JP4226559B2 - Method for manufacturing hydrodynamic bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で回転部材を非接触支持する動圧軸受装置の製造方法に関する。この軸受装置は、情報機器、例えばHDD、FDD等の磁気ディスク装置、CD−ROM、CD−R/RW、DVD−ROM/RAM等の光ディスク装置、MD、MO等の光磁気ディスク装置などのスピンドルモータ、レーザビームプリンタ(LBP)のポリゴンスキャナモータ、あるいは電気機器、例えば軸流ファンなどの小型モータ用として好適である。 The present invention relates to a method for manufacturing a hydrodynamic bearing device that supports a rotating member in a non-contact manner by the hydrodynamic action of lubricating oil generated in a bearing gap. This bearing device is a spindle of information equipment such as magnetic disk devices such as HDD and FDD, optical disk devices such as CD-ROM, CD-R / RW and DVD-ROM / RAM, and magneto-optical disk devices such as MD and MO. It is suitable for a motor, a polygon scanner motor of a laser beam printer (LBP), or an electric device such as a small motor such as an axial fan.
上記各種モータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化などが求められている。これらの要求性能を決定づける構成要素の一つに当該モータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、この種の軸受として、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。 In addition to high rotational accuracy, the various motors are required to have high speed, low cost, low noise, and the like. One of the components that determine the required performance is a bearing that supports the spindle of the motor, and in recent years, as this type of bearing, the use of a hydrodynamic bearing having characteristics excellent in the required performance has been studied. Or it is actually used.
例えば、HDD等のディスク装置のスピンドルモータに組込まれる動圧軸受装置では、軸部材をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部とが設けられ、これら軸受部として、軸受面に動圧発生用の溝(動圧溝)を有する動圧軸受が用いられる。ラジアル軸受部の動圧溝は、軸受スリーブの内周面又は軸部材の外周面に形成され、スラスト軸受部の動圧溝は、フランジ部を備えた軸部材を用いる場合、そのフランジ部の両端面、又は、これに対向する面(軸受スリーブの端面や、ハウジングの底部に配設されるスラスト部材の端面等)にそれぞれ形成される。通常、軸受スリーブはハウジングの内周の所定位置に固定され、また、ハウジングの底部をスラスト部材で構成する場合は、該スラスト部材を位置決めするためのインロー部(段状の部位)をハウジングに設ける場合が多い(スラスト部材をインロー部に嵌め合わせることで、ハウジングに対するスラスト部材の位置決めを行う。)。さらに、ハウジングの内部空間に注油した潤滑油が外部に漏れるのを防止するために、ハウジングの開口部にシール部材を配設する場合が多い。 For example, in a hydrodynamic bearing device incorporated in a spindle motor of a disk device such as an HDD, a radial bearing portion that supports a shaft member in a non-contact manner in a radial direction and a shaft member is supported in a non-contact manner in a thrust direction. A thrust bearing portion is provided, and a dynamic pressure bearing having a dynamic pressure generating groove (dynamic pressure groove) on the bearing surface is used as these bearing portions. The dynamic pressure groove of the radial bearing portion is formed on the inner peripheral surface of the bearing sleeve or the outer peripheral surface of the shaft member, and the dynamic pressure groove of the thrust bearing portion uses both ends of the flange portion when a shaft member having a flange portion is used. It is formed on the surface or the surface facing this (the end surface of the bearing sleeve, the end surface of the thrust member disposed on the bottom of the housing, etc.). Usually, the bearing sleeve is fixed at a predetermined position on the inner periphery of the housing, and when the bottom portion of the housing is constituted by a thrust member, an inlay portion (stepped portion) for positioning the thrust member is provided in the housing. There are many cases (the thrust member is positioned with respect to the housing by fitting the thrust member to the inlay portion). Furthermore, in order to prevent the lubricating oil injected into the internal space of the housing from leaking to the outside, a seal member is often provided at the opening of the housing.
上記構成の動圧軸受装置は、ハウジング、軸受スリーブ、軸部材、スラスト部材、及びシール部材といった部品で構成され、情報機器の益々の高性能化に伴って必要とされる高い軸受性能を確保すべく、各部品の加工精度や組立精度を高める努力がなされている。一方、情報機器の低価格化の傾向に伴い、この種の動圧軸受装置に対するコスト低減の要求も益々厳しくなっている。 The hydrodynamic bearing device having the above-described configuration is composed of parts such as a housing, a bearing sleeve, a shaft member, a thrust member, and a seal member, and ensures high bearing performance required as the performance of information equipment increases. Therefore, efforts are being made to increase the processing accuracy and assembly accuracy of each part. On the other hand, with the trend toward lower prices of information equipment, the demand for cost reduction for this type of hydrodynamic bearing device has become increasingly severe.
本発明の課題は、組立工程の効率を高め、より一層低コストな動圧軸受装置を提供することである。 The subject of this invention is improving the efficiency of an assembly process and providing the dynamic pressure bearing apparatus of much lower cost.
本発明は、上記課題を解決するため、ハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、軸部およびフランジ部を有する軸部材と、ハウジングに固定されたスラスト部材と、軸受スリーブの内周面と軸部の外周面との間に設けられ、ラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で軸部をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部と、軸受スリーブの一端面とこれに対向するフランジ部の一端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用でフランジ部をスラスト方向に非接触支持する第1スラスト軸受部と、スラスト部材の端面とこれに対向するフランジ部の他端面との間に設けられ、スラスト軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用でフランジ部をスラスト方向に非接触支持する第2スラスト軸受部とを備えた動圧軸受装置の製造方法であって、軸受スリーブをハウジングの内周に固定する工程と、軸部材を軸受スリーブに装着する工程と、スラスト部材をハウジングの内周に装着し、スラスト部材の端面をフランジ部の他端面に当接させると共に、フランジ部の一端面を軸受スリーブの一端面に当接させる工程と、フランジ部の他端面にスラスト部材の端面を当接させた状態で、軸部材の軸方向移動により、スラスト部材を軸部材と伴に、第1スラスト軸受部及び第2スラスト軸受部のスラスト軸受隙間の合計量に相当する寸法だけ、ハウジング及び軸受スリーブに対して軸方向に相対移動させて、第1スラスト軸受部及び第2スラスト軸受部のスラスト軸受隙間を所定寸法に形成する工程と、スラスト部材をハウジングにレーザビーム溶接で固定する工程とを有する構成を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a housing, a bearing sleeve fixed to the inner periphery of the housing, a shaft member having a shaft portion and a flange portion, a thrust member fixed to the housing, and an inner portion of the bearing sleeve. A radial bearing portion that is provided between the peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft portion, and that supports the shaft portion in a non-contact manner in the radial direction by the dynamic pressure action of lubricating oil generated in the radial bearing gap, and one end surface of the bearing sleeve and A first thrust bearing portion provided between one end surfaces of the opposing flange portions and supporting the flange portion in a non-contact manner in the thrust direction by a dynamic pressure action of lubricating oil generated in a thrust bearing gap; an end surface of the thrust member; and A second thrust bearing portion provided between the opposite end surfaces of the opposing flange portion and supporting the flange portion in a non-contact manner in the thrust direction by the dynamic pressure action of lubricating oil generated in the thrust bearing gap. And a method of manufacturing a dynamic pressure bearing device, and fixing the bearing sleeve on the inner circumference of the housing, a step of mounting the shaft member to the bearing sleeve, mounting the thrust member on the inner periphery of the housing, the thrust member In the state where the end surface is brought into contact with the other end surface of the flange portion, the one end surface of the flange portion is brought into contact with one end surface of the bearing sleeve, and the end surface of the thrust member is brought into contact with the other end surface of the flange portion. The axial movement of the member causes the thrust member to move axially relative to the housing and the bearing sleeve by a dimension corresponding to the total amount of the thrust bearing clearance of the first thrust bearing portion and the second thrust bearing portion together with the shaft member. are moved relative, forming a thrust bearing gap of the first thrust bearing portion and the second thrust bearing part to a predetermined size, a laser beam welding thrust member to the housing Providing a structure and a step of constant.
上記のように、本発明では、スラスト部材をハウジングにレーザビーム溶接で固定するので、接着剤等で固定する場合に比べて、スラスト部材の固定作業を簡素にし、また、作業時間を短縮することができる。 As described above, in the present invention, since the thrust member is fixed to the housing by laser beam welding, the fixing operation of the thrust member can be simplified and the working time can be shortened as compared with the case where the thrust member is fixed with an adhesive or the like. Can do.
例えば、スラスト部材の位置設定をハウジングに設けたインロー部(段状の部位)で行う(スラスト部材をインロー部に嵌め合わせることで、ハウジングに対するスラスト部材の位置決めを行う。)構成では、スラスト軸受隙間が、ハウジングに対する軸受スリーブの組立精度(インロー部の段部と軸受スリーブの端面と間の軸方向寸法)の影響を受ける。また、ハウジングに対する軸受スリーブの位置決めを専用の治具で行う必要があるので、各部品を最終的に組立み合わせたとき、スラスト軸受隙間が、スラスト面(フランジ部の両端面、軸受スリーブおよびスラスト部材の端面)の面精度の影響を受ける。これに対して、ハウジングの所定位置に位置決めされた軸受スリーブの一端面を基準として、スラスト部材のハウジングに対する位置を設定すると、スラスト軸受隙間が、ハウジングに対する軸受スリーブの組立精度やスラスト面の面精度の影響を受けない。そのため、スラスト軸受隙間を精度良く形成することができ、これにより軸受性能の一層の向上を図ることができる。しかも、スラスト軸受隙間を精度良く形成するために、必要以上に高精度な部品加工や複雑な組立作業を行う必要がないので、動圧軸受装置の製造コスト低減にもなる。 For example, in a configuration in which the position of the thrust member is set in an inlay portion (stepped portion) provided in the housing (the thrust member is fitted to the inlay portion to position the thrust member with respect to the housing), the thrust bearing gap However, it is affected by the assembly accuracy of the bearing sleeve with respect to the housing (the axial dimension between the step portion of the spigot portion and the end surface of the bearing sleeve). In addition, since it is necessary to position the bearing sleeve with respect to the housing with a dedicated jig, when the components are finally assembled, the thrust bearing gaps become thrust surfaces (both end surfaces of the flange, bearing sleeve and thrust). It is affected by the surface accuracy of the end face of the member. On the other hand, when the position of the thrust member relative to the housing is set with reference to one end surface of the bearing sleeve positioned at a predetermined position of the housing, the thrust bearing gap is determined so that the assembly accuracy of the bearing sleeve with respect to the housing and the surface accuracy of the thrust surface are increased. Not affected. For this reason, the thrust bearing gap can be formed with high accuracy, thereby further improving the bearing performance. In addition, in order to form the thrust bearing gap with high accuracy, it is not necessary to perform parts processing or complicated assembly work with higher precision than necessary, so that the manufacturing cost of the hydrodynamic bearing device can be reduced.
上記構成において、ハウジングは、金属製又は樹脂製(樹脂の射出成形品等)とすることができる。ハウジングを金属製とする場合、アルミ合金等のダイキャスト品、金属板等のプレス加工品(絞り成形品等)、真ちゅう等の金属材の機械加工品(旋削加工品等)、金属粉末の射出成形品等を用いることができる。 In the above configuration, the housing can be made of metal or resin (resin injection-molded product or the like). When the housing is made of metal, die-cast products such as aluminum alloys, pressed products such as metal plates (drawn products), machined products of metal materials such as brass (turned products, etc.), metal powder injection A molded article or the like can be used.
ここで、金属粉末の射出成形法は「メタル・インジェクション・モールディング」(MIM:Metal Injection Molding)と呼ばれている。このMIM法は、一般に、金属粉末と樹脂バインダとを混練後、金型に射出して成形し、続いて脱脂してバインダを除いた成形体を焼結して完成品とする成形法であり(焼結後、必要に応じて後処理を行う。)、次のような特長を有している。すなわち、複雑な形状の小物部品をニア・ネット・シェイプで形成することができ、金型形状を転写し同一形状のものを量産することができ、成型時の収縮率、脱脂・焼結時の収縮率などを見極めることにより、寸法精度の高い部品を生産することができ、金型形状を転写するので、金型の仕上精度と同一の面精度(面粗度等)を確保することができ、ステンレス鋼等の難加工材のニア・ネット・シェイプ化が可能である。 Here, the injection molding method of the metal powder is called “metal injection molding” (MIM). This MIM method is generally a molding method in which a metal powder and a resin binder are kneaded and then injected and molded into a mold, followed by degreasing and sintering the molded body from which the binder has been removed to obtain a finished product. (After sintering, post-treatment is performed as necessary.), It has the following features. In other words, small parts with complex shapes can be formed in near net shape, mold shapes can be transferred and mass-produced with the same shape, shrinkage during molding, degreasing and sintering By determining the shrinkage rate, etc., parts with high dimensional accuracy can be produced, and the mold shape can be transferred, ensuring the same surface accuracy (surface roughness, etc.) as the mold finish accuracy. It is possible to make near-net shapes for difficult-to-process materials such as stainless steel.
ハウジングを上記のMIM法で形成することにより、製造コスト低減を図ることができる。ハウジングに加え、あるいは、ハウジングに代えて、軸部材やスラスト部材を上記のMIM法で形成しても良い。軸部材やスラスト部材のように、ラジアル軸受部を構成するラジアル面、スラスト軸受部を構成するスラスト面を有する部材をMIM法で形成することにより、ラジアル面やスラスト面の面粗度等を精度良く仕上げることができるので、加工コスト低減になる。また、成形金型の所要部位に動圧溝の形状を加工しておくことにより、ラジアル面やスラスト面に動圧溝を成形と同時に形成(転写)することができるので、その後の動圧溝加工を不要として、加工コスト低減を図ることもできる。 By forming the housing by the above MIM method, the manufacturing cost can be reduced. In addition to the housing, or instead of the housing, a shaft member or a thrust member may be formed by the MIM method. By using the MIM method to form a radial surface that constitutes the radial bearing portion and a member that has the thrust surface that constitutes the thrust bearing portion, such as a shaft member and a thrust member, the surface roughness of the radial surface and the thrust surface is accurate. Since it can finish well, processing cost is reduced. In addition, by processing the shape of the dynamic pressure groove in the required part of the molding die, it is possible to form (transfer) the dynamic pressure groove on the radial surface or the thrust surface at the same time as the molding. By eliminating the need for processing, processing costs can be reduced.
また、軸受スリーブをハウジングに固定する手段として、エポキシ系接着剤等による接着、圧入、レーザビーム溶接(ハウジングの外径側から軸受スリーブの固定部位にレーザビームを照射する。あるいは、軸受スリーブの固定部位に直接レーザビームを照射する。)、高周波パルス接合、加締め等を採用することができる。 Further, as means for fixing the bearing sleeve to the housing, bonding with an epoxy adhesive, press-fitting, laser beam welding (laser beam is irradiated from the outer diameter side of the housing to the fixing portion of the bearing sleeve. Or fixing the bearing sleeve. The part is directly irradiated with a laser beam.), High-frequency pulse bonding, caulking, etc. can be employed.
上記構成において、軸受スリーブの他端面の側に、ハウジングの内部空間をシールするシール手段を設けることができる。このシール手段は、シール部材をハウジングに固定することによって形成することができる。この場合、シール部材の固定手段として、エポキシ系接着剤等による接着、圧入、レーザビーム溶接(ハウジングの外径側からシール部材の固定部位にレーザビームを照射する。あるいは、シール部材の固定部位に直接レーザビームを照射する。)、高周波パルス接合、加締め等を採用することができる。あるいは、上記のシール手段は、ハウジングに一体に設けることができる。これにより、部品点数を削減して、製造コストの一層の低減を図ることができる。シール手段を一体に設けたハウジングは、例えば上記のMIM法で形成することができる。 In the above configuration, sealing means for sealing the internal space of the housing can be provided on the other end face side of the bearing sleeve. This sealing means can be formed by fixing the sealing member to the housing. In this case, as a means for fixing the seal member, bonding with an epoxy adhesive or the like, press-fitting, laser beam welding (irradiating a laser beam to a fixing portion of the sealing member from the outer diameter side of the housing. Direct laser beam irradiation), high frequency pulse bonding, caulking, etc. can be employed. Alternatively, the sealing means can be provided integrally with the housing. Thereby, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be further reduced. The housing integrally provided with the sealing means can be formed by, for example, the above MIM method.
上記構成において、軸受スリーブの他端面がシール手段に当接することにより、軸受スリーブのハウジングに対する位置決めがなされる構成とすることができる。これにより、軸受スリーブの位置決め作業を容易にして、組立作業を簡素化することができる。 In the above configuration, the bearing sleeve can be positioned with respect to the housing by the other end surface of the bearing sleeve contacting the sealing means. Thereby, the positioning operation of the bearing sleeve can be facilitated and the assembling operation can be simplified.
上記構成において、ハウジングの内周形状は特に限定されないが、軸方向にストレートな形状とすることができる。これにより、ハウジングの形状を簡単化して、加工コストの低減を図ることができる。 In the above configuration, the inner peripheral shape of the housing is not particularly limited, but can be a straight shape in the axial direction. Thereby, the shape of the housing can be simplified and the processing cost can be reduced.
あるいは、ハウジングの内周に段差部が設けられ、軸受スリーブの一端部が段差部に当接することにより、軸受スリーブのハウジングに対する位置決めがなされる構成とすることもできる。これにより、軸受スリーブの位置決め作業を容易にして、組立作業を簡素化することができる。 Alternatively, a step portion may be provided on the inner periphery of the housing, and one end portion of the bearing sleeve may be in contact with the step portion so that the bearing sleeve is positioned with respect to the housing. Thereby, the positioning operation of the bearing sleeve can be facilitated and the assembling operation can be simplified.
本発明によれば、組立工程の効率を高め、より一層低コストな動圧軸受装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the efficiency of an assembly process can be improved and a dynamic pressure bearing apparatus with much lower cost can be provided.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図1は、この実施形態に係る動圧軸受装置1を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を示している。このスピンドルモータは、HDD等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材2を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置1と、軸部材2に装着されたディスクハブ3と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたモータステータ4およびモータロータ5とを備えている。ステータ4はケーシング6の外周に取付けられ、ロータ5はディスクハブ3の内周に取付けられる。動圧軸受装置1のハウジング7は、ケーシング6の内周に装着される。ディスクハブ3には、磁気ディスク等のディスクDが一又は複数枚保持される。ステータ4に通電すると、ステータ4とロータ5との間の励磁力でロータ5が回転し、それによって、ディスクハブ3および軸部材2が一体となって回転する。
FIG. 1 shows a configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating a fluid dynamic bearing device 1 according to this embodiment. This spindle motor is used in a disk drive device such as an HDD, and includes a hydrodynamic bearing device 1 that rotatably supports a
図2は、動圧軸受装置1を示している。この動圧軸受装置1は、ハウジング7と、ハウジング7に固定された軸受スリーブ8およびスラスト部材10と、軸部材2とを構成部品して構成される。
FIG. 2 shows the hydrodynamic bearing device 1. The hydrodynamic bearing device 1 includes a
軸受スリーブ8の内周面8aと軸部材2の軸部2aの外周面2a1との間に第1ラジアル軸受部R1と第2ラジアル軸受部R2とが軸方向に離隔して設けられる。また、軸受スリーブ8の下側端面8cと軸部材2のフランジ部2bの上側端面2b1との間に第1スラスト軸受部S1が設けられ、スラスト部材10の端面10aとフランジ部2bの下側端面2b2との間に第2スラスト軸受部S2が設けられる。尚、説明の便宜上、スラスト部材10の側を下側、スラスト部材10と反対の側を上側として説明を進める。
Between the inner
ハウジング7は、例えば、マグネシウム等の金属粉末からMIM法で逆コップ状に形成され、円筒状の側部7bと、側部7bの上端から内径側に一体に延びた環状のシール部7aとを備えている。シール部7aの内周面7a1は、軸部2aの外周面2a1と所定のシール空間を介して対向する。また、側部7bの内周面7cは軸方向にストレートな形状である。
The
軸部材2は、例えば、ステンレス鋼等の金属材で形成され、軸部2aと、軸部2aの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部2bとを備えている。
The
軸受スリーブ8は、例えば、焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする燒結金属の多孔質体で円筒状に形成され、接着、圧入、レーザビーム溶接、高周波パルス接合等の適宜の手段により、ハウジング7の内周面7cの所定位置に固定される。軸受スリーブ8の上側端面8bは、ハウジング7のシール部7aに当接している。
The
この焼結金属で形成された軸受スリーブ8の内周面8aには、第1ラジアル軸受部R1と第2ラジアル軸受部R2のラジアル軸受面となる上下2つの領域が軸方向に離隔して設けられ、該2つの領域には、例えば図3(a)に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝8a1、8a2がそれぞれ形成される。尚、動圧溝の形状として、スパイラル形状や軸方向溝形状等を採用しても良い。
On the inner
また、第1スラスト軸受部S1のスラスト軸受面となる、軸受スリーブ8の下側端面8cには、例えば図3(b)に示すようなスパイラル形状の動圧溝8c1が形成される。尚、動圧溝の形状として、ヘリングボーン形状や放射溝形状等を採用しても良い。
Further, a spiral-shaped dynamic pressure groove 8c1 as shown in FIG. 3B, for example, is formed on the
図4に示すように、スラスト部材10は、例えば、マグネシウム等の金属粉末からMIM法で円盤状に形成され、レーザビーム溶接により、ハウジング7の内周面7cの下端部に固定される。第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受面となる、スラスト部材10の端面10aには、例えば図4(b)に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝10a1が形成される。スラスト部材10をMIM法で形成する場合、この動圧溝10a1は成形と同時に形成(成形金型で転写)することができる。尚、動圧溝の形状として、スパイラル形状や放射溝形状等を採用しても良い。
As shown in FIG. 4, the
軸部材2の軸部2aは軸受スリーブ8の内周面8aに挿入され、フランジ部2bは軸受スリーブ8の下側端面8cとスラスト部材10の端面10aとの間の空間部に収容される。また、シール部7aで密封されたハウジング7の内部空間には潤滑油が給油される。
The
軸部材2の回転時、軸受スリーブ8の内周面8aのラジアル軸受面となる領域(上下2箇所の領域)は、それぞれ、軸部2aの外周面2a1とラジアル軸受隙間を介して対向する。また、軸受スリーブ8の下側端面8cのスラスト軸受面となる領域はフランジ部2bの上側端面2b1とスラスト軸受隙間を介して対向し、スラスト部材10の端面10aのスラスト軸受面となる領域はフランジ部2bの下側端面2b2とスラスト軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材2の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材2の軸部2aが上記ラジアル軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によってラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材2をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第1ラジアル軸受部R1と第2ラジアル軸受部R2とが構成される。同時に、上記スラスト軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材2のフランジ部2bが上記スラスト軸受隙間内に形成される潤滑油の油膜によって両スラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材2をスラスト方向に回転自在に非接触支持する第1スラスト軸受部S1と第2スラスト軸受部S2とが構成される。
When the
この実施形態の動圧軸受装置1は、例えば、図5〜図8に示すような態様で組立てる。尚、図5〜図8は、図2と上下が逆向きになっている。 The hydrodynamic bearing device 1 of this embodiment is assembled in a manner as shown in FIGS. 5 to 8 are upside down with respect to FIG.
まず、図5に示すように、軸受スリーブ8をハウジング7の内周面7cに挿入し(圧入しても良い。)、その上側端面8bをシール部7aに当接させる。これにより、軸受スリーブ8のハウジング7に対する軸方向位置が決まる。そして、この状態で軸受スリーブ8をハウジング7に固定する。
First, as shown in FIG. 5, the
つぎに、図6に示すように、軸部材2を軸受スリーブ8に装着する。尚、軸受スリーブ8をハウジング7に固定した状態でその内径寸法を測定しておき、軸部2aの外径寸法(予め測定しておく。)との寸法マッチングを行うことにより、ラジアル軸受隙間を精度良く設定することができる。
Next, as shown in FIG. 6, the
つぎに、図7に示すように、スラスト部材10をハウジング7の内周面7cに挿入し(圧入しても良い。)、軸受スリーブ8の側に推し進めて、その端面10aをフランジ部2bの下側端面2b2に当接させ、同時に、フランジ部2bの上側端面2b1を軸受スリーブ8の下側端面8cに当接させる。この状態が、スラスト軸受隙間ゼロ(第1スラスト軸受部S1および第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間がゼロ)の状態である。尚、軸受スリーブ8のハウジング7に対する固定はこの段階で行っても良い。
Next, as shown in FIG. 7, the
つぎに、図8に示すように、スラスト部材10を軸部材2と伴に、第1スラスト軸受部S1のスラスト軸受隙間(大きさをδ1とする。)と第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間(大きさをδ2とする。)の合計量に相当する寸法δ(δ=δ1+δ2)だけ、ハウジング7および軸受スリーブ8に対して軸方向に相対移動させる。そして、スラスト部材10をその位置でハウジング7にレーザビーム溶接で固定すると、所定のスラスト軸受隙間δ(δ=δ1+δ2)が形成される。
Next, as shown in FIG. 8, with the
上記の方法によれば、動圧軸受装置1の各構成部品を実際に組み合わせてスラスト軸受隙間ゼロの状態を一旦実現し、その状態から、スラスト部材10とハウジング7および軸受スリーブ8とを軸方向に所定量相対移動させてスラスト軸受隙間を形成するので、上記の軸方向相対移動量δ(δ=δ1+δ2)を管理するだけで、ハウジング7に対する軸受スリーブ8の組立精度やスラスト面(8c、10a、2b1、2b2)の面精度、フランジ部2bの軸方向寸法精度等の影響を受けることなく、スラスト軸受隙間を精度良く形成することができる。
According to the above method, the components of the hydrodynamic bearing device 1 are actually combined to temporarily realize the state of zero thrust bearing clearance, and from this state, the
図9は、他の実施形態に係る動圧軸受装置11を示している。この動圧軸受装置11は、薄肉のハウジング17と、ハウジング17に固定された軸受スリーブ8およびスラスト部材10と、軸部材2と、シール部材9とを構成部品して構成される。尚、図2に示す動圧軸受装置1と実質的に同一の部品及び部位については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
FIG. 9 shows a
ハウジング17は、例えば、金属板(板材又はパイプ材)からプレス成形(絞り加工)で形成され、円筒状の側部17bと、側部17bの上端から内径側に一体に延びた環状の係止部17aとを備えている。側部17bの下側部分17b1の内径は他の部分よりも若干小径に形成され、両者の境界部分は段差部17b2になっている。尚、この実施形態では、側部17bの下側部分17b1を他の部分よりも若干小径に絞ることで段差部17b2を形成しているが、例えば、側部17bの下側部分17b1と他の部分の肉厚を相互に異ならせたり、あるいは、上記の境界部分に対応する部分を内径側に局部的に屈曲させることで段差部17b2を形成してもよい。また、段差部17b2は、全周にわたって形成してもよいし、円周方向の複数箇所に部分的に形成してもよい。
The
シール部材9は、ハウジング17の側部17bの上端部内周に固定され、軸方向には、ハウジング17の係止部17aと軸受スリーブ8の上側端面8bとで挟持される。シール部材9の内周面9aは、軸部2aの外周面2a1と所定のシール空間を介して対向する。
The seal member 9 is fixed to the inner periphery of the upper end portion of the
この実施形態の動圧軸受装置11は、例えば、図10〜図12に示すような態様で組立てる。
The
まず、図10に示すように、軸受スリーブ8をハウジング17の側部17bの内周に挿入し(圧入しても良い。)、その下側端部(端面8cの側)を側部17bの段差部17b2に当接させ、さらに、シール部材9をハウジング17の側部17bの内周に挿入し(圧入しても良い。)、軸受スリーブ8の上側端面8bに当接させる。これにより、軸受スリーブ8のハウジング17に対する軸方向位置が決まる。そして、この状態で軸受スリーブ8およびシール部材9をハウジング17に固定する。その後、ハウジング17の側部17bの上側端部を内径側に屈曲変形させて係止部17aを形成し、シール部材9に当接させる。尚、軸受スリーブ8、シール部材9の一方又は双方を固定する手段として、ハウジング17の側部17bを加締めてもよい。この場合、軸受スリーブ8、シール部材9の一方又は双方の外周に凹部を設けておき、この凹部に側部17bを加締めるようにするとよい。あるいは、軸受スリーブ8、シール部材9の一方又は双方を側部17bの内周に圧入することで、これら部品のハウジング17に対する固定作業を省略することもできる。
First, as shown in FIG. 10, the
つぎに、図11に示すように、軸部材2を軸受スリーブ8に装着する。そして、スラスト部材10を側部17bの下側端部17b1の内周に挿入し(圧入しても良い。)、軸受スリーブ8の側に推し進めて、その端面10aをフランジ部2bの下側端面2b2に当接させ、同時に、フランジ部2bの上側端面2b1を軸受スリーブ8の下側端面8cに当接させる。この状態が、スラスト軸受隙間ゼロ(第1スラスト軸受部S1および第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間がゼロ)の状態である。
Next, as shown in FIG. 11, the
つぎに、図12に示すように、スラスト部材10を軸部材2と伴に、第1スラスト軸受部S1のスラスト軸受隙間(大きさをδ1とする。)と第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間(大きさをδ2とする。)の合計量に相当する寸法δ(δ=δ1+δ2)だけ、ハウジング17および軸受スリーブ8に対して軸方向に相対移動させる。そして、スラスト部材10をその位置でハウジング17に固定すると、所定のスラスト軸受隙間δ(δ=δ1+δ2)が形成される。
Next, as shown in FIG. 12, with the
図13は、他の実施形態に係る動圧軸受装置21を示している。この動圧軸受装置21は、ハウジング27と、ハウジング27に固定された軸受スリーブ8およびスラスト部材10と、軸部材2と、シール部材9とを構成部品して構成される。尚、図2に示す動圧軸受装置1と実質的に同一の部品及び部位については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
FIG. 13 shows a
ハウジング7は、例えば、マグネシウム等の金属粉末からMIM法で円筒状に形成され、その内周面27bは軸方向にストレートな形状である。
The
シール部材9は、ハウジング27の上端部内周に固定され、その内周面9aは、軸部2aの外周面2a1と所定のシール空間を介して対向する。
The seal member 9 is fixed to the inner periphery of the upper end portion of the
この実施形態の動圧軸受装置21は、まず、シール部材9をハウジング17に固定し、その後、図5〜図8と同様の態様で組立てる。
In the
図14は、他の実施形態に係る動圧軸受装置31を示している。この動圧軸受装置31は、ハウジング37と、ハウジング37に固定されたスラスト部材10と、軸部材2とを構成部品して構成される。尚、図2に示す動圧軸受装置1と実質的に同一の部品及び部位については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
FIG. 14 shows a
ハウジング37は、例えば、マグネシウム等の金属粉末からMIM法で形成され、第1ラジアル軸受部R1のラジアル軸受面37aと第2ラジアル軸受部R2のラジアル軸受面37bと、第1スラスト軸受部S1のスラスト軸受面37cと、シール面37dとを備えている。例えば、ラジアル軸受面37a、37b、スラスト軸受面37cには、ヘリングボーン形状やスパイラル形状等の動圧溝が形成され、これら動圧溝はハウジング37の成形と同時に形成(成形金型で転写)される。
The
この実施形態の動圧軸受装置31は、例えば、以下に説明するような態様で組立てる。
The
まず、軸部材2をハウジング37に装着する。つぎに、スラスト部材10をハウジング37の下端部内周に挿入し(圧入しても良い。)、その端面10aをフランジ部2bの下側端面2b2に当接させ、同時に、フランジ部2bの上側端面2b1をスラスト軸受面37cに当接させる。この状態が、スラスト軸受隙間ゼロ(第1スラスト軸受部S1および第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間がゼロ)の状態である。その後、スラスト部材10を軸部材2と伴に、第1スラスト軸受部S1のスラスト軸受隙間(大きさをδ1とする。)と第2スラスト軸受部S2のスラスト軸受隙間(大きさをδ2とする。)の合計量に相当する寸法δ(δ=δ1+δ2)だけ、ハウジング37に対して軸方向に相対移動させる。そして、スラスト部材10をその位置でハウジング37に固定すると、所定のス
ラスト軸受隙間δ(δ=δ1+δ2)が形成される。
First, the
1、11、21、31 動圧軸受装置
2 軸部材
2a 軸部
2b フランジ部
2b1 上側端面
2b2 下側端面
7、17、27,37 ハウジング
7a シール部
8 軸受スリーブ
8a 内周面
8b 上側端面
8c 下側端面
9 シール部材
10 スラスト部材
10a 端面
R1 第1ラジアル軸受部
R2 第2ラジアル軸受部
S1 第1スラスト軸受部
S2 第2スラスト軸受部
1, 11, 21, 31
Claims (1)
前記軸受スリーブを前記ハウジングの内周に固定する工程と、
前記軸部材を前記軸受スリーブに装着する工程と、
前記スラスト部材を前記ハウジングの内周に装着し、前記スラスト部材の端面を前記フランジ部の他端面に当接させると共に、前記フランジ部の一端面を前記軸受スリーブの一端面に当接させる工程と、
前記フランジ部の他端面に前記スラスト部材の端面を当接させた状態で、前記軸部材の軸方向移動により、前記スラスト部材を前記軸部材と伴に、前記第1スラスト軸受部及び第2スラスト軸受部のスラスト軸受隙間の合計量に相当する寸法だけ、前記ハウジング及び軸受スリーブに対して軸方向に相対移動させて、前記第1スラスト軸受部及び第2スラスト軸受部のスラスト軸受隙間を所定寸法に形成する工程と、
前記スラスト部材を前記ハウジングにレーザビーム溶接で固定する工程とを有することを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。 A housing, a bearing sleeve fixed to the inner periphery of the housing, a shaft member having a shaft portion and a flange portion, a thrust member fixed to the housing, an inner peripheral surface of the bearing sleeve, and an outer periphery of the shaft portion A radial bearing portion that is provided between the bearing surface and supports the shaft portion in a non-contact manner in the radial direction by a dynamic pressure action of lubricating oil generated in a radial bearing gap, and one end surface of the bearing sleeve and the flange portion facing the radial end portion A first thrust bearing portion, which is provided between the first end surface of the thrust bearing and supports the flange portion in a thrust non-contact manner by a dynamic pressure action of lubricating oil generated in a thrust bearing gap, and is opposed to the end surface of the thrust member. A second thrust bearing provided between the other end surface of the flange portion and supporting the flange portion in a thrust direction by a dynamic pressure action of lubricating oil generated in a thrust bearing gap. Dynamic bearing device having the door, a method for manufacturing,
Fixing the bearing sleeve to the inner periphery of the housing;
Attaching the shaft member to the bearing sleeve;
Mounting the thrust member on the inner periphery of the housing, bringing the end surface of the thrust member into contact with the other end surface of the flange portion, and bringing one end surface of the flange portion into contact with one end surface of the bearing sleeve; ,
With the end face of the thrust member in contact with the other end face of the flange portion, the axial movement of the shaft member causes the thrust member to move together with the shaft member and the first thrust bearing portion and the second thrust portion. Only the dimension corresponding to the total amount of the thrust bearing gap of the bearing portion is moved relative to the housing and the bearing sleeve in the axial direction, so that the thrust bearing gap of the first thrust bearing portion and the second thrust bearing portion has a predetermined dimension. Forming the step ,
And a step of fixing the thrust member to the housing by laser beam welding.
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