JPH0935404A - 動圧型流体軸受ディスク駆動装置 - Google Patents

動圧型流体軸受ディスク駆動装置

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Publication number
JPH0935404A
JPH0935404A JP20399895A JP20399895A JPH0935404A JP H0935404 A JPH0935404 A JP H0935404A JP 20399895 A JP20399895 A JP 20399895A JP 20399895 A JP20399895 A JP 20399895A JP H0935404 A JPH0935404 A JP H0935404A
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JP
Japan
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shaft
dynamic pressure
groove
sleeve
lubricant
Prior art date
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Pending
Application number
JP20399895A
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English (en)
Inventor
Akihiro Mochizuki
章弘 望月
Kenji Seki
健二 関
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑剤漏れが少なく、耐久性に優れた動圧型
流体軸受ディスク駆動装置を得ることにある。 【解決手段】 一端部側が封止された軸とこの軸と潤滑
剤を介して嵌合するスリーブとを備え、前記軸または前
記スリーブのいずれか一方が回転体とされ、前記軸また
は前記スリーブのいずれか一方の回転摺動面にラジアル
動圧軸受部を形成してなり、前記ラジアル動圧軸受部は
前記軸の軸線と直角をなす線を中心として回転方向に沿
った略くの字状の複数の溝とされ、この溝の前記封止側
に位置する一辺の溝角度を他の辺の溝角度より小とした
動圧型流体軸受ディスク駆動装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑剤漏れが少な
く、耐久性に優れた動圧型流体軸受ディスク駆動装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、機器の小型化に伴って情報を記録
する手段として磁気ディスク装置等、記録再生用ディス
ク駆動装置の薄型化及び小型化が進んでいる。そして、
この種の装置の心臓部である回転駆動部は、駆動ハブの
中に軸受とモータ部の両方を内臓し、かつ駆動ハブの外
周に複数枚の記録再生用のディスクを取付けることによ
り、装置の小型化と記憶容量の増大を図る動きがある。
また、記録の高密度化を図るためには回転主軸部の精度
を飛躍的に高める必要がある。
【0003】図6は従来構成の動圧型流体軸受ディスク
駆動装置の半断面図を示すものである。
【0004】図6に示す如く、円盤状のベース2上には
固定軸1が固定され、かつ上面には巻線3を巻回したコ
ア4が固定されている。固定軸1の外周面には軸方向に
所定の間隔を保ったラジアル方向動圧発生用溝(ヘリン
グボーン溝)1a,1bが夫々形成されている。5はア
ルミニウム製からなるディスク固定部であるハブ6と、
その内部に焼ばめ等により圧入された青銅製のスリーブ
7とからなるハブ組立体であり、このスリーブ7が固定
軸1に嵌挿されることによりハブ組立体5は固定軸1を
中心として回転自在とされる。このスリーブ7は上記両
ラジアル方向動圧発生用溝1a,1bの間隔と対応する
面にオイル溜まり7aが形成されている。上記ラジアル
方向動圧発生用溝1a,1bは固定軸1またはスリーブ
7のいずれか一方に形成されていれば良いものである。
また、スリーブ7のベース2側の下端部には固定軸1と
離間した開口部21が形成してある。
【0005】なお、8はベース2上に配置された駆動回
路部品等が搭載されたプリント基板9を固定するねじで
ある。
【0006】上記はハブ6の外周には複数のアルミニウ
ム製のディスク10,10がスペーサ11を介して取付
けられ、これらディスク10,10はハブ6に固定板1
2を介してねじ13にて固定される。また、ハブ6の下
部に固定されたヨーク14は、ベース2上に形成された
環状の凹部2aに囲繞される如く所定の間隔を保って配
置される一方、ヨーク14の内面には上記コア4と所定
の間隔を保ったマグネット15が固定されることにより
磁気回路を形成するものである。
【0007】また、上記固定軸1の上端部には軸径より
膨出したフランジ16が螺着などで固定されることによ
り、このフランジ(封止部)16とスリーブ7の上端面
及びハブ6に形成した切欠き6aとの間に上部オイル溜
まり空間17が形成される。そして、フランジ16上に
取付体となるスラスト板18を配置し、このスラスト板
18をハブ6にねじ19にて固定することにより軸端部
が封止される。このように構成される軸受部は、スラス
ト板18の下面に形成したポンピング溝またはヘリング
ボーン溝のようなスラスト方向動圧発生用溝18a、上
部オイル溜まり空間17及び上記各ラジアル方向動圧発
生用溝1a,1bなどにオイルまたはグリースなどの潤
滑剤20を充填・塗布することにより軸受部の潤滑が図
られる。この組立て状態にあって上記マグネット15は
磁性体であるコア4側に吸引力(Pz)が作用すること
により、ハブ組立体5は常時ベース2側に引き寄せられ
る。
【0008】以上のように構成された従来の動圧型流体
軸受式ディスク駆動装置は、巻線3に通電することによ
り磁界が発生し、マグネット15と共にハブ組立体5が
所定方向に回転駆動する。この駆動時、ラジアル方向動
圧発生用溝1a,1bのポンピング力によりスリーブ7
は固定軸1に対してセンタリングされ、また軸線方向に
対してはスラスト板18のスラスト方向動圧発生用溝1
8aにより軸と一体のフランジ16に対してスラスト板
18及びハブ組立体5が数μm 浮上し、ハブ組立体5は
固定軸1及びフランジ16に対して潤滑剤20を介して
無接触で回転する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来装置におけるラジアル方向動圧発生用溝1b(1a)
は図7(A)〜(E)に一方を拡大して示すように、略
[く]の字状の溝を固定軸1の円周方向に沿って所定の
間隔で複数刻設した形状とされ、軸線と直角をなす線H
に対して上下に[く]の字状に屈曲したの溝の頂点に向
かう角度θ1 ,θ2 はそれぞれ等しく設定され、かつ動
圧形成部を形成する幅は軸線と直角をなす線Hに対して
等しく設定されている。そして、ハブ組立体5が回転す
る際に潤滑剤20を[く]の字状の溝の頂点に向かって
押し込む動圧Fは、上記角度θ1(θ2 )が10度〜3
5度の範囲ではTan θ1 と動圧溝部の長さに略比例す
る。
【0010】即ち、L1 =L2 θ1 =θ2 L1 =軸受の開口部側の動圧溝部の軸線方向の領域長さ L2 =軸受の封止部側の動圧溝部の軸線方向の領域長さ θ1 =軸受の開口部側の動圧溝の回転方向に対する角度 θ2 =軸受の封止部側の動圧溝の回転方向に対する角度 従って、動圧Fとしては軸線と直角をなす線Hに向かっ
て作用する上向きの動圧F1 と下向きの動圧F2 とは、
F1 =F2 なる関係を有する。
【0011】ハブ組立体5の静止時は図7(A)とな
り、また回転時に潤滑剤20は図7(B)に示すように
……となる。このため、ディスク駆動時に装置に作用す
る遠心力及び振動等により潤滑剤20は、図7(C)に
示すように開口部21より容易に漏れ出してしまい、以
下に示す不具合が発生する。
【0012】潤滑剤がディスク駆動装置の外部に漏れ
出してデイスク面を汚染する。
【0013】潤滑剤の不足を起こし、ディスク駆動装
置の性能の低下を招く。
【0014】また、潤滑剤は低蒸発率のものを使用して
おり、かつ組み立て工程においてオイル溜まり7aに塗
布して補充するようにしている。しかしながら、オイル
溜まり7aは上下のラジアル方向動圧発生用溝1a,1
b間に位置しているため、十分に充填することが不可能
であり、このオイル溜まり7aには気泡22がとどまっ
てしまう。このため潤滑剤は時間の経過に伴い、蒸発に
よって図7(D)に示すように減少し、その結果上記よ
うな課題が発生する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、第1の発明は、一端部側が封止
された軸とこの軸と潤滑剤を介して嵌合するスリーブと
を備え、前記軸または前記スリーブのいずれか一方が回
転体とされ、前記軸または前記スリーブのいずれか一方
の回転摺動面にラジアル動圧軸受部を形成してなり、前
記ラジアル動圧軸受部は前記軸の軸線と直角をなす線を
中心として回転方向に沿った略くの字状の複数の溝とさ
れ、この溝の前記封止側に位置する一辺の溝角度を他の
辺の溝角度より小としたことを特徴とする動圧型流体軸
受ディスク駆動装置を提供するものである。
【0016】また、第2の発明は、一端部側が封止され
た軸とこの軸と潤滑剤を介して嵌合するスリーブとを備
え、前記軸または前記スリーブのいずれか一方が回転体
とされ、前記軸または前記スリーブのいずれか一方の回
転摺動面にラジアル動圧軸受部を形成してなり、前記ラ
ジアル動圧軸受部は前記軸の軸線と直角をなす線を中心
として回転方向に沿った略くの字状の複数の溝とされ、
このくの字状の溝の各辺より頂点に向かう溝の軸線方向
の領域長さを、前記封止側に位置する一辺の溝より他辺
を側より大としたことを特徴とする動圧型流体軸受ディ
スク駆動装置を提供する。
【0017】
【実施例】以下に本発明に係わる動圧型流体軸受ディス
ク駆動装置の一実施例を図1乃至図5を参照して詳細に
説明する。
【0018】尚、説明の便宜上、先に示した構成部材と
同一構成部材に対しては同一の符号を付して説明する。
【0019】固定軸1の上下方向に間隔を保ってラジア
ル方向動圧発生用溝(ヘリングボーン溝)1a,1bが
形成されていることは上記した従来と同様であり、本発
明は上下のラジアル方向動圧発生用溝の形状を提案する
ものであり、開口部21側の一方のラジアル方向動圧発
生用溝1bについてのみ説明し、上側の他方については
同様な構成であるため、説明を省略する。
【0020】図1に示すように開口部21側のラジアル
方向動圧発生用溝1bは、固定軸1の円周方向に沿って
所定の間隔で複数刻設して、開口部21側に近接した1
辺1b1 と他側の辺1b2 とで略[く]の字状の溝とさ
れ、かつ固定軸1の軸線と直角をなす線Hを中心とした
[く]の字状の溝の各辺1b1 ,1b2 より頂点に向か
う溝角度θ1 ,θ2 はθ1 >θ2 なる関係としてある。
また、溝の各辺1b1,1b2 の軸線方向の領域長さL1
,L2 は、L1 =L2 としてある。
【0021】上記したようにハブ組立体5が回転するに
際して、潤滑剤20を[く]の字状の溝の頂点に向かっ
て押し込む動圧Fは、角度θ(θ1 ,θ2 )が10度〜
35度の範囲ではTan θと動圧溝部の長さに略比例する
ため、F1 >F2 となる。
【0022】従って、モータが駆動しハブ組立体5が回
転すると、開口部21内に塗布された潤滑剤20は動圧
により動圧により固定軸1の上方に上昇するよう、図2
(A)に示すようにオイル溜まり7a内に押し込まれ
る。しかしながら、動圧軸受部の上部はスラスト板18
によって閉鎖されていることにより、潤滑剤20がオイ
ル溜まり7a内に押し込まれることにより,このオイル
溜まり7a内の気泡22が圧縮され、このエア圧が図2
(B)に示すようにp1 からp2 に上昇するため、潤滑
剤20は 動圧F1 =動圧F2 +エア圧p2 が成立する位置に保持され、潤滑剤20はオイル溜まり
7a内に押込まれ、その液面20aは開口部21の開口
面より十分に離間する。またオイル溜まり7aと開口面
との間には半径隙間が数μの軸受部が存在するため、こ
れが大きな流路抵抗となり液漏れを防止し得る。
【0023】このため、装置に振動・衝撃等が作用して
も潤滑剤20が外部に漏洩するようなことはない。
【0024】長期間の駆動において、開口部21からの
潤滑剤20の経時的な蒸発は免れないが、本発明構成に
よれば、図2(C)に示すように潤滑剤20の蒸発によ
ってその液面が上昇すると、開口部21側の実質的な動
圧長さL1 が減少する。
【0025】その結果、F1 <F2 +p2となり、オイ
ル溜まり7a内に押込まれた潤滑剤20が図2(D)に
示すように下に移動し、軸受の潤滑剤不足を補うことが
でき、長期間の駆動に耐えることが可能となる。
【0026】図4は従来装置と本発明装置の耐久試験の
結果を示すものであり、従来装置●は振動・衝撃によっ
て潤滑剤の漏れ及び蒸発により潤滑不足をきたし、潤滑
状態が流体潤滑から境界潤滑に移行し、負荷が増加して
電流が増加するなどの不具合が発生し、最終的には軸受
部分で焼付きを起こしている。これに対して本発明装置
○は潤滑剤の漏洩がなく長期間に亘って流体潤滑状態が
維持され、寿命が飛躍的に改善されていることが分か
る。
【0027】図3は本発明の他の実施例を示す軸受部の
拡大図で、固定軸1に刻設されたラジアル方向動圧発生
用溝1bは、固定軸1の軸線と直角をなす線Hに対して
[く]の字状の溝の各辺1b1 ,1b2 より頂点に向か
う溝角度θ1 ,θ2 はθ1 =θ2 とし、かつL1 >L2
なる関係としてある。従って、上記した原理によって軸
受部に塗布された潤滑剤20は上昇方向への圧力が作用
して漏洩を防止し得るので、長期間に亘って流体潤滑状
態が維持される。
【0028】上記した実施例は軸固定型を示したもので
あり、ここで図5によって軸回転型の他の実施例の動圧
型流体軸受ディスク駆動装置の構成を説明し、動圧軸受
部の形状は上記実施例を適用し得るので説明は省略す
る。
【0029】図5で上記実施例と対応した同一構成部分
には同一の符号を付すものである。
【0030】ベース2上には同様に巻線3を巻回したコ
ア4が固定され、デイスク10,10を保持したハブ組
立体5の下部に取付けらてマグネット15を有するヨー
ク14はベース2に形成された環状の凹部2aに囲繞さ
れることにより、マグネット15はコア4と所定の間隔
を保っていることは、上記と同様である。
【0031】ベース2の内側に立設した案内部2bには
スリーブ7が固定され、これらはハブ6に形成した切欠
凹部6b内に位置している。またスリーブ7におけるハ
ブ6と半径方向に対向する壁面には凹部2b1 が形成さ
れることにより、飛散する潤滑剤の外部への漏洩を阻止
する。
【0032】一方、ハブ6の上部の中心孔と嵌合・固着
された回転軸11 はスリーブ7と嵌合して回転自在に支
持され、軸線方向には上下一対のラジアル方向動圧発生
用溝11 a,11 bが形成されており、同様に両溝間と
対応するスリーブ面にオイル溜まり7aが形成されてい
る。
【0033】回転軸11 の下端にはベース2に形成した
オイル溜まり空間となる環状凹部2cに所定の間隔(動
圧発生のための間隔)を保って配置されるフランジ16
が螺着などで固定され、このフランジ16はスラスト板
18をベース2にねじ19にて固定することにより軸下
部が封止される。そして、スラスト板18の上面に形成
したポンピング溝またはヘリングボーン溝のようなスラ
スト方向動圧発生用溝18a、下部オイル溜まり空間
(環状凹部)2c及び上記各ラジアル方向動圧発生用溝
1 a,11 bなどにオイルまたはグリースなどの潤滑
剤20を充填・塗布することにより軸受部の潤滑が図ら
れる。
【0034】なお21はスリーブ7の回転軸11 と相対
向する開口部である。
【0035】開口部21側のラジアル方向動圧発生用溝
1bは、回転軸11 の円周方向に沿って所定の間隔で複
数刻設した[く]の字状の溝とされ、かつ固定軸1の軸
線と直角をなす線Hにを中心とした[く]の字状の溝の
各辺より頂点に向かう溝角度θ1 ,θ2 はθ1 >θ2 な
る関係としてある。また、溝の各辺の軸線方向の領域長
さL1 (開口部21側),L2 は、L1 =L2 としてあ
る。
【0036】上記したようにハブ組立体5が回転するに
際して、潤滑剤20を[く]の字状の溝の頂点に向かっ
て押し込む動圧Fは、角度θ(θ1 ,θ2 )が10度〜
35度の範囲ではTan θと動圧溝部の長さに略比例する
ため、F1 >F2 となり、上記実施例と同様に液漏れを
防止し得る。
【0037】また、溝角度θ1 ,θ2 はθ1 =θ2 と
し、溝の各辺の軸線方向の領域長さL1 ,L2 は、L1
>L2 とすることも可能である。
【0038】
【発明の効果】以上詳述した本発明に係わる動圧型流体
軸受ディスク駆動装置によると、長期間に使用に際して
も、潤滑剤の漏れがなく、かつ耐久性が高くなるなどの
特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動圧型流体軸受ディスク駆動装置の一
実施例を示す軸受部の半部拡大図である。
【図2】(A)〜(D)は軸受部の潤滑剤の状態を示す
図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す軸受部の半部拡大図
である。
【図4】本発明装置と従来装置との特性の比較図であ
る。
【図5】本発明装置の他の構成の軸回転型の動圧型流体
軸受ディスク駆動装置を示す半部断面図である。
【図6】従来の動圧型流体軸受ディスク駆動装置を示す
半部断面図である。
【図7】従来装置における軸受部の拡大図である。
【符号の説明】
1…固定軸、11 …回転軸、1a,1b、11 a,11
b…ラジアル方向動圧発生用溝、21…開口部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端部側が封止された軸とこの軸と潤滑剤
    を介して嵌合するスリーブとを備え、前記軸または前記
    スリーブのいずれか一方が回転体とされ、前記軸または
    前記スリーブのいずれか一方の回転摺動面にラジアル動
    圧軸受部を形成してなり、前記ラジアル動圧軸受部は前
    記軸の軸線と直角をなす線を中心として回転方向に沿っ
    た略くの字状の複数の溝とされ、この溝の前記封止側に
    位置する一辺の溝角度を他の辺の溝角度より小としたこ
    とを特徴とする動圧型流体軸受ディスク駆動装置。
  2. 【請求項2】一端部側が封止された軸とこの軸と潤滑剤
    を介して嵌合するスリーブとを備え、前記軸または前記
    スリーブのいずれか一方が回転体とされ、前記軸または
    前記スリーブのいずれか一方の回転摺動面にラジアル動
    圧軸受部を形成してなり、前記ラジアル動圧軸受部は前
    記軸の軸線と直角をなす線を中心として回転方向に沿っ
    た略くの字状の複数の溝とされ、このくの字状の溝の各
    辺より頂点に向かう溝の軸線方向の領域長さを、前記封
    止側に位置する一辺の溝より他辺を側より大としたこと
    を特徴とする動圧型流体軸受ディスク駆動装置。
JP20399895A 1995-07-17 1995-07-17 動圧型流体軸受ディスク駆動装置 Pending JPH0935404A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8240917B2 (en) * 2007-09-13 2012-08-14 Minebea Co., Ltd. Fluid dynamic bearing pattern and fluid dynamic bearing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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