NL9320055A

NL9320055A - Army equipment.

Info

Publication number: NL9320055A
Application number: NL9320055A
Authority: NL
Inventors: Daisuke Konno; Yumiko Noda
Original assignee: Ebara Corp
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1995-12-01
Also published as: DE4397188T1; GB2290355B; GB2290355A; WO1994018464A1; DE9390304U1; GB9515610D0; EP0680568A1

Description

Korte aanduiding: Legerinrichting.Short designation: Army equipment.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een legerinrichting, welke is voorzien van een hydrodynamisch vloei stof!eger als een radiaal leger en een hydrodynamisch gasleger als een axiale druk opnemend leger, en welke een draaiend voorwerp ondersteunt, dat met hoge snelheid draait.The present invention relates to a bearing arrangement, which is provided with a hydrodynamic fluid bearing as a radial bearing and a hydrodynamic gas bearing as an axial pressure bearing bearing bearing a rotating object rotating at high speed.

Meer in het bijzonder heeft de huidige uitvinding betrekking op een legerinrichting, die geschikt is voor een spilmotor, die wordt gebruikt voor het aandrijven van een aandrijforgaan voor een harde schijf (hierna aangeduid als "HDD"), een aandrijforgaan voor een laserstraaldrukinrichting (hierna aangeduid als een "LBP") een draaibare trommel inrichting voor een videosysteem, enz., waarin uitstekende draaiprestatie vereist wordt, onafhankelijk van de stand van de motor.More particularly, the present invention relates to a bearing device suitable for a spindle motor used to drive a hard disk driver (hereinafter referred to as "HDD"), a laser beam printer driver (hereinafter referred to as "HDD") as an "LBP") a rotary drum device for a video system, etc., in which excellent rotary performance is required regardless of the motor position.

Met het verkrijgen van hoge opslagcapaciteit en draaiend gedrag met hoge snelheid in recente HDD’s wordt van de spilmotoren, die deze aandrijven, dienovereenkomstige geëist, dat zij hoge prestatie vertonen, dat wil zeggen, dat het vereist is duurzaamheid, reinheid en prestatie bij draaien met hoge snelheid te verbeteren en trillingen tijdens draaiing minimaal te maken onafhankelijk van de stand van de motor tijdens gebruik, teneinde nog meer geschikt te zijn voor dergelijke HDD’s.Accordingly, in obtaining high storage capacity and high speed spinning behavior in recent HDDs, the spindle motors driving them are required to exhibit high performance, that is, it requires durability, cleanliness and performance at high spinning. improve speed and minimize vibration during rotation regardless of the motor position during use, in order to be even more suitable for such HDDs.

Fig. 8 is een doorsnede-aanzicht, dat de constructie toont van een gebruikelijke spilmotor voor HDD. In Fig. 8 heeft een steun (basis) 31 een steunas (spil) 32 staand op het centrale gedeelte daarvan. Een ringvormige axiale druk opnemende plaat 33 is bevestigd aan de steun 31 en een radiaal cylindrisch orgaan 34 is concentrisch aan de steunas 32 bevestigd. Een aantal van in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen statorwikkelingen 35 is bevestigd aan de steunas 32 boven het radiaal cylindrische orgaan 34. Een steunorgaan (naaf) 35, die een kapvormige vormgeving heeft, is aangebracht op de steunas 32. Het plafondgedeelte bij het boveneinde van het steunorgaan 36 is los aangebracht op het bovenste eindgedeelte van de steunas 32. Het steunorgaan 36 heeft een ringvormig legerorgaan (dienstdoende als zowel radiale en axiale druk opnemende hulsen) 37, dat is bevestigd aan het onderste eindgedeelte daarvan. Het ringvormige orgaan 37 heeft een L-vormige dwarsdoorsnede vormgeving. Het onderste eindvlak van het legerorgaan 37 ligt tegenover het bovenvlak van de axiale druk opnemende plaat 33, terwijl het binnenste omtreksoppervlak van het ringvormige orgaan 37 ligt tegenover het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan 34. Hetzij het onderste eindvlak van het legerorgaan 37 of het bovenvlak van de axiale druk opnemende plaat 33 is uitgevoerd met spiraal vormige groeven voor het opwekken van dynamische druk in de duwrichting. Hetzij het binnenste omtreksoppervlak van het legerorgaan 37 of het buitenste omtreksoppervlak van het radiale legerorgaan 34 is gevormd met visgraatvormige groeven voor het opwekken van dynamische druk in de radiale richting.Fig. 8 is a sectional view showing the construction of a conventional HDD spindle motor. In FIG. 8 has a support (base) 31 a support shaft (spindle) 32 standing on the central portion thereof. An annular axial pressure absorbing plate 33 is attached to the support 31 and a radial cylindrical member 34 is mounted concentrically to the support shaft 32. A plurality of circumferentially equidistant stator windings 35 are attached to the support shaft 32 above the radial cylindrical member 34. A support member (hub) 35, which has a cap shape, is mounted on the support shaft 32. The ceiling portion at the the upper end of the support member 36 is loosely mounted on the upper end portion of the support shaft 32. The support member 36 has an annular bearing member (serving as both radial and axial pressure absorbing sleeves) 37 attached to the lower end portion thereof. The annular member 37 has an L-shaped cross-sectional shape. The lower end face of the bearing member 37 is opposite the top surface of the axial pressure receiving plate 33, while the inner peripheral surface of the annular member 37 is opposite the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 34. Either the lower end face of the bearing member 37 or the the top surface of the axial pressure-absorbing plate 33 is formed with spiral-shaped grooves for generating dynamic pressure in the pushing direction. Either the inner peripheral surface of the bearing member 37 or the outer peripheral surface of the radial bearing member 34 is formed with herringbone-shaped grooves to generate dynamic pressure in the radial direction.

Een aantal van in omtreksinrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen rotormagneten 38 is bevestigd aan de binnenomtrek van het steunorgaan 36 in tegenover de statorwikkelingen 35 gelegen verhouding. Indien de statorwikkelingen 35 opeenvolgend worden gevoed met een elektrische stroom begint het rotormagneten 38 bezittende steunorgaan 36 te draaien en dientengevolge wordt een pneumatische dynamische druk opgewekt tussen het bovenvlak van de axiale druk opnemende plaat 33 en het onderste eindvlak van het legerorgaan 37, en wordt op soortgelijke wijze een pneumatische dynamische druk opgewekt tussen het buitenste omtreksoppervlak van het radiale legerorgaan 34 en het binnenste omtreksoppervlak van het legerorgaan 37. Het bovenvlak van de axiale druk opnemende plaat 33 en het onderste eindvlak van het legerorgaan 37 vormen dus een axiale druk opnemend leger, terwijl het buitenste omtreksoppervlak van het radiale leger 34 en het binnenste omtreksoppervlak van het legerorgaan 37 een radiaal leger vormen. Het steunorgaan 36 draait terwijl het wordt ondersteund door het radiale leger en het axiale druk opnemende leger.A plurality of circumferentially equidistant rotor magnets 38 are attached to the inner periphery of the support member 36 in opposition to the stator windings 35. When the stator windings 35 are successively fed with an electric current, the rotor magnets 38 having support member 36 begin to rotate and consequently a pneumatic dynamic pressure is generated between the top face of the axial pressure receiving plate 33 and the bottom end face of the bearing member 37, and similarly, a pneumatic dynamic pressure generated between the outer circumferential surface of the radial bearing member 34 and the inner circumferential surface of the bearing member 37. The top surface of the axial pressure absorbing plate 33 and the lower end face of the bearing member 37 thus form an axial pressure absorbing bearing, while the outer circumferential surface of the radial bearing 34 and the inner circumferential surface of the bearing member 37 form a radial bearing. The support member 36 rotates while being supported by the radial bearing and the axial pressure bearing bearing.

De boven beschreven spilmotor leidt echter aan het probleem, dat indien hij in een horizontale stand (dat wil zeggen in een richting waarin de richting van de zwaartekracht loodrecht is op de as van de motor) in werking wordt gesteld er een moment wordt opgewekt in de radiale richting ten gevolge van het gewicht van de motor, waardoor wordt veroorzaakt, dat de as van de rotor hellend zal zijn ten opzichte van het radiale leger, hetgeen resulteert in een toename in de onbalans van tussen de rotormagneten 38 en de statorwikkel ingen 35 werkende radiale magnetische kracht, en in deze toestand wordt een rotororgaan in plaatselijk contact gebracht met het leger.However, the spindle motor described above suffers from the problem that if it is actuated in a horizontal position (i.e. in a direction in which the direction of gravity is perpendicular to the motor axis), a moment is generated in the radial direction due to the weight of the motor, causing the shaft of the rotor to be inclined relative to the radial bearing, resulting in an increase in the imbalance of acting between the rotor magnets 38 and the stator windings 35 radial magnetic force, and in this state a rotor member is brought into local contact with the military.

Aangezien de axiale druk opnemende plaat en het radiale legerorgaan zijn vervaardigd uit afzonderlijke organen en onafhankelijk op de ondersteuning zijn opgesteld, is het verder moeilijk de vereiste haaksheid tussen hun te verkrijgen op het tijdstip van samenbouw.Furthermore, since the axial pressure absorbing plate and the radial bearing member are made of separate members and are independently arranged on the support, it is difficult to obtain the required squareness between them at the time of assembly.

Op het tijdstip van starten en stoppen van de spilmotor komen verder het radiale cylindrische orgaan en de radiale huls in rechtstreeks schuivend contact met elkaar en vandaar wordt slijtage veroorzaakt in het verloop van herhaaldelijk starten en stoppen.Furthermore, at the time of starting and stopping the spindle motor, the radial cylindrical member and the radial sleeve come into direct sliding contact with each other, hence wear is caused in the course of repeated starting and stopping.

Verder neemt het aantal omwentelingen van in LBP gebruikte aftast-motoren jaar voor jaar toe, zodat het voor de gebruikelijke legers moeilijk is geworden om het hoofd te bieden aan de hoge draaisnelheid van deze motoren.Furthermore, the number of revolutions of scan engines used in LBP is increasing year by year, making it difficult for conventional armies to cope with the high rotational speed of these engines.

Met het oog op de bovenstaande problemen van de stand van de techniek is het een oogmerk van de huidige uitvinding een legerinrichting te verschaffen, die geschikt is voor een spilmotor, welk voorzien is van axiale druk opnemende en radiale hydrodynamische legers, die zijn uitgevoerd om het mogelijk te maken, dat de spilmotor uitstekende draaiprestatie vertoont en met minimale trillingen draait onafhankelijk van de stand van de motor tijdens bedrijf.In view of the above problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a bearing arrangement suitable for a spindle motor which is provided with axial pressure-absorbing and radial hydrodynamic bearings configured to allow the spindle motor to exhibit excellent turning performance and to run with minimal vibration regardless of the motor position during operation.

Om de boven beschreven problemen op de lossen verschaft de huidige uitvinding een legerinrichting voorzien van een basis, een op een centraal gedeelte van deze basis staande spil, een naaf, en radiale en axiale druk opnemende hydrodynamische legers aangebracht tussen de spil en de naaf, waarbij een radiaal cylindrisch orgaan bevestigd is aan de basis, zodanig dat de spil zich door een centraal gedeelte daarvan uitstrekt, een paar axiale druk opnemende platen respectievelijk zijn bevestigd aan beide eindvlakken van het radiaal cylindrische orgaan en de spil verloopt door een centraal gedeelte van ieder daarvan, terwijl verder een radiale huls draaibaar wordt ondersteund bij een binnenomtrek en twee eindoppervl akken daarvan door een buitenste omtrek omtreksoppervl ak van het radiale cylindrische orgaan respectievelijk tegenoverliggende binnenvlakken van de twee axiale druk opnemende platen en bevestigd aan een naaf, waarin het radiale cylindrische orgaan en de radiale huls het radiale hydrodynamische leger vormen, hetzij twee eindgedeelten van de radiale huls of de tegenoverliggende binnenvlakken van de twee axiale druk opnemende platen zijn uitgerust met spiraal vormige groeven voor het opwekken van dynamische druk, en de twee eindgedeelten van de radiale huls en de axiale druk opnemende platen de axiale druk opnemende hydrodynamische legers vormen, waarin een fluïdum voor het opwekken van dynamische druk in de axiale druk opnemende hydrodynamische legers een gas is; het radiale hydrodynamische leger een minimale speling heeft; een schuin kantgedeelte is aangebracht op een buitenomtrek van ieder einde van het radiale cylindrische orgaan, en een ander schuin kantgedeelte is aangebracht op een binnenomtrek van ieder einde van de radiale huls onder het daarbij verschaffen van een luchtspleet bij ieder axiaal einde van het radiale hydrodynamische leger, dat omgeven is door het schuine kantgedeelte van het radiaal cylindrische orgaan, schuine kantgedeelte van de radiale huls en een van de axiale druk opnemende platen; een fluïdum voor het opwekken van dynamische druk in het radiale hydrodynamische leger een smeervl oei stof is, en een klein gat voor het verzamelen van de smeervloei stof is gevormd in een buitenste omtreksoppervlak van het radiale cylindrische orgaan; en de smeervloeistof is afgedicht in de speling van het radiale hydrodynamische leger ten gevolge van de aanwezigheid van de luchtspleten, en een wijziging in volume van de smeervloeistof op het tijdstip van draaien en stilstand wordt geabsorbeerd door het kleine gat.To solve the above-described problems, the present invention provides an bearing arrangement comprising a base, a spindle standing on a central portion of this base, a hub, and radial and axial pressure-absorbing hydrodynamic bearings disposed between the spindle and the hub, wherein a radial cylindrical member is attached to the base such that the spindle extends through a central portion thereof, a pair of axial pressure-absorbing plates are respectively attached to both end faces of the radial cylindrical member and the spindle extends through a central portion of each further, a radial sleeve is rotatably supported at an inner circumference and two end surfaces thereof by an outer circumferential circumferential surface of the radial cylindrical member, respectively, opposing inner surfaces of the two axial pressure-receiving plates and attached to a hub, in which the radial cylindrical member and the radial sleeve the radial h ydrodynamic bearing shapes, either two end portions of the radial sleeve or the opposing inner surfaces of the two axial pressure-receiving plates, are equipped with spiral grooves for generating dynamic pressure, and the two end portions of the radial sleeve and the axial pressure-receiving plates form axial pressure absorbing hydrodynamic bearings, wherein a fluid for generating dynamic pressure in the axial pressure absorbing hydrodynamic bearings is a gas; the radial hydrodynamic bearing has minimal play; a bevel side portion is provided on an outer periphery of each end of the radial cylindrical member, and another bevel side portion is provided on an inner circumference of each end of the radial sleeve, thereby providing an air gap at each axial end of the radial hydrodynamic bearing surrounded by the bevel of the radial cylindrical member, bevel of the radial sleeve and one of the axial pressure-absorbing plates; a fluid for generating dynamic pressure in the radial hydrodynamic bearing is a lubricating fluid, and a small hole for collecting the lubricating fluid is formed in an outer peripheral surface of the radial cylindrical member; and the lubricating fluid is sealed in the clearance of the radial hydrodynamic bearing due to the presence of the air gaps, and a change in volume of the lubricating fluid at the time of rotation and standstill is absorbed by the small hole.

In de de boven beschreven inrichting bezittende legerinrichting kan het kleine gat, dat gevormd is in het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan, hetzij een doorgaand gat zijn, dat zich uitstrekt door het radiaal cylindrische orgaan, of een gat, dat zich niet uitstrekt door het radiaal cylindrische orgaan met het binneneinde daarvan afgesloten zijnde.In the bearing device having the above described device, the small hole formed in the outer peripheral surface of the radial cylindrical member may be either a through hole extending through the radial cylindrical member or a hole not extending through the radially cylindrical member being closed with its inner end.

De op boven beschreven wijze uitgevoerde legerinrichting kan een aantal kleine gaten hebben, die zijn gevormd in het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan bij desbetreffende hetzij in omtreksinrichting/ of axiaal gelijkmatige verdeelde plaatsen.The bearing arrangement described above may have a number of small holes formed in the outer circumferential surface of the radial cylindrical member at respective circumferential or axially evenly spaced locations.

In de de boven beschreven uitvoering bezittende legerinrichting kan de in het radiale hydrodynamische leger opgesloten smeervloeistof een smeervloeistof zijn met een lage vluchtigheid en een kinematische viscositeit van 10 cSt bij 40 °C.In the bearing arrangement described above, the lubricating fluid contained in the radial hydrodynamic bearing may be a low volatility lubricating fluid having a kinematic viscosity of 10 cSt at 40 ° C.

In de de boven beschreven uitvoering bezittende legerinrichting kan de smeervloeistof een elektrisch geleidende substantie bevatten.In the bearing arrangement described above, the lubricating fluid may contain an electrically conductive substance.

In de de boven beschreven uitvoering bezittende legerinrichting kan de radiale huls hetzij een draaiend orgaan of een stationair orgaan zijn.In the bearing arrangement described above, the radial sleeve may be either a rotating member or a stationary member.

De de boven beschreven uitvoering bezittende legerinrichting kan zijn uitgerust met middelen voor het opwekken van magnetische aantrekkracht in een drukrichting ten opzichte van en van de axiale druk opnemende platen tegengesteld aan een aangebrachte belasting.The bearing arrangement described above may be equipped with means for generating magnetic pull in a pressure direction relative to and from the axial pressure-absorbing plates opposite to an applied load.

In de de boven beschreven uitvoering bezittende legerinrichting kan het radiale leger zo zijn opgesteld als een draaibaar door de legerinrichting ondersteunde rotor te ondersteunen boven een bepaald gebied waaronder het zwaartepunt van de rotor.In the bearing arrangement having the above-described embodiment, the radial bearing may be arranged to support a rotatable rotor supported by the bearing device above a certain area including the center of gravity of the rotor.

In de legerinrichting van de huidige uitvinding is het radiale hydrodynamische leger uitgevoerd in de vorm van een hydrodynamisch 1 eger met smeervl oei stof en de axi al e druk opnemende hydrodynami sche 1 egers zijn gevormd in de vorm van hydrodynamische gaslegers, zoals hierboven is beschreven. De capaciteit voor het dragen van belasting van het radiale leger is dus aanzienlijk verbeterd in vergelijking met hydrodynamische gaslegers. In aanvulling is de smeertoestand op het tijdstip van starten en stoppen verbeterd, zodat het mogelijk is de slijtage van het radiale leger te verminderen.In the bearing arrangement of the present invention, the radial hydrodynamic bearing is in the form of a hydrodynamic lubricant 1 bearing and the axial pressure absorbing hydrodynamic 1 bearings are formed in the form of hydrodynamic gas bearings as described above. Thus, the radial bearing load carrying capacity has been significantly improved compared to hydrodynamic gas bearings. In addition, the lubrication condition at the time of starting and stopping is improved so that it is possible to reduce the wear of the radial bearing.

Aangezien de speling van het radiale leger gering is kan de smeervloei stof verder nauwelijks een gebied anders dan het radiale hydrodynamische leger binnentreden door de werking van de grensvlakspanning daarvan. Aangezien iedere luchtspleet, die omgeven is door een schuin kantgedeelte van het radiale cylindrische orgaan, een schuin kantgedeelte van de radiale huls en een duwkracht opnemende plaat, veel breder is dan de spelingen in de radiale en axiale druk opnemende legers verzwakte de grensvlakspanning van smeervloei stof in de luchtspleet, zodat in het bijzonder de smeervl oei stof de speling van het axiale druk opnemende leger niet kan binnentreden door door de luchtspleet te bewegen. Met andere woorden werkt de luchtspleet om de smeervloei stof af te sluiten in de speling van het radiale leger, en is het daardoor mogelijk te verhinderen dat de smeervloei stof een gebied anders dan het radiale hydrodynamische leger binnentreedt.Furthermore, since the clearance of the radial bearing is small, the lubricating fluid can hardly enter an area other than the radial hydrodynamic bearing through the action of its interfacial tension. Since any air gap surrounded by an oblique edge portion of the radial cylindrical member, an oblique edge portion of the radial sleeve and a thrust absorbing plate is much wider than the clearances in the radial and axial thrust bearings, the interfacial tension of lubricating fluid weakened in the air gap, so that the lubricant in particular cannot enter the play of the axial pressure-absorbing bearing by moving through the air gap. In other words, the air gap acts to seal the lubricating fluid in the clearance of the radial bearing, thereby preventing the lubricating fluid from entering an area other than the radial hydrodynamic bearing.

Zelfs indien de smeervl oei stof tijdens het draaien van de rotor in temperatuur stijgt en vandaar in volume toeneemt wordt verder de overmaat smeervloei stof effectief geabsorbeerd in de kleine gaten van het radiale cylindrische orgaan. Gedurende opschorsing van de werking daalt de smeervloei stof in temperatuur en neemt vandaar in volume af. De smeervloei stof wordt echter toegevoerd uit de kleine gaten om te compenseren voor de afname in de smeervloei stof in de legerspeling. Aangezien op dit tijdstip de smeervloeistof, zoals hierboven beschreven, slechts aanwezig is in het radiale hydrodynamische leger, is het mogelijk een uitstekende smeertoestand te verkrijgen voor het radiale hydrodynamische leger.Even if the lubricating fluid rises in temperature during the rotation of the rotor and hence increases in volume, the excess lubricating fluid is further effectively absorbed into the small holes of the radial cylindrical member. During suspension of operation, the lubricating fluid drops in temperature and hence decreases in volume. However, the lubricating fluid is supplied from the small holes to compensate for the decrease in the lubricating fluid in the bearing clearance. Since at this time the lubricating fluid, as described above, is only present in the radial hydrodynamic bearing, it is possible to obtain an excellent lubricating condition for the radial hydrodynamic bearing.

In de legerinrichting volgens de huidige uitvinding is verder geen smeervl oei stof aanwezig in de axiale druk opnemende legers. Legerverlies is daardoor minimaal en een smeervloei stof wordt tijdens draaien met hoge snelheid door centrifugale kracht verspreid. Dienovereenkomstig is het mogelijk om draaiing met hoge snelheid te verkrijgen, terwijl de gewenste mate van reinheid wordt gehandhaafd.Furthermore, in the bearing arrangement of the present invention, no lubricating fluid is present in the axial pressure bearing bearings. Army loss is therefore minimal and a lubricant is spread by centrifugal force during high speed turning. Accordingly, it is possible to achieve high speed rotation while maintaining the desired degree of cleanliness.

Ten gevolge van de boven beschreven uitvoering van de legerinrichting volgens de huidige uitvinding is het verder mogelijk gemakkelijk de vereiste haaksheid tussen iedere axiale druk opnemende plaat en het radiaal cylindrische orgaan tot stand te brengen op het tijdstip van samenbouw door ze samen te klemmen onder bijvoorbeeld gebruik maken van een bevestigingsmoer, vooropgesteld, dat de axiale druk opnemende platen zo zijn vervaardigd, dat de tegenover elkaar liggende binnenvlakken daarvan de vereiste vlakheid hebben, en dat ieder eindvlak een buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan haaks op elkaar staan.Furthermore, due to the above-described embodiment of the bearing arrangement according to the present invention, it is possible to easily achieve the required squareness between each axial pressure-absorbing plate and the radial-cylindrical member at the time of assembly by clamping them together, for example, using making a fastening nut provided that the axial pressure-absorbing plates are manufactured such that their opposing inner surfaces have the required flatness, and that each end surface has an outer peripheral surface of the radial cylindrical member perpendicular to each other.

Aangezien de tussenruimtes tussen de tegenover elkaar liggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen en de twee eindoppervlakken van de radiale huls worden bepaald door de verschillen in hoogte van het radiale cylindrische orgaan en de radiale huls kunnen deze organen gemakkelijk worden samengebouwd met gegeven tussenruimtes, vooropgesteld, dat het radiaal cylindrische orgaan en de radiale huls, die gemakkelijk machinaal te bewerken zijn, met de juiste hoogte zijn vervaardigd.Since the interspaces between the opposing inner surfaces of the axial pressure-absorbing plates and the two end surfaces of the radial sleeve are determined by the differences in height of the radial cylindrical member and the radial sleeve, these members can be easily assembled with given interspaces, provided that the radial cylindrical member and the radial sleeve, which are easy to machine, are made to the correct height.

Aangezien de radiale huls werkt als legerorganen van zowel de radiale en axiale druk opnemende legers neemt het aantal onderdelen, dat vereist wordt voor het vormen van de gehele legerconstruc-tie, af en wordt de constructie van de legerinrichting vereenvoudigd.Since the radial sleeve acts as bearing members of both the radial and axial pressure bearing bearings, the number of parts required to form the entire bearing construction decreases and the construction of the bearing arrangement is simplified.

Indien de motor is uitgevoerd in de vorm van een motor van het type met buitenrotor en het legersamenstel binnen de statorkern is opgesteld kan de radiale huls als hetzij een stationair orgaan of een draaibaar orgaan zijn gevormd. Door plaatsing van het zwaartepunt van de motorrotor binnen een bepaald gebied van de legerconstructie kan de rotor stabiel draaien onafhankelijk van de stand van de motor tijdens bedrijf.If the motor is in the form of an outer rotor type motor and the bearing assembly is disposed within the stator core, the radial sleeve may be formed as either a stationary member or a rotatable member. By placing the center of gravity of the motor rotor within a certain area of the bearing construction, the rotor can rotate stably regardless of the position of the motor during operation.

Indien een lage vluchtigheid en een kinematische viscositeit onder 10 cSt bij 40 °C bezittende smeervl oei stof wordt gebruikt verspreidt de smeervloei stof zich tevredenstellend in de kleine gaten of gegeven gedeelten van de legerspelingen.When low volatility and a kinematic viscosity below 10 cSt at 40 ° C lubricating fluid is used, the lubricating fluid satisfactorily spreads in the small holes or given portions of the bearing clearances.

Dienovereenkomstig is er geen mogelijkheid, dat de smeervloei stof, zoals hierboven beschreven, wordt rond gespetterd. Verder wordt legerverlies minimaal gemaakt en wordt de duurzaamheid van de legerinrichting verbeterd.Accordingly, there is no possibility of the lubricating liquid as described above being splashed around. Furthermore, loss of army is minimized and the durability of the army equipment is improved.

Indien een elektrisch geleidende substantie is toegevoegd aan de smeervloei stof kan bijvoorbeeld op een magnetisch opneemmedium in HDD voortgebrachte statische elektriciteit aan de stationaire zijde worden geaard, dat wil zeggen geaard ten gevolge van de geleidende werking van de elektrische geleidende substantie. Dienovereenkomstig is het mogelijk ophoping van statische elektriciteit tussen het magnetische opneemmedium en de kop te verhinderen.For example, if an electrically conductive substance is added to the lubricating liquid, static electricity generated on a magnetic recording medium in HDD can be grounded at the stationary side, i.e. grounded due to the conductivity of the electrically conductive substance. Accordingly, it is possible to prevent static electricity from accumulating between the magnetic recording medium and the head.

Door het aanbrengen van een orgaan voor het voortbrengen van magnetische aantrekkingskracht in de duwrichting tegengesteld aan de aangebrachte belasting, is het mogelijk de in de duwrichting door het gewicht van de motor aangebrachte belasting te verminderen, indien een spilmotor in een verticale stand in werking wordt opgesteld. Dienovereenkomstig is het mogelijk het koppelver!ies in de axiale druk opnemende legers te verminderen op het tijdstip van starten en stopzetten van de motor en vandaar het starten en stopzetten van het draaien van de motor te vergemakkelijken. De slijtage van de legerorganen wordt dus verminderd en de levensduur van de axiale druk opnemende legers vergroot. Indien de spilmotor in een horizontale stand in werking wordt gesteld wordt de rotor tegen een axiale druk opnemend leger geduwd door de werking van het magnetische aantrekkingskracht voortbrengend orgaan en vandaar draait de rotor op de basis van het oppervlak van het axiale druk opnemende leger. Daardoor is het mogelijk trilling in de duwrichting tijdens draaiing te onderdrukken en een hoge mate van draaiingsnauwkeurigheid te verkrijgen.By providing a means of generating magnetic attraction in the pushing direction opposite to the applied load, it is possible to reduce the load applied in the pushing direction by the weight of the motor, if a spindle motor is arranged in a vertical position . Accordingly, it is possible to reduce the torque losses in the axial pressure bearing bearings at the time of starting and stopping the engine and hence facilitating starting and stopping the engine running. Thus, the wear of the bearing members is reduced and the life of the axial pressure bearing bearings is increased. When the spindle motor is actuated in a horizontal position, the rotor is pushed against an axial pressure absorbing bearing by the action of the magnetic attraction generating member and hence the rotor rotates on the base of the surface of the axial pressure absorbing bearing. Therefore, it is possible to suppress vibration in the pushing direction during rotation and to obtain a high degree of rotation accuracy.

De bovenstaande en ander oogmerken, kenmerken en voordelen van de huidige uitvinding zullen duidelijker worden uit de volgende beschrijving, indien genomen in samenhang met de bijgaande tekeningen, waarin de voorkeur gegeven uitvoeringsvoorbeelden van de huidige uitvinding bij wijze van illustratieve voorbeelden zijn afgebeeld.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, when taken in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention by way of illustrative examples.

Fig. 1 toont een doorsnede-aanzicht, welke de constructie weergeeft van een uitvoeringsvoorbeeld van de legerinrichting volgens de huidige uitvinding.Fig. 1 shows a cross-sectional view showing the construction of an exemplary embodiment of the bearing arrangement according to the present invention.

Fig. 2(a) en 2(b) zijn aanzichten voor het uiteenzetten van een werking in een geval, waar noch een radiaal cylindrisch orgaan noch een radiale huls een schuin kantgedeelte heeft.Fig. 2 (a) and 2 (b) are views for explaining an operation in a case where neither a radial cylindrical member nor a radial sleeve has an oblique edge portion.

Fig. 3 toont een aanzicht voor het uiteenzetten van een werking in een geval, waar het radiaal cylindrische orgaan en de radiale huls zijn uitgerust met desbetreffende schuine kantgedeelten, welke een luchtspleet vormen tussen deze en een duwkracht opnemende plaat.Fig. 3 shows a view for explaining an operation in a case where the radial cylindrical member and the radial sleeve are provided with respective bevel portions forming an air gap between this and a thrust absorbing plate.

Fig. 4 toont spiraalgroeven voor het opwekken van hydrodynamische druk, welke groeven op een axiale druk opnemende plaat zijn aangebracht.Fig. 4 shows spiral grooves for generating hydrodynamic pressure, which grooves are arranged on an axial pressure-absorbing plate.

Fig. 5 toont een doorsnede-aanzicht, dat de opstelling toont van een de legerinrichting van de huidige uitvinding benuttende spilmotor.Fig. 5 is a sectional view showing the arrangement of a spindle motor utilizing the bearing arrangement of the present invention.

Fig. 6 toont een doorsnede-aanzicht, welke de opstelling weergeeft van een andere spilmotor, welke de legerinrichting van de huidige uitvinding benut.Fig. 6 is a sectional view showing the arrangement of another spindle motor utilizing the bearing arrangement of the present invention.

Fig. 7(a) tot 7(f) tonen verschillende vormen van kleine gaten, die in het radiaal cylindrische orgaan zijn gevormd.Fig. 7 (a) to 7 (f) show various shapes of small holes formed in the radial cylindrical member.

Fig. 8 toont een doorsnede-aanzicht, dat de opstelling toont van een spilmotor, die een gebruikelijke legerinrichting benut.Fig. 8 is a sectional view showing the arrangement of a spindle motor utilizing a conventional bearing arrangement.

Uitvoeringsvoorbeelden van de huidige uitvinding zullen hieronder worden beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 is een schematisch doorsnede-aanzicht, dat de constructie weergeeft van een uitvoeringsvoorbeeld van de legerinrichting volgens de huidige uitvinding.Fig. 1 is a schematic sectional view illustrating the construction of an exemplary embodiment of the bearing arrangement of the present invention.

In Fig. 1 heeft een basis 1 een op het centrale gedeelte daarvan staande spil 2. Een radiaal cylindrisch orgaan 4 is op de spil 2 bevestigd waarbij de spil 2 zich door het centrale gedeelte daarvan uitstrekt. Een paar van axiale druk opnemende platen 33 is bevestigd aan beide eindoppervlakken van het radiale cylindrische orgaan 4. De spil 2 strekt zich uit door het centrale gedeelte van de bovenste en onderste axiale druk opnemende platen 3. Een cylindrische radiale huls 6 is bevestigd aan de binnenomtrek van een naaf 7. De radiale huls 6 is draaibaar ondersteund bij het binnenste omtreksoppervlak en twee eindvlakken daarvan door het buitenste omtreksoppervlak van het radiale cylindrische orgaan 4 en de tegenoverliggende binnenste vlakken van de twee axiale druk opnemende platen 3. Het radiaal cylindrische orgaan 4 en de radiale huls 6 vormen een radiaal hydrodynamisch leger, terwijl de twee eindgedeelten van de huls 6 en de axiale druk opnemende platen 3 hydrodynamische axiale druk opnemende legers vormen. De radiale en axiale druk opnemende legers vormen de legerinrichting van de huidige uitvinding.In FIG. 1, a base 1 has a spindle 2 standing on the central portion thereof. A radial cylindrical member 4 is mounted on the spindle 2, the spindle 2 extending through the central portion thereof. A pair of axial pressure absorbing plates 33 is attached to both end surfaces of the radial cylindrical member 4. The spindle 2 extends through the central portion of the upper and lower axial pressure absorbing plates 3. A cylindrical radial sleeve 6 is attached to the inner circumference of a hub 7. The radial sleeve 6 is rotatably supported at the inner circumferential surface and two end faces thereof by the outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4 and the opposite inner faces of the two axial pressure-receiving plates 3. The radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6 form a radial hydrodynamic bearing, while the two end portions of the sleeve 6 and the axial pressure-absorbing plates 3 form hydrodynamic axial-pressure bearing. The radial and axial pressure absorbing bearings form the bearing arrangement of the present invention.

De tegenover elkaar liggende binnenvlakken van de twee axiale druk opnemende platen 3 zijn uitgerust met groeven voor het opwekken van dynamische druk, bijvoorbeeld spiraalgroeven 3a, zoals weergegeven in Fig. 4. Beide eindoppervlakken van de radiale huls 6 zijn glad afgewerkt. De opstelling kan ook zodanig zijn, dat de twee eindvlakken van de radiale huls 6 zijn uitgerust met groeven voor het opwekken van dynamische druk, terwijl de tegenoverliggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3 glad zijn afgewerkt. De speling tussen het buitenste omtreksvlak van het radiale cylindrische orgaan 4 en het binnenste omtreksvlak van de radiale huls 6 is gering (van enkele microns tot enkele tienden van microns). Het buitenste omtreksvlak van het radiaal cylindrische orgaan 4 en het binnenste omtreksoppervlak van de radiale huls 6 zijn gevormd in de vorm van gladde oppervlakken.The opposing inner surfaces of the two axial pressure-receiving plates 3 are provided with grooves for generating dynamic pressure, for example spiral grooves 3a, as shown in Figs. 4. Both end surfaces of the radial sleeve 6 are smoothly finished. The arrangement may also be such that the two end faces of the radial sleeve 6 are provided with grooves for generating dynamic pressure, while the opposite inner faces of the axial pressure absorbing plates 3 are smoothly finished. The clearance between the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4 and the inner peripheral surface of the radial sleeve 6 is small (from a few microns to a few tenths of a micron). The outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4 and the inner peripheral surface of the radial sleeve 6 are formed in the form of smooth surfaces.

Zoals in Fig. 3 weergegeven is een schuin kantgedeelte 4a aangebracht op de buitenomtrek van ieder einde van het radiaal cylindrische orgaan 4 en is een ander schuin kantgedeelte 6a aangebracht op de binnenomtrek van ieder einde van de radiale huls 6 onder het daarbij vormen van een luchtspleet 13 bij ieder axiaal einde van het radiale hydrodynamische leger, welke wordt omgeven door het afgeschuinde kantgedeelte 4a, het afgeschuinde kantgedeelte 6a en het oppervlak van een van de axiale druk opnemende platen, welke tegenover deze afgeschuinde kantgedeelten 4a en 6a is gelegen. Het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrisch orgaan 4 is bovendien uitgerust met kleine gaten 8 voor het verzamelen van een vloeistof. Het voor het opwekken van dynamische druk in de axiale druk opnemende legers gebruikte fluïdum is een gas, bijvoorbeeld lucht, terwijl het voor het opwekken van dynamische druk in het radiale leger gebruikte fluïdum een smeervloei stof is.As shown in Fig. 3, an oblique edge portion 4a is provided on the outer circumference of each end of the radial cylindrical member 4, and another oblique edge portion 6a is disposed on the inner circumference of each end of the radial sleeve 6 thereby forming an air gap 13 at each axial end of the radial hydrodynamic bearing, which is surrounded by the beveled edge portion 4a, the beveled edge portion 6a and the surface of one of the axial pressure-absorbing plates, which is opposite these beveled edge portions 4a and 6a. The outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4 is additionally equipped with small holes 8 for collecting a liquid. The fluid used to generate dynamic pressure in the axial pressure bearing bearings is a gas, for example air, while the fluid used to generate dynamic pressure in the radial bearing is a lubricating fluid.

In de legerinrichting, welke de boven beschreven uitvoering heeft, wordt, indien de naaf 7 wordt gedraaid door het aanbrengen van draaiingskracht daarop, hydrodynamische druk opgewekt door de smeervloei stof tussen het binnenste omtreksoppervl ak van de radiale huls 6 en het buitenste omtreksoppervl ak van het radiaal cylindrische orgaan 4, en wordt op soortgelijke wijze hydrodynamische druk opgewekt door lucht of ander gas tussen de eindvlakken van de radiale huls 6 en de tegenoverliggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3. De radiale huls 6 draait dus, terwijl hij wordt ondersteund door het radiaal cylindrische orgaan 4 en de axiale druk opnemende platen 3.In the bearing arrangement, which has the above-described embodiment, when the hub 7 is rotated by applying torque thereto, hydrodynamic pressure is generated by the lubricating fluid between the inner circumferential surface of the radial sleeve 6 and the outer circumferential surface of the radial sleeve. radial cylindrical member 4, and hydrodynamic pressure is similarly generated by air or other gas between the end faces of the radial sleeve 6 and the opposite inner faces of the axial pressure receiving plates 3. Thus, the radial sleeve 6 rotates while being supported by the radial cylindrical member 4 and the axial pressure absorbing plates 3.

Door het radiale leger, dat het radiaal cylindrische orgaan 4 en de radiale huls 6 omvat, uit te voeren in de vorm van een hydrodynamisch leger met smeervl oei stof, zoals hierboven beschreven wordt de belasting dragende capaciteit van het radiale leger aanzienlijk verbeterd in vergelijking met hydrodynamische gaslegers. In aanvulling verbetert de smeertoestand op het tijdstip van starten en stoppen zich, zodat het mogelijk is de slijtage van het radiaal cylindrische orgaan 4 en de radiale huls 6 te verminderen.By designing the radial bearing, which includes the radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6, in the form of a hydrodynamic lubricant bearing, as described above, the load bearing capacity of the radial bearing is significantly improved compared to hydrodynamic gas armies. In addition, the lubrication condition at the time of starting and stopping improves so that it is possible to reduce the wear of the radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6.

Aangezien de spel ing tussen het buitenste omtreksopper-vlak van het radiaal cylindrische orgaan 4 en het binnenste omtreksopper-vlak van de radiale huls 6, dat wil zeggen de speling van het radiale leger, verder zo klein is als enkele microns tot enkele tienden microns, kan verder de smeervl oei stof nauwelijks een gebied anders dan het gebied van schuivend contact tussen het buitenste omtreksoppervlak van het radiale cylindrische orgaan 4 en het binnenste omtreksoppervlak van de radiale huls 6, dat wil zeggen het radiaal hydrodynamische legeroppervlak, binnentreden door de werking van de grensvlakspanning. Aangezien iedere luchtspleet 13, welk is omgeven door een schuine kantgedeelte van het radiaal cylindrische orgaan 4, een schuin kantgedeelte van de radiale huls 6 en een axiale druk opnemende plaat 3, bovendien groter is dan de boven beschreven spleet wordt de grensvlakspanning van de smeervl oei stof in de luchtspleet 13 kleiner. Dat wil zeggen dat de grensvlakspanning in de radiale speling wordt onderbroken door de luchtspleet 13, zodat de smeervloei stof de axiale drukspeling door beweging door de luchtspleet niet kan binnentreden.Furthermore, since the clearance between the outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4 and the inner circumferential surface of the radial sleeve 6, i.e. the clearance of the radial bearing, is as small as a few microns to a few tenths of microns, Furthermore, the lubricant can hardly enter an area other than the area of sliding contact between the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4 and the inner peripheral surface of the radial sleeve 6, i.e. the radially hydrodynamic bearing surface, by the action of the interfacial tension. Moreover, since each air gap 13, which is surrounded by an oblique edge portion of the radial cylindrical member 4, an oblique edge portion of the radial sleeve 6 and an axial pressure-absorbing plate 3, is larger than the gap described above, the interfacial tension of the lubricating fluid dust in the air gap 13 smaller. That is, the interfacial tension in the radial clearance is interrupted by the air gap 13, so that the lubricating fluid cannot enter the axial pressure clearance through movement through the air gap.

De werking van de luchtspleet 13, welke tussen het afgeschuinde kantgedeelte 4a van het radiaal cylindrische orgaan 4, het afgeschuinde kantgedeelte 6a van de radiale huls 6 en het oppervlak van de axiale druk opnemende plaat 3, dat tegenover deze schuine kantgedeelten 4a en 6a is gelegen, ligt, zal hieronder meer gedetailleerd worden beschreven. Indien dergelijke schuine kantgedeelten niet aanwezig zijn is een smeervloei stof Q, welke is opgesloten in de speling 14 tussen het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan 4 en het binnenste omtreksoppervlak van de radiale huls 6, slechts in de aanvankelijke toestand in de speling 14 aanwezig, zoals afgebeeld in Fig. 2(a), en het zal de speling 11 tussen het eindoppervlak van de radiale huls 6 en het daar tegenoverliggende oppervlak van de axiale druk opnemende plaat 3 niet binnentreden. Aangezien echter de speling 11 gering is treedt de smeervloeistof Q de speling 11 binnen door capillaire werking indien de tijd verstrijkt, zoals weergegeven in Fig. 2(b). Dientengevolge dient de smeervloei stof Q op ongewenste wijze als een fluïdum, dat dynamische druk opwekt in het hydrodynamisch axiale druk opnemende leger. Het legerverlies wordt daardoor groter dan in het geval van het hydrodynamische luchtleger, zodat het moeilijk wordt draaiing met hoge snelheid te verkrijgen.The action of the air gap 13, which is located between the beveled edge portion 4a of the radial cylindrical member 4, the beveled edge portion 6a of the radial sleeve 6 and the surface of the axial pressure receiving plate 3, which is opposite these beveled portions 4a and 6a will be described in more detail below. If such chamfered portions are not present, a lubricating fluid Q contained in the clearance 14 between the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4 and the inner peripheral surface of the radial sleeve 6 is present in the clearance 14 only in the initial state as shown in fig. 2 (a), and it will not enter the clearance 11 between the end surface of the radial sleeve 6 and the opposite surface of the axial pressure receiving plate 3. However, since the clearance 11 is small, the lubricating fluid Q enters the clearance 11 by capillary action as time passes, as shown in FIG. 2 (b). As a result, the lubricating fluid Q undesirably serves as a fluid that generates dynamic pressure in the hydrodynamically axial pressure absorbing bearing. As a result, the bearing loss becomes larger than in the case of the hydrodynamic air bearing, making it difficult to obtain high speed rotation.

Indien een luchtspleet 13, welke een omgekeerd driehoekig gevormde dwarsdoorsnede vormgeving heeft, begrensd is tussen het schuine kantgedeelte 4a van het radiaal cylindrische orgaan 4, het schuine kantgedeelte 6a van de radiale huls 6 en het oppervlak van de axiale druk opnemende plaat 3, dat tegenover deze schuine kantgedeelten 4a en 6a is gelegen, zoals afgebeeld in Fig. 3 neemt, aangezien de luchtspleet 13 veel breder is dan de speling 14, in tegenstelling met het bovenstaande de grensvlakspanning in de luchtspleet 13 af, zodat de in de speling 14 van het radiale hydrodynamische leger opgesloten smeervloei-stof Q de luchtspleet 13 van omgekeerd driehoekige gevormde dwarsdoorsnede vormgeving niet zal binnentreden. Dienovereenkomstig is er geen mogelijkheid dat de smeervloeistof Q de speling 11 tussen het eindoppervlak van de radiale huls 6 en het daar tegenoverliggende oppervlak van de axiale druk opnemende plaat 3 binnentreedt. Aangezien de speling 14 van het radiale leger gering is, wordt bovendien de smeervloeistof Q op het buitenste omtreksoppervlak van het radiale cylindrische orgaan 4 en het binnenste omtreksoppervl ak van de radiale huls 6 gehouden door de werking van de oppervlaktespanning. Het is dan ook niet waarschijnlijk, dat de smeervloeistof Q uit de speling 14 zal stromen.If an air gap 13, which has an inversely triangular cross-sectional shape, is bounded between the bevel portion 4a of the radial cylindrical member 4, the bevel portion 6a of the radial sleeve 6 and the surface of the axial pressure-absorbing plate 3 facing opposite these bevel sections 4a and 6a are located as shown in FIG. 3, since the air gap 13 is much wider than the clearance 14, in contrast to the above, the interfacial tension in the air gap 13 decreases, so that the lubricating fluid Q contained in the clearance 14 of the radial hydrodynamic bearing Q the air gap 13 of inverted triangular formed cross-section design will not enter. Accordingly, there is no possibility for the lubricating fluid Q to enter the clearance 11 between the end surface of the radial sleeve 6 and the opposite surface of the axial pressure receiving plate 3. Moreover, since the clearance 14 of the radial bearing is small, the lubricating fluid Q is held on the outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4 and the inner circumferential surface of the radial sleeve 6 by the action of the surface tension. It is therefore unlikely that the lubricating fluid Q will flow out of the clearance 14.

Ten gevolge van de aanwezigheid van de kleine gaten 8, die zijn aangebracht in het buitenste omtreksoppervl ak van het radiaal cylindrische orgaan 4 wordt, zelfs indien de smeervloeistof Q in temperatuur stijgt en vandaar in volume toeneemt gedurende draaiing van de rotor, de overmaat smeervloeistof effectief geabsorbeerd in de kleine gaten 8. Omgekeerd neemt tijdens onderbreking van de werking de temperatuur van de smeervloeistof Q af zodat deze in volume afneemt. In een dergelijk geval wordt echter de afname in het volume van de smeervloeistof Q gecompenseerd door vanuit de kleine gaten 8 toegevoerde smeervloeistof. Aangezien de speling 14 van het radiaal hydrodynamische leger gering is kunnen in dergelijke gevallen geen luchtbellen aanwezig zijn tussen de kleine gaten 8 en de speling 14. Dientengevolge is er geen mogelijkheid, dat de smeervloei stof in de kleine gaten door luchtbellen zal worden afgesneden van de smeervl oei stof in de speling 14. Het is daardoor niet waarschijnlijk dat het verhinderd zal worden, dat de smeervl oei stof wordt geabsorbeerd in of toegevoerd vanuit de kleine gaten 8 door de oppervlaktespanning van de smeervloei stof.Due to the presence of the small holes 8, which are provided in the outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4, even if the lubricating fluid Q increases in temperature and hence increases in volume during rotation of the rotor, the excess lubricating fluid becomes effective absorbed in the small holes 8. Conversely, during interruption of operation, the temperature of the lubricating fluid Q decreases so that it decreases in volume. In such a case, however, the decrease in the volume of the lubricating liquid Q is compensated for by the lubricating liquid supplied from the small holes 8. Since the clearance 14 of the radial hydrodynamic bearing is small, in such cases no air bubbles can be present between the small holes 8 and the clearance 14. Consequently, there is no possibility that the lubricant fluid in the small holes will be cut off from the air bubbles by lubricant fluid in the clearance 14. It is therefore unlikely that the lubricant fluid will be prevented from being absorbed into or fed from the small holes 8 by the surface tension of the lubricant fluid.

Indien de smeervl oei stof tijdens de samenbouwhandel ing wordt aangebracht kan de speling 14 van het radiale hydrodynamische leger gelijkmatig worden gevuld met een juiste hoeveelheid smeervloei stof door de kleine gaten 8 van het radiaal cylindrisch orgaan 4 voldoende met smeervloei stof te vullen voor de samenbouw van de legerinrichting en dan het radiaal cylindrisch orgaan 4 in de radiale huls 6 aan te brengen. Dienovereenkomstig wordt het onnodig de hoeveelheid smeervloei stof, die zeer klein is, te controleren. Het aanbrengen van de smeervl oei stof wordt dus bijzonder gemakkelijk.If the lubricating fluid is applied during the assembly operation, the clearance 14 of the radial hydrodynamic bearing can be uniformly filled with an appropriate amount of lubricating fluid by filling the small holes 8 of the radial cylindrical member 4 sufficiently with lubricating fluid for assembling arranging the bearing device and then the radial cylindrical member 4 in the radial sleeve 6. Accordingly, it becomes unnecessary to check the amount of lubricating fluid, which is very small. The application of the lubricating fluid thus becomes particularly easy.

Als de bovenbeschreven smeervloei stof wordt een smeervloei stof, welke een lage vluchtigheid heeft en een kinematische viscositeit onder 10 cSt bij 40 °C gebruikt. Indien de kinematische viscositeit van de smeervloei stof 10 cSt of hoger is wordt legerverlies tengevolge van de viscositeit van de smeervloei stof groot, zodat het moeilijk is om draaiing met hoge snelheid te verkrijgen. Sommige smeervloei stoffen, die een kinematische viscositeit onder 10 cSt hebben bevatten een vluchtige component van normaal volume. Indien echter een smeervloei stof, welke dergelijke normale vluchtigheid bezit, in de legerinrichting van deze uitvinding wordt toegepast zal de levensduur van het leger kort zijn omdat de legerinrichting geen mogelijkheid heeft tot het uitwendig toevoeren van een smeervloeistof behoudens de kleine gaten 8. Op grond hiervan wordt in deze uitvinding bij voorkeur een smeervloeistof, welke een lage vluchtigheid en een kinematische viscositeit onder 10 cSt bij 40 °C heeft, gekozen.As the lubricant fluid described above, a lubricant fluid having low volatility and a kinematic viscosity below 10 cSt at 40 ° C is used. If the kinematic viscosity of the lubricating fluid is 10 cSt or higher, army loss due to the viscosity of the lubricating fluid becomes large, so that it is difficult to obtain high speed rotation. Some lubricating fluids, which have a kinematic viscosity below 10 cSt, contain a normal volume volatile component. However, if a lubricating liquid having such normal volatility is used in the bearing device of this invention, the life of the bearing will be short because the bearing device has no ability to externally supply a lubricant except for the small holes 8. Because of this in this invention, a lubricant having a low volatility and a kinematic viscosity below 10 cSt at 40 ° C is preferably selected.

Verder is mogelijk niet slechts olies te gebruiken maar ook andere substanties, die als algemene verwarmingsmedia of oplosmiddelen worden gebruikt, zo lang als de vluchtigheid laag is en de kinematische viscositeit bij 40 °C onder 10 cSt is. In die uitvoeringsvorm wordt een koolwaterstofolie of een fluorkoolstofverwarmingsmedium als een smeervloeistof toegepast.Furthermore, it may be possible to use not only oils, but also other substances used as general heating media or solvents, as long as the volatility is low and the kinematic viscosity at 40 ° C is below 10 cSt. In that embodiment, a hydrocarbon oil or a fluorocarbon heating medium is used as a lubricant.

In de legerinrichting van deze uitvoeringsvorm benodigt het radiale hydrodynamische leger niet noodzakelijkerwijs groeven voor het opwekken van dynamische druk. Dynamische druk opwekkende groeven kunnen worden gevormd op het inwendige omtreksoppervlak van de radiale huls 6, terwijl het uitwendige omtreksoppervlak van het radiale cylindrische orgaan 4 glad is afgewerkt. Omgekeerd kunnen dynamische druk opwekkende groeven zijn gevormd op het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrisch orgaan 4, terwijl het inwendige omtreksoppervlak van de radiale huls 6 glad afgewerkt is. Er is geen bijzondere beperking op materialen voor legers vormende organen, dat wil zeggen het radiale cylindrische orgaan 4, de axiale druk opnemende platen 3 en de radiale huls 6. Het is mogelijk ieder materiaal te gebruiken dat machinaal kan worden bewerkt met een grote mate van nauwkeurigheid. Voorbeelden van bruikbare materialen omvatten algemeen metalen materialen, keramische materialen, organische materialen, enz.In the bearing arrangement of this embodiment, the radial hydrodynamic bearing does not necessarily require grooves to generate dynamic pressure. Dynamic pressure generating grooves can be formed on the inner circumferential surface of the radial sleeve 6, while the outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4 has a smooth finish. Conversely, dynamic pressure generating grooves may be formed on the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4, while the inner peripheral surface of the radial sleeve 6 is smooth-finished. There is no particular limitation on materials for bearing members, i.e. the radial cylindrical member 4, the axial pressure-absorbing plates 3 and the radial sleeve 6. It is possible to use any material that can be machined with a high degree of accuracy. Examples of useful materials generally include metal materials, ceramic materials, organic materials, etc.

Indien een elektrisch geleidende substantie wordt toegevoegd aan de bovenbeschreven smeervloei stof wordt het volgende gunstige effect verkregen. Dat wil zeggen dat indien de legerinrichting van de huidige uitvinding bijvoorbeeld wordt gebruikt voor een spilmotor voor het aandrijven van HDD en is uitgevoerd zoals weergegeven in fig.When an electrically conductive substance is added to the above-described lubricating liquid, the following beneficial effect is obtained. That is, if the bearing arrangement of the present invention is used, for example, for a spindle motor for driving HDD and is designed as shown in FIG.

5 wordt statische elektriciteit, welke wordt voortgebracht op een hetzij rechtstreeks of indirect met de basis 1 verbonden magnetisch opneemmedium, effectief geaard aan de stationaire zijde van een steun 10 via de basis 1, de spil 2, het radiaal cylindrisch orgaan 4, de in de speling 14 aanwezige smeervloeistof, de radiale huls 6 en de naaf 7. Dienovereenkomstig zal geen statische elektriciteit worden opgehoopt op draaiende organen, in het bijzonder het magnetische opneemmedium. Het is daardoor mogelijk vernieling van informatie, welk op het magnetische opneemmedium is opgenomen, te verhinderen.5, static electricity generated on a magnetic recording medium connected either directly or indirectly to the base 1 is effectively grounded to the stationary side of a support 10 through the base 1, the spindle 2, the radial cylindrical member 4, the Backlash 14 lubricating fluid, radial sleeve 6 and hub 7. Accordingly, no static electricity will accumulate on rotating members, especially the magnetic recording medium. It is thereby possible to prevent destruction of information recorded on the magnetic recording medium.

De smeervloeistof kan elektrisch geleidend worden gemaakt door het toevoegen van een elektrisch geleidende substantie daaraan. Ieder soort materiaal kan worden gebruikt als een elektrisch geleidende substantie. Bijvoorbeeld wordt ten minste één soort van oppervlak-actief agens of polyoxyethyleen toevoeging of grafietpoeder gekozen als een elektrisch geleidende substantie.The lubricating fluid can be made electrically conductive by adding an electrically conductive substance thereto. Any kind of material can be used as an electrically conductive substance. For example, at least one type of surfactant or polyoxyethylene addition or graphite powder is selected as an electrically conductive substance.

Met de bovenbeschreven opstelling van de legerinrichting is er ten alle tijden geen smeervloeistof aanwezig in de spelingen, die zijn begrensd tussen de tegenover elkaar liggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3 en de twee eindvlakken van de radiale huls 6. Zelfs indien de radiale huls 6, dat wil zeggen de rotor, met hoge snelheid draait wordt daardoor geen smeervloeistof rondgeslingerd door centrifugaal kracht. Dienovereenkomstig is het mogelijk draaiing met hoge snelheid te verkrijgen.With the arrangement of the bearing arrangement described above, there is at all times no lubricant present in the gaps which are bounded between the opposite inner surfaces of the axial pressure-receiving plates 3 and the two end surfaces of the radial sleeve 6. Even if the radial sleeve 6, i.e. the rotor rotates at high speed, no lubricating fluid is thrown around by centrifugal force. Accordingly, it is possible to obtain high speed rotation.

Tengevolge van de bovenbeschreven uitvoering van de legerinrichting kan de vereiste haaksheid tussen de axiale druk opnemende platen 3 en het radiaal cylindrisch orgaan 4 gemakkelijk worden gerealiseerd door de twee eindvlakken van het radiaal cylindrisch orgaan 4 in contact te brengen met de tegenover liggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3 en ze samen te klemmen door gebruik maken van een bevestigingsorgaan (moer) 5, vooropgesteld, dat de axiale druk opnemende platen 3 zo zijn vervaardigd, dat de tegenover elkaar liggende binnenvlakken daarvan de vereiste vlakheid hebben, en het radiaal cylindrisch orgaan 4 zo is vervaardigd, dat ieder eindvlak en buitenste omtreksoppervlak daarvan haaks op elkaar zijn. Aangezien de tussenruimtes tussen de tegenover elkaar liggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3 en de twee eindvlakken van de radiale huls 6 zijn bepaald door het verschil in hoogte van het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de radiale huls 6 kunnen bovendien deze tussenruimtes gemakkelijk worden ingesteld op gegeven waarden, vooropgesteld dat het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de radiale huls 6, die gemakken machinaal te bewerken zijn, met de juiste hoogte worden vervaardigd. Aangezien de radiale huls 6 werkt als legerorgaan van zowel het radiale en het axiale druk opnemende leger neemt bovendien het aantal delen, dat wordt vereist voor het vormen van de legerinrichting, af en wordt de constructie vereenvoudigd.As a result of the above-described embodiment of the bearing device, the required perpendicularity between the axial pressure-absorbing plates 3 and the radial cylindrical member 4 can easily be realized by bringing the two end faces of the radial cylindrical member 4 into contact with the opposite inner faces of the axial pressure-absorbing plates 3 and clamping them together using a fastening member (nut) 5 provided that the axial pressure-absorbing plates 3 are manufactured so that their opposite inner surfaces have the required flatness, and the radial cylindrical member 4 is constructed such that each end face and outer peripheral surface thereof are perpendicular to each other. Moreover, since the gaps between the opposite inner surfaces of the axial pressure-absorbing plates 3 and the two end faces of the radial sleeve 6 are determined by the difference in height of the radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6, these gaps can be easily adjusted to given values, provided that the radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6, which are easy to machine, are manufactured to the correct height. Moreover, since the radial sleeve 6 acts as a bearing member of both the radial and the axial pressure bearing bearing, the number of parts required to form the bearing arrangement decreases and the construction is simplified.

Ofschoon in de bovenbeschreven legerinrichting de basis 1, de spil 2, het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de axiale druk opnemende platen 3 zijn gevormd als stationaire organen, terwijl de naaf 7 en de radiale huls 6 zijn gevormd als draaiende organen, moet het worden opgemerkt, dat de bovenbeschreven stationaire en draaiende organen met elkaar kunnen worden vervangen. Dat wil zeggen, dat de opstelling zodanig kan zijn, dat de basis 1, de spil 2, het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de axiale druk opnemende platen 3 zijn uitgevoerd als draaiende organen, terwijl de naaf 7 en de radiale huls 6 als stationaire organen zijn uitgevoerd.Although in the above described bearing arrangement the base 1, the spindle 2, the radial cylindrical member 4 and the axial pressure absorbing plates 3 are formed as stationary members, while the hub 7 and the radial sleeve 6 are formed as rotating members, it should be noted that the above-described stationary and rotating members can be replaced together. That is, the arrangement can be such that the base 1, the spindle 2, the radial cylindrical member 4 and the axial pressure-absorbing plates 3 are designed as rotating members, while the hub 7 and the radial sleeve 6 are stationary members. has been done.

Fig. 5 is een doorsnede aanzicht, dat de opstelling toont van een spilmotor, welke gebruik maakt van de legerinrichting van de huidige uitvinding. De legerinrichting voor de spilmotor is op dezelfde wijze uitgevoerd als de in fig. 1 weergegeven legerinrichting. Dat wil zeggen dat de legerinrichting is voorzien van een basis 1, een op het centrale gedeelte van de basis 1 staande spil 2, een radiaal cylindrisch orgaan 4 door het centrale gedeelte waarvan de spil 2 zich uitstrekt, een paar axiale druk opnemende platen 3 die respectievelijk zijn bevestigd aan beide eindvlakken van het radiaal cylindrisch orgaan 4, terwijl de spil 2 door het centrale gedeelte van ieder van deze platen verloopt, en een radiale huls 6, die bij het binnenste omtreksoppervlak draaibaar wordt ondersteund en bij twee eindvlakken daarvan door het buitenste omtreks-oppervlak van het radiaal cylindrische orgaan 4 en de tegenoverliggende binnenste oppervlakken van de twee axiale druk opnemende platen 3, en die bevestigd is aan de binnenomtrek van een naaf 7. Het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de radiale huls 6 vormen een radiaal hydrodynamisch leger, terwijl de twee eindgedeelten van de radiale huls 6 en de axiale druk opnemende platen 3 axiale druk opnemende hydrodynamische legers vormen. In tegenstelling met de in fig. 1 weergegeven opstelling zijn echter de basis 1, de spil 2, het radiaal cylindrische orgaan 4 en de axiale druk opnemende platen 3 uitgevoerd als draaiende organen.Fig. 5 is a sectional view showing the arrangement of a spindle motor using the bearing arrangement of the present invention. The bearing arrangement for the spindle motor is designed in the same manner as the bearing arrangement shown in Fig. 1. That is, the bearing device is provided with a base 1, a spindle 2 standing on the central part of the base 1, a radial cylindrical member 4 through the central part of which the spindle 2 extends, a pair of axial pressure-absorbing plates 3 are respectively attached to both end faces of the radial cylindrical member 4, while the spindle 2 extends through the central portion of each of these plates, and a radial sleeve 6 rotatably supported at the inner peripheral surface and at two end faces thereof through the outer circumferential surface of the radial cylindrical member 4 and the opposing inner surfaces of the two axial pressure-receiving plates 3, and which is attached to the inner circumference of a hub 7. The radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6 form a radial hydrodynamic bearing while the two end portions of the radial sleeve 6 and the axial pressure-absorbing plates 3 axially pressure-absorbing hydrodynamic hey armies. In contrast to the arrangement shown in Fig. 1, however, the base 1, the spindle 2, the radial cylindrical member 4 and the axial pressure-absorbing plates 3 are designed as rotating members.

In aanvulling is een schuin kantgedeelte gevormd op de buitenomtrek van ieder einde van het radiaal cylindrische orgaan 4 en is een ander schuin kantgedeelte gevormd op de binnenomtrek van ieder einde van de radiale huls 6 (zie fig. 3) onder het daarbij vormen van een luchtspleet 13 bij ieder axiaal einde van het radiaal hydrodynamische leger, welke is begrensd tussen de schuine kantgedeelten en het oppervlak van een axiale druk opnemende plaat 3, dat tegenover deze schuine kantgedeelten is gelegen. Verder zijn kleine gaten 8 aangebracht in het buitenste omtreksoppervlak van het radiale cylindrisch orgaan 4. De diameter φ van de kleine gaten 8 is 0,8 mm. Een smeervl oei stof wordt toegepast als een fluïdum voor het opwekken van dynamische druk in het radiale hydrodynamische leger, terwijl een gas, bijvoorbeeld lucht, wordt toegepast als een fluïdum voor het opwekken van dynamische druk in de axiale druk opnemende hydrodynamische legers. Ook in deze punten is de in fig. 5 weergegeven legerinrichting in hoofdzaak hetzelfde als de in fig. 1 weergegeven legerinrichting. Het moet worden opgemerkt, dat verwijzingscijfer 16 in fig. 5 een moer aanduidt, die wordt gebruikt om de axiale druk opnemende platen 3 en het radiaal cylindrisch orgaan 4 te bevestigen aan de spil 2.In addition, an oblique edge portion is formed on the outer periphery of each end of the radial cylindrical member 4, and another oblique edge portion is formed on the inner circumference of each end of the radial sleeve 6 (see Fig. 3) thereby forming an air gap 13 at each axial end of the radially hydrodynamic bearing, which is bounded between the bevel portions and the surface of an axial pressure-absorbing plate 3 opposite these bevel portions. Furthermore, small holes 8 are provided in the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4. The diameter φ of the small holes 8 is 0.8 mm. A lubricating fluid is used as a fluid for generating dynamic pressure in the radial hydrodynamic bearing, while a gas, for example air, is used as a fluid for generating dynamic pressure in the axial pressure bearing hydrodynamic bearing. Also in these points, the bearing device shown in Figure 5 is substantially the same as the bearing device shown in Figure 1. It should be noted that reference numeral 16 in FIG. 5 denotes a nut used to secure the axial pressure absorbing plates 3 and the radial cylindrical member 4 to the spindle 2.

Een steunjuk 12 kan zijn bevestigd aan de buitenomtrek van de basis 1. Alternatief kan het steunjuk 12 integraal met de basis 1 zijn gevormd. Een aantal in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen statorwikkelingen 9 (inclusief een statorkern) zijn bevestigd aan de buitenomtrek van de naaf 7. Een aantal in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen rotormagneten 15 zijn bevestigd aan het binnenste omtreksoppervlak van het steunjuk 12 in tegenoverliggende verhouding tot de statorwikkelingen 9. Het ondereinde van de naaf 7 is aan de steun 10 bevestigd.A support yoke 12 may be attached to the outer periphery of the base 1. Alternatively, the support yoke 12 may be integrally formed with the base 1. A plurality of circumferentially equidistant stator windings 9 (including a stator core) are attached to the outer periphery of the hub 7. A plurality of circumferentially equidistant rotor magnets 15 are attached to the inner peripheral surface of the support yoke 12 in opposite relationship to the stator windings 9. The lower end of the hub 7 is attached to the support 10.

In de spilmotor, die is opgesteld als afgebeeld in fig. 5 draait, indien de statorwikkelingen 9 opeenvolgend worden gevoed met een elektrische stroom, de motorrotor, die het steunjuk 12 met de aan het binnenste omtreksoppervlak daarvan bevestigde rotormagneten 15 omvat. Dat wil zeggen dat de motorrotor, welke de basis 1 en het steunjuk 12 omvat, draait in een toestand waarin het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan 4, dat aan de spil 2 is bevestigd, draaibaar wordt ondersteund door het binnenste omtreksoppervlak van de radiale huls 6, terwijl de tegenoverliggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3, die respectievelijk zijn bevestigd aan beide einden van het radiaal cylindrisch orgaan 4, draaibaar worden ondersteund door beide eindvlakken van de radiale huls 6.In the spindle motor, which is arranged as shown in Fig. 5, when the stator windings 9 are successively fed with an electric current, the motor rotor, which comprises the support yoke 12 with the rotor magnets 15 attached to its inner peripheral surface, rotates. That is, the motor rotor, which includes the base 1 and the support yoke 12, rotates in a state where the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4, which is attached to the spindle 2, is rotatably supported by the inner peripheral surface of the radial sleeve 6, while the opposite inner surfaces of the axial pressure-receiving plates 3, which are respectively attached to both ends of the radial cylindrical member 4, are rotatably supported by both end faces of the radial sleeve 6.

In de de boven beschreven uitvoering bezittende spilmotor zijn de axiale magnetische middens van de statorwikkelingen 9 en de rotorwikkelingen 15 ten opzichte van elkaar versprongen over d, zodat magnetische aantrekkingskracht in de drukrichting tegengesteld aan de aangebrachte belasting werkt. Indien de spilmotor in een verticale stand in bedrijf wordt gesteld met deze uitvoering is het mogelijk de in de duwrichting door het gewicht van de rotor (welke het steunjuk 12, de basis 1, de spil 2, de magnetische schijf, enz. omvat) aangebrachte belasting te verminderen. Dienovereenkomstig is het mogelijk het koppelver!ies in de axiale druk opnemende legers op het tijdstip van starten en stop zetten van de motor te verminderen en vandaar het starten en stoppen van de draaiing van de motor te vergemakkelijken. De slijtage van de legerorganen wordt dus verminderd en de levensduur van de axiale druk opnemende legers neemt toe. Indien de spilmotor in een horizontale stand in bedrijf wordt gesteld wordt de rotor tegen een van de axiale druk opnemende leger geduwd door de werking van versprongen magnetische aantrekkingskracht voortbrengend orgaan en draait vandaar op de basis van het oppervlak van dit axiale druk opnemende leger. Daardoor is het mogelijk trilling in de duwrichting tijdens draaiing te onderdrukken en een hoge mate van draai-nauwkeurigheid te verkrijgen.In the spindle motor described above, the axial magnetic centers of the stator windings 9 and the rotor windings 15 are offset from each other by d, so that magnetic attraction in the pressure direction acts opposite to the applied load. If the spindle motor is put into operation in a vertical position with this embodiment, it is possible that the weight of the rotor (which includes the support yoke 12, the base 1, the spindle 2, the magnetic disc, etc.) is mounted in the pushing direction. reduce tax. Accordingly, it is possible to reduce the torque losses in the axial pressure bearing bearings at the time of starting and stopping the engine and hence facilitate starting and stopping the rotation of the engine. Thus, the wear of the bearing members is reduced and the life of the axial pressure bearing bearings increases. When the spindle motor is put into operation in a horizontal position, the rotor is pushed against an axial pressure-absorbing bearing by the action of offset magnetic attraction generating member and hence rotates on the base of the surface of this axial-pressure bearing bearing. This makes it possible to suppress vibration in the pushing direction during rotation and to obtain a high degree of turning accuracy.

Door het zwaartepunt G van de rotor binnen een bepaald gebied van de legerconstructie op te stellen kan verder de rotor stabiel draaien onafhankelijk van de stand van de motor tijdens bedrijf.Furthermore, by arranging the center of gravity G of the rotor within a certain area of the bearing construction, the rotor can rotate stably regardless of the position of the motor during operation.

Fig. 6 is een doorsnede-aanzicht, dat de uitvoering toont van een andere spilmotor, welke de legerinrichting van de huidige uitvinding benut. De legerinrichting voor de spilmotor is op dezelfde wijze uitgevoerd als de in fig. 1 en 5 weergegeven legerinrichtingen. Dat wil zeggen dat de legerinrichting is voorzien van een basis 1, een op het centrale gedeelte van de basis 1 staande spil 2, een radiaal cylindrisch orgaan 4 door het centrale gedeelte waarvan de spil 2 zich uitstrekt, een paar axiale druk opnemende platen 3 die respectievelijk aan beide eindvlakken van het radiaal cylindrisch orgaan 4 zijn bevestigd, terwijl door de centrale gedeelten van deze platen 3 de spil 2 verloopt, en een radiale huls 6, die bij het binnenste omtreksoppervlak en twee eindvlakken daarvan draaibaar wordt ondersteund door het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de tegenoverliggende binnenvlakken van de twee axiale druk opnemende platen 3, en die is bevestigd aan de binnenomtrek van een naaf 7. Het radiaal cylindrisch orgaan 4 en de radiale huls 6 vormen een radiaal hydrodynamisch leger, terwijl de twee eindgedeelten van de radiale huls 6 en de axiale druk opnemende platen 3 axiale druk opnemende hydrodynamische legers vormen. In tegenstelling met de in fig. 5 weergegeven uitvoering zijn echter de spil 2 en het radiaal cylindrische orgaan 4 uitgevoerd als stationaire organen (op dezelfde wijze als in de in fig. 1 afgebeelde opstelling).Fig. 6 is a sectional view showing the embodiment of another spindle motor utilizing the bearing arrangement of the present invention. The spindle motor bearing arrangement is constructed in the same manner as the bearing arrangements shown in FIGS. 1 and 5. That is, the bearing device is provided with a base 1, a spindle 2 standing on the central part of the base 1, a radial cylindrical member 4 through the central part of which the spindle 2 extends, a pair of axial pressure-absorbing plates 3 are attached to both end faces of the radial cylindrical member 4, respectively, while through the central portions of these plates 3 the spindle 2 extends, and a radial sleeve 6, which is rotatably supported at the inner peripheral surface and two end faces thereof by the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4 and the opposite inner surfaces of the two axial pressure-receiving plates 3, and which is attached to the inner circumference of a hub 7. The radial cylindrical member 4 and the radial sleeve 6 form a radial hydrodynamic bearing, while the two end portions of the radial sleeve 6 and the axial pressure absorbing plates 3 form axial pressure absorbing hydrodynamic bearings. In contrast to the embodiment shown in Fig. 5, however, the spindle 2 and the radial cylindrical member 4 are constructed as stationary members (in the same manner as in the arrangement shown in Fig. 1).

Aanvullend is een schuin kantgedeelte gevormd op de buitenomtrek van ieder einde van het radiaal cylindrische orgaan 4 en een andere schuin kantgedeelte is gevormd op de binnenomtrek van ieder einde van de radiale huls 6 onder het daarbij vormen van een luchtspleet 13 bij ieder axiaal einde van het radiale hydrodynamische leger, welke luchtspleet wordt begrensd tussen de schuine kantgedeelten en het tegenover deze schuine kantgedeelten gelegen oppervlak van een axiale druk opnemende plaat 3. Verder zijn kleine gaten 8, waarvan de binneneinden gesloten zijn, aangebracht in het buitenste omtreksoppervl ak van het radiale cylindrisch orgaan 4. De diameter φ van de kleine gaten 8 is 0,5 mm. Een smeervl oei stof wordt toegepast als een fluïdum voor het opwekken van dynamische druk in het radiale hydrodynamische leger, terwijl een gas, bijvoorbeeld lucht, wordt toegepast als een fluïdum voor het opwekken van dynamische druk in de axiale druk opnemende hydrodynamische legers. Ook in deze punten is de in fig. 6 weergegeven legerinrichting in hoofdzaak hetzelfde als de in fig. 1 en 5 weergegeven legerinrichtingen. Het moet worden opgemerkt, dat verwijzingscijfer 17 in fig. 6 een bout aanduidt, die wordt gebruikt om de axiale druk opnemende platen 3 en het radiaal cylindrisch orgaan 4 aan de spil 2 te bevestigen.Additionally, an oblique edge portion is formed on the outer circumference of each end of the radial cylindrical member 4 and another oblique edge portion is formed on the inner circumference of each end of the radial sleeve 6 thereby forming an air gap 13 at each axial end of the radial hydrodynamic bearing, which air gap is bounded between the bevel sections and the surface of an axial pressure-receiving plate 3 opposite these bevel sections. Furthermore, small holes 8, the inner ends of which are closed, are arranged in the outer circumferential surface of the radial cylindrical organ 4. The diameter φ of the small holes 8 is 0.5 mm. A lubricating fluid is used as a fluid for generating dynamic pressure in the radial hydrodynamic bearing, while a gas, for example air, is used as a fluid for generating dynamic pressure in the axial pressure bearing hydrodynamic bearing. Also in these points, the bearing arrangement shown in FIG. 6 is substantially the same as the bearing arrangements shown in FIGS. 1 and 5. It should be noted that reference numeral 17 in FIG. 6 denotes a bolt used to secure the axial pressure absorbing plates 3 and the radial cylindrical member 4 to the spindle 2.

Een aantal van in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen statorwindingen 9 (inclusief een statorkern) zijn bevestigd aan de buitenomtrek van de basis 1. Een aantal van in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen rotormagneten 15 is bevestigd aan het binnenste omtreksoppervlak van de naaf 7 in tegenover de statorwikkelingen 9 gelegen verhouding. Dat wil zeggen dat de naaf 7 een steunjuk vormt.A plurality of circumferentially equidistant stator windings 9 (including a stator core) are attached to the outer periphery of the base 1. A number of circumferentially equidistant rotor magnets 15 are affixed to the inner peripheral surface of the hub 7 in a relationship opposite the stator windings 9. That is, the hub 7 forms a support yoke.

In de op de in fig. 6 weergegeven wijze uitgevoerde spilmotor draait, indien de statorwindingen 9 opeenvolgend worden gevoed met een elektrische stroom, de naaf 7, welke de rotormagneten 15 aan het binnenste omtreksoppervlak daarvan bevestigd heeft. Dat wil zeggen dat de naaf 7 draait in een toestand waar het binnenste omtreksoppervlak van de radiale huls 6 draaibaar wordt ondersteund door het buitenste omtreksoppervlak van het radiaal cylindrische orgaan 4, dat aan de spil 2 is bevestigd, terwijl de twee eindvlakken van de radiale huls 6 draaibaar worden ondersteund door de tegenoverliggende binnenvlakken van de axiale druk opnemende platen 3, die respectievelijk zijn bevestigd aan de twee einden van het radiaal cylindrische orgaan 4.In the spindle motor designed in the manner shown in Fig. 6, when the stator windings 9 are successively fed with an electric current, the hub 7, which has mounted the rotor magnets 15 on the inner peripheral surface thereof, rotates. That is, the hub 7 rotates in a state where the inner peripheral surface of the radial sleeve 6 is rotatably supported by the outer peripheral surface of the radial cylindrical member 4 attached to the spindle 2, while the two end faces of the radial sleeve 6 are rotatably supported by the opposite inner surfaces of the axial pressure-receiving plates 3, which are respectively attached to the two ends of the radial cylindrical member 4.

In de spilmotor, welke is uitgevoerd zoals weergegeven in fig. 5 en als in fig. 5, zijn de axiale magnetische middens van de statorwindingen 9 en de rotorwindingen 15 ten opzichte van elkaar versprongen over d, zodat magnetische aantrekkingskracht werkt in de duwrichting tegengesteld aan de aangebrachte belasting. Verder is het zwaartepunt G van de rotor (welke de naaf 7, de radiale huls 6, de rotormagneten 15, magnetische schijf, enz. omvat) opgesteld binnen een bepaald gebied van de legerconstructie. Tengevolge van de bovenbeschreven opstelling worden gunstige effecten, overeenkomend met die in de in fig.In the spindle motor, which is as shown in Fig. 5 and as in Fig. 5, the axial magnetic centers of the stator windings 9 and the rotor windings 15 are offset from each other over d, so that magnetic attraction acts in the pushing direction opposite to the applied load. Furthermore, the center of gravity G of the rotor (which includes the hub 7, the radial sleeve 6, the rotor magnets 15, magnetic disc, etc.) is arranged within a defined area of the bearing structure. As a result of the arrangement described above, beneficial effects corresponding to those in FIG.

5 weergegeven spilmotor, verkregen.5 spindle motor shown.

Ofschoon in de in fig. 1 en 5 weergegeven uitvoerings-voorbeelden de kleine gaten 8 doorgaande gaten zijn, die zich uitstrekken door het radiaal cylindrische orgaan 4, zijn de kleine gaten niet noodzakelijkerwijs op dergelijke doorgaande gaten beperkt. De kleine gaten 8 kunnen gaten zijn, welke zich niet door het radiaal cylindrische orgaan 4 uitstrekken, dat wil zeggen het kunnen gaten zijn, waarvan de binneneinden gesloten zijn, zoals is afgebeeld in fig. 6. Alternatief kunnen de kleine gaten taps verlopend zijn. Verder kunnen de kleine gaten 8 in verschillende plaatsen zijn gevormd, zoals afgebeeld in fig. 7(a) tot 7(f). Dat wil zeggen dat in fig. 7(a) een paar kleine doorgaande gaten 8 is gevormd in de rechter respectievelijk linker gedeelten van het radiaal cylindrische orgaan 4. In fig. 7(b) is een paar kleine doorgaande gaten 8 gevormd in de rechter respectievelijk linker gedeelten van het radiaal cylindrisch orgaan 4 bij desbetreffende plaatsen, die axiaal ten opzichte van elkaar zijn versprongen. In fig. 7(c) zijn twee paren van kleine doorgaande gaten gevormd in de rechter respectievelijk linker gedeelten van het radiaal cylindrisch orgaan 4 bij twee axiaal op afstand van elkaar gelegen plaatsen. In fig. 7(d) zijn vier kleine doorgaande gaten 8 gevormd in vier in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen gedeelten van het radiaal cylindrisch orgaan 4. In fig. 7(e) zijn vier kleine doorgaande gaten 8 respectievelijk gevormd in vier in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen gedeelten van het radiaal cylindrische orgaan 4 op twee axiaal op afstand van elkaar gelegen plaatsen. In fig. 7(f) zijn drie kleine doorgaande gaten 8 respectievelijk gevormd in drie in omtreksrichting op gelijke afstand van elkaar gelegen gedeelten van het radiaal cylindrisch orgaan 4. Het moet worden opgemerkt, dat fig. 7(a) tot 7(f) ieder bovenaanzichten en doorsnede-aanzichten tonen van het radiaal cylindrische orgaan.Although in the exemplary embodiments shown in Figures 1 and 5, the small holes 8 are through holes extending through the radially cylindrical member 4, the small holes are not necessarily limited on such through holes. The small holes 8 may be holes which do not extend through the radially cylindrical member 4, i.e. they may be holes whose inner ends are closed, as shown in Fig. 6. Alternatively, the small holes may be tapered. Furthermore, the small holes 8 may be formed in different locations, as shown in Figs. 7 (a) to 7 (f). That is, in Figure 7 (a) a pair of small through holes 8 is formed in the right and left portions of the radial cylindrical member 4. In Figure 7 (b), a pair of small through holes 8 is formed in the right respective left-hand parts of the radial cylindrical member 4 at respective locations which are offset axially with respect to each other. In Fig. 7 (c), two pairs of small through holes are formed in the right and left portions of the radial cylindrical member 4 at two axially spaced locations. In Fig. 7 (d), four small through holes 8 are formed in four circumferentially equidistant portions of the radial cylindrical member 4. In Fig. 7 (e), four small through holes 8 are respectively formed in four circumferentially equidistant portions of the radially cylindrical member 4 at two axially spaced locations. In Figure 7 (f), three small through holes 8 are respectively formed in three circumferentially equidistant portions of the radial cylindrical member 4. It should be noted that Figures 7 (a) to 7 (f) each show plan and sectional views of the radial cylindrical member.

Zoals hierboven is beschreven verschaft de huidige uitvinding een uitstekende legerinrichting welke de volgende voordelen heeft.As described above, the present invention provides an excellent bearing arrangement which has the following advantages.

(1) De legerinrichting heeft een radiaal hydrodynamisch leger, uitgevoerd in de vorm van een hydrodynamisch leger met smeervloei-stof, en axiale druk opnemende hydrodynamische legers gevormd in de vorm van hydrodynamische gaslegers. De belasting dragende capaciteit van het radiale leger is dus aanzienlijk verbeterd in vergelijking met hydrodynamische gaslegers. In aanvulling is de smeersituatie op het tijdstip van starten en stoppen verbeterd, zodat het mogelijk is de slijtage van het radiale leger omlaag te brengen. Aangezien geen smeervl oei stof aanwezig is in de axiale druk opnemende hydrodynamische legers is er verder geen mogelijkheid, dat een smeervloeistof zal worden rondgespetterd door centrifugaal kracht tijdens draaiing met hoge snelheid. Dienovereenkomstig is het leger uitstekend in duurzaamheid en schoonheid en vertoont goede prestaties bij draaien met hoge snelheid. De legerinrichting van de huidige uitvinding is dus geschikt voor een spilmotor waarin deze prestaties worden gevraagd.(1) The bearing arrangement has a radial hydrodynamic bearing, formed in the form of a hydrodynamic bearing with lubricating fluid, and axial pressure-absorbing hydrodynamic bearings formed in the form of hydrodynamic gas bearings. The load bearing capacity of the radial army is thus significantly improved compared to hydrodynamic gas bearings. In addition, the lubrication situation at the time of starting and stopping has been improved so that it is possible to reduce the wear of the radial bearing. Furthermore, since no lubricating fluid is present in the axial pressure-absorbing hydrodynamic bearings, there is no possibility that a lubricating fluid will be splashed by centrifugal force during high speed rotation. Accordingly, the military is excellent in durability and beauty, and exhibits good performance in high speed turning. Thus, the bearing arrangement of the present invention is suitable for a spindle motor in which these performances are required.

(2) Op het tijdstip van samenbouw is het mogelijk de vereiste haaksheid tussen iedere axiale druk opnemende plaat en het radiaal cylindrisch orgaan en de vereiste spleet tussen iedere axiale druk opnemende plaat en een eindvlak van de radiale huls gemakkelijk tot stand te brengen door ze aan elkaar vast te klemmen door bijvoorbeeld gebruik maken van een bevestigingsmoer, vooropgesteld, dat het radiale cylindrisch orgaan en de radiale huls, die gemakkelijk machinaal te bewerken zijn, worden vervaardigd met de juiste hoogte, en de axiale druk opnemende platen zo worden vervaardigd, dat de tegenover elkaar liggende binnenvlakken daarvan de vereiste vlakheid hebben, en dat ieder eindvlak en buitenste omtreksoppervlak van het radiale cylindrisch orgaan haaks op elkaar staan.(2) At the time of assembly, it is possible to easily achieve the required perpendicularity between each axial pressure receiving plate and the radial cylindrical member and the required gap between each axial pressure receiving plate and an end face of the radial sleeve by clamp together by, for example, using a fastening nut provided that the radial cylindrical member and radial sleeve, which are easy to machine, are manufactured to the correct height, and the axial pressure-absorbing plates are manufactured so that the opposite inner surfaces thereof have the required flatness, and that each end surface and outer peripheral surface of the radial cylindrical member are perpendicular to each other.

(3) Aangezien de radiale huls werkt als legerorgaan voor zowel het radiale leger als het axiale druk opnemende leger neemt het aantal delen, dat vereist wordt voor het vormen van de gehele legerconstructie, af en wordt de constructie van de legerinrichting vereenvoudigd.(3) Since the radial sleeve acts as a bearing member for both the radial bearing and the axial load-bearing bearing, the number of parts required to form the entire bearing structure decreases and the construction of the bearing arrangement is simplified.

(4) Indien de motor is uitgevoerd in de vorm van een motor van het uitwendig rotortype en het legersamenstel binnen de statorkern wordt opgesteld kan de radiale huls worden gevormd als hetzij een stationair orgaan of een draaibaar orgaan. Door het zwaartepunt van de motorrotor op te stellen binnen een bepaald gebied van de legerconstructie kan de rotor stabiel draaien onafhankelijk van de stand van de motor tijdens bedrijf. Dienovereenkomstig is het mogelijk een legerinrichting tot stand te brengen, die geschikt is voor een spilmotor, waarvan vereist wordt, dat hij stabiele draaiprestatie vertoont onafhankelijk van de stand van de motor tijdens bedrijf.(4) If the motor is in the form of an external rotor type motor and the bearing assembly is disposed within the stator core, the radial sleeve may be formed as either a stationary member or a rotatable member. By positioning the center of gravity of the motor rotor within a certain area of the bearing construction, the rotor can rotate stably regardless of the position of the motor during operation. Accordingly, it is possible to create a bearing arrangement suitable for a spindle motor, which is required to exhibit stable turning performance independent of the motor position during operation.

(5) Indien een elektrisch geleidende vloeistof wordt toegepast als een smeervloei stof kan statische elektriciteit, die bijvoorbeeld wordt voortgebracht op een magnetisch opneemmedium in HDD, effectief worden geaard aan de stationaire zijde (aarde) tengevolge van de geleidende functie van de elektrisch geleidende vloeistof. Dienovereenkomstig is het mogelijk ophoping van statische elektriciteit tussen het magnetische opneemmedium en de kop te verhinderen. De legerinrichting is dus geschikt voor een spilmotor voor het aandrijven van HDD of andere soortgelijke inrichting.(5) When an electrically conductive liquid is used as a lubricating liquid, static electricity generated, for example, on a magnetic recording medium in HDD, can be effectively grounded to the stationary side (ground) due to the conductive function of the electrically conductive liquid. Accordingly, it is possible to prevent static electricity from accumulating between the magnetic recording medium and the head. Thus, the bearing device is suitable for a spindle motor for driving HDD or other similar device.

(6) Door het aanbrengen van een mechanisme voor het voortbrengen van magnetische aantrekkingskracht in de duwrichting tegengesteld aan de aangebrachte belasting is het mogelijk de in de duwrichting door het gewicht van de rotor voortgebrachte belasting bij een in verticale stand gebruikte spilmotor te verminderen. Dienovereenkomstig is het mogelijk het koppelverlies in de axiale druk opnemende legers op het tijdstip van starten en stop zetten van de motor te verminderen en vandaar het starten en stop zetten van draaiing van de motor te vergemakkelijken. De slijtage van de legerorganen wordt dus verminderd en de levensduur van de axiale druk opnemende legers neemt toe. Indien de spilmotor wordt gebruikt in een horizontale stand wordt de rotor tegen een axiale druk opnemend leger gedrukt door de werking van het magnetische aantrekkingskracht voortbrengende orgaan en draait vandaar op de basis van het oppervlak van dit axiale druk opnemende leger. Het is daardoor mogelijk trilling in de duwrichting tijdens draaiing te onderdrukken en een hoge mate van draai-nauwkeurigheid te verkrijgen.(6) By providing a mechanism for generating magnetic attraction in the push direction opposite to the applied load, it is possible to reduce the load generated in the push direction by the weight of the rotor with a spindle motor used in vertical position. Accordingly, it is possible to reduce the torque loss in the axial pressure bearing bearings at the time of starting and stopping the engine and hence facilitating the starting and stopping of engine rotation. Thus, the wear of the bearing members is reduced and the life of the axial pressure bearing bearings increases. When the spindle motor is used in a horizontal position, the rotor is pressed against an axial pressure-absorbing bearing by the action of the magnetic attraction generating member and hence rotates on the base of the surface of this axial-pressure bearing bearing. It is therefore possible to suppress vibration in the pushing direction during rotation and to obtain a high degree of turning accuracy.

Claims

Alloying device according to claim 1, characterized in that the small hole formed in the outer peripheral surface of the radial cylindrical member is a through hole extending through the radial cylindrical member.

Alloying device according to claim 1, wherein the small hole formed in the outer peripheral surface of the radial cylindrical member is a hole which does not extend through the radial cylindrical member, with an inner end thereof closed.

Alloying device according to claim 2 or 3, wherein a number of the small holes are formed in the outer circumferential surface of the radial cylindrical member at respective locations which are either circumferentially and / or axially equidistant from each other.

Alloying device according to claim 1, wherein the lubricating fluid enclosed in the radial hydrodynamic bearing has a low volatility and a kinematic viscosity below 10 cSt at 40 ° C.

Army device according to claim 5, wherein the lubricating fluid contains an electrically conductive substance.

Alloying device according to claim 1, wherein the radial sleeve is a rotatable member.

Army device according to claim 1, wherein the radial sleeve is a stationary member.

Alloying device according to claim 8, which is provided with means for generating magnetic attraction in a pushing direction relative to one of the axial pressure-absorbing plates, opposite to an applied load.

Alloying device according to any one of claims 1 to 9, wherein the radial bearing is arranged to support a rotor, thereby being supported by the bearing device over a predetermined area including a center of gravity of the rotor.