(57)【要約】【課題】本発明は、ベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供するためのものである。【解決手段】本発明は、オイルが含浸される気孔が形成されたスピンドルモータのベアリングにおいて、上記ベアリングの上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位は上記ベアリングの他の部位より高密度であるスピンドルモータのベアリングを開示する。【選択図】図５
2010526266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが含浸される気孔が形成されたスピンドルモータのベアリングであって、
前記ベアリングの上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位は前記ベアリングの他の部位より高密度であることを特徴とするスピンドルモータのベアリング。
【請求項２】
前記ベアリングの上部側と下部側の部位のうち、少なくともいずれか１つの内周面の隅部が、他の部位より高密度であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータのベアリング。
【請求項３】
前記ベアリングの高密度部位は、オイル含有率が１０ボリュームパーセント（Volume Percent）以下であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータのベアリング。
【請求項４】
前記ベアリングの上部側及び下部側のうち、少なくともいずれか１つの内周面の少なくとも一部は、前記ベアリングの中央部の内周面の少なくとも一部よりオイル含有量が少ないことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータのベアリング。
【請求項５】
前記ベアリングの上部側及び下部側のうち、少なくともいずれか１つの内周面の少なくとも一部は、オイル含有率が１０ボリュームパーセント以下であり、前記ベアリングの中央部の内周面の少なくとも一部は、オイル含有率が１８〜３０ボリュームパーセントであることを特徴とする請求項４に記載のスピンドルモータのベアリング。
【請求項６】
ベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングの内部に固定され、オイルが含浸される気孔が形成されたベアリングと、
前記ベアリングに挿入支持されて回転可能に設置された回転軸と、
前記ベアリングハウジングの周囲に配置された固定子と、
前記回転軸に固定されて前記固定子との作用により回転する回転子とを含み、
前記ベアリングの上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位は、前記ベアリングの他の部位より高密度であることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項７】
前記ベアリングの上部側と下部側の部位のうち、少なくともいずれか１つの内周面の隅部が、他の部位より高密度であることを特徴とする請求項６に記載のスピンドルモータ。
【請求項８】
前記ベアリングの高密度部位は、オイル含有率が１０ボリュームパーセント（Volume Percent）以下であることを特徴とする請求項６に記載のスピンドルモータ。
【請求項９】
前記ベアリングの上部側及び下部側のうち、少なくともいずれか１つの内周面の少なくとも一部は、オイル含有率が１０ボリュームパーセント以下であることを特徴とする請求項６に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
ベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングの内部に固定され、オイルが含浸される気孔が形成されたベアリングと、
前記ベアリングに挿入支持されて回転可能に設置された回転軸と、
前記ベアリングハウジングの周囲に配置された固定子と、
前記回転軸に固定されて前記固定子との作用により回転する回転子とを含み、  
前記ベアリングの内周面の上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位がコーティングされたことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項１１】
前記ベアリングの上部側及び下部側の部位のうち、少なくともいずれか１つの内周面の隅部が、コーティングされたことを特徴とする請求項１０に記載のスピンドルモータ。
【請求項１２】
前記固定子の一側に配置され、ディスクの表面に記録された信号を読み取るためのエンコーダが含まれることを特徴とする請求項６または１０に記載のスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアリング及びこれを用いたスピンドルモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピンドルモータは、ＯＤＤ（Optical Disk Drive）の内部に設置されて、ディスクの半径方向に動く光ピックアップがディスクに記録されたデータを読み取ることができるようにディスクを回転させる機能を有する。ディスクは回転軸に固定されて回転するターンテーブルに搭載されて回転し、回転軸はベアリングハウジングに圧入固定されたベアリングに支持されて回転する。
【０００３】
図１は従来のベアリングの気孔を示す図であり、図２は図１に図示されたベアリングと回転軸との結合状態を示す平面図である。
【０００４】
図１に示すように、ベアリング１０は金属粉を焼結して成形する。ベアリング１０を縦方向に切断して電子走査顕微鏡で撮影して見ると、内部及び表面に気孔１１が存在する。
【０００５】
この際、ベアリング１０には多数の気孔１１が形成されて、１０ボリュームパーセント（Volume Percent）以上のオイル含有率を有する。図１で白く表れた部分は金属であり、黒い部分は気孔１１である。
【０００６】
図２に示すように、スピンドルモータにおいて、ベアリング１０はベアリングハウジング（図示せず）の内部に圧入固定され、ベアリング１０には回転軸２０が挿入支持されて回転可能に設置される。
【０００７】
固定子（図示せず）と回転子（図示せず）との相互作用により上記回転子と回転軸２０が回転する。この際、回転軸２０の外周面とベアリング１０の内周面との間に存在する間隙により、回転軸２０は図２に実線で図示した矢印方向のように自軸周りに回転すると共に、図２に破線で表示した矢印方向のようにベアリング１０の軸周りにその内周面に沿って回転する。
【０００８】
ところが、回転軸２０が接触するベアリング１０の内周面は多数の気孔１１によりデコボコな状態となっている。したがって、従来のベアリング１０が採択されたスピンドルモータは、回転軸２０の回転時にその回転軸２０が半径方向に振動し、これに搭載されて回転するディスクの面が軸方向に振動するという短所がある。これを図３及び図４を参照して説明する。
【０００９】
図３は従来のベアリングが採択されたスピンドルモータにディスクを搭載して回転するディスクの振動を測定したものを示す図であり、図４は図３の“Ａ”部拡大図である。
【００１０】
即ち、図３は外径の半径が６０ｍｍであるディスク（図示せず）を４０ｒｐｍの低速で回転させた状態で、上記ディスクの中心から約５７〜５８ｍｍ離隔した上記ディスクの外郭部位で発生する軸方向の振動をレーザー変位器で測定したものである。
【００１１】
図３に示すように、上記ディスクの外郭部分では上側方向に最低約１８μｍ、最高５０μｍ以上の振幅を有する振動が発生し、下側方向に最低約１８μｍ、最高５０μｍ以上の振幅を有する振動が各々発生する。したがって、上記ディスクの面の上側方向及び下側方向への振動振幅の偏差（以下、「面振動偏差」ともいう）は各々３２μｍ以上である。
【００１２】
図３の“Ａ”区間のみを見ても、図４に示すように、上記ディスクの外郭部分では上側方向に最低約２８μｍ、最高５０μｍの振幅を有する振動が発生し、下側方向に最低１８μｍ、最高３２μｍの振幅を有する振動が発生する。したがって、上記ディスクの上側方向及び下側方向への面振動偏差は各々２２μｍ及び１４μｍである。
【００１３】
即ち、従来のベアリングが採択されたスピンドルモータは、相対的に回転軸２０の半径方向の振動が大きくて、上記ディスクの軸方向の振動が甚だしい。これによって、製品の信頼性が低下するという短所がある。
【００１４】
特に、低速で上記ディスクの面振動偏差が１０μｍ以上であれば、レーザーで上記ディスクの表面にデザインを印刷する時、表現しようとする線が重畳されるか、表現しようとする線が表示できないなどの問題が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、ベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供することをその目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的は、ディスクの面の振動を減少させることができるベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供することにある。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、ディスクの表面に希望するデザインを正確に印刷できるベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るスピンドルモータのベアリングは、オイルが含浸される気孔が形成されたスピンドルモータのベアリングであって、上記ベアリングの上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位は上記ベアリングの他の部位より高密度である。
【００１９】
本発明に係るスピンドルモータは、ベアリングハウジングと、上記ベアリングハウジングの内部に固定され、オイルが含浸される気孔が形成されたベアリングと、上記ベアリングに挿入支持されて回転可能に設置された回転軸と、上記ベアリングハウジングの周囲に配置された固定子と、上記回転軸に固定されて上記固定子との作用により回転する回転子とを含み、上記ベアリングの上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位は上記ベアリングの他の部位より高密度である。
【００２０】
本発明に係るスピンドルモータは、ベアリングハウジングと、上記ベアリングハウジングの内部に固定され、オイルが含浸される気孔が形成されたベアリングと、上記ベアリングに挿入支持されて回転可能に設置された回転軸と、上記ベアリングハウジングの周囲に配置された固定子と、上記回転軸に固定されて上記固定子との作用により回転する回転子とを含み、上記ベアリングの内周面の上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位がコーティングされる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、ベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供することができる。
【００２２】
また、ディスクの面の振動を減少させることができるベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供することができる。
【００２３】
また、ディスクの表面に希望するデザインを正確に印刷できるベアリング及びこれを用いたスピンドルモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付した図面を参照しながら本発明に係るスピンドルモータを詳細に説明する。
【００２５】
図５は、本発明に係るスピンドルモータの断面図である。
【００２６】
図示したように、ベース１１０にベアリングハウジング１２０が起立設置される。ベアリングハウジング１２０の内部にはベアリング１３０が圧入固定され、ベアリング１３０には回転軸１４０の下部側が支持されて回転可能に設置される。ベアリング１３０は金属粉を焼結して成形するが、焼結ベアリング（Sintered Bearing）の内部及び表面にはオイルが含浸される気孔１３１（図６参照）が形成される。
【００２７】
ベアリングハウジング１２０には固定子１５０が固定され、回転軸１４０には回転子１６０が固定される。固定子１５０はベアリングハウジング１２０の外周面に固定されたコア１５１とコア１５１に巻線されたコイル１５５とを持ち、回転子１６０はベアリングハウジング１２０の上側に露出された回転軸１４０の外周面に固定されたブッシュ１７０の外周面に固定されたローターヨーク１６１とローターヨーク１６１の内周面に結合されたマグネット１６５とを持つ。
【００２８】
そうして、コイル１５５に電流が印加されると、コイル１５５とマグネット１６５との間に形成される電磁気力により回転子１６０と回転軸１４０が一体で回転する。ローターヨーク１６１にはディスク５０が搭載される。
【００２９】
未説明符号１１５は基板であり、１８０はローターヨーク１６１に搭載されたディスク５０の中心が回転軸１４０の中心と一致するようにディスク５０を弾性支持するクランプであり、１９０はディスク５０の表面にデザインを印刷する時、ディスク５０の表面に記録された信号を読み取るために使われるエンコーダ（Encoder）である。
【００３０】
ベアリング１３０に挿入支持された回転軸１４０が円滑に回転するために、回転軸１４０の外周面とベアリング１３０の内周面との間には間隙が存在する。ところが、回転軸１４０の外周面とベアリング１３０の内周面との間に存在する間隙により、回転軸１４０は図７に実線で図示した矢印方向のように自軸周りに回転すると共に、図７に破線で図示した矢印方向のように、ベアリング１３０の軸周りにベアリング１３０の内周面に沿って接触しながら回転する。
【００３１】
本発明に係るスピンドルモータは、回転軸１４０がベアリング１３０の内周面に沿って回転することにより発生する回転軸１４０の半径方向の振動を減らすことができるように設けられるが、これを図６及び図７を参照して説明する。
【００３２】
図６は本発明に係るベアリングの気孔を示す図であり、図７は図６に図示されたベアリングに回転軸が組み付けられた状態を示す平面図である。
【００３３】
図６に示すように、本発明に係るベアリング１３０は金属粉を焼結して成形したものであるので、ベアリング１３０を縦方向に切断して電子走査顕微鏡で撮影して見ると、内部及び表面にオイルが含浸される気孔１３１が存在する。白色に見える部分が金属であり、黒い色が気孔１３１である。
【００３４】
ところが、回転軸１４０が回転すると、一般的に、回転軸１４０の外周面はベアリング１３０の上部側及び下部側の内周面と接触する。より具体的には、ベアリング１３０の上部側内周面の隅部及び下部側内周面の隅部と接触する。
【００３５】
このような現象を利用して、本発明に係るベアリング１３０は、回転軸１４０の回転時、回転軸１４０の外周面が接触するベアリング１３０の上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位をベアリング１３０の他の部位より高密度で形成する。このため、ベアリング１３０の上部側または下部側に形成された気孔１３１はサイズが小さいか個数が少ないので、ベアリング１３０の内周面の上部側または下部側と接触して回転する回転軸１４０の半径方向への振動が減る。
【００３６】
例えば、ベアリング１３０の上部側または下部側に含浸されたオイルの含有率を１０ボリュームパーセント（Volume Percent）以下にすることができ、その以外のベアリング１３０の部分のオイル含有率を１８ボリュームパーセント（Volume Percent）以上に形成することができる。これにより、ベアリング１３０の寿命に影響を及ぼすことなく、回転軸１４０の半径方向の振動を減らすことができる。より一層ベアリング１３０の寿命に影響を及ぼさないようにするために、回転軸１４０の外周面と実質的に接触するベアリング１３０の上部側内周面の隅部と下部側内周面の隅部のみを高密度で形成することもできる。
【００３７】
また、ベアリング１３０の上部及び下部のうち、少なくともいずれか１つの少なくとも一部分の内周面を、中間部の少なくとも一部分の内周面より高密度で形成してもよい。そのベアリング１３０の上部及び下部のうち、少なくともいずれか１つの少なくとも一部分の内周面に、１０ボリュームパーセント以下のオイルが含まれるようにしてもよい。
【００３８】
例えば、ベアリング１３０の上部及び下部のうち、少なくともいずれか１つの少なくとも一部分の内周面に１０ボリュームパーセント（Volume Percent）以下のオイルが含まれ、ベアリング１３０の中間部の少なくとも一部分の内周面に１８〜３０ボリュームパーセントのオイルが含まれるようにしてもよい。
【００３９】
図６に図示されたベアリング１３０は、ベアリング１３０の上部側を高密度で形成して撮影した図である。
【００４０】
本発明に係るベアリング１３０が採択されたスピンドルモータにディスクを搭載し、そのディスクで発生する振動を測定した結果を図５、図８、及び図９を参照して説明する。
【００４１】
図８は本発明に係るベアリングが採択されたスピンドルモータにディスクを搭載して回転するディスクの軸方向の振動を測定したものを示す図であり、図９は図８の“Ｂ”部拡大図である。
【００４２】
図８は、ベアリング１３０の上部側のみを高密度で形成し、外径の半径が６０ｍｍであるディスク５０を４０ｒｐｍの低速で回転させた後、ディスク５０の中心から約５７〜５８ｍｍ離隔したディスク５０の外郭部位で発生する軸方向の振動をレーザー変位器で測定したものである。
【００４３】
図８及び図９に示すように、ディスク５０の外郭部分では上側方向に最低約１２μｍ、最高約１４μｍの振動が発生し、下側方向に最低約１５μｍ、最高約１８μｍの振動が各々発生する。したがって、ディスク５０の上側方向及び下側方向への振動振幅の偏差（面振動偏差）は各々約２μｍ及び約３μｍに過ぎないことが分かる。
【００４４】
図１０は、本発明に係るベアリングが採択された複数個のスピンドルモータにディスクを各々搭載して回転するディスクの面振動偏差を測定した結果を示すグラフである。
【００４５】
図１０は、本発明に係るベアリング１３０が使われた１３０個のスピンドルモータにディスクを各々搭載して、図８及び図９で説明した方法によりディスク５０の上側方向または下側方向の振動を測定した結果得られたその振幅の偏差を示すグラフである。
【００４６】
図示したように、１３０個のディスク５０で測定された上側方向または下側方向への面振動偏差は略２μｍ〜４μｍの間に大部分が集まっており、その最大の面振動偏差でさえ１０μｍを超えないことが分かる。
【００４７】
図８乃至図１０で説明したように、ディスク５０の軸方向面振動偏差が小さいということは、結局、回転軸１４０の半径方向回転偏差が小さいということを意味するので、本発明に係るベアリング及びこれを用いたスピンドルモータによれば、回転軸１４０の半径方向の振動が減る。
【００４８】
ベアリング１３０の下部側を高密度で形成した場合にも、図８乃至図１０で説明した結果と殆ど類似している。また、ベアリング１３０の上部側と下部側を同時に高密度で形成した場合は、図８乃至図１０で説明した結果より小さなディスクの面振動偏差が発生する。
【００４９】
図１１は他の実施形態によるベアリングの断面図であって、回転軸１４０の回転時、回転軸１４０の外周面が接触するベアリング２３０の内周面の上部側と下部側のうち、少なくともいずれか１つの部位にコーティング２３５を施したものである。より具体的には、回転軸１４０の回転時に回転軸１４０の外周面と実質的に接触するベアリング２３０の上部側内周面の隅部と下部側内周面の隅部のうち、少なくともいずれか１つをコーティングして気孔を埋めるものである。したがって、コーティング２３５が施された部位は気孔による荒い面がなめらかに加工される。
【００５０】
ベアリング２３０の上部側及び下部側の気孔が埋められるので、回転軸１４０は半径方向への回転偏差が減少することは勿論であり、これによりディスクの軸方向の振動も減少する。
【００５１】
以上、説明したように、本発明に係るスピンドルモータのベアリング及びこれを用いたスピンドルモータは、回転軸の回転時、回転軸の外周面が接触するベアリングの上部側または下部側が高密度で形成されるか、内周面の上部側または下部側がコーティングされる。これにより、回転軸の外周面と接触するベアリングの上部側または下部側の内周面が相対的に平坦に形成されるので、回転軸の半径方向の振動（振動振幅の偏差）が減って製品の信頼性が向上する。
【００５２】
また、回転軸により回転するディスクの軸方向の振動が減少するので、ディスクの表面に希望する形状のデザインを精密に印刷することができる。
【００５３】
本発明は、ベアリング及びこれを用いたモータに適用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のベアリングの気孔を示す図である。
【図２】図１に図示されたベアリングと回転軸との結合状態を示す平面図である。
【図３】従来のベアリングが採択されたスピンドルモータにディスクを搭載して回転するディスクの振動を測定したものを示す図である。
【図４】図３の“Ａ”部拡大図である。
【図５】本発明に係るスピンドルモータの断面図である。
【図６】本発明に係るベアリングの気孔を示す図である。
【図７】図６に図示されたベアリングに回転軸が結合された状態を示す平面図である。
【図８】本発明に係るベアリングが採択されたスピンドルモータにディスクを搭載して回転するディスクの振動を測定したものを示す図である。
【図９】図８の“Ｂ”部拡大図である。
【図１０】本発明に係るベアリングが採択された複数個のスピンドルモータにディスクを各々搭載して回転するディスクの振動を測定した結果を示すグラフである。
【図１１】他の実施形態によるベアリングの断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０、１３０、２３０    ベアリング
１１、１３１    気孔
２０、１４０    回転軸
１１０    ベース
１２０    ベアリングハウジング
１５０    固定子
１５１    コア
１５５    コイル
１６０    回転子
１６１    ローターヨーク
１６５    マグネット
１７０    ブッシュ 
【図１】
2010526266.tif 000003
【図２】
2010526266.tif 000004
【図３】
2010526266.tif 000005
【図４】
2010526266.tif 000006
【図５】
2010526266.tif 000007
【図６】
2010526266.tif 000008
【図７】
2010526266.tif 000009
【図８】
2010526266.tif 000010
【図９】
2010526266.tif 000011
【図１０】
2010526266.tif 000012
【図１１】
2010526266.tif 000013
【国際調査報告】
2010526266.tif 000014
2010526266.tif 000015