JPH11501113A - 潤滑剤バリヤを有する動力学的溝軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 動力学的溝軸受（９，８３，９５）は、内側軸受部分（１５）及びこの内側軸受部分（１５）の周りに回転自在の外側軸受部分（１７）を有する。軸受部分（１５，１７）には互いに掛合する軸受面（２３，３５）を設け、これら軸受面（２３，３５）間に潤滑液体（７５）を充填した軸受ギャップ（４５）を設ける。少なくとも一方の軸受部分（１７）の軸受面（３５）には溝パターン（５１，５３）を設ける。外側軸受部分（１７）には、軸受面（３５）に対して隆起する環状バリヤ（６９，８７，９９）を設ける。このような環状バリヤ（６９，８７，９９）は、動力学的溝軸受（９，８３，９５）の比較的高速回転で動力学的溝軸受（９，８３，９５）から潤滑液体が漏洩するのを防止する。動力学的溝軸受（９，８３，９５）は、例えば、コンピュータのハードディスクのための情報ディスク（１１５）を、磁気ヘッド（１２３）を有する走査ユニット（１２１）に対して電動モータ（１，８１，９３）により回転することができるデータ記憶ユニット（１１３）の電動モータ（１，８１，９３）に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 潤滑剤バリヤを有する動力学的溝軸受 本発明は、内側軸受部分及びこの内側軸受部分の周りに回転自在の外側軸受部 分を有し、これらの軸受部分には互いに連携動作する軸受面を設け、これらの軸 受面間には軸受ギャップを設け、この軸受ギャップには動作中潤滑液体が存在し 、少なくとも一方の軸受部分の軸受面に溝パターンを設け、また前記軸受ギャッ プから潤滑液体が漏洩するのを防止する漏洩防止手段を設けた動力学的溝軸受に 関するものである。 また、本発明は、本発明による動力学的溝軸受に使用するのに好適な外側軸受 部分に関するものである。 更に、本発明は、本発明による動力学的溝軸受に使用するのに好適な内側軸受 部分に関するものである。 更に、本発明は、ステータと、このステータに対して動力学的溝軸受により回 転自在に支承したロータとを有し、前記ステータを前記動力学的溝軸受の内側軸 受部分に固定し、また前記ロータを前記動力学的溝軸受の外側軸受部分に固定し た電動モータに関するものである。 更にまた、本発明は、情報ディスクと、この情報ディスクに連携動作する走査 ユニットとを有し、前記情報ディスクを電動モータによってハウジング内で回転 自在にしたデータ記憶ユニットに関するものである。 上述の動力学的溝軸受及び電動モータは特開平６−１７８４９２号に記載され ている。この既知の動力学的溝軸受の内側軸受部分は、溝パターンを設けた円形 断面の円筒形軸受面を設けた固定配置のシャフトにより構成している。更に、こ の既知の動力学的溝軸受の外側軸受部分は、軸線の周りに回転自在でありかつ内 側軸受部分のシャフトの軸受面に連携動作する滑らかな円形断面の円筒形軸受面 を設けたブッシュにより構成している。このような動力学的溝軸受の一般的な問 題としては、動力学的溝軸受の臨界速度移動となると軸受ギャップから潤滑液体 が漏洩するという問題がある。既知の動力学的溝軸受では、シャフトとブッシュ の互いに連携動作する軸受面間の軸受ギャップを区切る即ち、境界をなす環状窪 みをブッシュの軸受面に設けている。軸受ギャップからの潤滑液体の漏洩は動作 中この環状窪みに捕捉される。軸受ギャップから漏洩した潤滑液体は、シャフト の周りのブッシュの回転によって潤滑液体に作用する遠心力の作用の下に環状窪 み内に保持される。既知の動力学的溝軸受からの潤滑液体の動作中の漏洩は、こ のようにしてできるだけ防止される。 既知の動力学的溝軸受の欠点は、シャフトの周りにブッシュが比較的高速で回 転するとき、環状窪みは動力学的溝軸受からの潤滑液体の漏洩を防止できない点 である。例えば、動力学的溝軸受をコンピュータのハードディスクを駆動する電 動モータに使用するときのようにシャフトの周りにブッシュが比較的高速で回転 するとき、軸受ギャップから比較的多量に潤滑液体が漏洩する。この結果、上述 の窪みは潤滑液体で完全に満たされ、窪みの端縁からあふれて動力学的溝軸受か ら漏洩してしまう。 本発明の目的は、内側軸受部分の周りに外側軸受部分が比較的高速で回転する とき動力学的溝軸受から潤滑液体が漏洩するのを防止する上述の種類の動力学的 溝軸受を得るにある。 この目的を達成するため、本発明動力学的溝軸受は、前記漏洩防止手段を、前 記外側軸受部分の軸受面に対して隆起し、前記軸受ギャップの境界をなす環状バ リヤにより構成したことを特徴とする。動作中に互いに連携動作する軸受面間に 軸受ギャップから漏洩する潤滑液体は、潤滑液体に作用する遠心力の作用の下で 隆起した環状バリヤに隣接する外側軸受部分の軸受面をカバーする層を形成する 。この層の厚さは軸受ギャップから漏洩した潤滑液体の量に依存する。潤滑液体 の層は外側軸受部分の軸受面に対して隆起する環状バリヤに対してメニスカス（ 三日月形状）を形成する。メニスカスの外側軸受部分の軸受面の上方のレベルは 、潤滑液体の量、潤滑液体の成分、軸受面及び環状バリヤを製造する材料の成分 若しくはバリヤを被覆するコーティングの成分、及び外側軸受部分の速度に依存 し、このレベルは速度の上昇にともなって上昇する。環状バリヤが外側軸受部分 の軸受面の上方の適当なレベルにあるとき、潤滑液体のメニスカスは、前もって 規定された潤滑液体量であれば、外側軸受部分の比較的高速回転で環状バリヤか らオ ーバーフローせず、この比較的高速回転での動力学的溝軸受からの潤滑液体の漏 洩は防止される。 本発明による好適な実施例においては、前記環状バリヤの内径を、この環状バ リヤに隣接する内側軸受部分の軸受面の直径よりも小さい直径とする。環状バリ ヤが所定の内径であるとき、隆起した環状バリヤまでほぼ完全に達するレベルで 軸受ギャップを充填する潤滑液体を使用して動力学的溝軸受の漏洩を生じないよ うにすることができる。これにより、各速度及びすべての速度で動力学的溝軸受 の潤滑液体の満足のいく分布及び動力学的溝軸受の動作が得られる。 更に、本発明の好適な実施例においては、前記環状バリヤの内径を、この環状 バリヤに隣接する内側軸受部分の軸受面の直径よりも大きく、しかも前記環状バ リヤに隣接する外側軸受部分の軸受面の直径よりも小さい直径とする。このよう な内径を設けた環状バリヤによれば、動力学的溝軸受の製造中に外側軸受部分に 内側軸受部分を適用するのが容易になる。本発明による動力学的溝軸受のこの実 施例においては、隆起した環状バリヤに隣接する軸受ギャップを満たす量の潤滑 液体を使用すると、動力学的溝軸受からの潤滑液体の漏洩を部分的にのみ防止す る。 更に、本発明による動力学的溝軸受の他の実施例においては、前記環状バリヤ に前記軸受ギャップに対面する側面を設け、この側面を外側軸受部分の軸受面に 対して傾斜させる。この側面を使用すると、潤滑液体が環状バリヤに接触するメ ニスカスのレベルが減少する。潤滑液体のメニスカスは環状バリヤの側面に対し て、潤滑液体の成分、環状バリヤを製造する材料の成分若しくは環状バリヤを被 覆するコーティングの成分、外側軸受部分の速度に左右されるいわゆる接触角で 接触する。メニスカスと側面との間の接触角に比例して、外側軸受部分の軸受面 の上方のメニスカスのレベルは増加する。外側軸受部分の軸受面に対して側面が 傾斜するため、メニスカスの曲率は減少し、従って、メニスカスのレベルは低下 する。環状バリヤに必要な高さはこのようにして制限される。 更に、本発明による動力学的溝軸受の好適な実施例においては、前記内側軸受 部分に、前記環状バリヤの前記側面に対向配置した円錐面を設け、前記環状バリ ヤの前記側面と前記円錐面との間に環状室を生じ、この環状室は軸受ギャップか ら離れる方向に拡開するものとする。動力学的溝軸受が静止しているとき、潤滑 液体の一部は軸受ギャップから流出する。この流出した潤滑液体は環状バリヤの 側面と内側軸受部分との間の環状室内でメニスカスを形成し、この潤滑液体は、 環状室の拡開形状により軸受ギャップに向かう方向の毛細管力を受ける。この毛 細管力は、動力学的溝軸受が静止しているときにも動力学的溝軸受から潤滑液体 が流出するのを防止する。 本発明による動力学的溝軸受の更に他の好適な実施例においては、前記円錐面 の前記軸受ギャップから離れる方向に前記環状バリヤの前記側面を越えて延長さ せる。この実施例においては、拡開する環状室は比較的大きく、動力学的溝軸受 が静止しているとき毛細管力の作用によって環状室内に比較的多量の潤滑液体を 保持することができる。 更に、本発明による上述の種類の電動モータは、この電動モータに使用される 動力学的溝軸受を本発明による動力学的溝軸受によって構成したことを特徴とす る。本発明による動力学的溝軸受の好ましい特性は、特に、電動モータに使用す ると有利である。即ち、電動モータの比較的高速の回転で動力学的溝軸受から漏 洩する潤滑液体による電動モータの汚れを防止できるからである。 更に、本発明による上述の種類のデータ記憶ユニットは、このデータ記憶ユニ ットに使用される電動モータを本発明による電動モータによって構成したことを 特徴とする。本発明による電動モータ及びこの電動モータに使用される動力学的 溝軸受の好ましい特性は、特に、データ記憶ユニットに使用すると有利である。 即ち、電動モータの比較的高速回転で電動モータの動力学的溝軸受から漏洩する 潤滑液体によって生ずるデータ記憶ユニット及びこのユニットに使用される情報 ディスクの汚れが防止されるからである。 以下に図面につき本発明を詳細に説明する。 図１ａは、本発明による動力学的溝軸受の第１実施例を設けた電動モータの一 部断面とする側面図、 図１ｂは、モータが回転しているときの図１ａの動力学的溝軸受の環状バリヤ の詳細を示す説明図、 図２ａは、本発明による動力学的溝軸受の第２実施例を設けた電動モータの一 部断面とする側面図、 図２ｂは、モータが回転しているときの図２ａの動力学的溝軸受の環状バリヤ の詳細を示す説明図、 図３ａは、本発明による動力学的溝軸受の第３実施例を設けた電動モータの一 部断面とする側面図、 図３ｂは、モータが静止しているときの図３ａの動力学的溝軸受の環状バリヤ の詳細を示す説明図、 図４は、電動モータ及び本発明による動力学的溝軸受を有するデータ記憶ユニ ットの線図的平面図、 図５は、図４のデータ記憶ユニットの側面図である。 図１ａ，図２ａ及び図３ａにおいて、それぞれ本発明による動力学的溝軸受の 第１，第２及び第３の実施例の電動モータの対応する部分には同一の参照符号を 付して説明する。 図１ａに示す電動モータ１は、ステータ３及びロータ５を有し、このロータ５ はステータ３に対して回転軸線７の周りに、本発明による動力学的溝軸受９の第 １の実施例によって回転自在に支承する。ステータ３は図１ａには線図的にのみ 示す電気コイル１１を有し、ロータ５はこの電気コイル１１に連携動作する永久 磁石１３を有し、この永久磁石１３も図１ａに線図的にのみ示す。 図１ａに更に示すように、動力学的溝軸受９は、内側軸受部分１５と、この内 側軸受部分１５に対して回転軸線７の周りに回転自在の外側軸受部分１７とを有 する。内側軸受部分１５を電動モータ１のステータ３に固定するとともに、外側 軸受部分１７は電動モータ１のロータ５に固定する。内側軸受部分１５は、ステ ータ３に対して固定したシャフト１９により構成し、回転軸線７に一致する中心 ライン２１を有する。シャフト１９には中心ライン２１に同心状の滑らかな円形 断面の円筒形軸受面２３を設ける。更に、内側軸受部分１５に、中心ライン２１ に直交する環状軸受面２７，２９を有する環状軸受プレート２５を設ける。外側 軸受部分１７はロータ５に固着した軸受ブッシュ３１により構成し、動作中には シャフト１９の中心ライン２１にほぼ一致する中心ライン３３を有する。軸受ブ ッシュ３１は、中心ライン３３に同心状の内面を設けた円形断面の円筒形軸受面 ３５を有し、この軸受面３５をシャフト１９の軸受面２３に連携動作させる。外 側軸受部分１７には環状の軸受室３７を設け、この軸受室３７内に内側軸受部分 １５の軸受プレート２５を配置する。軸受室３７は外側軸受部分１７の環状閉鎖 プレート３９によって閉鎖する。軸受室３７には、中心ライン３３に直交しかつ 軸受プレート２５の環状軸受面２９に連携動作する滑らかな軸受面４１を設ける とともに、閉鎖プレート３９には、中心ライン３３に直交しかつ軸受プレート２ ５の環状軸受面２７に連携動作する滑らかな環状軸受面４３を設ける。軸受ギャ ップ４５を互いに連携動作する軸受面２３，３５間に設け、軸受ギャップ４７を 互いに連携動作する軸受面２９，４１間に設け、また軸受ギャップ４９を互いに 連携動作する軸受面２７，４３間に設け、このような軸受ギャップには、動作中 例えば、潤滑オイル又はグリースのような潤滑液体を存在させる。 図１ａに更に示すように、第１溝パターン５１及び第２溝パターン５３を軸受 ブッシュ３１の軸受面３５に互いに軸線方向に或る距離離して設け、各溝パター ン５１，５３はＶ字状形状で、等間隔毎に配列した多数の一連の溝５５ａ，５５ ｂの対を設ける。これらの溝パターン５１，５３は、シャフト１９の滑らかな軸 受面２３と組合わさって半径方向の動力学的溝軸受５７を形成し、この動力学的 溝軸受内で、軸受ブッシュ３１のシャフト１９の周りの回転中に生ずる溝５５ａ ，５５ｂのポンピング作用の影響の下で溝５５ａ，５５ｂに存在する潤滑液体に よって安定化圧力を発生し、外側軸受部分１７は内側軸受部分１５に対して回転 軸線７に直交する方向に支持される。軸受プレート２５の環状軸受面２７，２９ にも、それぞれ対応の溝パターン５９，６１を設ける。図１ａにのみ側面図とし て見える溝パターン５９，６１にも、Ｖ字状形状で、等間隔毎に配列した多数の 一連の溝６３を設ける。溝パターン５９，６１は、それぞれ外側軸受部分１７の 滑らかな軸受面４３及び滑らかな軸受面４１と組合わさって軸線方向の動力学的 溝軸受６５を形成し、外側軸受部分１７の内側軸受部分１５の周りの回転中に潤 滑液体による安定化圧力を発生し、外側軸受部分１７は内側軸受部分１５に対し て回転軸線７に平行な方向に支持される。 更に、図１ａに示すように、電動モータ１の動力学的溝軸受９は、この動力学 的溝軸受９から潤滑液体が漏洩するのを防止する漏洩防止手段６７を設ける。図 １ｂに示すように、この手段６７は、外側軸受部分１７の軸受面３５に対して隆 起する環状バリヤ６９により構成し、この環状バリヤ６９は軸受ギャップ４５の 境界を形成する即ち、軸受ギャップ４５を区切る。図１ｂに更に示すように、内 側軸受部分１５の軸受面２３をシャフト１９の縮径部分７１により境界を形成す る即ち、区分する。環状バリヤ６９は、環状バリヤ６９に隣接する内側軸受部分 １５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも小さい内径Ｄ_Rを有する。更に、環状バリヤ６ ９は軸受ギャップ４５に面する側面７３を有し、この側面７３は外側軸受部分１ ７の軸受面３５に対して傾斜し、図１ｂに示すように、軸受面３５に対して鈍角 の角度βをなす。 潤滑液体が動力学的溝軸受９から漏洩するのを防止する漏洩防止手段６７は、 以下のように動作する。動力学的溝軸受は既知のように、動力学的溝軸受９の臨 界速度以上になる動作中に軸受ギャップ４５に存在する潤滑液体の漏洩を生ずる 。この臨界速度は特に、軸受ギャップ４５の高さ及び潤滑液体の粘度及び表面張 力によって決定される。動作中の軸受ギャップ４５からの潤滑液体の漏洩は、外 側軸受部分１７の回転にともない、潤滑液体と外側軸受部分１７の軸受面３５と の間の摩擦力の影響の下で発生する。この結果、潤滑液体も遠心力を受ける。潤 滑液体に作用する遠心力は外側軸受部分１７の軸受面３５を、環状バリヤ６９に 隣接する位置でほぼ均一な厚さｔの潤滑液体７５の層でカバーし、この厚さｔは 軸受ギャップ４５に存在する潤滑液体の量に依存する。図１ｂに示すように、潤 滑液体７５の層は環状バリヤ６９の傾斜側面７３に対してメニスカス（三日月形 状）７７を形成して接触する。図１ｂに示すように、メニスカス７７は外側軸受 部分１７の軸受面３５の上方にレベルｈの高さを有する。このレベルｈは潤滑液 体の成分、外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を製造する材料の成分又は環状 バリヤ６９を被覆するコーティングの成分、電動モータ１の速度、及び側面７３ と軸受面３５との間の鈍角の角度βによって左右される。レベルｈは軸受ギャッ プ４５内の潤滑液体の量が増えるに従って増加する。図１ｂに示すように、メニ スカス７７は環状バリヤ６９の側面７３に対していわゆる接触角αで接触する。 接触角αは、潤滑液体７５の成分、外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を形成 する材料の成分、環状バリヤ６９を被覆するコーティングの成分、電動モータ１ の速 度によって決定される値を有する。この接触角αは、電動モータ１の速度が上昇 するにつれて小さくなり、軸受面３５の上方のメニスカス７７のレベルｈは上昇 する。所定速度での接触角αは、潤滑液体の成分、外側軸受部分１７及び環状バ リヤ６９を形成する材料の成分、環状バリヤ６９を被覆するコーティングの成分 の関数であるため、メニスカス７７のレベルｈは側面７３と軸受面３５との間の 鈍角の角度βにも依存する。所定の接触角αを維持するためには、メニスカス７ ７のレベルｈは、角度βが小さくなるとき即ち、側面７３が急峻になるとき上昇 する。環状バリヤ６９を外側軸受部分１７の軸受面３５の上方に適切なレベルに することにより、軸受ギャップ４５内の潤滑液体が予め規定された量であり、潤 滑液体並びに外側軸受部分１７及び環状バリヤ６９を製造する材料が予め規定さ れた成分であり、側面７３と軸受面３５との間の角度βが予め規定された角度で あり、電動モータ１の速度が予め規定された速度である場合、メニスカス７７は 環状バリヤ６９からオーバーフローしない。動作中動力学的溝軸受９からの潤滑 液体の漏洩はこのようにして防止され、環状バリヤ６９の軸受面３５の上方の高 さを好適に設計することにより電動モータ１の比較的高い速度でも漏洩を防止す ることができる。本発明による動力学的溝軸受９の第１の実施例の環状バリヤ６ ９の内径Ｄ_Rは内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも小さいため、メニ スカス７７の比較的高いレベルｈも許容され、例えば、軸受ギャップ４５を満た して環状バリヤ６９までほぼ完全に達する比較的多量の潤滑液体も漏洩なしに許 容することができる。このようにして、動力学的溝軸受９に対する潤滑液体の良 好な分布及び動力学的溝軸受９の満足のいく動作が得られる。 環状バリヤ６９の内径Ｄ_Rとすることにより、軸受ブッシュ３１をシャフト１ ９の周りに取り付け易くするため例えば、シャフト１９を機械的に分割する必要 がある。このような分割を図１ａに参照符号７９により示す。 上述したように、軸受面３５の上方のメニスカス７７のレベルｈは、軸受面３ ５と環状バリヤ６９の側面７３との間の角度βが減少するにつれて上昇する。傾 斜側面７３を使用することにより軸受面３５の上方の環状バリヤ６９の必要な高 さを減少し、バリヤ６９の必要な高さは電動モータ１の所定の最大速度である場 合、角度βの増加とともに減少する。しかし、角度βが増加するとき、図１ｂに Ｌ_Rで示すバリヤ６９の傾斜側面７３の軸線方向の長さは増加する。角度βの最 大許容値はこの軸線方向の長さＬ_Rに対して構造的に許容される値によって決定 される。 図２ａに示す電動モータ８１においては、ロータ５は回転軸線７の周りにステ ータ３に対して本発明による動力学的溝軸受８３の第２の実施例によって支承す る。電動モータ８１の動力学的溝軸受８３は、動力学的溝軸受８３からの潤滑液 体の漏洩を防止する漏洩防止手段８５により構成し、この漏洩防止手段８５は上 述の第１の実施例の動力学的溝軸受９の漏洩防止手段６７とは異なる。この手段 ８５は図２ｂに詳細に示すように、上述の手段６７と同様に、外側軸受部分１７ の軸受面３５の上方に隆起しかつ軸受ギャップ４５の境界を形成する環状バリヤ ８７を設ける。動力学的溝軸受９と異なり、動力学的溝軸受８３の内側軸受部分 １５は、一定直径Ｄ_Iのシャフト８９を有し、シャフト８９の軸受面２３の環状 バリヤ８７に隣接する直径Ｄ_Iは軸受ギャップ４５の外側のシャフト８９の直径 Ｄ_Iに等しい。図２ｂに示すように、動力学的溝軸受８３の環状バリヤ８７は、 環状バリヤ８７に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも大き くかつ環状バリヤ８７に隣接する外側軸受部分１７の軸受面３５の直径Ｄ_oより も小さい内径Ｄ_Rを有する。更に、環状バリヤ８７は、動力学的溝軸受９の環状 バリヤ６９と同様に、軸受ギャップ４５に対面しかつ外側軸受部分１７の軸受面 ３５に対して傾斜する側面９１を有し、この側面９１は軸受面３５に対して鈍角 の角度βをなす。動力学的溝軸受８３の漏洩防止手段８５の動作は、動力学的溝 軸受９の漏洩防止手段６９の動作に対応する。好適な値の角度βに関連して環状 バリヤ８７に隣接する部分のみ軸受ギャップ４５を充填するに十分な潤滑液体を 動力学的溝軸受８３の軸受ギャップ４５に使用することにより、電動モータ８１ の所定最大速度での動作中、潤滑液体７５のメニスカス７７は環状バリヤ８７を 通過しない。このようにして、動力学的溝軸受８３からの潤滑液体の漏洩は、バ リヤ８７に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_Iよりも大きい内径 Ｄ_Rを有する環状バリヤ８７によって防止され、内側軸受部分１５のシャフト８ ９は縮径部分を設ける必要がなく、従って、動力学的溝軸受８３の構造、製造及 び組立体は簡素化される。 図３ａに示す電動モータ９３において、ロータ５を回転軸線７の周りにステー タ３に対して、本発明による第３の実施例の動力学的溝軸受９５によって回転自 在に支承する。動力学的溝軸受９５は、この動力学的溝軸受９５から潤滑液体が 漏洩するのを防止する漏洩防止手段９７を設け、この手段９７は、上述の第１の 実施例の動力学的溝軸受９の手段６７及び第２の実施例の動力学的溝軸受８３の 手段８５とは異なる。漏洩防止手段９７の詳細を図３ｂに示し、この手段９７は 外側軸受部分１７の軸受面３５に対して隆起する環状バリヤ９９により構成し、 この環状バリヤ９９は動力学的溝軸受９の環状バリヤ６９に対応し、環状バリヤ ９９に隣接する部分で内側軸受部分１５の軸受面２３のＤ_Iより小さい内径Ｄ_Rを 有する。環状バリヤ９９には更に、動力学的溝軸受９の環状バリヤ６９と同様に 、軸受ギャップ４５に対面する側面１０１を設け、この側面１０１は外側軸受部 分１７の軸受面３５に対して傾斜し、また軸受面３５に対して鈍角の角度βをな す。 図３ａ及び図３ｂに示すように、内側軸受部分１５には、環状バリヤ９９の側 面１０１に対向する位置に円錐面１０５を有するシャフト１０３を設ける。図３ ｂに示すように、円錐面１０５は内側軸受部分１５の軸受面２３に対して鈍角の 角度γをなし、この角度γは角度βよりも小さく、従って、環状バリヤ９９と内 側軸受部分１５の円錐面１０５との間に環状室１０７を生じ、この環状室１０７ は軸受ギャップ４５から離れる方向に拡開する。更に、図３ｂに示すように、円 錐面１０５は軸受ギャップ４５から離れる方向に軸線方向に環状バリヤ９９の側 面１０１を越えて延長させる。 電動モータ９３が回転するとき、動力学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩する のを防止する環状バリヤ９９の動作は、動力学的溝軸受９の環状バリヤ９９の動 作に対応する。環状バリヤ９９は、電動モータ９３が比較的高速で動作するとき 動力学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩するのを防止し、この環状バリヤ９９ま だほぼ完全に達するまで軸受ギャップ４５を満たすに十分な潤滑液体を軸受ギャ ップ４５に使用することができる。図３ｂには電動モータ９３が静止しており、 また潤滑液体１０９の一部が毛細管力の作用によって軸受ギャップ４５から流出 しているときの潤滑液体１０９の状態を示す。図３ｂに示すように、静止状態で 軸受ギャップ４５から流出した潤滑液体１０９は、環状バリヤ９９の側面１０１ ト内側軸受部分１５の円錐面１０５との間の環状室１０７にメニスカス１１１を 形成する。軸受ギャップ４５から見て環状室１０７は拡開しているため、環状室 １０７における潤滑液体１０９は軸受ギャップ４５の方向に指向する毛細管力を 受ける。この毛細管力は、電動モータ９３が静止している間に潤滑液体１０９を 環状室１０７内に維持し、従って、電動モータ９３が稼働していなくとも、動力 学的溝軸受９５から潤滑液体が漏洩するのを防止する。円錐面１０５が軸受ギャ ップ４５から軸線方向に環状バリヤ９９の側面１０１を越えて延長していること は、環状室１０７ができるだけ大きい容積を有し、従って、電動モータ９３が静 止しいてるとき毛細管力の作用の下に環状室１０７内に比較的多量の潤滑液体を 保持できることを意味する。 図４及び図５には、本発明による動力学的溝軸受９，８３，９５を有する電動 モータ１，８１，９３を設けたデータ記憶ユニット１１３を線図的に示す。この データ記憶ユニット１１３は多数の平行に配列した情報ディスク１１５を有し、 これらの情報ディスク１１５を電動モータ１，８１，９３によってハウジング１ １７内でこの電動モータ１，８１，１０９の回転軸線７の周りに回転自在にする 。これらの情報ディスク１２３は例えば、コンピュータに使用するいわゆるハー ドディスクとする。図５に示すように、情報ディスク１２３はこの目的のため、 軸線方向に等間隔に電動モータ１，８１，９３のロータ５に固定するとともに、 電動モータ１，８１，９３のステータ３をハウジング１１７の底部プレート１１ ９に固定する。データ記憶ユニット１１３には、更に、情報ディスク１１５に連 携動作する多数の磁気ヘッド１２３を有する走査ユニット１２１を設ける。磁気 ヘッド１２３は、ハウジング１１７及び情報ディスク１１５に対して回動自在の アーム１２５に固着し、各情報ディスク１１５に対して個別の磁気ヘッド１２３ を設ける。図４ではこれらの磁気ヘッド１２３のうちの１個のみが見えており、 アーム１２５及び磁気ヘッド１２３は図５では図面を分かりやすくするため図示 しない。ロータ５が情報ディスク１１５とともに回転軸線７の周りに電動モータ １，８１，９３によって回転し、また磁気ヘッド１２３がアーム１２５により回 転する情報ディスク１１５に対して位置決めされるとき、情報ディスク１１５は 磁気 ヘッド１２３によって読み取り又は書き込みされる。 情報ディスク１１５に対する読み取り及び書き込みに必要な時間を制限するた め、電動モータ１，８１，９３と比較的高速で回転しなければならない。動力学 的溝軸受９，８３，９５を有する電動モータ１，８１，９３は、データ記憶ユニ ット１１３に使用するのに特に好適である。即ち、電動モータ１，８１，９３に 使用した動力学的溝軸受９，８３，９５においてこのような高速回転での潤滑液 体の漏洩が防止されるためである。特に、情報ディスク１１５及び磁気ヘッド１ ２３が潤滑液体の漏洩によって汚れるのを防止することができる。ディスク１１ ５及び磁気ヘッド１２３のこのような汚れは、データ記憶ユニット１１３及びこ れを組み合わせて使用するコンピュータの動作を乱すことになる。動力学的溝軸 受９，８３，９５のリークプルーフは更に、電動モータ１，８１，９３の比較的 長寿命の故障のない動作が得られる。 上述の動力学的溝軸受９，８３，９５は、それぞれ互いに連携動作する円形断 面の円筒形軸受面２３，３５を有する半径方向動力学的溝軸受５７と、互いに連 携動作する環状軸受面２７，４３及び２９，４１を有する軸線方向動力学的溝軸 受６５とを有する。本発明は、互いに連携動作する軸受面が異なる形状の動力学 的溝軸受にも適用でき、例えば、半径方向並びに軸線方向に軸受機能を有する円 錐形又は球形の軸受面を有する動力学的溝軸受にも適用できる。 上述したように、環状バリヤ６９，８７，９９の内径Ｄ_Rは、この環状バリヤ ６９，８７，９９に隣接して内側軸受部分１５の軸受面２３の直径Ｄ_I及び環状 バリヤ８７に隣接する外側軸受部分１７の軸受面３５の直径Ｄ_oに関連して規定 される。上述の動力学的溝軸受９，８３，９５の直径Ｄ_I及びＤ_oはそれぞれ、溝 パターン５１，５３に隣接する内側軸受部分１５の軸受面２３の直径及び溝パタ ーン５１，５３に隣接する外側軸受部分１７の軸受面３５の直径に対応する。本 発明によれば、内側軸受部分及び外側軸受部分の軸受面は、溝パターンに隣接す る軸受面に直径とは異なる直径にすることもできる。従って、例えば、図１ａに 示す動力学的溝軸受９の内側軸受部分１５のシャフト１９は、軸受プレート２５ の上方で、例えば、直径Ｄ_Iよりも大きい直径にすることができ、この場合、閉 鎖プレート３９に環状バリヤを設け、この閉鎖プレート３９に沿う潤滑液体の 漏洩を防止する。 更に、環状バリヤ６９，８７，９９の側面７３，９１，１０１と外側軸受部分 １７の軸受面３５とのなす鈍角の角度βを約９０°とすることもでき、この場合 、側面７３，９１，１０１は軸受面３５にほぼ直交する。このようにして、バリ ヤ６９，８７，９９は比較的簡単に設けることができ、しかも潤滑液体７５のメ ニスカス７７は軸受面３５の上方に比較的高いレベルｈを有する。 更に、動力学的溝軸受９，８３，９５は、上述のデータ記憶ユニット１１３以 外の装置にも使用することができ、例えば、磁気テープの用途の回転自在の走査 ユニットの電動モータにも使用することができる。更に、動力学的溝軸受９，８ ３，９５は、電動モータ以外の異なるタイプのモータ例えば、空気モータにも使 用することができる。 最後に、本発明は、１個のみの回転自在の情報ディスクを有するデータ記憶ユ ニットの電動モータにも適用できる。本発明による動力学的溝軸受は小形化に極 めて有効であり、従って、データ記憶ユニット及びこのユニットに組み込む情報 ディスクを比較的コンパクトにすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランス イェルム オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 フェルゼイル ロニー オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ブーレブーム ロベルト コルネリス ヘ ンリクス オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内側軸受部分及びこの内側軸受部分の周りに回転自在の外側軸受部分を有し 、これらの軸受部分には互いに連携動作する軸受面を設け、これらの軸受面間に は軸受ギャップを設け、この軸受ギャップには動作中潤滑液体が存在し、少なく とも一方の軸受部分の軸受面に溝パターンを設け、また前記軸受ギャップから潤 滑液体が漏洩するのを防止する漏洩防止手段を設けた動力学的溝軸受において、 前記漏洩防止手段を、前記外側軸受部分の軸受面に対して隆起し、前記軸受ギャ ップを区切る環状バリヤにより構成したことを特徴とする動力学的溝軸受。 ２．前記環状バリヤの内径を、この環状バリヤに隣接する内側軸受部分の軸受面 の直径よりも小さい直径とした請求項１記載の動力学的溝軸受。 ３．前記環状バリヤの内径を、この環状バリヤに隣接する内側軸受部分の軸受面 の直径よりも大きく、しかも前記環状バリヤに隣接する外側軸受部分の軸受面の 直径よりも小さい直径とした請求項１又は２記載の動力学的溝軸受。 ４．前記環状バリヤに前記軸受ギャップに対面する側面を設け、この側面を外側 軸受部分の軸受面に対して傾斜させた請求項請求項１乃至３のうちのいずれか一 項に記載の動力学的溝軸受。 ５．前記内側軸受部分に、前記環状バリヤの前記側面に対向配置した円錐面を設 け、前記環状バリヤの前記側面と前記円錐面との間に環状室を生じ、この環状室 は軸受ギャップから離れる方向に拡開するものとした請求項４記載の動力学的溝 軸受。 ６．前記円錐面の前記軸受ギャップから離れる方向に前記環状バリヤの前記側面 を越えて延長させた請求項５記載の動力学的溝軸受。 ７．請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の動力学的溝軸受に使用するに 好適な外側軸受部分。 ８．請求項５又は６のいずれか一項に記載の動力学的溝軸受に使用するに好適な 内側軸受部分。 ９．ステータと、このステータに対して動力学的溝軸受により回転自在に支承し たロータとを有し、前記ステータを前記動力学的溝軸受の内側軸受部分に固定し 、また前記ロータを前記動力学的溝軸受の外側軸受部分に固定した電動モータに おいて、前記動力学的溝軸受を請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の動 力学的溝軸受により構成したことを特徴とする電動モータ。 １０．情報ディスクと、この情報ディスクに連携動作する走査ユニットとを有し 、前記情報ディスクを電動モータによってハウジング内で回転自在にしたデータ 記憶ユニットにおいて、電動モータを請求項９記載の電動モータにより構成した ことを特徴とするデータ記憶ユニット。