KR100810477B1 - Fluid bearing device - Google Patents

Fluid bearing device Download PDF

Info

Publication number
KR100810477B1
KR100810477B1 KR1020060093339A KR20060093339A KR100810477B1 KR 100810477 B1 KR100810477 B1 KR 100810477B1 KR 1020060093339 A KR1020060093339 A KR 1020060093339A KR 20060093339 A KR20060093339 A KR 20060093339A KR 100810477 B1 KR100810477 B1 KR 100810477B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sleeve
shaft
lubricating fluid
fluid
fluid bearing
Prior art date
Application number
KR1020060093339A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070035437A (en
Inventor
미츠오 고다마
다케토 노나카
Original Assignee
닛뽕빅터 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛뽕빅터 가부시키가이샤 filed Critical 닛뽕빅터 가부시키가이샤
Priority to KR1020060093339A priority Critical patent/KR100810477B1/en
Publication of KR20070035437A publication Critical patent/KR20070035437A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100810477B1 publication Critical patent/KR100810477B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/74Sealings of sliding-contact bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2036Motors characterized by fluid-dynamic bearings

Abstract

(과제)

베어링의 축 방향 길이를 길게하지 않고, 회전 요동이 적고 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 유체 베어링 장치를 제공한다.

(해결 수단)

샤프트 (1, 51) 와, 이 샤프트가 삽입된 슬리브 (9, 59) 와 샤프트와 슬리브와의 간극에 개재시킨 윤활 유체 (20) 를 구비하고, 샤프트를 슬리브에 대해 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하고, 슬리브의 단부에 고리 형상의 시일링 (4, 54) 을 구비하고, 시일링의 내주면 (4a, 54a) 과 이에 대향하는 샤프트의 외주면 (1a, 91b) 의 적어도 한쪽을, 서로의 간극을 슬리브로부터 떨어짐에 따라 확장되는 방향의 경사면 (4a, 54a) 으로 하여 윤활 유체의 누출을 방지하는 테이퍼 시일부 (TS) 를 형성 하는 것과 동시에, 시일링을 그 열팽창 계수가 슬리브 및 샤프트의 열팽창 계수보다 큰 재료로 형성하였다.

Figure R1020060093339

샤프트, 슬리브, 유체 베어링

(assignment)

Provided is a fluid bearing device capable of achieving low rotational fluctuations and high reliability without lengthening an axial length of a bearing.

(Solution)

A shaft (1, 51) and a sleeve (9, 59) into which the shaft is inserted and a lubricating fluid (20) interposed in the gap between the shaft and the sleeve, so that the shaft can rotate relatively freely with respect to the sleeve. It is supported and provided with annular seal rings 4 and 54 at the end of the sleeve, and at least one of the inner circumferential surfaces 4a and 54a of the seal ring and the outer circumferential surfaces 1a and 91b of the shaft opposite thereto is a gap between each other. To the inclined surfaces 4a and 54a in the direction of extension as it is moved away from the sleeve to form a tapered seal portion TS that prevents leakage of lubricating fluid, and at the same time, the thermal expansion coefficient of the sleeve and shaft Formed of larger material.

Figure R1020060093339

Shaft, sleeve, fluid bearing

Description

유체 베어링 장치{FLUID BEARING DEVICE}Fluid Bearing Device {FLUID BEARING DEVICE}

도 1 은 본 발명의 유체 베어링 장치에서의 실시예를 탑재한 모터의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a motor equipped with an embodiment in the fluid bearing device of the present invention.

도 2 는 본 발명의 유체 베어링 장치의 주요부를 설명하는 확대 단면도이다. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating the main part of the fluid bearing device of the present invention.

도 3 은 본 발명의 유체 베어링 장치에서의 승온 상태에서의 주요부를 설명하는 확대 단면도이다. It is an expanded sectional view explaining the principal part in the temperature rising state in the fluid bearing apparatus of this invention.

도 4 는 본 발명의 유체 베어링 장치에서의 다른 실시예를 탑재한 모터의 단면도이다. 4 is a sectional view of a motor equipped with another embodiment in the fluid bearing device of the present invention.

도 5 는 종래의 유체 베어링 장치를 탑재한 모터의 단면도이다. Fig. 5 is a sectional view of a motor equipped with a conventional fluid bearing device.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 샤프트 1a : 외주면 1: shaft 1a: outer peripheral surface

2 : 허브 2a : 외주면 2: hub 2a: outer peripheral surface

2b : 중심 구멍 2d : 둘레 벽 2b: center hole 2d: perimeter wall

2d1 : 내면 4 : 테이퍼링 2d1: inside 4: tapering

4a : 제 2 테이퍼면 (내주면) 6 : 마그넷 4a: 2nd taper surface (inner peripheral surface) 6: magnet

9 : 슬리브 9a : 내주면9: sleeve 9a: inner circumference

9b : 단부 9c : 제 1 테이퍼면 9b: end 9c: first tapered surface

9k : 돌출벽 9t : 단면 9k: protruding wall 9t: cross section

13 : 모터 베이스 13a : 기립부 13: motor base 13a: standing part

13a1 : 내주면 13a2 : 외주면 13a1: Inner circumference 13a2: Outer circumference

14 : 스테이터 코어 20 : 윤활 유체14: stator core 20: lubricating fluid

20a : 액면 (계면) 30 : 코일 20a: liquid level (interface) 30: coil

31 : 스러스트링 32 : 스러스트 플레이트 31: thrust ring 32: thrust plate

50, 50A : 모터 51 : 샤프트 50, 50A: motor 51: shaft

54 : 테이퍼링 54a : 제 2 테이퍼면 (내주면) 54: Taping 54a: 2nd taper surface (inner peripheral surface)

56 : 마그넷 59 : 슬리브 56: magnet 59: sleeve

59a : 관통 구멍 59a1 : 내주면 59a: through hole 59a1: inner circumferential surface

59m1, 59m2 : 주변 홈(접착제 홈) 63 모터 베이스 59m1, 59m2: Peripheral groove (adhesive groove) 63 Motor base

63a : 기립부 63a1 : 외주면 63a: standing part 63a1: outer peripheral surface

63b : 중심 구멍 64 : 스테이터 코어 63b: center hole 64: stator core

72 : 허브 72a : 외주면 72: hub 72a: outer peripheral surface

72b : 관통 구멍 72b1 : 내면 72b: through hole 72b1: inner surface

72d : 둘레 벽 72d1 : 내면 72d: perimeter wall 72d1: inner surface

80 : 코일 91 : 원통체80: coil 91: cylindrical body

91a : 외주면 91b : 제 1 테이퍼면 91a: outer peripheral surface 91b: first tapered surface

91t : 단부 adh : 접착제91t: end adh: glue

B : 유체 베어링 (장치) S : 스테이터 B: fluid bearing (device) S: stator

TS : 테이퍼 시일부 R : 로터 TS: Taper Seal R: Rotor

RB : (반경 방향의) 베어링 SB : (스러스트 방향의) 베어링 RB: Bearing (in radial direction) SB: Bearing (in thrust direction)

ds, d1, d2 : 직경ds, d1, d2: diameter

특허 문헌 1 일본 공개특허공보 2002-101610호Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-101610

특허 문헌 2 일본 공개특허공보 평8-210364호Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-210364

본 발명은 유체 베어링 장치에 관한 것으로, 특히, 하드 디스크 드라이브의 디스크 구동용 모터에 매우 적합하게 탑재되는 유체 베어링 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid bearing device, and more particularly, to a fluid bearing device that is suitably mounted on a disk drive motor of a hard disk drive.

종래의 유체 베어링 장치를 탑재한 모터의 예로서 특허 문헌 1 및 2 에 기재된 것이 있다. 이러한 모터의 일반적 형태를 도 5 에 나타내었다. Patent Documents 1 and 2 are examples of motors equipped with conventional fluid bearing devices. The general form of such a motor is shown in FIG.

이 도 5 에 나타내는 모터 (500) 는 하드 디스크 드라이브의 디스크 구동용 모터이며, 스테이터 (S) 와 로터 (R) 에 의해 구성된다. The motor 500 shown in this FIG. 5 is a disk drive motor of a hard disk drive, and is comprised by the stator S and the rotor R. As shown in FIG.

스테이터 (S) 는 모터 베이스 (J13) 와, 그 중심부에 원고리 형상으로 기립할 수 있는 기립부 (J13a) 의 내주면에 고정된 놋쇠로 이루어진 슬리브 (J9) 와 기립부 (J13a) 의 외주면에 고정된 스테이터 코어 (J14) 를 포함하여 구성된다. The stator S is fixed to the motor base J13 and the outer circumferential surface of the sleeve J9 and the standing portion J13a made of brass fixed to the inner circumferential surface of the standing portion J13a, which can stand in a circular shape at the center thereof. Configured stator core J14.

로터 (R) 는 허브 (J2) 와 이 허브 (J2) 에 고정된 링 마그넷 (J6) 을 포함하여 구성된다. The rotor R comprises a hub J2 and a ring magnet J6 fixed to the hub J2.

허브 (J2) 의 외주면 (J2a) 에는 하드 디스크 (도시생략) 가 장착된다. A hard disk (not shown) is attached to the outer circumferential surface J2a of the hub J2.

또한, 이 허브 (J2) 의 중심 구멍 (J2b) 에는 스테인리스강으로 이루어진 샤프트 (J1) 가 고정되어 있다. In addition, the shaft J1 made of stainless steel is fixed to the center hole J2b of the hub J2.

이 구성에 있어서, 슬리브 (J9) 는 샤프트 (J1) 를 스러스트 방향 및 반경 방향으로 유체 베어링을 통해 축지지되어 있고, 이로써, 로터 (R) 는 스테이터 (S) 에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. In this configuration, the sleeve J9 is axially supported through the fluid bearing in the thrust direction and the radial direction of the shaft J1, whereby the rotor R is supported so as to be able to rotate freely with respect to the stator S. .

반경 방향의 유체 베어링은 샤프트 (J1) 의 외주면 (J1a) 과 슬리브 (J9) 의 내주면 (J9a) 과 그 간극에 충전된 윤활 유체 (20) 를 포함하여 구성된다. 이 윤활 유체 (20) 는 도시하지 않은 스러스트 방향의 유체 베어링에도 공유되어 있다. The radial fluid bearing comprises an outer circumferential surface J1a of the shaft J1, an inner circumferential surface J9a of the sleeve J9 and a lubricating fluid 20 filled in the gap thereof. This lubricating fluid 20 is also shared by the fluid bearing of the thrust direction which is not shown in figure.

이 윤활 유체 (20) 를 시일하는 테이퍼 시일부 (JTS) 는 슬리브 (J9) 에서의 허브 (J2) 측의 단부에 형성되고, 슬리브 (J9) 의 내주면 (J9a) 과 이에 대향하는 샤프트 (J1) 의 외주면 (J1a) 으로 형성된다. A tapered seal portion JTS for sealing this lubricating fluid 20 is formed at an end portion on the side of the hub J2 in the sleeve J9, and an inner circumferential surface J9a of the sleeve J9 and a shaft J1 opposite thereto. Is formed as the outer peripheral surface J1a.

또한, 윤활 유체 (20) 는 그 액면 (20a) 이 테이퍼 시일부 (JTS) 에 위치하도록 충전량이 규정되어 있다. In addition, the filling amount of the lubricating fluid 20 is defined such that the liquid surface 20a is positioned at the tapered seal portion JTS.

그러나, 상기 서술한 유체 베어링을 이용한 모터 (500) 는 베어링 내부가 윤활 유체 (20) 로 채워지고, 로터 (R) 의 회전에 의해 발생하는 윤활 유체 (20) 의 압력을 이용하여 샤프트 (J1) 가 슬리브 (J9) 등에 비접촉 상태로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 것이다. However, the motor 500 using the above-mentioned fluid bearing has a shaft J1 using the pressure of the lubricating fluid 20 generated by the rotation of the rotor R in which the bearing inside is filled with the lubricating fluid 20. Is supported so as to rotate freely in a non-contact state such as the sleeve J9.

또한, 유체 베어링의 개방 단부에는 윤활 유체 (20) 를 밀봉하기 위한 테이퍼 시일부 (JTS) 가 형성되어 있지만, 이 테이퍼 시일부 (JTS) 는 로터 (R) 의 회전에 따른 승온에 의해 윤활 유체 (20) 가 팽창해도 넘쳐 나오지 않는 형상으로 형성되어 있다. In addition, although the tapered seal part JTS for sealing the lubricating fluid 20 is formed in the open end part of the fluid bearing, this taper seal part JTS has a lubricating fluid () by the temperature rising according to the rotation of the rotor R. 20) is formed in a shape that does not overflow even when expanded.

즉, 테이퍼 시일부 (JTS) 는 그 형상이 윤활 유체 (20) 가 소정의 용량만큼 축적된 형상으로 되어 있다. In other words, the tapered seal portion JTS has a shape in which the lubricating fluid 20 is accumulated by a predetermined capacity.

이 팽창에 대해 예를 들어 설명한다. This expansion will be described by way of example.

스테인리스강으로 이루어진 샤프트 (J1) 의 열팽창 계수는 10.5×10-6/℃ 이고, 놋쇠로 이루어진 슬리브 (J9) 의 열팽창 계수는 17×10-6/℃ 이다. The thermal expansion coefficient of the shaft J1 made of stainless steel is 10.5 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of the sleeve J9 made of brass is 17 × 10 −6 / ° C.

또한, 모터 (500) 의 사용 상한 온도는 통상 80℃ 이며, 상온인 25℃ 에서 이 사용 상한 온도까지 온도가 상승하면 그 온도 증가량은 55℃ 이다. In addition, the upper limit temperature of use of the motor 500 is 80 degreeC normally, and when the temperature rises from 25 degreeC which is normal temperature to this upper limit temperature, the amount of temperature increase will be 55 degreeC.

이 유체 베어링은 상온인 25℃ 에서, 구멍의 직경이 4.0050mm, 깊이 (구멍의 길이) 가 21.000mm 인 놋쇠로 이루어진 슬리브 (J9) 안에, 외경이 4.0000mm, 길이가 20.000mm 인 스테인리스강제의 샤프트 (J1) 가 삽입되고, 윤활 유체 (20) 를 유지하는 용량 (테이퍼 시일부 (JTS) 를 제외한 간극의 체적) 이 13.227㎣ 이다. This fluid bearing is a stainless steel shaft with an outer diameter of 4.0000 mm and a length of 20.000 mm in a brass sleeve J9 having a hole diameter of 4.0050 mm and a depth of 21.000 mm at a temperature of 25 ° C. The capacity J1 is inserted and the volume (volume of the gap except the tapered seal portion JTS) for holding the lubricating fluid 20 is 13.227 kPa.

온도가 상온에서 80℃ 로 상승하면, 슬리브 (J9) 의 구멍의 직경은 4.0087mm으로 변화하고, 샤프트 (J1) 의 외경은 4.0023mm 로 변화하고, 용량은 13.431㎣ 로 1.0154배로 증가한다. 이 증가분은 1.54% 이다. When the temperature rises from room temperature to 80 ° C, the diameter of the hole of the sleeve J9 changes to 4.0087 mm, the outer diameter of the shaft J1 changes to 4.0023 mm, and the capacity increases to 13.431 kPa to 1.0154 times. This increase is 1.54%.

한편, 테이퍼 시일부 (JTS) 는 상온인 25℃ 에서, 최소 직경이 4.0050mm, 최 대 직경이 4.2050mm, 축 방향 길이가 2.1000mm 로 형성되어 있고, 그 용량이 1.4091㎣ 이다. On the other hand, the tapered seal portion JTS is formed at 25 ° C. at room temperature, with a minimum diameter of 4.0050 mm, a maximum diameter of 4.2050 mm, and an axial length of 2.1000 mm, with a capacity of 1.4091 kPa.

온도가 상온에서 80℃ 로 상승하면, 용량은 1.4306㎣ 로 1.0153 배 증가한다. 이 증가분은 1.53% 이다. When the temperature rises from room temperature to 80 ° C., the capacity increases by 1.0153 times to 1.4306 kPa. This increase is 1.53%.

이들에 대해, 윤활 유체 (20) 로서 일반적으로 사용되는 오일의 열팽창 계수는, 8×10-6/℃ 이므로, 온도가 동일하게 상온인 25℃ 에서 80℃ 로 상승하면, 온도 증가량은 55℃ 이기 때문에 체적 증가분은 4.40% 이다. On the other hand, since the thermal expansion coefficient of the oil generally used as the lubricating fluid 20 is 8 × 10 −6 / ° C., when the temperature rises from 25 ° C. to 80 ° C. at room temperature, the temperature increase amount is 55 ° C. The volume increase is therefore 4.40%.

이와 같이, 승온에 의한 용량 (또는 체적) 의 증가는 테이퍼 시일부 (JTS) 를 제외하고 윤활 유체를 유지하는 용량의 증가분과 테이퍼 시일부 (JTS) 의 용량의 증가분을 합친 용량 증가량보다 윤활 유체 자체의 체적 증가량이 크기 때문에, 승온에 따라 윤활 유체 (20) 의 액면 (20a) 은 테이퍼 시일부 (JTS) 에서 상승한다. In this way, the increase in the capacity (or volume) due to the temperature increase is greater than the increase in the capacity of the combined capacity increase of the capacity of the tapered seal portion JTS except for the tapered seal portion JTS and the increase in the capacity of the tapered seal portion JTS. Since the volume increase amount of is large, the liquid surface 20a of the lubricating fluid 20 rises in the taper seal part JTS with temperature increase.

구체적으로는, 상온인 25℃ 에서, 도 5 에서의 슬리브 (J9) 의 단면 (J9b) 에서 액면 (20a) 까지의 거리가 1.100mm 로 하면, 온도가 80℃ 로 상승 했을 경우, 윤활 유체 (20) 자체의 체적 팽창분에서 윤활 유체를 유지하는 전체 용량의 증가분을 빼면, 0.3824㎣ 가 되고, 이 때 액면은 0.479mm 상승하므로, 이 액면 상승이 있어도 윤활 유체 (20) 가 흘러 넘치지 않도록 테이퍼 시일부 (JTS) 의 축 방향 길이가 설정된다. Specifically, if the distance from the end surface J9b of the sleeve J9 in FIG. 5 to the liquid surface 20a at 25 ° C at room temperature is 1.100 mm, when the temperature rises to 80 ° C, the lubricating fluid 20 ) Subtracting the increase in the total capacity to hold the lubricating fluid from its volume expansion is 0.3824 kPa, and the liquid level rises 0.479 mm, so that the tapered seal portion does not overflow even if this liquid level rises. The axial length of (JTS) is set.

실제 설계에 있어서, 이러한 액면 상승 뿐만 아니라, 대량 생산시의 치수의 요동, 윤활 유체의 증발에 의한 액체량 감소분 , 외부로부터 가해지는 충격에 의한 액면 요동분 등을 고려하여 테이퍼 시일부의 형상을 설정해야 한다. In actual design, the shape of the tapered seal should be set in consideration of not only the liquid level rise but also the fluctuation of the dimension during mass production, the decrease in the amount of liquid due to the evaporation of the lubricating fluid, and the liquid surface fluctuation due to the external impact. do.

그러나, 모터의 두께는 예를 들어, 하드 디스크 드라이브에 탑재되는 경우, 7.5mm 이하 등과 같이 엄격히 규정되기 때문에, 테이퍼 시일부의 축 방향 길이를 크게 하면, 그만큼 스러스트 방향의 베어링 스팬이 짧아지고, 베어링에 가해지는 부하가 증가되어 로터의 회전 요동이 커지는 문제가 있었다. However, since the thickness of the motor is strictly prescribed, for example, when mounted on a hard disk drive, such as 7.5 mm or less, when the axial length of the tapered seal portion is increased, the bearing span in the thrust direction is shortened by that amount. There was a problem that the rotational fluctuation of the rotor is increased due to the increased load applied.

이 문제에 대해서는 슬리브의 재질을 다른 부재보다 큰 열팽창 계수를 갖는 재질로 하는 구성도 검토되고 있다. In order to solve this problem, a configuration in which the material of the sleeve is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than other members is also studied.

이 구성에 의하면, 온도가 증가함에 따라, 슬리브의 내경이 확장되고 테이퍼 시일부의 용량이 증가되어 윤활 유체의 액면 상승을 억제할 수 있으나, 테이퍼 시일부 이외의 윤활 유체 유지부, 즉, 샤프트와 슬리브의 간극도 그 간극이 미소하기 때문에 큰폭으로 확장되고 베어링 강성이 저하되어, 로터의 회전 요동이 커진다는 문제가 생긴다. According to this configuration, as the temperature increases, the inner diameter of the sleeve is expanded and the capacity of the tapered seal portion is increased to suppress the liquid level rise of the lubricating fluid, but the lubricating fluid holding portions other than the tapered seal portion, that is, the shaft and the sleeve Because of the small gap, the gap between is greatly expanded, the bearing rigidity is lowered, and the rotational swing of the rotor is increased.

그래서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 베어링의 축 방향 길이를 크게 하지 않고, 회전 요동이 적으며 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 유체 베어링 장치를 제공하는 것에 있다. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a fluid bearing device that can achieve high reliability without rotational fluctuations without increasing the axial length of the bearing.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

상기의 과제를 해결하기 위해 본원 발명은 수단으로서 다음의 구성을 갖는다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention has the following structures as means.

즉, 샤프트 (1, 51) 와, 이 샤프트 (1, 51) 가 삽입된 슬리브 (9, 59) 와, 상기 샤프트 (1, 51) 와 상기 슬리브 (9, 59) 의 간극에 개재시킨 윤활 유체 (20) 를 구비하고, 상기 샤프트 (1, 51) 를 상기 슬리브 (9, 59) 에 대해 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 유체 베어링 장치 (B) 에 있어서, 상기 슬리브 (9, 59) 의 단부에 고리 형상의 시일링 (4, 54) 을 구비하고 상기 시일링 (4, 54) 의 내주면 (4a, 54a) 과 이에 대향하는 상기 샤프트 (1, 51) 의 외주면 (1a, 91b) 의 적어도 한쪽을, 서로의 간극을 상기 슬리브 (9, 59) 로부터 떨어짐에 따라 확장되는 방향의 경사면 (4a, 54a) 으로 하여, 상기 윤활 유체 (20) 의 누출을 방지하는 테이퍼 시일부 (TS) 를 형성하는 것과 함께, 상기 시일링 (4, 54) 을, 그 열팽창 계수가 상기 슬리브 (9, 59) 및 상기 샤프트 (1, 51) 의 열팽창 계수보다 큰 재료로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 베어링 장치 (50, 50A) 이다. That is, the lubricating fluid interposed between the shafts 1 and 51, the sleeves 9 and 59 in which the shafts 1 and 51 are inserted, and the gap between the shafts 1 and 51 and the sleeves 9 and 59. A fluid bearing device (B) having a (20) and supporting the shafts (1, 51) so as to be freely rotatable relative to the sleeves (9, 59), wherein the sleeves (9, 59) At least an inner peripheral surface 4a, 54a of the seal ring 4, 54 and an outer peripheral surface 1a, 91b of the shaft 1, 51 opposite thereto provided with an annular seal ring 4, 54 at an end thereof. One side is formed with the inclined surfaces 4a and 54a in the extending direction as the gap between them is separated from the sleeves 9 and 59 to form a tapered seal portion TS that prevents leakage of the lubricating fluid 20. In addition, the sealing rings 4 and 54 have a coefficient of thermal expansion greater than that of the sleeves 9 and 59 and the shafts 1 and 51. It is a fluid bearing device 50, 50A characterized by being formed of a material.

본 발명의 실시 형태를 바람직한 실시예에 의해 도 1 내지 도 4 를 이용하여 설명한다. An embodiment of the present invention will be described with reference to Figs.

<제 1 실시예> <First Embodiment>

도 1 에 나타내는 제 1 실시예의 유체 베어링 장치를 탑재한 모터 (50) 는 하드 디스크 드라이브에 사용되는 디스크 구동용 모터로, 스테이터 (S) 와 로터 (R) 에 의해 구성된다. The motor 50 equipped with the fluid bearing device of the first embodiment shown in FIG. 1 is a disk drive motor used for a hard disk drive, and is composed of a stator S and a rotor R. As shown in FIG.

스테이터 (S) 는 모터 베이스 (13) 와 그 중심부에 원고리 형상으로 기립할 수 있는 기립부 (13a) 의 내주면 (13a1) 에 고정된 놋쇠로 이루어진 슬리브 (9) 와 기립부 (13a) 의 외주면 (13a2) 에 고정된 고리 형상의 스테이터 코어 (14) 를 포 함하여 구성된다. 이 스테이터 코어 (14) 는 도시하지 않은 복수개의 돌출극을 구비하고 각 돌출극에는 코일 (30) 이 감겨져 있다. The stator S is formed of brass sleeves fixed to the inner circumferential surface 13a1 of the standing portion 13a, which can stand in a ring shape at the motor base 13 and its center portion, and the outer circumferential surface of the standing portion 13a. It comprises a ring-shaped stator core 14 fixed to 13a2. This stator core 14 is provided with the some protrusion pole which is not shown in figure, and the coil 30 is wound by each protrusion pole.

로터 (R) 는 컵 형상의 허브 (2) 와 그 가장 바깥 둘레의 둘레 벽 (2d) 의 내면 (2d1) 에 고정된 링 형상의 마그넷 (6) 을 포함하여 구성된다. The rotor R comprises a cup-shaped hub 2 and a ring-shaped magnet 6 fixed to the inner surface 2d1 of the outermost circumferential wall 2d.

허브 (2) 의 외주면 (2a) 에는 하드 디스크 (도시 생략) 가 장착된다. A hard disk (not shown) is attached to the outer circumferential surface 2a of the hub 2.

이 허브 (2) 의 중심 구멍 (2b) 에는 스테인리스강으로 이루어진 샤프트 (1) 가 고정되어 있다. A shaft 1 made of stainless steel is fixed to the center hole 2b of the hub 2.

샤프트 (1) 는 슬리브 (9) 에 삽입되는 것과 동시에 반경 방향 및 스러스트 방향으로 유체 베어링 장치 (B) 를 통해 축지지된다. The shaft 1 is axially supported through the fluid bearing device B in the radial direction and the thrust direction at the same time as being inserted into the sleeve 9.

이 유체 베어링 장치 (B) 는 반경 방향의 베어링 (RB) 과 스러스트 방향의 베어링 (SB) 으로 구성되어 있다. This fluid bearing device B is comprised from the radial bearing RB and the thrust bearing SB.

반경 방향의 베어링 (RB) 은 샤프트 (1) 의 외주면 (1a) 과 슬리브 (9) 의 내주면 (9a) 과 그 간극에 충전된 윤활 유체 (20) 를 포함하여 구성된다. The radial bearing RB comprises an outer circumferential surface 1a of the shaft 1, an inner circumferential surface 9a of the sleeve 9, and a lubricating fluid 20 filled in the gap thereof.

스러스트 방향의 베어링 (SB) 은 슬리브 (9) 에서의 도 1 의 하방측의 단부에 형성된 단부 (9b) 와, 샤프트 (1) 의 단부에 고정되며 단부 (9b) 에 수용된 스러스트링 (31) 과 단부 (9b) 에 고정되며 슬리브 (9) 의 개구 단부를 밀봉하는 스러스트 플레이트 (32) 와 이들 부재의 간극, 즉, 슬리브 (9) 및 스러스트 플레이트 (32) 와 스러스트링 (31) 및 샤프트 (1) 의 첨단면의 간극에 충전된 윤활 유체 (20) 를 포함하여 구성된다. The bearing SB in the thrust direction has an end 9b formed at the lower end of FIG. 1 in the sleeve 9, and a thrust ring 31 fixed to the end of the shaft 1 and received at the end 9b. Thrust plate 32 fixed to the end 9b and sealing the opening end of the sleeve 9 and the gap between these members, that is, the sleeve 9 and the thrust plate 32 and the thrust ring 31 and the shaft 1 It is configured to include a lubricating fluid 20 filled in the gap between the tip surface of the ().

이상과 같은 구성에 있어서, 로터 (R) 는 스테이터 (S) 에 대해 자유롭게 회 전할 수 있도록 지지되어 있다. In the above structure, the rotor R is supported so that it may rotate freely with respect to the stator S. As shown in FIG.

이어서, 유체 베어링 장치 (B) 의 테이퍼 시일부 (TS) 에 대해 상세하게 서술한다. Next, the taper seal part TS of the fluid bearing device B is explained in full detail.

실시예의 유체 베어링 (B) 에 있어서, 그 테이퍼 시일부 (TS) 는 샤프트 (1) 와 슬리브 (9) 와 이 슬리브 (9) 의 외주부로부터 축 방향으로 고리 형상으로 돌출된 돌출벽 (9k) 및 슬리브 (9) 의 단면 (9t) 에 고정된 테이퍼링 (4) 에 의해 구성된다. 이 테이퍼링 (4) 은 단면 (9t) 과 접착제 (adh1) 에 의해 고정되어 돌출벽 (9k) 과도 접착제 (adh2) 에 의해 고정된다. In the fluid bearing B of the embodiment, the tapered seal portion TS has a shaft 1 and a sleeve 9 and a protruding wall 9k protruding axially from the outer circumferential portion of the sleeve 9 and It is comprised by the tapering ring 4 fixed to the cross section 9t of the sleeve 9. This tapering 4 is fixed by the end face 9t and the adhesive adh1, and is fixed by the protrusion wall 9k by the transient adhesive adh2.

접착제 (adh1) 는 예를 들어, 면접착에 적절한 혐기성 접착제를 이용할 수 있다. The adhesive adh1 may use, for example, an anaerobic adhesive suitable for surface bonding.

접착제 (adh2) 는 모퉁이부에 쌓여 경화되었고, 예를 들어 체적 변화가 적은 에폭시계 접착제를 사용할 수 있다. The adhesive adh2 is cured by being piled up at the corners, and for example, an epoxy adhesive having a small volume change can be used.

또한, 테이퍼링 (4) 의 외주측인 접착제 (adh2) 가 도포되는 부분에는 축 방향의 두께를 얇게하는 오목부 (4k) 가 형성되어 있다. Moreover, the recessed part 4k which thins the thickness of an axial direction is formed in the part to which the adhesive agent adh2 which is the outer peripheral side of the tapering ring 4 is apply | coated.

그럼으로써, 접착제 (adh2) 는 테이퍼링 (4) 의 상면 (4t) 으로부터 돌출되는 일이 없기 때문에, 접착제 (adh2) 에 의해 모터 (50) 의 축 방향의 두께가 증가하는 일이 없다. Thereby, since the adhesive agent adh2 does not protrude from the upper surface 4t of the tapering ring 4, the thickness of the axial direction of the motor 50 does not increase by the adhesive agent adh2.

또한, 돌출벽 (9k) 의 내주면에 테이퍼링 (4) 의 외주면이 맞닿도록 테이퍼링 (4) 을 고정시킴으로써, 테이퍼링 (4) 의 중심 위치를 고정밀도로 맞출 수 있다. Moreover, by fixing the tapering ring 4 so that the outer peripheral surface of the tapering ring 4 abuts on the inner peripheral face of the protruding wall 9k, the center position of the tapering ring 4 can be matched with high precision.

이러한 고정 방법에 있어서, 로터 (R) 의 회전에 의한 승온으로 테이퍼링 (4) 이 팽창했을 때에는, 테이퍼링 (4) 의 내경이 확장하는 것과 동시에 두께가 증가되도록 변형된다. In such a fixing method, when the tapering ring 4 expands due to an increase in temperature due to the rotation of the rotor R, the inner ring of the tapering ring 4 expands and is deformed so as to increase in thickness.

따라서, 테이퍼링 (4) 으로 슬리브 (9) 의 단면 (9t) 사이의 접착면 등에 박리가 생기는 일도 없다. Therefore, peeling does not arise in the adhesive surface between the end surfaces 9t of the sleeve 9, etc. by the tapering ring 4. As shown in FIG.

이 테이퍼링 (4) 을 포함한 부분의 구성에 대해, 도 2 를 이용하여 구체적으로 설명한다. 이 도면은 상온에서의 상태를 설명하는 도면이다. The structure of the part containing this tapering 4 is demonstrated concretely using FIG. This figure is a figure explaining the state in normal temperature.

도 2 에 있어서, 테이퍼 시일부 (TS) 는 샤프트 (1) 의 외주면 (1a) 과, 슬리브 (9) 의 내주면 (9a) 의 단면 (9t) 측에 단면 (9t) 으로 향함에 따라 큰 직경이 되도록 경사져 형성된 제 1 테이퍼면 (9c) 과, 테이퍼링 (4) 의 내주면이며, 슬리브 (9) 에서 떨어짐에 따라 큰 직경이 되도록 경사진 제 2 테이퍼면 (4a) 에 의해 구성된다. In FIG. 2, the tapered seal portion TS has a large diameter as it faces the end face 9t on the end face 9t side of the outer circumferential face 1a of the shaft 1 and the inner circumferential face 9a of the sleeve 9. It is comprised by the 1st taper surface 9c inclined so that it may be formed, and the 2nd taper surface 4a which inclines so that it may become large diameter as it falls from the sleeve 9, and is the inner peripheral surface of the tapering ring 4. As shown in FIG.

즉, 테이퍼 시일부 (TS) 에 있어서, 테이퍼링 (4) 의 내주면 (4a) 과 샤프트 (1) 의 외주면 (1a) 의 직경 방향의 간극이 슬리브 (9) 에서 떨어짐에 따라 확대되도록 형성되어 있다. That is, in the taper seal part TS, it is formed so that the space | interval of radial direction of the inner peripheral surface 4a of the tapering ring 4 and the outer peripheral surface 1a of the shaft 1 may expand | separate from the sleeve 9, and is expanded.

윤활 유체 (20) 는 그 액면 (20a) 이 테이퍼 시일부 (TS) 의 도중에 위치하는 양으로 충전되어 있다. The lubricating fluid 20 is filled in the quantity in which the liquid surface 20a is located in the middle of the taper seal part TS.

이어서, 각 부재의 열팽창에 대해 상세하게 서술한다. Next, the thermal expansion of each member is explained in full detail.

샤프트 (1) 는 마르텐 사이트계의 스테인리스로 형성되고 슬리브 (9) 는 구리합금으로 형성되고, 테이퍼링 (4) 은 알루미늄으로 형성되어 있고, 각각 열팽창 계수는, The shaft 1 is made of martensitic stainless steel, the sleeve 9 is made of copper alloy, the tapering ring 4 is made of aluminum, and the coefficient of thermal expansion is

샤프트 (1) : 10.5×10-6/℃Shaft (1): 10.5 × 10 -6 / ℃

슬리브 (9) : 17×10-6/℃ Sleeve (9): 17 × 10 -6 / ℃

테이퍼링 (4) : 23.5×10-6/℃ 이다. Taper ring (4): 23.5 × 10 -6 / ° C.

즉, 테이퍼링 (4) 이 샤프트 (1) 및 슬리브 (9) 보다 열팽창 계수가 큰 재료로 형성되어 있다. That is, the taper ring 4 is formed of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the shaft 1 and the sleeve 9.

또한, 윤활 유체 (20) 로서 에스테르계 오일을 사용하고 있고, 그 열팽창 계수는, 8×1O-6/℃ 이다. In addition, ester oil is used as lubricating fluid 20, and the thermal expansion coefficient is 8 * 10 <-6> / degreeC.

여기서, 각 부재는 상온 25℃ 에서, 이하의 치수가 되도록 형성되어 있다. Here, each member is formed so that it may become the following dimensions at normal temperature 25 degreeC.

즉, 샤프트 (1) 의 외경 (ds): Φ4.0000mm That is, the outer diameter ds of the shaft 1: Φ4.0000mm

테이퍼링 (4) 의 내주면인 제 2 테이퍼면 (4a) 에 있어서, In the 2nd taper surface 4a which is an inner peripheral surface of the tapering ring 4,

최소 내경 (d1) (슬리브측의 내경): Φ4.0050mmMinimum Inner Diameter (d1) (Inner Diameter of Sleeve Side): Φ4.0050mm

최대 외경 (d2) (슬리브와는 반대측의 내경): Φ4.2050mm 이다. Maximum outer diameter (d2) (inside diameter of sleeve): Φ4.2050mm

따라서, 로터 (R) 의 회전에 따른 승온으로 각 부재의 온도가 80℃ 가 된다면, 온도 증분이 55℃ 이기 때문에, 각 치수는 이하와 같이 커지는 방향으로 변화한다. 여기서는 구별을 위해 부호에 첨자 「(80)」 를 부기하고, 이 승온한 상태를 도 3 을 이용하여 설명한다. Therefore, when the temperature of each member becomes 80 degreeC by the temperature rising according to the rotation of the rotor R, since the temperature increment is 55 degreeC, each dimension changes to the direction which becomes large as follows. Here, the subscript " (80) " is appended to the code | symbol for a distinction, and this elevated temperature state is demonstrated using FIG.

즉, 승온한 80℃ 에서의 각 치수는,That is, each dimension at 80 degreeC which heated up,

샤프트 (1) 의 외경 (ds(80)):Φ4.0023mm Outer diameter of shaft 1 (ds 80 ): Φ4.0023mm

제 2 테이퍼면 (4c) 의 최소 내경 (d1(80)):Φ4.0102mm Of the second tapered surface 4c Minimum inner diameter (d1 (80) ): Φ 4.0 102 mm

제 2 테이퍼면 (4c) 의 최대 내경 (d2(80)):Φ4.2104mm 이다. Maximum inner diameter d2 (80) of the second tapered surface 4c: Φ 4.2104 mm.

또, 상기 서술한 바와 같이, 테이퍼링 (4) 은 슬리브 (9) 의 단면 (9t) 에 접착제 (adh1) 에 의해 고정되고, 돌출벽 (9k) 과도 접착제 (adh) 에 의해 고정되어 있으므로, 로터 (R) 의 회전에 의한 승온으로 테이퍼링 (4) 이 팽창했을 때에는, 도 3 의 화살표로 나타낸 바와 같이, 테이퍼링 (4) 의 내경이 확장됨과 함께 두께가 증가되는 방향으로 변형된다. In addition, as described above, the tapering ring 4 is fixed to the end surface 9t of the sleeve 9 by the adhesive adh1 and is fixed by the protruding wall 9k and the adhesive adh. When the tapering ring 4 expands due to the temperature rising due to the rotation of R), as shown by the arrow in FIG. 3, the tapering ring 4 expands and deforms in the direction of increasing thickness.

이러한 치수 변화에 의해, 테이퍼 시일부 (TS) 의 용적은, 1.4091㎣ 에서 1.4505㎣ 로 1.0294배로 확장된다. 이 증가분은 2.94% 이다. By this dimensional change, the volume of the tapered seal portion TS is expanded by 1.0294 times from 1.4091 mm to 1.4505 mm. This increase is 2.94%.

이것은, 종래의 예에서 나타낸 용적 증분 1.53% 에 대해 약 2배의 증가이다. This is about a 2x increase over the volume increment 1.53% shown in the prior example.

한편, 테이퍼 시일부 (TS) 이외의, 유체 베어링 장치 (B) 의 윤활 유체 (20) 를 유지하는 용량 (간극) 도 동일하게 증가 (확장) 되지만, 이것은 스테인리스의 샤프트 (1) 으로 구리 합금의 슬리브 (9) 와의 조합이므로, 종래와 동일하게 용량 증분은 1.54% 이다. On the other hand, the capacity (gap) for holding the lubricating fluid 20 of the fluid bearing device B, other than the tapered seal portion TS, is also increased (expanded) in the same way, but this is because the shaft 1 of stainless steel Since it is a combination with the sleeve 9, the capacity increment is 1.54% as in the prior art.

또한, 윤활 유체 (20) 의 체적은 4.40% 증가된다. In addition, the volume of the lubricating fluid 20 is increased by 4.40%.

이들 각 부재나 윤활 유체의 팽창에 의한 용량이나 체적의 증분을 종합하면, 윤활 유체 (20) 의 액면 (20a) 은, 온도가 상온 25℃ 에서 80℃ 로 상승했을 경우, 0.466mm 변위 (상승) 하지만, 이것은, 종래예의 변위 (상승) 량인 0.479mm 에 대해 0.013mm 적다. Summarizing the increments of the capacities and volumes due to the expansion of each member and the lubricating fluid, the liquid surface 20a of the lubricating fluid 20 has a 0.466 mm displacement (rising) when the temperature rises from the normal temperature of 25 ° C to 80 ° C. However, this is 0.013 mm less with respect to 0.479 mm, which is the displacement (rising) amount of the conventional example.

따라서, 테이퍼 시일부 (TS) 로서 테이퍼링 (4) 을 이용하지 않은 종래의 구조에 대해 그 축 방향 길이를 0.013mm 단축시킬 수 있고 즉, 이 유체 베어링 (B) 을 탑재한 모터 (50) 의 두께를 0.013mm 얇게 할 수 있다. Therefore, with respect to the conventional structure in which the taper ring 4 is not used as the taper seal portion TS, the axial length thereof can be shortened by 0.013 mm, that is, the thickness of the motor 50 on which the fluid bearing B is mounted. It can be thinned 0.013mm.

상기 서술한 내용에서 알 수 있듯이, 테이퍼링 (4) 의 재질은 그 열팽창 계수가 클수록 바람직하다. As can be seen from the above-mentioned contents, the material of the tapering ring 4 is so preferable that its thermal expansion coefficient is large.

예를 들어, POM (폴리아세탈) 을 이용하면, 그 열팽창 계수는 90×10-6/℃ 이기 때문에 알루미늄의 열팽창 계수보다 더욱 크고, 이 경우에 다른 부재나 치수 등을 동일한 조건으로 80℃ 에서의 액면 변위 (상승) 를 구하면, 0.326mm 가 된다. 따라서, 이 변위량은 알루미늄을 이용했을 경우의 변위량보다 0.140mm 적다. For example, when POM (polyacetal) is used, the coefficient of thermal expansion is greater than that of aluminum because the coefficient of thermal expansion is 90 × 10 −6 / ° C., in which case other members, dimensions, and the like are used at 80 ° C. under the same conditions. If the liquid level displacement (rising) is found, it is 0.326 mm. Therefore, this displacement amount is 0.140 mm smaller than the displacement amount when aluminum is used.

즉, 이 유체 베어링 장치 (B) 를 탑재한 모터의 두께를 추가로 0.140mm 단축하는 것이 가능해진다. That is, it becomes possible to further shorten the thickness of the motor on which the fluid bearing device B is mounted by 0.140 mm.

이상 상세하게 서술한 구성에 의하면, 유체 베어링 장치 (B) 에서의 테이퍼 시일부 (TS) 이외에서의 윤활 유체 (20) 의 충전 간극을 지나치게 넓히지 않고, 테이퍼 시일부 (TS) 에서의 윤활 유체 (20) 의 유지 용량을 보다 증가시킬 수 있으므로, 승온 시의 윤활 유체 (20) 의 액면 상승을 억제하여 유체 베어링 장치 (B) 의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있다. According to the structure described in detail above, the lubricating fluid in the taper seal part TS, without widening the filling gap of the lubricating fluid 20 other than the taper seal part TS in the fluid bearing apparatus B too much. Since the holding capacity of 20 can be further increased, the liquid level rise of the lubricating fluid 20 at the time of temperature increase can be suppressed and the axial length of the fluid bearing device B can be shortened.

또, 베어링 스팬을 짧게 할 필요가 없기 때문에 이에 따른 베어링 강성의 저하를 초래하는 일은 없고, 로터 (R) 의 회전 요동이 커지는 일이 없다. In addition, since the bearing span does not need to be shortened, the bearing rigidity does not deteriorate accordingly, and the rotational fluctuation of the rotor R does not increase.

또, 샤프트 (1) 와 슬리브 (9) 의 간극도 큰폭으로 확장하는 일이 없기 때문에, 베어링 강성의 저하가 억제되어 로터 (R) 의 회전 요동이 커지는 일이 없다. In addition, since the gap between the shaft 1 and the sleeve 9 does not greatly expand, the reduction in the bearing rigidity is suppressed and the rotational fluctuation of the rotor R does not increase.

<제 2 실시예>Second Embodiment

이어서, 본 발명의 유체 베어링 장치의 제 2 실시예에 대해 도 4 를 이용하여 상세하게 서술한다. Next, the 2nd Example of the fluid bearing apparatus of this invention is described in detail using FIG.

도 4 에 나타내는 제 2 실시예의 유체 베어링 장치를 탑재한 모터 (50A) 는하드 디스크 드라이브에 이용되는 디스크 구동용 모터로서, 스테이터 (S) 와 로터 (R) 에 의해 구성된다. The motor 50A on which the fluid bearing device of the second embodiment shown in FIG. 4 is mounted is a disk drive motor used for a hard disk drive, and is composed of a stator S and a rotor R. As shown in FIG.

제 1 실시예의 모터 (50) 는 모터 베이스 (13) 에 고정된 슬리브 (9) 가 샤프트 (1) 를 자유롭게 회전할 수 있도록 축지하는 구성인 것이었지만, 이 제 2 실시예의 모터 (50A) 는 샤프트 (51s) 의 일단측이 모터 베이스 (63) 에 고정되고, 그 샤프트 (51s) 에 대해 슬리브 (59) 를 포함한 로터 (R) 가 회전하는 구조인 것이다. The motor 50 of the first embodiment has a configuration in which the sleeve 9 fixed to the motor base 13 is configured to axially rotate the shaft 1 freely, but the motor 50A of this second embodiment has a shaft. One end of the 51s is fixed to the motor base 63, and the rotor R including the sleeve 59 rotates with respect to the shaft 51s.

스테이터 (S) 는 모터 베이스 (63) 와 이 모터 베이스 (63) 에 형성된 고리 형상의 기립부 (63a) 의 외주면 (63a1) 에 고정된 고리 형상의 스테이터 코어 (64) 를 포함하여 구성된다. The stator S is comprised including the motor base 63 and the annular stator core 64 fixed to the outer peripheral surface 63a1 of the annular standing part 63a formed in this motor base 63. As shown in FIG.

이 스테이터 코어 (64) 는 도시하지 않은 복수개의 돌출극을 구비하고 각 돌출극에는 코일 (80) 이 감겨져 있다. This stator core 64 is provided with the some protrusion pole which is not shown in figure, and the coil 80 is wound by each protrusion pole.

모터 베이스 (63) 의 중심 구멍 (63b) 에는 스테인리스강으로 이루어진 샤프트심 (51s) 이 고정되어 있고, 이 샤프트심 (51s) 의 외주면에는 원통형의 원통체 (91) 이 고정되어 있다. 샤프트심 (51s) 와 원통체 (91) 는 일체화되어 있으므로, 이 원통체 (91) 를 포함하여 샤프트 (51) 로 볼 수 있다. A shaft core 51s made of stainless steel is fixed to the center hole 63b of the motor base 63, and a cylindrical cylindrical body 91 is fixed to the outer circumferential surface of the shaft core 51s. Since the shaft core 51s and the cylindrical body 91 are integrated, it can be seen as the shaft 51 including this cylindrical body 91.

로터 (R) 는 관통 구멍 (72b) 을 갖는 고리 형상의 허브 (72) 와 그 둘레 벽 (72d) 의 내면 (72d1) 에 고정된 링 형상의 요크 (56Y) 와 그 내주면에 고정된 링 형상의 마그넷 (56M) 을 포함하여 구성된다. The rotor R has a ring-shaped yoke 56Y fixed to an annular hub 72 having a through hole 72b and an inner surface 72d1 of a circumferential wall 72d thereof, and a ring shape fixed to an inner circumferential surface thereof. And a magnet 56M.

허브의 외주면 (72a) 에는 하드 디스크 (도시생략) 가 장착된다. On the outer circumferential surface 72a of the hub, a hard disk (not shown) is mounted.

이 허브 (72) 의 관통 구멍 (72b) 의 내면 (72b1) 에는 슬리브 (59) 가 장착되어 있다. The sleeve 59 is attached to the inner surface 72b1 of the through hole 72b of the hub 72.

슬리브 (59) 에는 그 관통 구멍 (59a) 에 원통체 (91) 가 삽입되어 있고, 이 원통체 (91) 는 슬리브 (59) 에 의해 반경 및 스러스트 방향으로 유체 베어링 장치 (B) 를 통해 축지지된다. In the sleeve 59, a cylindrical body 91 is inserted into the through hole 59a, which is axially supported by the sleeve 59 via the fluid bearing device B in radial and thrust directions. do.

이상과 같은 구성에 있어서, 로터 (R) 는 스테이터 (S) 에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. In the above structure, the rotor R is supported so that it may rotate freely with respect to the stator S. As shown in FIG.

유체 베어링 장치 (B) 는 슬리브 (59) 의 관통 구멍 (59a) 의 내주면 (59a1) 과, 원통체 (91) 의 외주면 (91a) 과, 이들 간극에 충전된 윤활 유체 (20) 를 포함하여 구성된다. The fluid bearing device B comprises an inner circumferential surface 59a1 of the through hole 59a of the sleeve 59, an outer circumferential surface 91a of the cylindrical body 91, and a lubricating fluid 20 filled in these gaps. do.

이 유체 베어링 (B) 의 테이퍼 시일부 (TS) 는 슬리브 (59) 의 양단부 측에 한쌍으로 형성되어 있다. The tapered seal portion TS of the fluid bearing B is formed in pairs on both end sides of the sleeve 59.

구체적으로는, 이 테이퍼 시일부 (TS) 는 슬리브 (59) 의 내주면 (59a1) 과, 원통체 (91) 의 외주면 (91a) 의 양단부 (91t) 측에 형성되며, 각 단부 (91t) 로 향함으로써 소경이 되도록 경사진 제 1 테이퍼면 (91b) 과, 슬리브 (59) 의 양단면 (59t) 에 접착에 의해 고정된 한쌍의 테이퍼링 (54) 의 내주면으로서, 슬리브 (59) 로부터 떨어짐에 따라 소경되도록 경사져 형성된 제 2 테이퍼면 (54a) 에 의해 구성된다. Specifically, the tapered seal portion TS is formed on the inner circumferential surface 59a1 of the sleeve 59 and on both end portions 91t of the outer circumferential surface 91a of the cylindrical body 91, and is directed to each end portion 91t. As the inner peripheral surface of the first tapered surface 91b inclined so as to be small in diameter and the pair of tapering rings 54 fixed by adhesion to both end surfaces 59t of the sleeve 59, the small diameter as it is separated from the sleeve 59 It is comprised by the 2nd taper surface 54a inclined so that it may be formed.

테이퍼링 (54) 은 그 외주면도 슬리브 (59) 로부터 축 방향으로 연장된 고리 형상 벽 (59k) 의 내주면에 접착에 의해 고정되어 있다. 이로써, 테이퍼링 (54) 의 중심 위치를 고정밀도로 맞출 수 있다. The tapering ring 54 is also fixed by adhesion to the inner circumferential surface of the annular wall 59k extending in the axial direction from the outer circumferential surface of the sleeve 59. Thereby, the center position of the tapering ring 54 can be matched with high precision.

도 4 에 있어서, 슬리브 (59) 에서의 고리 형상 벽 (59k) 의 내주면 및 내측 모퉁이에 형성된 단면 삼각형상의 주변 홈 (59m1, 59m2) 은 테이퍼링 (54) 을 접착하는 접착제를 양호하게 유지하기 위한 접착제 홈이다. In Fig. 4, peripheral grooves 59m1 and 59m2 in cross-sectional triangles formed in the inner circumferential surface and the inner corner of the annular wall 59k in the sleeve 59 have an adhesive for keeping the adhesive for adhering the tapering 54 well. Home.

제 1 테이퍼면 (91b) 과 제 2 테이퍼면 (54a) 은 간극을 갖고 서로 대향하여, 슬리브 (59) 로부터 떨어짐에 따라 그 직경 방향의 간극이 확대되도록 각각 경사가 설정되어 있다. The inclination is set so that the 1st taper surface 91b and the 2nd taper surface 54a may have a clearance gap and oppose each other so that the clearance gap of the radial direction may enlarge as it falls from the sleeve 59. As shown in FIG.

윤활 유체 (20) 는 그 액면 (20a) 이 테이퍼 시일부 (TS) 의 도중에 위치하는 양으로 충전되어 있다. The lubricating fluid 20 is filled in the quantity in which the liquid surface 20a is located in the middle of the taper seal part TS.

이러한 구성에 있어서, 원통체 (91) 는 샤프트심 (51) 와 같은 재질이며, 다른 각 부재를 제 1 실시예와 동일한 재료로서 테이퍼링 (54) 을 원통체 (91) 및 슬리브 (59) 보다도 열팽창 계수가 큰 재료로 형성되어 있다. In such a configuration, the cylindrical body 91 is made of the same material as the shaft core 51, and the tapering ring 54 is thermally expanded than the cylindrical body 91 and the sleeve 59 using the same materials as those of the first embodiment. It is formed of a material with a large coefficient.

이로써, 승온에 따라, 테이퍼링 (54) 의 제 2 테이퍼면 (54a) 이 큰 직경 방향으로 크게 확장되어 테이퍼 시일부 (TS) 의 용량이 윤활 유체 (20) 의 체적 팽창 에 맞도록 증가하기 때문에, 로터 (R) 의 회전에 따른 승온에 의한 윤활 유체 (20) 액면 (20a) 의 액면 상승은 근소하게 된다. Thereby, as the temperature increases, the second tapered surface 54a of the tapering ring 54 greatly expands in the large radial direction, so that the capacity of the tapered seal portion TS increases to match the volume expansion of the lubricating fluid 20, The liquid level rise of the lubricating fluid 20 liquid level 20a by the temperature rising according to the rotation of the rotor R becomes small.

따라서, 이 제 2 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 동일하게, 테이퍼 시일부 (TS) 의 축 방향의 길이를 짧게 할 수 있어 이 유체 베어링 장치 (B) 를 탑재한 모터 (50) 의 두께를 그 만큼 얇게 할 수 있다. Therefore, also in this 2nd Example, like the 1st Example, the length of the taper seal part TS in the axial direction can be shortened, and the thickness of the motor 50 equipped with this fluid bearing apparatus B is provided. You can thin that much.

즉, 이 유체 베어링 장치 (B) 는 테이퍼 시일부 (TS) 이외에서의 윤활 유체 (20) 의 충전 간극을 지나치게 넓히지 않고, 테이퍼 시일부 (TS) 에서의 윤활 유체 (20) 의 유지 용량을 크게 증가시키는 것이므로, 승온시의 윤활 유체 (20) 의 액면 상승을 억제하여 유체 베어링 장치 (B) 의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있다. That is, this fluid bearing device B does not widen the filling gap of the lubricating fluid 20 other than the taper seal part TS, and maintains the holding capacity of the lubricating fluid 20 in the taper seal part TS. Since it increases significantly, the liquid level rise of the lubricating fluid 20 at the time of temperature increase can be suppressed, and the axial length of the fluid bearing apparatus B can be shortened.

또한, 베어링 스팬을 짧게 할 필요가 없기 때문에 이에 따른 베어링 강성의 저하를 발생시키지 않고, 로터 (R) 의 회전 요동이 커지지 않는다. In addition, since the bearing span does not need to be shortened, the rotational fluctuation of the rotor R is not increased without causing a decrease in bearing rigidity.

또한, 샤프트 (51) 와 슬리브 (59) 의 간극도 크게 확장하는 일이 없기 때문에, 베어링 강성의 저하가 억제되어 로터 (R) 의 회전 요동이 커지지 않는다. In addition, since the gap between the shaft 51 and the sleeve 59 does not extend significantly, the reduction in bearing rigidity is suppressed and the rotational fluctuation of the rotor R does not increase.

또한, 한쌍의 테이퍼링 (54) 의 양쪽이 아닌, 한쪽만을 다른 부재보다 열팽창 계수가 큰 재료로 한 것이어도 된다는 것은 말할 필요도 없다. It goes without saying that only one side of the pair of tapered rings 54 may be made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the other member.

이상, 상세하게 서술한 각 실시예는 저온하에 있어서도 각별한 효과를 발휘한다. As mentioned above, each Example described in detail shows the outstanding effect also in low temperature.

저온 환경하에서의 동작에 대해 설명하면, 그 환경하에서는 윤활 유체 (20) 는 열수축하여 체적이 감소된다. Referring to the operation in a low temperature environment, the lubricating fluid 20 is thermally contracted under such an environment to reduce its volume.

한편, 각 테이퍼링 (4, 54) 은 상기 서술한 바와 같이 다른 부재 (샤프트 (1, 51) 나 슬리브 (9, 59)) 보다 열팽창 계수가 크기 때문에, 다른 부재보다 현저하게 축소되어 테이퍼 시일부 (TS) 의 용량의 감소 정도가 커진다. On the other hand, since each of the tapering rings 4 and 54 has a larger coefficient of thermal expansion than the other members (shafts 1 and 51 and the sleeves 9 and 59) as described above, the tapering seals ( The degree of reduction of the capacity of TS) becomes large.

따라서, 윤활 유체 (20) 의 체적 수축에 따른 액면 강하가 억제되어 테이퍼 시일부 (TS) 까지 액면이 도달하지 못하고 (테이퍼 시일부 (TS) 에 액면이 위치하지 않음) 동압 발생부 등에서 이른바 윤활유 끊김이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the liquid level drop due to the volume shrinkage of the lubricating fluid 20 is suppressed, so that the liquid level does not reach the tapered seal portion TS (the liquid surface is not positioned on the tapered seal portion TS), so-called lubrication oil is cut off at the dynamic pressure generating portion or the like. This can be prevented from occurring.

이와 같이, 본 발명에 따른 유체 베어링 장치 (B) 는 온도 변화의 영향을 매우 받기 어렵고, 장기간에 걸쳐 초기 기능을 유지할 수 있어 매우 높은 신뢰성을 갖는다. As described above, the fluid bearing device B according to the present invention is very hard to be affected by the temperature change, and can maintain the initial function for a long time, and has a very high reliability.

이상 상세하게 서술한 각 실시예의 설명에서 알 수 있듯이, 각 부재의 열팽창 계수나 치수의 설정에 따라, 온도 변화에 따른 테이퍼 시일부 (TS) 에서의 윤활 유체의 액면 위치의 변화를 임의로 설정할 수 있다. As can be seen from the description of each embodiment described in detail above, the change of the liquid surface position of the lubricating fluid in the tapered seal portion TS according to the temperature change can be arbitrarily set according to the setting of the coefficient of thermal expansion and the dimension of each member. .

각 실시예에 있어서, 승온에 의해 액면 상승을 억제하는 예를 나타냈지만, 승온에 의해 액면이 거의 변화하지 않도록 설정할 수도 있고 또한, 액면이 강하되도록 설정할 수도 있다. In each Example, although the example which suppressed liquid level rise by temperature rising was shown, it can also be set so that a liquid level hardly changes by temperature rising, and it can also be set so that a liquid level may fall.

어느 경우건, 온도가 변화해도 액면을 테이퍼 시일부 (TS) 내에 두고 그 변위를 최소한의 것으로 할 수 있기 때문에, 유체 베어링 장치의 축 방향 길이를 단축시켜, 그 결과적으로, 이 유체 베어링 장치를 탑재한 모터의 축 방향 길이 (두께) 를 짧게 (얇게) 할 수 있다. In any case, even if the temperature changes, the liquid level can be kept in the tapered seal portion TS and the displacement can be minimized. Therefore, the axial length of the fluid bearing device is shortened, and as a result, the fluid bearing device is mounted. The axial length (thickness) of one motor can be shortened (thinned).

본 발명의 각 실시예는 상기 서술한 구성 및 순차적으로 한정되는 것은 아니 고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변형예로 해도 되는 것은 말할 필요도 없다. Each embodiment of the present invention is not limited to the above-described configuration and sequentially, and needless to say, modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

각 실시예는 유체 베어링 장치를 하드 디스크 드라이브의 디스크 구동용 모터에 탑재된 예를 설명했지만, 이 용도로 한정되는 것은 아니고, 유체 베어링을 사용하는 모든 모터에 탑재하는 것이 가능하다. Although each embodiment has described the example in which the fluid bearing device is mounted on the disk drive motor of the hard disk drive, it is not limited to this use, and it is possible to mount it on all the motors using the fluid bearing.

윤활 유체로서 오일의 예를 설명했지만, 물론 이에 한정되는 것은 아니다. Although the example of oil was demonstrated as lubricating fluid, it is, of course, not limited to this.

윤활 유체의 유동성에 대해도 특별히 한정되는 것은 아니고, 반유체의 것이어도 된다. 그 경우, 실시예에서의 액면과는 계면을 포함하는 것으로 해석해도 된다. The fluidity of the lubricating fluid is not particularly limited, but may be semi-fluid. In that case, you may interpret it as including an interface with the liquid surface in an Example.

제 1 실시예에 있어서, 테이퍼 시일부 (TS) 의 테이퍼면을 테이퍼링 (4) 측에만 형성한 예를 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 테이퍼면을 테이퍼링 (4) 과 대향하는 샤프트 (1) 측에도 형성해도 된다. 또한, 테이퍼면을 샤프트 (1) 측에만 형성해도 된다. In the first embodiment, an example in which the tapered surface of the tapered seal portion TS is formed only on the tapered ring 4 side has been described, but the present invention is not limited thereto, and the shaft 1 facing the tapered ring 4 is not limited thereto. You may also form in the side. In addition, you may form a taper surface only in the shaft 1 side.

어느 경우도, 테이퍼링 (4) 의 내주면 (4a) 과 샤프트 (1) 의 외주면 (1a) 의 직경 방향의 간극이 허브 (2) 측을 향함에 따라 확장되도록 형성되어 있으면 된다. In either case, the gap in the radial direction between the inner circumferential surface 4a of the tapering ring 4 and the outer circumferential surface 1a of the shaft 1 may be formed so as to extend toward the hub 2 side.

본 발명에 의하면, 베어링의 축 방향 길이를 크게 (길게) 하지 않고, 회전 요동이 적으며 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. According to the present invention, the rotational fluctuation is small and high reliability can be obtained without increasing (long) the axial length of the bearing.

Claims (1)

샤프트와, Shaft, 이 샤프트가 삽입된 슬리브와, The sleeve with this shaft inserted, 상기 샤프트와 상기 슬리브와의 간극에 개재시킨 윤활 유체를 구비하고, And a lubricating fluid interposed between the shaft and the sleeve, 상기 샤프트를 상기 슬리브에 대해 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 유체 베어링 장치에 있어서, A fluid bearing device for supporting said shaft so as to be able to rotate relatively freely with respect to said sleeve, 상기 슬리브의 단부에 고리 형상의 시일링을 구비하고, An annular seal ring at the end of the sleeve, 상기 시일링의 내주면과 이에 대향하는 상기 샤프트의 외주면과의 적어도 한쪽을, 상기 슬리브로부터 떨어짐에 따라 상기 시일링의 내주면과 상기 샤프트의 외주면 사이의 간극이 확장되는 경사면으로 하여, 상기 윤활 유체의 누출을 방지하는 테이퍼 시일부를 형성하는 것과 동시에, 상기 시일링을 그 열팽창 계수가 상기 슬리브 및 상기 샤프트의 열팽창 계수보다 큰 재료로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 베어링 장치. At least one of an inner circumferential surface of the seal ring and an outer circumferential surface of the shaft opposite thereto is an inclined surface in which a gap between the inner circumferential surface of the seal ring and the outer circumferential surface of the shaft extends as it is detached from the sleeve, thereby causing leakage of the lubricating fluid. And at the same time forming the tapered seal portion for preventing the damage, the sealing ring is formed of a material whose thermal expansion coefficient is greater than the thermal expansion coefficient of the sleeve and the shaft.
KR1020060093339A 2005-09-27 2006-09-26 Fluid bearing device KR100810477B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060093339A KR100810477B1 (en) 2005-09-27 2006-09-26 Fluid bearing device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00279486 2005-09-27
JPJP-P-2006-00195321 2006-07-18
KR1020060093339A KR100810477B1 (en) 2005-09-27 2006-09-26 Fluid bearing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070035437A KR20070035437A (en) 2007-03-30
KR100810477B1 true KR100810477B1 (en) 2008-03-10

Family

ID=41626529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060093339A KR100810477B1 (en) 2005-09-27 2006-09-26 Fluid bearing device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100810477B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002295491A (en) 2001-04-04 2002-10-09 Nippon Densan Corp Fluid dynamic pressure bearing
JP2003287024A (en) 2002-03-28 2003-10-10 Nippon Densan Corp Dynamic pressure bearing device, motor using device and disc having motor
JP2003307212A (en) 2001-11-13 2003-10-31 Ntn Corp Fluid lubricated bearing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002295491A (en) 2001-04-04 2002-10-09 Nippon Densan Corp Fluid dynamic pressure bearing
JP2003307212A (en) 2001-11-13 2003-10-31 Ntn Corp Fluid lubricated bearing device
JP2003287024A (en) 2002-03-28 2003-10-10 Nippon Densan Corp Dynamic pressure bearing device, motor using device and disc having motor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070035437A (en) 2007-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000350408A (en) Motor for driving recovering disk
US6250808B1 (en) Motor having a plurality of dynamic pressure bearings
EP2899417B1 (en) Fluid dynamic bearing device and motor with same
US9353790B2 (en) Fluid dynamic bearing device and motor with same
US7868499B2 (en) Spindle motor having plurality of sealing portions
US6955469B2 (en) Dynamic pressure bearing device
JP4408788B2 (en) Brushless motor and manufacturing method thereof
JP2000291648A (en) Dynamic pressure-type bearing unit
KR100810477B1 (en) Fluid bearing device
JP3996436B2 (en) Hydrodynamic bearing motor
JP4943758B2 (en) Hydrodynamic bearing device
JP2012255548A (en) Thrust bearing assembly
EP2700832A1 (en) Fluid dynamic pressure bearing device
JP2006304565A (en) Brushless electric motor and its manufacturing method
JP5139572B2 (en) Fluid bearing device and disk drive motor having fluid bearing device
JP3782918B2 (en) Hydrodynamic bearing unit
JP3187996B2 (en) Spindle motor
US8803391B2 (en) Spindle motor
US20220416603A1 (en) Motor and disk drive device
JP2002266878A (en) Dynamic pressure bearing device and its manufacturing method
KR20120133900A (en) Spindle Motor
JP2007116796A (en) Motor
JP2000092773A (en) Disk driving device
KR101216884B1 (en) spindle motor
JP2006071087A (en) Shaft fixing type dynamic pressure fluid bearing motor and thin recording disc device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120130

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130201

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee