(57)【要約】【課題】スラスト軸受部の摩擦を低減することができ、かつ小型化を図ることのできる軸受ユニットを提供する。【解決手段】軸受ユニット１は、円筒形状の固定軸２およびスリーブ３と、スリーブ３の外周に配置され、かつスリーブ３の外周面に対向する内周面を有する外輪スリーブ４と、固定軸２に固定され、かつ固定軸２の径方向に延在し、かつ外輪スリーブ４の軸方向上端面に対向する下面を有するスラスト板５と、スリーブ３の外周面と外輪スリーブ４の内周面との隙間および外輪スリーブ４の軸方向上端面とスラスト板５の主面との隙間に注入された磁性流体とを備えている。スリーブ３の外周面は複数の磁極が形成されている。外輪スリーブ４とスラスト板５との互いに対向する面が四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、またはポリエーテルエーテルケトンを含んでいる。【選択図】図１
2007247890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の軸と、
前記軸の外周に配置され、かつ前記軸の外周面に対向する内周面を有する外輪と、
前記軸に固定され、かつ前記軸の径方向に延在し、かつ前記外輪の軸方向端面に対向する主面を有する板と、
前記軸の外周面と前記外輪の内周面との隙間および前記外輪の軸方向端面と前記板の主面との隙間に注入された油性の磁性流体とを備え、
前記軸の外周面または前記外輪の内周面には複数の磁極が形成されており、
前記外輪の軸方向端面に対向する前記板の主面または前記板の主面に対向する前記外輪の軸方向端面が四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料を含んでいることを特徴とする、軸受ユニット。
【請求項２】
前記外輪は四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料よりなることを特徴とする、請求項１に記載の軸受ユニット。
【請求項３】
円筒形状の軸と、
前記軸の外周に配置され、かつ前記軸の外周面に対向する内周面を有する外輪と、
前記軸に固定され、かつ前記軸の径方向に延在し、かつ前記外輪の軸方向端面に対向する主面を有する板と、
前記軸の外周面と前記外輪の内周面との隙間および前記外輪の軸方向端面と前記板の主面との隙間に注入された油性の磁性流体とを備え、
前記軸の外周面または前記外輪の内周面には複数の磁極が形成されており、
前記外輪の軸方向端面に対向する前記板の主面または前記板の主面に対向する前記外輪の軸方向端面には表面処理または表面改質処理が施されていることを特徴とする、軸受ユニット。
【請求項４】
円筒形状の軸と、
前記軸の外周に配置され、かつ前記軸の外周面に対向する内周面を有する外輪と、
前記軸に固定され、かつ前記軸の径方向に延在し、かつ前記外輪の軸方向端面に対向する主面を有する板と、
前記軸の外周面と前記外輪の内周面との隙間および前記外輪の軸方向端面と前記板の主面との隙間に注入された油性の磁性流体とを備え、
前記軸の外周面または前記外輪の内周面には複数の磁極が形成されており、
前記外輪は鉄の密度よりも小さい密度を有していることを特徴とする、軸受ユニット。
【請求項５】
前記外輪は軽金属または軽金属合金よりなることを特徴とする、請求項４に記載の軸受ユニット。
【請求項６】
前記外輪は樹脂よりなることを特徴とする、請求項４に記載の軸受ユニット。
【請求項７】
前記磁性流体は脂肪酸、アルコール、脂肪族アミド、エステル、および硫化油脂からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料を含んでいる、または前記材料の誘導体を含んでいることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の軸受ユニット。
【請求項８】
情報を記録するための磁気ヘッドを有するスイングアームが前記外輪に取り付けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受ユニットに関し、より特定的には、コンピュータのハードディスクのスイングアームの支持に用いられる軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性流体軸受は、磁性流体を軸受の潤滑剤として用いた軸受である。磁性流体軸受の作動原理は流体潤滑理論によらず磁力によるため、軸と外輪とが相対的に静止している場合、あるいは軸と外輪との相対速度が極めて小さな場合でも、外部からの加圧なしで軸と外輪とを非接触で支持することができる。このため磁性流体軸受は揺動運動の支点軸受として好適であり、コンピュータのハードディスク（ＨＤＤ）装置におけるスイングアームの支点軸受として使用されている。従来の磁性流体軸受は、たとえば特開２００４−２１８７９２号公報（特許文献１）、実公平７−７３６号公報（特許文献２）、および特開２００３−１３９５７号公報（特許文献３）などに開示されている。
【０００３】
図８は、特許文献１に開示されたＨＤＤ装置におけるスイングアーム装置を示す断面図である。図８を参照して、スイングアーム１２２は磁性流体軸受１０１を介して正逆回動自在に設置されている。磁性流体軸受１０１は、回転支軸１０３と、軸受外輪１０２とを備えている。回転支軸１０３は非磁性材料よりなっており、ネジ１２７によって基台１２３に固定されている。回転支軸１０３の外周には軸受外輪１０２が配置されており、軸受外輪１０２にはスイングアーム１２２が取り付けられている。スイングアーム１２２の一方の端部（図中左側）には磁気ディスクに情報を記録するため磁気ヘッド（図示なし）が設けられており、スイングアーム１２２の他方の端部（図中右側）にはヘッド位置決め機構１２６が設けられている。回転支軸１０３と軸受外輪１０２との隙間Ｇには磁性流体が注入されている。軸受外輪１０２の内周面には複数の磁極１０４が設けられている。複数の磁極１０４の各々は円周方向および軸方向に分離されて、軸受外輪１０２の全周に設けられている。
【０００４】
図９は、特許文献２に開示された磁性流体軸受を示す断面図である。図９を参照して、特許文献２に開示された磁性流体軸受は、スラスト荷重を支承するものであり、非磁性材料の軸２０１と、軸２０１の端面と微小間隙２０２を介して配置された円盤状永久磁石２０７と、微小間隙２０２に介在された磁性流体２０４とを備えている。円盤状永久磁石２０７は環状のホルダ２０８によって保持されている。円盤状永久磁石２０７は、半径方向および円周方向に隣り合う磁極が互いに異極となるように軸方向に多極着磁されている。
【０００５】
また、特許文献３に開示された磁性流体軸受においては、軸受ハウジング内にピボット軸が保持されており、ピボット軸の周囲に磁石が嵌合されている。そして、磁石の外周と軸受ハウジングの内壁との間には磁性流体が保持されている。
【特許文献１】特開２００４−２１８７９２号公報
【特許文献２】実公平７−７３６号公報
【特許文献３】特開２００３−１３９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８のスイングアーム装置においては、磁性流体軸受１０１の自重などによって磁性流体軸受１０１にスラスト荷重が発生する。しかし、磁性流体軸受１０１は、回転支軸１０３の半径方向の荷重（ラジアル荷重）を磁性流体によって支持するものであるため、回転支軸１０３の軸方向の荷重（スラスト荷重）を磁性流体によって支持することはできなかった。このため、特許文献１の磁性流体軸受１０１には、スラスト軸受部の摩擦が大きいという問題があった。
【０００７】
磁性流体軸受１０１のスラスト軸受部の摩擦を低減する方法として、スラスト転がり軸受を用いる方法が考えられる。具体的には、軸受外輪１０２の上端と回転支軸１０３との間、および軸受外輪１０２の下端と回転支軸１０３との間の各々にスラスト転がり軸受を配置し、ラジアル荷重およびスラスト荷重を支持する軸受ユニットとする方法（以下、第１の改善方法とも記す）が考えられる。
【０００８】
また、磁性流体軸受１０１のスラスト軸受部の摩擦を低減する方法として、軸受外輪１０２の上端面および下端面の各々と対向するように、図９に示すような永久磁石を埋め込んだスラスト板を配置し、ラジアル荷重およびスラスト荷重を支持する軸受ユニットとする方法（以下、第２の改善方法とも記す）も考えられる。
【０００９】
ＨＤＤにおいては小型化の進展が著しく、特に高さ方向（図８中縦方向）の小型化が要求されている。このため、スイングアームの支持軸受ユニットについても高さ方向の小型化が望まれている。しかし、上記第１および第２の改善方法では、いずれも軸受ユニットの高さ方向の小型化を図ることができないという問題があった。すなわち、転がり軸受は内輪、外輪、保持器、および複数の転動体という多数の構成部品を有している。これらの構成部品の加工精度には限界があるため、転がり軸受の小型化には限度があった。その結果、上記第１の改善方法では軸受ユニットの高さ方向の小型化を図ることはできなかった。また、永久磁石を埋め込むにはスラスト板にある程度の厚みが必要であり、スラスト板を薄板化することにも限界があった。その結果、上記第２の改善方法でも軸受ユニットの高さ方向の小型化を図ることはできなかった。また、永久磁石を埋め込む代わりにスラスト板を着磁したとしても、スラスト板の面積的（負荷容量的）に考えて、非接触で磁性流体スラスト軸受を小型化した構成とすることは困難であった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、スラスト軸受部の摩擦を低減することができ、かつ小型化を図ることのできる軸受ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一の局面に従う軸受ユニットは、円筒形状の軸と、軸の外周に配置され、かつ軸の外周面に対向する内周面を有する外輪と、軸に固定され、かつ軸の径方向に延在し、かつ外輪の軸方向端面に対向する主面を有する板と、軸の外周面と外輪の内周面との隙間および外輪の軸方向端面と板の主面との隙間に注入された油性の磁性流体とを備えている。軸の外周面または外輪の内周面には複数の磁極が形成されている。外輪の軸方向端面に対向する板の主面または板の主面に対向する外輪の軸方向端面が四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料を含んでいる。
【００１２】
本発明の一の局面に従う軸受ユニットによれば、外輪および板によって滑り軸受が構成され、この滑り軸受によってスラスト荷重が支持される。外輪の軸方向端面と板の主面との間の潤滑性は磁性流体の油性によって確保される。また、上記材料は摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れているため、板の主面または外輪の軸方向端面が上記材料を含んでいることによって、板の主面または外輪の軸方向端面の摩擦係数を低下させることができる。その結果、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。また、滑り軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少ないので、滑り軸受の構成部品は転がり軸受の構成部品に比べて加工が容易である。加えて、板を磁性体で構成する必要はない。したがって、板を薄板化することができ、それにより小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明の一の局面に従う軸受ユニットにおいて好ましくは、外輪は四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料よりなっている。
【００１４】
これらの材料は鉄の密度（７．８６ｇ／ｃｍ3）よりも小さい密度を有している。これらの材料により外輪を形成することにより、外輪の軽量化を図ることができ、板に加わる外輪の荷重を低減することができる。その結果、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。
【００１５】
本発明の他の局面に従う軸受ユニットは、円筒形状の軸と、軸の外周に配置され、かつ軸の外周面に対向する内周面を有する外輪と、軸に固定され、かつ軸の径方向に延在し、かつ外輪の軸方向端面に対向する主面を有する板と、軸の外周面と外輪の内周面との隙間および外輪の軸方向端面と板の主面との隙間に注入された油性の磁性流体とを備えている。軸の外周面または外輪の内周面には複数の磁極が形成されている。外輪の軸方向端面に対向する板の主面または板の主面に対向する外輪の軸方向端面には表面処理または表面改質処理が施されている。
【００１６】
本発明の他の局面に従う軸受ユニットによれば、外輪および板によって滑り軸受が構成され、この滑り軸受によってスラスト荷重が支持される。外輪の軸方向端面と板の主面との間の潤滑性は磁性流体の油性によって確保される。また、板の主面または外輪の軸方向端面に表面処理または表面改質処理が施されていることによって、板の主面または外輪の軸方向端面の摩擦係数を低下させることができる。その結果、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。また、滑り軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少ないので、滑り軸受の構成部品は転がり軸受の構成部品に比べて加工が容易である。加えて、板を磁性体で構成する必要はない。したがって、板を薄板化することができ、それにより小型化を図ることができる。
【００１７】
本発明のさらに他の局面に従う軸受ユニットは、円筒形状の軸と、軸の外周に配置され、かつ軸の外周面に対向する内周面を有する外輪と、軸に固定され、かつ軸の径方向に延在し、かつ外輪の軸方向端面に対向する主面を有する板と、軸の外周面と外輪の内周面との隙間および外輪の軸方向端面と板の主面との隙間に注入された油性の磁性流体とを備えている。軸の外周面または外輪の内周面には複数の磁極が形成されている。外輪は鉄の密度よりも小さい密度を有している。
【００１８】
本発明のさらに他の局面に従う軸受ユニットによれば、外輪および板によって滑り軸受が構成され、この滑り軸受によってスラスト荷重が支持される。外輪の軸方向端面と板の主面との間の潤滑性は磁性流体の油性によって確保される。また、外輪の軽量化を図ることができ、板に加わる外輪の荷重を低減することができる。その結果、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。また、滑り軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少ないので、滑り軸受の構成部品は転がり軸受の構成部品に比べて加工が容易である。加えて、板を磁性体で構成する必要はない。したがって、板を薄板化することができ、それにより小型化を図ることができる。
【００１９】
本発明のさらに他の局面に従う軸受ユニットにおいて好ましくは、外輪は軽金属または軽金属合金よりなっている。より好ましくは、外輪はアルミ合金またはマグネシウム合金よりなっている。
【００２０】
本発明のさらに他の局面に従う軸受ユニットにおいて好ましくは、外輪は樹脂よりなっている。
【００２１】
これらの材料は鉄の密度よりも小さい密度を有しているので、外輪の軽量化を図ることができ、板に加わる外輪の荷重を低減することができる。
【００２２】
本発明のさらに他の局面に従う軸受ユニットにおいて好ましくは、外輪の軸方向端面に対向する板の主面または板の主面に対向する外輪の軸方向端面が四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料を含んでいる。
【００２３】
本発明のさらに他の局面に従う軸受ユニットにおいて好ましくは、外輪の軸方向端面に対向する板の主面または板の主面に対向する外輪の軸方向端面には表面処理または表面改質処理が施されている。
【００２４】
本発明の軸受ユニットにおいて好ましくは、磁性流体は脂肪酸、アルコール、脂肪族アミド、エステル、および硫化油脂からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料を含んでいる、または上記材料の誘導体を含んでいる。
【００２５】
これらの材料は、金属表面への吸着性の高い極性物質であり、高い潤滑能力を有している。したがって、磁性流体の潤滑性を向上することができる。
【００２６】
本発明の磁性流体軸受において好ましくは、情報を記録するための磁気ヘッドを有するスイングアームが外輪に取り付けられる。
【００２７】
本発明の磁性流体軸受においては、軸の外周面または外輪の内周面に複数の磁極が形成されているので、ラジアル軸受部では、軸が静止した状態であっても外輪を軸に対して非接触状態で支持することができる。また、上記のように境界潤滑状態でのスラスト軸受部での摩擦も低減させることができる。このため、揺動運動を行なう軸を支持するのに適しており、情報を記録するための磁気ヘッドを有するスイングアームを支持するのに特に適している。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の軸受ユニットによれば、スラスト軸受部の摩擦を低減することができ、かつ小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における軸受ユニットの構造を示す断面図である。図２（ａ）は図１のＡ部拡大図であり、図２（ｂ）は図１のＢ部拡大図である。図１および図２を参照して、本実施の形態の軸受ユニット１は固定軸２と、スリーブ３と、外輪スリーブ４と、スラスト板５と、フランジ部６とを備えている。
【００３０】
固定軸２は中空部分８のある円筒形状を有しており、固定軸２の外周にはスリーブ３が設けられている。固定軸２の上部には円盤状のスラスト板５が固定されており、固定軸２の下部には円盤状のフランジ部６が設けられている。スラスト板５はたとえば接着剤によって固定軸２に固定されており、フランジ部６は固定軸２と一体成形されている。スラスト板５およびフランジ部６は固定軸２の径方向（図１中横方向）に延在している。固定軸２、スラスト板５、およびフランジ部６によって軸が構成されている。スラスト板５およびフランジ部６の厚さはたとえば０．５ｍｍである。
【００３１】
外輪スリーブ４は中空の円筒形状を有しており、ラジアル軸受隙間を隔ててスリーブ３の外周に配置されている。外輪スリーブ４は固定軸２に対して回転可能とされている。外輪スリーブ４の内周面４ｂは内径側に突出している。スリーブ３の外周面３ｂと、外輪スリーブ４の内周面４ｂとは互いに対向している。スリーブ３の外周面３ｂと外輪スリーブ４の内周面４ｂとの隙間、外輪スリーブ４の軸方向上端面４ａとスラスト板５の下面５ａとの隙間、および外輪スリーブ４の軸方向下端面４ｃとフランジ部６の上面６ａとの隙間（つまり、軸と外輪スリーブ４との隙間）には、磁性流体７が封入されている。軸受ユニット１においては、スリーブ３および外輪スリーブ４によってラジアル滑り軸受が構成されている。
【００３２】
特に図２（ａ）に示すように、外輪スリーブ４の突出部の軸方向上端面４ａはスラスト板５の下面５ａに対向している。同様に、特に図２（ｂ）に示すように、外輪スリーブ４の軸方向下端面４ｃはフランジ部６の上面６ａに対向している。外輪スリーブ４はスラスト板５およびフランジ部６によってスラスト方向に保持されている。外輪スリーブ４およびスラスト板５によってスラスト滑り軸受が構成されており、外輪スリーブ４およびフランジ部６によってスラスト滑り軸受が構成されている。
【００３３】
固定軸２、外輪スリーブ４、およびスラスト板５の各々は、たとえばオーステナイト系ステンレス鋼や黄銅などの非磁性体よりなっている。スリーブ３はたとえばフェライトなどの磁性体よりなっている。但し、スリーブ３が磁石である場合には外輪スリーブ４が非磁性体である。
【００３４】
磁性流体７は油性であり、磁性粒子をコロイド状に分散させた液体によって構成されている。また、たとえば脂肪酸、アルコール、脂肪族アミド、エステル、または硫化油脂などの材料またはこれらの材料の誘導体（以下、潤滑材料と記すこともある）が０．１質量％〜３質量％の範囲で上記液体中にさらに添加されてもよい。これらの潤滑材料は金属表面への吸着性の高い極性物質であり、高い潤滑能力を有しているので、磁性流体７の潤滑性を向上することができる。
【００３５】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面におけるスリーブ３の磁極分布を示す図であり、図４は、スリーブ３の展開図における磁極分布を示す図である。図３および図４を参照して、スリーブ３の外周面３ｂは、円周方向（図４中横方向）に複数の磁極が並ぶように着磁されている。円周方向で隣り合う磁極同士は互いに異極となっており、複数の磁極の各々は軸方向（図４中縦方向）に延びている。
【００３６】
なお、スリーブ３の着磁状態は自由であり、図３および図４に示す着磁状態の他、たとえば図５または図６に示すような着磁状態であってもよい。図５を参照して、スリーブ３は軸方向に複数の磁極が並ぶように着磁されている。軸方向で隣り合う磁極同士は互いに異極となっており、複数の磁極の各々は円周方向に延びている。図６を参照して、スリーブ３は軸方向および円周方向に複数の磁極が並ぶように着磁されている。軸方向および円周方向の各々で隣り合う磁極同士は互いに異極となっている。
【００３７】
図２（ａ）、（ｂ）を参照して、軸方向上端面４ａおよび下面５ａの各々における互いに対向している部分（図２（ａ）中Ｓ１およびＳ２で示す部分）と、軸方向下端面４ｃおよび上面６ａの各々における互いに対向している部分（図２（ｂ）中Ｓ３およびＳ４で示す部分）とは、四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料（以下、低摩擦材料と記すこともある）を含んでいる。Ｓ１〜Ｓ４で示す部分のみならず、外輪スリーブ４全体、スラスト板５全体、またはフランジ部６全体が上記材料よりなっていてもよい。
【００３８】
外輪スリーブ４とスラスト板５との間および外輪スリーブ４とフランジ部６との間では磁性流体軸受は構成されていない。このため、外輪スリーブ４の軸方向上端面４ａとスラスト板５の下面５ａとの間の潤滑性および外輪スリーブ４の軸方向下端面４ｃとフランジ部６の上面６ａとの間の潤滑性は、磁性流体７の磁力ではなく磁性流体７の油性によって確保されている。つまり、外輪スリーブ４およびスラスト板５によって構成された滑り軸受と、外輪スリーブ４およびフランジ部６によって構成された滑り軸受とは、境界潤滑条件下で動作する。境界潤滑条件下においては軸と外輪との固体接触が起こり、摩擦が増大しやすい。このため本実施の形態では、固体接触が起こる部分であるＳ１〜Ｓ４各々に上記低摩擦材料を用いることによって、固体接触の摩擦が低減されている。
【００３９】
本実施の形態における軸受ユニット１によれば、外輪スリーブ４およびスラスト板５によって滑り軸受が構成され、外輪スリーブ４およびフランジ部６によって滑り軸受が構成され、これらの滑り軸受によってスラスト荷重が支持される。外輪スリーブ４の軸方向上端面４ａとスラスト板５の下面５ａとの間の潤滑性および外輪スリーブ４の軸方向下端面４ｃとフランジ部６の上面６ａとの間の潤滑性は磁性流体７の油性によって確保される。また、上記低摩擦材料は摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れているため、スラスト板５におけるＳ１で示す部分およびフランジ部６におけるＳ４で示す部分が上記低摩擦材料を含んでいることによって、Ｓ１で示す部分およびＳ４で示す部分の摩擦係数を低下させることができる。スラスト軸受部の“摩擦（摩擦力）”は、スラスト軸受部を構成する表面の“摩擦係数”とスラスト軸受部に加わる“荷重”との積によって表される。このため、Ｓ１で示す部分およびＳ４で示す部分の摩擦係数を低下させることで、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。ひいては、軸受トルクを低減し、軸受性能の向上をもたらす。
【００４０】
また、滑り軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少ないので、滑り軸受の構成部品は転がり軸受の構成部品に比べて加工が容易である。加えて、スラスト板５に磁石を埋め込んだりする必要はない。したがって、スラスト板５を薄板化することができ、それにより小型化を図ることができる。
【００４１】
たとえばＨＤＤ装置におけるスイングアーム装置の支点軸受として軸受ユニット１が使用される場合、軸受ユニット１が受けるスラスト荷重はスイングアームの自重である数グラム重程度である。したがって、スラスト板５およびフランジ部６に対する強度的な要求は低く、スラスト板５およびフランジ部６の摩擦係数を低減し、摺動時のトルク性を低減することの方が重要である。このため、スラスト板５およびフランジ部６の厚さを具体的には０．１ｍｍのオーダーまで薄くすることができる。
【００４２】
また、特に外輪スリーブ４を四フッ化エチレン樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の材料で形成した場合には、外輪スリーブ４の軽量化を図ることができ、フランジ部６またはスラスト板５に加わる外輪スリーブ４の荷重を低減することができる。その結果、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。
【００４３】
なお軸受ユニット１は、たとえばＨＤＤ装置におけるスイングアーム装置の支点軸受としての使用に適している。
【００４４】
図７は、本発明の実施の形態１における軸受ユニットをＨＤＤ装置におけるスイングアーム装置の支点軸受として使用した場合を説明する断面図である。図７を参照して、スイングアーム装置２１は、スイングアーム２２と、軸受ユニット１とを備えている。軸受ユニット１の固定軸２の中空部分および基台２３にネジ２７を螺合させることによって、基台２３に固定軸２が固定されている。軸受ユニット１の外輪スリーブ４にはスイングアーム２２が取り付けられている。これにより、スイングアーム２２はネジ２７を支点として揺動可能となっている。スイングアーム２２の図中左端には、磁気ディスク２５に情報を記録するための磁気ヘッド２４が設けられており、磁気ヘッド２４は磁気ディスク２５の情報記録面に対向している。スイングアーム２２の図中右端にはヘッド位置決め機構２６のロータ２６ａが設けられている。基台２３にはロータ２６ａに対向するようにヘッド位置決め機構２６のステータ２６ｂが設けられている。ロータ２６ａはコイルにより構成されており、ステータ２６ｂは永久磁石により構成されている。スイングアーム装置２１においては、ロータ２６ａに電流を流すことによってスイングアーム２２を揺動させる力を発生させ、磁気ヘッドを所望の位置へ移動させる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分が上記低摩擦材料よりなっている場合について示したが、本発明においてはＳ１〜Ｓ４で示す部分のうち少なくともＳ１またはＳ２、およびＳ３またはＳ４が上記低摩擦材料よりなっていればよい。
【００４６】
また、本実施の形態においては、固定軸２、外輪スリーブ４、およびスラスト板５の各々の材料が非磁性体よりなっている場合について示したが、固定軸２、外輪スリーブ４、およびスラスト板５の材料に特に制限はない。但し、スリーブ３が磁石である場合には外輪スリーブ４が非磁性体である。
【００４７】
さらに、本実施の形態においては軸の外周面（外周面３ｂ）に複数の磁極が形成される場合について示したが、軸の外周面の代わりに外輪の内周面に複数の磁極が形成されてもよい。具体的には、スリーブ３が非磁性体よりなっており、外輪スリーブ４が磁性体よりなっており、外輪スリーブ４の内周面４ｂがたとえば図３〜図６に示す着磁状態であってもよい。
【００４８】
（実施の形態２）
図１および図２（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態の軸受ユニット１においては、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分が上記低摩擦材料よりなっている代わりに、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分に表面処理または表面改質が施されている。表面処理または表面改質が施されることによって、表面部分の成分が母材とは異なった成分になっている。具体的には、たとえばＭｏＳ2膜、ＷＳ2膜、Ｃ膜、Ａｇ膜、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ膜、ＣＮx膜、Ｂ−Ｃ−Ｎ膜、およびＣｒＮ膜からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の膜（以下、低摩擦膜と記すこともある）が形成されている、またはＡｌが偏在している。なお、上記低摩擦膜を形成する以外の表面処理または表面改質処理が施されていてもよい。また、外輪スリーブ４全体、スラスト板５全体、またはフランジ部６の表面全体に表面処理または表面改質処理が施されていてもよい。
【００４９】
上記低摩擦膜のうち特にＭｏＳ2膜は、摩擦係数が低く、ショット処理により常温で形成することができるため素材の熱変形が小さい。加えて、膜厚が薄くても摩擦係数を低減できるので膜形成によるサイズの変化が小さい。Ｃ膜にはＤＬＣ（Diamond  Like  Carbon）膜も含まれる。ＤＬＣ膜とは、主に炭素と水素から構成されるダイヤモンドに近い物性を持つアモルファス（非結晶）状のカーボン膜である。Ｎｉ−Ｐ−Ｂ膜はたとえばメッキにより形成される。Ｂ−Ｃ−Ｎ膜はたとえば真空製膜技術によって形成される。Ａｌに関しては、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分の母材をＡｌとし、陽極酸化でＡｌ表面を微細に多孔質化し、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）などの固体潤滑材を表面に含浸することによりＡｌを偏在させることができる。
【００５０】
なお、これ以外の軸受ユニット１の構成は、図１〜図６に示す実施の形態１の軸受ユニットの構成とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００５１】
本実施の形態における軸受ユニット１によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、スラスト板５におけるＳ１〜Ｓ４で示す部分に表面処理または表面改質処理を施すことによって、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分の摩擦係数を低下させることができる。その結果、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。また、滑り軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少ないので、滑り軸受の構成部品は転がり軸受の構成部品に比べて加工が容易である。加えて、スラスト板５に磁石を埋め込んだりする必要はない。したがって、スラスト板５を薄板化することができ、それにより小型化を図ることができる。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分に表面処理または表面改質処理を施す場合について示したが、本発明においてはＳ１〜Ｓ４で示す部分のうち少なくともＳ１またはＳ２、およびＳ３またはＳ４に表面処理または表面改質処理が施されればよい。
【００５３】
また、実施の形態１の上記低摩擦材料と、実施の形態２の表面処理または表面改質処理とを組み合わせて、たとえばＳ１で示す部分およびＳ４で示す部分に上記低摩擦膜が形成され、Ｓ２で示す部分およびＳ３で示す部分に表面処理または表面改質処理が施されてもよい。
【００５４】
（実施の形態３）
図１および図２（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態の軸受ユニット１においては、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分が上記低摩擦材料よりなっている代わりに、外輪スリーブ４が鉄の密度よりも小さい密度を有している。外輪スリーブ４はたとえばアルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、アルミニウムなどの軽金属、またはこれらの軽金属の合金などよりなっている。外輪スリーブ４は、好ましくはアルミ合金やマグネシウム合金などよりなっている。
【００５５】
さらに、付加的に、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分のうち少なくともＳ１またはＳ２、およびＳ３またはＳ４を、実施の形態１で説明した低摩擦材料により形成してもよい。または、Ｓ１〜Ｓ４で示す部分のうち少なくともＳ１またはＳ２、およびＳ３またはＳ４に、実施の形態２で説明した表面処理または表面改質処理が施されてもよい。
【００５６】
なお、これ以外の軸受ユニット１の構成は、図１〜図６に示す実施の形態１の軸受ユニットの構成とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００５７】
本実施の形態における軸受ユニット１によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、外輪スリーブ４を鉄の密度よりも小さい密度で形成することにより、外輪スリーブ４の軽量化を図ることができ、フランジ部６またはスラスト板５に加わる外輪スリーブ４の荷重を低減することができる。実施の形態１で述べたように、スラスト軸受部の“摩擦（摩擦力）”は、スラスト軸受部を構成する表面の“摩擦係数”とスラスト軸受部に加わる“荷重”との積によって表される。このため、外輪スリーブ４の荷重を低減させることで、スラスト軸受部の摩擦を低減することができる。
【００５８】
また、滑り軸受は転がり軸受に比べて部品点数が少ないので、滑り軸受の構成部品は転がり軸受の構成部品に比べて加工が容易である。加えて、スラスト板５に磁石を埋め込んだりする必要はない。したがって、スラスト板５を薄板化することができ、それにより小型化を図ることができる。
【００５９】
特に、軽金属は鉄の密度よりも小さい密度を有しているので、外輪スリーブ４を軽金属で形成することにより外輪スリーブ４の軽量化を図ることができ、フランジ部６またはスラスト板５に加わる外輪の荷重を低減することができる。
【００６０】
本願発明者らは、２．５インチ型のＨＤＤのスイングアームの支持に用いられる軸受ユニットにおいて、外輪スリーブ・アームなどのスラスト軸受部に作用する荷重を計測した。その結果、外輪スリーブをポリエチレンにて形成した場合には、外輪スリーブを鉄にて形成した場合に比べて、スラスト軸受部に作用する荷重が約３０％軽減された。また、外輪スリーブをアルミニウムにて形成した場合には、外輪スリーブを鉄にて形成した場合に比べて、スラスト軸受部に作用する荷重が約２０％軽減された。
【００６１】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、コンピュータのハードディスクの磁気ヘッド部の揺動支点に用いられる軸受ユニットに特に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１における軸受ユニットの構造を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ部拡大図であり、（ｂ）は図１のＢ部拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面におけるスリーブ３の磁極分布を示す図である。
【図４】スリーブ３の展開図における磁極分布を示す図である。
【図５】スリーブ３の展開図における磁極分布の他の例を示す図である。
【図６】スリーブ３の展開図における磁極分布のさらに他の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における軸受ユニットをＨＤＤ装置におけるスイングアーム装置の支点軸受として使用した場合を説明する断面図である。
【図８】特許文献１に開示されたＨＤＤ装置におけるスイングアーム装置を示す断面図である。
【図９】特許文献２に開示された磁性流体軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  軸受ユニット、２  固定軸、３  スリーブ、３ｂ  スリーブの外周面、４  外輪スリーブ、４ａ  外輪スリーブの軸方向上端面、４ｂ  外輪スリーブの内周面、４ｃ  外輪スリーブの軸方向下端面、５  スラスト板、５ａ  スラスト板の下面、６  フランジ部、６ａ  フランジ部の上面、７  磁性流体、８  中空部分、２１  スイングアーム装置、２２，１２２  スイングアーム、２３，１２３  基台、２４  磁気ヘッド、２５  磁気ディスク、２６，１２６  ヘッド位置決め機構、２６ａ  ロータ、２６ｂ  ステータ、２７，１２７  ネジ、１０１  磁性流体軸受、１０２  軸受外輪、１０３  回転支軸、１０４  磁極、２０１  軸、２０２  微小間隙、２０４  磁性流体、２０７  円盤状永久磁石、２０８  ホルダ。
【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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