JPH11190341A - 動圧型軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】凸球面状の軸端と平板状の樹脂製ワッシャとの
ピボット支持構造は摩擦力低減、耐摩耗性の点で不充分
である。多孔質含油軸受端面のワッシャ支持構成では軸
受端面からワッシャとの摺動部分に摩擦熱による油の熱
膨張により滲み出す油のみで潤滑が行われるので、滲み
出し量が不足して潤滑不足に陥り易い。 【解決手段】回転軸２と、回転軸２、又は回転軸２に固
定された回転部材６に設けられたスラスト支持面２ｂ
と、焼結金属からなる多孔質体に潤滑油又は潤滑グリー
スを含浸し、その内周面に傾斜状動圧溝４ｂを有するラ
ジアル軸受面４ａが形成され、その端面に傾斜状動圧溝
４ｃを有するスラスト軸受面４ｄが形成され、内周面の
スラスト軸受面４ｄ側の領域に、軸受内部からラジアル
軸受隙間に滲み出した油をスラスト軸受面４ｄに導くた
めの傾斜溝４ｅが形成された動圧型多孔質含油軸受４と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
（ＨＤＤ、ＦＤＤ）、光ディスク装置（ＣＤ−ＲＯＭ、
ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディス
ク装置（ＭＯ）、デジタルオーディオテープレコーダ
（ＤＡＴ）、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）、デジタ
ルＦＡＸ、デジタルＰＰＣ等の情報機器のスピンドルモ
ータにおいて、スピンドル軸を回転自在に支持する動圧
型軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多孔質含油軸受は、焼結金属等
からなる軸受本体の内部に保有した油を軸受本体とラジ
アル軸受隙間との間で循環させながら、ラジアル軸受隙
間内に油膜を形成し、その油膜によって回転軸の外周面
をラジアル方向に非接触支持するものであるが、回転軸
にスラスト荷重が加わる使用条件下では、スラスト荷重
を支持するための手段が別途必要になる。

【０００３】従来、スラスト支持手段として、回転軸の
凸球面状の軸端を平板状の樹脂ワッシャでピボット支持
する構成、多孔質含油軸受の端面を回転軸に固定した平
板状ワッシャで支持する構成が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】凸球面状の軸端と平板
状の樹脂製ワッシャ（５ｂ）とのピボット支持構造は、
適度に摩擦力低減効果があり、低コストであるため、広
くスラスト支持構造として使用されてきたが、近時、回
転軸（２）の駆動条件が厳しくなり（高速回転化、回転
性能の向上）、摩擦力低減、耐摩耗性の点で不充分にな
りつつある。例えばＬＢＰでは、低コストモータでも２
００００ｒｐｍ以上の要望があり、その場合、スラスト
支持部の発熱量が大きくなり、樹脂製ワッシャが軟化す
ることによってその表面が凹み、回転軸の軸端面との接
触面積が増大する。そのため、スラスト支持部の摩擦力
が大きくなる一方、ワッシャの摩耗も増大し、要求され
る寿命を満足出来ない可能性がある。

【０００５】多孔質含油軸受の端面をワッシャで支持す
る構成では、多孔質含油軸受の端面からワッシャとの摺
動部分に油が滲み出して油による潤滑が行われるが、こ
の摺動部分への油の滲み出しは、ラジアル軸受隙間への
油の滲み出しとは異なり（ラジアル軸受隙間へは回転軸
の回転に伴う発生圧力によって油が滲み出す）、摩擦熱
による油の熱膨張に起因したものなので、油の充分な滲
み出し量が得られず、潤滑不足に陥り易い。この問題を
解消するために、多孔質含油軸受の上記端面にスパイラ
ル状等の傾斜溝を設け、動圧作用によって潤滑不足を補
なおうとするものもあるが、上述のように端面側からの
油の充分な滲み出し量が得られないため、充分な動圧作
用が得られず、同様に潤滑不足に陥り易い。

【０００６】本発明の目的は、上記のようなスラスト支
持部分の変形、摩耗の問題を解消し、且つ、潤滑性を向
上させることにより、高回転精度、高速安定性、寿命の
向上を図った動圧型軸受装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸と、回
転軸、又は回転軸に固定された回転部材に設けられたス
ラスト支持面と、焼結金属からなる多孔質体に潤滑油又
は潤滑グリースを含浸してなり、その内周面に、回転軸
の外周面とラジアル軸受隙間を介して対向し、且つ、傾
斜状の動圧溝を有するラジアル軸受面が形成され、その
端面が、上記スラスト支持面とスラスト軸受隙間を介し
て対向し、且つ、軸受端面か上記スラスト支持面の少な
くともいずれか一方に傾斜状の動圧溝を有するスラスト
軸受面が形成され、且つ、上記内周面のスラスト軸受面
側の領域に、軸受内部からラジアル軸受隙間に滲み出し
た油をスラスト軸受面に導くための傾斜溝が形成された
動圧型多孔質含油軸受とを具備したことを特徴とする。
上記焼結金属からなる多孔質体は、例えば、銅又は鉄、
あるいは、その両者を主成分とする金属粉末を所定形状
に成形した後、焼成、サイジングして得られたものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る動圧型軸受装置をＬ
ＢＰのスキャナモータに適用した場合の実施形態につい
て図１（ａ）〜（ｄ）を参照して以下に説明する。

【０００９】図１（ａ）はＬＢＰのスキャナーモータ
（１）を例示している。回転軸（２）はハウジング
（３）に挿入され、軸受（４）によって回転自在に支持
される。回転軸（２）の上端部にはハブ（回転部材）
（６）が固定される。ハブ（６）のボス部下面にスラス
ト支持面（２ｂ）が形成され、下部に突設されたフラン
ジ部（６ａ）の下面にロータ（７）が固定される。又、
ハブ（６）の上部に形成された段差部（６ｂ）に多面鏡
（ポリゴンミラー）（８）が収容され、与圧バネ
（９）、ワッシャ（１０）、ボルト（１１）で固定され
る。

【００１０】ハウジング（３）は、下部にフランジ部
（３ａ）が突設された円筒体で、フランジ部（３ａ）上
に支持板（１２）を介してステータコイル（１３）を固
定し、ロータ（７）にアキシャルギャップ（ｇ）を介し
て対向させている。ハウジング（３）の下部開口端は油
漏れ防止板（１４）で封口されている。

【００１１】軸受（４）は銅又は鉄、あるいは、その両
者を主成分とする焼結金属等からなる多孔質体に潤滑油
又は潤滑グリースを含浸させた多孔質含油軸受で、ハウ
ジング（３）の内周面に圧入等によって固定される。図
１（ｃ）に示すように、軸受（４）の内周面の領域（Ｍ
ａ）及び領域（Ｍｂ）には、回転軸（２）の外周面と微
少なラジアル軸受隙間を介して対向し、且つ、傾斜状の
動圧溝（４ｂ）を有するラジアル軸受面（４ａ）が形成
される。

【００１２】又、軸受（４）の上端面には、図１（ｄ）
に示すように、スラスト支持面（２ｂ）とスラスト軸受
隙間を介して対向し、且つ、傾斜状の動圧溝（４ｃ）を
有するスラスト軸受面（４ｄ）が形成される。尚、傾斜
状の動圧溝はスラスト支持面（２ｂ）側に形成されてい
ても良い。更に、軸受（４）の内周面のスラスト軸受面
（４ｄ）側の領域（Ｍｃ）に、軸受内部からラジアル軸
受隙間に滲み出した油をスラスト軸受面（４ｄ）に導く
ための傾斜溝（４ｅ）が形成される。尚、内周面の領域
（Ｍｃ）の表面開孔率は１０％以下、好ましくは５％以
下とし、又、スラスト支持面（２ｂ）とスラスト軸受面
（４ｄ）との平行度は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ
以下とする。又、軸受（４）の端面チャンファ部は封孔
処理しておくのが好ましい。

【００１３】回転軸（２）の外周面は軸受（４）のラジ
アル軸受面（４ａ）に挿入され、ハブ（６）のスラスト
支持面（２ｂ）は軸受（４）のスラスト支持面（４ｄ）
に対向配置される。ステータコイル（１３）とロータ
（７）との間に生じる電磁力によって回転軸（２）を回
転させると、ハブ（６）を介して回転軸（２）に固定さ
れた多面鏡（８）が回転する。その際、回転軸（２）の
回転に伴ってラジアル軸受隙間に圧力が発生し、図１
（ｂ）に示すように、軸受（４）に含浸された油（潤滑
油又は潤滑グリースの基油）がラジアル軸受隙間に滲み
出して、動圧溝（４ｂ）の動圧作用により動圧油膜（Ｆ
ａ）が形成される。この動圧油膜（Ｆａ）によって、回
転軸（２）の外周面がラジアル軸受面（４ａ）に対して
ラジアル方向に非接触支持される。

【００１４】又、軸受（４）に含浸された油がスラスト
軸受面（４ｄ）を介してスラスト軸受隙間に滲み出し、
同時に、ラジアル軸受隙間に滲み出した油が傾斜溝（４
ｅ）の作用によってスラスト軸受隙間に導かれる。そし
て、スラスト軸受面（４ｄ）の動圧溝（４ｃ）の作用に
よって、図１（ｂ）に示すように、スラスト支持面（２
ｂ）とスラスト軸受面（４ｄ）との間のスラスト軸受隙
間に動圧油膜（Ｆｂ）が形成される。その動圧油膜（Ｆ
ｂ）によってスラスト支持面（２ｂ）がスラスト軸受面
（４ｄ）に対してスラスト方向に非接触支持される。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、多孔質含油軸受の端面
に、傾斜状の動圧溝を有するスラスト軸受面を形成し、
且つ、軸受の内周面のスラスト軸受面側の領域に、軸受
内部からラジアル軸受隙間に滲み出した油をスラスト軸
受面に導くための傾斜溝を形成したので、軸受のスラス
ト軸受面からスラスト軸受隙間に滲み出した油と、ラジ
アル軸受隙間から傾斜溝によってスラスト軸受隙間に導
かれた油が、スラスト軸受面の動圧溝の作用によって動
圧油膜を形成し、その動圧油膜によって回転軸がスラス
ト方向に非接触支持される。そのため、スラスト支持部
の摩擦力が低減し、高速回転、高回転精度が得られると
同時に、スラスト支持部の潤滑性が良好になって耐摩耗
性が向上し、長寿命化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る動圧型軸受装置の実施の
形態を示す縦断面図。（ｂ）は本発明に係るラジアル軸
受の軸受面を示す部分縦断面図。（ｃ）は図１（ａ）装
置の軸受ユニットの縦断面図。（ｄ）は本発明に係るラ
ジアル軸受を示す平面図。

【符号の説明】

２ 回転軸 ２ｂ スラスト支持面 ４ 多孔質含油軸受 ４ａ ラジアル軸受面 ４ｄ スラスト軸受面 ４ｂ 動圧溝 ４ｅ 傾斜溝 Ｆａ 動圧油膜（ラジアル） Ｆｂ 動圧油膜（スラスト）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と、 回転軸、又は回転軸とともに回転する回転部材に設けら
   れたスラスト支持面と、 焼結金属からなる多孔質体に
   潤滑油又は潤滑グリースを含浸してなり、その内周面
   に、回転軸の外周面とラジアル軸受隙間を介して対向
   し、且つ、傾斜状の動圧溝を有するラジアル軸受面が形
   成され、その端面が、上記スラスト支持面とスラスト軸
   受隙間を介して対向し、且つ、その端面あるいは上記ス
   ラスト支持面の少なくとも一方に傾斜状の動圧溝を有す
   るスラスト軸受面が形成され、且つ、上記内周面のスラ
   スト軸受面側の領域に、軸受内部からラジアル軸受隙間
   に滲み出した油をスラスト軸受面に導くための傾斜溝が
   形成された動圧型多孔質含油軸受とを具備したことを特
   徴とする動圧型軸受装置。
2. 【請求項２】焼結金属からなる多孔質体に潤滑油又は潤
   滑グリースを含浸してなり、その内周面に、回転軸の外
   周面とラジアル軸受隙間を介して対向し、且つ、傾斜状
   の動圧溝を有するラジアル軸受面が形成され、その端面
   が、回転軸、又は、回転軸とともに回転する回転部材に
   設けられたスラスト支持面とスラスト軸受隙間を介して
   対向し、且つ、その端面あるいは上記スラスト支持面の
   少なくとも一方に傾斜状の動圧溝を有するスラスト軸受
   面が形成され、且つ、上記内周面のスラスト軸受面側の
   領域に、軸受内部からラジアル軸受隙間に滲み出した油
   をスラスト軸受面に導くための傾斜溝が形成された動圧
   型多孔質含油軸受。