CN1914429A - 推力动压轴承和使用其的主轴电机与使用该主轴电机的信息记录再现装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现对轴振摆的耐倾斜刚性大，而且轴承损失扭矩小的推力动压轴承。作出具有设置在轴承回转侧部件上的回转侧轴承面(11)上的中间弯曲部(132)的人字形槽(131)。当回转侧轴承面(11)在方向A(顺时针方向)转动时，润滑油在沿着人字形槽(131)的半径方向的外侧部分(133)的半径方向的内侧部分(134)，以中间弯曲部(132)为中心的区域中产生动压。在任意半径(2)的位置上，通过使动压产生槽的槽宽G和邻接动压产生槽的棱部宽L的关系为G＞L，可提供耐倾斜刚性大，而且轴承损失扭矩小的推力动压轴承。

Description

推力动压轴承和使用其的主轴电机与使用该主轴电机的信息记录再现 装置

技术领域

本发明涉及在平稳进行高速回转的回转机械中，支承轴线方向负载的推力动压轴承。特别涉及对回转轴振摆的耐倾斜刚性大、并且轴承损失扭矩小的推力动压轴承、以及使用该推力动压轴承的主轴电机、与使用该主轴电机的信息记录再现装置。

背景技术

在使硬盘装置等信息记录再现装置的记录介质回转的主轴电机中，作为用于支承转子轴线方向的负载、并同时抑制转子的回转振摆的装置，提出有各种利用螺旋形槽或者具有中间弯曲部的人字槽产生动压的推力动压轴承(例如，日本特开2001-173645号公报(第6项，图3)，以下称专利文献1；日本特开2003-113837号公报(第7项，图1)，以下称专利文献2；日本特开平10-73127号公报(第12项图8)，以下称专利文献3)。

图12A表示现有技术的推力动压轴承的原理的结构。其由在回转中心轴1的轴线方向，经由充填有润滑油50的微小间隙而相对的轴承回转侧部件(转子)10的轴的轴承面11和轴承固定侧部件20的轴承面21所构成。在所述微小间隙的外周侧上，设置有形成润滑油50和空气的气液边界面51的密封部。在轴承回转侧部件10的轴承面11或者轴承固定侧部件20的轴承面21中的至少任意一个上，形成动压产生槽30。此外，与动压产生槽30邻接而形成有棱部40。

图12B表示现有技术的推力动压轴承的其他原理的结构。与图12A所示的结构相同，其由在回转中心轴1的轴线方向上，经由充填有润滑油50的微小间隙而相对的轴承回转侧部件(转子)10的轴的轴承面11和轴承固定侧部件20的轴承面21所构成。在上述微小间隙的外周侧上，设置有形成润滑油50和空气的气液边界面51的密封部。

作为动压产生槽30的形状，公知有如图13所示的螺旋形(spiral)槽35和图14所示的人字形(herringbone)槽31。作为凹部的动压产生槽31、35和作为形成形状与动压产生槽大致相同的凸部的棱部41、45，以规定间距交互地形成。槽宽G和棱部宽L的关系为G＝L(专利文献1)或者G＜L(专利文献2、3)。这里，槽宽G和棱部宽L是在轴承面上假想的任意半径的圆2与动压产生槽31、35和棱部41、45相交的圆弧长度或者圆弧的角度。

其中，在图15A、图15B中表示的是沿着任意半径的圆2的动压产生槽的横截面。当形成动压产生槽时，在利用蚀刻、压印加工(coining)、电解加工、放电加工等方法的情况下，如图15A所示，一般地，棱部41、45的截面形状为梯形，在棱部41、45的角落C或者槽的角落C上多数形成圆角。在这种情况下的棱部宽L是指棱部的截面轮廓比槽的深度H的1/2的标高线高的区域，槽宽G是指比该标高线低的区域。此外，在利用NC车床加工形成动压产生槽的情况下，或者利用平面磨床等，平坦地加工图15A中形成的棱部的顶部(TOP)的情况下，如图15B所示，棱部的顶部侧角落可以成为尖锐的边缘。在这种情况下，棱部宽L为棱顶部的平坦部的宽度。

其中，在专利文献3等的附图中揭示有利用电解加工或者放电加工等形成动压产生槽时代表性的推力动压槽。其代表例如图16A所示。在固定于固定轴300(如后述图16B所示)上的固定侧轴承部件320的上下，设置有作为凹部的人字形槽331。在使用电解加工等形成人字形槽331的情况下，从内圆至外周具有大致相同的圆周方向长度。与人字形槽331邻接的棱部341，作为电解加工产生的加工残留部而形成。固定侧轴承部件320的最内周部分和最外周部分，利用电解加工或者切削等而与人字形槽331同样，形成为圆环状的凹部350、351，使得在起动停止时，润滑油可以平稳地在推力轴承内部移动。图16B、图16C表示在推力轴承中使用该固定侧轴承部件320的轴承的主要部位截面图。图16B表示电机停止的状态，图16C表示电机定常回转的状态。在电机停止的状态下，固定侧轴承部件320的上面和回转侧推力板310接触。另一方面，在定常回转时，两者之间产生动压，浮起并离开规定量。这里，当从停止状态转换到回转状态时，或者从回转状态转换至停止状态时，如方向353(空白箭头)所示，润滑油经由人字形槽331、圆环状凹部350、351而在推力轴承的上下行进。

然而，近年来，随着便携式信息终端机器的普级，越来越要求放置在其中的硬盘装置等信息记录再现装置的小型化、薄型化和低消耗电力化。由于这样，使信息记录再现装置的记录介质回转的主轴电机必需实现薄型化、实现以没有轴振摆的高精度进行回转以及低消耗电力化。

对于在现有技术的所谓3.5型或者2.5型的较大型的硬盘装置中使用的主轴电机来说，其能够使回转轴加长。通过在回转轴周围分上下两层地配置径向动压轴承，可以用上下两点支承回转轴，以确保相对于改变回转轴的倾斜而要引起轴振摆的外扰驱动扭矩(moment torque)的刚性(以下称为耐倾斜刚性)。与此相对，在1.8型以下的小型且薄型的硬盘装置用的主轴电机中，为了实现薄型化而必需缩短回转轴。因此，难以在回转轴周围分上下两层配置径向动压轴承。结果，难以利用径向动压轴承确保用于抑制回转轴振摆的耐倾斜刚性。

此外，即使假设可以配置成上下两层，径向轴承的耐倾斜刚性大致与两个径向轴承的间距的平方成比例。这样，特别是在驱动器厚度为5mm以下所使用的薄型电机中，耐倾斜刚性显著减小。

因此，必需提高推力动压轴承的耐倾斜刚性，用推力动压轴承代替径向动压轴承，以抑制回转轴的振摆。另一方面，为了降低消耗电力，而必须减小动压轴承的损失扭矩。即，要求在消耗电力低、回转精度高的薄型主轴电机的推力动压轴承中，相对于现有技术的推力动压轴承，进一步提高耐倾斜刚性和减小轴承的损失扭矩。

此外，在推力动压槽的加工方法中，公知有蚀刻、压印加工、电解加工等。当利用这些方法形成推力动压槽时以及将该槽组装在电机中时，必然产生相对于回转中心的偏心以及槽宽的偏差。这里，当设定槽宽G和棱部宽L的比为1∶1作为设计中心的目标时，由于偏心和加工偏差，即使在同一半径上G∶L的比也随机变动，根据推力动压槽的部位不同，可以为G＞L，也可以为G＜L。这样，在利用动压槽的楔效果将润滑油集中在规定位置以产生压力方面，其集中程度(泵入/泵出(pump in/pump out)特性)因回转相位不同而变化。此外，如后所述，在G∶L＝50∶50的状态下，由于耐倾斜刚性最弱，所以回转轴容易倾斜，有可能诱发推力轴承附近的润滑油液面高度变动或者液面振动。特别是，如起动时那样，在推力轴承浮起量从零状态达到规定浮起量的过渡状态或者如光盘驱动器用的电机那样，当回转速度在运转中急剧变动的情况下，润滑油在推力轴承的相对面之间增减。这时，G∶L的比接近50∶50，而且，当由于推力动压槽的部位或者回转相位不同而随机分散时，由于耐倾斜刚性小，所以回转轴容易倾斜，由于相位不同而难以正常供给排出润滑油。当产生液面振动或者产生供给排出不正常工作的状态时，润滑油不能充满推力轴承之间，其结果，空气卷入轴承内部，润滑油泄漏至轴承外。实验证明，当槽宽G的随机变动成分ΔG相对于(G+L)为3％以上时，显著地发生这种现象。这样，空气卷入轴承内部的轴承出现回转变动成分，或者产生轴承刚性降低的问题，同时，当润滑油泄漏至轴承外时，产生轴承寿命缩矩的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的。在利用形成于轴承面上的人字形槽或者螺旋形槽产生动压的推力动压轴承中，采用不较大改变现有技术结构的简易结构。即，其目的在于，提供一种具有比现有技术的推力动压轴承的耐倾斜刚性大，而且轴承损失扭矩小的推力动压轴承，同时，即使槽宽G随机变动，也可以抑制空气卷入轴承内或者润滑油泄漏。

本发明另一个目的在于提供一种使用该推力动压轴承的消耗电力低、回转精度高的薄型主轴电机和使用该主轴电机的消耗电力低、可靠性高的薄型信息记录再现装置。

其中，作为本发明的信息记录再现装置，包括如HDD、VCR、光盘装置等那样的记录媒体。此外，还包括放置在使记录再现元件高速回转的电机上的装置、将通过反射激光束而可动地照射在规定位置上来记录或者再现信息的光学多面体放置在主轴电机上的激光打印机、扫描装置、计算机等。即，在用于记录或者再现信息的装置中，包含使用高速回转的电机的装置，但不是仅限于此。

为了克服上述缺点，本发明提供一种推力动压轴承，包括：在轴线方向上通过微小间隙相对的轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面。在微小间隙中充填有润滑油，在轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面中的至少一个上形成有多个动压产生槽。对于推力动压轴承，若轴承回转侧部件回转，则通过由动压产生槽引起润滑油动压而保持回转。动压产生槽的槽宽G和与动压产生槽邻接的棱部宽L的关系为G＞L。

此外，本发明的其他推力轴承，动压产生槽的槽宽G和与动压产生槽邻接的棱部宽L的比为G＞L，是设置在轴承回转侧部件的轴承面与轴承固定侧部件的轴承面通过微小间隙而相对的轴承面上的动压产生槽形成区域中的80％以上的面积。

此外，本发明的其他的推力动压轴承的动压产生槽形成为人字槽形状。

此外，本发明的其他的推力动压轴承的动压产生槽形成为螺旋形形状。

此外，在本发明的其他的推力动压轴承中，动压产生槽形成为人字槽形状，动压产生槽的槽宽G和与动压产生槽邻接的棱部宽L的比G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

此外，在本发明的其他的推力动压轴承中，动压产生槽形成为螺旋形形状，动压产生槽的槽宽G和与动压产生槽邻接的棱部宽L的比G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20。

根据这些结构，本发明的推力动压轴承的耐倾斜刚性比现有技术的推力动压轴承大，而且能够减小轴承损失扭矩。此外，通过积极地使槽宽G比棱部宽L大，而能够抑制加工误差对泵入/泵出特性的影响。结果，产生抑制润滑油的液面位置的变动或者空气卷入的效果。实验证明，可抑制槽宽G的随机变动成分ΔG相对于(G+L)达到6％左右。

此外，本发明的主轴电机具有上述任何一个所述的推力动压轴承。

本发明的信息记录再现装置安装有具有上述任何一个推力动压轴承的主轴电机。

附图说明

图1是表示在人字形槽的推力动压轴承中，推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L与耐倾斜刚性的关系的特性图。

图2是表示在人字形槽的推力动压轴承中，推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L与轴承损失扭矩的关系的特性图。

图3是表示在人字形槽的推力动压轴承中，推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L与推力轴承浮起量的关系的特性图。

图4是表示在螺旋形槽的推力动压轴承中，推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L与耐倾斜刚性的关系的特性图。

图5是表示在螺旋形槽的推力动压轴承中，推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L与损失扭矩的关系的特性图。

图6是表示在螺旋形槽的推力动压轴承中，推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L与推力轴承浮起量的关系的特性图。

图7A是本发明的第一实施方式的推力动压轴承的轴承面的人字形槽的图形的图。

图7B是本发明的第一实施方式的推力动压轴承的轴承面的人字形槽的另一图形的图。

图8A是本发明的第二实施方式的推力动压轴承的轴承面的螺旋形槽的图形的图。

图8B是本发明的第二实施方式的推力动压轴承的轴承面的螺旋形槽的另一个图形的图。

图9是本发明的第三实施方式的主轴电机和信息记录再现装置的简要截面图。

图10是本发明第三实施方式的主轴电机的动压轴承的截面放大图。

图11是表示本发明的第三实施方式的另一例子的主轴电机和信息记录再现装置的简要截面图。

图12A是现有技术的推力动压轴承的结构图。

图12B是现有技术的推力动压轴承的结构图。

图13是现有技术的推力动压轴承面的螺旋形槽的图形的图。

图14是现有技术的推力动压轴承面的人字形槽的图形的图。

图15A是沿着现有技术的推力动压轴承的轴承面的任意半径的圆2的动压产生槽的横截面图。

图15B是沿着现有技术的推力动压轴承的轴承面的任意半径的圆2的动压产生槽的另一个例子的横截面图。

图16A是现有技术的推力动压轴承面的人字形槽的图形的图。

图16B是现有技术的电机停止状态的推力轴承的轴承主要部分的截面图。

图16C是现有技术的电机回转状态的推力轴承的轴承主要部分的截面图。

符号说明

1-回转中心轴

2-任意半径的圆

10-轴承回转侧部件

11-回转侧轴承面

20-轴承固定侧部件

21-固定侧轴承面

30-动压产生槽

31-人字形(herringbone)槽

32-中间弯曲部

35-螺旋形槽

36-最内周部

40-与动压产生槽邻接的棱部

41-与人字形槽邻接的棱部

45-与螺旋形槽邻接的棱部

50-润滑油

51-气液边界面

131-人字形槽

132-中间弯曲部

133-半径方向外侧部分

134-半径方向内侧部分

135-螺旋形槽

136-最内周部

141-与人字形槽邻接的棱部

145-与螺旋形槽邻接的棱部

201-回转中心

202、302-转子部

202a-中空圆筒部

202b-法兰部

202c-外周面

202d-下端面

202e-回转侧轴承部

202f-台阶部

203-回转磁铁

204-回转体

205-底板

206-轴承固定侧部件

206a-内周面

206b-上端面

206c-固定侧轴承部

207-线圈

208-定子铁芯

209-定子

210-固定轴

210a-阶梯面

210b-阴螺纹部

211-屏蔽板

212、312-主轴电机

214、314-盘

215-螺钉

216-盘保持部件

217-盖

217a-接触部

218-盖固定螺钉

220-动压轴承部

220a-推力动压轴承

220b-径向动压轴承

221-径向动压轴承的人字形槽

具体实施方式

图1、图2和图3分别是利用有限元法数值分析人字形槽的推力动压轴承的结果。它们表示在推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L和推力动压轴承的耐倾斜刚性、轴承损失扭矩和推力轴承的浮起量的关系。其中，纵轴表示以在G∶L＝50∶50情况下的各值为1.0时的比。另一方面，图4、图5和图6是用有限元法数值分析螺旋形槽的推力动压轴承的结果。与人字形槽的情况同样，分别表示耐倾斜刚性、轴承损失扭矩和推力轴承浮起量关系。图1～图3的计算所用人字形槽，和图4～图6的计算所用的螺旋形槽的主要尺寸形状都为：槽的条数为10条，推力轴承的最外径为5.5mm，最内径为3.6mm，槽深10μm。

从基于有限元法的计算结果可知，即使润滑油的粘度不同，只要槽的形状不变化，则图1～图6的特性图不变化。此外，在上述主要槽形状变化的情况下，特性有若干变化，但不会产生较大倾向的变化。

从图1中可以看出，当G∶L＝50∶50时，人字形槽的推力动压轴承的耐倾斜刚性最小。槽宽G和棱部宽L的差越大，耐倾斜刚性越大。在推力轴承的浮起量相同的情况下，如果槽宽G比棱部宽L小，则流路变窄，在槽中流动的润滑油的流量减少。因此，产生的动压小，轴承的负荷容量降低。此外，相反，如果棱部宽G比棱部宽L大，则流路变宽，润滑油的流量增加。但是，由于润滑油不能很好地被压缩，所以产生动压小，轴承的负荷容量降低。结果，如图3所示，当推力负荷一定时，推力轴承浮起量在人字形槽情况，G∶L＝50∶50时最大。另外，耐倾斜刚性或者推力轴承的轴线方向的辆轴承刚性大致与浮起量成反比。因此，在得到最大浮起量的G∶L时，耐倾斜刚性最小。

从图4中可以看出，在为螺旋形槽的情况下，当G∶L的值变化时，耐倾斜刚性变化。在人字形槽的情况下，槽宽G比棱部宽L稍宽一些的52∶48程度下，耐倾斜刚性达到最大值。这是由于槽形状不同，达到最大值的G∶L的值不同，人字形槽和螺旋槽中，最大压力产生部位不同而引起的。在人字形槽的情况下，在半径方向的中心附近有折返部分。在该折返部分附近产生最大压力。另一方面，在螺旋形槽的情况下，半径方向的最内周部为最大压力生部分。这样，由于产生压力分布不同，耐倾斜刚性达到最大值的G∶L，因槽形状不同而产生一些差别。

此外，从图2和图5可以看出，槽宽G越大，推力动压轴承的轴承损失扭矩越小。这是由于当槽宽G大时，流路变宽，润滑油容易流动，由润滑油粘接性引起的轴承面全体的平均的剪断速度降低，摩擦阻力减小的原故。

从图3和图6可以看出，在G＞＞L或者G＜＜L的情况下，为了支承同样大小的推力负载必须从G≈L的情况下，平衡地减小推力轴承浮起量来增大动压。如上所述，在人字形槽的情况，G＝L时最大。而在螺旋形槽的情况下，53∶47时最大。两者都是槽宽G和棱部宽L的差越大，推力轴承浮起量越小。

即，在推力轴承浮起量相同的情况下，如果槽宽G比棱部宽L小，流路变窄，在槽中流动的润滑油的流量减小，因此产生的动压小，轴承负荷容量降低。此外，相反，如果槽宽G比棱部宽L大，流路宽，润滑油的流量增加，但由于润滑油不能充分压缩，产生的动压小，轴承负荷容量也降低。

因此，在G＞＞L或者G＜＜L情况下，为了支承相同大小的推力负载，必须从G≈L的情况，减小推力轴承浮起量，增大动压，增大轴承负荷容量。

这里，如上所述，推力轴承浮起量的变化对轴承的耐倾斜刚性影响大。在推力负载一定的情况下，原理上说，轴承间隙越小，推力轴承的轴线方向刚性或者耐倾斜刚性越大。因此，在G＞＞L或者G＜＜L的情况下，由于推力轴承浮起量小，比G≈L的情况下耐倾斜刚性大。

从以上可以看出，为了使耐倾斜刚性比现有技术的推力动压轴大，而且轴承的损失扭矩减小，可使槽宽G比棱部宽L大。但是，当槽宽G过度大时，特别在高温时与润滑油的粘度减小相辅相成，推力轴承浮起量过度减小。轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面会接触。此外，在起动时，至浮起前，轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面接触滑动，但棱部宽L过度小，面压高。这样，会进行滑动磨损。即，为了增大耐倾斜刚性，而且减小轴承损失扭矩，在槽宽G不过度大的范围内，可使槽宽G比棱部宽L大。

目前，允许增大槽宽G造成推力轴承浮起量减小约10％以下，可得到至少20％以上的提高耐倾斜刚性和减小轴承损失扭矩的效果。从图1、图2和图3可以看出，在人字形动压槽的情况下，优选槽宽G和棱部宽L的适当范围为G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

此外，在螺旋形动压槽的情况下，图4、图5和图6与螺旋形槽内周侧的棱部宽L的加工上的偏差也会加在精度上，因此，优选槽宽G和棱部宽L的适当范围为G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20，更优选为G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

其中，如果G＞L，在设置于轴承面上，与润滑油协同动作，产生动压的动压产生槽的形成区域中的70％以上，优选80％以上，更优选90％以上的面积上成立，则产生上述效果。

这里，所谓轴承面是指在电机停止，浮起量为零的状态下，轴承回转侧部件和轴承固定侧部件的间隙在5μm以下的区域。这可认为是间隙大的部分除外。此外，所谓间隙是指在动压产生槽(凹部)中，与圆周方向邻接的棱部的部分和与其相对的另一个轴承部件之间的轴线方向间隙。

其中，动压产生槽形成区域不是指上述停止时的间隙为5μm以下的全部区域。只是指在该停止时的间隙为5μm以下的区域中，实际上只形成动压产生槽的区域。因此，动压产生槽的延伸部在停止时的间隙为5μm以上区域中，不考虑该部分。

此外，G∶L不需要在全部区域为一定，回转相位方向有规则性，具有由多种G∶L(这里G＞L)构成的槽形状也可以。而且，根据半径方向位置，改变G∶L(这里G＞L)也可以。在这种结构的情况下，在人字形槽中，优选G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25的范围也可以。此外，在螺旋形槽中，G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20，更优选G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25的范围也可以。

而且，通过提高耐倾斜刚性，即使槽宽G随机地变动，由于回转轴倾斜变动的抑制能力提高，而可以抑制润滑油液面的位置变动或者空气的卷入。因此，即使降低动压产生槽的精度，也能够维持可靠性。

此外，本发明的主轴电机的结构具有上述推力动压轴承。利用这个结构，能够在消耗电力低的情况下，减小回转轴振摆，提高回转精度，而且可提高可靠性并降低成本，可以实现薄型的主轴电机。

此外，本发明的信息记录再现装置具有安装上述主轴电机的结构。利用这个结构，可以廉价地实现消耗电力低，可靠性高的信息记录再现装置。能够实现机器的小型化以及薄型化。

利用本发明推力动压轴承，由于使动压产生槽的槽宽G比与上述动压产生槽邻接的棱部的宽度L大(G＞L)，所以具有增大相对回转轴偏摆的耐倾斜刚性，能够高精度的回转，而且轴承损失扭矩小的优良的效果。

此外，在由于回转轴短，只用径向动压轴承难以确保对回转轴偏摆的耐倾斜刚性的薄型(特别是驱动器厚度为5mm以下的1型以下)的硬盘用主轴电机中，使用这种推力动压轴承有效。这样，能够实现不依赖于径向动压轴承，耐倾斜刚性大，薄型且回转精度高的主轴电机。而且，由于轴承损失扭矩小，所以可以实现消耗电力低。此外，即使动压产生槽的精度比现有技术的降低，也可以不损害可靠性，因此可降低成本。

此外，通过安装这种主轴电机，对于信息记录再现装置，具有消耗电力低，可以廉价实现小型、薄型化的较大效果。特别是，在1型以下的小型且薄型的硬盘装置中，具有较大效果。对于使用1型以下的硬盘装置的信息记录再现装置，以使用者携带使用的情况居多，与采用现有技术的轴承结构的硬盘装置比较，空气卷入轴承部以及从轴承的润滑油泄漏少，产生可靠性高的较大效果。

而且，通过安装该主轴电机，对于激光打印机等在办公室等中全天处于工作状态的信息记录再现装置，具有消耗电力低，可靠性高的较大效果。

以下，参照图7A、图7B～图11对本发明的实施方式进行说明。与在表示现有例的图12A、图12B～图16C中同样的结构，使用相同的符号进行说明。

(第一实施方式)

图7A表示本发明第一实施方式的推力动压轴承。

在第一实施方式中，具有在轴承面11上形成的中间弯曲部132的人字形槽131的槽宽G和与上述动压产生槽邻接的棱部的宽度L的关系为G＞L这点，与现有技术例不同。除此以外的基本结构与表示现有技术例的图12～图16相同。

即，由在回转中心轴1的轴线方向上，通过充填有润滑油50的微小间隙而相对的轴承回转侧部件(转子)10的轴承面11和轴承固定侧部件20的轴承面21构成。在上述微小间隙的外周侧上，设置形成润滑油50和空气的气液边界面51的密封部。如图7A所示，在轴承回转侧部件10的轴承面11上，以规定的间距交互形成具有动压发生用的中间弯曲部132的多个人字形槽131和与上述动压产生槽形状相同的棱部141，而且使槽宽G和棱部宽L的关系为G＞L。这时，半径方向的槽宽G和棱部宽L的比G∶L的允许范围，只要在任意的半径方向2的位置上，如G＞L即可。

其中，人字形槽131的槽宽G和与人字形槽131邻接的棱部的宽度L的关系在G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25的范围内。在半径方向上，槽宽G和棱部宽L的比G∶L变化的情况下，也可以是G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25的范围。在这样构成的推力动压轴承中，当轴承面11在A方向回转时，润滑油沿着人字形槽131的半径方向的外侧部分133和相同内侧部分134，向中间弯曲部132流动。由于这样，在以中间弯曲部132为中心的区域上产生动压。这种动压与推力负载对抗，在轴线方向上升高承轴回转部件10，保持在非接触状态下回转。根据使用图1～图3说明的理由，可得到耐倾斜刚性比现有技术的推力动压轴承大，且轴承损失扭矩小。

其中，在上述说明中，在轴承回转侧部件10的轴承面11上形成人字形槽131，使轴承固定侧部件20的轴承面21为平滑面。本发明不是仅限于此，在轴承固定侧部件20的轴承面21上形成人字形槽131，使轴承回转侧部件10的轴承面11为平滑面也可以。

此外，G∶L在轴承面上不必要固定为一个值。有规则地配置多种组合的结构也可以。例如，两种槽宽G和G’与两种棱部宽L和L’的关系为G＞L，G＞L’，G’＞L，G’＞L’，将两种槽和棱部交互地配置在槽宽和棱部宽比G∶L和G’∶L’在65∶35～75∶25的范围内也可以。

其中，本发明不必要在动压产生槽的全体区域上使G＞L。在动压产生槽的形成区域中80％以上，更优选90％以上的面积上成立也可以。例如，在轴承回转侧部件和轴承固定侧部件中的任何一个由于加工精度等影响而产生弯曲，只在停止时与内周部分接触，外周侧产生间隙的情况下，起动时，在内周部分一侧上，长时间接触滑动同时回转数增大，最终浮起。

这时，当内周部分的棱部宽L小时，金属接触时的面压变高，会产生磨损或者烧接。因此，通过增大内周部分的棱部宽L，可以抑制起动时的金属接触部的面压。由于这样，从半径方向的外周向中心，使G∶L＝75∶25，在内周部分附近G≤L也可以。

此外，作为相反的图形，从半径方向的内周向着其中心，取G∶L＝65∶35，最外周部取G≤L也可以实现本发明的目的。

此外，在图7A中表示中间弯曲部132的内周侧和外周侧的槽的条数相同的情况。但是，如图7B所示，也可以是外周侧的槽条数多，内周侧的槽条数少。在图7B中，在中间弯曲部附近，内周侧的局部地方G∶L的值变化。这样，即使在半径方向的大部分上G∶L相同，也可以防止最内周部的棱部的圆周方向的长度过分小。这样，可降低起动时的金属接触的面压升高。其中，在附图中取外周侧的槽的条数为10，内周侧的槽的条数为5，但不是仅限于此。

(第二实施方式)

图8A表示第二实施方式的本发明的推力动压轴承。

在第二实施方式中，在回转侧轴承面11上形成的螺旋形槽135的槽宽G和与上述动压产生槽邻接的棱部的宽度L的关系为G＞L这点不同。除此以外的基本结构与表示现有技术例的图12和图14相同。

即，由在回转中心轴1的轴线方向上，通过充填有润滑油50的微小间隙而相对的轴承回转侧部件(转子)10的轴承面11和轴承固定侧部件20的轴承面21构成。在上述微小间隙的外周侧上，设置形成润滑油50和空气的气液边界面51的密封部。如图8A所示，在轴承回转侧部件10的轴承面11上，以规定的间距，交互形成多个动压产生用的螺旋形槽135和与上述动压产生槽形状相同的棱部145，而且，使槽宽G和棱部宽L的关系形成为G＞L。这时，允许半径方向的槽宽G和棱部宽L的比G∶L的变化，只要在任意半径方向2的位置上，满足G＞L即可。

其中，螺旋形槽135的槽宽G和与螺旋形槽135邻接的棱部的宽度L的关系在G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20的范围内。在半径方向上槽宽G和棱部宽L的比变化的情况下，在G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20的范围也可以。

此外，图4、图5和图6分别是用有限元法数值分析螺旋形槽的推力动压轴承的结果。它们表示在推力负载一定的情况下，槽宽G和棱部宽L的比G∶L和推力动压轴承的耐倾斜刚性、轴承损失扭矩和推力轴承浮起量的关系。纵轴表示取G∶L＝50∶50时的各值为1.0时的比。

在这样构成的推力动压轴承中，当轴承面11在方向A回转时，润滑油沿着螺旋形槽135流向最内周部136。这时，在以最内周部136为中心的区域发生动压。该动压与推力负载对抗，在轴线方向升起轴承回转侧部件10，保持在非接触状态下回转。根据与使用图1～图3说明的理由相同的理由，可得到比现有技术的推力动压轴承大的耐倾斜刚性，而且轴承损失扭矩小。

其中，在上述说明中，在轴承回转侧部件(转子)10的轴承面11上形成螺旋形槽135，使轴承固定侧部件20的轴承面21为平滑面。但是本发明不是仅限于此，也可以在轴承固定侧部件20的轴承面21上形成螺旋形槽135，使轴承回转侧部件(转子)10的轴承面11为平滑面。

其中，在上述说明中，G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20。也可以更优选G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

此外，G∶L在轴承面上不必要固定为一个值，也可以是规则地配置多种组合的结构。例如，以两种槽宽G和G’与两种棱部宽L和L’的关系为G＞L、G＞L’、G’＞L、G’＞L’来配置。

而且，在槽宽和棱部宽的比G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20的范围内，也可以更优选在G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25的范围内，交互地配置两种槽和棱部。

其中，本发明不必要在动压产生槽的全体区域上使G＞L。在动压产生槽的形成区域中70％以上，更优选是80％以上，最优选是90％以上的面积上成立也可以。例如，在轴承回转侧部件和轴承固定侧部件中任何一个由于加工精度等影响而产生弯曲，只在停止时，与内周部分接触，外周产生间隙的情况下，起动时，在内周侧部分上，长时间接触滑动并回转数增大而最终浮起。这时，当内周部分的棱部宽L小时，金属接触时的面压高，会产生磨损或者烧接。因此，通过增大内周部的棱部宽L，而可以抑制起动时的金属接触部的面压。因此，从半径方向的外周向中心部，使G∶L＝80∶20，进一步优选为75∶25。在内周部的附近G≤L也可以。此外，作为相反的图形，从半径方向的内周向着中心部，取G∶L＝65∶35，仅最外周部局部地取G≤L也可以实现本发明的目的。

此外，在图8A中表示内周侧和外周侧的槽的条数相同的情况。但是，如图8B所示，也可以是外周侧的槽条数多，而内周侧的槽条数少。在该图中，在半径方向的中心部，局部地变化G∶L的值。这样，例如即使在半径方向的大半上G∶L相同，因为也可以防止最内周部的棱部的圆周方向的长度过小，而降低起动金属接触的面压升高。

(第三实施方式)

图9～图11是表示本发明的第三实施方式的主轴电机和信息记录再现装置。

图9是用于说明本发明第三实施方式的主轴电机和信息记录再现装置的结构的、在包含回转中心201的轴心的平面上所取截面的主要部分的简要截面图。其中，图示的信息记录再现装置表示在硬盘装置或者光盘装置等盘装置中，采用本发明推力动压轴承、主轴电机的一个例子。

在图9中，在回转中心201周围回转的转子部202，在回转中心201附近，具有中空圆筒部202a和法兰部202b。此外，在中空圆筒部202a的外周面202c和法兰部202b的下端面202d上形成动压轴承的回转侧轴承部202e。

此外，在转子部202的法兰部202b的外周侧的下面，磁化的回转磁铁203利用压入或粘接的其他方法而固定在多个磁极上，构成由转子部202和回转磁铁203构成的回转体204。

构成回转体204的转子部202的中空圆筒部202a的内周面的内径，在转子部202的法兰部202b一侧大。而且，在底板205上至少有两个变小的不同的内径。形成连接法兰部202b侧的内周面和底板205侧的内周面的台阶面202f，成为在回转中心201的轴向上大致垂直的形状。

另一方面，与转子部202的回转侧轴承部202e对应，利用压入、粘接或者焊接等其他公知方法，将在其内周面206a和上端面206b上形成动压轴承的固定侧轴承部件206c的轴承固定侧部件206固定在底板205上。此外，线圈207卷绕在定子铁芯208的多个磁极齿部上而构成的定子209的多个磁极齿部前端的内周面，与固定在转子部202上的回转磁铁203的外周面相对，将定子209固定在底板205上。

此外，使其轴心与回转中心201大致一致，而且通过转子部202的中空圆筒部202a的中空部分的间隙，利用压入或者粘接等方法，将固定轴210固定在底板205上。

此外，将利用磁性遮蔽从定子209的泄漏磁通的屏蔽211固定在底板205上，形成主轴电机212。

在底板205一侧，固定轴210的外周面的外径小。在与底板205侧相反的一侧上具有其外周面的外径大的阶梯轴形状，在底板205侧的外径比转子部202的圆筒部202a的内周面的底板205侧的内径小。与底板205侧相反侧的外径比转子部202的法兰部202b侧的内周面的内径小。连接底板205侧的外径小的外周面和与底板205侧相反一侧的外径大的外周面的阶梯面210a，形成为具有与回转中心201的轴线方向大致垂直的面的形状。

此外，连接转子部202的中空圆筒部202a的法兰部202b侧的内周面和底板205侧的内周面的台阶面202f与固定轴210的阶梯面210a，具有非常小的规定间隙，相对固定在底板205上。

此外，在与底板205侧相反侧上的固定轴210的端部中心，形成阴螺纹210b。

此外，在表面上形成记录介质(图中没有示出)的盘214放置在转子部202的法兰部202b的上面，利用由螺钉215固定的盘保持部件216的弹性力压紧固定在转子部202的法兰部202b的上面，随着转子部202的回转，盘214也可以回转。

其中，以众所周知的方法，信号变换元件通过摇动装置(图中没有示出)而与盘214相对地配置，其中，摇动装置将向形成于盘214上的记录介质进行记录再现的信号变换元件(图中没有示出)定位在规定的轨道位置。

此外，在盘214上形成的记录介质，也可以在盘214的上下两面上形成。在这种结构下，信号变换元件和摇动装置分别与在盘214的上下面上形成的记录介质对应。

而且，在与固定轴210的阴螺纹210b对应的位置，在盖217上设置有通孔。使固定轴210的上端面与盖217的接触部217a的下端面接触，通过盖217的通孔，将盖固定螺钉218拧紧在固定轴210的阴螺纹210b上，将盖217固定在固定轴210上。

另一方面，在盖217的周缘部上，利用螺钉拧紧等，将盖217固定保持在底板205或者框体(图中没有示出)等上，构成由盘214、信号变换元件、摇动装置、主轴电机212和盖217等构成的盘装置。盖217和固定轴210也可以不一定用螺钉拧紧。

其次，对动压轴承的结构进行详细说明。

图10是主轴电机的动压轴承220及其周边的放大简要截面图。

在图10中，在分别与转子部202的回转侧轴承部202e和固定侧轴承部206c相对面之间，例如充填酯系合成油等的润滑油，在分别与转子部202的中空圆筒部202a的外周面202c和与其相对的轴承固定侧部件206的内周面206a之间，构成径向动压轴承220b。此外，在转子部202的法兰部202b的下端面202d和与其相对的轴承固定侧部件206的上端面206b之间构成推力动压轴承220a。

在图10中，在作为固定侧轴承部206c的轴承固定侧部件206的内周面206a上形成人字形槽221，作为径向动压轴承220b中的动压产生槽。作为与其相对的回转侧轴承部202e的转子部202的中空圆筒部202a的外周面202c形成为平滑面。

此外，在推力动压轴承220a中，具有动压发生用的中间弯曲部132的多个人字形槽131和形状与上述动压槽相同的棱部(图中没有示出)，以规定的间距交互地在作为固定侧轴承部206c的轴承固定侧部件206的上端面206b上形成，使得槽宽G和棱部宽L的关系成为G＞L。其中，人字形槽131的槽宽G和与人字形槽131邻接的棱部宽L的关系在G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25范围内。

此外，作为与形成动压产生槽的固定侧轴承部206c的轴承固定侧部件206的上端面206b相对的回轴轴承202e的转子部202的法兰部202b的下端面202d，为平滑面。

在这样构成的主轴电机212的动压轴承220中，当转子部202的回转侧轴承部202e回转时，由动压产生槽引起动压，转子部202的回转保持在非接触状态下。这时，利用推力动压轴承220a，根据利用图1～图3说明的理由，可得到比现有技术的推力动压轴承大的耐倾斜刚性。因此，能够抑制回转振摆，转子部202可以高回转精度回转。而且，由于轴承损失扭矩比现有技术的推力动压轴承小，因此主轴电机212的消耗电力小。此外，由于利用推力动压轴承220a可得到较大的耐倾斜刚性，因此可以减小径向动压轴承220b的轴线方向长度。可实现主轴电机212的薄型化。而且，还可实现以盘装置为主的信息记录再现装置的薄型化。

这样，如果推力动压轴承220a的动压产生槽的槽宽G和与上述动压产生槽邻接的棱部宽L的关系为G＜L，则可以实现具较高的回转精度并且消耗电力少的薄型的主轴电机。而且，还可以实现以适合于便携式信息终端的具有高可靠性、消耗电力小的薄型盘装置为主的信息记录再现装置。

其中，在上述说明中，在径向动压轴承220b中，在作为固定侧轴承部206c的轴承固定侧部件206的内周面206a上形成作为动压产生槽的人字形槽221。此外，对使作为回转侧轴承部202e的转子部202的中空圆筒部202a的外周面202c为平滑面的情况进行说明。但不是仅限于此，也可将作为固定侧轴承部206c的轴承固定侧物件206的内周面206a作成平滑面，在作为回转侧轴承部202e的转子部202的中空圆筒部202a的外周面202c上形成作为动压产生槽的人字形槽221。

在上述说明中说明推力动压轴承220a在作固定侧轴承部206c的轴承固定侧部件206的上端面206b上作出作为动压产生槽人字形槽131。还说明将作回转侧轴承部202e的转子部202的法兰部202b的下端面202d作成平滑面。但不是仅限于此，可将作为固定侧轴承部206c的轴承固定侧部件206的端面206b作成平滑面。在作回转侧轴承部202e的转子部202的法兰部202b的下端面202d上作出作为动压产生槽的人字形槽131也可以。

此外，在上述说明中，说明了推力动压轴承220a的动压产生槽，使得槽宽G和与上述动压产生槽邻接的棱部宽度L的关系为G＞L的人字形槽131。但是，不是仅限于此，也可以将推力动压轴承220a的动压产生槽作为槽宽G和与上述动压产生槽邻接的棱部宽L的关系满足G＞L关系的螺旋形槽。

此外，在第三实施方式中，对放置有一块盘的主轴电机和盘装置进行了说明。但是，如图11所示，也可以构成为使用众所周知的方法，将多个盘314放置在转子部302上而形成主轴电机312，构成放置有多个盘314的盘装置。

本发明不是仅限于盘装置用的电机等。例如，在录相盒式记录器用回转头电机或者激光打印机或者图象扫描仪、计算机等中使用的光学多面体驱动用电机，还有放置这些电机，记录信息或者再现信息的记录再现装置等中也可以使用。

其中，在图9、图10、图11中表示了推力轴承在形成为大致圆筒形状的轴承固定侧部件的上面和转子部的下面之间配置的结构。本发明不是仅限于此。例如，也可以将圆环状的止推法兰固定在固定轴上，在此相对配置回转套筒的结构。此外，将下端作成平坦的回转轴***由止推板闭塞一端，作成袋状的固定侧轴承部件中，不受在止推板和回转轴下端之间构成推力轴承等轴承的全体结构的影响。

工业上利用的可能性

本发明的推力动压轴承，具有耐倾斜刚性大、回转精度高、轴承损失扭矩小的优良特征，适用于作为转动放置在便携式信息终端机器上的小型薄型信息记录再现装置的记录介质的薄型主轴电机的推力动压轴承，因此，其工业上的可利用高。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种推力动压轴承，其特征在于，包括：

在轴线方向上通过微小间隙相对的轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面，在所述微小间隙中充填有润滑油，在所述轴承回转侧部件的轴承面和所述轴承固定侧部件的轴承面中的至少一个上形成有多个动压产生槽，若所述轴承回转侧部件回转，则通过由所述动压产生槽引起润滑油动压而保持回转，其中，

满足所述动压产生槽在所述轴承回转侧部件的回转圆周方向的槽宽G，和在圆周方向上与所述动压产生槽邻接的棱部在所述轴承回转侧部件的回转圆周方向的宽L的关系为G＞L的区域，是设置在所述轴承面上的动压产生槽形成区域中的80％以上的面积。

2.(已删除)

3.如权利要求1所述推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽形成为人字形状。

4.如权利要求1所述推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽形成为螺旋形状。

5.如权利要求3所述的推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部宽L的关系为G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

6.如权利要求4所述的推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部宽L的关系为G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20。

7.一种推力动压轴承，其特征在于，包括：

在轴线方向上通过微小间隙相对的轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面，在所述微小间隙中充填有润滑油，在所述轴承回转侧部件的轴承面和所述轴承固定侧部件的轴承面中的至少一个上形成有多个人字形状的动压产生槽，若所述轴承回转侧部件回转，则通过由所述动压产生槽引起润滑油动压而保持回转，其中，

所述动压产生槽在所述轴承回转侧部件的回转圆周方向的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部的在所述轴承回转侧部件的回转圆周方向的宽L的关系为G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

8.一种推力动压轴承，其特征在于：

包括在轴线方向上通过微小间隙相对的轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面，在所述微小间隙中充填有润滑油，在所述轴承回转侧部件的轴承面和所述轴承固定侧部件的轴承面中的至少一个上形成有多个螺旋形状的动压产生槽，若所述轴承回转侧部件回转，则通过由所述动压产生槽引起润滑油动压而保持回转，其中，

所述动压产生槽在所述轴承回转侧部件的回转圆周方向的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部的在所述轴承回转侧部件的回转圆周方向的宽L的关系为G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20。

9.(追加)一种具有权利要求1～8中任一项所述的推力动压轴承的主轴电机。

10.(追加)一种安装有权利要求1～8中任一项所述的主轴电机的信息记录再现装置。

Claims (8)

1.一种推力动压轴承，其特征在于，包括：

在轴线方向上通过微小间隙相对的轴承回转侧部件的轴承面和轴承固定侧部件的轴承面，在所述微小间隙中充填有润滑油，在所述轴承回转侧部件的轴承面和所述轴承固定侧部件的轴承面中的至少一个上形成有多个动压产生槽，若所述轴承回转侧部件回转，则通过由所述动压产生槽引起润滑油动压而保持回转，其中，

所述动压产生槽的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部宽L的关系为G＞L。

2.如权利要求1所述的推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部宽L的关系为G＞L的区域，是设置在所述轴承面上的动压产生槽形成区域中的80％以上的面积。

3.如权利要求1或2所述推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽形成为人字形状。

4.如权利要求1或2所述推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽形成为螺旋形状。

5.如权利要求3所述的推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部宽L的关系为G∶L＝65∶35～G∶L＝75∶25。

6.如权利要求4所述的推力动压轴承，其特征在于：

所述动压产生槽的槽宽G和与所述动压产生槽在圆周方向邻接的棱部宽L的关系为G∶L＝65∶35～G∶L＝80∶20。

7.一种具有权利要求1～6中任一项所述的推力动压轴承的主轴电机。

8.一种安装有权利要求7所述的主轴电机的信息记录再现装置。

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