JP2002286028A - 動圧型軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間の隙間
幅の不均一に起因した軸受剛性の低下を回避する。 【解決手段】 動圧型軸受ユニットの軸部材１０のう
ち、軸部１５とフランジ部１６との角部にヌスミ部１７
を設ける。このヌスミ部１７をラジアル軸受面５１ａお
よびスラスト軸受面４３ｂの対向領域を除いて形成し、
ラジアル軸受隙間Ｃｒａやスラスト軸受隙間Ｃｔｂを一
定幅に管理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高回転精度、高速
安定性、高耐久性などの優れた特徴を有する動圧型軸受
ユニットに関し、特に各種情報機器におけるスピンドル
モータ、例えば光ディスク（ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−
ＲＯＭ／ＲＡＭ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディ
スク（ＨＤＤ）等に装備されるディスクドライブモー
タ、あるいは複写機、レーザビームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）、バーコードリーダ等に装備されるスキャナモータ
などのスピンドルの支持用として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、情報機器のスピンドルモータ
の一種として、光ディスク装置（ＤＶＤ−ＲＯＭ装置
用）のディスクドライブモータを例示するものである。
このモータは、軸部材１００を回転自在に支持する軸受
ユニットＵと、軸部材１００の上端に取り付けられ、駆
動対象である例えば光ディスク３を支持する支持部材４
（ターンテーブル）と、ステータ５およびロータ６を有
するモータ部Ｍとで構成される。ステータ５に通電する
と、ステータ５との間に生じる励磁力でロータ６が回転
し、ロータ６と一体となった支持部材４および軸部材１
００が回転する。

【０００３】この種のスピンドルモータの軸受ユニット
Ｕとしては、高回転精度、低コスト、低騒音等に優れた
特徴を備える動圧型軸受の使用が検討され、あるいは実
際に使用されている。図１１に示す動圧型軸受ユニット
Ｕは、円筒状の軸受部材２００の内周に複数の傾斜した
動圧溝を有するラジアル軸受面を軸方向の二箇所に離隔
形成したもので、軸部材１００の外周面と両ラジアル軸
受面との間に形成された微小な運転隙間（ラジアル軸受
隙間）に流体動圧を発生させて、軸部材１００を非接触
で回転自在に支持するものである。軸受部材２００は、
有底筒状をなすハウジング３００の内周に固定されてい
る（特開平10-42361号公報等参照）。

【０００４】図１１の動圧型軸受ユニットは、軸部材１
００先端の球面部をハウジング底部のスラスト支持部４
００に摺接させてスラスト荷重をピボット支持してい
る。これに対し、ラジアルおよびスラストの両方向で厳
しい回転精度（ＮＲＲＯ）を要求され、かつ運転姿勢と
して横向きや逆向き等が想定される用途等では、ラジア
ルおよびスラスト両方向の荷重を動圧型軸受によって非
接触支持する軸受ユニットが存在する。このタイプの軸
受ユニットでは、図１３に示すように、軸部材１００の
端部に円盤状のフランジ部１６０を設け、フランジ部１
６０の両端面に対向してそれぞれ動圧溝を有するスラス
ト軸受面を配し、スラスト軸受面とフランジ部１６０の
両端面との間のスラスト軸受隙間に流体動圧を発生させ
て軸部材をスラスト両方向で非接触支持するものが多
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
種動圧型軸受ユニットでは、ラジアル軸受隙間の幅は一
定でなければならない。なぜなら、回転する軸部材１０
０の剛性は、理論的には運転隙間の３乗に反比例するた
め、仮に二箇所のラジアル軸受隙間の幅が異なるような
場合には、隙間が大きい側で軸受剛性が著しく低下し、
双方の軸受剛性のバランスが崩れ、軸部材の振れ回りを
起こして回転精度が悪化するからである。同様の観点か
ら、スラスト軸受隙間の幅も一定にするのが望ましい。

【０００６】ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間の隙
間幅を不均一にするものとして、現状では以下の二つの
要因が考えられている。

【０００７】先ず、第一の要因として軸部材１００の球
面部がラジアル軸受隙間に入り込むことが挙げられる。
すなわち、図１１に示すようにスラスト荷重をスラスト
支持部でピボット支持する軸受ユニットでは、軸部材１
００の端部が球面状に形成されているため、図１２に示
すように軸端の球面部１３０が部分的にラジアル軸受面
５１０の対向領域無いに入り込む場合がある。そのた
め、ラジアル軸受隙間Ｃｒの幅が軸端側で大きくなっ
て、隙間幅が不均一化する。

【０００８】第二の要因として、軸部材に設けたヌスミ
部がラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間に入り込むこ
とが挙げられる。

【０００９】一般にスラスト荷重も動圧型軸受で支持す
る軸受ユニットでは、図１３に示すように、軸部材１０
０の加工時にフランジ部１６０と円筒状の軸部１５０と
の間の角部にヌスミ部１７０が設けられる。ヌスミ部１
７０がないと、図１４に示すように、旋削時にバイト６
００の先端Ｒ形状によって角部が円弧状となり、この円
弧部分が組み立て時に軸受部材２００の角部と干渉する
からである。

【００１０】ヌスミ部を設けるにしても、図１５に示す
ようにフランジ部１６０側にのみヌスミ部１７０を設け
た場合には、軸部１５０の研削時に砥石７００の先端Ｒ
の影響によって角部の軸部１５０側で半径方向のダレを
生じる。これらの弊害を防止するため、図１６に示すよ
うにヌスミ部１７０は軸部１５０側およびフランジ部１
６０側の双方に設ける必要がある。

【００１１】この場合、組み立て時には、図１７に示す
ようにヌスミ部１７０が軸受部材２００の面取り部２１
０と向き合うが、面取り部２１０の端縁から直ぐにラジ
アル軸受面５１０やスラスト軸受面４３０が始まってい
る場合には、ヌスミ部１７０が部分的に両軸受面５１
０，４３０に対向し、この結果、ラジアル軸受隙間Ｃｒ
やスラスト軸受隙間Ｃｔの隙間幅が不均一になる。

【００１２】以上の問題点に鑑み、本発明は、ラジアル
軸受隙間やスラスト軸受隙間の隙間幅の不均一に起因し
た軸受剛性の低下を回避し、軸受ユニットの回転精度を
向上させることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明では、軸部材と、軸部材の外周面に面する複数の
動圧溝が形成されたラジアル軸受面と、ラジアル軸受面
と軸部材の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙間
とを備え、ラジアル軸受隙間に生じた流体動圧で軸部材
をラジアル方向で支持する動圧型軸受ユニットにおい
て、ラジアル軸受隙間を、少なくともラジアル軸受面の
動圧溝領域で一定に管理した。

【００１４】これによりラジアル軸受隙間の幅が不均一
な従来品に比べ、当該ラジアル軸受隙間での動圧効果が
高まる。そのため、軸受剛性を向上させることができ、
軸部材の振れ回りを防止して軸部材の回転精度を高める
ことができる。なお、「ラジアル軸受面の動圧溝領域」
とは、ラジアル軸受面に形成した各動圧溝の軸方向両端
で挟まれた領域（図１および図５のＳ）を意味する。

【００１５】ラジアル軸受面は、軸部材の外周に配置し
た軸受部材の内周に形成することができる。

【００１６】軸部材をスラスト方向で支持するスラスト
軸受部は、任意の構造を採用することができる。例え
ば、軸部材の端部を接触支持するスラスト支持部を有す
るものとすれば、簡易な構造で低コストにスラスト軸受
部を構成できる。

【００１７】この場合、軸部材に円筒部と縮径部とを設
け、軸端に形成した縮径部をスラスト支持部に摺接させ
ることにより、軸部材がスラスト方向で支持される。こ
の際、縮径部をラジアル軸受面の動圧溝領域の対向領域
外に配置することにより、動圧溝領域をその軸方向全域
で軸部材の円筒部と対向させることができ、ラジアル軸
受隙間を一定幅に管理することが可能となる。

【００１８】縮径部には、球面部と、球面部と円筒部を
滑らかにつなぐつなぎ部とを設けることができる。球面
部をスラスト支持部に摺接させることにより、軸部材が
スラスト方向でピボット支持される。

【００１９】この場合、軸受部材の端面とスラスト支持
部との間の寸法をH、軸受部材端部の面取り寸法をC、こ
の面取り部とラジアル軸受面の動圧溝領域との間の寸法
をL、軸部材の直径をｄ、軸部材の球面部半径をR、軸部
材のつなぎ部の半径をｒとして、 Ｈ＋Ｃ＋Ｌ＞Ｒ−［（Ｒ−ｒ）²−（ｄ／２−ｒ）²］^1/2 の関係を満たすようにすれば、ラジアル軸受面の動圧溝
領域をその軸方向全域で軸部材の円筒部と対向させるこ
とができ、ラジアル軸受隙間が一定幅に管理することが
可能となる。

【００２０】スラスト軸受部として動圧型軸受を使用す
ることもできる。すなわち、軸部材に軸部とフランジ部
とを設け、フランジ部の端面に面して複数の動圧溝を有
するスラスト軸受面を配置すると共に、スラスト軸受面
とフランジ部の端面との間にスラスト軸受隙間を設け、
スラスト軸受隙間に生じた流体動圧で軸部材をスラスト
方向で支持するのである。

【００２１】この構造においては、軸部材を加工する際
の加工性を考慮して軸部材の軸部とフランジ部との角部
にヌスミ部が形成される。

【００２２】この場合、ラジアル軸受面の動圧溝領域の
対向領域外にヌスミ部を形成することにより、ラジアル
軸受隙間を一定幅に管理することができる。この結果、
ヌスミ部がラジアル軸受面の動圧溝領域と対向すること
によるラジアル軸受隙間の不均一化を回避でき、軸受剛
性の向上、軸部材の振れ回り防止が可能となる。

【００２３】具体的には、ヌスミ部の軸方向寸法をＡ、
軸受部材端部の面取り寸法をC、この面取り部とラジア
ル軸受面の動圧溝領域との間の寸法をＬ１として、Ａ＜
Ｃ＋Ｌ１の関係を満たすことにより、ラジアル軸受面の
動圧溝領域の対向領域外にヌスミ部を形成することが可
能となる。

【００２４】また、上記ラジアル軸受隙間と同様に、ス
ラスト軸受隙間を、少なくともスラスト軸受面の動圧溝
領域で一定に管理してもよい。これにより、スラスト軸
受部の軸受剛性を高めて軸部材の回転精度を高めること
ができる。なお、「スラスト軸受面の動圧溝領域」と
は、スラスト軸受面に形成した各動圧溝の半径方向両端
で挟まれた領域（図６（Ａ）（Ｂ）のＴ）を意味する。

【００２５】スラスト軸受隙間の幅管理は、スラスト軸
受面の動圧溝領域の対向領域外に上記ヌスミ部を形成す
ることによって行うことができる。

【００２６】具体的には、ヌスミ部の半径方向寸法を
Ｂ、軸受部材端部の面取り寸法をC、この面取り部とス
ラスト軸受面の動圧溝領域との間の寸法をＬ２として、
Ｂ＜Ｃ＋Ｌ２の関係を満たすことにより、動圧溝領域の
対向領域外にヌスミ部を形成することが可能となる。

【００２７】上記各構成において、軸受部材を含油焼結
金属で形成すれば、圧縮成形等によりラジアル軸受面の
動圧溝加工を低コストに精度よく行うことができる。

【００２８】上記各構成の動圧型軸受ユニットを有する
情報機器用のスピンドルモータであれば、軸部材（スピ
ンドル）の触れ回りを小さくできるので、情報の記録・
再生精度を高めることができ、さらなる高速化が可能と
なる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図１０に基づいて説明する。

【００３０】図１は、本発明にかかる動圧型軸受ユニッ
トの断面図である。図示のように、この軸受ユニット
は、軸部材１０と、軸部材１０を支持する軸受部材２０
と、軸受部材２０を内周に固定したハウジング３０と、
軸部材１０をラジアル方向で支持するラジアル軸受部５
０ａ，５０ｂと、軸部材１０をスラスト方向で支持する
スラスト軸受部４０（４０ａ，４０ｂ）とを主要な構成
要素とする。

【００３１】ハウジング３０は、一端を開口すると共
に、他端を閉じた有底円筒型をなし、一端側の開口部を
上にしてベース７（図１１参照）に固定される［以下の
説明では、ハウジングの開口側（図面上方）を「開口
側」と称し、その軸方向反対側（図面下方）を反開口側
と称する］。ハウジング３０の他端側は底部３１によっ
て封口されている。この底部３１は、図示のように別部
材で形成してハウジング３０の筒状部分３２の開口部に
嵌合固定する他、筒状部分３２と一体成形することもで
きる（図５参照）。

【００３２】軸部材１０は、軸方向で同径に形成された
円筒部１１と、反開口側を徐々に縮径させた縮径部１２
とを具備する。図２に拡大して示すように、縮径部１２
は、軸端に形成された球面部１３と、断面円弧型に形成
されたつなぎ部１４とで構成される。つなぎ部１４は、
球面部１３と円筒部１１の間にあって両者を滑らかにつ
ないでいる。

【００３３】ハウジング３０内部の反開口側には、軸部
材１０をスラスト方向で支持するスラスト軸受部４０が
設けられる。図示例のスラスト軸受部４０は、軸部材１
０の軸端をハウジング３０に設けたスラスト支持部４１
で接触支持するもので、例えば軸部材１０の軸端に設け
られた球面部１３をハウジング底部３１に装着したスラ
ストワッシャ３３の端面でピボット支持することにより
構成される。

【００３４】軸受部材２０は、焼結金属に潤滑油あるい
は潤滑グリースを含浸させて細孔内に油を保有させた含
油焼結金属で円筒状に形成され、圧入あるいは接着によ
ってハウジング３０の内周に固定されている。焼結金属
としては、例えば銅系あるいは鉄系、またはその双方を
主成分とするものが使用でき、望ましくは銅を２０〜９
５％使用して成形される。

【００３５】軸受部材２０の内周には、ラジアル軸受部
５０ａ，５０ｂを構成する二つのラジアル軸受面５１
ａ，５１ｂが形成される。各軸受面５１ａ，５１ｂに
は、軸方向に対して傾斜した複数の動圧溝５２が例えば
ヘリングボーン型に配列形成される。動圧溝５２は、軸
方向に対して傾斜して形成されていれば足り、この条件
を満たす限りへリングボーン型以外の他の形状、例えば
スパイラル型に動圧溝を配列することもできる。動圧溝
５２の溝深さは、２〜１０μｍ程度が適当で、例えば３
μｍの深さに形成される。軸受部材２０の外周には、一
または複数（図１では二つ）の溝２３が軸方向に沿って
形成されており、この溝２３は軸受部材２０に軸部材１
０を挿入する際に、軸受部材２０とハウジング底部３１
の間にある空気を軸受ユニット外に排出させ、軸部材１
０をスムーズに挿入可能とするための通気路として機能
する。

【００３６】ハウジングの一端開口部は、リング状のシ
ール部材６１でシールされる。このシール部材６１は、
例えば樹脂材料（ポリアミド等）や金属材料（焼結金属
も含む）で形成され、接着や圧入等の手段でハウジング
３０の一端開口部に固定される。シール部材６１は、そ
の内周面と軸部材１０の外周面との間に微小なシール隙
間を介在させた非接触シールで、シール隙間での毛細管
現象によりハウジング３０内部からの油漏れを防止す
る。

【００３７】各ラジアル軸受面５１ａ，５１ｂと軸部材
１０の外周面との間にはそれぞれ微小なラジアル軸受隙
間Ｃｒａ，Ｃｒｂが形成される。軸部材１０が回転する
と、回転に伴う圧力の発生と昇温による油の熱膨張とに
よって軸受部材２０の内部の油（潤滑油、又は潤滑グリ
ースの基油）が軸受部材２０の表面から滲み出し、動圧
溝５２の作用によって軸受隙間Ｃｒａ，Ｃｒｂに引き込
まれる。ラジアル軸受隙間Ｃｒａ，Ｃｒｂに引き込まれ
た油は、軸受面５１ａ，５１ｂで潤滑油膜を形成して軸
部材１０を非接触支持する。ラジアル軸受面５１ａ，５
１ｂに正圧が発生すると、軸受面５１ａ，５１ｂの表面
に孔（開孔部：多孔質体組織の細孔が外表面に開口した
部分をいう）があるために、油は軸受部材２０の内部に
還流するが、次々と新たな油が軸受面５１ａ，５１ｂに
押し込まれ続けるので油膜力および剛性は高い状態で維
持される。この場合、連続して安定した油膜が形成され
るので、高回転精度が得られ、軸振れやＮＲＲＯ、スキ
ャナモータのジッタ等が低減される。また、軸部材１０
と軸受部材２０が非接触で回転するために低騒音であ
り、しかも低コストである。

【００３８】軸部材１０は、上述のように円筒部１１と
軸端の縮径部１２とを備えるものであるが、本発明で
は、縮径部１２の形状、本実施形態でいえば球面部１３
およびつなぎ部１４の形状が、ラジアル軸受面５１ａの
動圧溝領域（各動圧溝５２の軸方向両端で挟まれた領域
Ｓ）のスラスト支持部４１からの軸方向距離に応じて定
められる。

【００３９】具体的には、図2に示すように、軸受部材
２０の反開口側の端面２１とスラスト支持部４１との間
の寸法をH、軸受部材２０の反開口側端部内周の面取り
寸法（軸方向長さ）をC、この面取り部２２と反開口側
ラジアル軸受面５１ａの動圧溝領域Ｓとの間の寸法を
L、軸部材１０の円筒部１１の直径をｄ、軸部材１０の
球面部１３の半径をR、軸部材１０のつなぎ部１４の曲
率半径をｒとして、 Ｈ＋Ｃ＋Ｌ＞Ｒ−［（Ｒ−ｒ）²−（ｄ／２−ｒ）²］^1/2 … の関係を満たすように設計される。ここで式の左辺は
スラスト支持部４１に対する反開口側ラジアル軸受面５
１ａの軸方向位置を、右辺は軸部材１０の縮径部１２の
形状をそれぞれ定めるものである。

【００４０】式を満たす設計であれば、球面部１３お
よびつなぎ部１４からなる縮径部１２が反開口側ラジア
ル軸受面５１ａの動圧溝領域Ｓの対向領域外に位置し、
当該動圧溝領域はその軸方向全域が軸部材１０の円筒部
１１と対向する。そのため、反開口側のラジアル軸受隙
間Ｃｒａが一定幅となり、反開口側と開口側のラジアル
軸受部５０ａ，５０ｂで軸受剛性をバランスさせて、軸
部材１０の振れ回りを防止することが可能となる。

【００４１】なお、図２では、面取り部２２とラジアル
軸受面５１ａとの間に隙間（長さＬ）を介在させている
が、二つのラジアル軸受面５１ａ，５１ｂのスパンは、
軸部材１０の振れ回りを抑えるべく可能な限り大きくと
ることが望ましいため、一般には上記隙間を省略してＬ
＝０とする場合が多い（図３参照）。

【００４２】図４は、図１および図２と同様に反開口側
ラジアル軸受面５１ａの動圧溝領域の対向領域外に縮径
部１２を配置した軸受ユニットＡと、当該動圧溝領域の
対向領域中に縮径部１２を配置した軸受ユニットＢ（図
１２参照）とについて、それぞれ起動停止耐久試験を行
った結果を示すものである。同図より軸受ユニットＡの
場合、３０万サイクルまで軸振れ量にほとんど変動は見
られないが、軸受ユニットＢの場合は初期から軸振れが
大きく、５万サイクルで急激に軸振れが増大して１０万
サイクルには到達できないことが理解される。これより
本発明が軸振れの防止に有効であることが確認された。

【００４３】図５は、スラスト軸受部４０ａ，４０ｂを
動圧型軸受で構成した軸受ユニットの一実施形態を示す
ものである。この軸受ユニットの軸部材１０は、円筒状
の軸部１５と軸部１５の反開口側端部で半径方向に突出
するフランジ部１６とを備えるもので、フランジ部１６
の軸方向両側にそれぞれスラスト軸受部４０ａ，４０ｂ
が構成される。軸部材１０は、軸部１５に別部材のフラ
ンジ部１６を圧入することにより、あるいは軸部１５と
フランジ部１６を鍛造等で一体成形することによって製
作することができる。

【００４４】軸部材１０のフランジ部１６は、ハウジン
グ３０の底部３１と軸受部材２０の反開口側の端面２１
との間に配置される。フランジ部１６に対向するハウジ
ング底部３１の端面３５および軸受部材２０の端面２１
には、それぞれ複数の動圧溝を有するスラスト軸受面４
３ａ，４３ｂが形成される。図６（Ａ）（Ｂ）に示すよ
うに、両スラスト軸受面４３ａ，４３ｂの動圧溝４４
は、端面３５，２１に描いた放射状の仮想線に対して傾
斜した部分を持っており、図示例ではヘリングボーン
型、すなわち半径方向のほぼ中心部に屈曲部分を有する
ほぼＶ字状の動圧溝４４を例示している。

【００４５】この動圧溝４４を有するスラスト軸受面４
３ａ，４３ｂと、これらに対向するフランジ部１６の両
端面との間に、軸部材１０の回転で流体動圧を生じる微
小なスラスト軸受隙間Ｃｔａ，Ｃｔｂがそれぞれ形成さ
れる。

【００４６】軸部材１０の軸部１５とフランジ部１６と
の間の角部には、図７に示すように、その全周にわたっ
てヌスミ部１７が形成される。このヌスミ部１７は、軸
部１５の外周面およびフランジ部１６の開口側端面に跨
るようにし、例えば切削加工や鍛造加工によって形成さ
れる。

【００４７】ヌスミ部１７のうち、フランジ部１６の端
面よりも開口側で軸部１５外周に形成された軸方向部１
８は、反開口側ラジアル軸受面５１ａの動圧溝領域との
対向領域を除いてこれよりも反開口側に形成され、軸部
１５外周よりも外径側でフランジ部１６の端面に形成さ
れた半径方向部１９は、軸受部材２０の端面２１に形成
されたスラスト軸受面４３ｂの動圧溝領域との対向領域
を除いてこれよりも内径側に形成される。ここで「スラ
スト軸受面の動圧溝領域」とは、スラスト軸受面の各動
圧溝の半径方向の両端で挟まれた領域Ｔをいう（図６
（Ａ）（Ｂ）参照）。

【００４８】以上から、反開口側のラジアル軸受面５１
ａおよび開口側のスラスト軸受面４３ｂの各動圧溝領域
Ｓ，Ｔがヌスミ部１７と対向することはなく、これによ
り反開口側ラジアル軸受隙間Ｃｒａおよび開口側スラス
ト軸受隙間Ｃｔｂの幅がその全領域（少なくとも動圧溝
領域）で均一化される。そのため、二つのラジアル軸受
部５０ａ，５０ｂでの軸受剛性をバランスさせて軸部材
１０の振れ回りを低減させることができ、かつ開口側ス
ラスト軸受部４０ｂの剛性向上を図ることができる。以
上から、軸部材１０の回転精度の向上を達成することが
できる。

【００４９】具体的には、図８に示すように、ヌスミ部
１７の軸方向寸法（軸方向部１８の軸方向寸法）をＡ、
ヌスミ部１７の半径方向寸法（半径方向部１９の半径方
向寸法）をＢ、軸受部材２０の端部内周の面取り寸法
（半径方向および軸方向の寸法）をC、この面取り部２
２とラジアル軸受面５１ａの動圧溝領域との間の距離を
L１、面取り部２２とスラスト軸受面４３ｂの動圧溝領
域との間の距離をＬ２として、 Ａ＜Ｃ＋Ｌ１ かつ Ｂ＜Ｃ＋Ｌ２ の関係を満たすように設計しなければならない。

【００５０】なお、図８では、反開口側のラジアル軸受
面５１ａ、および開口側のスラスト軸受面４３ｂ（各動
圧溝領域）を軸受部材２０の面取り部２２からそれぞれ
距離Ｌ１、Ｌ２だけ離隔させているが、一般にラジアル
軸受面５１ａ，５１ｂのスパンは触れ回りを抑えるため
に可能な限り大きくすることが望ましく、また、スラス
ト軸受面４３ｂも半径方向の幅を大きくした方が剛性確
保の点で有利であるため、この距離はＬ１、Ｌ２は０と
する場合が多い（図７参照）。

【００５１】図９および図１０は、図７及び図８に示す
本発明構造を採用した軸受ユニットＡと、図１７に示す
ようにヌスミ部１７がラジアル軸受面５１０やスラスト
軸受面４３０と部分的に対向するように設計した軸受ユ
ニットＢについて、軸部材１０の浮上開始回転速度およ
び軸振れを測定した結果である。図９より軸受ユニット
Ａの場合、正置、横置、倒立等のモータ姿勢を問わず２
００ｒｐｍ前後で完全に非接触状態で回転する一方、軸
受ユニットＢについては、何れの方向においても８００
ｒｐｍを超えるまで浮上しないことが明らかとなった。
また、図１０より軸振れも明らかに軸受ユニットＢの方
が劣ることが明らかとなった。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、ラジアル軸受隙間やス
ラスト軸受隙間の幅が不均一な従来品に比べ、これら軸
受隙間での動圧効果が高まる。そのため、軸受剛性を向
上させることができ、軸部材の振れ回りを防止して軸部
材の回転精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる動圧型軸受ユニットの断面図で
ある。

【図２】図１に示す動圧型軸受ユニットの要部拡大断面
図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す要部拡大断面図で
ある。

【図４】起動停止耐久試験の測定結果を示す図である。

【図５】スラスト軸受部を動圧型軸受で構成した動圧型
軸受ユニットの断面図である。

【図６】スラスト軸受面の平面図である。

【図７】動圧型軸受ユニットの断面図およびその要部拡
大断面図である。

【図８】図５に示す軸受ユニットの要部拡大断面図であ
る。

【図９】浮上回転速度の測定結果を示す図である。

【図１０】軸振れの測定結果を示す図である。

【図１１】情報機器（光ディスク装置）用のスピンドル
モータの断面図である。

【図１２】従来の動圧型軸受ユニットの要部拡大断面図
である。

【図１３】軸部材の側面図および要部拡大断面図であ
る。

【図１４】軸部材の加工状況（旋削）を示す断面図であ
る。

【図１５】軸部材の加工状況（研削）を示す断面図であ
る。

【図１６】軸部材の加工状況（研削）を示す断面図であ
る。

【図１７】従来の動圧型軸受ユニットの要部拡大断面図
である。

【符号の説明】

１０ 軸部材 １１ 円筒部 １２ 縮径部 １３ 球面部 １４ つなぎ部 ２０ 軸受部材 ２１ 端面 ２２ 面取り部 ３０ ハウジング ３１ 底部 ４０ スラスト軸受部（ピボット支持） ４１ スラスト支持部 ４０ａ スラスト軸受部（動圧型軸受） ４０ｂ スラスト軸受部（動圧型軸受） ４３ａ スラスト軸受面（反開口側） ４３ｂ スラスト軸受面（開口側） ４４ 動圧溝 ５０ａ ラジアル軸受部（反開口側） ５０ｂ ラジアル軸受部（開口側） ５１ａ ラジアル軸受面（反開口側） ５１ｂ ラジアル軸受面（開口側） ５２ 動圧溝 Ｃｒａ ラジアル軸受隙間（反開口側） Ｃｒｂ ラジアル軸受隙間（開口側） Ｃｔａ スラスト軸受隙間（反開口側） Ｃｔｂ スラスト軸受隙間（開口側） Ｓ 動圧溝領域（ラジアル軸受面） Ｔ 動圧溝領域（スラスト軸受面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA07 AA20 BA04 BA06 CA02 JA02 KA02 KA03 LA01 MA12 SB02 SB03 SB19 5H605 BB05 BB10 BB14 BB19 CC04 EB03 EB06 EB13 5H607 AA12 BB01 BB09 BB14 BB17 BB25 CC01 CC05 DD03 DD16 GG01 GG03 GG09 GG10 GG12

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材と、軸部材の外周面に面する複数
   の動圧溝が形成されたラジアル軸受面と、ラジアル軸受
   面と軸部材の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙
   間とを備え、ラジアル軸受隙間に生じた流体動圧で軸部
   材をラジアル方向で支持する動圧型軸受ユニットにおい
   て、 ラジアル軸受隙間が、少なくともラジアル軸受面の動圧
   溝領域で一定に管理されていることを特徴とする動圧型
   軸受ユニット。
2. 【請求項２】 ラジアル軸受面を、軸部材の外周に配置
   した軸受部材の内周に形成した請求項１記載の動圧型軸
   受ユニット。
3. 【請求項３】 軸部材の端部を接触支持するスラスト支
   持部を有する請求項２記載の動圧型軸受ユニット。
4. 【請求項４】 軸部材が円筒部と軸端に形成された縮径
   部とを備え、縮径部をラジアル軸受面の動圧溝領域の対
   向領域外に配置した請求項３記載の動圧型軸受ユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 縮径部が、球面部と、球面部と円筒部を
   滑らかにつなぐつなぎ部とを具備する請求項４記載の動
   圧型軸受ユニット。
6. 【請求項６】 軸受部材の端面とスラスト支持部との間
   の寸法をH、軸受部材端部の面取り寸法をC、この面取り
   部とラジアル軸受面の動圧溝領域との間の寸法をL、軸
   部材の直径をｄ、軸部材の球面部半径をR、軸部材のつ
   なぎ部の半径をｒとして、 Ｈ＋Ｃ＋Ｌ＞Ｒ−［（Ｒ−ｒ）²−（ｄ／２−ｒ）²］^1/2 の関係を満たす請求項５記載の動圧型軸受ユニット。
7. 【請求項７】 軸部材が軸部とフランジ部とを備え、フ
   ランジ部の端面に面して複数の動圧溝を有するスラスト
   軸受面を配置すると共に、スラスト軸受面とフランジ部
   の端面との間にスラスト軸受隙間を設け、スラスト軸受
   隙間に生じた流体動圧で軸部材をスラスト方向で支持す
   る請求項１または２記載の動圧型軸受ユニット。
8. 【請求項８】 軸部材の軸部とフランジ部との角部にヌ
   スミ部を形成した請求項７記載の動圧型軸受ユニット。
9. 【請求項９】 ラジアル軸受面の動圧溝領域の対向領域
   外にヌスミ部を形成した請求項８記載の動圧型軸受ユニ
   ット。
10. 【請求項１０】 ヌスミ部の軸方向寸法をＡ、軸受部材
    端部の面取り寸法をC、この面取り部とラジアル軸受面
    の動圧溝領域との間の寸法をＬ１として、 Ａ＜Ｃ＋Ｌ１ の関係を満たすようにした請求項９記載の動圧型軸受ユ
    ニット。
11. 【請求項１１】 スラスト軸受隙間が、少なくともスラ
    スト軸受面の動圧溝領域で一定に管理されている請求項
    ８〜１０何れか記載の動圧型軸受ユニット。
12. 【請求項１２】 スラスト軸受面の動圧溝領域の対向領
    域外に上記ヌスミ部を形成した請求項１１記載の動圧型
    軸受ユニット。
13. 【請求項１３】 ヌスミ部の半径方向寸法をＢ、軸受部
    材端部の面取り寸法をC、この面取り部とスラスト軸受
    面の動圧溝領域との間の寸法をＬ２として、 Ｂ＜Ｃ＋Ｌ２ の関係を満たすようにした請求項１２記載の動圧型軸受
    ユニット。
14. 【請求項１４】 軸受部材を含油焼結金属で形成した請
    求項１〜１３何れか記載の動圧型軸受ユニット。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４の何れかに記載した動
    圧型軸受ユニットを有する情報機器用のスピンドルモー
    タ。