JP2023184104A - Hydrodynamic bearing and fluid hydrodynamic bearing device - Google Patents

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慎治 小松原
Shinji Komatsubara
冬木 伊藤
Fuyuki Ito
稔明 丹羽
Toshiaki Niwa
正志 山郷
Masashi Yamasato
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Abstract

To provide a hydrodynamic bearing that can support whirling even if the total length (axial length) of the bearing is short, and provide a fluid hydrodynamic bearing system that can support whirling of a rotor and prevent oil leakage without causing an increase in assembly cost.SOLUTION: A hydrodynamic bearing comprises a plurality of radial hydrodynamic grooves in an inside diameter surface, and a plurality of thrust hydrodynamic grooves in one end surface in an axial direction. The thrust hydrodynamic grooves are of a pump-in type for pushing lubricating oil from an outside diameter side to an inside diameter side. The groove depths of the thrust hydrodynamic grooves on the outside diameter side are shallower than those on the inside diameter side.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、動圧軸受および流体動圧軸受装置に関する。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing and a fluid dynamic bearing device.

ファンモータ等の小型モータにおける軸部材の支持に使用される動圧軸受として、特許文献1に記載のように、軸受の軸方向両端面に、潤滑油Oを外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプのスラスト動圧溝を備えたものがある。スラスト動圧溝に、図10と図11に示すポンプインタイプと、図12と図13に示すポンプアウトタイプとがある。 As a dynamic pressure bearing used to support a shaft member in a small motor such as a fan motor, as described in Patent Document 1, a pump pushes lubricating oil O from the outer diameter side to the inner diameter side on both axial end surfaces of the bearing. Some are equipped with in-type thrust dynamic pressure grooves. There are two types of thrust dynamic pressure grooves: a pump-in type shown in FIGS. 10 and 11, and a pump-out type shown in FIGS. 12 and 13.

図11と図13に示すファンモータは、動圧軸受51と、動圧軸受の内周に挿入される軸部材52と、この軸部材52の軸方向一方側に付設されるロータ53とを備えたものである。この場合の動圧軸受51は、内径面51aに複数のラジアル動圧溝(図示省略)と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝55(図10参照)とを有する。すなわち、動圧軸受51の内周面51aと軸部材52の外周面52aとの間に設けられるラジアル軸受隙間に生じる流体圧力で軸部材をラジアル方向に相対支持するラジアル軸受部70が形成される。動圧軸受51の一方の端面51bとロータ53の内面53aとの間のスラスト軸受隙間に生じる流体圧力で軸部材52をスラスト方向に相対支持するスラスト軸受部71が形成される。 The fan motor shown in FIGS. 11 and 13 includes a hydrodynamic bearing 51, a shaft member 52 inserted into the inner periphery of the hydrodynamic bearing, and a rotor 53 attached to one side of the shaft member 52 in the axial direction. It is something that The dynamic pressure bearing 51 in this case has a plurality of radial dynamic pressure grooves (not shown) on the inner diameter surface 51a and a plurality of thrust dynamic pressure grooves 55 (see FIG. 10) on one end surface in the axial direction. That is, a radial bearing portion 70 is formed that relatively supports the shaft member in the radial direction by the fluid pressure generated in the radial bearing gap provided between the inner peripheral surface 51a of the hydrodynamic bearing 51 and the outer peripheral surface 52a of the shaft member 52. . A thrust bearing portion 71 is formed that relatively supports the shaft member 52 in the thrust direction using fluid pressure generated in the thrust bearing gap between one end surface 51b of the hydrodynamic bearing 51 and the inner surface 53a of the rotor 53.

ポンプインタイプのスラスト動圧溝55(55A)は、図10に示すように、軸部材の回転(矢印Aの回転)に伴って、外径側から内径側に潤滑油Oを押し込むように作用する方向のスパイラル形状となっている。図10において、クロスハッチングを施している部位が丘56を示している。このため、図11の矢印B1で示すように、外径側から内径側に潤滑油Oが引き込まれることになる。 As shown in FIG. 10, the pump-in type thrust dynamic pressure groove 55 (55A) acts to push lubricating oil O from the outer diameter side to the inner diameter side as the shaft member rotates (rotation indicated by arrow A). It has a spiral shape in the direction of In FIG. 10, the cross-hatched area indicates the hill 56. Therefore, as shown by the arrow B1 in FIG. 11, the lubricating oil O is drawn from the outer diameter side to the inner diameter side.

ポンプアウトタイプのスラスト動圧溝55(55B)は、図12に示すように、軸部材52の回転(矢印Aの回転)に伴って、内径側から外径側に潤滑油Oを押し込むように作用する方向のスパイラル形状となっている。なお、図12において、クロスハッチングを施している部位が丘56を示している。図13の矢印B2で示すように、内径側から外径側に潤滑油が引き込まれることになる。 As shown in FIG. 12, the pump-out type thrust dynamic pressure groove 55 (55B) pushes lubricating oil O from the inner diameter side to the outer diameter side as the shaft member 52 rotates (rotation indicated by arrow A). It has a spiral shape in the direction of action. In addition, in FIG. 12, the cross-hatched portion indicates the hill 56. As shown by arrow B2 in FIG. 13, lubricating oil is drawn from the inner diameter side to the outer diameter side.

従来におけるこの種のスラスト動圧溝55においては、内径側の圧力を高めるため、図14に示すように、半径方向の溝幅が外径側に向かって末広がりの形状となっている。また、図15は動圧発生原理を示し、軸60に対する軸受対向面61に動圧溝62が設けられ、これによって、対向面61にこの動圧溝62に隣接して丘63が設けられる。このため、軸外周面60aと丘外面63aとの間のすきまG1が設けられ、軸外周面60aと動圧溝溝底62aとの間にすきまG2が設けられる。この場合、G1<G2である。 In the conventional thrust dynamic pressure groove 55 of this type, the groove width in the radial direction widens toward the outer diameter side, as shown in FIG. 14, in order to increase the pressure on the inner diameter side. Further, FIG. 15 shows the principle of dynamic pressure generation, in which a dynamic pressure groove 62 is provided on the bearing facing surface 61 with respect to the shaft 60, and thereby, a hill 63 is provided on the facing surface 61 adjacent to this dynamic pressure groove 62. Therefore, a gap G1 is provided between the shaft outer circumferential surface 60a and the hill outer surface 63a, and a gap G2 is provided between the shaft outer circumferential surface 60a and the dynamic pressure groove bottom 62a. In this case, G1<G2.

従って、軸60が矢印C方向に回転すれば、すきまG2において潤滑油Oが矢印D方向に流れ、すきまG2とすきまG1との間の段差部において、潤滑油Oの流れが密となって、くさび膜効果を発生させて、矢印E方向の動圧力が発生する。 Therefore, when the shaft 60 rotates in the direction of the arrow C, the lubricating oil O flows in the direction of the arrow D in the gap G2, and the flow of the lubricating oil O becomes dense at the step between the gap G2 and the gap G1. A wedge film effect is generated to generate dynamic pressure in the direction of arrow E.

このため、圧力を高めるためには、丘63と溝62を増やす必要があるが、図14に示すように、溝幅が外径側に向かって末広がり形状となっていれば、丘63と溝62を増やすスペースがない。 Therefore, in order to increase the pressure, it is necessary to increase the number of hills 63 and grooves 62. However, as shown in FIG. There is no space to add 62.

ところで、ウルトラブック(インテル社:登録商標)等に使用される冷却ファンモータは一層薄型化が進み、それに使用される軸受の全長(軸方向長さ)の薄型化が必要となる。しかしながら、軸受の軸方向長さが短くなれば、軸受内径面に有する動圧溝(ラジアル動圧溝)に発生する動圧力が小さくなる。 By the way, cooling fan motors used in Ultrabooks (Intel Corporation: registered trademark) and the like are becoming thinner and thinner, and the overall length (axial length) of the bearings used therein needs to be thinner. However, as the axial length of the bearing becomes shorter, the dynamic pressure generated in the dynamic pressure grooves (radial dynamic pressure grooves) formed on the inner diameter surface of the bearing becomes smaller.

また、冷却性能を維持するため、ファンモータの径方向サイズ(ロータ径)を大きくする必要があり、このような場合、軸受に作用する負荷が増加することになる。このため、軸受内径面で発生する動圧力が不足することになる。 Furthermore, in order to maintain cooling performance, it is necessary to increase the radial size (rotor diameter) of the fan motor, and in such a case, the load acting on the bearing will increase. For this reason, the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing becomes insufficient.

そこで、軸受の軸方向長さが短くなって、発生する動圧力が小さくなるとともに、径方向サイズ(ロータ径)が大きくなって、発生する動圧力が不足する分を補うため、特許文献1に記載のように、スラスト動圧溝をポンプインタイプとしていた。 Therefore, as the axial length of the bearing becomes shorter and the generated dynamic pressure becomes smaller, the radial size (rotor diameter) increases, and in order to compensate for the lack of generated dynamic pressure, Patent Document 1 is proposed. As described, the thrust dynamic pressure groove was a pump-in type.

特開2018-31460号公報JP2018-31460A

ところで、ポンプインタイプの場合、中心側の圧力を高めることが可能であるが、外径側の圧力は相対的に低いため、ロータの振れ回りを支持しにくいものとなっている。また、ポンプインタイプの場合、外径側から内径側に潤滑油が引き込まれ、外径側が負圧になりやすい。ポンプアウトタイプの場合、内径側から外径側へ潤滑油が流れるため、外径側の圧力が高まるため、ロータの振れ回りを支持するためには、ポンプアウトタイプが好ましい。しかしながら、ポンプアウトタイプでは、内径側から外径側へ潤滑油が流れるため、潤滑油漏れ(オイル漏れ)が発生する可能性がある。 By the way, in the case of the pump-in type, it is possible to increase the pressure on the center side, but the pressure on the outer diameter side is relatively low, making it difficult to support the whirling of the rotor. In addition, in the case of a pump-in type, lubricating oil is drawn from the outer diameter side to the inner diameter side, which tends to create negative pressure on the outer diameter side. In the case of the pump-out type, since the lubricating oil flows from the inner diameter side to the outer diameter side, the pressure on the outer diameter side increases, so the pump-out type is preferable in order to support the whirling of the rotor. However, in the pump-out type, lubricating oil flows from the inner diameter side to the outer diameter side, so there is a possibility that lubricating oil leakage (oil leakage) may occur.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、全長(軸方向長さ)が短い軸受であっても、振れ回りを支持できる動圧軸受の提供、組立コストの増大を招くことなく、ロータの振れ回りを支持でき、かつオイル漏れを防止することが可能な流体動圧軸受装置を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a dynamic pressure bearing that can support swinging even if the bearing has a short overall length (axial length), and provides a hydrodynamic bearing that can support swinging of the rotor without increasing assembly costs. The present invention provides a fluid dynamic pressure bearing device that can support the surroundings and prevent oil leakage.

本発明の第1の動圧軸受は、内径面に複数のラジアル動圧溝と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝とを有する動圧軸受であって、前記スラスト動圧溝は潤滑油を外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプとし、前記スラスト動圧溝の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定しているものである。 A first hydrodynamic bearing of the present invention is a hydrodynamic bearing having a plurality of radial hydrodynamic grooves on an inner diameter surface and a plurality of thrust hydrodynamic grooves on one axial end surface, wherein the thrust hydrodynamic grooves are It is a pump-in type that pushes lubricating oil from the outer diameter side to the inner diameter side, and the groove depth of the thrust dynamic pressure groove is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side.

本発明の第1の動圧軸受によれば、スラスト動圧溝はポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができる。しかも、スラスト動圧溝の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定しているので、外径側の圧力を高めることができる。 According to the first dynamic pressure bearing of the present invention, since the thrust dynamic pressure groove is of the pump-in type, the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing can be increased. Moreover, since the groove depth of the thrust dynamic pressure groove is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side, the pressure on the outer diameter side can be increased.

前記スラスト動圧溝の外径側溝深さが内径側溝深さの半分以下であるのが好ましい。このように設定すれば、安定して外径側の圧力を高めることができる。 It is preferable that the depth of the outer diameter groove of the thrust dynamic pressure groove is less than half the depth of the inner diameter groove. With this setting, it is possible to stably increase the pressure on the outer diameter side.

溝深さが浅い外径側のスラスト動圧溝の内径寸法をD1とし、動圧軸受内径寸法をDaとし、動圧軸受外径寸法をDbとし、軸受外径面取り寸法をaとしたときに、(Da+Db)/2<D1<(Db-2a)とするのが好ましい。このように設定すれば、軸受外径面で発生する動圧力を安定して高めることができる。 When the inner diameter dimension of the thrust dynamic pressure groove on the outer diameter side with shallow groove depth is D1, the dynamic pressure bearing inner diameter dimension is Da, the dynamic pressure bearing outer diameter dimension is Db, and the bearing outer diameter chamfer dimension is a. , (Da+Db)/2<D1<(Db-2a). With this setting, the dynamic pressure generated on the outer diameter surface of the bearing can be stably increased.

本発明の第2の動圧軸受は、内径面に複数のラジアル動圧溝と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝とを有する動圧軸受であって、前記スラスト動圧溝は潤滑油を外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプとし、前記スラスト動圧溝は、内径側のスラスト動圧溝群と外径側のスラスト動圧溝群とを備え、外径側のスラスト動圧溝群の溝本数を内径側のスラスト動圧溝群の溝本数よりも多く設定されているものである。 A second hydrodynamic bearing of the present invention is a hydrodynamic bearing having a plurality of radial dynamic pressure grooves on an inner diameter surface and a plurality of thrust dynamic pressure grooves on one end surface in the axial direction, wherein the thrust dynamic pressure groove is It is a pump-in type that pushes lubricating oil from the outer diameter side to the inner diameter side, and the thrust dynamic pressure groove includes a thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side and a thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side. The number of grooves in the dynamic pressure groove group is set to be larger than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side.

本発明の第2の動圧軸受によれば、スラスト動圧溝はポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができる。しかも、外径側のスラスト動圧溝群の溝本数を内径側のスラスト動圧溝群の溝本数よりも多く設定さているので、半径方向の溝幅が一定になるため、引き込まれるオイル量が減少することで、外径側での負圧発生防止に繋がる。 According to the second dynamic pressure bearing of the present invention, since the thrust dynamic pressure groove is of the pump-in type, the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing can be increased. Moreover, since the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side is set to be larger than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side, the groove width in the radial direction is constant, so the amount of oil drawn in is reduced. This decrease leads to prevention of negative pressure generation on the outer diameter side.

外径側のスラスト動圧溝群の溝本数が内径側のスラスト動圧溝群の溝本数よりも多く、2倍以下であるのが好ましい。このように設定することによって、軸受外径面で発生する動圧力を安定して高め、且つ外径側での負圧発生を有効に抑えることができる。 It is preferable that the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side is greater than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side, but not more than twice. By setting in this way, it is possible to stably increase the dynamic pressure generated on the outer diameter surface of the bearing, and to effectively suppress the generation of negative pressure on the outer diameter side.

各スラスト動圧溝の半径方向溝幅を一定とするのが好ましい。このように設定することによって、外径側から内径側へ引き込まれる潤滑油量(オイル量)を有効に減少させることができる。 It is preferable that the radial groove width of each thrust dynamic pressure groove is constant. By setting in this way, the amount of lubricating oil (oil amount) drawn from the outer diameter side to the inner diameter side can be effectively reduced.

外径側のスラスト動圧溝の内径端径寸法をD2とし、動圧軸受内径寸法をDaとし、動圧軸受外径寸法をDbとし、軸受外径面取り寸法をaとしたときに、(Da+Db)/2<D2<(Db-2a)とすることができる。このように設定することによって、外径側の圧力を高めるのに有効となる。 When the inner diameter end diameter of the thrust dynamic pressure groove on the outer diameter side is D2, the dynamic pressure bearing inner diameter dimension is Da, the dynamic pressure bearing outer diameter dimension is Db, and the bearing outer diameter chamfer dimension is a, (Da + Db )/2<D2<(Db-2a). This setting is effective in increasing the pressure on the outer diameter side.

本発明の第3の動圧軸受は、内径面に複数のラジアル動圧溝と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝とを有する動圧軸受であって、前記スラスト動圧溝は潤滑油を外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプとし、前記スラスト動圧溝の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定している第1のスラスト動圧溝群と、溝本数は内径側よりも外径側が多く設定されている第2のスラスト動圧溝群とを有するものである。 A third hydrodynamic bearing of the present invention is a hydrodynamic bearing having a plurality of radial hydrodynamic grooves on an inner diameter surface and a plurality of thrust hydrodynamic grooves on one axial end surface, wherein the thrust hydrodynamic grooves are The first thrust dynamic pressure groove group is a pump-in type that pushes lubricating oil from the outer diameter side to the inner diameter side, and the groove depth of the thrust dynamic pressure groove is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side; The second thrust dynamic pressure groove group is set to have more grooves on the outer diameter side than on the inner diameter side.

本発明の第3の動圧軸受によれば、スラスト動圧溝はポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができる。しかも、第1のスラスト動圧溝群では、スラスト動圧溝の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定しているので、外径側の圧力を高めることができる。 According to the third dynamic pressure bearing of the present invention, since the thrust dynamic pressure groove is of the pump-in type, it is possible to increase the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing. Furthermore, in the first thrust dynamic pressure groove group, the groove depth of the thrust dynamic pressure grooves is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side, so that the pressure on the outer diameter side can be increased.

本発明の流体動圧軸受装置は、前記動圧軸受と、前記動圧軸受が内嵌されるハウジングと、前記動圧軸受の内周に挿入される軸部材と、この軸部材の軸方向一方側に付設されるロータとを備えた流体動圧軸受装置であって、前記動圧軸受の内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をラジアル方向に相対支持するラジアル軸受部と、前記動圧軸受の軸方向一方側の軸方向端面と前記ロータの軸受対向面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をスラスト方向に相対支持するスラスト軸受部とを備えたものである。 The fluid dynamic pressure bearing device of the present invention includes the hydrodynamic bearing, a housing into which the hydrodynamic bearing is fitted, a shaft member inserted into the inner periphery of the hydrodynamic bearing, and one axial direction of the shaft member. A fluid dynamic pressure bearing device comprising: a rotor attached to a side of the shaft member; The shaft member is moved in the thrust direction by fluid pressure generated in the thrust bearing gap between the radial bearing portion that is relatively supported in the radial direction, the axial end surface of the dynamic pressure bearing on one axial side, and the bearing facing surface of the rotor. It is equipped with a thrust bearing part that provides relative support.

本発明の流体動圧軸受装置によれば、スラスト動圧溝はポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができ、外径側の圧力が高まり、ロータの振れ回りを支持することができる。しかも、スラスト動圧溝が軸方向一方側の軸方向端面に設けられるのみであり、組み立て性に優れる。すなわち、ハウジングに動圧軸受を挿入し、この動圧軸受にロータが付設された軸部材を挿入すれば、組み立てることができる。 According to the fluid dynamic pressure bearing device of the present invention, since the thrust dynamic pressure groove is a pump-in type, it is possible to increase the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing, and the pressure on the outer diameter side increases, causing the rotor to swing around. can be supported. Furthermore, the thrust dynamic pressure groove is only provided on one axial end face, and the assembly is excellent. That is, it can be assembled by inserting a hydrodynamic bearing into the housing and inserting a shaft member to which a rotor is attached to the hydrodynamic bearing.

本発明では、全長(軸方向長さ)が短い軸受であっても、振れ回りを支持できる動圧軸受の提供、組立コストの増大を招くことなく、ロータの振れ回りを支持でき、かつオイル漏れを防止することが可能な流体動圧軸受装置を提供するものである。 The present invention provides a hydrodynamic bearing that can support whirling even if the bearing has a short overall length (axial length), can support whirling of the rotor without increasing assembly cost, and can leak oil. An object of the present invention is to provide a fluid dynamic pressure bearing device that can prevent this.

本発明に係る流体動圧軸受装置が組み込まれたスピンドルモータの断面図である。1 is a sectional view of a spindle motor incorporating a fluid dynamic bearing device according to the present invention. 本発明に係る動圧軸受が組み込まれたスピンドルモータの要部断面図である。1 is a sectional view of a main part of a spindle motor incorporating a hydrodynamic bearing according to the present invention. 本発明に係る動圧軸受が組み込まれたスピンドルモータの要部断面図である。1 is a sectional view of a main part of a spindle motor incorporating a hydrodynamic bearing according to the present invention. 本発明に係る動圧軸受の断面図である。1 is a sectional view of a hydrodynamic bearing according to the present invention. 本発明に係る動圧軸受の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a hydrodynamic bearing according to the present invention. スラスト動圧溝を示し、(a)は溝底がテーパ状である動圧溝の簡略断面図であり、(b)は溝深さが深い内径側溝と溝深さが浅い外径側溝とを有する動圧溝の簡略断面図である。A thrust dynamic pressure groove is shown, (a) is a simplified cross-sectional view of the dynamic pressure groove with a tapered groove bottom, and (b) is a diagram showing an inner diameter groove with a deep groove depth and an outer diameter groove with a shallow groove depth. FIG. 本発明に係る動圧軸受が組み込まれたスピンドルモータの運転状態の模式図である。1 is a schematic diagram of an operating state of a spindle motor incorporating a hydrodynamic bearing according to the present invention. スラスト動圧溝の他の実施形態の簡略図である。FIG. 6 is a simplified diagram of another embodiment of a thrust dynamic pressure groove. 圧力分布イメージ図である。It is a pressure distribution image diagram. ポンプインタイプのスラスト動圧溝の簡略図である。FIG. 3 is a simplified diagram of a pump-in type thrust dynamic pressure groove. ポンプインタイプのスラスト動圧溝の潤滑油の流れを示す簡略図である。FIG. 3 is a simplified diagram showing the flow of lubricating oil in a pump-in type thrust dynamic pressure groove. ポンプアウトタイプのスラスト動圧溝の簡略図である。FIG. 2 is a simplified diagram of a pump-out type thrust dynamic pressure groove. ポンプアウトタイプのスラスト動圧溝の潤滑油の流れを示す簡略図である。FIG. 3 is a simplified diagram showing the flow of lubricating oil in a pump-out type thrust dynamic pressure groove. 従来のスラスト動圧溝の簡略図である。FIG. 2 is a simplified diagram of a conventional thrust dynamic pressure groove. 動圧発生原理の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of dynamic pressure generation.

以下本発明の実施の形態を図1~図9に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 9.

図1に、HDDのディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータを示す。このスピン
ドルモータは、本発明の一実施形態に係る動圧軸受8を有する流体動圧軸受装置1と、流体動圧軸受装置1が取り付けられたブラケット6と、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4およびロータマグネット5とを備えている。ステータコイル4はブラケット6に取り付けられ、ロータマグネット5は流体動圧軸受装置1のハブ3に取り付けられる。ハブ3には、所定枚数のディスク(図示省略)が搭載される。ステータコイル4に通電すると、ステータコイル4とロータマグネット5との間の電磁力でロータマグネット5が回転し、これによりハブ3およびディスクが一体となって回転する。なお、この場合、ハブ3とロータマグネット5等でロータ10を構成している。
FIG. 1 shows a spindle motor used in an HDD disk drive device. This spindle motor has a fluid dynamic pressure bearing device 1 having a fluid dynamic pressure bearing 8 according to an embodiment of the present invention, and a bracket 6 to which the fluid dynamic pressure bearing device 1 is attached, facing each other with a gap in the radial direction. A stator coil 4 and a rotor magnet 5 are provided. The stator coil 4 is attached to the bracket 6, and the rotor magnet 5 is attached to the hub 3 of the fluid dynamic bearing device 1. A predetermined number of disks (not shown) are mounted on the hub 3 . When the stator coil 4 is energized, the rotor magnet 5 rotates due to the electromagnetic force between the stator coil 4 and the rotor magnet 5, thereby causing the hub 3 and the disk to rotate together. In this case, the hub 3, rotor magnet 5, etc. constitute the rotor 10.

流体動圧軸受装置1は、図2に示すように、動圧軸受8と、内周に動圧軸受8を保持する有底筒状のハウジング7と、動圧軸受8で回転自在に支持される軸部材2とを備える。また、軸部材2は、ハウジング7の底に設けられてスラスト受け9にて受けられている。なお、図2は、スラスト受け9を有し、図3ではスラスト受け9を有さない場合を示している。 As shown in FIG. 2, the fluid dynamic bearing device 1 is rotatably supported by a hydrodynamic bearing 8, a bottomed cylindrical housing 7 that holds the hydrodynamic bearing 8 on its inner periphery, and the hydrodynamic bearing 8. A shaft member 2 is provided. Further, the shaft member 2 is provided at the bottom of the housing 7 and is received by a thrust receiver 9. Note that FIG. 2 shows a case in which the thrust receiver 9 is provided, and FIG. 3 shows a case in which the thrust receiver 9 is not provided.

軸部材2は、例えば金属で形成され、凹凸の無いストレートな円筒面状の外周面2aを有する。また、軸部材2の軸方向一端側にロータ10が付設され、軸部材2の軸方向他端側は凸球面形状部2bとされている。スラスト受け9の受け面9aは、例えば樹脂で形成され、その受け面9aは凹凸の無い平坦面である。 The shaft member 2 is made of metal, for example, and has a straight cylindrical outer peripheral surface 2a with no irregularities. Further, a rotor 10 is attached to one end of the shaft member 2 in the axial direction, and the other end of the shaft member 2 in the axial direction is a convex spherical portion 2b. The receiving surface 9a of the thrust receiver 9 is made of resin, for example, and is a flat surface without unevenness.

ハブ3は、例えば金属で形成され、軸部材2の上端から外径側に突出した円盤部3aと、円盤部3aの外径端から軸方向下方に延びた円筒部3bと、円筒部3bの下端部からさらに外径に延びた鍔部3cと、円盤部3aの半径方向略中央部から下方に延びた円筒状の環状突出部3dとで構成される。鍔部3cの上側端面に、図示しないディスクが搭載される。尚、図示例ではハブ3が一体に形成されているが、ハブ3を複数の部材で構成してもよく、例えば、環状突出部3dを別部材で形成してもよい。 The hub 3 is made of metal, for example, and includes a disk portion 3a protruding outward from the upper end of the shaft member 2, a cylindrical portion 3b extending axially downward from the outer radial end of the disk portion 3a, and a cylindrical portion 3b. It is composed of a flange portion 3c extending further to the outer diameter from the lower end portion, and a cylindrical annular protrusion portion 3d extending downward from a substantially central portion in the radial direction of the disk portion 3a. A disk (not shown) is mounted on the upper end surface of the collar portion 3c. Although the hub 3 is integrally formed in the illustrated example, the hub 3 may be formed from a plurality of members. For example, the annular protrusion 3d may be formed from a separate member.

動圧軸受8は、金属や樹脂で円筒状に形成される。本実施形態では、動圧軸受8が焼結金属、例えば銅を比較的多く(例えば20質量%以上)含む焼結金属、具体的には銅を主成分とする銅系焼結金属、あるいは銅及び鉄を主成分とする銅鉄系焼結金属で形成される。 The dynamic pressure bearing 8 is made of metal or resin and has a cylindrical shape. In this embodiment, the hydrodynamic bearing 8 is made of a sintered metal, for example, a sintered metal containing a relatively large amount of copper (for example, 20% by mass or more), specifically a copper-based sintered metal whose main component is copper, or a copper-based sintered metal containing copper as a main component. and copper-iron sintered metal whose main component is iron.

動圧軸受8の内周面8aには、動圧溝が形成される。本実施形態では、図4に示すように、動圧軸受8の内周面8aの軸方向に離隔した2つの領域に、ヘリングボーン形状の動圧溝(ラジアル動圧溝)8a1,8a2がそれぞれ形成される(クロスハッチングは丘部)。図示例では、上側の動圧溝8a1が軸方向非対称に形成されており、具体的には、軸方向略中央の環状の丘部よりも上側の領域の軸方向寸法が、環状の丘部よりも下側の領域の軸方向寸法よりも大きくなっている。下側の動圧溝8a2は軸方向対称に形成されている。このため、動圧軸受8の内周面8aと軸部材2の外周面2aとの間に設けられるラジアル軸受隙間に生じる流体圧力で軸部材をラジアル方向に相対支持するラジアル軸受部20(図2及び図3参照)が形成される。 A dynamic pressure groove is formed in the inner circumferential surface 8a of the dynamic pressure bearing 8. In this embodiment, as shown in FIG. 4, herringbone-shaped dynamic pressure grooves (radial dynamic pressure grooves) 8a1 and 8a2 are provided in two regions spaced apart in the axial direction of the inner circumferential surface 8a of the hydrodynamic bearing 8, respectively. formed (cross-hatched are hills). In the illustrated example, the upper dynamic pressure groove 8a1 is formed asymmetrically in the axial direction, and specifically, the axial dimension of the region above the annular hill at approximately the center in the axial direction is smaller than the annular hill. is also larger than the axial dimension of the lower region. The lower dynamic pressure groove 8a2 is formed symmetrically in the axial direction. For this reason, a radial bearing portion 20 (see FIG. 2 and FIG. 3) are formed.

図5に示すように、動圧軸受8の軸方向一端側の端面8bには動圧溝(スラスト動圧溝)8b1が形成される。具体的には、動圧軸受8の一方の端面8bに、動圧溝8b1と丘部8b2(クロスハッチングで示す)とが周方向で交互に設けられる。動圧溝8b1は、周方向に対して交差する方向に延び、例えばスパイラル形状を成している。動圧溝8b1は、軸部材の回転に伴って潤滑油Oを内径側に押し込むポンプインタイプである。すなわち、図5に示すように、矢印A方向に回転することにより、潤滑油Oが図2及び図3に示す矢印B1のように、外径側から内径側へ引き込まれることになる。動圧軸受8の一方の端面8bとロータ10のハブ3の内面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体圧力で軸部材2をスラスト方向に相対支持するスラスト軸受部21(図2及び図3参照)が形成される。なお、動圧軸受8の他方の端面8cには、このような動圧溝が形成されない。 As shown in FIG. 5, a dynamic pressure groove (thrust dynamic pressure groove) 8b1 is formed in the end surface 8b of the dynamic pressure bearing 8 on one axial end side. Specifically, on one end surface 8b of the hydrodynamic bearing 8, dynamic pressure grooves 8b1 and hill portions 8b2 (indicated by cross hatching) are provided alternately in the circumferential direction. The dynamic pressure groove 8b1 extends in a direction intersecting the circumferential direction, and has, for example, a spiral shape. The dynamic pressure groove 8b1 is of a pump-in type that pushes the lubricating oil O into the inner diameter side as the shaft member rotates. That is, as shown in FIG. 5, by rotating in the direction of the arrow A, the lubricating oil O is drawn from the outer diameter side to the inner diameter side, as shown by the arrow B1 shown in FIGS. 2 and 3. A thrust bearing portion 21 (see FIGS. 2 and 3) that relatively supports the shaft member 2 in the thrust direction by the fluid pressure generated in the thrust bearing gap between one end surface 8b of the hydrodynamic bearing 8 and the inner surface of the hub 3 of the rotor 10. ) is formed. Note that such a dynamic pressure groove is not formed on the other end surface 8c of the dynamic pressure bearing 8.

動圧溝8b1および丘部8b2は、何れも動圧軸受8の端面8bの内径端および外径端(詳しくは、端面8bと、内周面8aおよび外周面8dとの境界に設けられた面取り部8e、8f)に達している。なお、動圧溝8b1および丘部8b2は、それぞれ外径側に行くにつれて徐々に周方向幅が広がっている。 The dynamic pressure groove 8b1 and the hill portion 8b2 are both chamfers provided at the inner and outer diameter ends of the end surface 8b of the hydrodynamic bearing 8 (more specifically, at the boundaries between the end surface 8b, the inner circumferential surface 8a, and the outer circumferential surface 8d). 8e, 8f). Note that the circumferential width of the dynamic pressure groove 8b1 and the hill portion 8b2 gradually increases toward the outer diameter side.

この動圧溝8b1は、溝深さが内径側よりも外径側が浅く設定されている。この場合、図6(a)(図5のX-X´線断面図)に示すように、内径側から外径側に向かって溝底8b11を順次浅くしても、図6(b)(図5のX-X´線断面図)に示すように、内径側に溝深さが深い内径側溝8b1aを設けるとともに、外径側に溝深さが浅い外径側溝8b1bを設けるものであってもよい。 The dynamic pressure groove 8b1 has a groove depth set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side. In this case, even if the groove bottom 8b11 is made gradually shallower from the inner diameter side to the outer diameter side as shown in FIG. 6(a) (cross-sectional view taken along line XX' in FIG. 5), As shown in the cross-sectional view taken along the line XX' in FIG. Good too.

外径側の溝深さが浅いすぎると、摩耗等により、溝が消滅するので、図6(a)のように、溝底8b11がテーパ状になっている場合でも、図6(b)のように、内径側溝8b1aと外径側溝8b1bとを有するものであっても、浅い溝の溝深さを1μm以上(これより浅すぎると、摩耗により溝が消滅するおそれがある)に設定するのが好ましく、外径側溝深さが内径側溝深さの半分以下であるのが好ましい。この場合、図6(a)では、最外径側の溝深さを1μm以上とし、図6(b)では、外径側溝8b1bの溝深さを1μm以上として、図6(a)では、最外径側の溝深さを最内径側の溝深さの半分以下とし、図6(b)では、外径側溝8b1bの溝深さを内径側溝8b1aの溝深さの半分以下としている。 If the groove depth on the outer diameter side is too shallow, the groove will disappear due to wear etc., so even if the groove bottom 8b11 is tapered as shown in Fig. 6(a), the groove depth as shown in Fig. 6(b) Thus, even if the groove has an inner groove 8b1a and an outer groove 8b1b, the depth of the shallow groove should be set to 1 μm or more (if it is shallower than this, the groove may disappear due to wear). It is preferable that the depth of the outer diameter groove is less than half the depth of the inner diameter groove. In this case, in FIG. 6(a), the groove depth on the outermost diameter side is set to be 1 μm or more, in FIG. 6(b), the groove depth of the outer diameter side groove 8b1b is set to be 1 μm or more, and in FIG. 6(a), The groove depth on the outermost diameter side is set to be less than half of the groove depth on the innermost diameter side, and in FIG. 6(b), the groove depth of the outer diameter side groove 8b1b is set to be less than half the groove depth of the inner diameter side groove 8b1a.

また、図6(b)に示すように、内径側溝8b1aと外径側溝8b1bとを有するものであっては、内径側溝8b1aの内径寸法(直径寸法)をD1とし、動圧軸受8の内径寸法(直径寸法)をDa(図4参照)とし、動圧軸受8の外径寸法(直径寸法)をDb(図4参照)とし、軸受外径面取り寸法(外径端面取り部8b寸法)をaとしたときに、(Da+Db)/2<D1<(Db-2a)とする。 Further, as shown in FIG. 6(b), in the case of a bearing having an inner diameter groove 8b1a and an outer diameter groove 8b1b, the inner diameter dimension (diameter dimension) of the inner diameter groove 8b1a is set as D1, and the inner diameter dimension of the hydrodynamic bearing 8. (diameter dimension) is Da (see Fig. 4), the outer diameter dimension (diameter dimension) of the hydrodynamic bearing 8 is Db (see Fig. 4), and the bearing outer diameter chamfer dimension (outer diameter end chamfer 8b dimension) is a. Then, (Da+Db)/2<D1<(Db-2a).

ところで、図7はスピンドルモータの運転状態の模式図を示し、実線は、運転停止時を示し、破線が運転時を示している。この場合、この運転時に、ロータ10が触れ回った時に、ロータ10と動圧軸受8のロータ側の端面8bとの間の隙間が小さくなろうとしても、動圧軸受8のロータ側の端面8bに、外径側の溝深さが内径側の溝深さよりも浅く設定されているスラスト動圧溝が設けられていれば、外径側の圧力を高めることができ、ロータ10の振れ回りを支持することができる。 By the way, FIG. 7 shows a schematic diagram of the operating state of the spindle motor, where the solid line indicates when the spindle motor is stopped, and the broken line indicates when it is running. In this case, even if the gap between the rotor 10 and the rotor-side end surface 8b of the hydrodynamic bearing 8 becomes small when the rotor 10 touches each other during this operation, the rotor-side end surface 8b of the hydrodynamic pressure bearing 8 If a thrust dynamic pressure groove is provided in which the groove depth on the outer diameter side is set to be shallower than the groove depth on the inner diameter side, the pressure on the outer diameter side can be increased and the whirling of the rotor 10 can be reduced. can be supported.

このように、図6(a)(b)のように、スラスト動圧溝8b1を有する動圧軸受は、スラスト動圧溝8b1がポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができる。しかも、スラスト動圧溝8b1の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定しているので、外径側の圧力を高めることができる。このため、全長(軸方向長さ)が短い軸受であっても、振れ回りを支持できる動圧軸受を提供できる。 In this way, as shown in FIGS. 6(a) and 6(b), the dynamic pressure bearing having the thrust dynamic pressure groove 8b1 is of the pump-in type, so that the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing can be reduced. can be increased. Moreover, since the groove depth of the thrust dynamic pressure groove 8b1 is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side, the pressure on the outer diameter side can be increased. Therefore, even if the bearing has a short overall length (length in the axial direction), it is possible to provide a dynamic pressure bearing that can support whirling.

次に、図8は、第2の動圧軸受を示し、動圧軸受の軸方向一方の端面8bに設けられる複数のスラスト動圧溝は、内径側のスラスト動圧溝群11と、外径側のスラスト動圧溝群12とを有する。外径側のスラスト動圧溝群12の溝本数を内径側のスラスト動圧溝群11の溝本数よりも多くしている。 Next, FIG. 8 shows a second dynamic pressure bearing, in which a plurality of thrust dynamic pressure grooves provided on one end surface 8b in the axial direction of the hydrodynamic pressure bearing are formed of a thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side and a thrust dynamic pressure groove group 11 on the outer diameter side. and a thrust dynamic pressure groove group 12 on the side. The number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side is made larger than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side.

この場合、半径方向の溝幅が同一の複数のスラスト動圧溝13を、内径側から外径側に設け、そのスラスト動圧溝間に、半径方向の溝幅が外径側に向かって末広がりとなる丘14を設け、各丘14の径方向中間部位から、半径方向の溝幅が同一の複数のスラスト動圧溝15を外径側まで設けている。これによって、内径側のスラスト動圧溝群11と、外径側のスラスト動圧溝群12とが形成され、外径側のスラスト動圧溝群12の溝12aの本数を内径側のスラスト動圧溝群11の溝11aの本数よりも多くしている(この場合、2倍)。すなわち、スラスト動圧溝13の内径側が、内径側のスラスト動圧溝群11の溝(動圧溝)11aとなり、スラスト動圧溝13の外径側、およびスラスト動圧溝15が、外径側のスラスト動圧溝群12の溝(動圧溝)12aとなる。 In this case, a plurality of thrust dynamic pressure grooves 13 having the same groove width in the radial direction are provided from the inner diameter side to the outer diameter side, and between the thrust dynamic pressure grooves, the groove width in the radial direction widens toward the outer diameter side. A plurality of thrust dynamic pressure grooves 15 having the same radial groove width are provided from the radially intermediate portion of each hill 14 to the outer diameter side. As a result, the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side and the thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side are formed. The number is greater than the number of grooves 11a in the pressure groove group 11 (in this case, twice as many). That is, the inner diameter side of the thrust dynamic pressure groove 13 becomes the groove (dynamic pressure groove) 11a of the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side, and the outer diameter side of the thrust dynamic pressure groove 13 and the thrust dynamic pressure groove 15 become the groove (dynamic pressure groove) 11a of the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side. This becomes the groove (dynamic pressure groove) 12a of the side thrust dynamic pressure groove group 12.

この場合、外径側のスラスト動圧溝群の内径端径寸法(直径寸法)をD2とし、動圧軸受内径寸法をDaとし、動圧軸受外径寸法をDbとし、軸受外径面取り寸法をaとしたときに、(Da+Db)/2<D2<(Db-2a)とする。 In this case, the inner diameter end diameter (diameter) of the thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side is D2, the hydrodynamic bearing inner diameter is Da, the hydrodynamic bearing outer diameter is Db, and the bearing outer diameter chamfer is When a, it is assumed that (Da+Db)/2<D2<(Db-2a).

このように、外径側のスラスト動圧溝群12の溝本数を内径側のスラスト動圧溝群11の溝本数よりも多くすること、つまり、外径側において丘14と溝12aを増加させることにより、回転時において、外径側の圧力を高めることができ、ロータ10の振れ回りを支持することができる。 In this way, the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side is made larger than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side, that is, the number of hills 14 and grooves 12a are increased on the outer diameter side. As a result, the pressure on the outer diameter side can be increased during rotation, and the whirling of the rotor 10 can be supported.

ところで、丘14と溝12aを増やすためには、半径方向の溝幅を一定にするのが好ましい。また、単純に、全域において丘と溝を増やすのではなく、外径側の丘14と溝12aを増やすことで、外径側の圧力のみ高めることができる。 By the way, in order to increase the number of hills 14 and grooves 12a, it is preferable to keep the groove width in the radial direction constant. Further, by simply increasing the number of hills 14 and grooves 12a on the outer diameter side, rather than simply increasing the number of hills and grooves in the entire area, only the pressure on the outer diameter side can be increased.

図8に示すスラスト溝を有する動圧軸受によれば、スラスト動圧溝11a,12aはポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができる。しかも、外径側のスラスト動圧溝群12の溝本数は内径側のスラスト動圧溝群11の溝本数よりも多く設定さているので、半径方向の溝幅が一定になるため、引き込まれるオイル量が減少することで、外径側での負圧発生防止に繋がる。 According to the dynamic pressure bearing having the thrust grooves shown in FIG. 8, the thrust dynamic pressure grooves 11a and 12a are of the pump-in type, so it is possible to increase the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing. Moreover, since the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side is set to be greater than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side, the groove width in the radial direction is constant, so that the oil drawn in A reduction in the amount leads to prevention of negative pressure generation on the outer diameter side.

この場合、外径側のスラスト動圧溝群12の溝本数が内径側のスラスト動圧溝群11の溝本数よりも多く、2倍以下であるのが好ましい。このように設定することによって、軸受外径面で発生する動圧力を安定して高め、且つ外径側での負圧発生を有効に抑えることができる。 In this case, it is preferable that the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side is greater than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side, but not more than twice. By setting in this way, it is possible to stably increase the dynamic pressure generated on the outer diameter surface of the bearing, and to effectively suppress the generation of negative pressure on the outer diameter side.

各スラスト動圧溝11a,12aの半径方向溝幅を一定とするのが好ましい。このように設定することによって、外径側から内径側へ引き込まれる潤滑油量(オイル量)を有効に減少させることができる。 It is preferable that the radial groove width of each thrust dynamic pressure groove 11a, 12a is constant. By setting in this way, the amount of lubricating oil (oil amount) drawn from the outer diameter side to the inner diameter side can be effectively reduced.

外径側のスラスト動圧溝12aの内径端径寸法をD2とし、動圧軸受内径寸法をDaとし、動圧軸受外径寸法をDbとし、軸受外径面取り寸法をaとしたときに、(Da+Db)/2<D2<(Db-2a)とすることができる。このように設定することによって、外径側の圧力を高めるのに有効となる。 When the inner diameter end diameter of the thrust dynamic pressure groove 12a on the outer diameter side is D2, the dynamic pressure bearing inner diameter dimension is Da, the dynamic pressure bearing outer diameter dimension is Db, and the bearing outer diameter chamfer dimension is a, ( Da+Db)/2<D2<(Db-2a). This setting is effective in increasing the pressure on the outer diameter side.

ところで、図9は、圧力分布イメージを示す。実線は図8に示すスラスト動圧溝が形成されたもので、仮想線は図14に示す従来のスラスト動圧溝が形成されたものである。この図からわかるように、実線で示すスラスト動圧溝では、半径方向の溝幅を一定にしているので、仮想線で示す従来のもの(半径方向の溝幅を外径側に向かって末広がりに設定しているもの)よりも、外径側から内径側に引き込まれる潤滑油量(オイル量)が減少し、外径側での負圧発生が防止できる。これに対して、仮想線で示す従来のスラスト動圧溝では、外径側から内径側に引き込まれるオイル量が減少せず、外径側で負圧発生する。 By the way, FIG. 9 shows a pressure distribution image. The solid line shows the thrust dynamic pressure groove shown in FIG. 8 formed therein, and the imaginary line shows the thrust dynamic pressure groove shown in FIG. 14 formed therein. As can be seen from this figure, in the thrust dynamic pressure groove shown by the solid line, the groove width in the radial direction is constant; The amount of lubricating oil (oil amount) drawn from the outside diameter side to the inside diameter side is reduced compared to the setting (setting), and negative pressure generation on the outside diameter side can be prevented. On the other hand, in the conventional thrust dynamic pressure groove shown by the imaginary line, the amount of oil drawn from the outer diameter side to the inner diameter side does not decrease, and negative pressure is generated on the outer diameter side.

ところで、他の動圧軸受として、図5に示すスラスト動圧溝8b1と図8に示すスラスト動圧溝11a、12aとを備えたもの(組み合わせたもの)であってもよい。すなわち、溝深さが内径側よりも外径側を浅くしたスラスト動圧溝(図6(a)タイプのものであっても、図6(b)タイプのものであってもよい。)と、スラスト動圧溝として、内径側のスラスト動圧溝群11と外径側のスラスト動圧溝群12とを備え、外径側のスラスト動圧溝群12の溝本数を内径側のスラスト動圧溝群11の溝本数よりも多くしているスラスト動圧溝とを備えたものとする。この場合、溝深さが内径側よりも外径側を浅くしたスラスト動圧溝を第1のスラスト動圧溝と呼び、内径側のスラスト動圧溝群11と外径側のスラスト動圧溝群12とを備えたスラスト動圧溝を第2のスラスト動圧溝と呼ぶことができる。 By the way, as another dynamic pressure bearing, one provided with (a combination of) the thrust dynamic pressure groove 8b1 shown in FIG. 5 and the thrust dynamic pressure grooves 11a and 12a shown in FIG. 8 may be used. That is, a thrust dynamic pressure groove (which may be of the type shown in FIG. 6(a) or the type shown in FIG. 6(b)) in which the groove depth is shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side. , as thrust dynamic pressure grooves, a thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side and a thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side are provided, and the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group 12 on the outer diameter side is determined by the thrust dynamic pressure groove group 12 on the inner diameter side. The number of thrust dynamic pressure grooves is greater than the number of grooves in the pressure groove group 11. In this case, the thrust dynamic pressure groove whose groove depth is shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side is called the first thrust dynamic pressure groove, and the thrust dynamic pressure groove group 11 on the inner diameter side and the thrust dynamic pressure groove on the outer diameter side are called the first thrust dynamic pressure grooves. The thrust dynamic pressure grooves having the group 12 can be called a second thrust dynamic pressure groove.

このような、他の動圧軸受であっても、図5に示すスラスト動圧溝8b1を有する動圧軸受や図8に示すスラスト動圧溝11a、12aを備えた動圧軸受と同様の作用効果を奏する。なお、図5に示すスラスト動圧溝8b1と図8に示すスラスト動圧溝11a、12aとの割合比は、同一であっても、いずれか一方が多くなってもよい。 Even with such other hydrodynamic bearings, the same effect as the hydrodynamic bearing with the thrust dynamic pressure groove 8b1 shown in FIG. 5 or the hydrodynamic bearing with the thrust dynamic pressure grooves 11a and 12a shown in FIG. 8 is obtained. be effective. Note that the ratio of the thrust dynamic pressure groove 8b1 shown in FIG. 5 to the thrust dynamic pressure grooves 11a and 12a shown in FIG. 8 may be the same, or one of them may be larger.

図5に示すようなスラスト動圧溝を有する動圧軸受、図8に示すようなスラスト動圧溝を有する動圧軸受、これらを組み合わせたスラスト動圧溝を有す動圧軸受を用いた流体動圧軸受装置では、スラスト動圧溝はポンプインタイプであるので、軸受内径面で発生する動圧力を高めることができ、外径側の圧力が高まり、ロータ10の振れ回りを支持することができる。しかも、スラスト動圧溝が軸方向一方側の軸方向端面に設けられるのみであり、組み立て性に優れる。すなわち、ハウジングに動圧軸受を挿入し、この動圧軸受にロータが付設された軸部材を挿入すれば、組み立てることができる。 Fluid using dynamic pressure bearings with thrust dynamic pressure grooves as shown in Figure 5, dynamic pressure bearings with thrust dynamic pressure grooves as shown in Figure 8, and dynamic pressure bearings with thrust dynamic pressure grooves that are a combination of these. In the dynamic pressure bearing device, the thrust dynamic pressure groove is of the pump-in type, so it is possible to increase the dynamic pressure generated on the inner diameter surface of the bearing, and the pressure on the outer diameter side increases to support the whirling of the rotor 10. can. Furthermore, the thrust dynamic pressure groove is only provided on one axial end face, and the assembly is excellent. That is, it can be assembled by inserting a hydrodynamic bearing into the housing and inserting a shaft member to which a rotor is attached to the hydrodynamic bearing.

このため、組立コストの増大を招くことなく、ロータの振れ回りを支持でき、かつオイル漏れを防止することが可能な流体動圧軸受装置を提供できる。 Therefore, it is possible to provide a fluid dynamic bearing device that can support the whirling of the rotor and prevent oil leakage without increasing assembly costs.

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、スラスト動圧溝の本数の増減は任意であり、図6(a)に示すスラスト動圧溝の溝底の傾斜角度、図6(b)に示すスラスト動圧溝の各溝深さも任意に設定できる。また、スラスト動圧の溝底を階段的に変化させて、溝深さを内径側よりも外径側を浅くするものであってもよい。 The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways, and the number of thrust dynamic pressure grooves can be increased or decreased as desired. The inclination angle of the groove bottom of the thrust dynamic pressure groove shown in ) and the depth of each groove of the thrust dynamic pressure groove shown in FIG. 6(b) can also be set arbitrarily. Alternatively, the groove bottom of the thrust dynamic pressure may be changed stepwise to make the groove depth shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side.

また、本発明に係る動圧軸受およびこれを備えた流体動圧軸受装置は、HDD等のディスク駆動装置用のスピンドルモータのみならず、冷却ファン用のファンモータやレーザビームプリンタ用のポリゴンスキャナモータなどに組み込んで使用することもできる。 Furthermore, the hydrodynamic bearing according to the present invention and the fluid dynamic pressure bearing device equipped with the same are applicable not only to spindle motors for disk drive devices such as HDDs, but also to fan motors for cooling fans and polygon scanner motors for laser beam printers. It can also be used by incorporating it into

2 軸部材
2a 外周面
8 動圧軸受
8a 内周面
8a1 ラジアル動圧溝
8a2 ラジアル動圧溝
8b 端面
8b1 スラスト動圧溝
8b1a 内径側溝
8b1b 外径側溝
10 ロータ
11 スラスト動圧溝群
12 スラスト動圧溝群
13 スラスト動圧溝
15 スラスト動圧溝
2 Shaft member 2a Outer peripheral surface 8 Dynamic pressure bearing 8a Inner peripheral surface 8a1 Radial dynamic pressure groove 8a2 Radial dynamic pressure groove 8b End surface 8b1 Thrust dynamic pressure groove 8b1a Inner diameter groove 8b1b Outer diameter groove 10 Rotor 11 Thrust dynamic pressure groove group 12 Thrust dynamic pressure Groove group 13 Thrust dynamic pressure groove 15 Thrust dynamic pressure groove

Claims (9)

内径面に複数のラジアル動圧溝と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝とを有する動圧軸受であって、
前記スラスト動圧溝は潤滑油を外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプとし、前記スラスト動圧溝の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定していることを特徴とする動圧軸受。
A hydrodynamic bearing having a plurality of radial dynamic pressure grooves on an inner diameter surface and a plurality of thrust dynamic pressure grooves on one axial end surface,
The thrust dynamic pressure groove is of a pump-in type that pushes lubricating oil from the outer diameter side to the inner diameter side, and the groove depth of the thrust dynamic pressure groove is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side. Hydrodynamic bearing.
前記スラスト動圧溝の外径側溝深さが内径側溝深さの半分以下であることを特徴とする請求項1に記載の動圧軸受。 2. The dynamic pressure bearing according to claim 1, wherein the depth of the outer diameter groove of the thrust dynamic pressure groove is less than half the depth of the inner diameter groove. 溝深さが浅い外径側のスラスト動圧溝の内径寸法をD1とし、動圧軸受内径寸法をDaとし、動圧軸受外径寸法をDbとし、軸受外径面取り寸法をaとしたときに、(Da+Db)/2<D1<(Db-2a)とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の動圧軸受。 When the inner diameter dimension of the thrust dynamic pressure groove on the outer diameter side with shallow groove depth is D1, the dynamic pressure bearing inner diameter dimension is Da, the dynamic pressure bearing outer diameter dimension is Db, and the bearing outer diameter chamfer dimension is a. , (Da+Db)/2<D1<(Db-2a). 内径面に複数のラジアル動圧溝と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝とを有する動圧軸受であって、
前記スラスト動圧溝は潤滑油を外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプとし、前記スラスト動圧溝は、内径側のスラスト動圧溝群と外径側のスラスト動圧溝群とを備え、外径側のスラスト動圧溝群の溝本数を内径側のスラスト動圧溝群の溝本数よりも多く設定されていることを特徴とする動圧軸受。
A hydrodynamic bearing having a plurality of radial dynamic pressure grooves on an inner diameter surface and a plurality of thrust dynamic pressure grooves on one axial end surface,
The thrust dynamic pressure groove is a pump-in type that pushes lubricating oil from the outer diameter side to the inner diameter side, and the thrust dynamic pressure groove includes a thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side and a thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side. A dynamic pressure bearing, characterized in that the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side is set to be larger than the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side.
外径側のスラスト動圧溝群の溝本数が内径側のスラスト動圧溝群の溝本数の2倍以下であることを特徴とする請求項4に記載の動圧軸受。 5. The dynamic pressure bearing according to claim 4, wherein the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the outer diameter side is not more than twice the number of grooves in the thrust dynamic pressure groove group on the inner diameter side. 各スラスト動圧溝の半径方向溝幅を一定としたことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の動圧軸受。 6. The hydrodynamic bearing according to claim 4, wherein the radial groove width of each thrust hydrodynamic groove is constant. 外径側のスラスト動圧溝の内径端径寸法をD2とし、動圧軸受内径寸法をDaとし、動圧軸受外径寸法をDbとし、軸受外径面取り寸法をaとしたときに、(Da+Db)/2<D2<(Db-2a)とすることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の動圧軸受。 When the inner diameter end diameter of the thrust dynamic pressure groove on the outer diameter side is D2, the dynamic pressure bearing inner diameter dimension is Da, the dynamic pressure bearing outer diameter dimension is Db, and the bearing outer diameter chamfer dimension is a, (Da + Db )/2<D2<(Db-2a). 6. The hydrodynamic bearing according to claim 4, wherein: 内径面に複数のラジアル動圧溝と、軸方向一方の端面に複数のスラスト動圧溝とを有する動圧軸受であって、
前記スラスト動圧溝は潤滑油を外径側から内径側へ押し込むポンプインタイプとし、前記スラスト動圧溝の溝深さは内径側よりも外径側を浅く設定している第1のスラスト動圧溝群と、溝本数は内径側よりも外径側が多く設定されている第2のスラスト動圧溝群とを有することを特徴とする動圧軸受。
A hydrodynamic bearing having a plurality of radial dynamic pressure grooves on an inner diameter surface and a plurality of thrust dynamic pressure grooves on one axial end surface,
The thrust dynamic pressure groove is a pump-in type that pushes lubricating oil from the outer diameter side to the inner diameter side, and the groove depth of the thrust dynamic pressure groove is set to be shallower on the outer diameter side than on the inner diameter side. A dynamic pressure bearing comprising a pressure groove group and a second thrust dynamic pressure groove group in which the number of grooves is set to be larger on the outer diameter side than on the inner diameter side.
請求項1又は請求項4に記載の動圧軸受と、前記動圧軸受の内周に挿入される軸部材と、この軸部材の軸方向一方側に付設されるロータとを備えた流体動圧軸受装置であって、
前記動圧軸受の内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をラジアル方向に相対支持するラジアル軸受部と、前記動圧軸受の軸方向一方側の軸方向端面と前記ロータの軸受対向面との間のスラスト軸受隙間に生じる流体圧力で前記軸部材をスラスト方向に相対支持するスラスト軸受部とを備えたことを特徴とする流体動圧軸受装置。
A fluid dynamic pressure bearing comprising the dynamic pressure bearing according to claim 1 or claim 4, a shaft member inserted into the inner periphery of the dynamic pressure bearing, and a rotor attached to one side in the axial direction of the shaft member. A bearing device,
a radial bearing portion that relatively supports the shaft member in the radial direction by fluid pressure generated in a radial bearing gap between the inner circumferential surface of the hydrodynamic bearing and the outer circumferential surface of the shaft member; and one axial direction of the hydrodynamic bearing. A fluid dynamic pressure bearing comprising: a thrust bearing portion that relatively supports the shaft member in the thrust direction using fluid pressure generated in the thrust bearing gap between the side axial end surface and the bearing facing surface of the rotor. Device.
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