JP2002181035A - Dynamic pressure bearing device - Google Patents
Dynamic pressure bearing deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触軸受装置の
一例である動圧軸受装置に関し、特にポンピング力の発
生機構とこれを用いたオイルシール機構に特徴を有する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure bearing device which is an example of a non-contact bearing device, and particularly has a feature in a pumping force generating mechanism and an oil seal mechanism using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】磁気ディスク記憶装置の回転駆動部のよ
うに高速及び高精度の回転が要求される回転部の軸受と
して、非接触軸受装置の一例である動圧軸受装置の適用
が進められている。図４は、前記動圧軸受装置の構成を
示すもので、モータの主軸に適用した例を示している。2. Description of the Related Art A dynamic pressure bearing device, which is an example of a non-contact bearing device, is being applied as a bearing for a rotating portion requiring high-speed and high-precision rotation, such as a rotary drive portion of a magnetic disk storage device. I have. FIG. 4 shows a configuration of the dynamic pressure bearing device, and shows an example in which the present invention is applied to a main shaft of a motor.
【０００３】図４において、フレーム１上にはステータ
２が構成され、その中心にはラジアル方向動圧発生溝１
４ａ、１４ｂが設けられた主軸１３が固定され、この主
軸１３の頂部にはスラスト方向動圧発生溝７ａ、７ｂが
設けられたスラストフランジ６が固定されている。前記
主軸１３には、周囲にロータ１０が構成されたハブ９の
中心に設けられたスリーブ５が嵌挿され、スラストフラ
ンジ６の上面は上受け面を構成するプレート８で閉じら
れる。また、主軸１３及びスラストフランジ６とスリー
ブ５及びプレート８との間の軸受隙間には、図５（ａ）
に示すように、潤滑剤としてオイル１１が充填される。In FIG. 4, a stator 2 is formed on a frame 1, and a radial dynamic pressure generating groove 1 is provided at the center thereof.
A main shaft 13 provided with 4a and 14b is fixed, and a thrust flange 6 provided with thrust direction dynamic pressure generating grooves 7a and 7b is fixed to the top of the main shaft 13. A sleeve 5 provided at the center of a hub 9 around which a rotor 10 is formed is fitted into the main shaft 13, and the upper surface of the thrust flange 6 is closed by a plate 8 forming an upper receiving surface. FIG. 5A shows a bearing clearance between the main shaft 13 and the thrust flange 6 and the sleeve 5 and the plate 8.
As shown in FIG. 5, oil 11 is filled as a lubricant.
【０００４】上記構成において、ステータ２に通電する
と、ハブ９及びスリーブ５、プレート８は主軸１３を回
転中心として回転する。このとき、スラストフランジ６
のスラスト方向動圧発生溝７ａとスリーブ５の下受け面
との間に発生する圧力によりハブ９は浮上する。また、
スラストフランジ６上面のスラスト方向動圧発生溝７ｂ
とプレート８の上受け面との間にも圧力が発生するの
で、下受け面と上受け面との圧力のバランスにより、ハ
ブ９は一定の高さを保って回転する。また、主軸１３の
外周面に設けられたラジアル方向動圧発生溝１４ａ、１
４ｂによりラジアル方向にも圧力が発生するので、スリ
ーブ５は主軸１３との間に一定の間隔を保って非接触で
回転する。In the above configuration, when the stator 2 is energized, the hub 9, the sleeve 5, and the plate 8 rotate around the main shaft 13 as a center of rotation. At this time, the thrust flange 6
The hub 9 floats by the pressure generated between the thrust direction dynamic pressure generating groove 7a and the lower receiving surface of the sleeve 5. Also,
Thrust direction dynamic pressure generating groove 7b on the upper surface of thrust flange 6
Pressure is also generated between the upper receiving surface and the plate 8, so that the hub 9 rotates while maintaining a constant height by the balance of the pressure between the lower receiving surface and the upper receiving surface. Also, radial dynamic pressure generating grooves 14a, 1b provided on the outer peripheral surface of the spindle 13 are provided.
Since pressure is also generated in the radial direction by 4b, the sleeve 5 rotates in a non-contact manner with a certain interval between the sleeve 5 and the main shaft 13.
【０００５】前記ラジアル方向動圧発生溝１４ａ、１４
ｂは、図５（ａ）に示すように、形成位置の円周方向中
心線Ｃに対して上下対称的なＶ字状に形成されている。
即ち、溝４の幅ｂ１＝ｂ２、形成角度β１＝β２、長さ
ｌ１＝ｌ２は対称に形成され、溝４の深さｈは、図５
（ｂ）に示すように、一定の深さに形成される。ハブ９
の回転により主軸１３の周囲でスリーブ５が回転する
と、ラジアル方向動圧発生溝１４ａには、図５（ｃ）に
示すように圧力が発生し、圧力はスリーブ５を離反させ
る方向に作用するので、主軸１３に対してスリーブ５を
非接触で回転させることができる。The radial dynamic pressure generating grooves 14a, 14
As shown in FIG. 5A, b is formed in a V-shape that is vertically symmetrical with respect to the circumferential center line C at the formation position.
That is, the width b1 = b2, the formation angle β1 = β2, and the length l1 = l2 of the groove 4 are formed symmetrically, and the depth h of the groove 4 is set as shown in FIG.
As shown in (b), it is formed at a certain depth. Hub 9
When the sleeve 5 is rotated around the main shaft 13 by the rotation of the shaft, pressure is generated in the radial dynamic pressure generating groove 14a as shown in FIG. 5C, and the pressure acts in a direction to separate the sleeve 5. The sleeve 5 can be rotated without contact with the main shaft 13.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成になる動圧軸受装置では、オイル１１の充填空間
はスラストフランジ６側では密閉されているが、下方で
は外部に開放された状態にあり、充填されたオイル１１
は大気圧によって主軸１３とスリーブ５との間に止ま
り、完全に密閉された状態にはない。従って、ハブ９が
回転するとオイル１１が漏れて飛散する問題点があっ
た。However, in the above-described conventional dynamic pressure bearing device, the space filled with oil 11 is sealed on the thrust flange 6 side, but is open to the outside below. Filled oil 11
Is stopped between the main shaft 13 and the sleeve 5 by the atmospheric pressure, and is not in a completely sealed state. Therefore, when the hub 9 rotates, the oil 11 leaks and scatters.
【０００７】本発明が目的とするところは、オイルの漏
れを防ぐ動圧発生溝の構造を備えた動圧軸受装置を提供
することにある。An object of the present invention is to provide a dynamic pressure bearing device having a structure of a dynamic pressure generating groove for preventing oil leakage.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、円柱形の主軸にその外周面と軸受隙間を隔
てて筒状体が嵌挿され、前記軸受隙間の軸方向の一方端
が密閉され、他方端が大気開放された中に潤滑オイルが
充填され、主軸の外周面もしくは筒状体の内周面周面に
前記他方端側から一方端側に向けて溝の形成角度が変化
するようにラジアル方向動圧発生溝が形成され、主軸ま
たは筒状体が回転駆動される動圧軸受装置において、前
記ラジアル方向動圧発生溝の深さが、前記形成角度の変
化位置もしくはその近傍を境界として、他方端側が浅く
一方端側が深くなるように形成されてなることを特徴と
する。In order to achieve the above object, the present invention is directed to a cylindrical body in which a cylindrical body is inserted into a cylindrical main shaft with an outer peripheral surface thereof and a bearing gap therebetween, and one end of the bearing gap in the axial direction. The end is sealed and the other end is open to the atmosphere, filled with lubricating oil, and the groove forming angle from the other end to the one end on the outer peripheral surface of the main shaft or the inner peripheral surface of the cylindrical body. In the dynamic pressure bearing device in which a radial dynamic pressure generating groove is formed such that the main shaft or the cylindrical body is driven to rotate, the depth of the radial dynamic pressure generating groove is changed at the position where the forming angle changes or It is characterized in that it is formed so that the other end side is shallow and the one end side is deep with the vicinity thereof as a boundary.
【０００９】上記構成によれば、ラジアル方向動圧発生
溝の深さを角度変化位置またはその近傍から変えること
により、ラジアル方向動圧発生溝内の潤滑オイルに圧力
変化が生じ、大気開放端側を深く、内部密閉端側を浅く
形成すると、大気開放端側から内部密閉端側に潤滑オイ
ルが流れるポンピング作用により大気開放端から潤滑オ
イルが流出することが防止され、オイルシールの効果が
得られる。According to the above construction, by changing the depth of the radial dynamic pressure generating groove from or near the angle change position, a pressure change occurs in the lubricating oil in the radial dynamic pressure generating groove, and the air opening end side Is formed deeper and the inner closed end side is formed shallower, the lubricating oil flows from the open end side to the inner closed end side to prevent the lubricating oil from flowing out from the open air end, thereby providing an oil seal effect. .
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
The embodiment described below is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
【００１１】本実施形態は、高速度、高精度の回転が要
求されるモータの軸受装置に適用した例を示すもので、
図１に示すように、ベースフレーム１上に固定された主
軸３を回転中心としてロータ１０を取り付けたハブ９が
回転するように構成され、主軸３にラジアル方向及びス
ラスト方向の動圧軸受装置を構成している。The present embodiment shows an example in which the present invention is applied to a bearing device for a motor that requires high-speed, high-precision rotation.
As shown in FIG. 1, a hub 9 to which a rotor 10 is attached is configured to rotate about a main shaft 3 fixed on a base frame 1 as a center of rotation, and a radial and thrust dynamic pressure bearing device is mounted on the main shaft 3. Make up.
【００１２】図１において、ベースフレーム１上には、
主軸３が固定され、この主軸３を中心とする円周上にス
テータ２が構成されている。主軸３の外周面の上下２ヵ
所にはラジアル方向動圧発生溝４ａ、４ｂが形成され、
上端には円盤状のスラストフランジ６が固定されてい
る。このスラストフランジ６の両面にはスラスト方向動
圧発生溝７ａ、７ｂが形成されている。In FIG. 1, on a base frame 1,
The main shaft 3 is fixed, and the stator 2 is formed on a circumference around the main shaft 3. Radial dynamic pressure generating grooves 4a and 4b are formed at two locations above and below the outer peripheral surface of the main shaft 3,
A disk-shaped thrust flange 6 is fixed to the upper end. On both surfaces of the thrust flange 6, thrust direction dynamic pressure generating grooves 7a and 7b are formed.
【００１３】上記構成になる主軸３に対して、図示する
ようにハブ９が装着される。ハブ９は、主軸３に軸受隙
間を設けて嵌挿されてスラストフランジ６の下受け面を
構成するスリーブ５と、スラストフランジ６の上受け面
を構成するプレート８と、前記ステータ２に対峙するよ
うに取り付けられたロータ１０とを備えて構成されてい
る。スリーブ５及びプレート８と、主軸３及びスラスト
フランジ６との間に形成された軸受隙間には、潤滑オイ
ルが充填される。A hub 9 is mounted on the main shaft 3 having the above-described structure, as shown in the figure. The hub 9 is inserted into the main shaft 3 with a bearing gap therebetween to form the lower receiving surface of the thrust flange 6, the plate 8 forming the upper receiving surface of the thrust flange 6, and faces the stator 2. And a rotor 10 mounted as described above. The bearing gap formed between the sleeve 5 and the plate 8 and the main shaft 3 and the thrust flange 6 is filled with lubricating oil.
【００１４】上記構成において、ステータ２に通電する
と、ハブ９は回転する。このとき、ラジアル方向には主
軸３の外周面に形成されたラジアル方向動圧発生溝４
ａ、４ｂによって発生する潤滑オイルの圧力によりスリ
ーブ５は主軸３との間に軸受隙間を保ってラジアル方向
に非接触の状態でハブ９は回転する。一方、スラスト方
向にはスラストフランジ６の下面に形成されたスラスト
方向動圧発生溝７ａによりスリーブ５の下受け面との間
に発生する圧力によりハブ９は浮上し、スラストフラン
ジ６の上面に形成されたスラスト方向動圧発生溝７ｂに
よりプレート８の上受け面との間に発生する圧力とのバ
ランスによりハブ９は一定に高さ位置を保ってスラスト
方向にも非接触状態で回転する。In the above configuration, when the stator 2 is energized, the hub 9 rotates. At this time, in the radial direction, a radial dynamic pressure generating groove 4 formed on the outer peripheral surface of the main shaft 3.
Due to the pressure of the lubricating oil generated by a and b, the hub 9 rotates in a radially non-contact state while keeping the bearing gap between the sleeve 5 and the main shaft 3. On the other hand, in the thrust direction, the hub 9 floats due to the pressure generated between the lower receiving surface of the sleeve 5 and the thrust direction dynamic pressure generating groove 7 a formed on the lower surface of the thrust flange 6, and is formed on the upper surface of the thrust flange 6. Due to the balance between the generated thrust direction dynamic pressure generating groove 7b and the pressure generated between the plate 8 and the upper receiving surface, the hub 9 maintains a constant height position and rotates in the thrust direction without contact.
【００１５】前記ラジアル方向動圧発生溝４ａは、図２
（ａ）に示すように、主軸３の外周面にＶ字状に列設形
成されている。このラジアル方向動圧発生溝４ａは、そ
の深さが、図２（ｂ）に示すように、下方の大気開放端
ａからＶ字状に角度変化する形成角度変化位置ｂまでは
深く、形成角度変化位置ｂから内部密閉側ｃまでは浅く
形成されている。このラジアル方向動圧発生溝４ａの構
造により、ハブ９が回転したときに潤滑オイルは大気開
放端ａから内部密閉側ｃに流れるポンピング作用がなさ
れ、発生する圧力は、図２（ｃ）に示すように、形成角
度変化位置ｂで最も高く、内部密閉側ｃが高く、大気開
放端ａは大気圧の状態となる。The radial dynamic pressure generating groove 4a is formed as shown in FIG.
As shown in (a), the main shaft 3 is formed in a V-shape on the outer peripheral surface. As shown in FIG. 2B, the radial dynamic pressure generating groove 4a has a deep depth from the lower open end a to a forming angle changing position b where the angle changes in a V-shape, as shown in FIG. It is formed shallow from the change position b to the inner sealing side c. Due to the structure of the radial dynamic pressure generating groove 4a, when the hub 9 rotates, the lubricating oil has a pumping action of flowing from the open end a to the internal closed side c, and the generated pressure is shown in FIG. As described above, the highest at the formation angle changing position b, the inside sealing side c is high, and the open end a is in the atmospheric pressure state.
【００１６】ラジアル方向動圧発生溝４ａのａ−ｂ間の
深さと、ｂ−ｃ間の深さとの差によって生じるポンピン
グ力は、図３に示すように変化するので、装置のサイズ
や形状に応じて溝深さの差を選択する。この溝深さの差
によってポンピング作用が生じるので、潤滑オイルが外
部に漏れることを防止するオイルシール効果が得られ
る。The pumping force generated by the difference between the depth a-b and the depth b-c of the radial dynamic pressure generating groove 4a changes as shown in FIG. Select the difference in groove depth according to. Since the pumping action occurs due to the difference in the groove depth, an oil sealing effect of preventing the lubricating oil from leaking to the outside can be obtained.
【００１７】以上説明した構成において、ラジアル方向
動圧発生溝４ａ、４ｂは主軸３に形成しているが、スリ
ーブ５の内周面に形成しても同様の効果を得ることがで
きる。また、本実施形態では、主軸３を固定し、ハブ９
を回転させているが、主軸３を回転させる構成にも同様
に適用することができる。また、モータ以外の回転機の
軸受として適用することもできる。In the structure described above, the radial dynamic pressure generating grooves 4a and 4b are formed on the main shaft 3, but the same effect can be obtained by forming them on the inner peripheral surface of the sleeve 5. In the present embodiment, the main shaft 3 is fixed, and the hub 9 is fixed.
Is rotated, but the present invention can be similarly applied to a configuration in which the main shaft 3 is rotated. Further, it can be applied as a bearing of a rotating machine other than the motor.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、ラジ
アル方向動圧発生溝の深さに差を設けた構造により大気
開放側から内部密閉側に潤滑オイルの流すポンピング作
用が生じるので、潤滑オイルが漏れ出すことがなく、オ
イルシールの効果を得ることができる。As described above, according to the present invention, a pumping action of flowing lubricating oil from the atmosphere open side to the internal closed side occurs due to the structure in which the depth of the radial dynamic pressure generating groove is different. The lubricating oil does not leak out, and the effect of the oil seal can be obtained.
【図１】実施形態に係る動圧軸受装置を適用したモータ
の構成を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a motor to which a dynamic pressure bearing device according to an embodiment is applied.
【図２】実施形態に係るラジアル方向動圧発生溝の構成
を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は溝深さの分布を示すグ
ラフ、（ｃ）は圧力変化を示すグラフ。2A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a radial dynamic pressure generating groove according to an embodiment, FIG. 2B is a graph illustrating a distribution of groove depth, and FIG. 2C is a graph illustrating a change in pressure.
【図３】溝深さの差によるポンピング力の発生量を示す
グラフ。FIG. 3 is a graph showing an amount of generation of a pumping force depending on a difference in groove depth.
【図４】従来技術に係る動圧軸受装置を適用したモータ
の構成を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a motor to which a dynamic pressure bearing device according to a conventional technique is applied.
【図５】従来技術に係るスラスト方向動圧発生溝の構成
を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は溝深さの分布を示すグ
ラフ、（ｃ）は圧力変化を示すグラフ。5A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a thrust direction dynamic pressure generating groove according to a conventional technique, FIG. 5B is a graph illustrating groove depth distribution, and FIG. 5C is a graph illustrating pressure change.
３ 主軸 ４ａ、４ｂ ラジアル方向動圧発生溝 ５ スリーブ（筒状体） ６ スラストフランジ ７ａ、７ｂ スラスト方向動圧発生溝 ８ プレート ９ ハブ 3 Main shaft 4a, 4b Radial dynamic pressure generating groove 5 Sleeve (cylindrical body) 6 Thrust flange 7a, 7b Thrust dynamic pressure generating groove 8 Plate 9 Hub
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 浩昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 日下 圭吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 園田 孝司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA12 BA06 CA03 JA02 KA02 KA03 MA07 3J016 AA02 AA03 BB23 5H605 AA03 BB05 BB19 CC04 CC05 EB06 EB28 EB31 5H607 AA06 BB01 BB07 BB14 BB17 DD09 GG12 5H621 GA01 GA04 JK17 JK19 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Hiroaki Saito 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Sonoda 1006 Kazuma Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (reference) BB07 BB14 BB17 DD09 GG12 5H621 GA01 GA04 JK17 JK19
Claims (1)
隔てて筒状体が嵌挿され、前記軸受隙間の軸方向の一方
端が密閉され、他方端が大気開放された中に潤滑オイル
が充填され、主軸の外周面もしくは筒状体の内周面周面
に前記他方端側から一方端側に向けて溝の形成角度が変
化するようにラジアル方向動圧発生溝が形成され、主軸
または筒状体が回転駆動される動圧軸受装置において、 前記ラジアル方向動圧発生溝の深さが、前記形成角度の
変化位置もしくはその近傍を境界として、他方端側が浅
く一方端側が深くなるように形成されてなることを特徴
とする動圧軸受装置。A cylindrical body is fitted into a cylindrical main shaft with an outer peripheral surface thereof and a bearing gap therebetween, and one end in the axial direction of the bearing gap is sealed and the other end is lubricated while being open to the atmosphere. Oil is filled, a radial dynamic pressure generating groove is formed on the outer peripheral surface of the main shaft or the inner peripheral surface of the cylindrical body so that a forming angle of the groove changes from the other end side toward the one end side, In the hydrodynamic bearing device in which the main shaft or the cylindrical body is rotationally driven, the depth of the radial direction dynamic pressure generating groove is shallow on the other end side and deep on one end side with the change position of the forming angle or its vicinity as a boundary. A hydrodynamic bearing device characterized by being formed as described above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378593A JP2002181035A (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Dynamic pressure bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378593A JP2002181035A (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Dynamic pressure bearing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002181035A true JP2002181035A (en) | 2002-06-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000378593A Pending JP2002181035A (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Dynamic pressure bearing device |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002181035A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013133934A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Dynamic pressure bearing device, and spindle motor with the same |
-
2000
- 2000-12-13 JP JP2000378593A patent/JP2002181035A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013133934A (en) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Dynamic pressure bearing device, and spindle motor with the same |
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