JP2000213533A - 動圧軸受装置及びそれを用いたモ―タ - Google Patents
動圧軸受装置及びそれを用いたモ―タInfo
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- JP2000213533A JP2000213533A JP11017942A JP1794299A JP2000213533A JP 2000213533 A JP2000213533 A JP 2000213533A JP 11017942 A JP11017942 A JP 11017942A JP 1794299 A JP1794299 A JP 1794299A JP 2000213533 A JP2000213533 A JP 2000213533A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易・安価な構成によって、粉塵等の発生に
関する使用環境が厳しい各種装置に対しても長期にわた
って良好に使用することを可能とする。 【解決手段】 動圧軸受装置の軸部材（３）及び軸受部
材（２）の各軸受面の対向表面部分に、アモルファスカ
ーボンからなる潤滑膜を２μｍ以上の厚さにわたって形
成することによって、極めて優れた耐摩耗性を安価にて
得るように構成したもの。
関する使用環境が厳しい各種装置に対しても長期にわた
って良好に使用することを可能とする。 【解決手段】 動圧軸受装置の軸部材（３）及び軸受部
材（２）の各軸受面の対向表面部分に、アモルファスカ
ーボンからなる潤滑膜を２μｍ以上の厚さにわたって形
成することによって、極めて優れた耐摩耗性を安価にて
得るように構成したもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気の動圧力によ
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及びそれを用いたモータに関す
る。
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及びそれを用いたモータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、軸受用の潤滑流体として空気
を用いた空気動圧軸受装置に関して、摩耗による粉塵の
発生や耐摩耗性を向上させるための提案が種々なされて
いる。例えば、特開平３−３５６６２２号明細書や、特
願平８−１１００７２号明細書等においては、アルミ材
からなる軸基材に対してＳｉＣ複合メッキ又はＮｉ−Ｐ
無電解メッキを施した軸部材と、同じくアルミ材からな
る軸受基材に対して潤滑性アルマイト処理又は高潤滑性
フッ素樹脂のコーティングを施した軸受部材とを組み合
わせている。また、特開平５−２８８２１４号公報に示
されているように、軸部材と軸受部材の双方に、炭化珪
素等のセラミック材料を採用したものもある。
を用いた空気動圧軸受装置に関して、摩耗による粉塵の
発生や耐摩耗性を向上させるための提案が種々なされて
いる。例えば、特開平３−３５６６２２号明細書や、特
願平８−１１００７２号明細書等においては、アルミ材
からなる軸基材に対してＳｉＣ複合メッキ又はＮｉ−Ｐ
無電解メッキを施した軸部材と、同じくアルミ材からな
る軸受基材に対して潤滑性アルマイト処理又は高潤滑性
フッ素樹脂のコーティングを施した軸受部材とを組み合
わせている。また、特開平５−２８８２１４号公報に示
されているように、軸部材と軸受部材の双方に、炭化珪
素等のセラミック材料を採用したものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに提案された空気動圧軸受装置においても、起動・停
止時等において僅かではあるが摩耗粉が発生することが
あり、使用環境の厳しいハードディスク駆動装置やポリ
ゴンミラー駆動装置等に用いた場合には、十分なクリー
ン度を得られないことから採用できないことも考えられ
る。また、特にセラミック材を用いた場には、材料が高
価なことから装置全体もコスト高になってしまうという
問題もある。
うに提案された空気動圧軸受装置においても、起動・停
止時等において僅かではあるが摩耗粉が発生することが
あり、使用環境の厳しいハードディスク駆動装置やポリ
ゴンミラー駆動装置等に用いた場合には、十分なクリー
ン度を得られないことから採用できないことも考えられ
る。また、特にセラミック材を用いた場には、材料が高
価なことから装置全体もコスト高になってしまうという
問題もある。
【０００４】そこで本発明は、簡易・安価な構成で、軸
部材と軸受部材との耐摩耗性を向上させることができる
ようにした動圧軸受装置及びそれを用いたモータを提供
することを目的とする。
部材と軸受部材との耐摩耗性を向上させることができる
ようにした動圧軸受装置及びそれを用いたモータを提供
することを目的とする。
【０００５】
【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記載の発明では、軸部材に形成した動圧軸受
面と軸受部材に形成した動圧軸受面とを周状に対向配置
するとともに、上記両動圧軸受面間に軸受流体として空
気を介在させ、上記両動圧軸受面の少なくとも一方側に
設けた動圧発生手段によって上記空気を加圧して得た動
圧力により、前記軸部材と軸受部材とを相対的に回転可
能に支承する動圧軸受装置において、上記軸部材及び軸
受部材の各動圧軸受面には、当該軸部材及び軸受部材の
基材に対して、アモルファスカーボンを含む潤滑膜が２
μｍ以上の膜厚に成膜されている。
に請求項１記載の発明では、軸部材に形成した動圧軸受
面と軸受部材に形成した動圧軸受面とを周状に対向配置
するとともに、上記両動圧軸受面間に軸受流体として空
気を介在させ、上記両動圧軸受面の少なくとも一方側に
設けた動圧発生手段によって上記空気を加圧して得た動
圧力により、前記軸部材と軸受部材とを相対的に回転可
能に支承する動圧軸受装置において、上記軸部材及び軸
受部材の各動圧軸受面には、当該軸部材及び軸受部材の
基材に対して、アモルファスカーボンを含む潤滑膜が２
μｍ以上の膜厚に成膜されている。
【０００６】また、請求項２記載の発明では、軸部材に
形成した動圧軸受面と軸受部材に形成した動圧軸受面と
を周状に対向配置するとともに、上記両動圧軸受面間に
軸受流体として空気を介在させ、上記両動圧軸受面の少
なくとも一方側に設けた動圧発生手段によって上記空気
を加圧して得た動圧力により、前記軸部材と軸受部材と
を相対的に回転可能に支承する動圧軸受装置を含み、上
記軸部材及び軸受部材のいずれか一方側に設けられたス
テータ部と、他方側に設けられたロータ部とを回転駆動
させるモータにおいて、前記軸部材及び軸受部材の各動
圧軸受面には、当該軸部材及び軸受部材の基材に対し
て、アモルファスカーボンを含む潤滑膜が２μｍ以上の
膜厚に成膜されている。
形成した動圧軸受面と軸受部材に形成した動圧軸受面と
を周状に対向配置するとともに、上記両動圧軸受面間に
軸受流体として空気を介在させ、上記両動圧軸受面の少
なくとも一方側に設けた動圧発生手段によって上記空気
を加圧して得た動圧力により、前記軸部材と軸受部材と
を相対的に回転可能に支承する動圧軸受装置を含み、上
記軸部材及び軸受部材のいずれか一方側に設けられたス
テータ部と、他方側に設けられたロータ部とを回転駆動
させるモータにおいて、前記軸部材及び軸受部材の各動
圧軸受面には、当該軸部材及び軸受部材の基材に対し
て、アモルファスカーボンを含む潤滑膜が２μｍ以上の
膜厚に成膜されている。
【０００７】さらに、請求項３記載の発明では、前記請
求項１又は２記載のアモルファスカーボンが、ＤＬＣ
（ダイヤモンドライクカーボン）からなり、そのＤＬＣ
からなる潤滑膜の表面粗度が、Ｒａ；０．７μｍ以下、
Ｒｍａｘ；１．１μｍ以下、Ｒｚ；０．８μｍ以下に設
定されている。
求項１又は２記載のアモルファスカーボンが、ＤＬＣ
（ダイヤモンドライクカーボン）からなり、そのＤＬＣ
からなる潤滑膜の表面粗度が、Ｒａ；０．７μｍ以下、
Ｒｍａｘ；１．１μｍ以下、Ｒｚ；０．８μｍ以下に設
定されている。
【０００８】さらにまた、請求項４記載の発明では、前
記請求項１又は２記載の軸部材及び軸受部材の各基材
を、アルミニウム又はその合金により構成するととも
に、その基材と、前記アモルファスカーボンを含む潤滑
膜との間に、酸化珪素による下地処理膜が被着されてい
る。
記請求項１又は２記載の軸部材及び軸受部材の各基材
を、アルミニウム又はその合金により構成するととも
に、その基材と、前記アモルファスカーボンを含む潤滑
膜との間に、酸化珪素による下地処理膜が被着されてい
る。
【０００９】また、請求項５記載の発明では、前記請求
項２記載のモータを、ハードディスク駆動装置又はポリ
ゴンミラー駆動装置に用いている。
項２記載のモータを、ハードディスク駆動装置又はポリ
ゴンミラー駆動装置に用いている。
【００１０】このような構成を有する請求項１又は２記
載の発明によれば、動圧軸受装置の軸部材及び軸受部材
の各動圧軸受面の対向表面部分が、アモルファスカーボ
ンからなる潤滑膜によって良好な耐摩耗性を備え、その
アモルファスカーボンからなる潤滑膜を２μｍ以上の厚
さにわたって形成することによって初期の動圧特性が長
期にわたり維持される。
載の発明によれば、動圧軸受装置の軸部材及び軸受部材
の各動圧軸受面の対向表面部分が、アモルファスカーボ
ンからなる潤滑膜によって良好な耐摩耗性を備え、その
アモルファスカーボンからなる潤滑膜を２μｍ以上の厚
さにわたって形成することによって初期の動圧特性が長
期にわたり維持される。
【００１１】特に、請求項３記載の発明のようにアモル
ファスカーボン潤滑膜の面粗度を設定することによっ
て、上述した耐摩耗性は一層向上される。
ファスカーボン潤滑膜の面粗度を設定することによっ
て、上述した耐摩耗性は一層向上される。
【００１２】このとき、請求項４記載の発明によれば、
アモルファスカーボン潤滑膜の耐久性が下地処理によっ
て向上される。
アモルファスカーボン潤滑膜の耐久性が下地処理によっ
て向上される。
【００１３】このような作用は、特に請求項５記載のよ
うな使用環境の厳しいハードディスク駆動装置又はポリ
ゴンミラー駆動装置等においてに特に顕著に得られる。
うな使用環境の厳しいハードディスク駆動装置又はポリ
ゴンミラー駆動装置等においてに特に顕著に得られる。
【００１４】
【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、本発明を適用する空気
動圧軸受を備えた軸回転型のポリゴンミラー駆動用モー
タの構造について図面に基づき説明する。
て説明するが、それに先立って、本発明を適用する空気
動圧軸受を備えた軸回転型のポリゴンミラー駆動用モー
タの構造について図面に基づき説明する。
【００１５】図１に示されたポリゴンミラー駆動用モー
タは、デジタルコピー、レーザプリンタ等におけるレー
ザスキャナーを構成するものであって、１００００〜３
００００ＲＰＭ程度の高速回転をするため、軸受には非
接触で回転支持可能な空気動圧軸受等が用いられてい
る。
タは、デジタルコピー、レーザプリンタ等におけるレー
ザスキャナーを構成するものであって、１００００〜３
００００ＲＰＭ程度の高速回転をするため、軸受には非
接触で回転支持可能な空気動圧軸受等が用いられてい
る。
【００１６】すなわち、図１において、ベース１にネジ
止め固定された中空円筒状の軸受部材（固定部材）２内
に、数μｍ〜十数μｍの隙間を隔てて軸部材としてのロ
ータ（回転部材）３が挿入されており、当該ロータ３の
外周面側の動圧軸受面と、上記軸受部材２の内周面側の
動圧軸受面とで構成される空気動圧発生部４によって、
上記ロータ３が高速回転可能に支承される構成になされ
ている。上記ロータ３側の動圧軸受面５には、動圧発生
手段としての多数のラジアルヘリングボーン溝６が環状
に配列されている。これらのラジアルヘリングボーン溝
６は、軸方向に対称的に形成された傾斜溝からなり、上
記空気動圧発生部４の軸方向における略中央部分に最大
加圧部を形成するように構成されている。
止め固定された中空円筒状の軸受部材（固定部材）２内
に、数μｍ〜十数μｍの隙間を隔てて軸部材としてのロ
ータ（回転部材）３が挿入されており、当該ロータ３の
外周面側の動圧軸受面と、上記軸受部材２の内周面側の
動圧軸受面とで構成される空気動圧発生部４によって、
上記ロータ３が高速回転可能に支承される構成になされ
ている。上記ロータ３側の動圧軸受面５には、動圧発生
手段としての多数のラジアルヘリングボーン溝６が環状
に配列されている。これらのラジアルヘリングボーン溝
６は、軸方向に対称的に形成された傾斜溝からなり、上
記空気動圧発生部４の軸方向における略中央部分に最大
加圧部を形成するように構成されている。
【００１７】また、上記ベース１に立設された中央柱状
部１ａの外周には、ステータ部を構成する駆動コイル７
が嵌合固定されており、その駆動コイル７に周対向する
ようにして、ロータ部における駆動用磁気回路をつくる
環状マグネット８が配置されている。この環状マグネッ
ト８は、上記ロータ３の内部に鉄製のヨーク９を介して
配置されており、上記ステータ部を構成している駆動コ
イル７と共にモータ駆動部を構成している。
部１ａの外周には、ステータ部を構成する駆動コイル７
が嵌合固定されており、その駆動コイル７に周対向する
ようにして、ロータ部における駆動用磁気回路をつくる
環状マグネット８が配置されている。この環状マグネッ
ト８は、上記ロータ３の内部に鉄製のヨーク９を介して
配置されており、上記ステータ部を構成している駆動コ
イル７と共にモータ駆動部を構成している。
【００１８】さらに、上記ロータ３の先端部（図示上端
部）には環状凸部１１が突設されており、この環状凸部
１１に対してポリゴンミラー１２が嵌着されている。こ
のポリゴンミラー１２上には、波形ばね１３を介してバ
ランスプレート１４が同軸に載置されており、そのバラ
ンスプレート１４側から差し込まれた固定ネジ１５が上
記ロータ３の環状凸部１１に螺着されることによってポ
リゴンミラー１２の固定が行われている。
部）には環状凸部１１が突設されており、この環状凸部
１１に対してポリゴンミラー１２が嵌着されている。こ
のポリゴンミラー１２上には、波形ばね１３を介してバ
ランスプレート１４が同軸に載置されており、そのバラ
ンスプレート１４側から差し込まれた固定ネジ１５が上
記ロータ３の環状凸部１１に螺着されることによってポ
リゴンミラー１２の固定が行われている。
【００１９】さらに、上記ベース１の中央柱状部１ａの
上部外周及びバランスプレート１４の内周には、一対の
環状マグネット１６，１７が周対向するように取り付け
られている。これらの各環状マグネット１６，１７に
は、軸方向に極性を逆にして着磁が施されており、これ
によって磁気スラスト軸受が構成されている。
上部外周及びバランスプレート１４の内周には、一対の
環状マグネット１６，１７が周対向するように取り付け
られている。これらの各環状マグネット１６，１７に
は、軸方向に極性を逆にして着磁が施されており、これ
によって磁気スラスト軸受が構成されている。
【００２０】このとき、上記ロータ（軸部材）３の基材
は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材よ
り形成されているとともに、その基材の外周表面すなわ
ち上述した動圧軸受面に相当する外周表面に、アモルフ
ァスカーボンからなる潤滑膜を２μｍ以上の厚さにわた
って有している。このとき、上記ロータ３の基材の表面
には、酸化珪素（ＳｉＯ２）による下地処理が施されて
おり、この下地処理層を介在させることによって、上記
アモルファスカーボンからなる潤滑膜の密着力が高めら
れている。
は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材よ
り形成されているとともに、その基材の外周表面すなわ
ち上述した動圧軸受面に相当する外周表面に、アモルフ
ァスカーボンからなる潤滑膜を２μｍ以上の厚さにわた
って有している。このとき、上記ロータ３の基材の表面
には、酸化珪素（ＳｉＯ２）による下地処理が施されて
おり、この下地処理層を介在させることによって、上記
アモルファスカーボンからなる潤滑膜の密着力が高めら
れている。
【００２１】本実施形態における前記アモルファスカー
ボンは、非結晶質のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）を含んでいる。このＤＬＣ含有のアモルファスカー
ボンからなる潤滑膜は、緻密なアモルファス構造を有す
るために結晶粒界がなく、非常になめらかな平滑表面を
備えているが、特に本実施形態では更に面仕上げを施し
ており、当該ＤＬＣ含有のアモルファスカーボンからな
る潤滑膜の表面粗度を、中心線平均粗さＲａが０．７μ
ｍ以下、粗さの最大値Ｒｍａｘが１．１μｍ以下、粗さ
の平均値Ｒｚが０．８μｍ以下となるように設定してい
る。
ボンは、非結晶質のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボ
ン）を含んでいる。このＤＬＣ含有のアモルファスカー
ボンからなる潤滑膜は、緻密なアモルファス構造を有す
るために結晶粒界がなく、非常になめらかな平滑表面を
備えているが、特に本実施形態では更に面仕上げを施し
ており、当該ＤＬＣ含有のアモルファスカーボンからな
る潤滑膜の表面粗度を、中心線平均粗さＲａが０．７μ
ｍ以下、粗さの最大値Ｒｍａｘが１．１μｍ以下、粗さ
の平均値Ｒｚが０．８μｍ以下となるように設定してい
る。
【００２２】但し、上述した動圧発生手段としてのラジ
アルヘリングボーン溝６においては、上述した面粗度に
対して面仕上げ加工を施すことなく、後述するように蒸
着によって成膜したままの粗い状態になされている。こ
のラジアルヘリングボーン溝６における粗い面によっ
て、軸受流体としての空気が良好に加圧される効果を有
する。
アルヘリングボーン溝６においては、上述した面粗度に
対して面仕上げ加工を施すことなく、後述するように蒸
着によって成膜したままの粗い状態になされている。こ
のラジアルヘリングボーン溝６における粗い面によっ
て、軸受流体としての空気が良好に加圧される効果を有
する。
【００２３】一方、上記軸受部材２も、同じくアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金等の金属より形成された基
材を備えているとともに、その基材の動圧軸受面に相当
する内周表面に、上述したロータ３と同様なＤＬＣ含有
のアモルファスカーボンからなる潤滑膜が、同様な下地
処理膜を介して２μｍ以上の厚さにわたって形成されて
いる。
ウムまたはアルミニウム合金等の金属より形成された基
材を備えているとともに、その基材の動圧軸受面に相当
する内周表面に、上述したロータ３と同様なＤＬＣ含有
のアモルファスカーボンからなる潤滑膜が、同様な下地
処理膜を介して２μｍ以上の厚さにわたって形成されて
いる。
【００２４】このようなＤＬＣ含有のアモルファスカー
ボンからなる潤滑膜は、例えば、図２に示されているよ
うなプラズマ蒸着装置（ＣＶＤ）を用いて成膜される。
すなわち、このプラズマ蒸着装置（ＣＶＤ）装置におい
ては、図２に示されているように、高真空中内に一端が
開放されたカップ状のリフレクタ２１が配置されている
とともに、そのリフレクタ２１内の閉塞側に、フィラメ
ント電源２２に接続されたフィラメント２３が配置され
ており、さらに、そのフィラメント２３に近接させて上
記リフレクタ２１の開放側に、アノード電源２４に接続
されたアノード２５が配置されている。さらにまた、上
記リフレクタ２１の開放端から所定の距離を隔てて対向
するようにして、ワーク２６が配置されており、このワ
ーク２６と、上記リフレクタ２１との間に、リフレクタ
電源２７及びバイアス電源２８によって所定の電圧が印
加されている。
ボンからなる潤滑膜は、例えば、図２に示されているよ
うなプラズマ蒸着装置（ＣＶＤ）を用いて成膜される。
すなわち、このプラズマ蒸着装置（ＣＶＤ）装置におい
ては、図２に示されているように、高真空中内に一端が
開放されたカップ状のリフレクタ２１が配置されている
とともに、そのリフレクタ２１内の閉塞側に、フィラメ
ント電源２２に接続されたフィラメント２３が配置され
ており、さらに、そのフィラメント２３に近接させて上
記リフレクタ２１の開放側に、アノード電源２４に接続
されたアノード２５が配置されている。さらにまた、上
記リフレクタ２１の開放端から所定の距離を隔てて対向
するようにして、ワーク２６が配置されており、このワ
ーク２６と、上記リフレクタ２１との間に、リフレクタ
電源２７及びバイアス電源２８によって所定の電圧が印
加されている。
【００２５】また、上記リフレクタ２１内には、エチレ
ンガス等の炭化水素ガスが供給されており、当該リフレ
クタ２１内における２００℃〜５００℃の加熱下でのア
ーク放電プラズマによって上記炭化水素ガスが分解さ
れ、それにより生成されたプラズマ中のイオンや励起分
子が、上記ワーク２６の表面に対して所定の電気的加速
エネルギーをもって衝突し、その結果、アモルファスカ
ーボン膜が成形されるようになっている。
ンガス等の炭化水素ガスが供給されており、当該リフレ
クタ２１内における２００℃〜５００℃の加熱下でのア
ーク放電プラズマによって上記炭化水素ガスが分解さ
れ、それにより生成されたプラズマ中のイオンや励起分
子が、上記ワーク２６の表面に対して所定の電気的加速
エネルギーをもって衝突し、その結果、アモルファスカ
ーボン膜が成形されるようになっている。
【００２６】このようにして成膜を行うＤＬＣ含有のア
モルファスカーボンからなる潤滑膜は、上述したように
２μｍ以上の厚さにわたって形成されているが、その根
拠となった耐摩耗試験について説明する。
モルファスカーボンからなる潤滑膜は、上述したように
２μｍ以上の厚さにわたって形成されているが、その根
拠となった耐摩耗試験について説明する。
【００２７】まず、耐摩耗試験には、図３に示されてい
るような耐摩耗試験装置３１が用いられる。この耐摩耗
試験装置３１では、上述したＤＬＣ含有のアモルファス
カーボン潤滑膜が所定の厚さにわたって蒸着された直径
約１５ｍｍの円筒状試料３２と、同様なＤＬＣ含有のア
モルファスカーボン潤滑膜が所定の厚さにわたって蒸着
された板状試料３３とが、互いに圧接状態にて配置され
る。すなわち、上記板状試料３３は、支点３４から略水
平に延びる板バネ３５の先端部分に固定されているとと
もに、上記支点３４の反対側からは、略水平にレバー３
６が延出しており、そのレバー３６の先端部分には、固
定滑車３７を介して錘３８の重力が負荷されている。
るような耐摩耗試験装置３１が用いられる。この耐摩耗
試験装置３１では、上述したＤＬＣ含有のアモルファス
カーボン潤滑膜が所定の厚さにわたって蒸着された直径
約１５ｍｍの円筒状試料３２と、同様なＤＬＣ含有のア
モルファスカーボン潤滑膜が所定の厚さにわたって蒸着
された板状試料３３とが、互いに圧接状態にて配置され
る。すなわち、上記板状試料３３は、支点３４から略水
平に延びる板バネ３５の先端部分に固定されているとと
もに、上記支点３４の反対側からは、略水平にレバー３
６が延出しており、そのレバー３６の先端部分には、固
定滑車３７を介して錘３８の重力が負荷されている。
【００２８】そして、耐摩耗試験にあたっては、上記錘
３８による板状試料３３への荷重を４０ｇとし、円筒状
試料３２を７０００ｒｐｍの速さで１０分間回転駆動さ
せ、そのときの摩耗痕の深さを面粗度計により実測し
た。その結果、図４中の（ｊ）に示されているように、
摩耗深さ（縦軸）は、平均で１μｍとなった。
３８による板状試料３３への荷重を４０ｇとし、円筒状
試料３２を７０００ｒｐｍの速さで１０分間回転駆動さ
せ、そのときの摩耗痕の深さを面粗度計により実測し
た。その結果、図４中の（ｊ）に示されているように、
摩耗深さ（縦軸）は、平均で１μｍとなった。
【００２９】次に、同様な耐摩耗試験装置３１を用い
て、板状試料３３にアルミとチタンの化合物（ＡｌｘＴ
ｉｙＯｚ）をコーディングするとともに、相手方の円筒
状試料３２として、（ａ）アルマイト、（ｂ）Ｎｉメッ
キ、（ｃ）アクリルメラミン塗装、（ｄ）フッ素系ポリ
アミドイミド（ＰＡＩ）塗装（従来品）、（ｅ）フッ素
樹脂塗装（Ｌ６２０１ＣＬ）、（ｆ）アルミとチタンの
化合物（ＡｌｘＴｉｙＯｚ）、（ｇ）チタン酸カリウム
（セラミック）、（ｈ）アルミナ、（ｉ）工具鋼、をそ
れぞれ膜状又は層状に被着させて、同様な試験を行っ
た。
て、板状試料３３にアルミとチタンの化合物（ＡｌｘＴ
ｉｙＯｚ）をコーディングするとともに、相手方の円筒
状試料３２として、（ａ）アルマイト、（ｂ）Ｎｉメッ
キ、（ｃ）アクリルメラミン塗装、（ｄ）フッ素系ポリ
アミドイミド（ＰＡＩ）塗装（従来品）、（ｅ）フッ素
樹脂塗装（Ｌ６２０１ＣＬ）、（ｆ）アルミとチタンの
化合物（ＡｌｘＴｉｙＯｚ）、（ｇ）チタン酸カリウム
（セラミック）、（ｈ）アルミナ、（ｉ）工具鋼、をそ
れぞれ膜状又は層状に被着させて、同様な試験を行っ
た。
【００３０】さらに、同様な耐摩耗試験装置３１を用い
て、板状試料３３に、従来品と同様なフッ素系ポリアミ
ドイミド（ＰＡＩ）塗装を被着させるとともに、相手方
の円筒状試料３２として、（ｋ）アルマイト、及び
（ｍ）Ｎｉメッキ、をそれぞれ膜状被着させて、同様な
試験を行った。
て、板状試料３３に、従来品と同様なフッ素系ポリアミ
ドイミド（ＰＡＩ）塗装を被着させるとともに、相手方
の円筒状試料３２として、（ｋ）アルマイト、及び
（ｍ）Ｎｉメッキ、をそれぞれ膜状被着させて、同様な
試験を行った。
【００３１】このような試験結果が、図４中の同符号に
対応させて表されているが、上述した（ａ）〜（ｆ）及
び（ｋ），（ｍ）の各場合には、本発明にかかる（ｊ）
に比較して摩耗深さ（縦軸）は非常に大きくなった。ま
た、セラミック系材料による結果を表した（ｇ）〜
（ｉ）の場合は、本発明にかかる（ｊ）と同程度の摩耗
深さとなった。すなわち、本実施形態のように、ロータ
（軸部材）３及び軸受部材２の各動圧軸受面に対して、
ＤＬＣ含有のアモルファスカーボンからなる潤滑膜を形
成しておくことによって、従来品よりも摩耗深さが大幅
に減少することが判明するとともに、アルミナ等のセラ
ミック系材料とほぼ同等の耐摩耗性が得られることが判
明した。
対応させて表されているが、上述した（ａ）〜（ｆ）及
び（ｋ），（ｍ）の各場合には、本発明にかかる（ｊ）
に比較して摩耗深さ（縦軸）は非常に大きくなった。ま
た、セラミック系材料による結果を表した（ｇ）〜
（ｉ）の場合は、本発明にかかる（ｊ）と同程度の摩耗
深さとなった。すなわち、本実施形態のように、ロータ
（軸部材）３及び軸受部材２の各動圧軸受面に対して、
ＤＬＣ含有のアモルファスカーボンからなる潤滑膜を形
成しておくことによって、従来品よりも摩耗深さが大幅
に減少することが判明するとともに、アルミナ等のセラ
ミック系材料とほぼ同等の耐摩耗性が得られることが判
明した。
【００３２】次に、上述した耐摩耗試験装置３１におい
て、ＤＬＣ含有のアモルファスカーボン潤滑膜が蒸着さ
れた円筒状試料３２及び板状試料３３の各表面を、ペー
パー研磨紙（＃１０００）により以下のように研磨して
試験を行った。
て、ＤＬＣ含有のアモルファスカーボン潤滑膜が蒸着さ
れた円筒状試料３２及び板状試料３３の各表面を、ペー
パー研磨紙（＃１０００）により以下のように研磨して
試験を行った。
【００３３】まず、研磨前の各試料の面粗度は、 Ｒａ(μｍ) Ｒｍａｘ(μｍ) Ｒｚ(μｍ) 試料１． ０．０８ １．８６ ０．８１ 試料２． ０．１１ １．５７ １．３８ 試料３． ０．２２ ２．８９ １．８４ となっていたが、上記研磨によって、 Ｒａ(μｍ) Ｒｍａｘ(μｍ) Ｒｚ(μｍ) 試料１． ０．０６ ０．７５ ０．５２ 試料２． ０．０７ １．０４ ０．７７ 試料３． ０．０６ ０．６７ ０．４７ 試料４． ０．２２ ２．８９ １．８４ とした。
【００３４】そして、上述した耐摩耗試験装置３１によ
る試験を行うにあたっては、前述した錘３７による板状
試料３２への荷重を４０ｇから始めて、１０ｇづつ増や
しながら１００ｇまで行い、円筒状試料３２を７０００
ｒｐｍの速さで５分間回転駆動させ、そのときの摩耗痕
の深さを面粗度計により実測した。なお、このような条
件による耐摩耗試験は、実際の使用条件よりも大幅に厳
しい過負荷状態に設定されているものであり、この条件
下で得られた結果は、実機における通常の使用状態にお
ける結果とほぼ同じ状態を示すことが経験的に知られて
いるものである。
る試験を行うにあたっては、前述した錘３７による板状
試料３２への荷重を４０ｇから始めて、１０ｇづつ増や
しながら１００ｇまで行い、円筒状試料３２を７０００
ｒｐｍの速さで５分間回転駆動させ、そのときの摩耗痕
の深さを面粗度計により実測した。なお、このような条
件による耐摩耗試験は、実際の使用条件よりも大幅に厳
しい過負荷状態に設定されているものであり、この条件
下で得られた結果は、実機における通常の使用状態にお
ける結果とほぼ同じ状態を示すことが経験的に知られて
いるものである。
【００３５】図５には、上述した各面粗度に仕上げられ
たそれぞれの試料１，２，３に対する試験結果の平均値
を表している。本図から明らかなように、摩耗深さ（縦
軸）は、荷重が８０ｇ〜１００ｇのときに最低の０．２
３μｍとなっていることからしてみれば、ＤＬＣ含有の
アモルファスカーボン潤滑膜は、セラミック材料と同等
かそれ以上の耐摩耗性があり、そのときの膜厚として
は、２μｍ程度あれば十分であることが判明した。
たそれぞれの試料１，２，３に対する試験結果の平均値
を表している。本図から明らかなように、摩耗深さ（縦
軸）は、荷重が８０ｇ〜１００ｇのときに最低の０．２
３μｍとなっていることからしてみれば、ＤＬＣ含有の
アモルファスカーボン潤滑膜は、セラミック材料と同等
かそれ以上の耐摩耗性があり、そのときの膜厚として
は、２μｍ程度あれば十分であることが判明した。
【００３６】また、本実施形態にかかる動圧軸受装置
を、実際のモータに搭載して回転の起動・停止を繰り返
す試験を行ったところ、初期の動圧特性が長期にわたっ
て維持されるとともに、摩耗量は非常に少なく、良好な
使用状態が確認された。
を、実際のモータに搭載して回転の起動・停止を繰り返
す試験を行ったところ、初期の動圧特性が長期にわたっ
て維持されるとともに、摩耗量は非常に少なく、良好な
使用状態が確認された。
【００３７】さらに、本実施形態では、動圧発生溝６に
おける面粗度が大きく設定されているために加圧機能が
高められることとなり、一層良好な動圧特性が得られる
ようになっている。
おける面粗度が大きく設定されているために加圧機能が
高められることとなり、一層良好な動圧特性が得られる
ようになっている。
【００３８】さらにまた、本実施形態では、アモルファ
スカーボン潤滑膜の密着性が下地処理層によって高めら
れているため、装置の耐久性が向上される。
スカーボン潤滑膜の密着性が下地処理層によって高めら
れているため、装置の耐久性が向上される。
【００３９】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
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
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
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００４０】例えば、上記実施形態では、アモルファス
カーボンとしてＤＬＣを用いているが、ＤＬＣに対して
他の物質を含有させたり、他のアモルファスカーボンを
採用することもできる。
カーボンとしてＤＬＣを用いているが、ＤＬＣに対して
他の物質を含有させたり、他のアモルファスカーボンを
採用することもできる。
【００４１】また、本発明は、上述した実施形態のよな
うポリゴンミラー駆動モータに限定されるものではな
く、同様にクリーン度を要求するハードディスク駆動装
置（ＨＤＤ）用のモータの他、あらゆる種類の回転駆動
装置に対しても同様に適用することができるものであ
る。
うポリゴンミラー駆動モータに限定されるものではな
く、同様にクリーン度を要求するハードディスク駆動装
置（ＨＤＤ）用のモータの他、あらゆる種類の回転駆動
装置に対しても同様に適用することができるものであ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように請求項１又は２記載の
本発明は、動圧軸受装置の軸部材及び軸受部材の各軸受
面の対向表面部分に、アモルファスカーボンからなる潤
滑膜を２μｍ以上の厚さにわたって形成したものである
から、極めて優れた耐摩耗性を安価にて得ることがで
き、粉塵等の発生に関する使用環境が厳しい各種装置に
対しても長期にわたって良好に使用することができる。
本発明は、動圧軸受装置の軸部材及び軸受部材の各軸受
面の対向表面部分に、アモルファスカーボンからなる潤
滑膜を２μｍ以上の厚さにわたって形成したものである
から、極めて優れた耐摩耗性を安価にて得ることがで
き、粉塵等の発生に関する使用環境が厳しい各種装置に
対しても長期にわたって良好に使用することができる。
【００４３】特に、請求項３記載の発明のようにアモル
ファスカーボン潤滑膜の面粗度を設定することによっ
て、上述した効果を一層確実に得ることができる。
ファスカーボン潤滑膜の面粗度を設定することによっ
て、上述した効果を一層確実に得ることができる。
【００４４】このとき、請求項４記載の発明は、アモル
ファスカーボン潤滑膜の密着性を向上させる下地処理を
施したものであるから、上述した効果に加えて、特に長
期使用時における信頼性を高めることができる。
ファスカーボン潤滑膜の密着性を向上させる下地処理を
施したものであるから、上述した効果に加えて、特に長
期使用時における信頼性を高めることができる。
【００４５】本発明は、特に請求項５記載のような使用
環境の厳しいハードディスク駆動装置又はポリゴンミラ
ー駆動装置等においてに特に良好な効果を得ることがで
きる。
環境の厳しいハードディスク駆動装置又はポリゴンミラ
ー駆動装置等においてに特に良好な効果を得ることがで
きる。
【図１】本発明を適用した装置例としてのポリゴンミラ
ー駆動用モータの構造例を表した外横断面説明図であ
る。
ー駆動用モータの構造例を表した外横断面説明図であ
る。
【図２】本発明にかかるアモルファスカーボンを成膜す
る装置例としてのプラズマ蒸着装置（ＣＶＤ）の構造を
原理的に表した説明図である。
る装置例としてのプラズマ蒸着装置（ＣＶＤ）の構造を
原理的に表した説明図である。
【図３】耐摩耗試験機の一例を表した構造説明図であ
る。
る。
【図４】図３に示された耐摩耗試験装置によって得られ
た試験結果の一例を表した線図である。
た試験結果の一例を表した線図である。
【図５】図３に示された耐摩耗試験装置によって得られ
た試験結果の他の例を表した線図である。
た試験結果の他の例を表した線図である。
２ 軸受部材 ３ 軸部材（ロータ） ４ 空気動圧発生部 ６ 動圧発生手段（ラジアルヘリングボーン溝） ７ 駆動コイル（ステータ部） ８ 環状マグネット（ロータ部） １２ ポリゴンミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA04 AA20 BA02 BA04 CA05 QA04 SB04 SD03 SE02 4H104 AA04A EA01A LA03 PA01 PA04 QA12 5H607 AA04 AA06 BB01 BB17 CC01 DD03 EE10 GG12 KK00
Claims (5)
- 【請求項１】 軸部材に形成した動圧軸受面と軸受部材
に形成した動圧軸受面とを周状に対向配置するととも
に、上記両動圧軸受面間に軸受流体として空気を介在さ
せ、上記両動圧軸受面の少なくとも一方側に設けた動圧
発生手段によって上記空気を加圧して得た動圧力によ
り、前記軸部材と軸受部材とを相対的に回転可能に支承
する動圧軸受装置において、 上記軸部材及び軸受部材の各動圧軸受面には、当該軸部
材及び軸受部材の基材に対して、アモルファスカーボン
を含む潤滑膜が２μｍ以上の膜厚に成膜されていること
を特徴とする動圧軸受装置。 - 【請求項２】 軸部材に形成した動圧軸受面と軸受部材
に形成した動圧軸受面とを周状に対向配置するととも
に、上記両動圧軸受面間に軸受流体として空気を介在さ
せ、上記両動圧軸受面の少なくとも一方側に設けた動圧
発生手段によって上記空気を加圧して得た動圧力によ
り、前記軸部材と軸受部材とを相対的に回転可能に支承
する動圧軸受装置を含み、 上記軸部材及び軸受部材のいずれか一方側に設けられた
ステータ部と、他方側に設けられたロータ部とを回転駆
動させるモータにおいて、 前記軸部材及び軸受部材の各動圧軸受面には、当該軸部
材及び軸受部材の基材に対して、アモルファスカーボン
を含む潤滑膜が２μｍ以上の膜厚に成膜されていること
を特徴とする動圧軸受装置を用いたモータ。 - 【請求項３】 前記アモルファスカーボンが、ＤＬＣ
（ダイヤモンドライクカーボン）からなり、 そのＤＬＣからなる潤滑膜の表面粗度が、Ｒａ；０．７
μｍ以下、Ｒｍａｘ；１．１μｍ以下、Ｒｚ；０．８μ
ｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は
２記載の動圧軸受装置又はそれを用いたモータ。 - 【請求項４】 前記軸部材及び軸受部材の各基材を、ア
ルミニウム又はその合金により構成するとともに、 その基材と、前記アモルファスカーボンを含む潤滑膜と
の間に、酸化珪素による下地処理膜が被着されているこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の動圧軸受装置又は
それを用いたモータ。 - 【請求項５】 請求項２記載のモータを、ハードディス
ク駆動装置又はポリゴンミラー駆動装置に用いたことを
特徴とする動圧軸受装置を用いたモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017942A JP2000213533A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 動圧軸受装置及びそれを用いたモ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017942A JP2000213533A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 動圧軸受装置及びそれを用いたモ―タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213533A true JP2000213533A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11957845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11017942A Withdrawn JP2000213533A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 動圧軸受装置及びそれを用いたモ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213533A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044790A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-30 | Seagate Technology, Llc | High adhesion, wear resistant coatings for spindle motors in disk drive/storage applications |
| WO2004001744A3 (en) * | 2002-06-24 | 2004-05-06 | Seagate Technology Llc | Low friction, wear resistant coatings for high speed spindle motors in disc drive/storage applications |
| US6736609B2 (en) * | 2001-03-19 | 2004-05-18 | Fukui Prefecture | Support apparatus for movable member and pump apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07256820A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-09 | Olympus Optical Co Ltd | 摺動部材 |
| JPH0893752A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-09 | Kyocera Corp | 動圧軸受 |
| JPH09189876A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-22 | Samsung Electron Co Ltd | 回転多面鏡駆動モーター |
| JPH11311245A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-09 | Seiko Instruments Inc | 動圧軸受、該軸受を備えたスピンドルモータ及び回転体装置 |
| JP2000027853A (ja) * | 1998-07-15 | 2000-01-25 | Seiko Instruments Inc | 動圧軸受け、動圧軸受け製造方法、モータ、及び回転体装置 |
| JP2000064053A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-02-29 | Seiko Instruments Inc | 水素化アモルファス薄膜形成方法、それに用いる装置、該薄膜を形成した気体動圧軸受、スピンドルモータ及び回転体装置 |
-
1999
- 1999-01-27 JP JP11017942A patent/JP2000213533A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2000064053A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-02-29 | Seiko Instruments Inc | 水素化アモルファス薄膜形成方法、それに用いる装置、該薄膜を形成した気体動圧軸受、スピンドルモータ及び回転体装置 |
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| US6664685B2 (en) | 2001-11-16 | 2003-12-16 | Seagate Technology Llc | High adhesion, wear resistant coatings for spindle motors in disk drive/storage applications |
| GB2397939A (en) * | 2001-11-16 | 2004-08-04 | Seagate Technology Llc | High adhesion, wear resistant coatings for spindle motors in disk drive/storage applications |
| GB2397939B (en) * | 2001-11-16 | 2005-07-27 | Seagate Technology Llc | High adhesion, wear resistant coatings for spindle motors in disk drive/storage applications |
| CN1315124C (zh) * | 2001-11-16 | 2007-05-09 | 希捷科技有限公司 | 用于盘驱动/存储应用中的主轴电动机的高附着力且耐磨损的涂层 |
| JP2009138946A (ja) * | 2001-11-16 | 2009-06-25 | Seagate Technology Llc | コーティングを有する動圧流体ベアリングを備える装置 |
| WO2004001744A3 (en) * | 2002-06-24 | 2004-05-06 | Seagate Technology Llc | Low friction, wear resistant coatings for high speed spindle motors in disc drive/storage applications |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060704 |