JP2001082460A

JP2001082460A - 動圧軸受及びそれを搭載したスピンドルモータ

Info

Publication number: JP2001082460A
Application number: JP26011499A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Wakitani; 明彦脇谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-03-27
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP3896732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】情報機器に使用される動圧軸受搭載のスピン
ドルモータにおいて、動圧軸受を改善し、回転体振れ安
定性と耐振性、耐衝撃性向上を実現することを目的とす
る。【解決手段】スラスト板４ａがシャフト５ａに圧入固
定されており、スラスト板４ａの両面に形成された動圧
発生溝（図示せず）より半径方向に小さい部位に、環状
溝１を有している動圧軸受。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として磁気ディ
スク駆動装置に用いられるブラシレスモータ（以下、モ
ータと略する）に関わるもので、詳しくは、その動圧軸
受構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＡ分野のＨＤＤ機器の高容量
化、高速化、高精度化、低騒音化に伴い、磁気ディスク
を駆動するモータに高精度が強く要求されている。更に
最近では小型化、薄型化、軽量化が要求されており、携
帯性が特に求められている。携帯という行為があると、
不可避的に落下する場合があるので必然的にモータに耐
衝撃性という要求が付随する。これらの要求に応える技
術として、ロータとステータとの間に設けられる軸受構
造において、動圧軸受を採用することが検討されてい
る。

【０００３】図７に、従来の動圧軸受の一例を示す。図
７（ａ）はシャフト方向の断面図、図７（ｂ）はスラス
ト板の表面を示す説明図である。図７（ａ）に示すよう
に、モータのロータ（図示せず）に取り付けられている
シャフト５ａはステータ（図示せず）に固定されている
スリーブ６ａに挿入されており、スラスト板４ｃはシャ
フト５ａに圧入されている。スリーブ６ａにはスラスト
板４ｃに対向するようにスラストカバー７ａが設置され
ており、スラスト板４ｃの両面には図７（ｂ）に示すよ
うに動圧発生溝８ａが設けられている。ただし、動圧発
生溝８ａの形状は、スラスト板４ｃの上面と下面で略対
称となっている。また、シャフト５ａ側面もしくは対向
するスリーブ６ａ内周面には動圧発生溝８ｂが設けられ
ている。

【０００４】このように動圧軸受を構成することによ
り、ラジアル方向の負荷は、モータ駆動時にロータを回
転させて生じる動圧発生溝８ｂに生じる圧力を利用して
荷重を支持し、またスラスト方向の負荷は、モータ駆動
時にロータを回転させて生じる動圧発生溝８ａに生じる
圧力を利用して荷重を支持している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような動
圧軸受では、スラスト板４ｃをシャフト５ａに圧入する
際に、スラスト板４ｃの寸法精度が悪化するという不具
合を生じるおそれがあった。ここで、スラスト板４ｃの
寸法精度が悪化するということは、スラスト板４ｃをシ
ャフト５ａに圧入することによる歪みが要因となり、ス
ラスト板４ｃの平面度の悪化、スラスト板４ｃ両面の平
行度の悪化、スラスト板４ｃとシャフト５ａの垂直度
（組立精度）の悪化、及びスラスト板４ｃの両面に形成
している動圧発生溝８ａの形状を変形させるおそれがあ
ることを意味する。

【０００６】近年の磁気ディスク駆動装置には高速アク
セス化、高容量化、低騒音化が要求されており、装置に
搭載されるモータにも要求に応じて高速回転化、高精度
化、低騒音化に対応する必要がある。その要求に応える
ために、モータ駆動時に潤滑剤を介して非接触でロータ
が浮上する動圧軸受の検討が必須である。動圧軸受を搭
載したモータが駆動する時、スラスト板４ｃの動圧発生
溝８ａで生じた動圧により、ロータはスラスト方向に数
μｍほど浮上して非接触で回転することが可能となる。
この非接触で回転するための浮上量を確保するために、
スラスト板４ｃの部品精度、及びスラスト板４ｃとシャ
フト５ａの組立精度には浮上量を上回る数μｍという高
精度が要求される。そして、スラスト板４ｃをシャフト
５ａに圧入する際に寸法精度が悪化すると浮上量を確保
することが困難となり、スラスト板４ｃとスラストカバ
ー７ａの接触、またスラスト板４ｃとスリーブ６ａ対向
面の接触により摩耗の要因となる。このような摩耗を生
じると、スラスト方向の軸受剛性が不足してロータ負荷
を支持できなくなり、ロータの振れ回りが大きくなるな
ど不具合を生じていた。

【０００７】磁気ディスク駆動装置などに搭載されたモ
ータにおいて、スラスト板４ｃのシャフト５ａへの圧入
後、スラスト板４ｃのシャフト５ａに対する垂直度及び
スラスト板４ｃの平面度を良好に保つ一つの方法が特開
平８−３２２１９３号公報に開示されている。その実施
例を図８に引用する。これは、シャフト５ｄあるいはス
ラスト板４ｄのいずれか一方の圧入面に、スラスト板４
ｄの板厚に応じた上下位置に環状凹部１３を形成して、
圧入面に生じる応力を対称でかつ均一とすることによ
り、シャフト５ｄのスラスト板４ｄに対する垂直度及び
平面度を良好に保つものとしている。

【０００８】しかしこれは、シャフト５ｄあるいはスラ
スト板４ｄのいずれか一方の圧入面に環状凹部１３を設
ける構成としている。圧入面に環状凹部１３を設けるこ
とにより、スラスト方向のスラスト板４ｄの圧入長さ
は、スラスト板４ｄの板厚より短くなる。すなわち、ス
ラスト板４ｄの圧入によるシャフト５ｄに対する抜去力
は、スラスト板４ｄの圧入面の長さにも依存しており、
環状凹部１３を設けることにより圧入長さが短くなった
分だけ抜去力が低下するおそれがある。また、スラスト
板４ｄとシャフト５ｄの圧入長さが短くなった分だけ、
シャフト５ｄがスラスト板４ｄに対して傾き易くなるの
で、スラスト板４ｄとシャフト５ｄの垂直度を良好にす
ることが困難になるおそれがある。近年の磁気ディスク
駆動装置の小型化、薄型化、軽量化に伴い動圧軸受部の
薄型化が避けられない一方、装置の携帯性から動圧軸受
部の耐衝撃性も求められている。つまり、動圧軸受部の
薄型化はスラスト板４ｄの板厚の薄肉化を意味してお
り、耐衝撃性向上はスラスト板４ｄの抜去力を上昇する
ことを意味している。スラスト板４ｄの板厚を薄肉化し
ていくと、スラスト板４ｄの板厚に占める環状凹部１３
の厚みを無視することができなくなり、スラスト板４ｄ
のシャフト５ｄに対する抜去力を低下させて動圧軸受部
の耐衝撃性を悪化させるおそれがあった。

【０００９】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、まず第１がシャフトに圧入されたスラスト
板の寸法精度を良好に保つことでスラスト軸受の摩耗を
抑えて軸受部の信頼性を向上させることである。第２が
スラスト板とシャフトの抜去力を上げることにより、軸
受部の耐衝撃性を向上させることである。第３がシャフ
トもしくはスラスト板を複合材にすることにより、耐振
性、耐衝撃性などの耐外力に優れた材料を軸受部に使用
することである。これらの課題解決により、磁気ディス
ク駆動装置の信頼性及び耐外力を向上させることができ
る動圧軸受及びそれを搭載したスピンドルモータを実現
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の動圧軸受は、まず第１がシャフトに圧入される
スラスト板の動圧発生溝より半径方向に小さい部位に、
スラスト板の両面に環状溝を有するものである。第２
は、前記環状溝に埋込材料を有するものである。第３
は、スラスト板を圧入する方のシャフト端面にスラスト
板の圧入面より深い孔を有するものである。第４は、前
記孔に埋込材料を有するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１２】（実施の形態１）本発明の第１の実施例に
関わる動圧軸受を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。

【００１３】図１（ａ）はシャフト方向の断面図、図１
（ｂ）はスラスト板の表面を示す説明図である。図１
（ａ）において、シャフト５ａがスリーブ６ａに挿入さ
れており、スリーブ６ａにスラストカバー７ａが固定さ
れており、シャフト５ａには動圧発生溝８ｂが形成され
ている。シャフト５ａには、スラストカバー７ａに対向
するようにスラスト板４ａが圧入されている。スラスト
板４ａの両面には、図１（ｂ）に示すような動圧発生溝
８ａが形成されている。ただし、動圧発生溝８ａの形状
は、スラスト板４ａの上面と下面で略対称となってい
る。スラスト板４ａに形成された動圧発生溝８ａに対し
て半径方向に小さい部位に、環状溝１をスラスト板４ａ
の両面に設けるように構成する。

【００１４】このように構成された動圧軸受は、モータ
駆動時、シャフト５ａ上に形成した動圧発生溝８ｂによ
り生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、シャフト
５ａに圧入固定しているスラスト板４ａに形成した動圧
発生溝８ａにより生じる動圧でスラスト方向の負荷を支
持する。

【００１５】近年のＨＤＤドライブの高速アクセス化、
高容量化、低騒音化は、磁気ディスク駆動装置に高速回
転数化、高精度化、静音性を要求しており、磁気ディス
ク駆動装置に搭載されるモータに動圧軸受を組み込むこ
とが必須となっている。モータに動圧軸受を搭載するこ
とにより、ロータとステータが潤滑剤を介して数μｍ浮
上してロータが非接触で回転するので、玉軸受で生じる
機械接触に起因する振れ回り及び雑音等が無くなり、高
速回転域における高精度、低騒音を実現することが可能
となる。動圧軸受を搭載したモータが駆動する時、ロー
タがステータに対して数μｍ浮上するためには、スラス
ト板４ａの部品精度及びスラスト板４ａとシャフト５ａ
の組立精度に浮上量を上回る数μｍという高精度が要求
される。仮に、スラスト板４ａが傾いた状態でシャフト
５ａに固定されたり、スラスト板４ａの部品精度が悪か
ったりすると、スラスト板４ａに形成される動圧発生溝
で生じる動圧が少なくなり、ロータが浮上できないとい
う不具合を招く。ロータが浮上できない状態でモータが
高速回転すると、スラスト板４ａとスラストカバー７ａ
が焼き付いてしまい、磁気ディスク駆動装置が故障して
しまう。したがって、動圧軸受を構成するスラスト板４
ａの部品精度、及びスラスト板４ａとシャフト５ａの組
立精度には数μｍという高精度が要求される。

【００１６】次に、スラスト板４ａとシャフト５ａの固
定方法について考えてみる。図１の動圧軸受を構成する
スラスト板４ａはシャフト５ａに圧入固定されている。
スラスト板４ａとシャフト５ａの固定には、圧入固定の
他に、接着固定、カシメ固定、溶接固定などが考えられ
る。しかし接着固定の場合、軸受内部に接着剤を浸積す
ることになり、潤滑剤に接着剤が溶け込んで潤滑剤を変
質させるおそれがある。また、カシメ固定の場合、スラ
スト板４ａもしくはシャフト５ａをカシメのために外力
を加えて変形させるため、スラスト板４ａとシャフト５
ａに寸法変化（外形変化）による精度悪化を生じるおそ
れがある。また、溶接固定の場合、スラスト板４ａとシ
ャフト５ａの材料が溶接可能な材料に限定されるという
不具合を生じる。したがって、スラスト板４ａをシャフ
ト５ａに圧入固定することが優位であると考えられる。

【００１７】以上の点から、スラスト板４ａの部品精
度、及びスラスト板４ａとシャフト５ａの圧入固定によ
る組立精度には高精度が求められることが分かる。

【００１８】図１（ａ）のようにスラスト板４ａに環状
溝１を有すると、スラスト板４ａがシャフト５ａに圧入
された後でもスラスト板４ａの寸法精度を維持すると共
に、スラスト板４ａとシャフト５ａの組立精度を良好に
することが可能となる。スラスト軸受は、モータが駆動
するときにスラスト板４ａに形成した動圧発生溝８ａが
生じる動圧によりスラスト方向の負荷を支持する構成で
あり、このときロータがスラスト方向に数μｍほど浮上
する。このロータの浮上という機能により、ロータが潤
滑剤を介して非接触で回転することが可能となるので、
モータが高速回転域において高精度、低騒音となる。反
面、浮上という機能を有するためには、スラスト板４ａ
の部品精度、及びスラスト板４ａとシャフト５ａの組立
精度に高精度が要求されることになる。このスラスト板
４ａの部品精度を出すために、スラスト板４ａの部材に
おいて両面研磨を行ったり、ラッピング加工を実施して
いる。そのような加工を施して高精度に仕上げたスラス
ト板４ａをシャフト５ａに圧入したとき、スラスト板４
ａの内径部に生じる圧力がスラスト板４ａに歪みを生じ
させる。しかし、スラスト板４ａの表面に環状溝１を形
成したことにより、スラスト板４ａの内径部に生じた圧
力は環状溝１で開放されるため、スラスト板４ａの動圧
発生溝８ａが形成される両面上において環状溝１より半
径方向に大きい部位では歪みが生じない。シャフト５ａ
をスラスト板４ａに圧入した後、スラスト板４ａの両面
には歪みが生じないので、スラスト板４ａの寸法精度を
圧入の影響なしに高精度に維持することができる。ま
た、スラスト板４ａ両面の動圧発生溝８ａより大きい部
位には、シャフト５ａへの圧入による歪みが生じないの
で、スラスト板４ａとシャフト５ａの圧入しめ代を大き
くすることが可能となり、スラスト板４ａのシャフト５
ａからの抜去力向上より耐衝撃性向上を図ることができ
る。

【００１９】したがって、スラスト板４ａのシャフト５
ａへの圧入によるスラスト板４ａの寸法精度悪化を防ぐ
ことにより軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、
軸振れなどの不具合を防止することができると共に、軸
受部の信頼性向上を図ることができる。また、軸受部の
耐衝撃性を向上させることができる。

【００２０】なお、本実施の形態では、動圧発生溝８ａ
をスラスト板４ａ面上に形成しているが、スリーブ６ａ
端面とスラストカバー７ａの対向する面に動圧発生溝８
ａを形成する場合でも同様な効果が得られる。また、ス
ラスト板４ａの両面に形成されている環状溝１は、上面
と下面にて溝幅、溝深さなどの溝形状が同じでない場合
でも同様な効果が得られる。

【００２１】（実施の形態２）本発明の第２の実施例に
関わる動圧軸受を図２（ａ）及び（ｂ）に示す。

【００２２】図２（ａ）はシャフト方向の断面図、図２
（ｂ）はスラスト板の表面を示す説明図である。図２
（ａ）において、シャフト５ａがスリーブ６ａに挿入さ
れており、スリーブ６ａにスラストカバー７ａが固定さ
れており、シャフト５ａには動圧発生溝８ｂが形成され
ている。シャフト５ａには、スラストカバー７ａに対向
するようにスラスト板４ｂが圧入されている。スラスト
板４ｂの両面には、図２（ｂ）に示すような動圧発生溝
８ａが形成されている。ただし、動圧発生溝８ａの形状
は、スラスト板４ｂの上面と下面で略対称となってい
る。スラスト板４ｂに形成された動圧発生溝８ａに対し
て半径方向に小さい部位に、環状溝１をスラスト板４ｂ
の両面に有し、環状溝１には埋込材料３を設けるように
構成する。

【００２３】このように構成された動圧軸受は、モータ
駆動時、シャフト５ａ上に形成した動圧発生溝８ｂによ
り生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、シャフト
５ａに圧入固定しているスラスト板４ｂに形成した動圧
発生溝８ａにより生じる動圧でスラスト方向の負荷を支
持する。

【００２４】図２（ａ）のようにスラスト板４ｂに環状
溝１を有すると、スラスト板４ｂがシャフト５ａに圧入
された後でもスラスト板４ｂの寸法精度を維持できる。
スラスト軸受は、モータが駆動するときにスラスト板４
ｂに形成した動圧発生溝８ａが生じる動圧によりスラス
ト方向の負荷を支持する構成であり、このときロータが
スラスト方向に数μｍほど浮上する。それゆえ、スラス
ト板４ｂ単品には、両面において浮上量を上回る寸法精
度が要求されることになる。その寸法精度を出すため
に、スラスト板４ｂの部品段階において両面研磨を行っ
たり、ラッピング加工を実施している。そのような高精
度なスラスト板４ｂをシャフト５ａに圧入したとき、ス
ラスト板４ｂの内径部に生じる内圧がスラスト板４ｂに
歪みを生じさせる。しかし、スラスト板４ｂの表面に環
状溝１を設けたことにより、スラスト板４ｂの内径部に
生じた内圧を環状溝１において開放するため、スラスト
板４ｂの動圧発生溝８ａが形成される両面上において環
状溝１より半径方向に大きい部位では歪みが生じない。
そして、スラスト板４ｂをシャフト５ａに圧入した後、
埋込材料３を環状溝１に埋設する。スラスト板４ｂの両
面には歪みが生じないので、スラスト板４ｂの寸法精度
を圧入の影響なしに維持することができる。また、スラ
スト板４ｂ両面の動圧発生溝８ａより大きい部位には、
シャフト５ａへの圧入による歪みが生じないので、スラ
スト板４ｂとシャフト５ａの圧入しめ代を大きくするこ
とが可能となり、スラスト板４ｂのシャフト５ａからの
抜去力向上より耐衝撃性向上を図ることができる。更
に、埋込材料３がスラスト板４ｂより硬質な材質である
場合（例えばスラスト板４ｂが銅合金であるときは埋込
材料３を鉄にする等）、スラスト板４ｂ自体が強度を増
した複合材となるので、モータに衝撃などの外力が作用
したときにスラスト板４ｂが変形し難くなり、軸受部の
耐衝撃性を向上させることが可能となる。一方、埋込材
料３がスラスト板４ｂより軟質な材質である場合（例え
ば樹脂、接着剤、金属粉を接着材固着したもの等）、ス
ラスト板４ｂ自体が減衰材料を有した複合材となるの
で、モータに振動、衝撃などの外力が作用したとき、ス
ラスト板４ｂに加わる負荷を埋込材料３が減衰吸収する
ため、軸受部の耐振性、耐衝撃性を向上させることが可
能となる。

【００２５】したがって、スラスト板４ｂのシャフト５
ａへの圧入によるスラスト板４ｂの寸法精度悪化を防ぐ
ことにより軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、
軸振れなどの不具合を防止することができると共に、軸
受部の信頼性向上を図ることができる。また、環状溝１
に埋込材料３を有することにより、軸受部の耐振性、耐
衝撃性を向上させることができる。

【００２６】なお、本実施の形態では、動圧発生溝８ａ
をスラスト板４ｂ面上に形成しているが、スリーブ６ａ
端面とスラストカバー７ａの対向する面に動圧発生溝８
ａを形成する場合でも同様な効果が得られる。また、ス
ラスト板４ｂの両面に形成されている環状溝１は、上面
と下面にて溝幅、溝深さなどの溝形状が同じでない場合
でも同様な効果が得られる。

【００２７】（実施の形態３）本発明の第３の実施例に
関わる動圧軸受を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。

【００２８】図３（ａ）はシャフト方向の断面図、図３
（ｂ）はスラスト板の表面を示す説明図である。図３
（ａ）において、シャフト５ｂがスリーブ６ａに挿入さ
れており、スリーブ６ａにスラストカバー７ａが固定さ
れており、シャフト５ｂには動圧発生溝８ｂが形成され
ている。シャフト５ｂには、スラストカバー７ａに対向
するようにスラスト板４ｃが圧入されている。スラスト
板４ｃの両面には、図３（ｂ）に示すような動圧発生溝
８ａが形成されている。ただし、動圧発生溝８ａの形状
は、スラスト板４ｃの上面と下面で略対称となってい
る。スラスト板４ｃを圧入する方のシャフト端面からス
ラスト板４ｃの板厚を含む圧入面までの寸法をＬ１と
し、スラスト板４ｃが圧入される方のシャフト５ｂ端面
に深さＬ２の孔２を設け、Ｌ１≦Ｌ２となるように構成
する。

【００２９】このように構成された動圧軸受は、モータ
駆動時、シャフト５ｂ上に形成した動圧発生溝８ｂによ
り生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、シャフト
５ｂに圧入固定しているスラスト板４ｃに形成した動圧
発生溝８ａにより生じる動圧でスラスト方向の負荷を支
持する。

【００３０】図３（ａ）のようにシャフト５ｂ端面に孔
２を有すると、スラスト板４ｃがシャフト５ｂに圧入さ
れた後でもスラスト板４ｃの寸法精度を維持できる。ス
ラスト軸受は、モータが駆動するときにスラスト板４ｃ
に形成した動圧発生溝８ａが生じる動圧によりスラスト
方向の負荷を支持する構成であり、このときロータがス
ラスト方向に数μｍほど浮上する。それゆえ、スラスト
板４ｃ単品には、両面において浮上量を上回る寸法精度
が要求されることになる。その寸法精度を出すために、
スラスト板４ｃの部品段階において両面研磨を行った
り、ラッピング加工を実施している。そのような高精度
なスラスト板４ｃをシャフト５ｂに圧入したとき、スラ
スト板４ｃの内径部に生じる内圧はスラスト板４ｃに歪
みを生じさせる。しかし、シャフト５ｂの端面に孔２を
形成したことにより、スラスト板４ｃとシャフト５ｂの
圧入面で生じる圧力はシャフト５ｂの孔２で開放される
ため、スラスト板４ｃの動圧発生溝８ａが形成される両
面上において歪みを生じない。シャフト５ｂをスラスト
板４ｃに圧入した後、スラスト板４ｃの両面には歪みが
生じないので、スラスト板４ｃの寸法精度を圧入の影響
なしに維持することができる。また、スラスト板４ｃに
はシャフト５ｂへの圧入による歪みが生じないので、ス
ラスト板４ｃとシャフト５ｂの圧入しめ代を大きくする
ことが可能となり、スラスト板４ｃのシャフト５ｂから
の抜去力向上より耐衝撃性向上を図ることができる。

【００３１】したがって、スラスト板４ｃのシャフト５
ｂへの圧入によるスラスト板４ｃの寸法精度悪化を防ぐ
ことにより軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、
軸振れなどの不具合を防止することができると共に、軸
受部の信頼性向上を図ることができる。また、軸受部の
耐衝撃性を向上させることができる。

【００３２】なお、本実施の形態では、動圧発生溝８ａ
をスラスト板４ｃ面上に形成しているが、スリーブ６ａ
端面とスラストカバー７ａの対向する面に動圧発生溝８
ａを形成する場合でも同様な効果が得られる。

【００３３】（実施の形態４）本発明の第４の実施例に
関わる動圧軸受を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。

【００３４】図４（ａ）はシャフト方向の断面図、図４
（ｂ）はスラスト板の表面を示す説明図である。図４
（ａ）において、シャフト５ｂがスリーブ６ａに挿入さ
れており、スリーブ６ａにスラストカバー７ａが固定さ
れており、シャフト５ｂには動圧発生溝８ｂが形成され
ている。シャフト５ｂには、スラストカバー７ａに対向
するようにスラスト板４ｃが圧入されている。スラスト
板４ｃの両面には、図４（ｂ）に示すような動圧発生溝
８ａが形成されている。ただし、動圧発生溝８ａの形状
は、スラスト板４ｃの上面と下面で略対称となってい
る。スラスト板４ｃを圧入する方のシャフト端面からス
ラスト板４ｃの板厚を含む圧入面までの寸法をＬ１と
し、スラスト板４ｃが圧入される方のシャフト５ｂ端面
に深さＬ２の孔２を設け、Ｌ１≦Ｌ２となるようにす
る。そして、孔２には埋込材料３を設けるように構成す
る。

【００３５】このように構成された動圧軸受は、モータ
駆動時、シャフト５ｂ上に形成した動圧発生溝８ｂによ
り生じる動圧でラジアル方向の負荷を支持し、シャフト
５ｂに圧入固定しているスラスト板４ｃに形成した動圧
発生溝８ａにより生じる動圧でスラスト方向の負荷を支
持する。

【００３６】図４（ａ）のようにシャフト５ｂ端面に孔
２を有すると、スラスト板４ｃがシャフト５ｂに圧入さ
れた後でもスラスト板４ｃの寸法精度を維持できる。ス
ラスト軸受は、モータが駆動するときにスラスト板４ｃ
に形成した動圧発生溝８ａが生じる動圧によりスラスト
方向の負荷を支持する構成であり、このときロータがス
ラスト方向に数μｍほど浮上する。それゆえ、スラスト
板４ｃ単品には、両面において浮上量を上回る寸法精度
が要求されることになる。その寸法精度を出すために、
スラスト板４ｃの部品段階において両面研磨を行った
り、ラッピング加工を実施している。そのような高精度
なスラスト板４ｃをシャフト５ｂに圧入したとき、スラ
スト板４ｃの内径部に生じる内圧はスラスト板４ｃに歪
みを生じさせる。しかし、シャフト５ｂの端面に孔２を
形成したことにより、スラスト板４ｃとシャフト５ｂの
圧入面で生じる圧力はシャフト５ｂの孔２で開放される
ため、スラスト板４ｃの動圧発生溝８ａが形成される両
面上において歪みを生じない。そして、スラスト板４ｃ
をシャフト５ｂに圧入した後、埋込材料３を孔２に埋設
する。スラスト板４ｃの両面には歪みが生じないので、
スラスト板４ｃの寸法精度を圧入の影響なしに維持する
ことができる。また、スラスト板４ｃをシャフト５ｂへ
圧入することによる歪みが生じないので、スラスト板４
ｃとシャフト５ｂの圧入しめ代を大きくすることが可能
となり、スラスト板４ｃのシャフト５ｂからの抜去力向
上より耐衝撃性向上を図ることができる。更に、埋込材
料３がシャフト５ｂより硬質な材質である場合（例えば
シャフト５ｂが鉄であるときは埋込材料３をセラミック
にする等）、シャフト５ｂにおけるスラスト板４ｃの圧
入部位が強度を増した複合材となるので、モータに衝撃
などの外力が作用したときに圧入部位が変形し難くな
り、軸受部の耐衝撃性を向上させることが可能となる。
一方、埋込材料３がシャフト５ｂより軟質な材質である
場合（例えば樹脂、接着剤、金属粉を接着材固着したも
の等）、シャフト５ｂ自体が減衰材料を有した複合材と
なるので、モータに振動、衝撃などの外力が作用したと
き、シャフト５ｂに加わる負荷を埋込材料３が減衰吸収
するため、軸受部の耐振性、耐衝撃性を向上させること
が可能となる。

【００３７】したがって、スラスト板４ｃをシャフト５
ｂに圧入することによるスラスト板４ｃの寸法精度悪化
を防ぐことにより軸受剛性不足による、回転むら、軸の
傾き、軸振れなどの不具合を防止することができると共
に、軸受部の信頼性向上を図ることができる。また、孔
２に埋込材料３を有することにより、軸受部の耐振性、
耐衝撃性を向上させることができる。

【００３８】なお、本実施の形態では、動圧発生溝８ａ
をスラスト板４ｃ面上に形成しているが、スリーブ６ａ
端面とスラストカバー７ａの対向する面に動圧発生溝８
ａを形成する場合でも同様な効果が得られる。

【００３９】（実施の形態５）本発明の第５の実施例に
関わる動圧軸受を搭載したスピンドルモータを図５に示
す。図５はその断面図である。

【００４０】図５において、励磁状態で磁界を発生する
ステータコイルを備えたステータコア９を有し、このス
テータコイルの磁界との電磁相互作用により回転力を得
るロータマグネット１０を備えたロータを有し、ロータ
を支持するシャフト５ａはハブ１１に固定されており、
ブラケット１２に固定されているスリーブ６ａに挿入さ
れている。シャフト５ａ側面には動圧発生溝８ｂを形成
しており対向するスリーブ６ａとラジアル軸受を構成し
ている。スラスト板４ａはシャフト５ａに圧入固定され
ており、スラストカバー７ａはスリーブ６ａに設置され
ている。スラスト板４ａの両面には動圧発生溝（図示せ
ず）が形成されており、対向するスリーブ端面とスラス
トカバー７ａによりスラスト軸受を構成している。そし
て、スラスト板４ａに形成されている動圧発生溝より半
径方向に小さい部位に環状溝１を有する構成としてい
る。

【００４１】このようにスラスト板４ａに環状溝１を有
すると、スラスト板４ａがシャフト５ａに圧入された後
でもスラスト板４ａの寸法精度を維持できる。スラスト
軸受は、モータが駆動するときにスラスト板４ａに形成
した動圧発生溝が生じる動圧によりスラスト方向の負荷
を支持する構成であり、このときロータがスラスト方向
に数μｍほど浮上する。それゆえ、スラスト板４ａ単品
には、その両面において浮上量を上回る寸法精度が要求
されることになる。その寸法精度を出すために、スラス
ト板４ａの部品段階において両面研磨を行ったり、ラッ
ピング加工を実施している。そのような高精度なスラス
ト板４ａをシャフト５ａに圧入したとき、スラスト板４
ａの内径部に生じる内圧はスラスト板４ａに歪みを生じ
させる。しかし、スラスト板４ａの表面に環状溝１を形
成したことにより、スラスト板４ａの内径部に生じた内
圧は環状溝１で開放されるため、スラスト板４ａの動圧
発生溝が形成される両面上において環状溝１より半径方
向に大きい部位では歪みが生じない。シャフト５ａをス
ラスト板４ａに圧入した後、スラスト板４ａの両面には
歪みが生じないので、スラスト板４ａの寸法精度を圧入
の影響なしに維持することができる。また、スラスト板
４ａ両面の動圧発生溝８ａより大きい部位には、シャフ
ト５ａへの圧入による歪みが生じないので、スラスト板
４ａとシャフト５ａの圧入しめ代を大きくすることが可
能となり、スラスト板４ａのシャフト５ａからの抜去力
向上より耐衝撃性向上を図ることができる。

【００４２】したがって、スラスト板４ａのシャフト５
ａへの圧入によるスラスト板４ａの寸法精度悪化を防ぐ
ことにより軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、
軸振れなどの不具合を防止することができると共に、軸
受部の信頼性向上を図ることができる。また、軸受部の
耐衝撃性を向上させることができる。

【００４３】（実施の形態６）本発明の第６の実施例に
関わる動圧軸受を搭載したスピンドルモータを図６に示
す。図６はその断面図である。

【００４４】図６において、励磁状態で磁界を発生する
ステータコイルを備えたステータコア９を有し、このス
テータコイルの磁界との電磁相互作用により回転力を得
るロータマグネット１０を備えたロータを有し、ロータ
を支持するシャフト５ｃはブラケット１２に固定されて
おり、ハブ１１に固定されているスリーブ６ｂに挿入さ
れている。シャフト５ｃ側面には動圧発生溝８ｂを形成
しており対向するスリーブ６ｂとラジアル軸受を構成し
ている。スラスト板４ａはシャフト５ｃに圧入固定され
ており、スラストカバー７ｂはスリーブ６ｂに設置され
ている。スラスト板４ａの両面には動圧発生溝（図示せ
ず）が形成されており、対向するスリーブ端面とスラス
トカバー７ｂによりスラスト軸受を構成している。そし
て、スラスト板４ａに形成されている動圧発生溝より半
径方向に小さい部位に環状溝１を有する構成としてい
る。

【００４５】このようにスラスト板４ａに環状溝１を有
すると、スラスト板４ａがシャフト５ｃに圧入された後
でもスラスト板４ａの寸法精度を維持できる。スラスト
軸受は、モータが駆動するときにスラスト板４ａに形成
した動圧発生溝が生じる動圧によりスラスト方向の負荷
を支持する構成であり、このときロータがスラスト方向
に数μｍほど浮上する。それゆえ、スラスト板４ａ単品
には、その両面において浮上量を上回る寸法精度が要求
されることになる。その寸法精度を出すために、スラス
ト板４ａの部品段階において両面研磨を行ったり、ラッ
ピング加工を実施している。そのような高精度なスラス
ト板４ａをシャフト５ｃに圧入したとき、スラスト板４
ａの内径部に生じる内圧はスラスト板４ａに歪みを生じ
させる。しかし、スラスト板４ａの表面に環状溝１を形
成したことにより、スラスト板４ａの内径部に生じた内
圧は環状溝１で開放されるため、スラスト板４ａの動圧
発生溝が形成される両面上において環状溝１より半径方
向に大きい部位では歪みが生じない。シャフト５ｃをス
ラスト板４ａに圧入した後、スラスト板４ａの両面には
歪みが生じないので、スラスト板４ａの寸法精度を圧入
の影響なしに維持することができる。また、スラスト板
４ａ両面の動圧発生溝より大きい部位には、シャフト５
ｃへの圧入による歪みが生じないので、スラスト板４ａ
とシャフト５ｃの圧入しめ代を大きくすることが可能と
なり、スラスト板４ａのシャフト５ｃからの抜去力向上
より耐衝撃性向上を図ることができる。

【００４６】したがって、スラスト板４ａのシャフト５
ｃへの圧入によるスラスト板４ａの寸法精度悪化を防ぐ
ことにより軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、
軸振れなどの不具合を防止することができると共に、軸
受部の信頼性向上を図ることができる。また、軸受部の
耐衝撃性を向上させることができる。

【００４７】以上本発明の実施例を説明してきたが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の
主旨の範囲で様々な応用展開が可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に関わる動圧
軸受においては、スラスト板に環状溝を形成したこと、
あるいはシャフトに孔を形成したこと、あるいは環状溝
に埋込材料を埋設すること、あるいは孔に埋込材料を埋
設することにより、以下の効果がある。

【００４９】まず第一が、スラスト板の寸法精度を良好
に維持することにより、軸受部の信頼性を向上できるこ
とである。つまり、スラスト板は高精度を出すために部
品段階にて両面研磨、ラッピング加工などを行っている
が、スラスト板をシャフトに圧入した際に圧入面にて生
じる内圧を環状溝あるいは孔にて開放することによりス
ラスト板の表面が歪むことを防ぎ、スラスト板の高精度
を維持させる。それゆえ、軸受部の剛性不足による軸振
れなどの不具合を防ぐことが可能となり、軸受部の信頼
性向上を実現することができる。

【００５０】第二に、モータの耐振性、耐衝撃性向上を
実現することができる。つまり、環状溝あるいは孔に埋
設された埋込材料にて複合材を構成することにより、モ
ータに加えられた外力を緩和吸収したり、スラスト板あ
るいはシャフトの剛性を上げることで耐振性、耐衝撃性
向上を実現することができる。

【００５１】したがって、スラスト板をシャフトに圧入
することによるスラスト板の寸法精度悪化を防ぐことに
より軸受剛性不足による、回転むら、軸の傾き、軸振れ
などの不具合を防止することができると共に、軸受部の
信頼性向上を図ることができる。また、環状溝あるいは
孔に埋込材料を有することにより、軸受部の耐振性、耐
衝撃性を向上させることができる。

【００５２】また、このような動圧軸受を搭載したか
ら、回転むら、浮上量不足、軸の傾き、軸振れなどの不
具合を未然に防ぎ、耐振性、耐衝撃性が強く、且つ長寿
命である優れたスピンドルモータを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明に関わる動圧軸受のシャフト方向
の断面図（ｂ）同スラスト板の表面を示す説明図

【図２】（ａ）本発明に関わる動圧軸受のシャフト方向
の断面図（ｂ）同スラスト板の表面を示す説明図

【図３】（ａ）本発明に関わる動圧軸受のシャフト方向
の断面図（ｂ）同スラスト板の表面を示す説明図

【図４】（ａ）本発明に関わる動圧軸受のシャフト方向
の断面図（ｂ）同スラスト板の表面を示す説明図

【図５】本発明に関わる動圧軸受を搭載したスピンドル
モータの断面図

【図６】本発明に関わる動圧軸受を搭載したスピンドル
モータの断面図

【図７】（ａ）従来の動圧軸受のシャフト方向の断面図（ｂ）同スラスト板の表面を示す説明図

【図８】従来の動圧軸受を搭載したスピンドルモータの
断面図

【符号の説明】

１環状溝２孔３埋込材料４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄスラスト板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄシャフト６ａ、６ｂスリーブ７ａ、７ｂスラストカバー８ａ、８ｂ動圧発生溝９ステータコア１０ロータマグネット１１ハブ１２ブラケット１３環状凹部Ｌ１シャフト端面からスラスト板圧入面までの寸法Ｌ２孔の深さ寸法

フロントページの続きＦターム(参考） 3J011 AA04 BA02 BA08 CA01 CA02 5D109 BB03 BB12 BB18 BB21 BB22 5H605 BB05 BB19 CC04 EB03 EB06 EB28 5H607 BB07 BB09 BB14 BB17 CC01 CC05 DD14 FF12 GG01 GG02 GG12 GG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動圧軸受におけるラジアル方向の負荷を
支持するシャフトを嵌合したスリーブを有し、スラスト
方向の負荷を支持するスラスト板を有し、前記スラスト
板は前記シャフトに圧入されており、前記スラスト板も
しくは前記スラスト板に対向する面に動圧発生溝を有
し、前記スラスト板上において前記動圧発生溝より半径
方向に小さい部位に、前記スラスト板の両面に環状溝を
有している動圧軸受。
【請求項２】動圧軸受におけるラジアル方向の負荷を
支持するシャフトを嵌合したスリーブを有し、スラスト
方向の負荷を支持するスラスト板を有し、前記スラスト
板は前記シャフトに圧入されており、前記スラスト板も
しくは前記スラスト板に対向する面に動圧発生溝を有
し、前記スラスト板上において前記動圧発生溝より半径
方向に小さい部位に、前記スラスト板の両面に環状溝を
有しており、前記環状溝に埋込材料を有している動圧軸
受。
【請求項３】動圧軸受におけるラジアル方向の負荷を
支持するシャフトを嵌合したスリーブを有し、スラスト
方向の負荷を支持するスラスト板を有し、前記スラスト
板は前記シャフトに圧入されており、前記スラスト板も
しくは前記スラスト板に対向する面に動圧発生溝を有
し、前記シャフトの前記スラスト板を圧入している方の
端面に、前記スラスト板の圧入面より深い孔を有してい
る動圧軸受。
【請求項４】動圧軸受におけるラジアル方向の負荷を
支持するシャフトを嵌合したスリーブを有し、スラスト
方向の負荷を支持するスラスト板を有し、前記スラスト
板は前記シャフトに圧入されており、前記スラスト板も
しくは前記スラスト板に対向する面に動圧発生溝を有
し、前記シャフトの前記スラスト板を圧入している方の
端面に、前記スラスト板の圧入面より深い孔を有してお
り、前記孔に埋込材料を有している動圧軸受。
【請求項５】励磁状態で磁界を発生するステータコイ
ルを備えたステータコアを有し、このステータコイルの
磁界との電磁相互作用により回転力を得るロータマグネ
ットを備えたロータを有し、前記ロータを支持するシャ
フト及びスリーブ及びスラスト板を有し、請求項１から
４のいずれか１項に記載の動圧軸受を搭載したスピンド
ルモータ。