(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク保存システムであって、ベースと、回転シャフトを有する回転可能な磁気保存ディスクと、該磁気ディスク上で情報を読み込み及び書き込むためのトランスデューサヘッドと、前記ベースに固定されたカバーと、流体力学的な流体ベアリングシステムとを具備し、該流体ベアリングシステムは前記磁気ディスクに取り付けられた回転スリーブと協働する第一端部および第二端部を有する固定シャフトを具備し、前記磁気ディスクは前記中央のシャフトと一致する回転軸で前記固定シャフトに対して回転し、前記回転スリーブは前記第一端部から前記第二端部へ向かって順に第一ジャーナルベアリングと、該第一ジャーナルベアリングに隣接する第一円錐ベアリングと、第一スラストベアリングと、該第一スラストベアリングに隣接する第二ジャーナルベアリングとを画定するように前記固定シャフトと協働し、前記スリーブと前記固定シャフトとは上記ベアリングの各々を潤滑するために流体を保持する間隙を形成するように協働し、前記間隙内の潤滑流体は前記シャフトと前記スリーブとを分離し、前記円錐ベアリングは前記スリーブの凹面と協働する前記シャフトの凸面により画定され、前記凸面の狭い端部が前記ベースにより近く、前記第一ジャーナルベアリング及び前記第二ジャーナルベアリングはそれぞれ前記固定シャフトと相対的に回転する前記スリーブとの間に間隙を有し、前記第一ジャーナルベアリングに隣接する前記間隙は前記間隙からの前記潤滑流体の漏れを防ぐためのキャピラリーシールで終端し、前記シャフトの端部に向いた前記スリーブに取り付けられたカウンタープレートに前記間隙の端部は向いて前記間隙の第二端部が流体を循環させるために前記カウンタープレートと前記シャフトの端部との間の間隙へ連結される磁気ディスク保存システム。
【請求項２】
前記第二ジャーナルベアリングに含まれる前記シャフトは前記第一ジャーナルベアリングに含まれる前記シャフトより大きな直径を有し、前記第一ジャーナルベアリングは前記円錐ベアリングの凸面の狭い端部に直接隣接し、これにより前記流体力学的な流体ベアリング装置の安定性が高められる請求項１に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項３】
前記第一ジャーナルベアリングに隣接する前記シャフトの表面または相対的に回転するスリーブの表面の一方に溝を具備し、該溝は前記ジャーナルの端部で前記キャピラリーシールから離れ且つ前記円錐ベアリングへ向かう正味ポンピングを有し、前記ベアリングを自己シールする請求項１に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項４】
前記第一ジャーナルベアリングに隣接した前記間隙の第一端部は前記間隙から前記潤滑流体の損失を防ぐためにキャピラリーシールで終端し、前記間隙の端部が前記シャフトを向いた前記スリーブと前記シャフトの端部とから取り付けられたカウンタープレートを向いて終端し、前記シャフトの端部に向いた前記スリーブに取り付けられたカウンタープレートに前記間隙の端部は向いて前記間隙の第二端部が流体を循環させるために前記カウンタープレートと前記シャフトの端部との間の間隙へ連結される請求項１に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項５】
前記第二ジャーナルベアリングの軸方向の長さが前記第一ジャーナルベアリングの軸方向の長さより短い請求項４に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項６】
前記円錐ベアリングを画定する少なくとも一つの表面に溝が設けられる請求項５に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項７】
前記スラストベアリングは前記円錐ベアリングを越えて径方向へ延びる第一平面と第二平面とを有し、これら第一平面と第二平面とは鉛直面により連結される請求項６に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項８】
前記シャフトを通って軸方向へ延びるリザーバを有し、該リザーバは径方向へ延びる一つ以上の孔により前記シャフトと前記スリーブとの間の間隙に接続される請求項７に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項９】
前記リザーバが前記シャフトの端部と前記カウンタープレートとの間の間隙まで延びる請求項８に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項１０】
前記径方向へ延びる孔の一つが前記スラストベアリングおよび前記円錐ベアリングに隣接した間隙に接続される請求項９に記載の磁気ディスク保存システム。
【請求項１１】
前記径方向へ延びる孔の一つが前記円錐ベアリングに隣接した間隙に接続される請求項９に記載の磁気ディスク保存システム。
【発明の詳細な説明】
関連する出願の相互参照
本出願は１９９７年４月２４日に出願された米国暫定特許出願第６０／０４４１００号に基づき本出願の譲受人により譲渡され、参照して本願に含まれる。
さらに、１９９７年１２月１９日に出願された米国特許出願第０８／９４４１００号（代理人事件番号第Ａ６４６９８／ＪＡＳ）、１９９７年１２月１９日に出願された米国特許出願第０９／０４３０６５号（代理人事件番号第Ａ６５１３８／ＪＡＳ）、及び１９９７年１２月１９日に出願された米国特許出願０８／９８１５４８号（代理人事件番号第Ａ６５１３９／ＪＡＳ）を参照すべきであり、これらの全てが、本発明の譲渡人により譲渡され、参照して本願に含まれる。
発明の分野
本発明は磁気ディスクドライブ保存システムに関し、特に本発明は磁気ディスクドライブ保存システムで用いられる流体力学流体ベアリングに関する。
発明の背景
磁気ディスクドライブは磁気的に情報を保存するために用いられる。磁気ディスクドライブでは磁気ディスクは高速で回転し、トランスデューサヘッドはディスク表面上方で“浮いて”いる。トランスデューサヘッドはディスク上に磁界を印加することにより情報をディスク表面に記録する。また情報はディスク表面の磁化を検出することによりトランスデューサヘッドを用いて読み戻される。トランスデューサヘッドは異なるデータトラックを読み戻すようにディスク表面を横断して径方向に移動せしめられる。
数年にわたり記憶密度は増加し、保存システムの寸法は小さくなる傾向があった。この傾向は磁気保存ディスクの製造および作動において高い精度と小さな許容誤差を招いた。例えば記憶密度の増大を実現するにはトランスデューサヘッドを保存ディスク表面に徐々に近くに配置しなければならない。このように近づけるにはディスクが実質的に一つの平面において回転することを必要とする。ディスクの回転において僅かなぐらつきや飛び出しがあると、ディスク表面とトランスデューサヘッドとが接触してしまう。これは“クラッシュ”として知られ、トランスデューサヘッドおよび保存ディスクの表面を損傷させ、結果としてデータの損失を招く可能性がある。
前述の説明から保存ディスクを支持するベアリング組立体は非常に重要である。或る典型的なベアリング組立体は一対の溝輪間に支持されたボールベアリングを具備し、これにより保存ディスクのハブが固定部材に関して回転可能となる。しかしながらボールベアリング組立体には磨耗、ボールまたは溝輪路のへこみ、飛び出し及び製造の困難さ等の多くの機械的な問題がある。さらに制動作用が低いために作動衝撃および振動への抵抗が弱い。このため高密度の磁気保存ディスクで使用するための別のベアリング組立体が求められていた。
研究されてきたある別のベアリングの構成は流体力学ベアリングである。流体力学ベアリングでは空気または液体等の潤滑流体がハウジングの固定部材とディスクのハブの回転部材との間に支持面を付与する。空気の他に典型的な潤滑剤としては油または強磁性流体がある。流体力学ベアリングは一連の点インターフェースを具備するボールベアリング組立体に比べて大きな表面領域に亘りベアリングインターフェースを広げる。このことはベアリング表面が増大することにより回転部材と固定部材との間のぐらつき又は飛び出しを減少するので望ましい。さらにインターフェース領域で流体を使用することによりベアリングに制動効果が与えられ、これは繰り返さない飛び出しを減らすのに役立つ。
しかしながら流体力学ベアリング自体にも多くの不具合がある。これらの不具合には堅固さ対動力の比率が低いことが含まれる。
発明の要約
従って本発明の目的は衝撃、振動ならびに負荷および回転速度の変化の影響を比較的に受けず、より動的に安定である改良型の流体力学的な流体ベアリングを形成することにある。
また本発明の関連した目的はベアリング内の流体の流れのバランスが維持された両端部が開放した流体力学ベアリングを提供することにある。
また本発明の別の目的は組み立てが容易で、間隙を容易に調節できる流体力学ベアリング組立体を提供することにある。
また本発明の更なる目的は種々の構成要素の組立の許容誤差を最小とし、即ち間隙の多くの批判的な性質を低減した流体力学ベアリングを提供することにある。
また本発明の別の目的は一端のみにより支持されている公知の標準のスピンドルモータより強固なスピンドルモータ等において有益である流体力学ベアリングを提供することにある。
本発明のこれらの及び他の目的はスピンドルモータ等内に組み込み可能なベアリングカートリッジにおいて有益である流体力学流体ベアリングにより達成され、ここでベアリングはシャフトと、該シャフトに支持された円錐ベアリングと、円錐ベアリングの少なくとも一方の側、典型的には上下の両方に配置されるジャーナルベアリングとを有する。シャフトに対して回転可能なスリーブが設けられ、このスリーブはシャフトと協働して円錐形の流体力学ベアリングおよび軸方向のジャーナルベアリングの両方に必要な間隙を画定する。流体が流体力学ベアリングから逃げないようにシャフト端部においてスリーブとシャフトとの間にキャピラリーシールが画定される。シャフト自体は中央孔を有し、孔は円錐ベアリングおよびジャーナルベアリングの両方と連通する。
更なる望ましい特徴において幾つかの実施態様ではシャフトの一端部の直径をシャフトの他端部の直径より大きくしてもよい。これによりシャフトと包囲スリーブまたはジャーナルとの間に間隙を形成し、ここでは固定シャフトの直径がより大きく、流体力学ベアリングの少なくとも一部内での厳しい許容誤差の必要を低減する。好ましくはシャフトの上端部（即ち円錐ベアリングのより広い端部に隣接したシャフトの端部）はより大きな直径のジャーナルベアリングを有する。
さらに円錐ベアリングを組み込むことにより軸方向の負荷および半径方向の負荷の両方の支持が可能となる。これは多数のディスクを回転可能に支持し、所定のモータに課される軸方向負荷および半径方向負荷を修正する必要があるようなディスクドライブ用スピンドルモータといった構成では特に有益である。
この構成の更に別の利点はシングルプレートの流体力学ベアリングの構成より強固な構成を形成することにより作動衝撃およびベアリング振動に対する抵抗力を高めるということにある。
さらに本発明の別の特徴は円錐ベアリングの上下の両方の軸方向のジャーナルベアリングと共に一つの円錐ベアリングのみが設けられることにより仕上げられたベアリングと包囲スリーブとの組立を容易に実現できるということにある。
本発明の他の特徴および利点は以下の図を参照した本発明の説明を検討すれば当業者には明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の流体力学ベアリングカートリッジ及びスピンドルモータを組み込んだ磁気ディスク保存システムの斜視図である。
図２はスピンドルモータ組立体内に組み込まれた従来技術の流体力学ベアリングカートリッジの垂直断面図である。
図３はスピンドルモータ内に組み込まれた本発明による流体力学ベアリングカートリッジの垂直断面図である。
図４Ａ及び４Ｂはスピンドルモータの組立体において有益である特別な特徴を含む本発明を組み込んでいるスピンドルモータの垂直断面図である。
図５は図３に示される構成と別の実施態様の部分略図を示す。
発明を実施するための最良の形態
図１は磁性ディスクドライブ保存システムの拡大斜視図であり、ここでは本発明の流体力学ベアリングカートリッジが用いられている。以下で説明する実施形態では流体力学ベアリングとそれに対応したカートリッジとの使用をスピンドルモータと合わせて示す。このベアリングカートリッジが例示のみの目的で図示した特定の構成のディスクドライブとの使用に限定されないのは明らかである。本発明で得られる多くの利点が提供されるならば潜在的には回転用アクチュエータを支持するのに本発明を用いることもできる。またベアリングカートリッジはディスクドライブの分野以外の多くで利用可能である。
さらに本願で開示する流体ベアリングは固定シャフトと回転包囲スリーブとを有する。本願の構成は図３に示したものと上下が逆であっても、スリーブが固定され、シャフトが回転する場合でも有用である。
この特定の実施形態では保存システム１０はスピンドルモータ１４を備えたハウジングベース１２を有し、スピンドルモータ１４は保存ディスク１６を回転可能に保持する。保存ディスク１６の表面を横断して電機子組立体１８がトランスデューサ２０を動かす。保存ディスク１６の環境はシール２２およびカバー２４によりシールされる。作動時には保存ディスク１６は高速で回転し、トランスデューサ２０は保存ディスク１６の表面上の径方向に分割されたトラックの一つに配置される。これによりトランスデューサ２０は選択された位置の保存ディスク１６の表面上の暗号化された情報を読み込み且つ保存ディスク１６の表面上に暗号化した情報を磁気的に書き込むことができる。ディスクはディスク表面上方でトランスデューサが浮いている状態を維持するために数千ＲＰＭの非常に高速で回転する。今日の技術ではトランスデューサと回転するディスク表面との間の空間距離はミクロン単位で調整されるので、ディスクが傾いたりぐらついたりしないことが絶対的に重要である。
図２は本願の関する技術分野では既に確立されているタイプの構成のシングルスラストプレート型流体力学ベアリングモータの鉛直断面図である。本図で示したモータの基本的な構造は固定シャフト１０とシャフト周りで回転できるようにスリーブ１３から支持されたハブ１２とを有する。シャフト１０は一端にスラストプレート１４を有し、反対側の端部ではショルダ１６として終端する。スリーブ１３はその一端でスラストプレート１４上で回転できるようにカウンタープレート１９を支持する。カウンタープレート１９およびスラストプレート１４は十分な間隙２２により分割されており、このため流体力学ベアリングを潤滑するための潤滑流体がリザーバ２０から出て間隙２２を通り、スラストプレート１４とスリーブ１３の内面２７との間、およびスラストプレート１４の下面２４とスリーブ１３の上面２５との間に画成されたリザーバ２６と、スリーブの内面２８と固定シャフトの外面２９との間とを通り循環できる。流体は主に中央孔２１を通ってリザーバに戻る。スラストプレート１４とカウンタープレート１９との間、スラストプレート１４とスリーブ１３との間、およびシャフト１０とスリーブ１３との間に画成された支持面上の流体の流れを促進するために概してこうした各組合せの対向する二つの面の一方が本願の技術分野では公知の溝部分を保持する。
流体はリザーバ２０から全ての潤滑面に供給され、支持面上を流れ、中央孔２１を通ってリザーバに戻される。モータ構成を完成するために用いられる重要な残りの構造はネジ領域３１で終端するシャフト延長部３０を有し、ネジ領域はベース４４の一部に螺合せしめられる。スリーブ１３から支持された磁石４０とステータ４２が協動し、ステータ巻き線４２を活性化することにより固定シャフト周りでスリーブ１３およびハブ１２が回転せしめられる。
ディスクドライブモータで用いられているように、このシステムは回転する一つ又はそれ以上のディスク４４を支持する。トランスデューサおよびディスクドライブがディスク表面上方で非常に低い高さで浮いているので、ディスクが回転するときにハブおよびディスクがぐらついたり振動したりしないことが重要である。さらに仮にぐらついたとしてもスラストプレート１４の表面とこのスラストプレート１４に対向するカウンタープレート１９およびシャフト１３の表面とが接触しないことも重要である。しかしながら上述したように、スラストプレート１４である負荷支持面が振動またはぐらつきの際の枢動の中心点から遠くに位置しているような図２で示した片持ちタイプのベアリングでは対面している表面間で接地または接触が生じ、堆積物を形成する可能性を伴う長期の間における表面磨耗と、電力消費の増大と、ベアリング寿命の短縮とを引き起こし、また短い間にディスク回転速度を遅くする可能性が高い。
このため後の図面の構成が採用された。この構成を採用することでスラストベアリングタイプまたは円錐ベアリングタイプのいずれであっても負荷受け面が流体力学システム全体の中央近くに配置される。生じる可能性のあるベアリング揺れの枢動点もベアリングの中央近くに位置する。こうしてできる限りディスクの中央に負荷受け面を移動することによりディスクがぐらつき又は振動してベアリング端部で接触しまう可能性が小さくなる。
そこで図３、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する本発明はより堅固でより衝撃に強い構成を達成できる改良を提供する。したがって本発明を含むモータではシャフトの上端および下端の両方がそこに画成されたジャーナルベアリングを有し、円錐ベアリングとスラストベアリングとの組合せがこのジャーナルベアリングを分割するので、モータの堅固さと、その衝撃に対する強さと、システムの残りの部分に対する整列性とが高められ維持される。
ここで図３、図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、本発明で用いられるシャフトの構成と包囲回転スリーブに対するシャフトの関係とが示されている。本開示内容を検討し、図面を参照すれば当業者には図のシャフトが図２のシャフトの代わりに上述の図２のカートリッジに搭載されることは明らかである。
図３はスリーブ１０２を有するシャフト１００を具備する流体力学的な流体ベアリングの構成を示した断面図であり、スリーブ１０２はシャフト１００を包囲し、シャフトとスリーブとは相対的に回転する。スリーブ１０２の内壁とシャフト１００の外壁との間の間隙１０４に流体力学的な流体があるのが分かる。流体はベアリングの回転部分と固定部分とを分け、これらの間に軸受け面を提供する。間隙１０４から流体が出てしまわないようにシャフトがベース９７に連結される場所の直ぐ上方の間隙１０４のベース部分にキャピラリーシール１０６が形成される。このキャピラリーシール１０６は分岐する壁を用いて形成され、図示ではスリーブの壁１０７がシャフトの対面する面１０９から分岐しているが、その逆でもよい。実際には本発明の思想を逸脱しない限りいかなる構成のキャピラリーシールを用いてもよい。
間隙１０４内に流体を維持し且つ間隙１０４を通って流体を流すためにリザーバまたは内部スロット１１０が好ましくはシャフト１００の中心線１１２に沿って設けられる。“リザーバ”とは流体がベアリング機能に寄与しないシャフト領域またはシャフト内の穴を意味する。このリザーバまたはスロットはベアリング流体用の通路を提供し、ベアリング流体はキャピラリーシール１０６に対する余計な流圧を生成しないようにベアリング部分２〜８、孔１１６、１１８および間隙１１４を通って循環する。対の矢印１２２、１２４、１２６で示したように循環はいずれの方向においても等しく効果的であり、流方向はその方向における正味の圧力により決定される。従って径方向に延びる孔１１６の一つが円錐ベアリング２００の端部およびスラストベアリングの一方の側２０５に隣接したベアリング間隙に接続される。実際には図示した実施形態では壁２０５、２０７間の間隙は孔１１６へと直接延びる。
シャフトの外面または回転スリーブの内面のいずれかに形成される間隙内の溝については参照番号１〜８を付した八つの異なる部分で考える。概して頂部間隙部分８、７および底部間隙部分１、２はシャフト１００とスリーブ１０２との互いに平行な軸方向壁１５０、１５２、シャフト１００とスリーブ１０２との互いに平行な軸方向壁１５４、１５６それぞれにより画成されるジャーナルベアリングを具備する。ベアリング２、７および８は概ね対称である。即ちこれらはいずれの方向にも正味の流体流または正味の圧力を生成しないようになっている。しかしながらベアリング部分１は対称ではない。即ち流体が間隙から逃げる可能性を低くすることが画成されたシール１０６および間隙から離れて正味の圧力が生成されるように溝が画成される。
シャフトの径方向壁２０４、２０５とスリーブ１０２のカウンタープレート壁２０６、２０７とにより画成されるスラストベアリング２０２は一方のジャーナルベアリング部分７、８に隣接して設けられる。また円錐ベアリング２００が他方のジャーナルベアリング部分１、２に隣接して鋭角壁２０８、２１０により画成される。概してスラストベアリング部分４、６は正味ポンピング作用を生成しない溝を有する。また部分５は概して溝を備えておらず、その使用は、溝が特定の性能目的を達成するために加えられるが、概してリザーバとしてである。実際には部分５は図４Ａおよび図４Ｂで示したように全体的に排除されている。
最後に本実施形態では流体力学ベアリングの間隙１０４の一部である間隙１６２を横断するようにシャフト１００の端面１１４を向いたスラストプレート１６２の部分１６０を具備する部分９が画成される。図示したようにリザーバ１１０はこの間隙１６２内へ開口し、ベアリングの間隙１０４内において連続して流体が循環できる。この循環を高めるために、面１６０または面１１４のいずれかに公知技術に従って溝を形成する。
ベアリング部分１〜８に沿った溝は矢はず形、螺旋形、正弦形、半正弦形、または流体圧を発生し且つ間隙の表面上に流体を維持するのに必要な他の形態である。部分２、３、４、６、７、８上の溝はベアリング内での再循環が行われるように僅かにアンバランスにされている（しかしながら回転方向に依存した多くの理由でベアリングが延びるときには僅かな圧力アンバランスはベアリングの内側に形成される。）。このような解決手段を採用することにより流体は共通の軸線方向孔１１６を有する二つの循環路を通って流れる。上方ループ２５０は間隙と、中央リザーバ１１０の上方部分と、孔１１６と、ベアリング間隙部分４、５、６および７とを具備する。下方ループは中央孔１１０の下方部分と、軸線方向孔１１８と、ベアリング間隙部分２、３と、軸線方向孔１１６とを有する。二つのループ内の流れは矢印１２２、１２６で示したいずれかの方向であるが、上方ループ２５０内の流れが時計回りであるならば、軸方向孔１１６内における流れの衝突を回避するために下方ループ内の流れは反時計回りであることは明らかである。このような解決手段を採用することにより、流体は二つの循環路を通って流れ、一つが孔１１８を通る矢印１２０、１２２の方向で、二番目が孔１１４を通る矢印１２４、１２６の方向であり、両方とも矢印１２８で示したように中央孔１１６を通ってリザーバへ戻る。溝１は対称でなく、ベアリングの内部に向けて正味ポンピングを生成する。これによりベアリングが自己シールせしめられる。
図３の流体力学的な流体ベアリングシステムの方位は負荷を受ける要素を決定するので重要である。例えば図面の実施形態ではスラストプレート６が主要負荷支持面である。残りの部分は特にバランスおよび全体の堅固さとシステムの制動とを維持するのを助ける。スラストプレート６は円錐ベアリング３と共に軸線方向に予め付加を掛ける働きをする。
即ち全体を部分３で示した円錐ベアリングと全体を部分６で示したスラストベアリングとを組み合わせると、システム内で傾きやぐらつきが生じることなくディスクドライブ内で回転できるように多数のディスクを保持するのに必要な堅固さと剛性とが提供される。
シャフトおよびスリーブが逆さであっても、即ち円錐ベアリング２００がスラストベアリング２０２の上方にあっても当該システムは等しく機能する（図５の特定図面参照）。この場合の主な負荷支持面は全体を３で示した円錐ベアリング２００である。しかしながら同様の考え方をシステム全体の構成に適用でき、間隙ルート２５０、２５２はシステムの安定性と堅固さと制動とを維持する（図５には図示せず）。尚、システムが逆さであるときでもスリーブ１０２により支持されたスラストプレート１６２は概してベアリング／モータの頂部にあるままである。
尚、システムのジャーナルベアリングの幾つかの相対的な寸法が特定されている。即ち上方ジャーナルベアリングを画成する固定シャフトの上方部分２２０の幅Ｄ０は下方ジャーナルベアリングを形成するシャフトの部分２２２の幅Ｄ１より大きい。これにより下方ジャーナルベアリングを構成する間隙２２６の幅に対して上方ジャーナルを画成する上方間隙２２４内の許容誤差が大きくなる。尚、スラストベアリング２０２からシャフトの端部までの上方ジャーナルベアリング７、８の長さＬＯは円錐ジャーナル２００の端部からシャフトの端部まで延びる下方ジャーナルベアリング１、２の長さＬ１より短い。
図４Ａおよび図４Ｂは本発明のベアリングの別の組立方法を示した部分断面図である。これら組立方法はそれぞれ特にシャフト部分２２２により画成される長くて狭いジャーナルベアリング１、２より臨界間隙幅が小さいシャフト部分２２０により画成される短くて大きな径方向ジャーナルベアリング７、８を備える構成で有用である。本実施形態において上方部分が短く幅の広いジャーナルベアリングを有するならば、スリーブ１０２が所定位置に保持され、そこに長いジャーナルベアリングが挿入される。この解決手段ではスリーブ１０２が円錐ベアリングの間隙の一方の側を画成するためにテーパ壁２１０を有し、そして軸方向に延びる壁４００で終端し、この壁が段部４１０で終端する。また相補形状のノッチ４１２がブロック４１４に設けられ、このブロック４１４はスリーブ１０２の側壁４１６と上方ジャーナルベアリング２２０の外壁４１８との間の間隙を満たす。相補形状の段部４１０とノッチ４１２とは間隙２１０、４２２が合理的な正確さで設定されるようにブロック４１４の位置を画定する。
尚、スリーブ２１０の円錐形の側壁（図４Ｂ参照）が比較的短い鉛直壁４４０で終端し、それから角度を付けられた壁部分４４２へとテーパとされてもよい。そしてスラストベアリング２０２上方の空間を満たし且つジャーナルベアリング用の相補形状の壁を提供する充填ブロック４４４が所定位置に押し込まれ、ここでの充填ブロックは角度を付けられた外壁４４６を有し、この外壁４４６はスリーブの角度を付けられた内壁４４２にしっかりと対向せしめられる。これら相補形状に角度を付けられた壁を設けることにより充填ブロックが正確に所定位置に設置され、スラストベアリング２０２用の間隙４２２の幅ならびに上方ジャーナルベアリングおよび円錐ベアリングそれぞれの間隙４２４、２１０の幅が確立される。
本発明の他の特徴および利点は本発明の開示内容を検討すれば当業者には明らかである。本発明が効率的に円錐ベアリングとスラストベアリングとの両方の多くの利点を組み合わせているということは既に確立されている。包囲スリーブに対する流体力学ベアリングのインターフェースは従来よりも大きな領域に亘って延ばされ、べアリングのより大きな堅固さと安定性とを提供する。また円錐ベアリングの鋭角面は滑らかな作動と容易な組立とを促進し、また差熱による歪み効果を低減する。尚、本願において円錐と称される表面は平面または僅かに湾曲していてもよい。
また特に本願の構成がシャフト延長部２２０、２２２を提供し、これら延長部がスラストベアリングと円錐ベアリングとの組合せの両側にジャーナルベアリングを画成するので円錐が概して流体力学ベアリング上の力により協動部分内で回転せしめられる。またドライブシャフトまたは包囲スリーブの小さな傾斜によりスラストプレートと包囲スリーブとの間で先端接触が生じ、またはスラストプレートが比較的長い距離だけ移動してしまう従来のスラストプレートの構成に比べて本願の構成は損傷の可能性が低いことは明らかである。
上述したように上記実施形態は固定シャフトの構成であるが、本願の構成は回転シャフトと固定スリーブとの組合せを容易に具備できる。
本発明の他の特徴および利点は本発明の開示内容を検討すれば当業者には明らかである。従って本発明の範囲は以下の請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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