(57)【要約】【課題】負圧発生部のオイル面を大気と対向するようにし、負圧部を大気圧と等しくして空気の混入を防止する。【解決手段】軸支体６の中心軸と軸受体７と該中心軸に嵌合されるシャフト２とから成る固定部と、前記シャフト２に回転自在に挿入されたスリーブ３と該スリーブ３のスラスト板５とから構成される回転部とを有し、前記スラスト板５は前記軸受体７と軸支体６とで挟持され、前記中心軸１と前記スリーブ３との間にラジアル軸受部の動圧発生部を有し、前記スラスト板５と前記軸支体６および前記軸受体７との間にスラスト軸受部の動圧発生部を有する流体軸受モータであって、前記中心軸の円筒部をＤカットし前記シャフト２にスリットを設け、前記中心軸のＤカット面と前記シャフト２のスリット部を対向させてスラスト軸受部とラジアル軸受部の間に外気に通じる通気孔を形成し、前記シャフトの円筒部中央にＤカット部に開口する孔を有することを特徴とする流体軸受モータ。【選択図】図１
2010175009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸支体の中央に固定された中心軸と、前記軸支体の外周に設けた軸受体と、該中心軸に嵌合固定されるシャフトとから成る固定部と、
前記シャフトに回転自在に挿入されたスリーブと、該スリーブに係合されたスラスト板とから構成される回転部とを有し、
前記スラスト板は、前記軸受体と軸支体との間に挟持され、前記中心軸と前記スリーブとの間にラジアル動圧軸受部を有し、前記スラスト板と前記軸支体および前記軸受体との間にスラスト動圧軸受部を有する流体軸受モータであって、
前記中心軸の円筒部をＤカットして間隙を形成させ、前記シャフトの両端にスリットを設け、前記中心軸のＤカット面と前記シャフトのスリット部を対向させて、スラスト軸受部とラジアル軸受部の間に外気に通じる通気孔を形成し、さらに前記シャフトの円筒部中央に前記中心軸Ｄカット部に開口する孔を有することを特徴とする流体軸受モータ。
【請求項２】
前記中心軸の円筒部をＤカットし、前記シャフトの両端にスリットを設け、前記中心軸のＤカット部と前記シャフトのスリット部を対向させて、スラスト軸受部とラジアル軸受部の間に、外気に通じる通気孔のみを形成して成ることを特徴とする請求項１記載の流体軸受モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種のＯＡ機器，ＰＤＡ或いはＨＤＤなどの回転駆動に用いられる流体動圧軸受構造の小型スピンドルモータに係るもので、特に１．３インチ以下の超小型モータを対象とした流体軸受モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体軸受モータであるスピンビルモータは、軸回転方式に対し、中心軸固定方式が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
そして、後者の中心軸固定方式の流体軸受モータの軸受は、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す構成のものがある。
【０００４】
図面について説明すれば、１０１は固定された中心軸、１０２は前記中心軸１０１に挿通されて回転するスリーブであって、いずれかに設けられる流体動圧溝として、上下二段のヘリングボーン溝Ｒによるラジアル動圧軸受部１０４を備える。
【０００５】
１０５は前記スリーブ１０２の下部に配設される半径方向に突出したスラスト板を示し、このスラスト板１０５の上下面は、固定側の軸支体１０６と、軸受体１０７との間で形成されるヘリングボーン溝Ｒによるスラスト動圧軸受部１０８，１０９を備える。しかも、前記ラジアル動圧軸受部１０４は図４（ｂ）に示すように中心軸１０１の外周面に形成され、スリーブ１０２の反時計方向の回転により、動圧軸受部１０４に封入されたオイル１１２は上下２段のヘリングボーン溝Ｒによって相対向するベクトルＰｒ１，Ｐｒ２、およびＰｒ３，Ｐｒ４を持つ流れを上下それぞれに発生させる。この場合Ｂ部近傍のベクトルＰｒ１とＰｒ４は互いに反対方向に作用するためＢ部は大気圧に対して負圧になる。
【０００６】
同様にスラスト動圧軸受部１０９には、軸支体１０６のスラスト板１０５と対向する面に図４（ｃ）に示すヘリングボーン溝Ｒが形成され、またスラスト動圧軸受部１０８には、軸受体のスラスト板１０５と対向する面に図４（ｃ）に示すヘリングボーン溝Ｒを反転した物が形成され、スリーブ１０２の反時計方向の回転により、スラスト動圧軸受部１０８，１０９に封入されたオイル１１２は相対向するベクトルＰｓ１，Ｐｓ２、およびＰｓ３，Ｐｓ４を持つ流れをそれぞれ発生させる。スラストへリングホーンは通常Ｐｓ１＞Ｐｓ２、Ｐｓ３＞Ｐｓ４に設計されるため、スラスト板１０５の外周端面と軸受体１０７との間のＣ部のオイルの圧力は大気圧より高く正圧となる。
【０００７】
また、ラジアル動圧軸受部１０４とスラスト動圧軸受部１０９を繋ぐＡ部近傍のベクトルＰｓ３とＰｒ３は互いに反対方向に作用するためＢ部は大気圧に対して負圧になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８５１７９号公報
【特許文献２】特開２００３−１５３４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４に示される従来例によれば、モータとして静止時には、オイル１１２は図の状態で封入されており、ラジアル開口部１１０、スラスト開口部１１１の表面張力、および軸受部の毛細管現象により安定した状態を保持する。モータとして中心軸１０１に対してスリーブ１０２が回転すればラジアル動圧軸受部１０４にはＰｒ１，Ｐｒ２、およびＰｒ３，Ｐｒ４のベクトルを持つオイルの流れが発生する。また、スラスト動圧軸受部１０８にはＰＳ１，Ｐｓ２、同じくスラスト動圧軸受部１０９にはＰｓ３，Ｐｓ４のベクトルを持つオイルの流れが発生する。この結果、Ｐｒ１とＰｒ２、Ｐｒ３とＰｒ４、Ｐｓ１とＰｓ２、Ｐｓ３とＰｓ４各々がＰｒｕ，ＰｒＬ，Ｐｓｕ，ＰｓＬの動圧を発生させ、スリーブ１０２を中心軸１０１，軸支体１０６，軸受体１０７から浮上させ、流体動圧軸受となる。この時ラジアル開口部向きのベクトルＰｒ１，Ｐｒ３，Ｐｓ１，Ｐｓ４の和と、スラスト開口部向きのベクトルＰｒ２，Ｐｒ４，Ｐｓ２，Ｐｓ４の和が等しく設計されているか、またはＰｒ２＋Ｐｒ４＞Ｐｒ１＋Ｐｒ３、Ｐｓ１＋Ｐｓ４＞Ｐｓ２＋Ｐｓ３に設計されていれば、オイルはラジアル開口部１１０、スラスト開口部１１から溢れ出ることはない。
【００１０】
しかしながら前述の如く、Ａ部にはＰｒ３とＰｓ３の互いに反対方向に作用する流れが発生している。またＢ部にもＰｒ１とＰｒ４の互いに反対方向に作用する流れが発生している。このため、Ａ部，Ｂ部とも大気圧に対して負圧になるため開口部から空気が入り圧力調整される。
【００１１】
入り込んだ空気は一定の所に留まらず、温度変化により膨張し、また機器の振動等により気泡の排出が起こり、気泡が弾けるとき油滴が飛散しオイル漏れが生じたり、入り込んだ空気の量だけ開口部の液面位置が変動し、オイル漏れを生じるという問題があった。
【００１２】
本発明は叙上の点に着目して成されたもので、負圧発生部のオイル面を大気と対向するようにし、負圧部を大気圧を等しくして空気混入を防止するようにした流体軸受モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、以下の構成により上記課題を解決することができる。
【００１４】
（１）軸支体の中央に固定された中心軸と、前記軸支体の外周に設けた軸受体と、該中心軸に嵌合固定されるシャフトとから成る固定部と、
前記シャフトに回転自在に挿入されたスリーブと、該スリーブに係合されたスラスト板とから構成される回転部とを有し、
前記スラスト板は、前記軸受体と軸支体との間に挟持され、前記中心軸と前記スリーブとの間にラジアル動圧軸受部を有し、前記スラスト板と前記軸支体および前記軸受体との間にスラスト動圧軸受部を有する流体軸受モータであって、
前記中心軸の円筒部をＤカットして間隙を形成させ、前記シャフトの両端にスリットを設け、前記中心軸のＤカット面と前記シャフトのスリット部を対向させて、スラスト軸受部とラジアル軸受部の間に外気に通じる通気孔を形成し、さらに前記シャフトの円筒部中央に前記中心軸Ｄカット部に開口する孔を有することを特徴とする流体軸受モータ。
【００１５】
（２）前記中心軸の円筒部をＤカットし、前記シャフトの両端にスリットを設け、前記中心軸のＤカット部と前記シャフトのスリット部を対向させて、スラスト軸受部とラジアル軸受部の間に、外気に通じる通気孔のみを形成して成ることを特徴とする前記（１）記載の流体軸受モータ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、固定軸が中心軸とその外周に配設されるシャフトとの二重構造であるため、中心軸の円筒部にＤカットを形成でき、シャフトの両端に設けられるスリットと連通でき、シャフトの外周に配設される回転機構として働くスリーブとの間に形成されるラジアル動圧軸受部内のオイルを大気圧と同じ圧力状態を確保して回転中の圧力変動を防ぎ、気泡の発生を防止できると共に、スラスト軸受内のオイルの変動も大気圧に開放されるため無くなり、気泡等の発生を防止してオイルの潤滑機能を低下させることなく回転作用を円滑に行わせることができる。
【００１７】
なお、大気圧との開放をより効果的にするため、シャフトの円筒部中央に中心軸のＤカットに通ずる孔を設けることも可能であるのでより有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る流体軸受モータ片半分の要部の断面図で、回転部分は斜線を施してある。
【図２】図1の要部の拡大断面図で回転部分は斜線を施してある。
【図３】中心軸とシャフトを示し、（ａ）は上面または下面を示す図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図
【図４】従来例を示す要部の断面図で、（ａ）は要部の中央箇所の断面説明図、（ｂ）はラジアル動圧軸受部のヘリングボーン溝を示す側面図、（ｃ）はスラスト動圧軸受部のヘリングボーン溝を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明に係る流体軸受モータの一実施例を図面と共に説明する。
【００２１】
図面について説明すれば、１は中心軸、２はこの中心軸１に嵌合固着される管状のシャフトで、両者二重構造で固定軸を構成している。３は、前記シャフト２に挿嵌されて回転されるスリーブを示し、オイルを介してラジアル動圧軸受部４を構成している。図示では、従来の図４（ｂ）と同様のシャフト２の外周に上下二段のヘリングボーン溝Ｒを設けて、スリーブ３の反時計方向の回転により、介在するオイルに対して、相対向するベクトルＰｒ１，Ｐｒ２、およびＰｒ３，Ｐｒ４を持つ流れを上下それぞれに発生させる。この場合Ｂ部近傍のベクトルＰｒ１とＰｒ４は互いに反対方向に作用するため、Ｂ部には大気圧に対して負圧になる（図２参照）。
【００２２】
５はスリーブ３の下端に設けた半径方向に伸びるスラスト板で、上下面は軸支体６および軸受体７で挟持され、詳細には軸受体７のリミッター７ａとカバー７ｂを介して軸支体６で挟持され、軸支体６のスラスト板５と対向する面６ａに図４（ｃ）に示すヘリングボーン溝Ｒを設け、またカバー７ｂのスラスト板５と対向する面７ｃに図４（ｃ）に示すヘリングボーン溝Ｒを反転した物を設け、スリーブ３の反時計方向の回転により、介在するオイルに対して、相対向するベクトルＰｓ１，Ｐｓ２、およびＰｓ３ｓＰｓ４を持つ流れを上下それぞれに発生させる。この場合、Ａ部近傍のベクトルＰｓ３とＰｒ３は互いに反対方向に作用するためＡ部は大気圧に対して負圧になる。
【００２３】
９は、固定軸の中心軸１の円筒部の外周を垂直に切裁したＤカット面で、シャフト２の内周との間に隙間ｈを形成する。１０はシャフト２の上端と下端に設けたスリットで、前記Ｄカット面９とが対向して隙間ｈと連通可能として、開口部Ｈを形成してＡ部を大気開放する。
【００２４】
シャフト２の中央には、図２に示すように中心軸１の外周に向けて穴１１を穿ち、隙間ｈと連通させてＢ部もまた大気開放している。
【００２５】
このように負圧発生部をすべて大気開放して大気圧とする。これによりラジアル開口部２１、スラスト開口部２２も大気圧であるため、空気の混入、気泡の発生を防止することができオイル漏れが無く、円滑なモータ作動を行わせることができる。
【００２６】
なお、図において、１２はハブ、１３はクランプナット、１４はクランプ板、１５はクランプゴム、１６はディスク、１７はトップカバー、１８はマグネット、１９は基板、２０はステータをそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００２７】
１    中心軸
２    シャフト
３    スリーブ
４    ラジアル動圧軸受部
５    スラスト板
６    軸支体
６ａ  面
７    軸受体
７ａ  リミッター
７ｂ  カバー
７ｃ  面
８    スラスト動圧軸受部
９    Ｄカット面
１０    スリット
１１    孔
１２    ハブ
１３    クランプナット
１４    クランプ板
１５    クランプゴム
１６    ディスク
１７    トップカバー
１８    マグネット
１９    基板
２０    ステータ
２１  ラジアル開口部
２２  スラスト開口部
１０１    中心軸
１０２    スリーブ
１０４    ラジアル動圧軸受部
１０５    スラスト板
１０６    軸支体
１０７    軸受体
１０８，１０９    スラスト動圧軸受部
１１０    ラジアル開口部
１１１    スラスト開口部
１１２    オイル
Ｐｒ，Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３，Ｐｒ４，Ｐｓ，Ｐｓ１，Ｐｓ２，Ｐｓ３，Ｐｓ４，Ｐｒｕ，ＰｒＬ，Ｐｓｕ，ＰｓＬ    ベクトル
Ａ部    大気圧に対してマイナスの負圧
Ｂ部    大気圧に対してマイナスの負圧
Ｃ部    大気圧に対してプラスの正圧
Ｒ    ヘリングボーン溝
Ｈ    通気孔
ｈ    間隙
【図１】
2010175009.tif 000003
【図２】
2010175009.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010175009.tif 000006