JP2003166524A - Hydrodynamic bearing unit - Google Patents

Hydrodynamic bearing unit

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JP2003166524A
JP2003166524A JP2001366291A JP2001366291A JP2003166524A JP 2003166524 A JP2003166524 A JP 2003166524A JP 2001366291 A JP2001366291 A JP 2001366291A JP 2001366291 A JP2001366291 A JP 2001366291A JP 2003166524 A JP2003166524 A JP 2003166524A
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JP
Japan
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dynamic pressure
bearing device
pressure generating
arc angle
bearing
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Application number
JP2001366291A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisaya Nakagawa
久弥 中川
Yasushi Mizusaki
康史 水嵜
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
Application filed by Nidec Sankyo Corp filed Critical Nidec Sankyo Corp
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrodynamic bearing unit generating satisfactory hydrodynamic pressure without forming recessed separating grooves. <P>SOLUTION: In the hydrodynamic bearing unit 10 used for a rotary polygon mirror driving device or the like, a protruded portion 37 minimizing dimensions of a fine gap 32, a recessed portion 35 maximizing dimensions of the fine gap 32, and a tapered portion 36 continuously varying the dimensions of the fine gap 32 between the recessed portion 35 and protruded portion 37, are formed on a hydrodynamic pressure generating portion 31 respectively, and the recessed separating grooves are not formed therein. Further, the hydrodynamic pressure generating portion 31 is formed at three places or five places in a peripheral direction at even angular intervals, and a ratio of an arc angle of a region where the protruded portions 37 are formed is set in a range from 0.3 to 0.6. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑性流体に動圧
を発生させ、その動圧により軸部材と軸受部材とを相対
回転可能に支持する動圧軸受装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure bearing device for generating a dynamic pressure in a lubricating fluid and supporting the shaft member and the bearing member in a relatively rotatable manner by the dynamic pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ポリゴンミラー、磁気ディスク、
光ディスクなどの各種回転体を回転させる装置に用いら
れる動圧軸受装置としては種々のものが提案されてい
る。この種の動圧軸受装置は、一般に、軸部材の外周面
と軸受部材の内周面とが微小隙間を介して対向するとと
もに、そのうちの一方の面に動圧発生部が形成されてい
ることにより、その微小隙間内に介在する空気や油など
の潤滑性流体が、回転時に動圧発生部でのポンピング作
用により加圧され、加圧された潤滑性流体の動圧によっ
て軸部材および軸受部材の両部材が相対回転可能に支持
されるようになっている。
2. Description of the Related Art In recent years, polygon mirrors, magnetic disks,
Various types of hydrodynamic bearing devices have been proposed for use in devices that rotate various rotating bodies such as optical disks. In this type of dynamic pressure bearing device, generally, the outer peripheral surface of the shaft member and the inner peripheral surface of the bearing member face each other with a minute gap therebetween, and a dynamic pressure generating portion is formed on one of the surfaces. The lubricating fluid such as air or oil present in the minute gap is pressurized by the pumping action in the dynamic pressure generating portion during rotation, and the dynamic pressure of the pressurized lubricating fluid causes the shaft member and the bearing member. Both members are supported so as to be rotatable relative to each other.

【0003】このような動圧軸受装置において、動圧を
発生させるための手段としてへリングボーン形状やスパ
イラル形状等の溝を設けたものもあるが、特にジャーナ
ル軸受装置の場合においては、動圧発生用の溝を用いな
いステップ動圧軸受装置やテーパ動圧軸受装置が提案さ
れている。
In such a dynamic pressure bearing device, there is one in which a groove having a herringbone shape or a spiral shape is provided as a means for generating a dynamic pressure. Especially, in the case of a journal bearing device, a dynamic pressure bearing device is used. A step dynamic bearing device and a taper dynamic bearing device that do not use a generating groove have been proposed.

【0004】図10(A),(B)はそれぞれ、従来の
テーパ動圧軸受装置の横断面図、およびこの動圧軸受装
置に形成した動圧発生部を展開して示す説明図である。
この図に示す動圧軸受装置30′では、回転軸21(軸
部材)を微小隙間32′を介して取り囲んでいる軸受ス
リーブ15′(軸受部材)の内周面には、微小隙間3
2′の寸法を最小とする凸部37′、約7.5°の円弧
角にわたって形成された深さが23μmの凹状分離溝3
8、およびこの凹状分離溝38と凸部37′との間で微
小隙間32′の寸法を約5μm分、連続的に変化させる
テーパ部36′を備える動圧発生部31′が周方向に沿
って3箇所に形成されており、回転軸21が矢印rで示
す方向に回転したとき、回転軸21の外周面と軸受スリ
ーブ15′の内周面との間に形成された狭小隙間32′
において、空気または油などの潤滑性流体が加圧される
ことによって所望の軸受動圧が得られる。
10 (A) and 10 (B) are a cross-sectional view of a conventional tapered dynamic pressure bearing device and an explanatory view showing a developed dynamic pressure generating portion formed in this dynamic pressure bearing device, respectively.
In the hydrodynamic bearing device 30 'shown in this figure, the minute gap 3 is formed on the inner peripheral surface of the bearing sleeve 15' (bearing member) surrounding the rotary shaft 21 (shaft member) via the minute gap 32 '.
A convex portion 37 'having a minimum size of 2', and a concave separation groove 3 having a depth of 23 μm formed over an arc angle of about 7.5 °.
8, and a dynamic pressure generating portion 31 'having a tapered portion 36' for continuously changing the size of the minute gap 32 'by about 5 μm between the concave separation groove 38 and the convex portion 37' is provided along the circumferential direction. Are formed in three places, and when the rotary shaft 21 rotates in the direction indicated by the arrow r, a narrow gap 32 'formed between the outer peripheral surface of the rotary shaft 21 and the inner peripheral surface of the bearing sleeve 15'.
At, a desired bearing dynamic pressure is obtained by pressurizing a lubricating fluid such as air or oil.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負圧解
消用の凹状分離溝38を形成した動圧軸受装置30′で
は、剛性が低いため、以下の問題点がある。まず、低速
回転時において外乱が加わったときに回転軸21に振れ
が発生しやすいので、モータ仕様を満たさない。また、
動圧で浮上し始める回転速度が高いため、5000回転
/分位の低速回転では、回転軸21と軸受スリーブ1
5′との間で金属接触が起こって磨耗が発生するので、
動圧軸受装置30′の寿命が短い。このような問題点を
解消する対策として、回転軸21および軸受スリーブ2
1′の寸法公差を厳しくして、双方のクリアランスを小
さくすればよいが、このような対策は、部品コストの増
大、組み立てコストの増大を招くため、好ましくない。
また、回転軸21の径を太して周速度を高めることが考
えられるが、このような対策も部品コストの増大を招く
ため、好ましくない。また、回転軸21および軸受スリ
ーブ15′に耐磨耗性の高い材料を用いることも考えら
れるが、このような対策も部品コストの増大を招くた
め、好ましくない。
However, the dynamic pressure bearing device 30 'having the concave separation groove 38 for eliminating the negative pressure has the following problems because of its low rigidity. First, when a disturbance is applied during low-speed rotation, the rotary shaft 21 easily shakes, and therefore the motor specifications are not satisfied. Also,
Since the rotational speed at which levitation starts due to the dynamic pressure is high, the rotational shaft 21 and the bearing sleeve 1 are rotated at a low rotational speed of 5000 rpm.
Since metal contact occurs with 5'and wear occurs,
The life of the hydrodynamic bearing device 30 'is short. As a measure for solving such a problem, the rotating shaft 21 and the bearing sleeve 2
Although the dimensional tolerance of 1'may be made strict and the clearance of both sides may be made small, such a measure is not preferable because it causes an increase in component cost and an assembly cost.
Further, it is conceivable to increase the peripheral speed by increasing the diameter of the rotary shaft 21, but such measures are not preferable because they also increase the cost of parts. Further, it is conceivable to use a material having high abrasion resistance for the rotary shaft 21 and the bearing sleeve 15 ', but such measures are not preferable because they increase the cost of parts.

【0006】また、凹状分離溝38を形成すると、微小
隙間32′での潤滑性流体の絞り率が大きくなりすぎ、
小さな隙間に入り込むことができない潤滑性流体が軸線
方向に漏れ出るという問題もある。
Further, when the concave separation groove 38 is formed, the reduction ratio of the lubricating fluid in the minute gap 32 'becomes too large,
There is also a problem that the lubricating fluid that cannot enter the small gap leaks in the axial direction.

【0007】さらに、凹状分離溝38は、良好な動圧特
性を得るためにはできるだけ深く狭い方が好ましく、通
常は、20μm以上の深さに形成されている。このた
め、動圧軸受装置30′の製造工程においては、切削加
工を行って深くて狭い溝を形成している。切削加工以外
の方法で深くて狭い凹状分離溝38を形成することが困
難だからである。このため、従来の動圧軸受装置30′
では、他の製造工程とは完全に別個の工程を付加するこ
とになる。それに加えて、切削加工自体の加工性が良好
でなく、しかも、ワークの取扱性や加工効率などの理由
から生産性が大きく低下してしまう。それ故、従来の動
圧軸受装置30′は、コスト高にならざるを得ないとい
う問題がある。
Further, the concave separation groove 38 is preferably as deep and narrow as possible in order to obtain good dynamic pressure characteristics, and is usually formed to a depth of 20 μm or more. Therefore, in the manufacturing process of the dynamic pressure bearing device 30 ', cutting is performed to form deep and narrow grooves. This is because it is difficult to form the deep and narrow concave separation groove 38 by a method other than cutting. Therefore, the conventional dynamic bearing device 30 '
Then, a process completely separate from other manufacturing processes is added. In addition to this, the workability of the cutting process itself is not good, and the productivity is greatly reduced due to the workability of the work and the processing efficiency. Therefore, the conventional dynamic pressure bearing device 30 'has a problem that the cost must be increased.

【0008】以上の問題点に鑑みて、本発明では、凹状
分離溝を形成しなくても、良好な動圧を発生させること
のできる動圧軸受装置を提供することにある。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a dynamic pressure bearing device which can generate a good dynamic pressure without forming a concave separation groove.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、相対回転可能に装着された軸部材の外
周面と軸受部材の内周面との間の微小隙間内に潤滑性流
体が介在するとともに、前記軸部材の外周面および前記
軸受部材の内周面のいずれかには、前記微小隙間の寸法
を最小とする凸部、前記微小隙間の寸法を最大とする凹
部、および前記凹部と前記凸部との間で前記微小隙間の
寸法を連続的に変化させるテーパ部を備える動圧発生部
が周方向に沿って複数箇所に形成されている動圧軸受装
置において、前記動圧発生部は、周方向において等角度
間隔に3箇所ないし5箇所に形成され、かつ、前記動圧
発生部が形成されている領域の円弧角に対する、前記凸
部が形成されている領域の円弧角の比率が0.3から
0.6までの範囲に設定されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a lubricating fluid is provided in a minute gap between an outer peripheral surface of a shaft member mounted relatively rotatably and an inner peripheral surface of a bearing member. And the outer peripheral surface of the shaft member and the inner peripheral surface of the bearing member, the convex portion that minimizes the size of the minute gap, the concave portion that maximizes the size of the minute gap, and In a dynamic pressure bearing device in which a dynamic pressure generating portion having a tapered portion that continuously changes the size of the minute gap between the concave portion and the convex portion is formed at a plurality of locations along the circumferential direction, The generating portions are formed at three to five locations at equal angular intervals in the circumferential direction, and the arc angle of the area in which the convex portion is formed with respect to the arc angle of the area in which the dynamic pressure generating portion is formed. Is set in the range of 0.3 to 0.6 Characterized in that it is.

【0010】本発明では、動圧発生部には、微小隙間の
寸法を最小とする凸部、微小隙間の寸法を最大とする凹
部、および凹部と凸部との間で微小隙間の寸法を連続的
に変化させるテーパ部を形成し、凹状分離溝を形成して
いない。このため、焼結によって成形した軸受スリーブ
に対して切削加工で凹状分離溝を形成しなくてもよいの
で、動圧軸受装置の生産性を向上することができる。ま
た、凹状分離溝を形成していないので、潤滑性流体の軸
線方向への漏れを抑えることができる。さらに、動圧発
生部については、周方向において等角度間隔に3箇所な
いし5箇所に形成し、かつ、凸部が形成されている領域
の円弧角の比率を0.3から0.6までの範囲に設定し
てあるなど、構造の最適化を図ってるあるため、中心方
向への剛性が大きい。従って、低速回転時において外乱
が加わっても振れが発生しにくい。また、動圧で浮上し
始める回転速度が低いため、低速回転でも金属接触が起
こりにくいので、動圧軸受装置の寿命が長い。それ故、
剛性を高めることを目的に、軸部材および軸受部材の寸
法公差を厳しくしなくてもよく、軸部材の径を太して周
速度を高める必要もない。さらに、軸部材および軸受部
材に対して、耐磨耗性の高い効果な材料を用いる必要も
ない。それ故、本形態によれば、コストを高めずに特性
の良好な動圧軸受装置を提供できる。
According to the present invention, in the dynamic pressure generating portion, the convex portion that minimizes the size of the minute gap, the concave portion that maximizes the dimension of the minute gap, and the size of the minute gap between the concave portion and the convex portion are continuous. The taper portion for changing the shape is formed, and the concave separation groove is not formed. Therefore, since it is not necessary to form the concave separation groove in the bearing sleeve formed by sintering by cutting, the productivity of the dynamic pressure bearing device can be improved. Further, since the concave separation groove is not formed, it is possible to suppress the leakage of the lubricating fluid in the axial direction. Further, the dynamic pressure generating portion is formed at three or five locations at equal angular intervals in the circumferential direction, and the ratio of the arc angles of the area where the convex portion is formed is 0.3 to 0.6. Since the structure is optimized by setting the range, etc., the rigidity toward the center is large. Therefore, shake is less likely to occur even when a disturbance is applied at low speed rotation. Further, since the rotational speed at which the dynamic pressure starts to levitate is low, metal contact is less likely to occur even at low speed rotation, so the life of the dynamic pressure bearing device is long. Therefore,
For the purpose of increasing the rigidity, the dimensional tolerances of the shaft member and the bearing member do not have to be made strict, and it is not necessary to increase the peripheral speed by increasing the diameter of the shaft member. Further, it is not necessary to use an effective material having high abrasion resistance for the shaft member and the bearing member. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a dynamic pressure bearing device having good characteristics without increasing the cost.

【0011】本発明において、前記凹部が形成されてい
る領域の円弧角が10°以下に設定されていることが好
ましい。このように構成すると、中心方向への剛性をさ
らに大きくできるので、低速回転時において外乱が加わ
った際の振れをより確実に防止できる。
In the present invention, it is preferable that the arc angle of the region where the recess is formed is set to 10 ° or less. According to this structure, the rigidity in the central direction can be further increased, so that the shake when the disturbance is applied at the low speed rotation can be more reliably prevented.

【0012】本発明において、前記凹部が形成されてい
る領域の円弧角が約10°に設定されていてもよい。本
発明では、動圧発生部の数、および凸部の形成領域を最
適化してあるため、剛性が十分に大きいので、凹部が形
成されている領域の円弧角を約10°に設定して、軸受
スリーブを焼結成形する際に用いる金型の磨耗を防止し
てもよい。すなわち、凹部が形成されている領域の円弧
角を10°以下に設定すると、軸受スリーブを焼結成形
する際、軸受スリーブを金型から抜くときに金型への負
荷が大きくなって、金型の磨耗が激しくなることがある
が、凹部が形成されている領域の円弧角を約10°に設
定すれば、金型の磨耗を防止でき、かつ、中心方向への
剛性の低下を最小限に抑えることができる。
In the present invention, the arc angle of the region where the recess is formed may be set to about 10 °. In the present invention, since the number of dynamic pressure generating portions and the formation area of the convex portion are optimized, the rigidity is sufficiently large, so that the arc angle of the area where the concave portion is formed is set to about 10 °, Wear of a mold used for sintering the bearing sleeve may be prevented. That is, if the arc angle of the region in which the recess is formed is set to 10 ° or less, the load on the mold becomes large when the bearing sleeve is removed from the mold when the bearing sleeve is sintered and molded, and the mold becomes large. However, if the arc angle of the area where the recess is formed is set to about 10 °, the wear of the mold can be prevented and the decrease in rigidity toward the center can be minimized. Can be suppressed.

【0013】本発明において、前記軸受部材は、例え
ば、金属を含む粉体の焼結成形体から構成されているこ
とが好ましい。このように構成すると、軸受部材を安価
に製造できるので、動圧軸受装置のコストダウンを図る
ことができる。
In the present invention, the bearing member is preferably made of, for example, a sintered compact of powder containing metal. According to this structure, the bearing member can be manufactured at low cost, so that the cost of the dynamic pressure bearing device can be reduced.

【0014】本発明において、前記潤滑性流体は、例え
ば、空気である。
In the present invention, the lubricating fluid is, for example, air.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】(ポリゴンミラー回転駆動装置の全体構
成)図1および図2はそれぞれ、本発明が適用されるポ
リゴンミラー回転駆動装置の断面図、およびこのポリゴ
ンミラー回転駆動装置に用いた動圧軸受装置の説明図で
ある。
(Overall Structure of Polygon Mirror Rotation Driving Device) FIGS. 1 and 2 are a sectional view of a polygon mirror rotation driving device to which the present invention is applied, and a dynamic pressure bearing device used in this polygon mirror rotation driving device. FIG.

【0017】図1において、ポリゴンミラー回転駆動装
置10は、固定部材としてのステータ組1と、このステ
ータ組1に対して上側から組み付けた回転部材としての
ロータ組2とから構成されている。
In FIG. 1, a polygon mirror rotation driving device 10 is composed of a stator set 1 as a fixed member and a rotor set 2 as a rotating member assembled to the stator set 1 from above.

【0018】ステータ組1は、回路基板19を搭載した
フレーム11を有しているとともに、このフレーム11
には、比較的大径の略中空円筒体からなる軸受ホルダ1
2が取り付けられている。軸受ホルダ12の外周面に
は、複数の突極部を放射状に備えたステータコア13が
嵌着されているとともに、そのステータコア13の各突
極部には、巻線14が巻回されている。
The stator assembly 1 has a frame 11 on which a circuit board 19 is mounted, and the frame 11
Is a bearing holder 1 made of a substantially hollow cylindrical body having a relatively large diameter.
2 is attached. A stator core 13 radially having a plurality of salient pole portions is fitted on the outer peripheral surface of the bearing holder 12, and a winding 14 is wound around each salient pole portion of the stator core 13.

【0019】軸受ホルダ12の内周面には、動圧軸受装
置30の軸受部材を構成する軸受スリーブ15が嵌着さ
れている。軸受スリーブ15の詳細構造については後述
することとするが、図2に示すように、軸受スリーブ1
5の中心部分に設けられた中空穴には、ロータ組2の軸
体を構成する回転軸21が回転自在に支承されている。
ここで、軸受スリーブ15の中心穴の内周面と、回転軸
21の外周面とは、後述するように、半径方向に数μm
〜数十μmの狭小隙間を介して周状に対面配置され、こ
れらの対向面がラジアル動圧軸受面として構成されてい
ることによって、動圧軸受装置30が構成されている。
A bearing sleeve 15 constituting a bearing member of the dynamic pressure bearing device 30 is fitted on the inner peripheral surface of the bearing holder 12. The detailed structure of the bearing sleeve 15 will be described later, but as shown in FIG.
In the hollow hole provided in the central portion of 5, the rotary shaft 21 constituting the shaft body of the rotor set 2 is rotatably supported.
Here, the inner peripheral surface of the center hole of the bearing sleeve 15 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 21 are several μm in the radial direction, as described later.
The dynamic pressure bearing device 30 is configured by arranging face-to-face in a circumferential shape with a narrow gap of several tens of μm, and these opposing faces being configured as radial dynamic pressure bearing faces.

【0020】再び図1において、軸受ホルダ12の下端
側の開口部には、この開口部を閉塞するようにして円盤
状のスラスト軸受板16が嵌着されている。
Referring again to FIG. 1, a disk-shaped thrust bearing plate 16 is fitted into the opening on the lower end side of the bearing holder 12 so as to close the opening.

【0021】一方、回転軸21の上端部分は、ロータ2
3の中央穴に嵌着固定されており、ロータ23のミラー
載置面上では、キャップ24およびバネ25によってポ
リゴンミラー26が押し付け固定されている。ロータ2
3の略円筒形状の胴部の内側には環状の駆動マグネット
27が装着され、この駆動マグネット27は、ステータ
コア13の突極部の外端面に対して対向している。
On the other hand, the upper end portion of the rotary shaft 21 has the rotor 2
The polygon mirror 26 is pressed and fixed by the cap 24 and the spring 25 on the mirror mounting surface of the rotor 23. Rotor 2
An annular drive magnet 27 is mounted on the inner side of the substantially cylindrical body 3 of FIG. 3, and the drive magnet 27 faces the outer end surface of the salient pole portion of the stator core 13.

【0022】(動圧軸受装置30の構成)このようなポ
リゴンミラー回転駆動装置10に用いられている動圧軸
受装置30の構造について、図3(A)、(B)を参照
して詳述する。
(Structure of Dynamic Pressure Bearing Device 30) The structure of the dynamic pressure bearing device 30 used in the polygon mirror rotation drive device 10 will be described in detail with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B). To do.

【0023】図3(A)、(B)はそれぞれ、図2に示
す動圧軸受装置の横断面図、およびこの動圧軸受装置に
形成した動圧発生部を展開して示す説明図である。
3 (A) and 3 (B) are respectively a cross-sectional view of the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 2 and an explanatory view showing a developed dynamic pressure generating portion formed in this dynamic pressure bearing device. .

【0024】図3(A)、(B)に示すように、本形態
の動圧軸受装置30では、回転軸21は、軸線方向のい
ずれの位置で切断しても真円であるのに対して、軸受ス
リーブ15の内周面には、回転軸21の外周面との間に
形成された微小隙間32の寸法を最大とする凹部35、
この微小隙間32の寸法を最小とする凸部37、および
この凸部37と凹部35との間で微小隙間32の寸法を
連続的に変化させるテーパ部36を備える動圧発生部3
1が形成され、図3(A)、(B)には、周方向に沿っ
て動圧発生部31を等角度間隔に5箇所、形成したもの
を例示してある。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), in the hydrodynamic bearing device 30 of this embodiment, the rotary shaft 21 is a perfect circle when cut at any position in the axial direction. The inner surface of the bearing sleeve 15 has a recess 35 that maximizes the size of the minute gap 32 formed between the inner surface of the bearing sleeve 15 and the outer surface of the rotating shaft 21.
The dynamic pressure generating portion 3 includes a convex portion 37 that minimizes the size of the minute gap 32 and a taper portion 36 that continuously changes the size of the minute gap 32 between the convex portion 37 and the concave portion 35.
1 is formed, and FIGS. 3A and 3B exemplify a case where the dynamic pressure generating portions 31 are formed at five positions at equal angular intervals along the circumferential direction.

【0025】このように構成した動圧軸受装置30にお
いて、回転軸21が矢印rで示す方向に回転すると、動
圧発生部31では、回転軸21と軸受スリーブ15との
間に介在する空気または油が回転軸21の回転方向に従
って凹部35、テーパ部36および凸部37が形成され
ている楔状の微小隙間32を流れる。この際、楔状の微
小隙間32は、凸部37が形成されている領域に向かっ
て徐々に狭くなるいるため、回転軸21と軸受スリーブ
15との間に介在する空気または油が昇圧される。この
ときの圧力が動圧力となって、回転軸21は軸受スリー
ブ21の内周面に金属接触することなく回転自在に支持
されることになる。
In the dynamic pressure bearing device 30 having the above-described structure, when the rotary shaft 21 rotates in the direction indicated by the arrow r, the air existing between the rotary shaft 21 and the bearing sleeve 15 in the dynamic pressure generating portion 31 or The oil flows in the wedge-shaped minute gap 32 in which the concave portion 35, the tapered portion 36, and the convex portion 37 are formed in accordance with the rotation direction of the rotating shaft 21. At this time, since the wedge-shaped minute gap 32 is gradually narrowed toward the region where the convex portion 37 is formed, the pressure of air or oil interposed between the rotary shaft 21 and the bearing sleeve 15 is increased. The pressure at this time becomes a dynamic pressure, and the rotating shaft 21 is rotatably supported without contacting the inner peripheral surface of the bearing sleeve 21 with metal.

【0026】(動圧発生部31の数の影響)このような
動圧軸受装置30を構成するにあたって、本願発明者
は、図2に示す軸受スリーブ15として、金属を含む粉
体の焼結成形体、例えば、固体潤滑材入り青銅製の焼結
成形体で内径が10mm、長さが15mmのものを製造
し、それにSUS304製の回転軸21を支承させた状
態で、回転軸21を40000回転/分で回転させると
いう試験条件で以下の各検討を行った。ここで、軸受ス
リーブ15および回転軸21のクリアランスは、片側
2.5μmから5.0μmである。
(Influence of the Number of Dynamic Pressure Generating Portions 31) In constructing such a dynamic pressure bearing device 30, the inventor of the present application uses, as the bearing sleeve 15 shown in FIG. 2, a sintered compact of powder containing metal. , For example, a sintered body made of bronze containing a solid lubricant and having an inner diameter of 10 mm and a length of 15 mm is manufactured, and the rotary shaft 21 made of SUS304 is supported on the rotary shaft 21 at 40,000 rpm. The following examinations were conducted under the test condition of rotating at. Here, the clearance between the bearing sleeve 15 and the rotating shaft 21 is 2.5 μm to 5.0 μm on one side.

【0027】本形態では、まず、動圧発生部31の数
と、実際の動圧力に相当する中心方向剛性、この中心方
向剛性を摩擦トルクで除した中心方向剛性トルク比、動
圧力の方向を問わずにその絶対値を示す軸受荷重、およ
びサイドーリーケージ(空気の軸線方向への漏れ)との
関係を偏芯率をパラメータにして検討したので、その検
討結果をそれぞれ、図4(A)、(B)、(C)、
(D)に示す。
In the present embodiment, first, the number of dynamic pressure generating portions 31, the center-direction rigidity corresponding to the actual dynamic pressure, the center-direction rigidity torque ratio obtained by dividing this center-direction rigidity by the friction torque, and the direction of the dynamic pressure are determined. Regardless of the bearing load, which shows its absolute value, and the relationship with the side leakage (air leakage in the axial direction), the eccentricity was used as a parameter, and the results are shown in Fig. 4 (A). , (B), (C),
It shows in (D).

【0028】この図において、動圧発生部31の数が3
箇所の場合のデータを実線L13、動圧発生部の数が4
箇所の場合のデータを実線L14、動圧発生部の数が5
箇所の場合のデータを実線L15、動圧発生部の数が6
箇所の場合のデータを実線L16、動圧発生部の数が8
箇所の場合のデータを実線L18で示してある。
In this figure, the number of dynamic pressure generating portions 31 is three.
The data in the case of a solid line is L13, and the number of dynamic pressure generating parts is 4
The data for the case of a solid line L14, the number of dynamic pressure generating parts is 5
The data in the case of a solid line is L15, and the number of dynamic pressure generating parts is 6
The data in the case of a solid line is L16, and the number of dynamic pressure generating parts is 8
The data for the location is shown by the solid line L18.

【0029】ここで、偏心率とは、軸受スリーブの中心
から回転軸中心間の距離を半径隙間で割った値である。
従って、回転軸が軸受スリーブに接触した状態は偏心率
が1.0であり、回転軸が動圧により中心位置にある状
態は偏心率が0.0となる。なお、定常回転時の偏心率
は、0.2から0.4の範囲である。また、中心方向剛
性は、実際の動圧力として作用する中心方向の剛性を表
すので、大きいほど外乱による振れが発生しない。ま
た、中心方向剛性トルク比は、中心方向剛性を摩擦トル
クで除した値なので効率を示し、その値が大きいほど、
効率のよい動圧軸受装置といえる。サイドーリーケージ
は、側方への空気または油の漏れを表すので、小さい方
が好ましく、凹状分離溝を有する従来の動圧軸受装置は
この漏れが著しく大きいという問題を有している。
Here, the eccentricity is a value obtained by dividing the distance between the center of the bearing sleeve and the center of the rotating shaft by the radial clearance.
Therefore, the eccentricity is 1.0 when the rotating shaft is in contact with the bearing sleeve, and the eccentricity is 0.0 when the rotating shaft is in the center position due to the dynamic pressure. The eccentricity ratio during steady rotation is in the range of 0.2 to 0.4. Further, since the rigidity in the central direction represents the rigidity in the central direction which acts as an actual dynamic pressure, the larger the rigidity, the less the shake due to the disturbance occurs. In addition, the center-direction rigidity torque ratio is a value obtained by dividing the center-direction rigidity by the friction torque, and therefore shows efficiency.
It can be said that it is an efficient dynamic bearing device. The side leakage is preferably small because it represents a leakage of air or oil to the side, and a conventional dynamic bearing device having a concave separation groove has a problem that the leakage is extremely large.

【0030】なお、動圧発生部31の数が3箇所の場合
には、図3(A)、(B)からわかるように、動圧発生
部31全体の円弧角θ1は120°となり、凸部37の
円弧角θ2については45°、凹部35の円弧角θ3に
ついては9°に設定した。また、動圧発生部31の数が
4箇所の場合には、動圧発生部31全体の円弧角θ1は
90°となり、凸部37の円弧角θ2については36
°、凹部35の円弧角θ3については9°に設定した。
動圧発生部31の数が5箇所の場合には、動圧発生部3
1全体の円弧角θ1は72°となり、凸部37の円弧角
θ2については27°、凹部35の円弧角θ3について
は9°に設定した。動圧発生部31の数が6箇所の場合
には、動圧発生部31全体の円弧角θ1は60°とな
り、凸部37の円弧角θ2については21°、凹部35
の円弧角θ3については9°に設定した。動圧発生部3
1の数が8箇所の場合には、動圧発生部31全体の円弧
角θ1は45°となり、凸部の円弧角θ2については1
8°、凹部の円弧角θ3については9°に設定した。
When the number of dynamic pressure generating parts 31 is three, as can be seen from FIGS. 3A and 3B, the arc angle θ1 of the whole dynamic pressure generating part 31 is 120 °, and the convex angle is convex. The arc angle θ2 of the portion 37 was set to 45 °, and the arc angle θ3 of the recess 35 was set to 9 °. When the number of the dynamic pressure generating portions 31 is four, the arc angle θ1 of the entire dynamic pressure generating portion 31 is 90 °, and the arc angle θ2 of the convex portion 37 is 36.
And the arc angle θ3 of the recess 35 was set to 9 °.
When the number of the dynamic pressure generating parts 31 is 5, the dynamic pressure generating parts 3
The arc angle θ1 of the whole 1 is 72 °, the arc angle θ2 of the convex portion 37 is set to 27 °, and the arc angle θ3 of the concave portion 35 is set to 9 °. When the number of the dynamic pressure generating portions 31 is 6, the arc angle θ1 of the entire dynamic pressure generating portion 31 is 60 °, the arc angle θ2 of the convex portion 37 is 21 °, and the concave portion 35.
The arc angle θ3 of was set to 9 °. Dynamic pressure generator 3
When the number of 1s is 8, the arc angle θ1 of the entire dynamic pressure generating portion 31 is 45 °, and the arc angle θ2 of the convex portion is 1
8 °, and the arc angle θ3 of the recess was set to 9 °.

【0031】このような検討の結果、図4(C)、
(D)に示すように、定常状態に相当する条件下での軸
受荷重、およびサイドーリーケージについては、動圧発
生部31の数による差が小さかったが、図4(A)、
(B)からわかるように、中心方向剛性、および中心方
向剛性トルク比については、動圧発生部31の数が3箇
所ないし5箇所の場合に良好な結果が得られた。
As a result of such a study, as shown in FIG.
As shown in FIG. 4D, the bearing load and the side leakage under the conditions corresponding to the steady state have small differences depending on the number of the dynamic pressure generating portions 31, but FIG.
As can be seen from (B), regarding the center-direction rigidity and the center-direction rigidity torque ratio, good results were obtained when the number of the dynamic pressure generating portions 31 was 3 or 5.

【0032】(凸部幅比率の影響)次に、本願発明者
は、動圧発生部31の数を3箇所、4箇所、5箇所とし
た場合について、凸部幅比率と、中心方向剛性、中心方
向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドーリーケージ
(空気の軸線方向への漏れ)との関係を偏芯率を変えて
検討し、その検討結果をそれぞれ、図5(A)、
(B)、(C)、(D)、図6(A)、(B)、
(C)、(D)、および図7(A)、(B)、(C)、
(D)に示す。
(Influence of Convex Width Ratio) Next, when the number of the dynamic pressure generating portions 31 is three, four, and five, the inventor of the present application, the convex width ratio, the rigidity in the center direction, The relationship between the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load, and the side leakage (air leakage in the axial direction) was examined by changing the eccentricity ratio, and the examination results are shown in FIG.
(B), (C), (D), FIG. 6 (A), (B),
(C), (D), and FIGS. 7 (A), (B), (C),
It shows in (D).

【0033】この図において、偏芯率を0.1にした場
合のデータを実線L21、偏芯率を0.5にした場合の
データを実線L25、偏芯率を0.9にした場合のデー
タを実線L29で示してある。なお、凸部幅比率とは、
動圧発生部31全体の円弧角θ1に対する凸部37の円
弧角θ2の比率である。従って、動圧発生部31の数が
3箇所であれば、動圧発生部31全体の円弧角θ1は1
20°(360°/3)であるので、凸部幅比率は、
(θ2/120°)で表され、動圧発生部31の数が4
箇所であれば、動圧発生部31全体の円弧角θ1は90
°(360°/4)であるので、凸部幅比率は、(θ2
/90°)で表され、動圧発生部31の数が5箇所であ
れば、動圧発生部31全体の円弧角θ1は72°(36
0°/5)であるので、凸部幅比率は、(θ2/72
°)で表される。
In this figure, the solid line L21 shows the data when the eccentricity is 0.1, the solid line L25 shows the data when the eccentricity is 0.5, and the data when the eccentricity is 0.9. The data is shown by the solid line L29. The convex portion width ratio is
It is the ratio of the arc angle θ2 of the convex portion 37 to the arc angle θ1 of the entire dynamic pressure generating portion 31. Therefore, if the number of the dynamic pressure generating portions 31 is three, the arc angle θ1 of the whole dynamic pressure generating portion 31 is 1
Since it is 20 ° (360 ° / 3), the convex portion width ratio is
(Θ2 / 120 °), and the number of dynamic pressure generating parts 31 is 4
If it is a place, the arc angle θ1 of the entire dynamic pressure generating unit 31 is 90.
Since it is (360 ° / 4), the convex portion width ratio is (θ2
/ 90 °), and if the number of dynamic pressure generating parts 31 is 5, the arc angle θ1 of the whole dynamic pressure generating part 31 is 72 ° (36 °).
0 ° / 5), the convex portion width ratio is (θ2 / 72).
°).

【0034】このような検討の結果、図5(C)、図6
(C)、図7(C)に示すように、凸部幅比率が大きく
なるほど、偏芯率が0.9の場合に軸受荷重が増大する
傾向にあるが、偏芯率が0.1、0.5の場合には、凸
部幅比率が変化しても軸受荷重に著しい変化はみらなれ
ない。また、図5(D)、図6(D)、図7(D)に示
すように、凸部幅比率が大きくなるほど、サイドーリー
ケージがやや小さくなる傾向にある。
As a result of such examination, FIG. 5 (C) and FIG.
As shown in (C) and FIG. 7 (C), as the convex portion width ratio increases, the bearing load tends to increase when the eccentricity ratio is 0.9, but the eccentricity ratio is 0.1, When the ratio is 0.5, no significant change in the bearing load is observed even if the convex portion width ratio changes. Further, as shown in FIG. 5D, FIG. 6D, and FIG. 7D, the side leakage tends to be slightly smaller as the convex portion width ratio becomes larger.

【0035】これに対して、図5(A)、(B)、図6
(A)、(B)、図7(A)、(B)に示すように、中
心方向剛性、および中心方向剛性トルク比、とりわけ、
中心方向剛性トルク比については、凸部幅比率が0.3
から0.6の範囲で良好な結果が得られた。
In contrast, FIGS. 5A, 5B and 6
As shown in (A), (B), FIG. 7 (A), and (B), the central rigidity and the central rigidity torque ratio, among others,
Regarding the rigidity torque ratio in the central direction, the width ratio of the convex portion is 0.3.
Good results were obtained in the range of from 0.6 to 0.6.

【0036】(凹部幅の影響)次に、本願発明者は、動
圧発生部31の数を5箇所とした場合について、凹部幅
と、中心方向剛性、中心方向剛性トルク比、軸受荷重、
およびサイドーリーケージ(空気の軸線方向への漏れ)
との関係を偏芯率を変えて検討し、その検討結果をそれ
ぞれ、図8(A)、(B)、(C)、(D)に示す。
(Influence of Concavity Width) Next, in the case where the number of the dynamic pressure generating portions 31 is 5, the inventor of the present application, the recess width, the center direction rigidity, the center direction rigidity torque ratio, the bearing load,
And side leaky cage (air leakage in the axial direction)
The relationship between and was examined by changing the eccentricity, and the examination results are shown in FIGS. 8 (A), (B), (C), and (D), respectively.

【0037】この図において、偏芯率を0.1にした場
合のデータを実線L31、偏芯率を0.5にした場合の
データを実線L35、偏芯率を0.9にした場合のデー
タを実線L39で示してある。なお、凹部幅について
は、図8では、凹部幅比率、すなわち、動圧発生部31
全体の円弧角θ1に対する凹部の円弧角θ3の比率であ
り、ここに示す例では、動圧発生部31の数が5である
ので、動圧発生部31全体の円弧角θ1は72°(36
0°/5)であり、凹部幅比率は、(θ3/72°)で
表される。
In this figure, the solid line L31 shows the data when the eccentricity is 0.1, the solid line L35 shows the data when the eccentricity is 0.5, and the data when the eccentricity is 0.9. The data is shown by the solid line L39. As for the recess width, in FIG. 8, the recess width ratio, that is, the dynamic pressure generating portion 31.
This is the ratio of the circular arc angle θ3 of the concave portion to the total circular arc angle θ1. In the example shown here, since the number of the dynamic pressure generating portions 31 is 5, the circular arc angle θ1 of the entire dynamic pressure generating portion 31 is 72 ° (36
0 ° / 5), and the recess width ratio is represented by (θ3 / 72 °).

【0038】このような検討の結果、図8(D)に示す
ように、凹部幅比率が小さいほど、すなわち、凹部35
の円弧角θ3が10°以下のときサイドーリーケージが
やや小さい傾向にある。
As a result of such an examination, as shown in FIG. 8D, the smaller the recess width ratio, that is, the recess 35.
When the arc angle θ3 is less than 10 °, the side leakage tends to be slightly small.

【0039】また、図8(A)、(B)、(C)に示す
ように、中心方向剛性、中心方向剛性トルク比、および
軸受荷重については、凸部幅比率が小さいほど、すなわ
ち、凹部35の円弧角θ3が10°以下のとき、良好な
結果が得られた。
As shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, as for the center-direction rigidity, the center-direction rigidity torque ratio, and the bearing load, the smaller the convex part width ratio, that is, the concave part. Good results were obtained when the circular arc angle θ3 of 35 was 10 ° or less.

【0040】(テーパ量の影響)次に、本願発明者は、
動圧発生部の数を5箇所とした場合について、テーパ量
と、中心方向剛性、中心方向剛性トルク比、軸受荷重、
およびサイドーリーケージ(空気の軸線方向への漏れ)
との関係を偏芯率を変えて検討し、その検討結果をそれ
ぞれ、図9(A)、(B)、(C)、(D)に示す。こ
こで、動圧発生部31の数は5箇所であるので、動圧発
生部31全体の円弧角θ1は72°であり、凸部37の
円弧角θ2については27°、凹部35の円弧角θ3に
ついては9°に設定してある。なお、ここでの検討でい
うテーパ量とは、図3(A)、(B)に示すように、テ
ーパ部36において微小隙間32の寸法が変化する寸法
tを意味する。なお、図9には、テーパ量を1μmにし
た場合のデータを実線L41、テーパ量を3μmにした
場合のデータを実線L43、テーパ量を5μmにした場
合のデータを実線L45、テーパ量を7μmにした場合
のデータを実線L47で示してある。
(Influence of taper amount) Next, the inventor of the present application
When the number of dynamic pressure generating parts is 5, the taper amount, the center-direction rigidity, the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load,
And side leaky cage (air leakage in the axial direction)
The relationship between and was examined by changing the eccentricity, and the examination results are shown in FIGS. 9 (A), (B), (C), and (D), respectively. Here, since the number of the dynamic pressure generating portions 31 is 5, the arc angle θ1 of the whole dynamic pressure generating portion 31 is 72 °, the arc angle θ2 of the convex portion 37 is 27 °, and the arc angle of the concave portion 35. θ3 is set to 9 °. The amount of taper referred to here means the size t at which the size of the minute gap 32 in the tapered portion 36 changes, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). In FIG. 9, a solid line L41 shows data when the taper amount is 1 μm, a solid line L43 shows data when the taper amount is 3 μm, a solid line L45 shows data when the taper amount is 5 μm, and a taper amount is 7 μm. The data in the case of is shown by the solid line L47.

【0041】このような検討の結果、図9(A)、
(B)、(C)、(D)に示すように、中心方向剛性、
中心方向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドーリー
ケージにおいてテーパ量が小さい方が良好な結果が得ら
れた。
As a result of such a study, as shown in FIG.
As shown in (B), (C), and (D), the rigidity in the center direction,
The smaller the taper amount in the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load, and the side leakage, the better results were obtained.

【0042】(本形態の効果)以上の検討結果から、本
形態では、動圧発生部31には、微小隙間32の寸法を
最小とする凸部37、微小隙間32の寸法を最大とする
凹部35、および凹部35と凸部37との間で微小隙間
32の寸法を連続的に変化させるテーパ部36を形成
し、凹状分離溝を形成しない。このため、焼結によって
成形した軸受スリーブ15に対して切削加工で凹状分離
溝を形成しなくてもよいので、動圧軸受装置30の生産
性を向上することができる。
(Effects of this Embodiment) From the above examination results, in this embodiment, the dynamic pressure generating portion 31 has a convex portion 37 that minimizes the size of the minute gap 32 and a concave portion that maximizes the size of the minute gap 32. 35, and the tapered portion 36 that continuously changes the size of the minute gap 32 between the concave portion 35 and the convex portion 37, and the concave separation groove is not formed. Therefore, since it is not necessary to form the concave separation groove in the bearing sleeve 15 formed by sintering by cutting, the productivity of the dynamic pressure bearing device 30 can be improved.

【0043】また、本形態では、動圧発生部31につい
ては、周方向において等角度間隔に3箇所ないし5箇所
に形成し、かつ、凸部37が形成されている領域の円弧
角の比率を0.3から0.6までの範囲に設定してあ
る。このため、本形態の動圧軸受装置30では、中心方
向への剛性が大きいので、低速回転時において外乱が加
わっても振れが発生しにくい。また、動圧で浮上し始め
る回転速度が低いため、5000回転/分位の低速回転
でも、回転軸21と軸受スリーブ15との間で金属接触
が起こりにくいので、動圧軸受装置30の寿命が長い。
それ故、剛性を高めることを目的に、回転軸21および
軸受スリーブ15の寸法公差を厳しくしなくてもよく、
回転軸21の径を太して周速度を高める必要もない。さ
らに、回転軸21および軸受スリーブ15に対して、耐
磨耗性の高い効果な材料を用いる必要もない。それ故、
本形態によれば、コストを高めずに特性の良好な動圧軸
受装置30を提供できる。
Further, in this embodiment, the dynamic pressure generating portion 31 is formed at three or five locations at equal angular intervals in the circumferential direction, and the ratio of the arc angles of the area where the convex portion 37 is formed is set. The range is set to 0.3 to 0.6. For this reason, in the hydrodynamic bearing device 30 of the present embodiment, since the rigidity in the central direction is large, the runout is unlikely to occur even when a disturbance is applied at low speed rotation. Further, since the rotational speed at which the dynamic pressure starts to float is low, metal contact is unlikely to occur between the rotary shaft 21 and the bearing sleeve 15 even at a low rotational speed of 5000 revolutions / quantile, so the life of the dynamic pressure bearing device 30 is reduced. long.
Therefore, the dimensional tolerances of the rotary shaft 21 and the bearing sleeve 15 do not have to be tightened for the purpose of increasing the rigidity,
There is no need to increase the diameter of the rotary shaft 21 to increase the peripheral speed. Furthermore, it is not necessary to use an effective material having high abrasion resistance for the rotary shaft 21 and the bearing sleeve 15. Therefore,
According to this embodiment, it is possible to provide the dynamic pressure bearing device 30 having good characteristics without increasing the cost.

【0044】また、本形態では、凹部35が形成されて
いる領域の円弧角を10°以下に設定したので、中心方
向への剛性をさらに大きくできるので、低速回転時にお
いて外乱が加わった際の振れをより確実に防止できる。
Further, in this embodiment, since the arc angle of the region where the concave portion 35 is formed is set to 10 ° or less, the rigidity in the center direction can be further increased, and therefore, when a disturbance is applied at low speed rotation, Runout can be prevented more reliably.

【0045】但し、凹部35が形成されている領域の円
弧角を10°以下に設定すると、軸受スリーブ15を焼
結成形する際、軸受スリーブ15を金型から抜くときに
金型への負荷が大きくなって、金型の磨耗が激しくなる
ことがある。このような場合でも、本形態では、動圧発
生部31の数、および凸部37の形成領域を最適化して
あるため、剛性が十分に大きいので、凹部35が形成さ
れている領域の円弧角を約10°に設定して、軸受スリ
ーブ15を焼結成形する際に用いる金型の磨耗を防止し
てもよい。
However, if the arc angle of the region in which the concave portion 35 is formed is set to 10 ° or less, the load on the die when the bearing sleeve 15 is removed from the die when the bearing sleeve 15 is sintered and formed. It can become large and wear the mold severely. Even in such a case, in the present embodiment, the number of dynamic pressure generating portions 31 and the formation area of the convex portions 37 are optimized, so that the rigidity is sufficiently large, and therefore the arc angle of the area where the concave portion 35 is formed. May be set to about 10 ° to prevent wear of the mold used for sintering the bearing sleeve 15.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る動圧
軸受装置では、動圧発生部には、微小隙間の寸法を最小
とする凸部、微小隙間の寸法を最大とする凹部、および
凹部と凸部との間で微小隙間の寸法を連続的に変化させ
るテーパ部を形成し、凹状分離溝を形成していない。こ
のため、焼結によって成形した軸受スリーブに対して切
削加工で凹状分離溝を形成しなくてもよいので、動圧軸
受装置の生産性を向上することができる。また、凹状分
離溝を形成していないので、潤滑性流体の軸線方向への
漏れを抑えることができる。さらに、動圧発生部につい
ては、周方向において等角度間隔に3箇所ないし5箇所
に形成し、かつ、凸部が形成されている領域の円弧角の
比率を0.3から0.6までの範囲に設定してあるな
ど、構造の最適化を図ってるあるため、中心方向への剛
性が大きい。従って、低速回転時において外乱が加わっ
ても振れが発生しにくい。また、動圧で浮上し始める回
転速度が低いため、低速回転でも金属接触が起こりにく
いので、動圧軸受装置の寿命が長い。それ故、剛性を高
めることを目的に、軸部材および軸受部材の寸法公差を
厳しくしなくてもよく、軸部材の径を太して周速度を高
める必要もない。さらに、軸部材および軸受部材に対し
て、耐磨耗性の高い効果な材料を用いる必要もない。そ
れ故、本形態によれば、コストを高めずに特性の良好な
動圧軸受装置を提供できる。
As described above, in the dynamic pressure bearing device according to the present invention, the dynamic pressure generating portion has a convex portion that minimizes the size of the minute gap, a concave portion that maximizes the size of the minute gap, and A tapered portion that continuously changes the size of the minute gap is formed between the concave portion and the convex portion, and the concave separation groove is not formed. Therefore, since it is not necessary to form the concave separation groove in the bearing sleeve formed by sintering by cutting, the productivity of the dynamic pressure bearing device can be improved. Further, since the concave separation groove is not formed, it is possible to suppress the leakage of the lubricating fluid in the axial direction. Further, the dynamic pressure generating portion is formed at three or five locations at equal angular intervals in the circumferential direction, and the ratio of the arc angles of the area where the convex portion is formed is 0.3 to 0.6. Since the structure is optimized by setting the range, etc., the rigidity toward the center is large. Therefore, shake is less likely to occur even when a disturbance is applied at low speed rotation. Further, since the rotational speed at which the dynamic pressure starts to levitate is low, metal contact is less likely to occur even at low speed rotation, so the life of the dynamic pressure bearing device is long. Therefore, the dimensional tolerances of the shaft member and the bearing member do not have to be made strict for the purpose of increasing the rigidity, and it is not necessary to increase the circumferential speed by increasing the diameter of the shaft member. Further, it is not necessary to use an effective material having high abrasion resistance for the shaft member and the bearing member. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a dynamic pressure bearing device having good characteristics without increasing the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が適用されるポリゴンミラー回転駆動装
置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a polygon mirror rotation driving device to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用されるポリゴンミラー回転駆動装
置に用いた動圧軸受装置の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a dynamic pressure bearing device used in a polygon mirror rotation drive device to which the present invention is applied.

【図3】本発明が適用される動圧軸受装置の横断面図、
およびこの動圧軸受装置に形成した動圧発生部を展開し
て示す説明図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a dynamic pressure bearing device to which the present invention is applied,
FIG. 3 is an explanatory view showing a developed dynamic pressure generating portion formed in the dynamic pressure bearing device.

【図4】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ、
図3に示す動圧軸受装置において、動圧発生部の数と、
中心方向剛性、中心方向剛性トルク比、軸受荷重、およ
びサイドーリーケージとの関係を偏芯率をパラメータに
して検討した結果を示すグラフである。
4 (A), (B), (C), and (D) are respectively,
In the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 3, the number of dynamic pressure generating parts,
It is a graph which shows the result of having examined the relationship with center direction rigidity, center direction rigidity torque ratio, bearing load, and side leakage using the eccentricity as a parameter.

【図5】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ、
図3に示す動圧軸受装置において、動圧発生部の数を3
箇所とした場合において、凸部幅比率と、中心方向剛
性、中心方向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドー
リーケージとの関係を偏芯率を変えて検討した結果を示
すグラフである。
5 (A), (B), (C), and (D) are respectively,
In the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 3, the number of dynamic pressure generating parts is three.
9 is a graph showing the results of examining the relationship between the convex portion width ratio, the center-direction rigidity, the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load, and the side leakage when changing the eccentricity ratio.

【図6】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ、
図3に示す動圧軸受装置において、動圧発生部の数を4
箇所とした場合において、凸部幅比率と、中心方向剛
性、中心方向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドー
リーケージとの関係を偏芯率を変えて検討した結果を示
すグラフである。
6 (A), (B), (C), and (D) are respectively,
In the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 3, the number of dynamic pressure generating parts is 4
9 is a graph showing the results of examining the relationship between the convex portion width ratio, the center-direction rigidity, the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load, and the side leakage when changing the eccentricity ratio.

【図7】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ、
図3に示す動圧軸受装置において、動圧発生部の数を5
箇所とした場合において、凸部幅比率と、中心方向剛
性、中心方向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドー
リーケージとの関係を偏芯率を変えて検討した結果を示
すグラフである。
7 (A), (B), (C), and (D) are respectively,
In the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 3, the number of dynamic pressure generating parts is 5
9 is a graph showing the results of examining the relationship between the convex portion width ratio, the center-direction rigidity, the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load, and the side leakage when changing the eccentricity ratio.

【図8】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ、
図3に示す動圧軸受装置において、動圧発生部の数を5
箇所とした場合について、凹部幅と、中心方向剛性、中
心方向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドーリーケ
ージとの関係を偏芯率を変えて検討した結果を示すグラ
フである。
8 (A), (B), (C), and (D) are respectively,
In the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 3, the number of dynamic pressure generating parts is 5
FIG. 6 is a graph showing the results of examining the relationship between the recess width, the center-direction rigidity, the center-direction rigidity torque ratio, the bearing load, and the side leakage by changing the eccentricity ratio, in the case of the location.

【図9】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ、
図3に示す動圧軸受装置において、動圧発生部の数を5
箇所とした場合について、テーパ量と、中心方向剛性、
中心方向剛性トルク比、軸受荷重、およびサイドーリー
ケージとの関係を偏芯率を変えて検討した結果を示すグ
ラフである。
9 (A), (B), (C), and (D) are respectively
In the dynamic pressure bearing device shown in FIG. 3, the number of dynamic pressure generating parts is 5
Taper amount, center direction rigidity,
It is a graph which shows the result of having examined the relationship between a center direction rigidity torque ratio, a bearing load, and a side leakage by changing eccentricity.

【図10】従来の動圧軸受装置の横断面図、およびこの
動圧軸受装置に形成した動圧発生部を展開して示す説明
図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional dynamic pressure bearing device and an explanatory view showing a developed dynamic pressure generating portion formed in the dynamic pressure bearing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステータ組 2 ロータ組 30 動圧軸受装置 10 ポリゴンミラー回転駆動装置 15 軸受スリーブ 21 回転軸 31 動圧発生部 32 微小隙間 35 凹部 37 凸部 36 テーパ部 1 Stator set 2 rotor sets 30 Dynamic bearing device 10 Polygon mirror rotation drive 15 Bearing sleeve 21 rotation axis 31 Dynamic pressure generator 32 minute gap 35 recess 37 convex 36 Tapered part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 AA10 AA20 BA02 CA04 JA02 KA02 KA03 MA02 5D109 BB05 BB12 BB18 BB21 BB22   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 3J011 AA10 AA20 BA02 CA04 JA02                       KA02 KA03 MA02                 5D109 BB05 BB12 BB18 BB21 BB22

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対回転可能に装着された軸部材の外周
面と軸受部材の内周面との間の微小隙間内に潤滑性流体
が介在するとともに、前記軸部材の外周面および前記軸
受部材の内周面のいずれかには、前記微小隙間の寸法を
最小とする凸部、前記微小隙間の寸法を最大とする凹
部、および前記凹部と前記凸部との間で前記微小隙間の
寸法を連続的に変化させるテーパ部を備える動圧発生部
が周方向に沿って複数箇所に形成されている動圧軸受装
置において、 前記動圧発生部は、周方向において等角度間隔に3箇所
ないし5箇所、形成され、かつ、 前記動圧発生部が形成されている領域の円弧角に対す
る、前記凸部が形成されている領域の円弧角の比率が
0.3から0.6までの範囲に設定されていることを特
徴とする動圧軸受装置。
1. A lubricating fluid intervenes in a minute gap between the outer peripheral surface of a shaft member and the inner peripheral surface of a bearing member mounted so as to be rotatable relative to each other, and the outer peripheral surface of the shaft member and the bearing member. On any of the inner peripheral surfaces of the, the convex portion that minimizes the dimension of the minute gap, the concave portion that maximizes the dimension of the minute gap, and the dimension of the minute gap between the concave portion and the convex portion. In a dynamic pressure bearing device in which a dynamic pressure generating portion having a continuously changing taper portion is formed at a plurality of locations along the circumferential direction, the dynamic pressure generating portion has three or five locations at equal angular intervals in the circumferential direction. The ratio of the arc angle of the area where the convex portion is formed to the arc angle of the area where the dynamic pressure generating portion is formed is set to a range of 0.3 to 0.6 A hydrodynamic bearing device characterized by being provided.
【請求項2】 請求項1において、前記凹部が形成され
ている領域の円弧角が10°以下に設定されていること
を特徴とする動圧軸受装置。
2. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein an arc angle of the region where the recess is formed is set to 10 ° or less.
【請求項3】 請求項1において、前記凹部が形成され
ている領域の円弧角が約10°に設定されていることを
特徴とする動圧軸受装置。
3. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein an arc angle of the region where the recess is formed is set to about 10 °.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記軸受部材は、金属を含む粉体の焼結成形体から構成
されていることを特徴とする動圧軸受装置。
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The dynamic pressure bearing device, wherein the bearing member is composed of a sintered compact of powder containing metal.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記潤滑性流体は、空気であることを特徴とする動圧軸
受装置。
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The dynamic pressure bearing device, wherein the lubricating fluid is air.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005098252A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-20 Ntn Corporation Dynamic pressure bearing device
US9885384B2 (en) 2012-12-19 2018-02-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Floating bush bearing device and supercharger including the same

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US8782901B2 (en) 2004-04-09 2014-07-22 Ntn Corporation Dynamic bearing device
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