JP3681018B2 - Hydrodynamic bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潤滑剤の洩れを防止する構造を有する動圧軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、動圧軸受としては、図3に示すように、光・磁気ディスク駆動装置等の記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータに組み込まれたものがある。たとえば、ステンレス鋼製軸101と例えば銅基合金製スリーブ102とが上記動圧軸受を構成している。そして、スリーブ102にはマグネット103が固定されており、軸101の根元部105は例えばアルミ合金製円板部材106に嵌合されて固定されている。この円板部材106にはマグネット103に対向するように磁気コイル107が固定されている。
【0003】
上記軸101は、軸方向の一端に形成された小径部110とこの小径部110に隣接するフランジ部111とこのフランジ部111に隣接する大径部112とを有している。この大径部112の外周面には周方向に並ぶようにV字形状,ヘリンボーン形状あるいはダブルヘリカル形状の動圧溝113が形成されている。上記軸101の小径部110には、スリーブ102の蓋部(スラストカバー)115が対向しており、軸101の大径部112には、スリーブ102の内筒部116が対向している。上記スリーブ102の蓋部115と内筒部116とは、軸101のフランジ部111を挟んで対向している。そして、フランジ部111の軸方向面111Aにはアキシャル支持用の動圧溝117が形成されている。
【0004】
上記スピンドルモータは、上記磁気コイル107が発生する回転磁界によってマグネット103とスリーブ102とが一体に回転する。すると、軸101の大径部112に形成された動圧溝113が潤滑剤としての油に径方向の動圧を発生させて、軸101に対してスリーブ102を径方向に支持する。一方、軸101のフランジ部111に形成された動圧溝117は潤滑剤に軸方向の動圧を発生させて、軸101に対してスリーブ102を軸方向に支持する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記動圧軸受は、蓋部115の貫通孔120に小径部111を嵌入させて、上部に蓋を設けていない構造にしているから、軸方向寸法が小さくて済む。
【0006】
ところが、この貫通孔120が外部に開放しているために、この貫通孔120から潤滑剤としての油が外部に漏れ出す恐れがある。例えば、動圧軸受の組み立て時やモータ回転時に動圧軸受の油に空気が混入することがある。こうした場合、動圧軸受部位の温度上昇や、動圧軸受部位に対してモータ外部等が低圧になると、大幅に上記空気が膨張して、動圧軸受から外部へ油が押し出されて、油漏れが発生する。また、一方で、何らかの理由により、モータ外部から衝撃荷重や遠心力がモータに加わることがある。この場合も、動圧軸受部で保持しきれなくなった油が飛散して油漏れを起こす原因となる。
【0007】
油漏れが発生すると、流体動圧軸受に保持される油量が減少して、精度良くかつ安定した軸受支持が困難となり、しかも軸受寿命を著しく低下させる。加えて、モータ外部へ漏出した油がディスク収容室を汚染してディスクの読み書き障害を引き起こす要因となる。本発明は、従来技術に存した上記のような問題点に鑑み行われたものであって、その課題とするところは、モータ内外部の気圧差やモータ外部から加わる荷重等に起因した潤滑流体の漏出を、簡単な構成により解消できる動圧軸受を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明の動圧軸受は、軸方向の一方の端に形成された小径部とこの小径部に隣接する大径部とこの大径部に隣接するフランジ部とを有する軸と、この軸を囲み、上記軸の小径部が嵌入する貫通孔を有するスリーブとを備え、上記フランジ部の軸方向面もしくは上記軸方向面に対向するスリーブの軸受面に動圧溝が形成されている動圧軸受であって、
上記軸の大径部の周面とこの周面に対向するスリーブの大径内周面とが形成する第1環状細路と、
上記小径部の周面とこの周面に対向するスリーブの貫通孔の小径内周面とが形成する第2環状細路と、
上記第1環状細路と第2環状細路とに連なっていて、上記第1環状細路と上記第2環状細路の間で径方向外方に向かって延びている導入路と、
上記導入路に連通している潤滑剤溜まりとを備えていることを特徴としている。
【0009】
この請求項1の発明によれば、軸のフランジ部とスリーブとの間から軸方向外方に進む潤滑剤は、まず、軸の大径部とスリーブとの間の第1環状細路によって、進行が阻まれる。そして、万一、上記第1環状細路を通過した潤滑剤は、遠心力にしたがって、径方向外方に延びている導入路を通って潤滑剤溜まりに溜められるから、それ以上の外方への進行が抑えられる。また、さらに、万一、上記潤滑剤溜まりや導入路から軸の小径部に進行する潤滑剤は、小径部とスリーブとの間の第2環状細路でもって進行を阻止される。したがって、この請求項1の発明によれば、潤滑剤の漏れをほぼ完全に防止できる。
【0010】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の動圧軸受において、上記第1環状細路は、上記フランジ部に向かって先細になっていることを特徴としている。
【0011】
したがって、請求項2の発明によれば、上記第1環状細路に存する潤滑剤の表面張力を利用して外部への漏れを防止するいわゆるキャピラリーシール効果を発揮でき、シール性能を一層向上させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0013】
〔第1の実施の形態〕
図1に、この発明の動圧軸受の第1の実施の形態の要部の構造を示す。この実施の形態は、軸1とこの軸1を囲むスリーブ2を備えている。軸1は、軸方向の一方の端に形成された小径部3とこの小径部3に隣接する大径部5とこの大径部5に隣接するフランジ部6とを有する。上記フランジ部6の軸方向面6Aにはアキシャル支持用の動圧溝7が形成されている。
【0014】
一方、上記スリーブ2は、スリーブ本体8と蓋部10を有している。スリーブ本体8は上記フランジ部6を収容する径方向の窪み14を有しており、この窪み14の軸受面14Aはフランジ部6の軸方向面6Aに対向している。両面の対向すきまは5〜20μmに設定されている。
【0015】
また、上記蓋部10は、スリーブ本体8の軸方向の一端に形成された環状凹部11に嵌合されて固定されている。そして、この蓋部10の中心に形成された貫通孔12に軸1の小径部3が嵌入されている。上記小径部3の周面3Aとこの周面3Aに対向する貫通孔12の小径内周面12Aとが第2環状細路16を構成している。細路16のすきま寸法は30〜70μmに設定されている。
【0016】
上記環状凹部11は、外周側の深部11Aと内周側の浅部11Bとを有している。そして、この深部11Aと上記蓋部10の内面10Aとが潤滑剤溜まり17を形成している。また、上記浅部11Bと蓋部10の内面10Aとが導入路18を形成している。この導入路18は、蓋部10の内面10Aと大径部5の段面5Bが形成する径方向細路20に真っすぐに連通している。したがって、上記導入路18は、上記細路20を経由して上記第2環状細路16に連通している。
【0017】
また、上記スリーブ本体8は上記軸1の大径部5の周面5Aに対向する大径内周面13を有している。この内周面13と上記周面5Aとが第1環状細路15を構成している。この第1環状細路15は、上記導入路18と細路20とに連通している。なお、図1において、上記フランジ部6の軸方向の中心を通っている面22よりも下の部分は、上記面22よりも上の図に示されている部分と対称な構造であってもよいし、従来の図3に示したフランジの下の部分と同様の構造になっていてもよい。
【0018】
上記動圧軸受は、フランジ部6に軸方向に対向している窪み14の軸受面14Aのレベルまで潤滑剤23が充填されている。
【0019】
上記構成の動圧軸受は、軸1の中心軸を中心にしてスリーブ2が回転すると、フランジ部6に形成された動圧溝7が窪み14の軸受面14Aとの間の潤滑剤23に軸方向の動圧を発生させて、軸1に対してスリーブ2を軸方向に支持する。この第1の実施の形態によれば、軸1のフランジ部6とスリーブ2との間から軸方向外方に進む潤滑剤23は、まず、軸1の大径部5とスリーブ2との間の第1環状細路15によって、進行が阻まれる。そして、万一、上記第1環状細路15を通過した潤滑剤23は、遠心力にしたがって、径方向外方に延びている導入路18を通って潤滑剤溜まり17に溜められるから、それ以上の外方への進行が抑えられる。また、さらに、万一、上記潤滑剤溜まり17や導入路18から軸1の小径部3に進行する潤滑剤23は、上記径方向細路20および上記第2環状細路16でもって進行を阻止される。したがって、この実施の形態によれば、潤滑剤の漏れをほぼ完全に防止できる。なお、軸小径部周面3Aあるいはそれに対向する貫通孔12の小径内周面12Aのいずれかに撥油剤を塗布すれば油漏出防止の点でより望ましい。
【0020】
〔第2の実施の形態〕
次に、図2にこの発明の動圧軸受の第2の実施の形態を示す。この第2の実施の形態は、軸1の大径部35がフランジ部6に向かって末広がりの円錐台形状(軸心に対する勾配は10〜30度に設定されている。)になっている点だけが第1の実施の形態と異なっている。したがって、第1の形態と異なっている点を重点的に説明する。
【0021】
この実施の形態は、円錐台形状の大径部35の周面35Aとこの周面35Aに対向するスリーブ本体8の大径内周面13とがフランジ部6に向かって先細の第1環状細路37を形成している。したがって、この実施の形態によれば、このテーパー状の環状細路37に至った潤滑剤23の表面張力を利用してキャピラリーシール効果を発揮させて、外部への漏れを防止できる。したがって、シール性能を一層向上させることができる。
【0022】
尚、上記第1,第2の実施の形態では、動圧溝7をフランジ部6に形成したが、スリーブ2の軸受面14Aに動圧溝が形成されていてもよい。また、上記第1,第2の実施の形態では、固定された軸1に対してスリーブ2が回転するものであってもよいし、スリーブ2が固定されていて軸1が回転するものであってもよい。また、スリーブ2をスリーブ本体8と蓋部10とで構成したが、スリーブ2が一体成形品であってもよい。
【0023】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の動圧軸受は、軸方向の一方の端に形成された小径部とこの小径部に隣接する大径部とこの大径部に隣接するフランジ部とを有する軸と、この軸を囲み、上記軸の小径部が嵌入する貫通孔を有するスリーブとを備え、上記フランジ部の軸方向面もしくは上記軸方向面に対向するスリーブの軸受面に動圧溝が形成されている動圧軸受であって、上記軸の大径部の周面とこの周面に対向するスリーブの大径内周面とが形成する第1環状細路と、上記小径部の周面とこの周面に対向するスリーブの貫通孔の小径内周面とが形成する第2環状細路と、上記第1環状細路と第2環状細路とに連なっていて、上記第1環状細路と上記第2環状細路の間で径方向外方に向かって延びている導入路と、上記導入路に連通している潤滑剤溜まりとを備えている。
【0024】
この請求項1の発明によれば、軸のフランジ部とスリーブとの間から軸方向外方に進む潤滑剤は、まず、軸の大径部とスリーブとの間の第1環状細路によって、進行が阻まれる。そして、万一、上記第1環状細路を通過した潤滑剤は、遠心力にしたがって、径方向外方に延びている導入路を通って潤滑剤溜まりに溜められるから、それ以上の外方への進行が抑えられる。また、さらに、万一、上記潤滑剤溜まりや導入路から軸の小径部に進行する潤滑剤は、小径部とスリーブとの間の第2環状細路でもって進行を阻止される。したがって、この請求項1の発明によれば、潤滑剤の漏れをほぼ完全に防止できる。
【0025】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の動圧軸受において、第1環状細路は、上記フランジ部に向かって先細になっている。
【0026】
したがって、請求項2の発明によれば、上記第1環状細路に存する潤滑剤の表面張力を利用して外部への漏れを防止するいわゆるキャピラリーシール効果を発揮させれ、シール性能を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の動圧軸受の第1の実施の形態の要部断面図である。
【図2】 この発明の動圧軸受の第2の実施の形態の要部断面図である。
【図3】 従来の動圧軸受を含んだスピンドルモータの断面図である。
【符号の説明】
1…軸、2…スリーブ、3…小径部、3A…周面、5…大径部、
5A…周面、5B…段面、6…フランジ部、6A…軸方向面、7…動圧溝、
8…スリーブ本体、10…蓋部、10A…内面、11…環状凹部、
11A…深部、11B…浅部、12…貫通孔、12A…小径内周面、
13…大径内周面、14…窪み、14A…軸受面、15…第1環状細路、
16…第2環状細路、17…潤滑剤溜まり、18…導入路、
20…径方向細路、22…面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrodynamic bearing having a structure for preventing leakage of a lubricant.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hydrodynamic bearing, as shown in FIG. 3, there is one that is incorporated in a spindle motor that rotationally drives a recording disk such as an optical / magnetic disk drive device. For example, a
[0003]
The
[0004]
In the spindle motor, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the hydrodynamic bearing has a structure in which the small-
[0006]
However, since the
[0007]
When oil leakage occurs, the amount of oil retained in the fluid dynamic pressure bearing decreases, making it difficult to support the bearing with high accuracy and stability, and significantly reducing the bearing life. In addition, the oil leaked to the outside of the motor contaminates the disk storage chamber and causes a disk read / write failure. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems existing in the prior art, and the problem is that a lubricating fluid caused by a difference in atmospheric pressure inside or outside the motor, a load applied from the outside of the motor, or the like. It is an object of the present invention to provide a hydrodynamic bearing that can eliminate the leakage of the fluid with a simple configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a hydrodynamic bearing according to the invention of claim 1 includes a small diameter portion formed at one end in the axial direction, a large diameter portion adjacent to the small diameter portion, and a flange portion adjacent to the large diameter portion. And a sleeve having a through-hole that encloses the shaft and into which the small-diameter portion of the shaft is fitted, and the dynamic pressure is applied to the axial surface of the flange portion or the bearing surface of the sleeve facing the axial surface. A hydrodynamic bearing in which a groove is formed,
A first annular path formed by a peripheral surface of the large-diameter portion of the shaft and a large-diameter inner peripheral surface of the sleeve facing the peripheral surface;
A second annular narrow passage formed by the peripheral surface of the small-diameter portion and the small-diameter inner peripheral surface of the through hole of the sleeve facing the peripheral surface;
An introduction passage that is continuous with the first annular passage and the second annular passage and extends radially outward between the first annular passage and the second annular passage;
And a lubricant reservoir communicating with the introduction path.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the lubricant traveling outward in the axial direction from between the flange portion of the shaft and the sleeve is first, by the first annular narrow passage between the large diameter portion of the shaft and the sleeve, Progress is hindered. In the unlikely event that the lubricant has passed through the first annular passage, it is stored in the lubricant reservoir through the introduction passage extending radially outward in accordance with the centrifugal force. Progress is suppressed. Furthermore, in the unlikely event that the lubricant advances from the lubricant reservoir or the introduction path to the small diameter portion of the shaft, it is prevented from advancing by the second annular narrow path between the small diameter portion and the sleeve. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the leakage of the lubricant can be prevented almost completely.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing according to the first aspect, the first annular narrow passage is tapered toward the flange portion.
[0011]
Therefore, according to the invention of
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0013]
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the structure of the main part of the first embodiment of the hydrodynamic bearing of the present invention. In this embodiment, a shaft 1 and a
[0014]
On the other hand, the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The hydrodynamic bearing is filled with the
[0019]
When the
[0020]
[Second Embodiment]
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the hydrodynamic bearing of the present invention. In the second embodiment, the large-
[0021]
In the present embodiment, the first annular fine shape in which the
[0022]
In the first and second embodiments, the dynamic pressure groove 7 is formed in the
[0023]
【The invention's effect】
As apparent from the above, the hydrodynamic bearing according to the first aspect of the present invention has a small diameter portion formed at one end in the axial direction, a large diameter portion adjacent to the small diameter portion, and a flange portion adjacent to the large diameter portion. And a sleeve having a through-hole that encloses the shaft and into which the small-diameter portion of the shaft is fitted, and the dynamic pressure is applied to the axial surface of the flange portion or the bearing surface of the sleeve facing the axial surface. A hydrodynamic bearing in which a groove is formed, a first annular narrow passage formed by a peripheral surface of a large-diameter portion of the shaft and a large-diameter inner peripheral surface of a sleeve facing the peripheral surface, and the small-diameter portion And a second annular narrow passage formed by a circumferential inner surface of the sleeve and a small-diameter inner circumferential surface of the through hole of the sleeve facing the circumferential surface, the first annular narrow passage, and the second annular narrow passage, An introduction path extending radially outward between the first annular path and the second annular path; And a lubricant reservoir that it is.
[0024]
According to the first aspect of the present invention, the lubricant traveling outward in the axial direction from between the flange portion of the shaft and the sleeve is first, by the first annular narrow passage between the large diameter portion of the shaft and the sleeve, Progress is hindered. In the unlikely event that the lubricant has passed through the first annular passage, it is stored in the lubricant reservoir through the introduction passage extending radially outward in accordance with the centrifugal force. Progress is suppressed. Furthermore, in the unlikely event, the lubricant that travels from the lubricant reservoir or the introduction path to the small diameter portion of the shaft is prevented from proceeding by the second annular narrow path between the small diameter portion and the sleeve. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the leakage of the lubricant can be prevented almost completely.
[0025]
According to a second aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing according to the first aspect, the first annular narrow passage is tapered toward the flange portion.
[0026]
Therefore, according to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of a first embodiment of a hydrodynamic bearing of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of a second embodiment of the hydrodynamic bearing of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a spindle motor including a conventional hydrodynamic bearing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft, 2 ... Sleeve, 3 ... Small diameter part, 3A ... Circumferential surface, 5 ... Large diameter part,
5A ... peripheral surface, 5B ... stepped surface, 6 ... flange, 6A ... axial surface, 7 ... dynamic pressure groove,
8 ... Sleeve body, 10 ... Lid, 10A ... Inner surface, 11 ... Annular recess,
11A ... deep part, 11B ... shallow part, 12 ... through-hole, 12A ... small diameter inner peripheral surface,
13 ... Large inner diameter surface, 14 ... Recess, 14A ... Bearing surface, 15 ... First annular narrow passage,
16 ... second annular passage, 17 ... lubricant reservoir, 18 ... introduction passage,
20 ... radial direction narrow path, 22 ... surface.
Claims (2)
上記軸の大径部の周面とこの周面に対向するスリーブの大径内周面とが形成する第1環状細路と、
上記小径部の周面とこの周面に対向するスリーブの貫通孔の小径内周面とが形成する第2環状細路と、
上記第1環状細路と第2環状細路とに連なっていて、上記第1環状細路と上記第2環状細路の間で径方向外方に向かって延びている導入路と、
上記導入路に連通している潤滑剤溜まりとを備えていることを特徴とする動圧軸受。A shaft having a small-diameter portion formed at one end in the axial direction, a large-diameter portion adjacent to the small-diameter portion, and a flange portion adjacent to the large-diameter portion, and surrounding the shaft, the small-diameter portion of the shaft is fitted A hydrodynamic bearing having a hydrodynamic groove formed on a bearing surface of the sleeve facing the axial direction surface of the flange portion or the axial direction surface.
A first annular path formed by a peripheral surface of the large-diameter portion of the shaft and a large-diameter inner peripheral surface of the sleeve facing the peripheral surface;
A second annular narrow passage formed by the peripheral surface of the small-diameter portion and the small-diameter inner peripheral surface of the through hole of the sleeve facing the peripheral surface;
An introduction passage that is continuous with the first annular passage and the second annular passage and extends radially outward between the first annular passage and the second annular passage;
A fluid dynamic bearing comprising a lubricant reservoir communicating with the introduction path.
上記第1環状細路は、上記フランジ部に向かって先細になっていることを特徴とする動圧軸受。The hydrodynamic bearing according to claim 1,
The hydrodynamic bearing, wherein the first annular narrow passage is tapered toward the flange portion.
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