(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に取付られ磁性体を有した回転子と、
前記回転軸を受けるスラスト封止板を有し潤滑油が含浸された滑り軸受と、
前記滑り軸受の特定の外周面に沿って嵌合された筒状のオイル発散防止部と、
前記オイル発散防止部を介在させた状態で前記滑り軸受に取り付けられた鉄芯とを備え、
前記滑り軸受が所定の基板に取り付けられ、
前記滑り軸受と接触する前記基板の接触面内には切り欠き部が設けられ、
前記切り欠き部によって前記滑り軸受の内圧を分散させるようにしたことを特徴とするオイル発散防止機構付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はディスク回転用のスピンドルモータ等に適用して好適なオイル発散防止機構付きモータに関する。更に詳しくは、滑り軸受けの外周面にオイル発散防止部を設けることによって、滑り軸受けに含浸された潤滑油の発散を防止してモータの寿命を格段に向上させるようにしたオイル発散防止機構付きモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスクや光磁気ディクス等に情報を記録再生するとき、ディスクを高速回転させるスピンドルモータが使用されている。この種のモータでは、保守の簡略化などを図る目的から最近では、潤滑油を含浸させた含油型の滑り軸受（流体軸受）が使用されているものがある。
【０００３】
図８はこの種の従来のスピンドルモータ１０の構成を示す概念図である。スピンドルモータ１０は図８に示すように、回転軸１と、この回転軸１を受けるための滑り軸受３と、この回転軸１に取付けられたロータヨーク２と、滑り軸受３を取り付けたステータ基板４から構成される。この滑り軸受３には潤滑油（図示せず）が含浸される。
【０００４】
回転軸１の一端にはターンテーブル２０が設けられ、このターンテーブル２０上に磁気ディスクや光磁気ディクス等のディスクが載置される。円筒状のロータヨーク２の内壁側にはマグネット２Ａが設けられ、磁性ロータヨークが構成される。
【０００５】
ステータ基板４には滑り軸受３が設けられ、その滑り軸受３の下部にはスラスト封止板７が設けられる。このスラスト封止板７によって、回転軸１の他端が回転自在に受け支えられる。滑り軸受３の底面には溝部３Ａが設けられ、滑り軸受３の内部の圧力変化によって底面に滲み出た潤滑油が回収される。滑り軸受３の外壁側には固定子としての鉄芯５が嵌め込められる。この鉄芯５には巻線コイル６が設けられ、外部からの駆動電流によって、回転磁界が発生される。
【０００６】
次に、滑り軸受３の潤滑油の循環構造について説明する。図９において、滑り軸受３は金属を焼結して形成され、その焼結時に生じたポーラス部３Ｂに潤滑油８が含浸された構造を有している。このような構造において、巻線コイル６に所定の電流が通電されると、ロータヨーク２と共に回転軸１が回転する。その回転時に、回転軸１と滑り軸受３とのわずかな空隙３Ｃに滑り軸受３中のポーラス部３Ｂから潤滑油８が滲み出し、回転軸１と滑り軸受３との間に油膜が形成される。これにより、ロータヨーク２と共に回転軸１が滑らかに回転する仕組みになっている。
【０００７】
つまり、回転軸１が回転すると、回転軸１と滑り軸受３との間に生じた空隙３Ｃの圧力が負圧化して、滑り軸受３の内側の圧力が高まる。この結果、圧力の低い滑り軸受３の内表面３Ｄへ潤滑油８が移動し、潤滑油８が内表面３Ｄに滲み出て充満する。滑り軸受３の内圧と空隙３Ｃの圧力とが平衡状態に達した後は、滲み出した潤滑油８は比較的圧力が低いポーラス部分３Ｂに再び吸収される。このようにして潤滑油８は滑り軸受３の内部と内表面３Ｄとの間を循環している。
【０００８】
このような含油型の滑り軸受３では、所定回転数以上に回転軸１を回転させなければ、潤滑油８が外部に飛散することなく、正常に潤滑油を循環させることができる。従って、ロータヨーク２を正常に回転させることができ、しかも、構造が簡単であるという特徴を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、磁気ディスクや光磁気ディクス等の大容量化及びコンパクト化に伴い、スピンドルモータ１０に対して益々高速回転が要求されるようになった。
【００１０】
高速回転によって滑り軸受３の内部の圧力が異常に高くなると、多量の潤滑油８が、滑り軸受３の外表面３Ｅに滲み出し、滲み出た潤滑油８が鉄芯５を伝わる。鉄芯５は潤滑油８の外部飛散を防止できないので、潤滑油８が外部に発散してしまう。この現象は回転軸１を高回転させるほど著しい（図１０参照）。つまり、高回転になればなるほど滑り軸受３から鉄芯５へ漏れ出る潤滑油８が多くなる。
【００１１】
従って、滑り軸受３の内部と内表面３Ｄと間で潤滑油８を循環させることができなくなり、ついには、滑り軸受３に含浸されている潤滑油８が消費されて枯渇してしまう。これにより、回転軸１と滑り軸受３との間に油膜が形成されなくなり、回転軸１と滑り軸受３とが焼き付きを起こし、ロータヨーク２を正常に回転させることができなくなる。
【００１２】
また、従来の滑り軸受３では、底面に滲み出た潤滑油８が溝部３Ａによって回収される構造を有している。しかしながら、回転軸１を高速回転させることによって、更に、内表面３Ｃの圧力が高まると、図１１に示すように、溝部３Ａ内に滲み出した潤滑油８が外部に飛散してしまう。この結果、潤滑油８を回収できなくなってしまう。
【００１３】
このように従来のスピンドルモータでは滑り軸受３中の潤滑油８が消耗され尽くされたときにモータの寿命が尽きることになる。
【００１４】
なお、特開平４−２１７８３８号の電動機の含油軸受装置には、上部を蓋で密封し外周部に内部開放溝を設け、その下部に放圧空間を設けた含油軸受が開示されている。この電動機の軸受け構造では、軸受の内部の圧力が高くなると、軸受から内部開放溝へ滲み出た潤滑油が、その内部開放溝を伝わって放圧空間に溜まってしまう。従って、軸受の内部と表面との間で効果的に潤滑油を循環させることができなくなる。
【００１５】
そこで、本発明では滑り軸受から固定子の鉄芯を伝わって発散する潤滑油を阻止できるようにしたオイル発散防止機構付きモータを提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るオイル発散防止機構付きモータは回転軸と、この回転軸に取付られ磁性体を有した回転子と、この回転子の回転軸を受けるスラスト封止板を有し潤滑油が含浸された滑り軸受と、この滑り軸受の特定の外周面に沿って嵌合された筒状のオイル発散防止部と、このオイル発散防止部を介在させた状態で滑り軸受に取り付けられた鉄芯とを備え、滑り軸受が所定の基板に取り付けられ、滑り軸受と接触する基板の接触面内には切り欠き部が設けられ、この切り欠き部によって滑り軸受の内圧を分散させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明のオイル発散防止機構付きモータでは、従来方式のように滑り軸受から鉄芯へ漏れ出ようとする潤滑油の漏洩経路がオイル発散防止部によって遮断される。しかも、切り欠き部によって滑り軸受の内部圧力を分散（低減）できる。
【００１８】
このため、回転軸を高速回転させて滑り軸受の内圧を著しく上昇させても、鉄芯の方向への潤滑油の滲み出しが防止でき、滑り軸受内の潤滑油の枯渇が抑えられる。これにより、鉄芯を伝わって漏れ出す潤滑油の消耗を大幅に低減でき、モータの長寿命化を図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について説明をする。
【００２０】
図１は、実施の形態としてのオイル発散防止機構付きモータの構成を示す図である。本実施の形態では固定子としての鉄芯と滑り軸受との間にオイル発散防止部を嵌挿することにより、滑り軸受の内圧を著しく上昇させても、鉄芯の方向への潤滑油の滲み出しを防止できるようにした。
【００２１】
オイル発散防止機構付きモータ１００は図１に示すように、回転軸１１と、この回転軸１１を受けるための滑り軸受１３と、この回転軸１１に取付けられた回転子１２と、この滑り軸受１３を設けた基板１４から構成される。
【００２２】
回転軸１１には円筒状の回転子（ロータ筒体）１２が取付られ、その回転子１２の内壁には磁性体（リング状マグネット）１２Ａが設けられる。基板１４には滑り軸受１３が設けられ、滑り軸受１３には潤滑油（図示せず）が含浸される。その滑り軸受１３の底部にはスラスト封止板１７が設けられ、これと滑り軸受１３とによって回転軸１１が回転自在に支えられる。
【００２３】
滑り軸受１３の特定の外周面にはオイル発散防止部１８が密着した状態で嵌合され、潤滑油の滲み出しが防止される。このオイル発散防止部１８は下側につばを有した筒状体である。もちろん、つばの無い筒状体でも良い。オイル発散防止部１８の外周面には、固定子としての鉄芯１５が嵌合固定される。鉄芯１５には巻線コイル１６が取り付けられ、所定周波数の駆動電流を供給することによって回転磁界が発生し、この回転磁界によって回転子１２が回転され、回転軸１１が回転する。
【００２４】
上述したように回転軸１１を高速に回転させると、滑り軸受１３に含浸された潤滑油８が滑り軸受１３の外表面に滲み出る。しかし、この外表面にはオイル発散防止部１８が覆われているので、滲み出た潤滑油８が鉄芯１５を介して外部に発散することはない。つまり、滑り軸受１３から鉄芯１５へ漏れ出ようとする潤滑油８の漏洩経路がオイル発散防止部１８によって遮断されることになる。
【００２５】
このため、モータ１００の駆動周波数を高くして、回転軸１１を高速回転させ、滑り軸受１３の内圧を著しく上昇させても、鉄芯１５の方向への潤滑油８の滲み出しが防止でき、滑り軸受１３内の潤滑油８の枯渇が抑えられる。これにより、鉄芯１５を伝わって漏れ出す潤滑油８を消耗しない分だけ、従来方式に比べてオイル発散防止機構付きモータ１００の寿命を長くできる。
【００２６】
（実施例）
図２はオイル発散防止機構付きモータ１００の実施例としてのスピンドルモータ２００の構成を示す断面図である。スピンドルモータ２００は図２に示すように、回転軸１１と、この回転軸１１を受けるための滑り軸受１３と、回転軸１１に取付けられたロータヨーク２２と、この滑り軸受１３を設けたステータ基板２４から構成される。
【００２７】
回転軸１１の一端にはターンテーブル２０が設けられ、このターンテーブル２０上に磁気ディスクや光磁気ディクス等が載置されてクランプされる。回転子１２としての円筒状のロータヨーク２２の内壁側にはマグネット２２Ａが取り付けられている。
【００２８】
ステータ基板２４と滑り軸受１３とはカシメ部材２１及び２３によって堅固に締結されている。ステータ基板２４と滑り軸受１３とはカシメによらず、ネジ止め等により直接締結してもよい。この滑り軸受１３は潤滑油８を含浸した一体化構造を成している。滑り軸受１３はいわゆる一体メタル軸受あるいはハウジングレスメタル軸受である。
【００２９】
潤滑油８は鉱物油や合成油等を使用できる。滑り軸受１３の底部にはスラスト封止板１７が設けられる。このスラスト封止板１７によって、ターンテーブル２０を伴った回転軸１１の他端が回転自在に受け支えられる。滑り軸受１３の底面には溝部１３Ａが設けられ、滑り軸受１３の内部の圧力変化によって底面に滲み出た潤滑油８が回収される。
【００３０】
ステータ基板２４と滑り軸受１３とが接する位置において、ステータ基板２４に切り欠き部２５が設けられ、この切り欠き部２５によって滑り軸受１３の内圧が分散されるようになっている。切り欠き部２５の形状については図５において詳述する。
【００３１】
滑り軸受１３の鉄芯１５側の外周円筒面には、オイル発散防止部１８としてのキャップ２６が嵌合（挿入固定）される。このキャップ２６は図３Ａに示すように、つばを有する円筒形状である。図３Ｂに示すように上部から下部まで内径が等しい筒状体２７であってもよい。
【００３２】
キャップ２６ではつば部分が滑り軸受１３の段差平面部に接触することで、つば無しの筒状体２７に比べて潤滑油８の回り込みによる損失が少なくなる。このキャップ２６や筒状体２７は樹脂成形あるいは金属板のプレス成形によって製造される。このキャップ２６や筒状体２７によって、鉄芯１５の方向への潤滑油８の飛散が防止される。
【００３３】
キャップ２６の外周面には図２に示すように固定子としての鉄芯１５が挿入固定される。この鉄芯１５は積層構造を成し、ロータヨーク２２のマグネット２２Ａに向き合う位置に設けられる。鉄芯１５には巻線コイル１６が巻き付けられ、所定の駆動周波数の電流を供給することによって回転磁界が発生する。この回転磁界によってロータヨーク２２が回転され、ターンテーブル２０を伴った回転軸１１が回転する。
【００３４】
これにより、ＣＤ−ＲＯＭ用のドライブ装置に適用して好適なスピンドルモータ２００が構成される。このようなドライブ装置では信号記録時又は信号再生用時に６０００ｒｐｍ程度にディスクが回転される。
【００３５】
図４は高速回転時の滑り軸受１３の潤滑油８の働きを説明する断面図である。図４において、滑り軸受１３は鉄と銅の合金等を焼結して形成され、その焼結時に生じたポーラス部１３Ｂに潤滑油８が含浸された構造を有している。このような構造において、回転軸１１の回転と共に、回転軸１１と滑り軸受１３との間のわずかな空隙（以下潤滑部という）にポーラス部１３Ｂから潤滑油８が供給される。このことで、潤滑部に油膜が形成される。この油膜によって回転軸１１を滑らかに回転させることができる。
【００３６】
このように本実施例では滑り軸受１３の外周部を円筒形状のキャップ２６で包囲するようにしたので、滑り軸受１３内部から外周円筒面へ滲み出た潤滑油８の飛散を防止できる。
【００３７】
外表面に滲み出た潤滑油８は回転停止のときなどに、滑り軸受１３内部に戻る。つまり、図４に示す循環経路に沿って潤滑油８が効果的に循環する。従って、潤滑油８の消費を抑えることができるので、スピンドルモータ２００の寿命を格段に長くできる。
【００３８】
これにより、６０００ｒｐｍ程度に回転軸１１を高速回転させた場合でも滑らかな回転が得られ、スピンドルモータ２００を備えたＣＤ−ＲＯＭ用のドライブ装置等の信頼性が向上する。滑り軸受１３にキャップ２６を設けたことによって、滑り軸受１３のキャップ２６を設けていない外表面にも潤滑油８が滲み出た状態となる。これを極力少なくするために、次のような工夫をしている。
【００３９】
図５Ａ，Ｂは実施例としての切り欠き部の形状を示す平面図である。本実施例では、滑り軸受１３とステータ基板２４との締結部あるいは接触部にいくつかの切り欠き部２５が設けられる。この切り欠き部２５によって滑り軸受１３の内部圧力を分散（低減）できる。
【００４０】
図５Ａの例ではステータ基板２４の締結部に６箇所の切り欠き部２５が設けられる。各々の切り欠き部２５は矩形状を有している。図５Ｂの例では各々の切り欠き部２８は半円形状を有している。この切り欠き部２５や２８を介して外気に触れる滑り軸受１３の表面積が増加する。この結果、滑り軸受１３の単位面積当たりの圧力を軽減できる。
【００４１】
図６は滑り軸受１３とステータ基板２４との締結状態を底面から見た平面図を示している。本実施例の潤滑構造では回転軸１１を高回転させて、滑り軸受１３の内圧が高まると、図７に示すように、滑り軸受１３から溝部１３Ａ及び切り欠き部２８へも潤滑油８が移動する。このとき、潤滑油８が溝部１３Ａ及び切り欠き部２８の表面に滲み出た状態になる。
【００４２】
潤滑油８の滲み出しによって、滑り軸受１３自体の内部圧力（内圧）がわずかに低くなる。その結果、この潤滑油８は溝部１３Ａ及び切り欠き部２８の表面から滑り軸受１３内部のポーラス部（図示せず）に再吸収され、潤滑油８は滑り軸受１３の内部と外表面との間を循環するようになる。
【００４３】
これにより、回転軸１１を高速回転させても、切り欠き部２５や２８によって、潤滑油８の保持能力が向上し、潤滑油８の飛散を低減できる。
【００４４】
このように本実施例のスピンドルモータ２００では、鉄芯１５と滑り軸受１３との間にオイル発散防止用のキャップ２６を嵌挿しても、その分の外気に接する滑り軸受１３の表面積を切り欠き部分２５や２８によって補填できる。従って、滑り軸受１３の単位面積当たりの圧力を低下させることができる。
【００４５】
これにより、回転軸１１を高回転させても、特開平４−２１７８３８号の電動機の含油軸受装置のように滑り軸受から放圧空間へ漏れ出す潤滑油が抑制できる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明に係るオイル発散防止機構付きモータでは、鉄芯と滑り軸受との間にオイル発散防止部が嵌挿され、しかも、滑り軸受が接する基板に切り欠き部が設けられ、この切り欠き部によって滑り軸受の内圧が分散されるものである。
【００４７】
このような構造により、従来方式のように滑り軸受から鉄芯へ漏れ出ようとする潤滑油の漏洩経路がオイル発散防止部によって遮断される。このため、回転軸を高回転させて滑り軸受の内圧を著しく上昇させても鉄芯の方向への潤滑油の滲み出しが防止できる。
【００４９】
また、鉄芯と滑り軸受との間にオイル発散防止部を嵌挿しても、その分の外気に接する滑り軸受の表面積を切り欠き部分によって多くすることができるので、単位面積当たりの圧力を低下させることができる。
【００５０】
これにより、滑り軸受に含浸された潤滑油の枯渇が抑えられ、格段にモータの寿命を長くできるようになった。
【００５１】
このようなオイル発散防止機構付きモータはディスク回転用のスピンドルモータ等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としてのオイル発散防止機構付きモータ１００の構成を示す断面図である。
【図２】実施例としてのスピンドルモータ２００の構成を示す断面図である。
【図３】Ａはオイル発散防止部としてのキャップ２６、Ｂはそのオイル発散防止部としての筒状体２７を示す斜視図である。
【図４】潤滑油の循環経路を説明する断面図である。
【図５】切り欠き部の例を示す平面図である。
【図６】ステータ基板に取付けた滑り軸受を底面側から見た図である。
【図７】切り欠き部の機能を説明する断面図である。
【図８】従来のスピンドルモータ１０の構成を示す断面図である。
【図９】潤滑油の機能を説明する断面図である。
【図１０】滑り軸受に鉄芯を取り付けた状態を示す断面図である。
【図１１】溝部の機能を説明する断面図である。
【符号の説明】
１，１１・・・軸、２，２２・・・ロータヨーク、２Ａ，２２Ａ・・・マグネット、３，１３・・・滑り軸受、３Ａ・・・溝部、３Ｂ，１３Ｂ・・・ポーラス部、４，２４・・・ステータ基板、５、１５・・・鉄芯、６，１６・・・巻線コイル、７，１７・・・スラスト軸受、８・・・潤滑油、１０，２００・・・スピンドルモータ、１２・・・回転子、１２Ａ・・・磁性体、１４・・・基板、１８・・・オイル発散防止部、２０・・・ターンテーブル、２１，２３・・・カシメ部材、２５・・・切り欠き部、２６・・・キャップ、１００・・・オイル発散防止機構付きモータ
【図１】
0003809697.tif 000002
【図２】
0003809697.tif 000003
【図３】
0003809697.tif 000004
【図４】
0003809697.tif 000005
【図５】
0003809697.tif 000006
【図６】
0003809697.tif 000007
【図７】
0003809697.tif 000008
【図８】
0003809697.tif 000009
【図９】
0003809697.tif 000010
【図１０】
0003809697.tif 000011
【図１１】
0003809697.tif 000012