JPH09217735A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑流体の外部への漏出を確実に防止する。 【解決手段】 ラジアル軸受部２６とラジアル軸受部２
６より外部側に位置するスラスト軸受部２９とに連続し
て充填されている潤滑流体３５のうちのスラスト軸受部
側の潤滑流体であってスラスト軸受部２９から外部漏出
しようとする潤滑流体をスラスト軸受部２９の動圧溝に
よりラジアル軸受部２６とスラスト軸受部２９との境界
部４０に向かって送り出すと共に、スラスト軸受部２９
における潤滑流体の液面より外部側端部が外部に露出す
るように形成されたスラスト軸受部２９の動圧溝により
エアー動圧力を生じて、該エアー動圧力によりスラスト
軸受部２９から外部漏出しようとする潤滑流体をさらに
境界部４０に向かって送り出し、この時ラジアル軸受部
側の潤滑流体をラジアル軸受部側の動圧溝により境界部
４０に向かって送り出し、両軸受部側の潤滑流体のバラ
ンスを保つように構成してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動圧軸受装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種モータ等において、動圧軸受装置が
広く用いられている。この動圧軸受装置は、所定の潤滑
流体の動圧作用を利用して回転部材を固定部材に対して
回転自在に支持するものである。このような動圧軸受装
置を備えた機器としては、例えば特開平３−２７２３１
８号公報に記載の軸固定型の磁気ディスク駆動モータが
知られている。この特開平３−２７２３１８号公報記載
の磁気ディスク駆動モータを表したのが図９である。

【０００３】同図において、符号１はフレームを示して
いる。このフレーム１には磁性材よりなる中心固定軸２
が垂直に立設するように設けられており、この中心固定
軸２にはラジアル受面２ａ，２ａがそれぞれ設けられて
いる。この中心固定軸２にはまた、上記２箇所のラジア
ル受面２ａ，２ａの間に、軸径より大径の鍔部２ｂが形
成されており、この鍔部２ｂの軸方向の両端面には、平
面状のスラスト受面２ｃ，２ｃがそれぞれ設けられてい
る。

【０００４】回転部材としてのハウジング３は、ハブ３
ａと、このハブ３ａの内周面にそれぞれ嵌合して取り付
けられ軸方向に分割された一対のラジアル軸受４，４
と、を備えている。ラジアル軸受４は、上記ラジアル受
面２ａにラジアル軸受隙間を介して対向するラジアル軸
受面４ａを有しており、これらラジアル軸受面４ａ、ラ
ジアル受面２ａ及び後述の磁性流体１１によってラジア
ル軸受部５が構成されている。

【０００５】ラジアル軸受４はまた、上記鍔部２ｂのス
ラスト受面２ｃにスラスト軸受隙間を介して対向するス
ラスト軸受面４ｂを有しており、これらスラスト軸受面
４ｂ、スラスト受面２ｃ及び後述の磁性流体１１によっ
てスラスト軸受部６が構成されている。

【０００６】上記ラジアル受面２ａには、例えばヘリン
グボーン状の動圧溝が設けられており、上記スラスト受
面２ｃには、例えばヘリングボーン状またはスパイラル
状の動圧溝が設けられている。

【０００７】上記ハブ３ａには、図示下方に開放された
環状溝が形成されており、この環状溝の外側周面には環
状の駆動マグネット９が固着されている。この駆動マグ
ネット９の対向位置にはコイル１０ａの巻回されたステ
−タコア１０が配置されており、このステ−タコア１０
は上記フレーム１に固定されている。

【０００８】上記ハブ３ａにはまた、２箇所のラジアル
軸受４，４より軸方向外側の位置に、磁性流体シール
７，７がそれぞれ設けられている。この磁性流体シール
７は、軸方向に磁極を有する環状の永久磁石７ａと、こ
の永久磁石７ａの両端面に同心的に配設された環状の磁
性材よりなる所謂ポールピース７ｂ，７ｂと、からな
り、これら永久磁石７ａ、ポールピース７ｂ，７ｂ及び
上記中心固定軸２によって形成される磁気回路によっ
て、該ポールピース７ｂ，７ｂと中心固定軸２との間に
磁性流体を磁気的に保持して磁性流体リングを形成し、
ポールピース７ｂ，７ｂと中心固定軸２との間の隙間を
塞ぐようになされている。そして、上記ラジアル軸受部
５の軸受隙間及びスラスト軸受部６の軸受隙間と共に上
記磁性流体シール７，７間の隙間には、上記磁性流体と
同様な磁性流体が潤滑流体１１として充填されている。

【０００９】ここで、上記コイル１０ａに通電すると、
駆動マグネット９に回転力が発生し、ハウジング３が回
転する。このようにハウジング３が回転すると、上記ラ
ジアル動圧溝のポンピング作用によって潤滑流体１１が
循環し、ラジアル動圧力が発生してハウジング３が回転
自在に支持されると共に、上記スラスト動圧溝のポンピ
ング作用によって潤滑流体１１が循環し、スラスト動圧
力が発生してハウジング３が浮上支持される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記動
圧軸受装置においては、以下の問題がある。すなわち、
上述した磁性流体シール７，７によって潤滑流体１１の
外部への漏れが防止されるわけであるが、動作時には磁
性流体シール７を挟んで外部側が低圧に、内部側が高圧
に、それぞれなることから、低圧側が、低圧側の磁性流
体リングの耐圧より低圧割合がより大きくなると低圧側
の磁性流体リングが破れ、この破れた磁性流体リングの
磁性流体が低圧側に飛散してしまい、低圧側雰囲気を磁
性流体で汚染してしまうと共に内部の潤滑流体１１が漏
出しやすくなるといった問題があった。また、潤滑流体
１１が磁性流体シール７，７間の全ての隙間に充填さ
れ、潤滑流体１１の熱膨張による体積増加の緩衝スペー
スがないことから、シール性が低く、加えて潤滑流体
（磁性流体）１１が内側の磁性流体リングに吸引されて
１段構造のシール機能となってしまうことから、シール
性が低く、このようなシール性の低さによって潤滑流体
１１が外部に漏出する畏れが高いといった問題がある。
さらに、当該磁性流体シール７は、振動、衝撃、遠心力
が加わると磁性流体リングが破れやすく、もって内部の
潤滑流体１１が漏出してしまうといった問題があった。

【００１１】そこで本発明は、潤滑流体の外部への漏出
を確実に防止できる動圧軸受装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の動圧軸受装置は、固定部材と回転部材と
の間の軸受部に介在された潤滑流体によって生じる動圧
作用により、前記回転部材を前記固定部材に対して回転
自在に支持するようにした動圧軸受装置において、前記
軸受部は、前記回転部材をラジアル方向に支持するラジ
アル軸受部と、このラジアル軸受部より外部側に位置し
前記回転部材をスラスト方向に支持するスラスト軸受部
と、前記ラジアル軸受部とスラスト軸受部とに連続して
充填される潤滑流体と、からなり、前記ラジアル軸受部
とスラスト軸受部とは、該ラジアル軸受部とスラスト軸
受部との境界部に向かって前記潤滑流体を送る圧力を発
生させる動圧溝をそれぞれ有し、前記スラスト軸受部の
動圧溝は、動作時に前記スラスト軸受部における潤滑流
体の液面よりその外部側端部が外部に露出するように形
成されてなる。

【００１３】このような請求項１における動圧軸受装置
によれば、ラジアル軸受部とこのラジアル軸受部より外
部側に位置するスラスト軸受部とに連続して充填されて
いる潤滑流体のうちのスラスト軸受部側の潤滑流体であ
って当該スラスト軸受部から外部に漏出しようとする潤
滑流体は、当該スラスト軸受部の動圧溝によってラジア
ル軸受部とスラスト軸受部との境界部に向かって送り出
されると共に、スラスト軸受部における潤滑流体の液面
よりその外部側端部が外部に露出するように形成された
スラスト軸受部の動圧溝によってエアー動圧力が発生さ
れて、このエアー動圧力によって上記スラスト軸受部か
ら外部に漏出しようとする潤滑流体は、さらに上記境界
部に向かって送り出される。この時、ラジアル軸受部側
の潤滑流体は、ラジアル軸受部側の動圧溝によって上記
境界部に向かって送り出され、ラジアル軸受部側の潤滑
流体とスラスト軸受部側の潤滑流体とのバランスが保た
れる。

【００１４】上記目的を達成するために、請求項２の動
圧軸受装置は、上記請求項１に加えて、スラスト軸受部
は、回転部材の回転中心に対する内径側に位置し、スラ
スト方向に対向する面同士の間隔が一定の平行対向面部
と、この平行対向面部より外径側に位置しスラスト方向
に対向する面同士の間隔が外径側がより大きい隙間変化
部と、を有し、スラスト軸受部の動圧溝は、前記平行対
向面部と前記隙間変化部との双方に形成されてなる。

【００１５】このような請求項２における動圧軸受装置
によれば、上記請求項１の作用に加えて、スラスト軸受
部の内径側を構成する平行対向面部より外径側に位置
し、スラスト方向に対向する面同士の間隔が外径側がよ
り大きいスラスト軸受部の外径側を構成する隙間変化部
によって、スラスト軸受部側の潤滑流体が外部に移動し
ようとしても、液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこ
れが抵抗となって、当該スラスト軸受部側の潤滑流体の
外部への移動が阻止される。

【００１６】上記目的を達成するために、請求項３の動
圧軸受装置は、上記請求項１記載の軸受部を２組有し、
これら２組の軸受部におけるスラスト軸受部の間に、２
組の軸受部におけるラジアル軸受部を配置し、これら２
つのラジアル軸受部の間に、ラジアル方向に対向する面
同士の間隔が、対向するラジアル軸受部側に向かって前
記ラジアル軸受部におけるラジアル方向に対向する面同
士の間隔より外径側に大きくなる隙間変化部を形成する
と共に、この隙間変化部の間に潤滑流体が充填されてい
ない空間部を設け、この空間部を大気と連通してなる。

【００１７】このような請求項３における動圧軸受装置
によれば、請求項１記載の軸受部が２組用いられ、２組
の軸受部におけるスラスト軸受部の間に配置された２組
の軸受部におけるラジアル軸受部同士の間に、対向する
ラジアル軸受部側に向かって前記ラジアル軸受部におけ
るラジアル方向に対向する面同士の間隔より外径側に大
きくなる隙間変化部が形成され、この隙間変化部によっ
て、ラジアル軸受部側の潤滑流体が、対向するラジアル
軸受部側に移動しようとしても、液面の曲率が徐々に小
さくなろうとしこれが抵抗となって、当該ラジアル軸受
部側における潤滑流体の該対向するラジアル軸受部側へ
の移動が阻止される。この時、当該隙間変化部の間に潤
滑流体が充填されていない空間部が設けられて、この空
間部が大気と連通されていることから、空間部と大気と
の気圧差がなく、充填されている潤滑流体の気圧差によ
る移動がさらに阻止される。従って、請求項１記載の軸
受部が２組用いられても、ラジアル軸受部側の潤滑流体
とスラスト軸受部側の潤滑流体とのバランスが保たれ
る。

【００１８】上記目的を達成するために、請求項４の動
圧軸受装置は、上記請求項１乃至３の何れか一つに加え
て、ラジアル軸受部は、回転部材の回転中心に位置する
中心軸が挿入されるラジアル軸受を備え、このラジアル
軸受は、焼結材よりなることを特徴としている。

【００１９】このような請求項４における動圧軸受装置
によれば、上記請求項１乃至３の何れか一つの作用に加
えて、回転部材の回転中心に位置する中心軸が、焼結材
よりなるラジアル軸受に挿入されるが、焼結材をラジア
ル軸受として使用する場合には、一般的に軸受面側の両
周端に面取りが施される。この面取り部には、サイジン
グによる目詰まりがないことから、潤滑流体は、一方の
周端の面取り部−焼結材内部−他方の周端の面取り部−
ラジアル軸受部におけるラジアル方向に対向する面同士
の間の隙間に、ラジアル軸受部側の潤滑流体とスラスト
軸受部側の潤滑流体とのバランスが保たれ得るように循
環される。また、上記ラジアル軸受の面取り部に、例え
ば充填される潤滑流体を所定量載せ、ラジアル軸受部よ
り外部側に位置するスラスト軸受部としての例えばスラ
スト板を押し込むようにして組立を行うようにすれば、
この押し込みによってスラスト軸受部側及びラジアル軸
受側の双方に潤滑流体が連続して充填されるようにな
る。

【００２０】上記目的を達成するために、請求項５の動
圧軸受装置は、上記請求項１乃至４の何れか一つに加え
て、ラジアル軸受部は、回転部材の回転中心に位置する
中心軸が挿入されるラジアル軸受を備え、スラスト軸受
部は、前記中心軸に設けられたスラスト板を備え、潤滑
流体は、磁性流体または磁性流体グリースであり、前記
ラジアル軸受及び前記中心軸を磁性体とすると共に、前
記スラスト板を非磁性体とし、前記スラスト板の外部側
平面に環状磁石を配置してなる。

【００２１】このような請求項５における動圧軸受装置
によれば、上記請求項１乃至４の何れか一つの作用に加
えて、回転部材の回転中心に位置する中心軸、この中心
軸が挿入されるラジアル軸受が磁性体に、前記中心軸に
設けられラジアル軸受より外部側に位置するスラスト板
が非磁性体に、潤滑流体が磁性流体または磁性流体グリ
ースに、それぞれされると共に、上記スラスト板の外部
側平面に環状磁石が配置されることによって、上記磁性
体及び環状磁石による磁気回路が形成され、この磁気回
路によって、両軸受部側の潤滑流体は上記境界部に向か
うように保持される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造を
表した横断面図であり、本動圧軸受装置は所謂軸固定型
の動圧軸受装置である。

【００２３】同図において、符号２１はフレームを示し
ており、このフレーム２１には磁性体よりなる中心固定
軸２２が垂直に立設するように設けられている。フレー
ム２１における上記中心固定軸２２の周囲には環状のコ
ア載置台２１ａが突設されており、このコア載置台２１
ａの外周面には、コイル３３が巻回されたステ−タコア
３２が固定されている。

【００２４】上記中心固定軸２２は、軸方向に離間する
位置に、ラジアル受面２２ａ，２２ａをそれぞれ有して
おり、このラジアル受面２２ａ，２２ａにはそれぞれ、
図３に示されるようなへリングボーン状の動圧溝（ラジ
アル動圧溝）２２ｂ，２２ｂが周面に沿って複数個形成
されている。なお、図１においては、図が煩雑になるた
めに動圧溝２２ｂ，２２ｂは省略されて描かれていな
い。

【００２５】このへリングボーン状の動圧溝２２ｂは、
図３に示されるように、屈曲部２２ｃから軸端側（図示
上側の動圧溝にあっては図示上側、図示下側の動圧溝に
あっては図示下側）の溝長さの方が、該屈曲部２２ｃか
ら反軸端側の溝長さより短い非対称形のへリングボーン
状の溝形状になされている。この非対称形のへリングボ
ーン状の動圧溝２２ｂは、ラジアル隙間に充填される後
述の潤滑流体を軸端側に押し出す機能を有している。

【００２６】上記中心固定軸２２には、回転部材として
のディスクハブ２４が挿入されている。このディスクハ
ブ２４の外周面には、図示を省略したディスクが複数枚
固定されており、図示下面に形成されている環状の凹設
溝の外側周面には、上記ステ−タコア３２の対向位置
に、環状の駆動マグネット３４が固着されている。

【００２７】このディスクハブ２４の内周面には、ラジ
アル軸受２５が嵌合固定されている。このラジアル軸受
２５は、例えばＦｅ−３６Ｎｉ（インバー）等の低膨張
材にＣｕをコーティングした焼結材（磁性体）よりな
る。そして、このような材質を用いると、温度変化によ
る潤滑流体の粘性変化を相殺する方向にラジアル隙間が
変化し、所定の動圧特性が得られることになる。このラ
ジアル軸受２５は、上記ラジアル受面２２ａ，２２ａに
対向する位置に、所定のラジアル隙間を介してラジアル
軸受面２５ａ，２５ａをそれぞれ有しており、これらラ
ジアル軸受面２５ａ、ラジアル受面２２ａ、ラジアル動
圧溝２２ｂ及び後述の潤滑流体によってラジアル軸受部
２６が構成されている。

【００２８】上記ラジアル軸受２５におけるラジアル軸
受面２５ａ，２５ａの間には、他方のラジアル軸受に向
かって上記所定のラジアル軸受隙間より外径側（図示左
右方向）に大きくなるように傾斜するテーパ面２５ｂ，
２５ｂ（図示上側のテーパ面は図示下側に向かって大き
くなり、図示下側のテーパ面は図示上側に向かって大き
くなる）がそれぞれ設けられており、これらテーパ面２
５ｂ，２５ｂと上記中心固定軸２２とで囲まれる領域に
よって、ラジアル軸受部２６，２６の間の隙間変化部２
７が形成されている。この隙間変化部２７には、ラジア
ル軸受２５を貫通して大気に開放される連通孔２８が連
通されている。そして、上記ラジアル軸受２５は、その
両端面（図示上下端面）に、平面状のスラスト受面２５
ｃ，２５ｃをそれぞれ有している。

【００２９】上記中心固定軸２２には、ラジアル軸受２
５の両端面より外部側の位置に、所定のスラスト隙間を
介してスラスト板２３，２３がそれぞれ固定されてい
る。このスラスト板２３は、例えばリン青銅等の非磁性
体よりなり、その内径側に、上記スラスト受面２５ｃに
対して一定のスラスト隙間を形成する平行対向面２３ａ
を、この平行対向面２３ａより外径側に、上記スラスト
受面２５ｃに対するスラスト隙間が外径側がより大きく
なるように傾斜するテーパ面２３ｂを、それぞれ備えて
いる。これら平行対向面２３ａとテーパ面２３ｂとの双
方には、図２に示されるように、スパイラル状の動圧溝
（スラスト動圧溝）２３Ｘが連続して形成されている。
このスパイラル状の動圧溝２３Ｘは、スラスト隙間に充
填される後述の潤滑流体をスラスト板内径側に押し出す
機能を有している。そして、平行対向面２３ａ、テーパ
面２３ｂ、スラスト動圧溝２３Ｘ及び後述の潤滑流体に
よってスラスト軸受部２９が、平行対向面２３ａとスラ
スト受面２５ｃとによりスラスト軸受部の平行対向面部
２３ｃが、テーパ面２３ｂとスラスト受面２５ｃとによ
ってスラスト軸受部の隙間変化部２３ｄが、それぞれ構
成されている。

【００３０】上記スラスト板２３，２３の外部側平面に
は、軸方向に着磁が施された環状磁石３０，３０がそれ
ぞれ固定されており、この環状磁石３０，３０の外部側
平面には、環状のヨーク（磁性体）３１，３１がそれぞ
れ固定されている。

【００３１】そして、上記図示上側のラジアル軸受部２
６とスラスト軸受部２９、図示下側のラジアル軸受部２
６とスラスト軸受部２９にはそれぞれ、潤滑流体として
の例えば磁性流体グリース３５，３５が、ラジアル、ス
ラスト軸受部に連続するようにして充填されている。こ
の磁性流体グリース３５，３５は、上述したラジアル軸
受部２６，２６の間の隙間変化部２７の間に大気に連通
する空間部３６を設けることによって、図示上方側の軸
受部に用いられる磁性流体グリース３５と図示下方側の
軸受部に用いられる磁性流体グリース３５との分離がな
されている。

【００３２】次に、このように構成されたモータの動作
を説明する前に、上述の磁性流体グリース３５の充填方
法について以下説明する。上記ラジアル軸受２５におけ
る軸受面側の両周端には、面取り２５ｄ，２５ｄが施さ
れている。この面取り部２５ｄ，２５ｄは、焼結材より
なるラジアル軸受にあっては一般的に設けられている。
従って、先ずラジアル軸受２５をディスクハブ２４に嵌
合固定し、次いでこの回転組を中心固定軸２２に挿入
し、そうしたら上記面取り部２５ｄに、図４に示される
ように、所定量の磁性流体グリース３５を添載し、次い
で上記スラスト板２３を押圧してスラスト隙間が所定量
となるようにセットする。すると、このスラスト板２３
の押圧によって磁性流体グリース３５は、ラジアル軸受
部２６とスラスト軸受部２９に連続して充填されること
となる。

【００３３】すなわち、スラスト板２３を押圧するとい
う簡易な作業によって、所定量の磁性流体グリース３５
を所定位置に確実に充填できるようになっている。

【００３４】この時、スラスト軸受部２９にあっては、
少なくともスラスト軸受部２９の平行対向面部２３ｃに
磁性流体グリース３５が充填されると共に、スパイラル
状の動圧溝２３Ｘの外部側端部が、スラスト軸受部２９
における磁性流体グリースの液面より外部に露出し得る
ように、上記磁性流体グリース３５の充填量の設定がな
されている。そして、このようにして磁性流体グリース
３５の所定量の充填がなされたら、後工程の所定の組立
工程を行うことによって図１に示したモータが得られ
る。

【００３５】さて、モータ動作前（非動作時）にあって
は、スラスト軸受部側の磁性流体グリースが、例えば振
動、衝撃等によって隙間変化部２３ｄを伝って外部に移
動しようとしても、当該隙間変化部２３ｄによって液面
の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、
当該スラスト軸受部側の磁性流体グリースの外部への移
動が阻止される。また、ラジアル軸受部側の磁性流体グ
リースが、対向するラジアル軸受部側に移動しようとし
ても、ラジアル軸受部２６，２６の間の隙間変化部２７
によって同様に液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこ
れが抵抗となって、当該ラジアル軸受部側における磁性
流体グリースの該対向するラジアル軸受部側への移動が
阻止される。

【００３６】またこの時、上述した環状磁石３０、磁性
体よりなるラジアル軸受２５、中心固定軸２２、ヨーク
３１によって、図５に示されるような磁気回路Ｇが形成
され、この磁気回路Ｇによって、隙間変化部２３ｄを伝
って外部に移動しようとするスラスト軸受部側の磁性流
体グリース及び軸方向に移動しようとするラジアル軸受
部側の磁性流体グリースは、両軸受部の境界部４０（図
１及び図５参照）に向かうようにして保持される。

【００３７】すなわち、モータ動作前（非動作時）にあ
っては、充填されている磁性流体グリース３５は、図１
に示した所定位置にて保持されると共に、当該磁性流体
グリース３５の外部への漏出が防止され得るようになっ
ている。

【００３８】さて、ここで上記コイル３３に通電を行う
と、駆動マグネット３４に回転力が生じ、ディスクハブ
２４が回転する。このようにディスクハブ２４が回転す
ると、上記ラジアル動圧溝２２ｂのポンピング作用によ
って磁性流体グリース３５が循環し、ラジアル動圧力が
発生してディスクハブ２４が回転自在に支持されると共
に、上記スラスト動圧溝２３Ｘのポンピング作用によっ
て磁性流体グリース３５が循環し、スラスト動圧力が発
生してディスクハブ２４が浮上支持される。

【００３９】この時、スラスト軸受部側の磁性流体グリ
ースのうちの当該スラスト軸受部側から外部に漏出しよ
うとする磁性流体グリースは、上述したスパイラル状の
動圧溝２３Ｘによって上記境界部４０に向かって送り出
される。

【００４０】この時また、上記スパイラル状の動圧溝２
３Ｘの外部側端部が、スラスト軸受部２９における磁性
流体グリースの液面より外部に露出する構成になされて
いることから、このスパイラル状の動圧溝２３Ｘによっ
てエアー動圧力が発生することとなり、上記スラスト軸
受部側の磁性流体グリースのうちの当該スラスト軸受部
側から外部に漏出しようとする磁性流体グリースは、こ
のエアー動圧力によってさらに上記境界部４０に向かっ
て送り出される。

【００４１】すなわち、このようにスラスト軸受部側の
磁性流体グリースのうちの該スラスト軸受部側から外部
に漏出しようとする磁性流体グリースを、上記境界部４
０に向かって送り出すようにしているため、磁性流体グ
リースの外部への漏出を確実に防止できるようになって
いる。また、このようなモータ動作時にあっても、上述
したモータ動作前（非動作時）において機能している以
下の機能、すなわちスラスト軸受部２９の隙間変化部２
３ｄによる磁性流体グリースを外部へ漏出させない機
能、磁気回路Ｇによる磁性流体グリースを境界部４０へ
指向保持させる機能が働くため、磁性流体グリースの外
部への漏出をさらに確実に防止できるようになってい
る。

【００４２】またこの時、ラジアル軸受部側の磁性流体
グリースは、上記非対称形のへリングボーン状の動圧溝
２２ｃによって上記境界部４０に向かって送り出され
る。

【００４３】すなわち、スラスト軸受部側及びラジアル
軸受部側の磁性流体グリースは共に、境界部４０に向か
って送り出されることとなり、スラスト軸受部側から送
り出される磁性流体グリースとラジアル軸受部側から送
り出される磁性流体グリースとの間のバランスが保たれ
得るようになっている。

【００４４】この時、上述したモータ動作前（非動作
時）において機能している以下の機能、すなわちラジア
ル軸受部２６，２６の間の隙間変化部２７による磁性流
体グリースを該対向するラジアル軸受部に向かって移動
させない機能、磁気回路Ｇによる磁性流体グリースを境
界部４０へ指向保持させる機能が働くため、上記バラン
スをさらに保つことができるようになっている。

【００４５】さて、このようにしてスラスト軸受部側の
磁性流体グリースとラジアル軸受部側の磁性流体グリー
スとのバランスが保たれるわけであるが、場合によって
は、スラスト軸受部側から送り出される磁性流体グリー
スとラジアル軸受部側から送り出される磁性流体グリー
スとの間のバランスが崩れる畏れがある。しかしなが
ら、上記焼結材よりなるラジアル軸受２５の面取り部２
５ｄにはサイジングによる目詰まりがなく、しかも上記
隙間変化部２７のテーパ面２５ｂにも当該面取り部２５
ｄと同様にサイジングによる目詰まりがないことから、
上記境界部４０に送り出されてきたアンバランスを画策
する磁性流体グリースは、図５に示されるような循環経
路Ｈ、すなわち面取り部２５ｄ−ラジアル軸受２５（焼
結材）内部−テーパ面２５ｂ−ラジアル隙間、という循
環経路Ｈを循環することになり、スラスト軸受部側から
送り出される磁性流体グリースとラジアル軸受部側から
送り出される磁性流体グリースとの間のバランスを保ち
得るようになっている。

【００４６】また、このようなモータ動作時には、上記
連通孔２８によって空間部３６と大気とに気圧差を生じ
ることがないことから、充填されている磁性流体グリー
ス３５の気圧差による移動が阻止されることとなり、上
述したバランスを一層保ち得るようになっている。

【００４７】なお、本実施形態においては、潤滑流体と
して磁性流体グリース３５を用いているが、これに限定
されるものではなく、例えば磁性流体に代えることも可
能である。このような磁性流体としては、例えばポリα
オレフィンの３量体〜５量体やジエステル、ポリオール
エステル等の低粘度、低蒸発性のものを用いるのがより
好ましい。但し、このように磁性流体を用いると、上記
磁性流体グリースに比して飛散しやすくなる。

【００４８】ところで、上記第１実施形態においては、
ラジアル軸受２５を焼結材より構成し隙間変化部２７の
テーパ面２５ｂが軸方向に長いことから、遠心力が加わ
ると、当該隙間変化部２７のテーパ面２５ｂから予定外
の磁性流体グリースが進入し軸受隙間内の磁性流体グリ
ースが減少する畏れがあると共に、このテーパ面２５ｂ
から進入してきた磁性流体グリースや上記ラジアル軸受
２５の面取り部２５ｄから進入する磁性流体グリース
が、遠心力によってラジアル軸受２５内の外周側に移動
し、当該ラジアル軸受２５の端面の気孔（ポーラス）か
ら外部に漏出する畏れがある。

【００４９】そこで、これに対する対策を施した実施形
態を示したのが図６であり、先の第１実施形態で説明し
たのと同一なもの及び同一機能を果たすものに関しては
同一符号が付してある。この図６に示される第２実施形
態にあっては、上記ラジアル軸受２５が軸方向に２分割
されてラジアル軸受４５，４５とされている。この図示
上側のラジアル軸受４５は、上記ラジアル軸受２５の上
側のラジアル軸受面２５ａと同様なラジアル軸受面４５
ａを有しており、図示下側のラジアル軸受４５は、上記
ラジアル軸受２５の下側のラジアル軸受面２５ａと同様
なラジアル軸受面４５ａを有している。そして、これら
ラジアル軸受４５，４５の間には、上記テーパ面２５
ｂ，２５ｂと同様なテーパ面４６ｂ，４６ｂを有するス
ペーサ４６，４６が配設されており、このスペーサ４
６，４６は、磁性流体グリース３５を通さない材質より
構成されている。また、ラジアル軸受４５，４５の外部
側の端面には、上記スペーサ４６と同一材よりなるスラ
スト盲板４７，４７が、第１実施形態のスラスト隙間と
同様なスラスト隙間を確保するようにして、配設されて
いる。

【００５０】従って、ディスクハブ２４が回転して遠心
力が加わっても、スペーサ４６は磁性流体グリースを通
さないため、スペーサ４６のテーパ面４６ｂから磁性流
体グリース３５が進入することがなく、もって磁性流体
グリースの減少を防止することができるようになってい
ると共に、スラスト盲板４７が磁性流体グリースを通さ
ないため、ラジアル軸受４５内に進入した磁性流体グリ
ースの外部への漏出を防止できるようになっている。こ
の時、ラジアル軸受４５における軸受面側の両周端に
は、面取り部４５ｄ，４５ｄが施されているため、先の
第１実施形態で説明した循環経路Ｈによる磁性流体グリ
ースのバランス保持機能を発揮できるようになってい
る。

【００５１】なお、第２実施形態においては、上述のよ
うに循環経路Ｈによる磁性流体グリースのバランス保持
機能を発揮し得るようにラジアル軸受４５に面取り部４
５ｄ，４５ｄを設けているが、これら面取り部４５ｄ，
４５ｄを設けないことによって、軸受隙間内の磁性流体
グリースの減少防止及びラジアル軸受４５を介する磁性
流体グリースの外部への漏出防止の効果を一層高めるこ
とも可能である。但し、このように構成した場合には、
上記循環経路Ｈによる磁性流体グリースのバランス保持
機能は消失することになる。

【００５２】因に、第２実施形態においては、スペーサ
を２分割しているが、一体物としても良い。

【００５３】図７は本発明の第３実施形態における動圧
軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面
図であり、先の実施形態とで説明したのと同一なもの及
び同一機能を果たすものに関しては同一符号が付してあ
る。この図７に示される第３実施形態が先の第１実施形
態と主に違う点は、第１実施形態で示したラジアル軸受
部２６及びスラスト軸受部２９よりなる１組の軸受部で
あって一方の軸受部（図示下側の軸受部）を、他の構成
の軸受部に代えた点である。

【００５４】すなわち、この一方の軸受部（図示下側の
軸受部）にあっては、第１実施形態で説明したスラスト
板２３に代えて、截頭円錐台形状のスラスト板４７が用
いられている。この截頭円錐台形状のスラスト板４７
は、外部側に向かってテーパ面４７が小さくなるように
配置されており、ラジアル軸受２５の端面に対向する面
には第１実施形態で説明したのと同様なスパイラル状の
動圧溝４７Ｘが形成されている。

【００５５】従って、スラスト板４７のテーパ面４７ａ
に接触している潤滑流体４９が外部側（図示下方）に移
動しようとしても、該テーパ面４７ａによって液面の曲
率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、当該
潤滑流体の外部への移動が阻止されるようになってい
る。また、該スラスト軸受部側の潤滑流体のうちのスパ
イラル状の動圧溝４７Ｘを有している面とラジアル軸受
２５のスラスト受面２５ｃとの間のスラスト隙間から外
部に漏出しようとする潤滑流体は、上述したスパイラル
状の動圧溝４７Ｘによってラジアル軸受部とスラスト軸
受部との境界部４８に向かって送り出されるようになっ
ている。また、図示下側の軸受部の他の構成（例えば図
示下側のラジアル軸受２５等の構成）に関しては第１実
施形態で説明したのと同様であるため、このものに関し
ては第１実施形態と同様な作用・効果を奏することにな
る。すなわち、図示下側の軸受部にあっても、潤滑流体
のバランスを保ちつつ、図示下側の軸受部から外部への
潤滑流体の漏出を防止できるようになっている。

【００５６】そして、図示上側のラジアル軸受部２６及
びスラスト軸受部２９よりなる１組の軸受部に関して
は、第１実施形態と全く同様であるため、第１実施形態
と同様な作用・効果を奏することになる。

【００５７】すなわち、この第３実施形態においては、
一方の軸受組（図示上側の軸受組）を第１実施形態と同
様な軸受組とし、他方の軸受組（図示下側の軸受組）を
他の構成の軸受組とすることが可能となっており、第１
実施形態と同様な一方の軸受組に関しては、第１実施形
態と同様な効果を得ることができるようになっている。

【００５８】なお、この第３実施形態にあっては、第１
実施形態で採用されていた環状磁石３０，３０が不要に
されていると共に、ヨーク３１，３１が不要にされてい
る。すなわち、磁気回路Ｇによる磁性流体グリースを境
界部４０へ指向保持させる機能が消失されている。この
ため、潤滑流体４９として、上述した磁性流体グリース
や磁性流体等の磁性系流体を必ずしも用いる必要がな
く、例えばグリースやオイル等を用いても良い。但し、
グリースの方がオイルに比して飛散し難いという利点が
あることから、グリースを用いるのがより好ましい。

【００５９】図８は本発明の第４実施形態における動圧
軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造の要部を抽出し
て表した横断面図であり、先の実施形態とで説明したの
と同一なもの及び同一機能を果たすものに関しては同一
符号が付してある。この図８に示される動圧軸受装置
は、所謂軸回転型のＨＤＤモータに適用されているもの
である。

【００６０】この軸回転型のＨＤＤモータにあっては、
第１実施形態で示した中心固定軸２２が中心回転軸５０
として回転する一方で、第１実施形態で示したラジアル
軸受２５がフレーム２１側の軸受ホルダ２１ｂに固定さ
れる構成、すなわち、回転部材と固定部材とが互いに逆
になる構成になされている。

【００６１】このように第１実施形態で説明した動圧軸
受装置を軸回転型のモータに適用しても、該動圧軸受装
置としては、第１実施形態で説明したのと同様な作用・
効果を奏することになるため、軸固定型のモータに対す
るのと同様に適用することができる。

【００６２】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態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く、例
えば、上記実施形態においては、境界部４０に潤滑流体
を送り出す構成として、ラジアル軸受部にあっては非対
称形のへリングボーン状の動圧溝２２ｃ、スラスト軸受
部にあってはスパイラル状の動圧溝２３Ｘとしている
が、これら動圧溝に限定されるものではない。

【００６３】なお、上記実施形態の動圧軸受装置は、Ｈ
ＤＤモータ以外のモータに対しても適用可能であり、さ
らにモータ以外の装置に対しても適用可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の動圧軸受
装置によれば、ラジアル軸受部とこのラジアル軸受部よ
り外部側に位置するスラスト軸受部とに連続して充填さ
れている潤滑流体のうちのスラスト軸受部側の潤滑流体
であって当該スラスト軸受部から外部に漏出しようとす
る潤滑流体を、当該スラスト軸受部の動圧溝によってラ
ジアル軸受部とスラスト軸受部との境界部に向かって送
り出すと共に、スラスト軸受部における潤滑流体の液面
よりその外部側端部が外部に露出するように形成された
スラスト軸受部の動圧溝によってエアー動圧力を発生し
て、このエアー動圧力によって上記スラスト軸受部から
外部に漏出しようとする潤滑流体を、さらに上記境界部
に向かって送り出し、この時ラジアル軸受部側の潤滑流
体を、ラジアル軸受部側の動圧溝によって上記境界部に
向かって送り出し、ラジアル軸受部側の潤滑流体とスラ
スト軸受部側の潤滑流体とのバランスを保つように構成
したものであるから、何れか一方の軸受部側の潤滑流体
が低下することによる動圧特性の低下を防止しつつ、潤
滑流体の外部への漏出を確実に防止でき、もって装置の
信頼性及び品質を向上することが可能となる。

【００６５】また、請求項２の動圧軸受装置によれば、
上記請求項１に加えて、スラスト軸受部の内径側を構成
する平行対向面部より外径側に位置し、スラスト方向に
対向する面同士の間隔が外径側がより大きいスラスト軸
受部の外径側を構成する隙間変化部によって、スラスト
軸受部側の潤滑流体が外部に移動しようとしても、液面
の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、
当該スラスト軸受部側の潤滑流体の外部への移動を阻止
し得るように構成したものであるから、動作時、非動作
時の何れであっても、潤滑流体の外部への漏出を請求項
１よりさらに防止でき、請求項１の効果を一層高めるこ
とが可能となる。

【００６６】また、請求項３の動圧軸受装置によれば、
上記請求項１記載の軸受部を２組用い、２組の軸受部に
おけるスラスト軸受部の間に配置した２組の軸受部にお
けるラジアル軸受部同士の間に、対向するラジアル軸受
部側に向かって前記ラジアル軸受部におけるラジアル方
向に対向する面同士の間隔より外径側に大きくなる隙間
変化部を形成し、この隙間変化部によって、ラジアル軸
受部側の潤滑流体が、対向するラジアル軸受部側に移動
しようとしても、液面の曲率が徐々に小さくなろうとし
これが抵抗となって、当該ラジアル軸受部側における潤
滑流体の該対向するラジアル軸受部側への移動を阻止す
ると共に、当該隙間変化部の間に潤滑流体が充填されて
いない空間部を設け、この空間部と大気とを連通し空間
部と大気との気圧差をなくして、充填されている潤滑流
体の気圧差による移動をさらに阻止し、請求項１記載の
軸受部を２組用いた場合であっても、ラジアル軸受部側
の潤滑流体とスラスト軸受部側の潤滑流体とのバランス
を保ち得るように構成したものであるから、請求項１と
同様に、何れか一方の軸受部側の潤滑流体が低下するこ
とによる動圧特性の低下を防止しつつ、潤滑流体の外部
への漏出を確実に防止でき、もって装置の信頼性及び品
質を向上することが可能となる。

【００６７】また、請求項４の動圧軸受装置によれば、
上記請求項１乃至３の何れか一つに加えて、回転部材の
回転中心に位置する中心軸を、一般的に軸受面側の両周
端に面取りが施されている焼結材よりなるラジアル軸受
に挿入し、面取り部にはサイジングによる目詰まりがな
いという特性を利用して、潤滑流体を、一方の周端の面
取り部−焼結材内部−他方の周端の面取り部−ラジアル
軸受部におけるラジアル方向に対向する面同士の間の隙
間に、ラジアル軸受部側の潤滑流体とスラスト軸受部側
の潤滑流体とのバランスを保つように循環可能とすると
共に、上記ラジアル軸受の面取り部に、例えば充填され
る潤滑流体を所定量載せ、ラジアル軸受部より外部側に
位置するスラスト軸受部としての例えばスラスト板を押
し込むようにして組立を行うことによって、スラスト軸
受部側及びラジアル軸受側の双方に潤滑流体を連続して
充填し得るように構成したものであるから、請求項１乃
至３の何れか一つの効果に加えて、何れか一方の軸受部
側の潤滑流体が低下することによる動圧特性の低下を請
求項１乃至３の何れか一つに比してさらに防止できると
共に、組立性の向上が可能となる。

【００６８】また、請求項５の動圧軸受装置によれば、
上記請求項１乃至４の何れか一つに加えて、回転部材の
回転中心に位置する中心軸、この中心軸が挿入されるラ
ジアル軸受を磁性体に、前記中心軸に設けられラジアル
軸受より外部側に位置するスラスト板を非磁性体に、潤
滑流体を磁性流体または磁性流体グリースに、それぞれ
すると共に、上記スラスト板の外部側平面に環状磁石を
配置することによって、上記磁性体及び環状磁石による
磁気回路を形成し、この磁気回路によって、両軸受部側
の潤滑流体を上記境界部に向かわせて保持するように構
成したものであるから、請求項１乃至４の何れか一つの
効果を一層高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における動圧軸受装置を
ＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面図である。

【図２】図１に示したスラスト板のスラスト動圧溝を表
した平面図である。

【図３】図１に示した中心固定軸のラジアル動圧溝を表
した正面図である。

【図４】図１に示した潤滑流体を所定位置に充填する際
の方法を表した工程説明図である。

【図５】磁気回路及び潤滑流体の循環経路を説明するた
めに図１の要部を抽出して表した横断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態における動圧軸受装置を
ＨＤＤモータに適用した構造の要部を抽出して表した横
断面図である。

【図７】本発明の第３実施形態における動圧軸受装置を
ＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面図である。

【図８】本発明の第４実施形態における動圧軸受装置を
ＨＤＤモータに適用した構造の要部を抽出して表した横
断面図である。

【図９】従来技術における動圧軸受装置を磁気ディスク
駆動モータに適用した構造を表した横断面図である。

【符号の説明】

２２ 中心固定軸 ２２ｂ ラジアル動圧溝 ２３ スラスト板 ２３ｃ スラスト軸受部の平行対向面部 ２３ｄ スラスト軸受部の隙間変化部 ２３Ｘ スラスト動圧溝 ２５，４５ ラジアル軸受 ２６ ラジアル軸受部 ２７ ラジアル軸受部の間の隙間変化部 ２８ 連通孔 ２９ スラスト軸受部 ３０ 環状磁石 ３５，４９ 潤滑流体 ３６ 隙間変化部の空間部 ４０，４８ 境界部 ５０ 中心回転軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材と回転部材との間の軸受部に介
   在された潤滑流体によって生じる動圧作用により、前記
   回転部材を前記固定部材に対して回転自在に支持するよ
   うにした動圧軸受装置において、 前記軸受部は、 前記回転部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部
   と、 このラジアル軸受部より外部側に位置し前記回転部材を
   スラスト方向に支持するスラスト軸受部と、 前記ラジアル軸受部とスラスト軸受部とに連続して充填
   される潤滑流体と、からなり、 前記ラジアル軸受部とスラスト軸受部とは、該ラジアル
   軸受部とスラスト軸受部との境界部に向かって前記潤滑
   流体を送る圧力を発生させる動圧溝をそれぞれ有し、 前記スラスト軸受部の動圧溝は、動作時に前記スラスト
   軸受部における潤滑流体の液面よりその外部側端部が外
   部に露出するように形成されてなる動圧軸受装置。
2. 【請求項２】 スラスト軸受部は、回転部材の回転中心
   に対する内径側に位置し、スラスト方向に対向する面同
   士の間隔が一定の平行対向面部と、この平行対向面部よ
   り外径側に位置しスラスト方向に対向する面同士の間隔
   が外径側がより大きい隙間変化部と、を有し、 スラスト軸受部の動圧溝は、前記平行対向面部と前記隙
   間変化部との双方に形成されてなる請求項１記載の動圧
   軸受装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の軸受部を２組有し、 これら２組の軸受部におけるスラスト軸受部の間に、２
   組の軸受部におけるラジアル軸受部を配置し、 これら２つのラジアル軸受部の間に、ラジアル方向に対
   向する面同士の間隔が、対向するラジアル軸受部側に向
   かって前記ラジアル軸受部におけるラジアル方向に対向
   する面同士の間隔より外径側に大きくなる隙間変化部を
   形成すると共に、この隙間変化部の間に潤滑流体が充填
   されていない空間部を設け、 この空間部を大気と連通してなる動圧軸受装置。
4. 【請求項４】 ラジアル軸受部は、回転部材の回転中心
   に位置する中心軸が挿入されるラジアル軸受を備え、 このラジアル軸受は、焼結材よりなることを特徴とする
   請求項１乃至３の何れか一つに記載の動圧軸受装置。
5. 【請求項５】 ラジアル軸受部は、回転部材の回転中心
   に位置する中心軸が挿入されるラジアル軸受を備え、 スラスト軸受部は、前記中心軸に設けられたスラスト板
   を備え、 潤滑流体は、磁性流体または磁性流体グリースであり、 前記ラジアル軸受及び前記中心軸を磁性体とすると共
   に、前記スラスト板を非磁性体とし、 前記スラスト板の外部側平面に環状磁石を配置してなる
   請求項１乃至４の何れか一つに記載の動圧軸受装置。