作为硬盘装置的主轴电动机等中使用的轴承装置，采用比滚珠轴承旋转精 度高、且低音性优良的流体轴承装置的情况逐渐增加，以取代以往使用的滚珠 轴承装置。
作为这种流体轴承装置，例如有日本专利特开平11-82486号公报中揭示 的流体轴承装置。该流体轴承装置如图18所示，具有：轴51；与该轴51留有 间隙地配置在外周的轴套52；设置在轴51的两端部且以相对于轴套52的两端 面留有间隙的姿势配置的大直径的推力凸缘53、54，轴51的外周面与轴套52 的内周面之间的间隙、以及推力凸缘53、54内侧的面(推力凸缘53的下表面与 推力凸缘54的上表面)与与其相对的轴套52的两端面之间的间隙内充满了由润 滑油构成的工作流体。在轴51的外周面形成动压槽56，构成了在由图外的电 动机旋转驱动力等使轴51与轴套52相对旋转时，利用由该动压槽56聚集的 工作流体的压力，使轴51和轴套52在径向上中介有规定间隙且旋转自如地得 到支承的径向流体轴承。另外，在推力凸缘53、54的内侧面上形成动压槽57、 58，构成了在利用所述旋转驱动力等使安装在轴51上的推力凸缘53、54与轴 套52相对旋转时，利用由该动压槽57、58聚集的工作流体的压力，使轴51 和轴套52在推力方向(轴向)上中介有规定间隙且旋转自如地得到支承的推力流 体轴承。
该流体轴承装置中，在轴套52中的内周面和外周面之间的中间部位，以轴 心为中心，每隔适当角度(例如180度)，形成与轴心平行地延伸的多个连通道 59。通过这些连通道59，推力凸缘53、54内侧的面与与其相对的轴套52的两 端面之间的空间得到连通。在轴套52的两端内周部分别嵌入流体封闭构件60、 61，并与推力凸缘53、54的外周面留有间隙地相对。在与流体封闭构件60、 61的连通道59相对的部位形成圆锥形的倾斜面60a、61a，与该倾斜面60a、 61a面对的部位作为储存工作流体的流体储存空间64、65。另一方面，在推力 凸缘53、54的外周面与流体封闭构件60、61的内周面之间形成所述间隙而与 外气(大气压)连通，另外设有利用工作流体的表面张力、由此将工作流体密封 在流体轴承装置内侧的流体密封部62、63。
如上所述，通过形成连通道59，即使在形成有径向流体轴承的轴51的外 周面与轴套52的内周面之间的空间、以及形成有推力流体轴承的推力凸缘53、 54的内侧面与与其相对的轴套52的两端面之间的空间内，即使工作流体的压 力发生偏差而产生压力差的情况下，也可消除该压力差。即，采用设置连通道 59的结构，即使工作流体的压力发生偏差，也可调节成工作流体间的压力差消 失，使轴承功能稳定，并能防止工作流体朝外部飞出。
这种一般的流体轴承装置中，形成径向流体轴承的间隙和形成推力流体轴 承的间隙极其微小，在组装流体轴承装置、将工作流体充填在这些流体轴承内 的作业时，将工作流体充填在流体轴承装置内部，以使其良好地充填到内部。 但是，即使如此，一部分空气有时残留在形成有径向流体轴承的轴51的外周 面与轴套52的内周面之间的空间、以及形成有推力流体轴承的推力凸缘53、 54的内侧面与与其相对的轴套52的两端面之间的空间内。流体轴承装置进行 旋转时，有时会卷入小气泡地混入工作流体中。这样，当空气成为气泡混入内 部、粘附在径向流体轴承的动压槽56和推力流体轴承的动压槽57、58上时， 动压槽56、57、58引起的工作流体的输送量减少，因气泡而引起轴承刚性下 降，旋转动作时的旋转不稳定等，产生轴承性能下降的问题。
以往的这种流体轴承装置中，组装工序中的流体充填时，使用的是事先除 去了空气(气泡)的流体，但难以完全除去空气。另外，因为旋转中空气卷入， 有时流体中会产生气泡。以往因没有除去这些气泡的手段，故存在粘附在动压 槽上的气泡就这样残留在动压槽及其附近部位的缺点。

本发明的目的在于，提供一种在流体轴承装置的动作中，工作流体在流体 轴承内循环而高效地除去工作流体中的气泡，同时工作流体不会朝外部泄漏、 不会伴随急剧的变动，能长期良好地维持轴承性能稳定状态的流体轴承装置。
本发明的流体轴承装置，包括：轴；具有开口的开口端和封闭的封闭端的轴承 孔、将所述轴中介有间隙地以旋转自如的姿势插入该轴承孔内的轴套；以具有空间 的姿势覆盖轴套的开口端侧端面的盖板，在轴与轴套相互相对的轴的外周面与轴套 的内周面的至少一方，形成有将轴相对于轴套在径向上以非接触的方式相对地且旋 转自如地进行支承的径向动压槽，在轴套上，形成有使轴套上的封闭端面侧的空间 区域、盖板与轴套的开口端侧端面之间的空间区域连通的连通道，在包括盖板与轴 套之间的轴套内空间中充填有工作流体，在轴相对于轴套作相对旋转时，工作流体 在轴与轴套之间的空间、与该空间连通的封闭端侧的空间区域、与该封闭端侧的空 间区域连通的连通道、连通于该连通道的盖板与轴套之间的空间中进行循环流动。 其特征在于，从盖板与轴套的开口端侧端面之间的连通道的开口部附近的部位至轴 承孔开口端形成产生毛细管现象的导入最小间隙部，以使来自连通道的工作流体利 用毛细管现象而流入轴承孔内，在盖板与轴套的开口端侧端面之间的空间区域内未 形成有导入最小间隙部的区域中，形成有与外气连通的通气孔，在盖板的与轴套的 开口端侧端面相对的背面或轴套的开口端侧端面上，形成有比导入最小间隙部的间 隙大的空间那样的可滞留工作流体的流体滞留空间部，以使导入最小间隙部与通气 孔在圆周方向上连通。
上述结构中，当轴和轴套的一方作相对旋转，则工作流体在轴套的内部及 轴套与盖板之间的空间中进行循环流动，即使径向流体轴承的动压槽等粘附有 气泡时，通过所述循环流，气泡从动压槽等脱离而循环，在从连通道流过导入 最小间隙部而流入流体滞留用空间部内时，从工作流体分离后从通气孔排出。 由此，能防止因气泡引起的轴承刚性的下降、旋转动作时旋转不稳定等的轴承 性能下降。
本发明，其特征在于，将流体滞留空间部做成相对于圆周方向倾斜的形状， 形成从导入用最小间隙部越接近通气孔侧、与轴套的开口端侧端面的分离距离越 大。根据该结构，即使在流体轴承装置从外部受到冲击或姿势急剧变化时，流体滞 留空间部内的空气与工作流体的界面停留在通气孔附近，能防止朝圆周方向移动， 其结果，能防止伴随气泡移动的工作流体朝外部的漏出。在通气孔附近部位，成为 了界面在圆周方向变化的形状，故界面的面积和随之而来的表面张力的变动减小。
本发明，其特征在于，在盖板背面与轴套的开口端侧端面之间的轴承孔开 口端附近的外周部，也形成有产生毛细管现象的轴承孔外周最小间隙部，导入 用最小间隙部与轴承孔外周最小间隙部连接，从连通道送出的工作流体利用毛 细管现象，通过导入用最小间隙部和轴承孔外周最小间隙部流入轴承孔内。通 过该结构，从导入用最小间隙部导入的工作流体通过轴承孔外周最小间隙部， 能良好地从全周向轴套的轴承孔开口端供给，在轴套的轴承孔开口端也能稳定 地充满工作流体。
本发明，其特征在于，在盖板的与轴相对的内周面上，也形成有与外气连 通并滞留工作流体的工作流体滞留部，该工作流体滞留部由倾斜的倾斜面构 成，形成随着与轴套的开口端侧端面分离、盖板的内径逐渐变大，工作流体滞 留部的内径形成为滞留在该工作流体滞留部内的工作流体的表面张力与面临 通气孔的工作流体的表面张力大致平衡的形状。通过该结构，可防止界面位置 的急剧变动以及因界面变动引起的工作流体的泄漏。
本发明，其特征在于，在与盖板的内周面相对的轴的外周面上，也形成有 与外气连通并滞留工作流体的工作流体滞留部，该工作流体滞留部由倾斜的倾 斜面构成，形成随着与轴套的开口端侧端面分离、轴的外径逐渐变小，所述工 作流体滞留部形成为滞留在该工作流体滞留部的工作流体的表面张力与面临 通气孔的工作流体的表面张力大致平衡的形状。通过该结构，除了静止时因表 面张力引起的密封效果以外，还具有动作时因轴旋转而产生的离心力带来的密 封效果，能防止界面位置的急剧变动以及因界面变动引起的工作流体的泄漏。
本发明，其特征在于，在盖板的与轴相对的内周面上，也形成有与外气连通 并滞留工作流体的工作流体滞留部，该工作流体滞留部也可形成为：以随着与轴套 的开口端侧端面的分离、盖板的内径逐渐变大的形态倾斜，并倾斜成轴的外径减小 的形态，在盖板的轴向厚度范围内，所述轴的外周面上形成的倾斜面的至少一部分 相对。
本发明，其特征在于，轴套上的封闭端面侧的所述空间区域，是配设有固 定在轴的前端上的推力凸缘的空间区域，设于轴套上的封闭端面侧的连通孔的 开口部与配设有该推力凸缘的空间连通。
本发明，其特征在于，轴套上的封闭端面侧的所述空间区域，是由轴的前 端和封闭端面侧区域封闭板形成的空间区域，设于轴套上的所述封闭端面侧的 连通孔的开口部与该轴的前端所面临的空间连通。
本发明，其特征在于，径向动压槽形成为向工作流体赋予循环力的形状。
根据本发明的流体轴承装置，在轴的旋转动作中，处于径向流体轴承的动 压槽内的工作流体朝着推力流体轴承的动压槽方向流动，流过连通道，并利用 毛细管现象流过轴套的开口端侧端面与盖板之间形成的狭窄的间隙部，向径向 流体轴承的动压槽环流。在工作流体的环流中，流体中作为气泡含有的空气， 同样地在轴套的开口端侧端面与盖板之间形成的且比所述间隙部大的流体滞 留空间部从流体分离，仅空气从通气孔向外部放出，故工作流体中的空气逐渐 除去。工作流体不会从通气孔泄漏，因而可防止污染HDD装置。尤其是，将 流体滞留空间部做成了相对于圆周方向倾斜的形状，形成从导入用最小间隙部 越接近通气孔侧、与轴套的开口端侧端面的分离距离越大的形状，因而，即使 在流体轴承装置从外部受到冲击或姿势急剧变化时，也能防止工作流体随气泡 的移动而朝外部泄漏。由此，能防止因气泡引起的轴承刚性的下降、旋转动作 时旋转不稳定等的轴承性能下降，还能可靠地防止工作流体朝外部的流出，提 高可靠性。
产业上利用的可能性
本发明的流体轴承装置尤其适用于盘片驱动装置、卷轴驱动装置、绞盘驱 动装置、滚筒驱动装置等的主轴电动机，但并不局限于此。
附图的简单说明
图1是表示具有本发明的实施形态1的流体轴承装置的主轴电动机的剖视 图。
图2A是表示同一流体轴承装置的剖视图，2B是同一流体轴承装置的1个 动压槽的图。
图3是表示同一流体轴承装置的俯视图。
图4A是表示从背面看同一流体轴承装置的盖板的图，4B表示同一流体轴 承装置的流体储存空间部的相对于圆周方向的倾斜程度的图。
图5是概念性地表示同一流体轴承装置的盖板背面部和与其相对的轴套的 上端面的离开空间的立体图。
图6是表示同一流体轴承装置的工作流体储存部及其附近部位的剖视图。
图7A、7B及7C是表示同一流体轴承装置的工作流体储存部的放大剖视图。
图8是概念性地表示同一流体轴承装置中的工作流体储存部与流体储存空 间部的压力平衡的图。
图9是表示从背面看到的本发明的其他实施形态的流体轴承装置的盖板的 图。
图10A是从背面看到的本发明的其他实施形态的同一流体轴承装置的盖板 的图，10B表示同一流体轴承装置的流体储存空间部的相对于圆周方向的倾斜 程度的图。
图11是表示从背面看到的本发明的其他实施形态的同一流体轴承装置的 盖板的图。
图12是表示本发明的其他实施形态的流体轴承装置的上剖视图。
图13是表示本发明的其他实施形态的流体轴承装置的盖板的俯视图。
图14A及14B是表示本发明的其他实施形态的流体轴承装置的剖视图。
图15A及15B是表示本发明的实施形态2的流体轴承装置的俯视图及剖视 图、15C是表示同一流体轴承装置的1个动压槽的图。
图16是表示同一流体轴承装置的俯视图。
图17是表示同一流体轴承装置的流体储存用空间部及其附近部位的放大 剖视图。
图18是表示以往的流体轴承装置的剖视图。

以下，参照附图对本发明的实施形态的流体轴承装置进行说明。本实施形 态中，对硬盘装置的主轴电动机中使用该流体轴承装置的情况进行说明。
(实施形态1)
图1是表示具有本发明的实施形态1的流体轴承装置的主轴电动机的剖视 图，图2A是表示同一流体轴承装置的剖视图，图3是表示同一流体轴承装置 的俯视图，图2A是图3的II-II线剖视图。为了便于理解，如图1及图2所 示，以下的说明是对轴套的轴承孔中的开口端配置在上方、封闭端配置在下方 的情况进行说明，当然实际使用时并不局限于这样的配置。
图1及图2中，部件使用以下材料。
轴1使用不锈钢，凸缘3一体地固定在轴1上并形成有动压槽，故使用比 用于轴1的不锈钢硬度小的不锈钢。轴套2使用铜合金或铁系金属，表面实施 镍电镀。推力板4使用表面被镜面研磨过的不锈钢，也有DLC涂层的情况。 盖板5由树脂形成。轮毂16使用被削性、耐外部气体性优良的不锈钢或铝合 金。磁铁17是钕系树脂的磁铁。定子铁心19由电磁钢板构成，卷绕有线圈18。 基板15使用经表面处理的铝合金或铁系金属。基板15为铝合金的场合，大多 在磁铁17的正下方的基板上配置铁系金属的环状吸引板。线圈18钎焊在聚酰 亚胺系树脂的FPC上，FPC朝电动机外部引出。另外，为了确保线圈18与基 板15的绝缘，PET系树脂的绝缘片配置在线圈正下方的基板15上。
如图1～图3所示，该主轴电动机的流体轴承装置包括：轴1；固定在主轴 电动机的基板15上、具有包括开口的上侧的开口端2aa和封闭的下侧的封闭端 2ab的轴承孔2a、将轴1通过间隙(空间)以旋转自如的姿势插入的轴套2；通过 外嵌结合或螺钉等固定在轴1的下端部上、且轴承孔2a的封闭端侧即大直径孔 部2ac以相对于该大直径孔部2ac具有间隙的姿势配置的大直径的推力凸缘3； 以与推力凸缘3的下表面具有间隙的姿势相对地固定在轴套2的底部的推力板 4，除这些结构以外，还设有由具有透光性材料构成的盖板5，该盖板5以具有 空间的姿势覆盖轴套2的上端面(开口端侧端面)，且具有与外气连通的1个通 气孔13。在该流体轴承装置中，在轴套2的靠外周面的部位穿设有与轴心O 平行延伸的1个连通道6(例如，该直径为0.2～0.6mm左右)，通过该连通道6， 设于轴承孔2a的封闭端2ab侧的大孔径部2ac(封闭端面侧的空间区域)与盖板5 和轴套2的开口端(2aa)侧端面即上端面之间的空间区域连通。
包括盖板5与轴套2之间的轴套2的内部空间(即，轴1的外周面与轴套2 的内周面之间的空间、轴承孔2a的大直径孔部2ac内的空间、轴承孔2a的大 直径孔部2ac与连通道6之间的连通部位的空间、连通道6内的空间、轴套2 的上端面与盖板5之间的空间(不过，通气孔13的部位除外))中充填有润滑油 等工作流体20。如图6、图7A放大所示，盖板5的面临轴1的内周面上，形 成为越到开口侧越扩大，形成有与外气连通、储存工作流体20的工作流体储 存部23。轴套2和盖板5，由粘结剂21将分别一体形成的外周凸缘部2f、5f 固定，构成为工作流体20不从轴套2与盖板5的接合面朝外部泄漏。
在轴套2的内周面(也可设置在轴1的外周面、或轴套2的内周面与轴1的 外周面双方)，上下形成鱼骨状图案等的2个动压槽7、8，通过后叙的旋转驱 动力使轴1与轴套2相对旋转时，利用由该动压槽7、8聚集的工作流体20的 力，构成使轴1与轴套2在径向(半径方向)上中介有规定间隙且旋转自如地 得到支承的径向流体轴承。另外，在推力凸缘3的上表面和下表面(或者，也 可设置在与其相对的轴套2的下表面和推力板4的上表面、或推力凸缘3的上 下表面和轴套2的下表面和推力板4的上表面的所有表面)形成螺旋状图案等 的动压槽9、10，构成了当通过所述旋转驱动力等使安装在轴1上的推力凸缘 3与轴套2相对旋转时，利用由该动压槽9、10聚集的工作流体20的力，使轴 1与轴套2在推力方向(轴心方向)中介有规定间隙且旋转自如地得到支承的推 力流体轴承。这里，构成径向流体轴承的动压槽7、8做成众所周知的人字形， 在轴2的外周面的上侧和下侧共2处形成，但下侧的动压槽8，从其顶部斜上 倾的槽和斜下倾的槽为相同长度，而上侧动压槽7如图2B所示，从其顶部斜 上倾的槽7a形成得比从顶部斜下倾的槽7b长，旋转驱动时，该间隙的工作流 体20通过该上侧的动压槽7积极地朝下方送出。
如图1所示，在轴1上的从轴套2的轴承孔2a突出的突出轴部1a的外周 上，以压入状态外嵌有例如可固定磁记录盘片的旋转构件即、轮毂16。本实施 形态1中，轮毂16的靠基座部分的外周安装有转子磁铁17。卷绕有定子线圈 18的定子铁心19与转子磁铁17相对地安装在基座15上。由该转子磁铁17和 定子铁心19构成了对轴1和轴套2之间赋予旋转驱动力的主轴电动机的旋转 驱动部。
另外，如图2A所示，轴套2上的与盖板5相对的上端面大致为平面形状。 相比之下，如图2A、图3～图5(图5中，为了容易理解，概念性地表示盖板5 的背面部与与其相对的轴套2的上端面的分离空间)所示，盖板5其背面部配设 成：在轴套2的上端面开口的连通道6的开口部附近区域和轴套2的轴承孔2a 开口端附近的外周部，与其对应的盖板5的背面部分与与其相对的轴套2的上 端面的分离距离是产生毛细管现象的尺寸b(参照图5)，在轴套2内周面的轴承 孔2a形成利用毛细管现象而流入的间隙(分别称为导入最小间隙部11、轴承孔 外周最小间隙部12，图4A中，表示盖板5的背面部分的面临导入最小间隙部 11的导入最小间隙面5b、面临轴承孔外周最小间隙部12的轴承孔外周最小间 隙面5c)。另外，如图3、图4A所示，该导入最小间隙部11形成为从连通道6 的开口部附近处通过轴承孔外周最小间隙部12连接至轴套2的轴承孔2a的开 口端的形状。本实施形态1中，导入最小间隙部11做成大致30度开角的大致 伞形，形成于比连通道6的开口部大的范围。轴套2的上端面的轴承孔2a的开 口端的直径例如为2.8～3.2mm，轴承孔外周最小间隙面5c为圆环状，从轴承 孔2a的开口端外周以0.2～0.6mm的半径方向尺寸宽度形成。导入最小间隙部 11及轴承孔外周最小间隙部12的分离间隙例如为0.03mm～0.15mm。本实施 形态1中，导入最小间隙部11及轴承孔外周最小间隙部12的分离间隙相对于 径向也是一定。
尤其是，盖板5的背面部上的导入最小间隙部11、轴承孔外周最小间隙部 12以外的部位，凹陷成比导入最小间隙部11及轴承孔外周最小间隙部12的间 隙大的空间，使可储存工作流体20的流体滞留空间部14在圆周方向上与导入 最小间隙部11和通气孔13连通。该流体滞留空间部14例如为内径3.2～3.8mm， 外径为5.5～6.3mm，最小间隙为0.03～0.15mm，最大间隙为0.2～0.3mm程度。 通气孔13，其直径例如为0.2～1.0mm程度，在设有该通气孔13的部位形成有 由锪孔形成的作为缓冲空间的凹部22(例如，直径0.6～1.0mm，深度为0.1～ 0.3mm程度)，但与该通气孔13及凹部22相连的流体滞留空间部14的部位(称 为最大空间部14a)相对于圆周方向形成为倾斜的形状，以与轴套2的上端面的 分离距离为最大，从所述导入用最小间隙部11越是接近所述最大空间部14a， 从轴套2的上端面(开口端侧端面)分离距离越是增大。本实施形态1中，流体 滞留空间部14的分离间隙相对于径向为一定。另外，本实施形态1中，与外 气连通的通气孔13设置在盖板5上的俯视以轴心O为中心与连通道6的开口 部相反的部位上。图3中的D为轴1的旋转方向。另外，在所述通气孔13形 成凹部22，即使在充满工作流体20的状态下出现流体轴承装置的设置环境温 度上升等的情况，工作流体20的界面K停留在凹部22内，工作流体20不会 从通气孔13泄漏出去。
如图7A放大所示，盖板5的与轴1相面对的内周面上形成朝开口侧扩大的 工作流体滞留部23，由朝下方变窄地倾斜的倾斜面23a形成，如后所述，将倾 斜面23a的上端的直径Dt和下端的直径dt设定成：即使在工作流体因蒸发等 而减少使流体滞留空间部14的部位处的界面位置发生变化的场合，在该工作 流体滞留部23中，界面在倾斜面23a内移动的范围内平衡。
在图7A中的盖板侧设置了倾斜面，但也可如图7B所示在轴侧设置倾斜面。 该场合，除了静止时表面张力引起的密封效果以外，还有动作时因轴旋转而产 生的离心力带来的密封效果。
如图7C所示，在盖板侧设置倾斜面，同时在盖板5的轴向厚度的范围内与 轴1的倾斜面的至少一部分相对，当液面要发生变化时，利用表面张力形成的 密封和离心力形成的密封双方来防止漏油。
另外，如图2A、图3所示，在组装该流体轴承装置后进行工作流体20注 油时，为了防止工作流体20掉落至外侧，在盖板5的上表面外周部也形成有 朝上方突出的突条部24。该突条部24例如为内径6～8mm，高度0.03～0.1mm 程度。
在上述结构中，当轴1和轴套2通过主轴电动机的旋转驱动力作相对旋转 时，利用由径向流体轴承的动压槽7、8聚集的工作流体20的力和由推力流体 轴承的动压槽9、10聚集的工作流体20的力，轴1以相对于轴套2保持规定 间隙的状态得到支承。利用由上侧的径向流体轴承的动压槽7聚集的工作流体 20的力，将轴1与轴套2之间的工作流体20朝下方输送，由此，工作流体20 依次流过推力凸缘3与轴套2之间的空间、轴套2与推力板4之间的空间、连 通道6内的空间、导入最小间隙部11及轴承孔外周最小间隙部12，再次流入 轴1与轴套2之间的空间，工作流体20在这些空间之间积极地循环。从连通 道6向导入最小间隙部11内导入的工作流体20的一部分，一边也流入流体滞 留用空间部14一边再度通过轴承孔外周最小间隙部12流入轴1与轴套2之间 的空间内。
因此，即使径向流体轴承的动压槽7、8和推力流体轴承的动压槽9、10等 粘附有气泡时，通过所述循环流，气泡从动压槽7、8、动压槽9、10等脱离而 循环，从连通道6流过导入最小间隙部11时，流入压力低的流体滞留用空间 部14内。当流入压力低的流体滞留用空间部14内时，该气泡的大小也增大， 故再次进入压力高的导入最小间隙部11和轴承孔外周最小间隙部12内的情况 减少，气泡在流体滞留用空间部14内从工作流体20中分离而从通气孔13排 出。
根据该结构，在正常的旋转驱动时也从工作流体内排出气泡，其结果，能 防止因气泡引起的轴承刚性能下降以及旋转动作时旋转不稳定等的轴承性能 下降，提高可靠性。
根据该流体轴承装置，不仅在盖板5的面临轴1的内周面设置工作流体滞 留部23，而且在轴套2与盖板5之间设有大的容积的流体滞留用空间部14。 因此，即使在流体滞留用空间部14的动作流体减小的情况下，只要在导入最 小间隙部11及轴承孔外周最小间隙部12中充满工作流体20，就可维持循环功 能。
尤其是根据本发明，将流体滞留空间部14做成相对于圆周方向倾斜的形 状，形成从导入用最小间隙11越是接近设有通气孔13的最大空间部14a，与 轴套2的开口端侧端面即上表面的分离距离越大，因而，即使流体轴承装置从 外部受到冲击或姿势急剧变化时，流体滞留空间部14内的空气与工作流体20 的界面停留在通气孔13附近的部位，能防止朝圆周方向移动，其结果，能防 止伴随气泡移动的工作流体20朝外部的漏出。越是通气孔附近部位，流体滞 留空间部的储存空间截面积越大，并且，如图3中工作流体20减少时的界面 位置P1、P2所示，成为界面始终在圆周方向变化的形状，故界面的面积和随 之而来流体滞留空间部14中的表面张力的变动小。
在盖板5的背面与轴套2的上表面之间的轴承孔开口端附近的外周部，也 形成有产生毛细管现象的轴承孔外周最小间隙部12，故从导入用最小间隙部 11导入的工作流体20通过该轴承孔外周最小间隙部12良好地从全周向轴套2 的轴承孔2a供给，在轴套2的轴承孔2a中稳定地充满了工作流体20。
通过将工作流体滞留部23的内径(倾斜面23a的上端的直径Dt和下端的直 径dt)做成使滞留在工作流体滞留部23内的工作流体20的表面张力与面临通气 孔13的流体滞留空间部14的表面张力大致平衡的形状，就可防止工作流体滞 留部23中的工作流体20的界面位置的急剧变动及界面变动引起的工作流体的 泄漏。
这里，对这点进行详细说明。
图8是概念性地表示该流体轴承装置的轴套上表面上的工作流体储存部23 与流体滞留空间部14的压力平衡的图。这里，A是在工作流体滞留部23的界 面1的表面张力引起的压力，B是界面位置之差引起的体积量的压力，C是在 流体滞留空间部14的界面O的表面张力引起的压力。Y是油(工作流体)的表面 张力[N/m]，p是油的密度[kg/m3]，Li是界面I上的油界面与构件的接触长度， Ai是界面I的油界面表面积，Lo是界面O上的油界面与构件的接触长度，Ao 是界面O的油界面表面积，hi是从轴套上表面至界面I的高度，ho是从轴套上 表面至界面O的平均高度(t/2)，θ是构件与油界面的接触角。
在图8所示的模型中，压力平衡式为
(公式1)
A＝B+C    [Pa]
其中，公式1的A、B、C如下。
(公式2)
A＝(y·cosθ×Li)/Ai
(公式3)
B＝ρ·(hi-ho)
(公式4)
C＝(y·cosθ×Lo)/Ao
将(公式2)、(公式3)、(公式4)代入(公式1)得到
(公式5)
Li/Ai＝{1/(y·cosθ)}×[p·(hi-ho)+{(y·cosθ)+Lo}/Ao]
将以下的(公式6)、(公式7)代入(公式5)，将右边设为Z，则
(公式6)
Li＝π(ds+Dts)
(公式7)
Ai＝π{(Dts/2)2-(ds/2)2}
(公式8)
(ds+Dts)/{(Dts/2)2-(ds/2)2}＝Z
将(公式8)展开，根据解的公式，求解工作流体滞留部23处的直径Dts，得 到
(公式9)
Dts＝{1+SQRT(1+Z(ds+Z×ds2/4))}/(Z/2)
从(公式9)求解油界面最大时和最小时的直径Dts，通过设定成顶端密封的 内径(dt、Dt)能充分满足该界面移动范围，使滞留在工作流体滞留部23内的工 作流体20的表面张力与面临通气孔13的流体滞留空间部14的表面张力大致 平衡，由此，能防止工作流体滞留部23中的工作流体20的界面位置的急剧变 动及界面变动引起的工作流体的泄漏。
本实施形态1中，为了延长轴承寿命而多余的油被储存在工作流体滞留空 间部14内，故工作流体滞留部23内只存在少量的油，即使倾斜角大至一定程 度(例如50°～60°)，也具有对于油泄漏足够的耐力。即使工作流体滞留空间部 14的油界面随油的消费或温度变动而移动，表面积的变化也较少，故具有工作 流体滞留部23的液面变化小这样的特征。
在上述实施形态1中，在盖板5的上表面外周部形成朝上方突出的突条部 24，故在组装流体轴承装置后进行工作流体20注油时，通过突条部24能防止 工作流体20从盖板5的上表面掉落，由此能提高作业效率，且防止工作流体 20向轴套2内的充填量的减少，提高可靠性。
如图13所示，也可不设置突条部24，而是形成涂敷防油剂用的防油槽25， 从平面看形成从外侧围住工作流体滞留部23和通气孔13的形状，将防油剂涂 敷在该防油槽25内，供给工作流体20时，使工作流体20不向外侧流出。
上述实施形态1中，如图4A所示，对导入最小间隙部11和流体滞留空间 部14的最大空间部14a的形状平面看为扇形的情况进行了叙述，但并不局限于 此，如图9所示，其圆周方向的边界线相互之间也可成为平行的形状。另外， 如图10A所示，也可不将导入最小间隙部11和流体滞留空间部14相对于轴心 O的点在相反的位置形成。而且，如图11所示，也可将连通道6与导入最小间 隙部11、通气孔13与最大空间部14a设置2处或2处以上。
另外，流体滞留空间部14相对于圆周方向的倾斜角度如图4B和图10B中 概念性所示为一定，但并不局限于此，也可像虚线所示那样，中间部的倾斜角 度减小，或是做成其他形状，只要满足以下条件即可，即、形成为相对于圆周 方向倾斜的形状，以使从导入用最小间隙部11越接近通气孔13侧、则从轴套 的开口端侧端面的分离距离越大。
在上述实施形态1中，对在轴1的下端部具有大直径的推力凸缘3、即所 谓的具有带凸缘的轴的情况进行了说明，但并不局限于此，如图14A所示，也 可适用于不具有推力凸缘3、而是在轴1的下端部与推力板4的相互相对面的 至少一方形成推力流体轴承用的动压槽的结构，或未图示的、不具有推力凸缘 3而是通过设于轴1的下端部的枢轴部、相对于封闭该封闭区域的板材在推力 方向上作出位置限制的结构，当然，即使是这种所谓的无凸缘的轴的结构也可 获得同样的效果。
而且，上述实施形态1中，如图14B所示，流体滞留空间部14形成于盖板 5上，但即使形成于轴套2的开口端侧端面上也可获得相同的效果。
(实施形态2)
以下对与以上说明的实施形态1的流体轴承装置不同的结构的流体轴承装 置进行说明。为了便于理解，如图15B所示，以下的说明是对轴套的轴承孔中 的开口端配置在上方、封闭端配置在下方的情况进行说明，但并不局限于该配 置的方向。
如图15A、15B所示，该流体轴承装置包括：轴71；具有包括开口的上侧 的开口端和封闭的下侧的封闭端的轴承孔72a、将轴71中介有间隙(空间)地以 旋转自如的姿势插入的轴套72；设置在轴71的一端部(图15B中下端部)、以 相对于轴套72的靠下端部端面具有间隙的姿势配置的大直径的推力凸缘73； 以与推力凸缘73具有间隙的姿势相对地固定在轴套72的底部的推力板74，除 这些结构以外，还设有盖板75，该盖板75留有间隙地覆盖轴套72的上端面(开 口端侧端面)，且一部分具有与外气连通的通气孔83。在该流体轴承装置中， 在轴套72的靠外周面的部位穿设有与轴心平行延伸的1个连通道76，通过该 连通道76，推力板74的上表面所面临的空间区域(封闭端面侧的空间区域)与盖 板75和轴套72的上端面之间的空间区域连通。在由被盖板75覆盖的轴套72 和推力板74围住的内部空间(即，轴71的外周面与轴套72的内周面之间的空 间、推力凸缘73与与其相对的轴套72的下表面及其附近的大直径内周面之间 的间隙空间、推力凸缘73与推力板74之间的间隙空间、连通道76内的空间、 轴套72的上端面与盖板5之间的空间(不过，通气孔的部位除外))中充填有润 滑油等工作流体90。图15B中的84是与外气连通、滞留工作流体90的工作流 体滞留部，形成在盖板75的面临轴71的内周面上越朝开口侧越扩大的形状。
在轴套72的内周面(也可设置在轴71的外周面、或轴套72的内周面与轴 71的外周面双方)上下形成2个动压槽77、78，通过图外的电动机的旋转驱动 力等使轴71与轴套72相对旋转时，利用由该动压槽77、78聚集的工作流体 90的力，构成使轴71与轴套72在径向(半径方向)上中介有规定间隙且旋转 自如地得到支承的径向流体轴承。另外，在推力凸缘73的上表面和下表面(也 可设置在与其相对的轴套72的下表面和推力板74的上表面、或推力凸缘73 的上下表面和轴套72的下表面和推力板74的上表面的所有面)形成动压槽79、 80，构成了在通过所述旋转驱动力等使安装在轴71上的推力凸缘73与轴套72 相对旋转时，利用由该动压槽79、80聚集的工作流体90的力，使推力凸缘73 与轴套72及推力板74在推力方向(轴心方向)上中介有规定间隙且旋转自如地 得到支承的推力流体轴承。这里，构成径向流体轴承的动压槽77、78做成众 所周知的人字形，在轴71的外周面的上侧和下侧共2处形成，但下侧的动压 槽78，从其顶部斜上倾的槽和斜下倾的槽为相同长度，而上侧动压槽77如图 15C所示，从其顶部斜上倾的槽77a形成得比从顶部斜下倾的槽77b长，旋转 驱动时通过该上侧的动压槽77，该间隙的工作流体90积极地朝下方送出。
另外，轴套2上的与盖板5相对的上端面为平面形状。相比之下，盖板75 其背面部(与轴套72的上端面相对的面)配设成：在轴套72的上端面开口的连 通道76的开口部附近区域，在轴套72的内周面的轴承孔72a形成利用毛细管 现象而流入的间隙(称为导入最小间隙部81)，该导入最小间隙部81如图16及 图17所示，形成为从连通道76的开口部附近处连接至轴套72的轴承孔72a 的开口端。在盖板75的背面部上的上述导入最小间隙部81以外的部位，如图 15B中的虚线所示成为凹陷的形状，形成了靠外周的部位较大地朝上方凹陷的 流体滞留用空间部82，且形成有凹陷的倾斜面75a，从该流体滞留用空间部82 朝半径方向的中心侧，使其与轴套72的上端面的间隙逐渐减小，这些流体滞 留用空间部82和面临倾斜面75a的部位，形成为不产生毛细管现象那样大小的 尺寸，能够滞留工作流体90。在盖板75上的、俯视以轴心O为中心与连通道 76的开口部相反的部位上，设置与外气连通的通气孔83。图16中的D是轴71 的旋转方向。
该结构中，当轴71与轴套72通过图外的电动机旋转驱动力等相对旋转， 则利用由径向流体轴承的动压槽77、78聚集的工作流体90的力和由推力流体 轴承的动压槽79、80聚集的工作流体90的力，轴71以相对于轴套72保持规 定间隙的状态得到支承。又，利用由上侧的径向流体轴承的动压槽77聚集的 工作流体90的力，将轴71与轴套72之间的工作流体90朝下方输送，由此， 工作流体90依次流过推力凸缘73与轴套72之间的空间、轴套72与推力板74 之间的空间、连通道76内的空间和导入最小间隙部81，再次流入轴71与轴套 72之间的空间，工作流体90在这些空间之间积极地循环。从连通道76向导入 最小间隙部81内导入的工作流体90的一部分，一边也流入流体滞留用空间部 82一边再度流入轴71与轴套72之间的空间内。
因此，即使径向流体轴承的动压槽77、78和推力流体轴承的动压槽79、 80等粘附有气泡时，通过所述循环流，气泡从动压槽77、78、动压槽79、80 等脱离而循环，从连通道76流过导入最小间隙部81，在流入流体滞留用空间 部82内时，从工作流体分离而从通气孔83排出。由此，通过该结构，即使在 正常的旋转驱动时也从工作流体内排出气泡，其结果，能防止气泡引起的轴承 刚性的下降以及旋转动作时旋转不稳定等的轴承性能下降。
根据该流体轴承装置，不仅在盖板75的面临轴71的内周面设置工作流体 滞留部84，而且在轴套72与盖板75之间设有大的容积的流体滞留用空间部 82。因此，在流体滞留用空间部82的动作流体因蒸发等而减小时，首先，相 对于空气的工作流体的界面K如图15A中的虚线所示，成为沿流体滞留用空间 部82的大致圆弧环状，而且，即使工作流体减少，界面K成为沿倾斜面75a 的形状，万一在该流体滞留用空间部82的工作流体因蒸发等而减少时，只要 导入最小间隙部81内充满工作流体，就可维持循环功能，故可极其长期且良 好地维持轴承性能，实现长寿命化。