JP3940451B2 - Hydrodynamic bearing device and motor equipped with the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油からなる流体(「潤滑流体」という)を利用し、軸部材とスリーブ部材の相対回転時にその間に充填された潤滑流体に圧力を生させ、その流体圧力によって軸部材を支持する動圧流体軸受け装置およびこれを備えたモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、動圧流体軸受け装置として、軸部およびこの軸部から半径方向外方に突出するフランジ部を有する軸部材と、この軸部材に対して相対的に回転自在であるスリーブ部材と、軸部材とスリーブ部材との間に規定された空間に充填された潤滑流体とを備えたものが知られている。この種の動圧流体軸受け装置においては、軸部材の軸部の外周面およびこれに対向するスリーブ部材の内周面の一方又は両方にラジアル動圧溝が設けられ、この軸部の外周面とスリーブ部材の内周面との間の間隙に潤滑流体が充填される。また、軸部材のフランジ部の両面およびこれら両面に対向するスリーブ部材の内面の一方又は両方にスラスト動圧流体溝が設けられ、フランジ部の両面とスリーブ部材の内面との間の間隙にも潤滑流体が充填される。
【0003】
このような動圧流体軸受け装置は、たとえば、マイクロコンピュータのハードディスク駆動用のDCブラシレスモータや、CD−ROM駆動用モータなど種々のモータに使われることが多いが、モータに使う場合、前記軸部およびスリーブ部材の一方がモータのステータおよび固定部に結合され、他方がロータに連結される。また、モータには、軸が固定され、それに対してロータが回転する軸固定型と、軸がロータと共に回転する軸回転型があるが、軸固定型の場合、軸が、モータのベースプレートのような固定部に固着され、スリーブ部材がロータに一体的に回転するように結合される。また、軸回転型では、スリーブ部材がモータの固定部に固定され、軸部材がロータに連結される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような動圧流体軸受け装置およびそれを備えたモータにおいては、軸部材とスリーブ部材との間の間隙に充填された潤滑流体の保持が重要な問題である。すなわち、この潤滑流体は、高温下で熱膨張して間隙からあふれたり、蒸発したり、衝撃により飛散したり、あるいはマイグレーションとして知られている滲みなどにより外部に漏れるおそれがある。
【0005】
本発明の目的は、潤滑流体のシール効果を高めることができ、また仮に潤滑流体が飛散したとしても飛散した潤滑流体を回収することができる動圧流体軸受け装置およびこれを備えたモータを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によれば、軸部およびこの軸部から半径方向外方に突出し、該軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に、前記フランジ部を囲繞し、前記軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、該スリーブ部材と前記軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを具備する動圧流体軸受け装置を備えたモータにおいて、
前記軸部材の軸部および前記スリーブ部材の互いに対向する面の一方又は両方にラジアル動圧溝が設けられ、
前記軸部材の前記フランジ部の一面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第一対向面の一方又は両方にスラスト動圧溝が設けられ、
前記軸部材の前記フランジ部の他面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第二対向面の一方又は両方の、軸部に近い位置から前記フランジ部の周縁に至る比較的広い範囲に、半径方向外方に向かって間隔が狭くなるテーパが形成され、
前記スリーブ部材の前記スリーブ嵌合部および前記フランジ部を囲繞する部分の前記軸部材との間の間隙は、前記他端部側においてのみ外部に開放された連続した空間を形成していて、潤滑流体は前記スリーブ嵌合部の間隙からフランジ周面の間隙まで連続して充填され、
前記軸部材および前記スリーブ部材のいずれか一方にはステータが一体的に設けられ、他方にはロータマグネットが一体的に回転するように設けられ、それらステータとロータマグネットとは、前記スラスト動圧溝によって発生するスラスト支持力に釣り合うスラスト支持力とは反対方向の磁気背圧力を前記軸部材に作用するような相対的位置関係にあることを特徴とするモータが提供される。
【0007】
本発明の他の側面によれば、軸部およびこの軸部から半径方向外方に突出し、軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に該フランジ部を囲繞し、該軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、該スリーブ部材と該軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受け装置において、
前記軸部材の軸部および前記スリーブ部材の互いに対向する面の一方又は両方にラジアル動圧溝が設けられ、前記軸部材の前記フランジ部の一面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第一対向面の一方又は両方にスラスト動圧溝が設けられ、
前記軸部材の前記フランジ部の他面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第二対向面の一方又は両方の、軸部に近い位置から前記フランジ部の周縁に至る比較的広い範囲に、半径方向外方に向かって間隔が狭くなるテーパが形成され、
前記スリーブ部材の前記スリーブ嵌合部および前記フランジ部を囲繞する部分の前記軸部材との間の間隙は、前記他端部側においてのみ外部に開放された連続した空間を形成していて、潤滑流体は前記スリーブ嵌合部の間隙から前記フランジ周面の間隙まで連続して充填され、
前記軸部材には、前記スラスト動圧溝によって発生するスラスト支持力に釣り合うスラスト支持力とは反対方向の力が作用されることを特徴とする動圧流体軸受け装置が提供される。
【0008】
本発明の他の側面によれば、軸部およびこの軸部から半径方向に突出し、軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に前記フランジ部を囲繞し、前記軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、前記他端部側においてのみ外部に開放された空間である該スリーブ部材と前記軸部材との間の前記スリーブ嵌合部から前記フランジ囲繞部まで連続した間隙の所定レベルまで充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受け装置において、
前記スリーブ嵌合部にラジアル動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の内面側とそれに対向する前記スリーブ部材の対向面との部分にスラスト動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の外面は、それに対向する前記スリーブ部材の対向面と協働して、前記潤滑流体を表面張力によって封止するテーパシール構造を形成すると共に、潤滑流体溜として利用し、
前記フランジ部の内面側の前記スラスト動圧軸受け手段のスラスト支持力に釣り合う力を前記軸部材に作用させる手段を備えたことを特徴とする動圧流体軸受け装置が提供される。
【0009】
本発明のさらに他の側面によれば、軸部およびこの軸部から半径方向に突出し、軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に前記フランジ部を囲繞し、前記軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、前記他端部側においてのみ外部に開放された空間である該スリーブ部材と前記軸部材との間の前記スリーブ嵌合部から前記フランジ囲繞部まで連続した間隙の所定レベルまで充填された潤滑流体と、前記軸部材および前記スリーブ部材の一方と結合したステータと、前記軸部材および前記スリーブ部材の他方と一体的に回転するよう結合されたロータマグネットとを備え、
前記スリーブ嵌合部にラジアル動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の内面側とそれに対向する前記スリーブ部材の対向面との部分にスラスト動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の外面は、それに対向する前記スリーブ部材の対向面と協働して、前記潤滑流体を表面張力によって封止するテーパシール構造を形成すると共に、潤滑流体溜として利用し、
前記ステータとロータマグネットとは、前記フランジ部の内面側の前記スラスト動圧軸受け手段のスラスト支持力に釣り合う磁気力を前記軸部材に作用させるような相対位置関係に配置されたことを特徴とするモータが提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に従う動圧流体軸受け装置を、マイクロコンピュータのハードディスク駆動用DCブラシレス・スピンドルモータに用いた実施形態を示している。図1において、図示のスピンドルモータはベースプレート2を備えている。ベースプレート2は円形状のプレート本体4を有し、プレート本体4の外周部には上方に延びる周側壁6が設けられ、この周側壁6の外端部には、半径方向外方に突出する取付フランジ8が設けられている。取付フランジ8は、図示していないが、たとえばハードディスク駆動装置のごときディスク駆動装置のベース部材に固定ねじによって取付けられる。ベースプレート2には動圧流体軸受け装置11を介してロータ10が回転自在に支持されている。ロータ10は、円筒状のハブ本体12を備えている。ハブ本体12の下端部には、半径方向外方に突出するディスク載置部14が設けられ、このディスク載置部14に磁気ディスクのごとき記録ディスクが所定の間隔を置いて複数枚取付けられる。ハブ本体12の内周面には、ロータマグネット16が装着され、このロータマグネット16に対向してベースプレート2にはステータ18が配設される。ステータ18は、複数枚のコアプレートを積層したステータコア20と、このステータコア20に巻かれたコイル22から構成されている。かく構成されているので、ステータ18のコイル22に電流が送給されると、ステータ18とマグネット16の相互磁気作用によってロータ10が所定方向に回転駆動される。
【0011】
次いで、動圧流体軸受け装置11について説明すると、図示の動圧流体軸受け装置11は、軸部材24とスリーブ部材26の組合わせから構成されている。軸部材24は、断面が円形の細長い軸部28を有し、この軸部28の他端部近傍には円盤状部材30が一体に設けられ、この円盤状部材30が軸部28から半径方向外方に突出するフランジ部32を構成している。実施の形態では、軸部28と円盤状部材30とは一体に形成されているが、両者を別体に形成して固定するようにすることもできる。軸部材24の軸部28のフランジ部32を越えて突出する他端部には、ロータ12が圧入のごとき手段によって固定されている。したがって、軸部材24はロータ10に固定され、ベースプレート2に対してロータ12と一体的に所定方向に回動される。
【0012】
軸部材24の軸部28には、その一端(下端)から上端まで延びる注入孔34が形成されている。実施の形態では、注入孔34の一端は軸部28の下端面に開口し、その他端は軸部28の上端面に開口し、その一端開口から他端開口まで軸線方向に直線状に延びている。この注入孔34の軸線方向上端部には、オイルのごとき潤滑流体の注入方向に径が小さくなっているテーパ部34aが設けられ、テーパ部34aを境にその上側では注入孔34の内径が幾分大きくなっており、その下側では注入孔34の内径が幾分小さくなっている。注入孔34を通しての潤滑流体の充填については、後述する。
【0013】
スリーブ部材26は、中空円筒状のスリーブ部材本体36を備えている。スリーブ部材本体36は、内径が小さい小内径部38、内径が上記小内径部38より大きい中内径部40、および内径が上記中内径部40より大きい大内径部42を有し、小内径部38、中内径部40および大内径部42がスリーブ部材本体36の一端部(下端部)から他端部(上端部)に向けてこの順序で配設されている。小内径部38の内径は軸部材24の軸部28の外径よりも幾分大きく、また中内径部40の内径は軸部材24のフランジ部32の外径よりも幾分大きく設定されている。このようなスリーブ部材本体36に軸部材28を装着すると、軸部材24の軸部28がスリーブ部材本体36の小内径部38にスリーブ嵌合(軸部材24の軸線方向の比較的長い領域において嵌合されること)され、また、軸部材24のフランジ部30がスリーブ部材本体36の中内径部40に配置され、スリーブ部材本体36の小内径部38、肩部46および中内径部40と軸部材24の軸部28並びにフランジ部32の一面および周面との間には、潤滑流体のための間隙が設けられる。
【0014】
キャップ部材44は、スリーブ部材本体36と一体的に回転するようスリーブ部材本体36の大内径部に装着され、固定され、スリーブ部材本体36の一部を成している。キャップ部材44は軸部材24のフランジ部32の外側の面を覆っており、スリーブ部材本体36の中内径部40と、この中内径部40と大内径部42の境を規定する肩部46と、キャップ部材44とによってフランジ部32の表面のほぼ全域を囲繞するフランジ囲繞部を構成する。このキャップ部材44に関連して、上記肩部46には環状凹部が設けられ、この環状凹部に0リング48が配設されている。Oリング48は、たとえば合成ゴム等から形成することができ、キャップ部材44とスリーブ部材本体36との間をシールする。なお、このキャップ部材44は、たとえばカシメ等の手段によってスリーブ部材本体36に固定される。
【0015】
スリーブ部材26の一端部(図1において下端部)には、軸部材24の軸部28の一端部に間隙を介して対向して閉塞部材50が装着されている。閉塞部材50は、円形のプレート状部材から構成され、スリーブ部材本体36の一端面(下端面)に形成された環状凹部にカシメ等の手段によって固定される。このように閉塞部材50を設けることにより、スリーブ部材26の一端部において小内径部38は閉塞され、スリーブ部材26は一端部が閉じられた収容空間を規定し、スリーブ部材26および閉塞部材50によって規定された収容空間は、図1に示すとおり、軸部材24の軸部28の一端部を囲繞し、この収容空間は上記スリーブ嵌合部の間隙と連通する。このような形態のモータでは、スリーブ部材26と軸部材24との間の空間(この空間に潤滑流体が充填される)はスリーブ部材26の他端部(大内径部42側)において外部に開放され、このスリーブ部材26の他端部側からの潤滑流体の漏れを考慮するのみでよい。
【0016】
本実施の形態では、スラスト動圧軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段は、次のとおりに配置されている。ラジアル動圧軸受け手段52,54は、軸部材24の軸部28と、スリーブ部材26とのスリーブ嵌合部に軸線方向に間隔を置いて配設され、軸部材24に作用するラジアル力を支持する。一対のラジアル動圧軸受け手段52,54の間の軸部材24の軸部28の部分は、他の部分に比べて幾分小径となっている。ラジアル動圧軸受け手段52,54の動圧溝は、へリングボーン、スパイラル等の形状でよく、図1に破線で示すとおり、スリーブ部材26の小内径部38の内周面に形成されている。ラジアル動圧溝は、スリーブ部材26の内周面に設けることに代えて、たとえば、軸部材24の軸部28の外周面に設けてもよく、またスリーブ部材26の内周面と軸部材24の軸部28の外周面の双方に設けてもよい。また、スラスト動圧軸受け手段56は、軸部材24のフランジ部32の内側の面(図1において下側の一面)に設けられ、軸部材24に作用するスラスト力を支持する。スラスト動圧軸受け手段56の動圧溝は、へリングボーン、スパイラル等の形状でよく、図1に破線で示すとおり、フランジ部32の内側の面に形成されている。このスラスト動圧溝は、フランジ部32の内側の面に設けることに代えて、フランジ部32のこの一面と対向するスリーブ部材26の対向面、すなわちスリーブ部材26の小内径部38と中内径部40との間の肩部58の面(第一対向面を構成する)に設けるようにしてもよく、またフランジ部32の内側の面およびスリーブ部材32の上記肩部58の面の双方に設けるようにしてもよい。
【0017】
実施の形態では、軸部材24のフランジ部32の外側の面(図1において上側の他面)に対向するキャップ部材44の内面(スリーブ部材26の第二対向面を構成する)に、テーパシール構造を構成するテーパ60が設けられている。テーパ60は、半径方向外方に向けてフランジ部32との間隔が狭くなっており、フランジ部32の他面に対向して環状のテーパ状空間を規定する。このテーパ60は、表面張力によって潤滑流体に半径方向外方に向かう力を付与する。テーパ60は、半径方向外方に向けてキャップ部材44とフランジ部32との間隔が小さくなっているので、モータの回転によって軸部材24とスリーブ部材26とが相対回転すると、テーパ60の潤滑流体には、その回転によって発生する遠心力によっても半径方向外方への力が作用し、潤滑流体の漏れ方向(半径方向内方)の移動が確実に防止される。この遠心力による半径方向外方への力は、潤滑流体の半径方向内方への滲み(いわゆるマイグレーション)、潤滑流体のミスト、衝撃による飛散等が発生したときにも作用し、潤滑流体(又はその微粒子)は、この遠心力によって半径方向内方に回収される。テーパ60は、キャップ部材44の内面に代えて、又はこれと共に軸部材24のフランジ部32の外側端面に設けることもできるが、キャップ部材44に設けることによって容易に形成することができる。フランジ部32の他面およびこの他面に対向するキャップ部材44の内面の領域にスラスト動圧溝を設けることなく、本実施の形態ではキャップ部材44の上記内面の少なくとも大部分の比較的広い範囲にテーパ60が設けられているので、比較的大きいスペースのテーパ状空間を形成することができ、潤滑流体のための充分な流体溜とすることができる。このテーパ60には潤滑流体のシール界面が位置し、テーパ60はシール機能をも有する。このように、フランジ部32の少なくとも大部分の領域(又はこの領域に対向するキャップ部材44の内面)を利用してテーパ60が設けられるので、温度が上昇して潤滑流体が膨張してもこのテーパ60において熱膨張を吸収することができ、また長期の使用によって潤滑流体が蒸発してもこのテーパ60に溜められた潤滑流体を補給用流体として利用することができる。図示の実施形態では、充分なテーパ状空間を確保するために、テーパ60の開放側端は軸部材24の軸部28に近い位置に位置し、この半径方向内側の位置からフランジ部32の周縁に対向する位置まで断面で見て直線状に形成されている。テーパ60の半径方向内方には、軸部材24のフランジ部32の軸部28への付け根部分に近くに位置する環状溝61が軸部材24のフランジ部32の他面に形成され、この環状溝61に、潤滑流体の流動を抑える撥油剤63(図2)が塗布されている。撥油剤63は潤滑流体をはじき、半径方向内方への流動、にじみを阻止する。
【0018】
このような構成は、比較的小型のモータ、たとえば直径2.5インチ以下の磁気ディスクを回転駆動するハードディスク用スピンドルモータに好都合に適用することができ、各種構成要素の寸法を次のように設定することができる。図2を参照して、たとえば軸部材24の軸部28の外径D1を3.0〜3.5mmに、フランジ部32の外径D2を6.0〜6.5mmに、フランジ部32の厚みTを1.0〜1.5mmに、テーパ60の開放側端Pと軸部28との間隔Wを0.4〜0.5mmに、テーパ60の閉塞側端Qをフランジ部32の周縁に対向させ、テーパ60の閉塞側Qから開放側端Pに至るテーパ角度αを20〜30度に設定されている。
【0019】
本実施の形態では、図1に示すとおり、動圧流体軸受け装置の潤滑流体62は、そのシール界面がテーパ60に位置し、このシール界面よりも下側の軸部材24とスリーブ部材26との間の間隙の実質上全域に充填されている。すなわち、潤滑流体62は軸部材24の軸部28の一端面(閉塞部材50に対向する面)からラジアル動圧軸受け手段52,54およびスラスト動圧軸受け手段56を経てテーパ60まで実質上連続して充填されている。したがって、容易に理解されるごとく、潤滑流体62の漏れを防止するためのテーパ60は1個所に設けるのみでよく、動圧流体軸受け装置、およびこれを用いたモータの構造を簡略化することができ、また潤滑流体62の漏れの可能性も少なくなる。
【0020】
潤滑流体62が軸部材24の軸部28の一端面にも充填されるので、この軸部28の一端面に補助スラスト動圧軸受け手段64を設けるようにしてもよい。補助スラスト動圧軸受け手段64は、軸部材24のフランジ部32に設けられたスラスト動圧軸受け手段56のスラスト力を調整するために設けられる。スラスト動圧軸受け手段64の動圧溝は、へリングボーン、スパイラル等の形状でよく、図1に破線で示すとおり、軸部28の一端面に形成されている。この補助スラスト動圧溝は、軸部28の一端面に設けることに代えて、閉塞部材50の内面に設けるようにしてもよく、また軸部28の一端面と閉塞部材50の双方に設けるようにしてもよい。
【0021】
補助スラスト動圧軸受け手段64としては、スラスト動圧軸受け手段56によるスラスト支持力をアップさせる、すなわち軸部材28を浮上させる力を大きくするときには、ポンプイン型の動圧溝構造が採用される。この場合には、補助スラスト動圧軸受け手段部64において潤滑流体62が内側に流入され、これによって軸部材24、したがってロータ10に浮上力が作用する。
【0022】
本実施の形態では、潤滑流体62中に混入した空気を外部に排出するために、次の通り構成されている。すなわち、軸部材24には、出口をフランジ部32の外周面に、入口を軸部28の一端面にそれぞれ形成した潤滑流体62の圧力調整用チャンネル66が設けられている。具体的には、軸部28に形成した注入孔34をチャンネル66の縦孔として利用し、フランジ部32の外周面から注入孔34に連通する連通孔67を形成して構成される。注入孔34の連通孔67より上部は後述する弾性栓体70によって閉塞される。ここで、ラジアル動圧軸受け手段52,54、スラスト動圧軸受け手段58および補助スラスト動圧軸受け手段64における動圧溝のうち一部又は全部は、潤滑流体62がチャンネル66の出口からフランジ部32の周面および一面を通り、軸部28の外周を下側へ移動し、その端面からチャンネル66に流入するように、溝形状に工夫がなされており、チャンネル66を含む上述した循環路を通して潤滑流体62の循環が行われる。このように潤滑流体62を循環させることによって、スラスト動圧溝56およびラジアル動圧溝52,54によって生じる流体圧力も調整される。
【0023】
また、フランジ部32の外周面とこれに対向するスリーブ部材本体36の中内径部40の内周面との間の間隙L1は、図2に拡大して示すとおり、毛細管現象により潤滑流体62を保持する程度の間隔、たとえばL1=50μmあるいはそれより若干小さい寸法に設定されている。したがって、潤滑流体62中に混入する気泡が温度上昇により膨張すると、膨張した気泡が潤滑流体62の循環によってフランジ部32の外周面に案内され、ここで空気と潤滑流体62とに分離され、潤滑流体62は再びスラスト動圧軸受け手段58に向けて循環され、空気はテーパ部60から軸部材24とキャップ部材44との間を通って外部に排出される。
【0024】
このチャンネル66には、必要に応じてフィルタ68を配設することができる。フィルタ68は、注入孔34に配設され、たとえば多孔質材料又は繊維材料から形成することができる。フィルタ68は、潤滑流体62中の摩耗粉等の不純物を捕捉し、これによって動圧流体軸受け装置11の信頼性を向上させることができる。
【0025】
図2に詳細に示すように、フランジ部32の一辺部(下側辺部)の外周面には、半径方向外方に向けて突出する環状の絞り突部69が設けられている。この絞り突部69の外周面と中内径部40の内周面との間の間隙L2は、たとえば20μmに設定されている。この絞り突部69は、軸部材24の軸方向の衝撃に対し、これが潤滑流体62中を移動することにより、加えられた衝撃を緩衝する。絞り突部69は潤滑流体62の循環路の連通孔67より下側に位置しており、しかも上記間隙L1を大きく絞るので、潤滑流体62から気泡を効果的に分離する作用もある。
【0026】
本実施の形態では、ステータ18は動圧流体軸受け装置11のスリーブ部材26の外周面に装着され、このスリーブ部材26を介してベースプレート2に支持されているが、これに代えて、たとえばベースプレート2に環状支持壁を設け、この環状支持壁にステータ18を取付けるようにしてもよい。このステータ18に関連して、ステータ18とロータ10に装着されたロータマグネット16との磁気センタが軸部材24の軸線方向に幾分ずれて配置されている。すなわち、マグネット16の磁気的中心がステータ18の磁気的中心よりも上下方向(図1において上下方向)上方に幾分ずれて配置されている。それ故に、ステータ18に対するマグネット16の磁気的吸引作用によって、ロータ10にはベースプレート2に近接する方向の偏倚力(軸部材24の一端面が閉塞部材50に近接する方向の偏倚力)が作用する。モータの回転時、軸部材24には、スラスト動圧軸受け手段58によって図1において上方に浮き上がろうとするスラスト力(補助スラスト動圧軸受け手段64が設けられているときにはこれによって生じるスラスト力をも含めた力)が作用し、このスラスト力とマグネット16およびステータ18による図1において下方に押さえようとする磁気的偏倚力、すなわち磁気背圧力とが釣り合い、ロータ10は上下方向に安定して回転する。この磁気的偏倚力は、またロータ10のスリーブ部材26からの抜けも防止する。
【0027】
動圧流体軸受け装置11への潤滑流体62の注入は、たとえば、次のように行うことによって比較的簡単にかつ確実に注入することができる。図3(a)〜(d)を参照して、潤滑流体62を注入するには、まず、図3(a)に示すように、注入孔34にフィルタ68を装着した後、軸部材24に形成された注入孔34に弾性栓体70を仮装着する。栓体70は、たとえば合成ゴム、天然ゴム等から形成することができ、注入孔34のテーパ部34aの形状に対応した形状を有するのが望ましい。弾性栓体70のテーパ部72の一端部には、注入孔34の小内径部に対応した小径部74が設けられ、その他端部には注入孔34の大内径部に対応した大径部76が設けられている。栓体70は図3(a)で示すとおり、そのテーパ部72がロータ10側から注入孔34のテーパ部34aに位置するように仮装着される。かく仮装着すると、その小径部74が注入孔34の小内径部に、また大径部76が注入孔34の大内径部に位置し、この仮装着状態において、注入される潤滑流体62が栓体70から漏れないようになっている。
【0028】
次いで、図3(b)で示すとおり、仮装着された栓体70を貫通して中空針78を挿入し、その先端部を注入孔34の小内径部に突出させる。しかる後、中空針78を通して潤滑流体62を栓体70の奥側に、すなわち注入孔34の小内径部およびこれに連通する動圧流体軸受け装置11の動圧空間、すなわち軸部材24とスリーブ部材26の間に規定される間隙に潤滑流体62を注入する。
【0029】
次に、図3(c)で示すとおり、栓体70から中空針78を引抜いた後、棒状の押圧工具82によってこの栓体70を押込み、図3(d)で示すとおり、栓体70全体を注入孔34の小内径部内まで圧入する。中空針78を引抜くと、栓体70には針貫通痕80が生じ、動圧流体軸受け装置11の長期間に渡る使用によってこの針貫通痕80から潤滑流体62の蒸発、漏れ等が生じる恐れがある。それ故に、中空針78を引抜いた後、これを注入孔34の小内径部に圧入する。このように圧入することによって、特に栓体70の大径部76が大きく弾性変形し、大径部76が注入孔34を弾性的に確実に閉塞すると共に、大径部76において針貫通痕80が確実に閉塞され、潤滑流体62の栓体70を通しての蒸発、漏れ等が確実に防止される。なお、弾性栓体70は、注入孔34に仮装着したときには幾分弾性変形し、仮装着状態からさらに圧入したときには大きく弾性変形するのが望ましく、このように弾性変形する適宜の形状でよい。
【0030】
栓体70を注入孔34の小内径部に圧入すると、これによってその内側に存在する潤滑流体62がラジアル動圧軸受け手段52,54およびスラスト動圧軸受け手段56の動圧空間に送給され、図3(d)に示すごとく、潤滑流体62は注入孔34の小内径部から軸部材24の軸部28の一端面、軸部28の外周、フランジ部32の内側面を経て所定レベルまで充填され、このようように所定レベルまで充填すると、潤滑流体62のシール界面は、キャップ部材44のテーパ60に位置する。このような潤滑流体62の注入作業は、真空チャンバ内において行うのが好ましく、また図3(a)〜(d)に示すとおり潤滑流体62が注入される空間が上側に位置する、換言すれば実施の形態ではロータ10が下側に位置するように保持して行うのが望ましい。
【0031】
上述した実施の形態では、本発明を軸回転型のモータに適用して説明したが、図4に示す軸固定型のモータにも同様に適用することができる。モータの第2の実施形態を示す図4において、図示のモータは、ベースプレート102とベースプレート102に対して相対的に回転自在であるロータ104を備え、ベースプレート102とロータ104との間に動圧流体軸受け装置106が介在されている。本実施形態における動圧流体軸受け装置106は、図1に示す動圧流体軸受け装置11と略同一の構成であり、それ故にその相違点についてのみ後述する。
【0032】
この形態では、動圧流体軸受け装置106は、図1の形態における適用例と上下を逆にして用いられている。すなわち、動圧流体軸受け装置106のスリーブ部材108の一端部(閉塞部材110が設けられている端部)がロータ104に結合されている。また、軸部材112の突出端部(軸部114のフランジ部116から軸線方向に突出する端部)がベースプレート102に結合される。また、ベースプレート102には、スリーブ部材106の外側に環状支持壁118が設けられ、この環状支持壁118にステータ120が取付けられている。
【0033】
このモータでは、軸部材112がベースプレート102に固定されるので、軸部材112、したがってベースプレート102に対してスリーブ108がロータ104と一体的に所定方向に回転駆動される。
【0034】
なお、上述した説明から理解されるごとく、動圧流体軸受け装置は共通部品として用いることができ、その使用においてもスリーブ部材の一端部を閉塞する閉塞部材が上側に位置するように用いてもよく、これとは反対に閉塞部材が下側に位置するように用いることもでき、動圧流体軸受け装置としては同様の作用効果が達成される。
【0035】
図4と共に図5を参照して、この第2実施形態においては、ラジアル動圧軸受け手段122,124が軸部材112の軸部114、すなわちスリーブ部材108とのスリーブ嵌合部に設けられ、このラジアル動圧軸受け手段122,124の動圧溝126,128が、軸部114の外周面に形成されている。また、スラスト動圧軸受け手段130がフランジ部116の一面(図4、図5において上側の面)に設けられ、スラスト動圧軸受け手段130の動圧溝132がこの一面に形成されている。なお、このようなラジアル動圧溝126,128およびスラスト動圧溝132の溝形状は、図1において明確に示していないが、上記第1の実施形態でも同様に形成される。
【0036】
第2の実施の形態では、軸部材112のフランジ部116に、出口をフランジ部116の外周面に、入口をフランジ部116の軸部114との付け根部分におけるテーパ136が設けられた側とは反対側の一面(内側の面)にそれぞれ形成した圧力調整用チャンネル138が設けられている。この場合、フランジ部116の一面に形成したスラスト動圧軸受け手段130の動圧溝は、潤滑流体124がフランジ部116の外周からスラスト動圧軸受け手段130を通ってチャンネル138に流入するよう、溝形状が工夫され、チャンネル138は、フランジ部116の外周および一面とこれらに対向するスリーブ部材108の内面との間の間隙とによって循環路を形成する。したがって、軸部114とフランジ部116との接続部分は気泡が溜まりやすくなっているが、フランジ部116の軸部114への付け根部分にチャンネル126の入口が開口されているので、潤滑流体124が循環路を循環することによって、第1の実施の形態で説明したと同様にして気泡の外部への排出が円滑に行われる。チャンネル126の入口は、図5に示すとおり、スラスト動圧軸受け手段130の動圧溝132が形成された領域より半径方向内方に設けるのが望ましく、このチャンネル126は周方向に間隔を置いて2個以上設けてもよい。なお、この第2の実施形態において第1の実施形態における潤滑流体の循環構造を採用してもよく、これと反対に、第2の実施形態の潤滑流体の循環構造を第1の実施形態に用いてもよい。
【0037】
なお、この実施形態では、軸部114の端面(上面)に補助スラスト動圧軸受け手段を設ける場合、潤滑流体124の循環に関係なくスラスト力の釣り合いのみを考慮してポンプイン型又はポンプアウト型を採用できる。ポンプイン型の場合は第1の実施形態で説明したようにロータ104に浮上力を作用させることができる。一方、スラスト動圧軸受け手段130によるスラスト支持力を減ずる、すなわち軸部材112を浮上させる力を小さくするときには、ポンプアウト型の動圧溝が採用される。この場合には、補助スラスト動圧軸受け手段において潤滑流体123が外側に流出され、これによって軸部材112、したがってロータ104に閉塞部材110が軸部114の端面に向かう吸引力が作用する。
【0038】
上述した実施形態では、いずれも、動圧流体軸受けをモータに用いた場合について説明したが、回転軸を回転支持する軸受け装置単独として用いることも可能である。このような場合、スラスト動圧軸受け手段によっ発生するスラスト力と釣り合う所定方向の磁気的力を軸部材に作用させるためのロータマグネットとステータが存在しないので、軸部材に上記スラスト力に釣り合う力を作用させるための手段を別個に設ける必要がある。
【0039】
動圧流体軸受け装置としての単独の使用例を示す図6において、図示の動圧流体軸受け装置は、スリーブ部材202とスリーブ部材202に対して相対的に回転自在である軸部材204を備えている。スリーブ部材202の一端部には閉塞部材206が装着されている。この例では、軸部材204が磁性材料から形成され、軸部材204に偏倚力を作用させる手段としてマグネット片208が用いられている。閉塞部材206は非磁性材料から形成され、この閉塞部材206の外面に円板状マグネット片208が固定されている。マグネット片208からの磁界は閉塞部材206を通して軸部材204に作用し、マグネット片208の磁気的作用によって軸部材204には閉塞部材206に近接する方向の磁気的力が作用する。この例においては、軸部材204の軸部210にラジアル動圧軸受け手段214,216が設けられ、そのフランジ部212の一面(図6において下面)にスラスト動圧軸受け手段218が設けられており、マグネット片218による磁気力はスラスト動圧軸受け手段218の動圧溝によって発生するスラスト力と釣合うように設定される。
【0040】
また、この例では、軸部材204に圧力調整用チャンネル220が設けられている。このチャンネル220は、軸部材204の軸部210の端面に開口して軸線方向に延びる縦孔200aと、この縦孔200aから半径方向外方に延びてフランジ部212の外周に開口する連通孔200bから構成されている。潤滑流体222は、軸部210の端面からチャンネル220を通ってフランジ部212の外周に導かれ、さらにスリーブ部材202のフランジ部212および軸部210との間に規定された間隙を通って軸部210の上記端面に至る循環路を通して循環される。潤滑流体の上述した循環は、第1の実施形態と実質上同一であるので、上述したと同様の効果が達成され、潤滑流体222中の気泡はこの循環によって外部に排出される。この動圧流体軸受け装置の他の構造は、第1の実施形態に採用されているものと実質上同一である。
【0041】
このような動圧流体軸受け装置による支持構造においては、軸部材204は、図示していないが、たとえばプーリおよびベルト等の駆動力伝動機構(図示せずを介して電動モータのごとき駆動源の出力軸に駆動連結され、駆動源の作用によって所定方向に回転駆動される。
【0042】
【発明の効果】
本発明の請求項1のモータにおいては、軸部材のフランジ部の他面およびこれに対向するスリーブ部材の第二対向面の一方又は両方の比較的広い範囲わたってテーパが形成されているので、テーパによって規定されるテーパ状空間を比較的大きくすることができる。このテーパは、表面張力によるシール機能に加えて潤滑流体を保持する溜機能を有し、潤滑流体のシール界面および潤滑流体溜のための充分な空間を確保することができる。それ故に、温度が上昇して潤滑流体が膨張してもこのテーパにおいて熱膨張を吸収することができ、また長期の使用によって潤滑流体が蒸発してもこのテーパに溜められた潤滑流体を補給用流体として利用することができる。また、このテーパは半径方向外方に向けて間隔が狭くなっているので、テーパに存在する潤滑流体には、表面張力によって半径方向外方への力が作用すると共に、軸部材とスリーブ部材とが相対回転したときに発生する遠心力によっても半径方向外方への力が作用し、潤滑流体の漏れ方向(半径方向内方)の移動が確実に防止される。この遠心力による半径方向外方への力は、潤滑流体の半径方向内方への滲み(いわゆる潤滑流体のマイグレーション)、潤滑流体のミスト、衝撃による飛散等が発生したときにも有効に作用し、半径方向内方に移動しようとする潤滑流体(又はその微粒子)は、遠心力によって半径方向内方に回収され、潤滑流体の滲み、ミスト、飛散等による漏れを防止することができる。さらに、ステータとロータマグネットとが所定方向の磁気背圧力を軸部材に作用するような相対位置関係にあるので、このステータとロータマグネットによる磁気偏倚手段による磁気背圧力がスラスト動圧溝によって発生されるスラスト支持力と釣合い、フランジ部の他面側にスラスト動圧軸受け手段を設けることなく、軸部材に作用するスラスト方向の力が釣り合い、ロータマグネットを含むロータを安定して回転することができる。
【0043】
本発明の請求項2のモータにおいては、スリーブ部材には、軸部材の軸部と対向して閉塞部材が設けられ、スリーブ部材は閉塞部材と共に軸部材の端部を囲繞する収容空間を規定し、この収容空間はスリーブ嵌合部の間隙と連続しているので、潤滑流体のためのシールは、軸部材のフランジ部の他面においてのみでよく、比較的簡単な構成でもって確実にシールすることができる。
【0044】
本発明の請求項3のモータにおいては、軸部材には、フランジ部の周面と軸部の端面とを連通するチャンネルが設けられているので、軸部材とスリーブ部材との間に充填された潤滑流体は、このチャンネルを通しスラスト動圧軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段を通して循環され、スラスト動圧軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段にて発生する流体圧力が調整される。また、潤滑流体中に気泡が混入しても、潤滑流体の循環によって混入した気泡がフランジ部の周面に導かれ、フランジ部の外周において潤滑流体と空気とに分離され、分離された空気が外部に排出される。
【0045】
本発明の請求項4のモータにおいては、圧力調整用チャンネルが長手方向に延びる縦孔とこの縦孔とフランジ部外周を連通する連通孔から構成されるので、このチャンネルを比較的簡単に形成することができる。
【0046】
本発明の請求項5のモータにおいては、縦孔にフィルタが配設されているので、潤滑流体中に混入している不純物を捕捉することができる。
【0047】
本発明の請求項6のモータにおいては、潤滑流体に混入した気泡は軸部材の軸部とフランジ部の接続部に溜まり易いが、フランジ部の軸部への付け根部分とフランジ部の外周とがチャンネルによって連通されているので、溜まった気泡はチャンネルを通ってフランジ部の外周に導かれ、フランジ部の外周にて潤滑流体と空気とに分離され、分離された空気が外部に排出される。
【0048】
本発明の請求項7のモータにおいては、フランジ部の周面とそれに対向するスリーブ部材の内周面との間の間隙が毛細管現象により潤滑流体を保持するように設定されているので、チャンネルを通してフランジ部の外周に導かれた気泡は内部に入込むことが阻止され、潤滑流体の漏れが生じることはない。
【0049】
本発明の請求項8のモータにおいては、フランジ部の、スラスト動圧軸受け手段が設けられている側の辺部には、半径方向外方に突出する緩衝用絞り突部が設けられているので、軸部材とスリーブ部材との軸線方向の相対的移動は、絞り突部が潤滑流体中を移動することによって緩衝される。また、潤滑流体に混入された気泡のスラスト動圧軸受け手段への流れも阻止される。
【0050】
本発明の請求項9のモータにおいては、スリーブ部材のスラスト部を覆う蓋部にテーパが設けられているので、比較的容易にテーパを形成することができる。
【0051】
本発明の請求項10のモータにおいては、フランジ部に設けられた環状溝に溌油剤が塗布されているので、潤滑流体の漏れを一層確実に防止できる。
【0052】
本発明の請求項11の動圧流体軸受け装置においては、軸部材のフランジ部の他面およびこれに対向するスリーブ部材の第二対向面の一方又は両方の比較的広い範囲わたってテーパが形成され、このテーパは半径方向外方に向かって間隔が狭くなっているので、上述したのと同様の作用が達成される。また、軸部材には、スラスト動圧溝によって発生するスラスト支持力とは反対方向の力が作用するので、スラスト支持力とその反対方向の力とが釣り合い、フランジ部の他面側にスラスト動圧軸受け手段を設けることなく、軸部材を安定して回転することができる。
【0053】
本発明の請求項12の動圧流体軸受け装置においては、スリーブ部材には、軸部材の軸部と対向して閉塞部材が設けられ、スリーブ部材は閉塞部材と共に軸部材の端部を囲繞する収容空間を規定し、この収容空間はスリーブ嵌合部の間隙と連続している。また、軸部材には、フランジ部の周面と軸部の端面とを連通するチャンネルが設けられている。したがって、上述したと同様に、潤滑流体のシールが容易であり、また潤滑流体は、このチャンネルを通しスラスト動圧軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段を通して循環され、スラスト動圧軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段にて発生する流体圧力が調整され、潤滑流体中の気泡も潤滑流体から分離されて外部に排出される。
【0054】
本発明の請求項13の動圧流体軸受け装置においては、潤滑流体の注入孔に弾性栓体が装着されるので注入した潤滑流体の漏れが防止される。
【0055】
本発明の請求項14の動圧流体軸受け装置においては、潤滑流体の注入に使用する注入孔が潤滑流体を潤滑する潤滑経路の一部を構成するので、注入後の注入孔が全く無駄にならないだけでなく、スラスト動圧軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段にて発生する流体圧力の調整機能をも有し、潤滑流体の潤滑路および圧力調整機能のための構成が簡単となる。
【0056】
本発明の請求項15の動圧流体軸受け装置においては、軸部材が磁性材料から構成され、この軸部材を磁気的に吸引するマグネット片が設けられるので、比較的簡単な構成でもってスラスト動圧軸受け手段によって発生するスラスト力との釣り合いを保つことができる。
【0057】
本発明の請求項16の動圧流体軸受け装置においては、フランジ部の外面は、それと対向するスリーブ部材の対向面と協働してテーパシール構造が設けられ、このテーパシール構造の部分が潤滑流体溜としても利用されるので、テーパシール構造という比較的簡単な構成でもって潤滑流体のシール機能および溜機能を持たせることができる。また、スラスト動圧軸受け手段のスラスト支持力に釣り合う力を軸部材に作用させるための手段が設けられているので、軸部材を安定して支持することができる。
【0058】
本発明の請求項19のモータにおいては、フランジ部の外面は、それと対向するスリーブ部材の対向面と協働してテーパシール構造が設けられ、このテーパシール構造の部分が潤滑流体溜としても利用されるので、テーパシール構造という比較的簡単な構成でもって潤滑流体のシール機能および溜機能を持たせることができる。また、ステータとロータマグネットとは、スラスト動圧軸受け手段のスラスト支持力に釣り合う磁気力を軸部材に作用させるような相対位置関係に配置されているので、ロータマグネットを含むロータを安定して支持することができる。
【0059】
本発明の請求項17の動圧流体軸受け装置および請求項20のモータにおいては、潤滑流体を循環する循環路が設けられているので、潤滑流体の循環作用によってスラスト動圧流体軸受け手段およびラジアル動圧軸受け手段によって発生する流体圧力が調整され、軸部材は安定して回転する。
【0060】
本発明の請求項17の動圧流体軸受け装置および請求項21のモータにおいては、循環路にフィルタが配設されているので、潤滑流体の循環によってそれに混入した不純物が捕捉される。
【0061】
本発明の請求項22のモータにおいては、軸部材のフランジ部に対向するスリーブ部材の面の比較的広い範囲にわたりテーパが設けられているので、このテーパでもって充分なテーパ状空間を有するテーパシール構造とすることができ、また潤滑流体の充分な溜とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う動圧流体軸受を備えたモータの第1の実施形態を示す要部断面図である。
【図2】図1のモータにおける動圧流体軸受部分の部分拡大断面図である。
【図3】図1のモータにおける潤滑流体の注入方法を説明する簡略説明図である。
【図4】本発明に従う動圧流体軸受を備えたモータの第2の実施形態を示す要部断面図である。
【図5】図4のモータにおける軸部材の一部を拡大して示す部分斜視図である。
【図6】本発明に従う動圧流体軸受の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
2,102 ベースプレート
10,104 ロータ
11,106 動圧流体軸受け装置
16 ロータマグネット
18 ステータ
24,112,204 軸部材
26,108,202 スリーブ部材
28,114,210 軸部
32,116,212 フランジ部
34 注入孔
44 キャップ部材
52,54,122,124,214,216 ラジアル動圧軸受け手段
56,130,218 スラスト動圧軸受け手段
60,122 テーパ
62,123,222 潤滑流体
70 弾性栓体
208 マグネット片
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention utilizes a fluid made of lubricating oil (referred to as “lubricating fluid”), generates pressure on the lubricating fluid filled between the shaft member and the sleeve member during relative rotation, and supports the shaft member by the fluid pressure. The present invention relates to a hydrodynamic fluid bearing device and a motor including the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hydrodynamic bearing device, a shaft member having a shaft portion and a flange portion projecting radially outward from the shaft portion, a sleeve member that is rotatable relative to the shaft member, and a shaft A device having a lubricating fluid filled in a space defined between a member and a sleeve member is known. In this type of hydrodynamic bearing device, a radial dynamic pressure groove is provided on one or both of the outer peripheral surface of the shaft portion of the shaft member and the inner peripheral surface of the sleeve member facing the shaft member. The gap between the inner peripheral surface of the sleeve member is filled with a lubricating fluid. Also, a thrust dynamic pressure fluid groove is provided on one or both of both surfaces of the flange portion of the shaft member and the inner surface of the sleeve member facing the both surfaces, and the gap between both surfaces of the flange portion and the inner surface of the sleeve member is lubricated. Filled with fluid.
[0003]
Such a hydrodynamic fluid bearing device is often used for various motors such as a DC brushless motor for driving a hard disk of a microcomputer or a CD-ROM driving motor. And one of the sleeve members is coupled to the stator and the fixed portion of the motor, and the other is coupled to the rotor. In addition, motors include a fixed shaft type in which the shaft is fixed and the rotor rotates relative to it, and a rotary shaft type in which the shaft rotates together with the rotor. In the fixed shaft type, the shaft is like the base plate of the motor. The sleeve member is fixed to the fixed portion and is coupled to the rotor so as to rotate integrally. In the shaft rotation type, the sleeve member is fixed to the fixing portion of the motor, and the shaft member is connected to the rotor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a hydrodynamic bearing device and a motor including the same, it is an important problem to maintain the lubricating fluid filled in the gap between the shaft member and the sleeve member. That is, the lubricating fluid may thermally expand at a high temperature and overflow from the gap, evaporate, scatter by impact, or leak to the outside due to bleeding known as migration.
[0005]
An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device capable of enhancing the sealing effect of a lubricating fluid, and capable of recovering the scattered lubricating fluid even if the lubricating fluid is scattered, and a motor including the same. That is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a shaft member having a shaft portion and a disk-shaped flange portion that protrudes radially outward from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion; One end of the axial direction is closed and the other end is open. A sleeve member that fits the shaft portion and the sleeve at a predetermined interval with the shaft member, surrounds the flange portion, and is rotatable relative to the shaft member, and the sleeve member and the shaft member A motor including a hydrodynamic fluid bearing device including a lubricating fluid filled in a gap between
A radial dynamic pressure groove is provided on one or both of the shaft portion of the shaft member and the mutually opposing surfaces of the sleeve member,
A thrust dynamic pressure groove is provided on one or both of one surface of the flange portion of the shaft member and the first facing surface of the sleeve member facing the flange portion,
One or both of the other surface of the flange portion of the shaft member and the second facing surface of the sleeve member that opposes the radial direction in a relatively wide range from a position close to the shaft portion to the periphery of the flange portion. A taper is formed in which the interval narrows toward the outside,
The gap between the sleeve fitting portion of the sleeve member and the shaft member in the portion surrounding the flange portion is , The other end side Forming a continuous space that is open to the outside only, and the lubricating fluid is continuously filled from the gap of the sleeve fitting portion to the gap of the circumferential surface of the flange,
A stator is integrally provided on one of the shaft member and the sleeve member, and a rotor magnet is provided on the other so as to rotate integrally. The stator and the rotor magnet include the thrust dynamic pressure groove. There is provided a motor having a relative positional relationship in which a magnetic back pressure in a direction opposite to a thrust supporting force that is balanced with a thrust supporting force generated by the above is applied to the shaft member.
[0007]
According to another aspect of the present invention, a shaft member having a shaft portion and a disk-shaped flange portion that protrudes radially outward from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion; One end of the axial direction is closed and the other end is open. A sleeve member that fits the shaft portion and the sleeve, surrounds the flange portion, and is rotatable relative to the shaft member with a predetermined interval between the shaft member, the sleeve member and the shaft member A hydrodynamic bearing device comprising a lubricating fluid filled in a gap between
A radial dynamic pressure groove is provided on one or both of the shaft portion of the shaft member and the mutually facing surfaces of the sleeve member, and one surface of the flange portion of the shaft member and the first facing surface of the sleeve member facing the one surface. Thrust dynamic pressure groove is provided in one or both of the
One or both of the other surface of the flange portion of the shaft member and the second facing surface of the sleeve member that opposes the radial direction in a relatively wide range from a position close to the shaft portion to the periphery of the flange portion. A taper is formed in which the interval narrows toward the outside,
The gap between the sleeve fitting portion of the sleeve member and the shaft member in the portion surrounding the flange portion is , The other end side Forming a continuous space that is open to the outside only, and the lubricating fluid is continuously filled from the gap of the sleeve fitting portion to the gap of the peripheral surface of the flange,
A dynamic pressure fluid bearing device is provided in which a force in a direction opposite to a thrust support force that balances a thrust support force generated by the thrust dynamic pressure groove is applied to the shaft member.
[0008]
According to another aspect of the present invention, a shaft member having a shaft portion and a disk-shaped flange portion that protrudes radially from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion; One end of the axial direction is closed and the other end is open. A sleeve member that is fitted with a shaft portion and a sleeve, surrounds the flange portion with a predetermined interval between the shaft member, and is rotatable relative to the shaft member; The other end side And a lubricating fluid filled to a predetermined level in a continuous gap from the sleeve fitting portion to the flange surrounding portion between the sleeve member and the shaft member which is a space opened to the outside only in In the fluid bearing device,
Radial dynamic pressure bearing means is provided in the sleeve fitting portion,
Thrust dynamic pressure bearing means is provided on the inner surface side of the flange portion and the portion of the facing surface of the sleeve member facing the flange portion,
The outer surface of the flange portion cooperates with the facing surface of the sleeve member facing the flange portion to form a taper seal structure that seals the lubricating fluid by surface tension, and is used as a lubricating fluid reservoir,
There is provided a dynamic pressure fluid bearing device comprising means for causing the shaft member to act on a force balanced with a thrust support force of the thrust dynamic pressure bearing means on the inner surface side of the flange portion.
[0009]
According to still another aspect of the present invention, a shaft member having a shaft portion and a disc-shaped flange portion that projects radially from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion; One end of the axial direction is closed and the other end is open. A sleeve member that is fitted with a shaft portion and a sleeve, surrounds the flange portion with a predetermined interval between the shaft member, and is rotatable relative to the shaft member; The other end side A lubricating fluid filled up to a predetermined level in a continuous gap from the sleeve fitting portion to the flange surrounding portion between the sleeve member and the shaft member which is a space opened to the outside only in the shaft, and the shaft member and A stator coupled to one of the sleeve members, and a rotor magnet coupled to rotate integrally with the other of the shaft member and the sleeve member;
Radial dynamic pressure bearing means is provided in the sleeve fitting portion,
Thrust dynamic pressure bearing means is provided on the inner surface side of the flange portion and the portion of the facing surface of the sleeve member facing the flange portion,
The outer surface of the flange portion cooperates with the facing surface of the sleeve member facing the flange portion to form a taper seal structure that seals the lubricating fluid by surface tension, and is used as a lubricating fluid reservoir,
The stator and the rotor magnet are arranged in a relative positional relationship such that a magnetic force that balances a thrust support force of the thrust dynamic pressure bearing means on the inner surface side of the flange portion is applied to the shaft member. A motor is provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment in which a hydrodynamic bearing device according to the present invention is used in a DC brushless spindle motor for driving a hard disk of a microcomputer. In FIG. 1, the illustrated spindle motor includes a base plate 2. The base plate 2 has a circular plate body 4, and a peripheral side wall 6 extending upward is provided on the outer periphery of the plate body 4, and the outer end of the peripheral side wall 6 is attached to project outward in the radial direction. A flange 8 is provided. Although not shown, the mounting flange 8 is attached to a base member of a disk drive device such as a hard disk drive device by a fixing screw. A rotor 10 is rotatably supported on the base plate 2 via a hydrodynamic bearing device 11. The rotor 10 includes a cylindrical hub body 12. At the lower end of the hub body 12, there is provided a disk mounting portion 14 that protrudes outward in the radial direction, and a plurality of recording disks such as magnetic disks are attached to the disk mounting portion 14 at a predetermined interval. A rotor magnet 16 is attached to the inner peripheral surface of the hub body 12, and a stator 18 is disposed on the base plate 2 so as to face the rotor magnet 16. The stator 18 includes a stator core 20 in which a plurality of core plates are stacked, and a coil 22 wound around the stator core 20. Thus, when the current is supplied to the coil 22 of the stator 18, the rotor 10 is rotationally driven in a predetermined direction by the mutual magnetic action of the stator 18 and the magnet 16.
[0011]
Next, the dynamic pressure fluid bearing device 11 will be described. The illustrated dynamic pressure fluid bearing device 11 includes a combination of a shaft member 24 and a sleeve member 26. The shaft member 24 has an elongated shaft portion 28 having a circular cross section, and a disk-shaped member 30 is integrally provided in the vicinity of the other end portion of the shaft portion 28, and the disk-shaped member 30 extends in the radial direction from the shaft portion 28. A flange portion 32 protruding outward is formed. In the embodiment, the shaft portion 28 and the disk-shaped member 30 are integrally formed, but they may be formed separately and fixed. The rotor 12 is fixed to the other end protruding beyond the flange portion 32 of the shaft portion 28 of the shaft member 24 by means such as press fitting. Accordingly, the shaft member 24 is fixed to the rotor 10 and rotated in a predetermined direction integrally with the rotor 12 with respect to the base plate 2.
[0012]
The shaft portion 28 of the shaft member 24 is formed with an injection hole 34 extending from one end (lower end) to the upper end. In the embodiment, one end of the injection hole 34 opens at the lower end surface of the shaft portion 28, the other end opens at the upper end surface of the shaft portion 28, and extends linearly in the axial direction from the one end opening to the other end opening. Yes. A tapered portion 34a having a small diameter in the injection direction of the lubricating fluid such as oil is provided at the upper end in the axial direction of the injection hole 34, and the inner diameter of the injection hole 34 is increased above the tapered portion 34a. The inner diameter of the injection hole 34 is somewhat smaller on the lower side. The filling of the lubricating fluid through the injection hole 34 will be described later.
[0013]
The sleeve member 26 includes a hollow cylindrical sleeve member main body 36. The sleeve member main body 36 has a small inner diameter portion 38 having a small inner diameter, a medium inner diameter portion 40 having an inner diameter larger than the small inner diameter portion 38, and a large inner diameter portion 42 having an inner diameter larger than the medium inner diameter portion 40. The medium inner diameter portion 40 and the large inner diameter portion 42 are disposed in this order from one end portion (lower end portion) of the sleeve member main body 36 toward the other end portion (upper end portion). The inner diameter of the small inner diameter portion 38 is set somewhat larger than the outer diameter of the shaft portion 28 of the shaft member 24, and the inner diameter of the medium inner diameter portion 40 is set somewhat larger than the outer diameter of the flange portion 32 of the shaft member 24. . When the shaft member 28 is attached to such a sleeve member main body 36, the shaft portion 28 of the shaft member 24 is fitted into the small inner diameter portion 38 of the sleeve member main body 36 (fitting in a relatively long region in the axial direction of the shaft member 24). In addition, the flange portion 30 of the shaft member 24 is disposed on the inner diameter portion 40 of the sleeve member main body 36, and the small inner diameter portion 38, the shoulder portion 46, and the medium inner diameter portion 40 of the sleeve member main body 36 are connected to the shaft. A gap for the lubricating fluid is provided between the shaft portion 28 of the member 24 and one surface and the peripheral surface of the flange portion 32.
[0014]
The cap member 44 is attached and fixed to the large inner diameter portion of the sleeve member main body 36 so as to rotate integrally with the sleeve member main body 36, and forms a part of the sleeve member main body 36. The cap member 44 covers the outer surface of the flange portion 32 of the shaft member 24, and includes a middle inner diameter portion 40 of the sleeve member main body 36, and a shoulder portion 46 that defines the boundary between the inner inner diameter portion 40 and the large inner diameter portion 42. The cap member 44 constitutes a flange surrounding portion that surrounds almost the entire surface of the flange portion 32. In relation to the cap member 44, the shoulder 46 is provided with an annular recess, and an O-ring 48 is disposed in the annular recess. The O-ring 48 can be formed of, for example, synthetic rubber and seals between the cap member 44 and the sleeve member main body 36. The cap member 44 is fixed to the sleeve member main body 36 by means such as caulking.
[0015]
A closing member 50 is attached to one end portion (lower end portion in FIG. 1) of the sleeve member 26 so as to face one end portion of the shaft portion 28 of the shaft member 24 via a gap. The closing member 50 is composed of a circular plate-like member, and is fixed to an annular recess formed on one end surface (lower end surface) of the sleeve member main body 36 by means such as caulking. By providing the closing member 50 in this way, the small inner diameter portion 38 is closed at one end of the sleeve member 26, and the sleeve member 26 defines an accommodation space in which the one end is closed. As shown in FIG. 1, the defined accommodation space surrounds one end portion of the shaft portion 28 of the shaft member 24, and this accommodation space communicates with the gap of the sleeve fitting portion. In the motor having such a configuration, the space between the sleeve member 26 and the shaft member 24 (this space is filled with the lubricating fluid) is opened to the outside at the other end (the large inner diameter portion 42 side) of the sleeve member 26. Therefore, it is only necessary to consider the leakage of the lubricating fluid from the other end side of the sleeve member 26.
[0016]
In the present embodiment, the thrust dynamic pressure bearing means and the radial dynamic pressure bearing means are arranged as follows. The radial dynamic pressure bearing means 52 and 54 are disposed at a distance in the axial direction between the shaft portion 28 of the shaft member 24 and the sleeve fitting portion of the sleeve member 26, and support the radial force acting on the shaft member 24. To do. The portion of the shaft portion 28 of the shaft member 24 between the pair of radial dynamic pressure bearing means 52 and 54 has a slightly smaller diameter than the other portions. The dynamic pressure grooves of the radial dynamic pressure bearing means 52 and 54 may be in the form of a herringbone, a spiral, or the like, and are formed on the inner peripheral surface of the small inner diameter portion 38 of the sleeve member 26 as indicated by a broken line in FIG. . Instead of providing the radial dynamic pressure groove on the inner peripheral surface of the sleeve member 26, for example, the radial dynamic pressure groove may be provided on the outer peripheral surface of the shaft portion 28 of the shaft member 24, or the inner peripheral surface of the sleeve member 26 and the shaft member 24. You may provide in both the outer peripheral surfaces of the axial part 28 of this. The thrust dynamic pressure bearing means 56 is provided on the inner surface of the flange portion 32 of the shaft member 24 (one surface on the lower side in FIG. 1), and supports the thrust force acting on the shaft member 24. The dynamic pressure groove of the thrust dynamic pressure bearing means 56 may be in the shape of a herringbone, a spiral or the like, and is formed on the inner surface of the flange portion 32 as indicated by a broken line in FIG. Instead of providing the thrust dynamic pressure groove on the inner surface of the flange portion 32, the opposing surface of the sleeve member 26 facing this one surface of the flange portion 32, that is, the small inner diameter portion 38 and the medium inner diameter portion of the sleeve member 26. 40 may be provided on the surface of the shoulder portion 58 (which constitutes the first opposing surface) between the flange portion 32 and the surface of the shoulder portion 58 of the sleeve member 32. You may do it.
[0017]
In the embodiment, a taper seal is formed on the inner surface of the cap member 44 (which constitutes the second opposing surface of the sleeve member 26) that faces the outer surface of the flange portion 32 of the shaft member 24 (the other surface on the upper side in FIG. 1). A taper 60 constituting the structure is provided. The taper 60 has a gap between the taper 60 and the flange portion 32 that is radially outward, and defines an annular taper space facing the other surface of the flange portion 32. The taper 60 applies a force directed outward in the radial direction to the lubricating fluid by surface tension. In the taper 60, the gap between the cap member 44 and the flange portion 32 is reduced outward in the radial direction. Therefore, when the shaft member 24 and the sleeve member 26 are rotated relative to each other by the rotation of the motor, the lubricating fluid of the taper 60 is obtained. In addition, the outward force in the radial direction is also exerted by the centrifugal force generated by the rotation, and the movement of the lubricating fluid in the leakage direction (inward in the radial direction) is reliably prevented. The radial outward force due to the centrifugal force also acts when the lubricating fluid radiates inward in the radial direction (so-called migration), the mist of the lubricating fluid, the scattering due to the impact, etc., and the lubricating fluid (or The fine particles) are collected radially inward by this centrifugal force. The taper 60 can be provided on the outer end surface of the flange portion 32 of the shaft member 24 instead of or together with the inner surface of the cap member 44, but can be easily formed by being provided on the cap member 44. In the present embodiment, a relatively wide range of at least most of the inner surface of the cap member 44 is provided without providing a thrust dynamic pressure groove in the other surface of the flange portion 32 and the region of the inner surface of the cap member 44 facing the other surface. Since the taper 60 is provided, a relatively large tapered space can be formed, and a sufficient fluid reservoir for the lubricating fluid can be obtained. The taper 60 has a sealing interface for the lubricating fluid, and the taper 60 also has a sealing function. As described above, since the taper 60 is provided by utilizing at least the most region of the flange portion 32 (or the inner surface of the cap member 44 facing this region), even when the temperature rises and the lubricating fluid expands, The taper 60 can absorb thermal expansion, and even if the lubricating fluid evaporates due to long-term use, the lubricating fluid stored in the taper 60 can be used as a replenishing fluid. In the illustrated embodiment, in order to ensure a sufficient tapered space, the open end of the taper 60 is located at a position close to the shaft portion 28 of the shaft member 24, and the peripheral edge of the flange portion 32 from the radially inner position. Is formed in a straight line when viewed in cross-section up to a position facing the. On the radially inner side of the taper 60, an annular groove 61 is formed on the other surface of the flange portion 32 of the shaft member 24, which is located near the base portion of the flange portion 32 of the shaft member 24 to the shaft portion 28. The groove 61 is coated with an oil repellent 63 (FIG. 2) that suppresses the flow of the lubricating fluid. The oil repellent 63 repels the lubricating fluid and prevents the inward flow and bleeding in the radial direction.
[0018]
Such a configuration can be advantageously applied to a relatively small motor, for example, a spindle motor for a hard disk that rotates a magnetic disk having a diameter of 2.5 inches or less, and the dimensions of various components are set as follows. can do. Referring to FIG. 2, for example, the outer diameter D1 of the shaft portion 28 of the shaft member 24 is set to 3.0 to 3.5 mm, the outer diameter D2 of the flange portion 32 is set to 6.0 to 6.5 mm, and the flange portion 32 is The thickness T is set to 1.0 to 1.5 mm, the interval W between the open side end P of the taper 60 and the shaft portion 28 is set to 0.4 to 0.5 mm, and the closed side end Q of the taper 60 is set to the peripheral edge of the flange portion 32. The taper angle α from the closing side Q of the taper 60 to the open end P is set to 20 to 30 degrees.
[0019]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the lubricating fluid 62 of the hydrodynamic bearing device is such that the seal interface is located at the taper 60, and the shaft member 24 and the sleeve member 26 below the seal interface. It is filled substantially over the entire gap. That is, the lubricating fluid 62 substantially continues from one end surface of the shaft portion 28 of the shaft member 24 (the surface facing the closing member 50) to the taper 60 through the radial dynamic pressure bearing means 52 and 54 and the thrust dynamic pressure bearing means 56. Filled. Therefore, as can be easily understood, the taper 60 for preventing leakage of the lubricating fluid 62 need only be provided at one location, and the structure of the hydrodynamic bearing device and the motor using the same can be simplified. And the possibility of leakage of the lubricating fluid 62 is reduced.
[0020]
Since the lubricating fluid 62 is also filled into one end surface of the shaft portion 28 of the shaft member 24, auxiliary thrust dynamic pressure bearing means 64 may be provided on one end surface of the shaft portion 28. The auxiliary thrust dynamic pressure bearing means 64 is provided to adjust the thrust force of the thrust dynamic pressure bearing means 56 provided on the flange portion 32 of the shaft member 24. The dynamic pressure groove of the thrust dynamic pressure bearing means 64 may be in the shape of a herringbone, a spiral or the like, and is formed on one end surface of the shaft portion 28 as indicated by a broken line in FIG. The auxiliary thrust dynamic pressure groove may be provided on the inner surface of the closing member 50 instead of being provided on the one end surface of the shaft portion 28, and may be provided on both the one end surface of the shaft portion 28 and the closing member 50. It may be.
[0021]
As the auxiliary thrust dynamic pressure bearing means 64, a pump-in type dynamic pressure groove structure is employed when the thrust support force by the thrust dynamic pressure bearing means 56 is increased, that is, when the force to lift the shaft member 28 is increased. In this case, the lubricating fluid 62 flows inward in the auxiliary thrust dynamic pressure bearing means portion 64, and thereby a levitation force acts on the shaft member 24, and thus the rotor 10.
[0022]
The present embodiment is configured as follows in order to discharge the air mixed in the lubricating fluid 62 to the outside. That is, the shaft member 24 is provided with a pressure adjusting channel 66 of the lubricating fluid 62 having an outlet formed on the outer peripheral surface of the flange portion 32 and an inlet formed on one end surface of the shaft portion 28. Specifically, the injection hole 34 formed in the shaft portion 28 is used as a vertical hole of the channel 66, and a communication hole 67 communicating with the injection hole 34 from the outer peripheral surface of the flange portion 32 is formed. The upper part of the injection hole 34 from the communication hole 67 is closed by an elastic plug 70 described later. Here, part or all of the dynamic pressure grooves in the radial dynamic pressure bearing means 52, 54, the thrust dynamic pressure bearing means 58 and the auxiliary thrust dynamic pressure bearing means 64 are such that the lubricating fluid 62 flows from the outlet of the channel 66 to the flange portion 32. The groove shape is devised so as to pass through the circumferential surface and the entire surface of the shaft portion 28, move downward on the outer periphery of the shaft portion 28, and flow into the channel 66 from the end surface, and lubricate through the above-described circulation path including the channel 66. The fluid 62 is circulated. By circulating the lubricating fluid 62 in this way, the fluid pressure generated by the thrust dynamic pressure groove 56 and the radial dynamic pressure grooves 52 and 54 is also adjusted.
[0023]
Further, the gap L1 between the outer peripheral surface of the flange portion 32 and the inner peripheral surface of the inner diameter portion 40 of the sleeve member main body 36 opposed to the flange portion 32 causes the lubricating fluid 62 to flow by capillary action as shown in an enlarged view in FIG. The interval for holding is set to a dimension such as L1 = 50 μm or slightly smaller than that. Therefore, when the bubbles mixed in the lubricating fluid 62 expand due to the temperature rise, the expanded bubbles are guided to the outer peripheral surface of the flange portion 32 by the circulation of the lubricating fluid 62, where the bubbles are separated into air and the lubricating fluid 62, and lubricated. The fluid 62 is circulated again toward the thrust dynamic pressure bearing means 58, and the air passes through between the shaft member 24 and the cap member 44 from the tapered portion 60 and is discharged to the outside.
[0024]
A filter 68 can be disposed in the channel 66 as required. The filter 68 is disposed in the injection hole 34 and can be formed of, for example, a porous material or a fiber material. The filter 68 captures impurities such as wear powder in the lubricating fluid 62, thereby improving the reliability of the hydrodynamic bearing device 11.
[0025]
As shown in detail in FIG. 2, an annular throttle protrusion 69 that protrudes outward in the radial direction is provided on the outer peripheral surface of one side (lower side) of the flange portion 32. A gap L2 between the outer peripheral surface of the throttle protrusion 69 and the inner peripheral surface of the medium inner diameter portion 40 is set to 20 μm, for example. The throttle protrusion 69 cushions the applied impact by moving in the lubricating fluid 62 against the axial impact of the shaft member 24. The throttle protrusion 69 is located below the communication hole 67 in the circulation path of the lubricating fluid 62, and further, the gap L1 is greatly throttled, so that the bubbles are effectively separated from the lubricating fluid 62.
[0026]
In the present embodiment, the stator 18 is mounted on the outer peripheral surface of the sleeve member 26 of the hydrodynamic bearing device 11 and supported by the base plate 2 via the sleeve member 26. Instead, for example, the base plate 2 An annular support wall may be provided, and the stator 18 may be attached to the annular support wall. In relation to the stator 18, the magnetic center between the stator 18 and the rotor magnet 16 attached to the rotor 10 is arranged slightly shifted in the axial direction of the shaft member 24. In other words, the magnetic center of the magnet 16 is arranged somewhat shifted from the magnetic center of the stator 18 in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1). Therefore, a biasing force in a direction close to the base plate 2 (a biasing force in a direction in which one end surface of the shaft member 24 is close to the closing member 50) acts on the rotor 10 by the magnetic attraction action of the magnet 16 with respect to the stator 18. . During rotation of the motor, the thrust force generated by the axial dynamic force bearing means 58 on the shaft member 24 to lift upward in FIG. 1 (when the auxiliary thrust dynamic pressure bearing means 64 is provided) 1), the thrust force is balanced with the magnetic biasing force, ie, the magnetic back pressure, that the magnet 16 and the stator 18 try to hold down in FIG. 1, and the rotor 10 is stable in the vertical direction. Rotate. This magnetic biasing force also prevents the rotor 10 from coming off the sleeve member 26.
[0027]
The lubricating fluid 62 can be injected into the dynamic pressure fluid bearing device 11 in a relatively simple and reliable manner, for example, by the following operation. 3 (a) to 3 (d), in order to inject the lubricating fluid 62, first, as shown in FIG. 3 (a), a filter 68 is attached to the injection hole 34, and then the shaft member 24 is attached. The elastic plug 70 is temporarily attached to the formed injection hole 34. The plug 70 can be formed of, for example, synthetic rubber, natural rubber, or the like, and preferably has a shape corresponding to the shape of the tapered portion 34a of the injection hole 34. One end portion of the tapered portion 72 of the elastic plug 70 is provided with a small diameter portion 74 corresponding to the small inner diameter portion of the injection hole 34, and a large diameter portion 76 corresponding to the large inner diameter portion of the injection hole 34 at the other end portion. Is provided. As shown in FIG. 3A, the plug body 70 is temporarily mounted so that the tapered portion 72 is located on the tapered portion 34 a of the injection hole 34 from the rotor 10 side. Thus, when temporarily mounted, the small diameter portion 74 is positioned at the small inner diameter portion of the injection hole 34 and the large diameter portion 76 is positioned at the large inner diameter portion of the injection hole 34. In this temporary mounting state, the lubricating fluid 62 to be injected is plugged. It does not leak from the body 70.
[0028]
Next, as shown in FIG. 3 (b), the hollow needle 78 is inserted through the plug 70 that has been temporarily mounted, and the tip thereof protrudes into the small inner diameter portion of the injection hole 34. Thereafter, the lubricating fluid 62 is passed through the hollow needle 78 to the back side of the plug body 70, that is, the small inner diameter portion of the injection hole 34 and the dynamic pressure space of the dynamic pressure fluid bearing device 11 communicating therewith, that is, the shaft member 24 and the sleeve member. Lubricating fluid 62 is injected into the gap defined between.
[0029]
Next, as shown in FIG. 3C, after the hollow needle 78 is pulled out from the plug body 70, the plug body 70 is pushed in with a rod-shaped pressing tool 82, and as shown in FIG. Is pressed into the small inner diameter portion of the injection hole 34. When the hollow needle 78 is pulled out, a needle penetration mark 80 is generated in the plug 70, and evaporation, leakage, etc. of the lubricating fluid 62 may occur from the needle penetration mark 80 due to long-term use of the dynamic pressure fluid bearing device 11. There is. Therefore, after the hollow needle 78 is pulled out, it is press-fitted into the small inner diameter portion of the injection hole 34. By press-fitting in this way, the large-diameter portion 76 of the plug body 70 is particularly elastically deformed, and the large-diameter portion 76 securely and reliably closes the injection hole 34, and the needle penetration mark 80 in the large-diameter portion 76. Is reliably closed, and evaporation, leakage, etc. of the lubricating fluid 62 through the plug 70 are reliably prevented. It should be noted that the elastic plug body 70 is somewhat elastically deformed when temporarily attached to the injection hole 34, and is preferably greatly elastically deformed when further press-fitted from the temporarily attached state, and may have an appropriate shape such as this.
[0030]
When the plug 70 is press-fitted into the small inner diameter portion of the injection hole 34, the lubricating fluid 62 existing inside thereof is fed into the dynamic pressure space of the radial dynamic pressure bearing means 52, 54 and the thrust dynamic pressure bearing means 56, As shown in FIG. 3D, the lubricating fluid 62 is filled up to a predetermined level from the small inner diameter portion of the injection hole 34 through one end surface of the shaft portion 28 of the shaft member 24, the outer periphery of the shaft portion 28, and the inner surface of the flange portion 32. In this way, when filled to a predetermined level, the sealing interface of the lubricating fluid 62 is located at the taper 60 of the cap member 44. Such an injection operation of the lubricating fluid 62 is preferably performed in a vacuum chamber, and the space into which the lubricating fluid 62 is injected is located on the upper side as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d). In the embodiment, it is desirable to hold the rotor 10 so as to be positioned on the lower side.
[0031]
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the shaft rotation type motor. However, the present invention can be similarly applied to the shaft fixed type motor shown in FIG. In FIG. 4 showing a second embodiment of the motor, the illustrated motor includes a base plate 102 and a rotor 104 that is rotatable relative to the base plate 102, and a hydrodynamic fluid is interposed between the base plate 102 and the rotor 104. A bearing device 106 is interposed. The hydrodynamic fluid bearing device 106 in the present embodiment has substantially the same configuration as the hydrodynamic fluid bearing device 11 shown in FIG. 1, and therefore only the differences will be described later.
[0032]
In this embodiment, the dynamic pressure fluid bearing device 106 is used upside down from the application example in the embodiment of FIG. That is, one end of the sleeve member 108 of the hydrodynamic fluid bearing device 106 (the end where the closing member 110 is provided) is coupled to the rotor 104. Further, the protruding end portion of the shaft member 112 (the end portion protruding in the axial direction from the flange portion 116 of the shaft portion 114) is coupled to the base plate 102. The base plate 102 is provided with an annular support wall 118 outside the sleeve member 106, and a stator 120 is attached to the annular support wall 118.
[0033]
In this motor, since the shaft member 112 is fixed to the base plate 102, the sleeve 108 is driven to rotate integrally with the rotor 104 in a predetermined direction with respect to the shaft member 112, and thus the base plate 102.
[0034]
As can be understood from the above description, the hydrodynamic fluid bearing device can be used as a common component, and even in its use, it may be used so that the closing member that closes one end of the sleeve member is located on the upper side. On the contrary, it can also be used so that the closing member is positioned on the lower side, and the same effect is achieved as the dynamic pressure fluid bearing device.
[0035]
Referring to FIG. 5 together with FIG. 4, in this second embodiment, the radial dynamic pressure bearing means 122, 124 are provided at the shaft portion 114 of the shaft member 112, that is, the sleeve fitting portion with the sleeve member 108. Dynamic pressure grooves 126 and 128 of the radial dynamic pressure bearing means 122 and 124 are formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 114. Further, the thrust dynamic pressure bearing means 130 is provided on one surface of the flange portion 116 (the upper surface in FIGS. 4 and 5), and the dynamic pressure groove 132 of the thrust dynamic pressure bearing means 130 is formed on this one surface. The groove shapes of the radial dynamic pressure grooves 126 and 128 and the thrust dynamic pressure groove 132 are not clearly shown in FIG. 1, but are similarly formed in the first embodiment.
[0036]
In the second embodiment, the flange portion 116 of the shaft member 112, the outlet is the outer peripheral surface of the flange portion 116, and the inlet is the side where the taper 136 is provided at the base portion of the flange portion 116 with the shaft portion 114. A pressure adjusting channel 138 formed on one surface (inner surface) on the opposite side is provided. In this case, the dynamic pressure groove of the thrust dynamic pressure bearing means 130 formed on one surface of the flange portion 116 is such that the lubricating fluid 124 flows into the channel 138 from the outer periphery of the flange portion 116 through the thrust dynamic pressure bearing means 130. The shape of the channel 138 is devised, and the channel 138 forms a circulation path by the gap between the outer periphery and one surface of the flange portion 116 and the inner surface of the sleeve member 108 opposed to the outer periphery. Therefore, although air bubbles are likely to accumulate in the connecting portion between the shaft portion 114 and the flange portion 116, the inlet of the channel 126 is opened at the root portion of the flange portion 116 to the shaft portion 114, so that the lubricating fluid 124 By circulating through the circulation path, the bubbles are smoothly discharged to the outside in the same manner as described in the first embodiment. As shown in FIG. 5, the inlet of the channel 126 is preferably provided radially inward from the region where the dynamic pressure groove 132 of the thrust dynamic pressure bearing means 130 is formed, and the channel 126 is spaced apart in the circumferential direction. Two or more may be provided. In this second embodiment, the lubricating fluid circulation structure in the first embodiment may be adopted, and on the contrary, the lubricating fluid circulation structure in the second embodiment is changed to the first embodiment. It may be used.
[0037]
In this embodiment, when the auxiliary thrust dynamic pressure bearing means is provided on the end surface (upper surface) of the shaft portion 114, the pump-in type or the pump-out type is considered in consideration of only the balance of the thrust force regardless of the circulation of the lubricating fluid 124. Can be adopted. In the case of the pump-in type, a levitation force can be applied to the rotor 104 as described in the first embodiment. On the other hand, when reducing the thrust supporting force by the thrust dynamic pressure bearing means 130, that is, when reducing the force to lift the shaft member 112, a pump-out type dynamic pressure groove is employed. In this case, the lubricating fluid 123 flows out to the outside in the auxiliary thrust dynamic pressure bearing means, whereby a suction force is applied to the shaft member 112, and thus the rotor 104, toward the end surface of the shaft portion 114.
[0038]
In each of the above-described embodiments, the case where the hydrodynamic bearing is used for the motor has been described. However, it is also possible to use the bearing as a bearing device that supports the rotation shaft in a rotating manner. In such a case, since there is no rotor magnet and stator for causing the shaft member to apply a magnetic force in a predetermined direction that balances the thrust force generated by the thrust dynamic pressure bearing means, a force that balances the thrust force on the shaft member. It is necessary to provide a separate means for acting.
[0039]
In FIG. 6 showing a single use example as a dynamic pressure fluid bearing device, the illustrated dynamic pressure fluid bearing device includes a sleeve member 202 and a shaft member 204 that is rotatable relative to the sleeve member 202. . A closing member 206 is attached to one end of the sleeve member 202. In this example, the shaft member 204 is made of a magnetic material, and a magnet piece 208 is used as means for applying a biasing force to the shaft member 204. The closing member 206 is made of a nonmagnetic material, and a disk-shaped magnet piece 208 is fixed to the outer surface of the closing member 206. A magnetic field from the magnet piece 208 acts on the shaft member 204 through the closing member 206, and a magnetic force in a direction close to the closing member 206 acts on the shaft member 204 by the magnetic action of the magnet piece 208. In this example, radial dynamic pressure bearing means 214 and 216 are provided on the shaft portion 210 of the shaft member 204, and thrust dynamic pressure bearing means 218 is provided on one surface (the lower surface in FIG. 6) of the flange portion 212. The magnetic force generated by the magnet piece 218 is set so as to balance the thrust force generated by the dynamic pressure groove of the thrust dynamic pressure bearing means 218.
[0040]
In this example, the shaft member 204 is provided with a pressure adjusting channel 220. The channel 220 has a vertical hole 200 a that opens in the end surface of the shaft portion 210 of the shaft member 204 and extends in the axial direction, and a communication hole 200 b that extends radially outward from the vertical hole 200 a and opens to the outer periphery of the flange portion 212. It is composed of The lubricating fluid 222 is guided from the end face of the shaft portion 210 through the channel 220 to the outer periphery of the flange portion 212, and further through the gap defined between the flange portion 212 and the shaft portion 210 of the sleeve member 202. It is circulated through a circulation path that reaches the end face of 210. Since the above-described circulation of the lubricating fluid is substantially the same as that of the first embodiment, the same effect as described above is achieved, and the bubbles in the lubricating fluid 222 are discharged to the outside by this circulation. The other structure of the hydrodynamic bearing device is substantially the same as that employed in the first embodiment.
[0041]
In such a support structure by the hydrodynamic bearing device, the shaft member 204 is not shown, but for example, a driving force transmission mechanism such as a pulley and a belt (not shown) is output from a driving source such as an electric motor. Drive-connected to the shaft and driven to rotate in a predetermined direction by the action of a drive source.
[0042]
【The invention's effect】
In the motor according to claim 1 of the present invention, since the taper is formed over a relatively wide range of one or both of the other surface of the flange portion of the shaft member and the second facing surface of the sleeve member facing the flange portion, The tapered space defined by the taper can be made relatively large. This taper has a reservoir function for holding the lubricating fluid in addition to a sealing function by surface tension, and can secure a sufficient space for the lubricating fluid seal interface and the lubricating fluid reservoir. Therefore, even if the temperature rises and the lubricating fluid expands, the taper can absorb the thermal expansion, and even if the lubricating fluid evaporates due to long-term use, the lubricating fluid stored in this taper is replenished. It can be used as a fluid. In addition, since the taper is narrower in the radially outward direction, the lubricating fluid existing in the taper is subjected to a radially outward force due to surface tension, and the shaft member and the sleeve member. The centrifugal force generated when the two parts rotate relative to each other also exerts a radially outward force, and the movement of the lubricating fluid in the leakage direction (inward in the radial direction) is reliably prevented. The outward force in the radial direction due to this centrifugal force is effective even when lubrication fluid bleeds inward in the radial direction (so-called lubrication fluid migration), mist of the lubrication fluid, and scattering due to impact. The lubricating fluid (or fine particles thereof) that moves inward in the radial direction is recovered radially inward by centrifugal force, and leakage due to bleeding, mist, scattering, etc. of the lubricating fluid can be prevented. Further, since the stator and the rotor magnet are in a relative positional relationship such that a magnetic back pressure in a predetermined direction acts on the shaft member, the magnetic back pressure by the magnetic biasing means by the stator and the rotor magnet is generated by the thrust dynamic pressure groove. The thrust force acting on the shaft member is balanced without providing the thrust dynamic pressure bearing means on the other surface side of the flange portion, and the rotor including the rotor magnet can be rotated stably. .
[0043]
In the motor according to the second aspect of the present invention, the sleeve member is provided with a closing member facing the shaft portion of the shaft member, and the sleeve member defines an accommodation space that surrounds the end portion of the shaft member together with the closing member. Since the housing space is continuous with the gap of the sleeve fitting portion, the lubricating fluid may be sealed only on the other surface of the flange portion of the shaft member, and reliably sealed with a relatively simple structure. be able to.
[0044]
In the motor according to the third aspect of the present invention, since the shaft member is provided with a channel that communicates the peripheral surface of the flange portion and the end surface of the shaft portion, the shaft member is filled between the shaft member and the sleeve member. The lubricating fluid is circulated through the channel and through the thrust dynamic pressure bearing means and the radial dynamic pressure bearing means, and the fluid pressure generated by the thrust dynamic pressure bearing means and the radial dynamic pressure bearing means is adjusted. Even if bubbles are mixed in the lubricating fluid, the bubbles mixed by the circulation of the lubricating fluid are guided to the peripheral surface of the flange portion, and are separated into the lubricating fluid and air at the outer periphery of the flange portion. It is discharged outside.
[0045]
In the motor according to the fourth aspect of the present invention, since the pressure adjusting channel is composed of a longitudinal hole extending in the longitudinal direction and a communicating hole communicating with the longitudinal hole and the outer periphery of the flange portion, the channel is formed relatively easily. be able to.
[0046]
In the motor according to claim 5 of the present invention, since the filter is disposed in the vertical hole, impurities mixed in the lubricating fluid can be captured.
[0047]
In the motor according to the sixth aspect of the present invention, the air bubbles mixed in the lubricating fluid are likely to accumulate in the connecting portion between the shaft portion of the shaft member and the flange portion. Since the channels communicate with each other, the accumulated bubbles are guided to the outer periphery of the flange portion through the channel, separated into the lubricating fluid and the air at the outer periphery of the flange portion, and the separated air is discharged to the outside.
[0048]
In the motor according to the seventh aspect of the present invention, the gap between the peripheral surface of the flange portion and the inner peripheral surface of the sleeve member facing the flange portion is set so as to hold the lubricating fluid by capillary action. Air bubbles introduced to the outer periphery of the flange portion are prevented from entering the inside, and the lubricating fluid does not leak.
[0049]
In the motor according to the eighth aspect of the present invention, the side of the flange portion on the side where the thrust dynamic pressure bearing means is provided is provided with a buffering restricting protrusion protruding outward in the radial direction. The relative movement of the shaft member and the sleeve member in the axial direction is buffered by the movement of the throttle protrusion in the lubricating fluid. Further, the flow of bubbles mixed in the lubricating fluid to the thrust dynamic pressure bearing means is also prevented.
[0050]
In the motor according to the ninth aspect of the present invention, the taper can be formed relatively easily since the taper is provided on the lid that covers the thrust part of the sleeve member.
[0051]
In the motor according to the tenth aspect of the present invention, the lubricant is applied to the annular groove provided in the flange portion, so that leakage of the lubricating fluid can be prevented more reliably.
[0052]
In the hydrodynamic bearing device according to an eleventh aspect of the present invention, a taper is formed over a relatively wide range of one or both of the other surface of the flange portion of the shaft member and the second facing surface of the sleeve member facing the other surface. Since this taper is narrower in the radial outward direction, the same action as described above is achieved. In addition, since a force in the opposite direction to the thrust support force generated by the thrust dynamic pressure groove acts on the shaft member, the thrust support force and the force in the opposite direction are balanced, and the thrust member moves to the other surface side of the flange portion. The shaft member can be stably rotated without providing the pressure bearing means.
[0053]
In the hydrodynamic bearing device according to the twelfth aspect of the present invention, the sleeve member is provided with a closing member facing the shaft portion of the shaft member, and the sleeve member together with the closing member surrounds the end portion of the shaft member. A space is defined, and this accommodation space is continuous with the gap of the sleeve fitting portion. The shaft member is provided with a channel that communicates the peripheral surface of the flange portion and the end surface of the shaft portion. Therefore, as described above, it is easy to seal the lubricating fluid, and the lubricating fluid is circulated through the channel through the thrust dynamic pressure bearing means and the radial dynamic pressure bearing means, and the thrust dynamic pressure bearing means and the radial dynamic pressure are circulated. The fluid pressure generated in the bearing means is adjusted, and the bubbles in the lubricating fluid are separated from the lubricating fluid and discharged to the outside.
[0054]
In the dynamic pressure fluid bearing device according to the thirteenth aspect of the present invention, since the elastic plug is attached to the lubricating fluid injection hole, leakage of the injected lubricating fluid is prevented.
[0055]
In the dynamic pressure fluid bearing device according to the fourteenth aspect of the present invention, since the injection hole used for injecting the lubricating fluid constitutes a part of the lubricating path for lubricating the lubricating fluid, the injection hole after the injection is not wasted at all. In addition to the function of adjusting the fluid pressure generated by the thrust dynamic pressure bearing means and the radial dynamic pressure bearing means, the configuration for the lubricating path and pressure adjustment function of the lubricating fluid is simplified.
[0056]
In the dynamic pressure fluid bearing device according to the fifteenth aspect of the present invention, since the shaft member is made of a magnetic material and a magnet piece for magnetically attracting the shaft member is provided, the thrust dynamic pressure can be obtained with a relatively simple configuration. The balance with the thrust force generated by the bearing means can be maintained.
[0057]
In the dynamic pressure fluid bearing device according to the sixteenth aspect of the present invention, the outer surface of the flange portion is provided with a taper seal structure in cooperation with the facing surface of the sleeve member facing the flange portion. Since it is also used as a reservoir, it can have a lubricating fluid sealing function and a reservoir function with a relatively simple structure of a taper seal structure. In addition, since the means for causing the shaft member to exert a force that balances the thrust support force of the thrust dynamic pressure bearing means is provided, the shaft member can be supported stably.
[0058]
In the motor of the nineteenth aspect of the present invention, the outer surface of the flange portion is provided with a taper seal structure in cooperation with the facing surface of the sleeve member facing the flange portion, and the portion of the taper seal structure is also used as a lubricating fluid reservoir. Therefore, the sealing function and the reservoir function of the lubricating fluid can be provided with a relatively simple configuration of a taper seal structure. Further, since the stator and the rotor magnet are disposed in a relative positional relationship so that a magnetic force that balances the thrust support force of the thrust dynamic pressure bearing means is applied to the shaft member, the rotor including the rotor magnet is stably supported. can do.
[0059]
In the dynamic pressure fluid bearing device of claim 17 and the motor of claim 20 of the present invention, since the circulation path for circulating the lubricating fluid is provided, the thrust dynamic pressure fluid bearing means and the radial motion are caused by the circulating action of the lubricating fluid. The fluid pressure generated by the pressure bearing means is adjusted, and the shaft member rotates stably.
[0060]
In the dynamic pressure fluid bearing device according to the seventeenth aspect of the present invention and the motor according to the twenty-first aspect, since the filter is disposed in the circulation path, impurities mixed therein are captured by the circulation of the lubricating fluid.
[0061]
In the motor according to the twenty-second aspect of the present invention, since the taper is provided over a relatively wide range of the surface of the sleeve member facing the flange portion of the shaft member, the taper seal having a sufficient taper space with this taper. It can be structured and can be a sufficient reservoir of lubricating fluid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing a first embodiment of a motor provided with a hydrodynamic bearing according to the present invention.
2 is a partially enlarged cross-sectional view of a hydrodynamic bearing portion in the motor of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a simplified explanatory diagram for explaining a method of injecting a lubricating fluid in the motor of FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a second embodiment of a motor provided with a hydrodynamic bearing according to the present invention.
5 is an enlarged partial perspective view showing a part of a shaft member in the motor of FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view showing another example of a hydrodynamic bearing according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2,102 Base plate
10,104 rotor
11, 106 Dynamic pressure fluid bearing device
16 Rotor magnet
18 Stator
24, 112, 204 Shaft member
26, 108, 202 Sleeve member
28, 114, 210 Shaft
32, 116, 212 Flange
34 Injection hole
44 Cap member
52, 54, 122, 124, 214, 216 Radial dynamic pressure bearing means
56, 130, 218 Thrust dynamic pressure bearing means
60,122 taper
62, 123, 222 Lubricating fluid
70 Elastic plug
208 Magnet piece

Claims (22)

軸部およびこの軸部から半径方向外方に突出し、該軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に、前記フランジ部を囲繞し、前記軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、該スリーブ部材と前記軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを具備する動圧流体軸受け装置を備えたモータにおいて、
前記軸部材の軸部および前記スリーブ部材の互いに対向する面の一方又は両方にラジアル動圧溝が設けられ、
前記軸部材の前記フランジ部の一面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第一対向面の一方又は両方にスラスト動圧溝が設けられ、
前記軸部材の前記フランジ部の他面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第二対向面の一方又は両方の、軸部に近い位置から前記フランジ部の周縁に至る比較的広い範囲に、半径方向外方に向かって間隔が狭くなるテーパが形成され、
前記スリーブ部材の前記スリーブ嵌合部および前記フランジ部を囲繞する部分の前記軸部材との間の間隙は、前記他端部側においてのみ外部に開放された連続した空間を形成していて、潤滑流体は前記スリーブ嵌合部の間隙からフランジ周面の間隙まで連続して充填され、
前記軸部材および前記スリーブ部材のいずれか一方にはステータが一体的に設けられ、他方にはロータマグネットが一体的に回転するように設けられ、それらステータとロータマグネットとは、前記スラスト動圧溝によって発生するスラスト支持力に釣り合うスラスト支持力とは反対方向の磁気背圧力を前記軸部材に作用するような相対的位置関係にあることを特徴とするモータ。
A shaft member having a shaft-like flange portion that protrudes radially outward from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion; and one end side in the axial direction is closed and the other end side is opened ; A sleeve member is fitted into the shaft portion with a predetermined interval therebetween, surrounds the flange portion, and is rotatable relative to the shaft member, and between the sleeve member and the shaft member. In a motor including a hydrodynamic bearing device including a lubricating fluid filled in a gap,
A radial dynamic pressure groove is provided on one or both of the shaft portion of the shaft member and the mutually opposing surfaces of the sleeve member,
A thrust dynamic pressure groove is provided on one or both of one surface of the flange portion of the shaft member and the first facing surface of the sleeve member facing the flange portion,
One or both of the other surface of the flange portion of the shaft member and the second facing surface of the sleeve member that opposes the radial direction in a relatively wide range from a position close to the shaft portion to the periphery of the flange portion. A taper is formed in which the interval narrows toward the outside,
The gap between the sleeve fitting portion of the sleeve member and the shaft member in the portion surrounding the flange portion forms a continuous space that is open to the outside only on the other end side , and is lubricated. The fluid is continuously filled from the gap of the sleeve fitting portion to the gap of the flange peripheral surface,
A stator is integrally provided on one of the shaft member and the sleeve member, and a rotor magnet is provided on the other so as to rotate integrally. The stator and the rotor magnet include the thrust dynamic pressure groove. A motor having a relative positional relationship such that a magnetic back pressure in a direction opposite to a thrust supporting force that balances with a thrust supporting force generated by the actuator acts on the shaft member.
前記軸部材の軸部の前記フランジ部とは反対側の端部に間隙を介して対向する閉塞部材が前記スリーブ部材に設けられ、該スリーブ部材は、前記閉塞部材と共に前記軸部材の前記端部を囲繞する収容空間を規定し、前記端部の間隙は前記スリーブ嵌合部の間隙と連続していて潤滑流体が満たされていることを特徴とする請求項1記載のモータ。The said flange portion of the shaft portion of the shaft member provided opposite said sleeve member is closing member to face each other with a gap to the end of the sleeve member, said end portion of the shaft member with the closure member defining a housing space which surrounds the motor of claim 1, wherein the gap of said end portion, characterized in that the lubricating fluid continuous with a gap of the sleeve engaging portion is satisfied. 前記軸部材には、フランジ部の周面と軸部の端面とを連通する圧力調整用チャンネルが設けられており、該圧力調整用チャンネルは軸部材とスリーブ部材との間の間隙によって潤滑流体の循環路を形成することを特徴とする請求項2記載のモータ。The shaft member is provided with a pressure adjusting channel that communicates the peripheral surface of the flange portion and the end surface of the shaft portion, and the pressure adjusting channel is formed by a gap between the shaft member and the sleeve member. The motor according to claim 2, wherein a circulation path is formed. 前記軸部材には、その軸部の前記端部で開口し、長手方向に延びる縦孔と、該縦孔とフランジ部の周面とを連通する連通孔とが設けられたことを特徴とする請求項3記載のモータ。The shaft member is provided with a longitudinal hole that opens at the end of the shaft portion and extends in the longitudinal direction, and a communication hole that communicates the longitudinal hole with the peripheral surface of the flange portion. The motor according to claim 3. 前記縦孔には、潤滑流体に混入した不純物を捕獲するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項4記載のモータ。The motor according to claim 4, wherein the vertical hole is provided with a filter that captures impurities mixed in the lubricating fluid. 前記軸部材には、前記フランジ部の周面と前記フランジ部の前記一面における、前記フランジ部の軸部への付け根部近くとを連通する圧力調整用チャンネルが設けられ、該圧力調整チャンネルは前記フランジ部と前記スリーブ部材との間の間隙によって潤滑流体の循環路を形成することを特徴とする請求項2記載のモータ。Wherein the shaft member, the peripheral surface and the first surface of the flange portion of the flange portion, the flange portion pressure regulating channels for communicating the base portion near and the shaft portion is provided, the pressure adjustment channel wherein 3. The motor according to claim 2, wherein a circulation path of the lubricating fluid is formed by a gap between the flange portion and the sleeve member. 前記フランジ部の周面と前記スリーブ部材のフランジ部周面に対向する内周面との間の間隙は、毛細管現象により潤滑流体を保持する大きさに設定されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のモータ。The gap between the peripheral surface of the flange portion and the inner peripheral surface facing the flange portion peripheral surface of the sleeve member is set to a size that holds the lubricating fluid by capillary action. The motor in any one of 1-6. 前記フランジ部の周面の、スラスト動圧溝が設けられている側の辺部には、半径方向外方に突出する緩衝用絞り突部が設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のモータ。2. A buffering restricting protrusion protruding outward in the radial direction is provided on a side portion of the peripheral surface of the flange portion on the side where the thrust dynamic pressure groove is provided. 8. The motor according to any one of 7. 前記スリーブ部材のフランジ部囲繞部は、前記フランジ部のスラスト動圧溝が設けられている側の面および周面に対向する面を有するスリーブ部材本体と、該スリーブ部材本体に固着され、フランジ部の、テーパが設けられている側の面に対向する蓋部とからなり、該蓋部にテーパが形成されていることを特徴とする請求項1記載のモータ。The flange portion surrounding portion of the sleeve member is fixed to the sleeve member main body, a sleeve member main body having a surface facing the circumferential surface and a surface of the flange portion on which the thrust dynamic pressure groove is provided, and the flange portion The motor according to claim 1, further comprising a lid portion facing a surface on which the taper is provided, wherein the lid portion is tapered. 前記フランジ部の軸部への付け根部近くに環状溝が形成され、該環状溝に溌油剤が塗布されていることを特徴とする請求項9記載のモータ。 The annular groove near the base portion in the axial portion of the flange portion is formed, a motor according to claim 9, wherein溌油agent the annular groove, characterized in that it is coated. 軸部およびこの軸部から半径方向外方に突出し、軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に該フランジ部を囲繞し、該軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、該スリーブ部材と該軸部材との間の間隙に充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受け装置において、
前記軸部材の軸部および前記スリーブ部材の互いに対向する面の一方又は両方にラジアル動圧溝が設けられ、前記軸部材の前記フランジ部の一面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第一対向面の一方又は両方にスラスト動圧溝が設けられ、
前記軸部材の前記フランジ部の他面およびこれに対向する前記スリーブ部材の第二対向面の一方又は両方の、軸部に近い位置から前記フランジ部の周縁に至る比較的広い範囲に、半径方向外方に向かって間隔が狭くなるテーパが形成され、
前記スリーブ部材の前記スリーブ嵌合部および前記フランジ部を囲繞する部分の前記軸部材との間の間隙は、前記他端部側においてのみ外部に開放された連続した空間を形成していて、潤滑流体は前記スリーブ嵌合部の間隙から前記フランジ周面の間隙まで連続して充填され、
前記軸部材には、前記スラスト動圧溝によって発生するスラスト支持力に釣り合うスラスト支持力とは反対方向の力が作用されることを特徴とする動圧流体軸受け装置。
A shaft member having a shaft-like flange portion projecting radially outward from the shaft portion and rotating integrally with the shaft portion; one end portion in the axial direction is closed and the other end portion is opened ; A sleeve member that fits the shaft portion and the sleeve, surrounds the flange portion, and is rotatable relative to the shaft member, and a gap between the sleeve member and the shaft member with a predetermined interval therebetween. In a hydrodynamic bearing device comprising a filled lubricating fluid,
A radial dynamic pressure groove is provided on one or both of the shaft portion of the shaft member and the mutually facing surfaces of the sleeve member, and one surface of the flange portion of the shaft member and the first facing surface of the sleeve member facing the one surface. Thrust dynamic pressure groove is provided in one or both of the
One or both of the other surface of the flange portion of the shaft member and the second facing surface of the sleeve member that opposes the radial direction in a relatively wide range from a position close to the shaft portion to the periphery of the flange portion. A taper is formed in which the interval narrows toward the outside,
The gap between the sleeve fitting portion of the sleeve member and the shaft member in the portion surrounding the flange portion forms a continuous space that is open to the outside only on the other end side , and is lubricated. The fluid is continuously filled from the gap of the sleeve fitting portion to the gap of the peripheral surface of the flange,
The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein a force in a direction opposite to a thrust support force that balances a thrust support force generated by the thrust dynamic pressure groove is applied to the shaft member.
前記軸部材の軸部の前記フランジ部とは反対側の端部に間隙を介して対向する閉塞部材が前記スリーブ部材に設けられ、該スリーブ部材は、前記閉塞部材と共に軸部材の前記端部を囲繞する収容空間を規定し、前記端部の間隙は前記スリーブ嵌合部の間隙と連続していて潤滑流体が満たされており、さらに前記軸部材には、前記フランジ部の周面と軸部の前記端面とを連通する圧力調整用チャンネルが設けられ、該圧力調整用チャンネルは前記軸部材と前記スリーブ部材との間の間隙とによって循環路を形成することを特徴とする請求項11記載の動圧流体軸受け装置。The closing member facing with a gap at an end portion opposite to the flange portion of the shaft portion of the shaft member is provided in the sleeve member, the sleeve member, said end portion of the shaft member with said closure member defining a housing space that surrounds the gap of the end portion has a lubricating fluid is filled in continuous with the gap between the sleeve engaging portion, and more the shaft member, the circumferential surface and the shaft portion of the flange portion of the end face and the pressure regulating channel communicating is provided a pressure adjustment channel of claim 11, wherein the forming the circulation path by the gap between the sleeve member and the shaft member Hydrodynamic fluid bearing device. 前記軸部材には、その一端から他端まで貫通して潤滑流体を注入するための注入孔が形成され、該注入孔には、注入された潤滑流体の漏れを防止するための弾性栓体が装着されることを特徴とする請求項12記載の動圧流体軸受け装置。The shaft member is formed with an injection hole for injecting a lubricating fluid penetrating from one end to the other end, and an elastic plug for preventing leakage of the injected lubricating fluid is formed in the injection hole. The hydrodynamic bearing device according to claim 12, which is mounted. 前記軸部材には、フランジ部の周面と前記注入孔の潤滑流体が充填される部分とを連通する連通孔が設けられ、該連通孔および注入孔によって圧力調整用チャンネルが形成されることを特徴とする請求項13記載の動圧流体軸受け装置。The shaft member is provided with a communication hole that communicates the peripheral surface of the flange portion with a portion of the injection hole filled with the lubricating fluid, and a pressure adjusting channel is formed by the communication hole and the injection hole. The hydrodynamic bearing device according to claim 13. 前記軸部材は磁性材料から形成され、この軸部材に対向したマグネット片が設けられ、該マグネット片は、前記スラスト動圧溝によって発生するスラスト支持力に釣り合うスラスト支持力とは反対方向の力を軸部材に作用することを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の動圧流体軸受け装置。The shaft member is made of a magnetic material, and a magnet piece facing the shaft member is provided. The magnet piece has a force in a direction opposite to a thrust support force that balances a thrust support force generated by the thrust dynamic pressure groove. The hydrodynamic bearing device according to claim 11, wherein the hydrodynamic bearing device acts on a shaft member. 軸部およびこの軸部から半径方向に突出し、軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に前記フランジ部を囲繞し、前記軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、前記他端部側においてのみ外部に開放された空間である該スリーブ部材と前記軸部材との間の前記スリーブ嵌合部から前記フランジ囲繞部まで連続した間隙の所定レベルまで充填された潤滑流体とを備えた動圧流体軸受け装置において、
前記スリーブ嵌合部にラジアル動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の内面側とそれに対向する前記スリーブ部材の対向面との部分にスラスト動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の外面は、それに対向する前記スリーブ部材の対向面と協働して、前記潤滑流体を表面張力によって封止するテーパシール構造を形成すると共に、潤滑流体溜として利用し、
前記フランジ部の内面側の前記スラスト動圧軸受け手段のスラスト支持力に釣り合う力を前記軸部材に作用させる手段を備えたことを特徴とする動圧流体軸受け装置。
A shaft member having a shaft portion and a disk-shaped flange portion that protrudes radially from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion, and one end side in the axial direction is closed and the other end side is opened, and the shaft member is between A sleeve member that fits the shaft portion and the sleeve at a predetermined interval, surrounds the flange portion, and is rotatable relative to the shaft member, and a space that is open to the outside only on the other end portion side . A hydrodynamic fluid bearing device comprising a lubricating fluid filled to a predetermined level in a continuous gap from the sleeve fitting portion to the flange surrounding portion between the sleeve member and the shaft member;
Radial dynamic pressure bearing means is provided in the sleeve fitting portion,
Thrust dynamic pressure bearing means is provided on the inner surface side of the flange portion and the portion of the facing surface of the sleeve member facing the flange portion,
The outer surface of the flange portion cooperates with the facing surface of the sleeve member facing the flange portion to form a taper seal structure that seals the lubricating fluid by surface tension, and is used as a lubricating fluid reservoir,
A hydrodynamic fluid bearing device comprising means for causing the shaft member to act on a force balanced with a thrust support force of the thrust dynamic pressure bearing means on the inner surface side of the flange portion.
前記軸部および前記フランジ部における間隙に充填された潤滑流体に対し、前記軸部材の中を通る循環路を形成したことを特徴とする請求項16記載の動圧流体軸受け装置。Wherein the axial portion and a lubricating fluid filled in the gap in the flange portion, the hydrodynamic bearing apparatus according to claim 16, wherein the forming the circulation path through the inside of the shaft member. 前記循環路の中に、潤滑流体に混入した不純物を捕獲するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項17記載の動圧流体軸受け装置。18. The hydrodynamic bearing device according to claim 17, wherein a filter for capturing impurities mixed in the lubricating fluid is provided in the circulation path. 軸部およびこの軸部から半径方向に突出し、軸部と一体的に回転する円盤状フランジ部を有する軸部材と、軸方向一端部側が閉塞し他端部側が開口し該軸部材との間に所定間隔をもって、軸部とスリーブ嵌合すると共に前記フランジ部を囲繞し、前記軸部材に対して相対的に回転自在なスリーブ部材と、前記他端部側においてのみ外部に開放された空間である該スリーブ部材と前記軸部材との間の前記スリーブ嵌合部から前記フランジ囲繞部まで連続した間隙の所定レベルまで充填された潤滑流体と、前記軸部材および前記スリーブ部材の一方と結合したステータと、前記軸部材および前記スリーブ部材の他方と一体的に回転するよう結合されたロータマグネットとを備え、
前記スリーブ嵌合部にラジアル動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の内面側とそれに対向する前記スリーブ部材の対向面との部分にスラスト動圧軸受け手段を設け、
前記フランジ部の外面は、それに対向する前記スリーブ部材の対向面と協働して、前記潤滑流体を表面張力によって封止するテーパシール構造を形成すると共に、潤滑流体溜として利用し、
前記ステータとロータマグネットとは、前記フランジ部の内面側の前記スラスト動圧軸受け手段のスラスト支持力に釣り合う磁気力を前記軸部材に作用させるような相対位置関係に配置されたことを特徴とするモータ。
A shaft member having a shaft portion and a disk-shaped flange portion that protrudes radially from the shaft portion and rotates integrally with the shaft portion, and one end side in the axial direction is closed and the other end side is opened, and the shaft member is between A sleeve member that fits the shaft portion and the sleeve at a predetermined interval, surrounds the flange portion, and is rotatable relative to the shaft member, and a space that is open to the outside only on the other end portion side . A lubricating fluid filled to a predetermined level in a continuous gap from the sleeve fitting portion to the flange surrounding portion between the sleeve member and the shaft member; and a stator coupled to one of the shaft member and the sleeve member; A rotor magnet coupled to rotate integrally with the other of the shaft member and the sleeve member,
Radial dynamic pressure bearing means is provided in the sleeve fitting portion,
Thrust dynamic pressure bearing means is provided on the inner surface side of the flange portion and the portion of the facing surface of the sleeve member facing the flange portion,
The outer surface of the flange portion cooperates with the facing surface of the sleeve member facing the flange portion to form a taper seal structure that seals the lubricating fluid by surface tension, and is used as a lubricating fluid reservoir,
The stator and the rotor magnet are arranged in a relative positional relationship such that a magnetic force that balances a thrust support force of the thrust dynamic pressure bearing means on the inner surface side of the flange portion is applied to the shaft member. motor.
前記スリーブ部およびフランジ部における間隙に充填された潤滑流体に対し、軸部材の中を通る循環路を形成したことを特徴とする請求項19記載のモータ。20. The motor according to claim 19, wherein a circulation path is formed through the shaft member for the lubricating fluid filled in the gap between the sleeve portion and the flange portion. 前記循環路の中に、潤滑流体に混入した不純物を捕獲するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項20記載のモータ。21. The motor according to claim 20, wherein a filter for capturing impurities mixed in the lubricating fluid is provided in the circulation path. 前記スリーブ部材のフランジ外面に対向する面の比較的広い範囲にわたり、半径方向外方に行くに従ってフランジ部との間の距離が小さくなるテーパが形成された請求項19記載のモータ。The motor according to claim 19, wherein a taper is formed such that a distance between the sleeve member and the flange portion decreases in a radially outward direction over a relatively wide range of a surface facing the flange outer surface of the sleeve member.
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