(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトを軸受保持しているシャフト保持部材と、該シャフトに設けられているスラストプレートと、を有し、該スラストプレートと該シャフト保持部材との間にスラスト動圧流体軸受手段が介在されたモータにおいて、
該スラストプレートの内部には、該スラストプレートの外周面と、該スラストプレートの上面及び／又は下面における該スラスト動圧流体軸受手段より半径方向内方側と、を連通し、該スラスト動圧流体軸受手段に該スラストプレートの外周側のオイルを供給するためのオイル供給路が形成されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
該スラストプレートの外周面と該シャフト保持部材の内周面の間には、オイルが存在するオイル溜部と空気が存在する空気室が設けられており、該オイル供給路の一端は該オイル溜部に開口し、その他端は該スラストプレートの該上面及び／又は該下面に開口している請求項１記載のモータ。
【請求項３】
該スラストプレートの該上面及び該下面と該シャフト保持部材との間にはスラスト動圧流体軸受手段が介在され、該シャフトと該シャフト保持部材との間にはラジアル動圧流体軸受手段が介在され、該オイル供給路の他端は、該スラストプレートの該上面及び該下面に開口している請求項１記載のモータ。
【請求項４】
該スラストプレートの該外周面と該シャフト保持部材の該内周面との間には、それらの間隔が比較的小さい第１の空間部とそれらの間隔が比較的大きい第２の空間部が設けられ、該第１の空間部がオイル溜部として機能し、また該第２の空間部が空気室として機能する請求項２又は３記載のモータ。
【請求項５】
該スラストプレートの該外周面には、軸線方向に所定の幅を有する周溝が形成されており、この溝は、その一部において該シャフト保持部材との間隔が最も小さく、その他部において該シャフト保持部材との間隔が最も大きいテーパ状溝から構成され、該スラストプレートと該シャフト保持部材との間隔が小さい該一部近傍が該第１の空間部として作用し、該スラストプレートと該シャフト保持部材との間隔が大きい該他部近傍が該第２の空間部として作用する請求項４記載のモータ。
【請求項６】
該スラストプレートは該シャフトに所定方向に偏心して装着され、該スラストプレートと該シャフト保持部材との空間部は、該所定偏芯方向においては間隔が小さい第１の空間部として作用し、該所定方向と反対方向においては間隔が大きい第２の空間部として作用する請求項４記載のモータ。
【請求項７】
該オイル供給路の該他端は、該スラスト動圧流体軸受手段のベアリング溝の半径方向内方で且つオイルが存在する領域に開口している請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はモータに関する。詳細には、動圧流体軸受を備えたモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、例えば、図４に示すような、動圧流体軸受を使用しているスピンドルモータが、当業者に知られている。図４に示されているような動圧流体軸受を使用している公知のスピンドルモータ１では、固定ベース部材２のボス部３にシャフト４の下端部が固着され、更にこのボス部３の半径方向外方にはステータ５が固着されている。シャフト４の上端部には縮径部６が設けてあり、この縮径部６にスラストプレート７が嵌合固着され、かつこのスラストプレート７の上面を、同様に前記縮径部６に嵌合しているブッシュ８が保持されている。該ブッシュ８の半径方向外方であって前記スラストプレート７の上面にはカバープレート９が配置されている。このカバープレート９の半径方向外方にはスリーブ部材１０が設けられており、カバープレート９及びスリーブ部材１０が相互に固定され、これらはシャフト保持部材を構成する。更に、スリーブ部材１０の一部はスラストプレート７を保持しかつそこから該スラストプレート７の下方に伸長し、このスリーブ部１１がシャフト４の中間に形成されているラジアル動圧流体軸受手段１２を支承している。また、スリーブ部材１０は前記ステータ５の半径方向外方において当該ステータ５に対置する位置にロータマグネット１３を支持している。更にまた、スリーブ部材１０はその半径方向外方にハブ１４を有し、このハブ１４が磁気デイスク（図示せず）を保持している。そして、スラストプレート７の上面とカバープレート９の下面との間、スラストプレート７の下面とスリーブ部材１０との間にオイルが介在されてスラスト動圧流体軸受手段を構成し、またシャフト４とスリーブ部材１０との間にオイルが介在されてラジアル動圧流体軸受手段を構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、このようなスピンドモータにおいては、作動時には極めて高速度で回転するため、スラスト動圧流体軸受手段においてオイルが遠心力によって半径方向外方に流動し、スラスト動圧流体軸受手段のオイルが不足する傾向にある。スラスト動圧流体軸受手段においてオイルが不足すると、スラストプレートとスリーブ部材とが金属接触し、軸受手段において焼き付きが発生する恐れがある。
【０００４】
また、この種のモータでは、オイルを余分に保持するための溜部、即ち所謂オイル溜部が存在していなかった。このため軸受部に介在するオイルの量を厳密に計測する必要があり、もしオイルの量が所定値よりも多いと余分なオイルが軸受部から外部に漏れるという危険がある。また、このように予め余分なオイルを軸受部に保持するということが出来ないため、長時間にわたって軸受を使用すると、オイルが蒸発するが、そのような場合に、軸受部のオイルが減少し、軸受の寿命が短くなるという恐れがある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決し、長期に渡ってオイル不足による焼き付けを防止することができる動圧流体軸受手段を備えたモータを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータは、シャフトと、シャフトを軸受保持しているシャフト保持部材と、シャフトに設けられているスラストプレートと、を有しており、スラストプレートとシャフト保持部材との間にスラスト動圧流体軸受手段が介在され、シャフト保持部材とシャフトとの間にラジアル動圧流体軸受手段が介在されたモータであって、スラストプレートの外周面とシャフト保持部材の内周面との間には、それらの間隔が比較的小さい第１の空間部とそれらの間隔が比較的大きい第２の空間部が設けられ、第１の空間部はオイルが収容されるオイル溜部として機能し、また第２の空間部は空気が存在する空気室として機能し、スラストプレートには、第１の空間部のオイルをスラスト動圧流体軸受手段に供給するためのオイル供給路が設けられている。
【０００７】
【作用】
本件発明のモータでは、スラストプレートの外周面とシャフト保持部材との間には、オイル溜部として機能する第１の空間部と、空気室として機能する第２の空間部が設けられている。スラストプレートには、また、オイル溜部のオイルをスラスト動圧流体軸受手段に供給するためのオイル供給路が設けられている。従って、スラスト動圧流体軸受手段においては、モータの回転によって発生する遠心力によりそのオイルが半径方向外方に流れる傾向にあるが、かかる傾向が生じたとしても、オイル溜部からのオイルがオイル供給路を通してスラスト動圧流体軸受手段に送給され、このスラスト動圧流体軸受手段におけるオイル不足が解消される。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明のモ−タの一実施例の要部を示している。図１において、図示のモータは、固定ベース部材のボス部（図示せず）へ下端部が固定保持されているシャフト２１を備えている。このシャフト２１の上端部には縮径部２２が設けてある。縮径部２２にはスラストプレート２３が装着され、このスラストプレート２３は、従来技術と同様に、ブッシュ２４によって前記縮径部２２に固定されている。ブッシュ２４の半径方向外方であって前記スラストプレート２３の上面にはカバープレート２５が配設されている。このカバープレート２５には、図４に示すと同様に、スリーブ部材２６が取り付けてある。この例でも、カバープレート２３とスリーブ部材２６とは相互に固定されてシャフト保持部材を構成している。スリーブ部材２６の一部はスラストプレート２３の周側面を保持しかつそこからスラストプレート２３の下方に伸長し、更にシャフト２１の中間に設けられているラジアル動圧流体軸受手段２７を支持している。ラジアル動圧流体軸受手段２７は、シャフト２１に軸方向に間隔を置いて形成された一対のベアリング溝２８、２９から構成され、シャフト２１に代えてスリーブ部材２６の内周面に形成することもできる。前記シャフト２１を保持している前記ベース部材（図示せず）のボス部はその半径方向外方に適当な手段によってステータ（図示せず）を固着保持している。図４に示すように、このステータの半径方向外方において当該ステータに対向する位置に、前記スリーブ部材２６はロータマグネット（図示せず）を支持している。更に、スリーブ部材２６は、図４に示すように、その半径方向外方にハブ（図示なし）を有し、このハブに磁気デイスク（図示せず）が保持されている。これにより、スラストプレート２３と、このスラストプレート２３の上面、側面及び下面を取り巻いているシャフト保持部材（カバープレート２５及びスリーブ部材２６）と、の間に、スラスト動圧流体軸受手段５０（図２）が設けられ、またシャフト２１とスリーブ部材２６との間に、ラジアル動圧流体軸受手段２７が設けられている。実施例では、スラスト動圧流体軸受手段は、スラストプレ−ト２３の上面及び下面に形成されたベアリング溝５１（図２においてスラストプレート２３の上面に設けられたもののみを示す）から構成されている。このスラスト動圧流体軸受手段５０のベアリング溝５１は、スラストプレート２３に代えて、カバープレート２５及び／又はスリーブ部材２６に形成することもできる。
【０００９】
実施例のモータにおいて、スラストプレート２３とシャフト２１の角部に対向するスリーブ部材２６の対向部分は、一部が三角状に削り取られており、かく削り取ることによって、この角部に第１の空気室３０が規定されている。この空気室３０は、その容積を大きくするために、スラストプレート２３の一部を切り欠くようにしてもよい。
【００１０】
ラジアル動圧流体軸受手段２７及びスラスト動圧流体軸受手段５０に関連して、更に、次の通り構成されている。即ち、カバープレート２５の半径方向内方部分３１とブッシュ２４との間にはモータの外部、即ち大気に連通する大気通路３１が規定されている。カバープレート２５の半径方向内方部分の下面には、そこから半径方向内方に向けて上方に所定角度（ａ°）で傾斜するテ−パ部３２が設けてある。これにより、カバープレート２５の半径方向内方の下面部分と、スラストプレート２３の上面と、ブッシュ２４と、の間に、空所３３が形成されている。ここの角度ａは５°〜１０°であることが望ましい。
【００１１】
図１に示すように、スラストプレート２３の下面からシャフト２１のラジアル動圧流体軸受手段２７に至るスリーブ部材２６の角部は所定の角度（ｂ°、ｃ°）にテ−パ状に切り落とされ、これにより下側のスラスト動圧流体軸受手段５０に続くテーパ部３４（角度ｂ°）とラジアル動圧流体軸受手段２７に続くテーパ部３５（角度ｃ°）とが設けられている。ここで角度ｂは前記角度ａよりも大きい角度、例えば４５°前後の角度であることが望ましい。なお、角度ｃは角度ｂが特定されることにより自動的に特定されることになる。
【００１２】
更に、スリーブ部材２６の、前記シャフト２１に面している下方部分には、シャフト２１の下方に向けて半径方向外方に所定角度（ｄ°）で傾斜するテーパ部３７が設けてある。ここで角度ｄは前記角度ｃよりも小さい角度、例えば５°〜１０°であることが望ましい。
【００１３】
図１に示すように、スラスト動圧流体軸受手段５０及びラジアル動圧流体軸受手段２７には、オイルが充填されている。そして、これらの動圧流体軸受手段２７及び５０からオイルが漏洩しないように、実施例では、テーパ部３２及び３７の最大間隔が、シャフト２１とシャフト保持部材との間隔よりも大きく設定されており、これによりテーパ部３２及び３７からのオイルの流出が困難となる。
【００１４】
スラストプレート２３に関連して、更に、次の通り構成されている。図１と共に図２を参照して、第１の実施例では、スラストプレート２３の外周面に周方向にテーパ状の溝３８が形成されている。この溝３８は、その深さが図１及び図２において左周部が最も小さく（実施例では実質上存在せず）、また図１および図２において右周部が最も大きく（例えば０．２乃至１ｍｍ程度でよい）なっている。この溝３８の断面は、例えば略Ｖ字形状又は略台形状でよい。実施例では、テーパ状の溝３８は、円形状のスラストプレート２３に対してその底面が図１及び図２において幾分左側に偏心するように形成され、かく形成することによって、スラストプレート２３の一周部（図１及び図２において左周部）においてスリーブ部材２６との間隔が最も小さくなるように、またスラストプレート２３の他周部（図１及び図２において右周部）においてスリーブ部材２６との間隔が最も大きくなるように構成されている。スラストプレート２３にかく溝３８を形成することによって、スラストプレート２３の外周面とスリーブ部材２６の内周面との間に存在するオイルには、溝３８の底面に沿ってその間隔が小さくなる方向に、即ち図１及び図２において左方に移動しようとする力が作用し、このオイルは、図２に示す通り、スラストプレート２３の溝３８の左部側に集まり、この溝３８の左部（スラストプレート２３の左部に位置する部分）が第１の空間部としてのオイル溜部４０として機能し、一方、スラストプレート２３の外周面とスリーブ部材２６との間のオイルが存在しない空間、即ち溝３８の右部（スラストプレート２３の右部に位置する部分）が第２の空間部として空気が存在する空気室４１として機能する。尚、スラストプレート２３の外周面のうち、溝３８が存在しない領域とスリーブ部材２６の内周面との空間には、容易に理解される如く、オイルが介在され、図２において破線４４は溝３８におけるオイル境界面を示す。
【００１５】
スラストプレート２３には、更に、空気路４２及びオイル供給路４３が設けられている。空気路４２はスラストプレート２３の半径方向に図１及び図２において右方に直線状に伸び、その一端開口は上記空気室４１に開口している。この空気路４２の他端部は上方及び下方に分岐され、上側開口は空所３３（詳細には、テーパ部３２の実質上外側であって、オイルが存在しない領域）に開口し、下側開口は空気室３０に開口している。従って、オイル中に空気又は気泡が混入すると、空気室３０及び／又は４１にて気液の分離が行われ、空気等の気体のみが空気路４２を介して外部へ排出される。尚、片方の空気室４１のみで気液の分離を行うと共にオイル溜部４０にて充分なオイルを保持できる場合には、ラジアル動圧流体軸受手段２７とスラスト動圧流体軸受手段５０との間に存在する空気室３０を省略することができる。
【００１６】
また、オイル供給路４３は、スラストプレート２３の半径方向に図１及び図２において左方に直線状に伸び、その一端開口は上記オイル溜部４０に開口している。このオイル供給路４３の他端部は上方及び下方に分岐され、上側開口及び下側開口は上側及び下側のスラスト動圧流体軸受手段５０（詳細には、上側及び下側のスラストベアリング溝５１が存在する領域（即ち図２において二点鎖線５３及び５４の間の領域）よりも半径方向内側の領域であってオイルが存在する領域）に開口する。従って、スラスト動圧流体軸受手段５０のオイルが幾分減少すると、オイル溜部４０からのオイルがオイル供給路４３を通してスラスト動圧流体軸受手段（上側及び下側の双方）に供給され、スラスト動圧流体軸受手段５０のオイル減少による焼き付き等が確実に防止される。尚、空気室３０及び４１は、予備のオイルを収容するオイル量調整空間として作用し、従ってスラスト動圧流体軸受手段５０及びラジアル動圧流体軸受手段２７に介在するオイルの量を厳密に計測する必要がなくなり、また長時間使用によるオイル蒸発によって焼き付きが発生するを防止することもできる。
【００１７】
図３は、モータの変形例の要部を示し、図１及び図２の実施例と同一の部材は同一の番号を付して説明する。図３を参照して、スラストプレート２３の外周形状は円形であるが、このスラストプレート２３が図３において左側に幾分偏心してシャフト（図３ではシャフトの縮径部２２のみを示す）に取付られている。かく構成することによっても、スラストプレート２３の一周部（図３において左部の周部）においてスリーブ部材２６との間隔が最も小さくなり、またその他周部（図３において右周部）においてスリーブ部材２６との間隔が最も大きくなる。従って、スラストプレート２３の外周面とスリーブ部材２６の内周面との間に介在するオイルは、空間部における、間隔が最も小さい部分、即ち図２においてスラストプレート２３の左周部に集まる傾向にある。それ故に、スラストプレート２３の左周面部にオイルが集まり、この部分が第１の空間部としてのオイル溜部５６として機能し、その右周部が第２の空間部として空気が存在する空気室５８部として機能し、この第２の空間部（空気室５８）がオイル量の調整空間として作用する。尚、図３におい実線５７は、オイル境界面を示している。
【００１８】
スラストプレート２３には、図１及び図２の実施例と同様に、空気路４２及びオイル供給路４３が設けられている。空気路４２は図３において右方に直線状に伸び、その一端開口は上記空気室５８（第２の空間部）に開口している。この空気路４２の他端部は、前記実施例と同様に、上方及び下方に分岐されて空所３３及び空気室３０（図１参照）に開口している。オイル供給路４３は、図３において左方に直線状に伸び、その一端開口は上記オイル溜部５６（第１の空間部）に開口し、オイル供給路４３の他端部は上方及び下方に分岐されて上側及び下側のスラスト動圧流体軸受手段５０（詳細には、上側及び下側のスラストベアリング溝５１が存在する領域（即ち図２において二点鎖線５３及び５４の間の領域）よりも半径方向内側の領域であってオイルが存在する領域）に開口する。
【００１９】
かかる変形例のその他の構成は、図１及び図２に示す実施例と実質上同一であり、容易に理解される如く、この変形例においても、上記実施例と実質上同一の作用効果が達成される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のモータでは、スラストプレート２３の外周面とシャフト保持部材との間に、オイル溜部４０（５６）として機能する第１の空間部と、空気室４１（５８）として機能する第２の空間部が設けられている。スラストプレート２３には、また、オイル溜部４０（５６）のオイルをスラスト動圧流体軸受手段５０に供給するためのオイル供給路４３が設けられている。従って、スラスト動圧流体軸受手段５０においては、モータの回転によって発生する遠心力によりそのオイルが半径方向外方に流れる傾向にあるが、かかる傾向が生じたとしても、オイル溜部４０（５６）からのオイルがオイル供給路４３を通してスラスト動圧流体軸受手段５０に送給され、このスラスト動圧流体軸受手段５０におけるオイル不足が解消され、軸受手段の焼き付きが防止される。加えて、気室４２（５８）がオイル量調整空間として作用し、この空間を利用して充分な量のオイルを保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータの第１実施例を示す要部断面図。
【図２】図１のモータのスラストプレート及びその近傍を示す断面図。
【図３】本発明のモータの変形例の要部を示す断面図。
【図４】公知のモータの例を示す断面図。
【符号の説明】
２１  シャフト
２３  スラストプレート
２５  カバープレート
２６  スリーブ部材
２７  ラジアル動圧流体軸受手段
２８、２９  ラジアルベアリング溝
３０  空気室
３８  溝
４０、５６  オイル溜部
４１、５８  空気室
４２  空気路
４３  オイル供給路
５０  スラスト動圧流体軸受手段
５１  スラストベアリング溝
【図１】
0003593372.tif 000002
【図２】
0003593372.tif 000003
【図３】
0003593372.tif 000004
【図４】
0003593372.tif 000005