JPH08121470A - 動圧スラスト軸受装置 - Google Patents

動圧スラスト軸受装置

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JPH08121470A
JPH08121470A JP28003594A JP28003594A JPH08121470A JP H08121470 A JPH08121470 A JP H08121470A JP 28003594 A JP28003594 A JP 28003594A JP 28003594 A JP28003594 A JP 28003594A JP H08121470 A JPH08121470 A JP H08121470A
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dynamic pressure
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bearing device
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Hideki Kanebako
秀樹 金箱
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定常回転時における動圧力を損なうことな
く、起動時においても良好な動圧力を得ることを可能と
する。 【構成】 定常回転時において最大動圧発生効率を有す
る形状に形成された動圧発生用凹溝251bと、起動時
において最大動圧発生効率を有する形状に形成された動
圧発生用凹溝251aと設けることによって、定常回転
時及び起動時の双方において良好な動圧力が得られるよ
うに構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軸受流体の動圧により
回転部材と固定部材とを相対的に回転移動可能に支承す
る動圧スラスト軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、モータ等の高精度・高速回転を要
求される各種装置において、動圧軸受装置が広く用いら
れつつある。この動圧軸受装置は、所定の軸受流体の動
圧を利用して回転部材を回転自在に支承するものであっ
て、通常、動圧ラジアル滑り軸受と動圧スラスト軸受が
設けられている。
【0003】このうち動圧スラスト軸受では、例えば図
5に示されているように、回転部材と固定部材とが対向
する滑り面1に動圧発生用の凹溝2が複数体形成されて
いる。これらの各動圧発生用凹溝2は、略半径方向にス
パイラル状に延在するように形成されており、周方向に
おいて複数体並列されている。
【0004】またこれらの各動圧発生用凹溝2は、通
常、当該溝の延在方向に沿って均一な深さに形成されて
おり、溝に沿う断面形状が略長方形になされている。す
なわち上記動圧発生用凹溝2は、定常回転時において必
要な動圧力を得るように滑り面の全域にわたって略均一
な溝深さを備えている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な一般の動圧スラスト軸受では、起動時に充分な動圧が
得られないという問題がある。すなわち図3中のAで示
されているように、浮上量(横軸)が「0」の停止時か
ら浮上量が小さい起動時においては、単位ロストルク当
たりの浮上量で定義される動圧発生効率(縦軸)が極め
て小さくなっている。そのため起動時において軸と軸受
との接触時間が長くなる傾向があり、滑り面に摩耗を生
じ易い上、また起動トルクが大きくなるという問題があ
る。
【0006】そこで本発明は、定常回転時における動圧
力を損なうことなく、起動時においても良好な動圧力を
得ることができるようにした動圧スラスト軸受装置を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、回転部材と固定部材とが対向する滑り面に、
略半径方向にスパイラル状に延在する動圧発生用の凹溝
を設けて、前記回転部材と固定部材とを相対的に回転移
動可能に支承するものであって、上記動圧発生用凹溝を
周方向に複数体並列するように形成した動圧スラスト軸
受装置において、上記複数体の動圧発生用凹溝のうちの
一部の動圧発生用凹溝を、定常回転時において最大動圧
発生効率を有する形状に形成するとともに、その他の動
圧発生用凹溝を、起動時において最大動圧発生効率を有
する形状に形成した手段を有している。
【0008】
【作用】このような手段においては、定常回転時におい
て最大動圧発生効率を有する形状に形成された凹溝と、
起動時において最大動圧発生効率を有する形状に形成さ
れた凹溝とによって、定常回転時及び起動時の双方にお
いて良好な動圧力を得ることができるようになってい
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明をHDDスピンドルモータに適
用した実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】まず動圧スラスト軸受を有するHDDスピ
ンドルモータの例を、図2により説明する。図2に示め
されたHDDスピンドルモータは、フレーム10側に組
み付けられた固定部材としてのステータ組20と、この
ステータ組20に対して、図示上側から積層状に組み付
けられた回転部材としてのロータ組30とから構成され
ている。このうちステータ組20を構成しているステー
タコア21は、上記フレーム1の略中心位置に立設され
た略円筒状の軸受ホルダー22の外周部に嵌着されてお
り、当該ステータコア21の突極部に巻線23が巻回さ
れている。
【0012】上記軸受ホルダー22の内周部には、一体
形成された一対のラジアル滑り軸受24,24が、軸方
向に所定間隔離して設けられており、それら一対のラジ
アル滑り軸受24,24によって、回転軸31が回転自
在に支承されている。すなわち上記両ラジアル滑り軸受
24,24の内周面は、回転軸31の外周面に対して、
所定の軸受流体を介して摺動可能に滑り対面されてお
り、上記各ラジアル滑り軸受24の内周面と回転軸31
の外周面とによってラジアル方向の動圧滑り面が構成さ
れている。
【0013】さらに上記回転軸31の先端部(図示下側
部)は、動圧スラスト軸受により支承されている。この
動圧スラスト軸受は、前記軸受ホルダー22の図示下端
側の開口部を覆うスラスト受板25を有しており、この
スラスト受板25の滑り面が上記回転軸31の先端部
(図示下側部)に対向している。このスラスト受板25
の滑り面には、後述するようなスパイラル状の動圧発生
用凹溝が形成されている。そしてこれら回転軸31の先
端面とスラスト受板25の受面とにより、軸受流体を介
在するようにしてスラスト方向の動圧滑り面が構成され
ている。
【0014】また上記回転軸31の基部(図示上端部)
には、前記ロータ組30を構成するハブ33が一体に回
転するように固着されている。このハブ33は、複数体
の磁気ディスク34を外周部に装着する略円筒形状の胴
部33aを有しているとともに、この胴部33aの図示
下端縁に取付部33bを有しており、この取付部33b
に、バックヨーク35を介して駆動マグネット36が環
状に装着されている。上記駆動マグネット36は、前記
ステータコア21の外周端面に対して環状に対向するよ
うに近接配置されている。
【0017】さらに上記軸受ホルダー22の図示上端側
の開口部分には、前述した軸受流体の流出を防止するた
めの磁性流体シール26が配置されている。この磁性流
体シール26は、一対の薄肉リング状のポールピース2
6a,26aを有しており、これら各ポールピース26
a,26aの内周端縁と、回転軸31の外周面との間に
は、磁性流体26bがそれぞれ保持されており、これら
の各磁性流体26bによって前述した軸受流体のシール
機能が得られるように構成されている。
【0018】次に、動圧スラスト軸受を構成するスラス
ト受板25に設けられた動圧発生用凹溝について説明す
る。図1に示されているように、スラスト受板25の滑
り面には、略半径方向にスパイラル状に延在する動圧発
生用凹溝251が、周方向に並列するように形成されて
いる。これらの動圧発生用凹溝251は、計8体設けら
れており、そのうち符号251aで示した4体は、定常
回転時において最大動圧発生効率を有する形状に形成さ
れているとともに、残りの符号251bで示した4体
は、起動時において最大動圧発生効率を有する形状に形
成されている。
【0019】より具体的には、定常回転時において最大
動圧発生効率を有する形状に形成された動圧発生用凹溝
251aは、外周側から回転中心Oに向かって底部が次
第に浅くなるように形成されており、その溝延在方向に
沿う断面形状は、楔状に形成されている。一方、起動時
において最大動圧発生効率を有する形状に形成された動
圧発生用凹溝251bは、外周側から回転中心Oに向か
って均一な溝深さに形成されており、その内周端部に急
激に立ち上がる壁面を有している。すなわち上記動圧発
生用凹溝251bは、溝延在方向に沿う断面形状が段付
状に形成されている。これらの各動圧発生用凹溝251
a,251bは、周方向に交互に配置されている。
【0020】このような第1実施例にかかる動圧スラス
ト軸受においては、定常回転時において最大動圧発生効
率を有する段付形状に形成された動圧発生用凹溝251
bと、起動時において最大動圧発生効率を有する楔形状
に形成された動圧発生用凹溝251aとによって、定常
回転時及び起動時の双方において良好な動圧力が得られ
るようになっている。
【0021】例えば、図3中の符号Cで示されているよ
うに、浮上量(横軸)が「0」の停止時から浮上量が小
さい起動時においては、軸受流体が、楔形状の動圧発生
用凹溝251aにおける傾斜底面に沿って、外周側から
中心部の滑り面に迅速に入り込んでいくため、単位ロス
トルク当たりの浮上量で定義される動圧発生効率(図3
縦軸)は、前述した従来型の動圧スラスト軸受(A参
照)よりも起動時においてかなり高い値を有している。
そして定常回転時における動圧発生効率は、従来型より
もやや低下するが良好な値を維持している。
【0022】一方、図4に示されている第2実施例の動
圧スラスト軸受252では、定常回転時において最大動
圧発生効率を有する均一溝状の段付形状に形成された動
圧発生用凹溝252bが、周方向に6体設けられている
とともに、起動時において最大動圧発生効率を有する楔
形状に形成された動圧発生用凹溝252aが、上記動圧
発生用凹溝252bの間に2体設けられている。
【0023】このような第2実施例にかかる動圧スラス
ト軸受においては、図3中の符号Dで示されているよう
に、起動時における動圧発生効率(縦軸)が、従来型の
動圧スラスト軸受(A参照)よりも高い値になされ、か
つ定常回転時における動圧発生効率は、上述した第1実
施例よりも改善されている。
【0024】また図3中の符号Eは、定常回転時におい
て最大動圧発生効率を有する均一溝状の段付形状に形成
された動圧発生用凹溝を7体、起動時において最大動圧
発生効率を有する楔形状に形成された動圧発生用凹溝を
1体とした場合である。この第3実施例にかかる動圧ス
ラスト軸受においては、起動時における動圧発生効率
(縦軸)が、従来型の動圧スラスト軸受(A参照)より
もやや改善され、かつ定常回転時における動圧発生効率
が、上述した各実施例よりもさらに安定化されている。
【0025】なお図3中の符号Bは、8体の動圧発生用
凹溝の全てを、起動時において最大動圧発生効率を有す
る楔形状に形成した場合であり、この場合には、起動時
における動圧発生効率(縦軸)は極端に高められるが、
定常回転時における動圧発生効率が低下してしまうた
め、実際の適用は不可能と考えられる。
【0026】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。例え
ば、動圧発生用溝の総数は上記各実施例のように8体に
限定されることはない。また本発明は、モータ以外の動
圧軸受を用いたあらゆる種類の装置に対しても同様に適
用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように本発明にかかる動圧ス
ラスト軸受装置は、定常回転時において最大動圧発生効
率を有する形状に形成された動圧発生用凹溝と、起動時
において最大動圧発生効率を有する形状に形成された動
圧発生用凹溝と設けることによって、定常回転時及び起
動時の双方において良好な動圧力が得られるようにした
ものであるから、定常回転状態を損なうことなく起動時
における摩耗の発生及び起動トルクを低減することがで
き、動圧スラスト軸受装置の信頼性を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における動圧スラスト軸受
装置を表した外観斜視説明図である。
【図2】本発明にかかる動圧スラスト軸受装置を用いた
HDDモータの一例を表した半横断面説明図である。
【図3】動圧発生効率を比較して表した線図である。
【図4】本発明の第2実施例における動圧スラスト軸受
装置を表した外観斜視説明図である。
【図5】動圧スラスト軸受の一般的構成を表した外観斜
視説明図である。
【符号の説明】
251,252 動圧発生用凹溝 251a,252a 楔形状動圧発生用凹溝 251b,252b 段付状動圧発生用凹溝

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転部材と固定部材とが対向する滑り面
    に、略半径方向にスパイラル状に延在する動圧発生用の
    凹溝を設けて、前記回転部材と固定部材とを相対的に回
    転移動可能に支承するものであって、上記動圧発生用凹
    溝を周方向に複数体並列するように形成した動圧スラス
    ト軸受装置において、 上記複数体の動圧発生用凹溝のうちの一部の動圧発生用
    凹溝を、定常回転時において最大動圧発生効率を有する
    形状に形成するとともに、 その他の動圧発生用凹溝を、起動時において最大動圧発
    生効率を有する形状に形成したことを特徴とする動圧ス
    ラスト軸受装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の動圧スラスト軸受装置に
    おいて、 起動時において最大動圧発生効率を有する形状に形成さ
    れた動圧発生用凹溝は、溝延在方向に沿う断面形状が略
    楔状に形成されているとともに、 定常回転時において最大動圧発生効率を有する形状に形
    成された動圧発生用凹溝は、溝延在方向に沿う断面形状
    が段付状に形成されていることを特徴とする動圧スラス
    ト軸受装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の動圧スラスト軸受装置に
    おいて、 起動時において最大動圧発生効率を有する形状に形成さ
    れた動圧発生用凹溝は、定常回転時において最大動圧発
    生効率を有する形状に形成された動圧発生用凹溝と同数
    またはそれ以下の数に形成されていることを特徴とする
    動圧スラスト軸受装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1903227A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Spindle motor, spindle motor assembly and image forming device having the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1903227A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Spindle motor, spindle motor assembly and image forming device having the same

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