JP2002061637A - 動圧型軸受装置 - Google Patents
動圧型軸受装置Info
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Abstract
つ精度良く設定する。 【解決手段】 位置決め部材9は、ハウジング7の内底
面7c1と軸受部材8の下端面8bとの間に介装され
る。軸受部材8をハウジング7の内周面7aに沿って段
部7a1に当接するまで押し込むと、ハウジング7の内
底面7c1に対する軸受部材8の下端面8bの位置が、
段部7a1の内底面7c1からの寸法Wによって定寸位
置Wに決まる。従って、位置決め部材9の幅寸法Wを、
スラスト板2bの幅寸法W1に両側のスラスト軸受隙間
S3、S4の値を加えた値に管理しておけば{W=W1
+(S3+S4)}、位置決め部材9によってスラスト
軸受隙間S3、S4を簡易かつ精度良く設定することが
できる。
Description
関する。この軸受装置は、特に情報機器、例えばHD
D、FDD等の磁気ディスク装置、CD−ROM、DV
D−ROM等の光ディスク装置、MD、MO等の光磁気
ディスク装置などのスピンドルモータ、あるいはレーザ
ビームプリンタ(LBP)のポリゴンスキャナモータな
どのスピンドル支持用として好適である。
は、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化な
どが求められている。これらの要求性能を決定づける構
成要素の一つに当該モータのスピンドルを支持する軸受
があり、近年では、この種の軸受として、上記要求性能
に優れた特性を有する動圧型軸受の使用が検討され、あ
るいは実際に使用されている。
ドルモータに組込まれる動圧型軸受装置の一構成例を示
している。この動圧軸受装置には、軸部材としての回転
軸20をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジ
アル軸受部21と、回転軸20をスラスト方向に回転自
在に非接触支持するスラスト軸受部22とが設けられ、
これらの軸受部21、22は何れも軸受面に動圧発生用
の溝(動圧溝)を有する動圧型軸受である。ラジアル軸
受部21の動圧溝は、ハウジング23の内周面(ラジア
ル軸受面)23a又は回転軸20の外周面に形成され、
スラスト軸受部22の動圧溝は、回転軸20の下端に設
けられたスラスト板20bの両端面20b1、20b
2、あるいは、これに対向する面(スラスト軸受面)に
それぞれ形成される。ハウジング23の側部23bの下
方部分には、スラスト板20bの幅寸法にスラスト軸受
隙間の大きさ(両側で10〜20μm程度)を加算した
幅寸法の段差部23cが設けられ、この段差部23cに
続くインロー部23dに底部(バックメタル)23eを
組み込むことによって、スラスト板20bの軸方向両側
に所定値のスラスト軸受隙間S1、S2が形成される。
て、スラスト軸受隙間S1、S2を所定値に設定するた
めには、ハウジング23の段差部23cの幅寸法(軸方
向寸法)とスラスト板20bの幅寸法を精度良く管理す
る必要があり、段差部23cの幅寸法を精度良く管理す
ることは、ハウジング23の製造工数や製造コストを増
加させる一因となる。
スト軸受隙間を簡易かつ精度良く設定することができる
構成を提供し、それによって、この種の動圧型軸受装置
の優れた軸受性能を確保しつつ、製造コストをさらに低
減させることを目的とする。
め、本発明は、円筒状の内周面を有する有底筒状のハウ
ジングと、ハウジングの内周面に固定された軸受部材
と、軸部材と、軸部材と軸受部材との相対回転時に生じ
る動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持するラジア
ル軸受部およびスラスト軸受部とを備え、スラスト軸受
部のスラスト軸受面を構成する軸受部材の下端面が、ハ
ウジングの内底面から定寸位置に形成されている構成を
提供する。この構成によれば、スラスト軸受面を構成す
る軸受部材の下端面がハウジングの内底面から定寸位置
に形成されているので、スラスト軸受隙間を所定値に精
度良く設定することができる。
寸位置に形成するための位置決め手段をハウジングの内
周面に設けた構成とすることができる。この構成によれ
ば、軸受部材をハウジングの内周面に沿って位置決め手
段に当接するまで押し込むと、軸受部材の下端面の位置
が精度良く決まり、それによって、スラスト軸受隙間が
所定値に精度良く設定される。位置決め手段は、ハウジ
ングの内周面に装着された位置決め部材で構成し、ある
いは、ハウジングの内周面に設けられた段部で構成する
ことができる。
め、円筒状の内周面を有する有底筒状のハウジングと、
ハウジングの内周面に固定された軸受部材と、軸受部材
の内周面に挿入される軸部と、軸部に設けられたスラス
ト板とを有する軸部材と、軸受部材の内周面と、軸部材
の軸部の外周面との間に設けられ、軸部材と軸受部材と
の相対回転時に生じる動圧作用で軸部をラジアル方向に
回転自在に非接触支持するラジアル軸受部と、軸部材の
スラスト板の両端面と、軸受部材の下端面およびハウジ
ングの内底面との間にそれぞれ設けられ、軸部材と軸受
部材との相対回転時に生じる動圧作用で前記スラスト板
をスラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸
受部とを備えた動圧型軸受装置であって、この動圧型軸
受装置の組立て時に、ハウジングの内底面とスラスト板
の下端面との間、および軸受部材の下端面とスラスト板
の上端面との間のうち、少なくとも一の部位に所定厚さ
の樹脂層を介在させることによって、軸受部材のハウジ
ングに対する固定位置を調整し、その後、樹脂層を溶剤
によって溶解して除去することによって、スラスト軸受
隙間を所定値に設定した構成を提供する。
って、軸受部材はハウジング内で樹脂層の厚さを加えた
位置に固定される。従って、樹脂層を除去すると、スラ
スト板の両端面と、ハウジングの内底面および軸受部材
の下端面との間に樹脂層の厚さに等しい隙間ができ、こ
の隙間がスラスト軸受隙間になる。この構成によって
も、スラスト軸受隙間を所定値に簡易かつ精度良く設定
することができる。
下端面に形成することができ、その場合、樹脂層は、ス
ラスト板の下端面に滴下した樹脂液を軸部材の回転に伴
う遠心力で流動させて所定厚さの層状にした後、これを
乾燥固化させて形成することができる。これにより、所
定厚さの樹脂層を簡易かつ精度良く形成することができ
る。また、ハウジングの底部に、樹脂層の溶解液を排出
するための排出部を設けることにより、溶解液の排出作
業が容易になる。
は多孔質体で形成され、より好ましくは燒結金属で形成
される。これにより、軸受部材に動圧溝を形成する場合
の加工が容易になり、また、軸受部材の気孔内に潤滑油
又は潤滑グリースを含浸させて動圧型含油軸受とした
り、動圧型気体軸受として、軸受性能の向上を図ること
ができる。
説明する。
圧型軸受装置1を組み込んだ情報機器用スピンドルモー
タの一構成例を示している。このスピンドルモータは、
HDD等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部
材としての回転軸2を回転自在に非接触支持する動圧型
軸受装置1と、回転軸2に装着されたディスクハブ3
と、半径方向のギャップを介して対向させたモータステ
ータ4およびモータロータ5とを備えている。ステータ
4はケーシング6の外周に取付けられ、ロータ5はディ
スクハブ3の内周に取付けられる。動圧型軸受装置1の
ハウジング7は、ケーシング6の内周に装着される。デ
ィスクハブ3には、磁気ディスク等のディスクDが一又
は複数枚保持される。ステータ4に通電すると、ステー
タ4とロータ5との間の励磁力でロータ5が回転し、そ
れによって、ディスクハブ3および回転軸2が一体とな
って回転する。
動圧型軸受装置1は、円筒状の内周面7aを有する有底
筒状のハウジング7と、ハウジング7の内周面7aに固
定された円筒状の軸受部材8と、軸部材としての回転軸
2と、ハウジング7の内周面7aに装着された位置決め
手段としての位置決め部材9と、軸受部材8の上端面側
(ハウジング7の開口側)を密封するシール部材10と
を主要な構成要素とする。
部7cとで構成され、側部7bの内周面7aは上端から
下端にかけて同一内径に形成される。尚、この実施形態
では、ハウジング7の側部7bと底部7cとを一体構造
にしているが、両者を別体構造としても良い。
又は別体に設けられたスラスト板2bとを備えている。
スラスト板2bの幅寸法はW1である。軸部2aは、軸
受部材8の内周面8aに所定のラジアル軸受隙間S5を
もって挿入され、スラスト板2bは、軸受部材8の下端
面8bとハウジング7の内底面7c1との間の空間部に
収容される。スラスト板2bの上端面2b1と軸受部材
8の下端面8bとの間、および、スラスト板2bの下端
面2b2とハウジング7の内底面7c1との間には、そ
れぞれ、所定の大きさをもったスラスト軸受隙間S3、
S4が設けられる。
金属で形成され、その内部の気孔に潤滑油又は潤滑グリ
ースが含浸されて含油軸受とされる。軸受部材8の内周
面8aの、ラジアル軸受面となる領域には動圧溝が形成
される。この動圧溝は圧縮成形、例えば、コアロッドの
外周面にラジアル軸受面の動圧溝形状(図3(a)参
照)に対応した凹凸パターンを有する溝型を形成し、コ
アロッドの外周に焼結金属を供給して焼結金属を圧迫
し、焼結金属の内周部に溝型形状に対応した動圧溝を転
写することによって、低コストにかつ高精度に成形する
ことができる。回転軸2が回転すると、ラジアル軸受隙
間S5に動圧作用が発生し、回転軸2の軸部2aがラジ
アル軸受隙間S5内に形成される潤滑油の油膜によって
ラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これによ
り、回転軸2をラジアル方向に回転自在に非接触支持す
るラジアル軸受部11が構成される。尚、軸受部材8
は、燒結金属の他、軟質金属あるいは合金(例えば銅、
真鍮等)で形成しても良い。また、ラジアル軸受面の動
圧溝は、回転軸2の軸部2aの外周面に形成しても良
い。
材8の下端面8b、および、スラスト板2bの下端面2
b2又はハウジング7の内底面7c1の、スラスト軸受
面となる領域には、それぞれ動圧溝が形成される。回転
軸2が回転すると、スラスト軸受隙間S3およびS4に
動圧作用が発生し、回転軸2のスラスト板2bがスラス
ト軸受隙間S3、S4内に形成される潤滑油の油膜によ
ってスラスト方向に回転自在に非接触支持される。これ
により、回転軸2をスラスト方向に回転自在に非接触支
持するスラスト軸受部12が構成される。
圧溝形状は任意に選択することができ、公知のへリング
ボーン型、スパイラル型、ステップ型、多円弧型等の何
れかを選択し、あるいはこれらを適宜組合わせて使用す
ることができる。図3(a)(b)は、一例としてへリ
ングボーン型を示すもので、図3(a)は軸受部材8の
内周面8aにおけるラジアル軸受面8a1に動圧溝14
を設けた例、図3(b)は、スラスト板2bの下端面2
b2におけるスラスト軸受面2b21に動圧溝16を設
けた例を示している。例えば、軸受部材8の内周面8a
には、2つのラジアル軸受面8a1が軸方向に離間して
設けられている。スラスト軸受面2b1の動圧溝16
は、半径方向のほぼ中心部に屈曲部分を有するほぼV字
状をなしている。
て、位置決め部材9は金属製又は樹脂製のリングで、ハ
ウジング7の内底面7c1と軸受部材8の下端面8bと
の間に介装される。位置決め部材9の外周面はハウジン
グ7の内周面7aに装着され、位置決め部材9の内周面
はスラスト板2bの外周面と僅かな隙間を介して対向す
る。位置決め部材9の下端面がハウジング7の内底面7
c1と当接し、上端面が軸受部材8の下端面8bと当接
することによって、軸受部材8のハウジング7に対する
固定位置が決まる。すなわち、軸受部材8をハウジング
7の内周面7aに沿って位置決め部材9に当接するまで
押し込むと、ハウジング7の内底面7c1に対する軸受
部材8の下端面8bの位置が、位置決め部材9の幅寸法
Wによって定寸位置Wに決まる。この状態で、軸受部材
8をハウジング7の内周面7aに固定する。固定方法と
しては、圧入、接着等がある。従って、位置決め部材9
の幅寸法Wを、スラスト板2bの幅寸法W1に両側のス
ラスト軸受隙間S3、S4の値を加えた値に管理してお
けば{W=W1+(S3+S4)}、位置決め部材9に
よってスラスト軸受隙間S3、S4を簡易かつ精度良く
設定することができる。位置決め部材9の幅寸法Wの管
理は比較的容易であり、かつ、高精度な管理が可能であ
る。また、使用条件等によって、スラスト軸受隙間S
3、S4の設定値を変更する必要が生じた場合でも、変
更後のスラスト軸受隙間S3、S4に対応する幅寸法W
をもった位置決め部材9を用いることによって容易に対
応することができる。
8、位置決め部材9、シール部材10をアッセンブリし
た後、ハウジング7内を潤滑油で満たすと、図1に示す
動圧型軸受装置1が得られる。
圧型軸受装置1’を示している。この実施形態の動圧型
軸受装置1’が、上述した実施形態の動圧型軸受装置1
と異なる点は、位置決め手段として、位置決め部材9に
代えて、ハウジング7の内周面7aに段部7a1を設け
ている点にある。軸受部材8をハウジング7の内周面7
aに沿って段部7a1に当接するまで押し込むと、ハウ
ジング7の内底面7c1に対する軸受部材8の下端面8
bの位置が、段部7a1の内底面7c1からの寸法Wに
よって定寸位置Wに決まる。この状態で、軸受部材8を
ハウジング7の内周面7aに固定する。従って、段部7
a1の内底面7c1からの寸法Wを、スラスト板2bの
幅寸法W1に両側のスラスト軸受隙間S3、S4の値を
加えた値に管理しておけば{W=W1+(S3+S
4)}、段部7a1によってスラスト軸受隙間S3、S
4を簡易かつ精度良く設定することができる。また、上
述した第1の実施形態に比べ、部品点数の削減にもな
る。
圧型軸受装置1”を示している。この実施形態におい
て、スラスト軸受隙間S3、S4は、例えば以下の手順
での設定されている。
スト板2bの下端面2b2に所定厚さδの樹脂層19を
形成する。樹脂層19の形成材料となる合成樹脂材料を
溶剤で溶かして樹脂液Lを作り、その樹脂液Lをスラス
ト板2bの下端面2b2に所定量滴下する。その後、回
転軸2を所定速度で回転させる。そうすると、滴下され
た樹脂液Lが遠心力で外径側に流動して、スラスト板2
bの下端面2b2に均一厚さで広がる。その後、樹脂液
Lを乾燥固化させると、スラスト板2bの下端面2b2
に所定厚さδの樹脂層19が形成される。この方法によ
れば、均一厚さの樹脂層19を精度良く形成することが
できる。樹脂層19の厚さδは、スラスト軸受隙間S3
とS4の設定値を合計した値(δ=S3+S4)となる
ように管理する(10〜20μm程度)。
ウジング7に挿入し、スラスト板2bの下端面2b2を
樹脂層19を介してハウジング7の内底面7c1に当接
させる。その後、軸受部材8をハウジング7の内周面7
aに沿ってスラスト板2bの上端面2b1に当接するま
で押し込むと、軸受部材8のハウジング7に対する固定
位置が決まる。すなわち、軸受部材8の下端面8bとハ
ウジング7の内底面7c1との間の間隔(軸方向寸法)
が、スラスト板2bの幅寸法W1と樹脂層19の厚さδ
によって寸法(W1+δ)に決まる。この状態で、軸受
部材8をハウジング7の内周面7aに固定する。固定方
法としては、圧入、接着等がある。尚、回転軸2と軸受
部材8とを予めアッセンブリしておき、両者を一緒にハ
ウジング7に挿入しても良い。
決めた後、ハウジング7の内部に溶剤を供給して樹脂層
19を溶解する。この溶解液は、ハウジング7の底部7
cに設けられた排出部7dから排出される。溶解液を排
出した後、排出部7dは適当な栓、例えば図4に示すよ
うなボール栓7d1によって封止される。
4に示すように、スラスト板2bの両端面2b1、2b
2と、軸受部材8の下端面8bおよびハウジング7の内
底面7c1との間に、樹脂層19の厚さδに等しい大き
さをもったスラスト軸受隙間S3、S4(δ=S3+S
4)が形成される。その後、軸受部材8の上面側をシー
ル部材10でシールし、ハウジング7内を潤滑油で満た
すと、図4に示す動圧型軸受装置1”が得られる。
S3、S4の合計値が樹脂層19の厚さδと等しくなる
ので(δ=S3+S4)、樹脂層19の厚さδを正確に
管理すれば、スラスト板2bの幅寸法W1に多少の寸法
誤差がある場合でも、スラスト軸受隙間S3、S4を高
精度に設定することができる。
まで達するよう、軸受部材8の外周面に溶剤供給用の軸
方向溝8cを形成しておくのが望ましい。
間S3、S4の設定工程において、樹脂層19をスラス
ト板2bの下端面2b2とハウジング7の内底面7c1
との間に介在させる構成にしているが、樹脂層19をス
ラスト板2bの上端面2b1と軸受部材8の下端面8b
との間に介在させても良く、あるいは、これらの2つの
部位に同時に介在させても良い。
との組合わせは、樹脂層19を確実に溶解させ得る限り
任意に選択することができるが、含塩素樹脂、塩素系溶
剤、腐食性溶剤は除外するのが好ましい。樹脂材料と溶
剤の具体的な組合わせとしては、例えば図7の○印で示
すものが考えられる。
スト軸受隙間を簡易かつ精度良く設定することができ、
それによって、この種の動圧型軸受装置の優れた軸受性
能を確保しつつ、製造コストをさらに低減させることが
できる。
を有するスピンドルモータの断面図である。
を示す断面図である。
の上端面を示す平面図{図3(b)}である。
の断面図である。
る。
わせを示す図である。
の断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】円筒状の内周面を有する有底筒状のハウジ
ングと、ハウジングの内周面に固定された軸受部材と、
軸部材と、前記軸部材と軸受部材との相対回転時に生じ
る動圧作用で前記軸部材を回転自在に非接触支持するラ
ジアル軸受部およびスラスト軸受部とを備え、前記スラ
スト軸受部のスラスト軸受面を構成する前記軸受部材の
下端面が、前記ハウジングの内底面から定寸位置に形成
されている動圧型軸受装置。 - 【請求項2】前記軸受部材の下端面を定寸位置に形成す
るための位置決め手段を前記ハウジングの内周面に設け
た請求項1記載の動圧型軸受装置。 - 【請求項3】前記位置決め手段が、前記ハウジングの内
周面に装着された位置決め部材である請求項2記載の動
圧型軸受装置。 - 【請求項4】前記位置決め手段が、前記ハウジングの内
周面に設けられた段部である請求項2記載の動圧型軸受
装置。 - 【請求項5】円筒状の内周面を有する有底筒状のハウジ
ングと、 ハウジングの内周面に固定された軸受部材と、 前記軸受部材の内周面に挿入される軸部と、前記軸部に
設けられたスラスト板とを有する軸部材と、 前記軸受部材の内周面と、前記軸部材の軸部の外周面と
の間に設けられ、前記軸部材と軸受部材との相対回転時
に生じる動圧作用で前記軸部をラジアル方向に回転自在
に非接触支持するラジアル軸受部と、 前記軸部材のスラスト板の両端面と、前記軸受部材の下
端面および前記ハウジングの内底面との間にそれぞれ設
けられ、前記軸部材と軸受部材との相対回転時に生じる
動圧作用で前記スラスト板をスラスト方向に回転自在に
非接触支持するスラスト軸受部とを備えた動圧型軸受装
置であって、 前記動圧型軸受装置の組立て時に、前記ハウジングの内
底面と前記スラスト板の下端面との間、および前記軸受
部材の下端面と前記スラスト板の上端面との間のうち、
少なくとも一の部位に所定厚さの樹脂層を介在させるこ
とによって、前記軸受部材の前記ハウジングに対する固
定位置を調整し、その後、前記樹脂層を溶剤によって溶
解して除去することによって、前記スラスト軸受隙間を
所定値に設定したことを特徴とする動圧型軸受装置。 - 【請求項6】前記樹脂層を、前記スラスト板の下端面に
形成した請求項5記載の動圧型軸受装置。 - 【請求項7】前記樹脂層が、前記スラスト板の下端面に
滴下した樹脂液を前記軸部材の回転に伴う遠心力で流動
させて所定厚さの層状にした後、これを乾燥固化させて
形成したものである請求項6記載の動圧型軸受装置。 - 【請求項8】前記ハウジングの底部に、前記樹脂層の溶
解液を排出するための排出部を設けた請求項5記載の動
圧型軸受装置。 - 【請求項9】前記軸受部材が多孔質体で形成されている
請求項1又は5記載の動圧型軸受装置。 - 【請求項10】前記多孔質体が燒結金属である請求項9
記載の動圧型軸受装置。
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