JPS63167113A - 動圧型流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はハードディスク装置、ポリゴンスキャナーユニ
ット等の高速回転する主軸部に用いられる潤滑剤を用い
たスラスト方向の動圧型流体軸受装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、ＶＴＲ用回転へラドアラセンプリー、ハードディ
スク装置、ポリゴンスキャナーユニット等の回転主軸部
には、玉軸受に代わって回転精度の高い動圧型流体軸受
を用いる動きがあり、その中でも流体としてエアーを用
いたエアー動圧軸受よりも焼は付き等の、故障の少なさ
と、低速から高速までの幅広い回転数での軸受剛性の高
さの点で優れるオイル等の潤滑流体を用いた動圧型流体
軸受が用いられている。

以下、ポリゴンスキャナーに用いられた従来のラジアル
方向の動圧型流体軸受装置の一例について説明する。

第７図〜第８図は従来の動圧型流体軸受装置を搭載した
ポリゴンスキャナーの断面図である。この構成について
説明する。１はペース部材、１Ａはペース部材１と一体
に設けられたスリーブであり、軸受穴１Ｄにはその内周
面に設けられた動圧発生用のへリングボーア溝ＩＢ、Ｉ
Ｃが設けられている。１Ｅは軸受穴１Ｄの径大部１Ｆに
混入した空気をスリーブ１Ａの外へ開放させる通気穴、
１Ｇはレーザービームの透光窓であり、１Ｈはスラスト
軸受部の空気を開放する通気穴である。２は軸受穴１Ｄ
に回転自在に挿入された軸、３は軸１に一体に取り付け
られたディスク、このディスク３にはレーザービームを
反射するためのポリゴンミラー６と、モータ・ロータ７
とが取り付けられている。４は軸２の下端面に当接する
よう設けられたスラスト部材であり、スパイラル形状等
をした動圧発生溝４Ａを有している。５は軸２の抜けを
防止するＣリングであシ軸３にはめられている。

８は日本特許比Ｈ（特願昭５９−７３３１０号）に示す
ようなリング状部材でありヘルカル溝８Ａを有している
。９はモータ・ステータ、１ｏはへリングボーン溝、１
Ｂ、１Ｃとスパイラル溝４Ａに注油された潤滑剤である
。

以上のように構成されたポリゴンスキャナーに用いられ
た従来の動圧型流体軸受装置の動作について説明する。

まずモータ・ステータ９に通電されるとモータ・ステー
タ９に回転磁界が生じ、これによりモータ・ロータ７が
軸２、ディスク３、Ｃリング５、ポリゴンミラー６と共
に回転する。これにより２個のへリングポーン溝１Ｂ、
１Ｃはポンピング作用により潤滑剤１ｏに圧力を発生し
無接触で回転する。また動圧発生溝４Ａのポンピング作
用により軸２は一定量（約１０ミクロンメータ）浮上し
て無接触で回転する。そして、図示しないレーザー発生
装置から発生したレーザービームが透光窓１Ｇを通して
回転中のポリゴンミラー６に入射するとこれを反射して
レーザービームの走査を行う。通気穴１Ｈは軸受部の温
度が上昇し、スラスト軸受部の空気が熱膨張したときに
その空気をベース部材１の内部に逃がすことにより、ラ
ジアル軸受のへリングボーン溝１Ｂに保持された潤滑剤
１０が圧力によシ押し出されることを防止する。リング
状部材８は、動圧発生溝４Ａ周辺に保持された潤滑剤１
０にヘリカル溝８Ａのポンピング力による圧力を与え安
定した浮上刃を得ると共に、潤滑剤の流出や飛散を防止
する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では次のような問題点が
あった。

第８図において、軸２の高速回転では、ヘリカル溝８Ａ
によるポンピング力が強く発生し、潤滑剤１０の圧力が
過剰になり潤滑剤１０Ｃは、ベース部材１とリング状部
材８の隙間（第２図中、Ａ）を通って、ラジアル軸受側
に流出し、スラスト軸受の動圧発生溝４Ａ部の潤滑剤ｉ
ｏが不足し、摩耗を発生することがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、高速回転でも潤滑剤の飛
散や流出がなく、軸振れの少ない動圧型流体軸受装置の
構成を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明の動圧型流体軸受装
置では、軸とスリーブと前記軸の端面に当接し、前記ス
リーブの一端に固定されたスラスト部材とを有し、前記
軸端面または前記スラスト部材表面のいずれか一方に動
圧発生溝を有し前記動圧発生溝には潤滑剤を保持して成
り、前記軸端面近傍の軸外周面に１隙間をおいて当接す
る内周面を有するリング状部材を、前記スリーブ端面と
前記スラスト部材の間に設け、前記リング状部材の内周
面にはヘリカル溝を有し、前記リング状部材と前記スラ
スト部材の間をメカニカルシールにより密閉したもので
ある。

作　　用 本発明は上記した構成によって高速回転においてもスラ
スト軸受部の潤滑剤が流出することなく長期に、高い信
頼性を保つことができる。

実施例 以下本発明の一実施例の動圧型流体軸受装置について、
図面を参照しながら説明する。第１図〜第６図はポリゴ
ンスキャナーに用いた動圧型流体軸受装置である。第１
図において、１１はベース部材、１１Ａはベース部材と
一体に設けられたスリーブ、１１Ｂ、１１Ｃはスリーブ
１１Ａの軸受穴１１Ｄの内周面に設けられた動圧型流体
軸受のへリングボーン溝、１１Ｇは図示しないレーザー
ビームが入射する透光窓１１Ｈはスラスト軸受部の空気
を外部と連通ずる通気穴である。１２は軸で、細径なる
段部１２Ａを有し、軸１２の下端面は直角かつ平滑に仕
上げられている。１３はディスク、１４はスラスト部材
で第３図におけるスパイラル形状をした動圧発生溝１４
Ａを有している。

１６は軸１２の抜けを防止するＣ　ＩＪングで第４図に
示す形状をしている。１ｓＡはこのＣリング１５を広げ
て組み込むための組立穴である。１６はポリゴンミラー
、１７はモータ・ロータ、１８はリング状部材でヘリカ
ル溝１８ＡとＣリング１５をガイドするテーパ１８Ｂを
有している。１９はモータ・ステータ、２０はリング状
部材１８とスラスト部材の間に入れられたメカニカル・
シール、２１はへリングポーン溝１１Ｂ、１１Ｃとスパ
ラル溝１４Ａに注油された潤滑剤である。

尚本実施例における具体的寸法としては、軸径は５ミリ
メートル、動圧発生溝１４Ａの直径は６ミリメードル、
その深さは４ミクロンメータ、潤滑剤２１としては、オ
レフィンおよびエステル系合成潤滑剤を使用し、Ｃリン
グはｐＥｓ　（ポリエーテル・スルフォン）等の樹脂材
料により構成した。メカニカル・シール２０には内径７
ミリメードルの、ｏリングを使用した。軸の回転数は約
１万ｒｐｍである。

以上のように構成された第１の実施例の動圧型流体軸受
について以下その動作を第１〜第６図を用いて説明する
。第１図においてモータ・ステータ１９に通電するとモ
ータ・ロータ１７は、軸１２、ディスク１３、ポリゴン
ミラー１６と共に回転を始める。これによりヘリングボ
ーン溝１１Ｂ、１１Ｃとスラスト部材１４の動圧発生溝
１４Ａのポンピング作用によシ潤滑剤２１の圧力が高め
られ、軸１２はスリ、−プ１１Ａとスラスト部材１４に
対して非接触で回転する。この時、透光窓１１Ｇを通し
て図示しないレーザービームが入射すると回転するポリ
ゴンミラー１６はこれを反射してビームの走査を行う。

第２図において軸１２が回転するとスラスト軸受部の潤
滑剤２１は動圧発生溝１４Ａとヘリカル溝１８Ａのポン
ピング作用により圧力が高められ軸１２は浮上して回転
する。このときＣリング１６は軸１２とは非接触状態で
あり、固定体側のペース部材１に挿入されたリング状部
材１８にガイドされ支持されているので、リング状部材
１８の中で多少回動しても回転体のアンバランスをくる
わすことはなく、高速回転における軸振れを増加させる
ことなく高精度な回転が得られる。リング状部材１８の
ヘリカル溝１８Ａは潤滑剤２１にポンピング圧力を与え
るがメカニカル・シール２ｏの働きによシ圧力および潤
滑剤２１がスラスト部材１４とリング状部材１８の間の
隙間からもれることを防止している。このようにスラス
ト軸受部の潤滑剤２１の流出および不足が無いので高速
回転性能が長期に維持できる。通気穴１１Ｈはスラスト
軸受部がモータや軸受の発熱によシ過熱され内部の空気
が熱膨張したとき、この空気をペース部材１の外部に逃
がし、この熱膨張による圧力がラジアル軸受のへリング
ボーン溝１１Ｂ、１１０の潤滑剤２１を押しだすことを
防止しているが、この通気穴１１Ｈはペース部材１の内
部には連通せずペース部材１の外部に連通しているため
余剰な潤滑剤がペース部材１の中に流入し、ポリゴンミ
ラー１６０表面を汚す事なく外部に排出される。またこ
の通気穴１１Ｈは第６図に示すような形状をしたキリ２
２で容易軽加工できるので量産性に優れる。以上のよう
にリング状部材とスラスト部材の間にメカニカル・シー
ル２０を入れることにより高速回転でもスラスト軸受部
の潤滑剤２１が漏れることなく、高速回転性能が長期に
維持できる。

発明の効果 以上のように本発明は、リング状部材とスラスト部材の
間にメカニカル・シールを入れることにより高速回転で
もスラスト軸受部の潤滑剤が漏れることがなく高速回転
性能が長期に維持でき、良好な動圧型流体軸受装置の構
成が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発−の実施例における動圧型流体軸受装置の
断面図、第２図は第１図のスラスト軸受部の拡大断面図
、第３図は第１図のスラスト部材の詳細図、第４図は第
１図のＣＩ７　ｙグの詳細図、第５図は第１図のリング
状部材の詳細図、第８図は第１図の通気穴の加工法説明
図、第７図は従来の動圧型流体軸受装置の断面図、第８
図は第７図のスラスト軸受部の拡大断面図である。 １１・・・・・・ベース部材、１１Ａ・・・・・・スリ
ーブ、１１Ｈ・・・・・・通気穴、１２・・・・・・軸
、１２Ａ・・・・・・細径の段部、１３・・・・・・デ
ィスク、１４・・・・・・スラスト部材、１４Ａ・・・
・・・スラスト動圧発生溝、１５・・・・・・Ｃリング
、１８・・・・・・リング状部材、１８Ａ・・・・・・
ヘリカル溝、２゜・・・・・・メカニカルシール、２１
・・・・・・潤滑剤。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　１１か１名Ｉ
ｆ・−Ａ・・−文子１（ １２−佃 １丁−−１゛−ス−ｆｆｌｆ−２ ｆｌＡ−一一スリーフ・ １ｂ＋−一一弗ＪＰに イｚ　−−−４勲自 ＋２４−一一軸イをり史峰 １４−一−ズフスＬ七千軒 １４Ａ−一一ズラストｈ圧嘴艷生↓ ｅＯ−゛−メカニカルシーｊし ２イー−憫シフ刑 イ２ 第３図 第４図 第　５　図 ｆｇハ 第６図 ｆ−”−へ°′−ス曇ｐ、符 （Ａ−−ス、ワーフ゛ ７°−七一タローグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸とスリーブと前記軸の端面に当接し、前記スリーブの
   一端に固定されたスラスト部材とを有し、前記軸端面ま
   たは前記スラスト部材表面のいずれか一方に動圧発生溝
   を有し前記動圧発生溝には潤滑剤を保持して成り、前記
   軸端面近傍の軸外周面に、隙間をおいて当接する内周面
   を有するリング状部材を、前記スリーブ端面と前記スラ
   スト部材の間に設け、前記リング状部材の内周面にはヘ
   ルカル溝を有し、前記リング状部材と前記スラスト部材
   の間をメカニカルシールにより密閉したことを特徴とす
   る動圧型流体軸受装置。