(57)【要約】      （修正有）【課題】モータの軸受機構の耐摩耗性を向上すると共に、長寿命化を図ることができる。【解決手段】軸受機構４は、シャフト部４１と、前記シャフト部４１が挿入されるスリーブ部４２と、前記シャフト部４１と前記スリーブ部４２との間に形成される間隙９１、９２、９３、９４に充填されたイオン性液体を含む潤滑剤４３とを備え、前記シャフト部４１および前記スリーブ部４２は、互いに対向する摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一方に、前記潤滑剤の流体動圧を発生させる動圧溝が形成され、前記摺動面の少なくとも一方が、ジルコニウムを主成分とするガラス質合金で構成されており、前記ガラス質合金で構成される摺動面には、前記ガラス質合金の酸化膜または窒化膜が形成されている。【選択図】図３
2010203506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト部と、
前記シャフト部が挿入されるスリーブ部と、
前記シャフト部と前記スリーブ部との間に形成される間隙に充填されたイオン性液体を含む潤滑剤と、
を備え、
前記シャフト部および前記スリーブ部は、互いに対向する摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一方に、前記潤滑剤の流体動圧を発生させる動圧溝が形成され、
前記摺動面の少なくとも一方が、ジルコニウムを主成分とするガラス質合金で構成されており、
前記ガラス質合金で構成される摺動面には、前記ガラス質合金の酸化膜または窒化膜が形成されている軸受機構。
【請求項２】
前記ジルコニウムを主成分とするガラス質合金で構成される摺動面に、前記動圧溝が形成されている請求項１に記載の軸受機構。
【請求項３】
前記スリーブ部が、ガラス質合金からなる２つの部材で構成され、該２つの部材が、溶接されている請求項１または２に記載の軸受機構。
【請求項４】
前記シャフト部が、
シャフトと、
前記シャフトの下端から径方向外方へと広がる円板状または環状のスラストプレートとを備え、
前記スリーブ部が、
前記スラストプレートの上面に対向する面を有する略円筒状のスリーブと、
前記スラストプレートの下面に対向する面を有するカウンタプレートとを備え、
前記シャフトおよび前記スリーブのうち少なくとも１つがガラス質合金からなり、前記スラストプレートおよび前記カウンタプレートのうち少なくとも１つが、ガラス質合金からなる請求項１ないし３のいずれかに記載の軸受機構。
【請求項５】
前記スリーブがガラス質合金からなる請求項４に記載の軸受機構。
【請求項６】
前記シャフトがガラス質合金からなる請求項４に記載の軸受機構。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の軸受機構と、
前記スリーブ部が固定されるステータ部と、
前記シャフト部に取り付けられたロータ部と、
を備えるモータ。
【請求項８】
記録ディスクを回転させる請求項７に記載のモータと、
前記記録ディスクに対して情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
を備える記録ディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤を用いる滑り軸受機構およびそれを用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転するスピンドルモータ（以下「モータ」という）を備えている。このようなモータでは、例えば、流体動圧軸受機構等の滑り軸受を有する軸受機構を介して、ロータ部がステータ部に対して支持される。
【０００３】
特開２００７−１２０６５３号公報には、動圧発生液体の主成分をイオン性液体とした流体軸受装置が開示されている。また、「軸の材質としては、ステンレス鋼が最適である」とし、「スリーブには、銅合金、鉄合金、ステンレス鋼、セラミックス、樹脂等の材料を使用することが好ましい」とする。さらに、「軸材料及び／またはスリーブ材料の一部表面または全表面に、メッキ法、物理蒸着法、化学蒸着法、拡散被膜法等によって表面改質を行ってもよい」ことを開示している。
【特許文献１】特開２００７−１２０６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特開２００７−１２０６５３号公報のように、潤滑剤としてイオン性液体を利用する場合、軸受機構を構成する部品には、イオン性液体に対する耐食性が求められる。
また、モータでは一般に、シャフト部の回転開始時に軸受機構に生じる摩擦抵抗や摩耗を低減することが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、イオン性液体を潤滑剤として用いることにより、軸受機構の耐摩耗性を向上するとともに、軸受機構の長寿命化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点からは、シャフト部と、前記シャフト部が挿入されるスリーブ部と、前記シャフト部と前記スリーブ部との間に形成される間隙に充填されたイオン性液体を含む潤滑剤と、を備え、前記シャフト部および前記スリーブ部は、互いに対向する摺動面を有し、前記摺動面の少なくとも一方が、ジルコニウムを主成分とするガラス質合金で構成されており、前記ガラス質合金で構成される摺動面には、前記ガラス質合金の酸化膜または窒化膜が形成されていることを要旨とする軸受機構である。
【０００７】
さらに、本発明の第２の観点からは、上述した軸受機構と、前記スリーブ部が固定されるステータ部と、前記シャフト部に取り付けられたロータ部と、を備えることを要旨とするモータである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シャフト部およびスリーブ部における摺動面の少なくとも一方を、ジルコニウムを主成分とするガラス質合金で構成し、さらにその摺動面には、ガラス質合金の酸化膜または窒化膜が形成されている。この構成により、軸受機構の耐摩耗性が向上すると共に、潤滑剤に含まれるイオン性液体に対しても耐食性を有している。また、イオン性液体を含む潤滑剤を用いているので、軸受機構の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係る記録ディスク駆動装置の断面図である。
【図２】図２は、モータの断面図である。
【図３】図３は、軸受機構の断面図である。
【図４】図４は、スリーブの断面図である。
【図５】図５は、スリーブの底面図である。
【図６】図６は、ガラス質合金の板材および比較例としてステンレス鋼の板材に対する摩擦・摩耗試験の結果を示す図である。
【図７】図７は、摩擦・摩耗試験の結果を示す図である。
【図８】図８は、ガラス質合金の板材およびステンレス鋼の板材の動摩擦係数を示す図である。
【図９】図９は、熱処理前後のガラス質合金の表面硬度および表面粗さの測定結果を示す図である。
【図１０】図１０は、軸受機構の製造の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る記録ディスク駆動装置１の内部構成を示す図である。この記録ディスク駆動装置１は、いわゆるハードディスク駆動装置である。ハードディスク駆動装置は、情報を記録する円板状の２枚の記録ディスク１１、記録ディスク１１に対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部１２、記録ディスク１１を保持して回転する電動式のスピンドルモータ１３（以下「モータ１３」という）、並びに、記録ディスク１１、アクセス部１２およびモータ１３を内部空間１０に収容するハウジング１４を備える。
【００１１】
図２はモータ１３の縦断面図である。モータ１３は、アウタロータ型のモータであり、固定組立体であるステータ部２、回転組立体であるロータ部３、および、作動流体として潤滑剤４３の流体動圧を利用する流体動圧軸受機構４（以下「軸受機構４」という）を備える。ロータ部３は、軸受機構４を介してモータ１３の中心軸Ｊ１を中心に、ステータ部２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜的に、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部３側を上側、ステータ部２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。
【００１２】
ステータ部２は、第１ハウジング部材１４１（図１参照）の一部であるベースプレート２１、および、ベースプレート２１の中央の円筒状のホルダ２１１に取り付けられるステータ２２を備える。
【００１３】
ロータ部３は、記録ディスク１１（図１参照）が取り付けられる有蓋略円筒状のロータハブ３１、ロータハブ３１の円筒部の内側に固定される円筒状のヨーク３２、および、ヨーク３２の内側に固定される多極着磁された界磁用磁石３３を備える。また、ロータハブ３１の中央に形成される穴部には、軸受機構４の一部であるシャフト部４１の上端が固定されている。
【００１４】
軸受機構４は、シャフト部４１、シャフト部４１が挿入される有底円筒状のスリーブ部４２、および、シャフト部４１とスリーブ部４２との間に形成される微小な間隙に充填された潤滑剤４３を備える。スリーブ部４２は、ベースプレート２１のホルダ２１１の内側に固定される。
【００１５】
本実施形態では、潤滑剤４３の主成分をイオン性液体としている。イオン性液体は、蒸気圧が低く不揮発性である。このことから、軸受機構４では、長時間の使用においても、潤滑剤４３の継ぎ足しが不要である。したがって、この軸受機構４は、長時間にわたってメンテナンスフリーで使用できる。なお、潤滑剤４３には、酸化防止剤等の各種添加剤が適宜含まれる。ここで、潤滑剤の主成分とは、体積％で表示したときの組成比で、５０％以上の成分をいう。
【００１６】
一般に、イオン性液体はカチオンとアニオンを含んで構成されるので、その体積抵抗率は、エステルオイルの体積抵抗率に比べて１０2Ωｃｍ程度低い。このため、潤滑剤４３を介して、シャフト部４１とスリーブ部４２との間の電荷の移動が容易になり、シャフト部４１に静電気が溜まることが防止される。イオン性液体の体積抵抗率は、好ましくは、２５℃において１０7Ωｃｍ以下である。
【００１７】
イオン性液体は、カチオンとアニオンを含んで構成される。例えば、カチオンとしては、イミダゾリウム，ピリジニウム，ピラゾリウム，ピペリジン，モルホリン，ピペラジン，ピロール，ホスフォニウム，四級アンモニウムが挙げられる。アニオンとしては、ビス（フルオロスルホン酸）イミド，ビス（トリフルオロメチルスルホン酸）イミド，ジシアノアミド，チオシアン酸，トリフルオロメタンスルホン酸，トリフルオロ酢酸，テトラシアノボレート，ビスフロオロスニホニルイミドが挙げられる。
【００１８】
特に、カチオンとしてイミダゾリウムが選択される場合には、好ましくは、ジアルキルイミダゾリウム，アルキル-アリルイミダゾリウム，ジアリルイミダゾリウムが使用される。さらに、ジアルキルイミダゾリウムでは、1-メチル-3-プロピル-イミダゾリウム，1-エチル-3-メチル-イミダゾリウム，1-ブチル-3-メチル-イミダゾリウム，1-ヘキシル-3-メチル-イミダゾリウムが使用される。また、アルキル-アリルイミダゾリウムでは、1-アリル-3-メチルイミダゾリウムが使用され、ジアリルイミダゾリウムでは、1,3-ジアリルイミダゾリウムが使用される。
【００１９】
図３は、軸受機構４を拡大して示す図である。シャフト部４１は、シャフト４１１およびスラストプレート４１２を備える。スラストプレート４１２は、シャフト４１１の下端に取り付けられて、径方向外方へと広がる円板形状をしている。
【００２０】
スリーブ部４２は、シャフト４１１が挿入される略円筒状の滑り軸受であるスリーブ４２１、および、スリーブ４２１の下端に取り付けられるカウンタプレート４２２を備える。スリーブ４２１の下部には大きな径の凹部が設けられるとともに、当該凹部の内側には径の小さいもう１つの凹部が設けられる。この２つの凹部により、２つの段差部４２１１，４２１２が形成される。
【００２１】
以下、径方向外側の段差部４２１１を「第１段差部４２１１」といい、第１段差部４２１１の内側の段差部４２１２を「第２段差部４２１２」という。スリーブ部４２では、スリーブ４２１の第１段差部４２１１にカウンタプレート４２２が嵌め込まれ、第１段差部４２１１とカウンタプレート４２２の外縁部４２２１とが溶接されている。
【００２２】
また、第２段差部４２１２とカウンタプレート４２２との間に形成される空間には、シャフト部４１のスラストプレート４１２が収容される。スラストプレート４１２の下面４１２２は、カウンタプレート４２２の上面４２２２にシャフト部４１の回転時に、微小な間隙を設けて対向させる。さらに、スラストプレート４１２の上面４１２１は、スリーブ４２１の第２段差部４２１２の法線が下方を向く面４２１２ａ（以下「下面４２１２ａ」という）に、微小な間隙を設けて対向させる。スラストプレート４１２の外側面４１２３は、第２段差部４２１２の側面４２１２ｂに、微小な間隙を設けて対向させる。
以下の説明では、スリーブ４２１の内側面のうち、第２段差部４２１２よりも上側の略円筒状の領域を、スリーブ４２１の「円筒面４２１３」という。
【００２３】
軸受機構４では、シャフト４１１、スラストプレート４１２、スリーブ４２１およびカウンタプレート４２２は、それぞれジルコニウムを主成分とするガラス質合金が鋳造されて形成されている。これらの部材を、空気中で加熱する熱処理（以下単に「熱処理」という）により、その表面には、ガラス質合金の酸化膜が形成されている。安価なジルコニウムをガラス質合金の主成分としているので、材料コストが低減される。本実施形態では、ガラス質合金として、Ｚｒ55-Ａｌ10-Ｎｉ5-Ｃｕ30の組成比（原子％）のものを使用した。なお、ガラス質合金の主成分とは、原子％で表示したときの組成比で、５０％以上の成分をいう。
【００２４】
ガラス質合金は文字通り非晶質構造であり、結晶構造を有するステンレス鋼等の通常の金属に比べて高い強度を有する。また、ガラス質合金は、結晶粒界が存在しないので、表面の酸化膜が均質に形成されるため、耐食性に優れる。例えば、ガラス質合金を、それぞれ８０℃および１００℃のイオン性液体中に７０日間放置された場合であっても、ガラス質合金はイオン性液体により腐食されることはなかった。
【００２５】
さらに、ガラス質合金からのガスの発生を調査するために、銀板および銅板をそれぞれガラス質合金材に巻き付けて一定時間放置した。その結果、銀板および銅板に変色はなく、ガラス質合金材からガスの発生もなかった。
【００２６】
このように、本実施形態では、シャフト４１１、スラストプレート４１２、スリーブ４２１およびカウンタプレート４２２を、ガラス質合金で構成すると共に、その表面に酸化膜を形成している。このことにより、イオン性液体を含む潤滑剤４３に対する耐食性を有しており、軸受機構４において信頼性が確保される。
【００２７】
図４および図５は、それぞれスリーブ４２１の縦断面図および底面図であり、図４では、スリーブ４２１の内側面も示している。図４に示すように、スリーブ４２１の円筒面４２１３の上部および下部には潤滑剤４３の流体動圧を発生するヘリングボーン形状の２つの動圧溝５１１，５１２が形成されている。図５に示すように、スリーブ４２１の第２段差部の下面４２１２ａのほぼ全体に、流体動圧を発生するスパイラル形状の動圧溝５２が形成されている。
【００２８】
ところで、表面に酸化膜等が形成されない状態のガラス質合金は、電気分解によってその表面を腐食することができる。このため、ガラス質合金部材の表面に対して電解加工が可能であり、本実施形態では、図４および図５に示すスリーブ４２１の動圧溝５１１，５１２，５２を、電解加工にて形成した。
【００２９】
図３に示す軸受機構４では、シャフト４１１の外側面４１１１とスリーブ４２１の円筒面４２１３の上部および下部との間に、僅かな間隙９１を形成させている。スラストプレート４１２の上面４１２１および外側面４１２３と、スリーブ４２１の第２段差部４２１２の下面４２１２ａおよび側面４２１２ｂとの間には、それぞれ間隙９２，９３を形成させている。
【００３０】
さらに、スラストプレート４１２の下面４１２２と、カウンタプレート４２２の上面４２２２との間においても、間隙９４を形成させている。間隙９１〜９４には、潤滑剤４３が充填される。なお、間隙９１〜９４は、およそ２〜３μｍ程度となっている。ジルコニウムを主成分とするガラス質合金の線膨張係数は、アルミニウム等の線膨張係数よりも小さいので、温度変化に対する軸受機構４の間隙９１〜９４の変動が小さく抑えられる。
【００３１】
モータ１３の駆動時において、シャフト部４１では、シャフト４１１の外側面４１１１、並びに、スラストプレート４１２の上面４１２１および下面４１２２がスリーブ部４２に対向する摺動面としている。スリーブ部４２では、スリーブ４２１の円筒面４２１３および第２段差部４２１２の下面４２１２ａ、並びに、カウンタプレート４２２の上面４２２２がシャフト部４１に対向する摺動面としている。
【００３２】
すなわち、シャフト４１１の外側面４１１１と、スリーブ４２１の円筒面４２１３との間の間隙９１にて、ラジアル方向に動圧を発生するラジアル動圧軸受部が形成され、シャフト部４１がスリーブ部４２に対してラジアル方向に非接触にて支持される。また、スラストプレート４１２の上面４１２１と、スリーブ４２１の第２段差部４２１２の下面４２１２ａとの間の間隙９２、および、スラストプレート４１２の下面４１２２とカウンタプレート４２２の上面４２２２との間の間隙９４にて、スラスト動圧軸受部が形成され、シャフト部４１がスリーブ部４２に対してスラスト方向に非接触にて支持される。
【００３３】
以上のように、図２に示すモータ１３の駆動時には、シャフト部４１がスリーブ部４２に対して非接触にて支持される。このため、シャフト部４１に取り付けられたロータ部３およびロータ部３に取り付けられた記録ディスク１１（図１参照）が、ステータ部２に対して高精度かつ低騒音にて回転される。
【００３４】
図６および図７は、上述した熱処理が施されたガラス質合金の板材と、比較例としてステンレス鋼の板材とに対する、摩擦・摩耗試験の結果を示す図である。以下の説明では、ガラス質合金の板材を「対象試料」といい、ステンレス鋼の板材を「比較試料」という。摩擦・摩耗試験は、ボールオンディスク型の摩擦摩耗試験機を用いて実施した。この摩擦・摩耗試験は、一定の荷重を負荷した状態で、摩擦摩耗試験機の棒状部材の先端を潤滑剤が塗布された試料表面に接触させるとともに、試料を載置台と共に回転させ、その後、試料表面に形成された環状の摩耗痕を測定する。
【００３５】
図６および図７では、潤滑剤の一例としてイオン性液体１、他の例としてイオン性液体２およびエステルオイルをそれぞれ、ガラス質合金である対象試料の表面に塗布した場合の試験結果を、横軸の番号１〜３にて示している。また、イオン性液体１、イオン性液体２およびエステルオイルをそれぞれ、ステンレス鋼である比較試料の表面に塗布した場合の試験結果を、番号４〜６にて示している（以下、図８においても同様）。
【００３６】
イオン性液体１およびイオン性液体２のカチオンは、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムであり、イオン性液体１およびイオン性液体２のアニオンはそれぞれ、テトラシアノボレートおよびビスフルオロスニホニルイミドである。なお、イオン性液体１の粘度とイオン性液体２の粘度とはほぼ同じであり、イオン性液体１の融点とイオン性液体２の融点とは僅かに異なっている。
【００３７】
図６では、対象試料および比較試料の摩耗痕を平面視した際の幅、すなわち摩耗痕の内周と外周との間の距離の測定結果を、間隔が狭い平行斜線にて示し、符号８０１〜８０６を付している。以下、当該幅を「摩耗幅８０１〜８０６」という。また、対象試料および比較試料に対する棒状部材の先端の摩耗幅の測定結果も間隔が広い平行斜線にて示し、符号８１１〜８１６を付している。図７では、対象試料および比較試料の摩耗痕の深さ（以下「摩耗深さ」という）の測定結果を示している。
【００３８】
図６に示すように、対象試料（ガラス質合金）の摩耗幅８０１，８０２，８０３は、およそ１００μｍ以下であるのに対し、比較試料（ステンレス鋼）の摩耗幅８０４，８０５，８０６は、およそ１５０μｍ以上３００μｍ以下であった。対象試料の摩耗幅８０１〜８０３は、比較試料の摩耗幅８０４〜８０６に比べて、十分に小さいことが分かった。また、図７に示すように、対象試料の摩耗深さはおよそ１μｍ以下、特に番号２，３では対象試料の摩耗深さはほぼ０μｍであるのに対し、比較試料の摩耗深さは３μｍ以上であった。対象試料の摩耗深さは、比較試料の摩耗深さに比べて十分に小さいことが分かった。
【００３９】
以上のように、熱処理が施されたガラス質合金の耐摩耗性は、従来から軸受部品として利用されるステンレス鋼の耐摩耗性に比べて高い。このため、ガラス質合金を軸受機構の部材として利用することにより、軸受機構の耐摩耗性を向上できる。なお、図６に示すように、対象試料の耐摩耗性が比較試料の耐摩耗性よりも高いことから、摩擦摩耗試験機の棒状部材の対象試料に対応する摩耗幅８１１〜８１３は、比較試料に対応する摩耗幅８１４〜８１５よりも大きくなっていた。
【００４０】
図８は、対象試料および比較試料とイオン性液体１、イオン性液体２およびエステルオイルとの組み合わせにおける、対象試料および比較試料の動摩擦係数（の平均値）およびその標準偏差を示す図である。図８では、対象試料の動摩擦係数８２１，８２２，８２３および比較試料の動摩擦係数８２４，８２５，８２６を間隔が広い平行斜線にて示し、対象試料の動摩擦係数の標準偏差８３１，８３２，８３３および比較試料の動摩擦係数の標準偏差８３４，８３５，８３６を間隔が狭い平行斜線にて示している。
【００４１】
図８に示すように、イオン性液体２が対象試料および比較試料に塗布された場合では、番号２にて示す対象試料の動摩擦係数８２２が、番号５にて示す比較試料の動摩擦係数８２５よりも低いことが分かった。同様に、エステルオイルが塗布された場合では、番号３にて示す対象試料の動摩擦係数８２３が、番号６にて示す比較試料の動摩擦係数８２６よりも低いことが分かった。また、イオン性液体１が塗布された場合では、番号１にて示す対象試料の動摩擦係数８２１が、番号４にて示す比較試料の動摩擦係数８２４とほぼ同じであることが分かった。
【００４２】
このように、ステンレス鋼よりも表面粗さが小さいガラス質合金では、潤滑剤の種類によらず、ガラス質合金の動摩擦係数がステンレス鋼の動摩擦係数以下であり、摩擦抵抗が低減されている。なお、対象試料は、熱処理により表面に酸化膜が形成されたガラス質合金としているが、後述するように、熱処理によりガラス質合金の表面粗さはほとんど変化しない。さらに、図８に示す対象試料の動摩擦係数の標準偏差８３１〜８３３は、比較試料の動摩擦係数の標準偏差８３４〜８３６よりも小さく、ガラス質合金の動摩擦係数は、ステンレス鋼の動摩擦係数に比べて安定していることが分かった。
【００４３】
また、図８に示すように、番号１，４にて示す対象試料および比較試料の動摩擦係数８２１，８２４は、番号３にて示す対象試料の動摩擦係数８２３と番号６にて示す比較試料の動摩擦係数８２６とを平均した値とほぼ同じであることが分かった。また、番号２，５にて示す対象試料および比較試料の動摩擦係数８２２，８２５は、番号３，６にて示す動摩擦係数８２３，８２６よりも低いことが分かった。すなわち、イオン性液体は、従来から軸受機構の潤滑剤として利用されるエステルオイルと同程度に、またはそれ以上に潤滑剤としての機能を発揮する。
【００４４】
図９は、熱処理前後のガラス質合金における、表面硬度を市販のビッカース硬度計にて、表面粗さを触針式表面粗さ計にて、一定回数測定した結果を示す図である。図９に示すように、熱処理後のガラス質合金の硬度の平均値はＨｖ９６０．６５４であり、これはセラミックスの硬度と同程度であった。また、熱処理前のガラス質合金の硬度の平均値はＨｖ６３５．５０４であり、熱処理後のガラス質合金の硬度が、熱処理前のおよそ１．５倍であることが分かった。
【００４５】
熱処理後のガラス質合金における、表面のＲａ（算術平均粗さ）およびＲｑ（２乗平均平方根粗さ）は、それぞれ熱処理前からほとんど変化しておらず、軸受機構の性能に影響を及ぼすような表面形状の変化がないことが分かった。
【００４６】
以上のように、ガラス質合金に熱処理を施して、表面に酸化膜を形成することにより、表面形状を変化させることもなく、表面の硬度を十分に増加させることができる。なお、熱処理後のガラス質合金における表面のＲｚ（最大高さ粗さ）は、表面に酸化膜が形成されることによって、熱処理前よりも大きくなる。
【００４７】
次に、軸受機構４を製造する流れについて、図１０を参照しつつ説明する。以下の説明では、軸受機構４のシャフト４１１、スラストプレート４１２、スリーブ４２１およびカウンタプレート４２２をまとめて、適宜「軸受部品」という。
【００４８】
まず、各軸受部品を鋳造により形成する（ステップＳ１）。この鋳造には、いわゆる精密鋳造を適用するとよい。ガラス質合金は、一定以上の速度で冷却されることにより、過冷却液体状態となるので、溶融金属が凝固する際に生じる凝固収縮が小さい。このため、成形された軸受部品では、湯皺の発生が低減される。また、ガラス質合金には結晶粒界が存在しないことから、鋳造されたガラス質合金の表面には、金型の形状が高精度に転写される。このため、軸受部品の表面を加工機によって研磨する必要がなく、コストが低減される。
【００４９】
次に、スリーブ４２１が電解加工装置に搬入され、図４および図５に示す動圧溝５１１，５１２，５２を電解加工により形成する（ステップＳ２）。その後、軸受部品は電気炉に搬入されて、３８０℃の空気雰囲気下にて３時間放置する熱処理を施し（ステップＳ３）、軸受部品の表面にガラス質合金の酸化膜を形成する。この酸化膜は、ガラス質合金の内部に強く結合しているため、剥離することはほとんどない。さらに、この酸化膜は、軸受部品の表面にのみ形成されるので、熱処理に伴ってガラス質合金の組織が変化することはほとんどない。
【００５０】
軸受部品に熱処理を施した後、軸受部品を組み立てる（ステップＳ４）。このとき、図４に示すスリーブ４２１の上下が反転された状態で、スラストプレート４１２と一体とされたシャフト４１１の図３における上端が、スリーブ４２１の図４における下端から挿入される。なお、上下反転した状態では、スリーブ４２１の下端が上側に位置することになる。すると、スラストプレート４１２の図３における上面４１２１が、スリーブ４２１の第２段差部４２１２の下面４２１２ａに当接する。そして、カウンタプレート４２２が、スリーブ４２１の第１段差部４２１１の内側に配置される。
【００５１】
軸受部品は、互いに相対位置が一定に保たれた状態で、アルゴンの濃度が９９．８％以上であるチャンバ内部に搬入される。そして、第１段差部４２１１とカウンタプレート４２２の外縁部４２２１（図３参照）とが、アルゴン雰囲気下にてレーザによって溶接されて、シャフト部４１およびスリーブ部４２の組立体が形成される。ガラス質合金同士を溶接する場合は、ビードの幅および溶け込み深さが十分に確保されている。アルゴン雰囲気下にて溶接することにより、窒化物等の不要な化合物が生成されず、ガラス質合金の組織が維持される。そのため、溶接箇所における割れが防止される。
【００５２】
なお、例えば、気圧が１６０Ｐａの減圧雰囲気下で溶接が行われた場合や、アルゴンガスを吹き付けて溶接が行われた場合、溶接箇所に化合物が生成されるため、ガラス質合金の組織が維持されないことが分かっている。
【００５３】
シャフト部４１およびスリーブ部４２の組立体は、チャンバ内部から取り出され、図３に示すように、組立体の上下方向が戻される。そして、スリーブ４２１の円筒面４２１３とシャフト４１１の外側面４１１１との間の間隙９１の上部から、ノズル等を用いて潤滑剤４３が注入され、シャフト部４１とスリーブ部４２との間の間隙９１〜９４に潤滑剤４３が充填されて、軸受機構４の製造が完了する。
【００５４】
以上、モータ１３の構造および軸受機構４の製造の流れについて、説明してきた。本実施形態の軸受機構４では、シャフト部４１およびスリーブ部４２の組立体が、表面粗さの小さいガラス質合金部材とされることにより、シャフト部４１の回転開始時に軸受機構４に生じる摩擦抵抗が低減される。それとともに、当該組立体の摺動面にガラス質合金の酸化膜が形成されることにより、軸受機構４の耐摩耗性が向上される。また、イオン性液体を含む潤滑剤４３を用いることにより、軸受機構４の長寿命化を図ることができる。
【００５５】
軸受機構４では、摺動面が広いスリーブ４２１がガラス質合金部材により形成されているので、軸受機構４に生じる摩擦抵抗および摩耗が大幅に低減される。シャフト４１１も、ガラス質合金部材により形成されるので、摩擦抵抗および摩耗がより低減される。
【００５６】
モータ１３では、軸受部品が精密鋳造により高精度で所望の形状が得られるため、切削等が不要であり、軸受部品の製造工程が少なく、コンタミネーションの発生も低減される。また、スリーブ４２１の動圧溝５１１，５１２，５２が、電解加工により高精度に形成される。軸受部品を組み立てる際には、スリーブ４２１の第１段差部４２１１とカウンタプレート４２２の外縁部４２２１とをアルゴン雰囲気下にて溶接することにより、溶接箇所に不要な化合物の生成が防止される。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、軸受部品の摺動面には酸化膜に代えて、窒化膜であってもよい。ガラス質合金の表面に窒化膜を形成するには、窒素雰囲気中で当該表面にレーザを照射するとよい。窒化膜も硬質で緻密な膜であるので、軸受機構４の耐摩耗性が向上される。
【００５８】
軸受機構４では、シャフト４１１、スラストプレート４１２、スリーブ４２１およびカウンタプレート４２２を、ガラス質合金部材で構成している。すなわち、シャフト部４１およびスリーブ部４２の組立体において、互いに対向する摺動面がガラス質合金部材で構成されると共に、その表面に酸化膜が形成されている。このことにより、軸受部品がステンレス鋼により形成される軸受機構に比べて、軸受機構４の信頼性を向上することができる。
【００５９】
上述した実施形態において、シャフト４１１はガラス質合金部材のみならず、イオン性液体に対して腐食されないセラミックスにより形成されてよい。スラストプレート４１２も同様に、アルマイト処理が施されたアルミニウムにより形成されてよい。
シャフト部４１では、スラストプレート４１２は環状とされてもよく、スラストプレート４１２がアルミニウムにて形成される場合、焼き嵌めによりシャフト４１１に取り付けられる。
【００６０】
また、上述した実施形態において、スリーブ４２１の円筒面４２１３に形成した動圧溝を、シャフト４１１の外側面４１１１に形成してもよい。同様に、スリーブ４２１の第２段差部４２１１の下面４２１２ａに形成した動圧溝を、スラストプレート４１２の上面４１２１に形成してもよい。すなわち、対向する摺動面の少なくとも一方に、流体動圧を発生する動圧溝が形成されているとよい。
【００６１】
軸受機構４では、２種類以上のイオン性液体を含む潤滑剤が利用されてよい。
ガラス質合金は、ジルコニウム基のガラス質合金であって、バルク状に形成可能であれば、上述した実施形態にて示した組成比以外のものであってもよい。また、ジルコニウム以外の元素として、上述したアルミニウム、ニッケル、銅以外の元素を含むものであってもよい。
【００６２】
上述した実施形態において、スリーブ４２１の第１段差部４２１１とカウンタプレート４２２の外縁部４２２１との溶接に電子ビームが利用されてもよい。
【００６３】
モータ１３には、上述した軸受機構４以外の構造も採用可能で、例えば、シャフト部の下端部が球面状とされるピボット構造の軸受機構でもよい。当該軸受機構であっても、シャフト部およびスリーブ部の組立体の少なくとも１つの部材を、ガラス質合金部材とすることにより、軸受機構の信頼性が向上される。モータ１３には、流体動圧を利用しない滑り軸受機構が採用されてもよい。また、軸受部品にガラス質合金を、潤滑剤にイオン性液体を利用する技術は、スライド軸受機構にも適用可能である。
【００６４】
モータ１３では、ベースプレート２１に代えて、ハウジング１４に取り付けられるブラケットタイプのベース部が利用されてよい。記録ディスク駆動装置１は、ハードディスク駆動装置に限定されず、光ディスク駆動装置、光磁気ディスク駆動装置等であってもよい。また、モータ１３は記録ディスク駆動装置以外の装置の駆動源として用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、流体動圧を利用した軸受機構に利用可能である。また、当該軸受機構を備えるモータは記録ディスク駆動装置のモータとして利用可能であり、記録ディスク駆動装置以外のモータとしても利用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１    記録ディスク駆動装置
２    ステータ部
３    ロータ部
４    軸受機構
１１    記録ディスク
１２    アクセス部
１３    モータ
１４    ハウジング
４１    シャフト部
４２    スリーブ部
４３    潤滑剤
５２，５１１，５１２    動圧溝
９１〜９４    間隙
４１１    シャフト
４１２    スラストプレート
４２１    スリーブ
４２２    カウンタプレート
４１１１    （シャフトの）外側面
４１２１    （スラストプレートの）上面
４１２２    （スラストプレートの）下面
４２１２ａ    （スリーブの）下面
４２１３    （スリーブの）円筒面
４２２２    （カウンタプレートの）上面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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