CN100359195C - 流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置 - Google Patents

流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100359195C
CN100359195C CNB200310120774XA CN200310120774A CN100359195C CN 100359195 C CN100359195 C CN 100359195C CN B200310120774X A CNB200310120774X A CN B200310120774XA CN 200310120774 A CN200310120774 A CN 200310120774A CN 100359195 C CN100359195 C CN 100359195C
Authority
CN
China
Prior art keywords
dynamic pressure
axle sleeve
occurrence groove
pressure occurrence
axle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB200310120774XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1508452A (zh
Inventor
浅田隆文
斋藤浩昭
日下圭吾
伊藤大辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1508452A publication Critical patent/CN1508452A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100359195C publication Critical patent/CN100359195C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107—Grooves for generating pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2018—Incorporating means for passive damping of vibration, either in the turntable, motor or mounting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

一种轴承的间隙中不发生油膜断裂的高精度、长使用寿命的流体轴承装置及使用该流体轴承装置的碟片旋转装置，在凸缘与推力板的抵接面的至少任何一方设置的动压发生槽的人字形图形的外径为dlo、内径为dli、弯折部的直径为dlm时，弯折部的直径dlm作成满足以下公式：dlm＝dsy-(dsy-dli)×A，dsy＝{(dli2+dlo2)/2}1/2。这里，A是0.05以上、小于1.0的数值。另外，注入流体轴承装置的油或油脂的基油是温度40℃时的动力粘度为4厘沲以上，轴套(1)的外周及轴(2)的外周的任何一方固定于基座(6)上，另一方固定于轮毂转子(7)上。

Description

流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置
技术领域
本发明涉及在旋转部具有流体的流体轴承装置，以及使用它的碟片旋转装置。
背景技术
近年来，利用碟片等的记录装置的存储容量不断增大，同时数据的传输速度进一步高速化。因此，这种记录装置中使用的碟片旋转装置需要高速且高精度的旋转，其旋转主轴部使用流体轴承装置。
以下，参照图12来说明传统的流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置的一例子。图12是表示传统的流体轴承装置的旋转轴的中心即中心线C右侧部分的剖视图。  在图12中，轴31可旋转地插入具有轴承孔32A的轴套32内。在轴31的下端部设有一体构成的凸缘33。凸缘33的下端收放在基座35的孔与轴套32形成的凹部内，与装载在基座35上的推力板34相对且可旋转地保持。在轴31上固定有轮毂转子36、转子磁铁38、多个碟片39、隔板40、夹具41。与转子磁铁38相对的电机定子37安装在基座35上。在轴套32的轴承孔32A的内周面设有虚线所示的动压发生槽32B、32C。在凸缘33上面的与轴套32的相对面上设有动压发生槽33A。另外，在凸缘33下面的与推力板34的相对面上设有动压发生槽33B。在包括动压发生槽32B、32C、33A、33B的轴31与轴套32的间隙中充填有油。
以下对图12所示的传统流体轴承装置的动作进行说明。图12中，一旦定子37的线圈通电，则产生旋转磁场，对转子磁铁38产生旋转力，轴31及凸缘33与轮毂转子36、碟片39一起进行旋转。旋转中，通过动压发生槽32B、32C、33A、33B使油产生动压，轴31朝图的上方浮起，并且与轴套32之间保持间隔，与推力板34及轴套32非接触地进行旋转。未图示的磁头与碟片39抵接进行电信号的记录再现。
上述结构的传统流体轴承装置中，存在以下说明的问题。图13是凸缘33的俯视图，涂上黑色的区域表示设置的多个动压发生槽33A。图14是凸缘33的仰视图，同样用涂上黑色的区域表示设置的多个动压发生槽33B。上面及底面的动压发生槽33A、33B的图形的外径分别用D1o、D2o，内径分别用D1i、D2i表示。动压发生槽33A、33B的各个弯折部的直径D1m和D2m取得足够大，使分别由箭头E和F及箭头G和H所示的方向的泵压压力增大。
图15及图16是表示所述传统的流体轴承装置的轴31的下端附近的主要部分的截面和凸缘33及轴31表面的压力的图。若图13、图14所示的各箭头E及箭头H所示的方向的泵压压力过高，则在图15中，以大气压为基准，使凸缘33的下面中央部分如曲线P1所示变为负压，混入油中的空气泡在此聚集，空气滞留在一定大小的区域43B内。
图16中，轴套32的动压发生槽32B、32C形成为图中的尺寸L1比尺寸L2大(L1＞L2)、尺寸L4比尺寸L3大(L4＞L3)。另外，尺寸差(L1-L2)选为与尺寸差(L4-L3)大致相等，即(L1-L2)(L4-L3)。如图16的ΔL所示，油的量稍微不足，油的上面位于从动压发生槽33B的上端下降尺寸4L的位置的状态下，由于动压发生槽33B的上端部分的尺寸ΔL的部分中没有油，故油压分布成为如图16的曲线P2所示的状态。另外，在图中的尺寸L4的范围下部处发生负压。因此气泡聚集在该区域43A内，在该区域43A处存在油膜断裂而使轴31与轴套32发生摩擦之虞。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能防止轴与轴套之间产生负压、油中的空气不会聚集于某一局部而造成油膜断裂的流体轴承装置。
发明内容
本发明的流体轴承装置，其特征在于，包括：在大致中央处具有轴承孔的轴套；可旋转地插入所述轴套的轴承孔内的轴；以及大致圆板状的凸缘，其固定于所述轴的一端、其一个面与轴套1的端面相对、其另一个面与设置成将包含所述轴套的所述端面的区域密闭的推力板相对，在所述轴套的内周面及轴的外周面中的至少一方沿轴向排列设置人字形的第1及第2动压发生槽，在凸缘与推力板的相对面中的至少一方设置人字形的第3动压发生槽，在所述第1、第2及第3动压发生槽中充满温度40℃时的动力粘度为4厘沲(cst)以上的油，所述轴套和轴的任何一方固定于基座，另一方固定于可旋转的轮毂转子，当所述第3动压发生槽的人字形图形的外径为d1o、内径为d1i、弯折部的直径为d1m、将由所述第3动压发生槽产生的从凸缘外周向内周的油压与从内周向外周的油压相等的人字形图形的弯折部的直径设为dsy时，分别满足以下2个式子，从而确定弯折部的直径d1m，这里，A为0.05以上、小于1.0的数值。
d1m＝dsy-(dsy-d1i)×A
dsy＝{(d1i2+d1o2)/2}1/2
本发明的其他流体轴承装置，其特征在于，包括：在大致中央处具有轴承孔的轴套；可旋转地插入所述轴套的轴承孔内的轴；以及大致圆板状的凸缘，
其固定于所述轴的一端、其一个面与轴套1的端面相对、其另一个面与设置成将包含所述轴套的所述端面的区域密闭的推力板相对，在所述轴套的内周面及轴的外周面中的至少一方沿轴向排列设置人字形的第1及第2动压发生槽，在所述第1及第2动压发生槽中，当离所述推力板远的一方作为第1动压发生槽、近的一方作为第2动压发生槽时，所述人字状的第1动压发生槽的、离所述推力板远的一方槽部的轴向的第1长度L1比接近所述推力板一方的槽部的轴向的第2长度L2长，所述人字形的第2动压发生槽作成相对于通过人字形的弯折部的线为对称的形状，由所述第1长度L1和第2长度L2表示的计算式、(L1+L2)/(2×L2)的值是1.02至1.60的范围内，在凸缘与推力板的相对面中的至少一方设有人字形的第3动压发生槽，在所述第1、第2及第3动压发生槽中充满温度40℃时的动力粘度为4厘沲以上的油，所述轴套或轴中的任何一方固定于基座，另一方固定于可旋转的轮毂转子。
本发明的其他流体轴承装置，其特征在于，包括：在大致中央处具有轴承孔的轴套；可旋转地插入所述轴套的轴承孔内的轴；以及大致圆板状的凸缘，其固定于所述轴的一端，其一个面与轴套1的端面相对、其另一个面与设置成将包含所述轴套的所述端面的区域密闭的推力板相对，在所述轴套的内周面及轴的外周面中的至少一方设置人字形的第1及第2动压发生槽，在所述第1及第2动压发生槽中，在离所述推力板远的一方作为第1动压发生槽、近的一方作为第2动压发生槽时，所述人字形的第1动压发生槽的离所述推力板远的一方的槽部的轴向的第1长度L1比接近所述推力板一方的槽部的轴向的第2长度L2长，所述人字形的第2动压发生槽作成相对于通过人字形的弯折部的线为对称的形状，由所述第1长度L1和第2长度L2表示的计算式、(L1+L2)/(2×L2)的值是1.02至1.60的范围内，在凸缘与推力板的相对面中的至少一方设有人字形的第3动压发生槽，在所述第1、第2及第3动压发生槽中充满温度40℃时的动力粘度为4厘沲以上的油，所述轴套或轴中的任何一方固定于基座，另一方固定于可旋转的轮毂转子，当所述第3动压发生槽的人字形图形的外径为d1o、内径为d1i、弯折部的直径为d1m、将由所述第3动压发生槽产生的从凸缘外周向内周的油压与从内周向外周的油压相等的人字形图形的弯折部的直径为dsy时，分别满足以下2个式子，从而确定弯折部的直径d1m，这里，A是0.05以上、小于1.0的数值。
d1m＝dsy-(dsy-d1i)×A
dsy＝{(d1i2+d1o2)/2}1/2
本发明的上述结构，在推力轴承部和径向轴承部中，动压发生槽的图形为最佳的形状，在轴承内不发生负压。由此，可防止气泡的聚集引起的空气滞留，可提供不会发生油的油膜断裂的流体轴承装置。
使用本发明流体轴承装置的碟片旋转装置是，将记录再现用碟片同轴地固定于权利要求1至5所述的流体轴承装置的轮毂转子上并使其旋转，磁头或光头设置成与所述旋转的碟片面相对，该磁头或光头构成可与所述碟片面平行移动，从而进行信号的记录或再现。通过使用本发明的流体轴承装置，可获得轴承可靠性高的碟片旋转装置。
附图说明
图1是表示本发明的最佳实施例的流体轴承装置的剖视图。
图2是表示本实施例的流体轴承装置的凸缘3的仰视图。
图3是表示本实施例的流体轴承装置的凸缘3的俯视图。
图4是表示本实施例的流体轴承装置的凸缘3的动压发生槽3A的泵压力与动压发生槽3A的弯折部的直径dsy及内径d1i的尺寸分配的关系的图。
图5是表示本实施例的流体轴承装置中、凸缘3与推力板4之间的浮起距离S1足够小时由动压发生槽3A、3B产生的油压分布的主要部分的剖视图。
图6是表示本实施例的流体轴承装置中、凸缘3与推力板4之间的浮起距离S2足够大时由动压发生槽3A、3B产生的油压分布的主要部分的剖视图。
图7是表示本实施例的流体轴承装置的径向轴承部的油压分布、和凸缘3的动压发生槽3A、3B引起的油压的分布的主要部分的剖视图。
图8是表示本实施例的流体轴承装置中油比规定量少时的径向轴承部的油压分布、和凸缘3的动压发生槽3A、3B引起的油压分布的主要部分的剖视图。
图9是表示本实施例的流体轴承装置的动压发生槽1A、1B引起的油压与动压发生槽1A、1B的尺寸分配的关系的图。
图10是表示本实施例的流体轴承装置中、油中的气泡混入量与温度40℃时油的动力粘度的关系的图。
图11是表示使用了本发明实施例的流体轴承装置的碟片旋转装置的剖视图。
图12是表示传统的流体轴承装置的右半部分的剖视图。
图13是表示传统的流体轴承装置的凸缘33的俯视图。
图14是表示传统的流体轴承装置的凸缘33的仰视图。
图15是用于表示传统的流体轴承装置中、凸缘33的动压发生槽33A、33B引起的油压分布的主要部分的剖视图。
图16是用来表示传统的流体轴承装置的轴套32的动压发生槽32B、32C所引起的径向油压分布的主要部分的剖视图。
具体实施方式
以下参照图1至图10对本发明的流体轴承装置的最佳实施例进行说明。图1是表示本发明的实施例的流体轴承装置的剖视图。图1中，轴套1在大致中央处具有轴承孔20，在轴承孔20的内周面形成人字形的动压发生槽1A、1B。在轴套1的下端部形成凹部1C。轴2可旋转地插入轴承孔20内。凸缘3固定于轴2的下端部以使其放入轴套1的下部的凹部1C内。推力板4通过激光焊接、精密铆接、粘结等固定方法固定在轴套1的凹部1C内，从而包括凸缘3的凹部1C得到密封。轴套1固定于基座6上。轴2固定于轮毂转子7上。在凸缘3和推力板4的相对面中的任何一方设置动压发生槽。图1中，在凸缘3的下面设有动压发生槽3A。凸缘3的上面的与轴套1的凹部1C的相对面上也设有动压发生槽3B。动压发生槽1A、2A、3A、3B内充满油或油脂。转子磁铁9安装在轮毂转子7上。另外，定子8与所述转子磁铁9相对地安装在基座6上。比如2片碟片10通过隔板12安装在轮毂转子7上。碟片10由通过螺钉13安装在轴2上的夹具11进行固定。
以下参照图1至图10对具有以上结构的本实施例的流体轴承装置的动作进行说明。图1中，首先，向定子8的线圈通电，从而产生旋转磁场，转子磁铁9受到旋转力的作用，轮毂转子7、轴2、碟片10与夹具11、隔板12一起旋转。通过旋转，动压发生槽1A、1B、3A及3B将油汇集，在动压发生槽1A、1B与轴2之间、动压发生槽3A与推力板4之间产生压力。因此，轴2朝图的上方浮起，与推力板4及轴套1非接触地进行旋转。
图2是表示凸缘3的下面的与推力板4的相对面即底面的图，涂黑色部分表示动压发生槽3A。动压发生槽3A的图形的外径为d1o、内径为d1i、弯折部的直径为d1m。凸缘3在轴套1的凹部1C内旋转时，在凸缘3的面上产生从外周向内周的油的压力G。另外，产生从内周向外周的油的压力H。通常情况下，动压发生槽3A以压力G与压力H相等来设计的。因此，直径d1m取为流体力学中熟知的公式(1)。d1m＝{(d1i2+d1o2)/2}1/2    …(1)
但是，本发明的流体轴承装置中，设计成压力G比压力H大。这用公式(2)和(3)表示。
d1m＝dsy-(dsy-d1i)×Y      …(2)
dsy＝{(d1i2+d1o2)/2}1/2    …(3)
公式(2)中，Y设计成在0.05～1.0的范围内。
图3是凸缘3的俯视图，涂黑色部分表示动压发生槽3B。动压发生槽3B设计成从内周向外周的箭头E的压力与从外周向内周的箭头F的压力大致平衡。即，若动压发生槽3B的图形的外径为d2o、内径为d2i、弯折部的直径为d2m，则存在公式(4)所示的关系。
D2m＝{(d2o2+d2i2)/2}1/2    …(4)
图4的纵轴表示因上述Y的值而变化的动压发生槽3A的油的压力(帕斯卡)。另外，横轴表示公式(dsy-d1m)/(dsy-d1i)的值。一旦轴承内的压力非对称性不足，则在轴承内的某处会产生局部的负压部分，有时空气会滞留在那里。相反，非对称性过大，则内压增加过大，存在发生汽蚀和微小气泡之虞。对于本实施例的流体轴承装置，利用透明的观察用材料制作了流体轴承并进行了实验，发现当Y值在0.05～1.0时旋转中混入的空气泡和聚集的空气的量最少，在合适的范围内，并且油中空气最不易滞留。
图5是表示凸缘3从推力板4浮起的量(S1)足够小的场合，以大气压为基准时由主要部分的截面和动压发生槽3A、3B产生的油压分布的主要部分的剖视图。本发明的流体轴承装置中，如表示油的压力分布的压力曲线P10所示，只有正压而不产生负压。因此，凸缘3与推力板4之间几乎不发生空气滞留现象。
图6是由压力曲线P11、P12表示浮起量(S2)足够大时的主要截面和动压发生槽3A、3B所产生的油压分布的主要部分的剖视图。在此场合也如压力曲线P11所示，在轴承内部不发生负压。图6中，凸缘3上面的动压发生槽3B所产生的、压力曲线P12所示的正压可防止凸缘3与轴套1的冲突。
图7及图8所表示的主要截面和压力分布图，是表示有关动压发生槽1A、1B引起的径向(图中的左右方向)的发生压力的详细的压力分布。图7表示流体轴承装置的间隙部整体中进入油5，表示该油的液面位于动压发生槽1A上端的上方的场合。动压发生槽1A设置在轴套1的上部，上半部分的尺寸L1的范围的槽部28A比下半部分的尺寸L2的范围的槽部29A长，呈非对称形状。由此，油因动压效果而被朝下方挤压，从而防止朝外部泄漏。将槽部28A与槽部29A的锐角连接部称为弯折部。动压发生槽1A的槽部28A与槽部29A的倾斜角度相同。图7的结构中，如动压发生槽1A的尺寸L1与尺寸L2的差太小，则存在油泄漏之虞。相反，该差太大，则内压过高，存在发生汽蚀和微小气泡的危险。
动压发生槽1B做成其上半部分的槽部28B与下半部分的槽部29B为对称形状。通过将动压发生槽1A做成非对称，轴承内部的压力变为压力曲线P13所示的正压。在此场合轴承内部不发生负压，故几乎没有空气的滞留。推力方向的压力如压力曲线P14及P15所示变为正压，所以不会产生负压。
图8表示轴承内的油减少而造成ΔL的量不足的场合。该场合也如压力曲线P17所示，仅为正压，在轴承内不发生负压。
图9表示动压发生槽1A的非对称性的合适范围。槽部29A的尺寸L2比其相反侧部分的槽部28A的尺寸L1短，尺寸L1和L2的公式(5)的左边所示的关系式的值最好在右边所示的值的范围内。
(L1+L2)/(2×L2)＝1.02～1.60    …(5)
在公式(5)所示的范围内，几乎看不到空气的混入和微小气泡的混入。
图10是表示利用透明的材料制作的实验用轴承的观察结果中求得油的动力粘度、或油脂基油的动力粘度与气泡向轴承间隙中的混入率的关系。气泡混入率用气泡体积相对于油的体积的百分比表示。根据观察结果发现，只要是温度为40℃时动力粘度为4厘沲(cst)以上的油或油脂，气泡的混入率非常低。
下面利用图11对利用了本发明的流体轴承装置的碟片旋转装置的结构及动作进行说明。图11中，2片碟片10由隔板12保持间隔地安装在设于箱状基座6内的具有轴套1、轴2、凸缘3、推力板4、轮毂转子7、定子8、转子磁铁9的流体轴承装置上。分别由臂部15支承的磁头25与碟片10的两面相对。臂部15由磁头支轴16支承并可旋转。在基座6的上面由上盖14密闭以防灰尘等的进入。电机定子8通电后产生旋转磁场，转子磁铁9与轮毂转子7、轴2、碟片10一起开始旋转。动压发生槽1A、1B、3A、3B通过泵压力将油聚集而产生压力，从而使轴承部浮起，进行非接触的高精度旋转。磁头25与旋转的碟片10抵接，进行电信号的记录和再现。
图1中，推力板固定于轴套1上，但如能将轴承内密闭，则也可固定于基座6上。
作为图2所示的动压发生槽3A的变形应用例，即使使用d1m＝d1o来代替人字形的、即螺旋形的动压发生槽，也可得到大致相同的性能。
如上所述的本实施例的流体轴承装置，可防止空气混入流体轴承部内，可防止轴承中容易产生的油膜断裂。其结果，使用本发明的流体轴承装置，可得到能使碟片高精度旋转且使用寿命长的碟片旋转装置。
另外，本发明的流体轴承装置，将动压发生槽的设计条件与油的动力粘度的选择条件进行组合，以使旋转时不会因动压发生槽的泵压力使空气滞留于轴承内，故轴承的间隙不会发生油膜断裂，从而实现高精度和长使用寿命。

Claims (7)

1.一种流体轴承装置，其特征在于，包括：
在大致中央处具有轴承孔(20)的轴套(1)；
可旋转地插入所述轴套的轴承孔内的轴(2)；以及
大致圆板状的凸缘(3)，其固定于所述轴(2)的一端、其一个面(3B)与轴套(1)的端面相对、其另一个面(3A)与设置成将包含所述轴套(1)的所述端面的区域密闭的推力板(4)相对，
在所述轴套(1)的内周面及轴(2)的外周面中的至少一方沿轴向排列设置人字形的第1(1A)及第2(1B)动压发生槽，
在凸缘(3)与推力板(4)的相对面中的至少一方设置人字形的第3动压发生槽(3A)，
在所述第1、第2及第3动压发生槽(1A、1B、3A)中充满温度40℃时的动力粘度为4厘沲以上的油，
所述轴套(1)或轴(2)的任何一方固定于基座(6)，另一方固定于可旋转的轮毂转子(7)，
所述第3动压发生槽(3A)的人字形图形的外径设为d1o、内径设为d1i、弯折部的直径设为d1m、将由所述第3动压发生槽(3A)产生的从凸缘(3)外周向内周的油压(G)与从内周向外周的油压(H)相等的人字形图形的弯折部的直径设为dsy时，分别满足以下2个式子：
d1m＝dsy-(dsy-d1i)×A
dsy＝{(d1i2+d1o2)/2}1/2
从而确定弯折部的直径d1m，这里，A是0.05以上、小于1.0的数值。
2.一种流体轴承装置，其特征在于，包括：
在大致中央处具有轴承孔(20)的轴套(1)；
可旋转地插入所述轴套的轴承孔内的轴(2)；以及
大致圆板状的凸缘(3)，其固定于所述轴(2)的一端，其一个面(3B)与轴套(1)的端面相对、其另一个面(3A)与设置成将包含所述轴套(1)的所述端面的区域密闭的推力板(4)相对，
在所述轴套(1)的内周面及轴(2)的外周面中的至少一方沿轴向排列设置人字形的第1(1A)及第2(1B)动压发生槽，在所述第1及第2动压发生槽中，当离所述推力板(4)远的一方作为第1动压发生槽(1A)、近的一方作为第2动压发生槽(1B)时，
所述人字形的第1动压发生槽(1A)的离所述推力板(4)远的槽部(28A)的轴(2)方向的第1长度L1比接近所述推力板(4)一方的槽部(29A)的轴(2)方向的第2长度L2长，
所述人字形的第2动压发生槽(1B)作成相对于通过人字形的弯折部的线为对称的形状，由所述第1长度L1和第2长度L2表示的计算式、(L1+L2)/(2×L2)的值是1.02至1.60的范围内，
在凸缘(3)与推力板(4)的相对面中的至少一方设有人字形的第3动压发生槽(3A)，
在所述第1、第2及第3动压发生槽(1A、1B、3A)中充满温度40℃时的动力粘度为4厘沲以上的油，
所述轴套(1)或轴(2)中的任何一方固定于基座(6)，另一方固定于可旋转的轮毂转子(7)。
3.一种流体轴承装置，其特征在于，包括：
在大致中央处具有轴承孔(20)的轴套(1)；
可旋转地插入所述轴套的轴承孔内的轴(2)；以及
大致圆板状的凸缘(3)，其固定于所述轴(2)的一端、其一个面(3B)与轴套(1)的端面相对、其另一个面(3A)与设置成将包含所述轴套(1)的所述端面的区域密闭的推力板(4)相对，
在所述轴套(1)的内周面及轴(2)的外周面中的至少一方设置人字形的第1(1A)及第2(1B)动压发生槽，在所述第1及第2动压发生槽中，当离所述推力板(4)远的一方作为第1动压发生槽(1A)、近的一方作为第2动压发生槽(1B)时，
所述人字形的第1动压发生槽(1A)的离所述推力板(4)远的一方槽部(28A)的轴(2)方向的第1长度L1比接近所述推力板(4)一方的槽部(29A)的轴(2)方向的第2长度L2长，
所述人字形的第2动压发生槽(1B)作成相对于通过人字形的弯折部的线为对称的形状，由所述第1长度L1和第2长度L2表示的计算式、(L1+L2)/(2×L2)的值是1.02至1.60的范围内，
在凸缘(3)与推力板(4)的相对面中的至少一方设有人字形的第3动压发生槽(3A)，
在所述第1、第2及第3动压发生槽(1A、1B、3A)中充满温度40℃时的动力粘度为4厘沲以上的油，
所述轴套(1)或轴(2)中的任何一方固定于基座(6)，另一方固定于可旋转的轮毂转子(7)，
所述第3动压发生槽(3A)的人字形图形的外径设为d1o、内径设为d1i、弯折部的直径设为d1m、将由所述第3动压发生槽(3A)产生的从凸缘(3)外周向内周的油压(G)与从内周向外周的油压(H)相等的人字形图形的弯折部的直径设为dsy时，分别满足以下2个式子：
d1m＝dsy-(dsy-d1i)×A
dsy＝{(d1i2+d1o2)/2}1/2
从而确定弯折部的直径d1m，这里，A是0.05以上、小于1.0的数值。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的流体轴承装置，其特征在于，所述第3动压发生槽(3A)的内径d1i是与弯折部直径d1m相等的螺旋形图形。
5.如权利要求1至3中任何一项所述的流体轴承装置，其特征在于，所述凸缘(3)与所述轴套(1)的相对面的至少任何一方设有人字形的第4槽(3B)，第4槽的人字形图形的外径设为d2o、内径设为d2i、弯折部的直径设为d2m时，满足以下关系：d2m＝{(d2i2+d2o2)/2}1/2。
6.如权利要求4所述的流体轴承装置，其特征在于，所述凸缘(3)与所述轴套(1)的相对面的至少任何一方设有人字形的第4槽(3B)，第4槽的人字形图形的外径设为d2o、内径设为d2i、弯折部的直径设为d2m时，满足以下关系：d2m＝{(d2i2+d2o2)/2}1/2。
7.一种碟片旋转装置，其特征在于，将记录再现用碟片同轴地固定于权利要求1至6中任意一项所述的流体轴承装置的轮毂转子上并使其旋转，磁头或光头设置成与所述旋转的碟片面相对，该磁头或光头构成可与所述碟片面平行移动，从而进行信号的记录或再现。
CNB200310120774XA 2002-12-03 2003-12-03 流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置 Expired - Lifetime CN100359195C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002351061A JP4127036B2 (ja) 2002-12-03 2002-12-03 流体軸受装置及びディスク回転装置
JP2002351061 2002-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1508452A CN1508452A (zh) 2004-06-30
CN100359195C true CN100359195C (zh) 2008-01-02

Family

ID=32753077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200310120774XA Expired - Lifetime CN100359195C (zh) 2002-12-03 2003-12-03 流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7237955B2 (zh)
JP (1) JP4127036B2 (zh)
CN (1) CN100359195C (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3872500B2 (ja) * 2004-02-18 2007-01-24 セイコーインスツル株式会社 流体動圧軸受、モータおよび記録媒体駆動装置
JP2006038179A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置
JP2006046540A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧流体軸受装置
JP2006170230A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置の作動流体量検査方法、流体軸受装置およびスピンドルモータ
DE102005036396B4 (de) * 2005-01-20 2008-01-24 Minebea Co., Ltd. Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem
JP2007270855A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧流体軸受装置、モータ、記録再生装置、および加工用治具
JP2007333115A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧流体軸受装置およびこれを備えたモータ、記録再生装置
JP2007333134A (ja) 2006-06-16 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受式回転装置
JP2008215456A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置およびそれを備えた流体軸受式回転装置、記録再生装置
DE102008021514A1 (de) * 2008-04-30 2009-11-12 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lager
DE102009052689A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-12 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lager mit optimiertem Lagerreibungsverlust
KR101153486B1 (ko) * 2010-11-01 2012-06-11 삼성전기주식회사 스핀들 모터
JP2019199810A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 株式会社デンソー 噴射弁

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0542743U (ja) * 1991-11-11 1993-06-11 株式会社三協精機製作所 動圧軸受装置
JPH10255389A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ディスク回転装置
JP2000004556A (ja) * 1998-06-12 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置
US6033118A (en) * 1997-03-05 2000-03-07 Nsk Ltd. Hydro-dynamic fluid bearing device and manufacturing method of the same
JP2001234926A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧型流体軸受装置
WO2002004825A1 (fr) * 2000-07-10 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Dispositif a palier hydrodynamique

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1010020C2 (nl) * 1997-09-08 1999-06-23 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Spilmotor en inrichting voor het ondersteunen van de roterende as van een spilmotor.
US6196722B1 (en) * 1998-01-13 2001-03-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hydrodynamic bearing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0542743U (ja) * 1991-11-11 1993-06-11 株式会社三協精機製作所 動圧軸受装置
US6033118A (en) * 1997-03-05 2000-03-07 Nsk Ltd. Hydro-dynamic fluid bearing device and manufacturing method of the same
JPH10255389A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ディスク回転装置
JP2000004556A (ja) * 1998-06-12 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置
JP2001234926A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧型流体軸受装置
CN1363022A (zh) * 2000-02-24 2002-08-07 松下电器产业株式会社 动压式流体轴承装置
WO2002004825A1 (fr) * 2000-07-10 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Dispositif a palier hydrodynamique

Also Published As

Publication number Publication date
US7237955B2 (en) 2007-07-03
CN1508452A (zh) 2004-06-30
US20040184689A1 (en) 2004-09-23
JP4127036B2 (ja) 2008-07-30
JP2004183772A (ja) 2004-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7239477B2 (en) Low profile air-oil hybrid fluid dynamic bearing motor
CN100359195C (zh) 流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置
US5516212A (en) Hydrodynamic bearing with controlled lubricant pressure distribution
KR100359185B1 (ko) 자기디스크저장시스템 및 이를 위한 유체역학적 유체베어링장치
US5427456A (en) Fluid bearing with asymmetrical groove pattern
US5685647A (en) Single plate hydrodynamic bearing with self-balancing fluid level and fluid circulation
US6768236B2 (en) Spindle motor and disk drive furnished therewith
US7241051B2 (en) Radial capillary seal for fluid dynamic bearing motors
US5977674A (en) Single plate hydrodynamic bearing with self-balancing fluid level
US20060002641A1 (en) Fixed shaft type fluid dynamic bearing motor
US5697708A (en) Hydrodynamic bearing with reduced temperature sensitivity
US5533812A (en) Single plate hydrodynamic bearing with self-balancing fluid level
CN101915270B (zh) 流体轴承式旋转装置以及信息装置
US5524985A (en) Fluid thermal compensation and containment for hydrodynamic bearings
CA1150403A (en) Rotary head assembly for video tape recorder or reproducer
CN100373063C (zh) 流体轴承装置及使用它的碟片旋转装置
US6949852B2 (en) Low profile thrust journal plate fluid dynamic bearing motor
US6921209B2 (en) Conical hydrodynamic pivot bearing
CN1128940C (zh) 具有多个止推板的两端开口的流体动力轴承
JPH0143847B2 (zh)
US6951422B2 (en) Low power spindle motor with a stepped shaft
US7016146B2 (en) Low power spindle motor with a fluid dynamic spool bearing
JP2900560B2 (ja) 磁気ディスク用軸受装置
KR100282265B1 (ko) 모터
KR100479567B1 (ko) 다중추력판을갖는양단부개방식유체역학적유체베어링

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080102

CX01 Expiry of patent term