JP2007205369A - Fluid bearing device and spindle motor equipped therewith, and record regenerating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータに搭載される流体軸受装置に関するものであって、特に、スピンドルモータの小型化に対応可能な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置に関する。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device mounted on a spindle motor that rotationally drives a recording disk such as a magnetic disk or an optical disc, and more particularly, to a hydrodynamic bearing device that can cope with the miniaturization of a spindle motor and the same. The present invention relates to a spindle motor and a recording / reproducing apparatus.
近年、磁気ディスク、光ディスク等の記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータには、ディスクを高精度に回転させるための高い性能と信頼性とが要求されることから、流体軸受装置が多用されている。
この流体軸受装置に含まれる流体軸受において、軸受内部の潤滑流体に気泡が混入すると、航空機輸送時等の減圧環境や軸受および使用環境の温度上昇によって潤滑流体の内部に含まれる気泡が膨張し、軸受性能が低下したり、オイルが飛散したりするおそれがある。このため、流体軸受装置において、軸受内に充填された潤滑流体を強制的に循環させ、気泡を積極的に外部へ排出する流体軸受装置が開発されている(特許文献1参照)。
特許文献1に開示された流体軸受装置では、フランジが、軸に対して一体的に形成されており、スリーブに挿通されている。スリーブは、スラスト板によって一方の側が閉塞されており、カバー板によって他方の側が覆われて、スリーブとの間に上部溜り部を形成している。そして、連通孔が、フランジ空間と上部溜り部を連通している。さらに、スリーブの内周面には、ラジアル軸受が形成されている。そして、フランジの上面には、スラストサブ軸受が形成されており、フランジの下面にはスラストメイン軸受が形成されている。
In recent years, a spindle motor that rotates and drives a recording disk such as a magnetic disk or an optical disk is required to have high performance and reliability for rotating the disk with high accuracy.
In the hydrodynamic bearing included in the hydrodynamic bearing device, when bubbles are mixed into the lubricating fluid inside the bearing, the bubbles contained in the lubricating fluid expand due to the reduced pressure environment during the transportation of the aircraft and the temperature rise of the bearing and the usage environment, There is a risk that the bearing performance will deteriorate and oil will scatter. For this reason, a hydrodynamic bearing device has been developed that forcibly circulates a lubricating fluid filled in the bearing and positively discharges bubbles to the outside (see Patent Document 1).
In the hydrodynamic bearing device disclosed in
この流体軸受装置に含まれる非対称ラジアル軸受部分によって、ラジアル軸受から、スラストサブ軸受、フランジ外周、連通孔、上部溜り空間、ラジアル軸受という順で潤滑流体の循環経路が流体軸受装置内に形成される。このとき、上記潤滑流体の循環によって、潤滑流体に含まれる気泡は上部溜り空間に順次排出される。そして、上部溜り空間は、内周側に向かって軸方向寸法が狭くなっているため、気泡は、毛管現象により潤滑流体と分離されて換気孔から排気される。
しかしながら、上記従来の流体軸受装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、近年の情報記録装置(特にハードディスク装置)は、パソコン用途に加えて、HDDレコーダやカーナビゲーション等に対しても搭載されるようになり、さらに携帯機器としてHDDムービーやHDDポータブルオーディオに使用されるようになってきている。また、最近では、携帯電話へも搭載され始めている。以上のように、HDDの携帯用途等への展開が進んでおり、HDDスピンドルモータもそれに伴って、例えば、0.85インチや1.0インチ等のような小型・薄型化への対応を迫られている。
このため、上記の小型・薄型化の要求を満たすために、上記公報に開示された流体軸受装置における従来の気泡排出技術をそのまま適用しても、十分に機能することが困難になるおそれが生じてきた。
具体的には、上記公報に開示された流体軸受装置では、そのトップカバー構造として、以下のように構成を有している。
すなわち、シャフトとフランジとは、一体的に固定されており、回転側部材の一部を構成している。なお、シャフトとフランジとが一体に加工されていてもよい。
スリーブは、一端側がスラスト板によって閉塞されており、他端側にはカバープレートが取り付けられている。
However, the conventional hydrodynamic bearing device has the following problems.
That is, recent information recording devices (particularly hard disk devices) have been installed not only for personal computers but also for HDD recorders and car navigation systems, and are also used for HDD movies and HDD portable audio as portable devices. It is becoming. Recently, it has begun to be installed in mobile phones. As described above, HDDs are being developed for portable use and the like, and HDD spindle motors are also required to respond to downsizing and thinning such as 0.85 inches and 1.0 inches. It has been.
For this reason, even if the conventional bubble discharging technology in the hydrodynamic bearing device disclosed in the above publication is applied as it is in order to satisfy the above-mentioned demand for reduction in size and thickness, it may be difficult to function sufficiently. I came.
Specifically, the hydrodynamic bearing device disclosed in the above publication has the following configuration as the top cover structure.
That is, the shaft and the flange are integrally fixed and constitute a part of the rotation side member. The shaft and the flange may be processed integrally.
One end of the sleeve is closed by a thrust plate, and a cover plate is attached to the other end.
シャフトとスリーブとの間の隙間は、いずれか一方にラジアル動圧溝が形成されており、ラジアル軸受を構成している。
フランジとスリーブとの間の隙間は、いずれか一方にスラスト動圧溝が形成されており、スラストサブ軸受を構成している。
フランジとスラスト板と間の隙間は、いずれか一方にスラスト動圧溝が形成されており、スラストメイン軸受を構成している。
カバープレートとスリーブとは、その間に流体溜り部を形成している。
スリーブには、フランジ外周部またはスラストサブ軸受隙間と上記の流体溜り部を連通する連通路が形成されている。
潤滑流体は、製造初期段階においては、ラジアル軸受隙間、スラストサブ軸受隙間、スラストメイン軸受隙間、フランジ外周部、連通路、流体溜り部に保持されている。
潤滑流体を軸受内において積極的に循環させ、軸受内に存在する気泡を流体溜り部に移動させ、換気路を通して排出する。このとき、潤滑流体の循環力は、ラジアル軸受を軸方向に非対称性を持たせることにより、フランジに向かう方向に発生させている。
換気路と流体溜り部との間には、凹部を設けている。これは、軸受が製造中および使用中に衝撃を受けたり、潤滑流体が温度上昇で膨張したり、気泡が減圧や温度上昇によって膨張したりして、潤滑流体が軸受外に飛散・漏出するのを防止するためである。なお、製造初期段階においては、換気路および凹部には、潤滑流体が存在しないように、軸受注油後に除去しておく。
A radial dynamic pressure groove is formed in one of the gaps between the shaft and the sleeve, and constitutes a radial bearing.
A thrust dynamic pressure groove is formed in one of the gaps between the flange and the sleeve, and constitutes a thrust sub-bearing.
A thrust dynamic pressure groove is formed in one of the gaps between the flange and the thrust plate, and constitutes a thrust main bearing.
The cover plate and the sleeve form a fluid reservoir between them.
The sleeve is formed with a communication passage that communicates the outer peripheral portion of the flange or the thrust sub-bearing gap with the fluid reservoir.
In the initial stage of production, the lubricating fluid is held in the radial bearing gap, the thrust sub-bearing gap, the thrust main bearing gap, the flange outer peripheral portion, the communication path, and the fluid reservoir.
Lubricating fluid is actively circulated in the bearing, and bubbles existing in the bearing are moved to the fluid reservoir and discharged through the ventilation path. At this time, the circulating force of the lubricating fluid is generated in the direction toward the flange by providing the radial bearing with asymmetry in the axial direction.
A recess is provided between the ventilation path and the fluid reservoir. This is because the bearing is subject to shock during manufacturing and use, the lubricating fluid expands due to a rise in temperature, and the bubbles expand due to decompression or a rise in temperature, causing the lubricating fluid to scatter and leak out of the bearing. It is for preventing. In the initial stage of manufacture, the oil is removed after the shaft order oil so that the lubricating fluid does not exist in the ventilation path and the recess.
以上のような構成において、モータが小型化・薄型化してくると、軸方向寸法が制限を受け、換気路の下方に形成された凹部の寸法が小さくなり、凹部が形成された部分と形成されていない部分とにおけるスリーブ上面まで寸法の差が小さくなってしまう(最悪の場合は0となる)。
これは、流体溜り部と凹部との毛管圧力の差がなくなってくるのと同義であることから、結果として潤滑流体の凹部への浸み出し等が発生し易くなるという問題を招来する。
このため、軸受が製造中および使用中に衝撃を受けたり、潤滑流体が温度上昇で膨張したり、気泡が減圧や温度上昇で膨張したりして、潤滑流体が軸受外部へ飛散したり漏出したりし易くなる。
本発明の課題は、潤滑流体の軸受外部への飛散や漏洩等の発生を防止しつつ、装置の小型・薄型化に対応することが可能な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、記録再生装置を提供することにある。
In the configuration as described above, when the motor is reduced in size and thickness, the axial dimension is limited, the size of the recess formed below the ventilation path is reduced, and the portion formed with the recess is formed. The difference in size to the upper surface of the sleeve from the unexposed portion becomes small (in the worst case, it becomes 0).
This is synonymous with the fact that the difference in capillary pressure between the fluid reservoir and the recess is eliminated, and as a result, a problem such that the seepage of the lubricating fluid into the recess is likely to occur.
For this reason, the bearing may be impacted during manufacture and use, the lubricating fluid may expand due to a rise in temperature, or the bubbles may expand due to decompression or a rise in temperature. It becomes easy to do.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device capable of responding to the miniaturization and thinning of the device while preventing the occurrence of lubrication fluid scattering and leakage to the outside of the bearing, a spindle motor equipped with the hydrodynamic bearing device, and recording / reproduction To provide an apparatus.
第1の発明に係る流体軸受装置は、スリーブと、シャフトと、潤滑流体と、円環状のシールキャップと、第1空間と、第2空間と、を備えている。スリーブは、軸受穴を有している。シャフトは、軸受穴内に相対回転可能な状態で配置されており、回転軸となる。潤滑流体は、スリーブとシャフトとの間に形成される隙間に充填される。シールキャップは、スリーブの軸方向一方側に固定されており、潤滑流体に含まれる気泡を排出するための換気口が形成されている。第1空間は、シールキャップにおける換気口が形成された部分の軸方向他方側の面と、スリーブにおける軸方向一方側の面との間に形成されている。第2空間は、シールキャップにおける換気口が形成されていない部分の軸方向他方側の面と、スリーブにおける軸方向一方側の面との間に形成されている。そして、スリーブは、シールキャップの一部に形成された換気口に対向する位置に形成された凹部をさらに有しており、第1空間における毛管圧力は、第2空間における毛管圧力よりも小さい。
ここでは、シャフトとスリーブとの間に形成される隙間に潤滑流体が充填される流体軸受装置において、シャフトの一方の端部側であってスリーブの上面を覆うように取り付けられるシールキャップとスリーブとの間に形成される潤滑流体を溜める空間(第2空間)における毛管圧力と、シールキャップの一部に形成された換気口とスリーブとの間に形成される空間(第1空間)における毛管圧力とを比較して、第1空間における毛管圧力が第2空間における毛管圧力よりも小さくなるように構成されている。
A hydrodynamic bearing device according to a first invention includes a sleeve, a shaft, a lubricating fluid, an annular seal cap, a first space, and a second space. The sleeve has a bearing hole. The shaft is disposed so as to be relatively rotatable in the bearing hole, and serves as a rotating shaft. The lubricating fluid is filled in a gap formed between the sleeve and the shaft. The seal cap is fixed to one side in the axial direction of the sleeve, and a ventilation port for discharging bubbles contained in the lubricating fluid is formed. The first space is formed between the surface on the other axial side of the portion of the seal cap where the ventilation port is formed and the surface on the one axial side of the sleeve. The second space is formed between the surface on the other side in the axial direction of the portion of the seal cap where the ventilation port is not formed and the surface on the one side in the axial direction of the sleeve. The sleeve further includes a recess formed at a position facing the ventilation port formed in a part of the seal cap, and the capillary pressure in the first space is smaller than the capillary pressure in the second space.
Here, in a hydrodynamic bearing device in which a lubricating fluid is filled in a gap formed between a shaft and a sleeve, a seal cap and a sleeve that are attached so as to cover the upper surface of the sleeve on one end side of the shaft Capillary pressure in the space (second space) for storing the lubricating fluid formed between the caps and the capillary pressure in the space (first space) formed between the vent and the sleeve formed in a part of the seal cap And the capillary pressure in the first space is configured to be smaller than the capillary pressure in the second space.
具体的には、スリーブにおけるシールキャップの換気口に対向する部分には凹部が形成されているため、換気口部分に相当する第1空間を形成するスリーブとシールキャップとの間の隙間が、第2空間を形成するスリーブとシールキャップとの間の隙間よりも大きくなるように形成されている。
通常、このように第1空間と第2空間とにおける毛管圧力に差を設ける場合には、換気口が形成されるシールキャップ側に凹部を形成して隙間の大きさに差を設けることで、換気口からの潤滑流体の飛散や漏れ出しを防止していた。しかし、近年のスピンドルモータの薄型化の要求に応えるために、流体軸受装置を構成するシールキャップも薄型化することが求められ、換気口の直下に十分な凹部を形成することが困難になってきている。一方、シールキャップに十分な凹部を形成するためにシールキャップの厚みはそのままにして流体軸受装置の薄型化を図る場合には、スリーブ側の厚みを薄くする必要が生じる。しかし、この場合には、スリーブ側の厚みを薄くすることでラジアル軸受の長さが短くなりすぎて、流体軸受装置の性能や信頼性を低下させるおそれがある。
そこで、本発明の流体軸受装置では、シールキャップに形成された換気口に対向するスリーブ側の部分に凹部を形成し、換気口部分の第1空間を第2空間よりも広げることで、各空間における毛管圧力に差を設けている。
Specifically, since the concave portion is formed in the portion of the sleeve facing the vent of the seal cap, the gap between the sleeve and the seal cap that forms the first space corresponding to the vent portion is the first. It is formed to be larger than the gap between the sleeve forming the two spaces and the seal cap.
Usually, when providing a difference in the capillary pressure in the first space and the second space in this way, by forming a recess on the seal cap side where the ventilation port is formed and providing a difference in the size of the gap, The lubricant fluid was prevented from splashing or leaking out from the ventilation port. However, in order to meet the recent demand for thinner spindle motors, it is required to reduce the thickness of the seal cap that constitutes the hydrodynamic bearing device, and it becomes difficult to form a sufficient recess directly under the ventilation port. ing. On the other hand, in order to reduce the thickness of the hydrodynamic bearing device while maintaining the thickness of the seal cap in order to form a sufficient recess in the seal cap, it is necessary to reduce the thickness on the sleeve side. However, in this case, by reducing the thickness on the sleeve side, the length of the radial bearing becomes too short, which may reduce the performance and reliability of the fluid dynamic bearing device.
Therefore, in the hydrodynamic bearing device of the present invention, a recess is formed in a portion on the sleeve side facing the ventilation port formed in the seal cap, and the first space of the ventilation port portion is made wider than the second space, so that each space There is a difference in the capillary pressure.
これにより、シールキャップ側に凹部を形成する必要がなくなる、あるいは凹部の深さを浅くすることができ、かつスリーブ側の厚みも維持することができるため、性能や信頼性の低下を防止しつつ、流体軸受装置を薄型化することができる。
第2の発明に係る流体軸受装置は、第1の発明に係る流体軸受装置であって、シャフトの側面とシールキャップの内周側の面との間には、第3空間が形成されている。そして、第3空間における毛管圧力は、第1空間および第2空間における毛管圧力よりも大きい。
ここでは、シャフトとシールキャップとの間の空間(第3空間)が、上記第1・第2空間よりも隙間が小さくなっており、毛管圧力が第3空間側の方が第1・第2空間よりも大きくなっている。
これにより、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
第3の発明に係る流体軸受装置は、第1または第2の発明に係る流体軸受装置であって、スリーブとシールキャップにおける最内周側における部分との間には、第4空間が形成されている。そして、第4空間における毛管圧力は、第1空間および第2空間における毛管圧力よりも大きい。
As a result, it is not necessary to form a recess on the seal cap side, or the depth of the recess can be reduced, and the thickness on the sleeve side can be maintained, thereby preventing deterioration in performance and reliability. The hydrodynamic bearing device can be thinned.
The hydrodynamic bearing device according to the second invention is the hydrodynamic bearing device according to the first invention, wherein a third space is formed between the side surface of the shaft and the inner peripheral surface of the seal cap. . The capillary pressure in the third space is larger than the capillary pressure in the first space and the second space.
Here, the space (third space) between the shaft and the seal cap has a smaller gap than the first and second spaces, and the capillary pressure is higher on the first space side than on the third space side. It is larger than space.
As a result, it is possible to prevent the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve from moving to the ventilating port side and scattering or leaking out of the lubricating fluid from the ventilating port.
A hydrodynamic bearing device according to a third invention is the hydrodynamic bearing device according to the first or second invention, wherein a fourth space is formed between the sleeve and a portion on the innermost peripheral side of the seal cap. ing. The capillary pressure in the fourth space is larger than the capillary pressure in the first space and the second space.
ここでは、スリーブとシールキャップとの間に形成される空間のうち、円環状のシールキャップの最内周側の部分とスリーブとの間に形成される空間(第4空間)が、上記第1・第2空間よりも隙間が小さくなっており、第4空間の毛管圧力の方が第1・第2空間の毛管圧力よりも大きくなっている。
これにより、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が、換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
さらに、第4空間における毛管圧力を、シャフトとシールキャップとの間の空間(第3空間)における毛管圧力よりも大きくすることで、シャフトとシールキャップとの間からの潤滑流体の飛散や漏れ出しについても抑制することができる。
第4の発明に係る流体軸受装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、シャフトとスリーブとの間には、第5空間が形成されており、第5空間における毛管圧力は、第1空間および第2空間における毛管圧力よりも大きい。
ここでは、シャフトとスリーブとの間に形成される空間(第5空間)が、上記第1・第2空間よりも隙間が小さくなっており、第5空間の毛管圧力の方が第1・第2空間の毛管圧力よりも大きくなっている。
Here, of the space formed between the sleeve and the seal cap, the space (fourth space) formed between the innermost peripheral portion of the annular seal cap and the sleeve is the first space. The gap is smaller than the second space, and the capillary pressure in the fourth space is larger than the capillary pressure in the first and second spaces.
Thereby, it is possible to prevent the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve from moving to the ventilation port side and scattering or leaking out of the lubricating fluid from the ventilation port.
Further, the capillary pressure in the fourth space is made larger than the capillary pressure in the space between the shaft and the seal cap (third space), so that the lubricating fluid is scattered or leaked from between the shaft and the seal cap. Can also be suppressed.
A hydrodynamic bearing device according to a fourth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to third inventions, wherein a fifth space is formed between the shaft and the sleeve, The capillary pressure in the fifth space is larger than the capillary pressure in the first space and the second space.
Here, the space (fifth space) formed between the shaft and the sleeve has a smaller gap than the first and second spaces, and the capillary pressure in the fifth space is the first and second spaces. It is larger than the capillary pressure of the two spaces.
これにより、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が、換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
さらに、第5空間における毛管圧力を、シールキャップとシールキャップとの間の空間(第3空間)およびシールキャップの最内周側とスリーブとの間の空間(第4空間)における毛管圧力よりも大きくすることで、シャフトとシールキャップとの間からの潤滑流体の飛散や漏れ出しについても抑制することができる。
第5の発明に係る流体軸受装置は、第1から第4の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、シャフトの側面およびスリーブの内周側の少なくとも一方における略中央部付近に略円環状の溝部を有しており、溝部とシャフトまたはスリーブとの間には、第6空間が形成されている。そして、第6空間における毛管圧力は、第1空間および第2空間における毛管圧力よりも大きい。
ここでは、シャフトとスリーブとの間に形成される空間のうち、シャフトの外周およびスリーブ軸受穴の少なくとも一方における略中央部付近に形成された溝部とスリーブとの間に形成される空間(第6空間)が、上記第1・第2空間よりも隙間が小さくなっており、第6空間の毛管圧力の方が第1・第2空間の毛管圧力よりも大きくなっている。
Thereby, it is possible to prevent the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve from moving to the ventilation port side and scattering or leaking out of the lubricating fluid from the ventilation port.
Furthermore, the capillary pressure in the fifth space is more than the capillary pressure in the space between the seal cap and the seal cap (third space) and in the space between the innermost peripheral side of the seal cap and the sleeve (fourth space). By enlarging, it is possible to suppress the scattering and leakage of the lubricating fluid from between the shaft and the seal cap.
A hydrodynamic bearing device according to a fifth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, in the vicinity of a substantially central portion on at least one of the side surface of the shaft and the inner peripheral side of the sleeve. A substantially annular groove portion is provided, and a sixth space is formed between the groove portion and the shaft or sleeve. The capillary pressure in the sixth space is larger than the capillary pressure in the first space and the second space.
Here, of the space formed between the shaft and the sleeve, the space formed between the groove and the sleeve formed in the vicinity of the substantially central portion of at least one of the outer periphery of the shaft and the sleeve bearing hole (sixth) The space) is smaller than the first and second spaces, and the capillary pressure of the sixth space is larger than the capillary pressure of the first and second spaces.
これにより、シャフトとスリーブとの間の隙間に形成された上下それぞれのラジアル軸受が、潤滑流体を介して互いに干渉せず、それらの機能を果たすことができる。
さらに、第6空間における毛管圧力を、シールキャップとシールキャップとの間の空間(第3空間)およびシールキャップの最内周側とスリーブとの間の空間(第4空間)における毛管圧力よりも大きくすることで、シャフトとシールキャップとの間からの潤滑流体の飛散や漏れ出しについても抑制することができる。
第6の発明に係る流体軸受装置は、第1から第5の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブに形成された凹部は、シールキャップ側に向かって大きくなるテーパ形状を有している。
ここでは、第1空間を形成するスリーブ側の面に形成された凹部が、シールキャップ側に向かって開口が大きくなるテーパ状となっている。
これにより、スリーブのシールキャップとの対向面における潤滑流体の表面張力との関係により、換気口の直下に位置する凹部に対して潤滑流体が入り込み難くすることができる。この結果、毛管圧力による潤滑流体の所定方向への引き付けに加えて、上記のような構成を用いることで、凹部上方に形成されたシールキャップの換気口からの潤滑流体の飛散や漏れ出しをさらに効果的に抑制することができる。
Thus, the upper and lower radial bearings formed in the gap between the shaft and the sleeve can perform their functions without interfering with each other via the lubricating fluid.
Further, the capillary pressure in the sixth space is more than the capillary pressure in the space between the seal cap and the seal cap (third space) and in the space between the innermost peripheral side of the seal cap and the sleeve (fourth space). By enlarging, it is possible to suppress the scattering and leakage of the lubricating fluid from between the shaft and the seal cap.
A hydrodynamic bearing device according to a sixth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the concave portion formed in the sleeve is tapered so as to increase toward the seal cap side. have.
Here, the concave portion formed on the sleeve-side surface forming the first space has a tapered shape in which the opening increases toward the seal cap side.
Thereby, the lubricating fluid can be made difficult to enter the concave portion located directly below the ventilation port due to the relationship with the surface tension of the lubricating fluid on the surface of the sleeve facing the seal cap. As a result, in addition to attracting the lubricating fluid in a predetermined direction by capillary pressure, the use of the above-described configuration further prevents the lubricating fluid from scattering and leaking from the vent of the seal cap formed above the recess. It can be effectively suppressed.
第7の発明に係る流体軸受装置は、第1から第6の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブは、平面視においてシャフトの回転軸を中心とする凹部の対称位置に、シャフトの回転軸方向に沿って形成された連通孔をさらに有している。
ここでは、スリーブに形成される凹部を、潤滑流体の循環経路となる連通孔に対して対称となる位置に設けている。
これにより、凹部および換気口が、連通孔に対して最も離れた位置に存在することになるため、潤滑流体の換気口からの飛散や漏れ出し等の発生をさらに効果的に抑制することができる。
第8の発明に係る流体軸受装置は、第1から第7の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブは、インナースリーブとアウタースリーブとを組み合わせて構成されている。そして、凹部は、インナースリーブとアウタースリーブとを組み合わせることによって形成される。
ここでは、インナースリーブとアウタースリーブとを組み合わせて構成されるスリーブにおいて、これらを組み合わせた際に凹部が形成される。
これにより、インナースリーブおよびアウタースリーブの少なくとも一方に対して切り欠き部等を形成することで、これらを組み合わせた際に所望の凹部を容易に形成することができる。この結果、スリーブを形成後に、加工等によって凹部を形成する必要がないため、製造コストを低減することができる。
A hydrodynamic bearing device according to a seventh invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to sixth inventions, wherein the sleeve is a symmetrical position of the recess about the rotation axis of the shaft in plan view. And a communication hole formed along the direction of the rotation axis of the shaft.
Here, the recess formed in the sleeve is provided at a position that is symmetric with respect to the communication hole that becomes the circulation path of the lubricating fluid.
Thereby, since a recessed part and a ventilation port exist in the most distant position with respect to a communicating hole, generation | occurrence | production of scattering, leakage, etc. of a lubricating fluid from a ventilation port can be suppressed more effectively. .
A hydrodynamic bearing device according to an eighth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to seventh inventions, wherein the sleeve is configured by combining an inner sleeve and an outer sleeve. And a recessed part is formed by combining an inner sleeve and an outer sleeve.
Here, in a sleeve configured by combining an inner sleeve and an outer sleeve, a recess is formed when these are combined.
Thereby, a notch etc. are formed with respect to at least one of an inner sleeve and an outer sleeve, and when these are combined, a desired recessed part can be formed easily. As a result, it is not necessary to form a recess by processing or the like after forming the sleeve, so that the manufacturing cost can be reduced.
第9の発明に係る流体軸受装置は、第1から第8の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、シールキャップとスリーブとの間に形成される潤滑流体の溜まり空間は、シャフトの回転軸を中心とする周方向において隙間の大きさが変化する。
ここでは、シールキャップとスリーブとの間に形成される潤滑流体の溜まり空間が、周方向において隙間が変換するように構成されている。
これにより、流体軸受装置において回転側を回転させた際において、換気口の直下に存在する潤滑流体に囲まれた空気が移動することを抑制することで、流体軸受装置としての性能低下を招くことを防止することができる。
第10の発明に係る流体軸受装置は、第1から第9の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、シールキャップは、スリーブとの対向面において、シャフトの回転軸を中心とする円の径方向内側に向かってスリーブとの間の隙間が小さくなるテーパ面を有している。
ここでは、対向配置されたスリーブとともに、第1・第2空間を含む潤滑流体の溜まり空間を形成するシールキャップ側の面には、回転軸を中心とする円の径方向内側に向かって下方傾斜している。
A hydrodynamic bearing device according to a ninth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to eighth aspects of the invention, wherein the lubricating fluid pool space formed between the seal cap and the sleeve is The size of the gap changes in the circumferential direction around the rotation axis of the shaft.
Here, the accumulation space of the lubricating fluid formed between the seal cap and the sleeve is configured such that the gap is changed in the circumferential direction.
As a result, when the rotating side of the hydrodynamic bearing device is rotated, the performance of the hydrodynamic bearing device is reduced by suppressing the movement of the air surrounded by the lubricating fluid existing directly under the ventilation port. Can be prevented.
A hydrodynamic bearing device according to a tenth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the seal cap is centered on the rotational axis of the shaft on the surface facing the sleeve. The taper surface has a smaller gap with the sleeve toward the inner side in the radial direction of the circle.
Here, the surface on the seal cap side, which forms the lubricating fluid pool space including the first and second spaces, together with the sleeves arranged opposite to each other, is inclined downward toward the radially inner side of the circle centering on the rotation axis. is doing.
これにより、連通孔を通って気泡とともに循環する潤滑流体は、この傾斜部による毛管現象によって気泡と潤滑流体とに分離され、また、最内周の最小隙間部分がその隙間を保ったまま連通孔と連絡することにより、潤滑流体が少なくなっても最後まで潤滑流体を循環させることができる。
第11の発明に係る流体軸受装置は、第1から第10の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、シャフトの側面およびスリーブの内周面の少なくともいずれか一方に形成されるラジアル動圧発生溝は、シャフトの回転軸方向において非対称になるように形成されている。
ここでは、シャフトとスリーブとの少なくともいずれか一方の面に形成されるラジアル動圧発生溝を、シャフトの軸方向において非対称になるように形成している。
これにより、ラジアル軸受部において、潤滑流体の循環力を発生させることができるため、潤滑流体に含まれる気泡を、連通孔を通じて第2空間まで循環させ、そこで気泡を分離して、換気口から効果的に排出することができる。
第12の発明に係る流体軸受装置は、第1から第11の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、シャフトの側面とスリーブの内周面との間には、ラジアル軸受部が1つ形成されている。
As a result, the lubricating fluid that circulates along with the bubbles through the communication hole is separated into bubbles and the lubricating fluid by capillary action due to the inclined portion, and the communication hole is maintained with the smallest gap portion at the innermost periphery maintaining the gap. The lubricating fluid can be circulated to the end even if the lubricating fluid is reduced.
A hydrodynamic bearing device according to an eleventh invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to tenth inventions, and is formed on at least one of a side surface of the shaft and an inner peripheral surface of the sleeve. The radial dynamic pressure generating groove is formed to be asymmetric in the direction of the rotation axis of the shaft.
Here, the radial dynamic pressure generating groove formed on at least one of the shaft and the sleeve is formed to be asymmetric in the axial direction of the shaft.
Thereby, in the radial bearing portion, since the circulation force of the lubricating fluid can be generated, the bubbles contained in the lubricating fluid are circulated to the second space through the communication hole, where the bubbles are separated and are effective from the ventilation port. Can be discharged.
A hydrodynamic bearing device according to a twelfth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to eleventh inventions, wherein a radial bearing portion is provided between a side surface of the shaft and an inner peripheral surface of the sleeve. One is formed.
ここでは、シャフトおよびスリーブのそれぞれの対向面のうち少なくとも一方の面に形成されたラジアル軸受部を1つ設けている。
これにより、いわゆるシングル軸受等のような薄型の装置を構成しつつ、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。
第13の発明に係るスピンドルモータは、第1から第12の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置を備えている。
第14の発明に係る記録再生装置は、第13の発明に係るスピンドルモータを備えている。
Here, one radial bearing portion formed on at least one of the opposing surfaces of the shaft and the sleeve is provided.
Thereby, a highly reliable hydrodynamic bearing device can be obtained while constituting a thin device such as a so-called single bearing.
A spindle motor according to a thirteenth aspect includes the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to twelfth aspects.
A recording / reproducing apparatus according to a fourteenth aspect includes the spindle motor according to the thirteenth aspect.
第1の発明に係る流体軸受装置によれば、性能や信頼性の低下を防止しつつ、流体軸受装置を薄型化することができる。
第2の発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
第3の発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が、換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
第4の発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が、換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
第5の発明に係る流体軸受装置によれば、シャフトとスリーブとの間の隙間の充填された潤滑流体が、換気口側へ移動して換気口から潤滑流体が飛散したり、漏れ出したりすることを抑制することができる。
第6の発明に係る流体軸受装置によれば、凹部上方に形成されたシールキャップの換気口からの潤滑流体の飛散や漏れ出しをさらに効果的に抑制することができる。
According to the hydrodynamic bearing device according to the first aspect of the invention, the hydrodynamic bearing device can be thinned while preventing deterioration in performance and reliability.
According to the hydrodynamic bearing device according to the second aspect of the invention, the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve moves to the ventilation port side, and the lubricating fluid scatters or leaks from the ventilation port. Can be suppressed.
According to the hydrodynamic bearing device of the third aspect of the invention, the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve moves to the ventilation port side, and the lubricating fluid scatters or leaks from the ventilation port. This can be suppressed.
According to the hydrodynamic bearing device of the fourth aspect of the invention, the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve moves to the ventilation port side, and the lubricating fluid scatters or leaks from the ventilation port. This can be suppressed.
According to the hydrodynamic bearing device according to the fifth aspect of the invention, the lubricating fluid filled in the gap between the shaft and the sleeve moves to the ventilation port side, and the lubricating fluid scatters or leaks out from the ventilation port. This can be suppressed.
According to the hydrodynamic bearing device according to the sixth aspect of the present invention, the scattering and leakage of the lubricating fluid from the vent of the seal cap formed above the recess can be further effectively suppressed.
第7の発明に係る流体軸受装置によれば、潤滑流体の換気口からの飛散や漏れ出し等の発生をさらに効果的に抑制することができる。
第8の発明に係る流体軸受装置によれば、インナースリーブおよびアウタースリーブの少なくとも一方に対して切り欠き部等を形成することで、これらを組み合わせた際に所望の凹部を容易に形成することができる。
第9の発明に係る流体軸受装置によれば、流体軸受装置としての性能低下を招くことを防止することができる。
第10の発明に係る流体軸受装置によれば、換気口の直下に存在する潤滑流体に囲まれた空気が、流体軸受装置内における回転に伴って遠心力等によって径方向外側へ移動してしまうことを抑制することができる。
第11の発明に係る流体軸受装置によれば、潤滑流体に含まれる気泡を、換気口から効果的に排出することができる。
第12の発明に係る流体軸受装置によれば、薄型の装置を構成しつつ、信頼性の高い流体軸受装置を得ることができる。
第13の発明に係るスピンドルモータによれば、性能や信頼性の低下を防止しつつ、スピンドルモータを薄型化することができる。
According to the hydrodynamic bearing device pertaining to the seventh aspect of the invention, it is possible to more effectively suppress the occurrence of scattering, leakage, etc. of the lubricating fluid from the ventilation port.
According to the hydrodynamic bearing device according to the eighth aspect of the invention, by forming a notch or the like in at least one of the inner sleeve and the outer sleeve, a desired recess can be easily formed when these are combined. it can.
According to the fluid dynamic bearing device of the ninth invention, it is possible to prevent the performance of the fluid dynamic bearing device from being deteriorated.
According to the hydrodynamic bearing device according to the tenth aspect of the invention, the air surrounded by the lubricating fluid existing directly under the ventilation port moves radially outward due to centrifugal force or the like with rotation in the hydrodynamic bearing device. This can be suppressed.
According to the hydrodynamic bearing device pertaining to the eleventh aspect of the invention, the bubbles contained in the lubricating fluid can be effectively discharged from the ventilation port.
With the hydrodynamic bearing device according to the twelfth aspect of the invention, a highly reliable hydrodynamic bearing device can be obtained while constituting a thin device.
According to the spindle motor of the thirteenth aspect, the spindle motor can be reduced in thickness while preventing the performance and reliability from being lowered.
第14の発明に係る記録再生装置によれば、性能や信頼性の低下を防止しつつ、記録再生装置を薄型化することができる。 According to the recording / reproducing apparatus of the fourteenth aspect, the recording / reproducing apparatus can be thinned while preventing the performance and reliability from being lowered.
本発明の一実施形態に係る流体軸受装置を搭載したスピンドルモータについて、図1〜図6(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において、図1における上下方向を「軸方向」、上方向を「軸方向上側」(軸方向一方側)、下方向を「軸方向下側」(軸方向他方側)と表現するが、これらは実際の流体軸受機構(流体軸受装置)40の取付状態を限定するものではない。
[スピンドルモータ30全体の構成]
本実施形態に係るスピンドルモータ30は、図1に示すように、記録ディスク(記録媒体)11を回転駆動するための装置であって、主として、回転部材31と、静止部材32と、流体軸受機構40とを備えている。
回転部材31は、主に、記録ディスク11が装着されるハブ7と、ロータ磁石9とを有している。
ハブ7は、シャフト2に対する圧入接着や両部材の一体成形によって、シャフト2と一体化される。また、ハブ7は、軸方向下側の外周部に、2枚の記録ディスク11を載置するためのディスク載置部7aを一体成形によって設けている。
ロータ磁石9は、ハブ7の内周側の面に固定されており、後述するステータ10とともに磁気回路を構成する。
A spindle motor equipped with a hydrodynamic bearing device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the following description, the vertical direction in FIG. 1 is expressed as “axial direction”, the upward direction as “axial upper side” (axial one side), and the downward direction as “axial downward” (axial other side). However, these do not limit the mounting state of the actual fluid bearing mechanism (fluid bearing device) 40.
[Configuration of the entire spindle motor 30]
As shown in FIG. 1, the
The rotating
The
The
2枚の記録ディスク11は、ハブ7の外周側において環状のスペーサ12を介して嵌め込まれており、ディスク載置部7aの上に載置される。さらに、記録ディスク11は、シャフト2の軸方向上側にネジ14によって固定されたクランパ13によって軸方向下側に押え付けられており、クランパ13とディスク載置部7aとの間に狭持されている。
静止部材32は、図1に示すように、主に、ベース8と、ベース8に固定されたステータ10とから構成されている。
ベース8は、図示しない記録ディスク駆動装置のハウジングに対して固定されており、スピンドルモータ30の土台部分を構成する。
ステータ10は、後述するスピンドルモータ30を配置するためにベース8のほぼ中央部分に形成された開口部の外周側であって、ハブ7の内周側の面に取り付けられたロータ磁石9に対向する位置に配置されている。
流体軸受機構40は、ベース8のほぼ中央部分に形成された開口部に固定されており、静止部材32に対して回転部材31を回転可能な状態で支持する。なお、この流体軸受機構40については、後段にて詳述する。
[流体軸受機構40の構成]
流体軸受機構40は、図2に示すように、主として、スリーブ1と、シャフト2と、フランジ3と、スラスト板4と、シールキャップ5と、潤滑流体としてのオイル(潤滑流体)6とを含むように構成されている。なお、このうちスリーブ1、スラスト板4およびシールキャップ5が静止側の部材を構成し、シャフト2およびフランジ3が回転側の部材を構成する。
The two
As shown in FIG. 1, the
The
The
The
[Configuration of Fluid Bearing Mechanism 40]
As shown in FIG. 2, the
(スリーブ1)
スリーブ1は、例えば、純鉄、ステンレス鋼、銅合金および焼結金属等によって形成される軸方向に延びる略円筒状の部材であって、ベース8に対して接着等によって固定されている。また、スリーブ1には、軸方向下側の端部に略円形の開口部が形成されており、この開口部を塞ぐようにスラスト板4が固定されている。そして、このスリーブ1およびスラスト板4によって、軸受穴1aが形成される。
また、スリーブ1は、軸方向下側の端部に、環状の凹部1cを有しており、後述するフランジ3の外周部が、この凹部1cとスラスト板4との間の空間に収容される。
さらに、スリーブ1は、後述するシールキャップ5に形成された換気口5bに対向する位置に凹部1dを有している。そして、この凹部1dと後述する連通孔Gとは、平面視においてシャフト2の回転軸を中止として対称な位置に配置されている(図5(a)および図5(b)参照)。
なお、このスリーブ1とシールキャップ5との間に形成される隙間における毛管圧力の大きさ等の関係については、後段にて詳述する。
さらに、スリーブ1には、連通孔Gが形成されている。具体的には、連通孔Gは、図1および図2に示すように、軸方向に沿って延びる貫通穴であって、スリーブ1の上面と下面とを連通している。そして、連通孔Gは、フランジ3に形成されたスラスト動圧発生溝3bを含むスラストサブ軸受部に対向する位置に連通するように形成されている。これにより、スピンドルモータ30の径方向における寸法を抑えることで、スピンドルモータの小型・薄型化に対応することができる。
(Sleeve 1)
The
Further, the
Furthermore, the
The relationship such as the magnitude of capillary pressure in the gap formed between the
Further, a communication hole G is formed in the
なお、連通孔Gは、円周方向において複数設けられていてもよい。
(シャフト2)
シャフト2は、軸方向に延びる円柱状の部材であって、ハブ7を静止部材32に対して回転可能な状態で支持している。具体的には、シャフト2は、スリーブ1とスラスト板4とによって形成された軸受穴1aの内周側に対して隙間を介して相対回転可能な状態で配置されている。そして、シャフト2には、軸方向上側の端部にハブ7が固定されている。
また、シャフト2は、その外周面に複数のラジアル動圧発生溝2bを有している。このため、スリーブ1およびシャフト2の間には、このラジアル動圧発生溝2bを含むラジアル軸受部21が形成される。ラジアル動圧発生溝2bは、例えば、軸方向において上下に非対称なヘリングボーン形状を有している。そして、回転部材31を含むシャフト2は、ラジアル軸受部21において発生する支持圧によって、軸方向に略垂直な方向において支持される。
なお、シャフト2は、例えば、ステンレス鋼などにより構成されている。また、シャフト2の外周面に形成されたラジアル動圧発生溝2bは、スリーブ1の内周面側に形成されていてもよい。
A plurality of communication holes G may be provided in the circumferential direction.
(Shaft 2)
The
The
The
(フランジ3)
フランジ3は、円板状の部材であって、シャフト2の軸方向下側の端部に固定されている。そして、フランジ3は、軸方向上側および軸方向下側の面に、複数のスラスト動圧発生溝3a,3bを有している。このため、フランジ3、スリーブ1およびスラスト板4の間には、スラスト動圧発生溝3a,3bを含むスラスト軸受部22が形成される。
なお、スラスト動圧発生溝3a,3bは、例えば、スパイラル形状を有している。
そして、シャフト2および回転部材31は、スラスト軸受部22において発生する支持圧によって軸方向において支持される。
なお、シャフト2とフランジ3とは一体成形されていてもよいし、スラスト動圧発生溝3a,3bは、ヘリングボーン形状であってもよい。
(スラスト板4)
スラスト板4は、上述したように、スリーブ1の軸方向下側に形成された環状の凹部1cの内周側に取り付けられている。そして、スラスト板4は、シャフト2の軸方向下側に取り付けられたフランジ3の軸方向下側の面との間においてスラスト軸受部22を形成する。
(Flange 3)
The
The thrust dynamic
The
The
(Thrust plate 4)
As described above, the
(シールキャップ5)
シールキャップ5は、スリーブ1の軸方向上側の端部に固定される環状の部材であって、固定部5aと、換気口5bと、を有している。
固定部5aは、スリーブ1に固定される円筒状の部材であって、スリーブ1の軸方向上側における外周側の端部に形成された円環状の段差部分に嵌め込まれるようにして取り付けられる。
換気口5bは、シールキャップ5の軸方向に交差する面を上下方向に貫通する穴であって、シールキャップ5におけるスリーブ1の軸方向上端面に形成された凹部1dに対向する位置に形成されている。
また、シールキャップ5とスリーブ1との間には、環状のオイル溜まり部Hが形成されており、オイル溜まり部Hの内周部は、ラジアル軸受部21と連通している。
(オイル6)
オイル6は、ラジアル軸受部21およびスラスト軸受部22を含むスリーブ1、シャフト2、フランジ3およびスラスト板4の間に形成される隙間や、スリーブ1に形成された連通孔G、スリーブ1の軸方向上端面とシールキャップ5との間に形成されるオイル溜まり部H等に充填されている。
(Seal cap 5)
The
The fixing
The
An annular oil reservoir H is formed between the
(Oil 6)
The
また、オイル6は、ラジアル軸受部21に形成されたラジアル動圧発生溝2bが軸方向において非対称性を有していることから、軸方向下側方向に向かう循環力によって軸受内を循環する。
なお、オイル6としては、例えば、低粘度なエステルオイル等を用いることができる。
また、オイル6には、図1および図2に示すように、気泡(空気)15が含まれているが、この気泡15はオイル6を循環させている間にオイル溜まり部Hへ移動し、上述したシールキャップ5に形成された換気口5bから外部へと排出される。
[スピンドルモータ30の動作]
ここで、スピンドルモータ30の動作について説明する。
スピンドルモータ30では、ステータ10に通電されると回転磁界が発生し、ロータ磁石9に回転力が付与される。これにより、回転部材31を、シャフト2を回転中心としてシャフト2とともに回転させることができる。
シャフト2が回転すると、各動圧発生溝2b,3a,3b部分において半径方向および軸方向の支持圧が発生する。これにより、シャフト2がスリーブ1に対して非接触状態で支持される。すなわち、静止部材32に対して回転部材31が非接触状態で回転可能となり、これにより記録ディスク11の高精度な高速回転が実現される。
Further, since the radial dynamic
As the
1 and 2, the
[Operation of spindle motor 30]
Here, the operation of the
In the
When the
<換気口5b周辺の構成>
換気口5bは、図3に示すように、シールキャップ5におけるスリーブ1の上端面に形成された凹部1dの直上に配置されている。
凹部1dは、換気口5bに対向するスリーブ1の上端面に形成された深さが約0.4〜0.5mmの有底穴である。また、凹部1dは、図4等に示すように、軸方向上側に向かって開口面積が大きくなるようにテーパ状になっている。これにより、オイル6が凹部1dの近傍まで移動してきた場合でも、オイル6が凹部1d内に入り込みにくくすることができる。
なお、スピンドルモータ30の製造工程における初期段階では、換気口5b、凹部1dを含むオイル溜まり部Hの近傍にオイル6が存在しないように、図5(a)に示すようにオイル6を軸受部分に注油した後で除去されることが好ましい。
オイル6の除去は、通常、シャフト1とシールキャップ5との間の円環状の隙間から拭き取りや吸引等によって行われる。しかしながら、この方法では有底穴である凹部1dの底にオイル6が残ってしまうおそれがあるため、完全に除去するためには換気口5bからオイル6の吸引を行って、図5(b)に示すように、凹部1d近傍からオイル6を除去することがより好ましい。
<Configuration around the
As shown in FIG. 3, the
The
In the initial stage of the manufacturing process of the
The
<スピンドルモータ30内における毛管圧力の大小関係>
本実施形態では、以上のような構成を有するスピンドルモータ30における、各部材間に形成される隙間A〜E(図3参照)における毛管圧力の大きさについてシミュレーションを行った結果、図6(b)に示すような結果となった。
なお、図3に示すように、隙間A(第5空間)は、シャフト2の外周面とスリーブ1の内周面との間の隙間、隙間B(第4空間)は、シールキャップ5の最内周側の部分とスリーブ1の上端面との間の隙間、隙間C(第3空間)は、シャフト2の外周面とこれに対向するシールキャップ5の最内周側の面との間の隙間、隙間D(第1空間)は、シールキャップ5における換気口5bが形成された面とスリーブ1の上端面に形成された凹部1dの底面との間の隙間、隙間E(第2空間)は、シールキャップ5の略水平面における換気口5bが形成されていない面とスリーブ1の上端面との間の隙間、をそれぞれ意味している。
オイル6は、スピンドルモータ30内において、図2の矢印で示す方向に循環するとともに、オイル6は毛管圧力の大きい方に移動しようとすることから、オイル6の軸受外部への飛散や漏れ出しを防止するためには、各隙間部分における毛管圧力が以下のような関係を満たす必要がある。
<Relationship between capillary pressures in the
In the present embodiment, as a result of performing a simulation on the magnitude of the capillary pressure in the gaps A to E (see FIG. 3) formed between the members in the
As shown in FIG. 3, the gap A (fifth space) is the gap between the outer peripheral surface of the
The
すなわち、ラジアル軸受部21を構成する隙間Aにおける毛管圧力が最大であって、外気と接している隙間Cにおける毛管圧力は、オイル溜まり部Hからの出口に相当する隙間Bの毛管圧力よりも小さい、あるいは同等にしておく必要がある。また、隙間E、つまりオイル溜まり部Hにおける毛管圧力は、隙間Bにおける毛管圧力よりも小さくする必要がある。そして、スリーブ1の上端面に形成された凹部1dとシールキャップ5の換気口5b部分との間の隙間Dにおける毛管圧力は、換気口5bからのオイル6の漏れ出し等を防止するために、最小としておくのがよい。
以上の関係を、式として示すと以下のようになる。
A>(BおよびC)>E>D ・・・・・ 式1
E>D ・・・・・ 式2
なお、上記各隙間A〜Eにおける毛管圧力は、以下の関係式によって算出(定義)することができる。
(1)隙間Eにおけるオイル6の表面張力による毛管圧力
気液境界面の表面張力による毛管圧力Fe:Fe=2×π×De×γ×cosθ
気液境界面の毛管圧力による圧力Pe:Pe=Fe/Ae
面積Ae:Ae=π×De×he
De:オイル溜りの中で隙間Deを有する部分の外径
γ :表面張力
θ :潤滑流体の接触角
Ae:気液境界面の開口部面積
(2)隙間Dにおけるオイル6の表面張力による毛管圧力
気液境界面の表面張力による毛管圧力Fd:Fd=2×π×Dd×γ×cosθ
気液境界面の毛管圧力による圧力Pd:Pd=Fd/Ad
面積Ad:Ad=π×Dd×D
Dd:凹部内径
γ :表面張力
θ :潤滑流体の接触角
Ad:気液境界面の面積
(3)計算例
通常使用されるオイル(潤滑流体)において、
表面張力γ=30.6dyne/cm、接触角θ=13degとすると、スリーブ凹部内径=φ0.7mm、スリーブ凹部深さ=0.4mmのとき、
Pe=561Pa
Pd=140Pa
となり、換気口5dにつながる隙間Dにおける毛管圧力は、隙間E(オイル溜まり部H)における毛管圧力と比較して、十分に小さいことが分かる。
That is, the capillary pressure in the gap A constituting the
The above relationship can be expressed as an expression as follows.
A> (B and C)>E>
E> D ...
The capillary pressure in each of the gaps A to E can be calculated (defined) by the following relational expression.
(1) Capillary pressure due to the surface tension of the
Pressure Pe due to capillary pressure at gas-liquid interface: Pe = Fe / Ae
Area Ae: Ae = π × De × he
De: outer diameter of the portion having the gap De in the oil reservoir γ: surface tension θ: contact angle of the lubricating fluid Ae: opening area of the gas-liquid boundary surface (2) Capillary pressure due to the surface tension of the
Pressure Pd due to capillary pressure at gas-liquid boundary surface: Pd = Fd / Ad
Area Ad: Ad = π × Dd × D
Dd: inner diameter of concave portion γ: surface tension θ: contact angle of lubricating fluid Ad: area of gas-liquid interface (3) Calculation example
When the surface tension γ = 30.6 dyne / cm and the contact angle θ = 13 deg, when the sleeve recess inner diameter = φ0.7 mm and the sleeve recess depth = 0.4 mm,
Pe = 561Pa
Pd = 140 Pa
Thus, it can be seen that the capillary pressure in the gap D connected to the ventilation port 5d is sufficiently smaller than the capillary pressure in the gap E (oil reservoir H).
本実施形態のスピンドルモータ30では、以上のことから、各隙間A〜Eにおける毛管圧力の大きさが、図6(b)に示すような大小関係を満たすように構成されていることで、シャフト2の外周面とシールキャップ5の内周面との間の隙間Cや、シールキャップ5の換気口5b等からオイル6が飛散したりすることを効果的に抑制することができる。
特に、シールキャップ5に形成された換気口5bについては、オイル6の飛散や漏れ出し等が発生し易い構成となっていることから、隙間Dと隙間Eとにおける毛管圧力の大小関係が、上記式(2)の関係を満たしているがより好ましい、
[参考例]
流体軸受装置において、上述した各隙間における毛管圧力の大小関係を確保しつつ小型・薄型化を実現するためには、従来のように、シールキャップ5側に十分な大きさの隙間(凹部)を構成することは困難である。
ここで、シールキャップ側およびスリーブ上端面側の双方について、凹部が形成されていない構成を有する流体軸受装置の毛管圧力シミュレーション結果を、図6(a)に示す。
ここでは、隙間Dにおける毛管圧力が、隙間E(オイル溜まり部)における毛管圧力と同等になっている。
In the
In particular, the
[Reference example]
In the hydrodynamic bearing device, in order to achieve a reduction in size and thickness while ensuring the magnitude relationship of the capillary pressure in each gap described above, a sufficiently large gap (recess) is provided on the
Here, FIG. 6A shows the capillary pressure simulation result of the hydrodynamic bearing device having a configuration in which no recess is formed on both the seal cap side and the sleeve upper end surface side.
Here, the capillary pressure in the gap D is equal to the capillary pressure in the gap E (oil reservoir).
これにより、シールキャップにおける換気口が形成されている部分における隙間Dから換気口が形成されていない隙間の方へオイルを移動させる力が弱くなるため、オイル溜まり部にあるオイルは容易に換気口から軸受外部へと漏れ出し易くなってしまう。
図6(b)は、スリーブ1側に凹部1dを追加した構成、つまり本発明の一実施形態に係る構成における毛管圧力のシミュレーションである。
これによれば、隙間Fにおける毛管圧力は最小になっており、隙間E(オイル溜まり部H)に存在するオイル6は、換気口5bから外部へ漏れ出し難くなっていることが分かる。
[流体軸受装置40の特徴]
(1)
本実施形態の流体軸受装置40では、図3等に示すように、スリーブ1の中央部分に形成された軸受穴1a内に配置されたシャフト2を回転軸として回転する流体軸受装置40において、スリーブ1の軸方向上端面を覆う円環状のシールキャップ5の一部に換気口5bが設けられているとともに、スリーブ1におけるその換気口5bに対向する位置には有底穴である凹部1dが形成されている。そして、スリーブ1とシールキャップ5との間の隙間Eにおける毛管圧力は、スリーブ1における凹部1dが形成された位置とシールキャップ5における換気口5bが形成された位置との間の隙間Dにおける毛管圧力よりも大きい。
This weakens the force to move the oil from the gap D in the portion of the seal cap where the ventilation port is formed to the gap where the ventilation port is not formed, so that the oil in the oil reservoir is easily removed from the ventilation port. It will be easy to leak out from the bearing outside.
FIG. 6B is a simulation of capillary pressure in a configuration in which a
According to this, the capillary pressure in the gap F is minimized, and it can be seen that the
[Features of hydrodynamic bearing device 40]
(1)
In the
これにより、シールキャップ5に通じる換気口5bの直下の隙間Dの大きさを、それ以外の部分におけるシールキャップ5とスリーブ1との間の隙間Eの大きさよりも大きく確保することができる。つまり、換気口5bに通じる部分について、毛管圧力が小さい空間を形成することができる。このため、換気口5bに通じる隙間Dにおける毛管圧力を従来よりも小さくして、換気口5bからのオイル6の飛散や漏れ出しの発生を抑制することができる。
この結果、例えば、流体軸受装置40が搭載されるHDDモータ等のディスク再生装置が小型・薄型化した場合でも、毛管圧力を小さくするために必要な凹部1dをスリーブ1側に形成することで、流体軸受装置40としての性能を低下させることなく、換気口5bからのオイル6の飛散や漏れ出し等の発生を効果的に抑制することができる。
さらに、換気口5bに略対向するスリーブ1の面に凹部1dを設けているため、高温環境下に置かれた際の熱膨張によって、オイル6が換気口5bの直下まで移動した場合でも、そのオイル6は凹部1dに吸収される。このため、換気口5bからのオイル6の漏れ出しの発生を抑制することができる。
(2)
本実施形態の流体軸受装置40では、図3に示すシャフト2の外周面とシールキャップ5の内周面との間の隙間Cにおける毛管圧力は、図6(b)に示すように、上記隙間Dおよび隙間Eにおける毛管圧力よりも大きい。
Thereby, the magnitude | size of the clearance gap D directly under the
As a result, for example, even when a disk reproducing device such as an HDD motor on which the
Further, since the
(2)
In the
すなわち、隙間C,D,Eにおける毛管圧力については、隙間C>隙間E>隙間Dという大小関係になるように構成されている。
これにより、毛管圧力によって、シャフト2とシールキャップ5との間の隙間C側にオイル6を引き付けることができるため、シールキャップ5に形成された換気口5bからオイル6が飛散したり漏れ出したりすることを抑制することができる。
(3)
本実施形態の流体軸受装置40では、図3に示すスリーブ1の軸方向上端面とシールキャップ5の内周側の部分との間の隙間Bにおける毛管圧力は、図6(b)に示すように、上記隙間Dおよび隙間Eにおける毛管圧力よりも大きい。
すなわち、隙間B,C,D,Eにおける毛管圧力については、(隙間Cおよび隙間B)>隙間E>隙間Dという大小関係になるように構成されている。
これにより、毛管圧力によって、スリーブ1とシールキャップ5との間の隙間B側にオイル6を引き付けることができるため、シールキャップ5に形成された換気口5bからオイル6が飛散したり漏れ出したりすることを防止することができる。
さらに、隙間Bにおける毛管圧力が、隙間Cにおける毛管圧力よりも大きくなるように構成することで、シャフト2とシールキャップ5の内周側の面との間の隙間Cからのオイル6の飛散や漏れ出し等の発生を効果的に抑制することができる。
That is, the capillary pressures in the gaps C, D, and E are configured to have a magnitude relationship of gap C> gap E> gap D.
As a result, the
(3)
In the
That is, the capillary pressures in the gaps B, C, D, and E are configured to have a magnitude relationship of (gap C and gap B)> gap E> gap D.
Accordingly, the
Further, by configuring the capillary pressure in the gap B to be larger than the capillary pressure in the gap C, the
(4)
本実施形態の流体軸受装置40では、図3に示すシャフト1の外周面とスリーブ1の内周面との間の隙間Aにおける毛管圧力は、図6(b)に示すように、上記隙間Dおよび隙間Eにおける毛管圧力よりも大きい。
すなわち、隙間A,B,C,D,Eにおける毛管圧力については、隙間A>(隙間Bおよび隙間C)>隙間E>隙間Dという大小関係になるように構成されている。
これにより、毛管圧力によって、ラジアル軸受部21を構成する隙間A側にオイル6を引き付けることができるため、シールキャップ5に形成された換気口5bからオイル6が飛散したり漏れ出したりすることを防止することができる。
さらに、隙間Aにおける毛管圧力が、隙間Bや隙間Cにおける毛管圧力よりも大きくなるように構成することで、シャフト2とシールキャップ5の内周側の面との間の隙間Cからのオイル6の飛散や漏れ出し等の発生を効果的に抑制することができる。
(5)
本実施形態の流体軸受装置40では、図3等に示すように、スリーブ1側に形成された凹部1dは、その外周部分が底部分からシールキャップ5側に向かって開口の面積が大きくなるようにテーパ状となっている。
(4)
In the
That is, the capillary pressures in the gaps A, B, C, D, and E are configured to have a magnitude relationship of gap A> (gap B and gap C)> gap E> gap D.
Thereby, since the
Further, by configuring the capillary pressure in the gap A to be larger than the capillary pressure in the gap B or the gap C, the
(5)
In the
これにより、流体軸受装置40に対する衝撃や熱膨張等によってスリーブ1の上面の凹部1d付近に移動してきたオイル6が、スリーブ1の上面とテーパ面との境界部分における角度とそこでのオイル6の表面張力との関係によって凹部1d内へ移動することを抑制することができる。この結果、凹部1dの直上に形成された換気口5bからのオイル6の飛散や漏れ出し等の発生を効果的に抑制することができる。
(6)
本実施形態の流体軸受装置40では、図5(a)等に示すように、上記シールキャップ5に形成された換気口5bとそれに対向するスリーブ1の面に形成された凹部1dとが、オイル6の循環経路としてスリーブ1に形成された連通孔Gに対して平面視において対向する位置に形成されている。
これにより、スリーブ1の軸方向上下面においてオイル6を循環させるための連通孔Gからみて最も遠い位置に凹部1dが形成されることになるため、凹部1dの直上にある換気口5bからのオイル6の飛散や漏れ出し等の発生を効果的に抑制することができる。
(7)
本実施形態の流体軸受装置40では、図2等に示すように、シャフト1の外周面に形成されたラジアル動圧発生溝2bが、軸方向(上下方向)において非対称になるように形成されている。
As a result, the
(6)
In the
As a result, the
(7)
In the
これにより、ラジアル軸受部21において、軸方向におけるオイル6の循環力を発生させることができる。この結果、薄型の流体軸受装置40であっても、オイル6を効率よく循環させて、オイルの劣化や漏れ出し等に起因する性能低下を防止することができる。
(8)
本実施形態の流体軸受装置40では、図2等に示すように、シャフト2の外周面に1つのラジアル軸受部21を設けている。換言すれば、ラジアル軸受部21を、いわゆるシングル軸受としている。
これにより、シャフト2の外周面に形成されるラジアル軸受部21の長さが短くて済むため、流体軸受装置40を薄型化することができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態では、換気口5bに通じる部分に毛管圧力が小さい空間を形成するために、換気口5bに対向するスリーブ1側における面にのみ凹部1dを形成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
Thereby, in the
(8)
In the
Thereby, since the length of the
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
(A)
In the embodiment described above, an example in which the
例えば、図7に示すように、スリーブ1側の凹部1dに加えて、シールキャップ55側における換気口55bのスリーブ1と対向する面側にも、凹部55dを形成した流体軸受装置90であってもよい。
この場合でも、換気口5bに通じる隙間の大きさを他の隙間(図3に示す隙間B〜隙間E)よりも大きく確保することができるため、上記と同様に、オイル6の飛散や漏れ出し等の発生を抑制することができる。
また、スリーブ1側に凹部1dを形成した分、シールキャップ55側の凹部55dの大きさを小さくすることができるため、流体軸受装置90を薄型化することができる。
(B)
上記実施形態では、スリーブ1との間にオイル溜まり部Hを形成するシールキャップ5の裏面側の形状が、互いに略直角な面によって形成されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図8に示すように、シールキャップ65におけるシャフト2に近い側の部分が、径方向外側に向かってオイル溜まり部Hを形成する隙間が大きくなるようにテーパ部65eが形成された流体軸受装置91であってもよい。
For example, as shown in FIG. 7, in addition to the
Even in this case, since the size of the gap leading to the
Further, since the size of the
(B)
In the embodiment described above, an example in which the shape of the back surface side of the
For example, as shown in FIG. 8, the hydrodynamic bearing in which the portion near the
この場合には、換気口65bにつながる空間における毛管圧力を、他の空間よりも小さくすることができるため、上記と同様に、オイル6の飛散や漏れ出し等の発生を抑制することができる。さらに、シールキャップ65のスリーブ61a,61b側の面をテーパ状とすることで、換気口65bの直下に存在する空気の固まりが回転によって移動することを防止することができる。
(C)
上記実施形態では、スリーブ1を単体のブロックによって構成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図8に示すように、インナースリーブ61bとアウタースリーブ61aとを組み合わせて、1つのスリーブを構成するようにした流体軸受装置91であってもよい。
この場合には、インナースリーブ61bとアウタースリーブ61aとを組み合わせた際に、シールキャップ65の換気口65bに対向する上端面側に凹部61dが形成されるようにすることがより好ましい。これにより、スリーブ61a,61bを形成後に、加工等によって凹部61dを形成する必要がなくなるため、スリーブ61a,61bの製造コストを削減しつつ、上記毛管圧力の大小関係を確保するために必要な凹部61dを容易に形成することができる。また、インナースリーブ61bとアウタースリーブ61aとが互いに隣接する側(図8に示す例では、インナースリーブ61b側)に切り欠きを形成することで、両部材を合わせた際に凹部を形成することができるため、穴を形成する場合と比較して加工する際の作業性が向上する。
In this case, since the capillary pressure in the space connected to the
(C)
In the said embodiment, the
For example, as shown in FIG. 8, a
In this case, when the
(D)
上記実施形態では、スリーブ1の軸方向上端面における径方向中央付近に凹部1dを形成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図9(a)および図9(b)に示すように、スリーブ71における径方向外端部分に切り欠き72aを形成し、これを凹部として用いてもよい。
(E)
上記実施形態では、フラットなシャフト2の外周面に1つのラジアル軸受部21を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図10に示すように、スリーブ81の外周面における軸方向略中央部分に、溝(溝部)81aを形成し、この溝81aの軸方向上下部分にそれぞれラジアル軸受部が形成された流体軸受装置92であってもよい。この場合には、図10に示すように、溝81aに相当する隙間A1における毛管圧力が隙間Aよりも小さくなるが、他の隙間よりも毛管圧力が大きくなるように設計することで、溝81aが上下のラジアル動圧発生溝にとって分離溝として機能し、シャフトとスリーブとの間の隙間に形成された上下それぞれのラジアル軸受が、潤滑流体を介して互いに干渉せず、それらの機能を果たすことができるという、上記と同様の効果を得ることができる。
(D)
In the embodiment described above, an example in which the
For example, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), a
(E)
In the said embodiment, the example which provided the one
For example, as shown in FIG. 10, a hydrodynamic bearing in which a groove (groove portion) 81 a is formed in a substantially central portion in the axial direction on the outer peripheral surface of the
(F)
上記実施形態においては、スリーブ1とシールキャップ5との間に形成されるオイル溜まり部Hの形状が、円環状である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図10および図11に示すように、凹部83dを形成する円環状部分の深さhが、周方向において変化するようなスリーブ83であってもよい。
(G)
上記実施形態では、スリーブ1側に形成された凹部1dの形状が、平面視において略円形である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、平面視における凹部の形状が、略四角形等の多角形の形状であってもよい。
(H)
上記実施形態においては、フランジ3付きのシャフト2を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、フランジレスシャフトを用いた流体軸受装置に対しても本発明を同様に適用することができる。
(F)
In the above-described embodiment, an example in which the shape of the oil reservoir H formed between the
For example, as shown in FIGS. 10 and 11, the
(G)
In the embodiment described above, an example in which the shape of the
For example, the shape of the concave portion in plan view may be a polygonal shape such as a substantially square shape.
(H)
In the said embodiment, the example using the
For example, the present invention can be similarly applied to a hydrodynamic bearing device using a flangeless shaft.
(I)
上記実施形態においては、潤滑流体として、オイル6を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、オイルの替わりに、高流動性グリスやイオン性液体を用いることもできる。
(J)
上記実施形態においては、スリーブ1に対して連通孔Gが一つだけ形成された構成を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、スリーブに対して複数の連通路が形成された流体軸受装置であってもよい。
(K)
上記実施形態においては、循環力を発生させるために、ラジアル軸受部21を構成するラジアル動圧発生溝2bを軸方向において非対称に形成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ラジアル軸受の下軸受または両方を非対称に形成してもよいし、ラジアル軸受を上下どちらか一つのシングル軸受にしてもよい。
また、循環力はラジアル軸受において発生させるのではなく、スラスト軸受において発生させてもよい。
(I)
In the said embodiment, the
For example, high fluidity grease or ionic liquid can be used instead of oil.
(J)
In the above embodiment, the configuration in which only one communication hole G is formed in the
For example, a hydrodynamic bearing device in which a plurality of communication paths are formed with respect to the sleeve may be used.
(K)
In the said embodiment, in order to generate | occur | produce a circulating force, the radial dynamic-pressure generation | occurrence | production groove |
For example, the lower bearing or both of the radial bearings may be formed asymmetrically, or the radial bearing may be one of the upper and lower single bearings.
Further, the circulation force may be generated not in the radial bearing but in the thrust bearing.
(L)
上記実施形態では、スリーブ1の上端面に形成された凹部1dがシールキャップ5に形成された換気口5bと対向する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、換気口の一部と凹部の一部とが平面視において重複するような構成であってもよい。
(M)
上記実施形態では、シールキャップ5に形成された換気口5bの形状が平面視において略円形である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、四角形等のような多角形の形状であってもよい。
ただし、換気口の加工性の観点からは、上記実施形態のように略円形なることが多い。
(N)
上記実施形態では、本発明をスピンドルモータ30およびこれを備えたスピンドルモータ1に対して適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(L)
In the embodiment described above, an example in which the
For example, the structure which a part of ventilation opening and a part of recessed part overlap in planar view may be sufficient.
(M)
In the said embodiment, the shape of the
For example, it may be a polygonal shape such as a quadrangle.
However, from the viewpoint of workability of the ventilation port, it is often substantially circular as in the above embodiment.
(N)
In the above embodiment, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to the
例えば、図12に示すように、上記構成を有する流体軸受機構40、スピンドルモータ30を搭載しており、記録ヘッド95aによって記録ディスク11に記録された情報を再生したり、記録ディスク11に対して情報を記録したりする記録再生装置95に対して本発明を適用することもできる。
これにより、性能や品質を低下させることなく、小型・薄型化に対応可能な記録再生装置を得ることができる。
(O)
上記実施形態においては、オイル6を循環させる方式を採用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、隙間Dにおける毛管圧力と隙間Eにおける毛管圧力との関係においては、オイルを循環させない方式であってもよい。
For example, as shown in FIG. 12, the
Thereby, it is possible to obtain a recording / reproducing apparatus that can cope with a reduction in size and thickness without degrading performance and quality.
(O)
In the said embodiment, the example which employ | adopted the system which circulates the
For example, the relationship between the capillary pressure in the gap D and the capillary pressure in the gap E may be a system that does not circulate oil.
本発明の流体軸受装置は、信頼性の低下を防止しつつ薄型化を図ることができるという効果を奏することから、記録媒体として光記録媒体や光磁気記録媒体、磁気記録媒体等を用いた信頼性の高い車載用や携帯用途に好適なスピンドルモータに搭載される流体軸受装置に対して広く適用可能である。 The hydrodynamic bearing device of the present invention has the effect of being able to reduce the thickness while preventing a decrease in reliability. Therefore, the reliability using an optical recording medium, a magneto-optical recording medium, a magnetic recording medium, or the like as a recording medium. The present invention can be widely applied to a hydrodynamic bearing device mounted on a spindle motor suitable for in-vehicle use and portable use.
1 スリーブ
1a 軸受穴
1d 凹部
2 シャフト
2b ラジアル動圧発生溝
3 フランジ
3a,3b スラスト動圧発生溝
4 スラスト板
5 シールキャップ
5a 固定部
5b 換気口
6 オイル(潤滑流体)
7 ハブ
8 ベース
9 ロータ磁石
10 ステータ
11 記録ディスク
15 気泡(空気)
21 ラジアル軸受部
22 スラスト軸受部
30 流体軸受装置
31 回転部材
32 静止部材
40 流体軸受機構
55 シールキャップ
55b 換気口
55d 凹部
61a アウタースリーブ
61b インナースリーブ
61d 凹部
65 シールキャップ
65b 換気口
65e テーパ部
71 スリーブ
71a 溝
72a 切り欠き(凹部)
81 スリーブ
81a 溝(溝部)
81d 凹部
83 スリーブ
83d 凹部
90 流体軸受装置
91 流体軸受装置
92 流体軸受装置
95 記録再生装置
95a 記録ヘッド
A 隙間(第5空間)
B 隙間(第4空間)
C 隙間(第3空間)
D 隙間(第1空間)
E 隙間(第2空間)
G 連通孔
H オイル溜まり部
h 深さ
DESCRIPTION OF
7
21
81
B gap (4th space)
C Clearance (third space)
D Clearance (first space)
E Clearance (second space)
G Communication hole H Oil reservoir h Depth
Claims (14)
前記軸受穴内に相対回転可能な状態で配置されたシャフトと、
前記スリーブとシャフトとの間に形成される隙間に充填される潤滑流体と、
前記スリーブの軸方向一方側に固定されており、換気口が形成されたシールキャップと、
前記シールキャップにおける前記換気口が形成された部分の前記軸方向他方側の面と、前記スリーブにおける前記軸方向一方側の面との間に形成される第1空間と、
前記シールキャップにおける前記換気口が形成されていない部分の前記軸方向他方側の面と、前記スリーブにおける前記軸方向一方側の面との間に形成される第2空間と、
を備え、
前記スリーブは、前記シールキャップの一部に形成された前記換気口に対向する位置に形成された凹部をさらに有しており、
前記第1空間における毛管圧力は、前記第2空間における毛管圧力よりも小さい、
流体軸受装置。 A sleeve having a bearing hole;
A shaft disposed in a relatively rotatable state in the bearing hole;
A lubricating fluid filled in a gap formed between the sleeve and the shaft;
A seal cap fixed to one side of the sleeve in the axial direction and having a ventilation opening;
A first space formed between the surface on the other axial side of the portion of the seal cap where the ventilation port is formed and the surface on the one axial side of the sleeve;
A second space formed between the surface on the other side in the axial direction of the portion where the ventilation port in the seal cap is not formed and the surface on the one side in the axial direction of the sleeve;
With
The sleeve further includes a recess formed at a position facing the ventilation port formed in a part of the seal cap,
The capillary pressure in the first space is smaller than the capillary pressure in the second space,
Fluid bearing device.
前記第3空間における毛管圧力は、前記第1空間および前記第2空間における毛管圧力よりも大きい、
請求項1に記載の流体軸受装置。 A third space is formed between the side surface of the shaft and the inner peripheral surface of the seal cap,
The capillary pressure in the third space is greater than the capillary pressure in the first space and the second space,
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
前記第4空間における毛管圧力は、前記第1空間および前記第2空間における毛管圧力よりも大きい、
請求項1または2に記載の流体軸受装置。 A fourth space is formed between the sleeve and the innermost peripheral portion of the seal cap,
The capillary pressure in the fourth space is greater than the capillary pressure in the first space and the second space,
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
前記第5空間における毛管圧力は、前記第1空間および前記第2空間における毛管圧力よりも大きい、
請求項1から3のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 A fifth space is formed between the shaft and the sleeve,
The capillary pressure in the fifth space is greater than the capillary pressure in the first space and the second space,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 3.
前記溝部と前記シャフトまたは前記スリーブとの間には、第6空間が形成されており、
前記第6空間における毛管圧力は、前記第1空間および前記第2空間における毛管圧力よりも大きい、
請求項1から4のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 Having a substantially annular groove portion in the vicinity of a substantially central portion of at least one of the side surface of the shaft and the inner peripheral side of the sleeve;
A sixth space is formed between the groove and the shaft or the sleeve,
The capillary pressure in the sixth space is larger than the capillary pressure in the first space and the second space,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The recess formed in the sleeve has a tapered shape that increases toward the seal cap.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The sleeve further includes a communication hole formed along the rotation axis direction of the shaft at a symmetrical position of the recess centered on the rotation axis of the shaft in plan view.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 6.
前記凹部は、前記インナースリーブと前記アウタースリーブとを組み合わせることによって形成される、
請求項1から7のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The sleeve is configured by combining an inner sleeve and an outer sleeve,
The recess is formed by combining the inner sleeve and the outer sleeve.
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
請求項1から8のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 In the accumulation space of the lubricating fluid formed between the seal cap and the sleeve, the size of the gap changes in the circumferential direction around the rotation axis of the shaft.
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
請求項1から9のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The seal cap has a tapered surface on a surface facing the sleeve, in which a gap between the sleeve and the sleeve becomes smaller toward a radially inner side of a circle centering on the rotation axis of the shaft.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 9.
請求項1から10のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 A radial dynamic pressure generating groove formed on at least one of the side surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve is formed to be asymmetric in the rotation axis direction of the shaft.
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
請求項1から11のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 One radial bearing portion is formed between the side surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 11.
スピンドルモータ。 The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 12, comprising:
Spindle motor.
記録再生装置。
A spindle motor according to claim 13 is provided.
Recording / playback device.
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JP2006021730A JP2007205369A (en) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | Fluid bearing device and spindle motor equipped therewith, and record regenerating device |
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Cited By (2)
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CN102223006A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-19 | 日本电产株式会社 | Spindle motor including communicating channel, and disk drive apparatus |
US8353630B2 (en) * | 2007-10-09 | 2013-01-15 | Hgst, Netherlands B.V. | Fluid dynamic bearing with a labyrinth seal |
-
2006
- 2006-01-31 JP JP2006021730A patent/JP2007205369A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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CN102223006A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-19 | 日本电产株式会社 | Spindle motor including communicating channel, and disk drive apparatus |
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