JP4194610B2 - 動圧軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、動圧軸受装置に関する。

各種モータ等において、動圧軸受装置が広く用いられている。この動圧軸受装置は、所定の潤滑流体の動圧作用を利用して回転部材を固定部材に対して回転自在に支持するものである。このような動圧軸受装置を備えた機器としては、例えば特開平３−２７２３１８号公報に記載の軸固定型の磁気ディスク駆動モータが知られている。この特開平３−２７２３１８号公報記載の磁気ディスク駆動モータを表したのが図８である。

同図において、符号１はフレームを示している。このフレーム１には磁性材よりなる中心固定軸２が垂直に立設するように設けられており、この中心固定軸２にはラジアル受面２ａ，２ａがそれぞれ設けられている。この中心固定軸２にはまた、上記２箇所のラジアル受面２ａ，２ａの間に、軸径より大径の鍔部２ｂが形成されており、この鍔部２ｂの軸方向の両端面には、平面状のスラスト受面２ｃ，２ｃがそれぞれ設けられている。

回転部材としてのハウジング３は、ハブ３ａと、このハブ３ａの内周面にそれぞれ嵌合して取り付けられ軸方向に分割された一対のラジアル軸受４，４と、を備えている。ラジアル軸受４は、上記ラジアル受面２ａにラジアル軸受隙間を介して対向するラジアル軸受面４ａを有しており、これらラジアル軸受面４ａ、ラジアル受面２ａ及び後述の磁性流体１１によってラジアル軸受部５が構成されている。

ラジアル軸受４はまた、上記鍔部２ｂのスラスト受面２ｃにスラスト軸受隙間を介して対向するスラスト軸受面４ｂを有しており、これらスラスト軸受面４ｂ、スラスト受面２ｃ及び後述の磁性流体１１によってスラスト軸受部６が構成されている。

上記ラジアル受面２ａには、例えばヘリングボーン状の動圧溝が設けられており、上記スラスト受面２ｃには、例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の動圧溝が設けられている。

上記ハブ３ａには、図示下方に開放された環状溝が形成されており、この環状溝の外側周面には環状の駆動マグネット９が固着されている。この駆動マグネット９の対向位置にはコイル１０ａの巻回されたステ−タコア１０が配置されており、このステ−タコア１０は上記フレーム１に固定されている。

上記ハブ３ａにはまた、２箇所のラジアル軸受４，４より軸方向外側の位置に、磁性流体シール７，７がそれぞれ設けられている。この磁性流体シール７は、軸方向に磁極を有する環状の永久磁石７ａと、この永久磁石７ａの両端面に同心的に配設された環状の磁性材よりなる所謂ポールピース７ｂ，７ｂと、からなり、これら永久磁石７ａ、ポールピース７ｂ，７ｂ及び上記中心固定軸２によって形成される磁気回路によって、該ポールピース７ｂ，７ｂと中心固定軸２との間に磁性流体を磁気的に保持して磁性流体リングを形成し、ポールピース７ｂ，７ｂと中心固定軸２との間の隙間を塞ぐようになされている。そして、上記ラジアル軸受部５の軸受隙間及びスラスト軸受部６の軸受隙間と共に上記磁性流体シール７，７間の隙間には、上記磁性流体と同様な磁性流体が潤滑流体１１として充填されている。

ここで、上記コイル１０ａに通電すると、駆動マグネット９に回転力が発生し、ハウジング３が回転する。このようにハウジング３が回転すると、上記ラジアル動圧溝のポンピング作用によって潤滑流体１１が循環し、ラジアル動圧力が発生してハウジング３が回転自在に支持されると共に、上記スラスト動圧溝のポンピング作用によって潤滑流体１１が循環し、スラスト動圧力が発生してハウジング３が浮上支持される。

特開平３−２７２３１８号公報

しかしながら、上記動圧軸受装置においては、以下の問題がある。すなわち、上述した磁性流体シール７，７によって潤滑流体１１の外部への漏れが防止されるわけであるが、動作時には磁性流体シール７を挟んで外部側が低圧に、内部側が高圧に、それぞれなることから、低圧側が、低圧側の磁性流体リングの耐圧より低圧割合がより大きくなると低圧側の磁性流体リングが破れ、この破れた磁性流体リングの磁性流体が低圧側に飛散してしまい、低圧側雰囲気を磁性流体で汚染してしまうと共に内部の潤滑流体１１が漏出しやすくなるといった問題があった。また、潤滑流体１１が磁性流体シール７，７間の全ての隙間に充填され、潤滑流体１１の熱膨張による体積増加の緩衝スペースがないことから、シール性が低く、加えて潤滑流体（磁性流体）１１が内側の磁性流体リングに吸引されて１段構造のシール機能となってしまうことから、シール性が低く、このようなシール性の低さによって潤滑流体１１が外部に漏出する畏れが高いといった問題がある。さらに、当該磁性流体シール７は、振動、衝撃、遠心力が加わると磁性流体リングが破れやすく、もって内部の潤滑流体１１が漏出してしまうといった問題があった。

そこで本発明は、潤滑流体の外部への漏出を確実に防止できる動圧軸受装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、所定の動圧特性が得られる動圧軸受装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の動圧軸受装置は、
焼結材よりなり、内周部にラジアル軸受面及び軸方向一方側の端面にスラスト受面を有するスリーブ状ラジアル軸受と、
ラジアル軸受面と対向するラジアル受面を有し、ラジアル軸受に対し回転中心軸を中心として相対回転する軸と、
軸から径方向外方に張り出しスラスト受面と対向する対向面を有するスラスト板と、
ラジアル軸受面とラジアル受面との間のラジアル隙間に形成され、ラジアル軸受又は軸の回転時に流体動圧を誘起するラジアル動圧溝列を有するラジアル軸受部と、
スラスト受面と対向面との間のスラスト隙間に形成され、ラジアル軸受又は軸の回転時に流体動圧を誘起するスラスト動圧溝列を有するスラスト軸受部と、
焼結材に含浸されると共に、ラジアル隙間およびスラスト隙間に連続して充填される潤滑流体と、を備え、
スラスト動圧溝列は、スパイラル状に形成され、回転時、スラスト軸受部の潤滑流体は、スパイラル状のスラスト動圧溝列により径方向内方へ送り込まれ、
ラジアル軸受のラジアル軸受面およびスラスト受面との境界部には、面取り面が形成され、また、ラジアル軸受の内周部におけるラジアル軸受面より軸方向他方側には、ラジアル軸受面から径方向外方に伸び且つ回転中心軸に対し傾斜するテーパ面が形成され、
回転時、潤滑流体は、面取り面の表面を通りラジアル軸受の内部へと移動し、ラジアル軸受の内部に保持された潤滑流体はテーパ面の表面から導出されることを特徴とする。

請求項２記載の動圧軸受装置は、面取り面は、サイジングによる目詰まりがないことを特徴とする。

請求項３記載の動圧軸受装置は、ラジアル動圧溝列がヘリングボーン状の動圧溝列であり、回転時、ラジアル軸受部の潤滑流体は、境界部に向かって送り込まれることを特徴とする。

請求項４記載の動圧軸受装置は、ラジアル軸受部の他方側には、外気に開口する隙間変化部が形成され、ラジアル軸受部に保持された潤滑流体は、隙間変化部にて外気との気液界面を形成することを特徴とする。

請求項５記載の動圧軸受装置は、スラスト板は、略円錐台形状に形成され、スラスト板の外周部と当該スラスト板の外周部と径方向に対向する部材との間の隙間には、スラスト軸受部に隣接し、且つスラスト軸受部から遠離るにつれて当該隙間寸法が拡大するテーパシール部が形成され、潤滑流体は、テーパシール部にて外気との気液界面を形成していることを特徴とする。

本発明では、ラジアル軸受部及びスラスト軸受部を備える動圧軸受装置の所定の動圧特性を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面図であり、本動圧軸受装置は所謂軸固定型の動圧軸受装置である。

同図において、符号２１はフレームを示しており、このフレーム２１には磁性体よりなる中心固定軸２２が垂直に立設するように設けられている。フレーム２１における上記中心固定軸２２の周囲には環状のコア載置台２１ａが突設されており、このコア載置台２１ａの外周面には、コイル３３が巻回されたステ−タコア３２が固定されている。

上記中心固定軸２２は、軸方向に離間する位置に、ラジアル受面２２ａ，２２ａをそれぞれ有しており、このラジアル受面２２ａ，２２ａにはそれぞれ、図３に示されるようなへリングボーン状の動圧溝（ラジアル動圧溝）２２ｂ，２２ｂが周面に沿って複数個形成されている。なお、図１においては、図が煩雑になるために動圧溝２２ｂ，２２ｂは省略されて描かれていない。

このへリングボーン状の動圧溝２２ｂは、図３に示されるように、屈曲部２２ｃから軸端側（図示上側の動圧溝にあっては図示上側、図示下側の動圧溝にあっては図示下側）の溝長さの方が、該屈曲部２２ｃから反軸端側の溝長さより短い非対称形のへリングボーン状の溝形状になされている。この非対称形のへリングボーン状の動圧溝２２ｂは、ラジアル隙間に充填される後述の潤滑流体を軸端側に押し出す機能を有している。

上記中心固定軸２２には、回転部材としてのディスクハブ２４が挿入されている。このディスクハブ２４の外周面には、図示を省略したディスクが複数枚固定されており、図示下面に形成されている環状の凹設溝の外側周面には、上記ステ−タコア３２の対向位置に、環状の駆動マグネット３４が固着されている。

このディスクハブ２４の内周面には、ラジアル軸受２５が嵌合固定されている。このラジアル軸受２５は、例えばＦｅ−３６Ｎｉ（インバー）等の低膨張材にＣｕをコーティングした焼結材（磁性体）よりなる。そして、このような材質を用いると、温度変化による潤滑流体の粘性変化を相殺する方向にラジアル隙間が変化し、所定の動圧特性が得られることになる。このラジアル軸受２５は、上記ラジアル受面２２ａ，２２ａに対向する位置に、所定のラジアル隙間を介してラジアル軸受面２５ａ，２５ａをそれぞれ有しており、これらラジアル軸受面２５ａ、ラジアル受面２２ａ、ラジアル動圧溝２２ｂ及び後述の潤滑流体によってラジアル軸受部２６が構成されている。

上記ラジアル軸受２５におけるラジアル軸受面２５ａ，２５ａの軸方向間の領域には、上記所定のラジアル軸受隙間より外径側（図示左右方向）に大きくなるように傾斜するテーパ面２５ｂ，２５ｂ（図示上側のテーパ面は図示下側に向かって大きくなり、図示下側のテーパ面は図示上側に向かって大きくなる）がそれぞれ設けられており、これらテーパ面２５ｂ，２５ｂと上記中心固定軸２２とで囲まれる領域によって、ラジアル軸受部２６，２６の間の隙間変化部２７が形成されている。この隙間変化部２７には、ラジアル軸受２５を貫通して大気に開放される連通孔２８が連通されている。そして、上記ラジアル軸受２５は、その両端面（図示上下端面）に、平面状のスラスト受面２５ｃ，２５ｃをそれぞれ有している。

上記中心固定軸２２には、ラジアル軸受２５の両端面より外部側の位置に、所定のスラスト隙間を介してスラスト板２３，２３がそれぞれ固定されている。このスラスト板２３は、例えばリン青銅等の非磁性体よりなり、その内径側に、上記スラスト受面２５ｃに対して一定のスラスト隙間を形成する平行対向面２３ａを、この平行対向面２３ａより外径側に、上記スラスト受面２５ｃに対するスラスト隙間が外径側がより大きくなるように傾斜するテーパ面２３ｂを、それぞれ備えている。本実施形態において、少なくとも平行対向面２３ａには、図２に示されるように、スパイラル状の動圧溝（スラスト動圧溝）２３Ｘが形成されている。このスパイラル状の動圧溝２３Ｘは、スラスト隙間に充填される後述の潤滑流体をスラスト板内径側に押し出す機能を有している。そして、平行対向面２３ａ、テーパ面２３ｂ、スラスト動圧溝２３Ｘ及び後述の潤滑流体によってスラスト軸受部２９が、平行対向面２３ａとスラスト受面２５ｃとによりスラスト軸受部の平行対向面部２３ｃが、テーパ面２３ｂとスラスト受面２５ｃとによってスラスト軸受部の隙間変化部２３ｄが、それぞれ構成されている。

そして、上記図示上側のラジアル軸受部２６とスラスト軸受部２９、図示下側のラジアル軸受部２６とスラスト軸受部２９にはそれぞれ、潤滑流体としての例えば磁性流体グリース３５，３５が、ラジアル、スラスト軸受部に連続するようにして充填されている。この磁性流体グリース３５，３５は、上述したラジアル軸受部２６，２６の間の隙間変化部２７の間に大気に連通する空間部３６を設けることによって、図示上方側の軸受部に用いられる磁性流体グリース３５と図示下方側の軸受部に用いられる磁性流体グリース３５との分離がなされている。

次に、このように構成されたモータの動作を説明する。モータ動作前（非動作時）にあっては、スラスト軸受部側の磁性流体グリースが、例えば振動、衝撃等によって隙間変化部２３ｄを伝って外部に移動しようとしても、当該隙間変化部２３ｄによって液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、当該スラスト軸受部側の磁性流体グリースの外部への移動が阻止される。また、ラジアル軸受部側の磁性流体グリースが、対向するラジアル軸受部側に移動しようとしても、ラジアル軸受部２６，２６の間の隙間変化部２７によって同様に液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、当該ラジアル軸受部側における磁性流体グリースの該対向するラジアル軸受部側への移動が阻止される。

さて、ここで上記コイル３３に通電を行うと、駆動マグネット３４に回転力が生じ、ディスクハブ２４が回転する。このようにディスクハブ２４が回転すると、上記ラジアル動圧溝２２ｂのポンピング作用によって磁性流体グリース３５が循環し、ラジアル動圧力が発生してディスクハブ２４が回転自在に支持されると共に、上記スラスト動圧溝２３Ｘのポンピング作用によって磁性流体グリース３５が循環し、スラスト動圧力が発生してディスクハブ２４が浮上支持される。

この時、スラスト軸受部側の磁性流体グリースのうちの当該スラスト軸受部側から外部に漏出しようとする磁性流体グリースは、上述したスパイラル状の動圧溝２３Ｘによって境界部４０に向かって送り出される。

このようなモータ動作時にあっても、上述したモータ動作前（非動作時）において機能している以下の機能、すなわちスラスト軸受部２９の隙間変化部２３ｄによる磁性流体グリースを外部へ漏出させない機能、磁気回路Ｇによる磁性流体グリースを境界部４０へ指向保持させる機能が働くため、磁性流体グリースの外部への漏出をさらに確実に防止できるようになっている。

またこの時、ラジアル動圧溝を表した図３における図示上側のラジアル動圧溝２２ｂは非対称形のへリングボーン状の動圧溝２２ｂであるため、ラジアル軸受部側の磁性流体グリースは上記境界部４０に向かって送り出される。

すなわち、スラスト軸受部側及びラジアル軸受部側の磁性流体グリースは共に、境界部４０に向かって送り出されることとなり、スラスト軸受部側から送り出される磁性流体グリースとラジアル軸受部側から送り出される磁性流体グリースとの間のバランスが保たれ得るようになっている。

さて、このようにしてスラスト軸受部側の磁性流体グリースとラジアル軸受部側の磁性流体グリースとのバランスが保たれるわけであるが、場合によっては、スラスト軸受部側から送り出される磁性流体グリースとラジアル軸受部側から送り出される磁性流体グリースとの間のバランスが崩れる畏れがある。しかしながら、上記焼結材よりなるラジアル軸受２５の面取り部２５ｄにはサイジングによる目詰まりがなく、しかも上記隙間変化部２７のテーパ面２５ｂにも当該面取り部２５ｄと同様にサイジングによる目詰まりがないことから、上記境界部４０に送り出されてきたアンバランスを画策する磁性流体グリースは、図４に示されるような循環経路Ｈ、すなわち面取り部２５ｄ−ラジアル軸受２５（焼結材）内部−テーパ面２５ｂ−ラジアル隙間、という循環経路Ｈを循環することになり、スラスト軸受部側から送り出される磁性流体グリースとラジアル軸受部側から送り出される磁性流体グリースとの間のバランスを保ち得るようになっている。

また、このようなモータ動作時には、上記連通孔２８によって空間部３６と大気とに気圧差を生じることがないことから、充填されている磁性流体グリース３５の気圧差による移動が阻止されることとなり、上述したバランスを一層保ち得るようになっている。

なお、本実施形態においては、潤滑流体として磁性流体グリース３５を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば磁性流体に代えることも可能である。このような磁性流体としては、例えばポリαオレフィンの３量体〜５量体やジエステル、ポリオールエステル等の低粘度、低蒸発性のものを用いるのがより好ましい。

ところで、上記第１実施形態においては、ラジアル軸受２５を焼結材より構成し隙間変化部２７のテーパ面２５ｂが軸方向に長いことから、遠心力が加わると、当該隙間変化部２７のテーパ面２５ｂから予定外の磁性流体グリースが進入し軸受隙間内の磁性流体グリースが減少する畏れがあると共に、このテーパ面２５ｂから進入してきた磁性流体グリースや上記ラジアル軸受２５の面取り部２５ｄから進入する磁性流体グリースが、遠心力によってラジアル軸受２５内の外周側に移動し、当該ラジアル軸受２５の端面の気孔（ポーラス）から外部に漏出する畏れがある。

そこで、これに対する対策を施した実施形態を示したのが図５であり、先の第１実施形態で説明したのと同一なもの及び同一機能を果たすものに関しては同一符号が付してある。この図５に示される第２実施形態にあっては、上記ラジアル軸受２５が軸方向に２分割されてラジアル軸受４５，４５とされている。この図示上側のラジアル軸受４５は、上記ラジアル軸受２５の上側のラジアル軸受面２５ａと同様なラジアル軸受面４５ａを有しており、図示下側のラジアル軸受４５は、上記ラジアル軸受２５の下側のラジアル軸受面２５ａと同様なラジアル軸受面４５ａを有している。そして、これらラジアル軸受４５，４５の間には、上記テーパ面２５ｂ，２５ｂと同様なテーパ面４６ｂ，４６ｂを有するスペーサ４６，４６が配設されており、このスペーサ４６，４６は、磁性流体グリース３５を通さない材質より構成されている。また、ラジアル軸受４５，４５の外部側の端面には、上記スペーサ４６と同一材よりなるスラスト盲板４７，４７が、第１実施形態のスラスト隙間と同様なスラスト隙間を確保するようにして、配設されている。

従って、ディスクハブ２４が回転して遠心力が加わっても、スペーサ４６は磁性流体グリースを通さないため、スペーサ４６のテーパ面４６ｂから磁性流体グリース３５が進入することがなく、もって磁性流体グリースの減少を防止することができるようになっていると共に、スラスト盲板４７が磁性流体グリースを通さないため、ラジアル軸受４５内に進入した磁性流体グリースの外部への漏出を防止できるようになっている。この時、ラジアル軸受４５における軸受面側の両周端には、面取り部４５ｄ，４５ｄが施されているため、先の第１実施形態で説明した循環経路Ｈによる磁性流体グリースのバランス保持機能を発揮できるようになっている。

なお、第２実施形態においては、上述のように循環経路Ｈによる磁性流体グリースのバランス保持機能を発揮し得るようにラジアル軸受４５に面取り部４５ｄ，４５ｄを設けているが、これら面取り部４５ｄ，４５ｄを設けないことによって、軸受隙間内の磁性流体グリースの減少防止及びラジアル軸受４５を介する磁性流体グリースの外部への漏出防止の効果を一層高めることも可能である。但し、このように構成した場合には、上記循環経路Ｈによる磁性流体グリースのバランス保持機能は消失することになる。

因に、第２実施形態においては、スペーサを２分割しているが、一体物としても良い。

図６は本発明の第３実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面図であり、先の実施形態とで説明したのと同一なもの及び同一機能を果たすものに関しては同一符号が付してある。この図６に示される第３実施形態が先の第１実施形態と主に違う点は、第１実施形態で示したラジアル軸受部２６及びスラスト軸受部２９よりなる１組の軸受部であって他方の軸受部（図示下側の軸受部）を、他の構成の軸受部に代えた点である。

すなわち、この他方の軸受部（図示下側の軸受部）にあっては、第１実施形態で説明したスラスト板２３に代えて、截頭円錐台形状のスラスト板４７が用いられている。この截頭円錐台形状のスラスト板４７は、外部側に向かってテーパ面４７が小さくなるように配置されており、ラジアル軸受２５の端面に対向する面には第１実施形態で説明したのと同様なスパイラル状の動圧溝４７Ｘが形成されている。

従って、スラスト板４７のテーパ面４７ａに接触している潤滑流体４９が外部側（図示下方）に移動しようとしても、該テーパ面４７ａによって液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、当該潤滑流体の外部への移動が阻止されるようになっている。また、該スラスト軸受部側の潤滑流体のうちのスパイラル状の動圧溝４７Ｘを有している面とラジアル軸受２５のスラスト受面２５ｃとの間のスラスト隙間から外部に漏出しようとする潤滑流体は、上述したスパイラル状の動圧溝４７Ｘによってラジアル軸受部とスラスト軸受部との境界部４８に向かって送り出されるようになっている。また、図示下側の軸受部の他の構成（例えば図示下側のラジアル軸受２５等の構成）に関しては第１実施形態で説明したのと同様であるため、このものに関しては第１実施形態と同様な作用・効果を奏することになる。すなわち、図示下側の軸受部にあっても、潤滑流体のバランスを保ちつつ、図示下側の軸受部から外部への潤滑流体の漏出を防止できるようになっている。

そして、図示上側のラジアル軸受部２６及びスラスト軸受部２９よりなる１組の軸受部に関しては、第１実施形態と全く同様であるため、第１実施形態と同様な作用・効果を奏することになる。

すなわち、この第３実施形態においては、一方の軸受組（図示上側の軸受組）を第１実施形態と同様な軸受組とし、他方の軸受組（図示下側の軸受組）を他の構成の軸受組とすることが可能となっており、第１実施形態と同様な一方の軸受組に関しては、第１実施形態と同様な効果を得ることができるようになっている。

図７は本発明の第４実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造の要部を抽出して表した横断面図であり、先の実施形態とで説明したのと同一なもの及び同一機能を果たすものに関しては同一符号が付してある。この図７に示される動圧軸受装置は、所謂軸回転型のＨＤＤモータに適用されているものである。

この軸回転型のＨＤＤモータにあっては、第１実施形態で示した中心固定軸２２が中心回転軸５０として回転する一方で、第１実施形態で示したラジアル軸受２５がフレーム２１側の軸受ホルダ２１ｂに固定される構成、すなわち、回転部材と固定部材とが互いに逆になる構成になされている。

このように第１実施形態で説明した動圧軸受装置を軸回転型のモータに適用しても、該動圧軸受装置としては、第１実施形態で説明したのと同様な作用・効果を奏することになるため、軸固定型のモータに対するのと同様に適用することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例えば、上記実施形態においては、境界部４０に潤滑流体を送り出す構成として、ラジアル軸受部にあっては非対称形のへリングボーン状の動圧溝２２ｃ、スラスト軸受部にあってはスパイラル状の動圧溝２３Ｘとしているが、これら動圧溝に限定されるものではない。

なお、上記実施形態の動圧軸受装置は、ＨＤＤモータ以外のモータに対しても適用可能であり、さらにモータ以外の装置に対しても適用可能である。

前述の各実施形態に記載の動圧軸受装置によれば、ラジアル軸受部とこのラジアル軸受部より外部側に位置するスラスト軸受部とに連続して充填されている潤滑流体のうちのスラスト軸受部側の潤滑流体であって当該スラスト軸受部から外部に漏出しようとする潤滑流体を、当該スラスト軸受部の動圧溝によってラジアル軸受部とスラスト軸受部との境界部に向かって送り出し、この時ラジアル軸受部側の潤滑流体を、ラジアル軸受部側の動圧溝によって上記境界部に向かって送り出し、ラジアル軸受部側の潤滑流体とスラスト軸受部側の潤滑流体とのバランスを保つように構成したものであるから、何れか一方の軸受部側の潤滑流体が低下することによる動圧特性の低下を防止しつつ、潤滑流体の外部への漏出を確実に防止でき、もって装置の信頼性及び品質を向上することが可能となる。

また、スラスト軸受部の内径側を構成する平行対向面部より外径側に位置し、スラスト方向に対向する面同士の間隔が外径側がより大きいスラスト軸受部の外径側を構成する隙間変化部によって、スラスト軸受部側の潤滑流体が外部に移動しようとしても、液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、当該スラスト軸受部側の潤滑流体の外部への移動を阻止し得るように構成したものであるから、動作時、非動作時の何れであっても、潤滑流体の外部への漏出をさらに防止でき、前述の効果を一層高めることが可能となる。

また、軸受部を２組用い、２組の軸受部におけるスラスト軸受部の間に配置した２組の軸受部におけるラジアル軸受部同士の間に、対向するラジアル軸受部側に向かって前記ラジアル軸受部におけるラジアル方向に対向する面同士の間隔より外径側に大きくなる隙間変化部を形成し、この隙間変化部によって、ラジアル軸受部側の潤滑流体が、対向するラジアル軸受部側に移動しようとしても、液面の曲率が徐々に小さくなろうとしこれが抵抗となって、当該ラジアル軸受部側における潤滑流体の該対向するラジアル軸受部側への移動を阻止すると共に、当該隙間変化部の間に潤滑流体が充填されていない空間部を設け、この空間部と大気とを連通し空間部と大気との気圧差をなくして、充填されている潤滑流体の気圧差による移動をさらに阻止し、軸受部を２組用いた場合であっても、ラジアル軸受部側の潤滑流体とスラスト軸受部側の潤滑流体とのバランスを保ち得るように構成したものであるから、何れか一方の軸受部側の潤滑流体が低下することによる動圧特性の低下を防止しつつ、潤滑流体の外部への漏出を確実に防止でき、もって装置の信頼性及び品質を向上することが可能となる。

また、回転部材の回転中心に位置する中心軸を、一般的に軸受面側の両周端に面取りが施されている焼結材よりなるラジアル軸受に挿入し、面取り部にはサイジングによる目詰まりがないという特性を利用して、潤滑流体を、一方の周端の面取り部−焼結材内部−他方の周端の面取り部−ラジアル軸受部におけるラジアル方向に対向する面同士の間の隙間に、ラジアル軸受部側の潤滑流体とスラスト軸受部側の潤滑流体とのバランスを保つように循環可能とすると共に、上記ラジアル軸受の面取り部に、例えば充填される潤滑流体を所定量載せ、ラジアル軸受部より外部側に位置するスラスト軸受部としての例えばスラスト板を押し込むようにして組立を行うことによって、スラスト軸受部側及びラジアル軸受側の双方に潤滑流体を連続して充填し得るように構成したものであるから、前述の何れか一つの効果に加えて、何れか一方の軸受部側の潤滑流体が低下することによる動圧特性の低下を前述の構成の何れか一つに比してさらに防止できると共に、組立性の向上が可能となる。

本発明の第１実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面図である。 図１に示したスラスト板のスラスト動圧溝を表した平面図である。 図１に示した中心固定軸のラジアル動圧溝を表した正面図である。 磁気回路及び潤滑流体の循環経路を説明するために図１の要部を抽出して表した横断面図である。 本発明の第２実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造の要部を抽出して表した横断面図である。 本発明の第３実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造を表した横断面図である。 本発明の第４実施形態における動圧軸受装置をＨＤＤモータに適用した構造の要部を抽出して表した横断面図である。 従来技術における動圧軸受装置を磁気ディスク駆動モータに適用した構造を表した横断面図である。

符号の説明

２２
中心固定軸
２２ｂ ラジアル動圧溝
２３ スラスト板
２３ｃ スラスト軸受部の平行対向面部
２３ｄ
スラスト軸受部の隙間変化部
２３Ｘ スラスト動圧溝
２５，４５ ラジアル軸受
２６ ラジアル軸受部
２７
ラジアル軸受部の間の隙間変化部
２８ 連通孔
２９ スラスト軸受部
３５，４９ 潤滑流体
３６ 隙間変化部の空間部
４０，４８
境界部
５０ 中心回転軸

Claims (5)

1. 焼結材よりなり、内周部にラジアル軸受面及び軸方向一方側の端面にスラスト受面を有するスリーブ状ラジアル軸受と、
   前記ラジアル軸受面と対向するラジアル受面を有し、前記ラジアル軸受に対し回転中心軸を中心として相対回転する軸と、
   前記軸から径方向外方に張り出し前記スラスト受面と対向する対向面を有するスラスト板と、
   前記ラジアル軸受面と前記ラジアル受面との間のラジアル隙間に形成され、前記ラジアル軸受又は前記軸の回転時に流体動圧を誘起するラジアル動圧溝列を有するラジアル軸受部と、
   前記スラスト受面と前記対向面との間のスラスト隙間に形成され、前記ラジアル軸受又は前記軸の回転時に流体動圧を誘起するスラスト動圧溝列を有するスラスト軸受部と、
   前記焼結材に含浸されると共に、前記ラジアル隙間および前記スラスト隙間に連続して充填される潤滑流体と、を備え、
   前記スラスト動圧溝列は、スパイラル状に形成され、前記回転時、前記スラスト軸受部の潤滑流体は、前記スパイラル状のスラスト動圧溝列により径方向内方へ送り込まれ、
   前記ラジアル軸受のラジアル軸受面およびスラスト受面との境界部には、面取り面が形成され、また、前記ラジアル軸受の内周部における前記ラジアル軸受面より軸方向他方側には、前記ラジアル軸受面から径方向外方に伸び且つ前記回転中心軸に対し傾斜するテーパ面が形成され、
   前記回転時、前記潤滑流体は、前記面取り面の表面を通り前記ラジアル軸受の内部へと移動し、前記ラジアル軸受の内部に保持された潤滑流体は前記テーパ面の表面から導出されることを特徴とする動圧軸受装置。
   
2. 前記面取り面は、サイジングによる目詰まりがないことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
3. 前記ラジアル動圧溝列がヘリングボーン状の動圧溝列であり、前記回転時、前記ラジアル軸受部の潤滑流体は、前記境界部に向かって送り込まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の動圧軸受装置。
4. 前記ラジアル軸受部の他方側には、外気に開口する隙間変化部が形成され、前記ラジアル軸受部に保持された前記潤滑流体は、前記隙間変化部にて外気との気液界面を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の動圧軸受装置。
5. 前記スラスト板は、略円錐台形状に形成され、
   前記スラスト板の外周部と当該スラスト板の外周部と径方向に対向する部材との間の隙間には、前記スラスト軸受部に隣接し、且つ前記スラスト軸受部から遠離るにつれて当該隙間寸法が拡大するテーパシール部が形成され、
   前記潤滑流体は、前記テーパシール部にて外気との気液界面を形成していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の動圧軸受装置。

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