(57)【要約】【課題】従来の流体軸受では、製造上のバラツキのため、設計とは異なるスリーブ中空部で傾きが生じるため、スラスト軸受浮上量が設計値と異なる。浮上量が設計値より小さくなればスラスト方向にコスレが生じる可能性があり、大きくなればスラスト軸受の過浮上が生じる可能性がある。【解決手段】ラジアル軸受の上軸受、下軸受の軸受長さを、スリーブの傾き方向に応じて決める（中空部が狭い所は軸受長さを短く、中空部が広い所は軸受長さを長くする）ことにより、スラスト方向のコスレを防止し、かつスラスト軸受の過浮上を防止する。【選択図】  図１
2004183733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと前記シャフトに対して相対的に回転自在に嵌め合わされたスリーブを備え、前記シャフトの外周または前記スリーブの内周のいずれか一方に圧力発生溝を備えて、前記圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたラジアル軸受を構成し、前記シャフトの端面にスラスト板を備え、前記スラスト板に前記と別の圧力発生溝を備えて、この圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたスラスト軸受を構成した流体軸受において、前記スリーブの中空部を上側で広く下側で狭くして、前記ラジアル軸受の軸受長さが上側で長く下側で短いことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
シャフトと前記シャフトに対して相対的に回転自在に嵌め合わされたスリーブを備え、前記シャフトの外周または前記スリーブの内周のいずれか一方に圧力発生溝を備えて、前記圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたラジアル軸受を構成し、前記シャフトの端面にスラスト板を備え、前記スラスト板に前記と別の圧力発生溝を備えて、この圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたスラスト軸受を構成した流体軸受において、前記スリーブの中空部を上側で狭く下側で広くして、前記ラジアル軸受の軸受長さが上側で短く下側で長いことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項３】
シャフトと前記シャフトに対して相対的に回転自在に嵌め合わされたスリーブを備え、前記シャフトの外周または前記スリーブの内周のいずれか一方に圧力発生溝を備えて、前記圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたラジアル軸受を構成し、前記シャフトの端面にスラスト板を備え、前記スラスト板に前記と別の圧力発生溝を備えて、この圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたスラスト軸受を構成した流体軸受において、前記スリーブの中空部について、ラジアル軸受の上軸受では上側で狭く下側で広く、下軸受では上側が広く下側で狭くして、前記ラジアル軸受の軸受長さが、上軸受では上側で短く下側で長く、下軸受では上側で長く下側で短いことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項４】
シャフトと前記シャフトに対して相対的に回転自在に嵌め合わされたスリーブを備え、前記シャフトの外周または前記スリーブの内周のいずれか一方に圧力発生溝を備えて、前記圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたラジアル軸受を構成し、前記シャフトの端面にスラスト板を備え、前記スラスト板に前記と別の圧力発生溝を備えて、この圧力発生溝の間に密封された所に液体または気体である流体を備えたスラスト軸受を構成した流体軸受において、前記スリーブの中空部について、ラジアル軸受の上軸受では上側で広く下側で狭く、下軸受では上側で狭く下側で広くして、前記ラジアル軸受の軸受長さが、上軸受では上側で長く下側で短く、下軸受では上側で短く下側で長いことを特徴とする流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ等に使用される流体軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下図５または図６を参照しながら従来の流体軸受装置の一例について説明する。図５または図６は従来の流体軸受装置の断面図である。図５または図６において、１はシャフトであり、スリーブ２と共に回転自在に嵌め合わされている。前記シャフト１の端面１Ａには、スラスト板３が当接し、前記スリーブ２の端部に固定されている。前記スラスト板３には圧力発生溝３Ａが設けられ、潤滑剤４が注入され、スラスト軸受を構成する。前記スリーブ２の内周または前記シャフト１の外周には圧力発生溝２Ａ、２Ｂが設けられ、潤滑剤４が注入され、ラジアル軸受を構成する。前記ラジアル軸受は２つ以上設けられ、ラジアル軸受の上側にある上軸受５の軸受長さは上側より下側の方が短く、ラジアル軸受の下側にある下軸受６は下側より上側の方が短い。一方、前記スリーブ２の中空部の形状は設計上傾きがないが、実際に製造するとバラツキにより、図５のように上側が広く下側が狭くなったり、図６のように上側が狭く下側が広くなったりする。
【０００３】
以上のように構成された流体軸受について、以下その動作について説明する。図示しないモータに通電すると、前記シャフト１または前記スリーブ２と前記スラスト板３が回転を始める。前記潤滑剤４は圧力発生溝２Ａ、２Ｂ、３Ａのポンピング作用により圧力を発生し、無接触回転する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−１６３２１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年流体軸受は従来以上に高精度なものが要求されているが、均一になるように設計されているシャフトとスリーブの軸受隙間を実際に製造すると、スリーブの中空部に傾きが生じ、軸受隙間が均一にならず、悪影響が顕著になってきた。すなわち、図５のように、スリーブ中空部の上側が広く下側が狭いと、ラジアル軸受の上側の軸受隙間が広く下側の軸受隙間が狭くなり、下軸受の下側の軸受長さが上側の軸受長さより長いため、その不均等部分に潤滑剤が滞ってスラスト軸受側に流れにくくなり、スラスト軸受の浮上量が設計値より小さくなり、スラスト方向のコスレが生じるという悪影響が現れ、逆に、図６のように、スリーブ中空部の上側が狭く下側が広いと、上側の軸受隙間が狭く下側の軸受隙間が広くなり、上軸受の上側の軸受長さが下側の軸受長さよりも長いため、上軸受からの潤滑剤のポンピング作用が過大となって、スラスト軸受の浮上量が設計値より大きくなり、スラスト軸受の過浮上が引き起こされる悪影響が現れるということである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、設計上スリーブ中空部の上側を広く下側を狭くした上で、ラジアル軸受の軸受隙間の上側を広く下側を狭くし、ラジアル軸受の上軸受、下軸受とも軸受長さを上側が長く下側が短くなるようにする。または、設計上スリーブ中空部の上側を狭く下側を広くした上で、軸受隙間の上側を広く下側を狭くし、上軸受、下軸受とも軸受長さを上側が短く下側が長くなるようにする。いずれの場合も、スラスト軸受の浮上量を適正にできるので、スラスト方向のコスレを防止し、かつ、スラスト軸受の過浮上を防止する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に本発明の実施の形態を示す。
【０００８】
（実施の形態１）
図１は、請求項１に記載の流体軸受装置の断面図である。図１において、１１はシャフトであり、スリーブ１２と共に回転自在に嵌め合わされている。前記シャフト１１の端面１１Ａにはスラスト板１３が当接し、前記スリーブ１２の端面に固定されている。前記スラスト板１３には、圧力発生溝１３Ａが設けられ、潤滑剤１４が注入され、スラスト軸受を構成する。前記スリーブ１２の内周または前記シャフト１１の外周には圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂが設けられ、潤滑剤１４が注入され、ラジアル軸受を構成する。このラジアル軸受は２つ設けられている。また、前記スリーブ１２は、上側で広く下側で狭くなるようにしておく。この時、前記シャフト１１と前記スリーブ１２の間の軸受隙間は、上側で広く下側で狭くなっている。
【０００９】
以上のように構成された流体軸受について、以下その動作について説明する。図示しないモータに通電すると、前記シャフト１１または前記スリーブ１２と前記スラスト板１３が回転を始める。前記潤滑剤１４は圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａのポンピング作用により圧力を発生し、無接触回転する。
【００１０】
ここで、ラジアル軸受の上側にある上軸受１５、下側にある下軸受１６の軸受長さの不均等を、それぞれ上側の長さの方が下側の長さよりも長くなるようにしておく。前記下軸受１６の下側軸受長さが短いため、前記潤滑剤１４が滞ることなくスラスト軸受に流れ、スラスト方向のコスレが防止できる。なお、前記スリーブ１２の形状では、スラスト軸受の過浮上は元来起こらない。
【００１１】
（実施の形態２）
図２は、請求項２に記載の流体軸受装置の断面図である。図２において、１１はシャフトであり、スリーブ１２と共に回転自在に嵌め合わされている。前記シャフト１１の端面１１Ａにはスラスト板１３が当接し、前記スリーブ１２の端面に固定されている。前記スラスト板１３には、圧力発生溝１３Ａが設けられ、潤滑剤１４が注入され、スラスト軸受を構成する。前記スリーブ１２の内周または前記シャフト１１の外周には圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂが設けられ、潤滑剤１４が注入され、ラジアル軸受を構成する。このラジアル軸受は２つ設けられている。また、前記スリーブ１２は、上側で狭く下側で広くなるようにしておく。この時、前記シャフト１１と前記スリーブ１２の間の軸受隙間は、上側で狭く下側で広くなっている。
【００１２】
以上のように構成された流体軸受について、以下その動作について説明する。図示しないモータに通電すると、前記シャフト１１または前記スリーブ１２と前記スラスト板１３が回転を始める。前記潤滑剤１４は圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａのポンピング作用により圧力を発生し、無接触回転する。
【００１３】
ここで、ラジアル軸受の上側にある上軸受１５、下側にある下軸受１６の軸受長さの不均等を、それぞれ上側の長さの方が下側の長さよりも短くなるようにしておく。前記上軸受１５の下側軸受長さが長いため、前記潤滑剤１４が前記下軸受１６に行きにくくなるため、スラスト軸受に余分な前記潤滑剤１４が回りにくくなり、スラスト軸受の過浮上が防止できる。なお、前記スリーブ１２の形状では、スラスト方向のコスレは元来起こらない。
【００１４】
（実施の形態３）
図３は、請求項３に記載の流体軸受装置の断面図である。図３において、１１はシャフトであり、スリーブ１２と共に回転自在に嵌め合わされている。前記シャフト１１の端面１１Ａにはスラスト板１３が当接し、前記スリーブ１２の端面に固定されている。前記スラスト板１３には、圧力発生溝１３Ａが設けられ、潤滑剤１４が注入され、スラスト軸受を構成する。前記スリーブ１２の内周または前記シャフト１１の外周には圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂが設けられ、潤滑剤１４が注入され、ラジアル軸受を構成する。このラジアル軸受は２つ設けられている。また、前記スリーブ１２は、ラジアル軸受の上側にある上軸受１５の上側で狭く下側で広く、ラジアル軸受の下側にある下軸受１６の上側で広く下側で狭くなるようにしておく。この時、前記シャフト１１と前記スリーブ１２の間の軸受隙間は、前記上軸受１５では上側で狭く下側で広く、前記下軸受１６では上側で広く下側で狭くなっている。
【００１５】
以上のように構成された流体軸受について、以下その動作について説明する。図示しないモータに通電すると、前記シャフト１１または前記スリーブ１２と前記スラスト板１３が回転を始める。前記潤滑剤１４は圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａのポンピング作用により圧力を発生し、無接触回転する。
【００１６】
ここで、前記上軸受１５の軸受長さの不均等は上側の長さを短く下側の長さを長くし、前記下軸受１６の軸受長さの不均等は上側の長さを長く下側の長さを短くなるようにしておく。前記上軸受１５の下側軸受長さが長いため、前記潤滑剤１４が前記下軸受１６に行きにくくなるため、スラスト軸受に余分な前記潤滑剤１４が回りにくくなり、スラスト軸受の過浮上が防止できる。前記下軸受１６の下側軸受長さが短いため、前記潤滑剤１４が滞ることなくスラスト軸受に流れ、スラスト方向のコスレが防止できる。
【００１７】
（実施の形態４）
図４は、請求項４に記載の流体軸受装置の断面図である。図３において、１１はシャフトであり、スリーブ１２と共に回転自在に嵌め合わされている。前記シャフト１１の端面１１Ａにはスラスト板１３が当接し、前記スリーブ１２の端面に固定されている。前記スラスト板１３には、圧力発生溝１３Ａが設けられ、潤滑剤１４が注入され、スラスト軸受を構成する。前記スリーブ１２の内周または前記シャフト１１の外周には圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂが設けられ、潤滑剤１４が注入され、ラジアル軸受を構成する。このラジアル軸受は２つ設けられている。また、前記スリーブ１２は、ラジアル軸受の上側にある上軸受１５の上側で広く下側で狭く、ラジアル軸受の下側にある下軸受１６の上側で狭く下側で広くなるようにしておく。この時、前記シャフト１１と前記スリーブ１２の間の軸受隙間は、前記上軸受１５では上側で広く下側で狭く、前記下軸受１６では上側で狭く下側で広くなっている。
【００１８】
以上のように構成された流体軸受について、以下その動作について説明する。図示しないモータに通電すると、前記シャフト１１または前記スリーブ１２と前記スラスト板１３が回転を始める。前記潤滑剤１４は圧力発生溝１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａのポンピング作用により圧力を発生し、無接触回転する。
【００１９】
ここで、前記上軸受１５の軸受長さの不均等は上側の長さを長く下側の長さを短くし、前記下軸受１６の軸受長さの不均等は上側の長さを短く下側の長さを長くなるようにしておく。前記シャフト１１と前記スリーブ１２の形状から、スラスト軸受の過浮上の防止とスラスト方向のコスレの防止が同時にできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上から明らかなように、スリーブの中空部の傾きに応じて、広い所の軸受長さを長く、狭い所の軸受長さを短くすることにより、スラスト方向のコスレとスラスト軸受の過浮上を同時に防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態２を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態３を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態４を示す断面図
【図５】従来の流体軸受装置を示す断面図
【図６】従来の流体軸受装置を示す断面図
【符号の説明】
１    シャフト
１Ａ  シャフト１の端面
２    スリーブ
２Ａ  スリーブ２の内周またはシャフト１の外周における圧力発生溝
２Ｂ  スリーブ２の内周またはシャフト１の外周における圧力発生溝
３    スラスト板
３Ａ  スラスト板３における圧力発生溝
４    潤滑剤
５    ラジアル軸受の上軸受
６    ラジアル軸受の下軸受
１１    シャフト
１１Ａ  シャフト１１の端面
１２    スリーブ
１２Ａ  スリーブ１２の内周またはシャフト１１の外周における圧力発生溝
１２Ｂ  スリーブ１２の内周またはシャフト１１の外周における圧力発生溝
１３    スラスト板
１３Ａ  スラスト板１３における圧力発生溝
１４    潤滑剤
１５    ラジアル軸受の上軸受
１６    ラジアル軸受の下軸受
【図１】
2004183733.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004183733.tif 000006
【図５】
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【図６】
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