(57)【要約】【課題】動圧流体軸受装置の安定したスラスト浮上特性を得ると共に、潤滑剤の漏洩、潤滑剤切れを防ぐことを目的とする。【解決手段】軸２の内部には、スラスト板３と対向するスラスト面２ａの中央部とスリーブ１の内周面の潤滑剤プール部１ａとを連通する圧力調整穴２ｂが設けられている。軸２が浮上すると、潤滑剤は圧力調整穴２ｂを通って潤滑剤プール部１ａへと循環し、スラスト板３と軸２のスラスト面２ａの間の圧力は軸２の浮上量の変化によって調整されるので、安定した浮上特性が得られる。加えて、軸受装置に軸方向の振動や衝撃が加担された場合、潤滑剤プール部１ａの潤滑剤は、潤滑剤プール部１ａよりも下の非対称の動圧発生溝１ｃによりスラスト板３の方向に流動し、軸２のスラスト面２ａの中央部まで移動し、軸２内に設けた圧力調整穴２ｂを通り、元の位置に戻ることで、潤滑剤の漏洩による軸受内の潤滑剤切れを防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受穴を有するスリーブと、この軸受穴に相対回転自在に挿入された軸と、前記スリーブ端面に固定され、前記軸の一端面と当接するスラスト軸受部材からなり、前記軸の一端面と前記スラスト軸受部材との少なくとも一方にはスラスト側動圧発生溝を有し、前記スリーブの軸受穴の内周面または前記軸の外周面との少なくとも一方には潤滑剤を前記スラスト軸受部材へ流動させる作用を行う少なくとも２組のラジアル側動圧発生溝を有し、前記２組の動圧発生溝の中間において、前記動圧発生溝部におけるスリーブと軸との間隙よりも大きく、外部に臨まない潤滑剤プール部が設けられている動圧流体軸受装置において、前記軸の前記スラスト軸受部材と対向する端面の中央部に設けられ、前記潤滑剤プール部と連通する圧力調整穴を有していることを特徴とする動圧流体軸受装置。
【請求項２】
軸受穴を有するスリーブと、この軸受穴に相対回転自在に挿入された軸と、前記スリーブ端面に固定され、前記軸の一端面と当接するスラスト軸受部材からなり、前記軸の一端面と前記スラスト軸受部材との少なくとも一方にはスラスト側動圧発生溝を有し、前記スリーブの軸受穴の内周面または前記軸の外周面との少なくとも一方には潤滑剤を前記スラスト軸受部材へ流動させる作用を行う少なくとも２組のラジアル側動圧発生溝を有し、前記２組の動圧発生溝の中間において、前記動圧発生溝部におけるスリーブと軸との間隙よりも大きく、外部に臨まない潤滑剤プール部が設けられている動圧流体軸受装置において、前記軸の前記スラスト軸受部材と対向する端面の前記スラスト側動圧発生溝の外周近傍に設けられ、前記潤滑剤プール部と連通する圧力調整穴を有していることを特徴とする動圧流体軸受装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の動圧気体軸受装置を備え、スリーブ又は軸がロータの一部として回転するモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑剤の漏洩を起こさず、安定した浮上特性を持つ動圧流体軸受装置、及びその動圧流体軸受装置を備えた回転する磁気ディスクから信号の記録再生を行うディスク記録装置に用いられるモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、動圧流体軸受の従来例についての断面図である。
【０００３】
この動圧流体軸受は、スリーブ１１の下端面に円筒状穴を閉塞するスラスト板１３が固定され、円筒状穴には回転自在な軸１２が挿入されている。
【０００４】
円筒状穴の開口部は円筒状穴より大径の大径穴１１ａとなっている。
【０００５】
前記軸１２の外周面には、スリーブ１１の円筒状穴の内周面と対向する図７に示すようにスパイラル状の動圧発生溝１２ａが設けられている。
【０００６】
前記動圧発生溝１２ａは軸受の作動中即ち軸１２とスリーブ１１との少なくとも一方の回転中に軸１２とスリーブ１１の間のすきま内の潤滑剤をスラスト板１３の方向へ流動させる作用を行う。
【０００７】
前記軸１２のスラスト板１３と対向する端面の中央部には軸方向に循環穴１２ｂが設けられ、また軸１２には軸１２の作動中に循環穴１２ｂから大径穴１１ａに通ずる連通穴１２ｃが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
以上のように構成されているので、軸１２の静止時には軸１２の一方の端面とスラスト板１３とは接触しているが、軸１２が回転するとスパイラル状の動圧発生溝１２ａのポンピング作用によって大径穴１１ａ内の潤滑剤がスラスト板１３の方向に流動し、軸１２が浮上する。前記軸１２が浮上すると、潤滑剤は循環穴１２ｂおよび連通穴１２ｃを通って大径穴１１ａに流出する。スラスト板１３と軸１２の一方の端面の間の圧力は軸１２の浮上量の変化によって調整されるので、安定した浮上特性が得られる。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５８−２４６１６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、軸方向に振動、衝撃が加担された場合には、スリーブ１１の開口部に設けた大径穴１１ａ部へ流出する潤滑剤が、軸受の外部に漏洩し、潤滑剤切れが生じるという重大な欠点を有していた。
【００１１】
本発明は、上記欠点を鑑み、潤滑剤の漏洩がなく、軸方向の振動、衝撃が加担された場合でも安定した浮上特性を有する信頼性の高い動圧流体軸受装置及びその動圧流体軸受装置を備えたモータを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の請求項１記載の動圧流体軸受装置は、軸受穴を有するスリーブと、この軸受穴に相対回転自在に挿入された軸と、前記スリーブ端面に固定され、前記軸の一端面と当接するスラスト軸受部材からなり、前記軸の一端面と前記スラスト軸受部材との少なくとも一方にはスラスト側動圧発生溝を有し、前記スリーブの軸受穴の内周面または前記軸の外周面との少なくとも一方には潤滑剤を前記スラスト軸受部材へ流動させる作用を行う少なくとも２組のラジアル側動圧発生溝を有し、前記２組の動圧発生溝の中間において、前記動圧発生溝部におけるスリーブと軸との間隙よりも大きく、外部に臨まない潤滑剤プール部が設けられている動圧流体軸受装置において、前記軸の前記スラスト軸受部材と対向する端面の中央部に設けられ、前記潤滑剤プール部と連通する圧力調整穴を有していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、動圧流体軸受装置は安定したスラスト浮上特性が得られると共に、軸方向の振動や衝撃が加担された場合でも、軸受内の潤滑剤が軸受外部に漏洩して軸受内が潤滑剤切れを起こすことを防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２記載の動圧流体軸受装置は、軸受穴を有するスリーブと、この軸受穴に相対回転自在に挿入された軸と、前記スリーブ端面に固定され、前記軸の一端面と当接するスラスト軸受部材からなり、前記軸の一端面と前記スラスト軸受部材との少なくとも一方にはスラスト側動圧発生溝を有し、前記スリーブの軸受穴の内周面または前記軸の外周面との少なくとも一方には潤滑剤を前記スラスト軸受部材へ流動させる作用を行う少なくとも２組のラジアル側動圧発生溝を有し、前記２組の動圧発生溝の中間において、前記動圧発生溝部におけるスリーブと軸との間隙よりも大きく、外部に臨まない潤滑剤プール部が設けられている動圧流体軸受装置において、前記軸の前記スラスト軸受部材と対向する端面の前記スラスト側動圧発生溝の外周近傍に設けられ、前記潤滑剤プール部と連通する圧力調整穴を有していることを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、動圧流体軸受装置は安定したスラスト浮上特性が得られると共に、軸方向の振動や衝撃が加担された場合でも、軸受内の潤滑剤が軸受外部に漏洩して軸受内が潤滑剤切れを起こすことを防ぐことができる。加えて、スラスト軸受部材と対向する軸の端面の中央部におけるスラスト圧力分布の最高部を有効に活用でき、装置をコンパクトに設計できる。
【００１６】
なお、本発明の動圧流体軸受装置は、モータの他、種々の機械器具に利用することができる。
【００１７】
次に、本発明のモータは、上記の動圧流体軸受装置を備え、軸又はスリーブがロータの一部として回転するものである。このモータは、ハードディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクを始めとする記録媒体駆動装置用のスピンドルモータとして用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の各実施の形態を図１から図５を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１から図３は、本発明の実施の形態の一例としての請求項１記載の動圧流体軸受装置を備えたハードディスク駆動用のスピンドルモータについてのものであって、そのうち図２はスリーブ内周面の動圧発生溝の詳細図、図３（イ）はスラスト軸受面の詳細図、（ロ）スラスト圧力分布の説明図である。
【００２０】
図１に示すように、スピンドルモータのベース４の嵌合穴に略円筒形状のスリーブ１の下端面が、例えば圧入やレーザー溶接、接着剤による接着などにより嵌合固定されることによって、スリーブ１が固定されている。
【００２１】
スリーブ１には、碗形状のロータハブ５の中央部に上端部が固定されて内方に突出した軸２が円筒状穴に回転自在に挿入されており、スリーブ１の下端面には円筒状穴を閉塞するスラスト板３が固定されている。
【００２２】
ロータハブ５の外周壁の内周面には円筒状のロータマグネット６が内嵌固定され、ステータコア７と径方向空隙を隔てて相対している。ロータは、軸２とロータハブ５とロータマグネット６からなる。ロータハブ５の外周壁の外周面にはハードディスクが外嵌保持される。
【００２３】
スリーブ１及びスラスト板３と軸２との間隙には、潤滑剤が充填され、これらにより動圧流体軸受装置を構成している。
【００２４】
軸２の下端面は、軸心方向に対し垂直なスラスト面２ａが形成され、潤滑剤を介してスラスト板３の上面と軸心方向に相対し、スラスト軸受部を構成している。
【００２５】
スリーブ１の円周の上下中間部に環状凹形状の潤滑剤プール部１ａが形成されている。
【００２６】
スリーブ１の潤滑剤プール部１ａの上下における内周面と、軸２の外周面とがそれぞれ潤滑剤を介して径方向に相対することにより、上下ラジアル軸受部を構成している。この上下ラジアル軸受部におけるスリーブ１の内周部には軸２の回転時にスラスト板３に向かって潤滑剤を流動させるための非対称の動圧発生溝１ｂ、１ｃが設けられている。
【００２７】
また、軸２の内部には、スラスト板３と対向するスラスト面２ａの中央部とスリーブ１の内周面の潤滑剤プール部１ａとを連通する圧力調整穴２ｂが設けられている。
【００２８】
以上の構成により、軸２の静止時には軸２の下端面のスラスト面２ａとスラスト板３とは接触しているが、軸２が回転すると図２に示すように非対称のヘリングボーン状の動圧発生溝２ｃのポンピング作用によって潤滑剤プール部１ａ内の潤滑剤がスラスト板３の方向に流動し、軸２が浮上する。軸２が浮上すると、潤滑剤は圧力調整穴２ｂを通って潤滑剤プール部１ａへと循環する。スラスト板３と軸２の下端面のスラスト面２ａの間の圧力は軸２の浮上量の変化によって調整されるので、図３に示すスラスト圧力により安定した浮上特性が得られる。加えて、軸受装置に軸方向の振動や衝撃が加担された場合、軸２の停止時には潤滑剤の表面張力（毛細管現象）によりスリーブ１と軸２の間隙にとどまり軸受外部には漏洩しない。また、軸２の回転時には、潤滑剤プール部１ａよりも上の非対称の動圧発生溝１ｂにより潤滑剤が潤滑剤プール部１ａに移動し、シール作用が働き軸受外部には漏洩しない。
【００２９】
潤滑剤プール部１ａの潤滑剤は、潤滑剤プール部１ａよりも下の非対称の動圧発生溝１ｃによりスラスト板３の方向に流動し、軸２のスラスト面２ａの中央部まで移動し、軸２内に設けた圧力調整穴２ｂを通り、元の位置に戻ることで、潤滑剤の漏洩による軸受内の潤滑剤切れを防ぐことができる。
【００３０】
請求項２記載の動圧流体軸受装置においては、図４に示すように、軸２の内部には、スラスト板３と対向するスラスト面２ａの動圧発生溝２ｃの外周近傍部とスリーブ１の内周面の潤滑剤プール部１ａとを連通する圧力調整穴２ｄが設けられており、軸２の静止時には軸２の下端面のスラスト面２ａとスラスト板３とは接触しているが、軸２が回転すると非対称のヘリングボーン状の動圧発生溝２ｃのポンピング作用によって潤滑剤プール部１ａ内の潤滑剤がスラスト板３の方向に流動し、軸２が浮上する。軸２が浮上すると、潤滑剤は圧力調整穴２ｄを通って潤滑剤プール部１ａへと循環する。スラスト板３と軸２の下端面のスラスト面２ａの間の圧力は軸２の浮上量の変化によって調整されるので、安定した浮上特性が得られる。加えて、軸受装置に軸方向の振動や衝撃が加担された場合、軸２の停止時には潤滑剤の表面張力（毛細管現象）によりスリーブ１と軸２の間隙にとどまり軸受外部には漏洩しない。また、軸２の回転時には、潤滑剤プール部１ａよりも上の非対称の動圧発生溝１ｂにより潤滑剤が潤滑剤プール部１ａに移動し、シール作用が働き軸受外部には漏洩しない。
【００３１】
潤滑剤プール部１ａの潤滑剤は、潤滑剤プール部１ａよりも下の非対称の動圧発生溝１ｃによりスラスト板３の方向に流動し、軸２のスラスト面２ａの動圧発生溝２ｃの外周近傍部まで移動し、軸２内に設けた圧力調整穴２ｄを通り、元の位置に戻ることで、潤滑剤の漏洩による軸受内の潤滑剤切れを防ぐことができると共に、図５に示すスラスト圧力分布によりスラスト面２ａの中央部の圧力最高部を浮上に対して有効に活用でき、動圧流体軸受装置及び、スピンドルモータをコンパクトにすることができる。
【００３２】
なお、軸２の下端面のスラスト面２ａに設けた動圧発生溝２ｃは、対面するスラスト板３の表面に設けても良い。
【００３３】
また、軸２の内部に設けられ、スリーブ１内周面の潤滑剤プール部１ａへと連通する圧力調整穴２ｂ、２ｄは２本以上であってもよい。
【００３４】
軸２の内部に設けられ、スリーブ１内周面の潤滑剤プール部１ａとスラスト板３と対向するスラスト面２ａの動圧発生溝２ｃの外周近傍部とをする圧力調整穴２ｄについても２本以上であってもよい。
【００３５】
以上の実施の形態についての記述における上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜のためのものであって、実際の使用状態等を限定するものではない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の動圧流体軸受装置又はモータによれば、軸の内部には、スラスト板と対向するスラスト面中央部とスリーブ内周面の潤滑剤プール部とを連通する圧力調整穴が設けられていることより、安定した浮上特性が得られると共に、軸方向に振動や衝撃が加担された場合に、軸受外部への潤滑剤の漏洩や、軸受内の潤滑剤切れを防ぐことができる。
【００３７】
また、軸内部のスリーブ内周面の潤滑剤プール部と連通する圧力調整穴をスラスト板と対向するスラスト面の動圧発生溝の外周近傍部に設けることにより、スラスト面中央部の圧力最後部を浮上に対して有効に活用でき、動圧流体軸受装置及び、スピンドルモータをコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における動圧流体軸受装置を備えたハードディスク駆動用のスピンドルモータの模式的な断面図
【図２】図１に示すスリーブ内周面の動圧発生溝の詳細図
【図３】（イ）図１に示すスラスト軸受面の詳細図
（ロ）スラスト圧力分布の説明図
【図４】本発明の第２の実施形態における動圧流体軸受装置を備えたハードディスク駆動用のスピンドルモータの模式的な断面図
【図５】（イ）図４に示すスラスト軸受面の詳細図
（ロ）スラスト圧力分布の説明図
【図６】従来の動圧流体軸受の断面図
【図７】図６に示す軸外周面の動圧発生溝の詳細図
【符号の説明】
１      スリーブ
１ａ    潤滑剤プール部
１ｂ、１ｃ  非対称動圧発生溝
２      軸
２ａ    スラスト面
２ｂ、２ｄ  圧力調整穴
２ｃ    動圧発生溝
３      スラスト板
４      ベース
５      ロータハブ
６      ロータマグネット
７      ステータコア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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