JP2002188638A - Dynamic pressure bearing and spindle motor using the same - Google Patents

Dynamic pressure bearing and spindle motor using the same

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JP2002188638A
JP2002188638A JP2000388623A JP2000388623A JP2002188638A JP 2002188638 A JP2002188638 A JP 2002188638A JP 2000388623 A JP2000388623 A JP 2000388623A JP 2000388623 A JP2000388623 A JP 2000388623A JP 2002188638 A JP2002188638 A JP 2002188638A
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JP
Japan
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dynamic pressure
pressure bearing
weight
shaft member
shaft
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JP2000388623A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hattori
剛 服部
Yasushi Iwasaki
泰史 岩崎
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dynamic pressure bearing and a spindle motor which are free from the seizure and abrasion deterioration for a long period. SOLUTION: A shaft member 3 and a sleeve member 4 placed opposite to the shaft member 3 with a slight clearance are provided. The sleeve member 4 and the shaft member 3 are mutually rotatable. In the dynamic bearing in which stainless steel is used as a base material for either of the sleeve member 4 or the shaft member 3, and in which Cu-based material is employed as a base material for the other member, Si of 1-2 wt.% is contained as the Cu-based material. Respective metal elements of Mn, Al, Fe and Ni are contained. In the light of the improvement of durability of the dynamic pressure bearing, Mn of 2.5-5.0 wt.% content is preferable. As to the other metal elements, Al of 4-7.5 wt.%, Fe of 3-3.5 wt.% and Ni of 2-3 wt.% contents are preferable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は動圧軸受およびそれ
を用いたスピンドルモータに関し、より詳細には耐焼き
付き性および耐久性に優れた動圧軸受およびそれを用い
たスピンドルモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure bearing and a spindle motor using the same, and more particularly to a dynamic pressure bearing excellent in seizure resistance and durability and a spindle motor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスクドライブ(HDD)や高
容量のフロピィディスクドライブ(FDD)などの磁気
ディスク装置は年々著しく高容量化、小型化が進み、そ
こで使用されるスピンドルモータには、高速化に耐えら
れる寿命と静寂性、それに優れた振れ精度が要求され
る。そこで、スピンドルモータの軸受け構造として玉を
使わずに、気体や液体を介して軸のまわりを回転させる
方式の動圧軸受が開発された。動圧軸受の構造は、大き
くはスラストプレートを有する軸(シャフト)部材とこ
の軸部材に対して微小間隙を有して対向配置されるスリ
ーブ部材とからなる。動圧軸受において、スピンドルモ
ータ回転中は軸部材とスリーブ部材との間に通常は流体
が介在しているが、軸部材とスリーブ部材との間に接触
が起こらないわけではない。特にスピンドルモータの起
動時と停止時には、軸部材とスリーブ部材との間で接触
が起こりやすい。したがって、ここで使用される軸受部
材の特性として、相対する軸受部材との耐焼き付き性と
耐摩耗性を確保することが重要である。加えて回転部を
支えるための機械的強度と硬度を確保することも重要で
ある。
2. Description of the Related Art Magnetic disk devices such as hard disk drives (HDDs) and high-capacity floppy disk drives (FDDs) have been significantly increased in capacity and miniaturization year by year. It is required to have a long life, quietness, and excellent runout accuracy. Therefore, a dynamic pressure bearing of a type that rotates around a shaft through a gas or a liquid without using a ball as a bearing structure of a spindle motor has been developed. The structure of the dynamic pressure bearing mainly includes a shaft (shaft) member having a thrust plate, and a sleeve member disposed to face the shaft member with a small gap. In the dynamic pressure bearing, fluid is usually interposed between the shaft member and the sleeve member during the rotation of the spindle motor, but this does not mean that contact does not occur between the shaft member and the sleeve member. In particular, when the spindle motor starts and stops, contact between the shaft member and the sleeve member tends to occur. Therefore, it is important to secure the seizure resistance and wear resistance of the bearing member used as the characteristic of the bearing member used here. In addition, it is also important to secure mechanical strength and hardness for supporting the rotating part.

【0003】このような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、加工性の点
から、鋼材、中でもステンレス鋼が広く用いられてい
る。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
接触したときに、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て焼き付きが生じる。そこで従来
は、このような焼き付きを防止するため、軸部材とスリ
ーブ部材とで異なる材料、つまり硬度の異なる材料を使
用していた。具体的には一方にステンレス鋼を用い、他
方にCu系材料を用いる組み合わせなどが一般的に用い
られていた。
[0003] As a material used for such a shaft member and a sleeve member, a steel material, particularly a stainless steel, is widely used in view of versatility, low cost, and workability. However, when stainless steel is used for both the shaft member and the sleeve member, when the shaft member and the sleeve member come into contact, the temperature at the contact portion rapidly increases,
The metal of both members melts and seizure occurs. Therefore, conventionally, in order to prevent such seizure, different materials have been used for the shaft member and the sleeve member, that is, materials having different hardness have been used. Specifically, a combination using stainless steel for one side and using a Cu-based material for the other side has been generally used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなステンレス鋼−Cu系材料の組み合わせによれば焼
き付きはある程度抑制されるものの、ステンレス鋼とC
u系材料の硬度差が大きすぎるためCu系材料が一方的
に摩耗してしまい耐久性に欠けるという新たな問題があ
った。
However, according to such a combination of stainless steel and Cu-based material, although the seizure is suppressed to some extent, the combination of stainless steel and C
Since the hardness difference between the u-based materials is too large, there is a new problem that the Cu-based materials are worn unilaterally and lack durability.

【0005】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、焼き付きが生じず、しかも長期間に
わたって劣化しない動圧軸受およびスピンドルモータを
提供することをその目的とするものである。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a dynamic pressure bearing and a spindle motor which do not cause seizure and do not deteriorate for a long period of time. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の動圧軸受は、軸部材と、該軸部材に対し微小間隙を
有して対向配置されたスリーブ部材とを備え、該スリー
ブ部材と前記軸部材とは相互に回転可能であるととも
に、前記スリーブ部材および前記軸部材の一方の基材と
してステンレス鋼を用い、他方の基材としてSiを1〜
2重量%含有し、さらにMn、Al、Fe、Niの各金
属元素を含有するCu系材料を用いる構成とした。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydrodynamic bearing comprising a shaft member and a sleeve member opposed to the shaft member with a small gap therebetween. And the shaft member are rotatable with each other, and stainless steel is used as one base material of the sleeve member and the shaft member, and Si is 1 to 1 as the other base material.
It was configured to use a Cu-based material containing 2% by weight and further containing each metal element of Mn, Al, Fe, and Ni.

【0007】ここで動圧軸受の耐久性をさらに向上させ
る観点から、Mnの含有量は2.5〜5重量%の範囲が
好ましい。その他の金属元素含有量としてはAl:4〜
7.5重量%、Fe:3〜3.5重量%、Ni:2〜3
重量%の各範囲が好ましい。
Here, from the viewpoint of further improving the durability of the dynamic pressure bearing, the content of Mn is preferably in the range of 2.5 to 5% by weight. Other metal element contents: Al: 4 to
7.5% by weight, Fe: 3 to 3.5% by weight, Ni: 2 to 3
Each range of weight percent is preferred.

【0008】また、ステンレス鋼の硬度を一層高くして
耐焼き付き性をさらに向上させる観点から、前記ステン
レス鋼は熱処理されたものが望ましい。ここで熱処理と
しては窒化処理が好ましい。
Further, from the viewpoint of further increasing the hardness of the stainless steel to further improve the seizure resistance, the stainless steel is desirably heat-treated. Here, nitriding treatment is preferable as the heat treatment.

【0009】また前記目的を達成する本発明のスピンド
ルモータは、前記記載のいずれかの動圧軸受を備える構
成とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a spindle motor including any one of the dynamic pressure bearings described above.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明者等は、ステンレス鋼−C
u系材料の動圧軸受において優れた耐焼き付き性を維持
しながら、耐久性を向上させることができないか鋭意検
討を続けた結果、Cu系材料にSiを特定量含有させれ
ばよいことを見出し本発明をなすに至った。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present inventors have proposed a stainless steel-C
As a result of intensive studies on whether durability can be improved while maintaining excellent seizure resistance in a u-type material dynamic pressure bearing, it has been found that a specific amount of Si should be contained in a Cu-type material. The present invention has been made.

【0011】本発明者等の実験によれば、Cu系材料に
おいてCu基材に生成させるSiの金属間化合物の粒径
を大きくすると耐摩耗性が向上するという驚くべき結果
が得られた。この原因は今のところ定かには解明されて
いないが、Cu基材中に大きく成長した、Cuよりも高
い硬度のSi金属間化合物、具体的にはMn5Si3が分
散して存在することによりCu系材料の硬度が部分的に
高くなり、結果として耐摩耗性が向上するのではないか
と推測される。
According to the experiments by the present inventors, surprising results were obtained that the wear resistance was improved by increasing the particle size of the intermetallic compound of Si formed on the Cu base material in the Cu-based material. The cause of this has not been clearly elucidated so far, but the fact that a Si intermetallic compound which has grown significantly in the Cu base material and has a higher hardness than Cu, specifically, Mn 5 Si 3 is present in a dispersed state. It is speculated that the hardness of the Cu-based material partially increases due to this, and as a result, the wear resistance is improved.

【0012】図1に、Cu系材料のSEM写真の模写図
を示す。図1(a)〜(c)は、アルミ青銅(AIBC
2C)、高力黄銅(HBSC−4E)、本発明で使用す
るCu系材料である。Si含有量はそれぞれ0.07,
0.09,1.39重量%である。同図(a)から
(c)へとSi含有量が増加するほど、Cu基材2中の
Si金属間化合物1の粒径が大きくなっている。なお、
ここでのSi金属間化合物1は具体的にはMn5Si3
ある。そして、これらのCu系材料について後述する摩
耗性試験を行ったところ、120,80,30(×10
-3mm3)と、Si含有量が多いほど摩耗量が少ないこ
とがわかった。また同時に測定した硬度Hv25は、2
80,283,283とSi含有量の違いによる優位さ
はなかった。このようにSiをCu材料中に特定量含有
させることによって、従来のCu材料と同等の硬度を維
持しながら、つまり耐焼き付き性を維持しながら、耐摩
耗性を向上させることができるのである。
FIG. 1 is a schematic view of an SEM photograph of a Cu-based material. FIGS. 1A to 1C show aluminum bronze (AIBC).
2C), high-strength brass (HBSC-4E), a Cu-based material used in the present invention. Si content is 0.07,
0.09, 1.39% by weight. As the Si content increases from (a) to (c) in the same figure, the particle size of the Si intermetallic compound 1 in the Cu base material 2 increases. In addition,
Here, the Si intermetallic compound 1 is specifically Mn 5 Si 3 . Then, when an abrasion test described below was performed on these Cu-based materials, 120, 80, 30 (× 10
−3 mm 3 ), indicating that the larger the Si content, the smaller the abrasion loss. The hardness Hv25 measured at the same time is 2
80, 283, 283 and the difference in Si content did not have an advantage. By including a specific amount of Si in the Cu material as described above, it is possible to improve the wear resistance while maintaining the same hardness as that of the conventional Cu material, that is, while maintaining the seizure resistance.

【0013】ここでCu系材料に含有させるSi量は1
〜2重量%の範囲であることが重要である。Si含有量
が1重量%未満であると生成する金属間化合物の粒径が
小さく、充分な耐摩耗性が得られない。他方Si含有量
が2重量%を超えると生成する金属間化合物が大きくな
りすぎて材料自体が脆くなるからである。より好ましい
Si含有量は1.3〜2.0重量%の範囲である。
The amount of Si contained in the Cu-based material is 1
It is important that it is in the range of ~ 2% by weight. If the Si content is less than 1% by weight, the particle size of the formed intermetallic compound is small, and sufficient abrasion resistance cannot be obtained. On the other hand, if the Si content exceeds 2% by weight, the generated intermetallic compound becomes too large and the material itself becomes brittle. A more preferred Si content is in the range of 1.3 to 2.0% by weight.

【0014】本発明で使用するCu系材料では、さらに
Mn、Al、Fe、Niの各金属元素を含有する。ま
ず、MnはSiと金属間化合物を生成し、耐摩耗性を向
上させる作用を奏する。Mnの含有量としては特に限定
はないが、2.5重量%未満だと生成する金属間化合物
の粒径が充分には大きくならず耐摩耗性が向上しないお
それがある。他方、含有量が5重量%を超えると生成す
る金属間化合物量が多くなりすぎて材料の延性が低下す
るおそれがある。このため、Mnの含有量は2.5〜5
重量%の範囲が好ましい。
The Cu-based material used in the present invention further contains Mn, Al, Fe and Ni metal elements. First, Mn produces an intermetallic compound with Si, and has an effect of improving wear resistance. The content of Mn is not particularly limited, but if it is less than 2.5% by weight, the particle size of the produced intermetallic compound may not be sufficiently large, and the abrasion resistance may not be improved. On the other hand, if the content exceeds 5% by weight, the amount of intermetallic compound generated becomes too large, and the ductility of the material may be reduced. Therefore, the content of Mn is 2.5 to 5
A range of weight% is preferred.

【0015】AlはCu系材料の硬度を上げる作用を奏
する。Alの含有量が4重量%未満だと前記作用が充分
には得られず、他方含有量が7.5重量%を超えると金
属間化合物が微細化して耐摩耗性が低下するおそれがあ
る。このため、Al含有量は4〜7.5重量%の範囲が
好ましい。
Al has the effect of increasing the hardness of the Cu-based material. If the Al content is less than 4% by weight, the above effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Al content exceeds 7.5% by weight, the intermetallic compound may be miniaturized and wear resistance may be reduced. For this reason, the Al content is preferably in the range of 4 to 7.5% by weight.

【0016】FeもCu系材料の硬度を上げる作用を奏
する。Feの含有量が3重量%未満だとこのような効果
が充分には得られないおそれがあり、他方含有量が3.
5重量%を超えると材料が脆くなるおそれがある。この
ため、Fe含有量は3〜3.5重量%の範囲が好まし
い。
Fe also has the effect of increasing the hardness of the Cu-based material. If the Fe content is less than 3% by weight, such an effect may not be sufficiently obtained, while the content is 3.
If it exceeds 5% by weight, the material may be brittle. For this reason, the Fe content is preferably in the range of 3 to 3.5% by weight.

【0017】NiはCu系材料の耐食性を向上させると
ともに強度を向上させる作用を奏する。Niの含有量が
2重量%未満だとこのような作用が得られないおそれが
ある。他方、含有量が3重量%を超えると材料の延性が
低下するおそれがある。このため、Ni含有量は2〜3
重量%の範囲が好ましい。
Ni has the effect of improving the corrosion resistance and strength of the Cu-based material. If the Ni content is less than 2% by weight, such an effect may not be obtained. On the other hand, if the content exceeds 3% by weight, the ductility of the material may be reduced. Therefore, the Ni content is 2-3.
A range of weight% is preferred.

【0018】本発明で使用するCu系材料は、その他必
要により従来公知の金属元素を本発明の効果を害しない
範囲において含有してもよい。
If necessary, the Cu-based material used in the present invention may contain a conventionally known metal element as long as the effects of the present invention are not impaired.

【0019】本発明で使用するステンレス鋼としては特
に限定はなく、例えば従来公知のSUS303、SUS304Se、SU
S304Pb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が好
適に使用できる。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。
The stainless steel used in the present invention is not particularly limited. For example, conventionally known SUS303, SUS304Se, SU
Austenitic stainless steel such as S304Pb, SUS416,
Martensitic stainless steel such as SUS420F and SUS420Pb, and ferritic stainless steel such as SUS430F can be suitably used. Of course, stainless steel that can be used in the present invention is not limited to these.

【0020】本発明で使用するステンレス鋼において、
その表面硬度を上げるために熱処理を行ってもよい。こ
のような熱処理としては、一般的な真空焼き入れ、浸炭
焼き入れの他、浸炭窒化、浸硫窒化および窒化処理が挙
げられる。これらの熱処理の中でも窒化処理は、処理で
きるステンレス鋼の種類幅が広く、またHv1,000以上
の非常に高い表面硬度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。
In the stainless steel used in the present invention,
Heat treatment may be performed to increase the surface hardness. Examples of such heat treatment include general vacuum quenching and carburizing and quenching, as well as carbonitriding, sulphonitriding and nitriding. Among these heat treatments, the nitriding treatment is particularly desirable because the types of stainless steel that can be treated are wide and a very high surface hardness of Hv 1,000 or more can be obtained. Here, as the nitriding treatment, conventionally known treatment methods such as liquid nitriding represented by salt bath nitriding, gas nitriding, and ion nitriding can be used.

【0021】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、Hv1,000以上という高い表
面硬度が得られる反面、窒化処理により材料が膨張して
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、実使用に際しては通常は
最表面層を研磨・除去する必要がある。このような窒化
処理後の表面研磨・除去を回避するためには、窒化処理
により形成される層の層厚を10μm以下とすることが推
奨される。より好ましい層厚としては5μm以下であ
る。なお窒化処理層の層厚制御は主に処理時間により行
うことができる。
However, the nitriding treatment can provide a surface hardness as high as Hv1,000 or more as compared with ordinary vacuum quenching and carburizing quenching, but the material expands due to the nitriding treatment to increase its size, and the compound layer is hardened. Since the surface is roughened due to the formation of undulations, irregularities are generated. Therefore, in actual use, the outermost surface layer usually needs to be polished and removed. In order to avoid such surface polishing and removal after the nitriding treatment, it is recommended that the layer formed by the nitriding treatment has a thickness of 10 μm or less. A more preferred layer thickness is 5 μm or less. The thickness of the nitrided layer can be controlled mainly by the processing time.

【0022】図2に、本発明の動圧軸受の一実施態様を
示す断面図を示す。スリーブ部材であるスリーブ2は、
軸部材の一部であるシャフト1に微小間隙(クリアラン
ス)を隔てて周設されている。そして、クリアランスに
は潤滑流体3が保持されている。またスリーブ2には、
ヘリングボーン状やスパイラル状の動圧発生溝(不図
示)が形成されている。このような構成の動圧軸受にお
いて、シャフト1又はスリーブ2が回転すると、スリー
ブ2とシャフト1とのクリアランスに保持されている潤
滑流体3が動圧発生溝(不図示)の溝パターンに沿って
押圧されて潤滑流体3中に局部的な高圧部分が生じて、
スリーブ2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。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the dynamic pressure bearing of the present invention. The sleeve 2, which is a sleeve member,
It is provided around the shaft 1 which is a part of the shaft member, with a small gap (clearance) therebetween. The lubricating fluid 3 is held in the clearance. The sleeve 2
Herringbone or spiral dynamic pressure generating grooves (not shown) are formed. In such a dynamic pressure bearing, when the shaft 1 or the sleeve 2 rotates, the lubricating fluid 3 held in the clearance between the sleeve 2 and the shaft 1 is moved along the groove pattern of the dynamic pressure generating groove (not shown). When pressed, a local high pressure portion is generated in the lubricating fluid 3,
The load in the radial direction and the thrust direction of the sleeve 2 is supported.

【0023】なお、図2の動圧軸受では、スリーブ2側
に動圧発生溝が形成されているが、シャフト1に動圧発
生溝を形成してももちろん構わない。また、図2の動圧
軸受は、潤滑流体を用いた流体動圧軸受であるが、本発
明の動圧軸受は潤滑流体を用いない空気動圧軸受であっ
ても構わない。
In the dynamic pressure bearing of FIG. 2, the dynamic pressure generating groove is formed on the sleeve 2 side, but the dynamic pressure generating groove may be formed on the shaft 1 as a matter of course. Further, the dynamic pressure bearing of FIG. 2 is a fluid dynamic pressure bearing using a lubricating fluid, but the dynamic pressure bearing of the present invention may be an air dynamic pressure bearing not using a lubricating fluid.

【0024】本発明で使用でき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。
The lubricating fluid that can be used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known lubricating fluids can be used. Examples thereof include polyol ester oil, diester oil, poly-α-olefin oil, mineral oil, and fluorine oil. Can be

【0025】次に本発明のスピンドルモータについて説
明する。本発明のスピンドルモータは、前記説明した動
圧軸受を備えていることが大きな特徴である。以下、図
に沿ってさらに説明する。図3は、本発明の動圧軸受を
備えたスピンドルモータの一実施形態を示す断面図であ
る。ブラケット11は中心部に設けられた基部111
と、この基部111の外周方向に設けられた周壁112
と、この周壁112からさらに外方向に延設された鍔部
113とからなり、これらが一体且つ同軸的に形成され
ている。
Next, the spindle motor of the present invention will be described. A major feature of the spindle motor of the present invention is that the spindle motor includes the above-described dynamic pressure bearing. Hereinafter, further description will be made with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of a spindle motor provided with the dynamic pressure bearing of the present invention. The bracket 11 has a base 111 provided at the center.
And a peripheral wall 112 provided in an outer peripheral direction of the base 111.
And a flange 113 further extending outward from the peripheral wall 112, and these are formed integrally and coaxially.

【0026】基部111の中心部には環状突部114が
形成され、そこに固定スリーブ(スリーブ部材)2が例
えば圧入により嵌合固定されている。この固定スリーブ
2の中心には軸線方向に貫通孔121が形成され、そし
てその下端には軸線方向下方向に開口したスラスト溝部
122が形成されている。
An annular projection 114 is formed at the center of the base 111, and a fixed sleeve (sleeve member) 2 is fitted and fixed thereto by, for example, press fitting. A through hole 121 is formed in the center of the fixed sleeve 2 in the axial direction, and a thrust groove 122 opened in the axial direction downward is formed in the lower end thereof.

【0027】シャフト(軸部材)1は、軸部131と、
軸部131の下端に形成されたスラストプレート132
とからなる。そしてその表面にはDLC膜(不図示)が
形成されている。固定スリーブ2の貫通孔121および
スラスト溝部122に、シャフト1の軸部131および
スラストプレート132を一定の間隙を介して挿入し、
スラストプレート132の外側に蓋をする形で、カウン
タプレート14を装着している。
The shaft (shaft member) 1 includes a shaft portion 131,
Thrust plate 132 formed at the lower end of shaft 131
Consists of A DLC film (not shown) is formed on the surface. The shaft portion 131 and the thrust plate 132 of the shaft 1 are inserted into the through hole 121 and the thrust groove portion 122 of the fixed sleeve 2 via a certain gap,
The counter plate 14 is mounted so as to cover the outside of the thrust plate 132.

【0028】シャフト1の上端は、略円筒状のロータハ
ブ15の上面中央部に形成された孔部151に嵌合固定
されている。ロータハブ15の内周面には、周方向に多
極着磁されたロータマグネット16が全周にわたり配設
されている。またロータマグネット16の半径方向内方
には、ロータマグネット16に対向してステータ17が
ブラケット11の基部111に形成された環状突部11
4に配設されている。ステータ17と環状突部114と
の固定は、圧入による嵌合固定の他、接着剤による固定
でもよい。
The upper end of the shaft 1 is fitted and fixed in a hole 151 formed in the center of the upper surface of the substantially cylindrical rotor hub 15. On the inner peripheral surface of the rotor hub 15, a rotor magnet 16 that is multipolarly magnetized in the circumferential direction is disposed over the entire circumference. A radially inward portion of the rotor magnet 16 has an annular projection 11 formed on a base 111 of the bracket 11 so as to face the rotor magnet 16.
4. The fixation between the stator 17 and the annular projection 114 may be performed by press-fitting, or by fixing with an adhesive.

【0029】ロータハブ15の外周下側には鍔部154
が形成され、ここにハードディスクが装着される。具体
的にはロータハブ15の外周部152により位置決めさ
れて、鍔部154の上に複数のハードディスクが装着さ
れた後、クランプ部材などにより孔部153にネジ止め
されて、ハードディスクはロータハブ15に対して保持
固定される。
A flange 154 is provided on the lower side of the outer periphery of the rotor hub 15.
Is formed, and a hard disk is mounted therein. Specifically, after being positioned by the outer peripheral portion 152 of the rotor hub 15 and a plurality of hard disks are mounted on the flange portion 154, the hard disks are screwed into the holes 153 by a clamp member or the like. It is held and fixed.

【0030】シャフト1の軸部131と固定スリーブ2
の内周面、およびスラストプレート132とスラスト溝
部122の間には微小間隙が形成され、潤滑流体3が保
持されている。そして固定スリーブ2の内周面の上部・
下部の潤滑流体保持部分には、シャフト1の回転にとも
ない潤滑流体中に動圧を発生するヘリングボーン状の動
圧発生溝123a,123bが形成されている。動圧発
生溝123a,123bは、モータ回転時にシャフト1
を半径方向に保持する支持力を発生する。またスラスト
プレート132の上面およびカウンタープレート14の
上面にも、シャフト1の回転にともない潤滑流体中に動
圧を発生するヘリングボーン状の動圧発生溝133,1
41が形成されている。この動圧発生溝133,141
は、モータ回転時にシャフト1を軸線方向に保持する支
持力を発生する。
The shaft 131 of the shaft 1 and the fixed sleeve 2
And a small gap is formed between the thrust plate 132 and the thrust groove 122 to hold the lubricating fluid 3. And the upper part of the inner peripheral surface of the fixed sleeve 2
Herringbone-shaped dynamic pressure generating grooves 123a and 123b that generate dynamic pressure in the lubricating fluid as the shaft 1 rotates are formed in the lower lubricating fluid holding portion. The dynamic pressure generating grooves 123a and 123b are connected to the shaft 1 when the motor rotates.
A supporting force is generated that keeps the radial direction. Also, on the upper surface of the thrust plate 132 and the upper surface of the counter plate 14, a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 133, 1 for generating a dynamic pressure in the lubricating fluid as the shaft 1 rotates.
41 are formed. These dynamic pressure generating grooves 133, 141
Generates a supporting force for holding the shaft 1 in the axial direction when the motor rotates.

【0031】[0031]

【実施例】以下本発明を実施例によって更に詳細に説明
するが、下記実施例は本発明を限定するものではなく、
前後記の趣旨に適合し得る範囲で設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に包含される。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the following examples do not limit the present invention.
Any design change within a range that can conform to the spirit of the preceding and following statements is included in the technical scope of the present invention.

【0032】(耐摩耗性試験)表1に示す組成を有す
る、平板に加工したCu系材料(No.1〜7)の上
に、SUS304からなる鋼球を乗せ、次の条件下で往復摺動
試験を行い、試験後の材料の摩耗量を測定した。また材
料No.1,3,4,7については鋼球への材料移着量
と硬度Hv25も測定した。結果を表2に合わせて示
す。なお、摩耗量は面粗度計により摩耗深さ・幅を測定
し体積として算出したものであり、移着量は鋼球へ移着
したCu量をEDX(エネルギー分散型X線分析装置:
Energy Dispersive X-ray micro analyzer)によるCu
ピークの強度から求めたものである。
(Abrasion Resistance Test) A steel ball made of SUS304 was placed on a flat Cu-based material (Nos. 1 to 7) having the composition shown in Table 1 and reciprocated under the following conditions. A dynamic test was performed, and the wear amount of the material after the test was measured. Material No. With respect to 1, 3, 4, and 7, the amount of material transferred to steel balls and the hardness Hv25 were also measured. The results are shown in Table 2. The amount of wear is calculated by measuring the depth and width of wear with a surface roughness meter and calculating the volume. The amount of transfer is determined by measuring the amount of Cu transferred to the steel ball by EDX (energy dispersive X-ray analyzer:
Cu by Energy Dispersive X-ray micro analyzer)
It is determined from the peak intensity.

【0033】 鋼球への荷重:200g 摺動速度 :20mm/sec 試験時間 :1hr 試験温度 :20℃ 潤滑剤の有無:なしLoad on steel ball: 200 g Sliding speed: 20 mm / sec Test time: 1 hr Test temperature: 20 ° C. Presence or absence of lubricant: None

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】表2から明らかなように、従来のCu系材
料であるNo.1〜4では摩耗量が80×10-3mm3
以上であるのに対し、本発明で規定するCu系材料の条
件を満足するNo.5〜7のCu系材料では、摩耗量が
60,50,30(×10-3mm3)と格段に少なかっ
た。また、本発明で規定するCu系材料を代表して測定
したNo.7のCu系材料では、鋼球へのCu移着量は
8(単位:COUNT)と従来のCu系材料に比べはる
かに少なかった。一方、硬度Hvは283と従来のCu
系材料とほぼ同等であった。このように本発明で規定す
るCu系材料は、従来と同等の硬度を維持しながら優れ
た耐摩耗性を示した。
As is apparent from Table 2, the conventional Cu-based material No. In the case of 1-4, the wear amount is 80 × 10 −3 mm 3
On the other hand, No. satisfying the conditions of the Cu-based material defined in the present invention. In the case of 5 to 7 Cu-based materials, the wear amount was remarkably small at 60, 50, 30 (× 10 −3 mm 3 ). In addition, No. 1 was measured on behalf of the Cu-based material specified in the present invention. With the Cu-based material of No. 7, the amount of Cu transferred to the steel balls was 8 (unit: COUNT), which was much smaller than that of the conventional Cu-based material. On the other hand, the hardness Hv is 283, which is
It was almost equivalent to the base material. Thus, the Cu-based material specified in the present invention exhibited excellent wear resistance while maintaining the same hardness as the conventional one.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の動圧軸受では、スリーブ部材お
よび軸部材の一方の基材としてステンレス鋼を用い、他
方の基材としてSiを1〜2重量%含有し、さらにM
n、Al、Fe、Niの各金属元素を含有するCu系材
料を用いる構成としたので、従来と同様の耐焼き付き性
を維持しながら、優れた耐摩耗性が得られる。
According to the dynamic pressure bearing of the present invention, stainless steel is used as one base material of the sleeve member and the shaft member, and the other base material contains 1 to 2% by weight of Si.
Since a Cu-based material containing each metal element of n, Al, Fe, and Ni is used, excellent abrasion resistance can be obtained while maintaining the same seizure resistance as before.

【0038】またMnの含有量を2.5〜5重量%の範
囲とすると、動圧軸受の耐久性をさらに向上させること
ができる。また前記金属元素の含有量をAl:4〜7.
5重量%、Fe:3〜3.5重量%、Ni:2〜3重量
%の各範囲とすると、動圧軸受の耐久性をさらに向上さ
せることができる。
When the Mn content is in the range of 2.5 to 5% by weight, the durability of the dynamic pressure bearing can be further improved. The content of the metal element is set to Al: 4 to 7.
When the respective ranges are 5 wt%, Fe: 3 to 3.5 wt%, and Ni: 2 to 3 wt%, the durability of the dynamic pressure bearing can be further improved.

【0039】また、ステンレス鋼として熱処理されたも
のを使用するとステンレス鋼の硬度を一層高くでき、耐
焼き付き性をさらに向上させることができる。
When a heat-treated stainless steel is used, the hardness of the stainless steel can be further increased, and the seizure resistance can be further improved.

【0040】また本発明のスピンドルモータでは、前記
の動圧軸受を備える構成としたので、焼き付きや劣化が
生じることなく長期間にわたって使用できる。
Further, the spindle motor of the present invention is provided with the above-mentioned dynamic pressure bearing, so that it can be used for a long period of time without causing seizure or deterioration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 Si金属間化合物の大きさを示すSEM写真
の模写図である。
FIG. 1 is a simulated view of an SEM photograph showing the size of a Si intermetallic compound.

【図2】 本発明の動圧軸受の一実施態様を示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing one embodiment of the dynamic pressure bearing of the present invention.

【図3】 本発明のスピンドルモータの一実施態様を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of a spindle motor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金属間化合物 2 基材(Cu) 3 シャフト(軸部材) 4 スリーブ(スリーブ部材) 5 潤滑流体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intermetallic compound 2 Substrate (Cu) 3 Shaft (shaft member) 4 Sleeve (sleeve member) 5 Lubricating fluid

フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 BA02 CA02 CA05 KA02 QA04 QA17 SB02 SB03 SB04 SB12 SB15 SB20 5H607 AA00 BB01 BB09 BB14 BB17 BB25 CC01 DD16 GG01 GG02 GG09 GG12 GG14 GG15 KK10Continued on the front page F term (reference) 3J011 BA02 CA02 CA05 KA02 QA04 QA17 SB02 SB03 SB04 SB12 SB15 SB20 5H607 AA00 BB01 BB09 BB14 BB17 BB25 CC01 DD16 GG01 GG02 GG09 GG12 GG14 GG15 KK10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸部材と、該軸部材に対し微小間隙を有
して対向配置されたスリーブ部材とを備え、該スリーブ
部材と前記軸部材とは相互に回転可能であるとともに、
前記スリーブ部材および前記軸部材の一方の基材として
ステンレス鋼が用いられ、他方の基材としてCu系材料
が用いられた動圧軸受において、 前記Cu系材料が、Siを1〜2重量%含有し、さらに
Mn、Al、Fe、Niの各金属元素を含有するもので
あることを特徴とする動圧軸受。
A shaft member, and a sleeve member opposed to the shaft member with a minute gap therebetween, wherein the sleeve member and the shaft member are mutually rotatable,
In a dynamic pressure bearing in which stainless steel is used as one base material of the sleeve member and the shaft member, and a Cu-based material is used as the other base material, the Cu-based material contains 1 to 2% by weight of Si. And a dynamic pressure bearing containing metal elements of Mn, Al, Fe and Ni.
【請求項2】 Mnの含有量が2.5〜5重量%の範囲
である請求項1記載の動圧軸受。
2. The dynamic pressure bearing according to claim 1, wherein the content of Mn is in the range of 2.5 to 5% by weight.
【請求項3】 前記各金属元素の含有量が、Al:4〜
7.5重量%、Fe:3〜3.5重量%、Ni:2〜3
重量%である請求項1又は2記載の動圧軸受。
3. The content of each metal element is from Al: 4 to
7.5% by weight, Fe: 3 to 3.5% by weight, Ni: 2 to 3
3. The dynamic pressure bearing according to claim 1, wherein the content is% by weight. 4.
【請求項4】 前記ステンレス鋼が熱処理されたもので
ある請求項1〜3のいずれかに記載の動圧軸受。
4. The dynamic pressure bearing according to claim 1, wherein said stainless steel is heat-treated.
【請求項5】 前記熱処理が窒化処理である請求項4記
載の動圧軸受。
5. The dynamic pressure bearing according to claim 4, wherein said heat treatment is a nitriding treatment.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の動圧軸
受を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
6. A spindle motor comprising the dynamic pressure bearing according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006194302A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Sr Engineering Co Ltd Cushion pin pressure equalizing cylinder
US7708465B2 (en) 2004-11-18 2010-05-04 Panasonic Corporation Hydrodynamic bearing device, spindle motor, and method for manufacturing hydrodynamic bearing device

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