JPH10246223A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高剛性で低摩擦で耐久性に優れた
動圧軸受装置を提供し、また、環状部材を、モータのロ
ータ又はステータとすることにより部品点数がより少な
い低コストな動圧軸受装置を提供する。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明の動
圧軸受装置では、樹脂製の軸受部材は円筒状孔に円筒状
のラジアル軸受面を有し、ラジアル軸受面は動力発生用
の溝を有し、軸受部材は外周面が軸受部材より剛性の大
きい環状部材に固定されて補強されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
タ、磁気ディスク装置などの情報機器およびその他の精
密回転機器等に用いられる動圧軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報機器であるＬＢＰ（レーザビ
ームプリンタ）、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置等の軸受装置に
は、滑り軸受、玉軸受、動圧軸受が用いられている。ま
た、新たな情報機器であるＤＶＤ（ディジタルビデオデ
ィスク）の軸受装置にも、同様な軸受を用いることが考
えられ、一部実用化されつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】レーザビームプリン
タ、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置等の軸受装置は高剛性、低摩
擦で耐久性に優れていることが求められている。しかし
ながら、従来の軸受装置には、以下のような問題点があ
った。

【０００４】滑り軸受を用いた軸受装置では、スラスト
軸受がラジアル軸受のほかに必要であり、部品点数が多
くなっていた。また、軸振れが大きく、ラジアル軸受と
軸との隙間の量だけ軸振れが発生しやすかった。さら
に、耐摩耗性が悪く、特に回転数が速くなると摩耗が大
きくなりやすかった。

【０００５】玉軸受を用いた軸受装置では、玉軸受自体
の価格が高く、また、回転むらや振動も起こりやすかっ
た。

【０００６】動圧軸受（金属製）を用いた軸受装置で
は、スラスト軸受がラジアル軸受のほかに必要であっ
て、部品点数が多くなっていた。また、起動・停止時の
接触で摩耗しやすく、耐摩耗性が低かった。さらに、動
圧発生用の溝加工や軸受面を高精度に仕上げるための製
造コストが高かった。

【０００７】以上より、本願の発明者等は耐摩擦・耐摩
耗性に優れ、射出成形により一体成形でき、コストの低
い樹脂製軸受部材の動圧軸受を提案していた。しかし、
樹脂は金属に比べ剛性が低いため、アンバランス量（ラ
ジアル荷重）が大きくなると樹脂製軸受部材が変位（弾
性変形）すると言う問題が生じた。

【０００８】そこで、本発明は、樹脂製軸受部材より剛
性の大きい環状部材で樹脂製軸受部材を補強することに
より、高剛性で低摩擦で耐久性に優れた動圧軸受装置を
提供することを目的とする。また、環状部材を、モータ
のロータ又はステータとすることにより部品点数がより
少ない低コストな動圧軸受装置を備えたモータを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の動圧軸受装置では、樹脂製の軸受部材は円
筒状孔に円筒状のラジアル軸受面を有し、ラジアル軸受
面は動圧発生用の溝を有し、軸受部材は外周面が軸受部
材より剛性の大きい環状部材に固定されて補強されてい
る。軸受部材の外周面は軸方向の両端部が環状部材に取
り付けられて補強されていてもよい。環状部材はモータ
の駆動機構を構成するロータであってもよい。環状部材
はモータの駆動機構を構成するステータであってもよ
い。

【００１０】

【作用】軸受部材を、前記軸受部材より剛性の大きい環
状部材で補強することにより、樹脂製軸受部材の剛性不
足が補えて、大きなアンバランス量でも樹脂製軸受部材
が変位すると言うことがない。また、環状部材を、モー
タのロータ又はステータにすることにより、構造が簡単
で部品点数が少なく低コストなモータにできる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例の動圧軸受装置を備
えたモータ１の断面図である。

【００１２】本実施例のモータ１では、樹脂製軸受部材
４は円筒状孔２に動圧発生用の溝５を有する円筒状のラ
ジアル軸受面６とラジアル軸受面６に接続するスラスト
軸受面７とを有して一体形成されている。ラジアル軸受
面６は動圧軸受面でスラスト軸受面７はすべり軸受面で
あり、円筒状孔２の内部には潤滑流体として潤滑剤が入
れられている。軸受部材４は外周面が、環状部材として
の金属製ハウジング３に接着固定されている。軸受部材
４には軸１６が回転自在に挿入されている。そして、金
属製ハウジング３の外周面にはステータ９が固定され、
また金属製ハウジング３はベース（又はプリント基板）
１０にねじ１１により固定されている。ステータ９はコ
イル１２を有しており、ステータ９の半径方向外側に
は、ステータ９に対向するようにロータ１４が配置され
ている。ロータ１４はヨーク１３を介して軸１６に固定
されている。ロータ１４とステータ９は動圧軸受装置を
備えたモータ１の駆動機構を構成している。

【００１３】上記のように構成された動圧軸受装置は、
軸受部材４を接着により軸受部材４より剛性の大きい金
属製ハウジング３に固定し、軸受部材４の円筒部４ａを
補強することにより、ロータ１４に大きなアンバランス
荷重がありロータ（軸）回転に伴う大きな遠心力（ラジ
アル荷重）が作用しても軸受部材４が曲げ変位（曲げ弾
性変形）する事はない。

【００１４】軸受部材４の外周面と金属ハウジング３と
の接着による固定は軸受部材４の軸方向全面でも、上部
のみでもよい。上部のみの接着による固定でも、軸受部
材の底部近傍の高さに設けられている小さなフランジ２
１の軸方向両側面が、ハウジング３とベース１０のねじ
止めにより軸方向に押圧されてフランジ２１がハウジン
グ３に固定されているため、軸受部材４の外周面は上下
２カ所がハウジング３に固定されていることになり、軸
受部材４の曲げ変位に対する補強は十分である。このよ
うに、樹脂製軸受部材４は曲げ剛性が金属より劣るが、
低摩擦で耐摩耗性が良く、射出成形により安価に製造で
きる。軸受部材４の円筒部４ａの曲げ剛性不足を補うこ
とにより、高剛性で低摩擦で耐久性に優れた低コストな
動圧軸受装置とすることができる。また、凸球面状のス
ラスト軸受面７とラジアル軸受面６とを有する一つの軸
受部材４によってラジアル荷重とスラスト荷重とを支持
できる。

【００１５】図２に第２の実施例を示す。第１の実施例
と異なる点は、樹脂製軸受部材４のフランジ２１を第１
の実施例よりラジアル方向に大きくし、ベース１０を軸
受部材４のフランジ２１の上面とハウジング３のフラン
ジ２０の下面で挟み込んでベース１０と軸受部材４とを
ハウジング３にねじ１１によってねじ止め固定した点で
ある。軸受部材４と環状部材の金属製ハウジング３との
接着による固定は第１の実施例同様、軸受部材４の外周
面の軸方向全面でも上部のみでも良い。ねじ１１を軸受
部材４より軸方向にはみ出さないようにすると、軸受部
材４の長さを変えずに軸受装置を薄く出来るという利点
がある。その他の作用、効果は第１の実施例と同様であ
る。

【００１６】図３に第３の実施例を示す。第１の実施例
と異なる点は、ベース１０とハウジング３のフランジ２
０で軸受部材４のフランジ２１を挟み込んでベース１０
と軸受部材４とをハウジング３にねじ１１によってねじ
止め固定した点である。第１の実施例よりハウジング３
の加工工数が少なく、軸受部材４のフランジ２１の厚み
精度が不要である。軸受部材４のフランジ２１をハウジ
ング３に直接固定するため、第２の実施例よりねじ止め
による固定の強度が高くなる。その他の作用、効果は第
１の実施例と同様である。

【００１７】図４に第４の実施例を示す。第３の実施例
と異なる点は、軸受部材４の外周面は円筒状孔開口近傍
部分４ｃを他の部分より小径とし、その部分を環状部材
のハウジング３と接着又は圧入して固定した点である。
通常、樹脂製軸受部材４の外径面を圧入した場合、外径
しめしろが内径収縮量に影響を及ぼし、内径・外径寸法
の比（ｄ／Ｄ）と材質などにより異なるが、内径の収縮
量は外径のしめしろの８０〜１００％となり、動圧軸受
に必要な樹脂製軸受部材４の内径の精度を確保できな
い。したがって、本実施例では潤滑剤だまり８（潤滑剤
だまり８の内径を円筒状孔２の他の部分の内径より大き
くして耐久性向上に必要十分な量の潤滑剤を確保してい
る）に対応する部分の外径部である開口近傍部分４ｃに
金属製ハウジング３を圧入することにより、ラジアル軸
受面６に影響を及ぼさないようにしている。軸受部材４
は圧入部分を他の部分より薄肉とすることにより、圧力
が軸方向に及ぼす影響を小さくでき、必要なラジアル軸
受面６の精度を落とさず圧入によるハウジング３と軸受
部材４との固定ができる。また、軸受部材４の外径の精
度は、圧入する部分である開口近傍部分４ｃ（径が小さ
い部分）のみ出せばよいため、成形が容易である。その
他の作用、効果は第３の実施例と同様である。

【００１８】図５に第５の実施例を示す。第３の実施例
と異なる点は、ハウジングがなく図６に示すような環状
部材のステータ９の内周面に直接樹脂製軸受部材４を固
定してある点である。軸受部材４の下部のフランジ２１
をステータ９とベース１０で挟んで押圧してねじ１１に
よりステータ９とベース１０とに固定し、上部及び中間
部をステータ９に直接接着固定している。部品点数が少
なく、組立も容易になるという利点がある。その他の作
用、効果は第３の実施例と同様である。動圧軸受装置を
備えたモータ１の駆動機構を構成するステータ９は鋼製
の環状部材であって樹脂製の軸受部材４より剛性が大き
く、内周部は環状部である。

【００１９】図７に第６の実施例を示す。第５の実施例
と異なる点は、軸受部材４の外周面の上部とステータ９
の内周面との間の隙間に充填剤３０を埋めてステータ９
と軸受部材４とを固定している点である。軸受部材４と
ステータ９は接着せずとも隙間を充填剤３０で埋めるこ
とにより軸受部材４の補強は十分できる。その他の作
用、効果は第５の実施例と同様である。本実施例に限ら
れず、軸受部材４の外周面の軸方向両端部２カ所を軸受
部材４より剛性の大きい環状部材に固定して補強できれ
ばよい。また、本発明は第１〜６の実施例を通常に組み
合わせたものであっても良い。軸受部材４の外周面は、
動圧軸受装置を備えたモータの駆動機構を構成する鋼製
の環状部材のロータ１４に取り付けられて補強されても
良い。ロータ１４は樹脂製の軸受部材４より剛性が大き
く、この場合は、軸受部材４が回転する。

【００２０】なお、動圧発生用の溝５を有するラジアル
軸受面６が高精度を要する軸受部材４は射出成形により
製造されるが、軸受部材４の外周面よりラジアル方向外
方へ延びるフランジ２１が円筒状孔２の開口近傍部分４
ｃや軸方向の中央部分と同じ高さに位置すると、円筒状
孔２の内周面は軸受部材４のラジアル方向の肉厚の相違
の影響によるひけによって精度良く成形されない。従っ
て、フランジ２１を軸受部材４の底部近傍の高さに設け
て円筒状孔２の内周面が軸受部材４の肉厚の相違より受
ける影響を少なくして円筒状孔２の内周面を精度良く成
形している。また、軸受部材４は環状部材に固定されて
剛性が高くなっている。なお、軸受部材４にはフランジ
２１を設けなくても良い。

【００２１】

【発明の効果】本発明によると、低摩擦で耐摩耗性が良
く、射出成形により安価に製造できる軸受部材の曲げ剛
性不足を簡単に補強できるため、高剛性で低摩擦で耐久
性に優れた低コストな動圧軸受装置を得ることができ
る。すなわち、樹脂製軸受部材の剛性不足が補えて、大
きなアンバランス量でも樹脂製軸受部材が変位すること
がない。また、環状部材を、動圧軸受装置を備えたモー
タの駆動機構を構成するロータ又はステータにすること
により、構造が簡単で部品点数が少なくなり、低コスト
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例の断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例の断面図である。

【図５】本発明の第５の実施例の断面図である。

【図６】ステータの一部削除説明図である。

【図７】本発明の第６の実施例の断面図である。

【符号の説明】 １ モータ ２ 円筒状孔 ３ ハウジング ４ 軸受部材 ５ 溝 ６ ラジアル軸受面 ７ スラスト軸受面 ８ 潤滑剤だまり ９ ステータ １０ ベース １１ ねじ １２ コイル １４ ロータ １６ 軸 ２０ フランジ ２１ フランジ ３０ 充填剤 ４ａ 円筒部 ４ｃ 開口近傍部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂谷 郁紀 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】樹脂製の軸受部材は円筒状孔に円筒状のラ
   ジアル軸受面を有し、該ラジアル軸受面は動圧発生用の
   溝を有し、前記軸受部材は外周面が軸受部材より剛性の
   大きい環状部材に固定されて補強されている動圧軸受装
   置。