CN1207498C - 动压轴承装置及盘片记录再生装置 - Google Patents

Abstract

一种动压轴承装置及使用该装置的盘片记录再生装置，通过在固定轴的各部分形成直径差，利用高速旋转中的离心力来防止润滑剂向装置外部的流出和飞散，又，形成有间隙小的积油部分和间隙大的积油部分，停止中的润滑剂利用其表面张力向间隙小的积油部分移动。结果是，可防止启动时润滑剂的流出，可高精度且长期地使用。

Description

动压轴承装置及盘片记录再生装置

技术领域

本发明涉及一边使盘片高速旋转、一边进行数据记录或再生的盘片记录再生装置等旋转机构所使用的动压轴承装置。

背景技术

近年来，一边使盘片高速旋转、一边进行数据记录或再生的盘片记录再生装置由于其储存容量增大以及数据传送速度的高速化，因此，在这种盘片记录再生装置所使用的旋转机构中，必需要有产生高速且高精度的旋转驱动力的机构。为此，在盘片记录再生装置的旋转装置中，采用了如美国专利第5504637号公报所公开的将主轴的两端支承结构的可高速旋转的动压轴承装置。

下面，参照图10对作为传统技术一例子的美国专利第5504637号公报所公开的传统的动压轴承装置作说明。

图10为表示传统的动压轴承装置中的主轴附近结构的剖视图。在图10中，主轴即固定轴22的一端(图10中的下端)固定在基座构件21上。在固定轴22的另一端侧附近，固定着凸缘构件23。围绕固定轴22配设的套筒24和转子轮毂25形成一体，相对于固定轴22可旋转。凸缘构件23的外周端配置在形成于转子轮毂25的阶梯状凹部5A的内侧。滑板26面对着凸缘构件23的上面。该滑板26固定在转子轮毂25上，围绕固定轴22进行旋转。在固定轴22的外周面上，形成有2组鱼骨状(Herringbone shape)的径向动压槽24A、24B。又，在凸缘构件23的上面、即与滑板26的相对面上，形成有鱼骨状的轴向动压槽23A。在凸缘构件23的下面，也形成有轴向动压槽23B。在这些径向动压槽24A、24B和轴向动压槽23A、23B内，注入有润滑剂27。

在与套筒24一体构成的转子轮毂25上，固定着转子磁铁28。另外，在基座构件21上，安装着与转子磁铁28相对的电机定子29。

图10中用符号22A所示的空间表示通气孔，该通气孔22A具有使积存在凸缘构件23的外周部分附近的空间即间隙H部的空气向外部排出的功能。又，图10中用符号24D所示的空间表示通气孔，该通气孔24D具有使积存在凸缘构件23的下侧内周部分附近的空间即间隙J部的空气向外部排出的功能。

下面，参照图10说明如此结构的传统的动压轴承装置的动作。

一旦电机定子29通电而产生旋转磁场，则转子磁铁28与转子轮毂25、套筒24和滑板26等的旋转体一起开始旋转。此时，鱼骨状的径向动压槽24A、24B将润滑剂27收集在它的中心部分。在此场合，在固定轴22的外周面与套筒24的内周面24C之间，因泵送力的作用将润滑剂27推入而产生压力。又，在鱼骨状的轴向动压槽23A、23B中，也收集润滑剂27而产生压力。

利用由这些润滑剂27产生的压力，使绕固定轴22周围的旋转体在与固定轴22完全非接触状态下进行旋转。并且，安装在转子轮毂25上的记录媒体即盘片(未图示)与套筒24一起受到旋转驱动。结果是，由磁头(未图示)对盘片进行电气信号的记录或再生。在此进行的记录和再生的动作，因与一般性的硬磁盘装置(HDD)中的动作相同，故省略其详细说明。

在上述结构的传统的动压轴承装置中，存在着以下的问题。

如图10所示，在传统的动压轴承装置中，在形成于凸缘构件23的轴向动压槽23A的部分以及凸缘构件23的外周端与阶梯状凹部25A的内周面之间的间隙H部，注入有润滑剂27。在该动压轴承装置的停止状态中，注入轴向动压槽23A的部分和间隙H部的润滑剂在毛细管现象的作用下，向小于间隙H部的间隙G部移动。该间隙G部就是滑板26的内周面与固定轴22的外周面之间的间隙。移动到间隙G部的润滑剂27经过了很短的时间，就会上升至从间隙G部可以看到的位置。在此状态下，一旦电机定子29通电，由旋转磁场使转子磁铁28与套筒24、转子轮毂25和滑板26等一起开始旋转，在此瞬间，间隙G部的润滑剂27因离心力而变成流出润滑剂27a、27b，向动压轴承装置的外部飞散。另外，在图10中，凸缘构件23的外周端与阶梯状凹部25A的内周面之间的间隙H部上的半径方向的距离用符号RH来表示。又，滑板26的内周面与固定轴22的外周面之间的间隙G部上的半径方向的距离用符号RG来表示。如图10所示，传统的动压轴承装置是RH＞RG。

并且，在传统的动压轴承装置中，在形成于凸缘构件23的轴向动压槽23A的部分以及固定轴22的外周面与套筒24的内周面之间的间隙K部和间隙L部也注入有润滑剂27。在此状态下，一旦转子磁铁28、套筒24、转子轮毂25和滑板26等的旋转体一起开始旋转，间隙L部的润滑剂27因离心力而变成流出润滑剂，向动压轴承装置的外部(图10中的下侧)流出。另外，在图10中，固定轴22的外周面与套筒24的内周面之间的间隙K部上的半径方向的距离用符号RK来表示。间隙L部上的半径方向的距离用符号RL来表示。如图10所示，传统的动压轴承装置是RK＞RL。

在这种传统的动压轴承装置中，因润滑剂27从间隙G部和间隙L部流出，故润滑剂27不断减少，最坏时会使润滑剂失去润滑功能。又，因润滑剂27向装置外部飞散，故还存在着润滑剂附在其它机器上造成不良影响的问题。

发明内容

本发明目的在于，解决传统的动压轴承装置中的问题，提供一种润滑剂不会流出或飞散、可高精度且长期使用的动压轴承装置及使用该装置的盘片记录再生装置。

为实现上述目的，本发明的动压轴承装置具有：

一端固定在基座构件上的固定轴；

设在所述固定轴的另一端侧附近、贯通于所述固定轴的圆盘状的凸缘构件；

贯通于所述固定轴、围住所述凸缘构件配置的旋转体；

设在所述旋转体上的电机转子部；以及

固定在所述基座构件上、设在与所述电机转子部相对的位置上的电机定子部，其特点是，

在所述旋转体与所述固定轴相互相对面的至少某一方的面上，形成有径向动压槽，在所述凸缘构件与所述旋转体相互相对面的至少某一方的面上，形成有轴向动压槽，在所述径向动压槽和所述轴向动压槽内填满着润滑剂，

在将所述固定轴上的所述凸缘构件的端部分的外周面与相对于该端部分外周面的所述旋转体内周面之间的间隙的半径方向距离设为RA、将所述凸缘构件的外周面与相对于该凸缘构件外周面的所述旋转体内周面之间的间隙的半径方向距离设为RB时，其关系是RA＞RB，且RA处在0.1～0.8mm的范围，RB处在0.05～0.5mm的范围，

在将形成有所述固定轴的所述径向动压槽的所述固定轴的中央部分或与所述旋转体的所述径向动压槽相对的所述固定轴的中央部分的直径设为d1，将所述固定轴的所述凸缘构件的端部分的直径设为d2时，  其关系是d1＞d2，且(d1-d2)处在0.2～0.8mm之间，在直径d2的端部分的外周面与相对于该端部分的外周面的所述旋转体的内周面之间具有间隙。上述结构的动压轴承装置可防止动压轴承装置中的润滑剂流出。

又，本发明的动压轴承装置也可采用如下结构：在将固定在固定轴的基座构件上的端部分的直径设为d3时，其关系是(d1-d3)处在0.2～0.8mm之间，在固定于所述基座构件上的端部分的外周面与相对于该端部分的外周面的所述旋转体的内周面之间具有间隙。

又，本发明的动压轴承装置的固定轴上具有一半径差为(d1-d2)的阶梯差部分，所述阶梯差部分形成在所述凸缘构件的附近。

又，本发明的动压轴承装置的固定轴上具有一半径差为(d1-d3)的阶梯差部分，所述阶梯差部分形成在与固定于所述基座构件上的端部分的外周面相对的旋转体内周面的内侧附近。

又，本发明的动压轴承装置也可采用如下结构：形成若干组径向动压槽，在所述若干组的径向动压槽之间具有第1润滑剂积存部，在所述若干组径向动压槽的基座构件侧具有第2润滑剂积存部，将所述第1润滑剂积存部上的固定轴与旋转体之间的半径方向的距离设为RD，将所述第2润滑剂积存部上的固定轴与旋转体之间的半径方向的距离设为RE时，其关系是RE＞RD，且RE处在0.03～0.5mm范围，RD处在0.02～0.3mm范围。

又，所述轴向动压槽具有在旋转中使润滑剂从所述凸缘构件的内侧向外侧流动的产生泵送力的槽状图形。上述结构的动压轴承装置可防止动压轴承装置中的润滑剂流出。

又，本发明的动压轴承装置的轴向动压槽形成在凸缘构件的两面，靠近固定轴的端部分一方的轴向动压槽具有在旋转中使润滑剂从所述凸缘构件的内侧向外侧流动的产生泵送力的鱼骨状图形。靠近固定轴的端部分另一方的轴向动压槽具有使所述润滑剂向所述凸缘构件的内侧或外侧的任何方向都不流动的鱼骨状图形。

又，本发明的动压轴承装置在将靠近固定轴的端部分的轴向动压槽的槽状图形的内径设为Di、将所述槽状图形的外径设为Do时，槽状图形的基准直径Dm也可利用 $\mathrm{Dm}=\sqrt{\mathrm{}}[({\mathrm{Di}}^2+{\mathrm{Do}}^2)/2]+\mathrm{\α}$ 公式来算出。

又，本发明的动压轴承装置在计算槽状图形的基准直径Dm时，α也可以是0.2mm以上。

又，本发明的动压轴承装置在将靠近固定轴的中央部分的轴向动压槽的槽状图形的内径设为Ui、将所述槽状图形的外径设为Uo时，槽状图形的基准直径Um也可利用 $\mathrm{Um}=\sqrt{\mathrm{}}[({\mathrm{Ui}}^2+{\mathrm{Uo}}^2)/2]$ 公式来算出。

本发明的盘片记录再生装置的结构是，使用上述的动压轴承装置将记录媒体固定在旋转体上，利用磁头对所述记录媒体进行记录或再生。在上述结构中，通过使用可防止润滑剂流出的动压轴承装置，可提供高可靠性的盘片记录再生装置。

发明的新的特征虽然都记载在附页的申请范围中特别记载的事项中，但有关结构及其内容的两个方面，本发明可通过结合附图以及阅读以下的详细说明，作进一步理解和评价，以适用于其它目的及其特征。

附图说明

图1为表示本发明实施形态1的动压轴承装置结构的剖视图。

图2为表示实施形态1的动压轴承装置中的间隙距离RA与润滑剂流出比例关系的曲线图。

图3为表示实施形态1的动压轴承装置中的固定轴的直径差(d1-d2)与润滑剂流出比例关系的曲线图。

图4为表示实施形态1的动压轴承装置中的间隙距离RE与润滑剂流出比例关系的图。

图5为表示实施形态1的动压轴承装置中的固定轴的直径差(d1-d3)与润滑剂流出比例关系的曲线图。

图6为表示本发明实施形态2的动压轴承装置结构的剖视图。

图7为表示实施形态2的一方轴向动压槽的槽状图形的俯视图。

图8为表示实施形态2的另一方轴向动压槽的槽状图形的俯视图。

图9为表示本发明实施形态3的盘片记录再生装置结构的剖视图。

图10为表示传统的动压轴承装置结构的剖视图。

附图的局部或全部是以图示为目的概要性表现而画出的，希望不要局限于图中表示的构件实际的相对性尺寸及其位置的忠实描画。

具体实施方式

下面，参照附图说明适用于本发明实施形态的动压轴承装置及其盘片记录再生装置。此处说明的盘片记录再生装置就是具有对记录媒体即盘片进行数据记录或/及从盘片再生数据的功能的装置。

<实施形态1>

参照图1～图5说明本发明实施形态1的动压轴承装置。

图1为表示本发明实施形态1的动压轴承装置结构的剖视图。图1中，主轴即固定轴2的一端(图1中的下端)固定在基座构件1上。在固定轴2的另一端侧附近，固定着凸缘构件3。实施形态1中的固定轴2的直径设定在约1.0～15.0mm范围内。围绕固定轴2配设的套筒4和转子5形成一体，相对于固定轴2可旋转。固定轴2被保持在套筒4的轴承孔4E的内部，具有规定间隙。凸缘构件3的外周端配置在形成于转子5的阶梯状凹部5A的内侧。滑板6面对凸缘构件3的上面，形成大致圆板状。大致圆板状的滑板6由固定轴2贯通其中心部分。该滑板6的外周部分被紧固在转子5上，围绕固定轴2进行旋转。在与套筒4一体构成的转子5上，固定着转子磁铁9。另外，在基座构件1上安装着与转子磁铁9相对的电机定子10。

另外，实施形态1说明的是将滑板6固定在转子5上的例子，但也可采用将套筒4围绕凸缘构件3而在该套筒4上固定滑板6的结构。

在固定轴2的外周面上，形成有上下2组的大致鱼骨状(Herringboneshape)的径向动压槽4A、4B。实施形态1说明的是在固定轴2的外周面上形成径向动压槽4A、4B的例子，但该径向动压槽4A、4B既可形成在套筒4的内周面，也可形成在固定轴2的外周面和套筒4的内周面的两个面上。又，大致鱼骨状的图形以上下2组的例子作了说明，但若在规定位置上至少形成1组以上，则具有同样的效果。

在凸缘构件3与滑板6的对向面(上面)上，形成有大致鱼骨状的轴向动压槽6A。又，在凸缘构件3的下面，也形成有轴向动压槽6B。另外，轴向动压槽6A的槽状图形也可是螺旋状。

在这些径向动压槽4A、4B和轴向动压槽6A、6B内，注入有润滑剂8。

图1中用符号4C所示的空间表示通气孔，该通气孔4C具有使积存在凸缘构件3的下侧内周部分附近的空间、即空气室或积油部分(图1中用符号C表示的间隙)的空气向外部排出的功能。图1中用符号D所示的间隙就是套筒4的轴承孔4E的直径大的部分，被配置在上下2组的径向动压槽4A、4B之间。该间隙D就是空气室或积油部。又，图1中，符号E表示的间隙形成在套筒4的轴承孔4E的下侧的径向动压槽4B的下面。该间隙E就是套筒4的轴承孔4E的配置在基座构件1侧的空间，具有积油的功能。

下面，参照图1说明如此结构的实施形态1的动压轴承装置的动作。

一旦电机定子10通电而产生旋转磁场，则转子磁铁9与套筒4、转子5和滑板6等的旋转体一起开始旋转。此时，大致鱼骨状的径向动压槽4A、4B将润滑剂8收集在它的中心部分。并且，在固定轴2的外周面与套筒4的内周面之间，因泵送力的作用将润滑剂8推入而产生压力。又，在大致鱼骨状的轴向动压槽6A、6B内，也将润滑剂8收集在凸缘构件3的上面与滑板6的下面之间、以及凸缘构件3的下面与套筒4等的上面之间而产生压力。

利用由这些润滑剂8产生的压力，使绕固定轴2周围的旋转体在与固定轴2完全非接触的状态下进行旋转。并且，安装在转子5上的记录媒体即盘片(未图示)与套筒4一起受到旋转驱动。

在实施形态1的的盘片记录再生装置中，盘片高速旋转中的动压轴承装置采用的是润滑剂8不会从形成于滑板6内侧部分的间隙A部(图1)向外部流出的结构。下面说明其原因。另外，以下说明所用的间隙A部就是形成于固定轴2的外周面与滑板6的内周面之间的环状空间，间隙A部的距离RA就是间隙A部的空间的半径方向长度。间隙B部就是形成于滑板6的外周面与转子5的阶梯状凹部5A的内周面5B之间的环状空间，间隙B部的距离RB就是间隙B部的空间的半径方向长度。

在实施形态1的动压轴承装置中，间隙A部形成的尺寸是在毛细管现象的作用下不会使润滑剂8上升，间隙A部的距离RA与间隙B部的距离RB的关系是RA＞RB。又，在实施形态1的动压轴承装置中，与滑板6的内周面相对的固定轴2上端部分的直径d2比固定轴2的形成有径向动压槽4A、4B中央部分的直径d1细。

上述结构的实施形态1的动压轴承装置在停止期间，注入滑板6的轴向动压槽6A部分的间隙B部的润滑剂8因间隙B部比间隙A部狭，故润滑剂8在毛细管现象作用下被保持在间隙B部。即，在实施形态1的动压轴承装置中，可防止润滑剂8进入间隙A部。其结果是，因间隙A部的距离RA与间隙B部的距离RB的关系是RA＞RB，故即使急速开始旋转，也不用担心润滑剂8因离心力而从间隙A部向动压轴承装置的外部流出。

上述结构的实施形态1的动压轴承装置在停止期间，注入轴向动压槽6A部分等的润滑剂8在毛细管现象的作用下不会向间隙A部移动，即使电机定子10通电、利用旋转磁场使转子5等开始旋转，也可防止润滑剂8从间隙A部向动压轴承装置的外部飞散。

又，在动压轴承装置高速旋转中，若润滑剂8附在间隙A部时，该润滑剂8因旋转体旋转产生的离心力而沿着固定轴2的外周面流向直径大的部分。因此，可防止附在间隙A部的润滑剂8从间隙A部向动压轴承装置的外部流出。

下面说明上述结构的实施形态1的动压轴承装置中的各部分的具体数值。

在实施形态1的动压轴承装置中，间隙A部的距离RA设定在0.1mm～0.8mm之间。间隙B部的距离RB设定在0.05mm～0.5mm之间。

又，固定轴2上端部分的直径d2比固定轴2中央部分的直径d1细。在实施形态1中，固定轴2的上端部分、即细的直径部分的直径d2相对于中央部分的直径d1设定在d1-d2＝0.2mm～0.8mm的范围。

下面，参照图2和图3说明使用如此设定的实施形态1的动压轴承装置进行实验后的结果。

图2为表示在使间隙A部的距离RA[mm]变化时的润滑剂8的流出比例的曲线图。图2中，纵轴的润滑剂流出比例表示间隔一定时间的间隙运转前后和动压轴承装置内部的润滑剂8的量的变化。图2中，间隙B部的距离RB在0.2mm的一定条件下进行了测定。这里所说的润滑剂8的流出比例是由每单位时间的总润滑剂量的减少量来算出。

如前所述，在实施形态1中，距离RA设定在0.1mm～0.8mm之间。距离RB设定在0.05mm～0.5mm之间。根椐发明者的实验，各宽度的尺寸差(RA-RB)不足0.1mm时，效果不充分，在0.9mm以上时，由于距离RA加大，产生了润滑剂8流出的危险性，故不合适。由此，根椐实验，各宽度的尺寸差(RA-RB)在0.1mm以上、0.9mm以下为合适的范围。

图3为表示固定轴2的中心部分的直径d1与上端部分的直径d2之差变化时的润滑剂8流出比例的曲线图。图3中，纵轴的润滑剂流出比例表示间隔一定时间的隙运转前后的动压轴承装置内部的润滑剂8的量的变化。图3中，在中央部分的直径d1为3.0mm、距离RA为0.4mm以及距离RB为0.2mm的条件下进行了测定。这里所说的润滑剂流出比例与前述的图2一样，是由每单位时间的总润滑剂量的减少量来算出。

根椐发明者的实验，直径差(d1-d2)为0.1mm时，效果不充分，在0.9mm以上时，由于固定轴2上端部分的直径d2太细，存在着机械强度减弱的问题。由此，根椐实验，直径差(d1-d2)在0.2mm～0.8mm范围为合适。当处于图1中的高速旋转中，在开口部即间隙A部具有润滑剂8，故即使润滑剂8想要流出，也因离心力而不会流入直径大的距离RB的空间，故润滑剂8不会流出。

并且，在实施形态1的的盘片记录再生装置中，盘片高速旋转中的动压轴承装置采用的是润滑剂8不会从固定轴2与套筒4的下端部分之间的空间(图1的间隙E部)向外部流出的结构。下面说明其原因。另外，以下说明所用的间隙C部就是形成于固定轴2的外周面与套筒4的上端部分之间的空间，位于凸缘构件3的正下方。又，在形成有固定轴2的径向动压槽4A、4B的中心部分的外周面与形成在套筒4的中央部分上的凹状内面之间，形成有间隙D部。该间隙D部的距离RD就是间隙D部的空间的半径方向长度。并且，在固定轴2的外周面与套筒4的下端附近的内周面之间，形成有间隙E部。间隙E部的距离RE就是间隙E部的空间的半径方向长度。

在实施形态1的动压轴承装置中，间隙D部的距离RD与间隙E部的距离RE的关系是RD＞RE。又，在实施形态1的动压轴承装置中，与套筒4下端附近的内周面相对的固定轴2下端部分的直径d3比形成于固定轴2的径向动压槽4A、4B中央部分的中央部分的直径d1细。

上述结构的实施形态1的动压轴承装置在停止期间，由于间隙D部(2组径向动压槽4A、4B间的储存空气或储存润滑剂的部分)比间隙E部要狭得多，因此，注入套筒4与固定轴2的径向动压槽4A、4B之间的润滑剂8在毛细管现象作用下被保持在间隙D部的空间内。即，因间隙E部的距离RE比间隙D部的距离RD长，故在动压轴承装置停止状态下，润滑剂8在毛细管现象作用下被可靠地保持在间隙D部的空间内，以防止进入间隙E部的空间内。在实施形态1中，因距离RD与距离RE的关系是RE＞RD，故润滑剂8难以积存在间隙E部，润滑剂8基本上都保持在间隙D部。其结果是，在实施形态1的动压轴承装置中，即使旋转部分急速开始旋转，也可防止润滑剂8从间隙E部通过间隙F部向动压轴承装置的外部(外方)流出。间隙F部就是固定轴2的外周面与套筒4的内周面之间的最下端的开口部分。

又，在动压轴承装置高速旋转中，若润滑剂8附在间隙E部的固定轴2的外周面时，该润滑剂8因固定轴2旋转产生的离心力而沿着固定轴2的外周面流向直径大的部分。并且，润滑剂8流入间隙D部的空间。因此，在实施形态1的动压轴承装置中，可防止附在间隙E部的固定轴2上的润滑剂8从间隙F部向动压轴承装置的外部流出。

下面说明上述结构的实施形态1的动压轴承装置中的各部分的具体数值。

在实施形态1的动压轴承装置中，间隙E部的距离RE设定在0.03mm～0.5mm之间。间隙D部的距离RD设定在0.02mm～0.3mm之间。

又，固定在基座构件1上的固定轴2下端部分的直径d3比固定轴2中央部分的直径d1细。在实施形态1中，固定轴2的下端部分、即细的直径部分的直径d3相对于中央部分的直径d1而设定在d1-d3＝0.2mm～0.8mm的范围。

下面，参照图4和图5说明使用如此设定的实施形态1的动压轴承装置进行实验后的结果。

图4为表示在使间隙E部的距离RE[mm]变化时的润滑剂8的流出比例的曲线图。图4中，纵轴的润滑剂流出比例表示间隔一定时间的间隙运转前后的动压轴承装置内部的润滑剂8的量的变化。图4中，间隙D部的距离RD在0.1mm的一定条件下进行了测定。这里所说的润滑剂8的流出比例是由每单位时间的总润滑剂量的减少量来算出。

如前所述，在实施形态1中，距离RE设定在0.03mm～0.5mm之间，距离RD设定在0.02mm～0.3mm之间。根椐发明者的实验，间隙E部的距离RE不足0.03mm时，太小，存在着固定轴2与套筒4碰撞的危险性。又，距离RE在0.6mm以上时，由于间隙E部太大，产生了润滑剂8从间隙F部流出的危险性，故不合适。

图5为表示固定轴2的中央部分的直径d1与下端部分的直径d3之差变化时的润滑剂8流出比例的曲线图。图5中，纵轴的润滑剂流出比例表示间隔一定时间的间隙运转前后的动压轴承装置内部的润滑剂8的量的变化。图5中，在中央部分的直径d1为3.0mm、距离RD为0.1mm以及距离RE为0.3mm的条件下进行了测定。这里所说的润滑剂流出比例与前述的图4一样，是由每单位时间的总润滑剂量的减少量来算出。

根椐发明者的实验，直径差(d1-d3)为0.1mm时，效果不充分，在0.9mm以上时，由于固定轴2下端部分的直径d3太细，存在着机械强度减弱的问题。由此，根椐实验，直径差(d1-d2)在0.2mm～0.8mm范围为合适。当处于图1中的高速旋转中，若开口部即间隙F部具有润滑剂8，故即使润滑剂8想要流出，也因离心力而不会流入直径大的距离RE的空间，故润滑剂8不会流出。

在实施形态1中，凸缘构件3的下面与上侧的径向动压槽4A之间，具有充分大的间隔，在此间隔中形成了大空间的间隙C部。该间隙C部具有空气室的功能，当该间隙C部内的空气因温度变化等引起体积变化时，空气经过通气孔4C排出或吸入。此时，因旋转中的间隙C部的内部基本上充满着空气，故润滑剂8不会从间隙C部流出。与通气孔4C的间隙C部连结的部分因不会被润滑剂堵塞，故不用担心润滑剂流出。

又，在实施形态1中，滑板6通过铆接、粘接或采用螺钉固定等的固定装置，被固定在转子5或套筒4上，该固定部分完全密封。因此，即使高速旋转时，也可防止润滑剂8从该固定部分流出。

如上所述，采用实施形态1，即使润滑剂8处在高速旋转中、停止中、或者压力和温度有了变化的场合，因其不会向动压轴承装置的外部流出，故可提供具有高可靠性的流体轴承装置即动压轴承装置。

<实施形态2>

下面，参照图6～图8说明本发明实施形态2的流体轴承装置即动压轴承装置。

图6为表示本发明实施形态2的动压轴承装置结构的剖视图。图7和图8分别表示形成于凸缘构件两面的轴向动压槽的槽状图形。实施形态2的动压轴承装置与前述实施形态1的动压轴承装置的结构实质相同。在实施形态2的动压轴承装置中，形成于凸缘构件的轴向动压槽和形成于固定轴或套筒的径向动压槽的各槽状图形是特定的。因此，在实施形态2中，凡具有与前述实施形态1相同功能、结构的部位标记同一符号，省略其说明。

图6中，固定轴2的下端被固定在基座构件1上，在固定轴2的另一端侧附近，固定着凸缘构件3。围绕固定轴2配设的套筒4和转子5形成一体，相对固定轴2可旋转。在凸缘构件3的上面(与滑板6相对的面)上，形成有图7所示的轴向动压槽6A，在凸缘构件3的下面(与套筒4相对的面)上，形成有图8所示的轴向动压槽6B。图7和图8表示轴向动压槽的槽状图形，斜线部分是槽部分。另外，形成于图6的固定轴2表面的大致鱼骨状的径向动压槽表示形成在平面上时的槽状图形。

对于图7所示的凸缘构件3的轴向动压槽6A，当将槽状图形的内径设为Di、槽状图形的外径设为Do时，一般来讲，槽状图形的基准直径Dm就是算出Di的平方与Do的平方的两个值的平均值之后的它的平方根值。在本发明的实施形态2中，槽状图形的基准直径Dm设计成比该计算值大0.2mm以上。即，实施形态2中的轴向动压槽6A的槽状图形的基准直径Dm由 $\mathrm{Dm}=\sqrt{\mathrm{}}[({\mathrm{Di}}^2+{\mathrm{Do}}^2)/2]+\mathrm{\&alpha;}$ (α＝0.2[mm]以上)公式来算出。这样，由于槽状图形的基准直径Dm设计成比计算值大，因此，在旋转中产生了泵送力，使润滑剂8在凸缘构件3的上面形成了润滑剂8从内径向外径(面向图6的间隙B部的方向)流动的形态。其结果，在实施形态2的动压轴承装置中，可防止润滑剂8从图6的间隙A部流出和飞散。另外，图6中，表示轴向动压槽6A的图形槽的外径Do、基准直径Dm和内径Di的尺寸。

图8为表示形成于凸缘构件3下面的轴向动压槽6B的槽状图形的图。图8的轴向动压槽6B的槽状图形形成在与套筒4的上端部等相对面上，利用套筒4等的旋转，在套筒4等与凸缘构件3之间对润滑剂8进行泵送。该轴向动压槽6B的图形槽的内径Di、基准直径Dm和外径Do符合前述的一般关系式，设定成润滑剂8在旋转中不会产生特别的流动状态。即，实施形态2中的轴向动压槽6B的槽状图形的基准直径Um由 $\mathrm{Um}=\sqrt{\mathrm{}}[({\mathrm{Ui}}^2+{\mathrm{Uo}}^2)/2]$ 公式来算出。

如图6所示，形成于固定轴2下侧的径向动压槽4B的槽状图形与上侧的径向动压槽4A不一样。对于下侧有径向动压槽4B，若将槽状图形的上侧部分的上下方向的长度设为LB，将下侧部分的上下方向的长度设为LA，则在实施形态2中，其关系是LA＞LB。这样，在实施形态2中，由于径向动压槽4B上侧部分的长度LB比下侧部分的长度LA短，因此，产生的泵送力不会使润滑剂8从固定轴2的下方流出。在实施形态2中，径向动压槽4B的槽状图形的尺寸差(LA-LB)设定在0.5mm～0.8mm范围。当该尺寸差(LA-LB)小时，泵送力的产生不充分，若该尺寸差(LA-LB)过大，则存在着不能减小动压轴承装置整体高度尺寸的问题。

又，在实施形态2中，滑板6通过铆接、粘接或采用螺钉固定等的固定装置，被固定在转子5或套筒4上，该固定部分完全密封。因此，即使高速旋转时，也可防止润滑剂8从该固接部分流出。

如上所述，采用实施形态2，即使润滑剂8处在高速旋转中、停止中、或者压力和温度有了变化的场合，因不会向动压轴承装置的外部流出，故可提供具有高可靠性的动压轴承装置。

<实施形态3>

下面，参照图9说明本发明实施形态3的盘片记录再生装置。

图9为表示本发明实施形态3的盘片记录再生装置结构的剖视图。实施形态3的盘片记录再生装置是一种在旋转机构中使用了前述实施形态1和实施形态2的动压轴承装置的盘片记录再生装置。因此，对于实施形态3的盘片记录再生装置中的动压轴承装置，凡具有与前述实施形态1和实施形态2相同功能、结构的部位标记同一符号，省略其说明。另外，以下说明的盘片记录再生装置就是具有对记录媒体、即盘片进行数据的记录或/及从盘片再生数据的功能的装置。

图9中，主轴即固定轴2的一端(图9中的下端)被固定在基座构件1上，在固定轴2的另一端侧附近，固定着凸缘构件3。围绕固定轴2配设的套筒4和转子5形成一体，相对固定轴2可旋转。固定轴2保持在套筒4的内侧，具有规定的间隙。凸缘构件3配置在形成于转子5的阶梯部内侧。滑板6与凸缘构件3的上面相对配置。固定轴2贯通于大致环状的滑板6的中央部分。该滑板6的外周部分被紧固在转子5上，围绕固定轴2进行旋转。在与套筒4一体构成的转子5上，固定着转子磁铁9。另外，在基座构件1上安装着与转子磁铁9相对的电机定子10。

在转子5上，安装着多枚盘片12。在这些盘片12之间，配设有隔板13，将各盘片12保持规定距离。由套管15支承的多个磁头14对盘片12可进行记录再生。套管15相对于固定在基座构件1上的支轴16可转动。在收纳有上述如此结构的盘片记录再生装置的基座构件1上，设置有上盖11，以保护各构件。固定轴2的上端部通过固定装置17例如、螺钉和螺母固定在上盖11上，牢固地形成整个装置。

另外，实施形态3说明的是将滑板6固定在转子5上的例子，但也可将套筒4形成围住凸缘构件3的形态，将滑板6紧固在该套筒4上。

下面，参照图9说明上述如此结构的实施形态3的盘片记录再生装置的动作。

一旦电机定子10通电而产生旋转磁场，则转子磁铁9与套筒4、转子5、滑板6、盘片12和隔板13等的旋转体一起开始旋转。此时，大致鱼骨状的径向动压槽4A、4B和轴向动压槽6A将润滑剂8收集在各自的中心部分。并且，在固定轴2的外周面与套筒4的内周面之间、凸缘构件3与滑板6之间以及凸缘构件3与隔板13的上端面等之间，因泵送力的作用将润滑剂8推入而产生压力。

利用由这些润滑剂8产生的压力，使绕固定轴2周围的旋转体在与固定轴2完全非接触产状态下进行旋转。结果是，盘片12以一定速度且高精度地进行旋转。并且，由旋转自如支承在支轴16和套管15上的磁头14对旋转中的盘片12进行信号记录、或从盘片12进行再生。

如此结构的实施形态3的盘片记录再生装置可进行高精度的旋转，通过将润滑剂8不会流出的动压轴承装置与盘片记录再生装置进行组合，具有工业上利用价值非常高的效果。又，可保证长时期使用盘片记录再生装置的高可靠性，可搭载在多种计算机等上。

如上所述，本发明的动压轴承装置的结构是通过在固定轴2上设计具有直径差，利用高速旋转中的旋转体的离心力来防止润滑剂8的流出。又，在本发明的动压轴承装置中，由于在规定位置上形成了间隙小的积油部分和间隙大的积油部分，因此，停止中的润滑剂利用表面张力向间隙小的积油部分移动，利用这一特性可防止启动时润滑剂8从开口部流出。并且，由于如此结构的动压轴承装置适用于盘片记录再生装置，因此，可进行高精度的高速旋转，可提供一种在长时期使用中可防止润滑剂8发生流出的高性能的盘片记录再生装置。

另外，上述实施形态对记录媒体即盘片进行记录和再生的盘片记录再生装置作了说明，但本发明的盘片记录再生装置也包括只对记录媒体即盘片进行记录的盘片记录再生装置、或者只对盘片信息进行再生的盘片记录再生装置。

上面，以一定的详细程度对发明的适用形态进行了说明，但这种适用形态公开的内容应当可以在结构的细部发生变化，在不脱离申请的发明范围及思想的情况下，可实现各要素的组合和顺序变化。

Claims (11)

1.一种动压轴承装置，具有：

一端固定在基座构件上的固定轴；

设在所述固定轴的另一端侧附近、贯通于所述固定轴的圆盘状的凸缘构件；

贯通于所述固定轴、围住所述凸缘构件配置的旋转体；

设在所述旋转体上的电机转子部；以及

固定在所述基座构件上、设在与所述电机转子部相对的位置上的电机定子部，其特征在于，

在所述旋转体与所述固定轴相互相对面的至少某一方的面上，形成有径向动压槽，在所述凸缘构件与所述旋转体相互相对面的至少某一方的面上，形成有轴向动压槽，在所述径向动压槽和所述轴向动压槽内填满着润滑剂，

在将所述固定轴上的所述凸缘构件的端部分的外周面与相对于该端部分外周面的所述旋转体内周面之间的间隙的半径方向距离设为RA、将所述凸缘构件的外周面与相对于该凸缘构件外周面的所述旋转体内周面之间的间隙的半径方向距离设为RB时，其关系是RA＞RB，且RA处在0.1～0.8mm的范围，RB处在0.05～0.5mm的范围，

在将形成有所述固定轴的所述径向动压槽的所述固定轴的中央部分或与所述旋转体的所述径向动压槽相对的所述固定轴的中央部分的直径设为d1，将所述固定轴上的所述凸缘构件的端部分的直径设为d2时，其关系是d1＞d2，且(d1-d2)处在0.2～0.8mm之间，在直径d2的端部分的外周面与相对于该端部分的外周面的所述旋转体的内周面之间具有间隙。

2.如权利要求1所述的动压轴承装置，其特征在于，形成若干组径向动压槽，在所述若干组的径向动压槽之间，具有第1润滑剂积存部，在所述若干组径向动压槽的基座构件侧具有第2润滑剂积存部，将所述第1润滑剂积存部上的固定轴与旋转体之间的半径方向距离设为RD，将所述第2润滑剂积存部上的固定轴与旋转体之间的半径方向距离设为RE时，其关系是RE＞RD，且RE处在0.03～0.5mm的范围，RD处在0.02～0.3mm的范围。

3.如权利要求1所述的动压轴承装置，其特征在于，在将固定在固定轴的基座构件上的端部分的直径设为d3时，(d1-d3)处在0.2～0.8mm之间，在固定于所述基座构件的端部分的外周面与相对于该端部分的外周面的所述旋转体的内周面之间具有间隙。

4.如权利要求1所述的动压轴承装置，其特征在于，固定轴上具有一半径差为(d1-d2)的阶梯差部分，所述阶梯差部分形成在所述凸缘构件的附近。

5.如权利要求3所述的动压轴承装置，其特征在于，固定轴上具有一半径差为(d1-d3)的阶梯差部分，所述阶梯差部分形成在与固定于所述基座构件的端部分的外周面相对的旋转体内周面的内侧附近。

6.如权利要求1所述的动压轴承装置，其特征在于，所述轴向动压槽具有在旋转中使润滑剂从所述凸缘构件的内侧向外侧流动的产生泵送力的槽状图形。

7.如权利要求6所述的动压轴承装置，其特征在于，轴向动压槽形成在凸缘构件的两面，靠近固定轴的端部分一方的轴向动压槽具有在旋转中使润滑剂从所述凸缘构件的内侧向外侧流动的产生泵送力的鱼骨状图形，靠近固定轴的端部分另一方的轴向动压槽具有使所述润滑剂向所述凸缘构件的内侧或外侧任何方向都不流动的鱼骨状图形。

8.如权利要求7所述的动压轴承装置，其特征在于，在将靠近固定轴的端部分的轴向动压槽的槽状图形的内径设为Di、将所述槽状图形的外径设为Do时，槽状图形的基准直径Dm可采用Dm＝[(Di²+Do²)/2]+α公式来算出。

9.如权利要求8所述的动压轴承装置，其特征在于，在计算槽状图形的基准直径Dm时，α在0.2mm以上。

10.如权利要求7所述的动压轴承装置，其特征在于，在将靠近固定轴的中央部分的轴向动压槽的槽状图形的内径设为Ui、将所述槽状图形的外径设为Uo时，槽状图形的基准直径Um可采用Um＝[(Ui²+Uo²)/2]公式来算出。

11.一种盘片记录再生装置，其特征在于，使用权利要求1至权利要求10所述的动压轴承装置，将记录媒体固定在旋转体上，用磁头对所述记录媒体进行记录或再生。

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