JP2008064170A - 流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流体動圧軸受に用いる潤滑油の機能を低下させることがなく、長寿命な流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】 接着剤などの接合部材、樹脂材料で形成される軸受ハウジング、焼結金属材料からなるスリーブ、撥油剤で形成される撥油膜、潤滑皮膜などの軸部材又は軸受部材のいずれかの部分を構成する添加剤供給部材は、潤滑剤に添加される酸化防止剤、磨耗防止剤、金属不活性剤などの添加剤を含有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流体動圧軸受、この流体動圧軸受を備えたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置に関する。

ハードディスクドライブなどに用いられるモータでは軸受として球軸受やころ軸受が従来は用いられていたが、モータの小型化、低振動・低騒音化などの要請から流体動圧軸受が近年開発・実用化されつつある。

流体動圧軸受装置は、軸部材と軸受部材とが回転自在に嵌合してなり、軸部材と軸受部材には、軸部材又は軸受部材の半径方向の荷重を支持するラジアル軸受部と、軸方向の荷重を支持するスラスト軸受部とが形成されている。これらの各軸受部は、軸受部材に設けられた軸受面と、軸部材に設けられた軸受面とが微小間隙を介して対向してなり、前記軸受面の少なくとも一方に動圧発生溝が形成され、微小間隙には流体動圧軸受用潤滑油が充填されている。

このような構成の動圧軸受装置において、例えば軸部材が回転すると、微小隙間に保持されている流体動圧軸受用潤滑油が動圧発生溝の溝パターンに沿って押圧され、流体動圧軸受用潤滑油中に局部的な高圧部分が生じる。これによって、一対のラジアル軸受部において軸部材のラジアル方向の荷重が支持され、一対のスラスト軸受部において軸部材のスラスト方向の荷重が支持される。

流体動圧軸受装置の使用条件が高速回転化および高温化になるに伴い、流体動圧軸受用潤滑油が酸化劣化を起こし、軸受面に特異的な剥離や焼き付きが生じ、モータ寿命に至る場合がある。

このような流体動圧軸受用潤滑油の酸化劣化を防ぐ方法として、例えば、トリメチロールプロパンの脂肪酸トリエステルを基油とし、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及びベンゾトリアゾール誘導体を含有するもの（特許文献１参照）などが提案されている。

また、軸部材と軸受部材との間に介在される潤滑油に添加する帯電防止剤や酸化防止剤の添加量に範囲を設けた流体軸受スピンドルモータが開示されている。

特開平０１−１８８５９２号公報

しかしながら、従来提案されているような基油に酸化防止剤を添加した流体動圧軸受用潤滑油を用いた流体動圧軸受は、使用当初は所期の効果を奏するものの、長期間及び高温環境下で使用すると酸化防止剤が枯渇し、基油が酸化劣化を起こし、粘度特性が変化するため初期の効果を継続して奏することができなかった。

また、添加される酸化防止剤は、ある程度までは有効に効果を発揮し、基油の酸化劣化を抑制する。けれども、少量の酸化防止剤添加では、その効果に限りがあり、酸化防止剤の添加量を増やすことで、ある程度の酸化劣化までの時間の延長は出来るが、それ以上過剰に酸化防止剤を添加しても、有効な酸化防止効果には限りがある。また、過剰に酸化防止剤を添加すると、新たにスラッジが発生するという問題が生じる。

そのため、流体動圧軸受を製造する際に、基油に添加することができ、効果的に酸化劣化を防止できる酸化防止剤の添加量には限りがあった。

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、流体動圧軸受に用いる潤滑油の機能を低下させることがなく、長寿命な流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置を提供することをその目的とするものである。

請求項１に記載の発明は、軸部材と、該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、潤滑剤と、からなり、前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と前記軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる前記潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの部分は、前記潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤を少なくともその表面部に含有する、添加剤供給部材から構成されており、前記潤滑剤は前記添加剤供給部材表面に接触している。

請求項２に記載の発明は、軸部材と、該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、潤滑剤と、からなり、前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの表面には凹部が形成されており、該凹部の内側に、前記潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤が収容されており、前記潤滑剤は前記添加剤表面に接触している。

請求項３に記載の発明は、軸部材と、該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、潤滑剤と、からなり、前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの部分は、前記潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤を含有する材料によって覆われた、塗装部が形成されており、前記潤滑剤は前記塗装部に接触している。

請求項４に記載の発明は、軸部材と、該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、潤滑剤と、からなり、前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの少なくとも一部は、多孔質素材から構成されており、該多孔質素材はその内部に、前記潤滑剤が含有することで潤滑剤の特性が改善する添加剤を収容有し、前記潤滑剤は該多孔質素材から構成される部分に接触している。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至２に記載の動圧軸受装置であって、前記軸部材、及び／又は、前記軸受部材の、何れかの部位には接着剤が用いられており、該接着剤は前記添加剤を含有する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の動圧軸受装置であって、前記軸部材、及び／又は、前記軸受部材の何れか一方以上は、二つ以上の部品が前記接着剤によって結合されてなるものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４に記載の動圧軸受装置であって、前記軸部材、及び／又は、前記軸受部材の、一部又は全部は、射出成型によって成型された樹脂部材から構成されており、該樹脂部材は、前記添加剤を含有する。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の動圧軸受装置であって、前記軸受部材は、スリーブと、スリーブの外周面を覆って該スリーブに固定されるハウジングとからなり、該ハウジングは、射出成型によって成型された樹脂部材である。

請求項９に記載の発明は、請求項３に記載の動圧軸受装置であって、前記塗装部は、更に固体潤滑剤を含有する。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９に記載の動圧軸受装置であって、前記潤滑剤が含有する前記添加剤の量は、前記動圧軸受装置全体が保持する前記添加剤の総量の半分よりも少ない。

請求項１１に記載の発明は、スピンドルモータであって、請求項１乃至１０のいずれかに記載の動圧軸受装置と、前記軸部材或いは前記軸受部材のいずれかと一体的に回転するロータマグネットと、前記ロータマグネットに対向して配置されるステータと、を備える。

請求項１２に記載の発明は、記録ディスク駆動装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに固定されるスピンドルモータであって、情報を記録できるディスク状記録媒体を回転させる請求項１１に記載のスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込むまたは読み出すための情報アクセス手段と、を備える。

本発明の流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置は、潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤を、軸部材または軸受部材のいずれかの部分を構成する添加剤供給部材から徐々に溶出させ、潤滑剤に供給することで、潤滑油の酸化劣化等による潤滑機能の低下を防止し、長期間にわたって流体動圧軸受の焼きつきを抑制できる、長寿命な流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置を提供することが出来る。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。

＜ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るディスク駆動装置（本例ではハードディスク装置）６０の内部構成を示す図である。ディスク駆動装置６０は、ケース６１の内部が、塵や埃が極度に少ないクリーンな空間となっており、ケース６１の内部に、情報を記憶するディスク状の記録媒体６２が装着されたディスク駆動用のスピンドルモータ１（以下、「モータ１」という。）と、記録媒体６２への情報の書き込みおよび（／または）読み出しを行うアクセス部６３が収容される。

アクセス部６３は、ディスク状の記録媒体６２に近接して情報の書き込みおよび読み出しを磁気的に行うヘッド６４、ヘッド６４を支持するアーム６５、並びに、アーム６５を移動させることによりヘッド６４と記録媒体６２との相対的位置を変更するヘッド移動機構６６を有する。このような構成により、ヘッド６４は回転する記録媒体６２に近接した状態で記録媒体６２の所要の位置にアクセスし、情報の書き込みおよび読み出しを行う。

＜第一の実施形態＞
＜スピンドルモータの構成＞
図２に示すように、本実施形態に係るモータ１は、ベースプレート２と、これに固定される軸受ハウジング１０と、この軸受ハウジング１０の内周部に固定されるスリーブ１２と、このスリーブ１２によって回転自在に支持されるロータ６とから構成されている。

ベースプレート２の中央部には、軸受ハウジング１０が嵌合固定される中心孔の周囲に環状のボス部２ａが設けられており、このボス部２ａの外周部には、ステータ８が圧入及び／又は接着等によって固定されている。このボス部２ａの内周には、軸受ハウジング１０が圧入及び／又は接着によって固定されている。

中空円筒状の軸受ハウジング１０は、軸受ハウジング１０の軸方向下方を閉塞する板状のカウンタープレート１４を備えている。軸受ハウジング１０は、ステンレスや樹脂材料から形成されている。軸受ハウジング１０の内周面には、中心部に軸方向に貫通する軸受穴を有する円筒状のスリーブ１２が接着層等の接合部材４によって固定されている。このスリーブ１２は、潤滑油Ｌが含浸された多孔質焼結体から形成され、その材質は特に限定するものではなく、各種金属粉末や金属化合物粉末、非金属粉末を原料として成型、焼結したものが使用される。

回転部材であるロータ６は、スリーブ１２の内周面と径方向に間隙を介し対向するシャフト１６と、このシャフト１６と一体に形成される略カップ状のロータハブ１８とから構成されている。

ロータハブ１８は、軸受ハウジング１０及びスリーブ１２の上端面と軸線方向に対向する上壁部１８ａと、上壁部１８ａの外周部から軸線方向に垂下する周壁部１８ｂと、周壁部１８ｂの下方に位置し周壁部１８ｂの外周面より半径方向外方に伸びたフランジ部１８ｃとを備えている。周壁部１８ｂの外周面及びフランジ部１８ｃには、ハードディスク（図１において符号６２と図示する）が当接及び載置され、またフランジ部１８ｃの軸線方向下方には、ロータマグネット２０が周壁部１８ｂの外周部に接着剤等によって固着されている。

そして、シャフト１６の軸方向下端部には、環状部材であるスラストプレート２２が固定されている。スラストプレート２２は、その上下面は、スリーブ１２の下端面及びカウンタープレート１４の上面とそれぞれ軸方向に間隙を介し対向し、その外周面は軸受ハウジング１０の内周面と径方向に間隙を介し対向している。

このような構成においては、ロータハブ１８の上壁部１８ａの下面と軸受ハウジング１０及びスリーブ１２の上端面との間隙と、スリーブ１２の内周面とシャフト１６の外周面との間隙と、スリーブ１２の下端面及びカウンタープレート１４の上面とスラストプレート２２の上下面との間隙とは連続しており、その連続した間隙には、後述する潤滑油Ｌが途切れることなく保持され、フルフィル構造を形成している。

軸受ハウジング１０の上部外周面には、外径が上端面から軸線方向に縮径する傾斜面が形成されており、この傾斜面は、ロータハブ１８の周壁部１８ｂの内周面と半径方向に間隙を介し対向している。軸受ハウジング１０の上部外周面と周壁部１８ｂとの半径方向間隙に規定される間隙寸法は、上壁部１８ａから軸線方向下方（ベースプレート２側）に離間するに従って漸次増大しており、すなわち、軸受ハウジング１０の上部外周面と周壁部１８ｂとが協動してテーパシール部３４を構成している。そして、後に詳述する各軸受部の間隙に保持されるオイルは、このテーパシール部３４においてのみ、オイルの表面張力と外気圧とがバランスされ、オイルと空気との界面がメニスカス状に形成される。

＜軸受部の構成＞
次に軸受構造について図３を用いて説明する。

図３に示すように、スリーブ１２の内周面とシャフト１６の外周面との半径方向間隙には、上部ラジアル軸受２４及び下部ラジアル軸受２６が軸方向に離間されて設けられている。上部ラジアル軸受２４及び下部ラジアル軸受２６は、スリーブ１２の内周面と、シャフト１６の外周面と、半径方向に対向する両部材間の間隙に保持されている潤滑油Ｌとから構成されている。

スリーブ１２の内周面の上部ラジアル軸受２４を構成する部位には、潤滑油Ｌが上部ラジアル軸受２４の軸方向両端から略中央に誘起され、且つ軸方向にアンバランスな形状を有するヘリングボーン溝１２ａが形成されている。そして、ロータ６が回転すると、潤滑油Ｌが軸方向下方（下部ラジアル軸受２６側）に向かう移動圧力が誘起される。すなわち、潤滑油Ｌは、上部ラジアル軸受２４の中央部へと誘起されるが、ヘリングボーン溝１２ａが軸方向にアンバランスな形状を形成しているため、上部ラジアル軸受２４の中央よりやや下方にて最大圧力となりロータ６を支持すると共に、そのアンバランス分、潤滑油Ｌに対して、軸方向下方側への流動を促す。

また、スリーブ１２の内周面の下部ラジアル軸受２６を構成する部位には、潤滑油Ｌが下部ラジアル軸受２６の軸方向両端から略中央部に誘起され、且つ軸方向にほぼバランスな形状を有するヘリングボーン溝１２ｂが形成されている。ロータ６が回転すると、潤滑油Ｌに下部ラジアル軸受２６の軸方向両端から略中央に向かう圧力が誘起される。即ち、潤滑油Ｌは下部ラジアル軸受２６の中央部へと誘起されるが、ヘリングボーン溝１２ｂが軸方向にバランスな形状を形成しているため、下部ラジアル軸受２６のほぼ中央にて最大圧力となりロータ１０を支持する。

また、軸受ハウジング１０の上端面とロータハブ１８の上壁部１８ａの下面とは軸方向に微小間隙を介して互いに対向し、その間隙には、上部スラスト軸受２８が設けられている。上部スラスト軸受２８は、軸受ハウジング１０の上端面と、ロータハブ１８の上壁部１８ａの下面と、軸方向に対向する両部材間の間隙に保持されている潤滑油Ｌとから構成されている。

そして、軸受ハウジング１０の上端面には、モータ回転時に、潤滑油Ｌが半径方向内方（シャフト１６の上部外周面側）に誘起されるよう、スパイラル溝１０ａが形成されている。ロータ６が回転すると、上部スラスト軸受２８では、スパイラル溝１０ａにより半径方向内方へと向かう動圧が誘起される。これにより、ロータ６を浮上させると共に、これより内側の潤滑油内圧が高められる。そして潤滑油Ｌ圧力が外気に対して常に高い状態が保たれることで、潤滑油内に溶け込んでいる空気の気泡化を防止している。

また、スリーブ１２の下端面とスラストプレート２２の上面との軸方向間隙には、下部スラスト軸受３０が形成されている。そして、スリーブの下端面には、モータ回転時に、潤滑油Ｌが半径方向内方（シャフト１６の下部外周面側）に誘起されるよう、スパイラル溝１２ｃが形成されている。ロータ６が回転すると、下部スラスト軸受３０では、スパイラル溝１２ｃにより径方向内方へと向かう動圧が誘起される。

従って、上部スラスト軸受２８によるロータ６に対する浮上作用と、下部スラスト軸受３０によるスラストプレート２２に対する押し下げ作用とにより、ロータ６は上下方向に押圧される。そしてこれらの動圧力がバランスを保つ位置においてロータ６の回転浮上位置が安定する。上部及び下部スラスト軸受２８、３０を形成することにより、上部及び下部スラスト軸受２８、３０で発生する軸支持力が軸方向に相対向する方向から協働して作用することになるので、ロータハブ１８の回転を安定して支持することができる。

これら上部及び下部ラジアル軸受２４，２６、及び下部スラスト軸受３０に設けられるヘリングボーン溝１２ａ、１２ｂ、及びスパイラル溝１２ｃは、焼結材製のスリーブ１２のプレス成形時に同様にして形成することができる。これにより、安価にスリーブ１２を製造することができる。

この実施形態では、更に、潤滑油Ｌの滲みによる漏れを防止するために、軸受ハウジング１０及びロータハブ１８に、具体的には軸受部に隣接してその外側に撥油処理が施されている。即ち、図３に示すように、軸受ハウジング１０側にあっては、軸受ハウジング１０の上部外周面には、外径が上端面から軸線方向に縮径する傾斜面に撥油膜Ｆが設けられている。また、ロータハブ１８側にあっては、この傾斜面に半径方向に対向するロータハブ１８の周壁部１８ｂの内周面に撥油膜Ｆが設けられており、このように撥油膜Ｆが設けられる部位には潤滑油は介在されない。このような撥油膜Ｆは、撥油剤を塗布することによって形成される。このように撥油膜Ｆを設けることによって、潤滑油Ｌが軸受ハウジング１０の上部外周面の傾斜面をつたわって、またロータハブ１８の周壁部１８ｂをつたわって外側に滲み出ることを防止することができる。

＜潤滑油の構成＞
本発明の軸受部を構成する潤滑油Ｌに使用される基油は、特に限定はなく、鉱油又は合成油、あるいはこれらの混合物が用いられる。鉱油や合成油の種類は、特に制限はされないが、４０℃における動粘度が３〜５００ｍｍ２／Ｓである。

４０℃動粘度が、３ｍｍ２／Ｓ未満であると適正な油膜が得られなかったりすることがあり、５００ｍｍ２／Ｓを越えると軸が回転するときの抵抗トルクが大きくなってしまうため、好ましくない。

鉱油としては、溶剤精製や水素化精製などの精製により得られるパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油又は中間基系鉱油などを挙げることができる。

さらに、合成油の種類としては炭化水素系合成油、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル（トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ネオペンチルジオールエステル、コンプレックスエステル）、ポリグリコールエステル、グリセリンエステル、芳香族エステル、さらに、アルキル化ジフェニルエーテル、アルキル化トリフェニルエーテル、アルキル化テトラフェニルエーテル、アルキル化ポリフェニルエーテルなどのエーテル油や各種シリコーン油や各種フッ素油なども挙げられる。

特に、軸受用潤滑油として使用する場合には、軸受の使用環境から、ポリαオレフィンのような炭化水素系合成油やエステル類が好ましく、さらに好ましくは、エステル類が挙げられる。

上記基油は、１種単独で使用しても良いし、２種以上を組み合わせて使用しても良く、また、鉱油と合成油を組み合わせて使用しても良い。

本発明の潤滑油Ｌの基油としては、前記の基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。なお、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。

また、本発明の潤滑油Ｌには、酸化防止剤などの添加剤が種々、基油に配合されている。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤やアミン系酸化防止剤、金属系酸化防止剤等の流体動圧軸受用潤滑油に一般的に使用されているものであれば使用可能である。フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤は組み合せて配合しても良い。

本発明に用いる潤滑油Ｌにおいて、酸化防止剤を含有させる場合、その含有量は、通常潤滑油組成物全量基準で５．０質量％以下であり、好ましくは３．０質量％以下であり、さらに好ましくは１．０質量％以下である。その含有量が５．０質量％を超える場合は、配合量に見合った十分な酸化防止性が得られないため好ましくない。一方、その含有量は、潤滑油劣化過程における酸化防止効果をより高めるためには潤滑油組成物全量基準で好ましくは０．１質量％以上である。

また、その他基油に添加する添加剤として、磨耗防止剤、金属不活性剤、腐食防止剤、導電性付与剤などを添加することが可能である。

摩耗防止剤としてはリン酸エステル、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が、金属不活性剤としてはベンゾトリアゾールおよびその誘導体が代表的なものであるが、その他にイミダゾリン、ピリミジン誘導体など、少なくともＮ−ＣＮ結合を有する化合物中に効果のあるものが多く、金属表面に不活性被膜を作る作用と酸化防止作用を有する。腐食防止剤としてはベンゾトリアゾール，ベンゾトリアゾール系化合物が有効であり、導電性付与剤としてはスルホン酸塩やフェネート、サリシレート等の有機金属系化合物あるいはコハク酸イミド、コハク酸エステル、ポリブテニルアミンなどのコハク酸誘導体又はアミン誘導体である非金属系有機化合物更にはカーボンブラックや導電性高分子ポリマーが、それぞれ挙げられる。

＜軸受部の構成部材＞
上述した軸受部を構成する接着剤などの接合部材４、樹脂材料で形成される軸受ハウジング１０、焼結材料からなるスリーブ12、撥油剤で形成される撥油膜Ｆには、潤滑油Ｌに含まれる前述したような添加剤が含まれている。具体的には、接着剤としては、嫌気性接着剤、エポキシ系接着剤（常温硬化型、高温硬化型）、紫外線硬化型接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤等、種々のものを用い、潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することができる。また、樹脂材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＬＣＰ（液晶ポリマー樹脂）、熱可塑性樹脂（特にエンジニアリングプラスチック）等を使用することができ、上述の樹脂に潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加し、射出成型により形成することができる。また、焼結部材として、例えば、銅又は鉄、あるいはその両者を主成分とする焼結金属、鋳鉄、合成樹脂、セラミックスなどを焼結または発砲成形等することにより、多数の細孔を有する多孔質体等で形成されており、これらの材料に潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することができる。撥油剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などの一般的なフッ素樹脂を用いることができ、特に、パーフオロ樹脂系のものは、表面エネルギーが低く、撥油性能が高くて望ましい。上述の樹脂に潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することができる。添加方法としては、従来の方法を用いることができ、接着剤は添加剤を分散させた後、部材同士の接着に用いる、軸受ハウジングは樹脂を成形する際に添加剤を分散させておく、添加剤を分散させた撥油剤を塗布し撥油膜を形成する、焼結部材には粉末に分散させ焼結することにより添加することができる。

軸受部を構成する部材に、潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することにより、潤滑油Ｌと接する部材から潤滑油Ｌに長時間かけて添加剤が染み出してくる。そのため、潤滑油内で添加剤が消費されても、潤滑油Ｌと接する部材から新たに添加剤が供給され、長期間にわたり焼き付きなどを防止し、高性能を維持することができる。

軸受を構成する部材に添加する添加剤の総量は、潤滑油Ｌに添加される添加剤の量よりも多く添加されることが好ましい。潤滑油中で効果が発揮でき得る総量が限られているため、継続的に効果を持続させるには、軸受を構成する部材に添加する添加剤の総量をできる限り増やす必要がある。潤滑油Ｌに添加される添加剤の量は、軸受を構成する全部材に添加、保持される添加剤の総量の半分よりも少ないと、軸受を構成する部材から、潤滑油Ｌに徐々に添加剤が流出することが可能になり、長期間にわたって継続的に潤滑油Ｌ中に添加剤を存在させ、効果を発揮させることができる。

また、接合部材４に嫌気性接着剤及び紫外線硬化型接着剤を併用し、潤滑油Ｌに接するどちらか一方（例えば嫌気性接着剤）に、潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することも可能である。これら、接合部材４、軸受ハウジング１０、スリーブ１２全てに潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加する必要はなく、いずれか一部材もしくは、二部材に添加することで、本発明の効果を奏することができる。

また、軸受ハウジング１０もしくはスリーブ１２の表面には凹部（接着溝）が設けられており、凹部には潤滑油Ｌに含まれる添加剤を含む接着剤が充填固化されていても良い。このような構成にすることで、軸受ハウジング１０やスリーブ１２などの動圧軸受を構成する部材が、潤滑油Ｌに添加剤を供給することができる。

＜第二の実施形態＞
＜スピンドルモータの構成＞
次に、図４は、本発明の第二実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。第二実施形態のスピンドルモータは、前述の第一実施形態と基本的な構造は同等であるため、対応部品を百番台として対応を明示し、さらに異なる点についてのみ説明する。

モータ１０１は、ロータハブ１１８の上壁部１１８ａの下面とスリーブ１１２の上端面との間隙と、スリーブ１１２の内周面とシャフト１１６の外周面との間隙と、シャフト１１６の下端面とカウンタープレート１１４の上端面との間隙とは、すべて連続している。その連続した間隙には、潤滑油Ｌが途切れることなく保持されており、フルフィル構造の軸受を構成している。

スリーブ１１２の外周面上部には、外径が上端面から軸方向に縮径する傾斜面が設けられており、これと半径方向に対向するロータハブ１１８の上壁部１１８ａの内周面上部との半径方向間隙に規定される間隙寸法は、軸方向下方（ベースプレート１０２側）に離間するに従って漸増しており、すなわち、スリーブ１１２の外周面上部とロータハブ１１８の上壁部１１８ａの内周面上部とが協動してテーパシール部１３４を構成している。

上述した各間隙内に保持される潤滑油Ｌは、このテーパシール部１３４においてのみ、潤滑油Ｌの表面張力と外気圧とがバランスされ、潤滑油と空気との界面がメニスカス状に形成される。

テーパシール部１３４の軸方向下方（ベースプレート１０２側）には、環状の抜け止め部材１３５が設けられている。抜け止め部材１３５は、ロータハブ１１８の周壁部１１８ｂの下方内周部に接着等の手段によって固定され、スリーブ１１２の外周部の傾斜面下端部（ベースプレート１０２側）より内径に、スリーブ１１２とは非接触状態で遊嵌されることにより、スリーブ１１２に対するロータ１０６の軸方向の抜けを防止している。

抜け止め部材１３５の上面は、スリーブ１１２の外周面と、テーパシール部１３４に連続し、且つテーパシール部１３４の半径方向の間隙の最小の隙間寸法よりも小な隙間寸法を有する軸方向の間隙を介し対向している。

抜け止め部材１３５の上面と、抜け止め部材１３５の上面と軸方向に対向するスリーブ１１２の外周部との間に規定される軸方向の微小間隙の間隙寸法を可能な限り小さく設定することによって、モータの回転時に、この軸方向の微小間隙における空気の流速とテーパシール部１３４に規定される半径方向の間隙における空気との流速との差が大きくなり、潤滑油Ｌが気化することによって生じた蒸気の外部への流出抵抗を大きくしてオイルの境界面近傍における蒸気圧を高く保ち、更なる潤滑油の蒸散を防止するよう、ラビリンスシールとして機能する。

＜軸受部の構成＞
スリーブ１１２の内周面とシャフト１１６の外周面との半径方向間隙には、上部ラジアル軸受１２４及び下部ラジアル軸受１２６が軸方向に離間されて設けられている。上部ラジアル軸受１２４及び下部ラジアル軸受１２６は、スリーブ１１２の内周面と、シャフト１１６の外周面と、半径方向に対向する両部材間の間隙に保持されている潤滑油Ｌとから構成されている。

また、スリーブ１１２の上端面とロータハブ１１８の上壁部１１８ａの下面とは軸方向に微小間隙を介して互いに対向し、その間隙には、スラスト軸受１２８が設けられている。

また、スリーブ１１２の上端面に対向するロータハブ１１８の上壁部１１８ａの下面には、固体潤滑剤からなる潤滑皮膜Ｍが塗布形成され、焼きつきを有効に防止されている。

＜軸受部の構成部材＞
前述の第一実施形態に加え、上述した軸受部を構成する潤滑皮膜Ｍにも、潤滑油Ｌに含まれる前述した添加剤が含まれている。具体的には、潤滑皮膜Ｍは固体潤滑剤と熱硬化性樹脂などからなる。固体潤滑剤としては従来公知のものが使用でき、例えば硫化モリブデン、硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、三酸化アンチモン、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、セキボク、ウンモ、タルク、セッケン石、亜鉛華などの１種または２種以上を組み合わせて使用できる。この中でも硫化モリブデン、特に二硫化モリブデンが好適に使用できる。熱硬化性樹脂としては、耐熱性を有するものであれば特に限定はなく、例えばポリアミドイミド樹脂やエポキシ樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられ、この中でもポリアミドイミド樹脂が好適に使用できる。これらの固体潤滑剤または熱硬化性樹脂に、潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することができる。添加方法としては、従来の方法を用いることができ、潤滑皮膜Ｍを塗布する前の潤滑剤溶液に添加剤を分散させた後、潤滑皮膜Ｍを加熱硬化させるなどにより添加することができる。

軸受部を構成する部材に、潤滑油Ｌに含まれる添加剤を添加することにより、潤滑油Ｌと接する潤滑皮膜Ｍから潤滑油Ｌに長時間かけて添加剤が染み出してくる。そのため、潤滑油内で添加剤が消費されても、潤滑油Ｌと接する部材から新たに添加剤が供給され、長期間にわたり焼き付きなどを防止し、高性能を維持することができる。

以下、本発明の実施例の潤滑油について説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。また実施例に用いる基油は、ジエステル系基油である。

実施例１ ２液混合熱硬化性接着剤（主剤１００重量％に対し、硬化剤１０重量％）中に、潤滑油に用いる酸化防止剤である４，４’−ジブチルジフェニルアミンを分散（接着剤１００重量％に対して、酸化防止剤５重量％）させ、下記硬化条件にて硬化させた。

硬化条件：９０℃・３時間
この硬化物を基油に浸漬させ、下記条件で保存した。

保存条件：１５０℃・４日間
上記高温保存条件にて保存した後、硬化物を取り除いた基油を高速液体クロマトグラフィー［ＧＰＣカラム：（固定相：スチレンジビニルベンゼン重合体、移動相：テトラヒドロフラン)、検出器：示差屈折率計(ＲＩ）］にて、基油及びその他のピーク面積を算出し、劣化度合いの分析を行った。その結果を表１に示す。

比較例１ 基油を実施例１と同様の上記保存条件にて、保存した後、高速液体クロマトグラフィーにて分析した。その結果を表1に示す。

表１の結果より、比較例１の基油のみに比べて実施例1は、高温条件化でも劣化物の生成を抑制することがわかる。実施例１は、基油に劣化物が生成することを抑制する効果（酸化防止効果）が付与されたことを示し、基油には酸化防止剤が添加されていることを指す。実施例１には、接着剤に分散されている酸化防止剤が、浸漬させた基油に滲み出ているために、基油に酸化防止剤が添加される。このことにより、実施例１は、接着剤に分散されている酸化防止剤が基油に溶出していることがわかる。

以上に示したとおり、接着剤などの接合部材、樹脂材料で形成される軸受ハウジング、焼結材料からなるスリーブ、撥油剤で形成される撥油膜、潤滑皮膜などの潤滑油が介在する軸受構成部材に、潤滑油に添加される酸化防止剤、磨耗防止剤、金属不活性剤などの添加剤を含有させた本発明の流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置は、潤滑油に添加される添加剤を軸受構成部材から徐々に溶出させ、供給することで、潤滑油の酸化劣化等による潤滑機能の低下を防止し、長期間にわたって流体動圧軸受の焼きつきを抑制できる長寿命な流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置を提供することが出来る。

以上、本発明に従う流体動圧軸受、スピンドルモータ及び記録ディスク駆動装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、本実施形態では、流体動圧軸受は、２つのラジアル動圧軸受部と１つのスラスト動圧軸受部からなる構造を示したが、流体動圧軸受の構造はこれに限定されず、動圧発生溝の形成位置も限定されるわけではない。

本発明の記録ディスク駆動装置を示す縦断面図である。 本発明の第一の実施形態のスピンドルモータを示す縦断面図である。 図２に示したスピンドルモータの主要部を拡大した図である。 本発明の第二の実施形態のスピンドルモータを示す縦断面図である。

符号の説明

２ ベースプレート
６ ロータ
８ ステータ
１０ 軸受ハウジング
１２ スリーブ
１６ シャフト

Claims (12)

1. 軸部材と、
   該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、
   潤滑剤と、
   からなり、
   前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と前記軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる前記潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、
   前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの部分は、前記潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤を少なくともその表面部に含有する、添加剤供給部材から構成されており、
   前記潤滑剤は前記添加剤供給部材表面に接触している、
   事を特徴とする、動圧軸受装置。
2. 軸部材と、
   該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、
   潤滑剤と、
   からなり、
   前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、
   前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの表面には凹部が形成されており、
   該凹部の内側に、前記潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤が収容されており、
   前記潤滑剤は前記添加剤表面に接触している、
   事を特徴とする、動圧軸受装置。
3. 軸部材と、
   該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、
   潤滑剤と、
   からなり、
   前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、
   前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの部分は、前記潤滑剤に含有させることで潤滑剤の特性が改善する添加剤を含有する材料によって覆われた、塗装部が形成されており、
   前記潤滑剤は前記塗装部に接触している、
   事を特徴とする、動圧軸受装置。
4. 軸部材と、
   該軸部材に対し相対回転自在な軸受部材と、
   潤滑剤と、
   からなり、
   前記潤滑剤の少なくとも一部は、前記軸部材と軸受部材の間に介在して二つの部材の間の相対運動によって生ずる潤滑剤の流動に伴って動圧を発生し、該二つの部材の相対位置を一定に保つための支持力を生ずるものであり、
   前記軸部材及び／又は前記軸受部材の何れかの少なくとも一部は、多孔質素材から構成されており、
   該多孔質素材はその内部に、前記潤滑剤が含有することで潤滑剤の特性が改善する添加剤を収容有し、
   前記潤滑剤は該多孔質素材から構成される部分に接触している、
   事を特徴とする、動圧軸受装置。
5. 前記軸部材、及び／又は、前記軸受部材の、何れかの部位には接着剤が用いられており、
   該接着剤は前記添加剤を含有する、
   事を特徴とする、請求項１乃至２に記載の動圧軸受装置。
6. 前記軸部材、及び／又は、前記軸受部材の何れか一方以上は、二つ以上の部品が前記接着剤によって結合されてなるものである、
   事を特徴とする、請求項５に記載の動圧軸受装置。
7. 前記軸部材、及び／又は、前記軸受部材の、一部又は全部は、射出成型によって成型された樹脂部材から構成されており、
   該樹脂部材は、前記添加剤を含有する、
   事を特徴とする、請求項１乃至４に記載の動圧軸受装置。
8. 前記軸受部材は、スリーブと、スリーブの外周面を覆って該スリーブに固定されるハウジングとからなり、
   該ハウジングは、射出成型によって成型された樹脂部材である、
   事を特徴とする、請求項７に記載の動圧軸受装置。
9. 前記塗装部は、更に固体潤滑剤を含有する、
   事を特徴とする、請求項３に記載の動圧軸受装置。
10. 前記潤滑剤が含有する前記添加剤の量は、前記動圧軸受装置全体が保持する前記添加剤の総量の半分よりも少ない、
    事を特徴とする、請求項１乃至９に記載の動圧軸受装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の動圧軸受装置と、
    前記軸部材或いは前記軸受部材のいずれかと一体的に回転するロータマグネットと、
    前記ロータマグネットに対向して配置されるステータと、
    を備えるスピンドルモータ。
12. ハウジングと、
    前記ハウジングに固定されるスピンドルモータであって、情報を記録できるディスク状記録媒体を回転させる請求項１１に記載のスピンドルモータと、
    前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込むまたは読み出すための情報アクセス手段と、
    を備える記録ディスク駆動装置。

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