JP2010043654A - Fluid bearing device, spindle motor having the same and information processor - Google Patents
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Abstract
【課題】潤滑流体に含まれる気泡を効率よく外気へと排出しながら、ラジアル軸受部の軸方向長さを十分に確保することが可能な流体軸受装置を提供する。
【解決手段】流体軸受装置20では、スリーブ11に、潤滑流体26を貯留するための略環状の第1流体溜まり部27が内包されている。第1流体溜まり部27は、スリーブ11内において連通孔11bと一部が連通した状態で交差するとともに、換気路28を介して外気と連通している。
【選択図】図2A hydrodynamic bearing device capable of sufficiently securing the axial length of a radial bearing portion while efficiently discharging bubbles contained in a lubricating fluid to the outside air.
In a hydrodynamic bearing device, a sleeve has a substantially annular first fluid reservoir portion for containing a lubricating fluid contained therein. The first fluid reservoir 27 intersects with the communication hole 11 b in the sleeve 11 in a state where a part thereof communicates, and communicates with the outside air through the ventilation path 28.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、ハードディスク駆動装置等に搭載される流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、情報処理装置に関する。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device mounted on a hard disk drive or the like, a spindle motor including the same, and an information processing device.
近年、ハードディスク駆動装置(以下、HDD)等のディスク駆動装置に搭載されるスピンドルモータは、非接触回転によって低NRRO(Non-Repetitive Run Out)や低騒音が実現できる動圧流体軸受(以下、流体軸受装置と示す。)が用いられている。 In recent years, spindle motors mounted on disk drive devices such as hard disk drive devices (hereinafter referred to as HDDs) have developed hydrodynamic bearings (hereinafter referred to as fluid) that can achieve low NRRO (Non-Repetitive Run Out) and low noise by non-contact rotation. It is shown as a bearing device).
このような流体軸受装置では、流体軸受装置の角度剛性を向上させるために、軸とスリーブとの間の隙間に形成されるラジアル軸受部の長さをできるだけ長く確保した構成を採用することが望ましい。一方で、スピンドルモータの薄型化の要求も存在することから、ラジアル軸受部の長さを十分に確保しながら、流体軸受装置の厚みが増大しないような構成が必要とされている。 In such a hydrodynamic bearing device, in order to improve the angular rigidity of the hydrodynamic bearing device, it is desirable to employ a configuration in which the length of the radial bearing portion formed in the gap between the shaft and the sleeve is secured as long as possible. . On the other hand, since there is a demand for thinning of the spindle motor, there is a need for a configuration that does not increase the thickness of the hydrodynamic bearing device while sufficiently securing the length of the radial bearing portion.
例えば、特許文献1には、スリーブの開放端側の端面を覆うようにカバー部材を取り付け、このカバー部材の内周面とシャフトの外周面との間の隙間にテーパシール部を設けた構成が開示されている。この構成では、シャフトの外周面とスリーブの内周面との間の隙間に形成されるラジアル軸受部に近接した位置に配置されたテーパシール部から、流体軸受装置内を循環する潤滑流体に含まれる気泡を、効果的に外気へと排出することができる。
しかしながら、上記従来の流体軸受装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された流体軸受装置では、シャフトの外周面とスリーブの内周面との間に形成されるラジアル軸受部に対して、軸方向に並ぶようにしてテーパシール部が配置されている。このため、潤滑流体に含まれる気泡を効率よく外気へ排出することができるものの、シャフトにおけるスリーブの開放端側の外周面の一部がテーパシール部によって占められるため、例えば、流体軸受装置の小型薄型化に対応した構成では、ラジアル軸受部の軸方向長さを十分に確保できないおそれがある。
However, the conventional hydrodynamic bearing device has the following problems.
That is, in the hydrodynamic bearing device disclosed in the above publication, the taper seal portion is arranged so as to be aligned in the axial direction with respect to the radial bearing portion formed between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve. ing. For this reason, although the bubbles contained in the lubricating fluid can be efficiently discharged to the outside air, a part of the outer peripheral surface on the open end side of the sleeve in the shaft is occupied by the taper seal portion. In the configuration corresponding to the reduction in thickness, there is a possibility that the axial length of the radial bearing portion cannot be sufficiently secured.
本発明の課題は、潤滑流体に含まれる気泡を効率よく外気へと排出しながら、ラジアル軸受部等の動圧軸受部の軸方向長さを十分に確保することが可能な流体軸受装置およびこれを備えたスピンドルモータ、情報処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device capable of sufficiently securing the axial length of a hydrodynamic bearing portion such as a radial bearing portion while efficiently discharging bubbles contained in a lubricating fluid to the outside air. A spindle motor and an information processing apparatus provided with
第1の発明に係る流体軸受装置は、軸と、略円筒状のスリーブと、連通路と、潤滑流体と、動圧軸受部と、略環状の第1潤滑流体溜まり部と、換気路と、を備えている。スリーブは、軸が相対回転可能な状態で装填される軸受孔を有する。連通路は、スリーブの一部に軸方向に沿って形成されており、スリーブにおける軸受孔の開放端側と閉塞端側とを連通させる。潤滑流体は、軸とスリーブとの間の微小隙間を含む空間に貯留される。動圧軸受部は、軸の外周面とスリーブの内周面との間に配置されている。第1潤滑流体溜まり部は、スリーブに内包されており、連通路に対して交差するように形成され、連通路と一部が連通するとともに、潤滑流体を貯留する。換気路は、第1潤滑流体溜まり部と外気とを連通させる。 A hydrodynamic bearing device according to a first aspect of the present invention includes a shaft, a substantially cylindrical sleeve, a communication passage, a lubricating fluid, a dynamic pressure bearing portion, a substantially annular first lubricating fluid reservoir, a ventilation path, It has. The sleeve has a bearing hole in which the shaft is loaded in a relatively rotatable state. The communication path is formed in a part of the sleeve along the axial direction, and communicates the open end side and the closed end side of the bearing hole in the sleeve. The lubricating fluid is stored in a space including a minute gap between the shaft and the sleeve. The hydrodynamic bearing portion is disposed between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve. The first lubricating fluid reservoir is included in the sleeve and is formed so as to intersect the communication path, and partially communicates with the communication path and stores the lubricating fluid. The ventilation path allows the first lubricating fluid reservoir and the outside air to communicate with each other.
ここでは、軸とスリーブとの対向面間にラジアル軸受部等の動圧軸受部を含む流体軸受装置において、スリーブの一部に軸方向に沿って形成された連通路と、略円筒状のスリーブに内包される略環状の第1潤滑流体溜まり部とが設けられている。そして、この連通路と第1潤滑流体溜まり部とは、一部が連通した状態で交差するように配置されている。さらに、第1潤滑流体溜まり部は、例えば、スリーブの一部等に形成された換気路を介して外気と直接あるいは間接的に連通する。 Here, in a hydrodynamic bearing device including a hydrodynamic bearing portion such as a radial bearing portion between opposed surfaces of a shaft and a sleeve, a communication path formed along a shaft direction in a part of the sleeve, and a substantially cylindrical sleeve And a substantially annular first lubricating fluid reservoir. And this communicating path and the 1st lubricating fluid pool part are arrange | positioned so that it may cross | intersect in the state which one part communicated. Further, the first lubricating fluid reservoir is in direct or indirect communication with the outside air via a ventilation path formed in a part of the sleeve, for example.
ここで、上記第1潤滑流体溜まり部としては、例えば、複数の部品を組み合わせて構成されるスリーブの内部の空洞部分等が考えられる。また、上記換気路は、スリーブに内包される第1潤滑流体溜まり部を、直接あるいは間接的に外気と連通させるように、例えば、スリーブの外周面等に形成されていればよい。さらに、上記動圧軸受部は、例えば、ラジアル軸受部やコニカル軸受部等であって、軸とスリーブとの対向面における少なくとも一方に動圧発生溝が形成されていればよい。なお、上記第1潤滑流体溜まり部が連通路に対して交差するとは、例えば、略環状の第1潤滑流体溜まり部が一部連通した状態で連通路に交差する平面に沿うように形成されていることをいう。 Here, as said 1st lubricating fluid reservoir part, the cavity part etc. inside the sleeve comprised combining several components, etc. are considered, for example. Moreover, the ventilation path should just be formed in the outer peripheral surface of a sleeve, etc., for example so that the 1st lubricating fluid pool part included in a sleeve may communicate with external air directly or indirectly. Furthermore, the dynamic pressure bearing portion is, for example, a radial bearing portion or a conical bearing portion, and it is sufficient that a dynamic pressure generating groove is formed on at least one of the opposed surfaces of the shaft and the sleeve. Note that the first lubricating fluid reservoir portion intersects the communication passage, for example, is formed along a plane intersecting the communication passage in a state where the substantially annular first lubricating fluid reservoir portion is partially communicated. It means being.
これにより、スリーブ内に第1潤滑流体溜まり部を配置したことにより、ラジアル軸受部等の動圧軸受部と第1潤滑流体溜まり部とが軸方向に並ぶことがない。よって、流体軸受装置が小型薄型化された場合でも、動圧軸受部の長さを最大限確保して、流体軸受装置の角度剛性を向上させることができる。 As a result, the first lubricating fluid reservoir portion is arranged in the sleeve, so that the dynamic pressure bearing portion such as the radial bearing portion and the first lubricating fluid reservoir portion are not aligned in the axial direction. Therefore, even when the hydrodynamic bearing device is reduced in size and thickness, the length of the hydrodynamic bearing portion can be ensured to the maximum, and the angular rigidity of the hydrodynamic bearing device can be improved.
また、循環経路の一部を構成する連通路が、第1潤滑流体溜まり部と一部で連通しているため、循環中の潤滑流体に含まれる気泡を第1潤滑流体溜まり部へと送り込むことができる。よって、第1潤滑流体溜まり部に流入した気泡は、直接あるいは間接的に第1潤滑流体溜まり部を外気と連通させる換気路から外気へと排出されるため、潤滑流体に混入した気泡を効率よく外気へと排出することができる。この結果、軸受の角度剛性(外乱による軸の傾きに対する復元力の大きさ)を向上させて振れ回り(回転するコマによる歳差運動のような動作をいう。)を防止し、かつ潤滑流体内の気泡を効果的に排出することが可能な流体軸受装置を得ることができる。 Further, since the communication path constituting a part of the circulation path is partially communicated with the first lubricating fluid reservoir, the bubbles contained in the circulating lubricating fluid are fed into the first lubricating fluid reservoir. Can do. Therefore, since the air bubbles that have flowed into the first lubricating fluid reservoir are directly or indirectly discharged from the ventilation path that communicates the first lubricating fluid reservoir with the outside air to the outside air, the bubbles mixed in the lubricating fluid can be efficiently removed. It can be discharged into the open air. As a result, the angular rigidity of the bearing (the magnitude of the restoring force against the tilt of the shaft due to disturbance) is improved to prevent swinging (referred to as precession due to the rotating top) and within the lubricating fluid. It is possible to obtain a hydrodynamic bearing device capable of effectively discharging the bubbles.
第2の発明に係る流体軸受装置は、第1の発明に係る流体軸受装置であって、第1潤滑流体溜まり部は、連通路に対して交差する位置において、径方向に沿った断面積が最小となる最小隙間部を有する。 A hydrodynamic bearing device according to a second invention is the hydrodynamic bearing device according to the first invention, wherein the first lubricating fluid reservoir has a cross-sectional area along the radial direction at a position intersecting the communication path. It has the smallest gap part which becomes the minimum.
ここでは、スリーブに内包されるように形成された第1潤滑流体溜まり部が、連通路付近において径方向に沿った断面積(隙間)が最小となるように形成されている。 Here, the first lubricating fluid pool portion formed so as to be included in the sleeve is formed so that the cross-sectional area (gap) along the radial direction is minimized in the vicinity of the communication path.
これにより、流体軸受装置における潤滑流体の循環経路の一部を構成する連通路内を潤滑流体が流れた場合でも、潤滑流体の表面張力によって連通路側へ引き込む方向へ力が働くため、連通路から第1潤滑流体溜まり部側へ必要以上の潤滑流体が流出していくことを防止することができる。この結果、第1潤滑流体溜まり部から必要な分だけの潤滑流体を連通路へと供給しつつ、潤滑流体を円滑に循環させることができる。 As a result, even when the lubricating fluid flows in the communication path constituting a part of the circulation path of the lubricating fluid in the hydrodynamic bearing device, a force acts in the direction of drawing to the communication path side due to the surface tension of the lubricating fluid. Therefore, it is possible to prevent the unnecessary lubricating fluid from flowing out to the first lubricating fluid reservoir portion side. As a result, the lubricating fluid can be smoothly circulated while supplying the necessary amount of lubricating fluid from the first lubricating fluid reservoir to the communication path.
第3の発明に係る流体軸受装置は、第1または第2の発明に係る流体軸受装置であって、第1潤滑流体溜まり部は、換気路付近において、径方向に沿った断面積が最大となる最大隙間部を有する。 A hydrodynamic bearing device according to a third invention is the hydrodynamic bearing device according to the first or second invention, wherein the first lubricating fluid reservoir has a maximum cross-sectional area along the radial direction in the vicinity of the ventilation path. It has a maximum gap.
ここでは、スリーブに内包されるように形成された第1潤滑流体溜まり部が、換気路付近において径方向に沿った断面積(隙間)が最大となるように形成されている。 Here, the first lubricating fluid pool part formed so as to be included in the sleeve is formed so that the cross-sectional area (gap) along the radial direction is maximized in the vicinity of the ventilation path.
これにより、第1潤滑流体溜まり部が換気路を介して外気と連通している構成であっても、第1潤滑流体溜まり部内に貯留された潤滑流体には、隙間が小さい連通路側へ引き込む方向へ力が働く。このため、第1潤滑流体溜まり部に貯留された潤滑流体が換気路から流出していくことを防止することができる。この結果、第1潤滑流体溜まり部内に貯留された潤滑流体を確実に保持して、換気路からの漏れ出しを防止して耐衝撃性に優れた流体軸受装置を得ることができる。 As a result, even if the first lubricating fluid reservoir is in communication with the outside air through the ventilation path, the lubricating fluid stored in the first lubricating fluid reservoir is drawn toward the communication path with a small gap. Force works in the direction. For this reason, it is possible to prevent the lubricating fluid stored in the first lubricating fluid reservoir from flowing out of the ventilation path. As a result, it is possible to reliably hold the lubricating fluid stored in the first lubricating fluid reservoir, prevent leakage from the ventilation path, and obtain a hydrodynamic bearing device having excellent impact resistance.
第4の発明に係る流体軸受装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、第1潤滑流体溜まり部は、周方向において、換気路側から連通路側に向かって、径方向に沿った断面積が小さくなっていくように形成されている。 A hydrodynamic bearing device according to a fourth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to third aspects, wherein the first lubricating fluid reservoir is located in the circumferential direction from the ventilation path side to the communication path side. The cross-sectional area along the radial direction is formed so as to become smaller.
ここでは、スリーブに内包されるように形成された第1潤滑流体溜まり部が、換気路側から連通路側に向かって徐々に隙間が小さくなるように形成されている。 Here, the first lubricating fluid pool part formed so as to be included in the sleeve is formed so that the gap gradually decreases from the ventilation path side toward the communication path side.
ここで、上記第1潤滑流体溜まり部の径方向に沿った断面積が小さくなる形態としては、例えば、平面視における隙間の大きさを周方向において変化させる形態であってもよいし、軸方向高さを周方向において変化させる形態であってもよい。 Here, as a form in which the cross-sectional area along the radial direction of the first lubricating fluid reservoir is reduced, for example, a form in which the size of the gap in a plan view is changed in the circumferential direction may be used. The form which changes height in the circumferential direction may be sufficient.
これにより、換気路からの潤滑流体の漏れ出しを防止しつつ、連通路と交差する部分において連通路内を循環する潤滑流体が必要以上に第1潤滑流体溜まり部側へ流出してしまうことも回避することができる。 As a result, the lubricating fluid circulating in the communication passage at the portion intersecting with the communication passage may flow out to the first lubricating fluid reservoir portion side more than necessary while preventing leakage of the lubricating fluid from the ventilation passage. It can be avoided.
第5の発明に係る流体軸受装置は、第1から第4の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、第1潤滑流体溜まり部は、連通路に対して略垂直に交差する。 A hydrodynamic bearing device according to a fifth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the first lubricating fluid pool portion intersects the communication path substantially perpendicularly. .
これにより、例えば、複数のスリーブ部材を組み合わせて第1潤滑流体溜まり部に対して略直交する連通路を形成する際に、スリーブ部材に対して連通路を形成するための溝等を容易に加工することができる。よって、連通路用の溝加工の難易度を低下させて、効率よく連通路を含むスリーブを形成することができる。 Thus, for example, when a plurality of sleeve members are combined to form a communication path that is substantially orthogonal to the first lubricating fluid reservoir, a groove or the like for forming the communication path with respect to the sleeve member is easily processed. can do. Therefore, it is possible to efficiently form the sleeve including the communication path by reducing the difficulty of the groove processing for the communication path.
第6の発明に係る流体軸受装置は、第1から第5の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、軸に対して固定され軸とともに回転するハブと、スリーブにおける開放端側の端面とハブとの対向面の間に形成されたスラスト軸受部と、をさらに備えている。 A hydrodynamic bearing device according to a sixth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the hub is fixed to the shaft and rotates together with the shaft, and the open end side of the sleeve And a thrust bearing portion formed between the opposite end surface and the opposite surface of the hub.
ここでは、軸回転型の流体軸受装置において、回転側部材であるハブと固定側部材であるスリーブとの対向面間に、スラスト軸受部を配置している。 Here, in a shaft rotation type hydrodynamic bearing device, a thrust bearing portion is disposed between opposing surfaces of a hub that is a rotation side member and a sleeve that is a stationary side member.
ここで、スラスト軸受部を構成するスラスト動圧発生溝は、ハブ側に形成されていてもよいし、スリーブ側に形成されていてもよい。 Here, the thrust dynamic pressure generating groove constituting the thrust bearing portion may be formed on the hub side or may be formed on the sleeve side.
これにより、例えば、軸の一端に固定されたスラストフランジ等とスラスト板との間にスラスト軸受部を設けた構成と比較して、流体軸受装置の力点重心に近いスリーブの開放端側寄りにスラスト軸受部を配置することができる。よって、スラスト軸受部において動圧を発生させて、従来よりも効果的に振れ回りを防止することができる。 Thus, for example, compared to a configuration in which a thrust bearing portion is provided between a thrust flange or the like fixed to one end of the shaft and the thrust plate, the thrust is closer to the open end side of the sleeve near the gravity center of the force point of the hydrodynamic bearing device. A bearing part can be arranged. Therefore, dynamic pressure can be generated in the thrust bearing portion, and the swinging can be prevented more effectively than in the past.
第7の発明に係る流体軸受装置は、第1から第6の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、軸に対して固定され軸とともに回転するハブと、スリーブにおける開放端側の端面とハブとの対向面の間に形成される第2潤滑流体溜まり部と、をさらに備えている。 A hydrodynamic bearing device according to a seventh invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to sixth inventions, wherein the hub is fixed to the shaft and rotates together with the shaft, and the open end side of the sleeve And a second lubricating fluid reservoir that is formed between the end surface of the first and the opposite surface of the hub.
ここでは、軸回転型の流体軸受装置において、回転側部材であるハブと固定側部材であるスリーブとの対向面の間に、第2潤滑流体溜まり部を配置している。 Here, in the shaft rotation type hydrodynamic bearing device, the second lubricating fluid reservoir is disposed between the opposed surfaces of the hub that is the rotation side member and the sleeve that is the stationary side member.
これにより、スリーブに内包される位置に配置された第1潤滑流体溜まり部に加えて、スリーブとハブとの間の隙間に第2潤滑流体溜まり部を配置することで、軸受部に対して十分な量の潤滑流体を供給することができる。さらに、装置内に2つ目の潤滑流体溜まり部を設けることで、第2潤滑流体溜まり部において潤滑流体溜まり部の液量の調整を実施することができる。 Thus, in addition to the first lubricating fluid reservoir portion disposed at the position included in the sleeve, the second lubricating fluid reservoir portion is disposed in the gap between the sleeve and the hub, so that the bearing portion is sufficiently A sufficient amount of lubricating fluid can be supplied. Further, by providing a second lubricating fluid reservoir in the apparatus, the amount of liquid in the lubricating fluid reservoir can be adjusted in the second lubricating fluid reservoir.
第8の発明に係る流体軸受装置は、第6または第7の発明に係る流体軸受装置であって、ハブは、スリーブの外周側に近接する位置において、軸方向に向かって突出した垂下部を有している。垂下部とスリーブの外周面との間の隙間において潤滑流体を外気と連通させた状態で保持するテーパシール部をさらに備えている。 A hydrodynamic bearing device according to an eighth invention is the hydrodynamic bearing device according to the sixth or seventh invention, wherein the hub has a hanging portion protruding in the axial direction at a position close to the outer peripheral side of the sleeve. Have. A taper seal portion is further provided for holding the lubricating fluid in communication with the outside air in the gap between the hanging portion and the outer peripheral surface of the sleeve.
ここでは、スリーブの下方端側の端面とハブとの対向面の間の隙間に、スラスト軸受部あるいは第2潤滑流体溜まり部が形成される流体軸受装置において、ハブの垂下部とスリーブの外周面との間の隙間に外気と連通した状態で潤滑流体を保持するテーパシール部を設けている。 Here, in the hydrodynamic bearing device in which the thrust bearing portion or the second lubricating fluid reservoir is formed in the gap between the end surface on the lower end side of the sleeve and the facing surface of the hub, the hanging portion of the hub and the outer peripheral surface of the sleeve Is provided with a taper seal portion that holds the lubricating fluid in communication with outside air.
これにより、スラスト軸受部や第2潤滑流体溜まり部において潤滑流体を保持しつつ、潤滑流体に含まれる気泡を外気に対して効果的に排出することができる。さらに、テーパシール部において潤滑流体の界面の位置を調整することで、シール性を確保しつつ、装置内を循環する潤滑流体の液量の調整を行うことができる。 Thereby, bubbles contained in the lubricating fluid can be effectively discharged to the outside air while holding the lubricating fluid in the thrust bearing portion and the second lubricating fluid reservoir. Further, by adjusting the position of the interface of the lubricating fluid in the taper seal portion, it is possible to adjust the amount of the lubricating fluid circulating in the apparatus while ensuring the sealing performance.
第9の発明に係る流体軸受装置は、第8の発明に係る流体軸受装置であって、テーパシール部において保持される潤滑流体に働く表面張力と、第1潤滑流体溜まり部内に保持される潤滑流体に働く表面張力とが、釣り合っている。 A hydrodynamic bearing device according to a ninth invention is the hydrodynamic bearing device according to the eighth invention, wherein the surface tension acting on the lubricating fluid held in the taper seal portion and the lubrication held in the first lubricating fluid reservoir portion. The surface tension acting on the fluid is balanced.
ここでは、上述した第1潤滑流体溜まり部における潤滑流体のシール部分と、ハブの垂下部とスリーブの外周面との間の隙間において潤滑流体を保持するテーパシール部との間において、液面バランスが取れた状態になるように、互いの隙間の大きさ等が設定されている。 Here, the liquid level balance between the sealing portion of the lubricating fluid in the first lubricating fluid reservoir described above and the tapered seal portion that holds the lubricating fluid in the gap between the hanging portion of the hub and the outer peripheral surface of the sleeve. The size and the like of the gap between each other are set so as to be in a state where the image is removed.
これにより、流体軸受装置内において2箇所の界面を設けた場合でも、それぞれの隙間において潤滑流体に働く表面張力が釣り合うことで、気泡を外気へと効果的に排出しつつ、安定した状態で潤滑流体を装置内に保持することができる。 As a result, even when two interfaces are provided in the hydrodynamic bearing device, the surface tension acting on the lubricating fluid in each gap is balanced, so that bubbles are effectively discharged to the outside air and lubricated in a stable state. Fluid can be retained in the device.
第10の発明に係る流体軸受装置は、第1から第9の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、動圧軸受部は、潤滑流体の循環経路の一部を介して、第1潤滑流体溜まり部に対して連通している。 A hydrodynamic bearing device according to a tenth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the hydrodynamic bearing portion is interposed through a part of a circulation path of the lubricating fluid. It communicates with the first lubricating fluid reservoir.
ここでは、ラジアル軸受部等の動圧軸受部と第1潤滑流体溜まり部とが、直接連通しないように構成されている。 Here, the dynamic pressure bearing portion such as the radial bearing portion and the first lubricating fluid pool portion are configured not to communicate directly with each other.
これにより、第1潤滑流体溜まり部において貯留された潤滑流体に含まれる気泡が、ラジアル軸受部等におけるアンバランスの影響を受けて、動作中に移動してしまうことを回避することができる。よって、気泡の移動による悪影響を低減して、より安定した状態で装置を動作させることができる。 As a result, it is possible to avoid the bubbles contained in the lubricating fluid stored in the first lubricating fluid reservoir from moving during operation due to the imbalance of the radial bearing or the like. Therefore, the adverse effect due to the movement of the bubbles can be reduced, and the apparatus can be operated in a more stable state.
第11の発明に係る流体軸受装置は、第1から第10の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブは、金属製の部品である。 A hydrodynamic bearing device according to an eleventh aspect of the invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to tenth aspects of the invention, wherein the sleeve is a metal part.
ここでは、スリーブを形成する素材として、例えば、SUSや焼結金属、真鍮、鍛造品、プレス加工品等の金属製の部品を用いている。 Here, as a material for forming the sleeve, for example, metal parts such as SUS, sintered metal, brass, forged product, and pressed product are used.
これにより、スリーブに対してスラスト動圧発生溝やラジアル動圧発生溝が形成される場合でも、精度よく、かつ耐熱性、耐油性等に優れたスリーブを構成することができる。 Thereby, even when a thrust dynamic pressure generating groove or a radial dynamic pressure generating groove is formed on the sleeve, it is possible to configure the sleeve with high accuracy and excellent heat resistance, oil resistance, and the like.
第12の発明に係る流体軸受装置は、第1から第11の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブは、3つの部品を組み合わせて構成されている。 A hydrodynamic bearing device according to a twelfth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to eleventh inventions, wherein the sleeve is configured by combining three components.
ここでは、略円筒状のスリーブが、3つの部品を組み合わせて構成されている。
ここで、3つの部品としては、各部品を組み合わせた際に、スリーブ内に内包されるように第1潤滑流体溜まり部が形成されるとともに、スリーブの一部に連通路が形成される略円筒状の部品等を用いることができる。
Here, the substantially cylindrical sleeve is configured by combining three parts.
Here, as the three parts, when the parts are combined, the first lubricating fluid reservoir is formed so as to be included in the sleeve, and the communication cylinder is formed in a part of the sleeve. Shaped parts can be used.
これにより、複雑な加工等を必要とすることなく、スリーブにおける所定の位置に連通路や第1潤滑流体溜まり部を形成することができる。さらに、2つの部品を組み合わせて構成されるスリーブと比較して、より複雑な加工を少なくし、かつ材料ロスも最小限とすることができる。 As a result, the communication path and the first lubricating fluid reservoir can be formed at predetermined positions in the sleeve without requiring complicated processing or the like. Furthermore, compared to a sleeve configured by combining two parts, more complicated processing can be reduced and material loss can be minimized.
第13の発明に係る流体軸受装置は、第1から第11の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブは、2つの部品を組み合わせて構成されている。 A hydrodynamic bearing device according to a thirteenth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to eleventh inventions, wherein the sleeve is configured by combining two parts.
ここでは、略円筒状のスリーブが、2つの部品を組み合わせて構成されている。
ここで、2つの部品としては、各部品を組み合わせた際に、スリーブ内に内包されるように第1潤滑流体溜まり部が形成されるとともに、スリーブの一部に連通路が形成される略円筒状の部品等を用いることができる。
Here, the substantially cylindrical sleeve is configured by combining two parts.
Here, as the two parts, when the parts are combined, the first lubricating fluid reservoir is formed so as to be included in the sleeve, and the communication cylinder is formed in a part of the sleeve. Shaped parts can be used.
これにより、複雑な加工等を必要とすることなく、部品点数も最小限とし、スリーブにおける所定の位置に連通路や第1潤滑流体溜まり部を形成することができる。 Accordingly, the number of parts can be minimized without requiring complicated processing, and the communication path and the first lubricating fluid pool can be formed at predetermined positions in the sleeve.
第14の発明に係る流体軸受装置は、第12または第13の発明に係る流体軸受装置であって、スリーブは、径方向に沿った断面が略L字型の略円筒状の部品を組み合わせて構成されている。 A fluid dynamic bearing device according to a fourteenth invention is the fluid dynamic bearing device according to the twelfth or thirteenth invention, wherein the sleeve is formed by combining substantially cylindrical parts having a substantially L-shaped cross section along the radial direction. It is configured.
ここでは、複数の部品を組み合わせて構成されるスリーブにおいて、径方向に沿った断面が略L字型の略円筒状部品を組み合わせている。 Here, in a sleeve configured by combining a plurality of parts, a substantially cylindrical part having a substantially L-shaped cross section along the radial direction is combined.
これにより、スリーブ内に内包される第1潤滑流体溜まり部となる空間を容易に形成することができる。また、略L字型断面同士が一部で当接し合うことで、流体軸受装置に衝撃や振動等が付与された場合でも、互いの部品が軸方向にずれてしまうことを回避することができる。 Thereby, the space used as the 1st lubricating fluid pool part enclosed in a sleeve can be formed easily. In addition, since the substantially L-shaped cross sections are in contact with each other in part, even when an impact, vibration, or the like is applied to the hydrodynamic bearing device, it is possible to avoid the mutual displacement of the components in the axial direction. .
第15の発明に係る流体軸受装置は、第12から第14の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、スリーブは、上記部品のうちスラスト軸受部を含む部品が樹脂によって形成されており、スラスト動圧発生溝の部分は金属部品がインサート成形されている。 A fluid dynamic bearing device according to a fifteenth aspect of the present invention is the fluid dynamic bearing device according to any one of the twelfth to fourteenth aspects of the present invention, wherein the sleeve includes a component including a thrust bearing portion among the above components formed of resin. In the thrust dynamic pressure generating groove, metal parts are insert-molded.
ここでは、複数の部品を組み合わせて構成されるスリーブにおいて、複数の部品の一部を樹脂によって成形するとともに、スラスト動圧発生溝の部分を含む樹脂製の部品については溝部分を金属製の部品をインサート成形している。 Here, in a sleeve configured by combining a plurality of parts, a part of the plurality of parts is molded with resin, and a resin part including a thrust dynamic pressure generating groove part is made of a groove part with a metal part. Insert molding.
ここで、上記部品を成形する樹脂としては、例えば、ポリエーテルイミドやポリエーテルスルホン等を用いることができる。 Here, as resin which shape | molds the said components, polyether imide, polyether sulfone, etc. can be used, for example.
これにより、樹脂によって一部の部品を形成した場合でも、動圧発生溝部分には金属をインサートすることで、安定した状態で動圧を発生させることができる。また、例えば、樹脂成形部分に透光性(例えば、透明、半透明等)のある樹脂を用いることで、第1潤滑流体溜まり部内に注入した潤滑流体の界面の位置等を容易に確認することが可能になる。よって、流体軸受装置に対する注油作業時における注油量の制御を容易に実施することができる。 Thereby, even when a part of the parts is formed of resin, the dynamic pressure can be generated in a stable state by inserting the metal into the dynamic pressure generating groove portion. In addition, for example, by using a resin having translucency (for example, transparent, translucent, etc.) in the resin molded portion, the position of the interface of the lubricating fluid injected into the first lubricating fluid reservoir can be easily confirmed. Is possible. Therefore, it is possible to easily control the amount of lubrication during the lubrication operation for the hydrodynamic bearing device.
第16の発明に係る流体軸受装置は、第1から第15の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、換気路は、第1潤滑流体溜まり部と連通路とが交差する部分に対して周方向において最も遠い位置に形成される。 A hydrodynamic bearing device according to a sixteenth aspect of the present invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to fifteenth aspects of the present invention, wherein the ventilation path is a portion where the first lubricating fluid reservoir and the communication path intersect. Is formed at the farthest position in the circumferential direction.
ここでは、第1潤滑流体溜まり部と外気とを連通させる換気路を、周方向において連通路から最も離れた位置に配置している。 Here, the ventilation path which makes the 1st lubricating fluid pool part and external air communicate is arrange | positioned in the position most distant from the communicating path in the circumferential direction.
これにより、流体軸受装置内を循環する潤滑流体が連通路を通過する際に、第1潤滑流体溜まり部へと流れ込んだ場合でも、外気と連通する換気路が連通路から最も離れた位置に配置されているため、換気路からの漏れ出しを効果的に回避することができる。また、第1潤滑流体溜まり部における隙間の大きさを変化させることにより、潤滑流体の表面張力を利用して、さらに効果的に換気路からの潤滑流体の漏れ出しを防止して、耐衝撃性に優れた流体軸受装置を得ることができる。 As a result, even when the lubricating fluid circulating in the hydrodynamic bearing device passes through the communication path, even if it flows into the first lubricating fluid reservoir, the ventilation path communicating with the outside air is disposed at the position farthest from the communication path. Therefore, leakage from the ventilation path can be effectively avoided. In addition, by changing the size of the gap in the first lubricating fluid reservoir, the surface tension of the lubricating fluid is used to more effectively prevent the lubricating fluid from leaking out of the ventilation path, resulting in impact resistance. Can be obtained.
第17の発明に係る流体軸受装置は、第1から第16の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置であって、換気路は、スリーブの外周側面に形成されている。 A hydrodynamic bearing device according to a seventeenth invention is the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to sixteenth inventions, wherein the ventilation path is formed on the outer peripheral side surface of the sleeve.
ここでは、上述した第1潤滑流体溜まり部と外気とを連通させる換気路を、スリーブの外周側面に形成している。 Here, the ventilation path which makes the 1st lubricating fluid pool part mentioned above and external air communicate is formed in the outer peripheral side surface of a sleeve.
これにより、第1潤滑流体溜まり部に貯留された潤滑流体は、スリーブの外周側面において呼吸しながら、効果的に混入した気泡を外気へと排出することができる。 As a result, the lubricating fluid stored in the first lubricating fluid reservoir can effectively discharge the mixed bubbles to the outside air while breathing on the outer peripheral side surface of the sleeve.
第18の発明に係るスピンドルモータは、第1から第17の発明のいずれか1つに係る流体軸受装置と、流体軸受装置の回転側部材に取り付けられた回転磁石と、回転磁石に対して回転力を付与するステータコイルと、を備えている。 A spindle motor according to an eighteenth aspect of the invention is a fluid dynamic bearing device according to any one of the first to seventeenth aspects of the invention, a rotating magnet attached to a rotating side member of the fluid dynamic bearing device, and rotating with respect to the rotating magnet. A stator coil for applying a force.
ここでは、上述した流体軸受装置をスピンドルモータに対して搭載している。
これにより、薄型化された流体軸受装置であってもラジアル軸受部等の動圧軸受部の軸方向長さを十分に確保して軸受の角度剛性を向上させることができるとともに、装置内を循環する潤滑流体内に含まれる気泡を効果的に外気へと排出することが可能なスピンドルモータを提供することができる。
Here, the above-described hydrodynamic bearing device is mounted on a spindle motor.
As a result, even in a thin hydrodynamic bearing device, the axial length of the dynamic pressure bearing portion such as a radial bearing portion can be sufficiently secured to improve the angular rigidity of the bearing, and the inside of the device can be circulated. Thus, it is possible to provide a spindle motor capable of effectively discharging bubbles contained in the lubricating fluid to the outside air.
第19の発明に係る情報処理装置は、第18の発明に係るスピンドルモータを備えている。 An information processing apparatus according to a nineteenth aspect includes the spindle motor according to the eighteenth aspect.
ここでは、上述したスピンドルモータを情報処理装置に対して搭載している。
ここで、上記情報処理装置には、記録再生装置としてのHDD(Hard Disc Drive)光ディスク装置、光磁気記録再生装置、各種再生専用装置等や、CPUに搭載される冷却用ファン等が含まれる。
Here, the spindle motor described above is mounted on the information processing apparatus.
Here, the information processing apparatus includes an HDD (Hard Disc Drive) optical disk apparatus as a recording / reproducing apparatus, a magneto-optical recording / reproducing apparatus, various reproduction-only apparatuses, a cooling fan mounted on a CPU, and the like.
これにより、薄型化された流体軸受装置であってもラジアル軸受部等の動圧軸受部の軸方向長さを十分に確保して軸受の角度剛性を向上させることができるとともに、装置内を循環する潤滑流体内に含まれる気泡を効果的に外気へと排出することが可能な情報処理装置を提供することができる。 As a result, even in a thin hydrodynamic bearing device, the axial length of the dynamic pressure bearing portion such as a radial bearing portion can be sufficiently secured to improve the angular rigidity of the bearing, and the inside of the device can be circulated. It is possible to provide an information processing apparatus capable of effectively discharging bubbles contained in the lubricating fluid to be discharged to the outside air.
本発明に係る流体軸受装置によれば、薄型化された流体軸受装置であってもラジアル軸受部等の動圧軸受部の軸方向長さを十分に確保して軸受の角度剛性を向上させることができるとともに、装置内を循環する潤滑流体内に含まれる気泡を効果的に外気へと排出することができる。 According to the hydrodynamic bearing device according to the present invention, the axial rigidity of the hydrodynamic bearing portion such as the radial bearing portion can be sufficiently secured to improve the angular rigidity of the bearing even if the hydrodynamic bearing device is thinned. In addition, air bubbles contained in the lubricating fluid circulating in the apparatus can be effectively discharged to the outside air.
本発明の一実施形態に係る流体軸受装置20を搭載したスピンドルモータ10について、図1〜図5を用いて説明すれば以下の通りである。
A
[スピンドルモータ10全体の構成]
本実施形態に係るスピンドルモータ10は、図1に示すように、ロータマグネット16、複数のコイルが巻回されたステータ17、ベース18および流体軸受装置20を備えている。
[Configuration of the entire spindle motor 10]
As shown in FIG. 1, the
ロータマグネット16は、流体軸受装置20に含まれるロータハブ(ハブ)15の内周面側において、円周方向に多極着磁されて取り付けられている。そして、ロータマグネット16は、対向配置されたステータ17のコイルに順次通電させてステータ17との間に回転磁界を発生させることで、シャフト12を中心としてロータハブ15を回転させる。
The
ベース18は、ステータ17やロータマグネット16等のモータ部品が配置されている。そして、その略中心部分には、スリーブ11を固着するための中空円筒部18aおよびその中心に開けられた穴18bが設けられている。そのベース18の穴18bを形成する部分には、コイルが巻線されたコアからなるステータ17が接着等によって固定されている。
The
流体軸受装置20は、シャフト12を中心として磁気記録ディスクを回転させるために、磁気記録ディスクが搭載されたロータハブ15を含む回転側の部材を固定側の部材(スリーブ11等)に対して互いに非接触の状態でスムーズに回転させる。なお、流体軸受装置20の構成については、後段にて詳述する。
Since the
[流体軸受装置20の構成]
流体軸受装置20は、図1および図2に示すように、スリーブ11、シャフト12、スラストフランジ13、スラスト板14、ロータハブ15、テーパシール部21、および第1流体溜まり部(第1潤滑流体溜まり部)27、第2流体溜まり部(第2潤滑流体溜まり部)22等を有している。
[Configuration of Fluid Bearing Device 20]
1 and 2, the
(スリーブ11)
スリーブ11は、軸受孔11aを有し、鉄、鉄合金、銅、銅合金等の金属材料等によって形成される3つの部材(第1〜第3スリーブ部材31〜33)によって構成され、ベース18に対して固定されている。また、スリーブ11は、図2に示すように、軸方向に沿って形成された連通路11bと、シャフト12の外周面と対向する軸受孔11aの内周面側に形成されたラジアル動圧発生溝(ラジアル軸受部(動圧軸受部))11cと、ロータハブ15との対向面に形成されたスラスト動圧発生溝33aと、を有している。さらに、スリーブ11は、図2および図3に示すように、略円環状に形成される第1流体溜まり部(第1潤滑流体溜まり部)27を内包している。また、スリーブ11は、この第1流体溜まり部27を外気と連通させる換気路28を外周面に有している。
(Sleeve 11)
The
第1スリーブ部材31は、スリーブ11におけるシャフト12の外周面と対向する内側に配置されるインナースリーブとして用いられている。第1スリーブ部材31は、全体として略円環状の部材であって、径方向に沿った断面が略L字型の形状を有している。また、第1スリーブ部材31は、図4に示すように、シャフト12の外周面と対向する面に、ラジアル動圧発生溝11cを有している。
The
第2スリーブ部材32は、第1スリーブ部材31の径方向外側に配置されるアウタースリーブとして用いられている。第2スリーブ部材32は、第1スリーブ部材31と同様に、全体として略円環状で、径方向に沿った断面が略L字型の形状を有している。そして、第2スリーブ部材32は、第1スリーブ部材31と組み合わされた状態において、第1スリーブ部材31との間に形成される隙間に、連通路11bや第1流体溜まり部27等を形成する。また、第2スリーブ部材32は、略L字型の断面を互いに当接させるようにして第1スリーブ部材31と組み合わせられる。これにより、例えば、流体軸受装置20に対して軸方向に大きな衝撃や振動が付与され、回転側部材が固定側部材に対して軸方向に急激に移動しようとした場合でも、シャフト12のスラストフランジ13部分によって第1スリーブ部材31が第2スリーブ部材32に対して軸方向にずれてしまうことを回避することができる。
The
第3スリーブ部材33は、第1スリーブ部材31の外周側、第2スリーブ部材32の開放端側にそれぞれ当接するように配置される略円環状の部材である。第3スリーブ部材33は、図2および図5に示すように、ロータハブ15と対向する面における径方向外側の位置に、スラスト動圧発生溝33aを有している。また、第3スリーブ部材33は、第2スリーブ部材32との間の隙間に、後述する第1流体溜まり部27を外気と連通させる換気路28を形成する。さらに、第3スリーブ部材33は、対向配置されたロータハブ15との間の隙間に、後述する第2流体溜まり部22を形成する。
The
連通路11bは、スリーブ11を軸方向に貫通するように形成された貫通穴であって、上述した第1スリーブ部材31と第2スリーブ部材32との間の隙間に形成される。連通路11bは、非対称なラジアル動圧発生溝11c等によって生成される潤滑流体26の循環力によって、軸受部を含む隙間内において潤滑流体26を循環させる。また、連通路11bは、第1〜第3連通路11ba,11bb,11bcによって構成されている。
The
第1連通路11baは、縦溝が形成された第2スリーブ部材32の内周面と第1スリーブ部材31の外周面とを組み合わせた際に形成される穴部分であって、スリーブ11の閉塞端側から軸方向に沿って配置されている。第2連通路11bbは、縦溝が形成された第2スリーブ部材32および第3スリーブ部材33の内周面と第1スリーブ部材31の外周面とを組み合わせた際に形成される穴部分であって、スリーブ11の開放端側から軸方向に沿って配置されている。第3連通路11bcは、横溝が形成された第2スリーブ部材32の端面と第1スリーブ部材31の端面とを組み合わせた際に形成される穴部分であって、径方向に沿って配置されている。なお、連通路11bの替わりとして、スリーブ11に穴開け加工することによって連通孔を形成してもよい。
The first communication path 11ba is a hole portion formed when the inner peripheral surface of the
ラジアル動圧発生溝11cは、図4に示すように、ヘリングボーン形状の動圧発生溝であって、回転側であるシャフト12が回転することにより動圧を発生させる。また、ラジアル動圧発生溝11cは、図4に示すように、軸方向において非対称のヘリングボーン形状となっている(図4において、a<bまたはc<d)。このため、スリーブ11とシャフト12との間の隙間(ラジアル軸受部)において所望の方向へ潤滑流体26の流れが形成される(図4の場合には、図2においてラジアル軸受部内においても上から下向きに循環する流れが形成される)。これにより、流体軸受装置20内において効率よく潤滑流体26を循環させて、潤滑流体26内に混入した気泡を効果的に外部空間へと排出することができる。
As shown in FIG. 4, the radial dynamic
スラスト動圧発生溝33aは、上述した第3スリーブ部材33におけるロータハブ15との対向面(上面)に円環状に形成されている。また、スラスト動圧発生溝33aは、第3スリーブ33の上面における径方向外側寄りに形成されている。これにより、本実施形態の流体軸受装置20では、スラストフランジ13とスラスト板14との対向面にスラスト動圧発生溝を形成した場合と比較して、さらに径方向外側の位置において動圧を発生させてシャフト12の傾きを補正して振れ回りを防止することができる。
The thrust dynamic pressure generating groove 33a is formed in an annular shape on the surface (upper surface) facing the
ラジアル動圧発生溝(ラジアル軸受部)11c(図2参照)およびスラスト動圧発生溝(スラスト軸受部)33aを含むシャフト12とスリーブ11の軸受孔11aとの間、およびロータハブ15とスリーブ11との間の隙間には、潤滑流体26が充填されている。この潤滑流体26は、シャフト12を含む回転側部材が回転すると、動圧発生溝内に流入してポンピング圧力を発生させる。
Between the
なお、ラジアル動圧発生溝11cは、図4に示すスリーブ11側ではなく、シャフト12の外周面側に形成されていてもよい。また、ラジアル動圧発生溝11cとしては、ヘリングボーン形状ではなく、2つのスパイラル形状(略ハの字形状)であってもよい。さらに、ラジアル軸受部とスラスト軸受部の双方の特性を備える円錐軸受でもよい。
The radial dynamic
(シャフト12)
シャフト12は、金属材料で構成された、直径が約2.0〜4.0mmの円筒状の外周面を有する部材(例えば、円柱状部材、円筒状部材)であって、軸受孔11a内に回転可能な状態で挿入されている。また、シャフト12の下端部には、中心部分に円形の開口を有する円板状のスラストフランジ13がカシメ、圧入、溶接等によって接合される。なお、スラストフランジ13は、シャフト12と一体成形されていてもよい。シャフト12は回転中心の軸として用いられることから、例えば、SUS等の比較的硬度が高いものが使われており、切削および研磨等によって加工される。
(Shaft 12)
The
(スラストフランジ13)
スラストフランジ13は、略円板状の部材であって、上述したように、シャフト12に対して固定、または一体的に設けられている。そして、スラストフランジ13は、スリーブ11とスラスト板14とで囲まれた空間に収納されている。
(Thrust flange 13)
The
スラストフランジ13の上面周辺部は、スリーブ11の下方に形成された段部(第1スリーブ部材31の底面部)に対向している。
The upper surface peripheral portion of the
なお、スラスト軸受部がロータハブ15とスリーブ11との対向面間の隙間に配置されている場合には、スラストフランジ13は抜け止め機能だけを有していればよい。よって、この場合にはスラスト動圧発生溝を形成する必要がないため、比較的薄い円板状の部材として構成することができる。また、この場合には、抜け止めが別途設けられていれば、スラストフランジ13はなくてもよい(図10の抜け止め部材315a参照)。
When the thrust bearing portion is disposed in the gap between the opposing surfaces of the
(スラスト板14)
スラスト板14は、流体軸受装置20の下部開口を覆うように取り付けられた略円板状の部材である。
(Thrust plate 14)
The
なお、スラスト軸受部がロータハブ15とスリーブ11との対向面間の隙間に配置されている場合には、スラスト動圧発生溝を形成する必要がないため、スラスト板14を比較的薄く形成することができる。
When the thrust bearing portion is disposed in the gap between the opposing surfaces of the
(ロータハブ15)
ロータハブ15は、略カップ状の形状であって、略中心部分に貫通孔を有している。この貫通孔には、シャフト12の上端部が圧入接着工法等によって固着されている。ロータハブ15には、スピンドルモータ10のロータマグネット16が取り付けられており、ステータ17に対して半径方向において対向している。また、ロータハブ15には、磁気記録ディスク等の記録メディアが固定され、全体としてハードディスク装置のような磁気記録再生装置を構成する。さらに、ロータハブ15は、スリーブ11と対向する側の面から軸方向に沿って突出した垂下部15aを有している。
(Rotor hub 15)
The
垂下部15aは、スリーブ11(第3スリーブ部材33)の外周側に近接するように、軸方向に沿って突出している。そして、垂下部15aは、第3スリーブ部材33の外周面との間の隙間において、テーパシール部21を形成する。
The hanging
テーパシール部21は、図2に示すように、垂下部15aとの間の隙間が軸方向下向きに広がるように傾斜した第3スリーブ部材33の外周面とによって形成されている。テーパシール部21は、軸方向上向きに隙間が狭くなっていくため、第2流体溜まり部22に貯留された潤滑流体26を表面張力の作用によって保持することができる。
As shown in FIG. 2, the
(第1流体溜まり部27)
第1流体溜まり部27は、図2、図3および図5に示すように、第1スリーブ部材31と第2スリーブ部材32とを組み合わせた状態で、スリーブ11に内包されるように形成された略円環状の隙間である。また、第1流体溜まり部27は、軸方向に沿って形成された連通路11bに対して一部が略垂直に交差している。さらに、第1流体溜まり部27は、図2および図3に示すように、周方向に沿って径方向における隙間の大きさが変化するように形成されている。
(First fluid reservoir 27)
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the
具体的には、図3に示すように、第1流体溜まり部27を外気と連通させる換気路28に近接する位置から周方向に沿って離間していくほど、径方向における隙間(断面積)が小さくなるシール構造(シール部)30が形成されている。つまり、第1流体溜まり部27は、換気路28から最も離間した位置に最小隙間部27a、換気路28に最も近接する位置に最大隙間部27bを有している。
Specifically, as shown in FIG. 3, the gap in the radial direction (cross-sectional area) increases as the distance from the position close to the
最小隙間部27aは、径方向隙間が最小隙間dとなっている。一方、最大隙間部27bは、径方向隙間が最大隙間Dとなっており、両者の関係はD>dである。
In the
すなわち、第1流体溜まり部27は、図3に示すように、周方向において径方向隙間の大きさが、換気路28から徐々に小さくなっていくシール構造30を有している。このため、第1流体溜まり部27に貯留された潤滑流体26には、最も隙間が大きい換気路28側から最も隙間が小さい連通路11b側に向かって表面張力の作用によって毛管力(吸引力)が働く。よって、本実施形態では、第1流体溜まり部27内において、図3に示すように、気液境界面26aを境として、潤滑流体26を安定的に保持することができる。この結果、第1流体溜まり部27が換気路28を介して外気と連通している構成であっても、貯留された潤滑流体26が換気路28から外部へ漏れ出すことを防止することができる。
That is, as shown in FIG. 3, the
また、非対称なラジアル動圧発生溝11cによって生成される潤滑流体26の循環力によって連通路11b内において、潤滑流体26が循環している。そして、第1流体溜まり部27と連通路11bとは、最小隙間部27aの位置において一部が連通した状態で交差している。このとき、連通路11b内を循環する潤滑流体26は、第1流体溜まり部27内における径方向隙間の大きさの変化による潤滑流体26への吸引力によって、連通路11bから第1流体溜まり部27へと必要以上に流出してしまうことを抑制される。
Further, the lubricating
連通路11bは、第1流体溜まり部27における連通路11bと交差する部分における断面積の大きさに対して、断面積が小さくなるように形成される。これにより、連通路11b内を循環する潤滑流体26に含まれる気泡には、より隙間が大きい側へと移動しようとする力が働くため、効果的に循環経路内から第1流体溜まり部27へと気泡を送り込むことができる。
The
なお、連通路11bと第1流体溜まり部27との交差部分における隙間の大小関係については、連通路11bの隙間の大きさが、少なくとも第1流体溜まり部27における最大隙間部27bの隙間の大きさよりも小さければよい。また、連通路11bと第1流体溜まり部27との交差部分における隙間の大小関係については、径方向隙間、軸方向隙間の大小関係だけでなく、連通路11bの等価直径と、連通路11bと第1流体溜まり部27との交差部分における等価直径との大きさによって設定されていてもよい。ここで、等価直径とは、その流路が、流動の点から直径いくらの円管の集合と等価であるかを示す代表長さをいう。
Regarding the size relationship of the gap at the intersection of the
(第2流体溜まり部22)
第2流体溜まり部22は、図2に示すように、スリーブ11とロータハブ15との対向面間の隙間に形成されている。また、第2流体溜まり部22に貯留された潤滑流体26は、上述した垂下部15aと第3スリーブ部材33との間に形成されたテーパシール部21において外気と連通している。よって、潤滑流体26は、第1流体溜まり部27内の気液境界面26a、および第2流体溜まり部22側のテーパシール部21において、それぞれ外気と連通した状態となり、より効果的に第2流体溜まり部22において潤滑流体26に含まれる気泡を外気へと排出することができる。
(Second fluid reservoir 22)
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、スリーブ11に内包される略円環状の第1流体溜まり部27に加えて、ロータハブ15とスリーブ11との対向面間にも第2流体溜まり部22を設けている。
In the present embodiment, in addition to the substantially annular
これにより、従来の流体軸受装置と比較して、潤滑流体溜まり部の容積を増大させ、より多くの潤滑流体26を装置内に貯留することができる。また、第1・第2流体溜まり部27,22の双方が、外気と連通するように形成されている。よって、装置内を循環する潤滑流体26が各潤滑流体溜まり部に流れ込んだ際には、潤滑流体26内に含まれる気泡を効果的に外気へと排出することができる。
Thereby, compared with the conventional hydrodynamic bearing device, the volume of the lubricating fluid reservoir can be increased and
さらに、第2流体溜まり部22の開放側にテーパシール部21を設けているため、テーパシール部21において潤滑流体26の液面の位置を調整することで、装置内に貯留される潤滑流体26の液量を調整することができる。
Further, since the
また、第2流体溜まり部22側におけるテーパシール部21の隙間の大きさは、第1流体溜まり部27内に貯留された潤滑流体26に働く表面張力と、テーパシール部21付近において潤滑流体26に働く表面張力とが釣り合うような大きさに設定される。これにより、装置内においてバランスよく、潤滑流体26を貯留することができる。
Further, the size of the gap of the
<潤滑流体26の循環経路>
本実施形態の流体軸受装置20では、上述した各構成によって、装置内に潤滑流体26の循環経路を形成している。
<Circulation path of lubricating
In the
そして、潤滑流体26は、ラジアル動圧発生溝11cが形成されたラジアル軸受部から、第1連通路11ba(第1スリーブ部材31と第2スリーブ部材32間)、第3連通路11bc(第1スリーブ部材31と第2スリーブ部材32間)、第1流体溜まり部27、第2連通路11bb(第1スリーブ部材31と第2スリーブ部材32、第3スリーブ部材33の間)を経由して、第2流体溜まり部22の順に装置内を循環する。
The lubricating
[本流体軸受装置20の特徴]
(1)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2等に示すように、シャフト12が、スリーブ11の軸受孔11a内に回転可能な状態で装填されており、スリーブ11の一部には軸方向に沿った連通路11bが設けられている。シャフト12やスリーブ11等の間に形成される微小隙間には、潤滑流体26が充填されている。シャフト12の外周面と対向するスリーブ11の内周面には、図4に示すように、ラジアル動圧発生溝11cが形成されている。スリーブ11には、図3に示すように、潤滑流体26を貯留するための略円環状の第1流体溜まり部27が内包されている。第1流体溜まり部27は、スリーブ11内において連通路11bと一部が連通した状態で交差するとともに、換気路28を介して外気と連通する。
[Features of the hydrodynamic bearing device 20]
(1)
In the
これにより、スリーブ11に内包される位置に第1流体溜まり部27を配置したことで、軸方向におけるラジアル軸受部(ラジアル動圧発生溝11c)の近傍に第1流体溜まり部27が配置されることを回避することができる。よって、シャフト12の外周面とスリーブ11の内周面との間に形成されるラジアル軸受部を軸方向において最大限確保することができる。よって、流体軸受装置20を薄型化して軸方向における長さを十分に確保できない構成であっても、ラジアル軸受部の軸方向長さを十分に確保して、軸受の角度剛性を向上させ、振れ回りを効果的に防止することができる。
Thus, the
また、本実施形態の流体軸受装置20では、スリーブ11内に設けた第1流体溜まり部27を、換気路28を介して外気と連通させている。
Further, in the
これにより、スリーブ11に内包される第1流体溜まり部27に貯留された潤滑流体26は、換気路28を介して呼吸することができる。よって、装置内に十分な量の潤滑流体26を貯留しつつ、装置内を循環する際に潤滑流体26内において生じたり混入したりした気泡を効果的に外気へと排出することができる。
Thereby, the lubricating
(2)
本実施形態の流体軸受装置20では、図3および図5に示すように、第1流体溜まり部27が、連通路11bとの連通した状態で交差する位置に、径方向隙間が最小隙間dとなる最小隙間部27aを有している。
(2)
In the
これにより、第1流体溜まり部27内に貯留された潤滑流体26には、表面張力の作用によって連通路11bと交差する位置に向かって吸引力が働く。よって、連通路11b内を循環する潤滑流体26は、第1流体溜まり部27と連通する位置にあっても、必要以上に第1流体溜まり部27へ流入してしまうことを回避することができる。この結果、潤滑流体26の循環経路の一部に連通するように、第1流体溜まり部27を配置した場合でも、潤滑流体26の循環を妨げることなく、かつ潤滑流体26が減少してきた際には円滑に循環経路内へ潤滑流体26を供給することができる。
As a result, a suction force acts on the lubricating
(3)
本実施形態の流体軸受装置20では、図3および図5に示すように、第1流体溜まり部27が、換気路28が形成された位置に、径方向隙間が最大隙間Dとなる最大隙間部27bを有している。
(3)
In the
これにより、表面張力の作用によって隙間が大きい換気路28側へ、潤滑流体26が移動しにくくすることができる。よって、潤滑流体26が貯留された第1流体溜まり部27を、換気路28を介して外気と連通させた場合でも、換気路28からの潤滑流体26の漏れ出しを効果的に防止することができる。
Thereby, the lubricating
(4)
本実施形態の流体軸受装置20では、図3および図5に示すように、第1流体溜まり部27が、換気路28から周方向に離間するにつれて径方向隙間(断面積)の大きさが小さくなるシール構造30を有している。
(4)
In the
これにより、シール構造30によって、換気路28付近の最大隙間部27b側から連通路11bと交差する最小隙間部27a側に向かって、潤滑流体26に対して毛管力による吸引力を付与することができる。よって、換気路28からの漏れ出しを防止しつつ、第1流体溜まり部27において、潤滑流体26を安定的に貯留することができる。
Thus, the sealing
また、換気路(換気孔)28は、最大隙間部27b付近に形成されているため、第1流体溜まり部27に溜まった気泡は、流体軸受装置20の姿勢に関わらず、常に、換気路28付近に形成されるため、衝撃等によって潤滑流体26が換気路28から外部へ漏れ出すことはない。
Further, since the ventilation path (ventilation hole) 28 is formed in the vicinity of the
(5)
本実施形態の流体軸受装置20では、図5に示すように、第1流体溜まり部27が、軸方向に沿って形成された連通路11bに対して略垂直に交差するように形成されている。
(5)
In the
これにより、例えば、軸方向に沿った連通路11bを形成する場合には、連通路11bを構成する第1・第2連通路11ba,11bbを、軸方向に沿った縦溝として形成することができる。よって、溝加工を容易化して、効率よく、かつ加工コストを抑えつつ所望の連通路11bを形成することができる。
Thereby, for example, when forming the communicating
(6)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2に示すように、ロータハブ15とスリーブ11との対向面間の隙間に、スラスト軸受部(スラスト動圧発生溝33a)を設けている。
(6)
In the
これにより、従来のスラストフランジ13とスラスト板14等との対向面間にスラスト軸受部を配置した構成と比較して、流体軸受装置20の力点重心に近い位置にスラスト軸受部を配置することができる。よって、シャフト12が傾いた際でも、スラスト軸受部において生じる動圧によって従来よりも軸受の角度剛性を向上させて効果的に振れ回りを防止することができる。
Thereby, compared with the structure which has arrange | positioned the thrust bearing part between the opposing surfaces of the
(7)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2に示すように、ロータハブ15とスリーブ11との対向面間の隙間に、第2流体溜まり部22を配置している。
(7)
In the
これにより、スリーブ11に内包される第1流体溜まり部27に加えて、第2流体溜まり部22を設けることで、流体軸受装置20内に十分な量の潤滑流体26を保持することができる。よって、潤滑流体26の不足による不具合の発生を効果的に防止して、流体軸受装置20の寿命を延長することができる。
Thus, by providing the second
(8)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2に示すように、ロータハブ15の一部に形成された垂下部15aとスリーブ11(第3スリーブ部材33)の外周面との間の隙間に、テーパシール部21を設けている。
(8)
In the
これにより、ロータハブ15とスリーブ11との対向面間に配置された第2流体溜まり部22に貯留される潤滑流体26に含まれる気泡を、テーパシール部21から効果的に排出しつつ、そこからの漏れ出しを効果的に抑制することができる。
Thereby, air bubbles contained in the lubricating
(9)
本実施形態の流体軸受装置20では、第1流体溜まり部27内に貯留された潤滑流体26に働く表面張力と、第2流体溜まり部22側のテーパシール部21付近の潤滑流体26に働く表面張力とがバランスするように、テーパシール部21等の隙間の大きさが設定されている。
(9)
In the
これにより、装置内に2つ以上の開放部を有する流体軸受装置20であっても、双方の開放部においてバランスするように潤滑流体26に対して表面張力を付与することで、潤滑流体26を装置内において安定して保持することができる。
As a result, even in the
(10)
本実施形態の流体軸受装置20では、第1流体溜まり部27が、ラジアル軸受部(ラジアル動圧発生溝11c)に対して、潤滑流体26の循環経路の一部を構成する連通路11bを介して連通している。
(10)
In the
これにより、装置の動作中において、ラジアル軸受部におけるアンバランスによって第1流体溜まり部27に貯留された潤滑流体26に含まれる気泡が移動することを回避することができる。よって、装置の動作中において、気泡が装置内を移動することによる不具合の発生を容易に回避することができる。
Thereby, during operation of the apparatus, it is possible to avoid movement of bubbles contained in the lubricating
(11)
本実施形態の流体軸受装置20では、スリーブ11を形成する材料として、鉄、鉄合金、銅、銅合金等の金属材料を用いている。
(11)
In the
これにより、比較的安価な材料を用いて、耐熱性、耐油性に優れたスリーブ11を得ることができる。また、動圧発生溝を形成する場合でも、高精度な溝を形成して精度の高い動圧発生を実現することができる。
Thereby, the
(12)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2および図5に示すように、第1スリーブ部材31、第2スリーブ部材32および第3スリーブ部材33という3つの部材を用いてスリーブ11を構成している。
(12)
In the
これにより、スリーブ11内に形成される連通路11bや第1流体溜まり部27を、比較的単純な形状の部材を組み合わせることで容易に形成することができる。よって、スリーブ11に対して複雑な加工等を必要とすることなく、簡素な構成によって上述したスリーブ11の構成を得ることができる。
Thereby, the
(13)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2および図5に示すように、上述した3つの部材のうち、第1・第2スリーブ部材31,32には、径方向に沿った断面が略L字型形状の部材を組み合わせて用いている。
(13)
In the
これにより、互いの略L字型形状の部分が当接するように組み合わせることで、軸方向における抜け止めの役割を果たすことができる。よって、スリーブ11を複数の部材を組み合わせて構成した場合でも、流体軸受装置20への振動や衝撃によってシャフト12とともにスリーブ11の一部がずれてしまうことを効果的に防止することができる。
Thereby, it can play the role of the retaining in the axial direction by combining so that the substantially L-shaped portions of each other come into contact with each other. Therefore, even when the
(14)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2、図3および図5に示すように、第1流体溜まり部27を外気と連通させる換気路28が、第1流体溜まり部27が連通路11bと交差する位置から最も離間した位置に形成されている。
(14)
In the
これにより、装置内を循環する潤滑流体26が連通路11b内を移動する場合でも、換気路28から最も離れた位置であるため、容易に換気路28から漏れ出すことはない。よって、第1流体溜まり部27の形状によるシール効果と併せることで、第1流体溜まり部27内に貯留された潤滑流体26が、換気路28から漏れ出してしまうことをより効果的に防止することができる。
Thereby, even when the lubricating
(15)
本実施形態の流体軸受装置20では、図2、図3および図5に示すように、第1流体溜まり部27を外気と連通させる換気路28が、スリーブ11の外周面側(第2・第3スリーブ部材32,33間の隙間)に形成されている。
(15)
In the
これにより、スリーブ11の外周面側において、第1流体溜まり部27内に貯留された潤滑流体26を呼吸させることができる。
Thereby, the lubricating
(16)
本実施形態のスピンドルモータ10は、上述した流体軸受装置20を搭載している。
(16)
The
これにより、薄型化された流体軸受装置20であってもラジアル軸受部の軸方向長さを十分に確保して軸受の角度剛性を向上させることができるとともに、装置内を循環する際に潤滑流体26内において生じたり混入したりした気泡を、効果的に外気へと排出することができる、という効果を得ることが可能なスピンドルモータ10を提供することができる。
Thereby, even if it is the
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
(A)
上記実施形態では、連通路11bや第1流体溜まり部27を内包するスリーブ11が、3つの部材(第1〜第3スリーブ部材31〜33)によって構成される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(A)
In the said embodiment, the
例えば、図6および図7に示すように、第1・第2スリーブ部材131,132という2つの部材によって構成されるスリーブ111を用いてもよい。この場合でも、ロータハブ15との対向面間に第2流体溜まり部22を形成し、連通路111bや第1流体溜まり部(第1潤滑流体溜まり部)127を内包するスリーブ111を容易に構成することができる。また、上記実施形態と同様に、径方向断面が略L字型の部材同士を組み合わせて用いることで、略L字型の部分同士が当接し合って抜け止め防止部材としても機能させることができる。
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, a
なお、第2スリーブ部材132は、上記実施形態の第3スリーブ部材33と同様に、ロータハブ15との対向面側にスラスト動圧発生溝132aを有していることが好ましい。これにより、流体軸受装置120の力点にできる限り近い位置であって、かつ回転側部材の支持点を径方向距離が最大になる位置に配置することで、軸受の角度剛性を向上させて効果的に振れ回りを防止することができる、という上記と同様の効果を得ることができる。
The
ただし、2つの部材の組合せと比較して、1つ1つの部材の形状を単純化することで加工を容易化し、材料ロスを低減することができるという点では、上記実施形態のように、3つの部材を組み合わせてスリーブを構成することがより好ましい。 However, as compared with the combination of two members, the shape of each member can be simplified to facilitate processing and reduce material loss as in the above embodiment. More preferably, the sleeve is formed by combining two members.
(B)
上記実施形態では、スリーブ11を構成する3つの部材について、全て金属製の部材を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(B)
In the above-described embodiment, the three members constituting the
3つの部材のうち、例えば、第3スリーブ部材33については、耐熱性や耐油性等に優れた樹脂によって成形されていてもよい。
Of the three members, for example, the
この場合、ロータハブ15に対するスリーブ11の対向面側にスラスト動圧発生溝を形成する際には、図8に示すように、樹脂製の部材133aの一部に金属製の部材133bをインサート成形し、金属製の部材133bの部分に動圧発生溝を形成した第3スリーブ部材133とすればよい。これにより、スリーブを構成する一部材として樹脂製の部品を用いた場合でも、精度よく動圧を発生させることができる。
In this case, when the thrust dynamic pressure generating groove is formed on the facing surface side of the
(C)
上記実施形態では、ロータハブ15とスリーブ11との対向面の間の隙間にスラスト軸受部(スラスト動圧発生溝33a)を配置した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(C)
In the above embodiment, an example in which the thrust bearing portion (thrust dynamic pressure generating groove 33a) is disposed in the gap between the opposing surfaces of the
例えば、ロータハブ15とスリーブ211との対向面の間にスラスト軸受部を配置することなく、図9に示すように、シャフト212と一体的に回転するスラストフランジ213とスラスト板214との対向面の間(ここでは、スラストフランジ213側にスラスト動圧発生溝233aを形成)にスラスト軸受部を配置してもよい。あるいは、さらにスラストフランジ213とスリーブ211との対向面の間にスラスト軸受部を配置してもよい。
For example, without providing a thrust bearing portion between the opposing surfaces of the
ただし、流体軸受装置20における力点にできる限り近い位置、かつ径方向において最大の位置において動圧を発生させることで回転側部材の振れ回りを防止するという点では、上記実施形態のように、ロータハブ15とスリーブ11との対向面の間にスラスト軸受部を配置することがより好ましい。
However, in the point of preventing the rotation-side member from swinging by generating dynamic pressure at a position as close as possible to the power point in the
(D)
上記実施形態では、シャフト12に対してスラストフランジ13が取り付けられた、いわゆるフランジタイプの流体軸受装置20を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(D)
In the above embodiment, the so-called flange-type
例えば、図10に示すように、シャフト312に対してフランジ部がない、いわゆるフランジレスタイプの流体軸受装置320、およびこれを搭載したスピンドルモータ310であってもよい。この場合には、抜け止め部材315aをロータハブ315に対して取り付けることにより、抜け止め部材315aが第3スリーブ部材311cの段差部分に対して当接させることで、シャフト312がスリーブ311の軸受孔311a内から抜けてしまうことを回避することができる。
For example, as shown in FIG. 10, a so-called flangeless type
(E)
上記実施形態では、第1流体溜まり部27におけるシール機能を、径方向隙間の大きさを周方向において変化させることで付与した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(E)
In the said embodiment, the sealing function in the 1st
例えば、上記シール機構としては、第1潤滑流体溜まり部の径方向に沿った断面積の大きさを周方向において変化させることで付与すればよい。すなわち、周方向において大きさを変化させるのは、径方向隙間の大きさ以外にも、軸方向隙間の大きさであってもよいし、径方向および軸方向の双方の隙間であってもよい。 For example, the sealing mechanism may be provided by changing the size of the cross-sectional area along the radial direction of the first lubricating fluid reservoir in the circumferential direction. That is, the size in the circumferential direction may be changed not only in the size of the radial gap but also in the size of the axial gap, or in both the radial direction and the axial direction. .
(F)
上記実施形態では、流体軸受装置20内の隙間に充填された潤滑流体26を循環させる循環力を付与するために、ラジアル動圧発生溝11cを非対称溝として形成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(F)
In the embodiment described above, an example in which the radial dynamic
例えば、スラスト動圧発生溝を非対称溝として形成してスラスト軸受部側において循環力を発生させるような構成であってもよい。あるいは、ラジアル・スラスト動圧発生溝の双方を非対称溝として形成し、潤滑流体26に対して装置内で循環する力を付与するような構成であってもよい。
For example, the thrust dynamic pressure generating groove may be formed as an asymmetric groove to generate a circulating force on the thrust bearing portion side. Alternatively, both the radial and thrust dynamic pressure generating grooves may be formed as asymmetric grooves to apply a force for circulating the lubricating
(G)
上記実施形態では、スリーブ11を構成する材料として、鉄、鉄合金、銅、銅合金等の金属材料を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(G)
In the embodiment described above, an example in which a metal material such as iron, an iron alloy, copper, or a copper alloy is used as the material constituting the
例えば、上記金属材料以外にも、焼結金属やSUS、真鍮、鍛造品等を用いることができる。 For example, a sintered metal, SUS, brass, a forged product, or the like can be used in addition to the metal material.
(H)
上記実施形態では、ラジアル軸受部およびスラスト軸受部を含む流体軸受装置を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(H)
In the above embodiment, the hydrodynamic bearing device including the radial bearing portion and the thrust bearing portion has been described as an example. However, the present invention is not limited to this.
例えば、コニカル軸受を含む流体軸受装置に対して、本発明を適用することも可能である。 For example, the present invention can be applied to a hydrodynamic bearing device including a conical bearing.
(I)
上記実施形態では、本発明に係る流体軸受装置20を、スピンドルモータ10に対して搭載した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(I)
In the above-described embodiment, an example in which the
例えば、図11に示すように、記録再生ディスク151に対して記録再生を行う記録ヘッド152を有する磁気記録再生装置(記録再生装置、情報処理装置)150に搭載されるスピンドルモータ110(流体軸受装置120)に対しても本発明の適用は当然に可能である。
For example, as shown in FIG. 11, a spindle motor 110 (fluid bearing device) mounted on a magnetic recording / reproducing apparatus (recording / reproducing apparatus, information processing apparatus) 150 having a
また、記録再生装置としては、磁気記録再生装置に限らず、例えば、光ディスク等の他の記録再生装置に対しても搭載可能である。 Further, the recording / reproducing apparatus is not limited to the magnetic recording / reproducing apparatus, and can be mounted on other recording / reproducing apparatuses such as an optical disk.
さらには、情報処理装置として、CPUに搭載される冷却ファンを回転させるスピンドルモータに含まれる流体軸受装置としても本発明の適用は可能である。 Furthermore, the present invention can also be applied to a hydrodynamic bearing device included in a spindle motor that rotates a cooling fan mounted on a CPU as an information processing device.
本発明の流体軸受装置は、薄型化された流体軸受装置であってもラジアル軸受部の軸方向長さを十分に確保して軸受の角度剛性を向上させることができるとともに、装置内を循環する潤滑流体内に含まれる気泡を効果的に外気へと排出することができるという効果を奏することから、各種情報処理装置に搭載される流体軸受装置に対して広く適用可能である。 The hydrodynamic bearing device of the present invention can sufficiently secure the axial length of the radial bearing portion to improve the angular rigidity of the bearing even in the thinned hydrodynamic bearing device, and circulates in the device. Since the bubbles contained in the lubricating fluid can be effectively discharged to the outside air, the present invention is widely applicable to hydrodynamic bearing devices mounted on various information processing apparatuses.
10 スピンドルモータ
11 スリーブ
11a 軸受孔
11b 連通路
11ba 第1連通路
11bb 第2連通路
11bc 第3連通路
11c ラジアル動圧発生溝(ラジアル軸受部(動圧軸受部))
12 シャフト(軸)
13 スラストフランジ
14 スラスト板
15 ロータハブ(ハブ)
15a 垂下部
16 ロータマグネット
17 ステータ
18 ベース
18a 中空円筒部
18b 穴
20 流体軸受装置
21 テーパシール部
22 第2流体溜まり部(第2潤滑流体溜まり部)
26 潤滑流体
26a 気液境界面
27 第1流体溜まり部(第1潤滑流体溜まり部)
27a 最小隙間部
27b 最大隙間部
28 換気路
30 シール構造(シール部)
31 第1スリーブ部材
32 第2スリーブ部材
33 第3スリーブ部材
33a スラスト動圧発生溝(スラスト軸受部)
110 スピンドルモータ
111 スリーブ
111b 連通路
120 流体軸受装置
127 第1流体溜まり部(第1潤滑流体溜まり部)
128 換気路
131 第1スリーブ部材
132 第2スリーブ部材
132a スラスト動圧発生溝(スラスト軸受部)
133 第3スリーブ部材
133a 樹脂製の部材
133b 金属製の部材
150 磁気記録再生装置(情報処理装置)
151 記録再生ディスク
152 記録ヘッド
211 スリーブ
212 シャフト(軸)
213 スラストフランジ
214 スラスト板
220 流体軸受装置
233a スラスト動圧発生溝
310 スピンドルモータ
311 スリーブ
311a 軸受孔
311b 連通穴
311c 第3スリーブ部材
312 シャフト
315 ロータハブ(ハブ)
315a 抜け止め部材
320 流体軸受装置
d 最小隙間
D 最大隙間
DESCRIPTION OF
12 Shaft
13
15a Suspended
26
31
110
128
133
151 Recording / Reproducing
213 Thrust flange 214
315a Retaining
Claims (19)
前記軸が相対回転可能な状態で装填される軸受孔を有する略円筒状のスリーブと、
前記スリーブの一部に軸方向に沿って形成されており、前記スリーブにおける前記軸受孔の開放端側と閉塞端側とを連通させる連通路と、
前記軸と前記スリーブとの間の微小隙間を含む空間に貯留される潤滑流体と、
前記軸の外周面と前記スリーブの内周面との間に配置されている動圧軸受部と、
前記スリーブに内包されており、前記連通路に対して交差するように形成され、前記連通路と一部が連通するとともに、前記潤滑流体を貯留する略環状の第1潤滑流体溜まり部と、
前記第1潤滑流体溜まり部と外気とを連通させる換気路と、
を備えている流体軸受装置。 The axis,
A substantially cylindrical sleeve having a bearing hole in which the shaft is loaded in a relatively rotatable state;
A communication path that is formed in a part of the sleeve along the axial direction and communicates the open end side and the closed end side of the bearing hole in the sleeve;
A lubricating fluid stored in a space including a minute gap between the shaft and the sleeve;
A hydrodynamic bearing portion disposed between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve;
A substantially annular first lubricating fluid reservoir that is included in the sleeve, is formed to intersect the communicating path, partially communicates with the communicating path, and stores the lubricating fluid;
A ventilation path for communicating the first lubricating fluid reservoir and the outside air;
A hydrodynamic bearing device.
請求項1に記載の流体軸受装置。 The first lubricating fluid reservoir has a minimum gap that minimizes the cross section along the radial direction at a position intersecting the communication path.
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
請求項1または2に記載の流体軸受装置。 The first lubricating fluid reservoir has a maximum gap in the vicinity of the ventilation path where the cross section along the radial direction is maximum.
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
請求項1から3のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The first lubricating fluid reservoir is formed in a circumferential direction so that a cross section along the radial direction becomes smaller from the ventilation path side toward the communication path side.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The first lubricating fluid reservoir intersects substantially perpendicularly to the communication path;
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 4.
前記スリーブにおける開放端側の端面と前記ハブとの対向面の間に形成されたスラスト軸受部と、
をさらに備えている、
請求項1から5のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 A hub that is fixed relative to the shaft and rotates with the shaft;
A thrust bearing portion formed between an end surface on the open end side of the sleeve and a surface facing the hub;
Further equipped with,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 5.
前記スリーブにおける前記開放端側の端面と前記ハブとの対向面の間に形成される第2潤滑流体溜まり部と、
をさらに備えている、
請求項1から6のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 A hub that is fixed relative to the shaft and rotates with the shaft;
A second lubricating fluid reservoir formed between an end surface of the sleeve on the open end side and a surface facing the hub;
Further equipped with,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 6.
前記垂下部と前記スリーブの外周面との間の隙間において前記潤滑流体を外気と連通させた状態で保持するテーパシール部をさらに備えている、
請求項6または7に記載の流体軸受装置。 The hub has a drooping portion projecting in the axial direction at a position close to the outer peripheral side of the sleeve,
A taper seal that holds the lubricating fluid in communication with outside air in a gap between the hanging portion and the outer peripheral surface of the sleeve;
The hydrodynamic bearing device according to claim 6 or 7.
請求項8に記載の流体軸受装置。 The surface tension acting on the lubricating fluid held in the tapered seal portion and the surface tension acting on the lubricating fluid held in the first lubricating fluid reservoir are balanced.
The hydrodynamic bearing device according to claim 8.
請求項1から9のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The dynamic pressure bearing portion communicates with the first lubricating fluid reservoir through a part of the circulation path of the lubricating fluid.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 9.
請求項1から10のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The sleeve is a metal part,
The hydrodynamic bearing device according to claim 1.
請求項1から11のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The sleeve is configured by combining three parts,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 11.
請求項1から11のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The sleeve is configured by combining two parts,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 11.
請求項12または13に記載の流体軸受装置。 The sleeve is configured by combining substantially cylindrical parts having a substantially L-shaped cross section along the radial direction.
The hydrodynamic bearing device according to claim 12 or 13.
請求項12から14のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 In the sleeve, a part including a thrust bearing portion among the parts is formed of a resin, and a metal part is insert-molded in a portion of the thrust dynamic pressure generating groove.
The hydrodynamic bearing device according to claim 12.
請求項1から15のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The ventilation path is formed at a position farthest in the circumferential direction with respect to a portion where the first lubricating fluid reservoir and the communication path intersect.
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 15.
請求項1から16のいずれか1項に記載の流体軸受装置。 The ventilation path is formed on the outer peripheral side surface of the sleeve,
The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 16.
前記流体軸受装置の回転側部材に取り付けられた回転磁石と、
前記回転磁石に対して回転力を付与するステータコイルと、
を備えたスピンドルモータ。 The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 17,
A rotating magnet attached to the rotating side member of the fluid dynamic bearing device;
A stator coil for applying a rotational force to the rotating magnet;
With spindle motor.
An information processing apparatus comprising the spindle motor according to claim 18.
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2008
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