JP3495521B2 - 動圧軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑剤に動圧を発
生させ、その動圧により固定部材に対して回転部材を支
持するように構成した動圧軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータ等の各種装置において、特
に高速回転に対応し得るようにオイル等の潤滑剤の動圧
を利用した動圧軸受装置が種々検討され提案されてい
る。この動圧軸受装置においては、固定部材側の動圧面
と回転部材側の動圧面とが対向配置されていると共に、
これら両対向動圧面のうちの少なくとも一方側に動圧発
生用溝が形成されており、上記回転部材と固定部材との
両対向面間に介在された所定のオイル等の潤滑剤が、回
転部材の回転時に動圧発生用溝のポンピング作用により
昇圧され、当該潤滑剤の動圧によって回転部材の回転支
持が行われるようになっている。

【０００３】このように動圧軸受装置は、オイル等の潤
滑剤（以下、単に潤滑剤という）を軸受部内に有してお
り、その潤滑剤の保持構造によって次の３つの型式に一
般に大別することができる。 １）部分潤滑剤構造（例えば、特開平６−１７８４９２
号公報参照） これは、潤滑剤が軸受部分のみに充填されており、軸受
同士の間に空気層を設けた構造であって、最も単純な動
圧軸受構造である。 ２）潤滑剤循環構造（例えば、米国特許４，７９５，２
７５参照） これは、軸受同士の間も潤滑剤で満たしておき、軸受端
同士を循環孔で繋げた構造であって、回転時に発生する
内部の圧力差（差圧）を解消するように潤滑剤を循環移
動させる構造である。この構造によれば、潤滑剤の量を
十分に確保して長寿命化を図ることが可能となると共
に、潤滑剤の内部圧力差（差圧）を循環孔により常に解
消しているため、潤滑剤の外部漏れを防止する点におい
ても有利である。 ３）片袋保持構造（例えば、米国特許５，４２７，４５
６参照） 軸受部の軸方向一端側を壁で閉塞して袋状の軸受空間を
形成し、その軸受空間が外気と繋がる出口部を一個所と
した構造であって、潤滑剤の圧力差を片袋構造により支
えるように構成したものである。この構造によれば、潤
滑剤の移動が防止されるため、簡易で低コストな動圧軸
受構造を得ることができると共に、長寿命化と潤滑剤漏
れ防止との双方が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の各動圧軸受構造のうち、１）の「部分潤滑剤構
造」においては、潤滑剤の注入量管理が難しい上に、軸
受部内のスペースが小さいために潤滑剤の絶対量が少な
くなってしまい絶対寿命が短いという問題がある。ま
た、これを解消するために潤滑剤の充填スペースを拡大
して潤滑剤の量を増やすと、今度は潤滑剤が漏れ易くな
ってしまう。さらに、軸受同士の間にある空気層が気圧
及び温度の変化によって体積膨張及び縮小することから
潤滑剤の移動・漏れが生じ易く、これを防止するために
外部に繋がる孔を設ける等の対策が必要となる。

【０００５】また、上述した２）の「潤滑剤循環構造」
においては、循環孔を設けるために構造が複雑化してし
まい、従って量産性に乏しく、製造コストも高くなると
いう問題がある。

【０００６】さらに、上述した３）の「片袋保持構造」
では、片袋状の軸受部を作る結果として、所謂軸回転型
及び軸固定型の何れの軸受構造であっても、軸部材が片
持ち構造に限られてしまい、そのため用途が限定される
という問題がある。

【０００７】そこで本発明は、簡易で低コストな構造
で、潤滑剤漏れを良好に防止しつつ長寿命化を図ること
ができ、しかも適用性の広い動圧軸受装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、先ず、１）潤滑剤漏れを防止する条件、２）
長寿命化を可能とするための条件、及び３）低コストで
量産性を良好とするための条件のそれぞれについて必要
な点を考えてみる。

【０００９】１）潤滑剤漏れを防止するための条件。 1-1. 潤滑剤の外部漏れを防止するためには、まず潤滑
剤の液面位置が固定部材と回転部材との間の狭い隙間内
にあることが必要である。これは、回転及び停止の双方
の状態を含むのは勿論、温度・気圧が変化した状態、全
ての姿勢状態、振動・衝撃が加わった状態、潤滑剤の注
入量のばらつき及び蒸発などによる量変化した状態等、
仕様内のあらゆる状態に対して必要な条件である。

【００１０】特に、動圧軸受に対して大きな慣性力が負
荷された場合には、毛細管力や磁気力によるシール力だ
けでは潤滑剤を保持することが難しくなるため、その場
合には、潤滑剤の流体粘性抵抗による動圧力を潤滑剤保
持力の主とする必要がある。そしてこの潤滑剤の流体粘
性抵抗による動圧力を大きくするためには、潤滑剤の表
面位置における隙間を一定以下に狭くする必要がある。

【００１１】さらに、上述したように潤滑剤の液面位置
が常に狭い隙間内にあるには、 ａ．潤滑剤の液面位置及び量が、上述した何れの状態に
あっても大きく変動しないこと、 ｂ．潤滑剤の注入時における液面位置を管理・調整する
ことができ、簡単に指定の位置内とすることができるこ
と、 ｃ．狭い隙間内における液面指定位置の前後に、ある程
度の体積的余裕があること、などが必要となる。

【００１２】1-2. 潤滑剤の外部漏れを防止するための
次の条件としては、停止時において、毛細管シール力が
働く状態になっていることがある。つまり、潤滑剤を軸
受内部の所定の位置に維持する力としての毛細管力によ
る引戻力が、連続的に作用していることが必要である。

【００１３】1-3. さらに潤滑剤の外部漏れを防止する
ためには、回転時において潤滑剤の内部差圧が解消され
ており、バランスがとれた状態であることを要する。つ
まり、回転時に発生する動圧力または遠心力によって潤
滑剤内に圧力差が生じることとなるが、この圧力差は一
般にシール圧力よりもかなり大きくなってしまい、例え
ば、２つの出口部同士の間で潤滑剤に圧力差があると、
その圧力差が解消されるまで潤滑剤が移動して外部漏れ
の原因となることがある。すなわち、潤滑剤の外部漏れ
を防止するためには、潤滑剤の僅かな移動量だけで上述
した圧力差が解消され、バランスが取れるようにした構
造、或は、片袋保持構造のように圧力差を支えられる構
造とすることが必要である。

【００１４】1-4. さらにまた潤滑剤の外部漏れを防止
するためには、回転時において軸受部間の軸受空間（所
謂潤滑剤溜り部）を正圧とする必要がある。これは、潤
滑剤溜り部が負圧になると、潤滑剤に溶け込んでいた空
気が分離・気化して該潤滑剤溜り部に溜り、その体積膨
張分潤滑剤が押し出されてしまうからである。

【００１５】また、外気に繋がる出口部の付近は、潤滑
剤が濡れ拡散しない条件、例えば種々の環境条件下にお
いても潤滑剤の接触角が０度とならないような部分を、
各出口部の外側に設けておく等の対策を施しておくこと
が潤滑剤漏れを防止するために必要である。

【００１６】２）長寿命化を可能とするための条件。 長寿命化を図るためには、まず、軸受部内に充填された
潤滑剤の容量の何倍かの量の潤滑剤が余裕分として保持
されていることが必要である。これは、軸受の使用によ
り潤滑剤に摩耗粉が混入したり、化学的変化を生じた
り、蒸発や漏れなどが、材料・条件により程度の差はあ
るものの必ず生じ、これらを原因として潤滑剤の劣化・
減少を招来するからである。従って、動圧軸受の長寿命
化は、どの程度の余裕潤滑剤を内部に保持できるかが目
安となると共に、蒸発や漏れなどによる潤滑剤の減少を
いかに少なくできるかがポイントとなる。

【００１７】３）低コストで量産性を良好とするための
条件。 これを達成するためには、当然のことであるが、できる
だけ簡易な構造とすることが重要である。

【００１８】このようなことから、本発明にかかる動圧
軸受装置は、固定部材に対して回転部材を回転可能に支
承する少なくとも２つの動圧軸受部が一連の軸受空間を
画成し、この動圧軸受部を構成する固定部材及び回転部
材の少なくとも一方側に、前記軸受空間内に充填された
潤滑剤に動圧を発生させる動圧溝が設けられた動圧軸受
装置において、前記軸受空間の両端部分には、前記固定
部材と回転部材との間の隙間を狭小にしてなる毛細管シ
ール部がそれぞれ設けられていると共に、前記潤滑剤
は、前記動圧軸受部を含む両毛細管シール部同士の間の
軸受空間内に連続して充填され、且つ前記少なくとも２
つの動圧軸受部のうち、最外端に位置する各動圧軸受部
の動圧溝は、前記軸受空間の一方側に向かう所定の差圧
を前記潤滑剤に生じさせるような形状にそれぞれ形成さ
れると共に、前記差圧が解消されて平衡した状態で、前
記最外端に位置する両動圧軸受部の間の軸受空間が前記
潤滑剤により加圧されるような形状にそれぞれ形成され
たものであって、前記少なくとも２つの動圧軸受部のう
ち、最外端に位置する各動圧軸受部の動圧溝は、該最外
端に位置する両動圧軸受部の間の軸受空間に向かう差圧
を潤滑剤に生じさせるような形状にそれぞれ形成される
と共に、この両差圧の差を所定の差圧として前記潤滑剤
が軸受空間の一方側に移動して平衡した状態で、前記両
動圧軸受部の間の軸受空間が前記潤滑剤により加圧され
るような形状にそれぞれ形成され、前記両毛細管シール
部のうち、潤滑剤の移動方向下流側の毛細管シール部の
隙間内容量は、潤滑剤の移動による変位分を許容する量
に設定されていることを特徴としている。

【００１９】そして、このような動圧軸受装置によれ
ば、先ず潤滑剤の液面位置が、固定部材と回転部材との
間の狭い隙間からなる毛細管シール部内に存在し、停止
時において、毛細管シール力が常時働く状態になってお
り、この毛細管シール力に基づく引戻力によって潤滑剤
が内部側所定の位置に保持される。一方、大きな慣性力
Ｇが負荷された場合には、潤滑剤の流体粘性抵抗による
動圧力が、狭い隙間からなる毛細管シール部に発生し、
これにより潤滑剤の外部拡散が防止される。

【００２０】回転時においては、動圧軸受部で潤滑剤に
対して意図的に差圧が生じさせられ、この潤滑剤の差圧
を解消するように潤滑剤の移動が僅かに行われて平衡状
態になされるため、回転時における潤滑剤の外部拡散が
防止されるようになっている。

【００２１】さらに、潤滑剤の差圧を解消するように潤
滑剤の移動が僅かに行われて平衡状態になされた時、最
外端に位置する各動圧軸受部の動圧溝により、該最外端
に位置する両動圧軸受部の間の軸受空間（潤滑剤溜り
部）が潤滑剤により加圧されているため、この軸受空間
において潤滑剤に溶け込んでいた空気が分離・気化する
ことはなく体積膨張が行われずに、回転時における潤滑
剤の外部拡散がより防止されるようになっている。

【００２２】加えて、このような漏れ防止作用を有する
毛細管シール部が、固定部材と回転部材との間の狭小隙
間により簡易に構成されているため、製作の容易化が図
られ生産性が向上されるようになっている。

【００２３】また、潤滑剤の移動方向下流側の毛細管シ
ール部の隙間内容量が、潤滑剤の移動による偏位分を許
容する容量に設定されているため、潤滑剤の漏れがより
防止されるようになっている。

【００２４】また、動圧溝が回転部材側に形成されてい
る場合には、回転時において潤滑剤が移動してラジアル
軸受部の動圧溝が一部露出し、この露出した動圧溝が回
転することによって該露出した動圧溝を介してエアーが
送り出され、この送り出されたエアー及び凹凸を有し回
転する動圧溝により潤滑剤の界面が乱れて気泡を抱き込
みやすくなり、その結果体積膨張が行われて、回転時に
おける潤滑剤の外部拡散の畏れが大きくなるが、特に請
求項５の動圧軸受装置によれば、回転時において潤滑剤
が移動して露出する動圧溝が固定部材側に形成されてい
るため、該動圧溝が回転部材側に形成されている場合に
比して、潤滑剤の界面の乱れが抑えられて気泡の抱き込
みが抑止されるようになり、回転時における潤滑剤の外
部拡散がより防止されるようになっている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、所謂両端軸固定
型のＨＤＤスピンドルモータに適用した実施形態につい
て図面により詳細に説明する。先ず、図１に示されたＨ
ＤＤスピンドルモータの全体構造を説明すると、このＨ
ＤＤスピンドルモータは、固定部材としてのステータ組
１と、このステータ組１に対して図示上側から組み付け
られた回転部材としてのロータ組２とから構成されてい
る。このうちステータ組１は、図示省略した固定基台側
にネジ止めされるフレーム１１を有していると共に、こ
のフレーム１１の略中央部分に立設された固定軸１２
が、図示上方に向かって延在している。この固定軸１２
の先端部（図示上端部）は、図示を省略した固定基台に
対して螺子止めされる。

【００２６】また、上記フレーム１１は、中空円筒状の
支持ホルダー１３を有しており、この支持ホルダー１３
の外周にステータコア１４が嵌着されており、当該ステ
ータコア１４の突極部に対して巻線１５が巻回されてい
る。

【００２７】一方、上記ロータ組２は、図示を省略した
所定の記録媒体を支持するためのハブ２１を有してお
り、このハブ２１は、当該ハブ２１の中心部分に配置さ
れた一対のラジアル動圧軸受部２２ａ，２２ｂを介して
上記固定軸１２の外周側に回転自在に支承されている。

【００２８】上記ハブ２１は、磁気ディスク等の磁気記
録媒体を外周部に装着する略円筒形状の胴部２１ａを有
していると共に、この胴部２１ａの内周側に、バックヨ
ーク２１ｂを介して駆動マグネット２１ｃが環状に装着
されている。この駆動マグネット２１ｃは、前述したス
テータコア１４の外周端面に対して環状に対向するよう
に近接配置されている。

【００２９】また、上記一対のラジアル動圧軸受部２２
ａ，２２ｂは、ハブ２１の内周側に当該ハブ２１と一体
に形成されており、軸方向に所定間隔離して並列するよ
うに配置されている。これらの各ラジアル動圧軸受部２
２ａ，２２ｂの内周面と、前記固定軸１２の外周面と
は、数μｍの隙間を介して対向配置されている。

【００３０】そして、上記各ラジアル動圧軸受部２２
ａ，２２ｂと固定軸１２との両対向面のうち、少なくと
も一方側には、図２に示されているようなヘリンボーン
形状のラジアル動圧発生用溝２３ａ，２３ｂが環状に並
列するように凹設されていると共に、上記両対向面間に
は、オイルや磁性流体等からなる所定の潤滑剤２４が介
在されており、前記ハブ２１の回転時に、ラジアル動圧
発生用溝２３ａ，２３ｂのポンピング作用によって潤滑
剤２４が昇圧されて動圧が生じ、この潤滑剤２４に生じ
させられた動圧によって、ハブ２１がラジアル方向に軸
支持されるように構成されている。上記ラジアル動圧発
生用溝２３ａ，２３ｂのヘリンボーン形状については後
述する。

【００３１】本実施形態における上記潤滑剤２４として
は、当該潤滑剤２４の寿命と良好な軸受特性とを両立し
得るように、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）または
ペンタエリスリトール（ＰＥ）と、炭素数５〜１８の直
鎖または分岐脂肪酸とをエステル化した構造のオイルが
使用されており、その中でも、特に蒸発率が１０^-7g／h
・cm² （at４０°Ｃ）以下で、粘度が３０ｃＰ（at４
０°Ｃ）以下のオイルが用いられている。

【００３２】なお、このような潤滑剤２４を軸受内部に
注入するにあたっては、組立が完了したモータを一旦真
空室内に入れ、その真空引きした状態で毛細管力または
外部大気圧を利用して行う。このようにすれば、含有空
気率が低い状態で軸受内部全体に潤滑剤２４を満たすこ
とが可能となる。

【００３３】さらに、上記固定軸１２の先端側（図示上
端側）の途中部分には、２つのスラスト動圧軸受部１６
ａ，１６ｂを構成するリング状のスラスト板１６が固着
されている。このスラスト板１６により構成される２つ
のスラスト動圧軸受部１６ａ，１６ｂは、図示上側に配
置されたラジアル動圧軸受部２２ａの図示上側に隣接す
るように配置されている。

【００３４】すなわち、上記スラスト板１６の図示下面
側は、図示上側に配置されているラジアル動圧軸受部２
２ａの端面（図示上端面）に対面するように配置されて
いると共に、スラスト板１６の図示上端面は、前記ハブ
２１の中央部分に螺子止めされたスラスト押え板２５の
端面（図示下端面）に対面するように配置されている。

【００３５】また、上記スラスト板１６とラジアル動圧
軸受部２２ａとの対向面同士の間、及びスラスト板１６
とスラスト押え板２５と対向面同士の間の各隙間部分に
は、上述したラジアル動圧軸受部２２ａ，２２ｂ側の潤
滑剤２４が連続するようにして充填されている。

【００３６】上記スラスト動圧軸受部１６ｂを構成する
スラスト板１６の軸方向下端面には、図４に示されてい
るようなヘリンボーン形状のスラスト動圧発生用溝１７
ｂが環状に形成されている。すなわち、下側のスラスト
動圧軸受部１６ｂでは、図６上半部分に示されているよ
うに、一対の動圧発生用溝１７ｂ，１７ｂにおける各半
径方向の長さＬａ，Ｌａ同士が、実質的に同一の軸方向
長さにそれぞれ設定されている（実質的にＬａ＝Ｌ
ａ）。すなわち、周速と面積との関係から内側の溝長の
方がやや長く形成されていはるものの、両者の中心側に
向かう加圧力がバランスするように実質的に同一の溝長
さに形成されている。

【００３７】一方、上記スラスト動圧軸受部１６ａを構
成するスラスト板１６の軸方向上端面には、図５に示さ
れているようなヘリンボーン形状のスラスト動圧発生用
溝１７ａが環状に形成されている。すなわち、上側のス
ラスト動圧軸受部１６ａでは、図６下半部分に示されて
いるように、一対の動圧発生用溝１７ａ，１７ａのう
ち、半径方向内側の傾斜溝の半径方向長さＬｂ１が、半
径方向外側の傾斜溝の半径方向長さＬｂ２より実質的に
長く設定されており（実質的にＬｂ１＞Ｌｂ２）、この
ような半径方向に実質的に非対称な溝形状に形成されて
いることによって、半径方向内側の傾斜溝による加圧力
が、半径方向外側の傾斜溝による加圧力を上回り、従っ
て半径方向外方に向かう差圧Ｐ２（図７参照）を潤滑剤
２４に生じさせるように構成されている。

【００３８】そして、上記ハブ２１の回転時に、スラス
ト動圧発生用溝１７ａ，１７ｂのポンピング作用によっ
て潤滑剤２４が昇圧されて動圧が生じ、この潤滑剤２４
に生じさせられた動圧によってハブ２１がスラスト方向
に軸支持されるように構成されている。

【００３９】この時、上記スラスト押え板２５は、上述
した各動圧軸受部の組付後にハブ２１に対して接合され
るが、前記潤滑剤２４の充填部分に臨む接合部は、この
スラスト押え板２５による接合部のみであって、潤滑剤
２４の充填部分に対するその他の部位は一体に成形され
て密閉性を確保している。

【００４０】このスラスト押え板２５とハブ２１との接
合部は、潤滑剤２４の注入前に、接着剤によって完全密
閉構造となるように接合され、これによって潤滑剤２４
に対する密閉性が良好に確保されている。この接合部に
充填される接着剤は、当該接合部に形成された環状案内
溝（図示省略）の毛細管力によって、接合部全周にわた
って切れ目なく連続的に充填されるようになっており、
これによって密閉構造が完全化される。

【００４１】また、上記スラスト押え板２５には、外側
（図示上側）から吸収布２６を介して薄板状のストッパ
ー板２７が設けられており、これら吸収布２６及びスト
ッパー板２７によって、最悪の場合でも、潤滑剤２４の
外部飛散が防止されるようになっている。

【００４２】上述した２つのラジアル動圧軸受部２２
ａ，２２ｂ、及び２つのスラスト動圧軸受部１６ａ，１
６ｂは、軸方向に延びる一連の軸受空間を画成するよう
に併設されており、これら４つの動圧軸受部１６ａ，１
６ｂ，２２ａ，２２ｂを含む軸受空間の軸方向両端部分
には、前記固定軸１２と回転側の部材２２ｂ，２５との
隙間を狭小にしてなる２箇所の毛細管シール部３１ａ，
３１ｂが、前記４つの動圧軸受部１６ａ，１６ｂ，２２
ａ，２２ｂを軸方向両側から挟むように設けられてい
る。

【００４３】これらの各毛細管シール部３１ａ，３１ｂ
のうち、図示下側の毛細管シール部３１ｂは、図示下側
に配置されたラジアル動圧軸受部２２ｂの一部に設けら
れており、より具体的には、当該ラジアル動圧軸受部２
２ｂの軸方向外端部分（図示下端部分）の内周壁と、前
記固定軸１２の外周面との隙間を狭小にすることによっ
て形成されている。従って、この図示下側の毛細管シー
ル部３１ｂを構成する狭小隙間は、図示下側のラジアル
動圧軸受部２２ｂの軸受部を構成する隙間に対して直接
的に連通されていると共に、この毛細管シール部３１ｂ
とラジアル動圧軸受部２２ｂとの連通部分には、隙間を
拡大するような凹部は設けられていない。

【００４４】一方、図示上側の毛細管シール部３１ａ
は、スラスト動圧軸受部１６ａを構成するスラスト押え
板２５と固定軸１２との間の隙間により形成されてお
り、前述したスラスト押え板２５の内周壁と固定軸１２
の外周面との間の隙間を狭小にすることによって形成さ
れている。

【００４５】これら図示上下両側の各毛細管シール部３
１ａ，３１ｂは、当該毛細管シール部３１ａ，３１ｂを
構成する狭小隙間が図示上下の外方に開口するように軸
方向に沿って設けられている。そして、これらの各毛細
管シール部３１ａ，３１ｂの狭小隙間を構成するように
固定軸１２側に各々対面しているスラスト押え板２５の
内周壁、及び図示下側のラジアル動圧軸受部２２ｂの内
周壁は、軸方向外方に向かって上記隙間の寸法を連続的
に拡大するように傾斜壁に形成されており、この連続的
に拡大している狭小隙間の寸法が、２０μｍから３００
μｍとなっている部位を毛細管シール部３１ａ，３１ｂ
としている。また、これらの各毛細管シール部３１ａ，
３１ｂの外方部分には、潤滑剤２４の外部拡散による漏
れを防止するための撥油が被着された部位がそれぞれ設
けられている。

【００４６】前述したように、４つの動圧軸受部１６
ａ，１６ｂ，２２ａ，２２ｂを含む上記２箇所の毛細管
シール部３１ａ，３１ｂ同士の間の軸受空間部分には、
潤滑剤２４が連続して充填されており、その潤滑剤２４
の図示上下端における各液面位置が、モータ停止時にお
いては、図３及び図７中にそれぞれ実線Ａ，Ｂで示され
ているように、各毛細管シール部３１ａ，３１ｂの内部
所定位置となるように設定されている。

【００４７】また、モータ回転時においては、潤滑剤２
４の両液面のうち、図示上端側の液面の位置が、図７中
の破線Ａ’で示されているように、図示上側の毛細管シ
ール部３１ａ内に保持されていると共に、図示下端側の
液面位置は、図３中の破線Ｂ’で示されているように、
図示下側に配置されているラジアル動圧軸受部２２ｂ内
に引き込まれた位置に設定されている。このような潤滑
剤２４の移動については後述する。

【００４８】一方、上述したラジアル動圧軸受部２２
ａ，２２ｂにおけるヘリンボーン形状の各動圧発生用溝
２３ａ，２３ｂは、図２に示されているように、当該ラ
ジアル動圧軸受部２２ａ，２２ｂの軸方向両端部から中
心側で合流するようにして「く」の字状に延びる一対の
傾斜溝を環状に並列することにより構成されている。各
動圧発生用溝２３ａ，２３ｂを構成する各傾斜溝は、数
μｍの溝深さに形成されており、軸方向両端側から中心
側に向かって潤滑剤２４を加圧するようなっている。

【００４９】この時、図示上側のラジアル動圧軸受部２
２ａでは、図２に示されるように、一対の動圧発生用溝
２３ａ，２３ａ同士が、ほぼ同一の軸方向長さＬａにそ
れぞれ設定されており、これによって図示上側の動圧発
生用溝２３ａによる図示下側方向への加圧力と、図示下
側の動圧発生用溝２３ａによる図示上側への加圧力とが
ほぼ等しくなって、軸方向両端側から中心側に向かう加
圧力がほぼバランスするように構成されている。

【００５０】これに対して、軸方向における最外部分に
配置された図示下側のラジアル動圧軸受部２２ｂでは、
図２に示されるように、一対の動圧発生用溝２３ｂ，２
３ｂのうち、軸方向外側（図示下側）の傾斜溝の軸方向
長さＬｂ１が、軸方向内側（図示上側）の傾斜溝の軸方
向長さＬｂ２より長く設定されている（Ｌｂ１＞Ｌｂ
２）。すなわち、このような軸方向に非対称な溝形状に
形成されていることによって、図示下側の傾斜溝による
上方加圧力が、図示上側の傾斜溝による下方加圧力を上
回り、軸方向一方側（図示上側）に向かって所定の差圧
Ｐ１（図３参照）を潤滑剤２４に生じさせる構造になさ
れている。

【００５１】このように軸受空間内に一連に充填されて
いる潤滑剤２４には、ラジアル動圧軸受部２２ｂにより
生じる差圧Ｐ１と、上述したスラスト動圧軸受部１６ａ
により生じる差圧Ｐ２とが作用することになるが、本実
施形態では、ラジアル動圧軸受部２２ｂによる差圧Ｐ１
とスラスト動圧軸受部１６ａによる差圧Ｐ２との差圧差
（Ｐ１−Ｐ２）が、（Ｐ１−Ｐ２）＞０となるように、
上記ラジアル動圧発生用溝２３ｂ及びスラスト動圧発生
用溝１７ａの形状が決定されている。

【００５２】従って、潤滑剤２４は、Ｐ１＞Ｐ２により
図示上側に向かって移動して偏位することとなるが、こ
の潤滑剤２４の移動方向下流側（図示上側）の毛細管シ
ール部３１ａは、図７に示されているように、潤滑剤２
４の移動による偏位分を許容する隙間内容量に設定され
ており、上述したように、モータ回転時においても潤滑
剤２４の液面位置が毛細管シール部３１ａ内に保持され
るようになっている(図７中の破線Ａ’参照）。

【００５３】より具体的には、この潤滑剤２４の移動方
向下流側（図示上側）の毛細管シール部３１ａは、０．
５ｍｍ以上の軸方向長さに設定されていると共に、当該
毛細管シール部３１ａの隙間内容量または軸方向長さ
が、潤滑剤２４の移動により当該潤滑剤２４が減少する
側（図示下側）の毛細管シール部３１ｂの隙間内容量ま
たは軸方向長さの３倍以上に設定されている。また、こ
の潤滑剤２４の移動による当該潤滑剤２４の偏位分を許
容する側の毛細管シール部３１ａにおける隙間寸法は、
潤滑剤２４の移動により当該潤滑剤２４が減少する側の
毛細管シール部３１ｂの実質的な隙間寸法、すなわちラ
ジアル動圧軸受部２２ｂにおける動圧発生用溝２３ｂを
含めた隙間寸法より大きく設定されている。これは、潤
滑剤２４の注入量の増減に対する余裕を持たせると共
に、潤滑剤２４の移動や蒸発による潤滑剤２４の減少に
対して量的な余裕を持たせるためである。

【００５４】一方、前述したように、潤滑剤２４の移動
方向上流側（図示下側）の毛細管シール部３１ｂは、ラ
ジアル動圧軸受部２２ｂの軸方向外端部分（図示下端部
分）に設けられているため、潤滑剤２４が上述した差圧
により図示上側に向かって移動して偏位した際には、図
３中の破線Ｂ’で示されているように、当該図示下側の
毛細管シール部３１ｂ内の潤滑剤２４の全部が消失し、
且つラジアル動圧軸受部２２ｂ内の潤滑剤２４における
図示下側の一部が消失するように構成されている。

【００５５】より具体的には、ハブ２１が回転したとき
の上述した差圧による潤滑剤２４の移動により、図示下
側の動圧発生用溝２３ｂの軸方向長さＬｂ１の約１／４
の長さにわたって潤滑剤２４が枯渇し、図示下側の動圧
発生用溝２３ｂに残された潤滑剤２４の軸方向長さＬｂ
３が、図示上側の動圧発生用溝２３ｂの軸方向長さＬｂ
２とほぼ等しくなる位置まで液面が上昇する。そして、
潤滑剤が枯渇した分、図示下側の動圧発生用溝２３ｂで
発生する動圧力が低下して差圧が解消するようになって
いる。

【００５６】また、この軸方向最外部に配置されている
図示下側のラジアル動圧軸受部２２ｂは、潤滑剤２４が
枯渇・消失する部位に、当該部位における隙間を他の部
位の隙間より大きくする窪み部２８が形成されており、
この窪み部２８によって、潤滑剤２４の枯渇・消失時に
おいても、衝撃等による急激な大負荷力によってラジア
ル動圧軸受部２２ｂの内周面が固定軸１２の外周面に接
触することのないように構成されている。この窪み部２
８としては、図３に示されているような段部形状とし
て、隙間を２μｍ程度大きしたものや、テーパ形状とし
て最外端部における隙間を０．５μｍないし３μｍ程度
大きくなるようにしたもの等が考えられる。

【００５７】図１に戻って、上述した図示上側の毛細管
シール部３１ａの軸方向外側（図示上側）には、当該毛
細管シール部３１ａに対して軸方向に連続するようにし
て潤滑剤注入部３２が設けられている。この潤滑剤注入
部３２は、毛細管シール部３１ａを構成している狭小隙
間に連続する拡大隙間からなっており、前記固定軸１２
側に対面しているスラスト押え板２５の内周壁を、毛細
管シール部３１ａを構成している傾斜壁よりもさらに大
きい開角で傾斜させることによって形成されている。

【００５８】この潤滑剤注入部３２を構成する傾斜壁
は、軸方向に向かって潤滑剤２４が良好に進入して行く
ように、７０度以下の開角に形成されていると共に、当
該潤滑剤注入部３２の軸方向最外端における隙間が４０
０μｍ以上となるように設定されている。また、この潤
滑剤注入部３２の隙間内容量は、前述した２つの毛細管
シール部３１ａ，３１ｂ同士の間を結ぶ軸受空間の内容
量より大きく設定されており、これによって、潤滑剤２
４の全量を、一旦、潤滑剤注入部３２内に注入すること
ができ、以後は毛細管力によって内部側（図示下側）に
案内されていき、大気開放によって軸受空間の全長に渡
って潤滑剤２４が満たされるようになっている。

【００５９】また、前述したラジアル動圧軸受部２２
ａ，２２ｂ同士の軸方向間部分には、内周面を窪ませる
ことによって固定軸１２との隙間を拡大してなる潤滑剤
溜り部３３が設けられている。本実施形態における潤滑
剤溜り部３３の隙間寸法は、ラジアル動圧軸受部２２
ａ，２２ｂにおける軸受隙間寸法の３倍以上または４０
μｍ以上に設定されている。これは、軸受部に対して潤
滑剤２４に量的余裕をもたせるように一定量以上の潤滑
剤２４を潤滑剤溜り部３３内に確保して長寿命化を図る
ためである。

【００６０】また、前述したスラスト板１６の外周面と
この外周面に対向するハブ２１の内周面との間にも潤滑
剤溜り部Ｘ１（図１参照）が形成されており、また図示
下側のスラスト軸受部１６ｂと図示上側のラジアル軸受
部２２ａとの境界部にも潤滑剤溜り部Ｘ２（図７参照）
が形成されている。すなわち、本実施形態の動圧軸受装
置では、２つのスラスト軸受部１６ａ，１６ｂと、２つ
のラジアル軸受部２２ａ，２２ｂと、３つの潤滑剤溜り
部３３，Ｘ１，Ｘ２と、を備えている。

【００６１】このような実施形態装置によれば、先ず潤
滑剤２４の液面位置が、固定軸１２と回転側部材２５，
２２ｂとの間の狭隙間からなる毛細管シール部３１ａ，
３１ｂ内に存在するため、回転時には勿論停止時におい
ても毛細管シール力が常時働く状態になっており、この
毛細管シール力に基づく引戻力によって、潤滑剤２４が
内部側の所定位置に保持される。

【００６２】一方、大きな慣性力が負荷された場合に
は、潤滑剤２４の流体粘性抵抗による動圧力が狭隙間か
らなる毛細管シール部３１ａ，３１ｂに生じ、その潤滑
剤２４の流体粘性抵抗による動圧力が保持力の主となっ
て、潤滑剤２４の外部拡散が防止される。

【００６３】回転時においては、ラジアル動圧軸受部２
２ｂで潤滑剤２４に対して差圧Ｐ１が意図的に生じさせ
られると共に、スラスト動圧軸受部１６ａで潤滑剤２４
に対して上記差圧Ｐ１に対向する差圧Ｐ２が意図的に生
じさせられ、この潤滑剤２４の差圧差（Ｐ１−Ｐ２）を
解消するように潤滑剤２４の移動が僅かに行われて平衡
状態になされる。すなわち、毛細管シール部３１ａでは
潤滑剤２４の界面がＡ→Ａ’に移動し、毛細管シール部
３１ｂでは潤滑剤２４の界面がＢ→Ｂ’に移動し、この
ようなバランスによって回転時における潤滑剤２４の外
部拡散が防止される。

【００６４】このバランスは、最外端の一方に位置する
スラスト動圧軸受部１６ａのスラスト動圧発生用溝１７
ａによる潤滑剤２４の他の軸受部側（潤滑剤溜り部３３
側）に向かう加圧力と、最外端の他方に位置するラジア
ル動圧軸受部２２ｂのラジアル動圧発生用溝２３ｂによ
る潤滑剤２４の他の軸受部側（潤滑剤溜り部３３側）に
向かう加圧力と、の互いに押し合う加圧力の均衡により
とられるため、上記３つの潤滑剤溜り部３３，Ｘ１，Ｘ
２は、全て加圧されることになる。従って、これら潤滑
剤溜り部３３，Ｘ１，Ｘ２においては、潤滑剤２４に溶
け込んでいた空気が分離・気化することはなく体積膨張
が行われずに、回転時における潤滑剤２４の外部拡散
が、より防止されることになる。

【００６５】さらに、潤滑剤２４の移動方向下流側の毛
細管シール部３１ａが、潤滑剤２４の差圧差による移動
による偏位分を許容する隙間内容量に設定されているた
め、潤滑剤２４の漏れが防止される。

【００６６】また、当該発明による毛細管シール部３１
ａ，３１ｂは、傾斜面による簡易な構成を有しているた
め、製作の容易化が図られ生産性が向上される。

【００６７】なお、本実施形態では、ラジアル動圧発生
用溝を、固定軸１２と回転側部材２２ａ，２２ｂとの両
対向面のうち、少なくとも一方側に設けるようにしてい
るが、特に図示下側のラジアル動圧発生用溝２３ｂに関
しては、固定軸１２に設けるのがより好ましい。

【００６８】これは、ラジアル動圧発生用溝２３ｂが回
転側部材２２ｂに設けられていると、回転時において潤
滑剤２４が上述のように図示上方に移動して該ラジアル
動圧発生用溝２３ｂの図示下部が一部露出した時に、こ
の露出したラジアル動圧発生用溝２３ｂが回転すること
によって該露出したラジアル動圧発生用溝２３ｂを介し
てエアーが送り出され、この送り出されたエアー及び凹
凸を有し露出して回転する動圧発生用溝２３ｂにより潤
滑剤２４の界面が乱れて気泡を抱き込みやすくなって該
気泡が潤滑剤溜り部３３に溜り、その結果体積膨張が行
われて、回転時における潤滑剤の外部拡散の畏れが大き
くなるが、該ラジアル動圧発生用溝２３ｂが固定軸１２
に設けられていれば、回転時において潤滑剤２４が移動
して該ラジアル動圧発生用溝２３ｂの一部が露出しても
該ラジアル動圧発生用溝２３ｂが上記回転側部材２２ｂ
に設けられている場合に比して、潤滑剤２４の界面の乱
れが抑えられて気泡の抱き込みが抑止され、回転時にお
ける潤滑剤２４の外部拡散を防止できるからである。因
に、回転時において潤滑剤２４が移動して露出するラジ
アル動圧発生用溝２３ｂを固定軸１２側に設けるように
すれば、他の動圧発生用溝、すなわち回転時において潤
滑剤２４より露出しない動圧発生用溝２３ａ，１７ａ，
１７ｂは、固定部材側、回転部材側の何れに設けるよう
にしても良い（両方でも可）。

【００６９】なお、上記差圧差（Ｐ１−Ｐ２）＜０とす
れば、潤滑剤２４が図示下側に移動して平衡がとられる
ため、図示下側のラジアル動圧発生用溝２３ｂが露出す
ることはなく、従ってこのような場合にあっては、ラジ
アル動圧発生用溝２３ｂが回転側部材２２ａ，２２ｂに
設けられていても、気泡発生の畏れは低減されることに
なる。一方、この潤滑剤２４の移動により潤滑剤２４の
界面位置は下がって、図示上側のスラスト動圧軸受部１
６ａに位置することになり、当該位置での潤滑剤２４の
界面にスラスト動圧発生用溝１７ａによる気泡混入の畏
れが生じるが、このような気泡が多少生じても強い求心
力（遠心力を受けた潤滑剤２４が比重の軽い気泡を内側
に押しやる力）の作用によって該気泡が大気に開放され
ることになるため問題はない。

【００７０】因に、上記スラスト動圧軸受部１６ａの動
圧発生用溝１７ａを意図的に外周に向かって潤滑剤２４
を加圧しない形状、すなわち図４に示したように中心側
に向かう加圧力がバランスするような形状とした場合に
は、溝加工の誤差等により一対の傾斜溝１７ａ，１７ａ
のうちの何れか一方側（内側若しくは外側）が長くなっ
て必ず何れか一方側（内周側若しくは外周側）に潤滑剤
２４を加圧する形状となってしまう。ここで、この加工
誤差により、溝形状が、本実施形態と同様な外周側に加
圧する形状となった場合（一対の傾斜溝１７ａ，１７ａ
のうちの内側が長くなった場合）には問題はないが、内
周側に加圧する形状となった場合（一対の傾斜溝１７
ａ，１７ａのうちの外側が長くなった場合）には、潤滑
剤２４が上述したと同様に平衡した時に、潤滑剤溜り部
３３，Ｘ１，Ｘ２が負圧となることがあるので問題とな
る。従って、該潤滑剤溜り部３３，Ｘ１，Ｘ２を正圧に
するには、本実施形態のように、スラスト動圧軸受部１
６ａの動圧発生用溝１７ａを意図的に外周に向かって潤
滑剤２４を加圧する形状とする必要がある。勿論、下側
のラジアル動圧軸受部２２ｂの動圧発生用溝２３ｂも、
意図的に上側に向かって潤滑剤２４を加圧する形状とす
る必要がある。なお、上記スラスト動圧軸受部１６ｂの
動圧発生用溝１７ｂ、ラジアル動圧軸受部２２ａの動圧
発生用溝２３ａも、加工誤差等により、何れか一方側に
潤滑剤２４を加圧する形状となってしまうが、この加圧
力は、上述した意図的に生ぜしめられた差圧Ｐ１，Ｐ２
に比して小さいため無視できる。

【００７１】一方、図８に示されている実施形態は、軸
方向に併設された２つのラジアル軸受部４２ａ，４２ｂ
を有する動圧軸受装置に対して本発明を適用したもので
あって、軸部材４０と円筒状部材４１とが、２つのラジ
アル軸受部４２ａ，４２ｂを介して相対回転可能に支承
されている。

【００７２】上記２つのラジアル軸受部４２ａ，４２ｂ
は、円筒状部材４１側に固定されており、各ラジアル動
圧軸受部４２ａ，４２ｂと軸部材４０との両対向面のう
ち、少なくとも一方側（上述したように、より好ましく
は固定部材側）には、例えば図示展開図のようなヘリン
ボーン形状のラジアル動圧発生用溝４３ａ，４３ｂが環
状に並列するように凹設されていると共に、上記両対向
面間には、オイルや磁性流体等からなる所定の潤滑剤４
４が介在されている。

【００７３】すなわち、上記２つのラジアル動圧軸受部
４２ａ，４２ｂは、軸方向に延びる一連の軸受空間を画
成するように併設されており、これら２つのラジアル動
圧軸受部４２ａ，４２ｂを含む軸受空間の軸方向両端部
分には、当該ラジアル動圧軸受部４２ａ，４２ｂと軸部
材４０との隙間を狭小にしてなる２箇所の毛細管シール
部４５ａ，４５ｂが、前記２つのラジアル動圧軸受部４
２ａ，４２ｂを軸方向両側から挟むように設けられてい
る。

【００７４】すなわち、上記各毛細管シール部４５ａ，
４５ｂは、図示上下にそれぞれ配置された各ラジアル動
圧軸受部４２ａ，４２ｂの一部に設けられており、従っ
て、これらの各毛細管シール部４５ａ，４５ｂを構成す
る狭小隙間は、各ラジアル動圧軸受部４２ａ，４２ｂの
軸受部を構成する隙間に対して直接的に連通されている
と共に、各毛細管シール部４５ａ，４５ｂとラジアル動
圧軸受部４２ａ，４２ｂとの連通部分には、隙間を拡大
するような凹部は設けられていない。

【００７５】これら図示上下両側の各毛細管シール部４
５ａ，４５ｂは、当該毛細管シール部４５ａ，４５ｂを
構成する狭小隙間が図示上下の外方に開口するように軸
方向に沿って設けられている。そして、これらの各毛細
管シール部４５ａ，４５ｂの狭小隙間を構成するように
軸部材４０側に各々対面しているラジアル動圧軸受部４
２ａ，４２ｂの内周壁は、軸方向外方に向かって隙間寸
法を連続的に拡大する傾斜壁に形成されている。

【００７６】前述したように、２つのラジアル動圧軸受
部４２ａ，４２ｂを含む上記２箇所の毛細管シール部４
５ａ，４５ｂ同士の間の軸受空間部分には、潤滑剤４４
が連続して充填されており、その潤滑剤４４の図示上下
端における各液面位置が、停止時においては、図中にそ
れぞれ実線Ａ，Ｂで示されているように、各毛細管シー
ル部４５ａ，４５ｂの内部所定位置となるように設定さ
れている。

【００７７】上記図示上側のラジアル動圧軸受部４２ａ
では、一対の動圧発生用溝４３ａ，４３ａのうち、軸方
向外側（図示上側）の傾斜溝の軸方向長さＬａ１が、軸
方向内側（図示下側）の傾斜溝の軸方向長さＬａ２より
長く設定されている（Ｌａ１＞Ｌａ２）。すなわち、こ
のような軸方向に非対称な溝形状に形成されていること
によって、図示上側の傾斜溝による下方加圧力が、図示
下側の傾斜溝による上方加圧力を上回り、軸方向一方側
（図示下側）に向かって所定の差圧Ｐ３を潤滑剤４４に
生じさせる構造になされている。

【００７８】一方、図示下側のラジアル動圧軸受部４２
ｂでは、一対の動圧発生用溝４３ｂ，４３ｂのうち、軸
方向外側（図示下側）の傾斜溝の軸方向長さＬｂ１が、
軸方向内側（図示上側）の傾斜溝の軸方向長さＬｂ２よ
り長く設定されている（Ｌｂ１＞Ｌｂ２）。すなわち、
このような軸方向に非対称な溝形状に形成されているこ
とによって、図示下側の傾斜溝による上方加圧力が、図
示上側の傾斜溝による下方加圧力を上回り、軸方向一方
側（図示上側）に向かって所定の差圧Ｐ４を潤滑剤４４
に生じさせる構造になされている。

【００７９】このように軸受空間内に一連に充填されて
いる潤滑剤４４には、図示上側のラジアル動圧軸受部４
２ａにより生じる差圧Ｐ３と、図示下側のラジアル動圧
軸受部４２ｂにより生じる差圧Ｐ４とが作用することに
なるが、本実施形態では、ラジアル動圧軸受部４２ｂに
よる差圧Ｐ４とラジアル動圧軸受部４２ａによる差圧Ｐ
３との差圧差（Ｐ４−Ｐ３）が、（Ｐ４−Ｐ３）＞０と
なるように、上記ラジアル動圧発生用溝４３ｂ，４３ａ
の形状が決定されている。

【００８０】また、ラジアル動圧軸受部４２ａ，４２ｂ
同士の軸方向間部分には、先の実施形態と同様な潤滑剤
溜り部４６が設けられている。

【００８１】従って、回転時においては、上記差圧差
（Ｐ４−Ｐ３）を解消するように潤滑剤４４が僅かに図
示上方に移動して、潤滑剤４４の両液面のうち、図示上
端側の液面の位置が、図中の破線Ａ’で示されているよ
うに、図示上側の毛細管シール部４５ａ内に保持される
と共に、図示下端側の液面位置は、図中の破線Ｂ’で示
されているように、図示下側に配置されているラジアル
動圧軸受部４２ｂ内に引き込まれた位置に引き込まれて
バランスがとられる。

【００８２】このバランスは、最外端の一方に位置する
ラジアル動圧軸受部４２ａのラジアル動圧発生用溝４３
ａによる潤滑剤４４の他方のラジアル動圧軸受部４２ｂ
側（潤滑剤溜り部４６側）に向かう加圧力と、最外端の
他方に位置するラジアル動圧軸受部４２ｂのラジアル動
圧発生用溝４３ｂによる潤滑剤４４の他方のラジアル動
圧軸受部４２ａ側（潤滑剤溜り部４６側）に向かう加圧
力と、の互いに押し合う加圧力の均衡によりとられるた
め、該潤滑剤溜り部４６は加圧されることになり、この
潤滑剤溜り部４６においては、潤滑剤４４に溶け込んで
いた空気が分離・気化することはなく体積膨張が行われ
ずに、回転時における潤滑剤４４の外部拡散が防止され
るようになっている。

【００８３】また、上記差圧差（Ｐ４−Ｐ３）により潤
滑剤４４は図示上側に向かって移動して偏位することと
なるが、この潤滑剤４４の移動方向下流側（図示上側）
の毛細管シール部４５ａは、潤滑剤４４の移動による偏
位分を許容する隙間内容量に設定されている。従って上
述したように、回転時においても、潤滑剤４４の図示上
端側の液面位置は毛細管シール部４５ａ内に保持される
（図８中の破線Ａ’参照）。

【００８４】一方、前述したように、潤滑剤４４の移動
方向上流側（図示下側）の毛細管シール部４５ｂは、ラ
ジアル動圧軸受部４２ｂの軸方向外端部分（図示下端部
分）に設けられているため、潤滑剤４４が上述した差圧
差により図示上側に向かって移動して偏位した際には、
図８中の破線Ｂ’で示されているように、当該図示下側
の毛細管シール部４５ｂ内の潤滑剤４４の全部が消失
し、且つラジアル動圧軸受部４２ｂ内の潤滑剤４４にお
ける図示下側の一部が消失するように構成されている。
そして、潤滑剤４４が枯渇した分、図示下側の動圧発生
用溝４３ｂで発生する動圧力が低下して差圧が解消す
る。このような実施形態装置においても、上述した実施
形態と同様な作用・効果を得ることができる。なお、先
の実施形態で説明したように、回転時において潤滑剤４
４が移動して露出するラジアル動圧発生用溝４３ｂを固
定部材側に設けるようにすれば、気泡の抱き込みを抑止
でき、回転時における潤滑剤４４の外部拡散をより防止
できることになる。勿論、この実施形態にあっても、他
の動圧発生用溝すなわちラジアル動圧発生用溝４３ａ
は、固定部材側、回転部材側の何れに設けるようにして
も良い（両方でも可）。

【００８５】また、図９に示されている実施形態は、軸
方向に併設された２つのスラスト軸受部５２ａ，５２ｂ
を有する動圧軸受装置に対して本発明を適用したもので
あって、軸部材５０と円筒状部材５１とが、上記２つの
スラスト軸受部５２ａ，５２ｂを構成するスラスト板５
２を介して相対回転可能に支承されている。

【００８６】上記２つのスラスト軸受部５２ａ，５２ｂ
を構成するスラスト板５２は、軸部材５０側に対して一
体に固定されており、各スラスト動圧軸受部５２ａ，５
２ｂと円筒状部材との両対向面のうち、少なくとも一方
側には、例えば図５に示したようなヘリンボーン形状の
スラスト動圧発生用溝１７ａが環状に並列するように凹
設されていると共に、上記両対向面間には、オイルや磁
性流体等からなる所定の潤滑剤５４が介在されている。

【００８７】すなわち、各スラスト動圧軸受部５２ａ，
５２ｂでは、図５及び図６下半分に示されるように、一
対の動圧発生用溝１７ａ，１７ａのうち、半径方向内側
の傾斜溝の半径方向長さＬｂ１が、半径方向外側の傾斜
溝の半径方向長さＬｂ２より実質的に長く設定されてお
り（実質的にＬｂ１＞Ｌｂ２）、このような半径方向に
実質的に非対称な溝形状に形成されていることによっ
て、半径方向内側の傾斜溝による加圧力が、半径方向外
側の傾斜溝による加圧力を上回り、従って図示上側のス
ラスト動圧軸受部５２ａでは半径方向外方に向かう差圧
Ｐ５を潤滑剤５４に生じさせ、図示下側のスラスト動圧
軸受部５２ｂでは半径方向外方に向かう差圧Ｐ６を潤滑
剤５４に生じさせるように構成されている。

【００８８】このように軸受空間内に一連に充填されて
いる潤滑剤５４には、図示上側のスラスト動圧軸受部５
２ａにより生じる差圧Ｐ５と、図示下側のスラスト動圧
軸受部５２ｂにより生じる差圧Ｐ６とが作用することに
なるが、本実施形態では、差圧Ｐ６と差圧Ｐ５との差圧
差（Ｐ６−Ｐ５）が、（Ｐ６−Ｐ５）＞０となるよう
に、上記各スラスト動圧発生用溝の形状が決定されてい
る。

【００８９】また、上記２つのスラスト動圧軸受部５２
ａ，５２ｂは、軸方向に所定間隔離して設けられている
が、これら２つのスラスト動圧軸受部５２ａ，５２ｂ同
士は、一連の軸受空間を断面コの字状に画成するように
併設されており、当該両スラスト動圧軸受部５２ａ，５
２ｂを含む軸受空間の両端部分には、前記円筒状部材５
１とスラスト板５２との隙間を狭小にしてなる２箇所の
毛細管シール部５５ａ，５５ｂが設けられている。

【００９０】これらの各毛細管シール部５５ａ，５５ｂ
は、各スラスト動圧軸受部５２ａ，５２ｂの最内周部分
にそれぞれ設けられており、スラスト板５２の内周部分
と、円筒状部材５１の内周部分との間の軸方向隙間を狭
小にすることによって形成されている。従って、これら
の各毛細管シール部５５ａ，５５ｂを構成する狭小隙間
は、各スラスト動圧軸受部５２ａ，５２ｂの軸受部を構
成する隙間に対して直接的に連通されていると共に、各
毛細管シール部５５ａ，５５ｂとスラスト動圧軸受部５
２ａ，５２ｂとの連通部分には、隙間を拡大するような
凹部は設けられていない。

【００９１】これら図９における上下両側の各毛細管シ
ール部５５ａ，５５ｂは、当該毛細管シール部５５ａ，
５５ｂを構成する狭小隙間が内周側に開口するように設
けられている。そして、これらの各毛細管シール部５５
ａ，５５ｂの狭小隙間を構成するようにスラスト板５２
に対面している円筒状部材５１の内周側壁は、内周側に
向かって隙間寸法を連続的に拡大する傾斜壁に形成され
ている。

【００９２】前述したように、２つのスラスト動圧軸受
部５２ａ，５２ｂを含む上記２箇所の毛細管シール部５
５ａ，５５ｂ同士の間の軸受空間部分には、潤滑剤５４
が連続して充填されており、その潤滑剤５４の両端にお
ける各液面位置が、停止時においては、図９中にそれぞ
れ実線Ａ，Ｂで示されているように、各毛細管シール部
５５ａ，５５ｂの内部所定位置となるように設定されて
いる。

【００９３】また、スラスト動圧軸受部５２ａ，５２ｂ
同士の間の部分、すなわちスラスト板５２の外周面とこ
の外周面に対向する円筒状部材５１との間には、先の実
施形態と同様な潤滑剤溜り部５７が設けられている。

【００９４】従って、回転時においては、上記差圧差
（Ｐ６−Ｐ５）を解消するように潤滑剤５４が僅かに移
動して、潤滑剤５４の両液面のうち、図示上端側の液面
の位置が、図中の破線Ａ’で示されているように、図示
上側の毛細管シール部５５ａ内に保持されると共に、図
示下端側の液面位置は、図中の破線Ｂ’で示されている
ように、図示下側に配置されているスラスト動圧軸受部
５２ｂ内に引き込まれた位置に引き込まれてバランスが
とられる。

【００９５】このバランスは、最外端の一方に位置する
スラスト動圧軸受部５２ａによる潤滑剤５４の他方のス
ラスト動圧軸受部５２ｂ側（潤滑剤溜り部５７側）に向
かう加圧力と、最外端の他方に位置するスラスト動圧軸
受部５２ｂによる潤滑剤５４の他方のスラスト動圧軸受
部５２ａ側（潤滑剤溜り部５７側）に向かう加圧力と、
の互いに押し合う加圧力の均衡によりとられるため、該
潤滑剤溜り部５７は加圧されることになり、この潤滑剤
溜り部５７においては、潤滑剤５４に溶け込んでいた空
気が分離・気化することはなく体積膨張が行われずに、
回転時における潤滑剤５４の外部拡散が防止されるよう
になっている。

【００９６】また、このようにスラスト動圧軸受部５２
ａ，５２ｂによって潤滑剤５４に生じさせられる差圧差
（Ｐ６−Ｐ５）により、潤滑剤５４は毛細管シール部５
２ｂ側から５２ａ側に向かって移動して偏位することと
なるが、この潤滑剤５４の移動方向下流側（図９上側）
の毛細管シール部５５ａは、潤滑剤５４の移動による偏
位分を許容する隙間内容量に設定されている。従って上
述したように、回転時においても、潤滑剤５４の図９上
側の液面位置は毛細管シール部５５ａ内に保持される
（図９中の破線Ａ’参照）。

【００９７】一方、前述したように、潤滑剤５４の移動
方向上流側（図９下側）の毛細管シール部５５ｂは、ス
ラスト動圧軸受部５２ｂの内周側部分に設けられている
ため、潤滑剤５４が上述した差圧差により移動して偏位
した際には、図９中の破線Ｂ’で示されているように、
当該図９下側の毛細管シール部５５ｂ内の潤滑剤５４の
全部が消失し、且つスラスト動圧軸受部５２ｂ内の潤滑
剤５４における内周側の一部が消失するように構成され
ている。そして、潤滑剤５４が枯渇した分、図９下側の
動圧発生用溝５３ｂで発生する動圧力が低下して差圧が
解消するようになっている。このような実施形態装置に
おいても、上述した実施形態装置と同様な作用・効果を
得ることができる。なお、先の実施形態で説明したよう
に、回転時において潤滑剤５４が移動して露出する図示
下側のスラスト動圧発生用溝（スラスト動圧軸受部５２
ｂ側のスラスト動圧発生用溝）を固定部材側に設けるよ
うにすれば、気泡の抱き込みを抑止でき、回転時におけ
る潤滑剤５４の外部拡散をより防止できることになる。
勿論、この実施形態にあっても、他の動圧発生用溝、す
なわち図示上側のスラスト動圧発生用溝（スラスト動圧
軸受部５２ａ側のスラスト動圧発生用溝）は、固定部材
側、回転部材側の何れに設けるようにしても良い（両方
でも可）。

【００９８】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。

【００９９】例えば、図１０（ａ）に示されているよう
に、スラスト動圧軸受部を構成するスラスト板６６を、
２つのラジアル動圧軸受部６２ａ，６２ｂの軸方向間部
分に配置し、図示上側のラジアル動圧発生用溝を図８に
示した図示上側のラジアル動圧発生用溝と同様な形状に
して図示下側に向かう差圧Ｐ７を生ぜしめると共に、図
示下側のラジアル動圧発生用溝を図８に示した図示下側
のラジアル動圧発生用溝と同様な形状にして図示上側に
向かう差圧Ｐ８を生ぜしめ、且つ差圧差（Ｐ８−Ｐ７）
＞０となるように構成し、且つ潤滑剤の移動方向下流側
（図示上側）の毛細管シール部６５ａの隙間内容量を、
潤滑剤の移動による偏位分を許容する容量に設定する構
成とすることも可能である。

【０１００】また、例えば図１０（ｂ）に示されている
ように、スラスト動圧軸受部を構成するスラスト板６６
を、上述した第１の実施形態とは反対側である図示下側
のラジアル動圧軸受部６２ｂに隣接して配置し、図示上
側のラジアル動圧発生用溝を図８に示した図示上側のラ
ジアル動圧発生用溝と同様な形状にして図示下側に向か
う差圧Ｐ９を生ぜしめると共に、図示下側のラジアル動
圧発生用溝を図８に示した図示下側のラジアル動圧発生
用溝と同様な形状にして図示上側に向かう差圧Ｐ１０を
生ぜしめ、且つ差圧差（Ｐ９−Ｐ１０）＞０となるよう
に構成し、且つ潤滑剤の移動方向下流側（図示下側）の
毛細管シール部６５ｂの隙間内容量を、潤滑剤の移動に
よる偏位分を許容する容量に設定する構成とすることも
可能である。

【０１０１】また、本発明を適用する動圧発生用溝は、
上述した実施形態におけるようなヘリングボーン形状の
ものに限定されることはなく、その他のあらゆる形状の
動圧発生用溝に対しても本発明は同様に適用することが
できる。

【０１０２】さらに、上述した実施形態は、いわゆる軸
固定型のモータに対して本発明を適用したものである
が、軸回転型のモータに対しても本発明は同様に適用す
ることができる。

【０１０３】さらにまた本発明は、上述したＨＤＤモー
タ以外に用いられる動圧軸受装置に対しても同様に適用
することができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、固定部材と
回転部材との間の狭い隙間からなる毛細管シール部を軸
受空間の両端側に設けることによって、本来の毛細管力
による引戻し力に加えて、大きな慣性力が負荷された場
合に潤滑剤の流体粘性抵抗による動圧力によって潤滑剤
の外部拡散を防止すると共に、動圧軸受部で潤滑剤に対
して意図的に差圧を生じさせ、この潤滑剤の差圧を解消
するように潤滑剤を僅かに移動させることによってバラ
ンス状態として、これにより回転時における潤滑剤の外
部拡散を防止し、さらに潤滑剤の差圧を解消するように
潤滑剤の移動が僅かに行われて平衡状態になされた時、
最外端に位置する各動圧軸受部の動圧溝により、該最外
端に位置する両動圧軸受部の間の軸受空間（潤滑剤溜り
部）を潤滑剤により加圧し、この軸受空間において潤滑
剤に溶け込んでいた空気を分離・気化させずに体積膨張
が行われないようにして回転時における潤滑剤の外部拡
散をより防止し、加えて、毛細管シール部の隙間内容量
を潤滑剤の移動による偏位分を許容する容量に設定する
ことによって潤滑剤の漏れを防止し、且つこのような漏
れ防止作用を有する毛細管シール部を、簡易な傾斜面に
より構成することによって製作の容易化を図るように構
成したものであるから、簡易で低コストな構造で、潤滑
剤漏れを良好に防止しつつ長寿命化を図ることができ、
しかも動圧軸受装置の適用性を拡大することができ、動
圧軸受装置の信頼性を飛躍的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における動圧軸受装置を備
えたＨＤＤスピンドルモータを表した横断面図である。

【図２】ラジアル動圧発生用溝を表した正面展開図であ
る。

【図３】下側の毛細管シール部の構造を表した部分拡大
横断面図である。

【図４】下側のスラスト動圧発生用溝を表した平面図で
ある。

【図５】上側のスラスト動圧発生用溝を表した平面図で
ある。

【図６】下側、上側のスラスト動圧発生用溝の具体的な
寸法形状を上半分、下半分でそれぞれ分けて表した平面
説明図である。

【図７】上側の毛細管シール部の構造を表した部分拡大
横断面図である。

【図８】２つのラジアル動圧軸受部を有する動圧軸受装
置に本発明を適用した実施形態を表した半横断面図であ
る。

【図９】２つのスラスト動圧軸受部を有する動圧軸受装
置に本発明を適用した実施形態を表した半横断面図であ
る。

【図１０】動圧軸受部の配置関係を変更した場合を模式
的に示した半横断面図である。

【符号の説明】

１２ 固定部材 １６ａ，１６ｂ，５２ａ，５２ｂ スラスト動圧軸受部 １７ａ，１７ｂ スラスト動圧発生用溝 ２１ 回転部材 ２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂ，６２ａ，６２ｂ ラ
ジアル動圧軸受部 ２３ａ，２３ｂ，４３ａ，４３ｂ ラジアル動圧発生用
溝 ２４，４４，５４ 潤滑剤 ３１ａ，３１ｂ，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ，６
５ａ，６５ｂ 毛細管シール部 ３３，４６，５７，Ｘ１，Ｘ２ 最外端に位置する両動
圧軸受部の間の軸受空間（潤滑剤溜り部） Ｐ１，Ｐ２〜Ｐ１０ 差圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 正通 長野県諏訪郡下諏訪町5329番地 株式会 社三協精機製作所内 (56)参考文献 特開 平３−272318（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−152024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−2914（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 17/00 - 17/26 F16C 33/00 - 33/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部材に対して回転部材を回転可能に
   支承する少なくとも２つの動圧軸受部が一連の軸受空間
   を画成し、この動圧軸受部を構成する固定部材及び回転
   部材の少なくとも一方側に、前記軸受空間内に充填され
   た潤滑剤に動圧を発生させる動圧溝が設けられた動圧軸
   受装置において、 前記軸受空間の両端部分には、前記固定部材と回転部材
   との間の隙間を狭小にしてなる毛細管シール部がそれぞ
   れ設けられていると共に、 前記潤滑剤は、前記動圧軸受部を含む両毛細管シール部
   同士の間の軸受空間内に連続して充填され、且つ前記少
   なくとも２つの動圧軸受部のうち、最外端に位置する各
   動圧軸受部の動圧溝は、前記軸受空間の一方側に向かう
   所定の差圧を前記潤滑剤に生じさせるような形状にそれ
   ぞれ形成されると共に、前記差圧が解消されて平衡した
   状態で、前記最外端に位置する両動圧軸受部の間の軸受
   空間が前記潤滑剤により加圧されるような形状にそれぞ
   れ形成されたものであって、 前記少なくとも２つの動圧軸受部のうち、最外端に位置
   する各動圧軸受部の動圧溝は、該最外端に位置する両動
   圧軸受部の間の軸受空間に向かう差圧を潤滑剤に生じさ
   せるような形状にそれぞれ形成されると共に、この両差
   圧の差を所定の差圧として前記潤滑剤が軸受空間の一方
   側に移動して平衡した状態で、前記両動圧軸受部の間の
   軸受空間が前記潤滑剤により加圧されるような形状にそ
   れぞれ形成され、 前記両毛細管シール部のうち、潤滑剤の移動方向下流側
   の毛細管シール部の隙間内容量は、潤滑剤の移動による
   変位分を許容する量に設定され ていることを特徴とする
   動圧軸受装置。
2. 【請求項２】 動圧軸受部は、２つのラジアル軸受部
   と、２つのスラスト軸受部と、を有し、 これら４つの軸受部のうち、最外端に位置する各動圧軸
   受部の動圧溝が、軸受空間の一方側に向かう所定の差圧
   を潤滑剤に生じさせるような形状にそれぞれ形成される
   と共に、前記差圧が解消されて平衡した状態で、前記最
   外端に位置する両動圧軸受部の間の軸受空間が前記潤滑
   剤により加圧されるような形状にそれぞれ形成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
3. 【請求項３】 回転時において潤滑剤が移動して露出す
   る動圧溝は、固定部材側に形成されていることを特徴と
   する請求項１又は２の何れか一つに記載の動圧軸受装
   置。