(57)【要約】【課題】  本発明は、加工コストが低く、且つ組み合わせが容易な流体動圧軸受を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係る流体動圧軸受は、軸孔が形成されたスリーブと前記軸孔に挿入され、且つ前記スリーブと相対回転する回転軸とから成り、該回転軸の外周面及び前記スリーブの内周面の間には、微小隙間が形成されると共に、前記スリーブの内周面若しくは前記回転軸の外周面には、相対回転するとき複数の相応の高圧区と低圧区とが形成される動圧発生溝が形成されて、前記スリーブの前記軸孔の一端に底部が密封されて、前記スリーブには、前記軸孔の前記底部と連通した通気道が、前記軸孔とは別に設けられた。本発明の流体動圧軸受の加工コストが低いうえに、ハウジング及びスリーブを組み合わせることが容易である。【選択図】  図１
2006057840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔が形成されたスリーブと、前記軸孔に挿入され、且つ前記スリーブと相対回転する回転軸とから成り、該回転軸の外周面及び前記スリーブの内周面の間に微小隙間が形成されると共に、前記スリーブの内周面若しくは前記回転軸の外周面に、相対回転するとき、複数の相応の高圧区と低圧区とが形成される動圧発生溝が形成されている流体動圧軸受において、前記スリーブの前記軸孔の一端に底部が密封されて、該スリーブに、前記軸孔の前記底部と連通した通気道が、前記軸孔とは別に設けられたことを特徴とする流体動圧軸受。
【請求項２】
前記通気道が、軸孔と平行な通気穴と、前記軸孔と直交して、前記軸孔の底部及び前記通気穴を互いに連通するための連接穴とを有することを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。
【請求項３】
前記スリーブの壁部には、前記通気道を外部と連通する、前記通気穴よりも大きな内径の栓穴が設けられ、該栓穴を塞いで潤滑剤の漏洩を防止するための栓子が配されていることを特徴とする請求項２に記載の流体動圧軸受。
【請求項４】
前記動圧発生溝が、第一の流道区と第二の流道区とを含み、該第一の流道区が、間隔を有して配列された複数の第一の流道と、各々第一の流道と交錯して配列された複数の第二の流道とを有し、前記第二の流道区が、間隔を有して配列された複数の第三の流道と、各々第三の流道と交錯して配列された複数の第四の流道とを有し、前記各第一の流道が、一方の側に配された第二の流道と前記第一の流道区の低圧区で連結され、前記各第三の流道が、一方の側に配された第四の流道と前記第二の流道区の低圧区で連結されていることを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。
【請求項５】
前記各第一、第二、第三、及び第四の流道の内部が、それぞれ互いに平行に配列されていることを特徴とする請求項４に記載の流体動圧軸受。
【請求項６】
前記各第一の流道が、他方の側に配された第二の流道と前記高圧区で連結され、前記各第三の流道が、他方の側に配された第四の流道と前記高圧区で連結されていることを特徴とする請求項４に記載の流体動圧軸受。
【請求項７】
前記第一の流道と前記第二の流道とが前記高圧区で連結された連結部が、更に前記第三の流道と第四の流道とが前記高圧区で連結された連結部と連結されて、高圧集合区が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の流体動圧軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動圧軸受に関し、特に、ハードディスク装置の主軸モータやファンモータや及びこの類の装置に使用される流体動圧軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一つの流体動圧軸受ユニットを有するモータが開示されている。図4を参照すれば、前記流体動圧軸受ユニットは、一つの内表面に“人”字型の動圧発生溝２１が設けられたスリーブ２と、スリーブ２内に収納されたシャフト１と、を含んでいて、前記スリーブ２の内周面と前記シャフト１の外周面との間には、潤滑流体が充填されている。従って、前記スリーブ２の内周面と前記シャフト１の外周面とが、流体動圧軸受として共に形成されている。そのシャフト１の回転に伴って、動圧発生溝２１内の潤滑流体の働きにより、スリーブ２の内周面とシャフト１の外周面とに相対する方向の動圧が発生し、このスリーブ２とシャフト１とが相対する面の非接触状態が保たれ、スリーブ２とシャフト１との間に磨損やノイズが発生することを防止できる。
【０００３】
一般に、スリーブ２がハウジング３の内に配置された際に、該動圧軸受の内部に空気が残ることがある。そのため、動圧軸受が温度変化の大きな環境下に頻繁に置かれた場合、軸受内の空気が繰り返し膨張収縮される。この際、空気が膨張すると潤滑流体がスリーブ２の開口側端面から漏洩し、空気が収縮すると潤滑流体が不足になり、該動圧軸受の信頼性をさらに損ねている。この問題を解決するために、前記特許文献１のスリーブ２の外表面とハウジング３の内表面との間において、ハウジング３の開口部から底面にまで延びる通気流道４がハウジング３の内壁に形成されている。該通気流道４は、潤滑流体が流出しないように０．３ｍｍ以下０．０２ｍｍ以上にされて、潤滑流体の表面張力により、潤滑流体が流出しないようになっている。
【特許文献１】米国特許公告第６２３６１２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような流体動圧軸受ユニットでは、次のような問題点を有している。
【０００５】
前記流体動圧軸受ユニットでは、近年のパソコン等の電子機器や家庭電化製品においてはダウンサイジングが進んでおり、それに伴い、電子機器等に取り付けられるハードディスク装置の主軸モータやファンモータ等の電動機も小型化・薄型化が要求されている。内径の小径化により、スリーブ内径が２ｍｍ以下になると、加工バイトのシャンク径を１ｍｍ以下にしなければならず、加工の際の材料の振れ回り等により、加工バイトが異常な振動を起こし、加工バイトの折れが頻繁に発生してしまう。これを防ぐため、加工速度を落すと加工時間が増加し、軸受コストの増大を招いていた。この場合、前記ハウジング３に通気流道４を加工するのと共に、スリーブ２の内周面に動圧発生溝２１を加工しなければならないので、ハウジング３やスリーブ２に相当の加工コストが必要となって、軸受の加工コストの更なる増大を招いている。更に、ハウジング３やスリーブ２がそれぞれ加工されるので、それらを組み合わせる際に、互いの構造の損失を防止するために十分に注意することが必要であって、ハウジング３とスリーブ２とを組み合わせることが不便である。
【０００６】
従って、本発明は、加工コストが低く、且つ組み合わせが容易である流体動圧軸受を提供することを主な目的とする。
【０００７】
本発明は、潤滑剤における分流効果が良く、且つ漏洩を有効に防止できる流体動圧軸受を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記主な目的を実現するために、本発明に係る流体動圧軸受は、軸孔が形成されたスリーブと前記軸孔に挿入され、且つ前記スリーブと相対回転する回転軸とから成り、該回転軸の外周面及び前記スリーブの内周面の間に微小隙間が形成されると共に、前記スリーブの内周面若しくは回転軸の外周面に、相対回転するとき、複数の相応の高圧区と低圧区とが形成される動圧発生溝が形成されて、前記スリーブの前記軸孔の一端に底部が密封され、該スリーブに、該軸孔の前記底部と連通した通気道が前記軸孔とは別に設けられた。また、前記通気道が、前記軸孔と平行な通気穴と、前記軸孔と直交して、軸孔の底部及び前記通気穴を互いに連通するための連接穴とを有する；且つ、前記スリーブの壁部には、更に前記通気道を外部と連通する、前記通気道よりも大きな内径の栓穴が設けられ、該栓穴を塞いで潤滑剤の漏洩を防止するための栓子が配されている。
【０００９】
前記別の目的を実現するために、本発明に係る流体動圧軸受は、前記動圧発生溝が、第一の流道区と第二の流道区とを含み、該第一の流道区が、間隔を有して配列された複数の第一の流道と、各々第一の流道と交錯して配列された複数の第二の流道とを有し、前記第二の流道区が、間隔を有して配列された複数の第三の流道と、各々第三の流道と交錯して配列された複数の第四の流道とを有し、前記各第一の流道が、一方の側に配された第二の流道と前記第一の流道区の低圧区で連結され、前記各第三の流道が、一方の側に配された第四の流道と前記第二の流道区の低圧区で連結されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流体動圧軸受は以下の利点を少なくとも含む。本発明の流体動圧軸受の通気道がスリーブの壁部に形成されているので、スリーブを支持するためのハウジングの内周面に精細的な加工が必要ない。また、スリーブだけを加工し、加工の工程を減少して、それに軸受の加工コストが下げられ、且つ、ハウジング及びスリーブを組み合わせる時に、構造の損失を心配することがなく、組み合わせることが容易になる。また、本発明の流体動圧軸受の動圧発生溝は、各低圧区がすべて二つの分流道を含むので、低圧区の潤滑剤を速く分流させて、圧力が比較的小さな低圧区を得ることができ、潤滑剤の漏洩を有効的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係る流体動圧軸受の具体例の構成を詳細に説明する。
【００１２】
図１及び図２を参照し、本発明による流体動圧軸受の第１の実施状態を示す。図１は、本発明の第１の実施例による流体動圧軸受を示す局部断面図である。本発明の流体動圧軸受は、相対回転する回転軸５０と、この回転軸５０を挿入したスリーブ１０とから成り、該回転軸５０の外周面とスリーブ１０の内周面（以下、二つの支持面という）との間に微小隙間が形成されると共に、該スリーブ１０の内周面（若しくは回転軸２０の外周面）に網状の動圧発生溝１００が形成され、前記二つの支持面の間の微小隙間に、二つの支持面を相対的に回転可能に支持する潤滑剤が配されている。回転軸５０がスリーブ１０と相対的に回転するのに伴って、動圧発生溝１００の働きにより、この潤滑剤にラジアル方向の動圧が発生するので、このラジアル方向に回転軸５０とスリーブ１０とが非接触状態をもって相対に回転できる。
【００１３】
前記スリーブ１０の軸心方向に軸孔２０が設けられて、該軸孔２０の一端に底部が密封されている。該スリーブ１０の軸孔２０の片側（壁部）には、通気道３０が軸孔２０とは別に設けられている。該通気道３０は、軸孔２０と平行な通気穴３２と、軸孔２０と直交し、且つ軸孔２０の底部及び通気穴３２を互いに連通するための連接穴３４とを有する。この場合、回転軸５０を前記スリーブ１０の軸孔２０に挿入する際に、この回転軸５０の端部と軸孔２０の底部との間の空気が前記通気道３０から逃げ出す。従って潤滑剤内に空気が残ることが防止できる。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施例による流体動圧軸受の動圧発生溝１００の円周方向での展開図である。前記動圧発生溝１００は、第一の流道区１１と第二の流道区１２とを含み、該第一の流道区１１と第二の流道区１２との間に内接する動圧発生溝１００の中心線としての分界線１８を有する。該第一の流道区１１は、間隔を有し、且つ互いに平行に配列された複数の第一の流道１３と、各々第一の流道１３と交錯して、且つ互いに平行に配された複数の第二の流道１４とを有する。第一の流道１３と第二の流道１４とは、それぞれ前記分界線１８と鋭角を成して交差する。これら二つの鋭角の大小は同じではなく、且つ各第一の流道１３の両端部には、それぞれその両側に近寄る二つの第二の流道１４の両端部と連接する連接部が形成されている。ここで、分界線１８に近寄る連接部を高圧区とし、分界線１８から離れた連接部を低圧区とする。前記の第二の流道区１２は、分界線１８に基準線として第一の流道区１１と線対称に配されている。即ち、該第二の流道区１２は、第一の流道１３と線対称の位置に、間隔を有して平行に配列された複数の第三の流道１５と、一部が第二の流道１４と線対称の位置にて各々第一の流道１３と交錯して、且つ互いに平行に配列された複数の第四の流道１６とを有する。第二の流道区１２には、第一の流道区１１と同様の高圧区と低圧区とが形成されている。前記第一の流道区１１と第二の流道区１２とのそれぞれの二つの高圧区としての連接部が、分界線１８により近い位置に連接されて、更に高圧集合区１７が形成されている。従って、上記二つの支持面の非接触状態が効果に保たれる。
【００１５】
全体から見て、動圧発生溝１００は、互いに連結した複数の人字型の溝が組み合わされて成り、各人字型の溝は分流道を二つ含み、また、該分流道が更に二つの比較的に小さな分流道１３（１５）、１４（１６）を含んでいる。更に、第一（二）の流道区１１（１２）において、分流道１３（１５）と分流道１４（１６）とが、分界線１８により近い場所、及び分界線１８からより離れた場所にてそれぞれ連結して低圧区及び高圧区が形成されて、網状の動圧発生溝１０が形成されている。
【００１６】
回転軸５０がスリーブ１０と相対に回転するときには、動圧発生溝１００の働きにより、潤滑剤が低圧区から分流道１３、１４、１５、１６に沿って集合区１７へ流動する。この際、集合区１７で潤滑剤にラジアル方向の動圧が発生する。該動圧は、このラジアル方向で回転軸５０とスリーブ１０との非接触状態を保つのに利用される。一方で、低圧区における潤滑剤が、分流道１３、１４若しくは分流道１５、１６に沿って集合区１７へ流動する際、低圧区の圧力が漸次小さくなり、スリーブ１０の開口側の端面からの潤滑剤流出が有効的に防止される。
【００１７】
上記第１の実施状態において、各々分流道の形状は線状である。本発明の各々分流道の形状は曲線状とされても上記第１の実施状態と同様の効果が得られる。
【００１８】
図３を参照し、本発明による流体動圧軸受の第２の実施状態を示す。該第２の実施状態は、本発明の第１の実施例による通気道を改善してなる構造である。図３は、本発明の第２の実施例による流体動圧軸受を示す局部断面図である。該スリーブ１０’の軸孔２０’の片側には、通気道３０’が設けられている。該通気道３０’は、軸孔２０’と平行な通気穴３２と、軸孔２０’と直交して、軸孔２０’の底部及び通気穴３２’を互いに連通するための連接穴３４’とを有する。該スリーブ１０’の壁部には、更に通気道３０’を外部と連通する、通気道３０’よりも大きな内径の栓穴３６が設けられ、該栓穴３６を塞いで潤滑剤の漏洩を防止するための栓子４０が配されている。この場合、前記栓穴３６が連接穴３４’と相対する時は、連接穴３４’の加工が更に簡単にできる。
【００１９】
上記第２の実施状態において、通気道が回転軸に形成されても上記第２の実施状態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態における流体動圧軸受の局部断面図である。
【図２】図１に示す流体動圧軸受の動圧発生溝の円周方向での展開図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態における流体動圧軸受の局部断面図である。
【図４】従来の動圧軸受の局部断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０、１０’  スリーブ
２０、２０’  軸孔
３０、３０’  通気道
３２、３２’  通気穴
３４、３４’  連接穴
３６  栓穴
４０  栓子
５０  回転軸
１００  動圧発生溝
１１  第一の流道区
１２  第二の流道区
１３  第一の流道
１４  第二の流道
１５  第三の流道
１６  第四の流道
１７  集合区
１８  分界線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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