(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部材に対して軸受を介して回転体を回転自在に支持してなるスピンドルモータにおいて、前記軸受は、内輪と、外輪と、内外輪間に周方向等間隔に配置された複数個のボールとを有してなり、かつ、モータの定格回転時における軸受構成部材のうち、少なくとも内外輪の最低次の励振周波数が前記回転体の最低次の共振周波数以上に設定されたスーパークリティカル軸受であり、前記軸受のボール数Ｚが、ボール径をＤw、ピッチ径をＤpw、ボールの内外輪に対する接触角をα、モータ回転周波数をｆr、モータの静止時における固有振動周波数をｆnsとしたとき、次の数１、数２及び数３を同時に満たすように設定されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【数１】
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【数２】
0003625984.tif 000016
【数３】
0003625984.tif 000017
【請求項２】
前記軸受のボール径Ｄwとピッチ径Ｄpwとの関係が、Ｂ＝ｆns／ｆrとしたとき、外輪回転の場合に次の数４、数５の条件を、内輪回転の場合に次の数６、数７の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
【数４】
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【数５】
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【数６】
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【数７】
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【請求項３】
前記軸受のボール数を素数とした請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記軸受のボールをセラミックスにより構成した請求項１〜３のいずれかに記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記モータの定格回転数は、１００００rpm以上である請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光ディスクや磁気ディスク等の円盤状記録媒体を高速かつ高精度に回転駆動するに好適なスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
近年、ハードディスク等の円盤状記録媒体を回転駆動するスピンドルモータにおいては、その高速化が進む一方で、高精度化つまりＮＲＲＯと呼ばれる回転非同期成分による振動の低減が求められている。モータの定格回転時において、モータの固有振動周波数と軸受が有する励振周波数とが合致すると共振現象を起こし、回転非同期成分による振動が増大し、特にハードディスク駆動装置では信号の書き込み，読み取り不良を生じる。従って、定格回転時におけるＮＲＲＯを低減させるためには、モータの固有振動周波数と軸受が有する励振周波数との合致による共振を避ける必要がある。
【０００３】
軸受として最もよく用いられている玉軸受は、内輪と外輪との間に複数個のボールを周方向等間隔に配置して構成され、理想的には振動の発生はない。しかし実際には、軸受部品の加工公差やモータ組立時の内外輪の歪み等により、僅かに振れながら（振動しながら）回転する。
【０００４】
従来では、軸受けによる励振を極力避ける目的で、内外輪、ボール、リテーナの寸法精度向上を追求していたが、未解決になっている。即ち、軸受によるラジアル方向の励振の原因としては、（１）内輪の歪、（２）外輪の歪、（３）ボールの相互差、（４）リテーナの不等配、が挙げられ、このうち、（３），（４）は、ボール、リテーナの製作精度を上げることにより対応することができる。しかし、（１），（２）については、モータハウジング等の内外輪接合面の形状の内外輪への転写や内外輪に対する傾き、或いは内外輪接着時の接着剤の熱収縮等により、内輪、外輪が組立時に歪むため、単品の製作精度を上げるだけでは対応できないのが現状である。
【０００５】
他方、従来においては、モータの一部に削り等の変更を与えたり、部材を変更すること等により、モータの固有値を変化させ、これを軸受の励振周波数と一致させないような対策も行っていた。この場合、モータの固有値が軸受励振周波数から大幅にずれない限り、組立誤差や他の要因によりモータの固有値がばらつく結果、共振現象を招く場合を生じ、十分な対策とは言い難く、しかも、生産性が悪く、量産性に乏しいと言った問題も有していた。
【０００６】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留意して成されたものであり、その目的とするところは、組立により生じるＮＲＲＯ励振力の影響をなくすと共に、軸受の励振周波数とモータの固有振動周波数との合致を回避してＮＲＲＯを低減し、共振問題の発生を未然に防ぐことができるスピンドルモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によるスピンドルモータにおいては、静止部材に対して回転体を回転自在に支持する軸受を、内輪と、外輪と、内外輪間に周方向等間隔に配置された複数個のボールとを用いて構成し、かつ、この軸受を、モータの定格回転時における軸受構成部材の最低次の励振周波数が回転体の最低次の共振周波数以上に設定されたスーパークリティカル軸受としたことを特徴とするものである。
【０００８】
モータの定格運転時におけるＮＲＲＯを低減させるためには、モータの固有値（固有振動周波数）と軸受の励振周波数との合致による共振をさける必要がある。図１は、スピンドルモータにおける回転数と振動周波数との関係を示したものであり、特性Ｌがモータの固有値を示し、特性Ｍが軸受の最低次の励振周波数を示している。そして、モータ固有値の特性Ｌと軸受励振周波数の特性Ｍとの交点ａが回転体の共振位置を示すことになり、この交点ａがモータの定格回転数ω上に位置した時、定格運転時における共振現象を生じることになる。
【０００９】
上述した本発明のスピンドルモータにおけるスーパークリティカル軸受では、モータの定格回転時（定格回転数ω）における軸受の励振周波数が、回転体の共振周波数、つまり特性Ｌの回転数ωにおける周波数（ａ点）より大きい周波数（ｂ点）になるよう、最低次の励振周波数が特性Ｎに設定されているため、定格回転時に共振現象を起こすことがなく、ＮＲＲＯを低減できることになる。
【００１０】
加えて、本発明の請求項１においては、前記軸受のボール数をＺ、ボール径をＤw、ピッチ径をＤpw、ボールの内外輪に対する接触角をα、モータ回転周波数をｆr、モータの静止時における固有振動周波数をｆnsとしたとき、数１、数２及び数３を同時に満たすように設定したことを特徴とする。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】
なお、数式及び以下の説明中における複合記号は上側が外輪回転の場合、下側が内輪回転の場合を示す。
モータのラジアル方向の振動としては、回転体の回転方向に対して同一方向に振れ回る前回りと、反対方向に振れ回る後ろ回りがあることから、モータのラジアル方向の固有値には、前回りと後ろ回りが存在する。即ち、図１に示すように、モータのラジアル方向の固有値には、特性Ｌで示す前回りと特性Ｌ’で示す後ろ回りとがあり、ある回転数（回転周波数ｆr）におけるモータの固有値ｆnは、モータ静止時の固有値をｆnsとすると、ｆn＝ｆns＋ｆr（前回り）、ｆn＝ｆns−ｆr（後ろ回り）で表される。同様に、軸受によるラジアル方向の励振周波数にも、図１の特性Ｍで示す前回りと、特性Ｍ’で示す後ろ回りが存在する。そして、モータの共振現象は、軸受の前回りの励振周波数とモータの前回りの固有値の合致（図１における交点ａ）、又は、軸受の後ろ回りの励振周波数とモータの後ろ回りの固有値の合致（図１における交点ｃ）によって起こり、このとき、ＮＲＲＯの振幅は大きくなる。
【００１５】
ところで、軸受（回転側軌道輪と固定側軌道輪との間に、リテーナにより周方向等間隔かつ回転自在に保持された複数のボールを介在させてなる軸受）のラジアル方向の励振周波数には、以下のものがある。なお、Ｚはボール数、ｆｒはモータの回転周波数、ｎは次数（整数）である。
▲１▼リテーナによる励振周波数                        ；ｎｆｃ
▲２▼回転側軌道輪による前回りの励振周波数            ；ｎＺ（ｆｒ−ｆｃ）＋ｆｒ
▲３▼回転側軌道輪による後ろ回りの励振周波数          ；ｎＺ（ｆｒ−ｆｃ）−ｆｒ
▲４▼固定側軌道輪による励振周波数（前回り、後ろ回り）；ｎＺｆｃ
▲５▼ボールによる前回りの励振周波数                  ；２ｎｆｂ＋ｆｃ
▲６▼ボールによる後ろ回りの励振周波数                ；２ｎｆｂ−ｆｃ
ただし、ｆｃはボールの公転周期、ｆｂはボールの自転周期であり、ボール径をＤｗ、ピッチ径をＤｐｗ、ボールと内外輪との接触角をαとすると、次の数６及び数７で与えられる。
【００１６】
【数８】
0003625984.tif 000002
【００１７】
【数９】
0003625984.tif 000003
【００１８】
上述したように、モータの定格回転時におけるＮＲＲＯを低減させるには、モータの固有値と軸受励振周波数の合致による共振を避ける必要があるが、軸受の励振周波数は上記のように多数ある。そこで、モータの起動後定格回転に至るまでに、上記▲２▼〜▲４▼による最低次の励振周波数が固有振動数を通過するようにボール数を設定すれば、他の励振周波数と固有値の合致を避ける軸受諸元を見出すのが楽になる。
即ち、ボール数Ｚを励振周波数の構成要件とする上記▲２▼〜▲４▼において、回転側軌道輪の最低次励振周波数（前回り、後ろ回り）、及び固定側軌道輪の最低次励振周波数（前回り、後ろ回り）を、定格運転時のモータ固有値（前回り、後ろ回り）の周波数より高くなるように、ボール数Ｚを設定すれば、回転側起動輪及び固定側起動輪の励振周波数（前回り、後ろ回り）による共振現象を避けることができ、後はボール及びリテーナの励振周波数のみについて考慮すればよいことになる。
【００１９】
具体的には、回転側軌道輪の前回りと後ろ回りの励振周波数ｆｆｏｒ、ｆｂａｃｋ、固定側軌道輪の励振周波数ｆｆｉｘが
回転側起動輪前回り    ；ｆｆｏｒ  ＞ｆｎｓ＋２ｆｒ  （前回り固有値＋ｆｒ）
回転側起動輪後ろ回り  ；ｆｂａｃｋ＞ｆｎｓ                （後ろ回り固有値＋ｆｒ）
固定側起動輪（前、後）；ｆｆｉｘ  ＞ｆｎｓ＋２ｆｒ  （前回り固有値＋ｆｒ）
となるようにボール数Ｚを設定する。上式は、励振周波数ｆｆｏｒ、ｆｂａｃｋ、ｆｆｉｘが（モータ固有値＋ｆｒ）よりも高いことを示している。ここで＋ｆｒはばらつき等に対する余裕を設定したものであり、ｆｒの余裕により、製作誤差があっても十分に対応できる。このばらつきに対する余裕は、他の値でもよいが、軸受諸元を設定する上でｆｒを用いれば、計算式が容易になる。
なお、回転側軌道輪の最低次励振周波数（前回り、後ろ回り）とは、外輪回転の場合、外輪１次の前回り成分、外輪１次の後ろ回り成分であり、内輪回転の場合、内輪１次の前回り成分、内輪１次の後ろ回り成分である。
【００２０】
まず、回転側軌道輪の励振周波数前回り成分について検討する。
回転側軌道輪の最低次前回り励振周波数ｆｆｏｒは、上記▲２▼を用いて、
ｆｆｏｒ＝Ｚ（ｆｒ−ｆｃ）＋ｆｒ
で与えられる。ここで、ｆｃはリテーナの回転周波数（ボールの公転周期）で、前述した数８で表される。
【００２１】
回転軌道輪の最低次前回り励振周波数ｆｆｏｒをある基準周波数ｆより高くするには、ｆｆｏｒ＝Ｚ（ｆｒ−ｆｃ）＋ｆｒ＞ｆを満たせばよいため、このｆｆｏｒが基準周波数ｆより高くなるボール数Ｚの条件は、上式及び数８を用いて、次の数１０のようになる。
【００２２】
【数１０】
0003625984.tif 000004
【００２３】
次に、回転側軌道輪の励振周波数後ろ回り成分について検討する。
回転側軌道輪の最低次後ろ回り励振周波数ｆｂａｃｋは、上記▲３▼を用いて、
ｆｂａｃｋ＝Ｚ（ｆｒ−ｆｃ）−ｆｒ
で与えられる。
回転側軌道輪の最低次後ろ回り励振周波数ｆｂａｃｋをある基準周波数ｆより高くするには、ｆｂａｃｋ＝Ｚ（ｆｒ−ｆｃ）−ｆｒ＞ｆを満たせばよいため、このｆｂａｃｋが基準周波数ｆより高くなるボール数Ｚは、上式及び数８を用いて、次の数１１のようになる。
【００２４】
【数１１】
0003625984.tif 000005
【００２５】
ここで、回転側軌道輪の最低次前回り励振周波数ｆｆｏｒがある基準周波数ｆより高くなる条件は、前記数１０であるが、基準周波数ｆを、ｆ＝ｆｎ１＋ｆｒ（前回り固有値＋回転周波数）とすると、前回り固有値ｆｎ１は、大体、ｆｎ１＝ｆｎｓ＋ｆｒのように表せる。したがって、ｆ＝ｆｎ１＋ｆｒ＝ｆｎｓ＋２ｆｒとなり、これを数１０に代入すると、次の数１が得られる。
【００２６】
【数１】
【００２７】
同様に、後ろ回りの場合について、回転側軌道輪の最低次後ろ回り励振周波数ｆｂａｃｋがある基準周波数ｆより高くなる条件は、前記した数１１のようになり、基準周波数ｆを、ｆ＝ｆｎ２＋ｆｒ（後ろ回り固有値＋回転周波数）とすると、後ろ回り固有値ｆｎ２は大体、ｆｎ２＝ｆｎｓ−ｆｒのように表せる。従って、ｆ＝ｆｎ２＋ｆｒ＝ｆｎｓとなり、これを数１１に代入すると、前記数１と同じになる。
従って、回転側軌道輪の最低次前回り励振周波数ｆｆｏｒを基準周波数ｆより高くする、回転側軌道輪の最低次後ろ回り励振周波数ｆｂａｃｋを基準周波数ｆより高くする、といった２つの条件を満たすボール数Ｚは、数１で与えられることになる。
【００２８】
次に、固定側軌道輪の最低次励振周波数について検討する。
固定されている軌道輪の最低次励振周波数ｆｆｉｘ（前回り、後ろ回り）は、上記▲４▼を用いて、ｆｆｉｘ＝Ｚｆｃで与えられ、ボールの公転周期ｆｃは前記数８で表されるから、励振周波数ｆｆｉｘは、次の数１２のようになる。
【００２９】
【数１２】
0003625984.tif 000006
【００３０】
固定側軌道輪の励振周波数ｆｆｉｘがある基準周波数ｆより高くなるためには、ｆｆｉｘ＞ｆｎｓを満たせばよいから、励振周波数ｆｆｉｘが基準周波数ｆより高くなるボール数Ｚは、上式及び数１２を用いて、次の数１３のようになる。
【００３１】
【数１３】
0003625984.tif 000007
【００３２】
ここで、固定側軌道輪による励振周波数ｆｆｉｘには、前回りと後ろ回りの両方があるが、基準周波数ｆをｆ＝ｆｎｓ＋２ｆｒとすると、固定側軌道輪による励振は前回り及び後回りの固有値と共振しない。よって数１３に、ｆ＝ｆｎｓ＋２ｆｒを代入すると、次の数２が得られる。
【００３３】
ところで、軸受においては、周方向に配置されたボールの数には、少なくともボール同士が接触しないようにするために、次の数３に示すような幾何学的な上限が存在する。
【００３４】
【数３】
【００３５】
以上の通り、本発明のスピンドルモータによれば、軸受のボール数を、数１、数２、数３を同時に満足するように設定すれば、回転側軌道輪及び固定側軌道輪によるラジアル方向の励振周波数を、モータ固有値から余裕を持ってずらせることができ、共振状態を回避することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明の請求項２によるスピンドルモータにおいては、前記軸受のボール径Ｄwとピッチ径Ｄpwとの関係が、Ｂ＝ｆns／ｆrとしたとき、外輪回転の場合に数４、数５の条件を、内輪回転の場合に数６、数７の条件を満足することを特徴とする。
【００３７】
【数４】
【００３８】
【数５】
【００３９】
【数６】
【００４０】
【数７】
【００４１】
この請求項２について説明する。
上述した軸受のラジアル方向の励振周波数のうち、丸付き数字５ボールによる前回りの励振周波数（２ｎｆb＋ｆc）及び丸付き数字６ボールによる後ろ回りの励振周波数（２ｎｆb−ｆc）は、ボール自身の製作精度を上げることで励振の低減が可能であるが、定格回転において、励振周波数が固有値を越えてしまうようにすれば、共振に対して安全な運転が確保できる。
【００４２】
具体的には、上記で図１を用いて説明したように、ある回転周波数ｆｒにおけるボールの励振周波数に対して＋ｆｒの余裕を設定し、
ボール前回り    ；２ｎｆｂ＋ｆｃ＞ｆｎｓ＋２ｆｒ
ボール後ろ回り  ；２ｎｆｂ−ｆｃ＞ｆｎｓ
となるように、ボール径Ｄｗとピッチ径Ｄｐｗの関係を定める。なお、ボールの自転周波数ｆｂは、次の数１４で表される。
【００４３】
【数１４】
0003625984.tif 000008
【００４４】
ここで、ボールの最低次の励振周波数がある基準周波数ｆより高くなるには、
前回り    ；２ｎｆｂ＋ｆｃ＞ｆ
後ろ回り  ；２ｎｆｂ−ｆｃ＞ｆ
とすればよく、上式を整理すると、前回りは次の数１５、後ろ回りは次の数１６となる。
【００４５】
【数１５】
0003625984.tif 000009
【００４６】
【数１６】
0003625984.tif 000010
【００４７】
そして、前回りの場合、ｃｏｓα≒１、ｆ＝ｆｎｓ＋２ｆｒとおいて整理すると、外輪回転の場合、次の数１７となり、内輪回転の場合、次の数１８となる。ただし、Ａ＝Ｄｐｗ／Ｄｗ、Ｂ＝ｆｎｓ／ｆｒである。
【００４８】
【数１７】
0003625984.tif 000011
【００４９】
【数１８】
0003625984.tif 000012
【００５０】
同様に、後ろ回りの場合、ｃｏｓα≒１、ｆ＝ｆｎｓとおいて整理すると、外輪回転の場合、次の数１９となり、内輪回転の場合、次の数２０となる。
【００５１】
【数１９】
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【００５２】
【数２０】
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【００５３】
本発明の請求項２に記載のように、軸受のボール径Ｄwとピッチ径Ｄpwの関係を、外輪回転の場合、数１７（数４）、数１９（数５）、内輪回転の場合、数１８（数６）、数２０（数７）の条件を満たすように設定すれば、ボールのラジアル方向励振周波数による共振現象を回避できることがわかる。
【００５４】
なお、上述したように、ボール数Ｚ、ボール径Ｄｗ、ピッチ径Ｄｐｗを規定することにより、回転側軌道輪、固定側軌道輪、ボールの励振は無視することができる。前記▲１▼のリテーナの励振周波数については、リテーナ単品の製作精度を上げることで励振振幅自体を小さくすることが可能である。
【００５５】
次に、本発明の請求項３、４、５に記載のスピンドルモータにおいては、前記軸受のボール数を素数としたこと、前記軸受のボールをセラミックスにより構成したこと、前記モータの定格回転数を１００００rpm以上としたこと、をも特徴とする。
【００５６】
請求項１及び請求項２では、ラジアルＮＲＲＯのみについて示したが、同様にアキシャル方向のＮＲＲＯについても考慮する必要がある。請求項１及び請求項２で示した通り、ラジアルの共振周波数と励振周波数が合致しないように軸受諸元を決定しているので、アキシャルのＮＲＲＯを主体に考えればよい。
【００５７】
一般に、軸受の内外輪の歪みの周期が、ボール数と関与したある特定の周期になると、ラジアル、アキシャルのＮＲＲＯが異常に大きくなることが知られている。図２は、アキシャルＮＲＲＯ振幅に関して軸受内外輪の歪みの山数とボール数との関係を解析した結果の一部を示したものである。この図２より、ボール数を７、１１、１３、…といった素数とすると、ごく限られた条件のみ避ければ、アキシャルＮＲＲＯは原理的に発生しないことがわかる。内外輪の歪みの山数が、図２の大にならないように、例えば内外輪に形状を転写するハウジング等を加工（チャックのつめ数に留意するなど）することにより、ＮＲＲＯを全く発生させないようにすることができる。
【００５８】
また、スピンドルモータを高速回転で使用する場合においては、耐荷重、軸受寿命の問題がさらに厳しくなる。スピンドルモータは少なくとも現状とほぼ同一寸法を維持する必要があるが、上述の方法によってボール数が増加すれば、ボール径は自ずと小さくなる。ボール径が小さくなることにより、ボール１個あたりに働く応力は大きくなる。このため、高速回転、多数ボールということを満足する解決案としては、軽量、高硬度で、かつ内外輪と異質材料のセラミックスを使用することが極めて有効である。
【００５９】
さらに、前述したように、軸受の励振周波数がモータ固有値合致しないように軸受の諸元を設定することに加えて、前記図１より明らかなように、モータの定格回転数をより高速化することによっても共振現象を避けることが可能であり、モータの定格回転数を１００００ｒｐｍ以上とすることも望ましいものである。
【００６０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳述する。
図３は、例えばハードディスクを回転駆動する軸固定型のスピンドルモータを示す断面図である。このスピンドルモータは、ハードディスク駆動装置のベースに固定される静止部材としてのブラケット２と、このブラケット２の中央ボス部４に下端部が圧入された固定シャフト６と、固定シャフト６のボス部４より突出する部分に一対の軸受８，８を介して回転自在に支持されたロータハブ１０と、ボス部４の外周部に上方へ突出するように設けられた円筒状壁１２に圧入等により固定されたステータ１４とを備えている。尚、ブラケット２は装置のベースに一体に構成されていてもよい。
【００６１】
ロータハブ１０は、ステンレスなどの磁性材料により構成され、開口が下方に向いたほぼカップ状に形成され、カップ状外周壁の内周面に前記ステータ１４の外周面に対向するように環状のロータマグネット１６が装着され、ロータハブ１０のディスク受け部１８上にハードディスクＨが保持される。
【００６２】
図４は、前記軸受８の詳細を示したものであり、シャフト６の外周面に接着剤等で固着される内輪８ａと、ロータハブ１０の内周面に接着剤等で固着される外輪８ｂと、内外輪８ａ，８ｂ間に配置された複数個の球状のボール８ｃと、このボール８ｃを周方向等間隔に保持するリテーナ８ｄとを備えたいわゆる玉軸受からなる。尚、実際には、ボール８ｃの円滑な回転のためにリテーナ８ｄの適所にグリースが適量充填されており、さらに内外輪８ａ，８ｂ間の軸方向両端面或いは一方の端面にグリースの流出を防止する円環状シールド板が設けられている。αは接触角を示している。
【００６３】
本発明によるスピンドルモータでは、次の条件の内１つ又は複数を満足するように、軸受諸元（ボール数Ｚ、ボール径Ｄｗ、ピッチ径Ｄｐｗ）が決定されている。イ．モータの定格回転数では、回転側起動輪の最低次の励振周波数（前回り、後ろ回り）がモータの固有振動数を越えてしまうようにする。
ロ．モータの定格回転数では、固定側起動輪の最低次の励振周波数（前回り、後ろ回り）がモータの固有振動数を超えてしますようにする。
ハ．モータの定格回転数では、ボールの最低次の励振周波数（前回り、後ろ回り）がモータの固有振動数を越えてしますようにする。
ニ．モータの定格回転数では、リテーナの励振周波数とモータの固有振動数とが合致しないようにする。
【００６４】
例えば、図３のような外輪回転型軸受を用いた場合、回転側起動輪つまり外輪の前回り励振周波数について検討する。
定格回転数１００００ｒｐｍ、モータ静止時の固有振動数ｆｎｓ＝５５０Ｈｚであるスピンドルモータの固有値は、図５に示すように、前回りが特性Ｌ＋、後ろ回りが特性Ｌ−でそれぞれ示される。そして、現行よく使用されている８個ボールの軸受を使用した場合（ボール数Ｚ＝８，ボール径Ｄｗ＝２ｍｍ、ピッチ径Ｄｐｗ＝９ｍｍ、接触角α＝２２．４ｄｅｇ）、回転する外輪の最低次の前回り励振周波数は、図５のＦｏ＋のような特性となり、定格回転時において外輪の励振周波数がモータ固有値に近接しており、共振現象を起こしやすい状態にあることがわかる。
【００６５】
このとき、前記した数１（複合記号−）で示したように、回転側起動輪についてのボール数Ｚの条件を計算してみると（ｆｒ＝１６６．６７Ｈｚ）、Ｚ＞１０．８２となり、ボール数Ｚを１１個以上とする条件が得られる。そして、軸受を１１個ボールとして、その外輪の最低次の前回り励振周波数を求めてみると、図５のＦｏ＋’のような特性が得られる。これより明らかなように、現行８個ボールの軸受に代えて１１個ボールの軸受を使用することにより、定格回転時における外輪の励振周波数がモータ固有値を大きく越え、定格運転時には共振を生じないことがわかる。
【００６６】
以上は、回転起動輪としての外輪の前回り励振周波数についての検討であるが、同様にして、回転起動輪後ろ回り励振周波数（数１の複合記号＋）、固定起動輪の前回り及び後ろ回りの励振周波数（数２）を検討し、これらの条件を満足するボール数Ｚを決定すればよい。
【００６７】
ボール８ｃの励振周波数（前回り、後ろ回り）についても、ボール径Ｄｗ、ピッチ径Ｄｐｗを、前記数４、数５（外輪回転）、数６、数７（内輪回転）を用い、定格運転時にモータ固有値を越えるように決定すれば、共振現象を避けることができる。
【００６８】
以上、本発明の具体例について説明したが、本発明は、上述の具体例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更可能である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項１記載のスピンドルモータにあっては、モータの定格回転時における軸受構成部材のうち、少なくとも内外輪の最低次の励振周波数が回転体の最低次の共振周波数以上に設定されたスーパークリティカル軸受を用いて、回転体を支持するようにしたので、定格運転時において軸受構成部材の励振周波数が回転体の共振周波数に一致若しくは近接することがなく、共振現象を回避し、ＮＲＲＯを低減した安定で高精度な回転が得られるものである。
【００７０】
特に、この請求項１記載のスピンドルモータにあっては、軸受のボール数が、数１，数２及び数３を満たすように設定されているので、定格運転時における回転側起動輪及び固定側起動輪のそれぞれの前回り及び後ろ回りの励振周波数がモータ固有値（前回り及び後ろ回り）を余裕を持って超えることになり、回転側及び固定側起動輪による共振現象を回避することができ、ラジアルＮＲＲＯを低減できるものである。
【００７１】
請求項２記載のスピンドルモータにあっては、ボールのボール径及びピッチ径の関係が、外輪回転の場合数４、数５の条件を、内輪回転の場合数６，数７の条件を満たすように設定されているため、定格回転時においてボールの前回り、後ろ回りの励振周波数がモータ固有値を超え、ボールによる共振現象を回避することができるものであり、ラジアルＮＲＲＯを低減できる。
【００７２】
請求項３記載のスピンドルモータにあっては、軸受のボール数が素数に設定されているため、前記図２に示したように、内外輪の歪みの周期、山数に対してＮＲＲＯ振幅の発生しない領域が大きく確保され、ごく限られた条件を回避（容易に回避可能である）するのみでアキシャルＮＲＲＯ振幅を原理的に発生させないようにすることができるものである。
【００７３】
請求項４記載のスピンドルモータにあっては、軸受のボールをセラミックスにより構成したため、特に請求項１によりボール数が従来より増加するよう設定された場合であっても、セラミックスの軽量、高硬度な性質を利用し、ボール径が小さくても十分な耐応力性を発揮でき、耐荷重及び軸受寿命に優れた高速回転可能なスピンドルモータを提供できるものである。
【００７４】
請求項５記載のスピンドルモータによれば、モータ定格回転が１００００rpm以上に設定されているため、定格回転時における軸受の励振周波数がモータの最低次の共振周波数を超える方向にずれやすくなり、軸受の励振周波数をモータ固有値からずらせるための軸受諸元の設定が楽になり、共振現象を回避する上で非常に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するためのモータ固有値と軸受の励振周波数との関係図である。
【図２】軸受のアキシャルＮＲＲＯの振幅に関する内外輪の歪み山数とボール数との関係を説明するための図である。
【図３】本発明のスピンドルモータの具体例を示す断面図である。
【図４】図３で用いられる軸受を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は切断正面図である。
【図５】軸受外輪の前回り励振周波数とモータ固有値との関係を示した回転速度と振動周波数との関係図である。
【符号の説明】
２  ブラケット（静止部材）
８    軸受
８ａ  内輪
８ｂ  外輪
８ｃ  ボール
１０  ロータハブ（回転体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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