(57)【要約】【課題】広範囲の温度領域で回転部が過浮上することのない流体軸受装置を提供する。【解決手段】サブスラスト軸受８におけるスリーブ２とフランジ３との隙間のみを、シャフト１から遠ざかるにつれて狭くすることにより、潤滑油６の粘性が高くなる低温領域で、サブスラスト軸受８におけるスリーブ２とフランジ３との隙間が均等に設定されたときに比べサブスラスト軸受８に発生する力を大きくできる。この結果、浮上力を抑制して過浮上を防止できる。また、狭くする寸法差が小さいため、高温領域での圧力差も小さいため浮上量に悪影響を与えることもない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に回転自在に嵌め合わされたシャフトとスリーブとを備え、前記シャフトの外周またはスリーブの内周のいずれか一方に設けた第２の圧力発生溝を含む空間に流体を充填させてラジアル軸受を構成した流体軸受装置において、前記シャフトの片端に設けたシャフト外径より大きな円板状のフランジと、前記フランジを収納しフランジ側のスリーブ開口部を覆い前記スリーブに当接するカバーとをさらに備え、前記フランジの両面に第１の圧力発生溝を設け、第１の圧力発生溝を含む周辺空間に流体を充填させてメインスラスト軸受とサブスラスト軸受を構成し、前記サブスラスト軸受を構成する前記スリーブとフランジとの隙間のみを、前記シャフトから遠ざかるにつれて狭くすることを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
第１の圧力発生溝と対向するスリーブの内周から外周に向かってテーパを設けた請求項１記載の流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、図２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。シャフト２１の端面２１Ａには、フランジ２３を接合固定している。フランジ２３の両面には圧力発生溝２４、圧力発生溝２５が設けられており、潤滑剤２６が注入され、メインスラスト軸受２７（圧力発生溝２４側）およびサブスラスト軸受２８（圧力発生溝２５側）を構成している。
【０００３】
一方、スリーブ２２の内周またはシャフト２１の外周には圧力発生溝２９Ａ（フランジ２３から遠い方）、圧力発生溝２９Ｂ（フランジ２３から近い方）が設けられ、潤滑剤２６が注入され、ラジアル軸受３０Ａ（圧力発生溝２９Ａ側）およびラジアル軸受３０Ｂ（圧力発生溝２９Ｂ側）を構成している。
【０００４】
以上のように構成された流体軸受装置について、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、シャフト２１とフランジ２３あるいはスリーブ２２の一方が回転を始める。潤滑剤２６は圧力発生溝２４、圧力発生溝２５、圧力発生溝２９Ａ、圧力発生溝２９Ｂのポンピング作用により圧力を発生する。すなわち、ラジアル軸受３０Ａおよびラジアル軸受３０Ｂによりシャフト２１とスリーブ２２が無接触状態で回転するとともに、メインスラスト軸受２７およびサブスラスト軸受２８によって回転部が浮上する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、シャフトと平行な方向に、環状隙間を変化させた例がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２８５５２号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、流体軸受装置は従来以上に小型薄型化され高精度なものが要求されている。特に、ラジアル軸受とスラスト軸受の両方を備えた流体軸受装置では、薄型化にともない高温雰囲気下において浮上量を適切に設定すると、低温雰囲気下で回転部が過浮上することがあった。これは低温雰囲気下で流体の粘性が高まりスラスト軸受の影響がそのまま過浮上につながるためで、広範囲の温度領域で使用するには問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明の流体軸受装置は、メインスラスト軸受の隙間を一定にしておき、スリーブとフランジ片面で構成するサブスラスト軸受の隙間を、シャフトから遠ざかるにつれて狭くすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
サブスラスト軸受の隙間をシャフトから遠ざかるにつれて狭くしていくと、サブスラスト軸受に発生する圧力が高くなる（サブスラスト軸受に発生する力が大きくなる）ので、メインスラスト軸受における浮上力を抑制させることができる。その結果、低温域を含めた幅広い温度範囲で過浮上を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
相対的に回転自在に嵌め合わされたシャフトとスリーブとを備え、前記シャフトの外周またはスリーブの内周のいずれか一方に設けた第２の圧力発生溝を含む空間に流体を充填させてラジアル軸受を構成した流体軸受装置において、前記シャフトの片端に設けたシャフト外径より大きな円板状のフランジと、前記フランジを収納しフランジ側のスリーブ開口部を覆い前記スリーブに当接するカバーとをさらに備え、前記フランジの両面に第１の圧力発生溝を設け、第１の圧力発生溝を含む周辺空間に流体を充填させてメインスラスト軸受とサブスラスト軸受を構成し、前記サブスラスト軸受を構成する前記スリーブとフランジとの隙間のみを、前記シャフトから遠ざかるにつれて狭くすることを特徴とする流体軸受装置であり、例えば、第１の圧力発生溝と対向するスリーブの内周から外周に向かってテーパを設けることで、サブスラスト軸受の隙間をシャフトから遠ざかるにつれて狭くする。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の流体軸受装置の一実施例である。図１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。シャフト１の片方の端面１Ａに予めシャフト外径より大きな円板状のフランジ３を接合固定しており、このフランジ３の両面には第１の圧力発生溝４および第１の圧力発生溝５を設けている。一方、シャフト１の外周には第２の圧力発生溝９Ａ（フランジ３から遠い方）および第２の圧力発生溝９Ｂ（フランジ３から近い方）を設けている。（第２の圧力発生溝はスリーブ２の内周に設けても良い。）そして、フランジ３を収納するようにスリーブ２の開口部をカバー１１で覆い、カバー１１をスリーブ２に固定する。
【００１１】
第１の圧力発生溝を含むフランジ３とスリーブ２の開口部２Ａおよびカバー１１で構成された隙間に潤滑油６を充填させることで、メインスラスト軸受７（第１の圧力発生溝４側）、サブスラスト軸受８（第１の圧力発生溝５側）が構成され、一方、第２の圧力発生溝を含むシャフト１の外周とスリーブ２の内周で構成された隙間に潤滑油６を充填させることでラジアル軸受１０Ａ（第２の圧力発生溝９Ａ側）、ラジアル軸受１０Ｂ（第２の圧力発生溝９Ｂ側）が構成され、流体軸受装置となる。
【００１２】
以上のように構成された流体軸受装置について、以下その動作について説明する。モータに通電すると、図示しないモータ回転部に連結したシャフト１とフランジ３（あるいはスリーブ２）が回転を始める。潤滑剤６は第１の圧力発生溝４、第１の圧力発生溝５、第２の圧力発生溝９Ａ、第２の圧力発生溝９Ｂのポンピング作用により圧力を発生し、シャフト１およびフランジ３と、スリーブ２およびカバー１１とは潤滑油６を介して無接触状態で回転する。
【００１３】
本発明の特徴は、サブスラスト軸受８におけるスリーブ２とフランジ３との隙間を、シャフト１から遠ざかるにつれて狭くなるように設定し、メインスラスト軸受７におけるフランジ３とカバー１１との隙間を均等にするもので、サブスラスト軸受８におけるスリーブ２とフランジ３との隙間が均等に設定されたときよりもサブスラスト軸受８に発生する力が大きくなる。
【００１４】
本実施例ではスリーブ３の内周から外周に向かってテーパを設けており、その寸法差の目安は４〜６μｍ程度である。この寸法差は、流体軸受装置を搭載する磁気ディスク駆動装置などの回転部の総重量を考慮して設定する。
【００１５】
上記の設定により、サブスラスト軸受８におけるスリーブ２とフランジ３との隙間が均等に設定されたときよりもサブスラスト軸受８に発生する力が大きくなる。この結果、メ
インスラスト軸受７とサブスラスト軸受８との圧力差から浮上力を抑制して潤滑油６の粘性が高くなる低温領域で過浮上を防止できる。また、狭くする寸法差が小さいため、高温領域での圧力差も小さいため浮上量に悪影響を与えることもない。
【００１６】
この結果、低温領域から高温領域までの幅広い温度範囲で過浮上を防止しでき、信頼性の高い流体軸受装置が得られる。
【００１７】
なお、フランジの厚み方向の寸法を変えても実施できるが、寸法差が小さく判別しにくいため識別のためのマークが必要である。また、流体としての潤滑油は気体に置き換えてもよく、固定部あるいは回転部の少なくとも一方に自己潤滑作用を有する材質を用いることで実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の流体軸受装置は、広い範囲の温度で回転部が過浮上することなく、長期間にわたって高い信頼性を確保できるため、ハードディスクドライブ等のデバイスとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１を示す断面図
【図２】従来の流体軸受装置を示す断面図
【符号の説明】
【００２０】
１  シャフト
１Ａ  シャフト端面
２  スリーブ
３  フランジ
４、５  第１の圧力発生溝
６  潤滑剤
７  メインスラスト軸受
８  サブスラスト軸受
９Ａ、９Ｂ  第２の圧力発生溝
１０Ａ，１０Ｂ  ラジアル軸受
１１  カバー
【図１】
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【図２】
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