JPH08159152A - 軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】立置きでも横置きでも自在に使用でき、しかも
起動トルクが小さく、起動停止耐久性に優れ、且つ低コ
ストの軸受ユニットを提供することを目的とする。 【構成】軸２６と スリーブ２２との間に軸方向に間隔
をおいて、ラジアル動圧流体軸受Ｒと玉軸受２５とを設
けた。玉軸受で軸のスリーブに対する軸方向移動を抑制
すると共に、起動トルクの小さい玉軸受でスラスト荷重
の全てと大きなラジアル荷重とを受け止め、起動・停止
耐久性の低いスラスト動圧流体軸受を不要とした。

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、Ｖ
ＴＲ、レーザプリンタ等に使用される軸受ユニットの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の軸受ユニットとしては、
例えば図２に示すような磁気ディスク装置用スピンドル
装置に使用されているものがある。このものは、基台１
に円筒状のスリーブ２が固定され、そのスリーブ２の内
径面に軸方向に間隔をおいて設けられた上下二個のラジ
アル動圧流体軸受Ｒのラジアル軸受面３，３と、スリー
ブ２の固定端に固定したスラスト板４に設けられたスラ
スト動圧流体軸受Ｓのスラスト軸受面５とで軸６をラジ
アル方向とアキシアル方向とに支持している。軸６の軸
端にはハブ７が固着され、そのハブ７の内径面にロータ
磁石８が固定されている。そのロータ磁石８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９は
スリーブ２の外径面に固定され、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。ハブ７には
図示しない磁気ディスクが搭載され、モータＭによりハ
ブ７を回転させることにより、磁気ディスクを駆動する
構造になっている。

【０００３】ハブ７の停止時には、ラジアル軸受面３及
びスラスト軸受面５と軸６とが接触しているが、定格回
転時は動圧が発生して潤滑流体膜を介して分離され、軸
６は各軸受面３，３，５と非接触で回転する。上記従来
例の軸６はステンレス鋼製である。スリーブ２は黄銅ま
たはアルミ合金製で、ラジアル軸受面３，３にそれぞれ
動圧発生用の溝１０が塑性加工により形成されている。
スラスト板４はステンレス鋼からなり、スラスト軸受面
５には動圧発生用の溝１１がエッチングにより形成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
気ディスク装置用スピンドルモータを、立置きではなく
そのまま横置きで使用すると、軸６がスリーブ２から抜
け落ちてしまうという問題がある。そこで、横置き時の
抜け落ち防止対策として、周面対向しているロータ磁石
８とステータ９との軸方向の相対位置を軸方向にずらせ
て配設することにより、両者間に軸方向の磁気吸引力を
働かせる方策が考えられる。しかし、その場合には、当
該磁気吸引力の作用で軸６の端面のスラスト受面１２が
スラスト軸受面５に押しつけられて、スラスト動圧流体
軸受Ｓに大きなアキシアル荷重が負荷されることとな
り、起動トルクが大きくなると共に起動・停止時の接触
によるスラスト軸受面５の磨耗が大きくなって、耐久性
が損なわれるという問題が生じる。

【０００５】また、上記従来例では、ラジアル動圧流体
軸受Ｒの動圧発生用の溝１０はスリーブ内径面のラジア
ル軸受面３に塑性加工により形成し、スラスト動圧流体
軸受Ｓの動圧発生用の溝１１はスラスト板４にエッチン
グにより形成しているため、スリーブ２やスラスト板４
の加工及び各動圧発生用の溝の加工に工数がかかり、コ
スト高にならざるを得ないという問題点がある。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来の軸受ユニッ
トの問題点に着目してなされたものであり、立置きでも
横置きでも自在に使用できてしかも起動トルクが小さ
く、起動停止耐久性に優れ、且つ低コストの軸受ユニッ
トを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸とスリーブ
との間に軸方向に間隔をおいて、ラジアル動圧流体軸受
と玉軸受とを設けたことを特徴とする軸受ユニットであ
る。

【０００８】

【作用】玉軸受は、外輪がスリーブに、そして内輪が軸
にそれぞれ固定して装着されるから、横置きした場合の
軸の抜けが防止される。また、玉軸受が大きなアキシア
ル荷重及び回転部材の振れ回りに起因する大きなラジア
ル荷重を受け止め、ラジアル動圧流体軸受の方には小さ
なラジアル荷重しか掛からないので、軸の起動トルクが
小さい。且つスラスト動圧流体軸受が不要となるから、
従来のような起動・停止時の接触によるスラスト軸受面
の磨耗が発生する余地はなく、起動・停止耐久性が向上
する。

【０００９】また、スラスト動圧流体軸受が省略できて
コストが低減されると共に、合成樹脂製スリーブにすれ
ばラジアル動圧流体軸受の動圧発生用の溝はスリーブの
成形の際に同時に形成可能で、更に低コストにできる。

【００１０】

【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
付してある。図１は、本発明の一実施例を示すもので、
周対向のラジアルギャップ形のブラシレスＤＣモータＭ
を搭載した磁気ディスク装置用の軸受ユニットの断面図
である。

【００１１】先ず構成を説明すると、基台２１の中心部
に設けた孔２１ａに、合成樹脂製のスリーブ２２を嵌合
して取付けてある。スリーブ２２の円筒状の下部内径面
２２ａはヘリングボーン状の動圧発生用の溝１０を有
し、ラジアル動圧流体軸受Ｒのラジアル軸受面２４を構
成している。その動圧発生用の溝１０は、スリーブ２２
を射出成形する際に同時に形成される。

【００１２】スリーブ２２の上部内径面には下部内径面
２２ａより大径の円筒状の内径面２２ｂが段状に形成さ
れており、その内径面２２ｂに玉軸受２５の外輪の外径
面が圧入または接着により固着されている。この玉軸受
２５の内輪の内径面に軸２６が嵌入装着され、一方の軸
端（図で下端）側の軸外径面はラジアル受面２７とされ
てラジアル動圧流体軸受Ｒのラジアル軸受面２４にラジ
アル軸受すき間Ｃを介して対向している。

【００１３】軸２６の他方の軸端（図で上端）にはカッ
プ状のハブ７が固着されている。そのハブ７の内周面
に、モータＭを構成するロータ磁石８が固着されてい
る。モータＭを構成するステータ９はスリーブ２２の外
周面に固着され、ロータ磁石８の内周面とエアギャップ
Ｇを介して周面対向している。この場合、ロータ磁石８
とステータ９とは、両者間で軸方向に磁気吸引力が作用
するように軸方向にいくらか位置をずらせて配設されて
いる。

【００１４】次に作用を説明する。玉軸受２５とラジア
ル動圧流体軸受とを組み合わせて軸２６を支持している
この軸受ユニットでは、玉軸受２５により軸２６のスリ
ーブ２２に対する抜け止めがなされている。そのため、
軸受ユニットを横置きに設置して使用してもなんら差し
支えはない。

【００１５】以下、図示した立置きの状態での作用を説
明するが、横置き設置でもほぼ同様に作用するものであ
る。モータＭのステータ９に通電して軸受ユニットを駆
動する。ロータ磁石８の回転に伴いハブ７及び軸２６が
回転を始める。この起動時にあっても、軸２６は玉軸受
２５に支持されているため、下部のラジアル動圧流体軸
受Ｒのラジアル受面２７はこれに対向するスリーブ２２
のラジアル軸受面２４とは非接触で回転を開始する。し
かも、モータＭの、軸方向にいくらか位置をずらせて配
設されているロータ磁石８とステータ９との間には、磁
気吸引力が軸方向に作用しており、その作用で玉軸受２
５の玉に予圧が負荷されている。その予圧による大きな
アキシアル荷重を含むアキシアル荷重及び軸２６の振れ
回りに起因する大きなラジアル荷重を玉軸受２５が全て
受け止め、ラジアル動圧流体軸受の方には小さなラジア
ル荷重しか掛からない。そのため、軸２６の起動トルク
は小さい。

【００１６】軸２６の回転により、ラジアル軸受面２４
に形成した動圧発生用の溝１０のポンピング作用で軸受
すきまＣ内の潤滑剤に動圧が発生して、軸２６の下部を
半径方向に非接触で支持し、軸２６は安定した円滑な定
格回転が可能である。回転を停止する際にも、従来の動
圧流体軸受のみを用いたもののように、動圧の低下によ
りスラスト受面とスラスト軸受面とが接触してスラスト
軸受面に磨耗が発生するという現象は起こり得ない。そ
れゆえ、起動・停止を繰り返しても、大きな荷重は玉軸
受で受けるので、起動・停止耐久性が著しく向上する。

【００１７】上記ラジアル軸受面２４の動圧発生用の溝
１０は、合成樹脂製のスリーブ２２を成形する際に同時
に形成することができるため、加工コストが安い。ま
た、玉軸受２５を用いたことによりスラスト動圧流体軸
受が省略できるため、更に低コストになる。なお、上記
実施例ではラジアル動圧流体軸受Ｒの動圧発生用の溝１
０をラジアル軸受面２４に設けたが、ラジアル受面２７
のほうに設けても良く、またラジアル軸受面２４とラジ
アル受面２７との双方に設けても良い。

【００１８】また、使用中にラジアル動圧流体軸受Ｒの
ラジアル軸受すきまＣへ異物が混入することを防ぐため
に、スリーブ２２の基台２１側の端面に軸２６の端面を
覆うカバーを取り付けても良い。また、玉軸受の予圧を
大きくしたい場合は、モータＭとは別に、静止部材であ
るスリーブ２２と回転部材であるハブ７とのそれぞれに
永久磁石を配設して、その永久磁石同士の軸方向吸引力
を利用しても良い。あるいはどちらか一方の永久磁石の
代わりに磁性体を用いて、磁石と磁性体間に作用する軸
方向磁気吸引力を利用しても良い。

【００１９】また、この実施例は、ステータ９とロータ
磁石８とのエアギャップＧを径方向に有する周面対向の
ラジアルギャップ形のブラシレスＤＣモータＭとした
が、エアギャップを軸方向に有する平面対向のアキシア
ルギャップ形ブラシレスＤＣモータが搭載された軸受ユ
ニットにも適用可能である。その場合には、平面対向し
ているロータ磁石とステータとの磁気吸引力で、軸のス
リーブに対する抜け止めがなされており、抜け止め用の
永久磁石を別途に配設しなくて済む利点がある。また、
平面対向モータとすると、磁気ディスク装置全体を薄く
できる利点もある。

【００２０】また、実施例のように玉軸受２５をハブ７
の側に近接させて設けると、磁気吸引力で作用する予圧
により負荷される玉軸受２５の荷重の作用点（玉軸受の
転動体荷重の方向と玉軸受の中心軸が交わる点）が、ラ
ジアル動圧流体軸受Ｒに対して軸方向に遠ざかることに
なる。そのため軸２６を支持する軸受スパンが大きくな
って、軸２６を横振れさせるモーメントに対する抵抗力
が強くなると共に、ハブ７の振れ回りに起因する大きな
ラジアル荷重を玉軸受２５で受け持つことになるので好
ましい。ただし、ハブ７の側にラジアル動圧流体軸受Ｒ
を配しその反対側に玉軸受２５を配置することを妨げな
い。

【００２１】また、上記実施例とは異なり、軸２６回転
に代わりスリーブ２２回転の構成としても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸とスリーブとの間に設けた玉軸受が抜け止め機能を有
し、軸受ユニットの使用時の姿勢に制約がないという効
果を奏する。また、大きな荷重は起動摩擦の小さい玉軸
受で受け持つため、起動トルクが小さく出来ると共に優
れた起動・停止耐久性が得られるという効果がある。

【００２３】更に、スラスト動圧流体軸受を省略できる
ので、低コストが達成できるという効果が得られる。

【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】従来の軸受ユニットの断面図である。

【符号の説明】

８ ロータ磁石 ９ ステータ Ｍ モータ ２２ スリーブ ２５ 玉軸受 ２６ 軸 Ｒ ラジアル動圧流体軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸とスリーブとの間に軸方向に間隔をお
   いて、ラジアル動圧流体軸受と玉軸受とを設けたことを
   特徴とする軸受ユニット。