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JP2001263341A - 動圧気体軸受装置 - Google Patents

動圧気体軸受装置

Info

Publication number
JP2001263341A
JP2001263341A JP2000072027A JP2000072027A JP2001263341A JP 2001263341 A JP2001263341 A JP 2001263341A JP 2000072027 A JP2000072027 A JP 2000072027A JP 2000072027 A JP2000072027 A JP 2000072027A JP 2001263341 A JP2001263341 A JP 2001263341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thrust
hub
shaft
bearing plate
dynamic pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000072027A
Other languages
English (en)
Inventor
Keigo Kusaka
圭吾 日下
隆文 ▲浅▼田
Takafumi Asada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000072027A priority Critical patent/JP2001263341A/ja
Publication of JP2001263341A publication Critical patent/JP2001263341A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1005Construction relative to lubrication with gas, e.g. air, as lubricant
    • F16C33/101Details of the bearing surface, e.g. means to generate pressure such as lobes or wedges
    • F16C33/1015Pressure generating grooves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラスト方向の圧力の総和を大きくすること
ができる動圧気体軸受装置を提供する。 【解決手段】 スラスト軸受板5に貫通穴8を設け、こ
れにより軸2の動圧発生溝2bで増圧された気体をスラ
ストフランジ4の凹部9に導いてスラスト内空間4aの
圧力を高めるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は動圧型の非接触軸受
装置の一つである動圧気体軸受装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ディスクを用いた記録装置等はそ
の性能が向上し、またデータの転送速度が高速化してい
るため、この種の記録装置に用いられる回転モータ部は
高速、高精度の回転が必要となり、その回転主軸部には
動圧型の非接触軸受装置が用いられようとしている。
【0003】以下、図面を参照しながら従来の動圧気体
軸受装置について説明する。図4は従来の動圧気体軸受
装置の構成を示す断面図、図5は従来の動圧気体軸受装
置におけるスラスト内空間に発生するスラスト方向の圧
力分布図である。
【0004】図4において、筒状の回転するハブ13の
軸受穴13bに軸12が填め合わされ、ハブ13の軸1
2との対向部の下部に軸12下端のスラスト受面12d
とその上面が対向する略環状のスラスト軸受板15が固
定される。軸12は同軸上にスラスト軸受板15の下方
へ伸びる突出軸部12cを有し、この突出軸部12cに
はスラスト軸受板15にその上面が対向するスラストフ
ランジ14が固定され、さらに、スラストフランジ14
の基部はフレーム11に固定される。12bはラジアル
方向に圧力を発生する動圧発生溝、15a,15bはス
ラスト方向に圧力を発生する動圧発生溝、16はモータ
ステータ、17はモータロータである。
【0005】次に、以上のように構成された従来の動圧
気体軸受装置について、その動作を説明する。図4にお
いて、まず、モータステータ16に通電されると、モー
タロータ17は、ハブ13,スラスト軸受板15と共に
矢印B方向に回転を始める。この時、軸12の外周面1
2aの動圧発生溝12bは気体をかき集め、ラジアル方
向に圧力を発生してハブ13を浮上させる。一方、スラ
スト軸受板15の動圧発生溝15aはスラスト受面12
dとの間で圧力を発生し、ハブ13を押し下げる方向に
圧力を発生すると共に、スラスト軸受板15の動圧発生
溝15bはハブ13を逆に押し上げる方向に圧力を発生
して双方向の力のバランスで、ハブ13の回転位置は定
まり非接触で回転する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、油と比較して粘性の低い気体を流体とし
て用いているために、軸受のスラスト方向の剛性および
負荷容量を大きくする必要があり、次のような問題点が
発生する。なお、軸受のスラスト方向の剛性とは、ハブ
13等に接続された負荷(外部負荷)が軸受装置に及ぼ
すスラスト方向の外力に対するハブ13等のスラスト方
向へのずれにくさを言い、また、負荷容量とは、スラス
ト方向でのハブ13のずれが設計上の許容限度となるよ
うな前記外力の大きさで、スラスト内空間14aの気体
がハブ13に及ぼすスラスト方向の圧力の総和に実質的
に相当する。
【0007】ここで、軸受のスラスト方向の剛性および
負荷容量を大きくすると、ハブ13の回転に外部負荷の
外力が与える影響を小さくできる。これにより、ハブ1
3の回転の安定性が向上することになり、このような観
点から、従来の動圧気体軸受装置で、所定の回転数にお
けるスラスト方向の剛性および負荷容量を大きくするに
は、動圧発生溝15a,15bを有するスラスト軸受板
15の面積を大きくすることが考えられる。しかし、ス
ラスト軸受板15の径は、軸受装置の大きさや加工精度
等により制約され、大きさに限界がある。したがって、
軸受装置はある一定の大きさの中で前記剛性と負荷容量
を大きくする必要があり、換言すれば、スラスト内空間
14aに発生するスラスト方向の圧力の総和を大きくす
るために単位面積あたりの圧力を高くすることが必要で
ある。しかしながら、この従来の動圧気体軸受装置にあ
っては、図5に示すようにスラスト方向圧力成分はその
回転中心部近傍ではやや高くなるものの、周辺部に至る
につれて激減してしまい十分な圧力を得ることができな
いという問題点があった。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、スラスト方向の圧力の総和を大きくすることが
できる動圧気体軸受装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の動圧気体軸受装
置は、筒状の内周面を有する回転可能なハブと、外周面
が前記ハブの内周面と対向するように挿入され、前記ハ
ブを相対的に回転可能とする軸と、前記ハブの軸方向下
部に配置され、前記軸の下端面を受ける略環状のスラス
ト軸受板と、前記軸と同軸で前記スラスト軸受板の下方
へ伸びる突出軸部と、前記突出軸部に固定され、前記ス
ラスト軸受板にその上面が対向するスラストフランジ
と、互いに対向する前記軸の外周面または前記ハブの内
周面の少なくとも一方に設けられ、ラジアル方向に支持
力を発生させる動圧発生溝と、前記スラスト軸受板と前
記軸の下端の対向面の少なくとも何れか一方、および前
記スラスト軸受板と前記スラストフランジの対向面の少
なくとも何れか一方に設けられ、スラスト方向に支持力
を発生させる動圧発生溝と、前記突出軸部の下端部を固
定するベースと、前記ハブに前記軸と相対的な回転力を
作用させるハブ回転駆動手段を有する動圧気体軸受装置
であって、前記スラスト軸受板に少なくとも一本以上の
貫通穴を設けると共に、前記スラストフランジの前記貫
通穴に対向する部分に凹部を設けたものである。
【0010】この発明によれば、スラスト軸受板に設け
た貫通穴により、ラジアルで増圧された気体をスラスト
フランジの凹部に導き、スラストにおける低圧部の気体
の圧力を高めることができるので、スラスト方向の圧力
の総和を大きくすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の動圧
気体軸受装置の一実施の形態における構成を示す断面
図、図2は本発明の動圧気体軸受装置の一実施の形態に
おけるスラスト軸受板の平面図であり、図2(a)は上
面図、図2(b)は背面図である。図3は本発明の動圧
気体軸受装置の一実施の形態におけるスラスト内空間に
発生するスラスト方向の圧力分布図である。
【0012】図1において、軸2には回転自在にハブ3
の筒状の軸受穴3aが填め合わされ、軸2の下端には突
出軸部2cを有している。軸2の外周面2aには、動圧
発生溝2bが設けられ、この動圧発生溝2bのパターン
は、そのジグザグ形状の頂点を通るラジアル方向の線に
対して非対称に形成されている。なお、この動圧発生溝
2bはハブ3の内周面3bに設けてもよい。ハブ3に
は、軸2の下端のスラスト受面2dとその上面が対向す
る図2(a)に示す動圧発生溝5aを有する略環状のス
ラスト軸受板5が固定されている。また、突出軸部2c
には図2(b)に示す動圧発生溝5bを有するスラスト
軸受板5の背面にその上面が対向するスラストフランジ
4が固定されている。スラスト軸受板5には少なくとも
一本以上の貫通穴8を有し、スラストフランジ4の貫通
穴8に対向する部分には凹部9が設けられている。な
お、1はスラストフランジ4とモータステータ6を固定
するフレーム、7はモータステータ6と対向する位置の
ハブ3に取付けられたモータロータでハブ3と軸2に相
対的な回転力を作用させるハブ回転手段を構成してい
る。
【0013】次に、以上のように構成された動圧気体軸
受装置の動作について説明する。図1において、まず、
モータステータ6に通電されると、モータロータ7はハ
ブ3,スラスト軸受板5と共に矢印A方向に回転を始め
る。この時、軸2の外周面2aに設けた動圧発生溝2b
によりラジアル方向に圧力を発生しハブ3を浮上させ
る。一方、非対称パターンの動圧発生溝2bにより増圧
された軸2の下端部のスラスト内空間4aの気体は、図
2(a)に示すスラスト軸受板5の動圧発生溝5aによ
りさらにスラスト受面2dとの間で圧力を高め、ハブ3
を押し下げる方向に圧力を発生する。また、同じく非対
称パターンの動圧発生溝2bにより増圧された軸2の下
端部の気体は、スラスト軸受板5に設けられた貫通穴8
をとおりスラストフランジ4の凹部9に流れ、図2
(b)に示すスラスト軸受板5の動圧発生溝5bによ
り、さらにハブ3を逆に押し上げる方向に圧力を発生し
て双方向の力のバランスでハブ3の回転位置は定まり非
接触で安定に回転する。
【0014】このように、スラスト軸受板5に増圧気体
を導く貫通穴8を設けたことで低圧部の圧力が高まり、
図3に示すように、図5に示す従来のスラスト方向の圧
力分布における圧力の総和(面積)より、ハブ3をスラ
スト方向に支持する圧力の総和が大きくなり、軸受のス
ラスト方向の剛性および負荷容量を大きくすることがで
きる。
【0015】以上のように、本実施の形態によれば、比
較的低い回転数においても気体のスラスト方向の圧力の
総和を十分大きくすることができ、ハブ等の回転が安定
に保たれる。また、ハブ等の回転開始時および停止時に
おいて接触しているスラスト軸受板とスラストフランジ
の対向面とは低回転で安定に離間し、所定位置に安定す
るので、スラスト内空間での摩耗粉の発生が抑えられ、
動圧気体軸受装置としての信頼性が向上する。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、軸受の
スラスト方向の剛性および負荷容量を高めることができ
るので、スラスト方向の圧力の総和が大きくなり、ハブ
の回転の安定性と、その信頼性を向上させることができ
るという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動圧気体軸受装置の一実施の形態にお
ける構成を示す断面図
【図2】本発明の動圧気体軸受装置の一実施の形態にお
けるスラスト軸受板の平面図
【図3】本発明の動圧気体軸受装置の一実施の形態にお
けるスラスト内空間に発生するスラスト方向の圧力分布
【図4】従来の動圧気体軸受装置の構成を示す断面図
【図5】従来の動圧気体軸受装置におけるスラスト内空
間に発生するスラスト方向の圧力分布図
【符号の説明】
1 フレーム 2 軸 2a 外周面 2b 動圧発生溝 2c 突出軸部 2d スラスト受面 3 ハブ 3a 軸受穴 3b 内周面 4 スラストフランジ 4a スラスト内空間 5 スラスト軸受板 5a,5b 動圧発生溝 6 モータステータ 7 モータロータ 8 貫通穴 9 凹部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の内周面を有する回転可能なハブ
    と、外周面が前記ハブの内周面と対向するように挿入さ
    れ、前記ハブを相対的に回転可能とする軸と、前記ハブ
    の軸方向下部に配置され、前記軸の下端面を受ける略環
    状のスラスト軸受板と、前記軸と同軸で前記スラスト軸
    受板の下方へ伸びる突出軸部と、前記突出軸部に固定さ
    れ、前記スラスト軸受板にその上面が対向するスラスト
    フランジと、互いに対向する前記軸の外周面または前記
    ハブの内周面の少なくとも一方に設けられ、ラジアル方
    向に支持力を発生させる動圧発生溝と、前記スラスト軸
    受板と前記軸の下端の対向面の少なくとも何れか一方、
    および前記スラスト軸受板と前記スラストフランジの対
    向面の少なくとも何れか一方に設けられ、スラスト方向
    に支持力を発生させる動圧発生溝と、前記突出軸部の下
    端部を固定するベースと、前記ハブに前記軸と相対的な
    回転力を作用させるハブ回転駆動手段を有する動圧気体
    軸受装置であって、前記スラスト軸受板に少なくとも一
    本以上の貫通穴を設けると共に、前記スラストフランジ
    の前記貫通穴に対向する部分に凹部を設けたことを特徴
    とする動圧気体軸受装置。
JP2000072027A 2000-03-15 2000-03-15 動圧気体軸受装置 Pending JP2001263341A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044327A1 (ja) * 2008-10-14 2010-04-22 Ntn株式会社 流体軸受装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044327A1 (ja) * 2008-10-14 2010-04-22 Ntn株式会社 流体軸受装置
CN102177354A (zh) * 2008-10-14 2011-09-07 Ntn株式会社 流体轴承装置
US8821021B2 (en) 2008-10-14 2014-09-02 Ntn Corporation Fluid dynamic bearing device

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