JP2003184867A - Dynamic pressure bearing device and spindle motor equipped with the bearing device - Google Patents

Dynamic pressure bearing device and spindle motor equipped with the bearing device

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JP2003184867A
JP2003184867A JP2001379532A JP2001379532A JP2003184867A JP 2003184867 A JP2003184867 A JP 2003184867A JP 2001379532 A JP2001379532 A JP 2001379532A JP 2001379532 A JP2001379532 A JP 2001379532A JP 2003184867 A JP2003184867 A JP 2003184867A
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JP
Japan
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gap
thrust
lubricating fluid
dynamic pressure
bearing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001379532A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Oe
貴之 大江
Teiichi Hirono
禎一 廣野
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means capable of discharging smoothly air bubbles generated in a thrust bearing gap. <P>SOLUTION: A thrust bearing surface and a thrust receiving surface are provided in either of or both of two members rotating relatively and lubricant fluid is filled in the thrust bearing gap between both surfaces and further a dynamic pressure generating groove is formed in at least either of the thrust bearing and thrust receiving surfaces, so that a thrust dynamic pressure bearing portion is constructed. At an outer peripheral side of the thrust dynamic pressure bearing portion, a sealing gap linking thereto is formed in an approximately axial line direction, so that an interface between lubricant fluid and air is formed in the sealing gap. In either of peripheral surfaces of the two members neighboring a connection between an outer peripheral clearance allowing gap of the thrust bearing gap and the sealing gap there is provided an agitating means for agitating lubricant fluid positioned in the connection and in the vicinity thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

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

【発明の属する技術分野】本発明は、オイル等の潤滑流
体を用いて2つの部材をスラスト方向に対し回転自在に
支持する動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモー
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrodynamic bearing device for supporting two members rotatably in a thrust direction by using a lubricating fluid such as oil, and a spindle motor using the same.

【従来の技術】従来から、スピンドルモータの軸受とし
て、軸部材とスリーブ部材のような2つの部材を相対回
転自在に支持するために、両者の間に介在させたオイル
等の潤滑流体の流体圧力を利用する動圧軸受装置が種々
提案されている。本願の出願人にあっては、特願200
0−104042号(特開2001−289243号)
等に示すように、スラスト動圧軸受部とこれに隣接する
ラジアル動圧軸受部とに連続して潤滑流体を充填し両軸
受部が協働して回転時の負荷を支持し得ると同時に、両
軸受部の境界部に気泡が滞留しないようにした軸受構造
を提案している。図8は、この種動圧軸受装置を用いた
記録ディスク駆動用スピンドルモータ1の概略構成を示
している。記録ディスク駆動装置のベースもしくはこの
ベースに固定されるブラケットからなるモータベース2
には円筒状支持壁3が一体に設けられ、この支持壁3の
外周面にステータ4が外嵌固定されている。支持壁3の
内周面には円筒状スリーブ部材5が内嵌固定され、モー
タベース2の下面に支持壁3の下端開口部を閉塞するよ
うキャップ部材6が設けられ、さらにこのキャップ部材
6及びこれとモータベース2との接合部を覆うようにカ
バー部材7がモータベース2の下面に貼着されている。
モータベース2に対して高速回転するロータ8は、記録
ディスク9を保持する逆カップ状のロータハブ10と、
このロータハブ10の略円盤状上壁部10aにおける回
転中心に上端部が一体的に固着された軸部11と、上壁
部10aの外周縁部から下方に垂下する円筒状周壁部1
0bの内周面に固着されステータ4に対して所定間隙を
介して半径方向に対向する円筒状ロータマグネット12
とからなり、記録ディスク9はその中心孔をロータハブ
10の周壁部10bに嵌挿させ、周壁部10b下端の鍔
部10c上に載置させることにより保持され、図外のク
ランプにてロータハブ10に一体的に固定される。ロー
タハブ10の上壁部10aは動圧軸受装置のスラスト板
部を兼用し、軸部11とこの上壁部10aとで動圧軸受
装置の回転側部材となる軸部材が構成される。ロータ8
の軸部11はスリーブ部材5の内側に嵌挿され、軸部1
1の円筒状外周面である上下一対のラジアル軸受面がス
リーブ部材5の円筒状内周面である上下一対のラジアル
受け面にそれぞれラジアル軸受間隙13を介して径方向
に対向し、また、ロータハブ10の上壁部10aの下面
である環状スラスト軸受面がスリーブ部材5の上端面で
ある環状スラスト受け面にスラスト軸受間隙14を介し
て軸方向に対向している。軸部11の下端部はスリーブ
部材5の下端部内周に拡径形成された段付凹部5aに位
置し、この軸部11の下端部に軸部11より大径の環状
ストッパ15が嵌着され、これが段付凹部5aに収容さ
れることにより軸部11のスリーブ部材5からの抜け止
めがなされている。一対のラジアル軸受間隙13の間に
はこのラジアル軸受間隙13より間隙寸法の大なる環状
の空気介在部16が設けられており、上側のラジアル軸
受間隙13及びスラスト軸受間隙14にオイル等の潤滑
流体17が両軸受間隙13、14にわたって連続的に充
填され保持されると共に、下側のラジアル軸受間隙13
にも潤滑流体17が充填され保持されている。より具体
的には、スリーブ部材5の上部外周を囲むよう上壁部1
0aに一体に設けられた周状突起10dの円筒状内周面
とスリーブ部材5の上部の円錐状外周面との間に略軸線
方向に形成された環状のテーパ状シール用間隙18か
ら、スラスト軸受間隙14及び上側ラジアル軸受間隙1
3を経て、空気介在部16の上側ラジアル軸受間隙13
に臨む部分まで潤滑流体17が連続的に充填されると共
に、空気介在部16の下側ラジアル軸受間隙13に臨む
部分から、下側ラジアル軸受間隙13を経て、段付凹部
5a,キャップ部材6,軸部11下端面及びストッパ1
5で囲まれた空間にわたって連続的に充填されている。
スラスト軸受間隙14における潤滑流体16はその外周
側のシール用間隙17に形成された気液界面で外部空気
と接し、両ラジアル軸受間隙13における潤滑流体17
はそれぞれ、空気介在部16を経てこれに連通するよう
スリーブ部材5に透設された半径方向の第1空気路18
及びスリーブ部材5と支持壁3とで形成された上下方向
第2空気路19を通して外部空気に接し、さらに下側ラ
ジアル軸受間隙13における潤滑流体17はスリーブ部
材5とキャップ部材6とで形成された径方向第3空気路
20及び第2空気路19を通して外部空気に接してい
る。上側ラジアル軸受間隙13を形成するラジアル軸受
面とラジアル受け面との一方もしくは両方には、上側ラ
ジアル軸受間隙13の潤滑流体17をスラスト軸受間隙
14側に移動させる動圧が発生するよう軸方向にアンバ
ランスなヘリングボーン状溝からなる上側ラジアル動圧
発生用溝が形成され、これによりラジアル荷重支持圧を
発生させると共に、上側ラジアル軸受間隙13の潤滑流
体17にスラスト方向への移動圧力を発生させる上側ラ
ジアル動圧軸受部が構成され、また、下側ラジアル軸受
間隙13を形成するラジアル軸受面とラジアル受け面と
の一方もしくは両方には、ラジアル軸受間隙13の潤滑
流体17をこのラジアル軸受間隙13の中央側に移動さ
せる動圧が発生するようヘリングボーン状溝からなる下
側ラジアル動圧発生用溝が形成され、これによりラジア
ル荷重支持圧を発生させる下側ラジアル動圧軸受部が構
成される。また、スラスト軸受間隙14を形成するスラ
スト軸受面とスラスト受け面との一方もしくは両方、こ
の例ではスラスト受け面に、スラスト軸受間隙14の潤
滑流体17を内径側つまり上側ラジアル軸受間隙13側
に移動させる動圧を発生するようスパイラル状溝からな
るスラスト動圧発生用溝が形成され、これによりスラス
ト軸受間隙14の潤滑流体17にラジアル軸受間隙13
方向への移動圧力を発生させるスラスト動圧軸受部が構
成される。上側ラジアル動圧軸受部の潤滑流体移動圧力
とスラスト動圧軸受部の潤滑流体移動圧力とは両動圧軸
受部の境界部分に向かって圧力を高めるように作用する
ことによってロータ8に対する浮上力が得られ、スラス
ト方向の支持が実現する。ところで、上述したようなオ
イルなど液体を潤滑流体として用いた動圧軸受装置にあ
っては、高速回転時には動圧効果により回転側部材を非
接触に保持できるが、非回転時においてはその機能がな
いため、外部から衝撃が加われば回転側部材が軸受隙間
の範囲で自由に動いてしまう。特に、重力及び、ステー
タとロータマグネット間の磁気力以外には軸方向の拘束
力がないことから非回転時に外乱が加わると回転側部材
は大きく移動する。通常、ラジアル軸受隙間(動圧力を
発生させる部分の微小間隙)は数μmと狭いが、スラス
ト軸受隙間(動圧力を発生させる部分の微小間隙)は数
十μmと大きいので、回転側部材がこの軸受隙間の範囲
で動けば、スラスト方向に急激に回転側部材が移動した
場合、スラスト動圧軸受部の隙間が拡大する個所ではス
クイズ効果により圧力が低下していわゆるキャビテーシ
ョンが発生する。すなわち、回転側部材が固定側部材に
対しスラスト振動をすると、潤滑流体の流れ抵抗が最も
大きいスラスト軸受間隙における最も狭い部分(隣合う
溝相互間の丘部分)の動圧変動幅ΔPが大きくなる。静
圧P0からの変動圧力P=P0−ΔP(隙間が開く時に
発生)がある値以下になると潤滑流体17に溶け込んで
いた空気は気化し気泡が発生する。潤滑流体中に気泡が
発生するのは、このようなモータ停止時だけではなく、
モータ回転時においてもあり得る。例えば、スラスト動
圧軸受部におけるスラスト軸受面或いはスラスト受け面
に形成された動圧発生用溝の外周端部においては、スラ
スト軸受面とスラスト受け面との相対的な回転により負
圧部分が発生し、この負圧により潤滑流体中に溶け込ん
でいた空気が気化して気泡が発生する場合がある。この
ようにして発生した気泡は、各部分での隙間変動量に伴
う動圧の大きさ、表面張力による圧力差などに起因して
より安定なところに移動しようとし、かつ小さな気泡は
結びついてトータルの表面積が小さくエネルギーが小さ
い安定した状態になっていく。この気泡が円滑に外部に
排出されず軸受間隙に留まると、気泡同士が結合して大
きく成長し、場合によってはリング状になって軸受部の
主要部分を占拠し、油膜破断(エアリング)を起こし、
正常な軸受機能を発揮しないだけでなく、異常振動が起
こったり、部材同士が接触し、焼き付き現象等の重大な
損傷を来す危険がある。上記した動圧軸受装置にあって
は、スラスト軸受間隙14と上側ラジアル軸受間隙13
とが直結した構造とした上で、上側ラジアル動圧軸受部
の潤滑流体移動圧力とスラスト動圧軸受部の潤滑流体移
動圧力とが両動圧軸受部の境界部分に向かって圧力を高
めるように構成されているため、この境界部分に滞留し
ようとする気泡が圧力の低い側つまりスラスト動圧軸受
部の径方向外周方向に移動するように作用し、シール用
間隙18を経て外部に放出されることになる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a bearing of a spindle motor, in order to rotatably support two members such as a shaft member and a sleeve member, a fluid pressure of a lubricating fluid such as oil interposed between the two members. Various types of dynamic pressure bearing devices have been proposed. For the applicant of the present application, Japanese Patent Application No. 200
0-104042 (JP 2001-289243 A)
As shown in FIG. 1 and the like, the thrust dynamic pressure bearing portion and the radial dynamic pressure bearing portion adjacent to the thrust dynamic pressure bearing portion can be continuously filled with lubricating fluid so that both bearing portions can cooperate to support the load during rotation, We have proposed a bearing structure that prevents bubbles from accumulating at the boundary between both bearings. FIG. 8 shows a schematic configuration of a spindle motor 1 for driving a recording disk using this kind of dynamic pressure bearing device. Motor base 2 consisting of the base of the recording disk drive or a bracket fixed to this base
A cylindrical support wall 3 is integrally provided with the stator 4, and a stator 4 is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the support wall 3. A cylindrical sleeve member 5 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the support wall 3, and a cap member 6 is provided on the lower surface of the motor base 2 so as to close the lower end opening of the support wall 3, and the cap member 6 and A cover member 7 is attached to the lower surface of the motor base 2 so as to cover the joint between this and the motor base 2.
The rotor 8 that rotates at a high speed with respect to the motor base 2 includes an inverted cup-shaped rotor hub 10 that holds a recording disk 9,
A shaft portion 11 having an upper end integrally fixed to a rotation center of a substantially disk-shaped upper wall portion 10a of the rotor hub 10, and a cylindrical peripheral wall portion 1 that hangs downward from an outer peripheral edge portion of the upper wall portion 10a.
The cylindrical rotor magnet 12 is fixed to the inner peripheral surface of the rotor 0b and faces the stator 4 in the radial direction with a predetermined gap.
The recording disk 9 is held by inserting the center hole of the recording disk 9 into the peripheral wall portion 10b of the rotor hub 10 and placing it on the flange portion 10c at the lower end of the peripheral wall portion 10b. It is fixed integrally. The upper wall portion 10a of the rotor hub 10 also serves as the thrust plate portion of the dynamic pressure bearing device, and the shaft portion 11 and the upper wall portion 10a constitute a shaft member that serves as a rotating side member of the dynamic pressure bearing device. Rotor 8
The shaft portion 11 of the shaft member 1 is fitted and inserted into the sleeve member 5, and
A pair of upper and lower radial bearing surfaces, which are the cylindrical outer peripheral surfaces of 1, respectively radially oppose the pair of upper and lower radial receiving surfaces, which are the cylindrical inner peripheral surfaces of the sleeve member 5, through radial bearing gaps 13, respectively, and a rotor hub. An annular thrust bearing surface, which is the lower surface of the upper wall portion 10a of the axial member 10, is axially opposed to an annular thrust receiving surface, which is the upper end surface of the sleeve member 5, with a thrust bearing gap 14 interposed therebetween. The lower end portion of the shaft portion 11 is located in a stepped recess 5a formed on the inner circumference of the lower end portion of the sleeve member 5, and the annular stopper 15 having a diameter larger than that of the shaft portion 11 is fitted to the lower end portion of the shaft portion 11. By housing this in the stepped recess 5a, the shaft 11 is prevented from coming off from the sleeve member 5. Between the pair of radial bearing gaps 13, an annular air intervening portion 16 having a larger dimension than the radial bearing gap 13 is provided, and a lubricating fluid such as oil is provided in the upper radial bearing gap 13 and the thrust bearing gap 14. 17 is continuously filled and held over both bearing gaps 13 and 14, and the lower radial bearing gap 13 is provided.
Also, the lubricating fluid 17 is filled and held. More specifically, the upper wall portion 1 surrounds the upper outer periphery of the sleeve member 5.
0a through a cylindrical inner circumferential surface of a circumferential projection 10d and a conical outer circumferential surface of the upper portion of the sleeve member 5 from an annular tapered sealing gap 18 formed substantially axially. Bearing gap 14 and upper radial bearing gap 1
3 through the upper radial bearing gap 13 of the air interposition part 16
The lubricating fluid 17 is continuously filled up to the portion facing the lower radial bearing gap 13 through the lower radial bearing gap 13 from the portion facing the lower radial bearing gap 13 of the air intervening portion 16. Lower end surface of shaft 11 and stopper 1
The space surrounded by 5 is continuously filled.
The lubricating fluid 16 in the thrust bearing gap 14 contacts external air at the gas-liquid interface formed in the sealing gap 17 on the outer peripheral side thereof, and the lubricating fluid 17 in both radial bearing gaps 13
The first air passages 18 in the radial direction, which are provided through the sleeve member 5 so as to communicate with each other through the air interposition portion 16, respectively.
And the lubricating fluid 17 in the lower radial bearing gap 13 is formed by the sleeve member 5 and the cap member 6 in contact with the external air through the vertical second air passage 19 formed by the sleeve member 5 and the support wall 3. It is in contact with the outside air through the radial third air passage 20 and the second air passage 19. On one or both of the radial bearing surface and the radial receiving surface forming the upper radial bearing gap 13, a dynamic pressure for moving the lubricating fluid 17 in the upper radial bearing gap 13 to the thrust bearing gap 14 side is axially generated. An upper radial dynamic pressure generating groove formed of an unbalanced herringbone-shaped groove is formed, which generates a radial load supporting pressure and a moving pressure in the thrust direction of the lubricating fluid 17 in the upper radial bearing gap 13. The upper radial dynamic pressure bearing portion is configured, and one or both of the radial bearing surface and the radial receiving surface forming the lower radial bearing gap 13 is provided with the lubricating fluid 17 of the radial bearing gap 13 For generating lower radial dynamic pressure consisting of herringbone-shaped grooves so that dynamic pressure is generated to move to the center side of There is formed, which causes the lower radial dynamic pressure bearing portion for generating a radial load supporting pressure is formed. Further, one or both of the thrust bearing surface and the thrust receiving surface forming the thrust bearing gap 14, in this example, the thrust receiving surface, the lubricating fluid 17 in the thrust bearing gap 14 is moved to the inner diameter side, that is, the upper radial bearing gap 13 side. A thrust dynamic pressure generating groove formed of a spiral groove is formed so as to generate a dynamic pressure that causes the radial bearing gap 13 to pass through the lubricating fluid 17 in the thrust bearing gap 14.
A thrust dynamic pressure bearing unit that generates moving pressure in the direction is configured. The lubricating fluid moving pressure of the upper radial dynamic pressure bearing portion and the lubricating fluid moving pressure of the thrust dynamic pressure bearing portion act so as to increase the pressure toward the boundary portion between the two dynamic pressure bearing portions, so that the levitation force with respect to the rotor 8 is increased. As a result, thrust direction support is realized. By the way, in the dynamic pressure bearing device using the liquid such as the oil as the lubricating fluid as described above, the rotating side member can be held in a non-contact state by the dynamic pressure effect at the time of high speed rotation, but the function at the time of non-rotation is Since there is no impact, the rotary member will freely move within the bearing gap if an external impact is applied. In particular, since there is no restraining force in the axial direction other than gravity and the magnetic force between the stator and the rotor magnet, when a disturbance is applied during non-rotation, the rotating member moves greatly. Normally, the radial bearing gap (the minute gap in the part that generates the dynamic pressure) is as narrow as several μm, but the thrust bearing gap (the minute gap in the part that generates the dynamic pressure) is as large as several tens μm, so If it moves within the range of the bearing gap, when the rotary member abruptly moves in the thrust direction, the pressure decreases due to the squeeze effect at a portion where the gap of the thrust dynamic pressure bearing portion expands, so-called cavitation occurs. That is, when the rotating member vibrates thrust with respect to the stationary member, the dynamic pressure fluctuation width ΔP of the narrowest portion (hill portion between adjacent grooves) in the thrust bearing gap where the flow resistance of the lubricating fluid is the largest becomes large. . When the fluctuation pressure P = P0−ΔP (generated when the gap is opened) from the static pressure P0 becomes a certain value or less, the air dissolved in the lubricating fluid 17 is vaporized and bubbles are generated. Bubbles are generated in the lubricating fluid not only when the motor is stopped, but
It is possible even when the motor is rotating. For example, at the outer peripheral end of the dynamic pressure generating groove formed on the thrust bearing surface or the thrust receiving surface of the thrust dynamic pressure bearing portion, a negative pressure portion is generated due to the relative rotation of the thrust bearing surface and the thrust receiving surface. However, this negative pressure may evaporate the air dissolved in the lubricating fluid and generate bubbles. The bubbles generated in this way try to move to a more stable location due to the amount of dynamic pressure associated with the amount of gap fluctuation in each part, the pressure difference due to surface tension, etc. The surface area is small and the energy is small, and it becomes stable. If these air bubbles are not smoothly discharged to the outside and stay in the bearing gap, they will grow together and grow to a large size, and in some cases will form a ring shape to occupy the main part of the bearing part and prevent oil film breakage (air ring). Wake up,
Not only will the normal bearing function not be exhibited, but there is also the risk of abnormal vibrations occurring or the parts coming into contact with each other and causing serious damage such as the seizure phenomenon. In the above dynamic pressure bearing device, the thrust bearing gap 14 and the upper radial bearing gap 13
In addition to the structure in which is directly connected, the lubricating fluid moving pressure of the upper radial dynamic pressure bearing part and the lubricating fluid moving pressure of the thrust dynamic pressure bearing part increase the pressure toward the boundary part of both dynamic pressure bearing parts. Since it is configured, the bubbles trying to stay in this boundary portion act so as to move to the low pressure side, that is, in the radial outer circumferential direction of the thrust dynamic pressure bearing portion, and are discharged to the outside through the sealing gap 18. It will be.

【発明が解決しようとする課題】ところで、動圧軸受装
置における軸受間隙は、動圧を発生させる部位すなわち
軸受として機能する部位は微小間隙を維持する必要があ
るが、動圧発生部を除く部位、つまり上記スラスト軸受
間隙14における内周端及び外周端、上下ラジアル軸受
隙間13における上端及び下端は、潤滑流体の粘性抵抗
に起因する損失を低減する意味から、軸受として機能し
ない部位の間隙寸法を軸受間隙より大きくすることが行
われる。例えば図9で示した動圧軸受装置においては、
図9に示すように、スラスト軸受間隙14の外周側に対
応するスリーブ部材5の外周部上端面を面取り加工して
逃がし面5bを形成し、スラスト軸受14の外周側にこ
のスラスト軸受間隙14より間隙寸法が径方向外側に行
くに従い連続的に大きくなる逃がし用間隙21が形成さ
れている。しかしながら、このような軸受構造にあって
は、スラスト軸受間隙14とシール用間隙18との間に
逃がし用間隙21が介在し、しかもスラスト軸受間隙1
4に連続する逃がし用間隙21とシール用間隙18とが
ほぼ直交する状態で配置されており、加えて、シール用
間隙18は軸受間隙から遠ざかる方向に拡開するようテ
ーパ形状に形成される必要上、逃がし用間隙21とシー
ル用間隙18との連結部22の間隙が狭くならざるを得
ないことから、図9に矢印で示すように、ロータ8の回
転時において逃がし用間隙21とシール用間隙18とに
それぞれ潤滑流体17の大きな渦が独立して発生する。
逃がし用間隙21においては、その潤滑流体17はロー
タハブ10の壁面に接触しており、そのため、ロータ8
の回転に伴い壁面近くの潤滑流体17はロータ8と同じ
速度で回転し大きな遠心力を受け、これによってこの部
分の潤滑流体17が上側が外側に向かい下側が内側に向
かう(図9において時計回りの方向となる)渦1が発生
する。他方、シール用間隙18においては、ロータ8の
回転に伴い、ロータハブ10のシール用間隙18に面す
る周状突起10dの内壁面18xに接触している潤滑流
体17もほぼ同様の流速で回転移動するが、スリーブ5
のシール用間隙18に面するテーパ外周面18yは静止
壁面であるためこの部分に接触する潤滑流体17は流速
ゼロである。シール用間隙18は下方に行くに従い間隙
が大きくなっているため、シール用間隙18の上側にお
ける外周面18yに近接する潤滑流体17に比し、その
軸心線下方の潤滑流体17は下方に行くに従い圧力勾配
・流速が大きくなっている結果、シール用間隙18の潤
滑流体17は内周側が下側に向かい外周側が上側に向か
う(図9において反時計回りの方向となる)渦2が発生
する。ここで、上述したように、軸受間隙における潤滑
流体17中に発生した気泡はモータ回転時に圧力の低い
スラスト動圧軸受部の径方向外周方向に移動するが、こ
の気泡は上記渦1の流れに乗って移動するものの、これ
が下側の渦2に乗り移らなければ外部へ排出することは
できない。上述した2つの渦はその独自の渦流を有する
結果、気泡が渦1から渦2に乗り移るのは困難であり、
加えてシール用間隙18の開口方向が重力の反対方向で
あり気泡に加わる浮力は開口部と逆向きに加わるため、
気泡はさらに排出されにくいことになる。この結果、上
述したエアリングを引き起こしやすくなる。本発明は、
従来の技術の有するこのような問題点に留意してなされ
たものであり、その目的とするところは、特にスラスト
軸受間隙の外周端に略軸心線方向にシール用間隙を連結
した構成の動圧軸受装置において、この軸受間隙に発生
した気泡の排出を円滑に行い得る手段を提供することに
ある。
By the way, the bearing gap in the dynamic pressure bearing device is required to maintain a minute gap in a portion that generates dynamic pressure, that is, a portion that functions as a bearing, but a portion excluding the dynamic pressure generating portion. That is, the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the thrust bearing gap 14 and the upper and lower edges of the upper and lower radial bearing gaps 13 have a gap dimension of a portion that does not function as a bearing in order to reduce loss due to viscous resistance of the lubricating fluid. It is made larger than the bearing gap. For example, in the dynamic pressure bearing device shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the upper end surface of the outer peripheral portion of the sleeve member 5 corresponding to the outer peripheral side of the thrust bearing gap 14 is chamfered to form a relief surface 5 b. An escape gap 21 is formed in which the gap size continuously increases toward the radially outer side. However, in such a bearing structure, the clearance for clearance 21 is interposed between the thrust bearing clearance 14 and the sealing clearance 18, and the thrust bearing clearance 1
4 is arranged in a state where the escape gap 21 and the seal gap 18 which are continuous with each other are substantially orthogonal to each other. In addition, the seal gap 18 needs to be formed in a tapered shape so as to widen in the direction away from the bearing gap. Since the clearance of the connecting portion 22 between the clearance for clearance 21 and the clearance for sealing 18 is unavoidably narrow, as shown by the arrow in FIG. Large vortices of the lubricating fluid 17 are independently generated in the gap 18 and the gap 18, respectively.
In the escape gap 21, the lubricating fluid 17 is in contact with the wall surface of the rotor hub 10, and therefore the rotor 8
With the rotation, the lubricating fluid 17 near the wall surface rotates at the same speed as the rotor 8 and receives a large centrifugal force, so that the lubricating fluid 17 in this portion faces the upper side outward and the lower side inward (clockwise in FIG. 9). Vortex 1 is generated. On the other hand, in the sealing gap 18, as the rotor 8 rotates, the lubricating fluid 17 in contact with the inner wall surface 18x of the circumferential protrusion 10d facing the sealing gap 18 of the rotor hub 10 also rotates at substantially the same flow rate. But sleeve 5
Since the tapered outer peripheral surface 18y facing the sealing gap 18 is a stationary wall surface, the flow velocity of the lubricating fluid 17 contacting this portion is zero. Since the sealing gap 18 becomes larger as it goes downward, the lubricating fluid 17 below the axial center line of the sealing fluid 18 goes downward as compared with the lubricating fluid 17 near the outer peripheral surface 18y on the upper side of the sealing gap 18. As a result of the increase in the pressure gradient and the flow velocity, the lubricating fluid 17 in the sealing gap 18 generates a vortex 2 in which the inner peripheral side is directed downward and the outer peripheral side is directed upward (counterclockwise in FIG. 9). . Here, as described above, the bubbles generated in the lubricating fluid 17 in the bearing gap move in the radial outer circumferential direction of the thrust dynamic pressure bearing portion having a low pressure when the motor rotates, but the bubbles are generated in the flow of the vortex 1. Although it moves by riding, it cannot be discharged to the outside unless it moves on the lower vortex 2. As a result of the two vortices mentioned above having their own vortex flow, it is difficult for bubbles to transfer from vortex 1 to vortex 2,
In addition, since the opening direction of the sealing gap 18 is opposite to the gravity, and the buoyancy applied to the bubbles is applied in the opposite direction to the opening,
Bubbles will be more difficult to be discharged. As a result, the air ring described above is likely to occur. The present invention is
The present invention has been made in view of the above problems of the conventional technology, and its purpose is particularly to improve the dynamic performance of the structure in which the sealing gap is connected to the outer peripheral end of the thrust bearing gap in the substantially axial direction. It is an object of the present invention to provide a means for smoothly discharging bubbles generated in the bearing gap in the pressure bearing device.

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明においては、相対的に回転する2つの部材の
一方及び他方にそれぞれ回転軸心線に直交するスラスト
軸受面及びこれに対向するスラスト受け面を設け、スラ
スト軸受面とスラスト受け面との間のスラスト軸受間隙
に潤滑流体を充填すると共に、スラスト軸受面とスラス
ト受け面の少なくとも一方に潤滑流体に支持圧力を発生
させるための動圧発生用溝を形成してスラスト動圧軸受
部を構成し、スラスト動圧軸受部の外周側にスラスト軸
受間隙に連通したシール用間隙をスラスト軸受間隙から
遠ざかるに従い間隙寸法が拡開するよう略軸心線方向に
形成し、スラスト軸受間隙に充填された潤滑流体の空気
との界面をシール用間隙において形成するようにした動
圧軸受装置において、スラスト軸受間隙の外周に形成さ
れた逃がし用間隙(スラスト軸受間隙とシール用間隙と
を連通しスラスト軸受間隙より間隙寸法が大きい間隙)
とシール用間隙との連結部に臨む2つの部材のいずれか
の周面に、当該連結部及びその近傍における潤滑流体を
攪拌するための攪拌手段を設けることを特徴とする(請
求項1)。このような構成の動圧軸受装置にあっては、
2つの部材が相対的に回転されると、スラスト軸受間隙
の外周に連通する逃がし用間隙とシール用間隙との連結
部及びこの近傍の潤滑流体は、この連結部に臨む部材周
面に形成された攪拌手段の作用により攪拌され、逃がし
用間隙及びシール用間隙のそれぞれの潤滑流体に独立し
て渦が形成されている場合であっても、これら渦の流れ
が連結部においてそれぞれ乱される。スラスト微小間隙
における潤滑流体に気泡が発生し、これがスラスト動圧
軸受部の外周方向に移送され、逃がし用間隙に移送され
ると、逃がし用間隙における潤滑流体の渦の流れに従っ
て移動していた気泡は、連結部及びその近傍での渦流の
乱れに乗じてシール用間隙における潤滑流体の渦に移動
することが多くなり、このようにしてシール用間隙にお
ける潤滑流体の渦に気泡が乗り移ると、この気泡はシー
ル用間隙における潤滑流体の渦に従って移動し、潤滑流
体の気液界面から外部に排出される。この場合、シール
用間隙は、重力方向に開口する場合や反重力方向に開口
する場合の何れであっても上記と同様に機能し得る。ま
た、上述した動圧軸受装置において、シール用間隙が径
方向内側にテーパを設けて拡開されている場合(請求項
2)、シール用間隙ではその内周側が気液界面に向かい
外周側が連結部に向かう潤滑流体の渦が生じ、逃がし用
間隙における潤滑流体の渦とは逆方向となって相互に独
立することになるが、このような場合であっても、上述
した攪拌手段の作用により両渦間での気泡の移動が可能
となり、気泡の排出が行われる。さらに、上記動圧軸受
装置において、攪拌手段を、連結部に臨むいずれかの部
材の表面に凸設され周方向に配列された複数の突起から
構成してもよく(請求項3)、或いは連結部に臨むいず
れかの部材の表面に凹設され周方向に配列された複数の
溝もしくは窪みから構成してもよい(請求項4)。この
ような構成の場合、2つの部材の相対的な回転によっ
て、連結部に臨む部材の突起或いは溝もしくは窪みが抵
抗となって連結部の潤滑流体が掻き回され、2つの渦の
流れが連結部及びその近傍で乱されることになる。ま
た、シール用間隙の形状、隙間寸法、角度あるいは攪拌
手段を軸線を中心とした回転方向に対して非対称にして
もよい(請求項5)。2つの部材の相対的な回転によっ
て上述した攪拌手段の攪拌作用により潤滑流体の流れを
連結部において乱すだけでなく、このような非対称形状
によって潤滑流体の周方向での圧力分布が非対称になっ
て3次元流れとなり、渦の乱れが促進され、気泡の排出
作用が促進されることになる。そして、上述したような
動圧軸受装置を用い、2つの部材の一方を回転側として
ロータマグネットを一体的に備え、他方を固定側として
前記ロータマグネットに対向する位置にステータを有す
ることによりスピンドルモータを構成することができ
(請求項6)、気泡の滞留やエアリングの発生に起因す
る動圧軸受特性の低下或いは振動の発生、起動不良など
の不具合を回避したスピンドルモータを提供することが
可能となる。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, one and the other of the two members which rotate relative to each other are thrust bearing surfaces orthogonal to the axis of rotation, and the thrust bearing surfaces are opposed thereto. A thrust bearing surface for filling the thrust bearing gap between the thrust bearing surface and the thrust bearing surface with a lubricating fluid, and generating a supporting pressure for the lubricating fluid on at least one of the thrust bearing surface and the thrust bearing surface. A thrust dynamic pressure bearing portion is formed by forming a groove for dynamic pressure generation, and the gap size is expanded on the outer peripheral side of the thrust dynamic pressure bearing portion as it goes away from the thrust bearing gap. A hydrodynamic bearing device which is formed substantially in the axial direction and in which the interface between the lubricating fluid filled in the thrust bearing gap and air is formed in the sealing gap. Gap for relief formed on the outer periphery of the thrust bearing gap (clearance gap dimension than the thrust bearing gap communicates the thrust bearing clearance and the sealing gap is greater)
An agitating means for agitating the lubricating fluid in the connection part and its vicinity is provided on the peripheral surface of either of the two members facing the connection part between the connection part and the sealing gap (claim 1). In the dynamic pressure bearing device having such a configuration,
When the two members are relatively rotated, the connecting portion between the escape gap and the sealing gap, which communicates with the outer circumference of the thrust bearing gap, and the lubricating fluid in the vicinity thereof are formed on the peripheral surface of the member facing the connecting portion. Even when vortexes are formed independently in the respective lubricating fluids in the escape gap and the seal gap by being agitated by the action of the agitating means, the flow of these vortices is disturbed at the connecting portion. Bubbles are generated in the lubricating fluid in the thrust minute gap and are transferred in the outer circumferential direction of the thrust dynamic pressure bearing part, and when they are transferred to the relief gap, the bubbles that move according to the vortex flow of the lubricating fluid in the relief gap. Often moves to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap by taking advantage of the turbulence of the vortex flow in the connecting portion and its vicinity, and when the bubbles transfer to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap, The bubbles move according to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap and are discharged to the outside from the gas-liquid interface of the lubricating fluid. In this case, the sealing gap can function in the same manner as above regardless of whether it is opened in the gravity direction or in the antigravity direction. Further, in the above-mentioned dynamic pressure bearing device, when the sealing gap is expanded by tapering radially inward (Claim 2), the inner side of the sealing gap faces the gas-liquid interface and the outer side is connected. A vortex of the lubricating fluid is generated toward the portion, and the vortex of the lubricating fluid in the escape gap is in the opposite direction and becomes independent of each other.However, even in such a case, due to the action of the stirring means described above. Bubbles can be moved between both vortices, and bubbles are discharged. Further, in the above dynamic pressure bearing device, the stirring means may be composed of a plurality of protrusions provided on the surface of any member facing the connecting portion and arranged in the circumferential direction (claim 3), or the connecting portion. It may be configured by a plurality of grooves or dents provided in the surface of any member facing the portion and arranged in the circumferential direction (claim 4). In such a configuration, the relative rotation of the two members causes the protrusions, grooves, or depressions of the members facing the connecting portion to act as resistance, and the lubricating fluid in the connecting portion is agitated to connect the two vortex flows. It will be disturbed in the area and its vicinity. Further, the shape of the sealing gap, the gap size, the angle, or the stirring means may be asymmetric with respect to the rotation direction about the axis (claim 5). The relative rotation of the two members not only disturbs the flow of the lubricating fluid at the connecting portion due to the stirring action of the stirring means described above, but also causes the asymmetrical shape to make the pressure distribution of the lubricating fluid asymmetric in the circumferential direction. It becomes a three-dimensional flow, the turbulence of the vortex is promoted, and the discharging action of the bubbles is promoted. Then, using the dynamic bearing device as described above, one of the two members is integrally provided with the rotor magnet on the rotating side, and the other is fixed on the stator magnet at a position facing the rotor magnet. (Claim 6), it is possible to provide a spindle motor that avoids problems such as deterioration of dynamic pressure bearing characteristics due to accumulation of air bubbles and generation of air rings, occurrence of vibration, and start failure. Becomes

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスピンドルモ
ータの実施形態について図面を参照して説明する。図1
〜図6は、本発明を前記図8で説明した記録ディスク駆
動用スピンドルモータに適用した場合の要部を示したも
のであり、前記と同一符号のものは同一もしくは相当す
るものを示すものとする。まず、図1及び図2は第1の
実施形態を示し、図8及び図9で説明したものと異なる
点は、固定側部材としてのスリーブ部材5の外周面にお
けるシール用間隙18と逃がし用間隙21との間の連結
部22に臨む連結部外周面5cに、複数個の突起23か
らなる攪拌手段を設けた点である。この複数個の突起2
3は連結部外周面5cに周方向にほぼ等間隔に配列され
ている。このような構成の動圧軸受装置においては、ロ
ータ8の回転時、上述したように、逃がし用間隙21と
シール用間隙18とにそれぞれ潤滑流体17の大きな渦
が独立して発生しようとする。他方、連結部22に臨む
周状突起10dの内壁面18xが回転移動するに伴って
これに接する潤滑流体17が移動し、これに引きずられ
て連結部22に臨むスリーブ部材5の連結部外周面5c
近傍の潤滑流体17も移動することにより、この部分の
潤滑流体17の移動が連結部外周面5cに突設された複
数の突起23により阻害され、潤滑流体17の流れが乱
され、連結部22及びこの近傍の潤滑流体17が攪拌さ
れる。この結果、図1に示すように、逃がし用間隙21
における潤滑流体17の渦1及びシール用間隙17にお
ける潤滑流体17の渦2の流れがそれぞれ連結部22の
近傍で乱され、それぞれの渦1,2の潤滑流体17が連
結部22の近傍で混在することになる。従って、スラス
ト軸受間隙14の潤滑流体17に気泡が混入しこれが逃
がし用間隙21に移送されて渦1の流れに乗った場合で
あっても、この気泡が渦1の流れに従って連結部22の
近傍に到達した際に連結部22及びその近傍において分
散され、その気泡の一部が渦2の流れに乗るようにな
り、これが渦2の流れに従ってシール用間隙18におけ
る気液界面まで運ばれ、外部へ排出されることになる。
この場合、渦1の流れに乗った気泡の全てが短時間に渦
2に乗り移ることはないが、連結部22においては常時
潤滑流体17が攪拌されているため、渦1の流れに乗っ
た気泡は徐々に渦2に取り込まれ、順次外部へと排出さ
れる。図3は本発明の第2の実施形態を示したものであ
る。この実施形態では、スリーブ部材5の外周面におけ
るシール用間隙18と逃がし用間隙21との間の連結部
22に臨む連結部外周面5cに、複数個の凹部(窪み)
24を周方向にほぼ等間隔に配列して形成することによ
り、連結部22及びこの近傍の潤滑流体17を攪拌する
攪拌手段を構成している。この第2の実施形態において
も、第1の実施形態の場合と同様、スリーブ部材5の連
結部外周面5c近傍の潤滑流体17の回転移動に伴い、
この潤滑流体17が連結部外周面5cの凹部24を通過
する際に乱され、連結部22及びこの近傍の潤滑流体1
7が攪拌されることになるため、逃がし用間隙21の潤
滑流体17の渦1に混入した気泡がシール用間隙18の
潤滑流体17の渦2に乗り移り易くなり、シール用間隙
18における気液界面より外部に排出されることにな
る。図4に示す第3の実施形態は、上記した突起23や
凹部24に代え、スリーブ部材5の連結部外周面5cに
おける加工をより容易にするために、多数の微小なくぼ
み(ディンプル)25を形成するようにしたものであ
り、連結部外周面5cのほぼ全面にくぼみ25を形成す
るようにし、上述と同様の作用効果を発揮するものであ
る。図5及び図6に示す第4の実施形態では、スリーブ
部材5の連結部外周面5cに攪拌手段としてポンプアウ
ト作用をなす複数個の動圧溝(スパイラル状溝)43を
形成したものであり、連結部22における潤滑流体17
にシール用間隙18側に向かう移動圧力を発生させるよ
うにしたものである。従って、連結部22及びその近傍
における潤滑流体17はこの動圧溝43の作用により攪
拌されつつシール用間隙18側に向かい、結果として、
逃がし用間隙21の渦1がシール用間隙18の渦2に侵
入するような潤滑流体17の流れが新たに生じ、渦1の
流れに従って移動する潤滑流体17に混入した気泡が渦
2の流れの潤滑流体17に移動し易くなり、この気泡が
シール用間隙18の気液界面から外部へ排出されること
になる。この場合、連結部外周面5cに形成する動圧溝
26は、図6(a)のように複数個を周方向に等間隔に
配列する以外に、図6(b)のように、動圧溝26を周
方向不均等に設けてもよく、さらに図6(c)のよう
に、1つの動圧溝26を周方向全周にわたって形成する
ようにしてもよい。特に図6(b)の場合は、動圧溝2
6を周方向に不均等に設けたため、潤滑流体27の渦1
を渦2の領域に侵入させながら潤滑剤17の流れをさら
に攪乱することが可能であり、さらに図6(c)の場合
は、周方向で圧力分布を非対称にできるので、潤滑流体
17の流れが3次元流れとなり、攪拌作用が効果的に行
われ、本発明の効果が増す。以上、本発明に従う動圧軸
受装置及びこれを用いたスピンドルモータの実施形態に
ついて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々
の変形乃至修正が可能である。例えば、上述した本発明
の実施形態では、攪拌手段としての突部23、凹部2
4、くぼみ25、動圧溝26を固定側部材としてのスリ
ーブ部材5に形成した場合を示したが、これに限る必要
はなく、連結部22に臨む回転側部材、すなわちロータ
ハブ10aの周状突起10dの内壁面18xに形成する
こともでき、或いは固定側部材と回転側部材との両方に
形成することもできる。また、これら攪拌手段は周方向
に不均等に設けて圧力分布を周方向で非対称にすること
も望ましく、軸非対称にしても効果的である。さらに、
上述した攪拌手段を備えた上で、図7に示すように、シ
ール用間隙18のテーパ角θを周方向で不均一(θ1〜
θ2)にしたり、連結部22の径方向隙間寸法Gを周方
向で不均一(G1〜G2)することもでき、連結部22
における周方向の圧力分布が不均一になることにより、
より効果的な攪拌による効果が期待できる。また、前記
実施形態では、スラスト軸受間隙の外周側にこれに連通
したシール用間隙を下方に向けて間隙寸法が拡開するよ
う軸心線方向に形成した形態の場合であるが、これに限
らず、シール用間隙が上方に向けて間隙寸法が拡開する
形態のものにも本発明を同様に実施することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a spindle motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
6 shows essential parts when the present invention is applied to the recording disk driving spindle motor described in FIG. 8, and the same reference numerals as those used above denote the same or corresponding ones. To do. First, FIGS. 1 and 2 show the first embodiment, which is different from those described with reference to FIGS. 8 and 9 in that the sealing gap 18 and the escape gap are formed on the outer peripheral surface of the sleeve member 5 as the fixed member. The point is that an agitating means including a plurality of protrusions 23 is provided on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion which faces the connecting portion 22 with respect to 21. This plurality of protrusions 2
3 are arranged on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion at substantially equal intervals in the circumferential direction. In the hydrodynamic bearing device having such a configuration, when the rotor 8 rotates, as described above, large vortices of the lubricating fluid 17 are independently generated in the relief gap 21 and the sealing gap 18. On the other hand, as the inner wall surface 18x of the circumferential projection 10d facing the connecting portion 22 is rotationally moved, the lubricating fluid 17 in contact therewith moves, and the outer peripheral surface of the connecting portion of the sleeve member 5 that is dragged by the inner surface 18x and faces the connecting portion 22. 5c
When the lubricating fluid 17 in the vicinity also moves, the movement of the lubricating fluid 17 in this portion is hindered by the plurality of projections 23 protruding from the outer peripheral surface 5c of the connecting portion, and the flow of the lubricating fluid 17 is disturbed, so that the connecting portion 22 And the lubricating fluid 17 in the vicinity thereof is agitated. As a result, as shown in FIG.
The flow of the vortex 1 of the lubricating fluid 17 and the flow of the vortex 2 of the lubricating fluid 17 in the sealing gap 17 are disturbed in the vicinity of the connecting portion 22, respectively, and the lubricating fluids 17 of the respective vortices 1 and 2 are mixed in the vicinity of the connecting portion 22. Will be done. Therefore, even if the bubbles are mixed in the lubricating fluid 17 in the thrust bearing gap 14 and are transferred to the escape gap 21 and ride on the flow of the vortex 1, the bubbles follow the flow of the vortex 1 and the vicinity of the connecting portion 22. When it reaches, the air is dispersed in the connection part 22 and its vicinity, and some of the bubbles come to ride on the flow of the vortex 2, which is carried to the gas-liquid interface in the sealing gap 18 according to the flow of the vortex 2 and Will be discharged to.
In this case, all the bubbles riding on the flow of the vortex 1 do not transfer to the vortex 2 in a short time, but since the lubricating fluid 17 is constantly stirred in the connecting portion 22, the bubbles riding on the flow of the vortex 1 Are gradually taken into the vortex 2 and sequentially discharged to the outside. FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of recesses (recesses) are formed on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion facing the connecting portion 22 between the sealing gap 18 and the clearance 21 on the outer peripheral surface of the sleeve member 5.
By arranging and arranging 24 at substantially equal intervals in the circumferential direction, a stirring means for stirring the connecting portion 22 and the lubricating fluid 17 in the vicinity thereof is configured. Also in the second embodiment, as in the case of the first embodiment, with the rotational movement of the lubricating fluid 17 in the vicinity of the outer peripheral surface 5c of the connecting portion of the sleeve member 5,
The lubricating fluid 17 is disturbed when passing through the recess 24 of the outer peripheral surface 5c of the connecting portion, and the connecting portion 22 and the lubricating fluid 1 in the vicinity thereof are disturbed.
Since 7 is agitated, the bubbles mixed in the vortex 1 of the lubricating fluid 17 in the escape gap 21 are easily transferred to the vortex 2 of the lubricating fluid 17 in the sealing gap 18, and the gas-liquid interface in the sealing gap 18 is increased. Will be discharged to the outside. In the third embodiment shown in FIG. 4, in place of the projections 23 and the recesses 24 described above, a large number of minute dimples (dimples) 25 are formed in order to facilitate the processing on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion of the sleeve member 5. The recess 25 is formed on almost the entire outer peripheral surface 5c of the connecting portion, and the same effect as described above is exhibited. In the fourth embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 6, a plurality of dynamic pressure grooves (spiral grooves) 43 having a pump-out function as stirring means are formed on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion of the sleeve member 5. , The lubricating fluid 17 in the connecting portion 22
In addition, a moving pressure toward the sealing gap 18 side is generated. Therefore, the lubricating fluid 17 in the connecting portion 22 and its vicinity moves toward the sealing gap 18 side while being stirred by the action of the dynamic pressure groove 43, and as a result,
A flow of the lubricating fluid 17 is newly generated so that the vortex 1 of the escape gap 21 enters the vortex 2 of the sealing gap 18, and bubbles mixed with the lubricating fluid 17 moving according to the flow of the vortex 1 cause the flow of the vortex 2 to flow. The lubricant easily moves to the lubricating fluid 17, and the bubbles are discharged to the outside from the gas-liquid interface of the sealing gap 18. In this case, the dynamic pressure grooves 26 formed on the outer peripheral surface 5c of the coupling portion are arranged at equal intervals in the circumferential direction as shown in FIG. 6 (a), and as shown in FIG. 6 (b). The grooves 26 may be provided unevenly in the circumferential direction, and as shown in FIG. 6C, one dynamic pressure groove 26 may be formed over the entire circumference in the circumferential direction. Particularly in the case of FIG. 6B, the dynamic pressure groove 2
Since 6 are provided unevenly in the circumferential direction, the vortex 1 of the lubricating fluid 27
It is possible to further disturb the flow of the lubricant 17 while invading the vortex 2 into the region of the vortex 2. Further, in the case of FIG. 6C, the pressure distribution can be made asymmetric in the circumferential direction. Becomes a three-dimensional flow, the stirring action is effectively performed, and the effect of the present invention is increased. Although the embodiments of the hydrodynamic bearing device and the spindle motor using the same according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Can be modified. For example, in the above-described embodiment of the present invention, the protrusion 23 and the recess 2 as the stirring means
4, the recess 25 and the dynamic pressure groove 26 are formed in the sleeve member 5 as the fixed side member, but the invention is not limited to this, and the rotating side member facing the connecting portion 22, that is, the circumferential protrusion of the rotor hub 10a. It may be formed on the inner wall surface 18x of 10d, or may be formed on both the stationary side member and the rotating side member. It is also desirable that these agitating means are provided unevenly in the circumferential direction to make the pressure distribution asymmetric in the circumferential direction, and it is effective to make the axial asymmetry. further,
In addition to the above-mentioned stirring means, as shown in FIG. 7, the taper angle θ of the sealing gap 18 is uneven in the circumferential direction (θ1 to θ1).
θ2) or the radial gap size G of the connecting portion 22 can be made nonuniform (G1 to G2) in the circumferential direction.
Due to the non-uniform pressure distribution in the circumferential direction at
The effect of more effective stirring can be expected. Further, in the above-described embodiment, the outer peripheral side of the thrust bearing gap is formed in the axial direction so that the sealing gap communicating with the thrust bearing gap is widened downward, but is not limited to this. Instead, the present invention can be similarly applied to the case where the gap for sealing has a shape in which the size of the gap widens upward.

【発明の効果】以上説明したように本発明の動圧軸受装
置によれば、スラスト軸受間隙の外周に連通する逃がし
用間隙とシール用間隙との連結部及びこの近傍の潤滑流
体に対し、この連結部に臨む部材周面に形成された攪拌
手段の作用により潤滑流体を攪拌し、逃がし用間隙及び
シール用間隙のそれぞれに生じている潤滑流体の渦流れ
を連結部においてそれぞれ乱すようにしているため、ス
ラスト軸受間隙から逃がし用間隙に移送された潤滑流体
中の気泡をシール用間隙における潤滑流体の渦に移動さ
せることができ、外部へ排出することが可能になるもの
であり、軸受内部に気泡が留まってエアリングを起こす
ことを未然に防止し、振動の発生や軸受部材の摩耗等の
悪影響を回避し、安定した軸受性能を得ることができる
ものである。そして、上述した動圧軸受装置を用い、2
つの部材の一方を回転側としてロータマグネットを一体
的に有し、他方を固定側となしてロータマグネットに対
向する位置にステータを有することにより、一方の部材
に対して他方の部材を相対的に回転するスピンドルモー
タを構成することができ、動圧軸受特性の低下或いは回
転特性の低下を回避したスピンドルモータを提供でき
る。
As described above, according to the hydrodynamic bearing device of the present invention, the lubricating fluid in the vicinity of the connecting portion between the escape gap and the sealing gap, which communicates with the outer periphery of the thrust bearing gap, and the lubricating fluid in the vicinity of the gap. The lubricating fluid is agitated by the action of the agitating means formed on the peripheral surface of the member facing the connecting portion, and the vortex flow of the lubricating fluid generated in each of the escape gap and the sealing gap is disturbed in the connecting portion. Therefore, the bubbles in the lubricating fluid transferred from the thrust bearing gap to the escape gap can be moved to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap, and can be discharged to the outside. It is possible to prevent air bubbles from accumulating due to air bubbles remaining, to avoid adverse effects such as generation of vibration and wear of bearing members, and to obtain stable bearing performance. Then, using the above-mentioned dynamic pressure bearing device,
By having one of the two members as the rotating side and integrally including the rotor magnet and the other as the fixed side and having the stator at a position facing the rotor magnet, the other member is relatively disposed with respect to the one member. A rotating spindle motor can be configured, and a spindle motor that avoids deterioration of dynamic pressure bearing characteristics or deterioration of rotation characteristics can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す要部断面図であ
り、スピンドルモータのスリーブとロータハブとの間に
形成される逃がし用間隙及びシール用間隙一部を拡大し
たものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a first embodiment of the present invention, in which a relief gap and a part of a sealing gap formed between a sleeve of a spindle motor and a rotor hub are enlarged.

【図2】図1におけるスリーブの一部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a part of the sleeve shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態を示すスリーブの一部
の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a part of the sleeve showing the second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態を示すスリーブの一部
の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a part of the sleeve showing the third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施形態を示すスリーブの一部
の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a part of the sleeve showing the fourth embodiment of the present invention.

【図6】スリーブの連結部外周面における動圧溝を説明
する展開図であり、(a)は図5に対応する例、(b)
は変形例、(C)は他の変形例である。
6 is a development view illustrating a dynamic pressure groove on the outer peripheral surface of the coupling portion of the sleeve, FIG. 6A is an example corresponding to FIG. 5, and FIG.
Is a modification, and (C) is another modification.

【図7】本発明の他の実施形態を示すロータハブとスリ
ーブとの一部の断面図である。
FIG. 7 is a partial sectional view of a rotor hub and a sleeve showing another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の基礎となる動圧軸受装置を備えたスピ
ンドルモータの断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a spindle motor provided with a dynamic pressure bearing device which is the basis of the present invention.

【図9】従来の動圧軸受装置の一部断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a conventional dynamic pressure bearing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スピンドルモータ 4 ステータ 5 スリーブ部材 10 ロータハブ 12 ロータマグネット 91B スラスト軸受面 10 軸部材 11 ロータマグネット 14 スラスト軸受間隙 17 潤滑流体 18 シール用間隙 21 逃がし用間隙 22 連結部 23 突起 24 凹部 25 くぼみ 26 動圧溝 1 Spindle motor 4 stator 5 Sleeve member 10 rotor hub 12 rotor magnet 91B Thrust bearing surface 10 Shaft member 11 rotor magnet 14 Thrust bearing clearance 17 Lubricating fluid 18 Seal gap 21 Clearance gap 22 Connection 23 Protrusion 24 recess 25 hollows 26 Dynamic pressure groove

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年12月13日(2001.12.
13)
[Submission date] December 13, 2001 (2001.12.
13)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 動圧軸受装置及びこれを用いたスピン
ドルモータ
Title: Dynamic bearing device and spindle motor using the same

【特許請求の範囲】[Claims]

【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、オイル等の潤滑流
体を用いて2つの部材をスラスト方向に対し回転自在に
支持する動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモー
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrodynamic bearing device for supporting two members rotatably in a thrust direction by using a lubricating fluid such as oil, and a spindle motor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、スピンドルモータの軸受とし
て、軸部材とスリーブ部材のような2つの部材を相対回
転自在に支持するために、両者の間に介在させたオイル
等の潤滑流体の流体圧力を利用する動圧軸受装置が種々
提案されている。本願の出願人にあっては、特願200
0−104042号(特開2001−289243号)
等に示すように、スラスト動圧軸受部とこれに隣接する
ラジアル動圧軸受部とに連続して潤滑流体を充填し両軸
受部が協働して回転時の負荷を支持し得ると同時に、両
軸受部の境界部に気泡が滞留しないようにした軸受構造
を提案している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a bearing of a spindle motor, in order to rotatably support two members such as a shaft member and a sleeve member, a fluid pressure of a lubricating fluid such as oil interposed between the two members. Various types of dynamic pressure bearing devices have been proposed. For the applicant of the present application, Japanese Patent Application No. 200
0-104042 (JP 2001-289243 A)
As shown in FIG. 1 and the like, the thrust dynamic pressure bearing portion and the radial dynamic pressure bearing portion adjacent to the thrust dynamic pressure bearing portion can be continuously filled with lubricating fluid so that both bearing portions can cooperate to support the load during rotation, We have proposed a bearing structure that prevents bubbles from accumulating at the boundary between both bearings.

【0003】 図8は、この種動圧軸受装置を用いた記録
ディスク駆動用スピンドルモータ1の概略構成を示して
いる。記録ディスク駆動装置のベースもしくはこのベー
スに固定されるブラケットからなるモータベース2には
円筒状支持壁3が一体に設けられ、この支持壁3の外周
面にステータ4が外嵌固定されている。支持壁3の内周
面には円筒状スリーブ部材5が内嵌固定され、モータベ
ース2の下面に支持壁3の下端開口部を閉塞するようキ
ャップ部材6が設けられ、さらにこのキャップ部材6及
びこれとモータベース2との接合部を覆うようにカバー
部材7がモータベース2の下面に貼着されている。
FIG . 8 shows a schematic structure of a recording disk driving spindle motor 1 using this type of dynamic pressure bearing device. A cylindrical support wall 3 is integrally provided on a motor base 2 including a base of a recording disk drive or a bracket fixed to the base, and a stator 4 is externally fitted and fixed to an outer peripheral surface of the support wall 3. A cylindrical sleeve member 5 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the support wall 3, and a cap member 6 is provided on the lower surface of the motor base 2 so as to close the lower end opening of the support wall 3, and the cap member 6 and A cover member 7 is attached to the lower surface of the motor base 2 so as to cover the joint between this and the motor base 2.

【0004】 モータベース2に対して高速回転するロー
タ8は、記録ディスク9を保持する逆カップ状のロータ
ハブ10と、このロータハブ10の略円盤状上壁部10
aにおける回転中心に上端部が一体的に固着された軸部
11と、上壁部10aの外周縁部から下方に垂下する円
筒状周壁部10bの内周面に固着されステータ4に対し
て所定間隙を介して半径方向に対向する円筒状ロータマ
グネット12とからなり、記録ディスク9はその中心孔
をロータハブ10の周壁部10bに嵌挿させ、周壁部1
0b下端の鍔部10c上に載置させることにより保持さ
れ、図外のクランプにてロータハブ10に一体的に固定
される。ロータハブ10の上壁部10aは動圧軸受装置
のスラスト板部を兼用し、軸部11とこの上壁部10a
とで動圧軸受装置の回転側部材となる軸部材が構成され
る。
The rotor 8 which rotates at a high speed with respect to the motor base 2 has an inverted cup-shaped rotor hub 10 which holds a recording disk 9 and a substantially disc-shaped upper wall portion 10 of the rotor hub 10.
a shaft portion 11 having an upper end integrally fixed to the center of rotation of a, and an inner peripheral surface of a cylindrical peripheral wall portion 10b that hangs downward from the outer peripheral edge portion of the upper wall portion 10a. The recording disk 9 has a cylindrical rotor magnet 12 that faces in the radial direction with a gap therebetween, and the recording disk 9 has its center hole fitted into the peripheral wall portion 10 b of the rotor hub 10.
It is held by being placed on the collar portion 10c at the lower end of 0b, and is integrally fixed to the rotor hub 10 by a clamp (not shown). The upper wall portion 10a of the rotor hub 10 also serves as the thrust plate portion of the hydrodynamic bearing device, and the shaft portion 11 and this upper wall portion 10a
And constitute a shaft member which serves as a rotation side member of the dynamic pressure bearing device.

【0005】 ロータ8の軸部11はスリーブ部材5の内
側に嵌挿され、軸部11の円筒状外周面である上下一対
のラジアル軸受面がスリーブ部材5の円筒状内周面であ
る上下一対のラジアル受け面にそれぞれラジアル軸受間
隙13を介して径方向に対向し、また、ロータハブ10
の上壁部10aの下面である環状スラスト軸受面がスリ
ーブ部材5の上端面である環状スラスト受け面にスラス
ト軸受間隙14を介して軸方向に対向している。軸部1
1の下端部はスリーブ部材5の下端部内周に拡径形成さ
れた段付凹部5aに位置し、この軸部11の下端部に軸
部11より大径の環状ストッパ15が嵌着され、これが
段付凹部5aに収容されることにより軸部11のスリー
ブ部材5からの抜け止めがなされている。
[0005] shaft portion 11 of the rotor 8 are fitted inside the sleeve member 5, upper and lower pair of upper and lower radial bearing surface is a cylindrical outer peripheral surface of the shaft portion 11 is cylindrical inner peripheral surface of the sleeve member 5 Of the rotor hub 10 and the radial receiving surfaces of the rotor hub 10 in the radial direction via the radial bearing gaps 13.
An annular thrust bearing surface, which is the lower surface of the upper wall portion 10a, axially faces the annular thrust receiving surface, which is the upper end surface of the sleeve member 5, with a thrust bearing gap 14 in between. Shaft 1
The lower end of the shaft member 1 is located in a stepped recess 5a formed on the inner circumference of the lower end of the sleeve member 5, and an annular stopper 15 having a diameter larger than that of the shaft 11 is fitted to the lower end of the shaft 11. By being accommodated in the stepped recess 5a, the shaft portion 11 is prevented from coming off from the sleeve member 5.

【0006】 一対のラジアル軸受間隙13の間にはこの
ラジアル軸受間隙13より間隙寸法の大なる環状の空気
介在部16が設けられており、上側のラジアル軸受間隙
13及びスラスト軸受間隙14にオイル等の潤滑流体1
7が両軸受間隙13、14にわたって連続的に充填され
保持されると共に、下側のラジアル軸受間隙13にも潤
滑流体17が充填され保持されている。より具体的に
は、スリーブ部材5の上部外周を囲むよう上壁部10a
に一体に設けられた周状突起10dの円筒状内周面とス
リーブ部材5の上部の円錐状外周面との間に略軸線方向
に形成された環状のテーパ状シール用間隙18から、ス
ラスト軸受間隙14及び上側ラジアル軸受間隙13を経
て、空気介在部16の上側ラジアル軸受間隙13に臨む
部分まで潤滑流体17が連続的に充填されると共に、空
気介在部16の下側ラジアル軸受間隙13に臨む部分か
ら、下側ラジアル軸受間隙13を経て、段付凹部5a,
キャップ部材6,軸部11下端面及びストッパ15で囲
まれた空間にわたって連続的に充填されている。
Between the pair of radial bearing gaps 13 is provided an annular air intervening portion 16 having a larger gap size than the radial bearing gap 13, and oil or the like is provided in the upper radial bearing gap 13 and thrust bearing gap 14. Lubricating fluid 1
7 is continuously filled and held in both bearing gaps 13 and 14, and a lubricating fluid 17 is also filled and held in the lower radial bearing gap 13. More specifically, the upper wall portion 10a surrounds the upper outer periphery of the sleeve member 5.
From the annular tapered sealing gap 18 formed substantially in the axial direction between the cylindrical inner peripheral surface of the circumferential projection 10d integrally provided on the upper surface and the conical outer peripheral surface of the upper portion of the sleeve member 5. Through the gap 14 and the upper radial bearing gap 13, the lubricating fluid 17 is continuously filled up to the portion of the air interposition part 16 that faces the upper radial bearing gap 13, and the lubricating fluid 17 faces the lower radial bearing gap 13 of the air interposition part 16. From the portion, through the lower radial bearing gap 13, the stepped recess 5a,
The space surrounded by the cap member 6, the lower end surface of the shaft portion 11 and the stopper 15 is continuously filled.

【0007】 スラスト軸受間隙14における潤滑流体1
6はその外周側のシール用間隙17に形成された気液界
面で外部空気と接し、両ラジアル軸受間隙13における
潤滑流体17はそれぞれ、空気介在部16を経てこれに
連通するようスリーブ部材5に透設された半径方向の第
1空気路18及びスリーブ部材5と支持壁3とで形成さ
れた上下方向第2空気路19を通して外部空気に接し、
さらに下側ラジアル軸受間隙13における潤滑流体17
はスリーブ部材5とキャップ部材6とで形成された径方
向第3空気路20及び第2空気路19を通して外部空気
に接している。
[0007] Lubricating Fluid 1 in the thrust bearing gap 14
6 is in contact with the external air at the gas-liquid interface formed in the sealing gap 17 on the outer peripheral side thereof, and the lubricating fluid 17 in both radial bearing gaps 13 is applied to the sleeve member 5 via the air intervening portion 16 so as to communicate therewith. Transparent radial first
1 through the air passage 18 and the vertical second air passage 19 formed by the sleeve member 5 and the support wall 3,
Further, the lubricating fluid 17 in the lower radial bearing gap 13
Is in contact with the outside air through the radial third air passage 20 and the second air passage 19 formed by the sleeve member 5 and the cap member 6.

【0008】 上側ラジアル軸受間隙13を形成するラジ
アル軸受面とラジアル受け面との一方もしくは両方に
は、上側ラジアル軸受間隙13の潤滑流体17をスラス
ト軸受間隙14側に移動させる動圧が発生するよう軸方
向にアンバランスなヘリングボーン状溝からなる上側ラ
ジアル動圧発生用溝が形成され、これによりラジアル荷
重支持圧を発生させると共に、上側ラジアル軸受間隙1
3の潤滑流体17にスラスト方向への移動圧力を発生さ
せる上側ラジアル動圧軸受部が構成され、また、下側ラ
ジアル軸受間隙13を形成するラジアル軸受面とラジア
ル受け面との一方もしくは両方には、ラジアル軸受間隙
13の潤滑流体17をこのラジアル軸受間隙13の中央
側に移動させる動圧が発生するようヘリングボーン状溝
からなる下側ラジアル動圧発生用溝が形成され、これに
よりラジアル荷重支持圧を発生させる下側ラジアル動圧
軸受部が構成される。
[0008] One or both of the radial bearing surface and the radial receiving surface to form an upper radial bearing gap 13, so that the dynamic pressure to move the lubricant 17 of the upper radial bearing gap 13 in the thrust bearing gap 14 side is generated An upper radial dynamic pressure generating groove composed of an axially unbalanced herringbone-shaped groove is formed to generate a radial load supporting pressure and also to form an upper radial bearing gap 1
An upper radial dynamic pressure bearing portion for generating a moving pressure in the thrust direction is formed in the lubricating fluid 17 of No. 3, and one or both of the radial bearing surface and the radial receiving surface forming the lower radial bearing gap 13 are formed. , A lower radial dynamic pressure generating groove formed of a herringbone-shaped groove is formed so as to generate a dynamic pressure for moving the lubricating fluid 17 in the radial bearing gap 13 to the center side of the radial bearing gap 13, thereby supporting the radial load. A lower radial dynamic pressure bearing unit that generates pressure is configured.

【0009】 また、スラスト軸受間隙14を形成するス
ラスト軸受面とスラスト受け面との一方もしくは両方、
この例ではスラスト受け面に、スラスト軸受間隙14の
潤滑流体17を内径側つまり上側ラジアル軸受間隙13
側に移動させる動圧を発生するようスパイラル状溝から
なるスラスト動圧発生用溝が形成され、これによりスラ
スト軸受間隙14の潤滑流体17にラジアル軸受間隙1
3方向への移動圧力を発生させるスラスト動圧軸受部が
構成される。上側ラジアル動圧軸受部の潤滑流体移動圧
力とスラスト動圧軸受部の潤滑流体移動圧力とは両動圧
軸受部の境界部分に向かって圧力を高めるように作用す
ることによってロータ8に対する浮上力が得られ、スラ
スト方向の支持が実現する。
Further, one or both of the thrust bearing surface and the thrust receiving surface that forms a thrust bearing gap 14,
In this example, the lubricating fluid 17 in the thrust bearing gap 14 is applied to the thrust receiving surface on the inner diameter side, that is, the upper radial bearing gap 13.
A thrust dynamic pressure generating groove formed of a spiral groove is formed so as to generate a dynamic pressure for moving the bearing to the side.
A thrust dynamic pressure bearing portion that generates moving pressure in three directions is configured. The lubricating fluid moving pressure of the upper radial dynamic pressure bearing portion and the lubricating fluid moving pressure of the thrust dynamic pressure bearing portion act so as to increase the pressure toward the boundary portion between the two dynamic pressure bearing portions, so that the levitation force with respect to the rotor 8 is increased. As a result, thrust direction support is realized.

【0010】 ところで、上述したようなオイルなど液体
を潤滑流体として用いた動圧軸受装置にあっては、高速
回転時には動圧効果により回転側部材を非接触に保持で
きるが、非回転時においてはその機能がないため、外部
から衝撃が加われば回転側部材が軸受隙間の範囲で自由
に動いてしまう。特に、重力及び、ステータとロータマ
グネット間の磁気力以外には軸方向の拘束力がないこと
から非回転時に外乱が加わると回転側部材は大きく移動
する。
In the hydrodynamic bearing device using a liquid such as oil as a lubricating fluid as described above, the rotary member can be held in a non-contact state by the dynamic pressure effect at high speed rotation, but at the time of non-rotation. Since it does not have such a function, if a shock is applied from the outside, the rotary member will move freely within the bearing clearance. In particular, since there is no restraining force in the axial direction other than gravity and the magnetic force between the stator and the rotor magnet, when a disturbance is applied during non-rotation, the rotating member moves greatly.

【0011】 通常、ラジアル軸受隙間(動圧力を発生さ
せる部分の微小間隙)は数μmと狭いが、スラスト軸受
隙間(動圧力を発生させる部分の微小間隙)は数十μm
と大きいので、回転側部材がこの軸受隙間の範囲で動け
ば、スラスト方向に急激に回転側部材が移動した場合、
スラスト動圧軸受部の隙間が拡大する個所ではスクイズ
効果により圧力が低下していわゆるキャビテーションが
発生する。すなわち、回転側部材が固定側部材に対しス
ラスト振動をすると、潤滑流体の流れ抵抗が最も大きい
スラスト軸受間隙における最も狭い部分(隣合う溝相互
間の丘部分)の動圧変動幅ΔPが大きくなる。静圧P0
からの変動圧力P=P0−ΔP(隙間が開く時に発生)
がある値以下になると潤滑流体17に溶け込んでいた空
気は気化し気泡が発生する。
[0011] Normally, the radial bearing gap (small gap portion for generating the dynamic pressure) is several μm and narrow (small gap portion for generating the dynamic pressure) thrust bearing gap is several tens μm
Therefore, if the rotating side member moves within the range of this bearing gap, if the rotating side member suddenly moves in the thrust direction,
At a place where the gap of the thrust dynamic pressure bearing portion is widened, the pressure decreases due to the squeeze effect and so-called cavitation occurs. That is, when the rotating member vibrates thrust with respect to the stationary member, the dynamic pressure fluctuation width ΔP of the narrowest portion (hill portion between adjacent grooves) in the thrust bearing gap where the flow resistance of the lubricating fluid is the largest becomes large. . Static pressure P0
Fluctuating pressure from P = P0-ΔP (occurs when the gap opens)
When the value becomes less than a certain value, the air dissolved in the lubricating fluid 17 is vaporized and bubbles are generated.

【0012】 潤滑流体中に気泡が発生するのは、このよ
うなモータ停止時だけではなく、モータ回転時において
もあり得る。例えば、スラスト動圧軸受部におけるスラ
スト軸受面或いはスラスト受け面に形成された動圧発生
用溝の外周端部においては、スラスト軸受面とスラスト
受け面との相対的な回転により負圧部分が発生し、この
負圧により潤滑流体中に溶け込んでいた空気が気化して
気泡が発生する場合がある。
The bubbles may be generated in the lubricating fluid not only when the motor is stopped, but also when the motor is rotating. For example, at the outer peripheral end of the dynamic pressure generating groove formed on the thrust bearing surface or the thrust receiving surface of the thrust dynamic pressure bearing portion, a negative pressure portion is generated due to the relative rotation of the thrust bearing surface and the thrust receiving surface. However, this negative pressure may evaporate the air dissolved in the lubricating fluid and generate bubbles.

【0013】 このようにして発生した気泡は、各部分で
の隙間変動量に伴う動圧の大きさ、表面張力による圧力
差などに起因してより安定なところに移動しようとし、
かつ小さな気泡は結びついてトータルの表面積が小さく
エネルギーが小さい安定した状態になっていく。この気
泡が円滑に外部に排出されず軸受間隙に留まると、気泡
同士が結合して大きく成長し、場合によってはリング状
になって軸受部の主要部分を占拠し、油膜破断(エアリ
ング)を起こし、正常な軸受機能を発揮しないだけでな
く、異常振動が起こったり、部材同士が接触し、焼き付
き現象等の重大な損傷を来す危険がある。
The bubbles thus generated try to move to a more stable place due to the amount of dynamic pressure associated with the amount of gap variation in each portion, the pressure difference due to surface tension, and the like.
And the small bubbles are connected to each other, and the total surface area is small and the energy is small, and it becomes a stable state. If these air bubbles are not smoothly discharged to the outside and stay in the bearing gap, they will grow together and grow to a large size, and in some cases will form a ring shape to occupy the main part of the bearing part and prevent oil film breakage (air ring). Not only does this cause the bearing to fail to function normally, but there is also the danger that abnormal vibrations will occur and members will come into contact with each other, causing serious damage such as a seizure phenomenon.

【0014】 上記した動圧軸受装置にあっては、スラス
ト軸受間隙14と上側ラジアル軸受間隙13とが直結し
た構造とした上で、上側ラジアル動圧軸受部の潤滑流体
移動圧力とスラスト動圧軸受部の潤滑流体移動圧力とが
両動圧軸受部の境界部分に向かって圧力を高めるように
構成されているため、この境界部分に滞留しようとする
気泡が圧力の低い側つまりスラスト動圧軸受部の径方向
外周方向に移動するように作用し、シール用間隙18を
経て外部に放出されることになる。
In the above dynamic pressure bearing device, the thrust bearing gap 14 and the upper radial bearing gap 13 are directly connected to each other, and the lubricating fluid moving pressure of the upper radial dynamic pressure bearing portion and the thrust dynamic pressure bearing are provided. Since the lubricating fluid moving pressure of the portion is configured to increase the pressure toward the boundary portion of both the dynamic pressure bearing portions, the bubbles that try to stay in this boundary portion are on the low pressure side, that is, the thrust dynamic pressure bearing portion. It acts so as to move in the radial outer circumferential direction, and is discharged to the outside through the sealing gap 18.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、動圧軸受装
置における軸受間隙は、動圧を発生させる部位すなわち
軸受として機能する部位は微小間隙を維持する必要があ
るが、動圧発生部を除く部位、つまり上記スラスト軸受
間隙14における内周端及び外周端、上下ラジアル軸受
隙間13における上端及び下端は、潤滑流体の粘性抵抗
に起因する損失を低減する意味から、軸受として機能し
ない部位の間隙寸法を軸受間隙より大きくすることが行
われる。例えば図9で示した動圧軸受装置においては、
図9に示すように、スラスト軸受間隙14の外周側に対
応するスリーブ部材5の外周部上端面を面取り加工して
逃がし面5bを形成し、スラスト軸受14の外周側にこ
のスラスト軸受間隙14より間隙寸法が径方向外側に行
くに従い連続的に大きくなる逃がし用間隙21が形成さ
れている。
By the way, the bearing gap in the dynamic pressure bearing device is required to maintain a minute gap in a portion that generates dynamic pressure, that is, a portion that functions as a bearing, but a portion excluding the dynamic pressure generating portion. That is, the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the thrust bearing gap 14 and the upper and lower edges of the upper and lower radial bearing gaps 13 have a gap dimension of a portion that does not function as a bearing in order to reduce loss due to viscous resistance of the lubricating fluid. It is made larger than the bearing gap. For example, in the dynamic pressure bearing device shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the upper end surface of the outer peripheral portion of the sleeve member 5 corresponding to the outer peripheral side of the thrust bearing gap 14 is chamfered to form a relief surface 5 b. An escape gap 21 is formed in which the gap size continuously increases toward the radially outer side.

【0016】 しかしながら、このような軸受構造にあっ
ては、スラスト軸受間隙14とシール用間隙18との間
に逃がし用間隙21が介在し、しかもスラスト軸受間隙
14に連続する逃がし用間隙21とシール用間隙18と
がほぼ直交する状態で配置されており、加えて、シール
用間隙18は軸受間隙から遠ざかる方向に拡開するよう
テーパ形状に形成される必要上、逃がし用間隙21とシ
ール用間隙18との連結部22の間隙が狭くならざるを
得ないことから、図9に矢印で示すように、ロータ8の
回転時において逃がし用間隙21とシール用間隙18と
にそれぞれ潤滑流体17の大きな渦が独立して発生す
る。
[0016] However, in such a bearing structure, relief for clearance 21 is interposed between the thrust bearing gap 14 and the sealing gap 18, yet a relief for clearance 21 continuous to the thrust bearing gap 14 seal The clearance 18 and the sealing clearance 18 are arranged so as to be substantially orthogonal to each other. In addition, the sealing clearance 18 needs to be formed in a tapered shape so as to widen in the direction away from the bearing clearance. Since the gap between the connecting portion 22 and 18 is inevitably narrowed, as shown by the arrow in FIG. 9, when the rotor 8 rotates, a large amount of the lubricating fluid 17 is contained in the escape gap 21 and the sealing gap 18, respectively. Vortices are generated independently.

【0017】 逃がし用間隙21においては、その潤滑流
体17はロータハブ10の壁面に接触しており、そのた
め、ロータ8の回転に伴い壁面近くの潤滑流体17はロ
ータ8と同じ速度で回転し大きな遠心力を受け、これに
よってこの部分の潤滑流体17が上側が外側に向かい下
側が内側に向かう(図9において時計回りの方向とな
る)渦1が発生する。他方、シール用間隙18において
は、ロータ8の回転に伴い、ロータハブ10のシール用
間隙18に面する周状突起10dの内壁面18xに接触
している潤滑流体17もほぼ同様の流速で回転移動する
が、スリーブ5のシール用間隙18に面するテーパ外周
面18yは静止壁面であるためこの部分に接触する潤滑
流体17は流速ゼロである。シール用間隙18は下方に
行くに従い間隙が大きくなっているため、シール用間隙
18の上側における外周面18yに近接する潤滑流体1
7に比し、その軸心線下方の潤滑流体17は下方に行く
に従い圧力勾配・流速が大きくなっている結果、シール
用間隙18の潤滑流体17は内周側が下側に向かい外周
側が上側に向かう(図9において反時計回りの方向とな
る)渦2が発生する。
In the relief gap 21, the lubricating fluid 17 is in contact with the wall surface of the rotor hub 10. Therefore, as the rotor 8 rotates, the lubricating fluid 17 near the wall surface rotates at the same speed as the rotor 8 and a large centrifugal force is applied. Upon receiving the force, the lubricating fluid 17 in this portion generates the vortex 1 in which the upper side is directed outward and the lower side is directed inward (which is the clockwise direction in FIG. 9). On the other hand, in the sealing gap 18, as the rotor 8 rotates, the lubricating fluid 17 in contact with the inner wall surface 18x of the circumferential protrusion 10d facing the sealing gap 18 of the rotor hub 10 also rotates at substantially the same flow rate. However, since the tapered outer peripheral surface 18y of the sleeve 5 facing the sealing gap 18 is a stationary wall surface, the flow velocity of the lubricating fluid 17 contacting this portion is zero. Since the sealing gap 18 becomes larger as it goes downward, the lubricating fluid 1 that is close to the outer peripheral surface 18y on the upper side of the sealing gap 18
7, the lubricating fluid 17 below the axis of the shaft has a larger pressure gradient / flow velocity as it goes downward, and as a result, the lubricating fluid 17 in the sealing gap 18 has an inner peripheral side facing downward and an outer peripheral side facing upward. A vortex 2 that is directed (becomes a counterclockwise direction in FIG. 9) is generated.

【0018】 ここで、上述したように、軸受間隙におけ
る潤滑流体17中に発生した気泡はモータ回転時に圧力
の低いスラスト動圧軸受部の径方向外周方向に移動する
が、この気泡は上記渦1の流れに乗って移動するもの
の、これが下側の渦2に乗り移らなければ外部へ排出す
ることはできない。上述した2つの渦はその独自の渦流
を有する結果、気泡が渦1から渦2に乗り移るのは困難
であり、加えてシール用間隙18の開口方向が重力の反
対方向であり気泡に加わる浮力は開口部と逆向きに加わ
るため、気泡はさらに排出されにくいことになる。この
結果、上述したエアリングを引き起こしやすくなる。
[0018] Here, as described above, but air bubbles generated in the lubricating fluid 17 in the bearing gap moves radially outer periphery of the lower thrust dynamic pressure bearing portion of the pressure when the motor rotates, the bubble is the eddy 1 However, it cannot be discharged to the outside unless it moves on the lower vortex 2. As a result of the two vortices described above having their own vortex flow, it is difficult for bubbles to transfer from vortex 1 to vortex 2. In addition, the opening direction of the sealing gap 18 is opposite to the gravity, and the buoyancy applied to the bubbles is Bubbles are more difficult to be discharged because they are added in the direction opposite to the opening. As a result, the air ring described above is likely to occur.

【0019】 本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に留意してなされたものであり、その目的とする
ところは、特にスラスト軸受間隙の外周端に略軸心線方
向にシール用間隙を連結した構成の動圧軸受装置におい
て、この軸受間隙に発生した気泡の排出を円滑に行い得
る手段を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and its object is to seal the outer peripheral end of the thrust bearing gap substantially in the axial direction. An object of the present invention is to provide a means for smoothly discharging bubbles generated in the bearing gap in a dynamic pressure bearing device having a structure in which the gaps are connected.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明においては、相対的に回転する2つの部材の
一方及び他方にそれぞれ回転軸心線に直交するスラスト
軸受面及びこれに対向するスラスト受け面を設け、スラ
スト軸受面とスラスト受け面との間のスラスト軸受間隙
に潤滑流体を充填すると共に、スラスト軸受面とスラス
ト受け面の少なくとも一方に潤滑流体に支持圧力を発生
させるための動圧発生用溝を形成してスラスト動圧軸受
部を構成し、スラスト動圧軸受部の外周側にスラスト軸
受間隙に連通したシール用間隙をスラスト軸受間隙から
遠ざかるに従い間隙寸法が拡開するよう略軸心線方向に
形成し、スラスト軸受間隙に充填された潤滑流体の空気
との界面をシール用間隙において形成するようにした動
圧軸受装置において、スラスト軸受間隙の外周に形成さ
れた逃がし用間隙(スラスト軸受間隙とシール用間隙と
を連通しスラスト軸受間隙より間隙寸法が大きい間隙)
とシール用間隙との連結部に臨む2つの部材のいずれか
の周面に、当該連結部及びその近傍における潤滑流体を
攪拌するための攪拌手段を設けることを特徴とする(請
求項1)。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, one and the other of the two members which rotate relative to each other are thrust bearing surfaces orthogonal to the axis of rotation, and the thrust bearing surfaces are opposed thereto. A thrust bearing surface for filling the thrust bearing gap between the thrust bearing surface and the thrust bearing surface with a lubricating fluid, and generating a supporting pressure for the lubricating fluid on at least one of the thrust bearing surface and the thrust bearing surface. A thrust dynamic pressure bearing portion is formed by forming a groove for dynamic pressure generation, and the gap size is expanded on the outer peripheral side of the thrust dynamic pressure bearing portion as it goes away from the thrust bearing gap. A hydrodynamic bearing device which is formed substantially in the axial direction and in which the interface between the lubricating fluid filled in the thrust bearing gap and air is formed in the sealing gap. Gap for relief formed on the outer periphery of the thrust bearing gap (clearance gap dimension than the thrust bearing gap communicates the thrust bearing clearance and the sealing gap is greater)
An agitating means for agitating the lubricating fluid in the connection part and its vicinity is provided on the peripheral surface of either of the two members facing the connection part between the connection part and the sealing gap (claim 1).

【0021】 このような構成の動圧軸受装置にあって
は、2つの部材が相対的に回転されると、スラスト軸受
間隙の外周に連通する逃がし用間隙とシール用間隙との
連結部及びこの近傍の潤滑流体は、この連結部に臨む部
材周面に形成された攪拌手段の作用により攪拌され、逃
がし用間隙及びシール用間隙のそれぞれの潤滑流体に独
立して渦が形成されている場合であっても、これら渦の
流れが連結部においてそれぞれ乱される。スラスト微小
間隙における潤滑流体に気泡が発生し、これがスラスト
動圧軸受部の外周方向に移送され、逃がし用間隙に移送
されると、逃がし用間隙における潤滑流体の渦の流れに
従って移動していた気泡は、連結部及びその近傍での渦
流の乱れに乗じてシール用間隙における潤滑流体の渦に
移動することが多くなり、このようにしてシール用間隙
における潤滑流体の渦に気泡が乗り移ると、この気泡は
シール用間隙における潤滑流体の渦に従って移動し、潤
滑流体の気液界面から外部に排出される。この場合、シ
ール用間隙は、重力方向に開口する場合や反重力方向に
開口する場合の何れであっても上記と同様に機能し得
る。
In the hydrodynamic bearing device having such a structure, when the two members are relatively rotated, the connecting portion between the escape gap and the sealing gap, which communicates with the outer periphery of the thrust bearing gap, and the connecting portion. In the case where the lubricating fluid in the vicinity is agitated by the action of the agitating means formed on the peripheral surface of the member facing the connecting portion, and vortices are independently formed in the respective lubricating fluids of the escape gap and the sealing gap. Even if there is, the flow of these vortices is disturbed at the connecting portions. Bubbles are generated in the lubricating fluid in the thrust minute gap and are transferred in the outer circumferential direction of the thrust dynamic pressure bearing part, and when they are transferred to the relief gap, the bubbles that move according to the vortex flow of the lubricating fluid in the relief gap. Often moves to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap by taking advantage of the turbulence of the vortex flow in the connecting portion and its vicinity, and when the bubbles transfer to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap, The bubbles move according to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap and are discharged to the outside from the gas-liquid interface of the lubricating fluid. In this case, the sealing gap can function in the same manner as above regardless of whether it is opened in the gravity direction or in the antigravity direction.

【0022】 また、上述した動圧軸受装置において、シ
ール用間隙が径方向内側にテーパを設けて拡開されてい
る場合(請求項2)、シール用間隙ではその内周側が気
液界面に向かい外周側が連結部に向かう潤滑流体の渦が
生じ、逃がし用間隙における潤滑流体の渦とは逆方向と
なって相互に独立することになるが、このような場合で
あっても、上述した攪拌手段の作用により両渦間での気
泡の移動が可能となり、気泡の排出が行われる。
Further , in the above-mentioned dynamic pressure bearing device, when the sealing gap is expanded by tapering radially inward (claim 2), the inner peripheral side of the sealing gap faces the gas-liquid interface. A vortex of the lubricating fluid is generated on the outer peripheral side toward the connecting portion, and the vortex of the lubricating fluid in the escape gap is in the opposite direction to be independent from each other. Even in such a case, the stirring means described above is also used. By the action of, the bubbles can be moved between both vortices, and the bubbles are discharged.

【0023】 さらに、上記動圧軸受装置において、攪拌
手段を、連結部に臨むいずれかの部材の表面に凸設され
周方向に配列された複数の突起から構成してもよく(請
求項3)、或いは連結部に臨むいずれかの部材の表面に
凹設され周方向に配列された複数の溝もしくは窪みから
構成してもよい(請求項4)。このような構成の場合、
2つの部材の相対的な回転によって、連結部に臨む部材
の突起或いは溝もしくは窪みが抵抗となって連結部の潤
滑流体が掻き回され、2つの渦の流れが連結部及びその
近傍で乱されることになる。
Furthermore, in the dynamic pressure bearing device, the stirring means may be constituted of a plurality of projections arranged in a protrusively provided to the circumferential direction on the surface of any member facing the connecting portion (claim 3) Alternatively, it may be constituted by a plurality of grooves or depressions which are provided in the surface of any member facing the connecting portion and are arranged in the circumferential direction (claim 4). With such a configuration,
Due to the relative rotation of the two members, the protrusions, grooves, or dents of the members facing the connecting portion act as resistance to stir the lubricating fluid in the connecting portion, and the two vortex flows are disturbed in the connecting portion and in the vicinity thereof. Will be.

【0024】 また、シール用間隙の形状、隙間寸法、角
度あるいは攪拌手段を軸線を中心とした回転方向に対し
て非対称にしてもよい(請求項5)。2つの部材の相対
的な回転によって上述した攪拌手段の攪拌作用により潤
滑流体の流れを連結部において乱すだけでなく、このよ
うな非対称形状によって潤滑流体の周方向での圧力分布
が非対称になって3次元流れとなり、渦の乱れが促進さ
れ、気泡の排出作用が促進されることになる。
Further , the shape of the sealing gap, the gap size, the angle, or the stirring means may be asymmetric with respect to the rotation direction about the axis (claim 5). The relative rotation of the two members not only disturbs the flow of the lubricating fluid at the connecting portion due to the stirring action of the stirring means described above, but also causes the asymmetrical shape to make the pressure distribution of the lubricating fluid asymmetric in the circumferential direction. It becomes a three-dimensional flow, the turbulence of the vortex is promoted, and the discharging action of the bubbles is promoted.

【0025】 そして、上述したような動圧軸受装置を用
い、2つの部材の一方を回転側としてロータマグネット
を一体的に備え、他方を固定側として前記ロータマグネ
ットに対向する位置にステータを有することによりスピ
ンドルモータを構成することができ(請求項6)、気泡
の滞留やエアリングの発生に起因する動圧軸受特性の低
下或いは振動の発生、起動不良などの不具合を回避した
スピンドルモータを提供することが可能となる。
[0025] Then, using a dynamic pressure bearing device as described above, one of the two members integrally includes rotor magnet as a rotary side, having a stator at a position opposed to the rotor magnet and the other as a fixed side A spindle motor can be constituted by the above (Claim 6), and a spindle motor is provided which avoids problems such as deterioration of dynamic pressure bearing characteristics due to accumulation of air bubbles or generation of air rings, occurrence of vibration, defective starting, etc. It becomes possible.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスピンドルモ
ータの実施形態について図面を参照して説明する。図1
〜図6は、本発明を前記図8で説明した記録ディスク駆
動用スピンドルモータに適用した場合の要部を示したも
のであり、前記と同一符号のものは同一もしくは相当す
るものを示すものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a spindle motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
6 shows essential parts when the present invention is applied to the recording disk driving spindle motor described in FIG. 8, and the same reference numerals as those used above denote the same or corresponding ones. To do.

【0027】 まず、図1及び図2は第1の実施形態を示
し、図8及び図9で説明したものと異なる点は、固定側
部材としてのスリーブ部材5の外周面におけるシール用
間隙18と逃がし用間隙21との間の連結部22に臨む
連結部外周面5cに、複数個の突起23からなる攪拌手
段を設けた点である。この複数個の突起23は連結部外
周面5cに周方向にほぼ等間隔に配列されている。
Firstly, FIGS. 1 and 2 show a first embodiment, as is different from that described in FIGS. 8 and 9, the sealing gap 18 in the outer peripheral surface of the sleeve member 5 as a stationary-side member The point is that an agitating means including a plurality of protrusions 23 is provided on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion facing the connecting portion 22 between the escape gap 21. The plurality of protrusions 23 are arranged on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion at substantially equal intervals in the circumferential direction.

【0028】 このような構成の動圧軸受装置において
は、ロータ8の回転時、上述したように、逃がし用間隙
21とシール用間隙18とにそれぞれ潤滑流体17の大
きな渦が独立して発生しようとする。他方、連結部22
に臨む周状突起10dの内壁面18xが回転移動するに
伴ってこれに接する潤滑流体17が移動し、これに引き
ずられて連結部22に臨むスリーブ部材5の連結部外周
面5c近傍の潤滑流体17も移動することにより、この
部分の潤滑流体17の移動が連結部外周面5cに突設さ
れた複数の突起23により阻害され、潤滑流体17の流
れが乱され、連結部22及びこの近傍の潤滑流体17が
攪拌される。
In the hydrodynamic bearing device having such a structure, when the rotor 8 rotates, as described above, large vortices of the lubricating fluid 17 will be independently generated in the escape gap 21 and the sealing gap 18. And On the other hand, the connecting portion 22
As the inner wall surface 18x of the circumferential projection 10d facing the inner peripheral surface 10d rotates, the lubricating fluid 17 in contact therewith moves, and the lubricating fluid near the outer peripheral surface 5c of the connecting portion of the sleeve member 5 that is dragged by the inner surface 18x and faces the connecting portion 22. By moving 17 as well, the movement of the lubricating fluid 17 in this portion is hindered by the plurality of projections 23 projectingly provided on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion, the flow of the lubricating fluid 17 is disturbed, and the connecting portion 22 and its vicinity The lubricating fluid 17 is agitated.

【0029】 この結果、図1に示すように、逃がし用間
隙21における潤滑流体17の渦1及びシール用間隙1
7における潤滑流体17の渦2の流れがそれぞれ連結部
22の近傍で乱され、それぞれの渦1,2の潤滑流体1
7が連結部22の近傍で混在することになる。従って、
スラスト軸受間隙14の潤滑流体17に気泡が混入しこ
れが逃がし用間隙21に移送されて渦1の流れに乗った
場合であっても、この気泡が渦1の流れに従って連結部
22の近傍に到達した際に連結部22及びその近傍にお
いて分散され、その気泡の一部が渦2の流れに乗るよう
になり、これが渦2の流れに従ってシール用間隙18に
おける気液界面まで運ばれ、外部へ排出されることにな
る。この場合、渦1の流れに乗った気泡の全てが短時間
に渦2に乗り移ることはないが、連結部22においては
常時潤滑流体17が攪拌されているため、渦1の流れに
乗った気泡は徐々に渦2に取り込まれ、順次外部へと排
出される。
[0029] Consequently, as shown in FIG. 1, the vortex 1 of the lubricating fluid 17 in relief for clearance 21 and the sealing gap 1
The flow of the vortex 2 of the lubricating fluid 17 in FIG.
7 are mixed in the vicinity of the connecting portion 22. Therefore,
Even when the bubbles are mixed in the lubricating fluid 17 in the thrust bearing gap 14 and are transferred to the escape gap 21 and ride on the flow of the vortex 1, the bubbles reach the vicinity of the connecting portion 22 according to the flow of the vortex 1. At this time, the bubbles are dispersed in the connecting portion 22 and its vicinity, and some of the bubbles come to ride on the flow of the vortex 2, which is carried to the gas-liquid interface in the sealing gap 18 according to the flow of the vortex 2 and discharged to the outside. Will be done. In this case, all the bubbles riding on the flow of the vortex 1 do not transfer to the vortex 2 in a short time, but since the lubricating fluid 17 is constantly stirred in the connecting portion 22, the bubbles riding on the flow of the vortex 1 Are gradually taken into the vortex 2 and sequentially discharged to the outside.

【0030】 図3は本発明の第2の実施形態を示したも
のである。この実施形態では、スリーブ部材5の外周面
におけるシール用間隙18と逃がし用間隙21との間の
連結部22に臨む連結部外周面5cに、複数個の凹部
(窪み)24を周方向にほぼ等間隔に配列して形成する
ことにより、連結部22及びこの近傍の潤滑流体17を
攪拌する攪拌手段を構成している。
FIG . 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a plurality of recesses (concavities) 24 are formed substantially in the circumferential direction on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion that faces the connecting portion 22 between the sealing gap 18 and the escape gap 21 on the outer peripheral surface of the sleeve member 5. By arranging them at equal intervals, they form a stirring means for stirring the connecting portion 22 and the lubricating fluid 17 in the vicinity thereof.

【0031】 この第2の実施形態においても、第1の実
施形態の場合と同様、スリーブ部材5の連結部外周面5
c近傍の潤滑流体17の回転移動に伴い、この潤滑流体
17が連結部外周面5cの凹部24を通過する際に乱さ
れ、連結部22及びこの近傍の潤滑流体17が攪拌され
ることになるため、逃がし用間隙21の潤滑流体17の
渦1に混入した気泡がシール用間隙18の潤滑流体17
の渦2に乗り移り易くなり、シール用間隙18における
気液界面より外部に排出されることになる。
Also in the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the outer peripheral surface 5 of the connecting portion of the sleeve member 5 is formed.
With the rotational movement of the lubricating fluid 17 in the vicinity of c, the lubricating fluid 17 is disturbed when passing through the concave portion 24 of the outer peripheral surface 5c of the connecting portion, and the connecting portion 22 and the lubricating fluid 17 in the vicinity thereof are agitated. Therefore, the bubbles mixed in the vortex 1 of the lubricating fluid 17 in the escape gap 21 will not be mixed with the lubricating fluid 17 in the sealing gap 18.
It becomes easy to transfer to the vortex 2 and is discharged to the outside from the gas-liquid interface in the sealing gap 18.

【0032】 図4に示す第3の実施形態は、上記した突
起23や凹部24に代え、スリーブ部材5の連結部外周
面5cにおける加工をより容易にするために、多数の微
小なくぼみ(ディンプル)25を形成するようにしたも
のであり、連結部外周面5cのほぼ全面にくぼみ25を
形成するようにし、上述と同様の作用効果を発揮するも
のである。
In the third embodiment shown in FIG . 4, in place of the projections 23 and the recesses 24 described above, in order to facilitate the processing on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion of the sleeve member 5, a large number of minute depressions (dimples) are formed. ) 25 is formed, and the recess 25 is formed on almost the entire outer peripheral surface 5c of the connecting portion, and the same effect as described above is exhibited.

【0033】 図5及び図6に示す第4の実施形態では、
スリーブ部材5の連結部外周面5cに攪拌手段としてポ
ンプアウト作用をなす複数個の動圧溝(スパイラル状
溝)43を形成したものであり、連結部22における潤
滑流体17にシール用間隙18側に向かう移動圧力を発
生させるようにしたものである。従って、連結部22及
びその近傍における潤滑流体17はこの動圧溝43の作
用により攪拌されつつシール用間隙18側に向かい、結
果として、逃がし用間隙21の渦1がシール用間隙18
の渦2に侵入するような潤滑流体17の流れが新たに生
じ、渦1の流れに従って移動する潤滑流体17に混入し
た気泡が渦2の流れの潤滑流体17に移動し易くなり、
この気泡がシール用間隙18の気液界面から外部へ排出
されることになる。
In the fourth embodiment shown in FIGS. 5 and 6,
A plurality of dynamic pressure grooves (spiral grooves) 43 having a pump-out function are formed as stirring means on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion of the sleeve member 5, and the lubricating fluid 17 in the connecting portion 22 is provided with the sealing gap 18 side. It is designed to generate a moving pressure toward. Accordingly, the lubricating fluid 17 in the connecting portion 22 and its vicinity moves toward the sealing gap 18 side while being stirred by the action of the dynamic pressure groove 43, and as a result, the vortex 1 in the escape gap 21 causes the sealing gap 18 to move.
A new flow of the lubricating fluid 17 that enters the vortex 2 occurs, and bubbles mixed in the lubricating fluid 17 that move according to the flow of the vortex 1 easily move to the lubricating fluid 17 of the vortex 2.
The bubbles are discharged to the outside from the gas-liquid interface of the sealing gap 18.

【0034】 この場合、連結部外周面5cに形成する動
圧溝26は、図6(a)のように複数個を周方向に等間
隔に配列する以外に、図6(b)のように、動圧溝26
を周方向不均等に設けてもよく、さらに図6(c)のよ
うに、1つの動圧溝26を周方向全周にわたって形成す
るようにしてもよい。特に図6(b)の場合は、動圧溝
26を周方向に不均等に設けたため、潤滑流体27の渦
1を渦2の領域に侵入させながら潤滑剤17の流れをさ
らに攪乱することが可能であり、さらに図6(c)の場
合は、周方向で圧力分布を非対称にできるので、潤滑流
体17の流れが3次元流れとなり、攪拌作用が効果的に
行われ、本発明の効果が増す。
In this case, the dynamic pressure grooves 26 formed on the outer peripheral surface 5c of the connecting portion are arranged at equal intervals in the circumferential direction as shown in FIG. 6 (a), and as shown in FIG. 6 (b). , Dynamic pressure groove 26
May be provided unevenly in the circumferential direction, and one dynamic pressure groove 26 may be formed over the entire circumference in the circumferential direction as shown in FIG. 6C. Particularly in the case of FIG. 6B, since the dynamic pressure grooves 26 are provided unevenly in the circumferential direction, it is possible to further disturb the flow of the lubricant 17 while causing the vortex 1 of the lubricating fluid 27 to enter the region of the vortex 2. In addition, in the case of FIG. 6C, the pressure distribution can be made asymmetric in the circumferential direction, so that the flow of the lubricating fluid 17 becomes a three-dimensional flow, the stirring action is effectively performed, and the effect of the present invention is obtained. Increase.

【0035】 以上、本発明に従う動圧軸受装置及びこれ
を用いたスピンドルモータの実施形態について説明した
が、本発明はかかる実施形態に限定されるものではな
く、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修
正が可能である。
Although the embodiments of the dynamic pressure bearing device and the spindle motor using the same according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments and does not depart from the scope of the present invention. Various variations and modifications are possible.

【0036】 例えば、上述した本発明の実施形態では、
攪拌手段としての突部23、凹部24、くぼみ25、動
圧溝26を固定側部材としてのスリーブ部材5に形成し
た場合を示したが、これに限る必要はなく、連結部22
に臨む回転側部材、すなわちロータハブ10aの周状突
起10dの内壁面18xに形成することもでき、或いは
固定側部材と回転側部材との両方に形成することもでき
る。また、これら攪拌手段は周方向に不均等に設けて圧
力分布を周方向で非対称にすることも望ましく、軸非対
称にしても効果的である。
[0036] For example, in the embodiment of the present invention described above,
The case where the protrusion 23, the recess 24, the recess 25, and the dynamic pressure groove 26 as the stirring means are formed in the sleeve member 5 as the fixed-side member is shown, but the invention is not limited to this, and the connecting portion 22
Can be formed on the inner wall surface 18x of the circumferential projection 10d of the rotor hub 10a, or on both the stationary side member and the rotating side member. It is also desirable that these agitating means are provided unevenly in the circumferential direction to make the pressure distribution asymmetric in the circumferential direction, and it is effective to make the axial asymmetry.

【0037】 さらに、上述した攪拌手段を備えた上で、
図7に示すように、シール用間隙18のテーパ角θを周
方向で不均一(θ1〜θ2)にしたり、連結部22の径
方向隙間寸法Gを周方向で不均一(G1〜G2)するこ
ともでき、連結部22における周方向の圧力分布が不均
一になることにより、より効果的な攪拌による効果が期
待できる。
Furthermore, in terms of having a stirring means as described above,
As shown in FIG. 7, the taper angle θ of the sealing gap 18 is made uneven in the circumferential direction (θ1 to θ2), and the radial gap size G of the connecting portion 22 is made uneven in the circumferential direction (G1 to G2). It is also possible to make the pressure distribution in the circumferential direction in the connecting portion 22 non-uniform, so that the effect of more effective stirring can be expected.

【0038】 また、前記実施形態では、スラスト軸受間
隙の外周側にこれに連通したシール用間隙を下方に向け
て間隙寸法が拡開するよう軸心線方向に形成した形態の
場合であるが、これに限らず、シール用間隙が上方に向
けて間隙寸法が拡開する形態のものにも本発明を同様に
実施することができる。
In the above embodiment, the outer peripheral side of the thrust bearing gap is formed in the axial direction so that the seal gap communicating with the thrust bearing gap is widened downward. The present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to a configuration in which the gap size for sealing widens upward.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明の動圧軸受装
置によれば、スラスト軸受間隙の外周に連通する逃がし
用間隙とシール用間隙との連結部及びこの近傍の潤滑流
体に対し、この連結部に臨む部材周面に形成された攪拌
手段の作用により潤滑流体を攪拌し、逃がし用間隙及び
シール用間隙のそれぞれに生じている潤滑流体の渦流れ
を連結部においてそれぞれ乱すようにしているため、ス
ラスト軸受間隙から逃がし用間隙に移送された潤滑流体
中の気泡をシール用間隙における潤滑流体の渦に移動さ
せることができ、外部へ排出することが可能になるもの
であり、軸受内部に気泡が留まってエアリングを起こす
ことを未然に防止し、振動の発生や軸受部材の摩耗等の
悪影響を回避し、安定した軸受性能を得ることができる
ものである。
As described above, according to the hydrodynamic bearing device of the present invention, the lubricating fluid in the vicinity of the connecting portion between the escape gap and the sealing gap, which communicates with the outer periphery of the thrust bearing gap, and the lubricating fluid in the vicinity of the gap. The lubricating fluid is agitated by the action of the agitating means formed on the peripheral surface of the member facing the connecting portion, and the vortex flow of the lubricating fluid generated in each of the escape gap and the sealing gap is disturbed in the connecting portion. Therefore, the bubbles in the lubricating fluid transferred from the thrust bearing gap to the escape gap can be moved to the vortex of the lubricating fluid in the sealing gap, and can be discharged to the outside. It is possible to prevent air bubbles from accumulating due to air bubbles remaining, to avoid adverse effects such as generation of vibration and wear of bearing members, and to obtain stable bearing performance.

【0040】 そして、上述した動圧軸受装置を用い、2
つの部材の一方を回転側としてロータマグネットを一体
的に有し、他方を固定側となしてロータマグネットに対
向する位置にステータを有することにより、一方の部材
に対して他方の部材を相対的に回転するスピンドルモー
タを構成することができ、動圧軸受特性の低下或いは回
転特性の低下を回避したスピンドルモータを提供でき
る。
[0040] Then, using a dynamic pressure bearing device described above, 2
By having one of the two members as the rotating side and integrally including the rotor magnet and the other as the fixed side and having the stator at a position facing the rotor magnet, the other member is relatively disposed with respect to the one member. A rotating spindle motor can be configured, and a spindle motor that avoids deterioration of dynamic pressure bearing characteristics or deterioration of rotation characteristics can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す要部断面図であ
り、スピンドルモータのスリーブとロータハブとの間に
形成される逃がし用間隙及びシール用間隙一部を拡大し
たものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a first embodiment of the present invention, in which a relief gap and a part of a sealing gap formed between a sleeve of a spindle motor and a rotor hub are enlarged.

【図2】図1におけるスリーブの一部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a part of the sleeve shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態を示すスリーブの一部
の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a part of the sleeve showing the second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態を示すスリーブの一部
の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a part of the sleeve showing the third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施形態を示すスリーブの一部
の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a part of the sleeve showing the fourth embodiment of the present invention.

【図6】スリーブの連結部外周面における動圧溝を説明
する展開図であり、(a)は図5に対応する例、(b)
は変形例、(C)は他の変形例である。
6 is a development view illustrating a dynamic pressure groove on the outer peripheral surface of the coupling portion of the sleeve, FIG. 6A is an example corresponding to FIG. 5, and FIG.
Is a modification, and (C) is another modification.

【図7】本発明の他の実施形態を示すロータハブとスリ
ーブとの一部の断面図である。
FIG. 7 is a partial sectional view of a rotor hub and a sleeve showing another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の基礎となる動圧軸受装置を備えたスピ
ンドルモータの断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a spindle motor provided with a dynamic pressure bearing device which is the basis of the present invention.

【図9】従来の動圧軸受装置の一部断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a conventional dynamic pressure bearing device.

【符号の説明】 1 スピンドルモータ 4 ステータ 5 スリーブ部材 10 ロータハブ 12 ロータマグネット 14 スラスト軸受間隙 17 潤滑流体 18 シール用間隙 21 逃がし用間隙 22 連結部 23 突起 24 凹部 25 くぼみ 26 動圧溝[Explanation of symbols] 1 Spindle motor 4 stator 5 Sleeve member 10 rotor hub 12 rotor magnet 14 Thrust bearing clearance 17 Lubricating fluid 18 Seal gap 21 Clearance gap 22 Connection 23 Protrusion 24 recess 25 hollows 26 Dynamic pressure groove

フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 AA20 BA04 CA02 EA10 JA02 KA02 KA03 LA05 MA12 PA03 5H607 AA00 BB01 BB09 BB17 BB25 CC01 DD03 DD14 GG12 GG15 GG25 GG28 JJ10 Continued front page    F-term (reference) 3J011 AA20 BA04 CA02 EA10 JA02                       KA02 KA03 LA05 MA12 PA03                 5H607 AA00 BB01 BB09 BB17 BB25                       CC01 DD03 DD14 GG12 GG15                       GG25 GG28 JJ10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対的に回転する2つの部材の一方及び
他方にそれぞれ回転軸心線に直交するスラスト軸受面及
びこれに対向するスラスト受け面を設け、スラスト軸受
面とスラスト受け面との間のスラスト軸受間隙に潤滑流
体を充填すると共に、スラスト軸受面とスラスト受け面
の少なくとも一方に潤滑流体に支持圧力を発生させるた
めの動圧発生用溝を形成してスラスト動圧軸受部を構成
し、スラスト動圧軸受部の外周側にスラスト軸受間隙に
連通したシール用間隙をスラスト軸受間隙から遠ざかる
に従い間隙寸法が拡開するよう略軸心線方向に形成し、
スラスト軸受間隙に充填された潤滑流体の空気との界面
をシール用間隙において形成するようにした動圧軸受装
置であって、 スラスト軸受間隙の外周には、スラスト軸受間隙とシー
ル用間隙とを連通しスラスト軸受間隙より間隙寸法が大
きい逃がし用間隙が形成されており、2つの部材の逃が
し用間隙とシール用間隙との連結部に臨むいずれかの部
材の周面には、当該連結部及びその近傍における潤滑流
体を攪拌するための攪拌手段が設けられていることを特
徴とする動圧軸受装置。
1. A thrust bearing surface orthogonal to the axis of rotation and a thrust receiving surface opposite to the thrust bearing surface are provided on one and the other of the two relatively rotating members, respectively, and between the thrust bearing surface and the thrust receiving surface. The thrust bearing gap is formed by filling the thrust bearing gap with a lubricating fluid and forming a dynamic pressure generating groove for generating a supporting pressure in the lubricating fluid on at least one of the thrust bearing surface and the thrust receiving surface. , A sealing gap, which communicates with the thrust bearing gap on the outer peripheral side of the thrust dynamic pressure bearing portion, is formed in a substantially axial direction so that the gap dimension expands as the distance from the thrust bearing gap increases.
A dynamic pressure bearing device in which an interface between the lubricating fluid filled in the thrust bearing gap and air is formed in the sealing gap, and the thrust bearing gap and the sealing gap are connected to each other on the outer periphery of the thrust bearing gap. An escape gap having a larger gap size than the thrust bearing gap is formed, and the connecting portion and the connecting portion are formed on the peripheral surface of one of the members facing the connecting portion between the escape gap and the sealing gap of the two members. A dynamic pressure bearing device, characterized in that stirring means for stirring the lubricating fluid in the vicinity is provided.
【請求項2】 前記シール用間隙は、径方向内側にテー
パを設けて拡開されている請求項1記載の動圧軸受装
置。
2. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the sealing gap is expanded by providing a taper radially inward.
【請求項3】 前記攪拌手段は、前記連結部に臨むいず
れかの部材の表面に凸設され周方向に配列された複数の
突起からなる請求項1または2記載の動圧軸受装置。
3. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the agitating means comprises a plurality of protrusions provided on a surface of any member facing the connecting portion and arranged in a circumferential direction.
【請求項4】 前記攪拌手段は、前記連結部に臨むいず
れかの部材の表面に凹設され周方向に配列された複数の
溝もしくは窪みからなる請求項1または2記載の動圧軸
受装置。
4. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the agitating means comprises a plurality of grooves or depressions which are provided in the surface of any member facing the connecting portion and are arranged in the circumferential direction.
【請求項5】 前記シール用間隙の形状、隙間寸法、角
度あるいは攪拌手段が軸線を中心とした回転方向に対し
て非対称になっている請求項1乃至4のいずれかに記載
の動圧軸受装置。
5. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the shape, the size, the angle or the stirring means of the sealing gap is asymmetric with respect to the rotation direction about the axis. .
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の動圧
軸受装置を有し、2つの部材の一方が回転側となってロ
ータマグネットを一体的に有し、他方が固定側となって
前記ロータマグネットに対向する位置にステータを有す
ることを特徴とするスピンドルモータ。
6. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein one of the two members serves as a rotating side and integrally has a rotor magnet, and the other member serves as a fixed side. And a stator at a position facing the rotor magnet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7374340B2 (en) 2004-10-19 2008-05-20 Nidec Corporation Fluid dynamic-pressure bearing, spindle motor and recording disk driving device

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