JP2002295454A - 動圧軸受、及び動圧軸受を備えたスピンドルモータ - Google Patents

動圧軸受、及び動圧軸受を備えたスピンドルモータ

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JP2002295454A
JP2002295454A JP2001103619A JP2001103619A JP2002295454A JP 2002295454 A JP2002295454 A JP 2002295454A JP 2001103619 A JP2001103619 A JP 2001103619A JP 2001103619 A JP2001103619 A JP 2001103619A JP 2002295454 A JP2002295454 A JP 2002295454A
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JP
Japan
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dynamic pressure
thrust
diameter side
pressure bearing
groove
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JP2001103619A
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English (en)
Inventor
Isamu Takehara
勇 竹原
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラスト動圧軸受部の有効面積当たりの動圧
発生効率を高めること。 【解決手段】 フランジ付シャフト1のリング状スラス
ト部材3の表面に設けられるスラスト動圧発生溝パター
ンを、半径rの折り返し点円の内径側に形成された12
本の内径側スラスト発生溝G2aと外径側に形成された2
4本の外径側スラスト発生溝G2bとで構成し、前記内径
側スラスト発生溝の円周方向のピッチ幅d iと前記外径
側スラスト発生溝の円周方向のピッチdoとを等しくし
た。また、内径側スラスト発生溝G2aの引込圧力Pi
外径側スラスト発生溝G2bの引込圧力Poが略等しくな
るように折り返し点円の半径rの値を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラスト動圧部を
有する動圧軸受の動圧発生効率の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】HDD等で高容量タイプは、従来はディ
スク枚数が3〜5枚以上と多かったが、最近はディスク
枚数が1〜2枚となり小型薄型化のものが増えてきた。
これは、ディスクの面記録容量が向上したこと、携帯用
のHDD、CD−ROM、DVD(以下、携帯用HDD
等と記載する)の需要が増したからである。この結果、
小型の携帯用HDD等の駆動源となるスピンドルモータ
は、そのサイズがハブ外径で18mm以下で、高さはP
CMCIA(Personal Computer Memory Card Internati
onal Association)タイプIIのディスクに対応できるも
の、即ち5mm以下のものが求められている。従って、
スピンドルモータの軸受に用いられる動圧軸受には、更
なる扁平化構造が要求されるようになってきた。
【0003】動圧軸受の基本構造は、スラスト動圧軸受
部とラジアル動圧軸受部から構成されている。扁平化構
造の動圧軸受では、ラジアル動圧軸受部の軸剛性力は必
然的に弱められるので、スラスト動圧軸受部の軸剛性力
に頼らざるをえない。スラスト動圧軸受部の軸剛性力を
高めるには、スラスト動圧軸受部の有効面積当たりの動
圧発生効率を高める必要がある。ところが、従来のスラ
スト動圧軸受部の有効面積当たりの動圧発生効率は、ラ
ジアル動圧軸受部の有効面積当たりの動圧発生効率に比
べると悪い。
【0004】即ち、図3に示す如く、従来のスラスト動
圧軸受部の動圧発生溝パターンは、スラスト板の表面に
複数本、具体的には12本のV字溝G2が等角度で形成
されたスパイラル溝パターンである。各V字溝G2は、
内径側動圧発生溝G2aと外径側動圧発生溝G2bとから
形成されている。
【0005】内径側と外径側を分ける折り返し点円の半
径rは、内径側スラスト発生溝G2aの引込圧力Piと外
径側スラスト発生溝G2bの引込圧力Poが略等しくなる
ように設定してある。
【0006】内径側動圧発生溝G2aは時計方向に傾斜
した時計方向回転用引込溝であり、また外径側動圧発生
溝G2bは反時計方向に傾斜した反時計方向回転用引込
溝である。
【0007】図3から明らかな如く、従来のスラスト動
圧発生溝パターンにおいては、外径側動圧発生溝G2b
の円周方向ピッチ幅doは内径側動圧発生溝G2aの円周
方向ピッチ幅diよりも広い。このため、複数本のV字
溝が等間隔に配置されたパターンをラジアル動圧発生溝
とするラジアル動圧軸受部に比較すると、有効面積当た
りの動圧発生効率は、従来のスラスト動圧軸受部が悪
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、動圧軸受又は動圧軸受を備えたスピンドルモータに
おいて、スラスト動圧軸受部の有効面積当たりの動圧発
生効率を従来よりも高めることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、スラスト部材とスラスト押さえ部材を含み、且つこ
れら2つの部材のいずれか一方にスラスト動圧発生溝パ
ターンが形成されたスラスト動圧軸受部を少なくとも備
えた動圧軸受において、前記スラスト動圧発生溝パター
ンを半径rの折り返し点円の内径側に形成されたN本の
内径側スラスト発生溝と前記折り返し点円の外径側に形
成された2N本以上の外径側スラスト発生溝とで構成し
て前記内径側スラスト発生溝の円周方向のピッチ幅di
と前記外径側スラスト発生溝の円周方向のピッチdo
を略等しくし、且つ内径側スラスト発生溝の引込圧力P
iと外径側スラスト発生溝の引込圧力Poが略等しくなる
ように前記折り返し点円の半径rを設定した。但し、N
は整数である。
【0010】
【発明の実施の形態】図1の本発明の一実施例の流体動
圧軸受は、円柱部材2にスラスト部材であるリング状ス
ラスト部材3が圧入されて形成されたフランジ付シャフ
ト1と、このフランジ付シャフト1が回転自在にして嵌
合する段付円筒状スリーブ4と、スラスト押さえ部材と
しても機能する環状蓋部材5とから構成されている。こ
れらの軸受構成部材間に形成された微小隙間R1、R
2、R3、R4及びR5には潤滑油Fが充填されてい
る。円柱部材2の上側の外周面と環状蓋部材5の内周面
との間に形成されたテーパー状微小隙間Sは、毛細管現
象と表面張力を利用して潤滑油Fが外部に漏出しないよ
うに機能するキャピラリーシールである。
【0011】ラジアル軸受隙間を形成する円柱部材2の
下側の外周面にはヘリングボーン溝の如きラジアル動圧
発生溝G1のパターンが形成され、また段付円筒状スリ
ーブ4の小径円筒部の内周面は平坦面とされている。
【0012】スラスト軸受隙間は、リング状フランジ部
3の上面と環状蓋部材5の下面とで形成する第1のスラ
スト軸受隙間と、リング状フランジ部3の下面と段付円
筒状スリーブ4の大径円筒部の底面とで形成する第2の
スラスト軸受隙間の2つである。リング状フランジ部3
の上面と下面には、図2に示すスラスト動圧発生溝G2
のパターンがそれぞれ形成され、また環状蓋部材5の下
面と段付円筒状スリーブ4の大径円筒部の底面はいずれ
も平坦面とされている。
【0013】本発明において採用されているスラスト動
圧発生溝G2は、スラスト板であるリング状フランジ部
3の上面と下面に、深さ数μm程度の複数の略V字状溝
が円周方向に規則的に配置されたものである。
【0014】即ち、本発明の一実施形態のスラスト動圧
軸受部の動圧発生溝パターンは、図2に示す如く、リン
グ状フランジ部3の表面に12本の略V字溝G2が等角
度で形成されたスパイラル溝パターンである。各略V字
溝G2は、12本の内径側動圧発生溝G2aと24本の
外径側動圧発生溝G2bとから形成されている。即ち、
内径側動圧発生溝G2aの1本に対して外径側動圧発生
溝G2bは2本が形成されている。
【0015】このように内径側動圧発生溝G2aよりも
外径側動圧発生溝G2bの本数を多くすることにより、
外径側動圧発生溝G2bの円周方向ピッチ幅doを内径側
動圧発生溝G2aの円周方向ピッチ幅diと略等しくし
た。
【0016】外径側動圧発生溝G2bの円周方向ピッチ
幅doを内径側動圧発生溝G2aの円周方向ピッチ幅di
と略等しくするために、外径側動圧発生溝G2bの本数
は内径側動圧発生溝G2aの本数よりも多くなるが、そ
の比率はリング状フランジ部3の半径、内径側動圧発生
溝G2aの本数、折り返し点円の半径rとによって決め
られる。いずれにしても、内径側動圧発生溝G2aの1
本に対して2本以上でなければならない。、
【0017】内径側と外径側を分ける折り返し点円の半
径rは、内径側スラスト発生溝G2aの引込圧力Piと外
径側スラスト発生溝G2bの引込圧力Poが略等しくなる
ように設定してある。
【0018】なお、内径側動圧発生溝G2aは時計方向
に傾斜した時計方向回転用引込溝であり、また外径側動
圧発生溝G2bは反時計方向に傾斜した反時計方向回転
用引込溝である。
【0019】図2と図3を比較すれば明らかな如く、本
発明に係るスラスト動圧軸受部は従来のスラスト動圧軸
受部よりも、その有効面積当たりの動圧発生効率が高
い。即ち、本発明に係るスラスト動圧軸受部のスパイラ
ルパターン溝は外径側動圧発生溝G2bの円周方向ピッ
チ幅doは内径側動圧発生溝G2aの円周方向ピッチ幅d
iと略等しいものであるのに対して、従来のスラスト動
圧軸受部のスパイラルパターン溝は外径側動圧発生溝G
2bの円周方向ピッチ幅doは内径側動圧発生溝G2aの
円周方向ピッチ幅diよりも広いスパイラルパターン溝
であるからである。
【0020】図4は、本発明に係る流体動圧軸受を備え
たスピンドルモータの一実施例の断面図である。即ち、
図4に示すスピンドルモータは、ロータマグネット7と
カップ状ハブ6とを含むロータと、ステータコイル8と
モータ基板9とを含むステータと、前記ロータを前記ス
テータに回転自在に支持する流体動圧軸受とから構成さ
れたものである。前記流体動圧軸受は、フランジ付シャ
フト1と円筒状スリーブ4及び環状蓋部材5とを含んで
構成されている。そして、そのフランジ付シャフト1の
リング状スラスト部材には図2に示す如きスラスト動圧
発生溝パターンはが形成されている。
【0021】以上、本発明を図1のフランジ付シャフト
1と円筒状スリーブ4とから成る流体動圧軸受に適用し
た実施形態を説明したが、本発明は空気動圧軸受にも適
用することが可能である。また、フランジ付シャフトと
円筒状スリーブとから成る動圧軸受も、図1の如き構造
に限定されず、例えばラジアル動圧発生溝G1をフラン
ジ付シャフト1のリング状スラスト部材3の外周面に形
成し、フランジ付シャフト1の円柱部材2の下側部分を
短くした更に薄型の動圧軸受にも適用することができ
る。
【0022】
【発明の効果】本発明により、スラスト動圧軸受部の有
効面積当たりの動圧発生効率が高くなり、スラスト動圧
軸受部の軸剛性力が大きくなった。従って、小型薄型の
動圧軸受を提供することができた。また、本発明に係る
動圧軸受を備えたスピンドルモータも小型化、薄型化さ
れ、携帯用HDD等への搭載が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る流体動圧軸受の一実施例の縦断面
図である。
【図2】図1の流体動圧軸受に採用されているスラスト
動圧発生溝パターンが形成されたスラスト部材の平面図
である。
【図3】従来の流体動圧軸受に採用されているスラスト
動圧発生溝パターンが形成されたスラスト部材の平面図
である。
【図4】本発明に係る流体動圧軸受を備えたスピンドル
モータの一実施例の断面図である。
【符号の説明】
1 フランジ付シャフト 2 円柱部材 3 リング状スラスト部材 4 円筒状スリーブ 5 環状蓋部材 6 カップ状ハブ 7 ロータマグネット 8 ステータコイル 9 モータ基板 r 折り返し点円の半径 G1 ラジアル動圧発生溝 G2 スラスト動圧発生溝 G2a 内径側動圧発生溝 G2b 外径側動圧発生溝 Pi 内径側スラスト発生溝の引込圧力 Po 外径側スラスト発生溝の引込圧力 S キャピラリーシール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 AA04 BA06 BA08 CA03 5H605 BB05 BB19 CC04 CC05 EB06 GG10 5H607 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 CC01 DD17 GG12 5H621 AA03 BB07 GA01 GA04 JK17 JK19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スラスト部材とスラスト押さえ部材を含
    み、且つこれら2つの部材のいずれか一方にスラスト動
    圧発生溝パターンが形成されたスラスト動圧軸受部を少
    なくとも備えた動圧軸受において、前記スラスト動圧発
    生溝を半径rの折り返し点円の内径側に形成されたN本
    の内径側スラスト発生溝と前記折り返し点円の外径側に
    形成された2N本以上の外径側スラスト発生溝からなる
    スパイラルパターンの溝として前記内径側スラスト発生
    溝の円周方向のピッチ幅と前記外径側スラスト発生溝の
    円周方向のピッチ幅とを略等しくし、且つ内径側スラス
    ト発生溝の引込圧力と外径側スラスト発生溝の引込圧力
    が略等しくなるように前記折り返し点円の半径を設定し
    たことを特徴とする動圧軸受。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の動圧軸受によって、ロー
    タがステータに回転自在に支持されたスピンドルモー
    タ。
JP2001103619A 2001-04-02 2001-04-02 動圧軸受、及び動圧軸受を備えたスピンドルモータ Withdrawn JP2002295454A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113508238A (zh) * 2019-03-22 2021-10-15 伊格尔工业股份有限公司 滑动部件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113508238A (zh) * 2019-03-22 2021-10-15 伊格尔工业股份有限公司 滑动部件
CN113508238B (zh) * 2019-03-22 2023-07-25 伊格尔工业股份有限公司 滑动部件

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