JPH11182533A - 動圧型多孔質含油軸受ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト化を図りつつ、低騒音で耐久性に富
み、かつ高精度の軸受ユニットを提供する。 【解決手段】 ハウジング２の内径面２ａに多孔質含油
軸受１を圧入して固定する。多孔質含油軸受１は、回転
軸３の外径面と軸受隙間を介して対向する軸受面１ｂを
備えた多孔質の軸受本体１ａに潤滑油を含浸させたもの
である。軸受１には複数の軸受面１ｂを軸方向に離隔し
て設け、かつ各軸受面１ｂに複数の動圧溝１ｃを形成す
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、動圧型の多孔質含
油軸受をハウジングに固定してユニット化した動圧型多
孔質含油軸受ユニットに関する。この軸受ユニットは、
磁気ディスク装置（ＨＤＤ、ＦＤＤ等）、光ディスク装
置（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等）、光磁
気ディスク装置（ＭＤ、ＭＯ等）などの情報記憶装置
や、情報処理装置（レーザビームプリンタ等）のスピン
ドルモータを初めとして、高回転精度が要求される機器
の支持装置として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】上記各種情報機器のスピンドルモータに
は、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化な
どが求められている。これらの要求性能を決定付ける構
成要素の一つに当該モータのスピンドルを支持する軸受
があり、従来では、当該軸受としてボールベアリングか
焼結含油軸受が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ボールベアリ
ングを用いた場合には、以下の不具合がある。

【０００４】この種のスピンドル用モータは８０００
〜１００００ｒｐｍ程度、特にレーザビームプリンタで
は数万ｒｐｍの高速で使用される場合が多い。ボールベ
アリングには特有のレース音（ボールが軌道輪を転がる
音）や、保持器の自励振動による騒音発生があり、高速
で使用すると騒音レベルが大きく、低騒音化は限界にき
ている。

【０００５】ボールベアリングは、外輪、内輪、ボー
ル、保持器、シール、グリース等の多くの構成部品から
なるため、低コスト化には限界がある。

【０００６】一方、焼結含油軸受の場合は、性能的には
低騒音であること、部品点数が少なく管理しやすいこ
と、などの点ではボールベアリングより優れているが、
次のような欠点がある。

【０００７】ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のスピ
ンドルモータでは、ディスクのアンバランス荷重によ
り、軸受に振れ回り荷重が加わる。回転数が高く、振れ
回りが大きい場合には、回転に伴って荷重負荷域が周方
向に移動するため、油膜がこれに追従することができな
い。また、焼結含油軸受では、回転に伴って空気も巻き
込まれるが、高速回転下ではこの巻き込み量が多くな
り、油膜形成を阻害する。油膜形成が不十分である場合
には、金属接触が発生して摩耗が進行し、この摩耗によ
って振れ回りが大きくなるため、さらに油膜の形成が困
難になるという悪循環に陥る。従って、耐久性の点で問
題がある。

【０００８】ＨＤＤ、ＬＢＰ等のスピンドルモータの
ように、アンバランス荷重が小さく、スピンドルの軸姿
勢が縦軸で使われることが多い場合には軸の偏心が小さ
くなる。焼結含油軸受は真円軸受の一種であるから、こ
のような条件下では、ホワールなどの不安定振動が発生
しやすく、高回転精度を達成することができない。

【０００９】そこで、本発明はボールベアリングや焼結
含油軸受が抱える前記問題点を解決することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】１．上記問題点を解決す
るものとして、本発明にかかる動圧型多孔質含油軸受ユ
ニットは、回転軸の外径面と軸受隙間を介して対向する
軸受面を有する多孔質の軸受本体に、潤滑油あるいは潤
滑グリースを含浸させた多孔質含油軸受を、ハウジング
の内径面に固定したものであって、軸受本体の軸受面に
動圧溝を軸方向に対して傾斜させて設け、この動圧溝で
軸受隙間に油の動圧油膜を形成して回転軸を非接触支持
すると共に、軸受本体表面、詳しくは軸受面の開孔部を
介して油を軸受本体の内部と軸受隙間との間で循環させ
るようにしたものである（請求項１）。

【００１１】多孔質含油軸受では、回転軸の回転に伴っ
て軸受本体の内部の潤滑剤（潤滑油または潤滑グリー
ス）が軸受本体の内周面（内径チャンファ部も含む）か
らにじみ出し、軸受隙間に引き込まれる。軸受隙間に引
き込まれた油は潤滑油膜を形成して回転軸を非接触支持
する。この際、軸受面に、軸方向に傾斜した複数の動圧
溝（例えばへリングボーン型やスパイラル型とする）を
設けると、その動圧作用によってさらに軸受本体内部の
潤滑剤を軸受隙間に引き込むと共に、軸受面に潤滑剤を
押し込み続けるので、油膜力が高まり、軸受の剛性を向
上させることができる。また、ホワールなどの不安定振
動の発生を防止することもできる。

【００１２】軸受隙間に正圧が発生すると、軸受面の表
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、潤滑剤は軸受本体の内部に
還流するが、次々と新たな潤滑剤が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。したがっ
て高回転精度が達成され、軸振れやＮＲＲＯ（非繰り返
し精度）、ジッタ等が低減される。また、軸と軸受本体
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。さらに、油膜内に気泡が発生したり巻き込ま
れた場合でも、油が循環しているために気泡が軸受本体
の内部に吸収され、軸受機能が不安定化することもな
い。

【００１３】多孔質含油軸受としては、銅または鉄、あ
るいは両者を主成分とする焼結含油軸受が適している
（請求項２）。このような焼結含油軸受であれば、製作
が容易で低コストに供給することができる。 ２．ハウジングに２個の多孔質含油軸受を収納する場
合、２個の軸受の同軸度、円筒度などの精度が問題とな
る。精度が悪い場合、軸と軸受が線接触したり、最悪の
場合には軸が２個の軸受を貫通しない場合も起こり得
る。

【００１４】この場合には、軸受本体の内径面に複数の
軸受面を軸方向に離隔形成し、軸受本体の軸受面間の領
域の内径寸法を軸受面の内径寸法よりも大きくするとよ
い（請求項３）。この軸受は、軸受本体を１個とし、そ
の内径面の複数箇所に動圧軸受面を設けたものであるか
ら、複数個の軸受を別体に配置したことに起因する精度
不良等の上記弊害を回避することが可能となる。

【００１５】軸受面間の領域が軸受面と同径のストレー
ト面であると、油の粘性抵抗によってトルク上昇を招き
かねないが、当該領域の内径寸法を軸受面の内径寸法よ
りも大きく設定しておけば、トルク上昇を確実に回避す
ることができる。

【００１６】なお、必ずしも複数の軸受面の全てに前記
動圧溝を形成する必要はなく、使用条件等によっては少
なくとも一つの軸受面に動圧溝を形成することもでき
る。 ３．多孔質含油軸受のハウジング内径面への固定は、多
孔質含油軸受をハウジングの内径面に圧入することによ
って行うことができる（請求項４）。この圧入作業は、
動圧溝のない通常の焼結含油軸受であれば、図９に示す
ように、軸受２１に圧入ピン（２２：矯正ピン）を挿入
すると共に、軸受２１の一端面を圧入治具２３で加圧す
ることにより行うことができる。すなわち、加圧に伴っ
て収縮する軸受内径面を圧入ピン２２に食いつかせ、軸
受内径面を矯正しつつ軸受外径面をハウジング２４の内
径面に圧入するのである。

【００１７】しかし動圧溝を有する場合、この方法では
軸受の内外径の同軸度の狂い（偏り、偏肉）などの影響
により、圧入時の矯正によって動圧溝の一部がつぶれか
ねない。圧入ピン２２を使用せずに圧入すれば動圧溝が
つぶれるという不具合を回避できるが、その場合には、
圧入時の軸受２１の収縮度合いが軸受精度（軸受各部の
偏肉、密度の違いなど）やハウジング２４の形状（肉厚
の変化など）に影響され、軸受面同士の円筒度や同軸度
などが狂うおそれがある。

【００１８】これを解決するには、軸受本体の外径面の
うち軸受面間の領域に対応した外径部と、これに対向す
るハウジングの内径面との間に圧入締め代を形成すると
共に、軸受本体の外径面のうち軸受面に対応した外径部
と、これに対向するハウジング内径面との間に前記圧入
締め代よりも小さい締め代もしくは隙間を形成すればよ
い（請求項５）。この構成であれば、圧入という低コス
トの組立方法を採用しつつも、圧入の前後で軸受面の寸
法や精度が変化することがないので、低コスト化と軸受
面精度の確保を同時に達成することができる。

【００１９】また、多孔質含油軸受をハウジングの内径
面に接着して固定しても同様の効果が得られる（請求項
６）。このように接着する場合は、接着剤成分を含む油
の軸受内部への侵入等が懸念されるが、これらを防止す
るには、軸受本体の外径面のうちハウジングの内径面に
接着される部分の表面開孔率を１２％以下、望ましくは
８％以下にし（請求項７）、塗付した接着剤の軸受内部
への侵入を防止すればよい。また、接着剤としては、嫌
気性接着剤あるいは紫外線硬化型接着剤、またはその双
方の性質を有する接着剤を用いるのがよい（請求項
８）。

【００２０】軸受本体の軸受面を含む部分の密度を、軸
受面間の領域を含む部分の密度よりも大きくしたり（請
求項９）、あるいは軸受面の表面開孔率を、前記軸受面
間の領域の表面開孔率よりも小さくすれば（請求項１
０）、軸受面の剛性を高めると共に、油膜強度を向上さ
せることができる。また、軸受面間領域での油含有量を
増加させて耐久性の向上を図ることができる。

【００２１】軸受本体の外径面とハウジングの内径面と
の間には、軸受本体の軸方向の両端部に開口する通気路
を設けておくのが望ましい（請求項１１）。

【００２２】軸受本体の一方の端面に組立方向を識別す
るための識別マークを形成しておけば（請求項１２）、
多孔質含油軸受をハウジングに固定する際の方向が容易
に判別可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図８に基いて説明する。

【００２４】図１に示すように、本発明にかかる動圧型
多孔質含油軸受ユニットは、多孔質含油軸受１をハウジ
ング２の内径面２ａに固定することにより構成される。

【００２５】ハウジング２は、その内径面に小径部２ａ
１と大径部２ａ２とを有する厚肉円筒状をなし、銅やア
ルミニウム等の軟質金属を切削加工等して成形される。

【００２６】図２に示すように、多孔質含油軸受１は、
回転軸（３：図４および図５参照）の外径面と軸受隙間
４を介して対向する軸受面１ｂを有する多孔質の軸受本
体１ａに、潤滑油あるいは潤滑グリースを含浸させて構
成される。軸受本体１ａは、粉末冶金、鋳鉄、合成樹
脂、セラミックスなどを焼結または発泡成形等すること
により、多数の細孔を有する厚肉円筒状の多孔質体とし
て成形されたもので、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焼結金属で形成される。

【００２７】潤滑油、あるいは潤滑グリースの基油とし
ては、４０℃での動粘度が５〜６０ｃＳｔに設定された
ものを使用する。４０℃での動粘度を６０ｃＳｔより大
きくすると、高速での駆動に支障を来す。逆に５ｃＳｔ
より小さくすると、動粘度が小さすぎて油が飛散しやす
く、耐久性に問題を生じる。潤滑剤を潤滑グリースとす
ると、剪断力を受ける軸受隙間以外では見かけの粘度が
油に比べて著しく大きくなり、周囲へ流出しにくくな
る。しかし、油に混合分散させる増稠剤の量を５ｗｔ％
より大きくすると見かけの粘度が高すぎて軸受本体に含
浸しにくくなり、また含浸後に表面に付着した過剰なグ
リースの除去作業が煩雑なものとなる。一方、増稠剤量
を０．５ｗｔ％より小さくすると、グリースとした効果
が少なく、流出度合いが油を使用する場合と変わらなく
なる。したがって、潤滑グリースの増稠剤濃度は０．５
〜５．０ｗｔ％に設定されたものを使用する。潤滑油あ
るいは潤滑グリース基油の種類は特に限定されるもので
はないが、ポリαオレフィン系、エーテル系、あるいは
エステル系合成油（ジエステル、ポリオールエステル系
合成油）が適している。また、潤滑グリースの増稠剤と
しては、取り扱いが簡便で生産性に優れるリチウム系増
稠剤が適している。

【００２８】軸受本体１ａの内周には、軸方向に離隔す
る２つの軸受面１ｂが形成され、２つの軸受面１ｂの双
方に、それぞれ軸方向に対して傾斜させた複数の動圧溝
１ｃ（へリングボーン型）が円周方向に配列形成され
る。この実施形態の軸受面１ｂは、一方に傾斜する動圧
溝１ｃが配列された第１の溝領域ｍ１と、第１の溝領域
ｍ１から軸方向に離隔し、他方に傾斜する動圧溝１ｃが
配列された第２の溝領域ｍ２と、２つの溝領域の間に位
置する環状の平滑部ｎとを備え、２つの溝領域ｍ１、ｍ
２の動圧溝１ｃは平滑部ｎで区画されて非連続になって
いる。平滑部ｎと動圧溝１ｃ間の背の部分１ｅは同一レ
ベルにある。

【００２９】この非連続型の動圧溝は、連続型、すなわ
ち平滑部ｎを省略し、動圧溝１ｃを両溝領域ｍ１、ｍ２
間で互いに連続するＶ字状に形成した場合に比べ、平滑
部ｎに油が集められるために油膜圧力が高く、また溝の
ない平滑部ｎを有するので軸受剛性も高いという利点を
有する。なお、特に支障がなければ連続型の動圧溝を採
用しても構わない。

【００３０】一般にへリングボーン型の動圧溝では、連
続型の方が軸受内に負圧を生じる部分がなく、したがっ
て気泡が発生せず、油のシール性に優れるといわれてい
るが、本発明のように軸受本体１ａが多孔質体の場合に
は、油が軸受隙間と軸受内部との間で循環するため、気
泡が発生しても軸受隙間に滞留せず、したがって、油が
気泡によって軸受隙間４から押し出され、シール性を損
なうという不具合は生じないと考えられる。

【００３１】平滑部ｎの軸受幅方向の比率Ｒは、個々の
軸受面１ｂの軸方向幅を１とした場合、Ｒ＝０．１〜
０．６の範囲、望ましくは、Ｒ＝０．２〜０．４の範囲
に設定するのが良い。軸受面幅１に対して０．１未満で
は、平滑部ｎを設けたことによる効果（動圧の増加、軸
受剛性の増加）が顕著に現れず、連続した溝の場合と変
わらない。また、軸受け幅１に対してＲを０．６より大
きくすると、動圧溝が少なくなり、油を軸方向中央部に
押し込む力が弱くなって動圧効果が有効に発揮されな
い。

【００３２】動圧溝１ｃの溝深さ（ｈ：図４参照）と半
径隙間ｃとの比、および軸受隙間（半径隙間：ｃ）と回
転軸３の半径ｒとの比には最適な範囲があり、この範囲
外では充分な動圧効果が得られない。この最適範囲を明
らかにすべく、ＣＤ−ＲＯＭ実機モータおよびＬＢＰ実
機モータを用いて軸振れを測定した結果、ｃ／ｈが０．
５〜４．０の範囲内、ｃ／ｒが０．０００５〜０．００
３の範囲内であれば、軸振れを実用上十分なレベルに抑
えられることが判明した。したがって、高精度を維持す
るためには、ｃ／ｈ＝０．５〜４．０に設定し、かつｃ
／ｒ＝０．０００５〜０．００３に設定するのが望まし
い。なお、図４では、半径隙間ｃや溝深さｈは実際より
も誇張して描かれている。

【００３３】以上説明した動圧溝１ｃは、例えば圧縮成
形により形成することができる。すなわち、コアロッド
（例えばサイジングピン）の外周面に動圧溝１ｃ形状に
対応した凹凸形状の溝型を形成し、コアロッドの外周面
に軸受本体１ａの素材である多孔質材を供給し、多孔質
材に圧迫力を加えてその内径部をコアロッドの溝型に加
圧し、当該内径部に溝型の形状に対応した動圧溝１ｃを
転写する。この時、背の部分１ｅを動圧溝１ｃと同時成
形することができる。動圧溝の形成後は、圧迫力を除去
することによる多孔質材のスプリングバックを利用して
コアロッドを多孔質材の内径部から離型する。

【００３４】この時、動圧溝１ｃを転写するサイジング
ピンを精度良く仕上げておけば、軸受の精度も良くな
る。サイジングピンの精度を必要とされる精度、例えば
真円度１μｍ以内、円筒度２μｍ以内などに仕上げるこ
とはさほど難しくなく、容易に達成できる。

【００３５】なお、以上の動圧溝サイジングを行なう前
に、多孔質材の内径部に回転サイジングを施し、当該内
径面の開孔部の分布を予め均一化させておくのが望まし
い。

【００３６】軸受本体１ａにおける軸受面１ｂ間の領域
１ｄの内径寸法Ｄ１は、軸受面１ｂの内径寸法Ｄ２（厳
密には、動圧溝１ｃ間の背部分１ｅの領域の内径寸法）
よりも大きく設定される。図面では、領域１ｄの軸方向
断面は軸受面１ｂに連続した１つの円弧で描かれ、その
円弧の最大径部は領域１ｄの軸方向中央部に位置してい
る。但し、その断面形状は任意に選択することができ、
円弧の他、楕円、放物線等の他の曲線や直線で描いても
よく、あるいはこれらの組み合わせとしてもよい。さら
に領域１ｄの最大径部は、一方の軸受面１ｂ側に偏在し
ていてもよい。

【００３７】軸受本体１ａの軸受面１ｂを含む部分の密
度は、軸受面間の領域１ｄを含む部分の密度よりも大き
くすると良い（ここでの「密度」は、軸受面や軸受面間
領域から深さ０．１mmまでの表面層の密度をいう）。多
孔質体の密度は単位体積当たりの細孔率に関係し、密度
が大きいほど組織内における細孔の体積割合が小さくな
り、同時に表面における表面開孔率が小さくなる。これ
により、軸受面１ｂでの油膜強度を向上させると共に、
軸受剛性を向上させることができ、同時に領域１ｄでの
油含有量を増加させて耐久性の向上を図ることができ
る。具体的には、軸受面１ｂの表面密度を６．５〜７．
２［g ／cm³ ］、領域１ｄの表面密度を６．０〜６．６
［g ／cm³ ］の範囲内に設定し、軸受面１ｂでの表面開
孔率を２〜３０％、望ましくは２〜１２％の範囲内に設
定するのがよい。なお、表面開孔率の設定は、密度の設
定により、あるいは表面処理（回転サイジング等による
開孔率の調整）、さらには密度の設定と表面処理との併
用により行なうことができる。

【００３８】軸受本体１ａの外径面は、一方の軸受面１
ｂに対応する外径面１b1が小径で、軸受面間の領域１ｄ
に対応する外径面１d1および他方の軸受面１ｂに対応す
る外径面１b2が大径になった段付き円筒状に形成され
る。図１に示すように、多孔質含油軸受１をハウジング
２の内周に圧入すると、領域１ｄに対応した外径部１d1
がハウジング内径面２ａの小径部２a1に、一方の軸受面
に対応した外径部１b1がハウジング内径面２ａの小径部
２a1に、他方の軸受面に対応した外径部１b1がハウジン
グ内径面２ａの大径部２a2にそれぞれ対向する。この
時、領域１ｄに対応した外径部１d1とハウジング内径面
２ａの小径部２a1との間に圧入締め代を形成しておけ
ば、両者の密着嵌合によって軸受１の固定力を確保する
ことができる。領域１ｄは軸受面１ｂよりも大径に形成
されており、軸の支持には直接関与しないので、当該１
ｄに圧入力に見合う程度の変形が生じても軸受の精度に
は影響がない。一方、２つの軸受面１ｂに対応する外径
面１b1、１b2とこれに対向するハウジング内径面２a1、
２a2との間に、前記圧入締め代よりも小さい締め代（軸
受精度に影響しない程度の締め代）もしくは半径方向の
隙間を形成しておけば（本実施形態では半径方向の隙間
９ａ、９ｂを設けた場合を例示する）、圧入力による軸
受面１ｂの変形を防止しまたは緩和することができ、軸
受精度の低下を防止することができる。

【００３９】実際に圧入前後で軸受面の寸法および精度
変化を測定しても、内径寸法、真円度、円筒度、同軸度
の何れについてもほとんど変化がなかった。具体的に、
圧入の前後において、内径寸法はφ３．００２、円筒度
は２μｍ以下、同軸度（一方の軸受面に対する他方の軸
受面の軸ずれ量を意味する）は２μｍ以下でそれぞれ変
化がなく、また、真円度は圧入前に０．９μｍであった
ものが圧入後に１．０μｍに変化したにすぎなかった。

【００４０】図５は、上述の軸受ユニットをスピンドル
モータ（図面はＣＤ−ＲＯＭ装置のスピンドルモータを
示す）に組み込んだ状態を示している。多孔質含油軸受
１の内径部に挿入されたシャフト３（回転軸）は、軸受
隙間４に形成された動圧油膜によって非接触支持され、
ロータ５とステータ６との間に生じる励磁力によって回
転駆動される。シャフト３は、ハウジング２の一方の開
口部に嵌め込んだスラスト板７によって接触支持されて
いる。

【００４１】ところで、通常、シャフト３はハウジング
２にスラスト板７を装着した状態で軸受１の内径部に挿
入される。この挿入時には、空気は軸受１とシャフト３
の間の軸受隙間４から逃げることになるが、軸受隙間４
は数μｍ程度しかないため、空気がハウジング２の下方
空間に閉じ込められ、シャフト３の挿入が難しくなる。
また、モータを駆動すると発熱するが、この発熱によっ
て閉じ込められた空気が膨張し、シャフト３を押し上げ
て軸受性能を不安定化させるおそれもある。

【００４２】この場合には、図１および５に示すよう
に、軸受本体１ａの外径面とハウジング２の内径面２ａ
との間に、軸受本体１ａの軸方向両端に開口する通気路
８を設ければよい。通気路８は、軸受本体１ａの外径面
に軸方向の溝１ｇを設けることによって形成することが
できるが、軸受本体１ａの外径面とハウジング２の内径
面２ａとの間に隙間（例えば外径面１b1とハウジング内
径面２a1との間の隙間９ａや、外径面１b2とハウジング
内径面２a2との間の隙間９ｂ）があれば、当該隙間９
ａ、９ｂと溝１ｇとで通気路８を構成してもよい。この
時の溝１ｇは、軸受本体１ａの外径面のうち、少なくと
もハウジング内径面２ａへの圧入部分（本実施形態で
は、軸受面間の領域１ｄに対応する外径部１d1）に形成
されていれば足りる。溝１ｇは、軸受本体１ａの外径面
の１箇所だけでなく、円周方向の複数箇所（図面では３
箇所）に設けることもでき、また、ハウジング内径面２
ａに設けてもよい。

【００４３】多孔質含油軸受１は、ハウジング２の内径
面２ａに圧入する他、接着で固定してもよい。図６は、
このような接着時に使用する接着装置の一例を示すもの
で、ハウジング２内に軸受１を挿入して治具１１で位置
決め保持し、図示しないディスペンサで軸受本体１ａの
外径面とハウジング内径面２ａとの間に接着剤を注入す
るものである。この場合の軸受１やハウジング２として
は、図１に示すものをそのまま使用することができる。
ただし、軸受本体１ａの外径面やハウジング２の内径面
２ａは、段部のないストレート面としてもよい。接着剤
の注入は、通気路８を避けて行なわれる。注入した接着
剤は毛細管現象で接合面に浸透して広がる。なお、接着
は、軸受本体の外径面に付着した油をウェスなどで拭き
取るか、あるいは遠心分離機などで除去した上で行なう
のが望ましい。

【００４４】ところで、このように接着する場合は、軸
受本体１ａ外径面のうち、ハウジング２の内径面２ａと
の接着部において接着剤成分と油とが混じり合うため、
接着力が低下したり、あるいは接着剤成分を含む油が接
合部から軸受内部に侵入し、さらにこれが軸受面に滲出
して軸受機能上好ましくない影響を与えるおそれもあ
る。

【００４５】これを回避するには、軸受本体１ａ外径面
のうちハウジング２の内径面２ａに接着される部分の表
面開孔率を１２％以下、望ましくは８％以下にするとよ
い。この程度の表面開孔率であれば、塗布した接着剤の
ほとんどが接合面に残り、軸受内部に侵入することがな
くなる。したがって、接着力が落ちることはなく、ま
た、潤滑に対して悪影響を及ぼすこともない。なお、表
面開孔率は、前記動圧サイジング工程でのサイジング代
を０．１mm以上とすれば実現することができる。

【００４６】接着剤としては、嫌気性接着剤や紫外線硬
化型接着剤、あるいは双方の性質を有する接着剤が使用
される。これらは、油面での接着力に優れており、軸受
本体１ａやハウジング２の素材としてよく使用される銅
系材料に対する反応性もよい。また、固着スピードが速
いため、軸受１やハウジング２を治具１１で位置決め保
持する時間を短くすることができる。さらには、何れも
１液性で、例えばエポキシ接着剤のように２液を混合す
る必要がなく、作業性に優れる。特に紫外線硬化型接着
剤の場合は、仮に軸受外径部のチャンファなどに接着剤
が付着して残っても紫外線を照射することにより、そこ
で固めてしまうことができる。

【００４７】実際に図６に示す装置を用いて軸受１をハ
ウジング２に接着固定し、抜去力や軸振れ等を計測する
試験を行なった。但し、この試験では軸受本体１ａの外
径面のサイジング代を０．１５mmとし、これにより軸受
本体の外径面の表面開孔率を６〜１０％に設定した。ま
た、軸受（φ３×φ６×９）とハウジング２（Ｃ３６０
２）との間の隙間は直径で２０μｍとし、接着剤として
日本ロックタイト社製嫌気性接着剤６０３を使用した。
接着剤１．０mgを注入した後、約３０秒で軸受は固着
し、約１分後に治具１１から軸受ユニットを外したが、
軸受１がずれるような不具合は生じなかった。

【００４８】接着後２４ｈで抜去力を測定したところ、
５０ｋｇｆ以上となった。通常、上記寸法程度の軸受に
求められる抜去力は５〜１０ｋｇｆであるから、十分に
この要求を満足できることが判明した。また、接着後の
軸受ユニットをＬＢＰモータに組み込み、機能評価試験
を実施した。１５０００ｒｐｍで軸振れは２μｍ以下と
なり、非繰り返し回転精度（ＮＲＲＯ）も０．０３μｍ
以下であり、動圧軸受として満足できる性能を示した。
また、連続運転試験でも３０００ｈを経過しても性能の
劣化はなく、十分実用に耐えるものであることが判明し
た。

【００４９】多孔質含油軸受１をハウジング２に圧入あ
るいは接着といった方法で固定する際には、所定の動圧
を発生させるため、軸受１をハウジング２内で回転軸３
の回転方向に合った向きに配置する必要がある。軸受１
の向きを目視で判別するとすれば、見づらく固定時の作
業性が悪化する。

【００５０】そこで、この場合には、図７および図８に
示すように、軸受本体１ａの一方の端面に、組立方向を
識別するための識別マーク12を形成すればよい。図面は
識別マーク12としてリング溝を形成した場合を例示する
が、識別マーク12の形状は任意に選択することができ
る。識別マーク12の有無の判別は目視で行なう他、画像
処理装置等を用いて機械的に行なうことも可能である。

【００５１】この識別マーク12は、例えば動圧サイジン
グ時において多孔質材を軸方向両側からパンチで加圧す
る際に、一方のパンチ（例えば下パンチ）の加圧面にマ
ーク形状に対応した型を予め形成しておくことにより成
形することができる。

【００５２】以上の軸受ユニットは上述の各種スピンド
ルモータ等の他、軸流ファンや換気扇、扇風機などの電
気製品、自動車用電装品など、各種のモータに広範囲に
利用することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、 ボールベアリングを使用した軸受ユニットに比べて、
低騒音化および低コスト化を図ることができる。

【００５４】動圧溝の動圧作用によって軸受剛性を高
くすることができ、また、回転精度を向上させて軸振
れ、ＮＲＲＯ、ジッタの低減を図ることできる。軸受面
には良好な油膜が常時形成されるので、耐久寿命を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる軸受ユニットの軸方向断面図で
ある。

【図２】上記軸受ユニットで使用する多孔質含油軸受の
軸方向断面図である。

【図３】図２中のＡ矢視図である。

【図４】上記多孔質含油軸受の半径方向断面図である。

【図５】ＣＤ−ＲＯＭ装置のスピンドルモータの軸方向
断面図である。

【図６】接着装置の一例を示す軸方向断面図である。

【図７】軸受に識別マークを設けた動圧型多孔質含油軸
受ユニットの軸方向断面図である。

【図８】図７中のＢ部分の拡大図である。

【図９】軸受の圧入方法を示す軸方向断面図である。

【符号の説明】

１ 多孔質含油軸受 １ａ 軸受本体 １ｂ 軸受面 １ｃ 動圧溝 １ｄ 軸受面間領域 ２ ハウジング ２ａ ハウジング内径面 ３ 回転軸（シャフト） ４ 軸受隙間 ８ 通気路 ９ａ 隙間 ９ｂ 隙間 １２ 識別マーク

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の外径面と軸受隙間を介して対向
   する軸受面を有する多孔質の軸受本体に、潤滑油あるい
   は潤滑グリースを含浸させた多孔質含油軸受を、ハウジ
   ングの内径面に固定したものであって、 軸受本体の軸受面に動圧溝を軸方向に対して傾斜させて
   設け、この動圧溝で軸受隙間に油の動圧油膜を形成して
   回転軸を非接触支持すると共に、軸受面の開孔部を介し
   て油を軸受本体の内部と軸受隙間との間で循環させるよ
   うにした動圧型多孔質含油軸受ユニット。
2. 【請求項２】 前記多孔質含油軸受が、銅または鉄、あ
   るいは両者を主成分とする焼結含油軸受である請求項１
   記載の動圧型多孔質含油軸受ユニット。
3. 【請求項３】 軸受本体の内径面に複数の軸受面を軸方
   向に離隔形成すると共に、軸受本体の軸受面間の領域の
   内径寸法を軸受面の内径寸法よりも大きくした請求項１
   または２記載の動圧型多孔質含油軸受ユニット。
4. 【請求項４】 多孔質含油軸受をハウジングの内径面に
   圧入して固定した請求項１乃至３何れか記載の動圧型多
   孔質含油軸受ユニット。
5. 【請求項５】 軸受本体の外径面のうち軸受面間の領域
   に対応した外径部と、これに対向するハウジングの内径
   面との間に圧入締め代を形成すると共に、軸受本体の外
   径面のうち軸受面に対応した外径部と、これに対向する
   ハウジング内径面との間に前記圧入締め代よりも小さい
   締め代もしくは隙間を形成した請求項４記載の動圧型多
   孔質含油軸受ユニット。
6. 【請求項６】 多孔質含油軸受をハウジングの内径面に
   接着して固定した請求項１乃至３何れか記載の動圧型多
   孔質含油軸受ユニット。
7. 【請求項７】 軸受本体の外径面のうちハウジングの内
   径面に接着される部分の表面開孔率を１２％以下にした
   請求項６記載の動圧型多孔質含油軸受ユニット。
8. 【請求項８】 嫌気性接着剤あるいは紫外線硬化型接着
   剤、またはその双方の性質を有する接着剤を用いて多孔
   質含油軸受をハウジングの内径面に接着した請求項６ま
   たは７記載の動圧型多孔質含油軸受ユニット。
9. 【請求項９】 軸受本体の軸受面を含む部分の密度を、
   軸受面間の領域を含む部分の密度よりも大きくした請求
   項３乃至８何れか記載の動圧型多孔質含油軸受ユニッ
   ト。
10. 【請求項１０】 軸受面の表面開孔率を、軸受面間の領
    域の表面開孔率よりも小さくした請求項３乃至８何れか
    記載の動圧型多孔質含油軸受ユニット。
11. 【請求項１１】 軸受本体の外径面とハウジングの内径
    面との間に、軸受本体の軸方向の両端部に開口する通気
    路を設けた請求項１乃至１０何れか記載の動圧型多孔質
    含油軸受ユニット。
12. 【請求項１２】 軸受本体の一方の端面に組立方向を識
    別するための識別マークを形成した請求項１乃至１１何
    れか記載の動圧型多孔質含油軸受ユニット。