JPH1182479A - 情報機器のスピンドル用モータの支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト化を図りつつ、低騒音で高精度の軸
受を提供する。 【解決手段】 回転軸２の外周面と軸受隙間を介して対
向する軸受面17を備えた多孔質の軸受本体１に潤滑油を
含浸させ、且つ軸受面17に動圧溝５を形成する。軸受隙
間に形成された潤滑油の動圧油膜によって、情報機器に
装備されるスピンドル用モータの回転軸２の外周面を浮
上支持すると共に、軸受面の開孔部を介して油を軸受本
体１の内部と軸受隙間との間で循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器に装備さ
れるスピンドル用モータの支持装置に関する。ここでい
う情報機器には、磁気ディスク装置（ＨＤＤ・ＦＤ
Ｄ）、光ディスク装置（ＣＤ・ＤＶＤ）、光磁気ディス
ク装置（ＯＤＤ）、デジタルオーディオテープレコーダ
（ＤＡＴ）等の情報記録担体（ディスク・テープ等）を
用いる情報記憶装置の他に、レーザビームプリンタ（Ｌ
ＢＰ）、デジタルＦＡＸ、デジタルＰＰＣ等の情報処理
装置も含まれる。

【０００２】

【従来の技術】図16に、上記情報機器の一種であるレー
ザビームプリンタのポリゴンミラーモータ（スキャナー
モータ）を示す。このモータは、ハウジング（21）に挿
入、収容された回転軸（22）、回転軸（22）の外周面に
形成されたロータ（23）、ロータ（23）に対向配置され
たステータ（24）、回転軸（22）を回転自在に支承する
軸受（25）、および回転軸（22）に結合されたポリゴン
ミラー（26）（多面鏡）で構成される。ステータ（24）
に電流を通じると、ステータコイルの励磁力によりロー
タ（23）が回転し、この回転に伴って回転軸（22）に連
結されたポリゴンミラー（26）が回転する。レーザー光
源から所定の光学系を経てポリゴンミラー（26）に入射
したレーザ光は、ポリゴンミラー（26）により反射され
て感光ドラム面を走査する。

【０００３】近年、各種情報機器のスピンドル用モータ
は、さらなる低コスト化、低騒音化、高性能化が求めら
れているが、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支持装置である軸受（25）がある。
従来では、この種の軸受として、ボールベアリング、流
体動圧軸受（例えば特開平8-247139号公報）、もしくは
焼結含油軸受が用いられている。

【０００４】

【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。

【０００５】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。

【０００６】上記スピンドル用モータには、軸振れ、
ＮＲＲＯ、ジッタ等に対処するために高回転精度が要求
される。ボールベアリングは、その構成部品が外輪、内
輪、ボール、保持器、シール、グリースと多く、その一
つ一つの機械精度やモータへの組み付け精度、与圧方法
など、回転精度に影響を与える因子が多く、複雑に関係
し合っている。従って、精度管理が難しく、管理できた
としてもコスト高となる。

【０００７】構成部品が多いため、製造コストも必然
的に高くなる。

【０００８】一方、流体動圧軸受の場合は、性能的には
低騒音であること、回転精度が高いこと、部品点数が少
なく管理しやすいこと、などからボールベアリングより
は優れているが、次のような欠点がある。

【０００９】軸にエッチング加工で動圧溝を形成する
と、高精度で溝加工が実施できるものの加工コストが極
めて高くなる。

【００１０】特開平8-232958号公報のように、軸受を
軟質金属などで構成し、塑性加工を利用して軸受内周面
に動圧溝を形成する方法もあるが、塑性加工後に溝に隣
接する部分に素材の***が生じるので、これを除去する
ためにリーマ加工などを施す必要がある。このため、エ
ッチング加工よりは安価にできるが、依然としてコスト
が高い。

【００１１】わずか数ミクロンの軸受隙間に空気を混
入させずに潤滑油を充填する必要がある。このために特
殊な工程や特殊な治具を用意する必要があり、工程が煩
雑化して製造コストが高くなる。

【００１２】わずか数ミクロンの軸受隙間に初期注入
した潤滑油のみで稼動させるので、油の蒸発や遠心力に
よる油の飛散などが生じた場合に油不足による潤滑不良
を招きやすく、耐久性が不安定である。

【００１３】また、焼結含油軸受の場合には下記のよう
な欠点がある。

【００１４】ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のディス
クドライブモータでは、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
れ回りが大きいと、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。

【００１５】また、焼結含油軸受は真円軸受の一種であ
るから、ＨＤＤ、ＬＢＰなどに用いると、ホワールなど
の不安定振動が発生する。

【００１６】そこで、本発明はボールベアリング、流体
動圧軸受、あるいは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。

【００１７】

【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
情報機器のスピンドル用モータの支持装置は、情報機器
の回転要素が装着され、ロータとステータとの間に生じ
る励磁力で回転駆動される回転軸と、この回転軸を回転
自在に支持する軸受とを有するものにおいて、前記軸受
を、回転軸の外周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と、軸受本体に含浸された潤
滑油又は潤滑グリースと、軸受本体の軸受面に傾斜して
設けられた動圧溝とを備え、軸受隙間に形成された潤滑
油の動圧油膜によっ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ものである（請求項１）。

【００１８】前記情報機器をレーザビームプリンタと
し、回転要素をポリゴンミラーとすればポリゴンミラー
用のスピンドルモータとして、また、情報機器をディス
ク装置（磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気デ
ィスク装置等）とし、回転要素を情報記録担体であるデ
ィスクを支持するためのターンテーブルとすれば、ディ
スクドライブ用のスピンドルモータとして用いることが
できる（請求項２および３）。

【００１９】この種の多孔質含油軸受では、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）が軸受隙間に引き込まれる。この軸受隙間に引き
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、軸受面に複数の動圧溝を設けると、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。もちろん正圧が発生すると、軸受面の表面に孔
（開孔部）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、ジッタが低減され
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。

【００２０】なお、動圧溝は、コアロッドの外周面に動
圧溝形状に対応した形状の溝型（軸方向に傾斜した凹凸
で構成される）を形成し、このコアロッドの外周面に多
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することによって形成するこ
とができる。多孔質材を圧縮成形しても溝の隣接部分に
盛り上がりが生じることはないので、特開平8-232958号
のようなリーマ加工は不要であり、低コストに加工する
ことができる。

【００２１】２．軸受面に、軸方向に対して一方に傾斜
した複数の動圧溝を円周方向に配列した第１動圧発生領
域と、第１動圧発生領域から軸方向に離隔し、軸方向に
対して他方に傾斜した複数の動圧溝を円周方向に配列し
た第２動圧発生領域と、第１および第２動圧発生領域の
間に位置する平滑部とを設けてもよい（請求項６）。

【００２２】このような構造にすると、 軸と軸受本体との間に相対回転が生じると、軸方向両
側の領域に逆向きに形成された動圧溝によって、油が平
滑部に集められるため、この部分での油膜圧力が高ま
る。 平滑部には動圧溝がないため、動圧溝が軸方向に連続
している場合に比べて軸受剛性が高くなる。従って、軸
振れを小さく抑えることができる。 開孔部のばらつきによる動圧発生の不均一性を避ける
ことができる。なお、本明細書において、「開孔部」と
は、多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をい
う。

【００２３】図１に示すように、円筒状の含油多孔質体
からなる軸受本体（１）の内径面に連続した動圧溝
（５：図面ではヘリングボーン型の動圧溝を例示する）
を設けると、軸方向断面での油の流れは図２のようにな
る。すなわち、軸（２）の回転に伴って、軸受本体
（１）の軸方向両側から油（Ｏ）がしみ出し、しみ出し
た油（Ｏ）が軸受隙間（４）の軸方向中央部に押し込ま
れて圧力（動圧）を生じ、この圧力によって軸（２）が
非接触支持される。

【００２４】ところが、このような圧力が発生すると、
油が表面の開孔部から軸受内部に還流する。また、一般
に軸受面の開孔部の分布を均一にすることは難しいた
め、軸受面には大きな孔や小さな孔が混在する。この傾
向は動圧溝を設ける場合のように軸受面に凹凸を設ける
とさらに顕著になる。例えば、動圧溝の途中に大きな孔
があった場合、油はその部分から軸受内部に還流するの
で、動圧作用は大幅に減じられる。従って、油の軸受内
部への還流度合いは各部で不均一とならざるを得ない。
この場合、油の逃げやすい部分では油膜ができにくく、
逃げにくい部分では油膜ができやすくなるため、図３
（軸受面の周方向における展開図を示す）に示すよう
に、軸受面（1a）における油膜（Ｓ）の分布が軸方向で
不均一になる。このままでは、真円軸受に比べれば不安
定振動（ホワールなど）の抑制には一定の効果を奏する
ものの、十分な動圧効果を発揮することはできない。

【００２５】また、動圧溝間（５）の背の部分（６）が
軸を支持する支持面となるが、軸受面の断面形状が凹凸
状であるため、支持面となる背の部分（６）の面積が小
さくなって軸受剛性が低下する。

【００２６】これに対して、図４に示すように、第１及
び第２動圧発生領域（m1）（m2）の間に環状の平滑部
（ｎ）を設けると、平滑部（ｎ）においては開孔度合を
管理しやすくなる。また、両領域（m1）（m2）では溝方
向の油の流れが支配的であるが、平滑部（ｎ）では円周
方向の油の流れも存在しており、たとえ大きな孔があっ
ても次々と油が補われるため、動圧効果が減じられる度
合がはるかに少ない。図５にこの場合の軸受面（1a）の
円周方向における展開図を示す。図示のように、油膜
（Ｓ）の広い部分と狭い部分との差が縮まり、油膜分布
が均一化するので、安定した動圧効果が得られる。ま
た、動圧溝（５）間の背の部分（６）のみならず、平滑
部（ｎ）も軸を支持する支持面となるので、支持面の面
積が拡大し、軸受剛性を高めることができる。

【００２７】この場合の表面開孔率は、第１および第２
動圧発生領域（m1）（m2）で３〜４０％の範囲、望まし
くは３〜２０％の範囲に設定し、平滑部（ｎ）で２〜３
０％の範囲、望ましくは２〜２０％の範囲に設定するの
が良い。両領域での表面開孔率が３％未満では、軸受内
部から軸受すきまへの油の供給量が減って油不足、潤滑
不良となるおそれがあり、４０％を越えると軸受内部に
逃げる油量が多くなって平滑部に油が供給されず、やは
り油不足、潤滑不良となるおそれがある。また、平滑部
での表面開孔率が２％未満では、生産が極めて困難とな
ってコストアップを招き、３０％を越えると油の軸受内
部への逃げ量が多くなって潤滑不良を招くおそれがあ
る。

【００２８】また、平滑部（ｎ）の軸受幅方向の比率ｒ
は、軸受幅を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。

【００２９】平滑部（ｎ）での表面開孔率は、第１及び
第２領域（m1）（m2）での表面開孔率よりも小さくする
のがよい。これにより、動圧溝によって平滑部（ｎ）に
集められた油が表面の開孔部から軸受内部に逃げにくく
なるので、発生する圧力を高めることができる。また、
軸を支持するための支持面の面積が十分に確保されるの
で、軸受剛性を高めることもできる。

【００３０】３．ところで、ハウジングに２個の軸受
（多孔質含油軸受）を圧入する場合、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。

【００３１】この場合には、図６に示すように、軸受本
体（１）の軸方向の２個所以上に、図４に示す形状の軸
受面（1a）を設けるのがよい（請求項７）。この軸受
は、軸受本体（１）を１個とし、その内径面の複数箇所
（図面では２個所）に動圧軸受面（1a）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。

【００３２】この場合、動圧溝を転写するサイジングピ
ンの精度を良く仕上げておけば、軸受けの精度も良くな
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。従って、組
立てが容易に行なえ、軸受も２個が１個になるので、低
コストに製作可能である。

【００３３】４．上述のようにポリゴンミラーモータは
高速で使用されるため、潤滑油や潤滑グリース等の潤滑
剤の粘度が高すぎると、所定の回転数まで上がらない、
発熱が大きい等の不具合を生じる。従って、最適な粘度
設定を行なう必要がある。４０℃での動粘度を３０ｃＳ
ｔ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。以上から、軸受本
体に含浸させた潤滑油または潤滑グリースの基油の４０
℃での動粘度は、５ｃＳｔ以上、３０ｃＳｔ以下に設定
する（請求項４）。

【００３４】５．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。以上か
ら、潤滑グリースの増稠剤濃度は０．５ｗｔ％以上、５
ｗｔ％以下とする（請求項５）。

【００３５】６．動圧溝（５）の溝深さ（ｈ：図８参
照）と半径隙間（ｃ）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と考えられ
る。この最適範囲を明らかにすべく、図７に示すＬＢＰ
実機モータの軸（２）の振れを測定する評価試験を行っ
た。回転数は１００００ｒｐｍ、試験雰囲気は常温常湿
である。なお、図７中の（７）はハウジング、（８）は
ロータ、（９）はスラスト受けである。ロータ（８）
は、図示しないステータと対向して配置され、このロー
タ（８）とステータとの間に生じる励磁力で軸（２）が
回転駆動される。

【００３６】以上の条件の下、ｃ／ｈに対する軸振れの
値をそれぞれプロットしたところ、図９に示す結果を得
た。図９より、ｃ／ｈが０．５〜４．０の範囲内であれ
ば、軸振れは５μｍ以下になるが、０．５未満、あるい
は４．０より大きくなると５μｍ以上となる。従って、
高精度を維持するためには、動圧溝の溝深さｈと軸受隙
間ｃとの比を、ｃ／ｈ＝０．５〜４．０の範囲内とする
のが望ましい（請求項８）。

【００３７】図11に示すＣＤ−ＲＯＭ実機モータについ
ても同様の試験を行なった。回転数は８０００ｒｐｍ、
試験雰囲気は常温常湿であり、軸には５００mg・cmのア
ンバランス荷重を付加している。図11中の（18）はター
ンテーブル、（19）はディスク、（20）はクランパであ
る。試験結果を図12に示す。図12より、ｃ／ｈが０．５
〜４．０の範囲内であれば、軸振れは１０ｍ以下になる
が、０．５未満、あるいは４．０より大きくなると１０
ｍ以上となる。従って、高精度を維持するためには、上
記ＬＢＰの場合と同様に、ｃ／ｈ＝０．５〜４．０の範
囲内とするのが望ましい。

【００３８】７．軸受隙間（半径隙間：ｃ）と回転軸の
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と考えられる。この最適
範囲を明らかにすべく、上記と同様に図７に示すＬＢＰ
実機モータの軸（２）の振れを測定する評価試験を行っ
た。回転数は１００００ｒｐｍ、試験雰囲気は常温常湿
である。

【００３９】以上の条件の下、ｃ／ｒに対する軸振れの
値をそれぞれプロットしたところ、図10に示す結果を得
た。図10より、ｃ／ｒが０．０００５〜０．０１の範囲
内であれば、軸振れは５μｍ以下になるが、０．０００
５未満ではトルクが大きすぎて所定の回転数まで増速で
きなかった。また、０．０１より大きくなると軸振れは
５μｍ以上となる。従って、高精度を維持するために
は、軸受隙間ｃと回転軸の半径ｒとの比を、ｃ／ｒ＝
０．０００５〜０．０１の範囲内とするのが望ましい
（請求項９）。

【００４０】図11に示すＣＤ−ＲＯＭ実機モータについ
ても同様の試験を行なった。回転数は８０００ｒｐｍ、
試験雰囲気は常温常湿であり、軸には５００mg・cmのア
ンバランス荷重を付加している。試験結果を図13に示
す。図13より、ｃ／ｒが０．０００５〜０．００３の範
囲内であれば、軸振れは１０μｍ以下になるが、０．０
００５未満では所定の回転数まで増速できず、また、
０．００３より大きくなると軸振れは１０μｍ以上とな
る。従って、高精度を維持するためには、軸受隙間ｃと
回転軸の半径ｒとの比は、上記ＬＢＰの場合と同様にｃ
／ｒ＝０．０００５〜０．０１の範囲内とするのが望ま
しく、その中でも特にｃ／ｒ＝０．０００５〜０．００
３の範囲内とするのが好ましい。

【００４１】８．多孔質含油軸受は、通常無給油で使用
されるが、油の飛散、蒸発などにより油が徐々に消耗、
流出することが避けられない。その場合には、油膜形成
範囲が収縮するため、軸振れなどの回転精度の悪化を招
く。特に軸姿勢が縦型で使用される場合が多く、毎分１
万回転以上の高速で使用されるレーザビームプリンタ
（ＬＢＰ）用モータでは、遠心力の作用で油が流出し易
く、油膜形成性等の潤滑性能の維持が難しかった。

【００４２】ポリゴンミラーモータでは、油膜切れを生
じることは、高精度の回転を維持する上で、致命的とな
る。特に軸受本体を単独とした場合には、高速で回転す
ると、油は周囲の空気も巻き込んで軸受内部を循環する
ため、軸受隙間に空気が混入することがある。空気の混
入を防止するためには、軸受本体の内部に少しでも空孔
ができたら油を補給する部材（補油部材）を配置するの
が有効な対策となる。

【００４３】このような補油部材としては、合成樹脂を
基材として潤滑油または潤滑グリースを配合あるいは含
浸させた固形状の樹脂潤滑組成物が考えられる。この樹
脂潤滑組成物は、例えば合成樹脂の粉末と潤滑油または
潤滑グリースを混合し、この混合物を焼成することによ
って得ることができ、これを軸受の軸受本体（軸受面を
除く）に接触させて配置すれば、軸受本体の油が流出し
ても、樹脂潤滑組成物から新たな油が毛細管現象によっ
て軸受本体の内部に補給されるので、回転軸との間に常
時良好な動圧油膜を形成することができる。この樹脂潤
滑組成物は、少なくとも２０℃以上の温度では、静置し
た状態でも含有する油が表面に滲み出すような性状とす
るのが望ましい。

【００４４】具体的には、軸受本体が含有する潤滑油又
は当該潤滑油を基油とする潤滑グリース５〜９９ｗｔ％
に、平均分子量が１×１０⁶ 〜５×１０⁶ である超高分
子量ポリオレフィンの粉末９５〜１ｗｔ％を混合すると
共に、超高分子量ポリオレフィン粉末のゲル化点以上、
かつ、潤滑グリースを用いた場合はグリースの滴点以下
の温度で分散保持させ、常温で冷却することによって成
形することができ、これによって低コストで量産性に富
み、取扱いが容易で組込み作業が簡単な樹脂潤滑組成物
が提供される。超高分子量ポリオレフィン粉末は、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブデン若しくはこれら
の共重合体からなる粉末、またはそれぞれ単独の粉末を
配合した混合粉末である。

【００４５】その他にも、上述の樹脂潤滑組成物とフェ
ルト材とを一体に複合した潤滑性樹脂複合物、又は油を
含浸したフェルト材、の何れかよりなる補油部材を軸受
本体に接触させても同様の補油効果が得られる（請求項
１０）。前記潤滑性樹脂複合物は、例えば合成樹脂の粉
末と潤滑油または潤滑グリースとを混合し、この混合物
をフェルトに含浸させて焼成することにより成形するこ
とができる。

【００４６】９．図14に示すように、軸受本体（１）の
軸方向一方側または両側に、油漏れ防止部材（11）を配
置し、この油漏れ防止部材（11）の内周面に、回転軸
（２）との相対回転に際して当該回転軸（２）との間の
隙間に軸受本体側へ流れる気流を発生させる気流発生溝
（12）を設けてもよい（請求項１１、１２）。油漏れ防
止部材（11）は、例えば軸受本体（１）と同等若しくは
これよりも僅かに大きい内径を有する円筒状とし、気流
発生溝（12）は、例えば複数の傾斜溝とする。

【００４７】この構成では、図15に示すように、回転軸
（２）と油漏れ防止部材（12）の内周面との間の隙間
（13）に、軸（２）の回転に伴って軸受本体（１）の方
向（図面下方）へ流れる気流が発生するので、軸受本体
（１）から油が漏れ出たとしても、軸（２）と油漏れ防
止部材（11）との間の隙間（13）を通過できない。この
作用によって油漏れが防止される。また、静止時には、
当該隙間（13）の毛細管力で油を保持するので、回転が
止まっても油が漏れ出ることはない。

【００４８】油漏れ防止部材（11）を多孔質体とし、且
つ隣接する軸受本体（１）との間に空間（14）を設けれ
ば、漏れ出てきた油を多孔質体からなる油漏れ防止部材
（11）に吸収することができ、また、静止時には油漏れ
防止部材（11）と軸（２）との間の油も吸収できるの
で、大気にさらされる部分が減り、油の蒸発や発塵を減
少させることができる。油漏れ防止部材（11）に吸収さ
れた油は、回転に伴って隙間（13）内に引き出され、気
流発生溝（12）の作用で生じた気流により空間（14）を
介して軸受本体（１）側に返される。

【００４９】また、油漏れ防止部材（11）の、軸受本体
（１）と反対側の端面（11ａ）及びチャンファ部（11
ｂ）に目潰し加工を施し、この部分の表面開孔率が面積
比で５％以下、望ましくは完全に封孔すれば、油漏れ防
止部材（11）に吸収された油の蒸発、発塵をさらに減少
させることができる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。

【００５１】図14は、本発明にかかるスピンドル用モー
タ（ポリゴンミラーモータ用）の支持装置の一例を示す
もので、一端が開放され、他端が閉塞されているハウジ
ング（７）内に、軸方向の２箇所にラジアル軸受面（1
7）を有する単体の軸受本体（１）を圧入固定し、この
軸受本体（１）の内周部に、ロータとポリゴンミラーと
を組み付けた回転軸（２）を挿入して多孔質含油軸受
（Ａ）を構成したものである。

【００５２】軸受本体（１）の下側端面とスラスト板
（９）の上面との間の空間（15）には、油を含浸したフ
ェルト材からなる補油部材（３）が軸受本体（１）と接
触させて配置される。軸受本体（１）の上方には、僅か
な空間（14）を介して円筒状の油漏れ防止部材（11）が
配置され、この油漏れ防止部材（11）によってハウジン
グ（７）の上端開口部が閉塞されている。油漏れ防止部
材（11）は多孔質体で形成されており、潤滑油などは含
浸されていない。

【００５３】ハウジング（７）底部の空間（15）は、空
気の流通路（16）を介してハウジング外部と連通してい
る。この空気流通路（16）は、空気抜きとして機能する
もので、例えば軸受本体（１）及び油漏れ防止部材（1
1）の外形面の一部に軸方向の切欠きを設けることによ
り形成される。これにより、組立時に軸（２）が挿入し
易くなり、また、回転時には発熱によって内圧が高ま
り、軸（ロータ）が押し上げられて回転が不安定となる
場合があるが、かかる事態も防止可能となる。

【００５４】軸受本体（１）の２つの軸受面（17）及び
油漏れ防止部材（11）の内周面には、複数の傾斜した溝
（動圧溝５及び気流発生溝12）が設けられる。これらの
溝は、図示したへリングボーン形の他、スパイラル形と
することもできる。軸受本体（１）の２つの軸受面（1
7）には、軸方向に対して一方に傾斜した複数の動圧溝
（５）を円周方向に配列した第１動圧発生領域（m1）
と、第１動圧発生領域（m1）から軸方向に離隔し、軸方
向に対して他方に傾斜した複数の動圧溝（５）を円周方
向に配列した第２動圧発生領域（m2）と、両領域（m1）
（m2）間に位置する平滑部（ｎ）とがそれぞれ形成され
ている。

【００５５】なお、軸受本体（１）及び油漏れ防止部材
（11）の成形材料は、特に限定されるものではなく、粉
末冶金、鋳鉄、合成樹脂、セラミックなどを焼結または
発泡成形することにより、通気孔を有する周知の多孔質
体状に成形される。

【００５６】軸受本体（１）に含浸させる潤滑油あるい
は潤滑グリースは、特に限定されるものではないが、潤
滑油としては蒸発量が少なく、酸化安定度に優れ、攪拌
時に泡の発生が少ないポリαオレフィン系、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）を使用するのが望ましい。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
ウム系増稠剤を使用するのが望ましい。潤滑油または潤
滑グリースの基油の４０℃での動粘度は、５ｃＳｔ以
上、３０ｃＳｔ以下に設定される。潤滑グリースを使用
する場合は、増稠剤濃度が０．５ｗｔ％以上、５ｗｔ％
以下のものが選択される。

【００５７】動圧溝の溝深さ（ｈ）、軸受隙間（ｃ）、
回転軸の半径（ｒ）のそれぞれの比は、ｃ／ｈ＝０．５
〜４．０、 ｃ／ｒ＝０．０００５〜０．０１に設定さ
れている。

【００５８】このような軸受装置は、レーザビームプリ
ンタのポリゴンミラーモータだけでなく、回転軸（２）
にディスク（19）を支持するためのターンテーブル（1
8）を装着したディスクドライブ用のスピンドルモータ
（ＣＤ−ＲＯＭモータ、ＤＶＤＲＯＭモータ等）にも適
用可能である。その他にも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、軸受部周辺を油で汚染さ
せることなく、特にその耐久性を著しく向上させること
ができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、情報機
器のスピンドル用モータの支持装置として、 動圧作用で剛性が高くなり、軸振れ、ＮＲＲＯ、ジッ
タなどの回転精度が向上する、 動圧溝の形状、構造、潤滑剤の動粘度、増稠剤量、溝
深さと軸受隙間の比、軸受隙間と回転軸の半径との比を
最適としたので、低トルクでより軸受剛性が高くなる、 補油部材を軸受に接するように配置したので、常に良
好な油膜が形成され、耐久寿命が大幅に向上する、等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続したへリングボーン溝を有する多孔質含油
軸受の軸方向の断面図である。

【図２】へリングボーン溝を有する多孔質含油軸受にお
ける油の動きを示す軸方向断面図である。

【図３】図１に示す多孔質含油軸受における軸受面の円
周方向での展開図である。

【図４】本発明にかかる多孔質含油軸受の軸方向の断面
図である。

【図５】本発明品における軸受面の円周方向での展開図
である。

【図６】本発明にかかる多孔質含油軸受の軸方向の断面
図である。

【図７】ＬＢＰ実機モータを使用した評価試験機の軸方
向の断面図である。

【図８】動圧型多孔質含油軸受の半径方向断面図であ
る。

【図９】ｃ／ｈと軸振れとの関係を求める評価試験（図
７）の結果を示す図である。

【図10】ｃ／ｒと軸振れとの関係を求める評価試験（図
７）の結果を示す図である。

【図11】ＣＤ−ＲＯＭ実機モータを使用した評価試験機
の軸方向の断面図である。

【図12】ｃ／ｈと軸振れとの関係を求める評価試験（図
11）の結果を示す図である。

【図13】ｃ／ｒと軸振れとの関係を求める評価試験（図
11）の結果を示す図である。

【図14】本発明にかかる軸受装置の一実施形態を示す軸
方向断面図である。

【図15】油漏れ防止部材を有する多孔質含油軸受におけ
る油の動きを示す軸方向断面図である。

【図16】ポリゴンミラーモータの断面図である。

【符号の説明】 １ 軸受本体 ２ 回転軸 ３ 補油部材 ４ 軸受隙間 ５ 動圧溝 ７ ハウジング ８ ロータ 11 油漏れ防止部材 12 気流発生溝 17 軸受面 18 ターンテーブル 26 ポリゴンミラー Ａ 多孔質含油軸受 m1 第１動圧発生領域 m2 第２動圧発生領域 ｎ 平滑部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報機器の回転要素が装着され、ロータ
   とステータとの間に生じる励磁力で回転駆動される回転
   軸と、この回転軸を回転自在に支持する軸受とを有する
   スピンドル用モータの支持装置において、 前記軸受が、回転軸の外周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と、軸受本体に含浸
   された潤滑油又は潤滑グリースと、軸受本体の軸受面に
   傾斜して設けられた動圧溝とを備え、軸受隙間に形成さ
   れた潤滑油の動圧油膜によっ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ものである情報機器のスピ
   ンドル用モータの支持装置。
2. 【請求項２】 前記情報機器がレーザビームプリンタで
   あり、かつ前記回転要素がポリゴンミラーである請求項
   １記載の情報機器のスピンドル用モータの支持装置。
3. 【請求項３】 前記情報機器がディスク装置であり、か
   つ前記回転要素が、情報記録担体であるディスクを支持
   するためのターンテーブルである請求項１記載の情報機
   器のスピンドル用モータの支持装置。
4. 【請求項４】 軸受本体に含浸させた潤滑油または潤滑
   グリースの基油の４０℃での動粘度が、５ｃＳｔ以上、
   ３０ｃＳｔ以下である請求項１または２記載の情報機器
   のスピンドル用モータの支持装置。
5. 【請求項５】 前記潤滑グリースの増稠剤濃度が０．５
   ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求
   項１、２または４記載の情報機器のスピンドル用モータ
   の支持装置。
6. 【請求項６】 軸受面が、軸方向に対して一方に傾斜し
   た複数の動圧溝を円周方向に配列した第１動圧発生領域
   と、第１動圧発生領域から軸方向に離隔し、軸方向に対
   して他方に傾斜した複数の動圧溝を円周方向に配列した
   第２動圧発生領域と、第１および第２動圧発生領域の間
   に位置する平滑部とを有する請求項１乃至５何れか記載
   の情報機器のスピンドル用モータの支持装置。
7. 【請求項７】 前記軸受面を軸受本体の軸方向２箇所以
   上に設けた請求項１乃至６何れか記載の情報機器のスピ
   ンドル用モータの支持装置。
8. 【請求項８】 動圧溝の溝深さｈと軸受隙間ｃとの比
   が、 ｃ／ｈ＝０．５〜４．０ であることを特徴とする請求項１乃至７何れか記載の情
   報機器のスピンドル用モータの支持装置。
9. 【請求項９】 軸受隙間ｃと回転軸の半径ｒとの比が、 ｃ／ｒ＝０．０００５〜０．０１ であることを請求項１乃至８何れか記載の情報機器のス
   ピンドル用モータの支持装置。
10. 【請求項１０】 合成樹脂を基材として潤滑油または潤
    滑グリースを配合あるいは含浸させた樹脂潤滑組成物、
    前記樹脂潤滑組成物とフェルト材とを一体に複合した潤
    滑性樹脂複合物、又は油を含浸したフェルト材の何れか
    よりなる補油部材を、請求項１乃至９何れか記載の軸受
    本体に接触させた情報機器のスピンドル用モータの支持
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至９何れか記載の軸受本体
    の軸方向一方側または両側に油漏れ防止部材を配置し、
    この油漏れ防止部材の内周面に、回転軸の回転に際して
    当該回転軸との間の隙間に軸受本体側へ流れる気流を発
    生させる気流発生溝を設けた情報機器のスピンドル用モ
    ータの支持装置。
12. 【請求項１２】 軸受本体の軸方向一方側または両側に
    油漏れ防止部材を配置し、この油漏れ防止部材の内周面
    に、回転軸の回転に際して当該回転軸との間の隙間に軸
    受本体側へ流れる気流を発生させる気流発生溝を設けた
    請求項１０記載の情報機器のスピンドル用モータの支持
    装置。