專(zhuān)利名稱(chēng)：流體軸承裝置及磁盤(pán)記錄再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體軸承裝置及搭載有該裝置的磁盤(pán)記錄再生裝置。
背景技術(shù)：
磁盤(pán)記錄再生裝置包含有磁盤(pán)，一邊使該磁盤(pán)回轉(zhuǎn)一邊對(duì)該磁盤(pán)進(jìn)行磁性或光學(xué)性的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。目前，對(duì)磁盤(pán)記錄再生裝置的要求是更大的容量化以及數(shù)據(jù)傳送的高速化。因此希望磁盤(pán)的回轉(zhuǎn)進(jìn)一步高速化，并實(shí)現(xiàn)高精度的穩(wěn)定化。流體軸承裝置適合于這種高速且高精度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軸部使用。
圖6為表示傳統(tǒng)的流體軸承裝置一例的剖面圖。軸31的上端部固定于輪轂36的中心。凸緣33呈圓環(huán)狀，在其內(nèi)部穿通著軸31的下端部，并固定于軸31的下端部。在凸緣33的表面設(shè)置有軸向動(dòng)壓發(fā)生槽33A、33B。套筒32的外面固定在基座35上，套筒32的內(nèi)面32A將軸31圍住。此時(shí)，凸緣33被收納于由套筒32的下面和基座35的下面組成的凹部32D中。止推板34固定在基座35上，將由套筒32和基座35圍住的空間的下側(cè)關(guān)閉。此時(shí)，止推板34的上面與凸緣33的下面呈對(duì)向狀。特別是在該流體軸承裝置中，止推板34從外部將凸緣33、套筒32和基座35間的間隙完全遮斷。在軸31的側(cè)面或套筒32的內(nèi)面的任一方或雙方設(shè)置有徑向動(dòng)壓發(fā)生槽。通常，徑向動(dòng)壓發(fā)生槽被設(shè)置在凸緣33側(cè)的第1區(qū)域32B和套筒32的上側(cè)開(kāi)口端側(cè)的第2區(qū)域32C的兩個(gè)部位(參照?qǐng)D6所示的虛線(xiàn))。軸向動(dòng)壓發(fā)生槽33A、33B以及徑向動(dòng)壓發(fā)生槽32B、32C例如是人字形的槽(參照?qǐng)D6所示的虛線(xiàn))。油42被充填在軸31、套筒32、凸緣33、止推板34和基座35間的間隙中。在輪轂36的外面固定著與軸31同軸的磁盤(pán)39。磁盤(pán)39通?？砂惭b多枚。在磁盤(pán)39的內(nèi)周部之間設(shè)置有隔板40，并且，夾持器41從上方壓住磁盤(pán)39的內(nèi)周部。由此將磁盤(pán)39固定在輪轂36上。輪轂36的內(nèi)面設(shè)置有磁鐵38。另一方面，在基座35上設(shè)置有與磁鐵38對(duì)向的定子37。
上述流體軸承裝置的動(dòng)作如下。定子37通電時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。輪轂36通過(guò)磁鐵38從其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中接受回轉(zhuǎn)力。這樣，軸31、輪轂36和磁盤(pán)39成為一體，圍繞軸31進(jìn)行回轉(zhuǎn)。在其回轉(zhuǎn)的同時(shí)，油42沿著徑向動(dòng)壓發(fā)生槽流動(dòng)，集中于第1區(qū)域32B和第2區(qū)域32C各自的中心部。結(jié)果是這些中心部的軸31半徑方向的壓力增高。依靠該泵的作用能穩(wěn)定地維持軸31與套筒32的間隔，由此，磁盤(pán)39的回轉(zhuǎn)軸在軸31的半徑方向上實(shí)質(zhì)性處于不動(dòng)狀態(tài)。同樣，油42沿著軸向動(dòng)壓發(fā)生槽33A、33B流動(dòng)，集中于設(shè)置有軸向動(dòng)壓發(fā)生槽33A、33B區(qū)域各自的中心部。結(jié)果是凸緣33表面上的軸31的軸向壓力增高。依靠該泵的作用能穩(wěn)定地維持凸緣33與套筒32的間隔以及凸緣33與止推板34的間隔。由此，磁盤(pán)39的回轉(zhuǎn)軸與軸31的軸向?qū)嵸|(zhì)性處于不傾斜狀態(tài)。這樣，所述流體軸承裝置能高精度且穩(wěn)定地維持磁盤(pán)39的高速回轉(zhuǎn)。
上述傳統(tǒng)的流體軸承裝置是在油42將整個(gè)徑向動(dòng)壓發(fā)生槽32B、32C以及軸向整個(gè)徑向動(dòng)壓發(fā)生槽33A、33B包覆的狀態(tài)下，能充分地發(fā)揮上述泵的作用。然而，例如隨著使用時(shí)間的經(jīng)過(guò)，在油42中混入大量的微小的氣泡(微型小泡)。微型小泡集中在充滿(mǎn)油42的間隙中、特別是壓力低的部位，在那里凝聚成大氣泡。圖7為表示上述流體軸承裝置中的、容易產(chǎn)生氣泡部位的剖面圖。如圖7所示，氣泡43容易積存在第1區(qū)域32B與第2區(qū)域32C的中間區(qū)域32E附近以及凸緣33的外周附近。當(dāng)這些氣泡43增多時(shí)或隨著油42的溫度上升而膨脹時(shí)，油42受氣泡43的壓力作用而移動(dòng)。這樣，油42容易從軸31的上部與套筒32的上側(cè)開(kāi)口部間的間隙中向外流出(參照?qǐng)D7所示的飛沫42A)。并且，當(dāng)油42的流出量過(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生油42不能將整個(gè)徑向動(dòng)壓發(fā)生槽與軸向動(dòng)壓發(fā)生槽完全包覆的狀態(tài)即所謂的油膜破裂現(xiàn)象。在此場(chǎng)合，因上述泵的作用不充分，故例如軸31與套筒32或凸緣33與止推板34有可能過(guò)度接觸而加快磨損。
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種能使混入潤(rùn)滑劑的微型小泡容易向間隙外排出以防止間隙內(nèi)的凝聚能可靠地維持潤(rùn)滑劑向徑向動(dòng)壓發(fā)生槽和軸向動(dòng)壓發(fā)生槽全體的充填、從而能確保高可靠性的流體軸承裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的流體軸承裝置，包括(a)軸；(b)實(shí)際上呈圓盤(pán)狀、固定于軸的一端的凸緣；
(c)內(nèi)部插入軸時(shí)可沿軸的周?chē)剞D(zhuǎn)自如的套筒即設(shè)于內(nèi)面的凹部與凸緣的表面靠近的套筒；(d)將套筒的第1開(kāi)口端密閉、套筒的內(nèi)部插入軸時(shí)與凸緣靠近的止推板；以及(e)充填成將設(shè)于軸的側(cè)面和套筒的內(nèi)面至少一方的徑向動(dòng)壓發(fā)生槽、以及設(shè)于相對(duì)的凸緣的表面和止推板的表面至少一方的整個(gè)軸向動(dòng)壓發(fā)生槽包覆形態(tài)的潤(rùn)滑劑。特別是在該流體軸承裝置中，不等式A＜B、A＜D、C＜D、B＜H、D＜H、G＜H完全成立。其中，將軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的凸緣與止推板間的軸的軸向距離定為A；將凸緣的外周與套筒的上述凹部間的軸的半徑方向距離定為B；將凸緣與套筒的上述凹部間的軸的軸向距離定為C；將軸與凸緣的接合部周邊的軸與套筒間的軸的半徑方向距離定為D；將徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的軸與套筒間的軸的半徑方向距離定為G；將套筒的第2開(kāi)口端的軸與套筒間的軸的半徑方向距離定為H。
本發(fā)明的該流體軸承裝置例如搭載于磁盤(pán)記錄再生裝置中。此時(shí)，該磁盤(pán)記錄再生裝置包括(a)將軸和套筒中的任一方固定的基座；(b)與軸和套筒中的未被固定于基座的一方連接、以軸為中心可回轉(zhuǎn)的輪轂；(c)設(shè)置于基座與輪轂間并包含有磁鐵和線(xiàn)圈、將繞軸的回轉(zhuǎn)力作用于輪轂用的電機(jī)；(d)與輪轂同軸固定的磁盤(pán)；以及(e)當(dāng)磁盤(pán)利用所述電機(jī)的回轉(zhuǎn)力進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)與磁盤(pán)的表面靠近、對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行信號(hào)記錄或從磁盤(pán)再生信號(hào)的磁頭。
在本發(fā)明的上述流體軸承裝置中，當(dāng)軸或套筒圍繞軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑劑沿著徑向動(dòng)壓發(fā)生槽流動(dòng)并集中于所定的區(qū)域。結(jié)果是在軸與套筒間的間隙中，軸的半徑方向壓力增高。依靠該泵的作用能穩(wěn)定地維持軸與套筒的間隔，由此，軸或套筒的回轉(zhuǎn)軸在軸的半徑方向上實(shí)際上處于不動(dòng)狀態(tài)。同樣，潤(rùn)滑劑沿著軸向動(dòng)壓發(fā)生槽流動(dòng)，集中于所定的區(qū)域。結(jié)果是凸緣表面上的軸的軸向壓力增高。依靠該泵的作用能穩(wěn)定地維持凸緣與套筒的凹部的間隔以及凸緣與止推板的間隔。由此，軸或套筒的回轉(zhuǎn)軸與軸的軸向處于實(shí)際上不傾斜狀態(tài)。這樣，本發(fā)明的所述流體軸承裝置能高精度且穩(wěn)定地維持軸或套筒的高速回轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明的上述流體軸承裝置中，如上所述設(shè)定了套筒、軸、凸緣和止推板間的間隙。即、軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的間隙比其周邊的間隙狹，其周邊的間隙比套筒的第2開(kāi)口端附近的間隙狹，徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的間隙比套筒的第2開(kāi)口端附近的間隙狹。此時(shí)，潤(rùn)滑劑的密封力是在軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近為最強(qiáng)，凸緣周邊的間隙為其次強(qiáng)，套筒的第2開(kāi)口端附近為最弱。并且，徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的密封力比套筒的第2開(kāi)口端的密封力強(qiáng)。這種密封力的坡度能使?jié)櫥瑒﹥?nèi)的微型小泡從軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近和徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近離開(kāi)，并被推回到套筒的第2開(kāi)口端。微型小泡尤其難以到達(dá)凸緣的外周附近。這樣可防止因微型小泡的凝聚而發(fā)生氣泡，可避免因氣泡的發(fā)生和膨脹而造成潤(rùn)滑劑的流出。從而，潤(rùn)滑劑可持續(xù)穩(wěn)定地將徑向動(dòng)壓發(fā)生槽和軸向動(dòng)壓發(fā)生槽全體包覆，不會(huì)產(chǎn)生所謂的油膜破裂現(xiàn)象。即，可穩(wěn)定維持上述泵的作用，可穩(wěn)定維持軸與套筒的間隔。因此，本發(fā)明的上述流體軸承裝置的可靠性高。
在本發(fā)明的上述流體軸承裝置中，也可將徑向動(dòng)壓發(fā)生槽設(shè)置在凸緣側(cè)的第1區(qū)域和套筒的第2開(kāi)口端側(cè)的第2區(qū)域的兩個(gè)部位。此時(shí)，最好是不等式E＜D、E＜F、G＜D、G＜F、F＜H完全成立。其中，將第1區(qū)域的軸與套筒間的軸的半徑方向距離定為E；將第1區(qū)域與第2區(qū)域的中間區(qū)域的軸與套筒間的軸的半徑方向距離定為F；將第2區(qū)域的軸與套筒間的軸的半徑方向距離定為G。這樣，第1和第2的區(qū)域附近的間隙即、徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的附近的間隙都比其周邊的間隙狹，這些周邊的間隙比套筒的第2開(kāi)口端附近的間隙狹。此時(shí)，潤(rùn)滑劑的密封力是在徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近為最強(qiáng)，第2區(qū)域與凸緣的中間區(qū)域附近的間隙以及第1區(qū)域與第2區(qū)域的中間區(qū)域的間隙為其次強(qiáng)，套筒的第2開(kāi)口端附近為最弱。這種密封力的坡度能使?jié)櫥瑒﹥?nèi)的微型小泡從徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近離開(kāi)，并被推回到套筒的第2開(kāi)口端。微型小泡尤其難以積留在第1區(qū)域與第2區(qū)域的中間區(qū)域。這樣可防止因微型小泡的凝聚而發(fā)生氣泡，可避免因氣泡的發(fā)生和膨脹而造成潤(rùn)滑劑的流出。由此，潤(rùn)滑劑可持續(xù)穩(wěn)定地將徑向動(dòng)壓發(fā)生槽和軸向動(dòng)壓發(fā)生槽全體包覆，不會(huì)產(chǎn)生所謂的油膜破裂現(xiàn)象。即，可穩(wěn)定維持上述徑向上的泵的作用，可穩(wěn)定維持軸與套筒的間隔。因此，本發(fā)明的上述流體軸承裝置的可靠性更高。
在本發(fā)明的上述流體軸承裝置中，最好是潤(rùn)滑劑由油和潤(rùn)滑脂中的任一種組成，在40℃條件下其動(dòng)粘度至少為4×10-6m2/s。使用這樣的潤(rùn)滑劑，可明顯減少氣泡的混入率。例如，酯油或新戊二醇油適用于上述的潤(rùn)滑劑。利用這種潤(rùn)滑劑可更有效地防止因氣泡的發(fā)生和膨脹而引起的潤(rùn)滑劑的流出。因此，本發(fā)明的上述流體軸承裝置的可靠性更高。
如上所述，本發(fā)明的上述流體軸承裝置的可靠性高。在將該流體軸承裝置搭載于磁盤(pán)記錄再生裝置時(shí)，可在其磁盤(pán)記錄再生裝置中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)磁盤(pán)回轉(zhuǎn)的高速化。并可實(shí)現(xiàn)更高精度的穩(wěn)定化。結(jié)果是可容易地提高大容量化及其數(shù)據(jù)傳送的高速化。在此基礎(chǔ)上，可長(zhǎng)期維持該磁盤(pán)記錄再生裝置的高可靠性。
發(fā)明的新特征記載于后附的權(quán)利要求范圍中，但對(duì)于本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)容則可在結(jié)合其它目的及特征、參照附圖的同時(shí)通過(guò)閱讀以下的詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)一步加以充分理解和評(píng)價(jià)。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流體軸承裝置附近的剖面圖。
圖2為詳細(xì)表示本發(fā)明實(shí)施例的流體軸承裝置的剖面圖。
圖3為詳細(xì)表示本發(fā)明實(shí)施例的流體軸承裝置變形例的剖面圖。
圖4為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的流體軸承裝置中的、間隙大小與潤(rùn)滑劑的密封力關(guān)系的圖表。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的磁盤(pán)記錄再生裝置的剖面圖。
圖6為表示傳統(tǒng)的流體軸承裝置一例的剖面圖。
圖7為表示有關(guān)圖6所示的傳統(tǒng)的流體軸承裝置中的、容易產(chǎn)生氣泡部位的剖面圖。
請(qǐng)注意附圖的局部或全部是以圖示為目的加以概要性表示，未必一定局限于圖中所示要素的實(shí)際的相對(duì)性的大小及位置的忠實(shí)描寫(xiě)。
具體實(shí)施例方式
下面參照


本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的磁盤(pán)記錄再生裝置的剖面圖。該磁盤(pán)記錄再生裝置包括基座6、流體軸承裝置、輪轂7、定子8、磁鐵9、磁盤(pán)10、夾持器11、隔板12、上蓋14、轉(zhuǎn)動(dòng)臂15和支柱16。流體軸承裝置具有套筒1、軸2、凸緣3和止推板4?；?與上蓋14相互嵌合，構(gòu)成了箱形的框體。此時(shí)，基座6和上蓋14將框體內(nèi)密封，以防止灰塵等雜物從外部混入。套筒1插入基座6的孔中進(jìn)行固定。止推板4將套筒1的下側(cè)開(kāi)口端密閉。止推板4例如通過(guò)激光焊接、精密固定、粘接等被固定于套筒1的下側(cè)開(kāi)口端。除此之外，止推板4也可固定在基座6上。軸2以其自身為軸心可回轉(zhuǎn)地插入套筒1內(nèi)。凸緣3固定于軸2的下端部，其下面與止推板4的上面靠近。軸2的上端由螺釘13固定在輪轂2上。這樣，輪轂2以軸2作為軸心繞套筒1進(jìn)行回轉(zhuǎn)。除此之外，也可將軸2固定于基座6，將套筒1固定于輪轂7。在此場(chǎng)合，輪轂7和套筒1一起將軸2作為軸心進(jìn)行回轉(zhuǎn)。磁盤(pán)10與軸2同軸地固定于輪轂7的外面。磁盤(pán)10例如安裝有多枚，但磁盤(pán)10也可以是1枚。在磁盤(pán)10的內(nèi)周部之間設(shè)置有隔板12，并且，夾持器11從上方推壓磁盤(pán)10的內(nèi)周部。由此將磁盤(pán)10固定在輪轂7上。定子8圍繞套筒1的周?chē)还潭ㄔ诨?上。另一方面，磁鐵9與定子8對(duì)向狀設(shè)置于輪轂7的內(nèi)面。支柱16的下端部固定在基座6上。轉(zhuǎn)動(dòng)臂15的前端部具有磁頭18，后端部可轉(zhuǎn)動(dòng)地與支柱16連接。轉(zhuǎn)動(dòng)臂15逐一對(duì)應(yīng)于磁盤(pán)10的一面。
圖1為上述流體軸承裝置附近的剖面圖。徑向動(dòng)壓發(fā)生槽例如被設(shè)置在套筒1的內(nèi)面的兩個(gè)部位(參照?qǐng)D1所示的虛線(xiàn))。在該兩處的區(qū)域中，將凸緣3一側(cè)定為第1區(qū)域1A，將套筒1的上側(cè)開(kāi)口端側(cè)的區(qū)域定為第2區(qū)域1B。徑向動(dòng)壓發(fā)生槽也可不設(shè)置于套筒4的內(nèi)面而改為設(shè)置在軸2的側(cè)面，或者也可同時(shí)設(shè)置在套筒4的內(nèi)面和軸2的側(cè)面。徑向動(dòng)壓發(fā)生槽例如是人字形的槽。除此之外，徑向動(dòng)壓發(fā)生槽也可以是螺旋狀。套筒4內(nèi)面的下側(cè)開(kāi)口端設(shè)置有凹部1C。在該凹部1C中收納有凸緣3。在凸緣3的下面和上面分別設(shè)置有徑向動(dòng)壓發(fā)生槽3A、3B。除此之外，軸向動(dòng)壓發(fā)生槽也可以只設(shè)置在凸緣3的一面。軸向動(dòng)壓發(fā)生槽也可不設(shè)置于凸緣3的表面而改為設(shè)置在套筒4的所述凹部1C的表面或止住板4的上面的任一方或雙方，或者也可同時(shí)設(shè)置在凸緣3的表面以及套筒4的所述凹部1C的表面或止住板4的上面的任一方或雙方。軸向動(dòng)壓發(fā)生槽例如是人字形的槽。除此之外，軸向動(dòng)壓發(fā)生槽也可以是螺旋狀。潤(rùn)滑劑最好是油。除此之外，也可以是潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑劑5被充填于套筒1(或止推板4)與軸2(或凸緣3)間的間隙中。
當(dāng)所述磁盤(pán)記錄再生裝置對(duì)磁盤(pán)10進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄/再生時(shí)，上述流體軸承裝置的動(dòng)作如下(參照?qǐng)D1和圖5)。定子8通電時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。輪轂7通過(guò)磁鐵9從其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中接受回轉(zhuǎn)力。這樣，軸2、輪轂7和磁盤(pán)10成為一體，圍繞軸2進(jìn)行回轉(zhuǎn)。在其回轉(zhuǎn)的同時(shí)，在套筒1的第1區(qū)域1A和第2區(qū)域1B的附近，潤(rùn)滑劑5沿著徑向動(dòng)壓發(fā)生槽流動(dòng)，并集中于各自區(qū)域的中心部。結(jié)果是這些中心部的軸2半徑方向的壓力增高。依靠該泵的作用能穩(wěn)定地維持套筒1與軸2的間隔，由此，磁盤(pán)10的回轉(zhuǎn)軸在軸2的半徑方向上實(shí)際上處于不動(dòng)狀態(tài)。同樣，在凸緣3的表面，潤(rùn)滑劑5沿著徑向動(dòng)壓發(fā)生槽3A、3B流動(dòng)，并集中于凸緣3表面的各自中間部。結(jié)果是凸緣3表面的軸2的軸向壓力增高。依靠該泵的作用能穩(wěn)定地維持套筒1的下側(cè)開(kāi)口端的凹部1C與凸緣3的間隔以及凸緣3與止推板4的間隔。由此，磁盤(pán)10的回轉(zhuǎn)軸與軸2的軸向?qū)嶋H上處于不傾斜狀態(tài)。這樣，所述流體軸承裝置能高精度且穩(wěn)定地維持磁盤(pán)10的高速回轉(zhuǎn)。
磁盤(pán)10在高速回轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂15以支柱16為軸心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，磁頭18向磁盤(pán)10上的目的地移動(dòng)。此時(shí)，磁頭18隨著磁盤(pán)10的高速回轉(zhuǎn)從磁盤(pán)10的表面上浮并高出微小的距離。磁頭18在磁盤(pán)10上的目的地對(duì)磁盤(pán)10進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入或者從磁盤(pán)10讀取數(shù)據(jù)。這樣，由于所述流體軸承裝置高精度且穩(wěn)定地維持著磁盤(pán)10的高速回轉(zhuǎn)，因此，磁頭18的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)可靠性高。
在本發(fā)明實(shí)施例的所述流體軸承裝置中，特別是套筒1、軸2、凸緣3和止推板4間的間隙大小根據(jù)以下的場(chǎng)合而有所不同。圖2為詳細(xì)表示上述流體軸承裝置的剖面圖。在套筒1的內(nèi)面設(shè)置有多個(gè)凹部。這些凹部從下面開(kāi)始，依次是下側(cè)開(kāi)口端的凹部1C、其正上方的小凹部1D、第1區(qū)域1A與第2區(qū)域1B間的中間區(qū)域1E以及上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F。以下的軸向和半徑方向分別是指軸2的軸向和半徑方向。將凸緣3下面的軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A與止推板4間的間隙A的軸向距離定為A；將凸緣3的外周與套筒1的下側(cè)開(kāi)口端的凹部1C間的間隙B的半徑方向的距離定為B；將凸緣3上面的軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3B與套筒1的下側(cè)開(kāi)口端的凹部1C間的間隙C的軸向距離定為C；將套筒1的小凹部1D與軸2間的間隙D的半徑方向距離定為D；將套筒1的第1區(qū)域1A與軸2間的間隙E的半徑方向距離定為E；將套筒1的中間區(qū)域1E與軸2間的間隙F的半徑方向距離定為F；將套筒1的第2區(qū)域1B與軸2間的間隙G的半徑方向距離定為G；將套筒1的上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F與軸2間的間隙H的半徑方向距離定為H(這里為明確間隙與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，兩者用同一符號(hào)來(lái)表示)。此時(shí)，不等式A＜B、A＜D、C＜B、C＜D、B＜H、D＜H、E＜D、E＜F、G＜D、G＜F＜H完全成立。即，軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A、3B附近的間隙A、C比其周邊的間隙B、C狹(A＜B、A＜D、C＜B、C＜D)，這些周邊的間隙B、D比套筒1的上側(cè)開(kāi)口端附近的間隙H狹(B＜H、D＜H)。并且，徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的間隙E、G比其周邊的間隙D、F狹(E＜D、E＜F、G＜D、G＜F)，這些周邊的間隙D、F比套筒1的上側(cè)開(kāi)口端附近的間隙H狹(D＜H、F＜H)。
一般而言，間隙越狹，其中充填的潤(rùn)滑劑5的密封力越強(qiáng)。圖4為表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的流體軸承裝置中的間隙大小與潤(rùn)滑劑5的密封力關(guān)系的圖表。圖4中，橫軸用微米(μm)表示間隙的大小，縱軸用帕斯卡(Pa)表示密封力。圖4特意表示了圖2所示的各個(gè)間隙A、B、C…H的大小分別與潤(rùn)滑劑5的密封力對(duì)應(yīng)的一例。如圖4所示，潤(rùn)滑劑5的密封力是在軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的間隙A、C以及徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的間隙E、G為最強(qiáng)，這些周邊的間隙B、D、F為其次強(qiáng)，套筒1的上側(cè)開(kāi)口端附近的間隙H為最弱。這種密封力的坡度能使?jié)櫥瑒?內(nèi)的微型小泡從軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近A、C以及徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近E、G離開(kāi)，并被推回到套筒1的上側(cè)開(kāi)口端。微型小泡尤其難以積存在套筒1的中間區(qū)域1E附近的間隙F中，而且難以到達(dá)凸緣3的外周附近的間隙B。這樣，在上述流體軸承裝置中，可防止因微型小泡的凝聚而發(fā)生氣泡，可避免因氣泡的發(fā)生和膨脹而造成潤(rùn)滑劑的流出。從而，潤(rùn)滑劑5可持續(xù)穩(wěn)定地將整個(gè)徑向動(dòng)壓發(fā)生槽和軸向動(dòng)壓發(fā)生槽包覆，不會(huì)產(chǎn)生所謂的油膜破裂現(xiàn)象。即，可穩(wěn)定維持上述泵的作用，可穩(wěn)定維持套筒1與軸2的間隔。因此，本發(fā)明實(shí)施例的上述流體軸承裝置的可靠性特別高。
圖4只不過(guò)是表示了圖2所示的間隙A～H的大小分別與潤(rùn)滑劑5的密封力對(duì)應(yīng)的一例。如上所述，為了能使?jié)櫥瑒?的密封力阻止微型小泡向潤(rùn)滑劑5內(nèi)的侵入，也可將間隙A～H分別設(shè)定成如下形態(tài)。第1區(qū)域1A附近的間隙E與第2區(qū)域1B附近的間隙G的半徑方向距離可以是1～10μm。軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A、3B各自附近的間隙A、C的軸向距離可以是10～60μm。第1區(qū)域1A的鄰接區(qū)域的間隙D、F的半徑方向的距離可以是20～100μm。套筒1的下側(cè)開(kāi)口端的凹部1C與凸緣3外周間的間隙B的半徑方向的距離可以是50～300μm。套筒1的上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F與軸2間的間隙H的半徑方向的距離可以是50～800μm。
在本發(fā)明的上述流體軸承裝置中，最好是潤(rùn)滑劑5在40℃條件下的動(dòng)粘度至少為4×10-6m2/s。當(dāng)潤(rùn)滑劑5的動(dòng)粘度能滿(mǎn)足這些條件時(shí)，可明顯減小氣泡的混入率。這一事實(shí)可以通過(guò)用透明材料構(gòu)成上述流體軸承裝置并在其動(dòng)作時(shí)觀(guān)察微型小泡侵入潤(rùn)滑劑5內(nèi)的狀況來(lái)得到證實(shí)。例如，酯油或新戊二醇油適用于潤(rùn)滑劑5。利用這種潤(rùn)滑劑5，可更有效地防止因氣泡的發(fā)生和膨脹所引起的潤(rùn)滑劑5的流出。因此，本發(fā)明的上述流體軸承裝置的可靠性更高。
在本發(fā)明的上述流體軸承裝置中，相同的多個(gè)凹部也可不設(shè)置于套筒1的內(nèi)面而改為設(shè)置在軸2的側(cè)面，或者也可同時(shí)設(shè)置在套筒1的內(nèi)面和軸2的側(cè)面。并且，也可在套筒1的內(nèi)面、軸2的側(cè)面或凸緣3的表面附加上述多個(gè)凹部1C～1F以外的形狀。圖3為詳細(xì)表示本發(fā)明實(shí)施例的流體軸承裝置變形例的剖面圖。圖3中，對(duì)于與圖2所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標(biāo)記與圖2所示符號(hào)相同的符號(hào)。如圖3所示，在凸緣3下面的內(nèi)周部設(shè)置有凹部3C。此時(shí)，在凸緣3的內(nèi)周部附近J，凸緣3下側(cè)的間隙比軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A附近A寬。這樣，在凸緣3的內(nèi)周部附近J，潤(rùn)滑劑5的密封力比軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A附近A弱(參照?qǐng)D4)。由此，潤(rùn)滑劑7集中于凸緣3下側(cè)的間隙中、特別是軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A附近A，能持續(xù)可靠地將整個(gè)軸向動(dòng)壓發(fā)生槽3A包覆。并且，若將套筒1的上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F與軸2間的間隙H的軸2的半徑方向距離的定為H；將凸緣3的內(nèi)周部附近的間隙J的軸2的軸向距離定為J，則不等式J＜H成立。例如，凸緣3的內(nèi)周部附近的間隙J的上述距離J可以是50～300μm。此時(shí)，凸緣3的內(nèi)周部附近J的潤(rùn)滑劑5的密封力比套筒1的上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F附近H強(qiáng)(參照?qǐng)D4)。結(jié)果是微型小泡難以積存于凸緣3的內(nèi)周部附近J。
如圖3所示，也可在套筒1的上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F更加的上側(cè)鄰接有小凸部1G。該小凸部1G因套筒1的上側(cè)開(kāi)口的面積狹小，故可防止灰塵及空氣侵入套筒1與軸2間的間隙中。此時(shí)，因套筒1的上側(cè)開(kāi)口端的凹部1F與軸2間的間隙H比其它間隙A～G大，故由此產(chǎn)生的上述的效果即、因密封力的坡度所產(chǎn)生的微型小泡和排除效果不會(huì)因套筒1的小凸部1DG的存在而損害。
如上所述，本發(fā)明的流體軸承裝置由于能高精度地穩(wěn)定維持套筒的高速回轉(zhuǎn)，并可防止因微型小泡的凝聚而造成的潤(rùn)滑劑的流出，因此可靠性高。磁盤(pán)記錄再生裝置通過(guò)搭載該流體軸承裝置可容易實(shí)現(xiàn)更大容量化以及數(shù)據(jù)傳送的高速化，可長(zhǎng)期維持高可靠性。從而，磁盤(pán)記錄再生裝置通過(guò)搭載該流體軸承裝置，工業(yè)上的可利用價(jià)值極高。
雖然以上以一定的詳細(xì)程度對(duì)本發(fā)明適用的形態(tài)作了說(shuō)明，但該適用的形態(tài)所公開(kāi)的內(nèi)容在結(jié)構(gòu)的細(xì)部應(yīng)當(dāng)充許有變化，各要素的組合及其順序的變化不脫離本申請(qǐng)的發(fā)明范圍和思想。
權(quán)利要求
1.一種流體軸承裝置，其特征在于，包括(a)軸；(b)實(shí)際上呈圓盤(pán)狀、固定于所述軸的一端的凸緣；(c)內(nèi)部插入所述軸時(shí)可沿所述軸的周?chē)剞D(zhuǎn)自如的套筒即設(shè)于內(nèi)面的凹部與所述凸緣的表面靠近的套筒；(d)將所述套筒的第1開(kāi)口端密閉、所述套筒的內(nèi)部插入所述軸時(shí)與所述凸緣靠近的止推板；以及(e)充填成將整個(gè)設(shè)于所述軸的側(cè)面和所述套筒的內(nèi)面至少一方的徑向動(dòng)壓發(fā)生槽以及設(shè)于相對(duì)的所述凸緣的表面和所述止推板的表面至少一方的軸向動(dòng)壓發(fā)生槽包覆的潤(rùn)滑劑，若將所述軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的所述凸緣與所述止推板間的所述軸的軸向距離定為A；將所述凸緣的外周與所述套筒的所述凹部間的所述軸的半徑方向距離定為B；將所述凸緣與所述套筒的所述凹部間的所述軸的軸向距離定為C；將所述軸與所述凸緣的接合部周邊的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為D；將所述徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為G；將所述套筒的第2開(kāi)口端的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為H，則不等式A＜B、A＜D、C＜B、C＜D、B＜H、D＜H、G＜H完全成立。
2.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，所述徑向動(dòng)壓發(fā)生槽設(shè)置在所述凸緣側(cè)的第1區(qū)域和所述套筒的第2開(kāi)口端側(cè)的第2區(qū)域的兩個(gè)部位，若將所述第1區(qū)域的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為E；將所述第1區(qū)域與所述第2區(qū)域的中間區(qū)域的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為F；將所述第2區(qū)域的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為G，則不等式E＜D、E＜F、G＜D、G＜F、F＜H完全成立。
3.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑由油和潤(rùn)滑脂中的任一種組成，在40℃條件下其動(dòng)粘度至少為4×10-6m2/s。
4.一種磁盤(pán)記錄再生裝置，其特征在于，包括(a)流體軸承裝置，該流體軸承裝置具有(i)軸；(ii)實(shí)際上呈圓盤(pán)狀、固定于所述軸的一端的凸緣；(iii)內(nèi)部插入所述軸時(shí)可沿所述軸的周?chē)剞D(zhuǎn)自如的套筒即設(shè)于內(nèi)面的凹部與所述凸緣的表面靠近的套筒；(iv)將所述套筒的第1開(kāi)口端密閉、所述套筒的內(nèi)部插入所述軸時(shí)與所述凸緣靠近的止推板；以及(v)由油和潤(rùn)滑脂中的任一種組成、在40℃條件下其動(dòng)粘度至少為4×10-6m2/s的潤(rùn)滑劑即、充填成將整個(gè)設(shè)于所述軸的側(cè)面和所述套筒的內(nèi)面至少一方的徑向動(dòng)壓發(fā)生槽以及設(shè)于相對(duì)的所述凸緣的表面和所述止推板的表面至少一方的軸向動(dòng)壓發(fā)生槽包覆的潤(rùn)滑劑，若將所述軸向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的所述凸緣與所述止推板間的所述軸的軸向距離定為A；將所述凸緣的外周與所述套筒的所述凹部間的所述軸的半徑方向距離定為B；將所述凸緣與所述套筒的所述凹部間的所述軸的軸向距離定為C；將所述軸與所述凸緣的接合部周邊的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為D；將所述徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為G；將所述套筒的第2開(kāi)口端的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為H，則不等式A＜B、A＜D、C＜B、C＜D、B＜H、D＜H、G＜H完全成立；(b)將所述軸和所述套筒中的任一方固定的基座；(c)與所述軸和所述套筒中的未被固定于所述基座的一方連接、以所述軸為中心可回轉(zhuǎn)的輪轂；(d)設(shè)置于所述基座與所述輪轂間并包含有磁鐵和線(xiàn)圈、將繞所述軸的回轉(zhuǎn)力作用于所述輪轂用的電機(jī)；(e)與所述輪轂同軸固定的磁盤(pán)；以及(f)當(dāng)所述磁盤(pán)利用所述電機(jī)的回轉(zhuǎn)力進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)與所述磁盤(pán)的表面靠近、對(duì)所述磁盤(pán)進(jìn)行信號(hào)記錄或從所述磁盤(pán)再生信號(hào)的磁頭。
5.如權(quán)利要求4所述的磁盤(pán)記錄再生裝置，其特征在于，所述徑向動(dòng)壓發(fā)生槽設(shè)置在所述凸緣側(cè)的第1區(qū)域和所述套筒的第2開(kāi)口端側(cè)的第2區(qū)域的兩個(gè)部位，若將所述第1區(qū)域的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為E；將所述第1區(qū)域與所述第2區(qū)域的中間區(qū)域的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為F；將所述第2區(qū)域的所述軸與所述套筒間的所述軸的半徑方向距離定為G，則不等式E＜D、E＜F、F＜H、G＜D、G＜F、G＜H完全成立。
6.如權(quán)利要求4所述的磁盤(pán)記錄再生裝置，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑由油和潤(rùn)滑脂中的任一種組成，在40℃條件下其動(dòng)粘度至少為4×10-6m2/s。
全文摘要
一種流體軸承裝置及磁盤(pán)記錄再生裝置，套筒(1)固定在基座上，在套筒(1)的內(nèi)面設(shè)置有徑向動(dòng)壓發(fā)生槽(1A、1B)，止推板(4)將套筒(1)的下側(cè)開(kāi)口端密閉，軸(2)可回轉(zhuǎn)地插入套筒(1)內(nèi)，凸緣(3)固定于軸(2)的下端部，其下面與止推板(4)的上面靠近，凸緣(3)的表面設(shè)置有軸向動(dòng)壓發(fā)生槽(3A、3B)，潤(rùn)滑劑(5)被充填在套筒(1)、軸(2)、凸緣(3)和止推板(4)間的間隙(A～H)中，套筒(1)的內(nèi)面設(shè)置有凹部(1C～1F)，軸向動(dòng)壓發(fā)生槽(3A、3B)附近的間隙A、C比其周邊的間隙B、D狹(A＜B、A＜D、C＜B、C＜D)，這些周邊的間隙B、D比套筒(1)的上側(cè)開(kāi)口端附近的間隙H狹(B＜H、D＜H)。并且，徑向動(dòng)壓發(fā)生槽附近的間隙E、G比其周邊的間隙D、F狹(E＜D、E＜F、G＜D、G＜F)，這些周邊的間隙D、F比套筒(1)的上側(cè)開(kāi)口端附近的間隙H狹(D＜H、F＜H)。
文檔編號(hào)F16C33/10GK1519481SQ20031012077
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者淺田隆文, 齋藤浩昭, 日下圭吾, 伊藤大輔, 吾, 昭, 輔 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社