[go: up one dir, main page]

NL1010020C2 - Spilmotor en inrichting voor het ondersteunen van de roterende as van een spilmotor. - Google Patents

Spilmotor en inrichting voor het ondersteunen van de roterende as van een spilmotor. Download PDF

Info

Publication number
NL1010020C2
NL1010020C2 NL1010020A NL1010020A NL1010020C2 NL 1010020 C2 NL1010020 C2 NL 1010020C2 NL 1010020 A NL1010020 A NL 1010020A NL 1010020 A NL1010020 A NL 1010020A NL 1010020 C2 NL1010020 C2 NL 1010020C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
bearing
oil
bearing body
axial direction
grooves
Prior art date
Application number
NL1010020A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1010020A1 (nl
Inventor
Yasuhiro Yamamoto
Natsuhiko Mori
Kazuo Okamura
Original Assignee
Ntn Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP24298297A external-priority patent/JP3908834B2/ja
Priority claimed from JP9357943A external-priority patent/JPH11191943A/ja
Application filed by Ntn Toyo Bearing Co Ltd filed Critical Ntn Toyo Bearing Co Ltd
Publication of NL1010020A1 publication Critical patent/NL1010020A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1010020C2 publication Critical patent/NL1010020C2/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
    • F16C33/104Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing in a porous body, e.g. oil impregnated sintered sleeve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/1045Details of supply of the liquid to the bearing
    • F16C33/105Conditioning, e.g. metering, cooling, filtering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1675Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12Hard disk drives or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Description

r
Korte aanduiding: Spilmotor en inrichting voor het on- dersteunen van de roterende as van een spilmotor.
De onderhavige uitvinding betreft een spilmotor en een steuninrichting voor de roterende as van een spilmotor die is opgenomen in een informatieverwerkende inrichting. De hier bedoelde informatieverwerkende inrich-5 tingen hebben informatie-omzettende inrichtingen zoals een laserstraalprinter (LBP), een digitale facsimilema-chine, een digitale dupliceermachine (PPC) enzovoort, behalve informatie opslaande inrichtingen die een informatiedrager gebruiken, zoals een magnetische schijfeen-10 heid (HDD, FDD), een optische schijfeenheid (CD, DVD), een fotomagnetische schijfeenheid (MD, MO, ODD), een digitale audiobandrecorder (DAT).
De spilmotor van de bovengenoemde informatieverwerkende inrichtingen moet, behalve een hoge rotatiepreci-15 sie hebben, met hoge snelheid kunnen roteren, goedkoop zijn en minder lawaai maken tijdens de werking. Een der factoren die bepaalt of al of niet aan deze eisen wordt voldaan is een steuninrichting voor de spil van de motor. In de stand der techniek wordt een kogellager of 20 een met olie geïmpregneerd gesinterd lager gebruikt voor de steuninrichting.
Het gebruik van het kogellager heeft echter de hieronder beschreven nadelen.
Dergelijke spilmotoren moeten vaak werken met hoge 25 rotatiesnelheden, van ongeveer 5000 tot 12.000 toeren per minuut, in het bijzonder tienduizenden omwentelingen per minuut in een laserstraalprinter. Een kogellager geeft een karakteristiek looplawaai (het geluid dat wordt veroorzaakt doordat de kogels lopen over een la-30 gerring) en ander lawaai door de zelf veroorzaakte trilling van een kooi. Het lawaainiveau neemt toe met de werksnelheid en pogingen om dit lawaai te verminderen zijn maar beperkt gedaan. Bovendien is een hoge rotatie-nauwkeurigheid nodig voor de genoemde spilmotor om te 35 voldoen aan RRO (reproduceerbare uitloop), NRRO (niet reproduceerbare uitloop), dansen enzovoorts. Er zijn 1010020 2 veel componenten zoals een buitenring, binnenring, kogels, een kooi, afdichtingen, vet enzovoort in een kogellager en er zijn veel factoren, zoals mechanische nauwkeurigheid, montagenauwkeurigheid op de spilmotor, 5 wijze van voorbelasting enzovoort, die de rotatienauw-keurigheid beïnvloeden en moeilijk te combineren zijn. Daarom is het moeilijk die nauwkeurigheid te regelen. Zelfs als men de nauwkeurigheid in de hand kan houden nemen daardoor de kosten toe.
10 Anderzijds heeft een met olie geïmpregneerd gesin terd lager de voordelen boven het kogellager dat het minder lawaai geeft bij de werking en minder samenstellende onderdelen heeft, waardoor de kosten lager zijn, maar het heeft ook de hieronder beschreven nadelen.
15 Voor het doen werken van een optische schijfeenheid kiest een gebruiker een bepaalde schijf uit een aantal schijven en plaatst deze op een draaitafel. Daar echter de afzonderlijke schijven variaties in fabricagenauwkeu-righeid hebben, geeft ongebalanceerde belasting die 2 0 ontstaat wanneer de motor roteert een RRO van de roterende as (de schijf roteert buiten het horizontale vlak) . Bij het bekende, met olie geïmpregneerde gesinterde lager, beweegt het belaste gebied in de omtreks-richting bij het roteren van de as wanneer gebruikt 25 wordt voor rotatie met de bovenbeschreven hoge snelheden, daar de oliefilm de beweging niet kan volgen zodat er geen goede oliefilm wordt gevormd. Dit verschijnsel veroorzaakt een toename van de RRO van de roterende as (de schijf roteert buiten het horizontale vlak) en ver-30 der verschillende nadelen zoals fout aflezen van de schijf. Ook wordt bij het met olie geïmpregneerde gesinterde lager lucht aangezogen in het lager tijdens de rotatie en neemt de hoeveelheid meegesleepte lucht toe wanneer de rotatiesnelheid toeneemt, waardoor de vorming 35 van de oliefilm wordt gehinderd. Wanneer de oliefilm niet voldoende wordt gevormd vindt contact van metaal op metaal plaats, waardoor de slijtage toeneemt. Deze slijtage doet weer de RRO toenemen, waardoor de vorming van de oliefilm moeilijker wordt, zodat een vicueuze cirkel 40 ontstaat en problemen optreden met de levensduur. Verder : 1010020 r 3 ontstaan instabiele trillingen, zoals werveling, als het met olie geïmpregneerde gesinterde lager gebruikt wordt voor HDD, LBP enzovoorts, daar het een lager van het type cilindrisch glijlager is. Onder deze omstandigheden 5 kan de vereiste nauwkeurigheid, zoals NRRO, van de genoemde inrichting niet bereikt worden.
De onderhavige uitvinding beoogt het oplossen van de bovenbeschreven problemen bij de kogellagers en de met olie geïmpregneerde gesinterde lagers, en het doel 10 van de uitvinding is het verschaffen van een spilmotor en een steuninrichting voor de roterende as daarvan, voor informatieverwerkende inrichtingen.
Samenvatting van de uitvinding 1. Voor het oplossen van de bovengenoemde problemen 15 wordt een steuninrichting voor een spilmotor van een informatieverwerkende inrichting verschaft, bestaande uit een roterende as, die aangedreven en geroteerd wordt door een aandrijfkracht die ontstaat tussen een rotor en een stator, waaraan roterende elementen van de inrich-20 ting zijn bevestigd, en een lager voor het roteerbaar steunen van de roterende as, waarbij dit lager een poreus lagerlichaam heeft met een lagervlak gelegen tegenover het buitenomtreksvlak van de roterende as, met een lagerspeelruimte, waarbij smeer-25 olie of smeervet is geïmpregneerd in het lagerlichaam en hydrodynamische druk veroorzakende groeven zijn gevormd op het lagervlak van het lagerlichaam, met zodanige vorm dat zij hellen ten opzichte van de axiale richting, zodat de roterende as gesteund wordt, zonder contact te 30 maken met het lager, door een hydrodynamische oliedruk-film, gevormd in de lagerspeelruimte, waarbij de olie gecirculeerd wordt via openingen in het lagerlichaam, tussen de binnenzijde van dit lichaam en de lagerspeelruimte .
35 Wanneer aangenomen wordt dat de informatieverwer kende inrichting een laserstraalprinter is en het roterende element een veelhoekige spiegel, wordt de spilmotor gebruikt als spilmotor voor de veelhoekige spiegel, en wanneer aangenomen wordt dat de informatieverwerkende 40 inrichting een schijfeenheid is (magnetische schijfeen- 1010020 r .
4 heid, optische schijfeenheid, fotomagnetische schijfeen-heid enzovoorts) en het roterende element een draaitafel is voor het dragen van een schijf, die een informatiedrager is, wordt de spilmotor gebruikt als spilmotor 5 voor de schijfaandrijving.
Bij dit type lager (met olie geïmpregneerd poreus lager), lekt smeermiddel (smeerolie of smeervet), dat zich bevindt in het lagerlichaam, uit het binnenomtreks-vlak van het lagerlichaam (met inbegrip van de afge-10 schuinde delen van deze binnenomtrek) en wordt meegenomen in de lagerspeelruimte wanneer de as roteert. De naar deze lagerspeelruimte meegenomen olie vormt een | film van smeerolie, die de roterende as steunt zonder dat deze contact maakt met het lager. Wanneer een aantal ! 15 hydrodynamische druk veroorzakende groeven (met bijvoorbeeld visgraat- of schroeflijnvorm), hellend ten opzichte van de axiale richting, in het lagervlak worden aangebracht, drijft het hydrodynamische drukeffect van de olie het smeermiddel, dat is opgenomen uit het inwendige 20 van het lagerlichaam, verder in de lagerspeelruimte en drukt het dit smeermiddel door in het lagervlak, zodat de oliefilmdruk toeneemt en de stijfheid van het lager wordt verbeterd.
Wanneer een positieve druk wordt veroorzaakt in de 25 lagerspeelruimte circuleert, daar het lager poriën heeft (openingen waardoor lege ruimten in het poreuze lichaam uitmonden in de ruimte erbuiten) in zijn oppervlak, het smeermiddel terug naar de binnenzijde van het lagerlichaam, maar wordt ook extra smeermiddel gedrukt in de 30 lagerspeelruimte, zodat een hoge oliefilmdruk en een grote stijfheid in stand gehouden worden. Daardoor kan de nauwkeurigheid bij hoge omwentelingssnelheid bereikt worden en kunnen RRO, NRRO en dansen verminderd worden. Dit lager geeft ook minder lawaai omdat de as roteert 35 zonder contact te maken met het lagerlichaam en kan deze met lagere kosten vervaardigd worden. Verder blijft, in tegenstelling met een conventioneel hydrodynamisch glij-lager, dat geen poreus materiaal heeft, de olie blijvend circuleren ook wanneer luchtbellen in de oliefilm ont-40 staan of daardoor worden meegenomen, zodat geen lucht- 1 01 0020 ' · 5 bellen in het lichaamlichaam worden opgenomen waardoor de lagerfunctie instabiel zou worden.
2. Het lageroppervlak kan een eerste, hydrodynami-sche druk veroorzakend oppervlak hebben, waarin een 5 aantal hydrodynamische drukgroeven zijn aangebracht, hellend naar één zijde van de axiale richting, in de omtreksrichting, een tweede hydrodynamische druk veroorzakend oppervlak, gescheiden van het eerste hydrodynamische druk veroorzakende oppervlak in axiale richting, 10 waarin een aantal hydrodynamische druk veroorzakende groeven zijn aangebracht, hellend naar de andere zijde van de axiale richting, in de omtreksrichting; en een glad gedeelte, gelegen tussen het eerste en het tweede hydrodynamische druk veroorzakende oppervlak.
15 Bij een dergelijke constructie wordt (1) Daar relatieve rotaties optreden tussen een as en het lagerlichaam, omdat de olie wordt verzameld rond het gladde deel door de hydrodynamische druk veroorzakende groeven, gevormd in 20 de tegengestelde richtingen in de beide gebie den, de druk van de oliefilm in dit gedeelte vergroot.
(2) Omdat er geen hydrodynamische druk veroorzakende groeven zijn in het gladde deel, kan de 25 stijfheid van het lager hoger gemaakt worden vergeleken met een continu lager met hydrodynamische druk veroorzakende groeven, die continu gevormd zijn in de axiale richting, zodat het mogelijk is RRO van de roterende as verder te 30 verlagen.
(3) Is het mogelijk te voorkomen dat de dynamische druk ongelijkmatig wordt door de onbalans van de openingen.
3. Wanneer een aantal lagervlakken, van elkaar 35 gescheiden in de axiale richting, zijn gevormd op de binnenomtrek van het lagerlichaam, kunnen de problemen vermeden worden van slechte nauwkeurigheid, die moeilijkheden veroorzaakt wanneer een aantal lagers gescheiden van elkaar zijn aangebracht.
1010020 I y 6 4. Als de viscositeit van een smeermiddel zoals smeerolie of smeervet te groot is, ontstaan wanneer, zoals hierboven beschreven, de motor voor de veelhoekige spiegel wordt gebruikt bij hoge snelheid, problemen 5 waardoor een beoogd aantal omwentelingen niet bereikt kan worden en wordt de warmteontwikkeling groter. Daarom is het nodig een optimale viscositeit vast te stellen.
; Als de dynamische viscositeit groter is dan 30cSt bij 40°C wordt de aandrijving met hoge snelheid gehinderd. 10 Als daarentegen een lagere waarde dan 5cSt of minder wordt ingesteld is de dynamische viscositeit te klein, I waardoor de olie gaat spatten en ontstaat een probleem met de levensduur. Rekeninghoudend met het boven gezegde wordt de dynamische viscositeit van de smeerolie of de 15 basisolie voor het smeervet, waarmee het lagerlichaam is geïmpregneerd, ingesteld in een gebied van 5 tot 3 0cSt bij 40°C.
5. Wanneer een smeervet wordt gebruikt als het smeermiddel wordt de schijnbare viscositeit belangrijk 20 hoger dan van smeerolie, in andere delen dan de lager-speelruimte waar het smeermiddel een afschuifkracht ondergaat en zal het vet waarschijnlijk uit het lager vloeien. Wanneer de concentratie van een verdikkingsmiddel (consistentievergroter) dat vermengd wordt met en 25 gedispergeerd in de olie, hoger is dan 5 gew.%, heeft het vet een zeer hoge schijnbare viscositeit en wordt het moeilijk dit in het lagerlichaam te impregneren, terwijl het moeilijk wordt een overmaat aan vet te verwijderen, dat kleeft aan het oppervlak na het impregne-30 ren. Wanneer de concentratie van het verdikkingsmiddel lager is dan 0,5 gew.% gaat daarentegen het effect van het gebruiken van het vet vrijwel verloren en verschilt de hoeveelheid vet, die uitvloeit, niet met die in het geval waarin smeerolie wordt gebruikt. Daarom wordt de 35 concentratie van het verdikkingsmiddel van smeervet ingesteld tussen 0,5 en 5 gew.%.
6. Om een hoge nauwkeurigheid te handhaven wordt zeer aanbevolen de verhouding tussen de groefdiepte h van de hydrodynamische druk veroorzakende groeven en de . 1 0 1 0020 7 lagerspeling c in te stellen in eëh gebied van c/h=0,5 tot en met 4,0.
7. Om de hoge nauwkeurigheid te handhaven wordt zeer aanbevolen de verhouding c/r van de lagerspeling c 5 tot de straal r van de roterende as in te stellen in een gebied van c/r=0,0005 tot 0,01.
8. Hoewel een poreus met olie geïmpregneerd lager gewoonlijk gebruikt wordt zonder extra olietoevoer, is het onvermijdelijk dat de olie geleidelijk verbruikt 10 wordt en uitvloeit door spatten of verdampen. In dat geval ontstaan daardoor een verslechtering van de rota-tienauwkeurigheid, zoals de RRO, daar het een oliefilm vormende oppervlak kleiner wordt. In het bijzonder heeft bij een motor voor een laserstraalprinter, waarbij de as 15 in hoofdzaak verticaal staat en die geroteerd wordt met een hoge snelheid, groter dan 10.000 omw./min, olie de neiging uit te vloeien door de centrifugaalkracht. Daarom is het moeilijk het smeervermogen te handhaven, namelijk de eigenschap van het vormen van een oliefilm.
2 0 Bij een spilmotor voor LBP met een veelhoekige spiegel is een tekort aan olie kritisch voor het handhaven van de zeer nauwkeurige omwentelingen. In het bijzonder zuigt, als het lager roteert met hoge snelheid in het geval wanneer het lagerlichaam enkelvoudig is, olie 25 lucht aan uit zijn omgeving die ook binnen het lager wordt gecirculeerd. Daardoor kan lucht worden meegenomen in de lagerspeelruimte. Om dit te beletten is een doelmatige maatregel een orgaan aan te brengen (olietoevoer-orgaan) voor het aanvullen van de olie als lege poriën 30 zouden optreden in het lagerlichaam.
Als zo'n olieaanvulorgaan komt een smeersamenstel-ling van vaste kunsthars in aanmerking, waarvan de matrix bestaat uit kunsthars, waarmee smeerolie of vet is vermengd of daarin geïmpregneerd. De smeerharssamenstel-35 ling kan bijvoorbeeld verkregen worden door het mengen van kunstharspoeder met smeerolie of vet en het bakken van dit mengsel. Als de smeersamenstelling wordt aangebracht bij het lagerlichaam (met uitzondering van het lagervlak) van een lager, in aanraking daarmee, wordt 40 nieuwe olie uit deze smeerharssamenstelling toegevoerd 1010020 8 aan het inwendige van het lagerlichaam door capillaire werking, ook al vloeit de olie uit het lagerlichaam. Daardoor is het mogelijk steeds een oliefilm met voldoende dynamische druk te hebben tussen het lager en de 5 roterende as. Bovendien kan een olie-aanvuleffect, soortgelijk aan het bovengenoemde, verkregen worden door een olie-aanvulorgaan, bestaande uit een smeerharscom-plex waarin de bovengenoemde smeerharssamenstelling tot een geheel is samengevoegd met een viltmateriaal, in 10 aanraking te brengen met het lagerlichaam, ofwel met | olie geïmpregneerd viltmateriaal.
i 9. Een orgaan om olielek te voorkomen kan worden aangebracht aan een of de beide axiale zijden van het lagerlichaam. Ook kan een groef voor het doen ontstaan 15 van een luchtstroom worden aangebracht in het binnenom-treksvlak van het orgaan voor het beletten van olielek, 1 door welke groef luchtstromen ontstaan naar de zijde van het lagerlichaam in de speelruimte tussen het olielek voorkomende orgaan en de roterende as, door de relatieve 20 rotatie van de roterende as.
10. De spilmotor volgens de uitvinding heeft een roterende as met een daarop gemonteerde draaitafel voor het dragen van een optische schijf, een lager dat de as roteerbaar steunt, een op de as, of op een roteerbaar | 25 onderdeel dat tezamen met de as roteert, gemonteerde ' rotor, en een op een stationair onderdeel gemonteerde stator, waarbij de diameter van de as 3 mm of minder is, het lager een lagerlichaam heeft van poreus gesin-3 0 terd metaal, met een lageroppervlak tegenover het bui-tenomtreksvlak van de as via een lagerspeelruimte, smeerolie of smeervet, geïmpregneerd in het lagerlichaam, en hydrodynamische druk veroorzakende groeven, gevormd in het lagervlak van het lagerlichaam, die hel-35 len ten opzichte van de axiale richting, zodat de as wordt gesteund, zonder contact te maken met het lager, door een hydrodynamische oliedrukfilm van de smeerolie, gevormd in de lagerspeelruimte, terwijl de olie gecirculeerd wordt via openingen in het oppervlak van het la- 1010020 9 9 -- · gerlichaam, tussen de binnenzijde van het lagerlichaam en de lagerspeelruimte.
11. De steuninrichting voor de roterende as van de spilmotor van de optische schijfeenheid volgens de uit-5 vinding heeft een roterende as met daarop gemonteerde draaitafel voor het dragen van een optische schijf en wordt in rotatie aangedreven door een aandrijfkracht, opgewekt tussen de rotor en de stator, en een lager dat de as steunt, waarbij, 10 de diameter van de roterende as 3 mm of minder is, en het lager een lagerlichaam heeft, vervaardigd van een gesinterd poreus metaal, met een lageroppervlak gelegen tegenover het buitenomtreksvlak van de as via 15 een lagerspeelruimte, smeerolie of smeervet, geïmpregneerd in het lagerlichaam en hydrodynamische druk veroorzakende groeven, gevormd in het lageroppervlak van het lagerlichaam met zodanige vorm dat zij hellen ten opzichte van de axiale richting, zodat de as gesteund 20 wordt, zonder contact te maken met het lager, door een hydrodynamische oliedrukfilm van de smeerolie, gevormd in de lagerspeelruimte, terwijl de olie gecirculeerd wordt via openingen, gemaakt in het oppervlak van het lagerlichaam, tussen de binnenzijde van het lagerlichaam 25 en de lagerspeelruimte.
Wanneer in de lagerspeelruimte een positieve druk wordt veroorzaakt circuleert het smeermiddel, daar het lager poriën (openingen) heeft in het oppervlak ervan, terug naar de binnenzijde van het lagerlichaam, maar er 30 wordt steeds extra smeermiddel in de lagerspeelruimte gedrukt en daardoor blijven grote waarden van de olie-filmdruk en de stijfheid gehandhaafd. Hierdoor kan grote nauwkeurigheid van de rotatie bereikt worden en kan het RRO van de roterende as verminderd worden tot een niveau 35 zoals dit nodig is voor moderne optische schijfeenheden (10 μιη of minder, mits de ongebalanceerde belasting 0,5 g»cm is, de rotatiesnelheid 8000 toeren per minuut en gemeten wordt op een punt op een afstand van 10 mm boven het vlak van de schijf op de as) . Dit lager doet ook 40 minder lawaai ontstaan omdat de as roteert zonder con- 1010020 10 tact te maken met het lagerlichaam, terwijl het goedkoper gefabriceerd kan worden. Verder wordt, in tegenstelling met een bekend hydrodynamisch glijlager dat geen poreus materiaal gebruikt, de lagerfunctie niet insta-5 biel wanneer luchtbellen ontstaan in de oliefilm of daardoor worden meegenomen, daar de luchtbellen worden afgevoerd naar de buitenzijde van het lagerlichaam door het proces van de oliecirculatie.
12. Wanneer de verhouding van de lagerspeling c tot 10 de groefdiepte h van de hydrodynamische drukgroeven wordt ingesteld in een gebied van c/h = 0,5 tot 2,0, kan de RRO onderdrukt worden, waardoor de nauwkeurigheid van de aflezing van de informatie op een schijf wordt verbeterd.
15 13. De dynamische viscositeit van de smeerolie of de basisolie voor het smerend vet, waarmee het lagerlichaam wordt geïmpregneerd, ligt bij voorkeur in een ! gebied van 7 tot 50 cSt, bij een temperatuur van 40°C.
14. Wanneer de openingen in het oppervlak van het 20 lager een percentage vormen in het gebied van 2 tot 12%, is het mogelijk de in het lagerlichaam naar binnen circulerende hoeveelheid olie te balanceren met de hoeveelheid eruit lekkende olie, waardoor een praktisch gunstige waarde van de oliefilmdruk wordt verkregen (stijfheid 25 van het lager).
15. Het lageroppervlak heeft een eerste groevenge-bied, waarin een aantal hydrodynamische drukgroeven zijn aangebracht, hellend naar één zijde van de axiale richting, een tweede groevengebied, gescheiden van het eer- 30 ste groevengebied in de axiale richting, waarin een aantal hydrodynamische drukgroeven is aangebracht die hellen naar de andere zijde van de axiale richting in de omtreksrichting, met een glad gedeelte, gelegen tussen het eerste en het tweede groevengebied. Door deze vorm 35 neemt de druk van de oliefilm in dit gladde gedeelte toe, daar de olie wordt verzameld rond dit gladde gedeelte door de hydrodynamische drukgroeven, die in tegengestelde richtingen in de beide gebieden zijn gevormd. Ook kan, daar er geen hydrodynamische drukgroeven 40 in het gladde gedeelte zijn, de stijfheid van het lager 1 01 0020 11 hoger gemaakt worden, vergeleken met een continu lager met hydrodynamische drukgroeven die continu in de axiale richting lopen, waardoor het mogelijk is de RRO van de roterende as nog kleiner te maken.
5 16. Wanneer een aantal lagervlakken van elkaar gescheiden worden gevormd in de axiale richting op het binnenomtreksvlak van het lagerlichaam, kunnen de problemen worden vermeden van slechte nauwkeurigheid, waardoor moeilijkheden ontstaan, zoals wanneer een aantal 10 lagers gescheiden is aangebracht.
17. Wanneer het lagerlichaam wordt bevestigd aan de binnenomtrek van een huis en een luchtkanaal is aangebracht, dat uitmondt aan de beide einden van het lagerlichaam in de axiale richting, tussen de buitenomtrek 15 van het lagerlichaam en de binnenomtrek van het huis, kan de montage van de as in het lager verbeterd worden.
Bij de steuninrichting voor een roterende as volgens de uitvinding wordt deze as, zoals duidelijk is uit de voorgaande beschrijving, gesteund door de hydrodyna-20 mische oliedrukfilm van de smeerolie, die gevormd wordt in de lagerspeelruimte, zonder contact te maken met het lager, terwijl de olie wordt gecirculeerd via de openin-gen in het oppervlak van het lagerlichaam tussen de binnenzijde van het lagerlichaam en de lagerspeelruimte 2 5 en daardoor kunnen het lawaai van de werking en de productiekosten verlaagd worden vergeleken met de steunin-richtingen voor een roterende as die kogellagers gebruiken. In vergelijking met een geval waarin een met olie geïmpregneerd gesinterd lager zonder hydrodynamische 30 drukgroeven wordt gebruikt, is ook de stijfheid van het lager groter en kan de rotatienauwkeurigheid (RRO, NRRO, dansen enzovoort) groter gemaakt worden door het hydrodynamische drukeffect van de hydrodynamische drukgroeven, waardoor het RRO ten gevolge van onbalansbelasting 35 van de schijf wordt verkleind. Het lageroppervlak is altijd voorzien van een daarop gevormde goede oliefilm, waardoor de levensduur verbeterd wordt.
Met de spilmotor volgens de uitvinding kunnen het werklawaai en de productiekosten verlaagd worden en 1010020 12 bovendien de afleesnauwkeurigheid van optische schijven verbeterd.
Korte beschrijving van de tekeningen
Fig. 1 is een axiale doorsnede door een voorkeurs-5 uitvoering van een lagerinrichting volgens de uitvinding.
Fig. 2 is een radiale doorsnede door een poreus, ; met olie geïmpregneerd lager met hydrodynamische druk. j Fig. 3 is een axiale doorsnede door een poreus met 10 olie geïmpregneerd lager met continue visgraatgroeven.
Fig. 4 is een axiale doorsnede die de oliebeweging | toont in een poreus met olie geïmpregneerd lager, met visgraatgroeven.
Fig. 5 is een uitslag in omtreksrichting van een 15 lageroppervlak van een poreus, met olie geïmpregneerd lager volgens fig. 3.
Fig. 6 is een axiale doorsnede door een poreus, met olie geïmpregneerd lager met discontinue visgraatgroe-ven.
2 0 Fig. 7 is een uitslag in omtreksrichting van het lageroppervlak van het poreuze, met olie geïmpregneerde lager van fig. 5.
Fig. 8 is een axiale doorsnede door een poreus, met ; olie geïmpregneerd lager volgens de uitvinding.
2 5 Fig. 9 is een axiale doorsnede van een evaluatie- beproevingsinrichting, waarbij een echte LBP-motor wordt gebruikt.
Fig. 10 is een grafiek van de resultaten van een evaluatieproef (fig. 9) , die het verband geeft tussen 30 c/h en RRO.
Fig. 11 is een axiale doorsnede door een evaluatie-beproevingsinrichting waarbij een echte CD-ROM-motor wordt gebruikt.
Fig. 12 is een grafiek van de resultaten van de 35 evaluatieproef (fig. 11) , die het verband geeft tussen c/h en RRO.
Fig. 13 is een grafiek van de resultaten van een evaluatieproef (fig. 9) , van het verband tussen c/r en RRO.
1010020 9 13
Fig. 14 is een grafiek van dè resultaten van een evaluatieproef (fig. 11) van het verband tussen c/r en RRO.
Fig. 15 is een axiale doorsnede die de oliebewegin-5 gen toont in een poreus, met olie geïmpregneerd lager, met een orgaan voor het beletten van olielek.
Fig. 16 is een dwarsdoorsnede door een spilmotor, aangebracht in een optische schijfeenheid.
Fig. 17 is een dwarsdoorsnede door de steuninrich-10 ting voor de roterende as van de spilmotor van fig. 16. Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoerinaen
Hierna wordt een beschrijving gegeven van een voorkeursuitvoering volgens de uitvinding.
Fig. 1 toont een voorbeeld van een steuninrichting 15 voor een roterende as van een spilmotor (voor een veelhoekige spiegelmotor) volgens de uitvinding, waarbij een enkel lagerlichaam la met twee radiale lagervlakken lb in de axiale richting, is geperst in een huis 2, waarvan een einde open is en het andere einde gesloten, en een 20 roterende as 3, voorzien van een rotor en een veelhoekige spiegel, is gestoken in het binnenomtreksdeel van het lagerlichaam la, waardoor een poreus, met olie geïmpregneerd lager 1 is gevormd.
Het lager 1 is in het huis 2 bevestigd hetzij door 25 persen of door lijmen. Het lager 1 heeft een cilindrisch lagerlichaam la, vervaardigd van een poreus gesinterd metaal, met een lageroppervlak lb tegenover de buitenomtrek van de roterende as 3 via een lagerspeelruimte 4, volgens fig. 2 en 3, waarbij het lager is geïmpregneerd 30 met smeerolie of smeervet. Het lagerlichaam la is vervaardigd van een gesinterd metaal, waaronder koper of ijzer, of deze beide als hoofdcomponent en bevat bij voorkeur tussen 20 en 95 gew.% koper en heeft een dichtheid in het gebied van 6,4 tot 7,2 g/cm3. Het lagerli-35 chaam kan ook vervaardigd worden door sinteren of opschuimen van een materiaal zoals gietijzer, kunsthars of keramisch materiaal, naast gesinterd metaal, waardoor een poreus lichaam wordt gevormd met cilindrische vorm, met een groot aantal fijne gaatjes en een dikke wand.
1n1nn?n 14
De in het lagerlichaam la geïmpregneerde smeerolie of het smeervet zijn niet tot één soort beperkt. Echter verdient het sterk aanbeveling als smeermiddel een op poly-a-alkeen gebaseerde of op ester gebaseerde synthe-5 tische olie (Jestel, op polyolester gebaseerde synthetische olie) te gebruiken, die een lage ver dampings snelheid heeft, een uitstekende stabiliteit tegen oxidatie en minder schuimt wanneer deze geroerd of bewogen wordt. Verder verdient het ook sterk aanbeveling als verdik-10 kingsmiddel voor het smeervet een op lithium gebaseerd verdikkingsmiddel te gebruiken, dat gemakkelijk te hanteren is en uitstekend in massa geproduceerd kan worden, of een op ureum gebaseerd verdikkingsmiddel, dat een uitstekende warmteweerstand heeft. De dynamische visco-15 siteit van de smeerolie of de basisolie voor het smeer-! vet bij 40°C is gekozen in het gebied van 5 tot 30 cSt.
j In het geval waarin smeervet wordt gebruikt wordt een concentratie van het verdikkingsmiddel gebruikt van 0,5 tot 5 gew.%.
20 Het lagerlichaam la heeft twee lagervlakken lb, gevormd op de binnenomtrek daarvan, die van elkaar gescheiden zijn in de axiale richting en deze beide lagervlakken lb hebben een aantal hydrodynamische druk veroorzakende groeven lc (van het visgraattype) die hellen 25 ten opzichte van de axiale richting, welke gevormd zijn in de omtreksrichting. Het is voldoende dat de hydrodynamische drukgroeven lc hellen ten opzichte van de axiale richting, zodat een andere vorm van de visgraatvorm, bijvoorbeeld schroeflijnvormig, ook gebruikt kan worden 30 voorzover aan de voorwaarden wordt voldaan.
Elk van de beide lagervlakken lb heeft een eerste groevengebied ml met hydrodynamische drukgroeven lc die hellen naar één zijde, een tweede groevengebied m2, gescheiden van het eerste gebied ml in de axiale rich-35 ting, waarin de hydrodynamische drukgroeven lc hellen naar de andere zijde, waarbij een glad gedeelte n is gelegen tussen de beide groevengebieden ml, m2, terwijl de hydrodynamische drukgroeven lc van de beide gebieden ml, m2 gescheiden zijn door het gladde gedeelte n, zodat 40 zij discontinu zijn. Het gladde gedeelte n en de ruggen , 1 01 0020 15 le tussen de hydrodynamische drukgroeven lc hebben dezelfde hoogte.
Zoals blijkt uit fig. 3 wordt, als een hydrodynamische drukgroef wordt gebruikt (lc: het visgraattype is 5 in de tekening weergegeven) van cilindrisch, met olie geïmpregneerd poreus materiaal en continu doorlopend naar het boringgedeelte van het lager lichaam la, de oliestroom in de dwarsdoorsnede, in de axiale richting, zoals weergegeven in fig. 4. Dat wil zeggen, dat olie O 10 lekt uit beide zijden in de axiale richting van het lagerlichaam la, bij de omwentelingen van de as 3 en deze uitgelekte olie O gedrukt wordt in het middelste deel van de lagerspeelruimte 4, in de axiale richting gezien, om druk te doen ontstaan (hydrodynamische druk). 15 Door deze druk wordt de as 3 contactloos gesteund.
Echter wordt, als deze druk optreedt, olie gecirculeerd van de oppervlakopeningen naar de binnenzijde van het lager. Daar het in het algemeen moeilijk is de verdeling van de openingen op het lagervlak gelijkmatig te 20 maken, kunnen grote en kleine poriën gemengd op het lagervlak aanwezig zijn. Deze toestand Wordt verder opmerkelijk als er uitsteeksels en verdiepingen zijn aangebracht in het lagervlak, zoals in het geval wanneer er hydrodynamische drukgroeven aanwezig zijn. In het 25 geval dat er bijvoorbeeld een grote porie aanwezig is in de baan van de hydraulische drukgroeven wordt olie van dat gedeelte gecirculeerd naar de binnenzijde van het lager. Hierdoor wordt de werking van de dynamische druk duidelijk lager. Hierdoor wordt de mate van de oliecir-30 culatie naar het inwendige van het lager in de verschillende delen ongelijk. In dat geval is het moeilijk een oliefilm te vormen in delen waar de olie zal ontsnappen en wordt gemakkelijk een oliefilm gevormd in de delen waar de olie niet ontsnapt. Daardoor wordt, zoals weer-35 gegeven in fig. 5 (die een uitslag toont van het lager-oppervlak in de omtreksrichting), de verdeling van een oliefilm S over het lagervlak lb ongelijk. In dat geval ontstaat, hoewel er een zeker effect ontstaat van het onderdrukken van instabiele trillingen (werveling enzo- 1 01 0020 16 voort) vergeleken met een cilindrisch glad glijlager, geen voldoende dynamische druk.
Verder is, hoewel het ruggedeelte le tussen de hydrodynamische drukgroeven lc een steunvlak voor de as 5 vormt, het oppervlak van het ruggedeelte le dat draagvlak wordt klein daar de dwarsdoorsnede van het lagerop-pervlak convex en concaaf is en wordt de lagerstijfheid 1 kleiner.
Als daarentegen volgens fig. 6 een ringvormig glad 10 gedeelte n is aangebracht tussen de eerste en tweede i hydrodynamische groeven ml en m2, is het gemakkelijker 1 de mate van opening te regelen met het vlakke gedeelte I n. Hoewel verder de oliestroom in de groefrichtingen in de beide gebieden ml en m2 het grootste is, is er ook 15 een oliestroom in de omtreksrichting over het vlakke ! gedeelte n, waarin olie achter elkaar wordt aangevuld, j ook als er grote poriën bestaan, waardoor de verlaging van het dynamische drukeffect duidelijk kleiner is. Fig. 7 toont een uitslag van het lagervlak lb in dit geval, 20 in de omtreksrichting. Zoals weergegeven is het verschil ] tussen de brede en smalle delen van de oliefilm S klei- ; ner en is de oliefilmverdeling gelijkmatiger. Daardoor kan een gestabiliseerd dynamisch drukeffect verkregen worden. Daar verder niet alleen de rugdelen le tussen de 25 hydrodynamische drukgroeven lc maar ook het gladde ge deelte n het draagvlak worden voor de as 3 wordt verder het oppervlak van het steunvlak groter en kan de lagersti j fheid verbeterd worden.
Bij hydrodynamische drukgroeven van visgraatvorm in 30 het algemeen kan gezegd worden dat het continue type een betere olieafdichting geeft omdat er geen gedeelte is in het lager waar een negatieve druk ontstaat, zodat geen luchtbellen ontstaan. Ook bij het discontinue type echter wordt, wanneer het lagerlichaam la is vervaardigd 35 van poreus materiaal zoals volgens de uitvinding, geen gebrek aan smering verwacht daar de olie wordt gecirculeerd tussen de lagerspeling 4 en de binnenzijde van het lager en dus, ook als er luchtbellen ontstaan, de kans dat olie wordt weggedrukt uit de lagerspeling 4 door 40 luchtbellen beperkt.
:1 01 0020 17
Er kunnen gevallen zijn waarin continue hydrodynamische drukgroeven de voorkeur hebben, afhankelijk van de werkomstandigheden, in welke gevallen continue hydro-dynamische drukgroeven gebruikt kunnen worden in plaats 5 van discontinue hydrodynamische drukgroeven.
Het is beter dat het openingenpercentage van het oppervlak (open deel) van het lagerlichaam la wordt ingesteld in een gebied van 3 tot 20%, bij voorkeur 3 tot 12%, in de eerste en tweede gebieden ml en m2 met 10 hydrodynamische drukgroeven, en in een gebied van 2 tot 12% in het gladde gedeelte n. Als dit openingenpercentage kleiner is dan 3% in de beide gebieden wordt de hoeveelheid olie, die wordt toegevoerd aan de lagerspeling 4 uit het inwendige van het lager, kleiner, waardoor het 15 gevaar bestaat dat er een tekort aan olie optreedt waardoor men slechte smering krijgt. Als daarentegen dit percentage groter wordt dan 20% neemt de hoeveelheid olie die naar het inwendige van het lager ontsnapt toe, en wordt geen olie toegevoerd aan het gladde gedeelte n, 20 waardoor het gevaar bestaat dat er een tekort aan olie optreedt, waardoor ook slechte smering plaatsvindt. Als verder het openingenpercentage kleiner zou zijn dan 2% in het gladde gedeelte n, wordt de fabricage zeer moeilijk, waardoor de productiekosten toenemen. Als het 25 percentage groter is dan 12% neemt de hoeveelheid olie, die ontsnapt naar het inwendige van het lager, toe en ontstaat het gevaar van slechte smering.
Het is beter dat, wanneer aangenomen wordt dat de lagerbreedte ”1" is, de verhouding R van het gladde ge-30 deelte n in de breedterichting van het lager wordt ingesteld in een gebied van R=0,1 tot 0,6, bij voorkeur R=0,2 tot 0,4. Als deze verhouding kleiner is dan 0,1 voor de lagerbreedte "1", treedt het effect van het aanbrengen van het gladde gedeelte n (dat wil zeggen een 3 5 toename van de dynamische druk en toename van de lager- stijfheid) niet duidelijk op en verschilt de situatie niet van het geval van gebruik van doorlopende groeven. Als verder de verhouding R groter is dan 0,6 voor de lagerbreedte "1", zijn er minder hydrodynamische druk- 4 0 groeven en wordt de oliedruk in het middendeel in de 1010020 18 axiale richting lager, zodat het effect van de dynamische druk niet duidelijk optreedt.
Het is beter het openingenpercentage in het oppervlak van het gladde gedeelte n kleiner te maken dan het 5 openingenpercentage in het eerste en tweede gebied ml en m2, waardoor de hydrodynamische druk vergroot kan worden doordat het moeilijk wordt voor de olie, die zich verzameld heeft bij het gladde gedeelte n door de hydrodynamische drukgroeven, te ontsnappen door de oppervlakope-10 ningen naar het inwendige van het lager. Verder is men dan verzekerd van voldoende oppervlak van het steunvlak voor de as en kan ook de lagerstijfheid toenemen.
In het geval waarin twee lagers (met olie geïmpregneerde poreuze lagers) met een drukpassing zijn aange-15 bracht in een huis 2, ontstaat een probleem met het oog op de nauwkeurigheid van de coaxialiteit en de cilindervorm van de beide lagers. Als deze nauwkeurigheid niet | voldoende is komen de as en het lager in lijnaanraking met elkaar en in het ergste geval kan de as niet door de 20 beide lagers gestoken worden.
In dit geval is het beter, zoals weergegeven in fig. 1 en fig. 8, een lagervlak lb te hebben volgens fig. 6, aangebracht op twee of meer punten van het la-gerlichaam la in de axiale richting. Daar het lager dan 25 zodanig is dat het een lagerlichaam la heeft en een lagervlak lb met hydrodynamische drukgroeven, op een aantal punten (twee punten in de tekening) van zijn boringvlak, is het mogelijk het bovengenoemde probleem te voorkomen van de onnauwkeurigheid als gevolg van een 30 aantal gescheiden van elkaar aangebrachte lagers.
Er is een optimaal gebied voor de verhouding tussen de groef diepte (h: zie fig. 2) van de hydrodynamische drukgroeven lc en de lagerspeling c (het verschil tussen de binnendiameter van het lagerlichaam en de buitendia-35 meter van de roterende as) en buiten dit gebied kan geen voldoende hydrodynamische druk verwacht worden. Voor het bepalen van het optimale gebied werd een evaluatieproef uitgevoerd voor het meten van de RRO van de as 3 van een werkelijke LBP motor, zoals fig. 9. Tijdens de proef was 40 het aantal omwentelingen 10.000 per minuut en bevond de 1 0 1 0020 19 omgeving van de proef zich op normale temperatuur en normale vochtigheid. In fig. 9 is het huis 2 te zien, de rotor 5, terwijl 6 een druklager is. De rotor 5 is aangebracht tegenover een niet weergegeven stator en de as 5 3 wordt geroteerd door een aandrijfkracht die wordt opgewekt tussen de rotor 5 en de stator.
Onder de bovengenoemde omstandigheden worden de waarden van RRO ten opzichte van c/h uitgezet. De resultaten zijn weergegeven in fig. 10. Uit deze fig. blijkt 10 dat als c/h in het gebied ligt van 0,5 tot 4,0, RRO 5 μιπ of minder bedraagt, en als de verhouding kleiner is dan 0,5 of groter dan 4,0, RRO 5 μπι of meer wordt. Om dus grote nauwkeurigheid te behouden wordt het zeer aanbevolen de verhouding tussen de groefdiepte h van de hydro-15 dynamische drukgroeven en de lagerspeling c te stellen in een gebied tussen c/h=0,5 tot 4,0. Fig. 2 toont een overdreven beeld van de lagerspeling c en de groefdiepte h.
Een soortgelijke proef als de bovenstaande werd 20 uitgevoerd aan een werkelijke motor van een CD-ROM-een-heid, weergegeven in fig. 11, waarbij het aantal toeren 8000 per minuut bedroeg, de omgeving van de proef een normale temperatuur en een normale vochtigheid had, terwijl aan de as een ongebalanceerde belasting van 0,5 25 g*cm werd gegeven. In fig. 11 zijn een schijf 11, een draaitafel 12 en een klem 20 te zien. Fig. 12 toont de resultaten van de proef. Daaruit blijkt dat als c/h in het gebied ligt van 0,5 tot 4,0, de RRO 10 μιη of minder wordt. Als deze verhouding echter kleiner is dan 0,5 of 30 groter dan 4,0, wordt de RRO 10 μη of meer. Om dus een grote nauwkeurigheid te behouden wordt het zeer aanbevolen de verhouding c/h te leggen in een gebied van 0,5 tot 4,0, zoals in het geval van de LBP motor.
Er is een optimaal gebied voor de verhouding van de 35 lagerspeling (straalspeling: c) tot de straal van de roterende as r, waarbij men van mening is dat er geen voldoende dynamische druk ontstaat buiten dit gebied. Voor het verduidelijken van het optimale gebied werd een evaluatieproef uitgevoerd voor het meten van de RRO van 40 de as 3 van de werkelijke LBP motor van fig. 9, op de 1010020 20 hierboven besproken wijze. Daarbij was het aantal omwentelingen 10.000 per minuut en bevond zich de omgeving van de proef op normale temperatuur en vochtigheid.
Onder de genoemde omstandigheden werden de waarden 5 van RRO ten opzichte van c/r uitgezet. De resultaten zijn weergegeven in fig. 13. In fig. 13 is te zien dat als c/r ligt in een gebied van 0,0005 tot 0,01, de RRO 5 μπι of minder bedraagt. Als echter c/r kleiner is dan 0,0005, is het koppel te groot zodat de snelheid niet i 10 vergroot kan worden tot het beoogde aantal omwentelin-i gen. Als verder c/r groter is dan 0,01 wordt RRO 5 μπι of meer. Om dus een grote nauwkeurigheid te behouden wordt het zeer aanbevolen de verhouding c/r van de lagerspe-ling c tot de straal r van de roterende as te leggen in 15 het gebied van c/r=0,0005 tot 0,01.
Met betrekking tot de werkelijke motor van de CD-ROM-eenheid volgens fig. 11 werd een soortgelijke proef als hierboven uitgevoerd, waarbij het aantal omwentelingen 8000 per minuut bedroeg, de omgeving van de proef 20 een normale temperatuur en normale vochtigheid had en aan de as een ongebalanceerde belasting van 0,5 g«cm werd gegeven. Fig. 14 toont de resultaten van de proef. Uit fig. 14 blijkt dat als c/r in het gebied ligt van 0,005 tot 0,003, de RRO 10 μιη of kleiner wordt. Als 25 echter deze verhouding kleiner is dan 0,005 kan de snelheid het beoogde aantal omwentelingen niet bereiken en als de verhouding groter is dan 0,003 wordt de RRO 10 μπι of meer. Om dus grote nauwkeurigheid te behouden verdient het aanbeveling de verhouding van de lagerspeling 30 c tot de straal r van de roterende as in het gebied te leggen van c/r=0,0005 tot 0,01 en in het bijzonder, nog liever, in het gebied van c/r=0,0005 tot 0,003.
De bovenbeschreven hydrodynamische drukgroeven kunnen gevormd worden door bijvoorbeeld vormen onder 35 druk. In het bijzonder wordt een patroon van verhogingen en verdiepingen, overeenkomende met de vorm van de hydrodynamische drukgroeven lc, gevormd op de buitenomtrek van een kernstaaf bijvoorbeeld een kalibreerpen). Een poreus materiaal (bijvoorbeeld gesinterd metaal) voor 40 het maken van het lagerlichaam la wordt toegevoerd over 1010020 21 de buitenomtrek van de kernstaaf en het gesinterde metaal wordt onder druk gebracht, voor het vormen van de groevenvorm van de kernstaaf op de binnenomtrek daarvan zodat de vorm van de hydrodynamische drukgroeven lc 5 wordt overgebracht over de binnenomtrek. Daarbij kunnen de ruggen le en de hydrodynamische drukgroeven lc tegelijk gevormd worden. Wanneer de groeven eenmaal gevormd zijn kan de kernstaaf worden gelost van de binnenzijde van het gesinterde metaal zonder de groeven lc te ver-10 breken, door het gebruikmaken van de terugvering van het gesinterde metaal bij het wegnemen van de drukkracht.
In dit geval geeft een afwerking met hoge nauwkeurigheid van de kalibreerpen, die de hydrodynamische drukgroeven lc overbrengt, ook een grote nauwkeurigheid 15 van het lager. Het is niet moeilijk om de vereiste nauwkeurigheid van de kalibreerpen te bereiken, bijvoorbeeld een rondheid binnen 1 μπ\ en een cilindervorm binnen 2 μπι.
Zoals weergegeven in fig. 1 is een olieaanvulorgaan 20 8 aangebracht in een spleet 7 tussen het ondereindvlak van het lager lichaam la en het bovenvlak van de drukplaat 6, die in aanraking is met het lagerlichaam la.
Voor het olieaanvulorgaan 8 komt een vaste hars-srneersamenstelling in aanmerking, waarvan de matrix 25 kunsthars is, waarmee smeerolie of vet vermengd of daarin geïmpregneerd is. De hars-smeersamenstelling kan bijvoorbeeld verkregen worden door het mengen van kunstharspoeder met smeerolie of vet en het bakken van het mengsel. Als deze smeersamenstelling wordt aangebracht 30 op het lagerlichaam la (met uitzondering van het lager-vlak lb) van een lager, in aanraking daarmee, wordt nieuwe olie toegevoerd uit de hars-smeersamenstelling aan het inwendige van het lagerlichaam la door capillaire werking, ook al vloeit de olie uit het lagerlichaam 35 la weg. Daardoor is het mogelijk een voldoende dynamische oliedrukfilm te vormen tussen het lager l en de roterende as 3 en wel steeds. Het wordt sterk aanbevolen om de hars-smeersamenstelling met zodanige eigenschappen te maken dat zijn erin geïmpregneerde olie ook naar het 1010020 22 oppervlak lekt bij stilstand, bij een temperatuur van ten minste 20°C of meer.
In detail wordt de hars-smeersamenstelling zodanig gevormd dat 95 tot 1 gew.% alkeenpoeder met ultramacro-5 moleculair gewicht, waarvan het gemiddelde moleculair gewicht 1x10 tot 5x10 bedraagt, wordt gemengd met 5 tot 99 gew.% smeerolie of smeervet. De smeerolie of de basisolie van het smeervet is dezelfde of hetzelfde als de in het lagerlichaam aanwezige olie. Het mengsel wordt 10 gedispergeerd en gehouden op een temperatuur van of boven het geleerpunt van het polyalkeen met ultramacro-moleculair gewicht en bij de temperatuur van of minder i 1 dan het druppelpunt van het vet, in het geval waar i smeervet wordt gebruikt, waarna het mengsel wordt ge- 15 koeld tot normale temperatuur. Daarmee kan men een hars-smeersamenstelling verkrijgen die goedkoop te vervaardigen is, mogelijk in massaproductie, gemakkelijk te hanteren en gemakkelijk kan worden opgenomen in het lagerlichaam. Het polyalkeenpoeder mt ultramacromoleculair 20 gewicht is een poeder bestaande uit polyethyleen, poly-propyleen, polybuteen of een copolymeer van deze stoffen, of een gemengd poeder waarmee een afzonderlijk poeder vermengd is.
Bovendien kan een soortgelijk olieaanvuleffect als 25 bovengenoemd verkregen worden door een olieaanvulorgaan 8 in aanraking te brengen met het lagerlichaam la, dat bestaat uit een smeer-harscomplex waarin de bovengenoemde hars-smeersamenstelling een geheel vormt met een viltmateriaal, of uit viltmateriaal geïmpregneerd met 30 olie. Het bovengenoemde smeer-harscomplex kan bijvoor beeld gevormd worden door het mengen van kunstharspoeder met smeerolie of smeervet, het impregneren van vilt met dit mengsel en het geheel te bakken.
Een cilindrisch orgaan 22 voor het beletten van 35 olielek is aangebracht met een kleine speling 21 boven het lagerlichaam la, zodat de opening aan het boveneinde van het huis 2 is afgesloten door dit orgaan 22. Aan het binnenomtreksvlak van het orgaan 22 voor het beletten van olielek zijn luchtstromen veroorzakende groeven 23 40 aangebracht, die luchtstromen veroorzaken welke gaan ! 1 01 0020 23 naar de zijde van het lagerlichaam la in de speling tussen het orgaan 22 en de roterende as 3, door de relatieve rotatie met de as 3. Het orgaan 22 voor het beletten van olielek is bijvoorbeeld cilindrisch gevormd met 5 een binnendiameter die gelijk is aan of iets groter dan de diameter van het lagerlichaam la, waarbij de luchtstromen veroorzakende groeven 23 bijvoorbeeld bestaan uit een aantal hellende groeven (met bijvoorbeeld een visgraat- of schroeflijnvorm). Het orgaan 22 is gevormd 10 van poreus materiaal en niet geïmpregneerd met enige olie enzovoorts. Het materiaal voor het vormen van het orgaan 22 is niet tot één soort beperkt. Het kan zo gevormd worden dat het poreus is met poriën voor de luchtdoorlaat, door sinteren of opschuimen van poederme-15 taal, gietijzer, kunsthars, keramisch materiaal, enzovoort .
Met deze constructie vloeit, zoals weergegeven in fig. 15, daar er een luchtstroom gaande in de richting van het lagerlichaam la (naar omlaag in de tekening) 20 door de rotatie van de as 3 wordt veroorzaakt tussen de as 3 en het binnenomtreksvlak van het orgaan 22, geen olie in de speling 24 tussen de as 3 en het orgaan 22, ook al lekt olie uit het lagerlichaam la. Hierdoor kan olielek worden voorkomen. Verder lekt ook bij stilstand 25 geen olie uit, ook niet bij het stoppen van de rotatie, daar de olie wordt vastgehouden door capillaire werking van de speling 24.
Daar het orgaan 22 voor het beletten van olielek poreus is en er een spleet 21 is tussen dit orgaan 22 en 30 het aangrenzende lagerlichaam la, kan de uitgelekte olie worden opgenomen door het orgaan 22 van poreus materiaal en verder is daarbij, daar in de stationaire toestand de olie tussen het orgaan 22 en de roterende as 3 kan worden geabsorbeerd, het aantal aan de omgeving blootge-35 stelde delen verkleind, waardoor verdamping van olie en het ontstaan van stof minder zijn. De door het orgaan 22 geabsorbeerde olie wordt gevoerd naar de speling 24 bij de rotatie van de as en wordt teruggevoerd naar de zijde van het lagerlichaam la via de spleet 24 door de lucht- 1010020 24 stromen welke ontstaan door de werking van de luchtstromen veroorzakende groeven 23.
Verder worden het einde 22a en het afgeschuimde deel 22b van het orgaan 22 voor het beletten van olie-5 lek, die liggen aan de andere zijde dan het lagerlichaam la, afgesloten, waardoor het percentage van de opper-vlakopeningen in deze delen vermindert tot 5% of minder, ten opzichte van het oppervlak en worden bij voorkeur deze delen geheel afgedicht. In dat geval wordt de ver-10 damping van de door het orgaan 22 geabsorbeerde olie en het ontstaan van stof nog verder verminderd.
Een ruimte 7 aan de bodem van het huis 2 staat in verbinding met de ruimte buiten het huis 2 via een luchtstroombaan 8. Deze baan werkt als luchtuitlaat en i | 15 is gevormd door het aanbrengen van een axiaal verdiept j gedeelte op een deel van het buitenvlak van bijvoorbeeld het lagerlichaam la en het orgaan 22 voor het beletten van olielek. Daardoor kan ook de rotatieas 3 gemakkelijk in het lager 1 gestoken worden bij de montage en kan het 20 probleem van vergroting van de inwendige druk door warmteontwikkeling bij de rotatie, waardoor instabiele rotaties ontstaan omdat de as (rotor) omhoog gedrukt wordt door de warmteuitzetting van opgesloten lucht, voorkomen worden.
25 Nu wordt een met olie geïmpregneerd poreus lager beschreven dat geschikt is voor een steuninrichting voor de roterende as van een spilmotor van een optische schijfeenheid. De hier genoemde optische schijf omvat ook een fotomagnetische schijf (MD, MO, ODD enzovoort).
30 Fig. 16 is een dwarsdoorsnede van een spilmotor, aangebracht in een CD-ROM-eenheid. De spilmotor heeft een steuninrichting 10 voor de roterende as 3, met een lager 1 dat deze as roteerbaar steunt, een draaitafel 12, gemonteerd aan het boveneinde van de as, voor het 35 dragen van een optische schijf 11 (CD-ROM of dergelijke schijf) die dient als informatiedrager, en een motordeel 15, in hoofdzaak bestaande uit een stator 13 en een rotor 14, die in de radiale richting met een spleet tegenover elkaar liggen. Het lager 1 is bevestigd aan de 40 binnenomtrek van een huis 2 (stilstaand onderdeel) dat ; 1010020 25 bevestigd is op een basis 16, terwijl de stator 13 is bevestigd aan de buitenomtrek van het huis 2. Wanneer elektrische stroom wordt toegevoerd aan de stator 13 ontstaat een aandrijfkracht tussen de stator 13 en de 5 rotor 14 die de rotor doet draaien, welke op zijn beurt de draaitafel 12 en de daarop geplaatste schijf 11 en de as 3 tezamen met het rotorhuis 17 doet roteren.
De rotatieas 3, die de bovengenoemde steuninrich-ting 10 vormt, heeft een diameter niet groter dan 3 mm. 10 Deze diameter heeft geen ondergrens maar is bij voorkeur niet kleiner dan 1,5 mm om verschillende redenen, waaronder de stijfheid van de as en de productiekosten.
Zoals weergegeven in fig. 17 is het lager 1 bevestigd binnen het huis 2, hetzij door persen of lijmen. 15 Het lager 1 heeft een cilindrisch lagerlichaam la, vervaardigd van een poreus gesinterd metaal, met een lager-oppervlak lb tegenover de buitenomtrek van de rotatieas 3 via een lagerspeling 4, zoals weergegeven in fig. 2, welk lager is geïmpregneerd met smeerolie of smeervet. 20 Het lagerlichaam la is vervaardigd van een gesinterd metaal, waaronder koper of ijzer, of beide, als hoofdcomponent en bevat bij voorkeur 20 tot 95 gew.% koper en heeft een dichtheid in een gebied van 6,4 tot 7,2 g/cm . Het lagerlichaam kan ook gemaakt worden door sinteren of 25 opschuimen van materialen als gietijzer, kunsthars of keramisch materiaal, naast gesinterd metaal, waardoor een poreus lichaam wordt gevormd met een cilindervorm, met een groot aantal fijne openingen en een dikke wand.
Er wordt smeerolie of basisolie voor het smeervet 30 gebruikt met een dynamische viscositeit in het gebied van 7 tot 50 cSt bij 40°C. Wanneer de dynamische viscositeit hoger is dan 50 cSt bij 40°C ontstaat een probleem bij rotatie met hoge snelheid, dat tot moeilijkheden leidt zoals lagere nauwkeurigheid bij het aflezen 35 van de informatie op de schijf. Wanneer daarentegen de dynamische viscositeit lager is dan 7 cSt zal de olie waarschijnlijk spatten, waardoor de levensduur lager wordt. Wanneer een smeervet wordt gebruikt als smeermiddel wordt de schijnbare viscositeit belangrijk groter 40 dan die van smeerolie in andere delen dan de lagerspeel- 1010020 26 ruimte 4, waar het smeermiddel afschuifkrachten ondergaat en zal het vet minder gemakkelijk uitvloeien. Wanneer de concentratie van een verdikkingsmiddel, dat gemengd wordt met en gedispergeerd in de olie, groter is 5 dan 5 gew.%, heeft het vet een zeer hoge schijnbare viscositeit en wordt het moeilijk dit in het lagerli-chaam te impregneren, terwijl het moeilijk wordt een overschot aan vet te verwijderen dat na het impregneren op het oppervlak blijft hangen. Wanneer daarentegen de 10 concentratie van het verdikkingsmiddel lager is dan 0,5 gew.% gaat het effect van het gebruik van het vet vrijwel verloren en verschilt de hoeveelheid vet die uitvloeit niet van die in het geval waarin de smeerolie wordt gebruikt. Om deze redenen wordt het verdikkings-15 middel toegevoegd aan het smeervet in een concentratie in het gebied van 0,5 tot 5,0 gew.%. Er is geen beperking voor de soort smeerolie of basisolie voor het smeervet, maar die gebaseerd op poly-a-alkeen, op ester I gebaseerde synthetische olie (synthetische olie geba- ! 20 seerd op diësters of polyolesters) of een mengsel daar- i van, of gefluorineerde olie verdienen de voorkeur. Als verdikkingsmiddel voor vet verdient een op lithium gebaseerd verdikkingsmiddel de voorkeur, dat gemakkelijk hanteerbaar is en uitstekend in massa geproduceerd kan 25 worden, of een op ureum gebaseerd verdikkingsmiddel dat een uitstekende warmteweerstand heeft.
Het lagerlichaam la heeft twee lagervlakken lb, gevormd op het binnenomtreksvlak ervan, welke van elkaar gescheiden zijn in de axiale richting en deze beide 30 lagervlakken lb hebben een aantal hydrodynamische druk veroorzakende groeven lc (visgraattype) die hellen ten opzichte van de axiale richting en gevormd zijn in de omtreksrichting. Het is voldoende wanneer de hydrodynamische drukgroeven lc worden gevormd met een helling ten 35 opzichte van de axiale richting, waarbij ook een andere vorm dan het visgraattype, bijvoorbeeld schroeflijnvor-mig, gebruikt kan worden voorzover maar aan de voorwaarden wordt voldaan. De hellingshoek van de hydrodynamische drukgroeven lc kan naar wens worden ingesteld, maar 40 bij voorkeur in een gebied van 15 tot 40° (nog meer bij 1010020 27 voorkeur van 15 tot 25°) met de richting loodrecht op de axiale richting. De breedteverhouding tussen de groeven lc en een rug le gelegen tussen twee hydrodynamische groeven lc, wordt gekozen in het gebied van 0,8 tot 1,5, 5 of bij voorkeur in het gebied van 1,0 tot 1,2.
Elk der beide lagervlakken lb heeft een eerste groevenoppervlak ml, waarin hydrodynamische drukgroeven lc hellend naar één zijde zijn aangebracht, een tweede groevengebied m2, gescheiden van het eerste groevenge-10 bied ml in de axiale richting en waarin de hydrodynamische groeven lc hellen naar de andere zijde, en een glad gedeelte n, gelegen tussen de beide groevengebieden ml, m2, waardoor de groeven lc van de beide gebieden ml en m2 worden gescheiden door het gladde gedeelte n, zodat 15 zij discontinu zijn. Het gladde gedeelte n en de ruggen le tussen de groeven lc hebben dezelfde hoogte. Dergelijke discontinue hydrodynamische drukgroeven lc hebben het voordeel dat als de olie zich verzamelt rond het gladde gedeelte n hierdoor een hogere oliefilmdruk ont-20 staat en dat het gladde gedeelte n zonder groeven een grotere stijfheid van het lager geeft, vergeleken met het geval van continue groeven waarbij het gladde gedeelte n is weggelaten en V-vormige continue hydrodynamische groeven lc zijn gevormd in de groevengebieden ml, 25 m2.
Wanneer men aanneemt dat de breedte van het afzonderlijke lagervlak lb in de axiale richting "1" bedraagt , wordt de verhouding R van de breedte van het gladde gedeelte n in de axiale richting tot de breedte 30 van het lagervlak lb in de axiale richting gesteld in het gebied van R=0,1 tot 0,6, bij voorkeur R=0,2 tot 0,4.
Er is een optimaal gebied voor de verhouding tussen de groefdiepte van de hydraulische groeven lc (h: zie 35 fig. 2) en de lagerspeling c (het verschil tussen de binnendiameter van het lagerlichaam en de buitendiameter van de roterende as) en buiten dit gebied kan men geen voldoende hydrodynamisch drukeffect verwachten. Meting van de RRO aan een werkelijke motor (die gebruikt wordt 40 in een CD-ROM eenheid), voor het bepalen van het optima- 1010020 28 le gebied, toonden dat de RRO tot een praktisch aanvaardbaar niveau onderdrukt kan worden wanneer de verhouding c/h in het gebied ligt van 0,5 tot 2,0. In dat geval verdient het de voorkeur de groefdiepte h te stel-5 len in het gebied van 2 tot 4 μτη en de lagerspeling c in het gebied van 1,5 tot 4 μπι.
De bovenbeschreven hydrodynamische drukgroeven lc kunnen gemaakt worden met de bovengenoemde vorming onder druk. Vóór het kalibreren van de hydrodynamische druk-10 groeven, zoals hierboven beschreven, verdient het aanbeveling roterend kalibreren toe te passen op de binnenomtrek van het gesinterde metaal, waardoor de openingen reeds van tevoren gelijkmatig worden verdeeld over de binnenomtrek. Dit wordt bij voorkeur gedaan door het 15 regelen van de open ruimte in het lagervlak 1b in het gebied van 2 tot 12%, bij voorkeur rond 5%, waarbij dit lager is dan de open ruimte het percentage openingen (normaal ongeveer 20 tot 30%) van het bekende, met olie geïmpregneerde gesinterde lager, dat niet is voorzien 20 van hydrodynamische drukgroeven. Dit komt doordat een hoger percentage openingen waarschijnlijk zal veroorzaken dat de olie in de lagerspeling 4 zal weglopen in het lager naar binnen, waardoor de hydrodynamische druk lager wordt. Het openingenpercentage kan zowel worden 25 ingesteld door een oppervlakbehandeling als door het bovenbeschreven roterende kalibreren, waardoor de dichtheid van het lagerlichaam la van tevoren wordt ingesteld, dus een combinatie van de oppervlakbehandeling en instelling van de dichtheid.
30 De rotatieas 3 wordt normaal in het lager 1 gesto ken terwijl dit reeds is voorzien van de drukplaat 6 die het ondereinde van de as 3 tegen het huis 2 steunt. Hoewel lucht uit de lagerspeelruimte 4 tussen het lager 1 en de as 3 bij het insteken wordt weggedrukt, kan de 35 lucht worden meegevoerd naar de onderruimte van het huis 2 door de kleine afmeting van de lagerspeling 4, die enkele micrometers bedraagt, waardoor het moeilijk wordt de as 3 in te steken. Ook ontstaat door de rotatie van de motor warmteontwikkeling, waardoor meegevoerde lucht 40 uitzet, waardoor op zijn beurt de roterende as 3 naar 1010020 29 omhoog wordt gedrukt, hetgeen leidt tot instabiliteit van de lagerwerking.
Dit probleem kan worden opgelost door een luchtkanaal 8 aan te brengen volgens fig. 17, dat aan de beide 5 einden van het lagerlichaam la in de axiale richting uitmondt, tussen de buitenomtrek van het lagerlichaam la en de binnenomtrek 2a van het huis 2, zodat de lucht door dit luchtkanaal 8 wordt weggedrukt. Het kanaal 8 kan gevormd worden door een groef te maken in de axiale 10 richting op de buitenomtrek van het lagerlichaam la, maar kan ook worden aangebracht op de binnenomtrek van het huis 2. De groef kan op een aantal plaatsen in de omtreksrichting worden aangebracht in plaats van op één plaats van de buitenomtrek van het lagerlichaam la.
1010020

Claims (22)

1. Steuninrichting voor een spilmotor van een informatieverwerkende inrichting, bestaande uit een roterende as, die wordt gedreven en geroteerd door een aan-drijfkracht die ontstaat tussen een rotor en een stator, 5 en waaraan roterende elementen van de informatieverwerkende inrichting zijn bevestigd, en een lager voor het roteerbaar steunen van de roterende as; waarbij het lager bestaat uit een poreus lagerlichaam met een lager- i oppervlak dat gelegen is tegenover het buitenomtreksvlak 10 van de roterende as met daartussen een lagerspeelruimte, smeerolie of smeervet, dat geïmpregneerd is in het lagerlichaam, en een hydrodynamische druk veroorzakende groeven, die gevormd zijn op het lageroppervlak van het lagerlichaam met zodanige vorm dat zij schuin staan ten 15 opzichte van de axiale richting, zodanig dat de roteren-' de as wordt gesteund zonder contact te maken met het lager, door een in de lagerspeelruimte gevormde, hydrodynamische oliedrukfilm, waarbij de olie wordt gecirculeerd via openingen die gemaakt zijn in het oppervlak 20 van het lagerlichaam tussen de binnenzijde van dit lichaam en de lagerspeelruimte, waarbij de verhouding tussen de lagerspeelruimte c en de groefdiepte h van de hydrodynamische drukgroeven ligt in het gebied van c/h=0,5 tot 4,0. 25 2.' Steuninrichting voor de spilmotor van de infor matieverwerkende inrichting van conclusie 1, waarbij ’ deze inrichting een laserstraalprinter is en het rote rende element een veelhoekige spiegel is.
3. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de in-30 formatieverwerkende inrichting een schijfaandrijfeenheid is en het roterende element een draaitafel voor het dragen van een schijf die een informatiedrager is.
4. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de smeerolie of een basisolie voor het smeervet, waarmee 35 het lagerlichaam is geïmpregneerd, een dynamische viscositeit heeft in het gebied van 5 tot 30 cSt bij een temperatuur van 40°C. 1010020
5. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de concentratie van een verdikkingsmiddel voor het smeervet ligt tussen 0,5 tot 5 gew.%.
6. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij het 5 lagervlak een eerste hydrodynamische druk veroorzakend gebied heeft, waarin een aantal hydrodynamische druk-groeven is aangebracht in de omtreksrichting, hellend naar één zijde van de axiale richting; een tweede hydrodynamische druk veroorzakend gebied, gescheiden van het 10 eerste hydrodynamische drukveroorzakende gebied in de axiale richting, waarbij een aantal hydrodynamische drukgroeven zijn aangebracht in de omtreksrichting, die hellen naar de andere zijde van de axiale richting; en een glad gedeelte is gelegen tussen het eerste en het 15 tweede hydrodynamische druk veroorzakende gebied.
7. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij een aantal lagervlakken zijn gevormd, van elkaar gescheiden in de axiale richting, op de binnenomtrek van het lager-lichaam.
8. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de ver houding van de lagerspeelruimte c tot de straal r van de roterende as ligt in het gebied van c/r=0,0005 tot 0,01.
9. Steuninrichting voor de spilmotor van de informatieverwerkende inrichting, waarbij een olieaanvulor- 25 gaan is aangebracht in contact met het lager lichaam van conclusie 1, welk olieaanvulorgaan bestaat uit een hars-smeermiddelsamenstelling, gemaakt van kunsthars als basismateriaal, dat gemengd is of geïmpregneerd met smeerolie of smeervet; of uit een hars-smeermiddelcom-30 plex waarin de harssmeermiddelsamenstelling tot een geheel is gecombineerd met viltmateriaal; of uit viltma-teriaal, geïmpregneerd met olie.
10. Steuninrichting voor de spilmotor van de informatieverwerkende inrichting, waarbij een orgaan voor het 3. beletten van olielek is aangebracht aan één of beide zijden, in de axiale richting, van het lagerlichaam van conclusie 1, en een groef is aangebracht op het binnen-omtreksvlak van dit orgaan voor het beletten van olielek, welke groef luchtstromen doet ontstaan gaande naar 40 de zijkant van het lagerlichaam in de speelruimte tussen 1010020 het orgaan voor het beletten van olielek en de roterende as bij de rotatie van de as.
11. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij een orgaan voor het beletten van olielek is aangebracht aan 5 één zijde of de beide zijden in de axiale richting van het lagerlichaam, en een groef is aangebracht op het binnenomtreksvlak van dit orgaan voor het beletten van olielek, welke groef luchtstromen doet ontstaan gaande naar de zijkant van het lagerlichaam in de speelruimte 10 tussen het orgaan voor het beletten van olielek en de roterende as bij de rotaties van deze as.
12. Spilmotor voor een optische schijfeenheid met een roterende as, waarop een draaitafel is gemonteerd voor het dragen van een optische schijf, een lager dat 15 de roterende as steunt, een op deze as gemonteerde rotor of gemonteerd op een roterend orgaan dat roteert tezamen met de roterende as, en met een op een stilstaand onderdeel gemonteerde stator, waarbij de diameter van de roterende as 3 mm of kleiner is en het lager een lager-20 lichaam heeft, dat vervaardigd is van een poreus gesinterd metaal, en met een lageroppervlak dat gelegen is tegenover het buitenomtreksvlak van de roterende as met een lagerspeelruimte daartussen, een smeerolie of smeer-vet, dat geïmpregneerd is in het lagerlichaam, en met 25 een hydrodynamische druk veroorzakende groeven, die gevormd zijn op het lageroppervlak van het lagerlichaam, met zodanige vorm dat zij schuin staan ten opzichte van de axiale richting, zodanig dat de roterende as wordt gesteund, zonder contact te maken met het lager, door 30 een in de lagerspeelruimte gevormde, hydrodynamische oliedrukfilm, waarbij de olie wordt gecirculeerd via openingen, die gemaakt zijn in het oppervlak van het lagerlichaam, tussen de binnenzijde van het lagerlichaam en de lagerspeelruimte, waarbij de verhouding van de 35 lagerspeelruimte c tot de groefdiepte h van de hydrodynamische drukgroeven ligt in het gebied van c/h=0,5 tot 2,0.
13. Spilmotor volgens conclusie 12, waarbij de smeerolie of de basisolie voor het smeervet, waarmee het 40 lagerlichaam is geïmpregneerd, een dynamische viscosi- 1010020 teit heeft in een gebied van 7 tot 50 cSt bij een temperatuur van 40 °C.
14. Spilmotor volgens conclusie 12, waarbij het percentage openingen in het lageroppervlak ligt in het 5 gebied van 2 tot 12%.
15. Spilmotor volgens conclusie 12, waarbij het lageroppervlak een eerste groevengebied heeft, waarin een aantal hydrodynamische drukgroeven is aangebracht in de omtreksrichting, welke groeven schuin staan naar één 10 zijde van de axiale richting, een tweede groevengebied, gescheiden van het eerste groevengebied in de axiale richting, waarin een aantal hydrodynamische drukgroeven is aangebracht in de omtreksrichting, die schuin staan naar de andere zijde van de axiale richting, met een 15 glad gedeelte gelegen tussen het eerste en het tweede groevengebied.
16. Spilmotor volgens conclusie 12, waarbij een aantal lagervlakken is gevormd op het binnenomtreksvlak van het lagerlichaam, die van elkaar gescheiden zijn in 20 de axiale richting.
17. Spilmotor volgens conclusie 12, waarbij het lagerlichaam is bevestigd aan de binnenomtrek van een huis en een luchtkanaal is aangebracht tussen de buitenomtrek van het lagerlichaam en de binnenomtrek van het 25 huis, welk kanaal uitmondt aan de beide einden van het lagerlichaam in de axiale richting.
18. Steuninrichting voor een roterende as van een spilmotor van een optische schijfeenheid, met een roterende as, waarop een draaitafel is gemonteerd voor het 30 dragen van een optische schijf en die roterend wordt aangedreven door de aandrijfkracht die ontstaat tussen een rotor en een stator, en met een lager dat de roterende as roteerbaar steunt, waarbij de diameter van de roterende as 3 mm of minder bedraagt en het lager een 35 lagerlichaam heeft, dat vervaardigd is van een poreus gesinterd metaal, met een lageroppervlak dat gelegen is tegenover het buitenomtreksvlak van de roterende as, met een lagerspeelruimte daartussen, een smeerolie of een smeervet is geïmpregneerd in het lagerlichaam en een 40 hydrodynamische druk veroorzakende groeven zijn gevormd 1010020 in het lageroppervlak van het lagerlichaam, met zodanige vorm dat zij schuin staan ten opzichte van de axiale richting, zodanig dat de roterende as gesteund wordt zonder contact te maken met het lager door een in de 5 lagerspeelruimte gevormde, hydrodynamische oliedrukfilm, waarbij de olie wordt gecirculeerd via openingen, die gemaakt zijn in het oppervlak van het lagerlichaam, tussen de binnenzijde van het lagerlichaam en de lagerspeelruimte, waarbij de verhouding van de lagerspeel-10 ruimte c tot de groefdiepte h van de hydrodynamische drukgroeven ligt in het gebied van c/h=0,5 tot 2,0.
19. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij de smeerolie of de basisolie voor het smeervet, waarmee het lagerlichaam is geïmpregneerd, een dynamische viscosi- 15 teit heeft in het gebied van 7 tot 50 cSt bij een temperatuur van 40°C.
20. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij het percentage van het oppervlak van de openingen in het lagervlak ligt in het gebied van 2 tot 12%.
21. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij het lagervlak een eerste groevengebied heeft waarin een aantal hydrodynamische drukgroeven is aangebracht in de omtreksrichting, welke groeven schuin staan naar één zijde ten opzichte van de axiale richting, een tweede 25 groevengebied, gescheiden van het eerste groevengebied in de axiale richting, waarin een aantal hydrodynamische drukgroeven is aangebracht in de omtreksrichting, schuin staand naar de andere zijde van de axiale richting, en een glad gedeelte is gelegen tussen het eerste en het 30 tweede groevengebied.
22. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij een aantal lagervlakken is gevormd, die in de axiale richting van elkaar gescheiden zijn, op het binnenomtreks-vlak van het lagerlichaam.
23. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij het lagerlichaam is bevestigd aan de binnenomtrek van een huis en een luchtkanaal is aangebracht tussen de buitenomtrek van het lagerlichaam en de binnenomtrek van het huis, welk kanaal uitmondt aan de beide einden van het 40 lagerlichaam in de axiale richting. 1010020
NL1010020A 1997-09-08 1998-09-07 Spilmotor en inrichting voor het ondersteunen van de roterende as van een spilmotor. NL1010020C2 (nl)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24298297 1997-09-08
JP24298297A JP3908834B2 (ja) 1997-09-08 1997-09-08 情報機器のスピンドル用モータの支持装置
JP9357943A JPH11191943A (ja) 1997-12-25 1997-12-25 光ディスク装置のスピンドルモータ及び回転軸支持装置
JP35794397 1997-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1010020A1 NL1010020A1 (nl) 1999-03-09
NL1010020C2 true NL1010020C2 (nl) 1999-06-23

Family

ID=26536024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1010020A NL1010020C2 (nl) 1997-09-08 1998-09-07 Spilmotor en inrichting voor het ondersteunen van de roterende as van een spilmotor.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6023114A (nl)
KR (1) KR100549102B1 (nl)
NL (1) NL1010020C2 (nl)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1012170C2 (nl) * 1998-05-28 2001-03-20 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Met olie ge´mpregneerde, gesinterde lager van het hydrodynamische type.
JP2000125505A (ja) * 1998-10-09 2000-04-28 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd モータ
TW413660B (en) * 1999-05-24 2000-12-01 Ind Tech Res Inst Substrate flipping device of a printer
JP4124926B2 (ja) * 1999-09-28 2008-07-23 キヤノン株式会社 スピンドル回転駆動装置および情報記録再生装置ならびに情報記録媒体製造方法
GB2357322B (en) * 1999-12-17 2004-05-19 Sunonwealth Electr Mach Ind Co Bearing structures for a motor rotor
JP3615991B2 (ja) * 2000-06-06 2005-02-02 船井電機株式会社 ディスクプレーヤーのターンテーブル駆動装置
SG104270A1 (en) * 2000-06-14 2004-06-21 Seagate Technology Llc Feed-forward compensation of cage frequency using a reference head in a servo-writer
JP4522619B2 (ja) * 2000-08-09 2010-08-11 株式会社ダイヤメット 焼結含油軸受およびその製造方法およびモータ
US6513979B2 (en) * 2000-08-22 2003-02-04 Ntn Corporation Hydrodynamic oil-impregnated sintered bearing unit
US6450073B1 (en) * 2000-08-22 2002-09-17 David M. Boyer Bearing for multi-spindle bar machine
TW515871B (en) * 2001-08-21 2003-01-01 Ind Tech Res Inst Dynamic-static mixing pressure fluid bearings and method of manufacturing same
GB0125402D0 (en) * 2001-10-23 2001-12-12 Johnson Electric Sa Electric motor
GB0125400D0 (en) * 2001-10-23 2001-12-12 Johnson Electric Sa Electric motor
JP2003176824A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Minebea Co Ltd 流体動圧軸受およびスピンドルモータ
US6980393B2 (en) * 2002-03-12 2005-12-27 Minebea Co., Ltd. Low power spindle motor with a fluid dynamic thrust bearing having a reduced outer diameter
KR100431416B1 (ko) * 2002-08-16 2004-05-13 삼성전기주식회사 동압 베어링이 적용된 모터의 실링 구조
JP4127036B2 (ja) * 2002-12-03 2008-07-30 松下電器産業株式会社 流体軸受装置及びディスク回転装置
JP4127040B2 (ja) * 2002-12-06 2008-07-30 松下電器産業株式会社 流体軸受装置及びディスク回転装置
DE10332696A1 (de) * 2003-07-18 2005-02-03 Robert Bosch Gmbh Wellenlagerung und Lager
US7180534B2 (en) * 2003-08-07 2007-02-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Scanning assemblies, printing devices, and related methods
US20050282713A1 (en) * 2004-03-31 2005-12-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hydrodynamic bearing device and spindle motor using the same
JP4493549B2 (ja) * 2004-07-08 2010-06-30 パナソニック株式会社 ブラシレスモータ
US7459416B2 (en) * 2004-07-12 2008-12-02 Panasonic Corporation Fluid bearing unit and spindle motor using the same
KR101021995B1 (ko) * 2004-10-29 2011-03-16 히다치 겡키 가부시키 가이샤 슬라이딩 베어링용 그리스
US20060192450A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Hsieh Hsin-Mao Heat dissipating fan assembly
TWM284772U (en) * 2005-06-15 2006-01-01 Global Win Technology Co Ltd Improved dust-preventing, oil-returning and lubricating fan structure
TWM287879U (en) * 2005-06-15 2006-02-21 Global Win Technology Co Ltd Improved structure for lubricant preservation and lubrication of fan
JP2007002949A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Sony Corp 軸受ユニット、軸受ユニットを有するモータ及び電子機器
TW200717976A (en) * 2005-10-28 2007-05-01 Sunonwealth Electr Mach Ind Co Structure of bearing
US7567003B2 (en) * 2006-05-02 2009-07-28 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Cooling fan
CN101075759B (zh) * 2006-05-19 2010-05-26 富准精密工业(深圳)有限公司 散热风扇
JP2007321968A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置、ならびにそれを用いたスピンドルモータ及び情報装置
JP2009079658A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Nippon Densan Corp 軸受装置、スピンドルモータ、ディスク駆動装置、および軸受装置の製造方法
JP2010014151A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Oki Data Corp 軸受部材、ベルトユニット及び画像形成装置
KR20110081530A (ko) * 2010-01-08 2011-07-14 삼성전기주식회사 스캐너모터
ITTO20110295A1 (it) * 2011-04-01 2012-10-02 St Microelectronics Srl Dispositivo ad induttore integrato ad elevato valore di induttanza, in particolare per l'uso come antenna in un sistema di identificazione a radiofrequenza
KR101197897B1 (ko) 2012-09-14 2012-11-05 삼성전기주식회사 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
WO2014115360A1 (ja) * 2013-01-25 2014-07-31 並木精密宝石株式会社 光イメージング用プローブ
WO2014115361A1 (ja) * 2013-01-25 2014-07-31 並木精密宝石株式会社 光イメージング用プローブ
US8970984B1 (en) 2014-04-29 2015-03-03 Western Digital Technologies, Inc. Grooved cylindrical seal with increased radial clearance for reduced cost disk drive spindle
JP6105527B2 (ja) * 2014-08-18 2017-03-29 シナノケンシ株式会社 軸受装置及びモータ
JP6244323B2 (ja) * 2015-03-06 2017-12-06 ミネベアミツミ株式会社 軸受構造および送風機
CN107407332B (zh) * 2015-03-17 2019-10-22 Ntn株式会社 烧结轴承的制造方法以及烧结轴承

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB671268A (en) * 1949-04-12 1952-04-30 Edras Improvements in or relating to self-lubricating bearings
US2800373A (en) * 1953-04-14 1957-07-23 Sessions Clock Co Self-lubricating bearing
GB2064676B (en) * 1979-11-30 1984-05-02 Gkn Bound Brook Ltd Bearings
US5488521A (en) * 1988-10-17 1996-01-30 Conner Peripherals, Inc. Information recording apparatus with a non-newtonian liquid bearing
JP2796852B2 (ja) * 1988-10-31 1998-09-10 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 磁気記憶装置及び方法
US5142174A (en) * 1990-03-16 1992-08-25 Ide Russell D Low-profile disk drive motor with deflecting-pad bearings
US5214326A (en) * 1990-09-01 1993-05-25 Nippon Densan Corporation Spindle motor with magnetic shield for magnetic fluid seal
US5559382A (en) * 1992-10-01 1996-09-24 Nidec Corporation Spindle motor
JP2864941B2 (ja) * 1993-04-27 1999-03-08 株式会社日立製作所 回転体軸受装置,モータおよびポリゴンミラーモータ
US5789836A (en) * 1995-03-25 1998-08-04 Sankyo Seiko Mfg. Co., Ltd. Motor having dynamic pressure bearing device
US5770906A (en) * 1995-06-13 1998-06-23 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Compact electric motor construction employing fluid bearings
CN1072333C (zh) * 1995-07-14 2001-10-03 株式会社Ntn 轴承装置
US5746516A (en) * 1995-08-11 1998-05-05 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Porous bearing system having internal grooves and electric motor provided with the same
JP3200556B2 (ja) * 1996-01-30 2001-08-20 株式会社日立製作所 磁性流体軸受ユニットとこれを備えたモータ
US5678929A (en) * 1996-05-20 1997-10-21 Seagate Technology, Inc. Grooved hydrodynamic bearing arrangement including a porous lubricant reservoir
KR100224000B1 (ko) * 1996-08-19 1999-10-15 이형도 소결함유 베어링

Also Published As

Publication number Publication date
NL1010020A1 (nl) 1999-03-09
KR100549102B1 (ko) 2006-04-28
US6023114A (en) 2000-02-08
KR19990029633A (ko) 1999-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1010020C2 (nl) Spilmotor en inrichting voor het ondersteunen van de roterende as van een spilmotor.
US5941646A (en) Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing and bearing device
US5847479A (en) Self-pressure-balanced hydrodynamic bearing spindle motor
JP4481475B2 (ja) 動圧型軸受ユニット
JP3942482B2 (ja) 動圧軸受装置及びこれを備えたモータ
KR100606982B1 (ko) 동압형다공질오일함유베어링및그제조방법
NL1014457C2 (nl) Gesinterd oliehoudend lager en werkwijze voor het vervaardigen ervan en spilmotor voor informatie-apparatuur.
US20090073596A1 (en) Hydrodynamic bearing device, and spindle motor and information processing apparatus equipped with the same
WO2003087596A2 (en) Radial capillary seal for fluid dynamic bearing motors
JP3782889B2 (ja) 動圧型焼結含油軸受
JP2001271828A (ja) 動圧型焼結含油軸受ユニット
JPH11182533A (ja) 動圧型多孔質含油軸受ユニット
JP3908834B2 (ja) 情報機器のスピンドル用モータの支持装置
JP3607480B2 (ja) 動圧型多孔質含油軸受及び軸受装置
JPH11191945A (ja) ハードディスクドライブのスピンドルモータ及び回転軸支持装置
JPH11191944A (ja) レーザビームプリンタのスピンドルモータ及び回転軸支持装置
JP2554634Y2 (ja) 転がり軸受
JP2000035041A (ja) 動圧型焼結含油軸受ユニット
JPH11191943A (ja) 光ディスク装置のスピンドルモータ及び回転軸支持装置
JP2004353871A (ja) 動圧型多孔質含油軸受
JPS5958219A (ja) 含油ジヤ−ナル軸受
JP2900560B2 (ja) 磁気ディスク用軸受装置
JP4170300B2 (ja) 動圧型焼結含油軸受ユニット
JPS5817219A (ja) 動圧形ラジアル軸受装置
JP2005233428A (ja) 焼結含油軸受の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed
RD2N Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report)

Effective date: 19990414

RD2N Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report)

Effective date: 19990419

PD2B A search report has been drawn up
MK Patent expired because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20180906