JP2003294027A - 動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 含油性焼結体を用いた動圧軸受において、十
分な性能を得る。 【解決手段】 シャフト１５は、シャフト本体４５と、
スラストフランジ４６とを有する。スリーブ１１は、シ
ャフト本体４５の外周面３７に対して微小間隙を介して
対向するラジアル内周面５３を有する摺動筒状部１７
と、スラストフランジ４６の上側スラスト面４７に対し
て微小間隙を介して対向するスラスト面５６を有するス
リーブ本体１６とを備えている。外周面３７と、ラジア
ル内周面５３と、その間の潤滑油８とによってラジアル
軸受部２１、２２が構成されている。上側スラスト面４
７と、スラスト面５６と、その間の潤滑油８とによって
スラスト軸受部２３、２４が構成されている。摺動筒状
部１７は、含油性焼結体からなり、ラジアル軸受部２
１、２２を構成する動圧発生溝２５、２６が設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含油性焼結体を用
いた動圧軸受、前記動圧軸受が採用されたスピンドルモ
ータ及び記録ディスク駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク等の記録ディスク駆動装
置は、記録ディスクと同心に配置された回転駆動用のス
ピンドルモータを装置内に有している。このスピンドル
モータは、主に、電機子コイルを有するステータが固定
された静止部材と、ステータに対向するロータマグネッ
トが固定された回転部材と、回転部材を静止部材に回転
自在に支持する軸受機構とから構成されている。

【０００３】同装置の高性能化に伴い、この軸受機構と
しては、高精度化を目的に動圧軸受が採用されている。
動圧軸受は、例えば、シャフト本体とその外周面から半
径方向外側に延びるプレート部とを有するシャフトと、
シャフトに相対回転可能な中空円筒状部材とから構成さ
れており、一方が回転部材となり他方が静止部材となっ
ている。中空円筒状部材は、シャフト本体の外周面に微
少間隙を介して半径方向に対向するラジアル内周面と、
プレート部に微少間隙を介して軸線方向に対向するスラ
スト面とを有する。各微少間隙内にはオイル等の潤滑油
が充填され、ラジアル軸受部及びスラスト軸受部がそれ
ぞれ構成されている。シャフト及び中空円筒状部材の一
方が他方に対して回転を開始すると、各軸受部において
動圧が発生し、回転する側の部材が静止側の部材に対し
て回転自在に非接触にて支持される。

【０００４】このような動圧軸受は、各部材を高精度に
加工する必要があり一般的にコストアップを招く。それ
故に、低コストでの加工を目的として中空円筒状部材に
含油性焼結体が使用される場合がある。含油性焼結体
は、金属粉を成形型で固めて焼結させた、潤滑流体とし
て使用される油を含浸させてなる。この場合、中空円筒
状部材のラジアル内周面とスラスト面には、それぞれ動
圧発生用溝が形成されている。動圧発生用溝は型にて加
圧一体成形されるため、中空円筒状部材を通常の金属体
で構成して動圧発生用溝を電解加工や転造加工する場合
に比べて、中空円筒状部材の製造が容易となり、コスト
ダウンを図ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、中空円筒状部
材に含油性焼結体を用いる場合、動圧発生用溝の加工上
の制約から以下の問題が発生する。まず、中空円筒状部
材のラジアル内周面の動圧発生用溝の溝深さを十分に深
く得ようとすると、中空円筒状部材の肉厚が小さくなる
ように内径に対する外径の大きさが設定される。このた
め、中空円筒状部材のスラスト面の面積は狭くなり、一
方で所望の大きさのスラスト軸受部を確保することがで
きず、スラスト軸受部の軸受剛性が犠牲になる。その逆
にスラスト軸受部を十分に大きくなるようにスラスト面
の面積を広くすると、それだけ中空円筒状部材の肉厚が
大きくなり、内周面の動圧発生用溝の溝深さを十分に深
くできなくなる。すなわち、中空円筒状部材に含油性焼
結体を用いた場合は、ラジアル軸受部とスラスト軸受部
でそれぞれ求められる性能が、一方を実現すれば他方が
実現されにくい関係になっている。このように、動圧軸
受を構成する部材を含油性焼結体で構成すると、動圧軸
受としての十分な性能を得ることができない場合があっ
た。

【０００６】本発明の課題は、含油性焼結体を用いた動
圧軸受において、動圧軸受としての十分な性能を得るこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の動圧軸
受は、第１部材と第２部材とを備えている。第１部材
は、シャフト本体と、シャフト本体の外周面から半径方
向外側に延びるプレート部とを有する。第２部材は、第
１部材に相対回転可能に配置されており、中空円筒状部
材とスラスト部材とを有している。中空円筒状部材は、
シャフト本体の外周面に対して微小間隙を介して半径方
向に対向するラジアル内周面を有する。スラスト部材
は、プレート部の軸線方向側の面に対して微小間隙を介
して軸線方向に対向するスラスト面を有する。シャフト
本体の外周面と、中空円筒状部材のラジアル内周面と、
その間の微小間隙に保持された潤滑油とによってラジア
ル軸受部が構成されている。プレート部の軸線方向側の
面と、スラスト部材のスラスト面と、その間の微小間隙
に保持された潤滑油とによってスラスト軸受部が構成さ
れている。中空円筒状部材及びスラスト部材の少なくと
も一方が、含油性焼結体からなり、動圧発生用溝が設け
られている。

【０００８】この動圧軸受では、ラジアル軸受部を構成
するためのラジアル内周面を有する中空円筒状部材と、
スラスト軸受部を構成するためのスラスト面を有するス
ラスト部材とが別部材であり、かつ、両部材の少なくと
も一方が含油性焼結体からなる。このため、従来の含油
性焼結体からなる中空円筒状部材にラジアル軸受部及び
スラスト軸受部の動圧発生用溝の両方を形成する場合に
比べて、軸受性能が向上する。なぜなら、含油性焼結体
からなる部材にはラジアル軸受部用又はスラスト軸受部
用のいずれか一方の動圧発生用溝のみを成形すればよい
ため、従来の１つの部材で構成されていた場合の加工上
の制約から解放されるからである。軸受性能向上の具体
例としては、含油性焼結体からなる部材を成形する際
に、一方の軸受部の動圧発生用溝を他方の軸受部に関係
なく十分に深くしたり、軸受部の面積を十分に大きくし
たりできる。その上、含油性焼結体を使用することでそ
れだけ低コストにて形成することができる。

【０００９】請求項２に記載の動圧軸受は、請求項１の
前記ラジアル軸受部とスラスト軸受部の潤滑油が相互に
流通可能に連続して保持され、メニスカスが一箇所のみ
形成され、いわゆるフルフィル構造をなす。請求項３に
記載の動圧軸受は、定常回転時において請求項２の前記
ラジアル軸受部が前記スラスト軸受部側へ潤滑油を押し
込むポンピング圧が、前記スラスト軸受部が前記ラジア
ル軸受部側へ押し込むポンピング圧よりも大きく作用す
るように構成するとよい。

【００１０】請求項４に記載のスピンドルモータは、請
求項１〜３の何れかに記載の動圧軸受と、第１部材及び
第２部材の一方に固定されたステータと、ステータに対
向するように第１部材及び第２部材の他方に固定されス
テータと協働して回転磁界を発生するためのロータマグ
ネットとを備えている。このスピンドルモータでは、請
求項１〜３の何れかに記載の動圧軸受を採用しているた
め、動圧軸受の性能が向上し、高速回転が可能になる。

【００１１】請求項５に記載の記録ディスク駆動装置
は、ハウジングと、ハウジングの内部に固定された請求
項４に記載のスピンドルモータと、第１部材及び第２部
材の他方に固定された情報を記録できる円板状記録媒体
と、記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出
すための情報アクセス手段とを備えている。この記録デ
ィスク駆動装置では、請求項４に記載のスピンドルモー
タを採用しているため、高速回転が可能になり、情報の
書き込み及び読み出し速度が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］ （１）スピンドルモータの構成 図１は、本発明の一実施形態としてのスピンドルモータ
１の概略構成を模式的に示す縦断面図である。このスピ
ンドルモータ１は記録ディスク駆動用スピンドルモータ
であり、ハードディスク等の記録ディスク装置の一部を
構成している。また、本発明の一実施形態としての動圧
軸受４は、そのスピンドルモータ１の軸受機構として構
成されている。なお、図１に示すＯ−Ｏがスピンドルモ
ータ１の回転軸線である。また、本実施形態の説明では
便宜上図１の上下方向を「軸線上下方向」とするが、ス
ピンドルモータ１の実際の取付状態における方向を限定
するものではない。

【００１３】図１において、このスピンドルモータ１
は、主に、静止部材２と、回転部材３と、回転部材３を
静止部材２に回転自在に支持するための動圧軸受４とを
備えている。スピンドルモータ１は、さらに、静止部材
２に固定されたステータコアとこのステータコアに巻装
されたコイルとからなるステータ６と、回転部材３に固
定されたロータマグネット７を備えており、両部材によ
って、回転部材３に対して回転力を与えるための磁気回
路部が構成されている。

【００１４】静止部材 静止部材２は、ブラケット１０と、このブラケット１０
の中央開口内に固定されたスリーブ１１とから構成され
ている。より詳細には、ブラケット１０は、アルミニウ
ム製でブラケット１０の中央開口縁には軸線方向上側に
延びる筒状部１０ａが形成されており、その内周面には
スリーブ１１の外周面が嵌合されている。また筒状部１
０ａの外周面には、ステータ６が固定されている。

【００１５】スリーブ１１は、円筒状の部材であり、そ
の中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔５１が形成さ
れている。貫通孔５１の内周面は、最も小径であるラジ
アル内周面５３と、上端開口にラジアル内周面５３より
大径の上部内周面５２ａと、下端開口にラジアル内周面
５３より大径の第１下部内周面５４と、さらに第１下部
内周面５４より大径の第２下部内周面とからなる。ラジ
アル内周面５３と上部内周面５２ａとの間には、軸線方
向に垂直な平面が形成され、後述のシール部材が固定さ
れる。ラジアル内周面５３と第１下部内周面５４との間
には、軸線方向に垂直な平面が形成されて、後述のスラ
スト軸受部のスラスト面として作用する。第１下部内周
面５４と第２下部内周面との間には、軸線方向に垂直な
平面が形成され、スラストカバー１２が固定されて貫通
孔５１の下端開口を閉鎖している。スラストカバー１２
の上面は、後述のスラスト軸受部の別のスラスト面とし
て作用するため、第１下部内周面５４と第２下部内周面
との間の平面は高精度に形成されスラストカバー１２は
スリーブ１１に高精度に固定されている。

【００１６】回転部材 回転部材３は、スリーブ１１に対して動圧軸受４を介し
て回転自在に支持された部材であって、外周部に記録デ
ィスク（図示しない）が載置されるロータハブ１４と、
ロータハブ１４の内周側に位置し、動圧軸受４を介して
スリーブ１１に軸支されるシャフト１５とを備えてい
る。

【００１７】ロータハブ１４は、磁性を有するステンレ
ス製で、スリーブ１１やステータ６の上方に近接して覆
う中央孔を有するカップ形状で、内径が大である筒状部
の下端内周面には、接着手段によってロータマグネット
７が固定され、内径が小であるボス部の内周面は、スリ
ーブ１１の上部外周面に微小間隙をもって対向してい
る。そのボス部の外周面には、記録ディスクが嵌合され
そのボス部下方の拡径部に載置され、ボス部の上端面に
取り付けられる記録ディスク固定手段にてディスクが固
定される。ロータマグネット７はステータ６に半径方向
に微小間隙をもって対向している。そして、ステータ６
のコイルに通電することにより、ステータ６とロータマ
グネット７との電磁相互作用が発生し、回転部材３にト
ルクが作用する。

【００１８】シャフト１５は、ロータハブ１４とほぼ同
質のステンレス製で、この軸線方向上側端部は、ロータ
ハブ１４の中心孔内に嵌合されている。シャフト１５の
下端には、スラストフランジ４６が一体に形成されてい
る。つまり、シャフト１５は、円筒形状のシャフト本体
４５とスラストフランジ４６（プレート部に相当）とか
ら構成されていることになる。

【００１９】スラストフランジ４６は、シャフト１５の
シャフト本体４５の下端の外周面からスリーブ１１の第
１下部内周面５４に対して微小間隙を形成する位置まで
半径方向外側に延びる環状かつ円板状の部分である。ス
ラストフランジ４６は、シャフト本体４５側の上側スラ
スト面４７と、その反対側の下側スラスト面４８とを有
している。

【００２０】（２）軸受機構の構成 図２は、スピンドルモータ１の動圧軸受４付近を示す図
であって、図１の部分拡大図である。動圧軸受４は、回
転部材３を静止部材２に対して、より具体的には、ロー
タハブ１４及びシャフト１５をスリーブ１１に対して潤
滑油８を介して回転自在に支持するための動圧軸受であ
る。動圧軸受４は、第１及び第２ラジアル軸受部２１，
２２と、第１及び第２スラスト軸受部２３，２４とを有
している。以下、スリーブ１１，スラストカバー１２及
びシャフト１５の構造に触れながら、各軸受部２１〜２
４の構造を説明する。

【００２１】ラジアル軸受部 スリーブ１１は、中空円筒状のスリーブ本体１６と、ス
リーブ本体１６の内周面に嵌合された摺動筒状部１７
と、摺動筒状部１７の上部に設けられた環状のシール部
材１８とから構成されている。摺動筒状部１７は、シャ
フト本体４５の外周面に対して微小間隙を介して半径方
向に対向する中空円筒状の部材である。摺動筒状部１７
の中心孔は貫通孔５１であり、その内周面はラジアル内
周面５３である。摺動筒状部１７は、含油性焼結体から
なる部材である。ここで、含油性焼結体とは、各種金属
粉末や金属化合物粉末、非金属粉末を原料として成形型
により加圧成形したものを焼結して得られた素材に油を
含浸させたものであり、その内部には微細な連続空孔が
形成されている。例えば、原料としては、銅系材料（例
えば、Ｃｕ−Ｆｅ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ等）
を主成分としたものが用いられる。このため、摺動筒状
部１７は、その内部に形成された連続空孔に潤滑油８を
保持できるようになっている。

【００２２】スリーブ本体１６は、銅系合金製で一般的
な金属からなる（ここでの一般的な金属とは焼結体のよ
うな多孔質性ではないということ）。よって、摺動筒状
部１７とスリーブ本体１６の熱膨張係数はほぼ等しいも
のとなり、両部材間で熱膨張に伴う歪み等はほとんど発
生しない。ラジアル内周面５３には、潤滑油８中に動圧
を発生するためのヘリングボーン状の動圧発生用溝２
５、２６が軸線方向に並んで形成されている。動圧発生
用溝２５、２６は、回転方向に対して相反する方向に傾
斜する一対のスパイラル溝を連結してなる略「く」の字
状の溝が複数個、回転方向に並んだものである。動圧発
生用溝２５の軸線方向寸法は、軸線方向上側のスパイラ
ル溝が下側よりも大きく形成され、上側のスパイラル溝
によるポンピング圧が下側よりも大きく発生する。一
方、動圧発生用溝２６の軸線方向寸法は、軸線方向上側
及び下側のスパイラル溝が実質的に同等に形成され、両
ポンピング圧も同等に発生する。

【００２３】シール部材１８は、スリーブ１１の上部内
周面５２ａに形成される凹部に圧入固定され、シール部
材１８の内周面がシャフト１５の外周面に設けられた環
状溝３０に半径方向に対向している。シール部材１８の
材質は、スリーブ本体１６と同じ銅系合金製である。こ
のように、スリーブ１１のラジアル内周面５３と、シャ
フト１５のシャフト本体４５の外周面３７と、その間の
潤滑油８とによって、第１及び第２ラジアル軸受部２
１、２２が軸線方向に並んで構成されている。

【００２４】スラスト軸受部 スリーブ本体１６の第１下部内周面５４は、貫通孔５１
の下端において段部５２を形成している。段部５２は、
シャフト１５のスラストフランジ４６を収容するための
環状の凹部又は空間である。段部５２は、ラジアル内周
面５３より大径であり、貫通孔５１回りで軸線方向下側
を向くスラスト面５６と第１下部内周面５４とを有して
おり、各面がスラストフランジ４６の上側スラスト面４
７と外周面とにそれぞれ対向している。ここで、摺動筒
状部１７はスラストフランジ４６の上側スラスト面４７
に対向する位置まで延びている。このため、スラスト面
５６は、上側スラスト面４７の半径方向外周側に対応す
る位置にのみ形成されている。

【００２５】スリーブ本体１６のスラスト面５６には、
シャフト１５の回転にともない潤滑油８中に動圧を発生
するためのスパイラル状の動圧発生用溝２７が形成され
ている。動圧発生用溝２７は、回転方向に対して傾斜す
るスパイラル溝が複数個、回転方向に並んで構成され、
潤滑油８が半径方向内周側に向かうようにポンピング圧
が作用する。このように、スリーブ１１のスラスト面５
６とスラストフランジ４６の上側スラスト面４７とその
間の潤滑油８によって、第１スラスト軸受部２３が形成
されている。

【００２６】スラストカバー１２の軸線方向上側端面に
おいて、スラストフランジ４６の下側スラスト面４８に
対向する部分には、スラスト面１２ａが形成されてい
る。スラスト面１２ａには、シャフト１５の回転にとも
ない潤滑油８中に動圧を発生するためのスパイラル状の
動圧発生用溝２８が形成されている。動圧発生用溝２８
は、回転方向に傾斜するスパイラル溝が複数個、回転方
向に並んで構成され、潤滑油８が半径方向内周側に向か
うようにポンピング圧が発生する。このように、スラス
トフランジ４６の下側スラスト面４８と、スラストカバ
ー１２のスラスト面１２ａと、その間の潤滑油８とによ
って、第２スラスト軸受部２４が形成されている。

【００２７】表面張力シール部２９は、第１ラジアル軸
受部２１からの潤滑油８の漏れを防止するための構造で
あり、第１ラジアル軸受部２１の軸線方向外側端部にお
いて、シール部材１８の内周面とシャフト１５の外周面
とによって構成されている。具体的には、シャフト１５
の外周面の軸線方向において第１ラジアル軸受部２１よ
り軸線方向外側の部分には、スリーブ１１の内周面との
間の空隙が軸線方向外側に向かって拡大するよう傾斜面
３０が形成されている。軸受部に保持された潤滑油８の
表面張力と外気の空気圧等とがバランスされ、潤滑油８
のメニスカスは傾斜面３０に位置している。この結果、
潤滑油８がさらに外方に移動しようとすると液面の曲率
が大きくなろうとし、それが抵抗となって潤滑油８が軸
受外部に移動するのが抑制される。

【００２８】以上に述べたように、この動圧軸受４は、
ラジアル軸受部２１、２２、スラスト軸受部２３、２４
とから構成されており、各軸受部内を潤滑油８が連続し
て満たしている。さらに、各軸受部内の潤滑油８は、シ
ャフト１５の外周面とスリーブ１１の内周面との間の隙
間の軸線方向上側部分に形成された表面張力シール部２
９によってシールされている。また、各軸受部２１〜２
４を構成する間隙は完全に潤滑油８が満たされており
（空気によって遮断された部分を有しておらず）、表面
張力シール部２９のみにて外気に通じるいわゆるフルフ
ィル構造となっている。

【００２９】軸支持方法 スピンドルモータ１の回転に応じて、第１及び第２ラジ
アル軸受部２１，２２によるポンピング圧が高まり、ラ
ジアル方向（半径方向）の荷重を支持するために必要な
支持圧を発生すると同時に、潤滑油８を軸線方向下側に
押し込むようにポンピング圧が作用する。また、定常回
転時において第１及び第２ラジアル軸受部２１，２２か
らのポンピング圧は、第１スラスト軸受部２３の半径方
向内周側に作用するポンピング圧よりも大きいため、幾
分相殺されて潤滑流８を半径方向外周側へ押し込むよう
に作用する。第１スラスト軸受部２３は、ここで発生す
る半径方向内周側のポンピング圧と第１及び第２ラジア
ル軸受部２１、２２からのポンピング圧とが相互作用し
てスラスト方向（軸線方向）の荷重を支持する。さらに
このポンピング圧は、スラストフランジ４６の外周面に
形成される微小間隙を介して第２スラスト軸受部２４に
伝搬し、この軸受部の半径方向内周側のポンピング圧と
第１及び第２ラジアル軸受部２１，２２からの押し込み
圧とが相互作用する。これにより、第２スラスト軸受部
２４の中心が高圧になってスラスト方向の荷重を支持す
る。

【００３０】このようにして動圧軸受４は回転部材３を
静止部材２に対して回転自在に非接触支持する。なお、
微小間隙の潤滑油８の保持量は、スピンドルモータの回
転動作や温度等により適宜変化するが、表面張力シール
部２９が構成される空隙が油溜めとして作用するためそ
のような変化があっても潤滑油８が不足したり或いは漏
洩することはない。

【００３１】（４）ハードディスク装置の構成 次に、スピンドルモータ１を備えた記録ディスク駆動装
置としてのハードディスク装置を例に説明する。図３
に、一般的なハードディスク装置８０の内部構成を模式
図として示す。ハウジング８１の内部は塵・埃等が極度
に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情
報を記憶する円板状の記録ディスク８３が装着されたス
ピンドルモータ１が設置されている。加えてハウジング
８１の内部には、記録ディスク８３に対して情報を読み
書きする磁気ヘッド移動機構８７が配置され、この磁気
ヘッド移動機構８７は、記録ディスク上の情報を読み書
きするヘッド８６、このヘッドを支えるアーム８５、お
よびヘッドおよびアームをディスク上の所要の位置に移
動させるアクチュエータ部８４により構成される。

【００３２】（５）本実施形態の動圧軸受の特徴 本実施形態の動圧軸受には、以下の特徴がある。 本実施形態の動圧軸受４では、ラジアル軸受部２１、
２２を構成するためのラジアル内周面５３を有する摺動
筒状部１７とスラスト軸受部２３を構成するスラスト面
５６を有するスリーブ本体１６とが別部材であり、か
つ、摺動筒状部１７が含油性焼結体からなる。このた
め、従来のようなラジアル内周面５３及びスラスト面５
６の両方を有する部材を含油性焼結体によって構成する
場合に比べて、摺動筒状部１７を成形する際の外径を小
さくすることができるため、所望の深さの動圧発生用溝
２５、２６を得ることができる。即ち、第１及び第２ラ
ジアル軸受部２１、２２の動圧発生用溝２５，２６の加
工は、第１スラスト軸受部２３の構成に関係なく自由に
その深さ等の形状の設定ができる。同様に、第１及び第
２スラスト軸受部２３、２４を摺動筒状部１７の構成に
関係なく自由にその外形寸法等の形状を設定ができる。
よって、ラジアル軸受部２１，２２及びスラスト軸受部
２３、２４は、互いの構成に拘束されることなく自由に
形状を設定できるため、含油性焼結体を用いたとによる
利点を最大限に享受することができる。

【００３３】また、従来のようなラジアル内周面５３
及びスラスト面５６を有する部材を含油性焼結体によっ
て構成する場合に比べて、含油性焼結体が占める体積が
小さく、含油量を小さくすることができるため、熱膨張
する際の表面張力シール部２９の潤滑油８の界面位置の
変化が小さくなる。よって、表面張力シール部２９の空
隙の容積を縮小することができ、例えば、シール部材１
８の薄くすることでモータの全高を抑えることができ
る。

【００３４】［第２実施形態］本実施形態のスピンドル
モータ１０１は、基本的な構成については、第１実施形
態のスピンドルモータ１と同じであり、動圧軸受１０４
を構成するスリーブ１１１の構成のみが異なる。以下、
この相違点について説明する。動圧軸受１０４を構成す
るスリーブ１１１は、図４に示すように、中空円筒状の
スリーブ本体１１６と、スリーブ本体１１６の内周面に
嵌合された摺動筒状部１１７と、摺動筒状部１１７の上
部に設けられた環状のシール部材１１８と、摺動筒状部
１１７の下部に設けられた環状の摺動環状部１１９とか
ら構成され、この摺動環状部１１９の構成が相違する。

【００３５】摺動筒状部１１７は、第１実施形態の摺動
筒状部１７と同様、シャフト１１５のシャフト本体１４
５の外周面に対して微小間隙を介して半径方向に対向す
る含油性焼結体からなる中空円筒状の部材である。摺動
筒状部１１７の中心孔は貫通孔１５１であり、その内周
面はラジアル内周面１５３である。スリーブ本体１１６
の下部に設けられた摺動環状部１１９は、銅系合金製で
一般的な金属で環状の部材からなり、内周面がラジアル
内周面１５３と同じ内径で貫通孔１５１の下端において
スリーブ本体１１６の下部内周面１５４とともに段部１
５２を形成している。段部１５２は、摺動環状部１１９
に形成され貫通孔１５１回りで軸線方向下側を向くスラ
スト面１５６と、下部内周面１５４とを有しており、各
面がスラストフランジ１４６の第１スラスト面１４７と
外周面とにそれぞれ対向している。ここで、摺動環状部
１１９は、スラストフランジ１４６の第１スラスト面１
４７の全面に沿って設けられており、その分だけ第１実
施形態に比べて後述のスラスト軸受部の面積を広く確保
することができる。

【００３６】本実施形態の動圧軸受１０４では、スラス
ト軸受部１２３は、シャフト本体１４５の外周面１３７
の位置まで半径方向内周側に延びているため、スラスト
荷重に対して十分な容量を確保できるようになってい
る。従って、動圧軸受１０４の外径寸法に制約があり一
定以上拡径できず、しかも軸受特性を確保するために第
１及び第２ラジアル軸受部と他方のスラスト軸受部に対
してスラスト軸受部１２３に一層大きな支持圧が必要な
場合にこの動圧軸受１０４は特に効果的である。

【００３７】また、摺動環状部１１９をスリーブ本体１
１６と一体の部材にすれば、部品点数を削減することも
可能である。 ［第３実施形態］本実施形態のスピンドルモータ２０１
は、基本的な構成については、第１実施形態のスピンド
ルモータ１と同じであり、動圧軸受２０４を構成するス
リーブ２１１の構成のみが異なる。以下、この相違点に
ついて説明する。

【００３８】動圧軸受２０４を構成するスリーブ２１１
は、図５に示すように、中空円筒状のスリーブ本体２１
６と、スリーブ本体２１６の上部に設けられた環状のシ
ール部材２１８と、スリーブ本体２１６の下部に設けら
れた含油性焼結体からなる環状の摺動環状部２１９とか
ら構成されている。すなわち、第１実施形態ではラジア
ル軸受部２１、２２を構成する部材である摺動筒状部１
７に含油性焼結体を採用しているが、本実施形態ではス
ラスト軸受部２２３を構成する部材である摺動環状部２
１９を含油性焼結体にして、第１及び第２ラジアル軸受
部２２１、２２２はスリーブ本体１６の内周面を縮径し
てラジアル内周面２５３とし一般的な金属にて構成して
いる点が異なる。

【００３９】本実施形態の動圧軸受２０４では、摺動環
状部２１９及びスリーブ本体２１６を成形する際の部材
の寸法の制約がなくなるため、所望の大きさのスラスト
軸受部２２３、第１及び第２ラジアル軸受部２２１、２
２２を得ることができる。しかも、この動圧軸受２０４
は、第１実施形態のそれと比べて含油性焼結体が占める
割合が少なくなり動圧軸受に保持される潤滑油８も少な
くなるため、潤滑油８の熱膨張にともなう体積変化を小
幅にすることができる。

【００４０】［第４実施形態］本実施形態のスピンドル
モータ３０１の動圧軸受３０４は、図６に示すように、
ラジアル軸受部３２１、３２２を構成するラジアル内周
面３５３を有するスリーブ本体３１６とスラスト軸受部
３２３を構成するスラスト面３５６を有する摺動環状部
３１９とが別部材となっている点は第３実施形態の２０
４と同様であり、摺動環状部３１９が半径方向外周側に
のみ配置されている点が異なる。これにより、第３実施
形態に比べてラジアル内周面３５３をより長く確保する
ことができる。

【００４１】［第５実施形態］本実施形態のスピンドル
モータ４０１の動圧軸受４０４は、図７に示すように、
中空円筒状のスリーブ本体４１６と、スリーブ本体４１
６の内周面に嵌合された含油性焼結体からなる摺動筒状
部４１７と、摺動筒状部４１７の上部に設けられた環状
のシール部材４１８と、摺動筒状部４１７の下部に設け
られた含油性焼結体からなる環状の摺動環状部４１９と
から構成されている。すなわち、本実施形態では、ラジ
アル軸受部４２１、４２２と、スラスト軸受部４２３と
がそれぞれ別部材の含油性焼結体から構成されている点
で第１実施形態と異なる。

【００４２】本実施形態の動圧軸受４０４では、ラジア
ル軸受部４２１、４２２を構成するラジアル内周面４５
３を有する含油性焼結体からなる摺動筒状部４１７と、
スラスト軸受部４２３を構成するスラスト面４５６を有
する含油性焼結体からなる摺動環状部４１９とから構成
されているため、ラジアル内周面３５３及びスラスト面
３５６を有する部材を含油性焼結体によって構成する場
合に比べて、両部材４１７、４１９を成形する際の寸法
の制約がなくなる。

【００４３】［第６実施形態］図８は、本発明の第６実
施形態のスピンドルモータ５０１の概略構成を模式的に
示す縦断面図である。このスピンドルモータ５０１も前
述と同様に記録ディスク駆動用であるが動圧軸受の構造
が異なる。この動圧軸受５０４は、第１実施形態のスピ
ンドルモータ１のスラスト軸受部２３がシャフト１５の
下部に設けられているのに対して、スラスト軸受部５２
３がシャフト５１５の上部側であってロータハブ５１４
の裏面側に設けられている点が主に異なっている。

【００４４】すなわち、シャフト５１５の外周面に対向
して含油性焼結体からなる摺動筒状部５１７がスリーブ
本体５１６に設置され、さらに、スリーブ本体５１６の
上端面にスラスト面５５６がロータハブ５１４の裏面に
対向して形成されている。これにより、摺動筒状部５１
７の軸線方向上下に第１及び第２ラジアル軸受部５２
１、５２２が形成され、第１ラジアル軸受部５２１側の
上側にスラスト軸受部５２３が形成されている。第１ラ
ジアル軸受部５２１は、潤滑油８が軸線方向上側に押し
込まれるように動圧発生用溝が形成され、スラスト軸受
部５２３は、潤滑油８が半径方向内周側に押し込まれる
ように動圧発生用溝が形成され、両軸受部の潤滑油８が
連続して保持されることで相互作用をなし、それぞれラ
ジアル方向及びスラスト方向の荷重を支持する。第２ラ
ジアル軸受部５２２は、潤滑油８が空気抜き部５６１に
よって、第１ラジアル軸受部５２１とは独立して（潤滑
油８は連続しない）ラジアル方向の荷重を支持する。ス
ラスト軸受部５２３の半径方向外周側の微小間隙は、ス
リーブ本体５１６の外周面にて表面張力シール部を構成
し、第１及び第２ラジアル軸受部５２１、５２２の軸線
方向下側及び上側の微小間隙は、空気抜き部５６１の一
部に表面張力シール部を構成し、更に第２ラジアル軸受
部５２２の軸線方向下側の微小間隙はシャフトの下端の
拡径部とで表面張力シール部を形成し、それぞれ潤滑油
８が漏洩しないように保持される。空気抜き部５６１は
スリーブ本体５１６に半径方向に延びる横貫通孔と、ブ
ラケット５１０の筒状部５１０ａの内周面の縦溝とスリ
ーブ本体５１６の外周面とからなる縦貫通孔を通じて軸
受外部に通じている。また第２ラジアル軸受部５２２の
下側はその縦貫通孔の下端に通じて軸受外部に通じてい
る。動圧軸受５０４のように外気に通じる部位が複数あ
る動圧軸受は、潤滑油が部分的に保持されることから上
記フルフィル構造に対してパーシャルフィル構造という
場合がある。

【００４５】このようなスピンドルモータ５０１の動圧
軸受５０４においても、第１実施形態の動圧軸受４と同
様な効果が得られる。 ［他の実施形態］以上、本発明の動圧軸受の実施形態に
ついて説明したが、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可
能である。

【００４６】例えば、図示の実施形態では、シャフトが
ロータハブに固定され、回転部材を構成する、いわゆる
軸回転型のスピンドルモータを例に上げて説明したが、
シャフトが静止部材の一部を構成する、いわゆる軸固定
型のスピンドルモータにも本発明は適用可能である。さ
らに、軸受部を構成する動圧発生用溝の種類は前記実施
形態に限定されない。つまり、ヘリングボーン状、スパ
イラル状その他の形状の溝であってもよい。

【００４７】本発明に係るスピンドルモータは、ハード
ディスク記録装置以外にも、他の記録ディスク駆動装
置、レーザービームプリンタのポリゴンミラー駆動装
置、及びプロジェクタに使用されるカラーホイール駆動
装置などにも採用され得る。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に記載の動圧軸受では、ラジア
ル軸受部を構成するためのラジアル内周面を有する中空
円筒状部材と、スラスト軸受部を構成するためのスラス
ト面を有するスラスト部材とが別部材であり、かつ、両
部材の少なくとも一方が含油性焼結体からなる。このた
め、従来の含油性焼結体からなる中空円筒状部材にラジ
アル軸受部及びスラスト軸受部の動圧発生用溝の両方を
形成する場合に比べて、軸受性能が向上する。なぜな
ら、含油性焼結体からなる部材にはラジアル軸受部用又
はスラスト軸受部用のいずれか一方の動圧発生用溝のみ
を成形すればよいため、従来の１つの部材で構成されて
いた場合の加工上の制約から解放されるからである。軸
受性能向上の具体例としては、含油性焼結体からなる部
材を成型する際に、動圧発生溝を十分に深くしたり、軸
受部の面積を十分に大きくしたりできる。

【００４９】請求項２及び３に記載の動圧軸受では、フ
ルフィル構造にて上記効果を享受することができる。請
求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜３の
何れかに記載の動圧軸受を採用しているため、動圧軸受
の性能が向上し、高速回転が可能になる。請求項５に記
載の記録ディスク駆動装置では、請求項４に記載のスピ
ンドルモータを採用しているため、高速回転が可能にな
り、情報の書き込み及び読み出し速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のスピンドルモータの縦
断面概略図。

【図２】第１実施形態のスピンドルモータの軸受機構付
近を示す図であって、図１の部分拡大図。

【図３】一般的なハードディスク装置の概略構成図。

【図４】第２実施形態のスピンドルモータの軸受機構付
近を示す図であって、図２に相当する図。

【図５】第３実施形態のスピンドルモータの軸受機構付
近を示す図であって、図２に相当する図。

【図６】第４実施形態のスピンドルモータの軸受機構付
近を示す図であって、図２に相当する図。

【図７】第５実施形態のスピンドルモータの軸受機構付
近を示す図であって、図２に相当する図。

【図８】本発明の第６実施形態のスピンドルモータの縦
断面概略図。

【符号の説明】

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１ スピン
ドルモータ ４、１０４、２０４、３０４、４０４、５０４ 動圧軸
受 １１、１１１、２１１、３１１、４１１ スリーブ（第
２部材） １５、１１５、２１５、３１５、４１５、５１５ シャ
フト（第１部材） １６ スリーブ本体（スラスト部材） １７、１１７、４１７、５１７ 摺動筒状部（中空円筒
状部材） ４５ シャフト本体 ４６ スラストフランジ（プレート部） １１９、２１９、３１９、４１９ 摺動環状部（スラス
ト部材） ２１６、３１６ スリーブ本体（中空円筒状部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA01 AA07 BA04 CA02 DA02 JA02 KA02 KA03 LA01 MA24 SB19 5H605 BB05 BB14 BB19 CC04 DD03 EB03 EB06 EB13 EB17 GG14 5H607 BB01 BB14 BB17 BB25 CC01 DD16 GG03 GG09 GG12 GG15 5H621 GA01 JK07 JK10 JK15 JK18 JK19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャフト本体と、前記シャフト本体の外周
   面から半径方向外側に延びるプレート部とを有する第１
   部材と、 前記シャフト本体の外周面に対して微小間隙を介して半
   径方向に対向するラジアル内周面を有する中空円筒状部
   材と、前記プレート部の軸線方向側の面に対して微小間
   隙を介して軸線方向に対向するスラスト面を有するスラ
   スト部材とを有し、前記第１部材に相対回転可能に配置
   された第２部材とを備え、 前記シャフト本体の外周面と、前記中空円筒状部材のラ
   ジアル内周面と、その間の微小間隙に保持された潤滑油
   とによってラジアル軸受部が構成され、 前記プレート部の軸線方向側の面と、前記スラスト部材
   のスラスト面と、その間の微小間隙に保持された潤滑油
   とによってスラスト軸受部が構成され、 前記中空円筒状部材及び前記スラスト部材の少なくとも
   一方が、含油性焼結体からなり、動圧発生用溝が設けら
   れていることを特徴とする、動圧軸受。
2. 【請求項２】請求項１に記載の動圧軸受は、前記ラジア
   ル軸受部とスラスト軸受部の潤滑油が相互に流通可能に
   連続して保持され、メニスカスが一箇所のみ形成される
   動圧軸受。
3. 【請求項３】請求項２に記載の動圧軸受は、定常回転時
   において、前記ラジアル軸受部が前記スラスト軸受部側
   へ潤滑油を押し込むポンピング圧が、前記スラスト軸受
   部が前記ラジアル軸受部側へ押し込むポンピング圧より
   も大きく作用する動圧軸受。
4. 【請求項４】請求項１〜３の何れかに記載の動圧軸受
   と、 前記第１部材及び第２部材の一方に固定されたステータ
   と、 前記ステータに対向するように前記第１部材及び第２部
   材の他方に固定され、前記ステータと協働して回転磁界
   を発生するためのロータマグネットと、を備えたスピン
   ドルモータ。
5. 【請求項５】ハウジングと、 前記ハウジングの内部に固定された請求項４に記載のス
   ピンドルモータと、 前記第１部材及び第２部材の前記他方に固定された、情
   報を記録できる円板状記録媒体と、 前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出
   すための情報アクセス手段と、を備えた記録ディスク駆
   動装置。