KR20090121396A - 유체 베어링 장치 - Google Patents

Abstract

하우징(7)의 저부(7b)에 축방향 하방을 향한 돌출부(7b3)를 형성하고, 이 돌출부(7b3)의 외주면(7b31)을 브래킷(6)의 내주면(6a)에 고정한다. 하우징(7)의 저부(7b)에 스러스트 하중이 부하되면 그 하중의 일부가 돌출부(7b3)를 통해 브래킷(6)에 지지된다. 따라서, 하우징(7)의 측부(7a)와 저부(7b)의 경계부(P)의 강도가 증대되어 과대한 스러스트 하중에 의한 경계부(P)의 파단을 방지할 수 있다. 한편, 저부(7b)의 두께를 불변으로 할 수 있기 때문에 저부(7b)의 내단면(7b1)에 형성된 스러스트 베어링면의 성형 수축에 의한 변형을 억제할 수 있다.

유체 베어링 장치

Description

유체 베어링 장치{FLUID BEARING DEVICE}

본 발명은 베어링 간극에 발생하는 윤활유체의 동압 작용에 의해 축부재를 회전 가능하게 지지하는 유체 베어링 장치에 관한 것이다.

유체 베어링 장치는 그 고회전 정밀도 및 정숙성으로부터 정보 기기, 예를 들면 HDD 등의 자기 디스크 구동 장치, CD-ROM, CD-R/RW, DVD-ROM/RAM 등의 광디스크 구동 장치, MD, MO 등의 광자기 디스크 구동 장치 등의 스핀들 모터용, 레이저 빔 프린터(LBP)의 폴리곤 스캐너 모터, 프로젝터의 컬러 휠용 모터, 또는 전기 기기의 냉각 등에 사용되는 팬 모터 등의 소형 모터용으로서 적합하게 사용 가능하다.

이 종류의 유체 베어링 장치로서, 예를 들면 특허문헌 1의 도 2에 도시되어 있는 유체 베어링 장치는 측부와 저부가 일체 형성된 컵상의 하우징과, 하우징의 내주면에 고정된 베어링 슬리브와, 베어링 슬리브의 내주에 삽입된 축부재를 구비하고, 베어링 슬리브의 내주면과 축부재의 외주면 사이의 레이디얼 베어링 간극에 발생하는 윤활막에 의해 축체를 회전 가능하게 지지하고 있다. 또한, 하우징의 외주면을 브래킷의 내주면에 고정함으로써 유체 베어링 장치가 스핀들 모터에 장착된다(동 문헌의 도 1 참조). 이 스핀들 모터에는 복수매(도시예에서는 2매)의 디스크 가 탑재되어 HDD 등의 대용량화가 도모되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2006-118705호 공보

이와 같이, 스핀들 모터에 복수매의 디스크를 탑재하면 모터 전체의 중량이 커지기 때문에 충격 하중 등에 의해 베어링 장치에 큰 부하가 가해진다. 도 7에 유체 베어링 장치의 브래킷(6')과, 그 내주에 고정된 하우징(7')만을 나타낸다. 이 하우징(7')의 저부(7b')에, 예를 들면 복수매의 디스크가 적층되어서 중량이 증대한 축부재(도시 생략)가 충돌함으로써 화살표로 나타낸 바와 같은 충격이 가해지면 하우징(7')의 측부(7a')와 저부(7b')의 경계부(P)에서 파단(破斷)이 발생할 우려가 있다.

이러한 불량은, 예를 들면 하우징의 저부를 두껍게 형성하고, 저부의 강도를 높임으로써 회피할 수 있다. 그러나, 하우징의 저부를 두껍게 하면 베어링 장치의 중량 증대 및 재료 비용의 고등(高騰)을 초래하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 하우징이 수지로 형성되는 경우는 저부를 두껍게 함으로써 성형 수축량이 증대하고, 하우징 저부의 내단면의 면정밀도가 악화될 우려가 있다. 특히, 하우징 저부의 내단면이 스러스트 베어링 간극에 면하는 경우에는 이 내단면의 면정밀도 저하에 의해 스러스트 베어링 간극의 폭정밀도가 악화되고, 스러스트 방향의 지지력의 저하를 초래할 우려가 있다.

본 발명의 과제는 베어링 장치의 중량의 증대, 재료 비용의 고등, 및 하우징의 치수 정밀도 저하를 초래하지 않고, 하우징 저부의 강도를 높이는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 측부 및 저부를 일체로 구비하고, 측부의 일단이 개구됨과 아울러 타단이 저부로 폐쇄된 하우징과, 하우징의 내부에 수용된 축부재와, 축부재의 외주면과 면하는 레이디얼 베어링 간극과, 하우징 저부의 내단면에 면하는 스러스트 베어링 간극을 구비한 유체 베어링 장치에 있어서, 하우징 저부의 외단면의 외주에 축방향에서 그리고 상기 개구부로부터 이반(離反)하는 방향으로 돌출한 돌출부를 형성하고, 이 돌출부를 브래킷의 내주면에 고정한 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명의 유체 베어링 장치는 하우징 저부에 형성된 돌출부를 브래킷에 고정하고 있다. 하우징의 저부에 스러스트 하중이 부하되면 그 하중의 일부가 돌출부를 통해 브래킷에 지지된다. 따라서, 하우징의 측부와 저부의 경계부의 강도가 증대하고, 과대한 스러스트 하중에 의한 경계부의 파단을 방지할 수 있다. 한편, 저부의 두께를 불변으로 할 수 있기 때문에 스러스트 베어링 간극을 형성하는 저부 내단면(스러스트 베어링면)의 성형 수축에 의한 변형을 억제할 수 있다.

대부분의 경우 스러스트 하중에 대해서는 측부의 내주면과 저부의 내단면의 경계부가 가장 취약한 부분이 되고, 이 취약부를 기점으로 해서 파단이 발생한다. 돌출부의 직경 방향의 두께를 하우징측부보다도 크게 하면 상기 취약부에 있어서의 축방향의 두께가 증대하기 때문에 상기 취약부를 기점으로 하는 축방향의 파단을 방지할 수 있다.

돌출부에 직경 방향의 두께를 증대시키면서 하우징 저부의 외단면에 도달하는 보강부를 형성함으로써 돌출부의 내주면과 저부의 외단면 사이에서의 응력 집중을 완화시킬 수 있다. 한편, 이 보강부의 축방향 두께는 내경측을 향해서 서서히 감소하고 있으므로 저부의 성형 수축에 의한 스러스트 베어링면의 변형을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 하우징의 측부의 내주면과 저부의 내단면의 경계부에 오목부를 형성함으로써 이 부분에서의 응력 집중을 완화할 수 있고, 하우징의 파단 강도가 더 한층 높아진다. 이때, 하우징 저부에 돌출부를 형성하고 있음으로써 오목부를 형성해도 하우징에는 충분한 두께가 확보되기 때문에 하우징의 강도 저하를 초래할 일은 없다.

발명의 효과

이상과 같이 본 발명에 의하면 중량의 증대 및 재료 비용의 고등을 최소한으로 억제하면서 하우징 저부의 강도 향상을 도모할 수 있다. 또한, 하우징이 수지제이어도 성형 수축량의 증대를 억제하고, 하우징의 치수 정밀도를 유지하고, 베어링성능의 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유체 베어링 장치를 장착한 HDD용 스핀들 모터의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 유체 베어링 장치의 단면도이다.

도 3은 베어링 슬리브의 단면도이다.

도 4는 씰부재의 A-A선(도 7 참조) 단면도이다.

도 5는 B방향(도 6 참조)으로부터 본 씰부재의 평면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 유체 베어링 장치의 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 7은 종래의 하우징을 나타낸 단면도이다.

[부호의 설명]

1 : 동압 베어링 장치 2 : 축부재

3 : 디스크 허브 4 : 스테이터 코일

5 : 로터 마그넷 6 : 브래킷

7 : 하우징 7a : 측부

7b : 저부 7b3 : 돌출부

7b4 : 보강부 7c : 오목부

8 : 베어링 슬리브 9 : 씰부재

R1, R2 : 레이디얼 베어링부 T1, T2 : 스러스트 베어링부

S1, S2 : 씰 공간

이하, 본 발명의 실시형태를 도 1∼도 5에 의거해서 설명한다.

도 1은 유체 베어링 장치의 일종인 동압 베어링 장치(유체 동압 베어링 장치)(1)를 장착한 정보 기기용 스핀들 모터의 일구성예를 개념적으로 나타내고 있다. 이 정보 기기용 스핀들 모터는 HDD 등의 디스크 구동 장치에 사용되는 것이며, 동압 베어링 장치(1)와, 동압 베어링 장치(1)의 축부재(2)에 부착된 디스크 허브(3)와, 예를 들면 반경 방향의 갭을 통해 대향시킨 스테이터 코일(4) 및 로터 마 그넷(5)과, 브래킷(6)을 구비하고 있다. 스테이터 코일(4)은 브래킷(6)의, 예를 들면 외주면에 부착되고, 로터 마그넷(5)은 디스크 허브(3)의 내주에 부착되어 있다. 디스크 허브(3)는 그 외주에 자기 디스크 등의 디스크(D)를 1매 또는 복수매 유지한다. 스테이터 코일(4)에 통전되면 스테이터 코일(4)과 로터 마그넷(5) 사이에 발생하는 전자력에 의해 로터 마그넷(5)이 회전하고, 그것에 따라 디스크 허브(3), 및 축부재(2)가 일체가 되어서 회전한다.

도 2는 상기 스핀들 모터에서 사용되는 동압 베어링 장치(1)의 일실시형태를 예시하는 것이다. 이 동압 베어링 장치(1)는 축부재(2)와, 컵상의 하우징(7)과, 하우징(7)의 내주에 수용된 베어링 슬리브(8)와, 하우징(7)의 일단 개구부를 씰링하는 씰부재(9)를 주요 구성 부품으로 하여 구성된다. 또한, 이하에서는 설명의 편의상, 하우징(7)의 개구측을 상측, 그 폐구측을 하측으로 하여 설명을 진행한다.

축부재(2)는 스테인레스강 등의 금속 재료로 형성되고, 축부(2a)와 축부(2a)의 하단에 일체 또는 별체로 형성된 플랜지부(2b)를 구비하고 있다. 축부재(2)의 전체를 금속으로 형성하는 것 외에, 예를 들면 플랜지부(2b)의 전체 또는 그 일부( 예를 들면, 양단면)을 수지로 구성함으로써 금속과 수지의 하이브리드 구조로 할 수도 있다.

하우징(7)은 측부(7a) 및 저부(7b)가 일체로 형성되어 측부(7a)의 일단이 개구됨과 아울러 타단이 저부(7b)로 폐쇄되어 있다. 하우징(7)은, 예를 들면 수지의 사출 성형에 의해 형성되고, 하우징(7)을 형성하는 수지는 주로 열가소성 수지, 예를 들면 비정성 수지로서 폴리술폰(PSF), 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐술 폰(PPSU), 폴리에테르이미드(PEI) 등, 결정성 수지로서 액정 폴리머(LCP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리부틸렌테레푸탈레이트(PBT), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기의 수지에 충전하는 충전재의 종류도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 충전재로서 유리 섬유 등의 섬유상 충전재, 티탄산칼륨 등의 위스커상 충전재, 마이카 등의 인편상 충전재(鱗片狀充塡材), 카본 파이버, 카본 블랙, 흑연, 카본나노머티리얼, 금속 분말 등의 섬유상 또는 분말상의 도전성 충전재를 이용할 수 있다. 이들 충전재는 단독으로 사용되거나 이종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 하우징(7)의 사출 재료는 상기에 한정되지 않고, 예를 들면 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 등의 저융점 금속 재료가 사용 가능하다. 또한, 금속분과 바인더의 혼합물로 사출 성형한 후, 탈지ㆍ소결하는 소위 MIM 성형이나 금속 재료, 예를 들면 놋쇠 등의 연질 금속의 프레스 성형에 의해 하우징(7)을 형성할 수도 있다.

하우징(7)의 측부(7a)는 원통상의 소경부(7a1)와, 소경부(7a1)의 일단측에 배치된 대경부(7a2)로 구성된다. 대경부(7a2)의 외주면(7a21)(대경 외주면)은 소경부(7a1)의 외주면(7a11)(소경 외주면)보다 큰 직경으로 형성되고, 마찬가지로 대경부(7a2)의 내주면(7a22)도 소경부(7a1)의 내주면(7a12)보다 큰 직경으로 형성되어 있다. 양 내주면(7a12, 7a22)의 경계면(7a3)은 축방향과 직교하는 방향의 평탄면상으로 형성된다. 저부(7b)의 내단면(7b1)에는 스러스트 베어링면이 되는 동압홈 영역(도 2에 검은색으로 나타냄)이 형성되고, 이 영역에는 동압 발생부로서, 예를 들면 스파이럴상으로 배열한 복수의 동압홈(도시 생략)이 형성되어 있다. 내단 면(7b1)과 측부(7a)의 소경 내주면(7a12)의 경계부에는 오목부(7c)가 형성되고, 이 오목부(7c)에 의해 상기 경계부는 모서리부가 없는 곡면상을 나타낸다.

하우징(7)의 저부(7b)에는 외단면(7b2)으로부터 축방향이며, 그리고 하우징(7)의 개구부로부터 이반하는 방향, 즉 축방향 하방을 향해서 돌출된 돌출부(7b3)가 형성된다. 돌출부(7b3)는 본 실시형태에서는 환상으로 형성된다. 돌출부(7b3)의 외주면(7b31)은 측부(7a)의 소경 외주면(7a11)과 동일 직경, 또한 연속적으로 형성되어 돌출부(7b3)의 내주면(7b32)은 측부(7a)의 소경 내주면(7a12)보다도 작은 직경으로 형성된다. 따라서, 돌출부(7b3)의 직경 방향의 두께는 측부(7a)의 소경부(7a1)의 두께보다도 크게 되도록 형성된다. 또한, 돌출부(7b3)에는 직경 방향의 두께를 증대시키면서 하우징(7)의 저부(7b)의 외단면(7b2)에 도달하는 보강부(7b4)가 형성된다.

하우징(7)의 외주면은, 예를 들면 접착에 의해 브래킷(6)의 내주면(6a)에 고정된다. 이때, 하우징(7)의 소경 외주면(7a11)뿐만 아니라 돌출부(7b3)의 외주면(7b31)도 브래킷(6)에 접착 고정된다. 하우징(7)의 저부(7b)에 도 7에 도시된 바와 같은 스러스트 하중이 부하되었을 경우 이 하중의 일부가 돌출부(7b3)를 통해 브래킷(6)에 지지된다. 이에 따라, 하우징(7)의 측부(7a)와 저부(7b)의 경계부[도 2에 점선(P)으로 나타냄]의 강도가 증가하여 이 부분에서의 파단을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 복수매의 디스크를 탑재한 디스크 구동 장치와 같이, 하우징(7)에 큰 부하 하중이 가해지는 용도로 사용되는 유체 베어링 장치에 적합하게 적용할 수 있다. 한편, 돌출부(7b3)를 형성해도 저부(7b)의 두께는 불변으로 할 수 있기 때문에 저부(7b)의 내단면(7b1)에 형성된 스러스트 베어링면의 성형 수축에 의한 변형을 억제할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 돌출부(7b3)의 직경 방향의 두께를 측부(7a)보다 크게 함으로써 통상 가장 취약한 부분이 되는 측부(7a)의 소경 내주면(7a12)과 저부(7b)의 내단면(7b1)의 경계부에 있어서의 축방향 두께가 증가하기 때문에 이 부분을 기점으로 하는 축방향의 파단을 방지할 수 있다.

또한, 돌출부(7b3)에 보강부(7b4)를 형성함으로써 돌출부(7b3)의 내주면(7b32)과 저부(7b)의 외단면(7b2) 사이에서의 응력 집중을 완화시킬 수 있다. 한편, 이 보강부(7b4)의 축방향 두께는 내경측을 향해서 서서히 감소하고 있으므로 저부(7b)의 성형 수축에 의한 스러스트 베어링면의 변형을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 이 보강부(7b4)는 도 2에 도시된 바와 같은 테이퍼상으로 한정되지 않고, 예를 들면 원호상으로 형성할 수도 있다.

또한, 하우징(7) 측부(7a)의 소경 내주면(7a12)과 저부(7b)의 내단면(7b1)의 경계부에 오목부(7c)를 형성함으로써 이 부분에서의 응력 집중이 완화되어 하우징(7)의 파단 강도가 더 한층 높아진다. 이때, 돌출부(7b3)에 보강부(7b4)를 형성하고 있음으로써 저부(7b)의 두께는 충분히 확보할 수 있기 때문에 오목부(7c)를 형성함으로써 저부(7b)의 강도 저하를 방지할 수 있다.

베어링 슬리브(8)는 소결 합금으로 이루어지는 다공질체, 예를 들면 구리를 주성분으로 하는 소결 금속에 의해 원통상으로 형성된다. 소결 금속에는 윤활유가 함침되어 있다. 이외에, 중실(中實)의 금속 재료, 예를 들면 황동 등의 연질 금속 으로 베어링 슬리브(8)를 형성할 수도 있다.

베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)에는 레이디얼 베어링면이 되는 상하 2개의 동압홈 영역(도 2에 검은색으로 나타냄)이 축방향으로 이격되어 형성된다. 이들 2개의 영역에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 동압 발생부로서, 예를 들면 헤링본 형상으로 배열한 복수의 동압홈(G)이 각각 형성된다. 상측 영역의 동압홈(G)은 축방향으로 비대칭으로 형성되어 있고, 이 영역내에서는 상측의 동압홈 축방향 길이(X1)가 하측의 동압홈 축방향 길이(X2)보다도 약간 길게 되어 있다(X1>X2). 한편, 하측 영역의 동압홈(G)은 축방향 대칭으로 형성되고, 이 영역내에서는 상하의 동압홈(G)의 축방향 길이가 각각 동일하다. 동압홈(G)을 갖는 레이디얼 베어링면이 되는 영역은 축부재(2)의 축부(2a)의 외주면에 형성될 수도 있다.

베어링 슬리브(8)의 하측 단면(8b)에는 스러스트 베어링면이 되는 동압홈 영역(도 2에 검은색으로 나타냄)이 형성된다. 이 영역에는 동압 발생부로서, 예를 들면 스파이럴상으로 배열한 복수의 동압홈(도시 생략)이 형성되어 있다.

베어링 슬리브(8)의 외주면(8d)의 1개소 또는 원주 방향으로 등배(等配)한 복수 개소에는 윤활유를 순환시키기 위한 순환홈(8d1)이 축방향으로 형성된다. 순환홈(8d1)의 양단은 베어링 슬리브(8)의 양단면(8b, 8c)으로 개구되어 있다.

씰부재(9)는 원반상의 제 1 씰부(9a)와, 제 1 씰부(9a)의 한쪽 단면(9a1)으로부터 축방향으로 돌출된 원통상의 제 2 씰부(9b)로 단면 역L자형으로 일체 형성된다. 제 2 씰부(9b)의 외주면(9b1) 및 내주면(9b2)은 모두 원통면상으로 형성되고, 제 1 씰부(9a)의 내주면(9a2)은 상방 직경을 확대시킨 테이퍼면상으로 형성된 다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 한쪽 단면(9a1)에는 윤활유를 순환시키기 위한 반경 방향의 순환홈(10)이 형성되어 있다. 이 순환홈(10)은 단면(9a1)을 횡단해서 1개소 또는 원주 방향의 등배 복수 개소(도 5에서는 3개소)에 형성된다. 씰부재(9)는, 예를 들면 수지의 사출 성형품으로 형성되어 사용 가능한 베이스 수지나 충전재는 하우징(7)에서의 이들의 예시에 준하므로 설명을 생략한다.

동압 베어링 장치(1)의 조립은 하우징(7)내에 축부재(2)를 수용한 후 하우징(7)의 내주면에 베어링 슬리브(8)를 고정하고, 또한 베어링 슬리브(8)의 외주면 상단에 씰부재(9)를 고정함으로써 행해진다. 그 후, 하우징(7)의 내부 공간에 윤활유를 충만시키면 도 2에 도시된 동압 베어링 장치(1)가 얻어진다. 하우징(7)과 베어링 슬리브(8)의 고정, 및 베어링 슬리브(8)와 씰부재(9)의 고정은 압입이나 접착, 그리고 압입 접착(접착제의 개재 하에서 압입함)에 의해 행할 수 있다. 조립후는 씰부재(9)를 구성하는 제 1 씰부(9a)의 단면(9a1)이 베어링 슬리브(8)의 상측 단면(8c)과 접하고, 제 2 씰부(9b)의 하측 단면이 하우징(7)의 내주의 경계면(7a3)과 축방향 간극(11)을 통해 대향하고 있다. 또한, 씰부재(9)는 하우징(7)의 대경부(7a2)의 내경측에 배치된다.

축부재(2)의 회전시에는 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a) 중 레이디얼 베어링면이 되는 상하 2개소의 동압홈 영역은 각각 축부(2a)의 외주면과 레이디얼 베어링 간극을 통해 대향한다. 또한, 베어링 슬리브(8)의 하측 단면(8b)의 스러스트 베어링면이 되는 동압홈 영역이 플랜지부(2b)의 상측 단면(2b1)과 스러스트 베어링 간극을 통해 대향하고, 하우징의 내단면(7b1)의 스러스트 베어링면이 되는 동압홈 영 역은 플랜지부(2b)의 하측 단면(2b2)과 스러스트 베어링 간극을 통해 대향한다. 그리고, 축부재(2)의 회전에 따라 상기 레이디얼 베어링 간극에 윤활유의 동압이 발생하고, 축부재(2)가 레이디얼 베어링 간극내에 형성되는 윤활유의 유막에 의해 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지된다. 이에 따라, 축부재(2)를 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지하는 제 1 레이디얼 베어링부(R1)와 제 2 레이디얼 베어링부(R2)가 구성된다. 동시에, 상기 스러스트 베어링 간극에 윤활유의 동압이 발생하고, 축부재(2)가 두개의 스러스트 베어링 간극내에 형성되는 윤활유의 유막에 의해 스러스트 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지된다. 이에 따라, 축부재(2)를 스러스트 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지하는 제 1 스러스트 베어링부(T1)와 제 2 스러스트 베어링부(T2)가 구성된다.

제 1 씰부(9a)의 내주면(9a2)은 축부(2a)의 외주면과의 사이에 소정의 용적을 가진 제 1 씰 공간(S1)을 형성한다. 이 실시형태에 있어서, 제 1 씰부(9a)의 내주면(9a2)은 상방을 향해서 점차 직경이 확대되는 테이퍼면상으로 형성되고, 이에 따라 제 1 씰 공간(S1)은 하방을 향해서 점차 축소되는 테이퍼 형상을 나타낸다. 또한, 제 2 씰부(9a)의 외주면(9b1)은 하우징(7)의 대경 내주면(7a22)과의 사이에 소정의 용적을 가진 제 2 씰 공간(S2)을 형성한다. 이 실시형태에 있어서, 하우징(7)의 대경 내주면(7a22)은 상방을 향해서 직경이 점차 확대되는 테이퍼면상으로 형성되고, 이에 따라 제 1 및 제 2 씰 공간(S1, S2)은 하방을 향해서 점차 축소되는 테이퍼 형상을 나타낸다. 따라서, 씰 공간(S1, S2)내의 윤활유는 모세관력에 의한 인입 작용에 의해 씰 공간(S1, S2)이 좁아지는 방향을 향해서 인입되고, 이에 따라 하우징(7)의 상단 개구부가 씰링된다. 씰 공간(S1, S2)은 하우징(7)의 내부 공간에 충만된 윤활유의 온도 변화나 압력 변화에 따른 용적 변화량을 흡수하는 버퍼 기능도 갖고, 유면은 상시 씰 공간(S1, S2)내에 있다. 제 1 씰 공간(S1)과 제 2 씰 공간의 용적은 제 1 씰 공간(S1)쪽이 작다.

또한, 제 1 씰부(9a)의 내주면(9a2)을 원통면으로 하는 한편 이에 대향하는 축부(2a)의 외주면을 테이퍼면상으로 형성해도 좋고, 이 경우 더욱 제 1 씰 공간(S1)에 원심력 씰로서의 기능도 부여할 수 있으므로 씰 효과가 더 한층 높아진다.

상술한 바와 같이, 제 1 레이디얼 베어링부(R1)의 동압홈(G)은 축방향 비대칭으로 형성되어 있고, 상측 영역의 축방향 치수(X1)가 하측 영역의 축방향 치수(X2)보다도 크게 되어 있다(X1>X2). 따라서, 축부재(2)의 회전시 동압홈(G)에 의한 윤활유의 인입력(펌핑력)은 상측 영역이 하측 영역에 비해 상대적으로 크게 된다. 그리고, 이 인입력의 차압에 의해 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)과 축부(2a)의 외주면 사이의 간극에 충만된 윤활유가 하방으로 유동하고, 제 1 스러스트 베어링부(T1)의 스러스트 베어링 간극→축방향의 순환홈(8d1)→반경 방향의 순환홈(10)이라는 경로를 순환하여 제 1 레이디얼 베어링부(R1)의 레이디얼 베어링 간극에 다시 인입된다.

이와 같이, 윤활유가 하우징(7)의 내부를 유동 순환하도록 구성함으로써 하우징(7)의 내부에 충만된 윤활유의 압력이 국소적으로 부압이 되는 현상을 방지하여 부압 발생에 따르는 기포의 생성, 기포의 생성에 기인하는 윤활유의 누설이나 진동의 발생 등의 문제를 해소할 수 있다. 이 윤활유의 순환 경로에는 제 1 씰 공간(S1)이 연통되고, 또한 축방향 간극(11)을 통해 제 2 씰 공간(S2)이 연통되어 있으므로 어떠한 이유로 윤활유중에 기포가 혼입되는 경우라도 기포가 윤활유에 따라 순환할 때에 이들 씰 공간(S1, S2)내의 윤활유 유면(기액 계면)으로부터 외기로 배출되어 기포에 의한 악영향은 더 한층 효과적으로 방지된다.

또한, 동압홈(G)의 축방향 치수의 관계는 부압의 발생이 생기지 않는 한 상기와는 역(X1<X2)으로 할 수도 있다. 또는, 이와 같이 레이디얼 베어링 간극에서 윤활유를 강제적으로 유동시킬 필요가 없을 때는 동압홈(G)의 형상을 환상 평활부에 대하여 축방향 대칭으로 형성해도 좋다. 또한, 축방향의 순환홈(8d1)은 하우징(7)의 내주면에 형성될 수도 있고, 반경 방향의 순환홈(10)은 베어링 슬리브(8)의 상측 단면(8c)에 형성될 수도 있다.

본 발명의 실시형태는 상기에 한정되지 않는다. 도 6에 본 발명의 다른 실시형태에 의한 유체 베어링 장치(21)를 나타낸다. 이 유체 베어링 장치(21)는 씰 공간(S)이 1개소에만 형성되어 있는 점에서 상기의 실시형태와 다르다. 이 유체 베어링 장치(21)의 하우징(27)은 원통 형상의 측부(27a)와, 저부(27b)로 이루어지고, 하우징(27)의 측부(27a)의 내주면(27a2)에 씰부재(29)가 고정된다. 이 씰부재(29)의 내주면(29a)과 축부(2a)의 외주면(2a1)의 사이에 씰 공간(S)이 형성된다. 씰부재(29)의 내주면(29a)에는 하방을 향해서 점차 직경이 확대되는 테이퍼면이 형성되어 있기 때문에 씰 공간(S)은 하방을 향해서 간극폭을 좁힌 설형상(楔形狀)을 이룬다. 또한, 베어링 슬리브(8)의 상측 단면(8c)에는 직경 방향 홈(8c1)이 형성되고, 이 직경 방향 홈(8c1)과 베어링 슬리브(8)의 외주면(8d)에 형성된 축방향 홈(8d1)에 의해 제 1 스러스트 베어링부(T1)의 스러스트 베어링 간극과 씰 공간(S)을 연통시키고 있다. 하우징(27)의 다른 구성, 즉 돌출부(27b3), 보강부(27b4), 및 오목부(27c)는 상기 실시형태의 하우징(7)에 있어서의 돌출부(7b3), 보강부(7b4), 및 오목부(7c)와 대응한다. 유체 베어링 장치(21)의 그 밖의 구성은 상기의 실시형태와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

이상의 실시형태에서는 레이디얼 베어링부(R1, R2) 및 스러스트 베어링부(T1, T2)의 동압 발생부가 각각 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a), 하측 단면(8b), 및 하우징(7)의 내단면(7b1)에 형성되어 있지만 이들의 면과 베어링 간극을 통해 대향하는 면, 즉 축부(2a)의 외주면(2a1), 플랜지부(2b)의 상측 단면(2b1) 및 하측 단면(2b2)에 형성해도 좋다.

또한, 이상의 실시형태에서는 레이디얼 베어링부(R1, R2) 및 스러스트 베어링부(T1, T2)로서 헤링본 형상이나 스파이럴 형상의 동압홈에 의해 윤활유의 동압 작용을 발생시키는 구성을 예시하고 있지만 레이디얼 베어링부(R1, R2)로서 소위 스텝 베어링이나 파형 베어링, 또는 다원호 베어링을 채용할 수도 있고, 스러스트 베어링부(T1, T2)로서 스텝 베어링이나 파형 베어링을 채용할 수도 있다. 또한, 레이디얼 베어링부(R1, R2)로서 동압 발생부를 갖지 않은, 소위 진원 베어링을 채용할 수도 있고, 스러스트 베어링부(T1, T2)로서 축부재의 단부를 접촉 지지하는 피벗 베어링을 채용할 수도 있다.

또한, 이상의 실시형태에서는 레이디얼 베어링부(R1, R2)가 축방향으로 이격 되어 형성되어 있지만 이들을 축방향으로 연속적으로 형성해도 좋다. 또는, 이들 중 어느 한쪽만을 형성해도 좋다.

또한, 이상의 실시형태에서는 유체 베어링 장치의 내부 공간에 충만되는 윤활제로서 윤활유가 사용되어 있지만 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 공기 등의 기체나 윤활 그리스, 자성 유체 등을 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 동압 베어링 장치는, 상기한 바와 같이, HDD 등의 디스크 구동 장치에 사용되는 스핀들 모터에 한정되지 않고, 광디스크의 광자기 디스크 구동용의 스핀들 모터 등, 고속 회전 하에서 사용되는 정보 기기용의 소형 모터, 레이저 빔 프린터의 폴리곤 스캐너 모터 등에 있어서의 회전축 지지용, 또는 전기 기기의 냉각용 팬 모터로서도 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (4)

1. 측부 및 저부를 일체로 구비하고, 측부의 일단이 개구됨과 아울러 타단이 저부로 폐쇄된 하우징과, 하우징의 내부에 수용된 축부재와, 축부재의 외주면과 면하는 레이디얼 베어링 간극과, 하우징 저부의 내단면에 면하는 스러스트 베어링 간극을 구비한 유체 베어링 장치에 있어서:

   상기 하우징 저부의 외단면의 외주에 축방향으로 그리고 상기 개구부로부터 이반하는 방향으로 돌출된 돌출부를 형성하고, 이 돌출부를 브래킷의 내주면에 고정한 것을 특징으로 하는 유체 베어링 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부의 직경 방향의 두께가 상기 하우징 측부의 두께보다도 큰 것을 특징으로 하는 유체 베어링 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부에 직경 방향의 두께를 증대시키면서 상기 하우징 저부의 외단면에 도달하는 보강부를 형성한 것을 특징으로 하는 유체 베어링 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하우징의 측부의 내주면과 저부의 내단면의 경계부에 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 유체 베어링 장치.

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