JP2001254732A

JP2001254732A - 動圧軸受装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001254732A
Application number: JP2000069767A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Hayakawa; 正通早川
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】構成の簡素化・小型化を図ると同時に、良好
な動圧特性が得ることを可能とする。【解決手段】一般に用いられている安価で良好な軸受
特性を有する潤滑流体に対して、柔軟性を有する軸受ス
リーブ１３の加工残粉である片状体からなる導電性細片
を分散し、それによって導電性を付与した潤滑流体を、
導電性材料よりなる回転軸２１と軸受スリーブ１３との
間の軸受隙間内に注入して用いるようにしたものであっ
て、回転軸２１側と軸受スリーブ１３側とを、軸受スリ
ーブ１３の加工残粉である片状体からなる導電性細片Ｐ
の一個又は複数個によって電気的に接続させるように構
成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の潤滑流体の
動圧力によって軸部材と軸受部材とを相対回転可能に支
承させるようにした動圧軸受装置およびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク、ポリゴンミラー、
光ディスク等の各種回転体を高速回転支持するなどのた
めに、潤滑流体の動圧を利用した動圧軸受装置が採用さ
れつつあり、その動圧軸受装置に関する開発が急速に行
われている。例えば、磁気ディスクの高密度記録化用と
して磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドと呼
ぶ）を採用している場合に関して、そのＭＲヘッドの帯
電破壊を防止するための対策手段を備えた動圧軸受装置
についての提案が種々なされている。

【０００３】その一例として、特開平７−６４９１号公
報記載の動圧軸受装置においては、導電性の軸受部材と
スリーブとを設けるとともに、導電性の潤滑流体を用い
ることによって、磁気ディスクの高速回転により発生す
る電荷を、上記導電性の軸受部材及びスリーブ、並びに
導電性の潤滑流体を通してベース側に流し、それにより
磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の電位差を減少させて
放電を防止するようにしている。このとき、上記導電性
の潤滑流体としては、磁性流体や、特殊な導電性の添加
剤を付与した潤滑油が用いられる。

【０００４】また、他のＭＲヘッド帯電破壊防止手段と
しては、軸受部材とは別個に磁性流体シールを配置する
などの手段によって導電性を確保し、磁気ディスクの不
要電荷を除去するようにしたものも提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来装置のように、磁性流体や、特殊な導電性の添加剤を
付与した潤滑油を用いたものでは、潤滑流体の粘度が上
がってしまったり、熱的安定性の低下などによって潤滑
流体の物性が低下してしまい、良好な軸受特性が得らな
い場合があるという問題がある。また、それに加えて、
極めて特殊な潤滑油を用いることから高価なものになら
ざるを得ない。

【０００６】また、磁性流体シールを用いたものでは、
大きな取付スペースを必要とすることから、装置全体が
大型化してしまうという問題がある。

【０００７】そこで本発明は、簡易で安価な構成によっ
て小型化を図ることができ、しかも、良好な動圧特性を
得ることができるようにした動圧軸受装置及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の動圧軸受装置では、互いに面対向しつ
つ相対回転するように配置された軸部材及び軸受部材
と、該軸部材及び軸受部材の両対向面にそれぞれ形成さ
れた動圧軸受面と、これら両動圧軸受面のうちの少なく
とも一方側に設けられた動圧発生溝と、前記両動圧軸受
面どうしの対向隙間内に注入されて、上記動圧発生溝の
加圧作用により動圧を発生する潤滑流体と、を有する動
圧軸受装置において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞ
れが、導電性材料により形成され、かつ、それら軸部材
及び軸受部材のうちの一方側の部材が、他方側の部材よ
りも柔軟性を有する材質から形成されているとともに、
前記潤滑流体には、当該潤滑流体が導電性を備えるよう
に、上記柔軟性を有する材質と同程度の柔軟性を有する
導電性の細片が分散されている。

【０００９】また、請求項２記載の動圧軸受装置では、
上記請求項１記載の導電性の細片は、厚さ方向に対して
長い辺部を有する片状体から形成され、前記柔軟性を有
する材質と同一の成分を含有している。

【００１０】さらに、請求項３記載の動圧軸受装置で
は、上記請求項１記載の導電性細片は、少なくとも一辺
が前記両動圧軸受面どうしの対向隙間の寸法より小さい
寸法のものを含む。

【００１１】さらにまた、請求項４記載の動圧軸受装置
では、上記請求項１記載の導電性細片は、厚さ方向に対
して長い寸法の辺部が前記両動圧軸受面どうしの対向隙
間の寸法と同程度又はそれより大きい寸法のものを含
む。

【００１２】一方、請求項５記載の動圧軸受装置では、
互いに面対向しつつ相対回転するように配置された軸部
材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受部材の両対向面に
それぞれ形成された動圧軸受面と、これら両動圧軸受面
のうちの少なくとも一方側に設けられた動圧発生溝と、
前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内に注入されて、上
記動圧発生溝の加圧作用により動圧を発生する潤滑流体
と、を有する動圧軸受装置において、前記軸部材及び軸
受部材のそれぞれが、導電性材料により形成され、か
つ、それら軸部材及び軸受部材のうちの一方側の部材
が、他方側の部材よりも柔軟性を有する材質から形成さ
れているとともに、前記潤滑流体には、当該潤滑流体が
導電性を備えるように、上記軸部材及び軸受部材のうち
の柔軟性を有する材質からなる部材の加工残粉が所定量
分散されている。

【００１３】また、請求項６記載の動圧軸受装置では、
互いに面対向しつつ相対回転するように配置された軸部
材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受部材の両対向面に
それぞれ形成された動圧軸受面と、これら両動圧軸受面
のうちの少なくとも一方側に設けられた動圧発生溝と、
前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内に注入されて、上
記動圧発生溝の加圧作用により動圧を発生する潤滑流体
と、を有する動圧軸受装置において、前記軸部材及び軸
受部材のそれぞれが、導電性材料により形成され、か
つ、上記動圧発生溝が設けられた一方側の部材が、他方
側の部材よりも柔軟性を有する材質から形成されている
とともに、前記潤滑流体には、前記動圧発生溝が形成さ
れた部材の加工残粉が、導電性を得るための所定量を分
散されている

【００１４】さらに、請求項７記載の動圧軸受装置で
は、上記請求項１又は５又は６記載の潤滑流体が、絶縁
性を有する流体からなる。

【００１５】さらにまた、請求項８記載の動圧軸受装置
は、上記請求項５又は６記載の加工残粉は、少なくとも
一辺が前記両動圧軸受面どうしの対向隙間の寸法より小
さい寸法のものを含む。

【００１６】一方、請求項９記載の動圧軸受装置は、前
記請求項５又は６記載の加工残粉は、最大長さを有する
辺部が前記動圧軸受面間の隙間寸法よりも同程度又は大
きい寸法のものを含む。

【００１７】また、請求項１０記載の動圧軸受装置で
は、前記請求項１又は５又は６記載の軸部材がステンレ
ス鋼からなるとともに、軸受部材が銅系合金からなる。

【００１８】さらに、請求項１１記載の動圧軸受装置の
製造方法では、互いに面対向しつつ相対回転するように
配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受部
材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、これ
ら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けられた
動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内に
注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧を発
生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置の製造方法に
おいて、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれを、導電性
材料により形成するとともに、それら軸部材及び軸受部
材のうちの一方側の部材を、他方側の部材よりも柔軟性
を有する材質から形成しておく一方、前記軸部材及び軸
受部材のうちの柔軟性を有する材質からなる部材の加工
残粉を、当該柔軟性部材の表面に所定量残存させてお
き、前記潤滑流体の注入時に、上記加工残粉を潤滑流体
中に分散して、当該潤滑流体に導電性を付与するように
している。

【００１９】さらにまた、請求項１２記載の動圧軸受装
置の製造方法では、互いに面対向しつつ相対回転するよ
うに配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸
受部材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、
これら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けら
れた動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間
内に注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧
を発生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置の製造方
法において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれを、導
電性材料により形成するとともに、それら軸部材及び軸
受部材のうちの一方側の部材を、他方側の部材よりも柔
軟性を有する材質から形成しておく一方、前記固定部材
及び回転部材のうちの動圧発生溝を形成した部材の加工
時における加工残粉を、当該部材の表面に所定量残存さ
せておき、前記潤滑流体の注入時に、上記加工残粉を潤
滑流体中に分散して、当該潤滑流体に導電性を付与する
ようにしている。

【００２０】さらに、請求項１３記載の動圧軸受装置の
製造方法では、前記請求項１１又は１２記載の軸部材を
ステンレス鋼から形成するとともに、前記軸受部材を銅
系合金から形成するようにしている。

【００２１】さらにまた、請求項１４記載の動圧軸受装
置の製造方法では、上記請求項１１は１２記載の潤滑流
体として、絶縁性を有する潤滑油を用いるようにしてい
る。

【００２２】一方、請求項１５記載の動圧軸受装置の製
造方法では、前記請求項１１又は１２記載の加工残片の
少なくとも一辺が、前記動圧軸受面間の隙間寸法よりも
小さい寸法となっているものを残存させるようにしてい
る。

【００２３】また、請求項１６記載の動圧軸受装置の製
造方法では、前記請求項１１又は１２記載の加工残片に
おける最大長の辺部が、前記動圧軸受面間の隙間寸法と
同程度又は大きい寸法のものを残存させるようにしてい
る。

【００２４】また、請求項１７記載の動圧軸受装置の製
造方法では、前記請求項１６記載の加工残片を残存させ
る部材を、加工後に超音波洗浄することによって、前記
小さい寸法の加工残片を残存させるようにしている。

【００２５】このような請求項１記載の発明のように、
一般に用いられている安価で良好な軸受特性を有する潤
滑流体に対して、柔軟性を有する部材と同程度の柔軟性
を有する片状体からなる導電性細片を分散させ、それに
よって導電性を付与した潤滑流体を、導電性材料よりな
る軸部材と軸受部材との間の軸受隙間内に注入して用い
ることとしているので、従来のような高価で軸受特性に
難点を有する特殊な導電性潤滑流体や、大型の磁性流体
シールを用いる必要がなくなり、その結果、構成の簡素
化・小型化を図りつつ良好な動圧特性が得られる。

【００２６】このとき、請求項２記載の発明のように、
片状体からなる導電性細片を、柔軟性を有する部材の材
質と同一の成分を含有するものとしておけば、片状体か
らなる導電性細片が軸部材や軸受部材を損傷させること
がなくなり、円滑な回転特性が得られるとともに装置の
長寿命化が図られる。

【００２７】また、請求項３記載の発明のように、導電
性細片の少なくとも一辺が軸受隙間の寸法より小さい寸
法のものを含ませることとしておけば、上記軸受隙間内
の導電性細片が、抵抗の少ない方向に配向されながら自
由に移動し、動圧軸受面間の隙間内において容易に回転
し易くなり、軸部材や軸受部材の損傷が更に低減され
る。

【００２８】さらに、請求項４記載の発明のように、導
電性細片の長辺部が軸受隙間の寸法と同程度又はそれよ
り大きい寸法のものを含ませることとしておけば、上記
軸受隙間の内壁部に対する接触頻度が高められ、良好な
導電性が得られる。

【００２９】さらに、請求項５又は６又は１１又は１２
記載の発明のように、導電性材料からなる軸部材又は軸
受部材の加工残粉を潤滑流体に分散させ、それによって
導電性を付与した潤滑流体を、上記軸部材と軸受部材と
の間の軸受隙間内に注入して用いるようにすれば、従来
のような高価で軸受特性に難点を有する特殊な導電性潤
滑流体や、大型の磁性流体シールを用いる必要がなくな
り、構成の簡素化・小型化を図りつつ良好な動圧特性が
得られる。

【００３０】このとき、請求項７又は１４記載の発明の
ように、安価で軸受特性に優れた絶縁性の潤滑流体を用
いるようにすれば、より一層の低コスト化が図られる。

【００３１】また、請求項８又は１５記載の発明のよう
に、導電性細片の少なくとも一辺が軸受隙間の寸法より
小さい寸法のものを含ませることとしておけば、上記軸
受隙間内の導電性細片が、抵抗の少ない方向に配向され
ながら自由に移動し、動圧軸受面間の隙間内において容
易に回転し易くなって、軸部材や軸受部材の損傷が一層
低減される。

【００３２】さらに、請求項９又は１６記載の発明のよ
うに、導電性細片の長辺部が軸受隙間の寸法と同程度又
はそれより大きい寸法のものを含ませることとしておけ
ば、上記軸受隙間の内壁部に対する接触頻度が高められ
て導電性が確実に得られる。

【００３３】さらに、請求項１０又は１３記載の発明の
ように、軸部材をステンレス鋼から構成するとともに、
軸受部材を銅系合金から構成しておけば、動圧軸受装置
の基本的な構造が、通常の簡易な構成になされる。

【００３４】さらにまた、請求項１７記載の発明のよう
に、加工後に超音波洗浄を施すことによって、軸部材や
軸受部材を損傷し易い比較的大きな寸法のみを除去する
ようにすれば、軸部材や軸受部材を損傷し難い、例えば
１μｍ程度以下の厚さを有する微少大きさの加工残片の
みが、被加工部材の表面に効率的に残存される。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、それに先立って、本発明を適用するハー
ドディスク駆動装置（ＨＤＤ）の全体構造を図面に基づ
いて説明しておく。

【００３６】図１に示されている軸回転のＨＤＤスピン
ドルモータの全体は、固定部材としてのステータ組１０
と、そのステータ組１０に対して図示上側から組み付け
られた回転部材としてのロータ組２０とから構成されて
いる。このうちステータ組１０は、図示を省略した固定
基台側にネジ止めされた固定フレーム１１を有してい
る。この固定フレーム１１は、軽量化を図るためにアル
ミ系金属材料から形成されているが、当該固定フレーム
１１の略中央部分に立設するようにして形成された環状
の軸受ホルダー１２の内周側には、中空円筒状に形成さ
れた固定軸受部材としての軸受スリーブ１３が、圧入又
は焼バメによって上記軸受ホルダー１２に接合されてい
る。この軸受スリーブ１３は、小径の孔加工等を容易化
するためにリン青銅などの銅系合金材料から形成されて
いる。

【００３７】また、前記軸受ホルダー１２の外周取付面
には、電磁鋼板の積層体からなるステータコア１４が嵌
着されている。このステータコア１４に設けられた各突
極部には、駆動コイル１５がそれぞれ巻回されている。

【００３８】さらに、上記軸受スリーブ１３に設けられ
た中心孔内には、上述したロータ組２０を構成する回転
軸２１が回転自在に挿入されている。本実施形態におけ
る回転軸２１は、所定のステンレス鋼から形成されてい
る。つまり、前記軸受部材としての軸受スリーブ１３の
方が、軸部材としての上記回転軸２１よりも、柔軟性を
有する材質から形成されている。

【００３９】そして、上記軸受スリーブ１３の内周壁部
に形成された動圧面は、上記回転軸２１の外周面に形成
された動圧面に対して半径方向に対向するように配置さ
れており、その微小な軸受隙間の部分にラジアル動圧軸
受部ＲＢが構成されている。より詳細には、上記ラジア
ル動圧軸受部ＲＢにおける軸受スリーブ１３側の動圧面
と、回転軸２１側の動圧面とは、数μｍの微少隙間を介
して周状に対向配置されており、その微少隙間からなる
軸受空間内に、後述する組成を有する潤滑流体が、軸方
向に連続するように注入されている。

【００４０】さらに、上記軸受スリーブ１３及び回転軸
２１の両動圧面の少なくとも一方側には、図示を省略し
た例えばへリングボーン形状のラジアル動圧発生用溝
が、軸方向に２ブロックに分けられて環状に凹設されて
おり、回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピン
グ作用により上記潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、そ
の潤滑流体の動圧によって、前記回転軸２１とともに後
述する回転ハブ２２がラジアル方向に軸支持される構成
になされている。

【００４１】一方、上記各ラジアル動圧軸受部ＲＢを構
成している軸受空間の図示上端部分に、毛細管シール部
ＲＳが配置されている。この毛細管シール部ＲＳは、上
記回転軸２１又は軸受スリーブ１３側に形成された傾斜
面によって、上述した軸受隙間を軸受外方側に向かって
徐々に拡大した構成からなるものであって、例えば２０
μｍから３００μｍの隙間寸法に形成されている。この
毛細管シール部ＲＳ中には、モータの回転・停止のいず
れの場合においても、潤滑流体の液面が位置する構成に
なされている。

【００４２】さらに、上記回転軸２１とともにロータ組
２０を構成している回転ハブ２２は、図示を省略した磁
気ディスク等の記録媒体を搭載するように、アルミ系金
属からなる略カップ状部材からなり、当該回転ハブ２２
の中心部分設けられた接合穴２２ｄが、上記回転軸２１
の図示上端部分に対して、圧入又は焼嵌めによって一体
的に接合されている。

【００４３】上記回転ハブ２２は、記録媒体ディスクを
外周部に搭載する略円筒状の胴部２２ａを有していると
ともに、この胴部２２ａの図示下側の内周壁面側に、バ
ックヨーク２２ｂを介して環状駆動マグネット２２ｃが
取り付けられている。この環状駆動マグネット２２ｃ
は、前述したステータコア１４の外周側端面に対して環
状に対向するように近接配置されている。

【００４４】一方、前記回転軸２１の図示下端側の先端
部分には、円盤状のスラストプレート２３が固着されて
いる。このスラストプレート２３は、上述した軸受スリ
ーブ１３の図示下端側の中心部分に凹設された円筒状の
窪み部内に収容されるようにして配置されていて、その
軸受スリーブ１３の窪み部内において、当該スラストプ
レート２３の図示上側面に設けられた動圧面が、軸受ス
リーブ１３に設けられた動圧面に対して、軸方向に近接
するように対向配置されている。そして、それらの両対
向動圧面のうち少なくとも一方側に、適宜の形状を有す
る動圧発生溝が形成されていて、それらスラストプレー
ト２３及び軸受スリーブ１３の両動圧面どうしの対向隙
間部分に、上側のスラスト動圧軸受部ＳＢａが形成され
ている。

【００４５】さらにまた、上記スラストプレート２３の
図示下側の動圧面に近接するようにして、比較的大径の
円盤状部材からなるカウンタープレート１６が配置され
ている。このカウンタープレート１６は、上記軸受スリ
ーブ１３の下端側開口部分を閉塞するように固着された
ものであって、当該カウンタープレート１６の図示上面
側に設けられた動圧面と、上述したスラストプレート２
３の図示下側の動圧面との間の近接対向隙間部分にも、
適宜の形状を有する動圧発生溝が形成されていることに
よって、下側のスラスト動圧軸受部ＳＢｂが形成されて
いる。

【００４６】上述したように軸方向に隣接して配置され
た一組のスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂを構成して
いるスラストプレート２３側の両動圧面と、それに対向
する軸受スリーブ１３及びカウンタープレート１６側の
両動圧面とは、それぞれ数μｍの微少隙間を介して軸方
向に対向配置されているとともに、その微少隙間からな
る軸受空間内に、後述する組成を有する潤滑流体が、前
記スラストプレート２３の外周側通路を介して軸方向に
連続するように注入されている。

【００４７】さらに、上記スラストプレート２３の動圧
面と、軸受スリーブ１３及びカウンタープレート１６の
動圧面との少なくとも一方側には、図示を省略したへリ
ングボーン形状のスラスト動圧発生用溝が、半径方向に
２ブロックに分けられて環状に凹設されており、回転時
に、当該スラスト動圧発生用溝のポンピング作用によっ
て上記潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体
の動圧によって、上述した回転軸２１及び回転ハブ２２
が、スラスト方向に軸支持される構成になされている。

【００４８】ここで、前記ステータ組１０の軸受スリー
ブ１３、及びロータ組２０の回転軸２１は、前述したよ
うに、導電性を有する材料であるステンレス鋼及びリン
青銅（銅系合金）からそれぞれ形成されていて、軸受部
材としての軸受スリーブ１３の材質の方が、軸部材であ
る回転軸２１よりも柔軟性を有している。そして、この
柔軟性を有する軸受スリーブ１３の内周表面を仕上げ加
工したときの加工残粉が、上述した潤滑流体中に分散さ
れている。

【００４９】すなわち、図２に示されているように、上
記潤滑流体Ａは、当該潤滑流体Ａの分散基油材Ａ１とし
て、体積抵抗率１×１０^−１２Ω・ｃｍ以上の絶縁性を
有するエステル油、炭化水素系（ポリα−オレフィン、
鉱油）、エーテル系、フッ素系などからなる絶縁性潤滑
油を含有しているとともに、その絶縁性の分散基油材Ａ
１中に、上述した軸受スリーブ１３の加工残粉Ａ２が多
数分散されている。そして、それらの分散された加工残
粉Ａ２によって、上記潤滑流体Ａに導電性が付与されて
いる。

【００５０】このとき、上記軸受スリーブ１３の加工残
粉Ａ２は、もともと軸受スリーブ１３の内周壁面を仕上
げた際、又は動圧発生溝を転造加工した際において、そ
れらの加工表面上に残存されているものであるが、モー
タの組立時において、上述した絶縁性の潤滑油Ａの分散
基油材Ａ１を軸受隙間内に注入すると同時に、上記軸受
スリーブ１３上の加工残粉Ａ２が、軸受隙間内の絶縁性
潤滑油Ａ１中に自然分散していくことにより配置された
ものである。

【００５１】すなわち、前記軸受スリーブ１３の加工工
程においては、まず、上記軸受スリーブ１３の素材に対
して、内径２．９９８ｍｍの内径を有する軸受穴を貫通
形成し、その軸受スリーブ素材の軸受穴の内周壁面に対
して、ボール転造工具等を用いて、深さ約８μｍの動圧
発生溝を塑性加工する。この塑性加工された動圧発生溝
の表面には、上述した加工残粉Ａ２が残留する。つい
で、上記軸受スリーブ素材の軸受穴の内周壁面に対し
て、同じく内径２．９９８ｍｍの内径加工を施し、それ
によって、上記動圧発生溝の塑性加工時に生成されたバ
リ等の***部を除去する。そしてその後に、上記軸受穴
の内径を３．０００ｍｍでの仕上げ加工、つまり１μｍ
の加工代での切削加工を行う。この仕上げ加工された軸
受スリーブ素材の表面上には、１μｍ程度の厚さの加工
残粉Ａ２を含む加工残粉が残留する。

【００５２】更に、上述したような加工工程を終了した
後には、所定の溶剤及び水を用いて、軸受スリーブ素材
の表面が超音波洗浄される。一般に、超音波洗浄は、比
較的大きな粒子の除去率は高いが、１μｍ程度の小さな
付着粒子に対する除去率は悪い。従って、上述した超音
波洗浄工程の後の軸受スリーブ素材の表面上には、１μ
ｍ以下の微小厚さを有する導電性細片からなる加工残粉
Ａ２のみが残留し、それより大きい加工残粉は除去され
ることとなる。

【００５３】このとき、上記導電性細片からなる加工残
粉Ａ２は、主として、上述した１μｍの加工代での切削
加工に対応した形状を有するものであって、例えば、図
３に示されているように、概略円盤状形状（ａ）、針状
形状（ｂ）、薄板状形状（ｃ）などの、厚さに対して長
い辺部を有する片状体に形成されたものであり、その片
状体の厚さが１μｍ以下に形成されている。また、この
加工残粉Ａ２には、上記片状体の各辺部のうちの少なく
とも一辺が、前述した軸受スリーブ１３と回転軸２１と
の間における軸受隙間寸法（例えば３〜５μｍ）よりも
小さい寸法となっているものが含まれており、上記軸受
隙間内において、抵抗の少ない方向に配向されることに
よって自由に移動し得るように構成されている。

【００５４】また、図４中の符号Ａ２’で表されている
ように、上述した加工残粉Ａ２中には、厚さ方向に対し
て長い辺部が、前記軸受隙間寸法（３〜５μｍ）と同程
度又はそれより大きい寸法のものが含まれている。これ
らの長い辺部を有する加工残粉Ａ２’は、上記軸受隙間
の内壁部に対する接触頻度が高められることから、後述
するように、上記加工残粉Ａ２’を含むことによって導
電性が確実に得られるようになっている。

【００５５】このように本実施形態は、一般に用いられ
ている安価で良好な軸受特性を有する絶縁性の潤滑流体
である分散基油材Ａ１の注入時に、柔軟性を有する軸受
スリーブ１３の加工残粉、すなわち片状体からなる導電
性細片Ａ２を、上記絶縁性潤滑流体Ａ１中に分散させる
ことによって、導電性を有する潤滑流体Ａとしたもので
あり、その導電性を付与された潤滑流体Ａが、導電性材
料よりなる回転軸２１と軸受スリーブ１３との間に形成
された軸受隙間内に用いられる。このとき、上述した軸
受スリーブ１３の加工残粉である片状体からなる導電性
細片Ａ２は、軸受隙間内を潤滑流体の流れに沿って自由
に動き回り、上記回転軸２１及び軸受スリーブ１３の各
表面に対して接触・離間を繰り返すこととなるが、例え
ば図２に示されているように、その片状体からなる導電
性細片Ａ２の一個又は複数個が、前記回転軸２１側の表
面と軸受スリーブ１３側の表面とを繋ぐような接触状態
となり、それによって上記回転軸２１側と軸受スリーブ
１３側とが電気的に接続され、その結果、磁気ディスク
の高速回転等により発生する電荷が除電されて、磁気デ
ィスクと磁気ヘッドとの間の電位差が減少し放電が防止
されることとなる。

【００５６】このような回転軸２１と軸受スリーブ１３
との間の電気的な接続状態は、例えば図５に示されてい
るように、上述した両部材２１，１３間の電気抵抗の時
間的変化を測定することによって確認することができ
る。すなわち図３は、回転速度を７２００ｒｐｍとした
ときのロータ−ステータ間の電気抵抗を電位差に基づい
て測定したものであって、上記両部材２１，１３どうし
の間の電位差（縦軸）は、１０ＭΩを遙かに越える抵抗
値を有する非導通状態の場合には５Ｖ程度となっている
が、上述した実施形態にかかる装置では、時間（横軸）
の経過とともに頻繁に零電位に変化しており、平均する
と数ＭΩの抵抗値となっている。一般に、帯電トラブル
を回避するには、１０ＭΩ程度以下の抵抗値となってい
れば良いことが確認されており、従って、本実施形態に
おいては、上記回転軸２１と軸受スリーブ１３とが良好
に導通されていることが実際に確かめられた。

【００５７】従って、本実施形態によれば、従来のよう
な高価で軸受特性に難点を有する特殊な導電性潤滑流体
や、大型の磁性流体シールを用いる必要がなく、装置全
体の構成が簡素化・小型化されると同時に、良好な動圧
特性が得られる。実際に、摺動信頼性試験を行った結
果、焼き付き、摩耗、その他の性能上の問題点は認めら
れなかった。

【００５８】特に、本実施形態では、片状体からなる導
電性細片Ａ２を、柔軟性を有する軸受スリーブ１３と同
一の材質から形成しているので、片状体からなる導電性
細片Ａ２が、回転軸２１や軸受スリーブ１３を損傷させ
ることがなくなり、円滑な回転特性が得られるとともに
装置の長寿命化が図られる。

【００５９】加えて、本実施形態では、片状体からなる
導電性細片Ａ２の各辺部のうちの少なくとも一辺を、動
圧軸受面間の軸受隙間の寸法よりも小さい寸法にしたも
のを含むことから、図３の矢印で示されているように、
上記片状体からなる導電性細片Ａ２が、回転軸２１側又
は軸受スリーブ１３側に接触した後に直ちに回転するこ
ととなり、そのような片状体からなる導電性細片Ａ２の
容易な回転作用によって、回転軸２１側又は軸受スリー
ブ１３への損傷が一層確実に低減されるようになってい
る。

【００６０】さらに、図４に示されているような導電性
細片Ａ２’、すなわち長辺部が、動圧軸受面間の軸受隙
間の寸法よりと同程度又はそれより大きい寸法のものを
含む場合には、上記軸受隙間を構成している回転軸２１
又は軸受スリーブ１３の内壁部に対する接触頻度が高め
られ、良好な導電性が確実に得られる。

【００６１】さらにまた、本実施形態では、回転軸２１
及び軸受スリーブ１３を、ステンレス鋼やリン青銅など
のような一般的な材料から形成していることから、動圧
軸受装置の基本的な構造が通常の簡易な構成になされて
いることや、上記潤滑流体Ａの分散基材Ａ１に、安価で
軸受特性に優れた絶縁性の潤滑油を用いていることか
ら、より一層の低コスト化が図られるようになってい
る。

【００６２】加えて、本実施形態では、軸受スリーブ１
３の加工後に超音波洗浄を施すことによって、回転軸２
１及び軸受スリーブ１３を損傷し易い比較的大きな寸法
の加工残粉を除去し、例えば１μｍ程度以下の厚さを有
する微少大きさの加工残片のみを、軸受スリーブ１３の
表面に残存させるようにしており、回転軸２１及び軸受
スリーブ１３を損傷し難くするような微小加工残粉Ａ２
の選定が極めて効率的に行われるようになっている。

【００６３】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
程々変形可能であるというのはいうまでもない。

【００６４】例えば、上述した実施形態では、片状体か
らなる導電性細片Ａ２を、軸受スリーブ１３と同一の材
質としているが、材質自体は異なるが柔軟性を有する軸
受スリーブ１３と同程度の柔軟性を有するものや、軸受
スリーブ１３と同程度の柔軟性を有する材料を一部に含
有する材質も、同様に採用することが可能である。ま
た、片状体からなる導電性細片Ａ２は、必ずしも軸受部
材としての軸受スリーブ１３と同程度の柔軟性を備える
必要はなく、軸部材及び軸受部材のうちのいずれか柔軟
性を有する方の部材と同程度の柔軟性を備えれば良い。

【００６５】また、上述した実施形態における片状体か
らなる導電性細片Ａ２には、球状の粒子を含んでいても
構わない。さらに、潤滑流体の分散基油材Ａ１は、必ず
しも絶縁性を有するもでなくても良い。

【００６６】さらにまた、本発明は、上述した実施形態
のような軸回転型とは異なる軸固定型の動圧軸受装置に
対しても同様に適用することができる。

【００６７】また、本発明にかかる動圧軸受装置は、上
述した実施形態のようなＨＤＤ用モータ以外に用いられ
る動圧軸受装置、例えば、ポリゴンミラー駆動用モータ
やＣＤ−ＲＯＭ駆動用モータに用いられる動圧軸受装置
に対しても同様に適用することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、一般に用い
られている安価で良好な軸受特性を有する潤滑流体に対
して、柔軟性を有する部材と同程度の柔軟性を有する片
状体からなる導電性細片を分散させたものを、導電性材
料よりなる軸部材と軸受部材との間の軸受隙間内に注入
して用いることによって、従来のような高価で軸受特性
に難点を有する特殊な導電性潤滑流体や、大型の磁性流
体シールを用いる必要性をなくしたものであるから、構
成の簡素化・小型化を図りつつ、良好な動圧特性を得る
ことができるという顕著な効果を奏する。

【００６９】このとき、請求項２記載の発明は、片状体
からなる導電性細片を、柔軟性を有する部材の材質と同
一の成分を含有するものとして、片状体からなる導電性
細片が軸部材や軸受部材を損傷させることをなくし、円
滑な回転特性を得るとともに装置の長寿命化を図るよう
にしたものであるから、上述した効果をさらに向上させ
ることができる。

【００７０】また、請求項３記載の発明は、導電性細片
の少なくとも一辺が軸受隙間の寸法より小さい寸法のも
のを含むことによって、上記軸受隙間内の導電性細片を
自由に移動可能として軸部材や軸受部材の損傷を更に低
減させたものであるから、上述した効果をさらに高める
ことができる。

【００７１】さらに、請求項４記載の発明は、導電性細
片の長辺部が軸受隙間の寸法と同程度又はそれより大き
い寸法のものを含むことによって、上記軸受隙間の内壁
部に対する接触頻度を高め、良好な導電性を確実に得る
ようにしたものであるから、上述した効果をさらに向上
させることができる。

【００７２】さらに、請求項５又は６又は１１又は１２
記載の発明は、導電性材料からなる軸部材又は軸受部材
の加工残粉を潤滑流体に分散させたものを、上記軸部材
と軸受部材との間の軸受隙間内に注入して用いることに
よって、従来のような高価で軸受特性に難点を有する特
殊な導電性潤滑流体や、大型の磁性流体シールを用いる
必要性をなくしたものであるから、構成の簡素化・小型
化を図りつつ、良好な動圧特性を得ることができるとい
う顕著な効果を奏する。

【００７３】このとき、請求項７又は１４記載の発明
は、安価で軸受特性に優れた絶縁性の潤滑流体を用いる
ことによって、より一層の低コスト化を図るように構成
したものであるから、上述した効果をさらに向上させる
ことができる。

【００７４】また、請求項８又は１５記載の発明は、導
電性細片の少なくとも一辺が軸受隙間の寸法より小さい
寸法のものを含ませることによって、上記軸受隙間内の
導電性細片を自由に移動可能として軸部材や軸受部材の
損傷を更に低減させたものであるから、上述した効果を
さらに高めることができる。

【００７５】さらに、請求項９又は１６記載の発明のよ
うに、導電性細片の長辺部が軸受隙間の寸法と同程度又
はそれより大きい寸法のものを含ませることによって、
上記軸受隙間の内壁部に対する接触頻度を高めて導電性
を確実に得るようにしたものであるから、上述した効果
を一層向上させることができる。

【００７６】さらに、請求項１０又は１３記載の発明
は、軸部材をステンレス鋼から構成するとともに、軸受
部材を銅系合金から構成して、動圧軸受装置の基本的な
構造を通常の簡易な構成としたものであるから、上述し
た効果をさらに向上させることができる。

【００７７】さらにまた、請求項１７記載の発明は、加
工後に超音波洗浄を施すことによって、軸部材や軸受部
材を損傷し易い比較的大きな寸法のみを除去し、軸部材
や軸受部材を損傷し難い、例えば１μｍ程度以下の厚さ
を有する微少大きさの加工残片のみを被加工部材の表面
に効率的に残存させるようにしたものであるから、上述
した効果をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる軸回転型の動圧軸
受装置を備えたハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の全
体構造例を表した縦断面説明図である。

【図２】図１に示された動圧軸受装置の軸受隙間を拡大
して表した横断面説明図である。

【図３】動圧軸受装置の軸受隙間内に含まれている加工
残粉の他の例を拡大して表した横断面説明図である。

【図４】潤滑流体Ａ内に含まれる加工残粉Ａ２，Ａ２’
の形状例を表した外観斜視説明図である。

【図５】軸部材と軸受部材との間の電位（縦軸）の時間
（横軸）的変化を測定した線図である。

【符号の説明】

１０ステータ組（固定部材）１３軸受スリーブ（軸受部材）２０ロータ組（回転部材）２１回転軸２２回転ハブＡ潤滑流体Ａ１分散基油材Ａ２，Ａ２’ 加工残粉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに面対向しつつ相対回転するように
配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受部
材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、これ
ら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けられた
動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内に
注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧を発
生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれが、導電性材料によ
り形成され、かつ、それら軸部材及び軸受部材のうちの
一方側の部材が、他方側の部材よりも柔軟性を有する材
質から形成されているとともに、前記潤滑流体には、当該潤滑流体が導電性を備えるよう
に、上記柔軟性を有する材質と同程度の柔軟性を有する
導電性の細片が分散されていることを特徴とする動圧軸
受装置。
【請求項２】前記導電性の細片は、厚さ方向に対して
長い辺部を有する片状体から形成され、前記柔軟性を有
する材質と同一の成分を含有していることを特徴とする
請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項３】前記導電性細片は、少なくとも一辺が前
記両動圧軸受面どうしの対向隙間の寸法より小さい寸法
のものを含むことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受
装置。
【請求項４】前記導電性細片は、厚さ方向に対して長
い寸法の辺部が前記両動圧軸受面どうしの対向隙間の寸
法と同程度又はそれより大きい寸法のものを含むことを
特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。
【請求項５】互いに面対向しつつ相対回転するように
配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受部
材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、これ
ら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けられた
動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内に
注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧を発
生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれが、導電性材料によ
り形成され、かつ、それら軸部材及び軸受部材のうちの
一方側の部材が、他方側の部材よりも柔軟性を有する材
質から形成されているとともに、前記潤滑流体には、当該潤滑流体が導電性を備えるよう
に、上記軸部材及び軸受部材のうちの柔軟性を有する材
質からなる部材の加工残粉が所定量分散されていること
を特徴とする動圧軸受装置。
【請求項６】互いに面対向しつつ相対回転するように
配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受部
材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、これ
ら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けられた
動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内に
注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧を発
生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれが、導電性材料によ
り形成され、かつ、上記動圧発生溝が設けられた一方側
の部材が、他方側の部材よりも柔軟性を有する材質から
形成されているとともに、前記潤滑流体には、前記動圧発生溝が形成された部材の
加工残粉が、導電性を得るための所定量を分散されてい
ることを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項７】前記潤滑流体が、絶縁性を有する流体か
らなることを特徴とする請求項１又は５又は６記載の動
圧軸受装置。
【請求項８】前記加工残粉は、少なくとも一辺が前記
両動圧軸受面どうしの対向隙間の寸法より小さい寸法の
ものを含むことを特徴とする請求項５又は６記載の動圧
軸受装置。
【請求項９】前記加工残粉は、最大長さを有する辺部
が前記動圧軸受面間の隙間寸法よりも同程度又は大きい
寸法のものを含むことを特徴とする請求項５又は６記載
の動圧軸受装置。
【請求項１０】前記軸部材がステンレス鋼からなると
ともに、軸受部材が銅系合金からなることを特徴とする
請求項１又は５又は６記載の動圧軸受装置。
【請求項１１】互いに面対向しつつ相対回転するよう
に配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受
部材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、こ
れら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けられ
た動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内
に注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧を
発生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置の製造方法
において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれを、導電性材料によ
り形成するとともに、それら軸部材及び軸受部材のうち
の一方側の部材を、他方側の部材よりも柔軟性を有する
材質から形成しておく一方、前記軸部材及び軸受部材のうちの柔軟性を有する材質か
らなる部材の加工残粉を、当該柔軟性部材の表面に所定
量残存させておき、前記潤滑流体の注入時に、上記加工残粉を潤滑流体中に
分散して、当該潤滑流体に導電性を付与するようにした
ことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１２】互いに面対向しつつ相対回転するよう
に配置された軸部材及び軸受部材と、該軸部材及び軸受
部材の両対向面にそれぞれ形成された動圧軸受面と、こ
れら両動圧軸受面のうちの少なくとも一方側に設けられ
た動圧発生溝と、前記両動圧軸受面どうしの対向隙間内
に注入されて、上記動圧発生溝の加圧作用により動圧を
発生する潤滑流体と、を有する動圧軸受装置の製造方法
において、前記軸部材及び軸受部材のそれぞれを、導電性材料によ
り形成するとともに、それら軸部材及び軸受部材のうち
の一方側の部材を、他方側の部材よりも柔軟性を有する
材質から形成しておく一方、前記固定部材及び回転部材のうちの動圧発生溝を形成し
た部材の加工時における加工残粉を、当該部材の表面に
所定量残存させておき、前記潤滑流体の注入時に、上記加工残粉を潤滑流体中に
分散して、当該潤滑流体に導電性を付与するようにした
ことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１３】前記軸部材をステンレス鋼から形成す
るとともに、前記軸受部材を銅系合金から形成するよう
にしたことを特徴とする請求項１１又は１２記載の動圧
軸受装置の製造方法。
【請求項１４】前記潤滑流体として、絶縁性を有する
潤滑油を用いるようにしたことを特徴とする請求項１１
又は１２記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１５】前記加工残片の少なくとも一辺が、前
記動圧軸受面間の隙間寸法よりも小さい寸法となってい
るものを残存させるようにしたことを特徴とする請求項
１１又は１２記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１６】前記加工残片における最大長の辺部
が、前記動圧軸受面間の隙間寸法と同程度又は大きい寸
法のものを残存させるようにしたことを特徴とする請求
項１１又は１２記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項１７】前記加工残片を残存させる部材を、加
工後に超音波洗浄することによって、前記小さい寸法の
加工残片を残存させるようにしたことを特徴とする請求
項１６記載の動圧軸受装置の製造方法。