JP2009236279A - Fluid bearing device and spindle motor equipped with the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid bearing device whose thrust plate is fastened tightly to a sleeve without distorting and warping the thrust plate, and which is excellent in reliability and impact resistance. <P>SOLUTION: There is provided a fluid bearing device 2 in which a peripheral portion 12a of a thrust plate 12 is arranged in a step 11d of the sleeve 11 and by elastically deforming a caulked portion of the sleeve 11, the thrust plate 12 is tightened to the sleeve 11. In the fluid bearing device 2, the thrust plate 11 is made into a symmetric form to an axial directional surface A, so that the thrust plate 12 is prevented from being distorted and warped. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光・磁気ディスクなどを駆動するモータに用いることが好適である流体軸受装置に関するものであり、特に、流体軸受装置の一端側開口部を閉塞しているプレートの締結構造に関するものである。   The present invention relates to a hydrodynamic bearing device that is suitable for use in a motor that drives an optical / magnetic disk, and more particularly to a fastening structure for a plate that closes an opening at one end of the hydrodynamic bearing device. is there.

近年、光・磁気ディスク装置は、携帯電話、携帯ムービーなどのモバイル製品への搭載に伴い、小型化、軽量化、薄型化、高容量化へと進む傾向にある。それに伴い、光・磁気ディスク装置のディスクを回転させるために用いられているスピンドルモータは、小型化、薄型化への対応が避けられず、また、モバイル製品などに求められる耐衝撃性の向上、高精度化が要望されている。   In recent years, optical and magnetic disk devices tend to be reduced in size, weight, thickness, and capacity as mobile phones and mobile movies are installed in mobile products. Along with that, spindle motors used to rotate the disks of optical and magnetic disk devices are inevitable to respond to miniaturization and thinning, and also improve the impact resistance required for mobile products, There is a demand for higher accuracy.

これらの要望に対応するために、流体軸受装置を用いたスピンドルモータが主流となり、多くの光・磁気ディスク装置に用いられている。   In order to meet these demands, spindle motors using hydrodynamic bearing devices have become mainstream and are used in many optical / magnetic disk devices.

図７に図示しているように、従来の流体軸受装置１０１は、スリーブ１０２の軸受孔１０２ａにシャフト１０３が隙間を介して配置され、シャフト１０３の小径部１０３ａにスラスト板１０４が配置され、小径部１０３ａに固定されたブッシュ１０５によりシャフト１０３に固定されている。そして、スラスト板１０４と軸線方向に対向するようにプレート１０６が、スリーブ１０２に固定されている。   As shown in FIG. 7, in the conventional hydrodynamic bearing device 101, the shaft 103 is disposed in the bearing hole 102a of the sleeve 102 through a gap, the thrust plate 104 is disposed in the small diameter portion 103a of the shaft 103, and the small diameter It is fixed to the shaft 103 by a bush 105 fixed to the portion 103a. A plate 106 is fixed to the sleeve 102 so as to face the thrust plate 104 in the axial direction.

シャフト１０３の外周面１０３ｂとスリーブ１０２の軸受穴１０２ａとの間には、ラジアル動圧軸受部１０７が形成されている。スラスト板１０４とスリーブ１０２との間および、スラスト板１０４とプレート１０６との間には、スラスト動圧軸受部１０８、１０９が形成されている。   A radial dynamic pressure bearing portion 107 is formed between the outer peripheral surface 103 b of the shaft 103 and the bearing hole 102 a of the sleeve 102. Thrust dynamic pressure bearing portions 108 and 109 are formed between the thrust plate 104 and the sleeve 102 and between the thrust plate 104 and the plate 106.

そして、それぞれの軸受部間に充填されている潤滑流体１１０に圧力を発生させ、スリーブ１０２に取付けられているディスク（図示しない）が載置固定されているハブ１１１を回転させる。   Then, pressure is generated in the lubricating fluid 110 filled between the respective bearing portions, and the hub 111 on which a disk (not shown) attached to the sleeve 102 is placed and fixed is rotated.

この流体軸受装置１０１において、プレート１０６は、潤滑流体１１０が充填されているスラスト動圧発生部１０８，１０９を構成している部材である。したがって、締結部分１１２から潤滑流体１１０が漏洩しなく、回転中心軸であるシャフト１０３に対して所望の平面度、直角度を満足する必要がある。   In the hydrodynamic bearing device 101, the plate 106 is a member constituting the thrust dynamic pressure generating portions 108 and 109 filled with the lubricating fluid 110. Therefore, the lubricating fluid 110 does not leak from the fastening portion 112, and it is necessary to satisfy desired flatness and squareness with respect to the shaft 103 that is the rotation center axis.

そこで、締結部分１１２には、漏洩防止が十分であり、取付け後の部品精度が確保でき且つ、生産性、コストを考慮して、カシメ工法を用いた締結方法が多く採用されている。   In view of this, the fastening portion 112 is sufficiently prevented from leaking, can ensure the accuracy of the parts after the mounting, and adopts a fastening method using a caulking method in consideration of productivity and cost.

図８は、締結部分１１２の拡大断面図である。図８に図示しているプレート１０６とスリーブ１０２を締結しているカシメ工法は、スリーブ１０２を塑性変形させることにより生じるプレート１０６の変形を防止するために、プレート１０６に加わる押圧応力Ｆ１の分力Ｆ１ｘとＦ１ｙを打ち消すために回転モーメントＭ１ｘ、Ｍ１ｙが等しくなるように押圧応力Ｆ１の押圧方向を設定している。つまり、押圧応力Ｆ１の方向を設定しておくことにより、Ｍ１ｘ＝Ｍ１ｙとなり、プレート１０６に対するかしめによる変形を防止している。
特開平６−１７８４９１号公報 特開２００１−２９５８４６号公報 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the fastening portion 112. In the caulking method in which the plate 106 and the sleeve 102 shown in FIG. 8 are fastened, in order to prevent the deformation of the plate 106 caused by plastic deformation of the sleeve 102, the component force of the pressing stress F1 applied to the plate 106 In order to cancel F1x and F1y, the pressing direction of the pressing stress F1 is set so that the rotational moments M1x and M1y are equal. That is, by setting the direction of the pressing stress F1, M1x = M1y is established, and deformation due to caulking on the plate 106 is prevented.
JP-A-6-178491 JP 2001-295846 A

しかしながら、前記従来のプレート１０６とスリーブ１０２のカシメ締結方法では、計測が困難である回転モーメントＭ１ｘ、Ｍ１ｙを正確に等しくすることができなく、また、計測ができたとしても、プレート１０６とスリーブ１０２が加工バラツキを有しているので、回転モーメントＭ１ｘ、Ｍ１ｙを個々の組合せ毎に計測しなければならなく、実際に流体軸受装置を製造するにあたって、カシメ押圧方向を調整し、プレート１０６の平行度、直角度をサブミクロンレベルで確保することが困難である。   However, in the conventional caulking fastening method between the plate 106 and the sleeve 102, the rotational moments M1x and M1y, which are difficult to measure, cannot be made equal to each other. Therefore, the rotational moments M1x and M1y must be measured for each combination, and in actually manufacturing the hydrodynamic bearing device, the caulking pressing direction is adjusted, and the parallelism of the plate 106 It is difficult to ensure the perpendicularity at the submicron level.

そこで、本発明は、容易にスラストプレートの平面度が所望の精度を満足でき、歪むことなく強固にスリーブに締結させることができる流体軸受装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device that can easily achieve a desired flatness of a thrust plate and can be firmly fastened to a sleeve without distortion.

そして、この目的を達成するために、本発明の流体軸受装置および、それを備えたスピンドルモータは、軸受孔を有するスリーブと、軸受孔に回転自在な状態で挿通されたシャフトと、シャフトの端面と隙間を介して対向し、軸受孔の一方の開口側を閉塞しているスラストプレートと、シャフトの端面とスラストプレートの間に形成されている動圧軸受部と、スリーブに形成され、スラストプレートの外周部を固定しているかしめ部と、シャフト、軸受孔、およびスラストプレートの間に形成されている隙間に保持されている潤滑流体とを備え、スラストプレートは回転中心軸に直交する面に面対称な形状としたものである。   In order to achieve this object, a hydrodynamic bearing device of the present invention and a spindle motor equipped with the hydrodynamic bearing device include a sleeve having a bearing hole, a shaft that is rotatably inserted into the bearing hole, and an end surface of the shaft. The thrust plate is formed on the sleeve, the thrust plate that is opposed to the other end of the bearing hole and closes one opening side of the bearing hole, the dynamic pressure bearing portion formed between the end surface of the shaft and the thrust plate, and the sleeve. And a lubricating fluid held in a gap formed between the shaft, the bearing hole, and the thrust plate, and the thrust plate has a surface perpendicular to the rotation center axis. The shape is plane-symmetric.

本発明の流体軸受装置によれば、カシメ工法によりスリーブに締結されているスラスト動圧軸受部の構成部品であるスラストプレートの反り、歪が生じることがないので、容易にスラストプレートの平面度が所望の精度を満足でき、歪むことなく強固にスリーブに締結させた流体軸受装置を提供することができる。   According to the hydrodynamic bearing device of the present invention, the thrust plate, which is a component part of the thrust dynamic pressure bearing portion fastened to the sleeve by the caulking method, is not warped or distorted, so that the flatness of the thrust plate can be easily increased. It is possible to provide a hydrodynamic bearing device that can satisfy desired accuracy and is firmly fastened to a sleeve without distortion.

その結果、スラスト動圧軸受隙間を所望の精度で確保することが可能となり、流体軸受装置として必要な剛性が確保できる。   As a result, the thrust dynamic pressure bearing gap can be ensured with a desired accuracy, and the rigidity required for the hydrodynamic bearing device can be ensured.

以下に、本発明の動圧流体軸受の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。   Embodiments of the hydrodynamic bearing of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における流体軸受装置２を用いたスピンドルモータ１の断面図を示す。本実施形態の説明では、便宜上、図面の上下方向を「軸方向上側」、「軸方向下側」等と表現するが、スピンドルモータ１の実際の取り付け状態を限定するものではない。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of a spindle motor 1 using a hydrodynamic bearing device 2 according to a first embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, for the sake of convenience, the vertical direction of the drawing is expressed as “axially upper side”, “axially lower side”, etc., but the actual mounting state of the spindle motor 1 is not limited.

図１に図示しているスピンドルモータ１は、固定部であるステータ部３、回転部であるロータ部４、および、流体軸受装置２の３つの要素によって構成されている。   The spindle motor 1 shown in FIG. 1 is composed of three elements: a stator portion 3 that is a fixed portion, a rotor portion 4 that is a rotating portion, and a hydrodynamic bearing device 2.

ステータ部３を構成しているベース５は、例えば、アルミダイカスト製であり、表面にコーティングを施して形成されている。また、ベース５は、その中心部分付近に、流体軸受装置２を固定するための円筒状部５ａが形成されている。   The base 5 constituting the stator unit 3 is made of, for example, aluminum die casting, and is formed by coating the surface. Further, the base 5 is formed with a cylindrical portion 5a for fixing the hydrodynamic bearing device 2 in the vicinity of the center portion thereof.

この円筒状部５ａの外周部には、ステータコア６が接着などによって固定されている。ステータコア６は、径方向に沿ってほぼ等角度間隔で配置された複数の突極部を有しており、この突極部に対してそれぞれコイル線７が巻回されている。   A stator core 6 is fixed to the outer peripheral portion of the cylindrical portion 5a by adhesion or the like. The stator core 6 has a plurality of salient pole portions arranged at substantially equal angular intervals along the radial direction, and coil wires 7 are wound around the salient pole portions.

なお、ベース５の材質としては、磁性を有するステンレス鋼材または鋼板を用いる場合もあるが、これに限定するものではない。   In addition, as a material of the base 5, although a stainless steel material or a steel plate which has magnetism may be used, it is not limited to this.

ロータ部４は、主に、ハブ８とマグネット９から構成されている。ハブ８は、例えば、非磁性材料製のステンレス鋼によって形成されており、流体軸受装置２を構成しているシャフト１０の上端部に嵌合するように固定されており、シャフト１０と一体となって回転する。   The rotor part 4 is mainly composed of a hub 8 and a magnet 9. The hub 8 is formed of, for example, stainless steel made of a nonmagnetic material, and is fixed so as to be fitted to the upper end portion of the shaft 10 constituting the hydrodynamic bearing device 2, and is integrated with the shaft 10. Rotate.

また、ハブ８は、シャフト１０の上端部が固定される中央孔８ａと、マグネット９が取り付けられるマグネット保持部８ｂと、記録ディスク（図示しない）が載置されるディスク載置面８ｃとを有している。   The hub 8 has a central hole 8a to which the upper end portion of the shaft 10 is fixed, a magnet holding portion 8b to which a magnet 9 is attached, and a disk mounting surface 8c on which a recording disk (not shown) is mounted. is doing.

マグネット９は、隣接する磁極がＮ極、Ｓ極と交互に配置された円環状の部材であって、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂マグネット等によって構成されており、ハブ８のマグネット保持部８ｂに対して装着されている。そして、マグネット９は、ステータコア６に対して半径方向に所定の隙間を介して対向配置されており、コイル線７に電流を流すことで発生する磁束を付与することで、マグネット９を介してロータ部４に対して回転力を付与する。   The magnet 9 is an annular member in which adjacent magnetic poles are alternately arranged with N poles and S poles, and is composed of, for example, an Nd—Fe—B resin magnet or the like. It is attached to 8b. The magnet 9 is disposed to face the stator core 6 in a radial direction with a predetermined gap, and is provided with a magnetic flux generated by passing a current through the coil wire 7. A rotational force is applied to the portion 4.

固定部であるステータ部３と回転部であるロータ部４の間には、図２に図示されている流体軸受装置２が配置されている。流体軸受装置２は、図１に示すようにベース５の円筒状部５ａの内周に配置されている。   The hydrodynamic bearing device 2 illustrated in FIG. 2 is disposed between the stator portion 3 that is a fixed portion and the rotor portion 4 that is a rotating portion. As shown in FIG. 1, the hydrodynamic bearing device 2 is disposed on the inner periphery of the cylindrical portion 5 a of the base 5.

流体軸受装置２は、図２に示すように、スラストフランジ部１０ａを有するシャフト１０と、スリーブ１１、および、スラストプレート１２により構成されている。   As illustrated in FIG. 2, the hydrodynamic bearing device 2 includes a shaft 10 having a thrust flange portion 10 a, a sleeve 11, and a thrust plate 12.

シャフト１０は、流体軸受装置２の回転軸となる略円柱状の部材であって、スリーブ１１の円形の軸受孔１１ａ内に挿入されており、例えば、ステンレス鋼によって形成されている。   The shaft 10 is a substantially columnar member that serves as a rotating shaft of the fluid dynamic bearing device 2, and is inserted into the circular bearing hole 11a of the sleeve 11, and is made of, for example, stainless steel.

そして、シャフト１０の軸方向下側の端部には、円板状のスラストフランジ部１０ａが、シャフト１０に対して一体加工、あるいは圧入または接着などによって固定されており、例えばステンレス鋼によって形成されている。そして、スラストフランジ部１０ａは、スリーブ１１における円形の大径孔部１１ｂの部分に収納されている。   A disc-shaped thrust flange portion 10a is fixed to the shaft 10 at the lower end in the axial direction of the shaft 10 by integral processing, press-fitting or bonding, etc., and is made of, for example, stainless steel. ing. The thrust flange portion 10 a is accommodated in the circular large-diameter hole portion 11 b of the sleeve 11.

スリーブ１１は、略円筒状の部材であって、軸受孔１１ａ内に挿入されたシャフト１０およびシャフト１０に固定されているスラストフランジ部１０ａを相対回転可能な状態で保持している。   The sleeve 11 is a substantially cylindrical member, and holds the shaft 10 inserted into the bearing hole 11a and the thrust flange portion 10a fixed to the shaft 10 in a relatively rotatable state.

そして、スラストフランジ部１０ａの軸方向下面に対向し、スリーブ１１の軸受孔１１ａを閉塞するように円盤状のスラストプレート１２が、スリーブ１１に固定されている。   A disc-shaped thrust plate 12 is fixed to the sleeve 11 so as to face the lower surface in the axial direction of the thrust flange portion 10 a and close the bearing hole 11 a of the sleeve 11.

このスリーブ１１は、例えば真鍮等の銅合金によって形成されており、表面には無電解ニッケルメッキが施されている。   The sleeve 11 is made of, for example, a copper alloy such as brass, and has an electroless nickel plating on the surface.

また、スラストフランジ部１０ａにおけるスラストプレート１２と対向している軸方向下面には、動圧を発生させるスパイラル形状のスラスト動圧発生溝１３ａが形成されており、スラストフランジ部１０ａとスラストプレート１２との間にはスラスト動圧軸受部１３（動圧軸受部）が形成されている。   Further, a spiral-shaped thrust dynamic pressure generating groove 13a for generating dynamic pressure is formed on the lower surface in the axial direction of the thrust flange portion 10a facing the thrust plate 12, and the thrust flange portion 10a, the thrust plate 12, A thrust dynamic pressure bearing portion 13 (dynamic pressure bearing portion) is formed between them.

ここで、スラスト動圧発生溝１３ａは、スパイラル形状に限定されるものではなく、ヘリングボーン形状などであってもよい。   Here, the thrust dynamic pressure generating groove 13a is not limited to a spiral shape, and may be a herringbone shape or the like.

また、スラスト動圧発生溝１３ａを設ける場所は、スラストフランジ部１０ａの軸方向下面に限定されるものではなく、スラストプレート１２の軸方向上面、またはその両方に設けてもよい。   The place where the thrust dynamic pressure generating groove 13a is provided is not limited to the axially lower surface of the thrust flange portion 10a, but may be provided on the axially upper surface of the thrust plate 12 or both.

一方、シャフト１０の外周面１０ｂとスリーブ１１の軸受穴１１ａの少なくとも一方の面には、動圧を発生させるヘリングボーン形状のラジアル動圧発生溝１４ａ、１４ｂが形成されており、シャフト１０とスリーブ１１との間にはラジアル動圧軸受部１４が形成されている。また、ラジアル動圧発生溝１４ａは、軸方向上側の溝長さが長い非対称ヘリングボーン形状であり、潤滑流体１５を軸方向上側から軸方向下側に向かう流れを生じさせるようにしている。   On the other hand, at least one surface of the outer peripheral surface 10b of the shaft 10 and the bearing hole 11a of the sleeve 11 is formed with herringbone-shaped radial dynamic pressure generating grooves 14a and 14b for generating dynamic pressure. A radial dynamic pressure bearing portion 14 is formed between the first and second members 11. Further, the radial dynamic pressure generating groove 14a has an asymmetrical herringbone shape in which the groove length on the upper side in the axial direction is long, and the lubricating fluid 15 is caused to flow from the upper side in the axial direction to the lower side in the axial direction.

また、軸受穴１１ａとシャフト１０の外周面１０ｂとで形成されているラジアル動圧軸受部１４の軸方向上側には、テーパシール部１６が形成されている。   A taper seal portion 16 is formed on the axially upper side of the radial dynamic pressure bearing portion 14 formed by the bearing hole 11a and the outer peripheral surface 10b of the shaft 10.

このテーパシール部１６は、軸受穴１１ａの軸方向上側部分に半径方向外側に向かって内径寸法が大きくなるように傾斜している傾斜面１１ｃと、この傾斜面１１ｃに対向しているシャフト１０の外周面１０ｂとの間に形成されている隙間である。このテーパシール部１６の毛管力によって、潤滑流体１５が外部に漏洩することを防止している。   The taper seal portion 16 includes an inclined surface 11c that is inclined so that an inner diameter dimension thereof increases radially outward at an axially upper portion of the bearing hole 11a, and a shaft 10 that faces the inclined surface 11c. It is a gap formed between the outer peripheral surface 10b. The capillary force of the taper seal portion 16 prevents the lubricating fluid 15 from leaking to the outside.

以上のような構成である流体軸受装置２において、スラストプレート１２をスリーブ１１に精度よく締結し、スリーブ１１とスラストプレート１２との締結部分から潤滑流体１５が漏洩しなく且つ、外部からの衝撃が加わっても締結部分が破壊しないために、かしめ工法と接着工法の２つを併用している。図３を用いて、その締結部分について詳細に説明する。   In the hydrodynamic bearing device 2 having the above-described configuration, the thrust plate 12 is fastened to the sleeve 11 with high accuracy, the lubricating fluid 15 does not leak from the fastening portion between the sleeve 11 and the thrust plate 12, and external impact is not generated. In order to prevent the fastening portion from being destroyed even if it is added, the caulking method and the bonding method are used in combination. The fastening portion will be described in detail with reference to FIG.

スリーブ１１とスラストプレート１２を締結しているかしめ工法および接着工法は、まず、スラストプレート１２をスリーブ１１にかしめ固定し、かしめ固定した部分を接着剤にて封止するという締結方法である。図３には、スラストプレート１２をスリーブ１１にかしめ固定した際の断面外略図を図示している。   The caulking method and the bonding method in which the sleeve 11 and the thrust plate 12 are fastened are first fastening methods in which the thrust plate 12 is caulked and fixed to the sleeve 11 and the caulked and fixed portion is sealed with an adhesive. FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view when the thrust plate 12 is caulked and fixed to the sleeve 11.

図３において、スリーブ１１における大径孔部１１ｂの軸方向下側に形成されている段部１１ｄにスラストプレート１２の外周部１２ａが配置されている。ここで、外周部１２ａはスリーブ１１の大径孔部１１ｂより径方向外側の領域としている。   In FIG. 3, the outer peripheral portion 12 a of the thrust plate 12 is disposed on a step portion 11 d formed on the lower side in the axial direction of the large-diameter hole portion 11 b in the sleeve 11. Here, the outer peripheral portion 12 a is a region radially outside the large-diameter hole portion 11 b of the sleeve 11.

そして、スリーブ１１に形成されている略円筒状のかしめ部１１ｅを半径方向内側（図３における左側方向）に専用冶具を用いて、任意の荷重Ｌにて外周部１２ａに当接するように塑性変形させている。   Then, the substantially cylindrical caulking portion 11e formed in the sleeve 11 is plastically deformed so as to come into contact with the outer peripheral portion 12a with an arbitrary load L by using a dedicated jig radially inward (left side in FIG. 3). I am letting.

かしめ部１１ｅを塑性変形させることで、外周部１２ａの内部には、押圧応力Ｆが働く事になる。押圧応力Ｆは、分力Ｆｘ（押圧応力ＦのＸ方向成分（半径方向成分））、Ｆｙ（押圧応力ＦのＹ方向成分（軸線方向成分））となり、スラストプレート１２の内部に働くこととなる。以下に、この分力（ＦｘとＦｙ）の伝播について説明する。   By causing the caulking portion 11e to be plastically deformed, a pressing stress F acts inside the outer peripheral portion 12a. The pressing stress F becomes a component force Fx (X-direction component (radial component) of the pressing stress F) and Fy (Y-direction component (axial component) of the pressing stress F) and acts on the inside of the thrust plate 12. . The propagation of this component force (Fx and Fy) will be described below.

まず、分力Ｆｙは、スラストプレート１２の軸方向下側面１２ａａから軸方向上側面１２ａｂに向かう回転軸線方向に働く。スラストプレート１２における外周部１２ａの軸方向上側面１２ａｂおよび、スリーブ１１の段部１１ｄは、接しており、巨視的には凹凸がない平面形状なので、分力Ｆｙが軸方向上側面１２ａｂ（段部１１ｄ）に向かって働くことで、押圧方向が、１８０°異なる方向に働く反力Ｆｙｙが、軸方向下側面１２ａａに向かって生じることになる。反力Ｆｙｙは、その力が分力Ｆｙと同じであるので、分力Ｆｙは、打ち消される事になる。よって、分力Ｆｙにより、スラストプレート１２が反ったり、歪んだりすることがない。   First, the component force Fy acts in the rotational axis direction from the axial lower side surface 12aa of the thrust plate 12 toward the axial upper side surface 12ab. Since the axially upper side surface 12ab of the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 and the stepped portion 11d of the sleeve 11 are in contact with each other and macroscopically have a flat surface shape, the component force Fy is the axially upper side surface 12ab (stepped portion). By acting toward 11d), a reaction force Fyy acting in a direction whose pressing direction differs by 180 ° is generated toward the lower axial side surface 12aa. Since the reaction force Fyy is the same as the component force Fy, the component force Fy is canceled. Therefore, the thrust plate 12 is not warped or distorted by the component force Fy.

一方、分力Ｆｘは、スラストプレート１２の外周部１２ａから回転中心軸方向側の本体部１２ｂに向かって働く。以下に、分力Ｆｘが、スラストプレート１２の本体部１２ｂ内部を伝播する状態について、図４を用いて説明する。   On the other hand, the component force Fx works from the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 toward the main body portion 12b on the rotation center axis direction side. Hereinafter, a state in which the component force Fx propagates inside the main body 12b of the thrust plate 12 will be described with reference to FIG.

図４は、分力Ｆｘによるスラストプレート１２の状態を模式的に図示したものである。図４に図示しているように本体部１２ｂ（破線部）の半径方向外側から分力Ｆｘが働く。分力Ｆｘが外周部１２ａから本体部１２ｂに向かって働く（圧縮荷重）ことで、本体部１２ｂは、図４に図示しているように、破線形状から実線形状に変形する。つまり、半径方向が縮径し、軸線方向が延びるように変形する。   FIG. 4 schematically shows the state of the thrust plate 12 by the component force Fx. As shown in FIG. 4, a component force Fx acts from the outside in the radial direction of the main body 12b (broken line). When the component force Fx acts from the outer peripheral portion 12a toward the main body portion 12b (compression load), the main body portion 12b is deformed from a broken line shape to a solid line shape as illustrated in FIG. That is, it is deformed so that the radial direction is reduced in diameter and the axial direction is extended.

ここで、スラストプレート１２は、図３および、図４に図示しているように、軸線方向に垂直な面Ａを基準面として、軸線方向に対称な形状（面対称な形状）となっている。   Here, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the thrust plate 12 has a shape (a surface-symmetrical shape) that is symmetrical with respect to the axial direction with a plane A perpendicular to the axial direction as a reference plane. .

そのため、本体部１２ｂに圧縮荷重に相当する分力Ｆｘが加わることで変形したとしても、上面、下面のどちらか一方に応力が集中することはなく、面Ａに対して軸線方向に同じ変形量（Ｗ１、Ｗ２）となる。つまり、スラストプレート１２の本体部１２ｂの軸線方向上面１２ｂａと軸線方向下面１２ｂｂは、反り、歪みなどが生じない。   Therefore, even if the main body 12b is deformed by applying the component force Fx corresponding to the compressive load, the stress does not concentrate on either the upper surface or the lower surface, and the same deformation amount in the axial direction with respect to the surface A (W1, W2). In other words, the axial upper surface 12ba and the axial lower surface 12bb of the main body 12b of the thrust plate 12 are not warped or distorted.

また、スラストプレート１２の本体部１２ｂの軸線方向の変形量について、その変形量の計算例を以下に示す。   An example of calculating the deformation amount of the main body portion 12b of the thrust plate 12 in the axial direction is shown below.

スラストプレート１２の外径寸法を６．６ｍｍ、（外周部１２ａの寸法を６．６ｍｍ、本体部１２ｂの寸法を５．５ｍｍ）、厚さを０．５ｍｍ、カシメ荷重Ｌを３５０Ｎとし、シミュレーションした。   The thrust plate 12 was simulated with an outer diameter of 6.6 mm, an outer peripheral portion 12a of 6.6 mm, and a main body 12b of 5.5 mm, a thickness of 0.5 mm, and a caulking load L of 350 N. .

その結果、スラストプレート本体部１２ｂの上下端面１２ｂａ、１２ｂｂが移動する量は、それぞれ０．０１μｍであった。図３に示すスラストプレート１２とスラストフランジ部１０ａとによって形成されているスラスト軸受部隙間（軸線方向の隙間）は、１．０μｍ程度の変化により、この軸受隙間で発生している動圧に大きな影響が現れることが分かっている。   As a result, the amount of movement of the upper and lower end surfaces 12ba and 12bb of the thrust plate body 12b was 0.01 μm. The thrust bearing portion gap (gap in the axial direction) formed by the thrust plate 12 and the thrust flange portion 10a shown in FIG. 3 is large in the dynamic pressure generated in the bearing gap due to a change of about 1.0 μm. It is known that the effect will appear.

今回のシミュレーション結果では、変化量、すなわちスラストプレート本体部１２ｂの上下端面１２ｂａ、１２ｂｂが移動する量が、０．０１μｍであり、動圧に大きな影響が現れる変化の程度（１．０μｍ程度）の比べて十分に小さいので、動圧に影響を及ぼすこともなく、また、スラストプレートの変形が生じることもなかった。   In this simulation result, the amount of change, that is, the amount of movement of the upper and lower end surfaces 12ba and 12bb of the thrust plate main body 12b is 0.01 μm, and the degree of change (about 1.0 μm) that greatly affects the dynamic pressure. Since it was sufficiently small, the dynamic pressure was not affected, and the thrust plate was not deformed.

以上のように、かしめ締結されたスラストプレート１２の外周部１２ｂとスリーブ１１のかしめ部１１ｅの間は、強固に固定されている。   As described above, the space between the outer peripheral portion 12b of the thrust plate 12 and the caulking portion 11e of the sleeve 11 that are caulked and fastened is firmly fixed.

しかし、かしめ締結している面、すなわちスリーブ１１の段部１１ｄおよび／またはスラストプレート１２の軸方向上側面１２ａｂは、加工面どうしであるので、ミクロ的（微視的）には、隙間が存在していることになる。   However, since the caulking and fastening surface, that is, the step portion 11d of the sleeve 11 and / or the upper side surface 12ab in the axial direction of the thrust plate 12 are processed surfaces, there is a gap microscopically (microscopically). Will be.

そこで、図３におけるスラストプレート１２の外周部１２ａの軸方向下側面１２ａａとかしめ部１１ｅの内周面１１ｅａにより形成されている空間１７に接着剤を塗布して、加工面どうしの隙間を封止する。   Therefore, an adhesive is applied to the space 17 formed by the axial lower side surface 12aa of the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 and the inner peripheral surface 11ea of the caulking portion 11e in FIG. 3 to seal the gap between the processed surfaces. To do.

ここで、塗布する接着剤は、アクリル系接着剤やエポキシ系接着剤でもよいが、エポキシ系の接着剤を用いることがより好ましい。エポキシ系接着剤は、硬化する際に、粘度が低下し、隙間に流入しやすくなるので、空間１７だけを表面的に封止するのではなく、スラストプレート１２の外周部１２ａとスリーブ１１のかしめ部１１ｅの隙間にも充填されることになるので、潤滑流体１５が外部に漏洩することをより効果的に防止することが可能となる。   Here, the adhesive to be applied may be an acrylic adhesive or an epoxy adhesive, but it is more preferable to use an epoxy adhesive. When the epoxy adhesive is cured, the viscosity is reduced and the epoxy adhesive easily flows into the gap. Therefore, not only the space 17 is sealed on the surface, but the caulking between the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 and the sleeve 11 is performed. Since the gap between the portions 11e is also filled, it is possible to more effectively prevent the lubricating fluid 15 from leaking to the outside.

更に、図５に図示しているように、スラストプレート１２の外周部１２ａの軸線方向長さを外周部１２ａより内周側の領域である本体部１２ｂよりも短くすることで、更に、スラストプレート１２の変形を抑制することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 5, the axial length of the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 is made shorter than that of the main body portion 12b, which is a region on the inner peripheral side of the outer peripheral portion 12a. 12 deformation can be suppressed.

図５において、スラストプレート１２の本体部１２ｂの軸線方向長さは、外周部１２ａよりもＬ１＋Ｌ２の分だけ長く形成されている（Ｌ１＝Ｌ２）。上述したように、かしめ部１１ｅにより生じる分力Ｆｘが外周部１２ａに加わり、圧縮荷重として本体部１２ｂを半径方向内側に縮径するように働くのであるが、外周部１２ａよりも本体部１２ｂの方が、軸線方向長さが長くなっているので、本体部１２ｂの応力は外周部１２ａの応力よりも小さくなり、本体部１２ｂの軸線方向の変形量が小さくなる。したがって、更に、スラストプレート１２の変形を抑制することが可能となる。   In FIG. 5, the axial length of the main body portion 12b of the thrust plate 12 is longer than the outer peripheral portion 12a by L1 + L2 (L1 = L2). As described above, the component force Fx generated by the caulking portion 11e is applied to the outer peripheral portion 12a and acts as a compressive load to reduce the diameter of the main body portion 12b radially inward. On the other hand, since the axial length is longer, the stress of the main body portion 12b is smaller than the stress of the outer peripheral portion 12a, and the deformation amount of the main body portion 12b in the axial direction is reduced. Therefore, the deformation of the thrust plate 12 can be further suppressed.

また、図５において、スラストプレート１２の外周部１２ａにおける軸方向下側面１２ａａと本体部１２ｂの軸方向下側面１２ｂａにより段部１８が形成されるため、接着剤塗布用ノズルの位置決めが容易となり、封止接着剤（図示せず。）を充填しやすく、接着剤のはみ出しなどの不具合が生じにくい形状となっており、安定した接着強度を得ることが容易となっている。   Further, in FIG. 5, since the step portion 18 is formed by the axial lower side surface 12aa of the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 and the axial lower side surface 12ba of the main body portion 12b, the positioning of the adhesive application nozzle is facilitated. It is easy to fill with a sealing adhesive (not shown), has a shape that does not easily cause problems such as protrusion of the adhesive, and it is easy to obtain stable adhesive strength.

更に、スラストプレート１２の外周部１２ａにおける軸方向上側面１２ａｂと本体部１２ｂの軸方向上側面１２ｂｂにより形成されている傾斜面１９（段部）と、スリーブ１１における大径孔部１１ｂの間で、接着剤がスラスト動圧軸受部１３に流入することを防止するテーパ部２０が形成されている。テーパ部２０の隙間は軸方向上側面１２ａｂから軸方向上方に向かうに従い大きくなっており、封止用の接着剤が、万が一、スラストプレート１２とスリーブ１１との隙間を伝わって流れ込んできたとしても、テーパ部２０が形成されていることで、毛管力により接着剤のスラスト動圧軸受部への侵入を防止できる。   Further, between the inclined surface 19 (stepped portion) formed by the axial upper side surface 12ab of the outer peripheral portion 12a of the thrust plate 12 and the axial upper side surface 12bb of the main body portion 12b, and the large-diameter hole portion 11b of the sleeve 11. The taper portion 20 is formed to prevent the adhesive from flowing into the thrust dynamic pressure bearing portion 13. The gap of the taper portion 20 becomes larger from the upper side surface 12ab in the axial direction toward the upper side in the axial direction, and even if the adhesive for sealing flows through the gap between the thrust plate 12 and the sleeve 11 by any chance. Since the taper portion 20 is formed, it is possible to prevent the adhesive from entering the thrust dynamic pressure bearing portion by capillary force.

また、図６に示すように、スラストプレート１２の外周面１２ｃに対向しているスリーブ１１のかしめ部１１ｅの内周面１１ｅｂに溝２１を設けている。   Further, as shown in FIG. 6, a groove 21 is provided on the inner peripheral surface 11 eb of the caulking portion 11 e of the sleeve 11 facing the outer peripheral surface 12 c of the thrust plate 12.

かしめ部１１ｅの内周面１１ｅｂに溝２１を設けることで、接着剤（図示せず。）がスラスト動圧軸受部１３に侵入することが防止できる。また、溝２１を設けることで、かしめ部１１ｅが曲がりやすくなり、かしめ固定時の荷重Ｌを小さくすることができるため、押圧応力を低減することが可能となり、スラストプレート１２の変形を抑制することが可能となる。   By providing the groove 21 on the inner peripheral surface 11eb of the caulking portion 11e, it is possible to prevent an adhesive (not shown) from entering the thrust dynamic pressure bearing portion 13. Further, by providing the groove 21, the caulking portion 11e can be easily bent, and the load L at the time of caulking can be reduced, so that the pressing stress can be reduced and the deformation of the thrust plate 12 can be suppressed. Is possible.

また、かしめ部１１ｅの内周面１１ｅｂに半径方向外側に向けて空間が狭くなる溝である接着剤溜り部２２を設けることによって、接着剤の塗布量が多くなった場合でも、接着剤溜り部２２に作用する毛管力によって接着剤が接着剤溜り部２２の空間内に留められるので、接着剤がスラスト動圧軸受部１３に侵入することが防止できる。   Further, by providing the adhesive reservoir 22 which is a groove whose space is narrowed radially outward on the inner peripheral surface 11eb of the caulking portion 11e, even when the amount of adhesive applied increases, the adhesive reservoir Since the adhesive is retained in the space of the adhesive reservoir 22 by the capillary force acting on the adhesive 22, it is possible to prevent the adhesive from entering the thrust dynamic pressure bearing portion 13.

本発明にかかる流体軸受装置および、スピンドルモータは、スラストプレートの反りや歪みなくスリーブに固定することで、流体軸受装置の薄型化および、信頼性を向上させることができるとともに、優れた耐衝撃性を有するので、光・磁気ディスクなどを駆動するスピンドルモータなどとして有用である。   The hydrodynamic bearing device and spindle motor according to the present invention are fixed to the sleeve without warping or distortion of the thrust plate, so that the hydrodynamic bearing device can be made thinner and more reliable, and has excellent impact resistance. Therefore, it is useful as a spindle motor for driving an optical / magnetic disk or the like.

また、信頼性、耐衝撃性が必要な他の回転駆動装置に搭載される各種流体軸受装置の用途にも適用できる。   Further, the present invention can be applied to various hydrodynamic bearing devices that are mounted on other rotary drive devices that require reliability and impact resistance.

本発明の実施の形態１における流体軸受装置を備えたスピンドルモータの断面図Sectional drawing of the spindle motor provided with the hydrodynamic bearing apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における流体軸受装置の断面図Sectional drawing of the hydrodynamic bearing apparatus in Embodiment 1 of this invention スラストプレートをスリーブにかしめ固定した状態を示す拡大断面図Enlarged sectional view showing the state where the thrust plate is caulked and fixed to the sleeve スラストプレートの本体部内部を伝播する分力の状態を示す図The figure which shows the state of the component force which propagates inside the main part of the thrust plate 他の実施の形態におけるスラストプレートをスリーブにかしめ固定した状態を示す拡大断面図The expanded sectional view which shows the state which crimped and fixed the thrust plate in other embodiment to the sleeve かしめ部に溝部を設けた状態を示す拡大断面図Enlarged sectional view showing a state in which a groove portion is provided in the caulking portion 従来の流体軸受装置を備えたスピンドルモータの断面図Sectional view of a spindle motor equipped with a conventional hydrodynamic bearing device 従来の流体軸受装置における締結部の断面図Sectional drawing of the fastening part in the conventional fluid dynamic bearing device

符号の説明Explanation of symbols

１、１０１ スピンドルモータ
２ 流体軸受装置
３ ステータ部
４ ロータ部
５ ベース
５ａ 円筒状部
６ ステータコア
７ コイル線
８、１１１ ハブ
８ａ 中央孔
８ｂ マグネット保持部
８ｃ ディスク載置面
９ マグネット
１０、１０３ シャフト
１０ａ スラストフランジ部
１０ｂ 外周面
１１、１０２ スリーブ
１１ａ、１０２ａ 軸受孔
１１ｂ 大径孔部
１１ｃ 傾斜面
１１ｄ 段部
１２ スラストプレート
１２ａ 外周部
１２ａａ、１２ａｂ。１１ｂａ、１１ｂｂ 面
１２ｃ 内周面
１２ｂ 本体部
１３、１０８、１０９ スラスト動圧軸受部
１３ａ スラスト動圧発生溝
１４、１０７ ラジアル動圧軸受部
１４ａ、１４ｂ ラジアル動圧発生溝
１５、１１０ 潤滑流体
１８ 段部
１９ 傾斜面
２０ テーパ部
２１ 溝部
１０４ スラスト板
１０５ ブッシュ
１０６ プレート
１１２ 締結部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Spindle motor 2 Fluid bearing apparatus 3 Stator part 4 Rotor part 5 Base 5a Cylindrical part 6 Stator core 7 Coil wire 8, 111 Hub 8a Central hole 8b Magnet holding part 8c Disk mounting surface 9 Magnet 10, 103 Shaft 10a Thrust Flange portion 10b outer peripheral surface 11, 102 sleeve 11a, 102a bearing hole 11b large diameter hole portion 11c inclined surface 11d stepped portion 12 thrust plate 12a outer peripheral portion 12aa, 12ab. 11ba, 11bb surface 12c Inner peripheral surface 12b Body portion 13, 108, 109 Thrust dynamic pressure bearing portion 13a Thrust dynamic pressure generating groove 14, 107 Radial dynamic pressure bearing portion 14a, 14b Radial dynamic pressure generating groove 15, 110 Lubricating fluid 18 stages Part 19 Inclined surface 20 Tapered part 21 Groove part 104 Thrust plate 105 Bush 106 Plate 112 Fastening part

Claims (5)

軸受孔を有するスリーブと、
前記軸受孔に回転自在な状態で挿通されたシャフトと、
前記シャフトの端面と隙間を介して対向し、前記軸受孔の一方の開口側を閉塞しているスラストプレートと、
前記シャフトの端面と前記スラストプレートの間に形成されている動圧軸受部と、
前記スリーブに形成され、前記スラストプレートの外周部を固定しているかしめ部と、
前記シャフト、前記軸受孔、および前記スラストプレートの間に形成されている隙間に保持されている潤滑流体と、を備え、
前記スラストプレートは回転中心軸に直交する面に面対称な形状である流体軸受装置。 A sleeve having a bearing hole;
A shaft inserted into the bearing hole in a rotatable state;
A thrust plate facing the end surface of the shaft via a gap and closing one opening side of the bearing hole;
A hydrodynamic bearing portion formed between the end face of the shaft and the thrust plate;
A caulking portion formed on the sleeve and fixing an outer peripheral portion of the thrust plate;
A lubricating fluid held in a gap formed between the shaft, the bearing hole, and the thrust plate,
The hydrodynamic bearing device, wherein the thrust plate has a plane-symmetric shape with respect to a plane orthogonal to the rotation center axis. 前記スラストプレートの外周部は、回転中心軸方向長さが、前記外周部より内周側の領域よりも短く形成されている請求項１に記載の流体軸受装置。   2. The hydrodynamic bearing device according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the thrust plate is formed such that a length in a rotation center axial direction is shorter than a region on an inner peripheral side from the outer peripheral portion. 前記スラストプレートの外周部より半径方向内側に形成された段部と、
この段部と前記軸受孔との間に形成されているテーパ部と、を備え、
前記スラストプレートの外周部と前記かしめ部との間に形成されている隙間に接着剤が充填されている請求項１または請求項２に記載の流体軸受装置。 A step formed radially inward from the outer periphery of the thrust plate;
A taper portion formed between the step portion and the bearing hole,
The hydrodynamic bearing device according to claim 1 or 2, wherein an adhesive is filled in a gap formed between an outer peripheral portion of the thrust plate and the caulking portion. 前記かしめ部内周側に少なくとも１つの溝を形成している請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の流体軸受装置。   The hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one groove is formed on an inner peripheral side of the caulking portion. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の流体軸受装置を備えたスピンドルモータ。   A spindle motor comprising the hydrodynamic bearing device according to any one of claims 1 to 4.

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