JPH11187611A - スピンドルモータ、及びスピンドルモータを回転体の駆動源とする回転体装置 - Google Patents
スピンドルモータ、及びスピンドルモータを回転体の駆動源とする回転体装置Info
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- JPH11187611A JPH11187611A JP9363829A JP36382997A JPH11187611A JP H11187611 A JPH11187611 A JP H11187611A JP 9363829 A JP9363829 A JP 9363829A JP 36382997 A JP36382997 A JP 36382997A JP H11187611 A JPH11187611 A JP H11187611A
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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
- 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
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating 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
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust 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
- F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スピンドルモータ用の液体動圧軸受におい
て、高速回転時に動圧発生溝のオイル引き込み側で潤滑
用オイルが過度に引き込まれないようにすること。 【解決手段】 フランジ付円筒状軸受部材２０、段付円
筒状軸受部材３０及び円盤状スラスト押さえ部材４０と
を含む液体動圧軸受において、フランジ付円筒状軸受部
材２０の軸方向中央部に形成された円盤状スラスト軸受
部材２１の一方の面とスラスト押さえ部材４０の対向面
とで形成する第１スラスト軸受部と円盤状スラスト軸受
部材２１の他方の面と段付円筒状軸受部材３０の大径円
筒部と小径円筒部の境界面とで形成する第２スラスト軸
受部のスラスト動圧発生溝の内径部と外径部にオイル溜
Ｓ３〜Ｓ５をそれぞれ設けた。また、ラジアル軸受部の
ラジアル動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル溜Ｓ２
を設けた。
て、高速回転時に動圧発生溝のオイル引き込み側で潤滑
用オイルが過度に引き込まれないようにすること。 【解決手段】 フランジ付円筒状軸受部材２０、段付円
筒状軸受部材３０及び円盤状スラスト押さえ部材４０と
を含む液体動圧軸受において、フランジ付円筒状軸受部
材２０の軸方向中央部に形成された円盤状スラスト軸受
部材２１の一方の面とスラスト押さえ部材４０の対向面
とで形成する第１スラスト軸受部と円盤状スラスト軸受
部材２１の他方の面と段付円筒状軸受部材３０の大径円
筒部と小径円筒部の境界面とで形成する第２スラスト軸
受部のスラスト動圧発生溝の内径部と外径部にオイル溜
Ｓ３〜Ｓ５をそれぞれ設けた。また、ラジアル軸受部の
ラジアル動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル溜Ｓ２
を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体動圧軸受によ
ってロータがステータに支持されたスピンドルモータ、
及びこのスピンドルモータを回転体の駆動源とする回転
体装置に関する。
ってロータがステータに支持されたスピンドルモータ、
及びこのスピンドルモータを回転体の駆動源とする回転
体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動圧軸受は小型化でき、円滑な高速回転
が可能なことから、コンピュータや複写機等の分野の回
転体装置の軸受に好適である。特に、空気動圧軸受はオ
イル等の潤滑剤を使用しないので、磁気ディスク等の回
転体を汚す恐れが皆無であり、これらを駆動する回転体
装置に広く採用されている。しかしながら、空気軸受
は、軸受剛性が極めて低いことや軸受隙間が数ミクロン
オーダーであるために製作が困難なこと等の欠点があ
る。このため、このような欠点のない液体動圧軸受、即
ち軸受剛性が高く、製作が容易な動圧軸受である液体動
圧軸受であって、潤滑用液体のシールに工夫を凝らした
液体動圧軸受が開発されてきた。
が可能なことから、コンピュータや複写機等の分野の回
転体装置の軸受に好適である。特に、空気動圧軸受はオ
イル等の潤滑剤を使用しないので、磁気ディスク等の回
転体を汚す恐れが皆無であり、これらを駆動する回転体
装置に広く採用されている。しかしながら、空気軸受
は、軸受剛性が極めて低いことや軸受隙間が数ミクロン
オーダーであるために製作が困難なこと等の欠点があ
る。このため、このような欠点のない液体動圧軸受、即
ち軸受剛性が高く、製作が容易な動圧軸受である液体動
圧軸受であって、潤滑用液体のシールに工夫を凝らした
液体動圧軸受が開発されてきた。
【０００３】米国特許第５，４８７，６０８号公報に
は、軸受下端を閉塞端とし軸受上端を開放端とし且つラ
ジアル軸受部を上部にスラスト軸受部を下部に設けた液
体動圧軸受を有する軸回転形スピンドルモータにおい
て、スピンドルモータが高速で回転しているときには、
ラジアル軸受部では動圧による潤滑用オイルの正味の流
れが軸受の閉塞端の方向に向かうように、且つスラスト
軸受部では動圧による潤滑用オイルの正味の流れがラジ
アル軸受部の方向に向かうようにし、更にこれら２つを
結合した正味の流れが軸受の閉塞端の方向に向かうよう
に、即ち軸受の下方に向かうラジアル動圧による潤滑用
オイルの流れが軸受の上方に向かうスラスト動圧による
潤滑用オイルの流れよりも大きくなるようにラジアル軸
受部及びスラスト軸受部の構造に工夫をしてモータが高
速で回転しているときに潤滑用オイルが軸受から漏出し
ないようにしてある。また、軸受の開放端にはキャピラ
リーシールが施されており、スピンドルモータが停止し
ているときに潤滑用オイルが軸受の外に漏出しないよう
にしてある。
は、軸受下端を閉塞端とし軸受上端を開放端とし且つラ
ジアル軸受部を上部にスラスト軸受部を下部に設けた液
体動圧軸受を有する軸回転形スピンドルモータにおい
て、スピンドルモータが高速で回転しているときには、
ラジアル軸受部では動圧による潤滑用オイルの正味の流
れが軸受の閉塞端の方向に向かうように、且つスラスト
軸受部では動圧による潤滑用オイルの正味の流れがラジ
アル軸受部の方向に向かうようにし、更にこれら２つを
結合した正味の流れが軸受の閉塞端の方向に向かうよう
に、即ち軸受の下方に向かうラジアル動圧による潤滑用
オイルの流れが軸受の上方に向かうスラスト動圧による
潤滑用オイルの流れよりも大きくなるようにラジアル軸
受部及びスラスト軸受部の構造に工夫をしてモータが高
速で回転しているときに潤滑用オイルが軸受から漏出し
ないようにしてある。また、軸受の開放端にはキャピラ
リーシールが施されており、スピンドルモータが停止し
ているときに潤滑用オイルが軸受の外に漏出しないよう
にしてある。
【０００４】上記米国特許公報に開示されたスピンドル
モータに採用されている液体動圧軸受は、空気動圧軸受
に比較して軸受剛性が高く製作が容易な液体動圧軸受で
ある。しかしながら、スラスト軸受部を構成するのに第
１円盤状スラスト部材７４と第２円盤状スラスト部材７
６の２つの部材が必要であること、構造上加工が極めて
難しい動圧発生溝を相互の関係を考慮してラジアル軸受
部とスラスト軸受部にそれぞれ形成しなければならない
こと、及び動圧によって生じさせられる潤滑液体の流れ
を円滑にするためにオイル溜まり孔１００とラジアル動
圧発生部とスラスト動圧発生部とを結ぶ上部連通孔１３
４と下部連通孔１０２を円柱状ラジアル軸受部材５２に
それぞれ設けなければならないことから、上記従来のス
ピンドルモータに採用されている液体動圧軸受の構造が
複雑である。このため、このような構造の液体動圧軸受
では小型化することが困難であり、製作も必ずしも容易
とは言えないという問題がある。
モータに採用されている液体動圧軸受は、空気動圧軸受
に比較して軸受剛性が高く製作が容易な液体動圧軸受で
ある。しかしながら、スラスト軸受部を構成するのに第
１円盤状スラスト部材７４と第２円盤状スラスト部材７
６の２つの部材が必要であること、構造上加工が極めて
難しい動圧発生溝を相互の関係を考慮してラジアル軸受
部とスラスト軸受部にそれぞれ形成しなければならない
こと、及び動圧によって生じさせられる潤滑液体の流れ
を円滑にするためにオイル溜まり孔１００とラジアル動
圧発生部とスラスト動圧発生部とを結ぶ上部連通孔１３
４と下部連通孔１０２を円柱状ラジアル軸受部材５２に
それぞれ設けなければならないことから、上記従来のス
ピンドルモータに採用されている液体動圧軸受の構造が
複雑である。このため、このような構造の液体動圧軸受
では小型化することが困難であり、製作も必ずしも容易
とは言えないという問題がある。
【０００５】そこで、本願の発明者は、上記の問題点を
解決した液体動圧軸受を備えたスピンドルモータを先に
開発した。図１０は、このスピンドルモータの要部、特
に液体動圧軸受を隙間Ｒ１〜Ｒ５を誇張して示した部分
拡大断面図である。図１０に示す如く、このスピンドル
モータ用の液体動圧軸受は、軸方向中央部に円盤状スラ
スト軸受部材２１をその両側にラジアル軸受用円柱部２
２と支持用円柱部２３とを有するフランジ付円柱状軸受
部材２０と、及び段付円筒状軸受部材３０とを主要構成
要素とするものである。そして段付円筒状軸受部材３０
は、図１１に示す如く上端を開放端且つ下端を閉塞端と
する円筒状軸受部材であって、フランジ付円柱状軸受部
材２０のラジアル軸受用円柱部２２が回転自在に挿入さ
れる小径円筒部３１と前記円盤状スラスト軸受部材２１
が回転自在に挿入される大径円筒部３２の少なくとも２
つの円筒部が同軸に形成されている。大径円筒部３２の
開放端従って段付円筒状軸受部材３０の開放端を封止す
ると共にフランジ付円柱状軸受部材２０の支持用円柱部
２３との間にキャピラリーシールを形成する円盤状スラ
スト押さえ部材４０は、大径円筒部３２の上側に隣接し
て段付円筒状軸受部材３０に形成された円筒部３３に嵌
入されて固定される。小径円筒部３１の下端は開口３４
となっており、且つこの開口３４はシール部材３８で液
密に封止され、これによって段付円筒状軸受部材３０の
閉塞端を形成している。これら構成部材間にそれぞれ形
成された隙間には潤滑用オイルが滴下法や注入法により
充填されている。なお、円盤状スラスト軸受部材２１の
テーパー付内径孔の内周面とフランジ付円柱状軸受部材
２０の支持用円柱部２３の外周面との間に形成された末
広がりの隙間は、キャピラリーシール用のオイル溜Ｓ１
である。
解決した液体動圧軸受を備えたスピンドルモータを先に
開発した。図１０は、このスピンドルモータの要部、特
に液体動圧軸受を隙間Ｒ１〜Ｒ５を誇張して示した部分
拡大断面図である。図１０に示す如く、このスピンドル
モータ用の液体動圧軸受は、軸方向中央部に円盤状スラ
スト軸受部材２１をその両側にラジアル軸受用円柱部２
２と支持用円柱部２３とを有するフランジ付円柱状軸受
部材２０と、及び段付円筒状軸受部材３０とを主要構成
要素とするものである。そして段付円筒状軸受部材３０
は、図１１に示す如く上端を開放端且つ下端を閉塞端と
する円筒状軸受部材であって、フランジ付円柱状軸受部
材２０のラジアル軸受用円柱部２２が回転自在に挿入さ
れる小径円筒部３１と前記円盤状スラスト軸受部材２１
が回転自在に挿入される大径円筒部３２の少なくとも２
つの円筒部が同軸に形成されている。大径円筒部３２の
開放端従って段付円筒状軸受部材３０の開放端を封止す
ると共にフランジ付円柱状軸受部材２０の支持用円柱部
２３との間にキャピラリーシールを形成する円盤状スラ
スト押さえ部材４０は、大径円筒部３２の上側に隣接し
て段付円筒状軸受部材３０に形成された円筒部３３に嵌
入されて固定される。小径円筒部３１の下端は開口３４
となっており、且つこの開口３４はシール部材３８で液
密に封止され、これによって段付円筒状軸受部材３０の
閉塞端を形成している。これら構成部材間にそれぞれ形
成された隙間には潤滑用オイルが滴下法や注入法により
充填されている。なお、円盤状スラスト軸受部材２１の
テーパー付内径孔の内周面とフランジ付円柱状軸受部材
２０の支持用円柱部２３の外周面との間に形成された末
広がりの隙間は、キャピラリーシール用のオイル溜Ｓ１
である。
【０００６】前記液体動圧軸受において、ラジアル軸受
部はラジアル軸受用円柱部２２の外周面と段付円筒状軸
受部材３０の小径円筒部３１の内周面とで構成され、且
つ第１スラスト軸受部は円盤状スラスト軸受部材２１の
上面と円盤状スラスト押さえ部材４０の下面とで第２ス
ラスト軸受部は円盤状スラスト軸受部材２１の下面と段
付円筒状軸受部材３０の小径円筒部３１と大径円筒部３
２との境界面３５とでそれぞれ構成されている。そし
て、高速回転時にスラスト軸受部の動圧発生溝の外径部
から内径部にオイルが過度に引き込まれないようにする
ために、圧力バランス孔Ｈが円盤状スラスト軸受部材２
１に複数個設けられている。ところが、圧力バランス孔
Ｈを円盤状スラスト軸受部材２１に設けることは、スラ
スト軸受面が減少するからスラスト動圧がその分だけ低
下すること、及びスラスト動圧発生溝の形成が難しいと
いう新たな問題が発生した。また、前記液体動圧軸受に
おいては高速回転時に、前記フランジ付円柱状軸受部材
２０のラジアル軸受用円柱部２２の外周面と前記段付円
筒状軸受部材３０の小径円筒部３１の内周面とで形成さ
れたラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝のオイル引き
込み側でオイルの過度の引き込みが生じ、大きな負荷を
安定に支持できなくなるという問題もある。
部はラジアル軸受用円柱部２２の外周面と段付円筒状軸
受部材３０の小径円筒部３１の内周面とで構成され、且
つ第１スラスト軸受部は円盤状スラスト軸受部材２１の
上面と円盤状スラスト押さえ部材４０の下面とで第２ス
ラスト軸受部は円盤状スラスト軸受部材２１の下面と段
付円筒状軸受部材３０の小径円筒部３１と大径円筒部３
２との境界面３５とでそれぞれ構成されている。そし
て、高速回転時にスラスト軸受部の動圧発生溝の外径部
から内径部にオイルが過度に引き込まれないようにする
ために、圧力バランス孔Ｈが円盤状スラスト軸受部材２
１に複数個設けられている。ところが、圧力バランス孔
Ｈを円盤状スラスト軸受部材２１に設けることは、スラ
スト軸受面が減少するからスラスト動圧がその分だけ低
下すること、及びスラスト動圧発生溝の形成が難しいと
いう新たな問題が発生した。また、前記液体動圧軸受に
おいては高速回転時に、前記フランジ付円柱状軸受部材
２０のラジアル軸受用円柱部２２の外周面と前記段付円
筒状軸受部材３０の小径円筒部３１の内周面とで形成さ
れたラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝のオイル引き
込み側でオイルの過度の引き込みが生じ、大きな負荷を
安定に支持できなくなるという問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようする
課題は、軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材をその
両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部とを有する
フランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ付円柱状軸
受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に挿入される
小径円筒部と前記円盤状スラスト軸受部材が回転自在に
挿入される大径円筒部とを有する段付円筒状軸受部材と
を主要な構成部材とする液体動圧軸受を備えたスピンド
ルモータ又はこのスピンドルモータを回転体の駆動源と
する回転体装置において、バランス孔の無い円盤状スラ
スト軸受部材を用いながら、高速回転時にスラスト軸受
部の動圧発生溝のオイル引き込み側でオイルの過度の引
き込みが生じないようにすることである。発明が解決し
ようとする第２の課題は、前記のフランジ付円柱状軸受
部材と段付円筒状軸受部材とを主要構成部材とする液体
動圧軸受を備えたスピンドルモータ又はこのスピンドル
モータを回転体の駆動源とする回転体装置において、高
速回転時にラジアル軸受部の動圧発生溝のオイル引き込
み側で潤滑用オイルが過度に引き込まれないようにする
ことである。発明が解決しようする第３の課題は、前記
のフランジ付円柱状軸受部材と段付円筒状軸受部材とを
主要構成部材とする液体動圧軸受であって、ハーフホワ
ール現象に起因する回転の不安定さを減少させ、高速回
転時にも大きな負荷を支持しながら安定した回転ができ
る構造の液体動圧軸受を備えたスピンドルモータ又はこ
のスピンドルモータを回転体の駆動源とする回転体装置
を提供することである。
課題は、軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材をその
両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部とを有する
フランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ付円柱状軸
受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に挿入される
小径円筒部と前記円盤状スラスト軸受部材が回転自在に
挿入される大径円筒部とを有する段付円筒状軸受部材と
を主要な構成部材とする液体動圧軸受を備えたスピンド
ルモータ又はこのスピンドルモータを回転体の駆動源と
する回転体装置において、バランス孔の無い円盤状スラ
スト軸受部材を用いながら、高速回転時にスラスト軸受
部の動圧発生溝のオイル引き込み側でオイルの過度の引
き込みが生じないようにすることである。発明が解決し
ようとする第２の課題は、前記のフランジ付円柱状軸受
部材と段付円筒状軸受部材とを主要構成部材とする液体
動圧軸受を備えたスピンドルモータ又はこのスピンドル
モータを回転体の駆動源とする回転体装置において、高
速回転時にラジアル軸受部の動圧発生溝のオイル引き込
み側で潤滑用オイルが過度に引き込まれないようにする
ことである。発明が解決しようする第３の課題は、前記
のフランジ付円柱状軸受部材と段付円筒状軸受部材とを
主要構成部材とする液体動圧軸受であって、ハーフホワ
ール現象に起因する回転の不安定さを減少させ、高速回
転時にも大きな負荷を支持しながら安定した回転ができ
る構造の液体動圧軸受を備えたスピンドルモータ又はこ
のスピンドルモータを回転体の駆動源とする回転体装置
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材を且つその
両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部とを有する
フランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ付円柱状軸
受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に挿入される
小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラスト軸受部
材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放端側にそれ
ぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付円筒状軸受
部材の開放端を封止すると共に前記フランジ付円柱状軸
受部材の支持用円柱部との間にキャピラリーシールを形
成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこれら構成部
材間にそれぞれ形成された隙間に充填された潤滑用オイ
ルとから構成された液体動圧軸受によってロータをステ
ータに支持したスピンドルモータにおいて、スラスト軸
受部とラジアル軸受部のいずれか一方又は両方にオイル
溜を設けた。そして、スラスト軸受部においては、前記
円盤状スラスト軸受部材の一方の面と前記スラスト押さ
え部材の対向面とで形成する第１スラスト軸受部と前記
円盤状スラスト軸受部材の他方の面と前記段付円筒状軸
受部材の大径円筒部と小径円筒部の境界面とで形成する
第２スラスト軸受部のスラスト動圧発生溝の内径部と外
形部にオイル溜をそれぞれ設けた。また、ラジアル軸受
部においては、前記フランジ付円柱状軸受部材のラジア
ル軸受用円柱部の外周面と前記段付円筒状軸受部材の小
径円筒部の内周面とで形成されたラジアル軸受部のラジ
アル動圧発生溝の潤滑用液体引き込み側にオイル溜を設
けた。
に、軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材を且つその
両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部とを有する
フランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ付円柱状軸
受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に挿入される
小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラスト軸受部
材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放端側にそれ
ぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付円筒状軸受
部材の開放端を封止すると共に前記フランジ付円柱状軸
受部材の支持用円柱部との間にキャピラリーシールを形
成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこれら構成部
材間にそれぞれ形成された隙間に充填された潤滑用オイ
ルとから構成された液体動圧軸受によってロータをステ
ータに支持したスピンドルモータにおいて、スラスト軸
受部とラジアル軸受部のいずれか一方又は両方にオイル
溜を設けた。そして、スラスト軸受部においては、前記
円盤状スラスト軸受部材の一方の面と前記スラスト押さ
え部材の対向面とで形成する第１スラスト軸受部と前記
円盤状スラスト軸受部材の他方の面と前記段付円筒状軸
受部材の大径円筒部と小径円筒部の境界面とで形成する
第２スラスト軸受部のスラスト動圧発生溝の内径部と外
形部にオイル溜をそれぞれ設けた。また、ラジアル軸受
部においては、前記フランジ付円柱状軸受部材のラジア
ル軸受用円柱部の外周面と前記段付円筒状軸受部材の小
径円筒部の内周面とで形成されたラジアル軸受部のラジ
アル動圧発生溝の潤滑用液体引き込み側にオイル溜を設
けた。
【０００９】
【発明の実施の態様】図１から図５は本発明の一実施例
の軸回転形スピンドルモータを説明するための図であ
り、図１は軸回転形スピンドルモータの断面図、図２は
その主要部を軸受隙間等を誇張して示した拡大断面図で
ある。これらの図面において、１０はモータのステータ
の一部を構成する固定部材、２０は軸方向中央部に円盤
状スラスト軸受部材２１が一体に形成されたフランジ付
円柱状軸受部材、３０は固定台１０に固定された段付円
筒状軸受部材、４０は円盤状スラスト押さえ部材であ
る。段付円筒状軸受部材３０は、上端は開放端で且つ下
端は閉塞端となっている。段付円筒状軸受部材３０は固
定台１０と一体に形成されてもよい。５０はロータの一
部を構成するカップ状ハブで、その中心部に設けられた
取り付け孔によってフランジ付円柱状軸受部材２０に固
着されている。６０は同じくロータの一部を構成するロ
ータ磁石で、カップ状ハブ５０の内周面に配置されてい
る。７０はステータの構成要素であるステータコイル
で、ロータ磁石に近接して段付円筒状軸受部材３０の外
周面に配置されている。
の軸回転形スピンドルモータを説明するための図であ
り、図１は軸回転形スピンドルモータの断面図、図２は
その主要部を軸受隙間等を誇張して示した拡大断面図で
ある。これらの図面において、１０はモータのステータ
の一部を構成する固定部材、２０は軸方向中央部に円盤
状スラスト軸受部材２１が一体に形成されたフランジ付
円柱状軸受部材、３０は固定台１０に固定された段付円
筒状軸受部材、４０は円盤状スラスト押さえ部材であ
る。段付円筒状軸受部材３０は、上端は開放端で且つ下
端は閉塞端となっている。段付円筒状軸受部材３０は固
定台１０と一体に形成されてもよい。５０はロータの一
部を構成するカップ状ハブで、その中心部に設けられた
取り付け孔によってフランジ付円柱状軸受部材２０に固
着されている。６０は同じくロータの一部を構成するロ
ータ磁石で、カップ状ハブ５０の内周面に配置されてい
る。７０はステータの構成要素であるステータコイル
で、ロータ磁石に近接して段付円筒状軸受部材３０の外
周面に配置されている。
【００１０】軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材２
１が形成されたフランジ付円柱状軸受部材２０は、図３
に拡大して示す如く、円盤状スラスト軸受部材２１の下
側にラジアル軸受用円柱部２２が、上側に支持用円柱部
２３がそれぞれ形成されている。フランジ付円柱状軸受
部材２０の外周面には、円盤状スラスト軸受部材２１の
上面と支持用円柱部２３との結合部にリング状溝２４が
且つ円盤状スラスト軸受部材２１の下面とラジアル軸受
用円柱部２２との結合部にリング状溝２５がそれぞれ形
成されている。
１が形成されたフランジ付円柱状軸受部材２０は、図３
に拡大して示す如く、円盤状スラスト軸受部材２１の下
側にラジアル軸受用円柱部２２が、上側に支持用円柱部
２３がそれぞれ形成されている。フランジ付円柱状軸受
部材２０の外周面には、円盤状スラスト軸受部材２１の
上面と支持用円柱部２３との結合部にリング状溝２４が
且つ円盤状スラスト軸受部材２１の下面とラジアル軸受
用円柱部２２との結合部にリング状溝２５がそれぞれ形
成されている。
【００１１】段付円筒状軸受部材３０は、図４に拡大し
て示す如く、フランジ付円柱状軸受部材２０のラジアル
軸受用円柱部２２が回転自在に挿入される小径円筒部３
１と円盤状スラスト軸受部材２１が回転自在に挿入され
る大径円筒部３２の少なくとも２つの円筒部が形成され
た円筒状軸受部材である。これら２つの円筒部は同軸で
隣接しており、境界には境界面３５が存在する。大径円
筒部３２に隣接し同軸にして形成された円筒部３３は、
段付円筒状軸受部材３０の開放端をキャピラリーシール
を施してシールする円盤状スラスト押さえ部材４０を挿
入固着するためのものである。Ｓ１はキャピラリーシー
ルを構成するオイル溜である。段付円筒状軸受部材３０
の閉塞端、即ち小径円筒部３１の下端には切削加工によ
り断面がテーパー状のリング状拡大部３６が形成されて
いる。更に、小径円筒部３１と大径円筒部３２の境界面
３５の外径部にはリング状溝３７が形成されている。
て示す如く、フランジ付円柱状軸受部材２０のラジアル
軸受用円柱部２２が回転自在に挿入される小径円筒部３
１と円盤状スラスト軸受部材２１が回転自在に挿入され
る大径円筒部３２の少なくとも２つの円筒部が形成され
た円筒状軸受部材である。これら２つの円筒部は同軸で
隣接しており、境界には境界面３５が存在する。大径円
筒部３２に隣接し同軸にして形成された円筒部３３は、
段付円筒状軸受部材３０の開放端をキャピラリーシール
を施してシールする円盤状スラスト押さえ部材４０を挿
入固着するためのものである。Ｓ１はキャピラリーシー
ルを構成するオイル溜である。段付円筒状軸受部材３０
の閉塞端、即ち小径円筒部３１の下端には切削加工によ
り断面がテーパー状のリング状拡大部３６が形成されて
いる。更に、小径円筒部３１と大径円筒部３２の境界面
３５の外径部にはリング状溝３７が形成されている。
【００１２】段付円筒状軸受部材３０は、図４において
は円盤状スラスト押さえ部材用円筒部３３、大径円筒部
３２及び小径円筒部３１を上から順に切削によって形成
し、従って開放端と閉塞端も同時に形成されて製作され
たものである。これに対し、図５に示すものは閉塞端を
シール部材を用いて液密にシールして形成した段付円筒
状軸受部材３０である。即ち図５において、段付円筒状
軸受部材３０は図４と同様に、円盤状スラスト押さえ部
材用円筒部３３、大径円筒部３２及び小径円筒部３１を
上から順に切削によって形成されるが、更に小径円筒部
３１に続いてシール部材用円筒部３４が形成され、上端
も下端も開放端とされる。そして、下端の開放端である
シール部材用円筒部３４には、円盤状シール部材３８が
液密にして固着され、これによって小径円筒部３１の下
端、従って段付円筒状軸受部材３０の下端は閉塞端とな
る。図５のように、段付円筒状軸受部材３０の下端を開
放端として形成し、その後にシール部材でシールして前
記下端を閉塞端とするようにしたのは、小径円筒部３１
の下端に形成する断面がテーパー状のリング状拡大部３
６の切削加工がし易くなり、また潤滑用オイルの注入方
法に選択枝が増えるという利点がある。
は円盤状スラスト押さえ部材用円筒部３３、大径円筒部
３２及び小径円筒部３１を上から順に切削によって形成
し、従って開放端と閉塞端も同時に形成されて製作され
たものである。これに対し、図５に示すものは閉塞端を
シール部材を用いて液密にシールして形成した段付円筒
状軸受部材３０である。即ち図５において、段付円筒状
軸受部材３０は図４と同様に、円盤状スラスト押さえ部
材用円筒部３３、大径円筒部３２及び小径円筒部３１を
上から順に切削によって形成されるが、更に小径円筒部
３１に続いてシール部材用円筒部３４が形成され、上端
も下端も開放端とされる。そして、下端の開放端である
シール部材用円筒部３４には、円盤状シール部材３８が
液密にして固着され、これによって小径円筒部３１の下
端、従って段付円筒状軸受部材３０の下端は閉塞端とな
る。図５のように、段付円筒状軸受部材３０の下端を開
放端として形成し、その後にシール部材でシールして前
記下端を閉塞端とするようにしたのは、小径円筒部３１
の下端に形成する断面がテーパー状のリング状拡大部３
６の切削加工がし易くなり、また潤滑用オイルの注入方
法に選択枝が増えるという利点がある。
【００１３】図１ないし図２に示す液体動圧軸受は、１
つのラジアル動圧軸受部と、上側即ち第１スラスト動圧
軸受部並びに下側即ち第２スラスト動圧軸受部とからな
る。ラジアル動圧軸受部はフランジ付円柱状軸受部材２
０のラジアル軸受用円柱部２２の外周面と段付円筒状軸
受部材３０の小径円筒部３１の内周面とで構成され、且
つこれら外周面と内周面のいずれか一方には図６に示す
如きラジアル動圧発生溝Ｇ１が形成され、他方は平坦面
とされている。上側スラスト動圧軸受部は、円盤状スラ
スト軸受部材２１の上面と円盤状スラスト押さえ部材４
０の対向面即ち下面とで構成され、且つこれら上面と下
面のいずれか一方には図７に示す如きスラスト動圧発生
溝Ｇ２が形成され、他方は平坦面とされている。更に第
２スラスト動圧軸受部は円盤状スラスト軸受部材２１の
下面と段付円筒状軸受部材３０の小径円筒部３１と大径
円筒部３２との境界面３５とで構成され、且つこれら下
面と境界面３５のいずれか一方には図７に示す如きスラ
スト動圧発生溝Ｇ２が形成され、他方は平坦面とされて
いる。
つのラジアル動圧軸受部と、上側即ち第１スラスト動圧
軸受部並びに下側即ち第２スラスト動圧軸受部とからな
る。ラジアル動圧軸受部はフランジ付円柱状軸受部材２
０のラジアル軸受用円柱部２２の外周面と段付円筒状軸
受部材３０の小径円筒部３１の内周面とで構成され、且
つこれら外周面と内周面のいずれか一方には図６に示す
如きラジアル動圧発生溝Ｇ１が形成され、他方は平坦面
とされている。上側スラスト動圧軸受部は、円盤状スラ
スト軸受部材２１の上面と円盤状スラスト押さえ部材４
０の対向面即ち下面とで構成され、且つこれら上面と下
面のいずれか一方には図７に示す如きスラスト動圧発生
溝Ｇ２が形成され、他方は平坦面とされている。更に第
２スラスト動圧軸受部は円盤状スラスト軸受部材２１の
下面と段付円筒状軸受部材３０の小径円筒部３１と大径
円筒部３２との境界面３５とで構成され、且つこれら下
面と境界面３５のいずれか一方には図７に示す如きスラ
スト動圧発生溝Ｇ２が形成され、他方は平坦面とされて
いる。
【００１４】図２において、Ｒ１は円盤状スラスト軸受
部材２１の上面と円盤状スラスト押さえ部材４０の下面
との間に形成された狭い隙間で第１スラスト動圧軸受部
の軸受隙間を含む。Ｒ２は円盤状スラスト軸受部材２１
の外周面と段付円筒状軸受部材３０の大径円筒部３２の
内周面との間に形成された狭い隙間である。Ｒ３は円盤
状スラスト軸受部材２１の下面と段付円筒状軸受部材３
０の小径円筒部３１と大径円筒部３２の境界面３５との
間に形成された狭い隙間で、第２スラスト動圧軸受部の
軸受隙間を含む。Ｒ４はフランジ付円柱状軸受部材２０
のラジアル軸受用円柱部２２の外周面と段付円筒状軸受
部材３０の小径円筒部３１の内周面との間に形成された
狭い隙間で、ラジアル動圧軸受部の軸受隙間を含む。更
に、Ｒ５はラジアル軸受用円柱部２２の下端面従ってフ
ランジ付円柱状軸受部材２０の下端面と、段付円筒状軸
受部材３０の閉塞端面従って小径円筒部３１の閉塞端面
との間に形成された狭い隙間である。これらの隙間は、
４〜２０ミクロン程度の範囲で適切な値が設計時に選ば
れる。これらの狭い隙間Ｒ１〜Ｒ５には潤滑用オイルが
真空注入法或いは滴下法等によって充填されている。
部材２１の上面と円盤状スラスト押さえ部材４０の下面
との間に形成された狭い隙間で第１スラスト動圧軸受部
の軸受隙間を含む。Ｒ２は円盤状スラスト軸受部材２１
の外周面と段付円筒状軸受部材３０の大径円筒部３２の
内周面との間に形成された狭い隙間である。Ｒ３は円盤
状スラスト軸受部材２１の下面と段付円筒状軸受部材３
０の小径円筒部３１と大径円筒部３２の境界面３５との
間に形成された狭い隙間で、第２スラスト動圧軸受部の
軸受隙間を含む。Ｒ４はフランジ付円柱状軸受部材２０
のラジアル軸受用円柱部２２の外周面と段付円筒状軸受
部材３０の小径円筒部３１の内周面との間に形成された
狭い隙間で、ラジアル動圧軸受部の軸受隙間を含む。更
に、Ｒ５はラジアル軸受用円柱部２２の下端面従ってフ
ランジ付円柱状軸受部材２０の下端面と、段付円筒状軸
受部材３０の閉塞端面従って小径円筒部３１の閉塞端面
との間に形成された狭い隙間である。これらの隙間は、
４〜２０ミクロン程度の範囲で適切な値が設計時に選ば
れる。これらの狭い隙間Ｒ１〜Ｒ５には潤滑用オイルが
真空注入法或いは滴下法等によって充填されている。
【００１５】Ｓ１〜Ｓ５はオイル溜である。オイル溜Ｓ
１はキャピラリーシールの構成要素である。オイル溜Ｓ
１は、フランジ付円柱状軸受部材２０の支持用円柱部２
３と円盤状スラスト押さえ部材４０とで構成されてい
る。即ち、円盤状スラスト押さえ部材４０の内径孔は切
削加工により断面が円錐台形になっており、この内径孔
に支持用円柱部２３が挿入されて、円盤状スラスト押さ
え部材４０とフランジ付円柱状軸受部材２０とで図２に
示す如き断面が末広がりのオイル溜Ｓ１、即ち狭隘端部
から拡大端部に向かって末広がりに拡大したオイル溜Ｓ
１が簡単に形成される。オイル溜Ｓ１の狭隘端部は開口
端となっており、第１スラスト動圧軸受部の軸受隙間を
含む狭い隙間Ｒ１に連通している。またオイル溜Ｓ１の
拡大端部は大気に開口している。スピンドルモータが停
止しているときは、毛細管現象によって潤滑用オイルが
末広がりのオイル溜Ｓ１の狭隘端部まで充填しており、
この部分の潤滑用オイルの表面張力と、潤滑用オイルが
オイル溜Ｓ１の拡大端部の方向に移動しようとした場合
に軸受内部で潤滑用オイルに加わる負圧によって、潤滑
用オイルが軸受の開放端から外に漏れるのを阻止してい
る。従って、大気に開口した拡大端部と、第１スラスト
動圧軸受部の軸受隙間を含む狭い隙間Ｒ１に連通してい
る狭隘端部とを有するオイル溜Ｓ１は、いわゆるキャピ
ラリーシールとして機能しているのである。オイル溜Ｓ
１を狭隘端部から大気に向かって末広がりに拡大した形
状にしたのは、周囲温度や圧力の大きな上昇によって潤
滑用オイルが膨張してオイル溜Ｓ１の狭隘端部から拡大
端部の方に移動しても、軸受の外には漏れないようにす
るためである。
１はキャピラリーシールの構成要素である。オイル溜Ｓ
１は、フランジ付円柱状軸受部材２０の支持用円柱部２
３と円盤状スラスト押さえ部材４０とで構成されてい
る。即ち、円盤状スラスト押さえ部材４０の内径孔は切
削加工により断面が円錐台形になっており、この内径孔
に支持用円柱部２３が挿入されて、円盤状スラスト押さ
え部材４０とフランジ付円柱状軸受部材２０とで図２に
示す如き断面が末広がりのオイル溜Ｓ１、即ち狭隘端部
から拡大端部に向かって末広がりに拡大したオイル溜Ｓ
１が簡単に形成される。オイル溜Ｓ１の狭隘端部は開口
端となっており、第１スラスト動圧軸受部の軸受隙間を
含む狭い隙間Ｒ１に連通している。またオイル溜Ｓ１の
拡大端部は大気に開口している。スピンドルモータが停
止しているときは、毛細管現象によって潤滑用オイルが
末広がりのオイル溜Ｓ１の狭隘端部まで充填しており、
この部分の潤滑用オイルの表面張力と、潤滑用オイルが
オイル溜Ｓ１の拡大端部の方向に移動しようとした場合
に軸受内部で潤滑用オイルに加わる負圧によって、潤滑
用オイルが軸受の開放端から外に漏れるのを阻止してい
る。従って、大気に開口した拡大端部と、第１スラスト
動圧軸受部の軸受隙間を含む狭い隙間Ｒ１に連通してい
る狭隘端部とを有するオイル溜Ｓ１は、いわゆるキャピ
ラリーシールとして機能しているのである。オイル溜Ｓ
１を狭隘端部から大気に向かって末広がりに拡大した形
状にしたのは、周囲温度や圧力の大きな上昇によって潤
滑用オイルが膨張してオイル溜Ｓ１の狭隘端部から拡大
端部の方に移動しても、軸受の外には漏れないようにす
るためである。
【００１６】オイル溜Ｓ２は、高速回転時にラジアル軸
受部に潤滑用オイルを全体にむらなく供給するために設
けられたラジアル軸受用オイル溜である。オイル溜Ｓ２
はラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝のオイル引き込
み側、即ちフランジ付円柱状軸受部材２０の下端面と段
付円筒状軸受部材３０の閉塞端面との間の狭い隙間Ｒ５
の外径部に設けられるが、これは段付円筒状軸受部材３
０の下端のリング状拡大部３６とフランジ付円柱状軸受
部材２０のラジアル軸受用円柱部２２の外周面とで簡単
に形成される。オイル溜Ｓ２を設けたことにより、高速
回転時にラジアル動圧発生溝のオイル引き込み側にオイ
ル切れや気泡が生じたりすることがなく、高いラジアル
動圧を発生させることができ、従って大きな負荷に対し
ても安定な高速回転が得られるようになった。
受部に潤滑用オイルを全体にむらなく供給するために設
けられたラジアル軸受用オイル溜である。オイル溜Ｓ２
はラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝のオイル引き込
み側、即ちフランジ付円柱状軸受部材２０の下端面と段
付円筒状軸受部材３０の閉塞端面との間の狭い隙間Ｒ５
の外径部に設けられるが、これは段付円筒状軸受部材３
０の下端のリング状拡大部３６とフランジ付円柱状軸受
部材２０のラジアル軸受用円柱部２２の外周面とで簡単
に形成される。オイル溜Ｓ２を設けたことにより、高速
回転時にラジアル動圧発生溝のオイル引き込み側にオイ
ル切れや気泡が生じたりすることがなく、高いラジアル
動圧を発生させることができ、従って大きな負荷に対し
ても安定な高速回転が得られるようになった。
【００１７】オイル溜Ｓ３とＳ４及びＳ５は、高速回転
時にスラスト軸受部に潤滑用オイルを全体にむらなく供
給するために設けられたスラスト軸受用オイル溜であ
る。オイル溜Ｓ３とＳ５はスラスト軸受部のスラスト動
圧発生溝の内径部に、且つオイル溜Ｓ４はその外径部に
それぞれ設けられる。具体的には、オイル溜Ｓ３はフラ
ンジ付円柱状軸受部材２０に形成されたリング状溝２４
であり、狭い隙間Ｒ１の内径側端部に連通している。ま
た、オイル溜Ｓ５はフランジ付円柱状軸受部材２０に形
成されたリング状溝２５であり、狭い隙間Ｒ３の内径側
端部に連通している。更に、オイル溜Ｓ４は段付円筒状
軸受部材３０に形成されたリング状溝３７であり、狭い
隙間Ｒ３の外径側端部に連通している。オイル溜Ｓ３と
Ｓ４及びＳ５を設けたことにより、高速回転時にスラス
ト動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル切れや気泡が
生じたりすることがなく、圧力バランス用オイル孔Ｈを
設けた図１０に示す従来装置における液体動圧軸受と同
様に十分なスラスト動圧を発生させることができるよう
になった。
時にスラスト軸受部に潤滑用オイルを全体にむらなく供
給するために設けられたスラスト軸受用オイル溜であ
る。オイル溜Ｓ３とＳ５はスラスト軸受部のスラスト動
圧発生溝の内径部に、且つオイル溜Ｓ４はその外径部に
それぞれ設けられる。具体的には、オイル溜Ｓ３はフラ
ンジ付円柱状軸受部材２０に形成されたリング状溝２４
であり、狭い隙間Ｒ１の内径側端部に連通している。ま
た、オイル溜Ｓ５はフランジ付円柱状軸受部材２０に形
成されたリング状溝２５であり、狭い隙間Ｒ３の内径側
端部に連通している。更に、オイル溜Ｓ４は段付円筒状
軸受部材３０に形成されたリング状溝３７であり、狭い
隙間Ｒ３の外径側端部に連通している。オイル溜Ｓ３と
Ｓ４及びＳ５を設けたことにより、高速回転時にスラス
ト動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル切れや気泡が
生じたりすることがなく、圧力バランス用オイル孔Ｈを
設けた図１０に示す従来装置における液体動圧軸受と同
様に十分なスラスト動圧を発生させることができるよう
になった。
【００１８】本発明の実施例装置として、軸方向中央部
に円盤状スラスト軸受部材をその両側にラジアル軸受用
円柱部と支持用円柱部とを有するフランジ付円柱状軸受
部材と、前記フランジ付円柱状軸受部材のラジアル軸受
用円柱部が回転自在に挿入される小径円筒部と前記円盤
状スラスト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部
とを有する段付円筒状軸受部材とを主要な構成部材とす
る液体動圧軸受であって、スラスト軸受部とラジアル軸
受部の両方にオイル引き込み側でのオイルの過度の引き
込みを防止するためのオイル溜を設けた液体動圧軸受を
備えたスピンドルモータを図示して説明した。しかしな
がら、オイル引き込み側でのオイルの過度の引き込みを
防止するためのオイル溜はスラスト軸受部のみ、又はラ
ジアル軸受部のみに設けても、本発明の目的は達成でき
る。
に円盤状スラスト軸受部材をその両側にラジアル軸受用
円柱部と支持用円柱部とを有するフランジ付円柱状軸受
部材と、前記フランジ付円柱状軸受部材のラジアル軸受
用円柱部が回転自在に挿入される小径円筒部と前記円盤
状スラスト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部
とを有する段付円筒状軸受部材とを主要な構成部材とす
る液体動圧軸受であって、スラスト軸受部とラジアル軸
受部の両方にオイル引き込み側でのオイルの過度の引き
込みを防止するためのオイル溜を設けた液体動圧軸受を
備えたスピンドルモータを図示して説明した。しかしな
がら、オイル引き込み側でのオイルの過度の引き込みを
防止するためのオイル溜はスラスト軸受部のみ、又はラ
ジアル軸受部のみに設けても、本発明の目的は達成でき
る。
【００１９】本発明においては、ステータの磁気中心、
具体的にはステータコイル７０の磁気回路の中心を円盤
状スラスト軸受部材２１の軸方向横断面中心と略一致す
るようにロータ磁石６０とステータコイル７０を配置し
た。円盤状スラスト軸受部２１の軸方向横断面中心は、
フランジ付円柱状軸受部材２０の軸方向中央部に形成さ
れており、液体動圧軸受のほぼ中央に位置している。こ
のため、上記の如くステータの磁気中心を円盤状スラス
ト軸受部材２１の軸方向横断面中心と略一致するように
することによって、ステータコイル７０による磁路が軸
受の上下にバランス良く形成され、磁気抵抗も少なくな
るので、回転力を生じさせる磁界を従来装置におけるよ
りも有効に利用できるようになった。また、上記の如き
配置により電磁作用による回転力を発生する部材が液体
動圧軸受のほぼ中央に位置することから、ハーフホワー
ル現象に起因する回転の不安定さを著しく軽減させるこ
とができた。
具体的にはステータコイル７０の磁気回路の中心を円盤
状スラスト軸受部材２１の軸方向横断面中心と略一致す
るようにロータ磁石６０とステータコイル７０を配置し
た。円盤状スラスト軸受部２１の軸方向横断面中心は、
フランジ付円柱状軸受部材２０の軸方向中央部に形成さ
れており、液体動圧軸受のほぼ中央に位置している。こ
のため、上記の如くステータの磁気中心を円盤状スラス
ト軸受部材２１の軸方向横断面中心と略一致するように
することによって、ステータコイル７０による磁路が軸
受の上下にバランス良く形成され、磁気抵抗も少なくな
るので、回転力を生じさせる磁界を従来装置におけるよ
りも有効に利用できるようになった。また、上記の如き
配置により電磁作用による回転力を発生する部材が液体
動圧軸受のほぼ中央に位置することから、ハーフホワー
ル現象に起因する回転の不安定さを著しく軽減させるこ
とができた。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、円盤状スラスト軸受部材を軸
方向中央部に一体に形成したフランジ付円柱状軸受部材
という独特の形状の円柱状軸受部材と、このフランジ付
円柱状軸受部材を回転自在に収容する段付円筒状軸受部
材とを主要構成部材とする液体動圧軸受を備えたスピン
ドルモータ、及びこのスピンドルモータを回転体の駆動
源とする回転体装置において、スラスト軸受部とラジア
ル軸受部のいずれか一方または両方に軸受用オイル溜を
設けたものである。従って、前記の独特の形状のフラン
ジ付円柱状軸受部材及び段付円筒状軸受部材を主要構成
部材とした液体動圧軸受を備えたことやステータコイル
の磁気中心を円盤状スラスト軸受部材の軸方向横断面中
心と略一致するようにロータ磁石とステータコイルを配
置したこと等に基づく効果である構造簡単、製作容易、
小型化可能、回転の不安定さや接触摺動の軽減、或いは
ステータコイルやコアの重量の軽減若しくは励磁電流の
減少に加えて、高速回転時に潤滑用オイルがスラスト軸
受部やラジアル軸受部の一部でオイル切れや気泡の発生
が無くなって、高負荷に対しても円滑且つ安定な高速回
転が実現できるという効果が得られた。
方向中央部に一体に形成したフランジ付円柱状軸受部材
という独特の形状の円柱状軸受部材と、このフランジ付
円柱状軸受部材を回転自在に収容する段付円筒状軸受部
材とを主要構成部材とする液体動圧軸受を備えたスピン
ドルモータ、及びこのスピンドルモータを回転体の駆動
源とする回転体装置において、スラスト軸受部とラジア
ル軸受部のいずれか一方または両方に軸受用オイル溜を
設けたものである。従って、前記の独特の形状のフラン
ジ付円柱状軸受部材及び段付円筒状軸受部材を主要構成
部材とした液体動圧軸受を備えたことやステータコイル
の磁気中心を円盤状スラスト軸受部材の軸方向横断面中
心と略一致するようにロータ磁石とステータコイルを配
置したこと等に基づく効果である構造簡単、製作容易、
小型化可能、回転の不安定さや接触摺動の軽減、或いは
ステータコイルやコアの重量の軽減若しくは励磁電流の
減少に加えて、高速回転時に潤滑用オイルがスラスト軸
受部やラジアル軸受部の一部でオイル切れや気泡の発生
が無くなって、高負荷に対しても円滑且つ安定な高速回
転が実現できるという効果が得られた。
【００２１】即ち、ラジアル軸受部にオイル溜Ｓ２を設
けたことにより、高速回転時にラジアル動圧発生溝のオ
イル引き込み側にオイル切れや気泡が生じたりすること
がなく、高いラジアル動圧を発生させることができ、従
って大きな負荷に対しても安定な高速回転が得られるよ
うになった。また、スラスト軸受部にオイル溜Ｓ３とＳ
４及びＳ５を設けたことにより、高速回転時にスラスト
動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル切れや気泡が生
じたりすることがなく、複数個の圧力バランス用オイル
孔を設けた図１０に示す従来装置における液体動圧軸受
と同様に十分なスラスト動圧を発生させることができる
ようになった。更に、これらの軸受用オイル溜Ｓ２〜Ｓ
５の形成は、切削等により簡単に行うことができる。
けたことにより、高速回転時にラジアル動圧発生溝のオ
イル引き込み側にオイル切れや気泡が生じたりすること
がなく、高いラジアル動圧を発生させることができ、従
って大きな負荷に対しても安定な高速回転が得られるよ
うになった。また、スラスト軸受部にオイル溜Ｓ３とＳ
４及びＳ５を設けたことにより、高速回転時にスラスト
動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル切れや気泡が生
じたりすることがなく、複数個の圧力バランス用オイル
孔を設けた図１０に示す従来装置における液体動圧軸受
と同様に十分なスラスト動圧を発生させることができる
ようになった。更に、これらの軸受用オイル溜Ｓ２〜Ｓ
５の形成は、切削等により簡単に行うことができる。
【図１】本発明の液体動圧軸受を備えたスピンドルモー
タの一実施例の断面図である。
タの一実施例の断面図である。
【図２】隙間を誇張して示した図１のスピンドルモータ
の部分拡大断面図である。
の部分拡大断面図である。
【図３】フランジ付円柱状軸受部材の拡大断面図であ
る。
る。
【図４】段付円筒状軸受部材の一実施例の拡大断面図で
ある。
ある。
【図５】段付円筒状軸受部材の他の実施例の拡大断面図
である。
である。
【図６】ラジアル動圧発生溝の一例を示す図である。
【図７】スラスト動圧発生溝の一例を示す図である。
【図８】スピンドルモータを回転体の駆動源とする回転
体装置の一例を示す斜視図である。
体装置の一例を示す斜視図である。
【図９】従来の液体動圧軸受を備えたスピンドルモータ
の一例の要部の拡大断面図である。
の一例の要部の拡大断面図である。
【図１０】従来の軸方向中央部に円盤状スラト軸受部材
が一体に形成されたフランジ付円柱状軸受部材を含む液
体動圧軸受を備えたスピンドルモータの一例の要部の拡
大断面図である。
が一体に形成されたフランジ付円柱状軸受部材を含む液
体動圧軸受を備えたスピンドルモータの一例の要部の拡
大断面図である。
【図１１】図１０に示す液体動圧軸受の段付円筒状軸受
部材の拡大断面図である。
部材の拡大断面図である。
１０ 固定台 ２０ フランジ付円柱状軸受部材 ２１ 円盤状スラスト軸受部材 ２２ ラジアル軸受用円柱部 ２３ 支持用円柱部 ２４ リング状溝 ２５ リング状溝 ３０ 段付円筒状軸受部材 ３１ 小径円筒部 ３２ 大径円筒部 ３３ 円盤状スラスト押さえ部材用円筒部 ３４ シール部材用円筒部 ３５ 小径円筒部と大径円筒部の境界面 ３６ 拡大部 ３７ リング状溝 ３８ シール部材 ４０ 円盤状スラスト押さえ部材 ５０ カップ状ハブ ６０ ロータ磁石 ７０ ステータコイル Ｓ１ キャピラリーシール用オイル溜 Ｓ２ ラジアル軸受用オイル溜 Ｓ３ スラスト軸受用オイル溜 Ｓ４ スラスト軸受用オイル溜 Ｓ５ スラスト軸受用オイル溜 Ｒ１ 第１スラスト軸受部の軸受隙間を含む狭い隙間 Ｒ２ 隙間 Ｒ３ 第２スラスト軸受部の軸受隙間を含む狭い隙間 Ｒ４ ラジアル軸受部の軸受隙間を含む狭い隙間 Ｒ５ 隙間 Ｇ１ ラジアル動圧発生溝 Ｇ２ スラスト動圧発生溝 ＳＭ スピンドルモータ ＬＤ 回転体 Ｈ 圧力バランス孔
Claims (7)
- 【請求項１】 軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材
を且つその両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部
とを有するフランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ
付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に
挿入される小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラ
スト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放
端側にそれぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付
円筒状軸受部材の開放端を封止すると共に前記フランジ
付円柱状軸受部材の支持用円柱部との間にキャピラリー
シールを形成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこ
れら構成部材間にそれぞれ形成された隙間に充填された
潤滑用オイルとから構成された液体動圧軸受によってロ
ータをステータに支持したスピンドルモータであって、
スラスト軸受部とラジアル軸受部のいずれか一方又は両
方にオイル溜を設けたことを特徴とするスピンドルモー
タ。 - 【請求項２】 軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材
を且つその両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部
とを有するフランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ
付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に
挿入される小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラ
スト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放
端側にそれぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付
円筒状軸受部材の開放端を封止すると共に前記フランジ
付円柱状軸受部材の支持用円柱部との間にキャピラリー
シールを形成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこ
れら構成部材間にそれぞれ形成された隙間に充填された
潤滑用オイルとから構成された液体動圧軸受によってロ
ータをステータに支持したスピンドルモータであって、
前記円盤状スラスト軸受部材の一方の面と前記スラスト
押さえ部材の対向面とで形成する第１スラスト軸受部と
前記円盤状スラスト軸受部材の他方の面と前記段付円筒
状軸受部材の大径円筒部と小径円筒部の境界面とで形成
する第２スラスト軸受部のスラスト動圧発生溝の内径部
と外径部にオイル溜をそれぞれ設けたことを特徴とする
スピンドルモータ。 - 【請求項３】 軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材
を且つその両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部
とを有するフランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ
付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に
挿入される小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラ
スト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放
端側にそれぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付
円筒状軸受部材の開放端を封止すると共に前記フランジ
付円柱状軸受部材の支持用円柱部との間にキャピラリー
シールを形成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこ
れら構成部材間にそれぞれ形成された隙間に充填された
潤滑用オイルとから構成された液体動圧軸受によってロ
ータをステータに支持したスピンドルモータであって、
前記フランジ付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部
の外周面と前記段付円筒状軸受部材の小径円筒部の内周
面とで形成されたラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝
のオイル引き込み側にオイル溜を設けたことを特徴とす
るスピンドルモータ。 - 【請求項４】 軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材
を且つその両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部
とを有するフランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ
付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に
挿入される小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラ
スト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放
端側にそれぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付
円筒状軸受部材の開放端を封止すると共に前記フランジ
付円柱状軸受部材の支持用円柱部との間にキャピラリー
シールを形成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこ
れら構成部材間にそれぞれ形成された隙間に充填された
潤滑用オイルとから構成された液体動圧軸受によってロ
ータをステータに支持したスピンドルモータであって、
前記円盤状スラスト軸受部材の一方の面と前記スラスト
押さえ部材の対向面とで形成する第１スラスト軸受部と
前記円盤状スラスト軸受部材の他方の面と前記段付円筒
状軸受部材の大径円筒部と小径円筒部の境界面とで形成
する第２スラスト軸受部のスラスト動圧発生溝の内径部
と外径部にオイル溜をそれぞれ設けたこと、及び前記フ
ランジ付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部の外周
面と前記段付円筒状軸受部材の小径円筒部の内周面とで
形成されたラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝のオイ
ル引き込み側にオイル溜を設けたことを特徴とするスピ
ンドルモータ。 - 【請求項５】 軸方向中央部に円盤状スラスト軸受部材
を且つその両側にラジアル軸受用円柱部と支持用円柱部
とを有するフランジ付円柱状軸受部材と、前記フランジ
付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部が回転自在に
挿入される小径円筒部を閉塞端側に且つ前記円盤状スラ
スト軸受部材が回転自在に挿入される大径円筒部を開放
端側にそれぞれ有する段付円筒状軸受部材と、前記段付
円筒状軸受部材の開放端を封止すると共に前記フランジ
付円柱状軸受部材の支持用円柱部との間にキャピラリー
シールを形成する円盤状スラスト押さえ部材と、及びこ
れら構成部材間にそれぞれ形成された隙間に充填された
潤滑用オイルとから構成された液体動圧軸受によってロ
ータをステータに支持したスピンドルモータであって、
前記円盤状スラスト軸受部材の一方の面と前記スラスト
押さえ部材の対向面とで形成する第１スラスト軸受部と
前記円盤状スラスト軸受部材の他方の面と前記段付円筒
状軸受部材の大径円筒部と小径円筒部の境界面とで形成
する第２スラスト軸受部のスラスト動圧発生溝の内径部
と外径部にオイル溜をそれぞれ設けたこと、並びに前記
フランジ付円柱状軸受部材のラジアル軸受用円柱部の外
周面と前記段付円筒状軸受部材の小径円筒部の内周面と
で形成されたラジアル軸受部のラジアル動圧発生溝のオ
イル引き込み側にオイル溜を設けたこと、及び前記ステ
ータの磁気中心を前記円盤状スラスト軸受部材の軸方向
横断中心と略一致するように前記ロータ磁石と前記ステ
ータコイルとを配置したことを特徴とするスピンドルモ
ータ。 - 【請求項６】 前記段付円筒状軸受部材の閉塞端を、前
記小径円筒部の端部に形成された開口とこの開口を液密
に封止するシール部材とで形成したことを特徴とする請
求項１、２又は３のスピンドルモータ。 - 【請求項７】 請求項１、２又は３ののスピンドルモー
タを回転体の駆動源とする回転体装置。
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