JPH11285195A - モータ - Google Patents

モータ

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JPH11285195A
JPH11285195A JP10078805A JP7880598A JPH11285195A JP H11285195 A JPH11285195 A JP H11285195A JP 10078805 A JP10078805 A JP 10078805A JP 7880598 A JP7880598 A JP 7880598A JP H11285195 A JPH11285195 A JP H11285195A
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bearing
gas
lubricating fluid
motor
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/1675—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸体の抜け止めを要さず、かつアキシャ
ル方向の可動量を抑制すると共に、その軸受損を軽減し
てモータの電気的効率を向上させる。 【解決手段】 第１気体介在部９及び第２気体介在部１
２には潤滑流体６が保持されておらず、回転軸体２及び
スラスト板３と保持筒４の相対回転時に潤滑流体６の粘
性抵抗が生じないので、潤滑流体６による損失（軸受
損）が低減され、モータの電気的効率が向上する。この
とき、スラスト板３の下面側で支持すべきアキシャル方
向負荷に対する支持力は、スラスト板３の上面を保持筒
４の軸線方向に対向する面側に付勢するように磁気バイ
アスされることで補われている。また、上部スラスト軸
受部１９をスラスト板３を用いることで、ロータのアキ
シャル方向の可動量を抑制可能に構成している。さら
に、上部スラスト軸受部１９にスラスト板３を用いるこ
とで回転軸体２の抜け止め等特別な構造は不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体駆動装置
に組み込まれた例えばハードディスクなどの記録媒体を
回転駆動するために用いられる潤滑流体による動圧軸受
を使用したモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、軸体とスリーブ部材とを相対
的に回転支持するために、両者間に介在させた潤滑流体
の流体圧力を利用する動圧軸受が用いられたモータが使
用されており、その一例について、以下に図５を用いて
詳細に説明する。
【０００３】図５は、従来の動圧流体軸受モータの構成
を示す縦断面図である。
【０００４】図５において、この動圧流体軸受モータ５
０の軸体保持筒５１は、その大径円筒状の基部５１ａの
下部外周部が記録媒体駆動装置の基盤５２の円形嵌合孔
５２ａ内に嵌合固定されており、その基部５１ａの上端
には環状板部５１ｂを介して小径円筒状のスリーブ部５
１ｃが同軸状に設けられている。また、基部５１ａの内
周下端部にはスラストカバー５３が嵌合固定されること
で内部を閉塞するようになっている。
【０００５】これらの軸体保持筒５１およびスラストカ
バー５３で軸体保持体が構成されており、この軸体保持
筒５１のスリーブ部５１ｃ内で垂直姿勢の回転軸体５４
が、それらの間隙内に潤滑油などの潤滑流体５５を毛細
管現象で保持させた状態で回転自在に保持されてラジア
ル動圧流体軸受部を構成している。また、軸体保持筒５
１の基部５１ａおよび環状板部５１ｂとスラストカバー
５３内で、回転軸体５４の下端外周部に外嵌固定された
円盤状のスラスト板５６が、それらの間隙内に潤滑流体
５５を毛細管現象で保持させた状態で回転自在に保持さ
れてスラスト動圧流体軸受部を構成している。これらの
ラジアル動圧流体軸受部およびスラスト動圧流体軸受部
により、回転軸体５４およびスラスト板５６と軸体保持
部体との相対回転時における潤滑流体５５の動圧を利用
する動圧流体軸受が構成されている。
【０００６】また、この回転軸体５４の高さ方向の略中
央部の外周面に環状溝５７が形成されており、この環状
溝５７はスリーブ部５１ｃの内周面とで囲まれ、その内
周面に形成された通気孔（呼吸孔）５８を介して外部と
連通された気体介在部５９に構成されている。この気体
介在部５９には、スリーブ部５１ｃと回転軸体５４の間
隙の全周に亘って空気が介在している。
【０００７】さらに、スラスト板５６の上下面および、
気体介在部５９の上下のスリーブ部５１ｃの各内周面に
はそれぞれ各ヘリングボーン溝６０がそれぞれ形成され
ており、回転軸体５４の順方向回転により、それぞれの
位置の潤滑流体に、ラジアル荷重支持圧およびスラスト
荷重支持圧を発生させるようになっている。
【０００８】さらに、このスリーブ部５１ｃの外周部に
は、ステータコア（図示せず）にモータコイル（図示せ
ず）が巻回されたステータ６１が外嵌固定されている。
また、回転軸体５４の上端外周部には、下に円形凹状
（カップ状）のロータハブ６２の中央孔が外嵌固定され
ており、このロータハブ６２の外周壁６２ａの内周部に
は所定間隔毎にロータマグネット６３が、ステータ６１
と径方向に対向して配設されて回転駆動部を構成してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
動圧流体軸受のようにラジアル動圧流体軸受部およびス
ラスト動圧流体軸受部を用いた場合には、スラスト動圧
流体軸受部にスラスト板５６を使用し、アキシャル方向
（軸方向）の支持を安定化（軸方向のガタを小さく）さ
せるためにスラスト板５６の上下面側をスラスト動圧流
体軸受としているが、確かにアキシャル方向の支持は安
定化しているものの、軸受損としては大きくモータの電
気的効率がよくないという問題を有していた。
【００１０】また、従来の動圧流体軸受にはスラストプ
レートを用いずに回転軸体の端面にのみ動圧発生溝を形
成してスラスト軸受部を構成するものがある。この場合
には、確かに軸受損としては小さくモータの電気的効率
も良好であるが、スラストプレートのような突出部を有
しないため、回転軸体の抜け止め構造を別途設ける必要
があると共に、アキシャル方向（軸方向）の可動量が大
きく、衝撃印加時にハードディスク等の記録媒体とこの
記録媒体に近接し情報を読み書きする磁気ヘッド等が接
触し破損するという問題を有していた。
【００１１】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、回転軸体の抜け止めを要さず、かつアキシャル方向
の可動量を抑制することができると共に、その軸受損を
軽減してモータの電気的効率を向上させることができる
モータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のモータは、軸体
と、前記軸体の端部から径方向外方に延設された略円盤
状スラストプレートと、前記軸体及び前記スラストプレ
ートと微小間隙を形成して対向する円筒状スリーブ部材
と、前記微小間隙の少なくとも一部に保持された潤滑流
体とから構成され、前記軸体と前記スリーブ部材とを前
記軸体の軸心を中心に相対的に回動自在に保持する動圧
流体軸受手段を有し、前記軸体及び前記スリーブ部材の
一方はロータマグネットを備えたロータに固着され、そ
の他方がステータとともに固定部材をなすモータであっ
て、前記軸体と前記スリーブ部材の径方向に対向する面
間には前記潤滑流体が保持されたラジアル軸受部が形成
され、前記スラストプレートの一面と前記スリーブ部材
の軸線方向に対向する面間には前記潤滑流体が保持され
たスラスト軸受部が形成されるとともに前記スラストプ
レートの他面には外気に連通する気体が介在するスラス
ト気体介在部が形成されており、前記スラストプレート
の一面を前記スリーブ部材の軸線方向に対向する面側に
付勢するように前記ロータが磁気バイアスされることを
特徴とするものである。
【００１３】ここでいう外気というのは、軸体及びスラ
ストプレートとスリーブ部材の微小間隙の外の雰囲気を
言い、モータの内外、モータを組み込んだ装置の内外を
問わない。その外気の圧力は大気圧であるか否かを問わ
ない。
【００１４】この構成において、スラスト気体介在部は
外気に連通しており、潤滑流体の充填時あるいはモータ
回転時に軸受部の動圧発生溝による攪拌によって潤滑流
体内に発生した気泡をこの連通孔を通じて軸受部外に排
出することにより、モータの温度上昇によって気泡が熱
膨張し潤滑流体が軸受部外に漏出することを防止するこ
とができる。
【００１５】また、潤滑流体の表面張力とスラスト気体
介在部は、外気圧によってバランスしており、潤滑流体
が蒸発等によって減少した場合には、外気圧によってス
ラスト気体介在部が拡大し、軸受部以外の部分に存在し
ていた潤滑流体を軸受部に補給することで、軸受部には
常に潤滑流体が存在するようにしてモータの信頼性を向
上することができる。
【００１６】気体介在部においては、軸体とスリーブ部
材の相対回転時に潤滑流体の粘性抵抗が生じないので、
潤滑流体による損失（軸受損）が低減され、モータの電
気的効率を向上させることができる。
【００１７】磁気バイアスとは、ロータが固定部材に対
して磁力により吸引あるいは反発され、その作用方向に
付勢力を得ることをいうが、この磁気バイアスは、例え
ば固定部材に備えられたステータとこれに対向してロー
タに固着されたロータマグネットの磁気中心を軸線方向
に異ならしめることによって実現できる他、固定部材の
ロータマグネットに軸線方向に対向する部分に磁性部材
を配置するあるいは固定部材とロータの軸線方向に対向
する部分に同極又は異極に着磁されたマグネットをそれ
ぞれ配置することによっても可能である。前記本発明に
おけるモータは、スラストプレートの他面側にスラスト
気体介在部が形成されているため、スラスト軸受部はス
ラストプレートの一面側にしか設けられていないが、ス
ラストプレートの他面側で支持すべきアキシャル方向負
荷に対する支持力は、スラストプレートの一面をスリー
ブ部材の軸線方向に対向する面側に付勢するようにロー
タが磁気バイアスされることで補っている。
【００１８】また、スラスト軸受部をスラストプレート
を用いて構成することによって、ロータのアキシャル方
向の可動量を抑制することができ、衝撃印加時にロータ
に載置されるハードディスク等の記録媒体及びこの記録
媒体に近接し情報を読み書きする磁気ヘッド等を保護す
ることができる。また、スラスト軸受部にスラストプレ
ートを用いることで軸体の抜け止め等特別な構造は不要
である。
【００１９】本発明の別の構成のモータは、ラジアル軸
受部は、前記スリーブ部材に形成された呼吸孔を通じて
外気に連通する気体が全周にわたって介在するラジアル
軸受部間気体介在部によって前記潤滑流体が分離された
一対のラジアル軸受から構成されることを特徴とする。
【００２０】このように、スラスト部だけではなく、ラ
ジアル軸受部にも気体介在部を形成することで、潤滑流
体による軸受損を更に低減しモータの電気的効率を向上
することができると共に、ラジアル軸受部において生じ
た気泡の排出並びに潤滑流体の減少時の軸受部への潤滑
流体の供給をより円滑かつ確実に行うことができる。
【００２１】また、本発明の別の構成のモータにおいて
は、前記スリーブ部材に形成された呼吸孔は前記スラス
ト気体介在部まで延設され、前記スラスト気体介在部は
前記呼吸孔を通じて外気と連通することができる。
【００２２】更に、前記スラスト気体介在部は、前記軸
体の軸心部に形成された連通孔を通じて前記ラジアル軸
受部間気体介在部に連通し、前記スリーブ部材に形成さ
れた呼吸孔を通じて外気に連通することも可能である。
【００２３】加えて、本発明の更に別の構成のモータに
おいては、前記ラジアル軸受部と前記スラスト軸受部と
を、前記スラスト気体介在部を通じて外気に連通するラ
ジアル／スラスト軸受部間気体介在部によって分離する
ことを特徴とする。
【００２４】潤滑流体中に生じた気泡は、ラジアル軸受
部とスラスト軸受部の境界付近に集まりがちであり、こ
れは動圧発生溝としてヘリングボーン溝をラジアル軸受
部とスラスト軸受部の双方に形成した場合、圧力がヘリ
ングボーン溝の中心部付近（軸受部の中心付近）に集中
することから更に顕著になる。そこでラジアル軸受部と
スラスト軸受部の境界部に外気に連通する気体介在部を
設けることによって、この部分に溜った気泡を円滑に除
去することができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る動圧流体軸受
モータの実施形態について図面を参照して説明するが、
本発明は以下に示す各実施形態に限定されるものではな
い。
【００２６】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１
の動圧流体軸受モータにおける概略要部構成の軸受部分
を模式的に示す縦断面図であり、図５の構成部材と同一
の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説
明を省略する。
【００２７】図１において、この動圧流体軸受モータ１
は、回転軸体２と、この回転軸体２の下端部に外嵌固定
された円盤状のスラスト部材としてのスラストプレート
であるスラスト板３と、これらの回転軸体２およびスラ
スト板３を回転自在に保持する保持体としてのスリーブ
部材の保持筒４と、その保持筒４の内周下端部に嵌合固
定された円盤状のスラストカバー５と、これらの保持筒
４およびスラストカバー５と回転軸体２およびスラスト
板３との間隙に毛細管現象で保持された潤滑油などの潤
滑流体６と、回転軸体２の高さ方向の略中央外周部分に
全周に亘って形成された環状溝７が形成され、この環状
溝７が通気孔８を介して外部と連通した大気開放のラジ
アル軸受部間気体介在部としての第１気体介在部９と、
スラスト板３の下面に対向したスラストカバー５の上面
にその内径がスラスト板３の外径よりも小径の凹部１０
が形成され、この凹部１０内が通気孔１１を介して環状
溝７と連通した大気開放のスラスト気体介在部としての
第２気体介在部１２と、第１気体介在部９の上側のスリ
ーブ状の保持筒４の内周面に形成され、回転時にその中
心部のく字状屈曲部に向かって両方向から作用する動圧
を潤滑流体６に発生させるく字状のヘリングボーングル
ーブ１３と、第１気体介在部９の下側のスリーブ状の保
持筒４の内周面に形成された下向きのスパイラルグルー
ブ１４と、スラスト板３の上面に形成された内向き（中
心向き）のスパイラルグルーブ１５と、保持筒４の外周
側に配設され、回転軸体２およびスラスト板３を保持筒
４およびスラストカバー５内で回転駆動させるためのモ
ータコイル１６とを有している。
【００２８】このヘリングボーングルーブ１３は、図２
（ａ）の保持筒４の内周面上部に形成された逆方向のパ
イラルグルーブ１３ａ，１３ｂが上下にく字状に配設さ
れたものであり、回転軸体２の回転時に、中心部分のく
の字の屈曲部分１３ｃに向けて両方から潤滑流体６を移
動させることで作用する動圧を発生させるようになって
いる。また、スパイラルグルーブ１４は、図２（ａ）の
保持筒４の内周面下部に示しており、回転軸体２の回転
時に、一方向の下側にのみ作用する動圧を発生させるよ
うになっている。さらに、スパイラルグルーブ１５にお
いては、図２（ｂ）のスラスト板３の斜視図に示すよう
にスラスト板３の上面３ａに形成されており、スラスト
板３の回転時に、一方向の内側（中心側）にのみ作用す
る動圧を発生させるようになっている。
【００２９】また、この第１気体介在部９よりも上側の
回転軸体２と保持筒４との間隙内の潤滑流体６に、回転
軸体２の回転時にヘリングボーングルーブ１３の作用に
よりラジアル荷重支持圧を発生させる上部ラジアル軸受
部１７と、第１気体介在部９よりも下側の回転軸体２と
保持筒４との間隙内の潤滑流体６に、回転軸体２の回転
時に下向きのスパイラルグルーブ１４の作用によりによ
りラジアル荷重支持圧を発生させる下部ラジアル軸受部
１８と、スラスト板３の上面と保持筒４との間隙内の潤
滑流体６に、スラスト板３の回転時に内向き（中心向
き）のスパイラルグルーブ１５の作用によりスラスト荷
重支持圧を発生させる上部スラスト軸受部１９とで、本
発明の軸受損を軽減した動圧流体軸受が構成されてい
る。このように、スラスト軸受部として従来のような下
面側の下部スラスト軸受部を設けておらず、上部スラス
ト軸受部１９だけでスラスト荷重支持圧を得るようにし
ている。また、下部スラスト軸受部１９にはスパイラル
グルーブ１５が配設されており、スパイラルグルーブ１
５とすることでベアリングスパンが確保されて回転剛性
が確保される。
【００３０】このとき、スラスト板３の下面側の第２気
体介在部１２は、通気孔１１、環状溝７さらに通気孔８
よりなる連通孔を介して外気に連通して大気開放状態と
なっており、潤滑流体６の充填時あるいはモータ回転時
に、上部ラジアル軸受部１７のヘリングボーングルーブ
１３、下部ラジアル軸受部１８の下向きのスパイラルグ
ルーブ１４および上部スラスト軸受部１９の内向きのス
パイラルグルーブ１５の動圧発生溝による攪拌によって
潤滑流体６内に発生した気泡をこの連通孔を通じて軸受
部外に排出することにより、モータの温度上昇によって
気泡が熱膨張し潤滑流体６が軸受部外に漏出することを
防止するようになっている。
【００３１】また、この潤滑流体６の表面張力と第１気
体介在部９及び第２気体介在部１２は、外気圧によって
バランスしており、潤滑流体６が蒸発等によって減少し
た場合には、外気圧によって各気体介在部が拡大し、軸
受部以外の部分に存在していた潤滑流体６を軸受部に補
給することで、軸受部には常に潤滑流体６が存在するよ
うにしてモータの信頼性を向上するようになっている。
【００３２】このような第１気体介在部９及び第２気体
介在部１２には潤滑流体６が保持されておらず、回転軸
体２及びスラスト板３と保持筒４の相対回転時に潤滑流
体６の粘性抵抗が生じないので、潤滑流体６による損失
（軸受損）が低減され、モータの電気的効率を向上させ
るようになっている。
【００３３】さらに、スラスト板３の下面側に第２気体
介在部１２が形成されているため、上部スラスト軸受部
１９はスラスト板３の上面側にしか設けられておらず、
スラスト板３の下面側で支持すべきアキシャル方向負荷
に対する支持力は、スラスト板３の上面を保持筒４の軸
線方向に対向する面側に付勢するように磁気バイアスさ
れることで補うように構成している。
【００３４】さらに、上部スラスト軸受部１９を、スラ
スト板３を用いて構成することによって、ロータのアキ
シャル方向の可動量を抑制可能に構成している。これに
よって、衝撃印加時にロータに載置されるハードディス
ク等の記録媒体及びこの記録媒体に近接し情報を読み書
きする磁気ヘッド等を保護することができる。また、上
部スラスト軸受部１９にスラスト板３を用いることで回
転軸体２の抜け止め等特別な構造は不要である。
【００３５】上記構成により、モータコイル１６への通
電で回転軸体２およびスラスト板３が保持筒４およびス
ラストカバー５内で回転駆動することになるが、このと
き、上部ラジアル軸受部１７において、回転軸体２と保
持筒４との間隙内の潤滑流体６は、回転軸体２の回転で
ヘリングボーングルーブ１３のく字状屈曲部（中央部）
に潤滑流体６が寄る作用によってラジアル荷重支持圧を
発生し、また、下部ラジアル軸受部１８において、回転
軸体２と保持筒４との間隙内の潤滑流体６は、回転軸体
２の回転で下側に潤滑流体６が寄るようにスパイラルグ
ルーブ１４が作用されると共に、上部スラスト軸受部１
９において、スラスト板３と保持筒４との間隙内の潤滑
流体６は、回転軸体２の回転でスラスト板３の中心方向
に潤滑流体６が寄るようにスパイラルグルーブ１４が作
用されることで、回転軸体２とスラスト板３との境界部
分に潤滑流体６が寄ってラジアル荷重支持圧およびスラ
スト荷重支持圧を発生させる。
【００３６】このとき、回転軸体２およびスラスト板３
に対して上側（矢印Ａの方向）に磁気バイアスによる付
勢力が付与され、これとスラスト荷重支持圧とがバラン
スして釣り合っている。
【００３７】したがって、スラスト板付き軸回転型スピ
ンドルモータにおいて、スラスト軸受部は上部スラスト
軸受部１９のみの一面とし、この上部スラスト軸受部１
９によるスラスト荷重支持圧と磁気バイアスによる上方
向の付勢力とをバランスさせるように構成している。こ
のように、従来のようにスラスト板３の下面側には内側
に向かうスパイラルグルーブが配設されておらず、この
ことが、回転軸体２およびスラスト板３に対して磁気バ
イアスによる付勢力が回転軸体２の軸心方向上側に与え
られることで補われるようになっている。このため、ス
ラスト板３の下面側に従来のようにスパイラルグルーブ
がない分だけ、潤滑流体の粘性抵抗による軸受損を軽減
することができて、モータの電気的効率を向上させるこ
とができ、また、スラスト板３によってアキシャル方向
の可動量（軸方向のガタ）を抑制することができる。
【００３８】このように、スラスト板３によって軸方向
の可動量（ガタ、遊び）を最低減にできると共に、衝撃
荷重をスラスト板３の面で受けて耐衝撃力を維持可能な
ため、衝撃印加時に磁気ヘッドおよび磁気ディスクを保
護することができる。また、軸受損の軽減（例えば３割
程度など）による大幅な低電流化のため、電流量が限ら
れている携帯用パーソナルコンピュータなどへの適用に
最適である。
【００３９】また、スラスト板３の下面側に従来のよう
にスパイラルグルーブがない分、コスト的にも有利であ
る。さらに、直角度や抜け強度などの許す限りスラスト
板３の厚みは薄くできる。
【００４０】（実施形態２）上記実施形態１では、下部
の潤滑流体の界面をスラスト板３の下面側外周端縁部分
としたが、本実施形態２では、下部の潤滑流体の界面を
スラスト板３ａの外周端面部分とした場合である。
【００４１】図３は本発明の実施形態２の動圧流体軸受
モータの概略要部構成を示す縦断面図であり、図１およ
び図５の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同
一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】図３において、動圧流体軸受モータ２０は
回転軸体２およびスラスト板２１を保持筒２２およびス
ラストカバー２３内で回転駆動させるものであり、上記
実施形態１の構成と略同様であるが、異なっている部分
は、円盤状のスラスト板２１が、上記実施形態１の円盤
状のスラスト板３の外径よりも小さく構成して回転軸損
をさらに軽減するように構成している点であり、また、
このスラスト板２１の潤滑流体６の界面がスラスト板２
１の外周端面部分となるように設定し、その潤滑流体６
の界面よりも下側位置には、外部および第１気体介在部
９と連通した通気孔８に連通する通気孔２４の一方端部
が開口している点である。この場合、その間隙内の潤滑
流体６の下側界面はスラスト板３の外周端面部分に位置
するように潤滑流体６の量が設定されて注入されるよう
になっている。また、保持筒２２のスラスト板２１の収
容部分はスラスト板２１の外径に沿うように小さく構成
されており、また、スラストカバー２３の上面は図１の
ような凹部１０が形成されておらず、面一となってい
る。
【００４３】この上部スラスト軸受部２５は、スラスト
板２１の上面と保持筒４との間隙内の潤滑流体６に、ス
ラスト板２１の回転時に内向き（中心向き）のスパイラ
ルグルーブ２７の作用によりスラスト荷重支持圧を発生
させるようになっており、スラスト軸受部として従来の
ような下部スラスト軸受部を設けず、かつより外径の小
さい円盤状のスラスト板２１による上部スラスト軸受部
２５だけでスラスト荷重支持圧を得るようにしているた
め、潤滑流体６の粘性抵抗による回転時の損失をさらに
低減させることができるようになっている。また、上部
スラスト軸受部２５のスラスト板２１は外径が小さくと
も、スパイラルグルーブ２７とすることでベアリングス
パンが確保されて回転剛性が確保され得る。
【００４４】このとき、スラスト板２１の下面側の第２
気体介在部２６は、通気孔２４、環状溝７さらに通気孔
８よりなる連通孔を介して外気に連通して大気開放状態
となっており、潤滑流体６の充填時あるいはモータ回転
時に、上部ラジアル軸受部１７のヘリングボーングルー
ブ１３、下部ラジアル軸受部１８の下向きのスパイラル
グルーブ１４および上部スラスト軸受部２５の内向きの
スパイラルグルーブ２７の動圧発生溝による攪拌によっ
て潤滑流体６内に発生した気泡をこの連通孔を通じて軸
受部外に排出することにより、モータの温度上昇によっ
て気泡が熱膨張し潤滑流体６が軸受部外に漏出すること
を防止するようになっている。
【００４５】また、この潤滑流体６の表面張力と第１気
体介在部９及び第２気体介在部２６は、外気圧によって
バランスしており、潤滑流体６が蒸発等によって減少し
た場合には、外気圧によって各気体介在部が拡大し、軸
受部以外の部分に存在していた潤滑流体６を軸受部に補
給することで、軸受部には常に潤滑流体６が存在するよ
うにしてモータの信頼性を向上するようになっている。
【００４６】このような第１気体介在部９及び第２気体
介在部２６には潤滑流体６が保持されておらず、回転軸
体２及びスラスト板２１と保持筒４の相対回転時に潤滑
流体６の粘性抵抗が生じないので、潤滑流体６による損
失（軸受損）が低減され、モータの電気的効率を向上さ
せるようになっている。
【００４７】さらに、スラスト板２１の下面側に第２気
体介在部２６が形成されているため、上部スラスト軸受
部２５はスラスト板２１の上面側にしか設けられておら
ず、スラスト板２１の下面側で支持すべきアキシャル方
向負荷に対する支持力は、スラスト板２１の上面を保持
筒４の軸線方向に対向する面側（図３において矢印Ａで
示す方向）に付勢するように磁気バイアスされることで
補うように構成している。
【００４８】さらに、上部スラスト軸受部２５を、スラ
スト板２１を用いて構成することによって、ロータのア
キシャル方向の可動量を抑制可能に構成している。これ
によって、衝撃印加時にロータに載置されるハードディ
スク等の記録媒体及びこの記録媒体に近接し情報を読み
書きする磁気ヘッド等を保護することができる。また、
上部スラスト軸受部２５にスラスト板２１を用いること
で回転軸体２の抜け止め等特別な構造は不要である。
【００４９】以上のように、上記実施形態１の効果に加
えて、スラスト板２１の回転に対する内向き（中心向
き）のスパイラルグルーブ２７は一方向でスパイラルス
パンを小さく構成することができることから、外径のよ
り小さい円盤状のスラスト板２１を用いたため、潤滑流
体６の粘性抵抗による回転時の損失を更に低減させるこ
とができる。
【００５０】（実施形態３）上記実施形態１では、第１
気体介在部９と第２気体介在部１２とは通気孔１１で連
通して同一気圧の気体が下部ラジアル軸受部１８および
上部スラスト軸受部１９の上下位置に介在するようにし
たが、この他に、下部ラジアル軸受部１８と上部スラス
ト軸受部１９との間の干渉を回避させるべく、下部ラジ
アル軸受部１８と上部スラスト軸受部１９との間に、本
実施形態３では、第３気体介在部を設けてそれらを分離
した場合である。
【００５１】図４は本発明の実施形態３の動圧流体軸受
モータの概略要部構成を示す縦断面図であり、図１およ
び図５の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同
一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】図４において、動圧流体軸受モータ３０は
回転軸体２およびスラスト板３１を保持筒３２およびス
ラストカバー５内で回転駆動させるものであり、上記実
施形態１の構成と略同様であるが、異なっている部分
は、第１気体介在部９と第２気体介在部１２とが通気孔
１１で連通して同一気圧の気体が下部ラジアル軸受部３
３および上部スラスト軸受部３４の上下位置に介在して
いると共に、下部ラジアル軸受部３３と上部スラスト軸
受部３４との間にも第３気体介在部３６を設けて下部ラ
ジアル軸受部３３と上部スラスト軸受部３４とを分離し
ている点である。第３気体介在部３６には、下部ラジア
ル軸受部３３と上部スラスト軸受部３４との間におい
て、保持筒３２の屈曲部下面側が軸側中央に向かって上
側に広がるような環状のテーパ部３５が形成されて気体
介在スペースとなっている。また、この第３気体介在部
３６は第２気体介在部１２との間において通気孔（呼吸
孔）３７で連通して同一気圧の気体が介在可能になって
おり、潤滑流体６の粘性抵抗による回転時の損失をいっ
そう低減させると共に、下部ラジアル軸受部３３と上部
スラスト軸受部３４の干渉を防止することができるよう
になっている。この通気孔３７は、回転軸体２の下端部
に外嵌固定される円盤状のスラスト板３１の内径部分に
形成されている。この場合、その間隙内の潤滑流体６の
下側界面はスラスト板３１の下面外周縁に位置するよう
に潤滑流体６の量が設定されて注入されるようになって
いる。
【００５３】このように、下部ラジアル軸受部３３と上
部スラスト軸受部３４との間に分離用の第３気体介在部
３６を設けたことで、上記実施形態１，２のような下部
ラジアル軸受部および上部スラスト軸受部のスパイラル
グルーブの代りにヘリングボーングルーブ３８，３９を
それぞれ設けるように構成している。
【００５４】流体動圧軸受において、組立時の流体の充
填や回転中の動圧発生用溝による攪拌によって流体中に
気泡が生じ、軸受部の温度上昇によってこの気泡が熱膨
張して流体の漏出などの原因になっている。図２（ａ）
のスパイラルグルーブではそれぞれ、下部ラジアル軸受
部１８では下側、上部スラスト軸受部１９では内側（軸
中心側）に向かって動圧が作用するような溝に形成され
ている。このため、下部ラジアル軸受部１８と上部スラ
スト軸受部１９の交点部分（回転軸体２とスラスト板３
との境界部分）が最も圧力が高くなり、気泡は動圧作用
方向とは反対方向に移動する。このため、気泡は下部ラ
ジアル軸受部１８の上側の第１気体介在部９と、上部ス
ラスト軸受部１９の反対側の第２気体介在部１２とにそ
れぞれ排出されて除去されるようになっている。ところ
が、本実施形態３の下部ラジアル軸受部３３と上部スラ
スト軸受部３４のように、スパイラルグルーブの代りに
く字状のヘリングボーングルーブ３８，３９をそれぞれ
形成した場合には、ヘリングボーングルーブ３８，３９
のく字状屈曲部に圧力が集中して、下部ラジアル軸受部
３３と上部スラスト軸受部３４との屈曲部分の圧力が低
くなるため、この屈曲部分に下部ラジアル軸受部３３と
上部スラスト軸受部３４との気泡が集中していまう。こ
のような気泡を排出除去するために、この屈曲部分に大
気に連通した第３気体介在部３６を設けている。
【００５５】また、スラスト板３１の下面側に第２気体
介在部１２が形成されているため、上部スラスト軸受部
３４はスラスト板３１の上面側にしか設けられておら
ず、スラスト板３１の下面側で支持すべきアキシャル方
向負荷に対する支持力は、スラスト板３１の上面を保持
筒４の軸線方向に対向する面側（図４において矢印Ａで
示す方向）に付勢するように磁気バイアスされることで
補うように構成している。
【００５６】以上のように、上記実施形態１の効果に加
えて、下部ラジアル軸受部３３と上部スラスト軸受部３
４との間にも第３気体介在部３６が介在されているた
め、更なる回転時の軸受損失の低減と共に、下部ラジア
ル軸受部３３と上部スラスト軸受部３４の干渉を防止す
ることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１によれ
ば、スラスト気体介在部は外気に連通しており、潤滑流
体の充填時あるいはモータ回転時に軸受部の動圧発生溝
による攪拌によって潤滑流体内に発生した気泡をこの連
通孔を通じて軸受部外に排出することにより、モータの
温度上昇によって気泡が熱膨張し潤滑流体が軸受部外に
漏出することを防止することができる。
【００５８】また、潤滑流体の表面張力とスラスト気体
介在部は、外気圧によってバランスしており、潤滑流体
が蒸発等によって減少した場合には、外気によってスラ
スト気体介在部が拡大し、軸受部以外の部分に存在して
いた潤滑流体を軸受部に補給することで、軸受部には常
に潤滑流体が存在するようにしてモータの信頼性を向上
することができる。
【００５９】さらに、気体介在部においては、軸体とス
リーブ部材の相対回転時に潤滑流体の粘性抵抗が生じな
いので、潤滑流体による損失（軸受損）が低減され、モ
ータの電気的効率を向上させることができる。
【００６０】さらに、スラスト軸受部をスラストプレー
トを用いて構成することによって、ロータのアキシャル
方向の可動量を抑制することができ、衝撃印加時にロー
タに載置されるハードディスク等の記録媒体及びこの記
録媒体に近接し情報を読み書きする磁気ヘッド等を保護
することができる。また、スラスト軸受部にスラストプ
レートを用いることで軸体の抜け止め等特別な構造は不
要である。
【００６１】また、本発明の請求項２によれば、スラス
ト部だけではなく、ラジアル軸受部にも気体介在部を形
成することで、潤滑流体による軸受損を更に低減しモー
タの電気的効率を向上することができると共に、ラジア
ル軸受部において生じた気泡の排出並びに潤滑流体の減
少時の軸受部への潤滑流体の供給をより円滑かつ確実に
行うことができる。
【００６２】さらに、本発明の請求項３によれば、スリ
ーブ部材に形成された呼吸孔はスラスト気体介在部まで
延設され、スラスト気体介在部は前記呼吸孔を通じて外
気と連通させることができる。
【００６３】さらに、本発明の請求項４によれば、スラ
スト気体介在部は、軸体の軸心部に形成された連通孔を
通じてラジアル軸受部間気体介在部に連通し、スリーブ
部材に形成された呼吸孔を通じて外気に連通させること
ができる。
【００６４】さらに、本発明の請求項５によれば、ラジ
アル軸受部とスラスト軸受部の境界部に外気に連通する
気体介在部を設けることによって、この部分に溜った気
泡を円滑に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の動圧流体軸受モータの概
略要部構成を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１の保持筒の内周面に形成されたヘ
リングボーングルーブおよびスパイラルグルーブを示す
断面図、（ｂ）は図１のスラスト板の上面に形成された
スパイラルグルーブを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２の動圧流体軸受モータの概
略要部構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態３の動圧流体軸受モータの概
略要部構成を示す縦断面図である。
【図５】従来の動圧流体軸受モータの構成を示す縦断面
図である。
【符号の説明】
１，２０，３０ 動圧流体軸受モータ ２ 回転軸体 ３，２１，３１ スラスト板 ４，２２，３２ 保持筒 ５，２３ スラストカバー ６ 潤滑流体 ７ 環状溝７ ８，１１，２４，３７ 通気孔 ９ 第１気体介在部 １０ 凹部 １２，２６ 第２気体介在部 １３，３８，３９ ヘリングボーングルーブ １４，１５，２７ スパイラルグルーブ １６ モータコイル １７ 上部ラジアル軸受部 １８，３３ 下部ラジアル軸受部 １９，２５，３４ 上部スラスト軸受部 ３５ テーパ部 ３６ 第３気体介在部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸体と、前記軸体の端部から径方向外方
    に延設された略円盤状スラストプレートと、前記軸体及
    び前記スラストプレートと微小間隙を形成して対向する
    円筒状スリーブ部材と、前記微小間隙の少なくとも一部
    に保持された潤滑流体とから構成され、前記軸体と前記
    スリーブ部材とを前記軸体の軸心を中心に相対的に回動
    自在に保持する動圧流体軸受手段を有し、前記軸体及び
    前記スリーブ部材の一方はロータマグネットを備えたロ
    ータに固着され、その他方がステータとともに固定部材
    をなすモータであって、 前記軸体と前記スリーブ部材の径方向に対向する面間に
    は前記潤滑流体が保持されたラジアル軸受部が形成さ
    れ、前記スラストプレートの一面とこれに前記スリーブ
    部材の軸線方向に対向する面間には前記潤滑流体が保持
    されたスラスト軸受部が形成されるとともに前記スラス
    トプレートの他面には外気に連通する気体が介在するス
    ラスト気体介在部が形成されており、前記スラストプレ
    ートの一面を前記スリーブ部材の軸線方向に対向する面
    側に付勢するように前記ロータが磁気バイアスされるこ
    とを特徴とするモータ。
  2. 【請求項２】 前記ラジアル軸受部は、前記スリーブ部
    材に形成された呼吸孔を通じて外気に連通する気体が全
    周にわたって介在するラジアル軸受部間気体介在部によ
    って前記潤滑流体が分離された一対のラジアル軸受から
    構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
  3. 【請求項３】 前記スリーブ部材に形成された呼吸孔は
    前記スラスト気体介在部まで延設され、前記スラスト気
    体介在部は前記呼吸孔を通じて外気と連通することを特
    徴とする請求項２に記載のモータ。
  4. 【請求項４】 前記スラスト気体介在部は、前記軸体の
    軸心部に形成された連通孔を通じて前記ラジアル軸受部
    間気体介在部に連通し、前記スリーブ部材に形成された
    呼吸孔を通じて外気に連通することを特徴とする請求項
    ２に記載のモータ。
  5. 【請求項５】 前記ラジアル軸受部と前記スラスト軸受
    部は、前記スラスト気体介在部を通じて外気に連通する
    ラジアル／スラスト軸受部間気体介在部によって分離さ
    れていることを特徴とする請求項１、３または４に記載
    のモータ。
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