JPH07190060A - Dynamic pressure bearing device - Google Patents

Dynamic pressure bearing device

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Publication number
JPH07190060A
JPH07190060A JP35490593A JP35490593A JPH07190060A JP H07190060 A JPH07190060 A JP H07190060A JP 35490593 A JP35490593 A JP 35490593A JP 35490593 A JP35490593 A JP 35490593A JP H07190060 A JPH07190060 A JP H07190060A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sleeve
shaft
dynamic pressure
covering member
gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP35490593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Yamasumi
昇 山角
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NIPPON FERROFLUIDICS KK
Original Assignee
NIPPON FERROFLUIDICS KK
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Publication date
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  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the reduction in bearing performance by a temperature change. CONSTITUTION:A cylindrical covering member 13 is integrally molded on the inner circumferential surface side of a cylindrical sleeve 10. The thermal expansion coefficient of the covering member 13 is set higher than the thermal expansion coefficients of the sleeve 10 and a shaft 2. Thus, even when the temperature rises to lower the viscosity of a magnetic fluid 11, the covering member 13 is thermally expanded larger than the sleeve 10 and shaft 2, whereby the space of the gap G is minimized, and the radial dynamic pressure is increased. Since the viscosity of the magnetic fluid 11 is high at a low temperature although the gap G is increased, a fixed dynamic pressure can be provided. The gap G is regulated by the difference in thermal expansion coefficient between the covering member 13 and the sleeve 10 and shaft 2, the change of dynamic pressure generated in the magnetic fluid 11 by temperature change can be eliminated to suppress the reduction in bearing performance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は磁性流体を封入した動
圧軸受装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure bearing device containing a magnetic fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来のハードディスクドライブ装
置の片側の断面図を示し、ステータ側の本体ケーシング
1の中心部にシャフト2の基部が固定されている。また
本体ケーシング1の上面側にはモータコイル3が配設さ
れている。シャフト2の先端側には軸方向に沿って一対
のスラストベアリング4a、4bが固定されている。こ
のスラストベアリング4a、4bは磁性体製である。ロ
ータ側のハブ5は非磁性体であるアルミニウム合金で形
成され、シャフト2を挿通する形で配設される。ハブ5
の下部の内周面側には上記モータコイル3と対応したモ
ータマグネット6及び磁性体製のバックヨーク7が配設
されている。またハブ5の上部の内側にはシャフト2の
軸方向に沿って円筒状のヨーク8a、8bが配設され、
両ヨーク8a、8bの間にリング状の永久磁石9が介設
されている。そして上記ヨーク8a、8b及び永久磁石
9の内周面に円筒状のスリーブ10が配設されている。
つまりこのスリーブ10は上記ヨーク8a、8b及び永
久磁石9により固定されている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view of one side of a conventional hard disk drive, in which a base portion of a shaft 2 is fixed to a central portion of a main body casing 1 on the stator side. A motor coil 3 is arranged on the upper surface side of the main body casing 1. A pair of thrust bearings 4a and 4b are fixed to the tip end side of the shaft 2 along the axial direction. The thrust bearings 4a and 4b are made of magnetic material. The rotor-side hub 5 is made of a non-magnetic aluminum alloy and is arranged so that the shaft 2 is inserted therethrough. Hub 5
A motor magnet 6 corresponding to the motor coil 3 and a back yoke 7 made of a magnetic material are disposed on the inner peripheral surface side of the lower part of the. Inside the upper part of the hub 5, cylindrical yokes 8a and 8b are arranged along the axial direction of the shaft 2,
A ring-shaped permanent magnet 9 is provided between the two yokes 8a and 8b. A cylindrical sleeve 10 is arranged on the inner peripheral surfaces of the yokes 8a and 8b and the permanent magnet 9.
That is, the sleeve 10 is fixed by the yokes 8a and 8b and the permanent magnet 9.

【0003】ここで上記シャフト2の外周面、上側のス
ラストベアリング4aの下面、下側のスラストベアリン
グ4bの上面と、スリーブ10の内周面との間に形成さ
れるギャップGに磁性流体11が封入されている。そし
て永久磁石9の磁束によりヨーク8b、スラストベアリ
ング4b、シャフト2、スラストベアリング4a、ヨー
ク8aにより磁気回路12が形成され、この磁気回路1
2によりスラストベアリング4a、4bとヨーク8a、
8bとの間に磁界がそれぞれ形成されて磁性流体11を
封止するようになっている。
Here, the magnetic fluid 11 is contained in the gap G formed between the outer peripheral surface of the shaft 2, the lower surface of the upper thrust bearing 4a, the upper surface of the lower thrust bearing 4b, and the inner peripheral surface of the sleeve 10. It is enclosed. The magnetic flux of the permanent magnet 9 forms a magnetic circuit 12 by the yoke 8b, the thrust bearing 4b, the shaft 2, the thrust bearing 4a, and the yoke 8a.
2, the thrust bearings 4a and 4b and the yoke 8a,
A magnetic field is formed between the magnetic fluid 8b and the magnetic field 8b to seal the magnetic fluid 11.

【0004】またシャフト2の外周面及び/又はスリー
ブ10の内周面には、スリーブ10等のロータが回転す
ることによって上記磁性流体11に動圧が発生するよう
に溝等の表面加工が施されている。さらにスリーブ10
の上面と下面、スラストベアリング4aの下面、及びス
ラストベアリング4bの上面にも、スリーブ10の回転
によって磁性流体11に動圧が発生するように溝等の表
面加工が施されている。そしてスリーブ10等のロータ
が回転すると、シャフト2の内周面とスリーブ10の外
周面とのギャップG、スリーブ10の上下面とスラスト
ベアリング4a、4bとの間のギャップに封入されてい
る磁性流体11に動圧が発生し、この動圧はシャフト
2、スラストベアリング4a、4b、及びスリーブ10
にそれぞれ作用する。このときのスリーブ10のラジア
ル荷重はシャフト2が支持し、スラスト荷重はスラスト
ベアリング4a、4bを介してシャフト2が支持するよ
うになっている。
Further, the outer peripheral surface of the shaft 2 and / or the inner peripheral surface of the sleeve 10 are subjected to surface processing such as grooves so that dynamic pressure is generated in the magnetic fluid 11 by rotation of a rotor such as the sleeve 10. Has been done. Sleeve 10
The upper and lower surfaces of the bearing, the lower surface of the thrust bearing 4a, and the upper surface of the thrust bearing 4b are also subjected to surface processing such as grooves so that dynamic pressure is generated in the magnetic fluid 11 by the rotation of the sleeve 10. When the rotor such as the sleeve 10 rotates, the magnetic fluid sealed in the gap G between the inner peripheral surface of the shaft 2 and the outer peripheral surface of the sleeve 10 and the gap between the upper and lower surfaces of the sleeve 10 and the thrust bearings 4a, 4b. A dynamic pressure is generated in the shaft 11, and the dynamic pressure is generated in the shaft 2, the thrust bearings 4a and 4b, and the sleeve 10.
Act on each. At this time, the radial load of the sleeve 10 is supported by the shaft 2, and the thrust load is supported by the shaft 2 via the thrust bearings 4a and 4b.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記スリーブ
10、シャフト2は同じ材質で構成しており、そのため
温度の高低により同じ熱膨張率で膨張してギャップG自
体の間隔は大きくは変化しない。しかし磁性流体11の
粘度は低温時では高くなり、高温時ではそれよりも低く
なるために、高温時では磁性流体11に発生する動圧力
が下がってくる。したがって温度変化により軸受性能が
低下するという問題があった。
By the way, since the sleeve 10 and the shaft 2 are made of the same material, the sleeve 10 and the shaft 2 expand at the same coefficient of thermal expansion due to the temperature rise and fall, and the gap G itself does not largely change. However, since the viscosity of the magnetic fluid 11 is high at low temperature and lower than it at high temperature, the dynamic pressure generated in the magnetic fluid 11 is decreased at high temperature. Therefore, there is a problem that the bearing performance deteriorates due to the temperature change.

【0006】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、温度変化による
軸受性能の低下を防止することが可能な動圧軸受装置を
提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide a dynamic pressure bearing device capable of preventing the deterioration of the bearing performance due to the temperature change. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこでこの発明の動圧軸
受装置は、シャフト2とスリーブ10との間に形成され
るギャップGに磁性流体11を封入し、上記スリーブ1
0に磁性体製のヨーク8a、8bを装着し、上記ヨーク
8a、8b、シャフト2などを介して形成される磁気回
路12を構成するための永久磁石9を設け、上記磁気回
路12により形成される磁界によって上記ギャップG内
に磁性流体11を封止するようにした動圧軸受装置であ
って、上記ギャップGに対面するスリーブ10の内周面
に被覆部材13を取付け、この被覆部材13の熱膨張率
を上記スリーブ10及びシャフト2の熱膨張率よりも大
きく設定したことを特徴としている。
Therefore, in the dynamic pressure bearing device of the present invention, the magnetic fluid 11 is enclosed in the gap G formed between the shaft 2 and the sleeve 10, and the sleeve 1
0 is equipped with magnetic yokes 8a and 8b, and a permanent magnet 9 for constituting a magnetic circuit 12 formed through the yokes 8a and 8b and the shaft 2 is provided, and is formed by the magnetic circuit 12. In the dynamic pressure bearing device, the magnetic fluid 11 is sealed in the gap G by a magnetic field, and the covering member 13 is attached to the inner peripheral surface of the sleeve 10 facing the gap G. The thermal expansion coefficient is set to be larger than the thermal expansion coefficients of the sleeve 10 and the shaft 2.

【0008】[0008]

【作用】上記動圧軸受装置では、温度が高くなった場合
には、スリーブ10の内周面に設けた被覆部材13の熱
膨張率がスリーブ10及びシャフト2よりも大きいため
に、該被覆部材13がスリーブ10及びシャフト2より
も大きく熱膨張する。したがってシャフト2とのギャッ
プGが小さくなり、高温時の場合に磁性流体11の粘度
が低くなっても磁性流体11に動圧が発生しやすくな
り、径方向の動圧が大となる。よって温度変化による軸
受性能の低下を防止することができる。
In the above dynamic pressure bearing device, when the temperature rises, the coefficient of thermal expansion of the covering member 13 provided on the inner peripheral surface of the sleeve 10 is larger than that of the sleeve 10 and the shaft 2. 13 thermally expands more than the sleeve 10 and the shaft 2. Therefore, the gap G with the shaft 2 becomes small, and even if the viscosity of the magnetic fluid 11 becomes low at high temperature, dynamic pressure is likely to be generated in the magnetic fluid 11, and the dynamic pressure in the radial direction becomes large. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the bearing performance due to temperature change.

【0009】[0009]

【実施例】次にこの発明の動圧軸受装置の具体的な実施
例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお動
圧軸受装置全体の構成は図2に示す従来例と略同じであ
るので、同じ機能を発揮する要素には同じ番号を付して
説明を省略し、要旨の部分について詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, specific embodiments of the dynamic pressure bearing device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Since the overall structure of the dynamic pressure bearing device is substantially the same as that of the conventional example shown in FIG. 2, elements exhibiting the same function are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0010】図1はこの発明の要部断面図を示し、この
発明はスリーブ10の内周面側にプラスチック製の被覆
部材13を一体成形したのを特徴としている。この被覆
部材13は円筒状に形成され、またプラスチックの熱膨
張率はスリーブ10及びシャフト2の熱膨張率よりも大
きく設定している。
FIG. 1 is a sectional view of the essential portion of the present invention. The present invention is characterized by integrally forming a plastic covering member 13 on the inner peripheral surface side of a sleeve 10. The covering member 13 is formed in a cylindrical shape, and the thermal expansion coefficient of the plastic is set to be larger than the thermal expansion coefficients of the sleeve 10 and the shaft 2.

【0011】したがって温度が上昇して磁性流体11の
粘度が低下しても、被覆部材13がスリーブ10及びシ
ャフト2より大きく熱膨張することでギャップGの間隔
が小さくなり、径方向の動圧が大となる。また低温時の
場合においては、ギャップGが大きくなるものの磁性流
体11の粘度が高いために、一定の動圧が得られる。こ
のように被覆部材13とスリーブ10及びシャフト2と
の熱膨張率の違いによりギャップGが調整され、温度変
化により発生する磁性流体11の動圧の変化をなくして
軸受性能の低下を抑えることができる。なおスリーブ1
0の回転時に磁性流体11に動圧が発生するように施す
溝加工は、シャフト2でも被覆部材13の側でもあるい
は両方に行ってもよい。
Therefore, even if the temperature rises and the viscosity of the magnetic fluid 11 decreases, the covering member 13 thermally expands more than the sleeve 10 and the shaft 2, so that the gap G becomes smaller and the dynamic pressure in the radial direction becomes smaller. It becomes big. Further, at low temperature, a constant dynamic pressure can be obtained because the magnetic fluid 11 has a high viscosity although the gap G is large. In this way, the gap G is adjusted by the difference in the coefficient of thermal expansion between the covering member 13, the sleeve 10 and the shaft 2, and the change in the dynamic pressure of the magnetic fluid 11 caused by the temperature change can be eliminated to suppress the deterioration of the bearing performance. it can. Sleeve 1
The groove processing that is performed so that a dynamic pressure is generated in the magnetic fluid 11 when rotating at 0 may be performed on the shaft 2 and / or the covering member 13 side, or both.

【0012】またこの実施例では、図1に示すようにシ
ャフト2を丸棒状とし、スリーブ10や被覆部材13を
円筒状に形成した場合について説明したが、これらの形
状に限定されるものではない。例えばシャフト2の軸受
部となる箇所を球形状に形成し、この球形部に対応して
スリーブ10の内周面を凹面状に形成し、さらに該スリ
ーブ10の凹面状とした内周面に上記球形部に対応させ
て内周面を凹面状とした被覆部材13をスリーブ10の
内側に一体成形して形成してもよい。あるいはスリーブ
10を図1の場合と同様に円筒状に形成しておき、この
スリーブ10の内周面に上記シャフト2の球形部に対応
させて内周面を凹面状とした被覆部材13をスリーブ1
0の内側に一体成形して形成してもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the shaft 2 has a round bar shape, and the sleeve 10 and the covering member 13 have a cylindrical shape. However, the shape is not limited to these. . For example, the bearing portion of the shaft 2 is formed in a spherical shape, and the inner peripheral surface of the sleeve 10 is formed in a concave shape corresponding to the spherical portion. The covering member 13 having a concave inner peripheral surface corresponding to the spherical portion may be integrally formed inside the sleeve 10. Alternatively, the sleeve 10 is formed into a cylindrical shape as in the case of FIG. 1, and a sleeve 13 is provided with a covering member 13 on the inner peripheral surface of which the inner peripheral surface is concave so as to correspond to the spherical portion of the shaft 2. 1
It may be integrally formed on the inside of 0.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上のようにこの発明の動圧軸受装置で
は、温度が高くなった場合には、スリーブの内周面に設
けた被覆部材の熱膨張率がスリーブ及びシャフトよりも
大きいために、該被覆部材がスリーブ及びシャフトより
も大きく熱膨張する。したがってシャフトとのギャップ
が小さくなり、高温時の場合に磁性流体の粘度が低くな
っても磁性流体に動圧が発生しやすくなり、径方向の動
圧が大となる。よって温度変化による軸受性能の低下を
防止することができる。
As described above, in the dynamic pressure bearing device of the present invention, when the temperature rises, the coefficient of thermal expansion of the covering member provided on the inner peripheral surface of the sleeve is larger than that of the sleeve and the shaft. The covering member thermally expands more than the sleeve and the shaft. Therefore, the gap with the shaft becomes small, and even if the viscosity of the magnetic fluid becomes low at high temperature, dynamic pressure is easily generated in the magnetic fluid, and the dynamic pressure in the radial direction becomes large. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the bearing performance due to temperature change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の動圧軸受装置の実施例の要部断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an embodiment of a dynamic pressure bearing device of the present invention.

【図2】従来例の動圧軸受装置の片側断面図である。FIG. 2 is a one-sided sectional view of a conventional dynamic pressure bearing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 シャフト 4a スラストベアリング 4b スラストベアリング 8a ヨーク 8b ヨーク 9 永久磁石 10 スリーブ 11 磁性流体 12 磁気回路 13 被覆部材 G ギャッフ 2 shaft 4a thrust bearing 4b thrust bearing 8a yoke 8b yoke 9 permanent magnet 10 sleeve 11 magnetic fluid 12 magnetic circuit 13 coating member G gaff

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シャフト(2)とスリーブ(10)との
間に形成されるギャップ(G)に磁性流体(11)を封
入し、上記スリーブ(10)に磁性体製のヨーク(8
a)(8b)を装着し、上記ヨーク(8a)(8b)、
シャフト(2)などを介して形成される磁気回路(1
2)を構成するための永久磁石(9)を設け、上記磁気
回路(12)により形成される磁界によって上記ギャッ
プ(G)内に磁性流体(11)を封止するようにした動
圧軸受装置であって、上記ギャップ(G)に対面するス
リーブ(10)の内周面に被覆部材(13)を取付け、
この被覆部材(13)の熱膨張率を上記スリーブ(1
0)及びシャフト(2)の熱膨張率よりも大きく設定し
たことを特徴とする動圧軸受装置。
1. A magnetic fluid (11) is enclosed in a gap (G) formed between a shaft (2) and a sleeve (10), and a magnetic material yoke (8) is provided in the sleeve (10).
a) (8b) is mounted, and the yokes (8a) (8b) are
A magnetic circuit (1 formed via a shaft (2) and the like.
The dynamic pressure bearing device is provided with a permanent magnet (9) for constituting 2), and the magnetic fluid (11) is sealed in the gap (G) by the magnetic field formed by the magnetic circuit (12). And attaching a covering member (13) to the inner peripheral surface of the sleeve (10) facing the gap (G),
The coefficient of thermal expansion of the covering member (13) is determined by the sleeve (1
0) and the coefficient of thermal expansion of the shaft (2) are set to be larger than that.
JP35490593A 1993-12-24 1993-12-24 Dynamic pressure bearing device Pending JPH07190060A (en)

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