JP3572796B2 - Hydrodynamic bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速の回転多面鏡駆動装置や特に回転ムラ精度が厳しいスピンドルモータに使用する動圧流体軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の動圧流体軸受について説明する。
図3から図4において、スリーブ1には、ヘリングボーン溝2が2ヶ所に設けられており、この部分は内径がやや小さくなって軸受部6,7を構成しており、嵌挿された回転軸3との隙間に潤滑油4が流体として注油され、ラジアルの動圧流体軸受を構成している。一方、回転軸3の一端にはスラスト軸受5が設けられており、スラスト方向を回転自在に支持している。またスラスト側には、外部の空気と連通する通気穴13が設けられている。
【0003】
この構成において、回転軸3が回転すると、軸受部6,7に動圧が発生し、潤滑油4はヘリングボーンパターンのばらつきに従って、スラスト軸受側あるいは他端の方向に移動させられる。この時、軸受部6,7の間の空間8に残留している空気層9は、この移動を妨げようとする空気溜まりの役目を果たし、この潤滑油の移動がスムーズに行われない現象が発生する。例えば、空気層9が圧縮される方向に潤滑油4が動くと、ある圧力に達したとき空気層9の一部が軸受外に一挙に押し出されて油面の位置が安定する。すると、図3の軸受6,7と回転軸3との間の潤滑油4の長さLはL’へ変化し、軸受損失が減少する。
【0004】
この損失の変動時に回転軸3の回転ムラが悪化する。しかもこの現象は、高速回転で顕著であり、従来のVTRシリンダーやFDDでは発生しない。これら従来の用途では低速回転のため、潤滑油の移動がゆっくり行われることによる。
この問題の解決のため、特公昭56−148564号公報に見られるように、空間8にスリーブ1の外部と連通する連通穴を設けるなどの手段が有効である。
【0005】
この図を図5に示す。スリーブ1の軸受間の中央に連通穴14を設けることにより、軸受間の空気層9は自由に出入りできるため、上述の問題は解決する。
しかしながら、スリーブ1に連通穴14を穿設する場合、横姿勢あるいは軸受間の寸法が小さい場合の加工が困難、軸受内部へのバリの発生等の新たな課題が生じるため、この連通穴14を設けず上記の空気層9の伸縮による損失変動の発生という課題を解決することが望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この動圧流体軸受において、連通穴等の複雑な構成無しに、回転開始時の損失変動を押さえ、回転ムラが発生しない優れた性能を得、特に高速回転で使用される駆動装置に適した軸受とすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、回転軸と、この回転軸の外周を包囲して回転軸を回転自在に保持し一端が解放されたスリーブと、回転軸の一端を支えスリーブの他端に固定されたスラスト軸受とからなり、このスラスト軸受側には外部の空気と連通する通気穴を有し、回転軸又はスリーブのいずれか一方の2ヶ所にヘリングボーンパターンを設け、前記スラスト軸受に近い方のヘリングボーンパターンのスラスト軸受側のパターン幅をb、他方の軸端側のパターン幅をaとしたとき、パターン幅の差dを、
d=b−a>0
と成し、もう一方のヘリングボーンパターンのスラスト軸受側のパターン幅をb’、他方の軸端側のパターン幅をa’としたとき、このパターン幅の差d’も、
d'=b’−a’>0
としたものである。これにより、2ヶ所のヘリングボーンパターンが設けられたスリーブの軸受部の潤滑油は同方向に動き、しかもスラスト軸受と反対側の解放端側へ向かうため、軸受間の空間に存在する空気層の影響を小さくでき、潤滑油がヘリンボーンパターンに従ってスムーズに移動することができる。特にこの幅をd’>dとすることにより、軸受間の空気の膨張の影響も最小限に押さえることができるなどの作用で、損失変化が小さい優れた性能を得ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転軸と、この回転軸の外周を包囲して回転軸を回転自在に保持し一端が解放されたスリーブと、回転軸の一端を支えスリーブの他端に固定されたスラスト軸受とからなり、このスラスト軸受側には外部の空気と連通する通気穴を有し、回転軸又はスリーブのいずれか一方の2ヶ所にヘリングボーンパターンを設け、前記スラスト軸受に近い方のヘリングボーンパターンのスラスト軸受側のパターン幅をb、他方の軸端側のパターン幅をaとしたとき、パターン幅の差dを、
d=b−a>0
と成し、もう一方のヘリングボーンパターンのスラスト軸受側のパターン幅をb’、他方の軸端側のパターン幅をa’としたとき、このパターン幅の差d’も、
d'=b’−a’>0
としたものであり、2ヶ所のヘリングボーンパターンが設けられたスリーブの軸受部の潤滑油は同方向に動き、しかもスラスト軸受と反対側の解放端側へ向かうため、軸受間の空間に存在する空気層の影響を小さくでき、潤滑油がヘリンボーンパターンに従って、スムーズに移動することができ、急激な損失変動を押さえるという作用を有する。
【0009】
また、パターン幅差dとd’とが
d’>d
としたものであり、軸受間の空気の膨張の影響分のオイルの移動を可能にし、数千〜数万rpmといった高速回転や低温で回転開始時でも、潤滑油をスムーズに移動させ、急激な損失変動を押さえることができるという作用を有する。
【0010】
また、パターン幅の、a+b又はa’+b’のいずれか大きい方をLとしたとき、
L/10≧d、d’>0
としたもので、潤滑油の移動量が過剰にならないレベルを制限したもので、起動時間が短い場合や、スラスト部にある空気層の影響がでないようにするという作用を有する。
【0011】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
(実施例1)
図1においてスリーブ1には、ヘリングボーン溝10,11が、2ヶ所に設けられており、この部分は内径がやや小さくなって軸受部6,7を構成しており、嵌挿された回転軸3との隙間に潤滑油4が流体として注油され、ラジアルの動圧流体軸受を構成している。一方、回転軸3の一端にはスラスト軸受5が設けられており、スラスト方向を回転自在に支持する。またスラスト側には、外部の空気と連通する通気穴13が設けられている。ヘリングボーン溝10,11のパターンは、各々スラスト軸受5に近い方向が、パターン幅b、b’となっており反対側がa、a’の幅を有しており、パターン幅の差d、d’をそれぞれd=b−a、d’=b’−aとすると、
d>0 及び d’>0
に設定されており、dとd’は、ほぼ等しくなっている。
【0012】
この構成において、回転軸3が回転すると、軸受部6,7に動圧が発生し、潤滑油4はヘリングボーンパターンに従って、スラスト軸受側から、他端の方向に移動させられる。即ち、ヘリングボーンパターンの長い方から短い方へ動圧が発生する。この時、軸受部6,7の間の空間8の体積の変化は極小となり、残留している空気層9は、潤滑油4の移動と同じように移動し、潤滑油4の移動を阻害しないため、急激な損失変動を押さえることができる。また、空気層9が比較的大きい場合は、d’>dとすると、軸受部6,7の部分の起動時の急激な温度上昇による空気膨張を吸収することができる。尚、d’及びdをあまり大きくすると潤滑油4の移動が急激となり、スラスト軸受5の部分の空気層12への影響が発生するため、軸受部6,7の軸受部の長さの長い方をLとしたとき、d’,dは、ほぼ0〜L/10の間で設定するのが最も有効であった。
【0013】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、起動直後の軸受の負荷損失の変動を押さえ起動直後から、良好な回転ムラを得られるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による動圧流体軸受を示す断面図
【図2】実施例1における動圧流体軸受の動作説明のための概念図
【図3】従来の動圧流体軸受の構成を示す断面図
【図4】従来の動圧流体軸受の動作説明のための概念図
【図5】従来の動圧流体軸受の対策説明のための断面図
【符号の説明】
1 スリーブ
2,10,11 ヘリングボーン溝
3 回転軸
4 潤滑油
5 スラスト軸受
6,7 軸受部
8 空間
9,12 空気層
13 通気穴
14 連通穴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrodynamic bearing used for a high-speed rotary polygon mirror driving device or a spindle motor having particularly high rotation unevenness accuracy.
[0002]
[Prior art]
A conventional hydrodynamic bearing will be described.
In FIGS. 3 and 4, the sleeve 1 is provided with two
[0003]
In this configuration, when the
[0004]
When the loss fluctuates, the rotation unevenness of the rotating
In order to solve this problem, it is effective to provide a communication hole communicating with the outside of the sleeve 1 in the
[0005]
This figure is shown in FIG. By providing the
However, when the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this hydrodynamic bearing, it is possible to suppress loss fluctuation at the start of rotation and obtain excellent performance without rotation unevenness without a complicated structure such as a communication hole, and especially suitable for a drive device used at high speed rotation. It is intended to be.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention provides a rotating shaft, a sleeve surrounding the outer periphery of the rotating shaft, rotatably holding the rotating shaft and freeing one end, and supporting one end of the rotating shaft and supporting the other end of the sleeve. A thrust bearing fixed to the thrust bearing side, having a ventilation hole communicating with external air on the thrust bearing side, providing a herringbone pattern at either one of the rotating shaft or the sleeve, and providing the thrust bearing with When the pattern width on the thrust bearing side of the closer herringbone pattern is b and the pattern width on the other shaft end side is a, the difference d in the pattern width is
d = ba > 0
When the pattern width on the thrust bearing side of the other herringbone pattern is b ′ and the pattern width on the other shaft end side is a ′, the difference d ′ in the pattern width is also
d '= b'-a'> 0
It is what it was. As a result, the lubricating oil in the bearing portion of the sleeve provided with the two herringbone patterns moves in the same direction, and moves toward the open end opposite to the thrust bearing. The influence can be reduced, and the lubricating oil can move smoothly according to the herringbone pattern. In particular, when the width is set to d ′> d, an excellent performance with a small loss change can be obtained by an effect such that the influence of the air expansion between the bearings can be minimized.
[000 8 ]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a rotating shaft, a sleeve surrounding the outer periphery of the rotating shaft, rotatably holding the rotating shaft and freeing one end, and a thrust bearing fixed to the other end of the supporting sleeve supporting one end of the rotating shaft. The thrust bearing side has a ventilation hole communicating with external air , a herringbone pattern is provided at one of two positions of the rotating shaft or the sleeve, and a herringbone pattern closer to the thrust bearing is provided. When the pattern width on the thrust bearing side is b and the pattern width on the other shaft end side is a, the difference d in the pattern width is
d = ba > 0
When the pattern width on the thrust bearing side of the other herringbone pattern is b ′ and the pattern width on the other shaft end side is a ′, the difference d ′ in the pattern width is also
d '= b'-a'> 0
The lubricating oil in the bearing portion of the sleeve provided with the two herringbone patterns moves in the same direction, and moves toward the open end opposite to the thrust bearing, so that it exists in the space between the bearings. The effect of the air layer can be reduced, the lubricating oil can move smoothly in accordance with the herringbone pattern, and the effect of suppressing rapid loss fluctuation can be obtained.
[000 9 ]
Also, the pattern width difference d and d ′ is d ′ > d.
The lubricating oil can be moved smoothly even at the time of high-speed rotation such as several thousand to tens of thousands of rpm or rotation start at low temperature, and the rapid It has the effect that loss fluctuation can be suppressed.
[00 10 ]
When the larger of a + b or a ′ + b ′ of the pattern width is L,
L / 10 ≧ d, d ′ > 0
This limits the level at which the amount of transfer of the lubricating oil does not become excessive, and has the effect of preventing the effect of a short start-up time or the influence of the air layer in the thrust portion.
[001 1 ]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example 1)
In FIG. 1, the sleeve 1 is provided with two
d > 0 and d ′ > 0
, And d and d ′ are substantially equal.
[001 2 ]
In this configuration, when the
[001 3 ]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is obtained an advantageous effect that the fluctuation of the load loss of the bearing immediately after the start is suppressed, and good rotation unevenness can be obtained immediately after the start.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a hydrodynamic bearing according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the operation of the hydrodynamic bearing in the first embodiment; FIG. FIG. 4 is a conceptual view for explaining the operation of a conventional hydrodynamic bearing. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining countermeasures of the conventional hydrodynamic bearing.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
d=b−a>0
と成し、もう一方のヘリングボーンパターンのスラスト軸受側のパターン幅をb’、他方の軸端側のパターン幅をa’としたとき、このパターン幅の差d’も、
d'=b’−a’>0
と成したことを特徴とする動圧流体軸受。Consists of a rotary shaft, and the outer circumference of the rotary shaft surrounds the rotatably holds the rotating shaft, one end of which is release sleeve, which is fixed to the other end of the sleeve supporting the one end of the rotary shaft and the thrust bearing, this On the thrust bearing side, there is a ventilation hole that communicates with external air, and a herringbone pattern is provided at either one of the rotating shaft or the sleeve, and the herringbone pattern closer to the thrust bearing on the thrust bearing side. When the pattern width is b and the pattern width on the other shaft end side is a, the pattern width difference d is
d = ba > 0
When the pattern width on the thrust bearing side of the other herringbone pattern is b ′ and the pattern width on the other shaft end side is a ′, the difference d ′ in the pattern width is also
d '= b'-a'> 0
A hydrodynamic bearing comprising:
d’>d
である請求項1記載の動圧流体軸受。The pattern width difference d and d 'is d'> d
The hydrodynamic bearing according to claim 1, wherein
L/10≧d、d’>0
である請求項1から2のいずれか1項記載の動圧流体軸受。When the larger of a + b or a ′ + b ′ of the pattern width is L,
L / 10 ≧ d, d ′ > 0
The hydrodynamic bearing according to any one of claims 1 to 2, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10667296A JP3572796B2 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Hydrodynamic bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10667296A JP3572796B2 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Hydrodynamic bearing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09291932A JPH09291932A (en) | 1997-11-11 |
JP3572796B2 true JP3572796B2 (en) | 2004-10-06 |
Family
ID=14439572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10667296A Expired - Lifetime JP3572796B2 (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Hydrodynamic bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP3462982B2 (en) * | 1998-03-16 | 2003-11-05 | 日本電産株式会社 | Hydrodynamic bearing device and electric motor |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10667296A patent/JP3572796B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09291932A (en) | 1997-11-11 |
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