JP2000087960A - 流体軸受装置 - Google Patents
流体軸受装置Info
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- JP2000087960A JP2000087960A JP10258249A JP25824998A JP2000087960A JP 2000087960 A JP2000087960 A JP 2000087960A JP 10258249 A JP10258249 A JP 10258249A JP 25824998 A JP25824998 A JP 25824998A JP 2000087960 A JP2000087960 A JP 2000087960A
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- lubricant
- pressure groove
- sleeve
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 潤滑剤が高速回転や圧力変化でも流出しない
流体軸受装置を得る。 【解決手段】 外側スラスト動圧溝５は潤滑剤１１を上
軸部２Ａ側から外周側に向けて運搬する方向の圧力を発
生する構成とすることにより、潤滑剤１１を上軸部２Ａ
からスリーブ１０の段部１０Ａに向けて運搬し、２組の
ラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂのそれぞれは潤滑剤１１を互
いに他方の動圧発生溝側に軸方向に沿って運搬する圧力
を発生する構成とすることにより、潤滑剤１１が軸受の
外部へ流出することを防止することが可能となる。
流体軸受装置を得る。 【解決手段】 外側スラスト動圧溝５は潤滑剤１１を上
軸部２Ａ側から外周側に向けて運搬する方向の圧力を発
生する構成とすることにより、潤滑剤１１を上軸部２Ａ
からスリーブ１０の段部１０Ａに向けて運搬し、２組の
ラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂのそれぞれは潤滑剤１１を互
いに他方の動圧発生溝側に軸方向に沿って運搬する圧力
を発生する構成とすることにより、潤滑剤１１が軸受の
外部へ流出することを防止することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】近年、ディスク等を用いた記
録装置はそのメモリー容量が増大し、またデータの転送
速度が高速化しているため、この種の記録装置に用いら
れるディスク回転装置は高速、高精度回転が必要とな
り、その回転主軸部には、米国特許第５５０４６３７号
公報に開示されるような中心軸の両端を支持した構造の
流体軸受装置が用いられている。本発明は、磁気ディス
クを回転させながら信号の記録再生を行なうディスク記
録装置や、高速回転するビデオテープレコーダ用回転ヘ
ッド装置等に用いられる動圧型の流体軸受装置に関する
ものである。
録装置はそのメモリー容量が増大し、またデータの転送
速度が高速化しているため、この種の記録装置に用いら
れるディスク回転装置は高速、高精度回転が必要とな
り、その回転主軸部には、米国特許第５５０４６３７号
公報に開示されるような中心軸の両端を支持した構造の
流体軸受装置が用いられている。本発明は、磁気ディス
クを回転させながら信号の記録再生を行なうディスク記
録装置や、高速回転するビデオテープレコーダ用回転ヘ
ッド装置等に用いられる動圧型の流体軸受装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、図６〜図７を参照しながら、上述
した従来の流体軸受装置の一例について説明する。図６
において、ベース部材２１には軸２２がその一端で固定
され、スリーブ２５Ａが回転自在に填め合わされてい
る。軸２２の他端側の端面にはフランジ２３が上部ネジ
２４によりネジ絞めされて固定され、フランジ２３に対
向してスラスト板２６がスリーブ２５Ａに固定されてい
る。軸２２の外周面または、スリーブ２５Ａの内周面の
いずれか一方には少なくとも１組の、通常は２組の魚骨
状のラジアル動圧溝２５Ｂ、２５Ｃが設けられ、スリー
ブ２５Ａと、フランジ２３と、スラスト板２６の少なく
ともいずれかには、この従来例では、フランジ２３の両
面に平面状でありかつ魚骨状のスラスト動圧溝２３Ａ，
２３Ｂが設けられ、それぞれの溝部、２５Ｂ，２５Ｃ，
２３Ａ，２３Ｂと、オイルまたは空気の溜まり部である
２２Ａ，２５Ｅには潤滑剤２８が注油されて充満してい
る。スリーブ２５Ａにはロータ２５が一体的に構成さ
れ、ロータ２５にはディスク３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，
３０Ｄと、スペーサ２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃが固定さ
れ、ロータ２５にはロータ磁石３２が、またベース部材
２１にはモータステータ３１が取り付けられ、上カバー
２９がネジ４１により上部ネジ２４の端面に固定されて
いる。
した従来の流体軸受装置の一例について説明する。図６
において、ベース部材２１には軸２２がその一端で固定
され、スリーブ２５Ａが回転自在に填め合わされてい
る。軸２２の他端側の端面にはフランジ２３が上部ネジ
２４によりネジ絞めされて固定され、フランジ２３に対
向してスラスト板２６がスリーブ２５Ａに固定されてい
る。軸２２の外周面または、スリーブ２５Ａの内周面の
いずれか一方には少なくとも１組の、通常は２組の魚骨
状のラジアル動圧溝２５Ｂ、２５Ｃが設けられ、スリー
ブ２５Ａと、フランジ２３と、スラスト板２６の少なく
ともいずれかには、この従来例では、フランジ２３の両
面に平面状でありかつ魚骨状のスラスト動圧溝２３Ａ，
２３Ｂが設けられ、それぞれの溝部、２５Ｂ，２５Ｃ，
２３Ａ，２３Ｂと、オイルまたは空気の溜まり部である
２２Ａ，２５Ｅには潤滑剤２８が注油されて充満してい
る。スリーブ２５Ａにはロータ２５が一体的に構成さ
れ、ロータ２５にはディスク３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，
３０Ｄと、スペーサ２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃが固定さ
れ、ロータ２５にはロータ磁石３２が、またベース部材
２１にはモータステータ３１が取り付けられ、上カバー
２９がネジ４１により上部ネジ２４の端面に固定されて
いる。
【０００３】以上のように構成された従来の流体軸受装
置について、図６〜図７を用いてその動作について説明
する。図６において、モータステータ３１に通電がさ
れ、回転磁界が発生すると、ロータ磁石３２は、ロータ
２５、スリーブ２５Ａ、スラスト板２６、ディスク３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、スペーサ２７Ａ，２７
Ｂ，２７Ｃと共に回転を始める。図７においてこの時魚
骨状のラジアル動圧溝２５Ｂ、２５Ｃは潤滑剤２８を掻
き集めポンピング作用により圧力を発生せしめ、また平
面状かつ魚骨状のスラスト動圧溝２３Ａ、２３Ｂもそれ
ぞれ潤滑剤２８を掻き集めこれらの発生圧力により回転
体は完全非接触状態となり回転する。
置について、図６〜図７を用いてその動作について説明
する。図６において、モータステータ３１に通電がさ
れ、回転磁界が発生すると、ロータ磁石３２は、ロータ
２５、スリーブ２５Ａ、スラスト板２６、ディスク３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、スペーサ２７Ａ，２７
Ｂ，２７Ｃと共に回転を始める。図７においてこの時魚
骨状のラジアル動圧溝２５Ｂ、２５Ｃは潤滑剤２８を掻
き集めポンピング作用により圧力を発生せしめ、また平
面状かつ魚骨状のスラスト動圧溝２３Ａ、２３Ｂもそれ
ぞれ潤滑剤２８を掻き集めこれらの発生圧力により回転
体は完全非接触状態となり回転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、次の様な問題点がある。図７に示すよう
に、高速回転ではフランジ２３の外周部（図中Ａ）の潤
滑剤２８が、２つのスラスト動圧溝２３Ａ、２３Ｂによ
り内周部に運搬され、上軸部２８の外周（図中Ｂ）およ
び、スリーブ内周（図中Ｃ）に流出し、図中Ｂの潤滑剤
２８は、２８Ａのように外部に流出してしまい、また、
図中Ｃの潤滑剤２８は、ラジアル動圧溝２５Ｂのポンピ
ング作用により下方へ引きずり込まれ、やがて空気溜ま
り部２５Ｅ（図中Ｆ）に移動してしまい、結果としてス
ラスト動圧溝２３Ｂにおいて潤滑剤２８が不足する部分
（図中Ｄ，Ｅ）が発生し軸受が擦れる事があった。
うな構成では、次の様な問題点がある。図７に示すよう
に、高速回転ではフランジ２３の外周部（図中Ａ）の潤
滑剤２８が、２つのスラスト動圧溝２３Ａ、２３Ｂによ
り内周部に運搬され、上軸部２８の外周（図中Ｂ）およ
び、スリーブ内周（図中Ｃ）に流出し、図中Ｂの潤滑剤
２８は、２８Ａのように外部に流出してしまい、また、
図中Ｃの潤滑剤２８は、ラジアル動圧溝２５Ｂのポンピ
ング作用により下方へ引きずり込まれ、やがて空気溜ま
り部２５Ｅ（図中Ｆ）に移動してしまい、結果としてス
ラスト動圧溝２３Ｂにおいて潤滑剤２８が不足する部分
（図中Ｄ，Ｅ）が発生し軸受が擦れる事があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の流体軸受装置は、一端をベース部材に固定
され、他端側近傍にフランジ部材とそのフランジ部材の
前記ベース部材とは反対面に上軸部を有する固定軸を有
し、この固定軸の略中央部に前記固定軸に対して回転自
在に設けられた軸受穴を有するスリーブを設け、前記フ
ランジ部材の前記上軸部側の第１の平面と対向する第２
の平面部と、前記上軸部の外周面に対向する内周部とを
有するスラスト板を前記スリーブに固定し、前記固定軸
の外周面と前記スリーブの軸受穴の内周面の相互の対向
面の少なくともいずれか一方には少なくとも２組のラジ
アル動圧溝と、前記フランジ部材の第１の平面部とスラ
スト板の第２の平面部の少なくともいずれか一方には外
側スラスト動圧溝を有し、前記ラジアル動圧溝と外側ス
ラスト動圧溝は潤滑剤で満たされ、前記外側スラスト動
圧溝は潤滑剤を前記上軸部側から外周に向けて運搬する
圧力を発生し、前記２組のラジアル動圧溝のそれぞれは
潤滑剤を互いに他方の動圧溝側に向けて軸方向に運搬す
る圧力を発生し合うように構成したものである。
めに本発明の流体軸受装置は、一端をベース部材に固定
され、他端側近傍にフランジ部材とそのフランジ部材の
前記ベース部材とは反対面に上軸部を有する固定軸を有
し、この固定軸の略中央部に前記固定軸に対して回転自
在に設けられた軸受穴を有するスリーブを設け、前記フ
ランジ部材の前記上軸部側の第１の平面と対向する第２
の平面部と、前記上軸部の外周面に対向する内周部とを
有するスラスト板を前記スリーブに固定し、前記固定軸
の外周面と前記スリーブの軸受穴の内周面の相互の対向
面の少なくともいずれか一方には少なくとも２組のラジ
アル動圧溝と、前記フランジ部材の第１の平面部とスラ
スト板の第２の平面部の少なくともいずれか一方には外
側スラスト動圧溝を有し、前記ラジアル動圧溝と外側ス
ラスト動圧溝は潤滑剤で満たされ、前記外側スラスト動
圧溝は潤滑剤を前記上軸部側から外周に向けて運搬する
圧力を発生し、前記２組のラジアル動圧溝のそれぞれは
潤滑剤を互いに他方の動圧溝側に向けて軸方向に運搬す
る圧力を発生し合うように構成したものである。
【０００６】また、上記構成においてフランジ部材上
で、そのベース部材側の第３の平面部またはこの第３の
平面部に対向するスリーブ上の第４の平面部の少なくと
もいずれか一方に内側スラスト動圧溝を有し、前記内側
スラスト動圧溝は潤滑剤を前記固定軸側から外周に向け
て運搬する圧力を発生させるものである。
で、そのベース部材側の第３の平面部またはこの第３の
平面部に対向するスリーブ上の第４の平面部の少なくと
もいずれか一方に内側スラスト動圧溝を有し、前記内側
スラスト動圧溝は潤滑剤を前記固定軸側から外周に向け
て運搬する圧力を発生させるものである。
【０００７】また、上記構成において、フランジ部材
と、ラジアル動圧溝の略中間部で、かつ固定軸外周面に
開口し、前記固定軸の内部を通って外気に連通する通気
穴を設けたものである。
と、ラジアル動圧溝の略中間部で、かつ固定軸外周面に
開口し、前記固定軸の内部を通って外気に連通する通気
穴を設けたものである。
【０００８】本発明は、上記した構成によって、潤滑剤
の流出が無い流体軸受の構成を得ることができる。
の流出が無い流体軸受の構成を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態における
流体軸受装置について、図１〜図５を参照しながら説明
する。図１は本発明の一実施形態における流体軸受装置
の断面図を示している。図１において、固定軸２は、そ
の一端がベース部材１に固定され、この固定軸２は他端
側近傍にフランジ部材４と、そのフランジ部材４に延長
して上軸部２Ａを有し、この固定軸２の外周には軸受穴
１０Ｆを有するスリーブ１０が回転自在に填め合わさ
れ、また、フランジ部材４はスリーブ１０の段部１０Ａ
に収納されている。またフランジ部材４と上部軸２Ａの
外周面に対向する面を有し、フランジ部材４の第１の平
面部４Ｂに対向する第２の平面部には略螺旋状の外側ス
ラスト動圧溝５を設けたスラスト板７がスリーブ１０の
凹部１０Ｂに固定されている。固定軸２の外周面または
スリーブ１０の軸受面１０Ｆのいずれか一方には少なく
とも１組の、通常は２組の、例えば魚骨状のラジアル動
圧溝３Ａ，３Ｂが設けられ、スリーブ１０の段部１０Ａ
の第４の平面部１０Ｄとフランジ部材４の第３の平面部
４Ｃのいずれか一方には必要に応じて螺旋状の内側スラ
スト動圧溝６が設けられ、またフランジ部材４と、スラ
スト板７相互の対向面のいずれか一方には、本実施形態
の場合には上記の様に第２の平面部に図４に示すような
外側スラスト動圧溝５が設けられている。このスラスト
側動圧溝５はスラスト板７中心側の最内側部を連ねた円
の径Ｄ１，最外側部を連ねた円の径Ｄ３，屈曲部を連ね
た円の径Ｄ２相互の寸法関係により、外輪部５Ｏのポン
プ圧力より、内輪部５Ｉのポンプ圧力の方が僅かに大き
くなっている。また図５に示すように２組のラジアル動
圧溝３Ａ，３ＢのＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で示す軸方向
の寸法関係はＬ２＞Ｌ１、Ｌ３＜Ｌ４となっており軸方
向に外側の部分が長い非対称形状の魚骨溝になってい
る。図１〜図５においてラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂ、及
び外側スラスト動圧溝５，内側スラスト動圧溝６には潤
滑剤１１が注油されている。スリーブ１０に固定された
ハブ９にはモータロータ１３が、またベース部材１には
モータステータ１２が固定されている。フランジ部材４
とラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂの間において、固定軸２の
外周面上に開口し、固定軸２の内部を通って外気に連通
する通気穴２Ｅ、２Ｆ、２Ｇを設け、図２に示す様にス
ラスト板７の内径部７Ａの径（図中Ｄ４）は、固定軸２
に対向するスリーブ１０の軸受穴１０の内径（図中Ｄ
３）より小径になっている。１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ、
１５Ｄはディスク、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃはスペーサ
である。２Ｄは通気穴２Ｅの開口部に必要に応じて設け
られた凹部、上軸部２Ａには、必要に応じて、テーパ２
Ｂと、ネジ部２Ｈが設けられている。図５において、固
定軸２には必要に応じて凹部２Ｃが、またスリーブ１０
の内径には径大部１０Ｃと径大部１０Ｇが設けられ、こ
の凹部２Ｃと径大部１０Ｃとで形成されるスペースは空
気と潤滑剤１１の溜まりとなっている。また必要に応じ
フランジ部材には空気溜まりとなる凹部４Ａを有してい
る。
流体軸受装置について、図１〜図５を参照しながら説明
する。図１は本発明の一実施形態における流体軸受装置
の断面図を示している。図１において、固定軸２は、そ
の一端がベース部材１に固定され、この固定軸２は他端
側近傍にフランジ部材４と、そのフランジ部材４に延長
して上軸部２Ａを有し、この固定軸２の外周には軸受穴
１０Ｆを有するスリーブ１０が回転自在に填め合わさ
れ、また、フランジ部材４はスリーブ１０の段部１０Ａ
に収納されている。またフランジ部材４と上部軸２Ａの
外周面に対向する面を有し、フランジ部材４の第１の平
面部４Ｂに対向する第２の平面部には略螺旋状の外側ス
ラスト動圧溝５を設けたスラスト板７がスリーブ１０の
凹部１０Ｂに固定されている。固定軸２の外周面または
スリーブ１０の軸受面１０Ｆのいずれか一方には少なく
とも１組の、通常は２組の、例えば魚骨状のラジアル動
圧溝３Ａ，３Ｂが設けられ、スリーブ１０の段部１０Ａ
の第４の平面部１０Ｄとフランジ部材４の第３の平面部
４Ｃのいずれか一方には必要に応じて螺旋状の内側スラ
スト動圧溝６が設けられ、またフランジ部材４と、スラ
スト板７相互の対向面のいずれか一方には、本実施形態
の場合には上記の様に第２の平面部に図４に示すような
外側スラスト動圧溝５が設けられている。このスラスト
側動圧溝５はスラスト板７中心側の最内側部を連ねた円
の径Ｄ１，最外側部を連ねた円の径Ｄ３，屈曲部を連ね
た円の径Ｄ２相互の寸法関係により、外輪部５Ｏのポン
プ圧力より、内輪部５Ｉのポンプ圧力の方が僅かに大き
くなっている。また図５に示すように２組のラジアル動
圧溝３Ａ，３ＢのＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で示す軸方向
の寸法関係はＬ２＞Ｌ１、Ｌ３＜Ｌ４となっており軸方
向に外側の部分が長い非対称形状の魚骨溝になってい
る。図１〜図５においてラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂ、及
び外側スラスト動圧溝５，内側スラスト動圧溝６には潤
滑剤１１が注油されている。スリーブ１０に固定された
ハブ９にはモータロータ１３が、またベース部材１には
モータステータ１２が固定されている。フランジ部材４
とラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂの間において、固定軸２の
外周面上に開口し、固定軸２の内部を通って外気に連通
する通気穴２Ｅ、２Ｆ、２Ｇを設け、図２に示す様にス
ラスト板７の内径部７Ａの径（図中Ｄ４）は、固定軸２
に対向するスリーブ１０の軸受穴１０の内径（図中Ｄ
３）より小径になっている。１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ、
１５Ｄはディスク、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃはスペーサ
である。２Ｄは通気穴２Ｅの開口部に必要に応じて設け
られた凹部、上軸部２Ａには、必要に応じて、テーパ２
Ｂと、ネジ部２Ｈが設けられている。図５において、固
定軸２には必要に応じて凹部２Ｃが、またスリーブ１０
の内径には径大部１０Ｃと径大部１０Ｇが設けられ、こ
の凹部２Ｃと径大部１０Ｃとで形成されるスペースは空
気と潤滑剤１１の溜まりとなっている。また必要に応じ
フランジ部材には空気溜まりとなる凹部４Ａを有してい
る。
【００１０】以上のように構成された本発明の一実施形
態の流体軸受装置について、図１〜図５を用いてその動
作について説明する。図１において、モータステータ１
２に通電がされ、回転磁界が発生すると、モータロータ
１３は、ハブ９，スリーブ１０，スラスト板７、ディス
ク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ、スペーサ１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃと共に回転を始める。この時動圧溝３
Ａ，３Ｂは潤滑剤１１を掻き集めポンピング作用により
圧力を発生し、また外側スラスト動圧溝５と内側スラス
ト動圧溝６もそれぞれ潤滑剤１１を掻き集めこれらの発
生圧力により回転体は完全非接触状態となり回転する。
図２〜図５に従い、本実施形態における流体軸受装置の
さらに詳細な動作について説明する。図２において高速
回転時においても外側スラスト動圧溝５は潤滑剤１１を
内周側（上軸部２Ａ側）から外周側（段部１０Ａ側）へ
僅かに運搬する力を発生するため、潤滑剤１１は外部や
上方へ流出することがない。また、スラスト板７の内周
部７Ａの内径（図中Ｄ４）は、固定軸２がスリーブ１０
と対向する軸受穴１０Ｆの内径（図中Ｄ３）より小さく
設けられているので高速回転中にも潤滑剤１１が、スラ
スト板７の上方へ飛散しない。即ち潤滑剤１１に遠心力
が作用するため、径の大きな所に存在する潤滑剤が径の
小さな所へ移動することはなく例えＤ３で示す軸受穴１
０Ｆの所にある潤滑剤が上方の空間にある潤滑剤と連な
ったとしても、潤滑剤の外部への流出が防止されること
となる。フランジ部材４の上面と下面に注入された潤滑
剤１１はスリーブ１０の段部１０Ａの内周面が袋小路の
ように密封された形をしているのでこの部分に密封され
た潤滑剤１１は流出しない。次に固定軸２には必要に応
じて凹部２Ｄが設けられるが、この部分、即ちフランジ
部材４とラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂの間に存在する空気
が膨張して体積が増加した空気１７Ｈは通気穴２Ｅ，２
Ｆ，２Ｇを経由して、外部に排出されるので、潤滑剤１
１が押し出される事が無い。また、内側スラスト動圧溝
６も必要に応じて内周から外周に向けて僅かに潤滑剤１
１を運搬するように構成し、潤滑剤１１が下方へ流出す
ることを防止する。図３において気泡が１７Ａ，１７
Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅに示すように凝集し、モー
タの回転等により温度が上昇して気泡１７Ａ，１７Ｂの
体積が増えると気液境界面１８Ａ、１８Ｂは一旦、若干
の移動はするが、やがて気泡１７Ｂは図中の気泡１７
Ｄ，１７Ｅに示すように段部１０Ａとフランジ部材４の
下面の隙間を通って通気穴２Ｅ，２Ｆ，２Ｇを経由して
外部に排出され、気液境界面１８Ａ，１８Ｂはやがて図
２のような、安定状態に戻る。次に図５について詳細な
動作を説明する。図５は本発明の流体軸受装置が充分な
時間安定回転後の状態を示している。ラジアル動圧溝３
Ａ，３ＢはそれぞれＬ１よりＬ２を長く、またＬ３より
Ｌ４を長く設けているために、２組のラジアル動圧溝の
Ｌ２の部分とＬ４の部分はそれぞれ潤滑剤を互いに他方
のラジアル動圧溝側に向けて軸方向に圧力を発生し合う
ので、潤滑剤は欠して軸方向端部側の外部に流出するこ
とはない。また、安定回転時には、気液境界面１８Ｃ
は、Ｌ１とＬ５がほぼ等しくなる位置に、また気液境界
面１８Ｄは、Ｌ３とＬ６がほぼ等しくなる位置に存在す
る。この時はスリーブ１０の径大部１０Ｃに閉じこめら
れた凝集した気泡１７Ｇの圧力は大気圧とほぼ同じにな
っている。次にこの気泡１７Ｇが温度変化や、圧力の変
化により膨張した場合は、気液境界面１８Ｃ，１８Ｄは
上下に移動し、凝集した気泡１７Ｇは少々圧縮された状
態になるが、さらに高い圧力になった場合は、凝集した
気泡１７Ｇは、回転中、または停止中にラジアル動圧溝
３Ａまたは３Ｂに移動し、図中１７Ｈ、１７Ｉとして示
すように、上方または下方に排出されて安定状態に戻
る。
態の流体軸受装置について、図１〜図５を用いてその動
作について説明する。図１において、モータステータ１
２に通電がされ、回転磁界が発生すると、モータロータ
１３は、ハブ９，スリーブ１０，スラスト板７、ディス
ク１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ、スペーサ１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃと共に回転を始める。この時動圧溝３
Ａ，３Ｂは潤滑剤１１を掻き集めポンピング作用により
圧力を発生し、また外側スラスト動圧溝５と内側スラス
ト動圧溝６もそれぞれ潤滑剤１１を掻き集めこれらの発
生圧力により回転体は完全非接触状態となり回転する。
図２〜図５に従い、本実施形態における流体軸受装置の
さらに詳細な動作について説明する。図２において高速
回転時においても外側スラスト動圧溝５は潤滑剤１１を
内周側（上軸部２Ａ側）から外周側（段部１０Ａ側）へ
僅かに運搬する力を発生するため、潤滑剤１１は外部や
上方へ流出することがない。また、スラスト板７の内周
部７Ａの内径（図中Ｄ４）は、固定軸２がスリーブ１０
と対向する軸受穴１０Ｆの内径（図中Ｄ３）より小さく
設けられているので高速回転中にも潤滑剤１１が、スラ
スト板７の上方へ飛散しない。即ち潤滑剤１１に遠心力
が作用するため、径の大きな所に存在する潤滑剤が径の
小さな所へ移動することはなく例えＤ３で示す軸受穴１
０Ｆの所にある潤滑剤が上方の空間にある潤滑剤と連な
ったとしても、潤滑剤の外部への流出が防止されること
となる。フランジ部材４の上面と下面に注入された潤滑
剤１１はスリーブ１０の段部１０Ａの内周面が袋小路の
ように密封された形をしているのでこの部分に密封され
た潤滑剤１１は流出しない。次に固定軸２には必要に応
じて凹部２Ｄが設けられるが、この部分、即ちフランジ
部材４とラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂの間に存在する空気
が膨張して体積が増加した空気１７Ｈは通気穴２Ｅ，２
Ｆ，２Ｇを経由して、外部に排出されるので、潤滑剤１
１が押し出される事が無い。また、内側スラスト動圧溝
６も必要に応じて内周から外周に向けて僅かに潤滑剤１
１を運搬するように構成し、潤滑剤１１が下方へ流出す
ることを防止する。図３において気泡が１７Ａ，１７
Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅに示すように凝集し、モー
タの回転等により温度が上昇して気泡１７Ａ，１７Ｂの
体積が増えると気液境界面１８Ａ、１８Ｂは一旦、若干
の移動はするが、やがて気泡１７Ｂは図中の気泡１７
Ｄ，１７Ｅに示すように段部１０Ａとフランジ部材４の
下面の隙間を通って通気穴２Ｅ，２Ｆ，２Ｇを経由して
外部に排出され、気液境界面１８Ａ，１８Ｂはやがて図
２のような、安定状態に戻る。次に図５について詳細な
動作を説明する。図５は本発明の流体軸受装置が充分な
時間安定回転後の状態を示している。ラジアル動圧溝３
Ａ，３ＢはそれぞれＬ１よりＬ２を長く、またＬ３より
Ｌ４を長く設けているために、２組のラジアル動圧溝の
Ｌ２の部分とＬ４の部分はそれぞれ潤滑剤を互いに他方
のラジアル動圧溝側に向けて軸方向に圧力を発生し合う
ので、潤滑剤は欠して軸方向端部側の外部に流出するこ
とはない。また、安定回転時には、気液境界面１８Ｃ
は、Ｌ１とＬ５がほぼ等しくなる位置に、また気液境界
面１８Ｄは、Ｌ３とＬ６がほぼ等しくなる位置に存在す
る。この時はスリーブ１０の径大部１０Ｃに閉じこめら
れた凝集した気泡１７Ｇの圧力は大気圧とほぼ同じにな
っている。次にこの気泡１７Ｇが温度変化や、圧力の変
化により膨張した場合は、気液境界面１８Ｃ，１８Ｄは
上下に移動し、凝集した気泡１７Ｇは少々圧縮された状
態になるが、さらに高い圧力になった場合は、凝集した
気泡１７Ｇは、回転中、または停止中にラジアル動圧溝
３Ａまたは３Ｂに移動し、図中１７Ｈ、１７Ｉとして示
すように、上方または下方に排出されて安定状態に戻
る。
【００１１】尚、２個のラジアル動圧溝３Ａ，３Ｂの間
には必要に応じて通気穴２Ｉ，２Ｊを設けている。通気
穴２Ｉ，２Ｊは膨張した空気１７Ｇをスムーズに排出す
る。
には必要に応じて通気穴２Ｉ，２Ｊを設けている。通気
穴２Ｉ，２Ｊは膨張した空気１７Ｇをスムーズに排出す
る。
【００１２】尚、内側スラスト動圧溝６は必ずしも必要
ではない。以上のように本実施形態によれば潤滑剤１１
は、高速回転中、停止中、また圧力や温度に変化があっ
た場合も外部に流出しないため、高い信頼性を有する流
体軸受装置の構成が得られる。
ではない。以上のように本実施形態によれば潤滑剤１１
は、高速回転中、停止中、また圧力や温度に変化があっ
た場合も外部に流出しないため、高い信頼性を有する流
体軸受装置の構成が得られる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明の流体軸受装置は、
外側スラスト動圧溝は潤滑剤を上軸部側から外周側に向
けて運搬する方向の圧力を発生することで、潤滑剤を上
軸部からスリーブの段部に向けて運搬し、２組のラジア
ル動圧溝のそれぞれは潤滑剤を互いに他方の動圧溝側に
軸方向に沿って運搬する圧力を発生する事で、潤滑剤が
軸受の外部へ流出することを防止する事ができる。
外側スラスト動圧溝は潤滑剤を上軸部側から外周側に向
けて運搬する方向の圧力を発生することで、潤滑剤を上
軸部からスリーブの段部に向けて運搬し、２組のラジア
ル動圧溝のそれぞれは潤滑剤を互いに他方の動圧溝側に
軸方向に沿って運搬する圧力を発生する事で、潤滑剤が
軸受の外部へ流出することを防止する事ができる。
【図１】本発明の一実施形態における流体軸受装置の断
面図
面図
【図２】図１に示す流体軸受装置の要部詳細図
【図３】図１に示す流体軸受装置の要部詳細図
【図４】スラスト動圧溝の詳細図
【図５】図１に示す流体軸受装置の要部詳細図
【図６】従来の流体軸受装置の断面図
【図７】同６に示す従来の流体軸受装置の要部詳細図
１ ベース部材 ２ 固定軸 ２Ａ 上軸部 ３Ａ，３Ｂ ラジアル動圧溝 ４ フランジ部材 ４Ｂ 第１平面部 ４Ｃ 第３平面部 ５ 外側スラスト動圧溝 ６ 内側スラスト動圧溝 ７ スラスト板 ７Ｂ 第２平面部 ９ ハブ １０ スリーブ １０Ｄ 第４平面部 １１ 潤滑剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 力 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA07 BA02 BA09 CA01 CA02 JA02 KA02 KA03 MA12 MA23
Claims (3)
- 【請求項１】 一端をベース部材に固定され、他端側近
傍にフランジ部材とそのフランジ部材の前記ベース部材
とは反対面に上軸部を有する固定軸を有し、この固定軸
の略中央部に前記固定軸に対して回転自在に設けられた
軸受穴を有するスリーブを設け、前記フランジ部材の前
記上軸部側の第１の平面部に対向する第２の平面部と、
前記上軸部の外周面に対向する内周部とを有するスラス
ト板を前記スリーブに固定し、前記固定軸の外周面と前
記スリーブの軸受穴の内周面の相互の対向面の少なくと
もいずれか一方には少なくとも２組のラジアル動圧溝
と、前記フランジ部材の第１の平面部と前記スラスト板
の第２の平面部の少なくともいずれか一方には外側スラ
スト動圧溝を有し、前記ラジアル動圧溝と外側スラスト
動圧溝は潤滑剤で満たされ、前記外側スラスト動圧溝は
潤滑剤を前記上軸部側から外周に向けて運搬する圧力を
発生し、前記２組のラジアル動圧溝のそれぞれは潤滑剤
を互いに他方のラジアル動圧溝側に向けて軸方向に運搬
する圧力を発生し合う流体軸受装置。 - 【請求項２】 フランジ部材上で、そのベース部材側の
第３の平面部またはこの第３の平面部に対向するスリー
ブ上の第４の平面部の少なくともいずれか一方に内側ス
ラスト動圧溝を有し、前記内側スラスト動圧溝は潤滑剤
を前記固定軸側から外周に向けて運搬する圧力を発生す
る請求項１記載の流体軸受装置。 - 【請求項３】 フランジ部材と、ラジアル動圧溝の略中
間部で、かつ固定軸外周面に開口し、前記固定軸の内部
を通って外気に連通する通気穴を有する請求項１およ
び、２記載の流体軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10258249A JP2000087960A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 流体軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10258249A JP2000087960A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 流体軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000087960A true JP2000087960A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17317612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10258249A Pending JP2000087960A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 流体軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000087960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101556502B1 (ko) | 2007-06-28 | 2015-10-02 | 린데 악티엔게젤샤프트 | 팽창 터빈 |
| JP2020024799A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | 回転陽極ｘ線管及び回転陽極ｘ線管装置 |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP10258249A patent/JP2000087960A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101556502B1 (ko) | 2007-06-28 | 2015-10-02 | 린데 악티엔게젤샤프트 | 팽창 터빈 |
| JP2020024799A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | 回転陽極ｘ線管及び回転陽極ｘ線管装置 |
| JP7066568B2 (ja) | 2018-08-06 | 2022-05-13 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | 回転陽極ｘ線管及び回転陽極ｘ線管装置 |
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Legal Events
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