JP3777474B2

JP3777474B2 - Fluid bearing, motor, rotor device, and fluid bearing manufacturing method

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Publication number: JP3777474B2
Application number: JP36194498A
Authority: JP
Inventors: 岩城　　忠雄
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: JP2000170750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体軸受け、モータ、回転体装置、及び流体軸受けの製造方法に関し、更に詳細には、オイル漏れを起こさずに回転振れが少なくロータを回転支持可能で、容易に製造できる流体軸受け、モータ、回転体装置、及び流体軸受けの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アウターロータ型の流体軸受けとしては、図９に示すような片軸支持型の流体軸受けと、図１０に示すような、両軸支持型の流体軸受けとが知られている。
図９に示す片軸支持型の流体軸受けでは、ステータ部材１１０が、柱状部１１１と、この柱状部１１１の一端部１１１ｂに同軸的に固定されたスラストプレート１１２とを含んでいる。柱状部１１１の他端部１１１ｃはねじ等により例えばシャーシ等の外部の部材に固定されている。そしてこの柱状部１１１の一端部１１１ｂ側に、ロータ部材として、天面を有する中空状のスリーブ１２０が回転自在に装着されている。スラストプレート１１２の両端面や柱状部１１１の周面には動圧発生用の溝１１３，１１４が形成されている。柱状部１１１及びスラストプレート１１２とスリーブ１２０との間にはオイル等の動圧発生用の流体１４０が表面張力等により保持されている。そして、スリーブ１２０の回転時に、動圧発生用の溝１１３，１１４によって流体１４０が巻き込まれて動圧が発生し、この動圧によりスリーブ１２０がステータ部材１１０に対して浮上支持される。
【０００３】
図１０に示す両軸支持型の流体軸受けでは、ステータ部材２１０の柱状部２１１の両端部がねじ等によりシャーシ等に固定されており、その中腹にスラストプレート２１２が固定されている。そして、両端部の開放されたスリーブ２２０が、ステータ部材２１０を囲うように装着されている。スリーブ２２０と柱状部２１１及びスラストプレート２１２との間には、軸線方向の両端部が開放された隙間が形成され、この隙間に流体２４０が保持されている。
【０００４】
図９及び図１０に示すような流体軸受けは、ロータ部材とステータ部材とが直接接触しないことから耐久性に優れており、ハードディスク装置やプリンタ等の画像形成装置の回転多面鏡装置等、高速に回転する装置の軸受けとして有用である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図９に示すような片軸支持型流体軸受けは、構造上、流体軸受けの軸線方向の両端を固定することはできず、柱状部１１１の一端１１１ｃ側だけが固定支持されているので、他端１１１ｂ側における負荷の影響を受け易く、この流体軸受けにより支承されるロータが変位しやすい問題点がある。そのため、ハードディスク装置等、ロータの位置精度に特に精密度が必要とされる装置には用いることができない。尚、ハードディスク装置では、例えば、ラジアル方向のぶれ量が０．０５μｍ以下、アキシャル方向のぶれ量は２μｍ以下等の位置精度が要請される。特に、ネットワークサーバ等に用いられるような高密度、高容量のハイエンド型のハードディスク装置等においては、ディスクを５枚以上搭載し、また７２００ｒ．ｐ．ｍ．や１００００ｒ．ｐ．ｍ．等の高速回転によりディスクの風損が大きいため、回転軸に大きな負荷力が加わって上述のような位置精度が保持できない。
そのため、従来、片軸支持型流体軸受けは、ディスクの枚数が４枚以下で２．５インチ以下の小さなディスクのハードディスク装置等のみに用いられている。
【０００６】
一方、図１０に示すような両軸支持型流体軸受けは、柱状部２１１の両端がともに固定支持されているため、負荷に対して影響を受けにくく、良好な位置精度を保持できる利点がある。
しかし、両軸支持型流体軸受けでは、動圧発生用の流体２４０が、上下両端の開放された隙間に保持されるため、外部からの振動等により加わる負荷が流体２４０の端面における表面張力より大きくなった場合、動圧の圧力差が大きくなり過ぎた場合、また、柱状部２１１が偏って隙間が広がった場合等に、簡単に漏れてしまう問題点がある。
【０００７】
尚、流体漏れを防ぐために、従来より、動圧発生時に減圧される流体部分に外部との連通孔を形成し流体内に減圧により外部の気体を導入し空気溜まりを形成することが行われている。空気溜まりを形成すると、表面張力を生じる箇所が増え総合的な流体保持力が増加し、また、流体の総重量を軽減して自重の影響が減少し、更に、空気の膨張により動圧発生時の動圧の圧力差が少なくなり流体が途中でとぎれなくなる。そのため、流体の漏れが低減される。
しかし、両端が開放された状態下では、上述のような技術による流体を保持し漏れを防止するのにも限界があり、軸受けを傾けた場合や、温度変化や衝撃等の外部からの刺激が加えられるとやはり流体が漏洩しやすく、より確実に流体漏れを回避できる技術が求められている。
【０００８】
前記片軸支持型流体軸受けのように良好な位置精度を保持でき、且つ両軸支持型流体軸受けのように流体漏れを防止できる流体軸受けとしては、片軸支持型流体軸受けを軸線方向の両端部に配設する、即ち、軸受けのロータ部材を、このロータ部材の軸線方向両端部それぞれにおいてステータ部材で共軸的に支持する技術が考えられる。
しかし、２つのロータステータ部材を共軸に配置するのが難しく、製造が困難である問題点がある。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、オイル漏れを起こさずに回転振れが少なくロータを回転支持可能で、容易に製造できる流体軸受け、モータ、回転体装置、及び流体軸受けの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、回転軸と同軸の貫通孔を有するロータ部材と、ロータ部材の前記貫通孔内に嵌合され、前記貫通孔を仕切って第１の支持穴及び第２の支持穴を形成する仕切り部材と、前記第１の支持穴に遊挿され、前記ロータ部材の前記第１の支持穴周縁部を前記回転軸回り方向に回転自在に支持する第１のステータ部材と、前記第２の支持穴に遊挿され、前記ロータ部材の前記第２の支持穴周縁部を前記回転軸回り方向に回転自在に支持する第２のステータ部材と、前記ロータ部材の前記第１及び第２の支持穴において、それぞれ前記ロータ部材と前記第１のステータ部材との間及び前記ロータ部と前記第２のステータ部材との間に介在する流体と、前記ロータ部材の回転時に、前記ロータ部材の前記第１及び第２の支持穴において、それぞれ前記ロータ部材と前記第１のステータ部材との間、及び前記ロータ部材と前記第２のステータ部材との間それぞれに、前記流体による動圧を発生させる流体動圧発生手段とを備える流体軸受けを提供する。
【００１１】
この流体軸受けにおいては、ロータ部材に形成された貫通孔が仕切り部材によって仕切られて第１の支持穴及び第２の支持穴が形成される。従って、第１の支持穴と第２の支持穴はロータ部材において一体に位置方向から穿設形成することにより、容易かつ確実に同軸に形成することができる。そして、これらの第１及び第２の支持穴が、それぞれ第１のステータ部材と第２のステータ部材に支持されるので、負荷に対して変形し難く、ロータ部材の位置精度が良好に保持される。また、ロータ部材の両端部が互いに別体に形成されたステータ部材に別々に支持されるので、ロータ部材とステータ部材との間に配置される流体が開放端を１ずつしか持たず、流体は、開放端での表面張力と摩擦抵抗に加えて、連続体断裂力によりロータ部材と各ステータ部材との間に保持され、漏れ出難くなる。
【００１２】
上述の課題を解決するために、本発明は、上記本発明の流体軸受けを備えたモータを提供する。
上述の課題を解決するために、本発明は、上記本発明のモータを備えた回転体装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（１）実施の形態の概要
本実施形態は、片軸支持型軸受けの構造のシャフト（第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０）を一対共軸に配置し、シャフトの軸両端はねじ等で外部に固定・支持し、これらの１対のシャフトに共通のロータ部材３０を保持させる構造である。従来の片軸支持構造と同様に、オイル４０は開放端を１しか持たず、開放端での表面張力と摩擦抵抗以外にも、連続体断裂力をオイル漏れ防止力として作用させることができるために、オイル漏れを回避することができる。ロータ部材３０は両端部の第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２においてシャフトに保持される。
このように、本実施形態は、片軸支持型流体軸受けのオイル漏れし難さと両軸支持型流体軸受けの負荷に対する堅固性とを合わせ持つ。
また、ロータ部材３０に形成した貫通孔を仕切り部材３４で塞ぐことにより、ロータ部材３０の第１の支持穴３１と第２の支持穴３２とをに容易に同軸に形成することができる。これにより、シャフトの高い同軸度が実現できるとともに、ロータ部材３０を２つのシャフトによって正確に支持可能となる。
【００１４】
（２）実施の形態の詳細
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の流体軸受けの一実施形態を示す軸線方向断面図である。
この図１に示すように、本実施形態の流体軸受けは、２つのステータ部材（第１のステータ部材１０、第２のステータ部材２０）と、これらの２つのステータ部材１０，２０に回転自在に支持されるロータ部材３０とを備えている。
【００１５】
図２は、第１のステータ部材１０を示す斜視図である。
この図２にも示すように、第１のステータ部材１０は、一端部１１ｂにボルト穴１１ａを有する柱状部１１と、スラストプレート１２とを備えている。スラストプレート１２は、ラジアル方向中央部をスラスト方向に貫通する貫通孔が形成された円環形状であり、この貫通孔に柱状部１１を挿通させた状態で、柱状部１１の軸線方向略中央に固定されている。
柱状部１１の他端部１１ｃ側の周面にはラジアル方向の動圧を発生させるための動圧発生溝（軸線方向に対して互いに異なる方向へ傾いた２段の斜線状の溝）１３が形成されている。
また、スラストプレート１２の両端面にはそれぞれスラスト方向の動圧を発生させるための動圧発生溝（へリングボーン溝）１４が形成されている。
【００１６】
第２のステータ部材２０は、図１に示すように、一端部２０ｂにボルト穴２０ａを有する柱状をしており、第１のステータ部材１０の柱状部１１と同一の大きさ及び形状をしている。第２のステータ部材２０の周面にも、ラジアル方向の動圧を発生させるための動圧発生溝（軸線方向に対して互いに異なる方向へ傾いた２段の斜線状の溝）２３，２４が形成されている。
【００１７】
そして、第１のステータ部材１０と第２のステータ部材２０とは、第１のステータ部材１０の柱状部１１と第２のステータ部材２０とが同軸となり、且つ、柱状部１１の他端部１１ｃと第２のステータ部材２０の他端部２０ｃとが対向するように配置されている。そしてこの状態で、第１のステータ部材１０と第２のステータ部材２０それぞれのボルト穴１１ａ及びボルト穴２０ａにボルトが挿通され、図示しない外部の部材に固定される。
【００１８】
図３は、ロータ部材３０を示す軸線方向断面図であり、図４は、ロータ部材３０の軸方向要部断面図である。
ロータ部材３０は、図３に示すように、回転軸と同軸の貫通孔を有するスリーブ３３と、このスリーブ３３の前記貫通孔内に嵌合され該貫通孔内を仕切って第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２を形成する仕切り部材３４とを備えている。
【００１９】
スリーブ３３は、第１の部材３３ａと第２の部材３３ｂを組み立ててなっている。
第１の部材３３ａは天面を有する円筒状部材であり、天面には中央に小孔が形成されている。第２の部材３３ｂは、第１の部材３３ａの天面と同径であって中央に孔を有する円板部の孔周縁から垂直に小円筒状部を延設してなる。
そして、第１の部材３３ａの縁端部に第２の部材３３ａの円板状部の外周縁部が連設され、第１の部材３３ａの天面の小孔から中空部、第２の部材３３ｂの円板部の孔、小円筒状部の中空部までが連通されスリーブ３３の貫通孔が形成されている。
【００２０】
図４に示すように、第２の部材３２ｂの小円筒状部は、内周面に段部３３ｃを有しており、段部３３ｃよりも第１の部材３３ａ側が径の小さい小径部となって、第１の部材３３ａと反対側は径の大きな大径部となっている。
【００２１】
仕切り部材３４は、スリーブ３３と同一の材料で形成された円柱状の部材である。この仕切り部材３４は、第２の部材３２ｂの中空部に、第１の部材３３ａと反対側から嵌合され、第２の部材３２ｂの小円筒状部の内周面と気密に接触し固定されている。そして、第１の部材３３ａと反対側から段部３３ｃに当接することによって、位置決めされている。
これにより、図３に示すように、スリーブ３３が仕切り部材３４に仕切られて第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２が形成される。第１の支持穴３１は、第１の部材３３ａの中空部と、第２の部材３３ｂの中空部のうちの仕切り部材３４よりも第１の部材３３ａ側とで構成され、第２の支持穴３２は、第２の部材３３ｂの中空部のうちの仕切り部材３４よりも第１の部材３３ａと反対側で構成される。
【００２２】
第１の支持穴３１は第１のステータ部材１０に対応した形状をしており、第１のステータ部材１０よりもわずかに大きな内側形状に形成されている。そして、図１に示すように、この第１の支持穴３１内に第１のステータ部材１０が装着されており、第１のステータ部材１０の柱状部１１の一端部１１ｂの先端が第１の支持穴３１から露出している。
【００２３】
第１の支持穴３２と第１のステータ部材１０との間には隙間があり、この隙間には流体動圧発生用のオイル４０が満たされている。
第１のステータ部材１０のスラストプレート１２の周面とロータ部材３０との間、及び柱状部１１の他端部１１ｃの端面とロータ部材３０との間は他の間よりも若干大きくなっており、それぞれオイル溜まり４１，４２が形成されている。
【００２４】
第１の支持穴３１の縁部はテーパ状に切り欠かれてオイル漏れを防止するためのキャピラリーシール部３１ａが形成されている。このキャピラリーシール部３１ａの縁端には撥油処理が施されている。
キャピラリーシール部３１ａとは、オイル等の流体と壁面との接触角を幾何学的に大きくして表面張力を増加させるために、壁面を軸線に対して所定の角度傾斜を持たせて加工した構造の部分である。
また、撥油処理とは、オイルとの濡れ性を悪くして接触角を３°〜５°大きくすることによって表面張力を大きくするために、フッ化物高分子材料を塗布したり、長鎖アルコール等により脂質２分子膜を表面に形成する処理を言う。
【００２５】
第２の支持穴３２は第２のステータ部材２０に対応した形状をしており、第２のステータ部材２０よりもわずかに大きな内側形状に形成されている。また、第２の支持穴３３は第２の支持穴３１と同軸に形成されている。
そして、この第２の支持穴３２内に第２のステータ部材２０が装着されており、第２のステータ部材２０の一端部２０ｂの先端が第２の支持穴３２から露出している。
第２の支持穴３２と第２のステータ部材２０との間には隙間があり、この隙間には流体動圧発生用のオイル４０が満たされている。
第２のステータ部材２０の他端部２０ｃの端面とロータ部材３０との間は他の間よりも若干大きくなっており、オイル溜まり４３が形成されている。
【００２６】
第２の支持穴３２の縁部はテーパ状に切り欠かれて第１の支持穴３１の縁部と同様のキャピラリーシール部３２ａが形成されている。更にキャピラリーシール部３２ａの縁端に、第１の支持穴３２のキャピラリーシール部３１ａと同様の撥油処理が施されている。
【００２７】
上述の構成を有する本実施形態の流体軸受けは、以下のようにして製造することができる。
まず、スリーブ３３のもととなる第１の部材３３ａ及び第２の部材３３ｂを形成する。第２の部材は、円柱状部材の一端部がラジアル方向に延設され円板状部が形成された原部材に、回転軸方向に貫通孔を穿設して形成する。この貫通孔は、一端側（第１の部材３３ａが固定される縁端と逆側）から一方向に穿設していき、他端側（第１の部材３３が固定される縁端側）まで貫通させる。
【００２８】
そして、この貫通孔に仕切り部材３４を焼きばめにより嵌合させる。このとき、仕切り部材３４は、一端側から、段部３３ｃに当接するまで挿入し、嵌合させる。
このように本実施形態では、仕切り部材３４は段部３３ｃに当接することによって位置決めされる。
【００２９】
続いて、第２のステータ部材２０を第２の部材３３ｂの一端側から貫通孔に装着する。これにより第２のステータ部材２０が第２の支持穴３２に遊挿されかつその一端部２０ｂの先端が第２の支持穴３２から露出した状態ができあがる。
また、第１のステータ部材１０の柱状部１１を第２の部材３３ｂの他端側から貫通孔に装着する。そして更に第１の部材３３ａを第２の部材の円板状部に固定する。これによって、第１のステータ部材１０が第１の支持穴３１に遊挿されかつ柱状部１１の一端部１１ｂの先端が第１の支持穴３１から露出した状態ができあがる。
そして、第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２に動圧発生用のオイル４０を充填して本実施形態の流体軸受けの製造が完了する。
【００３０】
上述のような行程により製造された本実施形態の流体軸受けでは、ロータ部材３０を図２の矢印Ａで示す方向（ボルト穴１１ａ側からみて右回転方向）に回転させると、この回転に伴い、第１のステータ部材１０のスラストプレート１２の両端面とロータ部材３０との間に動圧発生溝１４によるポンプ作用でスラスト方向の流体動圧が発生する。また、第１のステータ部材１０の柱状部１１の他端部１１ｃ側の周面とロータ部材３０との間に動圧発生溝１３によるポンプ作用でオイルが押し込まれ、ラジアル方向の流体動圧が発生する。更に、第２のステータ部材２０の周面とロータ部材３０との間にも動圧発生溝２３，２４によりラジアル方向の流体動圧が発生する。
【００３１】
そして、低速回転時には、発生する流体動圧が小さく十分な押圧力が働かないため、ロータ部材３０は第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０に摺接しながら回転し、オイル４０を押し分けながら回転する。
ロータ部材３０の回転速度が所定以上に達すると、動圧発生溝１３，１４，２３，２４によって、多量のオイルが、第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０の動圧発生溝の形成されている部分とこれらに対向するロータ３０の各部との間に巻き込まれるため、これらの各箇所における流体動圧が大きくなる。そして、ロータ部材３０は第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０から浮上して、間にオイル４０を挟んだ非接触の状態で高速回転する。
【００３２】
本実施形態によると、ロータ部材３０の両端部が、第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２において、それぞれ第１のステータ部材１０と第２のステータ部材２０に回転自在に支持されているので、負荷に対して強く、位置精度を良好に保持しながら回転する。
本実施形態によると、ロータ部材３０の両端部が互いに別体に形成されたステータ部材（第１のステータ部材１０、第２のステータ部材２０）に別々に支持され、ロータ部材１０とステータ部材との間に配置されるオイル４０がロータ部材１０の各端部で分断されて開放端を１ずつしか持っていない。従って、オイル４０は、開放端での表面張力と摩擦抵抗に加えて、連続体断裂力をオイル漏れ防止力として作用させることができるために、オイル漏れし難くなる。
【００３３】
本実施形態によると、２つのステータ部材１０、２０が装着される第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２は、スリーブ３３の貫通孔が仕切り部材３４によって仕切られて形成されている。従って、スリーブ３３に一端側から貫通孔を穿設形成することにより容易かつ確実に同軸の第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２を形成することができる。
【００３４】
本実施形態によると、スリーブ３３の貫通孔に段部３３ｃが形成されこの段部３３ｃに仕切り部材３４を当接させることにより、仕切り部材３４を容易かつ正確に位置決めし配設することができる。
【００３５】
本実施形態によると、ロータ部材３０とステータ部材との間に容積の大きなオイル溜まり４１，４２，４３が配設されているので、流体動圧発生時にオイルが流体動圧発生溝１３，１４，２３，２４の近傍に巻き込まれても、オイル４０の圧力減少が抑えられ、減圧による気泡発生を回避することができる。
本実施形態によると、オイル４０の開放端の位置する部分（第１の支持穴３１の縁部、及び第２の支持穴３２の縁部）にキャピラリーシール部３１ａ，３２ａが形成されているので、オイルと壁面との接触角が幾何学的に大きくなり表面張力が増加し、オイル漏れがし難くなる。
本実施形態によると、オイル４０の開放端の位置する部分キャピラリーシール部３１ａ，３２ａに撥油処理が施されているので、表面張力が大きくなり、一層オイル漏れがし難くなる。
【００３６】
続いて、本発明のモータの一実施形態について説明する。本実施形態のモータは、上述の流体軸受け１を用いている。
【００３７】
図５は、本発明のモータの一実施形態を示す断面図である。
本実施形態のモータ５は、図５に示すように、上述した本実施形態の流体軸受け１と、モータのステータ部５０と、モータのロータ部６０とを備えている。
【００３８】
モータのステータ部５０は、ベース５１と、モータのステータコイル５２をラジアル方向回りに均等に複数支持する支持部材５３とを備えている。
ベース５１は中央に固定孔を備えており、この固定孔に流体軸受け１の第２のステータ部材２０が一端を挿通されている。
支持部材５３は、ベース５１の第２のステータ部材２０側の面に面接固定されている固定部５３ａと、固定部５３ａから上方に延設された円筒状部５３ｂとを備えており、円筒状部５３ｂは流体軸受け１のロータ部材３０の他端部側を非接触状態に囲っている。そしてこの円筒状部５３ｂの外周に、ステータコイル５２が固定され、円筒状部５３ｂの軸線回り方向に回転磁界を形成するようになっている。
【００３９】
そして、流体軸受け１の第１のステータ部材１０のボルト穴と外部のシャーシ８１ａのボルト穴にボルト９が螺合されることにより、第１のステータ部材１０がシャーシ８１ａに固定されている。また、流体軸受け２の第２のステータ部材２０のボルト穴とシャーシ８１ｂのボルト穴にボルト９が螺合されることにより、第２のステータ部材２０とベース５１がシャーシ８１ｂに固定されている。
モータのロータ部６０は、流体軸受け１のロータ部材３０の一端部に連設されたマグネット支持部６１と、マグネット支持部６１にステータコイル５２と対向可能に固着されたロータマグネット６２とを備えている。
【００４０】
上述のような構成の本実施形態のモータ５は、起動スイッチ（図示せず）が入れられると、ステータコイル５２に電流が流れ、この電流とロータマグネット６２との電磁作用によってロータ部６０とロータ部材３０が一定方向に回転する。
【００４１】
そして、前述したように、低速回転時には、ロータ部材３０は第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０に摺接しながら回転し、オイル４０を押し分けながら回転する。回転が高速になるに従って、ロータ部材３０と第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０との間において動圧発生溝１３，１４，２３，２４により発生する流体動圧が増大し、所定以上の回転速度では、流体動圧によりロータ部材３０がステータ部材から浮上し、ステータ部材と非接触の状態で回転する。
【００４２】
本実施形態のモータ５は、上述の流体軸受け１を採用しており、流体軸受け１が両端部でシャーシに固定され支持されているので、振動ノイズが小さく、またオイル漏れし難く長寿命である。
【００４３】
次に本発明の回転体装置の一実施形態として、上述のモータ５を採用した回転体装置について説明する。
図６は本発明の回転体装置の一実施形態としてのディスク装置を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は軸線方向断面図である。
図６に示すように、この回転体装置（ディスク装置）は、モータ５のマグネット支持部６１に同軸に磁気ディスク又は光ディスク等のディスク８０が複数枚担持されるようになっており、ディスク８０がモータ５のロータ部６０ととも回転されるようになっている。
【００４４】
上述のモータ５を採用した本実施形態のディスク装置は、モータ５の振動ノイズが小さいので、サイズや記録密度の大きなディスクについて高い信頼性で書き込みや読み出しを行うすることができる。
【００４５】
尚、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更が可能である。
例えば、上述の実施形態においては、流体軸受け１３のスラスト方向の動圧を発生するための動圧発生溝１４はスラストプレート１２の両端面に形成されているが、これに代えて、これらの両端面に対向するロータ部材３０のスラストプレート対向面に形成してもよい。またこの動圧発生溝１４は、へリングボーン溝に限られるものではなく、スパイラル溝、その他種々の形状の溝とすることが可能である。
【００４６】
上述の実施形態においては、流体軸受け１３のラジアル方向の動圧を発生するための動圧発生溝１３，２３，２４は第１のステータ部材１０及び第２のステータ部材２０の周面に形成されているが、これに代えてロータ部材３０の内周面に形成してもよい。またこの動圧発生溝１０の形状は、斜線状に限定されるものではなく、スパイラル溝、へリングボーン溝その他の形状としてもよい。また上述の実施形態においては第２のステータ部材２０の周面には動圧発生溝２３が軸線方向２箇所に形成されているが第１のステータ部材１０と同様に軸線方向１箇所に形成してもよい。
【００４７】
上述の実施形態においては、第２のステータ部材２０は円柱形状となっているが、図７に示すように、第１のステータ部材１０と同様のスラストプレート１２’を備えた第１のステータ部材１０と同様の形状の第２のステータ部材２０’として、第２の支持穴３２’もこれに対応した形状のものとしてもよい。この場合、ロータ部材３０が軸線方向の２箇所においてスラスト方向について支持されるので、より安定した位置での回転が可能となる。また、第２のステータ部材２０’を、第１のステータ部材１０の柱状部１１ａにスラストプレート１２をその端面を逆に固定して構成することができるので、製造する部材の種類を少なくすることができる利点がある。
【００４８】
上述の実施形態においては、ロータ部材３０の第１の支持穴３１及び第２の支持穴３２のもととなる貫通孔は、スリーブ３３の第２の部材３３ｂの原部材を穿設して形成しているが、スリーブの材料等により、最初から貫通孔を有する第２の部材等の部材を型抜き成形等により形成してもよい。
上述の実施形態においては、仕切り部材３４の位置決め手段として、スリーブ３３の貫通孔に段部３３ｃを形成しているが、位置決め手段はこれに限られるものではなく、例えば治具を用いてもよい。
【００４９】
上述の実施形態においては、仕切り部材３４はスリーブ３３と同一の材料により形成され、スリーブ３３の第２の部材３３ｂの貫通孔に焼きばめにより気密に嵌合固定されているが、圧入によってもよい。また、例えば仕切り部材３４はリン青銅や銅等の銅系材料で形成しスリーブ３３をステンレス鋼で形成する等、仕切り部材３４をスリーブ３３よりも熱膨張係数の大きな材料で構成し、０°Ｃ以下望むらくは−３０°Ｃ以下で圧入してもよい。
上述の実施形態やこの変形例においては、オイル４０は仕切り部材３４を介して極めてわずかに染み出す程度であり第１の支持穴３１側と第２の支持穴３２側とを行き来するが、外力に対してはほとんどオイル４０の行き来はない。従って、オイル４０は、実質的に片軸支持構造の軸受けが１対構成されたのと同様に良好に保持されオイル漏れが回避される。
【００５０】
上述の実施形態においてはモータ５は上述の実施形態の流体軸受け１により支承されているが、これに限られるものでなく、本発明の流体軸受けの実施形態を用いたもとのとすることもできる。その一例として、図７に示す変形例の流体軸受け１’を用いたモータを図８に示す。
【００５１】
上述の実施形態においては、回転体装置８はハードディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭドライブ等の各種ディスク装置に限られるものではなく、例えば、スピンドルモータのスピンドルにポリゴンミラーを取り付けてなる回転多面鏡装置、その他の装置とすることもできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る流体軸受け、モータ、及び回転体装置によると、オイル漏れを起こさずに回転振れが少なくロータを回転支持可能で、製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体軸受けの一実施形態を示す軸線方向断面図である。
【図２】図１の流体軸受けの第１のステータ部材を示す斜視図である。
【図３】図１の流体軸受けのロータ部材を示す軸線方向断面図である。
【図４】図１の流体軸受けのロータ部材の軸方向要部断面図である。
【図５】本発明のモータの一実施形態を示す軸線方向断面図である。
【図６】本発明の回転体装置の一実施形態としてのディスク装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の流体軸受けのその他の実施形態を示す軸線方向断面図であって、図１に相当する図である。
【図８】本発明のモータのその他の実施形態を示す軸線方向断面図であって、図５に相当する図である。
【図９】従来技術の流体軸受けの一例を示す軸線方向断面図である。
【図１０】従来技術の流体軸受けの他の例を示す軸線方向断面図である。
【符号の説明】
１流体軸受け
５モータ
９ボルト
１０第１のステータ部材
１１柱状部
１１ｂ一端部
１１ｃ他端部
１２スラストプレート
１３動圧発生溝
１４動圧発生溝
２０第２のステータ部材
２０ｂ一端部
２０ｃ他端部
２３動圧発生溝
２４動圧発生溝
３０ロータ部材
３１第１の支持穴
３２第２の支持穴
３３スリーブ
３３ｃ段部
３４仕切り部材
４０オイル
５０モータのステータ部
５１ベース
５２ステータコイル
５３支持部材
６０モータのロータ部
６１マグネット支持部
６２ロータマグネット
８１ａシャーシ
８１ｂシャーシ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid bearing, a motor, a rotating body device, and a method of manufacturing a fluid bearing, and more specifically, a fluid bearing that can be easily manufactured by rotating and supporting a rotor with less rotational vibration without causing oil leakage, The present invention relates to a method of manufacturing a motor, a rotating body device, and a fluid bearing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an outer rotor type fluid bearing, a single shaft support type fluid bearing as shown in FIG. 9 and a dual shaft support type fluid bearing as shown in FIG. 10 are known.
In the single shaft support type fluid bearing shown in FIG. 9, the stator member 110 includes a columnar portion 111 and a thrust plate 112 fixed coaxially to one end portion 111 b of the columnar portion 111. The other end portion 111c of the columnar portion 111 is fixed to an external member such as a chassis by a screw or the like. A hollow sleeve 120 having a top surface is rotatably mounted as a rotor member on the one end 111b side of the columnar portion 111. Grooves 113 and 114 for generating dynamic pressure are formed on both end surfaces of the thrust plate 112 and the peripheral surface of the columnar portion 111. A fluid 140 for generating dynamic pressure such as oil is held between the columnar section 111 and the thrust plate 112 and the sleeve 120 by surface tension or the like. Then, when the sleeve 120 rotates, the fluid 140 is entrained by the dynamic pressure generating grooves 113 and 114 to generate dynamic pressure, and the sleeve 120 is supported by being floated on the stator member 110 by the dynamic pressure.
[0003]
In the dual shaft support type fluid bearing shown in FIG. 10, both end portions of the columnar portion 211 of the stator member 210 are fixed to a chassis or the like by screws or the like, and a thrust plate 212 is fixed to the middle of the same. A sleeve 220 having both ends opened is mounted so as to surround the stator member 210. Between the sleeve 220 and the columnar part 211 and the thrust plate 212, a gap is formed in which both ends in the axial direction are open, and the fluid 240 is held in this gap.
[0004]
The fluid bearings as shown in FIGS. 9 and 10 are excellent in durability because the rotor member and the stator member are not in direct contact with each other, and such as a rotary polygon mirror device of an image forming apparatus such as a hard disk device or a printer at high speed. Useful as a bearing for rotating devices.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the single-shaft support type fluid bearing as shown in FIG. 9 cannot structurally fix both ends of the fluid bearing in the axial direction, and only the one end 111c side of the columnar portion 111 is fixedly supported. There is a problem that the rotor supported by the fluid bearing is likely to be displaced because of being easily affected by the load on the other end 111b side. Therefore, it cannot be used for a device such as a hard disk device that requires a particularly high degree of precision in the position accuracy of the rotor. In the hard disk device, for example, a positional accuracy such as a radial blur amount of 0.05 μm or less and an axial blur amount of 2 μm or less is required. In particular, a high-density, high-capacity high-end hard disk device or the like used for a network server or the like is equipped with 5 or more disks, and 7200r. p. m. 10000r. p. m. Since the windage loss of the disk is large due to high-speed rotation such as the above, a large load force is applied to the rotating shaft, and the above-described positional accuracy cannot be maintained.
For this reason, the single-axis supported fluid bearing is conventionally used only for a hard disk device or the like of a small disk having 4 or less disks and 2.5 inches or less.
[0006]
On the other hand, since the both ends of the columnar part 211 are fixedly supported at both ends, the double-shaft-supported fluid bearing as shown in FIG.
However, in the dual shaft support type fluid bearing, the fluid 240 for generating dynamic pressure is held in the open gaps at the upper and lower ends, so that the load applied by external vibrations or the like is larger than the surface tension at the end surface of the fluid 240. In such a case, there is a problem that leakage easily occurs when the pressure difference of the dynamic pressure becomes too large, or when the columnar portion 211 is biased and the gap is widened.
[0007]
In order to prevent fluid leakage, conventionally, a communication hole with the outside is formed in a fluid portion that is decompressed when dynamic pressure is generated, and an external gas is introduced into the fluid by decompression to form an air reservoir. Yes. When an air pocket is formed, the number of places where surface tension is generated increases and the overall fluid holding power increases, and the total weight of the fluid is reduced to reduce the influence of its own weight. The difference in the dynamic pressure is reduced and the fluid is not interrupted. Therefore, fluid leakage is reduced.
However, under the condition that both ends are open, there is a limit to holding the fluid and preventing leakage by the technology as described above. When the bearing is tilted, external stimuli such as temperature change and impact are not received. When added, it is easy for fluid to leak, and there is a need for a technique that can more reliably avoid fluid leakage.
[0008]
As a fluid bearing capable of maintaining good positional accuracy like the single shaft support type fluid bearing and preventing fluid leakage like the double shaft support type fluid bearing, the single shaft support type fluid bearing is provided at both ends in the axial direction. In other words, a technique is conceivable in which the rotor member of the bearing is coaxially supported by the stator member at both ends in the axial direction of the rotor member.
However, there is a problem that it is difficult to arrange the two rotor stator members on the same axis and it is difficult to manufacture.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A fluid bearing, a motor, a rotating body device, and a fluid bearing that can rotate and support the rotor without causing oil leakage and can rotate the rotor easily. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fluid bearing.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention provides a rotor member having a through hole coaxial with a rotation shaft, and is fitted into the through hole of the rotor member, partitioning the through hole, and a first support hole and A partition member that forms a second support hole, and a first member that is loosely inserted into the first support hole and that supports the periphery of the first support hole of the rotor member so as to be rotatable about the rotation axis. A stator member, a second stator member loosely inserted in the second support hole, and rotatably supporting a peripheral edge portion of the second support hole of the rotor member in a direction around the rotation axis; and In the first and second support holes, the fluid interposed between the rotor member and the first stator member and between the rotor portion and the second stator member, respectively, and the rotation of the rotor member Sometimes the first and second of the rotor member Fluid dynamic pressure generating means for generating dynamic pressure by the fluid between the rotor member and the first stator member and between the rotor member and the second stator member respectively in the support holes A fluid bearing is provided.
[0011]
In this fluid bearing, the first support hole and the second support hole are formed by partitioning the through hole formed in the rotor member by the partition member. Therefore, the first support hole and the second support hole can be easily and surely formed coaxially by being formed integrally in the rotor member from the position direction. Since these first and second support holes are respectively supported by the first stator member and the second stator member, they are not easily deformed with respect to the load, and the positional accuracy of the rotor member is maintained well. The In addition, since both end portions of the rotor member are separately supported by the stator members formed separately from each other, the fluid disposed between the rotor member and the stator member has only one open end, and the fluid is In addition to the surface tension and frictional resistance at the open end, it is held between the rotor member and each stator member by the continuum tearing force, making it difficult to leak.
[0012]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a motor including the fluid bearing of the present invention.
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotating body device including the motor of the present invention.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Outline of the embodiment
In this embodiment, a shaft (first stator member 10 and second stator member 20) having a single-shaft support type bearing structure is disposed on a pair of coaxial axes, and both ends of the shaft are fixed and supported externally by screws or the like. The common rotor member 30 is held by the pair of shafts. Similar to the conventional single-shaft support structure, the oil 40 has only one open end, and in addition to the surface tension and frictional resistance at the open end, the continuous body tearing force can act as an oil leakage preventing force. In addition, oil leakage can be avoided. The rotor member 30 is held by the shaft in the first support hole 31 and the second support hole 32 at both ends.
Thus, the present embodiment combines the difficulty of oil leakage of the single shaft support type fluid bearing with the robustness against the load of the dual shaft support type fluid bearing.
Further, by closing the through hole formed in the rotor member 30 with the partition member 34, the first support hole 31 and the second support hole 32 of the rotor member 30 can be easily formed coaxially. Accordingly, high coaxiality of the shaft can be realized, and the rotor member 30 can be accurately supported by the two shafts.
[0014]
(2) Details of the embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an axial sectional view showing an embodiment of a fluid bearing of the present invention.
As shown in FIG. 1, the fluid bearing of the present embodiment has two stator members (a first stator member 10 and a second stator member 20), and these two stator members 10 and 20 are rotatable. And a rotor member 30 to be supported.
[0015]
FIG. 2 is a perspective view showing the first stator member 10.
As shown in FIG. 2, the first stator member 10 includes a columnar portion 11 having a bolt hole 11 a at one end portion 11 b and a thrust plate 12. The thrust plate 12 has an annular shape in which a through-hole penetrating the radial central portion in the thrust direction is formed. In a state where the columnar portion 11 is inserted into the through-hole, the thrust plate 12 is approximately at the axial center of the columnar portion 11. It is fixed.
On the peripheral surface of the columnar part 11 on the other end part 11c side, there is a dynamic pressure generating groove (two-stage diagonally inclined grooves inclined in different directions with respect to the axial direction) 13 for generating dynamic pressure in the radial direction. Is formed.
Further, dynamic pressure generating grooves (herringbone grooves) 14 for generating dynamic pressure in the thrust direction are formed on both end faces of the thrust plate 12, respectively.
[0016]
As shown in FIG. 1, the second stator member 20 has a columnar shape having a bolt hole 20 a at one end 20 b, and has the same size and shape as the columnar portion 11 of the first stator member 10. Yes. Also on the peripheral surface of the second stator member 20, dynamic pressure generating grooves (two-stage oblique grooves inclined in different directions with respect to the axial direction) 23 and 24 for generating radial dynamic pressure are provided. Is formed.
[0017]
The first stator member 10 and the second stator member 20 are such that the columnar portion 11 of the first stator member 10 and the second stator member 20 are coaxial, and the other end portion 11 c of the columnar portion 11. And the other end 20c of the second stator member 20 are arranged so as to face each other. In this state, bolts are inserted into the bolt holes 11a and the bolt holes 20a of the first stator member 10 and the second stator member 20, respectively, and fixed to external members (not shown).
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view in the axial direction showing the rotor member 30, and FIG. 4 is a cross-sectional view in the axial direction of the rotor member 30.
As shown in FIG. 3, the rotor member 30 includes a sleeve 33 having a through hole coaxial with the rotation shaft, and a first support hole 31 that is fitted into the through hole of the sleeve 33 and partitions the through hole. And a partition member 34 that forms the second support hole 32.
[0019]
The sleeve 33 is formed by assembling a first member 33a and a second member 33b.
The first member 33a is a cylindrical member having a top surface, and a small hole is formed in the center on the top surface. The second member 33b has the same diameter as the top surface of the first member 33a, and is formed by extending a small cylindrical portion vertically from the peripheral edge of the disk portion having a hole in the center.
And the outer peripheral edge part of the disk-shaped part of the 2nd member 33a is provided in a row by the edge part of the 1st member 33a, a hollow part and a 2nd member from the small hole of the top | upper surface of the 1st member 33a The hole of the disk part 33b and the hollow part of the small cylindrical part are communicated to form a through hole of the sleeve 33.
[0020]
As shown in FIG. 4, the small cylindrical portion of the second member 32b has a step portion 33c on the inner peripheral surface, and the first member 33a side is a small diameter portion having a smaller diameter than the step portion 33c. The opposite side of the first member 33a is a large diameter portion having a large diameter.
[0021]
The partition member 34 is a columnar member formed of the same material as the sleeve 33. The partition member 34 is fitted in the hollow portion of the second member 32b from the side opposite to the first member 33a, and is fixed in contact with the inner peripheral surface of the small cylindrical portion of the second member 32b. ing. And it positions by contacting the step part 33c from the opposite side to the 1st member 33a.
As a result, as shown in FIG. 3, the sleeve 33 is partitioned by the partition member 34 to form the first support hole 31 and the second support hole 32. The first support hole 31 is configured by a hollow portion of the first member 33a and a first member 33a side of the partition member 34 in the hollow portion of the second member 33b. 32 is comprised on the opposite side to the 1st member 33a rather than the partition member 34 among the hollow parts of the 2nd member 33b.
[0022]
The first support hole 31 has a shape corresponding to the first stator member 10 and is formed in an inner shape slightly larger than the first stator member 10. As shown in FIG. 1, the first stator member 10 is mounted in the first support hole 31, and the tip of the one end portion 11 b of the columnar portion 11 of the first stator member 10 is the first end. It is exposed from the support hole 31.
[0023]
There is a gap between the first support hole 32 and the first stator member 10, and this gap is filled with oil 40 for generating fluid dynamic pressure.
The space between the circumferential surface of the thrust plate 12 of the first stator member 10 and the rotor member 30 and the space between the end surface of the other end portion 11c of the columnar portion 11 and the rotor member 30 are slightly larger than the other spaces. , Oil reservoirs 41 and 42 are formed, respectively.
[0024]
The edge portion of the first support hole 31 is notched in a tapered shape, and a capillary seal portion 31a for preventing oil leakage is formed. The edge of the capillary seal portion 31a is subjected to oil repellent treatment.
The capillary seal portion 31a is a structure in which a wall surface is processed with a predetermined angle inclination with respect to an axis in order to increase the surface tension by geometrically increasing the contact angle between a fluid such as oil and the wall surface. It is a part of.
In addition, the oil repellent treatment is the application of a fluoride polymer material or a long-chain alcohol in order to increase the surface tension by deteriorating the wettability with oil and increasing the contact angle by 3 ° to 5 °. The process which forms a lipid bilayer membrane on the surface by the above.
[0025]
The second support hole 32 has a shape corresponding to the second stator member 20, and is formed in an inner shape slightly larger than the second stator member 20. The second support hole 33 is formed coaxially with the second support hole 31.
The second stator member 20 is mounted in the second support hole 32, and the tip of one end 20 b of the second stator member 20 is exposed from the second support hole 32.
There is a gap between the second support hole 32 and the second stator member 20, and this gap is filled with oil 40 for generating fluid dynamic pressure.
The space between the end surface of the other end portion 20c of the second stator member 20 and the rotor member 30 is slightly larger than that between the other portions, and an oil reservoir 43 is formed.
[0026]
The edge portion of the second support hole 32 is cut out in a tapered shape, and a capillary seal portion 32 a similar to the edge portion of the first support hole 31 is formed. Further, the edge of the capillary seal portion 32 a is subjected to the same oil repellent treatment as that of the capillary seal portion 31 a of the first support hole 32.
[0027]
The fluid bearing of the present embodiment having the above-described configuration can be manufactured as follows.
First, the first member 33a and the second member 33b that form the sleeve 33 are formed. The second member is formed by drilling a through hole in the rotation axis direction in an original member in which one end portion of the columnar member is extended in the radial direction to form a disk-like portion. This through hole is drilled in one direction from one end side (the side opposite to the edge where the first member 33a is fixed), and the other end side (the edge side where the first member 33 is fixed). To penetrate.
[0028]
Then, the partition member 34 is fitted into the through hole by shrink fitting. At this time, the partition member 34 is inserted and fitted from one end side until it comes into contact with the stepped portion 33c.
Thus, in this embodiment, the partition member 34 is positioned by contacting the stepped portion 33c.
[0029]
Subsequently, the second stator member 20 is attached to the through hole from one end side of the second member 33b. As a result, the second stator member 20 is loosely inserted into the second support hole 32 and the end of the one end 20 b is exposed from the second support hole 32.
Further, the columnar portion 11 of the first stator member 10 is attached to the through hole from the other end side of the second member 33b. Further, the first member 33a is fixed to the disc-shaped portion of the second member. As a result, the first stator member 10 is loosely inserted into the first support hole 31 and the end of the one end portion 11 b of the columnar portion 11 is exposed from the first support hole 31.
Then, the first support hole 31 and the second support hole 32 are filled with the oil 40 for generating dynamic pressure, thereby completing the manufacture of the fluid bearing of this embodiment.
[0030]
In the fluid bearing of the present embodiment manufactured by the process as described above, when the rotor member 30 is rotated in the direction indicated by the arrow A in FIG. 2 (the clockwise rotation direction when viewed from the bolt hole 11a side), along with this rotation, A fluid dynamic pressure in the thrust direction is generated between the both end surfaces of the thrust plate 12 of the first stator member 10 and the rotor member 30 by a pumping action by the dynamic pressure generating groove 14. In addition, oil is pushed in between the peripheral surface of the columnar portion 11 of the first stator member 10 on the other end portion 11c side and the rotor member 30 by the pump action of the dynamic pressure generating groove 13, and the fluid dynamic pressure in the radial direction is increased. appear. Further, a dynamic fluid pressure in the radial direction is also generated between the peripheral surface of the second stator member 20 and the rotor member 30 by the dynamic pressure generating grooves 23 and 24.
[0031]
During low-speed rotation, the generated fluid dynamic pressure is small and sufficient pressing force does not work. Therefore, the rotor member 30 rotates while slidingly contacting the first stator member 10 and the second stator member 20, and pushes the oil 40 apart. Rotate while.
When the rotational speed of the rotor member 30 reaches a predetermined value or more, a large amount of oil is transferred to the dynamic pressure generating grooves of the first stator member 10 and the second stator member 20 by the dynamic pressure generating grooves 13, 14, 23, 24. Since it is caught between the formed part and each part of the rotor 30 which opposes these, the fluid dynamic pressure in each of these places becomes large. The rotor member 30 floats from the first stator member 10 and the second stator member 20 and rotates at high speed in a non-contact state with the oil 40 sandwiched therebetween.
[0032]
According to the present embodiment, both end portions of the rotor member 30 are rotatably supported by the first stator member 10 and the second stator member 20 in the first support hole 31 and the second support hole 32, respectively. Because it is strong against the load, it rotates while maintaining good positional accuracy.
According to this embodiment, both end portions of the rotor member 30 are separately supported by the stator members (the first stator member 10 and the second stator member 20) formed separately from each other, and the rotor member 10 and the stator member The oil 40 disposed between them is divided at each end of the rotor member 10 and has only one open end. Therefore, the oil 40 is less likely to leak because the continuous body tearing force can act as an oil leakage preventing force in addition to the surface tension and frictional resistance at the open end.
[0033]
According to the present embodiment, the first support hole 31 and the second support hole 32 in which the two stator members 10 and 20 are mounted are formed by partitioning the through hole of the sleeve 33 by the partition member 34. Therefore, the first support hole 31 and the second support hole 32 that are coaxial can be formed easily and reliably by forming a through hole in the sleeve 33 from one end side.
[0034]
According to the present embodiment, the step portion 33c is formed in the through hole of the sleeve 33, and the partition member 34 is brought into contact with the step portion 33c, whereby the partition member 34 can be easily and accurately positioned and disposed.
[0035]
According to the present embodiment, since the oil reservoirs 41, 42, 43 having a large volume are disposed between the rotor member 30 and the stator member, the oil is supplied to the fluid dynamic pressure generating grooves 13, 14, when the fluid dynamic pressure is generated. Even if it is caught in the vicinity of 23 and 24, the pressure decrease of the oil 40 is suppressed, and the generation of bubbles due to the reduced pressure can be avoided.
According to the present embodiment, since the capillary seal portions 31a and 32a are formed in the portion where the open end of the oil 40 is located (the edge portion of the first support hole 31 and the edge portion of the second support hole 32). The contact angle between the oil and the wall surface increases geometrically and the surface tension increases, making it difficult for oil to leak.
According to the present embodiment, since the partial capillary seal portions 31a and 32a where the open end of the oil 40 is positioned are subjected to the oil repellent treatment, the surface tension is increased and the oil leakage is further hardly caused.
[0036]
Subsequently, an embodiment of the motor of the present invention will be described. The motor of this embodiment uses the fluid bearing 1 described above.
[0037]
FIG. 5 is a sectional view showing an embodiment of the motor of the present invention.
As shown in FIG. 5, the motor 5 of the present embodiment includes the fluid bearing 1 of the present embodiment described above, a stator portion 50 of the motor, and a rotor portion 60 of the motor.
[0038]
The motor stator unit 50 includes a base 51 and a support member 53 that supports a plurality of stator coils 52 of the motor equally in the radial direction.
The base 51 has a fixing hole at the center, and one end of the second stator member 20 of the fluid bearing 1 is inserted into the fixing hole.
The support member 53 includes a fixed portion 53a that is fixed to the surface of the base 51 on the second stator member 20 side, and a cylindrical portion 53b that extends upward from the fixed portion 53a. The portion 53b surrounds the other end portion of the rotor member 30 of the fluid bearing 1 in a non-contact state. A stator coil 52 is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 53b, and a rotating magnetic field is formed around the axis of the cylindrical portion 53b.
[0039]
The bolt 9 is screwed into the bolt hole of the first stator member 10 of the fluid bearing 1 and the bolt hole of the external chassis 81a, so that the first stator member 10 is fixed to the chassis 81a. Further, the bolt 9 is screwed into the bolt hole of the second stator member 20 of the fluid bearing 2 and the bolt hole of the chassis 81b, whereby the second stator member 20 and the base 51 are fixed to the chassis 81b.
The rotor 60 of the motor includes a magnet support 61 that is connected to one end of the rotor member 30 of the fluid bearing 1 and a rotor magnet 62 that is fixed to the magnet support 61 so as to face the stator coil 52. Yes.
[0040]
In the motor 5 of the present embodiment configured as described above, when a start switch (not shown) is turned on, a current flows through the stator coil 52, and the rotor portion 60 and the rotor are electromagnetically acted by this current and the rotor magnet 62. The member 30 rotates in a certain direction.
[0041]
As described above, at the time of low speed rotation, the rotor member 30 rotates while slidingly contacting the first stator member 10 and the second stator member 20 and rotates while pushing the oil 40 separately. As the rotation speed increases, the fluid dynamic pressure generated by the dynamic pressure generation grooves 13, 14, 23, and 24 between the rotor member 30 and the first stator member 10 and the second stator member 20 increases. At the above rotation speed, the rotor member 30 floats from the stator member due to the fluid dynamic pressure and rotates in a non-contact state with the stator member.
[0042]
The motor 5 of the present embodiment employs the fluid bearing 1 described above. Since the fluid bearing 1 is fixed and supported by the chassis at both ends, vibration noise is small and oil leakage is difficult and the life is long. .
[0043]
Next, as one embodiment of the rotating body device of the present invention, a rotating body device employing the above-described motor 5 will be described.
6A and 6B are diagrams showing a disk device as an embodiment of the rotating body device of the present invention, in which FIG. 6A is a perspective view and FIG. 6B is an axial sectional view.
As shown in FIG. 6, the rotating body device (disk device) is configured such that a plurality of disks 80 such as a magnetic disk or an optical disk are coaxially supported on the magnet support portion 61 of the motor 5. It rotates with the rotor part 60 of the motor 5.
[0044]
The disk device of this embodiment that employs the motor 5 described above can perform writing and reading with high reliability on a disk having a large size and recording density because vibration noise of the motor 5 is small.
[0045]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the dynamic pressure generating grooves 14 for generating the dynamic pressure in the thrust direction of the fluid bearing 13 are formed on both end faces of the thrust plate 12. You may form in the thrust plate opposing surface of the rotor member 30 which opposes a surface. Further, the dynamic pressure generating groove 14 is not limited to the herringbone groove, but may be a spiral groove or other various shapes.
[0046]
In the above-described embodiment, the dynamic pressure generating grooves 13, 23 and 24 for generating the radial dynamic pressure of the fluid bearing 13 are formed on the peripheral surfaces of the first stator member 10 and the second stator member 20. However, it may be formed on the inner peripheral surface of the rotor member 30 instead. Further, the shape of the dynamic pressure generating groove 10 is not limited to the oblique line shape, and may be a spiral groove, a herringbone groove, or other shapes. In the above-described embodiment, the dynamic pressure generating grooves 23 are formed in two axial directions on the peripheral surface of the second stator member 20. However, like the first stator member 10, the dynamic pressure generating grooves 23 are formed in one axial direction. May be.
[0047]
In the above-described embodiment, the second stator member 20 has a cylindrical shape. However, as shown in FIG. 7, the first stator member provided with a thrust plate 12 ′ similar to the first stator member 10. As the second stator member 20 ′ having the same shape as 10, the second support hole 32 ′ may have a shape corresponding to this. In this case, since the rotor member 30 is supported in the axial direction at two locations in the axial direction, rotation at a more stable position is possible. Further, since the second stator member 20 'can be configured by fixing the thrust plate 12 to the columnar portion 11a of the first stator member 10 with its end face reversed, the number of types of members to be manufactured is reduced. There is an advantage that can be.
[0048]
In the above-described embodiment, the through hole that is the basis of the first support hole 31 and the second support hole 32 of the rotor member 30 is formed by drilling the original member of the second member 33 b of the sleeve 33. However, a member such as a second member having a through hole from the beginning may be formed by die cutting or the like depending on the material of the sleeve.
In the above-described embodiment, the step 33c is formed in the through hole of the sleeve 33 as the positioning means of the partition member 34. However, the positioning means is not limited to this, and a jig may be used, for example. .
[0049]
In the above-described embodiment, the partition member 34 is formed of the same material as the sleeve 33 and is hermetically fitted and fixed to the through hole of the second member 33b of the sleeve 33 by shrink fitting. Good. Further, for example, the partition member 34 is made of a copper-based material such as phosphor bronze or copper, and the sleeve 33 is made of stainless steel. For example, the partition member 34 is made of a material having a thermal expansion coefficient larger than that of the sleeve 33 and is 0 ° C. If desired, press-fitting may be performed at -30 ° C or lower.
In the above-described embodiment and this modification, the oil 40 oozes very slightly through the partition member 34 and moves back and forth between the first support hole 31 side and the second support hole 32 side. In contrast, there is almost no oil 40 coming and going. Therefore, the oil 40 is substantially held as in the case where a pair of bearings having a single-shaft support structure is formed, and oil leakage is avoided.
[0050]
In the above-described embodiment, the motor 5 is supported by the fluid bearing 1 of the above-described embodiment. However, the present invention is not limited to this, and may be based on the embodiment of the fluid bearing of the present invention. As an example, FIG. 8 shows a motor using the fluid bearing 1 ′ of the modification shown in FIG.
[0051]
In the above-described embodiment, the rotating body device 8 is not limited to various disk devices such as a hard disk drive and a CD-ROM drive. It can also be set as a device.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the fluid bearing, the motor, and the rotating body device according to the present invention, the rotor can be rotatably supported without causing oil leakage, and the manufacture is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial cross-sectional view showing an embodiment of a fluid bearing of the present invention.
2 is a perspective view showing a first stator member of the fluid bearing of FIG. 1; FIG.
3 is an axial sectional view showing a rotor member of the fluid bearing of FIG. 1; FIG.
4 is a cross-sectional view of the main part in the axial direction of a rotor member of the fluid bearing of FIG. 1;
FIG. 5 is an axial sectional view showing an embodiment of the motor of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a disk device as an embodiment of the rotating body device of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view in the axial direction showing another embodiment of the fluid bearing of the present invention, corresponding to FIG.
FIG. 8 is a sectional view in the axial direction showing another embodiment of the motor of the present invention and corresponding to FIG.
FIG. 9 is an axial sectional view showing an example of a conventional fluid bearing.
FIG. 10 is an axial sectional view showing another example of a conventional fluid bearing.
[Explanation of symbols]
1 Fluid bearing
5 Motor
9 volts
10 First stator member
11 Columnar part
11b One end
11c The other end
12 Thrust plate
13 Dynamic pressure generating groove
14 Dynamic pressure generating groove
20 Second stator member
20b one end
20c other end
23 Dynamic pressure generating groove
24 Dynamic pressure generating groove
30 Rotor member
31 First support hole
32 Second support hole
33 sleeve
33c Step
34 Partition members
40 oil
50 Stator part of motor
51 base
52 Stator coil
53 Support members
60 Motor rotor
61 Magnet support
62 Rotor magnet
81a chassis
81b chassis

Claims

回転軸と同軸の貫通孔を有するロータ部材と、
前記ロータ部材の前記貫通孔内に嵌合され、前記貫通孔を仕切って第１の支持穴及び第２の支持穴を形成する仕切り部材と、
前記第１の支持穴に遊挿され、前記ロータ部材の前記第１の支持穴周縁部を前記回転軸回り方向に回転自在に支持する第１のステータ部材と、
前記第２の支持穴に遊挿され、前記ロータ部材の前記第２の支持穴周縁部を前記回転軸回り方向に回転自在に支持する第２のステータ部材と、
前記ロータ部材の前記第１及び第２の支持穴において、それぞれ前記ロータ部材と前記第１のステータ部材との間及び前記ロータ部と前記第２のステータ部材との間に介在する流体と、
前記ロータ部材の回転時に、前記ロータ部材の前記第１及び第２の支持穴において、それぞれ前記ロータ部材と前記第１のステータ部材との間、及び前記ロータ部材と前記第２のステータ部材との間それぞれに、前記流体による動圧を発生させる流体動圧発生手段と
を備えることを特徴とする流体軸受け。A rotor member having a through hole coaxial with the rotation shaft;
A partition member that is fitted into the through hole of the rotor member and partitions the through hole to form a first support hole and a second support hole;
A first stator member that is loosely inserted into the first support hole and rotatably supports a peripheral edge portion of the first support hole of the rotor member in a direction around the rotation axis;
A second stator member loosely inserted into the second support hole, and rotatably supporting the peripheral edge of the second support hole of the rotor member around the rotation axis;
Fluids interposed between the rotor member and the first stator member and between the rotor portion and the second stator member, respectively, in the first and second support holes of the rotor member;
During the rotation of the rotor member, in the first and second support holes of the rotor member, between the rotor member and the first stator member, and between the rotor member and the second stator member, respectively. Fluid dynamic pressure generating means for generating dynamic pressure by the fluid is provided between each of the fluid bearings.

前記仕切り部材の位置を決める位置決め手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の流体軸受け。The fluid bearing according to claim 1, further comprising positioning means for determining a position of the partition member.

前記ロータ部材の前記貫通孔は、径の大きい大径部と該大径部よりも径の小さい小径部とを備え、
前記ロータ部材の前記貫通孔の周壁には前記大径部と前記小径部との境界部に段部が形成され、
前記仕切り部材は、前記大径部内において前記段部に当接して位置決めされることを特徴とする請求項２に記載の流体軸受け。The through hole of the rotor member includes a large-diameter portion having a large diameter and a small-diameter portion having a smaller diameter than the large-diameter portion,
On the peripheral wall of the through hole of the rotor member, a step portion is formed at a boundary portion between the large diameter portion and the small diameter portion,
The fluid bearing according to claim 2, wherein the partition member is positioned in contact with the stepped portion within the large diameter portion.

請求項１、請求項２、または請求項３に記載の流体軸受けを備えたことを特徴とするモータ。A motor comprising the fluid bearing according to claim 1, claim 2, or claim 3.

請求項４に記載のモータを備えたことを特徴とする回転体装置。A rotator apparatus comprising the motor according to claim 4.

貫通孔を有するロータ部材を形成するロータ部材形成行程と、
前記ロータ部材形成行程において形成された前記ロータ部材の前記貫通孔内に仕切り部材を嵌合させて前記貫通孔内を仕切って第１の支持穴及び第２の支持穴を形成する支持穴形成行程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体軸受けの製造方法。A rotor member forming step of forming a rotor member having a through hole;
A support hole forming step of forming a first support hole and a second support hole by fitting a partition member into the through hole of the rotor member formed in the rotor member forming step to partition the through hole. The manufacturing method of the fluid bearing of Claim 1 characterized by the above-mentioned.