JP2009024844A - Dynamic-pressure bearing device - Google Patents
Dynamic-pressure bearing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009024844A JP2009024844A JP2007191150A JP2007191150A JP2009024844A JP 2009024844 A JP2009024844 A JP 2009024844A JP 2007191150 A JP2007191150 A JP 2007191150A JP 2007191150 A JP2007191150 A JP 2007191150A JP 2009024844 A JP2009024844 A JP 2009024844A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft member
- shaft
- bearing device
- flange portion
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
Abstract
Description
本発明は動圧軸受装置に関する。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device.
動圧軸受装置は、軸受隙間に生じる流体の動圧作用で回転側の部材(例えば、軸部材)を回転自在に支持する軸受装置である。この動圧軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的には、HDD等の磁気ディスク装置やCD−ROM、CD−R/RW、DVD−ROM/RAM等の光ディスク装置に搭載されるスピンドルモータ、レーザビームプリンタ(LBP)に搭載されるポリゴンスキャナモータ、PCに搭載されるファンモータなどのモータ用の軸受装置として好適に使用されている。 The hydrodynamic bearing device is a bearing device that rotatably supports a rotating member (for example, a shaft member) by a hydrodynamic action of fluid generated in a bearing gap. This hydrodynamic bearing device has characteristics such as high-speed rotation, high rotation accuracy, and low noise, and in recent years, taking advantage of the characteristics, the bearing device for motors mounted on various electric devices including information equipment. More specifically, it is mounted on a spindle motor or laser beam printer (LBP) mounted on a magnetic disk device such as an HDD or an optical disk device such as a CD-ROM, CD-R / RW, or DVD-ROM / RAM. It is preferably used as a bearing device for motors such as polygon scanner motors and fan motors mounted on PCs.
この種の動圧軸受装置は、軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部と、スラスト方向に支持するスラスト軸受部とを有する。ラジアル軸受部は、ラジアル軸受隙間を介して対向する二面の何れか一方に動圧溝等の動圧発生部を設けた動圧軸受で構成される一方、スラスト軸受部は、スラスト軸受隙間を介して対向する二面の何れか一方に動圧溝等の動圧発生部を設けた動圧軸受で構成される場合と、軸部材の一端をスラスト受けで接触支持する、いわゆるピボット軸受で構成される場合とがある。 This type of hydrodynamic bearing device has a radial bearing portion that supports the shaft member in the radial direction, and a thrust bearing portion that supports the axial member in the thrust direction. The radial bearing portion is composed of a dynamic pressure bearing in which a dynamic pressure generating portion such as a dynamic pressure groove is provided on one of two surfaces facing each other through a radial bearing gap, while the thrust bearing portion has a thrust bearing gap. And a so-called pivot bearing in which one end of the shaft member is contacted and supported by a thrust receiver. May be.
例えば、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部の双方を動圧軸受で構成した動圧軸受装置は回転精度等に特に優れた特性を示すが、各部材の加工精度や部材同士の組立精度の要求レベルが高い分、総じて高価である。これに対し、ラジアル軸受部を動圧軸受で構成する一方、スラスト軸受部をピボット軸受で構成したものであれば、スラスト軸受部を構成する部材の加工精度等が緩和される分、安価になる。 For example, a hydrodynamic bearing device in which both a radial bearing portion and a thrust bearing portion are composed of hydrodynamic bearings exhibits particularly excellent characteristics in terms of rotational accuracy, but the required level of processing accuracy of each member and assembly accuracy between members is low. The expensive part is generally expensive. On the other hand, if the radial bearing portion is constituted by a dynamic pressure bearing and the thrust bearing portion is constituted by a pivot bearing, the processing accuracy of the members constituting the thrust bearing portion is reduced, so that the cost is reduced. .
ここで、ラジアル軸受部を動圧軸受で、スラスト軸受部をピボット軸受で構成した動圧軸受装置として、例えば、特開2004−263707号公報(特許文献1)に開示されたものが公知である。同文献に開示された動圧軸受装置では、軸部材が、一端を凸球状に形成した軸部と、軸部の外周に嵌着され、軸受スリーブ(文献中「ラジアル軸受け」)と軸方向に係合するフランジ部(文献中「軸抜け止め部材」)とで構成されている。そのため、スラスト軸受部をピボット軸受で構成した場合に特に問題となる、軸受スリーブからの軸部材の抜けが効果的に防止される。
しかしながら、上記のように、一端が凸球状に形成された軸部にリング状のフランジ部を嵌着する構造では、軸部とフランジ部との間の組み付け精度(例えば、同軸度)を確保もしくは維持することが難しくなる。例えば各部の寸法公差によって所望の組み付け精度が確保されていない場合や、他部材との摺動接触によってフランジ部と凸球部との間の組み付け精度が低下する事態が想定される。このように、軸部とフランジ部の組み付け精度が不十分な場合には、軸部材の回転時にアンバランスが生じる等の不具合が生じ、所望の軸受性能が得られなくなるおそれがある。 However, as described above, in the structure in which the ring-shaped flange portion is fitted to the shaft portion whose one end is formed in a convex spherical shape, assembling accuracy (for example, coaxiality) between the shaft portion and the flange portion is ensured or It becomes difficult to maintain. For example, it is assumed that desired assembly accuracy is not ensured due to the dimensional tolerance of each part, or that the assembly accuracy between the flange portion and the convex ball portion is lowered due to sliding contact with other members. As described above, when the assembly accuracy of the shaft portion and the flange portion is insufficient, there is a possibility that problems such as unbalance occur when the shaft member rotates, and the desired bearing performance cannot be obtained.
本発明の課題は、この種の動圧軸受装置において、軸部とフランジ部の間の組み付け精度の低下を回避することにある。 The subject of this invention is avoiding the fall of the assembly | attachment precision between a shaft part and a flange part in this kind of hydrodynamic bearing apparatus.
上記課題を解決するため、本発明では、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、軸部材の外周に配置され、軸部材と相対回転する軸受スリーブと、軸部の外周面と軸受スリーブの内周面との間に形成されたラジアル軸受隙間、およびラジアル軸受隙間に流体の動圧作用を発生させる動圧発生部を有するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト方向で接触支持するスラスト受けと、軸部材のフランジ部と軸方向で係合して、軸部材の抜けを規制する規制部とを有する動圧軸受装置において、軸部材のうち、フランジ部と、スラスト受けに接触する摺動部とを一体に形成したことを特徴とする動圧軸受装置を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a shaft member having a shaft portion and a flange portion, a bearing sleeve that is disposed on the outer periphery of the shaft member and rotates relative to the shaft member, an outer peripheral surface of the shaft portion, and an inner surface of the bearing sleeve are provided. A radial bearing gap formed between the circumferential surface and a radial bearing section having a dynamic pressure generating section for generating a dynamic pressure action of fluid in the radial bearing gap; and a thrust receiver for contacting and supporting the shaft member in the thrust direction; In a hydrodynamic bearing device having a restriction portion that engages with a flange portion of a shaft member in an axial direction and restricts removal of the shaft member, of the shaft member, a flange portion and a sliding portion that contacts the thrust receiver, A hydrodynamic bearing device characterized in that is integrally formed.
上記のように、摺動部とフランジ部とを一体に形成することにより、摺動部とフランジ部を同一の加工基準を用いて同時加工することができるので、両者を別素材から個別に製作して組み付ける場合に問題となる組み付け精度(例えば、同軸度)の低下を回避することができる。これにより、例えば軸部材を回転させて用いる際に、フランジ部がアンバランス荷重の発生源となる事態を防止でき、軸部材の回転精度が高まる。 As described above, by integrally forming the sliding part and the flange part, the sliding part and the flange part can be processed simultaneously using the same processing standard, so both are manufactured separately from different materials. Thus, it is possible to avoid a decrease in assembly accuracy (for example, coaxiality) that becomes a problem when assembled. Thus, for example, when the shaft member is rotated and used, it is possible to prevent the flange portion from being an unbalanced load generation source, and the rotation accuracy of the shaft member is increased.
上記構成の軸部材は、例えば、フランジ部および摺動部の一体品を鍛造で成形した後、これを別途製作した軸部と適宜の手段、例えば溶接、摩擦圧接、接着等の手段で結合一体化することで製造可能である。このように、フランジ部および摺動部の一体品を鍛造で成形すれば、これを切削等の機械加工で製作する場合に問題となる、材料ロスの増大等に起因したコスト増の問題を効果的に回避することができ、望ましい。 The shaft member having the above configuration is formed by forging an integrated product of a flange portion and a sliding portion, for example, and then integrally joined with a shaft portion separately manufactured by means such as welding, friction welding, adhesion, etc. Can be manufactured. In this way, if the integral part of the flange part and the sliding part is formed by forging, the problem of increasing costs due to an increase in material loss, which becomes a problem when manufacturing this by machining such as cutting, is effective. Can be avoided and desirable.
軸部材は、フランジ部および摺動部に加え、さらに、軸部が一体に形成されたものであっても良い。かかる構成とすれば、軸部とフランジ部との間に高い締結強度が確保され、組み付け精度の悪化が生じないのはもちろんのこと、軸部材の抜脱を確実に防止することもできる。かかる構成とした場合であっても、軸部材の各部を鍛造で一体に成形すれば、コスト増の問題を効果的に回避することができる。 In addition to the flange portion and the sliding portion, the shaft member may be one in which the shaft portion is integrally formed. With such a configuration, high fastening strength is ensured between the shaft portion and the flange portion, and it is possible to reliably prevent the shaft member from being pulled out, as well as not causing deterioration in assembly accuracy. Even if it is a case where it is such a structure, if each part of a shaft member is shape | molded integrally by forging, the problem of a cost increase can be avoided effectively.
摺動部は、スラスト受け側を徐々に縮径させた形状とする。この摺動部は、フランジ部の端面の一部領域に設けても良いし、フランジ部の端面の全領域に設けても良い。前者の構成を採用した場合、フランジ部の端面には平坦面が残存するので、この平坦面を治具の受け面として利用でき、軸部の外周面の仕上げ加工(例えば、研削)が後者に比べて容易に行い得るというメリットがある。一方、後者の構成を採用した場合、摺動部の軸方向寸法を大きくすることなく摺動部の曲率半径を前者に比べて大きくすることができる。そのため、軸部にディスクハブ等の回転部材を装着する場合や軸受装置に衝撃荷重が負荷された場合等に、摺動部を介してスラスト受けに負荷される押圧力を低減することができ、スラスト受けの損傷等を効果的に防止できるというメリットがある。 The sliding portion has a shape in which the diameter of the thrust receiving side is gradually reduced. This sliding portion may be provided in a partial region of the end surface of the flange portion, or may be provided in the entire region of the end surface of the flange portion. When the former configuration is adopted, a flat surface remains on the end surface of the flange portion. Therefore, this flat surface can be used as a receiving surface for the jig, and finishing processing (for example, grinding) of the outer peripheral surface of the shaft portion is used for the latter. There is an advantage that it can be easily performed. On the other hand, when the latter configuration is adopted, the radius of curvature of the sliding portion can be made larger than that of the former without increasing the axial dimension of the sliding portion. Therefore, when a rotating member such as a disk hub is mounted on the shaft portion or when an impact load is applied to the bearing device, the pressing force applied to the thrust receiver via the sliding portion can be reduced. There is a merit that damage to the thrust receiver can be effectively prevented.
以上の構成において、軸受スリーブは別途設けたハウジングの内周に固定することができ、このハウジングは、スラスト受けをインサート部品として射出成形することができる。かかる構成とすれば、ハウジングの各部で異なる要求特性を満足することが容易になり、かつこのようなハウジングが低コストに得られる。 In the above configuration, the bearing sleeve can be fixed to the inner periphery of a separately provided housing, and this housing can be injection-molded with a thrust receiver as an insert part. With this configuration, it becomes easy to satisfy different required characteristics in each part of the housing, and such a housing can be obtained at low cost.
以上に示すように、本発明によれば、スラスト荷重が接触支持されると共に、フランジ部によって軸部材の抜け止めが図られる動圧軸受装置において、軸部とフランジ部の間の組み付け精度の低下を回避することができ、高い回転精度を長期に亘って安定的に維持することができる。 As described above, according to the present invention, in the hydrodynamic bearing device in which the thrust load is contact-supported and the shaft member is prevented from coming off by the flange portion, the assembly accuracy between the shaft portion and the flange portion is reduced. Can be avoided, and high rotational accuracy can be stably maintained over a long period of time.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、動圧軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、HDD等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材2を回転自在に支持する動圧軸受装置1と、軸部材2の一端に設けられたディスクハブ3と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル4aおよびロータマグネット4bと、ブラケット5とを備えている。ステータコイル4aはブラケット5の外周に取付けられ、ロータマグネット4bはディスクハブ3の内周に取付けられる。動圧軸受装置1のハウジング7は、ブラケット5の内周に装着される。ディスクハブ3には、磁気ディスク等のディスク6が一又は複数枚(図示例は2枚)保持される。ステータコイル4aに通電すると、ステータコイル4aとロータマグネット4bとの間の電磁力でロータマグネット4bが回転し、それによって、ディスクハブ3およびこれに保持されたディスク6が、軸部材2と一体に回転する。
FIG. 1 conceptually shows one configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating a hydrodynamic bearing device. This spindle motor is used in a disk drive device such as an HDD, and includes a hydrodynamic bearing
図2は、本発明の第1実施形態に係る動圧軸受装置1を示している。同図に示す動圧軸受装置1は、軸部材2と、軸部材2の外周に配置された軸受スリーブ8と、軸受スリーブ8を内周に固定したハウジング7と、ハウジング7の一端開口をシールするシール部材9とを主要な構成として備える。なお、説明の便宜上、シール部材9の側を上側、これとは軸方向反対側を下側として、以下説明を進める。
FIG. 2 shows the hydrodynamic bearing
ハウジング7は、金属材料あるいは樹脂材料で、軸受スリーブ8を内周に固定した円筒状の側部と、円盤状の底部とが一体の有底筒状(コップ状)に形成される。ハウジング7の内周面は、軸方向で、大径内周面7aと小径内周面7bとに区画され、両内周面7a,7bは軸線と直交する方向の平坦な段差面7dを介して接続される。本実施形態では、円盤状の底部が本発明で言う「スラスト受け」として機能し、底部の内底面7cは平滑な平坦面とされる。
The
軸受スリーブ8は、例えば銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、下側端面8bをハウジング7の段差面7dに当接させるようにして、ハウジング7の大径内周面7aに、例えば、接着、圧入、溶着等適宜の手段で固定される。本実施形態では、軸受スリーブ8の下側端面8bが本発明で言う「規制部」として機能し、当該規制部(下側端面8b)に後述する軸部材2のフランジ部22が軸方向で係合することにより、軸部材2の抜けが規制される。なお、軸受スリーブ8は、焼結金属以外にも、例えば黄銅等の軟質金属材料や焼結金属ではない他の多孔質体(例えば、多孔質樹脂)で形成することも可能である。
The
軸受スリーブ8の内周面8aには、図3に示すように、動圧発生部として、複数の動圧溝8a1、8a2をヘリングボーン形状に配列した領域が上下二箇所に離隔して形成される。本実施形態において、上側の動圧溝8a1は、軸方向中心m(上下の傾斜溝間領域の軸方向中央)に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心mより上側領域の軸方向寸法X1が下側領域の軸方向寸法X2よりも大きくなっている。一方、下側の動圧溝8a2は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法はそれぞれ上記軸方向寸法X2と等しくなっている。なお、動圧溝は、軸部材2を構成する軸部21の外周面21aに形成することもでき、またその形状は、スパイラル形状等公知のその他の形状とすることもできる。
As shown in FIG. 3, a region where a plurality of dynamic pressure grooves 8a1 and 8a2 are arranged in a herringbone shape is formed on the inner
軸受スリーブ8の外周面8cには、両端面に開口した軸方向溝8c1が1又は複数本形成されている。また、軸受スリーブ8の下側端面8bの外径側には、1又は複数本の径方向溝8b1が形成されている。各溝8b1,8c1は、対向するハウジング7の段差面7dおよび大径内周面7aとの間に後述する流体通路を形成するものであり、必ずしも軸受スリーブ8に設ける必要はなく、対向するハウジング7の各面7d,7aに設けても良い。
The outer
シール部材9は、例えば、黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは樹脂材料でリング状に形成され、ハウジング7の大径内周面7aの上端部に接着、圧入等の適宜の手段で固定される。このシール部材9の内周面9aと、軸部21の外周面21aとの間には所定のシール空間Sが形成される。シール部材9の下側端面9bには、1又は複数本の径方向溝9b1が形成されている。この径方向溝は、対向する軸受スリーブ8の上側端面に設けても良い。
The
軸部材2は、軸部21と、軸部21の外径側に張り出した円盤状のフランジ部22と、フランジ部22の軸心部分で下方に突出した摺動部23とからなる。本実施形態において、摺動部23は、フランジ部22の下側端面22bの内径側一部領域で、下側に向かって徐々に縮径した半球状をなし、その球状面23aの頂部がハウジング7の内底面7cと一点で接触する。軸部21の外周面21aは、軸方向略中央部が他所に比べて小径に形成される点を除き、略同一径の平滑な円筒面とされる。
The
上記の軸部材2のうち、フランジ部22および摺動部23はステンレス鋼を用いて鍛造で一体成形される。そして、別途製作されたステンレス鋼製の軸部21の下端に、フランジ部22を例えば溶接、摩擦圧接、接着等の手段で固定することにより、完成品としての軸部材2が得られる。
Of the
軸部21は軸受スリーブ8の内周に挿入される一方、フランジ部22および摺動部23は、ハウジング7の小径内周面7b、ハウジング7の内底面7c、および軸受スリーブ8の下側端面8bで形成される空間に収容される。フランジ部22は規制部としての軸受スリーブ8の下側端面8bと軸方向で係合し、これにより軸受スリーブ8からの軸部材2の抜けが効果的に防止される。
The
動圧軸受装置1は主に以上の構成部材からなり、シール部材9でシールされたハウジング7の内部空間には、軸受スリーブ8の内部気孔も含め潤滑流体としての潤滑油が充満される。
The
以上の構成からなる動圧軸受装置1において、軸部材2が回転すると、軸受スリーブ8の動圧溝8a1,8a2形成領域は、軸部21の外周面21aとラジアル軸受隙間を介してそれぞれ対向する。そして、軸部材2の回転に伴って、ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、動圧溝8a1,8a2の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材2がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材2をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部R1,R2が軸方向の二箇所に離隔形成される。
In the
また、軸部材2が回転すると、軸部材2の下端面(凸状摺動部23の球状面23a)がハウジング7(底部)の内底面7cで接触支持される。これにより、軸部材2をスラスト方向に回転自在に支持するピボット軸受からなるスラスト軸受部Tが形成される。
When the
また、軸部材2の回転時には、上述のように、シール空間Sが、ハウジング7の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、シール空間S内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用により、シール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング7の内部側に向けて引き込まれる。これにより、ハウジング7の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。また、シール空間Sは、ハウジング7の内部空間に充填された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内では、潤滑油の油面は常にシール空間S内にある。
In addition, when the
また、上述したように、上側の動圧溝8a1は、軸方向中心mに対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心mより上側領域の軸方向寸法X1が下側領域の軸方向寸法X2よりも大きくなっている(図3を参照)。そのため、軸部材2の回転時、動圧溝8a1による潤滑油の引き込み力(ポンピング力)は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差圧によって、軸受スリーブ8の内周面8aと軸部21の外周面21aとの間の隙間に満たされた潤滑油は下方に流動し、軸受スリーブ8の下側端面8bとフランジ部22の上側端面22aとの間の隙間→軸受スリーブ8の径方向溝8b1によって形成される流体通路→軸受スリーブ8の軸方向溝8d1によって形成される流体通路→シール部材9の径方向溝9b1によって形成される流体通路という経路を循環して、第1ラジアル軸受部R1のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。
Further, as described above, the upper dynamic pressure groove 8a1 is formed axially asymmetric with respect to the axial center m, and the axial dimension X1 of the upper region from the axial center m is the axial direction of the lower region. It is larger than the dimension X2 (see FIG. 3). Therefore, when the
このように、潤滑油がハウジング7の内部空間を流動循環するように構成することで、潤滑油の圧力バランスが保たれると同時に、局部的な負圧の発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや振動の発生等の問題を解消することができる。上記の循環経路には、シール空間Sが連通しているので、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合でも、気泡が潤滑油に伴って循環する際にシール空間S内の潤滑油の油面(気液界面)から外気に排出される。従って、気泡による悪影響はより一層効果的に防止される。
In this way, by configuring the lubricating oil to flow and circulate in the internal space of the
以上に示すように、軸部材2を構成するフランジ部22と摺動部23とを一体に形成すれば、摺動部23とフランジ部22とを同一の加工基準を用いて同時加工することができるので、両者を別素材から個別に製作して組み付ける場合に問題となる組み付け精度(例えば、同軸度)の低下を回避することができる。これにより、上記のように軸部材2を回転させて用いる際に、フランジ部22がアンバランス荷重の発生源となる事態を防止することができ、軸部材2の回転精度が高まる。また、これにより、フランジ部22の上側端面22aと軸受スリーブ8の下側端面8bとの予期せぬ摺動接触の可能性が低減され、フランジ部22あるいは軸受スリーブ8の摩耗に起因したコンタミの問題も効果的に解消される。以上のことから、本発明によれば高い回転精度が長期に亘って維持可能となる。
As described above, if the
また、フランジ部22と摺動部23とを鍛造で一体成形したので、これを切削等の機械加工で一体成形する場合に比べ、高精度な一体品が低コストに得られる。
In addition, since the
また、フランジ部22の下側端面22bの内径側一部領域に摺動部23を設けたので、フランジ部22の下側端面22bのうち、外径側には平坦な平滑面が残存する。フランジ部22の下側端面22bは、軸部21とフランジ部とを一体化した後、例えば軸部21の外周面21aに研削等の仕上げ加工を施す際の治具の受け面として利用される。この際、上記のように、下側端面22bに平坦な平滑面が残存していれば、治具形状を簡略化することができ、仕上げ加工が簡易にかつ低コストに行い得る。
In addition, since the sliding
以上では、個別に製作した軸部21と、フランジ部22および摺動部23とを適宜の手段で結合一体化した軸部材2を用いた構成について説明を行ったが、軸部材2の軸部21、フランジ部22、および摺動部23は、一体に形成することもできる。かかる構成とすれば、以上で説明した構成と比べ、軸部21とフランジ部22との間の締結強度を一層高めることができるので、軸部材2の抜脱が一層確実に防止される。このように軸部材2の各部を全て一体形成する場合には製造コストの増大が懸念されるが、かかる構成の軸部材2を鍛造成形することにより、コスト増は極力抑制される。
In the above description, the configuration using the
以上、本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置1について説明を行ったが、本発明は上記構成の動圧軸受装置1に限定適用されるものではなく、以下示す動圧軸受装置にも好ましく適用することができる。なお、以下では、説明の簡略化の観点から、図2に示す実施形態に準ずる構成には共通の参照番号を付し、重複説明を省略する。
As mentioned above, although the
図4は、本発明に係る動圧軸受装置の第2実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置1が図2に示すものと異なる点は、フランジ部22の下側端面の全領域に摺動部23が設けられている点にある。かかる構成とすれば、摺動部23の軸方向寸法を大きくすることなく、摺動部23の曲率半径を図2に示す構成に比べ大きくすることができる。そのため、軸部21にディスクハブ3を圧入する場合や動圧軸受装置1に衝撃荷重が負荷された場合等に、軸部材2の摺動部23を介してスラスト受け(ここでは、ハウジング7の底部)に負荷される押圧力を低減することができ、スラスト受けの損傷等が効果的に防止される。
FIG. 4 shows a second embodiment of the hydrodynamic bearing device according to the present invention. The
また、図示例のように、図2と同様のハウジング7を用いる場合には、摺動部23の体積が大きくなる分、ハウジング7等と軸部材2との間に形成される空間が図2に示す構成に比べて小さくなる。そのため、軸受内部に充満すべき潤滑油の油量を低減することが、すなわち、シール空間Sの容積を小さくすることができ、動圧軸受装置1のコンパクト化を図ることもできる。
2, when the
図5は、本発明に係る動圧軸受装置の第3実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置が図2に示すものと異なる主な点は、ハウジング7が、軸部材2の摺動部23と接触する(スラスト軸受部Tを形成する)スラスト受け72と、これをインサート部品として射出成形され、内周に軸受スリーブ8を固定した本体部71とで構成される点にある。なお、図示例では、図2に示す実施形態と同様の軸部材2を用いているが、軸部材2として図4に示す実施形態と同様のものを使用することももちろん可能である。
FIG. 5 shows a third embodiment of the hydrodynamic bearing device according to the present invention. The main difference of the hydrodynamic bearing device shown in FIG. 2 from that shown in FIG. 2 is that the
ところで、例えば、ハウジング7の本体部71は、動圧軸受装置1の軽量化を図る観点から言えば、樹脂、あるいは軽合金で形成するのが望ましいのに対し、軸部材2の摺動部23を接触支持するスラスト受け72は、耐摩耗性を考慮してステンレス鋼等で形成するのが望ましい場合がある。この点、本実施形態のようにスラスト受け72と、これとは別の本体部71とでハウジング7を構成すれば、ハウジング7を単一の材料で形成した場合に比べ、ハウジング7の各部で異なる要求特性を容易に満足することができる。このようにハウジング7を二物品で構成する場合には、製造コストが増大するおそれもあるが、スラスト受け72をインサートして本体部71を射出成形すれば、コスト増は効果的に抑制可能である。
By the way, for example, the
なお、本体部71の射出成形に使用可能な樹脂材料としては、例えば、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の結晶性樹脂の他、例えば、ポリサルフォン(PSU)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニルサルフォン(PPSU)、ポリエーテルイミド(PEI)等の非晶性樹脂が挙げられる。これらの樹脂材料は、単独で用いる他、二種以上を混合して使用することもできる。また、必要に応じて、種々の特性を付与するための各種充填材を、一又は複数種添加することもできる。
Examples of resin materials that can be used for injection molding of the
また、本体部71の射出成形に使用可能な金属材料としては、例えばマグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属が挙げられる。また、本体部71は、金属粉とバインダーの混合物を射出成形した後、脱脂・焼結するいわゆるMIM成形で成形することも可能である。
Moreover, as a metal material which can be used for injection molding of the main-
図6は、本発明に係る動圧軸受装置1の第4実施形態を示すものである。同図に示す動圧軸受装置1が以上で示した動圧軸受装置と異なる主な点は、軸部材2が、軸部21をインサート部品として、フランジ部22および摺動部23が一体に射出成形されている点にある。なお、フランジ部22および摺動部23は、上述したハウジング7の本体部71の成形に用いる樹脂、あるいは金属を使用して射出成形可能である。
FIG. 6 shows a fluid
同図に示す軸部材2において、軸部21の下端軸心上には凹部21bが設けられ、当該凹部21bには、フランジ部22の抜け止め,回り止めを図るための締結部が形成されている。図示例において、締結部は、下方に向かって漸次縮径したテーパ面と、テーパ面に一又は複数設けられた軸方向溝(図示せず)とで構成されている。
In the
締結部の抜け止めとしての機能は、フランジ部22に作用する軸方向の抜去力に対して抵抗するようにフランジ部22(の上端部)を軸部21にアンカー固定することで得ることができ、回り止めとしての機能は、軸部21とフランジ部22の相対回転を規制できるような形状に凹部21bを形成することで得ることができる。かかる観点から、凹部21b内に設けるべき締結部の形態としては上記のもの以外にも、例えば図7(a)(b)に示す形態を採用することができる。図7(a)は、一又は複数の軸方向溝と複数列の互いに平行な円周方向溝とからなる締結部が形成された凹部21bを、図7(b)はねじ溝からなる締結部が形成された凹部21bをそれぞれ示している。もちろん、抜け止め機能および回り止め機能を得られる限り凹部21bに設けるべき締結部の形態は任意であり、例えば、凹部21bの内壁面に複数の窪み(ディンプル)を設けることによって構成することもできる。
The function of preventing the fastening portion from coming off can be obtained by anchoring the flange portion 22 (the upper end portion thereof) to the
かかる構成(図6に示す構成)は、軸部21とフランジ部22との間に、両者を一体成形する場合のような強固な締結力を必要とされない場合には、軸部材2(動圧軸受装置1)の低コスト化や軽量化を図る上で有効である。
Such a configuration (the configuration shown in FIG. 6) is used when the shaft member 2 (dynamic pressure) is not required between the
以上では、ラジアル軸受部R1、R2として、ヘリングボーン形状等の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、ラジアル軸受部R1、R2として、いわゆるステップ軸受、多円弧軸受、あるいは非真円軸受を採用しても良い。また、以上では、ラジアル軸受部を軸方向2箇所に設けた構成を例示しているが、ラジアル軸受部を軸方向の1箇所あるいは3箇所以上に設けることもできる。 In the above, the configuration in which the dynamic pressure action of the lubricating oil is generated by the dynamic pressure grooves of the herringbone shape or the like is illustrated as the radial bearing portions R1 and R2, but the radial bearing portions R1 and R2 are so-called step bearings, An arc bearing or a non-circular bearing may be employed. Moreover, although the structure which provided the radial bearing part in the axial direction two places was illustrated above, a radial bearing part can also be provided in the axial direction one place or three places or more.
また、以上では、動圧軸受装置1の内部に充満する潤滑流体として潤滑油を例示しているが、潤滑油以外にも、空気等の気体や、グリースを使用することもできる。
In the above description, the lubricating oil is exemplified as the lubricating fluid that fills the inside of the
また、本発明に係る動圧軸受装置1は、上述したようなスピンドルモータ用の軸受としてのみならず、PC等に搭載され、発熱源の冷却を行うファンモータ用の軸受として使用することも可能である。動圧軸受装置1をファンモータ用の軸受として使用する場合には、ディスクハブ3に代えて、羽根(ファン)を有するロータが軸部21の上端に設けられる。
Further, the
1 動圧軸受装置
2 軸部材
21 軸部
22 フランジ部
23 摺動部
3 ディスクハブ
7 ハウジング
71 本体部
72 スラスト受け
8 軸受スリーブ
9 シール部材
R1、R2 ラジアル軸受部
T スラスト軸受部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
軸部材のうち、フランジ部と、スラスト受けに接触する摺動部とを一体に形成したことを特徴とする動圧軸受装置。 A shaft member having a shaft portion and a flange portion, a bearing sleeve disposed on the outer periphery of the shaft member and rotating relative to the shaft member, and a radial bearing formed between the outer peripheral surface of the shaft portion and the inner peripheral surface of the bearing sleeve A radial bearing portion having a dynamic pressure generating portion for generating a fluid dynamic pressure action in the clearance and the radial bearing clearance, a thrust receiver for contacting and supporting the shaft member in the thrust direction, and an axial engagement with the flange portion of the shaft member Then, in the hydrodynamic bearing device having a regulating portion that regulates the removal of the shaft member,
A hydrodynamic bearing device characterized in that, among the shaft members, a flange portion and a sliding portion that contacts the thrust receiver are integrally formed.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007191150A JP5220359B2 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Hydrodynamic bearing device |
PCT/JP2008/061391 WO2009013963A1 (en) | 2007-07-23 | 2008-06-23 | Dynamic pressure bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007191150A JP5220359B2 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Hydrodynamic bearing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009024844A true JP2009024844A (en) | 2009-02-05 |
JP5220359B2 JP5220359B2 (en) | 2013-06-26 |
Family
ID=40281222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007191150A Expired - Fee Related JP5220359B2 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Hydrodynamic bearing device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5220359B2 (en) |
WO (1) | WO2009013963A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016041958A (en) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | シナノケンシ株式会社 | Bearing device and motor |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2011123777A (en) | 2008-11-14 | 2012-12-20 | ДАЙНИППОН СУМИТОМО ФАРМА Ко., ЛТД. | BIPHENYLACETAMIDE DERIVATIVES |
JP6221030B2 (en) * | 2013-06-14 | 2017-11-01 | 日本電産株式会社 | Bearing mechanism and blower fan |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004263707A (en) * | 2003-01-10 | 2004-09-24 | Sony Corp | Bearing unit and rotation driving device having the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11103554A (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Hitachi Ltd | Bearing unit for spindle motor |
JP2002159158A (en) * | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Nidec Copal Corp | Retaining structure of motor rotor |
-
2007
- 2007-07-23 JP JP2007191150A patent/JP5220359B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-06-23 WO PCT/JP2008/061391 patent/WO2009013963A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004263707A (en) * | 2003-01-10 | 2004-09-24 | Sony Corp | Bearing unit and rotation driving device having the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016041958A (en) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | シナノケンシ株式会社 | Bearing device and motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5220359B2 (en) | 2013-06-26 |
WO2009013963A1 (en) | 2009-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5274820B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
US8128289B2 (en) | Fluid dynamic bearing device | |
JP2006194400A (en) | Spindle motor and rotating device | |
JP4874004B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
JP2007263228A (en) | Dynamic pressure bearing device | |
JP5207657B2 (en) | Method for manufacturing hydrodynamic bearing device | |
JP2007024267A (en) | Fluid bearing device and motor equipped with the same | |
JP4476670B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
JP4762757B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
JP5220359B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
KR101321383B1 (en) | Fluid bearing device | |
JP2006112614A (en) | Dynamic pressure bearing device | |
JP2009103280A (en) | Dynamic pressure bearing device and its manufacturing method | |
JP2009228873A (en) | Fluid bearing device | |
KR100517085B1 (en) | Fluid dynamic bearing motor | |
JP5133008B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
JP2009103179A (en) | Fluid bearing device | |
JP2004116623A (en) | Fluid bearing device | |
JP2009115132A (en) | Dynamic pressure bearing device | |
JP5188942B2 (en) | Fluid dynamic bearing device | |
JP2007263225A (en) | Fluid bearing device | |
JP2009243605A (en) | Fluid bearing device | |
JP4522869B2 (en) | Hydrodynamic bearing device | |
JP2007255654A (en) | Dynamic pressure bearing device | |
JP5214401B2 (en) | Hydrodynamic bearing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091104 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100604 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120919 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130306 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5220359 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |