(57)【要約】【課題】流体軸受を小型化するために、ラジアル軸受の軸受長さを不均等にして、高温時での軸受浮上量を適切にすることができたが、そのままでは、常温時や低温時には軸受が過浮上するため、複数個のラジアル軸受の間とスラスト熟受を連通させる循環穴を設けて、常温での軸受過浮上は防止することができるようになった（現在特許出願中）。しかし、低温時には軸受過浮上を防止することができない場合があり、広範囲の温度域で流体軸受を使用することが困難になりかねない。【解決手段】複数個あるラジアル軸受の内で、スラスト板から遠い方のラジアル軸受の軸受隙間を、スラスト板から遠くなるほど広くする。ラジアル軸受側の循環穴開口部での圧力が低下することから、スラスト軸受からラジアル軸受への流体の移動量が増加するため、スラスト軸受の圧力も低下し、低温域での軸受過浮上を防止することができる。【選択図】  図１
2005009578.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複数個の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、前記複数個のラジアル軸受の間と前記スラスト軸受を連通している循環穴を有する流体軸受において、前記スラスト板から遠い方にあるラジアル軸受における軸受隙間が、前記スラスト板から遠くなるほど広くなることを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
請求項１記載のスラスト板から遠い方にあるラジアル軸受における軸受隙間の広がり方が径１μｍ以下である流体軸受装置。
【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３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３は従来の流体軸受装置の断面図である。図３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５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、複数個のラジアル軸受６（前記スラスト板３から遠い方）、７（前記スラスト板３から近い方）を構成する。前記ラジアル軸受６、７の間には、潤滑剤４で満たされた潤滑剤溜り８を有する。前記スラスト軸受５と前記潤滑材溜り８の間には、互いに連通している循環穴９が設けられ、前記スラスト軸受５の前記潤滑剤４の一部が前記潤滑剤溜り８の方へ行くことにより、前記スラスト軸受５の圧力を減少させて、常温では軸受過浮上を防止する役割を有する。
【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ながら、無接触回転し、軸受が浮上する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２８５５２号公報（４〜６頁、図１）
【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。特に、流体軸受を小型化するために、ラジアル軸受の軸受長さを不均等にして、高温時での軸受浮上量を適切にすることができたが、そのままでは、常温時や低温時には軸受が過浮上するため、ラジアル軸受とスラスト軸受の間を連通させる循環穴を設けて、常温での軸受過浮上は防止することができるようになった（現在特許出願中）。しかし、低温時には軸受過浮上を防止することができない場合があり、広範囲の温度域で流体軸受を使用することが困難になりかねない。
【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、複数個あるラジアル軸受の内でスラスト板から遠い方のラジアル軸受に関して、スリーブ中空部をスラスト板から遠くなるほど広くすることにより、軸受隙間もスラスト板から遠くなるほど広くなる。ラジアル軸受側の循環穴開口部での圧力が低下することから、スラスト軸受からラジアル軸受への流体の移動量が増加するため、スラスト軸受の圧力も低下し、低温域での軸受過浮上を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、図２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１５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、２つのラジアル軸受１６（前記スラスト板１３から遠い方）、１７（前記スラスト板１３から近い方）を構成する。前記ラジアル軸受１６と１７の間には、潤滑剤１４で満たされた潤滑剤溜り１８が設けられている。前記スラスト軸受１５と、前記潤滑剤溜り１８の間を連通する循環穴１９が設けられている。また、前記ラジアル軸受１６に対応する前記スリーブ１２の中空部は、前記スラスト板１３から遠くなるほど広くなるようにしておく。この時、前記ラジアル軸受１６に対応する前記シャフト１１と前記スリーブ１２の間の軸受隙間２０は、前記スラスト板１３から遠くなるほど広くなっている。
【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は前記圧力発生溝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、前記循環穴１９により、前記スラスト軸受１５に発生した過大な前記潤滑剤１４の一部が、前記潤滑剤溜り１８の方へ流れ、前記スラスト軸受１５の過大な圧力が緩和される。この時、前記軸受隙間２０が前記スラスト板１３から遠くなるほど広くなっているために、前記潤滑剤溜り１８での圧力をより低くすることができて、前記スラスト軸受１５から前記潤滑剤溜り１８への前期潤滑剤１４の流れる量が増加し、前記スラスト軸受１５での圧力の減少量が大きくなり、常温のみならず低温域でも、軸受の過浮上を防止することができる。
【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、２１はシャフトであり、スリーブ２２と共に回転自在に嵌め合わされている。前記シャフト２１の端面２１Ａにはスラスト板２３が当接し、前記スリーブ２２の端面に固定されている。前記スラスト板２３には、圧力発生溝２３Ａが設けられ、潤滑剤２４が注入され、スラスト軸受２５を構成する。前記スリーブ２２の内周または前記シャフト２１の外周には圧力発生溝２２Ａ、２２Ｂが設けられ、潤滑剤２４が注入され、２つのラジアル軸受２６（前記スラスト板２３から遠い方）、２７（前記スラスト板２３から近い方）を構成する。前記ラジアル軸受２６と２７の間には、潤滑剤２４で満たされた潤滑剤溜り２８が設けられている。前記スラスト軸受２５と、前記潤滑剤溜り２８の間を連通する循環穴２９が設けられている。また、前記ラジアル軸受２６に対応する前記スリーブ２２の中空部は、前記スラスト板２３から遠くなるほど広くなるようにしておく。この時、前記ラジアル軸受２６に対応する前記シャフト２１と前記スリーブ２２の間の軸受隙間３０は、前記スラスト板２３から遠くなるほど、最大で径１μｍだけ広くなっている。
【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２１または前記スリーブ２２と前記スラスト板２３が回転を始める。前記潤滑剤２４は前記圧力発生溝２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ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、前記循環穴２９により、前記スラスト軸受２５に発生した過大な前記潤滑剤２４の一部が、前記潤滑剤溜り２８の方へ流れ、前記スラスト軸受２５の過大な圧力が緩和される。この時、前記軸受隙間３０が前記スラスト板２３から遠くなるほど広くなっているために、前記潤滑剤溜り２８での圧力をより低くすることができて、前記スラスト軸受２５から前記潤滑剤溜り２８への前期潤滑剤２４の流れる量が増加し、前記スラスト軸受２５での圧力の減少量が大きくなり、常温のみならず低温域でも、軸受の過浮上を防止することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上から明らかなように、複数個のラジアル軸受の間とスラスト軸受を連通させる循環穴がある場合に、スラスト板から遠い方のラジアル軸受におけるシャフトとスリーブの軸受隙間を、スラスト板から遠くなるほど広くすると、ラジアル軸受での圧力が低下し、循環穴の作用であるスラスト軸受からラジアル軸受への潤滑剤の移動が著しくなり、スラスト軸受での圧力の減少量が多くなることから常温のみならず低温域でも軸受過浮上を防止することができる。
【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】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、  スラスト軸受
６、  スラスト板３から遠い方のラジアル軸受
７、  スラスト板３から近い方のラジアル軸受
８、  潤滑剤溜り
９、  循環穴
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、  スラスト軸受
１６、  スラスト板１３から遠い方のラジアル軸受
１７、  スラスト板１３から近い方のラジアル軸受
１８、  潤滑剤溜り
１９、  循環穴
２０、  ラジアル軸受１６でのシャフト１１とスリーブ１２の軸受隙間
２１、  シャフト
２１Ａ、シャフト２１の端面
２２、  スリーブ
２２Ａ、スリーブ２２の内周またはシャフト２１の外周における圧力発生溝
２２Ｂ、スリーブ２２の内周またはシャフト２１の外周における圧力発生溝
２３、  スラスト板
２３Ａ、スラスト板２３における圧力発生溝
２４、  潤滑剤
２５、  スラスト軸受
２６、  スラスト板２３から遠い方のラジアル軸受
２７、  スラスト板２３から近い方のラジアル軸受
２８、  潤滑剤溜り
２９、  循環穴
３０、  ラジアル軸受２６でのシャフト２１とスリーブ２２の軸受隙間
【図１】
2005009578.tif 000003
【図２】
2005009578.tif 000004
【図３】
2005009578.tif 000005