WO1994016233A1

WO1994016233A1 - Structure de paliers combines

Info

Publication number: WO1994016233A1
Application number: PCT/JP1994/000002
Authority: WO
Inventors: Osamu Komura; Tetsuya Katayama; Akira Yamakawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1994-01-04
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 1995-07-08
Also published as: DE69429216D1; JPH06200936A; EP0633406A4; US5675201A; EP0633406A1; JP3306940B2; DE69429216T2; EP0633406B1

Description

明細書

複合軸受構造

技術分野

この発明は、一般的には軸受構造に関し、より特定的には所定の負荷を有し、高速度で回転する回転体を支持する複合軸受構造に関するものである。

背景技術

近年、ハードディスクドライバ（以下、「 H D D」と呼ぶ）の高記憶容量化およびアクセス時間の短縮に伴い、 H D Dの駆動用スピンドルモータには、それに対応した高い回転速度、高い回転精度が要求されるようになってきている。従来、この回転装置における摺動部には、たとえば軸受部にはボールベアリングが用いられてきた。しかしながら、焼付、摩耗等の問題により、従来のボールベアリングを使用する限りにおいては、 l O O O O r . p . m . 程度が耐え得る上限の回転速度であった。

このような高い回転速度と高い回転精度が要求される精密モータをさらに高速度で回転させるために、 S i C、 S ϊ 3 N 4 等のセラミックスからなる空気軸受（動圧気体軸受）を回転摺動部に用いることが提案されている。この空気軸受を用いる回転装置においては、回転体が回転されると、少なくともラジアル軸受体またはスラスト軸受体と回転体との間のクリアランスへ溝を介して空気が強制的に導入される。これにより、そのクリアランス内の空気圧が高められ、各部材間に設けられた空気軸受を介して回転体が高速度で回転される。このようにして、高速回転を実現するために、空気軸受を用いて高速回転中の回転精度が維持され、回転体に加わるスラスト方向の負荷荷重が空気軸受によって支持される。また、上記のラジアル軸受体と回転体はそれぞれセラミックス材料によって形成されているため、回転体の起動停止時における低速域での各部材間の摺動に耐え得る。

しかしながら、従来の S i ₃ N 4 等のセラミックスによつて形成されたラジアル軸受体を 5 0 0 0 r . p . m . を越える高速回転で用いると、軸受部材同士の接触による衝撃を伴った叩き摩耗現象が発生する。すなわち、高速回転時において突発的なラジアル方向の衝撃力が回転体に加わると、高速域で各部材間の摺動が引き起こされる。従来のセラミックス焼結体はその高速摺動に耐えることが困難であった。したがって、上述のようにラジアル軸受体またはスラスト軸受体をセラミックス焼結体からなる空気軸受体で構成したとしても、高速回転時の回転精度が維持され、回転体に加わるスラスト方向の負荷荷重が支持されるが、高速回転時に回転体に突発的に加わるラジアル方向の衝撃力を支持することは困難であった。

また、上記の空気軸受体をセラミックス材料から形成する場合、セラミックス部材に高い加工 · 組立精度を要求し、製造コストの上昇を招くという問題がある。さらに、空気軸受は埃の浸入を嫌うため、清浄な環境下で使用される必要がある。このことから、空気軸受は密閉容器に収納された形態で用いられるなど、空気軸受に伴う構造が複雑になり、収納空間が大きくなる等の欠点がある。このような問題点を解消するために、セラミックスによって形成されたブッシュタイプの滑り軸受体を高速回転用の軸受体として用いることが考えられる。

第 1 1 図は、従来のセラミックスによって形成されたブッシュタイプの滑り軸受体の概略構造を示す縦断面図である。このブッシュタイプの滑り軸受体は、 2つのスラスト滑り軸受体 8 1 , 8 2 と、一対のラジアル滑り軸受体および回転体 8 3， 8 4 とから構成される。このように構成されるブッシュタイプの滑り軸受体は、起動停止時における低速域での各部材間の摺動には耐え得る。しかしながら、上述のセラミックス製の空気軸受体と同様に、 5 0 0 0 r . P . m . を越える高速回転に伴う摺動においては、軸受部材同士の接触による衝撃を伴った叩き摩耗現象が発生する。そのため、従来のブッシュタイプの滑り軸受体はその摺動に耐えることが困難であり、摺動面が荒れることにより、摩擦抵抗が増加するという欠点があった。特に、スラスト方向の荷重に対しては、この傾向が顕著である。同一の負荷荷重で比較すると、スラスト方向の摩擦抵抗はラジアル方向の摩擦抵抗に比べて 5〜 1 0倍大きい。したがって、高速回転用の軸受体としてセラミックス製のブッシュタイプの滑り軸受体を用いたとしても、回転中の突発的なラジアル方向の衝撃力を支持することが困難であるだけでなく、回転体に加わるスラスト方向の負荷荷重をも支持することが困難であるという問題点があつた。

本願発明者らはこのような問題点を解決するために特願平 3 - 2 9 8 8 4 1 号に記載の複合軸受構造を発明した。しかしながら、本願発明者らによれば、上記の複合軸受構造において外部からの衝撃や振動等に対してスラスト方向の回転精度を維持することが困難であることが判明した。たとえば、高速回転中に軸受部材を含む構造体に外部から衝撃が加わると、軸線方向にロー夕が振動し、その収斂時間が長くなるという問題が発生した。

そこで、この発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、高速回転に耐えることができるとともに、高い回転精度を維持することが可能な軸受体の構造を提供することを目的とする。

発明の開示

この発明に従った複合軸受構造は、所定の負荷を有し、高速度で回転する回転体を支持するものであって、第 1 の軸受手段と、第 2の軸受手段と、第 3の軸受手段とを備える。第 1 の軸受手段は、回転中に回転体に加わるラジアル方向の衝撃力を支持するセラミックス焼結体を含む。第 2 の軸受手段は、回転体に加わる軸線方向の負荷荷重を回転体と所定の間隙を保った状態で支持する。第 3の軸受手段は、回転体のラジアル方向の回転精度を維持する。さらに、第 4 の軸受手段は、回転体のスラスド方向の回転精度を維持する。

この発明においては、高速度で回転する回転体に突発的なラジアル方向の衝撃力が加わったとしても、第 1 の軸受手段を構成するセラミックス焼結体がその衝撃力を支持し、高速域での摺動に耐え得る。また、回転体に加わる軸線 (スラスト）方向の負荷荷重は、回転体との間でクリアランスを保った状態で第 2の軸受手段によって支持される。そのため、回転体が高速度で回転しても、スラスト方向の荷重に対して生ずる摩擦抵抗が増加する割合が低減され得る。さらに、高速度で回転する回転体のラジアル方向の回転精度は第 3の軸受手段によって維持される。第 4の軸受手段は、外部から加えられる衝撃や振動等によって引き起こされる回転体のスラスト方向の移動を防止する。このため、精密機械に要求される回転精度が長時間運転後においても維持され得る。

以上のように、この発明によれば、第 1 、第 2、第 3および第 4 の軸受手段が備えられているので、高速回転中において突発的な衝撃力によって摩耗現象が発生せず、また回転体に加わるスラスト方向の荷重による摩擦抵抗の増加が抑制され、さらに長時間の回転においても回転精度が維持され得る。したがって、この発明によれば、高速度で回転する回転体を高い回転精度で支持するのに適した複合軸受体の構造が提供され得る。

この発明の好ましい第 1 の局面によれば、第 1 の軸受手段を構成するセラミックス焼結体は窒化ゲイ素系セラミックス焼結体を含む。また、この窒化ゲイ素系セラミックス焼結体は、長さ 3 0 m当たりの線密度が 3 5個以上である結晶粒子を含み、その粒界相の体積率が 1 5体積％以下である。さらに、その窒化ゲイ素系の焼結体は、最大径が 2 O ^ m以下の気孔を含み、その気孔の含有率が 3 %以下である。このような窒化ケィ素系焼結体は、少なくとも J I S 3点曲げ強度として 8 0 k g /mm ² 以上、好ましくは 1 0 0 k g /mm ² 以上、破壊靭性値として 5 M P a · m ¹ / ² 以上の機械的特性を有している。

また、より好ましくは、長さ 3 0 /z m当たりの結晶粒子の線密度を 5 0個以上に高めた焼結体においては、 J I S 3点曲げ強度が 1 4 0 k g/mm ² 以上に向上し、軸受部材としての耐摩耗性、耐衝撃強度が、線密度 4 0個レベルの焼結体の 2倍以上に向上する。

この発明の好ましい第 1 の局面においては、第 1 の軸受手段を構成する窒化ゲイ素系の焼結体は、一定値以上の線密度を有する結晶粒子を含み、粒界相の体積率が一定値以下に抑えられており、また気孔率が一定値以下に抑えられている。そのため、微細な結晶粒を備えた窒化ゲイ素系の焼結体から軸受部材が構成される。その結果、結晶粒子の脱落等によって、軸受部材を構成する窒化ケィ素系焼結体の表面が欠損することなく、耐チッビング性にも優れる。このように上記の窒化ゲイ素系焼結体からなる軸受部材は、叩き摩耗現象を伴った高速摺動に対しても優れた耐摩耗性を備えている。したがって、高速回転中において回転体に加わる突発的なラジアル方向の衝撃力が上記の窒化ゲイ素系焼結体によって支持され、そのとき引き起こされる高速摺動に対しても上記の窒化ゲイ素系焼結体は優れた耐摩耗性を示す。

この発明の好ましい第 2の局面においては、第 2の軸受手段は、回転体の回転によって発生する気体圧により負荷荷重を支持する動圧気体軸受手段を含む。また、第 2 の軸受手段は、磁気の吸引力または反発力を利用して負荷荷重を支持する磁気軸受手段を含む。これらの動圧気体軸受手段と磁気軸受手段は、それぞれ、回転体とともに回転する回転部材と、回転部材に軸線方向に間隙を保って対向する固定部材とを含む。動圧気体軸受手段においては、回転部材と固定部材はセラミックス焼結体を含み、回転部材および固定部材のいずれか一方には、気体圧が発生するように間隙に気体を導入する溝が形成されている。磁気軸受手段においては、回転部材と固定部材は間隙に磁気の吸引力または反発力を発生させる磁石を含む。

この発明の第 2の局面においては、軸受体の摩擦抵抗の増大に最も大きく寄与するスラスト方向の荷重が、動圧気体軸受手段によって、溝から間隙に導入された気体の圧力を用いて支持または軽減され得る。あるいは、そのスラスト方向の荷重が、磁気軸受手段によって、磁石の反発力または引力を用いて支持または軽減され得る。これにより、回転速度の増加に対して駆動トルクの上昇が極めて小さく抑えられ得る。特に第 2の軸受手段を磁気軸受手段によつて構成すると、動圧気体軸受手段に比べて、回転速度の増加に対する駆動トルクの上昇がより小さく抑えられる。

この発明の好ましい第 3の局面によれば、第 3の軸受手段は、回転体と所定の間隙を保った状態で回転精度を維持するセラミックス焼結体を含む。この場合、その間隙をできるだけ狭めることにより、回転精度を向上させることが原理的に可能となる。

また、この発明のより好ましい第 3の局面によれば、第 3の軸受手段は、回転体の回転によって発生する気体圧により回転精度を維持する動圧気体軸受手段を含む。その動圧気体軸受手段は、回転体とともに回転する回転部材と、その回転部材にラジアル方向に間隙を保って対向する固定部材とを含む。回転部材と固定部材はセラミックス焼結体を含み、回転部材および固定部材のいずれか一方には、気体圧が発生するように間隙に気体を導入する溝が形成されている。このように第 3の軸受手段として動圧気体軸受手段を用いる場合には、回転部材と固定部材との間の間隙

(クリアランス）を比較的大きくしても、長時間の高速回転において回転精度が高い精度で維持され得る。さらに、この発明のより好ましい第 3の局面においては、第 3の軸受手段は、回転体と所定の間隙を保った状態で磁気の吸引力または反発力を利用して回転精度を維持する磁気軸受手段を含む。その磁気軸受手段は、回転体とともに回転する回転部材と、その回転部材にラジアル方向に間隙を保って対向する固定部材とを含む。回転部材と固定部材は間隙に磁気の吸引力または反発力を発生させる磁石を含む。回転部材と固定部材はセラミックス焼結体からなり、磁石はセラミックス焼結体の内部に埋込まれている。このように第 3の軸受手段として磁気軸受手段を用いた場合においても、回転部材と固定部材との間のクリアランスを比較的大きくした状態で高速回転を長時間続けたとしても、回転精度が高い精度で維持され得る。

この発明のより好ましい第 4 の局面においては、第 4の軸受手段は、回転体とともに回転する回転部材とその回転部材に軸線方向に対向する固定部材とによって半密閉状態で閉じ込められた気体溜まり部を含む。軸受内部のラジアル方向のクリアランスを通じて空気の出入りが円滑に行なわれない場合、外部からの衝撃や振動によって気体溜まり部内の圧力が変動する。この場合、たとえ外部からの衝撃や振動によって回転体がスラスト方向に移動しょうとしても、気体溜まり部内の圧力変動が回転体のスラスト方向の移動を抑制する方向に働く。これにより、回転体のスラスト方向の移動が抑制される。その結果、従来に比べて、回転体のスラスト方向の移動量、回転体のスラスト方向への振動幅、その収斂時間が小さくなり、スラスト方向の回転精度が向上する。

ここで、半密閉状態について説明する。気体溜まり部内の空気は、軸受内のクリアランスを通じて供給または排出されることができる。しかしながら、軸受内のラジアル方向のクリアランスが小さくなるにつれて、円滑な空気の供給や排出ができなくなる。そのため、外部から加えられる衝撃や振動に応じて回転体がスラスト方向に移動しょうとしても、空気の供給や排出が追随せず、気体溜まり部内の圧力が変化する。このような状態の気体溜まり部を半密閉状態で閉じ込められた気体溜まり部と称する。上記の現象は軸受内のラジアル方向のクリアランスが 5 0 m程度から顕著に現れ始める。 H D D等の回転装置に用いられる軸受は 2 0 z m以下のクリアランスを有する。したがって、上記の現象に基づいた効果は、 H D D等の駆動用モータの軸受に十分実用され得る。

また、気体溜まり部を閉じ込めるための回転部材は、第 1 と第 2 の回転部分を含む。第 1 の回転部分は、固定部材にラジアル方向に間隙を保って対向する。第 2の回転部分は、固定部材に軸線方向に気体溜まり部を介在させて対向し、第 1 の回転部分に固着されている。第 2 または第 3の軸受手段が動圧気体軸受手段によって構成される場合には、第 2 の回転部分は孔を有する。動圧気体軸受手段によって所定の間隙に導入された気体は、第 2の回転部分に開けられた孔を通じて排出される。この場合、気体溜まり部内の圧力と、第 2の回転部分の孔から排出される空気によって発生する推進力とが釣り合う位置で回転体が保持される。このとき、第 2の回転部分の孔の直径は、気体溜まり部内の圧力変動が起こる程度に小さくする必要がある。そうすることにより、回転体に外部から衝撃や振動等が加えられ、回転体がスラスト方向に移動しょうとしても、軸受内での空気の出入りが円滑に行なわれない。そのため、気体溜まり部内の圧力が変動し、その内圧を元に戻そうとする方向に力が働く。その結果、回転体がスラスト方向に元の位置に押し戻される。

以上説明したように、この発明によれば、高速度で回転する回転体を支持するのに適し、耐衝撃性、耐振性に優れた種々の複合軸受体の構造が提供され得る。

図面の簡単な説明

第 1 図は、この発明の複合軸受体の構造例 Aを概略的に示す概念図である。

第 2 A図と第 2 B図は、この発明の複合軸受体の構造例 ― Bの 2つのタイプを概略的に示す概念図である。

第 3図は、この発明の複合軸受体の構造例 Cを概略的に示す概念図である。

第 4図は、この発明の複合軸受体の構造例 Dを概略的に示す概念図である。第 5 A図と第 5 B図は、この発明の複合軸受体の構造例 Eの 2つのタイプを概略的に示す概念図である。

第 6図は、この発明の複合軸受体の構造例 Fを概略的に示す概念図である。

第 7 A図と第 7 B図は、この発明の複合軸受構造においてラジアル方向の耐衝撃部材を構成する焼結体の摩耗率と P · νの値との関係を従来例、比較例とともに示すグラフである。

第 8図は、この発明の複合軸受体の構造例 C, Fの軸受性能を評価するために用いられるスピンドルモ一夕の構成を示す概略図である。

第 9 Α図は、この発明の複合軸受体の構造例 Fの軸受性能を評価するために用いられる軸受として本実施例（A) を示す概略図、第 9 B図と第 9 C図は、比較例（ B ) ( C ) の構成を示す概略図である。

第 1 O A図は、この発明の複合軸受体の構造例 Cの軸受性能を評価するために用いられる軸受として本実施例（ A) を示す概略図、第 1 0 B図と第 1 0 C図は、比較例 ( B ) ( C ) の構成を示す概略図である。

第 1 1 図は、従来のブッシュタイプの滑り軸受体の構成を概略的に示す縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態

この発明に従った複合軸受体の種々の構造例は第 1 表に示される。第 1 表には、ラジアル軸受手段（第 1 と第 3 ) とスラスト軸受手段（第 2 ) の組合せとして A〜Fの構造例が示されている。各構造例は A〜Fに対応して第 1 図〜第 6図にその概略的な構造が示されている。以下、第 1 表と各図（第 1 図〜第 6図）を参照して、複合軸受体の構造の実施例について順に説明する。

第 1 表

構造例 A

第 1 図は、この発明の一実施例による複合軸受構造を概略的に示す概念図である。第 1 図に示すように、複合軸受構造は、内輪 1 と外輪 2 と下部スラスト板 3 と蓋 4 とを備える。蓋 4 は外輪 2 に接着されている。各部材 1 〜 3 は窒化ゲイ素系のセラミックス焼結体からなる。内輪 1 は所定の軸の外周面を包囲することができるように円筒形状を有する。内輪 1 の円筒面には複数の V字状のラジアル動圧発生溝 5が形成されている。下部スラスト板 3 は内輪 1 の端面に接触するように設けられる。円筒形状の外輪 2 は、内輪 1 の円筒面と、下部スラスト板 3の内側面に対して所定のクリアランスを有するように設けられる。外輪 2 と下部スラスト板 3 とが互いに対向する面には複数の渦巻き状のスラスト動圧発生溝 6が形成されている。なお、スラスト動圧発生溝 6 は外輪 2 と下部スラスト板 3 の両方に形成されているが、いずれか一方に形成されていてもよい。また、蓋 4 には微小な空気抜き孔 1 0 1 が設けられている。この空気抜き孔 1 0 1 は、回転時に動圧発生溝に沿って導入された空気を逃がすためのものである。内輪 1 と外輪 2 と蓋 4 とによって囲まれた部分が、半密閉状態で閉じ込められた空気溜まり部 1 0 0 となる。

上記のように構成された複合軸受体において、外輪 2 と蓋 4が回転体とともに回転するものとし、内輪 1 と下部スラスト板 3 とが所定の軸に固定されているものとする。このとき、回転体とともに外輪 2が回転すると、ラジアル動圧発生溝 5 とスラスト動圧発生溝 6 に沿って空気が外輪 2 と内輪 1 との間、外輪 2 と下部スラスト板 3 との間に導入され、それぞれの間のクリアランスが一定に保たれる。これにより、空気軸受が構成される。回転体とともに回転する外輪 2は各クリアランス内に発生する空気圧により、内輪 1 と下部スラスト板 3 とに接触することなく、高速度で回転され得る。

構造例 Aによれば、ラジアル軸受体とスラスト軸受体の両者がセラミックス空気軸受体から構成されている。そのため、ラジアル方向の回転精度はラジアル空気軸受体によつて維持され、スラスト方向の荷重はスラスト空気軸受体によって支持される。また、それぞれの空気軸受体を構成するセラミックス焼結体が後述の窒化ゲイ素系焼結体によつて形成されることにより、高速回転中の突発的なラジアル方向の衝撃力がその窒化ケィ素系焼結体によって支持される。

また、高速回転中に外部から衝撃や振動等が加えられると、外輪 2 と蓋 4 とが上下に、すなわちスラスト方向に移動しょうとする。この外輪 2 と蓋 4 との上下方向の移動に伴い、空気溜まり部 1 0 0 内の気圧が変動する。これにより、外部の大気と空気溜まり部 1 0 0内との圧力差によつて、外輪 2 と蓋 4 の移動方向と逆の方向へ力が働く。その結果、高速回転中に外部から加えられた振動や衝撃等によつて引き起こされる外輪 2 と蓋 4 のスラスト方向の移動が微小な変動となる。すなわち、空気溜まり部 1 0 0内の気圧変動が、外輪 2 と蓋 4 のスラスト方向の移動を吸収する。この場合、空気抜き孔 1 0 1 は、動圧発生溝にそって導入された空気を逃がすために最小限必要な大きさを有する。空気抜き孔 1 0 1 の大きさは、外輪 2 と蓋 4 の上下動に空気の出入りが追随できない程度に小さく抑えることが必要である。

構造例 B

第 2 A図および第 2 B図は、この発明の一実施例による複合軸受構造を概略的に示す概念図である。第 2 A図に示すように、複合軸受体は内輪 1 と外輪 2 と下部スラスト板

3 と蓋 4 とを備える。各部材 1 〜 3 は主に窒化ゲイ素系のセラミックス焼結体からなる。下部スラスト板 3 は内輪 1 の端面に接触するように設けられている。外輪 2は、内輪 1 の円筒面と下部スラスト板 3の内側面とに対して所定のクリアランスを保つように設けられている。この構造例の場合、内輪 1 と外輪 2 とが互いに対向する円筒面には、それぞれ永久磁石？〜 1 0が設けられている。また、外輪 2 と下部スラスト板 3 とが対向する面には、スラスト動圧発生溝 6が複数の渦巻き状の形で形成されている。内輪 1 と外輪 2 との間のクリアランスは、それぞれの部材を構成するセラミックス焼結体の間の第 1 のクリアランスと、永久磁石 7 ( 9 ) と 8 ( 1 0 ) の間の第 2のクリアランスとから構成される。第 2 のクリアランスは第 1 のクリアランスよりも大きい。

蓋 4 は外輪 2 に接着されている。内輪 1 と外輪 2 と蓋 4 とによって囲まれた空間が、スラスト方向の衝撃や振動等を緩衝する空気溜まり部 1 0 0 となる。また、蓋 4 には空気抜き孔 1 0 1 が設けられている。空気抜き孔 1 0 1 は、スラスト動圧発生溝に沿って導入された空気を逃がすのに最小限必要な大きさを有する。空気抜き孔 1 0 1 の大きさは、外輪 2 と蓋 4 の上下動に空気の出入りが追随できない程度に小さく抑えられている。

上記のように構成された複合軸受体において、回転体とともに外輪 2が回転すると、スラスト動圧発生溝 6 に沿つて空気が外輪 2 と下部スラスト板 3 との間に導入され、その間のクリアランスが一定に保たれて、スラスト空気軸受体が構成される。また、ラジアル方向においては、永久磁石 7 ( 9 ) と 8 ( 1 0 ) との間で生じる反発力によって一定のクリアランスが保たれることにより、高速回転中における回転精度が維持される。このとき、回転体にラジアル方向の突発的な衝撃力が加わったとしても、内輪 1 と外輪 2 とは永久磁石間で接触することはなく、高強度の窒化ケィ素系焼結体の間で接触する。そのため、高速回転に伴う摺動において内輪 1 と外輪 2 との接触による衝撃を伴った叩き摩耗現象が発生することはない。

以上のように、構造例 Bにおいてはラジアル方向の回転精度が維持され、スラスト方向の荷重が支持されるだけでなく、ラジアル方向とスラスト方向の突発的な衝撃力に対しても耐えることが可能な複合軸受構造が提供される。構造例 Bの別の夕ィプが第 2 B図に示される。第 2 A図 ) に示される構造と異なる点は、内輪 1 の内部に永久磁石 1 1 が埋込まれており、外輪 2の外周円筒面側に永久磁石 8 , 1 0が設けられていることである。この場合、永久磁石 8 ( 1 0 ) と 1 1 とは、それぞれ内輪 1 と外輪 2を構成するセラミックス焼結体を介して反発力を発生させる。このとき、内輪 1 と外輪 2 との間のクリアランスは、所定の回転精度を維持するために必要な磁石間の反発力を考慮して設定される。

構造例 C

第 3図は、この発明の一実施例による複合軸受構造を概略的に示す概念図である。第 3図に示すように、複合軸受体は内輪 1 と外輪 2 と下部スラスト板 3 と蓋 4 とを備える。蓋 4 は外輪 2 に接着されている。蓋 4 は空気抜き孔 1 0 1 を有する。空気抜き孔 1 0 1 は、スラスト動圧発生溝 6 によって導入される空気を逃がすのに最小限必要な大きさを有する。各部材 1〜 3 は窒化ゲイ素系のセラミックス焼結体からなる。内輪 1 は所定の軸の外周面を包囲することができるように円筒形状を有する。下部スラスト板 3 は内輪

1 の端面に接触するように設けられる。外輪 2 は、下部スラスト板 3 と内輪 1 のそれぞれに対して.所定のクリアランスを保つように設けられる。外輪 2 と下部スラスト板 3 とが対向する面には、渦巻き状のスラスト動圧発生溝 6が形成されている。内輪 1 と外輪 2 との間のクリアランスは、高速回転中において所定の回転精度を維持することができるように微小な値に設定される。

このようにして、スラスト方向の荷重は、上記のように構成される空気軸受体によって支持され、ラジアル方向の回転精度は内輪 1 と外輪 2 との間の微小なクリアランスによって維持される。また、高速回転中の突発的なラジアル方向の衝撃力は、内輪 1 と外輪 2を構成する高強度の窒化ゲイ素系セラミックス焼結体によって支持さ'れる。

さらに、高速回転中のスラスト方向の衝撃や振動は、内輪 1 と外輪 2 と蓋 4 とによって囲まれた空気溜まり部 1 0 0 によって吸収される。

構造例 D

第 4図は、この発明の一実施例による複合軸受体の構造を概略的に示す概念図である。第 4図に示すように、複合軸受体は内輪 1 と外輪 2 と下部スラスト板 1 3 と蓋 4 とを備える。内輪 1 と外輪 2 は窒化ゲイ素系のセラミックス焼結体から主に構成される。内輪 1 は所定の軸の外周面を包囲することができるように円筒形状を有する。内輪 1 の円筒面には複数の V字状のラジアル動圧発生溝 5が形成されている。下部スラスト板 1 3 は永久磁石からなる。下部スラスト板 1 3 に対向する外輪 2の面にはリング状の永久磁石 1 2が設けられている。

蓋 4 は外輪 2 に接着されている。蓋 4 は空気抜き孔 1 0 1 を有する。空気抜き孔 1 0 1 は、ラジアル動圧発生溝 5 によって導入される空気を逃がすのに最小限必要な大きさを有する。

このようにして構成される複合軸受体において、回転体とともに外輪 2が回転すると、ラジアル動圧発生溝 5 に沿つて空気が内輪 1 と外輪 2 との間に導入され、その間のクリアランスが一定に保たれる。これにより、空気軸受体が構成されるので、ラジアル方向の回転精度が維持される。また、外輪 2 の永久磁石 1 2 と下部スラスト板（永久磁石） 1 3 とが反発力を発生させるので、所定のクリアランスが外輪 2 と下部スラスト板 1 3 との間に保たれる。これにより、高速回転中におけるスラスト荷重が支持される。さらに、内輪 1 と外輪 2 は高強度の窒化ゲイ素系焼結体から構成されているので、高速回転中において突発的な衝撃力が加えられ、内輪 1 が外輪 2に接触しても、叩き摩耗現象が発生することはない。それに加えて、内輪 1 と外輪 2 と蓋 4 とによって囲まれた空気溜まり部 1 0 0の作用により、高速回転中のスラスト方向の衝撃や振動が吸収される。以上のように、構造例 Dによれば、高速回転中において回転精度が維持され、スラスト方向の荷重が支持されるとともに、高速回転中における衝撃力に対しても耐えることが可能な複合軸受体が提供される。

構造例 E

第 5 A図と第 5 B図は、この発明の一実施例による複合軸受体の構造を概略的に示す概念図である。第 5 A図に示すように、複合軸受体は内輪 1 と外輪 2 と下部スラスト板 3 と蓋 4 とを備える。蓋 4 は外輪 2 に接着されている。各部材 1 〜 3 は窒化ケィ素系のセラミックス焼結体から主に構成されている。構造例 B (第 2 A図）と異なる点は、スラスト方向の軸受体の構造である。外輪 2 と下部スラスト板 3 とが対向する面には永久磁石 1 5 と 1 6が設けられている。永久磁石 1 5 は、内輪 1 の永久磁石 1 4 にも対向するように設けられている。このようにして、スラスト方向の荷重も磁気軸受体によって支持されている。この構造例

Eによれば、ラジアル方向の回転精度が磁気軸受体によつて維持され、スラスト方向の荷重が磁気軸受体によって支持され、ラジアル方向の衝撃力が高強度のセラミックス焼結体によって支持される。スラスト方向の衝撃や振動は、内輪 1 と外輪 2 と蓋 4 とによって囲まれた空気溜まり部 1 0 0の気圧変動に起因する抑制力によって吸収される。

第 5 B図は構造例 Eの別のタイプを示す。構造例 B (第 2 B図）と異なる点は、スラスト方向の荷重が空気軸受体によって支持されず、磁気軸受体によって支持されることである。すなわち、下部スラスト板 3 の永久磁石 1 7 は、外輪 2の永久磁石 1 0 に対向するように設けられている。

構造例 F

第 6図は、この発明の一実施例による複合軸受体の構造を概略的に示す概念図である。第 6図に示すように、複合軸受体は内輪 1 と外輪 2 と下部スラスト板 1 3 と蓋 4 とを備える。蓋 4 は外輪 2 に接着されている。内輪 1 と外輪 2 は窒化ケィ素系のセラミックス焼結体から主に構成される。内輪 1 は所定の軸の外周面を包囲することができるように円筒形状を有する。下部スラスト板 1 3 は内輪 1 の端面に接触するように設けられる。下部スラスト板 1 3 は永久磁石からなる。下部スラスト板 1 3 と対向する外輪 2の面には永久磁石 1 2が設けられている。内輪 1 と外輪 2 との間のクリアランスは、高速回転中において所定の回転精度を維持することができるように微小な値に設定される。このようにして、スラスト方向の荷重が、永久磁石 1 2 と下部スラスト板（永久磁石） 1 3 とによって発生する反発力によって支持されるとともに、ラジアル方向の衝撃力は、内輪 1 と外輪 2を構成する高強度の窒化ゲイ素系焼結体によつて支持される。さらに、スラスト方向の衝撃や振動は、内輪 1 と外輪 2 と蓋 4 とによって囲まれた空気溜まり部 1 0 0 の作用によって吸収される。

以上の構造例 A〜Fについてまとめると、スラスト方向の荷重の支持構造に関しては、構造例 A〜Cの空気軸受体に比べて、構造例 D〜Fの磁気軸受体の方が構造の簡略化を図ることが可能である。また、スラスト方向の荷重を空気軸受体によって支持する場合には、揚力を確保するために一定面積が必要となる。さらに、空気軸受体によれば、一定回転数以上にならないと、揚力が発生しないのに対し、磁気軸受体によれば回転の開始から揚力を発生させることができる。

ラジアル方向の回転精度を向上させるための手段としては、ラジアル軸受体を空気軸受体とする（構造例 A , D ) 力、、磁気軸受体を併用する（構造例 B , E ) のが有効である。ブッシュタイプの滑り軸受体を採用しても、内輪と外輪のクリアランス（ギャップ）を微小な値に設定することにより、回転精度を向上させることは可能である（構造例

C， F ) o

ラジアル方向の耐衝撃性に関しては、すべての構造例が満足し得る。すべての構造例において、高速回転中に衝撃力が加えられ、内輪と外輪が接触しても焼付くことはない。特に高強度の窒化ケィ素系セラミックス焼結体を使用した場合には、欠け、チッビングが発生しないため、良好な軸受特性が維持され得る。

次に、この発明の一実施例の複合軸受構造においてラジアル方向の耐衝撃部材の材料として窒化ゲイ素系の焼結体の製造方法について説明する。

平均粒径が 0. 3 z m、粒度分布が 3 σ = 0. 2 0 // m、結晶化率が 9 6. 5 %、酸素量が 1 . 4重量％である S i 3 N₄ の原料粉末を準備した。この S i 3 ₄ の原料粉末を 9 2重量％、平均粒径が 0. の Y ₂ 0₃ 粉末を

4重量％、平均粒径が 0. 5 mの A l ₂ 0₃ 粉末を 3重量％、平均粒径が 1 . 0 mの' A 1 Ν粉末を 1 重量％の割合で、エタノール中で 1 0 0時間ボールミルを用いて湿式混合した。その後、乾燥して得られた混合粉末を 5 0 0 0 k g / c m ² の圧力で C I P (冷間静水圧）成形した。得られた成形体を 1 気圧の窒素ガス雰囲気下で温度 1 6 0 0 °Cにおいて 4時間保持した。さらに、温度 1 7 5 0 °Cにおいて 6時間、焼結処理を施すことにより焼結体を得た。その後、この焼結体に温度 1 7 0 0 °Cにおいて 1 0 0 0気圧の窒素ガス雰囲気中で 2時間の H I P (熱間静水圧）処理

¾：施し 7こ。

このようにして得られた窒化ケィ素系の焼結体において、平均長軸粒径は 5 以下であり、その結晶粒のァスぺクト比は 4以上、最大の長軸粒径は 1 5 m以下であった。この焼結体は J I S 3点曲げ強度 8 0 k g Z m m ² 以上、破壊靭性値 5 M P a · m ¹ z ² 以上の機械的特性を有していた。得られた焼結体からテストピースを切出し、ァ厶スラー式摩耗試験に従って耐摩耗性を評価した。

第 7 A図は、サンプルに加えられる荷重と回転速度の積 ( P · V ) と摩耗率との関係を示すグラフである。第 7 A 図において各曲線 a〜 gは以下のサンプルによって得られた測定結果を示す。

a ：本発明例

上記の製造方法によって得られた窒化ゲイ素系の焼結体で、長さ 3 0 mあたりの結晶粒子の線密度が 4 0個、粒界相の体積率が 8体積、気孔率が 0 . 0 5 %、気孔の最大径が 8 〃 mであるもの。

b ：比較例

上記の製造方法によって得られた窒化ゲイ素系の焼結体で、長さ 3 0 mあたりの結晶粒子の線密度が 3 0個、粒界相の体積率が 1 6体積％、気孔率が 3 . 2 %、気孔の最大径力 2 2 〃 mであるもの。

c , d， e ：従来例

窯業協会誌、 1 9 8 5年第 9 3巻第 7 3頁〜第 8 0頁 (特に F i g . 3 ) に示された窒化ゲイ素系の焼結体のサンプル。

f ：市販のアルミナ焼結体

g ：市販の炭化ゲイ素焼結体

なお、アムスラ一式摩耗試験は、 2個のリング状サンプル（ ø 1 6 m m X ø 3 0 m m x 8 mm) を互いの円周面力正確に接触している状態で試験機の回転軸に固定し、所定の荷重を加え、その回転軸を所定の回転数で駆動させることにより、約 1 0 0 0 0 0回転の摺動試験を行なった後、 2個の試料の重量の減少度合いを測定することにより行なわれた。

第 7 A図から明らかなように、この発明に従った焼結体は耐摩耗性に極めて優れている。第 7 A図における P - V ( k g ■ m/ s ) の値を摺動面の単位面積当たりに換算すると、第 7 B図に示されるようになる。

以上のようにして作製された焼結体が、たとえばハードディスクドライバー用のスピンドルモー夕の高速回転における摺動にさらされる場合について考えてみる。 1 枚のハ一ドディスクの大きさは、 Φ 5 0〜 2 0 0 mm程度の円板で厚み 2 mm程度である。また、ハードディスクは、複数枚重ねて回転させられる場合がある。そのようなハードデイスクの重量は約 2 0〜 1 0 0 0 g程度である。したがつて、上記のハードディスクを支持する軸受体の直径を 1 0 mmとし、ハードディスクの回転数を 2 0 0 0〜 5 0 0 0 O r . p . m. とすると、その周速は 1 0 0〜 2 6 0 0 c mZ s となる。このとき、軸受面積を 3. 1 4 c m ² とすると、 P ' V ( k g c m * s ) の値は l 〜 8 2 8 k g Z c m ' s となる。この範囲内の Ρ · νの値に対して、第 7 Β図を参照してみる。本発明の焼結体は 1 〜 6 0 0 k / c m · s の広範囲の P · Vの値に対して低い摩耗率を示し、上記のハードディスクの高速回転における摺動に対しては十分耐えることができる。

すなわち、上記の例では、高速回転中、常に焼結体が摺動している場合について考えている。その場合においても、本発明の焼結体は広範囲の P · Vの値に対して低い摩耗率を示すので、たとえ高速回転中において突発的な衝撃力が加わり、高速回転に伴う摺動が引き起こされても、本発明の焼結体はその摺動に十分耐え得る。

次に、上述の構造例 F , Cの各場合についてスピンドルモータを作製し、高速回転中に衝撃が加えられた場合のスラスト方向の回転精度の変化を評価した。

第 8図は、上記の評価に用いたスピンドルモータの構成を示す概略図である。

第 8図を参照して、スピンドルモー夕の軸受 2 0 1 の部分に構造例 Fの軸受を取付ける。ハブ 2 0 4 には軸受の回転する部分が取付けられ、取付基材 2 0 5 には軸受の固定部分が取付けられる。ハブ 2 0 4 に取付けられたロータマグネット 2 0 3力取付基材 2 0 5 に設けられたモー夕コィル 2 0 2 に対向するように設けられている。

構造例 Fの軸受性能を評価するために、第 9 A図、第 9

B図、第 9 C図に示される本実施例（A ) 、比較例（ B ) ( C ) の 3種類の軸受がスピンドルモータの軸受 2 0 1 の部分に取付けられて評価試験が行なわれた。評価試験は、ノヽブ 2 0 4 を 3 0 ， 0 0 0 r . p . m . で回転させながら、外部から 0 . 3 N · mの衝撃を加えることによって行なわれた。ハブ 2 0 4 の上面をレーザ変位計で計測することにより、ハブ 2 0 4 の上方への変位量が測定された。また、トルク変動に相当するモータ電流量の変動幅も測定された。比較例（ B ) においては、第 9 B図に示すように、軸受の上方にスラスト板 4 0が設けられ、外輪 2 とスラスト板

4 0 との間隙は 4 0 〃 mに設定された。比較例 C (第 9 C 図）の構造では、軸受の上方が開放された。なお、（A ) 〜（ C ) の 3つの軸受構造において、内輪 1 の外径は ø 1 O m m、ラジアル方向のクリアランスは 1 0 〃 mに設定された。

上記の評価結果は第 2表に示されている。

- 2 第 2表

本実施例（A) の軸受構造においては、外部からの衝撃が加えられても、ハブの上方への変位量は極めて小さく、トルク変動に相当するモー夕電流の変動幅もほとんど無視し得る程度に小さかった。一方、比較例（ B ) の軸受構造においては、ハブの上方への変位量はスラスト板によって抑えられるため、 4 0 tz mであった。しかし、外輪 2 とスラスト板 4 0 との接触により、回転トルクの変動が大きくなった。比較例（ C ) の軸受構造においては、ハブの上方への変位を抑える手段が設けられていないため、 1 5 0 〃 mと非常に大きな変位量が観測された。以上の結果から、空気溜まり部 1 0 0を設けることにより、外部からの衝撃等の外乱に対して高い回転精度がスラスト方向において維持され得ることが判明した。

また、本実施例（A) の軸受構造において、空気溜まり部 1 0 0 の高さ Lを 0. 5〜 5 mmと変化させて上記と同様の衝撃試験が行なわれた。その結果は第 3表に示される c 第 3表

第 3表の結果から明らかなように、空気溜まり部 1 0 0 の容積を小さくするほど、スラスト方向の変位を抑制する効果が大きくなることがわかる。これは、空気溜まり部 1 0 0 内の圧力変化の割合が空気溜まり部 1 0 0 の容積が小さレ、ほど大きいためと考えられる。

次に、第 8図に示されるスピンドルモー夕の軸受 2 0 1 の部分に構造例 Cの軸受か取付けられた。構造例 Cの軸受性能を評価するために、第 1 0 A図、第 1 0 B図、第 1 0 C図に示される本実施例（A ) 、比較例（ B ) ( C ) の 3 種類の軸受が取付けられた。ハブ 2 0 4 を 2 0， 0 0 0 r . P . m . で回転させながら、外部から 0 . 5 N ■ mの衝撃を加えた。このときに、ハブ 2 0 4 の上面の上下量をレーザ変位計で計測することにより、ハブ 2 0 4 の上方への変位量が測定された。同時にトルク変動に相当するモータ電流量の変動幅も測定された。

比較例（ B ) (第 1 0 B図）の軸受構造においては、軸受の上方にスラスト板 4 0が設けられ、 2 0， 0 0 O r . P . m . で回転中の外輪 2 とスラスト板 4 0 との間の間隙が 5 0 z mに設定された。比較例（ B ) の軸受構造においては、軸受の上方が開放された。なお、第 1 O A図、第 1 0 B図、第 1 0 C図の 3つの軸受構造において、内輪 1 の外径は 0 1 5 mm、ラジアル方向のクリアランスは 1 5 〃 mに設定された。本実施例（A) (第 1 O A図）の軸受構造において、蓋 4 には 0 0. 5 mmの空気抜き孔 1 0 1 が設けられた。

上記の評価結果は第 4表に示される。

第 4表

第 4表から明らかなように、本実施例（A) の軸受構造においては、外部から衝撃が加えられても、ハブの上方への変位量は極めて小さく、トルク変動に相当するモータ電流の変動幅もほとんど無視し得る程度に小さかった。一方. 比較例（ B ) の軸受構造においては、ハブの上方への変位量はスラスト板によって抑えられるため、 5 0 〃 mであつた。しかし、外輪 2 とスラスト板 4 0 との接触により、回転トルクに相当するモータ電流の変動が大きかった。比較例（ C ) の軸受構造においては、ハブの上方への変位を抑える手段が設けられていないため、 1 8 0 〃 mと非常に大きな変位量が観測された。

以上の結果から、空気溜まり部 1 0 0を設けることにより、外部からの衝撃等の外乱に対して高い回転精度がスラスト方向において維持され得ることが判明した。

また、本実施例（A) (第 1 O A図）の軸受構造において、空気溜まり部 1 0 0 の高さ Lを 0 . 3〜 3 mmと変化させて上記と同様の衝撃試験を行なった。その結果は第 5 表に示される。

第 5表

第 5表の結果から明らかなように、空気溜まり部 1 0 0 の容積を小さくするほど、ハブのスラスト方向の変位を抑制する効果が大きくなることがわかる。これは、空気溜まり部 1 0 0 内の圧力変化の割合が、空気溜まり部 i 0 0 の容積が小さいほど大きいためと考えられる。

さらに、本実施例（A) (第 1 O A図）の軸受構造において、蓋 4 に設けられる空気抜き孔 1 0 1 の直径 Dを 0 . 5 〜 5 mmと変化させて上記と同様の衝撃試験を行なったその結果は第 6表に示される。なお、この場合、 L = l m mと設定した

第 6表

第 6表に示されるように、比較例（ C ) のように軸受の上方を開放した場合と比べると、空気抜き孔の直径（ D) が 5 m mの場合でも、ハブの上方への変位量を抑制する効果は現れている。しかしながら、ハブの上方への変位量をより小さく抑制するためには、好ましくは空気抜き孔の直径を、スラスト動圧発生溝に沿って導入される空気を逃がすために必要な最小限の大きさに抑えるのがよレ、。

なお、本発明の複合軸受体の実施例として、ハードディスクドライバーや光磁気ディスクドライバ一に用いられるスピンドルモータの軸受体を示したが、これに限定されることはない。たとえば、 8 0 0 0 0〜 1 5 0 0 0 0 r . p . m. の高速度で回転する過給機用タービン軸受、 2 0 0 0 0〜 3 0 0 0 0 r . p . m. の高速度で回転するタービン- コンプレッサ用の軸受、ロケットエンジン用ターボポンプに用いられる高速回転用軸受、 C N C超精密旋盤，円筒加ェ用超精密旋盤，超精密平面研削盤等の工作機械に用いられる軸受等にも本発明の複合軸受体は適合され得る。産業上の利用可能性

以上のように、本発明の複合軸受構造は、高速度で回転する回転体を支持するのに適し、耐衝撃性、耐振性にすぐれているので、ハードディスクドライバーや光磁気デイスクドライノく一に用いられるスピンドルモ一夕の軸受体等に適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 所定の負荷を有し、高速度で回転する回転体を支持する複合軸受構造であって、

回転中に前記回転体に加えられるラジアル方向の衝撃力を支持するセラミックス焼結体を含む第 1 の軸受手段（ 1 ,

2 ) と、

前記回転体に加えられる軸線方向の負荷荷重を前記回転体と所定の間隙を保った状態で支持する第 2の軸受手段と、前記回転体のラジアル方向の回転精度を維持する第 3の軸受手段と、

前記回転体のスラスト方向の回転精度を維持する第 4 の軸受手段と、

を備えた、複合軸受構造。

2 . 前記セラミックス焼結体は、窒化ゲイ素系セラミックス焼結体を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

3 . 前記窒化ケィ素系セラミックス焼結体は、長さ 3 0 mあたりの線密度が 3 5個以上である結晶粒子を含み、その粒界相の体積率が 1 5体積％以下であり、最大径が 2 0 ζ m以下の気孔を含み、その気孔の含有率が 3 %以下である窒化ゲイ素系の焼結体を含む、請求項 2 に記載の複合軸受構造。

4 . 前記第 2の軸受手段は、前記回転体の回転によって発生する気体圧により前記負荷荷重を支持する動圧気体軸受手段（ 6 ) を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

5. 前記動圧気体軸受手段は、前記回転体とともに回転する回転部材（ 2 ) と、その回転部材に軸線方向に前記間隙を保って対向する固定部材（ 3 ) とを含む、請求項 4 に記載の複合軸受構造。

6 . 前記回転部材と前記固定部材はセラミックス焼結体を含み、前記回転部材および前記固定部材のいずれか一方には、前記気体圧が発生するように前記間隙に気体を導入する溝（ 6 ) が形成されている、請求項 5 に記載の複合軸受構造。

7. 前記第 2の軸受手段は、磁気の吸引力または反発力を利用して前記負荷荷重を支持する磁気軸受手段（ 1 2 , 1 3 : 1 0 , 1 7 ； 1 5 , 1 6 ) を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

8 . 前記磁気軸受手段は、前記回転体とともに回転する回転部材（ 2 ) と、その回転部材に軸線方向に前記間隙を保って対向する固定部材（ 3 ； 1 3 ) とを含む、請求項 7 に記載の複合軸受構造。

9 . 前記回転部材と前記固定部材は、前記間隙に磁気の吸引力または反発力を発生させる磁石（ 1 2 , 1 3 : 1 0 ,

1 7 : 1 5 , 1 6 ) を含む、請求項 8 に記載の複合軸受構造。

1 0 . 前記第 3 の軸受手段は、前記回転体と所定の間隙を保った状態で前記回転精度を維持するセラミックス焼結体を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

1 1 . 前記第 3 の軸受手段は、前記回転体の回転によつて発生する気体圧により前記回転精度を維持する動圧気体軸受手段（ 5 ) を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

1 2. 前記動圧気体軸受手段は、前記回転体とともに回転する回転部材（ 2 , 4 ) と、その回転部材にラジアル方向に前記間隙を保って対向する固定部材（ 1 ) とを含む、請求項 1 1 に記載の複合軸受構造。

1 3. 前記回転部材と前記固定部材はセラミックス焼結体を含み、前記回転部材および前記固定部材のいずれか一方には、前記気体圧が発生するように前記間隙に気体を導入する溝（ 5 ) が形成されている、請求項 1 2 に記載の複合軸受構造。

1 4 . 前記第 3 の軸受手段は、前記回転体と所定の間隙を保った状態で磁気の吸引力または反発力を利用して前記回転精度を維持する磁気軸受手段（ 8 , 1 0 , 1 1 ; 7 ,

8 , 9 , 1 0 ； 7 , 8 , 1 4 , 1 5 ) を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

1 5. 前記磁気軸受手段は、前記回転体とともに回転する回転部材（ 2 ) と、その回転部材にラジアル方向に前記間隙を保って対向する固定部材（ 1 ) とを含む、請求項 1

4 に記載の複合軸受構造。

1 6. 前記回転部材と前記固定部材は、前記間隙に磁気の吸引力または反発力を発生させる磁石（ 8， 1 0 , 1 1 ; 7， 8 , 9， 1 0 ； 7 , 8 , 1 4 , 1 5 ) を含む、請求項 1 5 に記載の複合軸受構造。

1 7. 前記回転部材と前記固定部材は前記セラミックス焼結体からなり、前記磁石（ 1 1 ) は前記セラミックス焼結体の内部に埋込まれている、請求項 1 6 に記載の複合軸受構造。

1 8. 前記第 4 の軸受手段は、前記回転体とともに回転する回転部材（ 4 ) とその回転部材に軸線方向に対向する固定部材（ 1 ) とによって半密閉状態で閉じ込められた気体溜まり部（ 1 0 0 ) を含む、請求項 1 に記載の複合軸受構造。

1 9. 前記回転部材は、前記固定部材（ 1 ) にラジアル方向に間隙を保って対向する第 1 の回転部分（ 2 ) と、前記固定部材（ 1 ) に軸線方向に前記気体溜まり部（ 1 0

0 ) を介在させて対向し、前記第 1 の回転部分（ 2 ) に固着された第 2の回転部分（ 4 ) とを含む、請求項 1 8 に記載の複合軸受構造。

2 0 . 前記第 2の軸受手段が、前記回転体の回転によつて前記所定の間隙に気体を導入し、発生する気体圧により前記負荷荷重を支持する動圧気体軸受手段（ 6 ) を含むものであり、

前記第 2 の回転部分（ 4 ) は、前記動圧気体軸受手段によって前記所定の間隙に導入された気体を排出するための孔（ 1 0 1 ) を有する、請求項 1 9 に記載の複合軸受構造。

2 1 . 前記第 3の軸受手段が、前記回転体の回転によつて前記所定の間隙に気体を導入し、発生する気体圧により前記回転精度を維持する動圧気体軸受手段（ 5 ) を含むものであり、

前記第 2の回転部分（ 4 ) は、前記動圧気体軸受手段によって前記所定の間隙に導入された気体を排出するための孔（ 1 0 1 ) を有する、請求項 1 9 に記載の複合軸受構造。