JPH08193618A - 動圧軸受スピンドルモータ - Google Patents
動圧軸受スピンドルモータInfo
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- JPH08193618A JPH08193618A JP7004689A JP468995A JPH08193618A JP H08193618 A JPH08193618 A JP H08193618A JP 7004689 A JP7004689 A JP 7004689A JP 468995 A JP468995 A JP 468995A JP H08193618 A JPH08193618 A JP H08193618A
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- bearing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/028—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure, e.g. multi-lobe bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/047—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/103—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
- F16C33/1035—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing by a magnetic field acting on a magnetic liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/746—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
Abstract
(57)【要約】
【構成】ハブ４の一端には磁性流体シール２５を固定
し、他端には圧力調整板３２を備えたキャップ３０を固
定する。圧力調整板３２は、温度変動および内部圧力変
動等に応じて変形し、また、シャフト７内部に軸方向お
よび径方向流通路を設け、磁性流体２４の循環路を形成
する。 【効果】外部振動および衝撃や温度変動があっても、磁
性流体の漏洩を防止でき、耐久性に優れる。
し、他端には圧力調整板３２を備えたキャップ３０を固
定する。圧力調整板３２は、温度変動および内部圧力変
動等に応じて変形し、また、シャフト７内部に軸方向お
よび径方向流通路を設け、磁性流体２４の循環路を形成
する。 【効果】外部振動および衝撃や温度変動があっても、磁
性流体の漏洩を防止でき、耐久性に優れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動圧軸受スピンドルモー
タに係り、特に、磁気ディスク装置用スピンドルモー
タ，光ディスク装置用スピンドルモータ，レーザビーム
プリンタ用のポリゴンミラーモータ，ＶＴＲ用シリンダ
モータなどの潤滑剤の漏洩および蒸発を防止できる動圧
軸受スピンドルモータに関する。
タに係り、特に、磁気ディスク装置用スピンドルモー
タ，光ディスク装置用スピンドルモータ，レーザビーム
プリンタ用のポリゴンミラーモータ，ＶＴＲ用シリンダ
モータなどの潤滑剤の漏洩および蒸発を防止できる動圧
軸受スピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、情報機器等に用いられるスピンド
ルモータは、回転体の支持に玉軸受を用いたものが主で
あった。しかし、玉軸受を用いた場合、回転の高精度化
や高速回転化に限界があり、情報機器等の高精度化およ
び高速化の妨げとなる。これに対して、潤滑流体の動圧
効果を利用した動圧流体軸受では、流体により回転体が
非接触で支持されるので非常に高精度な回転が可能であ
り、高速回転化にも適している。
ルモータは、回転体の支持に玉軸受を用いたものが主で
あった。しかし、玉軸受を用いた場合、回転の高精度化
や高速回転化に限界があり、情報機器等の高精度化およ
び高速化の妨げとなる。これに対して、潤滑流体の動圧
効果を利用した動圧流体軸受では、流体により回転体が
非接触で支持されるので非常に高精度な回転が可能であ
り、高速回転化にも適している。
【０００３】しかし、携帯型コンピュータに搭載される
磁気ディスク装置のように、移動時に振動あるいは衝撃
が加わったり、気圧や温度の異なる環境下で使用される
場合には潤滑剤の漏洩および蒸発が大きな問題となるこ
とが予想される。
磁気ディスク装置のように、移動時に振動あるいは衝撃
が加わったり、気圧や温度の異なる環境下で使用される
場合には潤滑剤の漏洩および蒸発が大きな問題となるこ
とが予想される。
【０００４】潤滑剤の漏洩および蒸発を防止するため
に、特開平3−272318 号公報では、軸受装置内を潤滑剤
である磁性流体で満たし、ラジアル軸受の両外側に磁性
流体シールを設けた構造が開示されている。さらに、こ
の発明ではラジアル軸受と磁性流体シールとの間に、動
圧発生用の溝と連通している流体溜りを設け、流体溜り
から軸受隙間に潤滑剤を補給できるようになっている。
に、特開平3−272318 号公報では、軸受装置内を潤滑剤
である磁性流体で満たし、ラジアル軸受の両外側に磁性
流体シールを設けた構造が開示されている。さらに、こ
の発明ではラジアル軸受と磁性流体シールとの間に、動
圧発生用の溝と連通している流体溜りを設け、流体溜り
から軸受隙間に潤滑剤を補給できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平3−272318 号公
報では、軸受装置内が磁性流体で満たされているので、
スピンドル回転時の磁性流体の温度上昇あるいは外気温
の上昇により、磁性流体の体積が膨張し溢れ出してしま
う。また、衝撃が加わったときに発生する圧力はすべて
磁性流体シールにかかるので、シールが破れ磁性流体が
漏洩する恐れがある。磁性流体の漏洩は軸受の潤滑不良
を引き起こし、軸受寿命を低下させる。また、磁気ディ
スク装置に用いた場合には、磁気ディスクおよび磁気ヘ
ッドを汚染し、ヘッドクラッシュを発生させる原因とも
なる。
報では、軸受装置内が磁性流体で満たされているので、
スピンドル回転時の磁性流体の温度上昇あるいは外気温
の上昇により、磁性流体の体積が膨張し溢れ出してしま
う。また、衝撃が加わったときに発生する圧力はすべて
磁性流体シールにかかるので、シールが破れ磁性流体が
漏洩する恐れがある。磁性流体の漏洩は軸受の潤滑不良
を引き起こし、軸受寿命を低下させる。また、磁気ディ
スク装置に用いた場合には、磁気ディスクおよび磁気ヘ
ッドを汚染し、ヘッドクラッシュを発生させる原因とも
なる。
【０００６】本発明の目的は、温度変動，気圧変化，衝
撃，振動等の使用条件の厳しい環境下でも、潤滑剤の漏
洩および蒸発を防止できる動圧軸受スピンドルモータを
提供することにある。
撃，振動等の使用条件の厳しい環境下でも、潤滑剤の漏
洩および蒸発を防止できる動圧軸受スピンドルモータを
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の動圧軸受スピン
ドルモータは、ハブ内に二つの動圧ラジアル軸受と，そ
の動圧ラジアル軸受の外側端面に二つの動圧スラスト軸
受を設け、前記ハブを回転自在に支持するシャフトを備
えたベースを有し、前記ベースに設けたステータと前記
ハブ内に設けたロータマグネットによりモータを構成
し、前記ハブを回転駆動させ、前記動圧スラスト軸受の
外側で前記ハブの一端に永久磁石と磁性体からなる一対
のヨークを備えた磁性流体シールを、他端にはキャップ
を配置し、前記動圧軸受と前記シャフトおよび前記磁性
流体シール，前記キャップよりなる空間に磁性流体を充
填し、前記シャフトと対向する前記キャップ端面に薄い
金属板もしくはゴムもしくはプラスチックよりなる弾性
変形可能な圧力調整板を配置し、前記キャップと前記圧
力調整板の間に前記圧力調整板が動圧軸受内の圧力変動
に応じて変形可能な空間を設け、前記空間を外部に解放
したことを特徴とする。
ドルモータは、ハブ内に二つの動圧ラジアル軸受と，そ
の動圧ラジアル軸受の外側端面に二つの動圧スラスト軸
受を設け、前記ハブを回転自在に支持するシャフトを備
えたベースを有し、前記ベースに設けたステータと前記
ハブ内に設けたロータマグネットによりモータを構成
し、前記ハブを回転駆動させ、前記動圧スラスト軸受の
外側で前記ハブの一端に永久磁石と磁性体からなる一対
のヨークを備えた磁性流体シールを、他端にはキャップ
を配置し、前記動圧軸受と前記シャフトおよび前記磁性
流体シール，前記キャップよりなる空間に磁性流体を充
填し、前記シャフトと対向する前記キャップ端面に薄い
金属板もしくはゴムもしくはプラスチックよりなる弾性
変形可能な圧力調整板を配置し、前記キャップと前記圧
力調整板の間に前記圧力調整板が動圧軸受内の圧力変動
に応じて変形可能な空間を設け、前記空間を外部に解放
したことを特徴とする。
【０００８】さらに、前記シャフト内部に前記二つの動
圧ラジアル軸受中央部と，前記動圧スラスト軸受および
前記磁性流体シールの間に径方向の流通路を設け、前記
径方向の流通路をつなぐ軸方向の流通路を設け、磁性流
体の循環路を設けたことを特徴とする。
圧ラジアル軸受中央部と，前記動圧スラスト軸受および
前記磁性流体シールの間に径方向の流通路を設け、前記
径方向の流通路をつなぐ軸方向の流通路を設け、磁性流
体の循環路を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明による動圧軸受スピンドルモータでは、
磁性流体の温度上昇による体積膨張，外気圧変化，衝撃
および振動が加わったときの動圧軸受内圧力変動を圧力
調整板の変形により、圧力調整板とキャップにより形成
される空間の容積変化として吸収できるので、スピンド
ルの静止，回転にかかわらず磁性流体シールに加わる圧
力を低減することができ、磁性流体シール部からの磁性
流体の漏洩を防止できる。
磁性流体の温度上昇による体積膨張，外気圧変化，衝撃
および振動が加わったときの動圧軸受内圧力変動を圧力
調整板の変形により、圧力調整板とキャップにより形成
される空間の容積変化として吸収できるので、スピンド
ルの静止，回転にかかわらず磁性流体シールに加わる圧
力を低減することができ、磁性流体シール部からの磁性
流体の漏洩を防止できる。
【００１０】さらに、回転時にはシャフト内部および動
圧軸受部に形成された循環路により磁性流体を循環させ
磁性流体の温度上昇を抑制し、動圧軸受部に磁性流体を
常に供給することができるので、磁性流体の蒸発および
性能劣化を防止できる。
圧軸受部に形成された循環路により磁性流体を循環させ
磁性流体の温度上昇を抑制し、動圧軸受部に磁性流体を
常に供給することができるので、磁性流体の蒸発および
性能劣化を防止できる。
【００１１】このように、本発明による動圧軸受スピン
ドルモータは使用条件が厳しい環境下でも磁性流体の漏
洩および蒸発を防止でき、耐久性に優れている。
ドルモータは使用条件が厳しい環境下でも磁性流体の漏
洩および蒸発を防止でき、耐久性に優れている。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の動圧軸受スピンドルモータを
磁気ディスク装置に適用した例を図面を用いて詳細に説
明する。
磁気ディスク装置に適用した例を図面を用いて詳細に説
明する。
【００１３】図１は本発明の動圧軸受スピンドルモータ
を用いた磁気ディスク装置の縦断面図である。図２は図
１に示す磁気ディスク装置のスピンドルモータ部の第一
の実施例の断面図である。図３は本発明の動圧軸受スピ
ンドルモータに用いられる軸受の平面図である。図４は
図３に示す軸受のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は本発
明の動圧軸受スピンドルモータに用いられる磁性流体シ
ール部の断面拡大図である。図６は磁性流体の循環路を
示す断面図である。
を用いた磁気ディスク装置の縦断面図である。図２は図
１に示す磁気ディスク装置のスピンドルモータ部の第一
の実施例の断面図である。図３は本発明の動圧軸受スピ
ンドルモータに用いられる軸受の平面図である。図４は
図３に示す軸受のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は本発
明の動圧軸受スピンドルモータに用いられる磁性流体シ
ール部の断面拡大図である。図６は磁性流体の循環路を
示す断面図である。
【００１４】図１で、磁気ディスク１はスペーサリング
２を介してクランプ３により締結され、二重円筒状のハ
ブ４に装着される。二重円筒状のハブ４の最内周部には
軸受５が嵌着されており、ベース６にシャフトスリーブ
８を介して固定されたシャフト７によって回転自在に支
持されている。ベース６と一体に形成されるハウジング
９の外周部には、鉄心に巻線したステータ１０が取り付
けられ、これに対向するハブ４の内周面にはロータマグ
ネット１１が固着され、ステータ１０とロータマグネッ
ト１１はモータを構成して磁気ディスク１，ハブ４等の
回転系を回転駆動させる。
２を介してクランプ３により締結され、二重円筒状のハ
ブ４に装着される。二重円筒状のハブ４の最内周部には
軸受５が嵌着されており、ベース６にシャフトスリーブ
８を介して固定されたシャフト７によって回転自在に支
持されている。ベース６と一体に形成されるハウジング
９の外周部には、鉄心に巻線したステータ１０が取り付
けられ、これに対向するハブ４の内周面にはロータマグ
ネット１１が固着され、ステータ１０とロータマグネッ
ト１１はモータを構成して磁気ディスク１，ハブ４等の
回転系を回転駆動させる。
【００１５】磁気ディスク１の両面には磁気ヘッド１３
が設けられており、磁気ディスク１の回転にともないこ
の磁気ヘッド１３は磁気ディスク１から微小な浮上量で
浮上し、この状態で磁気ディスク１に磁気情報の読み書
きを行う。磁気ヘッド１３はロードアーム１４を介して
キャリッジ１５に連結されている。また、キャリッジ１
５は中心軸１６の回りに揺動可能に支持されており、磁
気ディスク１上の任意のトラックにアクセスできる構造
となっている。さらに、キャリッジ１５の磁気ヘッド１
３側と反対側にはＶＣＭコイル１７が取り付けられ、ベ
ース６に設けられているＶＣＭマグネット１８とのあい
だでモータを形成し、磁気ヘッド１３を高速で任意のト
ラック位置に移動させる。
が設けられており、磁気ディスク１の回転にともないこ
の磁気ヘッド１３は磁気ディスク１から微小な浮上量で
浮上し、この状態で磁気ディスク１に磁気情報の読み書
きを行う。磁気ヘッド１３はロードアーム１４を介して
キャリッジ１５に連結されている。また、キャリッジ１
５は中心軸１６の回りに揺動可能に支持されており、磁
気ディスク１上の任意のトラックにアクセスできる構造
となっている。さらに、キャリッジ１５の磁気ヘッド１
３側と反対側にはＶＣＭコイル１７が取り付けられ、ベ
ース６に設けられているＶＣＭマグネット１８とのあい
だでモータを形成し、磁気ヘッド１３を高速で任意のト
ラック位置に移動させる。
【００１６】これらの構成部品を外部塵埃から保護する
目的でカバー１９がベース６に取り付けられ、これによ
り構成部品は外界から遮断されている。
目的でカバー１９がベース６に取り付けられ、これによ
り構成部品は外界から遮断されている。
【００１７】次に、図２をもとに本発明のスピンドルモ
ータ部について詳細に説明する。
ータ部について詳細に説明する。
【００１８】軸受５の内周面は図３に示すように三円弧
形状となっており、シャフト７の外周面との間で二つの
ラジアル軸受２０ａ，２０ｂを形成している。ラジアル
軸受２０ａ，２０ｂには磁性流体２４が封入され、回転
により発生する動圧効果によって磁気ディスク１，ハブ
４等の回転系をラジアル方向に支持する。また、シャフ
ト７のラジアル軸受２０ａ，２０ｂの間の部分には溝が
設けられ、回転時の磁性流体２４の粘性による負荷を低
減している。軸受５の両端面には図４に示すようなテー
パランド状の溝が設けられており、シャフト７の上端面
に固定されたスラストプレート２３の端面との間で上ス
ラスト軸受２１を形成し、同様にシャフトスリーブ８の
上端面との間で下スラスト軸受２２を形成している。上
下スラスト軸受２１，２２には磁性流体２４が封入さ
れ、回転により発生する動圧効果によって回転系をスラ
スト方向に支持する。このように、回転中はラジアル軸
受２０ａ，２０ｂ，上下スラスト軸受２１，２２により
回転系が支持されるので、どのような姿勢でも安定した
回転を維持できる。なお、動圧効果を得るために、軸受
５の内周面あるいはシャフト７の外周面に二つの動圧発
生溝（例えばグルーブ溝，へリングボーン溝等）を設け
ラジアル軸受を形成し、軸受５の両端面あるいはスラス
トプレート２３端面およびシャフトスリーブ８端面に動
圧発生溝（例えばスパイラル溝等）を設け上下スラスト
軸受を形成するようにしても良い。
形状となっており、シャフト７の外周面との間で二つの
ラジアル軸受２０ａ，２０ｂを形成している。ラジアル
軸受２０ａ，２０ｂには磁性流体２４が封入され、回転
により発生する動圧効果によって磁気ディスク１，ハブ
４等の回転系をラジアル方向に支持する。また、シャフ
ト７のラジアル軸受２０ａ，２０ｂの間の部分には溝が
設けられ、回転時の磁性流体２４の粘性による負荷を低
減している。軸受５の両端面には図４に示すようなテー
パランド状の溝が設けられており、シャフト７の上端面
に固定されたスラストプレート２３の端面との間で上ス
ラスト軸受２１を形成し、同様にシャフトスリーブ８の
上端面との間で下スラスト軸受２２を形成している。上
下スラスト軸受２１，２２には磁性流体２４が封入さ
れ、回転により発生する動圧効果によって回転系をスラ
スト方向に支持する。このように、回転中はラジアル軸
受２０ａ，２０ｂ，上下スラスト軸受２１，２２により
回転系が支持されるので、どのような姿勢でも安定した
回転を維持できる。なお、動圧効果を得るために、軸受
５の内周面あるいはシャフト７の外周面に二つの動圧発
生溝（例えばグルーブ溝，へリングボーン溝等）を設け
ラジアル軸受を形成し、軸受５の両端面あるいはスラス
トプレート２３端面およびシャフトスリーブ８端面に動
圧発生溝（例えばスパイラル溝等）を設け上下スラスト
軸受を形成するようにしても良い。
【００１９】磁性流体２４は、ハブ４の内周部下端に取
り付けられた磁性流体シール２５と，ハブ４の上部に取
り付けられたキャップ３０の間に形成されるすべての空
間に満たされており、磁性流体シール２５とキャップ３
０により磁性流体２４の外部への漏洩を防止する。
り付けられた磁性流体シール２５と，ハブ４の上部に取
り付けられたキャップ３０の間に形成されるすべての空
間に満たされており、磁性流体シール２５とキャップ３
０により磁性流体２４の外部への漏洩を防止する。
【００２０】キャップ３０の中央部には、クランプ３を
締結するためのねじ穴と，スラストプレート２３に対向
する面に圧力調整板３２が設けられている。圧力調整板
３２はねじ穴を塞ぐように取り付けられ、キャップ３０
をハブ４に固定することにより、軸受上方からの磁性流
体２４の漏洩を防止できる。
締結するためのねじ穴と，スラストプレート２３に対向
する面に圧力調整板３２が設けられている。圧力調整板
３２はねじ穴を塞ぐように取り付けられ、キャップ３０
をハブ４に固定することにより、軸受上方からの磁性流
体２４の漏洩を防止できる。
【００２１】図５に示すように磁性流体シール２５は、
軸方向に着磁された円環状の永久磁石２６と，この永久
磁石２６の両端面に接着された磁性体からなる円環状の
一対のヨーク２７を備え、ヨーク２７の内周面は磁性体
からなるシャフトスリーブ８外周面と微小な隙間を介し
て対向している。その隙間に充填された磁性流体２４は
図５に示すような永久磁石２６，ヨーク２７，シャフト
スリーブ８に形成される磁気回路２８によって保持さ
れ、磁性流体２４の漏洩を防いでいる。また、磁性流体
２４が回転による遠心力あるいは衝撃によって飛散して
も、磁性流体シール２５外周側に磁気回路２９が形成さ
れているので、ヨーク２７の外周面で磁性流体２４を捕
捉することができる。
軸方向に着磁された円環状の永久磁石２６と，この永久
磁石２６の両端面に接着された磁性体からなる円環状の
一対のヨーク２７を備え、ヨーク２７の内周面は磁性体
からなるシャフトスリーブ８外周面と微小な隙間を介し
て対向している。その隙間に充填された磁性流体２４は
図５に示すような永久磁石２６，ヨーク２７，シャフト
スリーブ８に形成される磁気回路２８によって保持さ
れ、磁性流体２４の漏洩を防いでいる。また、磁性流体
２４が回転による遠心力あるいは衝撃によって飛散して
も、磁性流体シール２５外周側に磁気回路２９が形成さ
れているので、ヨーク２７の外周面で磁性流体２４を捕
捉することができる。
【００２２】圧力調整板３２は、薄い金属板（例えば
鉄，ステンレス鋼，アルミニウム等）あるいはゴムのよ
うに弾性変形しやすい部材からなり、圧力調整板３２と
クランプねじ３１の間には空間が設けられ、この空間は
クランプねじ３１に設けられた貫通孔３３を介して外部
に開放されている。したがって、回転により磁性流体２
４の温度が上昇し体積膨張しても、体積膨張に応じて圧
力調整板３２が弾性変形し、内部圧力が常に外気圧と等
しく保たれるので、磁性流体シール２５に加わる圧力を
低減することができ、磁性流体シール２５は破れにくく
なる。また、衝撃あるいは振動が加わり内部圧力が高ま
ったときや、外気圧が変動した場合にも同様に、圧力調
整板の変形により磁性流体シール２５にかかる圧力を小
さくすることができる。
鉄，ステンレス鋼，アルミニウム等）あるいはゴムのよ
うに弾性変形しやすい部材からなり、圧力調整板３２と
クランプねじ３１の間には空間が設けられ、この空間は
クランプねじ３１に設けられた貫通孔３３を介して外部
に開放されている。したがって、回転により磁性流体２
４の温度が上昇し体積膨張しても、体積膨張に応じて圧
力調整板３２が弾性変形し、内部圧力が常に外気圧と等
しく保たれるので、磁性流体シール２５に加わる圧力を
低減することができ、磁性流体シール２５は破れにくく
なる。また、衝撃あるいは振動が加わり内部圧力が高ま
ったときや、外気圧が変動した場合にも同様に、圧力調
整板の変形により磁性流体シール２５にかかる圧力を小
さくすることができる。
【００２３】なお、クランプねじ３１に貫通孔３３を設
けるかわりに、キャップ３０およびクランプ３のねじ穴
の外周部に軸方向の溝を設けて圧力調整板３２とクラン
プねじ３１の間の空間を外部に開放してもよい。
けるかわりに、キャップ３０およびクランプ３のねじ穴
の外周部に軸方向の溝を設けて圧力調整板３２とクラン
プねじ３１の間の空間を外部に開放してもよい。
【００２４】また、スピンドル組立て時に磁性流体２４
を高温にして充填することにより、磁性流体２４の温度
が上昇しても充填時より体積が大きくなることはなく、
磁性流体２４の外部への漏洩を防止することができる。
を高温にして充填することにより、磁性流体２４の温度
が上昇しても充填時より体積が大きくなることはなく、
磁性流体２４の外部への漏洩を防止することができる。
【００２５】図６に示すようにシャフト７には、ラジア
ル軸受２０ａ，２０ｂの間に設けられたシャフト７の溝
に通じる径方向の流通路３５が形成されている。また、
シャフト７およびシャフトスリーブ８には、下スラスト
軸受２２と磁性流体シール２５の間に通じる径方向の流
通路３６が形成されている。さらに、これら二つの径方
向流通路３５，３６およびスラストプレート２３固定用
のねじ穴に連通するように軸方向流通路３７が形成され
ている。スラストプレート２３固定用のねじ３４には軸
方向に貫通孔３９を設け、スラストプレート２３をねじ
３４で固定してもスラストプレート２３上方の空間と軸
方向流通路３７が連通するようになっている。流通路３
５，３６，３７および貫通孔３９は磁性流体２４で満た
されている。
ル軸受２０ａ，２０ｂの間に設けられたシャフト７の溝
に通じる径方向の流通路３５が形成されている。また、
シャフト７およびシャフトスリーブ８には、下スラスト
軸受２２と磁性流体シール２５の間に通じる径方向の流
通路３６が形成されている。さらに、これら二つの径方
向流通路３５，３６およびスラストプレート２３固定用
のねじ穴に連通するように軸方向流通路３７が形成され
ている。スラストプレート２３固定用のねじ３４には軸
方向に貫通孔３９を設け、スラストプレート２３をねじ
３４で固定してもスラストプレート２３上方の空間と軸
方向流通路３７が連通するようになっている。流通路３
５，３６，３７および貫通孔３９は磁性流体２４で満た
されている。
【００２６】軸受５がハブ４と一体で回転すると、シャ
フト７内の磁性流体２４はシャフト７に設けられた溝か
らラジアル軸受部２０ａ，２０ｂに流出し、さらに遠心
力により上下スラスト軸受部２１，２２へと流出する。
このため流通路３５の内部圧力は負となり、下スラスト
軸受２２と磁性流体シール２５の間にある磁性流体２４
は流通路３６，３７を介してシャフト７に設けられた溝
へと戻る。また、スラストプレート２３上方の磁性流体
２４は貫通孔３９，流通路３７を介して流通路３５へと
流入し、シャフト７に設けられた溝へと戻る。したがっ
て、図６に示すような循環路が形成され、軸受部の磁性
流体２４を切らすことなく連続的に補給することが可能
であり、また、回転による温度上昇を抑制し、磁性流体
２４の蒸発および性能劣化を防止できるので、信頼性お
よび耐久性に優れている。
フト７内の磁性流体２４はシャフト７に設けられた溝か
らラジアル軸受部２０ａ，２０ｂに流出し、さらに遠心
力により上下スラスト軸受部２１，２２へと流出する。
このため流通路３５の内部圧力は負となり、下スラスト
軸受２２と磁性流体シール２５の間にある磁性流体２４
は流通路３６，３７を介してシャフト７に設けられた溝
へと戻る。また、スラストプレート２３上方の磁性流体
２４は貫通孔３９，流通路３７を介して流通路３５へと
流入し、シャフト７に設けられた溝へと戻る。したがっ
て、図６に示すような循環路が形成され、軸受部の磁性
流体２４を切らすことなく連続的に補給することが可能
であり、また、回転による温度上昇を抑制し、磁性流体
２４の蒸発および性能劣化を防止できるので、信頼性お
よび耐久性に優れている。
【００２７】図７は、本発明の動圧軸受スピンドルモー
タの第二の実施例の断面図である。
タの第二の実施例の断面図である。
【００２８】本発明の第一の実施例では、クランプ３を
中心でねじ止めするようにキャップ３０にねじ穴が設け
てあったが、本実施例ではハブ４にねじ穴を設けクラン
プ３をねじ止めするようになっている。キャップ３０は
有底の円筒形状で、円筒部端面とハブ４の間に圧力調整
板３２を取り付け、キャップ３０をハブ４に固定する。
キャップ３０と圧力調整板３２の間に形成される空間
は、キャップ３０の底部に設けられた貫通孔３３を介し
て外部に開放されている。このような構造にすることに
より、圧力調整板３２の面積を大きくすることができ、
大きな圧力変動を吸収することができ、使用条件の厳し
い環境下でも磁性流体２４の漏洩を防止できる。なお、
圧力調整板３２とキャップ３０は、プラスチック等を用
いて一体で型形成してもよい。
中心でねじ止めするようにキャップ３０にねじ穴が設け
てあったが、本実施例ではハブ４にねじ穴を設けクラン
プ３をねじ止めするようになっている。キャップ３０は
有底の円筒形状で、円筒部端面とハブ４の間に圧力調整
板３２を取り付け、キャップ３０をハブ４に固定する。
キャップ３０と圧力調整板３２の間に形成される空間
は、キャップ３０の底部に設けられた貫通孔３３を介し
て外部に開放されている。このような構造にすることに
より、圧力調整板３２の面積を大きくすることができ、
大きな圧力変動を吸収することができ、使用条件の厳し
い環境下でも磁性流体２４の漏洩を防止できる。なお、
圧力調整板３２とキャップ３０は、プラスチック等を用
いて一体で型形成してもよい。
【００２９】また、キャップ３０の外周面はクランプ３
の位置決めガイドとすることができるので、ハブ４にク
ランプ３の位置決めガイドを設ける必要がなく、ハブ４
の加工が容易になる。
の位置決めガイドとすることができるので、ハブ４にク
ランプ３の位置決めガイドを設ける必要がなく、ハブ４
の加工が容易になる。
【００３０】図８は、本発明の動圧軸受スピンドルモー
タの第三の実施例の断面図である。
タの第三の実施例の断面図である。
【００３１】本実施例は、シャフト７の下端をベース６
に、上端を磁性体からなるスラストカラー４０を介して
カバー１９に固定した両持ち構造とし、支持剛性を高め
ている。
に、上端を磁性体からなるスラストカラー４０を介して
カバー１９に固定した両持ち構造とし、支持剛性を高め
ている。
【００３２】シャフト７の上端部に嵌合されたスラスト
カラー４０の一端面と軸受５の上端面の間で上スラスト
軸受２１が形成される。また、スラストカラー４０の外
周側には、磁性流体シール２５ａが設けられ、磁性流体
２４の漏洩を防止している。磁性流体シール２５ａはハ
ブ４に固定され、磁性流体シール２５ａの上端面にはシ
ールカバー４１が取り付けられている。
カラー４０の一端面と軸受５の上端面の間で上スラスト
軸受２１が形成される。また、スラストカラー４０の外
周側には、磁性流体シール２５ａが設けられ、磁性流体
２４の漏洩を防止している。磁性流体シール２５ａはハ
ブ４に固定され、磁性流体シール２５ａの上端面にはシ
ールカバー４１が取り付けられている。
【００３３】シャフト７の内部は貫通しており、軸方向
流通路３７を形成している。このシャフト７の両端面に
は圧力調整板３２ａ，３２ｂが固定され、ここで内部圧
力変動を吸収できるようになっている。また、シャフト
７およびスラストカラー４０には、上スラスト軸受２１
と磁性流体シール２５ａの間に通じる径方向の流通路３
８が形成されており、ラジアル軸受２０ａ，上スラスト
軸受２１，流通路３８，流通路３７，流通路３５，ラジ
アル軸受２０ａからなる循環路が形成される。
流通路３７を形成している。このシャフト７の両端面に
は圧力調整板３２ａ，３２ｂが固定され、ここで内部圧
力変動を吸収できるようになっている。また、シャフト
７およびスラストカラー４０には、上スラスト軸受２１
と磁性流体シール２５ａの間に通じる径方向の流通路３
８が形成されており、ラジアル軸受２０ａ，上スラスト
軸受２１，流通路３８，流通路３７，流通路３５，ラジ
アル軸受２０ａからなる循環路が形成される。
【００３４】本実施例によれば、シャフトの支持剛性を
大きくすることができ、モータ振動あるいは外部衝撃に
対して耐え得る構造とすることができる。
大きくすることができ、モータ振動あるいは外部衝撃に
対して耐え得る構造とすることができる。
【００３５】以上、本発明の動圧軸受スピンドルモータ
を磁気ディスク装置に用いた例について説明したが、光
ディスク装置用モータ，ポリゴンミラーモータ，ＶＴＲ
用シリンダモータに用いても同様の効果を奏する。
を磁気ディスク装置に用いた例について説明したが、光
ディスク装置用モータ，ポリゴンミラーモータ，ＶＴＲ
用シリンダモータに用いても同様の効果を奏する。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、磁性流体シールと内部
圧力変動を吸収する圧力調整板を設けることにより、温
度変動や気圧変化，衝撃が加えられたときでも磁性流体
の漏洩を防止でき、磁性流体による外部の汚染を防ぐこ
とができる。
圧力変動を吸収する圧力調整板を設けることにより、温
度変動や気圧変化，衝撃が加えられたときでも磁性流体
の漏洩を防止でき、磁性流体による外部の汚染を防ぐこ
とができる。
【００３７】また、磁性流体の循環路を設けたことによ
り、回転による磁性流体の温度上昇を抑制でき、磁性流
体の蒸発および性能劣化を防ぐことができる。
り、回転による磁性流体の温度上昇を抑制でき、磁性流
体の蒸発および性能劣化を防ぐことができる。
【００３８】さらに、シャフトを両持ち構造とすること
により、回転体の支持剛性を大きくすることができ、モ
ータ振動あるいは外部衝撃に対してより信頼性の高い構
造とすることができる。
により、回転体の支持剛性を大きくすることができ、モ
ータ振動あるいは外部衝撃に対してより信頼性の高い構
造とすることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の動圧軸受スピンドルモ
ータを用いた磁気ディスク装置の縦断面図。
ータを用いた磁気ディスク装置の縦断面図。
【図２】本発明の動圧軸受スピンドルモータの第１の実
施例の断面図。
施例の断面図。
【図３】本発明の動圧軸受スピンドルモータに用いられ
る軸受の平面図。
る軸受の平面図。
【図４】図３に示す軸受のＡ−Ａ断面図。
【図５】本発明の動圧軸受スピンドルモータに用いられ
る磁性流体シール部の断面図。
る磁性流体シール部の断面図。
【図６】本発明の動圧軸受スピンドルモータに用いられ
る磁性流体の循環路の第一の実施例の断面図。
る磁性流体の循環路の第一の実施例の断面図。
【図７】本発明の動圧軸受スピンドルモータの第二の実
施例の断面図。
施例の断面図。
【図８】本発明の動圧軸受スピンドルモータの第三の実
施例の断面図。
施例の断面図。
４…ハブ、５…軸受、７…シャフト、２０ａ，２０ｂ…
ラジアル軸受、２１…上スラスト軸受、２２…下スラス
ト軸受、２３…スラストプレート、２４…磁性流体、２
５…磁性流体シール、３０…キャップ、３２…圧力調整
板。
ラジアル軸受、２１…上スラスト軸受、２２…下スラス
ト軸受、２３…スラストプレート、２４…磁性流体、２
５…磁性流体シール、３０…キャップ、３２…圧力調整
板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 隆 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 井上 知昭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】ハブ内に二つの動圧ラジアル軸受と，その
動圧ラジアル軸受の外側端面に二つの動圧スラスト軸受
を設け、前記ハブを回転自在に支持するシャフトを備え
たベースを有し、前記ベースに設けたステータと前記ハ
ブ内に設けたロータマグネットによりモータを構成し、
前記ハブを回転駆動させる動圧軸受スピンドルモータに
おいて、前記動圧スラスト軸受の外側で前記ハブの一端
に磁性流体シールを、他端にはキャップを配置し、前記
動圧軸受と前記シャフトおよび前記磁性流体シール，前
記キャップよりなる空間に磁性流体を充填し、前記シャ
フトと対向する前記キャップ端面に薄い金属板もしくは
ゴムもしくはプラスチックよりなる弾性変形可能な圧力
調整板を配置し、前記キャップと前記圧力調整板の間に
前記圧力調整板が動圧軸受内の圧力変動に応じて変形可
能な空間を設け、前記空間を外部に解放したことを特徴
とする動圧軸受スピンドルモータ。 - 【請求項２】請求項１において、前記シャフト内部に前
記二つの動圧ラジアル軸受中央部と，前記動圧スラスト
軸受および前記磁性流体シールの間に径方向の流通路を
設け、前記径方向の流通路をつなぐ軸方向の流通路を設
け、磁性流体の循環路を設けた動圧軸受スピンドルモー
タ。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記キ
ャップと前記圧力調整板を一体で形成した動圧軸受スピ
ンドルモータ。 - 【請求項４】請求項１において、前記シャフトを前記ベ
ースとカバーに固定し、前記シャフトは内部に軸方向の
貫通孔を有し、前記ハブの両端に永久磁石と磁性体から
なる一対のヨークを備えた磁性流体シールを配置し、前
記動圧軸受と前記シャフトおよび前記磁性流体シールよ
りなる空間に磁性流体を充填し、前記シャフトの両端に
薄い金属板もしくはゴムもしくはプラスチックよりなる
弾性変形可能な圧力調整板を配置した動圧軸受スピンド
ルモータ。 - 【請求項５】請求項４において、前記シャフト内部に前
記二つの動圧ラジアル軸受中央部と，前記二つの動圧ス
ラスト軸受および前記二つの磁性流体シールの間に夫々
径方向の流通路を設け、前記流通路は前記貫通孔と通
じ、磁性流体の循環路を形成した動圧軸受スピンドルモ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004689A JPH08193618A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 動圧軸受スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004689A JPH08193618A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 動圧軸受スピンドルモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193618A true JPH08193618A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11590867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7004689A Pending JPH08193618A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 動圧軸受スピンドルモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08193618A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08277835A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-22 | Nippon Densan Corp | 流体動圧軸受 |
| US6034454A (en) * | 1998-03-26 | 2000-03-07 | Nidec Corporation | Motor |
| KR101485258B1 (ko) * | 2013-09-10 | 2015-01-21 | 명남수 | 고진공 하에서 레이저 및 이온 빔을 통과시키는 병진-회전 갠트리용 속이 빈 샤프트들을 연결하고 조작하기 위한 유체 씰 |
| CN112332157A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-05 | 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 | 一种用于底盘充电口的弹性防护装置 |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP7004689A patent/JPH08193618A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08277835A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-22 | Nippon Densan Corp | 流体動圧軸受 |
| US6034454A (en) * | 1998-03-26 | 2000-03-07 | Nidec Corporation | Motor |
| KR101485258B1 (ko) * | 2013-09-10 | 2015-01-21 | 명남수 | 고진공 하에서 레이저 및 이온 빔을 통과시키는 병진-회전 갠트리용 속이 빈 샤프트들을 연결하고 조작하기 위한 유체 씰 |
| CN112332157A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-05 | 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 | 一种用于底盘充电口的弹性防护装置 |
| CN112332157B (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-17 | 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 | 一种用于底盘充电口的弹性防护装置 |
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