WO2004079215A1 - 動圧軸受モータ - Google Patents

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WO2004079215A1
WO2004079215A1 PCT/JP2004/002155 JP2004002155W WO2004079215A1 WO 2004079215 A1 WO2004079215 A1 WO 2004079215A1 JP 2004002155 W JP2004002155 W JP 2004002155W WO 2004079215 A1 WO2004079215 A1 WO 2004079215A1
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dynamic pressure
pressure bearing
thrust
bearing
motor according
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PCT/JP2004/002155
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Inventor
Takeyoshi Yamamoto
Yasunori Tokuno
Masahiro Jyono
Taizo Ikegawa
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
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    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
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    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
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    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2018—Incorporating means for passive damping of vibration, either in the turntable, motor or mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Definitions

  • the present invention relates to a dynamic pressure bearing motor mounted on a disk drive device or a laser beam type printing device mainly used in the field of information processing. Background technology
  • FIG. 9 shows a conventional hydrodynamic bearing motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-3502417.
  • Both the thrust flange 107 and the shaft 103 are made of a magnetic material such as iron, and the shaft 103 and the thrust flange 107 provided at the lower end of the thrust shaft 108 are connected to each other.
  • a thrust hydrodynamic bearing is formed by the opposing gap 102, and a radial hydrodynamic bearing is formed by the gap 101 between the sleeve 104 and the shaft 103.
  • 106 is a cylindrical seal magnet, and 113 is a trap magnet.
  • the base 111 is provided with a drive module 110 which faces the magnet 109 and has a drive mode M.
  • the drive motor M is rotated at a predetermined rotation speed by energizing the stay 110, the sleeve 104 keeps the gaps 101, 102 between the shaft 103 and the Rotate on contact.
  • FIG. 10 shows a conventional hydrodynamic bearing motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-275708.
  • the gap 1 2 2A where the thrust flange 1 2 7 attached to the lower end of the pin 1 2 8 of the sleeve 1 24 and the thrust main plate 1 2 5 and the thrust flange 1 2 A thrust hydrodynamic bearing is formed by the gap 1 22 B facing the thrust sub play 1 and the thrust sub play 126.
  • a radial dynamic pressure bearing is formed by a gap 122 between the sleeve 124 and the shaft 123.
  • the outer periphery of the pin 128 is provided with a magnet 129 for the opening of the drive motor M.
  • a stay 130 of the drive motor M is provided on the inner peripheral portion of the cylindrical shaft 123 so as to face the magnet 125.
  • the hydrodynamic bearing motor rotates in a non-contact manner, so it has less vibration and noise, and has excellent performance that enables high-speed rotation.
  • one of the problems specific to the dynamic pressure bearing is that, in FIG. 9, wear powder is generated due to contact between the opposing surfaces of the gap 101 and the gap 102.
  • the shaft 103 and the sleeve 104 come into contact with each other and rub against each other, so that the surface is worn and wear powder is generated. Further, the shaft 103 and the thrust flange 107 come into contact with each other to generate wear powder. Further, when disturbance is applied, even during steady rotation, the shaft 103 and the sleeve 104 or the shaft 103 and the thrust flange 107 may come into contact with each other, and abrasion powder may be generated.
  • This abrasion powder rides on the airflow generated by the rotation of the hydrodynamic bearing motor, and flows along the path indicated by the arrow 1 1 2 (hereinafter referred to as the communication path 1 1 2) from the external opening 1 1 6 of the dynamic pressure bearing. If the hydrodynamic bearings are used in a hard disk drive, they may damage the head and the disk attached to the hydrodynamic bearings. Further, when the hydrodynamic bearing unit is used for driving a polygon mirror in a pudding, the abrasion powder stains the polygon mirror and adversely affects print quality.
  • Fig. 9 shows an annular trap magnet 1 1 3 in the communication path 1 1 2 connecting the open end 1 15 of the radial bearing and the external opening 1 16 of the dynamic pressure bearing module. Is placed. More specifically, the gap 113 between the opposing surfaces of the magnet 113 and the sleeve 104 is made smaller, and the magnet 113 adsorbs the wear powder of the magnetic material passing through this gap.
  • annular labyrinth seal 140 is arranged in the communication path indicated by the arrow 132.
  • a method has been proposed in which abrasion powder is trapped in a filter (not shown), or an adhesive layer is formed in a communication path and trapped (not shown).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1466915 filter 30 in FIG. 1; Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-205467 (adhesive layer 40 in FIG. 2)).
  • the bearing member is made of a magnetic material so that the wear powder is absorbed by the magnets 113.
  • the demand for contamination of motors has been increasing due to the higher performance of devices using hydrodynamic bearing motors, and it has been required to improve the cleanliness of bearing members. Since the material adsorbs magnetic particles (for example, magnet powder), it is difficult to further improve the degree of cleaning, and it cannot be used as a bearing member.
  • the cleanliness of parts can be improved because it can be made of a non-magnetic material, and the labyrinth seal 140 is provided.
  • the labyrinth seal 140 With the 40 shielding function, the outflow of wear powder can be prevented. However, when stopped, its function is lost and wear powder flows out of the dynamic pressure bearing motor.
  • the method of trapping by forming an adhesive layer in the communication path has a problem that trapping cannot be performed if the abrasion powder does not contact the adhesive layer, and the outflow of the abrasion powder cannot be completely prevented.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and During the operation and at the time of stoppage, the abrasion powder generated when a disturbance is applied during rotation does not flow out of the motor, and the cleanliness of the bearing members is improved.
  • An object of the present invention is to provide a device using the same.
  • a dynamic pressure bearing motor includes a shaft, a sleeve, and a drive module supported by a radial dynamic pressure bearing and a thrust dynamic pressure bearing and relatively rotatable.
  • the abrasion powder trap magnet is disposed in the communication path between the opening of the bearing and the motor opening of the dynamic pressure bearing, and the members forming the radial dynamic bearing and the thrust dynamic pressure bearing are made of austenitic stainless steel. It is characterized by comprising.
  • the dynamic pressure bearing motor of the present invention is a dynamic pressure bearing motor which is supported by a radial dynamic pressure bearing and a thrust dynamic pressure bearing, and has a relatively rotatable shaft, a sleeve, and a drive motor.
  • a magnet for abrasion powder traps is arranged in a communication passage between the opening of the sleeve and the opening of the dynamic pressure bearing module, and the radial dynamic pressure bearing and the thrust dynamic pressure bearing are formed.
  • One of the members is made of austenitic stainless steel, and the other is made of a material having higher hardness than austenitic stainless steel.
  • the cleaning degree of the bearing member can be improved. Also, since the austenitic stainless steel wear powder changes to a magnetic substance, providing a wear powder trap magnet in the communication path between the bearing open end and the outside of the motor has the effect of preventing the wear powder from flowing out. is there. With the above action, It is possible to provide a dynamic pressure bearing module with high reliability that can meet the requirements for evening termination, does not cause wear powder to flow out of the motor, and does not deteriorate motor characteristics.
  • the length of the wear powder trap magnet facing the communication path is 0.5 mm or more.
  • the radial dynamic pressure bearing and the thrust dynamic pressure bearing portion which come into contact at the time of stop are By setting the surface pressure to 300 GPa or more, the wear powder generated from the radial dynamic pressure bearing and the thrust dynamic pressure bearing is magnetized, and the wear powder can be attracted by the wear powder trap magnet. .
  • one of the members forming the radial dynamic pressure bearing and the thrust dynamic pressure bearing is made of austenitic stainless steel, and the other is made of a material having a higher hardness than the austenitic stainless steel.
  • the length of the wear powder trapping magnet facing the communication path is 0.5 mm or more, the size of the communication path is 10 mm or less, and the magnetic flux density of the wear powder trapping magnet surface is 0.0.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydrodynamic bearing motor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view of a left end communication passage portion of the embodiment.
  • Fig. 3 is a graph showing the experimental results of the wear powder trapping conditions of the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the dynamic pressure bearing motor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the left end communication passage portion of the embodiment.
  • Fig. 6 is a graph showing the experimental results of the wear powder trapping conditions of this embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of a hydrodynamic bearing motor according to (Embodiment 4) of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view of a hydrodynamic bearing motor according to (Embodiment 4) of the present invention.
  • Fig. 9 is a sectional view of a conventional hydrodynamic bearing motor.
  • Fig. 10 is a cross-sectional view of another conventional hydrodynamic bearing motor.
  • 1 and 2 are cross-sectional views of a hydrodynamic bearing motor.
  • Fig. 1 shows an example in which the present invention is applied to a hard disk drive module.
  • a cylindrical shaft 3 is mounted on a base 11 that serves as a base of the dynamic pressure bearing module, and an upper end of the shaft 3 is provided. Thrust flange 7 is attached to the section.
  • the drive shaft 10 of the drive motor M is mounted on the inner wall of the hollow part of the shaft 3. Outside shaft 3
  • a sleeve 4 is rotatably arranged on the side, and a thrust main plate 5 is attached to the upper end of the sleeve 4.
  • the sleeve 4 has a pin 8 serving as a rotation axis, and a thrust sub-plate 6 is attached to the pin 8 so as to face the thrust flange 7.
  • An annular magnet 9 is attached to the outer peripheral surface of the pin 8 so as to face the stay 10 and serves as a rotor for the drive motor M.
  • the sleeve 4 is driven by the magnetic force acting between the stay 10 and the stay 10. To give a turning force.
  • a radial dynamic pressure bearing is formed in a gap 1 between the shaft 3 and the sleeve 4 (for example, 1 to 10 and preferably 1 to 5 m), and a gap 2 A between the thrust flange 7 and the thrust main plate 5.
  • a thrust hydrodynamic bearing is formed.
  • At least one of the outer periphery of the shaft 3 and the inner surface of the sleeve 4 is formed with a dynamic pressure generating groove such as a helicing bone or a spiral shape. ing. Further, a herring-pond spiral dynamic pressure generating groove is formed on one of the surfaces of the thrust main plate 5, the thrust sub-plate 6, and the thrust flange 7.
  • An annular wear dust trap magnet 13 is disposed in a communication passage 12 between the opening 15 of the sleeve 4 and the external opening 16 of the hydrodynamic bearing motor, and the sleeve 4, the shaft 3, and the thrust
  • the flange 7, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate 6 are made of austenitic stainless steel (for example, Japanese Industrial Standard JISSUS303 or SUS304).
  • the austenitic stainless steel is a non-magnetic material, but the sleeve 4 on the rotating side, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate so that the contact pressure of the bearing surface that comes in contact with the stop is at least 300 Pa or more.
  • a dynamic pressure bearing is created by setting the weight of the 6, pin 8, and magnet 9, the stress induces a strain-induced transformation, and the wear powder becomes a magnetic substance due to the martensitic formation of the austenitic structure.
  • the generated abrasion powder is removed by the abrasion powder trap magnet 13.
  • austenitic stainless steel is a non-magnetic material, it is possible to improve the cleanliness of parts of the bearing member.
  • the surface pressure of the bearing surface that comes into contact at the time of stoppage is preferably at least 100 Pa, more preferably at least 300 Pa.
  • the position of the magnet 13 for trapping abrasion dust is not limited to the position shown in FIG. 1, but may be located in the communication path 12 of the airflow indicated by the arrow generated by the rotation of the hydrodynamic bearing motor. .
  • the hydrodynamic bearing motor shown in Fig. 1 is a motor-in-motor type in which a stay 10 and a magnet 9 are arranged inside the shaft 3; however, the stay is provided outside the radial dynamic pressure bearing.
  • the present embodiment can also be applied to a motor-mounting type in which magnets are arranged and a surface-facing motor type (not shown).
  • coating layers 14A, 14B, and 14C are formed on the outer peripheral surface of the shaft 3, and on the surfaces of the thrust main plate 5 and the thrust sub plate 6.
  • Koti T i N as ring layer T i A 1 N, T i C, T i CN, C r N, S i C, S i 3 N 4, A l 2 ⁇ 3, c BN (Cubic Boron Nitride : Ceramics such as cubic boron nitride) are suitable. With this configuration, since the ceramic has a low hardness, the wear resistance of the bearing surface is improved.
  • the coating layer 14A, 14B, 14C is made of DLC (Diamond Like Carbon) such as amorphous carbon, hydrogenated amorphous carbon, diamond-like carbon film, hard carbon film, etc. Along with the coefficient of friction.
  • DLC Diamond Like Carbon
  • This coating layer 14 ⁇ may be formed on the inner peripheral surface of the sleeve 4, and the coating layers 14 B and 14 C may be formed on the upper and lower surfaces of the thrust flange 7.
  • the coating layer 14 A is the inner peripheral surface of the sleeve 4 and the outer peripheral surface of the shaft 3.
  • the coating layers 14 B and 14 C are the surfaces of the thrust main plate 5, the thrust sub-plate 6, and the thrust flange 7. May be formed on both sides of the surface.
  • FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the lower left part of FIG.
  • the width 18 of the magnet 13 for the abrasion powder trap and the size 17 of the communication path 12 and the surface magnetic flux density of the magnet 13 for the abrasion powder trap are as follows. It is set so that the abrasion powder passing through 17 can be adsorbed. 19 is the height of the magnet for the abrasion powder trap. Specifically, set as follows.
  • Figure 3 shows that when the width 18 of the magnet 13 for wear dust trap is 2.0 mm and the size of the communication passage 17 and the surface magnetic flux density of the magnet 13 for wear dust trap are changed, 4 is a graph showing trapping possible conditions within a range in which outflow of wear powder can be prevented. Outflow can be prevented in the area below the graph line.
  • the width 18 of the magnet 13 for wear powder trap was set to 0.5 mm or more, and the size of the communication passage 1 By setting 7 to 2.0 mm or less, and the surface magnetic flux density of the wear powder trap magnet 13 to 0.01 T or more, the wear powder trap magnet 13 adsorbs wear powder passing through the communication passage 12. It turned out that we could do it. By setting these conditions, it is possible to prevent wear powder from flowing out of the motor.
  • Embodiment 1 has a thrust main plate 5 and a thrust sub that function as a thrust hydrodynamic bearing on the upper part inside a radial hydrodynamic bearing composed of a sleeve 4 and a shaft 3. It has a fixed shaft, cantilever type dynamic pressure bearing configuration with a plate 6 and a thrust flange 7.
  • the present invention is not limited to the hydrodynamic bearing configuration having the shape shown in FIG. 1, and is applicable to a hydrodynamic bearing motor having a hydrodynamic bearing having another configuration.
  • the present invention can also be applied to a dynamic pressure bearing module (not shown) in which the shaft is not a cantilever type but is supported at both ends.
  • a magnet for abrasion powder traps may be arranged at both ends of the shaft.
  • dynamic pressure bearings with the configuration shown in Fig. 9 or Fig. 10 shown in the prior art examples, the shape and position of the radial dynamic pressure bearing / thrust dynamic pressure bearing are changed, and the shaft 3 rotates
  • the present invention can also be applied to motors, spherical dynamic pressure bearing motors with radial and thrust dynamic pressure bearings, and abacus-shaped dynamic pressure bearing motors (not shown).
  • the hydrodynamic bearing module of this solves the problem that occurs in a device that rotates at high speed by attaching a rotating body such as a polygon mirror or a recording disk. The best source.
  • the magnet 13 for abrasion powder traps is provided in the communication passage 12 between the opening 15 of the sleeve 4 and the hydrodynamic bearing module —the external opening 16 in the evening.
  • FIG. 4 shows (Embodiment 2)
  • the labyrinth seal 20 is provided in the communication passage 12 together with the magnet 13 for the abrasion powder trap.
  • the rest of the configuration is the same as that shown in FIG.
  • the outflow of wear powder can be prevented by the known shielding function of the labyrinth seal 20.
  • the labyrinth seal 20 loses the shielding function when the hydrodynamic bearing motor is stopped, the abrasion powder is attracted by the abrasion powder trap magnet 13 and the outflow of the abrasion powder can be prevented.
  • the abrasion powder can be adsorbed by the abrasion powder trap magnet 13 only when the motor is stopped, so that the size of the communication passage 17 can be increased and the surface magnetic density of the abrasion powder trap magnet 13 can be reduced. be able to. As a result, it is possible to reduce the cost by loosening the component processing accuracy and suppress the deterioration of the motor performance due to the wear powder trap magnet 13.
  • the arrangement positions of the lapile seal 20 and the magnet 13 for trapping abrasion powder are not limited to those shown in FIG. 4, but may be arranged in the communication passage 12. Specifically, a labyrinth seal 20 may be provided on the sleeve 4 and a recess may be formed in the base 11.
  • the labyrinth seal 20 may be formed in two places, and the labyrinth seal may be formed in an L-shape (not shown), and the position and shape of the labyrinth seal 20 are not limited.
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of the lower left part of FIG.
  • the width 18 of the magnet 13 for abrasion powder trap, the size 17 of the communication passage, and the surface magnetic flux density of the magnet 13 for abrasion powder trap are as follows. It is set so that wear powder passing through passages 12 can be adsorbed.
  • Fig. 6 shows that when the width 18 of the magnet for trapping abrasion powder is 2.0 mm and the size of the communication passage 17 and the surface magnetic flux density of the magnet 13 for abrasion dust trap are changed
  • 7 is a graph showing trapping conditions in a range where outflow of water can be prevented. Outflow can be prevented in the range on the right side of the graph line.
  • the width 18 of the magnet for abrasion powder trap was 0.5 mm or more, and the size of the communication path was 10.0 mm or less.
  • the sleeve 4, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate 6 are made of austenitic stainless steel, and the shaft 3 and the thrust flange 7 are made of a material harder than the austenitic stainless steel. ing.
  • the other configuration is the same as that of the dynamic pressure bearing unit shown in the above (Embodiment 1).
  • Coating layers 14 A, 14 B, 14 B are provided on the outer periphery of the shaft 3 and the upper and lower surfaces of the thrust flange 7. C is formed.
  • the bearing member exposed to the outside of the motor which is a problem in cleaning, is made of a non-magnetic austenitic stainless steel, and the other bearing member is made of a material having higher hardness than the austenitic stainless steel.
  • the wear powder is limited to austenitic stainless steel.
  • Friction coefficient can be reduced.
  • the material can be selected from the group of martensite stainless steel, ferrite stainless steel, tool steel, titanium alloy, ceramics and the like.
  • the sleeve 4, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate 6 were made of austenitic stainless steel, and the shaft 3 and the thrust flange 7 were made of a material harder than the austenitic stainless steel.
  • the top flange 7 may be made of austenitic stainless steel, and the sleep 4, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate 6 may be made of a material having higher hardness than the austenitic stainless steel.
  • FIG. 7 shows (Embodiment 4) of the present invention.
  • the sleeve 4, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate 6 are made of austenitic stainless steel, and the shaft 3 and the thrust flange 7 have substantially the same thermal expansion coefficient as the austenitic stainless steel. It is made of material.
  • Other configurations are the same as those of the hydrodynamic bearing motor described in the above (Embodiment 1).
  • the shaft 3 and the thrust flange 7 are made of a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the stainless steel, the dimensions of the radial dynamic pressure bearing 1 ⁇ thrust dynamic pressure bearings 2A and 2B are changed by temperature changes. The change is small, and fluctuations in bearing performance can be suppressed.
  • the material whose coefficient of thermal expansion is approximately equal to that of austenitic stainless steel Physically, it can be selected from the group of copper, high copper alloy, phosphor bronze, aluminum bronze, and bronze.
  • coating layers 14A, 14B, and 14C are formed on the outer periphery of the shaft 3 and the upper and lower surfaces of the thrust flange 7, which is a bearing member not made of austenitic stainless steel.
  • the thrust flange 7 which is a bearing member not made of austenitic stainless steel.
  • one coating layer and to the T i N, T i A 1 N, T i C, T i CN, C r N, S i C, S i 3 N 4, A 1 2 O g, such as c BN Ceramics are suitable. With this configuration, since the ceramics have high hardness, the wear resistance of the bearing surface is improved.
  • DLC diamond-like carbon
  • amorphous carbon such as amorphous carbon, hydrogenated amorphous carbon, diamond-like carbon film, and hard carbon film
  • the wear resistance is improved and the coefficient of friction is reduced.
  • a further friction coefficient to form a lubricating film such as M o S 2, PTFE can be reduced.
  • the shaft 3 and thrust flange 7 are made of a material whose thermal expansion coefficient is almost the same as that of austenitic stainless steel.
  • the sleeve 4, the thrust main plate 5, and the thrust sub-plate 6 are made of a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the austenitic stainless steel.
  • a dynamic pressure bearing having a shaft, a sleeve, and a drive motor that are supported by a radial dynamic pressure bearing and a thrust dynamic pressure bearing and are relatively rotatable.
  • a member for forming the radial dynamic pressure bearing and the thrust dynamic pressure bearing in which a magnet for abrasion powder trap is disposed in a communication path between the opening of the sleeve and the dynamic pressure bearing motor opening.
  • a member forming the radial dynamic pressure bearing and the thrust dynamic pressure bearing is formed of austenitic stainless steel, and the other is higher than the austenitic stainless steel. Since the motor is made of a hard material, the wear of the

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Abstract

スリーブの開口部と動圧軸受モータ開口部との間の連通路に摩耗粉トラップ用磁石１３を配置すると共に、シャフト３とスリーブ４、及びスラストフランジ７とスラストメインプレート５をオーステナイト系ステンレスで構成する。これによると、非磁性であるオーステナイト系ステンレスを用いるので洗浄度を向上できる。また、オーステナイト系ステンレスの摩耗粉は磁性体へと変化するので、軸受開放端とモータ外部との連通路に摩耗粉トラップ用磁石を設けることにより、摩耗粉の外部への流出を防止できる。

Description

明 細 書
動圧軸受モータ
技術分野
本発明は、 主として情報処理分野で使われるディスクドライブ装 置やレーザービーム型プリン夕装置等に搭載される動圧軸受モー夕 に関するものである。 背景の技術
従来、 ディスクドライブ装置やレーザ一ビーム型プリンタ装置の モー夕部の軸受としては、 玉軸受が用いられていた。 近年、 デ一夕 転送の高速化やプリン卜の高速化の要求によるモー夕の高速回転に 伴い、 これらの軸受にはモー夕の高速回転に対応できるように従来 の玉軸受ではなく、 例えば、 特開 2 0 0 0— 3 5 2 4 1 7号公報， 特開平 1 1 一 2 7 5 8 0 7号公報に記載されている動圧軸受が使用 されるようになってきた。
図 9は特開 2 0 0 0— 3 5 2 4 1 7号公報に記載された従来の動 圧軸受モータを示す。
スラス卜フランジ 1 0 7とシャフト 1 0 3は、 いずれも鉄などの 磁性材料で作られており、 シャフト 1 0 3とスラスト軸 1 0 8の下 端に設けられたスラストフランジ 1 0 7とが対向する隙間 1 0 2で スラスト動圧軸受が構成され、 スリーブ 1 0 4とシャフト 1 0 3の 隙間 1 0 1でラジアル動圧軸受が形成される。 1 0 6は円筒状のシ ール用磁石， 1 1 3はトラップ用の磁石である。
スリーブ 1 0 4内には、 駆動モー夕 Mの口一夕用の磁石 1 0 9が 設けられている。 ベ一ス 1 1 1には、 磁石 1 0 9に対向して駆動モ 一夕 Mのステ一夕 1 1 0が設けられている。 ステ一夕 1 1 0に通電 して駆動モー夕 Mを所定の回転速度で回転させると、 スリーブ 1 0 4は、 シャフト 1 0 3との間に隙間 1 0 1 , 1 0 2を保って非接触 で回転する。
図 1 0は特開平 1 1— 2 7 5 8 0 7号公報に記載された従来の動 圧軸受モー夕を示す。
図 1 0において、 スリーブ 1 24のピン 1 2 8の下端部に取り付 けられたスラストフランジ 1 2 7と、 スラストメインプレート 1 2 5とが対向する隙間 1 2 2A、 および、 スラストフランジ 1 2 7と スラストサブプレー 1、 1 26が対向する隙間 1 2 2 Bとでスラスト 動圧軸受が形成される。
また、 スリーブ 1 24とシャフト 1 2 3との間の隙間 1 2 1でラ ジアル動圧軸受が形成される。
ピン 1 2 8の外周部には、 駆動モー夕 Mの口一夕用の磁石 1 2 9 が設けられている。 円筒状のシャフト 1 2 3の内周部には、 磁石 1 2 9に対向して駆動モータ Mのステ一夕 1 3 0が設けられている。 ステ一夕 1 3 0に通電してスリーブ 1 24を所定の回転速度で回転 させると、 スリーブ 1 24はシャフト 1 2 3との間に隙間 1 2 1 , 1 2 2 A及び 1 2 2 Bを保って、 非接触で回転する。
通常、 動圧軸受モー夕は非接触で回転するため振動や騒音が少な く、 高速回転が可能となるという優れた性能を持つ。 しかし、 動圧 軸受の特有の問題の一つに、 図 9においては、 隙間 1 0 1と隙間 1 0 2の対向面の接触による摩耗粉の発生がある。
動圧軸受は、 所定の回転速度で回転しているとき （定常回転時） は動圧の発生により対向面は非接触であるが、 停止状態から所定の 回転速度に達するまでのスタート時や、 所定の回転速度から停止状 態に至るまでのストップ時には、 十分な動圧が発生しないため対向 面が接触する。
すなわち、 回転のスタート時とストップ時にはシャフト 1 0 3と スリーブ 1 0 4が接触して摺れ合い、 表面が摩耗して摩耗粉が発生 する。 また、 シャフト 1 0 3とスラストフランジ 1 0 7とが接触し て摩耗粉が発生する。 さらに、 外乱が加わると定常回転時でもシャ フト 1 0 3 とスリーブ 1 0 4やシャフ ト 1 0 3とスラス 卜フランジ 1 0 7が接触して摩耗粉が発生するおそれがある。
この摩耗粉が、 動圧軸受モータの回転によって発生する気流に乗 つて矢印 1 1 2で示す経路 （以下、 連通路 1 1 2という） で動圧軸 受モ一夕の外部開口 1 1 6から外部へ流出すると、 この動圧軸受モ 一夕がハードディスクドライブ装置に用いられている場合は、 へッ ド及び動圧軸受モ一夕に取り付けたディスクを傷付けることがある。 また、 この動圧軸受モ一夕がプリン夕におけるポリゴンミラーの 駆動用に用いられている場合は、 前記の摩耗粉がポリゴンミラーを 汚すため、 プリントの品質に悪影響を及ぼす。
この問題に対処するため、 図 9では、 ラジアル軸受の開放端 1 1 5と動圧軸受モ一夕の外部開口 1 1 6とを繋ぐ連通路 1 1 2に環状 のトラップ用の磁石 1 1 3を配置している。 具体的には、 磁石 1 1 3とスリーブ 1 0 4との対向面の隙間 1 1 7を小さくして、 この隙 間を通る磁性体の摩耗粉を磁石 1 1 3で吸着している。
また、 図 1 0では、 矢印 1 3 2で示す連通路の中に環状のラビリ ンスシ一ル 1 4 0を配置している。 さらに、 摩耗粉をフィル夕でトラップしたり （図示省略） 、 連通 路に粘着層を形成してトラップしたりする方法 （図示省略） が提案 されている。 例えば、 特開 2 0 0 1— 1 4 6 9 1 5号公報 （図 1の フィルタ 3 0、特開平 8 - 2 0 5 4 6 7号公報（図 2の粘着層 4 0 ) を参照。
摩耗粉を磁石 1 1 3で吸着するため軸受部材を磁性材料で構成し ている。 ところが、 近年では、 動圧軸受モータが使用されている装 置の高性能化により、 モータに対するコンタミネ一ションに対する 要求が高度化しており、 軸受部材の洗浄度の向上が求められている が、 磁性材料は磁性を帯びたパーティクル (例えば磁石粉) を吸着 するため、 これ以上の洗浄度の向上が困難であり、 軸受部材として 使用できなくなってきている。
一方、 図 1 0では、 非磁性材料で構成できるため部品洗浄度の向 上ができ、 ラビリンスシール 1 4 0を設けているので動圧軸受モー 夕の回転中は空気の流動によるラピリンスシール 1 4 0の遮蔽機能 によって摩耗粉の流出を防止できる。 しかし、 停止時にはその機能 を失うため摩耗粉が動圧軸受モー夕の外部へ流出してしまう。
さらに、 フィル夕で卜ラップする方法は摩耗粉がマイクロメート ルサイズであるため、 通常のフィル夕ではトラップできず、 トラッ プできるようなフィルタを使用するにはかなりの高圧で気体を通す 必要があるため実現できない。
また、 連通路に粘着層を形成してトラップする方法は、 粘着層に 摩耗粉が接触しない場合はトラップできず、 摩耗粉の流出を完全に 防ぐことはできないという課題を有している。
本発明は、 前記従来の課題を解決するもので、 モ一夕のスタート 時及びストップ時ゃ回転時に外乱が加わったときに発生する摩耗粉 を、 モータ外部へ流出させることなく、 軸受部材の洗浄度も向上を 図り、 高い信頼性を有する動圧軸受モ一夕及びそれを用いた装置を 提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の動圧軸受モータは、 ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧 軸受によって支持され、 相対的に回転可能になされた軸、 スリーブ 及び駆動モ一夕を有する動圧軸受モ一夕において、 前記スリーブの 開口部と前記動圧軸受モータ開口部との間の連通路に摩耗粉トラッ プ用磁石を配置すると共に、 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラス 卜動圧軸受を形成する部材をオーステナイ ト系ステンレスで構成し たことを特徴とするものである。
また、 本発明の動圧軸受モータは、 ラジアル動圧軸受及びスラス ト動圧軸受によって支持され、 相対的に回転可能になされた軸、 ス リーブ及ぴ駆動モ一夕を有する動圧軸受モータにおいて、 前記スリ —ブの開口部と前記動圧軸受モ一夕開口部との間の連通路に摩耗粉 トラップ用磁石を配置すると共に、 前記ラジアル動圧軸受及び前記 スラス卜動圧軸受を形成する部材の一方をオーステナイ ト系ステン レスで構成し、 他方をオーステナイ ト系ステンレスよりも高硬度な 材料で構成したことを特徴とするものである。
この構成によれば、 非磁性であるォ一ステナイ ト系ステンレスを 用いるので、 軸受部材の洗浄度を向上できる。 また、 オーステナイ ト系ステンレスの摩耗粉は磁性体へと変化するので、 軸受開放端と モータ外部との連通路に摩耗粉トラップ用磁石を設けることにより、 摩耗粉の外部への流出を防ぐ効果がある。 以上の作用により、 コン 夕ミネーションに対する要求に答えることができ、 モータ外部への 摩耗粉流出がなく、 モータ特性の悪化等もない、 高信頼性を確保し た動圧軸受モ一夕を提供できる。
さらに、 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成 する部材をオーステナイ ト系ステンレスで構成した場合には、 前記 摩耗粉トラップ用磁石の連通路に面する長さを 0 . 5 mm以上とし、 前記連通路の大きさを 2 mm以下及び前記摩耗粉トラップ用磁石表 面の磁束密度 0 . 0 1 T以上することによって、 停止時に接触する 前記ラジアル動圧軸受及びスラス卜動圧軸受部の面圧を 3 0 0 G P a以上とすることによって、 前記ラジアル動圧軸受及びスラス 卜動 圧軸受より発生する摩耗粉を磁性化し、 前記摩耗粉が前記摩耗粉ト ラップ用磁石によって吸着可能となる。
また、 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラス ト動圧軸受を形成す る部材の一方をォ一ステナイ 卜系ステンレスで構成し、 他方をォー ステナイ ト系ステンレスよりも高硬度な材料で構成した場合には、 前記摩耗粉トラップ用磁石の連通路に面する長さを 0 . 5 m m以上 とし、 前記連通路の大きさを 1 0 m m以下及び前記摩耗粉トラップ 用磁石表面の磁束密度 0 . 0 1 T以上とすることによって、 停止時 に接触する前記ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受部の面圧を 3 0 0 G P a以上とすることによって、 前記ラジアル動圧軸受及び スラス ト動圧軸受より発生する摩耗粉を磁性化し、 前記摩耗粉が前 記摩耗粉トラップ用磁石によって吸着可能となる。
図面の簡単な説明
図 1は本発明の （実施の形態 1 ) における動圧軸受モータの断面 図 図 2は同実施の形態の左端部連通路部分の拡大断面図
図 3は同実施の形態の摩耗粉トラップ可能条件の実験結果を示す グラフ
図 4は本発明の （実施の形態 2 ) における動圧軸受モー夕の断面 図
図 5は同実施の形態の左端部連通路部分の拡大断面図
図 6は同実施の形態の摩耗粉トラップ可能条件の実験結果を示す グラフ
図 7は本発明の （実施の形態 4 ) における動圧軸受モータの断面 図
図 8は本発明の （実施の形態 4 ) における動圧軸受モータの断面 図
図 9は従来の動圧軸受モータの断面図
図 1 0は従来の他の例の動圧軸受モータの断面図
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明の各実施の形態を図 1〜図 8に基づいて説明する。
(実施の形態 1 )
図 1〜図 3は本発明の (実施の形態 1 ) を示す。
図 1 , 図 2は動圧軸受モータの断面図である。
図 1においては、 ハードディスクドライブ用モ一夕に適用した例 を示しており、 動圧軸受モ一夕の基台となるベース 1 1に円筒状の シャフト 3が取り付けられており、 シャフト 3の上端部にスラスト フランジ 7が取り付けられている。 シャフト 3の中空部の内壁に駆 動モー夕 Mのステ一夕 1 0が取り付けられている。 シャフト 3の外 側には回転可能にスリーブ 4が配されており、 スリーブ 4の上端部 にスラストメインプレート 5が取り付けられている。
スリーブ 4は回転軸となるピン 8を有し、 ピン 8にはスラストフ ランジ 7に対向してスラストサブプレート 6が取り付けられている。 ピン 8の外周面にはステ一夕 1 0と対向して駆動モ一夕 Mのロータ となる環状のマグネッ ト 9が取り付けられており、 ステ一夕 1 0と の間に働く磁力によってスリーブ 4に回転力を与える。
シャフト 3とスリーブ 4との隙間 1 (例えば 1〜 1 0 であり、 1〜 5 mであれば望ましい) においてラジアル動圧軸受が形成さ れ、 スラス トフランジ 7とスラストメインプレート 5との隙間 2 A (例えば 1〜 2 0 mであり、 1〜 1 0 mであれば望ましい） 、 及びスラス トフランジ 7とスラストサブプレート 6と隙間 2 B (例 えば 1〜 2 0 mであり、 1〜 1 0 x mであれば望ましい) におい てスラスト動圧軸受が形成される。
当該の技術分野では既知であるので図示を省略したが、 通常、 シ ャフ ト 3の外周とスリーブ 4の内面の少なくとも一方の面に、 ヘリ ングボーンやスパイラル形状などの動圧発生溝が形成されている。 また、 スラストメインプレー卜 5、 スラストサブプレート 6及びス ラス トフランジ 7のいずれかの面にもヘリングポ一ンゃスパイラル 形状の動圧発生溝が形成されている。
このように構成された動圧軸受モータでは、 スリーブ 4の定常回 転時には隙間 1 , 2 A及び 2 Bに動圧が発生し、 スリーブ 4はシャ フト 3に非接触で支持される。 しかしながら、 動圧軸受モー夕のス 夕一ト時ゃストップ時には動圧が十分に発生していないため、 スリ —ブ 4とシャフ ト 3及びメインプレート 5とスラス トフランジ 7が 接触し摩擦によって摩耗が起こり摩耗粉が発生する。 また、 回転中 でも外乱により大きな力が加わると、 上記の接触が生じ摩耗粉が発 生する場合がある。
さらに、 近年、 動圧軸受モー夕が使用されている装置の高性能化 により、 モータに対するコンタミネーシヨンに対する要求が高度化 しており、 軸受部材の洗浄度の向上が求められているが、 磁性材料 は洗浄度向上が困難であるため、 軸受部材として使用できなくなつ てきている。
この (実施の形態 1 ) では、 以下に示す構成によって磁性材料を 使用することなく、 摩耗粉が動圧軸受モ一夕の外部へ流出するのを 防止している。
前記スリーブ 4の開口部 1 5と動圧軸受モータの外部開口 1 6と の間の連通路 1 2に、 環状の摩耗粉トラップ用磁石 1 3を配置する と共に、 スリーブ 4とシャフト 3、 スラス卜フランジ 7、 スラスト メインプレート 5、 スラストサブプレート 6を、 オーステナイ ト系 ステンレス (例えば、 日本工業規格 J I S S U S 3 0 3や S U S 3 0 4 ) で構成する。
なお、 オーステナイ ト系ステンレスは非磁性体であるが、 停止時 に接触する軸受面の面圧が少なくとも 3 0 0 P a以上となるように 回転側であるスリーブ 4とスラストメインプレート 5、 スラストサ ブプレート 6、 ピン 8、 マグネッ ト 9の重量を設定して動圧軸受を 作成すると、 応力が加わることによりひずみ誘起変態がおこり、 ォ ーステナイ ト組織のマルテンサイ ト化によって摩耗粉は磁性体とな る。
したがって、 発生した摩耗粉は摩耗粉トラップ用磁石 1 3によつ て吸着され、 摩耗粉の外部への流出を防ぐことができる。 さらに、 オーステナイ ト系ステンレスは非磁性体であるため、 軸受部材の部 品洗浄度向上が図れる。 停止時に接触する軸受け面の面圧について は、 望ましくは 1 ◦ 0 0 P a以上であり、 さらに望ましくは 3 0 0 0 P a以上である。 なお、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の配置位置は 図 1の位置に限られるものではなく、 動圧軸受モータの回転によつ て発生する矢印で示す気流の連通路 1 2に配置すればよい。
また、 図 1に示す動圧軸受モータはシャフト 3の内側にステ一夕 1 0とマグネッ ト 9を配置したィンナ一モ一夕形式であるが、 ラジ アル動圧軸受の外側にステ一夕とマグネッ トを配置するァウタ一モ 一夕形式や面対向モータ形式 (図示省略) でも本実施例を適用でき る。
さらに、シャフ ト 3の外周面、およびスラストメインプレー卜 5、 スラストサブプレート 6の表面にコ一ティング層 1 4 A， 1 4 B, 1 4 Cを形成する。 コーティ ング層としては T i N, T i A 1 N, T i C, T i CN， C r N, S i C, S i 3N4， A l 2〇 3， c B N (Cubic Boron Nitride：立方晶窒化硼素) 等のセラミックスが適 している。 このように構成すると、 セラミックスは髙硬度であるの で軸受面の耐摩耗性が向上する。
コーティング層 1 4A, 14 B, 1 4 Cとして、 アモルファス力 —ボン， 水素化アモルファスカーボン， ダイヤモンド状炭素膜， 硬 質炭素膜等の D L C (ダイヤモンドライクカーボン Diamond Like Carbon ) を使用すると、 耐摩耗性が向上すると共に摩擦係数 も小さくなる。
コ一ティング層 1 4A, 14 B, 14 Cとして、 黒鉛， M o S 2 , P T F Ε等の潤滑膜を形成するとさらに摩擦係数を小さくできる。 このコーティング層 1 4 Αはスリーブ 4の内周面に形成しても良 く、 コ一ティング層 1 4 B， 1 4 Cはスラストフランジ 7の上下表 面に形成しても良い。 また、 コーティング層 1 4 Aはスリーブ 4の 内周面とシャフト 3の外周面、 コーティング層 1 4 B， 1 4 Cはス ラス トメインプレート 5、 スラス卜サブプレート 6の表面及びスラ ストフランジ 7の表面の両面に形成しても良い。
図 2は、 図 1の左下部の部分拡大断面図である。
ここで、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の幅 1 8及び連通路 1 2の大 きさ 1 7 と摩耗粉トラップ用磁石 1 3の表面磁束密度は、 摩耗粉ト ラップ用磁石 1 3が連通路 1 7を通る摩耗粉を吸着できるように設 定されている。 1 9は摩耗粉トラップ用磁石の高さである。 具体的 には次のように設定する。
図 3は、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の幅 1 8が 2 . 0 m mの場合 に、 連通路の大きさ 1 7と摩耗粉トラップ用磁石 1 3の表面磁束密 度を変えたときに、 摩耗粉の流出が防止できる範囲のトラップ可能 条件を示すグラフである。 グラフ線の下側の範囲で流出が防止でき る。
このような実験を摩耗粉トラップ用磁石 1 3の幅 1 8を変えなが ら行った結果、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の幅 1 8を 0 . 5 mm以 上、 連通路の大きさ 1 7を 2 . O mm以下、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の表面磁束密度を 0 . 0 1 T以上とすることにより、 摩耗粉ト ラップ用磁石 1 3が連通路 1 2を通る摩耗粉を吸着できることが判 明した。 この条件に設定することにより、 モータ外部への摩耗粉流 出を防ぐことができる。 図 1に示す （実施の形態 1 ) の動圧軸受モータはスリーブ 4とシ ャフト 3で構成されるラジアル動圧軸受の内側の上部にスラスト動 圧軸受として機能する、 スラストメインプレート 5、 スラストサブ プレー卜 6及びスラストフランジ 7を設けた軸固定型で片持ち形式 の動圧軸受構成を有している。 しかし、 本発明は図 1の形状の動圧 軸受構成に限定されるものではなく、 他の構成の動圧軸受を有する 動圧軸受モータにも適応可能である。
例えば、 軸が片持ち形式でなく、 両端で支持された動圧軸受モ一 夕 （図示省略） にも適用できる。 この場合、 軸の両端部に摩耗粉ト ラップ用磁石を配置すればよい。 また、 先行技術例で示した図 9や 図 1 0のような構成であったり、 ラジアル動圧軸受ゃスラスト動圧 軸受の形状や構成位置が変わったり、 シャフト 3が回転する形式の 動圧軸受モータや、 ラジアル動圧軸受とスラス卜動圧軸受がー体と なった、 球状の動圧軸受モータやそろばん状の動圧軸受モー夕 (図 示省略） にも適用できる。
この (実施の形態 1 ) の動圧軸受モ一夕は、 ポリゴンミラーや記 録ディスク等の回転体を取り付けて高速で回転する装置で発生する 問題を解決し、 記録装置やプリンタ装置の回転駆動源として最適で める。
(実施の形態 2 )
図 4〜図 6は本発明の （実施の形態 2 ) を示す。
(実施の形態 1 ) では、 スリーブ 4の開口部 1 5から動圧軸受モ —夕の外部開口 1 6との間の連通路 1 2に摩耗粉トラップ用磁石 1 3を設けたのに対して、 これに対して、 図 4に示す （実施の形態 2 ) では、 連通路 1 2に摩耗粉トラップ用磁石 1 3 と共にラビリンスシ ール 2 0を設けている。 その他の構成は、 図 1に示すものと同じで あるので重複する説明は省略する。
このように構成すると、 動圧軸受モータの回転中はラビリンスシ ール 2 0の既知の遮蔽機能によって摩耗粉の流出を防ぐことができ る。 動圧軸受モータの停止中のラビリンスシール 2 0は遮蔽機能を 失うが、 摩耗粉は摩耗粉トラップ用磁石 1 3によって吸着され、 摩 耗粉の外部への流出を防ぐことができる。
その結果、 モータ停止時のみ摩耗粉トラップ用磁石 1 3で摩耗粉 を吸着すればいいので、 連通路の大きさ 1 7を大きく したり摩耗粉 トラップ用磁石 1 3の表面磁朿密度を小さくすることができる。 そ のため、 部品加工精度をゆるめてコスト削減を図り、 摩耗粉トラッ プ用磁石 1 3によるモ一夕性能低下を抑えることができる。
ラピリンスシール 2 0 と摩耗粉トラップ用磁石 1 3の配置位置は、 この図 4のものに限られるものではなく、 連通路 1 2中に配置すれ ばよい。 具体的には、 ラビリンスシール 2 0をスリーブ 4に設け、 ベース 1 1 に凹部を形成してもよい。
さらに、 ラビリンスシール 2 0を 2ケ所形成し、 ラビリンスシ一 ルを L字形状に (図示省略) 形成することも可能であり、 ラビリン スシール 2 0の位置や形状は限定されない。
図 5は、 図 4の左下部の部分拡大断面図である。
ここで、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の幅 1 8及び連通路の大きさ 1 7と摩耗粉トラップ用磁石 1 3の表面磁束密度は、 モー夕停止時 に摩耗粉トラップ用磁石 1 3が連通路 1 2を通る摩耗粉を吸着でき るように設定されている。 図 6は、 摩耗粉トラップ用磁石の幅 1 8を 2 . 0 mmとした場合 に、 連通路の大きさ 1 7 と摩耗粉トラップ用磁石 1 3の表面磁束密 度を変えたとき、 摩耗粉の流出が防止できる範囲のトラップ可能条 件を示すグラフである。グラフ線の右側の範囲で流出が防止できる。
このような実験を摩耗粉トラップ用磁石の幅 1 8を変えながら行 つた結果、 摩耗粉トラップ用磁石の幅 1 8を 0 . 5 m m以上、 連通 路の大きさを 1 0 . 0 mm以下、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3の表面 磁束密度を 0 . 0 1 T以上とすることより、 摩耗粉トラップ用磁石 1 3が連通路 1 7を通る摩耗粉を吸着できることが判明した。 この 条件に設定することにより、 モータ外部への摩耗粉流出を防ぐこと ができる。
(実施の形態 3 )
(実施の形態 3 ) では、 スリーブ 4、 スラストメインプレート 5、 スラス 卜サブプレート 6をオーステナイ ト系ステンレスで構成し、 シャフト 3及びスラストフランジ 7をオーステナイ 卜系ステンレス よりも高硬度な材料で構成している。 その他の構成は前記 (実施の 形態 1 ) に示す動圧軸受モ一夕と同じで、 シャフト 3の外周及びス ラス トフランジ 7の上下面にコ一ティング層 1 4 A， 1 4 B , 1 4 Cが形成されている。
本実施例によれば、 洗浄で問題となるモータ外部に露出する軸受 部材を非磁性体であるオーステナィ ト系ステンレスで構成すると共 に、 他方の軸受部材をオーステナイ ト系ステンレスよりも高硬度な 材料を用いることにより、 摩耗粉をオーステナイ ト系ステンレスに 限定している。 また軸受面の硬度を変えることにより、 軸受面の摩 擦係数を小さくできる。 その材料としては具体的には、 マルテンサ イ ト系ステンレス、 フェライ ト系ステンレス、工具鋼、チタン合金、 セラミックスなどの群から選択できる。
なお、 スリーブ 4、 スラストメインプレート 5、 スラス トサブプ レート 6をオーステナイ ト系ステンレスで構成し、 シャフ ト 3及び スラストフランジ 7をオーステナイ 卜系ステンレスよりも高硬度な 材料で構成したが、 シャフト 3及びスラス卜フランジ 7をオーステ ナイ ト系ステンレスで構成し、 スリープ 4、 スラストメインプレー 卜 5、 スラス トサブプレート 6をオーステナイ ト系ステンレスより も高硬度な材料で構成して構成することもできる。
この （実施の形態 3 ) は （実施の形態 1 ) の構成を例に挙げて説 明したが、 （実施の形態 2 ) の構成においても同様に実施できる。
(実施の形態 4 )
図 7は本発明の (実施の形態 4 ) を示す。
この (実施の形態 4 ) は、 スリーブ 4、 スラストメインプレート 5、 スラストサブプレート 6をオーステナイ 卜系ステンレスで構成 し、 シャフ ト 3及びスラストフランジ 7をオーステナイ ト系ステン レスと熱膨張係数が略等しい材質で構成している。 その他の構成は 前記 （実施の形態 1 ) に示す動圧軸受モータと同じである。
つまり、 シャフト 3及びスラストフランジ 7をォ一ステナイ ト系 ステンレスと熱膨張係数が略等しい材質で構成することにより、 温 度変化によってラジアル動圧軸受 1ゃスラスト動圧軸受 2 A， 2 B の寸法変化が小さくなり、 軸受性能の変動を抑えることができる。 オーステナイ ト系ステンレスと熱膨張係数が略等しい材質とは、 具 体的には、 銅， 高銅合金， リン青銅， アルミ青銅， 白銅などの群か ら選択できる。
さらに、 オーステナイ ト系ステンレスで構成されていない軸受部 材であるシャフト 3の外周及びスラストフランジ 7の上下面にコー ティ ング層 1 4 A， 1 4 B, 1 4 Cを形成する。 コ一ティング層と しては T i N， T i A 1 N, T i C， T i CN， C r N, S i C， S i 3N4, A 1 2 O g , c B N等のセラミックスが適している。 こ のように構成すると、 セラミックスは高硬度であるので軸受面の耐 摩耗性が向上する。
コ一ティング層 1 4 A, 1 4 B , 1 4 Cとして、 アモルファス力 一ボン， 水素化アモルファス力一ボン， ダイヤモンド状炭素膜, 硬 質炭素膜等の D L C (ダイヤモンドライクカーボン）を使用すると、 耐摩耗性が向上すると共に摩擦係数も小さくなる。
コーティング層 1 4 A, 1 4 B , 1 4 Cとして、 黒鉛， M o S 2, P T F E等の潤滑膜を形成するとさらに摩擦係数を小さくできる。 上記の例ではスリーブ 4、 スラス トメインプレート 5、 スラスト サブプレー卜 6をオーステナイ 1、系ステンレスで構成した場合に、 シャフト 3及びスラストフランジ 7をオーステナイ 卜系ステンレス と熱膨張係数が略等しい材質で構成したが、 シャフト 3及びスラス トフランジ 7をオーステナイ 卜系ステンレスで構成した場合には、 スリーブ 4、 スラストメインプレート 5、 スラストサブプレート 6 をオーステナィ ト系ステンレスと熱膨張係数が略等しい材質で構成 する。
この （実施の形態 4 ) は （実施の形態 1 ) の構成を例に挙げて説 明したが、 （実施の形態 2 ) の構成においても同様に実施できる。 図 8はこの場合の構成を示す。
このように、 非磁性であるオーステナイ ト系ステンレスを用いる ので、 軸受部材の洗浄度を向上できる。 また、 オーステナイ ト系ス テンレスの摩耗粉は磁性体へと変化するので、 軸受開放端とモー夕 外部との連通路に摩耗粉トラップ用磁石を設けることにより、 摩耗 粉の外部への流出を防ぐ効果がある。 以上のように本発明の動圧軸受モ一夕によると、 ラジアル動圧軸 受及びスラスト動圧軸受によって支持され、 相対的に回転可能にな された軸、 スリーブ及び駆動モータを有する動圧軸受モータにおい て、 前記スリーブの開口部と前記動圧軸受モー夕開口部との間の連 通路に摩耗粉トラップ用磁石を配置すると共に、 前記ラジアル動圧 軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成する部材をォ一ステナイ ト系 ステンレスで構成するか、 または、 前記ラジアル動圧軸受及び前記 スラスト動圧軸受を形成する部材の一方をオーステナイ ト系ステン レスで構成し、 他方をオーステナイ ト系ステンレスよりも高硬度な 材料で構成したため、 モータのス夕一ト時ゃス トップ時の摩耗、 モ
—夕の回転中において外乱による摩耗によって発生する摩耗粉を動 圧軸受モータの外部へ流出を防ぐと共に、 部品洗浄度を向上できる のでコン夕ミネ一ションに対する要求にも応えることができ、 高信 頼性を保つ動圧軸受モー夕及びそれを用いた装置を実現できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受によって支持され、 相対 的に回転可能になされた軸、 スリーブ及び駆動モータを有する動圧 軸受モ一夕において、
前記スリーブの開口部と前記動圧軸受モータ開口部との間の連通 路に摩耗粉トラップ用磁石を配置すると共に、 前記ラジアル動圧軸 受及び前記スラスト動圧軸受を形成する部材をオーステナイ ト系ス テンレスで構成した
動圧軸受モータ。
2. ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受によって支持され、相対 的に回転可能になされた軸、 スリーブ及び駆動モー夕を有する動圧 軸受モータにおいて、 前記スリーブの開口部と前記動圧軸受モータ 開口部との間の連通路に摩耗粉トラップ用磁石を配置すると共に、 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成する部材の 一方をオーステナィ ト系ステンレスで構成し、 他方をオーステナイ ト系ステンレスよりも高硬度な材料で構成した
動圧軸受モータ。
3. ラジアル動圧軸受及びスラスト動圧軸受によって支持され、相対 的に回転可能になされた軸、 スリーブ及び駆動モータを有する動圧 軸受モータにおいて、 前記スリーブの開口部と前記動圧軸受モータ 開口部との間の連通路に摩耗粉トラップ用磁石を配置すると共に、 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成する部材の 一方がォ一ステナイ ト系ステンレスで、 他方がオーステナイ ト系ス テンレスと熱膨張係数が略等しい材質で構成した
動圧軸受モータ。
4. 前記オーステナイ ト系ステンレスと熱膨張係数が略等しい材質 が銅， 高銅合金， リン青銅， アルミ青銅， 白銅での群から選択した ものであることを特徴とする請求項 3記載の動圧軸受モ一夕。
5. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラス ト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面のうち、 少なくとも前記オーステナイ ト系ステンレ スで構成されていない前記対向面がセラミックスまたはダイヤモン ドライクカーボンでコーティングされていることを特徴とする 請求項 2〜請求項 4記載の動圧軸受モ一夕。
6. 前記摩耗粉トラップ用磁石の連通路に面する長さを 0 . 5 mm以 上とし、 前記連通路の大きさを 2 . 0 mm以下とし、 前記摩耗粉ト ラップ用磁石の表面の磁束密度を 0 . 0 1 T以上とした
請求項 1〜請求項 4のいずれかに記載の動圧軸受モータ。
7. 前記摩耗粉トラップ用磁石の連通路に面する長さを 0 . 5 mm以 上とし、 前記連通路の大きさを 2 . 0 mm以下とし、 前記摩耗粉ト ラップ用磁石の表面の磁束密度を 0 . 0 1 T以上とした
請求項 5に記載の動圧軸受モータ。
8. 前記スリーブの開口部と前記動圧軸受モータ開口部との連通路 に前記摩耗粉トラップ用磁石と共にラビリンスシールを配置した 請求項 1〜請求項 4の何れかに記載の動圧軸受モータ。
9. 前記スリーブの開口部と前記動圧軸受モータ開口部との連通路 に前記摩耗粉トラップ用磁石と共にラビリンスシールを配置した 請求項 5に記載の動圧軸受モータ。
10. 前記摩耗粉トラップ用磁石の連通路に面する長さを 0. 5 mm 以上とし、 前記連通路の大きさを 1 0. Omm以下とし、 前記摩耗 粉トラップ用磁石の表面の磁束密度 0. 0 1 T以上とした
請求項 8に記載の動圧軸受モータ。
11. 前記摩耗粉トラップ用磁石の連通路に面する長さを 0. 5 mm 以上とし、 前記連通路の大きさを 1 0. Omm以下とし、 前記摩耗 粉トラップ用磁石の表面の磁束密度 0. 0 1 T以上とした
請求項 9に記載の動圧軸受モー夕。
12. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がセラミックスコ一ティングされ ている
請求項 1〜請求項 4のいずれかに記載の動圧軸受モー夕。
1 3. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成する それぞれの対向面の少なくとも一方がセラミックスコ一ティ ングさ れている 請求項 5に記載の動圧軸受モー夕。
14. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がセラミックスコ一ティングされ ている
請求項 6に記載の動圧軸受モー夕。
15. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がセラミックスコ一ティングされ ている
請求項 8に記載の動圧軸受モータ。 '
16. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラス 卜動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がセラミックスコ一ティングされ ている
請求項 7 , 9 , 1 0 , 1 1のいずれかに記載の動圧軸受モータ。
17. 前記セラミックスコ一ティ ングのセラミックスが、 T i N, i A 1 N, T i C， T i C , C r N, S i C, S i 3N4, A 〇3， c B Nの群から選択したものであることを特徴とする 請求項 5記載の動圧軸受モータ。
18. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がダイヤモンドライク力一ボンで コーティングされている 請求項 1〜請求項 4のいずれかに記載の動圧軸受モ一夕。
1 9. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がダイヤモンドライク力一ボンで コーティングされている
請求項 5に記載の動圧軸受モ一夕。
20. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がダイヤモンドライク力一ボンで コーティングされている
請求項 6に記載の動圧軸受モータ。
21 . 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラス卜動圧軸受を形成す.るそ れぞれの対向面の少なく とも一方がダイヤモンドライクカーボンで コ一ティングされている
請求項 8に記載の動圧軸受モー夕。
22. 前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方がダイヤモンドライクカーボンで コ一ティングされている
請求項 7 , 9 , 1 0 , 1 1のいずれかに記載の動圧軸受モータ。
23. 前記ダイヤモンドライクカーボンが、 アモルファスカーボン， 水素化アモルファスカーボン， ダイヤモンド状炭素膜， 硬質炭素膜 の群から選択したものである請求項 1 8記載の動圧軸受モー夕。
24.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方に潤滑膜が形成されることを特徴 とする
請求項 1 , 7， 9， 1 0， 1 1のいずれかに記載の動圧軸受モー夕。
25.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方に潤滑膜が形成されることを特徴 とする
請求項 6に記載の動圧軸受モー夕。
26.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面の少なくとも一方に潤滑膜が形成されることを特徴 とする
請求項 8に記載の動圧軸受モー夕。
27.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面のうち、 少なくとも前記オーステナイト系ステンレ スで構成されていない前記対向面に潤滑膜が形成されていることを 特徴とする
請求項 2， 4 , 7 , 9 , 1 0 , 1 1のいずれかに記載の動圧軸受モ
- "~タ
28.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面のうち、 少なくとも前記オーステナイ ト系ステンレ スで構成されていない前記対向面に潤滑膜が形成されていることを 特徴とする
請求項 5に記載の動圧軸受モー夕。
29.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラスト動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面のうち、 少なくとも前記オーステナイ 卜系ステンレ スで構成されていない前記対向面に潤滑膜が形成されていることを 特徴とする
請求項 6に記載の動圧軸受モー夕。
30.前記ラジアル動圧軸受及び前記スラス卜動圧軸受を形成するそ れぞれの対向面のうち、 少なくとも前記オーステナィ ト系ステンレ スで構成されていない前記対向面に潤滑膜が形成されていることを 特徴とする
請求項 8に記載の動圧軸受モー夕。
31. 前記潤滑膜が黒鉛， M o S 2， P T F Eの群から選択したもの である
請求項 2 5， 2 6， 2 8 , 2 9， 3 0のいずれかに記載の動圧軸受 モータ。
32.前記潤滑膜が黒鉛， M o S 2， P T F Eの群から選択したもの である
請求項 2 4に記載の動圧軸受モー夕
33.前記潤滑膜が黒鉛， Mo S 2, P TFEの群から選択したもの である
請求項 2 7に記載の動圧軸受モー夕。
34.請求項 1〜 3のいずれかに記載の動圧軸受モ一夕にポリゴンミ ラ一， 記録ディスク等の被回転体を取り付けたことを特徴とする 回転装置。
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