JPH07293555A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軸受装置の回転に伴い発生する潤滑剤のオイル
ミストや軸受部からの発塵物がハウジングに内蔵された
ディスクを汚損する現象を皆無とした動圧軸受装置を提
供する。 【構成】回転軸３２に設けた円筒状孔４０に嵌合する固
定軸３１に、スラスト軸受すきま４５，４７に隣接する
潤滑剤溜まり及びラジアル軸受すきま５０に隣接する潤
滑剤溜まりをハウジングの外部１１_out へ連通せしめる
通気孔５５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置，光
磁気ディスク装置などに使用される非回転同期成分の振
れが小さく、耐衝撃性に優れた動圧軸受装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置に使用されてい
る動圧軸受装置としては、例えば図２に示すようなもの
がある。このものは、固定軸１のまわりを回転する回転
軸（スリーブ）２を備えている。回転軸２は軸心部に軸
孔３を有し、その内周面に二個のラジアル軸受面４，５
を有している。また、回転軸２の一端（図２では上端）
部に二個のスラスト軸受面７，８を設けている。一方の
スラスト軸受面７は、回転軸２の上端のドーナツ板形の
スラスト板９の下面に形成されている。他方のスラスト
軸受面８は、そのスラスト板９の下に設けられた凹部１
０の平面部に形成されている。

【０００３】固定軸１は密閉されたハウジング１１の底
面に立設されていて、上端近傍にスラストカラー１３を
有しており、固定軸１の上端はスラスト板９の中心の孔
を貫通してハウジング内空間１１_inに突き出し、その固
定軸１とスラスト板９との間には環状の通気孔１２が介
在している。スラストカラー１３は、回転軸２の前記凹
部１０に位置しており、上下両面がそれぞれスラスト受
面１５，１６である。上面のスラスト受面１５には動圧
発生用のみぞ１５ａが形成されていてスラスト軸受面７
とスラスト軸受すきま１７を介し対向している（但し、
回転軸２の非回転時には、両面７，１５は接触してスラ
スト軸受すきま１７は生じない）。一方、下面のスラス
ト受面１６には動圧発生用のみぞ１６ａが形成されてい
てスラスト軸受面８とスラスト軸受すきま１８を介し対
向している。

【０００４】固定軸１の外周面には二個のラジアル受面
２１，２２が形成され、それぞれはヘリングボーン状の
動圧発生用のみぞ２１ａ，２２ａを有して軸受すきま２
３を介しラジアル軸受面４，５に対向している。この固
定軸１の軸心には、下端がハウジング外空間１１_out に
開口するとともに上端が二個の動圧発生用のみぞ２１
ａ，２２ａの中間に開口する通気孔２４が設けられてい
て、二箇所のラジアル軸受すきま２３の間の潤滑剤溜ま
りをハウジング外空間１１_out に連通させている。ま
た、前記スラストカラー１３には、内周面の軸方向の通
気孔１９とこの通気孔１９に連通する径方向の通気孔２
０が設けられていて、スラスト軸受すきま１７，１８の
間の潤滑剤溜まりを前記スラスト板９と回転軸１との間
の通気孔１２を経てハウジング内空間１１_inに連通させ
ている。

【０００５】上記回転軸２の下面には環状の凹所２５が
形成されており、その凹所２５の内径面にロータ（マグ
ネット）２６が固定され、そのロータ２６に径方向のエ
アギャップＧを隔てて周対向に配されたステータ２７は
ハウジング１１に固定され、ラジアルギャップ形のブラ
シレスＤＣモータＭが構成されている。回転軸２の外面
には磁気ディスクＤが搭載され、モータＭにより回転軸
２を回転させることにより、磁気ディスクＤを駆動する
構造になっている。

【０００６】ここで、各通気孔１２，１９，２０，２４
は軸受すきま内の油やグリース等の潤滑剤が流出するの
を防止する機能を有するものである。すなわち、周囲温
度が上昇して軸受空間内の空気が膨張すると、スラスト
軸受すきま１７，１８やラジアル軸受すきま２３に保持
された潤滑剤が軸受すきまから押し出され、つぎに周囲
温度が下降すると押し出された潤滑剤はもとに戻ろうと
するが、必ずしも全部がもとには戻らないので、周囲温
度の変化の繰り返しにより、軸受すきま内の潤滑剤が徐
々に減少するのを防止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近、磁気ディスク装
置，光磁気ディスク装置等に対して一層の小型化、大容
量化が求められている。こうした高密度化を実現するた
めには、回転するディスクに対するヘッドの浮上すきま
をより小さくする必要がある。しかして、浮上すきまを
小さくすればするほど、微小な異物がディスクとヘッド
の間に噛みこまれ易くなり、これによるヘッドの汚れや
損傷のおそれが増大する。そのため、軸受装置の回転に
伴いそうした汚れや損傷の原因となる潤滑剤の飛散や発
塵が軸受部から発生するような現象は皆無とすることが
望まれている。

【０００８】しかしながら、上記従来の動圧軸受装置に
あっては、温度変化による潤滑剤の減少を防止するため
の通気孔１２，１９，２０，２４が固定軸１と回転軸２
との両方に設けられており、特にその回転軸２の通気孔
１２がディスクＤの内蔵されたハウジング内空間１１_in
に開口している。そのため、軸受装置の回転に伴って発
生した発塵物や潤滑剤の微粒子（オイルミスト）がその
通気孔１２を通り抜けてハウジング内空間１１_inに飛散
し、ディスクＤを汚染するという問題点がある。ちなみ
に、回転軸２が停止しているときスラスト板９の下面の
スラスト軸受面７と固定軸のスラストカラー上面のスラ
スト受面１５とが接触しており、回転始動の初期には両
面７，１５が接触したままの状態で回転する。また、回
転停止の終期にも同様に両面７，１５が接触した状態で
しばらく回転する。その接触回転で微細な発塵物が生成
する。

【０００９】そこで、本発明は、上記従来の動圧軸受装
置の問題点に着目してなされたものであり、全ての通気
孔を固定軸の方に設けるとともにハウジング外部に開口
せしめることにより、軸受装置の回転に伴う通気孔から
の潤滑剤の飛散や軸受部からの発塵によるディスク汚損
を防止する動圧軸受装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、回転軸に設けた円筒状孔はラジアル軸受面を有
するとともにスラスト軸受面を有し、前記回転軸の円筒
状孔に配設した固定軸はラジアル軸受面にラジアル軸受
すきまを介して対向するラジアル受面とスラスト軸受面
にスラスト軸受すきまを介して対向するスラスト受面と
を有し、そのラジアル軸受面とラジアル受面との少なく
とも一方にラジアル軸受用の動圧発生用みぞを設け、ス
ラスト軸受面とスラスト受面との少なくとも一方にスラ
スト軸受用の動圧発生用みぞを設け、スラスト軸受すき
まに隣接する潤滑剤溜まりが装置外部に連通する通気孔
とラジアル軸受すきまに隣接する潤滑剤溜まりが装置外
部に連通する通気孔は全て固定軸に設けたことを特徴と
するものである。

【００１１】

【作用】本発明の動圧軸受装置によれば、スラスト軸受
すきまに隣接する潤滑剤溜まり及びラジアル軸受すきま
に隣接する潤滑剤溜まりに通じる全ての通気孔を固定軸
に設けて、ハウジング外部に開口せしめたため、軸受装
置の回転に伴って生じる潤滑剤のオイルミストや発塵物
はハウジング外へ放出され、ディスクが内蔵されるハウ
ジング内への飛散はない。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例の動圧軸受装置を周
対向のラジアルギャップ形のブラシレスＤＣモータを搭
載した磁気ディスク装置に使用したものの断面図であ
り、密閉構造のハウジング１１の底面に固定軸３１が立
設され、外周に磁気ディスクＤが装着される回転軸３２
がその固定軸３１に回転自在に支持されている。

【００１３】固定軸３１は外周面の上下二箇所に円筒状
のラジアル受面３３，３４を有しており、上ラジアル受
面３３と下ラジアル受面３４にはそれぞれ、ラジアル軸
受用の動圧発生用みぞ３３ａ，３４ａとして図示のよう
なヘリングボーン状みぞが設けられている。また、固定
軸３１の上部の自由端外周部では軸にスラストカラー３
５が嵌着されており、このスラストカラー３５の上面で
平面状の上方のスラスト受面３６を構成し、スラストカ
ラー３５の下面で平面状の下方のスラスト受面３７を構
成している。それらの上下二個所に設けた各スラスト受
面３６，３７には、スラスト軸受用の動圧発生用みぞ３
６ａ，３７ａとしてヘリングボーン状みぞがそれぞれ設
けられている。

【００１４】回転軸３２のスリーブ部材は軸心部を貫通
する軸孔を有すると共に、その軸孔の上端部には大小の
円形の凹部４１，４２が上下二段に形成されている。下
の凹部４１は軸孔より直径が大きく形成され、上の凹部
４２は下の凹部４１より更に大径に形成されている。そ
して、上の凹部４２に、下面にスラスト軸受面４３を有
するスラスト板４４が嵌め込まれて固定されている。こ
のスラスト板４４により、下の凹部４１及び軸孔の上部
開口は蓋され、回転軸３２の円筒状孔４０はハウジング
内空間１１_inに対して閉じられている。従って、固定軸
３１の自由端の端面はスラスト板４４を貫通することな
く、僅かなすきま空間ｓの潤滑剤溜まりを隔ててスラス
ト板４４の下方に位置する。

【００１５】回転軸３２の円筒状孔４０を固定軸３１に
嵌合する際は、回転軸３２のスリーブ部材を固定軸３１
に通してスラストカラー３５をスリーブ部材の下の凹部
４１内に位置させ、その後上の凹部４２にスラスト板４
４を嵌着して固定する。これにより、スラスト板４４の
下面に設けられたスラスト軸受面４３に対して、固定軸
３１の上方のスラスト受面３６が上方のスラスト軸受す
きま４５を介して（但し、図示のように回転軸３２が静
止しているときはスラスト軸受すきま４５を介さずに）
対向する。一方、回転軸３２の下の凹部３４の底面は下
方のスラスト軸受面４６とされ、固定軸３１の下方のス
ラスト受面３７とスラスト軸受すきま４７を介して対向
している。

【００１６】また、回転軸３２の円筒状孔４０の内周面
には上下二箇所に円筒状のラジアル軸受面４８，４９が
形成され、上方のラジアル軸受面４８は固定軸の上ラジ
アル受面３３に、また下方のラジアル軸受面４９は固定
軸の下ラジアル受面３４に、それぞれラジアル軸受すき
ま５０を介して対向している。なお、５１は円筒状孔４
０の内周面に形成されたみぞの潤滑剤溜まりで、ラジア
ル軸受面４８とラジアル軸受面４９との間に介在してい
る。

【００１７】続いて、上記の動圧軸受装置における通気
孔の構成について説明すると、固定軸３１の外周面の上
下二箇所、すなわち下方のスラスト受面３７と上ラジア
ル受面３３との間および上ラジアル受面３３と下ラジア
ル受面３４との間に、それぞれ環状みぞの潤滑剤溜まり
５２，５３を形成するとともに、固定軸３１の軸心を貫
通する貫通孔５４を設け、この貫通孔５４の途中を前記
各 潤滑剤溜まり５２，５３の溝底へ連通孔５２ａ，５
３ａによって連絡することにより、固定軸３１にラジア
ル軸受すきま５０へ隣接する潤滑剤溜まり５１，５２，
５３と下方のスラスト軸受すきま４７に隣接する潤滑剤
溜まり５２とを動圧軸受装置外部、図示の実施例ではハ
ウジング外空間１１_out に連通せしめる通気孔５５を構
成している。通気孔５５を構成する貫通孔５４の上端
は、固定軸３１の上端面とスラスト板４４との間のすき
まの上方のスラスト軸受すきま４５へ隣接する潤滑剤溜
まりｓに開口している。

【００１８】なお、この実施例では、スラストカラー３
５に潤滑剤溜まりｓから二箇所のスラスト軸受すきま４
５，４７の外周部に隣接する潤滑剤溜まり５６へ連通す
る半径方向の通気孔３５ａを設けているが、この通気孔
３５ａはスラスト軸受用の動圧発生みぞ３６ａ，３７ａ
のみぞパターンによっては必ずしも必要ではない。な
お、通気孔３５ａを設けると潤滑剤溜まりｓは通気孔の
構成や作用もする。

【００１９】上記の回転軸３２の下面には環状の凹所２
５が形成され、その凹所２５の外壁内周面にロータ（マ
グネット）２６が固定されている。そのロータ２６に径
方向のエアギャップＧを隔てて周対向に配されたステー
タ２７はハウジング１１に固定され、ラジアルギャップ
形のブラシレスＤＣモータＭが構成されている。また、
回転軸３２の外面には磁気ディスクＤが搭載され、モー
タＭにより回転軸３２を回転させることにより、磁気デ
ィスクＤを駆動する構造である。

【００２０】次に作用を説明する。動圧軸受装置の回転
軸３２が回転すると、ラジアル軸受用の動圧発生用みぞ
３３ａ，３４ａのポンピング作用でラジアル軸受すきま
５０内の流体の圧力が高くなり、ラジアル受面３３，３
４はラジアル軸受面４８，４９と非接触で回転する。ま
た、スラスト軸受用の動圧発生用みぞ３６ａ，３７ａの
ポンピング作用でスラスト軸受すきま４５，４７内の流
体の圧力が高くなり、スラスト受面３６，３７はスラス
ト軸受面４３，４６と非接触で回転する。

【００２１】この場合、回転軸３２の回転に伴って発塵
したり、あるいは周囲温度が上昇して軸受装置内の空気
が膨張しスラスト軸受すきま４５，４７やラジアル軸受
すきま５０に保持された潤滑流体が押し出されてオイル
ミストとなり飛散したとしても、それらの飛散物は固定
軸の通気孔５５を通ってハウジング外空間１１_out に抜
けてしまい、ハウジング内空間１１_inには侵入しない。
従って、ハウジング内空間１１_inの磁気ディスクＤがこ
れらの発塵物やオイルミスト等の飛散物で汚損されるお
それは全くない。

【００２２】なお、上記実施例ではラジアル軸受用の動
圧発生用みぞ３３ａ，３４ａをラジアル受面３３，３４
に設けたが、ラジアル軸受面４８，４９のほうに設けて
も良く、またラジアル軸受面４８，４９とラジアル受面
３３，３４との双方に設けても良い。 また、スラスト
軸受用の動圧発生用みぞ３６ａ，３７ａをスラスト受面
３６，３７に設けたが、スラスト軸受面４３，４６のほ
うに設けても良く、またスラスト軸受面４３，４６とス
ラスト受面３６，３７との双方に設けても良い。

【００２３】また、上記実施例の各動圧発生用みぞ３３
ａ，３４ａ，３６ａ，３７ａをヘリングボーン状みぞと
したものを示したが、これに限られずその他例えばスパ
イラル状等の公知形状の動圧発生用みぞであっても良
い。また、図示の動圧軸受装置は縦形で使用した例を示
したが、横型で使用しても良く、倒置しても良い。

【００２４】また、通気孔５５の連通孔５２ａ，５３ａ
を固定軸３１の周面に一個ずつ設けたが、複数個設けて
も良い。なお、潤滑剤溜まり５１，５２，５３，５６，
ｓは軸受すきま４５，４７，５０より広い半径方向又は
軸方向すきまを有するが、潤滑剤まり５１，５２，５
３，５６，ｓには潤滑剤と空間とが存在する場合もあ
り、また潤滑剤のみが存在する場合もある。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の動圧軸受
装置によれば、固定軸にはスラスト軸受すきまに隣接す
る潤滑剤溜まり及びラジアル軸受すきまに隣接する潤滑
剤溜まりと装置外部を連通せしめる通気孔を設けたた
め、軸受装置の回転に伴って生じる潤滑剤のオイルミス
トや発塵物はハウジング外へ放出されハウジング内への
飛散は皆無となり、ハウジング内に装着されたディスク
がオイルミストや発塵物で汚損されるおそれは全くない
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】従来の動圧軸受装置の断面図である。

【符号の説明】

１１ ハウジング ３１ 固定軸 ３２ 回転軸 ３３ ラジアル受面 ３４ ラジアル受面 ３６ スラスト受面 ３７ スラスト受面 ３３ａ 動圧発生用みぞ ３４ａ 動圧発生用みぞ ３６ａ 動圧発生用みぞ ３７ａ 動圧発生用みぞ ４０ 円筒状孔 ４３ スラスト軸受面 ４５ スラスト軸受すきま ４６ スラスト軸受面 ４７ スラスト軸受すきま ４８ ラジアル軸受面 ４９ ラジアル軸受面 ５０ ラジアル軸受すきま ５１ 潤滑剤溜まり ５２ 潤滑剤溜まり ５３ 潤滑剤溜まり ５５ 通気孔 ５６ 潤滑剤溜まり ｓ 潤滑剤溜まり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に設けた円筒状孔はラジアル軸受
   面を有するとともにスラスト軸受面を有し、前記回転軸
   の円筒状孔に配設した固定軸はラジアル軸受面にラジア
   ル軸受すきまを介して対向するラジアル受面とスラスト
   軸受面にスラスト軸受すきまを介して対向するスラスト
   受面とを有し、前記ラジアル軸受面とラジアル受面との
   少なくとも一方にラジアル軸受用の動圧発生用みぞを設
   け、前記スラスト軸受面とスラスト受面との少なくとも
   一方にスラスト軸受用の動圧発生用みぞを設け、前記ス
   ラスト軸受すきまに隣接する潤滑剤溜まりが装置外部に
   連通する通気孔とラジアル軸受すきまに隣接する潤滑剤
   溜まりが装置外部に連通する通気孔は全て固定軸に設け
   たことを特徴とする動圧軸受装置。