JPH11190342A - 動圧型軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】動圧型軸受装置の凸球状スラスト支持面と平板
状の樹脂製ワッシャ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、回転軸の駆
動条件が厳しくなり、摩擦力低減、耐摩耗性の点で不充
分になり、必要な寿命を満足出来ない。 【解決手段】凸球状のスラスト支持面２ａを有する回転
軸２と、多孔質体に、回転軸２の外周面とラジアル軸受
隙間を介して対向し、傾斜状の動圧溝を有するラジアル
軸受面を形成すると共に、潤滑油又は潤滑グリースを含
浸させ、ラジアル軸受隙間に介在する油の動圧油膜によ
って回転軸２の外周面をラジアル方向に非接触支持する
ラジアル軸受４と、セラミック材からなるスラスト支持
部を有し、そのスラスト支持部で回転軸２のスラスト支
持面２ａを接触支持するスラスト軸受１６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】図４は、レーザビームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）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、ラジアル軸受
（４）とスラスト軸受（５）によってラジアル方向及び
スラスト方向に回転自在に支持される。

【０００３】回転軸（２）は下端部に凸球状のスラスト
支持面（２ａ）を有し、上端部にハブ（６）が装着され
る。ハブ（６）の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、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（１
０）、ボルト（１１）で固定される。

【０００４】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。

【０００５】ラジアル軸受（４）は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５に示すように、ラジアル軸受（４）
の内周面には、回転軸（２）の外周面と微小なラジアル
軸受隙間を介して対向し、且つ、傾斜状の動圧溝（４
ｂ）を有する軸受面（４ａ）が形成される。

【０００６】スラスト軸受（５）は裏金（５ａ）の上面
に樹脂（例えばポリアミド樹脂）製のワッシャ（５ｂ）
を重層したもので、ハウジング（３）の下部開口端に装
着固定され、ワッシャ（５ｂ）とスラスト支持面（２
ａ）との接触によって、回転軸（２）をスラスト方向に
支持する。

【０００７】上記構成において、ステータコイル（１
３）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、多面鏡（８）を回転させる。その
際、回転軸（２）の回転に伴って、ラジアル軸受（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、更に、動圧溝（４ｂ）の動
圧作用によりラジアル軸受隙間内に動圧油膜を形成す
る。この動圧油膜によって、回転軸（２）の外周面がラ
ジアル方向に非接触支持される。又、スラスト支持面
（２ａ）がスラスト軸受（５）のワッシャ（５ｂ）と接
触することにより、回転軸（５）がスラスト方向に支持
される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】凸球状のスラスト支持
面（２ａ）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２００００ｒｐｍ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
転軸のスラスト支持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。

【０００９】本発明の目的は、上記のようなスラスト支
持部の摩擦力を低減し、寿命を向上させて高回転精度、
高速安定性、低コストを実現した動圧型軸受装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、凸球状のスラ
スト支持面を有する回転軸と、焼結金属からなる多孔質
体に、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を形
成すると共に、潤滑油又は潤滑グリースを含浸させ、ラ
ジアル軸受隙間に介在する油の動圧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ラジアル軸受
と、セラミック材からなるスラスト支持部を有し、その
スラスト支持部で上記回転軸のスラスト支持面を接触支
持するスラスト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。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る動圧型軸受装置を図
４に示すＬＢＰのスキャナーモータに適用した場合の実
施形態を図１〜図３を参照して以下に説明する。尚、図
４に示す部分と同一部分には同一参照符号を付してその
説明を省略する。相違する点はスラスト軸受（１６）で
ある。

【００１２】図１に示す実施形態では、スラスト軸受
（１６）はセラミック製ワッシャで形成され、ハウジン
グ（３）の下端部に装着固定される。上記セラミックの
材質としては、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、又
はこれらの複合物を用いることが出来る。

【００１３】回転軸（２）はラジアル軸受（４）のラジ
アル軸受面（４ａ）に挿通される。ステータコイル（１
３）とロータ（７）との間に生じる電磁力で回転軸
（２）が回転すると、ラジアル軸受（４）に含浸された
油がラジアル軸受隙間に滲み出して動圧油膜を形成し、
その動圧油膜によって回転軸（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】同時に、回転軸（２）の凸球状のスラスト
支持面（２ａ）がスラスト軸受（１６）に接触して、ス
ラスト方向に支持される。セラミックは高硬度で、且
つ、耐摩耗性に優れているため、スラスト軸受（１６）
のスラスト支持部の変形、摩耗がなく、長寿命化が図ら
れる。

【００１５】ＬＢＰ実機モータによる測定によれば、測
定条件２００００ｒｐｍ、雰囲気５０゜Ｃにおいて、従
来のポリアミド樹脂の場合、１０００時間で熱変形によ
り使用不能になる一方、本発明の窒化ケイ素では、３０
００時間で全く熱変形がなく、継続使用可能であること
を確認した。

【００１６】図３に示す他の実施形態では、スラスト軸
受（１７）は裏金（１７ａ）のスラスト支持部位にセラ
ミック製ワッシャ（１７ｂ）を部分的に埋設することに
より構成される。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、回転軸の外周面を動圧
型多孔質含油ラジアル軸受で非接触支持すると共に、回
転軸の凸球状のスラスト支持面をセラミック材からなる
スラスト支持部を有するスラスト軸受で接触支持する構
成としたので、スラスト軸受の耐変形性、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】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。

【図２】図１の軸受装置の軸受ユニットを示す縦断面
図。

【図３】本発明に係る動圧型軸受装置の他の実施の形態
を示す縦断面図。

【図４】動圧型軸受装置の従来例を示す縦断面図。

【図５】図４の軸受装置の軸受ユニットを示す縦断面
図。

【符号の説明】

２ 回転軸 ２ａ スラスト支持面 ４ ラジアル軸受 １６ スラスト軸受

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凸球状のスラスト支持面を有する回転軸
   と、 焼結金属からなる多孔質体に、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を形成すると共に、潤滑油又は潤滑
   グリースを含浸させ、ラジアル軸受隙間に介在する油の
   動圧油膜によって回転軸の外周面をラジアル方向に非接
   触支持するラジアル軸受と、 セラミック材からなるスラスト支持部を有し、そのスラ
   スト支持部で上記回転軸のスラスト支持面を接触支持す
   るスラスト軸受とを具備したことを特徴とする動圧型軸
   受装置。