JPH11108053A - モータ軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】モータの軸受から滲み出る潤滑油のハウジング
外への油漏れを無くして高機能化したスピンドルモータ
用として汎用性のある軸受構造を得る。 【解決手段】内部に軸受を備えたハウジングの開口部
を、撥油剤を施したリング状キャップにより、上記軸受
に対して非接触状態にて施蓋してなる。 これにより油
漏れが殆どなくなり、しかも簡単な構造で量産性に適
し、低コストであるためにとくにＶＴＲやＦＤＤ、ＣＤ
−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＡＭ等をはじめとした高精度でかつ
高品位の駆動用スピンドルモータにも適する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として中央に軸
受部を形成した圧粉成形焼結金属体からなる含油軸受を
ハウジング内部に嵌裝した軸受構造の改良に関し、モー
タの高速回転に伴って含油軸受より漏れ出した油の飛散
による周辺機器の汚損や運転不能の虞れを解消し、ＡＶ
や各種情報機器類等の高機能化したモータ駆動源とし
て、安価でしかも信頼性のあるモータ軸受構造を提供す
ることを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来汎用の小型モータの軸受としては、
これまでボールベアリングあるいは空気や油を潤滑剤と
した滑り軸受が知られている。 焼結含油軸受あるいは
ヘリングボーン溝等を設けた流体軸受等も知られてい
る。 しかしＶＴＲやＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−
ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等をはじめとした高品位の駆動
用スピンドルモータの軸受構造としては、さらに高速回
転性や高精度が要求されるに至り、例えば焼結含油軸受
あるいはヘリングボーン溝等を設けた流体潤滑の滑り軸
受が用いられる等さらに厳しい性能が要求される。

【０００３】しかし焼結含油軸受は安価でしかも簡易な
構造ではあるが、含浸された油の漏れや、飛散による軸
受特性の低下を引き起こすだけでなく、モータの高速回
転性や高精度化に伴って、次に問題となるのは軸受から
の油漏れやオイルミストによる周辺機器の汚染が避けら
れず、さらにこの問題を解決するために、ハウジング開
放端側に位置する回転軸に、リング状をした永久磁石を
固着するとともに、これに対面するところのハウジング
内周面に形成した螺子溝により油を吸収して油漏れを防
止するようにした「磁性流体供給多孔質含油軸受ユニッ
ト」が提案されている（特開平８−１０９９２３号公報
参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た「磁性流体供給多孔質含油軸受ユニット」は、在来の
ボールベアリングに比して騒音や振動のレベルが低く、
高品位機器のスピンドルモータ軸受として相応しいが、
構造が複雑となり、加工が困難で量産に適さず、しかも
著しくコスト高となるために現実的ではない。 また流
体軸受においても同様に油漏れによる軸受特性の低下や
運転不能、あるいは周辺機器の汚損等の問題があり、し
かも摺動部全体を油浸けにする必要があるために、構造
が複雑でやはりコスト高となって実用性に乏しい。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明にあって
は、とくにＶＴＲやＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等をはじめとした高精度でかつ高
品位の駆動用スピンドルモータに適する低コストでしか
も油漏れのない軸受を提供することを目的とするもので
あって、具体的には内部に軸受を備えたハウジングの開
口部を、撥油剤を施したリング状キャップにより、上記
軸受に対して非接触状態にて施蓋してなることを特徴と
したモータ軸受構造に関する。

【０００６】また本発明は、上記したモータ軸受構造に
おいて、ハウジングの開口部に施蓋されたリング状キャ
ップの、回転軸に対する面取りは、内側を７５度〜１２
０度の範囲内に、また外側を４〜４５度の範囲内に、そ
れぞれ設定してなることを特徴としたモータ軸受構造に
も関する。

【０００７】上記した構成において、モータの高速回転
に伴って軸受に含浸されている油がハウジング開口部方
向にも滲み出した場合、ハウジングの開口部に施蓋され
ているところの、撥油剤を施したリング状キャップによ
り外方への漏れ出しを規制されるとともに、該リング状
キャップと非接触の軸受との間の間隙に、溢れることな
く保留され、モータ軸の回転が停止し、軸受系の温度が
低下した時点において上記間隙間に保留されていた油が
再度軸受内に吸収されて回収される。

【０００８】またハウジングの開口部に施蓋されたリン
グ状キャップ内径の回転軸に対する面取りを、内側を７
５度〜１２０度の範囲内に、また外側をハウジングの外
側に向けて４〜４５度の範囲内において次第に拡開させ
るべくそれぞれ設定されている場合には、軸受より滲み
出した油がリング状キャップの内周面（内径内側面）に
付着した場合にも該キャップ内周面に保持され難く、し
たがって回転軸との僅かな隙間からハウジングの外方に
漏れ出す可能性を極端に小さくする。 さらに万一油が
リング状キャップ内周面と回転軸との間の僅かな隙間か
らハウジング外に出ようとする場合にも、上記した面取
り角度による回転軸との間の距離が大きくなるにつれて
毛細管現象によりリング状キャップの外側寄りになるほ
ど油を保持する力が弱まり、外部への油の漏れ出しを確
実に阻止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下において本発明の具体的な内
容を図１の第１実施例に基づいて説明すると、１はハウ
ジング、２は軸受、３はモータの回転軸、４はスラスト
板、５はリング状キャップをあらわす。 ハウジング１
は、内部に中空室１ａを有するとともに、その一端をス
ラスト板４により閉塞されており、しかも上記中空室１
ａ内には軸受２が備えられている。 この軸受２は多孔
質の金属焼結体で、しかも全体がリング状をなし、かつ
中空室１ａ内に嵌裝可能な大きさに形成され、内部には
潤滑油が含浸されている。

【００１０】なおこの場合の軸受２の構造については、
ハウジング１内に一定の間隔を介して２個の多孔質含油
軸受２ａ・２ｂが設けられているが、必ずしもこのよう
な構造のものに限らず、実質的に１個の軸受として構成
され、あるいは流体潤滑の所謂すべり軸受として構成さ
れる場合にも適用が可能である。 さらにハウジング１
内にはモータの回転軸３が、軸受２ａ・２ｂに支承され
た状態にて保持され、しかもハウジング１の開口部はリ
ング状キャップ５により、前記軸受２ａとの間に一定の
間隔Ｓを介することにより、軸受２ａに対して非接触状
態にて施蓋される。

【００１１】この場合における間隔Ｓの介在について
は、スピンドルモータが、その上側の軸受部のみが外部
と連通する所謂「袋状」の構造となっているために、上
側の軸受２ａの外側面に油を保持するための間隔Ｓを形
成するのがきわめて有効となる。 さらに上記したリン
グ状キャップ５には撥油剤が施される。 具体的にはリ
ング状キャップ５を多孔質とし、これに撥油剤を含浸さ
せたもの、あるいは内外両面または少なくとも片面に撥
油剤をコーティングしたものであってもよい。

【００１２】さらにここで使用される撥油剤としては撥
油性の油または撥油性の樹脂が用いられる。 撥油性の
油は液状のまま多孔質のリング状キャップ５内に含浸保
持され、また撥油性の樹脂は例えばフッ素樹脂やポリプ
ロピレン樹脂等が用いられる。 特にフッ素樹脂は樹脂
成型品とするほかに、コーティング剤としても用いるこ
とができ、またポリプロピレン樹脂を含めて加熱により
液状にし、これを多孔質の金属粉末あるいはセラミック
ス粉末の焼結体としたリング状キャップ５内に含浸させ
た後、冷却して固化させた状態にて保持させることもで
きる。 さらに図２には本発明の第２実施例があらわさ
れている。 すなわちこの場合にはリング状キャップ５
に、その内径の回転軸３に対する面取りが、内側を面取
り無しか若しくは小さくするとともに、外側を外方に向
けて次第に拡開させるように大きく構成される。

【００１３】この場合の面取りについては、軸受より滲
み出した油がリング状キャップの内周面（内径内側面）
に付着した場合にも該キャップ内周面に保持され難く、
したがって回転軸との僅かな隙間からハウジングの外方
に漏れ出す可能性を極端に小さくするとともに、万一油
がリング状キャップ内周面と回転軸との間の僅かな隙間
からハウジング外に出ようとする場合にも、外側の大き
な面取りにより回転軸との間の距離が大きくなるにつれ
て毛細管現象によりリング状キャップの外側寄りになる
ほど油を保持する力が弱まり、外部への油の漏れ出しを
確実に阻止することができる程度のテーパー角度に設定
するのが好ましい。

【００１４】このような観点からリング状キャップ５の
内径の回転軸３に対する面取りについて考えると、リン
グ状キャップ５の内側（軸受側）については、軸受から
滲み出した油がリング状キャップ５の撥油性と相俟っ
て、その部分に付着・保持されにくくなり、これによっ
てモータ軸との間の隙間から外部に漏れる危険性を少な
くできるようにするのがよく、具体的には７５度未満あ
るいは１２０度を越える場合には油の付着が容易となる
ので７５度〜１２０度の範囲内とするのが好ましく、ま
た理想的には内側面取りをゼロ（直角）とするのが最良
である。

【００１５】さらにキャップ５の外側（軸受と反対側）
については、面取りをある程度大きくすることにより漏
れ出た油の飛散を防止することができる。 すなわちキ
ャップ５の外側の面取りについては、外側に向けて次第
に拡開させるべく施した拡開角度については、４度未満
では毛細管力が強くなって効果がなく、また４６度以上
に開き過ぎると漏れ出た油を該部分で保持しきれなくな
り、その結果外部への油の飛散を阻止できなくなるの
で、４〜４５度の範囲内でのテーパー状をなしているこ
とが必要である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上記した通り、内部に軸受を備
えたハウジングの開口部を、撥油剤を施したリング状キ
ャップにより、上記軸受に対して非接触状態にて施蓋し
てなるものであるためにモータの高速回転に伴って軸受
に含浸されている油がハウジング開口部方向にも滲み出
した場合、ハウジングの開口部に施蓋されているところ
の、撥油剤を施したリング状キャップにより外方への漏
れ出しを規制されるとともに、該リング状キャップと非
接触の軸受との間の間隙に溢れることなく保留され、ま
たモータ軸の回転が停止し、軸受系の温度が低下した時
点において上記間隙間に保留されていた油が再度軸受内
に吸収されて回収されるので外部への油漏れが殆どなく
なり、しかも簡単な構造で量産性に適し、低コストであ
るためにとくにＶＴＲやＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ
−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等をはじめとした高精度でか
つ高品位の駆動用スピンドルモータにも適する。

【００１７】さらにハウジングの開口部に施蓋されたリ
ング状キャップ内径の回転軸に対する面取りにつき、内
側を７５度〜１２０度の範囲内に設定し、また外側を４
〜４５度の範囲内の角度にてテーパー状に次第に拡開さ
せて構成した場合には、軸受より滲み出した油がリング
状キャップの撥油性と相俟ってリング状キャップに付着
しにくくなるばかりでなく、仮に内周面（内径内側面）
に油が付着した場合にも該キャップ内周面に保持され難
く、したがって回転軸との僅かな隙間からハウジングの
外方に漏れ出す可能性を極端に小さくする。 さらに万
一油がリング状キャップ内周面と回転軸との間の僅かな
隙間からハウジング外に出ようとする場合にも、上記し
た面取り角度による回転軸との間の距離が大きくなるに
つれて毛細管現象によりリング状キャップの外側寄りに
なるほど油を保持する力が弱まり、外部への油の漏れ出
しをより確実に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であるモータ軸受構造の要
部をあらわした断面図。

【図２】本発明の第２実施例であるモータ軸受構造の要
部をあらわした拡大断面図。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 中空室 ２ 軸受 ２ａ 軸受 ２ｂ 軸受 ３ 回転軸 ４ スラスト板 ５ リング状キャップ Ｓ 間隔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に軸受を備えたハウジングの開口部
   を、撥油剤を施したリング状キャップにより、上記軸受
   に対して非接触状態にて施蓋してなることを特徴とした
   モータ軸受構造。
2. 【請求項２】撥油剤を施したリング状キャップは多孔質
   であって、これに撥油剤を含浸させたものであるところ
   の請求項１に記載のモータ軸受構造。
3. 【請求項３】撥油剤を施したリング状キャップは、少な
   くとも片面に撥油剤をコーティングしたものであるとこ
   ろの請求項１に記載のモータ軸受構造。
4. 【請求項４】軸受ハウジングの開口部に施蓋されたリン
   グ状キャップの、回転軸に対する面取りは、内側を面取
   り無しか若しくは小さくするとともに、外側を大きくし
   てなることを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求
   項３に記載のモータ軸受構造。
5. 【請求項５】軸受ハウジングの開口部に施蓋されたリン
   グ状キャップの、回転軸に対する面取りは、内側を７５
   度〜１２０度の範囲内に、また外側を４〜４５度の範囲
   内に、それぞれ設定してなることを特徴とした請求項１
   又は請求項４に記載のモータ軸受構造。