JPH03272318A - ディスク用スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報機器、音響機器等に用いられる動圧軸受装
置に関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気ディスクの高密度化とともにますます高トラ
ツク密度が要求される傾向にある。これに伴い、磁気デ
ィスク用の軸受装置においても、従来の転がり軸受に代
わって、非回転数同期成分の振れが小さい動圧流体軸受
装置が検討されるようになってきている。

従来の高密度磁気ディスク用の動圧流体軸受装置として
は、例えば第３図に示すようなものが知られている。こ
のものは、軸１が嵌合しているハウジング２の内径面３
に、円筒状のラジアル軸受面４が軸方向に間隔をおいて
２カ所に設けられである。一方、軸１には、長手方向に
間隔をおいて２カ所にラジアル受面５が設けられており
、ラジアル軸受面４とラジアル受面５とはラジアル軸受
すきま６を介して対向してラジアル軸受Ｒを構成してい
る。ラジアル受面５にはへリングボーン状の動圧発生用
の溝７が設けられている。また、ハウジング２の内径面
３には２カ所のラジアル軸受面４，４の間に、ラジアル
軸受面４より大径の逃げ部８が設けられている。

軸１の下端は平面状のスラスト受面９とされ、このスラ
スト受面９はハウジング２に固着されたスラスト板１０
に設けられたスラスト軸受面１１に対向しており、スラ
スト受面９とスラスト軸受面１１とでスラスト軸受Ｓを
構成している。スラスト軸受面１１には動圧発生用の溝
１６が設けられ、またハウジングの内径面３の下端部に
は下方のラジアル軸受面４より大径の逃げ部１４が設け
られている。軸１の上端部には一体回転可能にハブ１２
が嵌着され、そのハブ１２に図示しない磁気ディスクが
取り付けられるようになっている。

この動圧流体軸受装置は、ラジアル軸受すきま６及びス
ラスト受面９とスラスト軸受面１１との間のスラスト軸
受すきまに毛細管現象により保持される極めて微少量の
潤滑剤で潤滑される。

なお、ラジアル軸受面４．４間の逃げ部８にはハウジン
グ２を貫通してハブ１２の内部に連通ずる空気抜き孔１
３が設けられ、スラスト軸受面ｌｌ上の逃げ部１４には
ハウジング２の外部に連通ずる空気抜き孔１５が設けら
れている。これらの空気抜き孔１３．１５は、温度変化
があってもハウジング２の内外の気圧を同一にして、軸
受すきま内の潤滑剤の外部への洩れを防止する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の動圧軸受装置にあっては、軸１の下端部がス
ラスト軸受Ｓで支持されたいわゆる片持ち構造であり、
ハブ１２は軸１にラジアル軸受部から軸方向外側に大き
く離れた個所即ちオーバハングして取付けられている。

そのため、ハブ１２の振れ回りが大きい。また、周囲温
度の上昇に基づく軸１の熱膨張によりスラスト受面９か
らハブ上面１２１までの軸方向寸法が長いので軸方向の
寸法変化が大きい。その結果、ハブ１２に取付けられた
磁気ディスクに対向する磁気ヘッドのオフトラックとい
う問題が生し高密度化の障害となっている。

更に、磁気ディスク用の動圧軸受装置の場合、敵方時間
に及ぶ極めて長い耐久性が要求される。

しかしながら上記従来の動圧軸受装置にあっては、ラジ
アル軸受すきま６及びスラスト軸受すきま内に保持され
ている極めて微少量の潤滑剤が蒸発したり、あるいは装
置の起動停止の際に飛散して時間の経過とともに徐々に
失われてゆき、耐久性が不足するという問題点がある。

そこで本発明は、潤滑剤の蒸発や飛散が防止できて耐久
性のよい動圧軸受装置を提供して上記従来の問題点を解
決することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成する本発明の動圧軸受装置は、ハウジン
グの内周に軸を配設し、該軸は軸方向に離れた二カ所に
円筒状のラジアル受面をそれぞれ有し、前記軸は二カ所
のラジアル受面の間の個所にラジアル受面より大径のつ
ば部を有し、該つば部の軸方向両側面は平面状のスラス
ト受面をそれぞれ有している。一方、前記ハウジングは
うシアル受面に対向するラジアル軸受面とスラスト受面
に対向するスラスト軸受面とをそれぞれ有している。そ
して、互いに対向するラジアル受面とラジアル軸受面と
の少なくとも一方に動圧発生用の溝が設けられ、互いに
対向するスラスト受面とスラスト軸受面との少なくとも
一方に動圧発生用の溝が設けられている。また、前記ハ
ウジングには二カ所のラジアル軸受面より軸方向外側の
個所に磁性流体シールがそれぞれ取付けられ、該磁性流
体シールが軸とシールすきま内の磁性流体を介して対向
する。

［作用〕 上下二カ所のラジアル軸受の間にスラスト軸受を配設し
たため、スラスト受面がらハウジング上面までの軸方向
寸法が短いので温度変化によって軸方向に熱変形する度
合いが小さく、又ハウジングはラジアル軸受から軸方向
外側に大きく外れることはないので振れ回りが小さい。

したがって磁気ディスクに対向する磁気ヘッドのオフト
ラックは効果的に防止される。

また、ラジアル軸受の両外側に磁性流体シールを配設し
たため、潤滑剤の消失が防止されて耐久性がよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

なお、従来と同一または相当部分には同一符号を付し、
重複する説明を省く。

第１図は本発明の一実施例である。

基台２１に軸固定用基板２２が直接または間接に取付け
られている。軸２３は下端部がその基台２１に固定支持
されると共に、上端部は軸固定用基板２２に固定支持さ
れて支持剛性が高められている。この軸２３には軸方向
に離れた二カ所に、円筒状のラジアル受面２４．２４が
それぞれ設けられている。また軸２３には二カ所のラジ
アル受面２４．２４の間の個所に、ラジアル受面２４よ
り大径のつば部２５が形成されている。このつば部２５
の軸方向の両側面は、それぞれ平面状のスラスト受面２
６とされている。

回転部材であるハウジング２８は、ハブ２９とハブ２９
の内周面にそれぞれ嵌合して取付けられた上下に分割さ
れた一対のスリーブ３０とを備えている。スリーブ３０
は軸２３のラジアル受面２４にラジアル軸受すきま３１
を介して対向するラジアル軸受面３２を有しており、ラ
ジアル受面２４とラジアル軸受面３２とでラジアル軸受
Ｒが構成されている。スリーブ３０は又、つば部２５の
スラスト受面２６にスラスト軸受すきま３４を介して対
向するスラスト軸受面３５を有しており、スラスト受面
２６とスラスト軸受面３５とでスラスト軸受Ｓが構成さ
れている。

この実施例では、ラジアル受面２４にヘリングボーン状
の動圧発生用の溝３７が設けられている。

この動圧発生用の溝３７は、第２図に示すように屈曲部
３７ａより軸端側の溝長さの方が屈曲部３７ａよりつば
部２５例の溝長さより長い非対称形のへリングボーン状
の溝パターンになっている。

また、各スリーブ３０のスラスト軸受面３５にはへリン
グボーン（又はスパイラル）状の動圧発生用の溝３８が
形成されている。

ハウジング２８には、二カ所のラジアル軸受面３２より
軸方向外側の個所に、磁性流体シール４０がそれぞれ取
付けられている。

この磁性流体シール４０は、軸方向に磁極を有するリン
グ状の永久磁石４１と、その永久磁石４１の両端面に密
着しているリング状の鋼板からなる一対のヨーク４２と
を備え、ヨーク４２の内径面は軸２３の外径面とシール
すきま４３を介して対向している。そのシールすきま４
３に充填された磁性流体４４は永久磁石４１．一対のヨ
ーク４２、軸２３の間に形成されている磁気回路に拘束
されて、シールすきま４３を塞いでいる。

この実施例にあっては、ラジアル軸受Ｒの軸受すきま３
１及びスラスト軸受Ｓの軸受すきま３４が磁性流体シー
ルすきま４３に存在する磁性流体４４（Ｉ化可能な潤滑
油および磁化可能なグリース等）と同一の磁性流体で満
たされている。したがって、磁性流体が潤滑剤となって
おり、また動圧軸受装置内の全ての空間が潤滑剤で満た
され、動圧軸受装置内には空気は存在せず、温度変化が
あっても潤滑剤の外部への洩れはないから、空気抜き穴
を特に設ける必要がない。

ハウジング２８は駆動モータＭにより回転駆動される。

回転駆動モータＭを構成する円筒状のロータマグネット
４６は、ハブ２９の内径面に一体回転可能に取付けられ
ている。このロータマグネット４６に対向するステータ
コイル４７は、基台２１に取付は部材４８を介して固定
されている。

次に作用を説明する。

いま、回転駆動モータＭのステータコイル４７に通電す
ると、ロータマグ７ツト４６に回転力が発生してハブ２
９がスリーブ３０と一体的に回転する。スリーブ３０が
回転すると、ラジアル軸受Ｒの動圧発生用の溝３７のボ
ンピング作用によってラジアル軸受すきま３１の軸方向
両端部の流体は、ヘリングボーンの溝の屈曲部３７ａへ
流入する。そして溝の屈曲部３７ａに充満した流体はラ
ジアル軸受すきま３１を通ってラジアル軸受すきま３１
の軸方向両端部に移行して循環する。　スラスト軸受Ｓ
においても、ヘリングボーン状（又はスパイラル状）の
動圧発生用の溝３８のボンピング作用により、潤滑剤の
循環が行われる。

こうしてラジアル軸受Ｒにおいては、動圧発生用の溝３
７のボンピング作用による動圧が発生し、ラジアル軸受
すきま３１内の潤滑剤の圧力が高くなり、スリーブ３０
は軸２３のラジアル受面２４に非接触で半径方向に支持
される。一方、スラスト軸受Ｓにおいては、スラスト軸
受面３５の動圧発生用の溝３８のボンピング作用によっ
て動圧が発生し、スリーブ３０は軸のっぽ部のスラスト
受面２６に非接触で支持される。

つば部２５の軸方向の両側面はスラスト軸受Ｓを構成す
るのでスラスト軸受剛性が大きく、またスラスト受面２
６からハウジング２８上面までの軸方向寸法が短いので
熱変形が少ない。

磁性流体シール４０は、ハウジング２８のの起動・停止
時に潤滑剤がラジアル軸受すきま３１から外部へ飛散す
るのを防止し、また潤滑剤の外部への蒸発を防止する。

したがって、軸受すきま３１．３４から潤滑剤が失われ
ることによる耐久性の不足の問題を効果的に解決するこ
とができる。

この実施例によれば、軸２３の軸方向両端部を支持する
ので軸２３の支持剛性が大きく、且つノ＼ブ２９はラジ
アル軸受Ｒから軸方向外側に大きく外れることがないか
ら、ハブ２９の振れ回りが小さい。また、ラジアル軸受
Ｒの間にスラスト軸受Ｓを配設したため、周囲温度の変
化により軸２３とハブ２９との熱変形が生じても、上下
二つのスラスト軸受面３５．３５間の距離を小さく　Ｌ
、てスラスト軸受すきま３４の変化を少なくできる。更
に、従来のスラスト軸受Ｓを軸端に設けたものに比し、
二カ所のラジアル軸受Ｒ間の軸方向の間隔を広くしてモ
ーメント剛性を大きくできる。そのため、ハブ２９に取
付けられた磁気ディスクに対向する磁気ヘッドのオフト
ランクが防止できて、高密度化に有効に対処できる。

なお、ラジアル軸受すきま３１．及びスラスト軸受すき
ま３４の空間全部即ち動圧軸受装置内の空間全部が潤滑
剤で満たされているため、ラジアル軸受Ｒに設ける動圧
発生用の溝３７の溝パターンを必ずしも非対称形とする
必要はなく、対称形の溝パターンとしてもよい。ただし
、スラスト軸受Ｓに向かって潤滑剤を押し出すような形
状の非対称へリングボーン状の溝パターンにすると、ス
ラスト軸受すきま３４内の潤滑剤の圧力が高くなり、ス
ラスト軸受すきま３４で潤滑剤の循環が促進されて流体
中に含まれる僅かな気泡がスラスト軸受Ｓに溜まるのを
防ぐので好ましい。

また、ラジアル軸受Ｒ，スラスト軸受Ｓ内の潤滑剤とし
ては、磁性流体でない潤滑油またはグリースを使用して
もよい。

また、上記実施例のラジアル軸受Ｒ及びスラスト軸受Ｓ
における動圧発生用の溝３７．３８は、ハウジングのラ
ジアル軸受面３２に設けてもよく、またつば部のスラス
ト受面２６に設けてもよく、あるいは軸受面３２．３５
と受面２４，２６との双方に設けてもよい。

また、動圧発生用の溝３７．３８の溝パターンは、ヘリ
ングボーン状に限らず、スパイラル状でもよい。

また、上記実施例ではハウジング２８を回転部材とした
が、軸２３回転であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、軸の軸方向に離
れた二カ所に設けたラジアル受面の間に、ラジアル受面
より大径のつば部を設けて該つば部の軸方向両側面をス
ラスト受面としたため、スラスト受面からハウジング上
面までの軸方向寸法が短いので熱変形する度合いが小さ
く、又ハウジングはラジアル軸受から軸方向外側に大き
く外れることはないので振れ回りが小さくなり、その結
果磁気ディスクに対向する磁気ヘンドのオフトランクが
効果的に防止できる。また、ラジアル軸受の両外側に磁
性流体シールを配設したため、潤滑剤の消失が防止され
、その結果耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は第１図
要部拡大段面図、第３図は従来の動圧軸受装置の縦断面
図である。 ２３は軸、２４はラジアル受面、２５はつば部、６はス
ラスト受面、２８はハウジング、３２はシアル軸受面、
３５はスラスト軸受面、３７８は動圧発生用の溝、４０
は磁性流体シール、３はシールすきま、４４は磁性流体
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングの内周に軸を配設し、該軸は軸方向に
   離れた二カ所に円筒状のラジアル受面をそれぞれ有し、
   前記軸は二カ所のラジアル受面の間の個所にラジアル受
   面より大径のつぼ部を有し、該つば部の軸方向両側面は
   平面状のスラスト受面をそれぞれ有し、前記ハウジング
   はアジアル受面に対向するラジアル軸受面とスラスト受
   面に対向するスラスト軸受面とをそれぞれ有し、互いに
   対向するラジアル受面とラジアル軸受面との少なくとも
   一方に動圧発生用の溝が設けられ、互いに対向するスラ
   スト受面とスラスト軸受面との少なくとも一方に動圧発
   生用の溝が設けられ、前記ハウジングには二カ所のラジ
   アル軸受面より軸方向外側の個所に磁性流体シールがそ
   れぞれ取付けられ、該磁性流体シールが軸とシールすき
   ま内の磁性流体を介して対向する動圧軸受装置。