JP4177975B2

JP4177975B2 - Hydrodynamic bearing device

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Publication number: JP4177975B2
Application number: JP2001245880A
Authority: JP
Inventors: 晋也徳永; 渉山内
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2021-08-14
Also published as: JP2003056555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラストプレートをシャフトに圧入することで構成される流体動圧軸受装置、及びそのスラストプレートをシャフトに固着する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク等の記録ディスクを回転駆動するためのモータは、主に、固定されたシャフト及びステータと、ステータに対向するロータマグネットが固定されたロータとから構成されている。ロータは、外周面に例えば複数枚の記録ディスクが固着され、内周面がシャフトの外周面に回転自在に軸支持されている。
【０００３】
ロータを回転自在に軸支持するための軸受手段として、軸又は軸受の表面に多数の溝を設け、ロータの回転で発生する流体圧によってロータを支える動圧軸受装置がある。特開平８−１０５４４５号に開示された動圧軸受装置のスラスト動圧軸受部は、シャフトの軸線方向上下部に配置され相互に対向するスラスト面を有する一対のスラストプレートと、各スラストプレートのスラスト面と軸線方向に対向するロータのスラスト面と、両スラスト面間に保持された潤滑流体（オイル）とによって構成されている。スラストプレートのスラスト面には、ロータの回転によって潤滑流体中に動圧を発生するための動圧発生用溝が形成されている。
【０００４】
このような構成においては、軸受部の構造が対称であっていかなる姿勢に対しても同一の特性を与えるため、モータの安定した回転を得やすい。また、スラストプレートの一面側にのみ動圧発生用溝を形成すればよいため、部材加工の歩留まりが向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスラスト動圧軸受部を構成する一対のスラストプレートは、一般に圧入によってシャフトの外周面に固着されている。
【０００６】
スラストプレートをシャフトに圧入させると、金属粉が両者の接触面において発生しスラストプレートのスラスト面側に押し出されることがある。この金属粉は、モータの動作中に動圧発生用溝のポンピングによってオイルとともに軸受部に集められ、軸受部に噛み込み損傷や摩耗を発生させることがある。また、金属粉が集まって凝着すると軸受間隙より大きな固まりに成長し、軸受部の焼き付きが生じることがある。以上のようにして、圧入時に発生する金属粉によって軸受の耐久性が低下し、信頼性が損なわれる可能性がある。
【０００７】
本発明の課題は、スラスト面を形成するスラストプレートがシャフトに圧入された動圧軸受装置において、スラストプレートをシャフトに圧入する際に発生する金属粉による不具合を抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の動圧軸受装置は、シャフトと、スラストプレートと、円筒状のスリーブと、接着剤とを備えている。スラストプレートは、シャフトに圧入され、軸線方向内方にスラスト面を有する。円筒状のスリーブは、スラストプレートのスラスト面側におけるシャフトの外周面との間に潤滑流体が保持されるラジアル微少間隙を介して対向するラジアル内周面と、スラストプレートのスラスト面との間に潤滑流体が保持されるスラスト微少間隙を介して対向するスラスト面とを有する。潤滑流体は、ラジアル微少間隙からスラスト微少間隙まで途切れることなく連続して充填されている。
接着剤は、スラストプレートのスラスト面側内周縁とシャフトの外周面との間において、圧入によって生じた金属粉を捕捉した状態で硬化している。また、接着剤の軸線方向内方側の部位はスラスト面より軸線方向外方側に位置すると共に潤滑流体と接触している。
【０００９】
この動圧軸受装置では、スラストプレートは圧入と接着によってシャフトに固着され、接着剤は圧入時に発生した金属粉を捕捉した状態で硬化している。したがって、金属粉がスラストプレートのスラスト面等からなる軸受部に不具合を与えることがない。この結果、所望の耐久性を得ることができ、軸受としての信頼性が保たれる。
【００１０】
ここでいう接着剤とは、初期状態では比較的粘度が高い流体であるが、所定の条件で硬化して固体化するものをいい、流体状態で金属粉が付着すると金属粉が離脱不能となるような性質を有している。
【００１２】
この動圧軸受装置では、接着剤はスラストプレートの内周面のスラスト面側に形成された溝部に保持されているため、接着剤は圧入時に発生した金属粉を確実に捕捉している。
【００１３】
ここでいう溝部とは、スラストプレートの内周面においてシャフトに密着する圧入面より径が大きい部分をいう。本発明の動圧軸受装置では、溝部は、軸線方向内方に向かって半径方向寸法が大きくなるように形成され、接着剤の表面が位置する接着剤溜まり部を含んでいる。
【００１４】
未硬化の接着剤が溝部内から流出し、軸受部側に突出して硬化した場合、回転時にスリーブと接触し、ラジアル微小間隙及び／又はスラスト微小間隙に保持される潤滑流体内に接着剤の微細粉あるいは接着剤中に捕捉されていた金属粉が拡散し、上述した軸受部の損傷や異常摩耗あるいは焼き付き等の発生を拡大させる懸念がある。しかしながらこの動圧軸受装置では、接着剤の界面が溝部のテーパ形状の接着剤溜まり部に位置しているため、スラストプレートとシャフトとの締結後、接着剤が硬化するまでの間、接着剤の界面は大気圧によって押圧され、接着剤溜まり部内の大気圧による押圧力と接着剤の内部圧力等とがバランスする位置でメニスカスが形成される。したがって、この大気圧による押圧力が抵抗となり、未硬化の接着剤の溝側から軸受部側への移動が抑制される。すなわち、接着剤の流出に起因する問題を防止することが可能となる。尚、接着剤はメニスカスを維持した状態で硬化する。
【００１５】
また、請求項２の動圧軸受装置では、接着剤溜まり部に連続し、スラストプレートの内周面に形成された凹状の接着溝をさらに含んでいる。
【００１６】
この動圧軸受装置では、スラストプレートの接着溝とシャフトとの間の間隙が微小であるため、接着剤は確実に間隙内に充填されている。このように接着剤不足による空洞部が発生しにくいため、接着剤は、圧入時に発生した金属粉をより確実に捕捉できる。
【００１７】
請求項３に記載の動圧軸受装置は、シャフトの外周面は、接着剤溜まり部において、シャフトの外径が軸線方向内方に向かって漸次変化するよう形成され、
接着剤の軸線方向内方側の部位は、接着剤溜り部においてメニスカスを形成している。
【００１８】
未硬化の接着剤が溝部内から流出し、軸受部側に突出して硬化した場合、回転時にスリーブと接触し、ラジアル微小間隙及び／又はスラスト微小間隙に保持される潤滑流体内に接着剤の微細粉あるいは接着剤中に捕捉されていた金属粉が拡散し、上述した軸受部の損傷や異常摩耗あるいは焼き付き等の発生を拡大させる懸念がある。しかしながらこの動圧軸受装置では、接着剤の界面がテーパ形状の溝部の接着剤溜まり部とシャフト側接着剤溜まり部との間に形成される半径方向寸法が軸線方向内方に向かって漸次変化する環状の隙間内に位置しているため、スラストプレートとシャフトとの締結後、接着剤が硬化するまでの間、接着剤の界面は大気圧によって押圧され、接着剤溜まり部内の大気圧による押圧力と接着剤の内部圧力等とがバランスする位置でメニスカスが形成される。したがって、この大気圧による押圧力が抵抗となり、未硬化の接着剤の溝側から軸受部側への移動が抑制される。すなわち、接着剤の流出に起因する問題を防止することが可能となる。尚、接着剤はメニスカスを維持した状態で硬化する。
【００１９】
本発明の動圧軸受装置は、シャフトと、軸線方向内方側にスラスト面を有しシャフトに固定されたスラストプレートと、シャフトとラジアル微少間隙を介し対向するとともにスラスト面とスラスト微少間隙を介し対向するスリーブと、ラジアル微少間隙からスラスト微少間隙まで途切れることなく連続して充填された潤滑流体と、を備える。この動圧軸受装置の好ましい製造方法は、以下の工程を備えている。
【００２０】
◎スラストプレートのスラスト面側の内周縁に接着剤を供給する接着剤供給工程、
◎接着剤が供給されたスラストプレートをスラスト面側からシャフトに圧入し、圧入時に発生した金属粉を接着剤によって捕捉させる、圧入工程、
◎金属粉を捕捉した接着剤を硬化させる接着剤硬化工程、
◎スリーブをシャフトに挿入する工程、
◎ラジアル微少間隙からスラスト微少間隙までに潤滑流体を供給して、硬化後の接着剤の軸線方向内方側の部位が、スラスト面より軸線方向外方側に位置すると共に潤滑流体と接触する状態とする工程。
この製造方法では、スラストプレートは圧入と接着によってシャフトに固着されており、接着剤は圧入時に発生した金属粉を捕捉し次にその状態で硬化する。したがって、金属粉がスラストプレートのスラスト面等からなる軸受部に不具合を与えることがない。この結果、所望の耐久性を得ることができ、軸受としての信頼性が保たれる。
【００２１】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法は、スラストプレートの内周面のスラスト面側に環状の溝部を形成する溝部形成工程をさらに備えている。接着剤供給工程では、スラストプレートの溝部に接着剤を供給する。
【００２２】
この製造方法では、接着剤はスラストプレートの内周面のスラスト面側に形成された溝部に保持されているため、接着剤は圧入時に発生した金属粉を確実に捕捉できる。
【００２３】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法では、溝部は、スラスト面側に向かって半径方向寸法が大きくなるように形成された接着剤溜まり部を含んでいる。
圧入工程後に接着剤は接着剤溜まり部にメニスカスを形成するこの固着方法では、接着剤のメニスカスが溝部のテーパ形状の接着剤溜まり部に位置しているため、スラストプレートをシャフトに締結した状態で流体状態の接着剤は、スラスト面側に移動しようとすると液面の曲率が徐々に小さくなろうとし、これが抵抗になって移動が抑制される。このシール効果によって、接着剤は圧入時及び圧入後に接着剤が硬化するまでの間に溝部から軸受部分側に流出しにくい。
【００２４】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法では、溝部は、接着剤溜まり部に連続し、シャフトの外周面との間に接着剤が充填された微小間隙を形成する接着溝をさらに含んでいる。
【００２５】
この製造方法では、スラストプレートの接着溝とシャフトの外周面との間隙が微小であるため、接着剤は確実に間隙内に充填される。このように接着剤不足による空洞部が発生しにくいため、接着剤は、圧入時に発生した金属粉をより確実に捕捉できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（１）モータ全体の構造
図１は本発明の一実施形態としての動圧軸受装置５が採用されたモータ１の概略構成を模式的に示す縦断面図である。このモータ１は記録ディスク駆動用モータであるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
図１において、この記録ディスク駆動用モータ１は、ブラケット２と、このブラケット２の中央開口２ａ内に下端が外嵌固定されるシャフト３と、このシャフト３に対して回転自在なロータ４とを備える。ロータ４は、外周部に記録ディスク（図示せず）が載置されるロータハブ４ａと、ロータハブ４ａの内周側に位置し、動圧軸受装置５を介してシャフト３に軸支持されるスリーブ部４ｂとを備えている。ロータハブ４ａの内周部には接着等の手段によってロータマグネット６が固定されており、このロータマグネット６と半径方向に対向してブラケット２にステータ７が装着されている。
【００２８】
なお、図１に示すＯ−Ｏがモータ１の中心線、つまりロータ４の回転軸線である。また、本実施形態では便宜上図１の上下方向を「軸線上下方向」とするが、モータ１の実際の取付状態における方向を限定するものではない。
【００２９】
（２）動圧軸受装置の構造
動圧軸受装置５は、ロータ４をシャフト３に対して潤滑流体８を介して回転自在に支持するための構造であり、シャフト３において軸方向に離れて設けられた上部軸受部１１と下部軸受部１２からなる。さらに、各軸受部１１，１２はスラスト軸受部１３とラジアル軸受部１４とから構成されている。
【００３０】
▲１▼動圧軸受装置の位置
スリーブ部４ｂの略中央部には、内周面がシャフト３の外周面３ａとの間に潤滑流体８が保持される微少間隙を形成するよう、スリーブ部４ｂを軸線方向に貫通する貫通孔４ｃが形成されている。
【００３１】
シャフト３の外周面３ａの略中央部には、貫通孔４ｃの内周面との間の間隙が拡大するよう、環状の凹部３ｂが形成されている。この凹部３ｂにはシャフト３中に形成された外気と連通する連通孔２７が開口し、この開口部より微少間隙中に取り込まれた外気は凹部３ｂと貫通孔４ｃの内周面の略中央部との間に環状の気体介在部１５を形成する。この気体介在部１５によってシャフト３の外周面３ａと貫通孔４ｃの内周面との間の微少間隙中に保持された潤滑流体８は、軸線方向上下に分割され、後述する上部軸受部１１と下部軸受部１２に位置する。
【００３２】
連通孔２７はシャフト３中を軸線方向に貫通する縦孔２７ａと、この縦孔２７ａから半径方向に延設された凹部３ｂに開口する第１開口２７ｂと下部軸受部１２に連続し下部カウンタプレート１９とシャフト３の外周面との間に規定される微小間隙を通じて外気に連通する空間に開口する第２開口２７ｃとから構成される。なお、縦孔２７ａは、シャフト３の加工並びに洗浄完了後、シャフト３の両端に開口する開口部を例えばゴム等の弾性部材からなる封止部材２８、２９によって封止される。すなわち、連通孔２７は、第２開口２７ｃ及び下部カウンタプレート１９の内周面とシャフト３の外周面との間に規定される微小間隙を通じてのみ外気に連通している。
【００３３】
貫通孔４ｃの両端には、後述するスラストプレート１６がそれぞれ配置される開口４ｄが形成されている。各開口４ｄは、図２に示すように、シャフト３の外周面３ａに半径方向に離れた内周面４ｅと、軸線方向外方を向くスラスト面４ｆとを有している。スラスト面４ｆは、貫通孔４ｃのラジアル内周面４ｇ（後述）から開口４ｄの内周面４ｅに至っている。なお、各開口４ｄは、中央部にシャフト３が挿通される開口１９ａを有するリング状のカウンタプレート１９によって閉塞されている。
【００３４】
以下、上部軸受部１１の構造を説明し、下部軸受部１２については上部軸受部１１と同様であるため説明を省略する。
▲２▼ラジアル軸受部の構造
図２は、図１の部分拡大図であり、上部軸受部１１の概略構成を模式的に示す縦断面図である。ラジアル軸受部１４は、ロータ４の貫通孔４ｃの内周面の上側部分に形成されたラジアル内周面４ｇと、シャフト３の外周面３ａとの間に形成されている。ラジアル内周面４ｇは、対応するシャフト３の外周面３ａとの間に潤滑流体８が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。ラジアル内周面４ｇには、潤滑流体８中に動圧を発生するためのヘリングボーン状溝２４が形成されている。ヘリングボーン状溝２４は、互いに逆方向のスパイラル状溝を連結したものであり、それぞれ発生する動圧が、例えば図２において矢印Ｂで示すとおり、潤滑流体８を軸線方向外方に向かって圧送するよう、軸線方向外方に位置するスパイラル状溝が軸線方向内方に位置するスパイラル状溝に比べて短くなっている。
【００３５】
このように、ロータ４のラジアル内周面４ｇと、シャフト３の外周面３ａと、その間の潤滑流体８とによって、ラジアル軸受部１４が構成されている。
ラジアル軸受部１４のヘリングボーン状溝２４を、発生する動圧がそれぞれ潤滑流体８を軸線方向外方に向かって圧送する形状とすることで、潤滑流体８の充填時等にラジアル軸受部１４に保持される潤滑流体８中に生じた気泡が、圧力の高い軸受部から圧力の低い気体介在部１５との境界面側へと移動し、気体介在部１５から連通孔２７を通じて大気に開放される。
【００３６】
▲３▼スラスト軸受部の構造
スラストプレート１６は、中心孔が形成された環状又は円板状の部材であり、開口４ｄ内においてシャフト３の外周面３ａに圧入及び接着によって固着されている。
【００３７】
より詳細に説明すると、スラストプレート１６は、内周面にシャフト３の外周面３ａが固着される孔部を有する円筒状部１６ａと、その下端部（軸線方向内側端部）から半径方向外方に延設される円盤状部１６ｂからなる。円盤状部１６ｂによってスラストプレート１６の外周側部分の肉厚を薄くでき、周囲に保持される潤滑流体８の量を少なくできる。一方、スラストプレート１６のシャフト３への締結部を円筒状にすることで、シャフト３とスラストプレート１６との接触面積が増大して、締結強度を維持することができるとともに、容易に精度良く組み立てることができる。
【００３８】
スラストプレート１６の円盤状部１６ｂは軸線方向内方を向くスラスト面１６ｃを有しており、スラスト面１６ｃはスリーブ部４ｂのスラスト面４ｆに対して潤滑流体８が介在するスラスト微小間隙を確保するように対向している。スラストプレート１６のスラスト面１６ｃには、ロータ４の回転にともない潤滑流体８中に動圧を発生するためのスパイラル状溝２２が形成されている。スパイラル状溝２２は、発生する動圧が、例えば図２において矢印Ａで示すように、それぞれ潤滑流体８を半径方向内方に向かって圧送するよう、半径方向内方を向く形状を有している。
【００３９】
このように、スラストプレート１６のスラスト面１６ｃとスリーブ部４ｂのスラスト面４ｆとその間の潤滑流体８とによって、スラスト軸受部１３が構成されている。
【００４０】
また、スラストプレート１６の外周面１６ｄは、開口４ｄの内周面４ｅ及びカウンタプレート１９の内周面と間に所定の隙間を確保している。
以上に述べたようにスラスト軸受部１３の動圧発生手段をスパイラル状溝２２とすることで、ヘリングボーン状溝を用いる場合に比べてスラストプレートの外径を小径化することができるため、下部のスラスト軸受部１３がロータマグネット６及びステータ７からなる磁気回路部に与える影響を少なくすることができ、十分な駆動トルクを得ることができる。また、スラスト軸受部１３の軸受損を小さくし、モータ１の電気的効率を高め、消費電力を抑制することができる。
【００４１】
この構成において、スラスト軸受部１３には形成される動圧発生手段はスパイラル形状の溝であるのでそれのみでは必要な荷重支持圧を発生できないが、隣接するラジアル軸受部１４が軸線方向にアンバランスなヘリングボーン状溝２４を有して潤滑流体８を矢印Ｂで示すように、軸線方向外方（スラスト軸受部１３方向）へ圧送するので両軸受部の協働によりスラスト部に必要な動圧を発生せしめて負荷を支持している。
【００４２】
▲４▼スラストプレートのシャフトへの固着構造
図３は、図２の部分拡大図であり、スラストプレート１６のスラスト面１６ｃ側内周縁部分の概略構成を模式的に示す縦断面図である。スラストプレート１６の貫通孔内周面には、圧入面１６ｅが形成されており、さらに、内周縁の軸線方向内方つまりスラスト面１６ｃ側には溝部１７が形成されている。溝部１７は、環状であり、スラストプレート１６の内周面において圧入面１６ｅより径が大きい環状凹部であり、接着剤１８を保持している。溝部１７は、シャフト３の外周面３ａに微小間隙を確保して延びる接着溝１７ａと、接着溝１７ａからスラスト面１６ｃに向かって半径方向寸法が大きくなるテーパ形状の接着剤溜まり部１７ｂとから構成されている。
【００４３】
接着剤１８は、溝部１７内に配置され、より具体的には、接着溝１７ａと外周面３ａとの微小間隙に充填され、さらに表面が接着剤溜まり部１７ｂの中間付近に位置している。接着剤１８としては、アクリル系嫌気性接着剤やエポキシ系接着剤を用いることができる。ただし、潤滑流体８が接触するため、接着剤１８は、オイルに対して封止性の強い接着剤であることが好ましい。
【００４４】
図３の状態で、接着剤１８は硬化した状態であり、その内部にスラストプレート１６の圧入時に生じた微小な金属粉を捕捉している。つまり、圧入時に発生する微小な金属粉は接着剤１８によって封止されている。特に、溝部１７は、シャフト３との間に微小間隙を確保する接着溝１７ａを有しているため、接着剤１８が少ない量で間隙内に確実に充填されており、空洞等が生じにくくなっている。そのため、接着剤１８は圧入時に確実に金属粉を捕捉することができ、さらに軸受面に発生する動圧に悪影響を与えることがない。
【００４５】
なお、外周面３ａにおいて接着剤溜まり部１７ｂに対応する位置には、環状のシャフト側接着剤溜まり部２６が形成されている。シャフト側接着剤溜まり部２６は、軸線方向内方に向かって半径方向寸法が小さくなり接着剤１８の表面が位置するテーパ形状面２６ａと、その軸線方向内方縁から外周面３ａまで滑らかに湾曲した凹面２６ｂとを有している。つまり、溝部１７の接着剤溜まり部１７ｂとシャフト側接着剤溜まり部２６によって、軸線方向内方に向かって外径が大きくなっていきかつ内径が小さくなっていく環状の間隙が形成されていることになる。
【００４６】
ところで、未硬化の接着剤が溝部内から流出し、軸受部側に突出して硬化した場合、回転時にスリーブと接触し、ラジアル微小間隙及び／又はスラスト微小間隙に保持される潤滑流体内に接着剤の微細粉あるいは接着剤中に捕捉されていた金属粉が拡散し、軸受部の損傷や異常摩耗あるいは焼き付き等の発生を拡大させる懸念がある。しかしながら、接着剤１８の界面が溝部の接着剤溜まり部１７ｂとシャフト側接着剤溜まり部２６との間に形成される半径方向の寸法が軸線方向内方に向かって漸次変化する環状の隙間内に位置しているため、スラストプレート１６とシャフト３との締結後、接着剤１８が硬化するまでの間、接着剤１８の界面は大気圧によって軸線方向外方に向かって押圧され、接着剤溜まり部１７ｂとシャフト側接着剤溜まり部２６との間に形成される環状の隙間内における、大気圧による押圧力と接着剤の内部圧力等とがバランスする位置でメニスカスが形成される。したがって、この大気圧による押圧力が抵抗となり、未硬化の接着剤１８の溝部１７側から軸受部側への移動が抑制される。すなわち、未硬化の接着剤１８の流出に起因する問題を防止することが可能となる。
【００４７】
スラストプレート１６は圧入と接着によってシャフト３に圧入されているため、両者の固着強度は圧入のみの場合に比べて向上している。また、接着剤の使用量は接着剤のみによる固着に比べて大幅に少ない。
【００４８】
次に、スラストプレート１６における各寸法及びその関係について説明する。ただし、ここで挙げた本実施形態についての具体的な数値は、本願発明を用いた一実施形態の例示のために用いられるものであり、本発明をそれ自体に限定する意図はない。
【００４９】
スラストプレート１６の厚み寸法ａ（軸線方向寸法）は、本実施形態では２．２ｍｍであり、２．０〜２．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。溝部１７の軸線方向寸法ｂは、本実施形態では０．５７ｍｍであり、０．５ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲にあることが好ましい。接着溝１７ａの軸線方向寸法ｃは、本実施形態では０．４０ｍｍであり、０．３５ｍｍ〜０．４５ｍｍの範囲にあることが好ましい。接着剤溜まり部１７ｂの軸線方向寸法ｄは、本実施形態では０．１７ｍｍであり、０．１５ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲にあることが好ましい。接着溝１７ａの幅寸法ｅ（半径方向寸法）は、本実施形態では０．０３ｍｍであり、０．０１〜０．０５ｍｍであることが好ましい。スラストプレート１６とシャフト３との締め代ｆは、本実施形態では０．００４７５ｍｍであり、０．００４〜０．００５ｍｍであることが好ましい。シャフト３の直径は４ｍｍである。
【００５０】
以上の数値関係によって、圧入時の金属粉を捕捉するという目的が確実に達成され、さらに接着剤の塗布量を適切に設定することができる。特に、接着溝１７ａの軸線方向寸法ｄ、スラストプレート１６の厚み寸法ａに対する接着溝１７ａの軸線方向寸法ｄの比、接着溝１７ａの幅寸法ｅ等が上記範囲にある場合は、必要最低限の量の接着剤によって金属粉の捕捉という本願発明の目的を達成でき、さらには圧入との協働でスラストプレート１６を精度良くかつ確実にシャフト３に固着できる。
（３）動圧軸受装置の組立動作
▲１▼全体
次に、上記構成の記録ディスク駆動用モータ１の動圧軸受装置５の組立手順について説明する。
【００５１】
まず、シャフト３に下部のスラストプレート１６をシャフト３に対する直角度の精度を維持して圧入し、シャフト３をスリーブ部４ｂの貫通孔４ｃ内に挿入する。その後、スリーブ部４ｂを治具等を用いて所定位置に位置決めし、上部スラスト面４ｆとの間の間隙を測定し、上部のスラストプレート１６を所定位置に圧入する。次いで、貫通孔４ｃの上部及び下部開口４ｄから所定量の潤滑流体８を注入した後、各カウンタプレート１９を取付ける。
【００５２】
▲２▼スラストプレートの固着
スラストプレート１６をシャフト３に固着する動作について詳細に説明する。最初に、スラストプレート１６の溝部１７に所定の接着剤１８を塗布する。この接着剤塗布工程おいて、接着剤１８は溝部１７の接着溝１７ａに主に充填される。
【００５３】
次に、接着剤が硬化する前に、スラストプレート１６をシャフト３に圧入していく。この圧入工程において、スラストプレート１６の圧入面１６ｅとシャフト３の外周面３ａとの間の摩擦で金属粉が発生し、この金属粉はスラストプレート１６の軸線方向内方に押し出されていき、溝部１７内の接着剤に捕捉される。したがって、圧入によって生じた金属粉がスラスト面１６ｃ側に浸入することはない。このため、スラスト軸受部１３及びラジアル軸受部１４の耐久性が向上し、信頼性が保たれる。
【００５４】
圧入が終了しスラストプレート１６がシャフト３上の締結位置に配置されると、接着剤１８は、溝部１７の接着剤溜まり部１７ｂとシャフト側接着剤溜まり部２６との間に形成される環状の隙間内でメニスカスを形成して保持されている。したがって、上述のとおり未硬化の接着剤１８の流出によるスラスト軸受部１３及びラジアル軸受部１４に対する悪影響は生じにくい。
【００５５】
最後に、接着剤１８を硬化させる。この接着剤硬化工程は、接着剤の種類によって、所定時間の経過であってもよいし、特別な硬化処理であってもよい。尚、接着剤はメニスカスを維持した状態で硬化する。
（４）他の実施形態
以上、本発明に従う記録ディスク駆動用モータの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００５６】
スラストプレート及びシャフトに設けられた接着剤保持用溝部等の形状は前記実施形態に限定されない。例えば、溝の各面の長さや半径方向幅、それらの比は適宜変更可能である。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１に記載の動圧軸受装置では、スラストプレートは圧入と接着によってシャフトに固着され、接着剤は圧入時に発生した金属粉を捕捉した状態で硬化している。したがって、金属粉がスラストプレートのスラスト面等からなる軸受部に不具合を与えることがない。この結果、軸受の耐久性が向上し、信頼性が保たれる。
【００５８】
請求項２に記載の動圧軸受装置では、接着剤はスラストプレートの内周面のスラスト面側に形成された溝部に保持されているため、接着剤は圧入時に発生した金属粉を確実に捕捉している。
【００５９】
請求項３に記載の動圧軸受装置では、接着剤のメニスカスが溝部のテーパ形状の接着剤溜まり部に位置しているため、スラストプレートをシャフトに締結した状態で流体状態の接着剤は、スラスト面側に移動しようとしても接着剤に作用する大気圧による押圧力が抵抗となって移動が抑制される。このシール効果によって、接着剤は圧入時及び圧入後に硬化するまでの間に溝部から軸受部分側に流出しにくい。
【００６０】
請求項４に記載の動圧軸受装置では、スラストプレートの接着溝とシャフトとの間の間隙が微小であるため、接着剤は確実に間隙内に充填されている。このように接着剤不足による空洞部が発生しにくいため、接着剤は、圧入時及び圧入後に発生した金属粉をより確実に捕捉できる。
【００６１】
請求項５に記載の動圧軸受装置では、接着剤のメニスカスが溝部の接着剤溜まり部とシャフト側接着剤溜まり部との間に形成される半径方向の寸法が軸線方向内方に向かって漸次変化する環状の隙間内に位置しているため、スラストプレートとシャフトとの締結後、接着剤が硬化するまでの間、接着剤の界面は大気圧によって軸線方向外方に向かって押圧され、環状の隙間内における、大気圧による押圧力と接着剤の内部圧力等とがバランスする位置でメニスカスが形成される。したがって、この大気圧による押圧力が抵抗となり、未硬化の接着剤の溝部側から軸受部側への移動が抑制される。すなわち、圧入後に接着剤が硬化するまでの間に接着剤が溝部から軸受部分側に流出しにくい。
【００６２】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法では、スラストプレートは圧入と接着によってシャフトに固着されており、接着剤は圧入時に発生した金属粉を捕捉し次にその状態で硬化する。したがって、金属粉がスラストプレートのスラスト面等からなる軸受部に不具合を与えることがなく、動圧軸受の耐久性が向上し、信頼性が保たれる。
【００６３】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法では、接着剤はスラストプレートの内周面のスラスト面側に形成された溝部に保持されているため、接着剤は圧入時に発生した金属粉を確実に捕捉できる。
【００６４】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法において、接着剤の界面が溝部のテーパ形状の接着剤溜まり部に位置しているため、スラストプレートとシャフトとの締結後、接着剤が硬化するまでの間、接着剤の界面は大気圧によって押圧され、接着剤溜まり部内の大気圧による押圧力と接着剤の内部圧力等とがバランスする位置でメニスカスが形成される。したがって、この大気圧による押圧力が抵抗となり、未硬化の接着剤の溝側から軸受部側への移動が抑制される。すなわち、圧入後に接着剤が硬化するまでの間に接着剤が溝部から軸受部分側に流出しにくい。
【００６５】
本発明の動圧軸受装置の好ましい製造方法では、スラストプレートの接着溝とシャフトの外周面との間隙が微小であるため、接着剤は確実に間隙内に充填される。このように接着剤不足による空洞部が発生しにくいため、接着剤は、圧入時に発生した金属粉をより確実に捕捉できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のモータの概略構成を模式的に示す縦断面図。
【図２】図１において示すモータの上部スラスト軸受部及び上部ラジアル軸受部の概略構成を模式的に示す部分断面図。
【図３】スラストプレートの接着部分を模式的に示す縦断面図。
【符号の説明】
１モータ
３シャフト
４ロータ
５動圧軸受装置
１６スラストプレート
１７溝部
１８接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid dynamic bearing device configured by press-fitting a thrust plate into a shaft, and a method for fixing the thrust plate to a shaft.
[0002]
[Prior art]
A motor for rotationally driving a recording disk such as a hard disk is mainly composed of a fixed shaft and stator and a rotor to which a rotor magnet facing the stator is fixed. For example, a plurality of recording disks are fixed to the outer peripheral surface of the rotor, and the inner peripheral surface is rotatably supported on the outer peripheral surface of the shaft.
[0003]
As a bearing means for rotatably supporting the rotor shaft, there is a hydrodynamic bearing device in which a large number of grooves are provided on the shaft or the surface of the bearing and the rotor is supported by fluid pressure generated by the rotation of the rotor. A thrust dynamic pressure bearing portion of a dynamic pressure bearing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-105445 includes a pair of thrust plates disposed on the upper and lower portions in the axial direction of the shaft and facing each other, and the thrust of each thrust plate The rotor is composed of a thrust surface facing the surface in the axial direction and a lubricating fluid (oil) held between the thrust surfaces. On the thrust surface of the thrust plate, a dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure in the lubricating fluid by the rotation of the rotor is formed.
[0004]
In such a configuration, the structure of the bearing portion is symmetrical and gives the same characteristics to any posture, so that it is easy to obtain stable rotation of the motor. In addition, since the dynamic pressure generating groove only needs to be formed on one side of the thrust plate, the yield of member processing is improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A pair of thrust plates constituting such a thrust dynamic pressure bearing portion is generally fixed to the outer peripheral surface of the shaft by press fitting.
[0006]
When the thrust plate is press-fitted into the shaft, metal powder may be generated at the contact surface between the two and pushed out to the thrust surface side of the thrust plate. This metal powder is collected in the bearing portion together with oil by pumping the dynamic pressure generating groove during the operation of the motor, and may be caught and damaged in the bearing portion. Further, when the metal powder collects and adheres, it grows to a larger mass than the bearing gap, and the bearing portion may be seized. As described above, the durability of the bearing is lowered by the metal powder generated during press-fitting, and the reliability may be impaired.
[0007]
The subject of this invention is suppressing the malfunction by the metal powder which generate | occur | produces when the thrust plate which press-fits a thrust plate in a shaft in the hydrodynamic bearing apparatus by which the thrust plate which forms a thrust surface was press-fit in the shaft.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The hydrodynamic bearing device according to a first aspect includes a shaft, a thrust plate, a cylindrical sleeve, and an adhesive. The thrust plate is press-fitted into the shaft and has a thrust surface inward in the axial direction. The cylindrical sleeve is formed between a radial inner peripheral surface facing a radial minute gap where a lubricating fluid is held between the thrust plate and the outer peripheral surface of the shaft on the thrust surface side of the thrust plate, and the thrust surface of the thrust plate. And a thrust surface facing each other through a thrust minute gap in which the lubricating fluid is held. The lubricating fluid is continuously filled from the radial minute gap to the thrust minute gap without interruption.
  The adhesive is cured in a state where metal powder generated by press-fitting is captured between the inner peripheral edge of the thrust plate on the thrust surface side and the outer peripheral surface of the shaft. Further, the axially inner side portion of the adhesive is positioned on the axially outer side from the thrust surface and is in contact with the lubricating fluid.
[0009]
In this hydrodynamic bearing device, the thrust plate is fixed to the shaft by press-fitting and bonding, and the adhesive is cured in a state where the metal powder generated at the press-fitting is captured. Therefore, the metal powder does not give a problem to the bearing portion made of the thrust surface of the thrust plate. As a result, desired durability can be obtained, and reliability as a bearing is maintained.
[0010]
The adhesive referred to here is a fluid that has a relatively high viscosity in the initial state, but is hardened under a predetermined condition and solidifies. When the metal powder adheres in the fluid state, the metal powder cannot be detached. It has the following properties.
[0012]
In this dynamic pressure bearing device, since the adhesive is held in a groove formed on the thrust surface side of the inner peripheral surface of the thrust plate, the adhesive reliably captures the metal powder generated during press-fitting.
[0013]
  A groove part here means the part whose diameter is larger than the press-fit surface closely_contact | adhered to a shaft in the internal peripheral surface of a thrust plate.The present inventionIn the hydrodynamic bearing deviceThe grooveThe portion is formed so that the radial dimension increases inward in the axial direction, and includes an adhesive reservoir where the surface of the adhesive is located.
[0014]
When uncured adhesive flows out of the groove and protrudes toward the bearing and hardens, it comes into contact with the sleeve during rotation and the fine adhesive is contained in the lubricating fluid held in the radial and / or thrust minute gaps. There is a concern that the metal powder captured in the powder or the adhesive diffuses, and the occurrence of damage, abnormal wear, seizure, or the like of the above-described bearing portion is increased. However, in this hydrodynamic bearing device, since the interface of the adhesive is located in the taper-shaped adhesive reservoir portion of the groove, the adhesive is kept until the adhesive is cured after the thrust plate and the shaft are fastened. The interface is pressed by atmospheric pressure, and a meniscus is formed at a position where the pressing force due to atmospheric pressure in the adhesive reservoir portion and the internal pressure of the adhesive balance. Therefore, the pressing force due to the atmospheric pressure becomes resistance, and the movement of the uncured adhesive from the groove side to the bearing portion side is suppressed. That is, it is possible to prevent problems caused by the outflow of the adhesive. The adhesive is cured while maintaining the meniscus.
[0015]
  Further, in claim 2In the hydrodynamic bearing device, it continues to the adhesive reservoir,A concave shape formed on the inner peripheral surface of the thrust plateIt further includes an adhesive groove.
[0016]
In this hydrodynamic bearing device, since the gap between the adhesive groove of the thrust plate and the shaft is very small, the adhesive is surely filled in the gap. As described above, since the cavity due to the insufficient adhesive is less likely to be generated, the adhesive can more reliably capture the metal powder generated during the press-fitting.
[0017]
In the hydrodynamic bearing device according to claim 3, the outer peripheral surface of the shaft is formed such that the outer diameter of the shaft gradually changes inward in the axial direction in the adhesive reservoir.
A portion on the inner side in the axial direction of the adhesive forms a meniscus in the adhesive reservoir.
[0018]
When uncured adhesive flows out of the groove and protrudes toward the bearing and hardens, it comes into contact with the sleeve during rotation and the fine adhesive is contained in the lubricating fluid held in the radial and / or thrust minute gaps. There is a concern that the metal powder captured in the powder or the adhesive diffuses, and the occurrence of damage, abnormal wear, seizure, or the like of the above-described bearing portion is increased. However, in this hydrodynamic bearing device, the radial dimension formed between the adhesive reservoir portion of the groove having the taper-shaped groove and the shaft-side adhesive reservoir portion gradually changes inward in the axial direction. Because it is located in the annular gap, the interface of the adhesive is pressed by the atmospheric pressure until the adhesive is cured after the thrust plate and the shaft are fastened, and the pressing force by the atmospheric pressure in the adhesive reservoir A meniscus is formed at a position where the internal pressure of the adhesive and the like balance. Therefore, the pressing force due to the atmospheric pressure becomes resistance, and the movement of the uncured adhesive from the groove side to the bearing portion side is suppressed. That is, it is possible to prevent problems caused by the outflow of the adhesive. The adhesive is cured while maintaining the meniscus.
[0019]
    Of the present inventionThe hydrodynamic bearing device includes a shaft, a thrust plate having a thrust surface on the inner side in the axial direction and fixed to the shaft, and a sleeve opposed to the shaft via a radial minute gap and opposed to the thrust surface via a thrust minute gap. And a lubricating fluid filled continuously from the radial minute gap to the thrust minute gap without interruption. Of this hydrodynamic bearing devicepreferableThe manufacturing method includes the following steps.
[0020]
  ◎ Adhesive supply process to supply adhesive to the inner peripheral edge of the thrust surface of the thrust plate,
  ◎ Press-in process in which a thrust plate supplied with adhesive is pressed into the shaft from the thrust surface side, and the metal powder generated during press-fitting is captured by the adhesive,
  ◎ Adhesive curing process to cure the adhesive that captured the metal powder,
◎ The process of inserting the sleeve into the shaft,
◎ When lubricating fluid is supplied from the radial minute gap to the thrust minute gap, the axially inward portion of the cured adhesive is located axially outward from the thrust surface and is in contact with the lubricating fluid Process.
thisManufacturingIn the method, the thrust plate is fixed to the shaft by press-fitting and bonding, and the adhesive captures the metal powder generated during the press-fitting and then hardens in that state. Therefore, the metal powder does not give a problem to the bearing portion made of the thrust surface of the thrust plate. As a result, desired durability can be obtained, and reliability as a bearing is maintained.
[0021]
  Of the present inventionOf hydrodynamic bearing deviceThe preferred manufacturing method isA groove portion forming step of forming an annular groove portion on the thrust surface side of the inner peripheral surface of the last plate is further provided. In the adhesive supply step, the adhesive is supplied to the groove portion of the thrust plate.
[0022]
  thisProduction methodThen, since the adhesive is held in a groove formed on the thrust surface side of the inner peripheral surface of the thrust plate, the adhesive can reliably capture the metal powder generated during press-fitting.
[0023]
  In a preferable manufacturing method of the hydrodynamic bearing device of the present invention, the grooveThe portion includes an adhesive reservoir portion formed so that the radial dimension increases toward the thrust surface side.
  In this fixing method in which the adhesive forms a meniscus in the adhesive reservoir after the press-fitting process, the adhesive meniscus is located in the tapered adhesive reservoir in the groove, so that the thrust plate is fastened to the shaft. When the adhesive in the fluid state tries to move to the thrust surface side, the curvature of the liquid surface tends to gradually decrease, which becomes a resistance and the movement is suppressed. Due to this sealing effect, the adhesive does not easily flow out from the groove portion to the bearing portion side at the time of press-fitting and until the adhesive is cured after the press-fitting.
[0024]
  In a preferable manufacturing method of the hydrodynamic bearing device of the present invention, the grooveThe portion further includes an adhesive groove that is continuous with the adhesive reservoir and forms a minute gap filled with the adhesive between the outer peripheral surface of the shaft.
[0025]
  thisManufacturingIn the method, since the gap between the adhesion groove of the thrust plate and the outer peripheral surface of the shaft is very small, the adhesive is reliably filled in the gap. As described above, since the cavity due to the insufficient adhesive is less likely to be generated, the adhesive can more reliably capture the metal powder generated during the press-fitting.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Overall motor structure
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of a motor 1 in which a fluid dynamic bearing device 5 as an embodiment of the present invention is employed. The motor 1 is a recording disk drive motor, but the present invention is not limited to this embodiment.
[0027]
In FIG. 1, the recording disk drive motor 1 includes a bracket 2, a shaft 3 whose lower end is fitted and fixed in a central opening 2 a of the bracket 2, and a rotor 4 that is rotatable with respect to the shaft 3. Prepare. The rotor 4 includes a rotor hub 4a on which a recording disk (not shown) is placed on the outer peripheral portion, and a sleeve portion that is positioned on the inner peripheral side of the rotor hub 4a and is axially supported by the shaft 3 via the hydrodynamic bearing device 5. 4b. A rotor magnet 6 is fixed to the inner peripheral portion of the rotor hub 4a by means such as adhesion, and the stator 7 is mounted on the bracket 2 so as to face the rotor magnet 6 in the radial direction.
[0028]
Note that OO shown in FIG. 1 is the center line of the motor 1, that is, the rotation axis of the rotor 4. In the present embodiment, the vertical direction in FIG. 1 is referred to as the “axis vertical direction” for convenience, but the direction in the actual mounting state of the motor 1 is not limited.
[0029]
(2) Structure of hydrodynamic bearing device
The hydrodynamic bearing device 5 has a structure for rotatably supporting the rotor 4 with respect to the shaft 3 via the lubricating fluid 8. The upper bearing portion 11 and the lower bearing provided in the shaft 3 so as to be separated from each other in the axial direction. Part 12. Further, each bearing portion 11, 12 is composed of a thrust bearing portion 13 and a radial bearing portion 14.
[0030]
(1) Position of the hydrodynamic bearing device
A through hole 4c that penetrates the sleeve portion 4b in the axial direction so as to form a minute gap in which the lubricating fluid 8 is held between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface 3a of the shaft 3 at the substantially central portion of the sleeve portion 4b. Is formed.
[0031]
An annular recess 3b is formed at a substantially central portion of the outer peripheral surface 3a of the shaft 3 so that a gap with the inner peripheral surface of the through hole 4c is enlarged. A communication hole 27 communicating with the outside air formed in the shaft 3 is opened in the recess 3b, and the outside air taken into the minute gap from the opening is substantially at the center of the inner peripheral surface of the recess 3b and the through hole 4c. An annular gas interposition part 15 is formed between the two. The lubricating fluid 8 held in the minute gap between the outer peripheral surface 3a of the shaft 3 and the inner peripheral surface of the through hole 4c by the gas intervening portion 15 is divided vertically in the axial direction, and the upper bearing portion 11 described later and Located in the lower bearing portion 12.
[0032]
The communication hole 27 is connected to the lower counter plate that is continuous with the vertical hole 27a that passes through the shaft 3 in the axial direction, the first opening 27b that opens from the vertical hole 27a to the concave portion 3b that extends in the radial direction, and the lower bearing portion 12. 19 and a second opening 27 c that opens to a space communicating with the outside air through a minute gap defined between the outer peripheral surface of the shaft 3. In addition, the vertical hole 27a is sealed with sealing members 28 and 29 made of an elastic member such as rubber, for example, at both ends of the shaft 3 after the shaft 3 is processed and cleaned. That is, the communication hole 27 communicates with the outside air only through a minute gap defined between the second opening 27 c and the inner peripheral surface of the lower counter plate 19 and the outer peripheral surface of the shaft 3.
[0033]
At both ends of the through hole 4c, openings 4d are formed in which thrust plates 16 described later are respectively disposed. As shown in FIG. 2, each opening 4d has an inner peripheral surface 4e that is radially separated from the outer peripheral surface 3a of the shaft 3, and a thrust surface 4f that faces outward in the axial direction. The thrust surface 4f extends from the radial inner peripheral surface 4g (described later) of the through hole 4c to the inner peripheral surface 4e of the opening 4d. Each opening 4d is closed by a ring-shaped counter plate 19 having an opening 19a through which the shaft 3 is inserted at the center.
[0034]
Hereinafter, the structure of the upper bearing portion 11 will be described, and the lower bearing portion 12 is the same as the upper bearing portion 11 and will not be described.
(2) Radial bearing structure
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 and is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of the upper bearing portion 11. The radial bearing portion 14 is formed between the radial inner peripheral surface 4 g formed on the upper portion of the inner peripheral surface of the through hole 4 c of the rotor 4 and the outer peripheral surface 3 a of the shaft 3. The radial inner peripheral surface 4g faces the outer peripheral surface 3a of the corresponding shaft 3 so as to secure a radial minute gap in which the lubricating fluid 8 is held. A herringbone groove 24 for generating dynamic pressure in the lubricating fluid 8 is formed on the radial inner peripheral surface 4g. The herringbone groove 24 is formed by connecting spiral grooves in opposite directions to each other, and the generated dynamic pressure pumps the lubricating fluid 8 outward in the axial direction as indicated by an arrow B in FIG. Thus, the spiral groove located outward in the axial direction is shorter than the spiral groove located inward in the axial direction.
[0035]
Thus, the radial bearing part 14 is comprised by the radial inner peripheral surface 4g of the rotor 4, the outer peripheral surface 3a of the shaft 3, and the lubricating fluid 8 between them.
The herringbone groove 24 of the radial bearing portion 14 is shaped so that the generated dynamic pressure pumps the lubricating fluid 8 outward in the axial direction, so that the radial bearing portion 14 is filled with the lubricating fluid 8 or the like. Bubbles generated in the retained lubricating fluid 8 move from the high pressure bearing portion to the boundary surface side with the low pressure gas interposition portion 15 and are released from the gas interposition portion 15 to the atmosphere through the communication hole 27. .
[0036]
(3) Thrust bearing structure
The thrust plate 16 is an annular or disk-shaped member having a central hole formed therein, and is fixed to the outer peripheral surface 3a of the shaft 3 by press-fitting and bonding within the opening 4d.
[0037]
More specifically, the thrust plate 16 includes a cylindrical portion 16a having a hole to which the outer peripheral surface 3a of the shaft 3 is fixed on the inner peripheral surface, and a radially outer side from the lower end portion (the inner end portion in the axial direction). It consists of the disk-shaped part 16b extended in this. The disk-like portion 16b can reduce the thickness of the outer peripheral side portion of the thrust plate 16, and can reduce the amount of the lubricating fluid 8 held around. On the other hand, by making the fastening portion of the thrust plate 16 to the shaft 3 cylindrical, the contact area between the shaft 3 and the thrust plate 16 can be increased, the fastening strength can be maintained, and the assembly can be easily and accurately performed. be able to.
[0038]
The disc-like portion 16b of the thrust plate 16 has a thrust surface 16c facing inward in the axial direction, and the thrust surface 16c secures a thrust minute gap in which the lubricating fluid 8 is interposed with respect to the thrust surface 4f of the sleeve portion 4b. So as to face each other. A spiral groove 22 for generating dynamic pressure in the lubricating fluid 8 as the rotor 4 rotates is formed in the thrust surface 16 c of the thrust plate 16. The spiral groove 22 has a shape in which the generated dynamic pressure faces inward in the radial direction so that the lubricating fluid 8 is pumped inward in the radial direction, for example, as indicated by an arrow A in FIG. Yes.
[0039]
Thus, the thrust bearing portion 13 is constituted by the thrust surface 16c of the thrust plate 16, the thrust surface 4f of the sleeve portion 4b, and the lubricating fluid 8 therebetween.
[0040]
Further, the outer peripheral surface 16 d of the thrust plate 16 secures a predetermined gap between the inner peripheral surface 4 e of the opening 4 d and the inner peripheral surface of the counter plate 19.
Since the dynamic pressure generating means of the thrust bearing portion 13 is the spiral groove 22 as described above, the outer diameter of the thrust plate can be reduced compared with the case where the herringbone groove is used. The influence of the thrust bearing portion 13 on the magnetic circuit portion composed of the rotor magnet 6 and the stator 7 can be reduced, and a sufficient driving torque can be obtained. Further, the bearing loss of the thrust bearing portion 13 can be reduced, the electric efficiency of the motor 1 can be increased, and the power consumption can be suppressed.
[0041]
In this configuration, the dynamic pressure generating means formed in the thrust bearing portion 13 is a spiral groove, so that it cannot generate the necessary load supporting pressure by itself, but the adjacent radial bearing portion 14 is unbalanced in the axial direction. As shown by the arrow B, the lubricating fluid 8 is pumped outward in the axial direction (in the direction of the thrust bearing portion 13) and has a dynamic pressure required for the thrust portion by the cooperation of both bearing portions. Is generated to support the load.
[0042]
(4) Fixing structure of thrust plate to shaft
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2, and is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of the inner peripheral edge portion of the thrust plate 16 on the thrust surface 16 c side. A press-fit surface 16e is formed on the inner peripheral surface of the through hole of the thrust plate 16, and a groove portion 17 is formed on the inner periphery in the axial direction, that is, on the thrust surface 16c side. The groove portion 17 is annular, and is an annular recess having a diameter larger than that of the press-fit surface 16 e on the inner peripheral surface of the thrust plate 16, and holds the adhesive 18. The groove portion 17 is composed of an adhesive groove 17a extending with a small gap on the outer peripheral surface 3a of the shaft 3, and a taper-shaped adhesive reservoir portion 17b having a radial dimension increasing from the adhesive groove 17a toward the thrust surface 16c. Has been.
[0043]
The adhesive 18 is disposed in the groove portion 17, more specifically, is filled in a minute gap between the adhesive groove 17 a and the outer peripheral surface 3 a, and the surface is positioned near the middle of the adhesive reservoir portion 17 b. As the adhesive 18, an acrylic anaerobic adhesive or an epoxy adhesive can be used. However, since the lubricating fluid 8 comes into contact, the adhesive 18 is preferably an adhesive having a strong sealing property against oil.
[0044]
In the state of FIG. 3, the adhesive 18 is in a cured state, and minute metal powder generated when the thrust plate 16 is press-fitted is captured therein. That is, the fine metal powder generated during press-fitting is sealed with the adhesive 18. In particular, since the groove portion 17 has an adhesive groove 17a that secures a minute gap between the groove 3 and the shaft 3, the adhesive 18 is surely filled in a small amount, and a cavity or the like is hardly generated. ing. Therefore, the adhesive 18 can reliably capture the metal powder during press-fitting, and does not adversely affect the dynamic pressure generated on the bearing surface.
[0045]
An annular shaft side adhesive reservoir 26 is formed at a position corresponding to the adhesive reservoir 17b on the outer peripheral surface 3a. The shaft-side adhesive reservoir portion 26 is smoothly curved from the axially inner edge to the outer peripheral surface 3a, and a tapered surface 26a on which the surface of the adhesive 18 is positioned with the radial dimension decreasing inward in the axial direction. And a concave surface 26b. That is, an annular gap in which the outer diameter increases toward the inside in the axial direction and the inner diameter decreases is formed by the adhesive reservoir portion 17b and the shaft-side adhesive reservoir portion 26 of the groove portion 17. become.
[0046]
By the way, when the uncured adhesive flows out from the inside of the groove portion and protrudes and hardens to the bearing portion side, the adhesive comes into contact with the sleeve during rotation and is retained in the lubricating fluid held in the radial minute gap and / or the thrust minute gap. There is a concern that the fine powder or the metal powder trapped in the adhesive may diffuse and increase the occurrence of damage, abnormal wear, or seizure of the bearing portion. However, the interface of the adhesive 18 is in an annular gap where the radial dimension formed between the adhesive reservoir 17b of the groove and the shaft side adhesive reservoir 26 gradually changes inward in the axial direction. Therefore, until the adhesive 18 is cured after the thrust plate 16 and the shaft 3 are fastened, the interface of the adhesive 18 is pressed outward in the axial direction by the atmospheric pressure, and the adhesive reservoir portion A meniscus is formed at a position where the pressing force by the atmospheric pressure and the internal pressure of the adhesive balance in an annular gap formed between 17b and the shaft-side adhesive reservoir 26. Therefore, the pressing force by the atmospheric pressure becomes resistance, and the movement of the uncured adhesive 18 from the groove portion 17 side to the bearing portion side is suppressed. That is, it is possible to prevent a problem caused by the outflow of the uncured adhesive 18.
[0047]
Since the thrust plate 16 is press-fitted into the shaft 3 by press-fitting and adhesion, the fixing strength of both is improved compared to the case of only press-fitting. Also, the amount of adhesive used is significantly less than the amount of fixing using only the adhesive.
[0048]
Next, each dimension in the thrust plate 16 and its relationship will be described. However, the specific numerical values of this embodiment listed here are used for illustration of one embodiment using the present invention, and are not intended to limit the present invention itself.
[0049]
The thickness dimension a (axial dimension) of the thrust plate 16 is 2.2 mm in the present embodiment, and is preferably in the range of 2.0 to 2.5 mm. The axial dimension b of the groove portion 17 is 0.57 mm in the present embodiment, and is preferably in the range of 0.5 mm to 0.6 mm. The axial dimension c of the adhesive groove 17a is 0.40 mm in this embodiment, and is preferably in the range of 0.35 mm to 0.45 mm. The dimension d in the axial direction of the adhesive reservoir 17b is 0.17 mm in this embodiment, and is preferably in the range of 0.15 mm to 0.20 mm. The width dimension e (radial dimension) of the adhesive groove 17a is 0.03 mm in this embodiment, and is preferably 0.01 to 0.05 mm. The interference f between the thrust plate 16 and the shaft 3 is 0.00475 mm in the present embodiment, and is preferably 0.004 to 0.005 mm. The diameter of the shaft 3 is 4 mm.
[0050]
With the above numerical relationship, the object of capturing the metal powder at the time of press-fitting can be reliably achieved, and the amount of adhesive applied can be set appropriately. In particular, when the axial dimension d of the adhesive groove 17a, the ratio of the axial dimension d of the adhesive groove 17a to the thickness dimension a of the thrust plate 16, the width dimension e of the adhesive groove 17a, etc. are within the above ranges, The object of the present invention of capturing the metal powder can be achieved by the amount of the adhesive, and the thrust plate 16 can be fixed to the shaft 3 accurately and reliably in cooperation with the press-fitting.
(3) Assembly operation of the hydrodynamic bearing device
(1) Overall
Next, an assembly procedure of the hydrodynamic bearing device 5 of the recording disk drive motor 1 having the above-described configuration will be described.
[0051]
First, the lower thrust plate 16 is press-fitted into the shaft 3 while maintaining the accuracy of the perpendicularity to the shaft 3, and the shaft 3 is inserted into the through hole 4c of the sleeve portion 4b. Thereafter, the sleeve portion 4b is positioned at a predetermined position using a jig or the like, the gap between the sleeve portion 4b and the upper thrust surface 4f is measured, and the upper thrust plate 16 is press-fitted into the predetermined position. Next, after a predetermined amount of lubricating fluid 8 is injected from the upper and lower openings 4d of the through holes 4c, each counter plate 19 is attached.
[0052]
(2) Thrust plate fixation
The operation of fixing the thrust plate 16 to the shaft 3 will be described in detail. First, a predetermined adhesive 18 is applied to the groove portion 17 of the thrust plate 16. In this adhesive application step, the adhesive 18 is mainly filled in the adhesive groove 17a of the groove portion 17.
[0053]
Next, the thrust plate 16 is pressed into the shaft 3 before the adhesive is cured. In this press-fitting process, metal powder is generated by friction between the press-fitting surface 16e of the thrust plate 16 and the outer peripheral surface 3a of the shaft 3, and this metal powder is pushed out inward in the axial direction of the thrust plate 16, and the groove portion 17 is trapped in the adhesive within. Therefore, the metal powder generated by the press-fitting does not enter the thrust surface 16c side. For this reason, durability of the thrust bearing part 13 and the radial bearing part 14 improves, and reliability is maintained.
[0054]
When the press-fitting is completed and the thrust plate 16 is disposed at the fastening position on the shaft 3, the adhesive 18 is formed in an annular shape formed between the adhesive reservoir 17b of the groove 17 and the shaft-side adhesive reservoir 26. A meniscus is formed and held in the gap. Therefore, as described above, adverse effects on the thrust bearing portion 13 and the radial bearing portion 14 due to the outflow of the uncured adhesive 18 are unlikely to occur.
[0055]
Finally, the adhesive 18 is cured. This adhesive curing step may be a predetermined time or a special curing process depending on the type of adhesive. The adhesive is cured while maintaining the meniscus.
(4) Other embodiments
Although one embodiment of the recording disk driving motor according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention. is there.
[0056]
The shape of the adhesive retaining groove provided on the thrust plate and the shaft is not limited to the above embodiment. For example, the length of each surface of the groove, the radial width, and the ratio thereof can be changed as appropriate.
[0057]
【The invention's effect】
In the hydrodynamic bearing device according to the first aspect, the thrust plate is fixed to the shaft by press-fitting and bonding, and the adhesive is cured in a state where the metal powder generated at the press-fitting is captured. Therefore, the metal powder does not give a problem to the bearing portion made of the thrust surface of the thrust plate. As a result, the durability of the bearing is improved and the reliability is maintained.
[0058]
In the hydrodynamic bearing device according to claim 2, since the adhesive is held in a groove formed on the thrust surface side of the inner peripheral surface of the thrust plate, the adhesive reliably captures the metal powder generated during press-fitting. is doing.
[0059]
In the hydrodynamic bearing device according to claim 3, since the meniscus of the adhesive is located in the taper-shaped adhesive reservoir portion of the groove, the adhesive in the fluid state with the thrust plate fastened to the shaft is Even if it tries to move to the surface side, the pressing force by the atmospheric pressure acting on the adhesive acts as a resistance and the movement is suppressed. Due to this sealing effect, the adhesive is unlikely to flow out from the groove portion to the bearing portion side at the time of press-fitting and until it hardens after press-fitting.
[0060]
In the hydrodynamic bearing device according to the fourth aspect, since the gap between the adhesion groove of the thrust plate and the shaft is very small, the adhesive is surely filled in the gap. As described above, since the cavity due to the insufficient adhesive is less likely to be generated, the adhesive can more reliably capture the metal powder generated during and after the press-fitting.
[0061]
In the hydrodynamic bearing device according to claim 5, the radial dimension in which the meniscus of the adhesive is formed between the adhesive reservoir portion of the groove and the shaft-side adhesive reservoir portion gradually increases inward in the axial direction. Because it is located in the changing annular gap, the interface of the adhesive is pressed outward in the axial direction by the atmospheric pressure until the adhesive is cured after the thrust plate and the shaft are fastened. A meniscus is formed at a position where the pressing force due to atmospheric pressure and the internal pressure of the adhesive balance in the gap. Therefore, the pressing force due to the atmospheric pressure becomes resistance, and the movement of the uncured adhesive from the groove portion side to the bearing portion side is suppressed. That is, it is difficult for the adhesive to flow out from the groove portion to the bearing portion side until the adhesive is cured after press-fitting.
[0062]
  Preferred manufacturing method of the hydrodynamic bearing device of the present inventionThen, the thrust plate is fixed to the shaft by press-fitting and bonding, and the adhesive captures the metal powder generated during the press-fitting and then hardens in that state. Therefore, the metal powder does not give any trouble to the bearing portion formed of the thrust surface of the thrust plate, and the durability of the hydrodynamic bearing is improved and the reliability is maintained.
[0063]
  Preferred manufacturing method of the hydrodynamic bearing device of the present inventionThen, since the adhesive is held in a groove formed on the thrust surface side of the inner peripheral surface of the thrust plate, the adhesive can reliably capture the metal powder generated during press-fitting.
[0064]
  Preferred manufacturing method of the hydrodynamic bearing device of the present inventionSince the adhesive interface is located in the taper-shaped adhesive reservoir in the groove, the adhesive interface is pressed by atmospheric pressure until the adhesive cures after the thrust plate and shaft are fastened. Then, a meniscus is formed at a position where the pressing force due to the atmospheric pressure in the adhesive reservoir portion and the internal pressure of the adhesive balance. Therefore, the pressing force due to the atmospheric pressure becomes resistance, and the movement of the uncured adhesive from the groove side to the bearing portion side is suppressed. That is, it is difficult for the adhesive to flow out from the groove portion to the bearing portion side until the adhesive is cured after press-fitting.
[0065]
  Preferred manufacturing method of the hydrodynamic bearing device of the present inventionThen, since the gap between the adhesive groove of the thrust plate and the outer peripheral surface of the shaft is very small, the adhesive is surely filled in the gap. As described above, since the cavity due to the insufficient adhesive is less likely to be generated, the adhesive can more reliably capture the metal powder generated during the press-fitting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of a motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of an upper thrust bearing portion and an upper radial bearing portion of the motor shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing an adhesion portion of a thrust plate.
[Explanation of symbols]
1 Motor
3 Shaft
4 Rotor
5 Hydrodynamic bearing device
16 Thrust plate
17 Groove
18 Adhesive

Claims

A shaft extending in the axial direction ;
A thrust plate press-fitted into the shaft and having a thrust surface inward in the axial direction;
Lubricating between a radial inner peripheral surface facing a radial minute gap in which a lubricating fluid is held between the thrust plate and the outer peripheral surface of the shaft on the thrust surface side of the thrust plate, and the thrust surface of the thrust plate A cylindrical sleeve having a thrust surface opposed through a thrust micro-gap in which fluid is retained;
The lubricating fluid continuously filled without interruption from the radial minute gap to the thrust minute gap,
Between the thrust surface side inner peripheral edge of the thrust plate and the outer peripheral surface of the shaft, the adhesive is cured in a state where the metal powder generated by press-fitting is captured, and the inner side in the axial direction of the adhesive A portion is located axially outward from the thrust surface and contacts the lubricating fluid ;
A groove is formed in the axial direction inward from the press-fitting site between the thrust plate and the outer peripheral surface of the shaft,
The groove is
Adjacent to the press-fitting site, a minute gap configured between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the thrust plate and filled with the adhesive,
An adhesive reservoir portion that is adjacent to the minute gap and has a radial dimension larger than the minute gap and in which a portion on the inner side in the axial direction of the adhesive is located;
The hydrodynamic bearing device , wherein the press-fitting site, the minute gap, and the adhesive reservoir are arranged in this order from the outside in the axial direction toward the inside .

2. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein the minute gap further includes a concave adhesive groove formed on an inner peripheral surface of the thrust plate, which is continuous with the adhesive reservoir portion.

The outer peripheral surface of the shaft is formed such that the outer diameter of the shaft gradually changes inward in the axial direction in the adhesive reservoir.
The hydrodynamic bearing device according to claim 1 or 2, wherein a portion on the inner side in the axial direction of the adhesive forms a meniscus in the adhesive reservoir.