JP2002005172A

JP2002005172A - 流体動圧軸受、それを用いたモータ及びディスク装置

Info

Publication number: JP2002005172A
Application number: JP2000182759A
Authority: JP
Inventors: Keiji Matsumoto; 啓司松本; Takeshi Hattori; 剛服部; Rieishi Horibe; 理英子堀辺
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】流体動圧軸受において、軸部材とスリーブ部
材が何らかの原因で接触しても、部材が高温にならずに
焼き付きを防止でき、長期間安定した回転を保持できる
ようにする。【解決手段】スリーブ部材および軸部材の少なくとも
一方の部材上に、融点が４００℃以下の金属からなる金
属層を設ける。このような金属としてはＳｎ、Ｉｎ、Ｐ
ｂの少なくとも１種を主成分とするものが推奨される。
また金属層の層厚は０．１〜５μｍの範囲が好ましく、
さらには金属層はメッキにより形成されたものであるの
がよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体動圧軸受、そ
れを用いたモータ及びディスク装置に関し、より詳細に
はハードディスクやＶＴＲ等において記録媒体を回転駆
動させるために用いる流体動圧軸受、それを用いたモー
タ及びディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスクやＶＴＲなどに用
いる流体動圧軸受として、上端近傍にスラスト板が同心
状に固設された軸部材と、スラスト板と軸部材とに微小
間隙を有して周設された二重円筒状のスリーブ部材と、
スラスト板とスリーブ部材との微小間隙及び軸部材とス
リーブ部材との微小間隙に充填された潤滑油等の潤滑流
体とを備えたものがある。

【０００３】このような流体動圧軸受では、スラスト板
の上面に動圧溝が形成されて上部スラスト動圧軸受が構
成されると共に、スラスト板の下面に動圧溝が形成され
て下部スラスト動圧軸受が構成される一方、スリーブ部
材の軸部材に対向する面に動圧溝が形成されてラジアル
動圧軸受が構成され、スリーブ部材が軸部材の周りを回
転可能となっている。

【０００４】なお、各動圧軸受を形成する動圧溝は、動
圧が動圧溝の中央に生成されるバランスがとれた構造と
なっている。また、スラスト動圧軸受の潤滑流体とラジ
アル動圧軸受の潤滑流体とは互いに分離した状態で充填
した構造のものや互い連続した状態で充填した構造のも
のがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記構造の
流体動圧軸受において、軸部材およびスリーブ部材に使
用する材料としては、汎用性及び低コスト、優れた加工
性を有することからステンレス鋼が最も望ましい。しか
しながら、軸部材およびスリーブ部材の双方にステンレ
ス鋼を使用した場合、軸部材とスリーブ部材が何らかの
原因で接触すると、接触部での温度が急激に高くなって
両部材の金属が溶融しやすくなり焼き付きが生じる。そ
こで、このような焼き付きを防止するため、従来は軸部
材とスリーブ部材とを異なる材料にしていた。例えば一
方にステンレス鋼を用い、もう一方に硬質なニッケルメ
ッキ層を銅の表面に設けたものを用いる組み合わせ、あ
るいは一方にステンレス鋼を用い、もう一方に窒化処理
して表面硬度を高くしたステンレス鋼を用いる組み合わ
せなどが一般的に用いられていた。

【０００６】しかしながら、部材の表面硬度を高くして
焼き付きを防止する従来の方法では、焼き付き防止には
一定の効果が得られるものの、接触した部分の部材温度
がかなりの高温になるため、焼き付きを完全に抑えるこ
とは困難であった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたものであり、軸部材およびスリーブ部材の双方に
ステンレス鋼を用いても焼き付きを防止できる流体動圧
軸受を提供することをその目的とするものである。

【０００８】また本発明の目的は、このような流体動圧
軸受を用いたモータ及びディスク装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、軸部材
と、該軸部材に対し微小間隙を有して周設されたスリー
ブ部材と、前記微小間隙の少なくとも一部に充填された
潤滑流体とを備え、前記スリーブ部材が前記軸部材の回
りに相対的に回転自在にされた流体動圧軸受であって、
前記スリーブ部材および前記軸部材の少なくとも一方の
部材上に、融点が４００℃以下の金属からなる金属層を
設けたことを特徴とする流体動圧軸受が提供される。

【００１０】ここで融点が４００℃以下の金属としては
特にＳｎ、Ｉｎ、Ｐｂの少なくとも１種を主成分とする
ものがよい。

【００１１】また均一な層形成などを考慮すれば、金属
層の層厚は０．１〜５μｍの範囲であるのが好ましく、
より好ましくは０．３〜３μｍの範囲である。また金属
層の形成はメッキにより行うことが推奨される。

【００１２】こうした金属層を設けることで、加工性お
よび汎用性に優れたステンレス鋼を軸部材およびスリー
ブ部材の双方に使用でき、軸部材を熱処理するとさらに
長期に安定した摺動性が得られる。

【００１３】また本発明によれば、前記流体動圧軸受を
備えたモータが提供される。

【００１４】さらに本発明によれば、情報を記録できる
円盤状記録媒体が装着されるディスク装置において、ハ
ウジングと、該ハウジングの内部に固定されたスピンド
ルモータと、前記記録媒体の所要位置に情報の書き込み
及び／又は読み出しのための情報アクセス手段とを備え
たディスク装置であって、前記スピンドルモータとして
前記のモータを用いることを特徴とするディスク装置が
提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者等は、流体動圧軸受にお
いて、部材が高温になることなく、軸部材とスリーブ部
材との接触による焼き付きを有効に防止できないか鋭意
検討を重ねた結果、金属が溶融すると潤滑作用を奏する
ことに着目し本発明をなすに至った。

【００１６】すなわち、従来は部材の表面硬度を高くす
ることにより焼き付きの防止を行っていたのに対し、請
求項１の流体動圧軸受では、金属接触により熱が発生し
ても、部材表面に形成した融点の低い金属層が溶融し、
金属接触による熱を金属の融解熱として吸収する一方、
溶融した金属により潤滑作用を奏させて、温度上昇を防
ぎながら焼き付きを有効に防止するものである。

【００１７】部材上に設ける金属としては、ステンレス
部材の融点よりも低いものであれば特に限定はなく、融
点が４００℃以下のもので良好な耐焼き付き性が得られ
る。ただし、流体動圧軸受モータが正常に作動している
状態では当該金属は溶融しないことが必要であるので、
当該金属の融点は１５０℃以上であることが望ましい。

【００１８】部材の高温化を有効に防止するためには当
該金属の融点は４００℃以下であることが必要であり、
このような金属の中で実使用できるものとしては、例え
ばＳｎ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｌなどの純粋金属および
これらを主成分とする金属が挙げられ、この中でもＳ
ｎ、Ｉｎ、Ｐｂの１種を主成分とするものが特に好まし
く用いられる。

【００１９】金属層の層厚としては０．１〜５μｍの範
囲が好ましい。金属層の層厚が０．１μｍより薄いと、
十分な焼き付き防止効果が得られないおそれがある。他
方、層厚が５μｍより厚いと、金属層にムラが生じるお
それがある。また金属層の形成に長時間を要し生産性が
低下することがある。より好ましい層厚としては、０．
３μｍ〜２の範囲である。

【００２０】図１に、本発明の流体動圧軸受の概説図を
示す。スリーブ部材であるスリーブ６ｂは、軸部材の一
部であるシャフト４に微小間隙（クリアランス）Ｌを隔
てて周設されている。そして、スリーブ６ｂの表面には
層厚ｄの金属層３が形成されている。前記のようにこの
金属層３の層厚ｄとして０．１〜５μｍの範囲が好まし
い。このクリアランスＬには潤滑流体５が保持されてい
る。またスリーブ６ｂには、ヘリングボーン状やスパイ
ラル状の動圧溝（不図示）が形成されている。このよう
な構成の流体動圧軸受において、スリーブ６ｂが回転す
ると、スリーブ６ｂとシャフト４とのクリアランスに保
持されている潤滑流体５が動圧溝（不図示）の溝パター
ンに沿って押圧されて潤滑流体中に局部的な高圧部分が
生じて、スリーブ６ｂのラジアル方向及びスラスト方向
の荷重を支持するようになる。

【００２１】軸部材やスリーブ部材上に金属層を形成す
る方法としては、電気メッキや無電解メッキ、溶融メッ
キなどのメッキ；真空蒸着やスパッタリングなどの物理
的蒸着（ＰＶＤ）；熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶ
Ｄなどの化学蒸着（ＣＶＤ）など従来公知の方法を用い
ることができる。どの方法により金属層を形成するか
は、部材の材料や用いる金属の種類、金属層厚などを考
慮して適宜決定すればよいが、生産性およびコストの点
からメッキにより金属層を形成することが望ましい。

【００２２】電気メッキの概説図を図４に示す。メッキ
層を構成する金属イオンを含む水溶液３３中に基材を浸
漬し、これをカソード３１とする。他方、適当な可溶性
または不溶性のアノード３２を設ける。カソード３１と
アノード３２との間に直流電流を通じ、基材表面に目的
の金属層を電解析出させる。金属層の層厚や形態など
は、電解時間や電流密度、電解温度、電流波形、電流密
度分布、撹拌条件などの電解条件；金属イオン濃度・割
合や添加剤の種類・濃度、水溶液中の不純物量などの水
溶液の組成などにより制御することができる。なお電気
メッキを行う前に、基材の表面粗さを整える研磨、表面
の清浄化する酸洗い、脱脂を行うことが推奨され、さら
には電気メッキを行った後に、水洗、乾燥の他水素脆性
を除去する熱処理を行うことが推奨される。

【００２３】本発明で使用するステンレス鋼としては、
真空焼き入れ、窒化処理などの熱処理で表面硬度が向上
するものであれば、特に限定はなく全て使用できるが、
通常はSUS410、SUS420J2などのマルテンサイト系ステン
レス鋼が使用できる。また窒化処理では、マルテンサイ
ト系ステンレス鋼に限定されず、SUS304などのオーステ
ナイト系やSUS430などのフェライト系など広範囲のもの
を使用できる。もちろん本発明で使用できるステンレス
鋼はこれらに限定されるものではない。

【００２４】さらに流体動圧軸受部材は、極めて高い精
度と微細な加工が要求されることから、これらのステン
レス鋼は快削性ステンレス鋼が好適に使用でき、例えば
SUS303、SUS304Se、SUS304Pbなどのオーステナイト系ス
テンレス鋼やSUS416、SUS420F、SUS420Pbなどのマルテ
ンサイト系ステンレス鋼、SUS430Fなどのフェライト系
ステンレス鋼などを一例として挙げることができる。

【００２５】次に、本発明で使用する熱処理としては、
一般的な真空焼き入れ、浸炭焼き入れの他、浸炭窒化、
浸硫窒化および通常の窒化処理を挙げることができ、処
理後の表面硬度Ｈｖが５００以上、好ましくは８００以
上となるものであればどのような熱処理でもよい。

【００２６】前記の熱処理の中でも窒化処理は、ステン
レス鋼の選択肢が広く、Ｈｖ1,000以上の非常に高い表
面硬度が得られ、また優れた耐焼き付き性が得られるこ
とから特に望ましい。ここで窒化処理としては、塩浴窒
化に代表される液体窒化、ガス窒化、イオン窒化など従
来公知の処理方法を用いることができる。ただし、窒化
処理は、通常の真空焼き入れ、浸炭焼き入れに比べ、Ｈ
ｖ1,000以上という高い表面硬度が得られる反面、窒化
の撹拌速度が一般に遅いため内部まで拡散せず、深さ方
向に対して硬度変化が大きくなり内部が硬化しない。加
えて、窒化処理すると、通常は材料が膨張して寸法が大
きくなり、また化合物層が形成されるために表面が荒れ
て凹凸が生じるので、最表面層を研磨・除去して使用し
なければならない。製造工程の仕上げ段階において最大
２０μｍ程度研磨することもある。そこで、窒化処理後
のステンレス鋼の硬度は、表面から３０μｍの深さのと
ころでＨｖ500以上であることが好ましく、より好まし
くはＨｖ800以上である。

【００２７】ステンレス鋼を熱処理すると最表面層のＣ
ｒが著しく炭化物、窒化物となるため耐食性が低下する
が、研磨することで耐食性をかなり向上させることがで
きる。特に、窒化処理により最表面部に形成されるＦｅ
の窒化物からなる化合物層は、耐食性が低いので、研磨
によりＦｅ窒化物層を除去できない部分には撥水剤層を
形成するのが望ましい。この撥水剤層は、公知の撥水剤
をステンレス部材の上に塗布・乾燥させて形成すればよ
い。

【００２８】このような撥水剤としては、例えば長鎖ア
ルキル酸塩、長鎖アルキルスルホン酸塩などの長鎖アル
キル類、フッ素系撥水剤などが挙げられる。特にフッ素
系撥水剤は、優れた撥水特性および被膜強度を有するこ
とから好適に使用できる。

【００２９】本発明で使用する潤滑流体としては、特に
限定はなく従来公知のものが使用でき、例えばポリオー
ルエステル系油やジエステル系油、ポリ−α−オレフィ
ン系油、鉱油、フッ素油などが挙げられる。

【００３０】ポリオールエステル系油は、多価アルコー
ルと炭素数５〜２０の飽和または不飽和の脂肪酸とをエ
ステル化した構造を有するものであり、本発明ではこれ
らの１種または２種以上を混合して用いることができ
る。多価アルコールとしては、ヘキサメチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコー
ル、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが
挙げられる。炭素数５〜２０の脂肪酸としては、ペンタ
ン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エイ
コサン酸などが挙げられる。ポリオールエステル油とし
ては具体的には、ヘキサメチレングリコールとカプリル
酸やノナン酸とのエステル油や、デカメチレングリコー
ルのカプリル酸エステル、カプロン酸やカプリン酸のト
リメチロールプロパンエステルなどが挙げられる。

【００３１】ジエステル系油は、１価の脂肪族アルコー
ルと脂肪族および芳香族ジカルボン酸とをエステル化し
た構造を有するものであり、本発明ではこれらの１種ま
たは２種以上を混合して用いることができる。１価の脂
肪族アルコールとしては、ブタノール、ペンタノール、
ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、イソオク
タノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、デカ
ノール、イソデカノール、ドデカノール、テトラデカノ
ール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどの炭素
数４〜１８程度の脂肪族アルコールが挙げられる。一
方、脂肪族および芳香族ジカルボン酸としては、アジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸などが挙げられる。このような１価
の脂肪族アルコールと脂肪族および芳香族ジカルボン酸
とを用いてエステル化反応させジエステル系油とする。
具体的には、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソ
ノニル、アゼライン酸ジオクチル、セバシン酸ジオクチ
ルなどが好適に用いられる。なお、エステル化基は同一
または異なっていてもよい。ジエステル系油の全酸価は
０．１ｍｇＫＯＨ以下が好ましく、より好ましくは０．
０５ｍｇＫＯＨ以下である。

【００３２】ポリ−α−オレフィン系油は、α−オレフ
ィン又は異性化されたα−オレフィンのオリゴマーやポ
リマーの混合物である。α−オレフィンとしては、オク
テン、ノネン、デセン、ドデセン、トリデセン、テトラ
デセン、ペンタデセン、ヘキサデセン、ヘプタデセン、
オクタデセン、ノナデセン、エイコセン、ドコセン、テ
トラコセンなどが挙げられる。

【００３３】また鉱油としては、例えばパラフィン系鉱
油、ナフテン系鉱油などが挙げられる。

【００３４】本発明で使用する潤滑流体として、前記の
油のうちポリオールエステル系油とジエステル系油とを
混合したものが、耐摩耗性、熱安定性、流動性の点から
特に好ましい。これらの混合比は重量比で（ポリオール
エステル系油）／（ジエステル系油）が２／８〜８／２
の範囲であることが望ましい。混合比が２／８より小さ
いと熱安定性が不十分となる不具合が生じるおそれがあ
り、他方８／２より大きいと流動性が高くなる不具合が
生じるおそれがあるからである。より望ましい混合比は
重量比で４／６〜６／４の範囲である。

【００３５】２種類以上の油の混合は、従来公知の混合
方法により行うことができる。このとき、必要により本
発明の効果を害さない範囲で、耐摩耗剤や粘度指数向上
剤、流動点降下剤、酸化防止剤、金属不活性剤、界面活
性剤、防錆剤、腐食防止剤など各種添加剤を配合しても
よい。

【００３６】次に請求項６のモータについて説明する。
請求項６のモータは、前記説明した流体動圧軸受を備え
た点が大きな特徴である。このような構成のモータで
は、高速で安定した回転を長期間持続することができ
る。

【００３７】以下、図に基づいて請求項６のモータにつ
いて詳述する。図２は、本発明のモータの一実施形態で
あって、記録ディスク駆動用の流体動圧軸受モータの概
略断面図である。モータ１は、ブラケット２と、このブ
ラケット２の中央開口部に一方の端部が外嵌固定される
シャフト４、このシャフト４に対して相対的に回転自在
に保持されたロータ６とを備える。ブラケット２にはス
テータ１２が固定され、ロータ６にはステータ１２に対
向した位置にロータマグネット１０が設けられ、ステー
タ１２とロータマグネット１０との間で回転駆動力が発
生する。

【００３８】シャフト４の上部及び下部には半径方向外
方に突出する円盤状の上部スラストプレート４ａと下部
スラストプレート４ｂがあり、これらのスラストプレー
ト間のシャフト外側面には、気体介在部２２が形成され
ている。

【００３９】一方ロータ６は、その外周部に記録ディス
クＤが載置されるロータハブ６ａと、ロータ６の内周側
に位置し、潤滑油８が保持される微小間隙を介してシャ
フト４に支持されるスリーブ６ｂとを備えている。さら
にスリーブ６ｂには、上部および下部スラストプレート
の外側に蓋をする形で、上部カウンタプレート７ａおよ
び下部カウンタプレート７ｂが設けられている。

【００４０】ここで、シャフト４及び上・下部スラスト
プレート４ａ，４ｂが本発明における軸部材、スリーブ
６ｂが本発明のスリーブ部材に相当する。そして軸部材
およびスリーブ部材はステンレス鋼を基材とし、スリー
ブ部材にはＳｎからなるメッキ層が形成されている。そ
して後述するように、スリーブ６ｂの内周部貫通孔６ｃ
の上部・下部内面にはヘリングボーン状の動圧溝２４、
上部スラストプレート４ａの下面および下部スラストプ
レート４ｂの上面にはスパイラル状の動圧溝１４が、電
解加工によりがそれぞれ形成されている。

【００４１】シャフト４の中央部に設けられた気体介在
部２２の上部に隣接するシャフト４の外周部から、上部
スラストプレートの下面、外周面および上面外周部に至
る部分には、対向するスリーブ６ｂの内周部貫通孔６ｃ
の上部から上部カウンタプレート７ａの下面に至る部分
との間に、微小間隙が形成され、潤滑油８が保持されて
いる。そして上部スラストプレート４ａの下面および下
部スラストプレート４ｂの上面には、ロータ６の回転に
ともない潤滑油８中に動圧を発生するスパイラル状の動
圧溝１４が形成されている。動圧溝１４は、モータ回転
時にロータ部を軸線方向に保持する支持力を発生すると
同時に、潤滑油８を矢印Ａの方向に押し戻す作用を奏す
る。さらにスリーブ６ｂの内周部貫通孔６ｃの上部・下
部内面の潤滑油保持部には、ヘリングボーン状の動圧溝
２４が形成されている。動圧溝２４は、モータ回転時に
ロータ部を半径方向に保持する支持力を発生すると同時
に、潤滑油８を矢印Ｂの方向に押し上げる作用を奏す
る。

【００４２】これら動圧溝により生じる微小間隙内の潤
滑油８の動圧圧力分布は、上部スラストプレートの下面
内周部Ｐで最も高くなる。この結果、潤滑油８内に溶け
込んでいた空気が気泡化すると、その気泡は前記内周部
Ｐの外側に拡散排除され、下方の気体介在部２２空隙部
または上方の上部カウンタプレート７ａ下面空隙部に至
る。そしてこれらの空隙部は、直接または外気連通孔２
０により大気に解放されているので、ここから気泡は外
気に解放され、気泡の膨張に起因する潤滑油漏れは防止
される。

【００４３】更に前記潤滑油保持部の端部であるカウン
タプレート７ａの下面と上部スラストプレート４ａ上面
との間には、シャフト方向に向かう程その間隙が徐々に
広がるテーパシール部が形成され、テーパシール部の端
部には撥油剤が塗布されている。同様に、前記潤滑油保
持部の他端部であるシャフト４中央部の気体介在部２２
の上部にも、シャフト４の外周面とスリーブ６ｂの内周
面との間で、潤滑油保持部から軸方向下方に離れる程そ
の間隙が徐々に広がるテーパシール部が形成され、テー
パシール部の端部には撥油剤が塗布されている。これら
の両端に形成されたテーパシール部により、潤滑油内部
に生じる動圧力、大気圧、テーパシール部の表面張力が
バランスした位置に潤滑油は保持される。テーパシール
部に塗布された撥油剤は、潤滑油がシャフトやスリーブ
の金属表面を伝って拡散する、いわゆるオイルマイグレ
ーションを防止する作用も有する。これらの潤滑油保持
構造により、潤滑油漏れがなくかつ負荷支持力の高い流
体軸受構造を実現している。

【００４４】同様の微小間隙、動圧溝、潤滑油保持部の
構造が、シャフト４の中央部に設けられた気体介在部２
２の下部から下部スラストプレート４ｂおよび下部カウ
ンタプレート７ｂに、上下逆配置で形成されており、こ
の下部動圧軸受部によりロータ部は一層安定に支持され
る。

【００４５】次に請求項７のディスク装置について説明
する。このディスク装置は、スピンドルモータの回転部
に装着された記録媒体に対して、情報の書き込み及び／
又は読み出しを情報アクセス手段により行う装置であっ
て、当該スピンドルモータとして請求項６のモータを用
いることを特徴とすものである。

【００４６】図３に、本発明のディスク装置の一実施態
様である概略説明図を示す。ハウジング７１の内部に
は、各種情報をデジタル形式で高密度に記憶するディス
ク板（記録媒体）７３を回転自在に支持したスピンドル
モータ７２と、ディスク板７３に対して情報の読み書き
を行う情報アクセス手段７７が配置されている。この情
報アクセス手段７７は、ディスク板７３上の情報を読み
書きするヘッド７６と、ヘッド７６を支えるアーム７５
と、ヘッド７６およびアーム７５をディスク板７３上の
所要の位置に移動させるアクチュエータ部７４から少な
くとも構成されている。そしてスピンドルモータ７２と
して請求項６のモータが用いられている。

【００４７】なお、ディスク板に記憶できる情報密度は
近年飛躍的に向上し、ディスク板の設置環境として塵・
埃などの極度に少ないクリーンな環境が必須となってい
る。したがって、ハウジング７１の内部を外気から遮断
した高度にクリーンな空間とするためは、その内部構成
部品である情報アクセス手段７７及びスピンドルモータ
７２として、その内部で使用されている潤滑油のミスト
等が外部に漏れない機構のものを使用するのが望まし
い。

【００４８】

【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限
定されるものではない。

【００４９】（試験用サンプルの作製）ステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４Ｓｅ）をＶブロック（１対）の形状に加
工した。そしてその表面に、０．３μｍのＳｎ層、０．
３μｍのＩｎ層、０．３μｍのＰｂ層を電気メッキによ
りそれぞれ形成して試験用サンプル１〜３とした。ま
た、比較用として金属層を形成しないものを試験用サン
プル４とした。

【００５０】（焼き付き評価）図５に示す評価装置を用
いて前記作製したサンプル１〜４の焼き付きの評価を行
った。評価手順は次のとおりである。まず、円柱状に加
工したステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）をさらに窒化
処理して作製したシャフトを、回転部材に取り付ける。
そしてシャフトの軸に対して垂直方向から、作製したサ
ンプル（１対のＶブロック）を用いて６００Ｎでシャフ
トを挟持する。次に回転部材を回転させて、焼き付きが
発生するまでの時間を測定する。また同様にしてＶブロ
ックに加える荷重を、９００Ｎ、１，２００Ｎと変化さ
せて焼き付きが発生するまでの時間を測定する。測定結
果を表１に示す。また、荷重６００Ｎ及び荷重９００Ｎ
の場合のサンプル１とサンプルを用いたシャフトの回転
トルクの経時変化を図６及び図７に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１から明らかなように、金属層を表面に
形成したサンプル１〜３では、荷重６００Ｎでは焼き付
きは発生しなかった。これに対し表面に金属層を設けな
かったサンプル４では１５０秒で焼き付きが発生した。
また荷重を９００Ｎとした場合には、サンプル２では焼
き付きは発生せず、サンプル１では７０秒、サンプル３
では８０秒で焼き付きが発生したが、わずか３秒で焼き
付きが発生したサンプル４に比べれば、はるかに長時間
焼き付きが発生しなかったといえる。さらにサンプル２
について荷重を１，２００Ｎにすると６０秒で焼き付き
が発生した。このときのサンプル４は数秒で焼き付きが
発生している。

【００５３】図６及び図７は、シャフトの回転トルクの
経時変化を示した図である。図６は、シャフトを挟持す
るＶブロックの加重を６００Ｎとした場合の回転トルク
の変化を示す図であり、「●」がＳｎ層を表面に有する
サンプル１、「△」が金属層を有しないサンプル４を用
いたときの測定値である。サンプル１では、シャフト回
転開始後約２０秒までは回転トルクは上昇するものの、
それ以後は安定し若干小さくなる傾向を示しながら１８
０秒経過時点でも焼き付きは発生しなかった。一方、サ
ンプル４では、サンプル１に比べ回転トルクの上昇速度
は遅いものの、全体的に見れば常に回転トルクは上昇指
向にあり、回転開始後１５０秒で焼き付きが発生した。

【００５４】図７は、図６と同じサンプルを用いて、シ
ャフトを挟持するＶブロックの加重を９００Ｎとした場
合の測定結果を示す図である。サンプル４では、シャフ
トの回転開始と同時に回転トルクが急激に上昇し、わず
か３秒で焼き付きが発生したのに対し、サンプル１で
は、シャフトの回転開始と同時に回転トルクは上昇する
がサンプル４ほど急激ではなく、１７０秒まで焼き付き
は発生しなかった。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の流体動圧軸受では、スリーブ
部材および軸部材の少なくとも一方の部材上に、融点が
４００℃以下の金属からなる金属層を設けたので、軸部
材とスリーブ部材が何らかの原因で接触しても、部材が
高温になることなく焼き付きを防止でき、長期間安定し
た回転を得ることができる。

【００５６】請求項６のモータでは、請求項１〜５のい
ずれかに記載の流体動圧軸受を備えているので、モータ
として上述したと同様の効果が得られる。

【００５７】また請求項７のディスク装置では、ハウジ
ングと、ハウジングの内部に固定されたスピンドルモー
タと、スピンドルモータの回転部に装着された記録媒体
と、記録媒体の所要位置に情報の書き込み及び／又は読
み出しのための情報アクセス手段とを備えたディスク装
置であって、スピンドルモータとして前記モータを用い
るので、ディスク装置として上述したと同様の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体動圧軸受の構成を示す概説図で
ある。

【図２】本発明のモータの構成を示す概説図である。

【図３】本発明のディスク装置を示す概説図である。

【図４】基材表面にメッキをする概説図である。

【図５】焼き付き評価装置の斜視図である。

【図６】荷重６００Ｎのときの回転トルクの経時変化
を示す図である。

【図７】荷重９００Ｎのときの回転トルクの経時変化
を示す図である。

【符号の説明】

１モータ３金属層４シャフト５潤滑流体６ｂスリーブ（スリーブ部材）８潤滑油（潤滑流体）１４、２４動圧溝７０ディスク装置７１ハウジング７２スピンドルモータ７３ディスク板（記録媒体）７７情報アクセス手段Ｌ微小間隙（クリアランス）ｄ金属層の層厚

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 7/08 Ｈ０２Ｋ 7/08 Ａ (72)発明者堀辺理英子京都府京都市右京区西京極堤外町10 日本電産株式会社中央研究所内Ｆターム(参考） 3J011 AA20 BA02 BA09 CA02 CA05 JA02 KA04 QA03 SB02 SB05 SB12 SB15 SB20 5D109 BB01 BB18 BB21 BB22 BB31 5H605 BB05 BB09 BB10 BB19 CC04 EB02 EB06 EB17 FF03 GG10 GG21 5H607 AA00 AA12 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 CC01 CC05 DD16 FF12 GG12 GG15 KK04 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸部材と、該軸部材に対し微小間隙を有
して周設されたスリーブ部材と、前記微小間隙の少なく
とも一部に充填された潤滑流体とを備え、前記スリーブ
部材が前記軸部材の回りに相対的に回転可能にされた流
体動圧軸受であって、前記スリーブ部材および前記軸部材の少なくとも一方の
部材上に、融点が４００℃以下の金属からなる金属層を
設けたことを特徴とする流体動圧軸受。
【請求項２】前記金属がＳｎ、Ｉｎ、Ｐｂの少なくと
も１種を主成分とするものである請求項１記載の流体動
圧軸受。
【請求項３】前記金属層の層厚が０．１〜５μｍの範
囲である請求項１又は２記載の流体動圧軸受。
【請求項４】前記金属層がメッキにより形成されたも
のである請求項１〜３のいずれかに記載の流体動圧軸
受。
【請求項５】前記軸部材および前記スリーブ部材がい
ずれもステンレス鋼からなり、さらに前記軸部材は熱処
理されたものである請求項１〜４のいずれかに記載の流
体軸受部材。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の流体動
圧軸受を備えたモータ。
【請求項７】情報を記録できる円盤状記録媒体が装着
されるディスク装置において、ハウジングと、該ハウジ
ングの内部に固定されたスピンドルモータと、前記記録
媒体の所要位置に情報の書き込み及び／又は読み出しの
ための情報アクセス手段とを備えたディスク装置であっ
て、前記スピンドルモータとして請求項６記載のモータを用
いることを特徴とするディスク装置。