JPH08237906A - Motor provided with dynamic pressure fluid bearing - Google Patents
Motor provided with dynamic pressure fluid bearingInfo
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- JPH08237906A JPH08237906A JP6481195A JP6481195A JPH08237906A JP H08237906 A JPH08237906 A JP H08237906A JP 6481195 A JP6481195 A JP 6481195A JP 6481195 A JP6481195 A JP 6481195A JP H08237906 A JPH08237906 A JP H08237906A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はモータに関する。より詳
細には、動圧流体軸受を備えたモータに関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to motors. More specifically, it relates to a motor provided with a hydrodynamic bearing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】これまで、例えば、図６に示すような、
動圧流体軸受を使用しているスピンドルモータが、当業
者に知られている。図６に示されているような動圧流体
軸受を使用している公知のスピンドルモータ１では、固
定ベース部材２のボス部３にシャフト４の下端部が固着
され、更にこのボス部３の半径方向外方にはステータ５
が固着されている。シャフト４の上端部には小径部６が
設けてあり、この小径部６にスラストプレート７が嵌合
固着され、かつこのスラストプレート７の上面を、同様
に前記小径部６に嵌合しているブッシュ８が保持されて
いる。該ブッシュ８の半径方向外方であって前記スラス
トプレート７の上面にはカバープレート９が配置されて
いる。このカバープレート９の半径方向外方にはスリー
ブ部材１０が設けられており、カバープレート９及びス
リーブ部材１０が相互に固定され、これらはシャフト保
持部材を構成する。2. Description of the Related Art Up to now, for example, as shown in FIG.
Spindle motors using hydrodynamic bearings are known to those skilled in the art. In a known spindle motor 1 using a hydrodynamic bearing as shown in FIG. 6, the lower end of the shaft 4 is fixed to the boss portion 3 of the fixed base member 2, and the radius of the boss portion 3 is fixed. Stator 5 outward in the direction
Is stuck. A small-diameter portion 6 is provided at the upper end of the shaft 4, a thrust plate 7 is fixedly fitted to the small-diameter portion 6, and the upper surface of the thrust plate 7 is also fitted to the small-diameter portion 6. The bush 8 is held. A cover plate 9 is arranged outside the bush 8 in the radial direction and on the upper surface of the thrust plate 7. A sleeve member 10 is provided on the outer side of the cover plate 9 in the radial direction, and the cover plate 9 and the sleeve member 10 are fixed to each other, and these constitute a shaft holding member.
【０００３】更に、スリーブ部材１０の一部はスラスト
プレート７を保持しかつそこから該スラストプレート７
の下方に伸長し、このスリーブ部１１がシャフト４の中
間に形成されているラジアル動圧流体軸受手段１２を支
承している。また、スリーブ部材１０は前記ステータ５
の半径方向外方において当該ステータ５に対置する位置
にロータマグネット１３を支持している。更にまた、ス
リーブ部材１０はその半径方向外方にハブ１４を有し、
このハブ１４が磁気デイスク（図示せず）を保持してい
る。そして、スラストプレート７の上面とカバープレー
ト９の下面との間、スラストプレート７の下面とスリー
ブ部材１０との間にオイルが介在されてスラスト動圧流
体軸受手段を構成し、またシャフト４とスリーブ部材１
０との間にオイルが介在されてラジアル動圧流体軸受手
段を構成している。In addition, a portion of the sleeve member 10 carries and thrusts the thrust plate 7.
Of the radial dynamic pressure fluid bearing means 12 formed in the middle of the shaft 4. Further, the sleeve member 10 is the stator 5
The rotor magnet 13 is supported at a position opposite to the stator 5 in the radial outward direction. Furthermore, the sleeve member 10 has a hub 14 radially outward thereof,
The hub 14 holds a magnetic disk (not shown). Oil is interposed between the upper surface of the thrust plate 7 and the lower surface of the cover plate 9 and between the lower surface of the thrust plate 7 and the sleeve member 10 to form thrust hydrodynamic bearing means, and the shaft 4 and the sleeve. Member 1
Oil is intervened between 0 and 0 to form radial dynamic pressure fluid bearing means.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかして、このような
スピンドルモータにおいては、作動時には極めて高速度
で回転するため、スラスト動圧流体軸受手段においてオ
イルが遠心力によって半径方向外方に流動し、スラスト
動圧流体軸受手段のオイルが不足する傾向にある。スラ
スト動圧流体軸受手段においてオイルが不足すると、ス
ラストプレートとスリーブ部材とが金属接触し、軸受手
段において焼き付きが発生する恐れがある。また、この
種のモータでは、オイルを余分に保持するための溜部、
即ち所謂オイル溜部が存在していなかった。このため軸
受部に介在するオイルの量を厳密に計測する必要があ
り、もしオイルの量が所定値よりも多いと余分なオイル
が軸受部から外部に漏れるという危険がある。また、こ
のように予め余分なオイルを軸受部に保持するというこ
とが出来ないため、長時間にわたって軸受を使用する
と、オイルが蒸発するが、そのような場合に、軸受部の
オイルが減少し、軸受の寿命が短くなるという恐れがあ
る。However, in such a spindle motor, since it rotates at an extremely high speed during operation, the oil in the thrust hydrodynamic bearing means flows radially outward due to centrifugal force, The oil in the thrust hydrodynamic bearing means tends to run short. If the thrust hydrodynamic bearing means is deficient in oil, the thrust plate and the sleeve member may come into metal contact with each other, and seizure may occur in the bearing means. Also, in this type of motor, a reservoir for holding excess oil,
That is, there was no so-called oil reservoir. Therefore, it is necessary to strictly measure the amount of oil present in the bearing portion, and if the amount of oil is larger than a predetermined value, there is a risk that excess oil will leak from the bearing portion to the outside. In addition, since it is not possible to retain excess oil in the bearing in advance in this way, if the bearing is used for a long time, the oil evaporates, but in such a case, the oil in the bearing decreases, The bearing life may be shortened.
【０００５】本発明は、上述した課題を解決し、高速回
転時に生ずるオイル不足による焼き付けを防止すること
ができる動圧流体軸受手段を備えたモータを提供するこ
とである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a motor equipped with a hydrodynamic bearing means capable of preventing seizure due to insufficient oil which occurs at high speed rotation.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のモータでは、ス
ラストプレートの外周面とシャフト保持部材の内周面と
の間に環状空間が規定され、この環状空間の一部に余剰
のオイルが収容されており、スラストプレートには環状
空間を大気に連通するための連通孔が設けられており、
スラストプレートにはまた、環状空間に連通してオイル
の一部を収容するためのオイル収容切欠きが設けられて
おり、モータが回転していないときには、環状空間内の
オイルはその下部に溜まり、モータが高速回転している
ときには、このオイルはシャフト保持部材の内周面に保
持され、この内周面に保持されたオイルを介して、スラ
ストプレートの上面側のスラスト動圧流体軸受手段のオ
イルと、スラストプレートの下面側のスラスト動圧流体
軸受手段のオイルとが、連続した状態になる。In the motor of the present invention, an annular space is defined between the outer peripheral surface of the thrust plate and the inner peripheral surface of the shaft holding member, and excess oil is contained in a part of this annular space. The thrust plate is provided with a communication hole for communicating the annular space with the atmosphere.
The thrust plate is also provided with an oil storage notch for communicating with the annular space and storing a part of the oil, and when the motor is not rotating, the oil in the annular space collects in the lower part of the oil. When the motor is rotating at high speed, this oil is held on the inner peripheral surface of the shaft holding member, and the oil of the thrust hydrodynamic bearing means on the upper surface side of the thrust plate is passed through the oil held on this inner peripheral surface. And the oil of the thrust hydrodynamic bearing means on the lower surface side of the thrust plate are in a continuous state.
【０００７】[0007]
【作用】本発明のモータでは、スラストプレートの外周
面とシャフト保持部材の内周面との間に規定される環状
空間とスラストプレートに形成されたオイル収容切欠き
との一部に余剰オイルが収容される。従って、環状空間
及びオイル収容切欠きの一部が余剰オイルの溜めとし
て、またそれらの残部が空気室として作用し、この空気
室が連通孔を介して大気に連通され、温度変化により空
気室の空気が膨張したときには、この空気は連通孔を通
して大気に排出される。また、モータが高速回転した時
には、オイルがシャフト保持部材の内周面に遠心力によ
って貼り付いた状態となり、この貼り付いたオイルを介
してスラストプレートの上下面側のスラスト動圧流体軸
受手段のオイルが連続した状態となる。従って、シャフ
ト保持部材の内周面に保持されたオイルに作用する遠心
力と、スラスト動圧流体軸受手段のオイルに作用する遠
心力の分力とが均り合い、スラスト動圧流体軸受手段の
オイルが遠心力によって半径方向外方へ流動することが
阻止され、スラスト動圧流体軸受手段におけるオイル不
足が防止される。In the motor of the present invention, excess oil is contained in a part of the annular space defined between the outer peripheral surface of the thrust plate and the inner peripheral surface of the shaft holding member and the oil storage notch formed in the thrust plate. Be accommodated. Therefore, a part of the annular space and the oil storage notch acts as a reservoir of surplus oil, and the rest of them acts as an air chamber, and this air chamber communicates with the atmosphere through the communication hole, and due to temperature change, the air chamber When the air expands, the air is discharged to the atmosphere through the communication hole. Further, when the motor rotates at high speed, the oil is attached to the inner peripheral surface of the shaft holding member by centrifugal force, and the oil is attached to the thrust dynamic pressure fluid bearing means on the upper and lower surfaces of the thrust plate. The oil becomes continuous. Therefore, the centrifugal force acting on the oil held on the inner peripheral surface of the shaft holding member and the centrifugal force component acting on the oil of the thrust dynamic pressure fluid bearing means are balanced, and the thrust dynamic pressure fluid bearing means The centrifugal force prevents the oil from flowing outward in the radial direction, and prevents the oil shortage in the thrust hydrodynamic bearing means.
【０００８】[0008]
【実施例】図１は、本発明のモータの実施例の要部を示
している。図１において、図示のモータは、固定ベース
部材のボス部（図示せず）へ下端部が固定保持されてい
るシャフト２１を備えている。このシャフト２１の上端
部にはスラストプレート２３が一体に設けられている。
シャフト２１のスラストプレート２３より下側の部分、
即ち第１の部分２４の外径は比較的大きく、一方シャフ
ト２１のスラストプレート２３より上側の部分、即ち第
２の部分２２の外径は比較的小さく、上記第１の部分２
４の外径の約半分程度である。シャフト２１の第２の部
分２２の半径方向外方であって前記スラストプレート２
３の上方にはカバープレート２５が配設されている。こ
のカバープレート２５には、図６に示すと同様に、スリ
ーブ部材２６が取り付けてある。この例でも、カバープ
レート２５とスリーブ部材２６とは相互に固定されてシ
ャフト保持部材を構成している。スリーブ部材２６の一
部はスラストプレート２３の外周面を保持しかつそこか
らスラストプレート２３の下方に伸長し、更にシャフト
２１の中間に設けられているラジアル動圧流体軸受手段
２７を支持している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the essential parts of an embodiment of a motor according to the present invention. In FIG. 1, the illustrated motor includes a shaft 21 whose lower end is fixedly held by a boss (not shown) of a fixed base member. A thrust plate 23 is integrally provided on the upper end of the shaft 21.
A portion of the shaft 21 below the thrust plate 23,
That is, the outer diameter of the first portion 24 is relatively large, while the outer diameter of the portion of the shaft 21 above the thrust plate 23, that is, the second portion 22, is relatively small.
It is about half the outer diameter of No. 4. The thrust plate 2 is located radially outwardly of the second portion 22 of the shaft 21.
A cover plate 25 is disposed above the unit 3. A sleeve member 26 is attached to the cover plate 25, as shown in FIG. Also in this example, the cover plate 25 and the sleeve member 26 are fixed to each other to form a shaft holding member. A part of the sleeve member 26 holds the outer peripheral surface of the thrust plate 23, extends from there to below the thrust plate 23, and further supports the radial dynamic pressure fluid bearing means 27 provided in the middle of the shaft 21. .
【０００９】ラジアル動圧流体軸受手段２７は、シャフ
ト２１に軸方向に間隔を置いて形成された一対のラジア
ルベアリング溝２８、２９から構成され、シャフト２１
に代えてスリーブ部材２６の内周面に形成することもで
きる。前記シャフト２１を保持している前記ベース部材
のボス部５０には、ステータ５２が固着保持されてい
る。図６に示すように、このステータ５２の半径方向外
方において当該ステータ５２に対向する位置に、前記ス
リーブ部材２６はロータマグネット（図示せず）を支持
している。更に、スリーブ部材２６は、図６に示すよう
に、その半径方向外方にハブ（図示なし）を有し、この
ハブに磁気デイスク（図示せず）が保持されている。こ
れにより、スラストプレート２３と、このスラストプレ
ート２３の上面、側面及び下面を取り巻いているシャフ
ト保持部材（カバープレート２５及びスリーブ部材２
６）と、の間に、スラスト動圧流体軸受手段５４ａ，５
４ｂが設けられ、またシャフト２１とスリーブ部材２６
との間に、ラジアル動圧流体軸受手段２７が設けられて
いる。The radial dynamic pressure fluid bearing means 27 is composed of a pair of radial bearing grooves 28, 29 formed in the shaft 21 at intervals in the axial direction.
Alternatively, it may be formed on the inner peripheral surface of the sleeve member 26. A stator 52 is fixedly held on the boss portion 50 of the base member holding the shaft 21. As shown in FIG. 6, the sleeve member 26 supports a rotor magnet (not shown) at a position facing the stator 52 radially outward of the stator 52. Further, as shown in FIG. 6, the sleeve member 26 has a hub (not shown) radially outward thereof, and a magnetic disk (not shown) is held on the hub. As a result, the thrust plate 23 and the shaft holding member (the cover plate 25 and the sleeve member 2 surrounding the upper surface, the side surface, and the lower surface of the thrust plate 23).
6) and between the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a, 5
4b is provided, and the shaft 21 and the sleeve member 26 are provided.
Radial dynamic pressure fluid bearing means 27 is provided between and.
【００１０】実施例では、スラスト動圧流体軸受手段５
４ａ，５４ｂは、スラストプレート２３の上面及び下面
に形成されたベアリング溝から構成されている。このス
ラスト動圧流体軸受手段５４ａ，５４ｂのベアリング溝
は、スラストプレート２３に代えて、カバープレート２
５及び／又はスリーブ部材２６に形成することもでき
る。In the embodiment, the thrust dynamic pressure fluid bearing means 5
4a and 54b are composed of bearing grooves formed on the upper surface and the lower surface of the thrust plate 23. Instead of the thrust plate 23, the bearing grooves of the thrust hydrodynamic bearing means 54a, 54b are replaced by the cover plate 2
5 and / or the sleeve member 26.
【００１１】ラジアル動圧流体軸受手段２７及びスラス
ト動圧流体軸受手段５４ａ，５４ｂに関連して、更に、
次の通り構成されている。即ち、カバープレート２５の
半径方向内方部分とシャフト２１の第２の部分２２との
間にはモータの外部、即ち大気に連通する大気通路３１
が規定されている。カバープレート２５の半径方向内方
部分の下面には、そこから半径方向内方に向けて上方に
所定角度（ａ°）で傾斜するテーパ部３２（第１のテー
パ手段を構成する）が設けてある。また、テーパ部３２
に続いてその外側には凹部５６が設けられており、この
凹部５６はスラストプレート２３の上面と協働して第１
のオイル溜め空間５８を規定する。オイル溜め空間５８
は、余剰オイルを十分収容するようにその容積を比較的
大きくするのが望ましい。実施例では、シャフト２１の
小径部２２の基部に幾分径の大きい肩部６０が設けられ
ており、この肩部６０とカバープレート２５の内径端部
との間隔が小さく設定されている。従って、スラストプ
レート２３の上面側に配設されたスラスト動圧流体軸受
手段５４ａの外側に、テーパ部３２から構成されたテー
パシール手段が配設され、このテーパシール手段の外側
に、肩部６０とカバープレート２５から構成された絞り
シール手段が配設され、これら一対のシール手段の間に
オイル溜め空間５８が配置される。尚、テーパ部３２の
角度ａは５〜１５°であるのが好ましい。With respect to the radial dynamic pressure fluid bearing means 27 and the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a, 54b, further,
It is configured as follows. That is, between the radially inner portion of the cover plate 25 and the second portion 22 of the shaft 21, the atmosphere passage 31 communicating with the outside of the motor, that is, the atmosphere.
Is specified. The lower surface of the radially inner portion of the cover plate 25 is provided with a taper portion 32 (constituting a first taper means) which is inclined upward inward in the radial direction by a predetermined angle (a °). is there. In addition, the tapered portion 32
Subsequent to that, a recess 56 is provided on the outside thereof, and this recess 56 cooperates with the upper surface of the thrust plate 23 to form the first
The oil sump space 58 is defined. Oil sump space 58
It is desirable to have a relatively large volume so that the excess oil is sufficiently contained. In the embodiment, a shoulder 60 having a slightly larger diameter is provided at the base of the small-diameter portion 22 of the shaft 21, and the distance between the shoulder 60 and the inner diameter end of the cover plate 25 is set small. Therefore, the taper seal means composed of the taper portion 32 is arranged outside the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a arranged on the upper surface side of the thrust plate 23, and the shoulder portion 60 is arranged outside the taper seal means. A throttle sealing means composed of the cover plate 25 and the cover plate 25 is disposed, and an oil storage space 58 is disposed between the pair of sealing means. The angle a of the tapered portion 32 is preferably 5 to 15 °.
【００１２】スリーブ部材２６の、前記シャフト２１に
面している下方部分には、シャフト２１の下方に向けて
半径方向外方に所定角度（ｂ°）で傾斜するテーパ部３
７（第２のテーパ手段を構成する）が設けてある。ま
た、スリーブ部材２６の下端部とボス部５０の上端部と
の間隔は小さく設定されており、かく絞られた部位が絞
りシール手段として機能する。更に、ボス部５０の内周
部には環状の凹部６２が設けられ、この凹部６２を規定
する内周面は下方に向けて半径方向外方に拡がってい
る。この凹部６２は、シャフト２１と協働して余剰オイ
ルを収容する第２のオイル溜め空間として作用し、その
容積を比較的大きくするのが好ましい。尚、テーパ部３
７の角度ｂは５〜１５°であるのが好ましい。At the lower portion of the sleeve member 26 facing the shaft 21, a taper portion 3 which is inclined radially outward toward the lower side of the shaft 21 at a predetermined angle (b °).
7 (constituting the second taper means) is provided. Further, the distance between the lower end of the sleeve member 26 and the upper end of the boss 50 is set to be small, and the narrowed portion functions as a diaphragm sealing means. Further, an annular concave portion 62 is provided on the inner peripheral portion of the boss portion 50, and the inner peripheral surface defining the concave portion 62 is expanded downward in the radial direction. It is preferable that the concave portion 62 cooperates with the shaft 21 to act as a second oil reservoir space for accommodating the excess oil, and the volume thereof is relatively large. The tapered portion 3
The angle b of 7 is preferably 5 to 15 °.
【００１３】図１に示すように、スラスト動圧流体軸受
手段５４ａ，５４ｂからラジアル動圧流体軸受手段２７
に渡って、即ち、スラストプレート２３の上面、周側
面、下面及びシャフト２１の下端部に渡ってオイルが充
填されている（スラストプレート２３の周側面について
は、後に詳述する）。そして、これらの動圧流体軸受手
段２７及び５４ａ，５４ｂからオイルが漏洩しないよう
に、実施例では、テーパ部３２及び３７の最大間隔、即
ちテーパ部３２及び３７の開口端の間隙Ｔ1，Ｔ2が、シ
ャフト２１とシャフト保持部材との間隔よりも大きく設
定されている。これによりテーパ部３２及び３７からの
オイルの流出が困難となる。As shown in FIG. 1, the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a, 54b to the radial dynamic pressure fluid bearing means 27.
That is, the oil is filled all over, that is, the upper surface, the peripheral side surface, the lower surface of the thrust plate 23 and the lower end portion of the shaft 21 (the peripheral side surface of the thrust plate 23 will be described later in detail). In order to prevent oil from leaking from the hydrodynamic bearing means 27 and 54a and 54b, in the embodiment, the maximum distance between the tapered portions 32 and 37, that is, the gaps T 1 and T between the open ends of the tapered portions 32 and 37. 2 is set to be larger than the distance between the shaft 21 and the shaft holding member. This makes it difficult for oil to flow out from the tapered portions 32 and 37.
【００１４】スラストプレート２３に関連して、更に、
次の通り構成されている。図１と共に図２及び図３を参
照して、スラストプレート２３の外周面は円形であり、
このスラストプレート２３を受け入れるスリーブ部材２
６の部位２６ａの内周面も円形であり、スラストプレー
ト２３と部位２６ａとの間に環状空間６４が規定されて
いる。図４をも参照して、この環状空間６４には、その
一部にオイル６６が収容される。このオイル６６の量
は、上記環状空間６４の約半分程度であるのが望まし
く、オイル６６の量が多くなると、後述する連通孔がオ
イル６６により閉塞されるようになり、一方オイル６６
の量が少なくなると、高速回転時にスラスト動圧流体軸
受手段５４ａ，５４ｂ間を接続するオイル層が形成され
なくなる。Further in connection with the thrust plate 23,
It is configured as follows. Referring to FIGS. 2 and 3 together with FIG. 1, the outer peripheral surface of the thrust plate 23 is circular,
Sleeve member 2 for receiving the thrust plate 23
The inner peripheral surface of the portion 26a of No. 6 is also circular, and an annular space 64 is defined between the thrust plate 23 and the portion 26a. Referring also to FIG. 4, oil 66 is housed in a part of annular space 64. The amount of the oil 66 is preferably about half of the annular space 64. When the amount of the oil 66 increases, the communication hole described later comes to be blocked by the oil 66, while the oil 66 increases.
If the amount of oil is reduced, the oil layer connecting the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a and 54b will not be formed during high speed rotation.
【００１５】スラストプレート２３には、更に、周方向
に実質上１８０度の間隔を置いて一対の連通孔４２が形
成されている。連通孔４２の一端開口４２ａ（図３）は
スラストプレート２３の外周面、即ち環状空間６４に開
口し、その他端開口４２ｂ（図２）はスラストプレート
２３の上面に開口している。実施例では、図１及び図２
に明確に示す通り、連通孔４２の一端開口４２ａはスラ
ストプレート２３の軸線方向のほぼ中央部に開口し、そ
の他端開口４２ｂはテーパ部３２に開口し、仮に連通孔
４２を通してオイル６６が送給されたとしてもテーパ部
３２及びこれに続く第１のオイル溜空間５８にて空気と
オイル６６とが分離され、オイル６６はスラスト動圧流
体軸受手段５４ａに戻され、空気は大気通路３１を通し
てモータ外部に排出される。The thrust plate 23 is further formed with a pair of communication holes 42 at intervals of substantially 180 degrees in the circumferential direction. One end opening 42 a (FIG. 3) of the communication hole 42 is opened to the outer peripheral surface of the thrust plate 23, that is, the annular space 64, and the other end opening 42 b (FIG. 2) is opened to the upper surface of the thrust plate 23. In the embodiment, FIG. 1 and FIG.
As clearly shown in FIG. 2, one end opening 42 a of the communication hole 42 is opened substantially at the center in the axial direction of the thrust plate 23, and the other end opening 42 b is opened to the tapered portion 32, and the oil 66 is temporarily fed through the communication hole 42. Even if it is done, the air and the oil 66 are separated in the taper portion 32 and the first oil reservoir space 58 following the taper portion 32, the oil 66 is returned to the thrust hydrodynamic bearing means 54a, and the air is passed through the atmosphere passage 31 to the motor. It is discharged to the outside.
【００１６】スラストプレート２３には、また、オイル
収容切欠き８０が設けられている。図２及び図３に明確
に示す通り、オイル収容切欠き８０は、一対の連通孔４
２の間に、実質上１８０度の間隔を置いて設けられてお
り、それらは環状空間６４に開口している。オイル収容
切欠き８０は、スラストプレート２３の一対の環状突部
（後述する）の間に配設され、その幅Ｓは、オイル６６
が上記切欠き８０に所要の通り保持されるように、テー
パ部３２及び３７の開口端の間隙Ｔ1，Ｔ2よりも小さく
設定するのが望ましい。オイル収容切欠き８０はスラス
トプレート２３の端面に沿って内方に延びており、その
底面は連通孔４２の半径方向部分（半径方向に延びる部
分）に対して実質上平行に延びている。オイル収容切欠
き８０は、その容積を比較的大きくするのが望ましく、
従ってその底面を連通孔４２に近づけ、またその幅も比
較的大きくするのが望ましい。オイル６６は、このオイ
ル収容切欠き８０においてもその半分程度収容されるよ
うになる。The thrust plate 23 is also provided with an oil receiving cutout 80. As clearly shown in FIG. 2 and FIG. 3, the oil storage cutout 80 is formed in the pair of communication holes 4
The two are substantially 180 degrees apart and open into the annular space 64. The oil storage notch 80 is arranged between a pair of annular projections (described later) of the thrust plate 23, and the width S thereof is equal to that of the oil 66.
Is preferably set to be smaller than the gaps T 1 and T 2 at the opening ends of the tapered portions 32 and 37 so that the above-mentioned notch 80 is held as required. The oil storage notch 80 extends inward along the end surface of the thrust plate 23, and the bottom surface thereof extends substantially parallel to the radial portion (radially extending portion) of the communication hole 42. It is desirable that the oil storage notch 80 has a relatively large volume.
Therefore, it is desirable that the bottom surface be close to the communication hole 42 and that the width be relatively large. About half of the oil 66 is stored in the oil storage cutout 80.
【００１７】スラストプレート２３には、更に、その両
端部に半径方向外方に突出する環状突起６８及び７０が
設けられている。また、環状突起６８及び７０に対応し
て、スリーブ部材２６の部位２６ａの内周面には、所定
の間隔を置いて一対の環状凹部７２及び７４が設けられ
ている。後述する作用効果を得るためには、例えば、ス
ラストプレート２３等に関連する寸法を、次の通り設定
することができる。 スラストプレート２３の上面とカバープレート２５との
間隔Ｌ１：約０．０１ｍｍ スラストプレート２３の下面とスリーブ部材２６との間
隔Ｌ２：約０．０１ｍｍ スラストプレート２３の厚さ（軸線方向の長さ）Ｌ３：
約１．４ｍｍ 環状突起６８及び７０の幅Ｗ１：約０．２ｍｍ 環状突起６８及び７０の高さＨ１：約０．１ｍｍ 環状凹部７２及び７４の幅Ｗ２：約０．２２ｍｍ 環状凹部７２及び７４の深さＤ１：約０．１ｍｍ 環状空間６４の幅Ｗ３：約０．１５ｍｍThe thrust plate 23 is further provided with annular projections 68 and 70 which project outward in the radial direction at both ends thereof. Corresponding to the annular protrusions 68 and 70, a pair of annular recesses 72 and 74 are provided on the inner peripheral surface of the portion 26a of the sleeve member 26 at predetermined intervals. In order to obtain the function and effect described later, for example, the dimensions related to the thrust plate 23 and the like can be set as follows. Distance L1 between the upper surface of the thrust plate 23 and the cover plate 25: approximately 0.01 mm Distance L2 between the lower surface of the thrust plate 23 and the sleeve member 26: approximately 0.01 mm Thickness of the thrust plate 23 (length in the axial direction) L3 :
About 1.4 mm Width W1 of the annular protrusions 68 and 70: about 0.2 mm Height H1 of the annular protrusions 68 and 70: about 0.1 mm Width W2 of the annular recesses 72 and 74: About 0.22 mm of the annular recesses 72 and 74 Depth D1: About 0.1 mm Width W3 of the annular space 64: About 0.15 mm
【００１８】次いで、上述したモータの作用効果につい
て説明する。モータの回転していないときには、オイル
６６は、図４に示す状態に保持される。即ち、オイル６
６は自重によって環状空間６４の下部に集まり、スラス
トプレート２３の下面側のスラスト動圧流体軸受手段５
４ｂのオイル６６ｂと環状空間６４に収容されたオイル
６６ｃとが連続した状態になるが、かかるオイル６６ｃ
とスラストプレート２３の上面側のスラスト動圧流体軸
受手段５４ａのオイル６６ａとは空気室を介して分離し
た状態に保持される。また、環状突起６８及び７０の間
に位置する連通孔４２の一端開口は、少なくともその一
部が環状空間６４内のオイル６６ｃの上方に位置し、環
状空間６４の空気室と連通する。従って、温度変化等に
より上記空気室の空気が膨張しても、膨張した空気は連
通孔４２、第１のオイル溜め空間５８及び空気通路３１
を通して外部に排出され、空気膨張による悪影響が回避
される。また、このとき、オイル６６はスラストプレー
ト２３の切欠き８０にはその上下の間隔が十分に小さい
ので毛細管現象によって吸い込まれ、この切欠き８０が
オイル溜めとして作用する。Next, the function and effect of the above-mentioned motor will be described. When the motor is not rotating, the oil 66 is held in the state shown in FIG. That is, oil 6
6 are gathered in the lower part of the annular space 64 by their own weight, and the thrust hydrodynamic bearing means 5 on the lower surface side of the thrust plate 23
The oil 66b of 4b and the oil 66c housed in the annular space 64 are in a continuous state.
The oil and the oil 66a of the thrust hydrodynamic bearing means 54a on the upper surface side of the thrust plate 23 are held in a separated state via the air chamber. Further, at least a part of the one end opening of the communication hole 42 located between the annular protrusions 68 and 70 is located above the oil 66c in the annular space 64 and communicates with the air chamber of the annular space 64. Therefore, even if the air in the air chamber expands due to a change in temperature or the like, the expanded air will not pass through the communication hole 42, the first oil sump space 58 and the air passage 31.
And is discharged to the outside through the through air, and the adverse effect of air expansion is avoided. Further, at this time, the oil 66 is sucked into the notch 80 of the thrust plate 23 by a capillary phenomenon because the vertical interval is sufficiently small, and the notch 80 acts as an oil sump.
【００１９】一方、モータが高速回転しているときに
は、オイル６６は、図５に示す状態に保持される。即
ち、スリーブ部材２６の高速回転によって遠心力がスラ
スト動圧流体軸受手段５４ａ，５４ｂのオイル６６ａ，
６６ｂ及び環状空間６４のオイル６６ｃに作用し、環状
空間６４のオイル６６ｃはスリーブ部材２６の内周面に
貼り付いた状態に保持され。切り欠き８０内のオイルは
オイル６６ｃに連続した状態で切り欠き８０から引き出
されオイル６６ｃと一体となってスリーブ材２６の内周
面に貼り付く。またスラストプレート２３の上下面側の
スラスト動圧流体軸受手段５４ａ，５４ｂのオイル６６
ａ，６６ｂは半径方向外方に流動する傾向にある。それ
故に、図５に示す通り、スラスト動圧流体軸受手段５４
ａ，５４ｂのオイル６６ａ，６６ｂは半径方向外方に流
動してスリーブ部材２６の内周面に保持されているオイ
ル６６ｃの層まで流れ、上面側のスラスト動圧流体軸受
手段５４ａのオイル６６ａと下面側のスラスト動圧流体
軸受手段５４ｂのオイル６６ｂとが、スリーブ部材２６
の内周面のオイル６６ｃを介して連続した状態となる。
かく連続した状態においては、容易に理解される如く、
スリーブ部材２６に保持されたオイル６６ｃは、これと
一体に高速で回転するために比較的大きい遠心力を受け
ている。一方、上下面側のスラスト動圧流体軸受手段５
４ａ，５４ｂのオイル６６ａ，６６ｂも半径方向外方へ
の遠心力を受けるが，スリーブ内周面に貼り付いている
オイル６６ｃに作用する遠心力の分力により半径方向内
方への力を受けて均り合い、スラスト動圧流体軸受手段
５４ａ．５４ｂのオイル６６ａ，６６ｂの半径方向外方
への流動が抑えられ、高速回転時のオイル不足が防止さ
れる。この上下スラストギャップ中のオイル６６ａ，６
６ｂの流動を支える上記遠心力の分力の大きさはスラス
トプレート２３の両端部の環状突起６８及び７０を結ん
だ線より内側に存するオイルに働く遠心力の累積に等し
いことは容易に理解できる。したがって，上記環状突起
部６８および７０を結んだ線より内側に存するオイルの
量を多くすればこの構造の安定度が増すことになる。Ｗ
３，Ｈ１，Ｌ１等の諸元は上下開口端でのオイルの封止
を妨げない範囲で蓄えるオイルの量を多くするように設
計し，動作の安定化を図っている。切り欠き８０内に蓄
えられたオイルはまさに上記のように動作の安定化に寄
与するために収容オイルを多くせんとするための手段で
あり，静止時には毛細管現象によってオイルは切り欠き
８０に吸い込まれ，回転時には遠心力によってスリーブ
２６の内周面に移動するオイル６６ｃに連続して引き出
されることによってその役割を十分に果たすことにな
る。また，高速回転時においても、オイル６６はスリー
ブ部材２６の内周面に貼り付く故に、連通孔４２の一端
開口は、図３に示す通り、環状空間６４の空気室に連通
し、空気室とモータとの連通状態が維持される。On the other hand, when the motor is rotating at a high speed, the oil 66 is held in the state shown in FIG. That is, the centrifugal force generated by the high speed rotation of the sleeve member 26 causes the oil 66a of the thrust hydrodynamic bearing means 54a, 54b,
66b and the oil 66c in the annular space 64, and the oil 66c in the annular space 64 is held in a state of being stuck to the inner peripheral surface of the sleeve member 26. The oil in the cutout 80 is drawn out from the cutout 80 in a state of being continuous with the oil 66c, and is attached to the inner peripheral surface of the sleeve member 26 together with the oil 66c. Further, the oil 66 of the thrust hydrodynamic bearing means 54a, 54b on the upper and lower surfaces of the thrust plate 23
The a and 66b tend to flow radially outward. Therefore, as shown in FIG. 5, the thrust hydrodynamic bearing means 54
The oils 66a and 66b of a and 54b flow outward in the radial direction to the layer of oil 66c held on the inner peripheral surface of the sleeve member 26, and the oil 66a of the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a on the upper surface side. The oil 66b of the thrust hydrodynamic bearing means 54b on the lower surface side makes the sleeve member 26
It becomes a continuous state through the oil 66c on the inner peripheral surface.
In this continuous state, as will be easily understood,
The oil 66c held by the sleeve member 26 is subjected to a relatively large centrifugal force because it rotates integrally with the oil 66c at a high speed. On the other hand, the thrust dynamic pressure fluid bearing means 5 on the upper and lower surfaces
The oils 66a and 66b of the oils 4a and 54b are also subjected to the centrifugal force in the radially outward direction, but are also subjected to the radially inward force due to the centrifugal force component acting on the oil 66c attached to the inner peripheral surface of the sleeve. And the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a. The flow of oil 66a, 66b of 54b outward in the radial direction is suppressed, and oil shortage during high-speed rotation is prevented. Oil 66a, 6 in the upper and lower thrust gaps
It can be easily understood that the magnitude of the centrifugal force component which supports the flow of 6b is equal to the accumulation of the centrifugal force acting on the oil existing inside the line connecting the annular projections 68 and 70 at both ends of the thrust plate 23. . Therefore, increasing the amount of oil present inside the line connecting the annular protrusions 68 and 70 increases the stability of this structure. W
The specifications of 3, H1, L1, etc. are designed to increase the amount of oil to be stored within a range that does not hinder the sealing of oil at the upper and lower open ends to stabilize the operation. The oil stored in the notch 80 is a means for making a large amount of oil to be stored in order to contribute to the stabilization of the operation as described above, and the oil is sucked into the notch 80 by the capillary phenomenon when stationary. During rotation, the oil 66c, which moves to the inner peripheral surface of the sleeve 26 by centrifugal force, is continuously drawn out, thereby fulfilling its role sufficiently. Further, since the oil 66 sticks to the inner peripheral surface of the sleeve member 26 even during high-speed rotation, the one end opening of the communication hole 42 communicates with the air chamber of the annular space 64 as shown in FIG. The communication with the motor is maintained.
【００２０】以上、本発明のモータの一実施例について
説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃
至修正が可能である。Although one embodiment of the motor of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention. .
【００２１】例えば、図示の実施例では、スラストプレ
ート２３に連通孔４２を２個設けているが、これに限定
されず、例えば連通孔４２を１個又は３個以上設けるよ
うにしてもよい。また、図示の実施例では、切欠き８０
を２個設けているが、これに限定されず、スラストプレ
ート端面に周回するよう設けても良いし，複数の周回す
る切り欠きを設けてもよい。For example, in the illustrated embodiment, the thrust plate 23 is provided with two communication holes 42. However, the present invention is not limited to this. For example, one or three or more communication holes 42 may be provided. Also, in the illustrated embodiment, the notch 80
Although two are provided, the present invention is not limited to this, and may be provided so as to circulate on the end surface of the thrust plate, or a plurality of notches for circling may be provided.
【００２２】更に、図示の実施例では、スラストプレー
ト２３に環状突起６８及び７０を設けると共に、スリー
ブ部材２６の内周面に一対の環状凹部７２及び７４を設
けているが、場合によりこれらの片方又は双方を省略す
ることも可能である。Further, in the illustrated embodiment, the thrust plate 23 is provided with annular projections 68 and 70, and the inner peripheral surface of the sleeve member 26 is provided with a pair of annular recesses 72 and 74. Alternatively, both can be omitted.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明のモータでは、スラストプレート
２３の外周面とシャフト保持部材の内周面との間に規定
される環状空間６４及びスラストプレート２３の切欠き
８０の一部に余剰オイル６６が収容される。それ故に、
環状空間６４及び切欠き８０の一部が余剰オイル６６の
溜め部として、またそれらの残部が空気室として作用
し、この空気室が連通孔４２を介して大気に連通され、
温度変化により空気室の空気が膨張したときには、この
空気は連通孔４２を通して大気に排出される。また、モ
ータの高速回転時にシャフト保持部材の内周面に遠心力
によって貼り付いたオイル６６ｃを介してスラストプレ
ート２３の上下面側のスラスト動圧流体軸受手段５４
ａ，５４ｂのオイル６６ａ，６６ｂが連続した状態とな
る。従って、シャフト保持部材の内周面に保持されたオ
イル６６ｃに作用する遠心力と、スラスト動圧流体軸受
手段５４ａ，５４ｂのオイル６６ａ，６６ｂに作用する
遠心力の分力とが均り合い、スラスト動圧流体軸受手段
５４ａ，５４ｂのオイル６６ａ，６６ｂが遠心力によっ
て半径方向外方へ流動することが阻止され、スラスト動
圧流体軸受手段５４ａ，５４ｂにおけるオイル不足が防
止される。また、オイル６６は環状空間６４及びスラス
トプレート２３の切欠き８０に収容されるので、余剰オ
イルの量が多くなり、従ってシャフト保持部材に保持さ
れるオイル６６ｃの層が厚くなり、大きな遠心力に十分
耐え得るオイル層とすることができる。In the motor of the present invention, the surplus oil 66 is provided in a part of the annular space 64 defined between the outer peripheral surface of the thrust plate 23 and the inner peripheral surface of the shaft holding member and the notch 80 of the thrust plate 23. Is housed. Therefore,
A part of the annular space 64 and the notch 80 acts as a reservoir for the excess oil 66, and the remaining portion thereof acts as an air chamber, which is communicated with the atmosphere via the communication hole 42.
When the air in the air chamber expands due to the temperature change, this air is discharged to the atmosphere through the communication hole 42. Further, when the motor rotates at a high speed, the thrust hydrodynamic bearing means 54 on the upper and lower surfaces of the thrust plate 23 are interposed by the oil 66c attached to the inner peripheral surface of the shaft holding member by centrifugal force.
The oils 66a and 66b of a and 54b are in a continuous state. Therefore, the centrifugal force acting on the oil 66c held on the inner peripheral surface of the shaft holding member and the centrifugal force component acting on the oils 66a, 66b of the thrust hydrodynamic bearing means 54a, 54b are balanced, The oil 66a, 66b of the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a, 54b is prevented from flowing outward in the radial direction by the centrifugal force, and the lack of oil in the thrust dynamic pressure fluid bearing means 54a, 54b is prevented. Further, since the oil 66 is accommodated in the annular space 64 and the notch 80 of the thrust plate 23, the amount of surplus oil increases, so that the layer of the oil 66c held by the shaft holding member becomes thick and a large centrifugal force is exerted. It can be an oil layer that can sufficiently withstand.
【図１】本発明のモータの第１実施例を示す要部断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts showing a first embodiment of a motor according to the present invention.
【図２】図１のモータのスラストプレートを示す平面
図。FIG. 2 is a plan view showing a thrust plate of the motor shown in FIG.
【図３】図２のスラストプレートの正面図。FIG. 3 is a front view of the thrust plate of FIG.
【図４】図１のモータのスラストプレート及びその近傍
を示す拡大部分断面図。4 is an enlarged partial sectional view showing a thrust plate of the motor of FIG. 1 and its vicinity.
【図５】図のモータを高速回転させたときのオイルの状
態を示す、図２に対応する拡大部分断面図。5 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 2, showing a state of oil when the motor shown in the figure is rotated at a high speed.
【図６】公知のモータの例を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a known motor.
２１ シャフト ２３ スラストプレート ２５ カバープレート ２６ スリーブ部材 ２７ ラジアル動圧流体軸受手段 ３２及び３７ テーパ部 ４２ 連通孔 ５４ａ，５４ｂ スラスト動圧流体軸受手段 ６４ 環状空間 ６６，６６ａ，６６ｂ，６６ｃ オイル ６８及び７０ 環状突起 ７２及び７４ 環状凹部 21 Shaft 23 Thrust Plate 25 Cover Plate 26 Sleeve Member 27 Radial Dynamic Pressure Fluid Bearing Means 32 and 37 Tapered Part 42 Communication Hole 54a, 54b Thrust Dynamic Pressure Fluid Bearing Means 64 Annular Space 66, 66a, 66b, 66c Oil 68 and 70 Annular Protrusions 72 and 74 Annular recess
Claims (6)
シャフト保持部材と、該シャフトに設けられたスラスト
プレートと、を有し、該スラストプレートの上面及び下
面と該シャフト保持部材との間にスラスト動圧流体軸受
手段が夫々介在され、該シャフトと該シャフト保持部材
との間にラジアル動圧流体軸受手段が介在されたモータ
において、 該スラストプレートの外周面と該シャフト保持部材の内
周面との間には環状空間が規定され、該環状空間の一部
に余剰のオイルが収容されており、 該スラストプレートには、該環状空間を大気に連通する
ための連通孔が設けられており、 該スラストプレートには、また、該環状空間に連通して
該オイルの一部を収容するためのオイル収容切欠きが設
けられており、 モータが回転していないときには、該環状空間内の該オ
イルはその下部に溜まり、モータが高速回転していると
きには、該オイルは該シャフト保持部材の内周面に保持
され、該内周面に保持された該オイルを介して、該スラ
ストプレートの上面側の該スラスト動圧流体軸受手段の
該オイルと、該スラストプレートの下面側の該スラスト
動圧流体軸受手段の該オイルとが、連続した状態とな
る、ことを特徴とするモータ。1. A thrust member provided with a shaft, a shaft holding member for holding the shaft as a bearing, and a thrust plate provided on the shaft, the thrust member being provided between an upper surface and a lower surface of the thrust plate and the shaft holding member. In a motor in which hydrodynamic bearing means are respectively interposed, and radial hydrodynamic bearing means is interposed between the shaft and the shaft holding member, an outer peripheral surface of the thrust plate and an inner peripheral surface of the shaft holding member are provided. An annular space is defined between the two, and excess oil is stored in a part of the annular space, and the thrust plate is provided with a communication hole for communicating the annular space with the atmosphere. The thrust plate is also provided with an oil storage notch that communicates with the annular space and stores a part of the oil. When the motor is not rotating, , The oil in the annular space collects in the lower part thereof, and when the motor is rotating at a high speed, the oil is held on the inner peripheral surface of the shaft holding member, and the oil held on the inner peripheral surface passes through the oil. The oil of the thrust dynamic pressure fluid bearing means on the upper surface side of the thrust plate and the oil of the thrust dynamic pressure fluid bearing means on the lower surface side of the thrust plate are in a continuous state. And a motor.
方向外方に突出する環状突起が設けられ、該シャフト保
持部材には、該環状突起に対応して、一対の環状凹部が
設けられ、該オイル収容切欠きは該環状突起間に配設さ
れている請求項１記載のモータ。2. The thrust plate is provided at both ends thereof with annular projections protruding outward in the radial direction, and the shaft holding member is provided with a pair of annular recesses corresponding to the annular projections. The motor according to claim 1, wherein the oil storage notch is disposed between the annular protrusions.
度の間隔を置いて一対の連通孔が設けられ、該一対の連
通孔の間に夫々該オイル収容切欠きが設けられている請
求項１記載のモータ。3. The thrust plate has substantially 180
2. The motor according to claim 1, wherein a pair of communication holes are provided at intervals of a certain degree, and the oil accommodating notches are respectively provided between the pair of communication holes.
イル収容切欠きのほぼ半分の部分に収容されている請求
項１記載のモータ。4. The motor according to claim 1, wherein the excess oil is contained in the annular space and approximately half of the oil containing notch.
ートの端面に沿って内方に延びている請求項１記載のモ
ータ。5. The motor according to claim 1, wherein the oil storage notch extends inward along an end surface of the thrust plate.
スト動圧流体軸受手段の外側には第１のテーパシール手
段が設けられ、該ラジアル動圧流体軸受手段の外側には
第２のテーパシール手段が設けられ、該第１のテーパシ
ール手段及び該第２のテーパシール手段の開口端の間隙
は該オイル収容切欠きの幅よりも大きく設定されている
請求項１記載のモータ。6. A first taper seal means is provided outside the thrust dynamic pressure fluid bearing means on the upper surface side of the thrust plate, and a second taper seal is provided outside the radial dynamic pressure fluid bearing means. 2. The motor according to claim 1, further comprising means, wherein the gap between the opening ends of the first taper seal means and the second taper seal means is set to be larger than the width of the oil storage notch.
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6219199B1 (en) | 1997-09-12 | 2001-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Spindle device having a dynamic-pressure-fluid bearing |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP06481195A patent/JP3558728B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6301074B2 (en) | 1997-09-12 | 2001-10-09 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Spindle device having a dynamic-pressure-fluid bearing |
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