JP2000055038A - 軸受装置及びこれを適用したスピンドルモ―タ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工が容易で、回転体を安定に支持可能な軸
受装置を提供する。 【解決手段】 この軸受装置は、固定軸200が設けられ
た下部ベース100と、固定軸200が内部を貫通し固定軸20
0の回りに回転自在な円筒体500と、円筒体500の上下端
部に設けられた第１及び第２磁石体601,602と、円筒体5
00の下端部側の第２磁石体602に対面するよう固定軸200
の下部外周に設けられ第２磁石体602に対し磁気反発力
を有する第４磁石体604と、円筒体500の上端部側の第１
磁石体601に対面するよう設けられ第１磁石体601に対し
て磁気反発力を有する第３磁石体603と、第３磁石体603
が固定され固定軸200の先端側に固定される上部ベース3
00とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸受装置及びこれ
を適用したスピンドルモータ組立体に係り、特に、磁気
反発力及び流体動圧を複合的に用いた非接触性のジャー
ナル軸受装置及びこれを適用したスピンドルモータ組立
体に関する。

【従来の技術】軸受装置とは、回転運動をする物体の回
転を案内すると共に、この物体を支持するための装置で
ある。図１は、従来の軸受装置が適用されたモータ付き
ヘッドドラム組立体の概略断面図である。図１を参照す
ると、ベース6の中央部分にはモータの構成要素の１つ
である所定高さの固定軸1が設けられており、またベー
ス6の上部にはモータの構成要素の１つである固定子7が
設けられている。固定軸1の上下には、ボールベアリン
グ3が設けられている。ボールベアリング3の内輪31は固
定軸1に押込固定され、かつ外輪32は固定軸1の貫通した
回転体2の内周面に押込固定される。回転体2の下部には
モータを構成する回転子8が設けられている。この回転
子8は固定子7に対向するように配置されている。以上の
ような構造において、回転体2は、ボールベアリング3に
よって支持された状態で回転する。ボールベアリング3
のボール33は、図２に示されたように、内輪31と外輪32
との対向面に設けられた断面半円状のグルーブによって
構成された空洞部内に位置している。軸方向の荷重及び
軸に垂直の方向への荷重を支持するために、ボール33は
内輪31と外輪32の対角線方向に一定の傾斜を以て接触し
ている。このように、ボールベアリング3によって回転
体が支持される場合、ボール33とボール33を介して接触
している内輪31及び外輪32とは相互接触及び転がり摩擦
によって変形する。またボールベアリングの製作時にお
ける内輪、外輪、ボールの加工誤差等により、支持され
る回転体の回転が不均衡になる。このような不均衡な回
転による振動特性を調べてみると、様々な因子による不
規則振動が発生するが、特に、不規則回転応答振幅（NR
RO；Non-Repeatable Run-Out）が顕著である。この不規
則回転応答振幅は、高精度の振動特性を必要とする高密
度貯蔵機器用のスピンドルモータの性能を低下させる原
因となる。そこで、回転体システムの振動特性を向上さ
せるために、超精密加工法によりボールベアリングの部
品を製作することが考えられるが、超精密加工を行った
としても、高速回転に伴う摩擦等による部品の摩耗及び
発熱等によって回転体システムの耐久性が悪化してしま
う。また、最近、ベアリングの素材としてセラミックな
どを適用するボールベアリングが提案されているが、セ
ラミックは加工が難しく、高コストとなる問題がある。

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製作
加工が容易で、かつ回転体をきわめて安定に支持できる
磁気−空気動圧軸受装置及びこれを適用したスピンドル
モータ組立体を提供することである。さらに本発明の別
の目的は、相対運動をする要素が非接触式で、騷音が極
小化し、かつ部品の耐久性が大幅に向上された磁気−空
気動圧軸受装置及びこれを適用したスピンドルモータ組
立体を提供することである。

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によると、固定軸が設けられた下部ベース
と、固定軸が内部を貫通し固定軸の回りに回転自在な円
筒体と、円筒体の上下端部に設けられる第１及び第２磁
石体と、円筒体の下端部側の第２磁石体に対面するよう
固定軸の下部外周に設けられ第２磁石体に対し磁気反発
力を有する第４磁石体と、円筒体の上端部側の第１磁石
体と対面する固定軸の上部外周に設けられ第１磁石体に
対し磁気反発力を有する第３磁石体とを備える軸受装置
が提供される。なお、固定軸の先端側に固定される上部
ベースを設け、この上部ベースに第３磁石体を固定して
も良い。さらに、前記目的を達成するために、本発明に
よると、固定軸と、固定軸を支持するベースと、固定軸
が内部を貫通し固定軸の回りに回転自在な円筒体とを備
え、円筒体の内周面に、固定軸の中心と同心に形成され
た弧状の平坦部と、弧状平坦部から延び固定軸から次第
に遠ざかるように形成された傾斜部と、傾斜部から延び
固定軸の中心から遠ざかる方向に形成されたグルーブと
が設けられた軸受装置が提供される。前記軸受装置にお
いて、円筒体の内周面に、弧状平坦部と傾斜部とグルー
ブとが所定周期で形成されていることが望ましい。前記
目的を達成するために、本発明によれば、中央部分に円
筒部が設けられかつ円筒部の下部に回転子が設けられた
スピンドルと、スピンドルの円筒部を貫通する固定軸が
設けられかつ前記回転子に対応する固定子が設けられた
下部ベースと、固定軸が内部を貫通するとともに固定軸
の回りに回転自在でありかつスピンドルの円筒部に挿入
固定される円筒体と、円筒体の上下端部に設けられた第
１及び第２磁石体と、円筒体の下端部側の第２磁石体に
対面するよう固定軸の下部外周に設けられ第２磁石体に
対し磁気反発力を有する第４磁石体と、円筒体の上端部
側の第１磁石体と対面するよう固定軸の上部外周に設け
られ第１磁石体に対し磁気反発力を有する第３磁石体と
を備えたスピンドルモータ組立体が提供される。なお、
固定軸の先端側に固定される上部ベースを設け、この上
部ベースに第３磁石体を固定しても良い。前記本発明の
軸受装置及びスピンドルモータ組立体において、前記円
筒体は、上下に分離された２つの円筒体部分から分離形
成され、各円筒体部分の相反する両端にはフランジが形
成されることが望ましい。また、前記スピンドルモータ
組立体において、前記円筒体がフランジを有する２つの
円筒体部分に分離される場合、前記スピンドルの円筒部
は、前記円筒体部分の外周面と円筒体部分に設けられた
フランジの形状に対応する形で形成されることが望まし
い。

【発明の実施の形態】以下、添付された図面に基づき本
発明の好適な実施形態をさらに詳細に説明する。本発明
に係る軸受装置には、磁気反発力によるスラストベアリ
ング構造及び空気動圧によるジャーナルベアリング構造
が適用される。図４を参照すると、下部ベース100に所
定高さで所定の直径を有する固定軸200が設けられてい
る。固定軸200は円筒体500の中央部の孔を貫通して延び
ている。円筒体500の内径は固定軸200の外径よりも大き
く、かつこれらの間に空気動圧によるジャーナルベアリ
ングが形成される。したがって、円筒体500は固定軸200
の回りに回転自在である。一方、円筒体500の上下に
は、ドーナツ形の第１及び第２磁石体601、602が固着さ
れている。そして、固定軸200の上端には上部ベース300
が結合されている。また、第１及び第２磁石体601、602
に対向するように、第３及び第４磁石体603、604が上部
ベース300の底面及び下部ベース100の上面に設けられて
いる。なお、第４磁石体604は固定軸200の下端部外周に
固定されていてもよい。また、円筒体500は一体的に形
成されていてもよいが、図４に示されたように、上下の
円筒体部分501、502から形成されるのが好ましい。上下
の円筒体部分501、502から上部ベース300及び下部ベー
ス100に向かう各端部、すなわち上側の円筒体部分501の
上端部と下側の円筒体部分502の下端部に、それぞれ他
の部分よりも径が大きいフランジ501a、502aが形成され
ている。ここでは、上下の円筒体部分501、502の幾何学
的な中心で最大の動圧が発生され、これらによって支持
される回転体（図示せず）、すなわち、これらの円筒体
部分501、502に装着される回転体を上下の円筒体部分50
1、502が支持するようになる。図５は、前記磁石体間の
関係を示す斜視図である。第１ないし第４磁石体は、ド
ーナツ形であり、図６に示されたように各胴体の軸方向
の上下に分極されており、相互に対向する部分が同一の
磁極よりなっている。従って、隣接する第１磁石体601
と第３磁石体603との間及び第２磁石体602と第４磁石体
604との間には相互反発力が作用する。この相互反発力
により、円筒体500とその上下端に設けられた第１磁石
体601及び第２磁石体602とは、第３磁石体603及び第４
磁石体604に対して非接触状態で浮遊状態となる。この
時、磁石体間の磁気反発力は、接近変位の２乗に比例す
る値をもつ。なお磁石体を用いたスラストベアリングに
代えて、米国特許5,743,655号のように、流体動圧スラ
ストベアリングを用いてもよい。一方、円筒体500の内
径は固定軸200の直径よりも大きいため、高速回転時に
発生される空気動圧により固定軸200の中心に対し円筒
体500の中心が一致するようになり、これにより、円筒
体500と固定軸200とは空気層によって完全に分離され
る。図７は、固定軸200が貫通する円筒体500の内周形状
の構造を示す平面図であって、固定軸200に対し円筒体5
00が反時計回りに回転する場合を示している。円筒体50
0の内周面には、後述するウェッジ効果を発生させるた
めのウェッジ部が設けられる。ウェッジ部は、円筒体50
0の回転方向の順に、固定軸200の中心と同心の弧状の平
坦部503と、平坦部503から直線的にかつ固定軸200の中
心から次第に遠ざかるよう形成された傾斜部504と、傾
斜部504から延設され固定軸200の中心を通過する放射線
上に位置する所定長さのグルーブ505とを有している。
そして、このウェッジ部は固定軸の回りに一定の周期を
以て、例えば、図７に示されたように３周期にて形成さ
れている。弧状の平坦部503は、前述のように、固定軸2
00と同心に形成されており、固定軸200の外周面に対し
てはクリアランスが一定で、この意味で平坦である。前
記周期は、前記円筒体500の加工が許容する範囲内で決
定できるが、実際に製作したみたところ、３〜５周期が
好適であった。前記平坦部503、傾斜部504及びグルーブ
505は、円筒体500が回転する際に空気動圧を発生させ、
これにより固定軸200の外周面と円筒体500の内周面との
間に空気ベアリングが形成される。円筒体500の外周面
から平坦部503までの距離、即ち円筒体500の半径（Ri）
と平坦部503の半径（Ro）との差（以下、クリアランス
と称する）は、２μｍ前後の数μｍ範囲で決定でき、ま
た、固定軸200の外周面からグルーブ505の入口までの最
短距離は前記クリアランスよりも大きい、例えば４μｍ
であり、グルーブ505の長さは数十μｍ、例えば５０μ
ｍである。ここで円筒体の厚みは２〜４mm程度に決定で
きるが、これは要求される設計仕様によって変わること
もある。図７においては、理解を助けるために、相対的
に極めて大きい直径の固定軸200を縮小して示し、かつ
平坦部503、傾斜部504及びグルーブ505は誇張して示し
ている。そして、円筒体500が、２つの円筒体部分501、
502で構成される場合、平坦部503、傾斜部504及びグル
ーブ505は、各円筒体部分501、502の内周面に形成され
る。この円筒体500または円筒体部分501、502は、通常
の切削加工等により製作するのは困難であるために、金
属粉末を用いた圧縮成形法により製作することが望まし
い。流動流体である空気のウェッジ効果を得るには、円
筒体の回転に従うクリアランスの変動が必要であるが、
円筒体の内径部が真円の形態で設計された場合にも、加
工誤差等により実際の円筒体の静的な偏心が存在し、円
筒体が回転する際にクリアランスの変動がおこる。また
円筒体の内周面が波状で形成されたウェーブ形である場
合、円筒体の静的な偏心量が小さい時に回転体の外周面
の屈曲形状に対応して幾何学的なクリアランスの変動が
起こり得る。前記グルーブ505は、空気を有効にポンピ
ングするためのものである。流動流体のウェッジ効果を
得るために形成されたクリアランスの変動において、通
常のウェッジ効果が現れる部分（クリアランスが回転方
向に減る領域）と逆転ウェッジ効果が現れるウェッジ部
（クリアランスが回転方向に増える領域）とが常に同時
に存在するため、円周方向の圧力分布を解釈することに
より、逆転ウェッジ効果による減圧が発生することを把
握できる。そして、このクリアランスの変動は、空気動
圧ベアリングのベアリング剛性を低下させる要因となっ
ている。流動流体のポンピング効果を利用する方式で
は、流動流体として摩擦係数の極めて小さい空気を使用
する場合、ポンピング効果を導くためのグルーブ505の
深さに相当するクリアランスの増加による圧力低下分を
取り戻すには、十分な回転速度が必要となる。以上のよ
うな構造の円筒体500の内部で発生される半径方向の無
次元圧力分布（圧力分布値を大気圧で除算した値）を図
８（ａ）（ｂ）に示す。図８（ａ）は円筒体500が7200R
PMで回転する場合、図８（ｂ）は10000RPMで回転する場
合の圧力分布線図である。図８（ａ）（ｂ）から明らか
なように、円筒体の回転方向に傾斜部504の深さが減る
領域にウェッジ効果による空気動圧が発生し、平坦部50
3では発生した空気動圧がほぼ維持されている。またグ
ルーブ505では、無次元圧力値が１．０となる大気圧が
維持されている。従って、円筒体（回転体）の高速回転
によって固定軸200の回りに圧力が加重されていること
が明らかであり、これは、回転体の半径方向の接触に抵
抗するベアリングの半径方向のベアリング剛性が発生す
ると言える。さらに、固定軸200の周囲の最大圧力値
は、平坦部−傾斜部−グルーブの周期数Ｎに該当する数
のＮ箇所で発生し、従って回転体を円周方向のＮ箇所で
支持する効果があり、結果として、回転体である円筒体
の半径方向への一層安定した支持が可能になる。図９な
いし図１４は、本発明に係る軸受装置の特性及びこのベ
アリングにより支持されるロータベアリング系の特性に
関するシミュレーション結果を示すものであり、特性の
解釈結果は、他の２種類の、円筒体の内面にスプライン
型グルーブ及び波状（正弦波）グルーブが形成された空
気動圧ベアリングの特性と比較した。図９（ａ）ないし
図１４（ｃ）において、"taper-flat"は、平坦部、傾斜
部及びグルーブをもつ前記実施形態の場合であり、"gro
ove"は円筒体の内周面に長手方向にスプライン型溝が形
成される場合であり、"wave"は円筒体の内周面が波状に
形成された構造の場合を表す。図９（ａ）は、３種類の
軸受装置に対するケース１のシミュレーション結果であ
って、クリアランスが２．０μｍであり、回転速度が10
000RPMの場合の荷重容量−偏心特性を示す線図である。
図９（ｂ）は、３種類の軸受装置に対するケース２のシ
ミュレーション結果であって、クリアランスが１．０μ
ｍで、回転速度が15000RPMである場合の荷重容量−偏心
特性を示す線図である。図９（ａ）及び（ｂ）から明ら
かなように、クリアランスが２．０μｍの場合、全ての
回転体が固定軸に極めて近づく静的な偏心量が０．８以
上となる領域では、本実施形態に係る軸受装置の荷重容
量が大幅に増大する。図１０（ａ）及び（ｂ）は、クリ
アランスが各々２．０μｍ、１．０μｍの場合における
空気ベアリングの剛性−回転速度特性線図である。図１
０（ａ）を参照すると、クリアランスが２．０μmの場
合、回転速度20000RPM近傍までは本実施形態に係る軸受
装置が高い剛性値を示すが、これ以上になれば、高速回
転に従い流動流体のポンピング効果が十分発揮されるた
め、スプライン型の軸受装置が最高の剛性値を示す。ク
リアランスが１．０μｍである図１０（ｂ）を参照する
と、回転速度が50000RPMを超えるまでは本実施形態に係
る軸受装置が最高のベアリング剛性値を示している。図
１１（ａ）ないし（ｃ）は、前記ケース１及びケース２
において、回転体の回転率（加進周波数/回転周波数）
に対する半径方向（Kr）と接線方向（Kt）のベアリング
剛性値の変化を示す線図であって、図１１（ａ）は回転
体の内周面にスプライン型グルーブが形成された場合
を、図１１（ｂ）は回転体の内周面に波状グルーブが形
成された場合を、図１１（ｃ）は平坦部、傾斜部及びグ
ルーブをもつ前記実施形態の場合をそれぞれ示す。一般
に、空気動圧ベアリングにおいて、回転率が０．５の値
では半径方向ベアリング剛性と接線方向ベアリング剛性
値とが一致して、回転体の半径方向への支持を不安定に
するHFW（half frequencywhirl）現象が生じるが、３種
類のいずれの場合にもその現象は生じないことが分か
る。ところが、回転率が０．５の本実施形態に係る軸受
装置の場合、半径方向のベアリング剛性値と接線方向の
ベアリング剛性値との差が最大に現れるため、回転体が
不安定となる可能性が低いと言える。一方、回転率が
１．０の場合は、回転体のばらつきによるばらつき加進
が生じている実際の回転速度成分で回転している状態で
あり、この場合にも、本実施形態に係る軸受装置が半径
方向、接線方向のベアリング剛性値が最大の差を示して
いるため、３種の軸受装置のうち最も安定した回転状態
を保つと言える。図１２（ａ）及び（ｂ）は、回転体の
回転速度に対するばらつき加進によるランアウト値を計
算した結果を示す応答振幅−回転速度特性線図であっ
て、図１２（ａ）はクリアランスが２．０μｍの場合
を、図１２（ｂ）はクリアランスが１．０μｍの場合を
それぞれ示す。クリアランスが２．０μｍの場合、回転
速度20000RPMまでは本実施形態に係る軸受装置が最小の
ランアウト値を示し、クリアランスが１．０μｍとなる
図１２（ｂ）の場合では、30000RPM以上においても最低
のランアウト値を示す。図１３（ａ）ないし（ｃ）は、
クリアランスが２．０μｍの場合、空気動圧ベアリング
により支持されるロータベアリング系の安定性を評価
し、かつ安定限界速度を評価するための理論解釈の結果
を示す線図である。図１３（ａ）は円筒体の内周面にス
プライン型グルーブが形成され、図１３（ｂ）は波状、
そして図１３（ｃ）は平坦部、傾斜部及びグルーブをも
つ前記実施形態の場合を示す。図１３（ａ）ないし
（ｃ）において、線図のうち矢印は許容される臨界速度
を示す。これらの図を比較してみるとき、図１３（ｃ）
に示されたように、本実施形態に係る軸受装置が安定限
界回転速度は100000RPM以上であって、図１３（ａ）及
び（ｂ）に示された他の２種類の軸受装置に比較し、非
常に高い回転速度まで安定した回転が可能なことが分か
る。図１４（ａ）ないし（ｃ）は、クリアランスが２．
０μｍの場合、無次元的な安定性の分析線図であって、
図１４（ａ）は円筒体の内周面にスプライン型グルーブ
が形成された場合、図１４（ｂ）は波状の場合、そして
図１４（ｃ）は平坦部、傾斜部及びグルーブをもつ前記
実施形態の場合を示す。図１４（ａ）の線図のうち矢印
は許容される臨界速度を表し、矢印のない図１４（ｂ）
及び（ｃ）は、100000RPM以上の臨界速度を表す。図１
５は、本発明に係る磁気−空気動圧軸受装置の一実施形
態が適用された情報記録−再生用スピンドルモータ組立
体の概略的な断面を示す。図１５を参照すると、下部ベ
ース100に所定高さで所定の直径を有する固定軸200が設
けられている。固定軸200には円筒体500が嵌挿されてい
る。そして円筒体500はスピンドル400の円筒部401内に
押込まれている。円筒体500の内径は固定軸200の外径よ
りも大きく、これらの間に空気動圧によるジャーナルベ
アリングが形成される。したがって、円筒体500及びス
ピンドル400は、固定軸200の回りに回転自在である。一
方、円筒体500の上下には、ドーナツ形の第１及び第２
磁石体601、602が固着されている。また、固定軸200の
上端には上部ベース300が結合されている。第１及び第
２磁石体601、602に対向する第３及び第４磁石体603、6
04が、それぞれ上部ベース300の底面（固定軸200の上端
部外周に相当している）及び下部ベース100の上面（固
定軸200の下端部外周に相当している）に設けられてい
る。前記構造において、円筒体500は一体的に形成して
もよいが、図示のように、上下の円筒体部分501、502か
ら形成されることが好ましい。上側の円筒体部分501の
上端部には他の部分より大径のフランジ501aが形成さ
れ、下側の円筒体部分502の下端部には他の部分より大
径のフランジ502aが形成されている。また、スピンドル
400の円筒部401は、円筒体部分501、502に対応する形状
で形成されている。すなわち、円筒部401は、各フラン
ジ501ａ、502ａに対応する部分の内径が、それらの間の
部分の内径よりも大きく形成されている。一方、スピン
ドル400の下部にはスカート部402が延設されており、ス
カート部402の内面にはモータを構成する回転子702が固
定されている。そして、下部ベース100には回転子702に
対向するように固定子701が設けられている。

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る軸受装
置及びこれを適用したスピンドルモータ組立体は、スピ
ンドルモータの回転体を支持するに際し、軸方向への支
持のために軸方向に反発する磁気反発力を用い、かつ上
記のような特徴を有する空気動圧ベアリングを用い、回
転体を軸方向及び半径方向へ非接触支持することが可能
となる。かかる本発明は、回転体の軸方向及び半径方向
への非接触支持を通じて従来のボールベアリング支持に
見られるボールベアリング部品の欠陥及び累積加工誤差
等により生じる回転運動の振動元を取り除き、回転体の
超高速回転及び超精密回転への要求に応えうる。また本
発明に係る軸受装置は、回転体の上下の両方向での軸方
向支持及び回転体の中央部での半径方向支持よりなるベ
アリング構造であるため、貯蔵機器用スピンドルモータ
に見られる最低の加進周波数での回転体のコニカルモー
ドに十分耐えうるベアリング構造体である。なおかつ、
磁気スラストベアリング及び空気動圧ジャーナルベアリ
ングよりなる本発明に係る軸受装置は、空気動圧ベアリ
ングにより発生される初期の空気動圧が回転速度以下で
も、回転体が磁気力により浮いている状態にあるため、
回転体と固定軸との初期摩擦を低減できる。さらに、本
発明に係る軸受装置において、クリアランス内で減圧が
生じないようにし、これによりベアリングの荷重容量及
びベアリング剛性を最大に増加できる。本発明によれ
ば、超精密回転特性が望まれる高密度のハードディスク
ドライブとDVDなどのディスク回転体の支持と高速で回
転するレーザースキャナーの回転多面鏡の支持に使用可
能な超精密回転体の回転特性のうち不規則回転応答振幅
（NRRO；Non-Repeatable Run-Out、０．０５μｍ以下が
要求される）、超高速（回転体の回転速度が20000RPM以
上要求される）回転体の安定した支持が実現可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の軸受装置が適用された従来のスピンドル
モータ組立体の概略的な断面図である。

【図２】従来の軸受装置のボールベアリングのボールと
内輪と外輪との関係を示す断面図である。

【図３】従来の軸受装置に適用されるボールベアリング
の概略断面図である。

【図４】本発明に係る軸受装置の一実施形態の概略断面
図である。

【図５】図４に示す軸受装置の磁気スラストベアリング
の関係を示す概略的な抜すい斜視図である。

【図６】図４に示す軸受装置の磁気スラストベアリング
の磁石体の抜すい図であって、磁気力線の方向を示す図
面である。

【図７】前記軸受装置において空気動圧ベアリングを構
成する円筒体（回転体）の内部構造を示す平断面図であ
る。

【図８】前記軸受装置の円筒体内部で発生される半径方
向の無次元圧力分布の線図である。

【図９】３種類の軸受装置に対する荷重容量−偏心特性
線図である。

【図１０】本発明の一実施形態に係る軸受装置及び他の
形式の流体動圧ベアリングの剛性−回転速度特性線図で
ある。

【図１１】回転体の回転率（加進周波数/回転周波数）
に対する半径方向（Kr）と接線方向（Kt）のベアリング
剛性値の変化を示す線図である。

【図１２】回転体の回転速度に対するばらつき加進によ
るランアウト値を計算した結果を示す応答振幅−回転速
度特性線図である。

【図１３】ベアリングクリアランスが２μmの場合、本
発明の一実施形態に係る軸受装置の空気ベアリングのロ
ータベアリング系の安定性を評価し、かつ安定限界速度
を評価するための理論解釈結果を示す線図である。

【図１４】ベアリングクリアランスが１μｍである場
合、本発明の一実施形態に係る軸受装置の空気ベアリン
グのロータベアリング系の安定性を評価し、かつ安定限
界速度を評価するための理論解釈結果の例を示す線図で
ある。

【図１５】本発明に係るスピンドルモータ組立体の一実
施形態の概略断面図である。

【符号の説明】

100…下部ベース 200…固定軸 300…上部ベース 500…円筒体 501…上側円筒体部分 501a、502ａ…フランジ 502…下側円筒体部分 601…第１磁石体 602…第２磁石体 603…第３磁石体 604…第４磁石体

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定軸が設けられた下部ベースと、 前記固定軸が内部を貫通し、前記固定軸の回りに回転自
   在な円筒体と、 前記円筒体の上下端部に設けられた第１及び第２磁石体
   と、 前記円筒体の下端部側の第２磁石体に対面するよう前記
   固定軸の下部外周に設けられ、前記第２磁石体に対し磁
   気反発力を有する第４磁石体と、 前記円筒体の上端部側の第１磁石体に対面するよう前記
   固定軸の上部外周に設けられ、前記第１磁石体に対し磁
   気反発力を有する第３磁石体と、を備えた軸受装置。
2. 【請求項２】前記第３磁石体が固定され、前記固定軸の
   先端側に固定される上部ベースをさらに備えた請求項１
   記載の軸受装置。
3. 【請求項３】前記円筒体の内周面には、前記固定軸から
   次第に遠ざかる複数のウェッジ部が所定周期で形成され
   ている、請求項１又は２に記載の軸受装置。
4. 【請求項４】前記ウェッジ部は、 前記固定軸の中心と同心に形成された弧状の平坦部と、 前記弧状平坦部から延び、前記固定軸から次第に遠ざか
   るように形成された傾斜部と、 前記傾斜部から延び、前記固定軸の中心から遠ざかる方
   向に形成されたグルーブとを含む、請求項３に記載の軸
   受装置。
5. 【請求項５】前記円筒体は、２つの円筒体部分から形成
   されてそれぞれの円筒体部分の幾何学的な中心で最大の
   動圧が発生され、回転体を前記２つの円筒体部分が支持
   する、請求項１から３のいずれかに記載の軸受装置。
6. 【請求項６】固定軸と、 前記固定軸を支持するベースと、 固定軸が内部を貫通し、前記固定軸の回りに回転自在な
   円筒体とを備え、 前記円筒体の内周面には、 前記固定軸の中心と同心に形成された弧状の平坦部と、 前記弧状平坦部から延び、前記固定軸から次第に遠ざか
   るように形成された傾斜部と、 前記傾斜部から延び、前記固定軸の中心から遠ざかる方
   向に形成されたグルーブとが設けられている、軸受装
   置。
7. 【請求項７】前記円筒体は２つの円筒体部分から形成さ
   れている、請求項６に記載の軸受装置。
8. 【請求項８】中央部分に円筒部が設けられ、かつ前記円
   筒部の下部に回転子が設けられたスピンドルと、 前記スピンドルの円筒部を貫通する固定軸が設けられ、
   かつ前記回転子に対応する固定子が設けられた下部ベー
   スと、 前記固定軸が内部を貫通するとともに前記固定軸の回り
   に回転自在であり、かつ前記スピンドルの円筒部に挿入
   固定される円筒体と、 前記円筒体の上下端部に設けられた第１及び第２磁石体
   と、 前記円筒体の下端部側の第２磁石体に対面するよう前記
   固定軸の下部外周に設けられ、前記第２磁石体に対し磁
   気反発力を有する第４磁石体と、 前記円筒体の上端部側の第１磁石体と対面するよう前記
   固定軸の上部外周に設けられ、前記第１磁石体に対し磁
   気反発力を有する第３磁石体と、を備えたスピンドルモ
   ータ組立体。
9. 【請求項９】前記第３磁石体が固定され、前記固定軸の
   上部側に固定される上部ベースをさらに備えた請求項８
   記載のスピンドルモータ組立体。
10. 【請求項１０】前記円筒体の内周面には、 前記固定軸の中心と同心に形成された弧状の平坦部と、 前記平坦部から延び、前記固定軸から次第に遠ざかるよ
    うに形成された傾斜部と、 前記傾斜部から延び、前記固定軸の中心から遠ざかる方
    向に形成されたグルーブと、が円周方向に所定周期で設
    けられている、請求項８に記載のスピンドルモータ組立
    体。
11. 【請求項１１】前記円筒体は２つの円筒体部分から形成
    されている、請求項８から１０のいずれかに記載のスピ
    ンドルモータ組立体。
12. 【請求項１２】前記円筒体部分の相反する両端にはフラ
    ンジが形成され、かつ前記スピンドルの円筒部は、前記
    円筒体部分の外周面と円筒体部分に設けられたフランジ
    の形状に対応する形で形成されている、請求項８に記載
    のスピンドルモータ組立体。
13. 【請求項１３】中央部分に円筒部が設けられ、かつ前記
    円筒部の下部に回転子が設けられたスピンドルと、 前記スピンドルの円筒部を貫通する固定軸が設けられ、
    かつ前記回転子に対応する固定子が設けられた下部ベー
    スと、 前記固定軸の上部側に固定される上部ベースと、 前記固定軸が内部を貫通するとともに前記固定軸の回り
    に回転自在であり、かつ前記スピンドルの円筒部に挿入
    固定される円筒体とを備え、 前記円筒体の内周面には、 前記固定軸の中心と同心に形成された弧状の平坦部と、 前記弧状平坦部から延び、前記固定軸から次第に遠ざか
    るように形成された傾斜部と、 前記傾斜部から延び、前記固定軸の中心から遠ざかる方
    向に形成されたグルーブとが設けられている、スピンド
    ルモータ組立体。