(57)【要約】【課題】  回転軸の加工が容易であり、回転軸の強度低下を防止でき、回転軸が回転した際の遠心力によって潤滑油が外側へ飛散するのを防止できる流体軸受装置を提供する。【解決手段】  回転軸６が、固定されたスリーブ４の挿入孔に挿入され、軸受部１１を介して回転自在に保持され、挿入孔と回転軸６との隙間８に潤滑油９が充填され、スリーブ４から突出した回転軸６の先端突出部にハブ７が設けられ、ハブ７に、回転軸６の周囲に位置する凹部２３が形成され、凹部２３は上記隙間８の開口端に対向する手前側Ａが開口しており、凹部２３内の外周面２３ａは、軸心方向Ｘにおける上記手前側Ａとは反対の奥側Ｂが径方向における外側へ傾斜し、上記外周面２３ａに撥油剤２４が塗布されている。【選択図】  図２
2005240819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入孔を有する固定部材と、
上記挿入孔に挿入され且つ流体軸受部を介して回転自在に保持される回転軸と、
上記挿入孔と回転軸との間に形成された隙間に充填された潤滑油と、
上記固定部材の開口端から突出した回転軸の突出部に設けられた回転部材とを備えた流体軸受装置であって、
上記回転部材に、回転軸の周囲に位置する凹部が形成され、
上記凹部は上記隙間の開口端に対向する手前側が開口しており、
上記凹部内の外周面は、軸心方向における上記手前側とは反対の奥側が径方向における外側へ傾斜していることを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
凹部内の外周面に、潤滑油を弾く撥油剤が設けられていることを特徴とする請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
固定部材の開口端に、潤滑油を溜める油溜部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体軸受装置。
【請求項４】
凹部の手前側の径が、油溜部の外径よりも小さく、且つ、回転軸の径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項３記載の流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ハードディスク装置用のスピンドルモータ等に適した流体軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置の高容量化に伴って、スピンドルモータ等においては、従来の玉軸受から回転精度の優れた流体軸受への置換えが進んでいる。現在、最も主流の流体軸受は、潤滑油を用いた片側密閉型片持ちタイプである。この片側密閉型の流体軸受には、潤滑油が大気に開口される部分が一箇所存在し、この部分からの潤滑油の漏れを防止するために、テーパーシール等の様々なオイルシール構造が設けられている。
【０００３】
上記潤滑油の漏れ防止の一方法として、下記のように、撥油剤を塗布した流体軸受装置がある（特許文献１参照）。
すなわち、図４に示すように、回転軸４１が、挿入孔４２を備えた円筒状の軸受部材４３に挿入され、軸受部材４３に一体に形成された軸受部４３ａによって回転自在に保持されている。上記軸受部材４３の開口端から突出した回転軸４１の先端突出部には、磁気ディスク等を備えたハブ４４が取り付けられている。上記軸受部４３ａにおいて、挿入孔４２と回転軸４１との間に形成される隙間４５には、潤滑油４６（潤滑剤）が充填されている。上記回転軸４１は、外周面の一部に、上記軸受部４３ａに対向するヘリングボーン型グルーブ４７を有している。ヘリングボーン型グルーブ４７の両端部には、このグルーブ４７の外径よりも小径である段部４８が形成されており、段部４８には、撥油剤４９が塗布されている。
【０００４】
尚、一般に、上記潤滑油４６を上記隙間４５に充填する場合、上記隙間４５を真空に近い状態にして潤滑油４６を吸込む真空注油法が用いられている。
これによると、回転軸４１と共にハブ４４が回転すると、軸受部４３ａとヘリングボーン型グルーブ４７と潤滑油４６とによって構成される動圧軸受のポンピング作用により、回転軸４１の回転の求芯性が保たれる。また、回転軸４１の回転速度が上昇して潤滑油４６に作用する遠心力が増加しても、上記ヘリングボーン型グルーブ４７に介在する潤滑油４６は、段部４８に塗布された撥油剤４９によって弾かれるため、軸受部４３ａにおける隙間４５内に保持され、回転軸４１の外周を伝わって軸受部材４３とハブ４４との間から外部へ飛び散ることはない。
【０００５】
しかしながら、上記の従来形式では、回転軸４１の外周面に潤滑油飛散防止用の段部４８を加工するため、回転軸４１の加工工数が増加した。また、回転軸４１の外周面を加工して研磨する際、段部４８の箇所にバリが発生し易く、上記真空注油法を用いて潤滑油４６を軸受部材４３の開口端から隙間４５に吸込む時、上記段部４８のバリが潤滑油４６の吸込みの妨げになるといった問題があった。したがって、上記バリを完全に取除く必要があるが、バリの除去にはコストがかかり、回転軸４１のコストがアップするといった問題があった。さらに、段部４８の箇所において、回転軸４１の径が細くなるため、回転軸４１の強度が低下するといった問題がある。
【０００６】
また、上記のような段部４８を持たない回転軸４１を備えた流体軸受装置としては、図５に示すように、ハブ４４の、上記隙間４５の開口端に対向する面に、撥油剤４９を塗布したものがある。
【０００７】
これによると、回転軸４１の回転速度が上昇して潤滑油４６に作用する遠心力が増加した場合、ヘリングボーン型グルーブ４７に介在する潤滑油４６が回転軸４１の外周を伝わってハブ４４上の撥油剤４９の表面に乗り上げると、遠心力により、潤滑油４６がハブ４４上の撥油剤４９の表面から外側へ飛び散るといった問題がある。
【特許文献１】特開平５−２５６３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、回転軸の加工が容易であり、回転軸の強度低下を防止でき、回転軸が回転した際の遠心力によって潤滑油が外側へ飛び散るのを防止することが可能な流体軸受装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために本第１発明における流体軸受装置は、挿入孔を有する固定部材と、
上記挿入孔に挿入され且つ流体軸受部を介して回転自在に保持される回転軸と、
上記挿入孔と回転軸との間に形成された隙間に充填された潤滑油と、
上記固定部材の開口端から突出した回転軸の突出部に設けられた回転部材とを備えた流体軸受装置であって、
上記回転部材に、回転軸の周囲に位置する凹部が形成され、
上記凹部は上記隙間の開口端に対向する手前側が開口しており、
上記凹部内の外周面は、軸心方向における上記手前側とは反対の奥側が径方向における外側へ傾斜しているものである。
【００１０】
これによると、回転軸と回転部材とが回転する際、潤滑油が挿入孔と回転軸との隙間から回転軸の外周を伝って回転部材側へ流出しても、この潤滑油は、回転軸の外周から凹部内に侵入し、凹部内に捕捉される。この際、凹部内の外周面は奥側が外側へ傾斜しているため、上記凹部内の潤滑油は、遠心力によって、上記外周面に案内され凹部の奥側へ集められる。これにより、回転軸の回転中、凹部内に捕捉された潤滑油が凹部の手前側から固定部材と回転部材との間へ流出し遠心力によって外部周辺に飛び散るのを防止することができる。したがって、従来のように、回転軸の外周面に潤滑油飛散防止用の段部を加工する必要はなく、その分、回転軸の加工が容易になり、また、段部の箇所で回転軸の径が細くなることもないため、回転軸の強度低下を防止できる。
【００１１】
また、本第２発明における流体軸受装置は、凹部内の外周面に、潤滑油を弾く撥油剤が設けられているものである。
これによると、潤滑油は撥油剤で弾かれるため、潤滑油が凹部内の外周面に付着するのを防止することができる。
【００１２】
また、本第３発明における流体軸受装置は、固定部材の開口端に、潤滑油を溜める油溜部が形成されているものである。
また、本第４発明における流体軸受装置は、凹部の手前側の径が、油溜部の外径よりも小さく、且つ、回転軸の径よりも大きく形成されているものである。
【００１３】
これによると、回転軸の回転が停止した場合、凹部内に捕捉された潤滑油の一部は回転軸の外周を伝って油溜部へ流れ落ちるとともに、残りの潤滑油は、凹部内の外周面上を奥側から手前側へ流れ落ちた後、外周面の手前側の端部から油溜部へ流れ落ちる。これにより、凹部内に捕捉された潤滑油は上記油溜部に回収される。
【発明の効果】
【００１４】
本第１発明によると、凹部内の外周面は奥側が外側へ傾斜しているため、回転軸と回転部材とが回転した際、上記凹部内に捕捉された潤滑油は遠心力によって凹部の奥側へ集められ、外側へ飛び散るのを防止することができる。また、回転軸の加工が容易となり、回転軸の強度低下を防止することができる。また、本第２発明によると、凹部内の外周面に撥油剤を設けたため、潤滑油が凹部内の外周面に付着するのを防止することができる。さらに、本第４発明によると、凹部の手前側の径を油溜部の外径よりも小さく且つ回転軸の径よりも大きく形成することにより、回転軸の回転が停止した場合、凹部内に捕捉された潤滑油を油溜部に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明における第１の実施の形態を図１，図２に基づいて説明する。
１は例えばハードディスク装置用のスピンドルモータとして用いられる流体軸受装置であり、ベース２に、中央部に挿入孔３を備えた円筒状のスリーブ４（固定部材の一例）が設けられている。上記挿入孔３には、スピンドルモータ部５により回転駆動される回転軸６が挿入されている。上記スリーブ４の開口端から突出した回転軸６の先端突出部には、ハブ７（回転部材の一例）が取り付けられている。尚、ハブ７には、磁気ディスク（図示省略）等が一体に設けられている。
【００１６】
また、上記挿入孔３（すなわちスリーブ４の内周面）と回転軸６の外周面との間に形成された所定の隙間８には潤滑油９が充填されている。さらに、スリーブ４の内周面と回転軸６の外周面との互いに対向する面における少なくとも一方に、ヘリングボーン形状等の動圧発生溝（図示省略）を形成してラジアル軸受部１１（流体軸受部の一例）が構成されている。尚、上記ラジアル軸受部１１はスリーブ４と回転軸６との間における奥側箇所と開口端寄りの箇所との２箇所に設けられ、上記回転軸６は双方のラジアル軸受部１１を介して回転自在にスリーブ４に保持されており、これらラジアル軸受部１１の箇所を含めて潤滑油９が充填されている。
【００１７】
また、回転軸６の基端部には、回転軸６よりも太径のスラストフランジ１４が取り付けられ、上記スラストフランジ１４の円形平面部に対向するようにスラストプレート１５が配設されてスリーブ４に固定されている。また、上記スラストフランジ１４とスラストプレート１５との間に形成された隙間１６にも潤滑油９が充填され、上記ラジアル軸受部１１と同様に、スラストフランジ１４とスラストプレート１５との対向面における少なくとも一方に、動圧発生溝（図示省略）を形成してスラスト軸受部１７（流体軸受部の一例）が構成されている。さらに、回転軸６の基端に隣接するスラストフランジ１４の面（すなわちスラストプレート１５とは反対側の面）とこの面に対向するスリーブ４の基端部の面とにおける少なくとも一方にも、動圧発生溝（図示省略）を形成して同様なスラスト軸受部１７（流体軸受部の一例）が構成されている。
【００１８】
図２に示すように、上記隙間８はスリーブ４の開口端に臨む内周部において外側へ拡大された油溜部２１を有しており、この油溜部２１に潤滑油９が溜められる。
上記ハブ７の中央部には、回転軸６の先端突出部の周囲に位置する楔形状の凹部２３が形成されている。この凹部２３は、上記隙間８の開口端（油溜部２１）に対向する手前側Ａが開口している。また、凹部２３内の外周面２３ａは、軸心方向Ｘにおける上記手前側Ａとは反対の奥側Ｂが径方向における外側へ傾斜している。上記外周面２３ａには、潤滑油９を弾く撥油剤２４が塗布されている。尚、上記凹部２３の手前側Ａの径Ｒａは、隙間８の油溜部２１の外径Ｒｂよりも小さく、且つ、回転軸６の径Ｒｃよりも大きく形成されている。
【００１９】
以下、上記構成における作用を説明する。
スピンドルモータ部５により回転軸６とハブ７とが回転駆動されると、各ラジアル軸受部１１およびスラスト軸受部１７の動圧発生溝の給油作用により潤滑油９に圧力が発生し、回転軸６が所定の隙間８，１６を有した姿勢でスリーブ４に保持される。
【００２０】
この際、油溜部２１の潤滑油９が回転軸６の外周を伝ってハブ７側へ流出しても、この潤滑油９は、回転軸６の外周から凹部２３内に侵入し、凹部２３内に捕捉される。この際、図２の点線で示すように、凹部２３内の潤滑油９は、遠心力Ｆによって、傾斜した外周面２３ａに案内され凹部２３の奥側Ｂへ集められる。これにより、回転軸６の回転中、凹部２３内に捕捉された潤滑油９が凹部２３の手前側Ａからスリーブ４とハブ７との間へ流出し遠心力Ｆによって外部周辺に飛び散るのを防止することができる。したがって、回転軸６をストレート形状に加工すればよく、従来のように、回転軸６の外周面に潤滑油飛散防止用の段部４８（図４参照）を加工する必要はないため、その分、回転軸６の加工が容易になり、また、上記段部の箇所で回転軸６の径が細くなることもないため、回転軸６の強度低下を防止できる。
【００２１】
尚、回転軸６の回転が停止した場合、凹部２３内に捕捉された潤滑油９の一部は回転軸６の外周を伝って油溜部２１へ流れ落ちるとともに、残りの潤滑油９は、凹部２３内の外周面２３ａ上を奥側Ｂから手前側Ａへ流れ落ちた後、外周面２３ａの手前側Ａの端部から油溜部２１へ流れ落ちる。これにより、凹部２３内に捕捉された潤滑油９は隙間８の油溜部２１に回収される。
【００２２】
また、潤滑油９は撥油剤２４で弾かれるため、潤滑油９が上記外周面２３ａに付着するのを防止することができる。
尚、上記第１の実施の形態で説明したように、撥油剤２４を凹部２３の外周面２３ａに塗布することが望ましいが、第２の実施の形態として、図３に示すように、撥油剤２４を外周面２３ａに塗布しないものであってもよい。
【００２３】
この場合においても、回転軸６の回転中、凹部２３内の潤滑油９は遠心力Ｆによって凹部２３の奥側Ｂへ集められる。これにより、凹部２３内に捕捉された潤滑油９が凹部２３の手前側Ａからスリーブ４とハブ７との間へ流出し遠心力Ｆによって外部周辺に飛び散るのを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ハードディスク装置用のスピンドルモータ等に加えて、ビデオテープレコーダやその他のモータの流体軸受装置に適しているが、その他の回転部を支持する軸受として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における流体軸受装置の断面図である。
【図２】同、流体軸受装置の凹部の拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における流体軸受装置の断面図である。
【図４】従来の流体軸受装置の断面図である。
【図５】従来の流体軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    流体軸受装置
３    挿入孔
４    スリーブ（固定部材）
６    回転軸
７    ハブ（回転部材）
８    隙間
９    潤滑油
１１    ラジアル軸受部（流体軸受部）
２３    凹部
２３ａ    外周面
２４    撥油剤
Ａ    手前側
Ｂ    奥側
Ｘ    軸心方向
【図１】
2005240819.tif 000003
【図２】
2005240819.tif 000004
【図３】
2005240819.tif 000005
【図４】
2005240819.tif 000006
【図５】
2005240819.tif 000007