(57)【要約】【課題】  切削等の加工が容易な快削性を有するステンレス鋼材から高精度な流体動圧軸受部材が形成でき、その部材が適用された流体動圧軸受装置を提供することと、加えて潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことができる小型の流体動圧軸受装置及びスピンドルモータを提供することである。【解決手段】  流体動圧軸受装置の動圧発生溝が形成される固定軸受面と回転軸受面の一方もしくは両方が快削性ステンレス鋼材により構成され、快削性ステンレス鋼材研磨面における介在物粒子の最大径が、平均値で３０μｍ以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材側に設けられた固定軸受面と、回転部材側に設けられた回転軸受面との、一方もししくは両方に動圧発生溝を形成して動圧軸受を構成し、該動圧軸受により前記固定部材に対して前記回転部材を回転自在に支持してなる、流体動圧軸受装置において、
前記動圧発生溝が形成される前記固定軸受面と前記回転軸受免の一方若しくは両方が快削性ステンレス鋼材により構成され、
該快削性ステンレス鋼材は、その圧延方向に平行な断面において、
介在物粒子の分散密度は、１ｍｍ2当たり１００個以上２５００個以下であり、
介在物粒子の短径は、１５μｍ以下であり、
介在物粒子の短径の平均値は、１μｍ以上１０μｍ以下であり、
介在物粒子の長径は、１００μｍ以下であり、
介在物粒子の長径の平均値は、１μｍ以上３０μｍ以下である、
事を特徴とする、流体動圧軸受装置。
【請求項２】
固定部材側に設けられた固定軸受面と、回転部材側に設けられた回転軸受面との、一方もししくは両方に動圧発生溝を形成して動圧軸受を構成し、該動圧軸受により前記固定部材に対して前記回転部材を回転自在に支持してなる、流体動圧軸受装置において、
前記動圧発生溝が形成される前記固定軸受面と前記回転軸受免の一方若しくは両方が快削性ステンレス鋼材により構成され、
該快削性ステンレス鋼材は、その圧延方向に平行な断面において、
介在物粒子の長径は３０μｍ以下であり、
介在物粒子の断面積の総和は、前記断面の面積の１％以上２０％以下であり、
介在物粒子の短径は、１５μｍ以下であり、
介在物粒子の短径の平均値は、１μｍ以上１０μｍ以下であり、
介在物粒子の長径は、１００μｍ以下であり、
介在物粒子の長径の平均値は、１μｍ以上３０μｍ以下である、
事を特徴とする、流体動圧軸受装置。
【請求項３】
固定部と、
動圧軸受機構を介して前記固定部に対して相対的に回転可能に支持される、回転部と、
からなり、
前記固定部及び前記回転部の何れか一方以上の少なくとも一部が、快削性ステンレス鋼から構成され、
該快削性ステンレス鋼は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
Ｓ：０．２０‐０．５０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、
硫化物からなる介在物粒子を含有する、
事を特徴とする、流体動圧軸受装置。
【請求項４】
固定部と、
動圧軸受機構を介して前記固定部に対して相対的に回転可能に支持される、回転部と、
からなり、
前記固定部及び前記回転部の何れか一方以上の少なくとも一部が、快削性ステンレス鋼から構成され、
該快削性ステンレス鋼は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、
Ｔｉ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む、
事を特徴とする、流体動圧軸受装置。
【請求項５】
前記快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、更に、
Ｔｉ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む、
事を特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項６】
固定部と、
動圧軸受機構を介して前記固定部に対して相対的に回転可能に支持される、回転部と、
からなり、
前記固定部及び前記回転部の何れか一方以上の少なくとも一部が、快削性ステンレス鋼から構成され、
該快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、更に、
Ｍｎ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む、
事を特徴とする、流体動圧軸受装置。
【請求項７】
前記快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、更に、
Ｍｎ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む、
事を特徴とする、請求項１又は２の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項８】
前記快削性ステンレス鋼材は、
Ｍｎ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を更に含む、
事を特徴とする、請求項３乃至５の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項９】
前記快削性ステンレス鋼材は、
Ｔｉ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を更に含む、
事を特徴とする、請求項３又は６又は７の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１０】
前記快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃｒ：１９−２４％
を含有する、
事を特徴とする、請求項１乃至９の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１１】
前記快削性ステンレス鋼部材は、
成分調整した溶鋼を鋳造して鋳片を得、
該鋳片に対して熱間鍛造及び／又は熱間圧延を施して一方向に延伸して棒材を得、
該棒材に対して切削加工を施して前記部材となしたものである、
事を特徴とする、請求項１乃至１０の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１２】
前記鋳片から前記棒材得るまでの全工程における全延伸率が６０以上である、
事を特徴とする、請求項１１に記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１３】
前記快削性ステンレス鋼部材の、圧延方向断面における介在物粒子の圧延方向の直径の平均値は、該断面の圧延方向厚みの１０分の１以下である、
事を特徴とする、請求項１乃至１２の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１４】
前記快削性ステンレス鋼部材の切削加工を施された部分の内、圧延方向で計った厚さが最も薄い部分は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、
事を特徴とする、請求項１乃至１３の何れかに記載の流体動圧軸受装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れかに記載の流体動圧軸受装置と、
前記流体動圧軸受装置によって支持され、記録ディスクを搭載可能であり、前記快削性ステンレス鋼から構成された、ハブと、
前記ハブを回転駆動する、回転駆動機構と、
からなる、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、流体動圧軸受を用いて固定部材に対して回転部材を回転自在に支持する流体動圧軸受装置及びスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポリゴンミラー、磁気ディスク、光ディスク等の各種回転体を高速回転支持するための流体動圧軸受装置に関する提案が種々行われている。この流体動圧軸受装置においては、回転部材側の動圧発生面と、固定部材側の動圧発生面とが所定の隙間を介して半径方向または軸方向に対向するように設けられおり、その対向隙間に動圧軸受部が形成されている。また、上記両対向動圧発生面のうちの少なくとも一方側には動圧発生用溝が形成されており、上記動圧軸受部内に注入された空気やオイル等の潤滑流体が、回転時における上記動圧発生用溝のポンピング作用により加圧され、その潤滑流体の動圧によって回転部材が固定部材に対して浮上した状態で回転支持が行われるようになっている。
【０００３】
このような流体動圧軸受装置を採用する各種回転体駆動装置では、部品の加工精度が要求され、その要求に応えるために、ステンレス系鋼材や、銅系材料、アルミニウム系材料用いることが多く、その中で、銅系材料などに比べて耐摩耗性が高いこと等から、ステンレス鋼材が多く採用されている（特許文献１）。ステンレス系鋼材の中でも、切削性が良好な快削性ステンレス鋼が用いられる事が多い（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６３７３１号公報
【特許文献２】特開平１０−０８２４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近、流体動圧軸受装置の小型化・薄型化が急速に進められ、小型化及び薄型化の為に各軸受構成部材の厚みが薄くなってきている。該部材の厚みが薄くなると、特に軸受摺動部分における部分的な圧力上昇により、潤滑流体特に潤滑オイルが飛散することがある。
【０００６】
その要因の一つとして、次のようなことがあげられる。すなわち、切削加工の容易な快削性ステンレス鋼材を使用した場合、切削加工後に電解加工などを施すとステンレス鋼材表面の点在する快削性を生み出す介在物は、電解加工液に対する溶解性が低いため、加工されずに数ミクロンから数十ミクロンの突起物として残る。その突起物はパーティクルとなり、軸受構成部材の摺動部分に入り込み、潤滑上での大きな問題を引き起こすことがあるために、例えば酸性溶剤で溶解処理するなどの化学的な処理で表面の突起物を除去している。突起物を除去するとステンレス鋼材表面上の介在物が溶解、除去されるため空隙部が形成される。
【０００７】
その空隙部が部材の厚みが薄い箇所に形成され、部材を貫通すると、流体動圧軸受装置を相対的に回転させたときに、空隙部から潤滑オイルが漏れ出し、飛散させることが判った。また、その空隙部同士がお互いに通じあった場合、その空隙が大きくなり、さらに潤滑オイルが漏れ出し、飛散する。この空隙が生じる介在物は、以下のようにして形成される。
【０００８】
一般に流体動圧軸受装置に用いるステンレス鋼材は、溶解炉で溶かした後、鋼塊として冷却し、熱間圧延工程または冷間圧延工程を行ない、棒材を形成する。そして、該棒材を、切削加工などにより目的の部材の形状に加工を行なう。そのため、圧延工程により、介在物が引き延ばされるため、介在物の大きさ（言換れば、空隙になる大きさ）はこの圧延工程で決定する。
【０００９】
また、目的の部材の大きさ（径）に合わせて棒材の径は、決定される。ステンレス鋼材は、その目的の部材の径になるまで、決められた大きさの鋼塊から圧延工程により、引き伸ばされる。そのため、流体軸受装置のような小型の部材を作るときには、棒材の径も小さくなり、鋼塊から長く引き伸ばし、径が小さい棒材を形成することになる。そして、このとき、長く引き伸ばされた棒材中の介在物もその引き伸ばし方向により引き伸ばされることになる。
【００１０】
長く引き伸ばされた介在物が点在するステンレス鋼材の棒材から、流体軸受装置の部材として要求される厚みを棒材の引き伸ばし方向から垂直に切断し、切削加工を行う。そして、介在物を除去すると、その介在物の大きさ分の空隙部が形成される。それゆえ、介在物が多く、軸方向に長いほど、空隙部は大きく長く形成され、上述のように潤滑オイルが飛散することになる。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、切削等の加工が容易な快削性を有するステンレス鋼材から高精度な流体動圧軸受部材しつつ、潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことができる小型の流体動圧軸受装置を提供すること、及び、該流体動圧軸受装置を搭載した信頼性の高いスピンドルモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、固定部材側に設けられた固定軸受面と、回転部材側に設けられた回転軸受面との、一方もししくは両方に動圧発生溝を形成して動圧軸受を構成し、該動圧軸受により前記固定部材に対して前記回転部材を回転自在に支持してなる、流体動圧軸受装置において、前記動圧発生溝が形成される前記固定軸受面と前記回転軸受免の一方若しくは両方が快削性ステンレス鋼材により構成され、該快削性ステンレス鋼材は、その圧延方向に平行な断面において、介在物粒子の分散密度は、１ｍｍ2当たり１００個以上２５００個以下であり、介在物粒子の短径は、１５μｍ以下であり、介在物粒子の短径の平均値は、１μｍ以上１０μｍ以下であり、介在物粒子の長径は、１００μｍ以下であり、介在物粒子の長径の平均値は、１μｍ以上３０μｍ以下である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、固定部材側に設けられた固定軸受面と、回転部材側に設けられた回転軸受面との、一方もししくは両方に動圧発生溝を形成して動圧軸受を構成し、該動圧軸受により前記固定部材に対して前記回転部材を回転自在に支持してなる、流体動圧軸受装置において、前記動圧発生溝が形成される前記固定軸受面と前記回転軸受免の一方若しくは両方が快削性ステンレス鋼材により構成され、該快削性ステンレス鋼材は、その圧延方向に平行な断面において、介在物粒子の長径は３０μｍ以下であり、介在物粒子の断面積の総和は、前記断面の面積の１％以上２０％以下であり、介在物粒子の短径は、１５μｍ以下であり、介在物粒子の短径の平均値は、１μｍ以上１０μｍ以下であり、介在物粒子の長径は、１００μｍ以下であり、介在物粒子の長径の平均値は、１μｍ以上３０μｍ以下である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、固定部と、動圧軸受機構を介して前記固定部に対して相対的に回転可能に支持される、回転部と、からなり、前記固定部及び前記回転部の何れか一方以上の少なくとも一部が、快削性ステンレス鋼から構成され、該快削性ステンレス鋼は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
Ｓ：０．２０‐０．５０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、硫化物からなる介在物粒子を含有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、固定部と、動圧軸受機構を介して前記固定部に対して相対的に回転可能に支持される、回転部と、からなり、前記固定部及び前記回転部の何れか一方以上の少なくとも一部が、快削性ステンレス鋼から構成され、該快削性ステンレス鋼は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、Ｔｉ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｍｎ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、更に、Ｔｉ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、固定部と、動圧軸受機構を介して前記固定部に対して相対的に回転可能に支持される、回転部と、からなり、前記固定部及び前記回転部の何れか一方以上の少なくとも一部が、快削性ステンレス鋼から構成され、該快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、更に、Ｍｎ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１又は２の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃ：０．０１‐０．０４ｗｔ％、
Ｓｉ：０．５０‐１．５０ｗｔ％、
Ｔｉ：０．１０‐０．６０ｗｔ％、
を含有し、更に、Ｍｎ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を含む。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項３乃至５の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼材は、Ｍｎ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を更に含む。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項３又は６又は７の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼材は、Ｔｉ及びＣｒ及びＳを主要な構成元素とする介在物粒子を更に含む。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼材は、重量割合にて、
Ｃｒ：１９−２４％
を含有する。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼部材は、成分調整した溶鋼を鋳造して鋳片を得、該鋳片に対して熱間鍛造及び／又は熱間圧延を施して一方向に延伸して棒材を得、該棒材に対して切削加工を施して前記部材となしたものである。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の流体動圧軸受装置であって、前記鋳片から前記棒材得るまでの全工程における全延伸率が６０以上である。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼部材の、圧延方向断面における介在物粒子の圧延方向の直径の平均値は、該断面の圧延方向厚みの１０分の１以下である。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３の何れかに記載の流体動圧軸受装置であって、前記快削性ステンレス鋼部材の切削加工を施された部分の内、圧延方向で計った厚さが最も薄い部分は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４の何れかに記載の流体動圧軸受装置と、前記流体動圧軸受装置によって支持され、記録ディスクを搭載可能であり、前記快削性ステンレス鋼から構成された、ハブと、前記ハブを回転駆動する、回転駆動機構と、からなる、スピンドルモータである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、介在物の数及び大きさが制御された快削性ステンレス鋼材を流体動圧軸受装置に用いることで、切削等の加工が容易で且つ快削性を有するステンレス鋼材から高精度な流体動圧軸受部材が形成され、その部材が適用された流体動圧軸受装置及びスピンドルモータを提供することができ、加えて潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことができる小型の流体動圧軸受装置及びスピンドルモータを提供することが可能となる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、切削性を改善しつつ、潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことが可能となる。ステンレス鋼材の成分を適切に選択することで、漏れ出しの原因となる圧延方向に長く引き延ばされた介在物の形成を抑制しつつ、切削性の改善に有効な介在物を分散させられるからである。
【００２９】
また、請求項８の発明によれば、ステンレス鋼の切削性を更に改善しつつ、潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことが可能となる。Ｍｎ，Ｃｒ，Ｓを主要構成元素とする介在物は、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｓを主要構成元素とする介在物に比して、圧延によって引き延ばされやすい性質を持つ。しかし、切削性を向上させる介在物の全てをＴｉ‐Ｃｒ‐Ｓ系とするものに比べて、一部若しくは半分程度をＭｎ‐Ｃｒ‐Ｓ系とするものは、切削性が良好となる。加えて、Ｔｉ‐Ｃｒ‐Ｓ系介在物が鋼材中に共存する限りは、圧延方向に極端に長く伸びたＭｎ‐Ｃｒ‐Ｓ系介在物の形成は抑制される。
【００３０】
また、請求項９の発明によれば、ステンレス鋼材の切削性を維持しつつ、潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことが可能となる。Ｔｉ，Ｃｒ，Ｓを主要構成元素とする介在物は、鋼材の凝固時に比較的微細な粒子として分散する上に、圧延によっても余り引き延ばされない。このため、圧延方向に長く引き延ばされた介在物が形成されにくい。
【００３１】
また、請求項１０の発明によれば、快削性ステンレス鋼の耐食性を向上させることができる。
【００３２】
また、請求項１１の発明によれば、潤滑液流体の漏れ出し及び飛散を防止した流体動圧軸受を、より安価に供給できる。ステンレス鋼材の成分を適切に選択することで、切削性の改善と介在物の微細分散を実現し、大型の鋼塊から延伸して棒材を製造した場合でも、圧延方向に極端に長く伸びた介在物の形成が抑制される。大型の鋼塊から鋼材を製造することで、生産性を高めた製造をすることができる。
【００３３】
また、請求項１２の発明によれば、潤滑液流体の漏れ出し及び飛散を防止した流体動圧軸受を、更に安価に供給できる。鋼材の鋳造は、連続鋳造法を採用することで大幅に生産性が高まり、鋼材の生産コストも低下する。
【００３４】
一般に、連続鋳造においては、水冷したモールドの一方から溶鋼を注ぎ込み、他方から鋳片を引き抜く、という工程であるため、鋳片の中心付近にＳなどの不純物が蓄積し、粗大な介在物が形成されやすい。また、鋳片の引き抜き方向と圧延方向が一致する場合は、圧延方向に長く引き延ばされた介在物が、更に形成されやすくなる。このような欠点があるため、粗大な介在物の形成を回避したい場合には、連続鋳造法を採用せずに、５０ｋｇ程度の重量の小型インゴットに鋳造することもある。Ｔｉ‐Ｃｒ‐Ｓ系介在物は、このような鋳造条件の影響を比較的受けにくく、連続鋳造で鋳造した場合でも、粗大な介在物を形成しにくい。よって、製造コストの低減が可能な、連続鋳造法を利用する事ができる。
【００３５】
一方、介在物をＭｎ‐Ｃｒ‐Ｓ系のみとした場合、この介在物は粗大な介在物を比較的形成しやすい為、特に小型の流体動圧軸受用途には、連続鋳造法の適用は好ましくない。しかし、Ｔｉ‐Ｃｒ‐Ｓ系介在物と共存させることで、粗大な介在物の形成が抑制されるため、連続鋳造法の適用が可能となる。
【００３６】
また、請求項１４の発明によれば、流体動圧軸受を形成するステンレス鋼材が薄肉の部分を有していても、潤滑流体の漏れ出し及び飛散を防ぐことができるので、より、流体動圧軸受装置の小型化及び薄型化が可能となる。
【００３７】
また、請求項１５の発明によれば、以上のような流体動圧軸受装置を有するスピンドルモータであるため、小型で且つ高精度なモータを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る流体動圧軸受装置に関し、これを用いたスピンドルモータとともに各実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００３９】
＜スピンドルモータの構造＞  図１に図示されるスピンドルモータは、略円板状の上壁部２ａ（天板）と、この上壁部２ａの外周縁部から下方に垂下する円筒状周壁部２ｂとから構成されるロータハブ２と、このロータハブ２の上壁部２ａの中央部に一方の端部が外嵌固定されるシャフト４とから構成されるロータ６と、このシャフト４を回転自在に支持する中空円筒状のスリーブ８と、このスリーブ８の下部を閉塞するカバー部材１０と、スリーブ８を保持する円筒部１２が一体的に形成されたブラケット１２とを具備する。
【００４０】
ブラケット１２の円筒部１４の外周側には、ステータ１６が配設され、ロータハブ２の周壁部２ｂの内周面には、このステータ１６と半径方向に間隙を介して対向して、ロータマグネット１８が固着される。
【００４１】
また、ロータハブ２の周壁部２ｂの外周面には、外径が２．５インチ以下（特に１インチ以下）の小型のハードディスク等の記録ディスク（不図示）が載置されるフランジ状のディスク載置部２ｃが設けられており、シャフト４は、スリーブ８のカバー部材１０側をピン部材２０で止められており、ロータ６の抜けを防止している。
【００４２】
ロータハブ２の底面とスリーブ８の上端面との間にロータ６の浮上力を発生するためのスラスト軸受部Ｓを構成し、またロータハブ２に一体的に設けられたシャフト４の外周面とスリーブ８の内周面との間に、外気に連通する空気介在部２２を介してロータ６の調心や倒れの防止に作用するための上部ラジアル軸受部Ｒ１及び下部ラジアル軸受部Ｒ２を構成している。
【００４３】
また、ベース部材１２のロータマグネット１４と軸線方向に対向する位置には、ステンレス鋼等の強磁性材からなるリング状部材２４が配置されており、ロータマグネット１４とリング状部材２４との間に作用する磁気吸引力によってロータ６の浮上を抑制する方向の支持力を得ている。これらスラスト軸受部Ｓ及び上部ラジアル軸受部Ｒ１で発生する動圧によるロータ６に対する浮上力とロータマグネット１８とリング状部材２４との間に作用する磁気吸引力とをバランスさせて、ロータ６にかかる軸線方向荷重を支持している。
【００４４】
上述のモータ構成部であるロータハブ２、シャフト４、スリーブ８、カバー部材１０、ベース部材１２及びピン部材２０は快削性が良好なステンレス鋼から形成されており、圧延方向と軸方向（シャフト方向）が同一方向となるような加工を施すことが多い。このため、より小型化、薄型化を促進するに当たりその材料に関して、以下のように検討を行なった。
【００４５】
まず、本発明に係るステンレス鋼材について以下の実験を行った。まず、表１に示す成分（質量％）のステンレス鋼を溶製し、連続鋳造によってブルームを得た。ブルームの断面サイズは、１８０ｍｍ×１８０ｍｍである。これを、１０５０〜１１００℃に加熱し、熱間鍛造、圧延工程を経て、２０ｍｍの丸棒に加工した。この際、鋼材はブルームの延長方向に延伸されており、ブルームから丸棒に至るまでの全延伸率は、およそ１００である。それら丸棒をさらに７５０℃で１時間加熱した後空冷し、各試験に供した。
【００４６】
【表１】
2006226523.tif 000003
【００４７】
表1の示すステンレス鋼材の組成の特徴は、発明鋼Ａ及び比較鋼Ｃには、Ｔｉ（チタン）が添加されており、比較鋼ＢはＰｂ（鉛）を含有されてなる。この３種のステンレス鋼材を用いて、種々検討を行なった。
【００４８】
図２乃至図７は、丸棒から切削加工により形成したロータ２を、圧延方向に平行に切断した後、その断面を鏡面研磨した各ステンレス鋼材（発明鋼A、比較鋼B及び比較鋼C）をレーザー顕微鏡（×１００倍、×５００倍）にて観察した結果である。この結果によると、発明鋼Ａ（図２）及び比較鋼Ｃ（図６）は黒点として現れている介在物が微細で均一に分散しており、その詳細（図３及び図７）を観察すると介在物一つ一つの圧延方向の長さは２０μｍまでのもがほとんどであるが、比較鋼Ｂ（図４）はその中に混在する介在物が、一つ一つの大きさが大きく、不均一であり、圧延方向（図２乃至図７に示す縦方向）に長く延び、概ね４０〜５０μｍで時折１５０μｍ程度の長さを有していることがわかる。介在物は、表面不動態化処理などで酸性溶剤を用いて処理すると溶解し、空隙となる。そのため、部材の厚みが圧延方向に薄い場合、圧延方向に長く形成された空隙が貫通し、潤滑流体であるオイル等が漏れるなどの問題が起こる。そのため、流体動圧軸受装置の部材に用いるステンレス鋼材として、比較鋼Ｂはやや不向きとなり、介在物の圧延方向の長さに上限があることがわかる。
【００４９】
次に、図２乃至図７において各ステンレス鋼材の断面図に黒点として現れた各介在物の成分の元素分析結果（加速電圧２０ｋＶで測定）を図８乃至図１１に示す。
【００５０】
発明鋼Ａは図８に示す微細で且つ圧延方向に若干延びた長い介在物と図９に示す微細な球状介在物とは、含有元素が異なることがわかる。元素分析結果が示すように、発明鋼Ａの圧延方向に長い介在物（図８）は比較鋼Ｂ（図１０）とほぼ同様の主要元素（Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｓ（硫黄））で構成されている。しかし、発明鋼Ａ（図８）の長い介在物は、わずかにＴｉ（チタン）が存在し、個々の粒子のサイズに着目しても、面積、長さとも発明鋼ＡのＭｎ‐Ｃｒ‐Ｓ系介在物粒子の方が小さく、微細化している。また、発明鋼Ａの球状介在物（図９）は、Ｔｉ、Ｃｒ及びＳを主要な構成元素としている。一方、比較鋼Ｃ（図１１）にも球状の介在物が含まれており、Ｔｉ及びＳを主要な構成元素としているが、Ｃｒは僅かにしか含まれていない。
【００５１】
このような組成の介在物を鋼材中に形成させるためには、鋼材の成分を適切に選択する必要がある。特に重要な成分は、Ｓ，Ｔｉ，Ｍｎである。
【００５２】
Ｔｉ及びＭｎは、共にＳと結びついて介在物粒子を形成する元素であるが、Ｔｉ及びＭｎによって、鋼中のＳを全て固定できるほどの量を添加してしまうと、Ｃｒは硫化物を形成しなくなり、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｓを主要構成元素とする介在物粒子や、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｓを主要構成元素とする介在物粒子は形成されなくなる。Ｔｉの１モルは、Ｓの０．５モルと結びつき、Ｍｎの１モルはＳの１モルと結びついて介在物を形成すると考えられる。故に、発明鋼Ａのような介在物を形成させるためには、モル比にて、(０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓ<１．０、とする事が望ましい。一方で、Ｔｉ及びＭｎがあまりに少ない場合には、鋼質の劣化を招くため、０．５＜(０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓ、という下限は満足させる必要がある。なお、ＴｉはＴｉＮを形成するため、ＴｉＮを形成した部分は、硫化物形成に寄与しない。(０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓの計算においては、ＮによってＴｉＮの形で固定されるＴｉは、予め差し引いておかねばならない。
【００５３】
表１の３つの鋼の(０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓは、それぞれ、次の値となっている；
発明鋼Ａ：  (０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓ=０．７７
比較鋼Ｂ：  (０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓ=１．１７
比較鋼Ｃ：  (０．５Ｔｉ+Ｍｎ)/Ｓ=２．１２
【００５４】
なお、ステンレス鋼の場合、Ｃｒは１１％以上含まれているため、ＴｉやＭｎと結びつく事ができずに過剰となったＳが生ずる場合は、このＣｒと結びついて介在物を構成し、切削性の向上に寄与する。
【００５５】
次に、流体動圧軸受装置を形成するために必要な切削性を調べるために、ステンレス鋼に対して、被削性評価を行なった。図１２に示した評価方法は、切削加工工具の刃先の切削抵抗を測定し、切込量と抵抗値との関係を表したものである。その結果、介在物にＭｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｓ（硫黄）を含む、圧延方向に長い介在物を有する鋼材である発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂは、介在物にＴｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｓ（硫黄）を含有する微細な球状介在物のみを有する比較鋼Ｃに比べて切込量が増加しても抵抗値が上がらず、良好な被削性を示す。一方、微細な介在物のみを含有する比較鋼Ｃは切込量に比例して抵抗値も上がり、小型の流体動圧軸受装置のような高精度の加工を必要とする部材は適さない鋼材である。ここで、介在物はある存在量以上で且つある大きさ（圧延方向への長さ）以上必要なことがわかる。
【００５６】
更に、流体動圧軸受装置に用いる部材がより小型化され、潤滑流体が漏れない限界を計るため、ヘリウムリーク試験を行なった。この試験は、圧延方向に種々の厚みを有する被削性が良好な発明鋼Ａ及び比較鋼ＢにＨｅ（ヘリウム）ガスにて圧力を加え、その通過率を測定し、潤滑流体漏れない可能性を探ったものである。その測定方法は、真空吹き付け法によるヘリウムリークテストを行なった。ＳＵＳ３０３を標準とし、検出ピークが増加したものについては、ヘリウムガスが漏れ出したということでＮＧサンプルとしカウントした。発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのステンレス鋼材を圧延方向に直行する方向に切断し（０．１５ｍｍ乃至０．６０ｍｍ）の板厚に関して、それぞれのＮＧサンプルが出る確率を測定した。その結果を図１３及び図１４に示す。
【００５７】
図１３は無処理の（介在物がステンレス鋼中に存在する）発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのヘリウムガスの漏れを観測したグラフであり、図１４は酸性溶剤を用いて表面不動態化処理を行なった後の（介在物がステンレス鋼から溶融した）発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのヘリウムガスの漏れを観測したグラフである。その結果、比較鋼Ｂは無処理の場合板厚が０．２ｍｍから若干漏れが検出され信頼性が低下するのに対し、表面不動態化処理を行なった比較鋼Ｂの場合、０．３ｍｍ厚から漏れ出し、０．２ｍｍ以下では完全に漏れが発生する結果となった。これは、比較鋼Ｂに存在する介在物が図５にも示す通り、圧延方向に長い故に漏れが発生すると考えられる。
【００５８】
しかし、発明鋼Ａは０．６ｍｍ以下０．１５ｍｍに至るまで全く漏れが生じることが無く、表面不動態化処理後でも結果は変化しなかった。勿論、０．６ｍｍ以上の厚みでも発明鋼Ａは漏れが発生する事はない。このことから、発明鋼に存在する介在物の大きさ及び介在率では、表面化学処理後介在物が溶出したとしても、潤滑流体が漏れるなどの問題が起こることが無いことがわかる。
【００５９】
最後に、被削性を左右する介在物の大きさについて詳細に検討を行なった。図１５は、発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのステンレス鋼在中に存在する介在物の大きさ及び長さを測定するための方法を示す図である。測定方法は、発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂを２方向（圧延方向の長さをＹ方向とし、圧延方向に直行する方向の幅方向をＸ方向とする）に切断し、その断面を鏡面研磨した。研磨後、研磨面に見られる介在物の長さをレーザー顕微鏡により観察測定した。観察視野は、各鋼材について、約１ｍｍ２/１画面の２画面中に見える介在物を測定した。その結果を図１６乃至図１９に示す。
【００６０】
発明鋼Ａは、Ｙ方向に概ね２乃至２８μｍ中に存在し、特に４乃至８μｍの長さに集中して存在し、Ｘ方向に概ね２乃至１１μｍ中に特に２乃至３μｍの幅で集中して存在し、介在物が形成されていることがわかる。また、発明鋼ＡのＹ方向最大長さは８１μｍであり、この要因は圧延方向に数個の介在物が繋なった結果と考えられる。このような圧延方向に長い介在物が存在する確立は１％未満であるが、発明鋼Ａのような介在物が微細な鋼材を用いると、介在物が繋がった場合でも最大長さが１００μｍ以内であるため、圧延方向に薄肉な部材に用いても潤滑流体が漏れだすことは無い。一方比較鋼Ｂは、Ｙ方向に６乃至１１８μｍの長さで存在し、Ｘ方向に概ね２乃至２８μｍの幅で介在物が形成され、加えて、介在物それぞれの大きさが不均一であり、分布の幅が発明鋼Ａに比べて広がっていることがわかる。
【００６１】
これより、流体軸受装置に用いる部材に適したステンレス鋼に存在する介在物の大きさは圧延方向（Ｙ方向）に２乃至３０μｍの長さ、圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）に２乃至８μｍの幅であり、更に好ましくは圧延方向（Ｙ方向）に２乃至１０μｍの長さ、圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）に２乃至４μｍの幅であるとよい。
【００６２】
また、これらの観測結果から、１ｍｍ２中における発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂの介在物の介在個数、介在物の圧延方向（Ｙ方向）最大長さ、介在物の圧延方向（Ｙ方向）平均長さ、介在物の圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）最大幅、介在物の圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）平均幅、及びそれぞれのアスペクト比（圧延方向（Ｙ方向）長さ／圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）平均長さ）を表２に示す。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
これより、潤滑流体が漏れず、且つ切削容易な流体動圧軸受装置に用いるのに適した部材には、比較鋼Ｂの介在物の個数より１ｍｍ２中に介在物が１００個から２５００個、好ましくは発明鋼Ａの介在物の個数より１０００個から２０００個、または研磨面の１％から２０％、好ましくは１から５％介在物が存在することが必要である。また、個々の介在物の圧延方向の長さが１００μｍ（発明鋼Ａの最大長さ）以下で且つ、介在物の圧延方向に直行する方向の幅が１５μｍ（発明鋼Ａの最大幅）以下で存在することが必要である。個々の介在物の圧延方向の長さが１００μｍを越えると比較鋼Ｂのように潤滑流体の漏れが生じることとなるためである。また、個々の介在物の圧延方向の平均長さが発明鋼Ａの圧延方向（Ｙ方向）長さ分布より１μｍから３０μｍ、好ましくは特に発明鋼Ａの圧延方向（Ｙ方向）長さ分布が集中する１μｍから１０μｍにあり且つ、介在物の圧延方向に直行する方向の平均幅が発明鋼Ａの圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）平均長さ分布より１μｍから１０μｍ、好ましくは発明鋼Ａの圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）平均長さが集中する１μｍから５μｍに存在することが必要である。また、個々の介在物の平均アスペクト比（圧延方向長さ／圧延方向に直行する方向平均長さ）が表２より明確なように、３以下で存在することが必要である。また、個々の介在物の平均面積は、１００μｍ２が以下であり、好ましくは、５０μｍ２であることが必要である。
【００６５】
また、流体動圧軸受装置に用いる部材の圧延方向断面において、その断面に存在する介在物は、圧延方向の最大径の平均値が断面の圧延方向厚みの１０分の１以下である、すなわち（介在物の圧延方向の最大径の平均値／部材の圧延方向厚み）が１０分の１以下であることが好ましい。これは、本実施例（発明鋼Ａ）では、板厚０．３ｍｍ（ヘリウムリークテストで比較鋼ＢからＮＧサンプルが確認された板厚）に対して、介在物粒子の圧延方向長が３０μｍであっても、ヘリウムガスの漏れは検出されなかったことに由来する。
【００６６】
更には、図１３及び図１４で確認したように、本発明（発明鋼Ａ）は最高０．１ｍｍの板厚でも潤滑流体が漏れない。そのために、圧延方向の最大径の平均値が断面の圧延方向厚みの１０分の１以下であるために、より好ましくは介在物の圧延方向の最大径の平均値は１０μｍ以下となる。
【００６７】
以上の結果より、上記発明鋼Ａのような介在物を有するステンレス鋼は、流体動圧軸受部材（例えば、スリーブ、ロータ、シャフト、ベース部材、リング）に適用することにより、ステンレス鋼材の圧延方向に非常に薄い厚みを有していても、潤滑流体などが漏れ出ることはないため、モータの小型化に非常に適した材料といえる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に用いるスピンドルモータの図である。
【図２】発明鋼Ａのステンレス鋼材を顕微鏡にて観察した結果である。
【図３】発明鋼Ａのステンレス鋼材を顕微鏡にて観察した結果である。
【図４】比較鋼Ｂのステンレス鋼材を顕微鏡にて観察した結果である。
【図５】比較鋼Ｂのステンレス鋼材を顕微鏡にて観察した結果である。
【図６】比較鋼Ｃのステンレス鋼材を顕微鏡にて観察した結果である。
【図７】比較鋼Ｃのステンレス鋼材を顕微鏡にて観察した結果である。
【図８】発明鋼Ａのステンレス鋼材中の長い介在物の成分の元素分析結果である。
【図９】発明鋼Ａのステンレス鋼材中の球状介在物の成分の元素分析結果である。
【図１０】比較鋼Ｂのステンレス鋼材中の介在物の成分の元素分析結果である。
【図１１】比較鋼Ｃのステンレス鋼材中の介在物の成分の元素分析結果である。
【図１２】各ステンレス鋼材の被削性評価を示した図である。
【図１３】無処理の発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのステンレス鋼材のヘリウムリークテスト結果である。
【図１４】表面不動態化処理後の発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのステンレス鋼材のヘリウムリークテスト結果である。
【図１５】発明鋼Ａ及び比較鋼Ｂのステンレス鋼材中に存在する介在物の大きさ及び長さを測定するための方法を説明する図である。
【図１６】発明鋼Ａのステンレス鋼材中に存在する介在物の圧延方向（Ｙ方向）の大きさを測定した結果である。
【図１７】発明鋼Ａのステンレス鋼材中に存在する介在物の圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）の大きさを測定した結果である。
【図１８】比較鋼Ｂのステンレス鋼材中に存在する介在物の圧延方向（Ｙ方向）の大きさを測定した結果である。
【図１９】比較鋼Ｂのステンレス鋼材中に存在する介在物の圧延方向に直行する方向（Ｘ方向）の大きさを測定した結果である。
【符号の説明】
【００６９】
２  ロータハブ
４  シャフト
６  ロータ
１２  ベース部材
１６  ステータ
１８  ロータマグネット
２０  ピン部材
【図１】
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【図８】
2006226523.tif 000006
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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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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