JPH0654916U - 流体力学的ベアリング - Google Patents

流体力学的ベアリング

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反復性ふれおよび非反復性ふれが小さく、ま
たベアリングが熱くなって潤滑剤が流されてしまうこと
がない流体力学的ベアリングを提供することである。 【構成】 スリーブ内に配置されて回転シャフトとスリ
ーブとの間に第１隙間、およびスラスト板とスリーブと
の間に第２隙間を形成する回転シャフト／スラスト板組
合せを備え、上記隙間は液状潤滑剤で満たされており、
スリーブは第１隙間と第２隙間とを連結する圧力均等化
ポートを有している流体力学的ベアリング。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は精密な液体力学的ベアリングに関する。
【０００２】
【考案の背景】
コンピュータのディスク駆動装置の増大軌道密度に対する１つの重要な制限は スピンドルベアリングである。スピンドルベアリングが低いふれを有するディス ク駆動装置はより高い軌道密度を受入れることができ、その結果、ディスクあた りのデータ記憶容量が増す。 スピンドルベアリングの回転軸線の運動によりベアリングの精度が定まる。ジ ャーナルがスリーブに対して回転すると、回転軸線は軌道を描く。この軸線の運 動は代表的には回転と同期しかつ性質が反復性である成分を有する。これらの運 動を反復性ふれと称する。回転軸線の運動の他の成分は回転に対して非同期性か つ非反復性である。一般に、反復性ふれおよび非反復性ふれが減少されると、ス ピンドルベアリングの精度が高められる。 ボールベアリングスピンドル系統が従来のディスク駆動装置の大部分を構成し ている。ボールベアリングにおける軌道要素の運動の結果、非反復性ふれが比較 的大きくなる。これは、ボールベアリングにおける潤滑剤膜の厚さが非常に薄い ことにより生じ、ベアリングにおける配置上の欠点をほとんど減じない。また、 ボールベアリングはこれを取付けるディスク駆動構造に周波数が比較的高くかつ 大きさが大きい力を生じる。
【０００３】
【従来技術】
液体力学的スピンドルベアリングとしては、ヒューレットパッカード (Howlet te-Packard) モデル第９１５４Ａ号、すなわち、8.８９cm（3.５インチ）のミク ロウィチェスタディスク駆動装置はハイブリッド液体力学的ボールベアリングス ピンドルを有している。このベアリングの性質はボールベアリングの組込みによ って悪化する。フィリップ社のビデオ２０００ビデオカセットレコーダは液体力 学的ベアリングを利用しており、このベアリングは潤滑剤としてグリースを用い ているので、作動を低速に制限してしまう。ディスク駆動装置用の他の公知な液 体力学的スピンドルベアリングはこれ用の潤滑剤として強磁性流体を用いている 。この液体はベアリングの各端部の極部片に生じた磁場によってベアリング内に 保持され、すなわち、閉じ込められる、磁場および隙間がベアリングの各端部で 非常に厳密につりあわなければ、一方のシールが他方のシールより強くなり、ベ アリングが熱くなると、潤滑剤が流されてしまう。米国特許第4,５２6,４８４号 を参照するとさらによく理解できる。
【０００４】
【本考案の概要】
本考案による流体力学的ベアリングは、概略的にスリーブ内に配置されて回転 シャフトをスリーブとの間に第１隙間、およびスラスト板とスリーブとの間に第 ２隙間を形成する回転シャフト／スライド板組合せを備えている。スラスト板の 外面は空気にさらされており、隙間は液状潤滑剤で満たされている。スリーブは 第１隙間および第２隙間を連結する圧力均等化ポートを有している。好適な実施 例では、ベアリングはスラスト板およびスリーブの軸方向に延びる表面間に表面 張力動シールを有している。スラスト板およびスリーブのこれらの軸方向に延び る表面はベアリングの端部に向って末広がりになっていて動シールを形成してい る。この末広がりはほぼ２°の角度を有するまっすぐなテーパであるのがよい。 圧力均等化ポートは第１および第２隙間を連結すべく半径方向に延びる通路と連 通している軸方向に延びる通路を有している。半径方向に延びる通路はベアリン グの中心近くに位置決めされるのがよい。また、ベアリングは内向きの半径方向 の力を発生するためにスリーブおよびスラスト板の対向面に逃げパターンを有す るのがよい。
【０００５】 本考案の一実施態様では、ベアリングは円筒形スリーブを有しており、このス リーブな内径の小さい部分を有している。スリーブのこの小径部分に対して第１ 隙間を形成するようになっている直径を持つ部分を有するシャフトがスリーブに 嵌入している。このシャフトに一対のスラスト板が配置されてスリーブの小径部 分の半径方向に延びる表面に対して第２隙間を形成しており、スラスト板の外面 は大気にさらされている。隙間には液状潤滑剤が満たされている。スリーブの小 径部分は複数の軸方向に延びる通路を有しており、これらの通路は第１および第 ２隙間を相互に連結する半径方向に延びる通路と液体連通している。スラスト板 とスリーブとの間には、表面張力シールが設けられている。 本考案の他の実施態様では、混入空気を回避すべく潤滑剤を液体力学的ベアリ ングに導入する方法である。ベアリングを液状潤滑剤の上で真空室に装入し、こ の真空室を大気圧にり低い圧力まで真空引きする。ベアリングを潤滑剤中へ沈め 、真空室内の圧力を大気圧まで上昇させ、それにより潤滑剤をベアリングの隙間 の押入れる。ベアリングに潤滑剤を充填した後、ベアリングを超音波エネルギに さらしていずれの残留空気を追出すことができる。また、真空室を高圧と低圧と の間でくり返し循環させて残留空気を追出すこともできる。
【０００６】 本考案の他の実施態様では、ベアリングはその各端部に外側および内側表面張 力シールの両方を有している。この実施態様では、ベアリングの両端間には、空 気空間がある。この実施例では、シールからの蒸発率が低減し、瞬間剛性が向上 され、一時的な熱応答がより速い。 本考案の更に他の実施態様では、シャフトおよびスリーブはベアリングの各端 部に合わさるテーパ部分を有していて、半径方向および軸方向の荷重を支持する ための潤滑剤充填隙間を形成している。各隙間は内側および外側表面張力動シー ルによって封鎖されており、内側および外側シールを連結するために圧力均等化 ポートが設けられている。この実施態様では、シャフトは別体のスラスト板部分 のない連続ユニットである。従って、Ｏリングシールは必要とされない。 本考案の流体力学的ベアリングは、摺動金属表面を分離する薄い潤滑剤膜によ りボールベアリングよりもふれの程度が低い。この膜は高い程度の粘度低減をも たらし、それにより非反復性ふれを従来の軌道要素ベアリングより低い程度まで 減じる。また、このベアリングがこれに取付けられた構造に発生する力はボール ベアリングよりも周波数および振幅が低い。押圧機能の帯幅および振幅のこの低 下により、ディスク駆動装置の他の振動を最小し、更に軌道移動性能を向上させ る。圧力均等化ポートはベアリングの内側の圧送作用のよって引起される圧力差 を減じる。圧力の均衡のため、このベアリングは一方のシールまたは他方のシー ルを通る優先法で潤滑剤を圧送する傾向がある。かくして、ベアリング前後の外 圧差しか動シール界面の位置に影響しない。本考案の表面張力シールは固形破片 を漏らさないし、発生もしない。
【０００７】
【実施例】
図１に示す流体力学的ベアリング１０はスリーブ１２を有しており、このスリ ーブ１２は内径の小さい部分１４を有している。スリーブ１２内にジャーナルす なわちシャフト１６が嵌入されて第１隙間１８を形成している。ジャーナル１６ は凹部２０を有するのがよい。ジャーナル１６にはスラスト板２２、２４が載っ ており、これらのスラスト板はＯリングシール２６によって封止されている。ス ラスト板２２、２４はスリーブ１２の小内径部分１４の半径方向に延びる表面に 対して第２隙間２８を形成している。また、スリーブ１２の小径部分１４は軸方 向に延びる通路３０および半径方向に延びる通路３２を有している。図２に示す ように、通路３０、３２はスリーブ１２の周囲に配置されている。これらの通路 ３０、３２は４組が図２に示されているが、もっと多くの組又はもっと少い組を 用いてもよい。また、図２はら旋状の逃げパターン３４を示している。これらの 逃げパターンはジャーナルのパターンを協働して半径方向に向けられた内方流体 力学的圧力を発生させる。 隙間１８、２８によりジャーナル１６とスリーブ１２との相対回転が行なえる 。これらの隙間１８、２８の適当な寸法は夫々、0.０００５０８cm（0.０００２ インチ）〜0.００２５４cm〜（0.００１インチ）および0.００１２７cm（0.００ ０５インチ）〜0.００５０８cm（0.００２インチ）である。これらの隙間には、 ジャーナルとスリーブとの間の摩耗を減じ、かつ流体力学的圧力界を発生し得る 媒体をなす油などの潤滑剤が満たされている。流体力学的圧力界を形成するには 、ジャーナル１６とスリーブ１２との間の相対回転又は半径方向の相対運動が必 要とされる。流体力学的ベアリング１０は相対運動がないとき、金属−金属接触 によって荷重を支持する。通常の作動中、ジャーナル１６の回転により隙間のま わりに定常圧力界を形成し、この圧力界によりジャーナルおよびスリーブを押し 離して金属−金属接触を防ぐ。流体力学的加圧膜はディスク、モータおよび関連 装置の半径方向の荷重を支持するのに必要とされる剛性をもたらす。この流体力 学的膜の剛性は隙間が荷重の作用による大きさの変化に耐えるための手段である 。
【０００８】 ジャーナル１６の回転軸線に沿った軸方向荷重がスラスト板表面とスリーブ部 分１４との間の隙間２８における流体力学的圧力界によって支持される。スラス ト板表面とスリーブとの分離量は流体力学的膜の剛性および加えられる軸方向荷 重（通常は、全回転組立体の重量）によって制御される。図２に示す逃げパター ン３４のような圧力発生部を用いて大きさの十分な膜剛性を生じる。 図１、図４および図５と関連して流体力学的ベアリング１０内の潤滑剤の封じ 込めについて以下に説明する。ベアリング１０のシールには、２種類、すなわち 、静シールおよび動シールがある。好ましくはＯリングシールである静シール２ ６はスラスト板２２、２４とジャーナル１６との間の潤滑剤の漏れを防ぐ。これ らのシールはスラスト板２２、２４とジャーナル１６との間に相対回転又は相対 摺動がないので静シールと呼ばれる。スラスト板とスリーブとの間の隙間３６に は、動シールが必要とされる。これらのシールは固形破片を漏らしたり発生した りしてはならない。潤滑剤−空気界面３８が表面張力を与える表面張力キャピラ リシールによって封鎖が行なわれる。 図５に示すように、ベアリング１０には、２種類のシール、すなわち、静シー ルおよび動シールがある。好ましくはＯリングシールである静シール２６はスラ スト板２２、２４とジャーナル１６との間の潤滑剤の漏れを防ぐ。これらのシー ルは気界面３８の潤滑剤側で圧力がほぼ同じであることが必要である。この圧力 均衡は隙間１８、２２をつなぐ圧力均等化ポート３０、３２によってもたらされ る。これらの均等化ポートがなくても、ベアリングの内側の圧送作用により圧力 差を発生し得る。例えば、スラスト板２２、２４が内方に差し向けられる半径方 向圧送作用を生じる。均等化ポートは圧力を均等化する傾向がある。しかも、通 路がスラスト板の近傍における半径方向定位置を維持するに違いない。この必要 条件により、スラスト板によって引起こされる遠心圧送作用に起因して大きい圧 力勾配が通路に発生しないようにする。かくして、ベアリング１０は圧力均等化 され、一方のシールまたは他のシールスラスト板２２、２４とジャーナル１６と の間に相対回転または相対摺動が起らないので、静シールと呼ばれる。スラスト 板とスリーブとの間の隙間３６には動シールが必要とされる。これらのシールは 固形破片を漏らしたり発生したりしてはならない。潤滑油−空気界面３８が表面 張力を付与する表面張力キャピラリシールよって封鎖が行なわれる。
【０００９】 図５に示すように、２つの要素、すなわち、液−気（潤滑剤−空気）界面３８ と、スラスト板およびスリーブのむくな表面とにより各シールを形成している。 矢印４０で示すベアリングの各端から軸方向に離れる方向に差し向けられる表面 張力は矢印４２で示すように各界面に加えられる圧力差による力および重力によ る力を釣合わせる。軸方向表面張力の大きさは液−気界面３８の含湿周囲、表面 張力（液状潤滑剤の特性）、テーパ角および接触角により決まる。圧力差による 力の圧力差および潤滑剤−空気界面の面積により決まる。シールの連続境界がテ ーパになっているので、界面の含湿周囲および面積は界面の軸方向位置に伴って 変化する。その結果、界面の軸方向位置は表面張力と圧力とが釣合うまでベアリ ング前後に加えられる圧力差に伴って変化する。界面の安定性はテーパ角により 変わる。界面の安定性を確保するには、ほぼ２°のテーパ角が最適であると実験 的に確認された。 ベアリング１０の作動中、各潤滑剤−空を通る優先法で潤滑剤を圧送する傾向 がない。従って、ベアリング前後の外圧力差しか界面の位置に影響しない。表面 張力動シールで均等化ポートを連結すると、在来のベアリングの設計よりもふれ について精度の高い流体力学的ベアリングが得られる。
【００１０】 最小量の空気がベアリング内に閉じ込められるようにして潤滑剤をベアリング に導入しなければならない。これは、ベアリング内の閉じ込められた空気がベア リングの加熱に伴って膨張し、潤滑剤をベアリング内から押し出する傾向がある ために必要である。閉じ込められる空気の量を最小にするように潤滑剤をベアリ ングに満たす方法を図６と関連して説明する。まず、ベアリング１０を液状潤滑 剤５２の液位より上で真空室５０内に装入する。次いで、真空室５０を大気圧よ り低い適当な圧力、例えば、水銀柱５μまで真空引きする。次に、ベアリング１ ０を潤滑剤５２中に沈め、その後、室５０内の圧力を大気圧まで上昇させる。圧 力が上昇すると、潤滑剤はスラスト板とスリーブとの間の隙間からベアリングに 埋込まれる。ベアリング内の残留気泡は超音タンク５４内で室５０に超音波を加 えることによって除去することができる。必要なら、室５０内の圧力を高圧と低 圧との間でくり返し循環させることによって残留空気を更に除去することができ る。 図７は図１の実施例と比較していくつかの利点を有する本考案の特に好適な実 施例を示している。ベアリング７０はスラスト板７４、７６を備えたシャフト７ ２を有している。スラスト板７４、７６を取付けたシャフト７２はスリーブ７８ 内で回転する。このスリーブ７８は空気空間８０を形成するように内径の増大し た部分を有している。ベアリング７０は外側表面張力シール８２および内側表面 張力シール８４を有している。これらの外側表面張力シール８２および内側表面 張力シール８４は圧力均等化ポート８６によって連結されている。表面張力シー ル８２、８４および圧力均等化ポート８６は潤滑剤で満たされている。図１の実 施例の場合と同様に、軸方向に延びる表面を末広がりにすることによって表面張 力シールが形成される。
【００１１】 図７の実施例によれば、シールからの潤滑剤の蒸発が少なくなる。ベアリング の向きが変わると、回転軸線に沿った表面張力シールの位置も変わる。油−空気 界面がベアリングの中へ動く場合、シールの潤滑剤で予め覆われた金属の領域に 油膜が残る。そのとき、この油膜は空気にさらされ、シールの油−空気界面の面 積に比較して大きい表面積を有する。表面積のこの増大の結果、油の蒸発が増し 、供給潤滑剤の寿命が短かくなる。 ベアリングが作用していないとき、シールの位置は圧力均等化ポートすなわち 均衡管によって互いに連結されているベアリングの２つの封止領域間の圧力差に よって定められる。内側の流体圧の差はベアリングの両領域間の高度差および潤 滑剤流体の特定の重量によって制御される。ベアリングのまわりの空気圧の変化 による外側の圧力差は通常、わずかである。かくして、シール位置およびシール 位置の変化は主としてベアリングの高度変化によって制御される。図７のベアリ ングの潤滑領域を２つの別々の短かい領域に分割することによって、可能な高度 差の範囲およびその結果生じるシール位置の変化の範囲を狭まくする。かくして 、この設計はベアリングの含湿面積および蒸発率を減じる。
【００１２】 また、図７のベアリングはより高い瞬間剛性をもたらす。このより高い剛性は ベアリングの長さを図１のベアリングに対して長くすることができるということ により生じる。瞬間剛性は、他のベアリング特性のすべてが一定に保たれるとき 、ベアリングの長さの平方に比例する。図７のベアリングは図１のベアリングよ り長くすることができる。何故なら、シール領域が別々の帯域に分割されてシー ルの挙動に影響せずにベアリングの中央領域を長くすることができるからである 。 図７の実施例の他の利点は潤滑剤の一時的な熱応答が速いことである。始動時 に潤滑剤が出来るだけ速く或る温度に達することが望ましい。潤滑剤は、温かい ときには速度が冷たいときよりも低いので、潤滑剤が温かいときには、トルク要 件はより少ない。従って、潤滑剤の温度を速く高くすることができるとき、駆動 モータに作用する高荷重の期間が短かく、これは或る用途の場合に非常に望まし い。図７のベアリングのより速い熱応答はこのベアリングの設計における油量の 減少およびその結果生じるベアリング工率対油量の比の増大により生じる。
【００１３】 図８は本考案の更に他の実施例を示している。ベアリング１００はスピンドル シャフト１０２を有しており、このスピンドルシャフトはテーパ部分１０４、１ ０６を有している。これらのテーパ部分はスピンドルハウジングすなわちスリー ブ１１２内にあるテーパベアリングシェル１０８、１１０は合わさっている。テ ーパシャフトとテーパベアリングシェルとの間の空間は液状潤滑剤で満たされて いる。この潤滑剤は外側表面張力キャピラリシール１１４、１１６および内側キ ャピラリシール１１８、１２０によって封止されている。均等化ポート１２２が シール１１４、１１８を連結し、均等化ポート１２４がシール１１６、１２０を 連結している。 テーパ表面のため、半径方向および軸方向の両荷重はベアリングにより支持さ れる。スピンドルハウジングおよびシャフト表面は分割線がなく単一の連結ユニ ットである。テーパ構造では二次漏れがないので、Ｏリングシールを必要としな い。ベアリングシャフトのテーパ部分またはテーパベアリングシェル表面は加工 公差による全液体の流れを発生する矢筈模様を有している。ベアリング内のこの 全液体の流れは均等化ポート１２２、１２４を通る反対方向の流れによって補償 される。
【００１４】 ベアリングシェル１０８、１１０はそれらの外面に溝を有している。これらの ベアリングシェルはスピンドルハウジング１１２に収縮嵌入され、溝はハウジン グ１１２を協働して均等化ポートを形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の流体力学的ベアリングの横断面図であ
る。
【図２】流体力学的ベアリングのスリーブ部分の立面図
である。
【図３】図１の一部の拡大図である。
【図４】図１の一部の拡大図である。
【図５】図４の一部の拡大図である。
【図６】ベアリングに潤滑剤を充填する方法を示す概略
図である。
【図７】本考案の特に好適な実施例の横断面図である。
【図８】テーパシャフトを利用している本考案の実施例
の横断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 コドロヴァ ジャッキー アメリカ合衆国 コロラド州 80907 コ ロラド スプリングス メイプルウッド ドライヴ 407

Claims (77)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スリーブ内に配置されて回転シャフトと
    スリーブとの間に第１隙間、およびスラスト板とスリー
    ブとの間に第２隙間を形成する回転シャフト／スラスト
    板組合せを備え、上記隙間は液状潤滑剤で満たされてお
    り、スラスト板の外面は空気にさらされており、 スラスト板およびスリーブは表面張力動シールを形成す
    べくほぼ２°のまっすぐなテーパをなしてベアリングの
    端部に向って末広がりの軸方向に延びる表面を有してお
    り、 スリーブは第１隙間と第２隙間とを連結する圧力均等化
    ポートを有していることを特徴とする流体力学的ベアリ
    ング。
  2. 【請求項２】 圧力均等化ポートは半径方向に延びる通
    路と連通している軸方向に延びる通路を有していること
    を特徴とする請求項１記載の流体力学的ベアリング。
  3. 【請求項３】 半径方向に延びる通路はベアリングの中
    心近くに位置決めされていることを特徴とする請求項１
    記載の流体力学的ベアリング。
  4. 【請求項４】 ４つの均等化ポートを有することを特徴
    とする請求項１記載の流体力学的ベアリング。
  5. 【請求項５】 軸方向に延びる通路はスリーブのまわり
    に等しく間隔をへだてていることを特徴とする請求項２
    記載の流体力学的ベアリング。
  6. 【請求項６】 シャフトとスラスト板との間に静シール
    を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の流体
    力学的ベアリング。
  7. 【請求項７】 内向きの半径方向の力を発生させるべく
    スリーブおよびスラスト板の対向面に逃げパターンを更
    に有することを特徴とする請求項１記載の流体力学的ベ
    アリング。
  8. 【請求項８】 静シールがＯリングシールであることを
    特徴とする請求項６記載の流体力学的ベアリング。
  9. 【請求項９】 小内径部分を持つ部分を有する円筒形ス
    リーブと、 スリーブの小形部分に対して第１隙間を形成するように
    なっている直径を持つ部分を有するシャフトと、 シャフトに配置されてスリーブの小径部分の半径方向に
    延びる面に対して第２隙間を形成する一対のスラスト板
    とを備え、スラスト板の外面は空気にさらされており、
    隙間は潤滑剤で満たされており、 スリーブの小径部分は第１および第２隙間を相互に連結
    する半径方向に延びる通路と連通する複数の軸方向に延
    びる通路を有しており、 スラスト板とスリーブとの間には、表面張力シールが設
    けられており、スラスト板およびスリーブは表面張力シ
    ールを形成すべくほぼ２°のまっすぐなテーパをなして
    ベアリングの端部に向って末広がりの軸方向に延びる表
    面を有していることを特徴とする流体力学的ベアリン
    グ。
  10. 【請求項１０】 スリーブおよびスラスト板の対向面は
    内向きの半径方向の力を発生させるべく逃げパターンを
    有していることを特徴とする請求項９記載の流体力学的
    ベアリング。
  11. 【請求項１１】 ベアリングの各端部は空気空間を両端
    間に配置して内側および外側の両表面張力動シールを有
    していることを特徴とする請求項１記載の流体力学的ベ
    アリング。
  12. 【請求項１２】 外側表面張力動シールはスラスト板お
    よびスリーブの末広がりの軸方向に延びる表面よりな
    り、内側表面張力動シールはシャフトおよびスリーブの
    末広がりの軸方向に延びる表面よりなることを特徴とす
    る請求項１１記載の流体力学的ベアリング。
  13. 【請求項１３】 圧力均等化ポートは内側および外側表
    面張力シールを連結していることを特徴とする請求項１
    ２記載の流体力学的ベアリング。
  14. 【請求項１４】 圧力均等化ポートは斜めに配置されて
    いることを特徴とする請求項１３記載の流体力学的ベア
    リング。
  15. 【請求項１５】 末広がり表面はまっすぐなテーパであ
    ることを特徴とする請求項１２記載の流体力学的ベアリ
    ング。
  16. 【請求項１６】 テーパはほぼ２°であることを特徴と
    する請求項１５記載の流体力学的ベアリング。
  17. 【請求項１７】 スリーブ内に配置された回転シャフト
    を備え、該シャフトおよびスリーブは、半径方向および
    軸方向の荷重を支持するための潤滑剤充填隙間を形成す
    る重なり合うテーパ部分を各端部に有しており、各隙間
    は内側および外側表面張力動シールによって間隔をへだ
    てて密封されており、更に内側および外側シールを連結
    する圧力均等化ポートを備えたことを特徴とする流体力
    学的ベアリング。
  18. 【請求項１８】 内側および外側表面張力動シールはシ
    ャフトおよびスリーブの末広がりの軸方向に延びる表面
    よりなることを特徴とする請求項１７記載の流体力学的
    ベアリング。
  19. 【請求項１９】 末広がりの表面はまっすぐなテーパで
    あることを特徴とする請求項１８記載の流体力学的ベア
    リング。
  20. 【請求項２０】 テーパはほぼ２°であることを特徴と
    する請求項１９記載の流体力学的ベアリング。
  21. 【請求項２１】 シャフトおよびスリーブは各々、分割
    線のない連結ユニットであることを特徴とする請求項１
    ７記載の流体力学的ベアリング。
  22. 【請求項２２】 スリーブはテーパ表面を持つ別々のベ
    アリングシェルを有することを特徴とする請求項１７記
    載の流体力学的ベアリング。
  23. 【請求項２３】 ベアリングシェルは均等化ポートを形
    成すべくスリーブと協働する溝を有していることを特徴
    とする請求項２２記載の流体力学的ベアリング。
  24. 【請求項２４】 スリーブ内に配置された相対的に回転
    可能なシャフトを備え、シャフトおよびスリーブは半径
    方向および軸方向の荷重を支持するための潤滑剤充填可
    能な隙間を構成する重なり合うテーパ部分を各端部に有
    しており、各隙間は内側および外側表面張力動シールに
    よって密閉されており、シャフトおよびスリーブは更に
    内側および外側シールを連結する圧力均等化ポートを有
    していることを特徴とする流体力学的ベアリング。
  25. 【請求項２５】 内側および外側表面張力動シールはシ
    ャフトおよびスリーブの末広がりの軸方向に延びる表面
    よりなることを特徴とする請求項２４に記載の流体力学
    的ベアリング。
  26. 【請求項２６】 末広がりの表面はまっすぐなテーパで
    あることを特徴とする請求項２５に記載の流体力学的ベ
    アリング。
  27. 【請求項２７】 まっすぐなテーパがほぼ２°でテーパ
    になっていることを特徴とする請求項２６に記載の流体
    力学的ベアリング。
  28. 【請求項２８】 シャフトおよびスリーブは各々、分割
    線のない連続ユニットであることを特徴とする請求項２
    ４に記載の流体力学的ベアリング。
  29. 【請求項２９】 スリーブはテーパな表面を持つ別々の
    ベアリングシェルを有することを特徴とする請求項２４
    に記載の流体力学的ベアリング。
  30. 【請求項３０】 ベアリングシェルは均等化ポートを形
    成すべくスリーブと協働する溝を有していることを特徴
    とする請求項２９に記載の流体力学的ベアリング。
  31. 【請求項３１】 相対回転可能にスリーブ内に配置さ
    れ、シャフトとスリーブとの間の第１隙間、およびスラ
    スト板とスリーブとの間に第２隙間を形成するシャフト
    ／スラスト板組合せを備え、上記隙間は液状潤滑剤を充
    填可能であり、 スラスト板の延長部が空気にさらされており、 少なくとも一部がスリーブおよび／またはシャフト／ス
    ラスト板組合せにより構成され、第１隙間および第２隙
    間を連結するための少なくとも１つの圧力均等化ポート
    を備え、 端部間に空気空間を配置した内側および外側表面張力動
    シールの両方を各端部に有することを特徴とする流体力
    学的ベアリング。
  32. 【請求項３２】 外側表面張力動シールはスラスト板の
    末広がりの軸方向に延びる表面よりなり、内側表面張力
    動シールはシャフトおよびスリーブの末広がりの軸方向
    に延びる表面よりなることを特徴とする請求項３１に記
    載の流体力学的ベアリング。
  33. 【請求項３３】 上記少なくとも１つの圧力均等化ポー
    トは内側および外側表面張力シールを連結していること
    を特徴とする請求項３２に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  34. 【請求項３４】 圧力均等化ポートは斜めに配置されて
    いることを特徴とする請求項３３に記載の流体力学的ベ
    アリング。
  35. 【請求項３５】 末広がりの表面はまっすぐなテーパで
    あることを特徴とする請求項３２に記載の流体力学的ベ
    アリング。
  36. 【請求項３６】 テーパはほぼ２°であることを特徴と
    する請求項３５に記載の流体力学的ベアリング。
  37. 【請求項３７】 相対回転可能にスリーブ内に配置され
    たシャフト／多スラスト板組み合わせを備え、スラスト
    板各々の延長部は空気にさらされており、シャフトとス
    リーブとの間には、第１隙間が形成されており、各スラ
    スト板毎に、各スラスト板とスリーブとの間に第２隙間
    が形成されており、これらの隙間は液状潤滑剤を充填可
    能であり、 少なくとも一部がスリーブおよび／またはシャフト／多
    スラスト板組み合わせにより構成され、第隙間および各
    第２隙間を連結する少なくとも１つの圧力均等化ポート
    を備え、 端部間に空気空間を配置して内側および外側表面動シー
    ルを各端部に有することを特徴とする流体力学的ベアリ
    ング。
  38. 【請求項３８】 少なくとも１つのスラスト板を有する
    組み合わせとしてのシャフトを備え、シャフト／スラス
    ト板組み合わせは相対回転可能にスリーブ内に配置され
    ており、シャフトとスリーブとの間に第隙間を形成し、
    スラスト板とスリーブとの間に第２隙間を形成し、これ
    らの隙間は液状潤滑剤を充填するようになっており、ス
    ラスト板の外面は外側の環境にさらされており、 スラスト板およびスリーブは外側の環境まで軸方向に広
    がるように末広がりになっている協働する軸方向に延び
    る表面を有しており、外側に末広がりの表面は液状潤滑
    剤で潤滑剤／外側界面のところに表面張力動シールを形
    成するように構成されており、 隙間は、少なくとも上記相対回転中、表面張力と圧力と
    が均衡状態になるまで、外側環境の圧力に対する隙間の
    うちの少なくとも１つにおける潤滑剤の圧力の差を関連
    テーパに沿ったシールの移動によって均等化することが
    できるように、構成されていることを特徴とする流体力
    学的ベアリング。
  39. 【請求項３９】 少なくとも一部がスリーブより構成さ
    れた複数の圧力均等化ポートを有しており、これらのポ
    ートは半径方向に延びる通路と連通している軸方向に延
    びる通路を有していることを特徴とする請求項３８に記
    載の流体力学的ベアリング。
  40. 【請求項４０】 半径方向に延びる通路はベアリングの
    中心に位置決めされていることを特徴とする請求項３９
    に記載の流体力学的ベアリング。
  41. 【請求項４１】 軸方向に延びる通路はスリーブのまわ
    りに均等に間隔を隔てられていることを特徴とする請求
    項３９に記載の流体力学的ベアリング。
  42. 【請求項４２】 ４つの均等化ポートを有していること
    を特徴とする請求項３８に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  43. 【請求項４３】 シャフトとスラスト板との間に静シー
    ルを有することを特徴とする請求項３８に記載の流体力
    学的ベアリング。
  44. 【請求項４４】 静シールがＯリングシールであること
    を特徴とする請求項４３に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  45. 【請求項４５】 内向きの半径方向の力を発生するよう
    に対向したスリーブ／スラスト板面に逃げパターンを更
    に有することを特徴とする請求項３８に記載の流体力学
    的ベアリング。
  46. 【請求項４６】 小さい内径を持つ部分を有する円筒形
    スリーブと、 スリーブの小径部分に対して第１隙間を形成するように
    なっている直径を持つ部分を有するシャフトと、 スリーブの小径部分から半径方向に延びる面に対して第
    ２隙間を形成するシャフト上の一対のスラスト板とを備
    え、スラスト板の各外面は空気にさらされており、これ
    らの隙間は潤滑剤を受け入れるためのものであり、 スリーブの小径部分は第１および第２隙間を相互に連結
    する通路を有しており、 各スラスト板は、潤滑剤で夫々の表面張力シールを形成
    するためにまっすぐなテーパで互いから端部に向けて末
    広がりになっている軸方向に延びる表面を協働して構成
    するためにスリーブと対になっていることを特徴とする
    流体力学的ベアリング。
  47. 【請求項４７】 対向したスリーブ／スラスト板面は内
    向きの半径方向の力を発生するために逃げパターンを有
    することを特徴とする請求項４６に記載の流体力学的ベ
    アリング。
  48. 【請求項４８】 テーパがほぼ２°であることを特徴と
    する請求項４６に記載の流体力学的ベアリング。
  49. 【請求項４９】 第２のスラスト板を更に備えており、
    シャフトは少なくとも２つのスラスト板との組み合わせ
    であり、更に上記第２スラスト板とスリーブとの間に第
    ２隙間を構成しており、 各スラスト板およびスリーブは、ほぼ２°のまっすぐな
    テーパで外側環境まで軸方向に広がるように末広がりに
    なっている夫々の協働する軸方向に延びる表面を有して
    おり、 第１および第２隙間を連結する圧力均等化ポートを備え
    たことを特徴とする請求項３８に記載の流体力学的ベア
    リング。
  50. 【請求項５０】 圧力均等化ポートは隙間を連結してい
    ることを特徴とする請求項３８に記載の流体力学的ベア
    リング。
  51. 【請求項５１】 第２組の協働する軸方向に延び且つ外
    方に末広がりの表面を更に備えており、各組は液状潤滑
    剤で夫々の表面張力動シールを形成するように配置され
    ており、圧力均等化を容易にすべく隙間を連結するため
    に、圧力均等化ポートが少なくとも一部、スリーブによ
    って構成されていることを特徴とする請求項３８に記載
    の流体力学的ベアリング。
  52. 【請求項５２】 テーパはほぼ２°であることを特徴と
    する請求項３８に記載の流体力学的ベアリング。
  53. 【請求項５３】 各スラスト板はシャフトの各端部の近
    くに構成されていることを特徴とする請求項４８に記載
    の流体力学的ベアリング。
  54. 【請求項５４】 スリーブは小さい内径を持つ部分を有
    する円筒形スリーブであることを特徴とする請求項３８
    に記載の流体力学的ベアリング。
  55. 【請求項５５】 スリーブの小径部分は複数の軸方向に
    延びる通路を有しており、少なくとも１つの軸方向の通
    路は少なくとも１つの半径方向の通路と連通しているこ
    とを特徴とする請求項４６に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  56. 【請求項５６】 シャフトは、少なくとも一部が上記ス
    ラスト板を構成するテーパ部分を備えていることを特徴
    とする請求項４９に記載の流体力学的ベアリング。
  57. 【請求項５７】 テーパ部分は切頭円錐体として現れて
    おり、１つの円錐体の切頭面は他の円錐体の切頭面に面
    していることを特徴とする請求項５６に記載の流体力学
    的ベアリング。
  58. 【請求項５８】 各スラスト板は切頭円錐体よりなり、
    各円錐体の切頭面は互いに面していることを特徴とする
    請求項４６に記載の流体力学的ベアリング。
  59. 【請求項５９】 小さい内径を持つ部分を有する円筒形
    スリーブと、 スリーブの小径部分に対して第１隙間を形成するように
    なっている直径を持つ部分を有するシャフトと、 スリーブの小径部分から半径方向に延びる面に対して第
    ２隙間を形成するシャフト上の一対のスラスト板とを備
    え、スラスト板の各外面は空気にさらされており、これ
    らの隙間は潤滑剤を受け入れるためのものであり、 スリーブの小径部分は第１および第２隙間を相互に連結
    する通路を有しており、 各スラスト板は、潤滑剤で夫々の表面張力シールを形成
    するためにまっすぐなテーパで互いから端部に向けて末
    広がりになっている軸方向に延びる表面を協働して構成
    するためにスリーブと対になっており、 各スラスト板は切頭円錐体よりなり、各円錐体の切頭面
    は互いに面していることを特徴とする流体力学的ベアリ
    ング。
  60. 【請求項６０】 対向したスリーブ／スラスト板面は内
    向きの半径方向の力を発生するために逃げパターンを有
    していることを特徴とする請求項５９に記載の流体力学
    的ベアリング。
  61. 【請求項６１】 テーパが略２°であることを特徴とす
    る請求項５９に記載の流体力学的ベアリング。
  62. 【請求項６２】 相対回転可能にスリーブ内に配置され
    たシャフトを備え、シャフトおよびスリーブは半径方向
    および軸方向の力を支持するための潤滑剤充填可能な隙
    間を構成する重なり合い部分を有しており、 上記シャフトおよびスリーブは、軸方向に延びるように
    テーパな形状で末広がりになっている協働する軸方向に
    延びる表面を有しており、これらの末広がり表面は、液
    状潤滑剤で、該潤滑剤と外側環境との間の界面のところ
    で、上記隙間を密閉するための外側表面張力動シールを
    形成するように構成されており、 上記隙間は、表面張力および圧力が均衡状態になるま
    で、関連したテーパに沿った上記外側シールの移動によ
    って外側環境の圧力に対する上記隙間内の潤滑剤の圧力
    の差を均等化するように、構成されていることを特徴と
    する流体力学的ベアリング。
  63. 【請求項６３】 上記隙間は２つの領域よりなり、上記
    領域のうちの一方は軸方向の荷重を支持するための部分
    よりなり、上記領域のうちの他方は半径方向の荷重を支
    持する部分よりなることを特徴とする請求項６２に記載
    の流体力学的ベアリング。
  64. 【請求項６４】 上記隙間は２つの領域よりなり、更に
    少なくとも一部が上記スリーブにより構成され、上記隙
    間の上記領域を連結する圧力均等化ポートを備えたこと
    を特徴とする請求項６２に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  65. 【請求項６５】 上記圧力均等化ポートは少なくとも１
    つの軸方向通路を備えており、該通路は少なくとも１つ
    の半径方向の通路と連結していることを特徴とする請求
    項６４に記載の流体力学的ベアリング。
  66. 【請求項６６】 上記均等化ポートは上記スリーブを通
    って斜めに配置された少なくとも１つの通路を備えてい
    ることを特徴とする請求項６４に記載の流体力学的ベア
    リング。
  67. 【請求項６７】 上記シャフトとの組み合わせとしての
    少なくとも１つのスラスト板を更に備え、上記シャフト
    ／スラスト板組み合わせは上記シャフトと上記スリーブ
    との間に上記隙間の第１部分を構成し、且つ上記スラス
    ト板と上記スリーブとの間に上記隙間の第２部分を構成
    し、上記スラスト板および上記スリーブは上記の協働す
    る軸方向に延びる末広がりの表面を有することを特徴と
    する請求項６２に記載の流体力学的ベアリング。
  68. 【請求項６８】 上記シャフトとの組み合わせとしての
    一対のスラスト板を更に備え、上記シャフト／スラスト
    板組み合わせは各々、上記シャフトと上記スリーブとの
    間に上記隙間の第１部分を構成し、且つ上記スラスト板
    と上記スリーブとの間に上記隙間の第２部分を構成し、 上記スラスト板の各々は上記の協働する軸方向に延びる
    末広がりの表面を構成するために上記スリーブと対にな
    っており、それにより上記表面張力動シールは上記スラ
    スト板の各々と上記スリーブとの間に配置されているこ
    とを特徴とする請求項６２に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  69. 【請求項６９】 少なくとも一部が上記スリーブにより
    構成され、上記表面張力動シールを連結する圧力均等化
    ポートを更に備えていることを特徴とする請求項６８に
    記載の流体力学的ベアリング。
  70. 【請求項７０】 上記シャフトおよびスリーブは更に、
    軸方向内方に末広がりになっていて、上記シャフトと上
    記スリーブとの間で内部空気溜め部まで広がっている第
    ２の協働する軸方向に延びる表面を上記外側表面張力動
    シールの内方に有しており、上記内方に末広がりの表面
    は、液状潤滑剤で、該潤滑剤と上記内部空気溜め部との
    界面のところで、上記隙間を密閉するための内側表面張
    力動シールを形成するように構成されていることを特徴
    とする請求項６２に記載の流体力学的ベアリング。
  71. 【請求項７１】 少なくとも一部が上記スリーブにより
    構成され、上記内側および外側表面張力動シールを連結
    する圧力均等化ポートを更に備えていることを特徴とす
    る請求項７０に記載の流体力学的ベアリング。
  72. 【請求項７２】 相対回転可能にスリーブ内に配置され
    たシャフトを備え、上記シャフトおよびスリーブは一端
    部に重ね合わせ部分を備えており、これらの重ね合わせ
    部分は荷重を支持するための潤滑剤充填可能な隙間を構
    成し、 上記隙間と外側環境との間に形成された上記潤滑剤用の
    外側表面張力動シールと、 上記外側シールおよび上記隙間の内方で上記シャフトと
    上記スリーブとの間に位置決めされた内部空気溜め部
    と、 上記隙間と上記内部空気溜め部との間に形成された上記
    潤滑剤用の内側表面張力動シールと、 少なくとも一部が上記スリーブにより構成された通路を
    備え、上記内側表面張力動シールと上記外側表面張力動
    シールとを連結しているた圧力均等化ポートとを備えた
    ことを特徴とする流体力学的ベアリング。
  73. 【請求項７３】 上記隙間は半径方向および軸方向の力
    を支持するように構成されていることを特徴とする請求
    項７２に記載の流体力学的ベアリング。
  74. 【請求項７４】 上記シャフトとの組み合わせとしての
    少なくとも１つのスラスト板を更に備え、上記シャフト
    ／スラスト板組み合わせは半径方向の荷重を支持するた
    めの上記隙間の第１部分を上記シャフトと上記スリーブ
    との間に構成し、且つ軸方向の荷重を支持するための上
    記隙間の第２部分を上記スラスト板と上記スリーブとの
    間に構成していることを特徴とする請求項７３に記載の
    流体力学的ベアリング。
  75. 【請求項７５】 上記内側表面張力動シールおよび上記
    外側表面張力動シールは軸方向に配置されていることを
    特徴とする請求項７２に記載の流体力学的ベアリング。
  76. 【請求項７６】 上記内側表面張力動シールおよび上記
    外側表面張力動シールは各々、上記シャフトおよび上記
    スリーブの末広がりの軸方向に延びる表面よりなること
    を特徴とする請求項７５に記載の流体力学的ベアリン
    グ。
  77. 【請求項７７】 相対回転可能にスリーブ内に配置され
    たシャフトを備え、上記シャフトおよびスリーブは荷重
    を支持するための潤滑剤充填可能な隙間を構成する重ね
    合わせ部分を各端部に備えており、 各々が上記隙間のうちの１つと関連され、端部の近くに
    配置され、上記関連隙間と外側環境との間に形成された
    上記潤滑剤用の一対の外側表面張力動シールと、 上記各外側シールおよび上記各隙間の内方でシャフトと
    スリーブとの間に位置決めされた内部空気溜め部と、 各々が上記外側シールのうちの１つおよび上記隙間のう
    ちの１つと関連され、端部の近くに配置され、上記関連
    隙間と上記内部空気溜め部との間に形成された上記潤滑
    剤用の一対の内側表面張力動シールと、 少なくとも一部が上記スリーブにより構成された通路を
    備え、上記内側表面張力動シールの各１つとその関連し
    た外側表面張力動シールとを連結する圧力均等化ポート
    とを備えたことを特徴とする流体力学的ベアリング。
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