JP2963619B2 - Dynamic pressure bearing device - Google Patents

Dynamic pressure bearing device

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JP2963619B2
JP2963619B2 JP12698494A JP12698494A JP2963619B2 JP 2963619 B2 JP2963619 B2 JP 2963619B2 JP 12698494 A JP12698494 A JP 12698494A JP 12698494 A JP12698494 A JP 12698494A JP 2963619 B2 JP2963619 B2 JP 2963619B2
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bearing device
magnetic
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radial
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保 能勢
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Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は動圧軸受装置、さらに詳
しくは磁性流体を潤滑油として用いた動圧軸受装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrodynamic bearing device, and more particularly to a hydrodynamic bearing device using a magnetic fluid as lubricating oil.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁性流体を潤滑油として用いた動圧軸受
装置の提案が、例えば特開昭62−155327号公報
や実開昭62−202526号公報等になされている。
この動圧軸受装置を適用した、例えばHDD用のスピン
ドルモータの一例を示したのが図8である。このスピン
ドルモータは所謂中心軸回転型且つラジアル軸受固定型
であって、図が煩雑になるのを避けるために、中心線よ
り右半分のみが示されている。
2. Description of the Related Art A dynamic pressure bearing device using a magnetic fluid as a lubricating oil has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-155327 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 62-202526.
FIG. 8 shows an example of a spindle motor for an HDD to which the dynamic pressure bearing device is applied, for example. This spindle motor is a so-called center shaft rotating type and radial bearing fixed type, and only the right half from the center line is shown to avoid complicating the drawing.

【0003】同図において、符号1は固定部材たるモー
タハウジングとしてのフレームを示しており、このフレ
ーム1には筒状の軸受ホルダー部1aが立設するように
して一体成形されている。すなわち、軸受ホルダー部1
aを含むフレーム1は、一端が閉塞され他方が開放され
た凹形状をなしている。該軸受ホルダー部1aの外周面
にはステ−タコア6が固定されており、このステ−タコ
ア6にはコイル5が巻回されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a frame as a motor housing as a fixing member, and a cylindrical bearing holder 1a is integrally formed on the frame 1 so as to stand upright. That is, the bearing holder 1
The frame 1 including a has a concave shape with one end closed and the other open. A stator core 6 is fixed to the outer peripheral surface of the bearing holder 1a, and a coil 5 is wound around the stator core 6.

【0004】上記軸受ホルダー部1aの内周にはラジア
ル滑り軸受2,2がそれぞれ嵌合固定されており、これ
らラジアル滑り軸受2,2の内周には回転軸としての中
心軸3が挿入配置されている。該中心軸3の外周面及び
ラジアル滑り軸受2,2の内周面の少なくとも一方に
は、例えばへリングボーン状等の動圧発生溝が形成され
ており、摺動面(中心軸3とラジアル滑り軸受2,2と
の間の空隙)には磁性流体14が充填されている。すな
わち、中心軸3は、ラジアル滑り軸受2,2の内周面と
の間に発生するラジアル動圧力によりラジアル方向の振
れが抑えられて、ラジアル滑り軸受2,2内を回転する
ようになっている。
[0004] Radial sliding bearings 2 and 2 are fitted and fixed to the inner periphery of the bearing holder 1a, respectively, and a central shaft 3 as a rotating shaft is inserted and arranged in the inner periphery of the radial sliding bearings 2 and 2. Have been. On at least one of the outer peripheral surface of the center shaft 3 and the inner peripheral surfaces of the radial slide bearings 2, for example, a dynamic pressure generating groove having a herringbone shape or the like is formed. The gap between the sliding bearings 2 and 2) is filled with a magnetic fluid. That is, the radial movement of the center shaft 3 between the inner peripheral surfaces of the radial slide bearings 2 and 2 suppresses the deflection in the radial direction, and the center shaft 3 rotates in the radial slide bearings 2 and 2. I have.

【0005】中心軸3のフレーム閉塞側(図における下
方)の端面3aに対向する位置には、フレーム1の凹所
底部を形成するスラスト板1bが設けられている。この
スラスト板1b及び中心軸3のフレーム閉塞側端面3a
の少なくとも一方には、動圧発生溝が形成されており、
摺動面(中心軸3のフレーム閉塞側端面3aとこれに対
向するスラスト板1bの図における上端面との間の空
隙)には磁性流体14が充填されている。すなわち、中
心軸3のフレーム閉塞側端面3aとスラスト板1bの上
端面との間に、中心軸3に対してフレーム開放側に向う
スラスト動圧力が発生するようになっている。
A thrust plate 1b forming the bottom of the recess of the frame 1 is provided at a position facing the end surface 3a of the center shaft 3 on the frame closing side (the lower side in the figure). The thrust plate 1b and the end face 3a of the center shaft 3 on the frame closing side.
A dynamic pressure generating groove is formed in at least one of
The sliding surface (gap between the end face 3a of the central shaft 3 on the frame closing side and the upper end face of the thrust plate 1b facing the end face 3a) is filled with the magnetic fluid. That is, a thrust dynamic pressure toward the frame opening side with respect to the central shaft 3 is generated between the frame closed side end surface 3a of the central shaft 3 and the upper end surface of the thrust plate 1b.

【0006】また、中心軸3には、ステ−タコア6と駆
動マグネット7の磁気中心をずらす公知の手法等によ
り、中心軸3に対してフレーム閉塞側に向う磁気吸引力
が発生するようになっている。従って、この磁気吸引力
と上記スラスト動圧力とにより、スラスト方向のバラン
ス及び振れが抑えられて、スラスト板1b上を回転する
ようになっている。
Further, a magnetic attraction toward the frame closing side with respect to the center shaft 3 is generated on the center shaft 3 by a known method of shifting the magnetic center of the stator core 6 and the drive magnet 7. ing. Therefore, the balance and the runout in the thrust direction are suppressed by the magnetic attraction force and the thrust dynamic pressure, and the thrust plate 1b is rotated.

【0007】中心軸3のフレーム開放側(図における上
方)の端部には、上記コア6、コイル5等を覆うような
形状のハブ4が嵌合固定されている。このハブ4の外周
面には図示されないディスクが装着されており、ハブ4
内周の上記コア6に対向する位置には駆動マグネット7
が固定されている。
A hub 4 shaped to cover the core 6, the coil 5 and the like is fitted and fixed to an end of the center shaft 3 on the frame opening side (upper side in the figure). A disc (not shown) is mounted on the outer peripheral surface of the hub 4.
A drive magnet 7 is provided at a position facing the core 6 on the inner periphery.
Has been fixed.

【0008】上記軸受ホルダー部1aの内外を連通する
通路10の途中、すなわち軸受ホルダー1aの図におけ
る上端部(フレーム開放側のラジアル滑り軸受2より上
方の位置)には磁性流体シール8が配設されている。こ
の磁性流体シール8は、磁石8bと、この磁石8bを軸
線方向に挟むようにして設けられ磁路を形成するポール
ピース8a,8aとから構成されており、このポールピ
ース8a,8a内周面と中心軸3の外周面との間に磁性
流体9,9が保持され得るようになっている。従って、
この磁性流体シール8により、上記摺動面に充填されて
いる磁性流体を含むホルダー部1a内部に満たされてい
る磁性流体14の軸受部から外方への漏れが防止されて
いると共に、外部から軸受部内への塵芥等の侵入の防止
が図られている。
A magnetic fluid seal 8 is provided in the passage 10 communicating between the inside and outside of the bearing holder 1a, that is, at the upper end of the bearing holder 1a in the figure (the position above the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame). Have been. The magnetic fluid seal 8 includes a magnet 8b and pole pieces 8a, 8a provided so as to sandwich the magnet 8b in the axial direction to form a magnetic path. The magnetic fluid 9 can be held between the outer peripheral surface of the shaft 3 and the magnetic fluid 9. Therefore,
The magnetic fluid seal 8 prevents the magnetic fluid 14 filled in the inside of the holder portion 1a containing the magnetic fluid filled in the sliding surface from leaking outward from the bearing portion and from the outside. It is attempted to prevent dust and the like from entering the bearing portion.

【0009】また、該磁性流体14のフレーム開放側へ
の漏れ防止を図るものとしては、図9に示されるよう
に、磁性流体シール8に代えて、フレーム開放側のラジ
アル滑り軸受2のフレーム開放側端面に、軸方向に着磁
が施されたマグネット16を配設し、このマグネット1
6の開放磁界により磁性流体14を保持させるという構
造のものもある。
In order to prevent the magnetic fluid 14 from leaking to the frame opening side, as shown in FIG. 9, the magnetic fluid seal 8 is replaced with the frame opening side of the radial sliding bearing 2 on the frame opening side. A magnet 16 magnetized in the axial direction is disposed on the side end face.
There is also a structure in which the magnetic fluid 14 is held by the open magnetic field 6.

【0010】そして、図示されないモータ外部の電源供
給手段からフレキシブル基板12を介してコイル5に所
定の駆動電圧が印加されると、ディスクを装着したハブ
4が回転するようになっている。なお、符号11は滑り
軸受2,2間に当接して配置される軸受カラーを、13
は中心軸3の抜け止めをそれぞれ示している。
[0010] When a predetermined drive voltage is applied to the coil 5 from a power supply means (not shown) outside the motor via the flexible substrate 12, the hub 4 on which the disk is mounted rotates. Reference numeral 11 denotes a bearing collar disposed in contact with the slide bearings 2 and 13;
Indicates the retaining of the central shaft 3 respectively.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記HDD用
のスピンドルモータ等にあっては、清浄な雰囲気が要求
されているために、軸受ホルダー部1a内に満たされて
いる磁性流体14の漏れ防止は重要な点となっており、
例えば振動・衝撃・遠心力が加わったり、姿勢が変化し
ても、漏れないことが必要とされる。
Here, in the above-mentioned spindle motor for the HDD, etc., since a clean atmosphere is required, the leakage of the magnetic fluid 14 filled in the bearing holder 1a occurs. Prevention is an important point,
For example, even if vibration, impact, or centrifugal force is applied, or the posture changes, it is necessary that leakage does not occur.

【0012】しかしながら、軸受ホルダー部1a内に満
たされている磁性流体14の液面位置は、気圧・温度変
化による磁性流体(実際には内部に混在する空気)の体
積変化や、部品寸法・注入する磁性流体の量のばらつき
等により変化し、このように磁性流体の液面位置が変化
すると、図8、図9に示した磁性流体の漏れ防止構造で
は、磁性流体に対する磁気的保持力が大幅に低下してし
まい、磁性流体の漏れを防止できないといった問題があ
った。
However, the liquid surface position of the magnetic fluid 14 filled in the bearing holder 1a depends on the change in volume of the magnetic fluid (actually air mixed inside) due to the change in air pressure and temperature, and the dimensions and injection of parts. When the liquid surface position of the magnetic fluid changes as described above due to variations in the amount of the magnetic fluid, the magnetic holding force against the magnetic fluid greatly increases in the magnetic fluid leakage prevention structure shown in FIGS. And the leakage of the magnetic fluid cannot be prevented.

【0013】このような問題は、上記一端が閉塞され他
方が開放された中心軸回転型のモータに限らず、両端が
開放された形状の中心軸固定型のモータにあっても、同
様に発生する。
[0013] Such a problem is not limited to the above-described motor of the center shaft rotation type having one end closed and the other opened, but similarly occurs in a center shaft fixed type motor having both ends opened. I do.

【0014】そこで本発明は、磁性流体の外部への漏れ
が確実に防止される動圧軸受装置を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to provide a dynamic pressure bearing device in which leakage of a magnetic fluid to the outside is reliably prevented.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1手段の動圧軸受装置
は上記目的を達成するために、固定部材または回転部材
の何れか一方に固定され、該回転部材を回転自在に支承
するラジアル軸受を備え、このラジアル軸受の摺動面に
充填された磁性流体に動圧を生ぜしめるよう構成された
動圧軸受装置において、前記ラジアル軸受より開放側に
おける固定部材または回転部材の何れか一方にマグネッ
トを設け、このマグネットのラジアル方向に対向する他
方の回転部材または固定部材を磁性体とし、この磁性体
及び前記マグネットによって形成される磁気回路によ
り、該磁性体と前記マグネットとの間のスペースの軸方
向の磁束密度勾配を、前記開放側の逆方向に向かって増
大する一方向磁束密度勾配としたことを特徴としてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a dynamic bearing device which is fixed to one of a fixed member and a rotating member to rotatably support the rotating member. A dynamic pressure bearing device configured to generate a dynamic pressure in a magnetic fluid filled in a sliding surface of the radial bearing, wherein one of a fixed member and a rotating member on an open side of the radial bearing is provided with a magnet. The other rotating member or fixed member facing the magnet in the radial direction is made of a magnetic material, and a magnetic circuit formed by the magnetic material and the magnet forms an axis of a space between the magnetic material and the magnet. The magnetic flux density gradient in one direction is a one-way magnetic flux density gradient that increases in the opposite direction on the open side.

【0016】第2手段の動圧軸受装置は上記目的を達成
するために、上記第1手段に加えて、マグネットまたは
磁性体の何れか一方の対向面を、他方の対向面に対して
開放側の逆方向に向かって接近する方向に傾斜させてな
る。
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in addition to the first means, the dynamic pressure bearing device is configured such that one of the opposing surfaces of the magnet or the magnetic body is open to the other opposing surface. In the direction approaching the opposite direction.

【0017】第3手段の動圧軸受装置は上記目的を達成
するために、上記第1手段に加えて、マグネットのラジ
アル方向の厚さが開放側の逆方向に向かって厚くなる方
向に、該マグネットの対向面の反対側の面を傾斜させて
なる。
In order to achieve the above object, the dynamic pressure bearing device according to the third means, in addition to the first means, has a structure in which the thickness of the magnet in the radial direction increases in the direction opposite to the open side. The surface opposite to the facing surface of the magnet is inclined.

【0018】第4手段の動圧軸受装置は上記目的を達成
するために、上記第1手段に加えて、開放側の逆方向に
向かってマグネットの着磁強さを増大してなる。
In order to achieve the above object, the dynamic pressure bearing device of the fourth means increases the magnetizing strength of the magnet in the direction opposite to the open side in addition to the first means.

【0019】第5手段の動圧軸受装置は上記目的を達成
するために、上記第1手段に加えて、マグネットの着磁
をラジアル方向にしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the dynamic pressure bearing device of the fifth means is characterized in that the magnet is magnetized in a radial direction in addition to the first means.

【0020】第6手段の動圧軸受装置は上記目的を達成
するために、上記第1手段に加えて、マグネットを保持
する部材を磁性体としたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the dynamic pressure bearing device of the sixth means is characterized in that, in addition to the first means, a member holding the magnet is made of a magnetic material.

【0021】[0021]

【作用】このような第1、第5手段における動圧軸受装
置によれば、例えば気圧・温度変化による磁性流体の体
積変化や、部品寸法・注入する磁性流体の量のばらつき
等により、磁性流体の液面位置が変化しても、開放側の
逆方向に向かって増大する一方向磁束密度勾配による磁
気力により、磁性流体は良好に保持される。また、例え
ば振動・衝撃・遠心力が加わったり、姿勢が変化して
も、該一方向磁束密度勾配による磁気力により、漏れよ
うとする磁性流体は引き戻される。
According to the dynamic pressure bearing device of the first and fifth means, for example, a change in the volume of the magnetic fluid due to a change in air pressure or temperature, a variation in the dimensions of parts, an amount of the magnetic fluid to be injected, etc. Even if the liquid surface position changes, the magnetic fluid is favorably held by the magnetic force due to the one-way magnetic flux density gradient that increases in the reverse direction on the open side. Also, even if, for example, vibration, impact, or centrifugal force is applied or the posture changes, the magnetic fluid that is about to leak is pulled back by the magnetic force due to the one-way magnetic flux density gradient.

【0022】このような第2手段における動圧軸受装置
によれば、開放側の逆方向に向かって増大する一方向磁
束密度勾配は、マグネットまたは磁性体の何れか一方の
対向面を、他方の対向面に対して開放側の逆方向に向か
って接近する方向に傾斜させることにより、得られる。
According to the dynamic pressure bearing device of the second means, the one-way magnetic flux density gradient that increases in the opposite direction on the open side is such that one of the opposing surfaces of the magnet or the magnetic material is connected to the other surface. It is obtained by inclining in the direction approaching the opposite side on the open side with respect to the facing surface.

【0023】このような第3手段における動圧軸受装置
によれば、開放側の逆方向に向かって増大する一方向磁
束密度勾配は、マグネットのラジアル方向の厚さが開放
側の逆方向に向かって厚くなる方向に、該マグネットの
対向面の反対側の面を傾斜させることにより、得られ
る。
According to the dynamic pressure bearing device of the third means, the one-way magnetic flux density gradient increasing in the reverse direction on the open side is such that the radial thickness of the magnet is in the reverse direction on the open side. It is obtained by inclining the surface on the opposite side of the facing surface of the magnet in the direction in which the magnet becomes thicker.

【0024】このような第4手段における動圧軸受装置
によれば、開放側の逆方向に向かって増大する一方向磁
束密度勾配は、開放側の逆方向に向かってマグネットの
着磁強さを増大させることにより、得られる。
According to the dynamic pressure bearing device of the fourth means, the one-way magnetic flux density gradient that increases in the reverse direction on the open side reduces the magnetizing strength of the magnet in the reverse direction on the open side. It is obtained by increasing.

【0025】このような第6手段における動圧軸受装置
によれば、マグネットを保持する部材を磁性体として磁
気回路を構成することにより、第1手段の効果がさらに
増大される。
According to the dynamic bearing device of the sixth means, the effect of the first means is further increased by forming a magnetic circuit using the member holding the magnet as a magnetic material.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の第1実施例を示す動圧軸受装置を
適用した、例えば中心軸回転型且つラジアル軸受固定型
のHDD用のスピンドルモータの横断面図であり、従来
技術で説明したのと同一なもの及び同一機能を果たすも
のについては同一符号が付してあり、これらについては
重複を避けるために、ここでの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor for a HDD, for example, of a central shaft rotating type and a fixed radial bearing type, to which a hydrodynamic bearing device according to a first embodiment of the present invention is applied. Identical components and components performing the same function are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here to avoid duplication.

【0027】この第1実施例にあっては、中心軸3及び
フレーム開放側のラジアル滑り軸受2は磁性材料よりな
り、このフレーム開放側のラジアル滑り軸受2より開放
側、すなわちフレーム開放側のラジアル滑り軸受2のフ
レーム開放側端面に、ラジアル方向に着磁がなされた環
状のマグネット30が配設されている。このマグネット
30は、フレーム開放側のラジアル滑り軸受2及びマグ
ネット30の外周に固定配置された磁性材よりなる保持
部材40により保持された状態となっており、従って、
マグネット30、中心軸3、フレーム開放側のラジアル
滑り軸受2、保持部材40により磁気回路が形成された
状態となっている。
In the first embodiment, the central shaft 3 and the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame are made of a magnetic material, and the radial sliding bearing 2 on the open side of the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame, that is, the radial on the open side of the frame. An annular magnet 30 that is magnetized in the radial direction is disposed on an end surface of the sliding bearing 2 on the frame open side. The magnet 30 is held by the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame and the holding member 40 made of a magnetic material fixedly arranged on the outer periphery of the magnet 30.
A magnetic circuit is formed by the magnet 30, the center shaft 3, the radial sliding bearing 2 on the frame opening side, and the holding member 40.

【0028】マグネット30の中心軸3に対する対向面
(内周面)30aは、中心軸3の外周面に対して開放側
の逆方向(図における下方)に向かって接近するような
傾斜面となっている。
The surface (inner peripheral surface) 30a of the magnet 30 facing the central axis 3 is an inclined surface approaching the outer peripheral surface of the central axis 3 in a direction opposite to the open side (downward in the drawing). ing.

【0029】このように、マグネット30に上述のよう
な傾斜面30aを形成して中心軸3との間に磁気回路を
形成すると、マグネット30と中心軸3との間のスペー
ス及びマグネット30のフレーム開放側端面近傍のスペ
ースの各磁束A,B(図6参照)の軸方向における磁束
密度分布は、図7に示されるようになる。
When the above-described inclined surface 30a is formed on the magnet 30 to form a magnetic circuit between the magnet 30 and the central axis 3, the space between the magnet 30 and the central axis 3 and the frame of the magnet 30 are formed. The magnetic flux density distribution in the axial direction of each of the magnetic fluxes A and B (see FIG. 6) in the space near the open end face is as shown in FIG.

【0030】ここで、本実施例においては、マグネット
30と中心軸3との間のスペースの軸方向の磁束密度勾
配は、図7に示される区間Xの範囲を採るようになって
いる。すなわち、マグネット30と中心軸3との間のス
ペースの軸方向の磁束密度勾配は、開放側の逆方向に向
かって増大する一方向磁束密度勾配となっている。
Here, in the present embodiment, the magnetic flux density gradient in the axial direction of the space between the magnet 30 and the central axis 3 takes the range of the section X shown in FIG. That is, the magnetic flux density gradient in the axial direction of the space between the magnet 30 and the central axis 3 is a one-way magnetic flux density gradient that increases in the opposite direction on the open side.

【0031】なお、符号41は非磁性材料よりなるスト
ッパーを、42,43は吸収シートをそれぞれ示してい
る。
Reference numeral 41 denotes a stopper made of a non-magnetic material, and reference numerals 42 and 43 denote absorption sheets.

【0032】このように、第1実施例においては、マグ
ネット30、中心軸3、フレーム開放側のラジアル滑り
軸受2、保持部材40によって形成される磁気回路によ
り、該中心軸3とマグネット30との間のスペースの軸
方向の磁束密度勾配を、開放側の逆方向に向かって増大
する一方向磁束密度勾配としたので、例えば気圧・温度
変化による磁性流体14の体積変化や、部品寸法・注入
する磁性流体14の量のばらつき等により、磁性流体1
4の液面位置が変化しても、開放側の逆方向に向かって
増大する一方向磁束密度勾配(図7の符号A’で示され
る急勾配なる一方向磁束密度勾配に凡そ対応)による磁
気力により、磁性流体14は良好に保持されるようにな
っている。また、例えば振動・衝撃・遠心力が加わった
り、姿勢が変化し、磁性流体14が漏れる方向に移動し
た場合でも、該一方向磁束密度勾配(図7の符号AA’
で示される緩やかなる一方向磁束密度勾配に凡そ対応)
による磁気力により、マグネット30より離れた位置で
も比較的大きな一方向の磁束密度勾配が継続するため
に、漏れようとする磁性流体は引き戻されるようになっ
ている。従って、磁性流体14の外部への漏れが確実に
防止されるようになっている。
As described above, in the first embodiment, the magnetic circuit formed by the magnet 30, the central shaft 3, the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame, and the holding member 40 connects the central shaft 3 to the magnet 30. Since the magnetic flux density gradient in the axial direction of the space between them is a one-way magnetic flux density gradient that increases in the opposite direction on the open side, for example, the volume change of the magnetic fluid 14 due to a change in air pressure and temperature, and the dimensions and injection of parts. Due to variations in the amount of the magnetic fluid 14, the magnetic fluid 1
4. Even if the liquid level position of 4 changes, the magnetism due to the one-way magnetic flux density gradient (approximately corresponding to the steep one-way magnetic flux density gradient indicated by A 'in FIG. 7) that increases in the reverse direction on the open side. The force holds the magnetic fluid 14 well. Further, even when, for example, vibration, impact, or centrifugal force is applied, or the posture changes, and the magnetic fluid 14 moves in a leaking direction, the one-way magnetic flux density gradient (the reference sign AA ′ in FIG. 7).
Approximately corresponds to the gentle one-way magnetic flux density gradient indicated by.)
Due to the magnetic force generated by the magnetic fluid, a relatively large magnetic flux density gradient in one direction continues even at a position distant from the magnet 30, so that the magnetic fluid to be leaked is pulled back. Therefore, leakage of the magnetic fluid 14 to the outside is reliably prevented.

【0033】また、マグネット30を保持する部材とし
てのフレーム開放側のラジアル滑り軸受2及び保持部材
40を磁性材料より構成し、これらと上記中心軸3及び
マグネット30により磁気回路を構成しているので、中
心軸3及びマグネット30だけにより磁気回路を構成し
たものに比して、その効果をさらに高めることができる
ようになっている。
Further, the radial sliding bearing 2 and the holding member 40 on the frame opening side as members for holding the magnet 30 are made of a magnetic material, and a magnetic circuit is formed by these, the center shaft 3 and the magnet 30. The effect can be further enhanced as compared with the case where a magnetic circuit is constituted only by the center shaft 3 and the magnet 30.

【0034】因に、上記一方向磁束密度勾配は軸方向に
長く急勾配となるのが望ましく、また磁性流体が保持さ
れる保持部容積も大きいことが望ましい。このような所
望の一方向磁束密度勾配や磁性流体の保持部容積は、マ
グネット30の傾斜等を変えることにより、簡単に得る
ことができるようになっている。
The one-way magnetic flux density gradient is desirably long in the axial direction and steep, and the volume of the holding portion for holding the magnetic fluid is also desirably large. Such a desired one-way magnetic flux density gradient and the holding volume of the magnetic fluid can be easily obtained by changing the inclination of the magnet 30 and the like.

【0035】図2は本発明の第2実施例を示す動圧軸受
装置を適用した、例えば中心軸固定型且つラジアル軸受
回転型のHDD用のスピンドルモータの横断面図であ
り、第1実施例で説明したのと同一なもの及び同一機能
を果たすものについては同一符号が付してあり、これら
については重複を避けるために、ここでの説明は省略す
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a spindle motor for a HDD of, for example, a fixed center shaft type and a radial bearing rotating type, to which a dynamic pressure bearing device according to a second embodiment of the present invention is applied. The same reference numerals are given to those having the same functions and the same functions as those described above, and the description thereof will be omitted here to avoid duplication.

【0036】この第2実施例のモータは、中心軸21a
が磁性材よりなるフレーム21と共に固定された中心軸
固定型のモータであるので、両開放端からの磁性流体の
漏れを防止すべく、マグネット30は、各ラジアル滑り
軸受2,2より開放側にそれぞれ配設されている。ま
た、第1実施例と同様な磁気回路を形成するために、図
における上側のマグネット30に対向する中心軸21a
及び図における下側のマグネット30に対向する部材4
4(この部材44を設けない場合にはハブ54)は、そ
れぞれ磁性材料より構成されている。
The motor of the second embodiment has a center shaft 21a.
Is a central shaft fixed type motor fixed together with a frame 21 made of a magnetic material, and in order to prevent leakage of the magnetic fluid from both open ends, the magnet 30 is placed on the open side from the radial sliding bearings 2, 2. Each is arranged. Further, in order to form a magnetic circuit similar to that of the first embodiment, a central shaft 21a facing the upper magnet 30 in the figure is used.
And the member 4 facing the lower magnet 30 in the figure.
4 (the hub 54 when the member 44 is not provided) is made of a magnetic material.

【0037】このように構成しても、第1実施例と同様
な効果を得ることができるというのはいうまでもない。
It is needless to say that the same effect as that of the first embodiment can be obtained even with this configuration.

【0038】図3は本発明の第3実施例を示す動圧軸受
装置の要部の横断面図である。この第3実施例にあって
は、マグネット31の中心軸3に対する対向面31aを
傾斜面とせずに、このマグネット31に対向する位置の
中心軸3外周に、環状の磁性体35が固定されている。
この磁性体35のマグネット31に対する対向面(外周
面)35aは、マグネット31の対向面31aに対して
開放側の逆方向(図における下方)に向かって接近する
ような傾斜面となっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, an annular magnetic body 35 is fixed to the outer periphery of the center shaft 3 at a position facing the magnet 31 without using the inclined surface 31a facing the center axis 3 of the magnet 31. I have.
The surface (outer peripheral surface) 35a of the magnetic body 35 facing the magnet 31 is an inclined surface that approaches the opposite surface 31a of the magnet 31 in a direction opposite to the open side (downward in the drawing).

【0039】このように構成しても、マグネット31、
磁性体35、中心軸3、フレーム開放側のラジアル滑り
軸受2、保持部材40によって形成される磁気回路によ
り、該磁性体35とマグネット31との間のスペースの
軸方向の磁束密度勾配を、第1実施例と同様な開放側の
逆方向に向かって増大する一方向磁束密度勾配とするこ
とができるので、第1実施例と同様な効果を得ることが
できる。
Even with this configuration, the magnet 31,
The magnetic circuit formed by the magnetic body 35, the central shaft 3, the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame, and the holding member 40 reduces the axial magnetic flux density gradient of the space between the magnetic body 35 and the magnet 31. Since the one-way magnetic flux density gradient can be increased in the reverse direction on the open side as in the first embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0040】図4は本発明の第4実施例を示す動圧軸受
装置の要部の横断面図である。この第4実施例の動圧軸
受装置が第1実施例のそれと違う点は、マグネット32
の中心軸3に対する対向面32aを傾斜面とせずに、該
マグネット32の対向面32aの反対側の面(裏面)3
2bを、該マグネット32のラジアル方向の厚さが開放
側の逆方向に向かって厚くなるように、傾斜させた点で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a fourth embodiment of the present invention. The difference between the dynamic pressure bearing device of the fourth embodiment and that of the first embodiment is that
The surface (back surface) 3 opposite to the facing surface 32a of the magnet 32 without making the facing surface 32a with respect to the center axis 3
2b is that the magnet 32 is inclined such that the radial thickness of the magnet 32 increases in the opposite direction to the open side.

【0041】このように構成しても、マグネット32、
中心軸3、フレーム開放側のラジアル滑り軸受2、保持
部材40によって形成される磁気回路により、該中心軸
3とマグネット32との間のスペースの軸方向の磁束密
度勾配を、第1実施例と同様な開放側の逆方向に向かっ
て増大する一方向磁束密度勾配とすることができるの
で、第1実施例と同様な効果を得ることができる。
Even with this configuration, the magnet 32,
The magnetic circuit formed by the center shaft 3, the radial sliding bearing 2 on the open side of the frame, and the holding member 40 reduces the magnetic flux density gradient in the space between the center shaft 3 and the magnet 32 in the axial direction. Since a one-way magnetic flux density gradient that increases in the opposite direction on the same open side can be obtained, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0042】図5は本発明の第5実施例を示すものであ
り、(a)は動圧軸受装置の要部の横断面図、(b)は
(a)中に示されるマグネットの着磁分布図である。
FIGS. 5A and 5B show a fifth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of a main part of a hydrodynamic bearing device, and FIG. 5B is a magnetized magnet shown in FIG. It is a distribution map.

【0043】この第5実施例の動圧軸受装置が第1実施
例のそれと違う点は、マグネット33の中心軸3に対す
る対向面33aを傾斜面とせずに、マグネット33の着
磁強さが、開放側の逆方向に向かって増大するように、
該マグネット33に着磁を施した点である。
The dynamic pressure bearing device of the fifth embodiment differs from that of the first embodiment in that the surface of the magnet 33 facing the central axis 3 is not inclined and the magnetizing strength of the magnet 33 is reduced. So that it increases in the opposite direction to the open side,
The point is that the magnet 33 is magnetized.

【0044】このように構成しても、第1実施例と同様
な効果を得ることができるというのはいうまでもない。
It is needless to say that the same effect as in the first embodiment can be obtained even with this configuration.

【0045】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例え
ば、マグネット30〜33を、該マグネット30〜33
に対向する部材としての中心軸3に固定し(第2実施例
の図における上側のマグネット30にあっては中心軸2
1aに、図における下側のマグネット30にあってはハ
ブ54に固定し)、マグネット30〜33のあった位置
に磁性体を対向するように設けても良い。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say, for example, the magnets 30 to 33 are
Is fixed to the center shaft 3 as a member facing the center shaft (in the upper magnet 30 in the drawing of the second embodiment, the center shaft 2
1a, the lower magnet 30 in the figure is fixed to the hub 54), and a magnetic body may be provided at a position where the magnets 30 to 33 are located so as to face each other.

【0046】また、マグネット30〜33を、周方向に
N,S極が交互に着磁された多極着磁マグネットとして
も良い。
The magnets 30 to 33 may be multi-pole magnets in which the N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction.

【0047】また、上記実施例においては、動圧軸受装
置を、中心軸回転型且つラジアル軸受固定型(図1、図
3乃至図5に示されるもの)や、中心軸固定型且つラジ
アル軸受回転型(図2に示されるもの)のスピンドルモ
ータに対して適用した例が述べられているが、ラジアル
軸受の外周面が摺動面となる中心軸及びラジアル軸受回
転型や、中心軸及びラジアル軸受固定型のスピンドルモ
ータに対しも適用できる。
Further, in the above embodiment, the dynamic pressure bearing device may be a central shaft rotating type and a radial bearing fixed type (shown in FIGS. 1, 3 to 5) or a central shaft fixed type and a radial bearing rotating type. An example in which the present invention is applied to a type (shown in FIG. 2) spindle motor is described, but a central shaft and a radial bearing rotary type in which the outer peripheral surface of a radial bearing serves as a sliding surface, and a central shaft and a radial bearing It can also be applied to fixed type spindle motors.

【0048】また、上記実施例においては、動圧軸受装
置をHDD用のスピンドルモータに対して適用した例が
述べられているが、レーザビームプリンタ用のモータに
対しても適用可能であり、さらに他のモータに対しても
同様に適用可能である。
In the above-described embodiment, an example is described in which the dynamic bearing device is applied to a spindle motor for an HDD. However, the present invention is also applicable to a motor for a laser beam printer. The same can be applied to other motors.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上述べたように、第1乃至第6発明の
動圧軸受装置によれば、例えば気圧・温度変化による磁
性流体の体積変化や、部品寸法・注入する磁性流体の量
のばらつき等により、磁性流体の液面位置が変化して
も、開放側の逆方向に向かって増大する一方向磁束密度
勾配による磁気力により、磁性流体は良好に保持され
る。また、例えば振動・衝撃・遠心力が加わったり、姿
勢が変化しても、該一方向磁束密度勾配による磁気力に
より、漏れようとする磁性流体は引き戻される。従っ
て、磁性流体の外部への漏れを確実に防止することが可
能となる。
As described above, according to the hydrodynamic bearing devices of the first to sixth aspects of the present invention, the volume change of the magnetic fluid due to, for example, a change in air pressure and temperature, and the variation in the dimensions of parts and the amount of the magnetic fluid to be injected. Thus, even if the liquid surface position of the magnetic fluid changes, the magnetic fluid is favorably held by the magnetic force due to the one-way magnetic flux density gradient that increases in the opposite direction to the open side. Also, even if, for example, vibration, impact, or centrifugal force is applied or the posture changes, the magnetic fluid that is about to leak is pulled back by the magnetic force due to the one-way magnetic flux density gradient. Therefore, it is possible to reliably prevent the leakage of the magnetic fluid to the outside.

【0050】特に、第6発明の動圧軸受装置によれば、
マグネットを保持する部材を磁性体として磁気回路を構
成するようにしたので、上記効果をさらに増大すること
が可能となる。
In particular, according to the dynamic bearing device of the sixth invention,
Since the magnetic circuit is formed by using the member holding the magnet as a magnetic material, the above effect can be further increased.

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

【図1】本発明の第1実施例を示す動圧軸受装置を適用
した中心軸回転型且つラジアル軸受固定型のHDD用モ
ータの横断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a central shaft rotating type and radial bearing fixed type HDD motor to which a dynamic pressure bearing device according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の第2実施例を示す動圧軸受装置を適用
した中心軸固定型且つラジアル軸受回転型のHDD用モ
ータの横断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a central shaft fixed type and radial bearing rotary type HDD motor to which a dynamic pressure bearing device according to a second embodiment of the present invention is applied.

【図3】本発明の第3実施例を示す動圧軸受装置の要部
の横断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例を示す動圧軸受装置の要部
の横断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施例を示すものであり、(a)
は動圧軸受装置の要部の横断面図、(b)は(a)中に
示されるマグネットの着磁分布図である。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention, in which (a)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the dynamic pressure bearing device, and FIG. 2B is a magnetization distribution diagram of the magnet shown in FIG.

【図6】第1乃至第5実施例のマグネット及び磁性体周
辺の磁束を表した解析図である。
FIG. 6 is an analysis diagram showing magnets and magnetic fluxes around a magnetic body of the first to fifth embodiments.

【図7】図6中に符号A,Bで表した磁束の密度分布図
である。
FIG. 7 is a density distribution diagram of magnetic flux represented by reference numerals A and B in FIG.

【図8】従来技術を示す動圧軸受装置を適用した中心軸
回転型且つラジアル軸受固定型のHDD用モータの横断
面図である
FIG. 8 is a cross-sectional view of a central shaft rotating type and radial bearing fixed type HDD motor to which a dynamic pressure bearing device according to the prior art is applied.

【図9】図8中の磁性流体保持構造の他の例を表した横
断面図である。
9 is a cross-sectional view illustrating another example of the magnetic fluid holding structure in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,21,21a 固定部材 2 ラジアル軸受 3,54 回転部材 14 磁性流体 30〜33 マグネット 31a〜33a マグネットの対向面 32b マグネットの対向面の反対側の面 35,44 磁性体 35a 磁性体の対向面 40 マグネットを保持する部材 1, 1a, 21, 21a Fixed member 2 Radial bearing 3, 54 Rotating member 14 Magnetic fluid 30 to 33 Magnet 31a to 33a Magnet facing surface 32b Magnet facing surface 35,44 Magnetic body 35a Magnetic body 35a Opposing surface 40 Member for holding magnet

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固定部材または回転部材の何れか一方に
固定され、該回転部材を回転自在に支承するラジアル軸
受を備え、このラジアル軸受の摺動面に充填された磁性
流体に動圧を生ぜしめるよう構成された動圧軸受装置に
おいて、 前記ラジアル軸受より開放側における固定部材または回
転部材の何れか一方にマグネットを設け、 このマグネットのラジアル方向に対向する他方の回転部
材または固定部材を磁性体とし、 この磁性体及び前記マグネットによって形成される磁気
回路により、該磁性体と前記マグネットとの間のスペー
スの軸方向の磁束密度勾配を、前記開放側の逆方向に向
かって増大する一方向磁束密度勾配としたことを特徴と
する動圧軸受装置。
1. A radial bearing fixed to one of a fixed member and a rotating member and rotatably supporting the rotating member, wherein a dynamic pressure is generated in a magnetic fluid filled in a sliding surface of the radial bearing. In the hydrodynamic bearing device configured to be tightened, a magnet is provided on one of a fixed member and a rotating member on an open side of the radial bearing, and the other rotating member or fixed member facing the magnet in a radial direction is a magnetic material. The magnetic circuit formed by the magnetic material and the magnet causes the magnetic flux density gradient in the axial direction of the space between the magnetic material and the magnet to increase in the one-way magnetic flux increasing in the opposite direction on the open side. A hydrodynamic bearing device characterized by having a density gradient.
【請求項2】 請求項1記載の動圧軸受装置において、 マグネットまたは磁性体の何れか一方の対向面が、他方
の対向面に対して開放側の逆方向に向かって接近する方
向に傾斜してなる動圧軸受装置。
2. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein one of the opposing surfaces of the magnet and the magnetic body is inclined in a direction approaching the open surface in the opposite direction to the other opposing surface. Hydrodynamic bearing device.
【請求項3】 請求項1記載の動圧軸受装置において、 マグネットのラジアル方向の厚さが開放側の逆方向に向
かって厚くなる方向に、該マグネットの対向面の反対側
の面が傾斜してなる動圧軸受装置。
3. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein a surface of the magnet opposite to the facing surface of the magnet is inclined in a direction in which a thickness of the magnet in a radial direction increases toward a direction opposite to the open side. Hydrodynamic bearing device.
【請求項4】 請求項1記載の動圧軸受装置において、 開放側の逆方向に向かってマグネットの着磁強さを増大
してなる動圧軸受装置。
4. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the magnetizing strength of the magnet is increased in a direction opposite to the open side.
【請求項5】 請求項1記載の動圧軸受装置において、 マグネットの着磁をラジアル方向にしたことを特徴とす
る動圧軸受装置。
5. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the magnet is magnetized in a radial direction.
【請求項6】 請求項1記載の動圧軸受装置において、 マグネットを保持する部材を磁性体としたことを特徴と
する動圧軸受装置。
6. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein the member holding the magnet is made of a magnetic material.
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