JPH11317004A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス加工により動圧発生用の溝加工の際に
生じる動圧発生用の溝周辺部のばりや盛り上がりをなく
し、さらに軸受すきま内の気泡の残留を防止する。 【解決手段】 動圧発生用の溝周辺部のばりや盛り上が
りを仕上げ加工により除去し、スラスト流体軸受におけ
る起動停止の優れた耐久性を確保し、さらに軸の一端の
流通穴を通して真空脱気を行い、その後潤滑流体を注入
し軸受すきま内における気泡の残留を防止するスピンド
ルモータを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はスピンドルモータ、
更に詳しくは起動停止の耐久性に優れ、軸受すきま内に
気泡の残留を防止できるスピンドルモータに関し、特に
情報機器、音響・映像機器用の磁気ディスク装置や光デ
ィスク装置に用いるのに適したスピンドルモータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】スピンドルモータは、例えば、特願平６
―１１３９２９号にその一例が開示されている。図４は
従来の磁気ディスク用スピンドルモータの組立断面図で
ある。円盤状のスラスト流体軸受５０に刻設する動圧発
生用の溝はプレス加工により形成され、かかるプレス加
工に伴う円盤状のスラスト流体軸受５０の膨出変形部５
０ａにより、円盤状のスラスト流体軸受５０が軸５２に
固定される。このようにプレス加工で円盤状のスラスト
流体軸受を形成すると動圧発生用の溝周辺部のばりや盛
り上がりが残る。そのため、スピンドルモータの起動停
止の耐久試験で動圧発生用の溝周辺部のばりや盛り上が
りにより軸受を損傷させたり、あるいは早期に円盤状の
スラスト流体軸受が磨耗し、その磨耗粉により軸受の損
傷をより一層加速させる等の問題が生じていた。

【０００３】円盤状のスラスト流体軸受両面とスラスト
カバー５３及びスリーブ５１の間のアキシアル方向に軸
受すきまがあり、その軸受すきまには潤滑流体としてオ
イルが充填されている。またスリーブ５１の内周部は軸
５２の外周部と半径方向にわずかな軸受すきまをもっ
て、軸５２方向に沿って対向配置され、その軸受すきま
にもオイルが充填されている。

【０００４】高温になると軸受すきまの潤滑流体に残留
する気泡がわずかでもあれば膨張して、軸受すきまの潤
滑流体を外部へ押し出し、ロータハブ（回転部材）の回
転中に潤滑流体が飛散したり、あるいは気泡の影響で回
転中の不安定振動（いわゆるホワール）を引き起こしや
すいという問題があった。また、従来のスピンドルモー
タの組立作業では、スラスト流体軸受とラジアル流体軸
受の各軸受すきまに気泡を伴わず潤滑流体を満たすこと
が容易ではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで請求項１記載の
発明は、スラスト流体軸受の動圧発生用の溝周辺部のば
りや盛り上がりをなくし起動停止の優れた耐久性を確保
し、スラスト流体軸受とラジアル流体軸受の各軸受すき
ま内における気泡の残留を防止できる構造のスピンドル
モータを提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は円
盤又は円筒状軸受であるスラストカラー軸受はその軸受
面にプレス加工により動圧発生用の溝を加工した後、ス
ラストカラー軸受単体の状態で溝周辺部の盛り上がりを
除去するために軸受面の仕上げ加工を施している。また
スラストカラー軸受は中央に穴を有する押さえ部材によ
り軸の端面に固着されている。

【０００７】軸受面の仕上げ加工によりスラスト流体軸
受の溝周辺部のばりや盛り上がりを除去しているため、
対向する受面を損傷したり盛り上がり部の早期摩耗がな
く、起動停止の耐久性の向上を図れる。この構造により
固定軸に対してスリーブが回転自在に支持されることに
なる。

【０００８】請求項１記載の発明は円盤状又は円筒状の
軸受のスラストカラー軸受の軸受面の一端に流通穴を設
けた構造のスピンドルモータであり、この流通穴をスラ
ストカラー軸受を軸１に固定するための押さえ部材に設
ける。スピンドルモータ組立時にこの流通穴を介して真
空脱気と潤滑流体の注入を行い、軸受すきま内の気泡の
残留を防止するものである。はじめにこの流通穴を通し
てスラスト流体軸受すきま及びラジアル流体軸受すきま
の真空脱気を行う。つぎに潤滑流体をこの流通穴に注入
し、押さえ部材の側面に設けた横穴よりスラスト流体軸
受すきま及びラジアル流体軸受すきまに流す。このよう
にして潤滑流体を各軸受に行き渡らせる。このような順
序で潤滑流体の注入を行うため、各軸受すきまの潤滑流
体が気泡を含むことがない。具体的には請求項１記載の
発明は、固定軸に対して軸受面の仕上げ加工を施したス
ラスト流体軸受とラジアル流体軸受とでスリーブが回転
自在に支持されるスピンドルモータにおいて、軸の一端
にはスラスト流体軸受に連通する流通穴が開口している
ことを特徴とするスピンドルモータを提供するものであ
る。

【０００９】スピンドルモータの構造としては、特にス
リーブが回転する構造に限定されるものではなく軸が回
転する構造であってもよい。その場合には、スピンドル
モータは固定されたスリーブに対して軸受面の仕上げ加
工を施したスラスト流体軸受と、ラジアル流体軸受とで
軸が回転自在に支持されるスピンドルモータにおいて、
軸の一端にはスラスト流体軸受に連通する流通穴が開口
している構造となる。

【００１０】また軸の一端に流通穴を開口するとは、軸
自体に直接に流通穴を開口する、あるいは軸の端部に別
部材である押さえ部材を取付け押さえ部材に流通穴を開
口するのいずれの場合も含むものである。軸自体に直接
に流通穴を設ける場合には、軸の外周にスラストカラー
となるリング部材を圧入することになる。軸の端部に押
さえ部材を取付ける場合にはスラスト流体軸受の両面に
設けた溝加工時のばりや盛り上がり等が除去しやすく、
かつ流通穴の加工も容易である。

【００１１】流通穴は上側のスラスト流体軸受の近傍に
開口しているが、下側のスラスト流体軸受あるいはラジ
アル流体軸受近傍に開口していてもよい。またその流通
穴の断面形状は加工の容易性等を考慮して円形でも多角
形いずれでもよく特に限定しない。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例のスピンドルモ
ータの組立断面図である。図２は脱気及び潤滑流体注入
の状況を示す組立断面図である。図３は本発明の第２の
実施例のスピンドルモータの組立断面図である。図１に
基づいて本発明の第１の実施例のスピンドルモータにつ
いて説明する。

【００１３】軸１がベース８に圧入等の手段により固定
されており、軸１の上部においては動圧発生用の溝（不
図示）を有するスラストカラー軸受３が押さえ部材４の
凸部を軸の端面に設けた穴に嵌合することにより支持さ
れている。押さえ部材４の中央には流通穴４ａが設けら
れており、この流通穴４ａは横穴４ｂによりすきまｈ７
及びラジアル流体軸受すきまに通じている。またベース
８にはステータ９が固定されている。また軸１の外周面
には、周溝１ｂが加工されている。周溝の断面形状はテ
ーパ状だけでなく、矩形状でも良い。スラストカラー軸
受の上にはスラスト受１４があり、スラストカラー軸受
の上面とスラスト受１４の下面との間でスラスト軸受を
構成して回転体の自重を支持している。

【００１４】ハブ１２の内周面にはロータヨーク１０が
固定されており、さらにロータヨーク１０の内周面にロ
ータ磁石１１が固定されている。ハブ１２の上部の内周
面にはスリーブ２がはめ込まれて固定されている。スリ
ーブ２の内周面には動圧発生用の溝（不図示）が設けら
れている。

【００１５】ラジアル方向の動圧軸受としてはロータ磁
石１１の回転により、軸１に対向するスリーブ２の周方
向の滑り面に設けた動圧発生用の溝に充填された潤滑剤
の圧力を高め、この圧力上昇により軸１の外周面とスリ
ーブ２の内周面との間を離間させる。さらにスラスト方
向の動圧軸受として、スラストカラー軸受３の両面に設
けた動圧発生用の溝においてハブ１２が回転することに
よるポンピング作用により、この動圧発生用の溝の部分
の圧力を高め、上昇した圧力によりスラスト受１４を上
昇させる。このように動圧発生用の溝により精密動作を
行うため、溝の仕上がりは動圧軸受では重要であり、動
圧発生用の溝の変形等を取り除きスリーブ２の円滑な回
転を確保する必要がある。

【００１６】図１に示す円盤状のスラスト流体軸受であ
るスラストカラー軸受の動圧発生用の溝はプレス加工に
より形成する。プレス加工後、スラストカラー軸受の両
軸受面を研削、あるいはラッピング等の仕上げ加工を施
して、動圧発生用の溝周辺部のばりや盛り上がり及び溝
加工に伴う軸受面の変形を除去する。特にスラスト流体
軸受の浮上量は非常に小さいため、スラスト流体軸受の
軸受面にわずかな変形があるとスラスト受１４あるいは
スリーブ２に接触しやすくなる。

【００１７】また図１にようにスラストカラー軸受の両
面を軸受面として用いる場合、すきまｈ７を所定の寸法
にするため、スラストカラー軸受の厚さのばらつきを小
さく抑える必要があるが、仕上げ加工を施すことにより
この厚さのばらつきを小さくできる。このように仕上げ
加工を施した後に、スラストカラー軸受３は押さえ部材
４の凸部を軸の端面に設けた凹部に嵌合することによ
り、圧入あるいは圧入と接着併用等の手段により固着し
ている。また押さえ部材４とシール板６とのすきまを小
さくしてラビリンスシールを構成しているので、流体軸
受から潤滑流体の飛散を防止できる。特にラビリンスシ
ールの半径すきまとしては１０から３００μｍが好まし
い。

【００１８】スピンドルモータ組立時の真空脱気と潤滑
流体の注入は図２に示すように、軸の一端に取り付けた
押さえ部材４の中央に開口したスラスト流体軸受に連通
する流通穴４ａを利用する。スリーブ２の下端面は弾性
シール部材１６でシールし、上端面は弾性部材１５をス
ラスト受１４の上に配置し外気と遮断した状態で、注入
口１５ａにポンプ（不図示）をつなぐ。注入口１５ａ及
び流通穴４ａからスラスト流体軸受及びラジアル流体軸
受の空気を脱気した後、この流通穴４ａを介して潤滑流
体５を注入する。この状態で潤滑流体５を注入するので
各軸受すきま内に気泡が残留することはない。潤滑流体
５を注入した後、図１に示すように流通穴４ａに球状の
封止部材１３を挿入し密封する。封止部材１３は球状に
限定されるものではなく、円筒状の形状であってもよ
い。また材質は鋼、ナイロン製等のものを使用する。こ
の構造により、流通穴４ａ内に保持された潤滑流体５が
各軸受すきま内へ補充されるので、長期間にわたって各
軸受すきま内の潤滑流体５が枯渇しない。なお、流通穴
４ａ及び横穴４ｂに潤滑流体が残らないようにして、封
止部材１３で密封せず、空気抜き穴として用いることも
できる。

【００１９】スラストカラー軸受３の材質はステンレス
鋼や黄銅にするとプレス加工できるが、プレス加工でき
ないようなセラミック、あるいは硬度の高いステンレス
鋼、超硬合金等の金属を適用する場合には、溝加工手段
としてショットブラスト加工、レーザ加工、エッチング
加工あるいは電解研磨等を材質に合わせて適宜選択して
適用する。しかし、いずれの場合でも動圧発生用の溝加
工に伴うばりや盛り上がりをなくすためにスラストカラ
ー軸受単体の状態で仕上げ加工を施し、溝加工に伴って
発生するばりや盛り上がりを除去している。このように
プレス加工できないような硬い材料をスラストカラー軸
受に適用できるので起動停止の耐久性を必要に応じて高
められる。

【００２０】図３に示す本発明の第２の実施例では円筒
状のスラストカラー軸受２４をラジアル流体軸受２２の
間に設けている。動圧発生用の溝は加工の容易性を考慮
してスラストカラー軸受の両端面にプレス加工で設けて
ある。ただし、ラジアル軸受２２の端面に設けることも
可能である。スラストカラー軸受１４は軸１の外径に圧
入又は焼きばめ等の手段により固着されている。基本的
な構成、動作は第１の実施例と同じである。

【００２１】図３に示すようにスラストカラー軸受２４
を二つラジアル流体軸受２２の間に設けると、ラジアル
流体軸受間のスパンを大きくとれる。そのためスピンド
ルモータとしてのモーメント剛性の向上を図れるのでデ
ィスクの枚数が多い場合に適用しやすい。

【００２２】第２の実施例においての潤滑流体の注入方
法は第１の実施例と基本的に同じである。第２の実施例
では軸自体に直接に流通穴を設け、その流通穴により真
空脱気及び潤滑流体を注入する方法を採ることが特徴で
ある。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、スラスト
流体軸受の損傷を減少させ、起動停止の耐久性を向上さ
せ、さらに軸受すきま内の気泡の残留を排除し、不安定
振動のないスピンドルモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施例のスピンドルモー
タの組立断面図である。

【図２】図２は脱気及び潤滑流体注入の状況を示す組立
断面図である。

【図３】図３は本発明の第２の実施例のスピンドルモー
タの組立断面図である。

【図４】図４は従来の磁気ディスク用スピンドルモータ
の組立断面図である。

【符号の説明】

１ 軸 ２ スリーブ ３ スラストカラー軸受 ４ 押さえ部材 ５ 潤滑流体 ６ シール板 ７ すきまｈ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 和宏 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラスト流体軸受と、ラジアル流体軸受
   とでスリーブが回転自在に支持されるスピンドルモータ
   において、軸の一端にはスラスト流体軸受に連通する流
   通穴が開口していることを特徴とするスピンドルモー
   タ。