JP3803882B2

JP3803882B2 - Hydrodynamic bearing device

Info

Publication number: JP3803882B2
Application number: JP26088495A
Authority: JP
Inventors: 康雄高村; 高橋　　毅
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2015-09-12
Also published as: JPH0979250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパソコンやワ−プロ等の磁気ディスク或いはビデオテ−プレコ−ダ（ＶＴＲ）の回転ドラムを高速回転駆動する動圧軸受装置、特にスラスト板の取付精度を向上させた動圧軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パ−ソナルコンピュ−タやワ−プロ等のＯＡ事務機器或いはビデオ等のＡＶ機器等では磁気ディスクや回転ドラムを高速回転させるための回転駆動装置が組み込まれる。このような回転駆動装置では、高速回転時の精度を維持し更に騒音や振動を防止するため潤滑剤（流体）を利用した動圧軸受装置が用いられる。
【０００３】
図３は、従来の動圧軸受装置の構造を示す縦断面図である。即ち、固定部材２の中心部には軸３がねじ５により縦方向に固定されて立設配置され、また、該固定部材２に立設した軸３の周囲には縦方向に円筒部４が設けられ且つ該円筒部４の外側周囲にはステ−タ６が配置されている。そして該軸３は、磁気ディスク等を装着するハブ（回転部材）１の中央部に固定され段部８ａを設けたスリ−ブ８の穴８ｂに少しの隙間をもって嵌め入れられているが、該軸３の表面にはヘリングボ−ン形或いはスパイラル形の動圧溝３ａ、３ｂが形成されている。これら軸３とスリ−ブ８との内部には潤滑剤（流体）が充填される。なお、該動圧溝３ａ、３ｂの代わりにスリ−ブ８の内周面に同様の動圧溝（図示省略）が設けられることもある。そして該軸３の下部にはスラスト板７が固定されているが、該スラスト板７は前記スリ−ブ８に設けられた段部８ａと該スリ−ブ８の下端部に嵌着されスリ−ブの一部をなすリング部材１１との間に形成される周状凹部空間１０に配置される。また、前記回転部材であるハブ１の外側円筒部１ａの内周面には前記ステ−タ６と対向する位置に磁石製のロ−タ９が配置されている。
【０００４】
前記スラスト板７の表裏両面には、図３（Ｂ）に示すように、ヘリングボ−ン形或いはスパイラル形の動圧溝７ａ、７ａ、・・・が形成され、前記軸３の動圧溝３ａ、３ｂ等によるラジアル方向の動圧だけでなくスラスト方向の動圧によっても前記ステ−タ６及びロ−タ９により生じる回転運動時の軸３とスリ−ブ８との動圧バランスが保たれるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記するように、前記軸３にはスラスト板７が圧入或いは溶接等により接着固定されるが、該スラスト板７はスリ−ブ８に設けた段部８ａと該スリ−ブ８に固定されたリング部材１１との間の周状凹部空間１０に適正に配置しなければ動圧バランスを適正に保つことはできない。しかし、該スラスト板７を軸３に嵌合固定してスリ−ブ８の周状凹部空間１０に組み込む作業は煩雑であり、従って確実に固定することは極めて困難であった。しかし、スラスト板７が適切に配置されていないと振動や揺れ等の問題が生じる。
【０００６】
この発明は上記する課題に着目してなされたものであり、軸とスラスト板とを分離して加工し且つ加工及び組立精度を向上させ、従って回転運動時のラジアル及びスラスト方向の動圧バランスを良好に保持することのできる動圧軸受装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転部材の中心部に軸を、固定部材の中心部にスリ−ブを、それぞれ固定して設けてこれらを嵌合し且つ前記軸とスリ−ブ間に動圧軸受を形成してなる動圧軸受装置において、
前記軸にスラスト板を、前記軸に設けた段部と、前記回転部材の中心部に一体に設けた円筒部の端部と、に接し、前記軸の径方向外周面の軸方向の少なくとも一部に、前記円筒部の径方向内周面の一部が外嵌摺接し、ねじにより前記回転部材と前記軸の端面とが離隔するよう固定して設け、前記スリ−ブ内周面に形成した周状凹部空間に前記スラスト板を配置し、該スラスト板と前記周状凹部との間にそれぞれスラスト動圧軸受を形成したことを特徴とする。
【０００８】
動圧軸受装置を上記請求項１の発明の手段とすると、スラスト板７を精度よく且つ固定部材或いは回転部材と軸３とを一体として固定することができる。従って、スリーブ８に形成される周状凹部空間１０に該スラスト板７を適正且つ精度よく配置することができる。また、回転部材１全体の上下の振動や揺れも防止され軸方向の精度も良くすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施例について図面を参照して説明する。
図１（Ａ）はこの発明の動圧軸受装置の構成を示す縦断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一部拡大図である。尚、重複を避けるため同一の構成要素には従来技術で説明した同一の符号を用いて説明する。
固定部材２の中央部にはスリ−ブ８が固定されると共に、該スリ−ブ８の穴８ｂには回転する軸３が一定の隙間をもって嵌め入れてある。また、このスリ−ブ８の外側には電流を流すコイルを装着したステ−タ６が配置されている。
【００１０】
前記軸３は回転部材であるハブ１の中心部にねじ５により固定されるが、該軸３にはスラスト板７が固定して取り付けられている。この場合、該スラスト板７は前記ねじ５により軸３に押しつけるように固定される。即ち、軸３の上部には段部３ｃが設けられ、前記スラスト板７は該段部３ｃに係止させるように嵌め入れてある。一方、ハブ１の中心部には円筒部１ｂが形成してあるが、該円筒部１ｂはスラスト板７をねじ５によって該ハブ１と共に軸３に固定する際該スラスト板７を該軸３に形成した段部３ｃに押しつけるようにして固定することになる。従って、例えばハブ１の上端面からこの軸３の段部３ｃまでの距離ｈは意図する値となるように加工することができるので、該段部３ｃに固定するスラスト板７の取付位置も意図する値となるように決めることができる。即ち、ハブ１の上端面から該スラスト板７の下面までの距離もｈとなる。
【００１１】
次に、前記固定部材２の中心部に固定されるスリ−ブ８には、上部に段部８ａが形成され、更に、該スリ−ブ８の上端部にはスリ−ブ８の一部をなすリング部材１１が固着され、これらスリ−ブ８の段部８ａとリング部材１１との間には周状凹部空間１０が形成される。そして該固定部材２の下端面からスリ−ブ８の段部８ａまでの距離ｄ₁及び該固定部材２の下端面からリング部材１１の下面までの距離ｄ₂も予め決めることができる。即ち、スリ−ブ８に形成される段部８ａとリング部材１１との間に形成される周状凹部空間１０の高さｅを決め、該周状凹部空間１０に配置するスラスト板７との隙間もどの程度にすればよいかを決めることが出来る。
【００１２】
上記するように、前記スラスト板７及び軸３の段部３ｃ、スリ−ブ８の段部８ａ、リング部材１１等は分離して加工してから組み込まれるため極めて高精度に加工することができる。従って、該固定部材２の下端面からハブ１の上端面までの距離Ｈもステ−タ６及びロ−タ９により一定とすることができるので前記スラスト板７を該周状凹部空間１０の適正な位置に正確に且つ精度良く配置させることができる。
【００１３】
図２（Ａ）はこの発明の動圧軸受装置の変形実施例であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部拡大図である。
この実施例では固定部材２の中心部に軸３がねじ５によって固定してある。該軸３の下部に段部３ｄが形成され、ここにスラスト板７が固定される。また、固定部材２の中心より所定半径には円筒部２ａが立設され該円筒部２ａの外側にはステ−タ６が取り付けられ、前記ハブ１の外周囲に設けた円筒部１ａの内周面には該ステ−タ６と対向するようにロ−タ９が配置されている。そして該固定部材２の中心部には浅い円筒部１ｃが形成してあり、該スラスト板７は該浅い円筒部１ｃによりＯリング１２を介して軸３の段部３ｄに固定される。前記回転部材のハブ１の中心部にはスリ−ブ８が固定され、前記軸３は該スリ−ブ８の穴８ｂに所定の隙間をおいて嵌め入れてある。また、該スリ−ブ８の下部には段部８ｃが形成され且つ該スリ−ブ８の下端部には該スリ−ブ８の一部をなすリング部材１１が嵌着されている。こうして、前記スラスト板７は軸３に固定してスリ−ブ８に形成した段部８ｃとリング部材１１によって形成される周状凹部空間１０に適正に且つ精度よく配置することができる。
【００１４】
この実施の形態において、固定部材２の下端面からこの軸３の段部３ｄまでの距離ｈ’は間にＯリング１２を介するにしてもねじ５により調整して意図する値となるようにすることができるので、該段部３ｄに固定するスラスト板７の取付位置も意図する値となるように決めることができる。
また、前記回転部材であるハブ１の上端面からスリ−ブ８の段部８ｃまでの距離ｄ₃及び該ハブ１の上端面からリング部材１１の下面までの距離ｄ₄も予め決めることができる。即ち、スリ−ブ８に形成される段部８ｃとリング部材１１との間に形成される周状凹部空間１０の高さｅ' を決め、該周状凹部空間１０に配置するスラスト板７との隙間もどの程度にすればよいかを決めることが出来る。
【００１５】
尚、図１及び図２に示すいずれの実施の形態の場合でも、軸３の表面には動圧溝３ａ、３ｂが形成され軸３とスリ−ブ８との間には動圧軸受が形成され、また、前記スラスト板７の表裏面にも動圧溝７ａが形成され周状凹部空間１０との間にスラスト動圧軸受が形成されるが、軸３の表面に動圧溝３ａ、３ｂを形成する代わりにスリ−ブ８の穴８ｂの内周面に動圧溝（図示省略）を形成してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明の動圧軸受鵜措置によれば、軸やスラスト板或いはスリ−ブ等を分離した状態で加工することで加工及び組立精度を向上させることができる。また、スラスト板表面の動圧溝の加工も容易となり、動圧軸受装置全体として極めて高精度に製作することができる。更に、スラスト板も薄く加工して使用することが出来るので軸方向にもコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）はこの発明の動圧軸受装置の構成を示す縦断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一部拡大図である。
【図２】図２（Ａ）はこの発明の動圧軸受装置の変形実施例であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部拡大図である。
【図３】図３（Ａ）は従来の動圧軸受装置の構成を示す縦断面図であり、図３（Ｂ）は動圧溝を設けたスラスト板の平面図である。
【符号の説明】
１回転部材（ハブ）
２固定部材
３軸
３ａ、３ｂ動圧溝
３ｃ、３ｄ段部
５ねじ
６ステ−タ
７スラスト板
８スリ−ブ
８ａ、８ｃ段部
９ロ−タ
１０周状凹部空間
１１リング部材
１２Ｏリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrodynamic bearing device for rotating a magnetic drum such as a personal computer or a word processor or a rotating drum of a video tape recorder (VTR) at a high speed, in particular, a hydrodynamic bearing device with improved thrust plate mounting accuracy. About.
[0002]
[Prior art]
In office automation equipment such as personal computers and word processors, or AV equipment such as video, a rotary drive for rotating a magnetic disk or a rotating drum at high speed is incorporated. In such a rotary drive device, a hydrodynamic bearing device using a lubricant (fluid) is used in order to maintain accuracy during high-speed rotation and further prevent noise and vibration.
[0003]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional hydrodynamic bearing device. That is, the shaft 3 is fixed in the vertical direction by a screw 5 at the center portion of the fixing member 2 and arranged upright, and the cylindrical portion 4 is provided in the vertical direction around the shaft 3 erected on the fixing member 2. A stator 6 is disposed around the outer periphery of the cylindrical portion 4. The shaft 3 is fitted in a hole 8b of a sleeve 8 which is fixed to a central portion of a hub (rotating member) 1 on which a magnetic disk or the like is mounted and provided with a step portion 8a. On the surface of the shaft 3, herringbone type or spiral type dynamic pressure grooves 3a and 3b are formed. The inside of the shaft 3 and the sleeve 8 is filled with a lubricant (fluid). A similar dynamic pressure groove (not shown) may be provided on the inner peripheral surface of the sleeve 8 instead of the dynamic pressure grooves 3a and 3b. A thrust plate 7 is fixed to the lower portion of the shaft 3. The thrust plate 7 is fitted to a step portion 8 a provided on the sleeve 8 and a lower end portion of the sleeve 8. It is arrange | positioned in the circumferential recessed space 10 formed between the ring members 11 which make a part of hub. Further, a rotor 9 made of magnet is disposed at a position facing the stator 6 on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 1a of the hub 1 serving as the rotating member.
[0004]
As shown in FIG. 3B, herringbone type or spiral type dynamic pressure grooves 7a, 7a,... Are formed on both surfaces of the thrust plate 7, and the dynamic pressure groove 3a of the shaft 3 is formed. The dynamic pressure balance between the shaft 3 and the sleeve 8 during the rotary motion generated by the stator 6 and the rotor 9 is maintained not only by the dynamic pressure in the radial direction but also by the dynamic pressure in the thrust direction. It is configured to be.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the thrust plate 7 is bonded and fixed to the shaft 3 by press-fitting or welding. The thrust plate 7 is fixed to the step 8 a provided on the sleeve 8 and the sleeve 8 . The dynamic pressure balance cannot be properly maintained unless it is properly disposed in the circumferential recess space 10 between the ring member 11 and the ring member 11. However, the work of fitting and fixing the thrust plate 7 to the shaft 3 and incorporating it into the circumferential recess space 10 of the sleeve 8 is complicated, and therefore it is extremely difficult to fix it securely. However, problems such as vibration and shaking occur if the thrust plate 7 is not properly arranged.
[0006]
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and processing the shaft and the thrust plate separately to improve the processing and assembling accuracy. Therefore, the dynamic pressure balance in the radial and thrust directions during the rotational movement is improved. It is an object of the present invention to provide a hydrodynamic bearing device that can be held well.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, in order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is provided with a shaft fixed at the center of the rotating member and a sleeve fixed at the center of the fixing member. And a hydrodynamic bearing device in which a hydrodynamic bearing is formed between the shaft and the sleeve.
A thrust plate on the shaft is in contact with a step portion provided on the shaft and an end portion of a cylindrical portion provided integrally with a central portion of the rotating member, and at least one of axial directions of a radially outer peripheral surface of the shaft. A part of the radially inner circumferential surface of the cylindrical portion is fitted and slidably contacted with the cylindrical portion, and the rotating member and the end surface of the shaft are fixed to be separated by a screw, and formed on the inner circumferential surface of the sleeve. The thrust plate is disposed in the circumferential recess space, and a thrust dynamic pressure bearing is formed between the thrust plate and the circumferential recess.
[0008]
When the hydrodynamic bearing device is the means of the invention of claim 1 , the thrust plate 7 can be fixed with high accuracy and the fixed member or the rotating member and the shaft 3 as a single unit. Therefore, the thrust plate 7 can be properly and accurately arranged in the circumferential recess space 10 formed in the sleeve 8. Further, vertical vibration and shaking of the entire rotating member 1 can be prevented, and the axial accuracy can be improved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 (A) is a longitudinal sectional view showing the configuration of the hydrodynamic bearing device of the present invention, and FIG. 1 (B) is a partially enlarged view of FIG. 1 (A). In addition, in order to avoid duplication, it demonstrates using the same code | symbol demonstrated by the prior art for the same component.
A sleeve 8 is fixed to the central portion of the fixing member 2, and a rotating shaft 3 is fitted in a hole 8b of the sleeve 8 with a certain gap. In addition, a stator 6 equipped with a coil for passing a current is disposed outside the sleeve 8.
[0010]
The shaft 3 is fixed to the central portion of the hub 1 which is a rotating member by a screw 5, and a thrust plate 7 is fixedly attached to the shaft 3. In this case, the thrust plate 7 is fixed so as to be pressed against the shaft 3 by the screw 5. That is, a step portion 3c is provided on the upper portion of the shaft 3, and the thrust plate 7 is fitted to the step portion 3c. On the other hand, a cylindrical portion 1 b is formed at the center of the hub 1, and the cylindrical portion 1 b attaches the thrust plate 7 to the shaft 3 when the thrust plate 7 is fixed to the shaft 3 together with the hub 1 by screws 5. It fixes so that it may press on the formed step part 3c. Therefore, for example, since the distance h from the upper end surface of the hub 1 to the step portion 3c of the shaft 3 can be processed to an intended value, the mounting position of the thrust plate 7 fixed to the step portion 3c is also intended. It can be determined to be the value to be. That is, the distance from the upper end surface of the hub 1 to the lower surface of the thrust plate 7 is also h.
[0011]
Next, the sleeve 8 fixed to the center portion of the fixing member 2 is formed with a step portion 8a at the top, and a part of the sleeve 8 is attached to the upper end of the sleeve 8. The ring member 11 is fixed, and a circumferential recess space 10 is formed between the step 8 a of the sleeve 8 and the ring member 11. And from the bottom surface of the fixing member 2 Sri - it can be determined the distance d ₂ also advance from the lower end surface of the distance d ₁ and the fixing member 2 to the stepped portion 8a of the probe 8 and the lower surface of the ring member 11. That is, the height e of the circumferential recess space 10 formed between the step portion 8 a formed in the sleeve 8 and the ring member 11 is determined, and the thrust plate 7 disposed in the circumferential recess space 10 is determined. You can decide how much clearance you need.
[0012]
As described above, the thrust plate 7 and the step portion 3c of the shaft 3, the step portion 8a of the sleeve 8, the ring member 11 and the like are assembled after being processed separately, so that they can be processed with extremely high accuracy. . Therefore, since the distance H from the lower end surface of the fixing member 2 to the upper end surface of the hub 1 can also be made constant by the stator 6 and the rotor 9, the thrust plate 7 can be made suitable for the circumferential recess space 10. It can be arranged accurately and accurately at a proper position.
[0013]
FIG. 2 (A) is a modified embodiment of the hydrodynamic bearing device of the present invention, and FIG. 2 (B) is a partially enlarged view of FIG. 2 (A).
In this embodiment, the shaft 3 is fixed to the center portion of the fixing member 2 with a screw 5. A step portion 3d is formed at the lower portion of the shaft 3, and a thrust plate 7 is fixed thereto. In addition, a cylindrical portion 2 a is erected at a predetermined radius from the center of the fixing member 2, and a stator 6 is attached to the outside of the cylindrical portion 2 a, and the inner periphery of the cylindrical portion 1 a provided on the outer periphery of the hub 1. A rotor 9 is arranged on the surface so as to face the stator 6. A shallow cylindrical portion 1 c is formed at the center of the fixing member 2, and the thrust plate 7 is fixed to the step portion 3 d of the shaft 3 through the O-ring 12 by the shallow cylindrical portion 1 c. A sleeve 8 is fixed to the central portion of the hub 1 of the rotating member, and the shaft 3 is fitted in a hole 8b of the sleeve 8 with a predetermined gap. Further, a step portion 8 c is formed in the lower portion of the sleeve 8, and a ring member 11 forming a part of the sleeve 8 is fitted to the lower end portion of the sleeve 8. In this manner, the thrust plate 7 can be properly and accurately disposed in the circumferential recess space 10 formed by the step portion 8c formed on the sleeve 8 by being fixed to the shaft 3 and the ring member 11.
[0014]
In this embodiment, the distance h ′ from the lower end surface of the fixing member 2 to the step portion 3d of the shaft 3 is adjusted by the screw 5 so as to have an intended value even though the O-ring 12 is interposed therebetween. Therefore, the mounting position of the thrust plate 7 fixed to the step 3d can also be determined to be an intended value.
Further, a distance d ₃ from the upper end surface of the hub 1 which is the rotating member to the step portion 8 c of the sleeve 8 and a distance d ₄ from the upper end surface of the hub 1 to the lower surface of the ring member 11 can be determined in advance. . That is, the height e ′ of the circumferential recess space 10 formed between the step portion 8c formed in the sleeve 8 and the ring member 11 is determined, and the thrust plate 7 disposed in the circumferential recess space 10 It is possible to determine how much clearance should be made.
[0015]
1 and 2, dynamic pressure grooves 3 a and 3 b are formed on the surface of the shaft 3, and a dynamic pressure bearing is formed between the shaft 3 and the sleeve 8. In addition, dynamic pressure grooves 7 a are formed on the front and back surfaces of the thrust plate 7, and a thrust dynamic pressure bearing is formed between the thrust groove 7 and the circumferential recess space 10. Alternatively, a dynamic pressure groove (not shown) may be formed on the inner peripheral surface of the hole 8b of the sleeve 8.
[0016]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the hydrodynamic bearing rod measure of the present invention, machining and assembling accuracy can be improved by machining the shaft, the thrust plate, the sleeve or the like in a separated state. Further, the processing of the dynamic pressure groove on the thrust plate surface is facilitated, and the entire dynamic pressure bearing device can be manufactured with extremely high accuracy. Furthermore, since the thrust plate can also be processed thinly, it can be configured compactly in the axial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is a longitudinal sectional view showing a configuration of a fluid dynamic bearing device of the present invention, and FIG. 1 (B) is a partially enlarged view of FIG. 1 (A).
FIG. 2 (A) is a modified embodiment of the hydrodynamic bearing device of the present invention, and FIG. 2 (B) is a partially enlarged view of FIG. 2 (A).
FIG. 3 (A) is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional hydrodynamic bearing device, and FIG. 3 (B) is a plan view of a thrust plate provided with hydrodynamic grooves.
[Explanation of symbols]
1 Rotating member (hub)
2 fixing member 3 shaft 3a, 3b dynamic pressure groove 3c, 3d step 5 screw 6 stator 7 thrust plate 8 sleeve 8a, 8c step 9 rotor 10 circumferential recess space 11 ring member 12 O-ring

Claims

A dynamic pressure formed by fixing a shaft at the center of the rotating member and a sleeve at the center of the fixed member, fitting them together, and forming a hydrodynamic bearing between the shaft and the sleeve. In the bearing device,
A thrust plate on the shaft is in contact with a step portion provided on the shaft and an end portion of a cylindrical portion provided integrally with a central portion of the rotating member, and at least one of axial directions of a radially outer peripheral surface of the shaft. A part of the radially inner circumferential surface of the cylindrical portion is fitted and slidably contacted with the cylindrical portion, and the rotating member and the end surface of the shaft are fixed to be separated by a screw, and formed on the inner circumferential surface of the sleeve. A thrust bearing device, wherein the thrust plate is disposed in the circumferential recess space, and a thrust hydrodynamic bearing is formed between the thrust plate and the circumferential recess.