JPH0776569B2 - 動圧型流体軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はハードディスク装置，ポリゴンスキャナーユニ
ット等の高速回転する主軸部に用いられる潤滑剤を用い
たスラスト方向の動圧型流体軸受装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、VTR用回転ヘッドアッセンブリー，ハードディス
ク装置，ポリゴンスキャナーユニット等の回転主軸部に
は、玉軸受に代わって回転精度の高い動圧型流体軸受を
用いる動きがあり、その中でも流体としてエアーを用い
たエアー動圧軸受よりも焼け付き等の、故障の少なさ
と、低速から高速までの幅広い回転数での軸受剛性の高
さの点で優れるオイル等の潤滑流体を用いた動圧型流体
軸受が用いられている。

以下、ポリゴンスキャナーに用いられた従来のラジアル
方向の動圧型流体軸受装置の一例について説明する。

第７図〜第８図は従来の動圧型流体軸受装置を搭載した
ポリゴンスキャナーの断面図である。この構成について
説明する。１はベース部材、1Aはベース部材１と一体に
設けられたスリーブであり、軸受穴1Dにはその内周面に
設けられた動圧発生用のヘリングボーン溝1B,1Cが設け
られている。1Eは軸受穴1Dの径大部1Fに混入した空気を
スリーブ1Aの外へ開放させる通気穴、1Gはレーザービー
ムの透光窓であり、1Hはスラスト軸受部の空気を開放す
る通気穴である。２は軸受穴1Dに回転自在に挿入された
軸、３は軸１に一体に取り付けられたディスク、このデ
ィスク３にはレーザービームを反射するためのポリゴン
ミラー６と、モータ・ロータ７とが取り付けられてい
る。４は軸２の下端面に当接するよう設けられたスラス
ト部材であり、スパイラル形状等をした動圧発生溝4Aを
有している。５は軸２の抜けを防止するＣリングであり
軸３にはめられている。８は日本特許出願（特願昭59−
73310）に示すようなリング状部材でありヘリカル溝8A
を有している。９はモータ・ステータ、10はヘリングボ
ーン溝、1B,1Cとスパイラル溝4Aに注油された潤滑剤で
ある。

以上のように構成されたポリゴンスキャナーに用いられ
た従来の動圧型流体軸受装置の動作について説明する。
まずモータ・ステータ９に通電されるモータ・ステータ
９に回転磁界が生じ、これによりモータ・ロータ７が軸
2,ディスク3,Cリング5,ポリゴンミラー６と共に回転す
る。これにより２個のヘリングボーン溝1B,1Cはポンピ
ング作用により潤滑剤10の圧力を発生し無接触で回転す
る。また動圧発生溝4Aのポンピング作用により軸２は一
定量（約10ミクロンメータ）浮上して無接触で回転す
る。そして、図示しないレーザー発生装置から発生した
レーザービームが透光窓1Gを通して回転中のポリゴンミ
ラー６に入射するとこれを反射してレーザービームの走
査を行う。通気穴1Hは軸受部の温度が上昇し、スラスト
軸受部の空気が熱膨張したときにその空気をベース部材
１の内部に逃がすことにより、ラジアル軸受のヘリング
ボーン溝1Bに保持された潤滑剤10が圧力により押し出さ
れることを防止する。リング状部材８は、動圧発生溝4A
周辺に保持された潤滑剤10にヘリカル溝8Aのポンピング
力による圧力を与え安定した浮上力を得ると共に、潤滑
剤の流出や飛散を防止する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では次のような問題点が
あった。第８図において軸２が高速で回転するとスラス
ト部材の余剰の潤滑剤10A,10Bは通気穴1Hを通ってベー
ス部材１内部に流入しポリゴンミラー６に付着し表面を
汚すことがあった。またこの通気穴1Hは軸２に対して斜
めの角度がついているため量産における加工工数がかか
っていた。

本発明は、上記問題点に鑑み、高速回転でも潤滑剤の飛
散や流出がなく、軸振れの少ない動圧型流体軸受装置の
構成を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の軸圧型流体軸受
装置は、軸とスリーブとの間に潤滑剤を保持することに
より、ラジアル軸受部を構成し、前記軸の端面に当接
し、前記スリーブの一端に固定されたスラスト部材を有
し、前記軸端面または前記スラスト部材表面のいずれか
一方に動圧発生溝を設け、前記動圧発生溝には潤滑剤を
保持してスラスト軸受部を構成し、前記スラスト部材が
固定される前記スリーブ端面に小径部と大径部を有する
段付きの穴を前記軸に平行に設け、前記小径部は、前記
ラジアル軸受部とスラスト軸受部との間に形成される空
間に連通するとともに前記大径部に連通し、前記大径部
は前記スラスト部材と接触せずに前記スリーブ端面にて
開口し、外部へ連通することを特徴とする。

作用 本発明は上記した構成によって簡単なキリ穴加工を施す
だけでスラスト軸受部の空気が外部に連通させ、高速回
転において潤滑剤が飛散しベース部材内の重要な装置に
付着し、汚染することがない。

実 施 例 以下本発明の一実施例の動圧型流体軸受装置について、
図面を参照しながら説明する。第１図〜第６図はポリゴ
ンスキャンナーに用いた動圧型流体軸受装置である。第
１図において、11はベース部材、11Aはベース部材と一
体に設けられたスリーブ、11B,11Cはスリーブ11Aの軸受
穴11Dの内周面に設けられた動圧型流体軸受のヘリング
ボーン溝、11Gは図示しないレーザービームが入射する
透光窓11Hはスラスト軸受部の空気を外部と連通する通
気穴である。12は軸で、細径なる段部12Aを有し、軸12
の下端面は直角かつ平滑に仕上げられている。13はディ
スク、14はスラスト部材で第３図におけるスパイラル形
状をした動圧発生溝14Aを有している。15は軸12の抜け
を防止するＣリングで第４図に示す形状をしている。15
AはこのＣリング15を広げて組み込むための組立穴であ
る。16はポリゴンミラー、17はモータ・ロータ、18はリ
ング状部材でヘリカル溝18AとＣリング15をガイドする
テーパ18Bを有している。19はモータ・ステータ、20は
リング状部材18とスラスト部材の間に入れられたメカニ
カル・シール、21はヘリングボーン溝11B,11Cとスパイ
ラル溝14Aに注油された潤滑剤である。

尚本実施例における具体的寸法としては、軸径は５ミリ
メートル，動圧発生溝14Aの直径は５ミリメートル、そ
の深さは４ミクロンメータ、潤滑剤21としては、オレフ
ィンおよびエステル系合成潤滑剤を使用し、Ｃリングは
PES（ポリエーテル・スルフォン）等の樹脂材料により
構成した。メカニカル・シール20には内径７ミリメート
ルの、Ｏリングを使用した。軸の回転数は約１万rpmで
ある。

以上のように構成された第１の実施例の動圧型流体軸受
について以下その動作を第１図〜第６図を用いて説明す
る。第１図においてモータ・ステータ19に通電するとモ
ータ・モータ17は、軸12,ディスク13,ポリゴンミラー16
と共に回転を始める。これによりヘリングボーン溝11B,
11Cとスラスト部材14の動圧発生溝14Aのポンピング作用
により潤滑剤21の圧力が高められ、軸12はスリーブ11A
とスラスト部材14に対して非接触で回転する。この時、
透光窓11Gを通して図示しないレーザービームが入射す
ると回転するポリゴンミラー16はこれを反射してビーム
の走査を行う。

第２図において軸12が回転するとスラスト軸受部の潤滑
剤21は動圧発生溝14Aとヘリカル溝18Aのポンピング作用
により圧力が高められ軸12は浮上して回転する。このと
きＣリング15は軸12とは非接触状態であり、固定体側の
ベース部材１に挿入されたリング状部材18にガイドされ
て支持されているので、リング状部材18の中で多少回動
しても回転体のアンバランスをくるわすことはなく、高
速回転における軸振れを増加させることなく高精度な回
転が得られる。リング状部材18のヘリカル溝18Aは潤滑
剤21にポンピング圧力を与えるがメカニカル・シール20
の働きにより圧力および潤滑剤21がスラスト部材14とリ
ング状部材18の間の隙間からもれることを防止してい
る。このようにスラスト軸受部の潤滑剤21の流出および
不足が無いので高速回転性能が長期に維持できる。通気
穴11Hはスラスト軸受部がモータや軸受の発熱により過
熱され内部の空気が熱膨張したとき、この空気をベース
部材１の外部に逃がし、この熱膨張による圧力がラジア
ル軸受のヘリングボーン溝11B,11Cの潤滑剤21を押しだ
すことを防止しているが、この通気穴11Hはベース部材
１の内部には連通せずベース部外11の外部に連通してい
るため余剰な潤滑剤がベース部材11の中に流入し、ポリ
ゴンミラー16の表面を汚す事なく外部に排出される。ま
たこの通気穴11Hは第６図に示すような形状をしたキリ2
2で容易に加工できるので量産性に優れる。

以上のようにスラスト軸受部のスラスト部材取り付け面
上に軸12に平行なキリ穴を設けることにより潤滑剤21の
内部への流入を防止し、ベース部材１内の機器を汚染を
生じさせない。また通気穴11Fが容易に加工できる。

発明の効果 以上のように本発明は、スラスト軸受部のスラスト部材
取り付け面上に軸小径部と大径部を有する段付きの穴を
軸に平行に設け、小径部は、ラジアル軸受部とスラスト
軸受部との間に形成される空間に連通するとともに大径
部に連通し、大径部はスラスト部材と接触せずにスリー
ブ端面にて開口し、外部へ連通する構成を備えたことに
より潤滑剤の内部への流入を防止し、ベース部材内の機
器の汚染を生じさせず、また通気穴が容易に加工でき良
好な動圧型流体軸受装置の構成が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における動圧型流体軸受装置の
断面図、第２図は第１図のスラスト軸受部の拡大断面
図、第３図は第１図のスラスト部材の詳細図、第４図は
第１図のＣリングの詳細図、第５図は第１図のリング状
部材の詳細図、第６図は第１図の通気穴の加工法説明
図、第７図は従来の動圧型流体軸受装置の断面図、第８
図は第７図のスラスト軸受部の拡大断面図である。 11……ベース部材、11A……スリーブ、11H……通気穴、
12……軸、12A……細径の段部、13……ディスク、14…
…スラスト部材、14A……スラスト動圧発生溝、15……
Ｃリング、18……リング状部材、18A……ヘリカル溝、2
0……メカニカルシール、21……潤滑剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸とスリーブとの間に潤滑剤を保持するこ
   とにより、ラジアル軸受部を構成し、前記軸の端面に当
   接し、前記スリーブの一端に固定されたスラスト部材を
   有し、前記軸端面または前記スラスト部材表面のいずれ
   か一方に動圧発生溝を設け、前記動圧発生溝には潤滑剤
   を保持してスラスト軸受部を構成し、前記スラスト部材
   が固定される前記スリーブ端面に小径部と大径部を有す
   る段付きの穴を前記軸に平行に設け、前記小径部は、前
   記ラジアル軸受部とスラスト軸受部との間に形成される
   空間に連通するとともに前記大径部に連通し、前記大径
   部は前記スラスト部材と接触せずに前記スリーブ端面に
   て開口し、外部へ連通することを特徴とする動圧型流体
   軸受装置。