(57)【要約】      （修正有）【課題】ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の情報装置に使用される流体軸受装置に関し、クロム層が形成されたスラスト板の反りを低減させて、摩耗粉による動作不良を防止できる流体軸受装置を提供する。【解決手段】スラスト板１６の少なくとも一方の面に塑性加工で加工硬化溝１６ａを設けることで、加工硬化によりスラスト板１６の曲げ強度を向上させることができるので、外部からスラスト板１６を変形させようとする力が作用しても変形を低減できる。そのため、その表面にクロム層やダイヤモンドライクカーボン層を堆積しても変形が少なくなる。その結果、スラスト板１６の反りを抑制でき、摩耗粉による動作不良を防止できる流体軸受装置を提供できる。【選択図】図４
2010007855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受孔を有するスリーブと、
前記軸受孔に回転可能な状態で挿入されているシャフトと、
前記シャフトの端部に固定されているスラストフランジと、
前記軸受孔の一方を閉塞するように前記スリーブに固定され、前記スラストフランジと回転軸方向に対向している平面状のスラスト板と、
前記スラスト板の少なくとも一方の面に形成されている加工硬化溝と、
前記スラストフランジと前記スラスト板の間に形成されているスラスト動圧軸受部と、
少なくとも前記スラスト動圧軸受部に充填されている潤滑流体と、
前記スラストフランジに対向する前記スラスト板の面上に形成されている中間層と、
前記中間層の上に形成され、前記中間層よりも層厚が厚い表面層と、
を備える流体軸受装置。
【請求項２】
前記中間層の厚みＴｍ、前記表面層の厚みＴｓとすると、以下の関係式（１）を満たす、
請求項１に記載の流体軸受装置。
Ｔｍ：Ｔｓ＝１．７５〜２．２５：２．７５〜３．２５  ・・・・・（１）
【請求項３】
前記中間層の厚みと前記表面層の厚みとの和は、以下の関係式（２）を満たす、
請求項２に記載の流体軸受装置。
Ｔｍ＋Ｔｓ≧２．０μｍ  ・・・・・（２）
【請求項４】
前記中間層はクロム層であって、前記表面層はダイヤモンドライクカーボン層である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項５】
前記加工硬化溝は、動圧発生溝である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の流体軸受装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の流体軸受装置を用いたスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと記載する）等の情報装置に搭載されている流体軸受装置と、それを用いたスピンドルモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤは記憶容量を向上することが大きなトレンドとなっている。このため、ＨＤＤに使用されるスピンドルモータの軸受としては、回転精度が高い流体軸受装置が主に使用されている。
【０００３】
流体軸受装置は、回転部と固定部を備えており、この回転部と固定部の間に潤滑流体を充填させて軸受部を構成している。回転部が回転した時には、動圧発生溝が形成されている軸受部により動圧を発生させて潤滑流体を介して回転部を支持する構成となっている。
【０００４】
このような流体軸受装置は、回転開始時や回転停止時などの回転速度が遅いときは、軸受部は接触した状態で回転している。そのため、軸受部には耐摩耗性に優れ、硬度が高い材料が必要とされている。
【０００５】
そこで、低コストで且つ、加工精度が得られる材料を用いて、軸受部に表面処理を施すことで、摩耗に耐え得る硬度を得ることが主流となっている。
この表面処理技術としては、様々な技術があるが、ダイヤモンドライクカーボンを表面に処理する技術が多く用いられている。
【０００６】
例えば、図９の（ａ）および（ｂ）に図示しているように、転がり摺動部品である内輪１０１の外周面１０１ａと外輪１０２の内周面１０２ａの金属母材の表面には、放電処理を用いて、０．４〜０．６マイクロメータ（以下、μｍと記載する）の厚みでクロム層１０３が形成され、そのクロム層１０３の上に、タングステンを含有したダイヤモンドライクカーボン層１０４が形成されている。
【０００７】
このように総膜厚が、１．５〜３．０μｍに形成された皮膜は、ビッカース硬さで１０００〜２０００Ｈｖを有しており、最表面の粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１μｍとなっており、各層相互の原子間の結合が強固となる。したがって、グリースなどの潤滑成分が存在していない場合でも、ダイヤモンドライクカーボン層１０４が剥離し難いので、耐久性が向上するなど、耐摩耗性に優れた表面となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来の転がり摺動部品である内輪１０１の外周面１０１ａや外輪１０２の内周面１０２ａは、曲げ剛性が高い曲面であり、クロム層１０３やダイヤモンドライクカーボン層１０４を形成しても、その面が変形し難い形状となっている。
【０００９】
一方、流体軸受装置のスラスト軸受部を構成しているスラスト板は、平面状であるので、高速でイオンなどを対象物に衝突させるときに、対象物を構成する原子がたたき出される現象であるスパッタリングなどを用いて、クロム層１０３を平面状である流体軸受装置の軸受部を構成しているスラスト板に積層すると、スラスト板の表面が反り、平面度を維持することができない。
【００１０】
すなわち、高電圧をかけて高温になったクロムを平面状であるスラスト板の表面上に成膜するので、常温に戻るときに、クロム層が収縮するために、スラスト板の表面はクロム層に引っ張られ、椀状に反る。また、ダイヤモンドライクカーボン層を積層するときにも同様に熱による変形が生じて、スラスト板が反る。
【００１１】
このように、流体軸受装置の軸受部を構成しているスラスト板の表面が反ると、流体軸受装置が回転開始時および、回転停止時などに、回転部と固定部が接触する状態が長くなるので摩耗が進行する。そして、この摩耗によって摩耗粉が発生し、軸受内部に蓄積されると軸受が焼付き、流体軸受装置が回転しないなどの動作不良を起こすという課題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、摩耗粉による動作不良を防止できる流体軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明の流体軸受装置は、軸受孔を有するスリーブと、前記軸受孔に回転可能な状態で挿入されているシャフトと、前記シャフトの端部に固定されているスラストフランジと、前記軸受孔の一方を閉塞するように前記スリーブに固定され、前記スラストフランジと回転軸方向に対向している平面状のスラスト板と、前記スラスト板の少なくとも一方の面に形成されている加工硬化溝と、前記スラストフランジと前記スラスト板の間に形成されているスラスト動圧軸受部と、少なくとも前記スラスト動圧軸受部に充填されている潤滑流体と、前記スラストフランジに対向する前記スラスト板の面上に形成されている中間層と、前記中間層の上に形成され前記中間層よりも層厚が厚い表面層と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、流体軸受装置の軸受部を構成しているスラスト板の少なくとも一方の面に塑性加工で加工硬化溝を形成することで、加工硬化によりスラスト板の曲げ剛性を向上させることができるので、外部からスラスト板を変形させようとする力が作用しても変形を低減できる。すなわち、クロム層等の中間層やダイヤモンドライクカーボン層等の表面層をスラスト板に積層してもスラスト板の反りを低減できる。その結果、摩耗粉による動作不良を防止できる流体軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスピンドルモータの断面図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る流体軸受装置の断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスラスト板の製造工程図。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスラスト板の加工硬化溝を示す正面図。
【図５】本発明の実施の形態１に係る中間層積層工程の概念を示す図。
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１に係るクロム層によるスラスト板の変位量のシミュレーション結果を示す図。（ｂ）クロム層によるスラスト板の変位量の実測結果を示す図。
【図７】本発明の実施の形態１に係るダイヤモンドライクカーボン層積層工程の概念を示す図。
【図８】本発明の実施の形態１に係るダイヤモンドライクカーボン層によるスラスト板の変形量の実測結果を示す図。
【図９】（ａ）従来例に係る転がり摺動部品の断面図。（ｂ）従来例に係る転がり摺動部品表面の表面処理部拡大図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、スラスト板の反りの方向と図１１中の符号との関係を示す説明図。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るクロム層とダイヤモンドライクカーボン層との厚みの比率を変化させた場合における平面度の変化量を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る流体軸受装置及びスピンドルモータの実施の形態を図面に基づき説明する。なお、以下の説明では、便宜上、図面の上下方向を「軸方向上側」、「軸方向下側」などと表現するが、流体軸受装置及びスピンドルモータの実際の使用状態を限定するものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における流体軸受装置１を備えたスピンドルモータ２が搭載されたＨＤＤ３の断面図を示すものである。
【００１８】
［ＨＤＤ３全体の構成］
本実施形態に係るＨＤＤ３は、図１に示すように、ヘッド部４と、スピンドルモータ２とを内部に搭載している。そして、それぞれの記録再生ヘッド４ａによって円板状の記録媒体であるディスク５に対する情報の書き込み、あるいは既に書き込まれた情報の再生を行う。
【００１９】
ヘッド部４は、複数の記録再生ヘッド４ａを搭載しており、ディスク５の表裏面に近接するように配置されている。
ベース６は、例えば、ＳＰＣＣ等の板材やアルミ系合金の鋳造を加工して形成されており、表裏面はＮｉメッキや電着塗装を施して形成されて、スピンドルモータ２の静止側の部分を構成するとともに、ＨＤＤ３の密閉筐体の一部を構成している。
【００２０】
そして、ベース６は、その中心部分付近に、流体軸受装置１を構成しているスリーブ７が接着や圧入などによって固定され、流体軸受装置１の回転側の部分であるシャフト９には、ロータハブ８が取付けられている。
【００２１】
ロータハブ８は、例えば、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０など）によって略逆カップ状に形成されている。そして、流体軸受装置１のシャフト９の外周上端部に嵌合され、接着や圧入などによって固定されてシャフト９と一体となって回転する。
【００２２】
また、ロータハブ８は、シャフト９が上端部に挿入される中央孔８ａと、ロータマグネット１０が取り付けられる円筒状垂下壁であるマグネット保持部８ｂと、円板状のディスク５が載置される円形段状のディスク載置面８ｃとを有している。
【００２３】
ディスク５とディスクスペーサ５ａは、略円盤状のディスククランプ１１のディスク固定面１１ａとディスク載置面８ｃの間に挟まれている。そして、ディスククランプ１１の中央部に設けたネジ止め用孔１１ｂを介してネジ１２をシャフト９に設けたネジ部９ａに締め付けることでディスク５をディスククランプ１１によって押圧固定している。なお、ディスククランプ１１の押圧部１１ｃがロータハブ８の位置規制面８ｄと当接した状態で、ディスク５に対して所定の押圧力が加わるようにしている。
【００２４】
また、スピンドルモータ２は、ディスク５を回転駆動するための回転駆動源となる装置であって、ロータマグネット１０、ステータコア１３、ステータコイル１４および軸受部である流体軸受装置１等を備えている。
【００２５】
［スピンドルモータ２を構成する各部材の説明］
ロータマグネット１０は、隣接する磁極がＮ極、Ｓ極と交互に配置された、円環状の部材であって、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系樹脂マグネット等によって形成されている。
【００２６】
そして、ロータマグネット１０は、ステータコア１３と径方向に一定の隙間を介して、ロータハブ８のマグネット保持部８ｂに対して装着され、例えば、接着などによって固着されている。
【００２７】
ステータコア１３は、円周方向に沿ってほぼ等角度間隔で配置された複数の突極部を有しており、この突極部に対してそれぞれステータコイル１４が巻回される。そして、ステータコア１３は、ステータコイル１４に電流を流すことで発生する磁場によって、ロータマグネット１０に対して、回転力を付与する。
【００２８】
［流体軸受装置１を構成する各部材の説明］
流体軸受装置１は、ベース６に固定された略円筒状のスリーブ７に対してシャフト９が回転するシャフト回転型の流体軸受装置である。図２を用いて、流体軸受装置１について説明する。
【００２９】
図２は流体軸受装置１の断面図を示しており、この流体軸受装置１は、スリーブ７の軸受孔７ａに、シャフト９が間隙（空間）を介して回転自在な状態に挿入されている。そして、シャフト９の下端部（軸方向下側）にはスラストフランジ１５が一体形成されている。
【００３０】
このスラストフランジ１５の下面には軸線方向に間隙を有する状態で対向するようにスラスト板１６がスリーブ７の底部（軸方向下側）に固定されている。ここで、スラストフランジ１５は、シャフト９と別体の構成でも良く、ねじ止め、接着、圧入などの工法によって固定されていても良い。
【００３１】
また、これらの構成に加えて、スリーブ７の上端面７ｂとの間に空間Ｓ１を介して覆うとともに、外気に通じる１つの通気孔１８ａを有したカバー１８を設けている。そして、この流体軸受装置１において、スリーブ７における外周面寄りの箇所に、軸受孔７ａと略平行に延びる１つの連通路１９が形成されている。この連通路１９により、スラストフランジ１５を収納する空間を形成している円形段状の凹部である大径部１５ａと、空間Ｓ１とが連通されている。
【００３２】
また、シャフト９の外周面とスリーブ７の軸受孔７ａとの間隙、およびカバー１８の内周面１８ｂとスリーブ７の上端面（開口端側端面）７ｂとの間の開口端側空間である空間Ｓ１を含むスリーブ７の内部の空間には潤滑流体２０が保持されている。
【００３３】
そして、カバー１８のシャフト９に臨む内周面１８ｂには開口側ほど広がるように形成されて、外気に連通して毛管力によって潤滑流体２０を溜める潤滑流体溜め部２１が形成されている。
【００３４】
また、スリーブ７の軸受孔７ａの内周面には上下にヘリングボーン形状などのラジアル動圧溝（図示せず）が形成され、シャフト９とスリーブ７とが相対的に回転した際に、このラジアル動圧溝により掻き集められる潤滑流体２０の力により動圧が発生し、シャフト９とスリーブ７とが半径方向に所定間隙を介して非接触で回転自在に支持されるラジアル流体軸受を構成している。
【００３５】
なお、このラジアル動圧溝はシャフト９の外周面、若しくは、スリーブ７の軸受孔７ａの内周面の少なくとも一方に形成されていてもよく、また、両方に形成されていてもよい。
【００３６】
一方、スラスト板１６の軸方向上側の面には、例えば、ヘリングボーン形状などスラスト動圧溝（加工硬化溝１６ａ）がコイニングやプレスなどの塑性加工によって形成され、シャフト９に一体形成されているスラストフランジ１５とスラスト板１６とが相対的に回転した際に、このスラスト動圧溝により掻き集められる潤滑流体２０の力により動圧が発生し、スラスト板１６とスラストフランジ１５とがスラスト方向（軸心方向）に所定間隙を介して非接触で回転自在に支持されるスラスト軸受部が構成されている。
【００３７】
ここで、このスラスト動圧溝はスラストフランジ１５の外周よりも内側で、スリーブ７に形成されている軸受孔７ａの内周とほぼ同等の位置まで達している。
これにより、スラストフランジ１５とスラスト板１６が相対的に回転したときに、スラスト動圧溝によってスラスト板１６の外周からスラストフランジ１５とスラスト板１６の間の間隙に潤滑流体２０を引き込む力を生じ、効果的に潤滑流体２０を引き込むことができる。
【００３８】
したがって、必要な揚力を得るためにスラスト動圧溝の深さを深く形成する必要がなく、従来よりもスラスト動圧溝の深さを浅くしても、スラスト板１６を浮上させるために必要な揚力を得ることができる。
【００３９】
また、スラスト動圧溝の深さを浅くできるので、平面度の変化が小さな硬度の高い材料をスラスト板１６に用いても容易に加工することができる。
また、スラスト板１６は、外周がスラスト動圧溝を形成する面側から反対側に向かってプレス加工によって打ち抜かれており、スラスト動圧溝が形成されている面と反対側の面の外周に打ち抜きによってバリ（かえり）が生じている。このとき、スラスト板１６は、スラスト動圧溝が形成される面側が凸となるように逆椀状に反っている。
【００４０】
ここで、本実施形態では、スラスト動圧溝を内周方向から外周方向に向かって深さが漸次深くなるように形成している。これにより、前記の打ち抜きのときに発生する反りを強制し、平面度を向上させることができると同時にバリをつぶして面をなだらかにすることができる。
【００４１】
また、ラジアル動圧溝は、ヘリングボーン形状に限定されるものではなく、スパイラル形状であっても良い。同様に、スラスト動圧溝は、ヘリングボーン形状に限定されるものではなく、スパイラル形状であっても良い。
【００４２】
そして、スリーブ７とカバー１８とは、接着剤で固着されており、潤滑流体２０が外部に漏れ出すことを防止している。
以上のように、本実施形態において、スラスト動圧溝は、スラスト板１６に形成されている。これにより、薄い平面状のスラスト板１６の剛性を向上させることで、スラスト動圧溝により生じる動圧によってスラスト板１６の変形を低減し、スラスト軸受部の軸受隙間を安定させることができる。
【００４３】
次に、スラスト板１６の製造方法について説明する。
図３は、スラスト板１６の製造工程のフローチャートである。図３に示すようにスラスト板１６の製造工程は、第１の工程であるブランク加工工程Ｇ１、第２の工程である溝加工工程Ｇ２、第３の工程である中間層積層工程Ｇ３および、第４の工程であるダイヤモンドライクカーボン層（表面層）積層工程Ｇ４を備えている。
【００４４】
まず、第１の工程であるブランク加工工程Ｇ１においては、例えば、厚さ０．５ｍｍのオーステナイト系のステンレス鋼板ＳＵＳ３０４の平板を、プレス加工することで外径６．６ｍｍの円盤形状に形成する。
【００４５】
次に、第２の工程である溝加工工程Ｇ２においては、例えば、図４に示すように内周から外周に伸びる深さ５μｍの複数の加工硬化溝１６ａを、プレス加工により形成する。ここで、この加工硬化溝１６ａは、溝幅比が１：１で且つ、へリングボーン形状とし、動圧を発生する形状としている。すなわち、加工硬化溝１６ａは、スラスト動圧溝となっている。
【００４６】
このとき、この加工硬化溝１６ａは、プレス加工の塑性変形によって加工硬化を起こしているので、スラスト板１６の曲げ剛性を向上させることができ、外力が作用してもスラスト板１６は変形しにくくなる。
【００４７】
そして、発生する動圧の最大点１６ｂから半径方向内側に向かってシャフト９の外径９ｂ（図２に示す）に相当する部分まで延びている形状に形成されている加工硬化溝１６ａを、発生する動圧の最大点１６ｂから半径方向外側に形成されている加工硬化溝１６ａよりも長くなるように形成している。これにより、スラスト板１６の曲げ剛性を動圧の最大点１６ｂの外周側より内周側を向上させている。
【００４８】
また、スラスト板１６よりも硬い材質であるスラストフランジ１５側に動圧を発生させるための溝を形成する必要がなくなり、コスト的にも安価な軸受を構成することが可能となっている。
【００４９】
次に、第３の工程である中間層積層工程Ｇ３では、スラスト板１６の溝加工を施した面に、例えば、クロムによる中間層（クロム層３０）を堆積する。この中間層は、後述するダイヤモンドライクカーボン層（表面層）３３のスラスト板１６に対する密着性をよくするために設けられている。
【００５０】
図５は、クロムによる中間層を積層するスパッタリングを模式的に示している。
内部の真空度を１０-1〜１０-3パスカル（以下、Ｐａと記載する）としたチャンバー２３内にて、スパッタリングのターゲットとなるクロムターゲット２４とスラスト板１６を対向させ電圧を印加している。チャンバー２３の内部は、例えば、ポンプなどにより吸入口２５からアルゴンガスが吸入されてチャンバー２３の内部圧力を保ちながら排出口２６からアルゴンガスを排出している。
【００５１】
クロムターゲット２４とスラスト板１６の間には、例えば、５００ボルトの電圧を印加しており、クロムターゲット２４とスラスト板１６の間にあるアルゴンガスをプラズマ化してプラズマ領域２７をつくっている。このプラズマ領域２７にあるアルゴンプラスイオン原子２８が電界で加速されてクロムターゲット２４に衝突することでクロムイオン原子２９が飛び出し、対向したスラスト板１６表面に付着して積層されていく。
【００５２】
クロムイオン原子２９が積層することでスラスト板１６の表面にクロム層（中間層）３０を形成する。クロムイオン原子２９は電界で加速されることで高いエネルギーを保持した状態でスラスト板１６の表面に付着していく。その高いエネルギーが保持された状態で積層されるために、エネルギーが熱に変換され高温状態でクロム層３０を形成していくこととなる。
【００５３】
そして、中間層積層工程Ｇ３が終了し、クロム層３０が、高温状態から常温状態へと冷却されると、クロム層３０において熱収縮が生じる。スラスト板１６の表面に積層されているクロム層３０が収縮することで、スラスト板１６は、略椀状に変形するように反りが生じる。
【００５４】
スラスト軸受部を構成している部材であるスラスト板１６が略椀状に変形すると、回転開始時や回転停止時などの低速回転時において、回転部であるスラストフランジ１５と固定部であるスラスト板１６が接触する状態が長くなるので摩耗が進行する。そして、この摩耗によって摩耗粉が発生し、軸受内部に蓄積されると軸受が焼付き、流体軸受装置が回転しないなどの動作不良を起こす。
【００５５】
ここで、図６（ａ）は、０．５ｍｍのスラスト板１６の上に中間層として０．２μｍ、０．４μｍ、０．８μｍのクロム層３０をそれぞれ設けて、クロム層３０の温度だけが変化する場合のスラスト板１６の変形量を、シミュレーションにて求めた結果を示しており、クロム層３０の積層厚さが厚くなるにつれて、変形量も大きくなっていることがわかる。つまり、クロム層３０が薄ければ、変形量をより小さく抑制することができる。
【００５６】
また、図６（ｂ）には、スラスト板１６の厚みを一定（０．５ｍｍ）とし、クロム層３０の積層厚さを０．２μｍ、０．４μｍ、０．６μｍ、０．８μｍとした４つの状態にて、スラスト板１６の表面に加工硬化溝１６ａを形成した場合と形成していない場合のスラスト板１６の反り（平面度）の実測値のデータを示している。
【００５７】
この実測値のデータと図６（ａ）に示すシミュレーション結果を比較すると、どちらも、同様に略椀状に反って、クロムの厚みを厚くすることにより反りの量も増えており、熱による変形で反りが発生していると推定できる。
【００５８】
そして、加工硬化溝１６ａを形成した方が、形成しないときよりも変形量が小さいことがわかる。すなわち、プレス加工で加工硬化溝を形成しているので塑性変形するときに生じる加工硬化により、外力に対して強くなって変形量を低減できていることが分かる。
【００５９】
この加工硬化溝１６ａは、スラスト板１６の直径に対して径方向の７０％以上に形成されていれば効果的である。
以上のように、クロム層３０の厚さを０．２μｍとし、プレス加工で加工硬化溝１６ａを形成することで、スラスト板１６の変形量を抑制することができるが、クロム層３０が薄ければ、クロムイオン原子とスラスト板１６の密着性が弱くなるので、好ましくない。そこで、密着性の点より、クロム層３０を０．８μｍとした。その場合においても、図６（ｂ）に示すように、加工硬化溝１６ａを形成している場合の変形量は、加工硬化溝１６ａを形成していない場合のスラスト板１６の変形量の最小値よりもなお小さく、０．１５μｍよりも小さい程度に十分に変形を抑えることができる。
【００６０】
また、加工硬化溝１６ａを設けることでクロムイオン原子２９が形成される面積が増えるため、クロムイオン原子とスラスト板１６の密着性をより強くすることができる。
なお、変形量（反り）の測定にはピエゾ加振器を用い、プローブを共振周波数近傍（約５０〜５００ｋＨｚ）で加振させ、表面上を断続的に軽く触れながら走査する。表面の凹凸によるプローブの振幅の変化量を、分解能１ナノメータのレーザ光を使って検出している。
【００６１】
次に、図３に示すダイヤモンドライクカーボン層積層工程Ｇ４では、図７に示すように、ターゲットとしてグラファイトターゲット３１を用いている。中間層積層工程Ｇ３と同様に、プラズマ領域２７のアルゴンプラスイオン原子２８が電界で加速されてグラファイトターゲット３１に衝突することで炭素イオン原子３２が飛び出し、対向したスラスト板１６の上に積層されているクロム層３０の表面に付着し、積層されてダイヤモンドライクカーボン層３３を形成する。
【００６２】
このときに、ダイヤモンドライクカーボン層３３は、高いエネルギーを持って積層されていく。そのため、ダイヤモンドライクカーボン層３３の内部で熱などによる圧縮残留応力が発生している。ダイヤモンドライクカーボンの結晶構造は、グラファイトのような一定の結晶構造を持たず、非晶質の結晶構造となっている。ダイヤモンドライクカーボン層３３は圧縮残留応力を取り除くために内部の結晶構造を部分的に変化させて炭素原子や水素原子が移動して残留応力を取り除いたり、水素を吸収したりする。
【００６３】
その結果、クロム層３０の表面に積層されたダイヤモンドライクカーボン層３３の体積が膨張して、上述したクロム層３０とは反対に、スラスト板１６は、略逆椀状に反ることになる。
【００６４】
図８は、スラスト板１６の表面にダイヤモンドライクカーボン層３３を積層させて、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みを変化させたとき、スラスト板１６の表面に加工硬化溝１６ａを形成した場合と形成していない場合のスラスト板１６の変形量を示している。
【００６５】
図８に示すように、ダイヤモンドライクカーボン層３３の場合も加工硬化溝１６ａを形成していない場合と比較して、加工硬化溝１６ａを形成している場合の変形量（反り量）は小さい値となっている。
【００６６】
なお、本実施形態では、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みを１．６μｍとしている。ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みを１．６μｍとすることで、図６に示しているクロム層３０を形成したときのスラスト板１６の変形を相殺し、変形量を低減することが可能となる。
【００６７】
このとき、図８に示すように、加工硬化溝１６ａを形成している場合の変形量は、加工硬化溝１６ａを形成していない場合のスラスト板１６の変形量の最小値よりもなお小さく、０．１５μｍよりも小さい程度に十分に変形を抑えることができる。
【００６８】
本実施形態では、上述した層厚さとしたが、流体軸受装置１を構成している部材の材質により、その表面層の厚さを設定することで、同様の効果が得られる。つまり、本実施形態では、クロム層３０の厚みを０．８μｍとし、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みを１．６μｍとしたが、これに限定されるものではない。例えば、クロム層３０の厚みによる変形（反り）量と、ダイヤモンドライクカーボン層３３による逆方向の変形（反り）量がほぼ等しい値になるようなダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みとすればよい。
【００６９】
そうすることにより、加工硬化溝によってスラスト板１６の剛性を向上させて反りの値を低減することができることに加えて、さらに、クロム層３０の変形量とダイヤモンドライクカーボン層３３の変形量とを相殺できるのでスラスト板１６の反りをより小さくすることが出来る。
【００７０】
また、クロム層３０の厚みＴｍとダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓの比は、２：３とすると効果的で好ましい。
ここでさらに、クロム層３０およびダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みとスラスト板１６の反りとの関係について、図１０および図１１を用いて説明すれば以下の通りである。
【００７１】
ここで、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、スラスト板１６の反りの方向として、スラストフランジ１５との対向面側に凸状となる方向（中凸方向）に変化する場合を符号＋とし、逆に、スラストフランジ１５との対向面側とは反対側に凸状となる方向（中凹方向）に変化する場合を符号−として示すと、クロム層３０（下地）の厚みＴｍ、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層３３の厚みＴｓとスラスト板１６の平面度変化量（反り）との関係は、以下のようになる。
【００７２】
なお、上記平面度変化量とは、以下の式によって表される。
平面度変化量（μｍ）＝（下地・ＤＬＣ成膜後のスラスト板の平面度）−（下地・ＤＬＣ成膜前のスラスト板の平面度）
【００７３】
図１１に示すように、クロム層３０の厚みＴｍ＝０．４μｍ、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓ＝０．８μｍの場合（厚み比Ｔｍ：Ｔｓ＝１：２）には、平面度変化量は＋０．０２μｍと良好な結果であった。また、クロム層３０の厚みＴｍ＝０．４μｍ、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓ＝１．６μｍの場合（厚み比Ｔｍ：Ｔｓ＝１：４）には、平面度変化量は＋０．１９μｍとやや反りが大きくなる結果であった。
【００７４】
また、クロム層３０の厚みＴｍ＝０．８μｍ、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓ＝１．２μｍの場合（厚み比Ｔｍ：Ｔｓ＝２：３）には、平面度変化量は−０．０４μｍと良好な結果であった。また、クロム層３０の厚みＴｍ＝１．２μｍ、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓ＝１．２μｍの場合（厚み比Ｔｍ：Ｔｓ＝１：１）には、平面度変化量は−０．０９μｍと概ね良好な結果であった。
【００７５】
ここで、スラスト板１６表面の耐摩耗性を考慮すれば、クロム層３０とダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みの総和が、２．０μｍ以上であることが好ましい。
よって、以上の結果から、クロム層３０の厚みＴｍ＝０．８μｍ、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓ＝１．２μｍという組み合わせ（Ｔｍ：Ｔｓ＝２：３）が、スラスト板１６の反り（平面度変化量）の発生を最小限に抑えつつ、表面の耐摩耗性を十分に維持できるという点で最も好ましい。
【００７６】
さらに、以上の結果から、クロム層３０とダイヤモンドライクカーボン層３３との厚みの比（Ｔｍ：Ｔｓ）は、０．８：１．２、つまりＴｍ：Ｔｓ＝２：３であることが好ましい。より詳細には、誤差範囲を考慮して、以下の関係式（１）を満たすことが好ましい。
Ｔｍ：Ｔｓ＝１．７５〜２．２５：２．７５〜３．２５  ・・・・・（１）
【００７７】
これにより、クロム層３０とダイヤモンドカーボン層３３との厚み比を上記範囲内とすれば、クロム層３０形成による反りとダイヤモンドライクカーボン層３３形成による反りとをバランスよく相殺させることができる。よって、表面にクロム層３０とダイヤモンドライクカーボン層３３が積層されたスラスト板１６の反りを、効果的に抑制することができる。
【００７８】
また、クロム層３０の厚みＴｍ＝０．４μｍ、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓ＝０．８μｍの場合（厚み比Ｔｍ：Ｔｓ＝１：２）には、平面度変化量については＋０．０２μｍと最小値になっているものの、両層の厚みの総和が１．２μｍと２．０μｍを下回っている。このため、この厚みの組合せでは、スラスト板１６の反りは最小限にできるものの、スラスト板１６表面の耐摩耗性を十分に確保できないおそれがある。よって、スラスト板１６の反りと耐摩耗性の両方を所定の基準以内に抑えるためには、クロム層３０の厚みＴｍとダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓとの比が上記関係式（１）の範囲内であって、かつ両層の厚みの総和が２．０μｍ以上であることがより望ましい。
【００７９】
一方、クロム層３０の厚みＴｍとダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みＴｓの比が、０．４：１．６＝１：４と両層の厚みの差が大きくなった場合には、クロム層３０とダイヤモンドライクカーボン層３３とを形成したことによる相反する方向への反りが相殺されずに、一方の側への反りとなって現れることが分かる。
【００８０】
ここで、スラスト板１６の表面に形成されたクロム層３０とダイヤモンドライクカーボン層３３とは、上述したように、それぞれ逆方向への反りを生じさせることが分かっている。よって、クロム層３０、ダイヤモンドライクカーボン層３３の厚みの比については、両層を形成したことによる反りの相殺バランスを考慮して、上述した関係式（１）の範囲内であることが好ましい。
【００８１】
なお、上述した図１１のデータは、ＳＵＳ３０４から成形されたスラスト板１６を用いた場合の例であるが、例えば、ＳＵＳ３０３やＳＵＳ４２０等の他の材料によって成形されたスラスト板であっても、上述した図１１のデータとほぼ同等の結果を得ることができるものと考えられる。
【００８２】
本実施形態では、以上のように、動圧軸受部を構成している部材相互間の摩耗により摩耗粉が発生し、動作不良の発生を防止するために、動圧軸受部を構成している部材であるスラスト板１６の少なくとも一方の面に、塑性加工で形成される加工硬化溝を設けている。これにより、加工硬化によりスラスト板１６の剛性を向上させ、変形の抑制が可能となる。
【００８３】
また、クロムを含む中間層（クロム層３０）やダイヤモンドライクカーボン層３３を所定の厚みおよび所定の厚み比に設定している。これにより、表面処理層を形成したときの外力が作用した場合でもスラスト板が変形しにくくすることによって変形（反り）を抑制できる。そして、スラスト板１６の変形（反り）が抑制されることで、回転開始・停止時などの低速回転時でもスラストフランジ１５がスラスト板１６から浮上して非接触とすることができ、摩耗の進行を抑制することができる。
この結果、焼付きやモータのロックなどの動作不良が起こりにくい信頼性の高い流体軸受装置および、それを用いたスピンドルモータを提供できる。
【００８４】
［他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８５】
（Ａ）
上記実施形態では、中間層としてクロム層３０を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
ダイヤモンドライクカーボン層やスラスト板の材料に対して密着性の高い、例えば、シリコンやチタン、タングステン等の他の材料からなる層であってもよい。
【００８６】
（Ｂ）
上記実施形態では、表面層として、ダイヤモンドライクカーボン層３３を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ダイヤモンドライクカーボン層以外に、水素化アモルファス炭素膜や硬質炭素膜等の他の表面層を用いてもよい。
【００８７】
（Ｃ）
上記実施形態では、加工硬化溝１６ａとして、スラスト軸受部を構成するスラスト動圧発生溝を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、スラスト板におけるスラスト軸受部とは反対側の裏面に、星打ちや所定の溝等を形成して、加工硬化溝として用いてもよい。
なお、スラスト板の裏面に形成される所定の溝としては、ヘリングボーンやスパイラル以外の溝を用いることができる。
【００８８】
（Ｄ）
上記実施形態では、図１に示すように、情報装置としてＨＤＤ３に用いられるスピンドルモータ２について、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のスピンドルモータを搭載する装置としては、ＨＤＤ以外にも、光磁気ディスク装置、光ディスク装置、フロッピー（登録商標）ディスク装置、レーザプリンタ装置、レーザスキャナ装置、ビデオカセットレコーダ装置、データストリーマ装置等に対して搭載することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る流体軸受装置及び、それを用いたスピンドルモータは、摩耗粉による動作不良を防止でき、信頼性に優れた流体軸受装置を提供できるので、今後、更に高容量や耐衝撃が要望される情報装置やスピンドルモータに有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１  流体軸受装置
２  スピンドルモータ
３  ＨＤＤ（情報装置）
４  ヘッド部
４ａ  記録再生ヘッド
５  ディスク
５ａ  ディスクスペーサ
６  ベース
７  スリーブ
７ａ  軸受孔
７ｂ  上端面
８  ロータハブ
８ａ  中央孔
８ｂ  保持部
８ｃ  ディスク載置面
８ｄ  位置規制面
９  シャフト
９ａ  ネジ部
９ｂ  外径
１０  ロータマグネット
１１  ディスククランプ
１１ａ  ディスク固定面
１１ｂ  ネジ止め用孔
１１ｃ  押圧部
１２  ネジ
１３  ステータコア
１４  ステータコイル
１５  スラストフランジ
１５ａ  大径部
１６  スラスト板
１６ａ  加工硬化溝（動圧発生溝）
１６ｂ  最大点
１８  カバー
１８ａ  通気孔
１８ｂ  内周面
１９  連通路
２０  潤滑流体
２１  潤滑流体溜め部
２３  チャンバー
２４  クロムターゲット
２５  吸入口
２６  排出口
２７  プラズマ領域
２８  アルゴンプラスイオン原子
２９  クロムイオン原子
３０、１０３  クロム層（中間層）
３１  グラファイトターゲット
３２  炭素イオン原子
３３、１０４  ダイヤモンドライクカーボン層（表面層）
１０１  内輪
１０１ａ  外周面
１０２  外輪
１０２ａ  内周面
Ｇ１  ブランク加工工程
Ｇ２  溝加工工程
Ｇ３  中間層積層工程
Ｇ４  ダイヤモンドライクカーボン層積層工程
Ｓ１  空間
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２００２−２３５７４８号公報
【図１】
2010007855.tif 000003
【図２】
2010007855.tif 000004
【図３】
2010007855.tif 000005
【図４】
2010007855.tif 000006
【図５】
2010007855.tif 000007
【図６】
2010007855.tif 000008
【図７】
2010007855.tif 000009
【図８】
2010007855.tif 000010
【図９】
2010007855.tif 000011
【図１０】
2010007855.tif 000012
【図１１】
2010007855.tif 000013