(57)【要約】【課題】回転部に帯電した静電気による誤動作や故障のない安定した、低トルクの流体軸受装置およびそれを使用した磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】スリーブ２とシャフト１とが相対回転する流体軸受装置において、スリーブ２の軸受穴内面又は軸受穴に挿入された軸１の表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝５を有するとともに、スリーブ２とシャフト１との間に形成される軸受隙間に増粘作用の少ない導電性付与剤を添加した潤滑剤６を充填することにより、低温でのトルク損失を損なうことなく回転部位に静電気が帯電しなくなる。【選択図】  図１
2004183868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤としてイオン性液体を添加したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項２】
スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤としてリニアアルキルスルフォン酸塩を添加したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項３】
スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤として電価移動錯体を添加したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項４】
スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤としてイオン性多価金属塩と前記金属塩と異なるカチオンを有する金属塩の混合物を添加したことを特徴とする流体軸受装置。
【請求項５】
スリーブ又は軸の回転を駆動するロータマグネット及びステータコイルを備えた請求項１又は２又は３又は４記載の流体軸受装置を用い、複数の磁気ディスクを回転可能に支持するとともに、前記スリーブ又は軸の回転により回転するハブを備えた磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置における磁気ディスク駆動用スピンドルモータやポリゴンミラー回転駆動装置が用いられている高速デジタル複写機、レーザープリンタ、ビデオテープレコーダーの回転磁気ヘッド装置等に用いられている軸受部材と軸部材との隙間に充填する潤滑剤を圧力発生流体と利用する流体軸受装置に関するものであり、特に、高速回転の場合に生ずる回転部の静電気の帯電を防止する手段に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流体軸受装置は、軸受部材と軸部材との隙間に潤滑用の流体を充填するとともに、前記軸受部材の内周面と軸部材の外周面の少なくとも一方に前記流体の圧力を高める動圧発生溝を形成していて、それにより軸受部材または軸部材の回転時に動圧発生溝で圧力上昇を生じさせ、両部材を非接触状態に維持するようにしている。これらの流体軸受装置に用いられている潤滑剤は基油として、鉱物油やα−オレフィン、エステル油、シリコーン油、フッ素系油等の合成油が用いられている。
【０００３】
流体軸受装置では軸受部材、または軸部材のどちらか一方が非接触状態で高速回転するため、回転部は潤滑剤の流動による帯電が生じる。また、磁気記録装置に用いた場合、磁気ディスクが空気との摩擦で帯電が生じ潤滑剤を挟み、非接触で回転する回転部材は電荷を蓄える事となる。従来はこの電荷を逃がすため潤滑剤に導電性ポリマー、カーボンブラック、アルキルアリルスルフォン酸塩等の導電性付与剤が添加されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５５９４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では潤滑剤に対し増粘作用があり、高速回転時のトルク損失の増加、それに伴い発熱による潤滑剤の劣化を生じていた。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するもので、回転部材の帯電を防止し、かつトルク損失が従来よりも低く、耐熱性が高い流体軸受装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明の流体軸受装置は、スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤としてイオン性液体を添加したことを特徴とする。
【０００８】
または、スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤としてリニアアルキルスルフォン酸塩を添加したことを特徴とする。
【０００９】
または、スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤として電価移動錯体を添加したことを特徴とする。
【００１０】
または、スリーブの軸受穴と前記軸受穴に挿入された軸との間に形成される軸受隙間に潤滑剤が充填され、前記軸受穴内面又は軸表面の少なくともいずれか一方に動圧発生溝を有するとともに前記スリーブと前記軸とが相対的に回転する流体軸受装置において、前記潤滑剤に導電性付与剤としてイオン性多価金属塩と前記金属塩と異なるカチオンを有する金属塩の混合物を添加したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の磁気ディスク装置は、スリーブ又は軸の回転を駆動するロータマグネット及びステータコイルを備えた上記各構成の流体軸受装置を用い、複数の磁気ディスクを回転可能に支持するとともに、前記スリーブ又は軸の回転により回転するハブを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、必要に応じて酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、防錆剤等の公知の各種添加剤を配合することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１はハードディスクドライブに使用される流体軸受装置を示し、この流体軸受装置は従来のものと同様の構成を有していて、シャフト１をラジアル方向に支持するスリーブ２とシャフト１の端面１ａに当接しシャフト１をスラスト方向に支持するスラスト板３とを備えている。
【００１５】
スリーブ２は、ベース７と一体に構成され、軸受部として機能する小径部２ａが２箇所に形成されるとともに大径部２ｂが一端部に形成されていて、この大径部２ｂを閉塞するように上記スラスト板３が取り付けられている。シャフト１には、大径部内に抜け止めが配置されている。
【００１６】
スリーブ２の小径部２ａの内周面には、ヘリングボーン形状のラジアル側動圧発生溝５が形成されている。またシャフト１に対向するスラスト板３の内側面には、スパイラル形状のスラスト側圧力発生溝４が形成されている。これらラジアル側動圧発生溝５、スラスト側動圧発生溝４が開口したシャフト１の周囲の隙間には潤滑剤６が満たされている。
【００１７】
このような流体軸受装置において、ベース７を固定した状態でシャフト１をその軸心廻りに回転させると、ラジアル側動圧発生溝５でヘリングボーン形状に基くポンピング作用が働き、ヘリングボーン形状の中央部で潤滑剤６の圧力が上昇し、それによりシャフト１が押圧されて、スリーブ２に対して非接触状態に維持される。
【００１８】
また、スラスト側動圧発生溝４で曲折形状に基くポンピング作用が働き、曲折部で潤滑剤６の圧力が上昇し、それによりシャフト１に浮上力が働いて、シャフト１はスラスト板３に対して非接触状態に維持される。その結果、軸受損失トルクは低いものとなり、シャフト１は長時間にわたり安定して回転する。
【００１９】
なお、ラジアル側動圧発生溝５は、シャフト１の外周面、あるいはシャフト１の外周面とスリーブ２の内周面の一方、もしくは両方に形成するようにしてもよく、スラスト側動圧発生溝４は、シャフト１の端面、あるいはシャフト１の端面とスラスト板３の内側面の一方、もしくは両方に形成するようにしてもよい。また、ラジアル側動圧発生溝５、スラスト側動圧発生溝４とも、対向面間の隙間で潤滑剤６の圧力が上昇する形状であればよく、上記したように屈折部を持たせたり、深さを変えるなど、種々可能である。スリーブ２が回転し、シャフト１が固定される流体軸受装置であってもよい。
【００２０】
ここで、本発明の流体軸受装置の特徴は潤滑剤６にあるので、以下の実施例を挙げて説明する。
【００２１】
本発明の第１の実施形態による流体軸受装置は、軸受穴と軸との間に形成される軸受隙間に充填される潤滑剤６に１−ブチル３−メチルイミダゾリウム−６フッ化リン、または１−ブチル３−メチルイミダゾリウム−４フッ化硼素等有機酸と有機塩からなる常温溶融塩であるイオン性液体を添加することによって、常に一定の導電性を潤滑剤に付与することができ、互いに非接触で、シャフト１、スリーブ２のうちのいずれか一方から構成される回転部位と他方から構成される固定部位との間の電気導通経路を確実に保つことが出来る。
【００２２】
また、本発明の第２の実施形態による流体軸受装置は前述のように非接触で保持された、回転部位と固定部位の間の潤滑剤６にリニアアルキルスルフォン酸塩を添加することによって、同種のアルキルアリルスルフォン酸塩を添加する場合に比べ粘度上昇が少なくかつ、常に一定の導電性を潤滑剤に付与することができ、回転部位と固定部位との間の電気導通経路を確実に保つことが出来る。
【００２３】
また、本発明の第３の実施形態による流体軸受装置は前述のように非接触で保持された、回転部位と固定部位の間の潤滑剤６に２．４．７−トリニトロフルオレノン・ポリビニルカルバゾールやテトラチアフルバレン（ＴＴＦ）・テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）等の電価移動錯体を添加することによって、常に一定の導電性を潤滑剤に付与することができ、回転部位と固定部位との間の電気導通経路を確実に保つことが出来る。
【００２４】
また、本発明の第４の実施形態による流体軸受装置は前述のように非接触で保持された、回転部位と固定部位の間の潤滑剤６にカルボン酸、スルホン酸などのマグネシウム塩、アルカリ土類金属塩、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒなどの多価金属の塩、すなわちイオン性多価金属塩とスルホン酸塩、アルキル化アンモニウム塩等の組み合わせで、かつ前記金属塩と異なるカチオンを有する塩の混合物を添加することによって、常に一定の導電性を潤滑剤に付与することができ、回転部位と固定部位との間の電気導通経路を確実に保つことが出来る。
【００２５】
具体的にはトリイソプロピルサリチル酸クロム塩とジ−２−エチルヘキシルこはく酸カルシウム塩の組み合わせたのものや、ジイソプロピルサリチル酸アルミニウム塩とオレイン酸マグネシウム塩を組み合わせた物や、パルミチン酸銅とジイソプロピルサリチル酸カルシウム等である。
【００２６】
次に本発明の第５の実施形態による磁気ディスク装置について、図２を用いて説明する。図２は軸回転型の流体軸受を組み込んだ磁気ディスク装置の側断面図である。図２において、３枚の磁気ディスク１３はスペーサ１２を間に挟んだ状態でハブ１０に積層され、クランプ１１で固定されている。ハブ１０の内周側にはロータマグネット９が設けられており、固定側に設けられているステータコイル８との間でモータを形成し、磁気ディスク１３やハブ１０等の回転部を高速で回転駆動する。ステータコイル８は軸受スリーブ２の外周に設けられており、軸受スリーブ２はアースにつながるベース７に固定されている。ハブ１０にはシャフト１が圧入されており、シャフト１は軸受スリーブ２に挿入されている。シャフト１に取り付けられたスラスト受１６と軸受スリーブ２間のスラスト隙間１５、軸３と軸受スリーブ２間のラジアル隙間１４には導電性をもつ潤滑剤６が充填されており、回転に伴って生じる動圧によってシャフト１が浮上する。以上の構成において、磁気ディスク１３に接するスペーサ１２やクランプ１１に例えば金属や導電性樹脂等の導電性材料を用いることにより、磁気ディスク１３とハブ１０を電気的に接続することができる。ハブ１０は通常、アルミニウムや鉄系の金属材料からなり、圧入されたシャフト１と電気的に等価となっている。従って、磁気ディスク１３は、潤滑剤を介して軸受スリーブ２と電気的に接続された構造となり、磁気ディスク１３に発生した静電気はベース７に放出される事となる。
【００２７】
同様にスリーブ回転型においても回転部材に固着された磁気ディスク１３で発生した静電気はベース７に放出される事となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明の流体軸受装置および流体軸受装置を用いた磁気ディスク装置は、シャフトとスリーブに挟まれた潤滑剤が導電性付与添加剤を含有することにより回転部位に静電気が蓄積することなく、高速回転等の使用条件下でも安定かつ低トルク損失を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の流体軸受装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態における流体軸受装置を使用した磁気ディスク装置の断面図
【符号の説明】
１  シャフト
２  スリーブ
３  スラスト板
４  スパイラル型動圧発生溝
５  ラジアル側動圧発生溝
６  潤滑剤
８  ステータコイル
９  ロータマグネット
１０  ハブ
１３  磁気ディスク
１４  ラジアル隙間
１５  スラスト隙間
【図１】
2004183868.tif 000003
【図２】
2004183868.tif 000004