JP2010096200A - Fluid bearing device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は流体軸受装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device and a manufacturing method thereof.
流体軸受装置は、軸受隙間に形成される油膜で軸部材を回転自在に支持するものである。この流体軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を有するものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的には、HDD等の磁気ディスク装置やCD−ROM、CD−R/RW、DVD−ROM/RAM等の光ディスク装置等のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ(LBP)のポリゴンスキャナモータ、PC等のファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用されている。 The hydrodynamic bearing device supports a shaft member rotatably with an oil film formed in a bearing gap. This hydrodynamic bearing device has characteristics such as high-speed rotation, high rotation accuracy, and low noise. In recent years, the hydrodynamic bearing device has been utilized as a motor bearing device for motors mounted on various electrical devices including information devices. More specifically, spindle motors for magnetic disk devices such as HDD, optical disk devices such as CD-ROM, CD-R / RW, DVD-ROM / RAM, etc., polygon scanner motors for laser beam printers (LBP), PCs It is suitably used as a motor bearing device such as a fan motor.
上記モータのうち、例えばディスク装置用のスピンドルモータに組み込んで使用される流体軸受装置として、例えば特開2003−336636号公報(特許文献1)に記載のように、ハウジングと、ハウジングの内周に収容された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入され、ハウジングおよび軸受スリーブに対して相対回転する軸部材とを主要な構成部材として備えるものが公知である。この流体軸受装置では、軸部材の回転に伴い、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部が形成される。 Among the motors, for example, as a hydrodynamic bearing device used by being incorporated in a spindle motor for a disk device, as described in, for example, JP-A-2003-336636 (Patent Document 1), a housing and an inner periphery of the housing are provided. A known bearing sleeve and a shaft member that is inserted into the inner periphery of the bearing sleeve and rotates relative to the housing and the bearing sleeve are known as main components. In this hydrodynamic bearing device, there is a radial bearing portion that supports the shaft member in the radial direction with an oil film formed in a radial bearing gap between the inner peripheral surface of the bearing sleeve and the outer peripheral surface of the shaft member as the shaft member rotates. It is formed.
ところで、ディスク装置の大容量化、高速回転化等に伴い、流体軸受装置には更なる回転精度の向上が求められている。回転精度向上のための一手段として、軸受剛性、特にモーメント剛性を高めることが考えられる。軸受剛性の向上には、ラジアル軸受部間のスパンを大きくするのが有効であり、そのため、上記特許文献1も含め、ラジアル軸受部を軸方向に離隔した複数箇所(一般的には2箇所)に設けた構成を採用するのが通例である。しかしながら、特に軸受スリーブを焼結金属製とした場合には、製作精度上の問題があることから、単一の軸受スリーブの内周側で、更なるラジアル軸受部間のスパンを拡大するのは容易ではない。そこで、例えば特開平11−155254号公報(特許文献2)に記載のように、ハウジングの内周に、軸方向に離隔して複数の軸受スリーブを配置することが考えられる。この場合、ハウジングの内部空間に充填すべき油量の低減を目的として、スペーサ部材と称される(「間座」とも称される)部材が、軸方向で隣り合う軸受スリーブ間に配設されるのが通例である。
しかしながら、上記特許文献2の構成では、ハウジング、複数の軸受スリーブ、およびスペーサ部材といった数多くの部材で軸部材を相対回転自在に支持する部材を構成する必要があるため、部品コストおよび製造コストが嵩むという問題がある。また、所期の軸受性能を発揮可能とするには、ハウジングに対する軸受スリーブおよびスペーサ部材の位置決めを精度良く行った上でこれらをハウジング内周に固定しなければならないが、工程や製造設備(治具等)がどうしても複雑となってしまうため、製造コストの高騰が特に問題となっている。
However, in the configuration of
本発明の課題は、軸受剛性が高く、高い回転精度を誇る流体軸受装置を低コストに提供可能とすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to provide a hydrodynamic bearing device having high bearing rigidity and high rotational accuracy at low cost.
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも一端が開口したハウジングと、ハウジングの内周に収容された軸受スリーブと、軸受スリーブの内周に挿入された軸部材と、軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に形成される油膜で軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備える流体軸受装置において、ハウジングが、軸方向に離隔して複数配置した軸受スリーブをインサートして型成形され、かつ、軸方向で隣り合う軸受スリーブ間に介在するスペーサ部を有することを特徴とする流体軸受装置を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a housing having at least one end opened, a bearing sleeve accommodated in the inner periphery of the housing, a shaft member inserted in the inner periphery of the bearing sleeve, and an inner peripheral surface of the bearing sleeve In a hydrodynamic bearing device including a radial bearing portion that supports a shaft member in a radial direction with an oil film formed in a radial bearing gap between the shaft member and an outer peripheral surface of the shaft member, a plurality of housings are arranged separately in the axial direction. Provided is a fluid dynamic bearing device which is molded by inserting a bearing sleeve and has a spacer portion interposed between adjacent bearing sleeves in the axial direction.
上記のように、本発明に係る流体軸受装置では、軸部材との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブが軸方向に複数配置されることから、高いモーメント剛性を確保しつつ、個々の軸受スリーブの製作精度を高めて各ラジアル軸受部における支持能力を高めることができる。また、ハウジングが、複数の軸受スリーブをインサートして型成形され、かつ軸方向で隣り合う軸受スリーブ間に介在するスペーサ部を有するものであるから、スペーサ部を含めたハウジングの成形と、このハウジングに対する軸受スリーブの組み付けとを一工程で完了することができる。しかも、型精度を高めておくだけで、ハウジングに対する各軸受スリーブの相対的な位置決めは高精度に行い得る。 As described above, in the hydrodynamic bearing device according to the present invention, since a plurality of bearing sleeves that form radial bearing gaps between the shaft members are arranged in the axial direction, individual bearings are secured while ensuring high moment rigidity. The manufacturing accuracy of the sleeve can be increased to increase the support capability of each radial bearing portion. In addition, since the housing is formed by inserting a plurality of bearing sleeves and has a spacer portion interposed between adjacent bearing sleeves in the axial direction, molding of the housing including the spacer portion, and the housing The assembly of the bearing sleeve with respect to can be completed in one step. In addition, the relative positioning of each bearing sleeve with respect to the housing can be performed with high accuracy only by increasing the mold accuracy.
上記構成のハウジングは、例えば、軸方向に離隔して複数配置した軸受スリーブをインサート部品とし、軸方向で隣り合う軸受スリーブ間に配したゲートから溶融材料をキャビティ内に充填することにより成形することができる。これは、ハウジングが、その外周面のうち、スペーサ部の形成領域にゲート跡を有するものと換言することができる。このようにすれば、ゲートの軸方向両側に配される軸受スリーブを、キャビティ内に溶融材料を射出・充填するときの射出圧(射出・充填される溶融材料の流動力)でもって互いに離反する方向に移動させ、キャビティ(ハウジング)に対する軸方向の相対的な位置決めを行うことが可能となる。 The housing configured as described above is formed by, for example, using a plurality of bearing sleeves spaced apart in the axial direction as insert parts and filling the cavity with molten material from a gate disposed between adjacent bearing sleeves in the axial direction. Can do. In other words, the housing has a gate mark in the region where the spacer portion is formed on the outer peripheral surface thereof. In this way, the bearing sleeves arranged on both sides in the axial direction of the gate are separated from each other by the injection pressure (the flow force of the molten material to be injected / filled) when the molten material is injected / filled into the cavity. It is possible to perform relative positioning in the axial direction with respect to the cavity (housing).
具体的には、内型の外周面に各軸受スリーブを嵌合し、各軸受スリーブのうち、最も内型の基端側に位置する軸受スリーブの軸方向の位置決めを、内型に設けた段部に前記軸受スリーブを係合させることにより行うことができる。このようにすれば、成形金型に配置する段階で各軸受スリーブ間の芯出しを行うことができ、しかも金型へ軸受スリーブを配置段階では、各軸受スリーブの配置態様に格別の配慮を払う必要がない。そのため、高精度な成形品を低コストに製造することができる。 Specifically, each bearing sleeve is fitted to the outer peripheral surface of the inner mold, and the axial positioning of the bearing sleeve located closest to the proximal end of the inner mold among the bearing sleeves is provided on the inner mold. This can be done by engaging the bearing sleeve with the part. In this way, centering between the bearing sleeves can be performed at the stage of placing in the molding die, and in the stage of placing the bearing sleeve on the mold, special consideration is given to the manner of arrangement of the bearing sleeves. There is no need. Therefore, a highly accurate molded product can be manufactured at low cost.
上記方法を採用する場合に、軸受スリーブに付加される加圧力に対して内型と軸受スリーブとの間の摩擦抵抗力が過大であると、軸受スリーブを内型に沿って移動させることができないおそれがある他、軸受スリーブの内周面が損傷等してラジアル軸受部の軸受性能に悪影響が及ぶおそれがある。このような問題は、例えば、内型として、外周面に低摩擦処理が施されたものを用いる、あるいは、軸受スリーブを多孔質材料で形成し、この軸受スリーブを、その内部気孔に潤滑油を含浸させた状態で内型の外周面に嵌合することによって解消することができる。なお、低摩擦処理としては、DLCコーティング、めっき、フッ素コーティング等を採用することができる。 When the above method is employed, if the frictional resistance force between the inner mold and the bearing sleeve is excessive with respect to the pressure applied to the bearing sleeve, the bearing sleeve cannot be moved along the inner mold. In addition, there is a possibility that the inner peripheral surface of the bearing sleeve may be damaged and the bearing performance of the radial bearing portion may be adversely affected. Such a problem may be caused by, for example, using an inner die whose outer peripheral surface has been subjected to a low friction treatment, or forming a bearing sleeve from a porous material and applying lubricating oil to the inner pores of the bearing sleeve. This can be solved by fitting the outer peripheral surface of the inner mold in the impregnated state. In addition, as a low friction process, DLC coating, plating, a fluorine coating, etc. are employable.
ところで、上記特許文献1にも記載のように、軸方向で隣り合うラジアル軸受部間には、軸受トルクの増大を抑制すべく、ラジアル軸受部のラジアル軸受隙間よりも隙間幅の大きい間隙部分が設けられる。この間隙部分は、互いに対向する軸受スリーブの内周面または軸部材の外周面に、逃げ部と称される凹状の部分を設けておくことによって形成することができる。上記本発明に係る流体軸受装置においては、ハウジングを構成するスペーサ部の内周面に、ハウジングの型成形後に生じる成形収縮を利用して逃げ部を形成することができる。このようにすれば、互いに対向する面の何れか一方に機械加工等で逃げ部を設ける必要がなくなるため、加工コストを低減することができる。 By the way, as described in Patent Document 1, a gap portion having a gap width larger than the radial bearing gap of the radial bearing portion is present between radial bearing portions adjacent in the axial direction in order to suppress an increase in bearing torque. Provided. This gap portion can be formed by providing concave portions called relief portions on the inner peripheral surface of the bearing sleeve or the outer peripheral surface of the shaft member facing each other. In the hydrodynamic bearing device according to the present invention, a relief portion can be formed on the inner peripheral surface of the spacer portion constituting the housing by utilizing molding shrinkage that occurs after molding of the housing. In this way, it is not necessary to provide a relief portion by machining or the like on any one of the surfaces facing each other, so that the processing cost can be reduced.
また、ハウジングの一端開口部には、ハウジングの内部空間に充満される潤滑油の漏れ出しを防止するためのシール空間が通常設けられる。本発明において、ハウジングには、複数の軸受スリーブのうち、最もハウジング開口側に位置する軸受スリーブの一端面(反スペーサ部側一端面)を被覆し、軸部材との間にシール空間を形成するシール部をさらに設けることができる。かかる構成とすれば、別途のシール部材をハウジングの開口部に設ける必要がなくなるので、部品点数および組立工数の更なる低減を図ることができる。また、最もハウジング開口側に位置する軸受スリーブの両端面をシール部およびスペーサ部で被覆することができるので、ハウジングに対する当該軸受スリーブの固定面積を増して固定強度を高めることが、ひいてはこの流体軸受装置の信頼性向上を図ることができる。 In addition, a seal space for preventing leakage of the lubricating oil filled in the internal space of the housing is usually provided at one end opening of the housing. In the present invention, the housing covers one end surface (one end surface on the side opposite to the spacer portion) of the bearing sleeve located closest to the housing opening among the plurality of bearing sleeves, and forms a seal space between the shaft member. A seal portion can be further provided. With such a configuration, it is not necessary to provide a separate seal member at the opening of the housing, so that the number of parts and the number of assembly steps can be further reduced. Further, since both end faces of the bearing sleeve located closest to the housing opening can be covered with the seal portion and the spacer portion, it is possible to increase the fixing strength by increasing the fixing area of the bearing sleeve with respect to the housing. The reliability of the apparatus can be improved.
また、ハウジングには、複数の軸受スリーブのうち、最も反ハウジング開口側に位置する軸受スリーブの一端面(反スペーサ部側一端面)を被覆し、軸部材との間にスラスト軸受隙間を形成するスラスト軸受隙間形成部をさらに設けることができる(図10を参照)。このようにすれば、最も反ハウジング開口側に位置する軸受スリーブの一端面でスラスト軸受隙間を形成する場合(図2を参照)のように、軸方向に複数配置される軸受スリーブの形成態様をそれぞれ異ならせる必要がなくなり、使用する軸受スリーブを共通化することができる。そのため、製作すべき、また保有すべき軸受スリーブの種類を減じて軸受スリーブの製作コストや管理コストを減じることができる。また、ハウジング成形時(成形金型への配置時)における軸受スリーブの配置間違いを考慮する必要もなくなる。 In addition, the housing covers one end face (one end face on the side opposite to the spacer portion) of the bearing sleeve located closest to the housing opening side among the plurality of bearing sleeves, and forms a thrust bearing gap between the shaft member and the shaft member. A thrust bearing gap forming portion can be further provided (see FIG. 10). In this way, the formation mode of the bearing sleeves arranged in the axial direction is formed as in the case where the thrust bearing gap is formed on one end face of the bearing sleeve located closest to the housing opening side (see FIG. 2). It is not necessary to make each different, and the bearing sleeve to be used can be made common. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost and management cost of the bearing sleeve by reducing the types of bearing sleeves to be manufactured and possessed. In addition, it is not necessary to take into account an arrangement error of the bearing sleeve at the time of molding the housing (at the time of arrangement in the molding die).
なお、スラスト軸受隙間形成部には、スラスト軸受隙間に流体動圧を発生させるためのスラスト動圧発生部を、ハウジングの射出成形と同時に型成形することができる。 A thrust dynamic pressure generating portion for generating a fluid dynamic pressure in the thrust bearing clearance can be molded at the same time as the injection molding of the housing.
また、ハウジングは、軸部材との間にスラスト軸受隙間を形成する補助スリーブをインサートして射出成形したものとすることもできる(図11を参照)。かかる構成とすれば、ハウジングにスラスト軸受隙間形成部を設ける場合と同様の作用効果が得られる。 Further, the housing may be injection molded by inserting an auxiliary sleeve that forms a thrust bearing gap between the housing and the shaft member (see FIG. 11). With this configuration, the same effect as that obtained when the thrust bearing gap forming portion is provided in the housing can be obtained.
ハウジングを、他端も開口した円筒形態とした場合、当該他端開口は、ハウジングとは別体の蓋部材で閉塞することができるが、所期の軸受性能を安定維持可能とするためには、ハウジングに対する蓋部材の固定強度が問題となる。流体軸受装置の運転中等に衝撃荷重が加わると、軸部材の端部が蓋部材に突き当たり、この時の衝撃で蓋部材が脱落するおそれがあるからである。上記特許文献1の流体軸受装置のようにハウジングの内周面に蓋部材を固定する場合、蓋部材の肉厚を増せばハウジングに対する蓋部材の固定面積が拡大する分、ハウジングに対する蓋部材の固定強度を高めることができる。しかし、蓋部材の肉厚を増すと、軸受装置の軸方向寸法の長大化、あるいはラジアル軸受部の軸受スパンの縮小を招くため、蓋部材をむやみに厚肉化することはできない。 When the housing has a cylindrical shape with an opening at the other end, the opening at the other end can be closed with a lid member separate from the housing, but in order to maintain the desired bearing performance stably. The fixing strength of the lid member to the housing becomes a problem. This is because when an impact load is applied during operation of the hydrodynamic bearing device, the end of the shaft member hits the lid member, and the lid member may fall off due to the impact at this time. When the lid member is fixed to the inner peripheral surface of the housing as in the hydrodynamic bearing device of Patent Document 1, if the thickness of the lid member is increased, the fixing area of the lid member with respect to the housing is increased, so that the lid member is fixed to the housing. Strength can be increased. However, if the thickness of the lid member is increased, the axial dimension of the bearing device is increased or the bearing span of the radial bearing portion is reduced. Therefore, the lid member cannot be increased in thickness.
かかる事情に鑑みて、本発明に係る流体軸受装置では、ハウジングの外周面に蓋部材を固定することでハウジングの他端開口を閉塞するようにした。このようにすれば、蓋部材をハウジングの内周面に固定する場合に比べて、内周面と外周面の径差分だけ固定面積を増すことができる。蓋部材をハウジングの外周面に固定する場合、他端開口部を閉塞する円盤状の部分と、外周面に固定される筒状の部分とが必要となるが、ハウジングに対する固定面積を拡大するには、筒状部分の軸方向寸法を長大化すれば足り、蓋部材を厚肉化する必要がない。また、筒状部分を延ばしても軸受装置の全長寸法に影響は及ばない。以上から、軸受装置の軸方向寸法やラジアル軸受部の軸受スパンに影響を与えることなく蓋部材の耐抜け強度を高めることができ、所期の軸受性能を安定維持することが可能となる。 In view of such circumstances, in the hydrodynamic bearing device according to the present invention, the other end opening of the housing is closed by fixing a lid member to the outer peripheral surface of the housing. In this way, the fixed area can be increased by the difference in diameter between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface as compared with the case where the lid member is fixed to the inner peripheral surface of the housing. When the lid member is fixed to the outer peripheral surface of the housing, a disk-shaped portion that closes the opening at the other end and a cylindrical portion that is fixed to the outer peripheral surface are required. It is sufficient to increase the axial dimension of the cylindrical portion, and it is not necessary to increase the thickness of the lid member. Further, even if the cylindrical portion is extended, the overall length of the bearing device is not affected. From the above, it is possible to increase the anti-slip strength of the lid member without affecting the axial dimension of the bearing device and the bearing span of the radial bearing portion, and the desired bearing performance can be stably maintained.
また、上記構成とすれば、ハウジングの外周面に固定した蓋部材をモータのベースとなる部材、例えばモータブラケットへの取り付け部として活用することができる。コスト面を考慮するとハウジングを樹脂の射出成形品とするのが有効であるが、これでは、通常金属製とされるモータブラケットに接着固定する場合に、必要とされる固定強度を確保することが難しくなる。一方、ハウジングを金属製とすれば、固定強度を満足することはできるものの、樹脂製とする場合に比べコスト高となることは否めない。これに対し、上記構成とすれば、蓋部材をモータブラケットとの接着性に富む金属材料で形成してモータブラケットに対する流体軸受装置の固定強度を満足しつつ、ハウジングを樹脂で形成してコスト低減の要求も満足することができる。 Moreover, if it is set as the said structure, the cover member fixed to the outer peripheral surface of a housing can be utilized as a member used as a base of a motor, for example, an attachment part to a motor bracket. Considering the cost, it is effective to make the housing an injection-molded product of resin, but with this, it is possible to secure the required fixing strength when bonding and fixing to a motor bracket that is usually made of metal. It becomes difficult. On the other hand, if the housing is made of metal, the fixing strength can be satisfied, but it cannot be denied that the cost is higher than when the housing is made of resin. On the other hand, with the above configuration, the lid member is made of a metal material that is highly adhesive to the motor bracket and satisfies the fixing strength of the hydrodynamic bearing device to the motor bracket, while the housing is made of resin to reduce costs. The requirements of
以上に示す本発明に係る流体軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えるモータ、例えばHDD等、情報機器用のスピンドルモータに組み込んで好適に使用することができる。 The hydrodynamic bearing device according to the present invention described above can be suitably used by being incorporated in a spindle motor for information equipment such as a motor having a stator coil and a rotor magnet, such as an HDD.
以上より、本発明によれば、軸受剛性が高く、高い回転精度を誇る流体軸受装置を低コストに提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a hydrodynamic bearing device having high bearing rigidity and high rotational accuracy at low cost.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、流体軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、HDD等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材2を回転自在に支持する流体軸受装置1と、軸部材2に固定されたディスクハブ3と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル4およびロータマグネット5と、ベース部材としてのモータブラケット6とを備えている。ステータコイル4はモータブラケット6の外周に取り付けられ、ロータマグネット5はディスクハブ3の内周に取り付けられる。流体軸受装置1のハウジング9は、モータブラケット6の内周に固定される。ディスクハブ3には磁気ディスク等のディスクDが一又は複数枚(図示例は2枚)保持され、ディスクDは図示しないクランプ機構でディスクハブ3に対して固定される。以上の構成において、ステータコイル4に通電すると、ステータコイル4とロータマグネット5との間の電磁力でロータマグネット5が回転し、それによって、ディスクハブ3およびディスクハブ3に保持されたディスクDが軸部材2と一体に回転する。
FIG. 1 conceptually shows one configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating a fluid dynamic bearing device. This spindle motor is used in a disk drive device such as an HDD, and has a hydrodynamic bearing device 1 that rotatably supports a
図2は、本発明の第1実施形態に係る流体軸受装置1を示すものである。この流体軸受装置1は、軸部材2と、軸部材2の外周に配置された第1および第2軸受スリーブ81,82と、両軸受スリーブ81,82を収容したハウジング9と、ハウジング9の一端開口を閉塞する蓋部材10とを構成部材として備える。なお、以下では、便宜上、蓋部材10が設けられた側を下側、その軸方向反対側を上側として説明を進める。
FIG. 2 shows the hydrodynamic bearing device 1 according to the first embodiment of the present invention. The hydrodynamic bearing device 1 includes a
軸部材2は、軸部2aとフランジ部2bとを有する。軸部2aおよびフランジ部2bの双方は、耐摩耗性に富む金属材料、例えばステンレス鋼で形成される。軸部2aの下端には小径部2a2が形成され、この小径部2a2を環状のフランジ部2bの内周に嵌合固定することで軸部材2が形成される。軸部2aとフランジ部2bの固定方法は両者間に所定の固定強度を確保し得る限りにおいて任意であり、圧入、接着、溶接(特にレーザ溶接)等を採用することができる。軸部材2は、上記のように、個別に製作した軸部2aおよびフランジ部2bを適宜の手段で一体化したものの他、両者を鍛造や切削等で一体的に設けたものを使用することもできる。
The
第1および第2軸受スリーブ81,82の双方は、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成される。第1軸受スリーブ81および第2軸受スリーブ82の何れか一方又は双方は、焼結金属以外のその他の多孔質体、例えば多孔質樹脂で形成することもできるし、黄銅等の軟質金属で形成することもできる。
Both the first and
図3に示すように、第1軸受スリーブ81の内周面81aには、対向する軸部2aの外周面2a1との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面A1が設けられ、該ラジアル軸受面A1には、ラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝81a1が形成される。また、第2軸受スリーブ82の内周面82aには、対向する軸部2aの外周面2a1との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面A2が設けられ、該ラジアル軸受面A2には、ラジアル動圧発生部として、ヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝82a1が形成される。第1軸受スリーブ81の動圧溝81a1は、軸方向中心m(上下の傾斜溝間領域の軸方向中央)に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心mより上側領域の軸方向寸法X1が下側領域の軸方向寸法X2よりも大きくなっている。第2軸受スリーブ82の動圧溝82a1は軸方向対称に形成され、その上下領域の軸方向寸法は上記軸方向寸法X2と等しくなっている。なお、ラジアル動圧発生部は、対向する軸部2aの外周面2a1に形成しても良い。
As shown in FIG. 3, a radial bearing surface A1 that forms a radial bearing gap between the inner
第2軸受スリーブ82の下側端面82bには、対向するフランジ部2bの上側端面2b1との間に第1スラスト軸受隙間を形成するスラスト軸受面Bが設けられる。スラスト軸受面Bには、第1スラスト軸受隙間に動圧作用を発生させるためのスラスト動圧発生部が形成される。このスラスト動圧発生部は、図4に示すようにV字状に屈曲した動圧溝82b1と、これを区画する丘部82b2とを円周方向に交互に配列した構成をなし、全体としてヘリングボーン形状を呈する。なお、スラスト動圧発生部は、対向するフランジ部2bの上側端面2b1に形成しても良い。
The
ハウジング9は軸方向両端が開口した略円筒状をなし、両軸受スリーブ81,82を内周に保持した筒部9aと、筒部9aの上端内径側に設けられたシール部9bと、筒部9aの軸方向略中央部から内径側に突出し、両軸受スリーブ81,82間に介在するスペーサ部9cとを一体に有する。筒部9aは、その外周面が、軸方向で大径外周面9a1と小径外周面9a3とに区画された段付き形状とされる。両外周面9a1,9a3は軸線と直交する方向に延びる段差面9a2で繋がっている。
The
シール部9bの内周面9b1は、軸部2aの外周面2a1との間にシール空間Sを形成する。シール部9bの内周面9b1は下方に向けて漸次縮径したテーパ面状に形成される一方、軸部2aの外周面2a1は径一定の円筒面状に形成されている。従い、シール空間Sは下方に向けて径方向寸法を漸次縮小させたテーパ形状を呈する。
A seal space S is formed between the inner peripheral surface 9b1 of the
スペーサ部9cは、上記のとおり、両軸受スリーブ81,82間に介在して、軸方向に離隔して配置された第1および第2軸受スリーブ81,82間に形成される空間を埋める役割を担う。スペーサ部9cの内周面9c1の軸方向一部又は全部領域(図示例は全部領域)には、軸部2aの外周面2a1との径方向離間距離を、両軸受スリーブ81,82の内周面81a,82aと軸部2aの外周面2a1との間の径方向離間距離よりも拡大させるための逃げ部Nが設けられる。図示例において、逃げ部N(スペーサ部9cの内周面9c1)は、軸方向端部側ほど内径寸法を縮小させた円弧面状をなす。
As described above, the
詳細は後述するが、以上の構成からなるハウジング9は、第1および第2軸受スリーブ81,82をインサート部品として樹脂材料で型成形(射出成形)される。従い、第1および第2軸受スリーブ81,82の表面のうち、キャビティに露出した面を除く面はハウジング9を形成する樹脂材料で被覆される。本実施形態では、第1軸受スリーブ81は、その内周面81aおよび上端内周チャンファ81fを除く面がハウジング9で被覆されており、第2軸受スリーブ82は、その内周面82a、下側端面82b、および下端内周チャンファを除く面がハウジング9で被覆されている。筒部9aの大径外周面9a1のうち、スペーサ部9cの外径側、より詳細にはスペーサ部9cの軸方向中央部の外径側には、キャビティ内に樹脂を射出・充填するゲートを除去加工してなるゲート跡12が、180°位相を異ならせた周方向の二箇所に形成されている。
Although details will be described later, the
ハウジング9の成形に用いる樹脂材料は射出成形可能であれば特段の限定はないが、本実施形態では液晶ポリマー(LCP)をベース樹脂とし、これに要求特性に応じた各種充填材を配合しものとされる。もちろん、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)に代表されるその他の結晶性樹脂、あるいはポリフェニルサルフォン(PPSU)、ポリエーテルサルフォン(PES)等の非晶性樹脂をベース樹脂とした樹脂材料を用いても良い。なお、後述するように、本実施形態においては蓋部材10で導電性が確保されるので、樹脂材料中に導電性充填材を配合する必要はないが、ハウジング9の成形性等に悪影響を及ぼさず、かつコスト面でも支障がなければ、導電性充填材を配合しても良い。
The resin material used for molding the
蓋部材10は、ハウジング9(筒部9a)の小径外周面9a3に固定され、ハウジング9の下側開口を閉塞する。蓋部材10は、導電性を有する金属材料で形成され、例えば金属板をプレス加工することにより、略円盤状のプレート部10aと、プレート部10aの外径端から上方に延びる円筒状の起立部10bとを一体に有する有底筒状(コップ状)に形成される。起立部10bは、第2軸受スリーブ82のラジアル軸受面A2の一部又は全部(本実施形態では一部)と軸方向でオーバーラップしている。
The
プレート部10aの上側端面10a1には、対向するフランジ部2bの下側端面2b2との間に第2スラスト軸受隙間を形成するスラスト軸受面Cが設けられる。スラスト軸受面Cには、第2スラスト軸受隙間に動圧作用を発生させるためのスラスト動圧発生部が形成される。このスラスト動圧発生部は、図5に示すようにV字状に屈曲した動圧溝10a11と、これを区画する丘部10a12とを円周方向に交互に配列した構成をなし、全体としてヘリングボーン形状を呈する。このスラスト動圧発生部は、対向するフランジ部2bの下側端面2b2に形成しても良い。
The upper end surface 10a1 of the
蓋部材10の起立部10bの上側端面10b1とハウジング9の段差面9a2とは軸方向に対向し、後述するスラスト軸受隙間の幅設定後は、両面10b1,9a2間に隙間幅δ1の軸方向隙間13が形成される。スラスト軸受隙間の幅設定後は、例えば接着剤により、軸方向隙間13を完全に封止するようにしても良い。また、プレート部10aの上側端面10a1とハウジング9の筒部9aの下側端面9a4との間に隙間幅δ2の軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間の隙間幅δ2は、軸受装置内部の保油量を減じるために極力小さくするのが望ましい。
The upper end surface 10b1 of the
以上の構成からなる流体軸受装置1において、軸部材2が回転すると、第1軸受スリーブ81のラジアル軸受面A1、および第2軸受スリーブ82のラジアル軸受面A2と、これらに対向する軸部2aの外周面2a1との間にそれぞれラジアル軸受隙間が形成される。そして軸部材2の回転に伴い、両ラジアル軸受隙間の油膜圧力が動圧溝81a1,82a1の動圧作用によって高められる結果、軸部材2をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部R1,R2が軸方向の二箇所に離隔形成される。これと同時に、第2軸受スリーブ82のスラスト軸受面Bとフランジ部2bの上側端面2b1との間、および、フランジ部2bの下側端面2b2と蓋部材10のスラスト軸受面Cとの間に、第1および第2スラスト軸受隙間がそれぞれ形成される。そして、軸部材2の回転に伴い、両スラスト軸受隙間の油膜圧力が、動圧溝82b1,10a11の動圧作用によって高められる結果、軸部材2をスラスト両方向に非接触支持する第1スラスト軸受部T1および第2スラスト軸受部T2が形成される。
In the hydrodynamic bearing device 1 having the above-described configuration, when the
また、シール空間Sが、下方(ハウジング9の内部側)に向かって径方向寸法を漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、シール空間S内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用によってハウジング9の内部側に向けて引き込まれる。また、シール空間Sは、ハウジング9の内部空間に充填された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内で潤滑油の油面を常にシール空間S内に保持する。これらの構成から、ハウジング9内部からの潤滑油漏れが効果的に防止される。
Further, since the seal space S has a tapered shape whose radial dimension is gradually reduced downward (inside the housing 9), the lubricating oil in the seal space S is pulled into the
ところで本実施形態において、第1軸受スリーブ81のラジアル軸受面A1に設けた動圧溝81a1は、軸方向中心mより上側領域の軸方向寸法X1が下側領域の軸方向寸法X2よりも大きくなっている。そのため、軸部材2の回転時、動圧溝81a1による潤滑油の引き込み力は上側領域が下側領域に比べて相対的に大きくなる。このような引き込み力の差圧(ポンピング能力のアンバランス)により、第1軸受スリーブ81の内周面81aと軸部2aの外周面2a1との間の隙間に充満された潤滑油は下方に押し込まれる。この場合、軸受内部の閉塞側の空間、特に第2スラスト軸受隙間の内径側の空間(底面空間P、図6を参照)で圧力が高くなり、軸部材2に作用する上向きの浮上力が過剰となる結果、両スラスト軸受部T1,T2間でのスラスト支持力をバランスさせることが難しくなる。この点に鑑み、本実施形態に係る流体軸受装置1では、フランジ部2bに、その両端面2b1,2b2に開口した連通孔11を設けている(図2および図6を参照)。これにより、連通孔11を介して両スラスト軸受隙間間で潤滑油が行き来可能となるので、両スラスト軸受隙間間での圧力バランスの崩れを早期に解消し、両スラスト軸受部T1,T2間でのスラスト支持力をバランスさせることができる。
By the way, in this embodiment, the dynamic pressure groove 81a1 provided on the radial bearing surface A1 of the
図6に示すように、本実施形態の連通孔11は、両スラスト軸受面B,C(スラスト動圧発生部)の形成領域を避けてその内径側に開口させるため、径方向部11aと軸方向部11bとで構成された屈曲形態をなす。より詳細には、径方向部11aの外径端が、フランジ部2bの上側端面2b1、第2軸受スリーブ82の下端内周チャンファ、および軸部2aの下端に設けられたヌスミ部2a3とで形成される空間に開口し、径方向部11aの内径端に繋がった軸方向部11bが軸部2aの小径部2a2の外周面に沿って延び、第2スラスト軸受部T2の内径側に開口している。かかる構成は、円環状のフランジ部2bの内周面に軸方向溝を形成すると共に、フランジ部2bの上側端面2b1に前記軸方向溝に通じる半径方向溝を形成し、その後、フランジ部2bの内周に軸部2aの小径部2a2を嵌合することによって形成することができる。なお、連通孔11は、円周方向の一箇所に設ける他、円周方向の複数箇所に設けることもできる。
As shown in FIG. 6, the
また、上記のように、本実施形態に係る流体軸受装置1では、底面空間Pの圧力が高くなる傾向にある。この場合に第2スラスト軸受部T2を形成する動圧溝10a11を、従来多用されてきたポンプインタイプのスパイラル形状に配列すると、第2スラスト軸受隙間内に充満された潤滑油が内径側に押し込まれるため、底面空間Pの圧力増大を助長することとなる。これに対し、第2スラスト軸受部T2を形成する動圧溝10a11を、図5に示すようにヘリングボーン形状に形成(配列)すれば、この問題を回避することができ、望ましい。一方、第1スラスト軸受部T1では、この種の問題が生じないので、動圧溝82b1を、図4に示すヘリングボーン形状ではなく、ポンプインタイプのスパイラル形状に形成しても良い。 Further, as described above, in the hydrodynamic bearing device 1 according to the present embodiment, the pressure in the bottom space P tends to increase. In this case, when the dynamic pressure grooves 10a11 forming the second thrust bearing portion T2 are arranged in a pump-in type spiral shape that has been widely used in the past, the lubricating oil filled in the second thrust bearing gap is pushed into the inner diameter side. Therefore, the pressure increase in the bottom space P is promoted. On the other hand, if the dynamic pressure groove 10a11 forming the second thrust bearing portion T2 is formed (arranged) in a herringbone shape as shown in FIG. 5, this problem can be avoided, which is desirable. On the other hand, since this type of problem does not occur in the first thrust bearing portion T1, the dynamic pressure groove 82b1 may be formed in a pump-in type spiral shape instead of the herringbone shape shown in FIG.
次に、以上の構成からなる流体軸受装置1の製造方法について、ハウジング9の成形工程およびハウジング9に対する蓋部材10の組み付け工程を中心に、以下説明を行う。
Next, the manufacturing method of the hydrodynamic bearing device 1 having the above-described configuration will be described below with a focus on the molding process of the
図7〜図9は、ハウジング9の型成形(射出成形)工程を示すものである。図7に示すように、当該成形工程に用いられる成形金型20は、内型22を有する第1金型21と、第1金型21と衝合する第2金型23と、第2金型23の内周に配置され、内型22(の先端)を内周に収容可能な孔部24aを有する第3金型24とで主要部が構成される。第1金型21の180°位相を異ならせた周方向の二箇所にはゲート25が設けられる。
7 to 9 show a molding (injection molding) process of the
内型22は、小径部22aと大径部22bとを有する段付き軸状をなす。小径部22aの外周面は、ハウジング9のスペーサ部9cを成形する成形面として機能する他、インサート部品として金型20内に供給配置される第1および第2軸受スリーブ81,82を保持する保持部としても機能する。小径部22aの外径寸法は、軸受スリーブ81,82が小径部22aの外周面に沿って軸方向移動可能で、かつ、嵌合後の軸受スリーブ81,82が自重で脱落しない程度に設定される。内型22のうち、少なくとも小径部22aの外周面には、摩擦力を減じるための被膜27が形成されている。なお、当該被膜27は、例えばDLCコーティング、めっき、フッ素コーティング等によって形成される。後述するように、小径部22aと大径部22bとの間に介在する段部22cは、第1軸受スリーブ81の上端内周チャンファ81fと係合して、当該内型22に対する第1軸受スリーブ81の軸方向の位置決めを行う。従い、段部22は、第1軸受スリーブ81の上端内周チャンファ81fに倣ったテーパ面状に形成される。
The
以上の構成からなる成形金型20において、まず、図7に示すように、内型22の小径部22a外周に第1軸受スリーブ81と第2軸受スリーブ82とを嵌合する。これにより、両軸受スリーブ81,82間の芯出しが行われる。このとき、両軸受スリーブ81,82の軸方向の位置決めを厳密に行う必要はないが、同図にも示すように、第1軸受スリーブ81をゲート25よりも上方に配置する一方、第2軸受スリーブ82をゲート25よりも下方に配置する。
In the molding die 20 having the above configuration, first, the
次いで、図8に示すように、第1金型21を下降させ、内型22の下端を第3金型24の孔部24aに収容すると共に、型締めを行って各型21〜24でキャビティ26を画成する。その後、ゲート25からキャビティ26内に溶融材料J(ここでは溶融樹脂)を射出・充填する。ゲート25と両軸受スリーブ81,82の配置態様とから、溶融材料Jがキャビティ26内に射出されると、溶融材料Jの射出圧(流動力)によって第1軸受スリーブ81には上向きの加圧力が付加され、第1軸受スリーブ81は、その上端内周チャンファ81fが内型22の段部22cに係合するまで小径部22aの外周面に沿って上方に移動する。これと同時に、第2軸受スリーブ82には下向きの加圧力が付加され、第2軸受スリーブ82は、その下側端面82bが第3金型24の上側端面24bに当接するまで小径部22aの外周面に沿って下方に移動する。これにより、キャビティ26への溶融材料Jの充填と同時に、キャビティ26内における両軸受スリーブ81,82の位置決め(ハウジング9に対する両軸受スリーブ81,82の位置決め)が完了する。
Next, as shown in FIG. 8, the
以上のようにすれば、成形金型20に両軸受スリーブ81,82を配置する段階で両軸受スリーブ81,82間の芯出しを行うことができ、しかも配置精度に格別の配慮を払うことなく、キャビティ26(ハウジング9)に対する両軸受スリーブ81,82の軸方向の位置決めを正確に行うことができる。但し、以上のようにして両軸受スリーブ81,82の位置決めを行うに際しては、内型22と軸受スリーブ81,82との間の摺動抵抗が問題となる。すなわち、軸受スリーブ81,82に付加される加圧力に対して両者間の摩擦抵抗力が過大であると、軸受スリーブ81,82を内型22に沿って移動させることができないおそれがある他、軸受スリーブ81,82のラジアル軸受面A1,A2が損傷等してラジアル軸受部R1,R2の軸受性能に悪影響が及ぶおそれがある。これに対し、本発明では、軸受スリーブ81,82を保持する内型22の小径部22aの外周面に、低摩擦処理を施した(摩擦力を減じるための被膜27を形成した)ので、前述の問題は効果的に解消される。
In this way, centering between the two bearing
なお、以上では、内型22と軸受スリーブ81,82との間の摺動抵抗を減じるべく、内型22の外周面に被膜27を形成するようにしたが、軸受スリーブ81,82が焼結金属製とされる本実施形態においては、予め内部気孔に潤滑油を含浸させた軸受スリーブ81,82を、内型22(小径部22a)の外周に嵌合させるようにしても良い。
In the above, the
キャビティ26内への溶融材料Jの射出・充填が完了し、さらには充填された溶融材料Jの固化後、図9に示すように、第1金型21を上昇させて型開きを行うのと同時に成形品内周から内型22を抜き取る。内型22の小径部22a外周には摩擦力を減じるための被膜27が形成されていることから、成形品内周からの内型22の抜き取りはスムーズに行うことができる。次いで、第2金型22と第3金型23とを軸方向に相対移動させ、軸受スリーブ81,82およびハウジング9が一体となった成形品と、第2および第3金型22,23と分離する。このとき、成形されたハウジング9のうち、スペーサ部9cは他所に比べて厚肉に形成されていることから、図9の拡大断面図に示すように、成形収縮に伴ってスペーサ部9cの内周面9cが外径側に後退して逃げ部Nが形成される。
After the injection and filling of the molten material J into the
以上のようにして製造された成形品(ハウジング9および軸受スリーブ81,82)の内周に軸部材2を挿入する。次いで、ハウジング9の小径外周面9a3、および蓋部材10の起立部10bの内周面の何れか一方又は双方に接着剤を塗布し、小径外周面7a3に蓋部材10の起立部10bの内周面を嵌合する。そのままハウジング9と蓋部材10とを軸方向に相対移動させ、フランジ部2bの上側端面2b1を第2軸受スリーブ82の下側端面82bに当接させると共に、フランジ部2bの下側端面2b2を蓋部材10のプレート部10aの上側端面10a1に当接させる(すなわち、両スラスト軸受隙間の隙間幅をそれぞれ0の状態にする)。このとき、蓋部材10の起立部10bの上側端面10b1とハウジングの段差面7a2とが接触しないように各部材の寸法を設定しておく。次いで、両スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量分だけ蓋部材10とハウジング9とを軸方向に相対移動させ、その後、接着剤を固化させることにより、ハウジング9に対する蓋部材10の組み付けと、スラスト軸受隙間の幅設定とが同時に完了し、図2に示す流体軸受装置1の組立が完了する。その後、流体軸受装置1の内部空間に、潤滑流体としての潤滑油を充満する。以上のような組立手順であれば、蓋部材10の移動量でスラスト軸受隙間の幅設定を行うことができるので、各部材の加工精度を緩和して、加工コストを低減することができる。
The
なお、上述のように、本実施形態に係る流体軸受装置1では、ハウジング9が樹脂製、蓋部材10が金属製とされ、かつこの蓋部材10の起立部10bは、第2軸受スリーブ82のラジアル軸受面A2の一部と軸方向でオーバーラップしている。このような場合に、圧入を伴う手法(圧入、圧入接着等)で蓋部材10をハウジング9に固定したのでは、圧入に伴うハウジング9の変形が第2軸受スリーブ82のラジアル軸受面A2にも及び、ラジアル軸受隙間の幅精度、ひいてはラジアル方向の回転精度に悪影響が及ぶおそれがある。このような悪影響を回避すべく、本実施形態では、蓋部材10の起立部10bの内周面とハウジング9の小径外周面9a3との間に微小な径方向隙間を介在させ、この径方向隙間を満たす接着剤で両者が接着固定される(隙間接着)。
As described above, in the hydrodynamic bearing device 1 according to the present embodiment, the
以上では、蓋部材10をハウジング9に固定する際、ハウジング9の小径外周面9a3や蓋部材10の起立部10bの内周面に予め接着剤を塗布するようにしたが、蓋部材10とハウジング9とを嵌合してスラスト軸受隙間の幅設定を行った後に、軸方向隙間13から接着剤を供給し、ハウジング9の小径外周面9a3と起立部10bの内周面との間の径方向隙間の毛細管力を利用して接着剤を引き込むことで両者を接着固定してもよい。
In the above description, when the
以上の構成からなる流体軸受装置1は、蓋部材10の起立部10bの外周面、およびハウジング9の大径外周面9a1を、アルミ合金等の金属材料で形成されたモータブラケット6(図1を参照)の内周面に例えば接着固定することでモータに組み込まれる。このとき、ハウジング9と蓋部材10の外径寸法を等しくしておけば、これらをモータブラケット6の内周面に確実に固定することができる。またこのとき、モータブラケット6の内周面をハウジング9の大径外周面9a1よりもある程度大径に形成しておけば、両者間に形成される径方向隙間に充填した接着剤で両者を接着固定することができる(隙間接着)。このようにすれば、ハウジング9をモータブラケット6の内周に挿入する際にハウジング9のゲート跡12がモータブラケット6に接触せず、かつ両者の固定後にはゲート跡12が接着剤で被覆されるので、ゲート跡12の除去処理を入念に行う必要はない。そして、蓋部材10とモータブラケット6は何れも金属製とされるから、流体軸受装置1はモータブラケット6に対して高い接着強度でもって固定することができる。
In the hydrodynamic bearing device 1 having the above configuration, the motor bracket 6 (see FIG. 1) formed of a metal material such as an aluminum alloy on the outer peripheral surface of the standing
なお、蓋部材10とモータブラケット6との間で十分な接着強度を確保できるのであれば、ハウジング9をモータブラケット6に対して必ずしも接着固定する必要はない。但し、ハウジング9をモータブラケット6に接着固定しないのであれば、ゲート跡12の処理工数を減じる観点から、ハウジング9の外径寸法を蓋部材10の外径寸法よりも小さくしておくのが望ましい。
Note that the
上述のように、本発明では、軸部材2の軸部2aとの間にラジアル軸受隙間を形成する軸受スリーブが軸方向に複数配置されることから、軸受スパンを拡大して高いモーメント剛性を確保しつつ、個々の軸受スリーブ81,82の製作精度を高めて各ラジアル軸受部R1,R2における支持能力を高めることができる。また、ハウジング9が、複数の軸受スリーブ81,82をインサートして射出成形され、かつ軸方向で隣り合う軸受スリーブ81,82間に介在するスペーサ部9cを有するものであるから、スペーサ部9cを含めたハウジング9の成形と、このハウジング9に対する軸受スリーブ81,82の組み付けとを一工程で完了することができる。しかも、型精度を高めておくだけで、ハウジング9に対する各軸受スリーブ81,82の相対的な位置決めを高精度に行い得る。以上のことから、軸受剛性、特にモーメント剛性が高く、高い回転精度を誇る流体軸受装置1を低コストに提供することができる。
As described above, in the present invention, since a plurality of bearing sleeves that form radial bearing gaps between the
また、ハウジング9は、軸部材2との間にシール空間Sを形成するシール部9bをも有するものであるから、ハウジング9の上端開口部にシール空間Sを形成するための別部材を配置する必要がない。そのため、部品点数および組立工数を減じて流体軸受装置1の低コスト化を図ることができる。また、シール部9bによって、ハウジング9の上端開口側に位置する第1軸受スリーブ81の上側端面が被覆される。これにより、第1軸受スリーブ81のハウジング9に対する固定面積を増して第1軸受スリーブ81の固定強度を高めることができ、当該流体軸受装置1の信頼性向上を図ることができる。なお、両軸受スリーブ81,82が焼結金属の多孔質体で形成される本実施形態においては、ハウジング9成形時の溶融材料Jがインサート部品として金型20内に配置される軸受スリーブ81,82の表面開孔に入り込んでアンカー効果を発揮する。そのため、ハウジング9に対する軸受スリーブ81,82の固定強度は十分に確保される。但し、更なる固定強度の向上(例えば、回り止め)を目的として、軸受スリーブ81,82の外周面や端面に溝を設けた軸受スリーブ81,82を用いるようにしても良い。
In addition, since the
また、第1ラジアル軸受部R1のラジアル軸受隙間と第2ラジアル軸受部R2のラジアル軸受隙間との間には、ラジアル軸受隙間よりも隙間幅の大きい間隙部分を設け、トルク増大を極力防止するようにしている。上記特許文献1では軸部材の外周面の一部を凹状(小径)に形成することにより前記間隙部分を形成するようにしているが、これは軸部材に機械加工等の後加工を施すことによって形成されるため、加工コストを高騰させる一因となる。これに対し本発明では、ハウジング9成形後の成形収縮を利用して逃げ部N(凹状の部分)を両軸受スリーブ81,82間に介在するスペーサ部9cの内周面9c1に形成するようにしたので、機械加工等で逃げ部を形成する手間を省いて加工コストの更なる低廉化を図ることができる。
Further, a gap portion having a gap width larger than the radial bearing gap is provided between the radial bearing gap of the first radial bearing portion R1 and the radial bearing gap of the second radial bearing portion R2, so as to prevent an increase in torque as much as possible. I have to. In Patent Document 1 described above, the gap portion is formed by forming a part of the outer peripheral surface of the shaft member in a concave shape (small diameter), but this is performed by performing post-processing such as machining on the shaft member. Since it is formed, it becomes a cause of increasing the processing cost. On the other hand, in the present invention, the relief portion N (concave portion) is formed on the inner peripheral surface 9c1 of the
また、蓋部材10をハウジング9の外周面(筒部9aの小径外周面9a3)に固定しているので、従来のように蓋部材をハウジングの内周面に固定する場合に比べ、内周面と外周面の径差分だけ両部材間の固定面積を増すことができる。また、ハウジング9の筒部9aのうち、大径外周面9a1を有する部分の軸方向寸法を短縮する一方、小径外周面9a3を有する部分の軸方向寸法を長大化することにより、蓋部材10の起立部10bの軸方向寸法を増すことができるので、固定面積の更なる増大、すなわち固定強度の更なる向上も容易に達成できる。しかも、これに伴って蓋部材10を厚肉化する必要がなく、さらに、蓋部材10は接着性の良好な金属材料で形成されている。従って、流体軸受装置1の軸方向寸法やラジアル軸受部R1,R2の軸受スパンに影響を与えることなく蓋部材10の耐抜け強度を高めることができるので、所期の軸受性能が安定的に維持される。
Further, since the
また、蓋部材10は金属材料で形成されているので、ディスクDが回転することによって帯電した静電気を、軸部材2→蓋部材10→モータブラケット6という経路を介して確実に接地側に放電することができる。但し、蓋部材10とモータブラケット6とを接着固定した本実施形態においては、接着剤(通常は絶縁体)によって導電経路が遮断されるおそれがある。かかる事態を防止するため、必要に応じて蓋部材10の下端外径端部とモータブラケット6の下端内径端部とにまたがって適当な導電材を塗布し、両者間での導電経路を確保しておくのが望ましい。
Further, since the
このように蓋部材10で導電経路を構成すれば、ハウジング9の導電性を考慮せずとも足りるため、ハウジング9の成形材料を検討する際に材料選択の余地が広がり、流体軸受装置1の設計自由度が増す。樹脂製としたハウジング9に導電性を持たせる場合には樹脂材料中に高価な導電性充填材を配合する必要があるが、本発明では、この種の導電性充填材の配合を不要とし、あるいは配合量を少なくすることができるので、材料コストの高騰を抑制することができる。
If the conductive path is configured by the
図10は、本発明の第2実施形態に係る流体軸受装置1を示すものである。同図に示す流体軸受装置1が図2に示すものと異なる主な点は、ハウジング9が、第2軸受スリーブ82の下側端面82bを被覆し、軸部材2のフランジ部2bとの間に第1スラスト軸受隙間(第1スラスト軸受部T1)を形成するスラスト軸受隙間形成部9dをさらに有する点にある。スラスト軸受隙間形成部9dの下側端面9d1には、図5に示すような動圧溝を有するスラスト軸受面Bがハウジング9を成形するのと同時に型成形されている。その他の構成は、図2に示す流体軸受装置1と実質的に同一であるから共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
FIG. 10 shows a hydrodynamic bearing device 1 according to a second embodiment of the present invention. The main difference of the hydrodynamic bearing device 1 shown in FIG. 2 from that shown in FIG. 2 is that the
図11は、本発明の第3実施形態に係る流体軸受装置1を示すものである。同図に示す流体軸受装置1が図2に示すものと異なる主な点は、ハウジング9が、さらに、軸部材2のフランジ部2bとの間に第1スラスト軸受隙間(第1スラスト軸受部T1)を形成する補助スリーブ83をインサート部品として型成形されたものである点にある。補助スリーブ83の下側端面83bには、図5に示すような動圧溝を有するスラスト軸受面Bが設けられている。第2軸受スリーブ82の下側端面82bと補助スリーブ83の上側端面とは当接状態にある。これは、ハウジング9の成形工程において、第2軸受スリーブ82の軸方向の位置決めを行うためである。なお、補助スリーブ83の内周面83aと軸部2aの外周面2a1との間にラジアル軸受隙間(ラジアル軸受部)を形成しても良いし形成しなくても良い。
FIG. 11 shows a hydrodynamic bearing device 1 according to a third embodiment of the present invention. The main difference of the hydrodynamic bearing device 1 shown in FIG. 2 from that shown in FIG. 2 is that the
図10および図11にそれぞれ示す実施形態では、第1軸受スリーブ81と第2軸受スリーブ82の軸方向寸法を異ならせているが、上記構成とすれば第2軸受スリーブ82の下側端面82bにスラスト軸受面Bを形成する必要がなくなり、両軸受スリーブ81,82を同一のもので構成することが可能となる。そのため、製作すべき、また保有すべき軸受スリーブの種類を減じて軸受スリーブの製作コストや管理コストを減じることができる。また、成形金型20(内型22)に第1および第2軸受スリーブ81,82を配置する際の配置間違いを考慮する必要もなくなる。
In the embodiments shown in FIGS. 10 and 11, the axial dimensions of the
以上に示す各実施形態では、軸方向の二箇所に離隔配置した軸受スリーブ81,82をインサートしてハウジング9を型成形した構成としているが、軸方向の三箇所以上に離隔配置した軸受スリーブをインサートしてハウジング9を型成形することも可能である。
In each of the embodiments described above, the
また、以上に示す各実施形態では、ハウジング9の成形材料として樹脂を使用しているが、コスト面等で問題がなければ、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属材料を使用してハウジング9を型成形することも可能である。また、ハウジング9を、いわゆるMIM成形品とすることも可能である。但し、ハウジング7を金属材料の型成形品(射出成形品)とする場合には、インサート部品として金型内に供給配置される軸受スリーブ81,82を、溶融材料よりも高融点の材料で形成しておくのが肝要である。
Moreover, in each embodiment shown above, although resin is used as the molding material of the
また、以上の実施形態では、ヘリングボーン形状等の動圧溝による動圧作用により動圧軸受からなるラジアル軸受部R1,R2を構成した場合について説明を行ったが、いわゆる多円弧軸受、ステップ軸受、および波型軸受等、公知のその他の動圧軸受でラジアル軸受部を構成することもできる。また、ラジアル軸受隙間を介して対向する軸受スリーブ81,82の内周面81a,82a、および軸部2aの外周面2a1の双方を円筒面とした、いわゆる真円軸受でラジアル軸受部を構成することもできる。
Further, in the above embodiment, the case where the radial bearing portions R1 and R2 including the dynamic pressure bearing are configured by the dynamic pressure action by the dynamic pressure groove having a herringbone shape or the like has been described. The radial bearing portion can also be configured by other known hydrodynamic bearings such as a wave bearing and the like. Further, the radial bearing portion is constituted by a so-called circular bearing in which both the inner
また、以上の実施形態では、ヘリングボーン形状、スパイラル形状等の動圧溝による動圧作用により動圧軸受からなるスラスト軸受部T1,T2を構成した場合について説明を行ったが、いわゆるステップ軸受や波型軸受等、公知のその他の動圧軸受でスラスト軸受部T1,T2の何れか一方又は双方を構成することもできる。また、スラスト軸受部は、軸部材2の一端を接触支持する、いわゆるピボット軸受で構成することもできる。
Further, in the above embodiment, the case where the thrust bearing portions T1 and T2 including the dynamic pressure bearings are configured by the dynamic pressure action by the dynamic pressure grooves such as the herringbone shape and the spiral shape has been described. Any one or both of the thrust bearing portions T1 and T2 can be configured by other known dynamic pressure bearings such as a wave bearing. Further, the thrust bearing portion can be constituted by a so-called pivot bearing that contacts and supports one end of the
1 流体軸受装置
2 軸部材
2a 軸部
6 モータブラケット
9 ハウジング
9b シール部
9c スペーサ部
9d スラスト軸受隙間形成部
10 蓋部材
12 ゲート跡
20 成形金型
22 内型
25 ゲート
81 第1軸受スリーブ
82 第2軸受スリーブ
83 補助スリーブ
A1、A2 ラジアル軸受面
B、C スラスト軸受面
N 逃げ部
S シール空間
R1、R2 ラジアル軸受部
T1、T2 スラスト軸受部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid
Claims (11)
ハウジングが、軸方向に離隔して複数配置した軸受スリーブをインサートして型成形され、かつ、軸方向で隣り合う軸受スリーブ間に介在するスペーサ部を有することを特徴とする流体軸受装置。 A housing having at least one open end, a bearing sleeve housed in the inner periphery of the housing, a shaft member inserted in the inner periphery of the bearing sleeve, and a radial between the inner peripheral surface of the bearing sleeve and the outer peripheral surface of the shaft member In a hydrodynamic bearing device including a radial bearing portion that supports a shaft member in a radial direction with an oil film formed in a bearing gap,
A hydrodynamic bearing device, characterized in that the housing is molded by inserting a plurality of axially spaced bearing sleeves and is interposed between axially adjacent bearing sleeves.
軸方向に離隔して複数配置した軸受スリーブをインサート部品とし、軸方向で隣り合う軸受スリーブ間に配したゲートから溶融材料をキャビティ内に充填することにより、ハウジングを型成形する工程を含むことを特徴とする流体軸受装置の製造方法。 A housing having at least one open end, a bearing sleeve housed in the inner periphery of the housing, a shaft member inserted in the inner periphery of the bearing sleeve, and a radial between the inner peripheral surface of the bearing sleeve and the outer peripheral surface of the shaft member In a manufacturing method of a hydrodynamic bearing device comprising a radial bearing portion that supports a shaft member in a radial direction with an oil film formed in a bearing gap,
Including a step of molding a housing by using a plurality of axially spaced bearing sleeves as insert parts and filling the cavity with molten material from a gate disposed between adjacent axially adjacent bearing sleeves. A method for manufacturing a hydrodynamic bearing device.
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---|---|---|---|---|
JP2015098921A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | Ntn株式会社 | Fluid dynamic pressure bearing device and manufacturing method thereof |
JP2017101593A (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | トヨタ紡織株式会社 | Motor and electric supercharger with the same |
WO2020175351A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社ダイヤメット | Insert bearing and manufacturing method therefor, sintered bearing suitable for insert bearing, sintered insert component and manufacturing method therefor, and sintered component suitable for sintered insert component |
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-
2008
- 2008-10-14 JP JP2008265154A patent/JP2010096200A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015098921A (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | Ntn株式会社 | Fluid dynamic pressure bearing device and manufacturing method thereof |
JP2017101593A (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | トヨタ紡織株式会社 | Motor and electric supercharger with the same |
WO2020175351A1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社ダイヤメット | Insert bearing and manufacturing method therefor, sintered bearing suitable for insert bearing, sintered insert component and manufacturing method therefor, and sintered component suitable for sintered insert component |
CN113396025A (en) * | 2019-02-28 | 2021-09-14 | 大冶美有限公司 | Insert bearing and method for manufacturing the same, sintered bearing used in the insert bearing, insert sintered member and method for manufacturing the same, and sintered member used in the insert sintered member |
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