【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid bearing used for a hard disk drive or the like.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, an example of a conventional hydrodynamic bearing device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view of a conventional hydrodynamic bearing device. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a shaft, which is fitted together with the sleeve 2 so as to be rotatable. A thrust plate 3 abuts on the end surface 1A of the shaft 1 and is fixed to the end of the sleeve 2. The thrust plate 3 is provided with a pressure generating groove 3 A, and a lubricant 4 is injected to constitute a thrust bearing 5. Pressure generating grooves 2A and 2B are provided in the inner periphery of the sleeve 2 or the outer periphery of the shaft 1, and a lubricant 4 is injected to a plurality of radial bearings 6 (one far from the thrust plate 3), 7 (the above-mentioned The one closer to the thrust plate 3). Between the radial bearings 6 and 7, there is a lubricant reservoir 8 filled with the lubricant 4. A circulation hole 9 communicating with each other is provided between the thrust bearing 5 and the lubricant reservoir 8, and a part of the lubricant 4 of the thrust bearing 5 goes toward the lubricant reservoir 8. Thus, the pressure of the thrust bearing 5 is reduced to prevent the bearing from being overlifted at room temperature.
[0003]
The operation of the fluid dynamic bearing configured as described above will be described below. When a motor (not shown) is energized, the shaft 1 or the sleeve 2 and the thrust plate 3 start to rotate. The lubricant 4 rotates in a contactless manner while generating pressure by the pumping action of the pressure generating grooves 2A, 2B, 3A, and the bearing floats (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-28552 (pages 4-6, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, however, fluid bearings have been required to have higher precision than before. In particular, in order to reduce the size of hydrodynamic bearings, the bearing length of radial bearings was made uneven and the bearing flying height at high temperatures was made appropriate. In order to overlift, a circulation hole for communicating between the radial bearing and the thrust bearing can be provided to prevent over-levitation of the bearing at room temperature (currently patent pending). However, there are cases where it is not possible to prevent the bearing from being lifted at low temperatures, and it may be difficult to use the fluid bearing in a wide temperature range.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, regarding the radial bearing farther from the thrust plate among the plurality of radial bearings, by increasing the sleeve hollow portion away from the thrust plate, the bearing gap becomes wider as the distance from the thrust plate increases. . Since the pressure at the opening of the circulation hole on the radial bearing side decreases, the amount of fluid movement from the thrust bearing to the radial bearing increases, so the thrust bearing pressure also decreases, preventing over-levitation of the bearing at low temperatures. can do.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an embodiment of the present invention.
[0008]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the hydrodynamic bearing device according to claim 1. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a shaft, which is fitted together with a sleeve 12 so as to be freely rotatable. A thrust plate 13 abuts on the end surface 11 A of the shaft 11 and is fixed to the end surface of the sleeve 12. The thrust plate 13 is provided with a pressure generating groove 13 A, and a lubricant 14 is injected to constitute a thrust bearing 15. Pressure generating grooves 12A and 12B are provided on the inner periphery of the sleeve 12 or the outer periphery of the shaft 11, and a lubricant 14 is injected into the two radial bearings 16 (one far from the thrust plate 13), 17 (the thrust The one closer to the plate 13). Between the radial bearings 16 and 17, a lubricant reservoir 18 filled with the lubricant 14 is provided. A circulation hole 19 that communicates between the thrust bearing 15 and the lubricant reservoir 18 is provided. In addition, the hollow portion of the sleeve 12 corresponding to the radial bearing 16 is made wider as the distance from the thrust plate 13 increases. At this time, the bearing gap 20 between the shaft 11 and the sleeve 12 corresponding to the radial bearing 16 becomes wider as the distance from the thrust plate 13 increases.
[0009]
The operation of the fluid dynamic bearing configured as described above will be described below. When a motor (not shown) is energized, the shaft 11 or the sleeve 12 and the thrust plate 13 start to rotate. The lubricant 14 generates pressure by the pumping action of the pressure generating grooves 12A, 12B, and 13A, and rotates without contact.
[0010]
Here, due to the circulation hole 19, a part of the excessive lubricant 14 generated in the thrust bearing 15 flows toward the lubricant reservoir 18, and the excessive pressure of the thrust bearing 15 is relieved. At this time, since the bearing gap 20 becomes wider as the distance from the thrust plate 13 increases, the pressure in the lubricant reservoir 18 can be lowered, and the thrust bearing 15 can move to the lubricant reservoir 18. The amount of the lubricant 14 flowing in the first stage increases, and the amount of decrease in the pressure at the thrust bearing 15 increases, so that the bearing can be prevented from overlifting not only at room temperature but also at a low temperature.
[0011]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view of the hydrodynamic bearing device according to claim 2. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a shaft, which is fitted together with the sleeve 22 so as to be rotatable. A thrust plate 23 abuts on the end surface 21 A of the shaft 21 and is fixed to the end surface of the sleeve 22. The thrust plate 23 is provided with a pressure generating groove 23 A, and a lubricant 24 is injected to constitute a thrust bearing 25. Pressure generating grooves 22A and 22B are provided on the inner periphery of the sleeve 22 or the outer periphery of the shaft 21, and a lubricant 24 is injected into the two radial bearings 26 (one far from the thrust plate 23), 27 (the thrust The one closer to the plate 23). A lubricant reservoir 28 filled with a lubricant 24 is provided between the radial bearings 26 and 27. A circulation hole 29 that communicates between the thrust bearing 25 and the lubricant reservoir 28 is provided. Further, the hollow portion of the sleeve 22 corresponding to the radial bearing 26 is made wider as the distance from the thrust plate 23 increases. At this time, the bearing gap 30 between the shaft 21 and the sleeve 22 corresponding to the radial bearing 26 becomes wider by a maximum of 1 μm as the distance from the thrust plate 23 increases.
[0012]
The operation of the fluid dynamic bearing configured as described above will be described below. When a motor (not shown) is energized, the shaft 21 or the sleeve 22 and the thrust plate 23 start to rotate. The lubricant 24 generates pressure by the pumping action of the pressure generating grooves 22A, 22B, and 23A, and rotates without contact.
[0013]
Here, due to the circulation hole 29, a part of the excessive lubricant 24 generated in the thrust bearing 25 flows toward the lubricant reservoir 28, and the excessive pressure of the thrust bearing 25 is relieved. At this time, since the bearing gap 30 becomes wider as the distance from the thrust plate 23 increases, the pressure in the lubricant reservoir 28 can be further reduced, and the thrust bearing 25 to the lubricant reservoir 28. The amount of the lubricant 24 flowing in the first stage increases, and the amount of decrease in pressure at the thrust bearing 25 increases, so that the bearing can be prevented from overlifting not only at room temperature but also in a low temperature range.
[0014]
【The invention's effect】
As is clear from the above, when there is a circulation hole for communicating the thrust bearing with a plurality of radial bearings, the bearing clearance between the shaft and the sleeve in the radial bearing farther from the thrust plate becomes wider as the distance from the thrust plate increases. As a result, the pressure at the radial bearing decreases, the lubricant moves from the thrust bearing to the radial bearing, which is the effect of the circulation hole, and the amount of pressure decrease at the thrust bearing increases. It is possible to prevent the bearing from being lifted even in the region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a conventional fluid dynamic bearing device.
1, shaft 1A, end surface 2 of shaft 1, sleeve 2A, pressure generating groove 2B on the inner periphery of sleeve 2 or outer periphery of shaft 1, pressure generating groove 3 on the inner periphery of sleeve 2 or outer periphery of shaft 1, thrust plate 3A, Pressure generating groove 4 in the thrust plate 3, lubricant 5, thrust bearing 6, radial bearing 7 far from the thrust plate 3, radial bearing 8 far from the thrust plate 3, lubricant reservoir 9, circulation hole 11, shaft 11A In the end surface 12 of the shaft 11, the sleeve 12A, the pressure generating groove 12B on the inner periphery of the sleeve 12 or the outer periphery of the shaft 11, the pressure generating groove 13 on the inner periphery of the sleeve 12 or the outer periphery of the shaft 11, the thrust plate 13A, and the thrust plate 13 Far from the pressure generating groove 14, the lubricant 15, the thrust bearing 16, and the thrust plate 13 Radial bearing 17, radial bearing 18 closer to thrust plate 13, lubricant reservoir 19, circulation hole 20, bearing clearance 21 between shaft 11 and sleeve 12 in radial bearing 16, shaft 21 </ b> A, end face 22 of shaft 21, Sleeve 22A, pressure generating groove 22B on the inner periphery of sleeve 22 or outer periphery of shaft 21, pressure generating groove 23 on the inner periphery of sleeve 22 or outer periphery of shaft 21, thrust plate 23A, pressure generating groove 24 on thrust plate 23, lubricant 25, a thrust bearing 26, a radial bearing 27 far from the thrust plate 23, a radial bearing 28 closer to the thrust plate 23, a lubricant reservoir 29, a circulation hole 30, and a bearing clearance between the shaft 21 and the sleeve 22 at the radial bearing 26
