JP4754794B2 - Fluid bearing unit, spindle motor having the fluid bearing unit, and recording disk drive - Google Patents
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Description
本願の発明は、構成部品をモジュール化し、完成品全体をユニット化することによって、標準化が可能にされた、ラジアル、アキシャル両方向の荷重に対して軸受機能を発揮し得る流体軸受ユニットに関し、さらには、該流体軸受ユニットを備えたスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置に関する。 The invention of the present application relates to a fluid bearing unit capable of exerting a bearing function with respect to loads in both radial and axial directions, which can be standardized by modularizing components and unitizing the entire finished product. The present invention also relates to a spindle motor and a recording disk drive apparatus provided with the fluid dynamic bearing unit.
近年、益々大容量化、小型化するコンピュータ等のオフィスオートメーション機器や、その周辺機器である磁気ディスク駆動装置等の回転部の駆動装置・部品として使用されるスピンドルモータには、モータの振れ精度(NRRO(非同期振れ))や騒音、音響寿命、剛性等の信頼性が強く求められている。 In recent years, spindle motors used as drive devices / parts for rotating units such as office automation devices such as computers, which have become increasingly larger and smaller in size, and magnetic disk drive devices, which are peripheral devices, have motor runout accuracy ( There is a strong demand for reliability such as NRRO (asynchronous vibration), noise, acoustic life, and rigidity.
従来、このようなスピンドルモータの回転軸の軸受部には、複数の玉軸受を組み合わせて構成された複合玉軸受装置が多く使用されている。ところで、最近、磁気ディスク駆動装置等において、記録容量の増大、耐衝撃性の向上、低騒音やデータアクセスの高速化等が一段と強く要求されてきており、これらの要求に応えるために、スピンドルモータの玉軸受は、材料の組成の改善、内外輪や転動体等の加工精度の向上等が図られているが、これらの対策だけでは十分とは言えず、転がり軸受そのものの限界も認識されて来ており、これに対処するために、流体軸受の搭載が進められている。 Conventionally, a compound ball bearing device constituted by combining a plurality of ball bearings is often used for the bearing portion of the rotating shaft of such a spindle motor. Recently, in magnetic disk drive devices and the like, there has been a strong demand for increased recording capacity, improved impact resistance, low noise and faster data access. To meet these demands, spindle motors Ball bearings are improved in material composition and processing accuracy of inner and outer rings and rolling elements, etc., but these measures are not sufficient, and the limitations of rolling bearings themselves are recognized. In order to cope with this, the mounting of fluid bearings has been promoted.
図13には、このような流体軸受が搭載された軸回転型スピンドルモータが図示されている。このスピンドルモータ00は、ベース02と、このベース02に支持されて回転するロータハブ03と、これらベース02とロータハブ03との間に介装された流体軸受装置01とを備えている。
FIG. 13 shows a shaft rotation type spindle motor on which such a fluid bearing is mounted. The
流体軸受装置01のスリーブ010は、ベース02の中央部分の円筒状壁07の内周面に嵌入されて固定され、このスリーブ010には、ロータハブ03に垂設された回転軸030が嵌挿されている。スリーブ010と回転軸030との間の微小間隙には潤滑油が充填されて、回転軸030の回転とともにスリーブ010の内周面に形成された動圧溝(例えば、ヘリングボーン形状の溝)051、052の作用によって潤滑油の圧力が発生することで得られる動圧力によって、回転軸030をスリーブ010の内周面と非接触の状態で回転自在にラジアル方向に支承する。動圧溝051、052は、スリーブ010の内周面の上下2個所に形成されているが、これらの動圧溝は、回転軸030の外周面に形成される場合もある。
The
詳細には図示されないが、回転軸030の下端部に嵌着されたスラストリング060の下端面と上端面それぞれに対向するカウンタープレート020の上面とスリーブ010の下端面にも動圧溝(例えば、ヘリングボーン形状の溝)がそれぞれ形成されており、これらの動圧溝が臨む各対向面間の微小隙間には潤滑油が充填されて、回転軸030の回転とともにこれらの動圧溝の作用によって潤滑油の圧力が発生することで得られる動圧力によって、スラストリング060をカウンタープレート020の上面とスリーブ010の下端面それぞれと非接触の状態で回転自在にアキシャル方向に支承する。これらの動圧溝は、スラストリング060の下端面と上端面にそれぞれ形成される場合もある。
Although not shown in detail, the dynamic pressure grooves (for example, the upper surface of the
したがって、ベース02は、流体軸受装置01を介してロータハブ03の回転軸030を回転自在に支承している。その他、ステータ05、永久磁石06等からなるモータ部の構造等は、従来の複合玉軸受が使用されるスピンドルモータと基本的に異なるところはない。
Therefore, the
このような流体軸受装置01は、従来、スリーブ010、回転軸030、カウンタープレート020等の構成部品のモジュ−ル化がなされていなかったので、各種機器・装置の回転部の駆動装置の部品として流体軸受装置が必要とされた時、それら機器・装置のメーカーは、流体軸受装置が適用される個々の機器・装置に適合した構造、性能を備えたものとしてこれらの部品を、その都度、各メーカーにおいて個別に製作して、流体軸受装置を完成しなければならず、高性能、高寿命の流体軸受装置を迅速に大量生産することが容易ではなかった。
Conventionally, the hydrodynamic bearing
なお、スピンドルモータのレベルでは、それを構成する部品を出来るだけモジュール化して、流体軸受装置を含む部品の共通化を進めることにより、完成品全体をユニット化して、部品仕様の多様化や機種の多様化に対しても、共通部品は、そのまま使用することができるようにし、また、一部の部品に不良が生じても、当該部品のみを交換すれば良いようにして、部品の再利用を図り、これらを通じてコストの低減を図ることが、すでに提案されている(特開2000−175405号公報、実開昭56−157427号公報、実開昭56−133121号公報参照)。なお、ここで言う「部品」には、「最小単位としての部品」の他に、「最小単位としての部品」が複数個組み合わされて構成された「組合せ部品」が含まれるものである。 At the spindle motor level, the components that make it up are modularized as much as possible, and the parts including the hydrodynamic bearing device are shared. For diversification, the common parts can be used as they are, and even if some parts are defective, only the parts need to be replaced. It has already been proposed to reduce costs through these measures (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-175405, 56-157427, and 56-133121). The “parts” mentioned here include “combination parts” formed by combining a plurality of “parts as minimum units” in addition to “parts as minimum units”.
しかしながら、これらのモジュール化された部品は、あくまでも当該スピンドルモータに適合するように構造、寸法が定められるのであり、各種の機器・装置に共通に使用できるように標準化されたものではなかった。
本願の発明は、従来の流体軸受装置が有する前記のような問題点を解決して、スピンドルモータの「組合せ部品」の1つである流体軸受装置をモジュール化するに際して、流体軸受装置を構成する「最小単位としての部品」をさらにモジュール化して、「最小単位としての部品」に対しては「完成品」(組合せ部品)に相当する流体軸受装置をユニット化することにより、スピンドルモータのみならず、各種の機器・装置に共通に使用できるように標準化された各種仕様の流体軸受装置を容易に製作できるようにして、どのような機器・装置の回転駆動部の軸受装置としてでも、これらの機器・装置のメーカーが直ぐにこれらの「組合せ部品」もしくは「最小単位としての部品」を調達して、必要に応じて組み合わせ、所望の構造、機能を備えた流体軸受ユニットを得ることができるようにした、ユニット化に相応しい構造を備えた流体軸受ユニット、特にラジアル、アキシャル両方向の荷重に対して軸受機能を発揮し得る流体軸受ユニットおよび該流体軸受ユニットを備えたスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置を提供することを課題とする。 The invention of the present application solves the above-mentioned problems of the conventional hydrodynamic bearing device and constitutes the hydrodynamic bearing device when modularizing the hydrodynamic bearing device which is one of the “combined parts” of the spindle motor. By further modularizing “parts as minimum units” and unitizing hydrodynamic bearing devices corresponding to “finished products” (combined parts) for “parts as minimum units”, not only spindle motors. The hydrodynamic bearing device of various specifications standardized so that it can be used in common with various devices and devices can be easily manufactured, and these devices can be used as bearing devices for the rotary drive part of any device or device.・ Equipment manufacturers immediately procure these “combination parts” or “parts as minimum units” and combine them as necessary to provide the desired structure and functions. A hydrodynamic bearing unit having a structure suitable for unitization, in particular, a hydrodynamic bearing unit capable of exhibiting a bearing function against radial and axial loads, and the hydrodynamic bearing unit. It is an object of the present invention to provide a spindle motor and a recording disk drive device provided.
本願の発明は、前記のような課題を解決した流体軸受ユニットおよび該流体軸受ユニットを備えたスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置に係り、
その請求項1に記載された発明は、複数のモジュール化された素子を組み合わせて構成され、内部に複数の動圧発生機構部を有し、一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面を有する筒状のケース素子と、前記ケース素子の下端部を閉塞するエンドプレート素子と、前記ケース素子に嵌入される外輪素子と、そのフランジ部が前記外輪素子の下端面と前記エンドプレート素子の上面とに挟まれるようにして、前記外輪素子に挿入されるフランジ付きシャフト素子とを備え、前記外輪素子の内周面もしくは前記フランジ付きシャフト素子の本体部の外周面には、対向するこれら両面間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝が形成され、前記外輪素子の下端面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の上面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝が形成され、前記エンドプレート素子の上面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の下面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝が形成され、前記第1の動圧溝、前記第2の動圧溝および前記第3の動圧溝がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填され、少なくとも前記ケース素子、前記エンドプレート素子及び前記フランジ付きシャフト素子は、高精度に仕上げ加工され、前記流体軸受ユニットを、それを組み付ける相手側部材に高精度に嵌合・嵌着させるものとし、そのいずれかの面に前記第1ないし第3のいずれかの動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、前記動圧溝が形成され、複数の前記素子のうち、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全て前記フランジ付きシャフト素子の軸方向に平行か、もしくは直交する関係にあるようにされていることを特徴とする流体軸受ユニットである。
The invention of the present application relates to a hydrodynamic bearing unit that has solved the above-described problems, a spindle motor including the hydrodynamic bearing unit, and a recording disk drive device.
The invention described in
請求項1に記載された発明は、前記のように構成されているので、その一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットは、各素子をモジュール化するのが容易であり、モジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニットを容易に製作することができる。
Since the invention described in
また、そのいずれかの面に動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンスレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、当該動圧溝が形成されるので、そのいずれかの面に動圧溝が形成される素子は、硬度が高く、高い寸法精度を得ることができ、ユニット化(組立)時や素子単体のハンドリング時のみならず、流体軸受ユニットの作動停止時や回転起動時においても、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。加えて、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。In addition, the element in which the dynamic pressure groove is formed on either surface is made of quenchable steel or quenchable stainless steel, subjected to heat treatment, ground, and then electrolytically processed. Since the dynamic pressure groove is formed, the element in which the dynamic pressure groove is formed on either surface has high hardness and high dimensional accuracy, and can be handled as a unit (assembled) or as a single element. Not only at times, but also when the hydrodynamic bearing unit is stopped or started to rotate, it is difficult to be damaged and high dimensional accuracy can be maintained. In particular, a dynamic pressure groove having a fine surface roughness can be obtained and the shape thereof is maintained, so that the dynamic pressure bearing function as designed can be exhibited. In addition, the machining time for forming the dynamic pressure grooves can be shortened by electrolytic machining.
また、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によってフランジ付きシャフト素子をエンドプレート素子に向かって軸方向に常時押し付ける作用が期待できない場合でも、第2の動圧溝が臨む対向面間(「対向する当該両面間」の意。以下、同様。ここでは、互いに対向する外輪素子の下端面とフランジ付きシャフト素子のフランジ部の上面との間を意味している。)の微小隙間に形成される動圧発生機構部(以下、「動圧発生部」と略称する。)において生成される動圧力が、それと等価な作用を発揮することができる。これにより、第2の動圧溝が臨む対向面間の微小隙間と第3の動圧溝が臨む対向面間の微小隙間とをともに適切な隙間に保って、フランジ付きシャフト素子の相対回転を安定化させ、回転精度の向上を図ることができる。 The second dynamic pressure groove can be used even when it is not expected to always press the flanged shaft element in the axial direction toward the end plate element due to a bias effect such as a magnetic force acting between the rotating side element and the fixed side element. Between the facing surfaces facing each other (meaning “between the two opposing surfaces”; hereinafter the same. Here, it means between the lower end surface of the outer ring element facing each other and the upper surface of the flange portion of the flanged shaft element). The dynamic pressure generated in the dynamic pressure generating mechanism portion (hereinafter abbreviated as “dynamic pressure generating portion”) formed in the small gap of () can exert an equivalent action. As a result, the relative clearance of the flanged shaft element can be reduced by keeping both the minute gap between the opposing surfaces facing the second dynamic pressure groove and the minute gap between the opposing surfaces facing the third dynamic pressure groove at an appropriate gap. It is possible to stabilize and improve the rotation accuracy.
さらに、請求項2に記載されるように請求項1記載の流体軸受ユニットを構成することにより、第1の動圧溝は、該動圧溝が形成される面を有する素子の軸方向に隔てられた上下2個所に形成される。この結果、シャフト素子は、その軸方向上下2個所でラジアル方向に直接的にか、間接的にか軸受支持されることになるので、高い軸受剛性を得ることができる。特に流体軸受ユニットの軸方向寸法が大きくなった場合に、有利である。 Further, by forming a fluid bearing unit according to claim 1 Symbol mounting as claimed in claim 2, the first dynamic pressure grooves, the axial direction of the element having a surface animal grooves are formed It is formed in two places above and below that are separated. As a result, the shaft element is supported by the bearing directly or indirectly in the radial direction at two axially upper and lower portions, so that high bearing rigidity can be obtained. This is particularly advantageous when the axial dimension of the hydrodynamic bearing unit is increased.
また、その請求項3に記載された発明は、複数のモジュール化された素子を組み合わせて構成され、内部に複数の動圧発生機構部を有し、一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面を有する筒状のケース素子と、前記ケース素子の下端部を閉塞するエンドプレート素子と、前記ケース素子に嵌入される第1の外輪素子および第2の外輪素子と、そのフランジ部が前記第2の外輪素子の下端面と前記エンドプレート素子の上面とに挟まれるようにして、前記第1の外輪素子および前記第2の外輪素子に挿入されるフランジ付きシャフト素子と、前記第2の外輪素子を前記エンドプレート素子に対して位置決めするために、前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部を囲むようにして設けられる環状のスペーサ素子とを備え、前記第1の外輪素子の内周面もしくは前記フランジ付きシャフト素子の本体部の外周面には、対向するこれら両面間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝が形成され、前記第2の外輪素子の内周面もしくは前記フランジ付きシャフト素子の本体部の外周面には、対向するこれら両面間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝が形成され、前記第2の外輪素子の下端面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の上面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝が形成され、前記エンドプレート素子の上面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の下面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第4の動圧溝が形成され、前記第1の動圧溝、前記第2の動圧溝、前記第3の動圧溝および前記第4の動圧溝がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填され、少なくとも前記ケース素子、前記エンドプレート素子及び前記フランジ付きシャフト素子は、高精度に仕上げ加工され、前記流体軸受ユニットを、それを組み付ける相手側部材に高精度に嵌合・嵌着させるものとし、そのいずれかの面に前記第1ないし第4のいずれかの動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、前記動圧溝が形成され、複数の前記素子のうち、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全て前記フランジ付きシャフト素子の軸方向に平行か、もしくは直交する関係にあるようにされていることを特徴とする流体軸受ユニットである。 The invention described in claim 3 is a flanged shaft element that is configured by combining a plurality of modularized elements, has a plurality of dynamic pressure generating mechanism sections therein, and has a flange section at one end. A cylindrical case element having a cylindrical inner peripheral surface, an end plate element that closes a lower end portion of the case element, and a first fitting element that is fitted into the case element. The first outer ring element and the second outer ring element, and the flange portion of the outer ring element and the second outer ring element are sandwiched between the lower end surface of the second outer ring element and the upper surface of the end plate element. A flanged shaft element inserted into the outer ring element and a flange of the flanged shaft element to position the second outer ring element relative to the end plate element. An annular spacer element provided so as to surround the portion, and a radial load is applied to the inner peripheral surface of the first outer ring element or the outer peripheral surface of the main body portion of the flanged shaft element between the opposing surfaces. A first dynamic pressure groove for generating a received dynamic pressure is formed, and the inner peripheral surface of the second outer ring element or the outer peripheral surface of the main body portion of the flanged shaft element is radially between the opposing surfaces. A second dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in a direction is formed, and the lower surface of the second outer ring element or the upper surface of the flange portion of the flanged shaft element is formed between the opposing surfaces. A third dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in the axial direction is formed on the upper surface of the end plate element or the flange of the flanged shaft element. A fourth dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in the axial direction is formed between the opposing surfaces on the lower surface of the first portion, and the first dynamic pressure groove and the second dynamic pressure are formed. The minute gaps between the opposing surfaces facing the groove, the third dynamic pressure groove, and the fourth dynamic pressure groove are filled with lubricating oil, and at least the case element, the end plate element, and the flanged shaft The element is finished with high accuracy, and the hydrodynamic bearing unit is fitted and fitted with high accuracy to a mating member to which the fluid bearing unit is to be assembled. The element in which the dynamic pressure groove is formed is made of quenchable steel or quenchable stainless steel, and after heat treatment and grinding finish, the dynamic pressure groove is formed by electrolytic processing. Among the plurality of the elements, The fluid bearing unit is characterized in that the joint surfaces or sliding surfaces between the two adjacent elements are all in parallel or orthogonal to the axial direction of the flanged shaft element .
請求項3に記載された発明は、前記のように構成されているので、その一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットは、各素子をモジュール化するのが容易であり、モジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニットを容易に製作することができる。 Since the invention described in claim 3 is configured as described above, the hydrodynamic bearing unit for supporting a flanged shaft element having a flange portion at one end thereof in a relatively rotatable manner modularizes each element. Therefore, it is possible to easily manufacture a standardized hydrodynamic bearing unit with modularized elements.
また、第1の外輪素子とフランジ付きシャフト素子とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法と、第2の外輪素子とフランジ付きシャフト素子とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法とを、異なる寸法に設定することによって、それぞれの隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。 In addition, the radial gap dimension formed by the first outer ring element and the flanged shaft element and the radial gap dimension formed by the second outer ring element and the flanged shaft element have different dimensions. By setting, it becomes possible to adjust the dynamic pressure which receives the load of the radial direction produced | generated in the dynamic pressure generation part formed in each clearance gap according to a desired use condition.
また、同じ高さの流体軸受ユニットにおいて、第1の外輪素子の軸方向高さと第2の外輪素子の軸方向高さとを種々に変えて組み合わせることによって、第1の外輪素子とフランジ付きシャフト素子とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子とフランジ付きシャフト素子とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成される、ラジアル方向の荷重を受ける動圧力や動圧力発生位置を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。 Further, in the hydrodynamic bearing unit having the same height, the first outer ring element and the flanged shaft element can be combined by variously changing the axial height of the first outer ring element and the axial height of the second outer ring element. The radial direction load generated by the dynamic pressure generating portions respectively formed in the radial gap formed by the second outer ring element and the radial gap formed by the flanged shaft element. The dynamic pressure to be received and the position where the dynamic pressure is generated can be adjusted in accordance with the desired usage conditions.
さらに、スペーサ素子によって、フランジ部の厚さの異なるフランジ付きシャフト素子に応じ、第1の外輪素子および第2の外輪素子の軸方向位置をエンドプレート素子に対して正確に調整、設定することができる。 Further, the axial position of the first outer ring element and the second outer ring element can be accurately adjusted and set with respect to the end plate element according to the flanged shaft element having a different thickness of the flange portion by the spacer element. it can.
また、そのいずれかの面に動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンスレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、当該動圧溝が形成されるので、そのいずれかの面に動圧溝が形成される素子は、硬度が高く、高い寸法精度を得ることができ、ユニット化(組立)時や素子単体のハンドリング時のみならず、流体軸受ユニットの作動停止時や回転起動時においても、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。加えて、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。In addition, the element in which the dynamic pressure groove is formed on either surface is made of quenchable steel or quenchable stainless steel, subjected to heat treatment, ground, and then electrolytically processed. Since the dynamic pressure groove is formed, the element in which the dynamic pressure groove is formed on either surface has high hardness and high dimensional accuracy, and can be handled as a unit (assembled) or as a single element. Not only at times, but also when the hydrodynamic bearing unit is stopped or started to rotate, it is difficult to be damaged and high dimensional accuracy can be maintained. In particular, a dynamic pressure groove having a fine surface roughness can be obtained and the shape thereof is maintained, so that the dynamic pressure bearing function as designed can be exhibited. In addition, the machining time for forming the dynamic pressure grooves can be shortened by electrolytic machining.
さらに、また、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によってフランジ付きシャフト素子がエンドプレート素子に向かって軸方向に常時押し付けられる作用が期待できない場合でも、第3の動圧溝が臨む対向面間の微小隙間に形成される動圧発生部において生成される動圧力が、それと等価な作用を発揮することができ、これにより、第3の動圧溝が臨む対向面間の微小隙間と第4の動圧溝が臨む対向面間の微小隙間とをともに適切な隙間に保って、フランジ付きシャフト素子の相対回転を安定化させ、回転精度の向上を図ることができる。 Further, even when the flanged shaft element cannot be expected to always be pressed in the axial direction toward the end plate element due to a bias effect such as a magnetic force acting between the rotating side element and the fixed side element, the third The dynamic pressure generated in the dynamic pressure generating portion formed in the minute gap between the opposing surfaces facing the dynamic pressure groove can exert the equivalent action, and thereby the facing facing the third dynamic pressure groove It is possible to stabilize the relative rotation of the shaft element with the flange and improve the rotation accuracy by keeping both the minute gap between the faces and the minute gap between the opposing faces where the fourth dynamic pressure groove faces. it can.
また、請求項4に記載されるように請求項1ないし3のいずれかに記載の流体軸受ユニットを構成することにより、ケース素子の下端部に段部が形成され、エンドプレート素子が、該段部に嵌着されて、ケース素子の下端部を閉塞するようにされる。
Further, by configuring the hydrodynamic bearing unit according to any one of
この結果、ケース素子の内周面と同時に研削加工が可能であることにより格段の精度の
向上が期待できるケース素子の下端部の段部に、エンドプレート素子が嵌着されて、ケー
ス素子の下端部を閉塞することができるので、エンドプレートの上面とケース素子の軸心
との直角を出し易くなり、流体軸受ユニットを構成する各素子の組付精度が向上して、シ
ャフト素子の高い相対回転精度を得ることができる。
As a result, the end plate element is fitted into the lower end portion of the case element, which can be expected to be remarkably improved by grinding simultaneously with the inner peripheral surface of the case element. Since the upper surface of the end plate and the axis of the case element are easily perpendicular, the assembly accuracy of each element constituting the hydrodynamic bearing unit is improved, and the shaft element has a high relative rotation. Accuracy can be obtained.
さらに、請求項5に記載されるように請求項1ないし4のいずれかに記載の流体軸受ユニットを構成することにより、ケース素子の下端部がエンドプレート素子により閉塞されて構成される軸受容器が、同一材料の一体成形により形成される。
Furthermore, by configuring the hydrodynamic bearing unit according to any one of
これにより、流体軸受ユニットを構成する素子点数を1つ減らすことができ、ケース素
子の下端部にエンドプレート素子を嵌着する作業を省略することができるので、流体軸受
ユニットの組立(ユニット化)作業を簡単化することができる。
As a result, the number of elements constituting the hydrodynamic bearing unit can be reduced by one, and the work of fitting the end plate element to the lower end of the case element can be omitted, so that the hydrodynamic bearing unit is assembled (unitized). Work can be simplified.
また、その請求項6に記載された発明は、請求項1または3に記載の流体軸受ユニットを備えたスピンドルモータであって、ハウジングに固定されたステータと、前記軸部の上端部に嵌着された回転要素をなすロータハブと、該ロータハブに嵌着され、前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとからなり、前記ハウジングに対して回転自在に設けられたロータとを備え、前記流体軸受ユニットは、前記ロータの回転を支持していることを特徴とするスピンドルモータである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spindle motor comprising the hydrodynamic bearing unit according to the first or third aspect , wherein the stator motor is fixed to the housing, and is fitted to the upper end portion of the shaft portion. A rotor hub that forms a rotating element, and a rotor magnet that is fitted to the rotor hub and generates a rotating magnetic field in cooperation with the stator, and is provided to be rotatable with respect to the housing. The hydrodynamic bearing unit is a spindle motor that supports the rotation of the rotor.
請求項6に記載された発明は、前記のように構成されているので、スピンドルモータが備えようとする流体軸受として、所望の構造、軸受性能を備え、標準化された流体軸受ユニットを直ぐに調達して、高い回転精度と高い信頼性とを兼ね備えたスピンドルモータを低コストで、大量生産することが可能になる。 Since the invention described in claim 6 is configured as described above, a fluid bearing unit having a desired structure and bearing performance as a fluid bearing to be provided by the spindle motor is immediately procured. Thus, it is possible to mass-produce spindle motors having high rotational accuracy and high reliability at low cost.
さらに、また、その請求項7に記載された発明は、請求項6に記載のスピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置であって、記録ディスクに情報を書き込み及び/又は読み出しするための記録ヘッドを備え、前記スピンドルモータが、前記記録ディスクを回転駆動することを特徴とする記録ディスク駆動装置である。 Furthermore, the invention described in claim 7 is a recording disk drive device comprising the spindle motor according to claim 6 , wherein a recording head for writing and / or reading information on the recording disk is provided. And the spindle motor drives to rotate the recording disk.
請求項7に記載された発明は、前記のように構成されているので、スピンドルモータが備えようとする流体軸受として、所望の構造、軸受性能を備え、標準化された流体軸受ユニットを直ぐに調達して、高い回転精度と高い信頼性とを兼ね備えたスピンドルモータを低コストで、大量生産することが可能になり、牽いては、該スピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置を低コストで、大量生産することが可能になる。 Since the invention described in claim 7 is configured as described above, a fluid bearing unit having a desired structure and bearing performance as a fluid bearing to be provided by the spindle motor is immediately procured. Therefore, it is possible to mass-produce spindle motors with high rotational accuracy and high reliability at low cost. It becomes possible to do.
以上に説明したとおり、本願の発明によれば、一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットが、ケース素子の一端部がエンドプレート素子により閉塞されて構成される軸受容器の内部に各種仕様の外輪素子、第1の外輪素子、第2の外輪素子、スペーサ素子、シャフト素子等が、一方を他方に嵌入もしくは挿入する関係により、適宜相互に組み合わされて収蔵、固定され、所定の素子の所定の面にはラジアル方向もしくはアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための動圧溝が形成され、各動圧溝が臨む対向面間の微小隙間には潤滑油が充填され、少なくともケース素子、エンドプレート素子及びフランジ付きシャフト素子は、高精度に仕上げ加工され、流体軸受ユニットを、それを組み付ける相手側部材に高精度に嵌合・嵌着させるものとし、そのいずれかの面にいずれかの動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、その動圧溝が形成され、複数の前記素子のうち、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全てフランジ付きシャフト素子の軸方向に平行か、もしくは直交する関係にあるようにされて、構成されているので、その流体軸受ユニットは、各素子をモジュール化するのが容易であり、モジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニットを容易に製作することができる。 As described above, according to the present invention, the fluid bearing unit for relatively rotatably supporting the flanged shaft element having a flange portion at one end, one end of the case element is closed by an end plate element the outer ring element of various specifications in the interior of the bearing container constituted, first outer ring element, a second outer element, scan pacer element, shaft element and the like, the relationship to fit or insert one into the other, combined in suitably mutually Are stored and fixed, and dynamic pressure grooves for generating a dynamic pressure to receive a load in a radial direction or an axial direction are formed on a predetermined surface of a predetermined element. gap the lubricant is filled in at least the case element, the end plate element and flanged shaft element is finishing with high accuracy, the fluid bearing unit, The element on which one of the dynamic pressure grooves is formed on either side is made of hardenable steel or hardenable stainless steel. After the heat treatment and grinding finish, the dynamic pressure groove is formed by electrolytic processing, and the joint surface or sliding surface between both adjacent elements among the plurality of elements is all Since it is configured to be parallel or orthogonal to the axial direction of the flanged shaft element , the hydrodynamic bearing unit is easy to modularize each element and is modularized. A fluid bearing unit standardized with each element can be easily manufactured.
そして、これにより、各種の機器・装置に共通に使用できるように標準化された各種仕様の流体軸受ユニットを容易に製作できるようになり、どのような機器・装置の回転駆動部の軸受装置としてでも、これらの機器・装置のメーカーが直ぐにこれらの流体軸受ユニットもしくはその構成部品としての各種素子を調達して、必要に応じて組み合わせ、所望の構造、動圧軸受機能(ラジアル、アキシャル両方向の荷重に対する軸受剛性を含む)を備えた流体軸受ユニットを得ることができ、軸受装置を使用する立場から見た最適な設計や所望の構成を選択することが容易になる。 As a result, fluidized bearing units with various specifications standardized so that they can be used in common with various devices and apparatuses can be easily manufactured. As a bearing device for the rotary drive part of any device or apparatus, The manufacturers of these devices and equipment immediately procure these hydrodynamic bearing units or various elements as their components and combine them as necessary to obtain the desired structure and dynamic pressure bearing function (for both radial and axial loads). In addition, it is easy to select an optimum design and a desired configuration from the standpoint of using the bearing device.
従来、流体動圧軸受は、様々な障害(構成部品の供給体制、軸受の組立体制など)に起因して、限られた技術分野やアプリケーションなどの用途に使用されていたに過ぎなかったが、本願の発明において、前記のようにして構成部品をモジュール化し、完成品をユニット化することによって、標準化が達成され、軸受を搭載する機器や装置などの製品の開発に従事する技術者が所望する多種、多様な仕様の流体動圧軸受を容易に提供することが可能になり、これらの技術者に平等かつ均等に流体動圧軸受を採用できる機会を提供して、あらゆる技術分野やアプリケーションなどの用途に流体動圧軸受を使用することが可能になる。 Conventionally, fluid dynamic pressure bearings have been used only for limited technical fields and applications due to various obstacles (component supply system, bearing assembly system, etc.) In the invention of the present application, standardization is achieved by modularizing the component parts and unitizing the finished product as described above, as desired by engineers who are engaged in the development of products such as equipment and devices on which bearings are mounted. It is possible to easily provide fluid dynamic pressure bearings of various and diverse specifications, and provide these engineers with the opportunity to adopt fluid dynamic pressure bearings equally and evenly. It becomes possible to use a fluid dynamic pressure bearing for the application.
また、少なくとも動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼材から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて動圧溝が形成されるので、硬度が高く、寸法精度の高い素子を得ることができ、ユニット化(組立)時や素子単体のハンドリング時のみならず、流体軸受ユニットの作動停止時や回転起動時においても、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。加えて、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。 Further, at least the element in which the dynamic pressure groove is formed is made of quenchable steel or quenchable stainless steel material, and after heat treatment and grinding finish, the dynamic pressure groove is formed by electrolytic processing. Therefore, an element with high hardness and high dimensional accuracy can be obtained, and scratches can be obtained not only when unitizing (assembling) or handling the element alone, but also when the hydrodynamic bearing unit is stopped or rotated. It is difficult to stick and high dimensional accuracy can be maintained. In particular, a dynamic pressure groove having a fine surface roughness can be obtained and the shape thereof is maintained, so that the dynamic pressure bearing function as designed can be exhibited. In addition, the machining time for forming the dynamic pressure grooves can be shortened by electrolytic machining.
特に、本願の発明の流体軸受ユニットをスピンドルモータが備える流体軸受として適用すれば、所望の構造、軸受性能を備え、標準化された流体軸受ユニットを直ぐに調達して、高い回転精度と高い信頼性とを兼ね備えたスピンドルモータを低コストで、大量生産することが可能になり、牽いては、該スピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置を低コストで、大量生産することが可能になる。 In particular, if the hydrodynamic bearing unit of the present invention is applied as a hydrodynamic bearing provided in a spindle motor, a standardized hydrodynamic bearing unit having a desired structure and bearing performance can be procured immediately, with high rotational accuracy and high reliability. Therefore, it is possible to mass-produce the spindle motor equipped with the above-mentioned at a low cost, and to mass-produce the recording disk drive device equipped with the spindle motor at a low cost.
一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットを、ケース素子、エンドプレート素子、外輪素子、第1の外輪素子、第2の外輪素子、スペーサ素子、シャフト素子等、モジュール化が容易な複数の素子に分解し、ケース素子の一端部がエンドプレート素子により閉塞されて構成される軸受容器の内部に、これら各種仕様の外輪素子、第1の外輪素子、第2の外輪素子、スペーサ素子、シャフト素子等を、一方を他方に嵌入もしくは挿入する関係により、適宜相互に組み合わせて収蔵、固定し、所定の素子の所定の面には、ラジアル方向もしくはアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための動圧溝を形成し、各動圧溝が臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油を充填する。そして、少なくともケース素子、エンドプレート素子及びフランジ付きシャフト素子は、高精度に仕上げ加工され、流体軸受ユニットを、それを組み付ける相手側部材に高精度に嵌合・嵌着させるものとし、少なくとも動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、該動圧溝を形成するようにする。また、複数の素子のうち、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全てフランジ付きシャフト素子の軸方向に平行か、もしくは直交する関係にあるようにする。
このようにして、所望の構造、動圧軸受機能(ラジアル、アキシャル両方向の荷重に対する軸受剛性を含む)を備えた流体軸受ユニットを得る。
A fluid bearing unit for relatively rotatably supporting the flanged shaft element having a flange portion at one end, the case element, the end plate elements, an outer ring element, a first outer ring element, a second outer element, the spacer element, the shaft An element such as an element is disassembled into a plurality of elements that can be easily modularized, and an outer ring element of various specifications, a first outer ring element, the second outer ring element, the scan pacer element, the shaft element or the like, the relationship to fit or insert one into the other, collection appropriately combined each other, and fixed, on the predetermined surface of a predetermined element, radial or axial A dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in a direction is formed, and lubricating oil is filled in the minute gaps between the opposing surfaces facing each dynamic pressure groove. At least the case element, end plate element and flanged shaft element are finished with high precision, and the hydrodynamic bearing unit is fitted and fitted to the mating member to which it is assembled with high precision. The element in which the groove is formed is manufactured from a hardenable steel material or a hardenable stainless steel material, subjected to a heat treatment and ground to finish, and then the dynamic pressure groove is formed by electrolytic processing. In addition, among the plurality of elements, the joint surfaces or sliding surfaces between the two adjacent elements are all parallel or orthogonal to the axial direction of the flanged shaft element.
In this way, a hydrodynamic bearing unit having a desired structure and a hydrodynamic bearing function (including bearing rigidity against loads in both radial and axial directions) is obtained.
次に、本願の発明の第1の実施例(実施例1)について説明する。
図1は、本実施例1の流体軸受ユニットの縦断面図である。図1に図示されるように、この流体軸受ユニット1は、一端部(図1において下端部)にフランジ部42を有するフランジ付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面11を有する筒状のケース素子10と、ケース素子10の下端部を閉塞する円板状のエンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される円筒状の外輪素子30と、そのフランジ部42が外輪素子30の下端面32とエンドプレート素子20の上面21とに挟まれるようにして、外輪素子30に挿入されるフランジ付きシャフト素子40とを備えて成る。
なお、本明細書においては、筒状のケース素子10の両開口部のうちの一方がエンドプレート素子20により閉塞されて構成される軸受容器の開口側、すなわち、この軸受容器からシャフト素子40が突出する側(図1において上側)を上側として定義する。
Next, a first embodiment (embodiment 1) of the present invention will be described.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fluid dynamic bearing unit according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, this
In the present specification, one of the openings of the
この流体軸受ユニット1は、一般的には、フランジ付きシャフト素子40を回転側にして使用されるが、ケース素子10側、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20および外輪素子30から成る一体組立体を回転側にして使用される場合もある。また、場合により、図示される姿勢と上下を逆にして使用される場合もある。
The
外輪素子30の内周面31には、対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝51(51−1、51−2)が形成され、外輪素子30の下端面32には、対向するフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝52が形成され、エンドプレート素子20の上面21には、対向するフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の下面45との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝53が形成されている。これらの動圧溝51〜53は、ヘリング・ボーン(魚骨)形状に形成されるが、必ずしもこの形状に限定されず、スパイラル形状、円弧形状、直線形状などに形成されてもよい。
A first dynamic pressure groove 51 for generating a dynamic pressure to receive a load in the radial direction between the inner
第1の動圧溝51は、図中の符号51−1、51−2で示されるように、外輪素子30の内周面31の軸方向に隔てられた上下2個所に形成されている。このようにすることにより、シャフト素子40は、上下2個所で軸受支持されることになるので、高い軸受剛性を得ることができ、特にケース素子10の軸方向寸法、したがって、また、流体軸受ユニット1の軸方向寸法が大きい場合に有利である。なお、ケース素子10の軸方向寸法が薄型化されるに伴って、1個所のみ形成される場合もある。
The first dynamic pressure grooves 51 are formed at two upper and lower portions separated in the axial direction of the inner
これら第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第3の動圧溝53がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。この潤滑油の充填方法は、ケース素子10に外輪素子30、フランジ付きシャフト素子40が内蔵されて、エンドプレート素子20によってケース素子10の一端部が塞がれた後に、各素子間の微小隙間に、潤滑油のシール機構部60から潤滑油を充填することによって行なわれる。この潤滑油のシール機構部60は、外輪素子30の開放端側がわずかに拡径されることによってフランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43との間に形成された微小隙間から成る。
Lubricating oil is filled in the minute gaps between the opposing surfaces facing the first dynamic pressure groove 51 (51-1, 51-2), the second
この潤滑油のシール機構部60の微小隙間は、上方の第1の動圧溝51−1が臨む微小隙間より大きい幅にされており、このため、前記のようにして第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第3の動圧溝53がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間に順次充填された動圧発生用の潤滑油は、この拡幅されたシール機構部60の微小隙間において毛細管力が潤滑油の保持力として働くので、シール機構部60の微小隙間部分を介して外部開放端側に漏れ出ることがない。
The minute gap of the lubricating
動圧溝が形成される素子、本実施例1においては、外輪素子30とエンドプレート素子20とは、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第3の動圧溝53がそれぞれ形成されている。外輪素子30に焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼材を用いる場合には、熱処理の後、内周面、外周面および両端面を研削で仕上げることになる。また、エンドプレート素子20に焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼材を用いる場合には、熱処理の後、上面および外周面を研削で仕上げる。
なお、フランジ付きシャフト素子40を同様の材料にて製造し、同様に熱処理を施し、研削にて仕上げてもよく、エンドプレート素子20を通常のステンレス鋼材にて製造し、DLC(Diamond−Like Carbon)などのコーティングを施して、表面の硬度を上げる方法も考えられる。
In the element in which the dynamic pressure groove is formed, in the first embodiment, the
The
フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42は、本体部41と一体で成形されているが、これらを別体で成形しておいて、圧入、接着、かしめ、溶接などの方法もしくはそれらの方法を併用した方法によって組み立てて、フランジ付きシャフト素子40とすることもできる。
The
ケース素子10の下端部には、段部12が形成されており、エンドプレート素子20の外周縁部がここに嵌着されて、ケース素子10の下端部がエンドプレート素子20により閉塞されるようになっている。
この段部12に臨む直角をなす2つの面は、ケース素子10の内周面11と同時に研削加工が可能であるので、格段の精度の向上が期待でき、ここにエンドプレート素子20が嵌着されることにより、エンドプレート20の上面21とケース素子10の軸心との直角を出し易くなり、流体軸受ユニット1を構成する各素子の組付精度が向上して、シャフト素子40の高い相対回転精度を得ることができる。
A
The two perpendicular surfaces facing the stepped
ケース素子10の下端部がエンドプレート素子20により閉塞されて構成される一体組立体は、その内部に、シャフト素子40を初めとするその他の素子を収蔵するので、軸受容器としての性格を備えるが、この軸受容器を同一材料の一体成形により形成することも可能である。このようにして一体成形により形成された軸受容器は、1つの軸受容器素子をなし、モジュール化が可能である。これにより、素子点数を1つ減らして、ケース素子10の下端部にエンドプレート素子20を嵌着する作業を省略することができ、流体軸受ユニット1の構造および組立作業を簡単化することができる。
The integrated assembly configured by closing the lower end portion of the
ケース素子10への外輪素子30の嵌入は、これらが一体として静止し、また、一体として回転することができるように、焼きばめ、カシメ、接着剤などの固定方法による固定であるのが望ましい。
The insertion of the
また、あらゆる使用温度環境において組立時の寸法関係、位置関係が維持されるように、できるだけ線膨張係数差の少ない材料を選択すること、真円度、円筒度、面粗度、平面度、平行度などに関連する加工・組立精度の向上を図ることが重要である。 In addition, select materials with as little difference in linear expansion coefficient as possible so that the dimensional relationship and positional relationship during assembly are maintained in all operating temperature environments, roundness, cylindricity, surface roughness, flatness, parallelism It is important to improve processing and assembly accuracy related to the degree.
さらに、本実施例1の流体軸受ユニット1が各種の機器・装置に共通に使用可能なように標準化されたものであるためには、これを組み付ける相手側部材との高精度な嵌合・嵌着が達成されるように、ケース素子やエンドプレート素子の外形、寸法、表面性状、シャフト素子の外径寸法、表面性状などの精度にも十分に注意が払われなければならず、これらの素子の真円度、円筒度もしくは円柱度、面粗度などが高精度に仕上げられる必要がある。また、それらの素子の径、幅寸法のばらつきが極力抑えられるようにする。
Further, in order to standardize the
本実施例1は、前記のように構成されており、その流体軸受ユニット1は、ケース素子10と、エンドプレート素子20と、外輪素子30と、フランジ付きシャフト素子40とを備えて成り、外輪素子30の内周面には第1の動圧溝51が形成され、外輪素子30の下端面には第2の動圧溝52が形成され、エンドプレート素子20の上面には第3の動圧溝53が形成され、これらの動圧溝51〜53がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には潤滑油が充填される構成であるので、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全てフランジ付きシャフト素子40の軸方向、すなわち、流体軸受ユニット1の軸方向、に平行か、もしくは直交する関係にあり、各素子をモジュール化するのが容易で、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニットを容易に製作することができる。
The first embodiment is configured as described above, and the
また、動圧溝51〜53が形成される素子である外輪素子30およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材にて製造されるので、硬度が高く、寸法精度の高い素子を得ることができ、複数素子を組み立てて流体軸受ユニット1を完成させる複数素子のユニット化(組立)時や素子単体のハンドリング時のみならず、流体軸受ユニット1の作動停止時や回転起動時においても、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。また、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間も短縮することができる。
Moreover, since the
さらに、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によってシャフト素子40をエンドプレート素子20に向かって軸方向に常時押し付ける作用が期待できない場合でも、第2の動圧溝52が臨む対向面間の微小隙間に形成される動圧発生部において生成される動圧力が、それと等価な作用を発揮することもでき、これにより、第2の動圧溝52が臨む対向面間の微小隙間と第3の動圧溝53が臨む対向面間の微小隙間とをともに適切な隙間に保って、フランジ付きシャフト素子40の相対回転を安定化させ、回転精度の向上を図ることができる。
その他、上述したような種々の効果を奏することができる。
Furthermore, even when the
In addition, various effects as described above can be achieved.
なお、本実施例1においては、第1〜第3の動圧溝51〜53は、外輪素子30の内周面31、外輪素子30の下端面32、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44、同下面45にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the first embodiment, the first to third dynamic pressure grooves 51 to 53 are formed on the inner
次に、本願の発明の第2の実施例(実施例2)について説明する。
図2は、本実施例2の流体軸受ユニットの縦断面図であり、実施例1と対応する部分には、同一の符号を付している。
図2に図示されるように、本実施例2の流体軸受ユニット1は、ストレートなシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面11を有する筒状のケース素子10と、ケース素子10の下端部を閉塞する円板状のエンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される円筒状の外輪素子30と、外輪素子30に挿入されるシャフト素子40とを備えて成り、外輪素子30の内周面31には、対向するシャフト素子40の外周面43との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝51(51−1、51−2)が形成され、エンドプレート20の上面21には、対向するシャフト素子40の下端面46との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝52が形成され、第1の動圧溝51(51−1、51−2)および第2の動圧溝52がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
Next, a second embodiment (embodiment 2) of the present invention will be described.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the second embodiment, and the same reference numerals are given to the portions corresponding to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the
動圧溝が形成される素子、本実施例2においては、外輪素子30およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造され、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝51(51−1、51−2)および第2の動圧溝52がそれぞれ形成されている。
その他の構成は、実施例1と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
In the second embodiment, the
Since other configurations are not different from those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例2は、前記のように構成されているので、そのストレートなシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例1と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、外輪素子30およびストレートなシャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニットを容易に製作することができる。
Since the second embodiment is configured as described above, the
また、動圧溝51(51−1、51−2)、52が形成される素子である外輪素子30およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造され、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、これらの動圧溝が形成されるので、硬度が高く、寸法精度の高いこれら素子を得ることができ、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができ、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することもできる。
Further, the
また、本実施例2の流体軸受ユニット1は、実施例1と比較して構造が簡素であり、実施例1の流体軸受ユニット1ほどシャフト素子を浮上させるためのアキシャル方向の動圧力(シャフト素子に作用するアキシャル方向の荷重をシャフト素子と非接触な状態で支持する力)を発生させる必要がない場合や、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によってシャフト素子40をエンドプレート素子20に向かって軸方向に常時押し付ける作用が期待できる場合などに使用されて好適な流体軸受ユニットである。その他、実施例1と同様の効果を奏することができる。
Further, the
なお、本実施例2においては、第1、第2の動圧溝51(51−1、51−2)、52は、外輪素子30の内周面31、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向するシャフト素子40の外周面43、シャフト素子40の下端面46にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the second embodiment, the first and second dynamic pressure grooves 51 (51-1, 51-2) and 52 are respectively formed on the inner
次に、本願の発明の第3の実施例(実施例3)について説明する。
図3は、本実施例3の流体軸受ユニットの縦断面図であり、実施例1と対応する部分には、同一の符号を付している。
図3に図示されるように、本実施例3の流体軸受ユニット1は、実施例1の流体軸受ユニット1(図1)と比較すると、外輪素子30が薄肉にされて、その結果空いた外輪素子30とフランジ付きシャフト素子40との空間部に内輪素子70が介設された点において異なっている。内輪素子70は、外輪素子30に挿入されており、外輪素子30に対して相対回転が可能である。フランジ付きシャフト素子40は、この内輪素子70に嵌入されており、これと一体になって外輪素子30によりラジアル方向に軸受されて回転することができる。内輪素子70の下端は、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44に当接している。
Next, a third embodiment (embodiment 3) of the present invention will be described.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the third embodiment, and the same reference numerals are given to portions corresponding to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the
第1の動圧溝51(上方の動圧溝51−1と下方の動圧溝51−2から成る)は、実施例1と同様に、外輪素子30の内周面31に形成されるが、それが臨む微小隙間を形成する2つの対向面のうち、外輪素子30の内周面31と対をなす面は、内輪素子70の外周面73となる。第2の動圧溝52、第3の動圧溝53が形成される個所は、実施例1と異ならない。これら第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第3の動圧溝53がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
The first dynamic pressure groove 51 (consisting of an upper dynamic pressure groove 51-1 and a lower dynamic pressure groove 51-2) is formed on the inner
動圧溝が形成される素子、本実施例3においては、外輪素子30およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造され、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第3の動圧溝53がそれぞれ形成される。内輪素子70、フランジ付きシャフト素子40も、同様の材料から製造し、熱処理を施して、研削により仕上げることができる。
In the third embodiment, the
潤滑油のシール機構部60は、外輪素子30とフランジ付きシャフト素子40との間に内輪素子70が備えられたことに伴い、外輪素子30の開放端側がわずかに拡径されることによって内輪素子70の外周面73との間に形成された微小隙間から成るものとされている。
その他の構成は、実施例1と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
The lubricating
Since other configurations are not different from those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例3は、前記のように構成されているので、その一端部にフランジ部42を有するフランジ付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例1と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、外輪素子30、内輪素子70およびフランジ付きシャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the third embodiment is configured as described above, the
また、同じフランジ付きシャフト素子40を用いながら、外輪素子30と内輪素子70とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法の設定を変えることによって、この隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
その他、実施例1と同様の効果を奏することができる。
Further, by using the same
In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、本実施例3において、第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52、第3の動圧溝53は、外輪素子30の内周面31、外輪素子30の下端面32、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向する内輪素子70の外周面73、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44、同下面45にそれぞれ形成されてもよく、この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。
このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the third embodiment, the first dynamic pressure groove 51 (51-1, 51-2), the second
Even if it does in this way, there can exist an effect similar to the above.
次に、本願の発明の第4の実施例(実施例4)について説明する。
図4は、本実施例4の流体軸受ユニットの縦断面図であり、実施例2および実施例3と対応する部分には、同一の符号を付している。
図4に図示されるように、本実施例4の流体軸受ユニット1は、実施例2の流体軸受ユニット1(図2)と比較すると、外輪素子30が薄肉にされて、その結果空いた外輪素子30とストレートなシャフト素子40との間にフランジ付き内輪素子70が介設された点において異なっている。フランジ付き内輪素子70は、外輪素子30に挿入されており、外輪素子30に対して相対回転が可能である。シャフト素子40は、このフランジ付き内輪素子70に嵌入されており、これと一体になって、外輪素子30によりラジアル方向に軸受されて、回転することができる。
Next, a fourth embodiment (embodiment 4) of the present invention will be described.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the fourth embodiment, and the same reference numerals are given to the portions corresponding to the second and third embodiments.
As illustrated in FIG. 4, the
また、実施例3の流体軸受ユニット1(図3)と比較すると、実施例3の流体軸受ユニット1のフランジ付きシャフト素子40に代えて、ストレートなシャフト素子40が用いられ、同じくストレートな内輪素子70に代えて、フランジ付き内輪素子70が用いられている点において異なっている。シャフト素子40は、フランジ付き内輪素子70に嵌入されており、これと一体に回転することができる。フランジ付き内輪素子70のフランジ部72は、外輪素子30の下端面32とエンドプレート素子20の上面21とに挟まれていて、これらの面に対して相対回転が可能である。
Further, when compared with the hydrodynamic bearing unit 1 (FIG. 3) of the third embodiment, a
第2の動圧溝52は、実施例3と同様に、外輪素子30の下端面32に形成されるが、それが臨む微小隙間を形成する2つの対向面のうち、外輪素子30の下端面32と対をなす面は、フランジ付き内輪素子70のフランジ部72の上面74となる。また、第3の動圧溝53は、実施例3と同様に、エンドプレート素子20の上面21に形成されるが、それが臨む微小隙間を形成する2つの対向面のうち、エンドプレート素子20の上面21と対をなす面は、フランジ付き内輪素子70のフランジ部72の下面75となる。第1の動圧溝51(51−1、51−2)が形成される個所は、実施例3と異ならない。これら第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第3の動圧溝53がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
The second
動圧溝が形成される素子、本実施例4においては、外輪素子30およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造され、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52および第2の動圧溝53がそれぞれ形成されている。フランジ付き内輪素子70、シャフト素子40も、同様の材料から製造し、熱処理を施して、研削により仕上げることができる。
その他の構成は、実施例3と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
In the fourth embodiment, the
Since other configurations are not different from those of the third embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例4は、前記のように構成されているので、そのストレートなシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例2、3と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、外輪素子30、フランジ付き内輪素子70およびストレートなシャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the fourth embodiment is configured as described above, the
また、同じストレートなシャフト素子40を用いながら、外輪素子30とフランジ付き内輪素子70とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法の設定を変えることによって、この隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、使途条件に合わせて調節することが可能になる。
その他、実施例3と同様の効果を奏することができる。
Further, by using the same
In addition, the same effects as in the third embodiment can be obtained.
なお、本実施例4において、第1の動圧溝51(51−1、51−2)、第2の動圧溝52、第3の動圧溝53は、外輪素子30の内周面31、外輪素子30の下端面32、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向するフランジ付き内輪素子70の外周面73、フランジ付き内輪素子70のフランジ部72の上面74、同下面75にそれぞれ形成されてもよく、この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the fourth embodiment, the first dynamic pressure groove 51 (51-1, 51-2), the second
次に、本願の発明の第5の実施例(実施例5)について説明する。
図5は、本実施例5の流体軸受ユニットの縦断面図である。同図に図示されるように、本実施例5の流体軸受ユニット1は、実施例1の流体軸受ユニット1(図1)と比較すると、実施例1の流体軸受ユニット1におけるフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42がシャフト素子40の軸方向中間部に移されている点、および外輪素子30が2分割されて、フランジ部42を上下から挟み込むようにして配置されている点において異なっている。
Next, a fifth embodiment (embodiment 5) of the present invention will be described.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the fifth embodiment. As shown in the figure, the
そこで、本実施例5において、フランジ部42を上下から挟み込んでいる2つの外輪素子のうち、上方の外輪素子に実施例1と同一の符号30を付して、第1の外輪素子30と呼ぶこととし、下方の外輪素子に新たに符号80を付して、第2の外輪素子80と呼ぶこととする。そして、第2の外輪素子80の内周面、下端面、上端面にそれぞれ符号81、82、83を付し、フランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43のうち、フランジ部42の上方に位置する上方外周面、下方に位置する下方外周面にそれぞれ符号43−1、43−2を付し、シャフト素子40の下端面に新しい符号47を付し、以下に説明する第1〜第4の動圧溝にも、新しい符号91〜94を付することとするが、その他の部分であって、実施例1と対応する部分には、同一の符号を付することとする。
Therefore, in the fifth embodiment, among the two outer ring elements sandwiching the
以下に、本実施例5の流体軸受ユニット1について、詳しく説明する。
本実施例5の流体軸受ユニット1は、中間部にフランジ部42を有するフランジ付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面11を有する筒状のケース素子10と、ケース素子10の下端部を閉塞する円板状のエンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される短い円筒状の第1の外輪素子30および第2の外輪素子80と、そのフランジ部42が第1の外輪素子30の下端面32と第2の外輪素子80の上端面82とに挟まれるようにして、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80に挿入されるフランジ付きシャフト素子40とを備えて成る。第2の外輪素子80の下端面82は、エンドプレート素子20の上面21に当接しているが、フランジ付きシャフト素子40の下端面47は、エンドプレート素子20の上面21からわずかに浮上している。
Hereinafter, the fluid
The
そして、第1の外輪素子30の内周面31には、対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の上方外周面43−1との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝91が形成され、第2の外輪素子80の内周面81には、対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の下方外周面43−2との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝92が形成され、第1の外輪素子30の下端面32には、対向するフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝93が形成され、第2の外輪素子80の上端面83には、対向するフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の下面45との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第4の動圧溝94が形成され、これら第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
And in order to generate the dynamic pressure which receives the load of a radial direction in the inner
動圧溝が形成される素子、本実施例5においては、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ形成されている。なお、フランジ付きシャフト素子40を同様の材料にて製造し、同様に熱処理を施し、研削にて仕上げるようにしてもよい。
In the fifth embodiment, the first
中間部にフランジ部42を有するフランジ付きシャフト素子40の当該フランジ部42は、本体部41と一体で成形されているが、これを別体で成形しておいて、圧入、接着、かしめ、溶接などの方法もしくはそれらの方法を併用した方法によって本体部41に対して組み付けて、フランジ付きシャフト素子40を形成することもできる。
その他の構成は、実施例1と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
The
Since other configurations are not different from those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例5は、前記のように構成されているので、その中間部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例1と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80、フランジ付きシャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the fifth embodiment is configured as described above, the
また、第1の外輪素子30と該第1の外輪素子30に挿入されるフランジ付きシャフト素子40の本体部41のフランジ部42を境にした一半部(上半部)とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法と、第2の外輪素子80と該第2の外輪素子80に挿入されるフランジ付きシャフト素子40の本体部41のフランジ部42を境にした他半部(下半部)とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法とを、異なる寸法に設定することによって、それぞれの隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
Further, a radial formed by the first
また、同じ高さの流体軸受ユニット1において、フランジ付きシャフト素子40の本体部41の一半部(上半部)の軸方向寸法と他半部(下半部)の軸方向寸法との比率を種々に変え、それに応じて第1の外輪素子30の軸方向高さW1と第2の外輪素子80の軸方向高さW2とを種々に変えて、組み合わせることによって、第1の外輪素子30とフランジ付きシャフト素子40の本体部41の一半部とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子80と同本体部41の他半部とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成される、ラジアル方向の荷重を受ける動圧力や動圧力発生位置を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
In the
また、これにより、第1の外輪素子30の軸方向高さW1、第2の外輪素子80の軸方向高さW2およびフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の軸方向位置を調節することができるので、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間および第4の動圧溝94が臨む対向面間の微小隙間にそれぞれ形成される動圧発生部において生成される、アキシャル方向の荷重を受ける動圧力の発生位置を、回転側素子を含む回転体全体の軸方向の重心位置に合わせて調整することができ、フランジ付きシャフト素子40を倒す方向に作用するモーメントを減らすことができて、フランジ付きシャフト素子40のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動を低減し、その相対回転を安定化させて、回転精度を向上させることができる。
なお、この場合において、発生される動圧力がアキシャル方向の荷重に等しくされれば、フランジ付きシャフト素子40のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動のより効果的な低減が可能になる。また、その振れ回り振動の等しい低減効果を得たい場合には、アキシャル方向の荷重を受ける動圧力の発生位置を前記のように調整することによって、より小さい動圧力の発生で済むことになる。これにより、動力消費を削減することができる。
Thereby, the axial height W1 of the first
In this case, if the generated dynamic pressure is made equal to the axial load, it is possible to more effectively reduce the whirling vibration caused by the gyro moment of the
さらに、動圧溝91〜94が形成される素子である第1の外輪素子30および第2の外輪素子80は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、これらの動圧溝がそれぞれ形成されるので、硬度が高く、寸法精度の高いこれら素子を得ることができ、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができ、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することもできる。
Furthermore, the first
また、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によってシャフト素子40がエンドプレート素子20に向かって軸方向に常時押し付けられる作用が期待できない場合でも、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間に形成される動圧発生部において生成される動圧力が、それと等価な作用を発揮することができ、これにより、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間と第4の動圧溝94が臨む対向面間の微小隙間とをともに適切な隙間に保って、シャフト素子40の相対回転を安定化させ、回転精度の向上を図ることができる。
その他、実施例1と同様の効果を奏することができる。
Even when the
In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、本実施例5においては、第1〜第4の動圧溝91〜94は、第1の外輪素子30の内周面31、第2の外輪素子80の内周面81、第1の外輪素子30の下端面32、第2の外輪素子80の上端面83にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の上方外周面43−1、同下方外周面43−2、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44、同下面45にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the fifth embodiment, the first to fourth
次に、本実施例5の変形例について説明する。
本実施例5は、図6に図示されるように、フランジ付きシャフト素子40の本体部41のフランジ部42を境にした一半部(図において上半部)の径D1と他半部(図において下半部)の径D2とが異なるように変形することができる。図6に示される例では、D1>D2とされているが、これに限定されない。
Next, a modification of the fifth embodiment will be described.
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the diameter D1 of one half (upper half in the figure) and the other half (see the figure) with the
この変形例によれば、第1の外輪素子30と本体部41の一半部とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子80と本体部41の他半部とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力の調節の自由度を、さらに拡げることができる。
According to this modification, a radial gap formed by the first
また、本体部41の小径とされた側にある他半部と第2の外輪素子80とによって形成されるラジアル方向の隙間部に形成される動圧発生部(小径のラジアル動圧軸受部)においては、小径とされた分、摩擦損失を低減することができるので、軸損トルクを低減して、動力消費を削減(低電力消費化)することができる。
In addition, a dynamic pressure generating portion (small diameter radial dynamic pressure bearing portion) formed in a radial gap formed by the other half portion on the small diameter side of the
加えて、小径のラジアル動圧軸受部において摩擦損失を低減することができることにより、フランジ付きシャフト素子40を倒す方向に作用するモーメントを減らすことができ、この面からも、フランジ付きシャフト素子40のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動を低減して、その相対回転を安定化させ、回転精度の向上を図ることができる。
In addition, since the friction loss can be reduced in the small-diameter radial dynamic pressure bearing portion, the moment acting in the direction of tilting the
次に、本願の発明の第6の実施例(実施例6)について説明する。
図7は、本実施例6の流体軸受ユニットの縦断面図であり、実施例5および実施例1と対応する部分には、同一の符号を付している。
図7に図示されるように、本実施例6の流体軸受ユニット1は、実施例5の流体軸受ユニット1(図5)と比較すると、実施例5の流体軸受ユニット1におけるフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42がシャフト素子40の一端部(下端部)に移されている点、第2の外輪素子80をエンドプレート素子20に対して位置決めするために、環状のスペーサ素子100が設けられている点において異なっている。この環状のスペーサ素子100は、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42を囲むようにして配置されている。
Next, a sixth embodiment (embodiment 6) of the present invention will be described.
FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the sixth embodiment, and parts corresponding to those of the fifth and first embodiments are denoted by the same reference numerals.
As illustrated in FIG. 7, the
したがって、本実施例6の流体軸受ユニット1は、一端部にフランジ部42を有するフランジ付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、ケース素子10と、エンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される第1の外輪素子30および第2の外輪素子80と、そのフランジ部42が第2の外輪素子80の下端面82とエンドプレート素子20の上面21とに挟まれるようにして、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80に挿入されるフランジ付きシャフト素子40と、第2の外輪素子80をエンドプレート素子20に対して位置決めするために、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42を囲むようにして設けられる環状のスペーサ素子100とを備えて成る。
Therefore, the
そして、第1の外輪素子30の内周面31には、対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝91が形成され、第2の外輪素子80の内周面81には、対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝92が形成され、第2の外輪素子80の下端面82には、対向するフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝93が形成され、エンドプレート素子20の上面21には、対向するフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の下面45との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第4の動圧溝94が形成され、第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
Then, a first dynamic pressure is generated on the inner
動圧溝が形成される素子、本実施例6においては、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼材から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ形成されている。
その他の構成は、実施例5と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
In the sixth embodiment, the first
Since other configurations are not different from those of the fifth embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例6は、前記のように構成されているので、その一端部にフランジ部42を有するフランジ付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例5と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80、フランジ付きシャフト素子40、スペーサ素子100をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the sixth embodiment is configured as described above, the
また、第1の外輪素子30とフランジ付きシャフト素子40の本体部41とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法と、第2の外輪素子80とフランジ付きシャフト素子40の本体部41とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法とを、異なる寸法に設定することによって、それぞれの隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
In addition, the radial gap formed by the first
また、同じ高さの流体軸受ユニット1において、第1の外輪素子30の軸方向高さW1と第2の外輪素子80の軸方向高さW2とを種々に変えて組み合わせることによって、第1の外輪素子30とフランジ付きシャフト素子40の本体部41とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子80と同本体部41とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成される、ラジアル方向の荷重を受ける動圧力や動圧力発生位置を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
Further, in the
さらに、スペーサ素子100によって、フランジ部42の厚さの異なるフランジ付きシャフト素子40に応じ、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80の軸方向位置を、エンドプレート素子20に対して正確に調整、設定することができる。
Further, the axial position of the first
また、動圧溝91〜94が形成される素子である第1の外輪素子30、第2の外輪素子80およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造され、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、これらの動圧溝が形成されるので、硬度が高く、寸法精度の高いこれら素子を得ることができ、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。加えて、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。
その他、実施例5と同様の効果を奏することができる。
The first
In addition, the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained.
なお、本実施例6においては、第1〜第4の動圧溝91〜94は、第1の外輪素子30の内周面31、第2の外輪素子80の内周面81、第2の外輪素子80の下端面82、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向するフランジ付きシャフト素子40の本体部41の外周面43(上下2個所)、フランジ付きシャフト素子40のフランジ部42の上面44、同下面45にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the sixth embodiment, the first to fourth
次に、本願の発明の第7の実施例(実施例7)について説明する。
図8は、本実施例7の流体軸受ユニットの縦断面図である。同図に図示されるように、本実施例7の流体軸受ユニット1は、実施例4の流体軸受ユニット1(図4)と比較すると、実施例4の流体軸受ユニット1における外輪素子30とフランジ付き内輪素子70とが、それぞれ上下に2分割された点において異なっている。あるいは、実施例4の流体軸受ユニット1において、外輪素子30とフランジ付き内輪素子70との各軸方向長さを短くして、空いた空間部に、実施例3の流体軸受ユニット1(図3)における外輪素子30と内輪素子70との組合せを、それらの軸方向長さを短くして、適用したものとも考えることができる。
Next, a seventh embodiment (embodiment 7) of the present invention will be described.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the hydrodynamic bearing unit of the seventh embodiment. As shown in the figure, the
そこで、このようにして上下に2分割された実施例4の外輪素子30の上方部分を新たに第1の外輪素子30とし、その内周面、下端面に実施例4と同じ符号31、32を付し、下方部分を新たに第2の外輪素子80とし、その内周面、下端面、上端面に新しい符号(但し、実施例6(図7)とは同じ符号)81、82、83を付し、同じく上下に2分割された実施例4のフランジ付き内輪素子70の上方部分を新たに第1の内輪素子70とし、その外周面に実施例4と同じ符号73を付し、その下端面に新しい符号76を付し、下方部分を新たにフランジ付き第2の内輪素子110とし、その本体部、フランジ部、外周面、フランジ部の上面、フランジ部の下面、上端面に新しい符号111、112、113、114、115、116をそれぞれ付し、その他、実施例4と対応する部分には、同一の符号を付することとする。
Thus, the upper part of the
したがって、本実施例7の流体軸受ユニット1は、ストレートなシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、ケース素子10と、エンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される第1の外輪素子30および第2の外輪素子80と、第1の外輪素子30に挿入される第1の内輪素子70と、そのフランジ部112が第2の外輪素子80の下端面82とエンドプレート素子20の上面21とに挟まれるようにして第2の外輪素子80に挿入される、一端部にフランジ部112を有するフランジ付き第2の内輪素子110と、第1の内輪素子70およびフランジ付き第2の内輪素子110に嵌入されるシャフト素子40とを備えて成る。
Therefore, the
そして、第1の外輪素子30の内周面31には、対向する第1の内輪素子70の外周面73との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝91が形成され、第2の外輪素子80の内周面81には、対向するフランジ付き第2の内輪素子110の本体部111の外周面113との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝92が形成され、第2の外輪素子80の下端面82には、対向するフランジ付き第2の内輪素子110のフランジ部112の上面114との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝93が形成され、エンドプレート素子20の上面21には、対向するフランジ付き第2の内輪素子110のフランジ部112の下面115との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第4の動圧溝94が形成され、これら第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
A first dynamic pressure is generated on the inner
第1の外輪素子30の下端面32と第2の外輪素子80の上端面83とは当接し合い、第1の内輪素子70の下端面76とフランジ付き第2の内輪素子110の上端面116とは当接し合っている。シャフト素子40の下端面46は、エンドプレート素子20の上面21からわずかに浮上させられている。
The
動圧溝が形成される素子、本実施例7においては、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼材から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ形成されている。なお、第1の内輪素子70、フランジ付き第2の内輪素子110を同様の材料にて製造してもよい。
その他の構成は、実施例4と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
In the seventh embodiment, the first
Since other configurations are not different from those of the fourth embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例7は、前記のように構成されているので、そのストレートなシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例4と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80、第1の内輪素子70、フランジ付き第2の内輪素子110、シャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the seventh embodiment is configured as described above, the
また、第1の外輪素子30と第1の内輪素子70とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法と、第2の外輪素子80とフランジ付き第2の内輪素子110の本体部111とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法とを、異なる寸法に設定することによって、それぞれの隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調整することが可能になる。
Further, the radial gap formed by the first
また、同じ高さの流体軸受ユニット1において、第1の外輪素子30の軸方向高さW1と第2の外輪素子80の軸方向高さW2とを種々に変え、これに合わせて第1の内輪素子70の軸方向高さとフランジ付き第2の内輪素子110の軸方向高さとを種々に変えて、組み合わせることによって、第1の外輪素子30と第1の内輪素子70とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子80とフランジ付き第2の内輪素子110の本体部111とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成される、ラジアル方向の荷重を受ける動圧力や動圧力発生位置を、所望する使途条件に合わせて調整することが可能になる。
In the
このようにして動圧力や動圧力発生位置を調整する場合において、第1の外輪素子30と第1の内輪素子70とによって形成される隙間半径(隙間中心が形成する仮想円筒膜の半径)と、第2の外輪素子80とフランジ付き第2の内輪素子110の本体部111とによって形成される隙間半径とを異ならせることにより、上記の動圧力の調整の自由度をさらに拡げることができる。また、第1の内輪素子70の内径とフランジ付き第2の内輪素子110の内径とを異ならせ、これに合わせて、シャフト素子40を大径部と小径部とを有する段付きシャフト素子で構成したり(後述の実施例8、9参照)、外輪素子側と内輪素子側とをそれぞれさらに多段に構成することも考えられ、これらの手段の多様な組み合わせによって、動圧力や動圧力発生位置を多様に調整することができ、これにより、多様な荷重形態に最適な軸受の設計要求に迅速に応えることが可能になる。
When adjusting the dynamic pressure and the dynamic pressure generation position in this way, the gap radius formed by the first
また、動圧溝91〜94が形成される素子である第1の外輪素子30、第2の外輪素子80およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造され、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、これらの動圧溝91〜94が形成されるので、硬度が高く、寸法精度の高いこれら素子を得ることができ、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。加えて、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。
その他、実施例4と同様の効果を奏することができる。
The first
In addition, the same effects as in the fourth embodiment can be obtained.
なお、本実施例7においては、第1〜第4の動圧溝91〜94は、第1の外輪素子30の内周面31、第2の外輪素子80の内周面81、第2の外輪素子80の下端面82、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向する第1の内輪素子70の外周面73、フランジ付き第2の内輪素子110の本体部111の外周面113、フランジ付き第2の内輪素子110のフランジ部112の上面114、同下面115にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the seventh embodiment, the first to fourth
次に、本願の発明の第8の実施例(実施例8)について説明する。
図9は、本実施例8の流体軸受ユニットの縦断面図である。同図に図示されるように、本実施例8の流体軸受ユニット1は、実施例5の流体軸受ユニット1の変形例(図6)と比較すると、同変形例の流体軸受ユニット1におけるフランジ付きシャフト素子40のフランジ部42が切除されたものに相当するということができる。そこで、フランジ部42が切除されて構成された新たな段付きシャフト素子に同変形例と同じ符号40を付し、その上半部(大径部)、下半部(小径部)、段部の下向きの面に新たに符号41−1、41−2、48を付し、その他、同変形例と対応する部分には、同一の符号を付することとする。
Next, an eighth embodiment (Embodiment 8) of the present invention will be described.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the eighth embodiment. As shown in the figure, the
本実施例8の流体軸受ユニット1は、上半の大径部41−1と下半の小径部41−2とを有する段付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面11を有する筒状のケース素子10と、ケース素子10の下端部を閉塞するエンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される、大径の円筒状内周面31を有する第1の外輪素子30および小径の円筒状内周面81を有する第2の外輪素子80と、その大径部41−1が第1の外輪素子30に挿入され、その小径部41−2が第2の外輪素子80に挿入されるようにして、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80に挿入される段付きシャフト素子40とを備えて成る。
The
そして、第1の外輪素子30の内周面31には、対向する段付きシャフト素子40の大径部41−1の外周面43−1との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝91が形成され、第2の外輪素子80の内周面81には、対向する段付きシャフト素子40の小径部41−2の外周面43−2との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝92が形成され、第2の外輪素子80の上端面83には、対向する段付きシャフト素子40の段部の面48との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝93が形成され、これら第1の動圧溝91、第2の動圧溝92および第3の動圧溝93がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
And the dynamic pressure which receives the load of a radial direction on the internal
第1の外輪素子30の下端面32と第2の外輪素子80の上端面83(第3の動圧溝93が形成される部分よりも外側の部分)とは当接し合っており、第2の外輪素子80の下端面82とエンドプレート素子20の上面21とは当接し合っている。段付きシャフト素子40の下端面47は、エンドプレート素子20の上面21からわずかに浮上させられている。
The
動圧溝が形成される素子、本実施例8においては、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝91、第2の動圧溝92および第3の動圧溝93がそれぞれ形成されている。なお、段付きシャフト素子40を同様の材料にて製造し、同様に熱処理を施し、研削にて仕上げるようにしてもよい。
その他の構成は、実施例5の変形例(図6)と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
In the eighth embodiment, the first
Since the other configuration is not different from the modification of the fifth embodiment (FIG. 6), detailed description is omitted.
本実施例8は、前記のように構成されているので、その上半の大径部41−1と下半の小径部41−2とを有する段付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例5およびその変形例と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80、段付きシャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the eighth embodiment is configured as described above, the stepped
また、段付きシャフト素子40の大径部41−1の外径寸法D1と小径部41−2の外径寸法D2とを変えるとともに、第1の外輪素子30と段付きシャフト素子40の大径部41−1とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法と、第2の外輪素子80と段付きシャフト素子40の小径部41−2とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法とを、異なる寸法に設定することによって、それぞれの隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
Moreover, while changing the outer diameter D1 of the large diameter part 41-1 and the outer diameter D2 of the small diameter part 41-2 of the stepped
また、同じ高さの流体軸受ユニット1において、段付きシャフト素子40の大径部41−1の軸方向寸法と小径部41−2の軸方向寸法との比率を種々に変え、それに応じて第1の外輪素子30の軸方向高さW1と第2の外輪素子80の軸方向高さW2とを種々に変えて、組み合わせることによって、第1の外輪素子30と段付きシャフト素子40の大径部41−1とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子80と段付きシャフト素子40の小径部41−2とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成される、ラジアル方向の荷重を受ける動圧力や動圧力発生位置を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
Further, in the
また、これにより、第2の外輪素子80の軸方向高さW2および段付きシャフト素子40の段部の軸方向位置を調節することができるので、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間に形成される動圧発生部の位置、換言すれば、段付きシャフト素子40に作用するアキシャル方向の荷重を受ける動圧力の発生位置を、回転側素子を含む回転体全体の軸方向の重心位置に合わせて調整することができ、段付きシャフト素子40を倒す方向に作用するモーメントを減らすことができて、段付きシャフト素子40のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動を低減し、その相対回転を安定化させて、回転精度の向上を図ることができる。
In addition, this makes it possible to adjust the axial height W2 of the second
さらに、段付きシャフト素子40の外端部にロータハブ等の負荷部材(回転体もしくは固定体)が連結されることにより比較的高い軸受剛性が必要となる、ケース素子10がエンドプレート素子20により閉塞される側と反対側に位置する段付きシャフト素子40の大径部41−1側に、大径のラジアル動圧軸受部を設定し、比較的低い軸受剛性で済む、ケース素子10がエンドプレート素子20により閉塞される側に位置する段付きシャフト素子40の小径部41−2側に、小径のラジアル動圧軸受部を設定することができ、摩擦損失は軸径の3乗に比例するので、この小径のラジアル動圧軸受部においては、小径とされた分、摩擦損失を低減することができ、全体としてみて、簡単な構成により、必要な軸受剛性を確保しつつ、できるだけ軸損トルクを低減して、動力消費を削減することができる。
Further, a load member (rotating body or fixed body) such as a rotor hub is connected to the outer end portion of the stepped
加えて、小径のラジアル動圧軸受部において摩擦損失を低減することができることにより、段付きシャフト素子40を倒す方向に作用するモーメントを減らすことができ、この面からも、段付きシャフト素子のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動を低減して、その相対回転を安定化させ、回転精度を向上させることができる。
In addition, since the friction loss can be reduced in the small-diameter radial dynamic pressure bearing portion, the moment acting in the direction of tilting the stepped
さらに、動圧溝91〜93が形成される素子である第1の外輪素子30および第2の外輪素子80は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、これらの動圧溝91〜93がそれぞれ形成されているので、硬度が高く、寸法精度の高いこれら素子を得ることができ、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。また、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。
Furthermore, the first
その他、本実施例8は、実施例5の変形例(図6)と同様の効果を奏することができる。但し、本実施例8の流体軸受ユニット1は、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によってシャフト素子40をエンドプレート素子20に向かって軸方向に常時押し付ける作用が期待できる場合に使用されて好適な流体軸受ユニットであり、この点で、同変形例とは作用、効果を異にしている。
In addition, the eighth embodiment can achieve the same effects as the modification of the fifth embodiment (FIG. 6). However, the
なお、本実施例8においては、第1〜第3の動圧溝91〜93は、第1の外輪素子30の内周面31、第2の外輪素子80の内周面81、第2の外輪素子80の上端面83にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向する段付きシャフト素子40の大径部41−1の外周面43−1、同小径部41−2の外周面43−2、同段部の面48にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the eighth embodiment, the first to third
次に、本願の発明の第9の実施例(実施例9)について説明する。
図10は、本実施例9の流体軸受ユニットの縦断面図である。同図に図示されるように、本実施例9の流体軸受ユニット1は、実施例8の流体軸受ユニット1(図9)と比較すると、段付きシャフト素子40の上半部および下半部の各径の大小関係が逆になっている。したがって、実施例8の流体軸受ユニット1における上半の大径部41−1、下半の小径部41−2は、本実施例9において、上半の小径部41−1、下半の大径部41−2とされている。また、それに合わせて、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80の各円筒状内周面の径の大小関係も逆になっている。段付きシャフト素子40の段部の面は上向きであり、その面に新たに符号49を付することとするが、その他、実施例8と対応する部分には、同一の符号を付している。
Next, a ninth embodiment (embodiment 9) of the present invention will be described.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the fluid dynamic bearing unit of the ninth embodiment. As shown in the figure, the
したがって、本実施例9の流体軸受ユニット1は、上半の小径部41−1と下半の大径部41−2とを有する段付きシャフト素子40を回転自在に支承する流体軸受ユニットであって、円筒状内周面11を有する筒状のケース素子10と、ケース素子10の下端部を閉塞するエンドプレート素子20と、ケース素子10に嵌入される、小径の円筒状内周面31を有する第1の外輪素子30および大径の円筒状内周面81を有する第2の外輪素子80と、その小径部41−1が第1の外輪素子30に挿入され、その大径部41−2が第2の外輪素子80に挿入されるようにして、第1の外輪素子30および第2の外輪素子80に挿入される段付きシャフト素子40とを備えて成る。
Therefore, the
そして、第1の外輪素子30の内周面31には、対向する段付きシャフト素子40の小径部41−1の外周面43−1との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧溝91が形成され、第2の外輪素子80の内周面81には、対向する段付きシャフト素子40の大径部41−2の外周面43−2との間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の動圧溝92が形成され、第1の外輪素子30の下端面32には、対向する段付きシャフト素子40の段部の面49との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第3の動圧溝93が形成され、エンドプレート素子20の上面21には、対向する段付きシャフト素子40の下端面47との間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第4の動圧溝94が形成され、これら第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填されている。
And the dynamic pressure which receives the load of a radial direction is generated in the inner
第1の外輪素子30の下端面32(第3の動圧溝93が形成される部分よりも外側の部分)と第2の外輪素子80の上端面83とは当接し合い、外輪素子80の下端面82とエンドプレート素子20の上面21とは当接し合っている。
The
動圧溝が形成される素子、本実施例9においては、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、第1の動圧溝91、第2の動圧溝92、第3の動圧溝93および第4の動圧溝94がそれぞれ形成されている。なお、段付きシャフト素子40を同様の材料にて製造し、同様に熱処理を施し、研削にて仕上げるようにしてもよい。
その他の構成は、実施例8と異なるところはないので、詳細な説明を省略する。
In the ninth embodiment, the first
Since other configurations are not different from those of the eighth embodiment, detailed description thereof is omitted.
本実施例9は、前記のように構成されているので、その上半の小径部41−1と下半の大径部41−2とを有する段付きシャフト素子40を相対回転自在に支承する流体軸受ユニット1は、実施例8と同様に、それを構成する各素子、すなわち、ケース素子10、エンドプレート素子20、第1の外輪素子30、第2の外輪素子80、段付きシャフト素子40をモジュール化するのが容易であり、このようにしてモジュール化された各素子をもって標準化された流体軸受ユニット1を容易に製作することができる。
Since the ninth embodiment is configured as described above, the stepped
また、段付きシャフト素子40の小径部41−1の外径寸法D1と大径部41−2の外径寸法D2とを変えるとともに、第1の外輪素子30と段付きシャフト素子40の小径部41−1とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法と、第2の外輪素子80と段付きシャフト素子40の大径部41−2とによって形成されるラジアル方向の隙間寸法とを、異なる寸法に設定することによって、それぞれの隙間部に形成される動圧発生部で生成されるラジアル方向の荷重を受ける動圧力を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
Further, the outer diameter dimension D1 of the small diameter part 41-1 of the stepped
また、同じ高さの流体軸受ユニット1において、段付きシャフト素子40の小径部41−1の軸方向寸法と大径部41−2の軸方向寸法との比率を種々に変え、それに応じて第1の外輪素子30の軸方向高さW1と第2の外輪素子80の軸方向高さW2とを種々に変えて、組み合わせることによって、第1の外輪素子30と段付きシャフト素子40の小径部41−1とによって形成されるラジアル方向の隙間部および第2の外輪素子80と段付きシャフト素子40の大径部41−2とによって形成されるラジアル方向の隙間部にそれぞれ形成される動圧発生部で生成される、ラジアル方向の荷重を受ける動圧力や動圧力発生位置を、所望する使途条件に合わせて調節することが可能になる。
Moreover, in the
また、これにより、第1の外輪素子30の軸方向高さおよび段付きシャフト素子40の段部の軸方向位置を調節することができるので、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間に形成される動圧発生部の位置、換言すれば、段付きシャフト素子40に作用するアキシャル方向の荷重を受ける動圧力の発生位置を、回転側素子を含む回転体全体の軸方向の重心位置に合わせて調整することができ、段付きシャフト素子40を倒す方向に作用するモーメントを減らすことができて、段付きシャフト素子40のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動を低減し、その相対回転を安定化させて、回転精度を向上させることができる。
Further, this allows the axial height of the first
さらに、段付きシャフト素子40の小径部41−1側に設定され、第1の動圧溝91が臨む対向面間の微小隙間に形成される小径のラジアル動圧軸受部においては、小径とされた分、摩擦損失を低減することができるので、軸損トルクを低減して、動力消費を削減することができる。
Further, in the small-diameter radial dynamic pressure bearing portion that is set on the small-diameter portion 41-1 side of the stepped
加えて、この小径のラジアル動圧軸受部において摩擦損失を低減することができることにより、段付きシャフト素子40を倒す方向に作用するモーメントを減らすことができて、この面からも、段付きシャフト素子のジャイロモーメントに起因する振れ回り振動を低減して、その相対回転を安定化させ、回転精度を向上させることができる。
In addition, since the friction loss can be reduced in the small-diameter radial dynamic pressure bearing portion, the moment acting in the direction of depressing the stepped
また、動圧溝91〜94が形成される素子である第1の外輪素子30、第2の外輪素子80およびエンドプレート素子20は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造されており、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、これらの動圧溝91〜94がそれぞれ形成されているので、硬度が高く、寸法精度の高いこれら素子を得ることができ、傷が付きにくく、高い寸法精度を維持することができる。特に、細密な面粗度の動圧溝を得ることができ、その形状が維持されるので、設計どおりの動圧軸受機能を発揮させることができる。また、電解加工により、動圧溝形成のための加工時間を短縮することができる。
The first
さらに、また、回転側素子と固定側素子との間に働く磁気力などのバイアス効果によって段付きシャフト素子40がエンドプレート素子20に向かって軸方向に常時押し付けられる作用が期待できない場合でも、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間に形成される動圧発生部において生成される動圧力が、それと等価な作用を発揮することができ、これにより、第3の動圧溝93が臨む対向面間の微小隙間と第4の動圧溝94が臨む対向面間の微小隙間とをともに適切な隙間に保って、段付きシャフト素子40の相対回転を安定化させ、回転精度の向上を図ることができる。
その他、実施例8と同様の効果を奏することができる。
Furthermore, even when the stepped
In addition, the same effects as in Example 8 can be achieved.
なお、本実施例9においては、第1〜第4の動圧溝91〜94は、第1の外輪素子30の内周面31、第2の外輪素子80の内周面81、第1の外輪素子30の下端面32、エンドプレート素子20の上面21にそれぞれ形成されたが、これに限定されず、これらの面に対向する段付きシャフト素子40の小径部41−1の外周面43−1、同大径部41−2の外周面43−2、同段部の面49、同下端面47にそれぞれ形成されてもよい。この場合にも、動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼材または焼き入れ可能なステンレス鋼材から製造し、熱処理を施して、研削仕上げした後、電解加工にて、これらの動圧溝を形成するようにする。このようにしても、上記と同様の効果を奏することができる。
In the ninth embodiment, the first to fourth
次に、本実施例の流体軸受ユニット1の適用例について説明する。
図11は、本実施例1(図1)の流体軸受ユニット1が適用されたスピンドルモータの縦断面図である。同図において、スピンドルモータ120は、そのハウジング121のボス部126に貫通形成された中央円孔に、流体軸受ユニット1のケース素子10が嵌着されており、軸回転型のスピンドルモータを構成している。ボス部126は、ハウジング121の底部の図11において略中央の位置に、底部から上方に突出するようにして形成されている。流体軸受ユニット1のシャフト素子40の本体部(軸部)41の上端部には、このモータの回転要素をなすロータハブ122のボス部が嵌着されていて、このロータハブ122は、シャフト素子40と一体に回転する。ロータハブ122の外周面には、図示されない磁気ディスクや光ディスク等の情報記録媒体(記録ディスク)が複数段に装着される。本体部41の上端部の内部には、詳細には図示されないが、タップ孔が形成されており、これらの情報記録媒体を上方から押し付け固定するクランプ部材が、このタップ孔にねじ止めされることにより、本体部41に固着されるようになっている。
Next, an application example of the
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a spindle motor to which the
ハウジング121のボス部126の外周面には、ステータコアにコイルが捲回されてなるステータ123が嵌着されており、これとわずかの径方向隙間を置いて、シールドヨークに嵌着された永久磁石124が、ステータ123を囲むように円周方向に配置されて、ロータハブ122の周壁の内周面に取り付けられている。ハウジング121の下面には、フレキシブル配線基板125が固着されており、この配線基板125の出力端より制御電流がステータ123に供給されることにより、永久磁石124、ロータハブ122、シャフト素子40等からなるロータ組立体がステータ123に対して回転を始める。
A
なお、実施例2(図2)のように、アキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための動圧溝が第2の動圧溝52のみである場合に、この実施例2の流体軸受ユニット1が適用されたスピンドルモータ120においては、この第2の動圧溝52によって発生される動圧によって支持される荷重の方向と反対方向に作用する荷重を受けることができるようにするために、図示を省略するが、永久磁石124の直下のハウジング121の底面に環状の吸引板を固定するようにする。このようにすれば、この環状の吸引板が永久磁石124を引き付けるように作用するので、第2の動圧溝52によって発生される動圧とバランスして、ロータ組立体を安定に軸受支持することができる。実施例8(図9)の場合も、同様である。
As in the second embodiment (FIG. 2), when the dynamic pressure groove for generating the dynamic pressure that receives the load in the axial direction is only the second
図12は、本実施例1の流体軸受ユニット1が適用されたスピンドルモータ120を備えた磁気ディスク駆動装置の縦断面図である。
本磁気ディスク駆動装置130は、図12に図示されるように、スピンドルモータ120と、ハウジング121と、このハウジング121内を密閉して塵埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成するカバー部材131と、磁気ディスク132と、磁気ディスク132のクランプ部材133と、磁気ディスク132に対して情報を書き込み及び/又は読み出しするための記録ヘッド134と、記録ヘッド134を支持するアーム135と、記録ヘッド134及びアーム135を所要の位置に移動させるボイスコイルモータ136とにより構成されている。磁気ディスク132は、ロータハブ122に1枚装着されているが、その枚数は、これに限定されるものではない。磁気ディスク132は、ロータハブ122の回転とともに回転する。
FIG. 12 is a longitudinal cross-sectional view of a magnetic disk drive device including a
As shown in FIG. 12, the magnetic
記録ヘッド134は、ハウジング121の底部の適宜個所に旋回自在に支持されたアーム135に固定されたヘッド・スタック・アッセンブリの先端部に、上下一対で取り付けられている。この上下一対の記録ヘッド134は、1枚の磁気ディスク132を挟むように配置され、磁気ディスク132の両面に対して情報の書き込み及び/又は読み出しを行なうようになっている。本磁気ディスク駆動装置130では、磁気ディスク132が1枚の構成となっているために、このように、記録ヘッド134が上下一対のみ設けられているが、磁気ディスク132が複数枚の場合には、ディスク1枚毎に記録ヘッド134が上下一対設けられる。
The recording heads 134 are mounted in a pair of upper and lower positions on the tip of a head stack assembly fixed to an
実施例2ないし実施例9およびそれらの変形例についても、上記と同様にして、スピンドルモータに適用が可能であり、また、このようにして構成されたスピンドルモータを、さらに、磁気ディスク駆動装置に適用することが可能である。 The second to ninth embodiments and their modifications can also be applied to the spindle motor in the same manner as described above, and the spindle motor thus configured can be further applied to a magnetic disk drive. It is possible to apply.
このように、スピンドルモータ120の流体軸受として、本実施例の流体軸受ユニット1を適用し、このようにして得られたスピンドルモータ120を磁気ディスク駆動装置130に適用することにより、所望の構造、軸受性能を備え、標準化された流体軸受ユニット1を直ぐに調達して、高い回転精度と高い信頼性とを兼ね備えたスピンドルモータおよび該スピンドルモータを備えた磁気ディスク駆動装置を低コストで、大量生産することが可能になる。
As described above, the
なお、上記の例では、本実施例の流体軸受ユニット1を備えたスピンドルモータ120が磁気ディスク駆動装置130に適用されたが、本実施例の流体軸受ユニット1を備えたスピンドルモータは、CDやDVD等の記録ディスクを駆動する記録ディスク駆動装置に適用されてもよいものである。
In the above example, the
本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を変更しない範囲において、種々の変形が可能である。
例えば、実施例8、9において、段付きシャフト素子40の段部(大径部から小径部に移行する部分)をテーパ状にすることも可能である。
The invention of the present application is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the eighth and ninth embodiments, the step portion of the stepped shaft element 40 (the portion that transitions from the large diameter portion to the small diameter portion) can be tapered.
1…流体軸受ユニット、10…ケ−ス素子、11…内周面、12…段部、20…エンドプレート素子、21…上面、30…外輪素子、第1の外輪素子、31…内周面、32…下端面、40…シャフト素子(ストレート、一端部フランジ付き、中間部フランジ付き、段付き)、41…本体部、41−1…一半部(上半部、大径部もしくは小径部)、41−2…他半部(下半部、小径部もしくは大径部)、42…フランジ部、43…外周面、43−1…上部外周面、43−2…下部外周面、144…上面、45…下面、46、47…下端面、48、49…段部の面、51(51−1、51−2)…第1の動圧溝、52…第2の動圧溝、53…第3の動圧溝、54…第4の動圧溝、60…シール機構部、70…内輪素子、フランジ付き内輪素子、第1の内輪素子、71…本体部、72…フランジ部、73…外周面、74…上面、75…下面、76…下端面、80…第2の外輪素子、81…内周面、82…下端面、83…上端面、91…第1の動圧溝、92…第2の動圧溝、93…第3の動圧溝、94…第4の動圧溝、100…スペーサ素子、110…フランジ付き第2の内輪素子、111…本体部、112…フランジ部、113…外周面、114…上面、115…下面、116…上端面、120…スピンドルモータ、121…ハウジング、122…ロータハブ、123…ステータ、124…永久磁石、125…配線基板、126…ボス部、130…磁気ディスク駆動装置、131…カバー部材、132…磁気ディスク、133…クランプ部材、134…記録ヘッド、135…アーム、136…ボイスコイルモータ、F…回転部全体の重量、Q…回転部全体の重心、R…回転軸の軸心の最下点、T…アキシャル方向の動圧力の合力。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
を有し、一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承す
る流体軸受ユニットであって、
円筒状内周面を有する筒状のケース素子と、
前記ケース素子の下端部を閉塞するエンドプレート素子と、
前記ケース素子に嵌入される外輪素子と、
そのフランジ部が前記外輪素子の下端面と前記エンドプレート素子の上面とに挟まれる
ようにして、前記外輪素子に挿入されるフランジ付きシャフト素子とを備え、
前記外輪素子の内周面もしくは前記フランジ付きシャフト素子の本体部の外周面には、
対向するこれら両面間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1の動圧
溝が形成され、
前記外輪素子の下端面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の上面には
、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2の
動圧溝が形成され、
前記エンドプレート素子の上面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の
下面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるため
の第3の動圧溝が形成され、
前記第1の動圧溝、前記第2の動圧溝および前記第3の動圧溝がそれぞれ臨む各対向面
間の微小隙間には、潤滑油が充填され、
少なくとも前記ケース素子、前記エンドプレート素子及び前記フランジ付きシャフト素子は、高精度に仕上げ加工され、前記流体軸受ユニットを、それを組み付ける相手側部材に高精度に嵌合・嵌着させるものとし、
そのいずれかの面に前記第1ないし第3のいずれかの動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、前記動圧溝が形成され、
複数の前記素子のうち、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全て前記フランジ付きシャフト素子の軸方向に平行か、もしくは直交する関係にあるようにされている
ことを特徴とする流体軸受ユニット。 A hydrodynamic bearing unit that is configured by combining a plurality of modularized elements, and has a plurality of dynamic pressure generating mechanism portions therein and a flanged shaft element having a flange portion at one end thereof for relative rotation. ,
A cylindrical case element having a cylindrical inner peripheral surface;
An end plate element for closing the lower end of the case element;
An outer ring element fitted into the case element;
A flanged shaft element inserted into the outer ring element so that the flange portion is sandwiched between the lower end surface of the outer ring element and the upper surface of the end plate element;
On the inner peripheral surface of the outer ring element or the outer peripheral surface of the main body of the flanged shaft element,
A first dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a radial load is formed between the opposing surfaces.
On the lower end surface of the outer ring element or the upper surface of the flange portion of the flanged shaft element, a second dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in the axial direction is formed between the opposing surfaces.
On the upper surface of the end plate element or the lower surface of the flange portion of the flanged shaft element, a third dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in the axial direction is formed between both the opposed surfaces.
Lubricating oil is filled in the minute gaps between the opposing surfaces facing the first dynamic pressure groove, the second dynamic pressure groove, and the third dynamic pressure groove,
At least the case element, the end plate element, and the flanged shaft element are finished with high precision, and the hydrodynamic bearing unit is fitted and fitted to a mating member to which the fluid bearing unit is assembled with high precision.
The element in which any one of the first to third dynamic pressure grooves is formed on any surface thereof is made of hardenable steel or hardenable stainless steel, and is subjected to a heat treatment and ground. Then, in the electrolytic processing, the dynamic pressure groove is formed,
Of the plurality of elements, the joint surfaces or sliding surfaces between both adjacent elements are all parallel to or orthogonal to the axial direction of the flanged shaft element. A hydrodynamic bearing unit.
2個所に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の流体軸受ユニット。 2. The hydrodynamic bearing unit according to claim 1, wherein the first dynamic pressure groove is formed at two upper and lower portions separated in an axial direction of an element having a surface on which the dynamic pressure groove is formed. .
を有し、一端部にフランジ部を有するフランジ付きシャフト素子を相対回転自在に支承す
る流体軸受ユニットであって、
円筒状内周面を有する筒状のケース素子と、
前記ケース素子の下端部を閉塞するエンドプレート素子と、
前記ケース素子に嵌入される第1の外輪素子および第2の外輪素子と、
そのフランジ部が前記第2の外輪素子の下端面と前記エンドプレート素子の上面とに挟
まれるようにして、前記第1の外輪素子および前記第2の外輪素子に挿入されるフランジ
付きシャフト素子と、
前記第2の外輪素子を前記エンドプレート素子に対して位置決めするために、前記フラ
ンジ付きシャフト素子のフランジ部を囲むようにして設けられる環状のスペーサ素子とを
備え、
前記第1の外輪素子の内周面もしくは前記フランジ付きシャフト素子の本体部の外周面
には、対向するこれら両面間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第1
の動圧溝が形成され、
前記第2の外輪素子の内周面もしくは前記フランジ付きシャフト素子の本体部の外周面
には、対向するこれら両面間にラジアル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための第2
の動圧溝が形成され、
前記第2の外輪素子の下端面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の上
面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるための
第3の動圧溝が形成され、
前記エンドプレート素子の上面もしくは前記フランジ付きシャフト素子のフランジ部の
下面には、対向するこれら両面間にアキシャル方向の荷重を受ける動圧を発生させるため
の第4の動圧溝が形成され、
前記第1の動圧溝、前記第2の動圧溝、前記第3の動圧溝および前記第4の動圧溝がそ
れぞれ臨む各対向面間の微小隙間には、潤滑油が充填され、
少なくとも前記ケース素子、前記エンドプレート素子及び前記フランジ付きシャフト素子は、高精度に仕上げ加工され、前記流体軸受ユニットを、それを組み付ける相手側部材に高精度に嵌合・嵌着させるものとし、
そのいずれかの面に前記第1ないし第4のいずれかの動圧溝が形成される素子は、焼き入れ可能な鋼または焼き入れ可能なステンレス鋼から成り、熱処理が施されて、研削仕上げされた後、電解加工にて、前記動圧溝が形成され、
複数の前記素子のうち、隣接する両素子間の接合面もしくは摺動面は、全て前記フランジ付きシャフト素子の軸方向に平行か、もしくは直交する関係にあるようにされている
ことを特徴とする流体軸受ユニット。 A hydrodynamic bearing unit that is configured by combining a plurality of modularized elements, and has a plurality of dynamic pressure generating mechanism portions therein and a flanged shaft element having a flange portion at one end thereof for relative rotation. ,
A cylindrical case element having a cylindrical inner peripheral surface;
An end plate element for closing the lower end of the case element;
A first outer ring element and a second outer ring element fitted into the case element;
A flanged shaft element inserted into the first outer ring element and the second outer ring element so that the flange portion is sandwiched between the lower end surface of the second outer ring element and the upper surface of the end plate element; ,
An annular spacer element provided so as to surround a flange portion of the flanged shaft element in order to position the second outer ring element with respect to the end plate element;
A first dynamic pressure is generated on the inner peripheral surface of the first outer ring element or the outer peripheral surface of the main body portion of the flanged shaft element to receive a radial load between the opposing surfaces.
Dynamic pressure grooves are formed,
On the inner peripheral surface of the second outer ring element or the outer peripheral surface of the main body portion of the flanged shaft element, a second dynamic pressure is generated to generate a radial load between the opposing surfaces.
Dynamic pressure grooves are formed,
On the lower end surface of the second outer ring element or the upper surface of the flange portion of the flanged shaft element, a third dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure that receives a load in the axial direction is formed between the opposing surfaces. And
On the upper surface of the end plate element or the lower surface of the flange portion of the flanged shaft element, a fourth dynamic pressure groove for generating a dynamic pressure to receive a load in the axial direction is formed between the opposing surfaces.
Lubricating oil is filled in the minute gaps between the opposing surfaces facing the first dynamic pressure groove, the second dynamic pressure groove, the third dynamic pressure groove, and the fourth dynamic pressure groove,
At least the case element, the end plate element, and the flanged shaft element are finished with high precision, and the hydrodynamic bearing unit is fitted and fitted to a mating member to which the fluid bearing unit is assembled with high precision.
The element in which any one of the first to fourth dynamic pressure grooves is formed on either surface is made of hardenable steel or hardenable stainless steel, and is subjected to heat treatment and ground. Then, in the electrolytic processing, the dynamic pressure groove is formed,
Of the plurality of elements, the joint surfaces or sliding surfaces between both adjacent elements are all parallel to or orthogonal to the axial direction of the flanged shaft element. A hydrodynamic bearing unit.
着されて、前記ケース素子の下端部を閉塞していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の流体軸受ユニット。 The stepped portion to the lower portion of the case elements are formed, said end plate element, is fitted on the stepped portion, of claims 1 to 3, characterized in that closes the lower end of the casing element The fluid dynamic bearing unit according to any one of the above.
器が、同一材料の一体成形により形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の流体軸受ユニット。 Fluid bearing according to any one of claims 1 to 4 the lower end of the casing element bearing container constructed is closed by the end plate element, characterized in that it is formed by integral molding of the same material unit.
前記フランジ付きシャフト素子の上端部に嵌着された回転要素をなすロータハブと、該ロータハブに嵌着され、前記ステータと協働して回転磁界を発生するロータマグネットとからなり、前記ハウジングに対して回転自在に設けられたロータと
を備え、
前記流体軸受ユニットは、前記ロータの回転を支持している
ことを特徴とするスピンドルモータ。 A spindle motor having a hydrodynamic bearing unit according to claim 1 or 3, a stator fixed to the housing,
A rotor hub that forms a rotating element fitted to the upper end of the flanged shaft element ; and a rotor magnet that is fitted to the rotor hub and generates a rotating magnetic field in cooperation with the stator. And a rotor provided rotatably,
The spindle motor characterized in that the hydrodynamic bearing unit supports the rotation of the rotor.
記録ディスクに情報を書き込み及び/又は読み出しするための記録ヘッドを備え、
前記スピンドルモータが、前記記録ディスクを回転駆動する
ことを特徴とする記録ディスク駆動装置。 A recording disk drive comprising the spindle motor according to claim 6 ,
A recording head for writing and / or reading information on a recording disk;
A recording disk drive apparatus, wherein the spindle motor rotates the recording disk.
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