JPH10184691A

JPH10184691A - 軸受装置

Info

Publication number: JPH10184691A
Application number: JP35572696A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Nose; 保能勢; Masato Gomyo; 五明　　正人; Masamichi Hayakawa; 正通早川
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡が発生しても当該気泡を自然と消滅さ
せ、気泡の発生に起因する潤滑剤漏れ等の不具合を良好
に防止する。【解決手段】潤滑剤８が空気と接する気液界面Ｘの位
置における回転部材６と固定部材１３との間隔ＸＸを、
気液界面Ｘより内部位置における前記潤滑剤８が充填さ
れている充填空間２１，２２等のどの間隔ＹＹ，ＺＺよ
りも大きく設定し、充填空間２１，２２で発生した気泡
の曲率を気液界面Ｘでの曲率よりも大きくし、気泡内で
その曲率に応じた圧力を発生させ大気よりも内圧を高く
して、この圧力差により気泡の溶解を促進して当該気泡
を自然と消滅し得る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、軸受装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータ等の各種装置において、特
に高速回転に対応し得るようにオイル等の潤滑剤の動圧
を利用した動圧軸受装置が種々検討され提案されてい
る。この動圧軸受装置においては、固定部材側の動圧面
と回転部材側の動圧面とが対向配置された動圧軸受部を
有していると共に、これら両対向動圧面のうちの少なく
とも一方側に動圧発生手段としての動圧発生用溝が形成
されており、上記回転部材と固定部材との両対向面間の
軸受隙間に介在された所定のオイル等の潤滑剤が、回転
部材の回転時に動圧発生用溝のポンピング作用により昇
圧され、当該潤滑剤の動圧によって回転部材の回転支持
が行われるようになっている。

【０００３】このように動圧軸受装置は、オイル、磁性
流体等の潤滑剤（以下単に潤滑剤という）を軸受部内に
有しているため、該動圧軸受装置には、この潤滑剤の漏
出を防止するための潤滑剤シール手段が付設されてい
る。この潤滑剤シール手段としては、例えば特開昭５８
−５０３２１号公報等に記載の毛細管シール部が知られ
ている。

【０００４】この毛細管シール部は、上述した動圧軸受
部より外部側に配置され、該動圧軸受部より外部側に位
置している固定部材と回転部材との間の隙間が外部側に
向かって徐々に広がる構成を有しており、この隙間まで
連続して充填される上記潤滑剤の気液界面を毛細管力に
より保持して外部側への漏出を防止するといったもので
ある。

【０００５】ここで、上記毛細管シール部を有する動圧
軸受装置では、潤滑剤に空気が残留していると、当該空
気の膨張により潤滑剤が外部側へ押し出されて該毛細管
シール部より漏出する畏れが生じるため、例えば実開平
６−５４９１６号公報に記載のように、当該潤滑剤の充
填時に、真空注入等の手段を講じて空気の残留をなくす
ようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、潤滑剤に対
する空気の溶解度は、一般に圧力に比例し、また温度の
上昇と共に徐々に減少する。ここで、動圧軸受部では、
使用時（回転部材の回転時）に非常な高圧となる（例え
ば、場合によっては１０気圧以上となる）ため、回転部
材が連続回転すれば、いずれは飽和に達し、その圧力で
の高い溶解度となって空気が溶解する。その後、回転が
停止すれば、潤滑剤は大気圧に戻るため、溶解空気は過
飽和状態となる。この過飽和は、上記毛細管シール部で
の気液界面で徐々に解消されることになるが、上記動圧
軸受部や、動圧軸受部間に潤滑剤溜り部を有している動
圧軸受装置では該潤滑剤溜り部で、例えば塵芥、摩耗粉
等の核となり得る異物の存在等のトリガーがあれば、気
泡の発生に繋がることになる。この間、大気圧や環境温
度等の変化があれば、より気泡が発生する畏れがある。

【０００７】このように上記動圧軸受部や潤滑剤溜り部
に気泡が発生しその気泡が滞留すると、該気泡の膨張に
より潤滑剤が外部側へ押し出されて上記毛細管シール部
より漏出してしまう不具合が生じる。特に、上記潤滑剤
溜り部を有している動圧軸受装置にあっては、隙間の広
い潤滑剤溜り部で気泡ができやすく、しかも安定した大
きな気泡ができて該潤滑剤溜り部に気泡が滞留すること
になるため、上記漏出傾向がより顕著となる。

【０００８】すなわち、上述したように、潤滑剤の充填
時に、真空注入等の手段を講じて空気の残留をなくすよ
うにしても、前述のようにして気泡が発生し、潤滑剤が
漏出するという問題があった。

【０００９】このような問題は、上述した毛細管シール
部以外の潤滑剤シール手段として例えば所謂ポールピー
ス型の磁性流体シールを有する動圧軸受装置に対しても
同様に生じることになる。すなわち、このポールピース
型の磁性流体シールは、上述した動圧軸受部より外部側
に配置され、該動圧軸受部より外部側に位置している固
定部材と回転部材との間の隙間が上記毛細管シール部と
異なり一定であり、磁石と、この磁石を軸線方向に挟む
ようにして設けられた一対のポールピースと、を有し
て、ポールピースの内周面と該ポールピースの内周面に
対向する部材との間に磁性流体を磁気的に保持し、この
磁性流体シールにより、内側のポールピースと動圧軸受
部より外部側との間に気液界面が位置している潤滑剤の
漏出を防止するといったものであるが、このようなポー
ルピース型の磁性流体シールを備える動圧軸受装置で
も、上述した気泡が発生すると潤滑剤の気液界面の外部
側への移動が行われ、これによって上記磁性流体シール
が破れて、潤滑剤が漏出するといった問題があった。

【００１０】このような問題は、動圧軸受装置に限られ
ず、単なる軸受装置でも同様に発生することになる。

【００１１】そこで本発明は、気泡が発生しても当該気
泡を自然と消滅でき、気泡の発生に起因する潤滑剤漏れ
等の不具合を良好に防止できる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の軸受装置は、固定部材に対して回転部材
を回転可能に支承する少なくとも２つの軸受部により軸
受隙間を含む一連の軸受空間が形成されると共に、この
軸受隙間を含む一連の軸受空間内に潤滑剤が連続して充
填され、前記軸受隙間に充填された潤滑剤により前記回
転部材が前記固定部材に対して回転可能に支承された軸
受装置において、前記潤滑剤が空気と接する気液界面の
位置における回転部材と固定部材との間隔を、前記気液
界面より内部位置における前記潤滑剤が充填されている
充填空間のどの間隔よりも大きく設定したことを特徴と
している。

【００１３】上記目的を達成するために、請求項２の軸
受装置は、請求項１に加えて、回転部材と固定部材との
間隔及び潤滑剤が充填されている充填空間の間隔は、そ
の位置において形成可能な真円の最大径を指すものであ
ることを特徴としている。

【００１４】上記目的を達成するために、請求項３の軸
受装置は、請求項２に加えて、軸受空間より外部側に
は、固定部材と回転部材との間の隙間間隔が外部側に向
かって徐々に拡大する毛細管シール部が設けられ、この
毛細管シール部における潤滑剤の気液界面の最小間隔よ
りも、気液界面より内部位置における潤滑剤が充填され
ている充填空間の間隔を小さく設定したことを特徴とし
ている。

【００１５】上記目的を達成するために、請求項４の軸
受装置は、請求項２または３に加えて、２つの軸受部
は、その間に潤滑剤溜り部が形成された２つの動圧軸受
部であり、前記潤滑剤溜り部における回転部材と固定部
材との間隔を、気液界面の位置における回転部材と固定
部材との間隔よりも小さく設定したことを特徴としてい
る。

【００１６】上記目的を達成するために、請求項５の軸
受装置は、請求項４に加えて、２つの動圧軸受部は、ラ
ジアル動圧軸受部とスラスト動圧軸受部であることを特
徴としている。

【００１７】このような請求項１乃至５における軸受装
置によれば、潤滑剤が空気と接する気液界面の位置にお
ける回転部材と固定部材との間隔が、前記気液界面より
内部位置における前記潤滑剤が充填されている充填空間
のどの間隔よりも大きく設定されているため、充填空間
で発生した気泡はその曲率が気液界面での曲率よりも大
きくなり、気泡内ではその曲率に応じた圧力が発生して
大気よりも内圧が高くなって、この圧力差により気泡の
溶解が促進されて当該気泡が自然と消滅されるようにな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示されている本発明の実施
の形態は、所謂軸回転型のＨＤＤスピンドルモータに本
発明を適用したものである。当該軸回転型のＨＤＤスピ
ンドルモータは、フレーム１側に組み付けられたステー
タ組と、このステータ組に対して軸方向に組み付けられ
たロータ組とから構成されている。

【００１９】上記フレーム１には、円筒状の軸受ホルダ
ー２が立設されており、この円筒状の軸受ホルダー２の
外周部に、巻線３が巻回されたステータコア４が装着さ
れている。上記軸受ホルダー２の内周側には、円筒状の
ラジアル軸受５が装着されており、このラジアル軸受５
内に、回転部材としての回転軸６が挿入配置されてい
る。

【００２０】上記回転軸６の図示上端部分には、ハブ９
が固着されている。このハブ９は、磁気ディスク等のメ
ディアを外周部に装着する中空円筒状の胴部９ａを有し
ていると共に、この胴部９ａの内周壁面に環状のバック
ヨーク１１を介して環状の駆動マグネット１２が装着さ
れている。そして、この駆動マグネット１２は、前述し
たステータコア４の外周面に環状に対向するように配置
されている。

【００２１】回転軸６とラジアル軸受５との周状対向部
位には、一対のラジアル動圧軸受部７，７が軸方向に並
設されており、これらの両ラジアル動圧軸受部７，７を
含む円筒状空間内には、潤滑剤としての磁性流体８が充
填されている。上記各ラジアル動圧軸受部７における回
転軸６の外周面及びラジアル軸受５の内周面は、対向動
圧面として構成されており、ラジアル軸受５側の各動圧
面及び回転軸６側の動圧面の少なくとも一方に、動圧発
生用のラジアルグルーブが環状に並列するように凹設さ
れている。なお、本実施形態においては、図２に示され
るように、ラジアル軸受５側の各動圧面に、例えばへリ
ングボーン形状のラジアルグルーブ５ａが形成されてい
る。そして、上記回転軸６の回転時に、ラジアルグルー
ブ５ａのポンピング作用により磁性流体８が昇圧されて
動圧が生じ、この磁性流体８に生じさせられた動圧によ
って、回転軸６がラジアル方向に回転支持されるように
構成されている。

【００２２】上記フレーム１の上記回転軸６に対向する
部分は、閉塞板１８によって閉塞されており、上記回転
軸６の上記閉塞板１８に対向する端部（図示下端部）に
は、リング状のスラスト板１６が固着されている。この
スラスト板１６は、ラジアル軸受５の図示下側に隣接す
るように配置されている。すなわち、上記スラスト板１
６の図示上端面は、ラジアル軸受５の図示下端面に対面
するように配置され、これらの面対向部位により、スラ
スト動圧軸受部１６ａが構成されていると共に、スラス
ト板１６の図示下端面は、上記閉塞板１８の図示上端面
に対面するように配置され、これらの面対向部位によ
り、スラスト動圧軸受部１６ｂが構成されている。

【００２３】上記スラスト板１６の図示上端面及びこれ
に対向するラジアル軸受５の図示下端面の少なくとも一
方、及びスラスト板１６の図示下端面及びこれに対向す
る閉塞板１８の図示上端面の少なくとも一方には、ヘリ
ンボーン形状のスラストグルーブが環状にそれぞれ形成
されている。

【００２４】そして、上記スラスト板１６の図示上下端
面及び外周面と、スラスト板１６の図示上端面に対向す
るラジアル軸受５の図示下端面と、スラスト板１６の図
示下端面に対向する閉塞板１８の図示上端面と、スラス
ト板１６の外周面に対向するフレーム１の内周面と、で
画成される隙間部分には、上述したラジアル動圧軸受部
７，７側の磁性流体８が連続するようにして充填されて
おり、上記回転軸６の回転時に、スラストグルーブのポ
ンピング作用によって磁性流体８が昇圧されて動圧が生
じ、この磁性流体８に生じさせられた動圧によって回転
軸６がスラスト方向に軸支持されるように構成されてい
る。

【００２５】上述した２つのラジアル動圧軸受部７，
７、及び２つのスラスト動圧軸受部１６ａ，１６ｂは、
軸方向に延びる一連の軸受空間（軸受隙間；摺動隙間を
含む）を画成するように併設されており、これら４つの
動圧軸受部７，７，１６ａ，１６ｂを含む軸受空間の軸
方向上側部分（外部開放側部分）には、上記回転軸６と
この回転軸６に対向する固定側の部材１３との隙間を狭
小にしてなる毛細管シール部（潤滑剤シール手段）２０
が設けられている。

【００２６】この毛細管シール部２０は、回転軸６に対
向するように固定配置された環状のマグネット１３の内
周壁面と、上記回転軸６の外周面との隙間を狭小にする
ことによって形成されており、本実施形態においては、
マグネット１３の内周壁面を、外部に向かうに従って
（図示上側に向かうに従って）徐々に回転軸６の外周面
との隙間が拡大する傾斜壁面とすることによって構成さ
れている。そして、この毛細管シール部２０より内部側
（図示下側）の軸受空間部分には、磁性流体８が連続し
て充填されており、その磁性流体８が大気と接する気液
界面Ｘ（図２参照）が、毛細管シール部２０の内部所定
位置に位置するように設定がなされている。

【００２７】また、前述したラジアル動圧軸受部７，７
同士の軸方向間部分には、内周面を窪ませることによっ
て回転軸６との隙間を拡大してなる潤滑剤（磁性流体）
溜り部２１が設けられている。

【００２８】また、前述したスラスト板１６の外周面と
これに対向するフレーム１の内周面との間にも潤滑剤溜
り部２２が形成されている。

【００２９】すなわち、本実施形態の動圧軸受装置で
は、２つのスラスト軸受部１６ａ，１６ｂと、２つのラ
ジアル軸受部７，７と、２つの潤滑剤溜り部２１，２２
と、を備えている。

【００３０】そして、図２に示されるように、潤滑剤溜
り部２１の隙間間隔ＹＹと、潤滑剤溜り部２２の隙間間
隔ＺＺが、上述した気液界面Ｘでのマグネット１３と回
転軸６との隙間間隔ＸＸより小さい間隔となるように、
すなわちＸＸ＞ＹＹ，ＺＺとなるように設定がなされて
いる（詳しくは後述）。因に、磁性流体８が充填されて
いる隙間の中で最もその隙間間隔が大きいのが潤滑剤溜
り部であるから、磁性流体８が充填されている他の隙間
間隔は勿論上記ＸＸより小さいというのはいうまでもな
い。

【００３１】このように構成された実施形態装置によれ
ば、先ず磁性流体８の気液界面位置Ｘが、回転軸６とマ
グネット１３との間の狭隙間からなる毛細管シール部２
０内に存在するため、回転時には勿論、停止時において
も毛細管シール力が常時働く状態になっており、この毛
細管シール力に基づく引戻力によって、磁性流体８が内
部側の所定位置に保持される。加えて、マグネット１３
からの磁束が、磁性材からなる回転軸６、ラジアル軸受
５、マグネット１３の外周面に密着配置した磁性ヨーク
１９を通る磁気回路が形成されるため、これにより磁性
流体８が内部側の所定位置にさらに良好に保持される。

【００３２】一方、大きな慣性力が負荷された場合に
は、磁性流体８の流体粘性抵抗による動圧力が狭隙間か
らなる毛細管シール部２０に生じ、その磁性流体８の流
体粘性抵抗による動圧力が保持力の主となると共に上記
磁気力が加わって、磁性流体８の外部拡散が防止され
る。

【００３３】また、回転時においては、動圧軸受部７，
７，１６ａ，１６ｂにて発生される動圧力により磁性流
体８が高い溶解度となって空気が溶解し、停止時におい
ては、磁性流体８が大気圧に戻り、溶解空気は過飽和状
態となる。この過飽和は、上記毛細管シール部２０での
気液界面Ｘで徐々に解消されることになるが、上記動圧
軸受部７，７，１６ａ，１６ｂや、動圧軸受部間に潤滑
剤溜り部２１，２２を有している動圧軸受装置では該潤
滑剤溜り部で、例えば塵芥、摩耗粉等の核となり得る異
物の存在等のトリガーがあれば、気泡の発生に繋がるこ
とになる。

【００３４】このように気泡が発生しても、本実施形態
においては、上述したように、ＸＸ＞ＹＹ，ＺＺとなる
ように設定がなされているため、気泡を消滅することが
できるようになっている。

【００３５】すなわち、本実施形態においては、ＸＸ＞
ＹＹ，ＺＺとしているため、例えば潤滑剤溜り部２１，
２２で気泡ができたとすると、潤滑剤溜り部２１，２２
で発生した気泡の曲率は気液界面Ｘでの曲率よりも大き
くなる。ここで、気泡内では、その曲率に応じた圧力が
発生し、曲率が大きくなれば圧力が高くなり、曲率が小
さくなれば圧力が低くなる。従って、潤滑剤溜り部２
１，２２で発生した気泡の内部圧力は、気液界面Ｘ付近
の大気よりも高くなり、この圧力差により気泡の溶解が
促進されて当該気泡が自然と消滅することになる。勿
論、潤滑剤溜り部２１，２２以外の場所に気泡ができて
も、当該位置での気泡の曲率は気液界面Ｘでの曲率より
も大きくなるため、同様に消滅することになる。加え
て、回転により発生する動圧力により、さらに磁性流体
８の溶解度が高まるため、消滅速度が一層加速されるこ
とになる。

【００３６】すなわち、本実施形態においては、気泡発
生・滞留に起因して発生していた毛細管シール部２０か
らの磁性流体８の漏出等の不具合を、良好に防止できる
ようになっている。

【００３７】なお、本実施形態においては、毛細管シー
ル部２０を構成する部材をマグネット１３として磁気回
路を形成して、これによっても回転軸６とマグネット１
３との間の磁性流体８の保持を図るようにしているが、
当該磁気回路がなくても傾斜壁面による毛細管シール効
果があるため、毛細管シール部２０を構成する部材を、
傾斜壁面を有する非磁性部材に代えても良い。この場合
には、潤滑剤として磁性流体を用いる必要がないため、
潤滑剤を例えば通常のオイル等にすることができる。

【００３８】図３は潤滑剤シール手段をポールピース型
の磁性流体シールとした動圧軸受装置に本発明を適用し
た実施形態を表した部分拡大横断面図である。この実施
形態では、当該ポールピース型の磁性流体シール６２
が、上側のラジアル動圧軸受部６７より外部側に配置さ
れ、磁性材よりなる回転軸６１の該動圧軸受部６７より
外部側に位置している部分とこの部分に対向する部材
（フレーム）６８との間の隙間間隔ＡＡが上記毛細管シ
ール部２０と異なり一定であり、マグネット６９と、こ
のマグネット６９を軸線方向に挟むようにして設けられ
た磁性材よりなる一対のポールピース６３，６３と、を
有して、ポールピース６３，６３の内周面と該ポールピ
ース６３，６３の内周面に対向する回転軸６１との間に
磁性流体６４，６４を磁気的に保持し、この磁性流体シ
ール６４，６４により、内側（図示下側）のポールピー
スとラジアル動圧軸受部６７より外部側との間に気液界
面Ａが位置している潤滑剤６５の漏出を防止する構成に
なされてる。

【００３９】ここで、上記潤滑剤６５の気液界面Ａでの
回転軸６１と対向する部材６８との間の隙間間隔ＡＡ
は、例えば潤滑剤溜り部６６の隙間間隔ＢＢより大き
く、すなわち潤滑剤６５が充填されている充填空間のど
の間隔よりも大きく設定されている。

【００４０】従って、先の実施形態と同様に、内部に気
泡が発生しても当該気泡が自然と消滅し、上記磁性流体
シール６４，６４が、気泡発生・滞留による気液界面Ａ
の上昇によって破れるようなことはなくなり、もって潤
滑剤６５の漏出等の不具合を、良好に防止できるように
なっている。

【００４１】図４に示されている本発明の実施の形態
は、所謂軸固定型のＨＤＤスピンドルモータに本発明を
適用したものである。同図において、符号３１はフレー
ムを示しており、このフレーム３１の略中央部分には、
固定軸３７が図示上方に向かって延在するように立設固
定されている。

【００４２】上記フレーム３１は、中空円筒状の支持ホ
ルダー３２を有しており、この支持ホルダー３２の外周
にステータコア３３が嵌着され、このステータコア３３
の突極部に対して巻線３４が巻回されている。

【００４３】符号３５はハブを示しており、このハブ３
５は、磁気ディスク等の磁気記録媒体を外周部に装着す
る略円筒形状の胴部３５ａを有していると共に、この胴
部３５ａの内周側に、バックヨーク３５ｂを介して駆動
マグネット３５ｃが環状に装着されている。この駆動マ
グネット３５ｃは、前述したステータコア３３の外周端
面に対して環状に対向するように配置されている。

【００４４】上記ハブ３５の中心側には、略円筒形状の
軸受ホルダー部３５ｄが形成され、この軸受ホルダー部
３５ｄの内周には、円筒状のラジアル軸受３６が装着さ
れており、このラジアル軸受３６内に、上記固定軸３７
が挿入配置されている。

【００４５】固定軸３７とラジアル軸受３６との周状対
向部位には、一対のラジアル動圧軸受部３６ａ，３６ｂ
が軸方向に並設されており、これらの両ラジアル動圧軸
受部３６ａ，３６ｂ同士の軸方向間部分には、ラジアル
軸受３６の内周面を窪ませることによって固定軸３７と
の隙間を拡大してなる潤滑剤溜り部３８が設けられてい
る。この潤滑剤溜り部３８及び上記ラジアル動圧軸受部
３６ａ，３６ｂにより構成される軸受隙間には、例えば
オイル等の潤滑剤３９が連続して充填されており、当該
潤滑剤溜り部３８の潤滑剤３９により、ラジアル動圧軸
受部３６ａ，３６ｂにおける潤滑剤の枯渇を防止し長寿
命化を図り得るようになされている。

【００４６】上記各ラジアル動圧軸受部３６ａ，３６ｂ
における固定軸３７の外周面及びこれに対向するラジア
ル軸受３６の内周面は、対向動圧面として構成されてお
り、両動圧面の少なくとも一方に、例えばへリングボー
ン形状の多数のラジアルグルーブが環状に軸線方向に並
設するように凹設されている。

【００４７】そして、上記ハブ３５の回転時に、ラジア
ルグルーブのポンピング作用により潤滑剤３９が昇圧さ
れて動圧が生じ、この潤滑剤３９に生じさせられた動圧
によって、ハブ３５（ラジアル軸受３６）がラジアル方
向に回転支持されるように構成されている。

【００４８】さらに、上記固定軸３７の先端側（図示上
端側）の途中部分には、リング状のスラスト板４０が固
着されている。このスラスト板４０は、ラジアル軸受３
６の図示上側に隣接するように配置されている。すなわ
ち、上記スラスト板４０の図示下端面は、ラジアル軸受
３６の図示上端面に対面するように配置され、これらの
面対向部位により、スラスト動圧軸受部４０ａが構成さ
れていると共に、スラスト板４０の図示上端面は、前記
ハブ３５の中央部分に螺子止めされたスラスト押え板４
１の図示下端面に対面するように配置され、これらの面
対向部位により、スラスト動圧軸受部４０ｂが構成され
ている。

【００４９】上記スラスト板４０の図示下端面及びこれ
に対向するラジアル軸受３６の図示上端面の少なくとも
一方、及びスラスト板４０の図示上端面及びこれに対向
するスラスト押え板４１の図示下端面の少なくとも一方
には、ヘリンボーン形状のスラストグルーブが環状にそ
れぞれ形成されている。

【００５０】そして、上記スラスト板４０の図示上下端
面とこれらに対向する面とで形成される軸受隙間、及び
スラスト板４０の外周面とこれに対向する軸受ホルダー
部３５ｄの内周面とで形成される潤滑剤溜り部４２に
は、上述したラジアル動圧軸受部３６ａ，３６ｂ側の潤
滑剤３９が連続するようにして充填されており、上記ハ
ブ３５の回転時に、スラストグルーブのポンピング作用
によって潤滑剤３９が昇圧されて動圧が生じ、この潤滑
剤３９に生じさせられた動圧によってハブ３５がスラス
ト方向に軸支持されるように構成されている。

【００５１】上述した２つのラジアル動圧軸受部３６
ａ，３６ｂ、及び２つのスラスト動圧軸受部４０ａ，４
０ｂは、軸方向に延びる一連の軸受空間を画成するよう
に併設されており、これら４つの動圧軸受部３６ａ，３
６ｂ，４０ａ，４０ｂを含む軸受空間の軸方向両端部分
には、前記固定軸３７と回転側の部材３６ｂ，４１との
隙間を狭小にしてなる２箇所の毛細管シール部（潤滑剤
シール手段）４３ａ，４３ｂが設けられている。

【００５２】これらの各毛細管シール部４３ａ，４３ｂ
のうち、図示下側の毛細管シール部４３ｂは、図６に示
されるように、ラジアル軸受３６の軸方向外端部分（図
示下端部分）の内周壁と固定軸３７のこれに対向する外
周面との間に位置しており、これらの間の隙間を狭小に
することによって形成されている。一方、図示上側の毛
細管シール部４３ａは、図５に示されるように、スラス
ト押え板４１の内周壁と固定軸３７のこれに対向する外
周面との間に位置しており、これらの間の隙間を狭小に
することによって形成されている。

【００５３】これら図示上下両側の各毛細管シール部４
３ａ，４３ｂは、当該毛細管シール部４３ａ，４３ｂを
構成する上記狭小隙間が図示上下の外方に開口するよう
に軸方向に沿って設けられている。すなわち、固定軸３
７に各々対面しているスラスト押え板４１の内周壁、及
びラジアル軸受３６の図示下側内周壁は、軸方向外方に
向かって上記狭小隙間を連続的に拡大するように傾斜壁
に形成されている。

【００５４】そして、前述した軸受空間に充填されてい
る潤滑剤３９が、図５及び図６に示されるように、上記
２箇所の毛細管シール部４３ａ，４３ｂ同士の間の軸受
空間部分まで連続して充填されており、その潤滑剤３９
の図示上下端における各液面（気液界面）位置Ｃ，Ｄ
が、各毛細管シール部４３ａ，４３ｂの内部所定位置と
なるように設定されている。

【００５５】そして、図５乃至図８に示されるように、
潤滑剤溜り部４２の隙間間隔ＥＥと、潤滑剤溜り部３８
の隙間間隔ＦＦが、上述した気液界面Ｃ，Ｄでの固定軸
３７とこれに対向する部材４１，３６の隙間間隔ＣＣ，
ＤＤより小さい間隔となるように、すなわちＣＣ，ＤＤ
＞ＥＥ，ＦＦとなるように設定がなされている。なお、
先の実施形態でも述べたように、潤滑剤３９が充填され
ている隙間の中で最もその隙間間隔が大きいのが潤滑剤
溜り部であるから、潤滑剤３９が充填されている他の隙
間間隔は勿論上記ＣＣ，ＤＤより小さいというのはいう
までもない。

【００５６】このように構成された実施形態装置によれ
ば、先ず潤滑剤３９の気液界面位置Ｃ，Ｄが、狭隙間か
らなる毛細管シール部４３ａ，４３ｂ内に存在するた
め、回転時には勿論、停止時においても毛細管シール力
が常時働く状態になっており、この毛細管シール力に基
づく引戻力によって、潤滑剤３９が内部側の所定位置に
保持される。

【００５７】一方、大きな慣性力が負荷された場合に
は、潤滑剤３９の流体粘性抵抗による動圧力が狭隙間か
らなる毛細管シール部４３ａ，４３ｂに生じ、その潤滑
剤３９の流体粘性抵抗による動圧力が保持力の主となっ
て、潤滑剤３９の外部拡散が防止される。

【００５８】また、上述したように、ＣＣ，ＤＤ＞Ｅ
Ｅ，ＦＦとなるように設定がなされているため、先に説
明した実施形態と同様に、内部に気泡が発生しても当該
気泡が自然と消滅し、潤滑剤３９の毛細管シール部４３
ａ，４３ｂからの漏出等の不具合を、良好に防止できる
ようになっている。

【００５９】なお、このような構成の軸固定型のモータ
に対しても、図３で説明したポールピース型の潤滑剤シ
ール手段を毛細管シール部４３ａ，４３ｂに代えて用い
ることが可能である。

【００６０】一方、図９に示されている実施形態は、軸
方向に併設された２つのラジアル軸受部４４ａ，４４ｂ
及び２つの毛細管シール部４５ａ，４５ｂを有する動圧
軸受装置に対して本発明を適用したものであって、軸部
材４６と円筒状部材４７とが、ラジアル軸受４８を介し
て相対回転可能に支承されている。

【００６１】上記ラジアル軸受４８は、円筒状部材４７
側に固定されており、軸部材４６とラジアル軸受４８と
の周状対向部位には、一対のラジアル動圧軸受部４４
ａ，４４ｂが軸方向に並設されており、これらの両ラジ
アル動圧軸受部４４ａ，４４ｂ同士の軸方向間部分に
は、ラジアル軸受４８の内周面を窪ませることによって
軸部材４６との隙間を拡大してなる潤滑剤溜り部４９が
設けられている。この潤滑剤溜り部４９及び上記ラジア
ル動圧軸受部４４ａ，４４ｂにより構成される軸受隙間
には、例えばオイル等の潤滑剤５０が連続して充填され
ている。

【００６２】上記各ラジアル動圧軸受部４４ａ，４４ｂ
における軸部材４６の外周面及びこれに対向するラジア
ル軸受４８の内周面は、対向動圧面として構成されてお
り、両動圧面の少なくとも一方に、例えばへリングボー
ン形状の多数のラジアルグルーブが環状に軸線方向に並
設するように凹設されている。

【００６３】上記２つのラジアル動圧軸受部４４ａ，４
４ｂは、軸方向に延びる一連の軸受空間を画成するよう
に併設されており、これら２つのラジアル動圧軸受部４
４ａ，４４ｂを含む軸受空間の軸方向両端部分には、先
の実施形態で説明したのと同様な毛細管シール部４５
ａ，４５ｂが、前記２つのラジアル動圧軸受部４４ａ，
４４ｂを軸方向両側から挟むように設けられている。

【００６４】そして、潤滑剤溜り部４９の隙間間隔ＩＩ
が、毛細管シール部４５ａ，４５ｂにおける気液界面
Ｇ，Ｈでの隙間間隔ＧＧ，ＨＨより小さい間隔となるよ
うに、すなわちＧＧ，ＨＨ＞ＩＩとなるように設定がな
されている。

【００６５】このように構成しても、先の実施形態と同
様に、内部に気泡が発生しても当該気泡が自然と消滅
し、潤滑剤５０の毛細管シール部４５ａ，４５ｂからの
漏出等の不具合を、良好に防止できるようになってい
る。

【００６６】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を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
実開平６−５４９１６号公報等に記載のような、潤滑剤
を循環させるための循環孔を備えたものに対しても本発
明を適用できる。すなわち、潤滑剤が充填されている循
環孔の径（大きさ）を、潤滑剤が空気と接する気液界面
の位置における回転部材と固定部材との間隔より小さく
すれば、当該循環孔で発生した気泡が自然と消滅するこ
とになり、気泡の発生に起因する潤滑剤漏れ等の不具合
を良好に防止することができる。

【００６７】さらにまた本発明は、上述したＨＤＤモー
タ以外に用いられる動圧軸受装置に対しても同様に適用
することができ、さらに動圧軸受装置以外の軸受装置に
対しても同様に適用できるというのはいうまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の軸受装置
は、潤滑剤が空気と接する気液界面の位置における回転
部材と固定部材との間隔を、前記気液界面より内部位置
における前記潤滑剤が充填されている充填空間のどの間
隔よりも大きく設定し、充填空間で発生した気泡の曲率
を気液界面での曲率よりも大きくし、気泡内でその曲率
に応じた圧力を発生させ大気よりも内圧を高くして、こ
の圧力差により気泡の溶解を促進して当該気泡を自然と
消滅し得るように構成したものであるから、気泡の発生
に起因する潤滑剤漏れ等の不具合を良好に防止すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における軸受装置を備えた
ＨＤＤスピンドルモータを表した半横断面図である。

【図２】同上軸受装置における各隙間間隔を表した要部
拡大説明図である。

【図３】潤滑剤シール手段をポールピース型の磁性流体
シールとした軸受装置に本発明を適用した実施形態を表
した部分拡大横断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態における軸受装置を備え
たＨＤＤスピンドルモータを表した半横断面図である。

【図５】図４に示した上側の毛細管シール部の気液界面
での隙間間隔を表した部分拡大横断面図である。

【図６】図４に示した下側の毛細管シール部の気液界面
での隙間間隔を表した部分拡大横断面図である。

【図７】図４に示したスラスト動圧軸受部間の潤滑剤溜
り部での隙間間隔を表した部分拡大横断面図である。

【図８】図４に示したラジアル動圧軸受部間の潤滑剤溜
り部での隙間間隔を表した部分拡大横断面図である。

【図９】２つのラジアル動圧軸受部及び２つの毛細管シ
ール部を有する動圧軸受装置に本発明を適用した実施形
態を表した半横断面図である。

【符号の説明】６，３６，４１，６１回転部材７，３６ａ，３６ｂ，４４ａ，４４ｂ，６７ラジアル
動圧軸受部８，３９，５０，６５潤滑剤１３，３７，６８固定部材１６ａ，１６ｂ，４０ａ，４０ｂスラスト動圧軸受部２０，４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂ毛細管シール
部２１，２２，３８，４２，４９，６６潤滑剤溜り部Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈ，Ｘ気液界面ＡＡ，ＣＣ，ＤＤ，ＧＧ，ＨＨ，ＸＸ気液界面の位置
における回転部材と固定部材との間隔ＢＢ，ＥＥ，ＦＦ，ＩＩ，ＹＹ，ＺＺ潤滑剤が充填さ
れている充填空間の間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部材に対して回転部材を回転可能に
支承する少なくとも２つの軸受部により軸受隙間を含む
一連の軸受空間が形成されると共に、この軸受隙間を含
む一連の軸受空間内に潤滑剤が連続して充填され、前記
軸受隙間に充填された潤滑剤により前記回転部材が前記
固定部材に対して回転可能に支承された軸受装置におい
て、前記潤滑剤が空気と接する気液界面の位置における回転
部材と固定部材との間隔を、前記気液界面より内部位置
における前記潤滑剤が充填されている充填空間のどの間
隔よりも大きく設定したことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】回転部材と固定部材との間隔及び潤滑剤
が充填されている充填空間の間隔は、その位置において
形成可能な真円の最大径を指すものである請求項１記載
の軸受装置。
【請求項３】軸受空間より外部側には、固定部材と回
転部材との間の隙間間隔が外部側に向かって徐々に拡大
する毛細管シール部が設けられ、この毛細管シール部における潤滑剤の気液界面の最小間
隔よりも、気液界面より内部位置における潤滑剤が充填
されている充填空間の間隔を小さく設定したことを特徴
とする請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】２つの軸受部は、その間に潤滑剤溜り部
が形成された２つの動圧軸受部であり、前記潤滑剤溜り部における回転部材と固定部材との間隔
を、気液界面の位置における回転部材と固定部材との間
隔よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２また
は３記載の軸受装置。
【請求項５】２つの動圧軸受部は、ラジアル動圧軸受
部とスラスト動圧軸受部であることを特徴とする請求項
４記載の軸受装置。