JPH11190340A

JPH11190340A - 動圧型軸受装置

Info

Publication number: JPH11190340A
Application number: JP35795197A
Authority: JP
Inventors: Natsuhiko Mori; 夏比古森; Kazuo Okamura; 一男岡村
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】動圧型軸受装置の凸球状スラスト支持面と平板
状樹脂製ワッシャとのピボット支持構造は適度に摩擦力
低減効果があり、低コストであるため、広くスラスト支
持構造として使用されてきたが、近時、回転軸の駆動条
件が厳しくなり、摩擦力低減、耐摩耗性の点で不充分に
なり、必要な寿命を満足出来ない。【解決手段】凸球状のスラスト支持面１５ａを有する回
転軸１５と、焼結金属からなる多孔質体に回転軸１５の
外周面とラジアル軸受隙間を介して対向し、傾斜状動圧
溝を有するラジアル軸受面を形成し、潤滑油又は潤滑グ
リースを含浸させたラジアル軸受４と、回転軸１５のス
ラスト支持面１５ａとスラスト軸受隙間を介して対向
し、傾斜状動圧溝１６ａを有する凹球状のスラスト軸受
面１６ｂを有するスラスト軸受１６とで構成され、ラジ
アル及びスラスト各軸受隙間の各動圧油膜によって回転
軸１５の外周面とスラスト支持面１５ａをラジアル及び
スラスト方向に非接触支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
（ＨＤＤ、ＦＤＤ）、光ディスク装置（ＣＤ−ＲＯＭ、
ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディス
ク装置（ＭＯ）、デジタルオーディオテープレコーダ
（ＤＡＴ）、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）、デジタ
ルＦＡＸ、デジタルＰＰＣ等の情報機器のスピンドルモ
ータにおいて、スピンドル軸を回転自在に支持する動圧
型軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、レーザビームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）のスキャナーモータ（１）を例示している。回転軸
（２）はハウジング（３）に挿入され、ラジアル軸受
（４）とスラスト軸受（５）によってラジアル方向及び
スラスト方向に回転自在に支持される。

【０００３】回転軸（２）は下端部に凸球状のスラスト
支持面（２ａ）を有し、上端部にハブ（６）が装着され
る。ハブ（６）の下部に突設されたフランジ部（６ａ）
の下面にロータ（７）が固定され、ハブ（６）の上部に
形成された段差部（６ｂ）に多面鏡（ポリゴンミラー）
（８）が収容され、与圧バネ（９）、ワッシャ（１
０）、ボルト（１１）で固定される。

【０００４】ハウジング（３）は、下部にフランジ部
（３ａ）が突設された円筒体で、フランジ部（３ａ）上
に支持板（１２）を介してステータコイル（１３）を固
定し、ロータ（７）にアキシャルギャップ（ｇ）を介し
て対向させている。

【０００５】ラジアル軸受（４）は焼結金属等からなる
多孔質体に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた多孔質
含油軸受で、ハウジング（３）の内周面に圧入等によっ
て固定される。図６に示すように、ラジアル軸受（４）
の内周面には、回転軸（２）の外周面と微少なラジアル
軸受隙間を介して対向し、且つ、傾斜状の動圧溝（４
ｂ）を有する軸受面（４ａ）が形成される。

【０００６】スラスト軸受（５）は裏金（５ａ）の上面
に樹脂（例えばポリアミド樹脂）製のワッシャ（５ｂ）
を重層したもので、ハウジング（３）の下部開口端に装
着固定され、ワッシャ（５ｂ）とスラスト支持面（２
ａ）との接触によって、回転軸（２）をスラスト方向に
支持する。

【０００７】上記構成において、ステータコイル（１
３）とロータ（７）との間に生じる電磁力によって回転
軸（２）を回転させ、多面鏡（８）を回転させる。その
際、回転軸（２）の回転に伴って、ラジアル軸受（４）
に含浸された油（潤滑油又は潤滑グリースの基油）がラ
ジアル軸受隙間に滲み出し、更に、動圧溝（４ｂ）の動
圧作用によりラジアル軸受隙間内に動圧油膜を形成す
る。この動圧油膜によって、回転軸（２）の外周面がラ
ジアル方向に非接触支持される。又、スラスト支持面
（２ａ）がスラスト軸受（５）のワッシャ（５ｂ）と接
触することにより、回転軸（５）がスラスト方向に支持
される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】凸球状のスラスト支持
面（２ａ）と平板状の樹脂製ワッシャ（５ｂ）とのピボ
ット支持構造は、適度に摩擦力低減効果があり、低コス
トであるため、広くスラスト支持構造として使用されて
きたが、近時、回転軸（２）の駆動条件が厳しくなり
（高速回転化、回転性能の向上）、摩擦力低減、耐摩耗
性の点で不充分になりつつある。例えばＬＢＰでは、低
コストモータでも２００００ｒｐｍ以上の要望があり、
その場合、スラスト支持部の発熱量が大きくなり、樹脂
製ワッシャが軟化することによってその表面が凹み、回
転軸のスラスト支持面との接触面積が増大する。そのた
め、スラスト支持部の摩擦力が大きくなる一方、ワッシ
ャの摩耗も増大し、要求される寿命を満足出来ない可能
性がある。

【０００９】本発明の目的は、上記のようなスラスト支
持部の摩擦力を低減し、寿命を向上させて高回転精度、
高速安定性、低コストを実現した動圧型軸受装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、凸球状のスラ
スト支持面を有する回転軸と、焼結金属からなる多孔質
体に、回転軸の外周面とラジアル軸受隙間を介して対向
し、且つ、傾斜状の動圧溝を有するラジアル軸受面を形
成すると共に、潤滑油又は潤滑グリースを含浸させたラ
ジアル軸受と、上記回転軸のスラスト支持面とスラスト
軸受隙間を介して対向し、且つ、傾斜状の動圧溝を有す
る凹球状のスラスト軸受面を有するスラスト軸受とで構
成され、上記ラジアル軸受隙間に介在する油の動圧油膜
によって回転軸の外周面をラジアル方向に非接触支持す
ると共に、上記スラスト軸受隙間に介在する油の動圧油
膜によって回転軸のスラスト支持面をスラスト方向に非
接触支持することを特徴とする。上記焼結金属からなる
多孔質体は、例えば、銅又は鉄、あるいは、その両者を
主成分とする金属粉末を所定形状に成形した後、焼成、
サイジングして得られたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る動圧型軸受装置を図
５に示すＬＢＰのスキャナモータに適用した場合の実施
形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。尚、図１
〜図４において、図５及び図６に示す部分と同一部分に
は同一参照符号を付してその説明を省略する。

【００１２】図１において、回転軸（１５）は下端部に
凸球状のスラスト支持面（１５ａ）を有し、上端部に図
５に示すハブ（６）、多面鏡（８）が装着固定される。
スラスト支持面（１５ａ）は、図５に示す従来のものと
は異なり、半球面になっている。スラスト軸受（１６）
は回転軸（１５）のスラスト支持面（１５ａ）に対応し
た凹球状のスラスト軸受面（１６ａ）を有する。図１
（ｂ）に示すように、スラスト軸受面（１６ａ）内には
スパイラル形状の傾斜した動圧溝（１６ｂ）が形成され
る。スラスト軸受（１６）は、ハウジング（３）の下部
開口端に装着固定され、そのスラスト軸受面（１６ａ）
に回転軸（１５）のスラスト支持面（１５ａ）が適合さ
れる。

【００１３】スラスト軸受（１６）は例えば黄銅、青
銅、アルミニウム等の軟質金属、又は銅系、銅鉄系等の
焼結金属、又は樹脂材料、セラミックからなり、動圧溝
（１６ｂ）を含むスラスト軸受面（１６ａ）の全領域を
成形型の加圧（圧縮成形）によって同時成形したもので
ある。尚、組立時にスラスト軸受面（１６ａ）に潤滑油
又は潤滑グリース（Ｏ）を注油して滞留させておく。
又、動圧溝（１６ｂ）と、動圧溝間の領域（背）の幅比
は１：１、動圧溝（１６ｂ）の傾斜角度は１５〜４０
゜、動圧溝（１６ｂ）の溝深さは３〜５μｍで、スラス
ト軸受面（１６ａ）は半球面である。

【００１４】回転軸（１５）はラジアル軸受（４）のラ
ジアル軸受面（４ａ）に挿通され、且つ、スラスト支持
面（１５ａ）をスラスト軸受（１６）のスラスト軸受面
（１６ａ）に適合装着される。図５に示すステータコイ
ル（１３）とロータ（７）との間に生じる電磁力で回転
軸（１５）が回転すると、ラジアル軸受（４）に含浸さ
れた油がラジアル軸受隙間に滲み出して動圧油膜を形成
し、その動圧油膜によって回転軸（１５）の外周面がラ
ジアル軸受面（４ａ）に対してラジアル方向に非接触支
持される。

【００１５】同時に、スラスト軸受面（１６ａ）に注油
された油（Ｏ）がスラスト支持面（１５ａ）との間のス
ラスト軸受隙間に介在し、更に動圧溝（１６ｂ）の動圧
作用で油膜圧力が高まって動圧油膜を形成し、その結
果、スラスト方向に上向きの圧力が生じて回転軸（１
５）を押し上げる。それにより回転軸（１５）のスラス
ト支持面（１５ａ）がスラスト軸受面（１６ａ）に対し
てスラスト方向に非接触支持される。

【００１６】図２に示す他の実施形態は、ハウジング
（３）の下端部にスラスト軸受（１６）のスラスト軸受
面（１６ａ）を一体形成したものである。これによって
部品点数が減ってコストが低減され、ハウジング（３）
とスラスト軸受（１６）との接合面から油（Ｏ）が漏れ
出すことはない。尚、スラスト軸受面（１６ａ）には、
組立時に注油しておく。

【００１７】図３に示す他の実施形態は、スラスト軸受
（１７）を焼結含油金属材で形成したものである。スラ
スト軸受面（１７ａ）の形状は、以上に説明したスラス
ト軸受面（１６ａ）と同じである。スラスト軸受（１
７）に含浸された油がスラスト軸受隙間に滲み出し、更
に動圧溝の動圧作用によって動圧油膜を形成し、その動
圧油膜によって回転軸（１５）のスラスト支持面（１５
ａ）がスラスト軸受面（１７ａ）に対してスラスト方向
に非接触支持される。尚、スラスト軸受（１７）の下端
面（１７ｂ）は、内部に浸された油が外部に漏れ出さな
いように封口処理することが望ましい。

【００１８】図４に示す他の実施形態は、スラスト軸受
（１７）をラジアル軸受（４）と一体成形したものであ
る。これによって部品点数が減り、ハウジング（３）へ
の組立性が簡素化されて低コストになる。尚、下端面に
は封口処理するのが望ましい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、スラスト軸受の軸受面
を傾斜状の動圧溝を有する凹球状にし、回転軸の凸球状
のスラスト支持面との間のスラスト軸受隙間に形成され
る動圧油膜によって回転軸をスラスト方向に非接触支持
する構成としたので、スラスト支持部の摩擦力が低減
し、高速回転、高回転精度が得られると同時に、スラス
ト支持部の摩擦が抑制され、長寿命化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明に係る動圧型軸受装置の
実施の形態を示す要部縦断面図とスラスト軸受の縦断面
図。

【図２】本発明に係る動圧型軸受装置の他の実施の形態
を示す要部縦断面図。

【図３】本発明に係る動圧型軸受装置の他の実施の形態
を示す要部縦断面図。

【図４】本発明に係る動圧型軸受装置の他の実施の形態
を示す要部縦断面図。

【図５】動圧型軸受装置の一従来例を示す縦断面図。

【図６】図５の軸受装置の軸受ユニットを示す縦断面
図。

【符号の説明】

１４動圧型軸受装置１５回転軸１６スラスト軸受４ラジアル軸受

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凸球状のスラスト支持面を有する回転軸
と、焼結金属からなる多孔質体に、回転軸の外周面とラジア
ル軸受隙間を介して対向し、且つ、傾斜状の動圧溝を有
するラジアル軸受面を形成すると共に、潤滑油又は潤滑
グリースを含浸させたラジアル軸受と、上記回転軸のスラスト支持面とスラスト軸受隙間を介し
て対向し、且つ、傾斜状の動圧溝を有する凹球状のスラ
スト軸受面を有するスラスト軸受とで構成され、上記ラジアル軸受隙間に介在する油の動圧油膜によって
回転軸の外周面をラジアル方向に非接触支持すると共
に、上記スラスト軸受隙間に介在する油の動圧油膜によ
って回転軸のスラスト支持面をスラスト方向に非接触支
持することを特徴とする動圧型軸受装置。
【請求項２】内周面に上記ラジアル軸受が固定された筒
状ハウジングの端部に上記スラスト軸受を一体形成した
ことを特徴とする請求項１記載の動圧型軸受装置。
【請求項３】上記スラスト軸受が焼結金属からなる多孔
質体に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させたものである
ことを特徴とする請求項１記載の動圧型軸受装置。
【請求項４】上記ラジアル軸受と上記スラスト軸受とを
一体形成したことを特徴とする請求項３記載の動圧型軸
受装置。