JPH08166022A

JPH08166022A - 軸受のシール装置

Info

Publication number: JPH08166022A
Application number: JP33209194A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Nose; 保能勢
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】軸受シール装置の耐外力保持性能を高め、軸
受オイルを良好に保持することを可能とする。【構成】軸端に設けられたスラスト軸受における軸受
部の大径側端部に、所定の条件を満足する出口部４０を
設け、軸受部から出口部４０までをオイルにより連続的
に満たした状態とし、出口部４０の内容量をクリアラン
スが０の時のスラスト軸受部の内容量の３００％以上に
設定するとともに、出口部外端の隙間寸法をクリアラン
スが０の時の出口部内端の隙間寸法に対して１０倍以上
に設定することによって、オイル注入量や内部容量のば
らつき、回転等によるスラスト軸受の浮上や発熱を原因
とする内容量の変化、蒸発や内部混入空気によるオイル
容量の変化などが生じても、軸受部に常にオイルを保持
するように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転部材と固定部材と
をオイルを介在して相対的に回転移動可能に支承する軸
受のシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータ等において軸受にオイルを
用いたものが種々提案されている。例えば図５に示され
ている軸固定型のＨＤＤモータでは、フレーム１に固着
された固定軸２に、ラジアル軸受３及びスラスト軸受５
を介してハブ４が回転自在に装着されている。上記スラ
スト軸受５は、スラスト受板６に対して軸方向に対向さ
れており、当該スラスト軸受５とスラスト受板６との間
の隙間内に回転潤滑剤としてのオイルが供給されてい
る。このオイルは、軸受部に付着され毛管現象によって
保持されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように軸受部にオ
イルを用いる各種回転機器においては、常にオイル漏れ
の問題が付いて回っており、特に、清浄な環境を要求す
るハードディスク駆動用モータ（ＨＤＤモータ）やレー
ザービームプリンタ用モータ（ＬＢＰモータ）等におい
ては重大な問題になっている。しかしながら従来の軸受
装置では、単に軸受部の隙間にオイルを付着させただけ
であるため、オイルの量が少ない場合には動圧力等の潤
滑機能を充分に得ることができず、一方オイルの量が多
すぎる場合には濡れてしまうという問題がある。また重
力、振動、衝撃、遠心力、動圧力、気圧、温度、その他
の圧力等の外力に対してオイルを充分保持することがで
きず、信頼性に乏しいという問題がある。

【０００４】すなわち清浄度を必要とする用途に用いら
れるオイル軸受に対しては、１）軸受部には常にオイルが保持されていて必要な軸受
特性を満足すること、２）オイルが外部に漏れないこと、が要求されるが、そ
のためには、１）オイルの量がばらついたり変化したり移動しても、
それを吸収できるスペースがあり、そのスペース内のオ
イルが安定的に保持される構造であること、２）外力（重力、振動衝撃、遠心力、動圧力、気圧、温
度、その他の圧力）に耐えられる構造であること、３）オイルが移動しにくい構造であること、４）出口側のオイル面が安定で漏れ難くなっているこ
と、５）空気と混じりあったりしにくい状態であること、等
が必要であるが、このような観点から従来のシール装置
をみると、これらの各条件が不十分であることが判る。

【０００５】そこで本発明は、上記各条件を満足し、軸
受オイルを良好に保持することができるようにした軸受
のシール装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、従来の基本構造に対して上記条件を満足させ
るための内容を盛り込んだものであって、固定部材と回
転部材とを軸を介して相対的に回転自在に支承するスラ
スト軸受が設けられ、上記スラスト軸受は、前記軸の端
部に配置され、当該スラスト軸受の軸受部の大径側に以
下の１）ないし４）の条件を満足する出口部が設けられ
ているとともに、上記スラスト軸受の軸受部から出口部
までオイルが満たされたものであって、上記出口部で
は、１）当該出口部の小径側最内端である出口部内端で
最小隙間を有するとともに、当該出口部の大径側最外端
である出口部外端で最大隙間を有し、２）前記２個所の
両出口部の間の軸受部側から見た所定位置の隙間におけ
る壁面角度を隙間傾斜角としたとき、上記出口部内端か
ら出口部外端にかけての隙間傾斜角が０°以上をなし、
３）前記出口部外端の隙間が０．８mm以下で、０．８mm
を越えた部位を出口部の外側とし、４）隙間が０．８mm
である点の隙間傾斜角が４５°以上の場合に、０．８mm
以下かつ４５°以下の条件を満足する最大隙間部分を出
口部外端点としており、前記出口部の内容量は、クリア
ランスが０の時のスラスト軸受部の内容量の３００％以
上に設定されているとともに、前記出口部外端の隙間寸
法が、クリアランスが０の時の出口部内端の隙間寸法に
対して１０倍以上に設定された手段を有している。

【０００７】

【作用】このように本願発明では、スラスト軸受部の内
容量に対して出口部の内容量が大きく取られているた
め、オイル注入量のばらつき、内部容量のばらつき、回
転等によるスラスト軸受の浮上や発熱を原因とする内容
量の変化、蒸発や内部混入空気によるオイル容量の変化
などが生じても、軸受部には常にオイルが保持され、ま
た外部に漏れ出すこともない。

【０００８】また出口部内端と外端の隙間比が大きく取
られているため、オイル表面部で仮に空気が混入するこ
とがあっても軸受部の方まで移動することがなく、さら
にその隙間比による圧力差から自然に空気は外側に移動
し、混入状態が解消される。またその隙間比から、どの
位置でもオイルが安定し易い状態となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず本発明を適用したＨＤＤスピンドルモ
ータの例を、図１により説明する。図１に示めされたＨ
ＤＤスピンドルモータは、フレーム１０側に組み付けら
れた固定部材としてのステータ組２０と、このステータ
組２０に対して、図示上側から積層状に組み付けられた
回転部材としてのロータ組３０とから構成されている。
このうちステータ組２０を構成しているステータコア２
１は、上記フレーム１０の略中心位置に立設された略円
筒状の袋部を形成する軸受ホルダー２２の外周部に嵌着
されており、当該ステータコア２１の突極部に巻線２３
が巻回されている。

【００１０】また上記軸受ホルダー２２の袋部内周部に
は、一対のラジアル滑り軸受２４，２４が、軸方向に所
定間隔離して設けられており、それら一対のラジアル滑
り軸受２４，２４によって、回転軸３１が回転自在に支
承されている。すなわち上記両ラジアル滑り軸受２４，
２４の内周面は、回転軸３１の外周面に対して、所定の
オイルを介して摺動可能に滑り対面されており、上記各
ラジアル滑り軸受２４の内周面と、回転軸３１の外周面
とによってラジアル方向の動圧滑り面が構成されてい
る。

【００１１】さらに上記回転軸３１の先端部（図示下側
部）は、動圧スラスト軸受により支承されている。この
動圧スラスト軸受は、前記軸受ホルダー２２の図示下端
側の開口部を覆うスラスト受板２５を有しており、この
スラスト受板２５の滑り面が上記回転軸３１の先端部
（図示下側部）に対向している。そしてこのスラスト受
板２５によって、略円筒状の隙間通路からなる軸受空間
が、片袋状に形成されており、当該片袋状の軸受部にオ
イルが充填されることによって上記回転軸３１が回転自
在に支承されている。

【００１２】また上記スラスト受板２５の図示上面側滑
り面には、図示を省略したスパイラル状の動圧発生用凹
溝が形成されており、回転軸３１の先端面とスラスト受
板２５の受面とにより、オイルを介在するようにしてス
ラスト方向の動圧滑り面が構成されている。

【００１３】一方上記回転軸３１の基部（図示上端部）
には、前記ロータ組３０を構成するハブ３７が一体に回
転するように固着されている。このハブ３７は、複数体
の磁気ディスク３４を装着する略円筒形状のクランパー
３３及びスペーサー３３ａ，３３ｂを有しているととも
に、上記ハブ３７に、バックヨーク３５を介して駆動マ
グネット３６が環状に装着されている。上記駆動マグネ
ット３６は、前記ステータコア２１の外周端面に対して
環状に対向するように近接配置されている。

【００１４】ところで本実施例では、特に図２に示され
ているように、上記回転軸３１の先端部（図示下側部）
に設けられたスラスト軸受の軸受部大径側（外周側）に
は、所定の条件を満足する出口部４０が設けられてお
り、軸受部から出口部４０までオイルが満たされてい
る。このとき上記出口部４０は、次のような条件を満足
することとする。

【００１５】すなわち上記出口部４０では、奥側の最内
端を出口部内端、出口部４０の最外端を出口部外端と呼
ぶこととする。また内側（奥側）から見たその位置の隙
間が作る角度を隙間傾斜角とし、隙間が平行であるとき
を０°、外側に広がっている角度をプラス、軸受部側に
広がっている角度をマイナスとする。上記出口部４０内
の隙間は、出口部内端が一番狭く、出口部外端が一番広
く、軸受部側から見た所定位置の隙間における角度を隙
間傾斜角としたとき、出口部内端から出口部外端にかけ
ての隙間傾斜角が０°以上をなしている。

【００１６】また出口部内端点とは、出口部外端より内
側で隙間傾斜角が初めてマイナスとなる隙間の最外側点
をいう。さらに出口部外端の隙間が０．８mm以下で０．
８mmを越えた部位を外側とするとともに、隙間が０．８
mmである点の隙間傾斜角が４５°以上の場合に、０．８
mm以下かつ４５°以下の条件を満足する最大隙間部分を
出口部外端点とする。

【００１７】そして本発明においては、出口部４０の内
容量が、スラスト軸受部の内容量の３００％以上に設定
されているとともに、前記出口部外端の隙間寸法が、ク
リアランスが０の時の出口部内端の隙間寸法に対して１
０倍以上に設定されている。

【００１８】このように本実施例では、軸受部から出口
部４０までオイルを連続的に満たした状態とし、出口部
４０の隙間を０．８mm以下で、出口部外端の隙間傾斜角
を４５°以下という状態としているため、オイル内に空
気が混入し難くなり、安定で漏れ難い状態が可能となっ
ている。またスラスト軸受部の内容量に対して出口部の
内容量を大きく取っているため、オイル注入量や内部容
量のばらつき、回転等によるスラスト軸受の浮上や発熱
を原因とする内容量の変化、蒸発や内部混入空気による
オイル容量の変化などが生じても、軸受部には常にオイ
ルが保持され、また外部に漏れ出すこともない。加えて
出口部内端と外端の隙間比を大きく取ってあるため、オ
イル表面部で仮に空気が混入することがあっても、軸受
部の方まで移動することがなく、またその隙間比による
圧力差から自然に空気は外側に移動し、混入状態が解消
されるようになっている。またその隙間比から、どの位
置でもオイルが安定し易い状態となる。

【００１９】一方本実施例においては、軸受部内のオイ
ル量は、出口部４０の内容量をａとするとき、静止安定
時において出口部内端から、０．１ａないし０．９ａの
間の位置となる量に設定されている。すなわち基本的に
は、出口部４０内に出口側オイル表面が位置していれば
安定的に保持され問題を生じないが、経時・環境により
オイル量・内容量などに変化が生じても不足・漏れをな
くすには、オイル量（位置）を出口部に最低この程度の
余裕をもたすことによって、どのような環境でも性能を
維持できるようになるからである。

【００２０】さらに本実施例においては、前記出口部４
０の両面におけるオイルの接触角が１５°以上に設定さ
れている。漏れ防止の基本として、濡れ拡張（はい上が
り現象）を防止する必要があり、少なくともシールの前
後はいつもオイルが分断されている必要がある。このた
めには、多少の環境・条件変化でも濡れ拡張現象が生じ
ない状態を作ってやる必要があり、そのためには常に
（γ_S ＜γ_L ＋γ_SL）の条件を満足しているのが絶対的
条件となる。

【００２１】すなわち個体表面と液体の接触角を考えた
とき、個体表面と液体が平衡を保つ条件は、 γ_S −γ_SL＝γ_L cos θ₁ ・・・・（ヤングの方程式）である。ここで、 γ_SL：個体液体界面の界面張力（表面張力） γ_S ：個体の表面張力 γ_L ：液体の表面張力 θ₁ ：個体と液体の接触角であり、平衡は３つの表面張力のバランスで決まる。

【００２２】そしてポイントとなるのは（γ_S −γ_SL）
の値で、個体表面が個体液体界面に置き変わることによ
りエネルギーが１）下がる（γ_S ＞γ_SL）のか、２）上がる（γ_S ＜γ_SL）のか、３）変わらない（γ_S ＝γ_SL）のかであり、１）の場合
が濡れた状態（個体液体界面を作った方が安定する状
態）で、２）３）の場合が濡れない状態（個体表面のま
まの方が安定する状態）である。またγ_S とγ_SLの差を
埋めているのがγ_L cos θ₁ であり、接触角θ₁ にてバ
ランスをとっている。すなわち（γ_S −γ_SL）が大きく
なるほどθ₁ は小さくなるが、（γ_S ＞γ_L ＋γ_SL）に
なるとθ₁ ＝０°になってもパランスがとれなくなり、
個体表面に液体が際限なく広がってしまうことになる。
シャフト面をオイルがはい上がっていく現象がこれで、
水の上にオイルを垂らすとどんどん広がっていってしま
う現象と基本的に同じである。

【００２３】すなわちシャフト面をオイルがはい上がっ
てくるという問題を考えてみるとき、それは（γ_S ＞γ
_L ＋γ_SL）という条件になっているか否かが問題とな
る。この式はそのままエネルギーの式であるから、個体
（シャフト）の表面（γ_S ）でいるよりも個体液体界面
（γ_SL）と液体表面（γ_L ）を新たに作った方が、エネ
ルギーが下がり安定することを意味している。いわゆる
個体表面を無くし、新たに個体液体界面と液体表面をど
んどん作っていき、はい上がろうという漏れ拡散は止ま
らないことを意味している。

【００２４】一方、外力（重力、振動衝撃、遠心力、磁
気力、その他の圧力）を加えた場合どうなるかについて
は、これらの外力は結果的に圧力という形で液体表面の
曲率を変化させる方向には働くが、平衡点の関係を変え
る力はない。従ってこれらの力は、液体の表面張力の力
で平衡点の位置を移動させようと働きかけるが、液体表
面は新たにいくら作り出してもよいから個体表面を無く
していきたいという条件では無力である。

【００２５】このように（γ_S ＞γ_L ＋γ_SL）という条
件になっているかぎり、はい上がり（漏れ拡散）現象は
止まらないから、止めるためには（γ_S ＜γ_L ＋γ_SL）
という条件に変えてやることが絶対である。具体的には
個体表面の表面張力を下げてやる必要がある。（γ_S ＜
γ_L ＋γ_SL）という条件にさえなれば上記外力も液体の
表面張力を通して働くようになる。一般に金属表面は非
常に大きな表面張力（エネルギー）を持っている。通常
は何層かの皮膜が自然に出来、エネルギーをかなり低減
しているが、それでも大きいためこの様な条件になって
しまう場合があり、はい上がり現象が起きることとな
る。

【００２６】このため対策としては、（γ_S ＜γ_L ＋γ_SL）という条件にする（絶対）。実質接触角を出来るだけ大きくする。上記外力をうまく利用する。具体的には１）金属面が直接表面に出てこない考慮し、出来るだけ
表面張力の低い材質、例えば撥油剤等で表面を保護す
る。２）出来るだけ表面粗度を小さくする。隙間・溝・傷・
凹凸などを出来るだけ作らない。表面積が多くなるほど
実質接触角が小さくなるからである。３）引き戻す方向に外力が働くように工夫する。

【００２７】このように接触角θ₁ が大きいほど漏れに
くい（保持力が強い）こととなる。そのためには、出口
部内端部分を除いて関係場所全ての接触角を最低でも１
５°以上程度になるように設定する必要がある。具体的
には、プラスチック材などの比較的表面張力の低い材料
を表面に配置すれば簡単にこれらの条件は満足できる。

【００２８】さらに本実施例においては、出口部４０の
外側に奥側から開口側に向かって、４５°以下の角度で
開く隙間通路が形成されており、出口部４０の外側の隙
間傾斜角が４５°以下で延長されている。万が一オイル
がこの区間まで達するような事態になっても、安定状態
が得られる形状を設けておけば、漏れを防止できる可能
性が高くなるからである。

【００２９】加えて本実施例においては、出口部内端部
分を除く出口部４０の内壁面が、低表面張力のプラスチ
ック材料からなる表面材質により形成されている。すな
わちオイルの濡れ拡散がなく、毛管現象によるオイル保
持にも問題がなく、特性も安定で加工性のよいプラスチ
ックを使用することにより、実用的な製品を作ることが
できる。

【００３０】また本実施例においては、出口部４０の内
壁面の面粗度Ｒa が、０．２５μｍ以下に設定されてい
る。面粗度を小さく抑えると、実質接触角が増加して接
触角履歴が減少するため漏れ難くなる。すなわち個体表
面に小さい凹凸があると、その凹凸により毛管現象と同
じ状態になる。毛管現象は、オイルの体積に対してオイ
ル表面が個体と接触する面の比率が大きいと起こる現象
で、隙間でなく表面の凹凸や溝などであっても同じこと
である。このためθ₁ ＜９０°の場合、表面に凹凸や溝
などがあると、その接触角は実質的にはより小さい接触
角に変化し、より濡れ易くなる。従って面粗度を変える
ことにより、同じ隙間でも吸引圧力を変えられる。

【００３１】実際には個体表面の状態により接触角に違
いがあり、一度濡れた面は濡れていない面より、濡れ易
く接触角も小さくなっている。例えば、傾斜し汚れてい
るガラス面を水滴が移動するとき、先端側の接触角が大
きく後ろ側の接触角は小さくなっている。また一度濡れ
た面は濡れ易く同じ所を通って落ちていく。これは、ミ
クロ部分の個体表面の形状の違いや表面張力の違いによ
るものである。すなわち表面に凹凸があると、接触角が
同じでも個体表面の傾斜との合成で曲率が大きく変化
し、そのためマクロ的にみると接触角が違った状態でバ
ランスがとれることになる。そして表面張力にムラがあ
ると全体のオイルが撤退して行っても、凹面や汚れに囲
まれたオイルは移動できずに取り残されてしまい、再度
拡張してきたときはマクロでみて接触角の大きい状態は
とれず、その前に残ったオイルとつながってしまう。そ
の結果、接触角が小さい状態となり、通り易くなって一
度濡れたところを何度も通るようになる。

【００３２】このような個体表面状態になっていると、
一度何らかの理由で漏れまたはオイル注入時ふれた場合
には、その部分は接触角が小さく保持力も小さく、何度
でもオイルを通してしまい易くなる。このため軸受の出
口から外側にかけては、凹凸（面粗度）を出来るだけ小
さく、汚れ（表面張力のムラ）を出来るだけ小さくする
必要があり、接触角履歴ができない状態にするのが理想
である。

【００３３】また個体表面に凹凸や表面張力のムラがあ
る時のマクロ（みかけ）の接触角は次のようになるとい
われている。凹凸がある場合には、滑らかな（平らな）
面に対する実際の面の表面積の比率をｒとしたとき、マ
クロ（見かけ）の接触角θW （ウエンゼルの接触角と呼
ばれる）は、 cos θW ＝ｒcos θ θ₁ ：ミクロ（真実）の接触角ミクロの接触角がθ₁ ＝６０°（cos θ＝０．５）とか
なり大きい場合でも、凹凸でｒ＝２以上あると、マクロ
の接触角がθW ＝０°となり、はい上がり現象（濡れ拡
張）が止まらない状態になってしまう。これからも、漏
れを防ぐには出口部から外側にかけての面粗度をできる
だけ小さく抑え、望ましくは鏡面状態にするのが理想で
ある。

【００３４】一方、表面張力にムラがある場合には、複
合面（１と２の）と考えられ、マクロ（見かけ）の接触
角θC （カッシーの接触角と呼ばれる）は、 cos θC ＝Ａ1 cos θ1 ＋Ａ2 cos θ2 であり、このときＡ1 ，Ａ2 ：占める面積の比率、θ1
，θ2 ：ミクロ（真実）の接触角である。

【００３５】さらに本実施例においては、出口部４０の
外端から当該出口部４０の区間長の±１／２以内の位置
を基準位置としたとき、その基準位置から外側にかけて
の内壁面が、基準位置から奥側の内壁面より少なくとも
１５°以上大きい接触角を有する材質あるいは処理表面
により形成されている。すなわち漏れ難くするには接触
角を大きくするのが一つの方法であるが、他の条件から
全体の接触角を上げられない場合には、保持に一番必要
な部分だけでも接触角を大きくすると効果がある。

【００３６】さらにまた本実施例においては、出口部４
０の対向面における接触角のうち、回転側の接触角の方
が大きく設定されている。すなわち回転時には、オイル
にも遠心力が働くため、どうしても隙間の径方向に大の
面の方が小の面よりオイルの圧力が高くなる。このため
大・小の面とも接触角が同じ場合には、大面側の接触点
（個体とオイル表面の）位置の方が小面側の位置より外
側となり、漏れ易く空気を混入し易い条件になってしま
う。これに対して大面側の接触角の方を大きくしてやる
と、接触点の平衡バランスと圧力差から、大・小側の接
触点位置の差が小さくなり、漏れ・混入に対して有利と
なる。

【００３７】加えて本実施例においては、スラスト軸受
の軸受部が、遠心力を打ち消す方向の動圧力を得るよう
に構成されており、スラスト軸受の溝によるポンプ作用
が全体では内径方向に向かう構成になされている。すな
わちスラスト軸受において、回転により遠心力が加わる
こと及び動圧力が発生することが判明しており、これら
を打ち消させるとオイル保持の上で有利となる。具体的
には、上述したように溝形状によるポンプ作用を全体と
して小径方向に向かうように構成することによって上記
打消作用が得られる。

【００３８】さらに本実施例では、出口部４０内におけ
る隙間傾斜角が略一定に形成され、断面が直線状の内壁
面に形成されている。このような形状は、最も加工が容
易な形状であるとともに、どの位置でも隙間傾斜角θが
θ＞０°であるため、オイルは内側、空気は外側にとい
う力が常に働いて安定となる。

【００３９】一方特に図３に示されているように、本実
施例装置においては出口部４０に、出口部条件を満足す
るように円周方向に延在する隙間４１がアキシャル方向
に設けられている。このようにアキシャル方向に隙間４
１を設けることにより、オイル保持のための内容量を増
やすことができ、特に隙間を出口外端より小さく抑える
ことにより隙間のオイルは確実に保持されるようになっ
ている。またアキシャル方向の隙間は軸受方向に寸法を
とらないため、全体の軸方向寸法が抑えられるととも
に、耐衝撃保持力が有利となる。

【００４０】このときの上記隙間は、出口部条件を満足
する半径方向の隙間をアキシャル方向に設けたものとし
たり（図４参照）、孔状に形成すること（図示省略）も
可能である。これらの場合も上記の場合と同様である
が、特に孔の場合には、容量に対する個体面の比率が増
えて毛管現象による発生圧力が倍となるため、面対向時
の隙間に対し孔は半径が対応する。

【００４１】本発明のさらに他の実施例においては、出
口部４０の区間における２／３以上が隙間寸法０．４mm
以内の平行状隙間に設定されている。このような形状に
することによって出口部スペースが多く取れることとな
り、ばらつき・変化をより多く吸収できるとともに、平
行部の隙間が小さく抑えられ、漏れ難い状態が確保され
る。

【００４２】一方本発明においては、出口部内端部分に
おけるオイル接触角が４５°以下となるように構成され
る。すなわち最大保持圧力を発生する最狭ギャップ部の
接触角は小さいほうが大きな圧力を発生することがで
き、４５°で約７割であり、この程度までに接触角を抑
える必要がある。

【００４３】また本発明においては、出口部４０におけ
る平均隙間傾斜角が１０°以上となるように構成されて
いる。すなわち外力や相対移動による隙間の変化などに
よるオイルの移動を防ぐには、平均で１０°程度以上の
隙間傾斜角が必要である。

【００４４】さらに図２に戻って本図における実施例に
おいては、オイルとして磁性流体が使用されているとと
もに、出口部４０内にマグネット４２が配置されて磁気
回路が形成されている。上記磁気回路は、磁束密度が出
口部４０の内端で強くかつ出口部外端で弱く設定されて
いるとともに、出口部４０の少なくとも半分以上の区間
でほぼ一方向で一定の磁束密度傾斜の磁界となるように
形成されている。

【００４５】このような磁気的条件にすることにより、
オイルとしての磁性流体は、磁気力によっても内部へ向
かう圧力を受けてより漏れ難い状態となる。またできる
だけ磁束密度傾斜を一定にしておくことにより、多少磁
性流体の位置が変化しても確実にあるレベル以上の磁気
力が加わることになる。

【００４６】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。例え
ば、本発明は上述したような軸回転型の装置に限定され
ることはなく、固定型の装置にも同様に適用することが
でき、またモータ以外の軸受を用いたあらゆる種類の装
置に対しても同様に適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように本発明にかかる軸受の
シール装置によれば、軸受部に常に充分なオイルを保持
することができるとともに、オイルを安定的に保持して
オイルの外部漏れを良好に防止することができ、外力に
も良好に耐えることができ、装置の信頼性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＨＤＤモータの構造を表した
半横断面図である。

【図２】本発明の一実施例における軸受装置を表した部
分拡大横断面説明図である。

【図３】本発明の他の実施例における軸受装置の要部を
拡大して表した平面説明図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例における軸受装置の
要部を拡大して表した平面説明図である。

【図５】従来の軸受装置の構造を表した横断面図であ
る。

【符号の説明】

２５スラスト受板４０出口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部材と回転部材とを、軸を介して相
対的に回転自在に支承するスラスト軸受が設けられ、上記軸の端部と軸方向に対面するように配置されたスラ
スト軸受における軸受部の大径側に、以下の１）ないし
４）の条件を満足する出口部が設けられているととも
に、当該スラスト軸受の軸受部から出口部までオイルが
満たされたものであって、上記出口部では、１）当該出口部の小径側最内端である出口部内端で最小
隙間を有するとともに、当該出口部の大径側最外端であ
る出口部外端で最大隙間を有し、２）軸受部側から見た出口部所定位置の隙間における壁
面角度を隙間傾斜角としたとき、上記出口部内端から出
口部外端にかけての隙間傾斜角が０°以上をなし、３）前記出口部外端の隙間が０．８mm以下で、０．８mm
を越えた部位を出口部の外側とし、４）隙間が０．８mmである点の隙間傾斜角が４５°以上
の場合に、０．８mm以下かつ４５°以下の条件を満足す
る最大隙間部分を出口部外端点とし、前記出口部の内容量が、クリアランスが０の時のスラス
ト軸受部の内容量の３００％以上に設定されているとと
もに、クリアランスが０の時の前記出口部外端の隙間寸法が、
出口部内端の隙間寸法に対して１０倍以上に設定されて
いることを特徴とする軸受のシール装置。
【請求項２】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、静止安定時におけるオイル量が、出口部の内容量をａと
するとき、出口部内端から０．１ａないし０．９ａの間
の位置となる量に設定されていることを特徴とする軸受
のシール装置。
【請求項３】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、出口部の両面におけるオイルの接触角が、出口部内端部
分を除いて１５°以上に設定されていることを特徴とす
る軸受のシール装置。
【請求項４】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、出口部の外側に、奥側から開口側に向かって４５°以下
の角度で開く隙間通路が延長して形成されていることを
特徴とする軸受のシール装置。
【請求項５】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、出口部の内壁面が、出口部内端部分を除いて低表面張力
のプラスチック材料からなる表面材質により形成されて
いることを特徴とする軸受のシール装置。
【請求項６】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、出口部の内壁面における面粗度Ｒa が、０．２５μｍ以
下に設定されていることを特徴とする軸受のシール装
置。
【請求項７】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、出口部外端から当該出口部の区間長の±１／２以内の位
置を基準位置としたとき、その基準位置から外側にかけ
ての内壁面が、基準位置から奥側の内壁面より少なくと
も１５°以上大きい接触角を有する材質あるいは処理表
面により形成されていることを特徴とする軸受のシール
装置。
【請求項８】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、出口部対向面の接触角のうち、回転側の接触角の方が大
きく設定されていることを特徴とする軸受のシール装
置。
【請求項９】請求項１記載の軸受のシール装置におい
て、スラスト軸受の軸受部が、遠心力を打ち消す方向の動圧
力を得るように構成されていることを特徴とする軸受の
シール装置。
【請求項１０】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、出口部内における隙間傾斜角が略一定に形成され、断面
が直線状の内壁面に形成されていることを特徴とする軸
受のシール装置。
【請求項１１】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、出口部に、出口部条件を満足する隙間がアキシャ
ル方向に設けられていることを特徴とする軸受のシール
装置。
【請求項１２】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、出口部に、出口部条件を満足する半径の孔がアキシャル
方向に設けられていることを特徴とする軸受のシール装
置。
【請求項１３】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、出口部の２／３以上の区間が、隙間寸法０．４mm以内の
平行隙間に設定されていることを特徴とする軸受のシー
ル装置。
【請求項１４】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、出口部内端部分におけるオイル接触角が、４５°以下に
設定されていることを特徴とする軸受のシール装置。
【請求項１５】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、出口部における平均隙間傾斜角が、１０°以上に設定さ
れていることを特徴とする軸受のシール装置。
【請求項１６】請求項１記載の軸受のシール装置にお
いて、少なくとも外側出口部内に磁性流体が充填されていると
ともに、当該磁性流体に対して磁気回路が形成され、上記磁気回路は、磁束密度が出口部内端で強くかつ出口
部外端で弱く設定され、出口部の少なくとも半分以上の
区間でほぼ一方向かつ一定の磁束密度傾斜の磁界となる
ように設定されていることを特徴とする軸受のシール装
置。