(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基端が下ケース（１）に固定され、先端に第１の固定スラスト板（３）と前記第１の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側に第２の固定スラスト板（４）が形成され、前記第２の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側の面に上軸部（２Ａ）を有する固定軸（２）と、
この固定軸の略中央部に回転自在に設けられ軸受穴を有する回転スリーブ（１０）と、
前記第１，第２の固定スラスト板（３，４）を前記回転スリーブの軸受穴に連設される段部（１０Ａ）に収納し、
前記第１，第２の固定スラスト板（３，４）の中間位置において略環状の第１の回転スラスト板（７）を前記段部に固定し、
前記第２の固定スラスト板（４）の前記下ケースとは反対側に略環状の第２の回転スラスト板（８）を有し、この第２の回転スラスト板を前記段部に固定し、
前記固定軸と前記回転スリーブ相互の対向面の少なくともいずれか一方にはラジアル動圧溝を設け、
前記第１の固定スラスト板（３）と前記第１の回転スラスト板（７）との相互の対向面の少なくともいずれか一方には内側スラスト動圧溝（５）を設け、
前記第２の固定スラスト板（４）と前記第１の回転スラスト板（７）との相互の対向面の少なくともいずれか一方には外側スラスト動圧溝（６）を設け、
前記ラジアル動圧溝と内側スラスト動圧溝（５）と外側スラスト動圧溝（６）は潤滑流体で満たし、
第１の回転スラスト板（７）のスラスト方向の厚みをｔ，
第１の固定スラスト板（３）の上面と第２の固定スラスト板（４）の下面との間隔をＬ，
第１の固定スラスト板（３）の下面と回転スリーブの側の対向面との間隔をｇ１
第２の固定スラスト板（４）の上面と第２の回転スラスト板（８）の下面との間隔をｇ２
とした場合に、回転中や停止時に
ｇ１  ＞  Ｌ  −  ｔ
ｇ２  ＞  Ｌ  −  ｔ
であるように設定した
流体軸受装置。
【請求項２】
ｇ１  と  ｇ２  の和を、３・（  Ｌ  −  ｔ  ）より大きく設定した請求項１記載の流体軸受装置。
【請求項３】
請求項１〜請求項２の何れかに記載の流体軸受装置を使用したモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器やＡＶ機器に使用される流体軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流体軸受装置は、テーブル型ＶＴＲやカメラ一体型ＶＴＲの回転ヘッドシリンダ，レーザー複写機のポリゴンスキャナーモータ、フロッピーディスク装置やハードディスク装置の記録媒体の回転駆動部に採用されている。
【０００３】
具体的には、ハードディスク装置ではそのメモリー容量が増大し、またデータの転送速度が高速化しているため、この種の記録装置にもちいられるディスク回転装置は高速、高精度回転が必要となっている。
【０００４】
その回転主軸部には、米国特許第５５０４６３７号公報に開示されるような流体軸受装置が用いられている。
これは図３に示すように構成されている。
【０００５】
固定軸２とこの固定軸２に枢支された回転スリーブ１０を有している。固定軸２の基端は下ケース１に固定されている。回転スリーブ１０の外周にはハードディスク１３が取り付けられている。
【０００６】
固定軸２と回転スリーブ１０との間に形成されたラジアル側動圧発生部は、固定軸２の外周面に動圧発生溝が形成されている。
固定軸２の先端には、この固定軸２に螺合する雄ねじ部１５が形成された延長軸２Ａによって固定スラスト板１６が取り付けられている。
【０００７】
回転スリーブ１０の側には、固定スラスト板１６に対応して凹部が形成されている。この凹部の開口部は、中心に前記延長軸２Ａの外径より大径の中心孔が穿設された回転スラスト板１７によって閉塞してネジ１８で回転スリーブ１０に係止されている。
【０００８】
また、固定スラスト板１６の上面と下面に動圧発生溝を設けることによって、固定スラスト板１６の下面と回転スリーブ１０の側の対向面との間に内側スラスト動圧発生部１９が形成され、固定スラスト板１６の上面と回転スラスト板１７との間に外側スラスト動圧発生部２０が形成されている。
【０００９】
このスラスト動圧発生部１９，２０と前記ラジアル側動圧発生部とには、潤滑流体が充填されている。
下ケース１には固定軸２の基端部の周囲にステータ巻線が施されたステータコア１２が配置され、回転スリーブ１０の内周部には前記ステータコア１２に対向してマグネット１１が取り付けられている。また、延長軸２Ａは上ケース２１にネジ２２で固定されている。
【００１０】
このように構成された流体軸受装置は、ステータ巻線１２Ａを励磁すると、回転スリーブ１０を介してハードディスク１３が、下ケース１と上ケース２１との間に形成された密閉空間で高速回転する。
【００１１】
固定軸２に対して回転スリーブ１０が回転することによって、潤滑流体をポンピングして回転スリーブ１０が非接触回転している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、次の様な問題点がある。
遠心力や潤滑流体の膨張などによって図４に示すように、ラジアル側動圧発生部から潤滑流体の飛散２３や延長軸２Ａと回転スラスト板１７の間からの潤滑流体の飛散２４が発生して、モータのロックや焼き付きが発生する。
【００１３】
特に、飛散した潤滑流体がハードディスク１３に付着した場合には、データの記録再生にエラーが発生する。
さらに詳しくは、スラスト動圧発生部の開放端から潤滑流体が飛散しないようにできるだけラジアル方向の隙間を小さくしているのが従来の技術思想である。
【００１４】
本発明は動圧発生部からの潤滑流体の飛散を改善できる流体軸受装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明の流体軸受装置は、スラスト３枚構成にした場合に、このスラストの両側の空間とスラストギャップとの間に特定の関係を満たすように設定したことを特徴とする。
【００１６】
この本発明によると、潤滑流体の保持を確実にして、信頼性が高い流体軸受装置を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の流体軸受装置は、少なくとも基端が下ケースに固定され、先端に第１の固定スラスト板と前記第１の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側に第２の固定スラスト板が形成され、前記第２の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側の面に上軸部を有する固定軸と、この固定軸の略中央部に回転自在に設けられ軸受穴を有する回転スリーブと、前記第１，第２の固定スラスト板を前記回転スリーブの軸受穴に連設される段部に収納し、前記第１，第２の固定スラスト板の中間位置において略環状の第１の回転スラスト板を前記段部に固定し、前記第２の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側に略環状の第２の回転スラスト板を有し、この第２の回転スラスト板を前記段部に固定し、前記固定軸と前記回転スリーブ相互の対向面の少なくともいずれか一方にはラジアル動圧溝を設け、前記第１の固定スラスト板と前記第１の回転スラスト板との相互の対向面の少なくともいずれか一方には内側スラスト動圧溝を設け、前記第２の固定スラスト板と前記第１の回転スラスト板との相互の対向面の少なくともいずれか一方には外側スラスト動圧溝を設け、前記ラジアル動圧溝と内側スラスト動圧溝と外側スラスト動圧溝は潤滑流体で満たし、第１の回転スラスト板のスラスト方向の厚みをｔ，第１の固定スラスト板の上面と第２の固定スラスト板の下面との間隔をＬ，第１の固定スラスト板の下面と回転スリーブの側の対向面との間隔をｇ１第２の固定スラスト板の上面と第２の回転スラスト板の下面との間隔をｇ２とした場合に、回転中や停止時に
ｇ１  ＞  Ｌ  −  ｔ  ，ｇ２  ＞  Ｌ  −  ｔ
であるように設定したことを特徴とする。
【００１８】
以下、本発明の流体軸受装置を実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の流体軸受装置を使用したハードディスク装置を示す。
下ケース１に基端が固定された固定軸２は、先端の近傍に第１の固定スラスト板３と、その第１の固定スラスト板３に隣接する位置で下ケース１とは反対側には第２の固定スラスト板４と、第２の固定スラスト板４に延長して上軸部２Ａを有している。
【００１９】
この固定軸２の外周には、軸受穴を有する回転スリーブ１０が回転自在に填め合わされている。固定軸２の第２の固定スラスト板４には、略環状の第２の回転スラスト板８が対向し、第２の回転スラスト板８は回転スリーブ１０の軸受穴に連設された第２の段部１０Ｂに固定されている。また、固定軸２の第１の固定スラスト板３は、回転スリーブ１０の第２の段部１０Ｂに連設される第１の段部１０Ａに収納されている。
【００２０】
第１の固定スラスト板３と第２の固定スラスト板４との間には、略環状の第１の回転スラスト板７が対向して設けられ、第２の段部１０Ｂに固定されている。
固定軸２の外周面または回転スリーブ１０の内周面のいずれか一方には少なくとも１組の、通常は２組の、例えば魚骨状のラジアル動圧溝が設けられ、第１の固定スラスト板３と第１の回転スラスト板７の対向面にいずれか一方には螺旋状の内側スラスト動圧溝５が設けられ、また第２の固定スラスト板４と、第１の回転スラスト板７の対向面のいずれか一方には外側スラスト動圧溝６が設けられ、ラジアル動圧溝、内側および外側スラスト動圧溝５，６には潤滑流体が注油されている。
【００２１】
回転スリーブ１０に固定されたハブ９にはモータロータとしてのマグネット１１が、また下ケース１にはステータコア１２が固定されている。なお、１３はディスク、１４はスペーサである。
【００２２】
以上のように構成したため、ステータコア１２に通電されて回転磁界が発生すると、マグネット１１はハブ９、回転スリーブ１０、第１の回転スラスト板７、第２の回転スラスト板８、ハードディスク１３、スペーサ１４と共に回転を始める。
【００２３】
この時、ラジアル動圧溝は潤滑流体をかき集めポンピング作用により圧力を発生せしめ、また外側スラスト動圧溝６と内側スラスト動圧溝５もそれぞれ潤滑流体をかき集めこれらの発生圧力により回転体は完全な非接触状態となる。
【００２４】
図２において、高速回転中に潤滑流体は、遠心力により径の大きい部分に移動しようとするが、第１の回転スラスト板７の上面と下面は第１，第２の固定スラスト板３，４により囲まれているので、この部分に密封された潤滑流体は流出しない。もし、潤滑流体が上方から流出しようとした時は、潤滑流体は第２の回転スラスト板８と第２の固定スラスト板４の間の隙間ｇ２において遠心力により押し戻される。潤滑流体が下方から流出しようとした時は、第１の固定スラスト板３と回転スリーブ１０の側の対向面１０Ｃとの間の隙間ｇ１において、潤滑流体は遠心力により押し戻されるので流出しない。
【００２５】
また、第２の回転スラスト板８と第２の固定スラスト板４の間の隙間ｇ２と、第１の固定スラスト板３と回転スリーブ１０の側の対向面１０Ｃとの間の隙間ｇ１は、動圧溝のない平面隙間であり、安定した遠心力による潤滑流体の溜まり部として作用し、スラスト動圧溝５，６に発生した気泡をスムーズに排出するとともに、潤滑流体の流出を防止する。
【００２６】
さらに、潤滑流体の溜まり部の隙間ｇ１，ｇ２を、スラスト動圧溝部より大きく設定することによって、潤滑流体は表面張力により隙間の狭いスラスト動圧溝５，６に保持されるので、高速回転中や停止中でも潤滑流体の流出を防止することができる。
【００２７】
さらにこの実施の形態では、図２に示す第１の回転スラスト板７のスラスト方向の厚み：ｔ＝１．２００ｍｍ，第１の固定スラスト板３の上面と第２の固定スラスト板４の下面との間隔：Ｌ＝１．２１５ｍｍ，第１の固定スラスト板３の下面と回転スリーブの側の対向面との間隔：ｇ１＝２７μｍ，第２の固定スラスト板（４）の上面と回転スリーブの側の対向面との間隔：ｇ２＝２２μｍに設定することで、表面張力でスラスト浮上部へ潤滑流体を供給し、浮上部の両側の潤滑流体の溜まりとして作用し、遠心力でこの部分に潤滑流体が保持され易くなる。
【００２８】
これを、上記のｔ，Ｌ，ｇ１，ｇ２の間の好適な関係を検討すると、下記関係の範囲内で良好な結果が得られる。
ｇ１  ＞  Ｌ  −  ｔ    ，  ｇ２  ＞  Ｌ  −  ｔ
また、隙間ｇ１，ｇ２の関係については  ｇ１  ＝  ｇ２  に設定しても良好な結果が得られた。
【００２９】
さらに、回転数や使用状況によって潤滑流体の溜まり部の隙間のトータル値（ｇ１＋ｇ２）に着目すると、
（  ｇ１  ＋  ｇ２  ）  ＞  ３・（  Ｌ  −  ｔ  ）
に設定することによって、使用状況による回転体のスラスト方向の変動に対しても、表面張力と遠心力が常にスラスト動圧溝部に働くことになり、潤滑流体が保持される。
【００３０】
以上のように、潤滑流体は高速回転中，停止中，また圧力や温度による変化があった場合も潤滑流体が外部に流失しないため、流体軸受装置の信頼性が大幅に向上する。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明の流体軸受装置によると、少なくとも基端が下ケースに固定され、先端に第１の固定スラスト板と前記第１の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側に第２の固定スラスト板が形成され、前記第２の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側の面に上軸部を有する固定軸と、この固定軸の略中央部に回転自在に設けられ軸受穴を有する回転スリーブと、前記第１，第２の固定スラスト板を前記回転スリーブの軸受穴に連設される段部に収納し、前記第１，第２の固定スラスト板の中間位置において略環状の第１の回転スラスト板を前記段部に固定し、前記第２の固定スラスト板の前記下ケースとは反対側に略環状の第２の回転スラスト板を有し、この第２の回転スラスト板を前記段部に固定し、前記固定軸と前記回転スリーブ相互の対向面の少なくともいずれか一方にはラジアル動圧溝を設け、前記第１の固定スラスト板と前記第１の回転スラスト板との相互の対向面の少なくともいずれか一方には内側スラスト動圧溝を設け、前記第２の固定スラスト板と前記第１の回転スラスト板との相互の対向面の少なくともいずれか一方には外側スラスト動圧溝を設け、前記ラジアル動圧溝と内側スラスト動圧溝と外側スラスト動圧溝は潤滑流体で満たし、第１の回転スラスト板のスラスト方向の厚みをｔ，第１の固定スラスト板の上面と第２の固定スラスト板の下面との間隔をＬ，第１の固定スラスト板の下面と回転スリーブの側の対向面との間隔をｇ１第２の固定スラスト板の上面と第２の回転スラスト板の下面との間隔をｇ２とした場合に、回転中や停止時に
ｇ１  ＞  Ｌ  −  ｔ  ，ｇ２  ＞  Ｌ  −  ｔ
であるように設定してスラストの両側の空間とスラストギャップとの間に特定の関係を満たすことによって、潤滑流体の保持を確実にして信頼性が高い流体軸受装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における流体軸受装置の断面図
【図２】図１におけるスラスト板の部分の詳細図
【図３】従来の流体軸受装置の断面図
【図４】図３の部分詳細図
【符号の説明】
１    下ケース
２    固定軸
２Ａ    上軸部
３，４    第１，第２の固定スラスト板
５    内側スラスト動圧溝
６    外側スラスト動圧溝
７，８    第１，第２の回転スラスト板
９    ハブ
１０    回転スリーブ
１０Ａ    第１の段部
１０Ｂ    第２の段部
１１    マグネット
１２    ステータコア
１２Ａ    ステータ巻線
１３    ハードディスク
１４    スペーサ
２１    上ケース
ｔ    第１の回転スラスト板７のスラスト方向の厚み
Ｌ    第１，第２の固定スラスト板３，４の間隔
ｇ１    第１の固定スラスト板３と回転スリーブ１０との間隔
ｇ２    第２の固定スラスト板４と第２の回転スラスト板８との間隔
【図１】
0003901327.tif 000002
【図２】
0003901327.tif 000003
【図３】
0003901327.tif 000004
【図４】
0003901327.tif 000005