JPH05202928A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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JPH05202928A
JPH05202928A JP9240092A JP4009292A JPH05202928A JP H05202928 A JPH05202928 A JP H05202928A JP 9240092 A JP9240092 A JP 9240092A JP 4009292 A JP4009292 A JP 4009292A JP H05202928 A JPH05202928 A JP H05202928A
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bearing
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thrust
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大介 紺野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】流体動圧軸受であって、回転性能がよく、モー
タが使用される姿勢に関係なく回転時の振動が少なく、
スピンドルモータの軸受として好適な軸受装置を提供す
ること。 【構成】ラジアル円筒部４と、スラスト板３，３と、ラ
ジアルスリーブ６を具備し、ラジアル円筒部４とラジア
ルスリーブ６とでラジアル動圧軸受を構成し、ラジアル
スリーブ６の両端部とスラスト板３，３でスラスト動圧
軸受を構成しスラスト動圧軸受の動圧発生流体を気体と
し、ラジアル軸受のクリアランスを微小隙間とし、ラジ
アル円筒部４の両端の外周に面取り部分を設けると共に
ラジアルスリーブ６の両端の内周面にも面取り部分を設
け、該面取り部分とスラスト板で囲まれる空隙１３を設
け、更にラジアル動圧軸受における動圧発生流体を潤滑
液体とし、該ラジアル円筒部４の外周面に液溜まり用の
小孔８を形成し、潤滑液体が空隙１３によりラジアル動
圧軸受の軸受空隙に封入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はラジアル軸受が液体動圧
軸受で、スラスト軸受が気体動圧軸受で構成され、高速
回転で回転する回転体を支持する軸受装置に関し、特に
モータの姿勢如何にかかわらず良好な回転性能を要求さ
れるハードディスクドライブ装置（以下、単に「ＨＤ
Ｄ」と称する）やレーザビームプリンタ駆動装置（以
下、単に「ＬＢＰ」と称する）、又はビデオ用回転ドラ
ム装置等の駆動用に用いられるスピンドルモータの軸受
として好適な軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、ＨＤＤの高記憶容量化及び高速回転
化に伴い、その駆動用であるスピンドルモータに対して
も、それに適した高性能、即ち耐久性及びクリーン度に
優れ、回転性能が良く、モータの姿勢に関係なく回転時
の振動が少ないものが要望されている。
【０００３】図８は従来のＨＤＤ用スピンドルモータの
構造を示す断面図である。図８において、取付台（基
台）３１の中央部には支持軸（主軸）３２を立設し、該
取付台３１に円環状スラスト板３３を、支持軸３２に同
心円状にラジアル円筒部３４を各々固定し、支持軸３２
のラジアル円筒部３４の上部には複数個のステータコイ
ル３５を等間隔で固定している。一方、支承部材（ハ
ブ）３６はキャップ形状をしており、上方の天蓋部は支
持軸３２の上方に遊嵌されており、下方の端部には断面
Ｌ字型の円環状軸受部材（ラジアルスリーブとスラスト
スリーブ）３７が固着されている。該軸受部材３７の下
端面はスラスト板３３の上面に対向し、内周面はラジア
ル円筒部３４の外周面と対向しており、軸受部材３７の
下端面又はスラスト板３３の上面にはスラスト方向の動
圧を発生するスパイラル溝が、軸受部材３７の内周面又
はラジアル円筒部３４の外周面にラジアル方向の動圧を
発生するヘリングボーン溝が形成されている。
【０００４】支承部材３６の内周のステータコイル３５
の対向位置には、複数個のロータマグネット３８が等間
隔で固定されている。ステータコイル３５に順次電流が
流れると、ロータマグネット３８を備えた支承部材３６
は回転を開始し、スラスト板３３の上面と軸受部材３７
の下端面との間に空気動圧が発生し、ラジアル円筒部３
４の外周面と軸受部材３７の内周面の間に空気動圧が発
生する。スラスト板３３の上面と軸受部材３７の下端面
でスラスト軸受を構成し、ラジアル円筒部３４の外周面
と軸受部材３７の内周面でラジアル軸受を構成し、支承
部材３６はこのスラスト軸受及びラジアル軸受で支持さ
れて回転する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のスピンドル
モータにおいて、横姿勢（重力方向がモータの軸と直角
となる方向）で動作させた場合は、回転部の重力に起因
するラジアル方向のモーメントが発生し、ラジアル軸受
に対してラジアル軸が傾き、ロータマグネット３８とス
テータコイル３５のラジアル方向の磁力の不釣合がより
大きくなった状態で回転部分が軸受に対して片当たり状
態で押しつけられてしまうという問題がある。
【０００６】また、軸受側が別部材で構成されているた
め、組立時の直角度をだすのが困難であった。また、始
動・停止時にはラジアル円筒部とラジアルスリーブとが
直接摺接し、始動・停止を繰り返すうちに摩耗するとい
う問題もあった。また、ＬＢＰに用いられるスキャナモ
ータの回転数は年々高くなる傾向にあり、従来の軸受で
は対応できなくなってきている。
【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、流体動圧軸受であって、回転性能がよく、モータが
使用される姿勢に関係なく回転時の振動が少なく、スピ
ンドルモータの軸受として好適な軸受装置を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、基台と、該基台の中央部に立設した主軸が中
央部を貫挿しているラジアル円筒部と、該ラジアル円筒
部の両端面に固定され且つ主軸が中心部を貫挿している
スラスト板と、ラジアル円筒部の外周面及び両スラスト
板の対向面で内周及び両端面を回転自在に支持され且つ
ハブに固定しているラジアルスリーブを具備し、ラジア
ル円筒部とラジアルスリーブとによりラジアル動圧軸受
を構成し、ラジアルスリーブの両端部又は両スラスト板
の対向面のいずれか一方に動圧発生用のスパイラル溝を
設け且つラジアルスリーブの両端部とスラスト板で動圧
軸受を構成した軸受装置において、スラスト動圧軸受の
動圧発生流体を気体とし、ラジアル軸受のクリアランス
を微小隙間とし、ラジアル円筒部の両端の外周に面取り
部分を設けると共にラジアルスリーブの両端の内周面に
も面取り部分を設け、該ラジアル円筒部の面取り部分と
ラジアルスリーブの面取り部分とスラスト板で囲まれる
空隙を設け、ラジアル動圧軸受における動圧発生流体を
潤滑液体とし、該ラジアル円筒部の外周面に液溜まり用
の小孔を形成し、潤滑液体が前記空隙によりラジアル動
圧軸受の軸受空隙に封入され、潤滑液体の回転・停止時
における容積変化を前記小孔で吸収する構成にしたこと
を特徴とする。
【０００９】また、上記構成の軸受装置において、ラジ
アル円筒部の外周面に形成される小孔が該ラジアル円筒
部を貫通する貫通孔又は貫通しない閉塞孔であることを
特徴とする。
【００１０】また、上記構成の軸受装置において、前記
ラジアル円筒部の外周面に形成される小孔が周方向及び
／又は軸方向に等配で二つ以上設けたことを特徴とす
る。
【００１１】また、上記構成の軸受装置において、前記
ラジアル動圧軸受に封入する潤滑液体が低揮発性で、且
つ温度４０℃における動粘度が１０ｃＳｔ未満であるこ
とを特徴とする。
【００１２】また、上記構成の軸受装置において、前記
潤滑液体が導電性物質を含むことを特徴とする。
【００１３】また、上記構成の軸受装置において、前記
ラジアルスリーブは回転側又は固定側であることを特徴
とする。
【００１４】また、上記構成の軸受装置において、前記
両スラスト板の一方におけるスラスト方向に負荷加重と
は反対方向に磁気吸引力を発生する手段を設けたことを
特徴とする。
【００１５】また、上記構成の軸受装置において、前記
ラジアル軸受は当該軸受装置により回転自在に支持され
る回転体の重心点を含む所定の範囲を支持するように配
置したことを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明に係る軸受装置は、上記のようにラジア
ル軸受を潤滑液体動圧軸受とすることにより、ラジアル
軸受の負荷容量が気体動圧軸受に比べて格段に向上し、
さらに始動・停止における潤滑状態が向上してラジアル
軸受の摩耗が抑制できる。
【００１７】また、ラジアル軸受のクリアランスが微小
な隙間であるから、潤滑液がその界面張力によりラジア
ル動圧軸受以外の部分に進入しにくくなる。特にラジア
ル円筒部の面取り部分とラジアルスリーブの面取り部分
とスラスト板とで囲まれた空隙はラジアル軸受部の間隙
及びスラスト軸受部の間隙より広くなっているから、こ
の空隙部で潤滑液体の界面張力が弱くなり、ここから先
のスラスト軸受部の間隙へは潤滑液体が進入しなくな
る。即ち、この空隙が潤滑液体をラジアル間隙内に封じ
込める作用を奏するからラジアル動圧軸受部以外の部分
への潤滑液の進入は防止できる。
【００１８】また、回転時には潤滑液体の温度が上昇し
その容積が増大しても、その余剰潤滑液体をラジアル円
筒部の小孔で吸収できる。更に、停止時にはこの潤滑液
体の温度が低下することによりその容積は減少するがそ
の減少分を小孔から補充できる。このとき上記のように
ラジアル動圧軸受部にのみ潤滑液が存在するのでラジア
ル動圧軸受の良好な潤滑状態が得られる。
【００１９】また、本発明に係る軸受装置はスラスト軸
受に潤滑液体が存在しないから、軸受損失が少なく且つ
高速回転時での遠心力により潤滑液体が飛散することが
ないので、クリーン度を維持して高速回転が可能であ
る。
【００２０】また、本発明に係る軸受装置は上記のよう
に構成することにより、組立時のスラスト板とラジアル
円筒部の直角度は、スラスト板及びラジアル円筒部の端
部と外周面との直角度を正しく作っておけば、両者を例
えば取付けナットで押さえ込むことにより容易に実現で
きる。
【００２１】スラスト板とラジアルスリーブ端面の間隔
は加工の容易なラジアル円筒部の高さを正しく作ってお
けば該ラジアル円筒部の高さになるので、所定の間隔で
容易に組立てることが可能である。
【００２２】ラジアルスリーブがラジアル軸受部材とス
ラスト軸受部材とを構成するから、軸受構造全体の部品
点数が減少し、且つ軸受装置の構造が簡単になる。
【００２３】モータをアウターロータ型とし、且つ軸受
組立部を固定子コアの内側に位置させることにより、ラ
ジアルスリーブを固定側にも回転側にもすることがで
き、その回転部の重心を軸受の所定の範囲に位置させる
ことにより、モータの姿勢に係らず安定して回転させる
ことができる。
【００２４】潤滑液体を低揮発性で、温度４０℃におけ
る動粘度が１０ｃＳｔ未満のものを使用することによ
り、潤滑液体が小孔或るいは空隙の所定の部分に充分拡
散し、上記のように飛散することなく、且つ軸受損失が
少なく、耐久性の優れたものとなる。
【００２５】潤滑液体に導電性物質を添加することによ
り、この導電性物質の導電機能で、例えばＨＤＤ等の磁
気記録媒体で発生した静電気をこの導電性物質の導電機
能により固定側、即ちアースに流すことができ、磁気記
録媒体とヘッド間の静電気の蓄積を防止することができ
る。
【００２６】スラスト方向に負荷加重とは反対方向に磁
気吸引力を発生する手段を設けることにより、スピンド
ルモータを立置きにして運転する場合、回転体の自重に
よるスラスト方向の荷重を低減でき、始動・停止におけ
るスラスト軸受の損失トルクが低減され、始動・停止が
容易になり、軸受の摩耗も抑制されスラスト軸受の寿命
が長くなる。また、横置きにした場合、回転体は片側の
スラスト軸受に押されるため、その片側のスラスト軸受
の面を基準に回転するため、回転時のスラスト方向の振
動が抑制され高度な回転精度が得られる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例である軸受装置の構造を示
す概略断面図である。図１において、１は基台であり、
該基台１の中央部には主軸２が立設している。４は該主
軸２が中央部を貫挿しているラジアル円筒部であり、該
ラジアル円筒部４の両端面にはスラスト板３，３が固定
され、主軸２は該上下のスラスト板３，３を貫挿してい
る。６は円筒状のスラストスリーブであり、ハブ７の内
周に固定されている。ラジアルスリーブ６はラジアル円
筒部４の外周面及び両スラスト板３，３の対向面で内周
及び両端面を回転自在に支持されいる。ラジアル円筒部
４とラジアルスリーブ６とによりラジアル動圧軸受を構
成し、ラジアルスリーブ６の両端部とスラスト板３，３
でスラスト動圧軸受を構成している。このラジアル動圧
軸受とスラスト動圧軸受で本軸受装置を構成している。
【００２８】両スラスト板３，３の対向面には図４に示
すようにスパイラル溝３ａ等の動圧発生溝を設け、ラジ
アルスリーブ６の両端面は平滑に形成されている。な
お、動圧発生溝はラジアルスリーブ６の両端面に設け、
両スラスト板３，３の対向面を平滑にしてもよい。ラジ
アル円筒部４の外周面とラジアルスリーブ６の内周面と
のクリアランスは微小隙間（数ミクロン〜十数ミクロ
ン）とし、両面は平滑に構成されている。
【００２９】また、ラジアル円筒部４の両端の外周に図
３に示すように面取り部分４ａを設け、ラジアルスリー
ブ６の両端の内周面にも面取り部分６ａを設け、この面
取り部分４ａと面取り部分６ａとスラスト板３の対向面
で囲まれる空隙１３を設けている。また、ラジアル円筒
部４の外周面に液溜まり用の小孔８を形成している。ス
ラスト軸受における動圧発生流体は空気等の気体であ
り、ラジアル軸受の動圧発生流体は潤滑液体である。
【００３０】上記構成の軸受装置において、ハブ７に回
転力を加えて回転すると、ラジアルスリーブ６の内周面
とラジアル円筒部４の外周面の間には潤滑液体により流
体動圧が発生し、ラジアルスリーブ６の両端面とスラス
ト板３，３の対向面の間には空気等の気体による流体動
圧が発生し、ラジアルスリーブ６はこれらラジアル円筒
部４及びスラスト板３，３により支持されて回転する。
【００３１】また、上記のようにラジアル円筒部４とラ
ジアルスリーブ６で構成されるラジアル軸受を潤滑液動
圧軸受とすることにより、ラジアル軸受の負荷容量が気
体動圧軸受に比べて格段に向上する。また、始動・停止
における潤滑状態が向上してラジアル円筒部４とラジア
ルスリーブ６の摩耗が抑制できる。
【００３２】また、ラジアル円筒部４の外周面とラジア
ルスリーブ６の内周面のクリアランス、即ちラジアル軸
受のクリアランスが数ミクロン〜十数ミクロンの微小な
隙間であるから、潤滑液がその界面張力により、ラジア
ル円筒部４の外周面とラジアルスリーブ６の内周面の摺
動面、即ちラジアル動圧軸受面以外の部分に進入しにく
く、更に、ラジアル円筒部４の面取り部分とラジアルス
リーブ６の面取り部分とスラスト板３とで囲まれた空隙
１３は、このクリアランスより大きいから、この空隙１
３の部分で潤滑液の界面張力が弱くなる。即ち、空隙１
３でラジアル間隙の界面張力が分断され、潤滑液体はそ
の先のスラスト間隙に進入しない。
【００３３】上記ラジアル円筒部４の面取り部分４ａと
ラジアルスリーブ６の面取り部分６ａとスラスト板３の
対向面で囲まれる空隙１３の作用を更に詳細に説明する
と下記の通りである。即ち、この面取り部分がない場
合、ラジアル円筒部４の外周面とラジアルスリーブ６の
内周面の間の間隙１４に封入した潤滑液体Ｑは初期状態
では、図２（ａ）に示すように、間隙１４の部分にのみ
存在し、スラスト板３の対向面とラジアルスリーブ６の
端面の間隙１１には進入しない。しかしながら、間隙１
１は微小な隙間なので時間が経過するにつれて図２
（ｂ）に示すように毛細管現象により、隙間１５に進入
して行く。そのため、スラスト動圧軸受で動圧を発生す
る流体が潤滑液体Ｑとなるから、空気動圧軸受に比べて
軸受損失が大きく高速回転することが困難となる。
【００３４】これに対して、図３に示すように、ラジア
ル円筒部４の面取り部分４ａとラジアルスリーブ６の面
取り部分６ａとスラスト板３の対向面で囲まれる断面逆
三角形状の空隙１３を形成した場合、この空隙１３は間
隙１４より広いから、この部分の界面張力が弱まり、ラ
ジアル動圧軸受の間隙１４に封入した潤滑液体Ｑはこの
断面逆三角形状の空隙１３内に進入することはない。従
って、その先のスラスト板３の対向面とラジアルスリー
ブ６の端面の間隙１１には進入しない。また、ラジアル
軸受の間隙１４は微小な隙間であるので、潤滑液体Ｑは
その表面張力により、ラジアル円筒部４の外周面とラジ
アルスリーブ６の内周面に強く保持されているため間隙
１４から流出することがない。
【００３５】ラジアル円筒部４の外周面に小孔８を設け
たことにより、回転時に潤滑液体Ｑの温度が上昇しその
容積が増大しても、その余剰潤滑液体をこの小孔８で吸
収する。また、反対に停止時は温度が低下して潤滑液体
Ｑの容積が減少するが、この減少分は小孔８から補充さ
れる。このとき、ラジアル動圧軸受の間隙１４が微小で
あるから、小孔８と間隙１４の間に気泡が存在しない。
その結果小孔内の潤滑液体がこの気泡により間隙１４内
の潤滑液体と分断されることがないから、潤滑液体の表
面張力により小孔への潤滑液体の吸収及び補充が妨げら
れない。また、組立時に潤滑液体を塗布する場合、軸受
組立前にラジアル円筒部４の小孔に潤滑液体を充分に満
たし、ラジアルスリーブ６と嵌合させることにより、ラ
ジアル動圧軸受の間隙１４に適量の潤滑液体を均一に満
たすことができ、微量の潤滑液体量の管理が不要とな
り、潤滑液体の塗布が極めて容易となる。
【００３６】上記潤滑液体には低揮発性で４０℃におけ
る動粘度が１０ｃＳｔ未満のものを使用する。この潤滑
液体の動粘度が１０ｃＳｔ以上の場合、潤滑液体の粘度
による軸受損失が大きいため、高速回転が困難である。
また、動粘度が１０ｃＳｔ未満の潤滑液体には揮発成分
を含むものがあるが、本軸受装置では小孔８以外の外部
から潤滑液体を補充する機能をもたないので、揮発成分
を含む潤滑液体では軸受寿命が短い。そこで低揮発性で
４０℃における動粘度が１０ｃＳｔ未満のものを選択し
て用いる。また、低揮発性で４０℃における動粘度が１
０ｃＳｔ未満のものであれば油類だけでなく一般の熱媒
又は溶媒として用いられるものでも使用できる。本実施
例では、ハイドロカーボン系の油或るいはフルオロカー
ボン系の熱媒を潤滑液体として用いた。
【００３７】また、本軸受装置においては、ラジアル動
圧軸受に動圧発生溝があってもなくても良く、動圧発生
溝をラジアルスリーブ６の内周面に形成し、ラジアル円
筒部４の外周面を平滑としてもよい。また、反対に動圧
発生溝をラジアル円筒部の外周面に形成し、ラジアルス
リーブ６の内周面を平滑にしてもよい。また、軸受を構
成する部材、即ち、ラジアル円筒部４、スラスト板３，
３及びラジアルスリーブの材質に関する特別の制限がな
く、高精度で加工できる材質であればどんな材料でも利
用可能で、一般の金属材料、セラミック或るいは有機材
料等が考えられる。
【００３８】上記潤滑液体に導電性物質を添加すること
により、例えば図５に示すような構成のＨＤＤ駆動用の
スピンドルモータの軸受として本軸受装置を用いると、
基台１に直接又は間接に固定された磁気記録媒体で発生
した静電気は、基台１、主軸２、ラジアル円筒部４、間
隙１４に存在する潤滑液体、ラジアルスリーブ６、ハブ
７を通って取付基台１０の固定側に流れアースされる。
従って、回転体特に磁気記録媒体に静電気を蓄積させる
ことなく、磁気記録媒体に記録された情報の破損を防止
できる。
【００３９】潤滑液に導電性をもたせる方法としては、
潤滑液体に導電性物質を添加することにより行うが、導
電性物質としてはどんな材料でもよく、例えば１種以上
の界面活性材又はポリオキシエチレン添加物或るいは黒
鉛粉末から選ばれる。
【００４０】軸受装置を上記のように構成することによ
り、スラスト板３，３の対向面とラジアルスリーブ６の
両端面の間の間隙には常に潤滑液体が存在しないから、
ラジアルスリーブ６、即ち回転側が高速で回転しても遠
心力により潤滑液体が飛散することがないので、高速回
転が可能である。
【００４１】軸受装置を上記のように構成することによ
り、スラスト板３，３とラジアル円筒部４の直角度は、
スラスト板３，３の対向面の平坦度及びラジアル円筒部
４の両端面と該ラジアル円筒部の外周面との直角度を正
しく作っておけば、ラジアル円筒部４の両端面にスラス
ト板３，３の対向面を当接させ、取付け固定部材（ナッ
ト）５で押さえ込むことにより容易に実現できる。ま
た、スラスト板３，３の対向面とラジアルスリーブ６の
両端面の間隔は加工の容易なラジアル円筒部４の高さを
正しく作っておけば、該ラジアル円筒部４の高さによっ
て決まるので、所定の間隔にすることが容易である。ま
た、ラジアルスリーブ６がラジアル軸受部材とスラスト
軸受部材の両者を兼ねるから、軸受装置全体の部品点数
が減少し、構造が簡単になる。
【００４２】なお、上記構成の軸受装置では、基台１、
主軸２、ラジアル円筒部４及びスラスト板３，３を固定
側とし、ハブ７及びラジアルスリーブ６を回転側とした
が、固定側と回転側をこれとは反対にしてもよい。即ち
基台１、主軸２、ラジアル円筒部４及びスラスト板３，
３を回転側とし、ハブ７及びラジアルスリーブ６を固定
側としもよい。
【００４３】図５は本発明の軸受装置を用いたスピンド
ルモータの構成を示す断面図である。スピンドルモータ
の軸受装置は、基台１と該基台１の中央部に立設した主
軸２が貫通するラジアル円筒部４、該ラジアル円筒部４
の両端面に固定され主軸２が中心部を貫通するスラスト
板３，３と、ラジアル円筒部４の外周面及び両スラスト
板３，３の対向面で内周及び両端面を支持され且つハブ
７の内周に固定しているラジアルスリーブ６を具備し、
ラジアル円筒部４とラジアルスリーブ６とによりラジア
ル動圧軸受を構成し、ラジアルスリーブ６の両端部とス
ラスト板３，３でスラスト動圧軸受を構成している点は
図１の場合と同様である。但し、図５においては図１と
異なり、基台１と主軸とラジアル円筒部４が回転側とな
っている。
【００４４】また、ラジアル円筒部４の両端外周部とラ
ジアルスリーブ６の両端内周部にそれぞれ面取り部を形
成（図３参照）し、該面取り部と両スラスト板３，３の
対向面で空隙１３を形成し、ラジアル円筒部４の外周面
に小孔８を設けている。この小孔８の径φは０．８mmで
ある。ラジアル動圧軸受の動圧発生流体としては潤滑液
体を用い、スラスト動圧軸受の動圧発生流体としては空
気等気体を用いる点も図１の軸受装置と略同じである。
なお、図５において、１６はスラスト板３，３及びラジ
アル円筒体８を主軸２に固定するナットである。
【００４５】１２はバックヨークで基台１の外周に固定
又は基台１と一体的に形成されている。ハブ７の外周に
はステータコイル９（ステータコアも含む）が等間隔で
固定され、該ステータコイル９の対向面にはロータマグ
ネット１５が等間隔にバックヨークの内周面に固定され
ている。また、ハブ７の下端は取付台１０に固定されて
いる。
【００４６】図５の構成のスピンドルモータおいて、ス
テータコイル９に順次電流がながれると、内周面にロー
タマグネット１５が固定されたバックヨーク１２からな
るモータ回転体が回転する。即ち、主軸２に固定された
ラジアル円筒部４の外周面及び該ラジアル円筒部４の両
端に固定されたスラスト板３，３の対向面が、ラジアル
スリーブ６の内周面及び両端面を回転自在に支持し、基
台１及びバックヨーク１２からなるモータ回転体が回転
する。
【００４７】上記構成のスピンドルモータにおいて、ス
テータコイル９の磁気的中心とロータマグネット１５の
磁気的中心をスラスト方向に負荷加重とは反対方向に磁
気吸引力が作用するようにｄだけずらしておく。このよ
うにすることにより、スピンドルモータを立置きにして
運転する場合、回転体（バックヨーク１２、基台１、主
軸２及び磁気ディスク等からなる）の自重によるスラス
ト方向の荷重を低減でき、始動・停止におけるスラスト
軸受の損失トルクが低減され、始動・停止が容易にな
り、軸受の摩耗も抑制され、スラスト軸受の寿命が長く
なる。また、横置きにした場合、回転体は片側のスラス
ト軸受に押されるため、その片側のスラスト軸受の面を
基準に回転するため、回転時のスラスト方向の振動が抑
制され高度な回転精度が得られる。
【００４８】また、上記回転体の重心Ｇを軸受の範囲内
に位置させることにより、モータの姿勢に係らず安定し
て回転することができる。
【００４９】図６は本発明の軸受装置を用いた他のスピ
ンドルモータの構成を示す断面図である。スピンドルモ
ータの軸受装置は、基台１と該基台１の中央部に立設し
た主軸２が貫通するラジアル円筒部４、該ラジアル円筒
部４の両端面に固定され主軸２が中心部を貫通するスラ
スト板３，３と、ラジアル円筒部４の外周面及び両スラ
スト板３，３の対向面で内周及び両端面を支持され且つ
ハブ７の内周に固定しているラジアルスリーブ６を具備
し、ラジアル円筒部４とラジアルスリーブ６とによりラ
ジアル動圧軸受を構成し、ラジアルスリーブ６両端部と
スラスト板３，３でスラスト動圧軸受を構成している点
は図１及び図５の場合と同様である。但し、図６におい
ては図５と異なり、基台１と主軸２とラジアル円筒部４
が固定側（図１と同じ）となっている。
【００５０】また、ラジアル円筒部４の両端外周部とラ
ジアルスリーブ６の両端内周部にそれぞれ面取り部を形
成し、該面取り部と両スラスト板３，３の対向面で空隙
１３を構成し、ラジアル円筒部４の外周面に閉塞した径
φ０．５mmの小孔８を設け、ラジアル動圧軸受の動圧発
生流体としては潤滑液体を用い、スラスト動圧軸受の動
圧発生流体としては空気等気体を用いる点も図１及び図
５の軸受装置と略同じである。なお、図６において、１
７はスラスト板３，３及びラジアル円筒体８を主軸２に
固定するボルトである。
【００５１】基台１の外周にはステータコイル９（ステ
ータコアも含む）が等間隔で固定され、該ステータコイ
ル９の対向面にはロータマグネット１５が等間隔でハブ
７の内周面に固定されている。即ち、ハブ７はバックヨ
ークを構成している。
【００５２】図６の構成のスピンドルモータおいて、ス
テータコイル９に順次電流がながれると、内周面にロー
タマグネット１５が固定されたハブ７が回転する。即
ち、主軸２に固定されたラジアル円筒部４の外周面及び
該ラジアル円筒部４の両端に固定されたスラスト板３，
３の対向面で、ラジアルスリーブ６の内周面及び両端面
を回転自在に支持されてハブ７は回転する。
【００５３】なお、図６に示す構成のスピンドルモータ
においても、ステータコイル９の磁気的中心とロータマ
グネット１５の磁気的中心をスラスト方向に負荷加重と
は反対方向に磁気吸引力が作用するようにｄだけずらし
ている。また、回転体（ハブ７、ラジアルスリーブ６、
ロータマグネット１５及び磁気ディスク等）の重心Ｇを
軸受の範囲内に位置させる。これによる作用効果は図５
のスピンドルモータと同様である。
【００５４】上記図１及び図５の実施例では、ラジアル
円筒部４に形成する小孔８はいずれも該ラジアル円筒部
４を貫通孔としたが、小孔は貫通孔に限定されるもので
はなく、図６に示すようにラジアル円筒部４を貫通しな
い閉塞孔でも、またテーパ形状であってもよい。また小
孔８を形成する位置も図７（ａ）乃至（ｆ）に示すよう
に種々の形態が考えられる。即ち、図７（ａ）において
はラジアル円筒部４の左右に一対の貫通した小孔８を形
成している。また、図７（ｂ）においては左右に段違い
に、図７（ｃ）においては左右に一対で２段、図７
（ｄ）においては四方に、図７（ｅ）においては四方に
段違いに、図７（ｆ）においては三方にそれぞれ貫通し
た小孔８を形成している。なお、図７（ａ）乃至（ｆ）
はそれぞれラジアル円筒部４の平面及び断面を示してい
る。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
のような優れた軸受装置が得られる。 （１）ラジアル軸受を潤滑液動圧軸受とし、スラスト動
圧軸受を気体動圧軸受とすることにより、ラジアル軸受
の負荷容量が気体動圧軸受に比べて格段に向上し、さら
に始動・停止における潤滑状態が向上してラジアル軸受
の摩耗が抑制でき、且つスラスト動圧軸受に潤滑液体が
存在しないから、高速回転時に遠心力により潤滑液体が
飛散することがないので、耐久性及びクリーン度に優
れ、且つ高い回転性能が得られ、これらの性能が要求さ
れるスピンドルモータの軸受装置として好適である。
【００５６】（２）組立時のスラスト板とラジアル円筒
部の直角度及びスラスト板とラジアルスリーブ端面の間
隔は、加工の容易なラジアル円筒部の高さ及びスラスト
板及びラジアル円筒部の端部と外周面との直角度を正し
く作っておけば、両者を例えば取付けナットで押さえ込
むことにより容易に実現できる。
【００５７】（３）ラジアルスリーブがラジアル軸受部
材とスラスト軸受部材とを構成するから、軸受構造全体
の部品点数が減少し、且つ軸受装置の構造が簡単にな
る。
【００５８】（４）モータをアウターロータ型とし、且
つ軸受組立部を固定子コアの内側に位置させることによ
り、ラジアルスリーブを固定側にも回転側にもすること
ができ、その回転部の重心を軸受の所定の範囲に位置さ
せることにより、モータの姿勢に係らず安定して回転さ
せることができるから、モータ姿勢のいかんにかかわら
ず安定した回転性能が要求されるスピンドルモータの軸
受として好適な軸受装置となる。
【００５９】（５）潤滑液体に導電性液体を用いること
により、この導電性液体の導電機能で、例えばＨＤＤ等
の磁気記録媒体で発生した静電気をこの導電性液体の導
電機能により固定側（アース）に流すことができ、磁気
記録媒体とヘッド間の静電気の蓄積を防止することがで
き、ＨＤＤ等の駆動用スピンドルモータの軸受として好
適な軸受装置となる。
【００６０】（６）スラスト方向に負荷加重とは反対方
向に磁気吸引力を発生する手段を設けることにより、ス
ピンドルモータを立置きにして運転する場合、回転体の
自重によるスラスト方向の荷重を低減でき、始動・停止
におけるスラスト軸受の損失トルクが低減され、始動・
停止が容易になり、軸受の摩耗も抑制されスラスト軸受
の寿命が長くなる。また、横置きにした場合、回転体は
片側のスラスト軸受に押されるため、その片側のスラス
ト軸受の面を基準に回転するため、回転時のスラスト方
向の振動が抑制され高度な回転精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である軸受装置の構造を示す断
面図である。
【図２】ラジアル円筒部とスラストスリーブに面取り部
がない場合の動作を説明するための図である。
【図３】ラジアル円筒部とスラストスリーブに面取り部
が有りスラスト板との間で空隙を形成する場合の動作を
説明するための図である。
【図４】スラスト板に形成された流体動圧発生用のスパ
イラル溝を示す図である。
【図５】本発明の軸受装置を用いたスピンドルモータの
構成を示す断面図である。
【図６】本発明の軸受装置を用いた他のスピンドルモー
タの構成を示す断面図である。
【図７】ラジアル円筒部に形成される小孔の各種形態を
示す図である。
【図８】従来の軸受装置を用いたスピンドルモータの構
成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基台 ２ 主軸 ３ スラスト板 ４ ラジアル円筒部 ５ 固定部材 ６ ラジアルスリーブ ７ ハブ ８ 小孔 ９ ステータコイル １０ 取付台 １１ スラスト軸受の間隙 １２ バックヨーク １３ 空隙 １４ ラジアル軸受の間隙 １５ ロータマグネット １６ ナット １７ ボルト

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基台と、該基台の中央部に立設した主軸
    が中央部を貫挿しているラジアル円筒部と、該ラジアル
    円筒部の両端面に固定され且つ前記主軸が中心部を貫挿
    しているスラスト板と、前記ラジアル円筒部の外周面及
    び前記両スラスト板の対向面で内周及び両端面を回転自
    在に支持され且つハブに固定しているラジアルスリーブ
    を具備し、前記ラジアル円筒部とラジアルスリーブとに
    よりラジアル動圧軸受を構成し、前記ラジアルスリーブ
    の両端部又は前記両スラスト板の対向面のいずれか一方
    に動圧発生用のスパイラル溝を設け且つラジアルスリー
    ブの両端部とスラスト板で動圧軸受を構成した軸受装置
    において、 前記スラスト動圧軸受の動圧発生流体を気体とし、 前記ラジアル動圧軸受のクリアランスを微小隙間とし、 前記ラジアル円筒部の両端の外周に面取り部分を設ける
    と共に前記ラジアルスリーブの両端の内周面に面取り部
    分を設け、該ラジアル円筒部の面取り部分とラジアルス
    リーブの面取り部分とスラスト板で囲まれる空隙を設
    け、 前記ラジアル動圧軸受における動圧発生流体を潤滑液体
    とし、該ラジアル円筒部の外周面に液溜まり用の小孔を
    形成し、 前記潤滑液体が前記空隙により前記ラジアル動圧軸受の
    軸受間隙に封入され、前記潤滑液体の回転・停止時にお
    ける容積変化を前記小孔で吸収する構成にしたことを特
    徴とする軸受装置。
  2. 【請求項２】 前記ラジアル円筒部の外周面に形成され
    る小孔が該ラジアル円筒部を貫通する貫通孔であること
    を特徴とする請求項１記載の軸受装置。
  3. 【請求項３】 前記ラジアル円筒部の外周面に形成され
    る小孔が該ラジアル円筒部を貫通しない閉塞孔であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
  4. 【請求項４】 前記ラジアル円筒部の外周面に形成され
    る小孔が周方向及び／又は軸方向に等配で二つ以上設け
    たことを特徴とする請求項２又は３記載の軸受装置。
  5. 【請求項５】 前記ラジアル動圧軸受に封入する潤滑液
    体が低揮発性で、且つ温度４０℃における動粘度が１０
    ｃＳｔ未満であることを特徴とする請求項１記載の軸受
    装置。
  6. 【請求項６】 前記潤滑液体が導電性物質を含むことを
    特徴とする請求項５記載の軸受装置。
  7. 【請求項７】 前記ラジアルスリーブは回転側であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
  8. 【請求項８】 前記ラジアルスリーブは固定側であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
  9. 【請求項９】 前記両スラスト板の一方におけるスラス
    ト方向に負荷加重とは反対方向に磁気吸引力を発生する
    手段を設けたことを特徴とする前記請求項８記載の軸受
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記ラジアル軸受は当該軸受装置によ
    り回転自在に支持される回転体の重心点を含む所定の範
    囲を支持するように配置したことを特徴とする前記請求
    項１乃至９のいずれか一つに記載の軸受装置。
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