JP2001304263A

JP2001304263A - 流体軸受装置

Info

Publication number: JP2001304263A
Application number: JP2000121861A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Hirata; 勝志平田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2020-04-24
Also published as: JP4436532B2

Abstract

(57)【要約】【課題】撥油剤の目視での認識を可能にして撥油膜の
確実な形成が行え、潤滑剤の漏洩を防止できる流体軸受
装置を提供する。【解決手段】軸部２と回転体５との間に潤滑剤１０を
充填し、潤滑剤１０の液界面付近に潤滑剤１０の漏洩を
防止する撥油膜１３ａを形成する。この撥油膜１３ａを
撥油膜１３ａが形成された軸部２もしくは回転体５と異
なる色または同色で濃淡の異なる色に着色して識別可能
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
のスピンドルモータなどに用いられる動圧型の流体軸受
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の流体軸受装置を示す。外周
面に動圧発生溝４ａ，４ｂが形成された固定軸２の一端
がベース１に圧入され、他端にはスラストプレート３が
固定されて軸部が形成されている。

【０００３】磁気ディスク等を取り付ける為のハブ６の
内周面にはスリーブ５が圧入されており、このスリーブ
５の一端にスラストフランジ１１が取り付けられて回転
体が形成されている。

【０００４】そして、スラストフランジ１１とスラスト
プレート３とが対向するようにスリーブ５の軸受孔に固
定軸２が挿入され、軸部と回転体との間には潤滑剤１０
が充填されて回転体が軸部によって回転自在に支持され
る。

【０００５】また、ベース１に形成された壁にステータ
コイル９が設けられ、ハブ６のステータコイル９との対
向面にロータマグネット７とロータヨーク８が取り付け
られて、モータ駆動部が構成される。

【０００６】このモータ駆動部によりスリーブ５及びハ
ブ６が回転駆動すると、固定軸２に形成された動圧発生
溝４ａ，４ｂのポンピング作用により潤滑剤１０に動圧
が発生し、軸部と回転体とが非接触で回転支持される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】軸部と回転体との間に
充填された潤滑剤１０は、表面張力によって軸受内部に
保持されているが、軸受装置の回転駆動により潤滑剤１
０が飛散したり染み出したりすると軸受の回転不良や外
部への汚染を生じることとなる。

【０００８】このような潤滑剤１０の漏洩を防止するた
め、潤滑剤１０の液界面付近の固定軸２やスリーブ５に
は、潤滑剤１０をはじく性質を持つ撥油膜１４が形成さ
れている。

【０００９】撥油膜１４は、合成炭化水素油やエステル
系油などの潤滑剤１０をはじくフッ素樹脂からなる撥油
剤を必要個所に塗布して形成されるが、近年の磁気ディ
スク装置をはじめとする情報記録装置の小型化・薄型化
に伴なって、微小領域に少量を高精度に形成する必要性
が高まっている。

【００１０】しかし、フッ素樹脂系の撥油剤は無色透明
であり、しかも数μｍ以下の薄膜状に形成されるため塗
布時の目視での認識が困難であり、レーザ光などを利用
した特殊な認識装置を必要とするうえ、自動化も進んで
いない。

【００１１】そのため撥油剤が潤滑剤１０の注入範囲へ
流れ込んで、潤滑剤１０の保持力の変動やポンピング力
の不安定が生じたり、また、撥油膜１４の未被着によっ
て潤滑剤１０が軸受装置の外部へ飛散したり滲み出すと
いう問題がある。

【００１２】本発明は前記問題点を解決し、撥油剤の目
視での認識を可能にして撥油膜の確実な形成を行い、潤
滑剤の漏洩を防止できる流体軸受装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の流体軸受装置
は、撥油膜に着色を施したことを特徴とする。この本発
明によると、撥油膜の被着域や境界面での目視での認識
が可能となり、撥油剤の潤滑剤保持部分への流れ込みに
よる圧力変動や、撥油膜の未形成による潤滑剤の漏れを
低減できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の流体軸受
装置は、軸部とこの軸部によって回転自在に支持された
回転体との間に潤滑剤を充填し、前記潤滑剤の液界面付
近の軸部もしくは回転体に前記潤滑剤の漏洩を防止する
撥油膜を形成した流体軸受装置であって、前記撥油膜
を、前記撥油膜が形成された軸部もしくは回転体と異な
る色または同色で濃淡の異なる色に着色して識別可能と
なるよう構成したことを特徴とする。

【００１５】この構成によると、撥油膜の被着域を加工
やマスキングにより規定することなく、着色を施された
撥油膜の形成部位と非形成部位の色差、濃淡差によって
被着域や境界面が明確になり、撥油膜の目視での認識が
容易に実現でき、撥油剤の潤滑剤保持部分への流れ込み
や潤滑剤の漏れを低減できる。

【００１６】本発明の請求項２記載の流体軸受装置は、
軸部とこの軸部によって回転自在に支持された回転体と
の間に潤滑剤を充填し、前記潤滑剤の液界面付近の軸部
もしくは回転体に前記潤滑剤の漏洩を防止する撥油膜を
形成した流体軸受装置であって、前記撥油膜の表面に段
差を形成したことを特徴とする。

【００１７】この構成によると、より高い潤滑剤の漏洩
防止が得られる。本発明の請求項３記載の流体軸受装置
は、請求項２において、前記撥油膜を二層以上の多層構
成として段差を形成したことを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項４記載の流体軸受装置は、
軸部とこの軸部によって回転自在に支持された回転体と
の間に潤滑剤を充填し、前記潤滑剤の液界面付近の軸部
もしくは回転体に前記潤滑剤の漏洩を防止する撥油膜を
形成した流体軸受装置であって、前記撥油膜を二層以上
の構成として段差を形成するとともに、各層を異なる色
または同色で濃淡の異なる色に着色したことを特徴とす
る。

【００１９】この構成によると、各層の色差や濃淡差に
よって撥油膜の被着域や境界面が目視で容易に識別でき
るため確実に多層の段差形状が認識でき、より確かな潤
滑剤の漏洩防止効果が得られる。

【００２０】本発明の請求項５記載の流体軸受装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前記撥油膜は
主成分である樹脂に色剤を含有したことを特徴とする。
この構成によると、色剤の塗布や吹き付けなどの追加作
業を必要とせず、簡易で確実な着色が実現できる。

【００２１】本発明の請求項６記載の流体軸受装置は、
請求項５において、前記色剤に顔料または染料の少なく
とも一方の成分を含有したことを特徴とする。この構成
によると、撥油膜の樹脂成分を溶解するコーティング溶
液への顔料の分散性や染料の溶解性に応じて添加する色
剤の種類を選択でき、効率良く均一な着色が得られる。

【００２２】以下、本発明の各実施の形態を具体例に基
づき図１〜図３を用いて説明する。なお、上記従来例を
示す図４と同様の構成をなすものには同一の符号を付け
て説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１は、本発明の（実施
の形態１）を示す。この実施の形態では、撥油膜１３ａ
に着色を施すとともに固定軸２の基端部の形状を特殊に
した点で上記従来例とは異なる。

【００２４】具体的には、上記従来例を示す図４と同様
に構成された流体軸受装置において、固定軸２の基端部
にはテーパ部２ａ，２ｂが形成されている。また、潤滑
剤１０の液界面付近のスリーブ５の端面とテーパ部２ｂ
には、従来の無色透明の撥油膜１４とは異なり、着色さ
れた撥油膜１３ａが形成されている。

【００２５】この撥油膜１３ａは、例えば銀色や銅色な
どの金属色の固定軸２やスリーブ５と識別できるようカ
ーボンブラックを含有した黒色のフッ素樹脂系撥油剤に
て形成されている。

【００２６】撥油膜１３ａを形成するフッ素系樹脂とし
ては、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロ
エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフル
オロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン
−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦ
Ａ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体（ＦＥＰ）などが挙げられ、その一部は水酸基、カル
ボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基
などの官能基で置換されていてもよい。中でも、より低
い表面エネルギーを持つ結晶性または非晶質のパーフル
オロ樹脂系が特に好適に使用できる。

【００２７】上記のフッ素系樹脂を溶解するコーティン
グ溶液に顔料としてカーボンブラックを均一に分散し、
スリーブ５の下端面および固定軸２のテーパ部２ｂに塗
布することで撥油膜１３ａが形成される。

【００２８】撥油膜１３ａの形成方法は、スピンコー
ト、ディツプコート、スプレーコート、転写コート、ポ
ッティングコート、刷毛塗りなど、部材の大きさや形状
に応じて任意に選択できる。

【００２９】上記のように構成された流体軸受装置で
は、撥油膜１３ａは固定軸２およびスリーブ５と識別で
きるよう黒色に着色されているため、撥油膜１３ａの被
着域を加工やマスキングにより規定することなく、撥油
膜１３ａの形成部位と非形成部位の色差により、撥油膜
１３ａの被着域や境界面が目視にて明確に識別できる。

【００３０】その結果、ＣＣＤ撮像素子による画像処理
による自動化も可能となる。また、撥油膜１３ａの位置
や範囲が精度良く制御できるため、撥油剤の潤滑剤１０
の注入範囲までの流れ込みを防止して潤滑剤１０の保持
力やポンピング力を安定に保持でき、信頼性の高い流体
軸受装置が得られる。

【００３１】また、撥油剤の確実な被着が認識できるた
め撥油膜１３ａの未形成が防止でき、潤滑剤１０の軸受
外部への漏洩を低減できる。さらに、撥油膜１３ａの形
成範囲以外の部位への撥油剤の飛散や付着も認識でき、
異物の発生を低減できる。

【００３２】なお、上記説明では、撥油膜１３ａを黒色
のフッ素樹脂系撥油剤にて形成した例を挙げて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、撥油膜１
３ａは潤滑剤１０をはじくものであれば良く、撥油膜１
３ａの臨界表面張力が潤滑剤１０の表面張力より小さけ
ればフッ素樹脂系撥油剤だけでなくシリコーン樹脂系撥
油剤やその他の樹脂も使用できる。

【００３３】また、撥油膜１３ａの色はスリーブ５や固
定軸２と識別可能であれば良く、黒色の他にも白色、赤
色、青色、紫色など他の色でも代用できる。また、スリ
ーブ５や固定軸２と同様の色であっても、濃淡差により
識別できるものであればよい。

【００３４】また、着色に用いる色剤としては、有機顔
料、無機顔料、染料が挙げられる。有機顔料としては、
フタロシアニン系、キナクリドン系、アジレーキ系、ア
ントラキノン系化合物などが用いられ、無機顔料として
は、上述のカーボンブラックの他に、酸化チタン、酸化
亜鉛、酸化鉛、酸化クロム、酸化鉄、リン酸コバルトな
どが使用できる。

【００３５】また、染料としては、アントラキノン系、
アゾ系化合物などを用いることができ、これらは部分的
にフッ素化されていてもよい。上記のように色剤を樹脂
成分を溶解するコーティング溶液に均一に分散または溶
解して使用することで、色剤の塗布や吹き付けなどの追
加作業が必要とせず、簡易で確実な着色が実現できる。

【００３６】上記の色剤は、上記樹脂成分を溶解するコ
ーティング溶液に均一に分散または溶解し、かつ撥油膜
１３ａの撥油性または撥油膜１３ａとコーティング部材
との密着性が色剤の変質やガス化によって低下を生じな
い範囲であれば、コーティング溶液や撥油膜１３ａ等の
種類に応じて一つ以上、任意に選択できる。

【００３７】また、色剤を均一に分散、溶解させるた
め、必要に応じて分散剤などを添加してもよいが、でき
る限り最小にすることが望ましい。なお、上記説明で
は、撥油膜１３ａを一層のみの構成としたが、この撥油
膜１３ａの表面にさらに撥油膜を重ねて多層構造の撥油
膜としその表面に段差が形成されるようにすると、この
段差によって、潤滑剤１０が一層目の撥油膜を超える場
合や一層目の撥油膜の撥油性が低下する場合でも、二層
目、三層目の撥油膜によって潤滑剤１０の漏洩が防止さ
れ、より高い漏洩防止効果が得られる。

【００３８】（実施の形態２）図２と図３は、本発明の
（実施の形態２）を示す。図２は流体軸受装置の構成を
示し、図３（ａ）は流体軸受装置の上部の断面図を、図
３（ｂ）は平面図を示す。

【００３９】この（実施の形態２）では、スリーブ５の
両端を大気に開放した流体軸受装置とするとともに、撥
油膜１３を多層構造として各層を異なる色にした点で異
なるが、それ以外の構成は上記（実施の形態１）と同様
である。

【００４０】詳細には、図２に示すように、スラストプ
レート３は固定軸２の基端部側に圧入され、スリーブ５
の軸受孔の両側は大気に開放されている。固定軸２の基
端部はベース１に圧入され、他端は図示しないカバーに
固定支持されており、固定軸２の上側にはテーパ部２
ｃ，２ｄが形成され、基端部側にはテーパ部２ａ，２ｂ
が形成されている。１２は、スリーブ５に圧入されたラ
ビリンスカラー１２である。

【００４１】上記のように構成された流体軸受装置にお
いて、固定軸２の基端部側は上記（実施の形態１）と同
様に、スリーブ５の下端面とテーパ部２ｂに撥油膜１３
ａが形成されている。この撥油膜１３ａは、カーボンブ
ラックを含有した黒色のフッ素樹脂系撥油剤からなる。

【００４２】固定軸２の上側は、図３（ａ），（ｂ）に
示すように、スリーブ５の上端面と固定軸２のテーパ部
２ｄに撥油膜１３ａが形成されている。また、スリーブ
５の上端面に形成された撥油膜１３ａの表面には、さら
に別の種類の撥油膜１３ｂが形成され多層構造となって
いる。

【００４３】詳細には、一層目の撥油膜１３ａは上記実
施の形態と同様にカーボンブラックを含有した黒色のフ
ッ素樹脂系撥油剤からなり、その上に形成された二層目
の撥油膜１３ｂは酸化チタンを含有した白色のシリコー
ン樹脂系撥油剤にて形成されている。

【００４４】シリコーン樹脂としては、シリコーンレジ
ンが挙げられ、ポリエーテル、アミン、エポキシ、アル
キドなどで変性されていてもよい。このように撥油膜１
３ａと撥油膜１３ｂとはそれぞれ別の色に着色されてい
るため、撥油膜１３ａと撥油膜１３ｂとはそれぞれ目視
にて識別可能となり、撥油膜１３ａの表面に撥油膜１３
ｂを形成する際に、撥油膜１３ａの内周側の表面に段差
Ａを容易に形成できる。

【００４５】また、一層目の撥油膜１３ａは密着力が大
きい性質を有し、二層目の撥油膜１３ｂは撥油力が大き
い性質を有し、それぞれが別々の役割を有するため、上
記実施の形態よりもさらに高性能な撥油膜が得られる。

【００４６】従って、流体軸受装置のモータ駆動部によ
りスリーブ５，ハブ６およびラビリンスカラー１２を回
転駆動させると、固定軸２に形成された動圧発生溝４
ａ，４ｂのポンピング作用により潤滑剤１０に動圧が発
生し、固定軸２とスリーブ５とが非接触で回転支持され
る。このときスリーブ５の挿入孔が開口となっている上
端面には、上述のように段差Ａの形成された多層構造の
撥油膜が形成されているため、上記（実施の形態１）よ
りもさらに動圧性能が安定し、潤滑剤１０の高い漏洩防
止の効果が得られる。

【００４７】なお、上記説明では、スリーブ５の上端面
に形成された撥油膜を二層構造としたが、漏洩を防止す
る効果をより確実にするために三層以上の構成としても
良い。

【００４８】また、撥油膜を多層形成する位置は、撥油
性を必要とする部位であればスリーブ５の下端面に限定
されるものではなく、スリーブ５の内周面や固定軸２の
外周面としてもよい。

【００４９】また、多層形成する各層の色は特に限定さ
れるものではなく、色差や濃淡差により識別できるもの
であればよい。例えば、上記説明では、撥油膜１３ａを
黒色に撥油膜１３ｂを白色にして、スリーブ５の上端面
と識別可能にしたが、撥油膜１３ａはスリーブ５の上端
面と識別可能な色にして撥油膜１３ｂはスリーブ５の上
端面と同じ色にするなどの構成にしてもよい。

【００５０】さらに、多層構造の撥油膜の各層ごとに異
なった成分をさせる際には、例えば、多数の官能基など
を持ち撥油膜または固定軸２またはスリーブ５との密着
力の大きい撥油膜を一層目に形成して、二層目以降に高
い硬度を持つ撥油膜を形成して保護膜の役割を与えるな
ど、一種類の撥油膜成分では得られなかった性能を補完
しあうことで、より高性能な撥油膜が得られる。

【００５１】具体的には、一層目の撥油層１３ａを非晶
質のパーフルオロ樹脂系にて形成し、二層目の撥油膜１
３ｂを結晶性のパーフルオロ樹脂系にて形成したものが
挙げられる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、潤滑剤の
漏洩を防止する撥油膜に前記撥油膜の形成個所と異なる
色または同色で濃淡の異なる色に着色して識別可能にす
ることで、撥油膜の確実な形成および識別が行え、撥油
剤の潤滑剤保持部分への流れ込みを低減して安定な動圧
が得られ、軸受からの潤滑剤の漏洩が良好に防止できる
信頼性の高い流体軸受装置を実現できる。

【００５３】また、撥油膜の形成部位と非形成部位の色
差や濃淡差によって、撥油剤の被着域、境界面が明確に
なり、目視にて容易に認識できるため、撮像して画像認
識等の装置を用いれば、精度良く塗布および認識の自動
化が実現できる。

【００５４】また、前記撥油膜の表面に段差を形成する
ことで、より一層、潤滑剤の漏れを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の（実施の形態１）における流体軸受装
置の断面図

【図２】本発明の（実施の形態２）における流体軸受装
置の断面図

【図３】同実施の形態における要部拡大図

【図４】従来の流体軸受装置の断面図

【符号の説明】

１ベース２固定軸２ａ〜２ｄテーパ部４動圧発生溝１０潤滑剤１３ａフッ素樹脂系撥油膜１３ｂシリコーン樹脂系撥油膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸部とこの軸部によって回転自在に支持さ
れた回転体との間に潤滑剤を充填し、前記潤滑剤の液界
面付近の軸部もしくは回転体に前記潤滑剤の漏洩を防止
する撥油膜を形成した流体軸受装置であって、前記撥油膜を、前記撥油膜が形成された軸部もしくは回
転体と異なる色または同色で濃淡の異なる色に着色して
識別可能となるよう構成した流体軸受装置。
【請求項２】軸部とこの軸部によって回転自在に支持さ
れた回転体との間に潤滑剤を充填し、前記潤滑剤の液界
面付近の軸部もしくは回転体に前記潤滑剤の漏洩を防止
する撥油膜を形成した流体軸受装置であって、前記撥油膜の表面に段差を形成した流体軸受装置。
【請求項３】前記撥油膜を二層以上の多層構成として段
差を形成した請求項２記載の流体軸受装置。
【請求項４】軸部とこの軸部によって回転自在に支持さ
れた回転体との間に潤滑剤を充填し、前記潤滑剤の液界
面付近の軸部もしくは回転体に前記潤滑剤の漏洩を防止
する撥油膜を形成した流体軸受装置であって、前記撥油膜を二層以上の構成として段差を形成するとと
もに、各層を異なる色または同色で濃淡の異なる色に着
色した流体軸受装置。
【請求項５】前記撥油膜は主成分である樹脂に色剤を含
有した請求項１〜請求項４のいずれかに記載の流体軸受
装置。
【請求項６】前記色剤に顔料または染料の少なくとも一
方の成分を含有した請求項５記載の流体軸受装置。