JP3730495B2

JP3730495B2 - スピンドルモータ

Info

Publication number: JP3730495B2
Application number: JP2000248259A
Authority: JP
Inventors: 秀樹西村; 義人奥
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2020-08-18
Also published as: JP2002064954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧軸受を備えたスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スピンドルモータの軸受として、シャフトとスリーブ部材とを相対回転自在に支持するために、両者の間に介在させたオイル等の潤滑流体の流体圧力を利用する動圧軸受が種々提案されている。
【０００３】
このような動圧軸受を使用するスピンドルモータに関し、本願の出願人は特願平１０−２９６１５６号（特開２０００−１１３５８２号）等において、カップ状のロータハブの底面とスリーブの上端面との間にスラスト軸受部を構成し、またシャフトの外周面とスリーブの内周面との間に、スリーブの内周面に一対の軸線方向内方に向かう傾斜面から形成される環状凹部によって構成され且つ外気に連通状態の気体介在部を介して一対のラジアル軸受部を構成するとともに、スラスト軸受部と気体介在部のスラスト軸受部側に構成される上部ラジアル軸受部とが協働して回転時の負荷を支持し得るよう、スラスト軸受部の動圧発生用溝を半径方向内方（モータの回転軸心に向かう方向）に作用するポンプイン型のスパイラル溝とし上部ラジアル軸受部の動圧発生用溝を軸線方向外方（シャフトの高さ方向における中央部からシャフトの端部に向かう方向）、即ちスラスト軸受部側に作用するよう軸線方向にアンバランスなポンプアップ型のヘリングボーン溝としたスピンドルモータを提案した。このスピンドルモータは、更に、シャフトの自由端部にスリーブに形成した環状溝と嵌り合うリング状部材が装着され、もってシャフトの抜止構造を有する。このリング状部材の周囲とスリーブとの間に規定される空間には、気体介在部の下方に構成される下部ラジアル軸受部におけるオイルの減少に応じて供給されるバッファオイル（マージン分のオイル）が保持され、オイルリザーバとして機能する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のスピンドルモータは、モータの薄型化、低コスト化等を目的とし、これを実現するものであるが、一対のラジアル軸受部間でオイルの保持量にアンバランスが生じる懸念がある。
【０００５】
これは、スラスト軸受部に隣接する上部ラジアル軸受部においては、スラスト軸受部との間に連続してオイルが保持されることで、オイルの保持量を比較的に大とすることができるとともに、モータの回転時にはスラスト軸受部に形成されるポンプイン型のスパイラル溝によって、スラスト軸受部側から上部ラジアル軸受部側へのオイルの移動圧力が誘起されるので、オイルが安定的に保持されるのに対し、下部ラジアル軸受部では、軸受部に向かって積極的にオイルを送る機構を有さず、また動圧発生用溝の加工公差や抜止構造をなすリング状部材のシャフトに対する装着時の組立誤差や発生する応力等による部材の歪みの影響を受けて、モータの回転時に、本来軸受部の中心部で圧力ピークが発生するあるいは幾分軸線方向外方側へ偏倚して圧力ピークが発生するよう設定される下部ラジアル軸受部において、軸受部に保持されるオイルが気体介在部側へと圧送され、更に、遠心力の作用で気体介在部を形成するためにスリーブ内周面に設けられた傾斜面上に拡散し、上部ラジアル軸受部に保持されるオイルと連続し、相互に流通可能な状態となることで、上部ラジアル軸受部のポンプアップ型のヘリングボーン溝の作用で下部ラジアル軸受部側から上部ラジアル軸受部側へのオイルの移動が促進され、リング状部材の周囲に保持されるバッファオイルとともに下部ラジアル軸受部のオイルが上部ラジアル軸受部並びにスラスト軸受部側へと移動するためであると考えられる。
【０００６】
このように一方のラジアル軸受部においてオイルの保持量に不足が生じると、軸受剛性が低下して、シャフトと一体的に回転するロータハブの回転時の姿勢を安定して維持することが困難となり、ＮＲＲＯ（non-repeatable run-out：非繰り返し性振れ）等振れ回り特性が悪化する原因となるとともに、シャフトとスリーブとの間で摺れやカジリが生じ、軸受の信頼性が著しく損なわれることとなる。
【０００７】
本発明は、加工や組立精度及び応力等の影響を受けにくく、各軸受部に十分な量のオイルを良好なバランスで保持することで、安定した回転を得ることができ、また、信頼性に優れたスピンドルモータを提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピンドルモータは、ベース部材と、該ベース部材に立設される中空状のスリーブと、該スリーブ内に回転自在に遊挿されるシャフトと、該シャフトと一体的に構成された天板と該天板の外周縁から垂下される円筒壁とからなるカップ状のロータハブと、を備えてなるスピンドルモータにおいて、前記スリーブの上端面と前記ロータハブの天板の底面とは、毛細管現象によってオイルが保持される微小間隙を介して対向するとともに、前記スリーブの上端面及びロータハブの天板の底面の少なくともいずれか一方には、ロータハブの回転時に該オイルを半径方向内方にポンピングする動圧発生用溝が設けられてスラスト軸受部が形成され、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面とは、毛細管現象によってオイルが保持される微小間隙を介して対向するとともに、前記スリーブの内周面及びシャフトの外周面の少なくともいずれか一方には、ロータハブの回転時に該オイルを軸線方向外方にポンピングする動圧発生用溝が軸線方向に離間して設けられて一対のラジアル軸受部が形成され、前記一対のラジアル軸受部の間には、軸受部よりも大な間隙寸法を有し且つ外気に連通して空気が保持される気体介在部が形成され、該気体介在部の一方の側に隣接する前記ラジアル軸受部は、前記スラスト軸受部に連続して前記オイルが保持されるとともに、前記シャフトの自由端部には、前記スリーブの内周面よりも大径なリング状部材が装着され、また前記スリーブには該リング状部材に対応して環状の段部が形成されており、これらが相互に嵌り合うことで前記シャフト及びロータハブの抜止機構が構成され、該段部の下面とこれと間隙を介して対向する該リング状部材の上面との間には半径方向外方に向かうにつれて該間隙の寸法が漸増するテーパ状に形成され前記オイルで満たされてなるオイルリザーバが構成されており、前記気体介在部の他方の側に隣接する前記ラジアル軸受部は該オイルリザーバに連続して前記オイルが保持されている、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この構成において、オイルリザーバがテーパ状の間隙から形成されることで、気体介在部の他方の側（スラスト軸受部から離間する側）のラジアル軸受部に対して十分な量のバッファオイルが確保されることとなる。また、気体介在部の他方の側に形成されたラジアル軸受部において、オイルを軸線方向外方（気体介在部から離間する方向）にポンピングする形状の動圧発生用溝が形成されることから、気体介在部の一方の側（スラスト軸受部側）のラジアル軸受部方向へ移動することなく、軸受部に十分な量のオイルを保持することができる。即ち、公差あるいは誤差、その他応力による歪み等が、モータの回転時にオイルの挙動に与える影響を小とする構成とすることができ、加工、組立に対して要求される精度が緩和されて、生産性の良好なモータとすることが可能となる。
【００１０】
また、本発明のスピンドルモータは、前記リング状部材の外周面とこれと間隙と介して対向する前記段部の内周面との間には、軸線方向外方に向かうにつれて該間隙寸法が漸増するテーパ状に形成されており、前記オイルリザーバに溜められるオイルは、該テーパ状の間隙中において空気との界面が形成され保持されることを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、オイルリザーバとして機能する領域が更に拡大されることとなるためバッファオイルの量が増大する。また、オイルリザーバに隣接するラジアル軸受部の動圧発生用溝の軸線方向外方に作用するポンピングによって、モータの回転時にオイルリザーバ内のオイル保持量が増加した場合も、プレート状部材とスリーブの段部との間の間隙がテーパ状に拡大することで、オイルの漏出等が発生することなく安定して保持される。
【００１２】
更に、本発明のスピンドルモータは、前記ロータハブの天板の底壁には、前記スラスト軸受部に隣接して環状壁が突設され、該環状壁の内周面とこれと半径方向に間隙を介して対向する前記スリーブの外周面との間には、軸線方向内方に向かうにつれて該間隙寸法が漸増するテーパ状に形成されており、前記スラスト軸受部に保持されるオイルは、該テーパ状の間隙中において空気との界面が形成されことを特徴とする（請求項３）。
【００１３】
この構成において、スラスト軸受部に隣接してオイルが保持されるテーパ状の間隙を設けることで、この間隙内に保持されたオイルが、気体介在部の一方の側（スラスト軸受部側）に位置するラジアル軸受部とこれに隣接するスラスト軸受部に保持されるバッファオイルとして作用し、軸受部の機能を長期間にわたって安定して維持することができる。
【００１４】
加えて、本発明のスピンドルモータは、前記一対のラジアル軸受部の間に位置する前記シャフトの外周面は、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面との間に規定される微小間隙の間隙寸法が各ラジアル軸受部から離間する方向に向かうにつれて漸増するテーパ状に形成されてなる環状凹部が設けられ、また前記スリーブには該環状凹部に対向して開口し、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面との間に規定される微小間隙を外気に開放状態とする連通孔が設けられており、前記スリーブの内周面と前記環状凹部との間には該貫通孔を通して導入された空気が保持されて前記気体介在部が形成され、前記一対のラジアル軸受部にそれぞれ保持されるオイルは、該テーパ状の気体介在部中において空気との界面が形成されることを特徴とする（請求項４）。
【００１５】
気体介在部を軸受部よりも間隙寸法が大となるようテーパ状に構成することで、気体介在部側のオイルと空気との界面とプレート状部材側あるいは円筒壁側にそれぞれ形成されるテーパ状間隙側のオイルと空気との界面との協働により、軸受部内にオイルを押し留めようとする作用が生じる。
【００１６】
また、この気体介在部側のテーパ面をシャフトの外周面に形成することで、オイルに対する遠心力による影響を小にすることができ、一対のラジアル軸受部間で各軸受部に保持されるオイルが連続し、流通状態となることなく、軸受部に保持されるオイルが他の軸受部に形成された動圧発生用溝のポンピング作用の影響を受け、各ラジアル軸受部間でオイルの保持量にアンバランスが生じることが防止される。
【００１７】
この場合、ロータハブが、スラスト軸受部で誘起される動圧と軸線方向に対向する方向に磁気的に付勢される（請求項５）ことで、ロータハブの回転中の姿勢を安定して維持するためには、通常一対必要なスラスト軸受部を１つのみとすることができ、精密な加工を必要とする軸受部が省略され、よりモータの生産性を改善し低コスト化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスピンドルモータの実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００１９】
図１において、このスピンドルモータは、略円盤状の上壁部２ａと、この上壁部２ａの外周縁部から下方に垂下する円筒状周壁部２ｂとから構成されるロータハブ２と、このロータハブ２の上壁部２ａの中央部に一方の端部が外嵌固定されるシャフト４とから構成されるロータ６と、このシャフト４を回転自在に支持する中空円筒状のスリーブ８と、このスリーブ８の下部を閉塞するカバー部材１０と、スリーブ８を保持する円筒部１２が一体的に形成されたブラケット１４とを具備する。
【００２０】
ブラケット１４の円筒部１２の外周側には、ステータ１６が配設され、ロータハブ２の周壁部２ｂの内周面には、このステータ１６と半径方向に間隙を介して対向して、ロータマグネット１８が固着される。
【００２１】
スリーブ８の上端面は、ロータハブ２の上壁部２ａの下面と軸線方向に微小間隙を介して対向し、この微小間隙中にはオイルが毛細管現象によって保持されている。この微小間隙に臨む上壁部２ａの下面には、ロータ６の回転時にオイルに半径方向内方側（シャフト４側）への移動圧力を誘起するポンプイン型のスパイラル溝が形成され、スラスト軸受部２０が構成される。
【００２２】
シャフト４の外周面は、スリーブ８の内周面と半径方向に微小間隙を介して抵抗し、この微小間隙中にはオイルが毛細管現象によって保持されている。この微小間隙に臨むスリーブ８の内周面には、ロータ６の回転時にオイルに軸線方向外方（シャフト４の上下端部方向）に向かう移動圧力を誘起する軸線方向にアンバランスな形状を有するポンプアウト型のヘリングボーン溝が軸線方向に離間して形成されており、一対のラジアル軸受部２８、３０が構成される。
【００２３】
スリーブ８には、シャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間に形成される微小間隙の軸線方向略中央部において開口するよう、このスリーブ８を半径方向に貫通する第１の連通孔２２が形成され、シャフト４外周面の連通孔２２の開口部に対向する位置には、軸線方向反対側（シャフト４の上下端部方向）に向かってそれそれ傾斜する一対の傾斜面からなる環状凹部４ａが形成されており、シャフト４とスリーブ８との間の微小間隙の半径方向の間隙寸法は、この軸線方向内方（シャフト４の軸線方向中央部方向）に向かって漸増する。スリーブ８の外周面の連通孔２２の開口に対応する部位には、凹溝２４が軸線方向に延設され、この凹溝２４によってブラケット１４の円筒部１２とスリーブ８との間に空隙が形成されて連通孔２２は外気に開放される。環状凹部４ａとスリーブ６の内周面との間には、凹溝２４によって形成された空隙と連通孔２２を通じて侵入した空気が介在する気体介在部が形成される。
【００２４】
一対のラジアル軸受部２８、３０に保持されるオイルは、この気体介在部によって軸線方向に分離され、環状凹部４ａを構成する一対の傾斜面とスリーブ８の内周面との間の半径方向の間隙寸法が漸次変化する間隙中において、オイルの表面張力と外気圧等がバランスし、オイルと気体介在部に保持される空気との界面がそれぞれメニスカス状に形成されて保持される。
【００２５】
一対のラジアル軸受部２８、３０のうち、気体介在部の上部側に構成される上部ラジアル軸受部２８とこれに隣接するスラスト軸受部２０との間には連続してオイルが保持されている。上述のとおり、スラスト軸受部２０と上部ラジアル軸受部２８とは、それぞれ隣接する相手方軸受部方向に作用する移動圧力をオイルに誘起するため、両軸受部の境界部、即ち、スリーブ８の内周面の上端部付近において圧力ピークを発生する。
【００２６】
つまり、スラスト軸受部２０と上部ラジアル軸受部２８とが協働することにより、ロータ６に対する半径方向に作用する軸支持力とブラケット１４に対して浮上する方向に作用する軸線方向の軸支持力とが付与される。
【００２７】
ブラケット１４には、ロータマグネット１８の下面と軸線方向に対向する位置に、強磁性材料から形成された円環状のスラストヨーク３８が配置されており、ロータ６は、このスラストヨーク３８とロータマグネット１８との間に生じる磁気吸引力によって、軸線方向に磁気的にバイアスされることとなる。このロータ６に作用する磁気力と、スラスト軸受部２０及び上部ラジアル軸受部２８とが協働することで発生するロータ６の浮上力とがバランスし、ロータ６に対して軸線方向両側への荷重が支持され、ロータ６の回転中の姿勢が安定して維持されることになる。尚、ブラケット１４にスラストヨーク３８を配置する構成に代えて、例えば、ロータマグネット１８とステータ１６の磁気的な中心を軸線方向に相互に変位するよう配置することで、ロータ６に対する磁気吸引力を発生することも可能である。
【００２８】
スリーブ８の外周面の上端部には、断面形状が略Ｌ字状の環状の切欠８ａが設けられるとともに、ロータハブ２の上壁部２ａの下面には、この切欠８ａ内に非接触状態で受容される周状突起２ｃが形成される。
【００２９】
この周状突起２ｃの内周面と半径方向に対向する切欠８ａの外周面は、両者の間に規定される間隙の半径方向の間隙寸法が軸線方向内方（周状突起２ｃの先端部方向）に向かってテーパ状に漸増するよう傾斜しており、スラスト軸受部２０の半径方向外端部において、この周状突起２ｃの内周面とスリーブ８の切欠８ａの外周面とが協働してシール構造を構成するテーパ状シール部３２が設けられている。スラスト軸受部２０に保持されるオイルは、このテーパ状シール部３２において、オイルの表面張力と外気圧とがバランスされ、オイルと空気との界面がメニスカス状に形成される。
【００３０】
これらスラスト軸受部２０側のオイルと空気との界面とこれに連続する上部ラジアル軸受部２８側のオイルと空気との界面は、それぞれの界面が形成される半径方向の寸法が変化する各間隙内の、両界面に作用する外気圧等の圧力がバランスする位置において保持されることとなり、常に軸受部にオイルが保持された状態を維持するよう機能する。
【００３１】
即ち、これらテーパ状シール部３２及び環状凹部４ａとスリーブ８の内周面との間の間隙がオイルリザーバとして機能し、これらの間隙内に保持されるオイルが、スラスト軸受部２０及び上部ラジアル軸受部２８のバッファオイルとして作用する。
【００３２】
尚、上述のとおり、オイルが連続して保持されるスラスト軸受部２０と上部ラジアル軸受部２８は協働して軸支持力を得るため、ロータ６の回転時に両軸受部間で圧力ピークが発生するのは一点のみで、オイルと空気との界面に向かうにつれて低圧となることから、オイルに混在する気泡は、順次両界面側へと移動し、空気中に開放されることとなる。
【００３３】
シャフト４の下端部には環状の段部４ｂが形成されており、この段部４ｂにはシャフト４の外周面から半径方向外方に突出するリング状部材３４がネジ止め又は圧入等の手段によって固着されるとともに、このリング状部材３４に対応するスリーブ８の内周面には断面形状が略Ｌ字状の環状の凹陥部８ｂが形成されており、これらリング状部材３４と凹陥部８ｂとが非接触状態で嵌り合うことでスリーブ８に対するシャフト４の抜け止め構造が構成される。このように微少間隙中に抜止め構造を有することによって、ロータ６の軸線方向の遊びが少なくなり、モータに衝撃が印加された場合でもロータ６の可動量が制限される。
【００３４】
リング状部材３４は、外径が軸線方向外方（シャフト４の下端部方向）に向かって縮経するよう傾斜状に形成されており、凹陥部８ｂの内周面との間に規定される間隙３５の半径方向の寸法が軸線方向外方に向かうにつれてテーパ状に漸増する。また、下部ラジアル軸受部３０の軸線方向外方側（リング状部材３４側）の端部からリング状部材３４の外周面に至るまでのリング状部材３４の軸線方向内方面（上面）とスリーブ８の凹陥部８ｂの軸線方向外方面（下面）との間に規定される間隙３７の軸線方向の寸法が半径方向外方に向かうにつれてテーパ状に拡大するよう、凹陥部８ｂの下面が軸線方向内方に向かって傾斜状に形成されている。
【００３５】
更に、スリーブ８の下端面には、スリット８ｃが半径方向に延設され、このスリット８ｃによってカバー部材１０との間に空隙が規定されて第２の連通孔３６が形成される。第２の連通孔３６は一方がスリーブ８の内周面の下端部に開口するとともに、他方が凹溝２４の下端部に開口して外気に開放状態とされており、スリーブ８内におけるリング状部材３４の周囲には、第２の連通孔３６及び凹溝２４を通じて侵入した空気が保持されている。
【００３６】
気体介在部の下部側に構成される下部ラジアル軸受部３０に保持されるオイルは、半径方向の寸法が変化するリング状部材３４の外周面とスリーブ８の凹陥部８ｂの内周面との間に規定される間隙３５内と、気体介在部を構成するシャフト４の環状凹部４ａを形成する他方の傾斜面とスリーブ８の内周面との間でオイルと空気との界面がメニスカス状に形成される。
【００３７】
これら下部ラジアル軸受部２０に保持されるオイルと空気との界面は、それぞれの界面が形成される半径方向の寸法が変化する各間隙内の、両界面に作用する外気圧等の圧力がバランスする位置において保持されることとなり、常に下部ラジアル軸受部３０にオイルが保持された状態を維持するよう機能する。
【００３８】
即ち、下部ラジアル軸受部３０の下端部からリング状部材３４の外周面とスリーブ８の凹陥部８ｂの内周面との間の間隙３５に至るまでの区間及び環状凹部４ａとスリーブ８の内周面との間の間隙がオイルリザーバとして機能し、これら間隙内に保持されるオイルが、下部ラジアル軸受部３０のバッファオイルとして作用する。この場合、リング状部材３４の軸線方向内方面と凹陥部８ｂの軸線方向外方面との間の間隙３７が、半径方向外方に向かって間隙寸法が漸増するテーパ状に形成されるため、バッファオイルの保持量が増大し、十分な量のオイルが蓄えられることとなる。
【００３９】
加えて、下部ラジアル軸受部３０に形成される動圧発生用溝が、オイルに軸線方向外方への移動圧力を誘起するポンプアウト型のヘリングボーン溝であることから、ロータ６の回転時にオイルを気体介在部から遠ざける、換言すると下部ラジアル軸受部３０に保持されるオイルの気体介在部側の界面に対し、軸線方向外方への移動を促すようポンピングすることから、一対のラジアル軸受部２８、３０間で保持されるオイルが連続した状態となることはない。
【００４０】
尚、下部ラジアル軸受部３０において、圧力ピークは軸受部の中心部から軸線方向下方に幾分偏倚した部分に現れ、オイルと空気との界面に向かうにつれて低圧となることから、下部ラジアル軸受部３０においても、オイルに混在する気泡は、順次両界面側へと移動し、空気中に開放されることとなる。この場合、スリーブ８の凹陥部８ｂの内周面と軸線方向外方面との角部付近に気泡が滞留することがないよう、リング状部材３４の軸線方向内方面と凹陥部８ｂの軸線方向外方面との間の間隙３７の最大寸法とリング状部材３４の外周面と凹陥部８ｂの内周面との間の間隙３５の最小寸法とが同一、好ましくはリング状部材３４の外周面と凹陥部８ｂの内周面との間の間隙３５の最小寸法の方が幾分大となるよう設定される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１のスピンドルモータでは、十分な量のバッファオイルが確保され、また、一対のラジアル軸受部間において、オイルが相互に連通した状態となることが防止され、各軸受部におけるオイルの保持量にアンバランスが生じることが防止されることから、公差あるいは誤差その他応力による歪み等が、モータの回転時にオイルの挙動に与える影響を小とする構成とすることができ、加工、組立に対して要求される精度が緩和されて、生産性の良好なモータとすることが可能となる。
【００４２】
本発明の請求項２のスピンドルモータでは、オイルリザーバとして機能する領域が更に拡大されることとなるためバッファオイルとして保持されるオイルの量が増大し、また、プレート状部材とスリーブの段部との間の間隙がテーパ状に拡大することで、オイルリザーバの容積が拡大し、オイルの漏出等が発生することなく安定して保持することが可能となる。
【００４３】
本発明の請求項３のスピンドルモータでは、スラスト軸受部に隣接してオイルが保持されるテーパ状の間隙内に保持されたオイルが、気体介在部の一方の側に位置するラジアル軸受部とこれに隣接するスラスト軸受部に保持されるバッファオイルとして作用し、軸受部の機能が長期間にわたって安定して維持される。
【００４４】
本発明の請求項４のスピンドルモータでは、一対のラジアル軸受部間で各軸受部に保持されるオイルが連続し、流通状態となり、軸受部に保持されるオイルが他の軸受部に形成された動圧発生用溝のポンピング作用の影響を受け、各ラジアル軸受部間でオイルの保持量にアンバランスが生じることが防止される。
【００４５】
本発明の請求項５のスピンドルモータでは、通常一対必要なスラスト軸受部を１つのみとすることができ、精密な加工を必要とする軸受部が省略され、よりモータの生産性を改善し低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピンドルモータの一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ロータハブ
２ａ上壁部
２ｂ周壁部
４シャフト
８スリーブ
８ｂ凹陥部
１４ブラケット
２０スラスト軸受部
２８、３０ラジアル軸受部
３４リング状部材

Claims

ベース部材と、該ベース部材に立設される中空状のスリーブと、該スリーブ内に回転自在に遊挿されるシャフトと、該シャフトと一体的に構成された天板と該天板の外周縁から垂下される円筒壁とからなるカップ状のロータハブと、を備えてなるスピンドルモータにおいて、
前記スリーブの上端面と前記ロータハブの天板の底面とは、毛細管現象によってオイルが保持される微小間隙を介して対向するとともに、前記スリーブの上端面及びロータハブの天板の底面の少なくともいずれか一方には、ロータハブの回転時に該オイルを半径方向内方にポンピングする動圧発生用溝が設けられてスラスト軸受部が形成され、
前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面とは、毛細管現象によってオイルが保持される微小間隙を介して対向するとともに、前記スリーブの内周面及びシャフトの外周面の少なくともいずれか一方には、ロータハブの回転時に該オイルを軸線方向外方にポンピングする動圧発生用溝が軸線方向に離間して設けられて一対のラジアル軸受部が形成され、
前記一対のラジアル軸受部の間には、軸受部よりも大な間隙寸法を有し且つ外気に連通して空気が保持される気体介在部が形成され、該気体介在部の一方の側に隣接する前記ラジアル軸受部は、前記スラスト軸受部に連続して前記オイルが保持されるとともに、
前記シャフトの自由端部には、前記スリーブの内周面よりも大径なリング状部材が装着され、また前記スリーブには該リング状部材に対応して環状の段部が形成されており、これらが相互に嵌り合うことで前記シャフト及びロータハブの抜止機構が構成され、該段部の下面とこれと間隙を介して対向する該リング状部材の上面との間には半径方向外方に向かうにつれて該間隙の寸法が漸増するテーパ状に形成され前記オイルで満たされてなるオイルリザーバが構成されており、前記気体介在部の他方の側に隣接する前記ラジアル軸受部は該オイルリザーバに連続して前記オイルが保持されている、ことを特徴とするスピンドルモータ。
前記リング状部材の外周面とこれと間隙と介して対向する前記段部の内周面との間には、軸線方向外方に向かうにつれて該間隙寸法が漸増するテーパ状に形成されており、前記オイルリザーバに溜められるオイルは、該テーパ状の間隙中において空気との界面が形成されることを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
前記ロータハブの天板の底壁には、前記スラスト軸受部に隣接して環状壁が突設され、該環状壁の内周面とこれと半径方向に間隙を介して対向する前記スリーブの外周面との間には、軸線方向内方に向かうにつれて該間隙寸法が漸増するテーパ状に形成されており、前記スラスト軸受部に保持されるオイルは、該テーパ状の間隙中において空気との界面が形成されことを特徴とする請求項１又は２記載のスピンドルモータ。
前記一対のラジアル軸受部の間に位置する前記シャフトの外周面は、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面との間に規定される微小間隙の間隙寸法が各ラジアル軸受部から離間する方向に向かうにつれて漸増するテーパ状に形成されてなる環状凹部が設けられ、また前記スリーブには該環状凹部に対向して開口し、前記スリーブの内周面と前記シャフトの外周面との間に規定される微小間隙を外気に開放状態とする連通孔が設けられており、前記スリーブの内周面と前記環状凹部との間には該貫通孔を通して導入された空気が保持されて前記気体介在部が形成され、前記一対のラジアル軸受部にそれぞれ保持されるオイルは、該テーパ状の気体介在部中において空気との界面が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピンドルモータ。
前記ロータハブは、前記スラスト軸受部で誘起される動圧と軸線方向に対向する方向に磁気的に付勢されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスピンドルモータ。