JP2004169725A - Dynamic-pressure bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受部材に形成した動圧発生溝により潤滑油に動圧を発生させて回転体を支承する動圧軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、種々の動圧軸受装置が提案されている。その一例として、図9に従来の動圧軸受装置における軸受部の側断面図を示す。軸体72とスラスト板73とが一体に接合され、軸受部材71とスラスト受板74に隙間を介して回転自在に狭持されている。軸体72と軸受部材71との間には軸体72と軸受部材71のどちらか一方にラジアル動圧発生溝を形成して、隙間が数μm程度のラジアル動圧発生部81を設けている。また、スラスト板73と軸受部材71との間にはスラスト板73または軸受部材71のどちらか一方にスラスト動圧発生溝を形成し、上スラスト動圧発生部82を設けて、スラスト板73とスラスト受板74との間にはスラスト板73とスラスト受板74のどちらか一方にスラスト動圧発生溝を形成して下スラスト動圧発生部83を設けている。これらのラジアル動圧発生部81、上下スラスト動圧発生部82、83には潤滑油あるいは気体が介在している。図には示さないが、軸体72に回転用ハブやローターマグネットを取り付け、軸受部材71とスラスト受板74を固定部として、ステータ等を有するモーター構造に組み込むことにより、スピンドルモーターとして用いられる。このような動圧軸受装置は、回転時に発生する動圧による平均化効果によって高精度の非同期回転振れ(NRRO)を実現している。
【0003】
その中でHDD用モータや精密測定機用回転テーブルに用いられている軸受装置の中に、両端面から突出する中心軸部を有する円筒部材であるコマ状の固定軸或いは回転軸である軸体(以下コマ状軸体と略称する)を有するものがある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0004】
中でも、近年特に携帯用情報機器やAV機器などに使用されるHDD用スピンドルモータは、小型薄型化が要求されており、特許文献1のものもこの点で有利と考えられているが、以下、従来のコマ状軸体を用いた動圧軸受装置の一例について図面により説明する。図4は従来のコマ状軸体を用いた動圧軸受装置の側断面図である。図4において、1はこの動圧軸受装置が固定される金属板等から成るベースである。62は下端部がベース1に固定されて立設された中心軸部としてのステンレス鋼等から成るセンターピンであり、3は円筒部材としてシャフトであり、中心穴にセンターピン62が固定されている。
【0005】
65はコマ状軸体であり、センターピン62とシャフト3との二体で構成されている。6はシャフト3の両端面に形成されたスラスト方向動圧発生溝である。7はシャフト3側面に形成されたラジアル方向動圧発生溝である。8は中心穴8aを有するスラスト軸受部としてのスラストプレートであり、シャフト3の両端面に微小ギャップを介して配設されている。9は両スラストプレート8に狭持されてたラジアル軸受部としてのスリーブであり、シャフト3の側面に微小ギャップを介して対向する内周面9aを有する。10は両スラストプレート8とスリーブ9との三体で構成される軸受部材である。
【0006】
以上の構成で、コマ状軸体65はシャフト3の軸方向の長さ寸法内にラジアル軸受部とスラスト軸受部とを有している。この構成により、軸方向の軸受部の長さ寸法に関して、スラスト軸受部を設ける為に軸方向の長さ寸法を伸ばす必要はなくなる。一方、前記、図9に示したタイプの軸受構造では、軸方向の軸受部の長さ寸法はhである。長さhの一部の長さiは、ほとんどがスラスト板73の厚み寸法であってラジアル軸受部81には関わらない部分である。よって、図4のコマ状軸体65を用いた軸受構造は、軸受構造を小型化・薄型化をする上で、薄型化に関して特に有利な構造である。
【0007】
次に、全体構造について説明する。上記微小ギャップ及び動圧発生溝6、7には図示しない潤滑油が充填されている。また、スラストプレート8の内周面8a及び外端面8b並びにスラストプレート8の内周面8aと対向するセンターピン62の外周面62a、62bには、それぞれ油漏れを防止するための図示しない撥油処理が施されている。11は記録ディスク、12はマグネットであり、13は回転部材であるハブであり、内周面13bには軸受部材10を保持し、外周面にはマグネット12を固定し、記録ディスク11の装着面13aを有している。14はベース1に固定されたステータ、15はステータ14に巻回されたコイルである。
【0008】
次に、この動圧軸受装置の動作について説明する。コイル15に通電することによりステータ14及びマグネット12の磁気回路部の駆動力で、コマ状軸体65に対して軸受部材10が支持された状態で、ハブ13が記録ディスク11と共に回転駆動することになる。回転に伴いコマ状軸体65の動圧発生溝6、7の作用により潤滑油に支持圧力が発生して、軸受部材10をコマ状軸体65から浮かせて、コマ状軸体65の中心に支持回転する。従って、記録ディスク11を装着したハブ13は高速回転にも心ブレ無く安定して回転することができる。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−50568号公報
【特許文献2】
特開平9−222119号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4のコマ状軸体65を用いた軸受構造では、ラジアル軸受部をスラスト軸受部の径方向の最大寸法部と同じまたは外側に設けている為に、回転時におけるラジアル軸受部の軸受剛性がスラスト部の軸受剛性よりも大きくなる傾向にあり、両方の軸受剛性のバランスによっては、回転時の非同期回転振れ(NRRO)を低下させる場合がある。軸受剛性のバランスを整えるという観点では、ラジアル軸受部の軸受剛性を小さくする手段と、スラスト軸受部の軸受剛性を大きく手段とを考えることが可能である。しかし、軸受構造全体を小型化・薄型化する上では各部品の寸法には制約が設けられる為、高性能な軸受を設計する上では、それぞれの制約の範囲内で軸受剛性はできる限り大きい程有利であるのは当然であって、ラジアル軸受部の軸受剛性を小さくする手段よりも、スラスト軸受部の軸受剛性をできるだけ大きくすることが求められる。スラスト軸受部の軸受剛性を大きくする為には、スラスト軸受部の面積を大きくすることが必要であり、図4のコマ状軸体65においては、シャフト3の内径を小さくすることと、センターピン62のシャフト3への嵌入に関わる部分の外径を小さくする必要がある。
【0011】
図6は従来の二体型コマ状軸体を示す側面模式図である。図6において、45は円筒部であり、中心穴45aを有する。46は中心穴45aに接着固定された中心軸部であり、円筒部45の両端面45a、45bからそれぞれ突出している。このコマ状軸体の加工に際しては、円筒部45と中心軸部46とをそれぞれ旋削加工し、それぞれの表面に必要に応じた仕上げ加工を行なった後、両者の接着を行う。例えば、中心穴45aの内径が5mm程度の大きさの部品では中心穴45aの内面に十分な接触面積があり中心軸部の接着強度が得られるが、スラスト軸受部の面積を大きくする為に、中心穴45aの内径と中心軸部46の外径を小さく設計すると、中心穴45aの内径部と中心軸部46との接触面積も小さくなり、接着強度も小さくなる。よって、全体構造の小型化に伴い、円筒部45と中心軸部46との接着強度が得られなくなる。接着強度を補うために、中心軸部46を圧入する方法をとろうとしても、中心軸部46の外径が小さくなると、圧入時の軸の変形も起こしやすく難しいことになるという課題がある。
【0012】
また、二体型のコマ状軸体の、円筒部45と中心軸46の接着強度に関する対策として、コマ状軸体を一体型で構成する手段が考えられるが、その課題について次に述べる。図5は従来の一体型コマ状軸体を示す側面模式図である。図5において、31は円筒部であり、円筒部31の両端面から中心軸部に沿って突出するように軸部31a、31bが一体形成されている。
【0013】
図7は一体型コマ状軸体を加工する方法を示す要部断面図である。図7において、41は材料ブランクである。51は旋盤のチャック、52はバイトである。42は切削部分である。加工に際しては、材料41をチャック51にくわえて、バイト52で切削部分42を除去してコマ状軸体を削り出す。
【0014】
図8は一体型コマ状軸体を加工する他の方法を示す要部断面図である。図8において、43、44は切削部分である。加工に際しては、まず図7(a)に示すものと同様にチャック51に材料ブランク41をくわえる。次に、図8(a)に示すように、切削部分43を残して軸部31aと円柱部31の外径を切削する。次に、図8(b)に示すように、チャック51から加工途中の材料ブランク41を一旦外して、円柱部31をチャック51にくわえ直し、バイト52で切削部分44を切削除去して軸部31bを削り出しコマ状軸体を形成する。
【0015】
しかしながら、上記一体型コマ状軸体を1チャック加工する場合に於いて、スラスト軸受部の面積を大きくする為に、図5におけるa面とb面を大きくして軸部31aと軸部31bの外径を小さく設計した場合、十分な加工精度が得られない場合が生じる。十分な加工精度とは、例えば動圧軸受をハードディスクのスピンドルモーターに用いるような場合には、高記録密度を実現させるために、回転時の非同期回転振れ(NRRO)を数nm〜数10nmというレベルに管理する必要が有り、その為には、軸受部に関わる外径寸法、内径寸法、厚み精度、隙間精度及び平行度、直角度等の精度を1μmレベルで要求され、且つ、動圧発生部の表面粗さもRa=0.05μm程度のレベルが要求される。
【0016】
例えば、軸部31aと軸部31bの外径を約2mm程度とした場合には、図7(b)に示すA部が切削抵抗に耐えられずにブレが生じて要求精度に入らず、更に最悪の場合折れてしまい加工できない。また、外形寸法精度、厚み寸法精度とも各々の要求精度が1μm以下なのに対して5μmと十分には得られない。2チャック加工では、1チャック目と2チャック目とでチャック位置を変えなければならないため、基準のない加工になってしまい、更にワークのセット替えがあるために、図5に示すa面とb面との平行度、a面とc面との直角度とも各々の要求精度が1μm以下なのに対して3μm程度と悪くなる。そして、a面、b面、d面は動圧発生溝の形成面であるので、表面粗さが悪いと潤滑油に不要な乱流を引き起こして回転特性の低減を誘発することになるのだが、全体の表面粗さは要求精度がRa=0.05μmなのに対して0.1〜0.5μmと悪くなる。それは、軸部31aと軸部31bがある為に、a面とb面に仕上げ加工ができないことも大きな原因となっている。
【0017】
更に、一体型のコマ状軸体の加工方法としては、前記の切削加工の他に射出成型やプレス成型法等の加工方法も有るが、十分な加工精度を得ることは難しい。
【0018】
本発明は、上記の問題を解決してコマ状軸体のスラスト軸受部における軸受剛性を高めつつ、小型化・薄型化を図ることのできる動圧軸受装置を提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明の手段は、円筒部材の両端面から突出する中心軸部を有するコマ状軸体と、前記両端面に微小ギャップを介して対向するスラスト軸受部並びに前記円筒部材の側面に微小ギャップを介して対向する内周面を有するラジアル軸受部から成る軸受部材と、前記微小ギャップに充填された潤滑油とを有すると共に、前記円筒部材の両端面又は前記スラスト軸受部の前記両端面に対向する面の何れか一方にスラスト動圧発生溝を形成し、円筒部材の側面又は前記ラジアル軸受部の前記内周面の何れか一方にラジアル動圧発生溝を形成した動圧軸受装置において、前記コマ状軸体は前記中心軸部の一方の軸端寄りに径大部を有する中心軸部と、この中心軸部の径小部に固定された円筒部材と、この円筒部材を前記径大部とで狭持するように前記中心軸部に嵌入固定されたリング部材との三体から成ることを特徴とする。
【0020】
また、前記スラスト軸受部及び/又は前記ラジアル軸受部がセラミックスから成ることを特徴とする。
【0021】
また、前記コマ状軸体は固定部材に固定されており、前記軸受部材の外周面は回転部材の内周面に嵌入されており、前記軸受部材のスラスト方向両端面は前記回転部材の内周面両端からラジアル方向内側へ張り出した鍔部によりスラスト方向に狭持されていることを特徴とする。
【0022】
また、前記コマ状軸体の前記中心軸部が前記固定部材へカシメられていることを特徴とする。
【0023】
また、前記コマ状軸体は回転部材に固定されており、前記軸受部材の外周面は前記固定部材の軸受保持部内周面に嵌入されており、前記軸受部材のスラスト方向両端面は前記固定部材の内周面両端からスラスト方向内側へ張り出した鍔部によりスラスト方向に狭持されていることを特徴とする。
【0024】
また、前記コマ状軸体のうち、前記円筒部材及び/又は前記リング部材がセラミックスから成ることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の第一の実施の形態である動圧軸受装置の側断面図である。
【0026】
まず、この動圧軸受装置の構成について説明する。図1において、2は下端部が例えばアルミ板またはステンレス板から成る固定部材であるベース1にカシメ部2aでカシメられて立設された中心軸部としてのステンレス鋼等の金属から成るセンターピンである。センターピン2の一方の軸端寄りである下端部側には径大部2bが形成されている。センターピン2の径小部2cにはセラミックスから成る円筒部材であるシャフト3が嵌入固定されている。4はセラミックスから成るリング部材としてのトップリングであり、シャフト3をセンターピン2の径大部2aとトップリング4とで狭持するようにセンターピン2に嵌入固定されている。
【0027】
5はこの動圧軸受装置のコマ状軸体であり、センターピン2とシャフト3とトップリング4との三体から構成されている。その他の構成は従来技術の項において説明したものと同様であるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。
【0028】
ここで、軸受部材10はスラスト軸受部であるスラストプレート8並びにラジアル軸受部であるスリーブ9から構成され、セラミックスから成る。ここで、ラジアル動圧発生溝6は、シャフト3の側面3cとスリーブ9の内周面9bとの少なくとも一方に形成すればよく、スラスト動圧発生溝7は、シャフト3の両端面3a、3bとこれらと対向するスラストプレート8の対向面の少なくとも一方に形成すればよい。
【0029】
次に、本発明の第一の実施の形態である動圧軸受装置の組立手順について説明する。まず、カシメる前のコマ状軸体5を組み立てる。次に、マグネット12を固定したハブ13の軸受保持部である内周面13bに、一方のスラストプレート8、スリーブ9、コマ状軸体5、そして他方のスラストプレート8の順に挿入して軸受保持部端部をカシメて鍔部13dを形成する。次に、ステータ14を組込済みのベース1をコマ状軸体5の軸端に挿入してカシメてカシメ部2aを形成する。最後にスラストプレート8の中心穴とセンターピン2との隙間から適量の潤滑油を注入する。
【0030】
次に、本発明の第一の実施の形態である動圧軸受装置の効果について説明する。コマ状軸体5は、径大部2bを有するセンターピン2に嵌入固定したシャフト3をトップリング4を固定して径大部2bと狭持するようにしたので、中心軸部の固定力が十分強固になり、スラスト軸受部の面積を大きく確保する為にシャフト3の内径寸法、センターピン2の径小部2c、径大部2b及びトップリング4の外径寸法を小さくして回転時のスラスト軸受部の軸受剛性を高めて、安定した回転精度の動圧軸受装置が得られた。因みに、図6の従来の二体型コマ状軸体の中心軸46の外径と、本発明のコマ状軸体5の径大部2bおよびトップリング5の外径が同程度の場合を比較しても、本発明のコマ状軸体5の中心軸部の接合強度は大きくなった。また、センターピン2を固定部材にカシメる構造にすることによって、固定部材が薄板であっても強固に精度良く立設することができた。
【0031】
この軸受装置のコマ状軸体5は、シャフト3及びトップリング4が三体型であるために、各部品の加工精度が安定している。シャフト3は必要に応じて外周面、内周面、端面3a及び端面3bへの研磨加工等の仕上げ加工が可能であり、センターピン2も径大部2bと径小部2cへの仕上げ加工が加工であり、更に、トップリング3も内径面、外径面、端面への仕上げ加工が可能である。よって、従来の一体型コマ状軸体では実現できなかった、寸法精度や、表面粗さ精度を、動圧軸受部に用いる為に十分な精度に仕上げることが可能である。因みに図5で示すa、b面の平行度は0.5μmに、a、c面の直角度は1μmに、外径及び厚みの精度は1μm以下に、表面粗さはラップ加工後にRa=0.05μmにすることができる。さらに、シャフト3とトップリング4をセラミックスを用いた三体型コマ状軸体とすることによって、強度と熱歪みに強く、回転精度が安定する。また、スラストプレート8及びスリーブ9がセラミックス製であるので、軸受部となる面を高精度に研磨加工することが可能であると同時に、ハブ13を軸受部材10にカシメて固定する場合に軸受部材10が変形せずに寸法精度を維持したまま組立ができる。更に軸受部材10をハブ13の鍔部で狭持することにより組立が容易になり、またスラスト方向の微小ギャップを精度良く得ることができた。
【0032】
また、動圧軸受装置の総厚を薄く納めようとした場合、スリーブ9及びシャフト3の軸方向の厚みを小さくすることは、動圧発生部で必要な動圧力得るための限度がある。よって、必然的に、ベース1やスラストプレート8を強度限界に近い厚みに薄くすることとなるが、この三体構造のコマ状軸体5を使用すれば、スラストプレート8とベース1の厚みが薄くても、所望の機械的強度が得られるので、薄型の高精度な動圧軸受装置が得られる。
【0033】
また、本発明の実施の形態では、シャフト3、トップリング4、スラストプレート8、スリーブ9にセラミックスを用いることにより、高精度の仕上げ加工と組立後の強度として最も好ましい形態に構成したが、ステンレス鋼等の金属材料を用いることももちろん可能である。その際には、必要強度及び動圧発生溝の加工性や製造コストを考慮して、セラミックスとステンレス鋼等の金属材料とを適宜選択して用いるとよい。例えば、ハブ13の鍔部で狭持するスラストプレート8とスリーブ9の材質は、全てセラミックスとした場合が最も変形が小さく、強固に固定できるが、スラストプレート8とスリーブ9のいずれか一方がセラミックスの場合や、2個使用されているスラストプレート8のいずれか一方をセラミックスとした場合にも、強固に固定する上で有効である。また、コマ状軸体5の固定強度に於いては、トップリング4とシャフト3の両方がセラミックスの場合が最も有利であるが、一方がセラミックスの場合も有効である。さらに、動圧発生溝の加工の際に、ラジアル軸受部となるシャフト3の外径部やスリーブ9の内径部へ動圧発生溝を加工する場合は、平坦な面への動圧発生溝の加工と比較して難しく、セラミックスの場合はさらに難しい場合が多いため、動圧発生溝を加工する一方を金属材料とし、もう一方をセラミックスとすることは、製造コストの面で非常に有利な組み合わせである。
【0034】
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。図2は本発明の第二の実施の形態である動圧軸受装置の要部側断面図である。図2において、22は中心軸部であるシャフトであり、一端部に径大部22bが形成され、他端部にカシメ部22aがあって、固定部材であるベース1にカシメられて立設されている。トップリング4はシャフト3とベース1とに狭持され、径大部22bとトップリング4とでシャフト3を狭持するようにシャフト3と共に径小部22cに嵌入されている。25はコマ状軸体であり、センターピン22とシャフト3とトップリング4とで構成される。コマ状軸体25以外の構成は第一の実施の形態と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号と名称とを付して説明を省略する。本発明の第二の実施の形態である動圧軸受装置の組立手順は、第一の実施の形態の場合と同様である。
【0035】
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。図3は本発明の第三の実施の形態である動圧軸受装置の要部側断面図である。図3において、21は固定部材であるベースであり、ベース21の中央には円筒状の軸受保持部21aが立設されている。軸受保持部21aの内周面21dに軸受部材10の外周面10aが挿入され、軸受部材10のスラスト方向両端面は、内周面21d両端からラジアル方向に張り出した鍔部21bとカシメ部である鍔部21cとで狭持されている。23は回転部材であるハブであり、コマ状軸体5はハブ23にカシメられて回転軸になっている。
【0036】
次に、本発明の第三の実施の形態である動圧軸受装置の組立手順について説明する。まず、カシメる前のコマ状軸体5を組み立てる。次に、ステータ14を組立済みのベース21の軸受保持部21aの内周面21dに、一方のスラストプレート8、スリーブ9、コマ状軸体5、他方のスラストプレート8の順に挿入して軸受保持部21a上端をカシメて鍔部21cを形成する。次に、マグネット12を固定したハブ23をコマ状軸体5の軸端に挿入してカシメてカシメ部2aを形成する。
【0037】
なお、本発明の動圧軸受装置は、必ずしも以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、回転軸がセンターピン2であるコマ状軸体5ではなく、センターピン22であるコマ状軸体25になっている形態であってもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、円筒部材の両端面から突出する中心軸部を有するコマ状軸体を一方の軸端寄りに径大部を有する中心軸部と、この中心軸部の径小部に圧入された円筒部材と、この円筒部材を前記径大部とで狭持するように前記中心軸部に嵌入固定されたリング部材とで構成したので、円筒部材と中心軸部との固定力が強固になると共に、寸法精度が要求精度を満足する小型・薄型で高精度なコマ状軸体を有する動圧軸受装置が得られた。その結果、従来よりもコマ状軸体の中心軸部の外径を小さくして、スラスト軸受部の面積を大きくし、スラスト軸受剛性を高めた動圧軸受装置を得ることも可能となった。
【0039】
また、前記コマ状軸体は固定部材に固定されており、軸受部材の外周面はハブの内周面に嵌入されており、前記軸受部材の両端面は前記ハブの内周面両端から内側へ張り出した鍔部によりスラスト方向に狭持されるようにしたので、動圧軸受装置の組立が容易となった。
【0040】
また、前記コマ状軸体の前記センターピンが固定部材へカシメられているので、固定部材が薄板であっても強固に立設することができ、小型・薄型の動圧軸受装置が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態である動圧軸受装置の側断面図である。
【図2】本発明の第二の実施の形態である動圧軸受装置の要部側断面図である。
【図3】本発明の第三の実施の形態である動圧軸受装置の側断面図である。
【図4】従来の動圧軸受装置の側断面図である。
【図5】従来の一体型コマ状軸体を示す側面模式図である。
【図6】従来の二体型コマ状軸体を示す側面模式図である。
【図7】従来の一体型コマ状軸体の加工方法を説明する部分断面図である。
【図8】従来の一体型コマ状軸体の他の加工方法を説明する部分断面図である。
【図9】従来の動圧軸受装置の軸受部の側断面図である。
【符号の説明】
1、21 ベース
2、22 センターピン
2a、22a カシメ部
2b、22b 径大部
2c、22c 径小部
3 シャフト
4 トップリング
5、25 コマ状軸体
6、7 動圧発生溝
8 スラストプレート
9 スリーブ
9a 内周面
10 軸受部材
10a 外周面
13、23 ハブ
13b、21d 内周面
13c、13d 鍔部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dynamic pressure bearing device that generates a dynamic pressure in lubricating oil by a dynamic pressure generating groove formed in a bearing member to support a rotating body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various dynamic pressure bearing devices have been proposed. As an example, FIG. 9 shows a side sectional view of a bearing portion in a conventional hydrodynamic bearing device. The
[0003]
Among them, in a bearing device used for a motor for an HDD or a rotary table for a precision measuring instrument, there is provided a shaft member which is a cylindrical fixed member or a rotating shaft having a central shaft portion protruding from both end surfaces. (Hereinafter, abbreviated as a frame shaft) (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0004]
Above all, in recent years, HDD spindle motors used especially for portable information devices and AV devices have been required to be small and thin, and Patent Document 1 is considered to be advantageous in this respect. An example of a conventional hydrodynamic bearing device using a piece shaft will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a side sectional view of a conventional hydrodynamic bearing device using a top shaft. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a base made of a metal plate or the like to which the dynamic pressure bearing device is fixed. Numeral 62 denotes a center pin made of stainless steel or the like as a central shaft part having a lower end fixed to the base 1 and provided upright. Numeral 3 denotes a shaft as a cylindrical member, and the
[0005]
[0006]
With the above configuration, the
[0007]
Next, the overall structure will be described. The small gap and the dynamic
[0008]
Next, the operation of the hydrodynamic bearing device will be described. The
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-50568 [Patent Document 2]
JP-A-9-222119
[Problems to be solved by the invention]
However, in the bearing structure using the
[0011]
FIG. 6 is a schematic side view showing a conventional two-piece comb-shaped shaft. In FIG. 6,
[0012]
As a measure for the adhesive strength between the
[0013]
FIG. 7 is a sectional view of a main part showing a method of processing an integrated top shaft. In FIG. 7,
[0014]
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part showing another method of processing the integrated top shaft. In FIG. 8, 43 and 44 are cutting parts. At the time of processing, first, the material blank 41 is added to the
[0015]
However, in the case of processing the above-mentioned integral type coaxial shaft body by one chuck, in order to increase the area of the thrust bearing portion, the surface a and the surface b in FIG. 5 are enlarged to form the
[0016]
For example, when the outer diameter of the
[0017]
Further, as a processing method of the integral-shaped shaft body, there is a processing method such as injection molding or press molding method in addition to the above-mentioned cutting processing, but it is difficult to obtain sufficient processing accuracy.
[0018]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hydrodynamic bearing device capable of solving the above-mentioned problems and increasing the bearing rigidity of a thrust bearing portion of a top-shaft shaft body while achieving downsizing and thinning.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
Means of the present invention for achieving the above-mentioned object are a top shaft having a central shaft protruding from both end surfaces of a cylindrical member, a thrust bearing portion opposed to the both end surfaces via a minute gap, and the cylindrical member. A bearing member comprising a radial bearing portion having an inner peripheral surface opposed to a side surface of the member via a minute gap, and a lubricating oil filled in the minute gap, and both end surfaces of the cylindrical member or the thrust bearing portion A thrust dynamic pressure generating groove is formed on one of the surfaces facing the both end surfaces of the cylindrical member, and a radial dynamic pressure generating groove is formed on one of the side surface of the cylindrical member or the inner peripheral surface of the radial bearing portion. In the pressure bearing device, the top shaft body includes a central shaft portion having a large diameter portion near one axial end of the central shaft portion, a cylindrical member fixed to a small diameter portion of the central shaft portion, Diameter the member Characterized in that a three-body with fitted fixed ring member to the central shaft so as to sandwiched between parts.
[0020]
Further, the thrust bearing and / or the radial bearing are made of ceramics.
[0021]
Further, the top shaft is fixed to a fixed member, an outer peripheral surface of the bearing member is fitted into an inner peripheral surface of the rotating member, and both end surfaces of the bearing member in the thrust direction are inner peripheral surfaces of the rotating member. It is characterized by being held in the thrust direction by a flange portion projecting radially inward from both ends of the surface.
[0022]
Further, the center shaft portion of the top shaft is caulked to the fixing member.
[0023]
Further, the top shaft is fixed to a rotating member, an outer peripheral surface of the bearing member is fitted into an inner peripheral surface of a bearing holding portion of the fixing member, and both end surfaces in the thrust direction of the bearing member are fixed members. Characterized in that it is held in the thrust direction by flange portions projecting inward in the thrust direction from both ends of the inner peripheral surface of the first member.
[0024]
Further, the cylindrical member and / or the ring member of the top shaft member are made of ceramics.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of a hydrodynamic bearing device according to a first embodiment of the present invention.
[0026]
First, the configuration of the dynamic pressure bearing device will be described. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a center pin made of a metal such as stainless steel as a central shaft portion which is crimped by a caulking portion 2a on a base 1 which is a fixing member having a lower end portion made of, for example, an aluminum plate or a stainless steel plate. is there. A large-diameter portion 2b is formed on the lower end side of the center pin 2 near one axial end. A
[0027]
Reference numeral 5 denotes a top shaft of the hydrodynamic bearing device, which is composed of a center pin 2, a
[0028]
Here, the bearing member 10 includes a
[0029]
Next, an assembling procedure of the hydrodynamic bearing device according to the first embodiment of the present invention will be described. First, the top shaft 5 before caulking is assembled. Next, the
[0030]
Next, the effects of the hydrodynamic bearing device according to the first embodiment of the present invention will be described. The top shaft 4 is fixed to the top ring 4 so that the
[0031]
Since the
[0032]
When the total thickness of the dynamic pressure bearing device is to be reduced, reducing the axial thickness of the
[0033]
In the embodiment of the present invention, the
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a side sectional view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a shaft serving as a central shaft portion, a large-diameter portion 22b is formed at one end, and a caulking portion 22a is provided at the other end. The shaft 22 is caulked and erected on the base 1 as a fixing member. ing. The top ring 4 is sandwiched between the
[0035]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a sectional side view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a base which is a fixing member, and a cylindrical bearing holding portion 21a is provided upright at the center of the base 21. The outer
[0036]
Next, an assembling procedure of the hydrodynamic bearing device according to the third embodiment of the present invention will be described. First, the top shaft 5 before caulking is assembled. Next, the
[0037]
The hydrodynamic bearing device according to the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment. The rotating shaft is not the top shaft 5 having the center pin 2 but the top shaft having the center pin 22. The form which has become the body 25 may be sufficient.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a top shaft having a central shaft protruding from both end surfaces of a cylindrical member is provided with a central shaft having a large diameter portion near one shaft end, A cylindrical member press-fitted into the small-diameter portion, and a ring member fitted and fixed to the central shaft portion so as to clamp the cylindrical member with the large-diameter portion. Thus, a dynamic pressure bearing device having a small, thin, and high-precision comb-shaped shaft body that satisfies the required accuracy with dimensional accuracy satisfying the required fixing force is obtained. As a result, it has become possible to obtain a hydrodynamic bearing device in which the outer diameter of the central shaft portion of the top shaft member is made smaller than before, the area of the thrust bearing portion is increased, and the thrust bearing rigidity is increased.
[0039]
Further, the top shaft is fixed to a fixed member, the outer peripheral surface of the bearing member is fitted into the inner peripheral surface of the hub, and both end surfaces of the bearing member are inward from both ends of the inner peripheral surface of the hub. Since the flange portion is held in the thrust direction by the protruding flange portion, assembly of the dynamic pressure bearing device is facilitated.
[0040]
Further, since the center pin of the top shaft is caulked to a fixing member, the fixing member can be firmly erected even if the fixing member is a thin plate, and a small and thin dynamic pressure bearing device is obtained. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a dynamic bearing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional side view of a main part of a hydrodynamic bearing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view of a dynamic bearing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of a conventional hydrodynamic bearing device.
FIG. 5 is a schematic side view showing a conventional integral top shaft.
FIG. 6 is a schematic side view showing a conventional two-piece comb-shaped shaft.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining a conventional method for processing an integrated top shaft.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view for explaining another processing method of the conventional integral top shaft.
FIG. 9 is a side sectional view of a bearing portion of a conventional hydrodynamic bearing device.
[Explanation of symbols]
1, 21 Base 2, 22 Center pin 2a, 22a Caulking portion 2b, 22b Large diameter portion 2c, 22c
Claims (6)
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JP2002332880A JP2004169725A (en) | 2002-11-15 | 2002-11-15 | Dynamic-pressure bearing device |
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Publications (2)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3362696A1 (en) * | 2015-10-12 | 2018-08-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Plain bearing assembly of a rotational element on a bearing bolt, in particular of a planetary gear on a planetary gear bolt of a planetary gearbox |
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2002
- 2002-11-15 JP JP2002332880A patent/JP2004169725A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3362696A1 (en) * | 2015-10-12 | 2018-08-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Plain bearing assembly of a rotational element on a bearing bolt, in particular of a planetary gear on a planetary gear bolt of a planetary gearbox |
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