JPH0861375A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受流体の外部への漏出を確実に防止すると
共に、軸受寿命を長くして信頼性を向上する。 【構成】 相対的に回転可能に嵌合された軸３と軸受２
とを備え、摺動部に軸受流体１４を充填してなる軸受装
置において、軸受部と外部とを連通する通路１ａｃ，２
ｂ，１ａｂ，１ｂａを設け、この通路１ａｃ，２ｂ，１
ａｂ，１ｂａを、空気を通し軸受流体１４を通さない半
透膜３０，３１，３２で塞いでなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＨＤＤ用のスピンドルモー
タ等にあっては、高速、高回転精度が要求されており、
モータに使用される軸受としては、例えば油動圧軸受が
採用される傾向にある。この油動圧軸受の問題点として
は、軸と軸受との間に充填された軸受流体としての潤滑
油が軸受外に流出し、ディスクの汚染やダストの増加等
が引き起こされ、記録再生エラーが発生するという問題
点がある。

【０００３】この潤滑油流出の原因としては、使用環境
や当該装置の輸送（例えば航空機輸送）時の気圧の変化
で軸受内部と外部で気圧差が発生し、この気圧差により
内部空気の体積が変化することが上げられる。また、同
様に温度差による内部空気の体積変化、軸受隙間の体積
変化、潤滑油の膨張、振動・衝撃等の原因が上げられ
る。また、濡れによる潤滑油のしみ出しも原因の一つで
ある。

【０００４】ここで、これら問題点の解消を図った提案
が、例えば特開昭５８−５０３２１号公報、特開平３−
２６０４１５号公報等に、なされている。これら提案装
置にあっては、例えば軸受部と外部とを連通する空気孔
を設け、この空気孔により、軸受内部の圧力変化及び内
部空気の膨張、収縮が生じないようにしている。

【０００５】また、溌油処理を適所に施して、濡れによ
る潤滑油のしみ出しの防止を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記ＨＤＤ用
のスピンドルモータ等にあっては、長時間の稼働保証が
一般的になっており、蒸発や劣化が少ない潤滑油を使用
した場合でも、信頼性を確保するには一定量の油量が必
要とされる。すなわち、油量を多くすればするほどそれ
に比例して軸受寿命が長くなる。しかしながら、このよ
うに油量を増やすと、振動・衝撃等で、例えば上記空気
孔を通って油が漏れやすくなるといった問題がある。こ
こで、空気孔に溌油処理を施して、界面の接触角を増や
したり濡れ性を抑えることが考えられるが、漏れ防止の
効果としては限界がある。ましてや、振動・衝撃等で漏
れ出した油は、溌油効果により外部に流出しやすくなっ
てしまう。

【０００７】そこで本発明は、軸受流体の外部への漏出
が確実に防止されると共に、軸受寿命が長くされて信頼
性が向上される軸受装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１手段の軸受装置は上
記目的を達成するために、相対的に回転可能に嵌合され
た軸と軸受とを備え、摺動部に軸受流体を充填してなる
軸受装置において、軸受部と外部とを連通する通路を設
け、この通路を、空気を通し軸受流体を通さない半透膜
で塞いでなる。

【０００９】第２手段の軸受装置は上記目的を達成する
ために、上記第１手段に加えて、連通路は、軸受部と外
部の気圧を同圧にするものである。

【００１０】

【作用】このような第１、第２手段における軸受装置に
よれば、軸受部と外部とを連通する通路により、軸受内
部の圧力変化及び内部空気の膨張、収縮が生ぜず、これ
らを原因とした軸受流体の外部への漏出が防止される。
また、振動・衝撃等を受けても、連通路に半透膜が設け
られているので、この半透膜により軸受流体の外部への
漏出が防止される。また、このように軸受流体の外部へ
の漏出が確実に防止されることから、軸受流体が多量に
充填され得る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す軸受装置を適用し
た、例えば中心軸回転型のＨＤＤ用のスピンドルモータ
の横断面図であり、図が煩雑になるのを避けるために、
中心線より右半分のみが示されている。

【００１２】同図において、符号１は固定部材たるモー
タハウジングとしてのフレームを示しており、このフレ
ーム１には筒状の軸受ホルダー部１ａが立設するように
して一体成形されている。すなわち、軸受ホルダー部１
ａを含むフレーム１は、一端が閉塞され他方が開放され
た凹形状をなしている。該軸受ホルダー部１ａの外周面
にはステ−タコア６が固定されており、このステ−タコ
ア６にはコイル５が巻回されている。

【００１３】上記軸受ホルダー部１ａの内周にはラジア
ル滑り軸受２が嵌合固定されており、このラジアル滑り
軸受２の内周には回転軸としての中心軸３が挿入配置さ
れている。該中心軸３の外周面及びラジアル滑り軸受２
の内周面の少なくとも一方には、例えばへリングボーン
状等の動圧発生溝が形成されており、摺動部（中心軸３
とラジアル滑り軸受２との間の空隙）には軸受流体とし
ての磁性流体１４が充填されている。すなわち、中心軸
３は、ラジアル滑り軸受２の内周面との間に発生するラ
ジアル動圧力によりラジアル方向の振れが抑えられて、
ラジアル滑り軸受２内を回転するようになっている。

【００１４】中心軸３のフレーム閉塞側（図における下
方）の端面３ａに対向する位置には、フレーム１の凹所
底部を形成するスラスト板１ｂが設けられている。この
スラスト板１ｂ及び中心軸３のフレーム閉塞側端面３ａ
の少なくとも一方には、動圧発生溝が形成されており、
摺動部（中心軸３のフレーム閉塞側端面３ａとこれに対
向するスラスト板１ｂの図における上端面との間の空
隙）には磁性流体１４が充填されている。すなわち、中
心軸３のフレーム閉塞側端面３ａとスラスト板１ｂの上
端面との間に、中心軸３に対してフレーム開放側に向う
スラスト動圧力が発生するようになっている。

【００１５】また、中心軸３には、ステ−タコア６と駆
動マグネット７の磁気中心をずらす公知の手法等によ
り、中心軸３に対してフレーム閉塞側に向う磁気吸引力
が発生するようになっている。従って、この磁気吸引力
と上記スラスト動圧力とにより、スラスト方向のバラン
ス及び振れが抑えられて、スラスト板１ｂ上を回転する
ようになっている。

【００１６】中心軸３のフレーム開放側（図における上
方）の端部には、上記コア６、コイル５等を覆うような
形状のハブ４が嵌合固定されている。このハブ４の外周
面にはディスク１５が複数装着されており、ハブ４内周
の上記コア６に対向する位置には駆動マグネット７が固
定されている。

【００１７】上記軸受ホルダー部１ａの内外を連通する
通路１０の途中、すなわち軸受ホルダー１ａの図におけ
る上端部（フレーム開放側のラジアル滑り軸受２より上
方の位置）には磁性流体シール８が配設されている。こ
の磁性流体シール８は、磁石８ｂと、この磁石８ｂを軸
線方向に挟むようにして設けられ磁路を形成するポール
ピース８ａ，８ａとから構成されており、このポールピ
ース８ａ，８ａ内周面と中心軸３の外周面との間に磁性
流体９，９が保持され得るようになっている。従って、
この磁性流体シール８により、上記摺動部に充填されて
いる磁性流体１４の外部への漏れが防止されていると共
に、外部から軸受部内への塵芥等の侵入の防止が図られ
ている。なお、符号１３は中心軸３の抜け止めを示して
いる。

【００１８】ところで、本実施例においては、上記磁性
流体シール８により密閉された軸受部と外部とを連通す
る連通路としての貫通孔１ａｃ，２ｂ，１ａｂ，１ｂａ
が設けられている。

【００１９】貫通孔１ａｃは、上記磁性流体シール８、
ラジアル滑り軸受２、中心軸３、軸受ホルダー部１ａで
囲まれた空間と外部とを連通するように、軸受ホルダー
部１ａに設けられている。貫通孔２ｂ，１ａｂは、ラジ
アル滑り軸受２の図示上下の摺動部との間に形成された
逃げ部と外部とを連通するように、ラジアル滑り軸受
２、軸受ホルダー部１ｂにそれぞれ設けられている。貫
通孔１ｂａは、ラジアル滑り軸受２、スラスト板１ｂ、
中心軸３、軸受ホルダー部１ａで囲まれた空間と外部と
を連通するように、スラスト板１ｂに設けられている。

【００２０】上記各貫通孔１ａｃ，２ｂ，１ａｂ，１ｂ
ａには、空気を通し軸受流体（本実施例あっては磁性流
体）を通さない半透膜３０，３１，３２がそれぞれ充填
されている。この半透膜３０，３１，３２としては、例
えば表面に溌油処理が施されたＰＴＦＥ布（商品名；ゴ
アテックス）や、表面に溌油処理が施されたポリプロピ
レン不織布等が用いられている。

【００２１】このように、本実施例においては、軸受部
と外部とを連通する貫通孔１ａｃ，２ｂ，１ａｂ，１ｂ
ａを設けるようにしているので、当該貫通孔１ａｃ，２
ｂ，１ａｂ，１ｂａにより軸受部と外部とが連通し、軸
受内部の圧力変化及び内部空気の膨張、収縮が生じない
ようになっている。すなわち、軸受内部の圧力変化及び
内部空気の膨張、収縮により、例えば磁性流体シール８
が破れたり、本実施例においては図示していないが磁石
の開放磁界によるシール構造とした場合には開放磁界が
良好に効かなくなるというような従来に発生していた問
題点が解消されており、これらを原因とした磁性流体１
４の外部への漏出を防止することが可能となっている。

【００２２】また、本実施例においては、上記貫通孔１
ａｃ，２ｂ，１ａｂ，１ｂａを半透膜３０，３１，３２
により塞ぐようにしているので、たとえ振動・衝撃等を
受けても、当該貫通孔１ａｃ，２ｂ，１ａｂ，１ｂａか
ら外部に磁性流体１４が漏出しないようになっている。
すなわち、磁性流体１４の外部への漏出を確実に防止す
ることができるようになっている。

【００２３】また、このように磁性流体１４の外部への
漏出を確実に防止できることから、磁性流体１４を多量
に軸受部に充填できるようになっており、蒸発による磁
性流体１４の減少や磁性流体１４の劣化を抑止できるよ
うになっている。すなわち、軸受寿命を長くできるよう
になっており、信頼性を向上することが可能となってい
る。

【００２４】図２は本発明の他の実施例を示す軸受装置
を適用した、例えば中心軸回転型のＨＤＤ用のスピンド
ルモータの横断面図であり、先の実施例で説明したのと
同一なものに対しては同一符号が付してあり、重複を避
けるために、ここでの説明は省略する。

【００２５】この実施例が先の実施例と違う点は、貫通
孔１ａｃ，１ａｂ，１ｂａの外部への開放側を大径と
し、この大径部分に上記と同様な半透膜２０，２１，２
２を充填した点である。すなわち、貫通孔１ａｃ，１ａ
ｂ，１ｂａの外部への開放側端部を、半透膜２０，２
１，２２により塞いだ点である。

【００２６】このように構成しても、先の実施例と同様
な効果を得ることができるというのはいうまでもない。

【００２７】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例え
ば、上記実施例においては、各貫通孔１ａｃ，２ｂ，１
ａｂ，１ｂａを、軸受部と外部の気圧を同圧にするため
のものとしているが、該スラスト板１ｂに形成された貫
通孔１ｂａを、例えば磁性流体１４の外部から軸受部へ
の注入孔として兼用にするようにし、該磁性流体を注入
後に半透膜３２で塞ぐようにしても良い。

【００２８】また、上記実施例においては、貫通孔１ａ
ｃ，２ｂ，１ａｂ，１ｂａを、軸受ホルダー部１ａ、ラ
ジアル滑り軸受２、スラスト板１ｂに設けているが、他
の部材に設けても良く、例えば中心軸に設けるようにし
ても良い。また、貫通孔を切欠として、軸受部と外部と
を連通するようにしても良い。

【００２９】また、上記実施例においては、中心軸回転
型のＨＤＤ用のスピンドルモータに対する適用例が述べ
られているが、中心軸固定型のＨＤＤ用のスピンドルモ
ータに対しても勿論適用可能である。

【００３０】また、上記実施例においては、動圧軸受を
用いた軸受装置に対する適用例が述べられているが、他
の軸受を用いた軸受装置であっても良く、例えば焼結含
油軸受等のすべり軸受を用いた軸受装置であっても良
い。

【００３１】また、上記実施例においては、軸受装置を
ＨＤＤ用のスピンドルモータに対して適用した例が述べ
られているが、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリ
ゴンミラー用モータ、ＭＯ用モータ等に対しても適用可
能であり、さらに他のモータに対しても同様に適用可能
である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、第１、第２発明の軸
受装置によれば、軸受部と外部とを連通する通路を設
け、この連通路を、空気を通し軸受流体を通さない半透
膜で塞いだので、当該連通路により、軸受内部の圧力変
化及び内部空気の膨張、収縮が生じないようになり、こ
れらを原因とした軸受流体の外部への漏出を防止するこ
とが可能となる。また、たとえ振動・衝撃等を受けて
も、連通路に半透膜を設けているので、この半透膜によ
り軸受流体の外部への漏出を防止することが可能とな
る。すなわち、軸受流体の外部への漏出を確実に防止す
ることが可能となる。また、このように軸受流体の外部
への漏出を確実に防止できることから、軸受流体を多量
に充填できるようになり、蒸発による軸受流体の減少や
軸受流体の劣化を抑止できるようになる。すなわち、軸
受寿命を長くでき、信頼性を向上することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す軸受装置を適用した中
心軸回転型のＨＤＤ用モータの横断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す軸受装置を適用した
中心軸回転型のＨＤＤ用モータの横断面図である。

【符号の説明】

１ａｂ，１ａｃ，１ｂａ，２ａ 連通路 ２ 軸受 ３ 軸 １４ 軸受流体 ２０，２１，２２，３０，３１，３２ 半透膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に回転可能に嵌合された軸と軸受
   とを備え、摺動部に軸受流体を充填してなる軸受装置に
   おいて、 軸受部と外部とを連通する通路を設け、 この通路を、空気を通し軸受流体を通さない半透膜で塞
   いでなる軸受装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の軸受装置において、 連通路は、軸受部と外部の気圧を同圧にするものである
   ことを特徴とする軸受装置。