JPH06173943A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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JPH06173943A
JPH06173943A JP32061592A JP32061592A JPH06173943A JP H06173943 A JPH06173943 A JP H06173943A JP 32061592 A JP32061592 A JP 32061592A JP 32061592 A JP32061592 A JP 32061592A JP H06173943 A JPH06173943 A JP H06173943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
groove
shaft body
pair
cylindrical hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP32061592A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomonori Katano
智紀 片野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部振動や衝撃による動作不良を起こし難く
する。 【構成】 符号322で示すような軸受部分の少なくと
も1つを、流体34bを押し込む方向が互いに対向する
1対(上下)の溝パターンから構成し、この1対の溝パ
ターンが形成された各部分の軸体32の径と、これに対
応する軸受部材31の円筒孔径を、各溝パターン毎に互
いに異ならせるとともに、1対の溝パターン部分の流体
34bを互いに連通させることにより、十分な下方力を
確保し得るようにして振動や衝撃による動作不良を起こ
し難くし、信頼性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、計算機の外部記憶デ
ィスク装置、またはVTRヘッド等、高い回転精度が要
求される精密機器に使用して好適な軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディスク装置やVTRヘッド等の
スピンドル部分に使用される軸受装置として、回転精
度,信頼性の向上、または部品点数や組立工数を削減す
る目的から、例えば図5のような動圧流体軸受が使用さ
れている。図6は軸受部材の水平面に形成されたスラス
ト軸受溝を示す平面図、図7はスラスト板の上面に形成
されたスラスト軸受溝を示す平面図である。図5は動圧
流体軸受をディスク装置に適用した例で、軸受装置1は
大きくは円筒孔を有する軸受部材11、この軸受部材1
1に挿通されてディスクを保持するためのハブ1aが装
着されたフランジ部を持つ軸体12、さらには円盤状の
スラスト板13などから構成される。
【0003】軸体12には例えばヘリングボーン形状
で、微小溝深さのラジアル軸受溝12a,12bが形成
され、軸受部材11の円筒孔内面との間にはオイル,グ
リース等の適宜な潤滑流体14a,14bで満たされた
微小隙間を形成している。軸受部材11の水平面111
には図6に示す如く、例えばスパイラルヘリングボーン
形状で微小溝深さのスラスト軸受溝11aが形成され、
軸体12のフランジ部上面121との間に適宜な潤滑流
体15aで満たされた微小隙間を形成している。同様
に、スラスト板13の上面131には、図7に示すよう
な例えばスパイラル形状で微小溝深さのスラスト軸受溝
13aが形成され、軸体12のフランジ部下面122が
適当な潤滑流体15bを介して当接している。
【0004】このような構成において、モータの電磁力
により軸体12が軸受部材11に対して回転すると、ラ
ジアル軸受溝12a,12bは粘性ポンプ作用により、
潤滑流体14a,14bをラジアル軸受溝12a,12
bのヘリングボーンパターン折り返し部分に向かって押
し込むことから、潤滑流体14a,14bには圧力が発
生する。これにより、軸体12は軸受部材11に対し非
接触で回転支持され、ラジアル軸受として機能する。
【0005】一方、スラスト軸受溝11aも軸体12の
回転により、潤滑流体15aをスラスト軸受溝11aの
折り返し部分に向かってに押し込み、これによって潤滑
流体15aには圧力が発生する。同様にスラスト軸受溝
13aも潤滑流体15bをスラスト軸受溝13aの中心
に向かって押し込むため、圧力が発生する。従って、軸
体12のフランジ部上面では下方力16が、またフラン
ジ部下面では上方力17がそれぞれ発生し、非接触のス
ラスト軸受として機能する。ところが、上記スラスト軸
受動作をさせるには、例えば軸体12のフランジ部上面
および下面、軸受部材11の水平面111、スラスト板
13の上面131などで高い平面度、直角度が要求され
る。さらに、軸体12のフランジ部厚さ、または水平面
111と上面131の距離などの部分で高い寸法精度が
要求され、必然的に加工コストが著しく高くなる。そこ
で、例えば図8のように、フランジ部を省略した軸受装
置が考案された。
【0006】かかる軸受装置2はラジアル(半径方向)
については軸受装置1と全く同様、また上,下方力が作
用するスラストにおける上方力26についても軸受装置
1と同様に、スラスト板23に形成されたスパイラル軸
受溝231(図9参照)による動圧支持力を用いる。と
ころが、スラストにおける下方力25については、電磁
力等の軸受外部の適宜な手段を利用する。こうすること
で、軸受装置2ではフランジ部の省略が可能となり、従
来のように高い加工精度が要求されず、加工コストを大
幅に削減することが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなフランジ部が省略された図8のような軸受装置に
は以下のような問題がある。すなわち、上記の外部下方
力25は、この軸受装置2が適用される機器に要求され
る耐振動,衝撃力に充分抗し得るものでなければならな
い。ところが、適用機器によっては、外部下方力25を
充分に確保できない場合があり、この場合にはスラスト
軸受の剛性の低下だけでなく、外乱振動,衝撃による動
作不良といった問題が生じるため、軸受としての信頼性
を確保することができない。したがって、この発明の課
題は外部下方力を充分に確保し得るようにすることにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第1の発明では、円筒孔を持つ軸受部材と、そ
の円筒孔に挿通された軸体とからなり、前記軸受部材の
円筒孔内面または軸体表面には所定形状の軸受溝が形成
され、前記円筒孔内面と軸体表面との間には所定の流体
で満たされる微小隙間を有し、動圧効果によって軸受部
材と軸体との間に支持力を発生させる軸受装置におい
て、前記軸受溝は流体を押し込む方向が互いに対向する
1対の溝パターンから構成され、その1対の溝パターン
が形成された各部分の軸体径とこれに対応する軸受部材
の円筒孔径を、各溝パターン毎に互いに異ならせるとと
もに、1対の溝パターン部分の流体を互いに連通させて
なることを特徴としている。
【0009】第2の発明では、円筒孔を持つ軸受部材
と、その円筒孔に挿通された軸体とからなり、前記軸受
部材の円筒孔内面または軸体表面には所定形状の軸受溝
が形成され、前記円筒孔内面と軸体表面との間には所定
の流体で満たされる微小隙間を有し、動圧効果によって
軸受部材と軸体との間に支持力を発生させる軸受部分を
複数個備えた軸受装置において、前記複数の軸受部分の
少なくとも1つの軸受溝は流体を押し込む方向が互いに
対向する1対の溝パターンから構成され、その1対の溝
パターンが形成された各部分の軸体径とこれに対応する
軸受部材の円筒孔径を、各溝パターン毎に互いに異なら
せるとともに、1対の溝パターン部分の流体を互いに連
通させてなることを特徴としている。
【0010】
【作用】1つまたは複数の軸受部分を持つ動圧流体式軸
受装置の、1つまたは少なくとも1つの軸受部分の軸受
溝を、流体を押し込む方向が互いに対向する1対の溝パ
ターンから構成し、その1対の溝パターンが形成された
各部分の軸体径とこれに対応する軸受部材の円筒孔径
を、各溝パターン毎に互いに異ならせるとともに、1対
の溝パターン部分の流体を互いに連通させることによ
り、充分な外部下方力を確保し得るようにし、信頼性を
高める。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示す断面図であ
る。すなわち、この発明による軸受装置3は円筒孔を有
する軸受部材31、この軸受部材31に挿通されディス
クを保持するためのハブ3aが装着された軸体32およ
び円盤状のスラスト板33からなり、軸体32にはラジ
アル軸受溝321,322が、またスラスト板33には
図示されないスラスト軸受溝が形成される点は従来と同
様であり、その作用も従来と同様である。なお、ここに
示されているラジアル軸受溝321はなくても良く、し
たがって、この発明はラジアル軸受溝322を以下のよ
うに構成した点が特徴である。
【0012】図2(イ)に軸受溝の部分拡大図を示す。
すなわち、軸受溝322は例えば溝角度が互いに正,負
逆の2つのヘリカル形状の溝パターン322a,322
bからなり、322b部分の軸受部材31の孔径および
軸体32の軸径は322a部分のそれに比べて大きくさ
れている。また、溝パターン322a,322bと軸受
部材31の内径面との間には、毛管現象により潤滑流体
34bが保持されている。
【0013】このような構成において、軸体32が回転
を始めると粘性ポンプ作用により、溝パターン322a
は潤滑流体34bを軸方向下方に押し込むよう、また溝
パターン322bはこれに対向し軸方向上方に押し込む
よう動作し、潤滑流体34bには図2(ロ)に符号Pで
示すような圧力分布が生じる。ところで、軸体32は段
部323を持つため、潤滑流体34bの圧力がこの部分
に作用し、軸体32に対して下方力Fが発生する。な
お、この下方力Fは溝パターン322a,322bの軸
径をd1 ,d2 、潤滑流体34bに発生する圧力をP1
として、 F=P1・π(d2 2 −d1 2 )/4 …(1) のように表現できる。従って、軸径d1 ,d2 および圧
力P1を適宜に選ぶことにより、任意のスラスト下方力
Fを得ることが可能となる。
【0014】一方、加工コストの面では段付き構造にな
る分、軸受装置2に比べてコスト高になるものの、フラ
ンジ部を持つ軸受装置1のように高い平面度,直角度等
が要求されないため、そのコストアップは比較的小さい
ものと言うことができる。このように、この発明による
軸受装置3は、電磁力等の外部下方力が充分得られない
場合でも、ラジアル軸受自身でスラスト軸受上方力に対
抗する適切な下方力を得ることができる。従って、従来
のようにスラスト軸受剛性の低下、外乱による動作不良
等の問題を起こす心配が無く、軸受としての信頼性を確
保することができる。
【0015】図3はこの発明の変形例を示す断面図であ
る。この例は、潤滑流体44が溝パターン間で連通して
いる例えば非対称ヘリングボーン溝パターン42a,4
2bを組み合わせることで、スラスト下方力を得るよう
にしたものである。つまり、溝パターン42aは軸方向
下向きに、一方42bは軸方向上向きに潤滑流体44を
押し込むように動作し、潤滑流体44には圧力が発生す
る。このとき、図1の場合と同様、溝パターン42a,
42bの軸径に差があるためスラスト下方力が発生し、
同様の作用効果を得ることが可能となる。
【0016】図4はこの発明の他の変形例を示す断面図
である。この例では、テーパ状に軸径が変化しているヘ
リングボーン軸受溝522により、スラスト下方力を得
るようにしている。このテーパ状ヘリングボーン軸受溝
522は、溝角度が互いに正負逆で軸径が連続的に異な
る2つのヘリカル溝パターンが組み合わさったものであ
り、図1,図3の場合と同様の効果を得ることができ
る。なお、以上では、異径溝パターンを組み合わせるこ
とで得られるスラスト力を下方力として応用したが、必
要に応じて上方力として応用しても良く、また場合によ
ってはこの発明による軸受を複数組み合わせて上方力,
下方力を同時に発生させれば、他にスラスト軸受を設け
ることなく、スラスト支持を行なうことが可能となる。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、軸受部材の円筒孔内
面または軸体表面に形成される所定形状の軸受溝を、流
体を押し込む方向が互いに対向する1対の溝パターンを
もって構成し、その1対の溝パターン部分のそれぞれの
軸体径または円筒孔径を、各溝パターン毎に互いに異な
るようにし、その各溝パターン部分の流体を互いに連通
させることで、軸受にラジアル軸受としての支持力を与
えるだけでなく、スラスト力をも与えることができる。
これにより、電磁力等の外部下方力が充分得られない場
合でも、ラジアル軸受剛性の低下、外乱による動作不良
などの問題を起こす心配がなく、軸受としての信頼性を
確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す断面図である。
【図2】図1の軸受溝を示す部分拡大図である。
【図3】この発明の変形例を示す断面図である。
【図4】この発明の他の変形例を示す断面図である。
【図5】軸受装置の従来例を示す断面図である。
【図6】図5の軸受部材の水平面に形成されたスラスト
軸受溝を示す平面図である。
【図7】図5のスラスト板の構成を示す平面図である。
【図8】軸受装置の他の従来例を示す断面図である。
【図9】図8のスラスト板の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1,2,3,4,5…軸受装置、1a,2a,3a…ハ
ブ、11,21,31,41,51…軸受部材、12,
22,32,42,52…軸体、13,23,33,4
3…スラスト板、14a,14b,15a,15b,2
4a,24b,34a,34b,35,44…潤滑流
体、16,25…下方力、17,26…上方力、11
a,13a,231…スラスト軸受溝、12a,12
b,221,222,321,322…ラジアル軸受
溝、42a 42b…非対称ヘリングボーン溝、111
…軸受部材の水平面、121…フランジ部上面、131
…スラスト板上面、322a,322b…溝パターン、
323…段部、521…ヘリングボーン溝、522…テ
ーパ状ヘリングボーン溝。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒孔を持つ軸受部材と、その円筒孔に
    挿通された軸体とからなり、前記軸受部材の円筒孔内面
    または軸体表面には所定形状の軸受溝が形成され、前記
    円筒孔内面と軸体表面との間には所定の流体で満たされ
    る微小隙間を有し、動圧効果によって軸受部材と軸体と
    の間に支持力を発生させる軸受装置において、 前記軸受溝は流体を押し込む方向が互いに対向する1対
    の溝パターンから構成され、その1対の溝パターンが形
    成された各部分の軸体径とこれに対応する軸受部材の円
    筒孔径を、各溝パターン毎に互いに異ならせるととも
    に、1対の溝パターン部分の流体を互いに連通させてな
    ることを特徴とする軸受装置。
  2. 【請求項2】 円筒孔を持つ軸受部材と、その円筒孔に
    挿通された軸体とからなり、前記軸受部材の円筒孔内面
    または軸体表面には所定形状の軸受溝が形成され、前記
    円筒孔内面と軸体表面との間には所定の流体で満たされ
    る微小隙間を有し、動圧効果によって軸受部材と軸体と
    の間に支持力を発生させる軸受部分を複数個備えた軸受
    装置において、 前記複数の軸受部分の少なくとも1つの軸受溝は流体を
    押し込む方向が互いに対向する1対の溝パターンから構
    成され、その1対の溝パターンが形成された各部分の軸
    体径とこれに対応する軸受部材の円筒孔径を、各溝パタ
    ーン毎に互いに異ならせるとともに、1対の溝パターン
    部分の流体を互いに連通させてなることを特徴とする軸
    受装置。
JP32061592A 1992-11-30 1992-11-30 軸受装置 Pending JPH06173943A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002004825A1 (fr) * 2000-07-10 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Dispositif a palier hydrodynamique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002004825A1 (fr) * 2000-07-10 2002-01-17 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Dispositif a palier hydrodynamique
US6890104B2 (en) 2000-07-10 2005-05-10 Kabushi Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Hydrodynamic bearing device

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