の環状閉鎖プレート３９によって閉鎖する。軸受室３７には、中心ライン３３に直交しかつ軸受プレート２５の環状軸受面２９に連携動作する滑らかな軸受面４１を設けるとともに、閉鎖プレート３９には、中心ライン３３に直交しかつ軸受プレート２５の環状軸受面２７に連携動作する滑らかな環状軸受面４３を設ける。軸受ギャップ４５を互いに連携動作する軸受面２３，３５間に設け、軸受ギャップ４７を互いに連携動作する軸受面２９，４１間に設け、また軸受ギャップ４９を互いに連携動作する軸受面２７，４３間に設け、このような軸受ギャップには、動作中例えば、潤滑オイル又はグリースのような潤滑液体を存在させる。
【００２０】
図１ａに更に示すように、第１溝パターン５１及び第２溝パターン５３を軸受ブッシュ３１の軸受面３５に互いに軸線方向に或る距離離して設け、各溝パターン５１，５３はＶ字状形状で、等間隔毎に配列した多数の一連の溝５５ａ，５５ｂの対を設ける。これらの溝パターン５１，５３は、シャフト１９の滑らかな軸受面２３と組合わさって半径方向の動力学的溝軸受５７を形成し、この動力学的溝軸受内で、軸受ブッシュ３１のシャフト１９の周りの回転中に生ずる溝５５ａ，５５ｂのポンピング作用の影響の下で溝５５ａ，５５ｂに存在する潤滑液体によって安定化圧力を発生し、外側軸受部分１７は内側軸受部分１５に対して回転軸線７に直交する方向に支持される。軸受プレート２５の環状軸受面２７，２９にも、それぞれ対応の溝パターン５９，６１を設ける。図１ａにのみ側面図として見える溝パターン５９，６１にも、Ｖ字状形状で、等間隔毎に配列した多数の一連の溝６３を設ける。溝パターン５９，６１は、それぞれ外側軸受部分１７の滑らかな軸受面４３及び滑らかな軸受面４１と組合わさって軸線方向の動力学的溝軸受６５を形成し、外側軸受部分１７の内側軸受部分１５の周りの回転中に潤滑液体による安定化圧力を発生し、外側軸受部分１７は内側軸受部分１５に対して回転軸線７に平行な方向に支持される。
【００２１】
更に、図１ａに示すように、電動モータ１の動力学的溝軸受９は、この動力学的溝軸受９から潤滑液体が漏洩するのを防止する漏洩防止手段６７を設ける。図１ｂに示すように、この手段６７は、外側軸受部分１７の軸受面３５に対して隆起する環状バリヤ６９により構成し、この環状バリヤ６９は軸受ギャップ４５の境界を形成する即ち、軸受ギャップ４５を区切る。図１ｂに更に示すように、内側軸受部分１５の軸受面２３をシャフト１９の縮径部分７１により境界を形成する即ち、区分する。環状バリヤ６９は、環状バリヤ６９に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも小さい内径Ｄ_Rを有する。更に、環状バリヤ６９は軸受ギャップ４５に面する側面７３を有し、この側面７３は外側軸受部分１７の軸受面３５に対して傾斜し、図１ｂに示すように、軸受面３５に対して鈍角の角度βをなす。
【００２２】
潤滑液体が動力学的溝軸受９から漏洩するのを防止する漏洩防止手段６７は、以下のように動作する。動力学的溝軸受は既知のように、動力学的溝軸受９の臨界速度以上になる動作中に軸受ギャップ４５に存在する潤滑液体の漏洩を生ずる。この臨界速度は特に、軸受ギャップ４５の高さ及び潤滑液体の粘度及び表面張力によって決定される。動作中の軸受ギャップ４５からの潤滑液体の漏洩は、外側軸受部分１７の回転にともない、潤滑液体と外側軸受部分１７の軸受面３５との間の摩擦力の影響の下で発生する。この結果、潤滑液体も遠心力を受ける。潤滑液体に作用する遠心力は外側軸受部分１７の軸受面３５を、環状バリヤ６９に隣接する位置でほぼ均一な厚さｔの潤滑液体７５の層でカバーし、この厚さｔは軸受ギャップ４５に存在する潤滑液体の量に依存する。図１ｂに示すように、潤滑液体７５の層は環状バリヤ６９の傾斜側面７３に対してメニスカス（三日月形）７７を形成して接触する。図１ｂに示すように、メニスカス７７は外側軸受部分１７の軸受面３５の上方にレベルｈの高さを有する。このレベルｈは潤滑液体の成分、外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を製造する材料の成分又は環状バリヤ６９を被覆するコーティングの成分、電動モータ１の速度、及び側面７３と軸受面３５との間の鈍角の角度βによって左右される。レベルｈは軸受ギャップ４５内の潤滑液体の量が増えるに従って増加する。図１ｂに示すように、メニスカス７７は環状バリヤ６９の側面７３に対していわゆる接触角αで接触する。接触角αは、潤滑液体７５の成分、外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を形成する材料の成分、環状バリヤ６９を被覆するコーティングの成分、電動モータ１の速度によって決定される値を有する。この接触角αは、電動モータ１の速度が上昇するにつれて小さくなり、軸受面３５の上方のメニスカス７７のレベルｈは上昇する。所定速度での接触角αは、潤滑液体の成分、外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を形成する材料の成分、環状バリヤ６９を被覆するコーティングの成分の関数であるため、メニスカス７７のレベルｈは側面７３と軸受面３５との間の鈍角の角度βにも依存する。所定の接触角αを維持するためには、メニスカス７７のレベルｈは、角度βが小さくなるとき即ち、側面７３が急峻になるとき上昇する。環状バリヤ６９を外側軸受部分１７の軸受面３５の上方に適切なレベルにすることにより、軸受ギャップ４５内の潤滑液体が予め規定された量であり、潤滑液体並びに外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を製造する材料が予め規定された成分であり、側面７３と軸受面３５との間の角度βが予め規定された角度であり、電動モータ１の速度が予め規定された速度である場合、メニスカス７７は環状バリヤ６９からオーバーフローしない。動作中動力学的溝軸受９からの潤滑液体の漏洩はこのようにして防止され、環状バリヤ６９の軸受面３５の上方の高さを好適に設計することにより電動モータ１の比較的高い速度でも漏洩を防止することができる。本発明による動力学的溝軸受９の第１の実施例の環状バリヤ６９の内径Ｄ_Rは内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも小さいため、メニスカス７７の比較的高いレベルｈも許容され、例えば、軸受ギャップ４５を満たして環状バリヤ６９までほぼ完全に達する比較的多量の潤滑液体も漏洩なしに許容することができる。このようにして、動力学的溝軸受９に対する潤滑液体の良好な分布及び動力学的溝軸受９の満足のいく動作が得られる。
【００２３】
環状バリヤ６９の内径Ｄ_Rとすることにより、軸受ブッシュ３１をシャフト１９の周りに取り付け易くするため例えば、シャフト１９を機械的に分割する必要がある。このような分割を図１ａに参照符号７９により示す。
【００２４】
上述したように、軸受面３５の上方のメニスカス７７のレベルｈは、軸受面３５と環状バリヤ６９の側面７３との間の角度βが減少するにつれて上昇する。傾斜側面７３を使用することにより軸受面３５の上方の環状バリヤ６９の必要な高さを減少し、バリヤ６９の必要な高さは電動モータ１の所定の最大速度である場合、角度βの増加とともに減少する。しかし、角度βが増加するとき、図１ｂにＬ_Rで示すバリヤ６９の傾斜側面７３の軸線方向の長さは増加する。角度βの最大許容値はこの軸線方向の長さＬ_Rに対して構造的に許容される値によって決定される。
【００２５】
図２ａに示す電動モータ８１においては、ロータ５は回転軸線７の周りにステータ３に対して本発明による動力学的溝軸受８３の第２の実施例によって支承する。電動モータ８１の動力学的溝軸受８３は、動力学的溝軸受８３からの潤滑液体の漏洩を防止する漏洩防止手段８５により構成し、この漏洩防止手段８５は上述の第１の実施例の動力学的溝軸受９の漏洩防止手段６７とは異なる。この手段８５は図２ｂに詳細に示すように、上述の手段６７と同様に、外側軸受部分１７の軸受面３５の上方に隆起しかつ軸受ギャップ４５の境界を形成する環状バリヤ８７を設ける。動力学的溝軸受９と異なり、動力学的溝軸受８３の内側軸受部分１５は、一定直径Ｄ_Iのシャフト８９を有し、シャフト８９の軸受面２３の環状バリヤ８７に隣接する直径Ｄ_Iは軸受ギャップ４５の外側のシャフト８９の直径Ｄ_Iに等しい。図２ｂに示すように、動力学的溝軸受８３の環状バリヤ８７は、環状バリヤ８７に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも大きくかつ環状バリヤ８７に隣接する外側軸受部分１７の軸受面３５の直径Ｄ_Oよりも小さい内径Ｄ_Rを有する。更に、環状バリヤ８７は、動力学的溝軸受９の環状バリヤ６９と同様に、軸受ギャップ４５に対面しかつ外側軸受部分１７の軸受面３５に対して傾斜する側面９１を有し、この側面９１は軸受面３５に対して鈍角の角度βをなす。動力学的溝軸受８３の漏洩防止手段８５の動作は、動力学的溝軸受９の漏洩防止手段６９の動作に対応する。好適な値の角度βに関連して環状バリヤ８７に隣接する部分のみ軸受ギャップ４５を充填するに十分な潤滑液体を動力学的溝軸受８３の軸受ギャップ４５に使用することにより、電動モータ８１の所定最大速度での動作中、潤滑液体７５のメニスカス７７は環状バリヤ８７を通過しない。このようにして、動力学的溝軸受８３からの潤滑液体の漏洩は、バリヤ８７に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも大きい内径Ｄ_Rを有する環状バリヤ８７によって防止され、内側軸受部分１５のシャフト８９は縮径部分を設ける必要がなく、従って、動力学的溝軸受８３の構造、製造及び組立体は簡素化される。
【００２６】
図３ａに示す電動モータ９３において、ロータ５を回転軸線７の周りにステータ３に対して、本発明による第３の実施例の動力学的溝軸受９５によって回転自在に支承する。動力学的溝軸受９５は、この動力学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩するのを防止する漏洩防止手段９７を設け、この手段９７は、上述の第１の実施例の動力学的溝軸受９の手段６７及び第２の実施例の動力学的溝軸受８３の手段８５とは異なる。漏洩防止手段９７の詳細を図３ｂに示し、この手段９７は外側軸受部分１７の軸受面３５に対して隆起する環状バリヤ９９により構成し、この環状バリヤ９９は動力学的溝軸受９の環状バリヤ６９に対応し、環状バリヤ９９に隣接する部分で内側軸受部分１５の軸受面２３のＤ_Iより小さい内径Ｄ_Rを有する。環状バリヤ９９には更に、動力学的溝軸受９の環状バリヤ６９と同様に、軸受ギャップ４５に対面する側面１０１を設け、この側面１０１は外側軸受部分１７の軸受面３５に対して傾斜し、また軸受面３５に対して鈍角の角度βをなす。
【００２７】
図３ａ及び図３ｂに示すように、内側軸受部分１５には、環状バリヤ９９の側面１０１に対向する位置に円錐面１０５を有するシャフト１０３を設ける。図３ｂに示すように、円錐面１０５は内側軸受部分１５の軸受面２３に対して鈍角の角度γをなし、この角度γは角度βよりも小さく、従って、環状バリヤ９９と内側軸受部分１５の円錐面１０５との間に環状室１０７を生じ、この環状室１０７は軸受ギャップ４５から離れる方向に拡開する。更に、図３ｂに示すように、円錐面１０５は軸受ギャップ４５から離れる方向に軸線方向に環状バリヤ９９の側面１０１を越えて延長させる。
【００２８】
電動モータ９３が回転するとき、動力学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩するのを防止する環状バリヤ９９の動作は、動力学的溝軸受９の環状バリヤ９９の動作に対応する。環状バリヤ９９は、電動モータ９３が比較的高速で動作するとき動力学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩するのを防止し、この環状バリヤ９９まだほぼ完全に達するまで軸受ギャップ４５を満たすに十分な潤滑液体を軸受ギャップ４５に使用することができる。図３ｂには電動モータ９３が静止しており、また潤滑液体１０９の一部が毛細管力の作用によって軸受ギャップ４５から流出しているときの潤滑液体１０９の状態を示す。図３ｂに示すように、静止状態で軸受ギャップ４５から流出した潤滑液体１０９は、環状バリヤ９９の側面１０１ト内側軸受部分１５の円錐面１０５との間の環状室１０７にメニスカス１１１を形成する。軸受ギャップ４５から見て環状室１０７は拡開しているため、環状室１０７における潤滑液体１０９は軸受ギャップ４５の方向に指向する毛細管力を受ける。この毛細管力は、電動モータ９３が静止している間に潤滑液体１０９を環状室１０７内に維持し、従って、電動モータ９３が稼働していなくとも、動力学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩するのを防止する。円錐面１０５が軸受ギャップ４５から軸線方向に環状バリヤ９９の側面１０１を越えて延長していることは、環状室１０７ができるだけ大きい容積を有し、従って、電動モータ９３が静止しているとき毛細管力の作用の下に環状室１０７内に比較的多量の潤滑液体を保持できることを意味する。
【００２９】
図４及び図５には、本発明による動力学的溝軸受９，８３，９５を有する電動モータ１，８１，９３を設けたデータ記憶ユニット１１３を線図的に示す。このデータ記憶ユニット１１３は多数の平行に配列した情報ディスク１１５を有し、これらの情報ディスク１１５を電動モータ１，８１，９３によってハウジング１１７内でこの電動モータ１，８１，１０９の回転軸線７の周りに回転自在にする。これらの情報ディスク１２３は例えば、コンピュータに使用するいわゆるハードディスクとする。図５に示すように、情報ディスク１２３はこの目的のため、軸線方向に等間隔に電動モータ１，８１，９３のロータ５に固定するとともに、電動モータ１，８１，９３のステータ３をハウジング１１７の底部プレート１１９に固定する。データ記憶ユニット１１３には、更に、情報ディスク１１５に連携動作する多数の磁気ヘッド１２３を有する走査ユニット１２１を設ける。磁気ヘッド１２３は、ハウジング１１７及び情報ディスク１１５に対して回動自在のアーム１２５に固着し、各情報ディスク１１５に対して個別の磁気ヘッド１２３を設ける。図４ではこれらの磁気ヘッド１２３のうちの１個のみが見えており、アーム１２５及び磁気ヘッド１２３は図５では図面を分かりやすくするため図示しない。ロータ５が情報ディスク１１５とともに回転軸線７の周りに電動モータ１，８１，９３によって回転し、また磁気ヘッド１２３がアーム１２５により回転する情報ディスク１１５に対して位置決めされるとき、情報ディスク１１５は磁気ヘッド１２３によって読み取り又は書き込みされる。
【００３０】
情報ディスク１１５に対する読み取り及び書き込みに必要な時間を制限するため、電動モータ１，８１，９３と比較的高速で回転しなければならない。動力学的溝軸受９，８３，９５を有する電動モータ１，８１，９３は、データ記憶ユニット１１３に使用するのに特に好適である。即ち、電動モータ１，８１，９３に使用した動力学的溝軸受９，８３，９５においてこのような高速回転での潤滑液体の漏洩が防止されるためである。特に、情報ディスク１１５及び磁気ヘッド１２３が潤滑液体の漏洩によって汚れるのを防止することができる。ディスク１１５及び磁気ヘッド１２３のこのような汚れは、データ記憶ユニット１１３及びこれを組み合わせて使用するコンピュータの動作を乱すことになる。動力学的溝軸受９，８３，９５のリークプルーフは更に、電動モータ１，８１，９３の比較的長寿命の故障のない動作が得られる。
【００３１】
上述の動力学的溝軸受９，８３，９５は、それぞれ互いに連携動作する円形断面の円筒形軸受面２３，３５を有する半径方向動力学的溝軸受５７と、互いに連携動作する環状軸受面２７，４３及び２９，４１を有する軸線方向動力学的溝軸受６５とを有する。本発明は、互いに連携動作する軸受面が異なる形状の動力学的溝軸受にも適用でき、例えば、半径方向並びに軸線方向に軸受機能を有する円錐形又は球形の軸受面を有する動力学的溝軸受にも適用できる。
【００３２】
上述したように、環状バリヤ６９，８７，９９の内径Ｄ_Rは、この環状バリヤ６９，８７，９９に隣接して内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_I及び環状バリヤ８７に隣接する外側軸受部分１７の軸受面３５の直径Ｄ_Oに関連して規定される。上述の動力学的溝軸受９，８３，９５の直径Ｄ_I及びＤ_Oはそれぞれ、溝パターン５１，５３に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径及び溝パターン５１，５３に隣接する外側軸受部分１７の軸受面３５の直径に対応する。本発明によれば、内側軸受部分及び外側軸受部分の軸受面は、溝パターンに隣接する軸受面に直径とは異なる直径にすることもできる。従って、例えば、図１ａに示す動力学的溝軸受９の内側軸受部分１５のシャフト１９は、軸受プレート２５の上方で、例えば、直径Ｄ_Iよりも大きい直径にすることができ、この場合、閉鎖プレート３９に環状バリヤを設け、この閉鎖プレート３９に沿う潤滑液体の漏洩を防止する。
【００３３】
更に、環状バリヤ６９，８７，９９の側面７３，９１，１０１と外側軸受部分１７の軸受面３５とのなす鈍角の角度βを約９０°とすることもでき、この場合、側面７３，９１，１０１は軸受面３５にほぼ直交する。このようにして、バリヤ６９，８７，９９は比較的簡単に設けることができ、しかも潤滑液体７５のメニスカス７７は軸受面３５の上方に比較的高いレベルｈを有する。
【００３４】
更に、動力学的溝軸受９，８３，９５は、上述のデータ記憶ユニット１１３以外の装置にも使用することができ、例えば、磁気テープの用途の回転自在の走査ユニットの電動モータにも使用することができる。更に、動力学的溝軸受９，８３，９５は、電動モータ以外の異なるタイプのモータ例えば、空気モータにも使用することができる。
【００３５】
最後に、本発明は、１個のみの回転自在の情報ディスクを有するデータ記憶ユニットの電動モータにも適用できる。本発明による動力学的溝軸受は小形化に極めて有効であり、従って、データ記憶ユニット及びこのユニットに組み込む情報ディスクを比較的コンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明による動力学的溝軸受の第１実施例を設けた電動モータの一部断面とする側面図、
【図１ｂ】モータが回転しているときの図１ａの動力学的溝軸受の環状バリヤの詳細を示す説明図、
【図２ａ】本発明による動力学的溝軸受の第２実施例を設けた電動モータの一部断面とする側面図、
【図２ｂ】モータが回転しているときの図２ａの動力学的溝軸受の環状バリヤの詳細を示す説明図、
【図３ａ】本発明による動力学的溝軸受の第３実施例を設けた電動モータの一部断面とする側面図、
【図３ｂ】モータが静止しているときの図３ａの動力学的溝軸受の環状バリヤの詳細を示す説明図、
【図４】電動モータ及び本発明による動力学的溝軸受を有するデータ記憶ユニットの線図的平面図、
【図５】図４のデータ記憶ユニットの側面図である。

Claims (3)

1. シャフトである内側軸受部分及びこの内側軸受部分の周りに回転自在の軸受ブッシュである外側軸受部分を有し、これらの軸受部分は半径方向に互いに対向して連携動作する軸受面を構成し、これらの軸受面間には軸受ギャップを設け、この軸受ギャップには動作中潤滑液体が存在し、少なくとも一方の軸受部分の軸受面に溝パターンを設け、また前記軸受ギャップから潤滑液体が漏洩するのを防止する環状バリヤを設けた半径方向の動力学的溝軸受であって、前記環状バリヤを、前記外側軸受部分の軸受面に対して隆起し、前記軸受ギャップを区切る環状内方突起により構成した該動力学的溝軸受において、前記環状内方突起に前記軸受ギャップに対面する側面を設け、この側面を外側軸受部分の軸受面に対して傾斜させ、前記環状内方突起の内径を、この環状内方突起に隣接する内側軸受部分の軸受面の直径よりも小さい直径とし、前記内側軸受部分に、前記環状内方突起の前記側面に対向配置した円錐面を設け、前記環状内方突起の前記側面と前記円錐面との間に環状室を生じ、この環状室は軸受ギャップから離れる方向に拡開するものとし、前記円錐面を、前記軸受ギャップから離れる方向に、前記環状内方突起の前記側面の範囲を越える範囲まで延長させたことを特徴とする動力学的溝軸受。
2. ステータと、このステータに対して動力学的溝軸受により回転自在に支承したロータとを有し、前記ステータを前記動力学的溝軸受の内側軸受部分に固定し、また前記ロータを前記動力学的溝軸受の外側軸受部分に固定した電動モータにおいて、前記動力学的溝軸受を請求項１に記載の動力学的溝軸受により構成したことを特徴とする電動モータ。
3. 情報ディスクと、この情報ディスクに連携動作する走査ユニットとを有し、前記情報ディスクを電動モータによってハウジング内で回転自在にしたデータ記憶ユニットにおいて、電動モータを請求項２記載の電動モータにより構成したことを特徴とするデータ記憶ユニット。

Images